[實用新型]水冷式三相二電平IGBT模塊單元

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200820138488.4
• 申請日: 2008-09-27
• 公開（公告）號: CN201355607Y
• 公開（公告）日: 2009-12-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: A·皮亞澤西;G·納普;T·施盧爾
• 申請（專利權(quán)）人: ABB瑞士有限公司
• 主分類號: H01L23/473
• 分類號: H01L23/473;H02M1/00;H05K7/20
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 曾祥夌;劉華聯(lián)

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及電力電子電路(power?electronics?circuit)，它以水冷式三相二電平IGBT模塊單元為基礎(chǔ)。

背景技術(shù)

在靜態(tài)變換器中，水冷式三相二電平IGBT模塊單元常常作為小型集成系統(tǒng)而構(gòu)成，以實現(xiàn)盡可能高的性能，增加電壓和開關(guān)頻率。

通用模塊單元的構(gòu)成方式如下：

-功率耗損元件(通常為半導(dǎo)體元件和電阻)被(以熱界面層(thermal?interface?layer))直接安裝在金屬散熱器上。

-功率半導(dǎo)體為一組、兩組或三組模塊，其正極和負極與公共的DC總線連接。

-半導(dǎo)體模塊連接成可提供三相交流電輸出。

-半導(dǎo)體模塊的選通信號由門極驅(qū)動單元產(chǎn)生，各半導(dǎo)體模塊為單獨的或在一起(一般為2組或6組)。

-半導(dǎo)體模塊通常為絕緣柵雙極晶體管IGBT(Insulated?GateBipolar?Transistor)模塊。

遺憾的是，一般不對散熱器上的模塊單元進行進一步冷卻。然而，對于要獲得足夠有效性和高壽命周期的模塊單元來說，冷卻半導(dǎo)體模塊極為重要。若不進行充分的冷卻，則會導(dǎo)致半導(dǎo)體受到損壞或破壞。設(shè)有這種半導(dǎo)體模塊的單元的可靠性一般很低。

發(fā)明內(nèi)容

因此，本實用新型目的在于實現(xiàn)一種IGBT模塊單元以消除以上不足。

根據(jù)本實用新型的模塊單元包括6組IGBT模塊，所述IGBT模塊安裝在金屬散熱器上，使得熱界面層處于所述IGBT模塊和所述金屬散熱器之間。根據(jù)本實用新型的金屬散熱器采用水冷。其優(yōu)點在于，通過水對所述散熱器另外地進行水冷，從而獲得對所述IGBT模塊的更好冷卻。通過這種對所述IGBT模塊的改良的冷卻，就獲得了模塊單元的更高的可用性和更長的壽命周期。

以下參照附圖來詳細描述優(yōu)選實施例，本實用新型的已描述和未描述的目的、優(yōu)點及特征將更顯而易見。

附圖說明

在附圖中：

圖1為根據(jù)本實用新型的模塊單元的一實施例的分解圖。

附圖中的附圖標記及其含義匯總于附圖標記清單中。原則上說，附圖中同一部件采用同一附圖標記。所描述的實施例僅代表本實用新型主題的一個示例，不具有任何限制作用。

附圖標記清單

A????散熱器

B????IGBT模塊

C????匯流排

C1???DC連接件

C2???AC連接件

D????門極驅(qū)動單元

具體實施方式

圖1示出了根據(jù)本實用新型的模塊單元的一實施例的分解圖。圖1中的模塊單元包括六組IGBT模塊B，并且IGBT模塊B安裝在金屬散熱器A上，從而使得熱界面層處于所述IGBT模塊B和所述散熱器A之間。根據(jù)本實用新型，所述散熱器A采用水冷。其優(yōu)點在于，通過水對所述散熱器另外地進行水冷，從而獲得對所述IGBT模塊B的更好冷卻。通過這種對所述IGBT模塊B的改良的冷卻，就獲得了模塊單元的更高的可用性和更長的壽命周期。

此外，所述散熱器A兩側(cè)設(shè)有水接頭。所述水接頭為自密封式管接頭，以保證在進口側(cè)和出口側(cè)簡單快速地將其從整個單元模塊上卸下。將所述IGBT模塊B排列成三行兩列或兩行三列。根據(jù)圖1，所述IGBT模塊B設(shè)置成兩行三列，以充分利用所述散熱器表面并獲益于最佳散熱。根據(jù)所述電連接件C1、C2，所述IGBT模塊B的位置還可選擇成可減少匯流排C的長度、層數(shù)及其中的開口數(shù)。所述模塊單元使所述匯流排C設(shè)于所述IGBT模塊B之上，因此所述匯流排C的形狀基本上為矩形。DC連接件C1處于所述匯流排C的長邊側(cè)，AC連接件C2處于所述匯流排C的另一長邊側(cè)，該長邊側(cè)與DC連接件C1所處的所述匯流排C的長邊側(cè)相對。這就保證了變換器中所述模塊單元的簡潔的機械連接。所述匯流排C的低感應(yīng)率(inductivity)對實現(xiàn)所述IGBT模塊的優(yōu)良切換性能極為重要，從而允許所述模塊單元在更高的DC連接電壓和開關(guān)頻率下操作。所述匯流排C采用層壓型，由一個正極、一個負極以及每相一個AC導(dǎo)體層構(gòu)成。所述導(dǎo)體層既平又薄，且彼此間相互平行，此外還在它們之間設(shè)有絕緣層，從而在所述IGBT模塊和所述模塊單元的DC連接件C1、AC連接件C2之間形成了低感應(yīng)率電連接。