一种变流器的功率模块组的制作方法
一种变流器的功率模块组的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种变流器的功率模块组，可应用于风机变流器、光伏逆变器、矿用变频器、高压变频器、通用变频器等电力电子变流设备。
【背景技术】
[0002]变流器是使电源系统的电压、频率、相数和其他电量或特性发生变化的电器设备，是一种复杂的电力电子设备，其技术涉及电力电子技术、电子技术、控制技术、结构设计、电气设计等多学科，是一种多学科交叉产品。变流器不仅理论性强，而且对实验要求较高，很多结论需从实验中得出。
[0003]功率模块是变流器的核心部件，主要起到交流变直流或是直流变交流的重要作用，主要部件有IGBT及其驱动器、母线电容、母线复合母排、散热器及冷却风扇、控制板组件、结构件等器件。
[0004]传统的功率模块一般由三个或六个单个相功率模块构成，形成三相逆变单元，如图1所示。对于这种相分离式的功率模块结构，通常是将三个或六个相功率模块的母线并联连接，连接的母排称为主母排，但，由于主母排体积大、要求通电流量大，所以，一般还需要在主母排上增加母线电容以增加提供直流电流的能力，减少单相功率模块电容的发热，具体电气连接见图2所示，但从模块硬件设计与变流器控制的角度来看，母线电容并不需要这么多，这样会导致母线电容数量增加，模块体积庞大，同时母线电容发热量大，系统可靠性降低，成本升高;而从理论上解释其原因为，主母排有较大的PWM电流流经导致需要增加单相模块的母线电容与主母排的母线电容，同时主母排的载流量很大导致模块体积庞大，成本较高，系统温升较高，可靠性差。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是提供一种变流器的功率模块组，其母线电容体积较小，温升较低。
[0006]为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下:一种变流器的功率模块组，包括多个依次串联连接的单相功率模块。
[0007]进一步的，变流器的功率模块组包括三个或六个依次串联连接的单相功率模块。
[0008]进一步的，每个所述单相功率模块包括与相邻单相功率模块电性连接的直流复合母排，每个所述单相功率模块的直流复合母排具有前端和后端，相邻两个串接的所述单相功率模块均采用前端电性连接或均采用后端电性连接。
[0009]进一步的，当单数位置上的所述单相功率模块位于双数位置上的所述单相功率模块前面时，这两个所述单相功率模块采用前端电性连接；当双数位置上的所述单相功率模块位于单数位置上的所述单相功率模块前面时，这两个所述单相功率模块采用后端电性连接。
[0010]借由上述方案，本发明至少具有以下优点:本发明的变流器的功率模块组采用将相邻的单相功率模块依次串联，从而使母线电容体积较小，为现有技术中的变流器的功率模块的至少1/2，且温升较低，具有高可靠性、高性能、低成本的优势。
[0011]上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
【附图说明】
[0012]图1是现有技术变流器的基本电气拓扑图；
[0013]图2是现有技术变流器的功率模块组的电气连接图；
[0014]图3是本发明变流器的功率模块组的电气连接图；
[0015]图4是图3的功率模块组的正面电气连接图；
[0016]图5是图3的功率模块组的背面电气连接图。
【具体实施方式】
[0017]下面结合附图和实施例，对本发明的【具体实施方式】作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
[0018]本发明一较佳实施例所述的一种变流器的功率模块组包括三个或六个依次串联连接的单相功率模块。参见图3，在本实施例中，所述功率模块组中的单相功率模块的数量采用六个，其依次命名为A单相功率模块10、B单相功率模块20、C单相功率模块30、K单相功率模块40、L单相功率模块50和Μ单相功率模块60。每个所述单相功率模块包括与其相邻的单相功率模块电性连接的直流复合母排(未标号)，每个所述单相功率模块的直流复合母排具有前端11和后端12，相邻两个串接的所述单相功率模块均采用前端11电性连接或均采用后端12电性连接。优选的，该种连接可以是两个单相功率模块首首连接和尾尾连接。
[0019]上述功率模块组中的单相功率模块的具体串接方式如下:当单数位置上的所述单相功率模块位于双数位置上的所述单相功率模块前面时，这两个所述单相功率模块采用前端11电性连接，如，由于Α单相功率模块10在第一个位置上(即单数位置上)，Β单相功率模块20在第二个位置上(即双数位置上)，且Α单相功率模块10位于Β单相功率模块20的前面，所以，A单相功率模块10的直流复合母排的前端11与B单相功率模块20的直流复合母排的前端11电性连接；当双数位置上的所述单相功率模块位于单数位置上的所述单相功率模块前面时，这两个所述单相功率模块采用后端12电性连接，如，由于B单相功率模块20在第二个位置上(即双数位置上)，C单相功率模块30在第三个位置上(即单数位置上)，且B单相功率模块20位于C单相功率模块30的前面，所以，B单相功率模块20的直流复合母排的后端12与C单相功率模块30的直流复合母排的后端12电性连接。
[0020]请结合图4和图5，该功率模块组的组装方式如下:A单相功率模块10的直流复合母排的前端11与B单相功率模块20的直流复合母排的前端11相连，B单相功率模块20的直流复合母排的后端12与C单相功率模块30的直流复合母排的后端12相连，后续单相功率模块的直流复合母排的连接方式依次类推。
[0021]综上所述，上述变流器的功率模块组采用将相邻的单相功率模块依次串联，从而使母线电容体积较小，为现有技术中的变流器的功率模块的至少1/2，且温升较低，具有高可靠性、高性能、低成本的优势。
[0022]以上所述仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种变流器的功率模块组，其特征在于:包括多个依次串联连接的单相功率模块。2.如权利要求1所述的变流器的功率模块组，其特征在于:包括三个或六个依次串联连接的单相功率模块。3.根据权利要求1或2所述的变流器的功率模块组，其特征在于:每个所述单相功率模块包括与相邻单相功率模块电性连接的直流复合母排，每个所述单相功率模块的直流复合母排具有前端和后端，相邻两个串接的所述单相功率模块均采用前端电性连接或均采用后端电性连接。4.根据权利要求3所述的变流器的功率模块组，其特征在于:当单数位置上的所述单相功率模块位于双数位置上的所述单相功率模块前面时，这两个所述单相功率模块采用前端电性连接；当双数位置上的所述单相功率模块位于单数位置上的所述单相功率模块前面时，这两个所述单相功率模块采用后端电性连接。
【专利摘要】本发明涉及一种变流器的功率模块组，可应用于风机变流器、光伏逆变器、矿用变频器、高压变频器、通用变频器等电力电子变流设备，该变流器的功率模块组包括三个或六个依次串联连接的单相功率模块，每个所述单相功率模块包括与相邻单相功率模块电性连接的直流复合母排，每个所述单相功率模块的直流复合母排具有前端和后端，相邻两个串接的所述单相功率模块均采用前端电性连接或均采用后端电性连接，该变流器的功率模块组采用将相邻的单相功率模块依次串联，从而使母线电容体积较小，为现有技术中的变流器的功率模块的至少1/2，且温升较低，具有高可靠性、高性能、低成本的优势。
【IPC分类】H02M7/00
【公开号】CN105490557
【申请号】CN201510944219
【发明人】蒲延洲, 金孝忠, 相学仁, 吴志敢
【申请人】大连尚能科技发展有限公司
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2015年12月16日
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种变流器的功率模块组，可应用于风机变流器、光伏逆变器、矿用变频器、高压变频器、通用变频器等电力电子变流设备。
【背景技术】
[0002]变流器是使电源系统的电压、频率、相数和其他电量或特性发生变化的电器设备，是一种复杂的电力电子设备，其技术涉及电力电子技术、电子技术、控制技术、结构设计、电气设计等多学科，是一种多学科交叉产品。变流器不仅理论性强，而且对实验要求较高，很多结论需从实验中得出。
[0003]功率模块是变流器的核心部件，主要起到交流变直流或是直流变交流的重要作用，主要部件有IGBT及其驱动器、母线电容、母线复合母排、散热器及冷却风扇、控制板组件、结构件等器件。
[0004]传统的功率模块一般由三个或六个单个相功率模块构成，形成三相逆变单元，如图1所示。对于这种相分离式的功率模块结构，通常是将三个或六个相功率模块的母线并联连接，连接的母排称为主母排，但，由于主母排体积大、要求通电流量大，所以，一般还需要在主母排上增加母线电容以增加提供直流电流的能力，减少单相功率模块电容的发热，具体电气连接见图2所示，但从模块硬件设计与变流器控制的角度来看，母线电容并不需要这么多，这样会导致母线电容数量增加，模块体积庞大，同时母线电容发热量大，系统可靠性降低，成本升高;而从理论上解释其原因为，主母排有较大的PWM电流流经导致需要增加单相模块的母线电容与主母排的母线电容，同时主母排的载流量很大导致模块体积庞大，成本较高，系统温升较高，可靠性差。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是提供一种变流器的功率模块组，其母线电容体积较小，温升较低。
[0006]为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下:一种变流器的功率模块组，包括多个依次串联连接的单相功率模块。
[0007]进一步的，变流器的功率模块组包括三个或六个依次串联连接的单相功率模块。
[0008]进一步的，每个所述单相功率模块包括与相邻单相功率模块电性连接的直流复合母排，每个所述单相功率模块的直流复合母排具有前端和后端，相邻两个串接的所述单相功率模块均采用前端电性连接或均采用后端电性连接。
[0009]进一步的，当单数位置上的所述单相功率模块位于双数位置上的所述单相功率模块前面时，这两个所述单相功率模块采用前端电性连接；当双数位置上的所述单相功率模块位于单数位置上的所述单相功率模块前面时，这两个所述单相功率模块采用后端电性连接。
[0010]借由上述方案，本发明至少具有以下优点:本发明的变流器的功率模块组采用将相邻的单相功率模块依次串联，从而使母线电容体积较小，为现有技术中的变流器的功率模块的至少1/2，且温升较低，具有高可靠性、高性能、低成本的优势。
[0011]上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
【附图说明】
[0012]图1是现有技术变流器的基本电气拓扑图；
[0013]图2是现有技术变流器的功率模块组的电气连接图；
[0014]图3是本发明变流器的功率模块组的电气连接图；
[0015]图4是图3的功率模块组的正面电气连接图；
[0016]图5是图3的功率模块组的背面电气连接图。
【具体实施方式】
[0017]下面结合附图和实施例，对本发明的【具体实施方式】作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
[0018]本发明一较佳实施例所述的一种变流器的功率模块组包括三个或六个依次串联连接的单相功率模块。参见图3，在本实施例中，所述功率模块组中的单相功率模块的数量采用六个，其依次命名为A单相功率模块10、B单相功率模块20、C单相功率模块30、K单相功率模块40、L单相功率模块50和Μ单相功率模块60。每个所述单相功率模块包括与其相邻的单相功率模块电性连接的直流复合母排(未标号)，每个所述单相功率模块的直流复合母排具有前端11和后端12，相邻两个串接的所述单相功率模块均采用前端11电性连接或均采用后端12电性连接。优选的，该种连接可以是两个单相功率模块首首连接和尾尾连接。
[0019]上述功率模块组中的单相功率模块的具体串接方式如下:当单数位置上的所述单相功率模块位于双数位置上的所述单相功率模块前面时，这两个所述单相功率模块采用前端11电性连接，如，由于Α单相功率模块10在第一个位置上(即单数位置上)，Β单相功率模块20在第二个位置上(即双数位置上)，且Α单相功率模块10位于Β单相功率模块20的前面，所以，A单相功率模块10的直流复合母排的前端11与B单相功率模块20的直流复合母排的前端11电性连接；当双数位置上的所述单相功率模块位于单数位置上的所述单相功率模块前面时，这两个所述单相功率模块采用后端12电性连接，如，由于B单相功率模块20在第二个位置上(即双数位置上)，C单相功率模块30在第三个位置上(即单数位置上)，且B单相功率模块20位于C单相功率模块30的前面，所以，B单相功率模块20的直流复合母排的后端12与C单相功率模块30的直流复合母排的后端12电性连接。
[0020]请结合图4和图5，该功率模块组的组装方式如下:A单相功率模块10的直流复合母排的前端11与B单相功率模块20的直流复合母排的前端11相连，B单相功率模块20的直流复合母排的后端12与C单相功率模块30的直流复合母排的后端12相连，后续单相功率模块的直流复合母排的连接方式依次类推。
[0021]综上所述，上述变流器的功率模块组采用将相邻的单相功率模块依次串联，从而使母线电容体积较小，为现有技术中的变流器的功率模块的至少1/2，且温升较低，具有高可靠性、高性能、低成本的优势。
[0022]以上所述仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种变流器的功率模块组，其特征在于:包括多个依次串联连接的单相功率模块。2.如权利要求1所述的变流器的功率模块组，其特征在于:包括三个或六个依次串联连接的单相功率模块。3.根据权利要求1或2所述的变流器的功率模块组，其特征在于:每个所述单相功率模块包括与相邻单相功率模块电性连接的直流复合母排，每个所述单相功率模块的直流复合母排具有前端和后端，相邻两个串接的所述单相功率模块均采用前端电性连接或均采用后端电性连接。4.根据权利要求3所述的变流器的功率模块组，其特征在于:当单数位置上的所述单相功率模块位于双数位置上的所述单相功率模块前面时，这两个所述单相功率模块采用前端电性连接；当双数位置上的所述单相功率模块位于单数位置上的所述单相功率模块前面时，这两个所述单相功率模块采用后端电性连接。
【专利摘要】本发明涉及一种变流器的功率模块组，可应用于风机变流器、光伏逆变器、矿用变频器、高压变频器、通用变频器等电力电子变流设备，该变流器的功率模块组包括三个或六个依次串联连接的单相功率模块，每个所述单相功率模块包括与相邻单相功率模块电性连接的直流复合母排，每个所述单相功率模块的直流复合母排具有前端和后端，相邻两个串接的所述单相功率模块均采用前端电性连接或均采用后端电性连接，该变流器的功率模块组采用将相邻的单相功率模块依次串联，从而使母线电容体积较小，为现有技术中的变流器的功率模块的至少1/2，且温升较低，具有高可靠性、高性能、低成本的优势。
【IPC分类】H02M7/00
【公开号】CN105490557
【申请号】CN201510944219
【发明人】蒲延洲, 金孝忠, 相学仁, 吴志敢
【申请人】大连尚能科技发展有限公司
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2015年12月16日
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