CN205081667U - 一种igbt并联功率模块结构 - Google Patents

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林资旭
陈立权
焦梓实
赵世雄
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李海东
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BAODING CORONA CONTROL EQUIPMENT Co Ltd
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Beijing Corona Science and Technology Co Ltd
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BAODING CORONA CONTROL EQUIPMENT Co Ltd
Kenuo Weiye Wind Energy Equipment (beijing) Co Ltd
Beijing Corona Science and Technology Co Ltd
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Abstract

一种IGBT并联功率模块结构,其底架(2)和散热器固定钣金(3)均固定在基板(1)的同一侧,底架(2)安装在基板(1)的下部,散热器固定钣金(3)安装在基板(1)的上部;风冷散热器(12)安装在散热器固定钣金(3)上,固定在基板(1)上,IGBT模块(13)固定在风冷散热器(12)上,直流滤波膜电容(14)分为两排固定在基板(1)的下部;IGBT模块(13)和直流滤波膜电容(14)均位于直流复合母排(9)的同一侧,直流复合母排(9)的正极母排和负极母排之间采用片状绝缘件进行绝缘,IGBT模块(13)和直流滤波膜电容(14)的正负极分别通过正极母排和负极母排连接;交流均流铜排通过绝缘块固定在风冷散热器(12)上。

Description

一种IGBT并联功率模块结构
技术领域
[0001] 本实用新型涉及一种IGBT并联的单相功率模块的结构。
背景技术
[0002] 随着可再生能源技术快速发展,风能变流器是风电整套设备中的重要部件,在风能变流器的研发和制造过程中,模组功率单元的设计尤其重要。
[0003] 由于功率等级越来越大,功率模块需要采用多个IGBT并联,现有的IGBT并联功率模块存在如下缺陷:1) IGBT并联功率模块直流侧的对称性、交流侧的静态和动态均流度不高,IGBT元件与滤波电容之间的杂散电感高导致IGBT关断时产生过电压击穿的问题,2)多个IGBT模块由前到后沿着风道方向依次排列,由于空气从前到后存在依次加热的问题,造成靠近出风口位置的IGBT模块温度升高,散热效果差。3)由于塔筒尺寸的限制,要求功率模块宽度尽量小。
实用新型内容
[0004] 本实用新型的目的是在满足结构紧凑、方便维修的同时,克服现有功率模块中,多个IGBT模块温度不均,静动态均流不良等缺陷,提出一种IGBT并联功率模块的结构。
[0005] 为实现上述目的,本实用新型采用了以下技术方案:
[0006] 本实用新型IGBT并联功率模块结构,包括IGBT模块、风冷散热器、直流滤波膜电容、直流复合母排、交流均流铜排,以及安装支架。
[0007] 所述的安装支架包括基板、底架和散热器固定钣金。底架和散热器固定钣金均固定在基板的同一侧,底架安装在基板下部,散热器固定钣金安装在基板上部。基板自上而下安装有以下器件:IGBT模块固定在风冷散热器上,风冷散热器安装在散热器固定钣金上,通过螺栓固定在基板的上部;直流滤波膜电容分为两排固定在基板的下部;IGBT模块和直流滤波膜电容均位于直流复合母排的同一侧,直流复合母排包括正极母排和负极母排,正极母排和负极母排之间采用片状绝缘件进行绝缘,IGBT模块分别通过正极母排和负极母排与直流滤波膜电容的正负极连接;交流均流铜排位于IGBT并联功率模块最上部,通过绝缘块固定在风冷散热器上。
[0008] 所描述的IGBT模块为三块以上,三块以上的IGBT模块并联,并列排成一行,固定在同一风冷散热器上。
[0009] 所述的IGBT模块的交流侧安装有交流均流铜排,一根引出铜排通过螺栓固定在交流均流铜排的1/3位置处,另一根引出铜排通过螺栓固定在交流均流铜排的2/3位置处,功率回路阻抗对称,均流性优良。
[0010] 所述的交流均流铜排用绝缘垫块固定在风冷散热器上,为了增加与风冷散热器之间的电气间隙,交流均流铜排下方垫有绝缘板。
[0011 ] 本实用新型的IGBT并联功率模块结构中,为了方便IGBT并联功率模块的推拉式拆装,IGBT并联功率模块的后部设有两个定位销,用来限位固定功率模块。IGBT并联功率模块的顶部设计为斜面,由基板与散热器固定钣金组装成一个具有5°倾角的斜面,拆装方便并且密封良好。
[0012] 本实用新型的IGBT并联功率模块中,其直流端与交流端位于IGBT并联功率模块的两侧,直流滤波膜电容邻近风冷散热器的进风口。
[0013] 本实用新型降低了直流滤波膜电容的温度,提高电容寿命;直流复合母排竖直放置,同时可作为风道使用,通过下端进气口吹进来的大流量空气,贯穿整体模组内的主要器件,对于每个IGBT模块不会存在依次加热的问题,可以将功耗热量快速高效的带出IGBT模块。本实用新型提高了散热性能、均流性好,结构简单流畅,便于安装、维护。
附图说明
[0014] 图1本实用新型的结构示意图;
[0015] 图2去除驱动板以及直流母排后的结构示意图。
具体实施方式
[0016] 如图1、图2所示:本实用新型的IGBT并联功率模块结构包括IGBT模块13、风冷散热器12、直流滤波膜电容14、直流复合母排9、交流端铜排及安装支架。安装支架包括基板1、底架2和散热器固定钣金3,底架2和散热器固定钣金3均固定在基板1的同一侧,底架2安装在基板1下部,散热器固定钣金3安装在基板1上部。风冷散热器12安装在散热器固定钣金3上,通过螺栓固定在基板1的上部,IGBT模块13固定在风冷散热器12上,直流滤波膜电容14分为两排固定在基板1的下部,邻近风冷散热器12的进风口处,充分利用了进风风流改善直流滤波膜电容14的散热条件,延长电容寿命。
[0017] 如图1、图2所示:本实施例的直流复合母排9包括正极母排和负极母排,正极母排和负极母排之间采用片状绝缘件进行绝缘,直流滤波膜电容14与IGBT模块13的正负极分别通过直流复合母排9的正极母排和负极母排连接。直流复合母排9靠近IGBT模块13的直流端排竖直放置,有效的降低杂散电感;同时直流复合母排9可作为风道使用,将功耗热量快速高效地带出IGBT模块;直流复合母排9上预留有安装无感吸收电容的位置,本实施例中,不设置吸收电容,不影响本实用新型目的实现。
[0018] 如图1、图2所示:本实施例中,IGBT模块13为四块,间隔并联布置,交流端铜排包括:交流均流铜排11、引出铜排6和引出铜排7。引出铜排6通过螺栓固定在交流均流铜排11的1/3位置处,引出铜排7通过螺栓固定在交流均流铜11排的2/3位置处,保证了功率回路阻抗对称,有利于并联的IGBT模块的均流。交流均流铜排11下部用绝缘块5支撑,为保证与风冷散热器12的电气间隙,交流均流铜排11下部安装绝缘垫板10。
[0019] 本实施例中,为了方便IGBT并联功率模块的推拉式拆装,在IGBT并联功率模块的后部设有两个定位销4,用来限位固定,基板1与散热器固定钣金3组装成一个具有5°倾角的斜面,拆装方便并且密封良好。

Claims (6)

1.一种IGBT并联功率模块结构,其特征在于:所述的IGBT并联功率模块结构包括IGBT模块(13)、风冷散热器(12)、直流滤波膜电容(14)、直流复合母排(9)、交流均流铜排(11)及安装支架;所述的安装支架包括基板(1)、底架(2)和散热器固定钣金(3);底架(2)和散热器固定钣金(3)均固定在基板(1)的同一侧,底架(2)安装在基板(1)的下部,散热器固定钣金(3)安装在基板(1)的上部;风冷散热器(12)安装在散热器固定钣金(3)上,固定在基板(1)上,IGBT模块(13)固定在风冷散热器(12)上,直流滤波膜电容(14)分为两排固定在基板(1)的下部;IGBT模块(13)和直流滤波膜电容(14)均位于直流复合母排(9)的同一侧,直流复合母排(9)包括正极母排和负极母排,正极母排和负极母排之间采用片状绝缘件进行绝缘,IGBT模块(13)分别通过正极母排和负极母排与直流滤波膜电容(14)的正负极连接;交流均流铜排通过绝缘块固定在风冷散热器(12)上。
2.根据权利要求1所述的IGBT并联功率模块结构,其特征在于:所述的IGBT模块(13)为三块以上,三块以上的IGBT模块(13)并联,并列排成一行,固定在同一风冷散热器(12)上。
3.根据权利要求1所述的IGBT并联功率模块结构,其特征在于:所述的IGBT模块(13)的交流侧安装有交流均流铜排(11),一根引出铜排(6)固定在交流均流铜排的1/3位置处,另一根引出铜排(7)固定在交流均流铜排的2/3位置处。
4.根据权利要求3所述的IGBT并联功率模块结构,其特征在于:所述的交流均流铜排(11)用绝缘垫块固定在风冷散热器(12)上,交流均流铜排(11)的下方垫有绝缘板。
5.根据权利要求1所述的IGBT并联功率模块结构,其特征在于:所述的IGBT并联功率模块后部设有两个定位销(4);基板(1)与散热器固定钣金(3)组装成一个具有5°倾斜角的斜面。
6.根据权利要求1所述的IGBT并联功率模块结构,其特征在于:直流端与交流端位于所述IGBT并联功率模块的两侧,直流滤波膜电容(14)邻近所述风冷散热器(12)的进风□ ο
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CN105958542A (zh) * 2016-06-13 2016-09-21 天津瑞能电气有限公司 一种滤波电容铜排均流连接结构
CN108075619A (zh) * 2017-12-25 2018-05-25 北京天诚同创电气有限公司 一种单相功率模块
CN110098718A (zh) * 2018-01-30 2019-08-06 中车株洲电力机车研究所有限公司 一种变流器功率模块
CN110336452A (zh) * 2018-03-30 2019-10-15 株洲中车时代电气股份有限公司 一种变流器功率模组

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