一種適用于igbt并聯(lián)的復(fù)合母排的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種適用于IGBT并聯(lián)的復(fù)合母排，所述復(fù)合母排由絕緣層、導(dǎo)體層和絕緣板疊加而成，所述導(dǎo)體層包括交流輸出極板導(dǎo)體層、正極板導(dǎo)體層和負極板導(dǎo)體層，所述交流輸出極板導(dǎo)體層和負極板導(dǎo)體層的電流輸出端一側(cè)設(shè)有長槽。本實用新型的復(fù)合母排改變了電流在母排上的路徑，避免了并聯(lián)IGBT模塊電流不均衡的問題。
【專利說明】—種適用于IGBT并聯(lián)的復(fù)合母排
【技術(shù)領(lǐng)域】:
[0001]本實用新型涉及一種復(fù)合母排，更具體涉及一種適用于IGBT并聯(lián)的復(fù)合母排。
【背景技術(shù)】:
[0002]復(fù)合母排和傳統(tǒng)的分立母排均可作為功率模塊之間的電氣連接部件，然而傳統(tǒng)母排寄生電感量過大，在開關(guān)器件關(guān)斷瞬間產(chǎn)生的瞬態(tài)電壓與直流回路電壓疊加，對開關(guān)器件構(gòu)成威脅。分布電感量越大，負載電流越大，開關(guān)器件的電流下降時間越短，這種危害就越嚴重，這種危害不會因為開關(guān)器件的選擇而消失。為了消除這種危害，人們越來越多的采用復(fù)合母排技術(shù)。
[0003]復(fù)合母排的優(yōu)點為:
[0004]I低分布電感，低電感設(shè)計，同一回路的正負導(dǎo)體壓合在一起，分布電感相互抵消，同時安裝孔的密閉方式加大爬電距離，減小電感。防止功率開關(guān)器件開關(guān)時層疊母排上形成的感應(yīng)高壓擊穿元器件，減小或省掉吸收電容，讓功率元件發(fā)揮出最大的功效。
[0005]2低局部放電率，局部放電是指絕緣內(nèi)部產(chǎn)生的局部漏電現(xiàn)象。局部放電的主要原因是不同電壓等級間的內(nèi)絕緣和銅板間有氣隙，其后果會造成絕緣快速老化，可能會導(dǎo)致設(shè)備的整個壽命期內(nèi)需要多次更換母排，售后服務(wù)成本大幅提高。復(fù)合母排的絕緣層和銅板間用膠粘劑熱壓后完全貼合，無任何氣隙，絕緣壽命大為延長，可以做到在整個變流器使用過程中免維護。
[0006]復(fù)合母排作為功率模塊間的電氣連接部件，一般采用整個母排將直流電容、IGBT等部件連接起來。當實現(xiàn)大功率變流器時，受當前功率半導(dǎo)體器件容量的限制，需要采用多個IGBT模塊并聯(lián)；若仍然采用常規(guī)的復(fù)合母排連接，則交流輸出板與多個并聯(lián)IGBT模塊之間的引線電感分布不均勻，導(dǎo)致并聯(lián)IGBT模塊電流不均衡，嚴重時會導(dǎo)致IGBT模塊的損壞。
實用新型內(nèi)容:
[0007]本實用新型的目的是提供一種適用于IGBT并聯(lián)的復(fù)合母排，該復(fù)合母排改變了電流在母排上的路徑，避免了并聯(lián)IGBT模塊電流不均衡的問題。
[0008]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用以下技術(shù)方案:一種適用于IGBT并聯(lián)的復(fù)合母排，所述復(fù)合母排由絕緣層、導(dǎo)體層和絕緣板疊加而成，所述導(dǎo)體層包括交流輸出極板導(dǎo)體層、正極板導(dǎo)體層和負極板導(dǎo)體層，所述交流輸出極板導(dǎo)體層和負極板導(dǎo)體層的電流輸出端一側(cè)設(shè)有長槽。
[0009]本實用新型提供的一種適用于IGBT并聯(lián)的復(fù)合母排，所述絕緣層包括分別設(shè)置在所述交流輸出極板導(dǎo)體層上下的絕緣層一和絕緣層二、分別設(shè)置在所述正極板導(dǎo)體層上下的絕緣層三和絕緣層四、分別設(shè)置在所述負極板導(dǎo)體層上下的絕緣層五和絕緣層六。
[0010]本實用新型提供的一種適用于IGBT并聯(lián)的復(fù)合母排，所述絕緣板包括連接所述絕緣層二和絕緣層三的絕緣板一和連接所述絕緣層四和絕緣層五的絕緣板二。[0011]本實用新型提供的另一優(yōu)選的一種適用于IGBT并聯(lián)的復(fù)合母排，所述長槽為長方形。
[0012]本實用新型提供的再一優(yōu)選的一種適用于IGBT并聯(lián)的復(fù)合母排，所述長槽長度為300mm,寬度為50mm。
[0013]本實用新型提供的又一優(yōu)選的一種適用于IGBT并聯(lián)的復(fù)合母排，所述導(dǎo)體層包括銅板和通過焊接設(shè)置在所述銅板上的銅墊。
[0014]本實用新型提供的又一優(yōu)選的一種適用于IGBT并聯(lián)的復(fù)合母排，所述復(fù)合母排設(shè)有貫穿所述導(dǎo)體層、絕緣層和絕緣板的測試孔。
[0015]本實用新型提供的又一優(yōu)選的一種適用于IGBT并聯(lián)的復(fù)合母排，所述復(fù)合母排按照絕緣層一，交流輸出極板導(dǎo)體層、絕緣層二、絕緣板一、絕緣層三、正極板導(dǎo)體層、絕緣層四、絕緣板二、絕緣層五、負極板導(dǎo)體層和絕緣層六的順序依次在模具上逐層疊裝起來；經(jīng)過疊裝后的復(fù)合母排進行熱壓處理；熱壓處理完成后，將所述復(fù)合母排邊沿進行壓合封閉絕緣處理。
[0016]本實用新型提供的又一優(yōu)選的一種適用于IGBT并聯(lián)的復(fù)合母排，所述交流輸出極板導(dǎo)體層連接半橋臂上管IGBT發(fā)射極與下管IGBT集電極，并可與相鄰的功率模塊串聯(lián)；所述正極板導(dǎo)體層連接直流電容器的正極與半橋臂上管IGBT的集電極；負極板導(dǎo)體層連接所述直流電容器的負極與半橋臂下管IGBT的發(fā)射極，并與相鄰的功率模塊串聯(lián)。
[0017]本實用新型提供的又一優(yōu)選的一種適用于IGBT并聯(lián)的復(fù)合母排，所述正極板導(dǎo)體層和所述負極板導(dǎo)體層平行對稱設(shè)置。
[0018]和最接近的現(xiàn)有技術(shù)比，本實用新型提供技術(shù)方案具有以下優(yōu)異效果
[0019]1、本實用新型中的復(fù)合母排更改了形狀，使得引線電感分布均勻，IGBT的均流效果好；
[0020]2、本實用新型中的復(fù)合母排層層疊裝且絕緣相隔，交、直流電信號同時傳輸，使用效率更聞;
[0021]3、本實用新型中的正、負極板導(dǎo)體層為平行布置的相鄰導(dǎo)體層，有效消除互感，降低雜散電感，提高功率器件運行的可靠性；
[0022]4、本實用新型的導(dǎo)體層與絕緣層通過熱壓合技術(shù)復(fù)合在一起，大幅提升了導(dǎo)電極板的整體強度，使母排抗沖擊能力更強，可靠性更高；
[0023]5、本實用新型中的復(fù)合母排邊沿壓合封閉處理，局部放電值更小；
[0024]6、本實用新型中的復(fù)合母排結(jié)構(gòu)緊湊，安裝效率高，使用壽命長；
[0025]7、本實用新型中的所有導(dǎo)體層的上下兩面通過絕緣層包覆起來；相鄰導(dǎo)體層之間通過絕緣板相隔離，提高絕緣耐壓水平。
【專利附圖】

【附圖說明】:
[0026]圖1為本實用新型復(fù)合母排立體結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖2為本實用新型復(fù)合母排俯視圖；
[0028]圖3為本實用新型在復(fù)合母排上的IGBT并聯(lián)電流路徑示意圖；
[0029]圖4為本實用新型的復(fù)合母排并聯(lián)的IGBT連接示意圖；
[0030]其中，1-絕緣層一，2-交流輸出極板導(dǎo)體層，3-絕緣層二，4-絕緣板一，5-絕緣層三，6-正極板導(dǎo)體層，7-絕緣層四，8-絕緣板二，9-絕緣層五，10-負極板導(dǎo)體層，11-絕緣層六，12-長槽。
【具體實施方式】:
[0031]下面結(jié)合實施例對實用新型作進一步的詳細說明。
[0032]實施例1:
[0033]如圖1-4所示，本例的實用新型的復(fù)合母排由多個相互疊加的導(dǎo)體層、絕緣層、絕緣板組成，復(fù)合母排包括依次由上到下設(shè)置的絕緣層一 1、交流輸出極板導(dǎo)體層2、絕緣層二 3、絕緣板一 4、絕緣層三5、正極板導(dǎo)體層6、絕緣層四7、絕緣板二 8、絕緣層五9、負極板導(dǎo)體層10和絕緣層六11。所述復(fù)合母排按照絕緣層一 1，交流輸出極板導(dǎo)體層2、絕緣層二
3、絕緣板一 4、絕緣層三5、正極板導(dǎo)體層6、絕緣層四7、絕緣板二 8、絕緣層五9、負極板導(dǎo)體層10和絕緣層六11的順序依次在模具上逐層疊裝起來；經(jīng)過疊裝后的復(fù)合母排進行熱壓處理；熱壓處理完成后，將所述復(fù)合母排邊沿進行壓合封閉絕緣處理。
[0034]所述交流輸出極板導(dǎo)體層I和負極板導(dǎo)體層10的電流輸出端一側(cè)設(shè)有長槽12。所述長槽12為長方形。本實施例中所述長槽長度為300mm,寬度為50_。
[0035]所述復(fù)合母排導(dǎo)體層包括銅板和通過焊接設(shè)置在所述銅板上的銅墊，所述銅板和銅墊導(dǎo)體表面進行鈍化鍍錫處理；所述絕緣層采用介電強度、耐熱等級高的聚對苯二甲酸乙二醇酯PET材料，可有效降低所述復(fù)合母排的厚度。
[0036]所述正極板導(dǎo)體層6與負極板導(dǎo)體層10結(jié)構(gòu)對稱，是平行布置在相鄰的導(dǎo)體層，有利于消除母排之間的互感，使電感量更低，有效降低尖峰電壓。
[0037]所述復(fù)合母排上設(shè)置有貫穿所述導(dǎo)體層、絕緣層和絕緣板的測試孔，以方便監(jiān)測IGBT的驅(qū)動信號。
[0038]所述交流輸出極板導(dǎo)體層2布置于所述復(fù)合母排的上方，其作為半橋臂中點引出端，為了避免IGBT與輸出端的引線電感分布不均，在其上設(shè)置長槽以更改整個復(fù)合母排的形狀，從而改變電流路徑，使得各并聯(lián)IGBT與輸出極板的引線電感分布均勻，保證并聯(lián)IGBT的均流效果。
[0039]所述正極板導(dǎo)體層6布置在交流輸出極板的下方,并與交流輸出極板導(dǎo)體層2之間設(shè)置有絕緣板。
[0040]所述負極板導(dǎo)體層10布置在正極板導(dǎo)體層6的下方，中間設(shè)置有絕緣板。同時也是交流輸出極板，可與相鄰功率模塊串聯(lián)連接。與所述交流輸出極板導(dǎo)體層2相同，為了避免各個IGBT與輸出端的引線電感分布不均，在其上也設(shè)置長槽以更改負極板導(dǎo)體層10的形狀，從而改變電流路徑，保證并聯(lián)IGBT的均流效果。
[0041]所述復(fù)合母排作為功率模塊間的電氣連接部件，用于連接直流電容器、IGBT器件等部件，交流輸出極板導(dǎo)體層12，作為半橋臂中點引出端，連接半橋臂上管IGBT發(fā)射極與下管IGBT集電極，并可與相鄰的功率模塊串聯(lián)；正極板導(dǎo)體層6連接直流電容器的正極與半橋臂上管IGBT的集電極；負極板導(dǎo)體層10也是另一交流輸出極板導(dǎo)體層，連接直流電容器的負極與半橋臂下管IGBT的發(fā)射極，并可與相鄰的功率模塊串聯(lián)。
[0042]最后應(yīng)該說明的是:以上實施例僅用以說明本實用新型的技術(shù)方案而非對其限制，盡管參照上述實施例對本實用新型進行了詳細說明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當理解:依然可以對本實用新型的【具體實施方式】進行修改或者等同替換，而未脫離本實用新型精神和范圍的任何修改或者等同替換，其均應(yīng)涵蓋在本權(quán)利要求范圍當中。
【權(quán)利要求】
1.一種適用于IGBT并聯(lián)的復(fù)合母排，所述復(fù)合母排由絕緣層、導(dǎo)體層和絕緣板疊加而成，其特征在于:所述導(dǎo)體層包括交流輸出極板導(dǎo)體層、正極板導(dǎo)體層和負極板導(dǎo)體層，所述交流輸出極板導(dǎo)體層和負極板導(dǎo)體層的電流輸出端一側(cè)設(shè)有長槽。
2.如權(quán)利要求1所述的一種適用于IGBT并聯(lián)的復(fù)合母排，其特征在于:所述絕緣層包括分別設(shè)置在所述交流輸出極板導(dǎo)體層上下的絕緣層一和絕緣層二、分別設(shè)置在所述正極板導(dǎo)體層上下的絕緣層三和絕緣層四、分別設(shè)置在所述負極板導(dǎo)體層上下的絕緣層五和絕緣層六。
3.如權(quán)利要求2所述的一種適用于IGBT并聯(lián)的復(fù)合母排，其特征在于:所述絕緣板包括連接所述絕緣層二和絕緣層三的絕緣板一和連接所述絕緣層四和絕緣層五的絕緣板二。
4.如權(quán)利要求1所述的一種適用于IGBT并聯(lián)的復(fù)合母排，其特征在于:所述長槽為長方形。
5.如權(quán)利要求4所述的一種適用于IGBT并聯(lián)的復(fù)合母排，其特征在于:所述長槽長度為300mm,寬度為50mm。
6.如權(quán)利要求1或2所述的一種適用于IGBT并聯(lián)的復(fù)合母排，其特征在于:所述導(dǎo)體層包括銅板和通過焊接設(shè)置在所述銅板上的銅墊。
7.如權(quán)利要求1所述的一種適用于IGBT并聯(lián)的復(fù)合母排，其特征在于:所述復(fù)合母排設(shè)有貫穿所述導(dǎo)體層、絕緣層和絕緣板的測試孔。
8.如權(quán)利要求3所述的一種適用于IGBT并聯(lián)的復(fù)合母排，其特征在于:所述復(fù)合母排按照絕緣層一，交流輸出極板導(dǎo)體層、絕緣層二、絕緣板一、絕緣層三、正極板導(dǎo)體層、絕緣層四、絕緣板二、絕緣層五、負極板導(dǎo)體層和絕緣層六的順序依次在模具上逐層疊裝起來；經(jīng)過疊裝后的復(fù)合母排進行熱壓處理；熱壓處理完成后，將所述復(fù)合母排邊沿進行壓合封閉絕緣處理。
9.如權(quán)利要求1或2所述的一種適用于IGBT并聯(lián)的復(fù)合母排，其特征在于:所述交流輸出極板導(dǎo)體層連接半橋臂上管IGBT發(fā)射極與下管IGBT集電極，并可與相鄰的功率模塊串聯(lián)；所述正極板導(dǎo)體層連接直流電容器的正極與半橋臂上管IGBT的集電極；負極板導(dǎo)體層連接所述直流電容器的負極與半橋臂下管IGBT的發(fā)射極，并與相鄰的功率模塊串聯(lián)。
10.如權(quán)利要求1-3任意一項所述的一種適用于IGBT并聯(lián)的復(fù)合母排，其特征在于:所述正極板導(dǎo)體層和所述負極板導(dǎo)體層平行對稱設(shè)置。
【文檔編號】H01B7/02GK203504394SQ201320664919
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年10月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月25日
【發(fā)明者】韓天緒, 王軒, 趙剛, 劉慧文, 王柯, 楊芬麗 申請人:國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)智能電網(wǎng)研究院, 中電普瑞科技有限公司