復(fù)合母排及三相逆變電路的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種復(fù)合母排及三相逆變電路。該復(fù)合母排包括母排，所述母排的形狀為扁平狀，至少兩個(gè)所述母排疊放在一起，相鄰的所述母排之間填充高絕緣強(qiáng)度材料，以將相鄰的所述母排之間保持絕緣；端子，設(shè)置在所述母排上，用于連接電路器件；連接部，設(shè)置在所述母排上，用于連接直流輸入端或電路器件。本發(fā)明用以解決現(xiàn)有技術(shù)中電路雜散電感較大的問題，實(shí)現(xiàn)降低電路的雜散電感，減少尖峰電壓的產(chǎn)生。
【專利說明】復(fù)合母排及三相逆變電路
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電氣技術(shù)，尤其涉及一種復(fù)合母排及三相逆變電路。
【背景技術(shù)】
[0002]電力機(jī)車的運(yùn)行系統(tǒng)主要有牽引系統(tǒng)和輔助系統(tǒng)，其中牽引輔助變流器是保證電力機(jī)車實(shí)現(xiàn)電氣牽引、制動(dòng)以及輔助供應(yīng)的重要器件，決定了電力機(jī)車高速運(yùn)行的穩(wěn)定性。
[0003]目前，牽引輔助變流器三相逆變電路中的關(guān)鍵部件，如絕緣柵雙極型晶體管(Insulated Gate Bipolar Transistor, IGBT)、支撐電容以及吸收電容等部件的電氣連接通常采用電纜或銅排進(jìn)行連接。在牽引輔助變流器工作狀態(tài)下，由于IGBT自身存在電感，且在IGBT與直流儲(chǔ)能電容之間連接的直流母線上也存在寄生電感，因此，采用電纜或銅排進(jìn)行電氣連接可導(dǎo)致三相逆變電路中存在較大的雜散電感。IGBT在開關(guān)的過程中，三相逆變電路將產(chǎn)生較高的尖峰電壓，導(dǎo)致電路中的器件過熱，容易損壞IGBT，并使三相逆變電路的可靠性變差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供一種復(fù)合母排及三相逆變電路，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中三相逆變電路雜散電感較大的問題，實(shí)現(xiàn)降低電路的雜散電感，減少尖峰電壓的產(chǎn)生。
[0005]本發(fā)明實(shí)施例提供一種復(fù)合母排，包括:
[0006]母排，所述母排的形狀為扁平狀，至少兩個(gè)所述母排疊放在一起，相鄰的所述母排之間填充高絕緣強(qiáng)度材料，以將相鄰的所述母排之間保持絕緣；
[0007]端子，設(shè)置在所述母排上，用于連接電路器件；
[0008]連接部，設(shè)置在所述母排上，用于連接直流輸入端或電路器件。
[0009]本發(fā)明實(shí)施例提供一種三相逆變電路，包括三組功率器件、儲(chǔ)能器件、放電電阻以及復(fù)合母排；
[0010]所述復(fù)合母排為本發(fā)明實(shí)施例提供的復(fù)合母排，且所述復(fù)合母排至少包括三個(gè)所述母排，即第一母排、第二母排和第三母排；
[0011]所述第一母排通過第一連接部與直流輸入端正極連接；所述第二母排通過第二連接部與直流輸入端負(fù)極連接；所述第三母排通過第三連接部與所述放電電阻連接。
[0012]本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案通過將母排的形狀設(shè)置成扁平狀，且至少兩個(gè)母排疊放在一起，相鄰的所述母排之間填充高絕緣強(qiáng)度材料，并通過設(shè)置在母排上的端子和連接部連接電壓輸入端和電路器件，解決了現(xiàn)有技術(shù)中電路雜散電感較大的問題，實(shí)現(xiàn)降低電路的雜散電感，減少尖峰電壓的產(chǎn)生，提高了電路的可靠性，且使得電路布局簡(jiǎn)單，體積減小，便于維護(hù)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1為本發(fā)明實(shí)施例一提供的復(fù)合母排的主視圖；[0014]圖2為本發(fā)明實(shí)施例一提供的復(fù)合母排的左視圖；
[0015]圖3為本發(fā)明實(shí)施例一提供的復(fù)合母排的俯視圖；
[0016]圖4為本發(fā)明實(shí)施例二提供的復(fù)合母排的三維立體示意圖；
[0017]圖5為本發(fā)明實(shí)施例二提供的復(fù)合母排的三維立體示意圖；
[0018]圖6為圖4的A部分示意圖；
[0019]圖7為圖4的B部分示意圖；
[0020]圖8為本發(fā)明實(shí)施例二提供的三相逆變電路原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]實(shí)施例一
[0022]圖1為本發(fā)明實(shí)施例一提供的復(fù)合母排的主視圖，圖2為本發(fā)明實(shí)施例一提供的復(fù)合母排的左視圖，圖3為本發(fā)明實(shí)施例一提供的復(fù)合母排的俯視圖。該復(fù)合母排的具體結(jié)構(gòu)如下，包括母排1、端子2和連接部3。
[0023]母排I的形狀為扁平狀，至少兩個(gè)所述母排I疊放在一起，相鄰的所述母排I之間填充高絕緣強(qiáng)度材料，以將相鄰的所述母排I之間保持絕緣。端子2設(shè)置在所述母排I上，用于連接電路器件。連接部3設(shè)置在所述母排I上，用于連接直流輸入端或電路器件。
[0024]其中，母排I設(shè)置成扁平狀，增大截面的寬度，減小截面的厚度，能夠減小電流流過時(shí)產(chǎn)生的磁通量，降低母排I的寄生電感。母排I寬度和厚度可根據(jù)應(yīng)用電路中通過的電流大小設(shè)定，在保證能通過最大電流的前提下，增大截面的寬度，減小截面的厚度，以降低母排I的寄生電感。至少兩個(gè)所述母排I疊放在一起，使得母排I之間的距離縮短，也能夠降低母排I的寄生電感。相鄰的所述母排I之間填充高絕緣強(qiáng)度材料，高絕緣強(qiáng)度材料的選用可根據(jù)相鄰兩個(gè)母排I之間的電位差來設(shè)定，以將相鄰的所述母排I之間保持絕緣。母排I上設(shè)置有端子2，用于連接電路中的各器件，提供電量的輸入和輸出。母排I上還設(shè)置有連接部3，用于連接直流輸入端，使得該母排I的電壓為直流輸入電壓值，連接部3還用于連接電路器件，以實(shí)現(xiàn)各電路器件之間的連接。
[0025]該復(fù)合母排的工作原理為:母排通過連接部接入直流輸入端，使得母排具有與直流輸入電壓相等的電位，復(fù)合母排中的端子與對(duì)應(yīng)的母排連接，因此也具有與直流輸入端相等的電壓，根據(jù)電路原理將電路器件連接至母排上的各個(gè)端子，以獲得電路器件所需的工作電壓。
[0026]本實(shí)施例的技術(shù)方案，通過將母排的形狀設(shè)置成扁平狀，且至少兩個(gè)母排疊放在一起，相鄰的所述母排之間填充高絕緣強(qiáng)度材料，并通過設(shè)置在母排上的端子和連接部連接電壓輸入端和電路器件，解決了現(xiàn)有技術(shù)中電路雜散電感較大的問題，實(shí)現(xiàn)降低電路的雜散電感，減少尖峰電壓的產(chǎn)生，提高了電路的可靠性，且使得電路布局簡(jiǎn)單，體積減小，便于維護(hù)。
[0027]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，端子優(yōu)選可以通過焊接或冷壓的方式與一個(gè)所述母排連接，并露出于所述復(fù)合母排外側(cè)，或者端子通過焊接或冷壓的方式與一個(gè)所述母排連接，并穿過相鄰的所述母排，露出于所述復(fù)合母排外側(cè)，且與所述相鄰的所述母排絕緣，具體可以為:端子與最下層母排連接，穿過上面兩層母排，露出于復(fù)合母排的外側(cè)，以連接電路器件。母排上設(shè)置有過孔，用于端子通過該過孔穿過相鄰的母排。過孔內(nèi)壁涂覆絕緣膜，絕緣材料可采用一種有機(jī)聚脂薄膜，端子從過孔穿過，與相鄰的母排保持絕緣。端子數(shù)量的選擇和布局可按照應(yīng)用電路的原理設(shè)定，本實(shí)施例對(duì)此不作限定。
[0028]優(yōu)選的，本實(shí)施例中母排I可為銅排，具有電阻率低、熱穩(wěn)定性高的優(yōu)點(diǎn)。母排的表面可采用電解鍍錫，以提高焊接能力和耐腐蝕程度。母排表面除端子2的連接處和所述連接部3外，均涂覆絕緣材料。根據(jù)復(fù)合母排應(yīng)用的電路所需的爬電距離和環(huán)境條件，對(duì)于疊放在一起的母排和高強(qiáng)度絕緣材料采用壓模方式進(jìn)行處理，形成一整體，復(fù)合母排的端面可采用密封膠將復(fù)合母排密封處理，防止母排端面發(fā)生起弧現(xiàn)象。
[0029]上述技術(shù)方案通過將母排的形狀設(shè)置成扁平狀，且至少兩個(gè)母排疊放在一起，相鄰的所述母排之間填充高絕緣強(qiáng)度材料，并通過設(shè)置在母排上的端子和連接部連接電壓輸入端和電路器件，解決了現(xiàn)有技術(shù)中電路雜散電感較大的問題，實(shí)現(xiàn)降低電路的雜散電感，減少尖峰電壓的產(chǎn)生，提高了電路的可靠性，電路布局簡(jiǎn)單，靈活性得到提高，減小了電路的體積，便于電路器件的維護(hù)。
[0030]實(shí)施例二
[0031]圖4為本發(fā)明實(shí)施例二提供的復(fù)合母排的三維立體示意圖，圖5為本發(fā)明實(shí)施例二提供的復(fù)合母排的三維立體示意圖，圖6為圖4的A部分示意圖，圖7為圖4的B部分示意圖，圖8為本發(fā)明實(shí)施例二提供的三相逆變電路原理圖。本實(shí)施例是在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步優(yōu)化了將復(fù)合母排應(yīng)用到三相逆變電路中的技術(shù)方案。三相逆變電路包括三組功率器件、儲(chǔ)能器件、放電電阻以及復(fù)合母排。
[0032]其中，復(fù)合母排為上述實(shí)施例中提到的復(fù)合母排，且該復(fù)合母排包括三個(gè)所述母排疊放在一起，從下層至上層依次為第一母排11、第二母排12和第三母排13。第一母排11通過第一連接部31與外部直流輸入端正極41連接；所述第二母排12通過第二連接部32與外部直流輸入端負(fù)極42連接；所述第三母排13通過第三連接部33與所述放電電阻51連接。母排的電位可按照復(fù)合母排應(yīng)用的三相逆變電路中直流輸入端的電壓設(shè)定，例如:第一母排11的電位為+Utl，第二母排12的電位為0V，第三母排13的電位為+%/2。
[0033]本實(shí)施例提供的三相逆變電路中包括三組功率器件，每一組功率器件包括四個(gè)IGBT組成三相逆變電橋電路，分別為橋路43、橋路44和橋路45，通過IGBT的高頻率開關(guān)動(dòng)作，將直流電轉(zhuǎn)換為交流電，橋路兩端分別連接復(fù)合母排中的第一母排11和第二母排12，橋路中間接交流輸出端，以輸出交流電壓，例如:橋路43的一端接第一母排11中的第一端子21和第二端子22，以使橋路43的一端接入直流電正極，橋路43的另一端接第二母排12中的第三端子23和第四端子24，以使橋路43的一端接入直流電負(fù)極，橋路43中間接交流輸出外部端子46，以輸出三相交流電中的一相，其他兩組IGBT橋路可以類似的方式連接到復(fù)合母排的端子上。三組IGBT的橋路43、橋路44以及橋路45的中間分別接交流輸出外部端子46、交流輸出外部端子47及交流輸出外部端子48，以輸出三相交流電。三組IGBT的驅(qū)動(dòng)電路81、驅(qū)動(dòng)電路82以及驅(qū)動(dòng)電路83分別連接各IGBT的柵極，并與復(fù)合母排的第四連接部34、第五連接部35和第六連接部36連接，與復(fù)合母排固定成一整體，驅(qū)動(dòng)IGBT實(shí)現(xiàn)開關(guān)動(dòng)作。
[0034]儲(chǔ)能器件包括吸收電容和支撐電容，具體可以為:吸收電容包括電容61、電容62和電容63，分別連接至復(fù)合母排，例如:電容61的一端連接至第一母排11的第七連接部37，另一端連接至第二母排12的第八連接部38，與IGBT的橋路43并聯(lián)連接至復(fù)合母排，以在IGBT開關(guān)的過程中抑制IGBT關(guān)斷電壓尖峰。支撐電容包括第一電容組71和第二電容組72，第一電容組71由4個(gè)并聯(lián)連接的電容組成，第一電容組71兩端分別連接至第一母排11和第三母排13，第二電容組72由4個(gè)并聯(lián)連接的電容組成，第二電容組72兩端分別連接第三母排13和第二母排12。具體的，第一電容組71中的電容711的正極連接至第一母排11的第五端子25，負(fù)極連接第三母排13的第六端子26，第二電容組72中的電容721的正極連接至第三母排13的第七端子27，負(fù)極連接第二母排12的端子第八端子28。其它電容可以類似的方式連接至復(fù)合母排，用以濾除直流輸入電壓中的紋波，使直流電壓保持穩(wěn)定。
[0035]放電電阻51包括四個(gè)電阻組成電橋電路，放電電阻51的一端連接第一母排11的第九連接部39，另一端連接第二母排12的第十連接部310，橋臂中間連接第三母排13的第三連接部33，用于當(dāng)三相逆變電路斷電后，電路器件中的殘余電荷通過該放電電阻51進(jìn)行釋放。
[0036]上述技術(shù)方案中的復(fù)合母排中各母排采用Imm厚的銅排，銅排表面電解鍍錫，鍍錫層為100%金屬錫，其厚度大于或等于15 μ m，兩層相鄰的母排之間填充高絕緣強(qiáng)度材料，厚度小于0.8mm。母排表面除端子連接處和連接部外均涂覆絕緣材料，厚度小于0.4mm。采用上述技術(shù)方案使得三相逆變電路中的復(fù)合母排產(chǎn)生的寄生電感可以小于50nH，能夠承受交流2500V的電壓。
[0037]本實(shí)施例提供的技術(shù)方案通過將母排的形狀設(shè)置成扁平狀，且至少兩個(gè)母排疊放在一起，相鄰的所述母排之間填充高絕緣強(qiáng)度材料，并通過設(shè)置在母排上的端子和連接部連接電壓輸入端和電路器件，并通過儲(chǔ)能器件濾除直流輸入電壓中的紋波和吸收IGBT在關(guān)斷過程中產(chǎn)生的尖峰電壓，解決了三相逆變電路雜散電感較大的問題，實(shí)現(xiàn)降低電路的雜散電感，減少尖峰電壓的產(chǎn)生，提高了三相逆變電路的可靠性，電路布局簡(jiǎn)單，靈活性得到提高，減小了三相逆變電路的體積，便于電路器件的維護(hù)。
[0038]對(duì)于上述實(shí)施例中提供的三相逆變電路，本領(lǐng)域技術(shù)人員也可根據(jù)應(yīng)用的場(chǎng)景不同設(shè)計(jì)相應(yīng)的三相逆變電路，其中采用的復(fù)合母排也可根據(jù)三相逆變電路中所用到的電路器件設(shè)定，包括設(shè)定母排的形狀、尺寸，疊放形式，設(shè)定端子的數(shù)量、排布形式以及端子引出方式，本實(shí)施例對(duì)此均不作限定。
[0039]最后應(yīng)說明的是:以上各實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述各實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種復(fù)合母排，其特征在于，包括: 母排，所述母排的形狀為扁平狀，至少兩個(gè)所述母排疊放在一起，相鄰的所述母排之間填充高絕緣強(qiáng)度材料，以將相鄰的所述母排之間保持絕緣； 端子，設(shè)置在所述母排上，用于連接電路器件； 連接部，設(shè)置在所述母排上，用于連接直流輸入端或電路器件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合母排，其特征在于，所述端子通過焊接或冷壓的方式與一個(gè)所述母排連接，并露出于所述復(fù)合母排外側(cè)；或 所述端子通過焊接或冷壓的方式與一個(gè)所述母排連接，并穿過相鄰的所述母排，露出于所述復(fù)合母排外側(cè)，且與所述相鄰的所述母排絕緣。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的復(fù)合母排，其特征在于，所述相鄰的所述母排設(shè)置有過孔，所述過孔內(nèi)壁涂覆絕緣膜，所述端子從所述過孔穿過，與所述相鄰的所述母排保持絕緣。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合母排，其特征在于，所述母排為銅排。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的復(fù)合母排，其特征在于，所述母排表面鍍錫。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合母排，其特征在于，所述母排表面除所述端子連接處和所述連接部外，均涂覆絕緣材料。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一所述的復(fù)合母排，其特征在于，各所述母排和高強(qiáng)度絕緣材料采用壓模方式進(jìn)行處理，形成一整體。
8.—種三相逆變電路，包括三組功率器件、儲(chǔ)能器件、放電電阻以及復(fù)合母排； 其特征在于，所述復(fù)合母排為權(quán)利要求1-7任一所述的復(fù)合母排，且所述復(fù)合母排包括三個(gè)所述母排，即第一母排、第二母排和第三母排； 所述第一母排通過第一連接部與直流輸入端正極連接；所述第二母排通過第二連接部與直流輸入端負(fù)極連接；所述第三母排通過第三連接部與所述放電電阻連接。
【文檔編號(hào)】H02M7/42GK103915738SQ201310004377
【公開日】2014年7月9日 申請(qǐng)日期:2013年1月7日 優(yōu)先權(quán)日:2013年1月7日
【發(fā)明者】牛勇, 張丹, 朱杭杭, 趙一潔, 唐子輝 申請(qǐng)人:永濟(jì)新時(shí)速電機(jī)電器有限責(zé)任公司