一端相鄰，V相全橋模塊的冷板卻I靠近直流母線負極銅排7的一端與W相全橋模塊的冷板卻I靠近直流母線正極銅排6的一端相鄰，如圖5所示。
[0051]當(dāng)然，V相全橋模塊和W相全橋模塊位置交換也可以，即U相全橋模塊的冷卻板靠近直流母線負極銅排的一端與W相全橋模塊的冷板卻靠近直流母線正極銅排的一端相鄰，U相全橋模塊的冷卻板靠近直流母線正極銅排的一端與V相全橋模塊的冷板卻靠近直流母線負極銅排的一端相鄰，W相全橋模塊的冷板卻靠近直流母線負極銅排的一端與V相全橋模塊的冷板卻靠近直流母線正極銅排的一端相鄰。
[0052]在本實施例中，如圖5、圖7所示，三個單相全橋模塊的冷卻板I圍成的內(nèi)腔截面為六邊形，當(dāng)然，三個冷卻板還可以為平面型，靠攏后形成截面為三角形的內(nèi)腔，或者將圖3中的冷卻板彎折段變成弧形，靠攏后形成截面為圓形或帶圓角的三角形的內(nèi)腔，等等，只要是形成一內(nèi)腔供DC-Link電容裝入即可。
[0053]其中，DC-Link電容9的兩端分別具有一銅排，一端的正極銅排形成有三個正極引腳，另一端的負極銅排形成有三個負極引腳。
[0054]上述緊湊型逆變器的制造方法，包括以下步驟:
[0055]步驟1，根據(jù)逆變器的功率要求選擇一定數(shù)量的IGBT芯片數(shù)量，在本實施例中，如圖5所示，上半橋和下半橋均由四個IGBT芯片組成，電流能力可達500A，按照圖1的逆變器電路原理圖所示，方框內(nèi)為IGBT上半橋，因此該逆變器共需要24個IGBT芯片；
[0056]步驟2，根據(jù)圖1的逆變器電路圖將所有的IGBT芯片通過錫焊的方式分別固定在對應(yīng)的銅排上，如圖6所示，四個上半橋IGBT芯片21固定在直流母線正極銅排6上，四個下半橋IGBT芯片22固定在U相相線銅排3上；
[0057]步驟3，通過電阻焊或者激光焊的方式將上半橋IGBT芯片21的發(fā)射極引腳與U相相線銅排3連接，并將下半橋IGBT芯片22的發(fā)射極引腳與直流母線負極銅排7連接，如圖6所示；
[0058]步驟4，利用攪拌摩擦焊在冷卻板I上加工冷卻流道；
[0059]步驟5，將直流母線正極銅排6、直流母線負極銅排7和U相相線銅排3通過螺釘固定到冷卻板I上，三個銅排與冷卻板I之間布置導(dǎo)熱絕緣墊片進行絕緣并傳導(dǎo)熱量；
[0060]步驟6，將驅(qū)動控制板10固定在上半橋IGBT芯片21和下半橋IGBT芯片22上，并將所有IGBT芯片的其它極均與驅(qū)動控制板10連接，這樣就完成了 U相全橋模塊的組裝；
[0061]步驟7，按照步驟2至步驟6分別組裝V相全橋模塊和W相全橋模塊；
[0062]步驟8,在DC-Link電容9的一端安裝帶三個正極引腳的正極銅排,在另一端安裝帶三個負極引腳的負極銅排；
[0063]步驟9，將三個單相全橋模塊通過螺釘固定并圍成一個內(nèi)腔，并把DC-Link電容裝入內(nèi)腔中，并通過灌膠的方式固定DC-Link電容9 ；
[0064]步驟10，將DC-Link電容9的一個正極引腳與U相全橋模塊的直流母線正極銅排6連接，再一個正極引腳與V相全橋模塊的直流母線正極銅排6連接，最后一個正極引腳與W相全橋模塊的直流母線正極銅排6連接，一個負極引腳與U相全橋模塊的直流母線負極銅排7連接，再一個負極引腳與V相全橋模塊的直流母線負極銅排7連接，最后一個負極引腳與W相全橋模塊的直流母線負極銅排7連接，如圖7所示。
[0065]本發(fā)明從三維方向布置三個單相全橋模塊，充分利用了空間，減小了逆變器的體積；三個單相全橋模塊(包括IGBT芯片、各銅排和水冷板)圍成一圈形成內(nèi)腔，DC-Link電容設(shè)于中間的內(nèi)腔中，這樣降低了電容器的工作環(huán)境溫度，電容器的容量需求可以減小為原來的3/5，大大降低了產(chǎn)品體積和成本，而且從IGBT到電容器電流回路路徑變短，減小了逆變器模塊的寄生電感。
[0066]此外，本發(fā)明對IGBT芯片的要求較低，可以直接采用目前常見的標(biāo)準(zhǔn)封裝的IGBT芯片進行組合，提高了可擴展性，同時不同的逆變器只需要根據(jù)功率要求增加或者減少IGBT芯片的數(shù)量即可，不需要像傳統(tǒng)IGBT模塊那樣更改或定制特殊結(jié)構(gòu)或形狀的IGBT芯片。同時，針對每相全橋模塊單獨設(shè)計冷卻板，使得冷卻板的尺寸減小為原來的1/3，并將冷卻板與IGBT設(shè)計成一體組件，三相采用完全相同的組件進行裝配，減少了冷卻板的成本。而且，IGBT芯片通過銅排安裝到冷卻板上，銅排可以增大散熱面積及熱容，提高散熱能力；冷卻板在逆變器中所包圍的體積增加，降低了產(chǎn)品腔體內(nèi)的溫度，能夠提高電子器件的工作性能。
[0067]以上通過具體實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，該實施例僅僅是本發(fā)明的較佳實施例，其并非對本發(fā)明進行限制。在不脫離本發(fā)明原理的情況下，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下對各冷卻板的形狀、IGBT芯片的數(shù)量等方面通過任何修改、等同替換、改進等方式所獲得的所有其它實施例，均應(yīng)視為在本發(fā)明所保護的技術(shù)范疇內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種緊湊型逆變器，包括一個DC-Link電容和三個單相全橋模塊，所述三個單相全橋模塊分別為U相全橋模塊、V相全橋模塊和W相全橋模塊，其特征在于，所述三個單相全橋模塊圍成一個內(nèi)腔，所述DC-Link電容固定在該內(nèi)腔中，且DC-Link電容的正負極對應(yīng)地連接在三個單相全橋模塊上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的緊湊型逆變器，其特征在于，所述每個單相全橋模塊包括冷卻板、上半橋IGBT芯片、下半橋IGBT芯片、直流母線正極銅排、直流母線負極銅排、相線銅排、導(dǎo)熱絕緣墊片和驅(qū)動控制板；所述直流母線正極銅排、直流母線負極銅排和相線銅排固定在冷卻板上，三個銅排與冷卻板之間設(shè)有導(dǎo)熱絕緣墊片；所述上半橋IGBT芯片固定在直流母線正極銅排上，下半橋IGBT芯片固定在相線銅排上，上半橋IGBT芯片的發(fā)射極與相線銅排連接，下半橋IGBT芯片的發(fā)射極與直流母線負極銅排連接，上半橋IGBT芯片的其它極和下半橋IGBT芯片的其它極均與驅(qū)動控制板連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的緊湊型逆變器，其特征在于，所述DC-Link電容的一端具有三個正極引腳，另一端具有三個負極引腳，每個正極引腳與一個單相全橋模塊的直流母線正極銅排連接，每個負極引腳與一個單相全橋模塊的直流母線負極銅排連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的緊湊型逆變器，其特征在于，所述每個單相全橋模塊的相線銅排位于直流母線正極銅排和直流母線負極銅排之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的緊湊型逆變器，其特征在于，所述U相全橋模塊的冷卻板靠近直流母線負極銅排的一端與V相全橋模塊的冷卻板靠近直流母線正極銅排的一端相鄰，U相全橋模塊的冷卻板靠近直流母線正極銅排的一端與W相全橋模塊的冷板卻靠近直流母線負極銅排的一端相鄰，V相全橋模塊的冷板卻靠近直流母線負極銅排的一端與W相全橋模塊的冷板卻靠近直流母線正極銅排的一端相鄰。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的緊湊型逆變器，其特征在于，所述U相全橋模塊的冷卻板靠近直流母線負極銅排的一端與W相全橋模塊的冷板卻靠近直流母線正極銅排的一端相鄰，U相全橋模塊的冷卻板靠近直流母線正極銅排的一端與V相全橋模塊的冷板卻靠近直流母線負極銅排的一端相鄰，W相全橋模塊的冷板卻靠近直流母線負極銅排的一端與V相全橋模塊的冷板卻靠近直流母線正極銅排的一端相鄰。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的緊湊型逆變器，其特征在于，所述三個單相全橋模塊圍成的內(nèi)腔截面為六邊形或圓形或三角形或帶圓角的三角形。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的緊湊型逆變器，其特征在于，所述DC-Link電容的兩端分別具有一銅排，一端的銅排形成有三個正極引腳，另一端的銅排形成有三個負極引腳。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的緊湊型逆變器，其特征在于，所述驅(qū)動控制板固定在單相全橋模塊的IGBT芯片上。
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的緊湊型逆變器，其特征在于，所述冷卻板具有冷卻流道。
11.一種緊湊型逆變器的制造方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟1，將上半橋IGBT芯片固定在直流母線正極銅排上，并將下半橋IGBT芯片固定在相線銅排上； 步驟2，將上半橋IGBT芯片的發(fā)射極引腳與相線銅排連接，并將下半橋IGBT芯片的發(fā)射極引腳與直流母線負極銅排連接； 步驟3，將直流母線正極銅排、直流母線負極銅排和相線銅排固定到冷卻板上，三個銅排與冷卻板之間布置導(dǎo)熱絕緣墊片； 步驟4，將驅(qū)動控制板固定在上半橋IGBT芯片和下半橋IGBT芯片上，并將所有IGBT芯片的其它極均與驅(qū)動控制板連接，完成一個單相全橋模塊的組裝； 步驟5，按照步驟I至步驟4組裝另外兩個單相全橋模塊； 步驟6,在DC-Link電容的一端安裝帶三個正極引腳的銅排,在另一端安裝帶三個負極引腳的銅排； 步驟7，將三個單相全橋模塊固定并圍成一個內(nèi)腔，并把DC-Link電容裝入內(nèi)腔中固定; 步驟8，將DC-Link電容的三個正極引腳分別與三個單相全橋模塊的直流母線正極銅排連接，三個負極引腳分別與三個單相全橋模塊的直流母線負極銅排連接。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的緊湊型逆變器的制造方法，其特征在于，在步驟I中，上半橋IGBT芯片和下半橋IGBT芯片分別通過錫焊的方式固定在直流母線正極銅排和相線銅排上。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的緊湊型逆變器的制造方法，其特征在于，在步驟2中，所有IGBT芯片的發(fā)射極引腳通過電阻焊或激光焊與對應(yīng)的銅排連接。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的緊湊型逆變器的制造方法，其特征在于，在步驟7中，三個單相全橋模塊通過螺釘固定，DC-Link電容通過灌膠的方式固定在內(nèi)腔中。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的緊湊型逆變器的制造方法，其特征在于，在步驟8中，DC-Link電容的所有引腳通過電阻焊與對應(yīng)的銅排連接。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種緊湊型逆變器及制造方法，包括DC-Link電容和三相全橋模塊，每個單相全橋模塊包括冷卻板、上下半橋IGBT芯片、直流母線正負極銅排、相線銅排、導(dǎo)熱絕緣墊片和驅(qū)動控制板；直流母線正負極銅排和相線銅排通過導(dǎo)熱絕緣墊片與冷卻板固定，上半橋IGBT芯片和下半橋IGBT芯片分別與直流母線正極銅排和相線銅排固定，上半橋IGBT芯片和下半橋IGBT芯片的發(fā)射極分別與相線銅排和直流母線負極銅排連接；DC-Link電容一端具有三個正極引腳，另一端具有三個負極引腳；三個單相全橋模塊圍成一個供DC-Link電容裝入的內(nèi)腔，DC-Link電容的正負極引腳分別與不同的直流母線正負極銅排連接。本發(fā)明利用現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)封裝的IGBT芯片，從三維方向布置結(jié)構(gòu)，減小了逆變器的體積和成本，保證了逆變器的功率要求。
【IPC分類】H02M7-00
【公開號】CN104734533
【申請?zhí)枴緾N201310704068
【發(fā)明人】王向煒, 張興春, 易興初
【申請人】聯(lián)合汽車電子有限公司
【公開日】2015年6月24日
【申請日】2013年12月19日