CN210693785U - 一种大功率二极管箝位式三电平单元结构 - Google Patents

Abstract

一种大功率二极管箝位式三电平单元结构，包括壳体，壳体下部设置有散热器，壳体上部设置有叠层母排，叠层母排上部设置有控制板，散热器上部设置有四个IGBT模块和两个箝位二极管IGBT模块；散热器上设置有若干固定柱和若干固定板，叠层母排通过固定柱和固定板设置在散热器上部，叠层母排上部设置有板A，板A两端设置有无感电容，无感电容上部设置有板B，板B的内端垂直设置有板C，无感电容两端设置有电容支架，电容支架与叠层母排固定连接；实现了三电平每相的独立；采用大功率IGBT模块，且采用IGBT模块作箝位二极管，实现了器件的统一，便于结构上排列组合，易于连接；模块品字型排布，减小了换流回路。

Description

一种大功率二极管箝位式三电平单元结构

技术领域：

本实用新型涉及电力电子技术领域，更具体地说是一种大功率二极管箝位式三电平单元结构。

背景技术：

目前现状，市面上所见三电平结构，功率小，大多采用平铺式结构型式，偶有单元式结构，但随着功率的增大，器件的增多，设计及应用变得异常的难以实现，导致现有的单元尺寸普遍偏大，无法满足对功率密度要求极高、电气鲁棒性良好、结构稳定性高、维护空间狭小且易于维护的设备的设计要求。

实用新型内容：

为解决上述问题，克服现有技术的不足，本实用新型提供了一种结构较小、能够满足对功率密度的要求、结构稳定性高的大功率二极管箝位式三电平单元结构。

为实现上述目的，本实用新型提供的一种大功率二极管箝位式三电平单元结构，包括壳体，壳体下部设置有散热器，壳体上部设置有叠层母排，叠层母排上部设置有控制板，散热器上部设置有四个IGBT模块和两个箝位二极管IGBT模块；散热器上设置有若干固定柱和若干固定板，叠层母排通过固定柱和固定板设置在散热器上部，叠层母排上部设置有板A，板A两端设置有无感电容，无感电容上部设置有板B，板B的内端垂直设置有板C，无感电容两端设置有电容支架，电容支架与叠层母排固定连接。

进一步的，壳体上设置有固定脚，控制板通过固定脚与壳体固定连接，控制板上部设置有电源、滤波器和主控板。

进一步的，叠层母排的一端从壳体伸出。

进一步的，散热器采用6063铝合金制成，散热器的型号为XHX701。

进一步的，散热器上设置有若干温度继电器。

进一步的，壳体前端设置有拉手。

进一步的，无感电容和电容支架之间设置有铜垫。

进一步的，叠层母排前端的一侧设置有端子板，叠层母排前端的中部设置有绝缘子。

进一步的，叠层母排设置为正母线层、铜排层和负母线层依次排列的三层式结构，正母线层、铜排层和负母线层之间设置有绝缘层，铜排层包括输出铜排、中点铜排和箝位铜排。

本实用新型的有益效果是：

实现了三电平每相的独立；采用大功率IGBT模块，且采用IGBT模块作箝位二极管，实现了器件的统一，便于结构上排列组合，易于连接；模块品字型排布，减小了换流回路。

采用叠层母排，有效控制和减小杂散电感，降低电压尖峰，有效保护电路；

采用新型组合系列散热器，解决了三电平大功率功率单元的散热问题；避免采用热管散热器导致的体积庞大及水冷散热器导致的结构复杂。实现功率单元的独立性和模块化，易于互换，又将滤波部分与单元成功分开，有效减轻了单元重量，易于安装维护。

附图说明：

附图1是本实用新型的主视示意图；

附图2是本实用新型的侧视示意图；

附图3是本实用新型的内部结构俯视示意图；

附图4是本实用新型的叠层母排俯视示意图；

附图5是本实用新型的散热器及IGBT模块结构示意图；

附图6是本实用新型的无感电容结构示意图；

附图中：1、壳体，2、叠层母排，3、电源，4、滤波器，5、固定脚，6、端子板，7、拉手，8、绝缘子，9、散热器，10、无感电容，11、板A，12、板B，13、板C，14、固定柱，15、温度继电器，16、电容支架，17、铜垫，18、主控板，19、控制板，20、IGBT模块，21、箝位二极管IGBT模块，22、固定板。

具体实施方式：

为使本实用新型实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型的附图1、附图2、附图3、附图4、附图5和附图6，对本实用新型进行更加详细的描述。

本实用新型提供的大功率二极管箝位式三电平单元结构，包括壳体1，壳体1下部设置有散热器9，壳体1上部设置有叠层母排2，叠层母排2上部设置有控制板19，散热器9上部设置有四个IGBT模块20和两个箝位二极管IGBT模块21；散热器9上设置有若干固定柱14和若干固定板22，叠层母排2通过固定柱14和固定板22设置在散热器9上部，叠层母排2上部设置有板A11，板A11两端设置有无感电容10，无感电容10上部设置有板B12，板B12的内端垂直设置有板C13，无感电容10两端设置有电容支架16，电容支架16与叠层母排2固定连接；壳体1上设置有固定脚5，控制板19通过固定脚5与壳体1固定连接，控制板19上部设置有电源3、滤波器4和主控板18；叠层母排2的一端从壳体1伸出；散热器9采用6063铝合金制成，散热器9的型号为XHX701；散热器9上设置有若干温度继电器15；壳体1前端设置有拉手7；无感电容10和电容支架16之间设置有铜垫17；叠层母排2前端的一侧设置有端子板6，叠层母排2前端的中部设置有绝缘子8；叠层母排2设置为正母线层、铜排层和负母线层依次排列的三层式结构，正母线层、铜排层和负母线层之间设置有绝缘层，铜排层包括输出铜排、中点铜排和箝位铜排。

本实用新型的其中一种实施例如下：

本实用新型提供的大功率二极管箝位式三电平单元结构主要包括散热部分、叠层母排2部分和控制部分。

散热部分包括散热器9，散热器9采用6063铝合金制成，型号为XHX701，长度与宽度可以根据实际要求可以任意定尺寸，其散热功率大，可做到10kW以上，有效代替热管；散热器9上部设置四个IGBT模块20和两个箝位二极管IGBT模块21，分别为IGBT模块1、IGBT模块2、IGBT模块3、IGBT模块4、箝位二极管作用的IGBT模块5、箝位二极管作用的IGBT模块6，规格型号均一致，按照品字型结构排布，减小了换流回路。散热器9上部还设置有若干温度继电器15，能够实时监控温度，当温度超过阈值时则自动动作，保护各个元器件不因高温而损坏。

叠层母排2部分包括叠层母排2和无感电容10，叠层母排2上部设置有板A11，板A11上部安装无感电容10，无感电容10上部安装板B12和板C13，板A11、板B12和板C13将无感电容10夹在中间并将其固定；无感电容10的主要作用是吸收电压尖峰；无感电容10两端通过铜垫17连接有电容支架16，电容支架16的另一侧固定安装在叠层母排2上，以此将无感电容10固定牢固。叠层母排2设置为正母线层、铜排层和负母线层依次排列的三层式结构，正母线层、铜排层和负母线层之间设置有绝缘层，铜排层包括输出铜排、中点铜排和箝位铜排。

控制部分包括控制板19，控制板19上部设置有电源3、滤波器4和主控板18，通过电源3和主控板18向模块提供稳定的电流，通过主控板18进行控制。

外部还设置有壳体1，散热器9部分、叠层母排2布芬和控制部分均安装在壳体1内部，在壳体1前端还设置有端子板6和绝缘子8。

散热器9和叠层母排2之间的装配通过固定柱14和固定板22完成，使得叠层母排2和散热器9之间留有足够的空隙，保证叠成母排和IGBT模块20模块不受力。控制板19通过固定脚5安装，避免叠层母排2和控制板19受力。

在实际安装时，首先将经过涂覆导热硅脂的IGBT模块20模块和温度继电器15等器件安装固定到散热器9的特定位置，然后再将固定柱14和固定板22固定到散热器9的特定位置，然后将叠层母排2按电气要求安装在固定柱14和固定板22上；然后在叠层母排2上部安装板A11，在板A11上安装无感电容10，在电容上部安装板B12和板C13，再通过电容支架16将无感电容10固定，然后通过固定脚5安装控制板19，最后将各个零部件通过连线连接并盖上盖板完成。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种大功率二极管箝位式三电平单元结构，包括壳体（1），所述壳体（1）下部设置有散热器（9），所述壳体（1）上部设置有叠层母排（2），所述叠层母排（2）上部设置有控制板（19），其特征在于：所述散热器（9）上部设置有四个IGBT模块（20）和两个箝位二极管IGBT模块（21）；所述散热器（9）上设置有若干固定柱（14）和若干固定板（22），所述叠层母排（2）通过固定柱（14）和固定板（22）设置在散热器（9）上部，所述叠层母排（2）上部设置有板A（11），所述板A（11）两端设置有无感电容（10），所述无感电容（10）上部设置有板B（12），所述板B（12）的内端垂直设置有板C（13），所述无感电容（10）两端设置有电容支架（16），所述电容支架（16）与叠层母排（2）固定连接。

2.根据权利要求1所述的大功率二极管箝位式三电平单元结构，其特征在于：所述壳体（1）上设置有固定脚（5），所述控制板（19）通过固定脚（5）与壳体（1）固定连接，所述控制板（19）上部设置有电源（3）、滤波器（4）和主控板（18）。

3.根据权利要求1所述的大功率二极管箝位式三电平单元结构，其特征在于：所述叠层母排（2）的一端从壳体（1）伸出。

4.根据权利要求1所述的大功率二极管箝位式三电平单元结构，其特征在于：所述散热器（9）采用6063铝合金制成，所述散热器（9）的型号为XHX701。

5.根据权利要求1所述的大功率二极管箝位式三电平单元结构，其特征在于：所述散热器（9）上设置有若干温度继电器（15）。

6.根据权利要求1所述的大功率二极管箝位式三电平单元结构，其特征在于：所述壳体（1）前端设置有拉手（7）。

7.根据权利要求1所述的大功率二极管箝位式三电平单元结构，其特征在于：所述无感电容（10）和电容支架（16）之间设置有铜垫（17）。

8.根据权利要求1所述的大功率二极管箝位式三电平单元结构，其特征在于：所述叠层母排（2）前端的一侧设置有端子板（6），所述叠层母排（2）前端的中部设置有绝缘子（8）。

9.根据权利要求1所述的大功率二极管箝位式三电平单元结构，其特征在于：所述叠层母排（2）设置为正母线层、铜排层和负母线层依次排列的三层式结构，所述正母线层、铜排层和负母线层之间设置有绝缘层，所述铜排层包括输出铜排、中点铜排和箝位铜排。

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