一种大电流/高电压IGBT直接并联的大容量逆变模块制造技术

技术编号:21497810 阅读:38 留言:0更新日期:2019-06-29 13:29
本实用新型专利技术公开了一种大电流/高电压IGBT直接并联的大容量逆变模块,包括水冷板、分立式IGBT器件、叠层母排、第一吸收电容、驱动回路、交流侧汇流母排、电流传感器、直流侧叠层母排、第二吸收电容、直流侧负汇流母排和直流侧正汇流母排,所述分立式IGBT器件为六个,六个分立式IGBT器件依次从上而下均匀布置在水冷板上。本实用新型专利技术提出的大电流/高电压IGBT直接并联的大容量逆变模块,并联各支路电流阻抗计算精确,保证一致,实现很高的均流系数,驱动电路各相各器件电缆长度一致,路径分开,互补干扰;主回路布局设计,充分利用空间,优化电路路径,功率密度大,模块整体尺寸小,简洁,便于维护安装,电气特性佳。

【技术实现步骤摘要】
一种大电流/高电压IGBT直接并联的大容量逆变模块
本技术涉及到大功率逆变电源
,特别涉及一种大电流/高电压IGBT直接并联的大容量逆变模块。
技术介绍
大功率电力电子设备经常需提供很大的电流和电压满足大功率或大容量负载的需求。现有IGBT器件很难单独提供足够的电流,需要多个IGBT器件在回路中并联使用以提供足够的电流输出。大功率IGBT并联技术最重要的电气参数就是均流系数。要实现较高的均流系数,目前通用的、共识性的技术方案都需考虑以下几点:(1)并联回路中使用同一批次的IGBT器件,或者器件内部阻抗参数尽量一致;(2)使用均匀对称的冷却设备保证各IGBT器件相近的结温;(3)电气回路对称设计,路径长度一致,保证相同的阻抗;(4)采用同一驱动单元,并且门极驱动回路对称设计。目前各技术方案差异最大的就是上述第(3)、(4)点的实现。此两点需要通过结构设计方案来实现,也是最难的两点;现有技术方案中的回路布局无法提供均等的足够小的回路阻抗,造成并联回路中各支路的均流系数低,尽管并联端总电流能满足负载需求,但因各支路电流不均衡,造成各功率器件损耗、结温不一致,甚至相差很大,流过大电流的器件承受较高的损耗和开关过电压,因而这些器件承担高损坏风险,可靠性降低,基于此,提出一种大电流/高电压IGBT直接并联的大容量逆变模块。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种大电流/高电压IGBT直接并联的大容量逆变模块,具有很高的均流系数,驱动电路的各相各器件电缆长度一致,路径分开,互补干扰;主回路布局设计,充分利用空间,优化电路路径,功率密度大,模块整体尺寸小,简洁,便于维护安装,电气特性佳,以解决上述
技术介绍
中提出无法提供均等的足够小的回路阻抗,各支路电流不均衡,造成各功率器件损耗、结温不一致,甚至相差很大,流过大电流的器件承受较高的损耗和开关过电压,因而这些器件承担高损坏风险,可靠性降低的问题。为实现上述目的,本技术提供如下技术方案:一种大电流/高电压IGBT直接并联的大容量逆变模块,包括水冷板、分立式IGBT器件、叠层母排、第一吸收电容、驱动回路、交流侧汇流母排、电流传感器、直流侧叠层母排、第二吸收电容、直流侧负汇流母排和直流侧正汇流母排,所述分立式IGBT器件为六个,六个分立式IGBT器件依次从上而下均匀布置在水冷板上;所述叠层母排和第一吸收电容均为三排,三排叠层母排的型号及第一吸收电容的型号相同,三排叠层母排依次从上而下均匀布置在水冷板的另一侧,三个第一吸收电容分别安装在三排叠层母排上,驱动回路安装在叠层母排下侧的水冷板上;所述交流侧汇流母排、直流侧负汇流母排和直流侧正汇流母排安装在水冷板的另一侧,直流侧叠层母排与第二吸收电容对称排布;所述水冷板的外侧设有支撑框架,水冷板安装在支撑框架内,支撑框架的正面及左右侧面均安装有面板。优选的,分立式IGBT器件的工作布局采用分立式IGBT元件构成变换器单元的电路布局方式,六个分立式IGBT器件依次记为S11、S21、S12、S22、S13和S23,S11与S21、S12与S22以及S13与S23分别串接构成三组桥臂,三组桥臂中的上桥臂S11、S12和S13的安装方向一致,三组桥臂中的下桥臂S21、S22和S23的安装方向相对于各自上桥臂旋转180°。优选的,水冷板内部流道均匀。优选的,直流侧叠层母排和第二吸收电容均为三组,三组直流侧叠层母排和第二吸收电容分别安装在三组桥臂上,驱动回路位于每个桥臂的上下两侧,处在叠层母排的覆盖范围之外,并向两侧分别走线。优选的,驱动回路采用1SP0635型驱动。优选的,直流侧负汇流母排和直流侧正汇流母排的工作方式均先由三路汇成两路,再由两路汇成一路。优选的,交流侧汇流母排重叠布置。优选的,支撑框架和面板均有钣金材质构件。与现有技术相比,本技术的有益效果是:本技术提出的大电流/高电压IGBT直接并联的大容量逆变模块,并联各支路电流阻抗计算精确,保证一致,实现很高的均流系数,驱动电路各相各器件电缆长度一致,路径分开,互补干扰;主回路布局设计,充分利用空间,优化电路路径,功率密度大,模块整体尺寸小,简洁,便于维护安装,电气特性佳;模块外框和内部支撑件为钣金,能有效低于外部电磁干扰,也能屏蔽模块内部对外的电磁干扰,钣金通用吗,美观,制造便捷,性价比高。附图说明图1为本技术的整体结构左视图;图2为本技术的整体结构右视图;图3为本技术的整体结构后视图;图4为本技术的未安装面板状态下整体结构左视图;图5为本技术的未安装面板状态下整体结构右视图;图6为本技术的未安装面板状态下整体结构后视图;图7为本技术的水冷板前视图;图8为本技术的水冷板后视图;图9为本技术的叠层母排结构示意图;图10为本技术的交流侧汇流母排安装前视图;图11为本技术的交流侧汇流母排安装后视图;图12为本技术的交流侧汇流母排安装侧视图;图13为本技术的直流侧叠层母排结构示意图;图14为本技术的交流侧汇流母排、直流侧正汇流母排及直流侧负汇流母排结构示意图;图15为本技术的变换器单元的电路布局方式图。图中:1、水冷板;2、分立式IGBT器件;3、叠层母排;4、第一吸收电容;5、驱动回路;6、交流侧汇流母排;7、电流传感器;8、直流侧叠层母排;9、第二吸收电容;10、直流侧负汇流母排;11、直流侧正汇流母排;12、支撑框架;13、面板。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图,对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本技术保护的范围。请参阅图1-15,一种大电流/高电压IGBT直接并联的大容量逆变模块,包括水冷板1、分立式IGBT器件2、叠层母排3、第一吸收电容4、驱动回路5、交流侧汇流母排6、电流传感器7、直流侧叠层母排8、第二吸收电容9、直流侧负汇流母排10和直流侧正汇流母排11,分立式IGBT器件2为六个,六个分立式IGBT器件2依次从上而下均匀布置在水冷板1上;叠层母排3和第一吸收电容4均为三排,三排叠层母排3的型号及第一吸收电容4的型号相同,三排叠层母排3依次从上而下均匀布置在水冷板1的另一侧,三个第一吸收电容4分别安装在三排叠层母排3上,驱动回路5安装在叠层母排3下侧的水冷板1上;交流侧汇流母排6、直流侧负汇流母排10和直流侧正汇流母排11安装在水冷板1的另一侧,直流侧叠层母排8与第二吸收电容9对称排布;水冷板1的外侧设有支撑框架12,水冷板1安装在支撑框架12内,支撑框架12的正面及左右侧面均安装有面板13。分立式IGBT器件2的工作布局采用分立式IGBT元件构成变换器单元的电路布局方式,六个分立式IGBT器件2依次记为S11、S21、S12、S22、S13和S23,从上而下依次对应图15中S11、S21、S12、S22、S13和S23,S11与S21、S12与S22以及S13与S23分别串接构成三组桥臂,三组桥臂中的上桥臂S11、S12和S13的安装方向一致,三组桥臂中的下桥臂S21、S22和本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种大电流/高电压IGBT直接并联的大容量逆变模块,其特征在于,包括水冷板(1)、分立式IGBT器件(2)、叠层母排(3)、第一吸收电容(4)、驱动回路(5)、交流侧汇流母排(6)、电流传感器(7)、直流侧叠层母排(8)、第二吸收电容(9)、直流侧负汇流母排(10)和直流侧正汇流母排(11),所述分立式IGBT器件(2)为六个,六个分立式IGBT器件(2)依次从上而下均匀布置在水冷板(1)上;所述叠层母排(3)和第一吸收电容(4)均为三排,三排叠层母排(3)的型号及第一吸收电容(4)的型号相同,三排叠层母排(3)依次从上而下均匀布置在水冷板(1)的另一侧,三个第一吸收电容(4)分别安装在三排叠层母排(3)上,驱动回路(5)安装在叠层母排(3)下侧的水冷板(1)上;所述交流侧汇流母排(6)、直流侧负汇流母排(10)和直流侧正汇流母排(11)安装在水冷板(1)的另一侧,直流侧叠层母排(8)与第二吸收电容(9)对称排布;所述水冷板(1)的外侧设有支撑框架(12),水冷板(1)安装在支撑框架(12)内,支撑框架(12)的正面及左右侧面均安装有面板(13)。

【技术特征摘要】
1.一种大电流/高电压IGBT直接并联的大容量逆变模块,其特征在于,包括水冷板(1)、分立式IGBT器件(2)、叠层母排(3)、第一吸收电容(4)、驱动回路(5)、交流侧汇流母排(6)、电流传感器(7)、直流侧叠层母排(8)、第二吸收电容(9)、直流侧负汇流母排(10)和直流侧正汇流母排(11),所述分立式IGBT器件(2)为六个,六个分立式IGBT器件(2)依次从上而下均匀布置在水冷板(1)上;所述叠层母排(3)和第一吸收电容(4)均为三排,三排叠层母排(3)的型号及第一吸收电容(4)的型号相同,三排叠层母排(3)依次从上而下均匀布置在水冷板(1)的另一侧,三个第一吸收电容(4)分别安装在三排叠层母排(3)上,驱动回路(5)安装在叠层母排(3)下侧的水冷板(1)上;所述交流侧汇流母排(6)、直流侧负汇流母排(10)和直流侧正汇流母排(11)安装在水冷板(1)的另一侧,直流侧叠层母排(8)与第二吸收电容(9)对称排布;所述水冷板(1)的外侧设有支撑框架(12),水冷板(1)安装在支撑框架(12)内,支撑框架(12)的正面及左右侧面均安装有面板(13)。2.如权利要求1所述的一种大电流/高电压IGBT直接并联的大容量逆变模块,其特征在于:所述分立式IGBT器件(2)的工作布局采用分立式IGBT元件构成变换器单元的电路布局方式,六个分立式IGBT器件(2)依次记为S11、S21、S12、S22、...

【专利技术属性】
技术研发人员:周细文陈烘民周冠宇章辉谈浩楠
申请(专利权)人:江苏同芯电气科技有限公司
类型:新型
国别省市:江苏,32

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