CN107425737A - 功率模块、变流器及风力发电机组 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种功率模块、变流器及风力发电机组，所述功率模块包括：双面散热器、位于双面散热器的前、后散热基板上对称设置有结构相同的两个IGBT模块；散热基板的上端部对称设置有结构相同的两个直流正负叠层母排，每个直流正负叠层母排与同一散热基板上的IGBT模块的直流输入端连接；两个直流正负叠层母排的汇流位置设置在双面散热器的侧面；前、后散热基板以及侧面的下端部设置有交流叠层母排，交流叠层母排与功率模块的交流输出端连接；交流叠层母排的汇流位置设置在双面散热器的侧面，且交流叠层母排中各交流母排的汇流位置到用于连接两个交流输出端的位置之间的结构对应的阻抗参数相等。本发明提供的方案，能够实现功率模块的汇流和均流。

Description

功率模块、变流器及风力发电机组

技术领域

本发明涉及风电技术领域，尤其涉及一种功率模块、变流器及风力发电机组。

背景技术

随着变流器输出容量不断提升，目前，一般采用功率半导体器件并联的形式构成高功率密度的功率模块。在功率半导体器件并联技术中，一般将需要并联的半导体器件放在同一块散热器上，并通过对称的交直流回路设计以保证均流性，但功率半导体并联的形式会造成散热器冷却空气不均，从而导致并联功率半导体器件温度不一致，进而影响其均流效果；如果采用双面散热器，虽然可以解决因散热条件不同导致的均流性变差问题，但同时也会造成交流汇流回路设计难度大、系统散热成本提升等问题。

发明内容

本发明实施例提供的一种功率模块、变流器及风力发电机组，能够在不影响散热器散热效果的基础上，实现功率模块的汇流和均流。

为达到上述目的，本发明实施例提供了一种功率模块，包括：双面散热器、位于所述双面散热器的前、后散热基板上对称设置有结构相同的两个IGBT模块；位于所述双面散热器前、后散热基板的上端部对称设置有结构相同的两个直流正负叠层母排，每个所述直流正负叠层母排与位于同一散热基板上的所述IGBT模块的直流输入端连接；两个所述直流正负叠层母排的汇流位置设置在所述双面散热器的侧面；位于所述双面散热器的前、后散热基板以及侧面的下端部设置有交流叠层母排，所述交流叠层母排与所述功率模块的交流输出端连接；所述交流叠层母排的汇流位置设置在所述双面散热器的侧面，且所述交流叠层母排中各交流母排的汇流位置到用于连接两个所述交流输出端的位置之间的结构对应的阻抗参数相等。

如上所述的功率模块中，所述各交流母排的汇流位置到用于连接两个所述交流输出端的位置之间的结构对应的阻抗参数相等包括：所述各交流母排的汇流位置到用于连接两个所述交流输出端的位置的距离相同，各交流母排的汇流位置到两个所述交流输出端的位置之间的结构相同且对称；或者，所述各交流母排的汇流位置到用于连接两个所述交流输出端的位置的距离不相同，各交流母排的汇流位置到两个所述交流输出端的位置之间的结构不相同且对应的阻抗参数相等。

如上所述的功率模块中，所述各交流母排的汇流位置到用于连接两个所述交流输出端的位置的距离不相同时，距离较近的所述交流母排的汇流位置到所述交流输出端的位置之间的结构设置有齿形结构，距离较远的所述交流母排的汇流位置到所述交流输出端的位置之间的结构为长方形结构。

如上所述的功率模块中，每个所述IGBT模块为包括IGBT功率器件的三相全桥电路结构、H桥电路结构或单相电路结构中的任一种电路结构。

如上所述的功率模块中，所述IGBT模块为包括IGBT功率器件的三相全桥电路结构；所述交流叠层母排中的一个交流母排的汇流位置到用于连接两个所述交流输出端的位置的距离相同，且该交流母排的汇流位置到两个所述交流输出端的位置之间的结构相同且对称；所述交流叠层母排中的另外两个交流母排的汇流位置到各自用于连接两个所述交流输出端的位置的距离不相同，且每个交流母排的汇流位置到相应两个交流输出端的位置之间的结构不相同，两个结构对应的阻抗参数相等。

如上所述的功率模块中，所述IGBT模块为包括IGBT功率器件的H桥电路结构；所述交流叠层母排中的一个交流母排的汇流位置到用于连接两个所述交流输出端的位置的距离相同，且该交流母排的汇流位置到两个所述交流输出端的位置之间的结构相同且对称；所述交流叠层母排中的另一个交流母排的汇流位置到用于连接两个所述交流输出端的位置的距离不相同，且交流母排的汇流位置到两个交流输出端的位置之间的结构不相同，两个结构对应的阻抗参数相等；或者，所述交流叠层母排中的两个交流母排的汇流位置到用于连接两个所述交流输出端的位置的距离均不相同，且每个交流母排的汇流位置到两个交流输出端的位置之间的结构不相同，两个结构对应的阻抗参数相等。

如上所述的功率模块中，所述IGBT模块为包括IGBT功率器件的单相电路结构，所述交流叠层母排中仅包含一个交流母排；所述交流母排的汇流位置到用于连接两个所述交流输出端的位置的距离相同，该交流母排的汇流位置到两个所述交流输出端的位置之间的结构相同且对称；或者，所述交流母排的汇流位置到用于连接两个所述交流输出端的位置的距离不相同，且交流母排的汇流位置到两个交流输出端的位置之间的结构不相同，两个结构对应的阻抗参数相等。

如上所述的功率模块中，还包括：与两个所述直流正负叠层母排的汇流位置同侧，且在所述汇流位置处与两个所述直流正负叠层母排对称连接的直流支持电容母排；所述直流支持电容母排上，前后对称设置有直流支撑电容。

本发明实施例还提供了一种变流器，设置有如上所述的功率模块。

本发明实施例还提供了一种风力发电机组，设置有如上所述的变流器。

本发明实施例提供的功率模块、变流器及风力发电机组，通过将并联的两个IGBT模块对称设置在双面散热器的前后散热基板上，然后将直流正负叠层母排、交流叠层母排的汇流位置设置在双面散热器的侧面，通过调整交流叠层母排的阻抗参数，在不影响散热器散热效果的基础上，实现功率模块的汇流和均流。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本申请的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为本发明实施例提供的功率模块结构示意图一；

图2为本发明实施例提供的功率模块俯视图；

图3为本发明实施例提供的IGBT模块等效回路示意图；

图4为本发明实施例提供的交流叠层母排结构示意图；

图5为本发明实施例提供的第二交流母排结构示意图；

图6为本发明实施例提供的第一交流母排结构示意图；

图7为本发明实施例提供的第三交流母排结构示意图；

图8为本发明实施例提供的功率模块结构示意图二。

附图标号说明

110-双面散热器、111-散热基板、120-IGBT模块、121～126-IGBT器件、130-直流正负叠层母排、140-交流叠层母排、150-直流支持电容母排、160-直流支撑电容、201-第一交流母排、202-第二交流母排、203-第三交流母排、301-第一汇流位置、302-第二汇流位置、303-第三汇流位置、401-杂散电感、402-杂散电感、403-等效电感、404-等效电感、405-等效电感、406-等效电感、407-等效电感、408-等效电阻、409-等效电感、410-等效电阻、411-杂散电感、412-杂散电感。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

本发明的实施例，通过将IGBT模块、双面散热器、直流正负叠层母排、交流叠层母排等部件采用一定结构设计和布局形成回路，能够在不影响散热器散热效果的基础上，实现功率模块的汇流和均流。

实施例一

图1为本发明实施例提供的功率模块结构示意图一，如图1所示，该功率模块包括：双面散热器110、位于双面散热器110的前、后散热基板111上对称设置有结构相同的两个IGBT模块120；

位于双面散热器110前、后散热基板111的上端部对称设置有结构相同的两个直流正负叠层母排130，每个直流正负叠层母排130与位于同一散热基板111上的IGBT模块120的直流输入端连接；两个直流正负叠层母排130的汇流位置设置在双面散热器110的侧面；

位于双面散热器110的前、后散热基板111以及侧面的下端部设置有交流叠层母排140，交流叠层母排140与功率模块的交流输出端连接；交流叠层母排140的汇流位置设置在双面散热器110的侧面，且交流叠层母排140中各交流母排的汇流位置到用于连接两个交流输出端的位置之间的结构对应的阻抗参数相等。

具体地，如图1所示，在双面散热器110的前、后散热基板111上设置有两个IGBT模块120，该IGBT模块120可以为以IGBT功率器件构成的三相全桥电路结构、H桥电路结构或单相电路结构中的任一种结构。例如图2中具体示出的是以IGBT功率器件构成的三相全桥电路结构，即双面散热器110的每个散热基板111都设置有三组IGBT功率器件。另外，在本实施例中针对方向以及位置的定义方面，如图1中示出的，将IGBT模块120所在的双面散热器110的散热基板111所在面定义为前、后面，双面散热器110的另外两个面分别定义为侧面。图2为本发明实施例提供的功率模块俯视图，如图2所示，位于图中左、右两侧的散热基板111上的两个并联的IGBT模块120结构相同且位置相对于双面散热器110对称。

如图1所示，在双面散热器110的前、后散热基板111的上端部，设置有两个直流正负叠层母排130，这两个直流正负叠层母排130结构相同且关于双面散热器110对称设置。位于前散热基板111上端部的直流正负叠层母排130与位于前散热基板111上的IGBT模块120的直流输入端连接。相应地，位于后散热基板111上端部的直流正负叠层母排130与位于后散热基板111上的IGBT模块120的直流输入端连接，电流在两个直流正负叠层母排130上的汇流位置汇流，该汇流位置设置于双面散热器110的侧面，例如，该汇流位置可设置于如图1所示的散热基板111的右侧相邻面。两个直流正负叠层母排130的汇流位置相对于双面散热器110前、后对称，以确保双面散热器110在前、后散热基本111上的散热性能不会受到影响，并实现均流效果。

相对地，在双面散热器110的侧面以及前、后散热基板111的下端部，设置有交流叠层母排140，该交流叠层母排140与功率模块的交流输出端连接，交流叠层母排140的汇流位置设置在双面散热器110的侧面，且交流叠层母排140中的各交流母排的汇流位置到用于连接两个交流输出端的位置之间的结构对应的阻抗参数相等。

具体地，交流叠层母排140可整体设置为“U”型结构，围绕双面散热器110的一个侧面以及前、后面，交流叠层母排140的汇流位置设置在其中的侧面位置，并且该侧面与直流交流母排130的汇流位置所在侧面为相同侧面，这种位置设置能够确保双面散热器110在前、后散热基板111上的散热性能不会因此受到影响，并且在结构上也更加紧凑，减少了整个功率模块的体积。

另外，在计算交流母排130的并联等效阻抗时，是计算两个并联的交流母排130中有效结构部分的杂散电感与电阻的矢量和，但由于杂散电感很小，相对于电阻来说，其对阻抗参数的影响可忽略不计，因此在本实施例中，通过对交流叠层母排140中的各交流母排在有效计算阻抗参数的结构部分进行特定的结构设置，可以使用于并联两个IGBT功率模块的交流母排的电阻相同，进而能够确保每个交流母排汇流位置到用于连接两个交流输出端的位置之间对应阻抗参数整体一致，从而满足并联均流效果。图3为本发明实施例提供的两个并联的IGBT模块等效回路示意图，具体为以两个IGBT功率器件构成的并联单相电路结构的等效电路，其中：

403为并联的IGBT模块中第一IGBT半桥臂(例如图2中的IGBT器件121)上管IGBT的等效电感，404为下管IGBT的等效电感，405和406为并联IGBT模块中的第二IGBT半桥臂(例如图2中的IGBT器件126)对应的等效电感，其中，405为上管IGBT的等效电感，406为下管IGBT的等效电感。407为第一IGBT半桥臂的交流输出侧至汇流点位置的等效电感，408为第一IGBT半桥臂的交流输出端至汇流点位置的等效电阻；409为第二IGBT半桥臂的交流输出端至汇流点位置的等效电感，410为第二IGBT半桥臂的交流输出端至汇流点位置的等效电阻。401为正负叠层母排的正极到第一IGBT半桥臂直流输入端的杂散电感，402为正负叠层母排的负极到第一IGBT半桥臂直流输入端的杂散电感，411为正负叠层母排的正极到第二IGBT半桥臂直流输入端的杂散电感，412为正负叠层母排的负极到第二IGBT半桥臂直流输入端的杂散电感。

理论上，根据并联IGBT的均流特性，在IGBT的直流输入端，由于IGBT以开关频率(Fsw)动作，直流输入端的杂散电感起到绝对的阻抗分配作用(阻抗Z等于2π*Fsw*L)，保证杂散电感401、杂散电感411、杂散电感402及杂散电感412的电感值相等，即可保证直流侧换流回路的均流特性。

然而在IGBT的交流输出端，由于交流电流按照输出频率(如50Hz)变化，因此交流侧的阻抗由交流电阻和交流电感组成，通过对交流汇流母排的结构进行异形设置，可以保证407和408的等效阻抗约等于409和410的等效阻抗(杂散电感可以通过仿真软件计算得出)，即可保证交流侧的均流特性。

例如，可以预先借助电路结构仿真技术，通过设置交流母排的厚度尺寸和交流母排形状，计算得出交流侧的电阻参数，然后通过微调交流母排的形状保证交流汇流的阻抗(电阻阻抗和电感感抗的矢量和)相等，即可满足并联功率模块的均流要求。通过预先的仿真设计，使得交直流汇流回路的参数匹配后，可以达到很好的IGBT的并联均流效果，同时完全不影响散热器的正常通风散热。

本实施例中，对于交流叠层母排140中的每一个交流母排的汇流位置到用于连接两个所述交流输出端的位置之间的结构的厚度、长度、形状不严格限定，只要这两部分结构对应的阻抗参数相等即可。

本发明实施例提供的功率模块，通过将IGBT模块、双面散热器、直流正负叠层母排、交流叠层母排等部件采用一定结构设计和布局形成回路，能够在不影响散热器散热效果的基础上，实现功率模块的汇流和均流。

实施例二

基于上述实施例所述的功率模块，图4至图7将对上述交流叠层母排的结构进行具体说明，其中图4为本发明实施例提供的交流叠层母排结构示意图，该结构示意图是从整体上对交流叠层母排140的结构进行说明，图5、图6和图7是分别对图4中包含的每个交流母排的结构进行细化说明。

首先，如图4所示，为保证交流叠层母排140中各交流母排的汇流位置到用于连接两个交流输出端的位置之间的结构对应的阻抗参数相等，在设计交流母排的结构时，可能会存在两种情况：

第一种，交流母排的汇流位置到用于连接两个交流输出端的位置的距离相同，如图4和图5所示的第二交流母排202，该交流母排202的汇流位置302到两个交流输出端的位置之间的结构相同且对称；

第二种，交流母排的汇流位置到用于连接两个交流输出端的位置的距离不相同，如图4和图6、图7中所示的第一交流母排201和第三交流母排203，这两种交流母排的汇流位置301和303到对应的两个交流输出端的位置之间的结构不相同，且两个结构对应的阻抗参数相等。

具体地，图5为本发明实施例提供的第二交流母排结构示意图，如图5所示，第二交流母排202上的第二汇流位置302到用于连接两个交流输出端的位置的距离相同，因此第二交流母排202可设置为前后对称且结构相同，即可保证第二交流母排202前后两个结构对应的阻抗参数相等；

图6为本发明实施例提供的第一交流母排结构示意图，如图6所示，第一交流母排201上的第一汇流位置301到两个相应的交流输出端距离不同，因此可以相应地设置第一汇流位置301到两个交流输出端结构不同，如此可以保证第一交流母排201前后两侧的结构对应的阻抗参数相等。例如，可设置第一汇流位置301到交流输出端之间距离较近的一侧的结构相对比第一汇流位置301到交流输出端的距离较远的一侧的结构复杂，以增加较近一侧结构的电阻，从而使的这两侧的结构对应的阻抗基本相同。

图7为本发明实施例提供的第三交流母排结构示意图，如图7所示，第三交流母排203上的第三汇流位置303到两个交流输出端距离不同，因此可以相应地设置第三汇流位置303到两个交流输出端结构不同，如此可以保证第三交流母排203前后两个结构对应的阻抗参数相等。例如，可设置第三汇流位置303到交流输出端之间距离较近的一侧的结构相对比第三汇流位置303到交流输出端的距离较远的一侧的结构复杂，以增加较近一侧结构的电阻，从而使得这两侧的结构对应的阻抗基本相同。

进一步地，在上述功率模块中，当交流母排的汇流位置到用于连接两个交流输出端的位置的距离不相同时，距离较近的交流母排的汇流位置到上述交流输出端的位置之间的结构设置有齿形结构，距离较远的交流母排的汇流位置到上述交流输出端的位置之间的结构为长方形结构。

具体地，如图6所示，第一交流母排201上的第一汇流位置301到用于连接两个交流输出端的位置的距离不同，因此可以相应地设置第一汇流位置301到两个交流输出端中距离较近的一侧的结构设置为齿型结构，而相对距离较远的另一侧的结构设置为长方形结构。相较而言，齿型结构的设置可以增大阻抗，如此即可保证第一交流母排201前后两个结构对应的阻抗参数相等。当然，该齿型结构也可以更换为其他结构，例如折线形结构等，只要能够保证第一交流母排201前后两个结构对应的阻抗参数相等即可。

同理，如图7所示，第三交流母排203上的第三汇流位置303到用于连接两个交流输出端的位置的距离不同，因此可以相应地设置第三汇流位置303到两个交流输出端中距离较近的一侧的结构设置为齿型结构，而相对距离较远的另一侧的结构设置为长方形结构。相较而言，齿型结构的设置可以增大阻抗，如此即可保证第一交流母排203前后两个结构对应的阻抗参数相等。当然，该齿型结构也可以更换为其他结构，例如折线形结构等，只要能够保证第一交流母排203前后两个结构对应的阻抗参数相等即可。

进一步地，上述功率模块中，每个IGBT模块120可以为包括IGBT功率器件的三相全桥电路结构、H桥电路结构或单相电路结构中的任一种。

在实际应用场景中，根据构成功率模块的电路结构的不同，直流正负叠层母排130、交流叠层母排140中包括的直流母排或者交流母排的数量也不尽相同，相对应的，随着交流母排汇流点位置的不同，其对应的交流母排的结构也不尽相同。

本发明实施例提供的功率模块，通过对交流叠层母排采用一定的结构设计，保证交流母排的汇流位置到用于连接两个交流输出端的位置之间的结构对应阻抗参数相等，从而保证实现功率模块的汇流和均流。

实施例三

本实施例中，将根据构成IGBT模块的具体电路结构的不同，对交流叠层母排140的结构进行具体说明。上述提及，功率模块中，IGBT模块120可以为包括IGBT功率器件的三相全桥电路结构、H桥电路结构或单相电路结构中的任一种电路结构。

具体地，当IGBT模块120为包括IGBT功率器件的三相全桥电路结构时，交流叠层母排的结构具体可以为包含三个交流母排的叠层母排结构，其中：

交流叠层母排中的一个交流母排的汇流位置到用于连接两个交流输出端的位置的距离相同，且该交流母排的汇流位置到两个交流输出端的位置之间的结构相同且对称；

交流叠层母排中的另外两个交流母排的汇流位置到各自用于连接两个交流输出端的位置的距离不相同，且每个交流母排的汇流位置到相应两个交流输出端的位置之间的结构不相同，两个结构对应的阻抗参数相等。

例如图4所示，交流叠层母排140可包括第一交流母排201、第二交流母排202和第三交流母排203，其中，第二交流母排202的第二汇流位置302到用于连接两个交流输出端的位置的距离相同，且该第二交流母排202的第二汇流位置302到两个上述交流输出端的位置之间的结构相同且对称；

交流叠层母排140中的另外两个交流母排，第一交流母排201和第三交流母排203，的汇流位置，第一汇流位置301和第三汇流位置303到各自用于连接两个交流输出端的位置的距离不相同，且每个交流母排的汇流位置到相应两个交流输出端的位置之间的结构不相同，两个结构对应的阻抗参数相等。

换言之，交流叠层母排140可以由图5所示的第二交流母排202、图6所示的第一交流母排201、图7所示的第三交流母排203组合而成；其中，第二交流母排202上的第二汇流位置302到用于连接两个交流输出端的位置的距离相同，因此第二交流母排202可设置为前后对称且结构相同，即可保证第二交流母排202前后两个结构对应的阻抗参数相等；第一交流母排201上的第一汇流位置301到对应的两个交流输出端距离不同，因此可以相应地设置第一汇流位置301到两个上述交流输出端不同的结构，如此可以保证第一交流母排201前后两个结构对应的阻抗参数相等；第三交流母排203上的第三汇流位置303到两个上述交流输出端距离也不同，因此可以相应地设置第三汇流位置303到相应的两个交流输出端不同的结构，如此可以保证第三交流母排203前后两个结构对应的阻抗参数相等。

具体地，当IGBT模块120为包括IGBT功率器件的H桥电路结构时，交流叠层母排的结构具体可以为包含两个交流母排的叠层母排结构，其中：

交流叠层母排140中的一个交流母排的汇流位置到用于连接两个交流输出端的位置的距离相同，且该交流母排的汇流位置到两个交流输出端的位置之间的结构相同且对称；

交流叠层母排140中的另一个交流母排的汇流位置到用于连接两个交流输出端的位置的距离不相同，且交流母排的汇流位置到两个交流输出端的位置之间的结构不相同，两个结构对应的阻抗参数相等；

或者，

交流叠层母排140中的两个交流母排的汇流位置到用于连接两个交流输出端的位置的距离均不相同，且每个交流母排(的汇流位置到两个上述交流输出端的位置之间的结构不相同，两个结构对应的阻抗参数相等。

具体地，IGBT模块120可以为以IGBT功率器件构成的H桥电路结构，相应的，交流叠层母排140可由两个交流母排构成，两个交流母排的汇流位置有两种情况：一种情况是，交流叠层母排140中的一个交流母排的汇流位置到用于连接两个交流输出端的位置的距离相同，例如图5中所示，另一个交流母排的汇流位置到用于连接两个交流输出端的位置的距离不相同，例如图6或图7所示。

相应地，当交流母排的汇流位置到用于连接两个交流输出端的位置的距离相同时，可采用如图5所示的结构，设置该交流母排前后结构相同且对称；当交流母排的汇流位置到用于连接两个交流输出端的位置的距离不相同时，可采用如图6和图7所示的结构，设置该交流母排前后结构不同，但对应的阻抗参数相等。

因此，针对IGBT模块120为包括IGBT功率器件的H桥电路结构时，相应的交流叠层母排140可由图5所示的第二交流母排202和图6或图7所示的第一交流母排201或者第三交流母排203组合而成；也可以由如图6第一交流母排201和图7所示的第三交流母排203组合而成。

具体地，IGBT模块120可以为包括IGBT功率器件的单相电路结构，相应的，交流叠层母排140中仅包含一个交流母排，且交流母排的汇流位置到用于连接两个交流输出端的位置的距离相同，该交流母排的汇流位置到两个上述交流输出端的位置之间的结构相同且对称；

或者，

交流母排的汇流位置到用于连接两个交流输出端的位置的距离不相同，且交流母排到两个上述交流输出端的位置之间的结构不相同，两个结构对应的阻抗参数相等。

具体地，IGBT模块120可以为包括IGBT功率器件的单相电路结构，相应的，交流叠层母排140仅由一个交流母排构成，该交流母排的汇流位置有两种情况：一种情况是，该交流母排的汇流位置到用于连接两个交流输出端的位置的距离相同，例如图5中所示，另一种情况是该交流母排的汇流位置到用于连接两个交流输出端的位置的距离不相同，例如图6或图7所示。

具体地，该交流母排的汇流位置到用于连接两个交流输出端的位置的距离可以相同，同时其前后结构相同且对称，例如图5所示的第二交流母排202；或者，该交流母排的汇流位置到用于连接两个交流输出端的位置的距离也可以不相同，同时设置其前后结构不同以确保两个结构对应的阻抗参数相等，例如图6所示的第一交流母排201或图7所示的第三交流母排203。

在实际应用场景中，上述交流母排的汇流位置到用于连接两个交流输出端的位置的距离不相同时，距离较近的交流母排的汇流位置到相应交流输出端的位置之间的结构可设置为齿形结构等，以确保两个结构对应的阻抗参数相等。

进一步地，图8为本发明实施例提供的功率模块结构示意图二，如图8所示，上述功率模块还包括：与两个直流正负叠层母排130的汇流位置同侧，且在汇流位置处与两个直流正负叠层母排130对称连接的直流支持电容母排150；

上述直流支持电容母排150上，前后对称设置有直流支撑电容160。

具体地，在两个直流正负叠层母排130上的汇流位置同侧，即上述双面散热器110的侧面，设置有直流支持电容母排150，该直流支持电容母排150在汇流位置处与两个直流正负叠层母排130连接，形成完整的直流回路，在直流支持电容母排150的下侧连接设置有直流支撑电容160，该直流支撑电容160与上述直流支持电容母排150均前后对称。

在实际应用场景中，可能需要设置多个直流支撑电容160，为保证其前后对称性，若设置偶数个直流支撑电容160，可以在前后方向上分别设置两排相同个数的直流支撑电容160；若设置奇数个直流支撑电容160，可以将所有直流支撑电容160在直流支持电容母排150前后方向上中间位置并排设置，当然，也可以设置多排直流支撑电容160，只要保证其在前后方向上对称即可，从而进一步确保功率模块实现均流和汇流。

本发明实施例提供的功率模块，通过将IGBT模块、双面散热器、直流正负叠层母排、交流叠层母排等部件采用一定结构设计和布局形成回路，能够在不影响散热器散热效果的基础上，实现功率模块的汇流和均流。

进一步地，在上述实施例的基础上，本发明还提供了一种变流器，设置有如上任一种所述的功率模块。

进一步地，在上述实施例的基础上，本发明还提供了一种风力发电机组，设置有如上所述的变流器。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种功率模块，其特征在于，包括：双面散热器、位于所述双面散热器的前、后散热基板上对称设置有结构相同的两个IGBT模块；

位于所述双面散热器前、后散热基板的上端部对称设置有结构相同的两个直流正负叠层母排，每个所述直流正负叠层母排与位于同一散热基板上的所述IGBT模块的直流输入端连接；两个所述直流正负叠层母排的汇流位置设置在所述双面散热器的侧面；

位于所述双面散热器的前、后散热基板以及侧面的下端部设置有交流叠层母排，所述交流叠层母排与所述功率模块的交流输出端连接；所述交流叠层母排的汇流位置设置在所述双面散热器的侧面，且所述交流叠层母排中各交流母排的汇流位置到用于连接两个所述交流输出端的位置之间的结构对应的阻抗参数相等。

2.根据权利要求1所述的功率模块，其特征在于，所述各交流母排的汇流位置到用于连接两个所述交流输出端的位置之间的结构对应的阻抗参数相等包括：

所述各交流母排的汇流位置到用于连接两个所述交流输出端的位置的距离相同，各交流母排的汇流位置到两个所述交流输出端的位置之间的结构相同且对称；或者，

所述各交流母排的汇流位置到用于连接两个所述交流输出端的位置的距离不相同，各交流母排的汇流位置到两个所述交流输出端的位置之间的结构不相同且对应的阻抗参数相等。

3.根据权利要求2所述的功率模块，其特征在于，所述各交流母排的汇流位置到用于连接两个所述交流输出端的位置的距离不相同时，距离较近的所述交流母排的汇流位置到所述交流输出端的位置之间的结构设置有齿形结构，距离较远的所述交流母排的汇流位置到所述交流输出端的位置之间的结构为长方形结构。

4.根据权利要求2或3所述的功率模块，其特征在于，每个所述IGBT模块为包括IGBT功率器件的三相全桥电路结构、H桥电路结构或单相电路结构中的任一种电路结构。

5.根据权利要求2或3所述的功率模块，其特征在于，所述IGBT模块为包括IGBT功率器件的三相全桥电路结构；

所述交流叠层母排中的一个交流母排的汇流位置到用于连接两个所述交流输出端的位置的距离相同，且该交流母排的汇流位置到两个所述交流输出端的位置之间的结构相同且对称；所述交流叠层母排中的另外两个交流母排的汇流位置到各自用于连接两个所述交流输出端的位置的距离不相同，且每个交流母排的汇流位置到相应两个交流输出端的位置之间的结构不相同，两个结构对应的阻抗参数相等。

6.根据权利要求2或3所述的功率模块，其特征在于，所述IGBT模块为包括IGBT功率器件的H桥电路结构；

所述交流叠层母排中的一个交流母排的汇流位置到用于连接两个所述交流输出端的位置的距离相同，且该交流母排的汇流位置到两个所述交流输出端的位置之间的结构相同且对称；所述交流叠层母排中的另一个交流母排的汇流位置到用于连接两个所述交流输出端的位置的距离不相同，且交流母排的汇流位置到两个交流输出端的位置之间的结构不相同，两个结构对应的阻抗参数相等；

或者，

所述交流叠层母排中的两个交流母排的汇流位置到用于连接两个所述交流输出端的位置的距离均不相同，且每个交流母排的汇流位置到两个交流输出端的位置之间的结构不相同，两个结构对应的阻抗参数相等。

7.根据权利要求2或3所述的功率模块，其特征在于，所述IGBT模块为包括IGBT功率器件的单相电路结构，所述交流叠层母排中仅包含一个交流母排；

所述交流母排的汇流位置到用于连接两个所述交流输出端的位置的距离相同，该交流母排的汇流位置到两个所述交流输出端的位置之间的结构相同且对称；

或者，

所述交流母排的汇流位置到用于连接两个所述交流输出端的位置的距离不相同，且交流母排的汇流位置到两个交流输出端的位置之间的结构不相同，两个结构对应的阻抗参数相等。

8.根据权利要求1所述的功率模块，其特征在于，还包括：与两个所述直流正负叠层母排的汇流位置同侧，且在所述汇流位置处与两个所述直流正负叠层母排对称连接的直流支持电容母排；

所述直流支持电容母排上，前后对称设置有直流支撑电容。

9.一种变流器，其特征在于，设置有如权利要求1-8中任一项所述的功率模块。

10.一种风力发电机组，其特征在于，设置有如权利要求9所述的变流器。