功率模块制造技术

本实用新型专利技术提供一种功率模块，所述功率模块包括：功率元件；导电排，设置在功率元件的两侧，用于将功率元件与外部部件电连接；散热装置，设置在功率元件的至少一侧，其中，设置在功率元件的所述至少一侧的导电排位于相应的散热装置与功率元件之间；以及绝缘紧固件，在散热装置设置在功率元件的一侧的情况下，绝缘紧固件将设置在功率元件的一侧的散热装置与设置在功率元件的另一侧的导电排彼此固定连接；在散热装置设置在功率元件的两侧的情况下，绝缘紧固件将设置在功率元件的两侧的散热装置彼此固定连接，使得功率元件被夹紧在其两侧的导电排之间。根据本实用新型专利技术的功率模块具有良好的绝缘性能和散热效果，可控制制造成本且便于后期维护。

【技术实现步骤摘要】
功率模块
本技术涉及一种功率模块。
技术介绍
在变流器、逆变器等电气设备中，功率元件模块的稳定性和可靠性至关重要，尤其是当应用在风电、光伏等设备中时，由于这些设备主要在诸如大西北等恶劣的环境中使用，因此电气设备在运行过程中会受到风沙雨雪等外部杂质的污染或腐蚀，会在绝缘材料表面形成泄漏电流路径。若这些泄漏电流路径构成一条导电通路，则出现表面闪络或击穿现象。绝缘材料的这种变化需要一定的时间，它是由长时间加在器件上的工作电压所引起的，器件周围环境的污染能加速这一变化。此外，由于工作环境相对恶劣，高发热量可能会使电气设备的寿命大大降低，因此对功率元件模块自身的散热效果、设备周边环境的温度及设备安装场所的面积都有着更为高层次的要求。因此，需要一种具有良好的绝缘性能和散热效果、同时可控制制造成本且便于后期维护的功率模块。
技术实现思路
为了解决功率元件模块的绝缘性能差和散热效果不佳等问题，本技术提供一种具有良好的绝缘性能和散热效果、同时可控制制造成本且便于后期维护的功率模块。本技术的一方面提供一种功率模块，所述功率模块包括：功率元件；导电排，设置在所述功率元件的两侧，用于将所述功率元件与外部部件电连接；散热装置，设置在所述功率元件的至少一侧，其中，设置在所述功率元件的所述至少一侧的所述导电排位于相应的散热装置与所述功率元件之间；以及绝缘紧固件，在所述散热装置设置在所述功率元件的一侧的情况下，所述绝缘紧固件将设置在所述功率元件的一侧的所述散热装置与设置在所述功率元件的另一侧的所述导电排彼此固定连接；在所述散热装置设置在所述功率元件的两侧的情况下，所述绝缘紧固件将设置在所述功率元件的两侧的所述散热装置彼此固定连接，使得所述功率元件被夹紧在其两侧的所述导电排之间。优选地，所述绝缘紧固件可包括紧固构件、第一隔离件和第二隔离件，所述第一隔离件和所述第二隔离件具有中空结构，并且套在所述紧固构件上，使所述紧固构件与所述功率元件、所述导电排以及所述散热装置之间电绝缘。优选地，所述第一隔离件和所述第二隔离件可均为T形，且可包括直径较小的杆部和直径较大的头部，所述第一隔离件和所述第二隔离件的头部可开设有至少一个槽，用于增加所述紧固构件与所述散热装置之间的爬电距离，所述槽可沿着圆周方向延伸，在所述槽为多个的情况下，多个所述槽可在径向方向上相互间隔开。优选地，所述第一隔离件的杆部和所述第二隔离件的杆部可彼此接合。优选地，所述第一隔离件的杆部的端部和所述第二隔离件的杆部的端部可相互套接。优选地，所述绝缘紧固件可包括绝缘螺栓和紧固螺母，或者可包括绝缘螺杆和紧固螺母，在所述绝缘螺栓以及紧固螺母上可开设有至少一个槽，所述槽可沿着圆周方向延伸，在所述槽为多个的情况下，多个所述槽可在径向方向上相互间隔开。优选地，所述功率模块还可包括绝缘壳体，所述绝缘壳体可包括第一绝缘侧壁、第二绝缘侧壁和散热挡板，所述第一绝缘侧壁和所述第二绝缘侧壁可围绕所述功率模块的内部带电组件，并可形成进风口和出风口，所述散热挡板可覆盖在所述进风口和所述出风口上。优选地，所述散热挡板可通过绝缘固定件固定到所述散热装置上。优选地，在所述第一绝缘侧壁与所述散热装置中的一者上可设置有突起部，在所述第一绝缘侧壁与所述散热装置中的另一者上可设置有用于卡住所述突起部的卡槽。优选地，所述功率模块还可包括定位构件，所述定位构件可限制所述功率元件和/或所述导电排的安装位置。根据本技术的功率模块可具有镜像安装的散热结构，使得功率元件可双面散热，增加散热体积，降低散热成本。根据本技术的功率模块可通过绝缘紧固件将镜像安装的散热结构彼此紧固连接，以将功率元件夹持在中间，无需用于固定功率元件的另外的连接构件，可节约材料成本，提高人工安装效率。根据本技术的功率模块的绝缘紧固件具有绝缘隔离结构，可提高绝缘性能，避免功率元件的正负极短路，并且其结构简单，便于制造。根据本技术的功率模块的绝缘紧固件具有槽，可增加爬电距离，延长绝缘紧固件的使用寿命，大幅提升绝缘等级。根据本技术的功率模块的散热风扇单元直接安装在散热结构的前端，对功率元件直接散热，可降低风阻，提高风扇的利用率，便于后期的维护与安装。根据本技术的功率模块的绝缘壳体与内部带电组件绝缘隔离，提高安全性，并且便于操作和维护。附图说明图1是示出根据本技术的功率模块的立体图；图2是示出根据本技术的沿图1的A-A’线截取的功率模块的内部截面图；图3是示出根据本技术的沿图1的B-B’线截取的功率模块的内部截面图；图4是示出根据本技术的功率模块的第一示例的绝缘紧固件的第一隔离件与第二隔离件的结合的示意图；图5是示出根据本技术的第一示例的绝缘紧固件的第二隔离件的示意图；图6是示出根据本技术的第一示例的绝缘紧固件的第一隔离件的示意图；图7是示出根据本技术的第一示例的绝缘紧固件的第一隔离件的头部结构的示意图；图8是示出根据本技术的功率模块的第二示例的绝缘紧固件的示意图；图9是示出根据本技术的功率模块的第三示例的绝缘紧固件的示意图；图10是示出根据本技术的功率模块的壳体的绝缘侧壁的示意图；图11是示出根据本技术的安装有散热风扇单元的功率模块的立体图。附图标号说明：100：功率模块，110：功率元件，120：导电排，130：散热装置，140、240、340：绝缘紧固件，141：紧固构件，142：第一隔离件，143：第二隔离件，241：绝缘螺栓，242、342：紧固螺母，341：绝缘螺杆，150：定位构件，160：绝缘壳体，161：第一绝缘侧壁，162：第二绝缘侧壁，163：散热挡板，164：绝缘固定件，200：散热风扇单元。具体实施方式这里描述的特征可按照不同的方式实施，并且将不被解释为局限于这里所描述的示例。更确切地说，已经提供这里所描述的示例，使得本技术是彻底的和完整的，且将把本技术的全部范围传达给本领域的普通技术人员。在下文中，将参照图1至图11详细说明本技术的功率模块。如图1和图2所示，根据本技术的功率模块100包括功率元件110、导电排120、散热装置130以及绝缘紧固件140。功率元件110可以是诸如晶闸管等的功率元件，但是不限于此，其也可以是场效应管、双极性晶体管等的任何需要对其进行散热的高损耗器件。尽管图中示出功率元件110为两个的情况，但是功率元件110的个数不受具体限制，其可以为任意个。导电排120可设置在功率元件110的两侧，用于将功率元件110的正负极分别与外部部件电连接。散热装置130可设置在功率元件110的至少一侧，例如，如图2中所示，可在功率元件110的两侧均设置散热装置130。散热装置130可对称地设置在功率元件110的作为正负极的散热面的两侧上。为了提高散热效果，散热装置130可以包括多个散热片或散热肋。例如，如图2所示，散热装置130可以是具有多个散热片的梳状散热器，显然也可以是其他类型的散热结构。散热装置130可利用铝等具有良好的散热特性的材料形成。在散热装置130设置在功率元件110的两侧的情况下，导电排120可介于功率元件110与散热装置130之间，在此，导电排120可用作功率元件110的外部电连接装置，同时用作将功率元件110的热本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种功率模块，其特征在于，所述功率模块(100)包括：功率元件(110)；导电排(120)，设置在所述功率元件(110)的两侧，用于将所述功率元件(110)与外部部件电连接；散热装置(130)，设置在所述功率元件(110)的至少一侧，其中，设置在所述功率元件(110)的所述至少一侧的所述导电排(120)位于相应的散热装置(130)与所述功率元件(110)之间；以及绝缘紧固件，在所述散热装置(130)设置在所述功率元件(110)的一侧的情况下，所述绝缘紧固件将设置在所述功率元件(110)的一侧的所述散热装置(130)与设置在所述功率元件(110)的另一侧的所述导电排(120)彼此固定连接；在所述散热装置(130)设置在所述功率元件(110)的两侧的情况下，所述绝缘紧固件将设置在所述功率元件(110)的两侧的所述散热装置(130)彼此固定连接，使得所述功率元件(110)被夹紧在其两侧的所述导电排(120)之间。

【技术特征摘要】
1.一种功率模块，其特征在于，所述功率模块(100)包括：功率元件(110)；导电排(120)，设置在所述功率元件(110)的两侧，用于将所述功率元件(110)与外部部件电连接；散热装置(130)，设置在所述功率元件(110)的至少一侧，其中，设置在所述功率元件(110)的所述至少一侧的所述导电排(120)位于相应的散热装置(130)与所述功率元件(110)之间；以及绝缘紧固件，在所述散热装置(130)设置在所述功率元件(110)的一侧的情况下，所述绝缘紧固件将设置在所述功率元件(110)的一侧的所述散热装置(130)与设置在所述功率元件(110)的另一侧的所述导电排(120)彼此固定连接；在所述散热装置(130)设置在所述功率元件(110)的两侧的情况下，所述绝缘紧固件将设置在所述功率元件(110)的两侧的所述散热装置(130)彼此固定连接，使得所述功率元件(110)被夹紧在其两侧的所述导电排(120)之间。2.根据权利要求1所述的功率模块，其特征在于，所述绝缘紧固件包括紧固构件(141)、第一隔离件(142)和第二隔离件(143)，所述第一隔离件(142)和所述第二隔离件(143)具有中空结构，并且套在所述紧固构件(141)上，使所述紧固构件(141)与所述功率元件(110)、所述导电排(120)以及所述散热装置(130)之间电绝缘。3.根据权利要求2所述的功率模块，其特征在于，所述第一隔离件(142)和所述第二隔离件(143)均为T形，且包括直径较小的杆部和直径较大的头部，所述第一隔离件(142)和所述第二隔离件(143)的头部开设有至少一个槽，用于增加所述紧固构件(141)与所述散热装置(130)之间的爬电距离，所述槽沿着圆周方向延伸，在所述槽为多个...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾超峰，
申请(专利权)人：北京天诚同创电气有限公司，
类型：新型
国别省市：北京,11