[实用新型]一种用于二极管钳位型三电平变流器的叠层母排

说明书

本实用新型涉及叠成母排，尤其涉及一种用于二极管钳位型三电平变流器的叠层母排。

在中高压的电驱动场合，为了满足系统的电压需求，需要采用多只电力电子器件的串联，而串联电力电子器件的静态和动态的均压问题解决起来比较困难，从而降低整个系统的可靠性。二极管钳位的三电平拓扑结构，顺利地解决了开关器件的均压问题，使得低电压等级的电力电子器件在中高压变流器系统的应用成为可能，因此在电力电子领域得到了大量应用，并具有广阔的前景。

三电平变流器的元器件布局和叠层母排直接关系到系统的整体性能。叠层母排的主要作用是连接功率器件和直流支撑电容，是功率器件换流回路的主要组成部分。随着电力电子技术的发展，IGBT（绝缘栅双极型晶体管）模块的功率密度越来越高，开通关断性能越来越好，这就意味着关断电流及其斜率越来越大。如果叠层母排的杂散电感不能有效降低，器件关断时在杂散电感中产生的过电压，将导致IGBT模块的损坏，进而造成系统故障。

三电平变流器的工作频率一般在1kHz左右，功率器件换流时会产生高频电流。在邻近效应的作用下，这一高频电流会在相邻的导体中产生镜像电流，这样就构成了电流的非平衡路径。两条非平衡路径中的电流大小基本相等、方向相反，可以彼此削弱对外的磁场辐射，该回路中的等效电感降低。因此，将三电平变流器高频换流回路分为两层构成非平衡路径，可以有效降低其杂散电感。

本实用新型的目的在于提供一种基于电流非平衡路径并且用于二极管钳位型三电平变流器的叠层母排，它可以大幅度地降低换流回路的杂散电感，有效抑制器件的关断过电压，省去du/dt吸收电路（关断吸收电路），在降低成本的同时使结构更加紧凑。

实现上述目的的技术方案是：

本实用新型之一的一种用于二极管钳位型三电平变流器的叠层母排，包括相互连接的模块母排和直流电容母排，其中：

所述模块母排分为五层，该五层通过绝缘膜热压合成一体，其中，第一层包括交流出线母排、模块正母排和模块负母排；第二层为绝缘层；第三层为模块零母排；第四层为绝缘层；第五层包括第一模块连接母排和第二模块连接母排；

所述直流电容母排分为五层，该五层通过绝缘膜热压合成一体，其中，第一层为电容正母排；第二层为绝缘层；第三层为电容零母排；第四层为绝缘层；第五层为电容负母排。

上述的用于二极管钳位型三电平变流器的叠层母排，其中，所述模块正母排连接所述电容正母排；所述模块零母排连接所述电容零母排；所述模块负母排连接所述电容负母排。

上述的用于二极管钳位型三电平变流器的叠层母排，其中，所述二极管钳位型三电平变流器包括连接正端、零端和负端的单相三电平电路，该单相三电平电路包括第一IGBT至第四IGBT、第一电容至第四电容以及第一钳位二极管至第二钳位二极管，其中：

所述第一IGBT的集电极依次通过所述模块正母排和电容正母排与所述正端连接；

所述第一IGBT的集电极依次通过所述模块正母排和电容正母排与所述正端连接；

所述第一IGBT的发射极通过所述第一模块连接母排分别连接所述第二IGBT的集电极和所述第一钳位二极管的阴极；

所述第二IGBT的发射极与第三IGBT的集电极通过所述模块交流母排连接；

所述第三IGBT的发射极通过所述第二模块连接母排分别连接所述第四IGBT的集电极和所述第二钳位二极管的阳极；

所述第四IGBT的发射极依次通过所述模块负母排和电容负母排连接负端；

所述第一钳位二极管的阳极通过所述模块零母排连接所述第二钳位二极管的阴极；

所述第一钳位二极管的阳极和第二钳位二极管的阴极均依次通过所述模块零母排和电容零母排连接零端；

所述第一电容和第二电容通过所述电容正母排和电容零母排并联，并接在正端和零端之间；

所述第三电容和第四电容通过所述电容零母排和电容负母排并联，并接在负端和零端之间。

上述的用于二极管钳位型三电平变流器的叠层母排，其中，所述模块母排中第二层和第四层的绝缘层均为环氧树脂板；所述直流电容母排中第二层和第四层的绝缘层均为绝缘纸。

本实用新型之二的一种用于二极管钳位型三电平变流器的模块母排，所述模块母排分为五层，该五层通过绝缘膜热压合成一体，其中，第一层包括交流出线母排、模块正母排和模块负母排；第二层为绝缘层；第三层为模块零母排；第四层为绝缘层；第五层包括第一模块连接母排和第二模块连接母排。