[实用新型]功率模块

说明书

技术领域

本实用新型涉及电力电子技术领域，特别是涉及一种功率模块。

背景技术

SVG(Static Var Generator，静止无功发生器)、APF(Active power filter，有源电力滤波器)等电能质量控制器通常由单相电压源型桥式功率模块冗余级联构成，如果N个单相电压源型桥式功率模块级联能够满足换流器的电气要求，换流器就会采用N+1个单相电压源型桥式功率模块级联。在换流器运行时，如果检测到某一个单相电压源型桥式功率模块处于非正常工作状态，就导通该单相电压源型桥式功率模块的旁路单元，将该单相电压源型桥式功率模块短路，以保障换流器能够继续正常运行。

传统包含旁路单元的单相电压源型桥式功率模块是将一个单相电压源型桥式功率模块单独封装，通过出线铜排实现各单相电压源型桥式功率模块之间的电气级联，这样导致单相电压源型桥式功率模块的功率密度受限于所选用电力电子器件的体积、绝缘条件和散热需求，即单相电压源型桥式功率模块功率密度不高。

实用新型内容

基于此，有必要针对传统单相电压源型桥式功率模块存在功率密度不高的问题，提供一种提高功率密度的功率模块。

一种功率模块，包括第一功率单元和第二功率单元，第一功率单元包括第一旁路电路、第一换流器以及第一控制电路，第二功率单元包括第二旁路电路、第二换流器以及第二控制电路；

第一旁路电路与第二旁路电路连接，第一换流器与第二换流器连接，第一换流器与第一旁路电路连接，第二换流器与第二旁路电路连接，第一控制电路分别与第一换流器以及第一旁路电路连接，第二控制电路分别与第二换流器以及第二旁路电路连接。

上述功率模块包括第一功率单元和第二功率单元，第一功率单元包括第一旁路电路、第一换流器以及第一控制电路，第二功率单元包括第二旁路电路、第二换流器以及第二控制电路，该功率模块将两个功率单元统一封装在一个功率模块内，不但能够减少功率柜的尺寸和体积，兼顾整机容量和整机尺寸，提高功率密度，且第一功率单元包括第一控制电路，第二功率单元包括第二控制电路，保证了能够独立地控制第一功率单元和第二功率单元，第一旁路电路用于当第一功率单元发生故障时，将第一功率单元从系统中切除，第二旁路电路用于当第二功率单元发生故障时，将第二功率单元从系统中切除，第一换流器和第二换流器用于将第一功率单元和第二功率单元接收到的直流电逆变为交流电。

附图说明

图1为一个实施例中功率模块的结构示意图；

图2为一个实施例中功率模块中功率单元的电气构成图；

图3为一个实施例中功率模块的结构示意图；

图4为一个实施例中功率模块的整体示意图；

图5为一个实施例中功率模块的俯视图；

图6为一个实施例中功率模块的左视图；

图7为一个实施例中功率模块的前视图。

具体实施方式

一种功率模块，如图1所示，包括第一功率单元100和第二功率单元200，第一功率单元100包括第一旁路电路120、第一换流器140以及第一控制电路160，第二功率单元200包括第二旁路电路220、第二换流器240以及第二控制电路260；

第一旁路电路120与第二旁路电路220连接，第一换流器140与第二换流器240连接，第一换流器140与第一旁路电路120连接，第二换流器240与第二旁路电路220连接，第一控制电路160分别与第一换流器140以及第一旁路电路120连接，第二控制电路260分别与第二换流器240以及第二旁路电路220连接。

第一功率单元100和第二功率单元200的电气构成图相同，具体的，每个功率单元的电气构成图如图2所示，包括由IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)模块构成的全桥换流器、直流侧电容、旁路单元(包括二极管、晶闸管、电容和电阻)、开关电源和控制电路。非必要的，第一旁路电路120和第二旁路电路220均包括二极管、晶闸管、电容和电阻；第一换流器140和第二换流器240均包括四个IGBT；第一控制电路160和第二控制电路260用于发出驱动脉冲以控制IGBT和晶闸管的通断，从而实现对功率单元的控制。四个IGBT组成逆变H桥，该逆变H桥的输入端与电容器连接，该逆变H桥的输出端与旁路电路连接，在旁路电路中四个二极管组成旁路整流桥，旁路整流桥的输入端与逆变H桥的输出端连接，旁路整流桥的输出端与晶闸管连接，一旦功率单元发生故障，即导通晶闸管该功率单元从系统中切除。