一种功率组件和变流器的制作方法

本发明涉及变流器，具体涉及一种功率组件和变流器。

背景技术：

1、变流器广泛应用于电力系统、轨道交通、军工、石油机械、新能源汽车、风力发电、太阳能光伏等领域，其连接于电池系统与电网之间，用于实现电能的双向转换，可控制想蓄电池的充电和和放电过程，进行交直流的变换，在无电网情况下可以直接为交流负荷供电。同时，npc(neutral point clamp)型或者anpc(active neutral point clamp)型三电平拓扑可以利用低阻断电压的igbt器件实现直流母线电压的提高，进而提升交流输出电压、扩大系统功率等级，因此在变流器中得到了广泛应用。

2、常规的，变流器中主要包括有功率组件，该功率组件用于实现直流电和交流电的双向变换。变流器中的功率组件一般包括直流模组和功率模组，直流模组主要包括直流电容池和电容母排，功率模组主要包括功率管组和散热器，功率管组安装在散热器上，再与直流母排通过输入排连接。具体的，参照图1，其示出了现有技术中变流器内功率组件的结构。该功率组件可包括有电容母排01、直流电容池02、输入排03、功率管组04、输出排05、散热器06。其中，输入排03、功率管组04、输出排05组成上述的功率模组，该功率管组04安装在散热器06上，散热器06采用风冷散热器，其背部具有散热鳍片，因此输入排03、功率管组04、输出排05均安装于散热器06的正面。其中，由于功率装置的输出为三相交流电，因此其功率模组共包括三个功率管组04和三个对应的散热器06，每一功率管组04均安装在一散热器06上，三个功率模组中的输入排03均连接在电容母排01上。更进一步的，电容母排01包括有正极板、负极板和中性板，三者层叠设置，相互之间通过绝缘板阻隔；对应的，每一功率模组中的输入排03也包括有正极板、负极板和中性板，并与电容母排01中的各极板对应连接。

3、参照图2，其示出了现有技术中的三电平拓扑结构的电路图。对于采用三电平拓扑结构的功率组件而言，上述的功率管组04在每一个完整的三电平拓扑结构中，一般包括有三个igbt器件，对应于图2所示的电路，管1和管2为一输入管，管3和管4为一输入管，管5和管6为输出管。管1第一端接入电容母排的正极板，管2第一端接入电容母排的中性板，管1和管2的第二端连接后再与管5的第一端相接；管3第一端接入电容母排的负极板，管4第一端接入电容母排的中性板，管3和管4的第二端连接后再与管6的第一端相接；管5和管6的第二端再与输出排相接。电容母排所连接的电容池，还被分为两部分，即分别对应于图2中的c1和c2。

4、现有的三电平拓扑结构电路图中，存在杂散电感较高的问题。杂散电感也称之为寄生电感，在三电平拓扑结构中，主要包括有igbt器件内部产生的杂散电感，电容母排的杂散电感以及电容池内电容的杂散电感，这些杂散电感会影响功率组件的瞬时电压和电流，也会影响功率组件的损耗和发热。为此，现有技术中在igbt的正负接线端子处并联有寄生电感低的吸收电容，吸收电容可降低对应回路的杂散电感。在图1所示的功率组件的结构中，对应于每个功率管组中的每个输入管均设有一吸收电容，该吸收电容具有两个接线端，每个接线端连接对应的输入管上的两个与输入排连接的接线端。但是，在图1所示的功率组件中，由于功率模组相对直流模组的排布方式，导致距离直流模组较远的igbt器件的换流回路较长，产生的杂散电感较高，而距离直流模组较近的igbt器件的换流回路较短，产生的杂散电感较低，这就导致对各个吸收电容所面对的降低杂散电感的要求不一致，不利于吸收电容的正常使用。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服背景技术中存在的上述缺陷或问题，提供一种功率组件和变流器，其能够利于吸收电容的正常使用。

2、为达成上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、一种功率组件，其包括：电容模组，其包括互相连接的直流电容池和电容母排；所述电容母排包括极性不同的若干极板；功率模组，其包括安装基体、功率管组和接线部件；所述功率管组包括若干开关器件，其中部分开关器件通过接线部件与所述电容母排连接，并依据与所述电容母排上不同极性的极板的连接关系分为第一开关和第二开关；所述安装基体与所述电容母排平行，并设有朝向所述电容母排的第一安装面，和背离所述电容母排的第二安装面，各所述第一开关沿第一方向排布固定于所述第一安装面，各所述第二开关沿第一方向排布固定于所述第二安装面；和若干组吸收电容，每一所述第一开关和每一所述第二开关均对应地连接有一组所述吸收电容，且与所述第一开关连接的吸收电容位于所述安装基体和电容母排之间，与所述第二开关连接的吸收电容位于所述安装基体背离电容母排的一侧。

4、进一步的，所述第一开关、第二开关设有用于与所述接线部件连接的接线端，各所述第一开关、第二开关的接线端还与对应的所述吸收电容连接。

5、进一步的，所述第一开关的接线端依次连接所述吸收电容和接线部件，或依次连接所述接线部件和吸收电容；所述第二开关的接线端依次连接所述吸收电容和接线部件，或依次连接所述接线部件和吸收电容。

6、进一步的，所述吸收电容设有向外延伸的导电片，所述导电片连接至所述第一开关或第二开关上对应的接线端，以令所述吸收电容避让所述接线部件。

7、进一步的，所述接线部件包括若干第一接线柱和若干第二接线柱；所述第一开关的接线端连接所述第一接线柱，所述第二开关的接线端连接所述第二接线柱；所述吸收电容的导电片通过所述第一接线柱、第二接线柱连接至对应的所述第一开关和/或第二开关的接线端，或直接与对应的所述第一开关和/或第二开关的接线端连接。

8、进一步的，所述接线部件还包括汇流排；所述第一开关和第二开关均为直流侧开关器件；所述直流侧开关器件中，部分的开关器件的接线端通过对应的第一接线柱或第二接线柱连接至所述汇流排，并通过所述汇流排汇流后连接至所述电容母排。

9、进一步的，各所述第一开关的接线端通过对应的第一接线柱直接连接至所述电容母排；各所述第二开关的接线端通过对应的第二接线柱与所述汇流排连接，并通过所述汇流排汇流后与所述电容母排连接。

10、进一步的，所述第一接线柱一端连接对应的第一开关的接线端，并与该接线端配合夹持连接对应的吸收电容的导电片；所述第二接线柱由对应的第二开关的接线端起始，依次连接所述汇流排和对应的吸收电容。

11、进一步的，所述第一开关和第二开关均沿所述安装基体的长度方向排布，且所述第一开关和第二开关的接线端均接近所述安装基体的同一边沿；所述安装基体的长度方向与所述电容母排的载流方向垂直。

12、此外，本发明还提供一种变流器，其包括如上述任一项所述的功率组件。

13、由上述对本发明的描述可知，相对于现有技术，本发明具有如下有益效果：

14、1、本发明提供的功率组件中，功率模组中的安装基体与电容母排平行，开关器件被安装在安装基体上并通过接线部件与电容母排连接，其中的第一开关沿第一方向排布固定在安装基体的第一安装面，第二开关沿第一方向排布固定在安装基体的第二安装面，也就是第一开关和第二开关的安装位置相对于安装基体相互背离，并且第一开关和第二开关的排布方向相同，在该位置关系下，各个第一开关之间和各个第二开关之间到达电容母排的距离均相同，在此基础上，将吸收电容分为两部分，其中一部分对应第一开关，另一部分对应第二开关，每个第一开关和第二开关均对应连接一组吸收电容，从而使每个吸收电容所面对的降低杂散电感的要求一致；并且，对应于第一开关的吸收电容位置在安装基体和电容母排之间，对应于第二开关的吸收电容位置在安装基体外侧，由此，对应于第一开关的吸收电容与第一开关的距离最近，对应于第二开关的吸收电容与第二开关的距离最近，这样吸收电容吸收开关在变换过程产生的电压尖峰并降低杂散电感的效果最佳，还可最大程度地利用安装基体与电容母排之间的空间，避免吸收电容占据过多空间。

15、2、第一开关和第二开关均设置有接线端，这些接线端不仅能够与接线部件连接，还可以与吸收电容连接，吸收电容通过与接线端连接来起到降低开关器件杂散电感的作用。

16、3、第一开关、第二开关的接线端连接吸收电容和接线部件的顺序可依据实际需要进行调整，这种顺序上的改变不会影响吸收电容起效，但应当注意的是，吸收电容与第一开关、第二开关的位置应尽可能接近，以提高吸收电容的作用效果。

17、4、吸收电容上设置向外延伸的导电片，通过导电片连接至对应的接线端，从而使吸收电容占据较大空间的主体部分能够避开功率模组中的接线部件，同时也可便于吸收电容的安装。

18、5、接线部件包括第一接线柱和第二接线柱，接线柱可以与开关器件的接线端连接，吸收电容可通过接线柱连接开关器件的接线端，或是直接连接开关器件的接线端，根据吸收电容与其他部件的位置关系，通过接线柱连接可使吸收电容的主体部分离开关器件的距离增大，便于避让接线部件和开关器件，而直接连接接线端可降低吸收电容至开关器件接线端的距离，提高吸收电容降低杂散电感的作用效果，并可提高空间利用率。

19、6、接线部件还包括汇流排，通过汇流排将第一开关或者第二开关连接至电容母排，可减少电容母排上的开孔，提高电容母排的载流效率，同时也可便于接线部件的安装。

20、7、第一开关的接线端通过第一接线柱直接连接至电容母排，而第二开关通过第二接线柱和汇流排连接至电容母排，两种连接方式，可以避免全部采用汇流的连接方式时，因为换流路径的增长，导致的电路中杂散电感增加，也可以避免全部采用接线柱直接连接的时候，因为接线柱在电容母排上产生更多的穿孔，导致的电容母排载流效率的降低，从而在较小的杂散电感和较高的电容母排载流效率上取得平衡；如此，可利用汇流件提高电容母排上整体的载流效率，也可利用接线柱降低整体的杂散电感，并且接线柱由于不需经过汇流，每个直流侧开关器件在与电容母排连接时的均衡性也会更好。

21、8、第一接线柱和接线端配合夹持连接吸收电容的导电片，可实现吸收电容的安装固定；而第二接线柱依次连接汇流排和吸收电容，这是由于第二接线柱的端部露出，吸收电容的导电片可以方便地连接至第二接线柱。

22、9、第一方向为安装基体的长度方向，并且安装基体的长度方向与电容母排的载流方向垂直，可保证第一开关之间和第二开关之间与电容母排连接时的电路均衡性；同时第一开关和第二开关的接线端均接近安装基体的同一边沿，可缩短整体换流回路的长度，降低杂散电感。