[發明專利]一種電力電子變壓器逆變級功率單元模組

有效

• 申請號: 202011453823.1
• 申請日: 2020-12-12
• 公開（公告）號: CN112636565B
• 公開（公告）日: 2022-10-14
• 發明（設計）人: 范建華;徐鵬飛;肖汝騰;何萬強;王慶園;李國富
• 申請（專利權）人: 青島鼎信通訊股份有限公司
• 主分類號: H02M1/00
• 分類號: H02M1/00;H01L23/467;H05K7/20
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本發明公開了一種電力電子變壓器逆變級功率單元模組，其技術方案包括包括下殼體、面板組件、上殼體、疊層母排、母線電容組、吸收電容、功率變換組件、電容組固定絕緣板、殼體絕緣擋板，通過IGBT可控開關，實現750V直流電逆變為三相380V交流電，為電力電子變壓器提供逆變級功率單元模組，實現電力電子變壓器交直流混合配網。本發明通過風冷強制散熱，大大降低散熱器體積，提高模組功率密度，實現模組小型化；通過優化的大功率疊層母排設計，降低主回路雜散電感，從而降低工作損耗并且降低母線電壓尖刺，提高設備效率。

技術領域

本發明涉及電力電子變壓器技術領域，尤其涉及一種電力電子變壓器逆變級功率單元模組。

背景技術

電力電子變壓器，是一種將電力電子變換技術與基于電磁感應原理的高頻電能變換技術進行結合，實現將一種電力特征的電能變換為另一種電力特征的電能的靜止電力設備。

基于SRC-DAB拓撲的電力電子變壓器前級模塊實現了從10kV工頻交流電變換至750V直流電，并且形成直流母線，此直流母線可接入多種直流負載，如分布式光伏發電、電動汽車直流充電樁、儲能設備以及電力電子變壓器逆變級等設備。

目前電力電子變壓器逆變級設備一般體積較大，功率密度低，同時回路雜散電感大，設備損耗大，難以滿足電力電子變壓器要求，制約了電力電子變壓器的發展。

發明內容

本發明針對現有技術存在的不足和缺陷，提供了一種電力電子變壓器逆變級功率單元模組，通過模塊化設計，大大降低逆變級設備體積，提高功率密度，同時采用優化的疊層母排，降低雜散電感，提高設備效率。

為實現上述目的，本發明提出了一種電力電子變壓器逆變級功率單元模組，包括下殼體(1)、面板組件(2)、上殼體(3)、疊層母排(4)、母線電容組(5)、吸收電容(6)、功率變換組件(7)、電容組固定絕緣板(8)、殼體絕緣擋板(9)，其特征在于：

所述下殼體(1)，用于承載功率變換組件以及母線電容組，其在母線電容組(5)附近設置散熱孔，輔助母線電容組(5)散熱，同時預留有功率單元模組安裝接口，通過下殼體(1)上預留的螺母可以方便的與功率單元模組支撐框架連接，實現模組可靠固定，并且下殼體(1)與功率變換組件(7)構成密閉風道，提高散熱性能；

所述面板組件(2)，包括面板本體(201)、可折疊把手1(202)、排線卡扣(203)、穿板對接端子(204)，用于實現弱電線路快速插拔，同時預留有驅動排線安裝操作孔，實現功率模組四邊均與模組支撐框架固定連接，提高功率單元模組的連接可靠性；

所述上殼體(3)，由金屬板制成，四角設置有鈑金折彎邊，通過折彎邊上預留的安裝螺母與下殼體螺栓連接，用于蓋住功率單元模組，防止水汽灰塵雜質進入功率單元模組內部從而造成驅動板短路故障，其由金屬板制成，四角設置有鈑金折彎邊，通過折彎邊上預留的安裝螺母與下殼體螺栓連接；

所述疊層母排(4)，連接IGBT模塊(702)與母線電容組(5)，并且通過疊層母排(4)上預留的電氣端口與主回路連接，設有強電端口，分別為直流正極、直流負極、直流中點、交流輸出極；

所述母線電容組(5)，通過串并聯的方式，實現母線電壓分壓，從而降低對IGBT模塊(702)的耐壓要求，降低IGBT成本，同時母線電容組還有穩直流電壓的作用，安裝于下殼體，通過電容底部安裝螺栓與下殼體(1)固定連接；

所述吸收電容(6)，是為了吸收母線電壓尖刺，避免電壓尖刺擊穿IGBT模塊(702)，安裝于IGBT模塊(702)與疊層母排(4)接口處；

所述功率變換組件(7)，安裝于下殼體(1)內，通過IGBT模塊(702)的開關作用實現功率變換，將三相交流電變換為750V直流電，同時設置散熱器強制風冷散熱，提高IGBT模塊(702)的使用壽命；