[實(shí)用新型]三電平四象限功率單元模塊及變頻器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201720494219.0
• 申請(qǐng)日: 2017-05-05
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN206922636U
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-01-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李玉相
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 蘇州匯川技術(shù)有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H02M1/00
• 分類(lèi)號(hào): H02M1/00;H01L25/07
• 代理公司: 深圳市順天達(dá)專(zhuān)利商標(biāo)代理有限公司44217
• 代理人: 陸軍

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及變頻器領(lǐng)域，更具體地說(shuō)，涉及一種三電平四象限功率單元模塊及變頻器。

背景技術(shù)

功率模塊是中高壓大電流三電平四相限變頻器整機(jī)中的核心部件。如圖1所述，上述功率模塊通常由四個(gè)半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件11、12、13、14及整流二極管器件15(該整流二極管器件15包括兩個(gè)二極管)構(gòu)成，上述半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件通常采用IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，絕緣柵雙極型晶體管)。作為功率模塊中的關(guān)鍵器件的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件11、12、13、14的載流能力是否被合理充分利用，決定了產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力，而載流能力往往受限于電氣連接母排的雜散電感。

如圖2所示，是具有四個(gè)半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件11、12、13、14和兩個(gè)整流二極管器件15的功率模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。在該功率模塊中，四個(gè)半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件11、12、13、14和兩個(gè)整流二極管器件15以梅花形平面分布在散熱器16上，功率模塊內(nèi)部的相互換流通過(guò)疊層母排實(shí)現(xiàn)。

然而，如圖3-6所示，上述功率模塊中，由于半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件11、12、13、14和整流二極管器件15的位置關(guān)系，使得內(nèi)部換流回路整體較長(zhǎng)，從而導(dǎo)致雜散電感值比較大，其中圖3示出了流經(jīng)半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件11以及整流二極管器件15的第一二極管的換流回路；圖4示出了流經(jīng)半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件14以及整流二極管器件15的第二二極管的換流回路；圖5示出了流經(jīng)半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件12、13、14以及整流二極管器件15的第一二極管的換流回路；圖6示出了流經(jīng)半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件11、12、13以及整流二極管器件15的第二二極管的換流回路。并且上述功率模塊還存在布局空間浪費(fèi)的問(wèn)題(例如整流二極管的上下側(cè)具有較大的無(wú)效空間)，降低了整個(gè)功率模塊的功率密度。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題在于，針對(duì)上述功率模塊雜散電感較大、布局空間浪費(fèi)的問(wèn)題，提供一種新的三電平四象限功率單元模塊及變頻器。

本實(shí)用新型解決上述技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案是，提供一種三電平四象限功率單元模塊，包括散熱器、第一半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件、第二半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件、第三半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件、第四半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件以及一個(gè)整流二極管元件；其中：所述第一半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件、所述第二半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件、所述第三半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件、所述第四半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件以及所述整流二極管元件以排列成直線的方式貼于所述散熱器的同一側(cè)散熱面。

在本實(shí)用新型所述的三電平四象限功率單元模塊中，所述散熱器的寬度與所述第一半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件的寬度匹配。

在本實(shí)用新型所述的三電平四象限功率單元模塊中，所述第一半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件、所述第二半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件、所述整流二極管元件、所述第三半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件和所述第四半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件在所述散熱器上依次排列。

在本實(shí)用新型所述的三電平四象限功率單元模塊中，所述第一半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件、所述第二半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件、所述第三半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件、所述第四半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件以及所述整流二極管元件之間通過(guò)疊層設(shè)置的P直流銅排、N直流銅排、O直流銅排、L交流銅排、第一連接銅排以及第二連接銅排電連接。

在本實(shí)用新型所述的三電平四象限功率單元模塊中，所述第一半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件、所述第二半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件、所述第三半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件、所述第四半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件分別為絕緣柵雙極型晶體管。

在本實(shí)用新型所述的三電平四象限功率單元模塊中，所述整流二極管元件包括第一二極管和第二二極管，所述第一連接銅排分別與第一二極管的陰極、所述第一半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件的發(fā)射極、所述第二半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件的集電極電連接；所述第二連接銅排分別與所述第二二極管的陽(yáng)極、所述第三半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件的發(fā)射極、所述第四半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件的集電極連接；所述P直流銅排與所述第一半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件的集電極電連接；所述O直流銅排分別與所述第一二極管的陽(yáng)極、所述第二二極管的陰極電連接；所述N直流銅排與所述第四半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件的發(fā)射極電連接；所述L交流銅排與所述第二半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件的發(fā)射極、所述第三半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件的集電極電連接。