比较高。
[0037]在本实施例中，如图1，2所示，功率模块由4个IGBT1并联而成，交流总出线排2在模块的进风口处21，每个IGBT1的交流端3离交流总出线排2的距离不同，离进风口 22最近的IGBT1的交流端到交流总出线排的距离最短，远离进风口 22的IGBT1的交流端离交流总出线排的距离依次增加，离出风口 28最近的一个IGBT1的交流端离交流总出现排的距离最远，这样，在其他条件一样的情况下，靠近进风口 22的第一个IGBT1会比I/n(I总的交流电流值，η是IGBT并联个数)多一些，靠近出风口 28的最后一个IGBT1会比Ι/η小一些，通过调整IGBT1位置和交流铜排的长度和宽度，可以让每个IGBT1按照一定的比例分配电流，这一点可以通过理论计算或者maxwell等电路建模软件仿真来实现。这样离进风口 22最近的IGBT1多分担电流，功耗也会最大，远离进风口的IGBT1的功耗依次降低，可以让多个IGBT的温度和散热器的温度趋于均匀，提高了 IGBT和散热器的利用率。
[0038]本实施案例中，如图2所示，IGBT1的散热风道从进风口 22到出风口 28，母线电容24的散热风道从进风口 25到出风口 26，最后二者都进入风机27。IGBT1和母线电容24风道独立，没有热耦合。
[0039]本实施案例中，如图2所示，母线电容24的风道从进风口 25处以斜角度穿过整个电容模块，中间增加部分结构件，使得中间各电容分配更多的风量，周边分配风量偏小，这样使得电容整体的温度更加均匀，避免了中间部分电容温度过高。
[0040]本实施案例中，IGBT 1与母线电容7紧邻，通过叠层母排8连接起来，各IGBT1到直流母线电容7的距离均匀且最短，最大程度上降低了直流回路的寄生参数，IGBT1的关断电压尖峰大大降低。吸收电容4直接并联在IGBT1的正负端子上，进一步降低了 IGBT的关断电压尖峰。因IGBT1和母线电容7距离很近，吸收电容容量可以降低。
[0041]本实施案例中，IGBT1单元和母线电容7单元，加上其他部分，固定一个整体的框架5中，直流母线电容7—般为电解电容，寿命比IGBT1短，存在定期更换维护，本设计中通过将螺钉9、10、11、12拧下来，并将吸收电容4全部从IGBT1上取下来，则可以将整个电容部分从框架5中抽出来。降低了维护工作量和维护成本。
[0042]本实施案例中，直流单元由3个电容7串联承担母线电压，三个放电电阻23串联起来，分别并联在每个电容的两端既起到安全放电的作用，也起到均压的作用。
[0043]现有的设计将直流母线电容和IGBT模块的风道串联起来或部分串联起来，导致风道变长，风道阻力变大，风量变小，两部分的热也相互影响，造成了模块整体热设计的效率不高。也可以将IGBT模块和直流母线电容风道分开设置。
[0044]需要说明的是，上述优选实施例可以进行如下变形:
[0045]可变形方案1:本案例中的IGBT并联个数为4个，其他实施案例中，IGBT数量可以是2?4个
[0046]可变形方案2:本案例中IGBT和直流母线电容风道独立，公用风机，其他实施案例中，IGBT和直流母线电容可分别配置风机。
[0047]可变形方案3:本案例中IGBT均匀间隔分布，其他实施案例中可以调节IGBT位置分布ο
[0048]可变形方案4:本实施案例中使用的是电解电容，在IGBT直流端子上配有吸收电容，其他实施案例中可以使用薄膜电容，以及在IGBT直流端子上可以不增加吸收电容。
[0049]可变形方案5，本实施案例中母线电容的放电电阻放置在模块内部，也作为均压电阻，并联在每个串联电容的两端，其他实施案例中可以将放电电阻外置。
[0050]可变形方案6，本实施案例中散热器材质是纯铝，其他实施案例中可以将IGBT下面或者整体表面镀一层铜，为铜铝复合面，可以散热器整体温度不均改善，再降低5?10度。
[0051]综上所述，本实用新型提供了一种功率模块，实现了如下技术效果:
[0052]功率模块中有多个IGBT并联，并列一字布置，第一个IGBT靠近散热器进风口，最后一个IGBT靠近散热器出风口，IGBT的散热器的齿向与多个IGBT排列的方向呈一定角度，也就是风是从第一个IGBT到最后一个IGBT以一定角度流过，在很大程度上避免了靠近进风口的IGBT温度很低，而靠近出风口 IGBT温度很高，使得多个IGBT的热耦合降低，而风量也并没有明显的降低。
[0053]功率模块中有多个IGBT并联，总的交流出线在IGBT散热器进风口一侧，第一个IGBT靠近散热器进风口，从总的交流汇流排到IGBT交流端子的距离最短，其交流路径最短，远离进风口的IGBT的交流路径依次增加，最后一个靠近出风口的IGBT，其交流路径最长，也即交流铜排最长，这样，在其他条件一样的情况下，靠近进风口的第一个IGBT会比1/n(I总的交流电流值，η是IGBT并联个数)多一些，靠近出风口的最后一个IGBT会比Ι/η小一些，通过调整IGBT位置和交流铜排的长度和宽度，可以让每个IGBT按照一定的比例分配电流，这一点可以通过理论计算或者maxwell等电路建模软件仿真来实现。通过第1条里面散热器的优化和第2条里面铜排的优化，可以让多个IGBT的温度和散热器的温度趋于均匀，提高了 IGBT和散热器的利用率。
[0054]IGBT模块的风道与直流母线电容的风道独立，在二者出风口之后一起进入离心风机。
[0055]直流母线电容的风道从其进风口处的电容斜角度穿过整个电容模块，中间增加一些挡风结构件，使得各电容周围风速趋于均匀，降低了各电容的温度不均，避免了中间电容较热。
[0056]IGBT与直流母线电容靠近放置在一起，各IGBT到直流母线电容的距离均匀且最短，最大程度上降低了直流回路的寄生参数，IGBT的关断电压尖峰大大降低。
[0057]IGBT和直流母线电容放置在一起，在一个整体的框架内部组合起来，但IGBT部分和直流母线电容部分是可以单独进行安装和拆除，这样保证IGBT部分损坏或者直流母线电容部分损坏的情况下，可以单独进行IGBT部分或者直流母线部分更换，避免了功率模块整体报废，降低了维修工作量和成本。
[0058]以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种功率模块，其特征在于，包括:直流母线电容和多个绝缘栅双极型晶体管IGBT模块，其中，所述多个IGBT模块并联，且所述多个IGBT模块之间相互平行； 其中，相互平行的所述多个IGBT模块中的第一个IGBT模块靠近散热器进风口，相互平行的所述多个IGBT模块中的最后一个IGBT模块靠近散热器的出风口，所述多个IGBT模块对应的散热器的齿向与所述多个IGBT排列的方向存在预设夹角，所述预设夹角大于0度且小于45度。2.根据权利要求1所述的功率模块，其特征在于，还包括:多个IGBT铜排，分别对应于所述多个IGBT模块，且通过设置所述多个IGBT铜排的长度、所述多个IGBT铜排的宽度和所述多个IGBT铜排的位置以调整流过所述多个IGBT模块的电流。3.根据权利要求2所述的功率模块，其特征在于，所述多个IGBT模块中的每个IGBT模块到所述直流母线电容之间的距离是相同的。4.根据权利要求2所述的功率模块，其特征在于，还包括:所述多个IGBT模块对应的第一散热风道和所述直流母线电容的第二散热风道，所述第一散热风道和所述第二散热风道独立设置，在所述第一散热风道和所述第二散热风道的出口交汇于公用的离心风机。5.根据权利要求2所述的功率模块，其特征在于，还包括:所述多个IGBT模块对应的第一散热风道和所述直流母线电容的第二散热风道，所述第一散热风道和所述第二散热风道独立设置，在所述第一散热风道和所述第二散热风道的出口分别对应第一风机和第二风机。6.根据权利要求2所述的功率模块，其特征在于，所述多个IGBT模块与所述直流母线电容靠近放置在一起，所述多个IGBT模块中的每个IGBT模块到所述直流母线电容的距离相同。7.根据权利要求2所述的功率模块，其特征在于，还包括框架；其中，所述直流母线电容和所述多个IGBT模块均放置在所述框架内，且，所述直流母线电容和所述多个IGBT模块独立设置。8.根据权利要求2所述的功率模块，其特征在于，所述直流母线电容模块由多个电容串联，所述多个电容的两端分别并联均压电阻。
【专利摘要】本实用新型提供了一种功率模块，包括：直流母线电容和多个绝缘栅双极型晶体管IGBT模块，其中，多个IGBT模块并联，且多个IGBT模块之间相互平行；其中，相互平行的多个IGBT模块中的第一个IGBT模块靠近散热器进风口，相互平行的多个IGBT模块中的最后一个IGBT模块靠近散热器的出风口，多个IGBT模块对应的散热器的齿向与多个IGBT排列的方向存在预设夹角，预设夹角大于0度且小于45度。通过本实用新型，提高了功率模块的散热性能。
【IPC分类】H02M1/00, H05K7/20
【公开号】CN205092758
【申请号】CN201520769890
【发明人】杨峰, 包宝军, 糜晓宇, 唐顺, 董晓亮
【申请人】艾默生网络能源有限公司
【公开日】2016年3月16日
【申请日】2015年9月30日