一种功率模块制造技术

本发明专利技术提供一种功率模块，包括第一基础功率单元、第二基础功率单元、控制装置和电能传输装置，每个基础功率单元分别包括电容、散热器和两个IGBT，每个基础功率单元中的两个IGBT串联连接；第一基础功率单元内的两个IGBT与第二基础功率单元内的两个IGBT串联连接或并联连接；控制装置能够控制IGBT开启或关闭，电能传输装置能够将IGBT的电能传输给基础功率单元内的电容，通过将两个基础功率单元并联连接或串联连接整合在一个功率模块内，在相同的整机容量下，可以节省二分之一的功率模块，不但能够减少功率柜的尺寸和体积，从而兼顾整机容量和整机尺寸，提高整机的功率密度，而且能够降低功率模块安装、维护的工作量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及无功功率补偿设备
，具体涉及一种功率模块。
技术介绍
SVG(Static Var Generator，静止无功发生器，又称为高压无功补偿器)因具有无极补偿、补偿后的功率因数高、补偿时间短、使用寿命长和结构简单等优势，已成为无功功率补偿
的主要发展方向。SVG一般由功率柜、启动柜和控制柜组成。其中，功率柜可分为三相，每相功率柜的柜体能够放置多个功率模块，其中，功率模块是每相功率柜中最重要的部分，一般情况下，多个功率模块在每相功率柜的柜体内部呈横向或纵向排列放置。传统的功率模块内通常只有一组控制装置、电能传输装置和IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)，各个功率模块之间串联连接。传统的单个功率模块功率密度较低，容量较小，导致整机容量受限，在大容量的应用场景中，串联连接的功率模块的数量较多，一方面，增加了功率柜的尺寸、体积以及整机尺寸，另一方面，较多数量的功率模块也会增加功率模块与功率柜之间安装和维护的工作量。因此，亟需一种功率模块，以解决上述技术问题。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术中存在的上述不足，提供一种功率模块，用以解决现有的单个功率模块容量小带来的整机尺寸与整机容量无法兼顾的问题，以及功率模块安装和维护繁琐、工作量大的问
题。本专利技术为解决上述技术问题，采用如下技术方案：本专利技术提供一种功率模块，包括：第一基础功率单元、第二基础功率单元、控制装置和电能传输装置，每个基础功率单元分别包括：电容、散热器和两个IGBT，每个基础功率单元中的两个IGBT串联连接；第一基础功率单元内的两个IGBT与第二基础功率单元内的两个IGBT串联连接或并联连接；控制装置能够控制所述IGBT开启或关闭，电能传输装置能够将所述IGBT的电能传输给基础功率单元内的电容。进一步的，所述功率模块还包括能够与功率柜的对插接口电连接的第一对插铜排和第二对插铜排；第一对插铜排设置于第一基础功率单元上，并与第一基础功率单元内的IGBT的一端相连接，第二对插铜排设置于第二基础功率单元上，并与第二基础功率单元内的IGBT的一端相连接。优选的，第一对插铜排与第一基础功率单元内的IGBT和电容呈直线分布，第二对插铜排与第二基础功率单元内的IGBT和电容呈直线分布。优选的，当第一基础功率单元内的两个IGBT与第二基础功率单元内的两个IGBT串联连接时，所述功率模块还包括串联铜排，串联铜排的两端分别与第一基础功率单元内的一个IGBT和第二基础功率单元内的一个IGBT相连。优选的，所述第一对插铜排与第一基础功率单元内未连接所述串联铜排的IGBT的一端相连接，所述第二对插铜排与第二基础功率单元内未连接所述串联铜排的IGBT的一端相连接。优选的，所述电能传输装置包括两个串联叠层母排，每个串联叠层母排呈L状，分别固设于每个基础功率单元内的电容的顶端，并与本基础功率单元内的IGBT连接，能够将本基础功率单元内IGBT的电能传输给本基础功率单元内的电容。进一步的，所述控制装置包括至少两个控制单板，每个基础功率单元内包括至少一个控制单板，每个基础功率单元内的控制
单板能够控制本基础功率单元内的IGBT开启或关闭。进一步的，每个基础功率单元还包括电源和PCB托盘，本基础功率单元内的电源和控制单板设置于本基础功率单元内的PCB托盘上；第一基础功率单元内的电源与第二基础功率单元内的电源连接，当所述功率模块内的其中一个电源故障时，另一个基础功率单元内的电源能够为本功率模块内的控制单板供电。优选的，当第一基础功率单元内的两个IGBT与第二基础功率单元内的两个IGBT并联连接时，所述电能传输装置为一个并联叠层母排，并联叠层母排呈L状，固设于第一基础功率单元内的电容和第二基础功率单元内的电容的顶端，并与第一基础功率单元内的IGBT和第二基础功率单元内的IGBT连接，能够将第一基础功率单元和第二基础功率单元内IGBT的电能传输给第一基础功率单元和第二基础功率单元内的电容。优选的，所述第一对插铜排与第一基础功率单元内的两个IGBT的一端相连接，所述第二对插铜排与第二基础单元内的两个IGBT的一端相连接。优选的，所述控制装置包括至少一个控制单板，所述至少一个控制单板能够控制第一基础功率单元和第二基础功率单元内的IGBT开启或关闭。进一步的，所述功率模块还包括电源和PCB托盘，电源和所述至少一个控制单板设置于PCB托盘上。进一步的，所述功率模块还包括外框，所述第一基础功率单元、第二基础功率单元、控制装置和电能传输装置容置于外框内；外框的侧板的外表面设置有用于横向放置功率模块的第一导条和用于纵向放置功率模块的第二导条。优选的，第一导条设置于外框的侧板的中间部位，外框的侧板与外框的背板相交的边上设置有缺口，缺口的位置与第一导条的位置相对应；第二导条与第一导条平行设置，第二导条为两根，分别设置
于外框的侧板的上部和下部。优选的，外框的背板的外侧邻近所述第一对插铜排和第二对插铜排的位置分别设置有能够插入功率柜的导向孔内的导向销。优选的，每个基础功率单元的电容设置于本基础功率单元的散热器的前方位置；所述外框的前面板上设置有进风口，每个基础功率单元内的电容临近所述进风口。本专利技术通过将两个基础功率单元并联连接或串联连接整合在一个功率模块内，在相同的整机容量下，可以节省二分之一的功率模块，不但能够减少功率柜的尺寸和体积，从而可以兼顾整机容量和整机尺寸，提高整机的功率密度，而且能够降低功率模块安装、维护的工作量。附图说明图1为基础功率单元的结构示意图；图2为两个基础功率单元的IGBT串联连接的功率模块内部的结构示意图；图3为并联叠层母排与第一基础功率单元和第二基础功率单元的连接示意图；图4为两个基础功率单元的IGBT并联连接的功率模块内部的结构示意图；图5为功率模块的外框的结构示意图；图6A为两个基础功率单元的IGBT串联连接的功率模块的整体结构的示意图之一；图6B为两个基础功率单元的IGBT串联连接的功率模块的整体结构的示意图之二；图7A为两个基础功率单元的IGBT并联连接的功率模块的整体结构的示意图之一；图7B为两个基础功率单元的IGBT并联连接的功率模块的整体结构的示意图之二；图8A为用于横向放置功率模块的功率柜的局部放大图；图8B为用于纵向放置功率模块的功率柜的局部放大图。具体实施方式下面将结合本专利技术中的附图，对本专利技术中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。以下结合图1-4，对本专利技术实施例提供的功率模块的结构进行详细说明。本专利技术实施例提供的功率模块，包括第一基础功率单元、第二基础功率单元、控制装置和电能传输装置。如图1所示，每个基础功率单元分别包括：电容1、散热器2和两个IGBT3，每个基础功率单元中的两个IGBT3串联连接。两个基础功率单元的IGBT3可以串联连接(如图2所示)，也可以并联连接(如图3所示)。即第一基础功率单元内的两个IGBT3与第二基础功率单元内的两个IGBT3串联连接，或者，第一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种功率模块，其特征在于，包括：第一基础功率单元、第二基础功率单元、控制装置和电能传输装置，每个基础功率单元分别包括：电容、散热器和两个IGBT，每个基础功率单元中的两个IGBT串联连接；第一基础功率单元内的两个IGBT与第二基础功率单元内的两个IGBT串联连接或并联连接；控制装置能够控制所述IGBT开启或关闭，电能传输装置能够将所述IGBT的电能传输给基础功率单元内的电容。

【技术特征摘要】
1.一种功率模块，其特征在于，包括：第一基础功率单元、第二基础功率单元、控制装置和电能传输装置，每个基础功率单元分别包括：电容、散热器和两个IGBT，每个基础功率单元中的两个IGBT串联连接；第一基础功率单元内的两个IGBT与第二基础功率单元内的两个IGBT串联连接或并联连接；控制装置能够控制所述IGBT开启或关闭，电能传输装置能够将所述IGBT的电能传输给基础功率单元内的电容。2.如权利要求1所述的功率模块，其特征在于，还包括能够与功率柜的对插接口电连接的第一对插铜排和第二对插铜排；第一对插铜排设置于第一基础功率单元上，并与第一基础功率单元内的IGBT的一端相连接，第二对插铜排设置于第二基础功率单元上，并与第二基础功率单元内的IGBT的一端相连接。3.如权利要求2所述的功率模块，其特征在于，第一对插铜排与第一基础功率单元内的IGBT和电容呈直线分布，第二对插铜排与第二基础功率单元内的IGBT和电容呈直线分布。4.如权利要求3所述的功率模块，其特征在于，当第一基础功率单元内的两个IGBT与第二基础功率单元内的两个IGBT串联连接时，所述功率模块还包括串联铜排，串联铜排的两端分别与第一基础功率单元内的一个IGBT和第二基础功率单元内的一个IGBT相连。5.如权利要求4所述的功率模块，其特征在于，所述第一对插铜排与第一基础功率单元内未连接所述串联铜排的IGBT的一端相连接，所述第二对插铜排与第二基础功率单元内未连接所述串联铜排的IGBT的一端相连接。6.如权利要求4所述的功率模块，其特征在于，所述电能传输装置包括两个串联叠层母排，每个串联叠层母排呈L状，分别固设于每个基础功率单元内的电容的顶端，并与本基础功率单元内的IGBT连接，能够将本基础功率单元内IGBT的电能传输给本基础功率单元内的电容。7.如权利要求4所述的功率模块，其特征在于，所述控制装置包括至少两个控制单板，每个基础功率单元内包括至少一个控制单板，每个基础功率单元内的控制单板能够控制本基础功率单元内的IGBT开启或关闭。8.如权利要求7所述的功率模块，其特征在于，每个基础功率单元还包括电源和PCB托盘，本基础功率单元内的电源和控制单板设置于本基础功率单元内的P...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏浩，史奔，施辉，田兴，郭磊，张洁琼，
申请(专利权)人：特变电工新疆新能源股份有限公司，特变电工西安柔性输配电有限公司，
类型：发明
国别省市：新疆;65