CN111211665B - 一种复合母排 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种复合母排，涉及电力电子技术领域，该复合母排包括四层母排同向叠放组成的复合母排、复合母排的外侧设置有接线端子、复合母排的两侧设置有电容安装板和电阻安装板、电容安装板和电阻安装板通过连接件可以改变接入电路中电容和电阻的串并联关系。本发明采用了电容安装板和电阻安装板，能够实现电阻和电容的便捷拆装和更换，同时能够根据RC吸收回路的实际效果，快速调整吸收电容和吸收电阻串并联方式，以达到最优的优化匹配。

Description

一种复合母排

技术领域

本发明涉及电力电子技术领域，尤其涉及一种复合母排。

背景技术

大功率变频电源的功率器件在开关过程中，由于从直流储能电容至IGBT器件之间直流母线上的寄生电感和IGBT模块自身电感的影响，会产生很高的尖峰电压，这种尖峰电压，会使器件过热，甚至有时使IGBT失控并超过器件的额定安全工作区而损坏。因而，必须将开关过程中产生的尖峰电压限制在允许范围内，方法之一就是减小直流回路功率母线的分布电感。为确保功率器件IGBT、MOSFET及二极管的安全运行，通常使用复合母排来进行电气连接以减小系统杂散电感，同时在功率器件IGBT或二极管两端并联RC阻容吸收回路，用于吸收尖峰电压，保护功率器件可靠工作。而在实际应用中，吸收电容取值受电源品质、杂散电感、变压器漏感、以及与吸收电阻的匹配等多种条件影响，计算只能确定大致取值范围，通常需要根据实际应用工况进行测试以达到最优取值，这就对吸收电容的装配简易度、及其串并联方式调整的便捷度提出了新的要求。

发明内容

有鉴于此，本发明在复合母排的基础上采用了电容安装板和电阻安装板，能够实现电阻和电容的便捷拆装和更换，同时能够根据RC吸收回路的实际效果，快速调整吸收电容和吸收电阻串并联方式，以达到最优的优化匹配，具体采用以下技术手段解决上述问题：

一种复合母排，包括四层母排同向叠放组成的复合母排、复合母排的接线端子、设置在复合母排两侧的电容安装板和电阻安装板、以及用于改变电容和电阻串并联关系的连接件，其中：

所述电容安装板包括第一电极端、第二电极端和N个电容固定端，所述N为奇数：所述第一电极端和电容固定端位于电容安装板的一侧，所述第二电极端位于电容安装板的另一侧，第一电极端通过导体连通第二电极端，第二电极端用于连接复合母排的正极板，所述电容固定端为机械引出端且用于安装电容的电极；

所述电阻安装板包括第三电极端、第四电极端和M个电阻固定端，所述M为奇数：所述第三电极端和电阻固定端位于电阻安装板的一侧，所述第四电极端位于电阻安装板的另一侧，第三电极端通过导体连通第四电极端，第四电极端用于连接复合母排的负极板，所述电阻固定端为机械引出端且用于安装电阻的电极；

所述连接件包括直连片和跨连片，所述直连片为两端带孔的金属片用于连接相邻的电容固定端或电阻固定端，所述跨连片为两端带孔且中部上拱的金属片。

优选的，当所述N和M均为3时：

所述电容安装板的电容固定端包括第一固定端、第二固定端和第三固定端，所述电容安装板可以安装两块电容，所述电容分为第一电容和第二电容，使用直连片和跨连片可以改变第一电容和第二电容接入电路的串并联关系；

所述电阻安装板的电阻固定端包括第四固定端、第五固定端和第六固定端，所述电阻安装板可以安装两块电阻，所述电阻分为第一电阻和第二电阻，使用直连片和跨连片可以改变第一电阻和第二电阻接入电路的串并联关系；

当第一电容和第二电容串联时，第一电容安装在第一电极端和第一固定端之间，第二电容安装在第二固定端和第三固定端之间，第一固定端和第二固定端之间使用直连片连通，使用导线连通第三固定端和第六固定端；

当第一电容和第二电容并联时，第一电容安装在第一电极端和第一固定端之间，第二电容安装在第二固定端和第三固定端之间，第一固定端和第二固定端之间使用直连片连通，第一电极端和第三固定端之间使用跨连片连通，使用导线连通第三固定端和第五固定端；

当第一电阻和第二电阻串联时，第一电阻安装在第三电极端和第四固定端之间，第二电阻安装在第五固定端和第六固定端之间，第四固定端和第五固定端之间使用直连片连通；

当第一电阻和第二电阻并联时，第一电阻安装在第三电极端和第四固定端之间，第二电阻安装在第五固定端和第六固定端之间，第四固定端和第五固定端之间使用直连片连通，第三电极端和第六固定端之间使用跨连片连通。

优选的，所述N和M均为5时：

所述电容安装板可以安装三块电容，使用直连片和跨连片可以改变三块电容接入电路的串并联关系；

所述电阻安装板可以安装三块电阻，使用直连片和跨连片可以改变三块电阻接入电路的串并联关系。

优选的，所述复合母排包括同向叠放的第一母排、第二母排、第三母排、第四母排以及各层母排之间的绝缘层，所述第一母排的外端设置有第一接线端，所述第二母排的外端设置有第二接线端，所述第三母排的外端设置有第三接线端，所述第四母排的外端设置有第四接线端，所述复合母排上设置有安装底部散热片用的安装孔、焊接电容和电阻以及二极管用的电器接口、安装电容安装板和电阻安装板用的固定孔。

优选的，还包括安装在电器接口上的二极管，所述二极管包括第一二极管、第二二极管、第三二极管和第四二极管，所述第一二极管的阴极连接第二二极管的阳极组成第一整流电路，所述第三二极管的阴极连接第四二极管的阳极组成第二整流电路，所述第一整流电路和第二整流电路并联，所述第一接线端通过第一母排的多个电器接口连接第三二极管阴极和第四二极管的阳极，所述第二接线端通过第二母排的多个电器接口连接第一二极管和第三二极管的阳极，所述第三接线端通过第三母排的多个电器接口连接第二二极管和第四二极管的阴极，所述第四接线端通过第四母排的多个电器接口连接第一二极管的阴极和第二二极管的阳极。

优选的，所述第一电极端通过第二电极端连接第二母排，所述第三电极端通过第四电极端连接第三母排。

本发明的一种复合母排具有以下有益效果：(1)本发明将复合母排、电容安装板和电阻安装板设计成可拆卸的整体结构，解决了传统复合母排与吸收电路独立设置的弊端，提升了空间利用率，减少了装置尺寸，降低了维护成本；(2)吸收电容和吸收电阻可拆卸的安装在电容安装板和电阻安装板上，可以根据实际调试结果更换型号，实现最优取值，解决了传统吸收电容端子穿过复合母排与固定螺母连接，更换电容时需要拆卸整个母排，安装维护不方便的技术问题；(3)通过连接件可以轻易的改变电容和电阻的串并联关系，当电容选型不合适时，可以通过串并联方式的更改调整电容总值；(4)电容安装板和电阻安装板安装在复合母排的两侧，不影响母排和电容、电阻的散热。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的电容安装板结构示意图；

图3是本发明的直连片结构示意图；

图4是本发明的跨连片结构示意图；

图5是本发明中双电容串联结构示意图；

图6是本发明中双电容并联结构示意图；

图7是本发明中双电阻串联结构示意图；

图8是本发明中双电阻并联结构示意图；

图9是本发明中复合母排的正面结构示意图；

图10是本发明中复合母排的内部结构示意图；

图11是本发明的电路原理示意图。

图中，1为母排、101为第一母排、102为第二母排、103为第三母排、104为第四母排、105为绝缘层、106为安装孔、107为电器接口、108为固定孔、2为接线端子、201为第一接线端、202为第二接线端、203为第三接线端、204为第四接线端、3为电容安装板、301为第一电极端、302为第一固定端、302为第二固定端、304为第三固定端、305为第二电极端、4为电阻安装板、401为第三电极端、402为第四固定端、403为第五固定端、404为第六固定端、405为第四电极端、5为连接件、501为直连片、502为跨连片、503为导线6为电容、601为第一电容、602为第二电容、7为电阻、701为第一电阻、702为第二电阻、8为二极管、801为第一二极管、802为第二二极管、803为第三二极管、804为第四二极管。

具体实施方式

一种复合母排如图1中展示，包括四层母排同向叠放组成的复合母排1、复合母排1的接线端子2、设置在复合母排1两侧的电容安装板3和电阻安装板4、以及用于改变电容6和电阻7串并联关系的连接件5。

其中，电容安装板3包括第一电极端301、第二电极端305和N个电容固定端，N为奇数：图2展示了N为3时的情况，当N为5、7、9等时，电容安装板3的结构不改变，只是设置了更多的电容固定端，图2中，第一电极端301和电容固定端位于电容安装板3的一侧，第二电极端305位于电容安装板3的另一侧，第一电极端301连通第二电极端305，第二电极端305用于连接复合母排1的正极板，电容固定端为机械引出端且用于安装电容6的电极；电容安装板3的电容固定端包括第一固定端302、第二固定端303和第三固定端304，电容安装板3可以安装两块电容6，电容6分为第一电容601和第二电容602，使用直连片501和跨连片502可以改变第一电容601和第二电容602接入电路的串并联关系，电容固定端之间相互绝缘，只能通过直连片501、跨连片502连通。

需要说明的是，图3为直连片501的结构，图4是跨连片502的结构，其直连片501为两端带孔的金属片用于连接相邻的电容固定端或电阻固定端，跨连片502为两端带孔且中部上拱的金属片，中部上拱的地方是为了跨过不需要触碰的固定端。具体的，跨连片502用于连接第一电极端及与其不相邻的电容固定端、或是用于连接第三电极端及与其不相邻的电阻固定端。

电阻安装板4的结构与电容安装板3的结构类似，可以进一步参考图2。电阻安装板4包括第三电极端401、第四电极端405和M个电阻固定端，M为奇数：第三电极端401和电阻固定端位于电阻安装板4的一侧，第四电极端405位于电阻安装板4的另一侧，第三电极端401连通第四电极端405，第四电极端405用于连接复合母排1的负极板，电阻固定端为机械引出端且用于安装电阻7的电极，本实施例中，M为3，此时，电阻安装板4的电阻固定端包括第四固定端402、第五固定端403和第六固定端404，电阻安装板4可以安装两块电阻7，电阻7分为第一电阻701和第二电阻702，使用直连片501和跨连片502可以改变第一电阻701和第二电阻702接入电路的串并联关系，当M为5、7、9等时，电阻安装板4的结构不改变，只是设置了更多的电阻固定端。

以下以M和N均为3时，讲述本发明复合母排如何根据实际情况改变正负极间RC吸收电路的电容和电阻值：

一般情况下，为确保功率器件IGBT、MOSFET及二极管安全运行，通常使用复合母排来进行电气连接以减小系统杂散电感，同时在功率器件IGBT或二极管两端并联RC阻容吸收回路，用于吸收尖峰电压，保护功率器件可靠工作。而在实际应用中，吸收电容取值受电源品质、杂散电感、变压器漏感、以及与吸收电阻的匹配等多种条件影响，计算只能确定大致取值范围，通常需要根据实际应用工况进行测试以达到最优取值，这就对吸收电容的装配简易度、及其串并联方式调整的便捷度提出了新的要求。

本发明中的RC吸收电路的电容值和电阻值是可以灵活改变的，例如电容值可以是两个电容串联的结果、也可以是两个电容并联的结果，电阻值可以试两个电阻串联的结果，也可以是两个电阻并联的结果。同时，本发明中的电阻和电容可以灵活的更换，不用拆装整体复合母排1。

具体如5所示，当第一电容601和第二电容602串联时，RC吸收电路的电容值即为两个电容串联的结果，此时，第一电容601安装在第一电极端301和第一固定端302之间，第二电容602安装在第二固定端303和第三固定端304之间，第一固定端302和第二固定端303之间使用直连片501连通，使用导线503连通第三固定端304和第六固定端404；

具体如6所示，当第一电容601和第二电容602并联时，RC吸收电路的电容值即为两个电容并联的结果，此时，第一电容601安装在第一电极端301和第一固定端302之间，第二电容602安装在第二固定端303和第三固定端304之间，第一固定端302和第二固定端303之间使用直连片501连通，第一电极端301和第三固定端304之间使用跨连片502连通，使用导线503连通第三固定端304和第五固定端403；

具体如7所示，当第一电阻701和第二电阻702串联时，RC吸收电路的电阻值即为两个电阻串联的结果，此时，第一电阻701安装在第三电极端401和第四固定端402之间，第二电阻702安装在第五固定端403和第六固定端404之间，第四固定端402和第五固定端403之间使用直连片501连通；

具体如8所示，当第一电阻701和第二电阻702并联时，RC吸收电路的电阻值即为两个电阻并联的结果，此时，第一电阻701安装在第三电极端401和第四固定端402之间，第二电阻702安装在第五固定端403和第六固定端404之间，第四固定端402和第五固定端403之间使用直连片501连通，第三电极端401和第六固定端404之间使用跨连片502连通。

综上所述，当采用如图5和图7所示的结构时，并联RC吸收回路的总电阻为第一电阻701和第二电阻702的串联电阻，并联RC吸收回路的总电容为第一电容601和第二电容602的串联电容；当采用如图6和图8所示的结构时，并联RC吸收回路的总电阻为第一电阻701和第二电阻702的并联电阻，并联RC吸收回路的总电容为第一电容601和第二电容602的并联电容。同时，还可以使用串联电阻结合并联电容、或并联电阻结合串联电容的多种方案。需要说明的是，当N和M均为5时：电容安装板3可以安装三块电容6，使用直连片501和跨连片502可以改变三块电容6接入电路的串并联关系；电阻安装板4也可以安装三块电阻7，使用直连片501和跨连片502可以改变三块电阻7接入电路的串并联关系，本发明提出的侧面带安装引脚的复合母排，充分利用现有空间进行装配，在不拆卸复合母排的条件下，根据实际应用工况调整吸收电容和电阻的安装数量和串并联方式，通过匹配调整能够实现最优取值。

如图9和图10所示，复合母排1包括同向叠放的第一母排101、第二母排102、第三母排103、第四母排104以及各层母排之间的绝缘层105，第一母排101的外端设置有第一接线端201，第二母排102的外端设置有第二接线端202，第三母排103的外端设置有第三接线端203，第四母排104的外端设置有第四接线端204，复合母排1上设置有安装底部散热片用的安装孔106、连接电容6和电阻7以及二极管8用的电器接口107、安装电容安装板3和电阻安装板4用的固定孔108，第一电极端301通过第二电极端305连接第二母排102，第三电极端401通过第四电极端405连接第三母排103。

需要说明的是，该复合母排1还包括安装在电器接口107的二极管8，二极管8包括第一二极管801、第二二极管802、第三二极管803和第四二极管804，具体的电器工作原理如图11所示，第一二极管801的阴极连接第二二极管802的阳极组成第一整流电路，第三二极管803的阴极连接第四二极管804的阳极组成第二整流电路，第一整流电路和第二整流电路并联，第一接线端201通过第一母排101同时连接第三二极管803阴极和第四二极管804的阳极，第二接线端202通过第二母排102同时连接第一二极管801和第三二极管803的阳极，第三接线端203通过第三母排103同时连接第二二极管802和第四二极管804的阴极，第四接线端204通过第四母排104同时连接第一二极管801的阴极和第二二极管802的阳极。通过该复合母排1能够直接应用于变压器侧边的整流电路，由于RC电容的电容和电阻取值受电源品质、变压器漏感、电压尖峰、回路电感、互感、以及与吸收电阻的匹配等多种因素影响，因此，本发明对于实际调试工作有着重要意义。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，基于该实施例的同等修改或者替换，并不超出本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种复合母排，其特征在于，包括四层母排同向叠放组成的复合母排(1)、复合母排(1)的接线端子(2)、设置在复合母排(1)两侧的电容安装板(3)和电阻安装板(4)、以及用于改变电容(6)和电阻(7)串并联关系的连接件(5)，其中：

所述电容安装板(3)包括第一电极端(301)、第二电极端(305)和N个电容固定端，所述N为奇数：所述第一电极端(301)和电容固定端位于电容安装板(3)的一侧，所述第二电极端(305)位于电容安装板(3)的另一侧，第一电极端(301)连通第二电极端(305)，第二电极端(305)用于连接复合母排(1)的正极板，所述电容固定端为机械引出端且用于安装电容(6)的电极；

所述电阻安装板(4)包括第三电极端(401)、第四电极端(405)和M个电阻固定端，所述M为奇数：所述第三电极端(401)和电阻固定端位于电阻安装板(4)的一侧，所述第四电极端(405)位于电阻安装板(4)的另一侧，第三电极端(401)连通第四电极端(405)，第四电极端(405)用于连接复合母排(1)的负极板，所述电阻固定端为机械引出端且用于安装电阻(7)的电极；

所述连接件(5)包括直连片(501)和跨连片(502)，所述直连片(501)为两端带孔的金属片用于连接相邻的电容固定端或电阻固定端，所述跨连片(502)为两端带孔且中部上拱的金属片。

2.如权利要求1所述的一种复合母排，其特征在于，所述N和M均为3时：

所述电容安装板(3)的电容固定端包括第一固定端(302)、第二固定端(303)和第三固定端(304)，所述电容安装板(3)可以安装两块电容(6)，所述电容(6)分为第一电容(601)和第二电容(602)，使用直连片(501)和跨连片(502)可以改变第一电容(601)和第二电容(602)接入电路的串并联关系；

所述电阻安装板(4)的电阻固定端包括第四固定端(402)、第五固定端(403) 和第六固定端(404)，所述电阻安装板(4)可以安装两块电阻(7)，所述电阻(7)分为第一电阻(701)和第二电阻(702)，使用直连片(501)和跨连片(502)可以改变第一电阻(701)和第二电阻(702)接入电路的串并联关系；

当第一电容(601)和第二电容(602)串联时，第一电容(601)安装在第一电极端(301)和第一固定端(302)之间，第二电容(602)安装在第二固定端(303)和第三固定端(304)之间，第一固定端(302)和第二固定端(303)之间使用直连片(501)连通，使用导线(503)连通第三固定端(304)和第六固定端(404)；

当第一电容(601)和第二电容(602)并联时，第一电容(601)安装在第一电极端(301)和第一固定端(302)之间，第二电容(602)安装在第二固定端(303)和第三固定端(304)之间，第一固定端(302)和第二固定端(303)之间使用直连片(501)连通，第一电极端(301)和第三固定端(304)之间使用跨连片(502)连通，使用导线(503)连通第三固定端(304)和第五固定端(403)；

当第一电阻(701)和第二电阻(702)串联时，第一电阻(701)安装在第三电极端(401)和第四固定端(402)之间，第二电阻(702)安装在第五固定端(403)和第六固定端(404)之间，第四固定端(402)和第五固定端(403)之间使用直连片(501)连通；

当第一电阻(701)和第二电阻(702)并联时，第一电阻(701)安装在第三电极端(401)和第四固定端(402)之间，第二电阻(702)安装在第五固定端(403)和第六固定端(404)之间，第四固定端(402)和第五固定端(403)之间使用直连片(501)连通，第三电极端(401)和第六固定端(404)之间使用跨连片(502)连通。

3.如权利要求1所述的一种复合母排，其特征在于，所述N和M均为5时：

所述电容安装板(3)可以安装三块电容(6)，使用直连片(501)和跨连片(502)可以改变三块电容(6)接入电路的串并联关系；

所述电阻安装板(4)可以安装三块电阻(7)，使用直连片(501)和跨连片(502)可以改变三块电阻(7)接入电路的串并联关系。

4.如权利要求2或3所述的一种复合母排，其特征在于，所述复合母排(1)包括同向叠放的第一母排(101)、第二母排(102)、第三母排(103)、第四母排(104)以及各层母排之间的绝缘层(105)，所述第一母排(101)的外端设置有第一接线端(201)，所述第二母排(102)的外端设置有第二接线端(202)，所述第三母排(103)的外端设置有第三接线端(203)，所述第四母排(104)的外端设置有第四接线端(204)，所述复合母排(1)上设置有安装底部散热片用的安装孔(106)、连接电容(6)和电阻(7)以及二极管(8)用的电器接口(107)、安装电容安装板(3)和电阻安装板(4)用的固定孔(108)。

5.如权利要求4所述的一种复合母排，其特征在于，还包括安装在电器接口(107)的二极管(8)，所述二极管(8)包括第一二极管(801)、第二二极管(802)、第三二极管(803)和第四二极管(804)，所述第一二极管(801)的阴极连接第二二极管(802)的阳极组成第一整流电路，所述第三二极管(803)的阴极连接第四二极管(804)的阳极组成第二整流电路，所述第一整流电路和第二整流电路并联，所述第一接线端(201)通过第一母排(101)同时连接第三二极管(803)阴极和第四二极管(804)的阳极，所述第二接线端(202)通过第二母排(102)同时连接第一二极管(801)和第三二极管(803)的阳极，所述第三接线端(203)通过第三母排(103)同时连接第二二极管(802)和第四二极管(804)的阴极，所述第四接线端(204)通过第四母排(104)同时连接第一二极管(801)的阴极和第二二极管(802)的阳极。

6.如权利要求5所述的一种复合母排，其特征在于，所述第一电极端(301)通过第二电极端(305)连接第二母排(102)，所述第三电极端(401)通过第四电极端(405)连接第三母排(103)。

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