[實用新型]一種中大功率儲能變流器的疊層母排

有效

• 申請號: 202020661427.7
• 申請日: 2020-04-27
• 公開（公告）號: CN212114212U
• 公開（公告）日: 2020-12-08
• 發明（設計）人: 曹鵬;陳杰;宋飛;王俊輝;王騰飛;孫海洋
• 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: H01R25/16
• 分類號: H01R25/16;H01R13/02;H01B7/08;H01B7/02;H02M7/00;H02M7/483
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 丁朋華

本實用新型公開了一種中大功率儲能變流器的疊層母排，包括：相互連接的電容母排和模塊母排，電容母排用于安裝電容，模塊母排用于安裝IGBT；電容母排包括：多組導電孔排組以及若干個位于導電孔排組兩邊區域的用于安裝母線電容的孔位，兩邊區域的孔位相同且極性對稱；所述導電孔排組用于與模塊母排連接。本發明基于縮短功率器件換流回路路徑及電流非平衡路徑，通過合理的功率器件布局縮短換流回路，能有效地降低雜散電感，大幅度降低了功率器件的關斷過電壓，省去du/dt吸收電路，在降低成本的同時使結構更加緊湊，功率密度進一步提高，擴大了變流器的安全工作區域，有利于三電平變流器的長期安全、穩定運行。

技術領域

本實用新型涉及一種中大功率儲能變流器的疊層母排，屬于新能源發電技術領域。

背景技術

近些年，儲能變流器廣泛應用于電力系統、軌道交通、新能源汽車、風力發電、太陽能光伏等領域，在電網削峰填谷、平滑新能源波動，能量回收利用等場合實現能量雙向流動，對電網電壓頻率主動支撐，提高供電電能質量。并且正在朝著高效和高功率密度的方向發展。隨著儲能變流器對體積和效率的要求提高，其電氣結構也逐漸應用更高效率的三電平拓撲結構，開關頻率也隨之提高。高開關頻率及多功率器件的使用勢必帶來高開關損耗和高電壓應力，因此儲能變流器對功率器件模組電氣回路雜散電感參數的要求也更加苛刻，為了消除雜散電感所引起的開關損耗和關斷過電壓問題，必須盡量優化功率模組主回路的雜散電感參數。目前，現有的疊層母排功率器件布局不合理、母排內部正極、負極、中性極銅箔厚度過厚、與功率器件壓接端子高度過高等因素，對雜散電感的抑制效果并不理想。

現有中大功率儲能變流器如T型三電平變流器，工作頻率一般在5kHz左右，其疊層母排中電容安裝布局結構優化，有效的降低了變流器中環流回路的寄生電感，從而減小了變流器中開關器件在關斷時刻的峰值電壓；現有技術公開的一種用于二極管鉗位型三電平變流器的疊層母排，其中模塊母排分為五層，可以大幅度地降低換流回路的雜散電感，有效抑制器件的關斷過電壓，省去du/dt吸收電路（即關斷吸收電路），在降低成本的同時使結構更加緊湊。

以上疊層母排的應用雖然使得功率器件模組電路中雜散電感得到了一定的改善，但因制造和裝配誤差、母排本身和電容等重力作用，導致功率器件受力是不可避免的，如果不在功率器件布局和疊層母排設計階段將這些因素考慮進去，很可能導致功率器件承受過大的應力，尤其是三電平變流器，其母排一般都比較大，電容數量多，更增加了這種風險。

實用新型內容

為解決現有技術的不足，本實用新型的目的在于提供一種中大功率儲能變流器的疊層母排，解決了現有的疊層母排功率器件布局不合理，對雜散電感的抑制效果不理想的問題。

為了實現上述目標，本實用新型采用如下的技術方案：一種中大功率儲能變流器的疊層母排，包括：相互連接的電容母排和模塊母排，電容母排用于安裝電容，模塊母排用于安裝IGBT；

電容母排包括：多組導電孔排組以及若干個用于安裝電容的孔位，導電孔排組包括依次放置的正極導電孔排、零極導電孔排和負極導電孔排，所述孔位分別位于正極導電孔排和負極導電孔排的兩側，兩側的孔位相同且極性對稱；所述導電孔排組用于與模塊母排連接。

進一步的，電容母排包括七層，依次為：第一層絕緣層、第二層電容正極導電層、第三層絕緣層、第四層電容零極導電層、第五層絕緣層、第六層電容負極導電層和第七層絕緣層；所述第二層電容正極導電層還包括引出的第一端子和第二端子，第一端子與正極母線連接，第二端子用于檢測電壓；所述第四層電容零極導電層還包括引出的第三端子，用于檢測電壓，所述第六層電容負極導電層還包括引出的第四端子和第五端子，第四端子用于與外部負極母線連接，第五端子用于檢測電壓；

第一端子和第四端子位于電容母排側邊的一端，第二端子、第三端子和第五端子依次位于電容母排同一側邊的另一端，第二端子位于里端，第五端子位于外端；