功率单元的制作方法

1.本实用新型属于电气设备技术领域，特别涉及一种功率单元。


背景技术：

2.随着能源短缺问题的日益凸显，节能降耗成为人们不得不关注的焦点。中压变频器正是顺应这一潮流而得到了突飞猛进的发展，其应用越来越广泛，尤其是大功率变频器，其市场需求越来越多。
3.对于大功率变频器而言，由于功率器件的增大增多，使其核心部件功率单元的体积越来越大，尤其是级联型的变频器，功率单元的体积直接决定着整机的体积。所以如何将功率单元做到性能好、尺寸小、空间利用率高成为设计者不得不考虑的关键问题。


技术实现要素：

4.本实用新型要解决的技术问题是提供一种具有结构布局紧凑、体积小巧的功率单元。
5.为解决上述技术问题，本实用新型提供的技术方案为：
6.一种功率单元，包括机箱，所述机箱内的空间布置有：
7.母线电容，固定安装在所述机箱的z方向的第一空间；
8.散热器，固定安装在所述机箱的z方向的第二空间；
9.igbt，固定安装在所述散热器的y方向的第一端，与所述母线电容电连接；
10.整流桥，固定安装在所述散热器的y方向的第二端，与所述母线电容电连接；
11.输入铜排，沿z方向延伸，与所述igbt沿x方向并排排列；
12.熔断器，安装在所述输入铜排上。
13.进一步地，所述输入铜排一端与所述整流桥的输入端电连接，另一端延伸至所述机箱外。
14.进一步地，所述输入铜排包括a相子输入铜排、b相子输入铜排和c相子输入铜排，所述a相子输入铜排、b相子输入铜排和c相子输入铜排沿z方向并排布置。
15.进一步地，所述熔断器的数量有两个，分别安装在所述a相子输入铜排和c相子输入铜排上。
16.进一步地，所述熔断器与所述igbt之间设有用于将两者分隔开的隔板。
17.进一步地，所述igbt的数量有多个，多个igbt沿y方向并列设置；所述整流桥的数量有多个，多个整流桥沿z方向并列设置。
18.进一步地，还包括吸收电容，吸收电容与所述igbt的直流端连接。
19.进一步地，还包括输出铜排，输出铜排沿y方向延伸，与所述igbt沿z方向并排排列，且其一端凸出设置在所述机箱的第一面板外。
20.进一步地，还包括设置在所述机箱的第二面板的外侧的旁路接触器和旁路输出铜排，所述旁路输出铜排沿z方向延伸，一端与所述旁路接触器连接，另一端与输出铜排连接，
所述第二面板与所述第一面板相对设置。
21.进一步地，所述输出铜排包括第一输出子铜排和第二输出子铜排，所述第一输出子铜排的一端凸出设置在所述第一面板外，另一端与所述旁路输出铜排连接；所述第二输出子铜排的一端与所述igbt连接，另一端先与所述旁路输出铜排连接，再返回到所述第一面板。
22.进一步地，还包括主控制板，主控制板设置在所述第一空间，与所述母线电容沿x方向叠层布置。
23.进一步地，还包括旁路控制板，旁路控制板与主控制板沿z方向并列设置。
24.本实用新型的有益效果：
25.本实用新型的技术方案结构布局紧凑，体机较同功率现有技术中的方案减小一半。
附图说明
26.图1为本实用新型的实施例1中的功率单元的部分内部布局立体结构示意图；
27.图2为本实用新型的实施例1中的功率单元的另一个部分内部布局立体结构示意图；
28.图3为本实用新型的实施例1中的功率单元的一个角度的外部布局立体结构示意图；
29.图4为本实用新型的实施例1中的功率单元的另一个角度的外部布局立体结构示意图；
30.图5为本实用新型的实施例1中的功率单元的又一个内部布局立体结构示意图；
31.图6为本实用新型的实施例2中的功率单元的内部布局立体结构示意图；
32.图7为本实用新型的实施例2中的功率单元的一个角度的外部布局立体结构示意图；
33.图8为本实用新型的实施例2中的功率单元的另一个内部布局立体结构示意图。
具体实施方式
34.为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
35.需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
36.需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
37.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者
隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
38.实施例1
39.请参照图1和图2，为本实用新型的一较佳实施例，该功率单元包括机箱100，所述机箱100内的空间布置有：母线电容200，固定安装在所述机箱100的z方向的第一空间170；散热器300，固定安装在所述机箱100的z方向的第二空间180；igbt400，固定安装在所述散热器300的y方向的第一端310，与所述母线电容200电连接；整流桥500，固定安装在所述散热器300的y方向的第二端320，与所述母线电容200电连接；输入铜排910，沿z方向延伸，与所述igbt400沿x方向并排排列；熔断器930，安装在所述输入铜排910上。本实用新型的技术方案结构布局紧凑，体机较同功率现有技术中的方案减小一半。以下对上述各个组成部分分别作进一步详细介绍。
40.如图3和图4所示，机箱100包括第一面板110(正)、第二面板120(背)、第三面板130(顶)、第四面板(图中未标号)(底)、第五面板150(左)和第六面板160(右)，例如第一面板110(正)、第二面板120(背)、第三面板130(顶)、第四面板(图中未标号)(底)、第五面板150(左)和第六面板160(右)拼接在一起，形成具有内部空腔结构的机箱100。
41.具体地，第一面板110和第二面板120互相平行且相对设置，分别为正面板和背面板。第一面板110上设有输入铜排910、输出铜排920、第一散热孔111、第三散热孔112、前挡板113等部件。具体地，输入铜排910和输出铜排920安装在第一面板110靠近第三面板130的端部。输入铜排910经第一面板110上的开孔进入机箱100内部，所述开孔处用前挡板113遮挡，在防尘的同时提高了散热效率。第一散热孔111开设在第一面板110靠近第三面板130的端部，而第三散热孔112开设在第一面板110靠近第四面板(图中未标号)的端部。
42.第二面板120上设有均压电阻940、第二散热孔121、第四散热孔122等部件。具体地，第二散热孔121开设在第二面板120靠近第三面板130的端部，而第四散热孔122开设在第二面板120靠近第四面板(图中未标号)的端部。
43.第三面板130(顶)和第四面板(图中未标号)(底)互相平行且相对设置，分别为顶面板和底面板。第五面板150(左)和第六面板160(右)互相平行且相对设置，分别为左面板和右面板。
44.为了描述方便，从第一面板110至第二面板120的方向为y方向，从第三面板130(顶)至第四面板(图中未标号)(底)的方向为z方向，从第五面板150(左)至第六面板160(右)的方向为x方向。
45.机箱100的内部空腔分为按z方向上下叠放的第二空间180和第一空间170，例如第二空间180靠近第三面板130设置，而第一空间170靠近第四面板(图中未标号)设置。
46.机箱100内安装有母线电容200、散热器300、igbt400、整流桥500、吸收电容600、母线铜排700、主控制板800、输入铜排910、输出铜排920、熔断器930等结构。其中，母线电容200、母线铜排700、主控制板800等结构安装在第一空间170内；散热器300、igbt400、整流桥500和吸收电容600、输入铜排910、输出铜排920、熔断器930等结构安装在第二空间180内。
47.如图1所示，散热器300沿y方向具有靠近第一面板110的第一端310和靠近第二面板120的第二端320。如图3和图4所示，第一面板110上开设有第一散热孔111，第二面板120上开设有第二散热孔121。在第一散热孔111和第二散热孔121之间的第二空间180形成散热
风道，散热器300具体是安装在所述散热风道内。
48.如图1所示，igbt400和整流桥500等结构固定安装在散热器300上，散热性能良好，具有较高的散热效率。
49.具体地，igbt400固定安装在所述散热器300的y方向的第一端310，并且通过母线铜排700与母线电容200电连接。所述igbt400的数量可以有多个，例如两个igbt400，两个igbt400沿y方向并列设置。所述igbt400的直流端与吸收电容600连接。
50.整流桥500固定安装在所述散热器300的y方向的第二端320，通过母线铜排700与母线电容200电连接。所述整流桥500的数量可以有多个，例如三个整流桥500，三个整流桥500沿z方向并列设置。
51.如图2所示，输入铜排910和输出铜排920均有一部分设置在机箱100内，另一部分设置在机箱100外。
52.其中，所述输入铜排910在第二空间180内沿y方向延伸，其一端与所述整流桥500的输入端电连接，另一端延伸至所述机箱100外。所述输入铜排910包括a相子输入铜排911、b相子输入铜排912和c相子输入铜排913，所述a相子输入铜排911、b相子输入铜排912和c相子输入铜排(913)均沿z方向并排布置。
53.a相子输入铜排911和c相子输入铜排913上各安装有一个熔断器930。所述熔断器930与所述igbt400之间设有用于将两者分隔开的隔板931，隔板931可以避免一方故障时对另一方产生影响。吸收电容600绑扎在隔板931上，与所述igbt400的直流端连接。
54.输出铜排920沿y方向延伸，与输入铜排910和igbt400在第二空间180内沿z方向并排排列。输出铜排920的一端凸出设置在所述机箱100的第一面板110外，另一端设置在机箱100的第二空间180内。
55.如图5所示，主控制板800设置在所述第一空间170内，与所述母线电容200沿x方向叠层布置。具体地，主控制板800安装在靠近第五面板150的一侧，而母线电容200安装在靠近第六面板160的一侧。当然可以理解的是，主控制板800与母线电容200也可以调换位置，例如主控制板800安装在靠近第六面板160的一侧，而母线电容200安装在靠近第五面板150的一侧。
56.实施例2
57.本实施例与实施例1大致相同，不同之处在于，如图6所示，本实施例中功率单元还包括旁路接触器1110、旁路输出铜排1120。具体地，旁路接触器1110和旁路输出铜排1120设置在所述机箱100的第二面板120的外侧。旁路接触器1110沿z方向安装，端子朝向第三面板130，通过旁路输出铜排1120接入主功率回路。
58.如图7所示，所述旁路输出铜排1120沿z方向延伸，一端与所述旁路接触器1110连接，另一端经第二面板120上的开孔进入机箱100内部，与输出铜排920连接。所述开孔处用后挡板123遮挡，在防尘的同时提高了散热效率。
59.如图6所示，所述输出铜排920包括第一输出子铜排921和第二输出子铜排922。所述第一输出子铜排921的一端凸出设置在所述第一面板110外，另一端与所述旁路输出铜排1120连接。所述第二输出子铜排922的一端与所述igbt400连接，另一端先与所述旁路输出铜排1120连接，再返回到所述第一面板110。
60.如图8所示，本实施例中功率单元还包括旁路控制板1130。旁路控制板1130与主控
制板800沿z方向并列设置，例如旁路控制板1130靠近第四面板(图中未标号)设置，而主控制板800靠近第三面板130设置。当然可以理解的是，整流板810与主控制板800也可以调换位置。
61.以上内容仅为本实用新型的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上可以作出许多变化，只要这些变化未脱离本实用新型的构思，均属于本实用新型的保护范围。