本發(fā)明涉及一種基于壓接式器件的單相半橋功率模塊，屬于大功率變流器功率模塊技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

中高壓大功率變流器是利用電力電子器件的通斷作用將工頻交流電變換成為電壓和頻率可變的交流電，在電力、冶金、船舶、市政、石化、水泥、礦山等行業(yè)具有廣泛的應(yīng)用。

目前，中高壓大功率變流器通常使用壓接式器件，比如：ETO（ Emitter turn-off Thyristor，發(fā)射極關(guān)斷晶閘管），IGTO（Integrated Gate Turn-off Thyristor，集成門極可關(guān)斷晶閘管），IGCT（Intergrated Gate Commutated Thyristor，集成門極換向晶閘管），IEGT（Injection Enhanced Gate Transistor，柵極注入增強型晶體管），壓接式二極管等，而基于壓接式器件的功率模塊是中高壓大功率變流器的核心部件。所以設(shè)計一種空間體積小、功率密度高、結(jié)構(gòu)緊湊、模塊化的功率模塊是非常必要的。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種基于壓接式器件的單相半橋功率模塊，采用單串式的壓接方式，空間體積小、功率密度高、結(jié)構(gòu)緊湊，模塊化的設(shè)計便于組合成更復雜的功率結(jié)構(gòu)，易于電氣連接和維護。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)解決方案是：

一種基于壓接式器件的單相半橋功率模塊，其特征在于：至少包括壓接式全控器件、壓接式二極管、散熱器，壓接式全控器件、壓接式二極管、散熱器同軸壓裝形成功率串；功率串的兩端分別通過上下絕緣子壓裝于壓裝機構(gòu)內(nèi)，絕緣子用于將功率串和壓裝機構(gòu)進行電氣隔離，壓裝機構(gòu)用于壓接、支撐功率串；所述壓接式全控器件為ETO，或者為IGTO，或者為IGCT，或者為IEGT。

所述功率串內(nèi)部的電氣連接通過直流正極輸入母排、直流負極輸入母排、第一連接母排、第二連接母排、第三連接母排和散熱器實現(xiàn)。

所述直流正極輸入母排和直流負極輸入母排用于連接外部緩沖電路或者直流電源，所述連接母排的一端匯合到一起作為交流輸出端。

所述功率串按照從上往下順序依次包括：第一連接母排、散熱器一、壓接式二極管二、直流負極輸入母排、散熱器二、壓接式全控器件二、第二連接母排、散熱器三、壓接式二極管一、直流負極輸入母排、散熱器四、壓接式全控器件一、散熱器五、第三連接母排，其中，壓接式全控器件二相對于壓接式全控器件一相翻轉(zhuǎn)180°設(shè)置，壓接式二極管二相對于壓接式二極管一翻轉(zhuǎn)180°設(shè)置。

本發(fā)明的有益效果如下：

本發(fā)明提供的一種基于壓接式器件的單相半橋功率模塊，將壓接式全控器件、壓接式二極管和散熱器沿一條直線壓裝，形成功率串，結(jié)構(gòu)緊湊，空間體積??；模塊化的設(shè)計便于組合成更復雜的功率結(jié)構(gòu)，易于電氣連接和維護，可以廣泛應(yīng)用于中高壓大功率變流器裝置中。

附圖說明

圖1是單相半橋功率模塊的電路原理圖；

圖2是單相半橋功率模塊的三維立體結(jié)構(gòu)圖；

圖3是單相半橋功率模塊在三維立體結(jié)構(gòu)下的電路原理示意圖；

其中，附圖標記為：1為壓接式全控器件一，2為壓接式全控器件二，3為壓接式二極管一，4為壓接式二極管二，5-9均為散熱器，10為直流正極輸入母排，11為直流負極輸入母排，12為上絕緣子，13為下絕緣子，14為壓裝機構(gòu)，15為第一連接母排，16為第二連接母排，17為第三連接母排，18為壓接式全控器件符號，19為壓接式二極管符號。

具體實施方式

下面通過具體的實施方式并結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步詳細說明：

一種基于壓接式器件的單相半橋功率模塊，包括壓接式全控器件、壓接式二極管、散熱器同軸壓裝形成的功率串，功率串的上下兩端分別通過上下絕緣子壓裝于壓裝機構(gòu)內(nèi)，絕緣子用于將功率串和壓裝機構(gòu)進行電氣隔離，壓裝機構(gòu)用于壓接、支撐功率串；所述壓接式全控器件為IGTO，或者為IGCT，或者為IEGT。

所述功率串內(nèi)部的電氣連接通過直流正極輸入母排、直流負極輸入母排、連接母排和散熱器實現(xiàn)。

所述直流正極輸入母排10和直流負極輸入母排11用于連接外部緩沖電路或者直流電源，所述連接母排的一端匯合作為交流輸出端。

如圖1所示，壓接式全控器件VT1、VT2和壓接式二極管D1、D2構(gòu)成單相半橋拓撲，DC+為直流正極輸入，DC-為直流負極輸入，L為交流輸出端。

如圖2所示，壓接式全控器件包括壓接式全控器件一1和壓接式全控器件二2，壓接式二極管包括壓接式二極管一3和壓接式二極管二4，散熱器包括散熱器一5、散熱器二6、散熱器三7、散熱器四8和散熱器五9。所述單相半橋功率模塊中，按照從上往下順序依次放置上絕緣子12、第一連接母排15、散熱器一5、壓接式二極管二4、直流負極輸入母排11、散熱器二6、壓接式全控器件二2、第二連接母排16、散熱器三7、壓接式二極管一3、直流正極輸入母排10、散熱器四8、壓接式全控器件一1、散熱器五9、第三連接母排17、下絕緣子13，其中，壓接式全控器件二2放置時相對于壓接式全控器件一1翻轉(zhuǎn)了180°，壓接式二極管二4放置時相對于壓接式二極管一3翻轉(zhuǎn)了180°，通過壓裝機構(gòu)14沿一條直線對其單串壓裝。直流正極輸入母排10為直流正極輸入DC+，直流負極輸入母排11為直流負極輸入DC-，三片連接母排15、16、17一端匯合作為交流輸出端L。

圖3所示， 用壓接式全控器件符號18表示圖2中的壓接式全控器件1、2，壓接式二極管符號19表示圖2中的壓接式二極管3、4，在三維立體結(jié)構(gòu)下表示出了單相半橋功率模塊內(nèi)部的電氣連接關(guān)系。