辅助变流逆变器模块的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种辅助变流逆变器模块，所述逆变器模块包括：IGBT器件、散热器、支撑电容、驱动板、复合母排、自由插拔装置、结构壳体，所述散热器和结构壳体连接，所述自由插拔装置和结构壳体连接，所述IGBT器件和结构壳体连接，所述支撑电容和结构壳体连接，所述驱动板和结构壳体连接，所述复合母排和结构壳体连接，所述驱动板和IGBT器件连接。本实用新型的有益效果在于：能够避免错误的安装，具有很高的可靠性和安全性；简洁紧凑的设计，节省内部空间；减小分布电容；以更低的电压降实现高电流承载能力；比电缆更容易散热冷却，温升小；电阻低；分布电感低，特别是对IGBT的应用，可以降低由于电压击穿而引起的电器元件损坏概率。
【专利说明】辅助变流逆变器模块
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种逆变器，尤其涉及一种辅助变流逆变器模块。
【背景技术】
[0002]逆变器又称逆变电源，是一种电源转换装置，可将12V或24V的直流电转换成240V、50Hz交流电或其它类型的交流电。它输出的交流电可用于各类设备，最大限度地满足移动供电场所或无电地区用户对交流电源的需要。有了逆变器，就可利用直流电转换成交流电为电器提供稳定可靠的用电保障。逆变器还能够与发电机配套使用，能有效地节约燃料、减少噪音；在风能、太阳能领域，逆变器更是必不可少。小型逆变器还能够利用汽车、轮船、便携供电设备，在野外提供交流电源。逆变器有着广泛的用途，它用于各类交通工具，如汽车、各类舰船以及飞行器，以及工业电力系统如机车输变电路，煤矿及矿山设备等；在太阳能及风能发电领域，逆变器有着不可替代的作用。
[0003]目前，逆变器模块中功率模块与其他元器件之间多采用导线加接线头的连接方式。这种方式存在以下问题:(1)由于多个功率模块的功率端数量较多，要连接的导线数量较多，其安装过程耗时费力；(2)较多的导线占据较大的机箱内部空间，不便于其余电子器件的安装；(3)连接线过多，容易产生接线故障，元器件相互干扰大，均会影响模块的可靠性，同时其日常维修难度极大；(4)在大电流、高电压下，功率模块的接线处易形成高温，弓丨起功率器件的散热不当，影响机车模块的正常工作。传统的模块连接方式，一般都是通过螺杆及螺母器件，将设备内的组件和外部组件紧固连接，实现输入输出手动连接，但是连接繁琐，更换周期长，如果设备发生故障，需要更换发生故障的设备的时候，耗时较长，会造成机车长时间停运，影响线路安全；如冶炼单位，设备发生故障会造成长时间停电，造成不必要的损失。
[0004]中国专利申请号为201210198035.1的专利申请公开了一种大功率太阳能三相并网逆变器，其包括机箱、电气柜、工作变压器、正极铜排、负极铜排、与正极铜排连接的接触器一、检测接触器一出线端电流的电流传感器一、与接触器一及负极铜排都连接的逆变模块、与逆变模块连接的电抗器、与电抗器并联的三相电容、检测电抗器与三相电容输出端电流的电流传感器二、与电抗器输出端连接的滤波器、与滤波器连接的接触器二、与接触器二连接的断路器，其特征在于，所述逆变模块包括至少一组功率模块组，所述功率模块组包括每个都用于实现一个相位变流的三个功率模块，每个功率模块都具有单独的叠层母排。
[0005]每个功率模块都包括位于对应叠层母排上部的IGBT组件、位于叠层母排下部的电容组件。
[0006]每个功率模块的IGBT组件与电容组件都位于对应叠层母排的同一侧。
[0007]功率模块横向并排分布；每个功率模块都还包括用于对TGBT组件散热的散热器；每个功率模块组的其中一对相邻模块的散热器相向分布。
[0008]所述每个功率模块都还包括散热器固定连接的模块支架，所述IGBT组件固定于散热器上。[0009]上述公开的逆变器依然存在以下缺陷:传统的逆变器方式，容易产生错误的安装，难以保证可靠性和安全性；设计复杂，内部体积庞大，分布电感高，难以散热，温升大，电阻高，容易由于电压击穿而引起电器元件的损坏。
实用新型内容
[0010]本实用新型为一种辅助变流逆变器模块，包括:IGBT器件、散热器、支撑电容、驱动板、复合母排、自由插拔装置、结构壳体，所述散热器和结构壳体连接，所述自由插拔装置和结构壳体连接，所述IGBT器件和结构壳体连接，所述支撑电容和结构壳体连接，所述驱动板和结构壳体连接，所述复合母排和结构壳体连接，所述驱动板和IGBT器件连接。
[0011]进一步地，所述驱动板包括:电源、芯片、电路板，所述电路板分别和电源、芯片连接。
[0012]进一步地，所述复合母排包括公共端母排、负母排、正母排，所述公共端母排、负母排、正母排自上至下叠加组成，所述公共端母排、负母排、正母排相互之间设置一层绝缘膜，所述逆变器模块外层设置一层绝缘膜。
[0013]进一步地，所述自由插拔装置包括电极头、螺母、垫片、绝缘板，所述电极头穿过绝缘板，所述电极头位于绝缘板上部的部分设有螺纹，所述电极头位于绝缘板下部的部分为圆弧部分，所述螺母和垫片通过所述螺纹将所述电极头固定在绝缘板上。
[0014]进一步地，所述复合母排表面为镀银层，镀银层的厚度大于Sum。
[0015]进一步地，所述复合母排与外部元器件连接时，其周边部分镀银层外露，以便与外部元器件连接平面对整齐。
[0016]进一步地，所述自由插拔装置中电极头为七个，呈一字排开，相邻电极头之间间隔相等。
[0017]进一步地，所述自由插拔装置中螺母和垫片外部为镀银层，镀银层厚度大于12um。
[0018]进一步地，所述自由插拔装置中螺母包括压紧厚螺母和压紧薄螺母。
[0019]本实用新型有益效果在于:能够避免错误的安装，具有很高的可靠性和安全性；简洁紧凑的设计，节省内部空间；减小分布电容；以更低的电压降实现高电流承载能力斗匕电缆更容易散热冷却，温升小；电阻低；分布电感低，特别是对IGBT器件的应用，能够降低由于电压击穿而引起的电器元件损坏概率。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]附图1所示为本实用新型所述一种辅助变流逆变器模块示意图。
[0021]附图2所示为本实用新型所述一种辅助变流逆变器模块复合母排示意图。
[0022]附图3所示为本实用新型所述一种辅助变流逆变器模块自由插拔装置示意图。
[0023]附图标记如下:101-结构壳体、102-驱动板、103-复合母排、104-自由插拔装置、105-散热器、106-1GBT器件、107-支撑电容、201-公共端母排、202-负母排、203-正母排、204-绝缘膜、301-电极头、302-垫片、303-螺母。
【具体实施方式】
[0024]以下结合说明书附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0025]如图1-3所示，一种辅助变流逆变器模块，包括:IGBT器件106、散热器105、支撑电容107、驱动板102、复合母排103、自由插拔装置104、结构壳体101，所述散热器105和结构壳体101连接，所述自由插拔装置104和结构壳体101连接，所述IGBT器件106和结构壳体101连接，所述支撑电容107和结构壳体101连接，所述驱动板102和结构壳体101连接，所述复合母排103和结构壳体101连接，所述驱动板102和IGBT器件106连接。
[0026]所述驱动板102包括:电源、芯片、电路板，所述电路板分别和电源、芯片连接。
[0027]所述驱动板102仅需一个不需要进行隔离处理的+15V电源(图中未示)直接给芯片(图中未示)供电即可。所述芯片的输入信号为+15V/0V互补脉冲信号，所述芯片输出三组相同的信号，每组信号同时驱动电路板(图中未示)中同一桥臂(图中未示)的上开关管、下开关管(图中未示)，即用作三个桥臂(图中未示)的六件开关管驱动。
[0028]驱动板102采用西门康公司的SKHI22AH4R (图中未示)为芯片，所述芯片集成了过流、电源欠压、信号电平过低保护功能。SKHI22AH4芯片只需少量外围分立元件，就能够直接驱动IGBT器件106，是一种性能优异、成熟的芯片。
[0029]所述复合母排103包括公共端母排201、负母排202、正母排203，所述公共端母排
201、负母排202、正母排203自上至下叠加组成，所述公共端母排201、负母排202、正母排203相互之间设置一层绝缘膜204，所述逆变器模块外层设置一层绝缘膜204。所述公共端母排201、负母排202、正母排203由T2紫铜材质加工而成。所述公共端母排201、负母排
202、正母排203表面的镀银层(图中未示)厚度大于Sum。所述公共端母排201、负母排202、正母排203与元器件(图中未示)连接时，其周边部分镀银层外露，并与元器件连接平面对整齐，所述镀银层能够增加导电性，同时也能降低电磁干扰。所述逆变器模块的复合母排103的公共端母排201、负母排202、正母排203之间工频耐压为2500V/50Hzl分钟。所述逆变器模块公共端母排201、负母排202、正母排203之间的电流冲击为600A/1S。所述辅助变流逆变器模块采用复合母排103能够实现减少布线长度，降低线路分布电感。
[0030]所述自由插拔装置104包括电极头301、螺母302、垫片302、绝缘板(图中未示)，所述电极头301穿过绝缘板，所述电极头301位于绝缘板上部的部分设有螺纹，所述电极头301位于绝缘板下部的部分为圆弧部分，所述螺母302和垫片302通过所述螺纹将所述电极头301固定在绝缘板上。
[0031]所述自由插拔装置104中电极头为七个，呈一字排开，相邻电极头301之间间隔相
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[0032]所述自由插拔装置104中的螺母302和垫片302外部为镀银层，镀银层厚度大于12um。
[0033]所述自由插拔装置104中的螺母302包括压紧厚螺母(图中未示)和压紧薄螺母(图中未示)。将压紧厚螺母拧紧在电极头301位于绝缘板上部的螺纹处，之后将压紧薄螺母拧紧在所述螺纹剩余暴露螺纹处，从而将电极头301能够紧固的固定在绝缘板上。
[0034]所述辅助变流逆变器模块采用强迫循环风进行冷却，所述散热器105采用铝质材料，所述散热器105为IGBT器件106提供冷却。
[0035]所述结构壳体101采用能够满足96小时盐雾试验的镀锌钢板。
[0036]所述支撑电容107大小为5600 μ F/400V，具有高承载能力、易散热、温升小，降低电器元件损坏率的优势。
[0037]本实用新型并不限于上述实施方式，在不背离本实用新型的实质内容的情况下，本领域技术人员可以想到的任何变形、改进、替换均落入本实用新型的权利要求记载的保护范围。
【权利要求】
1.一种辅助变流逆变器模块，其特征在于，所述辅助变流逆变器模块包括=IGBT器件、散热器、支撑电容、驱动板、复合母排、自由插拔装置、结构壳体，所述散热器和结构壳体连接，所述自由插拔装置和结构壳体连接，所述IGBT器件和结构壳体连接，所述支撑电容和结构壳体连接，所述驱动板和结构壳体连接，所述复合母排和结构壳体连接，所述驱动板和IGBT器件连接。
2.根据权利要求1所述的一种辅助变流逆变器模块，其特征在于，所述驱动板包括:电源、芯片、电路板，所述电路板分别和电源、芯片连接。
3.根据权利要求1所述的一种辅助变流逆变器模块，其特征在于，所述复合母排包括公共端母排、负母排、正母排，所述公共端母排、负母排、正母排自上至下叠加组成，所述公共端母排、负母排、正母排相互之间设置一层绝缘膜，所述逆变器模块外层设置一层绝缘膜。
4.根据权利要求1所述的一种辅助变流逆变器模块，其特征在于，所述自由插拔装置包括电极头、螺母、垫片、绝缘板，所述电极头穿过绝缘板，所述电极头位于绝缘板上部的部分设有螺纹，所述电极头位于绝缘板下部的部分为圆弧部分，所述螺母和垫片通过所述螺纹将所述电极头固定在绝缘板上。
5.根据权利要求3所述的一种辅助变流逆变器模块，其特征在于，所述复合母排表面为镀银层，镀银层的厚度大于8um。
6.根据权利要求3所述的一种辅助变流逆变器模块，其特征在于，所述复合母排与外部元器件连接时，其周边部分镀银层外露，以便与外部元器件连接平面对整齐。
7.根据权利要求4所述的一种辅助变流逆变器模块，其特征在于，所述自由插拔装置中电极头为七个，呈一字排开，相邻电极头之间间隔相等。
8.根据权利要求4所述的一种辅助变流逆变器模块，其特征在于，所述自由插拔装置中螺母和垫片外部为镀银层，镀银层厚度大于12um。
9.根据权利要求4所述的一种辅助变流逆变器模块，其特征在于，所述自由插拔装置中螺母包括压紧厚螺母和压紧薄螺母。
【文档编号】H02M7/00GK203504429SQ201320656405
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年10月23日 优先权日:2013年10月23日
【发明者】吴健, 马春华 申请人:北京京铁信达铁路设备有限公司