一种水冷功率单元分体式驱动拓扑结构的制作方法

本实用新型涉及高压变频器技术领域，特别涉及一种水冷功率单元分体式驱动拓扑结构。

背景技术：

高压变频器被广泛的应用于电力、冶金、市政、石化等行业。随着大功率电力电子器件和电气传动技术的进步，高压变频器产业正在进入一个高速发展期。功率单元作为高压变频器的核心部件，对高压变频器的结构形式、尺寸大小和稳定运行起着决定性作用。

目前大功率功率单元的散热主要采用水冷冷却的方式，现有的高压变频器的功率单元内的控制电路板都是整体结构，例如：附图5为已经被公开号为CN102457196A公开的现有技术的高压变频器功率单元的控制板结构。图中的功率单元控制电路板即是功率单元上使用的(图中的主控制电路板是高压变频器的主控制板，不是功率单元上的)。还有将控制板和驱动板分开，但是驱动板只有一个，驱动板集成了所有功率模块的驱动器，例如：公开号为CN206759319N的专利公开的一种水冷功率单元结构。这两种控制电路板上都集成了所有的功率模块的驱动器，模块化程度不高，扩展性不高，不能随功率模块的增减而变动，不能单独拆卸，如果有单个驱动器发生故障时，维护比较麻烦。

技术实现要素：

为了解决背景技术中所述问题，本实用新型提供一种水冷功率单元分体式驱动拓扑结构，将驱动器分体式设置于各自的功率模块上，可随功率模块的数量自由变化，拆卸方便，便于维修维护。

为了达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案实现：

一种水冷功率单元分体式驱动拓扑结构，包括一个功率单元控制板和多个驱动板，在水冷功率单元中的每个功率模块上均设置一块驱动板，将功率模块按桥臂分成多个组，每组桥臂的功率模块上的驱动板均分为主驱动板和从驱动板，每组桥臂上的每个从驱动板均通过硬线连接的方式与主驱动板连接，主驱动板通过光纤通讯的方式与功率单元控制板相连。

所述功率单元控制板包括主控芯片和光收发模块，所述的主驱动板通过光收发模块与主控芯片相连，所述的主控芯片为CPLD、FPGA或PIC型芯片。

所述的主控芯片和光收发模块之间还连接有与非门死区电路，用于防止相邻两路的驱动信号同时为高电平。

所述的主驱动板为1SP0635V或1SP0635S型主驱动器，配备光纤通讯接口；从驱动板为1SP0635D型从驱动器，通过并联接口直接连到主驱动器。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1)扩展性强，本实用新型采用分体式设计，将驱动器分体式设置于各自的功率模块上，可随功率模块的数量自由变化，扩展性好。

2)拆卸方便，便于维修维护。

3)散热性能好，集成电路分散布置，有利于散热。

附图说明

图1是本实用新型的功率模块布置图；

图2是本实用新型的分体式驱动结构图；

图3是本实用新型的功率单元控制板图；

图4是高压变频器的逆变桥臂结构图；

图5是现有技术的高压变频器功率单元的控制结构图。

图中：1-水冷功率单元的水冷散热片 2-主驱动板 3-从驱动板 4-功率模块。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型提供的具体实施方式进行详细说明。

如图1所示，为本实用新型的一种水冷功率单元分体式驱动拓扑结构，包括一个功率单元控制板和多个驱动板。

如图1-2所示，在水冷功率单元1中的每个功率模块4上均设置一块驱动板2和3，将功率模块4按桥臂(桥臂是现有技术的概念，见后续图4的说明)分成多个组，每组桥臂的功率模块4上的驱动板均分为主驱动板2和从驱动板3，每组桥臂上的每个从驱动板3均通过硬线连接的方式与主驱动板2连接，主驱动板2通过光纤通讯的方式与功率单元控制板相连。

所述的功率模块4为逆变功率模块，一般为IGBT，还可以为IEGT等。

如图3所示，所述功率单元控制板包括主控芯片和光收发模块，所述的主驱动板通过光收发模块与主控芯片相连，所述的主控芯片为CPLD、FPGA或PIC型芯片。所述的主控芯片和光收发模块之间还连接有与非门死区电路，用于防止相邻两路的驱动信号同时为高电平。图4的实施例中，主控芯片选择FPGA型芯片，并且，本实施例的功率单元控制板中还有与主控芯片的引脚相连接的母线电压检测端、水冷板温度检测端和电源供电电路，主控FPGA芯片还通过光纤通信方式与变频器的主控制板相连接。

所述的主驱动板2为1SP0635V或1SP0635S型主驱动器，配备光纤通讯接口；从驱动板3为1SP0635D型从驱动器，通过并联接口直接连到主驱动器。

如图4所示，现有技术中。高压变频器的逆变单元根据逆变原理分为4个逆变桥臂，本实用新型中，每个逆变桥臂中均包括了多个并联的IGBT。

如图5所示，为现有技术的高压变频器的功率单元的控制结构，图中的功率单元控制电路板为一个整体的电路板，其内部集成了用于功率单元控制的主控芯片和所有功率模块的驱动器，不利于扩展和维护。

本实用新型将驱动器分体式设置于各自的功率模块上，可随功率模块的数量自由变化，拆卸方便，便于维修维护。

以上实施例在以本实用新型技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于上述的实施例。上述实施例中所用方法如无特别说明均为常规方法。