CN206790360U - 一种多igbt并联的功率模块和功率柜 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多IGBT并联的功率模块，包括安装板、散热器、IGBT模块、驱动板和支撑电容模块，散热器和支撑电容模块安装于安装板上，IGBT模块安装于散热器上，驱动板安装于IGBT模块上方，IGBT模块与支撑电容模块和驱动板电气连接；IGBT模块包括多个依次排列在散热器上的IGBT，且相邻IGBT的间距沿其排列方向依次减小或增加。本实用新型还公开了一种功率柜，包括柜体，柜体内设置有多个如上所述的功率模块，各功率模块并排安装在柜体内，且各功率模块竖向安装，各IGBT均沿散热器的竖直安装面从上至下排列。本实用新型的多IGBT并联的功率模块和功率柜均具有结构简单紧凑、布局合理、散热效果好等优点。

Description

一种多IGBT并联的功率模块和功率柜

技术领域

本实用新型主要涉及光伏技术领域，特指一种多IGBT并联的功率模块和功率柜。

背景技术

随着新能源市场的竞争，功率单元的功率密度越来越大，由半导体器件组成的模组在体积和组装效率上提出了更高的要求。而大功率变流器中，经常会采用低电压等级的通用型功率器件去替代高电压等级的功率器件，以达到降低成本的目的。但在采用低电压等级的通用型功率器件时，最主要考虑的是杂散参数的控制，因为杂散参数的一致性决定了功率模块的均流度和电气性能的优劣。如何在结构设计中，保证杂散参数的一致性，也越来越受到工程技术人员的重视。同时多功率器件（IGBT等）并联时，由于器件个数增多，也给整机散热带来困扰。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本实用新型提供一种结构简单紧凑、布局合理、散热效果好的多IGBT并联的功率模块，并相应提供一种结构简单紧凑、布局合理、散热效果好的功率柜。

为解决上述技术问题，本实用新型提出的技术方案为：

一种多IGBT并联的功率模块，包括安装板、散热器、IGBT模块、驱动板和支撑电容模块，所述散热器和支撑电容模块安装于所述安装板上，所述IGBT模块安装于所述散热器上，所述驱动板安装于所述IGBT模块上方，所述IGBT模块与所述支撑电容模块和驱动板电气连接；所述IGBT模块包括多个IGBT，多个IGBT依次排列在所述散热器上，且相邻IGBT的间距沿其排列方向依次减小或增加。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述IGBT模块上安装有驱动支撑板，所述驱动板安装在所述驱动支撑板上。

所述支撑电容模块的上方布置有低感母排，用于支撑电容模块和IGBT模块的电气连接。

所述低感母排包括进线端和出线端，所述进线端位于所述支撑电容模块的正上方且与支撑电容模块相连，所述出线端则与IGBT一一对应连接。

所述IGBT的一侧安装有吸收电容，所述吸收电容与所述IGBT一一对应。

所述吸收电容的上方横跨有扎线杆。

所述安装板于支撑电容模块的位置处设置有第一通风孔。

所述支撑电容模块的周侧及上方均设置有围板，所述围板上均设置有第二通风孔。

本实用新型还公开了一种功率柜，包括柜体，所述柜体内设置有多个如上所述的多IGBT并联的功率模块，各功率模块并排安装在柜体内，且各功率模块竖向安装，各IGBT均沿散热器的竖直安装面从上至下排列。

作为上述技术方案的进一步改进：

相邻IGBT的间距从下至上依次增加。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：

本实用新型的多IGBT并联的功率模块，布局合理、结构简单紧凑；而且IGBT不等间距布置在散热器上，在竖直安装的情况下，有利于IGBT的温度一致性。支撑电容模块与IGBT模块通过低感母排电气连接，提高连接的可靠性；驱动板与IGBT之间设有驱动支撑板，用于电气隔离；IGBT与吸收电容和支撑电容一一对应，各部件布置均匀合理，有效降低了杂散参数的影响。本实用新型的功率柜同样具如上功率模块所述的优点。

附图说明

图1为本实用新型的功率模块的爆炸结构示意图。

图2为本实用新型的功率模块的结构示意图。

图3为本实用新型的功率模块中安装板的结构示意图。

图4为本实用新型的功率模块中围板的结构示意图。

图5为本实用新型的功率模块中驱动支撑板的结构示意图。

图6为本实用新型的功率模块的IGBT布局图。

图7为本实用新型的功率柜的结构示意图。

图中标号表示：1、安装板；11、第一通风孔；2、散热器；3、IGBT模块；31、IGBT ；4、驱动板；41、驱动支撑板；5、支撑电容模块；51、支撑电容；6、围板；61、第二通风孔；7、低感母排；71、进线端；72、出线端；8、吸收电容；9、扎线杆；10、导轨；100、柜体。

具体实施方式

以下结合说明书附图和具体实施例对本实用新型作进一步描述。

如图1至图6所示，本实施例的多IGBT并联的功率模块，包括安装板1、散热器2、IGBT模块3、驱动板4和支撑电容模块5，散热器2和支撑电容模块5安装于安装板1的两侧，如图1所示，其中散热器2安装于安装板1的右侧，支撑电容模块5则安装于安装板1的左侧，支撑电容模块5包括多个支撑电容51，本实施例中的支撑电容51数量为八个；IGBT模块3则安装于散热器2的上方，驱动板4则安装于IGBT模块3上方，IGBT模块3与支撑电容模块5和驱动板4电气连接；IGBT模块3包括多个IGBT31，多个IGBT31沿同一个方向依次排列在散热器2上，且相邻IGBT31的间距沿其排列方向依次减小或增加。本实用新型的多IGBT并联的功率模块，布局合理、结构简单紧凑；而且IGBT31不等间距布置在散热器2上，在竖直安装的情况下，有利于IGBT31的温度一致性。

如图6所示，本实施例中，共包括有四个IGBT31，其中位于下方两个IGBT31之间的间距为A，中间两个IGBT31之间的间距为A+B，上方两个IGBT31之间的间距为A+2B。

如图2和图5所示，本实施例中，IGBT模块3上安装有驱动支撑板41，驱动板4安装在驱动支撑板41上；驱动支撑板41不仅用于支撑，也用于电气隔离，防止驱动板4受到IGBT31等元件的电磁干扰。

本实施例中，支撑电容51的上方布置有低感母排7，用于支撑电容模块5和IGBT模块3的电气连接。其中低感母排7包括进线端71和出线端72，进线端71位于支撑电容模块5的正上方的中线位置且与支撑电容模块5相连，出线端72则与IGBT31一一对应连接。

本实施例中，IGBT31的一侧安装有吸收电容8，吸收电容8位于低感母排7的出线端72的正上方，吸收电容8与IGBT31一一对应连接。另外，吸收电容8的上方横跨有扎线杆9，方便对驱动板4与IGBT31、以及驱动板4与吸收电容8之间的驱动线进行固定，同时各部件一一对应安装，使驱动线到每个器件的距离一致，能够有效降低杂散参数。

本实施例中，安装板1于支撑电容模块5的位置处（即左侧）设置有第一通风孔11；如图2和图4所示，支撑电容模块5的周侧及上方均设置有围板6，围板6上均设置有第二通风孔61，第一通风孔11和第二通风孔61的设置，能够进行气流扰动，便于对支撑电容模块5进行散热。

本实施例中，功率模块的组装方法包括以下步骤：

步骤一：

A、首先根据功率器件（IGBT31）的个数，及每个功率器件损耗值，计算出基本的尺寸间距A，然后根据个数，进行不等间距设计出拓展尺寸B，然后依次用紧固螺栓将功率器件放置在散热器2上。

B、将驱动板4布置在功率器件的中间线位置处，并用扎线杆9，绑定驱动线，使驱动线到每个功率器件的距离一致，降低杂散参数；

步骤二：

A、将散热器2固定在安装板1上；

B、将支撑电容51固定在安装板1上；

C、将复合低感母排7连接支撑电容51和IGBT31；

步骤三：

A、在复合低感母排7和IGBT31连接处安装吸收电容8；

B、在散热器2和电容安装板1垂直面安装导轨10；

C、连接好线缆或母排，完成组装。

如图7所示，本实用新型还公开了一种功率柜，包括柜体100，柜体100内设置有多个如上所述的多IGBT并联的功率模块，各功率模块并排安装在柜体100内，且各功率模块竖向安装，各IGBT31均沿散热器2的竖直安装面从上至下排列。具体地，相邻IGBT31的间距从下至上依次增加，有利于IGBT31的温度一致性。即随着风在散热器2的散热翅片的流向（从下至上），散热器2上热源个数也依次增加，为了最大化利用散热器2，对于下方第一个IGBT31而言，进风是冷风，所以需要的散热器2面积相对较少。相比下方第一个IGBT31而言，流过下方第二个IGBT31下方散热器2的风的温度比第一个IGBT31的要高，如果需要带走同样的热量，则需要更大的散热面积，因此需要的间距也越来越大。由此类推，越往上，IGBT31需要的散热器2面积越大。

以上仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种多IGBT并联的功率模块，其特征在于，包括安装板（1）、散热器（2）、IGBT模块（3）、驱动板（4）和支撑电容模块（5），所述散热器（2）和支撑电容模块（5）安装于所述安装板（1）上，所述IGBT模块（3）安装于所述散热器（2）上，所述驱动板（4）安装于所述IGBT模块（3）上方，所述IGBT模块（3）与所述支撑电容模块（5）和驱动板（4）电气连接；所述IGBT模块（3）包括多个IGBT（31），多个IGBT（31）依次排列在所述散热器（2）上，且相邻IGBT（31）的间距沿其排列方向依次减小或增加。

2.根据权利要求1所述的多IGBT并联的功率模块，其特征在于，所述IGBT模块（3）上安装有驱动支撑板（41），所述驱动板（4）安装在所述驱动支撑板（41）上。

3.根据权利要求1所述的多IGBT并联的功率模块，其特征在于，所述支撑电容模块（5）的上方布置有低感母排（7），用于支撑电容模块（5）和IGBT模块（3）的电气连接。

4.根据权利要求3所述的多IGBT并联的功率模块，其特征在于，所述低感母排（7）包括进线端（71）和出线端（72），所述进线端（71）位于所述支撑电容模块（5）的正上方且与支撑电容模块（5）相连，所述出线端（72）则与IGBT（31）一一对应连接。

5.根据权利要求1至4中任意一项所述的多IGBT并联的功率模块，其特征在于，所述IGBT（31）的一侧安装有吸收电容（8），所述吸收电容（8）与所述IGBT（31）一一对应。

6.根据权利要求5所述的多IGBT并联的功率模块，其特征在于，所述吸收电容（8）的上方横跨有扎线杆（9）。

7.根据权利要求1至4中任意一项所述的多IGBT并联的功率模块，其特征在于，所述安装板（1）于支撑电容模块（5）的位置处设置有第一通风孔（11）。

8.根据权利要求7所述的多IGBT并联的功率模块，其特征在于，所述支撑电容模块（5）的周侧及上方均设置有围板（6），所述围板（6）上均设置有第二通风孔（61）。

9.一种功率柜，包括柜体（100），其特征在于，所述柜体（100）内设置有多个如权利要求1至8中任意一项所述的多IGBT并联的功率模块，各功率模块并排安装在柜体（100）内，且各功率模块竖向安装，各IGBT（31）均沿散热器（2）的竖直安装面从上至下排列。

10.根据权利要求9所述的功率柜，其特征在于，相邻IGBT（31）的间距从下至上依次增加。