[发明专利]一种功率模块、变频器及功率模块制造方法

说明书

本发明提出一种功率模块，应用该功率模块的变频器，以及该功率模块的制造方法，其中功率模块包括功率单元，所述功率单元沿垂向设置，所述功率模块还包括绝缘框架及绝缘板，所述绝缘框架沿垂向设置，所述绝缘板位于所述绝缘框架的底部，所述绝缘板与所述绝缘框架固定连接，所述绝缘板与所述绝缘框架之间形成腔室，所述功率单元固定设置于所述腔室内，所述腔室内填充有绝缘胶层，所述绝缘胶层绕所述功率单元外闭环设置，所述绝缘胶层的内表面与所述功率单元贴合，所述绝缘胶层的外表面与所述绝缘框架及所述绝缘板贴合。本发明绝缘等级高、整体导热性好、结构简单、占用空间小且成本低廉。

技术领域

本发明属于电机控制设备技术领域，尤其涉及一种功率模块，应用该功率模块的变频器，以及该功率模块的制造方法。

背景技术

变频器是应用变频技术与微电子技术，通过改变电机工作电源频率方式来控制交流电动机的电力控制设备，而功率单元是构成高压变频器主回路的主要部分。

现有的功率单元多用在低压(例如6000V以下)变频器中，其采用级联结构，各级间电压绝缘要求较小。通常，现有的功率单元若要满足高压(例如6000V以上)变频器的需要，则需更换绝缘等级更高的功率元件以适应高压的环境。

然而，由于绝缘等级更高的功率元件相对于原有的功率元件具有体积大且成本高昂的特点，因此采用更换绝缘等级更高的功率元件的方式会造成整个功率单元及变频器结构复杂、占用空间大且造价昂贵；此外，若不采用更换绝缘等级更高的功率元件的方式，会使功率单元因级间电压过高而受到严重损伤。因此，如何在不更换功率元件的前提下，提高功率单元在高压环境下正常工作的能力，以适应高压变频器的需要，是目前急需解决的技术问题。

发明内容

本发明针对如何在不更换功率元件的前提下，提高功率单元在高压环境下正常工作的能力的技术问题，提出一种绝缘等级高、结构简单、占用空间小且成本低廉的功率模块，应用该功率模块的变频器，以及该功率模块的制造方法。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种功率模块，包括功率单元，所述功率单元沿垂向设置，所述功率模块还包括绝缘框架及绝缘板，所述绝缘框架沿垂向设置，所述绝缘板位于所述绝缘框架的底部，所述绝缘板与所述绝缘框架固定连接，所述绝缘板与所述绝缘框架之间形成腔室，所述功率单元固定设置于所述腔室内，所述腔室内填充有绝缘胶层，所述绝缘胶层绕所述功率单元外闭环设置，所述绝缘胶层的内表面与所述功率单元贴合，所述绝缘胶层的外表面与所述绝缘框架及所述绝缘板贴合。

作为优选，所述绝缘框架上沿垂向开设有溢出孔，所述溢出孔为通孔，所述溢出孔的底端与所述腔室连通。

作为优选，所述溢出孔的数量设置为多个，多个所述溢出孔绕所述功率单元外分布。

作为优选，所述绝缘框架的顶部开设有凹槽，所述凹槽沿所述绝缘框架的闭环方向闭环设置。

作为优选，所述绝缘框架的下方设置有冷却件，所述冷却件与所述绝缘框架固定连接，所述冷却件的顶部与所述绝缘板的底部压接。

作为优选，所述绝缘板的底部位于所述绝缘框架底部的下方。

一种变频器，包括上述的功率模块，所述功率模块的数量设置为多个。

一种功率模块制造方法，应用于上述功率模块，包括以下步骤：

步骤S0：将所述功率单元固定于所述绝缘框架内；

步骤S1：将所述绝缘板固定安装于所述绝缘框架的底部，以形成所述腔室；

步骤S2：将所述绝缘板与所述绝缘框架之间的缝隙于底部封堵；

步骤S3：向所述腔室内自上而下注入液态绝缘胶，以形成液态的所述绝缘胶层。