二极管压接组件单元、全桥级联单元及模块制造技术

本发明专利技术提供一种二极管压接组件单元、全桥级联单元及模块，二极管压接组件单元包括：上层二极管硅堆单元、下层二极管硅堆单元；上层二极管硅堆单元、下层二极管硅堆单元包括：两个二极管，第一二极管铝垫块以及两个第二二极管铝垫块，第一二极管铝垫块设置于两个第二二极管铝垫块之间，两个二极管分别设置于第一二极管铝垫块与第二二极管铝垫块之间，二极管的阴极与第一二极管铝垫块相连接，二极管的阳极与第二二极管铝垫块相连接；两个硅堆单元通过固定到第二二极管铝垫块的两个铁板相连接，形成二极管压接组件单元，硅堆单元的四个二极管构成内部全桥。本发明专利技术解决了直流断路器体积庞大，造价高昂，对快速机械开关的要求高，设计难度大的问题。

【技术实现步骤摘要】
二极管压接组件单元、全桥级联单元及模块
本专利技术涉及电力技术，具体的讲是一种二极管压接组件单元、全桥级联单元及模块。
技术介绍
目前，高压直流断路器的拓扑主要有正反向串联结构的IGBT(InsulatedGateBipolarTransistor，绝缘栅双极型晶体管)模块和单级H桥结构的IGBT模块串联，外配置一个高压快速机械开关组成。由于直流断路器断开直流电流时，会在断路器两端产生很高的直流暂态电压，因此，直流断路器转移支路中需要串联很多IGBT模块，同时要求快速机械开关承受很高的关断电压，因此造成直流断路器的体积庞大，造价高昂，同时对快速机械开关的要求很高，设计难度极大。现有技术中的高压直流断路器阀模块，随着电压和开断电流要求的提升，级联数量增大，成本会急剧高，连接复杂，体积较大。另外，直流断路器的工作过程中，半导体开关组件担负着导通和关断故障电流的任务，在转移支路组件中，高压直流断路器动作时，要求转移支路组件中的半导体开关必须在规定的时间内快速可靠地关断较大的故障电流，关断过程中会产生极大的电流变化率，这就要求转移支路组件中的杂散电感越小越好，同时要求转移支路组件在设计时充分的考虑舜变电流所产生的电磁干扰。
技术实现思路
鉴于转移支路开关组件在工作中必须能承受大电流、高电流变化率、电磁干扰等严苛的工况，需设计一种可靠性高，紧凑性好、电感值低、抗干扰能力强的级联模块。本专利技术实施例提供了一种二极管压接组件单元，包括：上层二极管硅堆单元、下层二极管硅堆单元；其中，所述上层二极管硅堆单元、下层二极管硅堆单元分别包括：两个二极管，第一二极管铝垫块以及两个第二二极管铝垫块，所述第一二极管铝垫块设置于两个第二二极管铝垫块之间，所述两个二极管分别设置于第一二极管铝垫块与第二二极管铝垫块之间，并且二极管的阴极与第一二极管铝垫块相连接，二极管的阳极与第二二极管铝垫块相连接；两个硅堆单元通过固定到第二二极管铝垫块的两个铁板相连接，形成二极管压接组件单元，所述硅堆单元的四个二极管构成内部全桥。同时，本专利技术还提供一种二极管压接组件，包括：至少两个二极管压接组件单元，二极管压接框架，输入铜排母线以及输出铜排母线；所述的二极管压接组件单元级联，设置于输入铜排母线与输出铜排母线之间构成压接部分，所述压接部分固定于二极管压接框架；所述的二极管压接组件单元包括：上层二极管硅堆单元、下层二极管硅堆单元；所述上层二极管硅堆单元、下层二极管硅堆单元分别包括：两个二极管，第一二极管铝垫块以及两个第二二极管铝垫块，所述第一二极管铝垫块设置于两个第二二极管铝垫块之间，所述两个二极管分别设置于第一二极管铝垫块与第二二极管铝垫块之间，并且二极管的阴极与第一二极管铝垫块相连接，二极管的阳极与第二二极管铝垫块相连接；两个硅堆单元通过固定到第二二极管铝垫块的两个铁板相连接，形成二极管压接组件单元，所述硅堆单元的四个二极管构成内部全桥。同时，本专利技术还提供一种全桥级联单元，包括：二极管压接组件单元、IGBT并联单元；所述的二极管压接组件单元包括：上层二极管硅堆单元、下层二极管硅堆单元；所述上层二极管硅堆单元、下层二极管硅堆单元分别包括：两个二极管，第一二极管铝垫块以及两个第二二极管铝垫块，所述第一二极管铝垫块设置于两个第二二极管铝垫块之间，所述两个二极管分别设置于第一二极管铝垫块与第二二极管铝垫块之间，并且二极管的阴极与第一二极管铝垫块相连接，二极管的阳极与第二二极管铝垫块相连接；两个硅堆单元通过固定到第二二极管铝垫块的两个铁板相连接，形成二极管压接组件单元，所述硅堆单元的四个二极管构成内部全桥；IGBT并联单元包括：第一IGBT铝垫块，第二IGBT铝垫块，第三IGBT铝垫块，第一压接式IGBT以及第二压接式IGBT，三个铝垫块和两个压接式IGBT压接装配成所述IGBT并联单元；两个压接式IGBT间隔设置于三个铝垫块之间，设置于中间的第二铝垫块的两个连接面分别与第一压接式IGBT、第二压接式IGBT的集电极连接，第一压接式IGBT的发射极与第一铝垫块相贴连接，所述第二压接式IGBT的发射极与第三铝垫块相贴连接，第一压接式IGBT与第二压接式IGBT并联；所述的IGBT并联单元通过铜排并联在二极管压接组件单元内部。进一步，本专利技术还提供一种全桥级联模块，包括：二极管压接组件、IGBT压接结构；所述的二极管压接组件包括：至少两个二极管压接组件单元，二极管压接框架，输入铜排母线以及输出铜排母线；所述的二极管压接组件单元级联，设置于输入铜排母线与输出铜排母线之间构成压接部分，所述压接部分固定于二极管压接框架；二极管压接组件单元包括：上层二极管硅堆单元、下层二极管硅堆单元；所述上层二极管硅堆单元、下层二极管硅堆单元分别包括：两个二极管，第一二极管铝垫块以及两个第二二极管铝垫块，第一二极管铝垫块设置于两个第二二极管铝垫块之间，所述两个二极管分别设置于第一二极管铝垫块与第二二极管铝垫块之间，并且二极管的阴极与第一二极管铝垫块相连接，二极管的阳极与第二二极管铝垫块相连接；本专利技术实施例中，硅堆单元的四个二极管构成内部全桥；所述IGBT压接结构包括：压紧装置，压接结构框架以及至少两个IGBT并联单元；IGBT并联单元之间设置绝缘垫块构成压接组串，IGBT并联单元并联连接，所述压紧装置设置于压接结构框架的一端，将完成压接的压接组串固定于压接结构框架；IGBT并联单元包括：第一铝垫块，第二铝垫块，第三铝垫块，第一压接式IGBT以及第二压接式IGBT，三个铝垫块和两个压接式IGBT压接装配成IGBT并联单元；两个压接式IGBT间隔设置于三个铝垫块之间，设置于中间的第二铝垫块的两个连接面分别与第一压接式IGBT、第二压接式IGBT的集电极连接，所述第一压接式IGBT的集电极与第一铝垫块相贴连接，所述第二压接式IGBT的集电极与第三铝垫块相贴连接，第一压接式IGBT与第二压接式IGBT并联；IGBT压接结构的一侧通过铜排连接到二极管压接组件的一侧，各IGBT并联单元与各二极管压接组件单元内部并联。本专利技术实施例中，全桥级联模块还包括：供能及控制组件，通过螺栓固定于IGBT压接结构的另一侧；所述的供能及控制组件包括：供能磁环、电源模块以及PMC控制板，所述的供能磁环与电源模块固装为一整体结构，所述的PMC控制板固定于所述电源模块。本专利技术实施例中，所述的各二极管压接组件单元的二极管铝垫块连接一电容、均压电阻，构成RC均压回路。本专利技术实施例中，所述的均压电阻通过螺钉固定于第一二极管铝垫块。本专利技术实施例中，述的全桥级联模块还包括：框架结构组件，所述的框架结构组件包括：三个焊接框架支撑、两个绝缘框架槽梁、绝缘梁、行线槽、硅堆支撑弯板、槽梁固定弯板；三个焊接框架支撑和两个绝缘框架槽梁通过螺栓固定构成框架基体，绝缘梁通过槽梁固定弯板固定在焊接框架支撑上，行线槽通过绝缘螺钉固定在绝缘梁上，行线槽用于容置走线及光纤，硅堆支撑弯板通过螺栓固定在焊接框架支撑上。本专利技术实施例中，所述的两个硅堆单元通过固定到第二二极管铝垫块的两个铁板相连接，形成二极管压接组件单元。本专利技术实施例中，所述的IGBT压接结构，设置于中间的第二铝垫块与所述两个压接式IGBT偏心连接。本专利技术解决了直流断路器体积庞大，造价高昂，同时对本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种二极管压接组件单元，其特征在于，所述的二极管压接组件单元包括：上层二极管硅堆单元、下层二极管硅堆单元；其中，所述上层二极管硅堆单元、下层二极管硅堆单元分别包括：两个二极管，第一二极管铝垫块以及两个第二二极管铝垫块，所述第一二极管铝垫块设置于两个第二二极管铝垫块之间，所述两个二极管分别设置于第一二极管铝垫块与第二二极管铝垫块之间，并且二极管的阴极与第一二极管铝垫块相连接，二极管的阳极与第二二极管铝垫块相连接；两个硅堆单元通过固定到第二二极管铝垫块的两个铁板相连接，形成二极管压接组件单元，所述硅堆单元的四个二极管构成内部全桥。

【技术特征摘要】
1.一种二极管压接组件单元，其特征在于，所述的二极管压接组件单元包括：上层二极管硅堆单元、下层二极管硅堆单元；其中，所述上层二极管硅堆单元、下层二极管硅堆单元分别包括：两个二极管，第一二极管铝垫块以及两个第二二极管铝垫块，所述第一二极管铝垫块设置于两个第二二极管铝垫块之间，所述两个二极管分别设置于第一二极管铝垫块与第二二极管铝垫块之间，并且二极管的阴极与第一二极管铝垫块相连接，二极管的阳极与第二二极管铝垫块相连接；两个硅堆单元通过固定到第二二极管铝垫块的两个铁板相连接，形成二极管压接组件单元，所述硅堆单元的四个二极管构成内部全桥。2.一种二极管压接组件，其特征在于，所述的二极管压接组件包括：至少两个二极管压接组件单元，二极管压接框架，输入铜排母线以及输出铜排母线；所述的二极管压接组件单元级联，设置于输入铜排母线与输出铜排母线之间构成压接部分，所述压接部分固定于二极管压接框架；其中，所述的二极管压接组件单元包括：上层二极管硅堆单元、下层二极管硅堆单元；其中，所述上层二极管硅堆单元、下层二极管硅堆单元分别包括：两个二极管，第一二极管铝垫块以及两个第二二极管铝垫块，所述第一二极管铝垫块设置于两个第二二极管铝垫块之间，所述两个二极管分别设置于第一二极管铝垫块与第二二极管铝垫块之间，并且二极管的阴极与第一二极管铝垫块相连接，二极管的阳极与第二二极管铝垫块相连接；两个硅堆单元通过固定到第二二极管铝垫块的两个铁板相连接，形成二极管压接组件单元，所述硅堆单元的四个二极管构成内部全桥。3.一种全桥级联单元，其特征在于，所述的全桥级联单元包括：二极管压接组件单元、IGBT并联单元；其中，所述的二极管压接组件单元包括：上层二极管硅堆单元、下层二极管硅堆单元；所述上层二极管硅堆单元、下层二极管硅堆单元分别包括：两个二极管，第一二极管铝垫块以及两个第二二极管铝垫块，所述第一二极管铝垫块设置于两个第二二极管铝垫块之间，所述两个二极管分别设置于第一二极管铝垫块与第二二极管铝垫块之间，并且二极管的阴极与第一二极管铝垫块相连接，二极管的阳极与第二二极管铝垫块相连接；两个硅堆单元通过固定到第二二极管铝垫块的两个铁板相连接，形成二极管压接组件单元，所述硅堆单元的四个二极管构成内部全桥；所述IGBT并联单元包括：第一IGBT铝垫块，第二IGBT铝垫块，第三IGBT铝垫块，第一压接式IGBT以及第二压接式IGBT，三个铝垫块和两个压接式IGBT压接装配成所述IGBT并联单元；两个压接式IGBT间隔设置于三个铝垫块之间，设置于中间的第二铝垫块的两个连接面分别与第一压接式IGBT、第二压接式IGBT的集电极连接，所述第一压接式IGBT的发射极与第一铝垫块相贴连接，所述第二压接式IGBT的发射极与第三铝垫块相贴连接，第一压接式IGBT与第二压接式IGBT并联；所述的IGBT并联单元通过铜排并联在二极管压接组件单元内部。4.一种全桥级联模块，其特征在于，所述的全桥级联模块包括：二极管压接组件、IGBT压接结构；其中，所述的二极管压接组件包括：至少两...

【专利技术属性】
技术研发人员：苟锐锋，李超，赵朝伟，郑全旭，封磊，孙银山，杨晓平，任军辉，王江涛，
申请(专利权)人：西安西电电力系统有限公司，中国西电电气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西,61