功率模块、牵引逆变器及轨道车辆的制作方法

本技术涉及牵引逆变器领域，尤其涉及一种功率模块、牵引逆变器及轨道车辆。

背景技术：

1、牵引逆变器是轨道车辆的关键部件之一，而功率模块又是牵引逆变器的核心，功率模块的主要作用是将输入的直流电通过其内部的功率半导体器件器件转换成交流电。

2、在功率模块中，半导体器件功率半导体器件需要分别接入主回路和控制回路，控制回路输入控制信号，半导体器件根据该控制信号改变主回路的输出，从而实现逆变。

3、现有功率模块中，主回路中的电容与功率半导体器件之间多采用母排连接，母排上的电器接口所在平面与功率半导体器件的接口所在平面垂直布置，这种布置方式，母排的电流路径较长，杂散电感较大。

技术实现思路

1、本技术提供一种功率模块、牵引逆变器及轨道车辆，以减少散杂电感。

2、有鉴于此，第一方面，本技术提供一种功率模块，包括：

3、低感母排，包括第一导体层和第二导体层，所述第一导体层和所述第二导体层层叠且相互之间具有层叠间隙，所述低感母排具有相背对的第一表面和第二表面，所述第一表面形成在所述第一导体层上，所述第二表面形成在所述第二导体层上，所述第一导体层包括主体重叠区域和超出区域，所述主体重叠区域为所述第一导体层上与所述第二导体层重叠的区域，所述超出区域为所述第一导体层上超出所述第二导体层边缘的区域；电容组件，包括多个支撑电容，各所述支撑电容各自与所述第一导体层接触连接，并分布在所述低感母排的所述第一表面所在侧；

4、多个功率半导体器件，具有正极端子和负极端子，所述正极端子与所述第一导体层的所述超出区域接触连接，所述负极端子与所述第二导体层接触连接的，且各所述功率半导体器件设置在所述低感母排的第二表面所在侧。

5、可选的，所述第一导体层包括第一中间板、至少两块第一侧翼板和至少两块第一连接板，各所述第一侧翼板对称分布在所述第一中间板的两侧，各所述第一连接板对称分布在所述第一中间板的两侧，且各所述第一侧翼板均与所述第一中间板平行，各所述第一连接板各自连接所述第一中间板和相应的第一侧翼板；

6、所述第二导体层包括第二中间板、至少两块第二侧翼板和至少两块第二连接板，各所述第二侧翼板对称分布在所述第二中间板的两侧，各所述第二连接板对称分布在所述第二中间板的两侧，且各所述第二侧翼板均与所述第二中间板平行，各所述第二连接板各自连接所述第二中间板和相应的第二侧翼板，所述第二中间板和各所述第二侧翼板围成容纳空间；

7、其中，所述第一中间板与所述第二中间板层叠，各所述第一连接板与相应的所述第二连接板层叠，所述第一侧翼板与所述第二侧翼板层叠，所述超出区域形成于所述第一侧翼板上，各所述功率半导体器件对称分布在所述容纳空间的两侧。可选的，所述功率模块还包括：

8、基板，具有相背对的第三表面和第四表面，所述第三表面朝向所述第二表面，所述功率半导体器件设置在所述第三表面上；

9、支撑框架，设置在所述基板上，所述支撑框架具有中空空间和连通所述中空空间的敞口，所述电容组件设置在所述中空空间内，所述敞口朝向所述基板所在方向；所述低感母排挡在所述敞口处，并与所述基板之间形成主回路空间；

10、驱动组件，设置在所述支撑框架的外侧，且位于所述敞口的外周；

11、控制线路母排，连接所述驱动组件和相应的所述功率半导体器件，所述控制线路母排沿第一方向从所述主回路空间向支撑框架外延伸，以形成设置在所述支撑框架外围的外部线路。

12、可选的，所述外部线路包括第一路段和第二路段，所述功率半导体器件具有栅极端子，所述驱动组件上设置有栅极驱动端子，所述栅极端子、所述第一路段、所述第二路段、所述栅极驱动端子依次连接，所述第一路段沿所述第一方向延伸，所述第二路段沿第二方向向所述功率半导体器件所在方向延伸；

13、所述驱动组件沿所述第二方向具有第一端和第二端，沿所述第二方向，所述第一端比所述第二端更临近各所述功率半导体器件，所述栅极驱动端子设置在所述第二端或第二端附近；

14、所述控制线路母排为第一叠层母排，每个所述功率半导体器件的所述栅极端子通过相应的所述第一叠层母排与所述驱动组件上相应的所述栅极驱动端子连接。

15、可选的，所述功率模块还包括第二叠层母排，所述第二叠层母排包括多个层叠间隔设置的接线排，所述功率半导体器件具有输出端子，各所述接线排在所述主回路空间中各自连接相应的所述功率半导体器件的所述输出端子，且各所述接线排均沿第三方向延伸以伸出所述支撑框架，并形成位于所述支撑框架外的主回路输出端子，其中，所述第一方向和所述第三方向垂直或形成夹角，所述外部线路和所述主回路输出端子均分布在所述敞口外周，且所述外部线路和所述主回路输出端子分布在所述支撑框架的不同外侧。可选的，所述支撑框架具有相对的第一对侧和相对的第二对侧，所述驱动组件和所述外部线路设置于所述第一对侧中的一侧或两侧，所述主回路输出端子对应设置于所述第二对侧中的一侧或两侧。

16、可选的，所述第一导体层上还延伸形成有第一接线端子，所述第二导体层上还形成有第二接线端子，

17、其中，所述第一接线端子、所述第二接线端子对应设置在所述第二对侧中的一侧或两侧。

18、可选的，所述功率模块还包括二极管三极管和连接排，所述二极管的一个端子与三极管的一个端子与所述连接排相连接，所述连接排上形成有开关控制端子，所述开关控制端子设置于所述主回路输出端子对应所述支撑框架的对侧；

19、所述低感母排还包括与所述第一导体层连接的第一延伸板和与所述第二导体层连接的第二延伸板，所述第一延伸板与所述三极管的另一个端子接触连接，所述第二延伸板与所述二极管的另一个端子接触连接。

20、可选的，所述支撑框架包括：

21、外周框部，所述中空空间形成于所述外周框部内；

22、至少一对翼部组，形成于所述外周框部的外侧，每对翼部组包括两个翼部，且每对翼部组的两个翼部与所述外周框部在对应侧的外壁共同围成敞开的容纳空间，所述插接导向部和相应的所述驱动组件设置在相应的所述敞开的容纳空间内。

23、可选的，所述功率模块还包括开关电源，所述开关电源设置在所述支撑框架上背对所述敞口的一侧。

24、可选的，所述功率半导体器件采用碳化硅基底。

25、可选的，所述功率模块还包括散热器，所述散热器设置在所述基板的所述第四表面上。

26、可选的，所述功率模块还包括热敏电阻，所述热敏电阻设置在所述基板的所述第三表面上，所述热敏电阻设置在各所述功率半导体器件的外侧且临近所述功率半导体器件。第二方面，本技术还提供一种牵引逆变器，包括上述任一种所述的功率模块。

27、第三方面，本技术还提供一种轨道车辆，包括车体和设置于所述车体上的牵引逆变器，所述牵引逆变器包括上述任一种所述的功率模块。

28、本技术的功率模块、牵引逆变器及轨道车辆，通过低感母排将多个电容并联在低感母排的第一导体层的第一表面，将功率半导体器件直接设置在低感母排上与第一表面背对的第二表面，并分别连接低感母排的两层导体层，使得主回路中电流从支撑电容达到功率半导体器件的路径短，有利于降低主回路的散杂电感。