[发明专利]降压斩波功率单元及列车辅助变流器

说明书

技术领域

本发明涉及变流器技术，尤其涉及一种降压斩波功率单元及列车辅助变流器。

背景技术

列车辅助变流器为整个列车的辅助系统提供电源，列车辅助变流器供电电源的品质直接决定辅助变流器的性能，甚至影响整个列车的输出特性。如图1所示，所述列车辅助变流器包括：降压斩波功率单元11、过压抑制功率单元12和三相逆变功率单元13。列车的四象限整流器10向降压斩波功率单元提供中间回路电压，所述降压斩波功率单元11将接收到的中间回路电压转换为较低电压等级的直流电，并将转换后的直流电经由过压抑制功率单元12输出至三相逆变功率单元13。所述三相逆变功率单元13将直流电转换为交流电来驱动负载14。其中，所述降压斩波功率单元、过压抑制功率单元以及三相逆变功率单元中的功率模块，如绝缘栅双极型晶体管（Insulated GateBipolar Transistor，以下简称IGBT）的驱动脉冲信号由所述辅助变流器控制单元输出。

目前，降压斩波功率单元的各部件之间采用普通铜排或导线连接。考虑到部件间的耐压及爬电距离，现有降压斩波功率单元中各部件间的间隙设置的较大，致使整个降压斩波功率单元的体积较大、重量大，致使列车辅助变流器占用空间较大，这与目前机车上部件轻量化、空间小型化的发展趋势是背道而驰的。另外，现有降压斩波功率单元的结构，不利于维护与检修，当降压斩波功率单元中部件，尤其是易出现故障的IGBT，需要维修或更换时，必须拆除降压斩波功率单元的所有部件，维修或更换后再重新组装，整个维修过程繁琐且耗时。

发明内容

本发明提供一种降压斩波功率单元及列车辅助变流器，以减小体积，方便检修。

本发明的第一个方面是提供一种降压斩波功率单元，包括：绝缘栅双极型晶体管、配置板、复合母排及驱动电路板组件；其中，

所述配置板设置在所述绝缘栅双极型晶体管的上方，所述配置板的第一端口与所述绝缘栅双极型晶体管的集电极连接，所述配置板的第二端口与所述绝缘栅双极型晶体管的发射极连接，所述配置板的第三端口与所述绝缘栅双极型晶体管的门极连接；

所述复合母排设置在所述配置板的上方，所述复合母排的两连接端分别与所述绝缘栅双极型晶体管的集电极和发射极连接；

所述驱动电路板组件通过支架设置在所述复合母排的上方，所述驱动电路板组件的第一端口通过所述配置板与所述绝缘栅双极型晶体管的集电极连接，所述驱动电路板组件的第二端口通过所述配置板与所述绝缘栅双极型晶体管的发射极连接，所述驱动电路板组件的第三端口通过所述配置板与所述绝缘栅双极型晶体管的门极连接。

本发明的另一个方面是提供一种列车辅助变流器，包括：本发明实施例提供的所述降压斩波功率单元。

由上述技术方案可知，本发明实施例通过将所述降压斩波功率单元的各部件设置成层叠式结构，检修时只需拆卸上层部件的连接件，将上层部件旋转或卸下即可将待检修的部件或待更换的部件显现出来，无需分别拆除所有部件，方便检修和维护。另外，本发明实施例采用复合母排来代替现有技术中的普通铜排或导线连接，可有效地解决普通铜排或导线的杂散电感大，易造成功率器件关断时引起很高的尖峰电压，功率器件容易损坏，电路可靠性差等问题，复合母排集成度高，杂散电感小，可简化电路连接，降低降压斩波功率单元中各部件间的间隙设置，缩小降压斩波功率单元的体积。

附图说明

图1为现有技术中电力机车辅助系统结构示意图；

图2为本发明提供的降压斩波功率单元实施例一的结构示意图；

图3为本发明提供的所述降压斩波功率单元实施例一的电路原理示意图；

图4为本发明提供的所述降压斩波功率单元中支架的左支架和右支架的结构示意图；

图5为对本发明提供的所述降压斩波功率单元进行检修时卸下支架的横向支架一侧的螺栓后，横向支架绕一侧旋转所呈的状态图；

图6为本发明提供的所述降压斩波功率单元中数字可编程驱动器的原理图；

图7为装配降压斩波功率单元中的散热器和IGBT后的结构示意图；

图8为在图7的基础上继续在IGBT上安装配置板后的结构示意图；

图9为在图8的基础上继续在散热器上安装绝缘底板后的结构示意图；

图10为在图9的基础上继续在绝缘底板上安装左支架和右支架后的结构示意图；

图11为在图10的基础上继续在配置板上方安装复合母排，并将复合母排与IGBT和二极管连接后的结构示意图；