功率模塊的并聯(lián)裝置及變流器與逆變器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及變流技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種功率模塊的并聯(lián)裝置及變流器與逆變器。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著電力電子技術(shù)的不斷發(fā)展，在風(fēng)力發(fā)電機組等大型電力設(shè)備的變流器或變頻器中，多采用直流母線支撐電容器來緩沖直流電源與負(fù)載之間能量交換，穩(wěn)定直流母線電壓。為了適應(yīng)變流器功率等級的提高，并增加變流器容量，對變流器的設(shè)計的可維護性、模塊化、多元器件并聯(lián)設(shè)計均提高要求，以優(yōu)化變流器的設(shè)計布局。
[0003]變流器內(nèi)部的模塊化設(shè)計，主要通過將直流母線支撐電容器與電力電子器件一起組成功率模塊，再通過母線將功率模塊并聯(lián)。但是，由于線路雜散電感的存在可能會引起諧振，使直流母線支撐電容器的振蕩電流增大，從而增大了該振蕩電流所產(chǎn)生的熱損耗，這會影響電容器的壽命，從而影響變流器的穩(wěn)定工作。
[0004]現(xiàn)有的解決方法主要是增大單只并聯(lián)電容器容量，改變線路電容值，以增大電容器組本身的耐受振蕩電流值。對于與變流器整體設(shè)計相適應(yīng)電容器來說，其體積與尺寸是特定的，電容值的變化范圍十分有限。如果要更改大容量電容器，就需要增加變流器的整體體積，這將會涉及到變流器整體設(shè)計方案的變化，并極大地增加開發(fā)周期與成本投入，因此，這種方法難以普及。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)中還沒有理想的裝置能夠有效減小振蕩電流。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種功率模塊的并聯(lián)裝置及變流器與逆變器，以減小直流母線支撐電容器的振蕩電流。
[0007]為達上述目的，本發(fā)明提供一種功率模塊的并聯(lián)裝置，所述功率模塊包括正負(fù)母排，相鄰所述功率模塊對應(yīng)的正負(fù)母排通過連接塊一一對應(yīng)地連接；所述連接塊的等效電阻值與所述正負(fù)母排的等效電阻值不同。
[0008]進一步地，所述功率模塊包括至少兩個正負(fù)母排，所述相鄰功率模塊之間的連接塊一體成型；所述至少兩個正負(fù)母排一體成型或間隔設(shè)置。
[0009]進一步地，所述連接塊的等效電阻值大于所述正負(fù)母排的等效電阻值；并且，所述連接塊與所述正負(fù)母排的材質(zhì)相同以及所述連接塊的橫截面積小于所述正負(fù)母排的橫截面積；或者，所述連接塊與所述正負(fù)母排的材質(zhì)和尺寸分別相同，以及所述連接塊外套有磁性件。
[0010]進一步地，所述連接塊的橫截面積大于預(yù)設(shè)橫截面積閾值。
[0011 ] 進一步地，所述磁性件為磁環(huán)。
[0012]進一步地，所述連接塊包括電感；或者，所述連接塊包括電抗器；或者，所述連接塊包括相互并聯(lián)的電抗器與電感；或者，所述連接塊包括相互串聯(lián)的電抗器與電感。
[0013]進一步地，所述電感的通流量大于所述正負(fù)母排的通流量；或者，所述電抗器的通流量大于所述正負(fù)母排的通流量；或者，所述相互并聯(lián)的電抗器與電感的總通流量大于所述正負(fù)母排的通流量；或者，所述相互串聯(lián)的電抗器與電感的總通流量大于所述正負(fù)母排的通流量。
[0014]進一步地，所述功率模塊包括疊層母排和電容器，所述電容器安裝在所述疊層母排上，所述疊層母排與所述正負(fù)母排連接。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，還提供一種變流器，包括如前所述的功率模塊的并聯(lián)裝置。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，還提供一種逆變器，包括如前所述的功率模塊的并聯(lián)裝置。
[0017]本發(fā)明實施例提供的功率模塊的并聯(lián)裝置及變流器與逆變器，通過使用特殊的連接塊將功率模塊并聯(lián)連接，使連接塊較功率模塊具有較大的等效電阻值，或者改變電路的諧振條件，有效地減小了功率模塊間的振蕩電流，進而提高了功率模塊的使用壽命。
【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明實施例中的功率模塊的并聯(lián)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖2為本發(fā)明實施例中的功率模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]附圖標(biāo)號說明:
[0021]1、疊層母排；2、電容器；3、正負(fù)母排；4、電力電子器件；5、功率模塊；6、連接塊。
【具體實施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明實施例的功率模塊的并聯(lián)裝置及變流器與逆變器進行詳細(xì)描述。
[0023]實施例一
[0024]圖1為本發(fā)明實施例的功率模塊的并聯(lián)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，該功率模塊的并聯(lián)裝置可以作為大功率電器設(shè)備的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，例如變流器、變頻器或逆變器等電器設(shè)備。
[0025]如圖1所示，該功率模塊的并聯(lián)裝置包括多個并聯(lián)的功率模塊5，功率模塊5包括正負(fù)母排3，相鄰功率模塊5對應(yīng)的正負(fù)母排3通過連接塊6 —一對應(yīng)地連接，其中，連接塊6的等效電阻值與正負(fù)母排3的等效電阻值不同。
[0026]本實施例中，功率模塊5以及用于連接功率模塊5的連接裝置(例如正負(fù)母排3或連接塊6)都存在等效電阻值，且由本身的固有特性決定，會造成傳輸電流的電路存在雜散電感而產(chǎn)生振蕩。如果功率模塊5及之間的連接裝置的等效電阻值較小，則電路振蕩會較大，使電路產(chǎn)生的振蕩電流較大，而損壞電路元件。
[0027]可選地，通過增加功率模塊5或連接裝置的等效電阻值，可以減小電路中的振蕩電流。但是，增加功率模塊5的等效電阻值，會造成其與功率模塊所應(yīng)用的電氣設(shè)備的整體設(shè)計產(chǎn)生沖突，并增加成本投入，因此，這種方法不易實施。而增加連接裝置的等效電阻值，可以減輕電路振蕩，進而減小電路中的振蕩電流。若要增加連接裝置的等效電阻值，可以通過調(diào)整其內(nèi)部結(jié)構(gòu)或整體形狀，使其電阻值或電感值發(fā)生變化的方法來實現(xiàn)。
[0028]本發(fā)明基于這一特點，增加連接塊的等效電阻值，來減小電路中的振蕩電流，并增加功率模塊5的使用壽命和延長電路的維護周期。
[0029]具體地，相鄰功率模塊5的正負(fù)母排3中的正母排與正母排之間，以及負(fù)母排與負(fù)母排之間，均連接有與正母排以及負(fù)母排的等效電阻值不同的連接塊6，使正負(fù)母排3—一對應(yīng)連接形成并聯(lián)電路。其中連接塊6的等效電阻值優(yōu)選為大于正負(fù)母排3的等效電阻值，以較大程度地減小電流振蕩，進而為功率模塊5提供更加安全的運行環(huán)境。
[0030]本實施例中，功率模塊5包括疊層母排1和電容器2，電容器2安裝在疊層母排1上，疊層母排1與正負(fù)母排3連接。如圖2所示，將多個電容器2并排安裝在疊層母排1上，并與電力電子器件4 (例如IGBT模塊)連接組成功率模塊5的整體。疊層母排1上連接有正負(fù)母排3，其中正母排和負(fù)母排的數(shù)量應(yīng)該一一對應(yīng)，并由相鄰功率模塊5之間的通流量決定?？蛇x地，在正負(fù)母排3上設(shè)置有與連接塊6相配合的連接口，以方便快捷地連接正負(fù)母排3與連接塊6。
[0031]為了使該功率模塊的并聯(lián)裝置可以應(yīng)用于更多的具體環(huán)境，可以對功率模塊5的正負(fù)母排3與連接塊6的連接方式進行相應(yīng)地調(diào)整。例如，功率模塊5包括至少兩個正負(fù)母排3，且該至少兩個正負(fù)母排3間隔設(shè)置，相鄰功率模塊5之間的連接塊6 —體成型，即將至少兩個(或多個)連接塊6設(shè)計為一個形狀較大的整體連接塊，其上依然設(shè)置有與多個正負(fù)母排3對應(yīng)連接的連接口，以方便其與正負(fù)母排3連接。
[0032]再例如，功率模塊5包括至少兩個正負(fù)母排