一种大容量水冷式svg功率模块的制作方法
【专利摘要】本实用新型属于电力电子领域，涉及一种SVG功率模块，特别涉及一种大容量水冷式SVG功率模块，包括功率模块电容、电容母排、模组、真空断路器、连接铜排、模块底板和水冷散热器；所述模组内设有若干个IGBT和用以驱动IGBT的驱动板、均压电阻和子模块控制板。本实用新型提供的大容量水冷式SVG功率模块通过SMC板对不同工况信号输出及真空短路器对模块工作运行状态的控制，使得整体工作性能较为稳定；采用水冷散热模式，将主要热源元器件布置于散热器表面，可通过调节冷却水流量，响应不同的散热需求，解决了大容量SVG功率模块的实现问题。
【专利说明】一种大容量水冷式SVG功率模块
【技术领域】
[0001]本实用新型属于电力电子领域，涉及一种SVG功率模块，特别涉及一种大容量水冷式SVG功率模块。
【背景技术】
[0002]功率模块是静止无功发生装置SVG的核心组成部分，其整体体积大小及散热效果将直接影响到SVG装置整体的设计及正常运行，因此，如何解决装置体积与绝缘要求及散热性能之间的矛盾将是未来SVG研发的重点，也是技术难点。
[0003]现有功率模块主要采用强制风冷的冷却方式，散热器形式主要为翅片式与热管式，其中翅片式散热器，制造成本相对较低，但散热效果在大容量模块中不理想，换用热管散热器，散热效果有所提高，但成本也随之增加。
[0004]现有功率模块在结构上多采用两个绝缘栅双级晶体管模块(IGBT)、卧式结构，有利于整机的风道设计；在大容量SVG装置设计时，都增加模块的外形尺寸及数量，导致柜体的结构成本过高，外形尺寸大，空间占用大大提高；现有模块的电容为双室或多个小电容组合形式设计，即设置两组电容(或多个小电容组合)分别连接两块IGBT，这样，在大容量模块设计时，电容大大增加，加大了整体尺寸且成本较高。现有的功率模块在元器件的配置上选用单管封装的绝缘栅双极晶体管，需要大量的绝缘栅双极晶体管数量，这样就会产生很高的成本，同时带来了母排设计的难度。
[0005]由此可见现有功率模块设计思路已不能满足大容量SVG装置的需要，寻找一种新结构且工作稳定的功率模块来解决这一问题已成当务之急。
实用新型内容
[0006]本实用新型的目的在于提供一种大容量水冷式SVG功率模块。
[0007]为解决上述技术问题，本实用新型提供了如下的技术方案:
[0008]一种大容量水冷式SVG功率模块，包括功率模块电容、电容母排、模组、真空断路器、连接铜排、模块底板和水冷散热器；所述模组内设有若干个IGBT和用以驱动IGBT的驱动板、均压电阻和子模块控制板(SMC板)；所述功率模块电容通过电容母排与模组内的IGBT相连；所述水冷散热器位于模组上方，其进出水孔通过水接头与外部连接；所述IGBT分布于水冷散热器表面，接触面涂有导热硅脂；所述均压电阻设置于水冷散热器表面，接触面涂有导热硅脂；所述驱动板固定于模块底板上，通过同轴电缆与所述IGBT相连；连接铜排通过电容母排与模组相连；真空断路器与其他部件并联，保护整个SVG功率模块；SMC板对SVG功率模块不同工况的电信号进行处理并输出。
[0009]优选的，所述功率模块电容顶部设置有吊耳，在电容安装过程中，吊耳可起到吊装环的作用。
[0010]优选的，所述水冷散热器的水接头采用PVDF材料，两端连接为管螺纹，稳定耐用。
[0011]优选的，所述模组内设有2-4个IGBT和同等数量的用以驱动IGBT的驱动板。
[0012]本实用新型的优点在于:
[0013]1、SVG功率模块采用模块底板式结构，涉及的主要元器件均采用集成式结构，整体结构紧凑、美观，同时模块底板式结构、电容吊耳的设置便于SVG功率模块整体的调运及安装;
[0014]2、通过SMC板对不同工况信号输出及真空短路器对模块工作运行状态的控制，使得整体工作性能较为稳定。
[0015]3、采用水冷散热模式，将主要热源元器件布置于散热器表面，可通过调节冷却水流量，响应不同的散热需求，解决了大容量SVG功率模块的实现问题。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1是本实用新型的大容量水冷式SVG功率模块的【具体实施方式】的结构示意图。
[0017]图中:1.功率模块电容；2.电容母排；3.模组；4.真空断路器；5.连接铜排；6.模块底板吊耳；8.水冷散热器。
【具体实施方式】
[0018]以下结合附图，对本实用新型做进一步说明。
[0019]一种大容量水冷式SVG功率模块，包括功率模块电容1、电容母排2、模组3、真空断路器4、连接铜排5、模块底板6和水冷散热器8 ;所述模组内设有4个IGBT和4个用以驱动IGBT的驱动板、均压电阻和SMC板；所述功率模块电容I通过电容母排2与模组3内的IGBT相连；所述水冷散热器8位于模组3上方，其进出水孔通过水接头与外部连接；所述IGBT分布于水冷散热器8表面，接触面涂有导热硅脂；所述均压电阻设置于水冷散热器8表面，接触面涂有导热硅脂；所述驱动板固定于模块底板6上，通过同轴电缆与所述IGBT相连；连接铜排5通过电容母排2与模组3相连；真空断路器4与其他部件并联，保护整个SVG功率模块；SMC板对SVG功率模块不同工况的电信号进行处理并输出。
[0020]功率模块电容I顶部还设置有两个吊耳7，在电容安装过程中，吊耳7可起到吊装环的作用。水冷散热器8的水接头采用PVDF材料，两端连接为管螺纹。
[0021]以上显示仅描述了本实用新型的主要特征和发明点。本领域的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制。在不脱离发明点和保护范围的前提下，本实用新型还会有各种变化，这些变化和改进都将落入本实用新型要求保护的范围内。
【权利要求】
1.一种大容量水冷式SVG功率模块，其特征在于包括功率模块电容(I)、电容母排(2)、模组(3)、真空断路器(4)、连接铜排(5)、模块底板(6)和水冷散热器(8);所述模组(3)内设有若干个IGBT和用以驱动IGBT的驱动板、均压电阻和子模块控制板(SMC板)；所述功率模块电容(I)通过电容母排(2)与模组(3)内的IGBT相连；所述水冷散热器(8)位于模组(3)上方，其进出水孔通过水接头与外部连接；所述IGBT分布于水冷散热器(8)表面；所述均压电阻设置于水冷散热器(8)表面；所述驱动板固定于模块底板(6)上，通过同轴电缆与所述IGBT相连；所述连接铜排(5)通过电容母排(2)与模组(3)相连。
2.如权利要求1所述的大容量水冷式SVG功率模块，其特征在于，所述水冷散热器(8)的水接头采用PVDF材料，两端连接为管螺纹。
3.如权利要求1所述的大容量水冷式SVG功率模块，其特征在于，所述功率元器件安装位(7)为螺孔或定位销孔。
4.如权利要求1所述的大容量水冷式SVG功率模块，其特征在于，所述模组(3)内设有2-4个IGBT和同等数量的用以驱动IGBT的驱动板。
【文档编号】H05K7/20GK204131414SQ201420498148
【公开日】2015年1月28日 申请日期:2014年8月29日 优先权日:2014年8月29日
【发明者】张硕, 陈清泉, 汪建峰, 王鹏飞, 徐军波 申请人:常州博瑞电力自动化设备有限公司