[实用新型]功率转换模块

说明书

技术领域

本实用新型的实施例一般涉及一种用于变频器的功率转换模块，并且更具体地，涉及五电平中压变频器及其功率转换模块。

背景技术

在需要大电流和快速开关的应用场合(例如变频器、照明电路、牵引传动等)通常需要使用多个IGBT器件或模块(绝缘栅双极型晶体管)。在操作期间，当IGBT模块由于诸如高频率或长接通时间或大电流等因素使得所产生的额定损耗变大，同时，使得原件发热加剧。因此，传统的功率转换模块设计均需要引入诸如金属板之类的散热器或热沉从而促进来自IGBT器件的热量的耗散。

通常，对于多电平的变频器而言，其电路拓扑限制了某些IGBT器件会比另外一些IGBT器件在操作时经受更高的开关频率或更长的接通时间或更大的电流，因而造成了某些IGBT器件产生显著更高的热量。由于电路拓扑和引线连接的限制，常规的IGBT在热沉上的布置方式使得发热量较大的IGBT器件产生的热量难以被耗散，因而影响器件的稳定性和性能。

实用新型内容

本公开的一个目的在于提供一种改进的功率转换模块，比起传统的IGBT单元布置方式而言，本公开的功率转换模块允许在相同尺寸的热沉上布置更多IGBT单元，同时降低操作期间IGBT单元在热沉上的最高温度。

根据本公开的一个方面，提供了一种功率转换模块。该功率转换模块包括第一组IGBT单元和第二组IGBT单元。该功率转换模块还包括热沉，在该热沉上布置有第一组IGBT单元和第二组IGBT单元并且这两组IGBT单元各自沿直线延伸。第二组IGBT单元中相邻的IGBT单元之间的间距的平均值大于第一组IGBT单元中相邻的IGBT单元之间的间距的平均值。通过使得发热量更高的IGBT单元之间具有更大的平均间距，热沉上的热量分布能够被显著地改进。

根据本公开的一个实施例，热沉可以是矩形金属板，并且第一组IGBT单元和第二组IGBT单元被布置在热沉的相同侧。

根据本公开的一个实施例，第一组IGBT单元与第二组IGBT单元被布置为彼此大致平行。

根据本公开的一个实施例，第一组IGBT单元包括四个具有相同数量的IGBT单元的第一子集，并且第二组IGBT单元包括两个具有相同数量的IGBT单元的第二子集。

根据本公开的一个实施例，第二子集的一个中的IGBT单元与第二子集的另一个中的IGBT单元交错地排列。

根据本公开的一个实施例，第二组IGBT单元中的所有IGBT单元被等间距地布置在热沉上。

根据本公开的一个实施例，第二组IGBT单元中的所有IGBT单元被等间距地布置。

根据本公开的一个实施例，第二组IGBT单元中的每一个IGBT单元比起第一组IGBT单元中的每一个IGBT单元而言在操作时具有更高的开关频率。

根据本公开的一个实施例，第二组IGBT单元中的每一个IGBT单元比起第一组IGBT单元中的每一个IGBT单元而言在操作时具有更长的接通时间。

根据本公开的一个实施例，第二组IGBT单元中的每一个IGBT单元比起第一组IGBT单元中的每一个IGBT单元而言在操作时具有更大的电流。

根据本公开的一个实施例，该第二组IGBT单元中的每一个IGBT单元比起该第一组IGBT单元中的每一个IGBT单元而言在操作时产生更高的热量。

根据本公开的一个实施例，第一组IGBT单元和第二组IGBT单元被适配为形成五电平中压变频器。

本公开的实施例带来的优点通常在于其允许使用与常规的功率转换模块相同的热沉并在该热沉上布置更多的IGBT单元，同时降低热沉上的由IGBT单元导致的最高温度。由此，通过改进IGBT单元的布置方式从而实现热沉的散热功率的提升。

附图说明

通过参照附图的以下详细描述，本公开实施例的上述和其他目的、特征和优点将变得更容易理解。在附图中，将以示例以及非限制性的方式对本公开的多个实施例进行说明，其中：

图1图示了根据本公开的实施例的使用多个IGBT单元的功率转换模块的示意性电路拓扑图；

图2图示了根据图1的电路拓扑图的传统的IGBT单元的布置方式；以及

图3图示了根据本公开的实施例的根据图1的电路拓扑图的改进的IGBT单元的布置方式。

具体实施方式