[發明專利]三相逆變器

在審

• 申請號: 202110035567.2
• 申請日: 2021-01-12
• 公開（公告）號: CN113193778A
• 公開（公告）日: 2021-07-30
• 發明（設計）人: 柳偉
• 申請（專利權）人: 采埃孚股份公司
• 主分類號: H02M7/5387
• 分類號: H02M7/5387;H05K7/20
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 駱希聰

公開了一種三相逆變器。該逆變器包括冷卻裝置，該冷卻裝置具有主體和在該主體內部的冷卻劑路徑，該主體進一步包括：至少三個側壁、第一側表面、與該第一側表面相對的第二側表面、由這三個側壁限定的中空部分、設置在該第一側表面上的入口和設置在該第二側表面上的出口，其中，該冷卻劑路徑連通該入口和該出口；設置在所述中空部分中的電容器；以及針對各相提供的三個功率模塊，每個功率模塊包括接觸這些側壁的晶體管對，這些晶體管對構成串聯的上臂電路和下臂電路。該設計使得該逆變器變得更加緊湊。

技術領域

本發明涉及一種逆變器，尤其是使用高開關速度半導體器件的三相逆變器。

背景技術

常規地，逆變器的冷卻系統1為板形，功率芯片2(諸如SiC器件)平行地固定在板的表面上(在圖1中，示出了三相應用，31、32、33分別表示U相、V相和W相)。冷卻劑通過入口11流入冷卻系統，并且通過出口12流出冷卻系統。參考圖2和圖3，使用了兩個常規的蛇形冷卻管，并且入口1和出口2設置在冷卻系統的同一側，并且功率芯片沿這些蛇形冷卻管設置(在圖2和圖3中，冷卻劑流如箭頭所示)，因此，由功率芯片產生的熱量通過冷卻劑流3耗散。然而，由于冷卻劑本身的溫度在熱交換過程期間升高，因此出口附近的溫度高于入口附近的溫度，這會導致溫度不平衡。隨著平行布置的功率芯片的數量增加，溫度分布變得更加不均勻。一般來說，EV(電動車輛)將需要更大的電流并且使用多得多的SiC器件，如果這些SiC器件仍然平行布置，則會由于溫度不平衡而產生不平衡的電流，這可能會導致一些SiC器件甚至被破壞。

另外，完全或部分由電動馬達驅動的商用車輛(客車和卡車)變得越來越流行。商用車輛需要大電流。因此，需要針對每一相并聯耦合更多個功率芯片(多于10個)。在這種情況下，對于平行布置，逆變器需要更多的安裝空間。

發明內容

本發明的一方面提供了三相逆變器。該逆變器包括冷卻裝置，該冷卻裝置具有主體和在該主體內部的冷卻劑路徑，該主體進一步包括：至少三個側壁、第一側表面、與該第一側表面相對的第二側表面、由這三個側壁限定的中空部分、設置在該第一側表面上的入口和設置在該第二側表面上的出口，其中，該冷卻劑路徑連通該入口和該出口；設置在所述中空部分中的電容器；以及針對各相提供的三個功率模塊，每個功率模塊包括接觸這些側壁的晶體管對，這些晶體管對構成串聯的上臂電路和下臂電路。該設計使得該逆變器變得更加緊湊，這對于縮小EV的電子器件的尺寸是有利的。

附圖說明

圖1展示了三相應用中的平行功率芯片布置。

圖2展示了傳統的冷卻劑流。

圖3展示了另一傳統的冷卻劑流。

圖4展示了根據本發明的一個實施例的逆變器的第一透視圖。

圖5展示了圖4的前視圖。

圖6展示了圖4的后視圖。

圖7展示了根據本發明的一個實施例的逆變器的第二透視圖。

圖8展示了根據本發明的一個實施例的逆變器的第三透視圖。

圖9展示了冷卻裝置中的冷卻劑流。

圖10展示了根據本發明的另一實施例的逆變器的透視圖。

具體實施方式

參考圖4至圖9，詳細公開了根據本發明的一個實施例的三相逆變器。逆變器包括冷卻裝置，該冷卻裝置具有主體10和在主體10內部的冷卻劑路徑。主體是由鋁制成的中空三棱柱，并且包括三個側壁11、12和13，第一側表面21以及與第一側表面21相對的第二側表面22。中空部分101由三個側壁11、12和13限定。中空部分101提供用于容納電容器4的空間。冷卻裝置進一步包括入口31和出口32，入口和出口均與冷卻劑路徑連通。入口31被設置在第一側表面21上，并且出口32被設置在第二側表面22上。入口31低于出口32(在圖9中以虛線示出)，因此整個側壁均受冷卻劑的影響。