CN112751473B - 功率模块 - Google Patents

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CN112751473B CN201911055495.7A CN201911055495A CN112751473B CN 112751473 B CN112751473 B CN 112751473B CN 201911055495 A CN201911055495 A CN 201911055495A CN 112751473 B CN112751473 B CN 112751473B
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Abstract

本公开涉及电力电子技术领域，提出了一种功率模块，包括：本体件和设置在本体件内的隔离部件、在本体件内由隔离部件隔开的前后贯穿且堆叠的第一风道和第二风道、高压功率单元、低压功率单元；以及变压器，变压器包括高压部和低压部，高压部包括第一磁芯及设置在第一磁芯上的高压线圈；低压部包括第二磁芯及设置在第二磁芯上的低压线圈；其中，高压功率单元和高压部设置在第一风道内，低压功率单元和低压部设置在第二风道内；并且高压线圈与高压功率单元电连接，低压线圈与低压功率单元电连接。功率模块分成独立的两个风道，避免了各功能模块散热相互串联，有效的提高散热能力和功率模块整体的散热效率继而可以提高功率模块的功率密度。

Description

功率模块
技术领域
本公开涉及电力电子技术领域，尤其涉及一种功率模块。
背景技术
现阶段，功率模块主要由高压功率单元、低压功率单元以及变压器组成，功率模块具有高压腔和低压腔，且二者并行排列，高压功率单元位于高压腔内，低压功率单元以及变压器位于低压腔内。高压功率单元和变压器通过电缆连接。
该方案的劣势有：(1)功率模块内部结构顺序排列造成高度尺寸大，不易搬运；高压腔深，电缆及光纤连接固定困难。(2)采用屏蔽式固体绝缘造成模块尺寸大，重量重，价格贵。(3)功率模块内部散热能力较差。
发明内容
本公开的一个主要目的在于克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种功率模块。
本发明提供了一种功率模块，包括：
本体件和设置在本体件内的隔离部件；
在本体件内由隔离部件隔开的前后贯穿且堆叠的第一风道和第二风道；
高压功率单元；
低压功率单元；以及
变压器，变压器包括高压部和低压部，高压部包括第一磁芯及设置在第一磁芯上的高压线圈；低压部包括第二磁芯及设置在第二磁芯上的低压线圈；
其中，高压功率单元和高压部设置在第一风道内，低压功率单元和低压部设置在第二风道内；并且高压线圈与高压功率单元电连接，低压线圈与低压功率单元电连接。
在本发明的一个实施例中，隔离部件为绝缘件，功率模块还包括：
半导电层，隔离部件的两侧均设置有半导电层，高压部和低压部分别与隔离部件两侧的半导电层相接触。
在本发明的一个实施例中，变压器包括：
主变压器和辅电变压器，高压部包括主高压部和辅电高压部，低压部包括主低压部和辅电低压部，其中，主高压部和主低压部为主变压器的高压部和低压部，辅电高压部和辅电低压部为辅电变压器的高压部和低压部，并且，主高压部及辅电高压部与高压功率单元电连接，主低压部及辅电低压部与低压功率单元电连接。
在本发明的一个实施例中，主变压器为一个或多个，辅电变压器为一个或多个。
在本发明的一个实施例中，半导电层设置在隔离部件的两侧与第一磁芯以及第二磁芯分别相接触的区域。
在本发明的一个实施例中，功率模块还包括：
风机组件，风机组件包括风机，风机的进出风口与第一风道的前部和第二风道的前部均连通。
在本发明的一个实施例中，风机包括：
第一风机，第一风机的进出风口位于第一风道和第二风道的前部，且第一风机的进出风方向与本体件的长度方向平行。
在本发明的一个实施例中，风机还包括：
第二风机，第二风机位于第一风道和第二风道的前部，且与第一风机并排设置。
在本发明的一个实施例中，第二风机的进出风口相对于第一风机的进出风口倾斜设置，且朝向第一风道及第二风道的前部倾斜。
在本发明的一个实施例中，第二风机的进出风口与第一风机的进出风口平行设置，风机组件还包括：
导风板，导风板相对于第二风机的进出风口倾斜设置，以使第二风机的进出风口排入或吸出的风经过导风板后流经第一风道和第二风道。
在本发明的一个实施例中，风机组件设置在本体件靠近低压功率单元的一侧。
在本发明的一个实施例中，风机组件设置在本体件内，功率模块还包括：
第一隔板，第一隔板设置在第一风道内靠近风机组件的一侧，高压功率单元和高压部均位于第一隔板的同一侧，且位于与风机组件所在一侧相对的另一侧；
其中，第一隔板上设置有与第一风道的前部相连通的第一导风口。
在本发明的一个实施例中，风机组件还包括：
安装部，风机设置在安装部内，安装部与本体件相连接；
其中，安装部上设置有用于与第一风道和第二风道相连通的通风口。
在本发明的一个实施例中，通风口的至少部分为开口，功率模块还包括：
第二隔板，第二隔板设置在安装部上，用于遮挡开口的部分；
其中，第二隔板上设置有与第一风道的前部相连通的第二导风口。
在本发明的一个实施例中，第一风道位于第二风道的下方，或，第一风道位于第二风道的上方。
在本发明的一个实施例中，隔离部件为弯折板，高压功率单元和低压功率单元沿本体件的长度方向依次设置。
在本发明的一个实施例中，隔离部件包括：
第一板体，第一板体设置在本体件上，且沿本体件的长度方向延伸；
第二板体，第二板体设置在本体件上，且沿本体件的长度方向延伸，第一板体和第二板体沿本体件的高度方向依次设置；
第三板体，第三板体设置在本体件上，用于连接第一板体和第二板体，第三板体相对于第一板体和第二板体倾斜设置；
其中，高压功率单元和低压功率单元分别位于第三板体的两侧。
在本发明的一个实施例中，高压部和低压部分别位于第一板体的两侧；或高压部和低压部分别位于第二板体的两侧；或高压部和低压部分别位于第三板体的两侧。
在本发明的一个实施例中，功率模块还包括：
第三隔板，第三隔板设置在第二风道内，用于将第二风道分割为两个部分，低压功率单元和低压部均位于第三隔板同一侧；
其中，第三隔板上设置有第三导风口。
在本发明的一个实施例中，第一板体位于第二板体的上方；
其中，第一板体、第三板体以及第二板体的上下两侧分别为第二风道和第一风道，高压功率单元位于第一板体的下方，低压功率单元位于第二板体的上方；
或，第一板体、第三板体以及第二板体的上下两侧分别为第一风道和第二风道，低压功率单元位于第一板体的下方，高压功率单元位于第二板体的上方。
在本发明的一个实施例中，功率模块还包括：
高压输入端子，高压输入端子设置在高压功率单元上，且凸出本体件的侧面或后部设置；
低压输出端子，低压输出端子设置在低压功率单元上，且凸出本体件的顶面或底面设置。
在本发明的一个实施例中，隔离部件为直板，高压功率单元和低压功率单元沿本体件的高度方向依次设置。
本发明的功率模块通过将本体件内部分割为前后贯穿且堆叠的第一风道和第二风道，而高压功率单元和高压部设置在第一风道内，低压功率单元和低压部设置在第二风道内，即将高压功率单元和和高压部以及低压功率单元和低压部分别设置在两个不同的风道内，二者由隔离部件隔开，独立的第一风道和第二风道不仅可以防止热量互传且可以保证气流的流通性，从而加快本体件内部的散热能力。
附图说明
通过结合附图考虑以下对本公开的优选实施方式的详细说明，本公开的各种目标，特征和优点将变得更加显而易见。附图仅为本公开的示范性图解，并非一定是按比例绘制。在附图中，同样的附图标记始终表示相同或类似的部件。其中：
图1是根据一示例性实施方式示出的一种功率模块的内部结构示意图；
图2是根据一示例性实施方式示出的一种功率模块的剖面结构示意图；
图3是根据一示例性实施方式示出的一种功率模块的结构示意图；
图4是根据另一示例性实施方式示出的一种功率模块的内部结构示意图；
图5是根据另一示例性实施方式示出的一种功率模块的剖面结构示意图；
图6是根据另一示例性实施方式示出的一种功率模块的结构示意图；
图7是根据一示例性实施方式示出的一种风机组件的结构示意图；
图8是根据一示例性实施方式示出的一种风机组件的内部结构示意图；
图9是根据另一示例性实施方式示出的一种风机组件的结构示意图；
图10是根据另一示例性实施方式示出的一种风机组件的内部结构示意图；
图11是根据一示例性实施方式示出的一种功率模块的局部结构示意图；
图12是根据一示例性实施方式示出的一种功率模块的主变压器的结构示意图；
图13是根据图11示出的一种功率模块的辅电变压器的结构示意图；
图14是根据一示例性实施方式示出的一种功率模块的隔板的结构示意图。
附图标记说明如下：
10、本体件；11、第一风道；12、第二风道；20、高压功率单元；21、高压输入端子；30、低压功率单元；31、低压输出端子；40、变压器；41、高压部；41-A、主高压部；41-B、辅电高压部；411、第一磁芯；411-A、第一主磁芯；411-B、第一辅电磁芯；412、高压线圈；412-A、主高压线圈；412-B、辅电高压线圈；42、低压部；42-A、主低压部；42-B、辅电低压部；421、第二磁芯；421-A、第二主磁芯；421-B、第二辅电磁芯；422、低压线圈；422-A、主低压线圈；422-B、辅电低压线圈；43、主变压器；44、辅电变压器；50、隔离部件；51、第一板体；52、第二板体；53、第三板体；60、半导电层；70、风机组件；71、第一风机；72、第二风机；73、导风板；74、安装部；741、通风口；80、第一隔板；81、第二隔板；90、第三隔板。
具体实施方式
体现本公开特征与优点的典型实施例将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本公开能够在不同的实施例上具有各种的变化，其皆不脱离本公开的范围，且其中的说明及附图在本质上是作说明之用，而非用以限制本公开。
在对本公开的不同示例性实施方式的下面描述中，参照附图进行，附图形成本公开的一部分，并且其中以示例方式显示了可实现本公开的多个方面的不同示例性结构，系统和步骤。应理解的是，可以使用部件，结构，示例性装置，系统和步骤的其他特定方案，并且可在不偏离本公开范围的情况下进行结构和功能性修改。而且，虽然本说明书中可使用术语“之上”，“之间”，“之内”等来描述本公开的不同示例性特征和元件，但是这些术语用于本文中仅出于方便，例如根据附图中的示例的方向。本说明书中的任何内容都不应理解为需要结构的特定三维方向才落入本公开的范围内。
本发明的一个实施例提供了一种功率模块，请参考图1至图14，功率模块包括：本体件10和设置在本体件10内的隔离部件50；在本体件10内由隔离部件50隔开的前后贯穿且堆叠的第一风道11和第二风道12；高压功率单元20；低压功率单元30；以及变压器40，变压器40包括高压部41和低压部42，高压部41包括第一磁芯411及设置在第一磁芯411上的高压线圈412；低压部42包括第二磁芯421及设置在第二磁芯421上的低压线圈422；其中，高压功率单元20和高压部41设置在第一风道11内，低压功率单元30和低压部42设置在第二风道12内；并且高压线圈412与高压功率单元20电连接，低压线圈422与低压功率单元30电连接。
本发明一个实施例的功率模块通过将本体件10内部分割为前后贯穿且堆叠的第一风道11和第二风道12，而高压功率单元20和高压部41设置在第一风道11内，低压功率单元30和低压部42设置在第二风道12内，即将高压功率单元20和高压部41以及低压功率单元30和低压部42分别设置在两个不同的风道内，二者由隔离部件50隔开，独立的第一风道11和第二风道12不仅可以防止热量互传且可以保证气流的流通性，从而加快本体件10内部的散热。功率模块分成独立的两个风道，避免了各功能模块散热相互串联，有效的提高散热能力和功率模块整体的散热效率继而可以提高功率模块的功率密度。
在一个实施例中，第一风道11和第二风道12均为前后贯穿，即本体件10的前部和后部均具有通风口，保证气流的可靠流通。第一风道11和第二风道12的设置方式属于堆叠设置，其可以是上下堆叠，但并不局限于上下堆叠的形式。
如图2所示，隔离部件50为绝缘件，功率模块还包括：半导电层60，隔离部件50的两侧均设置有半导电层60，高压部41和低压部42分别与隔离部件50两侧的半导电层60相接触。
在一个实施例中，隔离部件50和半导电层60用于实现高压部41和低压部42的电气隔离，隔离部件50还用于调节高压部41与低压部42之间的间隙，从而实现调节变压器40的漏感的大小的功能；通过设置半导电层60可以将高压部41和低压部42上的电场均匀地分布在隔离部件50上，不仅可以防止局部放电的现象，而且还可以保证电场的均匀分布。
在一个实施例中，由绝缘件制备而成的隔离部件50能够实现对高压以及低压的隔离，其使得变压器40无需固体屏蔽式绝缘，无绝缘层包裹，冷却风可以直接给第一磁芯411、高压线圈412、第二磁芯421以及低压线圈422散热，避免了固体绝缘的散热瓶颈。高压功率单元20无需固体绝缘屏蔽壳包裹，尺寸、重量及结构件成本大幅减少，功率密度大幅提升。
针对半导电层60的具体设置方式，半导电层60至少设置在隔离部件50的两侧与第一磁芯411以及第二磁芯421分别相接触的区域。
在一个实施例中，隔离部件50与第一磁芯411之间设置有半导电层60，即第一磁芯411通过半导电层60与隔离部件50接触，第一磁芯411具有端部，半导电层60夹设在第一磁芯411的端部与隔离部件50之间，而此端部在隔离部件50上的投影均位于半导电层60上，即半导电层60的面积可以大于或等于第一磁芯411的端部面积，而第一磁芯411的端部可以是多个，相应的半导电层60可以是与其相适配的多个，但也可以是一个整体。相应地，隔离部件50与第二磁芯421之间设置有半导电层60，即第二磁芯421通过半导电层60与隔离部件50接触，第二磁芯421具有端部，半导电层60夹设在第二磁芯421的端部与隔离部件50之间，而此端部在隔离部件50上的投影均位于半导电层60上，即半导电层60的面积可以大于或等于第二磁芯421的端部，而第二磁芯421端部可以是多个，相应的半导电层60可以是与其相适配的多个，但也可以是一个整体。
在一个实施例中，如图12所示，变压器40包括位于本体件10内的主变压器43，主变压器43包括主高压部41-A和主低压部42-A，主高压部41-A包括第一主磁芯411-A及设置在第一主磁芯411-A上的主高压线圈412-A；主低压部42-A包括第二主磁芯421-A及设置在第二主磁芯421-A上的主低压线圈422-A，主高压线圈412-A与高压功率单元20电连接，特别地，与高压功率单元20中的主功率电路电连接；主低压线圈422-A与低压功率单元30电连接，特别地，与低压功率单元30的主功率电路电连接。
在一个实施例中，如图11至图13所示，变压器40包括位于本体件10内的主变压器43和辅电变压器44，且高压部41包括主高压部41-A和辅电高压部41-B，低压部42包括主低压部42-A和辅电低压部42-B，主高压部41-A和主低压部42-A分别为主变压器43对应的高压部和低压部，辅电高压部41-B和辅电低压部42-B分别为辅电变压器44对应的高压部和低压部，并且，辅电高压部41-B包括第一辅电磁芯411-B和辅电高压线圈412-B，辅电低压部42-B包括第二辅电磁芯421-B和辅电低压线圈422-B，其中，主高压线圈412-A和主低压线圈422-A分别与高压功率单元20和低压功率单元30中的主功率电路电连接，以实现主功率电路的功率传输；辅电高压线圈412-B和辅电低压线圈422-B分别与高压功率单元20和低压功率单元30中的辅助电源电路电连接，以实现辅助电源电路的功率传输，进而实现为高压功率单元20和低压功率单元30的控制驱动等提供供电电源。
在一个实施例中，变压器40仅包括主变压器43，且主变压器43的数量为一个或多个；在一个实施例中，变压器40既包括主变压器43，也包括辅电变压器44，且主变压器43的数量为1个或多个，辅电变压器44的数量为1个或多个。并且，主变压器43可以多个并行排列并与高/低压功率单元中的多个主电路电连接，也可多个并行排列且同时与高/低压功率单元中的一个主电路电连接；辅电变压器44可以多个并行排列并与高/低压功率单元中的多个辅助电源电路电连接，也可多个并行排列并同时与高/低压功率单元中的同一个辅助电源电路电连接。
在一个实施例中，主变压器43和辅电变压器44复用隔离部件50，且二者并排排列，使得辅电变压器44集成到功率模块内部，导致系统更模块化；另一方面，辅电变压器44与主变压器43共用绝缘，缩短辅电的功率线缆，减小系统占用空间，进而提高系统功率密度。
如图1和图4所示，功率模块还包括：风机组件70，风机组件70包括风机，风机的进出风口与第一风道11的前部和第二风道12的前部均连通。
在一个实施例中，风机用于向第一风道11以及第二风道12送入冷风或者吸出热风，即风机的进出风口可以用于吹风或者用于吸风，其根据具有散热环境以及散热时间而定，只需要保证第一风道11和第二风道12内部实现空气流通。
在一个实施例中，以风道长度方向为基准将其两个端部定义为前部和后部，即第一风道11的前部和后部，第二风道12的前部和后部。
如图2和图5所示，风机包括：第一风机71，第一风机71的进出风口位于第一风道11和第二风道12的前部，且第一风机71的进出风方向与本体件10的长度方向平行，即与第一风道11及第二风道12的前后部方向平行。
在一个实施例中，第一风机71的进出风口直接向第一风道11及第二风道12吹风或吸风。第一风道11及第二风道12的前后部方向即气流的流入或流出方向。
在一个实施例中，风机还包括：第二风机72，第二风机72位于第一风道11和第二风道12的前部，且与第一风机71并排设置。第一风机71和第二风机72的设置可以保证能够向第一风道11及第二风道12内送入足够的冷风，或吸出足量的热风，即保证风道内部的空气流通。
针对第二风机72的设置位置，如图8所示，第二风机72的进出风口相对于第一风机71的进出风口倾斜设置，且朝向第一风道11及第二风道12的前部倾斜。第二风机72的进出风口倾斜设置，主要是为了保证第二风机72的进出风可以更容易地流经第一风道11和第二风道12。
如图10所示，第二风机72的进出风口与第一风机71的进出风口平行设置，风机组件70还包括：导风板73，导风板73相对于第二风机72的进出风口倾斜设置，以使第二风机72的进出风口吹入的冷风经过导风板73后吹向第一风道11和第二风道12或者第一风道11和第二风道12的产生的热风经过导风板73后由第二风机72的进出风口吸出。
在一个实施例中，第二风机72与第一风机71的设置方式相同，此时，第二风机72的进出风口会朝向一个风道，故，为了能够使得从第二风机72的进出风口排入或吸出的风能够更容易地同时流经第一风道11和第二风道12，故设置有一个倾斜的导风板73进行导风。其中，导风板73的角度可调节地设置。
在一个实施例中，第一风道11的前部小于第二风道12的前部，第一风机71的进出风口同时朝向第一风道11的前部以及第二风道12的前部，而第二风机72与第一风机71上下并排设置，故为了使得从第二风机72的进出风口排入或吸出的风能够同时流经第一风道11以及第二风道12，第二风机72可以是倾斜设置，也可以设置有一个导风板73进行导风。
在一个实施例中，风机组件70设置在本体件10靠近低压功率单元30的一侧。风机组件70的设置位置一方面是考虑到安全问题，另一方面有利于减小功率模块的长度方向的尺寸，即风机组件70放置在靠近低压功率单元30的一侧，相比于放置在靠近高压功率单元20的一侧，需要预留的电气间隙和爬电距离都会更小，进而可以减小功率模块长度方向的尺寸。
在一个实施例中，风机组件70的风机数量可以根据不同的功率等级增加或减少。
如图1和图2所述，风机组件70设置在本体件10内，功率模块还包括：第一隔板80，第一隔板80设置在第一风道11内靠近风机组件70的一侧，高压功率单元20和高压部41均位于第一隔板80的同一侧，且位于与风机组件70所在一侧相对的另一侧；其中，第一隔板80上设置有与第一风道11的前部相连通的第一导风口。
在一个实施例中，第一风道11和第二风道12虽然为两个独立的风道，但是由于其与外界处于连通状态，即需要保证空气流通，故在实际使用过程中还会出现高压功率单元20和高压部41放电串联到低压功率单元30和低压部42以及风机组件70内部，进而影响低压功率单元30和低压部42以及风机组件70的正常工作的问题，而第一隔板80的设置可以进一步防止此问题的发生，即对高压区(包括高压功率单元20和高压部41)和低压区(包括低压功率单元30和低压部42)进行进一步的分割。
在一个实施例中，第一隔板80上设置有多个第一导风口。
针对风机组件70的具体结构，如图7至图10所示，风机组件70还包括：安装部74，风机设置在安装部74内，安装部74与本体件10相连接；其中，安装部74上设置有用于与第一风道11和第二风道12相连通的通风口741。
在一个实施例中，风机组件70与本体件10属于两个相互独立的设置，即风机组件70通过安装部74与本体件10相连接，在具体使用时可以随时进行拆卸，第一风机71与第二风机72均设置在安装部74上。
在一个实施例中，当第一风机71与第二风机72的进出风口平行设置时，风机组件70的导风板73也设置在安装部74上。
在一个实施例中，第一风机71与第二风机72均为风扇。
在一个实施例中，通风口741的至少部分为开口，功率模块还包括：第二隔板81，第二隔板81设置在安装部74上，用于遮挡开口的部分；其中，第二隔板81上设置有与第一风道11的前部相连通的第二导风口。第二隔板81的设置可以将第一风道11与通风口741进行隔离，即防止高压区内部放电串联到低压区以及风机组件70内部，从而降低功率模块的安全性能。
在一个实施例中，第二隔板81上设置有多个第二导风口。
针对第一风道11和第二风道12的设置方式，第一风道11位于第二风道12的下方，或，第一风道11位于第二风道12的上方。此处的上方和下方也可以表示局部结构的设置关系，并不排除第一风道11和第二风道12的部分位于同一个水平面内。
针对隔离部件50的具体结构，隔离部件50为弯折板，高压功率单元20和低压功率单元30沿本体件10的长度方向依次设置。此设置可以整体上减小功率模块的体积。
如图2和图5所示，隔离部件50包括：第一板体51，第一板体51设置在本体件10上，且沿本体件10的长度方向延伸；第二板体52，第二板体52设置在本体件10上，且沿本体件10的长度方向延伸，第一板体51和第二板体52沿本体件10的高度方向依次设置；第三板体53，第三板体53设置在本体件10上，用于连接第一板体51和第二板体52，第三板体53相对于第一板体51和第二板体52倾斜设置；其中，高压功率单元20和低压功率单元30分别位于第三板体53的两侧。
在一个实施例中，隔离部件50由第一板体51、第二板体52以及第三板体53组成，其中，第一板体51和第二板体52水平设置但不在同一个水平面内，而用于连接第一板体51和第二板体52的第三板体53倾斜于水平面设置，即隔离部件50将本体件10分割为上下两个部分。此时第一风道11可以位于第二风道12的下方，也可以位于第二风道12的上方。
针对高压部41和低压部42的设置位置，高压部41和低压部42分别位于第一板体51的两侧；或高压部41和低压部42分别位于第二板体52的两侧；或高压部41和低压部42分别位于第三板体53的两侧。
在一个实施例中，如图4和图5所示，高压部41和低压部42分别位于第一板体51的两侧，即高压部41和低压部42也均是设置在水平方向上。此时，高压功率单元20与变压器40的高压部41及低压部42堆叠。高压功率单元20与高压部41在第一风道11内散热；低压功率单元30与低压部42在第二风道12内散热。
在一个实施例中，高压部41和低压部42分别位于第二板体52的两侧，即低压功率单元30也可以同变压器40的低压部42和高压部41堆叠。
在一个实施例中，当高压部41和低压部42水平放置时，其更容易固定。
在一个实施例中，如图1和图2所示，高压部41和低压部42分别位于第三板体53的两侧，即高压部41和低压部42相对于水平面倾斜设置，此时高压部41和低压部42可以有效利用风道内部空间，满足爬电距离的要求，从而可以减小本体件10的整体体积。
如图2和图5所示，功率模块还包括：第三隔板90，第三隔板90设置在第二风道12内，用于将第二风道12分割为两个部分，低压功率单元30和低压部42均位于第三隔板90同一侧；其中，第三隔板90上设置有第三导风口。
在一个实施例中，第三隔板90的设置是为了防止高压区放电串联到低压区，进而影响低压区内部的正常工作，即对高低压区进行了进一步的划分，其与第一隔板80或第二隔板81的作用类似。
在一个实施例中，第三隔板90上设有多个第三导风口。
在一个实施例中，第三隔板90位于第二风道12靠近低压功率单元30的位置处，与包围低压功率单元30的金属壳体(本体件10)，风扇固定壳体(安装部74)及第一隔板80(或第二隔板81)将本体件10内部划分为低压区和高压区。第一隔板80(或第二隔板81)与第三隔板90均为金属材料，隔板为开孔结构，保证从低压单元不能直视高压单元，如百叶窗孔。功率模块高低压隔离，增加隔板，增加功率模块安全性，防止高压区放电串联到低压区。隔板百叶窗开孔保证功率模块散热及安全性要求。
在一个实施例中，第一板体51位于第二板体52的上方；其中，第一板体51、第三板体53以及第二板体52的上下两侧分别为第二风道12和第一风道11，高压功率单元20位于第一板体51的下方，低压功率单元30位于第二板体52的上方；或，第一板体51、第三板体53以及第二板体52的上下两侧分别为第一风道11和第二风道12，低压功率单元30位于第一板体51的下方，高压功率单元20位于第二板体52的上方。其中，风机组件70设置在本体件10靠近低压功率单元30的一侧。
如图3和图6所示，功率模块还包括：高压输入端子21，高压输入端子21设置在高压功率单元20上，且凸出本体件10的侧面或后部设置；低压输出端子31，低压输出端子31设置在低压功率单元30上，且凸出本体件10的顶面或底面设置。
在一个实施例中，当第二风道12位于第一风道11的上方时，低压输出端子31可设置于顶面；第二风道12位于第一风道11的下方时，低压输出端子31可设置于底面。但在实际使用过程中也可以进行适当调整，只要便于多个功率模块的低压输出端子31的互连及功率模块的插拔即可。
在一个实施例中，高压输入端子21位于高压功率单元20的两个侧面或后部可以便于多个功率模块的高压输入端子21的互连及功率模块的插拔。
在一个实施例中，隔离部件50为直板，高压功率单元20和低压功率单元30沿本体件10的高度方向依次设置。即高压功率单元20和低压功率单元30直接沿竖直方向堆叠。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本发明旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和示例实施方式仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (22)

1.一种功率模块，其特征在于，包括：
本体件(10)和设置在所述本体件(10)内的隔离部件(50)；
在所述本体件(10)内由所述隔离部件(50)隔开的前后贯穿且堆叠的第一风道(11)和第二风道(12)；
高压功率单元(20)；
低压功率单元(30)；以及
变压器(40)，所述变压器(40)包括高压部(41)和低压部(42)，所述高压部(41)包括第一磁芯(411)及设置在所述第一磁芯(411)上的高压线圈(412)；所述低压部(42)包括第二磁芯(421)及设置在所述第二磁芯(421)上的低压线圈(422)；
其中，所述高压功率单元(20)和所述高压部(41)设置在所述第一风道(11)内，所述低压功率单元(30)和所述低压部(42)设置在所述第二风道(12)内；并且所述高压线圈(412)与所述高压功率单元(20)电连接，所述低压线圈(422)与所述低压功率单元(30)电连接。
2.根据权利要求1所述的功率模块，其特征在于，所述隔离部件(50)为绝缘件，所述功率模块还包括：
半导电层(60)，所述隔离部件(50)的两侧均设置有所述半导电层(60)，所述高压部(41)和所述低压部(42)分别与所述隔离部件(50)两侧的所述半导电层(60)相接触。
3.根据权利要求2所述的功率模块，其特征在于，所述半导电层(60)设置在所述隔离部件(50)的两侧与所述第一磁芯(411)以及所述第二磁芯(421)分别相接触的区域。
4.根据权利要求1所述的功率模块，其特征在于，所述变压器(40)包括主变压器(43)和辅电变压器(44)，所述高压部(41)包括主高压部(41-A)和辅电高压部(41-B)，所述低压部(42)包括主低压部(42-A)和辅电低压部(42-B)，
其中，所述主高压部(41-A)和所述主低压部(42-A)为所述主变压器(43)的高压部和低压部，所述辅电高压部(41-B)和所述辅电低压部(42-B)为所述辅电变压器(44)的高压部和低压部，并且，所述主高压部(41-A)及所述辅电高压部(41-B)与所述高压功率单元(20)电连接，所述主低压部(42-A)及所述辅电低压部(42-B)与所述低压功率单元(30)电连接。
5.根据权利要求4所述的功率模块，其特征在于，所述主变压器(43)为一个或多个，所述辅电变压器(44)为一个或多个。
6.根据权利要求1所述的功率模块，其特征在于，所述功率模块还包括：
风机组件(70)，所述风机组件(70)包括风机，所述风机的进出风口与所述第一风道(11)的前部和所述第二风道(12)的前部均连通。
7.根据权利要求6所述的功率模块，其特征在于，所述风机包括：
第一风机(71)，所述第一风机(71)的进出风口位于所述第一风道(11)和所述第二风道(12)的前部，且所述第一风机(71)的进出风方向与所述本体件(10)的长度方向平行。
8.根据权利要求7所述的功率模块，其特征在于，所述风机还包括：
第二风机(72)，所述第二风机(72)位于所述第一风道(11)和所述第二风道(12)的前部，且与所述第一风机(71)并排设置。
9.根据权利要求8所述的功率模块，其特征在于，所述第二风机(72)的进出风口相对于所述第一风机(71)的进出风口倾斜设置，且朝向所述第一风道(11)及所述第二风道(12)的前部倾斜。
10.根据权利要求8所述的功率模块，其特征在于，所述第二风机(72)的进出风口与所述第一风机(71)的进出风口平行设置，所述风机组件(70)还包括：
导风板(73)，所述导风板(73)相对于所述第二风机(72)的进出风口倾斜设置，以使所述第二风机(72)的进出风口排入或吸出的风经过所述导风板(73)后流经所述第一风道(11)和所述第二风道(12)。
11.根据权利要求6所述的功率模块，其特征在于，所述风机组件(70)设置在所述本体件(10)靠近所述低压功率单元(30)的一侧。
12.根据权利要求11所述的功率模块，其特征在于，所述风机组件(70)设置在所述本体件(10)内，所述功率模块还包括：
第一隔板(80)，所述第一隔板(80)设置在所述第一风道(11)内靠近所述风机组件(70)的一侧，所述高压功率单元(20)和所述高压部(41)均位于所述第一隔板(80)的同一侧，且位于与所述风机组件(70)所在一侧相对的另一侧；
其中，所述第一隔板(80)上设置有与所述第一风道(11)的前部相连通的第一导风口。
13.根据权利要求11所述的功率模块，其特征在于，所述风机组件(70)还包括：
安装部(74)，所述风机设置在所述安装部(74)内，所述安装部(74)与所述本体件(10)相连接；
其中，所述安装部(74)上设置有用于与所述第一风道(11)和所述第二风道(12)相连通的通风口(741)。
14.根据权利要求13所述的功率模块，其特征在于，所述通风口(741)的至少部分为开口，所述功率模块还包括：
第二隔板(81)，所述第二隔板(81)设置在所述安装部(74)上，用于遮挡所述开口的部分；
其中，所述第二隔板(81)上设置有与所述第一风道(11)的前部相连通的第二导风口。
15.根据权利要求6至14中任一项所述的功率模块，其特征在于，所述第一风道(11)位于所述第二风道(12)的下方，或，所述第一风道(11)位于所述第二风道(12)的上方。
16.根据权利要求1至14中任一项所述的功率模块，其特征在于，所述隔离部件(50)为弯折板，所述高压功率单元(20)和所述低压功率单元(30)沿所述本体件(10)的长度方向依次设置。
17.根据权利要求16所述的功率模块，其特征在于，所述隔离部件(50)包括：
第一板体(51)，所述第一板体(51)设置在所述本体件(10)上，且沿所述本体件(10)的长度方向延伸；
第二板体(52)，所述第二板体(52)设置在所述本体件(10)上，且沿所述本体件(10)的长度方向延伸，所述第一板体(51)和所述第二板体(52)沿所述本体件(10)的高度方向依次设置；
第三板体(53)，所述第三板体(53)设置在所述本体件(10)上，用于连接所述第一板体(51)和所述第二板体(52)，所述第三板体(53)相对于所述第一板体(51)和所述第二板体(52)倾斜设置；
其中，所述高压功率单元(20)和所述低压功率单元(30)分别位于所述第三板体(53)的两侧。
18.根据权利要求17所述的功率模块，其特征在于，所述高压部(41)和所述低压部(42)分别位于所述第一板体(51)的两侧；或所述高压部(41)和所述低压部(42)分别位于所述第二板体(52)的两侧；或所述高压部(41)和所述低压部(42)分别位于所述第三板体(53)的两侧。
19.根据权利要求17所述的功率模块，其特征在于，所述功率模块还包括：
第三隔板(90)，所述第三隔板(90)设置在所述第二风道(12)内，用于将所述第二风道(12)分割为两个部分，所述低压功率单元(30)和所述低压部(42)均位于所述第三隔板(90)同一侧；
其中，所述第三隔板(90)上设置有第三导风口。
20.根据权利要求17至19中任一项所述的功率模块，其特征在于，所述第一板体(51)位于所述第二板体(52)的上方；
其中，所述第一板体(51)、所述第三板体(53)以及所述第二板体(52)的上下两侧分别为所述第二风道(12)和所述第一风道(11)，所述高压功率单元(20)位于所述第一板体(51)的下方，所述低压功率单元(30)位于所述第二板体(52)的上方；
或，所述第一板体(51)、所述第三板体(53)以及所述第二板体(52)的上下两侧分别为所述第一风道(11)和所述第二风道(12)，所述低压功率单元(30)位于所述第一板体(51)的下方，所述高压功率单元(20)位于所述第二板体(52)的上方。
21.根据权利要求20所述的功率模块，其特征在于，所述功率模块还包括：
高压输入端子(21)，所述高压输入端子(21)设置在所述高压功率单元(20)上，且凸出所述本体件(10)的侧面或后部设置；
低压输出端子(31)，所述低压输出端子(31)设置在所述低压功率单元(30)上，且凸出所述本体件(10)的顶面或底面设置。
22.根据权利要求1至6中任一项所述的功率模块，其特征在于，所述隔离部件(50)为直板，所述高压功率单元(20)和所述低压功率单元(30)沿所述本体件(10)的高度方向依次设置。
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