一种双管并联NPC三电平逆变器的叠层母排及逆变器制造技术

本实用新型专利技术提供了一种双管并联NPC三电平逆变器的叠层母排及逆变器，该叠层母排包括四层母排；第一层母排用于设置安装突波吸收电容的连接端子；第二层、第四层母排采用镜像设计，用于逆变器上桥臂与P极直流母线或者下桥臂与N极直流母线的电气连接，以及逆变器上、下桥臂内可控半导体器件之间、以及可控半导体器件与钳位二极管之间的电气连接；第三层母排用于逆变器上、下桥臂AC交流输出的电气连接，以及两个钳位二极管与O极直流母线的电气连接；第二层、第三层、第四层母排上可控半导体器件的连接孔采用两组并联设置。该叠层母排可以增加逆变器的载流能力，抑制可控半导体器件在导通与关断切换时产生的电压尖峰，提高逆变器的容量。量。量。

【技术实现步骤摘要】
一种双管并联NPC三电平逆变器的叠层母排及逆变器


[0001]本技术属于叠层母排
，具体涉及一种双管并联NPC三电平逆变器的叠层母排，尤其涉及一种低杂散电感量、大载流量的叠层母排，以及采用该叠层母排连接的逆变器。

技术介绍

[0002]现有技术中逆变器包括多个可控型半导体器件，由于电路寄生电感的存在，当可控型半导体器件在导通与闭锁之间切换时会在电路上会产生一个瞬时的电压尖峰，如果不能有效的抑制电压尖峰则有可能将可控半导体器件过压击穿导致损坏。在电路内增加突波吸收电容能够有效的吸收瞬时电压尖峰，突波吸收电容安装在尽量靠近可控半导体器件附近的位置上时效果最好。
[0003]如图1所示，现有的典型二极管钳位三电平逆变器包括4个可控型半导体器件T1、T2、T3、T4，两个钳位二极管D1、D2，和母线支撑电容C1、C2。该逆变器的载流能力受制于可控半导体器件的载流能力大小限制。同时没有突波吸收电容使得其直流母线的电压必须保留更多的安全余量防止电压尖峰将可控半导体器件击穿。
[0004]专利CN 102882385 B公开了一种用于三电平功率变换器的叠层母排结构以及功率变换器，其采用单个可控半导体器件，载流量有限，无法提供更大的电流，可扩展性不强。该叠层母排主要用于可控半导体器件的电气连接，若要连接突波吸收电容，需要增加额外的母排或连接结构，且突波吸收电容离半导体器件较远，不能有效吸收瞬时电压尖峰，若不增加突波吸收电容，直流母线的电压必须保留更多的安全余量防止电压尖峰将可控半导体器件击穿，降低逆变器电压输出能力。

技术实现思路

[0005]本技术的目的在于提供了一种双管并联NPC三电平逆变器的叠层母排及逆变器，该叠层母排包括与可控半导体器件距离较近的突波吸收电容连接端子、以及并联可控半导体器件的连接位置，采用该叠层母排可以增加逆变器的载流能力，抑制可控半导体器件在导通与关断切换时产生的电压尖峰，提高逆变器的容量。
[0006]本技术实现上述目的采用的技术方案如下：
[0007]本技术提供了一种双管并联NPC三电平逆变器的叠层母排，包括四层母排；
[0008]第一层母排，用于设置安装突波吸收电容的连接端子；
[0009]第二层、第四层母排，采用镜像设计，用于逆变器上桥臂与P极直流母线或者下桥臂与N极直流母线的电气连接，以及逆变器上、下桥臂内可控半导体器件之间、以及可控半导体器件与钳位二极管之间的电气连接；
[0010]第三层母排，用于逆变器上、下桥臂与AC交流输出的电气连接，以及两个钳位二极管与O极直流母线的电气连接；
[0011]所述第二层、第三层、第四层母排上可控半导体器件的连接孔采用两组并联设置。
[0012]进一步地，所述第一层母排包括第一母排，用于设置安装突波吸收电容的连接端子，以及将连接端子连通到O极直流母线上；
[0013]所述第二层母排包括第二母排、第三母排，所述第二母排用于逆变器下桥臂与N极直流母线的电气连接，所述第三母排用于逆变器下桥臂可控半导体器件之间、以及可控半导体器件与钳位二极管之间的电气连接；
[0014]所述第三层母排包括第四母排、第五母排，所述第四母排用于逆变器上、下桥臂与AC交流输出的电气连接，所述第五母排用于两个钳位二极管与O极直流母线的电气连接，以及第一母排与O极直流母线的连接；
[0015]所述第四层母排包括第六母排、第七母排，所述第六母排用于逆变器上桥臂与P极直流母线的电气连接，所述第七母排用于逆变器上桥臂可控半导体器件之间、以及可控半导体器件与钳位二极管之间的电气连接。
[0016]进一步地，所述第一母排包括直排、中心与直排一端一体连接的侧排，第一母排关于直排对称设计；
[0017]所述第二母排、第三母排均为矩形结构，相邻侧边平行于直排长度方向；
[0018]所述第四母排、第五母排均为矩形结构，相邻侧边垂直于直排长度方向，所述第五母排与第一母排侧排结构相同；
[0019]所述第六母排、第七母排均为矩形结构，相邻侧边平行于直排长度方向。
[0020]进一步地，所述第四母排远离第五母排一侧设置AC连接端，所述第二母排、第五母排、第六母排远离第四母排一侧分别设置弯折的N、O、P连接端。
[0021]进一步地，所述第一母排沿直排长度方向设置六个突波吸收电容的连接端子；所述第二母排、第三母排、第四母排、第六母排、第七母排上的可控半导体器件的连接孔沿直线设置，并平行于第一母排上连接端子所在直线；所述第三母排、第七母排上的钳位二极管的连接孔靠近N、P极直流输入端。
[0022]进一步地，所述第一母排侧排与第五母排均连通O极直流母线。
[0023]本技术还提供了一种逆变器，包括4个开关模块、2个钳位二极管、2组母线支撑电容和2组突波吸收电容，1组母线支撑电容、1组突波吸收电容并联在P极、O极之间，1组母线支撑电容、1组突波吸收电容并联在O极、N极之间，所述4个开关模块串联后并联在P极、N极之间，所述4个开关模块中点连接AC交流输出，上、下桥臂2个开关模块的中点分别连接一个与O极连接的钳位二极管；每个所述开关模块包括并联的两个可控半导体器件；所述逆变器采用上述所述的叠层母排连接。
[0024]进一步地，所述2组突波吸收电容的一端连接到叠层母排第一母排的连接端子上，另一端分别连接到第二母排、第六母排上。
[0025]本技术与现有技术相比的有益效果：
[0026]本技术提供的叠层母排可用于双管并联NPC三电平逆变器的电气连接，增加逆变器的载流能力；叠层母排上直接设置突波吸收电容连接端子，减小突波吸收电容与可控半导体器件的安装距离，使得可控半导体器件在导通与关断切换时产生的电压尖峰抑制效果最好，提高逆变器的容量。
[0027]采用本技术叠层母排的逆变器，采用并联的可控半导体器件，极大的增加了逆变器的载流能力。同时增加的突波吸收电容可以抑制可控半导体器件在导通与关断切换
时产生的电压尖峰。逆变器可以在更加接近可控半导体器件耐压极限附近运行，提高了逆变器的容量。
附图说明
[0028]所包括的附图用来提供对本技术实施例的进一步的理解，其构成了说明书的一部分，用于例示本技术的实施例，并与文字描述一起来阐释本技术的原理。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，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0029]图1为典型二极管钳位三电平逆变器拓扑结构示意图；
[0030]图2为本技术具体实施例提供的双管并联的二极管钳位三电平逆变器拓扑结构示意图；
[0031]图3为图2中的可控半导体器件与钳位二极管布局示意图；
[0032]图4为本技术具体实施例提供的叠层母排组合爆炸图；
[0033]图5为图4中的第一层母排结构示意图；
[0034]图6为图4中的第本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双管并联NPC三电平逆变器的叠层母排，其特征在于，包括四层母排；第一层母排，用于设置安装突波吸收电容的连接端子；第二层、第四层母排，采用镜像设计，用于逆变器上桥臂与P极直流母线或者下桥臂与N极直流母线的电气连接，以及逆变器上、下桥臂内可控半导体器件之间、以及可控半导体器件与钳位二极管之间的电气连接；第三层母排，用于逆变器上、下桥臂与AC交流输出的电气连接，以及两个钳位二极管与O极直流母线的电气连接；所述第二层、第三层、第四层母排上可控半导体器件的连接孔采用两组并联设置。2.根据权利要求1所述的叠层母排，其特征在于，所述第一层母排包括第一母排，用于设置安装突波吸收电容的连接端子，以及将连接端子连通到O极直流母线上；所述第二层母排包括第二母排、第三母排，所述第二母排用于逆变器下桥臂与N极直流母线的电气连接，所述第三母排用于逆变器下桥臂可控半导体器件之间、以及可控半导体器件与钳位二极管之间的电气连接；所述第三层母排包括第四母排、第五母排，所述第四母排用于逆变器上、下桥臂与AC交流输出的电气连接，所述第五母排用于两个钳位二极管与O极直流母线的电气连接，以及第一母排与O极直流母线的连接；所述第四层母排包括第六母排、第七母排，所述第六母排用于逆变器上桥臂与P极直流母线的电气连接，所述第七母排用于逆变器上桥臂可控半导体器件之间、以及可控半导体器件与钳位二极管之间的电气连接。3.根据权利要求2所述的叠层母排，其特征在于，所述第一母排包括直排、中心与直排一端一体连接的侧排，第一母排关于直排对称设计；所述第二母排、第三母排均为矩形结构，相邻侧边平行于直排...

【专利技术属性】
技术研发人员：张艳清，杨鑫，窦艺朝，马逊，王海亮，陈玫志，余笔超，
申请(专利权)人：中国航天科工飞航技术研究院中国航天海鹰机电技术研究院，
类型：新型
国别省市：