CN112928967A - 一种逆变复合母排以及逆变功率单元 - Google Patents

一种逆变复合母排以及逆变功率单元 Download PDF

Info

Publication number
CN112928967A
CN112928967A CN201911235205.7A CN201911235205A CN112928967A CN 112928967 A CN112928967 A CN 112928967A CN 201911235205 A CN201911235205 A CN 201911235205A CN 112928967 A CN112928967 A CN 112928967A
Authority
CN
China
Prior art keywords
busbar
switching device
terminal
inversion
power unit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201911235205.7A
Other languages
English (en)
Inventor
梁海刚
张丹
李艳伟
王亮亮
王翠云
俞晓丽
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
CRRC Yongji Electric Co Ltd
Original Assignee
CRRC Yongji Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by CRRC Yongji Electric Co Ltd filed Critical CRRC Yongji Electric Co Ltd
Priority to CN201911235205.7A priority Critical patent/CN112928967A/zh
Publication of CN112928967A publication Critical patent/CN112928967A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P27/00Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage
    • H02P27/04Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage
    • H02P27/06Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage using dc to ac converters or inverters
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/003Constructional details, e.g. physical layout, assembly, wiring or busbar connections
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/53Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M7/537Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters
    • H02M7/5387Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a bridge configuration
    • H02M7/53871Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a bridge configuration with automatic control of output voltage or current
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • H05K7/2089Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating for power electronics, e.g. for inverters for controlling motor
    • H05K7/20927Liquid coolant without phase change
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B70/00Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
    • Y02B70/10Technologies improving the efficiency by using switched-mode power supplies [SMPS], i.e. efficient power electronics conversion e.g. power factor correction or reduction of losses in power supplies or efficient standby modes

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Abstract

本发明提供的一种逆变复合母排以及逆变功率单元,复合母排用于连接三相逆变电路中双面并联布局的开关器件;包括:连接母排,为相对于第一平面对称的对称结构,设置有与变流柜的连接端子连接的伸出端子;侧边母排,对应双面并联布局的所述开关器件设置有两个,分别用于连接同侧的所述开关器件;两个所述侧边母排相对于所述第一平面对称设置于所述连接母排。如此设计,首先,可将整个主电路连接起来,解决了主电路电缆连接多,布局复杂,电缆杂散电感大,功率器件容易损坏,电路可靠性差等问题;其次,逆变复合母排结构对称,使并联回路中漏感最小,可有效降低连接电感,保证开关器件工作的可靠性。

Description

一种逆变复合母排以及逆变功率单元
技术领域
本发明涉及功率转换设备技术领域,尤其涉及一种逆变复合母排以及逆变功率单元。
背景技术
目前,大功率电力机车牵引电传动***通常采用“交-直-交”的传动技术。具体地,变流器采用单相变压器输出的单相交流电源供电,由四象限整流器整流,中间直流电通过逆变功率单元逆变出三相变压变频的交流电源供牵引电机。逆变功率单元配合控制***完成功率转换,为牵引电机提供合适的三相交流电压,实现牵引电机的速度特性控制。逆变功率单元是电力机车牵引电传动***的关键组成部分。
逆变功率单元包括主电路和驱动电路。主电路即半导体开关器件组成的三相逆变电路。驱动电路通过控制不同开关器件的通断完成直流电向交流电的逆变。开关器件在工作过程中具有较高的开关速度,为了保证逆变功率单元的正常工作,对杂散电感的要求较高,需要杂散电感尽量小。因此主电路连接需要通过复合母排连接,把直流母线作成扁平截面,并叠放在一起,以减小寄生电感,提高功率器件工作的可靠性。
但是,由于功率单元主电路原理和结构需求,复合母排需要分体或者设计两个及以上,然后通过铜排连接。而此种连接方式容易产生杂散电感,影响功率器件工作可靠性。
发明内容
本发明实施例提供一种逆变复合母排以及逆变功率单元,以克服现有技术中复合母排之间通过铜排连接,容易产生杂散电感,影响功率器件工作可靠性的问题。
本发明提供的一种逆变复合母排,用于连接三相逆变电路中双面并联布局的开关器件;包括:
连接母排,为相对于第一平面对称的对称结构,设置有与变流柜的连接端子连接的伸出端子;
侧边母排,对应双面并联布局的所述开关器件设置有两个,分别用于连接同侧的所述开关器件;两个所述侧边母排相对于所述第一平面对称设置于所述连接母排。
如此设计,首先,可将整个主电路连接起来,解决了主电路电缆连接多,布局复杂,电缆杂散电感大,功率器件容易损坏,电路可靠性差等问题;其次,逆变复合母排结构对称,使并联回路中漏感最小,可有效降低连接电感,保证开关器件工作的可靠性。
可选的,所述伸出端子设置于所述连接母排相对于所述侧边母排的外侧面,所述伸出端子包括相对于所述第一平面对称设置的正极端子排和负极端子排。
可选的,所述侧边母排和所述连接母排为正极层和负极层层叠平行分布的叠层母排;所述正极层靠近所述开关器件。
可选的,所述侧边母排对应所述开关器件设置位置开设有安装孔,所述安装孔包括分别与所述正极层和所述负极层连通的正极孔和负极孔,所述开关器件的正负极分别连接至所述正极孔和所述负极孔。
可选的,所述侧边母排可拆卸安装于所述连接母排。
可选的,所述侧边母排设置侧边设置有朝向所述连接母排弯折的连接端,所述连接母排设置有与所述连接端配合的连接孔,所述侧边母排通过穿设于所述连接端与所述连接孔的紧固件可拆卸安装于所述连接母排。
可选的,所述连接端包括在所述侧边母排的侧边布置的第一连接端、第二连接端和第三连接端,所述第二连接端为正极连接端;所述第一连接端和所述第三连接端为负极连接端,相对于所述第二连接端对称设置。
本发明同时提供了一种逆变功率单元,包括水冷基板和相对于所述水冷基板双面并联布局的开关器件,所述开关器件为SiC-MOSFET器件,所述开关器件通过上述任一项所述的逆变复合母排连接至交流柜的连接端子。
可选的,包括三相逆变电路,所述三相逆变电路包括两两并联的第一开关器件V1与第二开关器件V2,第三开关器件V3与第四开关器件V4,以及,第五开关器件V5与第六开关器件V6;所述第一开关器件V1、所述第三开关器件V3和所述第五开关器件V5连接至同一所述侧边母排,所述第二开关器件V2、所述第四开关器件V4以及第六开关器件V6连接至同一侧边母排。
可选的,所述伸出端子通过母排连接器与所述连接端子相连,所述母排连接器包括夹设于所述伸出端子端部的连接器本体,所述连接本体为绝缘结构,所述连接器本体设置有两侧分别与所述伸出端子和所述连接端子接触导通的导电部。
上述说明仅是本发明技术方案的概述,为了能够更清楚了解本发明的技术手段,并可依照说明书的内容予以实施,以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式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,下面描述中的附图是本发明的一些实施方式,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。
图1为本发明实施例一提供的一种逆变复合母排的结构示意图;
图2为图1中侧边母排的结构示意图;
图3为图1中连接母排的结构视图;
图4为本发明实施例二提供的一种逆变功率单元的结构示意图;
图5为本发明实施例二提供的一种逆变功率单元另一角度的结构示意图;
图6为本发明实施例二提供的一种逆变功率单元的电路原理图;
图7为本发明实施例二提供的开关器件的安装示意图;
图8为本发明实施例二提供的母排连接器的结构示意图;
图9为本发明实施例二提供的母排连接器的使用原理图。
附图标记说明:
1-母排连接器、101-作用臂、102-内侧板、103-导电部;
2-伸出端子、3-连接端子、4-水冷基板、5-逆变复合母排、6-驱动板、7-屏蔽板、8-高压叉式连接器;
V1-第一开关器件、V2-第二开关器件、V3-第三开关器件、V4-第四开关器件、V5-第五开关器件、V6-第六开关器件;
DC+:直流正极输入端、DC-:直流负极输入端、U:第一交流输出端、V:第二交流输出端、W:第三交流输出端;
DRV1:第一驱动电路、DRV2:第二驱动电路、DRV3:第三驱动电路;
51-连接母排、52-侧边母排;
521-安装孔、522-第三连接端、523-第二连接端、524-第一连接端;
511-第一连接孔、512-第二连接孔、513-负极端子排、514-第三连接孔、515-正极端子排。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,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,都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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发明和简化描述,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发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中,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;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
此外,下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
实施例一
本发明实施例提供一种逆变复合母排,用于连接三相逆变电路中双面并联布局的开关器件。该逆变复合母排包括连接母排和侧边母排:连接母排为相对于第一平面对称的对称结构,设置有与变流柜的连接端子连接的伸出端子。侧边母排对应双面布局的开关器件设置有两个,分别用于连接同侧的开关器件;两个侧边母排相对于第一平面对称设置于连接母排。
如此设计,通过连接母排连接两个侧边母排,可降低线路分布电感,保证开关器件工作的可靠性。而且采用U型对称结构,保证主电路良好的均流特性,提高开关器件的工作寿命。
请参考图1至图3,具体地,侧边母排52为矩形板状结构,包括层叠平行设置的正极层和负极层。正极层位于侧边母排52靠近开关器件的一侧,负极层位于侧边母排52远离SiC-MOSFET器件的一侧。侧边母排52对应开关器件设置位置开设有安装孔521,安装孔521包括分别与正极层和负极层连通的正极孔和负极孔,开关器件的正负极分别连接至对应的正极孔和负极孔。
侧边母排52侧边设置有朝向连接母排51弯折的连接端,连接母排51设置有与连接端配合的连接孔,侧边母排52通过穿设于连接端与连接孔的紧固件可拆卸安装于连接母排51。可拆卸的设置方便开关器件和逆变复合母排的安装。
请参考图3,连接母,51为矩形板状结构。与侧边母排52相同,连接母排51为正极层和负极层层叠平行分布的层叠母排结构。连接母排51相对的两侧边分别与两个侧边母排52相连。侧边母排的连接端包括在侧边母排的侧边布置的第一连接端524、第二连接端523和第三连接端522,第二连接端523为与正极层相连的正极连接端,第一连接端524和第三连接端522为与负极层相连的负极连接端,相对于第二连接端523对称设置。
相应的,连接孔包括对应第一连接端524、第二连接端523和第三连接端522的第一连接孔511、第二连接孔512和第三连接孔514。第二连接孔512为与连接母排51的正极层相连的正极连接孔,第一连接孔511和第三连接孔514与连接母排51的负极层相连的负极连接孔。
两个侧边母排52分别通过穿设于连接端和连接孔的紧固件安装于连接母排51相对的两侧边,并实现正极层和负极层的连接。连接母排51相对于侧边母排52的另一侧面,即U型结构的外侧面设置有伸出端子2。伸出端子2包括分别与正极层和负极层相连的正极端子排515和负极端子排513。正极端子排515和负极端子排513相对于第一平面对称设置在连接母排51靠近第一平面的位置。
三相逆变电路中的多个开关器件通过两面对应位置并联布局,布局的两面相对于第一平面对称设置。两个侧边母排52分别为对应开关器件布局两面第一侧边母排和第二侧边母排。第一侧边母排和第二侧边母排分别用于连接同侧的开关器件。通过上述描述可知,将三相逆变电路的“正”和“负”极通过逆变复合母排连接在一起。
随着大功率半导体器件和变流技术飞速发展,新兴碳化硅(SiC)功率器件依托其阻断电压高、高频特性好、耐高温以及开关损耗和通态损耗小等优势,为电力电子器件技术迎来新的机遇,应用前景广阔。
与传统基于硅(Si)半导体的功率器件相比,新兴碳化硅(SiC)功率器件具有更高耐压等级、高温工作能力、更低导通损耗和开关损耗。对逆变功率单元而言,SiC-MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor,金属-氧化物半导体场效应晶体管)器件可作为开关器件使用。
现有3300V等级的功率单元采用Si-IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor,绝缘栅双极型晶体管)器件,由于在同等电压和电流等级条件下,Si-IGBT器件功率损耗比SiC-MOSFET器件损耗大,导致在同等应用环境和工况下采用Si-IGBT功率单元的散热体积比采用SiC-MOSFET功率单元大,进而增大变流器体积和重量。
因此,使用全SiC器件的逆变功率单元比使用Si-IGBT器件的逆变功率单元在相同环境、工况及散热条件下,开关频率整体提高一倍,不仅提高了工作效率,而且体积和重量相应减少。
全SiC逆变功率单元具有更高的开关速度,但是由于现阶段工艺和技术原因,SiC-MOSFET功率器件电流值最大为750A,因此应用在大功率电力机车中需要功率器件进行并联设计。
本实施例中的逆变复合母排可以用于全SiC逆变功率单元。通过采用本实施例提供的逆变复合母排,首先,可将整个主电路连接起来,解决了主电路电缆连接多,布局复杂,电缆杂散电感大,功率器件容易损坏,电路可靠性差等问题;其次,逆变复合母排结构对称,使并联回路中漏感最小,可有效降低连接电感,保证开关器件工作的可靠性。
实施例二
现有技术中,逆变功率单元包括水冷基板和主电路。主电路包括并联IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor,绝缘栅双极型晶体管模块)。由于主电路的结构会造成线路感抗差异,并对并联的IGBT模块的动态均流产生影响,因此主电路中并联的IGBT模块需对称布局。并联IGBT模块安装在水冷基板同一侧,位置对称并且相邻。容易理解的,水冷基板离进水口近的位置表面温度比较低,离进水口远的位置表面温度比较高。安装在水冷基板同一侧的并联IGBT模块距离进水口的距离不同,因而导致并联IGBT模块之间的存在冷却差异,此种冷却差异会引起工作结温不同,进而影响IGBT模块的动态和静态特性。
鉴于此,本发明实施例提供了一种逆变功率单元。
请参考图4至图9,该逆变功率单元包括水冷基板4和主电路,该主电路包括多个并联设置的开关器件。如图7所示,水冷基板4为板状结构,包括对称设置的两个冷却侧面。并联设置的开关器件分别设置于两个冷却侧面的相对位置,即多个开关器件通过水冷基板4两面对应位置并联布局。
如此设置,可使每个并联的开关器件离水冷基板4进水口位置一致,避免了并联开关器件之间因冷却差异导致的工作节温不同,从而降低冷却的差异,以获得最佳的热耦合,达到较好的热平衡状态,提高开关器件工作寿命。
新兴SiC功率器件与传统Si功率器件相比,具有更高耐压等级、高温工作能力、更低导通损耗和开关损耗,为电力电子器件技术迎来新的机遇,应用前景广阔。对逆变功率单元而言,SiC-MOSFET器件可作为开关器件使用。在相同环境、工况及散热条件下,使用全SiC的逆变功率单元比使用Si的功率单元开关频率整体提高一倍,不仅提高了工作效率,而且体积和重量相应减少。
本实施例中,开关器件选用SiC-MOSFET器件。多个SiC-MOSFET器件采用双面布局的方式,以水冷基板4两个冷却侧面对应位置布局的SiC-MOSFET器件并联组成一个桥臂,因此每个并联SiC-MOSFET器件离水冷基板4进水口位置一致。显然,本发明提供的多个开关器件通过水冷基板4两面对应位置并联布局的方式,也可用于基于硅半导体的功率器件。
具体地,图6为本实施例中逆变功率单元主电路的原理图。该逆变功率单元主电路包括集成在一个功率模块上的三相逆变电路和驱动电路。三相逆变电路包括6个半桥封装的SiC-MOSFET器件,为三相逆变电路的3个桥臂,分别为第一开关器件V1、第二开关器件V2、第三开关器件V3、第四开关器件V4、第五开关器件V5和第六开关器件V6。
其中,第一开关器件V1与第二开关器件V2,第三开关器件V3与第四开关器件V4,以及,第五开关器件V5与第六开关器件V6两两并联。直流正极输入端DC+和直流负极输入端DC-为三相逆变电路的直流输入端。第一交流输出端U、第二交流输出端V和第三交流输出端W为三相桥逆变电路的交流输出端。
驱动电路包括驱动三相逆变电路的三个驱动电路,分别为控制第一开关器件V1与第二开关器件V2的第一驱动电路DRV1、控制第三开关器件V3与第四开关器件V4的第二驱动电路DRV2,以及,控制第五开关器件V5与第六开关器件V6两两并联的第三驱动电路DRV3。三个驱动电路分别集成在三个驱动板6中。
由于全SiC器件的功率单元比Si-IGBT功率单元的开关速度更快,驱动功率更大。鉴于此,驱动板6采用光信号输入,功能包括高等级隔离电路、大功率驱动电路、Vds过压保护、Vds dv/dt保护、门极过压保护、电源欠压保护、短路保护、di/dt保护、短脉冲抑制、电源过流保护等。
如图4和图5所示。该逆变功率单元包括水冷基板4、SiC-MOSFET器件、驱动板6、逆变复合母排5、母排连接器1、绝缘支撑座、屏蔽板7及高压叉式连接器8。
请参考图7,整个逆变功率单元以水冷基板4为中心,SiC-MOSFET器件均匀对称布局在水冷基板4两个冷却侧面。两个冷却侧面为相对于第一平面对称设置的第一冷却面和第二冷却面。具体地,第一开关器件V1、第三开关器件V3和第五开关器件V5安装于第一冷却面,第二开关器件V2,第四开关器件V4和第六开关器件V6安装于第二冷却面。
逆变复合母排5用于把整个逆变电路的“正”和“负”极连接起来,逆变功率单元通过逆变复合母排5对外连接的伸出端子2和变流柜的连接端子3相连接。
如图1至图3所示,该逆变复合母排5包括连接母排51和侧边母排52。连接母排51为相对于第一平面对称的对称结构,设置有与变流柜的连接端子3连接的伸出端子2。侧边母排52设置有两个,两个侧边母排52相对于第一平面对称设置于连接母排51。连接母排51与侧边母排52组合形成U型结构。
具体地,请参考图2,侧边母排52为矩形板状结构,包括层叠平行设置的正极层和负极层。正极层位于侧边母排52靠近SiC-MOSFET器件的一侧,负极层位于侧边母排52远离SiC-MOSFET器件的一侧。侧边母排52对应开关器件设置位置开设有安装孔521,安装孔521包括分别与正极层和负极层连通的正极孔和负极孔,开关器件的正负极分别连接至对应的正极孔和负极孔。
侧边母排52侧边设置有朝向连接母排51弯折的连接端,连接母排51设置有与连接端配合的连接孔,侧边母排52通过穿设于连接端与连接孔的紧固件可拆卸安装于连接母排51。
请参考图3,连接母排51为矩形板状结构。与侧边母排52相同,连接母排51为正极层和负极层层叠平行分布的层叠母排结构。连接母排51相对的两侧边分别与两个侧边母排52相连。侧边母排52的连接端包括在侧边母排52的侧边布置的第一连接端524、第二连接端523和第三连接端522,第二连接端523为与正极层相连的正极连接端,第一连接端524和第三连接端522为与负极层相连的负极连接端,相对于第二连接端523对称设置。相应的,连接孔包括对应第一连接端524、第二连接端523和第三连接端522的第一连接孔511、第二连接孔512和第三连接孔514。第二连接孔512为与连接母排51的正极层相连的正极连接孔,第一连接孔511和第三连接孔514与连接母排51的负极层相连的负极连接孔。
两个侧边母排52分别通过穿设于连接端和连接孔的紧固件安装于连接母排51相对的两侧边,并实现正极层和负极层的连接,将三相逆变电路的“正”和“负”极通过逆变复合母排5连接在一起。连接母排51通过绝缘支撑座固定在水冷基板4上。
连接母排51相对于侧边母排52的另一侧面,即U型结构的外侧面设置有伸出端子2。伸出端子2包括分别与正极层和负极层相连的正极端子排515和负极端子排513。正极端子排515和负极端子排513相对于第一平面对称设置在连接母排51靠近第一平面的位置。
通过上述描述可知,三相逆变电路中的多个开关器件通过水冷基板4两面对应位置并联布局。两个侧边母排52分别为对应第一冷却面设置的第一侧边母排和对应第二冷却面设置的第二侧边母排。第一侧边母排和第二侧边母排分别用于连接第一侧面和第二侧面的开关器件。
本实施例中,第一开关器件V1,第三开关器件V3以及第五开关器件V5的直流正极输入端DC+、直流负极输入端DC-分别与第一侧边母排上的正极孔和负极孔相连,通过第一侧边母排将同侧的第一开关器件V1,第三开关器件V3以及第五开关器件V5的直流正极输入端DC+、直流负极输入端DC-分别连接在一起。
同理,第二开关器件V2,第四开关器件V4以及第六开关器件V6的直流正极输入端DC+、直流负极输入端DC-分别与第二侧边母排上的正极孔和负极孔相连,连接在一起。通过第二侧边母排将同侧的第二开关器件V2,第四开关器件V4以及第六开关器件V6的直流正极输入端DC+、直流负极输入端DC-分别连接在一起。
采用上述对称结构的逆变复合母排5,不仅降低线路分布电感,还使并联回路中漏感最小,提高SiC-MOSFET器件运行的可靠性。
正极端子排515和负极端子排513分别通过两个母排连接器1与连接端子3相连。
请参考图8和图9,母排连接器1包括夹设于伸出端子2端部的连接器本体,连接本体为绝缘结构,连接器本体设置有两侧分别与伸出端子2和连接端子3接触导通的导电部103。
连接端子3包括正极连接部和负极连接部,正极连接部和负极连接部通过绝缘层贴合设置。连接端子3伸入正极端子排515和负极端子排513之间时,正极连接部和负极连接部分别朝向正极端子排515和负极端子排513。
以正极连接为例,请参考图8,母排连接器1通过连接器本体直接夹设于在逆变复合母排5的正极端子排515上,导电部103两侧分别与正极连接部和正极端子排515接触从而实现正极连接部和正极端子排515的接触导通。
同理,负极连接依靠另一个母排连接器1实现与连接端子3的连接。
采用本发明提供的母排连接器1不需要钻孔或者特别的切割,不需要螺纹,安装快速;不仅使逆变复合母排5的杂散电感量最小,减少***杂散电感,保证逆变功率单元中主电路均流特性和开关器件工作的可靠性。而且通过母排连接器1,使逆变复合母排5与连接端子3之间的电气连接更加方便,降低安装和维护成本。
通过上述描述可知,本发明逆变复合母排5如此设置,首先,可将整个主电路连接起来,解决了主电路电缆连接多,布局复杂,电缆杂散电感大,功率器件容易损坏,电路可靠性差等问题;其次,逆变复合母排5结构对称,使并联回路中漏感最小;最后,便于安装上母排连接器1,电气连接方便,降低安装和维护成本。母排连接器1采用上述结构,其安装在连接母排51,和变流柜的直流输入相连接,无需螺栓固定。
从图4和图5中可以看出,逆变功率单元的输出铜排通过高压叉式连接器8和变流柜的输出端子直接相连,不需要通过螺钉紧固,电气连接方便,降低安装和维护成本。驱动板6安装在屏蔽板7上,避免受到电磁干扰。
本发明采用高压SiC-MOSFET为开关器件,不仅提高功率单元开关频率,还减少了功率单元的体积,提高了变流器效率;并采用数字化驱动板,能够可靠地驱动3300V全SiC功率器件。
综上可知,整个逆变功率单元设计合理、紧凑,安置方便。
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种逆变复合母排,用于连接三相逆变电路中双面并联布局的开关器件;其特征在于,包括:
连接母排(51),为相对于第一平面对称的对称结构,设置有与变流柜的连接端子(3)连接的伸出端子(2);
侧边母排(52),对应双面并联布局的所述开关器件设置有两个,分别用于连接同侧的所述开关器件;两个所述侧边母排(52)相对于所述第一平面对称设置于所述连接母排。
2.根据权利要求1所述的逆变复合母排,其特征在于:所述伸出端子(2)设置于所述连接母排(51)相对于所述侧边母排(52)的外侧面,所述伸出端子(2)包括相对于所述第一平面对称设置的正极端子排(514)和负极端子排(513)。
3.根据权利要求1或2所述的逆变复合母排,其特征在于:所述侧边母排(52)和所述连接母排(51)为正极层和负极层层叠平行分布的叠层母排;所述正极层靠近所述开关器件。
4.根据权利要求3所述的逆变复合母排,其特征在于:所述侧边母排(52)对应所述开关器件设置位置开设有安装孔(521),所述安装孔(521)包括分别与所述正极层和所述负极层连通的正极孔和负极孔,所述开关器件的正负极分别连接至所述正极孔和所述负极孔。
5.根据权利要求1所述的逆变复合母排,其特征在于:所述侧边母排(52)可拆卸安装于所述连接母排(51)。
6.根据权利要求5所述的逆变复合母排,其特征在于:所述侧边母排(52)设置侧边设置有朝向所述连接母排(51)弯折的连接端,所述连接母排(51)设置有与所述连接端配合的连接孔,所述侧边母排(52)通过穿设于所述连接端与所述连接孔的紧固件可拆卸安装于所述连接母排(51)。
7.根据权利要求6所述的逆变复合母排,其特征在于:所述连接端包括在所述侧边母排的侧边布置的第一连接端(524)、第二连接端(523)和第三连接端(522),所述第二连接端(523)为正极连接端;所述第一连接端(524)和所述第三连接端(522)为负极连接端,相对于所述第二连接端(523)对称设置。
8.一种逆变功率单元,其特征在于:包括水冷基板(4)和相对于所述水冷基板(4)双面并联布局的开关器件,所述开关器件为SiC-MOSFET器件,所述开关器件通过权利要求1-7中任一项所述的逆变复合母排(5)连接至交流柜的连接端子(3)。
9.根据权利要求8所述的逆变功率单元,其特征在于:包括三相逆变电路,所述三相逆变电路包括两两并联的第一开关器件与第二开关器件,第三开关器件与第四开关器件,以及,第五开关器件与第六开关器件;所述第一开关器件、所述第三开关器件和所述第五开关器件连接至同一所述侧边母排(52),所述第二开关器件、所述第四开关器件以及第六开关器件连接至同一所述侧边母排(52)。
10.根据权利要求8所述的逆变功率单元,其特征在于:所述伸出端子(2)通过母排连接器(1)与所述连接端子(3)相连,所述母排连接器(1)包括夹设于所述伸出端子(2)端部的连接器本体,所述连接本体为绝缘结构,所述连接器本体设置有两侧分别与所述伸出端子(2)和所述连接端子(3)接触导通的导电部(103)。
CN201911235205.7A 2019-12-05 2019-12-05 一种逆变复合母排以及逆变功率单元 Pending CN112928967A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911235205.7A CN112928967A (zh) 2019-12-05 2019-12-05 一种逆变复合母排以及逆变功率单元

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911235205.7A CN112928967A (zh) 2019-12-05 2019-12-05 一种逆变复合母排以及逆变功率单元

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN112928967A true CN112928967A (zh) 2021-06-08

Family

ID=76160970

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911235205.7A Pending CN112928967A (zh) 2019-12-05 2019-12-05 一种逆变复合母排以及逆变功率单元

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112928967A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024129430A1 (en) * 2022-12-16 2024-06-20 Bae Systems Controls Inc. Ac busbar for current sharing between parallelly connected semiconductor switching pairs

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024129430A1 (en) * 2022-12-16 2024-06-20 Bae Systems Controls Inc. Ac busbar for current sharing between parallelly connected semiconductor switching pairs

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9093923B2 (en) Three-level converter having phase bridge arm
US7881086B2 (en) Power conversion device and fabricating method for the same
US20020118560A1 (en) Substrate-level DC bus design to reduce module inductance
TWI517549B (zh) 三電平整流器
WO2002025703A2 (en) Substrate-level dc bus design to reduce module inductance
CN207304393U (zh) 整流与逆变简统化的辅助变流功率单元及复合母排
GB2541966A (en) Power converter and railway vehicle
EP4106175A1 (en) Motor controller and vehicle
CN103715915A (zh) 三级整流半桥
CN114649279A (zh) 基于导电金属带的宽禁带半导体双面散热模块封装结构
CN104796009A (zh) 双侧对称的大容量整流功率单元
CN112928967A (zh) 一种逆变复合母排以及逆变功率单元
US10554123B2 (en) Power converter with a parallel flat plate conductor electrically connected with a capacitor and a power module
CN110445398B (zh) 一种SiC-MOSFET功率单元
CN110855158A (zh) 变流器模块及变流器
US11894780B2 (en) Power conversion unit
CN107872165A (zh) 转换器
CN203826375U (zh) Mos管并联实现大电流开关控制的结构
CN112928525A (zh) 一种母排连接器以及逆变功率单元
CN211089493U (zh) 碳化硅mosfet半桥电路及并联的电路模块和功率板
CN108702097A (zh) 转换器
CN114121923A (zh) 一种功率半导体模块封装结构
CN217036760U (zh) 一种光伏***功率模组及逆变器
CN220915675U (zh) 功率模块、电力电子设备和车辆
CN210469101U (zh) 驱动板、电力电子设备及空调器

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination