CN217693048U - 一种低压三电平中性点钳位功率模块 - Google Patents
一种低压三电平中性点钳位功率模块 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型提供了一种低压三电平中性点钳位功率模块，包括主控制器、适配板和IGBT，还包括模块外壳，模块外壳内设置驱动板、IGBT、直流母排、交流铜排、交流母排、水冷板和吸收电容；所述驱动板连接六个IGBT，六个所述IGBT相互并联，IGBT设置于水冷板上；每个所述IGBT配装一个适配板；所述驱动板上设置有电源模块，水冷板内部设置冷却液，水冷板上设置有用于连接外部水冷管路的水冷板接口。本实用新型提高了风力发电的功率模块的电能质量、降低了输出的谐波含量，有更好的电磁兼容性以及更低的开关损耗，结构独立，整体布局合理，适合在低压领域可以复用的三电平中性点钳位功率模块。
Description
技术领域
本实用新型属于风力发电领域领域，尤其是涉及一种低压三电平中性点钳位功率模块。
背景技术
相对于传统两电平的功率模块，三电平功率模块输出由于具有更高的电能质量、更低的谐波含量，更好的电磁兼容性以及更低的开关损耗等优点，在中高压大容量交流调速领域得到了广泛的应用。但是由于其在低压系统中未得到广泛重视，因此目前还不能在风力发电领域进行大规模应用。
IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)，绝缘栅双极型晶体管，是由BJT(双极型三极管)和MOS(绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件,兼有MOSFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降两方面的优点。IGBT适合应用于直流电压为600V及以上的变流系统如交流电机、变频器、开关电源、照明电路、牵引传动等领域。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型旨在提出一种低压三电平中性点钳位功率模块，以适合在低压领域可以复用的三电平中性点钳位功率模块。
为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：
一种低压三电平中性点钳位功率模块，包括主控制器、适配板和IGBT，还包括模块外壳，模块外壳内设置驱动板、IGBT、直流母排、交流铜排、交流母排、水冷板和吸收电容；所述驱动板连接六个IGBT，六个所述IGBT相互并联，所述IGBT设置于水冷板上；每个所述IGBT配装一个适配板；所述驱动板上设置有电源模块，电源模块为所述IGBT和适配板供电；所述驱动板与水冷板之间设置吸收电容、交流铜排、交流母排、适配板和IGBT；直流母排延伸至模块外壳外部；所述水冷板内部设置冷却液，水冷板上设置有用于连接外部水冷管路的水冷板接口。
进一步的，所适配板上设置信号采集电路和通信模块，信号采集电路用于采集IGBT信号，通信模块用于将采集的IGBT信号经过数据线缆传送至驱动板，驱动板与所述主控制器相连。
进一步的，所述模块外壳内部由外至内依次相互层叠平行设置驱动板、适配板、IGBT和水冷板。
进一步的，所述模块外壳由侧盖板和面板构成，所述面板设置有手柄，所述水冷板接口位于面板上。
进一步的，所述水冷板位于模块外壳内部的中间区域，所述水冷板沿着与面板垂直方向设置。
进一步的，所述直流母排平行于面板，构成模块外壳的镂空式安装面。
进一步的，所述水冷板接口包括进水口和出水口，进水口和出水口延伸至模块外壳外部，所述进水口和出水口用于连接外部水冷管路。
进一步的，所述驱动板外部覆盖金属盖板。
进一步的，多个所述功率模块配装于一个大母排上，大母排连接直流支撑电容，直流支撑电容设置于直流支撑电容支架内部。
相对于现有技术，本实用新型所述的低压三电平中性点钳位功率模块具有以下优势：
（1）本实用新型所述的功率模块，利用水冷板散热；在直流部分安装吸收电容，减少母线的尖峰电压，使直流环节的稳定性更高；每一个IGBT配备了一个适配板，用于信号采集，采集之后的信号通过驱动板，经过数据线缆与主控制器通讯，提高了风力发电的功率模块的电能质量、降低了输出的谐波含量，有更好的电磁兼容性以及更低的开关损耗，结构独立，整体布局合理，适合在低压领域可以复用的三电平中性点钳位功率模块。
（2）本实用新型所述的模块外壳的面板设置手柄，方便安装，并且便于后期运维时进行功率模块的更换；水冷板接口位于面板，水冷板接头可连接外部水冷的管路，通过冷却液对功率模块整体进行冷却，提高冷却效果。
附图说明
构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
图1为本实用新型实施例整体结构示意图；
图2为本实用新型实施例所述的水冷板及其连接结构示意图；
图3为本实用新型实施例电路原理图；
图4为本实用新型实施例所述镂空式安装面结构示意图；
图5为本实用新型实施例安装于大母排的结构示意图。
附图标记说明：
1-侧盖板；2-驱动板；3-吸收电容；4-直流母排；5-交流铜排；6-水冷板；7-水冷板接口；8-面板；9-手柄；10-交流母排；11-IGBT；12-适配板；13-金属盖板；14-进水口；15-出水口；16-大母排；17-直流支撑电容支架；18-直流支撑电容电容；100-主控制器；200-功率模块；300-网侧交流端。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
如图1、2、3所示，一种低压三电平中性点钳位功率模块，包括主控制器100、适配板12和IGBT，还包括模块外壳，模块外壳内设置驱动板2、IGBT11、直流母排4、交流铜排5、交流母排10、水冷板6和吸收电容3；所述驱动板2连接六个IGBT11，六个所述IGBT11相互并联，所述IGBT11设置于水冷板6上；每个所述IGBT11配装一个适配板12；所述驱动板上设置有电源模块，电源模块为所述IGBT和适配板供电；所述驱动板2与水冷板6之间设置吸收电容3、交流铜排5、交流母排10、适配板12和IGBT11；直流母排4延伸至模块外壳外部；所述水冷板6内部设置冷却液，水冷板6上设置有用于连接外部水冷管路的水冷板接口7。
所适配板12上设置信号采集电路和通信模块，信号采集电路用于采集IGBT信号，通信模块用于将采集的IGBT信号经过数据线缆传送至驱动板2，驱动板2与所述主控制器100相连。进一步的，所述模块外壳内部由外至内依次相互层叠平行设置驱动板、适配板、IGBT和水冷板。
所述驱动板指由IGBT驱动芯片、驱动辅助电源、驱动外围电路及接插件组成的板卡级电路产品。使用简单，便于快速成功搭建整套电气系统。
如图1、2所示，所述模块外壳内部由外至内依次相互层叠平行设置驱动板2、适配板12、IGBT11和水冷板6。
如图1所示，所述模块外壳由侧盖板1和面板8构成，所述面板8设置有手柄9，所述水冷板接口7位于面板8上。
如图1、4所示，所述水冷板6位于模块外壳内部的中间区域，所述水冷板6沿着与面板8垂直方向设置。
如图4所示，所述直流母排4平行于面板8，构成模块外壳的镂空式安装面。
如图1、2所示，所述水冷板接口7包括进水口14和出水口15，进水口14和出水口15延伸至模块外壳外部，所述进水口14和出水口15用于连接外部水冷管路。
如图1所示，所述驱动板2外部覆盖金属盖板13，金属盖板13位于模块外壳内部，并平行于所述水冷板6。
如图5所示，多个所述功率模块200配装于一个大母排16上，大母排16连接直流支撑电容18，直流支撑电容18设置于直流支撑电容支架17内部。
本实用新型由6个IGBT并联放置于水冷板6上，使用水冷散热，在直流母排4部分使用叠层母排，以减少杂散电感，降低尖峰电压保护IGBT。同时在直流部分安装吸收电容3，可以进一步减少母线的尖峰电压，使直流环节的稳定性更高。每一个IGBT配备了一个适配板12，用于信号采集，采集之后的信号通过驱动板，经过数据线缆，与主控制器100通讯。为了进一步加强控制部分的EMC，在驱动板外面增加了一个金属的盖板13，形成金属屏蔽，保证驱动板的抗干扰能力。水冷板6位于模块外壳内部的中间区域，所述水冷板6沿着与面板8垂直方向设置，水冷板接口7位于面板8，水冷板接头可连接外部水冷的管路，通过冷却液对功率模块整体进行冷却。整体外部有方便安装的模块外壳以及把手9，方便后期运维时进行功率模块的更换。提高了风力发电的功率模块的电能质量、降低了输出的谐波含量，有更好的电磁兼容性以及更低的开关损耗。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种低压三电平中性点钳位功率模块，包括主控制器（100）、适配板（12）和IGBT，其特征在于：还包括模块外壳，模块外壳内设置驱动板（2）、IGBT（11）、直流母排（4）、交流铜排（5）、交流母排（10）、水冷板（6）和吸收电容（3）；所述驱动板（2）连接六个IGBT（11），六个所述IGBT（11）相互并联，所述IGBT（11）设置于水冷板（6）上；每个所述IGBT（11）配装一个适配板（12）；所述驱动板（2）上设置有电源模块，电源模块为所述IGBT和适配板供电；所述驱动板（2）与水冷板（6）之间设置吸收电容（3）、交流铜排（5）、交流母排（10）、适配板（12）和IGBT（11）；直流母排（4）延伸至模块外壳外部；所述水冷板（6）内部设置冷却液，水冷板（6）上设置有用于连接外部水冷管路的水冷板接口（7）。
2.根据权利要求1所述的低压三电平中性点钳位功率模块，其特征在于：所适配板（12）上设置信号采集电路和通信模块，信号采集电路用于采集IGBT信号，通信模块用于将采集的IGBT信号经过数据线缆传送至驱动板（2），驱动板（2）与所述主控制器（100）相连。
3.根据权利要求1所述的低压三电平中性点钳位功率模块，其特征在于：所述模块外壳内部由外至内依次相互层叠平行设置驱动板（2）、适配板（12）、IGBT（11）和水冷板（6）。
4.根据权利要求1所述的低压三电平中性点钳位功率模块，其特征在于：所述模块外壳由侧盖板（1）和面板（8）构成，所述面板（8）设置有手柄（9），所述水冷板接口（7）位于面板（8）上。
5.根据权利要求4所述的低压三电平中性点钳位功率模块，其特征在于：所述水冷板（6）位于模块外壳内部的中间区域，所述水冷板（6）沿着与面板（8）垂直方向设置。
6.根据权利要求4所述的低压三电平中性点钳位功率模块，其特征在于：所述直流母排（4）平行于面板（8），构成模块外壳的镂空式安装面。
7.根据权利要求1所述的低压三电平中性点钳位功率模块，其特征在于：所述水冷板接口（7）包括进水口（14）和出水口（15），进水口（14）和出水口（15）延伸至模块外壳外部，所述进水口（14）和出水口（15）用于连接外部水冷管路。
8.根据权利要求1所述的低压三电平中性点钳位功率模块，其特征在于：所述驱动板（2）外部覆盖金属盖板（13）。
9.根据权利要求1所述的低压三电平中性点钳位功率模块，其特征在于：多个所述功率模块（200）配装于一个大母排（16）上，大母排（16）连接直流支撑电容（18），直流支撑电容（18）设置于直流支撑电容支架（17）内部。
Priority Applications (1)
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| CN202221022506.9U CN217693048U (zh) | 2022-04-29 | 2022-04-29 | 一种低压三电平中性点钳位功率模块 |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
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| CN217693048U true CN217693048U (zh) | 2022-10-28 |
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Family Applications (1)
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| CN202221022506.9U Active CN217693048U (zh) | 2022-04-29 | 2022-04-29 | 一种低压三电平中性点钳位功率模块 |
Country Status (1)
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|---|---|
| CN (1) | CN217693048U (zh) |
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2022
- 2022-04-29 CN CN202221022506.9U patent/CN217693048U/zh active Active
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