CN203056987U - 一种igbt并联功率模块 - Google Patents
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Abstract
一种IGBT并联功率模块，IGBT模块（5）固定在IGBT散热器（8）上，IGBT散热器（8）和直流滤波膜电容（2）固定在安装架（1）上，直流滤波膜电容（2）的两极连线平行于IGBT模块的长边。Busbar母排（18）分别连接直流滤波膜电容（2）的两极，直流滤波膜电容（2）通过Busbar母排（18）引出，经过铜排（17）与IGBT模块（5）直流端的正负极连接。无感吸收电容（16）固定在IGBT模块（5）靠近直流滤波膜电容（2）一端。每块IGBT模块上安装有一块IGBT适配板（14）；一块IGBT并联驱动板（15）安装在多个IGBT模块（5）的上端，并联驱动板（15）和IGBT适配板（14）之间采用线缆连接；IGBT模块的交流端由交流输出铜排连接在一起；NTC热敏电阻（7）安装在IGBT并联驱动板(15)的正下方。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种IGBT功率模块。
背景技术
目前风力发电领域1.5MW及以上的双馈变流器或1MW及以上全功率变流器包含有IGBT功率模块。所述的IGBT功率模块主要由电流等级为1600A及以上的单管IGBT、散热器、电解电容、Busbar母排、铜排以及其它钣金件组成。其中单管IGBT为IGBT功率模块的主要器件。以英飞凌IGBT模块为例，常用型号有FZ1600R17KE3、FZ2400R17KE3，额定电流分别为1600A和2400A。IGBT的电流以及电压等级越高，器件的价格越高，且英飞凌IGBT模块最大电流3600A。
目前常用IGBT功率模块的缺陷主要有：
1、大电流IGBT存在局限，且成本较高。
2、大电流IGBT由于热源集中，对模块散热性能要求高。
实用新型内容
本实用新型主要目的是克服现有单管IGBT的电流局限性以及散热要求较高和大电流的IGBT应用不便的的缺陷，提出一种IGBT并联功率模块的结构布局。
本实用新采用小电流的IGBT并联代替大电流IGBT，以满足各种应用需求，并可节约费用，降低成本。本实用新型结构紧凑，易安装，可应用于风电变流器。
本实用新型IGBT并联功率模块包括安装架、直流滤波膜电容、IGBT模块、IGBT散热器、Busbar母排、连接Busbar母排和IGBT直流端正负极的铜排、连接IGBT交流端的交流输出铜排、NTC热敏电阻、无感吸收电容、IGBT适配板，以及IGBT并联驱动板。所述的IGBT模块通过螺柱固定在IGBT散热器上面，IGBT散热器通过钣金件固定在安装架上。所述的直流滤波膜电容固定螺栓固定在安装架上，Busbar母排固定在直流滤波膜电容上方。
所述IGBT散热器和直流滤波膜电容固定在安装架上。直流滤波膜电容的两极连线平行于IGBT模块的长边。
所述直流滤波膜电容通过底部螺栓固定在安装架上。直流滤波膜电容中部采用一个支架定位，并通过护齿或其它绝缘垫与支架隔离以免划伤。
Busbar母排分别连接多个直流滤波膜电容的正极和负极。直流滤波膜电容的正极和负极通过Busbar母排引出，经过铜排分别与GBT模块直流端的正极和负极连接。
每块IGBT模块上安装有一块IGBT适配板。一块IGBT并联驱动板安装在多个IGBT模块的上端，并联驱动板和适配板之间采用线缆连接。
每个IGBT模块的直流端安装有一个无感吸收电容，无感吸收电容跨接在IGBT模块直流端正负极，每个IGBT模块的交流端采用所述的交流输出铜排连接在一起。
所述的NTC电阻通常数量为2，位置固定在IGBT散热器上面，处于几个IGBT模块的中间且靠近IGBT模块。
所述的IGBT散热器为风冷散热器或液冷散热器。
所述的IGBT模块在两块或两块以上，多个IGBT模块的型号相同，且平行放置在IGBT散热器上，每块IGBT模块与Busbar母排及交流输出铜排的连接方式相同。
附图说明
下面结合附图及具体实施方式对本实用新型做进一步说明。
图1本实用新型IGBT并联功率模块的一种实施例的立体图；
图2图1所示的并联功率模块的正视图。
具体实施方式
如图1所示的实施例中，本实用新型IGBT并联功率模块包括安装架1、直流滤波膜电容2、IGBT模块5、IGBT散热器8、Busbar母排18、连接Busbar母排18和IGBT模块5的铜排17，用于IGBT模块之间连接的交流输出铜排13、NTC热敏电阻7、无感吸收电容16、IGBT适配板14和IGBT并联驱动板15。无感吸收电容16固定在IGBT模块5靠近直流滤波膜电容一端的两个端子上。IGBT并联驱动板15连接4个IGBT适配板14。NTC热敏电阻7安装在IGBT并联驱动板15的正下方。
IGBT散热器8通过固定板4固定在安装架上，直流滤波膜电容2通过底部螺栓固定在安装架1上，在直流滤波膜电容2的中部使用支架3支撑并固定直流滤波膜电容2，在支架3和直流滤波膜电容2之间采用护齿或绝缘垫和支撑板隔离，以免划伤。
在本实施例中，直流滤波膜电容2一共5只。Busbar母排18分别连接5只直流滤波膜电容2的正极和负极。通过Busbar母排18引出的直流滤波膜电容2的两极分别通过铜排17与IGBT模块5直流端的正极和负极连接。
所述的直流滤波膜电容2的数量及安装方式可以根据实际需求改变。
直流滤波膜电容的安装位置靠近IGBT散热器8上的IGBT模块5，以降低IGBT模块工作回路中的杂散参数。
在本实施例中IGBT模块5一共4个，4个IGBT模块5并联，每个IGBT模块5直流端的正负极采用相同的方式和Busbar母排连接。4个IGBT模块5的交流端通过交流输出铜排13连接在一起，每个IGBT模块的交流端的固定点到交流输出铜排13对外接线点的连接方式相同，以使每个IGBT模块在工作时的状态基本相同。
在本实施例中，无感吸收电容16固定在IGBT模块5的直流端正负极，用于吸收IGBT功率模块中的IGBT工作中开关断时的电压尖峰。无感吸收电容容值和耐压的参数选择根据实际IGBT型号及电流大小而定。
在IGBT散热器8上装有接地铜排9，在IGBT并联功率模块安装时需连接大地，以增加IGBT并联功率单元的抗干扰性。在其它实施例中可以不设接地铜排9，但需另加接地线。
在本实施例中，IGBT散热器8上装有两个NTC热敏电阻7，NTC热敏电阻7位于IGBT并联驱动板15的正下方，如图1所示。NTC热敏电阻7通过IGBT并联驱动板上的牛角端子和外部电路连接，测量NTC热敏电阻7的阻值判断IGBT散热器8的温度，通过检测IGBT散热器8的温度可对IGBT模块5进行过温保护。在其它实施例中可采用其它IGBT散热器8温度监测方式，也可使用IGBT模块5中自带的NTC电阻直接进行温度监测。
在本实施例中IGBT功率模块的对外连接信号包含1路﹢15V电源信号，控制IGBT模块5的上下管开关的PWM信号，1路IGBT输出故障信号和2路NTC热敏电阻的测温信号。在其它实施例中IGBT功率模块都应包含以上信号，例如电源信号，PWM信号，IGBT故障信号，测温信号。
Claims (6)
1.一种IGBT并联功率模块，其特征在于，所述的包括安装架（1）、直流滤波膜电容（2）、IGBT模块（5）、IGBT散热器（8）、Busbar母排（18）、连接Busbar母排（18）和IGBT模块（5）的铜排（17）、用于IGBT模块之间连接的交流输出铜排（13）、NTC热敏电阻（7）、无感吸收电容（16）、IGBT适配板（14）和IGBT并联驱动板（15）；所述的IGBT模块（5）固定在IGBT散热器（8）上，所述的IGBT散热器（8）和直流滤波膜电容（2）固定在安装架（1）上，直流滤波膜电容（2）的两极连线平行于IGBT模块（5）的长边；Busbar母排（18）分别连接直流滤波膜电容（2）的正极和负极，直流滤波膜电容（2）的两极通过Busbar母排（18）引出，经过铜排（17）分别与IGBT模块（5）直流端的正负极连接；无感吸收电容（16）固定在IGBT模块（5）靠近直流滤波膜电容（2）一端；每块IGBT模块上安装有一块IGBT适配板（14）；一块IGBT并联驱动板（15）安装在多个IGBT模块（5）的上端，并联驱动板（15）和IGBT适配板（14）之间采用线缆连接；IGBT模块的交流端由所述的交流输出铜排连接在一起；NTC热敏电阻（7）安装在IGBT并联驱动板(15)的正下方。
2.如权利要求1所述的IGBT并联功率模块，其特征在于，所述的直流滤波膜电容（2）的中部采用支架定位，并通过护齿或绝缘垫与支架隔离。
3.如权利要求1或2所述的IGBT并联功率模块，其特征在于，所述的直流滤波膜电容（2）的安装位置靠近IGBT模块（5）。
4.如权利要求1所述的IGBT并联功率模块，其特征在于，所述的IGBT模块（5）为两块以上，多个IGBT模块相同，且平行放置在IGBT散热器（8）上，每块IGBT模块与Busbar母排（18）及交流输出铜排（13）的连接方式相同。
5.如权利要求1所述的IGBT并联功率模块，其特征在于，所述的NTC热敏电阻（7）通过IGBT并联驱动板（8）上的端子和外部电路连接。
6.如权利要求1所述的IGBT并联功率模块，其特征在于，所述的IGBT散热器为风冷散热器或液冷散热器。
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