CN210927470U - 一种适用于三电平逆变电路的复合母排 - Google Patents

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张丹
陈彦肖
陈宏�
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Abstract

本实用新型属于复合母排技术领域,涉及适用于三电平逆变电路的复合母排,包括上层母排、中间层母排及下层母排,相邻层母排之间设有用于隔离的绝缘层;上层母排包括交流输出母排,用于引出三电平逆变电路T1、T2的交流输出端子,上层母排与IGBT连接的交流输出端子周围安装隔离垫柱;中间层母排包括逆变直流电路输入母排,用于引出直流输入端子;下层母排包括逆变电路中间电位母排,用于引出中间电位端子。通过对复合母排的集成设计,将IGBT通过铜排直接和支撑电容相连接,减少主电路的杂散电感,增加电路的可靠性;通过上层母排与IGBT连接的交流输出端子的周围安装绝缘隔离垫柱,增加爬电距离和空气间隙,使母排适用于高压电路。

Description

一种适用于三电平逆变电路的复合母排
技术领域
本实用新型属于复合母排技术领域,具体涉及一种适用于三电平逆变电路的复合母排。
背景技术
随着电力电子技术的快速发展,三电平功率单元能够很好地解决 IGBT器件耐压不够高的问题,器件受到的电压应力小,可靠性提高;同时可以用低压器件代替过去两电平的高压器件,成本降低。然而,三电平功率单元设计的关键环节是功率器件的布局和层叠母排的设计,系统中环流回路中杂散电感对功率器件的开关特性有重要影响,因此需要设计和制造具有低阻抗特性的低感母排来提高系统的可靠性。
目前,部分功率器件之间的连接需要一块母排,支撑电容和功率器件之间相连接也需要一块母排,两块母排通过铜排或者通过各自母排的伸出端子相连,虽然减少了正负铜排的叠层面积,却增加了系统回路的杂散电感。还有部分功率器件之间通过复合母排连接,这种复合母排的正母排和负母排分为两层,复合母排的主要导体为铜材,而铜材的成本较高,两层铜排无疑增加了复合母排的材料成本。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点,提供一种适用于三电平逆变电路的复合母排,在减少系统回路杂散电感的同时降低复合母排的材料成本及重量。
为实现上述目的,本实用新型提供了如下技术方案:
一种适用于三电平逆变电路的复合母排,所述复合母排将三电平逆变电路T1、T2,吸收电路C2、C3,支撑电容C1-1、C1-2、放电电路 R1、R2相连接,所述复合母排包括由上至下层叠设置的上层母排、中间层母排及下层母排,相邻层母排之间设有用于隔离的绝缘层;所述上层母排包括交流输出母排,用于引出三电平逆变电路T1、T2的交流输出端子,所述上层母排与IGBT连接的交流输出端子的周围安装有隔离垫柱;所述中间层母排包括逆变直流电路输入母排,用于引出直流输入端子;所述下层母排包括逆变电路中间电位母排,用于引出中间电位端子。
进一步地,所述中间层和下层的铜排厚度为2mm,上层铜排的厚度为3mm。
进一步地,所述上层母排包括两个交流输出铜排,第一交流输出铜排用于引出第一三电平逆变电路T1的交流输出端子D1,第二交流输出铜排用于引出第二三电平逆变电路T2的交流输出端子D2,所述交流输出端子D1、D2的周围均安装有隔离垫柱。
进一步地,所述中间层母排包括两个逆变直流电路输入铜排,第一逆变直流电路输入铜排用于引出直流输入端子DC+,第二逆变直流电路输入铜排用于引出直流输入端子DC-,所述第一逆变直流电路输入铜排、第二逆变直流电路输入铜排将吸收电路C2、C3,支撑电容C1-1、C1-2、放电电路R1、R2相连接。
进一步地,所述下层母排包括一个逆变电路中间电位铜排,用于引出中间电位端子M。
进一步地,所述上层母排的上方、上层母排和中间层母排之间、中间层母排和下层母排之间、所述下层母排的下方均设有用于隔离的绝缘层。
进一步地,所述绝缘层采用两层PET材料压制封装而成。
与现有技术相比,本实用新型提供的技术方案包括以下有益效果:通过对复合母排的集成设计,实现了将IGBT通过铜排直接和支撑电容相连接,减少了主电路的杂散电感,增加了电路的可靠性;通过将中间层母排中逆变直流电路输入铜排的“正”端子和“负”端子放在一层的设计,且各自与中间层母排形成叠层结构,减少换流回路面积,降低了电路的杂散电感和母排重量;通过在上层母排与IGBT连接的交流输出端子的周围安装上绝缘隔离垫柱,增加爬电距离和空气间隙,使母排适用于高压电路。
此外,为了使每层母排的换流面积最佳,将每层母排设计为不同的厚度,能够降低成本,还减轻了母排重量,从而减轻模块的重量。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分,与说明书一起用于解释本实用新型的原理。
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例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,对于本领域普通技术人员而言,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型提供的适用于三电平逆变电路的复合母排的整体结构示意图;
图2为本实用新型提供的适用于三电平逆变电路的复合母排的爆炸结构图;
图3为本实用新型提供的三电平功率单元的电路原理框图。
其中:1、上层母排;2、中间层母排;3、下层母排;4、绝缘层;5、隔离垫柱。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明,其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时,除非另有表示,不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本实用新型相一致的所有实施方式。相反,它们仅是与所附权利要求书中所详述的、本实用新型的一些方面相一致的装置的例子。
为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案,下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步详细描述。
实施例
参见图1-2所示,本实用新型提供了一种适用于三电平逆变电路的复合母排,复合母排用于将三电平逆变电路T1、T2,吸收电路C2、C3,支撑电容C1-1、C1-2,放电电路R1、R2相连接;复合母排包括由上至下层叠设置的上层母排1、中间层母排2及下层母排3,相邻层母排之间设有用于隔离的绝缘层4;上层母排1包括交流输出母排,用于引出三电平逆变电路T1、T2的交流输出端子,上层母排1与IGBT连接的交流输出端子的周围安装有隔离垫柱5;中间层母排2包括逆变直流电路输入母排,用于引出直流输入端子;下层母排3包括逆变电路中间电位母排,用于引出中间电位端子。
进一步地,上层母排1包括两个交流输出铜排,第一交流输出铜排用于引出第一三电平逆变电路T1的交流输出端子D1,第二交流输出铜排用于引出第二三电平逆变电路T2的交流输出端子D2,所述交流输出端子D1、D2的周围均安装有隔离垫柱5。
进一步地,中间层母排2包括两个逆变直流电路输入铜排,第一逆变直流电路输入铜排用于引出直流输入端子DC+,第二逆变直流电路输入铜排用于引出直流输入端子DC-,第一逆变直流电路输入铜排、第二逆变直流电路输入铜排将吸收电路C2、C3,支撑电容C1-1、C1-2,放电电路R1、R2相连接。
进一步地,下层母排3包括一个逆变电路中间电位铜排,用于引出中间电位端子M。
进一步地,上层母排1的上方、上层母排1和中间层母排2之间、中间层母排2和下层母排3之间、下层母排3的下方均设有用于隔离的绝缘层4。
优选地,绝缘层4采用两层PET材料压制封装而成。
优选地,中间层母排2和下层母排3的厚度为2mm,上层母排1的厚度为3mm。
这种适用于三电平逆变电路的复合母排,将三电平逆变电路T1、T2,吸收电路C2、C3,支撑电容C1-1、C1-2,放电电路R1、R2相连接,电路原理框图参见图3所示。根据三电平逆变功率单元的电路原理图可知,电容的电连接端子DC+和DC-为整个模块的直流输入端,D1和 D2为整个模块的交流输出端。根据电路原理和低感设计原则,整个复合母排分为三层,共包括5块铜排,交流输出为上层母排1(输出层D1 和D2),输出层D1引出交流输出端子D1,输出层D2引出交流输出端子D2;逆变电路直流输入“正”和“负”为中间层母排2,引出直流输入端子DC+、DC-;逆变电路中间电位为下层母排3,引出中间电位端子为M。由于中间层母排2的正、负母排之间不存在直接换流,将中间层母排2的“正”和“负”放在一层,且各自与中间层母排2形成叠层结构,减少换流回路面积,降低电路杂散电感;为了使每层换流面积最佳,将每层母排设计为不同的厚度,能够降低成本,还减轻了母排重量,从而减轻模块的重量。同时,在交流输出端子D1和D2的周围安装上绝缘隔离垫柱5,增加爬电距离和空气间隙,使母排适用于高压电路。
以上所述仅是本实用新型的具体实施方式,使本领域技术人员能够理解或实现本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。
应当理解的是,本实用新型并不局限于上述已经描述的内容,并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本实用新型的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (7)

1.一种适用于三电平逆变电路的复合母排,其特征在于,所述复合母排用于将三电平逆变电路T1、T2,吸收电路C2、C3,支撑电容C1-1、C1-2,放电电路R1、R2相连接;所述复合母排包括由上至下层叠设置的上层母排(1)、中间层母排(2)及下层母排(3),相邻层母排之间设有用于隔离的绝缘层(4);所述上层母排(1)包括交流输出母排,用于引出三电平逆变电路T1、T2的交流输出端子,所述上层母排(1)与IGBT连接的交流输出端子的周围安装有隔离垫柱(5);所述中间层母排(2)包括逆变直流电路输入母排,用于引出直流输入端子;所述下层母排(3)包括逆变电路中间电位母排,用于引出中间电位端子。
2.根据权利要求1所述的适用于三电平逆变电路的复合母排,其特征在于,所述上层母排(1)包括两个交流输出铜排,第一交流输出铜排用于引出第一三电平逆变电路T1的交流输出端子D1,第二交流输出铜排用于引出第二三电平逆变电路T2的交流输出端子D2,所述交流输出端子D1、D2的周围均安装有隔离垫柱(5)。
3.根据权利要求1所述的适用于三电平逆变电路的复合母排,其特征在于,所述中间层母排(2)包括两个逆变直流电路输入铜排,第一逆变直流电路输入铜排用于引出直流输入端子DC+,第二逆变直流电路输入铜排用于引出直流输入端子DC-,所述第一逆变直流电路输入铜排、第二逆变直流电路输入铜排将吸收电路C2、C3,支撑电容C1-1、C1-2,放电电路R1、R2相连接。
4.根据权利要求1所述的适用于三电平逆变电路的复合母排,其特征在于,所述下层母排(3)包括一个逆变电路中间电位铜排,用于引出中间电位端子M。
5.根据权利要求1所述的适用于三电平逆变电路的复合母排,其特征在于,所述上层母排(1)的上方、上层母排(1)和中间层母排(2)之间、中间层母排(2)和下层母排(3)之间、所述下层母排(3)的下方均设有用于隔离的绝缘层(4)。
6.根据权利要求5所述的适用于三电平逆变电路的复合母排,其特征在于,所述绝缘层(4)采用两层PET材料压制封装而成。
7.根据权利要求1所述的适用于三电平逆变电路的复合母排,其特征在于,所述中间层母排(2)和下层母排(3)的厚度为2mm,所述上层母排(1)的厚度为3mm。
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CN112713787A (zh) * 2020-12-22 2021-04-27 中车永济电机有限公司 一种用于充电机集成电容的复合母排

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