具有多个igbt的大功率变频器的制造方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种具有多个IGBT的大功率变频器，包括散热器及装设在所述散热器基板背面的3×N个IGBT，且所述N为大于或等于2的整数，所述IGBT在散热器基板背面构成3列N行的IGBT矩阵，且该IGBT矩阵的列间距相同；所述IGBT阵列的三列IGBT分别构成变频器的一相输出；在所述IGBT阵列中，处于同一列的N个IGBT共用一组输入铜排和一组输出铜排，且所述输入铜排和输出铜排分别位于该列IGBT的两侧。本实用新型通过将多个IGBT以矩阵方式排列，可大大提高大功率变频器的功率密度，减小变频器的体积。
【专利说明】具有多个IGBT的大功率变频器
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及变频器领域，更具体地说，涉及一种具有多个IGBT的大功率变频器。
【背景技术】
[0002]IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor),即绝缘栅双极型晶体管，是由BJT (双极型三极管)和MOS (绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件，其兼有MOSFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降两方面的优点。由于IGBT驱动功率小而饱和压降低，非常适合应用于直流电压为600V及以上的变流系统如交流电机、变频器、开关电源、照明电路、牵引传动等领域。
[0003]在变频器中，IGBT作为核心部件，其布局形式好坏直接决定了变频器的性能。目前，市场上的变频器大多米用比较传统的一字排开的IGBT布局方式。这种排布形式的好处在于:(1)具有优良的散热性能，且温度分布比较均匀，各IGBT温差较小；(2)结构布局上比较好实现，配合电流上进下出的形式，形成的是一种常规传统的布局。这种IGBT布局形式决定了采用该布局方式的变频器基本以扁平的形态出现。
[0004]然而，上述IGBT —字排开的布局结构的变频器，其功率越大，IGBT数量就越多，一字排开的距离就越大，从而变频器体积就越大。随着变频器功率密度要求越来越高，传统的IGBT布局方式越来越不能满足需求。
实用新型内容
[0005]本实用新型要解决的技术问题在于，针对上述变频器的体积随着功率的增大而增大的问题，提供一种具有多个IGBT的大功率变频器。
[0006]本实用新型解决上述技术问题的技术方案是，提供一种具有多个IGBT的大功率变频器，包括散热器及装设在所述散热器基板背面的3XN个IGBT，且所述N为大于或等于2的整数，所述IGBT在散热器基板背面构成3列N行的IGBT矩阵，且该IGBT矩阵的列间距相同；所述IGBT阵列的三列IGBT分别构成变频器的一相输出；在所述IGBT阵列中，处于同一列的N个IGBT共用一组输入铜排和一组输出铜排，且所述输入铜排和输出铜排分别位于该列IGBT的两侧。
[0007]在本实用新型所述的具有多个IGBT的大功率变频器中，所述变频器还包括母线电容，所述母线电容位于散热器及IGBT的下方。
[0008]在本实用新型所述的具有多个IGBT的大功率变频器中，所述IGBT阵列中同一列的N个IGBT的行间距从上至下依次递减。
[0009]在本实用新型所述的具有多个IGBT的大功率变频器中，所述变频器还包括整流模块，所述整流模块位于散热器的散热翅片的一侧。
[0010]在本实用新型所述的具有多个IGBT的大功率变频器中，所述输入铜排和输出铜排位于IGBT间的部分垂直于散热器的基板。
[0011]本实用新型的具有多个IGBT的大功率变频器具有以下有益效果:通过将多个IGBT以矩阵方式排列，可大大提高大功率变频器的功率密度，减小变频器的体积。本实用新型的变频器适用于单个系统柜内多台大功率并机的场合。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1是本实用新型具有多个IGBT的大功率变频器实施例的示意图。
[0013]图2是图1中IGBT矩阵的详细结构示意图。
【具体实施方式】
[0014]为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，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。
[0015]如图1、2所示，是本实用新型具有多个IGBT的大功率变频器实施例的示意图。在本实施例中，具有多个IGBT的大功率变频器包括散热器及装设在散热器基板背面的9个IGBT 11。与现有的一字排开的方式不同，上述9个IGBT在散热器基板背面构成3列3行的IGBT矩阵，且该IGBT矩阵的列间距相同。上述IGBT阵列中的每一列都构成变频器的一相输出，即三列IGBT构成变频器的三相输出。IGBT阵列中，处于同一列的3个IGBT 11共用一组输入铜排12和一组输出铜排13，且上述输入铜排12和输出铜排13分别位于该列IGBT的两侧。
[0016]上述变频器中，通过将IGBT 11安装到多行上，可显著降低变频器的宽度，从而提高变频器的功率密度，可很好地适应多台大功率变频器并机的应用(多台变频器置于单个系统柜内)。
[0017]当然，在实际应用中，上述变频器中所包含的IGBT 11的数量可随变频器的功率而变化，例如变频器中的IGBT 11的数量可以为6个、12个或更多个。上述IGBT 11在变频器中均设置为3列，每一列共用一组输入铜排12和输出铜排13，并形成三相输出。
[0018]在上述的具有多个IGBT的大功率变频器中，变频器还可包括母线电容14，该母线电容14位于散热器及IGBT矩阵的下方。IGBT矩阵中的IGBT 11通过输入铜排12从母线电容14获得直流输入，并进行电流转换。
[0019]为了保证一相中每个IGBT 11的温度基本相同，在处于同一列的IGBT 11间的距离不同，例如上述IGBT阵列中处于同一列的多个IGBT 11的行间距从上至下依次递减。而同一列中的IGBT 11的间距的具体值，则可以通过成熟的热仿真技术确定。即本实施例的变频器可通过调整IGBT阵列中的行间距来调节温差，保证变频器的功效。
[0020]上述变频器还可包括整流模块，该整流模块位于散热器的散热翅片的一侧，即整流模块与IGBT阵列分别位于散热器的两侧，从而既可保证散热效率，又可提高功率密度。
[0021]此外，为进一步提高上述具有多个IGBT的大功率变频器的功率密度，输入铜排12和输出铜排13位于IGBT矩阵中的IGBT列间的部分，垂直于散热器的基板，且该部分铜排的底端延伸出贴附在散热器基板表面的连接脚。输出铜排13由上述垂直于散热器的基板的部分的顶端，按平行于散热器基板的方向竖向延伸，并跨越母线电容14，在母线电容14下方形成交流输出端子。
[0022]以上所述，仅为本实用新型较佳的【具体实施方式】，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本【技术领域】的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
【权利要求】
1.一种具有多个IGBT的大功率变频器，包括散热器及装设在所述散热器基板背面的3XN个IGBT，且所述N为大于或等于2的整数，其特征在于：所述IGBT在散热器基板背面构成3列N行的IGBT矩阵，且该IGBT矩阵的列间距相同；所述IGBT阵列的三列IGBT分别构成变频器的一相输出；在所述IGBT阵列中，处于同一列的N个IGBT共用一组输入铜排和一组输出铜排，且所述输入铜排和输出铜排分别位于该列IGBT的两侧。
2.根据权利要求I所述的具有多个IGBT的大功率变频器，其特征在于：所述变频器还包括母线电容，所述母线电容位于散热器及IGBT的下方。
3.根据权利要求2所述的具有多个IGBT的大功率变频器，其特征在于：所述IGBT阵列中同一列的N个IGBT的行间距从上至下依次递减。
4.根据权利要求I所述的具有多个IGBT的大功率变频器，其特征在于：所述变频器还包括整流模块，所述整流模块位于散热器的散热翅片的一侧。
5.根据权利要求I所述的具有多个IGBT的大功率变频器，其特征在于：所述输入铜排和输出铜排位于IGBT间的部分垂直于散热器的基板。
【文档编号】H05K7/20GK204046400SQ201420489272
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年8月27日 优先权日:2014年8月27日
【发明者】翁明浩 申请人:深圳市汇川技术股份有限公司