[0044]本實(shí)用新型實(shí)施例提供的功率模塊，包括第一基礎(chǔ)功率單元、第二基礎(chǔ)功率單元、控制裝置和電能傳輸裝置。
[0045]如圖1所示，每個(gè)基礎(chǔ)功率單元分別包括:電容1、散熱器2和兩個(gè)IGBT3，每個(gè)基礎(chǔ)功率單元中的兩個(gè)IGBT3串聯(lián)連接。
[0046]兩個(gè)基礎(chǔ)功率單元的IGBT3可以串聯(lián)連接(如圖2所示)，也可以并聯(lián)連接(如圖3所示)。即第一基礎(chǔ)功率單元內(nèi)的兩個(gè)IGBT3與第二基礎(chǔ)功率單元內(nèi)的兩個(gè)IGBT3串聯(lián)連接，或者，第一基礎(chǔ)功率單元內(nèi)的兩個(gè)IGBT3與第二基礎(chǔ)功率單元內(nèi)的兩個(gè)IGBT3并聯(lián)連接。控制裝置能夠控制所述IGBT3開啟或關(guān)閉，電能傳輸裝置能夠?qū)⑺鯥GBT的電能傳輸給基礎(chǔ)功率單元內(nèi)的電容I。其中，控制裝置可以為控制單板，電能傳輸裝置可以為疊層母排，在后續(xù)描述中，以控制單板和疊層母排為例進(jìn)行說(shuō)明。
[0047]具體的，電容I設(shè)置于底板上，底板上還設(shè)置有散熱器支架，散熱器容置于散熱器支架與底板形成的容置空間內(nèi)，IGBT3設(shè)置于散熱器支架的頂端。
[0048]通過(guò)將兩個(gè)基礎(chǔ)功率單元并聯(lián)連接或串聯(lián)連接整合在一個(gè)功率模塊內(nèi)，在相同的整機(jī)容量下，可以節(jié)省二分之一的功率模塊，不但能夠減少功率柜的尺寸和體積，從而可以兼顧整機(jī)容量和整機(jī)尺寸，提高整機(jī)的功率密度，而且能夠降低功率模塊安裝、維護(hù)的工作量。
[0049]為了合理布局功率模塊內(nèi)各個(gè)部件，減小單個(gè)功率模塊的體積，本實(shí)用新型的功率模塊內(nèi)部的各個(gè)部件呈三層分布，其中，底層包括電容I和散熱器2，中間層包括所述IGBT3和電能傳輸裝置，上層包括控制裝置，電能傳輸裝置分別連接所述IGBT3和底層的電容1，所述IGBT3連接上層的控制裝置。功率模塊內(nèi)部的三層布局有利于減小功率模塊的整體尺寸，便于功率模塊線纜連接。
[0050]現(xiàn)有的功率模塊與功率柜之間的安裝方式通常是:先將各個(gè)功率模塊放置到每相功率柜的柜體內(nèi)的預(yù)定位置后，再利用安裝銅排將各個(gè)功率模塊的前部或后部串聯(lián)連接起來(lái)。然而，采用這種安裝方式，將各個(gè)功率模塊放置在每相功率柜上的預(yù)定位置之后，需要采用額外的部件(即安裝銅排)，進(jìn)行串聯(lián)連接的操作以連接各個(gè)功率模塊，功率模塊的安裝、維護(hù)較為復(fù)雜，耗費(fèi)工時(shí)，裝配效率較低。因此，本實(shí)用新型改進(jìn)了功率模塊與功率柜之間的連接方式，通過(guò)將功率模塊與功率柜插接，簡(jiǎn)化了功率柜的安裝和維護(hù)操作，省時(shí)省力，提高了功率模塊的安裝效率。
[0051]具體的，參見圖2和圖3，所述功率模塊還包括第一對(duì)插銅排81和第二對(duì)插銅排82，第一對(duì)插銅排81和第二對(duì)插銅排82位于功率模塊的中間層，第一對(duì)插銅排81和第二對(duì)插銅排82分別作為功率模塊的輸入端和輸出端，能夠與功率柜電連接。第一對(duì)插銅排81設(shè)置于第一基礎(chǔ)功率單元4上，并與第一基礎(chǔ)功率單元4內(nèi)的IGBT3的一端相連接，第二對(duì)插銅排82設(shè)置于第二基礎(chǔ)功率單元5上，并與第二基礎(chǔ)功率單元5內(nèi)的IGBT3的一端相連接。
[0052]第一對(duì)插銅排81與第一基礎(chǔ)功率單元4內(nèi)的IGBT3和電容I呈直線分布，第二對(duì)插銅排82與第二基礎(chǔ)功率單元5內(nèi)的IGBT3和電容I呈直線分布。
[0053]在現(xiàn)有的功率模塊內(nèi)部，IGBT設(shè)置在對(duì)插銅排的一側(cè)，對(duì)插銅排、IGBT,電容呈折彎狀分布，電流從對(duì)插銅排進(jìn)入功率模塊，在功率模塊內(nèi)部需要經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)的路徑才能到達(dá)電容，容易產(chǎn)生雜生電感。
[0054]本實(shí)用新型通過(guò)將對(duì)插銅排、IGBT和電容直線排列，使得電流在功率模塊內(nèi)部的路徑最短(電流路徑為直線)，可以有效減少雜生電感的產(chǎn)生，并優(yōu)化功率模塊內(nèi)部各部件的分布，使得各部件布局更緊湊。
[0055]為了清楚說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)方案，以下分別結(jié)合附圖2和附圖3-4，對(duì)兩個(gè)基礎(chǔ)功率單元的IGBT串聯(lián)連接的功率模塊和兩個(gè)基礎(chǔ)功率單元的IGBT并聯(lián)連接的功率模塊的內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0056]以下結(jié)合圖2，對(duì)兩個(gè)基礎(chǔ)功率單元的IGBT串聯(lián)連接的功率模塊的內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0057]如圖2所示，兩個(gè)基礎(chǔ)功率單元的IGBT串聯(lián)連接的功率模塊包括:第一基礎(chǔ)功率單元4、第二基礎(chǔ)功率單元5、控制單板6和電能傳輸裝置，每個(gè)基礎(chǔ)功率單元分別包括:電容1、散熱器2和兩個(gè)IGBT3，每個(gè)基礎(chǔ)功率單元中的兩個(gè)IGBT3串聯(lián)連接。所述兩個(gè)基礎(chǔ)功率單元的IGBT串聯(lián)連接的功率模塊還包括串聯(lián)銅排7，串聯(lián)銅排7的兩端分別與第一基礎(chǔ)功率單元4內(nèi)的一個(gè)IGBT3和第二基礎(chǔ)功率單元5內(nèi)的一個(gè)IGBT3相連。為了簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，串聯(lián)銅排7的兩端分別連接第一基礎(chǔ)功率單元4內(nèi)側(cè)的一個(gè)IGBT3和第二基礎(chǔ)功率單元5內(nèi)側(cè)的一個(gè)IGBT3 ο兩個(gè)結(jié)構(gòu)相同的基礎(chǔ)功率單元通過(guò)鏡像布局，并通過(guò)串聯(lián)銅排7連接功率模塊中間的兩個(gè)IGBT3，實(shí)現(xiàn)兩個(gè)基礎(chǔ)功率單元的IGBT3串聯(lián)連接(即兩個(gè)基礎(chǔ)功率單元的串聯(lián)連接)。
[0058]電容I和散熱器2位于功率模塊的底層，電能傳輸裝置和四個(gè)IGBT3位于功率模塊的中間層，控制單板6位于功率模塊的上層。
[0059]所述兩個(gè)基礎(chǔ)功率單元的IGBT串聯(lián)連接的功率模塊還包括第一對(duì)插銅排81和第二對(duì)插銅排82，第一對(duì)插銅排81和第二對(duì)插銅排82位于功率模塊的中間層。第一對(duì)插銅排81與第一基礎(chǔ)功率單元內(nèi)未連接串聯(lián)銅排7的IGBT3相連接，即第一對(duì)插銅排81與臨近第一基礎(chǔ)功率單元4外側(cè)的IGBT3相連接。第二對(duì)插銅排82與第二基礎(chǔ)功率單元5內(nèi)未連接串聯(lián)銅排7的IGBT3相連接，即第二對(duì)插銅排82與臨近第二基礎(chǔ)功率單元5外側(cè)的IGBT3相連接。
[0060]兩個(gè)基礎(chǔ)功率單元的IGBT串聯(lián)連接的功率模塊中，所述電能傳輸裝置包括兩個(gè)串聯(lián)疊層母排9，每個(gè)串聯(lián)疊層母排9呈L狀，分別固設(shè)于每個(gè)基礎(chǔ)功率單元內(nèi)的電容I的頂端，并與本基礎(chǔ)功率單元內(nèi)的IGBT3連接，能夠?qū)⒈净A(chǔ)功率單元內(nèi)IGBT3的電能傳輸給本基礎(chǔ)功率單元內(nèi)的電容I。即第一基礎(chǔ)功率單元4內(nèi)的串聯(lián)疊層母排9設(shè)置于第一基礎(chǔ)功率單元4內(nèi)的電容I的頂端，并與第一基礎(chǔ)功率單元4內(nèi)的兩個(gè)IGBT3連接，將第一基礎(chǔ)功率單元4內(nèi)的電能傳輸給第一基礎(chǔ)功率單元4內(nèi)的電容I。同理，第二基礎(chǔ)功率單元5內(nèi)的串聯(lián)疊層母排9設(shè)置于第二基礎(chǔ)功率單元5內(nèi)的電容I的頂端，并與第二基礎(chǔ)功率單元5內(nèi)的兩個(gè)IGBT3連接，將第二基礎(chǔ)功率單元5內(nèi)的電能傳輸給第二基礎(chǔ)功率單元5內(nèi)的電容I。
[0061]利用呈L狀的串聯(lián)疊層母排9連接電容I與IGBT3，可以彌補(bǔ)IGBT3與電容之間的高度差，并將功率模塊的尺寸最小化。
[0062]兩個(gè)基礎(chǔ)功率單元的IGBT串聯(lián)連接的功率模塊中，控制裝置包括至少兩個(gè)控制單板6，每個(gè)基礎(chǔ)功率單元內(nèi)包括至少一個(gè)控制單板6，每個(gè)基礎(chǔ)功率單元內(nèi)的控制單板6能夠控制本基礎(chǔ)功率單兀內(nèi)的IGBT開啟或關(guān)閉。如圖2所不，在本實(shí)用新型實(shí)施例中，每個(gè)基礎(chǔ)功率單元中包括兩個(gè)控制單板6，第一基礎(chǔ)功率單元4內(nèi)的兩個(gè)控制單板6能夠控制第一基礎(chǔ)功率單元4內(nèi)的兩個(gè)IGBT3開啟或關(guān)閉，第二基礎(chǔ)功率單元5內(nèi)的兩個(gè)控制單板6能夠控制第二基礎(chǔ)功率單元5內(nèi)的兩個(gè)IGBT3開啟或關(guān)閉。
[0063]進(jìn)一步的，兩個(gè)基礎(chǔ)功率單元的IGBT串聯(lián)連接的功率模塊中，每個(gè)基礎(chǔ)功率單元還包括電源10和PCB (Printed Circuit Board，印制電路板)托盤11，電源10和PCB托盤11位于功率模塊的上層?？刂茊伟?和電源10在PCB托盤11上成直線布置，從功率模塊的前方看，控制單板6位于電源10之前，有利于控制單板6和電源10的走線，簡(jiǎn)化線纜布局。本基礎(chǔ)功率單元內(nèi)的電源10和控制單板6設(shè)置于本基礎(chǔ)功率單元內(nèi)的PCB托盤11上，即第一基礎(chǔ)功率單元4內(nèi)的電源10和兩個(gè)控制單板6設(shè)置于第一基礎(chǔ)功率單元4內(nèi)的PCB托盤11上，第二基礎(chǔ)功率單元5內(nèi)的電源10和兩個(gè)控制單板6設(shè)置于第二基礎(chǔ)功率單元5內(nèi)的PCB托盤11上。