[發明專利]一種基于模塊式碳化硅器件的功率模塊

在審

• 申請號: 202010843331.7
• 申請日: 2020-08-20
• 公開（公告）號: CN111934523A
• 公開（公告）日: 2020-11-13
• 發明（設計）人: 岳菁鵬;趙艷軍;梁曉兵;趙偉;鐘卓穎;謝寧;陶然;秦妍;王鈐
• 申請（專利權）人: 廣東電網有限責任公司電力科學研究院
• 主分類號: H02M1/00
• 分類號: H02M1/00;H05K7/14;H05K7/20
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 楊小紅

本申請公開了一種基于模塊式碳化硅器件的功率模塊，涉及電力電子技術領域，包括：機殼、高頻變壓器、支撐電容、隔直電容、疊層母排、多個SiC功率器件以及散熱器；散熱器安裝于機殼內；多個SiC功率器件安裝在機殼內于散熱器表面；疊層母排安裝于多個SiC功率器件頂部，且與多個SiC功率器件電連接；支撐電容安裝在機殼內于散熱器一側，且通過疊層母排與多個SiC功率器件電連接；高頻變壓器安裝于機殼內；隔直電容安裝在機殼內，且連接于SiC功率器件與高頻變壓器之間。具有更大容量、更高效率以及更小體積的優點，高呢更加適合于電網中的應用。

技術領域

本申請涉及電力電子技術領域，尤其涉及一種基于模塊式碳化硅器件的功率模塊。

背景技術

目前隨著電網中電力電子變換設備應用的不斷增加，其能量效率對于電力電子變換器來說非常重要，對電網的能量轉換效率起著決定作用。變換器中最關鍵的零部件就是電力電子器件，目前大范圍使用的均為使用硅(Si)材料的絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)，使用碳化硅(SiC)的極少。與Si功率器件相比，SiC功率器件的能量損耗只有Si功率器件的50％，發熱量只有Si器件的50％，且有更高的電流密度，SiC功率器件可以有效實現電力電子系統的高效率、小型化和輕量化，在相同功率等級下，SiC功率器件的體積顯著小于Si功率器件。除此之外，SiC功率器件更適合高頻下使用，最高頻率可達幾百kHz，比Si器件最大幾十kHz的頻率高得多。

目前僅有部分廠家使用TO-247封裝的SiC功率器件設計功率模塊，但是此類器件功率較小，做出來的功率模塊不適合電網中大容量變換器的使用。因此，為了設計更大容量更高效率更小體積的功率模塊，本發明提出了一種基于模塊式碳化硅功率器件的功率模塊，更適合于電網中的應用。

發明內容

有鑒于此，本申請的目的是提供一種基于模塊式碳化硅器件的功率模塊，具有更大容量、更高效率以及更小體積的優點，高呢更加適合于電網中的應用。

為達到上述技術目的，本申請提供了一種基于模塊式碳化硅器件的功率模塊，包括：機殼、高頻變壓器、支撐電容、隔直電容、疊層母排、多個SiC功率器件以及散熱器；

所述散熱器安裝于所述機殼內；

多個所述SiC功率器件安裝在機殼內于所述散熱器表面；

所述疊層母排安裝于多個所述SiC功率器件頂部，且與多個所述SiC功率器件電連接；

所述支撐電容安裝在所述機殼內于所述散熱器一側，且通過所述疊層母排與多個所述SiC功率器件電連接；

所述高頻變壓器安裝于所述機殼內；

所述隔直電容安裝在所述機殼內，且連接于所述SiC功率器件與所述高頻變壓器之間。

進一步地，所述散熱器具體為風冷散熱器。

進一步地，所述機殼內設有隔板；

所述隔板將所述機殼內隔成第一腔室以及第二腔室；

所述散熱器、所述疊層母排、多個所述SiC功率器件以及支撐電容均安裝于第一腔室；

所述高頻變壓器以及所述隔直電容安裝于所述第二腔室；

所述機殼上分別設有連通所述散熱器的散熱進口，以及連通所述第二腔室的散熱出口；

所述隔板在所述散熱器出風方向開設有貫通所述第一腔室以及第二腔室的貫通口。

進一步地，所述支撐電容與開關電源電連接；

多個所述SiC功率器件的驅動電路以及控制電路固定于所述機殼，且與所述開關電源電連接。

進一步地，所述SiC功率器件具體有四個；