电平变换电路、设备、NPC变流器电路及NPC变流器制造技术

本实用新型专利技术公开了电平变换电路、设备、NPC变流器电路及NPC变流器，电平变换电路包括：两个并联连接的三电平模块，三电平模块中包括位于桥臂中间的第一IGBT模块、位于桥臂一端且与电源负极相连的第二IGBT模块、位于桥臂另一端且与电源正极相连的第三IGBT模块；两个三电平模块并列排布在基板上，且两个三电平模块中的同一IGBT以两个三电平模块之间的中线为轴线对称排布；其中，从轴线向两侧的排布顺序为：第一IGBT模块、第二IGBT模块、第三IGBT模块。本实用新型专利技术提供的方案中由于轴线两侧的换流回路对称等长，因此两侧的杂散电感几乎相等，保证了换流时IGBT模块间均流性能。了换流时IGBT模块间均流性能。了换流时IGBT模块间均流性能。

【技术实现步骤摘要】
电平变换电路、设备、NPC变流器电路及NPC变流器


[0001]本技术涉及电路
，尤其涉及电平变换电路、设备、NPC变流器电路及NPC变流器。

技术介绍

[0002]I型
‑
NPC(Neutral Point Clamped，中点钳位)三电平技术具有开关损耗小、效率高、输出谐波含量低等优点，目前广泛应用于电力电子产品中，包括各种全功率或双馈风电变流器。如图1所示。EconoDUAL IGBT(EconoDUALInsulated Gate Bipolar Transistor，半桥型绝缘栅双极型晶体管)模块因具备体积小、成本低广泛应用于风电变流器功率模块中，并常通过IGBT硬并联再模块并联方式满足风电变流器日益增加的功率等级需求。
[0003]但I
‑
NPC内管IGBT在关断过程中换流路径为大换流回路，回路经过三个 IGBT模块杂散电感较大，导致关断时候集电极
‑
发射极间电压Vce较大，容易引起IGBT模块的损坏；另外，由于两并联IGBT的三电平模块均流性能会受到模块布局的影响，而目前行业应用中基于EconoDUAL IGBT实现的功率模块多以两并联为主，所以I
‑
NPC中基于两并联IGBT的三电平模块的布局需要进行精细设计。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本技术实施例提供了电平变换电路、设备、NPC变流器电路及NPC变流器，用以解决集电极
‑
发射极间电压Vce较大和均流性能不佳的问题。
[0005]因此，本技术实施例提供了一种电平变换电路，包括：两个并联连接的三电平模块，三电平模块中包括位于桥臂中间的第一IGBT模块、位于桥臂一端且与电源负极相连的第二IGBT模块、位于桥臂另一端且与电源正极相连的第三IGBT模块；
[0006]两个三电平模块并列排布在基板上，且两个三电平模块中的同一IGBT以两个三电平模块之间的中线为轴线对称排布；
[0007]其中，从轴线向两侧的排布顺序为：第一IGBT模块、第二IGBT模块、第三IGBT模块。
[0008]在一种可能的实现方式中，在本技术实施例提供的电平变换电路中，任一IGBT模块的端子包括位于同一边的正极端子和负极端子，及位于对边的第一交流引线端子和第二交流引线端子，且同一IGBT模块的端子在两个三电平模块的排布方式相同；
[0009]第二IGBT模块与第三IGBT模块的端子排布方式均为：正极端子和负极端子为上端口，第一交流引线端子和第二交流引线端子为下端口；
[0010]第一IGBT模块的端子排布方式为：第一交流引线端子和第二交流引线端子为上端口，正极端子和负极端子为下端口。
[0011]在一种可能的实现方式中，在本技术实施例提供的电平变换电路中，任一IGBT模块包括两个相互连接的第一IGBT和第二IGBT，第二IGBT模块与第三IGBT模块中，正极端子位于负极端子的左侧，第一交流引线端子位于第二交流引线端子的左侧；
[0012]第一IGBT模块中，第二交流引线端子位于第一交流引线端子的左侧，负极端子位
于正极端子的左侧；
[0013]第一交流引线端子为连接第一IGBT发射极的端子，第二交流引线端子为连接第二IGBT集电极的端子。
[0014]在一种可能的实现方式中，在本技术实施例提供的电平变换电路中，任一IGBT模块的第一交流引线端子和第二交流引线端子连接后向外引线，在轴线任一侧，第三IGBT模块的引线与第一IGBT模块的正极端子相连；
[0015]第二IGBT模块的引线与第一IGBT模块的负极端子相连；
[0016]第二IGBT模块的正极端子与第三IGBT模块的负极端子相连。
[0017]在一种可能的实现方式中，在本技术实施例提供的电平变换电路中，在轴线任一侧，第三IGBT模块的正极端子连接电源正极，负极端子连接电源中性点，且第二IGBT模块的负极端子连接到电源负极。
[0018]在一种可能的实现方式中，在本技术实施例提供的电平变换电路中，两个并联连接的三电平模块中的第一IGBT模块的正极端子相互相连，且负极端子相互相连。
[0019]本技术实施例还提供了一种NPC变流器电路，包括：
[0020]交流电源；
[0021]三个并联连接的上述电平变换电路，分别与交流电源连接。
[0022]本技术实施例还提供了一种电平变换设备，包括：本技术实施例提供的上述电平变换电路。
[0023]本技术实施例还提供了一种NPC变流器，包括：本技术实施例提供的上述NPC变流器电路。
[0024]本技术实施例提供的电平变换电路包括：两个并联连接的三电平模块，三电平模块中包括位于桥臂中间的第一IGBT模块、位于桥臂一端且与电源负极相连的第二IGBT模块、位于桥臂另一端且与电源正极相连的第三IGBT模块；两个三电平模块并列排布在基板上，且两个三电平模块中的同一IGBT以两个三电平模块之间的中线为轴线对称排布；其中，从轴线向两侧的排布顺序为：第一IGBT模块、第二IGBT模块、第三IGBT模块；这样，轴线两侧的换流回路对称等长，因此两侧的杂散电感几乎相等，保证了换流时IGBT模块间均流性能。
附图说明
[0025]为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，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。
[0026]图1为一种IGBT模块的内部结构的示意图；
[0027]图2为一种三电平模块的示意图；
[0028]图3为本技术实施例提供一种电平变换电路布局的示意图；
[0029]图4为本技术实施例提供一种IGBT内管T3关断时大换流回路的示意图；
[0030]图5为本技术实施例提供一种电平变换电路布局中IGBT内管T3关断时大换流回路的示意图；
[0031]图6为本技术实施例提供一种IGBT内管T2关断时大换流回路的示意图；
[0032]图7为本技术实施例提供一种电平变换电路布局中IGBT内管T2关断时大换流回路的示意图；
[0033]图8为本技术实施例提供一种NPC变流器电路的示意图。
具体实施方式
[0034]为了使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本技术作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例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它实施例，都属于本技术保护的范围。
[0035]图1为一种IGBT模块的内部结构的示意图，每个IGBT模块都是由两个 IGBT单元组成，对应图1中的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电平变换电路，包括：两个并联连接的三电平模块，所述三电平模块中包括位于桥臂中间的第一IGBT模块、位于桥臂一端且与电源负极相连的第二IGBT模块、位于桥臂另一端且与电源正极相连的第三IGBT模块，其特征在于：两个三电平模块并列排布在基板上，且所述两个三电平模块中的同一IGBT以所述两个三电平模块之间的中线为轴线对称排布；其中，从所述轴线向两侧的排布顺序为：第一IGBT模块、第二IGBT模块、第三IGBT模块。2.如权利要求1所述的电平变换电路，其特征在于，任一IGBT模块的端子包括位于同一边的正极端子和负极端子，及位于对边的第一交流引线端子和第二交流引线端子，且同一IGBT模块的端子在两个三电平模块的排布方式相同；所述第二IGBT模块与所述第三IGBT模块的端子排布方式均为：正极端子和负极端子为上端口，第一交流引线端子和第二交流引线端子为下端口；所述第一IGBT模块的端子排布方式为：第一交流引线端子和第二交流引线端子为上端口，正极端子和负极端子为下端口。3.如权利要求2所述的电平变换电路，其特征在于，任一IGBT模块包括两个相互连接的第一IGBT和第二IGBT，所述第二IGBT模块与所述第三IGBT模块中，正极端子位于负极端子的左侧，第一交流引线端子位于第二交流引线端子的左侧；所述第一IGBT模块中，第二交流...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵阳，韩腾，魏作宇，曹家振，尤波，
申请(专利权)人：维谛新能源有限公司，
类型：新型
国别省市：