[发明专利]母线电容模块及功率单元

说明书

技术领域

本发明实施例涉及电气技术，尤其涉及一种母线电容模块及功率单元。

背景技术

在电气技术中，功率单元作为大功率变频设备的核心部件，可以完成完整的功率转换功能，包括整流、逆变和变频等，同时，可以通过各个功率单元级联方式起到扩展功率等级的作用。而母线电容模块是功率单元的主要元件，在功率单元内部的电路拓扑中，需要由母线电容模块构成直流环节，并起到储能和滤波的作用。

母线电容模块一般包括多个电容、母排和多个均压泄放电阻，各个电容之间可通过母排连接；均压泄放电阻用于防止相互串联的两个电容由于电容参数不完全相同导致的电压不均，并且可以用于在功率单元下电时泄放直流母线的能量。

母排的结构优劣和均压泄放电阻的形式对母线电容模块的体积有很大影响。目前的母排结构，一般使用多层金属排，例如铜排或铝排。各层金属排分别连接各个电容所需要连接的功率单元中的不同网络。每层金属排之间用绝缘材料进行隔离，例如环氧板。均压泄放电阻一般采用绕线电阻器、水泥电阻或金属膜电阻等，在使用时将均压泄放电阻直接安装在母排上，或者使用线缆引出至其他位置。

由于金属排本身较厚，多层叠加的方式使得母排的厚度至少在几毫米左右。而均压泄放电阻所使用的器件本身属于体积大的类型，且由于电阻会发热，如果直接安装在母排上，则安装时需要远离电容管脚，导致母线电容模块的体积进一步增大；如果使用线缆将均压泄放电阻引出固定在其他位置上，则会降低母线电容模块的集成度，需要增加功率单元内的走线通道，会提高整个功率单元的架构复杂度。

发明内容

本发明实施例提供一种母线电容模块及功率单元，以解决现有技术的母线电容模块体积过大以及由此导致的功率单元体积过大的问题。

第一方面，本发明实施例提供一种母线电容模块，包括：母排，所述母排为印刷电路板，所述印刷电路板布设有至少一层金属箔电路，且每层金属箔电路包括相互绝缘的电路图案；至少一个电容和至少一个泄放电阻，所述电容和所述泄放电阻通过所述金属箔电路电连接。

在第一方面的第一种可能的实现方式中，所述印刷电路板的金属箔电路为多层，设置在印刷电路板的上表面、下表面和/或内部。

结合第一方面或第一方面的第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，所述印刷电路板的金属箔电路中设置有通孔，所述电容的插脚插入所述通孔中，实现与所述金属箔电路的电连接。

结合第一方面的第二种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，还包括：结构件，用于将所述母线电容模块中的电容固定在功率单元中。

结合第一方面的第三种可能的实现方式，在第四种可能的实现方式中，所述结构件包括：至少一个基板，用于固定连接在功率单元的壁面上；至少一个夹具，分别与各所述电容固定连接，且固定连接在所述基板上，用于固定电容。

结合第一方面的第四种可能的实现方式，在第五种可能的实现方式中，所述母排的数量为多块，所述母排的金属箔电路上设置有通孔或焊盘，各块所述母排之间通过螺合、焊接或连接器方式相互电连接。

结合第一方面的第五种可能的实现方式，在第六种可能的实现方式中，所述泄放电阻为贴片电阻阵列，焊接在所述印刷电路板表面层金属箔电路上与电容电连接。

结合第一方面的第六种可能的实现方式，在第七种可能的实现方式中，还包括：分压电阻，与所述金属箔电路电连接，与所述电容在印刷电路板的同面设置或异面设置。

第二方面，本发明实施例提供一种功率单元，包括整流模块、逆变模块或变频模块，所述整流模块、逆变模块或变频模块包括：本发明任意实施例所提供的母线电容模块。

本发明实施例母线电容模块及功率单元，通过使用印刷电路板作为母排，通过使用印刷电路板的金属箔布设母线电容模块的电路，并将至少一个电容和至少一个泄放电阻按照母线电容模块的电路结构连接在印刷电路板的金属箔上，通过利用印刷电路板的介质层实现对母线电容模块中不同电路网络的隔离，从而用印刷电路板的同层金属箔电路的相互绝缘的电路图案，构成母线电容模块所需的相互绝缘的电路，克服了现有技术中需要多个母排多层叠加并在各层之间填充绝缘材料的导致的母线电容模块体积过大的缺陷，从而也克服了由此导致的功率单元体积过大的缺陷。

附图说明