單相逆變電路的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種單相逆變電路，包括一組功率器件、儲(chǔ)能器件、放電電阻以及復(fù)合母排；所述復(fù)合母排包括母排、端子和連接部；所述母排，形狀為扁平狀，至少兩個(gè)所述母排疊放在一起，相鄰的所述母排之間填充高絕緣強(qiáng)度材料，以將相鄰的所述母排之間保持絕緣；所述端子，設(shè)置在所述母排上，用于連接電路器件；所述連接部，設(shè)置在所述母排上，用于連接直流輸入端、交流輸出端或所述電路器件。所述復(fù)合母排至少包括第一母排、第二母排和第三母排；所述第一母排與所述直流輸入端正極連接；所述第二母排與所述直流輸入端負(fù)極連接；所述第三母排與所述交流輸出端連接。本發(fā)明提供的單相逆變電路能夠降低單相逆變電路的雜散電感，減少尖峰電壓的產(chǎn)生。
【專利說(shuō)明】單相逆變電路
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及電氣技術(shù)，尤其涉及一種單相逆變電路。
【背景技術(shù)】
[0002]電力機(jī)車(chē)的運(yùn)行系統(tǒng)主要有牽引系統(tǒng)和輔助系統(tǒng)，其中牽引輔助變流器是保證電力機(jī)車(chē)實(shí)現(xiàn)電氣牽引、制動(dòng)以及輔助供應(yīng)的重要器件，決定了電力機(jī)車(chē)高速運(yùn)行的穩(wěn)定性。
[0003]目前，牽引輔助變流器中單相逆變電路中的關(guān)鍵部件，如絕緣柵雙極型晶體管(Insulated Gate Bipolar Transistor, IGBT)、支撐電容以及吸收電容等部件的電氣連接通常采用電纜或銅排進(jìn)行連接。在牽引輔助變流器工作狀態(tài)下，由于IGBT自身存在電感，且在IGBT與直流儲(chǔ)能電容之間連接的直流母線上也存在寄生電感，因此，采用電纜或銅排進(jìn)行電氣連接可導(dǎo)致單相逆變電路中存在較大的雜散電感。IGBT在開(kāi)關(guān)的過(guò)程中，單相逆變電路將產(chǎn)生較高的電壓尖峰，導(dǎo)致電路中器件過(guò)熱，容易損壞IGBT，并使單相逆變電路的可靠性變差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供一種單相逆變電路，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中單相逆變電路雜散電感較大的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)降低電路的雜散電感，減少尖峰電壓的產(chǎn)生。
[0005]本發(fā)明實(shí)施例提供一種單相逆變電路，包括一組功率器件、儲(chǔ)能器件、放電電阻以及復(fù)合母排；
[0006]所述復(fù)合母排包括母排、端子和連接部；
[0007]所述母排，形狀為扁平狀，至少兩個(gè)所述母排疊放在一起，相鄰的所述母排之間填充高絕緣強(qiáng)度材料，以將相鄰的所述母排之間保持絕緣；
[0008]所述端子，設(shè)置在所述母排上，用于連接電路器件；
[0009]所述連接部，設(shè)置在所述母排上，用于連接直流輸入端、交流輸出端或所述電路器件；
[0010]所述復(fù)合母排至少包括三個(gè)所述母排，即第一母排、第二母排和第三母排；
[0011]所述第一母排通過(guò)第一連接部與所述直流輸入端正極連接；所述第二母排通過(guò)第二連接部與所述直流輸入端負(fù)極連接；所述第三母排通過(guò)第三連接部與所述交流輸出端連接。
[0012]本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案通過(guò)將母排的形狀設(shè)置成扁平狀，且至少兩個(gè)母排疊放在一起，相鄰的所述母排之間填充高絕緣強(qiáng)度材料，并通過(guò)設(shè)置在母排上的端子和連接部連接電壓輸入端和電路器件，并通過(guò)儲(chǔ)能器件濾除直流輸入電壓中的紋波和吸收IGBT在關(guān)斷過(guò)程中產(chǎn)生的尖峰電壓，解決了單相逆變電路雜散電感較大的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)降低電路的雜散電感，減少尖峰電壓的產(chǎn)生，提高了單相逆變電路的可靠性，電路布局簡(jiǎn)單，靈活性得到提高，減小了單相逆變電路的體積，便于電路器件的維護(hù)。【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的單相逆變電路的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的單相逆變電路中復(fù)合母排的立體圖；
[0015]圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的單相逆變電路中復(fù)合母排的主視圖；
[0016]圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的單相逆變電路中復(fù)合母排的左視圖；
[0017]圖5為本發(fā)明實(shí)施例提供的單相逆變電路中復(fù)合母排的俯視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的單相逆變電路的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的單相逆變電路中復(fù)合母排的立體圖，圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的單相逆變電路中復(fù)合母排的主視圖，圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的單相逆變電路中復(fù)合母排的左視圖，圖5為本發(fā)明實(shí)施例提供的單相逆變電路中復(fù)合母排的俯視圖。如圖1至圖5所示，該單相逆變電路的具體結(jié)構(gòu)如下:包括一組功率器件、儲(chǔ)能器件、放電電阻以及復(fù)合母排。
[0019]所述復(fù)合母排包括母排、端子和連接部。所述母排，形狀為扁平狀，至少兩個(gè)所述母排疊放在一起，相鄰的所述母排之間填充高絕緣強(qiáng)度材料，以將相鄰的所述母排之間保持絕緣。所述端子，設(shè)置在所述母排上，用于連接電路器件。所述連接部，設(shè)置在所述母排上，用于連接直流輸入端、交流輸出端或所述電路器件。所述復(fù)合母排至少包括三個(gè)所述母排，即第一母排11、第二母排12和第三母排13。所述第一母排11通過(guò)第一連接部31與所述直流輸入端正極連接；所述第二母排12通過(guò)第二連接部32與所述直流輸入端負(fù)極連接；所述第三母排13通過(guò)第三連接部33與所述交流輸出端連接。
[0020]其中，復(fù)合母排中的第一母排11、第二母排12和第三母排13均設(shè)置成扁平狀，使得各母排截面的寬度增大，截面的厚度減小，能夠減小電流流過(guò)時(shí)產(chǎn)生的磁通量，降低各母排的寄生電感。各母排寬度和厚度可根據(jù)應(yīng)用電路中通過(guò)的電流大小設(shè)定，在保證能通過(guò)最大電流的前提下，增大截面的寬度，減小截面的厚度，以降低各母排的寄生電感。復(fù)合母排中的各母排疊放在一起，從下至上依次為第一母排11、第二母排12和第三母排13，使得各母排之間的距離縮短，也能夠降低復(fù)合母排的寄生電感。相鄰的兩個(gè)母排之間填充高絕緣強(qiáng)度材料，高絕緣強(qiáng)度材料的選用可根據(jù)相鄰兩個(gè)母排之間的電位差來(lái)設(shè)定，以將相鄰的兩個(gè)母排之間保持絕緣。各母排的電位可按照復(fù)合母排應(yīng)用的單相逆變電路中直流輸入端的電壓設(shè)定，例如:第一母排11的電位為+Utl，第二母排12的電位為0V，第三母排13的電位為+1^/2。
[0021]該復(fù)合母排的工作原理為:各母排通過(guò)相應(yīng)的連接部接入直流輸入端，使得母排具有與直流輸入電壓相等的電位，復(fù)合母排中的各個(gè)端子與對(duì)應(yīng)的母排連接，因此也具有與直流輸入端相等的電壓，根據(jù)電路原理將電路器件連接至母排上的各個(gè)端子，以獲得電路器件所需的工作電壓。
[0022]本實(shí)施例提供的一組功率器件包括兩個(gè)IGBT組成單相逆變電橋電路41，通過(guò)兩個(gè)IGBT的高頻率開(kāi)關(guān)動(dòng)作，將直流電轉(zhuǎn)換為交流電。電橋電路兩端分別連接第一母排11和第二母排12，電橋電路中間接交流輸出端，以輸出交流電壓，具體可以為:電橋電路41的第一連接端411接第一母排11中的第一端子21，以使電橋電路41的上橋接入直流電正極，電橋電路41的第二連接端412接第二母排12中的第二端子22，以使電橋電路41的下橋接入直流電負(fù)極，電橋電路41的中間連接端413接交流輸出外部端子51，以輸出單相交流電。IGBT的驅(qū)動(dòng)電路連接至各IGBT的柵極，以控制IGBT實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)動(dòng)作，且該驅(qū)動(dòng)電路連接至第一母排11的第四連接部34，用于檢測(cè)單相逆變電路中的上橋IGBT集電極和發(fā)射極之間的電壓。
[0023]儲(chǔ)能器件包括吸收電容和支撐電容，其中吸收電容可以為第一電容61，第一電容61的正極連接至第一母排11的第五連接部35，負(fù)極連接至第二母排12的第六連接部36，與IGBT的電橋電路41并聯(lián)連接，以在IGBT開(kāi)關(guān)的過(guò)程中抑制IGBT關(guān)斷電壓尖峰。支撐電容包括第二電容62和第三電容63，第二電容62的正極連接至第一母排11的第三端子23，負(fù)極連接至第三母排13的第四端子24，第三電容63的正極連接至第三母排13的第五端子25，負(fù)極連接至第二母排12的第六端子26，以使第二電容62和第三電容63串聯(lián)連接，并與電橋電路41并聯(lián)連接，以濾除直流輸入電壓中的紋波，使直流電壓保持穩(wěn)定。
[0024]放電電阻可以包括兩個(gè)電阻組成電橋電路，具體可以包括第一電阻71和第二電阻72，第一電阻71和第二電阻72串聯(lián)連接，其一端連接至第一母排11的第七連接部37，另一端連接至第二母排12的第八連接部38，兩個(gè)電阻中間的連接端連接至第三母排13的第九連接部39，用于當(dāng)單相逆變電路斷電后，電路器件中的殘余電荷通過(guò)第一電阻71和第二電阻72進(jìn)行釋放。
[0025]本實(shí)施例提供的技術(shù)方案通過(guò)將母排的形狀設(shè)置成扁平狀，且至少兩個(gè)母排疊放在一起，相鄰的所述母排之間填充高絕緣強(qiáng)度材料，并通過(guò)設(shè)置在母排上的端子和連接部連接電壓輸入端和電路器件，并通過(guò)儲(chǔ)能器件濾除直流輸入電壓中的紋波和吸收IGBT在關(guān)斷過(guò)程中產(chǎn)生的尖峰電壓，解決了單相逆變電路雜散電感較大的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)降低電路的雜散電感，減少尖峰電壓的產(chǎn)生，提高了單相逆變電路的可靠性，電路布局簡(jiǎn)單，靈活性得到提高，減小了單相逆變電路的體積，便于電路器件的維護(hù)。
[0026]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，端子優(yōu)選可以通過(guò)焊接或冷壓的方式與一個(gè)所述母排連接，并露出于所述復(fù)合母排外側(cè)，或者端子通過(guò)焊接或冷壓的方式與一個(gè)所述母排連接，并穿過(guò)相鄰的所述母排，露出于所述復(fù)合母排外側(cè)，且與所述相鄰的所述母排絕緣，例如:第四端子24與第三母排13連接，露出于復(fù)合母排的外側(cè)，以連接第二電容62的負(fù)極，第六端子26與第二母排連接，穿過(guò)上面的第三母排13，露出于復(fù)合母排的外側(cè)，以連接第三電容63的負(fù)極，以及第三端子23與第一母排連接，穿過(guò)上面的第二母排12和第三母排13，以連接第二電容62的正極。母排上設(shè)置有過(guò)孔，用于端子通過(guò)該過(guò)孔穿過(guò)相鄰的母排。過(guò)孔內(nèi)壁涂覆絕緣膜，絕緣材料可采用一種有機(jī)聚脂薄膜，端子從過(guò)孔穿過(guò)，與相鄰的母排保持絕緣。端子數(shù)量的選擇和布局可按照應(yīng)用電路的原理設(shè)定，本實(shí)施例對(duì)此不作限定。
[0027]優(yōu)選的，本實(shí)施例中各母排可為銅排，具有電阻率低、熱穩(wěn)定性高的優(yōu)點(diǎn)。母排的表面可采用電解鍍錫，以提高焊接能力和耐腐蝕程度。母排表面除端子的連接處和所述連接部外，均涂覆絕緣材料。根據(jù)復(fù)合母排應(yīng)用的電路所需的爬電距離和環(huán)境條件，對(duì)于疊放在一起的母排和高強(qiáng)度絕緣材料采用壓模方式進(jìn)行處理，形成一整體，復(fù)合母排的端面可采用密封膠將復(fù)合母排密封處理，防止母排端面發(fā)生起弧現(xiàn)象。
[0028] 上述技術(shù)方案中的復(fù)合母排將單相逆變電路中的高壓部分實(shí)現(xiàn)了電氣連接，其中各母排采用0.8mm厚的銅排，銅排表面電解鍍錫，鍍錫層為100%金屬錫，其厚度大于或等于15 μ m，兩層相鄰的母排之間填充高絕緣強(qiáng)度材料，厚度為(0.5^0.8) mm。母排表面除端子連接處和連接部外均用絕緣膜覆蓋，厚度為(0.15^0.25) mm。采用上述技術(shù)方案使得單相逆變電路中的復(fù)合母排產(chǎn)生的寄生電感可以小于50nH，能夠承受交流2500V的電壓。
[0029]對(duì)于上述實(shí)施例中提供的單相逆變電路，本領(lǐng)域技術(shù)人員也可根據(jù)應(yīng)用的場(chǎng)景不同設(shè)計(jì)相應(yīng)的單相逆變電路，其中采用的復(fù)合母排也可根據(jù)單相逆變電路中所用到的電路器件設(shè)定，包括設(shè)定母排的形狀、尺寸，疊放形式，設(shè)定端子的數(shù)量、排布形式以及端子引出方式，本實(shí)施例對(duì)此均不作限定。
[0030]最后應(yīng)說(shuō)明的是:以上各實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述各實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或替換,并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種單相逆變電路，其特征在于，包括一組功率器件、儲(chǔ)能器件、放電電阻以及復(fù)合母排； 所述復(fù)合母排包括母排、端子和連接部； 所述母排，形狀為扁平狀，至少兩個(gè)所述母排疊放在一起，相鄰的所述母排之間填充高絕緣強(qiáng)度材料，以將相鄰的所述母排之間保持絕緣； 所述端子，設(shè)置在所述母排上，用于連接電路器件； 所述連接部，設(shè)置在所述母排上，用于連接直流輸入端、交流輸出端或所述電路器件； 所述復(fù)合母排至少包括三個(gè)所述母排，即第一母排、第二母排和第三母排； 所述第一母排通過(guò)第一連接部與所述直流輸入端正極連接；所述第二母排通過(guò)第二連接部與所述直流輸入端負(fù)極連接；所述第三母排通過(guò)第三連接部與所述交流輸出端連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單相逆變電路，其特征在于，所述端子通過(guò)焊接或冷壓的方式與所述第一母排連接，并露出于所述復(fù)合母排外側(cè)；或 所述端子通過(guò)焊接或冷壓的方式與所述第一母排連接，并穿過(guò)所述第二母排和/或第三母排，露出于所述復(fù)合母排外側(cè)，且與所述第二母排和第三母排絕緣。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的單相逆變電路，其特征在于，所述第二母排和/或第三母排設(shè)置有過(guò)孔，所述過(guò)孔內(nèi)壁涂覆絕緣膜，所述端子從所述過(guò)孔穿過(guò)，與所述相鄰的所述母排保持絕緣。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單相逆變電路，其特征在于，所述母排為銅排。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的單相逆變電路，其特征在于，所述母排表面鍍錫。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單相逆變電路，其特征在于，所述母排表面除端子連接處和所述連接部外，均涂覆絕緣材料。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一所述的單相逆變電路，其特征在于，各所述母排和高強(qiáng)度絕緣材料采用壓模方式進(jìn)行處理，形成一整體。
【文檔編號(hào)】H02M1/32GK103916033SQ201310004412
【公開(kāi)日】2014年7月9日 申請(qǐng)日期:2013年1月7日 優(yōu)先權(quán)日:2013年1月7日
【發(fā)明者】張丹, 牛勇, 王雷, 屈志強(qiáng) 申請(qǐng)人:永濟(jì)新時(shí)速電機(jī)電器有限責(zé)任公司