[发明专利]适用于半桥模块的三相逆变复合母排

说明书

技术领域

本发明涉及电力电子技术及应用装置技术领域，具体是一种适用于半桥模块的三相逆变复合母排。

背景技术

在电力电子技术及应用装置向高频化发展的今天，系统中特别是连接线的寄生参数产生巨大的电应力，已成为威胁电力电子装置可靠性的重要因素。大功率变频电源的功率器件在开关过程中，由于从直流储能电容至IGBT器件之间的直流母线上的寄生电感和IGBT模块自身电感的影响，会产生很高的尖峰电压，这种尖峰电压，会使器件过热，甚至有时使IGBT失控并超过器件的额定安全工作区而损坏。

目前，IGBT、主电路、吸收电路部件之间是采用电缆或铜排连接的，该连接方式存在如下缺点：1）电路杂散电感大，功率器件容易损坏，电路可靠性差、效率低：IGBT、主电路、吸收电路部件之间采用电缆连接时，电路的杂散电感较大，在主电路开关过程中，将在IGBT器件上产生较高的电压尖峰，对功率器件有一定对冲击，影响功率器件的寿命，从而降低了功率变换电路的可靠性。2）结构臃肿，占据空间大：使用大量的电缆连接，结构臃肿，占用较大的空间，产品质量下降。

发明内容

本发明为一种适用于半桥模块的三相逆变复合母排，主要解决了以下几个方面的问题：1）解决了主电路电缆、铜排连接多，布局复杂，质量不可靠的问题；2）解决了主电路电缆、铜排杂散电感大，功率器件容易损坏，电路可靠性差的问题；3）减小了系统体积，重量和噪音，并且方便主电路的维修和维护。

本发明是通过如下技术方案实现的：

一种适用于半桥模块的三相逆变复合母排，包括三个形状为扁平状且叠放在一起的母排，三个母排从后至前依次为正母排、负母排和M母排，相邻的母排之间设有高绝缘强度材料；正母排、负母排和M母排的右侧侧边上各设有一个放电电阻连接部，三个放电电阻连接部上下错开布置；正母排和负母排的左侧侧边上各设有一个输入端连接部，两个输入端连接部上下错开布置；正母排和负母排的底边上各设有三个IGBT连接部，并且正母排上的三个IGBT连接部和负母排上的三个IGBT连接部交叉布置；三个母排作为一个整体，在其整体的水平中线上开设有三个贯穿母排整体的窗口，每个窗口的两侧分别设有一个吸收电容连接部，每个窗口上的两个吸收电容连接部一个与正母排连接、一个与负母排连接；三个母排作为一个整体，在其整体的水平中线上方的位置设有四组支撑电容端子组，每组支撑电容端子组包括两个支撑电容端子，从左至右第一、三、六、八个支撑电容端子与M母排连接，第二、四个支撑电容端子与正母排连接，第五、七个支撑电容端子与负母排连接；三个母排作为一个整体，在其整体的水平中线下方的位置设有四组支撑电容端子组，每组支撑电容端子组包括两个支撑电容端子，从左至右第二、四、五、七个支撑电容端子与M母排连接，第六、八个支撑电容端子与正母排连接，第一、三个支撑电容端子与负母排连接。放电电阻连接部、输入端连接部、IGBT连接部和吸收电容连接部用于连接直流输入端或电路器件，支撑电容端子用于连接电路器件。

本发明设计将三相逆变主电路，电容吸收电路的电气连接通过复合母排实现，其电路原理图如图2所示。根据电路原理图可知，V1、V2、V3三个半桥模块组成一个三相逆变桥、实现直流到交流的转变的功能，“DC+”、“DC-”为直流输入端；“R”、“S”、“T”为三相电路的交流输出；C1-C3为吸收电容，吸收IGBT关断电压尖峰；C4-C11为支撑电容，滤除纹波，使直流母线电压稳定；R1、R2为放电电阻，当模块主电路切除电源后，C1-C11以及主电路中残余电荷通过放电电阻释放。

本发明三相逆变复合母排融合了电路原理图中剖面线标识的电路功能，将高压部分通过复合母排实现了电气连接。

根据电磁场理论，把导电体做成扁平截面，在同样截面下做的越薄越宽，它的寄生电感越小，相邻导电体内流过相反的电流，其磁场抵消，也可使寄生电感减小，而且相邻导体间距离越小，寄生电感越小。根据以上理论，将母排设计成扁平状，根据电流走向叠放在一起，每层之间用高绝缘强度材料隔离，这样不仅满足了低感的要求，提高IGBT工作的可靠性，还可简化装置结构，缩小体积。

进一步地，放电电阻连接部和输入端连接部与相应的母排为同平面设置；IGBT连接部和吸收电容连接部与相应的母排垂直设置。