直流電容模塊及其疊層母排結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種直流電容模塊包含多個(gè)直流電容以及疊層母排結(jié)構(gòu)。直流電容分為第一部分以及第二部分。疊層母排結(jié)構(gòu)用以與該些直流電容的該些電容接線柱電性連接，并具有正接線端以及負(fù)接線端。疊層母排結(jié)構(gòu)包含第一層母排、第二層母排以及絕緣層。第一層母排包含一第一子母排，其電性連接于該第一部分中至少兩個(gè)直流電容之間。第二層母排包含第二子母排，其電性連接于該第二部分中至少兩個(gè)直流電容之間。絕緣層設(shè)置于第一層母排與第二層母排之間。
【專利說(shuō)明】直流電容模塊及其疊層母排結(jié)構(gòu)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電力電子【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種電源變換器中的直流電容組及其母排結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]電子產(chǎn)品通常需要在特定的電壓、電流或特定功率下方能有效運(yùn)作，因此，需要電源變換器將各種電力輸入(例如市電插座)轉(zhuǎn)換為適當(dāng)?shù)碾娏σ?guī)格并輸出。
[0003]直流電容模塊(direct-currentcapacitor module 或稱 DC-LINK)是電源變換器的重要組成部分，直流電容模塊連接導(dǎo)體的寄生電感的大小直接與電源變換器中的功率器件(例如功率切換開(kāi)關(guān))承受的過(guò)電壓大小密切相關(guān)。若能降低連接導(dǎo)體的寄生電感，將可直接降低功率器件承受的過(guò)電壓，從而提高變換器工作的可靠性。
[0004]中壓大功率電源變換器的直流電容模塊通常由某種規(guī)格的許多個(gè)直流電容互相串并聯(lián)組成，直流電容模塊中包含許多顆直流電容、電容之間的內(nèi)部連接導(dǎo)體、直流電容模塊的外部連接導(dǎo)體、連接導(dǎo)體之間的絕緣材料層以及電容安裝支撐件等。
[0005]常見(jiàn)的直流電容組的連接導(dǎo)體做法通常是將各直流電容安裝在同一個(gè)平面上，也就是電容電氣接線端子處于同一平面上，接著利用分離的導(dǎo)體個(gè)別連接所有電容的電氣接線端子。從電容組的外部接線端子看，流入與流出的電流路徑包圍出一個(gè)非常大的回路面積。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是電容安裝與導(dǎo)體連接比較方便，但最大的缺點(diǎn)是連接導(dǎo)體寄生電感大，容易導(dǎo)致功率器件的過(guò)電壓，變換器工作可靠性不高。
[0006]如何使直流電容模塊中的連接導(dǎo)體具有較小的寄生電感、較低的制造成本及較高的穩(wěn)定性/可靠性，是業(yè)界的一個(gè)研究重點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]有鑒于此，本發(fā)明提供一種直流電容模塊及其疊層母排結(jié)構(gòu)，用以解決上述存在的問(wèn)題，有助于降低母排結(jié)構(gòu)的寄生電感，同時(shí)母排結(jié)構(gòu)及絕緣層結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、便于加工制造、裝配效率高、結(jié)構(gòu)緊密且制造成本低。
[0008]依據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，公開(kāi)了一種直流電容模塊包含多個(gè)直流電容以及疊層母排結(jié)構(gòu)。每一直流電容各自包含兩電容接線柱，直流電容分為第一部分以及第二部分，第一部分與第二部分的直流電容各自的電容接線柱為面對(duì)面設(shè)置。疊層母排結(jié)構(gòu)用以與該些直流電容的該些電容接線柱電性連接，并具有正接線端以及負(fù)接線端。疊層母排結(jié)構(gòu)包含第一層母排、第二層母排以及絕緣層。第一層母排包含一第一子母排，其電性連接于該第一部分中至少兩個(gè)直流電容之間。第二層母排包含第二子母排，其電性連接于該第二部分中至少兩個(gè)直流電容之間。絕緣層設(shè)置于第一層母排與第二層母排之間。
[0009]于一實(shí)施例中，直流電容模塊為兩電平直流電容模塊，第一層母排還包含第三子母排，第二層母排還包含第四子母排，第一層母排的第三子母排電性連接第二層母排的第四子母排。[0010]于一實(shí)施例中，其中第一層母排還包含正接線母排，正接線母排電性連接至正接線端以及第一部分中至少一個(gè)直流電容，第二層母排還包含負(fù)接線母排，負(fù)接線母排電性連接至負(fù)接線端以及第二部分中至少一個(gè)直流電容。
[0011]于一實(shí)施例中，其中直流電容的第一部分與第二部分各自包含N*M個(gè)直流電容，分為N列且每一列各M個(gè)直流電容，正接線母排電性連接至第一部分的其中一列上的M個(gè)直流電容，負(fù)接線母排電性連接至第二部分的其中一列上的M個(gè)直流電容。
[0012]于一實(shí)施例中，其中該第一子母排電性連接于該第一部分中相鄰兩列的2*M個(gè)直流電容之間，該第二子母排電性連接于該第二部分中相鄰兩列的2*M個(gè)直流電容之間。
[0013]于一實(shí)施例中，其中第一層母排還包含正接線母排以及負(fù)接線母排，正接線母排電性連接至正接線端以及第一部分中至少一個(gè)直流電容，負(fù)接線母排電性連接至負(fù)接線端以及第一部分中至少一個(gè)直流電容。
[0014]于一實(shí)施例中，其中該直流電容模塊為一多電平直流電容模塊，疊層母排結(jié)構(gòu)還包含第三層母排，第三層母排埋設(shè)于該絕緣層中。
[0015]于一實(shí)施例中，絕緣層包含第一絕緣隔板以及第二絕緣隔板，分別設(shè)置于第三層母排與第一層母排之間以及第三層母排與第二層母排之間。于另一實(shí)施例中，絕緣層包含一絕緣材料包覆于該第三層母排的兩側(cè)。
[0016]于一實(shí)施例中，其中該疊層母排結(jié)構(gòu)更具有一中性接線端，第一層母排包含第三子母排，第二層母排包含第四子母排，第三層母排包含中性點(diǎn)子母排電性連接中性接線端、第三子母排以及第四子母排。
[0017]于一實(shí)施例中，其中第一層母排還包含正接線母排，正接線母排電性連接至正接線端以及第一部分中至少一個(gè)直流電容，第二層母排還包含負(fù)接線母排，負(fù)接線母排電性連接至負(fù)接線端以及第二部分中至少一個(gè)直流電容。
[0018]于一實(shí)施例中，該些直流電容的第一部分與第二部分各自包含N*M個(gè)直流電容，分為N列且每一列各M個(gè)直流電容，正接線母排電性連接至第一部分的其中一列上的M個(gè)直流電容，負(fù)接線母排電性連接至第二部分的其中一列上的M個(gè)直流電容。
[0019]于一實(shí)施例中，其中第一子母排電性連接于第一部分中相鄰兩列的2*M個(gè)直流電容之間，第二子母排電性連接于第二部分中相鄰兩列的2*M個(gè)直流電容之間。
[0020]于一實(shí)施例中，第一層母排與絕緣層之間以及第二層母排與絕緣層之間分別存在空氣間隙。
[0021]于一實(shí)施例中，第一層母排與第二層母排相對(duì)位于絕緣層兩側(cè)且大致上為鏡像對(duì)稱。
[0022]依據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式，公開(kāi)了上述實(shí)施方式中的疊層母排結(jié)構(gòu)。
[0023]于前述各實(shí)施方式中，上述第一層母排與第二層母排相對(duì)中間的絕緣層基本上成鏡像對(duì)稱關(guān)系，因此從直流電容模塊的外部接線端(即正接線端以及負(fù)接線端)流入/流出并且通過(guò)直流電容之間連接子母排的工作電流基本滿足大小相等且方向相反關(guān)系，因此，大致上抵消母排外部的磁場(chǎng)，并降低疊層母排的寄生電感。此外，本發(fā)明中的母排絕緣隔板不需要設(shè)置傳統(tǒng)一體化疊層母排結(jié)構(gòu)方案所需的電氣連接螺釘以及這些螺釘所需的避讓孔，并且，本發(fā)明中絕緣層與兩側(cè)的第一層母排與第二層母排之間留有一定的空氣間隙。也就是說(shuō)，第一層母排與第二層母排之間是通過(guò)絕緣層(如絕緣隔板等固體絕緣材料)和空氣間隙，以實(shí)現(xiàn)雙重絕緣，能很方便的實(shí)現(xiàn)可靠的電氣絕緣。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0024]為讓本案能更明顯易懂，說(shuō)明書(shū)附圖的說(shuō)明如下:
[0025]圖1A繪示根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例中一種直流電容模塊的側(cè)視示意圖；
[0026]圖1B繪示圖1A中直流電容模塊于另一視角的立體爆炸圖；
[0027]圖2A繪示根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例中一種直流電容模塊的側(cè)視示意圖；
[0028]圖2B繪示圖2A中直流電容模塊于另一視角的立體爆炸圖；
[0029]圖3A繪示根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例中一種直流電容模塊的側(cè)視示意圖；
[0030]圖3B繪示圖3A中直流電容模塊于另一視角的上視示意圖；
[0031]圖3C繪示圖3A中直流電容模塊于另一視角的立體爆炸圖；
[0032]圖4A繪示根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例中一種直流電容模塊的等效電路示意圖；
[0033]圖4B繪示圖4A中直流電容模塊的側(cè)視示意圖；
[0034]圖4C繪示圖4B中直流電容模塊于另一視角的上視示意圖；
[0035]圖4D繪示圖4B中直流電容模塊于另一視角的立體爆炸圖；
[0036]圖5A根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例中一種直流電容模塊的側(cè)視不意圖；
[0037]圖5B繪示圖4A中直流電容模塊于另一視角的上視示意圖；
[0038]圖5C繪示圖5B中直流電容模塊于另一視角的立體爆炸圖；以及
[0039]圖5D、圖5E以及圖5F繪示圖5B中直流電容模塊更進(jìn)一步連接轉(zhuǎn)接子母排的示意圖。
[0040]附圖標(biāo)記說(shuō)明:
[0041]100、200、300、400、500:直流電容模塊
[0042]120、220、320、420、520:直流電容
[0043]140、240、340、440、540:疊層母排結(jié)構(gòu)
[0044]121、221、321、421、521:第一部分
[0045]122、222、322、422、522:第二部分
[0046]141、241、341、441、541:第一子母排
[0047]142、242、342、442、542:第二子母排
[0048]143、243、343、443、543:正接線母排
[0049]144、244、344、444、544:負(fù)接線母排
[0050]145、245、345、445、545:第三子母排
[0051]146>246>346>446>546:第四子母排
[0052]547,548:轉(zhuǎn)接子母排
[0053]L1:第一層母排
[0054]L2:第二層母排
[0055]LS:絕緣層
[0056]LSl:第一絕緣隔板
[0057]LS2:第二絕緣隔板
[0058]DC+:正接線端[0059]DC-:負(fù)接線端
[0060]NP:中性接線端
【具體實(shí)施方式】
[0061]以下將以圖式及詳細(xì)敘述清楚說(shuō)明本
【發(fā)明內(nèi)容】
的精神，任何所屬【技術(shù)領(lǐng)域】中具有通常知識(shí)者在了解本
【發(fā)明內(nèi)容】
的較佳實(shí)施例后，當(dāng)可由本
【發(fā)明內(nèi)容】
所教示的技術(shù)，加以改變及修飾，其并不脫離本
【發(fā)明內(nèi)容】
的精神與范圍。
[0062]請(qǐng)參閱圖1A以及圖1B，圖1A繪示根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例中一種直流電容模塊100的側(cè)視示意圖，圖1B繪示圖1A中直流電容模塊100于另一視角的立體爆炸圖。
[0063]如圖1A所示，直流電容模塊100包含多個(gè)直流電容120以及疊層母排結(jié)構(gòu)140。為方便說(shuō)明，圖中所示的直流電容模塊100包含六個(gè)直流電容120，但本發(fā)明并不以此為限。
[0064]每一直流電容120各自包含兩電容接線柱120a以及120b，直流電容120分為第一部分121以及第二部分122。第一部分121與第二部分122的直流電容120各自的電容接線柱120a與120b為面對(duì)面設(shè)置。如圖1A及圖1B所示，第一部分121與第二部分122的直流電容120各自的電容接線柱120a與120b均面對(duì)內(nèi)側(cè)設(shè)置，疊層母排結(jié)構(gòu)140設(shè)置于第一部分121與第二部分122的直流電容120之間。如此一來(lái),分為兩部分(第一部分121與第二部分122)的直流電容120均可有效率連接到疊層母排結(jié)構(gòu)140，藉此提高裝配效率、降低制造成本并且使直流電容模塊100具有緊密結(jié)構(gòu)。
[0065]于部分實(shí)施例中，第一部分121中各直流電容120的電容接線柱120a與120b排列配置于同一直線上，同理，第二部分122中各直流電容120的電容接線柱120a與120b排列配置于同一直線上，藉此可進(jìn)一步提高裝配效率、降低制造成本并且使直流電容模塊100具有緊密結(jié)構(gòu)。
[0066]如圖1A所示，疊層母排結(jié)構(gòu)140用以與所有直流電容120的電容接線柱120a與120b電性連接。于此實(shí)施例中，疊層母排結(jié)構(gòu)140用以實(shí)現(xiàn)六個(gè)直流電容120間串聯(lián)。疊層母排結(jié)構(gòu)140具有用以對(duì)外連接其他外部電路(例如電源變換器中的整流模塊、逆變器模塊或其他相等性的電路)的正接線端DC+以及負(fù)接線端DC-。
[0067]疊層母排結(jié)構(gòu)140包含第一層母排L1、第二層母排L2以及絕緣層LS。第一層母排LI包含第一子母排141，每一組第一子母排141電性連接于第一部分121的兩個(gè)直流電容120之間，藉此實(shí)現(xiàn)各直流電容120的串聯(lián)。于圖1A所示的實(shí)施例中，直流電容模塊100為兩電平直流電容模塊。第一層母排LI還包含正接線母排143以及第三子母排145。正接線母排143電性連接至正接線端DC+以及第一部分121其中一個(gè)直流電容120。
[0068]正接線母排143、第一子母排141及第三子母排145組成第一層母排LI。實(shí)際應(yīng)用中，第一子母排141、正接線母排143及第三子母排145與第一部分121中各直流電容120可分別用螺釘進(jìn)行電性連接。
[0069]另一方面，第二層母排L2包含第二子母排142，每一組第二子母排142電性連接于第二部分122中兩個(gè)直流電容120之間，藉此實(shí)現(xiàn)各直流電容120的串聯(lián)。于此實(shí)施例中，第二層母排L2還包含負(fù)接線母排144以及第四子母排146。負(fù)接線母排144電性連接至負(fù)接線端DC-以及第二部分122其中一個(gè)直流電容120。
[0070]負(fù)接線母排144、第二子母排142及第四子母排146組成第二層母排L2。實(shí)際應(yīng)用中，負(fù)接線母排144、第二子母排142及第四子母排146與第二部分122中各直流電容120亦可分別用螺釘進(jìn)行電性連接。
[0071]第一層母排LI的第三子母排145電性連接第二層母排L2的第四子母排146，因此，第一層母排LI與第二層母排L2上各自連接的所有直流電容120形成串聯(lián)。
[0072]絕緣層LS設(shè)置于第一層母排LI與第二層母排L2之間。絕緣層LS為具有完整平面的絕緣隔板。第一層母排LI與絕緣層LS之間以及第二層母排L2與絕緣層LS之間分別存在空氣間隙。
[0073]第一層母排LI (包含第一子母排141、正接線母排143以及第三子母排145)與第二層母排L2(包含第二子母排142、負(fù)接線母排144以及第四子母排146)相對(duì)位于絕緣層LS兩側(cè)且大致上為鏡像對(duì)稱。
[0074]于此實(shí)施例中，流經(jīng)第一層母排LI的電流與流經(jīng)第二層母排L2的電流大致上為電流大小相等且電流方向相反。于一應(yīng)用實(shí)例中，直流電容模塊100通過(guò)正接線端DC+以及負(fù)接線端DC-與外部電路(圖中未示)換流時(shí)，電流從第二層母排L2的負(fù)接線母排144流入，經(jīng)過(guò)該層第二子母排142及第四子母排146，然后流經(jīng)第一層母排LI的第三子母排145，再經(jīng)第一子母排141，最后經(jīng)正接線母排143流出。
[0075]相對(duì)中央絕緣層LS而言，上述電流路徑基本成鏡像對(duì)稱關(guān)系，疊層母排結(jié)構(gòu)140相互平行且重疊，流入與流出的電流大小相等且方向相反，使疊層母排結(jié)構(gòu)140外部的磁場(chǎng)得以抵消，從而實(shí)現(xiàn)疊層母排結(jié)構(gòu)140的低寄生電感。
[0076]請(qǐng)一并參閱圖2A以及圖2B，圖2A繪示根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例中一種直流電容模塊200的側(cè)視示意圖，圖2B繪示圖2A中直流電容模塊200于另一視角的立體爆炸圖。
[0077]如圖2A所示，直流電容模塊200包含多個(gè)直流電容220以及疊層母排結(jié)構(gòu)240。為方便說(shuō)明，圖中所示的直流電容模塊200包含六個(gè)直流電容220，但本發(fā)明并不以此為限。圖2A所示的實(shí)施例實(shí)質(zhì)上為圖1A所示的實(shí)施例的其中一種變化。為了說(shuō)明上的簡(jiǎn)潔性，以下主要就兩者不同之處進(jìn)行說(shuō)明。其他詳細(xì)操作與結(jié)構(gòu)可參照?qǐng)D1A以及圖1B的相關(guān)段落。
[0078]如圖2A和圖2B所示，第一層母排LI包含正接線母排243以及負(fù)接線母排244，正接線母排243電性連接至正接線端DC+以及第一部分221中至少一個(gè)直流電容220，負(fù)接線母排244電性連接至負(fù)接線端DC-以及第一部分221中除正接線母排所接電容外的至少一個(gè)直流電容220。
[0079]第一層母排LI還包含第一子母排241以及第三子母排245。第一子母排241用于第一部分221中的任兩個(gè)直流電容220之間的連接。第二層母排LI包含第二子母排242以及第四子母排246，第二子母排242用于第二部分222中的任兩個(gè)直流電容220之間的連接。第三子母排245電性連接第四子母排246，用以形成第一層母排LI與第二層母排L2之間的串聯(lián)。絕緣層LS設(shè)置于第一層母排LI與第二層母排L2之間。
[0080]圖1A和圖1B的實(shí)施例中，用以連接外部電路的正接線母排143以及負(fù)接線母排144，分別連接第一部分221與第二部分222的至少一直流電容，且設(shè)置于直流電容模塊200的側(cè)端。相較之下，圖2A和圖2B的實(shí)施例中，用以連接外部電路的正接線母排243以及負(fù)接線母排244設(shè)置于直流電容模塊200的同一側(cè)邊(鄰近第一部分221)，且位于第一部分221的直流電容模塊200的中間。[0081]請(qǐng)參閱圖3A、圖3B以及圖3C，圖3A繪示根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例中一種直流電容模塊300的側(cè)視示意圖，圖3B繪示圖3A中直流電容模塊300于另一視角的上視示意圖，圖3C繪示圖3A中直流電容模塊300于另一視角的立體爆炸圖。
[0082]如圖3A所示，直流電容模塊300包含多個(gè)直流電容320以及疊層母排結(jié)構(gòu)340。于實(shí)際應(yīng)用中，直流電容模塊300共包含2*N*M個(gè)直流電容，M，N分別為任意正整數(shù)。為方便說(shuō)明，圖中所示的直流電容模塊300包含18個(gè)直流電容320 (也就是M = 3及N = 3的例子)，但本發(fā)明并不以此為限。
[0083]如圖3A、圖3B以及圖3C所示，實(shí)質(zhì)上是圖1A與圖1B的實(shí)施案的變形，直流電容320的第一部分321與第二部分322各自包含N*M個(gè)直流電容(此例中為各自包含3*3個(gè)直流電容)，分為3列且每一列各3個(gè)直流電容，正接線母排343電性連接至第一部分321的其中一列上的三個(gè)直流電容320，負(fù)接線母排344電性連接至第二部分322的其中一列上的三個(gè)直流電容320。每一組第一子母排341電性連接于第一部分321中相鄰兩列的2*3個(gè)直流電容之間；另一方面，每一組第二子母排342電性連接于第二部分322中相鄰兩列的2*3個(gè)直流電容之間。
[0084]因此，直流電容模塊300中的18個(gè)直流電容先并聯(lián)再串聯(lián)。相較圖1A的實(shí)施例，圖3A的實(shí)施例中各子母排相對(duì)應(yīng)延長(zhǎng)且加工對(duì)應(yīng)的電氣連接螺栓所需的過(guò)孔，中間的絕緣層LS面積相應(yīng)加大，其他疊層母排結(jié)構(gòu)340的特征大致上與圖1A的實(shí)施例的疊層母排結(jié)構(gòu)140相似。
[0085]請(qǐng)一并參閱圖4A、圖4B、圖4C以及圖4D，圖4A繪示根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例中一種直流電容模塊400的等效電路示意圖，圖4B繪示圖4A中直流電容模塊400的側(cè)視示意圖，圖4C繪示圖4B中直流電容模塊400于另一視角的上視示意圖，圖4D繪示圖4B中直流電容模塊400于另一視角的立體爆炸圖。
[0086]如圖4A以及圖4B所示，直流電容模塊400包含多個(gè)直流電容420以及疊層母排結(jié)構(gòu)440。于實(shí)際應(yīng)用中，直流電容模塊400共包含2*N*M個(gè)直流電容，M，N分別為任意正整數(shù)。為方便說(shuō)明，圖中所示的直流電容模塊400包含18個(gè)直流電容420 (也就是M = 3及N = 3的例子)，但本發(fā)明并不以此為限。
[0087]如圖4A，其中每三個(gè)直流電容420并聯(lián)設(shè)置于同一列，共六列直流電容420通過(guò)疊層母排結(jié)構(gòu)440串聯(lián)。于此實(shí)施例中，疊層母排結(jié)構(gòu)440具有正接線端DC+以及負(fù)接線端DC-，并更進(jìn)一步具有中性接線端NP。其中三列直流電容420串聯(lián)在正接線端DC+與中性接線端NP之間，另外三列直流電容420串聯(lián)在中性接線端NP與負(fù)接線端DC-之間。
[0088]于此實(shí)施例中，直流電容模塊400為多電平直流電容模塊，例如可為三電平或五電平直流電容模塊，圖4A至圖4D中所繪示的為三電平直流電容模塊。疊層母排結(jié)構(gòu)440包含第一層母排L1、第二層母排L2以及絕緣層(LSI與LS2)，此外，疊層母排結(jié)構(gòu)400還包含第三層母排L3，第三層母排L3埋設(shè)于絕緣層中。
[0089]于此實(shí)施例中，絕緣層包含第一絕緣隔板LSl以及第二絕緣隔板LS2。第一絕緣隔板LSl設(shè)置于第三層母排L3與第一層母排LI之間，第二絕緣隔板LS2設(shè)置于第三層母排L3與第二層母排L2之間。但本發(fā)明并不以兩塊各自獨(dú)立的絕緣隔板為限。
[0090]于另一實(shí)施例中，相鄰兩層母排之間的絕緣處理辦法的一種變化是不用絕緣隔板，而是用絕緣材料層將第三層母排L3需要電氣隔離區(qū)域進(jìn)行包覆(比如用絕緣薄膜及熱壓工藝)，本質(zhì)上與前面所敘的母排結(jié)構(gòu)沒(méi)有差別。絕緣層可直接以絕緣材料包覆于第三層母排L3的兩側(cè)而加以實(shí)現(xiàn)。
[0091 ] 于此實(shí)施例中，第一層母排LI由連接至正接線端DC+的正接線母排443、用以連接內(nèi)部的各直流電容420的第一子母排441以及連接至中性接線端NP的第三子母排445所組合。另一方面，第二層母排L2由連接至負(fù)接線端DC-的負(fù)接線母排444、用以連接內(nèi)部的各直流電容420的第二子母排442以及連接至中性接線端NP的第四子母排446所組合。第三層母排L3連接至中性接線端NP。
[0092]正接線母排443電性連接至第一部分421的其中一列上的M個(gè)直流電容420 (于此例中M = 3)，負(fù)接線母排444電性連接至第二部分422的其中一列上的M個(gè)直流電容(于此例中M = 3)。每一組第一子母排441電性連接于第一部分421中相鄰兩列的2*M個(gè)直流電容420之間(于此例中2*M = 6);另一方面，每一組第二子母排442電性連接于第二部分422中相鄰兩列的2*M個(gè)直流電容之間(于此例中2*M = 6)。
[0093]第三層母排L3與第一層的第三子母排445和第二層的第四子母排446連接為等電位點(diǎn)；在第一層母排LI與第三層母排L3之間設(shè)置有第一絕緣隔板LSl，同樣在第二層母排L2與第三層母排L3之間設(shè)置有第二絕緣隔板LS2。在第一層母排LI與第一絕緣隔板LSl之間和第二層母排L2與第二絕緣隔板LS2之間均設(shè)置一定的空氣間隙。
[0094]與先前實(shí)施例不同的是，直流電容模塊400有三種不同的外部接線端子(正接線端DC+、中性接線端NP和負(fù)接線端DC-);直流電容模塊400與外部電路(圖中未示)換流時(shí)，三電平的直流電容模塊400的電流分別是從中性接線端NP流入，繞經(jīng)第一層母排LI中的第三子母排445、第一子母排441、然后從正接線母排443流出，流入與流出的電流成鏡像關(guān)系且方向相反；同樣地，另一電流路徑是電流從負(fù)接線端DC-流入，經(jīng)第二層母排中的負(fù)接線母排444、第二子母排442，然后經(jīng)第四子母排446流出至中性接線端NP，流入與流出的電流依然是鏡像關(guān)系且方向相反，因此，疊層母排結(jié)構(gòu)440外部的磁場(chǎng)基本得以抵消，從而降低疊層母排結(jié)構(gòu)440的寄生電感。
[0095]請(qǐng)一并參閱圖5A、圖5B、圖5C、圖5D、圖5E以及圖5F，圖5A根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例中一種直流電容模塊500的側(cè)視不意圖，圖5B繪不圖5A中直流電容模塊500于另一視角的上視示意圖，圖5C繪示圖5B中直流電容模塊500于另一視角的立體爆炸圖。圖K)、圖5E以及圖5F繪示圖5B中直流電容模塊500更進(jìn)一步連接轉(zhuǎn)接子母排547和548的示意圖。
[0096]于圖5A、圖5B以及圖5C的實(shí)施例中，直流電容模塊500由60個(gè)直流電容520組成，也就是說(shuō)，第一部分521與第二部分各自包含30個(gè)直流電容520。如圖5A和5B所示，本實(shí)施例實(shí)質(zhì)上是圖4A至圖4D中所示的直流電容模塊400的變化，直流電容模塊500與外部電路相接的正接線母排543、第三層母排L3(代表中性點(diǎn)的母排)、負(fù)接線母排544都分別設(shè)置三個(gè)外部接線端子。各直流電容520之間的第一子母排541和第二子母排542均相應(yīng)延長(zhǎng)并加工對(duì)應(yīng)的電氣接線過(guò)孔。第一絕緣隔板LSl以及第二絕緣隔板LS2尺寸相應(yīng)加大。本實(shí)施例中的疊層母排結(jié)構(gòu)540的其他特征大致與前述實(shí)施例中疊層母排結(jié)構(gòu)440相似，可參見(jiàn)圖4A至圖4D。
[0097]如圖5B、圖5D、圖5E以及圖5F所示，圖5B的直流電容模塊500用以對(duì)外的正接線母排543、第三層母排L3以及負(fù)接線母排544分別與三對(duì)轉(zhuǎn)接子母排547和548相連。直流電容模塊500兩側(cè)邊各有三組直流外部接線端子組(正接線端DC+、中性接線端NP和負(fù)接線端DC-)。直流電容模塊500以及疊層母排結(jié)構(gòu)540可應(yīng)用于共享電容組的各種變換器產(chǎn)品，具有結(jié)構(gòu)緊湊且節(jié)省電容等優(yōu)點(diǎn)。
[0098]舉例來(lái)說(shuō)，于變頻驅(qū)動(dòng)器的實(shí)際應(yīng)用中，直流電容模塊500任一側(cè)邊的三組端子可分別與變頻驅(qū)動(dòng)器的三相整流橋臂連接，直流電容模塊500另一邊三組端子分別與變頻驅(qū)動(dòng)器的三相逆變橋臂連接。因此，直流電容模塊500可作為背靠背的三電平拓?fù)渥儞Q器中的共享直流電容組。
[0099]如圖5D、圖5E以及圖5F所示，直流電容模塊500兩側(cè)邊的三組端子都分別與三相逆變橋臂連接，可用以實(shí)現(xiàn)三電平拓?fù)涞撵o止無(wú)功發(fā)生器(Static Var Generator, SVG)并聯(lián)應(yīng)用，也可用以實(shí)現(xiàn)三電平拓?fù)涞挠性礊V波器(Active Power Filter, APF)并聯(lián)應(yīng)用。
[0100]由于三電平與五電平變換器拓?fù)渲兄绷髂妇€均包含正接線端DC+、中性接線端NP、負(fù)接線端DC-等三個(gè)接線點(diǎn)，因此，圖4A至圖4D中的直流電容模塊400與圖5A至圖5F中的直流電容模塊500同樣可以應(yīng)用于五電平變換器相關(guān)產(chǎn)品。
[0101]需要特別指出的是，若將圖5A至圖5F中的直流電容模塊500中去除第三層母排L3(中性點(diǎn)母排)并減少其中一塊絕緣隔板(第一絕緣隔板LSl或第二絕緣隔板LS2)，直流電容模塊500便可簡(jiǎn)化應(yīng)用于兩電平相關(guān)產(chǎn)品中，在此不另贅述。
[0102]綜上所述，本發(fā)明提供一種疊層母排結(jié)構(gòu)，上述第一層母排與第二層母排相對(duì)中間的絕緣層基本上成鏡像對(duì)稱關(guān)系，因此從直流電容模塊的外部接線端(即正接線端以及負(fù)接線端)流入/流出并且通過(guò)直流電容之間連接子母排的工作電流基本滿足大小相等且方向相反關(guān)系，因此，大致上抵消母排外部的磁場(chǎng)，并降低疊層母排的寄生電感。此外，本發(fā)明中的母排絕緣隔板不需要設(shè)置傳統(tǒng)一體化疊層母排結(jié)構(gòu)方案所需的電氣連接螺釘所需的避讓孔，并且，本發(fā)明中絕緣層與兩側(cè)的第一層母排與第二層母排之間留有一定的空氣間隙。也就是說(shuō)，第一層母排與第二層母排之間是通過(guò)絕緣層(如絕緣隔板等固體絕緣材料)和空氣間隙，以實(shí)現(xiàn)雙重絕緣，能很方便的實(shí)現(xiàn)可靠的電氣絕緣。
[0103]雖然本案已以實(shí)施例公開(kāi)如上，然其并非用以限定本案，任何熟習(xí)此技藝者，在不脫離本案的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作各種的變動(dòng)與潤(rùn)飾，因此本案之保護(hù)范圍當(dāng)視權(quán)利要求的界定為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種直流電容模塊，其特征在于，包含: 多個(gè)直流電容，每一直流電容各自包含兩電容接線柱，該些直流電容分為一第一部分以及一第二部分，該第一部分與該第二部分的該些直流電容各自的電容接線柱為面對(duì)面設(shè)置； 一疊層母排結(jié)構(gòu)，用以與該些直流電容的該些電容接線柱電性連接，并具有一正接線端以及一負(fù)接線端，該疊層母排結(jié)構(gòu)包含: 一第一層母排，包含一第一子母排，其電性連接于該第一部分中至少兩個(gè)直流電容之間； 一第二層母排，包含一第二子母排，其電性連接于該第二部分中至少兩個(gè)直流電容之間；以及 一絕緣層，設(shè)置于該第一層母排與該第二層母排之間。
2.如權(quán)利要求1所述的直流電容模塊，其特征在于，該直流電容模塊為一兩電平直流電容模塊，該第一層母排還包含一第三子母排，該第二層母排還包含一第四子母排，該第一層母排的該第三子母排電性連接該第二層母排的該第四子母排。
3.如權(quán)利要求2所述的直流電容模塊，其特征在于，該第一層母排還包含一正接線母排，該正接線母排電性連接至該正接線端以及該第一部分中至少一個(gè)直流電容，該第二層母排還包含一負(fù)接線母排，該負(fù)接線母排電性連接至該負(fù)接線端以及該第二部分中至少一個(gè)直流電容。
4.如權(quán)利要求3所述的直流電容模塊，其特征在于，該些直流電容的該第一部分與該第二部分各自包含N*M個(gè)直流電容，分為N列且每一列各M個(gè)直流電容，該正接線母排電性連接至該第一部分的其中一列上的M個(gè)直流電容，該負(fù)接線母排電性連接至該第二部分的其中一列上的M個(gè)直流電容，N, M分別為正整數(shù)。
5.如權(quán)利要求4所述的直流電容模塊，其特征在于，該第一子母排電性連接于該第一部分中相鄰兩列的2*M個(gè)直流電容之間，該第二子母排電性連接于該第二部分中相鄰兩列的2*M個(gè)直流電容之間。
6.如權(quán)利要求2所述的直流電容模塊，其特征在于，該第一層母排還包含一正接線母排以及一負(fù)接線母排，該正接線母排電性連接至該正接線端以及該第一部分中至少一個(gè)直流電容，該負(fù)接線母排電性連接至該負(fù)接線端以及該第一部分中至少一個(gè)直流電容。
7.如權(quán)利要求1所述的直流電容模塊，其特征在于，該直流電容模塊為一多電平直流電容模塊，該疊層母排結(jié)構(gòu)還包含一第三層母排，該第三層母排埋設(shè)于該絕緣層中。
8.如權(quán)利要求7所述的直流電容模塊，其特征在于，該絕緣層包含一第一絕緣隔板以及一第二絕緣隔板，分別設(shè)置于該第三層母排與該第一層母排之間以及該第三層母排與該第二層母排之間。
9.如權(quán)利要求7所述的直流電容模塊，其特征在于，該絕緣層包含一絕緣材料包覆于該第三層母排的兩側(cè)。
10.如權(quán)利要求7所述的直流電容模塊，其特征在于，該疊層母排結(jié)構(gòu)更具有一中性接線端，該第一層母排包含一第三子母排，該第二層母排包含一第四子母排，該第三層母排包含一中性點(diǎn)子母排電性連接該中性接線端、該第三子母排以及該第四子母排。
11.如權(quán)利要求10所述的直流電容模塊，其特征在于，該第一層母排還包含一正接線母排，該正接線母排電性連接至該正接線端以及該第一部分中至少一個(gè)直流電容，該第二層母排還包含一負(fù)接線母排，該負(fù)接線母排電性連接至該負(fù)接線端以及該第二部分中至少一個(gè)直流電容。
12.如權(quán)利要求11所述的直流電容模塊，其特征在于，該些直流電容的該第一部分與該第二部分各自包含N*M個(gè)直流電容，分為N列且每一列各M個(gè)直流電容，該正接線母排電性連接至該第一部分的其中一列上的M個(gè)直流電容，該負(fù)接線母排電性連接至該第二部分的其中一列上的M個(gè)直流電容，N, M分別為正整數(shù)。
13.如權(quán)利要求12所述的直流電容模塊，其特征在于，該第一子母排電性連接于該第一部分中相鄰兩列的2*M個(gè)直流電容之間，該第二子母排電性連接于該第二部分中相鄰兩列的2*M個(gè)直流電容之間。
14.如權(quán)利要求1至13任一項(xiàng)所述的直流電容模塊，其特征在于，該第一層母排與該絕緣層之間以及該第二層母排與該絕緣層之間分別存在一空氣間隙。
15.如權(quán)利要求1至13任一項(xiàng)所述的直流電容模塊，其特征在于，該第一層母排與該第二層母排相對(duì)位于該絕緣層兩側(cè)且大致上為鏡像對(duì)稱。
16.—種疊層母排結(jié)構(gòu),適用于一直流電容模塊,該直流電容模塊包含多個(gè)直流電容，每一直流電容各自包含兩電容接線柱，該些直流電容分為一第一部分以及一第二部分，該疊層母排結(jié)構(gòu)用以與該些直流電容的該些電容接線柱電性連接，其特征在于，該疊層母排結(jié)構(gòu)包含: 一正接線端； 一負(fù)接線端； 一第一層母排，包含一第一子母排，其電性連接于該第一部分中至少兩個(gè)直流電容之間； 一第二層母排，包含一第二子母排，其電性連接于該第二部分中至少兩個(gè)直流電容之間；以及 一絕緣層，設(shè)置于該第一層母排與該第二層母排之間。
17.如權(quán)利要求16所述的疊層母排結(jié)構(gòu)，其特征在于，該第一層母排還包含一第三子母排，該第二層母排還包含一第四子母排，該第一層母排的該第三子母排電性連接該第二層母排的該第四子母排。
18.如權(quán)利要求17所述的疊層母排結(jié)構(gòu)，其特征在于，該第一層母排還包含一正接線母排，該正接線母排電性連接至該正接線端以及該第一部分中至少一個(gè)直流電容，該第二層母排還包含一負(fù)接線母排，該負(fù)接線母排電性連接至該負(fù)接線端以及該第二部分中至少一個(gè)直流電容。
19.如權(quán)利要求18所述的疊層母排結(jié)構(gòu)，其特征在于，該些直流電容的該第一部分與該第二部分各自包含N*M個(gè)直流電容，分為N列且每一列各M個(gè)直流電容，該正接線母排電性連接至該第一部分的其中一列上的M個(gè)直流電容，該負(fù)接線母排電性連接至該第二部分的其中一列上的M 個(gè)直流電容，N, M分別為正整數(shù)。
20.如權(quán)利要求19所述的疊層母排結(jié)構(gòu)，其特征在于，該第一子母排電性連接于該第一部分中相鄰兩列的2*M個(gè)直流電容之間，該第二子母排電性連接于該第二部分中相鄰兩列的2*M個(gè)直流電容之間。
21.如權(quán)利要求17所述的疊層母排結(jié)構(gòu)，其特征在于，該第一層母排還包含一正接線母排以及一負(fù)接線母排，該正接線母排電性連接至該正接線端以及該第一部分中至少一個(gè)直流電容，該負(fù)接線母排電性連接至該負(fù)接線端以及該第一部分中至少一個(gè)直流電容。
22.如權(quán)利要求16所述的疊層母排結(jié)構(gòu)，其特征在于，還包含一第三層母排，該第三層母排埋設(shè)于該絕緣層中。
23.如權(quán)利要求22所述的疊層母排結(jié)構(gòu)，其特征在于，該絕緣層包含一第一絕緣隔板以及一第二絕緣隔板，分別設(shè)置于該第三層母排與該第一層母排之間以及該第三層母排與該第二層母排之間。
24.如權(quán)利要求22所述的疊層母排結(jié)構(gòu)，其特征在于，該絕緣層包含一絕緣材料包覆于該第三層母排的兩側(cè)。
25.如權(quán)利要求22所述的疊層母排結(jié)構(gòu)，其特征在于，更具有一中性接線端，該第一層母排包含一第三子母排，該第二層母排包含一第四子母排，該第三層母排包含一中性點(diǎn)子母排電性連接該中性接線端、該第三子母排以及該第四子母排。
26.如權(quán)利要求25所述的疊層母排結(jié)構(gòu)，其特征在于，該第一層母排還包含一正接線母排，該正接線母排電性連接至該正接線端以及該第一部分中至少一個(gè)直流電容，該第二層母排還包含一負(fù)接線母排，該負(fù)接線母排電性連接至該負(fù)接線端以及該第二部分中至少一個(gè)直流電容。
27.如權(quán)利要求26所述的疊層母排結(jié)構(gòu)，其特征在于，該些直流電容的該第一部分與該第二部分各自包含N*M 個(gè)直流電容，分為N列且每一列各M個(gè)直流電容，該正接線母排電性連接至該第一部分的其中一列上的M個(gè)直流電容，該負(fù)接線母排電性連接至該第二部分的其中一列上的M個(gè)直流電容，N, M分別為正整數(shù)。
28.如權(quán)利要求27所述的疊層母排結(jié)構(gòu)，其特征在于，該第一子母排電性連接于該第一部分中相鄰兩列的2*M個(gè)直流電容之間，該第二子母排電性連接于該第二部分中相鄰兩列的2*M個(gè)直流電容之間。
29.如權(quán)利要求16至28任一項(xiàng)所述的疊層母排結(jié)構(gòu)，其特征在于，該第一層母排與該絕緣層之間以及該第二層母排與該絕緣層之間分別存在一空氣間隙。
30.如權(quán)利要求16至28任一項(xiàng)所述的疊層母排結(jié)構(gòu)，其特征在于，該第一層母排與該第二層母排相對(duì)位于該絕緣層兩側(cè)且大致上為鏡像對(duì)稱。
【文檔編號(hào)】H02M1/00GK103986309SQ201410222351
【公開(kāi)日】2014年8月13日 申請(qǐng)日期:2014年5月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月23日
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