CN117277832A - 一种功率组件和液冷变流器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种功率组件和液冷变流器，该功率组件包括电容模组，其包括互相连接的直流电容池和电容母排；功率组件，其包括输入排、输出排和三个单相开关管组，每一所述单相开关管组均包括若干开关模块，并连接至所述输入排和输出排；所述输入排与所述连接部连接；所述输出排用于输出电能；和至少一个散热器；所述功率模组中，各单相开关管组并列布设于所述散热器，且各单相开关管组的布设方向与所述电容母排的连接部平行；每一所述单相开关管组中，各开关模块的布设方向与各单相开关管组的布设方向一致。该功率组件能够改善现有的功率组件电流环路均衡性差、杂散电感高的问题。

Description

一种功率组件和液冷变流器

技术领域

本发明涉及电力设备领域，具体涉及一种功率组件和液冷变流器。

背景技术

变流器广泛应用于电力系统、轨道交通、军工、石油机械、新能源汽车、风力发电、太阳能光伏等领域，其连接于电池系统与电网之间，用于实现电能的双向转换，可控制想蓄电池的充电和和放电过程，进行交直流的变换，在无电网情况下可以直接为交流负荷供电。同时，NPC(Neutral Point Clamp)型或者ANPC(Active Neutral Point Clamp)型三电平拓扑可以利用低阻断电压的IGBT器件实现直流母线电压的提高，进而提升交流输出电压、扩大系统功率等级，因此在变流器中得到了广泛应用。

如图1所示，其示出了常规的变流器中的三电平拓扑的功率组件的结构，该功率组件主要包括电容母排01、直流电容池02、输入排03、开关管04、输出排05、散热器06和连接排07。

其中，电容母排01和直流电容池02配合形成电容模组，电容母排01包括有正极板、中线板和负极板，按照三电平拓扑的电路结构，直流电容池02中的各电容器件与电容母排01上不同极性的极板连接。

由于该功率组件的输出为三相交流电，因此其共包括三组单相开关管组，每一组单相开关管组均包括多个开关模块、一个散热器06、一组输入排03、一组连接排07和一个输出排05。其中，散热器06为风冷散热器，其一侧形成安装开关管04的安装面，其背离安装面的另一侧布置有散热鳍片。

继续参照图2，其中，每个开关模块包括三个开关管04，三个开关管04中位于上方的为两个输入管04a，位于下方的为输出管04b，两个输入管04a之间、输入管04a和输出管04b之间通过连接排07连接，开关模块之间并联连接。并联连接可提高单个三电平拓扑结构的桥臂输出电流能力，该功率组件采用四个开关模块并联的结构。一组输入排03对应电容母排01设置有正极板、中线板和负极板，三者分别与电容母排01上对应极板连接。输出排05与四个开关模块的输出端连接，以提供单相的交流输出，三组开关模块的输出排05共同提供三相交流输出。

继续参照图3a和图3b，以一组开关模块为例进行说明，图3a为该三电平拓扑结构的电路示意图，图3b为实际的开关管04的连接示意图。其中，在一个开关模块中，包括两个输入管04a和一个输出管04b，两个输入管04a与输入排03连接的端子分别包括正极端子041、第一中线端子042、第二中线端子043和负极端子044，正极端子041与输入排03的正极板连接，第一中线端子042和第二中线端子043与输入排03的中线板连接，负极端子044与输入排03的负极板连接。两个输入管04a的下端端子各自连接后，再分别与下方的输出管04b通过连接排07连接，输出管04b下端具有第一输出端子045和第二输出端子046，二者均与输出排05连接。其中，输入管04a可包括图3a中的T1、D1、T2、D2；输入管04b可包括图3a中的T3、D3、T4、D4；输出管可包括图3a中的T5、D5、T6、D6。

在一个开关模块中，输入管04a的对应端子形成该开关模块的输入端，输出管04b的对应端子形成该开关模块的输出端。在一个单相开关模组中，各个开关模块的输入端形成该单相开关模组的输入端，各个开关模块的输出端形成该单相开关模组的输出端。

显而易见，该种结构的功率组件存在以下问题：电流环路均衡性差，交流输出质量差，杂散电感过高，电压应力突出，开关损耗增大；以及，功率组件通过大量采用铜排叠层的方式来降低换流时产生的杂散电感，导致功率组件的制造成本过高。

发明内容

本发明的目的在于克服背景技术中存在的至少一种缺陷或问题，提供一种功率组件和液冷变流器。

本发明及其相关实施例采用如下技术方案但不限于下述方案：

第一技术方案及其相关实施例涉及一种功率组件，其包括：电容模组，其包括互相连接的直流电容池和电容母排；所述电容母排具有连接部；功率模组，其包括输入排、输出排和三个单相开关管组；每一所述单相开关管组均包括若干开关模块，并连接至所述输入排和输出排；所述输入排与所述连接部连接；所述输出排用于输出电能；其还包括：至少一个散热器；所述功率模组中，各单相开关管组并列布设于所述散热器，且各单相开关管组的布设方向与所述电容母排的连接部平行；每一所述单相开关管组中，各开关模块的布设方向与各单相开关管组的布设方向一致。

第二技术方案基于第一技术方案，是第一技术方案的优选实施例，其中，所述散热器用于安装各单相开关管组的表面形成安装面，所述安装面与所述电容母排的连接部平行。

第三技术方案基于第二技术方案，是第二技术方案的优选实施例，其中，所述散热器的数量为一个，所有单相开关管组均安装于该散热器的同一安装面，且该安装面相对所述散热器背离所述电容母排的连接部。

第四技术方案基于第二技术方案，是第二技术方案的优选实施例，其中，所述散热器的数量为一个，且其具有相背离的两个安装面，其中一安装面朝向所述电容母排的连接部，另一安装面背离所述电容母排的连接部；所有单相开关管组被分为两个部分并分别安装于所述散热器的两个安装面。

第五技术方案基于第四技术方案，是第四技术方案的优选实施例，其中，所有单相开关管组中的各开关模块均分为布设于两所述安装面的两部分，每一部分中的各开关模块沿左右方向并列排布，且两部分的开关模块的输入端相对所述散热器对应设置，两部分的开关模块的输出端也相对所述散热器对应设置。

第六技术方案基于第五技术方案，是第五技术方案的优选实施例，其中，三个单相开关管组分别为第一相、第二相和第三相；所述第一相、第二相相对所述散热器对应布设于两所述安装面，二者的输入端连接同一输入排；所述第三相安装包括的开关模块的数量均分为第三相第一部分和第三相第二部分，二者相对所述散热器对应布设于两所述安装面，二者的输入端与所述第一相、第二相的输入端连接同一输入排，二者的输出端连接同一输出排。

第七技术方案基于第四技术方案，是第四技术方案的优选实施例，其中，每一所述开关模块均包括三个开关管，所述开关管依据类型分为输入管和输出管；每一所述单相开关管组中各开关模块的输入管和输出管对应地沿左右方向并列排布；三个单相开关管组分别为第一相、第二相和第三相；所述第一相、第二相、第三相沿左右方向依次分布，并按照包含的开关管类型分为第一相第一部分、第一相第二部分、第二相第一部分、第二相第二部分、第三相第一部分、第三相第二部分；所述第一相第一部分、第二相第一部分、第三相第一部分包括对应的单相开关管组中的输入管，三者均位于所述散热器朝向所述电容母排的一侧安装面；所述第一相第二部分、第二相第二部分、第三相第二部分包括对应的单相开关管组中的输出管，三者均位于所述散热器背离所述电容母排的一侧安装面。

第八技术方案基于第二技术方案，是第二技术方案的优选实施例，其中，所述散热器的数量为至少两个，每一所述散热器上至少安装有一组所述单相开关管组，且各所述散热器上用于安装所述单相开关管组的安装面均背离所述电容母排的连接部。

第九技术方案基于第八技术方案，是第八技术方案的优选实施例，其中，所述散热器的数量为三个，每一所述散热器均安装有一组所述单相开关管组。

第十技术方案基于第九技术方案，是第九技术方案的优选实施例，其中，每一所述单相开关管组均安装于对应的所述散热器的同一安装面，且各所述散热器用于安装所述单相开关管组的安装面均背离所述电容母排的连接部。

第十一技术方案基于第九技术方案，是第九技术方案的优选实施例，其中，每一所述散热器具有相背离的两个安装面，其中一安装面朝向所述电容母排的连接部，另一安装面背离所述电容母排的连接部；每一单相开关管组中，各开关模块均分为布设于其所对应的散热器的两所述安装面的两部分，每一部分中的各开关模块沿左右方向并列排布，且两部分的开关模块的输入端相对所述散热器对应设置，两部分的开关模块的输出端也相对所述散热器对应设置。

第十二技术方案及其相关实施例涉及一种变流器，其包括如第一至第十一技术方案任一项所述的功率组件。

由上述对本发明及其具体实施例的描述可知，相对于现有技术，本发明的技术方案及其相关实施例由于采用如下技术手段从而具备如下有益效果：

发明人经不断观察、实验和研究可知，现有技术方案中，导致产生“电流环路均衡性差”技术问题的原因在于，三个单相开关模组分别设置在三个散热器上，三相的输入点不一致，导致电流均衡性差。

对此，在第一技术方案及相关实施例中，令三个单相开关管组并列排布，并且各单相开关管组的布设方向与电容母排的连接部平行，同时在每个单相开关模组中的各开关模块的布设方向也与各个单项开关管组的布设方向一致，由此，三个单相开关管组的输入点一致，可接入同一个输入排，从而提高电流均衡性；同时，由于可接入同一个输入排，因此可减少输入排的数量，降低输入排的总长度，降低制备成本；并且，由于接入输入排的位置一致，因此维护点一致，便于后期进行维护；此外，由于每个单相开关模组中各开关模块也并列排布，因此在单相开关模组内，各个开关模块的换流回路一致，可降低功率组件的杂散电感。

在第二技术方案及相关实施例中，令散热器的安装面与电容母排的连接部平行，散热器与电容母排形成层叠铺设的构型，功率组件的尺寸变为与散热器和电容模组的厚度相关，减少了散热器的长度或宽度对功率组件的尺寸的影响。

在第三技术方案及相关实施例中，令三个单相开关管组均装设于一个散热器背离电容母排连接部的同一安装面，可便于对单相开关管组的安装维护。

在第四技术方案及相关实施例中，令三个单项开关管组分别装设于一个散热器的两个相背离的安装面，可进一步减小散热器的体积，进一步提高散热器的空间利用率，减小功率组件的整体体积。

在第五、第六技术方案及相关实施例中，对三个单相开关管组的排布进行了调整，可便于对三个单相开关管组进行输入和输出接线，还可最大化利用散热器的两个安装面来安装三个单相开关管组，减小散热器的体积；同时，各个单相开关管组均可接入同一输入排，便于输入接线，也可提高电流均衡性。

在第七技术方案及相关实施例中，将各个单相开关管组按照包含的开关管类型分为两部分，该种安装方式有效地利用散热器的两个安装面，减小所需的散热器的整体体积，同时输入排和输出排安装的位置对应，可便于对输入排和输出排的接线进行维护。

在第八技术方案及相关实施例中，设置多个散热器，可减小散热器的散热压力，降低对散热器的要求，降低散热器的制备成本。

在第九技术方案及相关实施例中，设置三个散热器，每个散热器均安装一个单相开关模组，三个单相开关模组之间不会出现干扰。

在第十技术方案及相关实施例中，将每个单相开关模组安装在对应的散热器的背离电容母排的连接部的安装面上，可便于对各个单相开关模组进行接线和维护。

在第十一技术方案及相关实施例中，将每个单相开关模组分为两部分安装在对应的散热器的两个安装面上，可进一步减小所需的散热器的体积。

在第十二技术方案及相关实施例中，提供一种液冷变流器，其采用的散热器为液冷散热器，其依据其所采用的功率组件，具有上述的技术效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为背景技术中所提及的现有的变流器功率组件的结构示意图1；

图2为背景技术中所提及的现有的变流器功率组件的结构示意图2；

图3a为背景技术中所提及的现有的变流器功率组件的电路拓扑示意图；

图3b为背景技术中所提及的现有的变流器功率组件的结构示意图3；

图4a为本发明实施例1的结构示意图1；

图4b为本发明实施例1的结构示意图2；

图5a为本发明实施例2的结构示意图1；

图5b为本发明实施例2的结构示意图2；

图6a为本发明实施例3的结构示意图1；

图6b为本发明实施例3的结构示意图2；

图7a为本发明实施例4的结构示意图1；

图7b为本发明实施例4的结构示意图2；

图8a为本发明实施例5的结构示意图1；

图8b为本发明实施例5的结构示意图2；

图9a为本发明实施例6的结构示意图1；

图9b为本发明实施例6的结构示意图2；

图10a为本发明实施例7的结构示意图1；

图10b为本发明实施例7的结构示意图2；

图11a为本发明实施例8的结构示意图1；

图11b为本发明实施例8的结构示意图2；

图12a为本发明实施例9的结构示意图1；

图12b为本发明实施例9的结构示意图2；

图13a为本发明实施例10的结构示意图1；

图13b为本发明实施例10的结构示意图2；

图14为本发明实施例11的结构示意图1；

图15为本发明实施例11的结构示意图2；

图16为本发明实施例11的结构示意图3；

图17为图15中A-A截面示意图；

图18a为本发明实施例12的结构示意图1；

图18b为本发明实施例12的结构示意图2；

图19为本发明实施例13的结构示意图。

主要附图标记说明：

在说明书附图1至3中：

电容母排01；直流电容池02；输入排03；开关管04；输出排05；散热器06；连接排07；

输入管04a；输出管04b；

正极端子041；第一中线端子042；第二中线端子043；负极端子044；第一输出端子045；第二输出端子046。

在说明书附图4至19中：

散热器10；开关管20；输入管21；输出管22；输入排31；输出排32；连接排33；单相开关管组40；第一相41；第二相42；第三相43；电容母排50；

第一子散热器10a；第二子散热器10b；第三子散热器10c；

输入排第一部分31a；输入排第二部分31b；输入排第三部分31c；

输出排第一部分32a；输出排第二部分32b；输出排第三部分32c；

第一相第一部分41a；第一相第二部分41b；

第二相第一部分42a；第二相第二部分42b；

第三相第一部分43a；第三相第二部分43b；

输入排正极板311；输入排中线板312；输入排接线柱313；

连接排第一部分331；连接排第二部分332；

电容母排正极板51；电容母排中线板52；电容母排负极板53。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的优选实施例，且不应被看作对其他实施例的排除。基于本发明实施例，本领域的普通技术人员在不作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的权利要求书、说明书及上述附图中，除非另有明确限定，如使用术语“第一”、“第二”或“第三”等，都是为了区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。

本发明的权利要求书、说明书及上述附图中，除非另有明确限定，对于方位词，如使用术语“中心”、“横向”、“纵向”、“水平”、“垂直”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顺时针”、“逆时针”等指示方位或位置关系乃基于附图所示的方位和位置关系，且仅是为了便于叙述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或以特定的方位构造和操作，所以也不能理解为限制本发明的具体保护范围。

本发明的权利要求书、说明书及上述附图中，除非另有明确限定，如使用术语“固接”或“固定连接”，应作广义理解，即两者之间没有位移关系和相对转动关系的任何连接方式，也就是说包括不可拆卸地固定连接、可拆卸地固定连接、连为一体以及通过其他装置或元件固定连接。

本发明的权利要求书、说明书及上述附图中，如使用术语“包括”、“具有”以及它们的变形，意图在于“包含但不限于”。

对于背景技术部分所述的现有技术中的功率组件的结构，发明人对其研究发现，该种结构的功率组件体积过大的原因在于：三组单相开关管组分别设置在三个散热器10上，功率组件的体积受散热器10影响增大。

此外，发明人还发现，该种结构的功率组件还存在杂散电感过高的问题，其原因在于：输入排03相对电容母排01垂直设置，导致相对电容母排01位于外侧的开关模块与电容母排01的距离过长，进而导致换流回路过长，杂散电感增大。

为此，本发明说明书提供以下实施例，以解决上述技术问题。

实施例1

本实施例提供一种功率组件，其主要包括散热器10、电容模组和功率模组。

电容模组包括互相连接的电容母排50和直流电容池，电容母排50具有连接部，连接部用于连接功率模组。参照背景技术，电容母排50具有正极板、中线板和负极板，三个极板叠层设置，并分别具有三个输入端。功率模组可通过与电容母排50连接向电容母排50取电，二者连接的部位即成为上述的连接部，因此，连接部的位置在电容母排50上是依据功率模组所连接的位置来确定的，可认为电容母排50上与功率模组形成连接的部位以及附近的部分均为上述的连接部。应当注意的是，连接部应为平板状，以便于供功率模组连接。同时，通常情况下，电容母排50也为平板状，连接部形成在电容母排50上。

功率模组包括输入排31、输出排32和三个单相开关管组40。输入排31与电容母排50的连接部连接，并与各单相开关管组40连接。每一单相开关管组40与一输出排32连接以输出单相交流电。每一单相开关管组40均包括若干由开关管20组合而成的开关模块。开关管20为IGBT器件，三个开关管20配合形成一个开关模块，多个开关模块并联形成单相开关管组40。每一单相开关管组40用于输出单相交流电。该功率模组共有三个单相开关管组40，三者配合输出三相交流电。在本实施例中，每一单相开关管组40包括四个开关模块，总计十二个开关管20。

每一开关模块中的开关管20的类型包括有输入管21和输出管22，输入管21的数量为两个，输出管22的数量为一个。输入管21的输入端形成其对应的开关模块的输入端，输出管22的输出端形成其对应的开关模块的输出端。

参照背景技术，输入管21与输出管22之间，采用连接排33连接，连接排33可为铜排。两个输入管21的输入端通过输入排31与电容母排50的连接部连接，两个输入管21的输出端通过连接排33与输出管22的输入端连接，输出管22的输出端与输出排32连接。其中，每一单相开关管组40中的各个输出管22均连接同一输出排32。

输入排31、输出排32用于以硬连接的形式输送电流，其可为铜排或者接线柱。例如，当一个单相开关管组中，存在某些输入管21与电容母排50的连接部位置接近，此时即可不需要通过铜排进行连接，而是直接用接线柱连接即可。

散热器10用于安装开关管20，开关管20安装于散热器10上后，可通过散热器10带走多余热量，避免开关管20在工作时过热。常规的，散热器10可采用如背景技术所示的风冷散热器，在本实施例中，其亦可采用风冷散热器。此时，风冷的散热器10与散热鳍片相背离的侧面形成供开关管20安装的安装面。

但是，作为一种优选的实施方式，本实施例中采用液冷散热器。液冷散热器能够提供更高的散热效率，在一个液冷散热器中可以堆积更多的开关管20。液冷散热器一般为板状构件，其两个侧面均可形成安装面。

以下对上述功率组件中开关管20的布局进行说明。

作为一种可选的实施方式，三个单相开关管组40均被装设于一个散热器10上。如此，由于不需要如背景技术所述设置多个散热器10，可有效减小功率组件的整体体积。可以理解的，为了将三个单相开关管组40均装设于一个散热器10上，散热器10需具有较好的散热性能，此时本实施例所采用的液冷散热器可能是较优的选择。

进一步的，各个单相开关管组40中，各开关模块的布设方向与电容母排50的连接部平行。如此，可保证在各个单相开关管组40中，每个开关模块至电容母排50的距离相等，避免在各个单相开关管组40中出现不同位置的开关模块的换流回路长度不一致的问题。

进一步的，三个单相开关管组40均被装设于该散热器10的一个安装面上，并且该安装面与连接部平行。此处所指的安装面与连接部平行可视为，平板状的散热器10与平板状的电容母排50之间以层叠的方式排布。当该安装面位于散热器10的前侧时，可便于对三个单向开关模组进行维护，并且当散热器10的另一侧形成另一安装面时，散热器10的另一安装面可用于快速散热，提高散热效率。在本实施例中，三个单相开关管组40被装设于散热器10的前侧安装面，但在其他的实施例中，三个单相开关管组40还可被装设于散热器10的后侧安装面，在被装设于后侧安装面时，可参照本实施例所描述的布局方式排布各个开关管20以及输入排31、输出排32。

进一步的，所有单相开关管组40中的各开关模块均分为布设于所述安装面上部和下部的两部分，每一部分中的各开关模块沿左右方向并列排布，且两部分的开关模块的输入端相互背离。

进一步的，三个单相开关管组40分别为第一相41、第二相42和第三相43；所述第一相41、第二相42对应布设于所述安装面的上部和下部，二者的输出端相对设置并位于所述安装面的中部，且二者的输出端各自连接一输出排32；所述第三相43按照包括的开关模块的数量均分为第三相第一部分43a和第三相第二部分43b，二者对应布设于所述安装面的上部和下部，且二者的输出端均位于所述安装面的中部并连接同一输出排32。应当注意的是，本说明书中所指的“并列排布”是指，各个开关模块的输入管21的位置在左右方向上互相对应，且输出管22的位置在左右方向上也互相对应。

以下对上述内容进行进一步说明。

在本实施例中，采用的液冷散热器的两个侧面中，背离电容母排50的侧面形成安装面，功率模组被安装在该安装面上，因此功率模组也背离电容母排50的连接部设置。

参照图4a，其示出了上述的三个单相开关管组40在散热器10上的布局，并示出了相应的方向。同时，参照图4b，其示出了该布局在侧视时的构造，并示出了相应的方向。应当注意的是，图4a所示出的方向是位于该散热器10的前方，朝向该散热器10的前侧安装面观察时的方向。

在该实施例中，有四个开关模块组成单相开关管组40，三个单相开关管组40分别为第一相41、第二相42和第三相43，其中，第一相41、第二相42包括四个并列排布的开关模块，第三相43分为第三相第一部分43a和第三相第二部分43b，每一部分包括两个并列排布的开关模块。

在第一相41和第二相42中，四个开关模块沿左右方向并列排布，因此每个开关模块的输出端和输入端也并列排布，此时，四个开关模块的输入端共同形成该单相开关管组40的输入端，四个开关模块的输出端共同形成该单相开关管组40的输出端。

在第三相43中，四个开关模块分为两部分，每一部分中的两个开关模块沿左右方向并列排布，因此每一部分中的每个开关模块的输出端和输入端也并列排布，此时，每一部分中的两个开关模块的输入端共同形成该部分的输入端，每一部分中的两个开关模块的输出端共同形成该部分的输出端。

并且，第一相41与第三相第一部分43a中各开关模块并列排布；第二相42与第三相第二部分43b中各开关模块也并列排布。

参照图4a，第一相41和第二相42的单相开关管组40上下对称排布，也就是说，第一相41的输入端和输出端分别位于上方和下方，第二相42的输入端和输出端分别位于下方和上方，二者的输出端相对，输入端相背离。在装设于散热器10上时，即是第一相41的输入端对应于散热器10上边缘，输出端对应于散热器10中部，第二相42的输入端对应于散热器10下边缘，输出端对应于散热器10中部。第三相43中的第三相第一部分43a和第三相第二部分43b也是上下对称排布，也就是说，第三相第一部分43a的输入端和输出端分别位于上方和下方，第三相第二部分43b的输入端和输出端分别位于下方和上方，二者的输出端相对，输入端相背离。在装设于散热器10上时，即是第三相第一部分43a的输入端对应于散热器10上边缘，输出端对应于散热器10中部，第三相第二部分43b的输入端对应于散热器10下边缘，输出端对应于散热器10中部。

参照图4a，每一单相开关管组40均通过输入排31与电容母排50连接，并各自连接有一输出排32。其中，第一相41和第三相第一部分43a的单相开关管组40的输入端均位于散热器10上边缘位置，因此可沿散热器10上边缘设置一输入排第一部分31a；第二相42和第三相第二部分43b的单相开关管组40的输入端均位于散热器10下边缘位置，因此可沿散热器10下边缘设置一输入排第二部分31b；第一相41的输出端对应设置一输出排第一部分32a，第二相42的输出端对应设置一输出排第二部分32b，第三相第一部分43a和第三相第二部分43b的输出端位置相对，因此可对应设置一共用的输出排第三部分32c。

参照图4b，电容母排50位于散热器10的后侧，三个单相开关管组40装设于散热器10的前侧安装面，且输入排31的延伸方向与电容母排50的板面平行；如此，在每个单相开关管组40中，每个开关模块通过输入排31与电容母排50连接的距离相等，因此每个开关模块的换流回路长度相等，并且相较于背景技术的方案，该距离也较短，杂散电感降低，开关损耗随之降低。

具体的，输入排第一部分31a包括有正极板、中线板和负极板，三者叠层设置后连接至电容母排50的对应极板；输入排第二部分31b同样包括有正极板、中线板和负极板，三者叠层设置有连接至电容母排50的对应极板。由于三个单相开关管组40的输入端分别位于散热器10的上边缘和下边缘，因此输入排第一部分31a和输入排第二部分31b至电容母排50均无需经过散热器10前侧安装面，并且输入排第一部分31a和输入排第二部分31b与电容母排50的距离相等，直流侧电流回路均衡性更好。

输出排第一部分32a、输出排第二部分32b、输出排第三部分32c均位于散热器10前侧安装面的中部位置，位置分布集中，可便于对外输出接线。

本实施例所提供的功率组件，减小了散热器10体积，进而减小了功率组件的整体体积，同时减少了杂散电感的产生。

实施例2

本实施例提供一种功率组件，其主要包括散热器10、电容模组和功率模组。

关于散热器10、电容模组和功率模组的介绍参考实施例1。

以下对上述功率组件中开关管20的布局进行说明。

作为一种可选的实施方式，三个单相开关管组40被分为两个部分以分别装设于该散热器10的两个安装面上。在本实施例中，采用的液冷散热器的两个侧面均形成安装面，功率模组被安装在这两个安装面上。如此，可减小散热器10的体积，进一步提高散热器10的空间利用率，减小功率组件的整体体积。并且，该两个安装面均与连接部平行。此处所指的安装面与连接部平行可视为，平板状的散热器10与平板状的电容母排50之间以层叠的方式排布。

进一步的，每一单相开关管组40中，各个开关模块均沿左右方向并列排布。其中，一个完整的单相开关管组40位于散热器10的前侧安装面，另一个完整的单相开关管组40位于散热器10的后侧安装面，最后一个单相开关管组40中，开关模块中的输出管22位于散热器10的前侧安装面，开关模块中的输入管21位于散热器10的后侧安装面。应当注意的是，在最后一个单相开关管组40中，各个输出管22均沿左右方向并列排布，各个输入管21同样也沿左右方向并列排布。

以下对上述内容进行进一步说明。

参照图5a，其示出了本实施例中三个单相开关管组40在散热器10上的布局，并示出了相应的方向。同时，参照图5b，其示出了该布局在侧视时的构造，并示出了相应的方向。应当注意的是，图5a所示出的方向是位于该散热器10的前方，朝向该散热器10的前侧安装面观察时的方向，也就是说，图5a所示出的方向仅用于指示图5a中的前侧视图的方向。

参照图5a，在该实施例中，有四个开关模块组成单相开关管组40，三个单相开关管组40分别为第一相41、第二相42和第三相43。其中，第一相41、第二相42包括四个并列排布的开关模块，第三相43分为第三相第一部分43a和第三相第二部分43b，第三相第一部分43a包括该单相开关管组40中各个开关模块的所有输出管22，第三相第二部分43b包括该单相开关管组40中各个开关模块的所有输入管21。

参照图5a，第一相41的单相开关管组40位于散热器10前侧安装面，第二相42的单相开关管组40位于散热器10后侧安装面，第三相第一部分43a位于散热器10前侧安装面，第三相第二部分43b位于散热器10后侧安装面。

在第一相41和第二相42中，四个开关模块沿左右方向并列排布，因此每个开关模块的输出端和输入端也并列排布，此时，四个开关模块的输入端共同形成该单相开关管组40的输入端，四个开关模块的输出端共同形成该单相开关管组40的输出端。并且，第一相41和第二相42的单相开关管组40的输入端和输出端均分别位于上方和下方。在装设于散热器10上时，即是第一相41和第二相42的输入端对应于散热器10上边缘，区别仅在于二者一个在散热器10前侧，一个在散热器10后侧；同时，第一相41和第二相42的输出端对应于散热器10中部。

第三相第一部分43a对应于第三相43的单相开关管组40中各个开关模块的输出管22，这四个输出管22沿左右方向并列排布，这四个输出管22的输出端也并列排布，此时，这四个输出管22的输出端共同形成该单相开关管组40的输出端；第三相第二部分43b对应于第三相43的单相开关管组40中各个开关模块的输入管21，这八个输入管21沿左右方向并列排布，同一个开关模块中的两个输入管21接近设置，这八个输入管21的输入端也并列排布，此时，这八个输入管21的输入端共同形成该单相开关管组40的输入端。在第三相43中，该单相开关管组40的输出端和输入端均位于下方，在装设于散热器10上时，即使该单相开关管组40的输出端和输入端均对应于散热器10上边缘，区别在于其输出端位于散热器10前侧，输出端位于散热器10后侧。

参照图5a，每一单相开关管组40均通过输入排31与电容母排50连接，并各自连接有一输出排32。其中，第一相41和第二相42的单相开关管组40的输入端均位于散热器10上边缘位置，因此可在散热器10上边缘设置输入排第一部分31a和输入排第二部分31b，输入排第一部分31a和输入排第二部分31b可并联后再与电容母排50连接；第三相第二部分43b的输入端位于散热器10下边缘位置，因此可在散热器10下边缘位置设置输入排第三部分31c。

参照图5b，第一相41和第二相42的单相开关管组40的输出端均位于散热器10中部，因此可在散热器10中部位置设置输出排第一部分32a和第二部分，应当注意的是，输出排第一部分32a位于散热器10前侧，其可以直接对外输出接线，但是输出排第二部分32b位于散热器10后侧，其若要对外输出接线，就要求散热器10后侧安装面与电容母排50之间具有足够的空间，而这对该功率模组的整体换流回路的长度不利，因此可在散热器10的中部位置设置开孔，将输出排第二部分32b由散热器10后侧引出至散热器10前侧，由此可便于输出排第二部分32b对外输出接线。

第三相第一部分43a的输出端位于散热器10下边缘位置，可在散热器10下边缘位置设置输出排第三部分32c。第三相43中，每个开关模块的两个输入管21和输出管22分别位于散热器10两侧，因此可在散热器10的对应位置设置开孔，通过连接排33将各个开关模块的输入管21和输出管22连接。为便于加工，由于第三相43中连接排33的位置也对应于散热器10中部，因此可在散热器10中部仅设置一开孔，该开孔可用于同时穿过连接排33和用于穿过输出排第二部分32b。

参照图5b，电容母排50位于散热器10的后侧，且输入排31的延伸方向与电容母排50的板面平行；如此，在每个单相开关管组40中，每个开关模块通过输入排31与电容母排50连接的距离相等，每个开关模块的换流回路长度也相等，杂散电感降低，开关损耗随之降低。

具体的，输入排第一部分31a包括有正极板、中线板和负极板，三者叠层设置后连接至电容母排50的对应极板；输入排31同样包括有正极板、中线板和负极板，三者叠层设置有连接至电容母排50的对应极板。由于三个单相开关管组40的输入端分别位于散热器10的上边缘和下边缘，因此输入排第一部分31a、第二部分和第三部分至电容母排50均无需经过散热器10前侧安装面。其中，输入排第二部分31b和输入排第三部分31c至电容母排50的距离相等，直流侧电流回路均衡性更好。同时，虽然第一相41对应的单相开关管组40与电容母排50之间的电流回路距离稍长，但通过使输入排31叠层设置的方式，降低了杂散电感，可满足使用要求。

本实施例所提供的功率组件，相比于实施例1，通过将开关管20排布于散热器10的前后两侧，进一步减小了散热器10体积，提高了散热器10的表面空间利用率，也减小了功率组件的整体体积，同时减少了杂散电感的产生。

实施例3

本实施例提供一种功率组件，其主要包括散热器10、电容模组和功率模组。

关于散热器10、电容模组和功率模组的介绍参考实施例1。

以下对上述功率组件中开关管20的布局进行说明。

本实施例中采用液冷散热器。液冷散热器能够提供更高的散热效率，在一个液冷散热器中可以堆积更多的开关管20。液冷散热器一般为板状构件，其两个侧面均可形成安装面。

作为一种可选的实施方式，三个单相开关管组40沿上下方向平行排布。

其中，每一单相开关管组40中，开关模块的输出管22位于散热器10的前侧安装面，开关模块的输入管21位于散热器10的后侧安装面。在本实施例中，这两个安装面均与连接部平行。此处所指的安装面与连接部平行可视为，平板状的散热器10与平板状的电容母排50之间以层叠的方式排布。

对应于该种布局方式，对于在一个单相开关管组40中所指的“并列排布”，是指在每一单相开关管组40中，各个输出管22均沿左右方向并列排布，各个输入管21也沿左右方向并列排布。上述的“平行排布”是指，将每个单相开关管组40作为一个整体，以每个单相开关管组40中各个开关模块的排布方向为该单相开关管组40的整体延伸方向，也就是每个单相开关管组40均沿左右方向延伸，在该前提下，三个单相开关管组40由上至下平行布置在散热器10上。

进一步的，每一单相开关管组40中，其输出端和输入端均相对该单相开关管组40位于其下方。

以下对上述内容进行进一步说明。

参照图6a，其示出了本实施例中三个单相开关管组40在散热器10上的布局，并示出了相应的方向。同时，参照图6b，其示出了该布局在侧视时的构造，并示出了相应的方向。应当注意的是，图6a所示出的方向是位于该散热器10的前方，朝向该散热器10的前侧安装面观察时的方向，也就是说，图6a所示出的方向仅用于指示图6a中的前侧视图的方向。

参照图6a，在该实施例中，有四个开关模块组成单相开关管组40，三个单相开关管组40分别为第一相41、第二相42和第三相43。其中，第一相41、第二相42和第三相43均分为两个部分，分别为第一相第一部分41a、第一相第二部分41b，第二相第一部分42a、第二相第二部分42b，第三相第一部分43a、第三相第二部分43b。每一相的第一部分均对应于该单相开关管组40中的各个输入管21，每一相的第二部分均对应于该单相开关管组40中的各个输出管22。

参照图6a，每个单相开关管组40中，四个开关模块的输入端共同形成该单相开关管组40的输入端，同时四个开关模块的输出端共同形成该单相开关管组40的输出端。

其中，第一相41位于散热器10上部位置，第二相42位于散热器10中部位置，第二相42位于散热器10下部位置。对应的，第一相第一部分41a位于散热器10的上部位置的后侧安装面，第一相第二部分41b位于散热器10的上部位置的前侧安装面，第一相第一部分41a和第一相第二部分41b之间通过连接排33连接，连接排33绕过散热器10的上部边缘。第二相第一部分42a位于散热器10的中部位置的后侧安装面，第二相第二部分42b位于散热器10的中部位置的前侧安装面，第二相第一部分42a和第二相第二部分42b之间通过连接排33连接，此处可参照实施例2，在散热器10对应位置设置开孔，连接排33可穿过该开孔连接第二相第一部分42a和第二相第二部分42b。第三相第一部分43a位于散热器10的下部位置的后侧安装面，第三相第二部分43b位于散热器10的下部位置的前侧安装面，第三相第一部分43a和第三相第二部分43b之间通过连接排33连接，同样的，可在散热器10对应位置设置开孔，连接排33可穿过该开孔连接第三相第一部分43a和第三相第二部分43b。

参照图6a，每一单相开关管组40均通过输入排31与电容母排50连接，并各自连接有一输出排32。其中，第一相41的输入端与输入排第一部分31a连接，输入排第一部分31a位于第一相第一部分41a的下方；第一相41的输出端与输出排第一部分32a连接，输出排第一部分32a位于第一相第二部分41b的下方。第二相42的输入端与输入排第二部分31b连接，输入排第二部分31b位于第二相第一部分42a的下方；第二相42的输出端与输出排第二部分32b连接，输出排第二部分32b位于第二相第二部分42b的下方。第三相43的输入端与输入排第三部分31c连接，输入排第三部分31c位于第三相第一部分43a的下方；第三相43的输出端与输出排第三部分32c连接，输出排第三部分32c位于第三相第二部分43b的下方。

参考图6b，电容母排50位于散热器10的后侧，且输入排31的延伸方向与电容母排50的板面平行；如此，在每个单相开关管组40中，每个开关模块通过输入排31与电容母排50连接的距离相等，每个开关模块的换流回路长度也相等，杂散电感降低，开关损耗随之降低。

具体的，输入排第一部分31a、输入排第二部分31b和输入排第三部分31c均包括有正极板、中线板和负极板，三者叠层设置后连接至电容母排50的对应极板。由于三个单相开关管组40的输入端均位于散热器10的后侧，因此输入排第一部分31a、第二部分和第三部分均可直接连接至电容母排50，并且，每个单相开关管组40的输入端与电容母排50的距离相等，可提高直流侧电流回路均衡性。同时，每个单相开关管组40的输出端均位于散热器10的前侧，因此输出排第一部分32a、第二部分和第三部分均容易对外输出接线。

本实施例所提供的功率组件，相比于实施例1，通过将开关管20排布于散热器10的前后两侧，进一步减小了散热器10体积，提高了散热器10的表面空间利用率，也减小了功率组件的整体体积，同时减少了杂散电感的产生。

更进一步的，本实施例中散热器10的数量为一个，但在其他的实施例中，散热器10的数量可设置为三个，三个散热器10沿上下方向布设，每一个散热器10上对应安装一完整的单相开关管组40，该单相开关管组40的接线方式可参照本实施例中各个单相开关管组40的接线方式，但在采用三个散热器10的情况下，各个单相开关管组40中的连接排33可直接绕过其所位于的散热器10的上缘或下缘。采用三个散热器10，对单个散热器10的散热能力要求降低，可降低散热器10的成本，同时也便于对每个散热器10上的单相开关管组进行接线及维护。

实施例4

本实施例提供一种功率组件，其主要包括散热器10、电容模组和功率模组。

关于散热器10、电容模组和功率模组的介绍参考实施例1。

以下对上述功率组件中开关管20的布局进行说明。

本实施例中采用液冷散热器。液冷散热器能够提供更高的散热效率，在一个液冷散热器中可以堆积更多的开关管20。液冷散热器一般为板状构件，其两个侧面均可形成安装面。

在本实施例中，每一单相开关管组40中，开关模块的输出管22位于散热器10的前侧安装面，开关模块的输入管21位于散热器10的后侧安装面。在本实施例中，这两个安装面均与连接部平行。此处所指的安装面与连接部平行可视为，平板状的散热器10与平板状的电容母排50之间以层叠的方式排布。

对应于该种布局方式，上述的“并列排布”是指，每一单相开关管组40中，各个输出管22均沿左右方向并列排布，各个输入管21也沿左右方向并列排布。上述的“平行排布”是指，将每个单相开关管组40作为一个整体，以每个单相开关管组40中各个开关模块的排布方向为该单相开关管组40的整体延伸方向，也就是每个单相开关管组40均沿左右方向延伸，在该前提下，三个单相开关管组40由上至下平行布置在散热器10上。

进一步的，位于上方的两个单相开关管组40中，输出端和输入端均相对各自的单相开关管组40位于其下方；位于下方的两个单相开关管组40中，输出端和输入端均相对该单相开关管组40位于其上方。

参照图7a，其示出了本实施例中三个单相开关管组40在散热器10上的布局，并示出了相应的方向。同时，参照图7b，其示出了该布局在侧视时的构造，并示出了相应的方向。应当注意的是，图7a所示出的方向是位于该散热器10的前方，朝向该散热器10的前侧安装面观察时的方向，也就是说，图7a所示出的方向仅用于指示图7a中的前侧视图的方向。

参照图7a，在该实施例中，有四个开关模块组成单相开关管组40，三个单相开关管组40分别为第一相41、第二相42和第三相43。其中，第一相41、第二相42和第三相43均分为两个部分，分别为第一相第一部分41a、第一相第二部分41b，第二相第一部分42a、第二相第二部分42b，第三相第一部分43a、第三相第二部分43b。每一相的第一部分均对应于该单相开关管组40中的各个输入管21，每一相的第二部分均对应于该单相开关管组40中的各个输出管22。

参照图7a，每个单相开关管组40中，四个开关模块的输入端共同形成该单相开关管组40的输入端，同时四个开关模块的输出端共同形成该单相开关管组40的输出端。

其中，第一相41位于散热器10上部位置，第二相42位于散热器10中部位置，第二相42位于散热器10下部位置。对应的，第一相第一部分41a位于散热器10的上部位置的后侧安装面，第一相第二部分41b位于散热器10的上部位置的前侧安装面，第一相第一部分41a和第一相第二部分41b之间通过连接排33连接，连接排33绕过散热器10的上部边缘。第二相第一部分42a位于散热器10的中部位置的后侧安装面，第二相第二部分42b位于散热器10的中部位置的前侧安装面，第二相第一部分42a和第二相第二部分42b之间通过连接排33连接，此处可参照实施例2，在散热器10对应位置设置开孔，连接排33可穿过该开孔连接第二相第一部分42a和第二相第二部分42b。第三相第一部分43a位于散热器10的下部位置的后侧安装面，第三相第二部分43b位于散热器10的下部位置的前侧安装面，第三相第一部分43a和第三相第二部分43b之间通过连接排33连接，同样的，第三相第一部分43a和第三相第二部分43b之间通过连接排33连接，连接排33绕过散热器10的下部边缘。

参照图7a，每一单相开关管组40均通过输入排31与电容母排50连接，并各自连接有一输出排32。其中，第一相41的输入端与输入排第一部分31a连接，输入排第一部分31a位于第一相第一部分41a的下方；第一相41的输出端与输出排第一部分32a连接，输出排第一部分32a位于第一相第二部分41b的下方。第二相42的输入端与输入排第二部分31b连接，输入排第二部分31b位于第二相第一部分42a的下方；第二相42的输出端与输出排第二部分32b连接，输出排第二部分32b位于第二相第二部分42b的下方。第三相43的输入端与输入排第三部分31c连接，输入排第三部分31c位于第三相第一部分43a的上方；第三相43的输出端与输出排第三部分32c连接，输出排第三部分32c位于第三相第二部分43b的上方。

参考图7b，电容母排50位于散热器10的后侧，且输入排31的延伸方向与电容母排50的板面平行；如此，在每个单相开关管组40中，每个开关模块通过输入排31与电容母排50连接的距离相等，每个开关模块的换流回路长度也相等，杂散电感降低，开关损耗随之降低。

具体的，输入排第一部分31a包括有正极板、中线板和负极板，三者叠层设置后连接至电容母排50的对应极板；输入排31同样包括有正极板、中线板和负极板，三者叠层设置有连接至电容母排50的对应极板。由于三个单相开关管组40的输入端均位于散热器10的后侧，因此输入排第一部分31a、第二部分和第三部分均可直接连接至电容母排50，并且，每个单相开关管组40的输入端与电容母排50的距离相等，可提高直流侧电流回路均衡性。同时，每个单相开关管组40的输出端均位于散热器10的前侧，因此输出排第一部分32a、第二部分和第三部分均容易对外输出接线。

并且，相较于实施例3，第二相第一部分42a和第三相第一部分43a的输入端可并联后再与电容母排50连接，由此可减少输入排第二部分31b和输入排第三部分31c的总长度，有利于降低杂散电感，并可降低成本。

本实施例所提供的功率组件，相比于实施例1，通过将开关管20排布于散热器10的前后两侧，进一步减小了散热器10体积，提高了散热器10的表面空间利用率，也减小了功率组件的整体体积，同时减少了杂散电感的产生。

实施例5

本实施例提供一种功率组件，其主要包括散热器10、电容模组和功率模组。

关于散热器10、电容模组和功率模组的介绍参考实施例1。

以下对上述功率组件中开关管20的布局进行说明。

常规的，散热器10可采用如背景技术所示的风冷散热器，在本实施例中，其亦可采用风冷散热器。此时，风冷的散热器10与散热鳍片相背离的侧面形成供开关管20安装的安装面。但是，作为一种优选的实施方式，本实施例中采用液冷散热器。液冷散热器能够提供更高的散热效率，在一个液冷散热器中可以堆积更多的开关管20。液冷散热器一般为板状构件，其两个侧面均可形成安装面。

作为一种可选的实施方式，功率模组中，各单相开关管组并列布设于所述散热器10，且各单相开关管组的布设方向与所述连接部平行；每一所述单相开关管组中，各开关模块的布设方向与各单相开关管组的布设方向一致。各个单相开关管组40中，各开关模块的布设方向与电容母排50的连接部平行。如此，可保证在各个单相开关管组40中，每个开关模块至电容母排50的距离相等，避免在各个单相开关管组40中出现不同位置的开关模块的换流回路长度不一致的问题。

进一步的，三个单相开关管组40均被装设于该散热器10的一个安装面上。在本实施例中，该安装面与连接部平行。此处所指的安装面与连接部平行可视为，平板状的散热器10与平板状的电容母排50之间以层叠的方式排布。当该安装面位于散热器10的前侧时，可便于对三个单向开关模组进行维护，并且当散热器10的另一侧形成另一安装面时，散热器10的另一安装面可用于快速散热，提高散热效率。在本实施例中，三个单相开关管组40被装设于散热器10的前侧安装面，但在其他的实施例中，三个单相开关管组40还可被装设于散热器10的后侧安装面，在被装设于后侧安装面时，可参照本实施例所描述的布局方式排布各个开关管20以及输入排31、输出排32。

以下对上述内容进行进一步说明。

具体的，参照图8a，其示出了上述的三个单相开关管组40在散热器10上的布局，并示出了相应的方向。同时，参照图8b，其示出了该布局在侧视时的构造，并示出了相应的方向。应当注意的是，图8a所示出的方向是位于该散热器10的前方，朝向该散热器10的前侧表面观察时的方向。

在该实施例中，有四个开关模块组成单相开关管组40，三个单相开关管组40分别为第一相41、第二相42和第三相43，其中，第一相41、第二相42和第三相43均包括四个沿左右方向并列排布的开关模块。每个开关模组中，每个开关模块的输出端和输入端也并列排布，此时，四个开关模块的输入端共同形成该单相开关管组40的输入端，四个开关模块的输出端共同形成该单相开关管组40的输出端。

参照图8a，每一单相开关管组40均通过输入排31与电容母排50连接，并各自连接有一输出排32。三个单相开关管组40每一相的输入端和输出端分别位于上方和下方，因此可沿散热器10上边缘设置一输入排31，该输入排31同时连接三个单相开关管组40，同时可沿散热器10下边缘设置三个输出排32，对应于第一相41、第二相42和第三相43，分别为输出排第一部分32a、输出排第二部分32b和输出排第三部分32c。

参照图8b，电容母排50位于散热器10的后侧，三个单相开关管组40装设于散热器10的前侧安装面，且输入排31的延伸方向与电容母排50的板面平行；如此，在每个单相开关管组40中，每个开关模块通过输入排31与电容母排50连接的距离相等，每个开关模块的换流回路长度也相等，杂散电感降低，开关损耗随之降低。

具体的，输入排第一部分31a包括有正极板、中线板和负极板，三者叠层设置后连接至电容母排50的对应极板；输入排31同样包括有正极板、中线板和负极板，三者叠层设置有连接至电容母排50的对应极板。由于三个单相开关管组40的输入端均位于散热器10上边缘，只需要一个输入排31即可连接电容母排50，因此每个单相开关管组40与电容母排50的距离相等，三个单相开关管组40与电容母排50之间的电流回路距离一致，且不论电容母排50的电流方向，到达每个单相开关管组40的时刻也相等，因此具有最好的电流回路均衡性。

输出排第一部分32a、输出排第二部分32b、输出排第三部分32c均位于散热器10前侧安装面的下方，位置分布集中，可便于对外输出接线。

本实施例所提供的功率组件，相对于实施例1至实施例4，通过令各个单相开关管组40并列排布，使得三个单相开关管组40与电容母排50之间的电流回路距离一致，因此提高了电容母排50至各个单相开关管组40的电流回路均衡性，同时降低了杂散电感。

实施例6

本实施例提供一种功率组件，其主要包括散热器10、电容模组和功率模组。

关于散热器10、电容模组和功率模组的介绍参考实施例1。

以下对上述功率组件中开关管20的布局进行说明。

本实施例中采用液冷散热器。液冷散热器能够提供更高的散热效率，在一个液冷散热器中可以堆积更多的开关管20。液冷散热器一般为板状构件，其两个侧面均可形成安装面。

作为一种可选的实施方式，三个单相开关管组40被分为两个部分以分别装设于该散热器10的两个安装面上，在每一个安装面上的开关模块均沿左右方向并列排布。在本实施例中，这两个安装面均与连接部平行。此处所指的安装面与连接部平行可视为，平板状的散热器10与平板状的电容母排50之间以层叠的方式排布。如此，可减小散热器10的体积，进一步提高散热器10的空间利用率，减小功率组件的整体体积。

以下对上述内容进行进一步说明。

其中，一个完整的单相开关管组40位于散热器10的前侧安装面，另一个完整的单相开关管组40位于散热器10的后侧安装面，最后一个单相开关管组40中，各个开关模块平均分为两部分，每一部分中的各个开关模块并列排布，该两部分分别位于散热器10的前侧安装面和后侧安装面。

参照图9a，其示出了本实施例中三个单相开关管组40在散热器10上的布局，并示出了相应的方向。同时，参照图9b，其示出了该布局在侧视时的构造，并示出了相应的方向。应当注意的是，图9a所示出的方向是位于该散热器10的前方，朝向该散热器10的前侧安装面观察时的方向，也就是说，图9a所示出的方向仅用于指示图9a中的前侧视图的方向。

参照图9a，在该实施例中，有四个开关模块组成单相开关管组40，三个单相开关管组40分别为第一相41、第二相42和第三相43。其中，第一相41、第二相42包括四个并列排布的开关模块，第三相43分为第三相第一部分43a和第三相第二部分43b，每一部分包括两个并列排布的开关模块。其中，第一相41和第三相第一部分43a位于散热器10前侧安装面，第二相42和第三相第二部分43b位于散热器10后侧安装面。在散热器10前侧安装面上，第一相41和第三相第一部分43a沿左右方向并列排布；在散热器10后侧安装面上，第二相42和第三相第二部分43b沿左右方向并列排布。

在第一相41和第二相42中，四个开关模块沿左右方向并列排布，因此每个开关模块的输出端和输入端也并列排布，此时，四个开关模块的输入端共同形成该单相开关管组40的输入端，四个开关模块的输出端共同形成该单相开关管组40的输出端。

在第三相43中，四个开关模块分为两部分，每一部分中的两个开关模块沿左右方向并列排布，因此每一部分中的每个开关模块的输出端和输入端也并列排布，此时，每一部分中的两个开关模块的输入端共同形成该部分的输入端，每一部分中的两个开关模块的输出端共同形成该部分的输出端。

参照图9a，第一相41、第二相42、第三相43的输入端均位于上方。在装设于散热器10上时，即是第一相41、第二相42、第三相43的输入端均对应于散热器10上边缘，输出端对应于散热器10下边缘。同时，每一单相开关管组40均通过输入排31与电容母排50连接，并各自连接有一输出排32。因此，可沿散热器10上边缘设置一输入排31，该输入排31同时连接第一相41、第二相42和第三相43的输入端；并可沿散热器10下边缘设置三个输出排32，分别为输出排第一部分32a、输出排第二部分32b和输出排第三部分32c，三者分别连接第一相41、第二相42和第三相43的输出端。

其中，对于输出排第三部分32c而言，由于第三相43分为第三相第一部分43a和第三相第二部分43b，且二者分别位于散热器10的前侧安装面和后侧安装面，而输出排第三部分32c需要同时连接第三相第一部分43a和第三相第二部分43b的输出端，因此可将输出排第三部分32c绕过散热器10的右侧边缘，此时输出排第三部分32c即可同时连接第三相第一部分43a和第三相第二部分43b的输出端。

参照图9b，电容母排50位于散热器10的后侧，三个单相开关管组40装设于散热器10的前侧安装面和后侧安装面，且输入排31的延伸方向与电容母排50的板面平行；如此，在每个单相开关管组40中，每个开关模块通过输入排31与电容母排50连接的距离相等，每个开关模块的换流回路长度也相等，杂散电感降低，开关损耗随之降低。

参照图9b，由于三个单相开关管组40的输入端均位于散热器10上边缘，只需要一个输入排31即可连接电容母排50，因此每个单相开关管组40与电容母排50的距离相等，三个单相开关管组40与电容母排50之间的电流回路距离一致，且不论电容母排50的电流方向，到达每个单相开关管组40的时刻也相等，因此具有最好的电流回路均衡性。同时，参照图9b，第二相42的输入端可以与连接第一相41输入端的输入排31并联后再与电容母排50连接，从而减小输入排31的总长度，降低制造成本，还可降低杂散电感。

输出排第一部分32a、输出排第二部分32b、输出排第三部分32c均位于散热器10的下边缘，位置分布集中，可便于对外输出接线。

本实施例所提供的功率组件，相对于实施例1至实施例4，通过令各个单相开关管组40并列排布，使得三个单相开关模组与电容母排50之间的电流回路距离一致，因此提高了电容母排50至各个单相开关管组40的电流回路均衡性，同时降低了杂散电感。同时，相较于实施例5，通过将开关管20排布于散热器10的前后两侧，进一步减小了散热器10体积，提高了散热器10的表面空间利用率，也减小了功率组件的整体体积。

实施例7

本实施例提供一种功率组件，其主要包括散热器10、电容模组和功率模组。

关于电容模组和功率模组的介绍参考实施例1，以下仅对二者之间的区别进行说明。

以下对上述功率组件中开关管20的布局进行说明。

作为一种可选的实施方式，三个单相开关管组40分别被装设于三个散热器10上。如此，对每个散热器10的散热能力要求得以降低，从而降低散热器10的成本。

进一步的，功率模组中，各单相开关管组并列布设于所述散热器10，且各单相开关管组的布设方向与所述连接部平行；每一所述单相开关管组中，各开关模块的布设方向与各单相开关管组的布设方向一致。各个单相开关管组40中，各开关模块的布设方向与电容母排50的连接部平行。如此，可保证在各个单相开关管组40中，每个开关模块至电容母排50的距离相等，避免在各个单相开关管组40中出现不同位置的开关模块的换流回路长度不一致的问题。

进一步的，三个单相开关管组40均被装设于该散热器10的一个安装面上。在本实施例中，该安装面与连接部平行。此处所指的安装面与连接部平行可视为，平板状的散热器10与平板状的电容母排50之间以层叠的方式排布。当该安装面位于散热器10的前侧时，可便于对三个单向开关模组进行维护，并且当散热器10的另一侧形成另一安装面时，散热器10的另一安装面可用于快速散热，提高散热效率。在本实施例中，三个单相开关管组40被装设于散热器10的前侧安装面，但在其他的实施例中，三个单相开关管组40还可被装设于散热器10的后侧安装面，在被装设于后侧安装面时，可参照本实施例所描述的布局方式排布各个开关管20以及输入排31、输出排32。

以下对上述内容进行进一步说明。

具体的，参照图10a，其示出了上述的三个单相开关管组40在散热器10上的布局，并示出了相应的方向。同时，参照图10b，其示出了该布局在侧视时的构造，并示出了相应的方向。应当注意的是，图10a所示出的方向是位于该散热器10的前方，朝向该散热器10的前侧安装面观察时的方向。

参照图10a，在该实施例中，散热器10包括第一子散热器10a、第二子散热器10b、第三子散热器10c，三者沿左右方向并列排布。在该实施例中，散热器10采用液冷散热器。

在该实施例中，有四个开关模块组成单相开关管组40，三个单相开关管组40分别为第一相41、第二相42和第三相43，其中，第一相41、第二相42和第三相43均包括四个沿左右方向并列排布的开关模块。每个开关模组中，每个开关模块的输出端和输入端也并列排布，此时，四个开关模块的输入端共同形成该单相开关管组40的输入端，四个开关模块的输出端共同形成该单相开关管组40的输出端。

参照图10a，每个单相开关管组40中，四个开关模块的排布方向对应该单相开关管组40的延伸方向，同时对应了该散热器10的延伸方向。在本实施例中，可认为单相开关管组40沿左右方向延伸，同时每个散热器10也沿左右方向延伸。上述的三个担心开关模组沿左右方向并列排布可理解为，三个单相开关管组40沿其延伸方向一字排开，也就是三个散热器10沿其延伸方向一字排开。

参照图10a，每一单相开关管组40均通过输入排31与电容母排50连接，并各自连接有一输出排32。三个单相开关管组40每一相的输入端和输出端分别位于上方和下方，因此可沿每个散热器10的上边缘分别设置一输入排31，对应于第一相41、第二相42和第三相43的单相开关管组40，分别为输入排第一部分31a、输入排第二部分31b和输入排第三部分31c；同时可沿每个散热器10的下边缘分别设置三个输出排32，对应于第一相41、第二相42和第三相43的单相开关管组40，分别为输出排第一部分32a、输出排第二部分32b和输出排第三部分32c。

参照图10b，电容母排50位于散热器10的后侧，三个单相开关管组40装设于散热器10的前侧安装面，且输入排31的延伸方向与电容母排50的板面平行；如此，在每个单相开关管组40中，每个开关模块通过输入排31与电容母排50连接的距离相等，每个开关模块的换流回路长度也相等，杂散电感降低，开关损耗随之降低。

具体的，输入排第一部分31a包括有正极板、中线板和负极板，三者叠层设置后连接至电容母排50的对应极板；输入排31同样包括有正极板、中线板和负极板，三者叠层设置有连接至电容母排50的对应极板。由于三个单相开关管组40的输入端均位于各自的散热器10上边缘，因此需要三个输入排31连接电容母排50，但由于三个单相开关管组40在左右方向上并列排布，因此每个单相开关管组40与电容母排50的距离相等，三个单相开关管组40与电容母排50之间的电流回路距离一致，且不论电容母排50的电流方向，到达每个单相开关管组40的时刻也相等，因此具有最好的电流回路均衡性。

输出排第一部分32a、输出排第二部分32b、输出排第三部分32c均位于散热器10前侧安装面的下方，位置分布集中，可便于对外输出接线。

本实施例所提供的功率组件，相对于实施例1至实施例4，通过令各个单相开关管组40并列排布，使得三个单相开关管组40与电容母排50之间的电流回路距离一直，因此提高了电容母排50至各个单相开关管组40的电流回路均衡性，同时降低了杂散电感。

实施例8

本实施例提供一种功率组件，其主要包括散热器10、电容模组和功率模组。

关于散热器10、电容模组和功率模组的介绍参考实施例1。

以下对上述功率组件中开关管20的布局进行说明。

作为一种可选的实施方式，三个单相开关管组40被分为两个部分以分别装设于各个散热器10的两个安装面上，在每一个安装面上的开关模块均沿左右方向并列排布。在本实施例中，这两个安装面均与连接部平行。此处所指的安装面与连接部平行可视为，平板状的散热器10与平板状的电容母排50之间以层叠的方式排布。如此，可减小散热器10的体积，进一步提高散热器10的空间利用率，减小功率组件的整体体积。

以下对上述内容进行进一步说明。

其中，每个单相开关管组40均被平均分为两部分，每一部分中的各个开关模块并列排布，该两部分分别位于散热器10的前侧安装面和后侧安装面。

参照图11a，其示出了本实施例中三个单相开关管组40在散热器10上的布局，并示出了相应的方向。同时，参照图11b，其示出了该布局在侧视时的构造，并示出了相应的方向。应当注意的是，图11a所示出的方向是位于该散热器10的前方，朝向该散热器10的前侧安装面观察时的方向，其中，对应于每一单相开关管组40的图示，位于左侧的部分为前侧，位于右侧的部分为后侧。

参照图10a，在该实施例中，散热器10包括第一子散热器10a、第二子散热器10b、第三子散热器10c，三者沿左右方向并列排布。在该实施例中，散热器10采用液冷散热器。

参照图11a，在该实施例中，有四个开关模块组成单相开关管组40，三个单相开关管组40分别为第一相41、第二相42和第三相43。第一相41、第二相42和第三相43的每一相中，四个开关模块均分为两部分，每一部分中的两个开关模块沿左右方向并列排布，因此每一部分中的每个开关模块的输出端和输入端也并列排布，此时，每一部分中的两个开关模块的输入端共同形成该部分的输入端，每一部分中的两个开关模块的输出端共同形成该部分的输出端。

在该实施例中，将第一相41分为第一相第一部分41a和第一相第二部分41b，将第二相42分为第二相第一部分42a和第二相第二部分42b，将第三相43分为第三相第一部分43a和第三相第二部分43b。其中，第一相41、第二相42和第三相43的第一部分均位于各自的散热器10的前侧安装面，第一相41、第二相42和第三相43的第二部分均位于各自的散热器10的后侧安装面，且每一相中的第一部分和第二部分的输入端均位于上方，输出端均位于下方，在装设于散热器10上时，即是第一相41、第二相42、第三相43的输入端均对应于各自的散热器10的上边缘，输出端均对应于各自的散热器10的下边缘。

同时，每一单相开关管组40均通过输入排31与电容母排50连接，并各自连接有一输出排32。三个单相开关管组40每一相的输入端和输出端分别位于上方和下方，因此可沿每个散热器10的上边缘分别设置一输入排31，对应于第一相41、第二相42和第三相43的单相开关管组40，分别为输入排第一部分31a、输入排第二部分31b和输入排第三部分31c；同时可沿每个散热器10的下边缘分别设置三个输出排32，对应于第一相41、第二相42和第三相43的单相开关管组40，分别为输出排第一部分32a、输出排第二部分32b和输出排第三部分32c。

其中，由于每一相均分为位于散热器10前侧安装面和后侧安装面的两部分，而每一相的输入排31和输出排32需要同时连接该相中的各个开关模块，因此可令输入排31绕过散热器10的上边缘以连接散热器10前后两侧的开关模块，同时令输出排32绕过散热器10的下边缘以连接散热器10前后两侧的开关模块。

参照图11b，电容母排50位于散热器10的后侧，三个单相开关管组40装设于各自的散热器10的前侧安装面和后侧安装面，且输入排31的延伸方向与电容母排50的板面平行；如此，在每个单相开关管组40中，每个开关模块通过输入排31与电容母排50连接的距离相等，每个开关模块的换流回路长度也相等，杂散电感降低，开关损耗随之降低。

具体的，输入排第一部分31a包括有正极板、中线板和负极板，三者叠层设置后连接至电容母排50的对应极板；输入排31同样包括有正极板、中线板和负极板，三者叠层设置有连接至电容母排50的对应极板。由于三个单相开关管组40的输入端均位于各自的散热器10上边缘，因此需要三个输入排31连接电容母排50，但由于三个单相开关管组40在左右方向上并列排布，因此每个单相开关管组40与电容母排50的距离相等，三个单相开关管组40与电容母排50之间的电流回路距离一致，且不论电容母排50的电流方向，到达每个单相开关管组40的时刻也相等，因此具有最好的电流回路均衡性。

输出排第一部分32a、输出排第二部分32b、输出排第三部分32c均位于散热器10前侧安装面的下方，位置分布集中，可便于对外输出接线。

本实施例所提供的功率组件，相对于实施例1至实施例4，通过令各个单相开关管组40并列排布，使得三个单相开关管组40与电容母排50之间的电流回路距离一直，因此提高了电容母排50至各个单相开关管组40的电流回路均衡性，同时降低了杂散电感。同时，相较于实施例7，通过将开关管20排布于散热器10的前后两侧，进一步减小了散热器10体积，提高了散热器10的表面空间利用率，也减小了功率组件的整体体积。

实施例9

本实施例提供一种功率组件，其主要包括散热器10、电容模组和功率模组。

关于散热器10、电容模组和功率模组的介绍参考实施例1。

以下对上述功率组件中开关管20的布局进行说明。

作为一种可选的实施方式，三个单相开关管组40均被装设于一个散热器10上。如此，由于不需要如背景技术所述设置多个散热器10，可有效减小功率组件的整体体积。

进一步的，功率模组中，各单相开关管组并列布设于所述散热器10，且各单相开关管组的布设方向与所述连接部平行；每一所述单相开关管组中，各开关模块的布设方向与各单相开关管组的布设方向一致。各个单相开关管组40中，各开关模块的布设方向与电容母排50的连接部平行。如此，可保证在各个单相开关管组40中，每个开关模块至电容母排50的距离相等，避免在各个单相开关管组40中出现不同位置的开关模块的换流回路长度不一致的问题。

进一步的，三个单相开关管组40被分为两个部分以分别装设于该散热器10的两个安装面上，在每一个安装面上的开关模块均沿左右方向并列排布。在本实施例中，这两个安装面均与连接部平行。此处所指的安装面与连接部平行可视为，平板状的散热器10与平板状的电容母排50之间以层叠的方式排布。如此，可减小散热器10的体积，进一步提高散热器10的空间利用率，减小功率组件的整体体积。

以下对上述内容进行进一步说明。

其中，每一单相开关管组40中，开关模块的输出管22位于散热器10的前侧安装面，开关模块的输入管21位于散热器10的后侧安装面。对应于该种布局方式，上述的“并列排布”是指，每一单相开关管组40中，各个输出管22均沿左右方向并列排布，各个输入管21也沿左右方向并列排布。

参照图12a，其示出了本实施例中三个单相开关管组40在散热器10上的布局，并示出了相应的方向。同时，参照图12b，其示出了该布局在侧视时的构造，并示出了相应的方向。应当注意的是，图12a所示出的方向是位于该散热器10的前方，朝向该散热器10的前侧安装面观察时的方向，也就是说，图12a所示出的方向仅用于指示图12a中的前侧视图的方向。

参照图12a，在该实施例中，有四个开关模块组成单相开关管组40，三个单相开关管组40分别为第一相41、第二相42和第三相43。其中，第一相41、第二相42和第三相43均分为两个部分，分别为第一相第一部分41a、第一相第二部分41b，第二相第一部分42a、第二相第二部分42b，第三相第一部分43a、第三相第二部分43b。每一相的第一部分均对应于该单相开关管组40中的各个输入管21，每一相的第二部分均对应于该单相开关管组40中的各个输出管22。

参照图12a，每个单相开关管组40中，四个开关模块的输入端共同形成该单相开关管组40的输入端，同时四个开关模块的输出端共同形成该单相开关管组40的输出端。其中，每一相中，第一部分位于散热器10的后侧安装面，第二部分位于散热器10的前侧安装面，第一部分和第二部分之间需要通过连接排33连接，连接排33可设置为绕过散热器10的下边缘。

参照图12a，每一单相开关管组40均通过输入排31与电容母排50连接，并各自连接有一输出排32。三个单相开关管组40每一相的输入端和输出端均位于上方，因此可沿散热器10上边缘设置一输入排31，该输入排31同时连接三个单相开关管组40，同时可沿散热器10上边缘设置三个输出排32，对应于第一相41、第二相42和第三相43，分别为输出排第一部分32a、输出排第二部分32b和输出排第三部分32c。

参照图12b，电容母排50位于散热器10的后侧，三个单相开关管组40装设于散热器10的前侧安装面和后侧安装面，且输入排31的延伸方向与电容母排50的板面平行；如此，在每个单相开关管组40中，每个开关模块通过输入排31与电容母排50连接的距离相等，每个开关模块的换流回路长度也相等，杂散电感降低，开关损耗随之降低。

具体的，输入排第一部分31a包括有正极板、中线板和负极板，三者叠层设置后连接至电容母排50的对应极板；输入排31同样包括有正极板、中线板和负极板，三者叠层设置有连接至电容母排50的对应极板。由于三个单相开关管组40的输入端均位于散热器10上边缘，只需要一个输入排31即可连接电容母排50，因此每个单相开关管组40与电容母排50的距离相等，三个单相开关管组40与电容母排50之间的电流回路距离一致，且不论电容母排50的电流方向，到达每个单相开关管组40的时刻也相等，因此具有最好的电流回路均衡性。

输出排第一部分32a、输出排第二部分32b、输出排第三部分32c均位于散热器10前侧安装面的上方，位置分布集中，可便于对外输出接线。

本实施例所提供的功率组件，相对于实施例1至实施例4，通过令各个单相开关管组40并列排布，使得三个单相开关管组40与电容母排50之间的电流回路距离一直，因此提高了电容母排50至各个单相开关管组40的电流回路均衡性，同时降低了杂散电感。同时，相较于实施例7，通过将开关管20排布于散热器10的前后两侧，进一步减小了散热器10体积，提高了散热器10的表面空间利用率，也减小了功率组件的整体体积。

此外，实施例3中，由于三个单相开关管组40沿上下方向平行排布，因此必然有一个单相开关管组40位于中间位置，这就会导致该单相开关管组40对应的输入排以及输出排占据散热器10的安装面的表面空间，导致该种布局方式对散热器10的表面空间利用率较低，功率组件整体体积无法压缩至极限。在本实施例中，将三个单相开关管组40沿左右方向并列排布，虽然增加了功率组件在左右方向的长度尺寸，但是输入排以及输出排不会占据散热器10的安装面的表面空间，因此散热器10的表面空间利用率较高，可进一步减小散热器10的整体体积。

更进一步的，本实施例中散热器10的数量为一个，但在其他的实施例中，散热器10的数量可设置为三个，三个散热器10沿左右方向布设，每一个散热器10上对应安装一完整的单相开关管组40，该单相开关管组40的接线方式可参照本实施例中各个单相开关管组40的接线方式，但在采用三个散热器10的情况下，各个单相开关管组40中的连接排33可直接绕过其所位于的散热器10的上缘或下缘。采用三个散热器10，对单个散热器10的散热能力要求降低，可降低散热器10的成本，同时也便于对每个散热器10上的单相开关管组进行接线及维护。

实施例10

本实施例提供一种功率组件，其主要包括散热器10、电容模组和功率模组。

关于散热器10、电容模组和功率模组的介绍参考实施例1。

以下对上述功率组件中开关管20的布局进行说明。

作为一种可选的实施方式，散热器10的表面形成两个与连接部平行并用于安装各单相开关管组的安装面，其中一安装面朝向连接部，另一安装面背离连接部；各个开关模块中的一输入管和输出管均安装于同一安装面，另一输入管均安装于另一安装面。如此，由于不需要如背景技术设置多个散热器10，可有效减小功率组件的整体体积。在本实施例中，这两个安装面均与连接部平行。此处所指的安装面与连接部平行可视为，平板状的散热器10与平板状的电容母排50之间以层叠的方式排布。

进一步的，各个单相开关管组40中，各开关模块的布设方向与电容母排50的连接部平行。如此，可保证在各个单相开关管组40中，每个开关模块至电容母排50的距离相等，避免在各个单相开关管组40中出现不同位置的开关模块的换流回路长度不一致的问题。

进一步的，每一单相开关管组中，位于同一安装面的输入管或输出管均相互对应地沿左右方向并列排布，且每一开关模块中的两输入管和输出管之间通过连接排33连接；连接排33贯穿散热器10，以连接位于各自安装面的输入管和输出管。

进一步的，各单相开关管组沿左右方向并列布设于散热器10。各个开关模块中，安装于同一安装面的输入管和输出管沿竖直方向布设，且两输入管在位置上对应。各个开关模块中，两输入管的输入端指向同一方向，并与同一输入排连接。各个开关模块中，安装于同一安装面的输入管的输入端和输出管的输出端相背离。

以下对上述内容进行进一步说明。

具体的，参照图13a，其示出了上述的三个单相开关管组40在散热器10上的布局，并示出了相应的方向。同时，参照图13b，其示出了该布局在侧视时的构造，并示出了相应的方向。应当注意的是，图13a所示出的方向是位于该散热器10的前方，朝向该散热器10的前侧安装面观察时的方向，也就是说，图13a所示出的方向仅用于指示图13a中的前侧视图的方向。

参照图13a，在该实施例中，有四个开关模块组成单相开关管组40，三个单相开关管组40分别为第一相41、第二相42和第三相43。其中，第一相41、、第二相42和第三相43均分为两个部分，分别为第一相第一部分41a、第一相第二部分41b，第二相第一部分42a、第二相第二部分42b，第三相第一部分43a、第三相第二部分43b。每一相的第一部分均对应于该单相开关管组40的一个输入管21和一个输出管22，每一相的第二部分均对应于该单相开关管组40的另一个输入管21。

参照图13a，每个单相开关管组40中，四个开关模块的两个输入管21各自的输入端共同形成该单相开关管组40的输入端，同时四个开关模块的输出端共同形成该单相偶组的输出端。

第一相41、第二相42和第三相43沿左右方向一字排开分布于散热器10上，其中第一相第一部分41a位于散热器10前侧安装面，第一相第二部分41b位于散热器10后侧安装面，第二相第一部分42a位于散热器10前侧安装面，第二相第二部分42b位于散热器10后侧安装面，第三相第一部分43a位于散热器10前侧安装面，第三相第二部分43b位于散热器10后侧安装面。如此，在散热器10后侧安装面的下部位置还可空余出未设置开关管20的安装面，可提高散热器10的散热效率。

其中，第一相第一部分41a的输入管21位于散热器10前侧安装面的上部位置，第一相第一部分41a的输出管22位于散热器10前侧安装面的下部位置，并位于其对应的输入管21的正下方；第一相第二部分41b的输入管21位于散热器10后侧安装面的上部位置，其位置与第一相第一部分41a的输入管21的位置对应。在第一相第一部分41a的输入管21和输出管22之间，通过连接排33连接；同时，在第一相第一部分41a的输出管22和第一相第二部分41b的输入管21之间，也通过连接排33连接，此处由于第一相第一部分41a的输出管22和第一相第二部分41b的输入管21位于散热器10的不同安装面，因此可在散热器10的对应位置设置开孔，将连接排33穿过该开孔以连接第一相第一部分41a的输出管22和第一相第二部分41b的输入管21。

参照图13a，每一单相开关管组40均通过输入排31与电容母排50连接，并各自连接有一输出排32，其中，由于第一相41、第二相42和第三相43的输入端均位于上方，即对应于散热器10的上边缘，因此设置一输入排31即可。同时参照图13b，由于每一相中，两个输入管21分别位于散热器10的前侧安装面和后侧安装面，因此相较于实施例1至实施例9，本实施例中的输入排31的结构存在不同。

参考图13b，电容母排50位于散热器10的后侧，且输入排31的延伸方向与电容母排50的板面平行；如此，在每个单相开关管组40中，每个开关模块通过输入排31与电容母排50连接的距离相等，每个开关模块的换流回路长度也相等，杂散电感降低，开关损耗随之降低。对于输入排31而言，其包括有正极板、中线板和负极板，以第一相41为例，在本实施例中，第一相第一部分41a的输入管21连接输入排31的正极板和中线板，第一相第二部分41b的输入管21连接输入排31的负极板和中线板，此时，输入排31的正极板和中线板需要绕至散热器10前侧以与第一相第一部分41a的输入管21连接，输入排31的正极板和中线板可叠层设置；而第一相第二部分41b的输入管21可直接与电容母排50的负极板和中线板连接。此处，第一相第二部分41b的输入管21可通过接线柱或接线排等与电容母排50的负极板和中线板连接，此处的接线柱和接线排仍属于输入排31的范畴，但是此处的接线柱或接线排无需与输入排31的正极板和中线板叠层设置，从而降低了输入排31的制造成本。同时，在该布局构型下，功率模组的换流回路缩短，整体的杂散电感较低，即使不将输入排31的三个极板叠层设置，仍可满足使用要求。

类似的，第二相42和第三相43的输入排31也采用上述的接线方式，同时，第一相41、第二相42和第三相43共用同一个输入排31。由于三个单相开关管组40的输入端均位于散热器10上边缘，只需要一个输入排31即可连接电容母排50，因此每个单相开关管组40与电容母排50的距离相等，三个单相开关管组40与电容母排50之间的电流回路距离一致，且不论电容母排50的电流方向，到达每个单相开关管组40的时刻也相等，因此具有最好的电流回路均衡性。

输出排第一部分32a、输出排第二部分32b、输出排第三部分32c均位于散热器10前侧安装面的下方，位置分布集中，可便于对外输出接线。

本实施例所提供的功率组件，通过将开关模块中的两个输入管21分别排布于散热器10的前后两侧，缩短了三电平拓扑的整体换流回路，降低了杂散电感的产生；并使各个单相开关管组40并列排布，使得三个单相开关管组40与电容母排50之间的电流回路距离一致，因此提高了电容母排50至各个单相开关管组40的电流回路均衡性。

同时，相较于实施例9，本实施例所提供的功率组件还具有以下优势：

实施例9中，各个开关模块沿左右方向并列排布，造成功率模组在左右方向上的尺寸过长，其除了在实际实施使用时可能会造成一定的困难外，还会对散热器10造成影响。由于散热器10采用液冷散热器，其需要在内部通入冷却液，如果在散热器10的左端或右端通入冷却液，则散热器10的另一端由于距离冷却液入口过远，会导致散热器10在不同位置的均温性下降；而如果在散热器10的上端或下端通入冷却液，则冷却液的管路会与功率模组的输入排31或者输出排32出现干涉。

在本实施例中，各个开关模块中，一个输入管和一个输出管沿竖直方向排布在安装面上，再将各个开关模块沿左右方向并列排布，其缩短了功率模组在左右方向上的尺寸，增加了功率模组在上下方向上的尺寸，这样会使得功率模组在左右方向和上下方向的尺寸更为均衡，除了便于实际实施使用的优点外，散热器10还可选择在左端或右端通入冷却液，由于左右方向的尺寸缩短，因此冷却液在散热器10的各个位置均能得到较好的性能释放，散热器10整体均温性更好。

并且，在开关模块中开关管20数量为三个的情况下，本实施例中在后侧的安装面还在下方位置留出了空余的部分，在实际设计冷却液流道时，可将散热器10的上半部分设计为冷却液进入流道，而将下半部分设计为冷却液回流流道，冷却液进入流道的中的冷却液温度较低，正好可以提高温度释放较高的输入管21的降温效率，而冷却液回流流道中的冷却液温度较高，对于温度释放较低的输出管22的降温效果不会产生影响。

实施例11

本实施例是对实施例10的进一步细化，在本实施例中，采用与实施例10中的各个单相开关管组40同样的布局方式，区别仅在于本实施例中每个单相开关管组40由三个开关模块组成。

以下对本实施例所提供的功率组件进行进一步说明。

参照图14，其示出了本实施例所提供的功率组件中的散热器10、开关管20、输入排31、输出排32、电容母排50和连接排33的结构。

参照图15和图16，本实施例所提供的功率组件中，由三个开关模块组成一单相开关管组40，共有九个开关模块，组成三个单相开关管组40，每一单相开关管组40通过对应的输出排32输出单相交流电，三者配合输出三相交流电。其中，每一单相开关管组40中的三个开关模块中，两个输入管21分别位于散热器10的前侧安装面和后侧安装面，并位于散热器10的上部位置，其输出管22位于散热器10的前侧安装面并位于散热器10的下部位置；位于散热器10前侧安装面的输入管21和输出管22之间通过一连接排33连接；位于散热器10后侧安装面的输入管21和位于散热器10前侧安装面的输出管22之间通过另一连接排33连接，该连接排33穿过设于散热器10上的开孔以贯通散热器10去前侧和后侧。

参照图17，本实施例所提供的功率组件中，电容母排50包括三个极板，分别为电容母排正极板51、电容母排中线板52和电容母排负极板53，按照图17所示的方向，三个极板从后至前依次为电容母排正极板51、电容母排中线板52和电容母排负极板53，三者叠层设置，电容母排负极板53最靠近散热器10。

输入排31同样包括三个部分，分别为输入排正极板311、输入排中线板312和输入排接线柱313。在本实施例中，位于散热器10前侧安装面的输入管21的端子适于与电容母排正极板51和电容母排中线板52连接，因此输入排正极板311、输入排中线板312一端连接至电容母排正极板51和电容母排中线板52，另一端延伸至散热器10的前方与各个开关模块中的输入管21连接。同时，位于散热器10后侧安装面的输入管21的端子适于与电容母排中线板52和电容母排负极板53连接，而电容母排50与该输入管21之间没有散热器10阻隔，因此可直接利用输入排接线柱313将该输入管21的负极端子与电容母排负极板53连接，同时将该输入管21的中线端子与电容母排中线板52连接。

连接排33包括两个部分，分别为连接排第一部分331和连接排第二部分332，其中连接排第一部分331连接位于散热器10前侧安装面的输入管21和输出管22，连接排第二部分332连接位于散热器10后侧安装面的输入管21和位于散热器10前侧安装面的输出管22。

其中，本实施例所采用的散热器10为液冷散热器，液冷散热器可有效满足开关管20的散热需求。

本实施例所提供的功率组件，相较于实施例1-9，不仅能够整体减小散热器10体积，同时能够使散热器10的长度和宽度均处于适当的范围，利于该功率组件的实际应用并且各个开关管20的输入端和输出端的位置排布合理，杂散电感得到有效降低，还具有较好的电流回路均衡性。

实施例12

实施例12以实施例10为基础，二者的区别在于，在实施例12中：

各个开关模块中，安装于同一所述安装面的输入管和输出管沿上下方向布设，且两输入管在位置上错开。各个开关模块中，两所述输入管的输入端相背离。各个开关模块中，安装于同一所述安装面的输入管的输入端和输出管的输出端相背离。

参照图18a和图18b，一输入管21装设于散热器10前侧安装面的上部，其输入端位于上侧；另一输入管21装设于散热器10后侧安装面的下部，其输入端位于下侧。其中，位于前侧安装面的输入管21与输入排31之间的连接可参考实施例10。位于后侧安装面的输入管21可直接通过接线柱与电容母排50的连接部连接，具体可参考实施例11。

实施例13

参照图19，本实施例以实施例10为基础，二者的区别在于，在实施例13中，散热器10所形成的安装面与连接部具有一定的倾角，并且形成的两个安装面中，一个安装面相对电容母排50朝上，另一个安装面相对电容母排50朝下。

具体的，散热器10所形成的安装面与电容母排50的连接部呈垂直关系，其中一个安装面朝向上方，另一个安装面朝向下方。相比于实施例10，以实施例11所描述的内容为参照，输入管21可直接通过接线柱与电容母排连接，而无需再采用铜排等，其接线更为简洁，并且同一个开关模块中，两个输入管21距离电容母排50的距离一致，并且相较于实施例10在同等条件下距离更短，也能够更好地降低杂散电感。

应当理解的是，该种布局方式同样适用于上述的实施例1-9，对应于各个实施例，仅需进行适应性改进即可。但是，为了提高该种布局方式的实际使用效果，优选地以输入排31位于散热器10的边缘位置并且三个单相开关管组40与同一输入排31连接的技术方案为改进基础，该类技术方案由于输入排31位于边缘，因此可直接地与电容母排50连接，减小换流回路的长度，从而起到降低杂散电感的效果。

实施例14

本实施例提供一种变流器，其包括变流器壳体，该变流器壳体内装设有实施例1至实施例13任一项的功率组件。其中，该液冷变流器的散热器10采用液冷散热器。

上述说明书和实施例的描述，用于解释本发明保护范围，但并不构成对本发明保护范围的限定。通过本发明或上述实施例的启示，本领域普通技术人员结合公知常识、本领域的普通技术知识和/或现有技术，通过合乎逻辑的分析、推理或有限的试验可以得到的对本发明实施例或其中一部分技术特征的修改、等同替换或其他改进，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种功率组件，其包括：

电容模组，其包括互相连接的直流电容池和电容母排(50)；所述电容母排(50)具有连接部；

功率模组，其包括输入排(31)、输出排(32)和三个单相开关管组(40)；每一所述单相开关管组(40)均包括若干开关模块，并连接至所述输入排(31)和输出排(32)；所述输入排(31)与所述连接部连接；所述输出排(32)用于输出电能；

其特征是，还包括：

至少一个散热器(10)；

所述功率模组中，各单相开关管组并列布设于所述散热器(10)，且各单相开关管组的布设方向与所述电容母排的连接部平行；每一所述单相开关管组中，各开关模块的布设方向与各单相开关管组的布设方向一致。

2.如权利要求1所述的一种功率组件，其特征是，所述散热器(10)用于安装各单相开关管组的表面形成安装面，所述安装面与所述电容母排的连接部平行。

3.如权利要求2所述的一种功率组件，其特征是，所述散热器(10)的数量为一个，所有单相开关管组均安装于该散热器(10)的同一安装面，且该安装面相对所述散热器(10)背离所述电容母排的连接部。

4.如权利要求2所述的一种功率组件，其特征是，所述散热器(10)的数量为一个，且其具有相背离的两个安装面，其中一安装面朝向所述电容母排的连接部，另一安装面背离所述电容母排的连接部；所有单相开关管组被分为两个部分并分别安装于所述散热器(10)的两个安装面。

5.如权利要求4所述的一种功率组件，其特征是，所有单相开关管组中的各开关模块均分为布设于两所述安装面的两部分，每一部分中的各开关模块沿左右方向并列排布，且两部分的开关模块的输入端相对所述散热器对应设置，两部分的开关模块的输出端也相对所述散热器对应设置。

6.如权利要求5所述的一种功率组件，其特征是，三个单相开关管组分别为第一相(41)、第二相(42)和第三相(43)；所述第一相(41)、第二相(42)相对所述散热器对应布设于两所述安装面，二者的输入端连接同一输入排(31)；所述第三相(43)安装包括的开关模块的数量均分为第三相第一部分(43a)和第三相第二部分(43b)，二者相对所述散热器对应布设于两所述安装面，二者的输入端与所述第一相(41)、第二相(42)的输入端连接同一输入排(31)，二者的输出端连接同一输出排(32)。

7.如权利要求4所述的一种功率组件，其特征是，每一所述开关模块均包括三个开关管(20)，所述开关管(20)依据类型分为输入管和输出管；每一所述单相开关管组中各开关模块的输入管和输出管对应地沿左右方向并列排布；三个单相开关管组分别为第一相(41)、第二相(42)和第三相(43)；所述第一相(41)、第二相(42)、第三相(43)沿左右方向依次分布，并按照包含的开关管类型分为第一相第一部分(41a)、第一相第二部分(41b)、第二相第一部分(42a)、第二相第二部分(42b)、第三相第一部分(43a)、第三相第二部分(43b)；所述第一相第一部分(41a)、第二相第一部分(42a)、第三相第一部分(43a)包括对应的单相开关管组中的输入管，三者均位于所述散热器(10)朝向所述电容母排(50)的一侧安装面；所述第一相第二部分(41b)、第二相第二部分(42b)、第三相第二部分(43b)包括对应的单相开关管组中的输出管，三者均位于所述散热器(10)背离所述电容母排(50)的一侧安装面。

8.如权利要求2所述的一种功率组件，其特征是，所述散热器(10)的数量为至少两个，每一所述散热器(10)上至少安装有一组所述单相开关管组，且各所述散热器(10)上用于安装所述单相开关管组的安装面均背离所述电容母排的连接部。

9.如权利要求8所述的一种功率组件，其特征是，所述散热器(10)的数量为三个，每一所述散热器(10)均安装有一组所述单相开关管组。

10.如权利要求9所述的一种功率组件，其特征是，每一所述单相开关管组均安装于对应的所述散热器(10)的同一安装面，且各所述散热器(10)用于安装所述单相开关管组的安装面均背离所述电容母排的连接部。

11.如权利要求9所述的一种功率组件，其特征是，每一所述散热器(10)具有相背离的两个安装面，其中一安装面朝向所述电容母排的连接部，另一安装面背离所述电容母排的连接部；每一单相开关管组中，各开关模块均分为布设于其所对应的散热器(10)的两所述安装面的两部分，每一部分中的各开关模块沿左右方向并列排布，且两部分的开关模块的输入端相对所述散热器对应设置，两部分的开关模块的输出端也相对所述散热器对应设置。

12.一种液冷变流器，其特征是，包括如权利要求1-11任一项所述的功率组件，其采用的散热器(10)为液冷散热器。