专利名称：逆变器组件和逆变电源的制作方法
技术领域：
本发明涉及电气技术，尤其涉及一种逆变器组件和逆变电源。
背景技术：
大功率的逆变电源的输出功率为数十千瓦至数兆瓦，该逆变电源可广泛应用于金属材料的感应加热、机械零件热处理 、金属熔炼和特种焊接等领域。图I为现有的逆变电源的示意图；如图I所示，现有大功率的逆变电源包括多个冷却器和多个H桥逆变单元I，每个逆变单元I由四个半导体模块12构成，每个逆变单元I和冷却器以分立器件安装方式设置在电控柜10内的安装板上。由于电控柜10内还设置有驱动电路板和控制电路板，H桥逆变单元I产生的电磁场会对驱动电路板2和控制电路板3产生干扰，降低逆变电源的安全性。并且，逆变器的安装工艺复杂、一致性差，无法满足各个H桥逆变单元I工作状态对称度，影响半导体模块12之间的电流均衡，同时增加了有害分布电感，使得逆变波形叠加较大的尖峰毛刺，降低了逆变电源的可靠性。
发明内容
本发明提供一种逆变器组件和逆变电源，用于解决现有技术中逆变电源的逆变器模块对电路板的电磁干扰较大且逆变波形较差的技术缺陷。本发明提供的一种逆变器组件，包括能够屏蔽电磁干扰的第一箱体和第二箱体，所述第一箱体和第二箱体层叠设置；所述第一箱体内设置有冷却器和多个并联的H桥逆变单元，所述H桥逆变单元设置在所述冷却器上，所述冷却器设置在所述第一箱体内壁上；所述第二箱体内设置有驱动电路板和控制电路板。如上所述的逆变器组件，优选地，所述冷却器包括第一冷却器和第二冷却器，所述第一冷却器和第二冷却器为内部具有冷却水道的水冷板；所述多个H桥逆变单元的上半桥沿所述第一冷却器长度方向均匀间隔设置，所述H桥逆变单元的下半桥沿所述第二冷却器长度方向均匀间隔设置。如上所述的逆变器组件，优选地，所述多个H桥逆变单元设置在所述第一冷却器和第二冷却器的一侧。如上所述的逆变器组件，优选地，所述多个H桥逆变单元设置在所述第一冷却器和第二冷却器的两侧。如上所述的逆变器组件，优选地，所述逆变器组件还包括正极直流母线和负极直流母线；所述正极直流母线和负极直流母线设置在所述多个H桥逆变单元两侧，且所述正极直流母线和负极直流母线的一端从所述第一箱体伸出。如上所述的逆变器组件，优选地，所述正极直流母线和负极直流母线均包括板条形的主直流排以及与所述主汇流排连接的多个分直流排；
所述分汇流排为T形结构，每个分直流排与所述H桥逆变单元的直流输入端连接。如上所述的逆变器组件，优选地，所述逆变组件还包括第一交流母线和第二交流母线，所述第一交流母线和第二交流母线对称设置在所述H桥逆变单元的上下半桥之间，所述第一交流母线和第二交流母线之间设置有绝缘板。如上所述的逆变器组件，优选地，所述第一交流母线和第二交流母线均包括板条形的主交流排和多个垂直于所述主交流排的板条形的分交流排；所述主交流排设置在所述H桥逆变单元的上下半桥之间，所述分交流排分别与所述H桥逆变单元的上下半桥的交流输出端连接，所述主交流排从所述第一箱体的侧端伸出。如上所述的逆变器组件，优选地，所述冷却器的冷却水管从所述第一箱体的侧端伸出。·如上所述的逆变器组件，优选地，所述第一箱体和第二箱体为长方中空结构，所述第二箱体设置在所述第一箱体一侧。本发明还提供一种逆变电源，包括电控柜，还包括至少一个上述本发明内容提供的逆变器组件，所述逆变器组件插设在所述电控柜的插槽内。本发明提供的逆变器组件和逆变电源，将多个H桥逆变单元设置在能够屏蔽电磁干扰的第一箱体内，将驱动电路板和控制电路板设置在第二箱体内，可以减小外界电磁场对H桥逆变单元、驱动电路板和控制电路板的电磁干扰，并且可以将H桥逆变单元产生的电磁屏蔽在第一箱体内，减小对驱动电路板和控制电路板的电磁干扰，保证逆变器组件的运行安全。
图I为现有的逆变电源的示意图；图2为本发明第一实施例提供的逆变器组件的示意图；图3为本发明第一实施例提供的逆变器组件分解示意图；图4为本发明第一实施例提供的逆变器组件的原理图；图5为本发明第二实施例提供的逆变器组件的示意图；图6为本发明第二实施例提供的逆变器组件的侧视图；图7为本发明第三实施例提供的逆变电源的示意图。
具体实施例方式参考图2 4，图2为本发明第一实施例提供的逆变器组件的示意图；图3为本发明第一实施例提供的逆变器组件分解示意图；图4为本发明第一实施例提供的逆变器组件的原理图。如图2 4所示，本实施例提供的逆变器组件包括能够屏蔽电磁干扰的第一箱体101和第二箱体102，第一箱体101和第二箱体102层叠设置，第一箱体101和第二箱体102可以优选为长方中空结构，第二箱体102可以设置在第一箱体101的上部或下部，第一箱体101和第二箱体102可以采用焊接或螺栓连接等方式连接固定。第一箱体101内设置有冷却器和多个并联的H桥逆变单元1，H桥逆变单元I设置在冷却器上，冷却器设置在第一箱体101内壁上，第二箱体102内设置有驱动电路板2和控制电路板3。冷却器的数量可以为一个，冷却器的冷却水管可以从第一箱体101的侧端伸出。可以通过控制信号线连接第一箱体101和第二箱体102内的部件。具体地，在本实施例中，H桥逆变单元I中的半导体模块12可以为不同种类的半导体模块，例如，可以是绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate BipolarTransistor,简称IGBT)功率模块，也可以是场效应晶体管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-EffectTransistor，简称M0SFET)功率模块，H桥逆变单元I的上部分为上半桥，上板桥为正半桥，H桥逆变单元I的下部分为下半桥，下半桥为负半桥。本实施例提供的逆变器组件，将多个H桥逆变单元I设置在能够屏蔽电磁干扰的第一箱体101内，将驱动电路板2和控制电路板3设置在第二箱体102内，可以减小外界电磁场对H桥逆变单元I、驱动电路板2和控制电路板3的电磁干扰，并且可以将H桥逆变单元I产生的电磁屏蔽在第一箱体101内，减小对驱动电路板2和控制电路板3的电磁干扰，保证逆变器组件的运行安全。
在上述实施例的基础上，进一步地，冷却器的数量可以为两个，包括第一冷却器111和第二冷却器112，第一冷却器111和第二冷却器112为内部具有冷却水道的水冷板，第一冷却器111和第二冷却器112可以为矩形板结构，当然也可以其他板状结构。第一冷却器111和第二冷却器112的冷却水管113从第一箱体101的侧端伸出，冷却水管113用于输送冷却介质，H桥逆变单元I的多个半导体模块12工作时产生的热量，被冷却水管113内的冷却介质带走，可以降低半导体模块12的温度，提高使用寿命。H桥逆变单元I的上半桥沿第一冷却器111长度方向均匀间隔设置，H桥逆变单元I的下半桥沿第二冷却器112长度方向均匀间隔设置。多个H桥逆变单元I可以设置在第一冷却器111和第二冷却器112的一侧。由于将多个H桥逆变单元I集中对称设置在第一冷却器111和第二冷却器112上，能够提高H桥逆变单元I的半导体模块12的工作状态对称度，使得半导体模块12之间的电流更加均衡，因而可以减小有害分布电感，减小逆变波形中尖峰毛刺，提高逆变器组件的可靠性。在上述实施例的基础上，进一步地，逆变组件还包括正极直流母线12和负极直流母线14，正极直流母线13和负极直流母线14设置H桥逆变单元I两侧，且正极直流母线13和负极直流母线14的一端从第一箱体101伸出(图2所示)。正极直流母线13和负极直流母线14均包括板条形的主直流排131以及与主汇流排131连接的多个分直流排132 ;分汇流排132为T形结构，每个分直流排132与H桥逆变单元I的直流输入端连接。H桥逆变单元I包括第一交流母线15和第二交流母线16，第一交流母线15和第二交流母线16对称设置在H桥逆变单元I的上下半桥之间，第一交流母线15和第二交流母线16之间设置有绝缘板17。第一交流母线15和第二交流母线16叠放在一起，绝缘板17夹设在第一交流母线15和第二交流母线16之间，将第一交流母线15和第二交流母线16电气隔离。具体地，第一交流母线15和第二交流母线16均包括板条形的主交流排151和多个垂直于主交流排151的板条形的分交流排152。主交流排151设置在H桥逆变单元I的上下半桥之间，分交流排152分别与H桥逆变单元I的上下半桥的交流输出端连接，第一交流母线15和第二交流母线16的主交流排151从第一箱体101的侧端伸出。本实施例提供的逆变器组件，由于叠放的第一交流母线15和第二交流母线16贴近安装，并且被绝缘板17电气隔离，因而可以减小电磁辐射，减少对逆变器组件的干扰。参考图5和图6，图5为本发明第二实施例提供的逆变器组件的示意图；图6为本发明第二实施例提供的逆变器组件的侧视图。如图5和6所示，在上述实施例的 基础上，多个H桥逆变单元I也可以设置在第一冷却器111和第二冷却器112的两侧。具体地，多个H桥逆变单元I可以沿第一冷却器111和第二冷却器112的两个侧边均匀对称设置，每个H桥逆变单元I具有四个功率模块12，两个功率模块12位于第一冷却器111的两侧，另外两个功率模块位于第二冷却器112的两侦U。正极直流母线13和负极直流母线14可以从第一箱体101的侧壁伸出，第一直流母线15和第二直流母线16也从第一箱体101的侧壁伸出。本实施例提供的逆变器组件，在第一冷却器111和第二冷却器112的两侧均设置有多个H桥逆变单元1，在保证输入功率的同时，使得逆变器组件结构更加紧凑。参考图7，图7为本发明第三实施例提供的逆变电源的示意图。如图7所示,本实施例提供的逆变电源,包括电控柜10,还包括至少一个上述实施例提供的逆变器组件20，逆变器组件20插设在电控柜10的插槽内。本实施例中，逆变器组件20的数量为三个，逆变器组件20可以制成抽屉组件，直接插设在电控柜10的插槽内，逆变器组件20的数量也可以根据逆变电源所需功率大小确定。本实施例提供的逆变电源，将H桥逆变单元I设置在能够屏蔽电磁干扰的第一箱体101内，将驱动电路板2和控制电路板3设置在第二箱体102内，可以减小外界电磁场对H桥逆变单元I、驱动电路板2和控制电路板3，并且可以将H桥逆变单元I产生的电磁屏蔽在第一箱体101内，减小对驱动电路板2和控制电路板3的电磁干扰，保证逆变器组件20的运行安全。另外，逆变器组件20可以作为独立单元或标准化部件，便于逆变电源的组装和维护，并且逆变器组件20可以为抽屉式组件，使得逆变电源结构紧凑，易于实现多路逆变器组件20并联。最后应说明的是以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
权利要求
1.一种逆变器组件，其特征在于，包括能够屏蔽电磁干扰的第一箱体和第二箱体，所述第一箱体和第二箱体层叠设置； 所述第一箱体内设置有冷却器和多个并联的H桥逆变单元，所述H桥逆变单元设置在所述冷却器上，所述冷却器设置在所述第一箱体内壁上； 所述第二箱体内设置有驱动电路板和控制电路板。
2.根据权利要求I所述的逆变器组件，其特征在于，所述冷却器包括第一冷却器和第二冷却器，所述第一冷却器和第二冷却器为内部具有冷却水道的水冷板； 所述多个H桥逆变单元的上半桥沿所述第一冷却器长度方向均匀间隔设置，所述H桥逆变单元的下半桥沿所述第二冷却器长度方向均匀间隔设置。
3.根据权利要求2所述的逆变器组件，其特征在于，所述多个H桥逆变单元设置在所述第一冷却器和第二冷却器的一侧。
4.根据权利要求2所述的逆变器组件，其特征在于，所述多个H桥逆变单元设置在所述第一冷却器和第二冷却器的两侧。
5.根据权利要求f4任一项所述的逆变器组件，其特征在于，所述逆变器组件还包括正极直流母线和负极直流母线；所述正极直流母线和负极直流母线设置在所述多个H桥逆变单元两侧，且所述正极直流母线和负极直流母线的一端从所述第一箱体伸出。
6.根据权利要求5所述的逆变器组件，其特征在于，所述正极直流母线和负极直流母线均包括板条形的主直流排以及与所述主汇流排连接的多个分直流排； 所述分汇流排为T形结构，每个分直流排与所述H桥逆变单元的直流输入端连接。
7.根据权利要求f4任一项所述的逆变器组件，其特征在于，所述逆变器组件还包括第一交流母线和第二交流母线，所述第一交流母线和第二交流母线对称设置在所述H桥逆变单元的上下半桥之间，所述第一交流母线和第二交流母线之间设置有绝缘板。
8.根据权利要求7所述的逆变器组件，其特征在于，所述第一交流母线和第二交流母线均包括板条形的主交流排和多个垂直于所述主交流排的板条形的分交流排； 所述主交流排设置在所述H桥逆变单元的上下半桥之间，所述分交流排分别与所述H桥逆变单元的上下半桥的交流输出端连接，所述主交流排从所述第一箱体的侧端伸出。
9.根据权利要求Γ4任一项所述的逆变器组件，其特征在于，所述冷却器的冷却水管从所述第一箱体的侧端伸出。
10.根据权利要求f4任一项所述的逆变器组件，其特征在于，所述第一箱体和第二箱体为长方中空结构，所述第二箱体设置在所述第一箱体一侧。
11.一种逆变电源,包括电控柜,其特征在于,还包括至少一个权利要求1 10任一项所述的逆变器组件，所述逆变器组件插设在所述电控柜的插槽内。
全文摘要
本发明提供一种逆变器组件和逆变电源，包括能够屏蔽电磁干扰的第一箱体和第二箱体，第一箱体和第二箱体层叠设置；第一箱体内设置有冷却器和多个并联的H桥逆变单元，H桥逆变单元设置在冷却器上，冷却器设置在第一箱体内壁上；第二箱体内设置有驱动电路板和控制电路板。本发明提供的逆变器组件和逆变电源，将H桥逆变单元设置在能够屏蔽电磁干扰的第一箱体内，将驱动电路板和控制电路板设置在第二箱体内，可以减小外界电磁场对H桥逆变单元、驱动电路板和控制电路板，并且可以将H桥逆变单元产生的电磁干扰信号屏蔽在第一箱体内，减小对驱动电路板和控制电路板的电磁干扰，保证逆变器组件的运行安全。
文档编号H05K9/00GK102931866SQ20121041125
公开日2013年2月13日 申请日期2012年10月24日 优先权日2012年10月24日
发明者费宽, 轩宗志 申请人:保定红星高频设备有限公司