一种IGBT逆变器功率模块制造技术

ＩＧＢＴ逆变器功率模块，其特征是滤波电容器侧置排布于散热器台面上，并使其正负极引出端正对着处于同一台面上的ＩＧＢＴ元件；同时所述的ＩＧＢＴ元件其每一相桥臂正负两端均接入一带印制板的无感电容，该印制板则直接压装于正、负母排上；由两个稳压二极管和一个电阻组成的门极附板直接压装在ＩＧＢＴ的Ｇ，Ｅ端；所述电流传感器组件呈倒“品”字形悬固于弓架上。（*该技术在2008年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种中等功率的TGBT逆变器模块，特别适用于机车车辆等场合。TGBT逆变器主要用于车辆上作辅助电源或空调供电电源；由于使用环境的特殊，要求这种逆变装置结构紧凑、维护方便；为此逆变器时常被做成一个功能完善的功率模块单元。但是，目前常用的逆变器功率模块，由于零部件的固有规格以及设计上的布局、存在以下四方面缺陷首先，由于中间直流滤波电容Cz体积和重量都比较大，很难与主开关器件IGBT安装在一起，因此滤波电容至IGBT元件之间的杂散电感Ls1、Ls2很大，容易产生关断过电压。其二，逆变器采用何种吸收回路，吸收回路如何布局，都将影响过电压的吸收效果；其三、IGBT器件的栅极需要加过压保护，但往往由于栅极引线过长，这种过压保护不能很好地发挥作用；其四、电流传感器通常是应用于逆变器电流保护的必不可少的部件，但体积比较大，很难与逆变器模块装在一起，影响逆变器模块的功能完整性。本技术专利技术的目的旨在提供一种功能独立，保护完善的新结构IGET逆变器模块，不仅体积小，而且还能有效地克服现有同类产品的前述四大缺陷。这种TGBT逆变器功率模块由滤波电容器组件(1)、电流传感器组件(2)、IGBT元件(3)、吸收电路板(5)、底板(14)、盖板(15)、电容器(16)、印制板(17)、元感电容(18)、电流传感器(19)等组成，其特征在于A、所述的滤波电容器组件(1)与IGBT元件(3)放置于同一散热器台面(21)上，且该滤波电容器组件(1)呈侧置状固定于散热器(21)及弓架上，其正负引出端正对着IGBT元件(3)，并经开有穿孔圆形槽的压装盖板(15)将其与底板固定；B、所述IGBT元件(3)的每一相桥臂正负两端均接入一个无感电容(18)，所述的该无感电容直接焊置于一块印制板上，该印制板直接压装于正母排(6)与负母排(7)上；C、所述的门极附板(1)包括两个稳压二极管和一个电阻，它被直接压装在IGBT元件的G、E端子上；D、所述的电流传感器组件(2)悬置于安装用弓架上，且组成电流传感器组件的三个电流传感器呈倒“品”字形结构排列。根据以上技术方案设计的IGBT逆变器模块，在不改变元器件规格的前题下，由于充分利用有效空间，使滤波电容器组件、电流传感器组件以最短捷的途径与逆变器主件安装在一起，同时也克服了栅极引线过长的缺陷，使IGBT逆变器G、正两端几乎没有关断过电压，逆变器栅极既无过电压也无电压振荡，能有效地保护逆变器正常使用。附附图说明图1是IGBT逆变器结构示意图；附图2是附图1的仰视图；附图3是附图2的AA向剖视图；附图1是滤波电容器组件(1)的结构示意图；附图5是压装电容器的盖板示意图；附图6是吸收电路板结构示意图；附图7是门极附板结构示意图；附图8是电流传感器组件的结构示意图。以下结合各附图进一步描述本技术，并给出实施侧。附图所示的各部份组件如下1、滤波电容器组件，2、电流传感器组件，3、IGBT元件，4、门极附板，5、吸收电路板，6、正母排，7、负母排，8、正连接母排，9、负连接母排，10、左固定角，11、右固定角，12、左弓架，13、右弓架，14、底板，15、盖板，16、电容器，17、印制板，18、无感电容，19、电流传感器，20、安装板，21、散热器。从图1～8中可以看出，逆变器包括两块电子板、中间滤波电容组件、电流传感器组件、IGBT元件、门极附板等等，附图1～3中1为滤波电容器组件，2为电流传感器组件，3为IGBT元件，1为门极附板，5为吸收回路，6为压装于IGBT元件公共C端的正母排，7为压装于IGBT元件公共E端的负母排，滤波电容器组件侧倒平躺在散热器(21)台面上的，其底板通过紧固件安装在左右弓架(件12、13)上，盖板上的件10、11左右两个固定角固定在散热器(21)台面上。件8、9是电容器组件上的两根过渡性的连接母排，其中件8正连接排与件6正母排压紧在一起，件7负连接母排与件9负母排压紧在一起。这样，紧凑的布局，使得电容器组件与IGBT元件之间的杂散电感降到很小。附图4是滤波电容器组件的结构示意图，电容器(件16)被压装在底板(件14)和盖板(件15)之间，其中电容器和金属底板之间还垫有一层橡胶垫，以使电容器对地有良好的绝缘，件8正连接母排和件9负连接母排是组件的两个引出端子。件10和件11是将整个组件固定在散热器台面上的两个固定角。附图5是压装电容器的盖板，开有六个穿孔的圆形槽，起固定电容器位置的作用。附图6是吸收电路板的结构示意图。逆变器元件的每一相桥臂都有一个吸收电路板，包括一块印制板17和一个无感电容盒18。无感电容装在一个塑料盒中，并填注环氧树脂，然后焊接在印制板上，印制板上有两个安装孔，直接压在前图所示的正负母排6、7上。附图7是门极附板的结构示意图。门极附板直接压装在IGBT的栅、射极(G、E)端子上，总共有六块。每块门极附板包括两个稳压二极管和一个电阻，其中两个二极管反向串联，再和电阻并联，见图7中的电路原理图。这种结构的优点是将IGBT栅极到栅极电压保护电路之间的引线减至最短，从而有效吸收栅极过电压和抑制栅极电压振荡。图8是电流传感器组件的结构示意图。在本逆变器的设计中，采用三个电流传感器(件19)作为电流控制和保护的反馈部件，它们呈倒“品”字形排列，固定在安装板(件20)上，有效地节省空间。本逆变器带30KW电机运行，观察IGBT器件C、E两端的电压波形，几乎没有关断过电压。观察IGBT器件的栅极电压波形，没有过电压，也没有电压振荡。由于采用三相电流反馈，配合电子控制板的多级电流保护，在负载缺相、相间短路等情况下，能很好地保护逆变器。权利要求一种IGBT逆变器功率模块由滤波电容器组件(1)、电流传感器组件(2)、IGBT元件(3)、吸收电路板(5)、底板(14)、盖板(15)、电容器(16)、印制板(17)、无感电容(18)、电流传感器(19)等组成，其特征在于A、所述的电容器组件(1)与IGBT元件(3)放置于同一散热器台面(21)上，且该滤波电容器组件(1)呈侧置状固定散热器(21)台面及弓架上，其正负引出端正对着IGBT模块(3)，并经开有穿孔圆形槽的压装盖板(15)将其与底板固定；B、所述IGBT元件(3)的每一相桥臂正负两端均接入一个无感电容(18)，所述的该无感电容直接焊置于一块印制板上，该印制板直接压装于正母排(6)与负母排(7)上；C、所述的门极附板(4)包括两个稳压二极管和一个电阻，它被直接压装在IGBT元件的G、E端子上；D、所述的电流传感组件(2)悬置于安装用弓架上，且组成电流传感器组件的三个电流传感器呈倒“品”字形结构排列。专利摘要IGBT逆变器功率模块，其特征是滤波电容器侧置排布于散热器台面上，并使其正负极引出端正对着处于同一台面上的IGBT元件；同时所述的IGBT元件其每一相桥臂正负两端均接入一带印制板的无感电容，该印制板则直接压装于正、负母排上；由两个稳压二极管和一个电阻组成的门极附板直接压装在IGBT的G，E端；所述电流传感器组件呈倒“品”字形悬固于弓架上。文档编号H02M7/00GK2355495SQ9823141公开日1999年12月22日 申请日期1998年9月30日 优先权日1998年9月30日专利技术者本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种ＩＧＢＴ逆变器功率模块由滤波电容器组件（１）、电流传感器组件（２）、ＩＧＢＴ元件（３）、吸收电路板（５）、底板（１４）、盖板（１５）、电容器（１６）、印制板（１７）、无感电容（１８）、电流传感器（１９）等组成，其特征在于：Ａ、所述的 电容器组件（１）与ＩＧＢＴ元件（３）放置于同一散热器台面（２１）上，且该滤波电容器组件（１）呈侧置状固定散热器（２１）台面及弓架上，其正负引出端正对着ＩＧＢＴ模块（３），并经开有穿孔圆形槽的压装盖板（１５）将其与底板固定；Ｂ、所述ＩＧＢ Ｔ元件（３）的每一相桥臂正负两端均接入一个无感电容（１８），所述的该无感电容直接焊置于一块印制板上，该印制板直接压装于正母排（６）与负母排（７）上；Ｃ、所述的门极附板（４）包括两个稳压二极管和一个电阻，它被直接压装在ＩＧＢＴ元件的Ｇ、Ｅ 端子上；Ｄ、所述的电流传感组件（２）悬置于安装用弓架上，且组成电流传感器组件的三个电流传感器呈倒“品”字形结构排列。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吴胜红，吴强，邓秋生，李春光，
申请(专利权)人：铁道部株洲电力机车研究所，
类型：实用新型
国别省市：43[中国|湖南]