[發(fā)明專利]一種高壓半橋IGBT逆變模塊

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210573693.4
• 申請(qǐng)日: 2012-12-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103066862A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-04-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 魏培華;唐海燕;劉長(zhǎng)清;趙清良;言清;袁懷坤;孫立輝
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 株洲南車時(shí)代電氣股份有限公司
• 主分類號(hào): H02M7/00
• 分類號(hào): H02M7/00;H05K7/20
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務(wù)所 43008
• 代理人: 趙洪;周長(zhǎng)清

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明主要涉及到IGBT逆變模塊領(lǐng)域，特指一種高壓半橋IGBT逆變模塊。

背景技術(shù)

隨著磁懸浮列車、地鐵城軌車輛、高速動(dòng)車組、大功率電力機(jī)車、客車技術(shù)的發(fā)展及國(guó)產(chǎn)化，半橋DC/DC變換器越來(lái)越被廣泛應(yīng)用，因而DC/DC的半橋逆變電路的模塊化大量被應(yīng)用。例如，現(xiàn)有技術(shù)中的磁懸浮列車和地鐵列車DC1500V輸入電壓等級(jí)的DC/DC半橋逆變模塊、高速動(dòng)車組和城軌車輛DC750V輸入電壓等級(jí)的DC/DC半橋逆變模塊、電力機(jī)車和客車DC600V輸入電壓等級(jí)的DC/DC半橋逆變模塊等等。

目前，DC/DC半橋逆變模塊產(chǎn)品的多樣性不利于之間相互應(yīng)用，不同電壓等級(jí)之間不能通過(guò)簡(jiǎn)單的組合相互借用，因此其通用化不高，增加了開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)及維護(hù)成本，工程化應(yīng)用程度不高。

由于發(fā)展及應(yīng)用時(shí)間較短，現(xiàn)有半橋IGBT變流器技術(shù)普遍存在一些缺點(diǎn)：1、模塊化程度不高。產(chǎn)品往往根據(jù)需求而單獨(dú)設(shè)計(jì)，沒(méi)有對(duì)通用電路單元進(jìn)行高度集成設(shè)計(jì)，體積比較大，安裝不方便。2、通用化程度不高。沒(méi)有考慮通用IGBT電路拓?fù)鋯卧拇?lián)和并聯(lián)等多種組合連接方式，多種功率、電壓等級(jí)的應(yīng)用場(chǎng)合。3、器件布局不合理。沒(méi)有考慮器件電氣絕緣的合理設(shè)計(jì)，電氣性能不理想。4、成本太高。多采用復(fù)合母排進(jìn)行電氣連接，IGBT驅(qū)動(dòng)信號(hào)采用光纖，加工成本高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題就在于：針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊、成本低廉、靈活性大、通用性強(qiáng)、適用范圍廣的高壓半橋IGBT逆變模塊。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種高壓半橋IGBT逆變模塊，包括散熱器以及安裝于散熱器基板上的相互獨(dú)立的第一路半橋電路和第二路半橋電路，所述第一路半橋電路上設(shè)有第一輸入正極接線柱和第一輸入負(fù)極接線柱，所述第二路半橋電路上設(shè)有第二輸入正極接線柱和第二輸入負(fù)極接線柱；所述第一輸入負(fù)極接線柱與第二輸入正極接線柱連接在一起令第一路半橋電路與第二路半橋電路實(shí)現(xiàn)串聯(lián)，或者所述第一輸入正極接線柱與第二輸入正極接線柱連接在一起且第一輸入負(fù)極接線柱與第二輸入負(fù)極接線柱連接在一起令第一路半橋電路與第二路半橋電路實(shí)現(xiàn)并聯(lián)。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)：

所述第一路半橋電路上還設(shè)有第一輸出接線柱、第二輸出接線柱作為第一路半橋電路的輸出，所述第二路半橋電路上還設(shè)有第三輸出接線柱、第四輸出接線柱作為第二路半橋電路的輸出，所述第一路半橋電路和第二路半橋電路的輸出分別接各自的高頻變壓器進(jìn)行變壓處理。

所述第一路半橋電路和第二路半橋電路中的四塊IGBT均勻分布在散熱器的正面；所述第一路半橋電路和第二路半橋電路中的支撐電容分布在散熱器的兩側(cè)，每四個(gè)支撐電容組成一組并用電容箍固定，所述電容箍和支撐電容之間用第一橡膠墊隔開(kāi)，所述支撐電容和散熱器之間采用第一環(huán)氧布板進(jìn)行熱隔離，所述支撐電容和第一環(huán)氧布板之間采用第二橡膠墊隔開(kāi)。

本發(fā)明進(jìn)一步還包括一溫度繼電器，所述溫度繼電器放置于散熱器的中心位置；所述溫度繼電器與散熱器之間設(shè)置導(dǎo)熱絕緣橡膠薄膜進(jìn)行隔離，所述溫度繼電器被第二環(huán)氧布板壓住并通過(guò)第二環(huán)氧布板上的螺釘固定在散熱器上。

本發(fā)明進(jìn)一步還包括一箱體，散熱器、第一路半橋電路、第二路半橋電路安裝于箱體內(nèi)，所述散熱器和箱體之間采用第三環(huán)氧布板進(jìn)行高壓電氣隔離，在所述第三環(huán)氧布板兩個(gè)面上安裝有密封圈。

本發(fā)明進(jìn)一步還包括一環(huán)氧絕緣套管，所述環(huán)氧絕緣套管穿過(guò)散熱器和第三環(huán)氧布板，所述散熱器上設(shè)有絕緣尼龍滑條。

所述第一路半橋電路和第二路半橋電路的門極驅(qū)動(dòng)單元通過(guò)導(dǎo)電支撐桿固定連接到IGBT?的C、E、G極上。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：

1、本發(fā)明的高壓半橋IGBT逆變模塊，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊、成本低廉，其兩路獨(dú)立的半橋電路連接方式可以進(jìn)行串、并聯(lián)組合，增強(qiáng)了電路應(yīng)用的靈活性。

2、本發(fā)明的高壓半橋IGBT逆變模塊中支撐電容特有的組裝方式，保證了連接的牢固性及隔熱效果。

3、本發(fā)明的高壓半橋IGBT逆變模塊中溫度繼電器、導(dǎo)熱絕緣薄膜、環(huán)氧板的組合方式，保證了良好的熱接觸能力，同時(shí)達(dá)到了很好的電氣隔離效果；散熱器、環(huán)氧布板、密封圈、絕緣套管、滑條、拉手組裝方式，保證了裝置與箱體的電氣隔離效果，同時(shí)便于拆裝及維修；門極驅(qū)動(dòng)單元、銅排、IGBT、絕緣薄膜、電容組裝方式保證了不同電壓等級(jí)之間的隔離效果，同時(shí)降低了成本。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的主視結(jié)構(gòu)原理示意圖。