三聯(lián)對(duì)稱三電平igct相模塊的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電力電子技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種三聯(lián)對(duì)稱三電平IGCT (IntegratedGate Commutated Thyrisitor，集成門極換流晶閘管)相模塊。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著半導(dǎo)體器件的迅速發(fā)展，以絕緣柵雙極晶體管(IGBT)、功率金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管(Power M0SFET)、集成門極換流晶閘管(IGCT)為代表的大功率全控器件得到急速發(fā)展。
[0003]集成門極換流晶閘管(IGCT)是一種高效率、可靠性高的電力半導(dǎo)體器件，它由門極關(guān)斷晶閘管(GT0，Gate Turn-off Thyrisitor)發(fā)展而來。IGCT在開通時(shí)是一個(gè)門極可關(guān)斷晶閘管(GT0)，而在關(guān)斷時(shí)是一個(gè)晶體管，兼具晶體管開關(guān)速度快、開關(guān)損耗低和晶閘管導(dǎo)通損耗低、阻斷電壓高、輸出電流大的特點(diǎn)，所以它集絕緣柵雙極晶體管(IGBT)的高速開關(guān)特性和GT0的高阻斷電壓及低導(dǎo)通損耗特性于一體。
[0004]中性點(diǎn)鉗位(NPC，Electro-magnetic Interference)三電平電路是目前最為成熟的三電平電路，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用功率器件少、技術(shù)成熟可靠的優(yōu)點(diǎn)，無需通過串聯(lián)器件即可實(shí)現(xiàn)變頻器的高壓大功率輸出，由于集成門極換流晶閘管(IGCT)兼具開關(guān)速度快、損耗低、阻斷電壓高、輸出電流大等優(yōu)點(diǎn)，將IGCT應(yīng)用到該三電平電路的功率相模塊中則會(huì)具有超大功率的輸出能力。完整的三電平IGCT相模塊可以包括IGCT、續(xù)流二極管、箝位二極管、吸收回路及散熱組件等。但由于IGCT對(duì)電路連接中雜散電感的分布要求較為苛刻，需要有效、巧妙的布置各器件，一方面是保證必須的電氣性能，另一方面盡可能降低回路的雜散電感，同時(shí)充分考慮到半導(dǎo)體元件的壓裝、器件散熱、工程維護(hù)等各方面問題，以上種種問題都是IGCT相模塊設(shè)計(jì)時(shí)所必須考慮的。相模塊是IGCT器件應(yīng)用的集成，也是相模塊設(shè)計(jì)的核心部件，所以設(shè)計(jì)一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、雜散電感小、便于維護(hù)、成熟可靠的IGCT相模塊具有重要意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提供一種三聯(lián)對(duì)稱三電平IGCT相模塊，集成度高、雜散電感小、壓裝力控制精準(zhǔn)、壓裝均勻性好、維護(hù)方便，能充分發(fā)揮出IGCT器件的潛在能力，大大提升了相模塊的輸出能力。
[0006]所述技術(shù)方案如下:
[0007]本發(fā)明實(shí)施例提供了一種三聯(lián)對(duì)稱三電平IGCT相模塊，其包括多個(gè)功率組件、壓裝裝置和散熱組件，多個(gè)功率組件，包括四個(gè)IGCT，四個(gè)續(xù)流二極管，兩個(gè)中點(diǎn)箝位二極管，兩個(gè)吸收二極管，兩組箝位吸收電容，所述功率組件中的四個(gè)IGCT構(gòu)成第一功率串，四個(gè)續(xù)流二極管構(gòu)成第二功率串，兩個(gè)吸收二極管和兩個(gè)中點(diǎn)箝位二極管構(gòu)成第三功率串；散熱組件，包括支撐管和固定在所述第一功率串、第二功率串、及第三功率串上的散熱器，所述散熱器用于將所述功率組件產(chǎn)生的熱量散發(fā)出去；壓裝裝置，包括上壓板和下壓板，所述壓裝裝置用于將所述第一功率串、第二功率串、及第三功率串壓裝在以所述上壓板、所述支撐管和所述下壓板組成的框架內(nèi)，所述第二功率串和第三功率串以經(jīng)過第一功率串的縱向線對(duì)稱。
[0008]在本發(fā)明較佳的實(shí)施例中，所述壓裝裝置還包括導(dǎo)柱、調(diào)節(jié)螺母、簧板、彈性件、螺栓、壓力傳遞塊；所述導(dǎo)柱能夠相對(duì)于所述上壓板移動(dòng)以影響所述彈性件的形變量，所述導(dǎo)柱具有凹孔，所述凹孔在內(nèi)壁上具有螺紋結(jié)構(gòu)，所述螺栓嚙合到所述導(dǎo)柱的凹孔中的螺紋結(jié)構(gòu)，緊固螺母將所述支撐管和所述上壓板、下壓板牢固地固定在一起，所述彈性件設(shè)置于所述簧板和所述導(dǎo)柱之間，利用自身形變量傳遞壓裝力到所述功率組件，所述壓力傳遞塊用于在所述導(dǎo)柱和所要壓裝的所述功率組件之間進(jìn)行壓裝力的均勻傳遞。
[0009]在本發(fā)明較佳的實(shí)施例中，所述上壓板和下壓板為鋁合金材料制成，所述彈性件為碟形彈簧。
[0010]在本發(fā)明較佳的實(shí)施例中，所述壓力傳遞塊的圓錐部的錐角成90度。
[0011]在本發(fā)明較佳的實(shí)施例中，所述壓裝裝置還包括加強(qiáng)板，設(shè)置在所述上壓板和下壓板的外側(cè)，以增強(qiáng)所述上壓板和下壓板的強(qiáng)度。
[0012]在本發(fā)明較佳的實(shí)施例中，所述導(dǎo)柱的凹槽的底部在壓裝力達(dá)到時(shí)不超過所述上壓板的表面。
[0013]在本發(fā)明較佳的實(shí)施例中，所述導(dǎo)柱在遠(yuǎn)離所述上壓板的一端具有向外凸出的凸緣，所述彈性件的一端與凸緣接觸，另一端與所述簧板相接觸。
[0014]在本發(fā)明較佳的實(shí)施例中，所述導(dǎo)柱上端外側(cè)設(shè)置螺紋，所述調(diào)節(jié)螺母的螺紋與所述導(dǎo)柱的螺紋相嚙合。
[0015]在本發(fā)明較佳的實(shí)施例中，所述導(dǎo)柱上端外側(cè)設(shè)置的螺紋及所述調(diào)節(jié)螺母的螺紋均采用細(xì)牙螺紋。
[0016]在本發(fā)明較佳的實(shí)施例中，所述支撐管為四根，所述散熱組件還包括固定在2根支撐管上的進(jìn)水管、固定在另2根支撐管上的出水管、與4根支撐管相連的匯流管、連接件，每根支撐管的左右兩端設(shè)置有螺紋，其中一端的螺紋用于與緊固螺母緊固連接，另一端的螺紋用于與所述進(jìn)水管或所述出水管連接，每根支撐管上設(shè)置有多個(gè)與所述連接件連接的水接口，所述散熱器上也開設(shè)有用于連接所述連接件的水接口，所述匯流管通過所述連接件將所述散熱器的水接口和所述支撐管的水接口進(jìn)行連接。
[0017]在本發(fā)明較佳的實(shí)施例中，所述匯流管進(jìn)行折彎并通過連接件將所述散熱器和所述支撐管在相模塊后部進(jìn)行錯(cuò)位連接。
[0018]在本發(fā)明較佳的實(shí)施例中，所述支撐管和所述下壓板配合處設(shè)置有定位件。
[0019]在本發(fā)明較佳的實(shí)施例中，所述壓裝裝置通過螺紋補(bǔ)償方式對(duì)三串功率串進(jìn)行壓裝，壓裝時(shí)通過所述螺栓向所要壓裝的功率串施加壓力，所述彈性件在壓力作用下開始?jí)嚎s變形，同時(shí)所述導(dǎo)柱開始上升，當(dāng)導(dǎo)柱上升距離達(dá)到了壓裝力對(duì)應(yīng)的所需距離就停止旋緊螺栓，壓裝力對(duì)應(yīng)的所需距離通過檢測(cè)裝置進(jìn)行檢測(cè)。
[0020]在本發(fā)明較佳的實(shí)施例中，所述壓裝裝置需要重新壓裝功率串時(shí)，先將卡簧放入導(dǎo)柱和上壓板之間，然后將調(diào)節(jié)螺母往下旋，使其貼著卡簧，同時(shí)在卡簧和調(diào)節(jié)螺母之間作一個(gè)防松標(biāo)記，然后將螺栓旋出來，然后再旋進(jìn)去，當(dāng)旋到卡簧可以抽出來就停止旋動(dòng)螺栓，這時(shí)的壓裝力和重新壓裝之前是一致的。
[0021]在本發(fā)明較佳的實(shí)施例中，三串功率串可以通過壓裝機(jī)進(jìn)行壓裝，壓裝時(shí)先將導(dǎo)柱、上壓板、簧板、碟形彈簧通過壓裝機(jī)進(jìn)行預(yù)壓裝，壓裝力通過壓裝機(jī)來調(diào)節(jié)以滿足要求，然后將卡簧放入導(dǎo)柱和上壓板之間，然后將調(diào)節(jié)螺母往下旋，使其貼著卡簧，再釋放壓裝機(jī)壓力，然后將壓裝裝置通過螺栓壓裝到功率串上。
[0022]本發(fā)明實(shí)施例提供的技術(shù)方案帶來的有益效果是:
[0023]通過將功率組件分為三串，對(duì)稱的分布在上下壓板之間，使得整個(gè)相模塊的電氣連接更加簡(jiǎn)潔、減小了相模塊內(nèi)部環(huán)流回路的雜散電感，充分發(fā)揮了 IGCT器件本身的能力。并且采用螺紋補(bǔ)償?shù)姆绞教岣吡嗣看β蚀蠅貉b力的精準(zhǔn)度和均勻性，保證了功率組件工作的可靠性，同時(shí)降低了零部件的加工精度，此外，還將支撐管兼作支撐和散熱作用，同時(shí)合理布局散熱支路，充分運(yùn)用了模塊的空間，使得模塊更加緊湊。同時(shí)三串式設(shè)計(jì)可以針對(duì)有問題的功率串單獨(dú)進(jìn)行操作，無需解壓其它兩個(gè)功率串，使得相模塊便于工程化應(yīng)用，使得相模塊的維護(hù)、檢修更加方便。
[0024]上述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了