一种多电平拓扑的风冷IGBT直流斩波装置的制作方法

一种多电平拓扑的风冷igbt直流斩波装置
技术领域
1.本实用新型涉及大功率变流器技术领域，尤其涉及一种多电平拓扑的风冷igbt直流斩波装置。


背景技术：

2.直流斩波电路是一种将电压恒定的直流电变换为电压可调的直流电的电力电子变流装置，亦称直流斩波器或dc/dc变换器。用斩波器实现直流变换的基本思想是通过对电力电子开关器件的快速通、断控制把恒定的直流电压或电流斩切成一系列的脉冲电压或电流，在一定滤波的条件下，在负载上可以获得平均值可小于或大于电源的电压或电流。如果改变开关器件通、断的动作频率，或改变开关器件通、断的时间比例，就可以改变这一脉冲序列的脉冲宽度，以实现输出电压、电流平均值的调节。
3.目前，igbt是直流斩波电路中用的最多的主导电子开关器件。在斩波电路中，igbt由门极电压控制，从根本上克服了晶闸管斩波器及gtr斩波器的缺点。igbt斩波器可以针对不同的负载对象，做一些少量的改动，就可以广泛应用在要求供电电压可调的直流负载上。因此，本领域技术人员提供了一种多电平拓扑的风冷igbt直流斩波装置，以解决上述背景技术中提出的问题。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种多电平拓扑的风冷igbt直流斩波装置，在igbt功率器件的电气接口处按照电气原理安装低感层叠母排，外接铜母排作为低感层叠母排的伸出端与直流电容的直流电容接线端子连接。驱动电源电路固定在第二绝缘支板上，第二绝缘支板通过第一绝缘支板固定在金属焊接框架上。轴流风机安装在翅片型风冷散热器的一端，风向沿着翅片的方向，吹风进行散热。本实用新型用低感层叠母排将主功率器件和电容功率器件连接起来，组成一组小体积、大功率的多电平功率模块。
5.为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：一种多电平拓扑的风冷igbt直流斩波装置，包括金属焊接框架，所述金属焊接框架的一侧端面设置有直流电容，所述直流电容的一端端面设置有直流电容接线端子，所述直流电容的一侧端面设置有第一绝缘支板，所述第一绝缘支板的一侧端面中部设置有风冷散热器，所述风冷散热器的一侧端面设置有多个轴流风机，所述风冷散热器的一侧端面中部设置有igbt功率器件，所述第一绝缘支板的一侧端面设置有第二绝缘支板，所述第二绝缘支板的一端设置有低感层叠母排，所述低感层叠母排的一侧端面一角处设置有多个外接铜母排，所述第二绝缘支板的一侧端面中部两侧均设置有驱动电源电路，所述金属焊接框架的一侧端面设置有两个绝缘支柱；
6.通过上述技术方案，在igbt功率器件的电气接口处按照电气原理安装低感层叠母排，外接铜母排作为低感层叠母排的伸出端与直流电容的直流电容接线端子连接。驱动电源电路固定在第二绝缘支板上，第二绝缘支板通过第一绝缘支板固定在金属焊接框架上。
轴流风机安装在翅片型风冷散热器的一端，风向沿着翅片的方向，吹风进行散热。本实用新型用低感层叠母排将主功率器件和电容功率器件连接起来，组成一组小体积、大功率的多电平功率模块。
7.进一步地，所述金属焊接框架与直流电容紧密贴合；
8.通过上述技术方案，通过两者紧密贴合提高连接强度。
9.进一步地，所述直流电容与第一绝缘支板紧密贴合；
10.通过上述技术方案，通过两者紧密贴合提高连接强度。
11.进一步地，所述第二绝缘支板与风冷散热器紧密贴合；
12.通过上述技术方案，通过两者紧密贴合提高连接强度。
13.进一步地，所述风冷散热器与igbt功率器件以及多个轴流风机均紧密贴合；
14.通过上述技术方案，通过两者紧密贴合提高连接强度。
15.进一步地，所述第一绝缘支板与第二绝缘支板紧密贴合；
16.通过上述技术方案，通过两者紧密贴合提高连接强度。
17.进一步地，所述第二绝缘支板与两个驱动电源电路紧密贴合；
18.通过上述技术方案，通过两者紧密贴合提高连接强度。
19.进一步地，所述第一绝缘支板、第二绝缘支板以及绝缘支柱均由聚全氟乙丙烯fep材料制成；
20.通过上述技术方案，该材料制成的产品具有较高的绝缘性能。
21.本实用新型具有如下有益效果：
22.1、本实用新型提出的一种多电平拓扑的风冷igbt直流斩波装置，采用了强制风冷的散热方式，对工程应用场合的要求更低；采用了低感层叠母排将igbt功率器件和直流电容相连接的方式，降低了线路的杂散电感与阻抗，从而减少电压尖峰对功率器件的损害，降低线路损耗。多电平拓扑的风冷igbt直流斩波模块的结构紧凑，容积率小，组装简单、方便、应用场合更加广泛。
23.2、本实用新型提出的一种多电平拓扑的风冷igbt直流斩波装置，以igbt为主要功率器件，对igbt器件采用强制风冷的冷却方式，用低感层叠母排将主功率器件和电容功率器件连接起来，组成一组大功率、体积小、应用场合广泛的多电平拓扑的风冷igbt直流斩波模块。
附图说明
24.图1为本实用新型一种多电平拓扑的风冷igbt直流斩波装置的立体示意图；
25.图2为本实用新型一种多电平拓扑的风冷igbt直流斩波装置的连接铜排立体示意图；
26.图3为本实用新型一种多电平拓扑的风冷igbt直流斩波装置的低感层叠母排立体示意图；
27.图4为本实用新型一种多电平拓扑的风冷igbt直流斩波装置的驱动电源电路的立体示意图。
28.图例说明：
29.1、绝缘支柱；2、金属焊接框架；3、直流电容；4、第一绝缘支板；5、轴流风机；6、igbt
功率器件；7、第二绝缘支板；8、外接铜母排；9、低感层叠母排；10、驱动电源电路；11、风冷散热器；12、直流电容接线端子。
具体实施方式
30.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
31.参照图1-4，本实用新型提供的一种实施例：一种多电平拓扑的风冷igbt直流斩波装置，包括金属焊接框架2，金属焊接框架2的一侧端面设置有直流电容3，直流电容3的一端端面设置有直流电容接线端子12，直流电容3的一侧端面设置有第一绝缘支板4，第一绝缘支板4的一侧端面中部设置有风冷散热器11，风冷散热器11的一侧端面设置有多个轴流风机5，风冷散热器11的一侧端面中部设置有igbt功率器件6，第一绝缘支板4的一侧端面设置有第二绝缘支板7，第二绝缘支板7的一端设置有低感层叠母排9，低感层叠母排9的一侧端面一角处设置有多个外接铜母排8，第二绝缘支板7的一侧端面中部两侧均设置有驱动电源电路10，金属焊接框架2的一侧端面设置有两个绝缘支柱1；
32.在igbt功率器件6的电气接口处按照电气原理安装低感层叠母排9，外接铜母排8作为低感层叠母排9的伸出端与直流电容3的直流电容接线端子12连接。驱动电源电路10固定在第二绝缘支板7上，第二绝缘支板7通过第一绝缘支板固定在金属焊接框架2上。轴流风机5安装在翅片型风冷散热器11的一端，风向沿着翅片的方向，吹风进行散热。本实用新型用低感层叠母排9将主功率器件和电容功率器件连接起来，组成一组小体积、大功率的多电平功率模块。
33.金属焊接框架2与直流电容3紧密贴合，通过两者紧密贴合提高连接强度，直流电容3与第一绝缘支板4紧密贴合，通过两者紧密贴合提高连接强度，第二绝缘支板7与风冷散热器11紧密贴合，通过两者紧密贴合提高连接强度，风冷散热器11与igbt功率器件6以及多个轴流风机5均紧密贴合，通过两者紧密贴合提高连接强度，第一绝缘支板4与第二绝缘支板7紧密贴合，通过两者紧密贴合提高连接强度，第二绝缘支板7与两个驱动电源电路10紧密贴合，通过两者紧密贴合提高连接强度，第一绝缘支板4、第二绝缘支板7以及绝缘支柱1均由聚全氟乙丙烯fep材料制成，该材料制成的产品具有较高的绝缘性能。
34.工作原理：本实用新型使用时，根据电气原理，在igbt功率器件6的电气接口上用螺栓固定安装低感层叠母排9，外接铜母排8是低感层叠母排9的外延母排，与直流电容接线端子12连接在一起，实现整个电路的电气连接，使用低感层叠母排9降低了线路的杂散电感与阻抗，从而减少电压尖峰对功率器件的损害，降低线路损耗。上述igbt功率器件6与直流电容3的数量，可根据不同功率等级的要求可增加或减少，驱动电源电路10安装于第二绝缘支板7上，第二绝缘支板7使用4组第一绝缘支板4与金属焊接框架2连接。驱动电源电路10与igbt功率器件6保持最小安全距离，便于接线的位置。
35.最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征
进行等同替换，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

技术特征：
1.一种多电平拓扑的风冷igbt直流斩波装置，包括金属焊接框架(2)，其特征在于：所述金属焊接框架(2)的一侧端面设置有直流电容(3)，所述直流电容(3)的一端端面设置有直流电容接线端子(12)，所述直流电容(3)的一侧端面设置有第一绝缘支板(4)，所述第一绝缘支板(4)的一侧端面中部设置有风冷散热器(11)，所述风冷散热器(11)的一侧端面设置有多个轴流风机(5)，所述风冷散热器(11)的一侧端面中部设置有igbt功率器件(6)，所述第一绝缘支板(4)的一侧端面设置有第二绝缘支板(7)，所述第二绝缘支板(7)的一端设置有低感层叠母排(9)，所述低感层叠母排(9)的一侧端面一角处设置有多个外接铜母排(8)，所述第二绝缘支板(7)的一侧端面中部两侧均设置有驱动电源电路(10)，所述金属焊接框架(2)的一侧端面设置有两个绝缘支柱(1)。2.根据权利要求1所述的一种多电平拓扑的风冷igbt直流斩波装置，其特征在于：所述金属焊接框架(2)与直流电容(3)紧密贴合。3.根据权利要求1所述的一种多电平拓扑的风冷igbt直流斩波装置，其特征在于：所述直流电容(3)与第一绝缘支板(4)紧密贴合。4.根据权利要求1所述的一种多电平拓扑的风冷igbt直流斩波装置，其特征在于：所述第二绝缘支板(7)与风冷散热器(11)紧密贴合。5.根据权利要求1所述的一种多电平拓扑的风冷igbt直流斩波装置，其特征在于：所述风冷散热器(11)与igbt功率器件(6)以及多个轴流风机(5)均紧密贴合。6.根据权利要求1所述的一种多电平拓扑的风冷igbt直流斩波装置，其特征在于：所述第一绝缘支板(4)与第二绝缘支板(7)紧密贴合。7.根据权利要求1所述的一种多电平拓扑的风冷igbt直流斩波装置，其特征在于：所述第二绝缘支板(7)与两个驱动电源电路(10)紧密贴合。8.根据权利要求1所述的一种多电平拓扑的风冷igbt直流斩波装置，其特征在于：所述第一绝缘支板(4)、第二绝缘支板(7)以及绝缘支柱(1)均由聚全氟乙丙烯fep材料制成。

技术总结
本实用新型涉及大功率变流器技术领域，公开了一种多电平拓扑的风冷IGBT直流斩波装置，包括金属焊接框架，所述金属焊接框架的一侧端面设置有直流电容，所述直流电容的一端端面设置有直流电容接线端子，所述直流电容的一侧端面设置有第一绝缘支板，所述第一绝缘支板的一侧端面中部设置有风冷散热器，所述风冷散热器的一侧端面设置有多个轴流风机。本实用新型中，采用了强制风冷的散热方式，对工程应用场合的要求更低；采用了低感层叠母排将IGBT功率器件和直流电容相连接，降低了线路的杂散电感与阻抗，从而减少电压尖峰对功率器件的损害，降低线路损耗。多电平拓扑的风冷IGBT直流斩波模块的结构紧凑，容积率小，组装简单、方便、应用场合更加广泛。用场合更加广泛。用场合更加广泛。


技术研发人员：唐磊 杨琼涛 王成胜 段巍 兰志明 李凡 蒋珺 朱紫薇
受保护的技术使用者：北京金自天正智能控制股份有限公司
技术研发日：2023.03.03
技术公布日：2023/8/17