[發明專利]防電磁干擾的柔性直流輸電功率模塊

在審

• 申請號: 201810118735.2
• 申請日: 2018-02-06
• 公開（公告）號: CN108322017A
• 公開（公告）日: 2018-07-24
• 發明（設計）人: 茍銳鋒;趙朝偉;楊曉平;馬志榮;鄭全旭
• 申請（專利權）人: 中國西電電氣股份有限公司
• 主分類號: H02M1/00
• 分類號: H02M1/00;H02M1/44;H05K9/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 楊博

本發明提供一種防電磁干擾的柔性直流輸電功率模塊，包括主功率器件單元、控制驅動單元、取能電源單元、輔助回路單元和框架單元；主功率器件單元、控制驅動單元、取能電源單元和輔助回路單元固定安裝在框架單元中，主功率器件單元和控制驅動單元分別安裝在功率模塊的兩側；本發明用于柔性直流輸電的子模塊，主功率器件連接合理功率模塊電磁場環境穩定，控制驅動單元中的控制板卡和驅動板卡空間獨立，功率模塊布局合理緊湊，有效的屏蔽了主功率器件回路中產生的磁場和功率模塊外部對單元控制板卡和兩個驅動板卡的干擾，功率模塊整體布局合理緊湊防電磁干擾能力強。

技術領域

本發明屬于柔性直流輸電大功率電力電子整流和逆變裝置，涉及一種防電磁干擾的柔性直流輸電功率模塊。

背景技術

隨著柔性直流輸電技術在電力系統的快速發展，尤其是基于模塊化多電平換流器的廣泛應用，其核心最小單元---功率模塊的可靠性成為多電平換流器的在電力系統穩定運行的關鍵因素之一。

柔性直流輸電裝置普遍具有高電壓、強電流、大容量的特點，閥廳內電磁場容易對功率模塊內部的電器件產生電磁干擾，影響功率模塊的正常運行。

由于目前技術局限，IGBT的電壓和電流等級均較低，柔性直流輸電所需要功率模塊數量較多，每一個功率模塊的工作穩定性關系到整個柔性直流輸電系統的穩定工作。

現有的功率模塊，主功率器件中的兩個IGBT分別安裝在兩個水冷板上，在模塊中兩個IGBT面對面放置。電容到兩個IGBT的連接需要兩個母排，兩個母排分別從IGBT引腳引出經過折彎后合并在一起，最后在經過折彎和電容的接線端子連接，每根母排需要3次以上的折彎。IGBT到功率模塊的輸入輸出也需要兩個以上的母排。功率模塊工作時，母排有大電流流過，由于功率模塊的結構布局雜散，母排折彎次數較多，容易在功率模塊中產生橫向縱向等復雜的電磁場環境，控制板卡和驅動板卡沒有與主功率器件隔離及其容易受到電磁干擾。

發明內容

本發明的目的在于克服上述現有技術中的不足，提供一種防電磁干擾的柔性直流輸電功率模塊，以解決現有功率模塊結構布置抗電磁能力差的問題。

為達到上述目的，本發明采用以下技術方案：

防電磁干擾的柔性直流輸電功率模塊，包括主功率器件單元、控制驅動單元、取能電源單元、輔助回路單元和框架單元；主功率器件單元、控制驅動單元、取能電源單元和輔助回路單元固定安裝在框架單元中，主功率器件單元和控制驅動單元相對設置。

進一步，所述框架單元包括上蓋板、下蓋板、左蓋板、右蓋板、前蓋板和4根立柱，4根立柱與上、下蓋板連接，將上下蓋板支撐起來，左、右、前三個蓋板分別安裝在對應的立柱上，上、下、左、右和前蓋板在主功率器件單元周圍形成一個屏蔽盒。

進一步，所述主功率器件單元包括電容、水冷散熱器、兩個IGBT模塊，兩個IGBT模塊緊貼在水冷散熱器上，復合母排將電容和兩個IGBT模塊連接。

進一步，所述控制驅動單元包括控制器板卡和驅動板卡，控制器板卡安裝在控制外殼上，驅動板卡安裝在驅動板卡外殼上，控制驅動單元還設有與水冷散熱器連接的安裝孔，控制驅動單元與水冷散熱器緊貼在一起。

進一步，所述取能電源單元包括取能電源和取能電源外殼，取能電源安裝在取能電源外殼上，取能電源外殼兩側設有與框架單元連接的孔，取能電源外殼頂部設置有與控制驅動單元連接的孔。

進一步，所述取能電源單元安裝在框架單元的底部與下蓋板連接，主功率器件單元的電容安裝在框架單元的尾部，主功率器件單元其他器件安裝在取能電源單元上側，分布在功率單元的一側；控制驅動單元安裝在取能電源單元上側，分布在功率單元的另一側。