輔助變流逆變器模塊的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種輔助變流逆變器模塊，所述逆變器模塊包括：IGBT器件、散熱器、支撐電容、驅(qū)動(dòng)板、復(fù)合母排、自由插拔裝置、結(jié)構(gòu)殼體，所述散熱器和結(jié)構(gòu)殼體連接，所述自由插拔裝置和結(jié)構(gòu)殼體連接，所述IGBT器件和結(jié)構(gòu)殼體連接，所述支撐電容和結(jié)構(gòu)殼體連接，所述驅(qū)動(dòng)板和結(jié)構(gòu)殼體連接，所述復(fù)合母排和結(jié)構(gòu)殼體連接，所述驅(qū)動(dòng)板和IGBT器件連接。本實(shí)用新型的有益效果在于：能夠避免錯(cuò)誤的安裝，具有很高的可靠性和安全性；簡潔緊湊的設(shè)計(jì)，節(jié)省內(nèi)部空間；減小分布電容；以更低的電壓降實(shí)現(xiàn)高電流承載能力；比電纜更容易散熱冷卻，溫升??；電阻低；分布電感低，特別是對(duì)IGBT的應(yīng)用，可以降低由于電壓擊穿而引起的電器元件損壞概率。
【專利說明】輔助變流逆變器模塊
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種逆變器，尤其涉及一種輔助變流逆變器模塊。
【背景技術(shù)】
[0002]逆變器又稱逆變電源，是一種電源轉(zhuǎn)換裝置，可將12V或24V的直流電轉(zhuǎn)換成240V、50Hz交流電或其它類型的交流電。它輸出的交流電可用于各類設(shè)備，最大限度地滿足移動(dòng)供電場所或無電地區(qū)用戶對(duì)交流電源的需要。有了逆變器，就可利用直流電轉(zhuǎn)換成交流電為電器提供穩(wěn)定可靠的用電保障。逆變器還能夠與發(fā)電機(jī)配套使用，能有效地節(jié)約燃料、減少噪音；在風(fēng)能、太陽能領(lǐng)域，逆變器更是必不可少。小型逆變器還能夠利用汽車、輪船、便攜供電設(shè)備，在野外提供交流電源。逆變器有著廣泛的用途，它用于各類交通工具，如汽車、各類艦船以及飛行器，以及工業(yè)電力系統(tǒng)如機(jī)車輸變電路，煤礦及礦山設(shè)備等；在太陽能及風(fēng)能發(fā)電領(lǐng)域，逆變器有著不可替代的作用。
[0003]目前，逆變器模塊中功率模塊與其他元器件之間多采用導(dǎo)線加接線頭的連接方式。這種方式存在以下問題:(1)由于多個(gè)功率模塊的功率端數(shù)量較多，要連接的導(dǎo)線數(shù)量較多，其安裝過程耗時(shí)費(fèi)力；(2)較多的導(dǎo)線占據(jù)較大的機(jī)箱內(nèi)部空間，不便于其余電子器件的安裝；(3)連接線過多，容易產(chǎn)生接線故障，元器件相互干擾大，均會(huì)影響模塊的可靠性，同時(shí)其日常維修難度極大；(4)在大電流、高電壓下，功率模塊的接線處易形成高溫，弓丨起功率器件的散熱不當(dāng)，影響機(jī)車模塊的正常工作。傳統(tǒng)的模塊連接方式，一般都是通過螺桿及螺母器件，將設(shè)備內(nèi)的組件和外部組件緊固連接，實(shí)現(xiàn)輸入輸出手動(dòng)連接，但是連接繁瑣，更換周期長，如果設(shè)備發(fā)生故障，需要更換發(fā)生故障的設(shè)備的時(shí)候，耗時(shí)較長，會(huì)造成機(jī)車長時(shí)間停運(yùn)，影響線路安全；如冶煉單位，設(shè)備發(fā)生故障會(huì)造成長時(shí)間停電，造成不必要的損失。
[0004]中國專利申請(qǐng)?zhí)枮?01210198035.1的專利申請(qǐng)公開了一種大功率太陽能三相并網(wǎng)逆變器，其包括機(jī)箱、電氣柜、工作變壓器、正極銅排、負(fù)極銅排、與正極銅排連接的接觸器一、檢測接觸器一出線端電流的電流傳感器一、與接觸器一及負(fù)極銅排都連接的逆變模塊、與逆變模塊連接的電抗器、與電抗器并聯(lián)的三相電容、檢測電抗器與三相電容輸出端電流的電流傳感器二、與電抗器輸出端連接的濾波器、與濾波器連接的接觸器二、與接觸器二連接的斷路器，其特征在于，所述逆變模塊包括至少一組功率模塊組，所述功率模塊組包括每個(gè)都用于實(shí)現(xiàn)一個(gè)相位變流的三個(gè)功率模塊，每個(gè)功率模塊都具有單獨(dú)的疊層母排。
[0005]每個(gè)功率模塊都包括位于對(duì)應(yīng)疊層母排上部的IGBT組件、位于疊層母排下部的電容組件。
[0006]每個(gè)功率模塊的IGBT組件與電容組件都位于對(duì)應(yīng)疊層母排的同一側(cè)。
[0007]功率模塊橫向并排分布；每個(gè)功率模塊都還包括用于對(duì)TGBT組件散熱的散熱器；每個(gè)功率模塊組的其中一對(duì)相鄰模塊的散熱器相向分布。
[0008]所述每個(gè)功率模塊都還包括散熱器固定連接的模塊支架，所述IGBT組件固定于散熱器上。[0009]上述公開的逆變器依然存在以下缺陷:傳統(tǒng)的逆變器方式，容易產(chǎn)生錯(cuò)誤的安裝，難以保證可靠性和安全性；設(shè)計(jì)復(fù)雜，內(nèi)部體積龐大，分布電感高，難以散熱，溫升大，電阻高，容易由于電壓擊穿而引起電器元件的損壞。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0010]本實(shí)用新型為一種輔助變流逆變器模塊，包括:IGBT器件、散熱器、支撐電容、驅(qū)動(dòng)板、復(fù)合母排、自由插拔裝置、結(jié)構(gòu)殼體，所述散熱器和結(jié)構(gòu)殼體連接，所述自由插拔裝置和結(jié)構(gòu)殼體連接，所述IGBT器件和結(jié)構(gòu)殼體連接，所述支撐電容和結(jié)構(gòu)殼體連接，所述驅(qū)動(dòng)板和結(jié)構(gòu)殼體連接，所述復(fù)合母排和結(jié)構(gòu)殼體連接，所述驅(qū)動(dòng)板和IGBT器件連接。
[0011]進(jìn)一步地，所述驅(qū)動(dòng)板包括:電源、芯片、電路板，所述電路板分別和電源、芯片連接。
[0012]進(jìn)一步地，所述復(fù)合母排包括公共端母排、負(fù)母排、正母排，所述公共端母排、負(fù)母排、正母排自上至下疊加組成，所述公共端母排、負(fù)母排、正母排相互之間設(shè)置一層絕緣膜，所述逆變器模塊外層設(shè)置一層絕緣膜。
[0013]進(jìn)一步地，所述自由插拔裝置包括電極頭、螺母、墊片、絕緣板，所述電極頭穿過絕緣板，所述電極頭位于絕緣板上部的部分設(shè)有螺紋，所述電極頭位于絕緣板下部的部分為圓弧部分，所述螺母和墊片通過所述螺紋將所述電極頭固定在絕緣板上。
[0014]進(jìn)一步地，所述復(fù)合母排表面為鍍銀層，鍍銀層的厚度大于Sum。
[0015]進(jìn)一步地，所述復(fù)合母排與外部元器件連接時(shí)，其周邊部分鍍銀層外露，以便與外部元器件連接平面對(duì)整齊。
[0016]進(jìn)一步地，所述自由插拔裝置中電極頭為七個(gè)，呈一字排開，相鄰電極頭之間間隔相等。
[0017]進(jìn)一步地，所述自由插拔裝置中螺母和墊片外部為鍍銀層，鍍銀層厚度大于12um。
[0018]進(jìn)一步地，所述自由插拔裝置中螺母包括壓緊厚螺母和壓緊薄螺母。
[0019]本實(shí)用新型有益效果在于:能夠避免錯(cuò)誤的安裝，具有很高的可靠性和安全性；簡潔緊湊的設(shè)計(jì)，節(jié)省內(nèi)部空間；減小分布電容；以更低的電壓降實(shí)現(xiàn)高電流承載能力斗匕電纜更容易散熱冷卻，溫升??；電阻低；分布電感低，特別是對(duì)IGBT器件的應(yīng)用，能夠降低由于電壓擊穿而引起的電器元件損壞概率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]附圖1所示為本實(shí)用新型所述一種輔助變流逆變器模塊示意圖。
[0021]附圖2所示為本實(shí)用新型所述一種輔助變流逆變器模塊復(fù)合母排示意圖。
[0022]附圖3所示為本實(shí)用新型所述一種輔助變流逆變器模塊自由插拔裝置示意圖。
[0023]附圖標(biāo)記如下:101-結(jié)構(gòu)殼體、102-驅(qū)動(dòng)板、103-復(fù)合母排、104-自由插拔裝置、105-散熱器、106-1GBT器件、107-支撐電容、201-公共端母排、202-負(fù)母排、203-正母排、204-絕緣膜、301-電極頭、302-墊片、303-螺母。
【具體實(shí)施方式】
[0024]以下結(jié)合說明書附圖對(duì)本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行說明，應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的優(yōu)選實(shí)施例僅用于說明和解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。
[0025]如圖1-3所示，一種輔助變流逆變器模塊，包括:IGBT器件106、散熱器105、支撐電容107、驅(qū)動(dòng)板102、復(fù)合母排103、自由插拔裝置104、結(jié)構(gòu)殼體101，所述散熱器105和結(jié)構(gòu)殼體101連接，所述自由插拔裝置104和結(jié)構(gòu)殼體101連接，所述IGBT器件106和結(jié)構(gòu)殼體101連接，所述支撐電容107和結(jié)構(gòu)殼體101連接，所述驅(qū)動(dòng)板102和結(jié)構(gòu)殼體101連接，所述復(fù)合母排103和結(jié)構(gòu)殼體101連接，所述驅(qū)動(dòng)板102和IGBT器件106連接。
[0026]所述驅(qū)動(dòng)板102包括:電源、芯片、電路板，所述電路板分別和電源、芯片連接。
[0027]所述驅(qū)動(dòng)板102僅需一個(gè)不需要進(jìn)行隔離處理的+15V電源(圖中未示)直接給芯片(圖中未示)供電即可。所述芯片的輸入信號(hào)為+15V/0V互補(bǔ)脈沖信號(hào)，所述芯片輸出三組相同的信號(hào)，每組信號(hào)同時(shí)驅(qū)動(dòng)電路板(圖中未示)中同一橋臂(圖中未示)的上開關(guān)管、下開關(guān)管(圖中未示)，即用作三個(gè)橋臂(圖中未示)的六件開關(guān)管驅(qū)動(dòng)。
[0028]驅(qū)動(dòng)板102采用西門康公司的SKHI22AH4R (圖中未示)為芯片，所述芯片集成了過流、電源欠壓、信號(hào)電平過低保護(hù)功能。SKHI22AH4芯片只需少量外圍分立元件，就能夠直接驅(qū)動(dòng)IGBT器件106，是一種性能優(yōu)異、成熟的芯片。
[0029]所述復(fù)合母排103包括公共端母排201、負(fù)母排202、正母排203，所述公共端母排
201、負(fù)母排202、正母排203自上至下疊加組成，所述公共端母排201、負(fù)母排202、正母排203相互之間設(shè)置一層絕緣膜204，所述逆變器模塊外層設(shè)置一層絕緣膜204。所述公共端母排201、負(fù)母排202、正母排203由T2紫銅材質(zhì)加工而成。所述公共端母排201、負(fù)母排
202、正母排203表面的鍍銀層(圖中未示)厚度大于Sum。所述公共端母排201、負(fù)母排202、正母排203與元器件(圖中未示)連接時(shí)，其周邊部分鍍銀層外露，并與元器件連接平面對(duì)整齊，所述鍍銀層能夠增加導(dǎo)電性，同時(shí)也能降低電磁干擾。所述逆變器模塊的復(fù)合母排103的公共端母排201、負(fù)母排202、正母排203之間工頻耐壓為2500V/50Hzl分鐘。所述逆變器模塊公共端母排201、負(fù)母排202、正母排203之間的電流沖擊為600A/1S。所述輔助變流逆變器模塊采用復(fù)合母排103能夠?qū)崿F(xiàn)減少布線長度，降低線路分布電感。
[0030]所述自由插拔裝置104包括電極頭301、螺母302、墊片302、絕緣板(圖中未示)，所述電極頭301穿過絕緣板，所述電極頭301位于絕緣板上部的部分設(shè)有螺紋，所述電極頭301位于絕緣板下部的部分為圓弧部分，所述螺母302和墊片302通過所述螺紋將所述電極頭301固定在絕緣板上。
[0031]所述自由插拔裝置104中電極頭為七個(gè)，呈一字排開，相鄰電極頭301之間間隔相
坐寸ο
[0032]所述自由插拔裝置104中的螺母302和墊片302外部為鍍銀層，鍍銀層厚度大于12um。
[0033]所述自由插拔裝置104中的螺母302包括壓緊厚螺母(圖中未示)和壓緊薄螺母(圖中未示)。將壓緊厚螺母擰緊在電極頭301位于絕緣板上部的螺紋處，之后將壓緊薄螺母擰緊在所述螺紋剩余暴露螺紋處，從而將電極頭301能夠緊固的固定在絕緣板上。
[0034]所述輔助變流逆變器模塊采用強(qiáng)迫循環(huán)風(fēng)進(jìn)行冷卻，所述散熱器105采用鋁質(zhì)材料，所述散熱器105為IGBT器件106提供冷卻。
[0035]所述結(jié)構(gòu)殼體101采用能夠滿足96小時(shí)鹽霧試驗(yàn)的鍍鋅鋼板。
[0036]所述支撐電容107大小為5600 μ F/400V，具有高承載能力、易散熱、溫升小，降低電器元件損壞率的優(yōu)勢(shì)。
[0037]本實(shí)用新型并不限于上述實(shí)施方式，在不背離本實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)內(nèi)容的情況下，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以想到的任何變形、改進(jìn)、替換均落入本實(shí)用新型的權(quán)利要求記載的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種輔助變流逆變器模塊，其特征在于，所述輔助變流逆變器模塊包括=IGBT器件、散熱器、支撐電容、驅(qū)動(dòng)板、復(fù)合母排、自由插拔裝置、結(jié)構(gòu)殼體，所述散熱器和結(jié)構(gòu)殼體連接，所述自由插拔裝置和結(jié)構(gòu)殼體連接，所述IGBT器件和結(jié)構(gòu)殼體連接，所述支撐電容和結(jié)構(gòu)殼體連接，所述驅(qū)動(dòng)板和結(jié)構(gòu)殼體連接，所述復(fù)合母排和結(jié)構(gòu)殼體連接，所述驅(qū)動(dòng)板和IGBT器件連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種輔助變流逆變器模塊，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)板包括:電源、芯片、電路板，所述電路板分別和電源、芯片連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種輔助變流逆變器模塊，其特征在于，所述復(fù)合母排包括公共端母排、負(fù)母排、正母排，所述公共端母排、負(fù)母排、正母排自上至下疊加組成，所述公共端母排、負(fù)母排、正母排相互之間設(shè)置一層絕緣膜，所述逆變器模塊外層設(shè)置一層絕緣膜。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種輔助變流逆變器模塊，其特征在于，所述自由插拔裝置包括電極頭、螺母、墊片、絕緣板，所述電極頭穿過絕緣板，所述電極頭位于絕緣板上部的部分設(shè)有螺紋，所述電極頭位于絕緣板下部的部分為圓弧部分，所述螺母和墊片通過所述螺紋將所述電極頭固定在絕緣板上。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種輔助變流逆變器模塊，其特征在于，所述復(fù)合母排表面為鍍銀層，鍍銀層的厚度大于8um。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種輔助變流逆變器模塊，其特征在于，所述復(fù)合母排與外部元器件連接時(shí)，其周邊部分鍍銀層外露，以便與外部元器件連接平面對(duì)整齊。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種輔助變流逆變器模塊，其特征在于，所述自由插拔裝置中電極頭為七個(gè)，呈一字排開，相鄰電極頭之間間隔相等。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種輔助變流逆變器模塊，其特征在于，所述自由插拔裝置中螺母和墊片外部為鍍銀層，鍍銀層厚度大于12um。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種輔助變流逆變器模塊，其特征在于，所述自由插拔裝置中螺母包括壓緊厚螺母和壓緊薄螺母。
【文檔編號(hào)】H02M7/00GK203504429SQ201320656405
【公開日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2013年10月23日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月23日
【發(fā)明者】吳健, 馬春華 申請(qǐng)人:北京京鐵信達(dá)鐵路設(shè)備有限公司