一種三電平逆變器功率單元制造技術

本實用新型專利技術的三電平逆變器功率單元的每一相單元均包括3個IGBT半橋型模塊，本實用新型專利技術將1個IGBT半橋型模塊作為含有2單元的鉗位二極管；2個IGBT半橋型模塊用作上下橋臂，其中用作上橋臂IGBT半橋模塊的兩個單元的短接點與鉗位二極管的陽極連接，用作下橋臂的兩個單元的短接點與另一個鉗位二極管的陰極連接；含有2單元鉗位二極管的1個IGBT半橋型模塊與2個IGBT半橋型模塊呈品字形排布，放置在散熱器上，通過疊層母排連接IGBT各點構成單相橋；本實用新型專利技術三電平技術的逆變功率單元具有相互獨立、安裝簡單、低雜散電感等特點。

【技術實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術涉及電力電子領域，更具體地說，是涉及一種三電平逆變電路及其模塊化結構。
技術介紹
三電平逆變器是在二電平逆變器基礎上進行改造的新型逆變器，三電平逆變器通過三相橋將直流變換為交流輸出，本專利技術將三電平逆變器三相橋的每一個橋臂視為一個三電平逆變功率單元，三電平逆變功率單元即為三電平逆變器的基本組成部分，三電平逆變器通過三個三電平逆變功率單元將直流電壓變?yōu)槎嚯娖诫A梯波輸出電壓，可以使輸出電壓波形的等效值更加接近正弦波。三電平逆變器是一種可用于高壓大功率的PWM逆變器，具有功率因數(shù)接近1，且開關電壓應力比兩電平減小一半的優(yōu)點。但由于三電平逆變器相對于二電平逆變器結構更為復雜，如何進行結構設計是三電平逆變器的重點。
技術實現(xiàn)思路
所述三電平逆變功率單元均包括3個IGBT半橋型模塊，其中1個IGBT半橋型模塊采用短接柵極的方法構成2個鉗位二極管；2個IGBT半橋型模塊用作上下橋臂，其中用作上橋臂IGBT半橋模塊的兩個單元的短接點與鉗位二極管的陽極連接，用作下橋臂的兩個單元的短接點與另一個鉗位二極管的陰極連接；構成2個鉗位二極管的1個IGBT半橋型模塊與2個IGBT半橋型模塊呈品字形排布，構成單相橋；所述三電平逆變單元模塊其特征在于1個IGBT半橋模塊短接柵極構成2個鉗位二極管。所述三電平逆變單元模塊其特征在于2個IGBT半橋型模塊用作上下橋臂，其中用作上橋臂IGBT半橋模塊的兩個單元的短接點與鉗位二極管的陽極連接，用作下橋臂的兩個單元的短接點與另一個鉗位二極管的陰極連接；所述三電平逆變單元模塊其特征在于構成2個鉗位二極管的1個IGBT半橋型模塊與2個IGBT半橋型模塊呈品字形排布，構成單相橋。所述三電平逆變單元放置在散熱器上，通過疊層母排連接IGBT各點構成單相橋。【附圖說明】圖1是本專利技術的主拓撲示意圖圖2是本專利技術的單元模塊排布示意圖圖3是本專利技術IGBT與母排連接方式圖4-6是本專利技術的母排示意圖具體實施方法以下是本專利技術的技術方案詳述。如圖1所示，本專利技術為一種三電平逆變單元模塊，每一相單元模塊由三組電路單元構成，其中兩組電路單元分別包括串聯(lián)的兩個IGBT，另外一組電路單元擁有與其它兩組電路單元相同的結構，但本專利技術僅利用了其中二極管的部分。以R相為例，本專利技術將其中兩組電路單元T1、T2串聯(lián)使用，上面一組電路單元Τ1的兩個IGBT, Trl、Tr2為串聯(lián)結構，Trl、Tr2分別伴有體二極管DT1、DT2。下面一組電路單元T2結構與上面一組電路單元T1相同。本專利技術將上面一組電路單元T1內部Trl的集電極與母線P連接起來，將Tr2的發(fā)射極與下面一組電路單元T2內部Tr3的集電極連接起來，然后將電路單元T2內部的Tr4的發(fā)射極與母線N連接起來，交流出線R分別與電路單元T1內部Tr2的發(fā)射極以及電路單元T2內部Tr3的集電極連接起來。將剩余一組電路單元D1的Drl的陰極與電路單元T1內部Trl的發(fā)射極以及Tr2的集電極連接起來，Drl的陽極與母線0相連，將電路單元D1內部Dr2的陰極與母線0相連，將Dr2的陽極與電路單元T2內部Tr3的發(fā)射極以及Tr4的集電極連接起來。在母線P0以及ON的中間連接電容組。如圖2所示，以R相為例T1、T2、D1有相同內部電路單元結構，三組電路單元呈品字型排布，母線排Ρ0Ν跨過電路單元D1從T1、T2的中間穿過，母線P與電路單元T1內部Trl的集電極(電路單元T1的4引腳)相連，母線P的另外一端與直流支撐電容組P端相連。母線N與電路單元T2內部Tr4的發(fā)射極(電路單元T2的3引腳)相連，母線N的另外一段與直流支撐電容組的N端相連。母線0與電路單元D1內部Drl的陽極以及Dr2的陰極(電路單元D1的10、11引腳)相連，母線0的另外一段與直流支撐電容組的0端相連。交流出線端R分別與電路單元T1內部Tr2的發(fā)射極(電路單元T1的3引腳)以及電路單元T2內部Tr3的集電極(電路單元T2的4引腳)連接起來。另外將電路單元D1內部Drl的陰極(電路單元D1的4引腳)與電路單元T1內部Trl的發(fā)射極以及Tr2的集電極(電路單元T1的10,11引腳)連接起來，將電路單元D1內部Dr2的陽極(電路單元D1的3引腳)與電路單元T2內部Tr3的發(fā)射極以及Tr4的集電極(電路單元T2的10、11引腳)連接起來。這樣就構成了 R相的電路單元模塊，其它S、T相均采用相同的拓撲結構。將這種三電平逆變單元拓撲設計為模塊化結構，包含Tl、T2、D1，按照圖2順序排布形成一個三電平逆變單元模塊，然后將三個三電平逆變單元模塊安裝在散熱器上，三個三電平逆變單元模塊分別與直流支撐電容組相連，這種三電平模塊可以極大的減小主電路的雜散電感，降低IGBT關斷時的關斷過電壓，減小IGBT的電壓應力。本
中的技術人員應當認識到，以上的實施例僅是用來說明本專利技術的目的，而并非用作對本專利技術的限定，只要在本專利技術的實質范圍內，對以上所述實施例的變化、變型都將落在本專利技術的權利要求的范圍內。【主權項】1.一種三電平逆變器功率單元，設于直流電與三相或交流電之間，其特征在于:每一相單元模塊均包括3個IGBT半橋型模塊，其中1個IGBT半橋型模塊采用短接柵極的方法構成2個鉗位二極管；2個IGBT半橋型模塊用作上下橋臂，其中用作上橋臂IGBT半橋模塊的兩個單元的短接點與鉗位二極管的陽極連接，用作下橋臂的兩個單元的短接點與另一個鉗位二極管的陰極連接；構成2個鉗位二極管的1個IGBT半橋型模塊與2個IGBT半橋型模塊呈品字形排布，構成單相橋。2.如權利要求1所述的一種三電平逆變器功率單元，其特征在于IGBT放置在散器上，通過母排連接IGBT各點構成單相橋。【專利摘要】本技術的三電平逆變<b>器</b>功率單元的每一相單元均包括3個IGBT半橋型模塊，本技術將1個IGBT半橋型模塊作為含有2單元的鉗位二極管；2個IGBT半橋型模塊用作上下橋臂，其中用作上橋臂IGBT半橋模塊的兩個單元的短接點與鉗位二極管的陽極連接，用作下橋臂的兩個單元的短接點與另一個鉗位二極管的陰極連接；含有2單元鉗位二極管的1個IGBT半橋型模塊與2個IGBT半橋型模塊呈品字形排布，放置在散熱器上，通過疊層母排連接IGBT各點構成單相橋；本技術三電平技術的逆變功率單元具有相互獨立、安裝簡單、低雜散電感等特點。【IPC分類】H02M7/5387, H02M7/49, H02M7/501【公開號】CN204993104【申請?zhí)枴緾N201520468419【專利技術人】關健寧, 刁乃哲, 孫先瑞, 宋崇輝, 邊春元 【申請人】山西科達玉成變頻器有限公司【公開日】2016年1月20日【申請日】2015年7月3日本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術保護點】
一種三電平逆變器功率單元，設于直流電與三相或交流電之間，其特征在于：每一相單元模塊均包括3個IGBT半橋型模塊，其中1個IGBT半橋型模塊采用短接柵極的方法構成2個鉗位二極管；2個IGBT半橋型模塊用作上下橋臂，其中用作上橋臂IGBT半橋模塊的兩個單元的短接點與鉗位二極管的陽極連接，用作下橋臂的兩個單元的短接點與另一個鉗位二極管的陰極連接；構成2個鉗位二極管的1個IGBT半橋型模塊與2個IGBT半橋型模塊呈品字形排布，構成單相橋。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：關健寧，刁乃哲，孫先瑞，宋崇輝，邊春元，
申請(專利權)人：山西科達玉成變頻器有限公司，
類型：新型
國別省市：山西;14