本实用新型专利技术公开一种叠排模块、功率组件和变流装置，所述叠排模块用于将电容模块和功率开关模块电气耦合并包括：第一叠排单元和第二叠排单元；所述第一叠排单元用于承载电容模块；所述第二叠排单元用于承载功率开关模块并与所述第一叠排单元建立电连接关系，以使每一功率开关单元均与所述电容模块电气耦合；其中，所述第二叠排单元被配置为使得各功率开关单元承载于其后均位于同一平面。本实用新型专利技术的叠排模块适于提高功率组件内的电容利用率和变流装置内的散热器利用率，从而减小功率组件的体积并提高变流装置的功率密度和散热能力。的体积并提高变流装置的功率密度和散热能力。的体积并提高变流装置的功率密度和散热能力。
【技术实现步骤摘要】
一种叠排模块、功率组件和变流装置
[0001]本技术涉及变流
，更具体来讲，涉及一种叠排模块、功率组件和变流装置。
技术介绍
[0002]变流器内包括功率组件，功率组件所包含的各模块彼此电气耦合以实现功率变换。在涉及交直变换的变流器内，功率组件通常包括功率开关模块、电容模块和相应的电连接模块；其中，功率开关模块所包含的各功率开关彼此电气耦合并构成功率拓扑以实现相应的变流功能，电容模块则与功率开关模块的输入端或输出端电气耦合并构成直流母线，而电连接模块则用于将二者建立对应的电连接关系。
[0003]随着变流器功率等级的不断提升，导致功率组件内相应器件的数量也越来越多，功率组件的体积也越来越大，功率组件的常规布局越来越难以同时满足多项电气指标，这对功率组件的设计提出了较高的要求。
[0004]以实现DC/AC变换的逆变器为例，其功率组件的常规构型包括：三个分别用于输出三相交流电的功率开关单元、三个与功率开关单元一一对应的电容单元以及三个叠排。其中，每个功率开关单元均包括若干彼此并联以提升功率的功率开关组(最简功率拓扑)，每个功率开关组又包括若干彼此电气耦合以形成该最简功率拓扑的功率开关，该功率开关可采用IGBT等功率管；三个电容单元则分别用于向对应的功率开关单元输入直流电；三个叠层母排平行且间隔设置且分别用于承载一组对应的功率开关单元和电容单元以将二者建立电连接关系。
[0005]在实际使用时，由于输出的三相交流电具有相位差，导致三个功率开关单元对应的电容模块的利用率较低，这不仅浪费了电容，还增大了功率组件的体积。并且，由于各叠层母排平行且间隔设置，因而三个功率开关单元在承载于相应的叠层母排后也处于平行且间隔设置的姿态，这样一来就还需要设置三个平行且间隔的散热器，这不仅同样没有对散热器进行充分利用，也不利于在具有更高的散热需求时进一步在各散热器上布置热管来提高散热能力。
[0006]不仅如此，诸如三个功率开关单元的均温、均流，每一功率开关单元内各功率开关组的均温、均流，以及变流器内散热风道的布局等问题都是在对功率组件的构型进行改变时需要纳入考虑的因素。因而，对功率组件进行合理布局，使其在能够提高电容利用率的基础上还能尽量多的满足其他电气指标是极为困难的，同时也是本案所要解决的问题。
技术实现思路
[0007]本技术的目的在于提供一种叠排模块、功率组件和变流装置，所述叠排模块适于提高功率组件内的电容利用率和变流装置内的散热器利用率，从而减小功率组件的体积并提高变流装置的功率密度和散热能力。
[0008]为达成上述目的，本技术的第一方面提供技术方案一：一种叠排模块，用于将
电容模块和功率开关模块电气耦合；所述电容模块包括若干电容；所述功率开关模块包括分别对应于三相交流电的三个功率开关单元，每一功率开关单元均包括若干彼此电气耦合以实现变流的功率开关；其包括：第一叠排单元，其用于承载所述电容模块；第二叠排单元，其用于承载所述功率开关模块；其还与所述第一叠排单元建立电连接关系，并被配置为使得各功率开关单元承载于其后均位于同一平面且均与所述电容模块电气耦合。
[0009]技术方案一中，叠排模块包括两个分别承载电容模块和功率开关模块且彼此电连接的第一叠排单元和第二叠排单元，且第二叠排单元被配置为不仅使得各功率开关单元均与电容模块电气耦合，还使得各功率开关单元均位于同一平面。如此一来，三个功率开关单元不仅可以共用同一电容模块，还可以共用同一散热器，因而其适于同时提高电容利用率和散热器利用率，从而减小功率组件的体积并提高变流装置的功率密度和散热能力。
[0010]基于技术方案一，本技术还具有技术方案二：所述第一叠排单元和第二叠排单元彼此垂直设置且二者相互配合以使所述叠排模块呈沿第一方向延伸的L形构造；其中，所述第一叠排单元和第二叠排单元均平行于该第一方向设置；所述电容模块和所述功率开关模块分别设于对应叠排单元的外侧。
[0011]技术方案二中，第一叠排单元和第二叠排单元彼此配合并形成沿第一方向延伸的L形构造，因而各功率开关单元及其所包含的各功率开关组均可以沿该第一方向间隔排布于第二叠排单元。一方面，这使得各功率开关单元与设于第一叠排单元的电容模块等距，便于实现各功率开关单元的均流；另一方面，功率开关模块的散热风道也可被构造为垂直于该第一方向送风，从而并便于实现各功率开关单元及各功率开关组的均温。
[0012]在此基础上，由于两叠排单元彼此垂直且电容模块和功率开关模块分别设于对应叠排单元的外侧，因而电容模块不会处于功率开关模块的散热风道中，也就不会阻挡冷风气流对功率开关模块进行散热或受热风气流的影响导致自身难以散热。换言之，技术方案二适于在适于实现各功率开关单元彼此均温、均流，且各功率开关组也彼此均温的情况下，保证电容模块与功率开关模块的散热风道互不干涉。
[0013]基于技术方案二，本技术还具有技术方案三：所述叠排模块被配置为一呈L形并具有折弯构造的第一叠排；所述第一叠排上彼此垂直的两部分分别构成所述第一叠排单元和第二叠排单元。
[0014]技术方案三的叠排模块为一个呈L形并具有折弯构造的第一叠排。换言之，通过将一体式叠排折弯来界定出分别用于承载电容模块和各功率开关模块的第一叠排单元和第二叠排单元，使得电容模块和各功率开关模块由于承载于同一叠排而自然地建立起电连接关系，那么在每一功率开关模块内的各功率开关组也沿第一方向间隔设置的基础上，电流流入各功率开关组前的过流路径均垂直于该第一方向延伸，故而各过流路径的阻抗完全相同，从而可以自然地实现每一功率开关模块内的各功率开关组的均流。
[0015]基于技术方案三，本技术还具有技术方案四：所述第一叠排上构成所述第二叠排单元的部分自其远离所述第一叠排单元的一端设有两个垂直于所述第一方向延伸的切口，两所述切口均延伸至所述第一叠排单元和第二叠排单元的连接处；两个所述切口沿所述第一方向间隔设置，以将所述第二叠排单元界定出沿所述第一方向间隔的三个功率开关承载区；各功率开关单元分别设于一所述功率开关承载区。
[0016]技术方案四通过在构成第二叠排单元的部分设有两个切口，该两个切口将第二叠
排单元界定出沿第一方向完全间隔的三个功率开关承载区。换言之，虽然第二叠排单元的各功率开关承载区是分体的，但每一功率开关承载区又与第一叠排单元是一体的。因而，在各功率开关单元承载于对应的功率开关承载区后，即便由于散热器的表面不够平整而使得各功率开关高低不同，也可以较大程度上改善一体式叠排在装配后由于其沿第一方向的尺寸过长而在较大的应力下被损坏的问题，且由于叠排模块仍为一体式构造，故仍适于实现各功率开关组的均流。
[0017]基于技术方案二，本技术还具有技术方案五：所述叠排模块被配置为包括均为平面构造的第一叠排和三个第二叠排；所述第一叠排构成所述第一叠排单元；各所述第二叠排均位于同一平面且沿所述第一方向间隔设置；各所述第二叠排还均与第一叠排搭接且分别用于承载一所述功率开关单元，并本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种叠排模块，用于将电容模块和功率开关模块电气耦合；所述电容模块包括若干电容；所述功率开关模块包括分别对应于三相交流电的三个功率开关单元，每一功率开关单元均包括若干彼此电气耦合以实现变流的功率开关；其特征在于，包括：第一叠排单元，其用于承载所述电容模块；第二叠排单元，其用于承载所述功率开关模块；其还与所述第一叠排单元建立电连接关系，并被配置为使得各功率开关单元承载于其后均位于同一平面且均与所述电容模块电气耦合。2.如权利要求1所述的叠排模块，其特征在于：所述第一叠排单元和第二叠排单元彼此垂直设置且二者相互配合以使所述叠排模块呈沿第一方向延伸的L形构造；其中，所述第一叠排单元和第二叠排单元均平行于该第一方向设置；所述电容模块和所述功率开关模块分别设于对应叠排单元的外侧。3.如权利要求2所述的叠排模块，其特征在于：所述叠排模块被配置为一呈L形并具有折弯构造的第一叠排；所述第一叠排上彼此垂直的两部分分别构成所述第一叠排单元和第二叠排单元。4.如权利要求3所述的叠排模块，其特征在于：所述第一叠排上构成所述第二叠排单元的部分自其远离所述第一叠排单元的一端设有两个垂直于所述第一方向延伸的切口，两所述切口均延伸至所述第一叠排单元和第二叠排单元的连接处；两个所述切口沿所述第一方向间隔设置，以将所述第二叠排单元界定出沿所述第一方向间隔的三个功率开关承载区；各功率开关单元分别设于一所述功率开关承载区。5.如权利要求2所述的叠排模块，其特征在于：所述叠排模块被配置为包括均为平面构造的第一叠排和三个第二叠排；所述第一叠排构成所述第一叠排单...
【专利技术属性】
技术研发人员：白志扬，曹雪，王兴鹏，邓惠萍，
申请(专利权)人：科华数据股份有限公司，
类型：新型
国别省市：
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