一种低压小功率变频器的风冷功率模块的制作方法

本发明属于电力推进技术领域，具体涉及一种低压小功率变频器的风冷功率模块，它是两电平逆变器，适用于低压小功率场合。

背景技术：

随着电力电子技术及系统集成技术的飞速发展，基于电力电子技术的变频器在工业生产、交通运输等各行各业中得到广泛应用，特别是船舶电力电子技术备受关注。

船舶电力推进技术相较于传统的推进方式有着不可比拟的优点，在军民船舶行业的运用越来越多。但是在船舶行业的实际运用中，某些场合对变频器的体积要求较高，同时要满足船舶这类环境下的正面维修和空间的合理使用等问题，传统的小功率变频器在船舶环境下的应用受到很大限制。

技术实现要素：

为克服传统研制的低压小功率变频器体积，功率密度及可维修性等方面的局限性，本发明提供了一种结构紧凑、功率密度大、杂散电感小的低压小功率变频器的风冷功率模块。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种低压小功率变频器的风冷功率模块，包括散热器以及安装在散热器正面的一个支撑电容、三个igbt和安装在散热器反面的共模电抗器、放电电阻；所述的放电电阻一端连接支撑电容的正进线铜排端子，另一端连接支撑电容的负进线铜排端子，支撑电容的两个铜排端子用于实现功率模块的直流输入；所述的igbt上安装有驱动板，所述的驱动板上安装有控制板；所述的散热器上连接有风道板，所述的风道板上设置有两个风机以及由插头与插座组成的电连接器；所述的两个风机分别安装在散热器的风道出风口处。

所述的一种低压小功率变频器的风冷功率模块，其散热器两侧加工有可作为滑轨使用的凹槽。

所述的一种低压小功率变频器的风冷功率模块，其支撑电容通过其上的六个铜排端脚与igbt连接。

所述的一种低压小功率变频器的风冷功率模块，其驱动板与控制板通过排线连接并层叠放置。

所述的一种低压小功率变频器的风冷功率模块，其电连接器包括电连接器一、电连接器二、电连接器三，所述的电连接器一与外部24v电源连接，接受驱动电源及控制信号并反馈状态信号；所述的电连接器二、电连接器三分别与柜体上电连接器连接，用于传递位置信号和传递通讯信号。

所述的一种低压小功率变频器的风冷功率模块，其控制板通过排线与电连接器一上的印制板连接。

本发明的功率模块具有功率密度大、结构紧凑、满足正面维护、可靠性高和可维修性好等优点。具体而言，有以下特点：

1，功率模块主要由散热器、支撑电容、igbt、驱动板、控制板、放电电阻等组成，通过紧凑型结构设计将这些器件组成一个组件，体积小巧，便于安装。

2，功率模块中的散热器两侧加工的凹槽可以作为滑轨使用，便于功率模块的安装定位。

附图说明

图1为本发明的电气原理图；

图2为本发明的轴视图；

图3为本发明的正视图；

图4为本发明的俯视图；

图5为本发明的仰视图。

各附图标记为：1—散热器，2—支撑电容，3—控制板，4—驱动板，5—电流传感器，6—igbt，7—风机，8—风道板，9—共模电抗器，10—放电电阻，11—电连接器一，12—电连接器二，13—电连接器三，14—凹槽。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。

如图1-5所示，本发明公开了一种低压小功率变频器的风冷功率模块，它包括风道板8，散热器1、支撑电容2、igbt6、驱动板4、控制板3、放电电阻10、电流传感器5、风机7、共模电抗器9以及电连接器一11、电连接器二12、电连接器三13。

所述的电连接器一11侧为功率模块前部，相对的另外一侧为功率模块后侧，电连接器由插头与插座组成。

支撑电容2、igbt6通过螺钉安装在散热器2基板正面。

驱动板4直接安装在igbt6上，控制板3与驱动板4层叠安装，它们之间采用排线连接，用于传递控制信号并反馈状态信号给外部电路。

放电电阻10与共模电抗器9通过螺钉安装在散热器2基板反面，放电电阻10一端通过1mm²电缆与支撑电容2的正进线铜排端子连接，另一端通过1mm²电缆与支撑电容2的负进线铜排端子连接。

共模电抗器9安装布置在功率模块散热器基板反面，其通过电缆与外部连接，可有效利用变频器柜体空间。

两个风机7并行排列安装在散热器2的风道出风口处，采用抽风散热的形式实现功率模块的冷却。

逆变后的电流通过功率模块的输出铜排输出，电流传感器5通过螺栓安装在输出铜排上，电流传感器5与控制板3之间采用排插连接，用于测量模块交流侧输出电流幅值。

散热器1两侧加工出凹槽14，凹槽14作为滑轨使用，与变频器柜体上安装的滑块一起可以使得功率模块安装定位。

支撑电容2上的两个进线铜排端子作为功率模块的直流电流输入端，支撑电容2直接通过其上的6个铜排端脚与igbt6连接，可较好的减小杂散电感。

功率模块包含3个电连接器，电连接器一11与外部24v电源连接，控制板3通过排线与电连接器一11上的印制板连接，接受驱动电源及控制信号并反馈状态信号。电连接器二12、电连接器三13分别用电缆与柜体上电连接器连接，分别用于传递位置信号和传递通讯信号。

本功率模块通过紧凑型结构设计将各电子器件组成一个组件，功率密度大、结构紧凑、满足正面维护、可靠性高和可维修性好。功率模块中的散热器两侧加工的凹槽14可以作为滑轨使用，便于功率模块的安装定位，有助于变频器小型化设计。

本发明权利要求保护范围不限于上述实施例。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种低压小功率变频器的风冷功率模块，包括散热器以及安装在散热器正面的一个支撑电容、三个IGBT和安装在散热器反面的共模电抗器、放电电阻；所述的放电电阻一端连接支撑电容的正进线铜排端子，另一端连接支撑电容的负进线铜排端子，支撑电容的两个铜排端子用于实现功率模块的直流输入；所述的IGBT上安装有驱动板，所述的驱动板上安装有控制板；所述的散热器上连接有风道板，所述的风道板上设置有两个风机以及电连接器；两个风机分别安装在散热器的风道出风口处。该功率模块具有功率密度大、结构紧凑、满足正面维护、可靠性高和可维修性好等优点，主要用于低压小功率变频器。

技术研发人员：江航;袁洋
受保护的技术使用者：武汉船用电力推进装置研究所（中国船舶重工集团公司第七一二研究所）
技术研发日：2017.12.15
技术公布日：2018.04.24