基于高压晶闸管的功率变换器制造技术

本发明专利技术提供一种基于高压晶闸管的功率变换器，包括风冷散热器、晶闸管相模块、二极管相模块，晶闸管相模块包括相互连接的第一晶闸管和第二晶闸管，二极管相模块包括相互连接的第一二极管和第二二极管，第一晶闸管的阳极和二晶闸管的阴极的连接点为交流电源的第一输入端，第一二极管的阳极和第二二极管的阴极的连接点为交流电源的第二输入端；第一晶闸管的阴极和第一二级管的阴极还为第一直流输出端、第二晶闸管的阳极和第二二极管的阳极还为第二直流输出端；晶闸管相模块和二极管相模块均在风冷散热器的上表面。本发明专利技术解决了功率变换器整个装置组装结构复杂、体积庞大、不便更换和维护的问题。

【技术实现步骤摘要】
基于高压晶闸管的功率变换器
本专利技术涉及功率变换器，尤其涉及一种基于高压晶闸管的功率变换器。
技术介绍
晶闸管是一种可靠、成熟的半控型半导体功率器件，特别是平板型晶闸管器件，与风冷散热器配合，在机车直流电气传动系统时代，发挥了不可替代的作用。但自从铁道机车进入交流时代，绝缘栅双极型晶体管(InsulatedGateBipolarTransistor，IGBT)器件被广泛应用，并逐步取代了晶闸管器件，使得晶闸管器件基本上只在民用及低压工业领域使用。但在一些特殊场合中，采用晶闸管器件组成的功率变换器以其电路可靠、过载能力强、触发简单、成本低廉等优点，仍然被选用。现有技术中，同样电路拓扑、电压等级的功率变换器多采用平板型晶闸管、二极管器件。然而，平板型晶闸管和二极管上下是阴阳两极，夹在两片散热器之间。由于每个平板型晶闸管和二极管器件在安装时，都要分别配置独立的两片散热器，导致整个装置组装结构复杂、体积庞大，器件损坏需更换时，需拆除所有散热器，维护不方便。
技术实现思路
本专利技术提供一种基于高压晶闸管的功率变换器，采用高压晶闸管、二极管相模块器件，配合风冷散热器组成全桥半控整流器，用以解决整个装置组装结构复杂、体积庞大、不便更换和维护的问题。本专利技术提供一种基于高压晶闸管的功率变换器，包括：风冷散热器、晶闸管相模块、二极管相模块，其中所述晶闸管相模块包括第一晶闸管和第二晶闸管，所述第一晶闸管的阳极与所述第二晶闸管的阴极连接；所述二极管相模块包括第一二极管和第二二极管，所述第一二极管的阳极与所述第二二极管的阴极连接；所述第一晶闸管的阳极和所述第二晶闸管的阴极的连接点为交流电源的第一输入端，所述第一二极管的阳极和所述第二二极管的阴极的连接点为所述交流电源的第二输入端；所述第一晶闸管的阴极和所述第一二级管的阴极还分别为第一直流输出端、所述第二晶闸管的阳极和所述第二二极管的阳极还分别为第二直流输出端；所述晶闸管相模块和所述二极管相模块分别设置在所述风冷散热器的上表面上。可选的，还包括：位于所述风冷散热器的上表面上的第一电阻模块和第二电阻模块；所述第一电阻模块包括第一吸收电阻和第三吸收电阻，所述第一吸收电阻的一端与所述第一晶闸管的阴极连接，所述第一吸收电阻的另一端与所述第一晶闸管的阳极连接，所述第三吸收电阻的一端与所述第二晶闸管的阴极连接，所述第三吸收电阻的另一端与所述第二晶闸管的阳极连接；所述第二电阻模块包括第二吸收电阻和第四吸收电阻，所述第二吸收电阻的一端与所述第一二极管的阴极连接，所述第二吸收电阻的另一端与所述第一二极管的阳极连接，所述第四吸收电阻的一端与所述第二二极管的阴极连接，所述第四吸收电阻的另一端与所述第二二极管的阳极连接。可选的，还包括：位于所述风冷散热器的上表面上的第一吸收电容、第二吸收电容、第三吸收电容和第四吸收电容；所述第一吸收电容的一端与所述第一吸收电阻的另一端连接，所述第一吸收电容的另一端与所述第一晶闸管的阳极连接；所述第二吸收电容的一端与所述第二吸收电阻的另一端连接，所述第二吸收电容的另一端与所述第一二极管的阳极连接；所述第三吸收电容的一端与所述第三吸收电阻的另一端连接，所述第三吸收电容的另一端与所述第二晶闸管的阳极连接；所述第四吸收电容的一端与所述第四吸收电阻的另一端连接，所述第四吸收电容的另一端与所述第二二极管的阳极连接。可选的，所述晶闸管相模块和所述二极管相模块平行设置，所述第一电阻模块位于所述晶闸管相模块的第一侧，所述第二电阻模块位于所述二极管相模块的第一侧，所述晶闸管相模块的第一侧和所述二极管相模块的第一侧同侧。可选的，所述第一吸收电容、所述第二吸收电容、所述第三吸收电容以及所述第四吸收电容通过安装板组合为一体；组合为一体的电容位于所述晶闸管相模块的第一侧与电阻模块之间，所述电阻模块包括所述第一电阻模块和所述第二电阻模块。可选的，还包括：连接母排，所述连接母排位于所述晶闸管相模块和所述二极管相模块的上方。可选的，还包括：输入输出支撑端子，所述输入输出支撑端子设置在所述风冷散热器的上表面，所述连接母排的至少部分位于所述输入输出支撑端子上，所述输入输出支撑端子用于支撑所述连接母排。可选的，还包括：支撑框架、第一脉冲输出盒、第二脉冲输出盒以及驱动控制板，所述支撑框架设置在所述风冷散热器的上表面，所述第一脉冲输出盒、第二脉冲输出盒以及驱动控制板设置在所述支撑框架上，且位于所述连接母排的上方；所述第一脉冲输出盒的第一输出端与所述第一晶闸管的门极连接，所述第一脉冲输出盒的第二输出端与所述第一晶闸管的阴极连接；所述第二脉冲输出盒的第一输出端与所述第二晶闸管的门极连接，所述第二脉冲输出盒的第二输出端与所述第二晶闸管的阴极连接。所述第一脉冲输出盒和所述第二脉冲输出盒还分别与所述驱动控制板连接。可选的，所述驱动控制板上设置有信号整形及互锁电路、电源转换模块、第一MOSFET管和第二MOSFET管；所述信号整形及互锁电路的第一输出端与所述第一MOSFET管的栅极连接，所述信号整形及互锁电路的第二输出端与所述第二MOSFET管的栅极连接；所述第一MOSFET管的漏极与所述电源转换模块的第二直流输出端连接，所述第一MOSFET管的源极与所述第一脉冲输出盒的第二输入端连接；所述第一脉冲输出盒的第一输入端与所述电源转换模块的第一直流输出端连接；所述第二MOSFET管的漏极与所述电源转换模块的第二直流输出端连接，所述第二MOSFET管的源极与所述第二脉冲输出盒的第二输入端连接；所述第二脉冲输出盒的第一输入端与所述电源转换模块的第一直流输出端连接。可选的，所述驱动控制板的外部设置有保护罩。本专利技术提供的基于高压晶闸管的功率变换器，包括风冷散热器、晶闸管相模块和二极管相模块，晶闸管相模块和二极管相模块分别设置在风冷散热器的上表面上，由此，形成的晶闸管相模块和二极管相模块不再为平板型，可以很方便的进行安装，安装后整体结构简单、体积小、散热性好且便于更换和维护，由于晶闸管相模块、二极管相模块的底板绝缘，可以使各器件之间有良好的电气绝缘性。此外，第一晶闸管和第二晶闸管相互连接；第一二极管和第二二极管相互连接；第一晶闸管的阳极和第二晶闸管的阴极的连接点为交流电源的第一输入端，第一二极管的阳极和所述第二二极管的阴极的连接点为交流电源的第二输入端；第一晶闸管的阴极和第一二级管的阴极还分别为第一直流输出端、第二晶闸管的阳极和第二二极管的阳极还分别为第二直流输出端，由此构成的单相全桥半控整流电路，可以将机车牵引变压器辅助绕组输入的交流电压进行整流，输出中间额定直流电压，供辅助逆变电路使用。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术提供的功率变换器的一结构示意图；图2A为本专利技术提供的功率变换器的晶闸管相模块内部电路图；图2B为本专利技术提供的功率变换器的二极管相模块内部电路图；图3为本专利技术提供的功率变换器的主电路的电路图；图4为本专利技术提供的功率变换器的另一结构示意图；图5为本专利技术提供的功率变换器的又一结构本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于高压晶闸管的功率变换器，其特征在于，包括：风冷散热器、晶闸管相模块、二极管相模块，其中所述晶闸管相模块包括第一晶闸管和第二晶闸管，所述第一晶闸管的阳极与所述第二晶闸管的阴极连接；所述二极管相模块包括第一二极管和第二二极管，所述第一二极管的阳极与所述第二二极管的阴极连接；所述第一晶闸管的阳极和所述第二晶闸管的阴极的连接点为交流电源的第一输入端，所述第一二极管的阳极和所述第二二极管的阴极的连接点为所述交流电源的第二输入端；所述第一晶闸管的阴极和所述第一二级管的阴极还分别为第一直流输出端、所述第二晶闸管的阳极和所述第二二极管的阳极还分别为第二直流输出端；所述晶闸管相模块和所述二极管相模块分别设置在所述风冷散热器的上表面上。

【技术特征摘要】
1.一种基于高压晶闸管的功率变换器，其特征在于，包括：风冷散热器、晶闸管相模块、二极管相模块，其中所述晶闸管相模块包括第一晶闸管和第二晶闸管，所述第一晶闸管的阳极与所述第二晶闸管的阴极连接；所述二极管相模块包括第一二极管和第二二极管，所述第一二极管的阳极与所述第二二极管的阴极连接；所述第一晶闸管的阳极和所述第二晶闸管的阴极的连接点为交流电源的第一输入端，所述第一二极管的阳极和所述第二二极管的阴极的连接点为所述交流电源的第二输入端；所述第一晶闸管的阴极和所述第一二级管的阴极还分别为第一直流输出端、所述第二晶闸管的阳极和所述第二二极管的阳极还分别为第二直流输出端；所述晶闸管相模块和所述二极管相模块分别设置在所述风冷散热器的上表面上。2.根据权利要求1所述的功率变换器，其特征在于，还包括：位于所述风冷散热器的上表面上的第一电阻模块和第二电阻模块；所述第一电阻模块包括第一吸收电阻和第三吸收电阻，所述第一吸收电阻的一端与所述第一晶闸管的阴极连接，所述第一吸收电阻的另一端与所述第一晶闸管的阳极连接，所述第三吸收电阻的一端与所述第二晶闸管的阴极连接，所述第三吸收电阻的另一端与所述第二晶闸管的阳极连接；所述第二电阻模块包括第二吸收电阻和第四吸收电阻，所述第二吸收电阻的一端与所述第一二极管的阴极连接，所述第二吸收电阻的另一端与所述第一二极管的阳极连接，所述第四吸收电阻的一端与所述第二二极管的阴极连接，所述第四吸收电阻的另一端与所述第二二极管的阳极连接。3.根据权利要求2所述的功率变换器，其特征在于，还包括：位于所述风冷散热器的上表面上的第一吸收电容、第二吸收电容、第三吸收电容和第四吸收电容；所述第一吸收电容的一端与所述第一吸收电阻的另一端连接，所述第一吸收电容的另一端与所述第一晶闸管的阳极连接；所述第二吸收电容的一端与所述第二吸收电阻的另一端连接，所述第二吸收电容的另一端与所述第一二极管的阳极连接；所述第三吸收电容的一端与所述第三吸收电阻的另一端连接，所述第三吸收电容的另一端与所述第二晶闸管的阳极连接；所述第四吸收电容的一端与所述第四吸收电阻的另一端连接，所述第四吸收电容的另一端与所述第二二极管的阳极连接。4.根据权利要求3所述的功率变换器，其特征在于，所述晶闸管相模块和所述二极管相模块平行设置，所述第一电阻模块位于所述晶闸管相模块的第一侧，所述第二电阻模块位于所述二极管...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘革莉，王雷，陈宏，赵国鹏，赵晨凯，张丹，
申请(专利权)人：中车永济电机有限公司，
类型：发明
国别省市：山西,14