本實(shí)用新型涉及電器元件領(lǐng)域，尤其涉及一種功率單元和功率柜。

背景技術(shù)：

功率密度是指功率與體積之比，在現(xiàn)有技術(shù)的功率單元中，功率密度往往都很低，這是由于IGBT模塊與電容模塊的安裝位置錯開布置的原因?qū)е碌模琁GBT模塊與電容模塊錯開布置導(dǎo)致功率單元的外形尺寸變大，這樣不僅使得安裝功率單元時(shí)需要的空間更大，也降低了功率單元的功率密度。

而且，大多數(shù)功率單元中的電容模塊均需要定位裝置來固定電容模塊與疊層母排的相對位置。但是定位裝置與電容模塊之間通常都是剛性連接，這樣一來，當(dāng)電容模塊的外形尺寸有偏差或者電容模塊安裝在疊層母排上之后，安裝高度不一致會導(dǎo)致電容模塊與疊層母排之間出現(xiàn)連接應(yīng)力不均、虛接等情況。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型提供一種功率單元和功率柜，以解決現(xiàn)有技術(shù)中由于電容模塊安裝高度不一致導(dǎo)致的其與疊層母排的連接端應(yīng)力不均的問題。

為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型的實(shí)施例提供一種功率單元，包括疊層母排、電容模塊和IGBT模塊，功率單元還包括電容托板，電容模塊的上端與電容托板彈性連接；電容模塊的下端和IGBT模塊分別與疊層母排電連接，IGBT模塊位于電容模塊的下方。

可選地，功率單元還包括模塊基板，電容托板設(shè)有支撐板，電容托板通過支撐板與模塊基板可拆卸地連接；支撐板上設(shè)置有多個散熱通孔。

可選地，模塊基板包括多個加強(qiáng)板，加強(qiáng)板設(shè)置在模塊基板的邊緣處和/或頂角處。

可選地，電容托板與電容模塊彈性連接的具體結(jié)構(gòu)為：電容托板上一體形成有彈性片，彈性片包括與電容托板的主體相連接的連接端和可彈性運(yùn)動的自由端，自由端上設(shè)有電容安裝孔。

可選地，彈性片通過在電容托板上開槽的方式形成。

可選地，疊層母排包括依次層疊設(shè)置的正極板、絕緣板和負(fù)極板；疊層母排的正極輸出端設(shè)置在正極板的第一側(cè)邊并通過第一連接部與正極板相連接，第一連接部在正極板的第二側(cè)邊與正極板相連接，正極板的第二側(cè)邊與正極板的第一側(cè)邊相鄰；正極板上設(shè)有多個用于連接電容模塊或者IGBT模塊的第一安裝孔，正極板在第一連接部和部分第一安裝孔之間設(shè)有第一導(dǎo)流槽。

可選地，疊層母排的負(fù)極輸出端設(shè)置在負(fù)極板的第一側(cè)邊并通過第二連接部與負(fù)極板相連接，第二連接部在負(fù)極板的第二側(cè)邊與負(fù)極板相連接，負(fù)極板的第二側(cè)邊與負(fù)極板的第一側(cè)邊相鄰；負(fù)極板上設(shè)有多個用于連接電容模塊或者IGBT模塊的第二安裝孔，負(fù)極板在第二連接部和部分第二安裝孔之間設(shè)有第二導(dǎo)流槽。

可選地，還包括交流側(cè)銅排、電流傳感器和支撐件，交流側(cè)銅排與電流傳感器電連接，支撐件分別抵接在電流傳感器和交流側(cè)銅排的接線端上并用以支撐電流傳感器。

可選地，支撐件包括第一支撐段和第二支撐段，第一支撐段和第二支撐段相互垂直地設(shè)置，第一支撐段的底面抵接在電流傳感器的頂部，第一支撐段的側(cè)面抵接在交流側(cè)銅排的接線端上，第二支撐段通過電流傳感器的側(cè)面與電流傳感器連接。

根據(jù)本實(shí)用新型的另一方面，本實(shí)用新型實(shí)施例還提供一種功率柜，包括前述的功率單元。

本實(shí)用新型具有的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是：本實(shí)用新型實(shí)施例提供的功率單元通過將電容模塊與電容托板彈性連接，可有效地解決由于電容模塊安裝高度的誤差所造成的電容模塊與疊層母排的連接端應(yīng)力不均的問題，保證了電容模塊與疊層母排之間電連接的連接穩(wěn)定性，進(jìn)而提高了功率單元的使用壽命，同時(shí)提高了整個功率單元的整體結(jié)構(gòu)的牢固程度，增加了功率單元的可靠性。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的功率單元的示意性結(jié)構(gòu)圖；

圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的電容托板的示意性結(jié)構(gòu)圖

圖3為圖2中A區(qū)域的示意性放大圖；

圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的疊層母排的示意性爆炸圖；

圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的疊層母排的示意性裝配圖；

圖6為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的模塊基板的示意性結(jié)構(gòu)圖；

圖7為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的支撐件與電流傳感器和交流側(cè)銅排安裝的示意性結(jié)構(gòu)圖；

圖8為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的支撐件的示意性結(jié)構(gòu)圖。

附圖標(biāo)記說明：

1、疊層母排；11、正極板；111、正極輸出端；112、第一連接部；113、第一導(dǎo)流槽；12、負(fù)極板；121、負(fù)極輸出端；122、第二連接部；123、第二導(dǎo)流槽；13、絕緣板；2、電容模塊；3、IGBT模塊；4、電容托板；41、支撐板；411、散熱通孔；42、彈性片；5、交流側(cè)銅排；6、電流傳感器；7、支撐件；71、第一支撐段；72、第二支撐段；9、模塊基板；91、加強(qiáng)板。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖詳細(xì)描述本實(shí)用新型實(shí)施例的示例性實(shí)施例。

實(shí)施例一

本實(shí)用新型的實(shí)施例提供一種功率單元，包括疊層母排1、電容模塊2和IGBT模塊3，功率單元還包括電容托板4，電容模塊2的上端與電容托板4彈性連接；電容模塊2的下端和IGBT模塊3分別與疊層母排1電連接，IGBT模塊3位于電容模塊2的下方。

本實(shí)用新型實(shí)施例提供的功率單元通過將電容模塊2與電容托板4彈性連接，可有效地解決由于電容模塊2安裝高度的誤差所造成的電容模塊2與疊層母排1的連接端應(yīng)力不均的問題，保證了電容模塊2與疊層母排1之間電連接的連接穩(wěn)定性，進(jìn)而提高了功率單元的使用壽命。

具體地，參考圖1，在本實(shí)施例中，功率單元包括多個電容模塊2和IGBT模塊3，多個IGBT模塊3之間緊湊排布，這樣可以減少功率單元在長度方向上的結(jié)構(gòu)尺寸；多個電容模塊2被特別地設(shè)置在IGBT模塊3的正上方，即在豎直方向上，電容模塊2的投影與IGBT模塊3的投影部分的或者全部重疊。在本實(shí)施例中，IGBT模塊3的形狀為長方體形，這樣可以緊湊地布置多個IGBT模塊3，進(jìn)一步減小功率單元的外形尺寸。較之現(xiàn)有技術(shù)中電容模塊2與IGBT模塊3錯開布置的方式，這樣可以減少功率單元在寬度方向上的結(jié)構(gòu)尺寸，有利于提高功率單元的功率密度，減小了功率單元整體的結(jié)構(gòu)尺寸，一定程度上節(jié)省了安裝功率單元的安裝空間。設(shè)置電容托板4的目的在于對電容模塊2實(shí)現(xiàn)精確地定位，防止在安裝電容模塊2時(shí)電容模塊2與疊層母排1上的電容安裝孔發(fā)生錯位。在本實(shí)施方式中，電容模塊2與電容托板4的連接方式為彈性連接，這樣可以有效地解決多個電容模塊2由于安裝高度的誤差造成的電容模塊2與疊層母排1之間連接不牢靠的問題，避免了電容模塊2出現(xiàn)虛接等情況。當(dāng)將兩個功率單元裝配使用并安裝與功率柜體內(nèi)時(shí)，可將兩個功率單元設(shè)置成鏡像對稱的形式。

可選地，結(jié)合參考圖2和圖3，電容托板4與電容模塊2彈性連接的具體結(jié)構(gòu)為：電容托板4上一體形成有彈性片42，彈性片42包括與電容托板4的主體相連接的連接端和可彈性運(yùn)動的自由端，自由端上設(shè)有電容安裝孔；彈性片42通過在電容托板4上開槽的方式形成。

在一種實(shí)施方式中，電容托板4上設(shè)置有多個電容安裝孔，沿著電容安裝孔的外形形狀，在電容托板4上開設(shè)有U形槽。具體地，如圖3所示，在電容托板4上開設(shè)U形槽后，形成有一彈性片42結(jié)構(gòu)，連接端與電容托板4相連接，自由端用以安裝電容模塊2。當(dāng)電容模塊2在安裝過程中出現(xiàn)高度差時(shí)，可通過自由端的自身形變來彌補(bǔ)電容模塊2在安裝時(shí)的高度差，保證了電容模塊2與疊層母排1的電連接穩(wěn)定性。在其他的一些實(shí)施方式中，也可在電容托板4上開設(shè)其他形狀的槽形結(jié)構(gòu)以滿足上述目的。

可選地，電容托板4與電容模塊2彈性連接的具體結(jié)構(gòu)為：電容模塊2的上端與電容托板4之間通過彈性連接件相連接。

具體例如：可在電容模塊2的頂端與電容托板4的下表面設(shè)置彈性連接件來達(dá)到彌補(bǔ)電容模塊2在安裝時(shí)的高度差。如可使用彈簧等彈性件來實(shí)現(xiàn)上述目的。

可選地，功率單元還包括模塊基板9，電容托板4設(shè)有支撐板41，電容托板4通過支撐板41與模塊基板9可拆卸地連接，用以可靠支撐電容托板4，使電容托板4可以穩(wěn)定地支撐和定位電容模塊2；支撐板41上設(shè)置有多個散熱通孔411，以確保滿足功率單元的散熱需求。

如圖2和圖6所示，在本實(shí)施例中，電容托板4具有四個側(cè)邊，其中至少兩個側(cè)邊處設(shè)置有支撐板41，支撐板41用以連接電容托板4和模塊基板9(模塊基板9用于安裝功率單元的其他結(jié)構(gòu))，支撐板41的底部具有與模塊基板9連接的彎折段，可通過螺栓等連接件將支撐板41固定連接在模塊基板9上。優(yōu)選地，在電容托板4的三個側(cè)邊均設(shè)置有支撐板41，這樣不僅可以進(jìn)一步提高電容托板4與模塊基板9之間的連接強(qiáng)度，提高了整個功率單元的整體結(jié)構(gòu)的牢固程度，增加了功率單元的可靠性。還保證了電容托板4對電容模塊2的定位準(zhǔn)確性、穩(wěn)定性。

在支撐板41上設(shè)置多個散熱通孔411不僅可以起到散熱的作用，還可以減輕功率單元的整體質(zhì)量。進(jìn)一步地，電容托板4采用密度較低但仍具有一定強(qiáng)度的金屬材料制成，例如5052不銹鋁等，這種材料具有防腐，重量輕，支撐強(qiáng)度高等優(yōu)點(diǎn)。

參考圖6，本實(shí)施例提供的模塊基板9設(shè)置在疊層母排1的下方，用以對整個功率單元提供支撐并用以對功率單元進(jìn)行吊裝。在模塊基板9的四個頂角處和/或邊緣處還設(shè)置有加強(qiáng)板91。當(dāng)加強(qiáng)板91設(shè)置在模塊基板9的邊緣位置處時(shí)，可將加強(qiáng)板91設(shè)置成與其所在位置處的模塊基板9的側(cè)邊相同的板狀結(jié)構(gòu)。當(dāng)加強(qiáng)板91設(shè)置在模塊基板9的頂角位置處時(shí)，可將加強(qiáng)板91設(shè)置成兩塊板相互垂直的形狀，以貼合在模塊基板9的頂角位置內(nèi)側(cè)。設(shè)置加強(qiáng)板91可以提高模塊基板9的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，可進(jìn)一步滿足吊裝要求。在本實(shí)施例中，模塊基板9與電容托板4采用相同的材料制成。

結(jié)合參考圖4和圖5，疊層母排1包括依次層疊設(shè)置的正極板11、絕緣板13和負(fù)極板12。

可選地，參考圖4，疊層母排1的正極輸出端111設(shè)置在正極板11的第一側(cè)邊并通過第一連接部112與正極板11相連接，第一連接部112在正極板11的第二側(cè)邊與正極板11相連接，正極板11的第二側(cè)邊與正極板11的第一側(cè)邊相鄰；正極板11上設(shè)有多個用于連接電容模塊2或者IGBT模塊3的第一安裝孔，正極板11在第一連接部112和部分第一安裝孔之間設(shè)有第一導(dǎo)流槽113。

疊層母排1的負(fù)極輸出端121設(shè)置在負(fù)極板12的第一側(cè)邊并通過第二連接部122與負(fù)極板12相連接，第二連接部122在負(fù)極板12的第二側(cè)邊與負(fù)極板12相連接，負(fù)極板12的第二側(cè)邊與負(fù)極板12的第一側(cè)邊相鄰；負(fù)極板12上設(shè)有多個用于連接電容模塊2或者IGBT模塊3的第二安裝孔，負(fù)極板12在第二連接部122和部分第二安裝孔之間設(shè)有第二導(dǎo)流槽123。

在本實(shí)施例提供的功率單元中，由于直流輸出端(即正極輸出端111和負(fù)極輸出端121)與交流輸出端(即交流側(cè)銅排5)位于功率單元相鄰的兩個側(cè)邊，因此需要設(shè)置相應(yīng)的均流結(jié)構(gòu)以使得電流能夠均勻地流經(jīng)疊層母排上的電容模塊2。因此，設(shè)置第一導(dǎo)流槽113可使得正極板11上此處的電阻無限大，使得電流可以流經(jīng)第一連接部112與正極板11的連接處，再流至正極輸出端111。這樣一來，電流就可均勻地流經(jīng)設(shè)置在正極板11上的電容模塊2，使得電容模塊2能夠起到對電流過濾、調(diào)整的目的。

在一些替代性實(shí)施例中，如果直流輸出端(即正極輸出端111和負(fù)極輸出端121)與交流輸出端(即交流側(cè)銅排5)位于功率單元的相對的兩個側(cè)邊，則不需要設(shè)置相應(yīng)的導(dǎo)流結(jié)構(gòu)。

可選地，參考圖7，功率單元還包括交流側(cè)銅排5、電流傳感器6和支撐件7，交流側(cè)銅排5與電流傳感器6電連接，支撐件7分別抵接在電流傳感器6和交流側(cè)銅排5的接線端上并用以支撐電流傳感器6。

電流傳感器6用以檢測交流側(cè)銅排5上的電流信息，并能將檢測感受到的信息，按一定規(guī)律變換成為符合一定標(biāo)準(zhǔn)需要的電信號或其他所需形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制等要求。

具體地，參考圖7，在優(yōu)選的實(shí)施方式中，在電流傳感器6和交流側(cè)銅排5的接線端之間還設(shè)置有支撐件7，設(shè)置支撐件7可以有效地防止電流傳感器6發(fā)生傾斜。

具體地，結(jié)合參考圖7和圖8，在本實(shí)施方式中，支撐件7包括第一支撐段71和第二支撐段72，第一支撐段71和第二支撐段72相互垂直地設(shè)置，即，支撐件7大致呈T形結(jié)構(gòu)。第一支撐段71的底面抵接在電流傳感器6的頂部，第一支撐段的側(cè)面抵接在交流側(cè)銅排5的接線端上，第二支撐段通過電流傳感器6的側(cè)面與電流傳感器6連接，具體地可通過螺釘?shù)冗B接件安裝在電流傳感器6上。支撐件7可由金屬材料或者具有一定結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的塑料材料等制成。

實(shí)施例二

本實(shí)用新型實(shí)施例二提供一種功率柜，包括實(shí)施例一中的功率單元。

本實(shí)用新型實(shí)施例二提供的功率柜，通過在其內(nèi)部設(shè)置如實(shí)施例一中的功率單元，由于功率單元的外形尺寸較小，因此可以有效地節(jié)省功率柜中安裝功率單元的位置，同時(shí)還保證了功率柜的使用壽命。

本實(shí)用新型具有如下有益效果：

本實(shí)用新型實(shí)施例一提供的功率單元通過將電容模塊與電容托板彈性連接，可有效地解決由于電容模塊安裝高度的誤差所造成的電容模塊與疊層母排的連接端應(yīng)力不均的問題，保證了電容模塊與疊層母排之間電連接的連接穩(wěn)定性，進(jìn)而提高了功率單元的使用壽命。通過在疊層母排上設(shè)置導(dǎo)流槽還起到了均流的作用。通過改變電容模塊與IGBT模塊的相對位置還縮小了功率單元的外形尺寸和體積，實(shí)現(xiàn)了提高功率密度的目的。

本實(shí)用新型實(shí)施例二提供的功率柜，通過在其內(nèi)部設(shè)置如實(shí)施例一中的功率單元，由于功率單元的外形尺寸較小，因此可以有效地節(jié)省功率柜中安裝功率單元的位置，同時(shí)還保證了功率柜的使用壽命。

以上所述，僅為本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)以所述權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。