專利名稱：采用功率開關模塊器件的大功率逆變器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及大功率逆變器，屬電力電子技術領域。
目前國內(nèi)采用大功率模塊(IGBT、MOSFET、MCT等)作為開關器件組成的逆變器一般僅在100千瓦以下。功率再提高的困難在于(1)由于大功率模塊是可控開關的功率器件，開關時間一般在600ns以下，當功率器件強迫關斷時，在主電路回路中由于分布電感的儲能而引起浪涌電壓加在模塊上，在小電流下關斷，浪涌電壓低，模塊是安全的，但當逆變電流增加后，功率模塊在大電流下強迫關斷時，主電路中分布電感的儲能而引起的浪涌電壓可能超過模塊的最高耐壓而擊穿模塊，造成功率模塊的永久損壞。因此在理論上希望大功率逆變器采用低分布電感的主電路結(jié)構。采用目前常規(guī)技術，主電路的布線在一個平面上，但是大功率模塊體積較大，并且由于主電路電流在幾百安到幾千安，主電路的導電銅排的截面積大，因而不可能做到低分布電感的布線。
(2)目前國內(nèi)市場上最大功率模塊的額定電流為600A，要制造大輸出功率的逆變器，必須采用多個模塊并聯(lián)，采用常規(guī)并聯(lián)方法，由于模塊的靜態(tài)和動態(tài)阻抗的不平衡，最多只能并聯(lián)4只模塊，超過后會由于通過電流不均衡而容易損壞。因此不可能將輸出功率提高到數(shù)千千瓦。
本實用新型的目的是提供一種采用功率開關模塊的大功率逆變器本實用新型大功率逆變器的具體結(jié)構是采用“夾層餅干式”多層立體主電路結(jié)構，即將由2-8個功率模塊(IGBT、MOSFET、MCT等)用多層導電板進行連接(具體連接法見圖1)做成一個功率模塊組，再將功率模塊組進行樹枝狀并聯(lián)，即將多個功率模塊組并聯(lián)成一級模塊組，再將多個一級模塊組并聯(lián)成二級模塊，再將多個二級模塊組并聯(lián)成三級模塊組，以后依此類推，可按輸出功率的大小決定模塊組的級數(shù)。
說明附圖如下圖1為“夾層餅干”式多層立體主電路結(jié)構示意圖。
圖2為模塊組的樹枝狀并聯(lián)結(jié)構示意圖。
結(jié)合

實施例如下圖1為“夾層餅干”式多層立體主電路結(jié)構示意圖，其中1，2為功率模塊，3，4，5為導電板，6，7為絕緣板，其具體接法是將逆變器的兩個功率模塊的源圾(C1、C2)和漏極(E1、E2)按主電路接線要求連接在不同的導電板上，其中C1接在正電源板(3)上，E1、C2連接在逆變輸出板(4)上，E2接在負電源板(5)上。三塊導電板彼此用絕緣板(6，7)隔離并疊緊，絕緣板的厚度在保證絕緣質(zhì)量的條件下越薄越好，以獲得較大的分布電容，有利于浪涌電壓尖峰的吸收。正負極導電板(3，5)(C1和E2連接的導電板)之間就近與電介電容器相連接。
圖2為模塊組的樹枝狀并聯(lián)結(jié)構示意圖。其連接方法是先將多個功率模塊組并聯(lián)成一級模塊組，然后多個一級模塊組并聯(lián)成二級模塊組，再用多個二級模塊組并聯(lián)成三級模塊組，以后依次類推，這叫做樹枝狀并聯(lián)結(jié)構。
采用本實用新型“夾層餅干”式多層立體主電路結(jié)構及模塊組樹枝狀并聯(lián)結(jié)構的逆變器可以(1)減少在功率模塊關斷時所產(chǎn)生的浪涌電壓，在數(shù)千安培電流情況下關斷時，其浪涌電壓可控制在功率模塊安全范圍之內(nèi)(對于600伏直流輸入電壓，用1200伏耐壓的功率管)。
(2)使用在650千伏安的IGBT逆變器上，采用了總共12只額定電流300A的IGBT模塊并聯(lián)，其安全工作電流可這3000A。
權利要求1.一種采用功率開關模塊器件的大功率逆變器，其特征是采用“夾層餅干”式多層立體主電路結(jié)構，即將由2-8個功率模塊用多層導電板進行連接做成一個功率模塊組，再將功率模塊組進行樹枝狀并聯(lián)，即將多個功率模塊組并聯(lián)成一級模塊組，再由多個一級模塊組并聯(lián)成二級模塊組，再將多個二級模塊組并聯(lián)成三級模塊組，以后依此類推，可按輸出功率的大小決定模塊組的級數(shù)。
專利摘要一種采用功率開關模塊器件的大功率逆變器,屬電力電子技術領域。本逆變器是采用“夾層餅干”式立體主電路結(jié)構及模塊組的樹枝狀并聯(lián)結(jié)構,即將由2—8個功率模塊用多層導電板進行連接做成一個功率模塊組,再將功率模塊組進行樹枝狀并聯(lián),即將多個功率模塊組并聯(lián)成一級模塊組,再將多個一級模塊組并聯(lián)成二級模塊組,再將多個二級模塊組并聯(lián)成三級模塊組,以后依此類推可按輸出功率的大小決定模塊組的級數(shù)。采用本實用新型“夾層餅干”式多層立體主電路結(jié)構及模塊組的樹枝狀并聯(lián)結(jié)構制造的大功率逆變器,可以達到數(shù)千千瓦的功率輸出。
文檔編號H02M7/44GK2293154SQ96211740
公開日1998年9月30日 申請日期1996年5月24日 優(yōu)先權日1996年5月24日
發(fā)明者施克仁, 郭寓岷, 孫滌清 申請人:清華大學, 冶金工業(yè)部建筑研究總院