CN1645724A - 紧凑型集成门极换向晶闸管功率相模块 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种紧凑型集成门极换向晶闸管功率相模块，它包括：IGCT(1)、箝位电阻(2)、箝位电抗器(3)、压紧架(4)、螺杆(5)、散热器(6)、箝位电容器(7)、功率连接端子(8)、二极管(9)、串间连接母线(10)以及其它一些压紧结构组件。压紧架(4)、螺杆(5)以及其它压紧结构组件将IGCT(1)、二极管(9)、散热器(6)等串联压紧成三个相互平行“并联”的串组件，三个串组件共用两侧的压紧架(4)，箝位电阻(2)位于串前部左右两侧，箝位电抗器(3)位于此串左右两侧，箝位电容器(7)被连接母线夹持于此串中间后部。优点在于：结构紧凑，空间尺寸小，组装简单、方便，适用于3～27MVA大功率IGCT变流器。

Description

紧凑型集成门极换向晶闸管功率相模块
技术领域
本发明属于半导体开关技术领域，特别是提供了一种紧凑型集成门极换向晶闸管(即IGCT)功率相模块，它适用于3～27MVA大功率变流器中，将这种IGCT功率相模块组合在一起，就可构成了一台大功率有源整流器或逆变器，广泛应用于中压传动领域。
背景技术
集成门极换向晶闸管IGCT是瑞士ABB公司专为中压变频器开发的功率半导体开关器件。IGCT基于非常成熟的GTO(门极关断晶闸管)技术，使变频器的设计从根本上降低了复杂程度，提高了效率和可靠性。IGCT集IGBT(绝缘门极双极性晶体管)的高速开关特性和GTO(门极关断晶闸管)的高阻断电压和低导通损耗特性于一体。IGCT的快速开关能力无需缓冲电路，因而所需的功率元件数目更少，运行的可靠性更高。目前国际上IGCT的应用技术已经很成熟，但是在国内却还处于起步阶段，还没有IGCT变流器的成熟产品问世。完整的IGCT有源整流电路或逆变电路包括IGCT、反并联二极管、箝位电路器件等，若将这些元器件分散组装后再用母线或导线进行电气连接，不仅其占用体积较大，而且连线回路面积较大，从而造成线路的杂生电感增大。杂生电感的增大会使IGCT的关断电压升高，这时候为保证IGCT的安全就必须要减小输出电流，从而造成输出功率的减小。此外，IGCT功率组件分散安装，也不利于维修工作的进行。
发明内容
本发明的目的在于提供一种紧凑型IGCT功率相模块，它将所有器件集成于一体，装卸便利，结构紧凑，体积较小，并且连接线路的杂生电感较小，输出功率能够达到设计要求。
本发明的结构如附图1所示，它包括：IGCT1、箝位电阻2、箝位电抗器3、压紧架4、螺杆5、散热器6、箝位电容器7、功率连接端子8、二极管9、串间连接母线10以及其它一些压紧结构组件。压紧架4、螺杆5以及其它压紧结构组件将IGCT1、二极管9、散热器6等串联压紧成三个相互平行“并联”的串组件，三个串组件共用两侧的压紧架4，箝位电阻2位于串前部左右两侧，箝位电抗器3位于此串左右两侧，箝位电容器7被连接母线夹持于此串中间后部。
所述的IGCT功率相模块是由IGCT1、二极管9等半导体器件的电气连接是通过串间连接母线10实现的，串间连接母线10呈纵向被压紧于三个串组件之间，其表面紧贴于所连接的半导体器件的端面与散热器6的端面。
所述的散热器6既可是水冷散热器，也可以是风冷散热器。
本发明的优点在于：将IGCT应用电路中各元器件集成在一个功率模块中，不仅有效减小了占用体积，提高了变流器的功率密度，而且功率相单元的模块化设计有助于***的安装、调试等工作，提高了工作效率，同时也为最小停机时间的维护和维修工作打下了基础。装卸便利，结构紧凑，体积较小，并且连接线路的杂生电感较小。
附图说明
图1为本发明的一种结构示意图。其中，IGCT1、箝位电阻2、箝位电抗器3、压紧架4、螺杆5、散热器6、箝位电容器7、功率连接端子8、二极管9、串间连接母线10。
图2为本发明的IGCT1、二极管9、散热器6、箝位电容器以及串接连接母线10结构示意图。
具体实施方式
图1、图2为本发明的一种具体实施方式。其中，串间连接母线10共有六条连接母线，连接母线为平直板状。装配时，串间层叠母线10紧贴于IGCT1、二极管9等半导体器件端面和散热器6的端面并被压紧，从而实现三个组件串之间的电路连接。所述IGCT功率模块的串间层叠母线10呈左右两侧对称安装。
本发明中IGCT、二极管等半导体器件之间的电路连接采用串间层叠母线实现，且串接连接母线紧贴于功率器件，在结构上减小了连线的回路面积，试验结果证明这种设计能够有效降低连接线路的杂生电感，提高了功率相模块乃至整台变流器的输出功率。

Claims (4)

1.一种紧凑型集成门极换向晶闸管功率相模块，包括：IGCT(1)、箝位电阻(2)、箝位电抗器(3)、压紧架(4)、螺杆(5)、散热器(6)、箝位电容器(7)、功率连接端子(8)、二极管(9)、串间连接母线(10)以及其它一些压紧结构组件；其特征在于：压紧架(4)、螺杆(5)以及其它压紧结构组件将IGCT(1)、二极管(9)、散热器(6)等串联压紧成三个相互平行“并联”的串组件，三个串组件共用两侧的压紧架(4)，箝位电阻(2)位于串前部左右两侧，箝位电抗器(3)位于此串左右两侧，箝位电容器(7)被连接母线夹持于此串中间后部。
2.按照权利要求1所述的IGCT功率相模块，其特征在于：IGCT(1)、二极管(9)半导体器件的电气连接是通过串间连接母线(10)实现的，串间连接母线(10)呈纵向被压紧于三个串组件之间，且紧贴于所连接的半导体器件的端面。
3.按照权利要求1所述的IGCT功率相模块，其特征在于：所述的散热器(6)为水冷散热器。
4.按照权利要求1所述的IGCT功率相模块，其特征在于：所述的散热器(6)为风冷散热器。
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