CN207559865U - 功率组件及功率单元 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种功率组件及功率单元，功率组件包括：第一IGBT器件及第二IGBT器件，集成为一体且相互间隔设置，第一IGBT器件包括第一控制端子，第二IGBT器件包括第二控制端子，第一控制端子与第二控制端子相对且间隔设置；驱动板，叠压至第一IGBT器件及第二IGBT器件的第一控制端子与第二控制端子设置，驱动板包括相互间隔设置的第一驱动部和第二驱动部，第一驱动部连接于第一控制端子，第二驱动部连接于第二控制端子；集成控制器，设置于驱动板，并连接于第一驱动部和第二驱动部，以通过第一驱动部控制第一IGBT器件，通过第二驱动部，控制第二IGBT器件。本功率组件，结构简单，且降低生产成本。

Description

功率组件及功率单元

技术领域

本实用新型涉及柔性直流输电技术领域，尤其涉及一种功率组件及功率单元。

背景技术

模块化多电平换流器是一种新型的电压变换电路，它通过将多个子模块级联的方式，可以叠加输出很高的电压，并且还具有输出谐波少、模块化程度高等特点，因而在电力系统中具有广泛的应用前景。

模块化多电平换流器的子模块通常包括多个功率器件和多个驱动板，每一个驱动板连接一个功率模块，用于驱动该功率模块，层叠母排叠压在多个控制板上，结构复杂，生产制造成本较高。

因此，亟需一种新的功率组件及功率单元。

实用新型内容

本实用新型实施例提供一种功率组件及功率单元，结构简单，且能够有效降低生产成本。

本实用新型实施例一方面提供了一种功率组件，包括：第一IGBT器件及第二IGBT器件，集成为一体且相互间隔设置，第一IGBT器件包括第一控制端子，第二IGBT器件包括第二控制端子，第一控制端子与第二控制端子相对且间隔设置；驱动板，叠压至第一控制端子与第二控制端子设置，驱动板包括相互间隔设置的第一驱动部和第二驱动部，第一驱动部连接于第一控制端子，第二驱动部连接于第二控制端子；集成控制器，设置于驱动板，并连接于第一驱动部和第二驱动部，以通过第一驱动部控制第一IGBT器件，通过第二驱动部，控制第二IGBT器件。

根据本实用新型的一个方面，还包括：基板，第一IGBT器件和第二IGBT器件设置于基板的同一表面，驱动板叠压至第一IGBT器件和第二IGBT器件的远离基板一侧；驱动板还包括用于传输控制信号的输入端和用于传输故障信息的输出端，输入端和输出端均延伸出基板边缘，并连接于集成控制器。

根据本实用新型的一个方面，输入端包括用于传输第一IGBT器件控制信号的第一输入端和用于传输第二IGBT器件控制信号的第二输入端，第一输入端通过集成控制器连接于第一驱动部，第二输入端通过集成控制器连接于第二驱动部。

根据本实用新型的一个方面，驱动板还包括电源端子，电连接于集成控制器，电源端子伸出基板的边缘设置。

根据本实用新型的一个方面，电源端子、输入端和输出端位于驱动板的同一侧。

根据本实用新型的一个方面，集成控制器上集成有半桥互锁电路，当第一IGBT器件(10)和第二IGBT器件(20)的控制信号同时传输时，半桥互锁电路用于控制第一IGBT器件和第二IGBT器件的控制信号交替传输，以使第一IGBT器件和第二IGBT器件交替运行。

根据本实用新型的一个方面，集成控制器包括脉冲变压器，脉冲变压器用于实现输出端和第一驱动部及第二驱动部之间的电气隔离和电源隔离。

根据本实用新型的一个方面，驱动板上还集成有电压检测电路、有源钳位电路和门极钳位电路。

根据本实用新型的一个方面，驱动板还包括连接部，第一驱动部和第二驱动部连接于连接部的同侧。

本实用新型另一方面提供一种功率单元，设置有上述的功率组件。

在本实用新型实施例的功率组件中，第一IGBT器件及第二IGBT器件的第一控制端子和第二控制端子相对且间隔设置，因此第一控制端子和第二控制端子之间距离较近，驱动板叠压至第一IGBT器件和第二IGBT器件，驱动板的第一驱动部连接第一控制端子，第二驱动部连接第二控制端子，第一驱动部和第二驱动部间隔设置，能够保证第一驱动部和第二驱动部之间具有一定距离，使得第一控制端子和第二控制端子之间具有一定的爬电距离，实现安规的隔离，集成控制器连接第一驱动部和第二驱动部，集成控制器能通过第一驱动部和第二驱动部同时连接第一控制端子和第二控制端子，因此集成控制器能够同时控制第一IGBT器件和第二IGBT器件，因此在本实用新型实施例的功率组件中，只需一个集成控制器即可控制两个第一IGBT器件和第二IGBT器件，令功率组件的结构大大简化，同时还能够降低功率组件的制造成本。

附图说明

通过阅读以下参照附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显,其中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的特征。

图1是本实用新型实施例的一种功率组件的爆照结构示意图；

图2是本实用新型实施例的一种功率组件的局部结构示意图；

图3是本实用新型实施例的一种功率组件的局部结构主视图。

附图标记说明：

10、第一IGBT器件；

11、第一控制端子；

20、第二IGBT器件；

21、第二控制端子；

30、驱动板、

31、第一驱动部；32、第二驱动部；33、连接部；34、输入端；341、第一输入端；342、第二输入端；35、输出端；36、电源端子；

40、集成控制器；41、脉冲变压器；

50、基板。

具体实施方式

下面将详细描述本实用新型的各个方面的特征和示例性实施例。在下面的详细描述中，提出了许多具体细节，以便提供对本实用新型的全面理解。但是，对于本领域技术人员来说很明显的是，本实用新型可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本实用新型的示例来提供对本实用新型的更好的理解。在附图和下面的描述中，至少部分的公知结构和技术没有被示出，以便避免对本实用新型造成不必要的模糊；并且，为了清晰，可能夸大了部分结构的尺寸。此外，下文中所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。

下述描述中出现的方位词均为图中示出的方向，并不是对本实用新型的电连接组件及电池模组的具体结构进行限定。在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

为了更好地理解本实用新型，下面结合图1至图3根据本实用新型实施例的功率组件及功率单元进行详细描述。

图1为本实用新型实施例提供的一种功率组件的结构示意图，功率组件包括：第一IGBT器件10及第二IGBT器件20，集成为一体且相互间隔设置，第一IGBT器件10包括第一控制端子11，第二IGBT器件20包括第二控制端子21，第一控制端子11与第二控制端子21相对且间隔设置；驱动板30，叠压至第一控制端子11与第二控制端子21设置，驱动板30包括相互间隔设置的第一驱动部31和第二驱动部32，第一驱动部31连接于第一控制端子11，第二驱动部32连接于第二控制端子21；集成控制器40，设置于驱动板30，并连接于第一驱动部31和第二驱动部32，以通过第一驱动部31控制第一IGBT器件10，通过第二驱动部32，控制第二IGBT器件20。

在本实用新型实施例的功率组件中，第一IGBT器件10及第二IGBT器件20的第一控制端子11和第二控制端子21相对且间隔设置，因此第一控制端子11和第二控制端子21之间距离较近，驱动板30叠压至第一IGBT器件10和第二IGBT器件20，驱动板30的第一驱动部31连接第一控制端子11，第二驱动部32连接第二控制端子21，第一驱动部31和第二驱动部32间隔设置，能够保证第一驱动部31和第二驱动部32之间具有一定距离，使得第一控制端子11和第二控制端子21之间具有一定的爬电距离，实现安规的隔离，集成控制器40连接第一驱动部31和第二驱动部32，集成控制器40能通过第一驱动部31和第二驱动部32同时连接第一控制端子11和第二控制端子21，因此集成控制器40能够同时控制第一IGBT器件10和第二IGBT器件20，因此在本实用新型实施例的功率组件中，只需一个集成控制器40即可控制两个第一IGBT器件10和第二IGBT器件20，令功率组件的结构大大简化，同时还能够降低功率组件的制造成本。其中，此处的“同时”并不是指时间上的同时，而是指一个集成控制器40既能控制第一IGBT器件10，又能控制第二IGBT器件20。

其中，驱动板30的设置方式有多种，作为一种可选的实施方式，驱动板30还包括连接部33，第一驱动部31和第二驱动部32连接于连接部33的同侧。在这些可选的实施例中，驱动板30包括连接部33，第一驱动部31和第二驱动部32通过连接部33连接，连接部33将第一驱动部31和第二驱动部32集成为一个板子，方便驱动板30的安装和拆卸。

请一并结合图2和图3，在一些可选的实施例中，功率组件还包括基板50，第一IGBT器件10和第二IGBT器件20设置于基板50的同一表面，驱动板30叠压至第一IGBT器件10和第二IGBT器件20的远离基板50一侧；驱动板30还包括用于传输控制信号的输入端34和用于传输故障信息的输出端35，输入端34和输出端35均延伸出基板50边缘，并连接于集成控制器40。在这些可选的实施例中，驱动板30上的输入端34均延伸出基板50边缘，输入端34和输出端35外置，方便功率组件的维护，便于将控制接头插拔在输入端34或输出端35上，即使当功率组件应用于模块化多电平换流器，叠压层叠母排后，层叠母排也不会叠压至输出端35子和输入端34子上，且方便及时查看并发现输出端35和输入端34是否发生损坏。

可以理解的是，输入端34的设置方式有多种，作为一种可选的实施方式，输入端34包括用于传输第一IGBT器件10控制信号的第一输入端341和用于传输第二IGBT器件20控制信号的第二输入端342，第一输入端341通过集成控制器40连接于第一驱动部31，第二输入端342通过集成控制器40连接于第二驱动部32。在这些可可选的实施例中，输入端34包括第一输入端341和第二输入端342，第一输入端341能够传输用于控制第一IGBT器件10的控制信号，并通过集成控制器40连接于第一驱动部31，第二输入端342能够传输用于控制第二IGBT器件20的控制信号，并通过集成控制器40连接于第二驱动部32，因此第一IGBT器件10和第二IGBT器件20的控制信号能够通过不同的输入端34传输，不会造成信号传输的紊乱，保证功率组件的正常运行。

在一些可选的实施例中，驱动板30还包括电源端子36，电连接于集成控制器40，电源端子36伸出基板50的边缘设置。在这些可选的实施例中，电源端子36用于为功率组件供电，电源端子36延伸出基板50的边缘，方便插拔电源线，且方便及时查看并发现电源端子36是否发生损坏，便于功率组件的维护。

可以理解的是，输入端34、输出端35和电源端子36的设置方式有多种，作为一种可选的实施方式，输入端34、输出端35和电源端子36位于驱动板30的同一侧。在这些可选的实施例中，输入端34、输出端35和电源端子36位于驱动板30的同一侧，便于驱动板30的布置和安装。

在一些可选的实施例中，集成控制器40上集成有半桥互锁电路，当第一IGBT器件10和第二IGBT器件20的控制信号同时传输时，半桥互锁电路用于控制第一IGBT器件10和第二IGBT器件20的控制信号交替传输，以使第一IGBT器件10和第二IGBT器件20交替运行。在这些可选的实施例中，当第一IGBT器件10和第二IGBT器件20的控制信号同时传输时，即第一IGBT器件10和第二IGBT器件20的控制信号同时为高时，第一IGBT器件10和第二IGBT器件20可能会同时导通，可能会出现炸管的危险，集成控制器40能同时控制第一IGBT器件10和第二IGBT器件20，集成控制器40上的互锁电路能够同时控制第一IGBT器件10和第二IGBT器件20，令第一IGBT器件10和第二IGBT器件20的其中一个控制信号失效，从而令第一IGBT器件10和第二IGBT器件20交替运行，保证功率组件的安全稳定运行。

在一些可选的实施例中，集成控制器40包括脉冲变压器41，脉冲变压器41用于实现输出端35和第一驱动部31及第二驱动部32之间的电气隔离和电源隔离。在这些可选的实施例中，输入端34、输出端35经过脉冲变压器41将信号传输给第一驱动部31和第二驱动部32，脉冲变压器41可以保证输入端34、输出端35，与第一驱动部31和第二驱动部32之间的电源隔离和电气隔离。同时脉冲变压器41还能够对输入端34的控制信号进行解码再编码，保证第一驱动部31和第二驱动部32能够准确识别该控制信号，确保功率组件的正常运行。

在一些可选的实施例中，驱动板30上还集成有能够检测电路故障的电压检测电路、能够抑制过电压的有源钳位电路和能够保护门极驱动的门极钳位电路。这些电压检测电路、有源钳位电路和门极钳位电路能够有效保证功率组件的安全运行。

本实用新型第二实施提供一种功率单元，包括上述任一实施例的功率组件。在本实用新型实施例的功率单元中，由于其包含上述任一实施例的功率组件，因此具有上述任一实施例的有益效果，模块化多电平换流器的结构简单，且生产制造成本较低。

本实用新型可以以其他的具体形式实现，而不脱离其精神和本质特征。例如，特定实施例中所描述的算法可以被修改，而系统体系结构并不脱离本实用新型的基本精神。因此，当前的实施例在所有方面都被看作是示例性的而非限定性的，本实用新型的范围由所附权利要求而非上述描述定义，并且，落入权利要求的含义和等同物的范围内的全部改变从而都被包括在本实用新型的范围之中。

Claims (10)

1.一种功率组件，其特征在于，包括：

第一IGBT器件(10)及第二IGBT器件(20)，集成为一体且相互间隔设置，所述第一IGBT器件(10)包括第一控制端子(11)，所述第二IGBT器件(20)包括第二控制端子(21)，所述第一控制端子(11)与所述第二控制端子(21)相对且间隔设置；

驱动板(30)，叠压至所述第一控制端子(11)与所述第二控制端子(21)设置，所述驱动板(30)包括相互间隔设置的第一驱动部(31)和第二驱动部(32)，所述第一驱动部(31)连接于所述第一控制端子(11)，所述第二驱动部(32)连接于所述第二控制端子(21)；

集成控制器(40)，设置于所述驱动板(30)，并连接于所述第一驱动部(31)和所述第二驱动部(32)，以通过所述第一驱动部(31)控制所述第一IGBT器件(10)，通过所述第二驱动部(32)控制所述第二IGBT器件(20)。

2.根据权利要求1所述的功率组件，其特征在于，还包括：

基板(50)，所述第一IGBT器件(10)和所述第二IGBT器件(20)设置于所述基板(50)的同一表面，所述驱动板(30)叠压至所述第一IGBT器件(10)和所述第二IGBT器件(20)的远离所述基板(50)一侧；

所述驱动板(30)还包括用于传输控制信号的输入端(34)和用于传输故障信息的输出端(35)，所述输入端(34)和所述输出端(35)均延伸出所述基板(50)边缘，并连接于所述集成控制器(40)。

3.根据权利要求2所述的功率组件，其特征在于，所述输入端(34)包括用于传输所述第一IGBT器件(10)控制信号的第一输入端(341)和用于传输所述第二IGBT器件(20)控制信号的第二输入端(342)，所述第一输入端(341)通过所述集成控制器(40)连接于所述第一驱动部(31)，所述第二输入端(342)通过所述集成控制器(40)连接于所述第二驱动部(32)。

4.根据权利要求2所述的功率组件，其特征在于，所述驱动板(30)还包括电源端子(36)，电连接于所述集成控制器(40)，所述电源端子(36)伸出所述基板(50)的边缘设置。

5.根据权利要求4所述的功率组件，其特征在于，所述电源端子(36)、所述输入端(34)和所述输出端(35)位于所述驱动板(30)的同一侧。

6.根据权利要求1所述的功率组件，其特征在于，所述集成控制器(40)上集成有半桥互锁电路，当所述第一IGBT器件(10)和所述第二IGBT器件(20)的控制信号同时传输时，所述半桥互锁电路用于控制所述第一IGBT器件(10)和所述第二IGBT器件(20)的控制信号交替传输，以使所述第一IGBT器件(10)和所述第二IGBT器件(20)交替运行。

7.根据权利要求2所述的功率组件，其特征在于，所述集成控制器(40)包括脉冲变压器(41)，所述脉冲变压器(41)用于实现所述输出端(35)和所述第一驱动部(31)及第二驱动部(32)之间的电气隔离和电源隔离。

8.根据权利要求1所述的功率组件，其特征在于，所述驱动板(30)上还集成有电压检测电路、有源钳位电路和门极钳位电路。

9.根据权利要求1所述的功率组件，其特征在于，所述驱动板(30)还包括连接部(33)，所述第一驱动部(31)和所述第二驱动部(32)连接于所述连接部(33)的同侧。

10.一种功率单元，其特征在于，设置有权利要求1-9任一项所述的功率组件。