CN207234643U - 一种低杂散电感igbt功率模块 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种低杂散电感IGBT功率模块，包括基板、IGBT模块、外接母线和驱动板；IGBT模块上设有端子排；驱动板连接到端子排上的控制端子；IGBT模块中端子排上的正负输出端子之间串联有薄膜电容，低杂散电感IGBT功率模块还包括散热器和加热除湿模块；本实用新型的低杂散电感IGBT功率模块通过对IGBT功率模块的高效散热，使其满足高功率密度的要求；通过加热电阻和温控开关的相互配合，完成防潮加热除湿、低温启动加热等功能；通过层叠母线低电感设计，降低IGBT功率模块的电压尖峰，提高运行的可靠性；通过在薄膜电容的壳体上设置通风孔，强制给薄膜电容漏风，降低薄膜电容运行温度。

Description

一种低杂散电感IGBT功率模块

技术领域

本实用新型属于风力发电技术领域，特别涉及一种低杂散电感IGBT功率模块。

背景技术

IGBT功率模块是风力发电用变流器的核心部件，其故障率高且成本较高，因此对于IGBT功率模块的运行可靠性有较高的要求。由于工作环境特殊，还要求IGBT功率模块对低温、高湿等恶劣环境有较好的适应性。另外，随着变流器单机容量的不断提高，IGBT功率模块的功率密度也需要不断提高。

目前，大多采用降低外部杂散电感和控制工作电压的方法提高IGBT功率模块的运行可靠性；通过使用大容量的IGBT功率模块以增加其功率密度；通过在柜内安装吹风加热器进行低温加热，避免IGBT功率模块受到潮气的影响。然而，大容量的IGBT功率模块的采购成本极为高昂；由于外部的高湿度空气必然通过风孔进入IGBT功率模块的内部，导致关键器件易受潮，吹风加热器对IGBT功率模块的低温加热速度慢，难以满足低温加热的需求。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种低杂散电感IGBT功率模块。

为此，本实用新型技术方案如下：

一种低杂散电感IGBT功率模块，包括基板、IGBT模块、外接母线和驱动板；IGBT模块上设有端子排，端子排包括控制端子以及输出端子；驱动板连接到端子排上的控制端子；IGBT模块中端子排上的正负输出端子之间串联有薄膜电容，所述的低杂散电感IGBT功率模块还包括散热器和加热除湿模块；IGBT 模块通过散热器固定在基板上；加热除湿模块固定在散热器的上表面，对散热器进行加热烘干；所述外接母线为层叠母线，所述薄膜电容外设有电容保护壳。

优选地，所述的加热除湿模块包括加热电阻、温控开关和电源；加热电阻与温控开关、电源串联在一起形成闭合回路。

优选地，所述的散热器为铲齿散热器。

优选地，所述层叠母线为平直无弯折结构。

优选地，所述的电容保护壳上设有若干通风孔。

与现有技术相比，本实用新型提供的低杂散电感IGBT功率模块通过对IGBT 功率模块的高效散热，使其满足高功率密度的要求；通过加热电阻和温控开关的相互配合，完成防潮加热除湿、低温启动加热等功能；通过层叠母线低电感设计，降低IGBT功率模块的电压尖峰，提高运行的可靠性；通过在薄膜电容的壳体上设置通风孔，强制给薄膜电容漏风，降低薄膜电容运行温度。

附图说明

图1为本实用新型的低杂散电感IGBT功率模块的结构示意图。

图2为加热除湿模块的电路图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本实用新型做进一步的说明，但下述实施例绝非对本实用新型有任何限制。

如图1-2所示，一种低杂散电感IGBT功率模块，包括基板1、IGBT模块2、外接母线和驱动板，外接母线为层叠母线，层叠母线可设计为平直无弯折结构； IGBT模块2上设有端子排7，端子排7包括控制端子以及输出端子；驱动板连接到端子排7上的控制端子；与此同时，在IGBT模块2中端子排7的正负输出端子之间串联有薄膜电容6，以此来保证电流回路交叉最小、杂散电感最低，与此同时，薄膜电容6外设有电容保护壳，电容保护壳上形成若干个通风孔；低杂散电感IGBT功率模块还包括散热器4和加热除湿模块5；IGBT模块2通过散热器4固定在基板1上；加热除湿模块5固定在散热器4的上表面，对散热器4进行加热烘干，加热除湿模块5包括加热电阻501、温控开关502和电源；加热电阻501与温控开关502、电源串联在一起形成闭合回路。

散热器4为铲齿散热器，散热器4可选择高热系数较高的铝合金材料，提高散热效果和功率密度，例如：铝合金1060。

本实用新型提供的低杂散电感IGBT功率模块的实施例如下：

实施例一：当IGBT模块2温度较低或湿度较大时，温控开关502闭合，温控开关502与加热电阻501、电源形成的闭合回路导通，加热电阻502开始产生热量并对IGBT模块2进行低温加热和高湿烘干，当温度升高到温控开关502的断开温度时，温控开关502会自行断开，加热除湿模块5停止工作。

实施例二：在IGBT模块2关断的瞬间会出现过电压，若采用直流母线可能会造成IGBT模块2的损坏，本实用新型采用低散热电感的层叠母线，通过直流环节低电感设计来降低电压；层叠母线的上下正负铜排完全平行，通过很薄的绝缘纸压合，达到正负汇流电感相互抵消的效果；另外，所述层叠母线采用平直无弯折设计，进一步降低杂散电感。

实施例三：IGBT模块2工作时间过长时会产生多余的热量，影响薄膜电容 6的工作性能，在薄膜电容6的外部壳体上设有若干通风孔，利用外部的鼓风机把部分冷却气流导入薄膜电容6的壳体中，降低薄膜电容6的温度，提高其可靠性，延长寿命。

Claims (5)

1.一种低杂散电感IGBT功率模块，包括基板(1)、IGBT模块(2)、外接母线和驱动板；IGBT模块(2)上设有端子排(7)，端子排(7)包括控制端子以及输出端子；驱动板连接到端子排(7)上的控制端子；IGBT模块(2)中端子排(7)的正负输出端子之间串联有薄膜电容(6)，其特征在于，所述的低杂散电感IGBT功率模块还包括散热器(4)和加热除湿模块(5)；IGBT模块(2)通过散热器(4)固定在基板(1)上；加热除湿模块(5)固定在散热器(4)的上表面，对散热器(4)进行加热烘干；所述外接母线为层叠母线，所述薄膜电容(6)外设有电容保护壳。

2.根据权利要求1所述的低杂散电感IGBT功率模块，其特征在于，所述的加热除湿模块(5)包括加热电阻(501)和温控开关(502)和电源；加热电阻(501)与温控开关(502)、电源串联在一起形成闭合回路。

3.根据权利要求1所述的低杂散电感IGBT功率模块，其特征在于，散热器(4)为铲齿散热器。

4.根据权利要求1所述的低杂散电感IGBT功率模块，其特征在于，所述层叠母线为平直无弯折结构。

5.根据权利要求1所述的低杂散电感IGBT功率模块，其特征在于，所述的电容保护壳上设有若干通风孔。