[发明专利]功率模块和变流器

说明书

技术领域

本发明涉及电子技术，尤其涉及一种功率模块和变流器。

背景技术

地铁车辆中牵引变流器的功率较大，其数量级可达1MW，其中，作为变流器中的核心部件，功率模块中的各部件体积较大，且具有较大的散热功率，同时，随着技术的发展，对功率模块体积的要求也越来越高，因此，在确保功率模块电气性能的同时，如何有效减少功率模块的体积变得非常重要。

其中，功率模块是以绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor，IGBT)为核心的功率部件，在变流器中作为逆变器或斩波器的功率部件，其主要包括：是变流器中的主要功能部件，起到逆变器或斩波器的作用。现有技术中，为实现有效散热，功率模块通常采用水冷结构，该种结构的功率模块可通过水冷方式对IGBT进行冷却，但是，该种结构的功率模块中，需要单独设置用于起冷却作用的水管、水泵等附加部件，使得功率模块的高度和体积较大，无法适合对体积要求较高的场合；此外，现有技术中各功率模块分别单独设置，即各功率模块仅包括一组功率部件，这会使得各功率模块组装到变流器的箱内时，高度和体积过大。此外，现有技术中也有采用走行风冷结构的功率模块，该种功率模块同样存在高度较高，且功率模块为单独设置而导致变流器整体体积过大的问题。

综上，现有采用水冷结构或走行风冷结构的功率模块中，使得使用该种功率模块变流器的高度较高，体积较大，不适合应用于要求较小高度和体积的变流器中。

发明内容

本发明提供一种功率模块和变流器，可有效克服现有技术存在问题，减少功率模块的体积和高度。

本发明提供一种功率模块，包括平板式散热器，所述平板式散热器上并排设置有多组功率单元，所述功率单元包括：

绝缘栅双极型晶体管IGBT，安装在所述平板式散热器的表面；

驱动电路板，安装在所述IGBT上，并与所述IGBT电连接；

复合母排，安装在所述IGBT和驱动电路板上，所述复合母排包括直流正铜排和直流负铜排，所述直流负铜排和直流正铜排分别与所述IGBT电连接；

突波电容，安装在所述复合母排上，与所述复合母排上的直流负铜排和直流正铜排电连接；

交流出线铜排，安装在所述复合母排上，与所述IGBT电连接；

各功率单元中的复合母排为一体结构。

上述的功率模块中，所述突波电容的数量至少为2个。具体地，所述突波电容的数量为15个。

上述的功率模块中，所述交流出线铜排的两端分别设置有接线端子，所述接线端子固设在所述平板式散热器上，且所述接线端子与所述交流出线铜排电连接。且所述交流出线铜排套设在所述接线端子上。

上述的功率模块中，所述平板式散热器上还设置有电容支撑架，所述电容支撑架上安装有支撑电容，所述支撑电容的输入端分别与变流器上的主电路电连接。

上述的功率模块中，所述直流正铜排和直流负铜排分别与所述支撑电容的输出端电连接。

上述的功率模块还可包括：

电源分线板，所述电源分线板具有一个输入端和多个输出端，用于将外界通过输入端输入的直流电源，分别通过多个输出端连接到各驱动电路板上。

上述的功率模块中，所述功率单元为3组，用于作为变流器中逆变器的功率部件；

或者，所述功率单元为4组，其中任意三组作为变流器中逆变器的功率部件，另一组作为变流器中斩波器的功率部件。

本发明还提供一种变流器，包括主电路和功率模块，其中，所述功率模块为采用上述本发明提供的功率模块。

本发明提供的功率模块和变流器，通过采用平板式散热器，在平板式散热器上设置多组功率单元，各功率单元中的IGBT和突波电容可通过设置的复合母排进行电连接，使得整个功率模块结构紧凑，高度和体积均较小，可适合具有较小高度和体积要求的应用中；同时，通过将多个功率模块集成在一起，可便于各功率单元的组装，提高功率模块组装的便利性，避免各功率单元单独设置而造成的功率模块整体体积较大的问题，可适用于具有较小高度和体积要求的变流器应用中。

附图说明

图1为本发明实施例提供的功率模块的结构示意图；

图2为本发明实施例中在平板式散热器上仅安装有IGBT、接线端子和驱动电路板的结构示意图；

图3为在图2基础上安装有复合母排、突波电容和交流出线铜排的结构示意图；

图4为在图3基础上安装有电容支撑架的结构示意图；

图5为在图4基础上安装有支撑电容和电源分线板的结构示意图。