CN220023415U - 一种用于静止无功发生器功率单元的叠层母排结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种用于静止无功发生器功率单元的叠层母排结构，包括正极板、负极板、覆胶膜、高导热体，正极板、负极板按上下两层排布，正极板、负极板的上下侧均热压有覆胶膜；负极板底部与散热器之间设有高导热体；所述的高导热体由硬质导热体、软质导热层组成，硬质导热体顶部与软质导热层形成一体结构，硬质导热体与散热器固定连接。优点是：本实用新型满足大电流，低温升，低成本，易安装的要求。将温度较高的叠层母排热量传导至温度较低的散热器表面，显著降低了叠层母排的温升，满足大电流产品设计需求。
Description
技术领域
本实用新型属于静止无功发生器的功率单元结构领域，特别涉及一种用于静止无功发生器功率单元的叠层母排结构。
背景技术
静止无功发生器的功率单元是由单元壳体、IGBT，薄膜电容，放电电阻、散热器、连接铜排、温度开关、PCB单元控制板卡等构成，其中IGBT与薄膜电容连接使用铜板或者叠层母排。使用铜板连接时，为了保证电气间隙、爬电距离和安装可行性，导致了母排的设计较为复杂，不容易加工且成本较高，安装步骤相对复杂，可能发生安装错误从而导致安全事故。同时母排因自身缺陷使其杂散电感较大，随着电流增加，杂散电感进一步增加，产生的尖峰电压会损伤IGBT，也会引起薄膜电容器的电流不均衡分布等问题。
随着产品不断升级换代，叠层母排因为其优异的电气性能逐渐普及。现有技术中，中国专利申请号：201620963903.4，公开了一种用于无功补偿装置功率模块的叠层母排组，与IGBT相连的叠层母排复合了直流正极板、直流负极板与交流板，减小杂散电感。直接将叠层母排组安装在水冷IGBT板两面的IGBT上，使得叠层母排布局紧凑，但此种结构不利于叠层母排散热，无法应用在较大电流设备。
目前，随着功率单元电流逐渐增加，对叠层母排的杂散电感和温升要求越来越苛刻，按照现有的叠层母排结构很难满足要求。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种用于静止无功发生器功率单元的叠层母排结构，采用散热器为叠层母排降温，降低叠层母排的温升，提高散热效率。
为实现上述目的，本实用新型通过以下技术方案实现：
一种用于静止无功发生器功率单元的叠层母排结构，包括正极板、负极板、覆胶膜、高导热体，正极板、负极板按上下两层排布，正极板、负极板的上下侧均热压有覆胶膜；负极板底部与散热器之间设有高导热体；所述的高导热体由硬质导热体、软质导热层组成，硬质导热体顶部与软质导热层形成一体结构，硬质导热体与散热器固定连接。
所述的覆胶膜为PET覆胶膜。
所述的硬质导热体与散热器通过绝缘螺钉固定连接。
所述的软质导热层为导热硅胶片。
所述的硬质导热体与散热器之间的间隙填充有导热硅脂。
所述的高导热体的厚度大于负极板与散热器之间的距离。
所述的正极板、负极板一端引出端子，用于连接IGBT直流侧；另一端与电容器组连接。
所述的正极板、负极板一端引出端子处为倒角结构。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
1.本实用新型使用的散热结构，满足大电流，低温升，低成本，易安装的要求。将温度较高的叠层母排热量传导至温度较低的散热器表面，显著降低了叠层母排的温升，满足大电流产品设计需求。
2.叠层母排与散热器之间设置高导热体，对层叠母排起到支撑作用的同时，不影响与散热器之间的热传导。高导热体与叠层母排接触部分采用软质导热层，抵消装配误差。高导热体采用软硬结合的方式，既可以抵消装配误差，也可以有较高的导热系数。
3.正负极板上引出端子处为倒角结构，增加了电流密度最大的IGBT正负极端子处的载流截面积，降低其电流密度，从而降低了温升。
4.正负极板叠层设置，提高正负极板的重合率，有效降低杂散电感。
附图说明
图1为本实用新型的主视图。
图2为本实用新型的仰视图。
图3为高导热体的结构示意图。
图4为本实用新型的装配后的等轴测图。
图5为正负极板引出端子处的示意图。
图6为正负极板与电容器组连接处的成型压包结构示意图。
图中：1-覆胶膜 2-负极板 3-正极板 4-硬质导热体 5-软质导热层6-IGBT 7-绝缘螺钉 8-散热器 9-倒角结构 10-成型压包结构。
具体实施方式
下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
实施例1
见图1-图5，一种用于静止无功发生器功率单元的叠层母排结构，包括覆胶膜1、高导热体、层叠母排，层叠母排包括正极板3、负极板2，正极板3、负极板2一端引出端子，用于连接IGBT6直流侧；另一端与电容器组连接。正极板3、负极板2按上下两层排布，正极板3、负极板2的上下侧均热压有覆胶膜1，且热压封边处理；覆胶膜1为PET覆胶膜1。负极板2底部与散热器8之间设有高导热体。见图3，高导热体由硬质导热体4、软质导热层5组成，二者可通过超薄耐热双面胶粘贴，硬质导热体4顶部与软质导热层5形成一体结构，硬质导热体4与散热器8用绝缘螺钉7按照规定力矩紧固，保证压紧力满足要求，提高散热效果。
硬质导热体4可以选用导热系数高、良好绝缘性能的陶瓷材料，如氧化铝，氧化锆等，但负极板2、IGBT6与散热器8装配后存在装配误差，需要选用软质高导热材料，因此，软质导热层5选用导热系数较大、散热效果较好的导热硅胶片。高导热体采用软硬结合的方式，既可以抵消装配误差，也可以有较高的导热系数。
见图4，正极板3、负极板2在IGBT6直流端发热量大，温度较高，通过高导热体与温度较低散热器8连接，将其热量传导至散热器8。在硬质导热体4与散热器8结合处涂抹100μm厚的导热硅脂填充微观物理间隙，提高散热效率。
高导热体的厚度大于负极板2与散热器8之间的距离，使二者过盈配合，增加压紧力满足散热要求，同时高导热体的总厚度不宜太厚，否则产生的反作用力会影响正负极板2、3和IGBT6连接端子处的压紧力。
实施例2
见图1-图6，在实施例1的基础上，优化正极板3、负极板2引出的与IGBT6连接的共计4个正负极端子结构，将常规的90°直角优化为倒角结构9，增大端子处载流截面积，降低温升，见图5。
见图2、图6，正极板3、负极板2另一端与电容器组连接处采用成型压包结构10，缩小避让孔，提高正负极板2、3的重合率，降低杂散电感。
本实用新型使用的散热结构，满足大电流，低温升，低成本，易安装的要求。将温度较高的叠层母排热量传导至温度较低的散热器8表面，显著降低了叠层母排的温升，满足大电流产品设计需求。由于温升限制，现有产品大多使用紫铜作为叠层母排的极板，采用本实用新型的叠层母排结构使得部分产品用铝制极板成为可能，大幅度降低产品成本。
Claims (8)
1.一种用于静止无功发生器功率单元的叠层母排结构，其特征在于，包括正极板、负极板、覆胶膜、高导热体，正极板、负极板按上下两层排布，正极板、负极板的上下侧均热压有覆胶膜；负极板底部与散热器之间设有高导热体；所述的高导热体由硬质导热体、软质导热层组成，硬质导热体顶部与软质导热层形成一体结构，硬质导热体与散热器固定连接。
2.根据权利要求1所述的一种用于静止无功发生器功率单元的叠层母排结构，其特征在于，所述的覆胶膜为PET覆胶膜。
3.根据权利要求1所述的一种用于静止无功发生器功率单元的叠层母排结构，其特征在于，所述的硬质导热体与散热器通过绝缘螺钉固定连接。
4.根据权利要求1所述的一种用于静止无功发生器功率单元的叠层母排结构，其特征在于，所述的软质导热层为导热硅胶片。
5.根据权利要求1所述的一种用于静止无功发生器功率单元的叠层母排结构，其特征在于，所述的硬质导热体与散热器之间的间隙填充有导热硅脂。
6.根据权利要求1所述的一种用于静止无功发生器功率单元的叠层母排结构，其特征在于，所述的高导热体的厚度大于负极板与散热器之间的距离。
7.根据权利要求1所述的一种用于静止无功发生器功率单元的叠层母排结构，其特征在于，所述的正极板、负极板一端引出端子，用于连接IGBT直流侧；另一端与电容器组连接。
8.根据权利要求7所述的一种用于静止无功发生器功率单元的叠层母排结构，其特征在于，所述的正极板、负极板一端引出端子处为倒角结构。
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