一种IGBT功率器件的压装结构制造技术

一种IGBT功率器件的压装结构，包括一对并列串组，该对并列串组限定一条对称中心线并包括：一个上串组和一个下串组；上串组左散热器(2)和下串组左散热器、第一中间散热器和第二中间散热器、上串组右散热器和下串组右散热器关于所述对称中心线相互分组对称，左侧的对称散热器组由上串组左散热器和下串组左散热器组成，中间的对称散热器组由第一中间散热器和第二中间散热器组成，右侧的对称散热器组由上串组右散热器和下串组右散热器组成，其中：左侧的对称散热器组和中间的对称散热器组以及右侧的对称散热器组之中的一组是做成一体的；而且，所述第一、第二、第三和第四IGBT和二极管组件各由一个IGBT和一个二极管沿对称中心线方向叠压在一起。方向叠压在一起。方向叠压在一起。

【技术实现步骤摘要】
一种IGBT功率器件的压装结构


[0001]本专利技术涉及变电
，具体涉及一种IGBT功率器件的压装结构。

技术介绍

[0002]现代直流输电技术已经发展到目前的电压源换流阶段，柔性直流输电(HVDC Flexible)技术是电压源换流的最新技术。柔性直流输电与常规直流输电方式相比，具有如下优点：
[0003]1)开通、关断均可控；
[0004]2)自换相，可向无源网络供电；
[0005]3)无换相失败问题；
[0006]4)无功功率可以由换流器本身控制产生或者吸收；
[0007]5)无需滤波器和无功补偿等设备，占地较小。
[0008]随着系统损耗和造价的不断降低，柔性直流工程的应用愈加提高。
[0009]柔性直流输电的核心设备是柔性直流换流阀(以下简称“柔直阀”)，柔性直流可简称“柔直”。IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶闸管)，又是柔直阀的核心功率器件(以下简称“器件”)。压接式IGBT作为IGBT的一种，工作时在器件两端施加一定压力，IGBT导通实现通流。
[0010]英飞凌的压接式IGBT，每一组器件包含一支IGBT和一支二极管两部分。一般每个柔直阀的功率单元需要二组IGBT，即二支IGBT和二支二极管共四支器件。四支器件通常串联压装。此种压装方式的优点是节省结构部件(弹簧、端板等)，四支器件的压装力相同；不足之处是连接母排结构复杂，母排占用空间较多，压装体整体宽度大，安装在柔直模块中需按图中方向放置，与柔直模块中的其他元件(电容，开关等)母排连接复杂，不利于柔直模块的小型化布置。

技术实现思路

[0011]为了解决现有技术中的问题，本专利技术提出一种IGBT功率器件的压装结构，包括一对并列串组，该对并列串组限定一条对称中心线并包括：
[0012]一个上串组，包括沿对称中心线方向依次整齐叠加压装在一起的一个上串组左端板、一个上串组左散热器、一个第一IGBT和二极管组件、一个第一中间散热器、一个第二IGBT和二极管组件、一个上串组右散热器、一个弹性元件及附件和一个上串组右端板；
[0013]一个下串组，包括沿对称中心线方向依次整齐叠加压装在一起的一个下串组左端板、一个下串组左散热器、一个第三IGBT和二极管组件、一个第二中间散热器、一个第四IGBT和二极管组件、一个下串组右散热器、另一个弹性元件及附件和一个下串组右端板；
[0014]上串组左散热器和下串组左散热器、第一中间散热器和第二中间散热器、上串组右散热器和下串组右散热器关于所述对称中心线相互分组对称，左侧的对称散热器组由上串组左散热器和下串组左散热器组成，中间的对称散热器组由第一中间散热器和第二中间
散热器组成，右侧的对称散热器组由上串组右散热器和下串组右散热器组成，其中：左侧的对称散热器组和中间的对称散热器组以及右侧的对称散热器组之中的一组是做成一体的；而且，所述第一、第二、第三和第四IGBT和二极管组件各由一个IGBT和一个二极管沿对称中心线方向叠压在一起。
[0015]相对于现有技术来说，由于左侧的对称散热器组和中间的对称散热器组以及右侧的对称散热器组之中的一组是做成一体的，IGBT功率器件的压装结构从总体上来说自身更加稳固，而且做成一体的那组散热器减少了两个对外接水口，就减小了漏水的可能性。
附图说明
[0016]图1为本专利技术IGBT压装结构的侧面视图；
[0017]图2为本专利技术IGBT压装结构的一种应用场合立体示意图；
[0018]图3为本专利技术IGBT压装结构的另一种应用场合立体示意图；
[0019]其中：1
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上串组左端板，2
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上串组左散热器，3
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IGBT和二极管组件，4
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中间散热器，5
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上串组右散热器，6
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弹性元件及附件，7
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高强度连杆及紧固件，8
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上串组右端板，9
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下串组右端板，10
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下串组右散热器，11
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二极管，12
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下串组左散热器，13
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下串组左端板，14
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端板连接板，18
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电容连接母排A，22
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电容接连母排B，30
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IGBT组件压装体，25
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电容器，40
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柔直阀功率模块底座。
具体实施方式
[0020]IGBT需要在两个导电端面施加压力，方能进入导通状态。在一套压装体中布置两支器件时，零件的布置结构如图1中压装结构的上半部分，结构布置方式为：左端板
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左散热器
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IGBT
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中间散热器
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IGBT
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右散热器
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绝缘垫板
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钢垫板
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碟簧
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右端板。两侧端板通过高强度螺杆相连。螺杆两端加工有螺纹，螺杆左端外螺纹与左端板的内螺纹配合连接，螺杆右端外螺纹配合螺母使用，在对压装体施加外部压力后，拧紧螺母，限制压装体的总长度，使压装体内的弹性元件(弹簧)保持压缩状态，为IGBT提供压力。
[0021]本专利技术的功率器件压装机构，如图1所示，分成上下两个串联式的压装体(以下简称“上串组”和“下串组”)。上串组主要元件的布置顺序为：左端板
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左散热器
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IGBT
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中间散热器
‑
IGBT
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右散热器
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碟簧及附件
‑
右端板；
[0022]下串组主要元件的布置顺序为：左端板
‑
左散热器
‑
二极管
‑
中间散热器
‑
二极管
‑
右散热器
‑
碟簧及附件
‑
右端板；
[0023]除中间散热器外，上串组和下串组的其余零件均相对独立，两串组之间没有其他刚性连接。上下两个串联体的中间散热器为一整体，即上下两个串联体共用一个整体式散热器。整体式具有两个优点：
[0024]1)中间散热器将上下两个串联体相连，加强压装体的整体稳定性；
[0025]2)减少散热器之间串联水管的数量，减少水路泄露点以及水管安装、维护的工作量。
[0026]上串联体通过左右两端板支撑在下串联体的两端板上，两侧的上下端板分别通过连接件通过螺栓固定，保证了整体的稳定性。
[0027]根据图1总结如下：本专利技术涉及一种IGBT功率器件的压装结构，包括一对并列串
组，该对并列串组限定一条对称中心线并包括：
[0028]一个上串组，包括沿对称中心线方向依次整齐本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种IGBT功率器件的压装结构，包括一对并列串组，该对并列串组限定一条对称中心线并包括：一个上串组，包括沿对称中心线方向依次整齐叠加压装在一起的一个上串组左端板(1)、一个上串组左散热器(2)、一个第一IGBT和二极管组件(3)、一个第一中间散热器(4)、一个第二IGBT和二极管组件(3)、一个上串组右散热器(5)、一个弹性元件及附件(6)和一个上串组右端板(8)；一个下串组，包括沿对称中心线方向依次整齐叠加压装在一起的一个下串组左端板(13)、一个下串组左散热器(12)、一个第三IGBT和二极管组件(3)、一个第二中间散热器(4)、一个第四IGBT和二极管组件(3)、一个下串组右散热器(10)、另一个弹性元件及附件(6)和一个下串组右端板(9)；上串组左散热器(2)和下串组左散热器(12)、第一中间散热器(4)和第二中间散热器(4)、上串组右散热器(5)和下串组右散热器(10)关于所述对称中心线相互分组对称，左侧的对称散热器组由上串组左散热器(2)和下串组左散热器(12)组成...

【专利技术属性】
技术研发人员：高凯，周峰，任茂鑫，周亮，王劭菁，张仕骐，
申请(专利权)人：中电普瑞电力工程有限公司南瑞集团有限公司国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：