[實用新型]功率模塊

有效

• 申請號: 201520769890.2
• 申請日: 2015-09-30
• 公開（公告）號: CN205092758U
• 公開（公告）日: 2016-03-16
• 發明（設計）人: 楊峰;包寶軍;糜曉宇;唐順;董曉亮
• 申請（專利權）人: 艾默生網絡能源有限公司
• 主分類號: H02M1/00
• 分類號: H02M1/00;H05K7/20
• 代理公司: 深圳市順天達專利商標代理有限公司 44217
• 代理人: 高占元

技術領域

本實用新型涉及變頻器和風能變流器領域，具體而言，涉及一種功率模塊。

背景技術

在風電變流器、變頻器等電力電子產品中，功率模塊是電力電子變換的核心部件，隨著電力電子技術和市場需求的發展變化，對功率密度的要求越來越高，多絕緣柵雙極型晶體管(InsulatedGateBipolarTransistor，簡稱為IGBT)并聯以及多母線電容串并聯的設計越來越普遍。該類設計要求其要有緊湊的結構布局，較低的電壓應力，相對均衡的電流應力，相對均衡的熱設計并最終要滿足關鍵的熱應力限制，這些要求在大功率變換中特別是采用風冷散熱型更為突出。

相關技術中，功率模塊有多種技術方案，功率模塊由于各部分性能要求不同使得設計產生沖突。

方案一：將IGBT模塊和直流母線電容分開布置，能夠在一定程度上降低耦合。在該方案中，IGBT模塊部分和直流母線電容部分可根據各自模塊要求進行設計，各自模塊內部設計的自由度相對比較大，可以比價容易滿足各自模塊的性能。但該方案會導致IGBT模塊部分和直流母線電容部分天然上會有一個連接斷點，以及兩部分距離較遠，一方面造成直流母排連接復雜度比較高，單物料成本上可能會增加20％以上，安裝、維護等后期成本也較大；另一方面復雜的結構和較遠的距離，會導致整個回路的寄生參數比較大，IGBT等開關器件產生的關斷電壓尖峰會很大，某些特殊工況有可能超過器件應力要求，產生損壞或潛在的損壞。

方案二：將IGBT模塊部分和直流母線電容部分放置在一起，通過一塊母排將直流母線電容與多個IGBT模塊直接連接在一起，該方案中，功率模塊整體布局緊湊，IGBT模塊之間并聯以及直流母線電容的并聯或串并聯設計也相對比較容易，回路較小，電性能比較好，但是，多個IGBT模塊存在多個IGBT模塊熱分布不均的問題。

針對相關技術中功率模塊中的多個IGBT模塊熱分布不均的問題，目前尚未提出有效的解決方案。

實用新型內容

本實用新型旨在提供一種功率模塊，以解決相關技術中功率模塊中的的多個IGBT模塊熱分布不均的問題。

一方面，提供了一種功率模塊，包括：直流母線電容和多個絕緣柵雙極型晶體管IGBT模塊，其中，所述多個IGBT模塊并聯，且所述多個IGBT模塊之間相互平行；

其中，相互平行的所述多個IGBT模塊中的第一個IGBT模塊靠近散熱器進風口，相互平行的所述多個IGBT模塊中的最后一個IGBT模塊靠近散熱器的出風口，所述多個IGBT模塊對應的散熱器的齒向與所述多個IGBT排列的方向存在預設夾角，所述預設夾角大于0度且小于45度。

優選地，上述功率模塊還包括：多個IGBT銅排，分別對應于所述多個IGBT模塊，且通過設置所述多個IGBT銅排的長度、寬度和所述多個IGBT銅排的位置以調整流過所述多個IGBT模塊的電流。

優選地，所述多個IGBT模塊中的每個IGBT模塊到所述直流母線電容之間的距離是相同的。

優選地，上述功率模塊還包括：所述多個IGBT模塊對應的第一散熱風道和所述直流母線電容的第二散熱風道，所述第一散熱風道和所述第二散熱風道獨立設置，在所述第一散熱風道和所述第二散熱風道的出口交匯于公用的離心風機。

優選地，上述功率模塊還包括：所述多個IGBT模塊對應的第一散熱風道和所述直流母線電容的第二散熱風道，所述第一散熱風道和所述第二散熱風道獨立設置，在所述第一散熱風道和所述第二散熱風道的出口分別對應第一風機和第二風機。

優選地，所述多個IGBT模塊與所述直流母線電容靠近放置在一起，所述多個IGBT模塊中的每個IGBT模塊到所述直流母線電容的距離相同。

優選地，上述功率模塊還包括框架；其中，所述直流母線電容和所述多個IGBT模塊均放置在所述框架內，且，所述直流母線電容和所述多個IGBT模塊獨立設置。

優選地，所述直流母線電容模塊由多個電容串聯，所述多個電容的兩端分別并聯均壓電阻。

通過本實用新型，采用直流母線電容和多個絕緣柵雙極型晶體管IGBT模塊，其中，所述多個IGBT模塊并聯，且所述多個IGBT模塊之間相互平行的功率模塊的技術方案；其中，相互平行的所述多個IGBT模塊中的第一個IGBT模塊靠近散熱器進風口，相互平行的所述多個IGBT模塊中的最后一個IGBT模塊靠近散熱器的出風口，所述多個IGBT模塊對應的散熱器的齒向與所述多個IGBT排列的方向存在預設夾角，所述預設夾角大于0度且小于45度，解決了相關技術中功率模塊散熱不均的問題，進而達到了提高功率模塊散熱性能的技術效果。

附圖說明