CN207782646U - 功率模块以及电力转换装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种功率模块以及电力转换装置，功率模块包括散热器，散热器相对于第一中心平面的两侧镜像设置有IGBT模块、支撑电容和直流叠层母排；还包括连接IGBT模块的输出导电结构以及分别与直流叠层母排正负极连接的输入导电结构；输出导电结构相对于第一中心平面的镜像设置；输入导电结构相对于第二中心平面镜像设置。本实用新型输入导电结构和输出导电结构的镜像设置，使得交直流输出输入侧均流，保证了交直流输出输入侧温度一致，提高功率模块的工作性能以及延长了使用寿命，并且镜像的结构有利于降低了材料成本和便于安装装配，提高了人工安装效率。

Description

功率模块以及电力转换装置

技术领域

本实用新型涉及电气传动技术领域，具体涉及一种功率模块。本实用新型同时涉及一种电力转换装置。

背景技术

在变流器、逆变器等电力变换装置中，功率模块的散热效果直接影响着电力变换装置工作的稳定性和使用寿命。同时随着电力变换装置工作环境的逐渐恶劣，对功率模块自身的散热效果提出了更高的要求。

功率模块通常采用风机散热，但是散热效果仍然有限。鉴于此，需通过优化功率模块部件的排布结构进一步提升散热效率。现有技术中的一种模块化功率单元的部件排布结构，采用上、下层结构。下层结构包括风机底托、风机接线端子、散热器底托、散热器、出线母排、绑线板、IGBT、吸收电容以及驱动转接板。上层结构包括风道、层叠母排、电容和电容组件外罩。上层结构和下层结构均为左右对称设置。

实用新型内容

本申请提供一种功率模块以及电力转换装置，以提高散热效率，降低了材料成本，提高了安装效率，延长使用寿命以及提高工作性能。

为了达到上述目的，本实用新型的实施例采用如下技术方案：

第一方面，本实用新型的实施例提供一种功率模块，包括散热器，所述散热器相对于第一中心平面的两侧镜像设置有IGBT模块、支撑电容以及连接所述支撑电容与所述IGBT模块的直流叠层母排；所述功率模块还包括连接所述散热器两侧对应所述IGBT模块的输出导电结构，以及，分别与所述直流叠层母排正负极连接的输入导电结构；所述输出导电结构相对于所述第一中心平面的镜像设置；分别与所述直流叠层母排正负极连接的所述输入导电结构相对于第二中心平面镜像设置，所述第二中心平面平行于所述通风方向，且垂直于所述第一中心平面。

第一方面的实施例通过镜像的设计，首先，使得功率模块散热器双面散热，降低了风阻，提高了散热效率，降低了散热成本。其次，输入导电结构和输出导电结构的镜像设置，使得交直流输出输入侧均流，保证了交直流输出输入侧温度一致，提高功率模块的工作性能以及延长了使用寿命，并且镜像的结构有利于降低了材料成本和便于安装装配，提高了人工安装效率。

在一个可能的设计中，所述输入导电结构包括直流汇流铜排、汇流转接铜排以及汇流输入铜排；所述直流汇流铜排的两端与所述直流叠层母排相连，所述汇流转接铜排一端与所述直流汇流铜排相连，另一端与所述汇流输入铜排连接，所述汇流输入铜排上设置有输入端子。如此设计，使得两个输入导电结构的铜排长度一致，从而实现直流输入侧的均流，使输入侧两端温度一致，有利于提高功率模块的工作性能和延长使用寿命。

在一个可能的设计中，汇流输入铜排位于功率模块前端侧面，从而有利于功率模块的正面安装维护。

在一个可能的设计中，所述输出导电结构包括分别对应连接所述散热器两侧的IGBT模块的两个连接铜排，每一所述连接铜排具有位于所述第一中心平面的输出端子。镜像设置的输出导电结构使IGBT模块到输出端子处距离一致，从而实现交流输出侧均流，有利于功率模块延长使用寿命和提高工作性能。

在一个可能的设计中，所述散热器具有相对于所述第一中心平面对称设置的第一侧面和第二侧面，所述第一侧面和所述第二侧面设置有安装基板，所述IGBT模块安装于所述安装基板。

在一个可能的设计中，所述散热器包括相对于所述第一中心平面背靠背设置的第一散热器和第二散热器，所述第一散热器和所述第二散热器远离所述第一中心平面的侧面为所述第一侧面和所述第二侧面。

在一个可能的设计中，所述散热器相对于所述第一中心平面的两侧镜像设置有吸收电容，所述吸收电容固定安装于所述直流叠层母排，与同侧所述IGBT模块对应连接。

第二方面，本实用新型的实施例提供一种电力转换装置，其具有上述任一种可能的功率模块。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请提供的一种功率模块实施例的结构示意图；

图2为本申请提供的功率模块内部结构示意图；

图3为本申请提供的一种功率模块直流侧的结构示意图；

图4为本申请提供的一种功率模块交流侧的结构示意图。

附图标记说明：

1-安装框架、2-直流叠层母排、3-散热器、4-输入导电结构、41-直流汇流铜排、42-汇流转接铜排、43-汇流输入铜排、44-输入端子、5-支撑电容、6-吸收电容、7-输出导电结构、71-连接铜排、72-输出端子、8-IGBT模块、10-第一中心平面，11-前端侧面、12-第二中心平面。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

图1至图4示出了本实用新型提供的一种功率模块实施例。

该功率模块包括安装框架1和散热器3。安装框架1为方形框架，该方形框架内部固定安装有散热器3。散热器3为长方体结构，包括相对的底面和顶面，相对于第一中心平面10对称设置的第一侧面和第二侧面，以及，相对于第二中心平面12对称设置的第三侧面和第四侧面。底面朝向风机所在位置设置，散热器3的通风方向如图1中箭头所示。显而易见地，第一中心平面10和第二中心平面12为相互垂直且平行于散热器3的通风方向。

第一侧面和第二侧面均设置有安装基板。每个安装基板上设置有三个IGBT模块8，两安装基板的IGBT模块8对应设置。该功率模块还包括支撑电容5，支撑电容5三个一列。两列支撑电容5相对于第一中心平面10镜像设置于散热器3两侧。支撑电容5固定于安装框架1，每列支撑电容5的顶端固定连接有直流叠层母排2。位于散热器3两侧的直流叠层母排2相对于第一中心平面10镜像设置。

直流叠层母排2靠近散热器3的一端固定安装有三个对应同侧IGBT模块8设置的吸收电容6。吸收电容6与同侧的IGBT模块8对应连接。

直流叠层母排2正负极分别连接有两个输入导电结构4。输入导电结构4包括直流汇流铜排41、汇流转接铜排42以及汇流输入铜排43。其中，直流汇流铜排41的两端与设置于散热器3两侧的直流叠层母排2相连，汇流转接铜排42一端与直流汇流铜排41相连，另一端连接位于功率模块前端侧面11的汇流输入铜排43。汇流输入铜排43的末端设置有输入端子44。两个输入导电结构4相对于第二中心平面12镜像设置，即两个输入导电结构4中直流汇流铜排41、汇流转接铜排42以及汇流输入铜排43相对于第二中心平面12镜像设置。如此设计，使得两个输入导电结构4的铜排长度一致，从而实现直流输入侧的均流，使输入侧两端温度一致，有利于提高功率模块的使用寿命和工作性能。同时，具有输入端子44的汇流输入铜排43位于在功率模块的前端侧面11，便于功率模块的安装和维护。

IGBT模块8连接有输出导电结构7。输出导电结构7包括两个相对于第一中心平面10镜像设置的连接铜排71，连接铜排71的一端连接于IGBT模块8的交流端子，两个连接铜排71与位于散热器3底部的输出端子72相连，输出端子72位于第一中心平面10。输出导电结构7采用异形铜排焊接而成。同一输出导电结构7的两个连接铜排71用于连接散热器3两侧对应IGBT模块8。

输出导电结构7的镜像结构使得IGBT模块8交流端子到输出端子72处距离一致，实现交流输出侧均流，有利于提高功率模块的使用寿命和工作性能。同时输出端子72靠近功率模块的前端侧面11，有利于在前端侧面11安装维护。

作为可替换的实施方式，散热器3包括相对于第一中心平面10背靠背设置的第一散热器和第二散热器。第一散热器和第二散热器结构相同，均为长方体结构，两者组成为一体的长方体结构。该一体的长方体结构包括相对的底面和顶面，相对于第一中心平面10对称设置的第一侧面和第二侧面，以及，相对于第二中心平面12对称设置的第三侧面和第四侧面。底面和顶面以及第三侧面和第四侧面为第一散热器和第二散热器同侧侧面共同组成。底面朝向风机所在位置设置。第一中心平面10和第二中心平面12为相互垂直的竖直平面。

作为可替换的实施方式，散热器3不局限于长方体或者正方体结构，具有相对于第一中心平面10镜像设置、用于安装IGBT模块的第一侧面和第二侧面即可。

作为可替换的实施方式，输入导电结构4和输出导电结构7不局限于铜排结构，可以采用具有相同排布方式的线缆代替。

显而易见地，本文中IGBT模块8、支撑电容5和吸收电容6的数目不局限于6个，可根据适应用要求确定。

本文同时提供一种电力转换装置实施例，包括上述功率模块。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。

Claims (8)

1.一种功率模块，其特征在于：包括散热器(3)，所述散热器(3)相对于第一中心平面(10)的两侧镜像设置有IGBT模块(8)、支撑电容(5)以及连接所述支撑电容(5)与所述IGBT模块(8)的直流叠层母排(2)；所述功率模块还包括连接所述散热器(3)两侧对应所述IGBT模块(8)的输出导电结构(7)，以及，分别与所述直流叠层母排(2)正负极连接的输入导电结构(4)；

所述输出导电结构(7)相对于所述第一中心平面(10)的镜像设置；所述输入导电结构(4)相对于第二中心平面(12)镜像设置，所述第一中心平面(10)与所述第二中心平面(12)均平行于所述散热器(3)通风方向，且所述第二中心平面(12)垂直于所述第一中心平面(10)。

2.根据权利要求1所述的功率模块，其特征在于：所述输入导电结构(4)包括直流汇流铜排(41)、汇流转接铜排(42)以及汇流输入铜排(43)；所述直流汇流铜排(41)的两端与所述直流叠层母排(2)相连；所述汇流转接铜排(42)一端与所述直流汇流铜排(41)相连，另一端与所述汇流输入铜排(43)连接；所述汇流输入铜排(43)上设置有输入端子(44)。

3.根据权利要求2所述的功率模块，其特征在于：所述汇流输入铜排(43)位于所述功率模块的前端侧面(11)。

4.根据权利要求1所述的功率模块，其特征在于：所述输出导电结构(7)包括分别对应连接所述散热器(3)两侧的IGBT模块(8)的两个连接铜排(71)，每一所述连接铜排(71)具有位于所述第一中心平面(10)的输出端子(72)。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的功率模块，其特征在于：所述散热器(3)具有相对于所述第一中心平面(10)镜像设置的第一侧面和第二侧面，所述第一侧面和所述第二侧面设置有安装基板，所述IGBT模块(8)安装于所述安装基板。

6.根据权利要求5所述的功率模块，其特征在于：所述散热器(3)包括相对于所述第一中心平面(10)背靠背设置的第一散热器和第二散热器，所述第一散热器和所述第二散热器远离所述第一中心平面(10)的侧面对应分别为所述第一侧面和所述第二侧面。

7.根据权利要求1所述的功率模块，其特征在于：所述散热器(3)相对于所述第一中心平面(10)的两侧镜像设置有吸收电容(6)，所述吸收电容(6)固定安装于所述直流叠层母排(2)，与同侧所述IGBT模块(8)对应连接。

8.一种电力转换装置，其特征在于：设置有权利要求1-7中任一项所述的功率模块。