CN205081667U - 一种igbt并联功率模块结构 - Google Patents
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Abstract
一种IGBT并联功率模块结构，其底架(2)和散热器固定钣金(3)均固定在基板(1)的同一侧，底架(2)安装在基板(1)的下部，散热器固定钣金(3)安装在基板(1)的上部；风冷散热器(12)安装在散热器固定钣金(3)上，固定在基板(1)上，IGBT模块(13)固定在风冷散热器(12)上，直流滤波膜电容(14)分为两排固定在基板(1)的下部；IGBT模块(13)和直流滤波膜电容(14)均位于直流复合母排(9)的同一侧，直流复合母排(9)的正极母排和负极母排之间采用片状绝缘件进行绝缘，IGBT模块(13)和直流滤波膜电容(14)的正负极分别通过正极母排和负极母排连接；交流均流铜排通过绝缘块固定在风冷散热器(12)上。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种IGBT并联的单相功率模块的结构。
背景技术
随着可再生能源技术快速发展，风能变流器是风电整套设备中的重要部件，在风能变流器的研发和制造过程中，模组功率单元的设计尤其重要。
由于功率等级越来越大，功率模块需要采用多个IGBT并联，现有的IGBT并联功率模块存在如下缺陷：1)IGBT并联功率模块直流侧的对称性、交流侧的静态和动态均流度不高，IGBT元件与滤波电容之间的杂散电感高导致IGBT关断时产生过电压击穿的问题，2)多个IGBT模块由前到后沿着风道方向依次排列，由于空气从前到后存在依次加热的问题，造成靠近出风口位置的IGBT模块温度升高，散热效果差。3)由于塔筒尺寸的限制，要求功率模块宽度尽量小。
实用新型内容
本实用新型的目的是在满足结构紧凑、方便维修的同时，克服现有功率模块中，多个IGBT模块温度不均，静动态均流不良等缺陷，提出一种IGBT并联功率模块的结构。
为实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：
本实用新型IGBT并联功率模块结构，包括IGBT模块、风冷散热器、直流滤波膜电容、直流复合母排、交流均流铜排，以及安装支架。
所述的安装支架包括基板、底架和散热器固定钣金。底架和散热器固定钣金均固定在基板的同一侧，底架安装在基板下部，散热器固定钣金安装在基板上部。基板自上而下安装有以下器件：IGBT模块固定在风冷散热器上，风冷散热器安装在散热器固定钣金上，通过螺栓固定在基板的上部；直流滤波膜电容分为两排固定在基板的下部；IGBT模块和直流滤波膜电容均位于直流复合母排的同一侧，直流复合母排包括正极母排和负极母排，正极母排和负极母排之间采用片状绝缘件进行绝缘，IGBT模块分别通过正极母排和负极母排与直流滤波膜电容的正负极连接；交流均流铜排位于IGBT并联功率模块最上部，通过绝缘块固定在风冷散热器上。
所描述的IGBT模块为三块以上，三块以上的IGBT模块并联，并列排成一行，固定在同一风冷散热器上。
所述的IGBT模块的交流侧安装有交流均流铜排，一根引出铜排通过螺栓固定在交流均流铜排的1/3位置处，另一根引出铜排通过螺栓固定在交流均流铜排的2/3位置处，功率回路阻抗对称，均流性优良。
所述的交流均流铜排用绝缘垫块固定在风冷散热器上，为了增加与风冷散热器之间的电气间隙，交流均流铜排下方垫有绝缘板。
本实用新型的IGBT并联功率模块结构中，为了方便IGBT并联功率模块的推拉式拆装，IGBT并联功率模块的后部设有两个定位销，用来限位固定功率模块。IGBT并联功率模块的顶部设计为斜面，由基板与散热器固定钣金组装成一个具有5°倾角的斜面，拆装方便并且密封良好。
本实用新型的IGBT并联功率模块中，其直流端与交流端位于IGBT并联功率模块的两侧，直流滤波膜电容邻近风冷散热器的进风口。
本实用新型降低了直流滤波膜电容的温度，提高电容寿命；直流复合母排竖直放置，同时可作为风道使用，通过下端进气口吹进来的大流量空气，贯穿整体模组内的主要器件，对于每个IGBT模块不会存在依次加热的问题，可以将功耗热量快速高效的带出IGBT模块。本实用新型提高了散热性能、均流性好，结构简单流畅，便于安装、维护。
附图说明
图1本实用新型的结构示意图；
图2去除驱动板以及直流母排后的结构示意图。
具体实施方式
如图1、图2所示：本实用新型的IGBT并联功率模块结构包括IGBT模块13、风冷散热器12、直流滤波膜电容14、直流复合母排9、交流端铜排及安装支架。安装支架包括基板1、底架2和散热器固定钣金3，底架2和散热器固定钣金3均固定在基板1的同一侧，底架2安装在基板1下部，散热器固定钣金3安装在基板1上部。风冷散热器12安装在散热器固定钣金3上，通过螺栓固定在基板1的上部，IGBT模块13固定在风冷散热器12上，直流滤波膜电容14分为两排固定在基板1的下部，邻近风冷散热器12的进风口处，充分利用了进风风流改善直流滤波膜电容14的散热条件，延长电容寿命。
如图1、图2所示：本实施例的直流复合母排9包括正极母排和负极母排，正极母排和负极母排之间采用片状绝缘件进行绝缘，直流滤波膜电容14与IGBT模块13的正负极分别通过直流复合母排9的正极母排和负极母排连接。直流复合母排9靠近IGBT模块13的直流端排竖直放置，有效的降低杂散电感；同时直流复合母排9可作为风道使用，将功耗热量快速高效地带出IGBT模块；直流复合母排9上预留有安装无感吸收电容的位置，本实施例中，不设置吸收电容，不影响本实用新型目的实现。
如图1、图2所示：本实施例中，IGBT模块13为四块，间隔并联布置，交流端铜排包括：交流均流铜排11、引出铜排6和引出铜排7。引出铜排6通过螺栓固定在交流均流铜排11的1/3位置处，引出铜排7通过螺栓固定在交流均流铜11排的2/3位置处，保证了功率回路阻抗对称，有利于并联的IGBT模块的均流。交流均流铜排11下部用绝缘块5支撑，为保证与风冷散热器12的电气间隙，交流均流铜排11下部安装绝缘垫板10。
本实施例中，为了方便IGBT并联功率模块的推拉式拆装，在IGBT并联功率模块的后部设有两个定位销4，用来限位固定，基板1与散热器固定钣金3组装成一个具有5°倾角的斜面，拆装方便并且密封良好。
Claims (6)
1.一种IGBT并联功率模块结构，其特征在于：所述的IGBT并联功率模块结构包括IGBT模块(13)、风冷散热器(12)、直流滤波膜电容(14)、直流复合母排(9)、交流均流铜排(11)及安装支架；所述的安装支架包括基板(1)、底架(2)和散热器固定钣金(3)；底架(2)和散热器固定钣金(3)均固定在基板(1)的同一侧，底架(2)安装在基板(1)的下部，散热器固定钣金(3)安装在基板(1)的上部；风冷散热器(12)安装在散热器固定钣金(3)上，固定在基板(1)上，IGBT模块(13)固定在风冷散热器(12)上，直流滤波膜电容(14)分为两排固定在基板(1)的下部；IGBT模块(13)和直流滤波膜电容(14)均位于直流复合母排(9)的同一侧，直流复合母排(9)包括正极母排和负极母排，正极母排和负极母排之间采用片状绝缘件进行绝缘，IGBT模块(13)分别通过正极母排和负极母排与直流滤波膜电容(14)的正负极连接；交流均流铜排通过绝缘块固定在风冷散热器(12)上。
2.根据权利要求1所述的IGBT并联功率模块结构，其特征在于：所述的IGBT模块(13)为三块以上，三块以上的IGBT模块(13)并联，并列排成一行，固定在同一风冷散热器(12)上。
3.根据权利要求1所述的IGBT并联功率模块结构，其特征在于：所述的IGBT模块(13)的交流侧安装有交流均流铜排(11)，一根引出铜排(6)固定在交流均流铜排的1/3位置处，另一根引出铜排(7)固定在交流均流铜排的2/3位置处。
4.根据权利要求3所述的IGBT并联功率模块结构，其特征在于：所述的交流均流铜排(11)用绝缘垫块固定在风冷散热器(12)上，交流均流铜排(11)的下方垫有绝缘板。
5.根据权利要求1所述的IGBT并联功率模块结构，其特征在于：所述的IGBT并联功率模块后部设有两个定位销(4)；基板(1)与散热器固定钣金(3)组装成一个具有5°倾斜角的斜面。
6.根据权利要求1所述的IGBT并联功率模块结构，其特征在于:直流端与交流端位于所述IGBT并联功率模块的两侧，直流滤波膜电容(14)邻近所述风冷散热器(12)的进风口。
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