CN202513834U - 一种逆变单元组装结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种逆变单元组装结构，包括安装骨架和设置在安装骨架上的功率开关、滤波电容和储能电容、多层复合铜排、散热器、散热风扇和功率开关驱动电路板，安装骨架包括底板、散热器支架、储能电容支架和功率开关驱动电路板支架，散热器通过散热器支架安装在底板顶端，风扇通过设置在底板中间位置处的散热孔安装在底板底端，储能电容固定在储能电容支架上，多层复合铜排位于储能电容支架与功率开关驱动电路板支架之间，储能电容位于储能电容支架与多层复合铜排之间，滤波电容设置在储能电容与功率开关之间的空间内。本实用新型安装维护方便，体积小，重量轻，分布电容及电感小，扩展性能好，测试方便，散热风能利用率高，电气性能较好。

Description

一种逆变单元组装结构

技术领域

本实用新型属于电能变换技术领域，尤其是涉及一种逆变单元组装结构。

背景技术

“逆变单元”是电能转换过程中必不可少的关键单元，实现将电能在DC-DC(直流变直流)、AC-AC(交流变交流)、DC-AC(直流变交流)、AC-DC(交流变直流)之间的转换。“逆变单元”通常由功率开关及其驱动电路、导电铜排、储能电容、滤波电容、散热器、散热风扇、安装骨架等组件构成。“逆变单元”最关键的技术是如何将各个组件连接在一起，连接方式决定了“逆变单元”的整体性能。整体性能主要体现在：体积大小、重量大小、安装维护的简便性、散热快慢以及散热风能的二次利用、分布电容及电感的大小、兼容及扩展性、测试的方便性等。

“逆变单元”通常采用两种连接方式，一种是采用分立铜排，一种是采用多层复合铜排。采用分立铜排连接功率开关、储能电容和滤波电容，优点是简单成本低，缺点是分布电容及电感较大，电气性能较差。采用多层复合铜排连接功率开关、储能电容和滤波电容，优点是分布电容及电感较低，电气性能较好，缺点是成本高。目前多层复合铜排通常为平面结构，造成体积和重量较大、安装维护不方便、散热风能的利用率较低。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种逆变单元组装结构，其设计合理，安装维护方便，体积小，重量轻，分布电容及电感小，扩展性能好，测试方便，散热风能利用率高，实用性强，电气性能较好，推广应用价值高。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种逆变单元组装结构，包括安装骨架和设置在安装骨架上的功率开关、滤波电容、储能电容、多层复合铜排、散热器、散热风扇和功率开关驱动电路板，功率开关、滤波电容和储能电容通过多层复合铜排相并联，其特征在于：所述安装骨架包括底板、散热器支架、储能电容支架和功率开关驱动电路板支架，所述散热器通过散热器支架安装在底板顶端，所述散热风扇通过设置在底板中间位置处的散热孔安装在底板底端，所述储能电容固定在所述储能电容支架上，所述功率开关安装在所述散热器的顶面上中间位置处，所述储能电容支架安装在所述散热器的顶面上一个侧边位置处，所述功率开关驱动电路板支架安装在所述散热器的顶面上另一个侧边位置处，所述多层复合铜排连接在所述功率开关的顶面上且位于所述储能电容支架与功率开关驱动电路板支架之间，所述储能电容位于所述储能电容支架与所述多层复合铜排之间且与所述多层复合铜排连接，所述滤波电容与所述功率开关和多层复合铜排均连接且设置在所述储能电容与所述功率开关之间的空间内，所述功率开关通过功率开关控制线与功率开关驱动电路板连接，功率开关通过输出铜排与外部负载连接，多层复合铜排上设置有用于功率开关控制线穿过的引线孔，储能电容支架上设置有用于输出铜排穿过的输出铜排孔。

上述的一种逆变单元组装结构，其特征在于：所述功率开关、滤波电容、储能电容、功率开关驱动电路板、功率开关驱动电路板支架和输出铜排的数量均为多个，所述功率开关驱动电路板支架、功率开关驱动电路板、输出铜排和功率开关的数量均相等。

上述的一种逆变单元组装结构，其特征在于：所述功率开关的数量为三个且分别为功率开关IGBT1、功率开关IGBT2和功率开关IGBT3，所述滤波电容的数量为三个且分别为滤波电容C11、滤波电容C12和滤波电容C13，所述储能电容的数量为八个且分别为储能电容C21、储能电容C22、储能电容C23、储能电容C24、储能电容C25、储能电容C26、储能电容C27和储能电容C28，所述功率开关驱动电路板的数量为三个且分别为第一功率开关驱动电路板、第二功率开关驱动电路板和第三功率开关驱动电路板，所述输出铜排的数量为三个且分别为第一输出铜排、第二输出铜排和第三输出铜排；所述功率开关IGBT1、滤波电容C11、功率开关IGBT2、滤波电容C12、功率开关IGBT3和滤波电容C13依次并联，所述储能电容C21、储能电容C22、储能电容C23和储能电容C24依次串联在一起后与所述滤波电容C13并联，所述储能电容C25、储能电容C26、储能电容C27和储能电容C28依次串联在一起后与所述滤波电容C13并联，所述功率开关IGBT1的栅极G与所述第一功率开关驱动电路板相接，所述功率开关IGBT2的栅极G与所述第二功率开关驱动电路板相接，所述功率开关IGBT3的栅极G与所述第三功率开关驱动电路板相接，所述功率开关IGBT1的输出端通过第一输出铜排与所述外部负载相接，所述功率开关IGBT2的输出端通过第二输出铜排与所述外部负载相接，所述功率开关IGBT3的输出端通过第三输出铜排与所述外部负载相接。

上述的一种逆变单元组装结构，其特征在于：所述多层复合铜排的两侧均设置有铜排正极引线、铜排中级引线和铜排负极引线，所述储能电容C21的正极和储能电容C25的正极均与所述铜排正极引线相接，所述储能电容C 24的负极和储能电容C28的负极均与所述铜排负极引线相接，所述储能电容C22的负极、储能电容C23的正极、储能电容C26的负极和储能电容C27的正极均与所述铜排中级引线相接。

上述的一种逆变单元组装结构，其特征在于：所述多层复合铜排、底板、散热器支架、储能电容支架和功率开关驱动电路板支架的形状均为类似L形，所述散热器支架为两个且对称安装在所述散热器的两侧。

上述的一种逆变单元组装结构，其特征在于：所述底板上开有多个用于将所述逆变单元组装结构安装在电器柜中的安装孔。

上述的一种逆变单元组装结构，其特征在于：所述安装孔的形状为类似U形。

上述的一种逆变单元组装结构，其特征在于：所述输出铜排与所述底板之间设置有绝缘子。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

1、本实用新型设计合理，安装维护方便。

2、本实用新型整体实现了堆垒式结构，充分利用了空间，减小了体积和重量。

3、本实用新型通过多层复合铜排和储能电容支架将多个储能电容固定，获得了较小的分布电容及电感。

4、本实用新型通过安装不同功率大小的功率开关和不同容量的储能电容，能够方便地实现容量的扩展。

5、本实用新型通过在多层复合铜排的两侧引出铜排正极引线、铜排中级引线和铜排负极引线，既可以与外部组件连接实现功能的扩展，还可以方便地对多层复合铜排的电气参数进行在线监控。

6、本实用新型中类似L形的底板和两个散热器支架使得散热器形成三个侧面封闭、一个侧面开放的空间，使得散热风扇能将散热器的热量强制从一个方向排出，其它外部组件不会受到热风的干扰，排出的风能还可以用于其它发热组件的散热，实现散热风能的二次利用。

7、本实用新型的实用性强，电气性能较好，推广应用价值高。

综上所述，本实用新型设计合理，安装维护方便，体积小，重量轻，分布电容及电感小，扩展性能好，测试方便，散热风能利用率高，实用性强，电气性能较好，推广应用价值高。

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本实用新型的立体图。

图2为图1的左视图。

图3为图1的俯视图。

图4为本实用新型的电气连接图。

附图标记说明：

1-功率开关；    2-滤波电容；    3-储能电容；

4-多层复合铜排；    4-1-铜排正极引线；    4-2-铜排中极引线；

4-3-铜排负极引线；    5-散热器；    6-散热风扇；

7-功率开关驱动电路板；    7-1-第一功率开关驱动电路板；

7-2-第二功率开关驱动电路板；    7-3-第三功率开关驱动电路板；

8-底板；    8-1-安装孔；    9-散热器支架；

10-储能电容支架；    11-功率开关驱动电路板支架；

12-功率开关控制线；    13-外部负载；    14-输出铜排；

14-1-第一输出铜排；    14-2-第二输出铜排；    14-3-第三输出铜排；

15-引线孔；    16-输出铜排孔；    17-绝缘子。

具体实施方式

如图1、图2和图3所示，本实用新型包括安装骨架和设置在安装骨架上的功率开关1、滤波电容2、储能电容3、多层复合铜排4、散热器5、散热风扇6和功率开关驱动电路板7，功率开关1、滤波电容2和储能电容3通过多层复合铜排4相并联，所述安装骨架包括底板8、散热器支架9、储能电容支架10和功率开关驱动电路板支架11，所述散热器5通过散热器支架9安装在底板8顶端，所述散热风扇6通过设置在底板8中间位置处的散热孔安装在底板8底端，所述储能电容3固定在所述储能电容支架10上，所述功率开关1安装在所述散热器5的顶面上中间位置处，所述储能电容支架10安装在所述散热器5的顶面上一个侧边位置处，所述功率开关驱动电路板支架11安装在所述散热器5的顶面上另一个侧边位置处，所述多层复合铜排4连接在所述功率开关1的顶面上且位于所述储能电容支架10与功率开关驱动电路板支架11之间，所述储能电容3位于所述储能电容支架10与所述多层复合铜排4之间且与所述多层复合铜排4连接，所述滤波电容2与所述功率开关1和多层复合铜排4均连接且设置在所述储能电容3与所述功率开关1之间的空间内，所述功率开关1通过功率开关控制线12与功率开关驱动电路板7连接，功率开关1通过输出铜排14与外部负载13连接，多层复合铜排4上设置有用于功率开关控制线12穿过的引线孔15，储能电容支架10上设置有用于输出铜排14穿过的输出铜排孔16。所述多层复合铜排4上设置有引线孔15，方便功率开关1与功率开关驱动电路板7的电气连接；所述储能电容支架10上设置有输出铜排孔16，解决功率开关1与外部负载13的电气连接，同时可以减少储能电容支架10的导热性，延长储能电容3的工作寿命。

本实施例中，所述功率开关1、滤波电容2、储能电容3、功率开关驱动电路板7、功率开关驱动电路板支架11和输出铜排14的数量均为多个，所述功率开关驱动电路板支架11、功率开关驱动电路板7、输出铜排14和功率开关1的数量均相等。

结合图4，本实施例中，所述功率开关1的数量为三个且分别为功率开关IGBT1、功率开关IGBT2和功率开关IGBT3，所述滤波电容2的数量为三个且分别为滤波电容C11、滤波电容C12和滤波电容C13，所述储能电容3的数量为八个且分别为储能电容C21、储能电容C22、储能电容C23、储能电容C24、储能电容C25、储能电容C26、储能电容C27和储能电容C28，所述功率开关驱动电路板7的数量为三个且分别为第一功率开关驱动电路板7-1、第二功率开关驱动电路板7-2和第三功率开关驱动电路板7-3，所述输出铜排14的数量为三个且分别为第一输出铜排14-1、第二输出铜排14-2和第三输出铜排14-3；所述功率开关IGBT1、滤波电容C11、功率开关IGBT2、滤波电容C12、功率开关IGBT3和滤波电容C13依次并联，所述储能电容C21、储能电容C22、储能电容C23和储能电容C24依次串联在一起后与所述滤波电容C13并联，所述储能电容C25、储能电容C26、储能电容C27和储能电容C28依次串联在一起后与所述滤波电容C13并联，所述功率开关IGBT1的栅极G与所述第一功率开关驱动电路板7-1相接，所述功率开关IGBT2的栅极G与所述第二功率开关驱动电路板7-2相接，所述功率开关IGBT3的栅极G与所述第三功率开关驱动电路板7-3相接，所述功率开关IGBT1的输出端通过第一输出铜排14-1与所述外部负载13相接，所述功率开关IGBT2的输出端通过第二输出铜排14-2与所述外部负载13相接，所述功率开关1IGBT3的输出端通过第三输出铜排14-3与所述外部负载13相接。

本实施例中，所述多层复合铜排4的两侧均设置有铜排正极引线4-1、铜排中级引线4-2和铜排负极引线4-3，所述储能电容C21的正极和储能电容C25的正极均与所述铜排正极引线4-1相接，所述储能电容C24的负极和储能电容C28的负极均与所述铜排负极引线4-3相接，所述储能电容C22的负极、储能电容C23的正极、储能电容C26的负极和储能电容C27的正极均与所述铜排中级引线4-2相接。通过在多层复合铜排4的两侧引出铜排正极引线4-1、铜排中级引线4-2和铜排负极引线4-3，既可以与外部组件连接实现功能的扩展，还可以方便地对多层复合铜排4的电气参数进行在线监控。

本实施例中，所述多层复合铜排4、底板8、散热器支架9、储能电容支架10和功率开关驱动电路板支架11的形状均为类似L形，所述散热器支架9为两个且对称安装在所述散热器5的两侧。类似L形的底板8和两个散热器支架9使得散热器5形成三个侧面封闭、一个侧面开放的空间，使得散热风扇6能将散热器的热量强制从一个方向排出，其它外部组件不会受到热风的干扰，排出的风能还可以用于其它发热组件的散热，实现散热风能的二次利用。

本实施例中，所述底板8上开有多个用于将所述逆变单元组装结构安装在电器柜中的安装孔8-1。具体地，所述安装孔8-1的形状为类似U形，使得电气柜中的安装骨架即使有误差，也可以将本实用新型方便地安装进去。所述输出铜排14与所述底板8之间设置有绝缘子17。

本实用新型整体实现了堆垒式结构，充分利用了空间，减小了体积和重量；通过安装不同功率大小的功率开关1和不同容量的储能电容3，能够方便地实现本实用新型容量的扩展。本实用新型中，所述多层复合铜排4和所述储能电容支架10将多个储能电容3固定，获得较小的分布电容及电感，同时减小体积和重量；储能电容支架10支撑着储能电容3的绝大部分重量，减少了多层复合铜排4对储能电容3的支撑力，防止多层复合铜排4变形带来的分布电容及电感参数的变化。本实用新型中将所述滤波电容2设置在所述储能电容3与所述功率开关1之间的空间内，实现了空间的充分利用，有助于减小体积。本实用新型中的多层复合铜排4位于所述储能电容支架10和功率开关驱动电路板支架11之间，使得功率开关驱动电路板支架11安装在多层复合铜排4的一侧，可以将功率开关驱动电路板7与功率开关1的电气连接电缆距离减小，保证功率开关1的电气性能。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。

Claims (8)

1.一种逆变单元组装结构，包括安装骨架和设置在安装骨架上的功率开关(1)、滤波电容(2)、储能电容(3)、多层复合铜排(4)、散热器(5)、散热风扇(6)和功率开关驱动电路板(7)，功率开关(1)、滤波电容(2)和储能电容(3)通过多层复合铜排(4)相并联，其特征在于：所述安装骨架包括底板(8)、散热器支架(9)、储能电容支架(10)和功率开关驱动电路板支架(11)，所述散热器(5)通过散热器支架(9)安装在底板(8)顶端，所述散热风扇(6)通过设置在底板(8)中间位置处的散热孔安装在底板(8)底端，所述储能电容(3)固定在所述储能电容支架(10)上，所述功率开关(1)安装在所述散热器(5)的顶面上中间位置处，所述储能电容支架(10)安装在所述散热器(5)的顶面上一个侧边位置处，所述功率开关驱动电路板支架(11)安装在所述散热器(5)的顶面上另一个侧边位置处，所述多层复合铜排(4)连接在所述功率开关(1)的顶面上且位于所述储能电容支架(10)与功率开关驱动电路板支架(11)之间，所述储能电容(3)位于所述储能电容支架(10)与所述多层复合铜排(4)之间且与所述多层复合铜排(4)连接，所述滤波电容(2)与所述功率开关(1)和多层复合铜排(4)均连接且设置在所述储能电容(3)与所述功率开关(1)之间的空间内，所述功率开关(1)通过功率开关控制线(12)与功率开关驱动电路板(7)连接，功率开关(1)通过输出铜排(14)与外部负载(13)连接，多层复合铜排(4)上设置有用于功率开关控制线(12)穿过的引线孔(15)，储能电容支架(10)上设置有用于输出铜排(14)穿过的输出铜排孔(16)。

2.按照权利要求1所述的一种逆变单元组装结构，其特征在于：所述功率开关(1)、滤波电容(2)、储能电容(3)、功率开关驱动电路板(7)、功率开关驱动电路板支架(11)和输出铜排(14)的数量均为多个，所述功率开关驱动电路板支架(11)、功率开关驱动电路板(7)、输出铜排(14)和功率开关(1)的数量均相等。

3.按照权利要求2所述的一种逆变单元组装结构，其特征在于：所述功率开关(1)的数量为三个且分别为功率开关IGBT1、功率开关IGBT2和功率开关IGBT3，所述滤波电容(2)的数量为三个且分别为滤波电容C11、滤波电容C12和滤波电容C13，所述储能电容(3)的数量为八个且分别为储能电容C21、储能电容C22、储能电容C23、储能电容C24、储能电容C25、储能电容C26、储能电容C27和储能电容C28，所述功率开关驱动电路板(7)的数量为三个且分别为第一功率开关驱动电路板(7-1)、第二功率开关驱动电路板(7-2)和第三功率开关驱动电路板(7-3)，所述输出铜排(14)的数量为三个且分别为第一输出铜排(14-1)、第二输出铜排(14-2)和第三输出铜排(14-3)；所述功率开关IGBT1、滤波电容C11、功率开关IGBT2、滤波电容C12、功率开关IGBT3和滤波电容C13依次并联，所述储能电容C21、储能电容C22、储能电容C23和储能电容C24依次串联在一起后与所述滤波电容C13并联，所述储能电容C25、储能电容C26、储能电容C27和储能电容C28依次串联在一起后与所述滤波电容C13并联，所述功率开关IGBT1的栅极G与所述第一功率开关驱动电路板(7-1)相接，所述功率开关IGBT2的栅极G与所述第二功率开关驱动电路板(7-2)相接，所述功率开关IGBT3的栅极G与所述第三功率开关驱动电路板(7-3)相接，所述功率开关IGBT1的输出端通过第一输出铜排(14-1)与所述外部负载(13)相接，所述功率开关IGBT2的输出端通过第二输出铜排(14-2)与所述外部负载(13)相接，所述功率开关(1)IGBT3的输出端通过第三输出铜排(14-3)与所述外部负载(13)相接。

4.按照权利要求1、2或3所述的一种逆变单元组装结构，其特征在于：所述多层复合铜排(4)的两侧均设置有铜排正极引线(4-1)、铜排中级引线(4-2)和铜排负极引线(4-3)，所述储能电容C21的正极和储能电容C25的正极均与所述铜排正极引线(4-1)相接，所述储能电容C24的负极和储能电容C28的负极均与所述铜排负极引线(4-3)相接，所述储能电容C22的负极、储能电容C23的正极、储能电容C26的负极和储能电容C27的正极均与所述铜排中级引线(4-2)相接。

5.按照权利要求4所述的一种逆变单元组装结构，其特征在于：所述多层复合铜排(4)、底板(8)、散热器支架(9)、储能电容支架(10)和功率开关驱动电路板支架(11)的形状均为类似L形，所述散热器支架(9)为两个且对称安装在所述散热器(5)的两侧。

6.按照权利要求5所述的一种逆变单元组装结构，其特征在于：所述底板(8)上开有多个用于将所述逆变单元组装结构安装在电器柜中的安装孔(8-1)。

7.按照权利要求6所述的一种逆变单元组装结构，其特征在于：所述安装孔(8-1)的形状为类似U形。

8.按照权利要求6所述的一种逆变单元组装结构，其特征在于：所述输出铜排(14)与所述底板(8)之间设置有绝缘子(17)。

Images