[實用新型]一種高電壓大電流混合型SiC-IGBT應用單元

有效

• 申請號: 201821404074.1
• 申請日: 2018-08-29
• 公開（公告）號: CN208836011U
• 公開（公告）日: 2019-05-07
• 發明（設計）人: 李守蓉;陳彥肖;楊春宇;丁巧婭;王雷;楊璐
• 申請（專利權）人: 西安中車永電電氣有限公司
• 主分類號: H02M7/00
• 分類號: H02M7/00
• 代理公司: 西安新動力知識產權代理事務所(普通合伙) 61245
• 代理人: 劉強

本實用新型公開了一種高電壓大電流混合型SiC?IGBT應用單元，包括散熱裝置、混合型SiC?IGBT功率器件、驅動板、電氣連接部件、絕緣部件、吸收電容、放電電阻、保護架和框架組件；混合型SiC?IGBT功率器件單側放置在散熱裝置一側，裝有驅動板的框架組件放置在散熱裝置的另一側，吸收電容和放電電阻放置在散熱裝置后側；混合型SiC?IGBT功率器件、吸收電容和放電電阻與電氣連接部件連接；電氣連接部件設有用于與外部裝置對接的輸出接口，該輸出接口放置在絕緣部件之上。其能夠應用在大功率交流傳動系統中，用于實現大功率交流傳動系統的輕量化、低損耗和高開關頻率等特性。

技術領域

本實用新型屬于電力電子技術領域，涉及功率器件，尤其是一種高電壓大電流混合型SiC-IGBT應用單元。

背景技術

隨著電力電子技術的發展，電力電子變換系統對于效率和體積提出更高的要求，目前，Si-IGBT應用中器件功耗與開關頻率的矛盾日益突出，為進一步提高系統效率和功率密度，在相同條件下，與Si-IGBT相比，新一代寬禁帶半導體器件(以SiC器件為主)具有低功耗、小型化以及高功率密度的性能特點，從而實現功率單元、周邊元器件以及冷卻系統的小型化、輕量化設計。

現階段，SiC功率器件主要包含SiC混合型IGBT(Si-IGBT和SiC肖特基二極管)和全SiC功率器件。

目前國外多個公司已經研發出適合軌道交通行業應用的高壓大功率全SiC和SiC混合型IGBT模塊；但對于3300V等級以上的混合型SiC-IGBT，國外及國內公司還處于產品測試階段，還未產生批量應用狀態。

而現有技術的功率器件為Si-IGBT，其損耗高，限制了開關頻率的增長，其特性限制了大功率交流傳動技術的發展，具體為：

Si-IGBT是指IGBT材質為硅材料(化學符號為Si)。當前變流技術發展階段，Si-IGBT為功率變換的主流產品，Si-IGBT已成熟、大批量應用在大功率變流傳動技術中。傳統Si-IGBT功率器件內部并聯使用的續流二極管為Si功率二極管，反向恢復損耗較大，使功率器件整體損耗偏大。在大功率交流傳動系統中，開關頻率越高，控制越精確，負載所需電壓、電流諧波越小，但是由于Si-IGBT功率損耗與開關頻率成正比，功率損耗太大，Si-IGBT出現故障而停止工作，故Si-IGBT的特性使得大功率傳動系統的控制技術的應用受到很大限制。同時由于Si-IGBT器件損耗增大，為保證其可靠工作，冷卻系統也需做的很大，導致整個變流器的重量、體積也很大。

實用新型內容

本實用新型的目的在于克服上述現有技術的缺點，提供一種高電壓大電流混合型SiC-IGBT應用單元，其能夠應用在大功率交流傳動系統中，用于實現大功率交流傳動系統的輕量化、低損耗和高開關頻率等特性。

本實用新型的目的是通過以下技術方案來實現的：

這種高電壓大電流混合型SiC-IGBT應用單元，包括散熱裝置、混合型SiC-IGBT功率器件、驅動板、電氣連接部件、絕緣部件、吸收電容、放電電阻、保護架和框架組件；所述混合型SiC-IGBT功率器件單側放置在散熱裝置一側，裝有驅動板的框架組件放置在散熱裝置的另一側，吸收電容和放電電阻放置在散熱裝置后側；混合型SiC-IGBT功率器件、吸收電容和放電電阻與電氣連接部件連接；所述電氣連接部件設有用于與外部裝置對接的輸出接口，該輸出接口放置在絕緣部件之上。

進一步，上述驅動板為3300V/1200A的IGBT驅動板。

進一步，上述吸收電容和放電電阻組成RC吸收電路用以降低混合型SiC-IGBT功率器件的關斷電壓。RC吸收電路設置在混合型SiC-IGBT功率器件的一個橋臂上。

進一步，上述吸收電容為8.7uF。

進一步，上述放電電阻為500KΩ，功率為250W。