[實用新型]一種大電流/高電壓IGBT直接并聯的大容量逆變模塊

有效

• 申請號: 201821965270.6
• 申請日: 2018-11-27
• 公開（公告）號: CN209046540U
• 公開（公告）日: 2019-06-28
• 發明（設計）人: 周細文;陳烘民;周冠宇;章輝;談浩楠
• 申請（專利權）人: 江蘇同芯電氣科技有限公司
• 主分類號: H02M7/00
• 分類號: H02M7/00;H05K7/20;H02M7/5387;H02M1/44
• 代理公司: 南京禾易知識產權代理有限公司 32320
• 代理人: 仇波

本實用新型公開了一種大電流/高電壓IGBT直接并聯的大容量逆變模塊，包括水冷板、分立式IGBT器件、疊層母排、第一吸收電容、驅動回路、交流側匯流母排、電流傳感器、直流側疊層母排、第二吸收電容、直流側負匯流母排和直流側正匯流母排，所述分立式IGBT器件為六個，六個分立式IGBT器件依次從上而下均勻布置在水冷板上。本實用新型提出的大電流/高電壓IGBT直接并聯的大容量逆變模塊，并聯各支路電流阻抗計算精確，保證一致，實現很高的均流系數，驅動電路各相各器件電纜長度一致，路徑分開，互補干擾；主回路布局設計，充分利用空間，優化電路路徑，功率密度大，模塊整體尺寸小，簡潔，便于維護安裝，電氣特性佳。

技術領域

本實用新型涉及到大功率逆變電源技術領域，特別涉及一種大電流/高電壓IGBT直接并聯的大容量逆變模塊。

背景技術

大功率電力電子設備經常需提供很大的電流和電壓滿足大功率或大容量負載的需求。現有IGBT器件很難單獨提供足夠的電流，需要多個IGBT器件在回路中并聯使用以提供足夠的電流輸出。

大功率IGBT并聯技術最重要的電氣參數就是均流系數。要實現較高的均流系數，目前通用的、共識性的技術方案都需考慮以下幾點：（1）并聯回路中使用同一批次的IGBT器件，或者器件內部阻抗參數盡量一致；（2）使用均勻對稱的冷卻設備保證各IGBT器件相近的結溫；（3）電氣回路對稱設計，路徑長度一致，保證相同的阻抗；（4）采用同一驅動單元，并且門極驅動回路對稱設計。目前各技術方案差異最大的就是上述第（3）、（4）點的實現。此兩點需要通過結構設計方案來實現，也是最難的兩點；現有技術方案中的回路布局無法提供均等的足夠小的回路阻抗，造成并聯回路中各支路的均流系數低，盡管并聯端總電流能滿足負載需求，但因各支路電流不均衡，造成各功率器件損耗、結溫不一致，甚至相差很大，流過大電流的器件承受較高的損耗和開關過電壓，因而這些器件承擔高損壞風險，可靠性降低，基于此，提出一種大電流/高電壓IGBT直接并聯的大容量逆變模塊。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種大電流/高電壓IGBT直接并聯的大容量逆變模塊，具有很高的均流系數，驅動電路的各相各器件電纜長度一致，路徑分開，互補干擾；主回路布局設計，充分利用空間，優化電路路徑，功率密度大，模塊整體尺寸小，簡潔，便于維護安裝，電氣特性佳，以解決上述背景技術中提出無法提供均等的足夠小的回路阻抗，各支路電流不均衡，造成各功率器件損耗、結溫不一致，甚至相差很大，流過大電流的器件承受較高的損耗和開關過電壓，因而這些器件承擔高損壞風險，可靠性降低的問題。

為實現上述目的，本實用新型提供如下技術方案：一種大電流/高電壓IGBT直接并聯的大容量逆變模塊，包括水冷板、分立式IGBT器件、疊層母排、第一吸收電容、驅動回路、交流側匯流母排、電流傳感器、直流側疊層母排、第二吸收電容、直流側負匯流母排和直流側正匯流母排，所述分立式IGBT器件為六個，六個分立式IGBT器件依次從上而下均勻布置在水冷板上；所述疊層母排和第一吸收電容均為三排，三排疊層母排的型號及第一吸收電容的型號相同，三排疊層母排依次從上而下均勻布置在水冷板的另一側，三個第一吸收電容分別安裝在三排疊層母排上，驅動回路安裝在疊層母排下側的水冷板上；所述交流側匯流母排、直流側負匯流母排和直流側正匯流母排安裝在水冷板的另一側，直流側疊層母排與第二吸收電容對稱排布；所述水冷板的外側設有支撐框架，水冷板安裝在支撐框架內，支撐框架的正面及左右側面均安裝有面板。

優選的，分立式IGBT器件的工作布局采用分立式IGBT元件構成變換器單元的電路布局方式，六個分立式IGBT器件依次記為S11、S21、S12、S22、S13和S23，S11與S21、S12與S22以及S13與S23分別串接構成三組橋臂，三組橋臂中的上橋臂S11、S12和S13的安裝方向一致，三組橋臂中的下橋臂S21、S22和S23的安裝方向相對于各自上橋臂旋轉180°。

優選的，水冷板內部流道均勻。