CN210157092U - 一种大功率的功率变换模块装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种大功率的功率变换模块装置，包括底座，底座上方设置有轴流风机，轴流风机一侧面固定设置有绝缘端子固定板，绝缘端子固定板上设置有第一铜排，轴流风机上方设置有散热器，散热器包括一沿竖直方向的竖板，IGBT模块固定设置在散热器的竖板上；轴流风机的上方还设置有L型的薄膜电容固定板，薄膜电容固定设置在薄膜电容固定板的竖直板的内侧面上，IGBT模块与薄膜电容之间设置有正极母排和负极母排d；薄膜电容固定板的竖直板的外侧面上固定设置有安装板，安装板用于安装电源模块，DSP主控板、信号板和线槽；竖板与竖直板之间设置有用于驱动IGBT模块的驱动板。本实用新型设计紧凑，布局合理，运行稳定，可以广泛应用于功率变换领域。

Description

一种大功率的功率变换模块装置

技术领域

本实用新型涉及新能源技术领域，具体涉及一种大功率的功率变换模块装置。

背景技术

随着新能源产业的蓬勃发展，行业对产品的性能评价体系逐步完善。目前，国内的新能源汽车准入要求中明确规定整车厂须具备动力系统、驱动系统、控制系统集成测试能力、电子电控测试系统功能测试能力。尤其对新能源汽车关键零部件厂商来说，产品的开发需要进行大量的试验验证，不断的调整，电机与控制器的测试尤为如此。因此对新能源电机及其驱动测试系统的需求日益旺盛，目前的测功机设备厂家多是分别购买大功率电源、大功率伺服驱动器，来完成测试系统的整合，绝大多数大功率电源是由双向AC/DC+DC/DC两级功率变换在组成，大功率伺服驱动器是由双向AC/DC+DC/AC两级功率变换在组成，不管对整车厂、关键零部件厂商还是测功机设备厂家都会面临很高的成本，针对以上周待解决的问题，因此，急需提出一种适合于80Kw～350kW的大功率的功率变换模块装置，以适用于新能源电机及其驱动测试的实际需求。

实用新型内容

本实用新型的目的在提供一种适合于80kW～350kW的大功率的功率变换模块装置，该功率变换装置既适应于DC/AC逆变器，同样也适应于AC/DC整流器和三路交错并联DC/DC 调压器。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：一种大功率的功率变换模块装置，包括底座，所述底座上方设置有轴流风机，所述轴流风机一侧面固定设置有绝缘端子固定板，所述绝缘端子固定板上设置有第一铜排，所述轴流风机上方设置有散热器，所述散热器包括一沿竖直方向的竖板，IGBT模块固定设置在所述散热器的竖板上；所述轴流风机的上方还设置有L型的薄膜电容固定板，所述薄膜电容固定板包括水平板和竖直板，水平板固定设置在轴流风机上，竖直板与所述竖板平行设置，薄膜电容固定设置在所述薄膜电容固定板的竖直板的内侧面上，所述IGBT模块与所述薄膜电容之间设置有正极母排和负极母排，所述正极母排和负极母排的上端分别与位于薄膜电容固定板的竖直板上端的第二铜排电连接；所述薄膜电容固定板的竖直板的外侧面上固定设置有安装板，所述安装板用于安装电源模块、 DSP主控板、信号板和线槽；所述竖板与竖直板之间设置有用于驱动IGBT模块的驱动板，所述竖板上还设置有门极板和高频吸收电容，所述高频吸收电容通过螺栓固定在IGBT的C、 E极之间。

所述正极母排和负极母排为层叠母排，所述散热器为铸铝一体式散热器。

所述的一种大功率的功率变换模块装置还包括形成装置壳体的前挡板、端子挡板、侧挡板和顶挡板，所述前挡板设置在安装板前端，所述端子挡板设置在第一铜排前端，所述侧挡板设置在前挡板两侧，并且靠近所述驱动板一侧的侧挡板上设置有进风孔部以及驱动盖板，所述进风孔部设置在与轴流风机对应的位置上，所述驱动盖板设置在与所述驱动板对应的位置上，并且其上设置有转角手柄；所述顶挡板上与所述散热器对应的位置设置有灰尘防护网以及使第二铜排伸出的开口。

所述第一铜排包括3个，其上分别设置穿设有一个第一LEM电压型电流传感器，其通过绝缘端子固定在所述绝缘端子固定板上；所述第二铜排包括2个，其中正极铜排上设置有一个第二LEM电压型电流传感器，所述第一LEM电压型电流传感器和第二LEM电压型电流传感器的型号为HAT600-S。

所述电源模块包括220V/15V开关电源和220V/24V开关电源。

所述安装板上还设置有运行控制继电器和风机控制继电器。

所述的一种大功率的功率变换模块装置，当应用于160kW～350kW功率范围时，所述散热器上设置有6只IGBT模块，6块门极板数量、6只高频吸收电容，所述薄膜电容固定板上设置有8只薄膜电容；当应用于80kW～150kW功率范围时，所述散热器设置有3只IGBT模块，3块门极板数量和3只高频吸收电容，所述薄膜电容固定板上设置有5只薄膜电容；

所述IGBT模块的型号为英飞凌FF600R12KE4，所述高频吸收电容的参数为：耐压1200V, 容量1.5uF，所述薄膜电容的参数为：耐压900V，容量1050uF。

所述底座底部设置有位于前端的定向轮和位于后端的万向轮。

DSP主控板中的主控芯片型号为TMS320F28335，DSP主控板和信号板通过绝缘柱和插头有效连接。

本实用新型与现有技术相比具有以下有益效果：本实用新型提出了一种大功率的功率变换模块装置，其通过作为一个标准化的模块进行设计，可以作为功率变换单元应用于AC/DC 整流器、三路交错并联DC/DC调压器和DC/AC逆变器中；并且模块设计紧凑，布局合理，正负极层叠母排接触面积大，可以更好的吸收高频杂波，方便生产，拆卸及维护，也利于后期系统搭建整齐统一。因此，本实用新型可以为测功机厂家节约大量成本，用本模块搭建大功率双向电源、大功率四象限伺服驱动器，便于把控缩短项目周期。在试验中，采供该大功率变换模块装置分别搭建了大功率双向电源和大功率四象限伺服驱动器，通过分析试验采集数据，搭建的伺服驱动器转速模式运行精度高、动态响应快，搭建的大功率双向电源输出电压稳定。

附图说明

图1为本实用新型实施例提出的一种大功率的功率变换模块装置的内部结构示意图；

图2为本实用新型实施例提出的一种大功率的功率变换模块装置的外观示意图；

图3为图2的爆炸图；

图4为本实用新型实施例中功率变换模块装置的电路原理图。

图中，1、第一铜排，2绝缘单元，3第一LEM电压型电流传感器，4、220V/15V开关电源，5、220V/24V开关电源，6、运行控制继电器，7、风机控制接触器，8、DSP主控板，9、信号板，10、线槽，11安装板，12薄膜电容固定板，13、LEM电压型电流传感器，14、铜排，15、灰尘防护网，16、高频吸收电容，17、门极板，18、正极母排，19、负极母排，20、驱动板，21、铸铝一体式散热器，22、薄膜电容，23、轴流风机，24、万向轮，25、定向轮， 26、端子挡板，27、进风孔部，28、转角手柄，29、驱动盖板，30、前挡板，31、底座，32、绝缘端子固定板，33、竖板，34、侧挡板，35、顶挡板。

具体实施方式

为使本实用新型的技术方案和优点更加清楚，下面将结合具体实施例和附图，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的一部分实施例，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作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。

如图1～3所示，本实用新型实施例提供了一种大功率的功率变换模块装置，一种大功率的功率变换模块装置，包括底座31，所述底座31上方设置有轴流风机23，所述轴流风机23 一侧面固定设置有绝缘端子固定板32，所述绝缘端子固定板32上设置有第一铜排1，所述轴流风机23上方设置有散热器21，所述散热器21包括一沿竖直方向的竖板33，IGBT模块17 固定设置在所述散热器21的竖板33上；所述轴流风机23的上方还设置有L型的薄膜电容固定板12，所述薄膜电容固定板12包括水平板和竖直板，水平板固定设置在轴流风机23上，竖直板与所述竖板33平行设置，薄膜电容22固定设置在所述薄膜电容固定板12的竖直板的内侧面上，所述IGBT模块17与所述薄膜电容22之间设置有正极母排18和负极母排19，所述正极母排18和负极母排19的上端分别与位于薄膜电容固定板12的竖直板上端的第二铜排 14电连接；所述薄膜电容固定板12的竖直板的外侧面上固定设置有安装板11，所述安装板 11用于安装电源模块、DSP主控板8、信号板9和线槽10；所述竖板33与竖直板之间设置有用于驱动IGBT模块的驱动板20，所述竖板33上还设置有门极板和高频吸收电容16，所述高频吸收电容通过螺栓固定在IGBT的C、E极之间。

进一步地，如图2～3所示，本实施例提供的一种大功率的功率变换模块装置，还包括形成装置壳体的前挡板30、端子挡板26、侧挡板34和顶挡板35，所述前挡板30设置在安装板11前端，所述端子挡板26设置在第一铜排1前端，所述侧挡板34设置在前挡板30两侧，并且靠近所述驱动板20一侧的侧挡板34上设置有进风孔部27以及驱动盖板29，所述进风孔部27设置在与轴流风机23对应的位置上，所述驱动盖板29设置在与所述驱动板20对应的位置上，并且其上设置有转角手柄28；所述顶挡板35上与所述散热器21对应的位置设置有灰尘防护网15以及第二铜排14伸出的开口。

进一步地，如图3所示，所述正极母排18和负极母排19为层叠母排；所述散热器21为铸铝一体式散热器。

如图1所示，所述第一铜排1包括3个，其上分别设置穿设有一个第一LEM电压型电流传感器3，其通过绝缘端子2固定在所述绝缘端子固定板32上；所述第二铜排14包括2 个，其中正极铜排上设置有一个第二LEM电压型电流传感器13，所述第一LEM电压型电流传感器3和第二LEM电压型电流传感器13的型号为HAT600-S。此外，本实施例中，第一铜排1在AC/DC变换中作为能量的输出铜排，在DC/DC DC/AC变换中作为能量的输入铜排；第二铜排14在AC/DC变换中作为能量的输入铜排，在DC/DC DC/AC变换中作为能量的输出铜排。铜排的截面积需要满足最高功率的电流要求的。

具体地，如图1所示，设置在所述安装板11上的电源模块包括220V/15V开关电源4和 220V/24V开关电源5。此外，所述安装板11上还设置有运行控制继电器6和风机控制继电器7。运行控制继电器5用于控制功率变换模块的启动，风机控制继电器用于控制风机的启动。

进一步地，本实用新型提供的一种大功率的功率变换模块装置，在应用于160kW～350kW 功率范围时，所述散热器21上设置有6只IGBT模块，6块门极板数量、6只高频吸收电容，所述薄膜电容固定板12上设置有8只薄膜电容22；当应用于80kW～150kW功率范围时，所述散热器21上设置有3只IGBT模块，3块门极板数量和3只高频吸收电容，所述薄膜电容固定板12上设置有5只薄膜电容22；所述IGBT模块的型号为英飞凌FF600R12KE4，所述高频吸收电容16的参数为：耐压1200V,容量1.5uF，所述薄膜电容22的参数为：耐压900V, 容量1050uF。因此，本实用新型提出的一种功率变换模块，可以适合于80Kw～350kW的大功率应用范围。

进一步地，本实施例中，所述底座31底部设置有位于前端的定向轮和位于后端的万向轮。定向轮和万向轮的设置，可以方便搬运与安装。

具体地，本实施例中，DSP主控板8中的主控芯片型号为TMS320F28335，DSP主控板8和信号板9通过绝缘柱和插头有效连接。DSP主控板和信号板的电路包括：24V转5V电路，5V转3.3V电路，5V转1.9V电路，模拟量采集基准参考电路，16路模拟量采集电路，8路数字量输入电路，8路数字量输出电路，1路485通讯，2路CAN通讯，1路SCI通讯，6路 PWM输出电路，增量式编码器信号采集电路，旋变变压器信号采集电路。这些电路均为本领域的常规技术，因此在此不做赘述。

如图4所示，为本实用新型的提出的功率变换模块应用于160kW～350kW功率范围时的电路原理图，其中，CTA、CTB、CTC和CTD分别对应于设置在第一母排和第二母排正极上的电流传感器，C1～C6表示高频吸收电容，C7～C15表示薄膜电容。

如表1所示，为采用本实用新型的功率变换模块搭建大功率双向电源、大功率四象限伺服驱动器后，进行试验测试的数据，通过分析试验采集的数据，充分验证采用本实用新型搭建的伺服驱动器转速模式运行精度高、动态响应快，搭建的大功率双向电源输出电压稳定。

表1

上面结合附图对本实用新型的实施例作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (9)

1.一种大功率的功率变换模块装置，其特征在于，包括底座(31)，所述底座(31)上方设置有轴流风机(23)，所述轴流风机(23)一侧面固定设置有绝缘端子固定板(32)，所述绝缘端子固定板(32)上设置有第一铜排(1)，所述轴流风机(23)上方设置有散热器(21)，所述散热器(21)包括一沿竖直方向的竖板(33)，IGBT模块(17)固定设置在所述散热器(21)的竖板(33)上；所述轴流风机(23)的上方还设置有L型的薄膜电容固定板(12)，所述薄膜电容固定板(12)包括水平板和竖直板，水平板固定设置在轴流风机(23)上，竖直板与所述竖板(33)平行设置，薄膜电容(22)固定设置在所述薄膜电容固定板(12)的竖直板的内侧面上，所述IGBT模块(17)与所述薄膜电容(22)之间设置有正极母排(18)和负极母排(19)，所述正极母排(18)和负极母排(19)的上端分别与位于薄膜电容固定板(12)的竖直板上端的第二铜排(14)电连接；所述薄膜电容固定板(12)的竖直板的外侧面上固定设置有安装板(11)，所述安装板(11)用于安装电源模块、DSP主控板(8)、信号板(9)和线槽(10)；所述竖板(33)与竖直板之间设置有用于驱动IGBT模块的驱动板(20)，所述竖板(33)上还设置有门极板和高频吸收电容(16)，所述高频吸收电容(16)通过螺栓固定在IGBT的C、E极之间。

2.根据权利要求1所述的一种大功率的功率变换模块装置，其特征在于，所述正极母排(18)和负极母排(19)为层叠母排，所述散热器(21)为铸铝一体式散热器。

3.根据权利要求1所述的一种大功率的功率变换模块装置，其特征在于，还包括形成装置壳体的前挡板(30)、端子挡板(26)、侧挡板(34)和顶挡板(35)，所述前挡板(30)设置在安装板(11)前端，所述端子挡板(26)设置在第一铜排(1)前端，所述侧挡板(34)设置在前挡板(30)两侧，并且靠近所述驱动板(20)一侧的侧挡板(34)上设置有进风孔部(27)以及驱动盖板(29)，所述进风孔部(27)设置在与轴流风机(23)对应的位置上，所述驱动盖板(29)设置在与所述驱动板(20)对应的位置上，并且其上设置有转角手柄(28)；所述顶挡板(35)上与所述散热器(21)对应的位置设置有灰尘防护网(15)以及使第二铜排(14)伸出的开口。

4.根据权利要求1所述的一种大功率的功率变换模块装置，其特征在于，所述第一铜排(1)包括3个，其上分别设置穿设有一个第一LEM电压型电流传感器(3)，其通过绝缘端子(2)固定在所述绝缘端子固定板(32)上；所述第二铜排(14)包括2个，其中正极铜排上设置有一个第二LEM电压型电流传感器(13)，所述第一LEM电压型电流传感器(3)和第二LEM电压型电流传感器(13)的型号为HAT600-S。

5.根据权利要求1所述的一种大功率的功率变换模块装置，其特征在于，所述电源模块包括220V/15V开关电源(4)和220V/24V开关电源(5)。

6.根据权利要求1所述的一种大功率的功率变换模块装置，其特征在于，所述安装板(11)上还设置有运行控制继电器(6)和风机控制继电器(7)。

7.根据权利要求1所述的一种大功率的功率变换模块装置，其特征在于，当应用于160kW～350kW功率范围时，所述散热器(21)上设置有6只IGBT模块，6块门极板数量、6只高频吸收电容，所述薄膜电容固定板(12)上设置有8只薄膜电容(22)；当应用于80kW～150kW功率范围时，所述散热器(21)上设置有3只IGBT模块，3块门极板数量和3只高频吸收电容，所述薄膜电容固定板(12)上设置有5只薄膜电容(22)；

所述IGBT模块的型号为英飞凌FF600R12KE4，所述高频吸收电容(16)的参数为：耐压1200V,容量1.5uF，所述薄膜电容(22)的参数为：耐压900V,容量1050uF。

8.根据权利要求1所述的一种大功率的功率变换模块装置，其特征在于，所述底座(31)底部设置有位于前端的定向轮和位于后端的万向轮。

9.根据权利要求1所述的一种大功率的功率变换模块装置，其特征在于，DSP主控板(8)中的主控芯片型号为TMS320F28335，DSP主控板(8)和信号板(9)通过绝缘柱和插头有效连接。

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