[实用新型]制动斩波复合母排

说明书

技术领域

本实用新型涉及电子电气技术领域，具体是一种制动斩波复合母排。

背景技术

中国铁路的跨越式大发展，高速、重载、大功率的动车组或电力机车驰骋在各条高速铁路和铁路线上，动车机车能够高速、安全可靠地运行，关键在于其牵引和辅助系统性能的好坏。高压、大电流牵引辅助变流器向高频化发展的今天，主电路连接线的寄生参数产生巨大的电应力，是造成电力电子装置可靠性降低的重要因素。大功率变频电源的功率器件在开关过程中，由于直流储能电容至IGBT器件之间的直流母线上存在寄生电感，同时IGBT模块自身也存在电感，因此会产生很高的尖峰电压，过高的尖峰电压，伴随着开关频率增大，会使器件过热，甚至有时会造成IGBT失控并超过器件的额定安全工作区而损坏。

现有技术中，主回路中关键部件如IGBT、续流二极管等之间的电气连接通常采用电缆、铜排、热敷母排连接，其存在如下缺点：1)回路杂散电感大，会造成电压尖峰，容易损坏功率器件，电路可靠性差：主回路中的关键部件如IGBT、续流二极管等之间的电气连接通常采用电缆、铜排、热敷母排连接时，电路的杂散电感较大，IGBT开关过程中，将产生较高的电压尖峰，对功率器件有一定对冲击，影响功率器件的寿命，从而降低了功率变换电路的可靠性，影响了整个系统平均无故障时间。2)安装不便，结构臃肿，占据空间大：电路采用电缆、铜排、热敷母排连接时电气间隙增大，导致整个功率单元体积增大，占用变流器的空间增大，影响列车整个空间减小和总质量的减少。3)两路主电路连接不统一，设计成本高。

发明内容

本实用新型的目的是为了解决上述现有技术中存在的问题，而提供一种制动斩波复合母排。

本实用新型是通过如下技术方案实现的：

一种制动斩波复合母排，包括三个形状为L型扁平状且叠放在一起的母排，三个母排从上到下依次为O母排、N母排和P母排，相邻母排之间设有高绝缘强度材料；O母排、N母排和P母排的短板顶部分别向外延设有与短板垂直设置的O连接部、N连接部和P连接部，O连接部、N连接部和P连接部错开布置，其中O连接部位于中间位置，N连接部和P连接部分置于两侧位置；三个母排作为一个整体，在其整体长板上从整体短板一侧开始沿整体长板长度方向依次设有一对O接线端子、一对P接线端子、一对N接线端子和一对O接线端子，其中，O接线端子贯穿整体长板且通过焊接或冷压的方法与O母排连接，同时O接线端子在穿过P母排和N母排的位置都设有绝缘环，绝缘环外包覆有有机聚酯薄膜；P接线端子贯穿整体长板且通过焊接或冷压的方法与P母排连接，同时P接线端子在穿过O母排和N母排的位置都设有绝缘环，绝缘环外包覆有有机聚酯薄膜；N接线端子贯穿整体长板且通过焊接或冷压的方法与N母排连接，同时N接线端子在穿过O母排和P母排的位置都设有绝缘环，绝缘环外包覆有有机聚酯薄膜。

本实用新型设计将制动斩波主电路，即IGBT开关管和二极管通过复合母排实现。其电路原理图如图4所示，从该电路原理图可知，该制动斩波功率模块主电路为相同的两路，其中组一中P1(DC+)，N1(DC-)直流输入端，O1为模块制动斩波直流输出端，P1(DC+)和O1端子间接制动斩波电阻；组二中P2(DC+)，N2(DC-)直流输入端，O2为模块制动斩波直流输出端，P2(DC+)和O2端子间接制动斩波电阻；V1/V2为IGBT功率器件，D1/D2为续流二极管，DRV1/DRV2为驱动控制板，PB1/PB2为适配板，PTB电源转换板，K1/K2为温度继电器，通过制动斩波控制单元进行控制，从而控制制动斩波开关器件IGBT的导通与关断，完成车辆电阻制动功能，实施电阻制动，降低闸瓦的功耗。本实用新型根据上述电路原理，将母排设计为“P(DC+)”、“N(DC-)”及“O”三层，“P(DC+)”为正极电位860Vdc～915Vdc，“N(DC-)”为负极电位0V，“O”为制动电阻输出端。同时考虑整个母排的占据空间大小，所以每层之间的距离在满足电压电流的条件下要尽量小。

本实用新型制动斩波复合母排融合了主电路原理图中开关器件IGBT和续流二极管的电路功能，将高压部分通过母排实现了电气连接。根据电磁场理论，把连接导线做成扁平截面，在同样截面下做的越薄越宽，它的寄生电感越小；相邻导线内流过相反的电流，其磁场抵消，也可使寄生电感减小；而且相邻导体间距离越小，寄生电感越小；正负极重叠区域越多，寄生电感越小。因此，本实用新型将母排设计成扁平状，并且叠放在一起，每层之间必须用高绝缘强度的材料隔离，这样不仅满足了低感的要求，提高IGBT工作的可靠性，还可简化装置结构，缩小体积。