[实用新型]功率模块

说明书

技术领域

本实用新型涉及变频器和风能变流器领域，具体而言，涉及一种功率模块。

背景技术

在风电变流器、变频器等电力电子产品中，功率模块是电力电子变换的核心部件，随着电力电子技术和市场需求的发展变化，对功率密度的要求越来越高，多绝缘栅双极型晶体管(InsulatedGateBipolarTransistor，简称为IGBT)并联以及多母线电容串并联的设计越来越普遍。该类设计要求其要有紧凑的结构布局，较低的电压应力，相对均衡的电流应力，相对均衡的热设计并最终要满足关键的热应力限制，这些要求在大功率变换中特别是采用风冷散热型更为突出。

相关技术中，功率模块有多种技术方案，功率模块由于各部分性能要求不同使得设计产生冲突。

方案一：将IGBT模块和直流母线电容分开布置，能够在一定程度上降低耦合。在该方案中，IGBT模块部分和直流母线电容部分可根据各自模块要求进行设计，各自模块内部设计的自由度相对比较大，可以比价容易满足各自模块的性能。但该方案会导致IGBT模块部分和直流母线电容部分天然上会有一个连接断点，以及两部分距离较远，一方面造成直流母排连接复杂度比较高，单物料成本上可能会增加20％以上，安装、维护等后期成本也较大；另一方面复杂的结构和较远的距离，会导致整个回路的寄生参数比较大，IGBT等开关器件产生的关断电压尖峰会很大，某些特殊工况有可能超过器件应力要求，产生损坏或潜在的损坏。

方案二：将IGBT模块部分和直流母线电容部分放置在一起，通过一块母排将直流母线电容与多个IGBT模块直接连接在一起，该方案中，功率模块整体布局紧凑，IGBT模块之间并联以及直流母线电容的并联或串并联设计也相对比较容易，回路较小，电性能比较好，但是，多个IGBT模块存在多个IGBT模块热分布不均的问题。

针对相关技术中功率模块中的多个IGBT模块热分布不均的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

实用新型内容

本实用新型旨在提供一种功率模块，以解决相关技术中功率模块中的的多个IGBT模块热分布不均的问题。

一方面，提供了一种功率模块，包括：直流母线电容和多个绝缘栅双极型晶体管IGBT模块，其中，所述多个IGBT模块并联，且所述多个IGBT模块之间相互平行；

其中，相互平行的所述多个IGBT模块中的第一个IGBT模块靠近散热器进风口，相互平行的所述多个IGBT模块中的最后一个IGBT模块靠近散热器的出风口，所述多个IGBT模块对应的散热器的齿向与所述多个IGBT排列的方向存在预设夹角，所述预设夹角大于0度且小于45度。

优选地，上述功率模块还包括：多个IGBT铜排，分别对应于所述多个IGBT模块，且通过设置所述多个IGBT铜排的长度、宽度和所述多个IGBT铜排的位置以调整流过所述多个IGBT模块的电流。

优选地，所述多个IGBT模块中的每个IGBT模块到所述直流母线电容之间的距离是相同的。

优选地，上述功率模块还包括：所述多个IGBT模块对应的第一散热风道和所述直流母线电容的第二散热风道，所述第一散热风道和所述第二散热风道独立设置，在所述第一散热风道和所述第二散热风道的出口交汇于公用的离心风机。

优选地，上述功率模块还包括：所述多个IGBT模块对应的第一散热风道和所述直流母线电容的第二散热风道，所述第一散热风道和所述第二散热风道独立设置，在所述第一散热风道和所述第二散热风道的出口分别对应第一风机和第二风机。

优选地，所述多个IGBT模块与所述直流母线电容靠近放置在一起，所述多个IGBT模块中的每个IGBT模块到所述直流母线电容的距离相同。

优选地，上述功率模块还包括框架；其中，所述直流母线电容和所述多个IGBT模块均放置在所述框架内，且，所述直流母线电容和所述多个IGBT模块独立设置。

优选地，所述直流母线电容模块由多个电容串联，所述多个电容的两端分别并联均压电阻。

通过本实用新型，采用直流母线电容和多个绝缘栅双极型晶体管IGBT模块，其中，所述多个IGBT模块并联，且所述多个IGBT模块之间相互平行的功率模块的技术方案；其中，相互平行的所述多个IGBT模块中的第一个IGBT模块靠近散热器进风口，相互平行的所述多个IGBT模块中的最后一个IGBT模块靠近散热器的出风口，所述多个IGBT模块对应的散热器的齿向与所述多个IGBT排列的方向存在预设夹角，所述预设夹角大于0度且小于45度，解决了相关技术中功率模块散热不均的问题，进而达到了提高功率模块散热性能的技术效果。

附图说明