逆變斬波低感疊層母排的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及大功率變頻電源的IGBT器件的連接裝置，具體為一種逆變斬波低感疊層母排。
【背景技術(shù)】
[0002]在電力電子技術(shù)及應用裝置向高頻化發(fā)展的今天，系統(tǒng)中特別是連接線的寄生參數(shù)產(chǎn)生巨大的電應力，已成為威脅電力電子裝置可靠性的重要因素。大功率變頻電源的IGBT器件在開關(guān)過程中，由于從直流儲能電容至IGBT器件之間的直流母線上的寄生電感和IGBT模塊自身電感的影響，會產(chǎn)生很高的尖峰電壓，這種尖峰電壓，會使IGBT擊穿而損壞。具體來說，輸入輸出回路、支撐電容、IGBT器件之間采用電纜或銅排連接；裝置設置有復雜的吸收電路。這種連接方式存在如下技術(shù)問題:
[0003]I)電路雜散電感大，開關(guān)過程中IGBT器件兩端會產(chǎn)生較高的電壓尖峰，容易損壞，電路可靠性差；
[0004]2)各部件間電氣間隙大，電路結(jié)構(gòu)復雜，造成裝置體積、重量大、成本高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實用新型為解決目前IGBT器件連接中存在的電路雜散電感大以及各部件間電氣間隙大，電路結(jié)構(gòu)復雜，造成裝置體積、重量大等技術(shù)問題，提供一種逆變斬波低感疊層母排。
[0006]本實用新型是采用以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:一種逆變斬波低感疊層母排，包括兩層相互疊壓且面積相同的銅板，其中一層銅板上水平延伸出一個設有FC+接線端的凸板，另一層銅板上也水平延伸出一個設有FC-接線端的凸板；還包括都緊貼分布在上層的銅板上表面進而形成一層導體的BR、U、V和W母排；BR、U、V、W四個母排分別設有伸出上層銅板表面的凸板，BR、U、V、W母排上的凸板分別開有BR、U、V、W接線端；BR、U、V、W母排之間相互絕緣；三層導體之間相互絕緣；三層導體上在需要出線的位置均設有出線端子，各層上的出線端子與其它層之間絕緣引出。
[0007]本實用新型從逆變斬波裝置實際應用需求出發(fā)，將電路直流回路和交流回路的連線全部集成在一起，形成一種集成度好，雜散電感小的低感疊層母排，主要解決了以下方面問題:
[0008]I)主電路電纜連接多，布局復雜，質(zhì)量不可靠的問題；
[0009]2)主電路電纜雜散電感大，IGBT器件容易擊穿損壞，電路可靠性差的問題；
[0010]3)減小了裝置附件數(shù)量、體積和重量，方便主電路的維修和維護。
[0011]低感疊層母排的設計，就是要把直流母線作成扁平截面，疊放在一起，以減小寄生電感，提高IGBT工作的可靠性；另外，將交流母排與直流母排也相互疊放在一起，可以減小裝置各電路之間的電氣間隙，縮小裝置體積、重量，提高裝置的功率密度。
[0012]本實用新型將逆變斬波裝置的三相逆變主電路直流輸入、交流輸出，斬波電路主電路的電氣連接通過低感疊層母排實現(xiàn)。其主電路原理圖如圖1所示:
[0013]根據(jù)電路原理圖可知:“FC+”、“FC_”為逆變斬波裝置的直流輸入端，Vl?V6IGBT組成裝置的三相逆變電路，實現(xiàn)直流到交流的電能轉(zhuǎn)換功能，“U”、“V”、“W”為三相逆變電路的交流輸出；V7 IGBT和二極管D組成制動斬波電路，“BR”為斬波電阻接入端。
[0014]本實用新型所述的逆變斬波低感疊層母排包含了主電路原理圖中剖面線標識的電路功能，將電路高壓部分通過母排實現(xiàn)了電氣連接。
[0015]進一步的，兩層銅板以及BR、U、V、W母排通體均熱敷一層有機聚酯薄膜絕緣材料。
[0016]進一步的，設有FC-和FC+的兩層銅板之間粘結(jié)有一層絕緣板；上層銅板與BR、U、V、W四個母排之間也粘結(jié)有一層絕緣板。
[0017]進一步的，各層導體的端面均進行壓膜處理，并將端面密封。
[0018]“FC+”、“FC_”各為一層Imm厚銅板，外表用軟薄型絕緣材料包裹；“BR”、U”、“V”、“W”也為Imm厚銅板，布局在同一層，相互之間絕緣，外表用軟薄型絕緣材料包裹；這三層之間用絕緣板隔離。
[0019]這樣正負回路母排之間不僅滿足了低感要求，減小了 IGBT開關(guān)過程中器件兩端的電壓尖峰，提高了 IGBT工作的可靠性；交流母排疊層化設計還可簡化裝置結(jié)構(gòu)，縮小裝置體積。
[0020]本實用新型設計按照上述方案設計、制作了逆變斬波低感疊層母排，應用在地鐵牽引逆變斬波功率變換單元中，整體外形結(jié)構(gòu)圖如圖2所示:
[0021]根據(jù)電路原理，將該母排設計為“FC+”、“FC_”以及“BR”、U”、“V”、“W”三層結(jié)構(gòu)，在空間上疊加成一塊母排，如圖2所示:“FC+”、“FC_”母排重疊，面積相同，各占一層，見圖中底層長方形結(jié)構(gòu)部分；另一層上分布著BR、U、V、W母排，見圖中虛線圍繞并引到各出線端子的部分。各層之間緊密帖合，但相互絕緣，有效減小了直流回路的分布電感，從而減小IGBT關(guān)斷時的過電壓尖峰，同時縮小了模塊體積。
[0022]三層導體都在需要出線的位置上設置端子，端子連接采用焊接或冷壓的方法，端子與其他層可靠絕緣的引出，方便IGBT、吸收電容的連接，各層上均熱敷一種有機聚脂薄膜絕緣材料，用于絕緣；為提高各層之間耐受電壓的能力，各層間還需要粘接放置一定厚度的絕緣板。由于各層電位不同，為防止各層母排端面之間發(fā)生飛弧現(xiàn)象，需要將端面進行壓模處理，將端面密封。
[0023]通過以上設計，該逆變斬波低感疊層母排目前寄生電感可以做到小于50nH，可以承受交流3900V的絕緣耐壓。
[0024]本實用新型技術(shù)方案帶來的有益效果:
[0025]I)采用低感疊層母線，減小回路電感，提高IGBT工作的可靠性；
[0026]2)代替主電路電纜連接，布局簡單，減小了裝置附件數(shù)量、體積和重量，方便主電路的維修和維護，質(zhì)量更可靠。
【附圖說明】
[0027]圖1本實用新型的主電路原理圖。
[0028]圖2本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0029]1-出線端子。
【具體實施方式】
[0030]一種逆變斬波低感疊層母排，其特征在于，包括兩層相互疊壓且面積相同的銅板，其中一層銅板上水平延伸出一個設有FC+接線端的凸板，另一層銅板上也水平延伸出一個設有FC-接線端的凸板；還包括都緊貼分布在上層的銅板上表面進而形成一層導體的BR、U、V和W母排；BR、U、V、W四個母排分別設有伸出上層銅板表面的凸板，BR、U、V、W母排上的凸板分別開有BR、U、V、W接線端；BR、U、V、W母排之間相互絕緣；三層導體之間相互絕緣；三層導體上在需要出線的位置均設有出線端子1，各層上的出線端子I與其它層之間絕緣引出。
[0031]BR、U、V和W母排均分布于上層銅板的上表面，相互之間有間隔，共同形成一層導體。各出線端子I與其它層之間絕緣引出，是指各出線端子在需要穿過其他導體層時，與其它導體層之間是相互絕緣的。
[0032]兩層銅板以及BR、U、V、W母排通體均熱敷一層有機聚酯薄膜絕緣材料。相當于每層導體被有機聚酯薄膜絕緣材料包覆。
[0033]設有FC-和FC+的兩層銅板之間粘結(jié)有一層絕緣板；上層銅板與BR、U、V、W四個母排之間也粘結(jié)有一層絕緣板。
[0034]各層導體的端面均進行壓膜處理，并將端面密封。
[0035]所述兩層銅板均呈長方形；設有FC+接線端和FC-接線端的凸板以及BR、U、V和W母排的凸板相互平行排列，排列順序依次為BR、FC+、FC-、U、V、W0
[0036]各出線端子I采用焊接或冷壓的方法引出。
[0037]設有FC+和FC-的銅板均為Imm厚；BR、U、V、W四個母排均由銅板制成且厚度也為Imm 厚。
【主權(quán)項】
1.一種逆變斬波低感疊層母排，其特征在于，包括兩層相互疊壓且面積相同的銅板，其中一層銅板上水平延伸出一個設有FC+接線端的凸板，另一層銅板上也水平延伸出一個設有FC-接線端的凸板；還包括都緊貼分布在上層的銅板上表面進而形成一層導體的BR、U、V和W母排；BR、U、V、W四個母排分別設有伸出上層銅板表面的凸板，BR、U、V、W母排上的凸板分別開有BR、U、V、W接線端，BR、U、V、W母排之間相互絕緣；三層導體之間相互絕緣；三層導體上在需要出線的位置均設有出線端子(1)，各層上的出線端子(I)與其它層之間絕緣引出。2.如權(quán)利要求1所述的逆變斬波低感疊層母排，其特征在于，兩層銅板以及BR、U、V、W母排通體均熱敷一層有機聚酯薄膜絕緣材料。3.如權(quán)利要求2所述的逆變斬波低感疊層母排，其特征在于，設有FC-和FC+的兩層銅板之間粘結(jié)有一層絕緣板；上層銅板與BR、U、V、W四個母排之間也粘結(jié)有一層絕緣板。4.如權(quán)利要求1~3中任一項所述的逆變斬波低感疊層母排，其特征在于，各層導體的端面均進行壓膜處理，并將端面密封。5.如權(quán)利要求1~3中任一項所述的逆變斬波低感疊層母排，其特征在于，所述兩層銅板均呈長方形；設有FC+接線端和FC-接線端的凸板以及BR、U、V和W母排的凸板相互平行排列，排列順序依次為BR、FC+、FC-、U、V、W06.如權(quán)利要求1~3中任一項所述的逆變斬波低感疊層母排，其特征在于，各出線端子(I)采用焊接或冷壓的方法引出。7.如權(quán)利要求5中任一項所述的逆變斬波低感疊層母排，其特征在于，各出線端子(I)采用焊接或冷壓的方法引出。8.如權(quán)利要求1~3中任一項所述的逆變斬波低感疊層母排，其特征在于，設有FC+和FC-的銅板均為Imm厚；BR、U、V、W四個母排均由銅板制成且厚度也為Imm厚。
【專利摘要】本實用新型涉及一種逆變斬波低感疊層母排。解決了目前IGBT器件連接中存在的電路雜散電感大以及各部件間電氣間隙大，電路結(jié)構(gòu)復雜，造成裝置體積、重量大等技術(shù)問題。本實用新型所述的低感疊層母排的結(jié)構(gòu)設計，把直流母線作成扁平截面，疊放在一起，以減小寄生電感，提高IGBT工作的可靠性；另外，將交流母排與直流母排也相互疊放在一起，可以減小裝置各電路之間的電氣間隙，縮小裝置體積、重量，提高裝置的功率密度。
【IPC分類】H02M7/00
【公開號】CN204859008
【申請?zhí)枴緾N201520658940
【發(fā)明人】劉革莉, 陳宏 , 趙一潔, 吳曉燕, 尹梅
【申請人】永濟新時速電機電器有限責任公司
【公開日】2015年12月9日
【申請日】2015年8月28日