[發明專利]均流式并聯IGBT模塊組件

在審

• 申請號: 201610674190.4
• 申請日: 2016-08-16
• 公開（公告）號: CN107733246A
• 公開（公告）日: 2018-02-23
• 發明（設計）人: 邵強;陳燕平;蔣云富;石廷昌;黃南;忻蘭苑;龔喆;熊輝;王世平;文馳;時海定
• 申請（專利權）人: 株洲中車時代電氣股份有限公司
• 主分類號: H02M7/00
• 分類號: H02M7/00
• 代理公司: 北京聿華聯合知識產權代理有限公司11611
• 代理人: 朱繪,張文娟

技術領域

本發明涉及電力電子技術領域，具體地說，涉及一種均流式并聯IGBT模塊組件。

背景技術

隨著電力電子技術的發展，各種電力電子裝置對IGBT功率的要求越來越高，對電流的要求也越來越大，但受構成IGBT模塊的半導體功率器件、磁性材料等自身性能的影響，單個IGBT模塊的輸出參數(如電壓、電流、功率)往往不能滿足要求。若采用多個IGBT模塊并聯使用，就不但可以提供所需電流，而且還可以形成冗余結構，提高了系統的穩定性。

然而，如圖1所示，IGBT模塊并聯運行時，由于各個模塊參數的分散性，使其輸出的電流不可能完全一樣，導致有些模塊負荷過重，有些負荷過輕。這將使系統的穩定性降低，會給運行帶來嚴重的后果。而且，IGBT模塊自身的壽命也會大大縮短。

因此，目前需要一種結構能夠使得IGBT模塊并聯運行時各個模塊提供的電流均勻。

發明內容

本發明為解決現有技術的IGBT并聯運行時輸出電流不均勻的問題，提供了一種均流式并聯IGBT模塊組件。其中，所述模塊組件包括：

散熱器，其具有正面和背面；

多個IGBT模塊，與適配板配對使用并一字排列固定安裝在所述散熱器的正面上；

并聯銅排，其安置在所述多個IGBT模塊之上，并與所述多個IGBT模塊中處于中間位置的一個或多個IGBT模塊的交流輸出端固定連接；

交流輸出銅排，其搭接在所述并聯銅排的上方，并在兩端與所述并聯銅排的兩端固定連接，同時將所述多個IGBT模塊中處于外側的模塊的交流輸出端短接，其中所述交流輸出銅排的中部不與所述并聯銅排的中部接觸，并具有間隙，以使得所述并聯銅排上流過的電流與所述交流輸出銅排上流過的電流在水平方向上重合，但流向相反。

將并聯IGBT模塊的所有交流輸出端采用平直銅排連接后，用T形交流輸出銅排將最左端和最右端的交流輸出端短接引出，交流輸出銅排與并聯銅排水平方向上重合且電流流向相反，形成疊層母排低電感效應，降低引線造成的雜散電感，從而提高了并聯IGBT模塊的電流均衡性。

根據本發明的均流式并聯IGBT模塊組件，優選的是，所述并聯銅排具有平直結構，并在兩端設置有連接孔。此外，還分別在IGBT模塊交流輸出端設置連接孔。

根據本發明的均流式并聯IGBT模塊組件，優選的是，所述交流輸出銅排具有T形結構，所述T形結構一側的兩端具有沉臺折彎形狀，所述T形結構的另一側設有對外輸出接口。

根據本發明的均流式并聯IGBT模塊組件，優選的是，所述交流輸出銅排兩端的沉臺折彎高度大于或等于10mm，并且，所述交流輸出銅排兩端上設置有與所述并聯銅排的兩端的孔位對應的孔，所述T形結構的另一側的高度由所述沉臺的高度決定。

根據本發明的均流式并聯IGBT模塊組件，優選的是，所述交流輸出銅排的總寬度與所述并聯銅排的長度相同，所述交流輸出銅排的沉臺折彎側的寬度不小于所述并聯銅排的寬度，沉臺折彎側的安裝面不小于所述IGBT模塊的交流端的搭接面。

根據本發明的均流式并聯IGBT模塊組件，優選的是，所述模塊組件還包括驅動板，其中，所述驅動板固定在所述散熱器的背面，其信號接口與IGBT模塊上的適配板接口一一對應。

根據本發明的均流式并聯IGBT模塊組件，優選的是，所述模塊組件還包括固定板，其安裝在所述散熱器的背面靠下側位置，以固定所述驅動板，其中，所述驅動板到適配板信號連接用線束長度相同且按最短長度布線，各線束間相互分開固定。

本發明所帶來的有益之處在于，根據本發明的提供的IGBT模塊并聯的均流結構，其采用非對稱交流輸出方式，將并聯IGBT模塊所有交流輸出端(AC)采用平直銅排連接后，用T形交流輸出銅排將最左端和最右端的交流輸出端(AC)短接引出，交流輸出銅排與并聯銅排水平方向上重合且電流流向相反，形成疊層母排低電感效應，降低引線造成的雜散電感，改善了并聯IGBT模塊的電流均衡性，同時，銅排結構較為簡單且成本低，安裝維護方便。

此外，交流輸出銅排對外安裝尺寸位置可調，可滿足變流柜體其他設計需求，適應性強。驅動板布置在IGBT模塊安裝面的背面，減少了高頻交流輸出電流對驅動信號的干擾。驅動板到適配板信號連接線纜等長且最短，布線相互分開互不干擾，保證了IGBT模塊通斷一致性，提高了均流效果。

本發明的其它特征和優點將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實施本發明而了解。本發明的目的和其他優點可通過在說明書、權利要求書以及附圖中所特別指出的結構來實現和獲得。

附圖說明