CN204046400U - 具有多个igbt的大功率变频器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种具有多个IGBT的大功率变频器,包括散热器及装设在所述散热器基板背面的3×N个IGBT,且所述N为大于或等于2的整数,所述IGBT在散热器基板背面构成3列N行的IGBT矩阵,且该IGBT矩阵的列间距相同;所述IGBT阵列的三列IGBT分别构成变频器的一相输出;在所述IGBT阵列中,处于同一列的N个IGBT共用一组输入铜排和一组输出铜排,且所述输入铜排和输出铜排分别位于该列IGBT的两侧。本实用新型通过将多个IGBT以矩阵方式排列,可大大提高大功率变频器的功率密度,减小变频器的体积。
Description
技术领域
本实用新型涉及变频器领域,更具体地说,涉及一种具有多个IGBT的大功率变频器。
背景技术
IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor),即绝缘栅双极型晶体管,是由BJT(双极型三极管)和MOS(绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件,其兼有MOSFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降两方面的优点。由于IGBT驱动功率小而饱和压降低,非常适合应用于直流电压为600V及以上的变流系统如交流电机、变频器、开关电源、照明电路、牵引传动等领域。
在变频器中,IGBT作为核心部件,其布局形式好坏直接决定了变频器的性能。目前,市场上的变频器大多采用比较传统的一字排开的IGBT布局方式。这种排布形式的好处在于:(1)具有优良的散热性能,且温度分布比较均匀,各IGBT温差较小;(2)结构布局上比较好实现,配合电流上进下出的形式,形成的是一种常规传统的布局。这种IGBT布局形式决定了采用该布局方式的变频器基本以扁平的形态出现。
然而,上述IGBT一字排开的布局结构的变频器,其功率越大,IGBT数量就越多,一字排开的距离就越大,从而变频器体积就越大。随着变频器功率密度要求越来越高,传统的IGBT布局方式越来越不能满足需求。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题在于,针对上述变频器的体积随着功率的增大而增大的问题,提供一种具有多个IGBT的大功率变频器。
本实用新型解决上述技术问题的技术方案是,提供一种具有多个IGBT的大功率变频器,包括散热器及装设在所述散热器基板背面的3×N个IGBT,且所述N为大于或等于2的整数,所述IGBT在散热器基板背面构成3列N行的IGBT矩阵,且该IGBT矩阵的列间距相同;所述IGBT阵列的三列IGBT分别构成变频器的一相输出;在所述IGBT阵列中,处于同一列的N个IGBT共用一组输入铜排和一组输出铜排,且所述输入铜排和输出铜排分别位于该列IGBT的两侧。
在本实用新型所述的具有多个IGBT的大功率变频器中,所述变频器还包括母线电容,所述母线电容位于散热器及IGBT的下方。
在本实用新型所述的具有多个IGBT的大功率变频器中,所述IGBT阵列中同一列的N个IGBT的行间距从上至下依次递减。
在本实用新型所述的具有多个IGBT的大功率变频器中,所述变频器还包括整流模块,所述整流模块位于散热器的散热翅片的一侧。
在本实用新型所述的具有多个IGBT的大功率变频器中,所述输入铜排和输出铜排位于IGBT间的部分垂直于散热器的基板。
本实用新型的具有多个IGBT的大功率变频器具有以下有益效果:通过将多个IGBT以矩阵方式排列,可大大提高大功率变频器的功率密度,减小变频器的体积。本实用新型的变频器适用于单个系统柜内多台大功率并机的场合。
附图说明
图1是本实用新型具有多个IGBT的大功率变频器实施例的示意图。
图2是图1中IGBT矩阵的详细结构示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型,并不用于限定本实用新型。
如图1、2所示,是本实用新型具有多个IGBT的大功率变频器实施例的示意图。在本实施例中,具有多个IGBT的大功率变频器包括散热器及装设在散热器基板背面的9个IGBT 11。与现有的一字排开的方式不同,上述9个IGBT在散热器基板背面构成3列3行的IGBT矩阵,且该IGBT矩阵的列间距相同。上述IGBT阵列中的每一列都构成变频器的一相输出,即三列IGBT构成变频器的三相输出。IGBT阵列中,处于同一列的3个IGBT 11共用一组输入铜排12和一组输出铜排13,且上述输入铜排12和输出铜排13分别位于该列IGBT的两侧。
上述变频器中,通过将IGBT 11安装到多行上,可显著降低变频器的宽度,从而提高变频器的功率密度,可很好地适应多台大功率变频器并机的应用(多台变频器置于单个系统柜内)。
当然,在实际应用中,上述变频器中所包含的IGBT 11的数量可随变频器的功率而变化,例如变频器中的IGBT 11的数量可以为6个、12个或更多个。上述IGBT 11在变频器中均设置为3列,每一列共用一组输入铜排12和输出铜排13,并形成三相输出。
在上述的具有多个IGBT的大功率变频器中,变频器还可包括母线电容14,该母线电容14位于散热器及IGBT矩阵的下方。IGBT矩阵中的IGBT 11通过输入铜排12从母线电容14获得直流输入,并进行电流转换。
为了保证一相中每个IGBT 11的温度基本相同,在处于同一列的IGBT 11间的距离不同,例如上述IGBT阵列中处于同一列的多个IGBT 11的行间距从上至下依次递减。而同一列中的IGBT 11的间距的具体值,则可以通过成熟的热仿真技术确定。即本实施例的变频器可通过调整IGBT阵列中的行间距来调节温差,保证变频器的功效。
上述变频器还可包括整流模块,该整流模块位于散热器的散热翅片的一侧,即整流模块与IGBT阵列分别位于散热器的两侧,从而既可保证散热效率,又可提高功率密度。
此外,为进一步提高上述具有多个IGBT的大功率变频器的功率密度,输入铜排12和输出铜排13位于IGBT矩阵中的IGBT列间的部分,垂直于散热器的基板,且该部分铜排的底端延伸出贴附在散热器基板表面的连接脚。输出铜排13由上述垂直于散热器的基板的部分的顶端,按平行于散热器基板的方向竖向延伸,并跨越母线电容14,在母线电容14下方形成交流输出端子。
以上所述,仅为本实用新型较佳的具体实施方式,但本实用新型的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此,本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
Claims (5)
1.一种具有多个IGBT的大功率变频器,包括散热器及装设在所述散热器基板背面的3×N个IGBT,且所述N为大于或等于2的整数,其特征在于:所述IGBT在散热器基板背面构成3列N行的IGBT矩阵,且该IGBT矩阵的列间距相同;所述IGBT阵列的三列IGBT分别构成变频器的一相输出;在所述IGBT阵列中,处于同一列的N个IGBT共用一组输入铜排和一组输出铜排,且所述输入铜排和输出铜排分别位于该列IGBT的两侧。
2.根据权利要求1所述的具有多个IGBT的大功率变频器,其特征在于:所述变频器还包括母线电容,所述母线电容位于散热器及IGBT的下方。
3.根据权利要求2所述的具有多个IGBT的大功率变频器,其特征在于:所述IGBT阵列中同一列的N个IGBT的行间距从上至下依次递减。
4.根据权利要求1所述的具有多个IGBT的大功率变频器,其特征在于:所述变频器还包括整流模块,所述整流模块位于散热器的散热翅片的一侧。
5.根据权利要求1所述的具有多个IGBT的大功率变频器,其特征在于:所述输入铜排和输出铜排位于IGBT间的部分垂直于散热器的基板。
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CN106533202A (zh) * | 2016-10-25 | 2017-03-22 | 中车永济电机有限公司 | 一种新型igbt布局方法 |
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