[发明专利]一种中心对称的IGBT多模块并联装置

说明书

本发明涉及一种中心对称的IGBT多模块并联装置，包括多IGBT模块，叠层母排、散热板及支撑板，所述IGBT模块，叠层母排、散热板及支撑板构成紧凑STACK布局，实现了模块化设计，使大功率变流器的设计变得更加简单，所述叠层母排、散热板及支撑板的中心镂空设计优化了STACK散热性能，整体功率连接布局呈中心对称，降低了IGBT模块开关时产生的电磁耦合，另外通过叠层排的端子布局，不仅平衡了各电流支路的寄生阻抗，提高了各并联IGBT模块间的电流均衡度而且实现了可扩展性，使得STACK间的串并联更容易实现。

技术领域

本发明涉及大功率变流器领域，具体涉及一种中心对称的IGBT多模块并联装置。

背景技术

现代电力电子系统中至关重要的部分即为半导体器件，其中绝缘栅双极晶体管IGBT由于综合了场效应管MOSFET与电力晶体管GTR二者的优点，在大功率变流器应用如电气化铁路变流器、工业电机驱动系统以及海上风电功率变流器等场合都有着广泛应用。随着功率等级地不断提高，一方面，尽管耐压较高功率较大的IGBT模块已有现成产品，使用时的驱动电路设计比较简单，但是同时也附带一系列如价格高昂、维修不便以及可靠性不高等问题。因此，IGBT多模块进行并联使用在这类场合得以广泛应用。在大功率变流器设计中，并联IGBT模块间的功率连接结构是十分重要的，要考虑的因素较多，如整体布局的对称性、模块的散热以及模块化与可拓展性设计等等。最重要的是要保证并联模块电流的均匀分布，降低模块间的电磁影响，进而确保变流器安全且高效运行。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供：

(1)、通过一种中心对称的并联多IGBT模块功率连接结构，提升并联模块的电流均衡性，降低了并联模块间的电磁影响，改善了模块的散热条件；

(2)、中心对称的IGBT多模块并联结构构成一个STACK，可以通过STACK间的串并联满足更高电压更大功率等级的应用场合，实现了模块化和可扩展性的设计，为大功率变流器设计提供指导。

为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：

一种中心对称的IGBT多模块并联装置，包括N个IGBT模块1，其中N2，

当N个IGBT模块1水平摆放时，所述中心对称的IGBT多模块并联装置还包括：叠层母排2和吸收电容器组5；

所述吸收电容器组5包括N个吸收电容；

所述叠层母排2包括：层叠的顶部绝缘板、正极板、中间绝缘板、负极板和底部绝缘板；所述正极板与负极板的位置能够互换；

所述N个IGBT模块1和吸收电容器组5安装于叠层母排2上；

所述叠层母排2上设置有至少N组接口，每组接口包括若干个接口一3，若干个接口一3中的一对接口作为接口二4；

所述若干个接口一3用于连接叠层母排2与IGBT模块1，每组接口中的一半接口一3将叠层母排2的正极板与IGBT模块1的功率集电极相连接，每组接口中的另一半接口一3将叠层母排2的负极板与IGBT模块1的功率发射极相连接；

所述接口二4用于连接叠层母排2与吸收电容组5，其中一个接口二4将叠层母排正极板与吸收电容正极相连接，另一个接口二4将叠层母排负极板与吸收电容负极相连接，用于吸收IGBT模块1在开关过程中产生的过压。

所述叠层母排2引出正极板端子6和负极板端子7。

这种布局对N个并联IGBT模块电流路径上的寄生阻抗进行了平衡，有利于模块均流，抑制了开关瞬态不对称的电磁影响，所形成的模块化STACK可通过正负极板端子连接实现串并联，实现了可拓展性。N个IGBT模块底部安装有散热板8，所述散热板8中心镂空，与安装在IGBT模块顶部的镂空叠层母排相配合，有利于降低热阻，提高散热效率，并保持了整个装置的对称性。