一种功率开关模块与母排连接结构制造技术

本申请公开了一种功率开关模块与母排连接结构，涉及轨道交通辅助供电技术领域。在保证系统结构紧凑、散热效率高的同时还能降低系统的寄生参数。功率开关模块与母排连接结构，包括由下至上依次设置的风道、散热片、功率开关模块和母排；母排为层叠结构；功率开关模块包括逆变器功率开关模块组和充电机功率开关模块组；散热片连接在风道上；风道能够带走散热片所产生的热量；逆变器功率开关模块组和充电机功率开关模块组均连接在散热片上；逆变器功率开关模块组和充电机功率开关模块组均通过螺钉与母排电连接。过螺钉与母排电连接。过螺钉与母排电连接。

【技术实现步骤摘要】
一种功率开关模块与母排连接结构


[0001]本申请涉及轨道交通辅助供电
，尤其涉及一种功率开关模块与母排连接结构。

技术介绍

[0002]城轨辅助供电系统中的交直流功率模块包括逆变器和充电机。其中，逆变器输出工频交流，充电机输出低压直流。在城轨系统中，逆变器系统的功率等级远大于充电机系统，为节约装备空间，二者通常安装连接在同一块散热片上。逆变器和充电机因输入接在同一母线上，故具有相同的电压等级，但功率等级不同，造成开关状态下电压尖峰的差别，同时过快的开关频率使得功率器件对回路寄生参数变得非常敏感，进而在开关过程中会出现电压/电流振荡、尖峰和高频串扰等非理想行为特征，影响功率开关模块的正常工作。
[0003]现有的功率开关模块与母排连接结构侧重考虑如何降低主回路杂散电感参数，忽视了紧凑的空间结构所造成的系统散热效果不佳。例如，中国专利《整流与逆变简统化的辅助变流功率单元及复合母排》(公开号：CN207304393U)公开了一种整流与逆变简统化的辅助变流功率单元，由于其中的逆变器功率开关管模块和充电机功率开关管模块分别位于复合母排两侧，其双面并联布局方式不仅不利于系统的散热，而且紧凑的结构还不利于器件的检修与更换。

技术实现思路

[0004]本申请的实施例提供一种功率开关模块与母排连接结构，在保证系统结构紧凑、散热效率高的同时还能降低系统的寄生参数。
[0005]为达到上述目的，本申请的实施例提供了一种功率开关模块与母排连接结构，包括由下至上依次设置的风道、散热片、功率开关模块和母排；所述母排为层叠结构；所述功率开关模块包括逆变器功率开关模块组和充电机功率开关模块组；所述散热片连接在所述风道上；所述风道能够带走所述散热片所产生的热量；所述逆变器功率开关模块组和所述充电机功率开关模块组均连接在所述散热片上；所述逆变器功率开关模块组和所述充电机功率开关模块组均通过螺钉与所述母排电连接。
[0006]进一步地，所述风道为矩形风道；所述逆变器功率开关模块组包括第一逆变器功率开关模块、第二逆变器功率开关模块和第三逆变器功率开关模块；所述充电机功率开关模块组包括第一充电机功率开关模块和第二充电机功率开关模块；所述第一逆变器功率开关模块和第二逆变器功率开关模块沿所述风道的宽度方向依次设置，且所述第一逆变器功率开关模块和第二逆变器功率开关模块均靠近所述风道的进风口；所述第一充电机功率开关模块和第二充电机功率开关模块均沿所述风道的长度方向与所述第一逆变器功率开关模块并排设置；所述第三逆变器功率开关模块沿所述风道的长度方向与所述第二逆变器功率开关模块并排设置，且所述第三逆变器功率开关模块的位置与所述第二充电机功率开关模块的位置相对应。
[0007]进一步地，所述第一充电机功率开关模块和所述第一逆变器功率开关模块、所述第二充电机功率开关模块之间均具有间隙；所述第一逆变器功率开关模块与所述第二逆变器功率开关模块之间具有间隙；第二充电机功率开关模块与所述第三逆变器功率开关模块之间具有间隙。
[0008]进一步地，所述散热片上还设置有驱动板支架和驱动板；所述驱动板支架位于所述功率开关模块的外侧；所述驱动板连接在所述驱动板支架的外侧；所述驱动板的内部集成电压传感器，所述电压传感器用于采集所述功率开关模块的电压值。
[0009]进一步地，所述母排中的主电路母线为扁平状。
[0010]进一步地，所述功率开关模块靠近所述风道的进风口设置。
[0011]进一步地，所述第一逆变器功率开关模块、所述第二逆变器功率开关模块和所述第三逆变器功率开关模块的结构相同。
[0012]进一步地，所述第一充电机功率开关模块和所述第二充电机功率开关模块的结构相同。
[0013]进一步地，所述功率开关模块采用硅、碳化硅或氮化镓材质。
[0014]本申请相比现有技术具有以下有益效果：
[0015]1、本申请实施例通过将逆变器功率开关模块组和充电机功率开关模块组直接与母排连接并采用低杂散电感的叠层母排减小了电路中的杂散电感参数，还通过在逆变器功率开关模块组和充电机功率开关模块组的底部设置散热板和风道解决了逆变器功率开关模块组和充电机功率开关模块组的散热问题。
[0016]2、本申请实施例中的逆变器功率开关模块为三个，充电机功率开关模块为两个，其中一个逆变器功率开关模块和两个充电机功率开关模块并排设置在散热片的前侧，另外两个逆变器功率开关模块设置在散热片的后侧，由此，在保证散热片表面温度均匀的同时，还使得同一类型的功率开关模块间隔较小，保证了充电机模块和逆变器模块间的相对独立性，降低了功率开关模块与母排间的寄生参数和模块间的耦合作用。
[0017]3、本申请实施例中的功率开关模块之间均具有间隙，既能提高系统的散热效率，又便于器件的检修与更换。
[0018]4、本申请实施例中的功率开关模块均靠近风道的入风口设置，可以进一步提高系统的散热效率。
[0019]5、本申请实施例中的驱动板内部集成电压传感器，能够检测功率开关模块的尖峰电压，保证电路中的逆变器模块和充电机模块都能够工作在安全区内，动态响应快并且可靠性高。
附图说明
[0020]为了更清楚地说明本申请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申请的一些实施例，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。
[0021]图1为本申请实施例的立体结构示意图；
[0022]图2为本申请实施例中风道、散热片、功率开关模块和母排的连接结构示意图；
[0023]图3为本申请实施例中逆变器功率开关模块和充电机功率开关模块的安装示意图；
[0024]图4为本申请实施例中风道与散热片的连接结构示意图；
[0025]图5为本申请实施例中母排的立体结构示意图；
[0026]图6为本申请实施例的电路原理图。
具体实施方式
[0027]下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。
[0028]在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
[0029]在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；对于本领域的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种功率开关模块与母排连接结构，其特征在于，包括由下至上依次设置的风道、散热片、功率开关模块和母排；所述母排为层叠结构；所述功率开关模块包括逆变器功率开关模块组和充电机功率开关模块组；所述散热片连接在所述风道上；所述风道能够带走所述散热片所产生的热量；所述逆变器功率开关模块组和所述充电机功率开关模块组均连接在所述散热片上；所述逆变器功率开关模块组和所述充电机功率开关模块组均通过螺钉与所述母排电连接。2.根据权利要求1所述的功率开关模块与母排连接结构，其特征在于，所述风道为矩形风道；所述逆变器功率开关模块组包括第一逆变器功率开关模块、第二逆变器功率开关模块和第三逆变器功率开关模块；所述充电机功率开关模块组包括第一充电机功率开关模块和第二充电机功率开关模块；所述第一逆变器功率开关模块和第二逆变器功率开关模块沿所述风道的宽度方向依次设置，且所述第一逆变器功率开关模块和第二逆变器功率开关模块均靠近所述风道的进风口；所述第一充电机功率开关模块和第二充电机功率开关模块均沿所述风道的长度方向与所述第一逆变器功率开关模块并排设置；所述第三逆变器功率开关模块沿所述风道的长度方向与所述第二逆变器功率开关模块并排设置，且所述第三逆变器功率开关模块的位置与所述第二充电机功率开关模块的位置相对应。3.根据权利要求2所述的功率开关模块与...

【专利技术属性】
技术研发人员：刁利军，刁利坚，刘新博，何水源，任家辉，吕海臣，张艳，
申请(专利权)人：北京交通大学，
类型：新型
国别省市：