一种三电平PCS功率模块的制作方法

一种三电平pcs功率模块
技术领域
1.本实用新型属于功率模块技术领域，具体是涉及一种三电平pcs功率模块。


背景技术：

2.功率模块作为pcs的核心部分，起着能量交互功能，主要是通过svpwm控制igbt的开通及关断，在开关器件上形成三种电平(1,0，-1)，根据单位时间内单位脉冲能量等效原理，经过电抗器等滤波器件时间直流到交流的转换。
3.现有pcs功率模块一般采用如下设计：1、采用散热器、轴流风扇、igbt和驱动板相结合，该设计适用于小功率短模块，每个功率模块均需要单独增加风扇，增加了成本和重量，且存在散热不均衡(上下管存在5-7℃的温差)、二次线路复杂、供电部平衡等问题；2、采用散热器和igbt相结合，该设计具有功率模块重量轻、散热均衡等优点，但由于没有母线电容内部直接滤波及支撑作用，导致谐波大，对直流稳流精度不能有效控制，影响系统的稳定性，且在整个系统设计中，母线电容只能放置在pcs背面，拆卸功率模块需要将整个柜体前后打开，导致后期维护困难。
4.因此需要提出一种新的方案来解决这个问题。


技术实现要素：

5.本实用新型主要是解决上述现有技术所存在的技术问题，提供一种三电平pcs功率模块。
6.本实用新型的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种三电平pcs功率模块，包括散热器、功率器件座、电路板、交流母排、吸收电容、母线电容、以及叠层母排，所述功率器件座安装于散热器上表面的左侧，所述吸收电容的一侧设有安装板，所述安装板上开设有第一安装孔，所述叠层母排位于吸收电容的下方，所述叠层母排的左侧设有第二安装孔，通过螺栓依次穿过第一安装孔、第二安装孔后螺接功率器件座的方式将吸收电容、叠层母排固定安装于功率器件座的右侧，所述交流母排固定安装于功率器件座的左侧，所述电路板位于交流母排、叠层母排的下方，并固定安装于功率器件座，所述散热器上表面的左侧开设有散热槽，所述散热槽内设有散热条，且散热条与功率器件座的下表面相接触，所述母线电容固定安装于散热器的右侧，且靠近电路板设置，所述叠层母排的右侧设有第三安装孔，通过螺栓穿过第三安装孔后螺接母线电容将叠层母排和母线电容相连。
7.作为优选，所述叠层母排包括负母排、零母排、正母排、以及绝缘层，所述负母排、零母排和正母排从上到下依次设置，所述绝缘层分别设置于负母排的上方、负母排和零母排之间、零母排和正母排之间、正母排的下方。
8.作为优选，所述叠层母排的上方设有放电板，所述放电板分别与负母排、零母排、正母排电性连接。
9.作为优选，所述散热器上表面的左侧设有加热电阻，所述加热电阻的下表面与散热条相接触。
10.作为优选，所述散热器上表面的左侧设有温度传感器。
11.作为优选，所述散热器的左端设有散热出口，所述散热器下表面的右侧、前表面的右侧和后表面的右侧设有散热进口。
12.本实用新型具有的有益效果：本实用新型通过设置散热条，使电路板上功率器件的热量经散热条传导至散热器的四周，增加散热面积，提高散热效果，同时散热均匀，减小功率器件之间的温差，避免热量集中于功率器件座与散热器的贴合处；同时通过散热进口和散热出口相配合，使空气流经散热器，进一步提高散热效果。本实用新型通过设置加热电阻，使功率模块具有低温加热的功能，通过加热电路板上的功率器件及芯片，以保证在低温环境下，功率模块能正常工作。本实用新型通过设置放电板，可加速故障后母线的放电速度，增加维护安全性。
附图说明
13.图1是本实用新型实施例的一种结构示意图；
14.图2是本实用新型实施例另一视角的一种结构示意图；
15.图3是本实用新型实施例吸收电容的一种结构示意图；
16.图4是本实用新型叠层母排的一种结构示意图；
17.图5是本实用新型叠层母排的一种剖视结构示意图；
18.图6是本实用新型功率器件座和散热器的一种连接结构示意图。
19.图中：1、散热器；2、功率器件座；3、电路板；4、交流母排；5、吸收电容；6、母线电容；7、叠层母排；8、安装板；9、第一安装孔；10、第二安装孔；11、散热槽；12、散热条；13、第三安装孔；14、负母排；15、零母排；16、正母排；17、放电板；18、加热电阻；19、温度传感器；20、散热出口；21、散热进口；22、绝缘层。
具体实施方式
20.下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。
21.实施例：一种三电平pcs功率模块，如图1-图6所示，包括散热器1、功率器件座2、电路板3、交流母排4、吸收电容5、母线电容6、以及叠层母排7，所述散热器1为方形体结构，可与安装在pcs功率柜上的滑道相配合，通过推入的方式将功率模块安装于pcs功率柜，所述功率器件座2安装于散热器1上表面的左侧，所述吸收电容5的一侧设有安装板8，所述安装板8上开设有第一安装孔9，所述叠层母排7位于吸收电容5的下方，所述叠层母排7的左侧设有第二安装孔10，通过螺栓依次穿过第一安装孔9、第二安装孔10后螺接功率器件座2的方式将吸收电容5、叠层母排7、功率器件座2相连，且吸收电容5、叠层母排7固定安装于功率器件的右侧，所述交流母排4固定安装于功率器件座2的左侧，所述交流母排4通过螺栓螺接的方式固定安装于功率器件座2，以便于拆装，所述电路板3位于交流母排4、叠层母排7的下方，并固定安装于功率器件座2，所述散热器1上表面的左侧开设有散热槽11，所述散热槽11内设有散热条12，所述散热条12的上表面与散热器1的上表面相齐平，所述散热条12与功率器件座2的下表面相接触，所述母线电容6固定安装于散热器1的右侧，所述母线电容6靠近电路板3设置，使其支持最靠近原则，减少母线谐波抖动，从而增加系统稳定性，所述叠层母排7的右侧设有第三安装孔13，通过螺栓穿过第三安装孔13后螺接母线电容6将叠层母排7
和母线电容6相连，通过叠层母排7和母线电容6相螺接，母线电容6为叠层母排7提供一定的支撑。
22.为提高电路板3的稳定性及散热效果，所述功率器件座2可设置多个，且功率器件座2与电路板3上的功率器件相对应。所述散热条12设置有多个，所述散热条12采用导热性优的材质，如铜。使用时，电路板3上功率器件的热量经功率器件座2传导至散热条12，并通过散热条12向散热器1四周传导，增加散热面积，提高散热效果，同时散热均匀，减小功率器件之间的温差，避免热量集中于功率器件座2与散热器1的贴合处。通过散热条12和功率器件座2相配合，可将热量集中散热，减少二次回路。
23.所述散热器1的左端设有散热出口20，所述散热器1下表面的右侧、前表面的右侧和后表面的右侧设有散热进口21，通过散热进口21和散热出口20相配合，使空气流经散热器1，进一步提高散热效果。
24.所述散热器1上表面的左侧设有加热电阻18，所述加热电阻18靠近功率器件座2设置，所述加热电阻18的下表面与散热条12相接触。加热电阻18产生的热量可通过散热条12快速传导至功率器件座2，并通过功率器件座2对电路板3上的功率器件及芯片进行加热，以保证在低温环境下，功率模块能正常工作。通过设置加热电阻18，使功率模块具有低温加热的功能。
25.所述散热器1上表面的左侧设有温度传感器19，通过设置温度传感器19，可对功率模块的温度进行检测。
26.所述叠层母排7包括负母排14、零母排15、正母排16、以及绝缘层22，所述负母排14、零母排15和正母排16从上到下依次设置，所述绝缘层22分别设置于负母排14的上方、负母排14和零母排15之间、零母排15和正母排16之间、以及正母排16的下方，所述绝缘层22由绝缘材质制成，起绝缘的作用，防止负母排14和零母排15之间、零母排15和正母排16之间导通。
27.所述叠层母排7的上方设有放电板17，所述放电板17分别与负母排14、零母排15、正母排16电性连接。通过设置放电板17，可加速故障后母线的放电速度，增加维护安全性。
28.综上所述，本实用新型通过设置散热条，使电路板上功率器件的热量经散热条传导至散热器的四周，增加散热面积，提高散热效果，同时散热均匀，减小功率器件之间的温差，避免热量集中于功率器件座与散热器的贴合处；同时通过散热进口和散热出口相配合，使空气流经散热器，进一步提高散热效果。本实用新型通过设置加热电阻，使功率模块具有低温加热的功能，通过加热电路板上的功率器件及芯片，以保证在低温环境下，功率模块能正常工作。本实用新型通过设置放电板，可加速故障后母线的放电速度，增加维护安全性。
29.最后，应当指出，以上实施例仅是本实用新型较有代表性的例子。显然，本实用新型不限于上述实施例，还可以有许多变形。凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均应认为属于本实用新型的保护范围。