[实用新型]变流器组合型功率单元

说明书

【技术领域】

本实用新型涉及一种变流器，尤其涉及一种变流器组合型功率单元。

【背景技术】

目前，国内的大部分工业变流器、铁路机车变流器和城轨交通用风冷型牵引变流器的功率单元部分大多采用两种方式：

①以一个变流器相桥臂构成功率单元，其功率单元含有功率元件、驱动、散热器等，这种功率电路称为相模块电路。

②所有功率器件固定在一个统一的散热基板上构成完整的功率电路，这种功率电路称为整和型功率电路。

前者构成的功率电路在需要功率提升时易于扩展，但受扩展数量的限制。在扩展数量较多时，由于外部引线的加长，容易在电路里产生杂散分布电感，功率元件在开关过程中产生的动态过压尖峰比较高，即使采用较大容值的突波电容进行吸收也较难抑制，使得功率元件的有效安全工作区的使用范围受到了限制；后者构成的功率电路结构紧凑，但重量较大，即不利于结构安装，也无法进行功率扩展。

【发明内容】

本实用新型的目的在于针对以上不足，研制一种高可靠、功率单元易扩展的变流器组合型功率单元。本实用新型的技术解决方案是这样实现的：

一种变流器组合型功率单元，包括高电压隔离电源、驱动单元电路和功率元件，其特征在于还包括散热器和多功能低电感复合母排；所述的散热器由多个小单元散热器焊接在基板上构成；所述的小单元散热器是由冷媒管、散热片和基座焊接构成；所述的多功能低电感复合母排是多层连线板构成，其中直流线路+和直流线路-各为一主层，交流线路占据一个辅层；所述的功率元件安装在多功能低电感复合母排上，并通过母排相互联接。

所述的冷媒管、散热片、基座和基板均为铜质材料。

所述的多功能低电感复合母排的各线路层通过胶合固化为一体。

由于采用了上诉技术方案，本实用新型提供的变流器组合型功率单元的优点是显而易见的，其具有散热效率高、安装方便、维护简单等特点和现有技术相比较具有以下特点：

【附图说明】

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为单相脉冲整流器；

图3为图2的逆变器结构；

图4为单位功率因数整流器；

图5为图4的逆变器结构；

图1为本实用新型的摘要附图。

图中：1、散热器，2、多功能低电感复合母排，3、驱动单元电路，4、高电压隔离电源，5、功率元件。

【具体实施方式】

如图1所示功率元件5由IGBT元件构成，其功率元件IGBT安装在散热器1上，散热器1由多个铜基小单元热管环型散热器组成；铜基小单元热管环型散热器由环型热管构成，其冷媒管、焊接基座和散热片均为铜质材料；通过将多个铜基小单元热管环型散热器共同焊接在一个铜基板上可以构成一组散热器，每一组散热器上安装一个功率元件5；铜基小单元热管环型散热器1的数量取决于功率元件5的耗散功率，可以通过增加或减少铜基小单元热管环型散热器1的数量，以满足功率元件5的散热能力并同时保证组合型功率单元的经济成本。多功能低电感复合母排2构成电路的连线。当应用在常规场合时可将多功能低电感复合母排2做成三层连线板，直流线路+和连线线路-各为一个主层，交流线路1和交流线路2共同占居一个辅层，三层连线板通过胶合固化成一个整体；利用多功能低电感复合母排2将组合型功率单元中所有的功率元件5连接在一起，并保证电路具有很低的杂散电感。功率元件5的突波抑制依靠多功能低电感复合母排中2进行克服，由于多功能低电感复合母排2的无感特性，可以在电路中取消突波电容的使用。

多功能低电感复合母排2将功率元件5有机地组合在一起；驱动单元电路3为功率元件5提供有效可靠的触发脉冲，高电压隔离电源4为驱动单元电路3提供经高压隔离后的直流电源。驱动单元电路3通过光纤接收来自外部控制单元的驱动信号，并将反馈信号通过光纤发送给外部控制单元。驱动单元电路3的电源由单独的高压隔离电源4供电，高压隔离电源4与驱动单元电路3分离，以保证高压隔离的可靠性，使组合型功率单元可以应用于高电压场合。驱动单元电路3的触发电极直接安装在功率元件5的驱动门极上，以保证功率元件5的可靠触发。功率元件5的驱动信号经过光纤从外部控制单元引入，驱动信号在驱动单元电路3内经过光电转换、隔离放大等处理后驱动功率元件5；同时驱动单元电路3通过检测功率元件5的饱和压降，以检测功率元件5的过流、过热状态，并将故障状态通过光纤传递给外部控制单元进行处理。