CN219017633U - 一种功率模组 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种功率模组，包括整体框架、电容、电抗、非压接面的导电体和至少两个压接串；所述至少两个压接串呈m×n矩阵排布，m≥2，n≥1；各压接串均包括二压装板、绝缘拉杆、压紧机构、二第一绝缘垫块、功率串和二压接面的导电体，二压装板之间由上而下依次为压紧机构、一第一绝缘垫块、一压接面的导电体、功率串、另一压接面的导电体、另一第一绝缘垫块；所述非压接面的导电体电连接于两个相邻的压接串之间。此种功率模组采用模块化设计，装配难度小，功率器件受压力的均匀性更好，能够保证较大通流能力的同时减小回路电感。

Description

一种功率模组

技术领域

本实用新型涉及大功率器件技术领域，尤其涉及一种功率模组。

背景技术

随着电力电子领域技术的不断发展，对于大电流、大容量的变流器的需求增加，大容量高功率的功率模组的研制被提上日程，在高压大容量交流励磁、直流输电、变频传动装置中得到应用。

现有的功率模组虽然将导电体移出了功率器件与散热器之间的压接面，降低了热阻，但是降低了通流截面面积，无法满足大电流的需求，并且会导致部分导电体长度较长，会增加电气回路的电感，影响功率器件的工作；此外现有功率模组将多个功率串作为一个整体压装，会影响功率器件受压的均匀性，同时装配难度也会增加。

实用新型内容

本实用新型的目的，在于提供一种功率模组，能满足大电流需求，更容易进行装配。

为了达成上述目的，本实用新型的解决方案是：

一种功率模组，包括整体框架、电容、电抗、第二导电体和至少两个压接串；所述至少两个压接串水平安装在整体框架内，并呈m×n矩阵排布，m≥2，n≥1；各压接串均包括二压装板、绝缘拉杆、压紧机构、二第一绝缘垫块、功率串和二第一导电体，所述绝缘拉杆水平设置，二压装板分别位于绝缘拉杆的两端，且绝缘拉杆与压装板呈垂直结构，构成压接串的内部框架；所述二压装板之间由上而下依次为压紧机构、一第一绝缘垫块、一第一导电体、功率串、另一第一导电体、另一第一绝缘垫块；所述第二导电体电连接于两个相邻的压接串之间。

上述功率串包括至少两个散热器和至少一个功率器件，所有散热器在水平方向上相邻设置，各相邻两个散热器之间设有功率器件。

上述功率器件包括但不限于压装式二极管、电阻、IGCT、IGBT。

还包括与各功率串相应连接的电容和电抗，其中，电容分两组，分别通过第三导电体、第四导电体与功率串中的功率器件并接；所述电抗分两组，分别固定在压接串两端的压装板上，并分别通过第五导电体、第六导电体与功率串中的功率器件连接。

上述散热器在与功率器件的相邻面开设有定位孔，功率器件对应开设有中心孔，所述定位孔和中心孔通过定位销连接。

上述功率串包括至少两个散热器、至少一个第二绝缘垫块和至少一个功率器件，所有散热器在水平方向上相邻设置，各相邻两个散热器之间设有第二绝缘垫块或功率器件。

上述散热器在与功率器件、第二绝缘垫块的相邻面开设有定位孔，功率器件对应开设有第一中心孔，绝缘垫块对应开设有第二中心孔，所述定位孔和第一中心孔、定位孔和第二中心孔对应通过定位销连接。

上述压紧机构包括锁紧螺母、碟簧顶杆、碟簧和碟簧垫块，其中，碟簧顶杆包括法兰及分别设于法兰两侧的螺杆和光杆；所述碟簧顶杆的光杆上套设碟簧；所述碟簧垫块开设有供碟簧顶杆的光杆端部进入的凹槽。

上述压装板的中心开设有圆孔，压紧机构的碟簧顶杆的螺杆穿过该圆孔后，再利用锁紧螺母进行限位。

上述功率模组呈卧式布置。

采用上述技术结构后，本实用新型的有益效果是：

(1)本实用新型采用模块化设计，将一个或多个压接串单独装配好后，再组装成完整的功率模组，装配难度小，而且功率器件受压力的均匀性更好；

(2)本实用新型在功率串两端的绝缘垫块与散热器之间的压装面设置导电体，在功率器件与散热器之间的压装面不设置导电体，而在需要导电体连接时，将搭接面设置在散热器非压装面，这样不至于增加功率器件与散热器之间的热阻，又能在保证较大通流能力的同时减小回路电感。

附图说明

图1是本实用新型整体结构正面示意图；

图2是本实用新型整体结构背面示意图；

图3是本实用新型压接串一(功率器件以二极管和电阻混合为例)示意图；

图4是本实用新型压接串二(功率器件以二极管为例)示意图；

图5是本实用新型压装串三(功率器件以IGCT为例)示意图；

图6是本实用新型压紧机构以及其与压装板配合示意图；

图7是本实用新型非压接面导电体连接示意图；

图8是本实用新型功率器件与散热器通过定位销配合示意图；

图9是本实用新型电容器连接示意图；

图10是本实用新型电抗器连接示意图。

附图标号说明：1、压装板；101、圆孔；2、压紧机构；201、锁紧螺母；202、碟簧顶杆；2021、螺杆；2022、法兰；2023、光杆；203、碟簧；204、碟簧垫块；2041、镂空凹槽；3、散热器；301、定位孔；4、第二绝缘垫块；5、功率器件；501、中心孔；6、压接串一；7、压接串二；8、压接串三；9、整体框架；10、电抗；11、电容；12、绝缘拉杆；13、导电体一；14、第一绝缘垫块；1401、中心孔；15、定位销；16、导电体二；17、固定螺栓；18、导电体三；19、导电体四；20、导电体五；21、导电体六。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。

如图1和图2所示，本实用新型的实施例的整体结构包括压装板1、压紧机构2、散热器3、第二绝缘垫块4、功率器件5、压接串一6、压接串二7、压接串三8、整体框架9、电抗10、电容11、绝缘拉杆12、导电体一13和第一绝缘垫块14。

配合图3所示，压接串一6由压装板1、压紧机构2、散热器3、第二绝缘垫块4、功率器件5、绝缘拉杆12、导电体一13和第一绝缘垫块14组成，功率器件5由二极管和电阻混合的结构组成，功率串由第二绝缘垫块4、功率器件5和散热器3组成，第二绝缘垫块4和功率器件5两端均设散热器3，第二绝缘垫块4和散热器3之间设导电体一13。

配合图4所示，压接串二7由压装板1、压紧机构2、散热器3、功率器件5、绝缘拉杆12、导电体一13和第一绝缘垫块14组成，功率器件5由二极管组成，功率串由功率器件5和散热器3组成，功率器件5两端设散热器3，第一绝缘垫块14和散热器3之间设导电体一13。

配合图5所示，压接串三8由压装板1、压紧机构2、散热器3、功率器件5、绝缘拉杆12、导电体一13和第一绝缘垫块14组成，功率器件5由IGCT组成，功率串由功率器件5和散热器3组成，功率器件5两端设散热器3，第一绝缘垫块14和散热器3之间设导电体一13。

如图6所示，压紧机构2包括锁紧螺母201、碟簧顶杆202、碟簧203和碟簧垫块204，其中，碟簧顶杆202两端分别为螺杆2021和光杆2023，且中间设有法兰2022；所述碟簧203由碟簧顶杆202的光杆2023端套入后，所述碟簧垫块204再通过中间开设的凹槽2041套入碟簧顶杆202的光杆2023端部，从而使得碟簧203在压缩的过程中，碟簧顶杆202有足够的行程；所述压紧机构2下方的第一绝缘垫块14上下开设有中心孔1401，碟簧垫块204还开设有中心孔2042，且中心孔2042的直径小于凹槽2041的直径(例如对于直径200mm、厚度30mm的碟簧垫块来说，凹槽的尺寸可以是直径100mm、深度20mm，中心孔的直径为4mm，长度10mm)，整体呈阶梯孔的形式，以便通过定位销15与碟簧垫块中心孔2042配合，使之与碟簧垫块204中心线保证在一条线上；所述压紧机构2与压装板1连接时，所述压装板1的中心开设有圆孔101，而压紧机构2的碟簧顶杆202螺杆2021穿过该圆孔101后，再利用锁紧螺母201进行限位。

如图7所示的实施例，多个压接串通过设在散热器3非压接面上的导电体二16通过固定螺栓17相连，散热器3的上下面设定位孔301。

如图8所示的实施例，功率器件5的上下面设中心孔501，通过定位销15与散热器3的压接面上的定位孔301连接。

如图9所示，电容11分为两组，固定在散热器3上，每组电容11的两端通过螺栓固定在导电体三18以及导电体四19上，导电体三18和导电体四19另一端与不同的功率器件5连接。

如图10所示，两组电抗10分别固定在压接串两端的压装板1上，每组电抗10均通过导电体五20和导电体六21与不同的功率器件5连接。

上述三种压接串的区别在于中间功率串的组成不同，除功率串外，安装过程一致，均按照以下顺序安装在整体框架9内：压装板1、第一绝缘垫块14、导电体一13、功率串、导电体一13、第一绝缘垫块14、压紧机构2、压装板1，两个压接串之间通过导电体二16连接，以压接串一6为例，详细说明功率串的组成：从上到下依次是散热器3、功率器件5、散热器3、第二绝缘垫块4、散热器3、功率器件5、散热器3、功率器件5、散热器3、第二绝缘垫块4、散热器3、功率器件5、散热器3。多个压接串单独安装完成后，再通过螺栓固定在整体框架9上，压接串固定好后，通过导电体二16连接，散热器3在非压接面上设有螺钉孔，导电体二16通过固定螺栓17固定在散热器3的侧面，导电体二16宽度方向沿着散热器3侧面尺寸较大的方向，保证导电体的通流截面积能够满足较大电流的通流需求。接着将导电体三18、导电体四19、导电体五20以及导电体21通过螺栓安装在与各个功率器件5紧贴的散热器3上，将电容11固定在导电体三18和导电体四19上，将电抗10固定在压接串两端的压装板1上，然后将导电体五20和导电体六21与电抗10连接。

为保证一个压接串的功率器件5的压接面轴线在受压力时保持在同一轴线，散热器3的上下压装面各设一定位孔301，功率器件5的上下压装面上设置中心孔501，在装配时定位销15两端分别于定位孔301和中心孔501配合，使功率器件5与散热器3对中布置。

以上实施例仅为说明本实用新型的技术思想，不能以此限定本实用新型的保护范围，凡是按照本实用新型提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本实用新型保护范围之内。

Claims (10)

1.一种功率模组，其特征在于：包括整体框架(9)、电容(11)、电抗(10)、第二导电体(16)和至少两个压接串；所述至少两个压接串水平安装在整体框架(9)内，并呈m×n矩阵排布，m≥2，n≥1；各压接串均包括二压装板(1)、绝缘拉杆(12)、压紧机构(2)、二第一绝缘垫块(14)、功率串和二第一导电体(13)，所述绝缘拉杆(12)水平设置，二压装板(1)分别位于绝缘拉杆(12)的两端，且绝缘拉杆(12)与压装板(1)呈垂直结构，构成压接串的内部框架；所述二压装板(1)之间由上而下依次为压紧机构(2)、一第一绝缘垫块(14)、一第一导电体(13)、功率串、另一第一导电体(13)、另一第一绝缘垫块(14)；所述第二导电体(16)电连接于两个相邻的压接串之间。

2.如权利要求1所述的功率模组，其特征在于：所述功率串包括至少两个散热器(3)和至少一个功率器件(5)，所有散热器(3)在水平方向上相邻设置，各相邻两个散热器(3)之间设有功率器件(5)。

3.如权利要求2所述的功率模组，其特征在于：所述功率器件(5)包括但不限于压装式二极管、电阻、IGCT、IGBT。

4.如权利要求2所述的功率模组，其特征在于：还包括与各功率串相应连接的电容(11)和电抗(10)，其中，电容(11)分两组，分别通过第三导电体(18)、第四导电体(19)与功率串中的功率器件(5)并接；所述电抗(10)分两组，分别固定在压接串两端的压装板(1)上，并分别通过第五导电体(20)、第六导电体(21)与功率串中的功率器件(5)连接。

5.如权利要求2所述的功率模组，其特征在于：所述散热器(3)在与功率器件(5)的相邻面开设有定位孔(301)，功率器件(5)对应开设有中心孔(501)，所述定位孔(301)和中心孔(501)通过定位销(15)连接。

6.如权利要求1所述的功率模组，其特征在于：所述功率串包括至少两个散热器(3)、至少一个第二绝缘垫块(4)和至少一个功率器件(5)，所有散热器(3)在水平方向上相邻设置，各相邻两个散热器(3)之间设有第二绝缘垫块(4)或功率器件(5)。

7.如权利要求5所述的功率模组，其特征在于：所述散热器(3)在与功率器件(5)、第二绝缘垫块(4)的相邻面开设有定位孔(301)，功率器件(5)对应开设有第一中心孔(501)，绝缘垫块对应开设有第二中心孔(1401)，所述定位孔(301)和第一中心孔(501)、定位孔(301)和第二中心孔(1401)对应通过定位销(15)连接。

8.如权利要求1所述的功率模组，其特征在于：所述压紧机构(2)包括锁紧螺母(201)、碟簧顶杆(202)、碟簧(203)和碟簧垫块(204)，其中，碟簧顶杆(202)包括法兰(2022)及分别设于法兰(2022)两侧的螺杆(2021)和光杆(2023)；所述碟簧顶杆(202)的光杆(2023)上套设碟簧(203)；所述碟簧垫块(204)开设有供碟簧顶杆(202)的光杆(2023)端部进入的凹槽(2041)。

9.如权利要求8所述的功率模组，其特征在于：所述压装板(1)的中心开设有圆孔(101)，压紧机构(2)的碟簧顶杆(202)的螺杆(2021)穿过该圆孔(101)后，再利用锁紧螺母(201)进行限位。

10.如权利要求1所述的功率模组，其特征在于：所述功率模组呈卧式布置。

Images