本發(fā)明涉及變流變頻，尤其涉及一種igbt半導(dǎo)體模塊、直流母線斬波單元及變流變頻裝置。

背景技術(shù)：

1、三相交直流變流裝置通常應(yīng)用于電機控制、發(fā)電或電源領(lǐng)域，為了防止系統(tǒng)發(fā)生異常時直流母線發(fā)生過壓，通常在直流母線上增加斬波電路，斬波電路如圖1所示，其作用原理為當(dāng)直流母線電壓大于斬波工作設(shè)定值時，開通斬波電路的開關(guān)管，通過斬波電阻消耗直流電能并降低母線電壓，當(dāng)直流母線電壓小于工作設(shè)定值時，關(guān)斷斬波電路的開關(guān)管。

2、斬波電路工作時間短，市面上很難找到適合的半導(dǎo)體模塊，通常使用兩電平半橋半導(dǎo)體模塊來做交直流變換裝置的斬波電路，兩電平半橋模塊的內(nèi)部電路如圖2所示，當(dāng)應(yīng)用兩電平半橋模塊4作為交直流變換裝置的斬波電路的開關(guān)管時，所述交直流變換裝置的電路如圖3所示，這種方案存在如下缺陷：上橋的igbt沒有利用，上橋和下橋的二極管利用率不夠。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提出一種igbt半導(dǎo)體模塊，該igbt半導(dǎo)體模塊使用現(xiàn)有的封裝外殼，內(nèi)部封裝適合斬波電路的igbt芯片和二極管芯片，大幅度減少交直流變換裝置斬波電路的半導(dǎo)體浪費，降低成本，縮小體積，并簡化設(shè)計。

2、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種igbt半導(dǎo)體模塊，包括一塊底板、兩塊具有絕緣及導(dǎo)熱作用的dcb板、兩組igbt芯片組、至少一組二極管芯片組、至少兩塊集電極銅皮、至少兩塊發(fā)射極銅皮、至少兩塊門極銅皮、至少兩個對外連接的模塊集電極端子、至少兩個對外連接的模塊發(fā)射極端子、至少一個對外連接的模塊門極插針、至少一個對外連接的模塊發(fā)射極插針；

3、所述底板為長方形，四角各有一個安裝孔位，上方有長方形的安裝面；

4、所述dcb板下表面為底板焊接面，上表面為銅皮焊接面；

5、各組所述igbt芯片組包括若干igbt芯片，各個igbt芯片包括三個電極：電流流入的集電極，電流流出的發(fā)射極以及控制igbt芯片導(dǎo)通的門極；各組所述二極管芯片組包括若干二極管芯片，各個二極管芯片包括兩個極：電流流入的陽極，電流流出的陰極；

6、所述底板的上表面為長方形，垂直于底板的上表面的方向，長方形長邊沿左右走向，第一模塊集電極端子位于底板左上位置，第一模塊發(fā)射極端子位于底板左下位置，第二模塊集電極端子位于底板右上位置，第二模塊發(fā)射極端子位于底板右下位置，第一dcb板焊接于底板的左部，第二dcb板焊接于底板的右部，第一集電極銅皮位于第一dcb板的上部，第一發(fā)射極銅皮位于第一dcb板的下部，第二集電極銅皮位于第二dcb板的上部，第二發(fā)射極銅皮位于第二dcb板的下部；

7、兩組igbt芯片組包括第一igbt芯片組及第二igbt芯片組；

8、所述第一dcb板下表面和第二dcb板下表面左右并排焊接在底板上，第一集電極銅皮、第一發(fā)射極銅皮、第一門極銅皮焊接在第一dcb板上表面，第二集電極銅皮、第二發(fā)射極銅皮、第二門極銅皮焊接在第二dcb板上表面，所述第一igbt芯片組的集電極焊接在第一集電極銅皮上，所述第二igbt芯片組的集電極焊接在第二集電極銅皮上，所述二極管芯片組的陰極焊接在集電極銅皮上；

9、第一模塊集電極端子與第一集電極銅皮通過綁定線連接，第一模塊發(fā)射極端子與第一發(fā)射極銅皮通過綁定線連接，第二模塊集電極端子與第二集電極銅皮通過綁定線連接，第二模塊發(fā)射極端子與第二發(fā)射極銅皮通過綁定線連接；

10、所述第一igbt芯片組的發(fā)射極與第一發(fā)射極銅皮通過綁定線連接，所述第二igbt芯片組的發(fā)射極與第二發(fā)射極銅皮通過綁定線連接，所述第一igbt芯片組的門極與第一門極銅皮通過綁定線連接，所述第二igbt芯片組的門極與第二門極銅皮通過綁定線連接，所述二極管芯片組的陽極與igbt芯片組的發(fā)射極通過綁定線連接；

11、所述第一門極銅皮、第二門極銅皮與模塊門極插針通過綁定線連接，所述第一發(fā)射極銅皮、第二發(fā)射極銅皮與模塊發(fā)射極插針通過綁定線連接。

12、優(yōu)選地，所述“至少一組二極管芯片組”為“兩組二極管芯片組”，所述“二極管芯片組的陰極焊接在集電極銅皮上”為“第一二極管芯片組的陰極焊接第一集電極銅皮上，第二二極管芯片組的陰極焊接第二集電極銅皮上”，所述“二極管芯片組的陽極與igbt芯片組的發(fā)射極通過綁定線連接”為“第一二極管芯片組的陽極與第一igbt芯片組的發(fā)射極通過綁定線連接，第二二極管芯片組的陽極與第二igbt芯片組的發(fā)射極通過綁定線連接”。

13、優(yōu)選地，所述“至少1個對外連接的模塊門極插針”為“igbt半導(dǎo)體模塊包括兩個對外連接的模塊門極插針”，所述“至少1個對外連接的模塊發(fā)射極插針”為“igbt半導(dǎo)體模塊包括兩個對外連接的發(fā)射極插針”，所述“所述第一門極銅皮、第二門極銅皮與對外連接的模塊門極插針通過綁定線連接，所述第一發(fā)射極銅皮、第二發(fā)射極銅皮與對外連接的模塊發(fā)射極插針通過綁定線連接”為“所述第一門極插針與第一門極銅皮通過綁定線連接，所述第一發(fā)射極插針與第一發(fā)射極銅皮通過綁定線連接，所述第二門極插針與第二門極銅皮通過綁定線連接，所述第二發(fā)射極插針與第二發(fā)射極銅皮通過綁定線連接”。

14、優(yōu)選地，所述第一集電極銅皮與第二集電極銅皮通過綁定線連接，所述第一發(fā)射極銅皮與第二發(fā)射極銅皮通過綁定線連接。

15、優(yōu)選地，所述igbt芯片組的所有igbt芯片的能力和遠大于所述二極管芯片組的所有二極管的能力和，所述遠大于是指前者的額定電流能力為后者的額定電流能力的兩倍以上。

16、優(yōu)選地，所述第一igbt芯片組包含m個igbt芯片，第一個igbt芯片的集電極焊接在第一集電極銅皮的左上部，依次第二個igbt芯片位于第一個igbt芯片的右下方并焊接在第一集電極銅皮上，第三個igbt芯片位于第二個igbt芯片的右下方并焊接在第一集電極銅皮上，…，第m個芯片位于第m-1個igbt芯片的右下方并焊接在第一集電極銅皮上；

17、所述第二igbt芯片組包含n個igbt芯片，第一個igbt芯片的集電極焊接在第二集電極銅皮的左下部，依次第二個igbt芯片位于第一個igbt芯片的右上方并焊接在第二集電極銅皮上，第三個igbt芯片位于第二個igbt芯片的右上方并焊接在第二集電極銅皮上，…，第n個芯片位于第n-1個igbt芯片的右上方并焊接在第二集電極銅皮上。

18、優(yōu)選地，所述igbt半導(dǎo)體模塊還包括一個對外連接的模塊集電極插針，所述模塊集電極插針與所述第一集電極銅皮或者第二集電極銅皮中的一塊通過綁定線進行連接。

19、優(yōu)選地，所述的igbt半導(dǎo)體模塊垂直于底板的上表面的方向，在底板上部沿著底板四周設(shè)置有絕緣外殼，所述dcb板被絕緣外殼四周包圍，所述dcb板、銅皮、igbt芯片組、二極管芯片組、綁定線均被絕緣膠覆蓋。

20、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明還公開了一種直流母線斬波單元，所述直流母線斬波單元包括上述所述的igbt半導(dǎo)體模塊。

21、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明還公開一種變流變頻裝置，所述變流變頻裝置采用上述所述的igbt半導(dǎo)體模塊。

22、采用上述模塊之后，igbt半導(dǎo)體模塊包括一塊底板、兩塊具有絕緣及導(dǎo)熱作用的dcb板、兩組igbt芯片組、至少一組二極管芯片組、至少兩塊集電極銅皮、至少兩塊發(fā)射極銅皮、至少兩塊門極銅皮、至少兩個對外連接的模塊集電極端子、至少兩個對外連接的模塊發(fā)射極端子、至少一個對外連接的模塊門極插針、至少一個對外連接的模塊發(fā)射極插針；各組所述igbt芯片組包括若干igbt芯片，各個igbt芯片包括三個電極：電流流入的集電極，電流流出的發(fā)射極以及控制igbt芯片導(dǎo)通的門極；各組所述二極管芯片組包括若干二極管芯片，各個二極管芯片包括兩個極：電流流入的陽極，電流流出的陰極；所述底板的上表面為長方形，垂直于底板的上表面的方向，長方形長邊沿左右走向，第一模塊集電極端子位于底板左上位置，第一模塊發(fā)射極端子位于底板左下位置，第二模塊集電極端子位于底板右上位置，第二模塊發(fā)射極端子位于底板右下位置，第一dcb板焊接于底板的左部，第二dcb板焊接于底板的右部，第一集電極銅皮位于第一dcb板的上部，第一發(fā)射極銅皮位于第一dcb板的下部，第二集電極銅皮位于第二dcb板的上部，第二發(fā)射極銅皮位于第二dcb板的下部；兩組igbt芯片組包括第一igbt芯片組及第二igbt芯片組；所述第一dcb板下表面和第二dcb板下表面左右并排焊接在底板上，第一集電極銅皮、第一發(fā)射極銅皮、第一門極銅皮焊接在第一dcb板上表面，第二集電極銅皮、第二發(fā)射極銅皮、第二門極銅皮焊接在第二dcb板上表面，所述第一igbt芯片組的集電極焊接在第一集電極銅皮上，所述第二igbt芯片組的集電極焊接在第二集電極銅皮上，所述二極管芯片組的陰極焊接在集電極銅皮上；所述第一igbt芯片組的發(fā)射極與第一發(fā)射極銅皮通過綁定線連接，所述第二igbt芯片組的發(fā)射極與第二發(fā)射極銅皮通過綁定線連接，所述第一igbt芯片組的門極與第一門極銅皮通過綁定線連接，所述第二igbt芯片組的門極與第二門極銅皮通過綁定線連接，所述二極管芯片組的陽極與igbt芯片組的發(fā)射極通過綁定線連接；第一門極銅皮、第二門極銅皮與模塊門極插針通過綁定線連接，所述第一發(fā)射極銅皮、第二發(fā)射極銅皮與模塊發(fā)射極插針通過綁定線連接；該igbt半導(dǎo)體模塊使用現(xiàn)有的封裝外殼，內(nèi)部封裝適合斬波電路的igbt芯片和二極管芯片，大幅度減少交直流變換裝置斬波電路的半導(dǎo)體浪費，降低成本，縮小體積，并簡化設(shè)計。