[發明專利]一種抑制雜散電感的三電平層疊母排

有效

• 申請號: 201910693887.X
• 申請日: 2019-07-30
• 公開（公告）號: CN110474518B
• 公開（公告）日: 2021-06-08
• 發明（設計）人: 侯凱;俞普德;何安然;王后生;余謙;陳杰;劉良;蔣應偉
• 申請（專利權）人: 國電南瑞科技股份有限公司;國電南瑞南京控制系統有限公司
• 主分類號: H02M1/00
• 分類號: H02M1/00;H05K7/20
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

本發明公開了一種抑制雜散電感的三電平層疊母排，包括A,B,C三相功率模組和直流支撐電容模塊；A,B,C三相功率模組包上設有功率模塊層疊母排，功率模塊層疊母排分別連接直流正極P、中極O和負極N；直流支撐電容模塊包括支撐電容層疊母排，以支撐電容層疊母排垂直中心線為軸，直流支撐電容采用極性相反的方式相連；直流支撐電容模塊的支撐電容層疊母排分別連接直流正極P、中極O和負極N；功率模塊層疊母排的直流側為L型設計，與支撐電容層疊母排直接貼合相連。本發明通過功率模塊的正負換流回路路徑長度對稱設計，功率模塊與直流支撐電容模塊的母排直接對接，直流電容分散極性擺放，降低三電平四象限運行下的雜散電感，最大化變流器整體輸出能力。

技術領域

本發明涉及電力電子系統變流器層疊母排裝置，尤其涉及一種抑制雜散電感的三電平層疊母排。

背景技術

在儲能變流器及其他類似交直流轉換變流器中，經常會使用到功率單元和三電平層疊母排。合理的母排設計可以使得三電平母排雜散電感得到抑制，提高變流器的電壓和電流運行范圍。

目前的三電平層疊母排存在著以下問題：1，支撐電容與IGBT模塊為一個整體，一個人在拆卸搬運過程中費時費力，維護拆卸極不方便；2，電容擺放不考慮極性，導致換流回路的雜散電感高；3，零部件太多，成本極高。

現有技術考慮到三電平的母排優化設計和雜散電感抑制問題，但是并沒有針對三電平的換流回路特點，對稱抑制雜散電感問題。三電平變流器的四象限運行，會有長換流回路和短換流回路，因此需要把整體母排電容進行離散化，將兩個長換流回路和兩個短換流回路分別對稱地進行雜散電感抑制。

發明內容

發明目的：針對以上問題，本發明提出一種抑制雜散電感的三電平層疊母排，解決三電平拓撲對稱換流回路下雜散電感的抑制問題，最大化變流器整體輸出能力。

技術方案：為實現本發明的目的，本發明所采用的技術方案是：一種抑制雜散電感的三電平層疊母排，包括A,B,C三相功率模組和直流支撐電容模塊；

A,B,C三相功率模組包括框架，框架內部設有功率模塊層疊母排，功率模塊層疊母排交流側從左到右依次設有IGBT功率模塊、IGBT驅動板、交流輸出銅排、吸收電容，IGBT功率模塊連接IGBT驅動板、吸收電容、交流輸出銅排；A,B,C三相功率模組的功率模塊層疊母排分別連接直流正極P、中極O和負極N，與IGBT的對應端子連接；

直流支撐電容模塊包括支撐電容層疊母排，支撐電容層疊母排上設置直流支撐電容，以支撐電容層疊母排垂直中心線為軸，直流支撐電容采用極性相反的方式相連；直流支撐電容采用先并聯再串聯的形式，利用串聯連接產生中極O；直流支撐電容模塊的支撐電容層疊母排分別連接直流正極P、中極O和負極N，與直流支撐電容的對應極性連接；

功率模塊層疊母排的直流側為L型設計，與支撐電容層疊母排直接貼合相連。

進一步地，框架內部底部還設有風冷散熱器。

進一步地，功率模塊層疊母排上還包括驅動線，驅動線利用扎線帶綁定通過框架的二次線槽。

進一步地，直流支撐電容模塊還包括直流輸入端口和采樣端口。

進一步地，功率模塊層疊母排直流側采用正負極路徑長度對稱設計，IGBT的正極到直流支撐電容層疊母排與功率模塊層疊母排連接處的正極P端子的長度，與IGBT的負極到直流支撐電容層疊母排與功率模塊層疊母排連接處的負極N端子的長度相同。

進一步地，直流支撐電容采用分散式設計，直流支撐電容的所有電容的正極到與功率模塊層疊母排連接處的正極P端子總路徑長度與所有電容的負極到與功率模塊層疊母排連接處的負極N端子總路徑長度相同。

進一步地，直流支撐電容采用分散式設計，直流支撐電容的所有電容的中性極O到與功率模塊層疊母排連接處的中性極O端子總路徑長度路徑最短。