專利名稱：插框式功率模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種變頻器，尤其涉及一種變頻器的插框式功率模塊。
背景技術(shù)：
目前，在風(fēng)能產(chǎn)品中，隨著客戶對風(fēng)能產(chǎn)品的熟悉和了解，要求變頻器的尺寸越來 越小，功率模塊作為變頻器的核心部分，這就要求模塊單元要具有很高的電流密度，電流密 度的越高對風(fēng)能產(chǎn)品的散熱要求也越高。目前大的變頻器功率模塊主要分為兩大類一類為大模塊結(jié)構(gòu)，此模塊為三相模塊，包含U、V、W三相功率單元和母線電容單 元以及風(fēng)機單元，此模塊較重，現(xiàn)場維護和運輸非常困難，并且維護成本較高，對于模塊里 面的器件損壞，需要整個模塊維護。另外一類變頻器功率模塊分為六相模塊，每相模塊包括功率模塊和電容模塊兩部 分，所以變頻器功率模塊的體積大、重量較重，維護起來較麻煩。并且每相模塊與其他器件 之間是靠銅排固定連接的，而銅排與IGBT固定連接，這樣的結(jié)構(gòu)很容易因為機械應(yīng)力損壞 IGBT。由于功率模塊中IGBT發(fā)熱量很大，系統(tǒng)要求風(fēng)冷冷卻，但風(fēng)冷冷卻系統(tǒng)功率管的利 用率較低，只能達(dá)到風(fēng)冷冷卻系統(tǒng)功率管功率的30%左右，因此，為滿足需求，風(fēng)冷冷卻系 統(tǒng)功率管就要選擇較大的管子，與風(fēng)冷冷卻系統(tǒng)功率管配合的散熱器體積也就相對較大， 也造成整個變頻器功率模塊占用空間較大。另外，由于散熱器的散熱片直接處于機柜內(nèi)的 環(huán)境中，空氣缺乏流動性，不利于散熱。

實用新型內(nèi)容本實用新型要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)中整個模塊體積較大、重量較重不 利于維護，以及在系統(tǒng)中的固定容易損壞IGBT的問題，提供一種簡化模塊結(jié)構(gòu)、重量輕、不 易造成IGBT損壞、散熱性能好、易維護的插框式功率模塊。本實用新型通過以下技術(shù)方案來解決上述技術(shù)問題一種插框式功率模塊，包括 散熱器、貼合在散熱器上的功率模塊組件，散熱器包括散熱器主體，在散熱器主體一側(cè)連接 有三面圍蔽的框架，所述框架包括兩側(cè)的固定板、在兩塊固定板之間連接的封板，固定板與 封板之間形成圍蔽空間，與散熱器主體連接的多個散熱片設(shè)置在圍蔽空間內(nèi)，散熱片沿固 定板內(nèi)壁順次間隔排布，散熱片之間的間隙與外界聯(lián)通形成風(fēng)道。所述的散熱片都與固定板平行排列。所述散熱片與固定板和封板間隙配合。所述固定板與封板分離設(shè)置，固定板固定在散熱器主體或/和散熱片上，封板固 定在固定板或散熱片上。所述固定板設(shè)有翻折邊，翻折邊上開有螺孔，螺釘通過螺孔將固定板固定在散熱 片或/和散熱器主體上。所述固定板與封板為三面圍蔽的一體結(jié)構(gòu)，固定板固定在散熱器上。所述固定板外壁設(shè)有安裝板，所述安裝板與固定板垂直。[0013]所述安裝板是由固定板直接切割出條形塊彎折形成的與固定板一體結(jié)構(gòu)的板，所 述安裝板在固定板外壁設(shè)置1 3個。所述固定板或/和散熱器主體上設(shè)置有拉手。所述功率模塊組件包括IGBT、控制板、加熱器，IGBT連接有疊層母排和交流排，所 述的IGBT直接貼合在散熱器主體外壁上，IGBT靠散熱器主體一側(cè)排布，疊層母排和交流排 設(shè)置在IGBT外側(cè)，控制板靠近IGBT排布在散熱器主體外壁上，加熱器排布在IGBT周圍的 散熱器主體外壁上。本實用新型采用在散熱器主體一側(cè)連接有三面圍蔽的框架，與散熱器主體連接的 多個散熱片設(shè)置在這三面圍蔽空間內(nèi)，其中散熱片沿固定板內(nèi)壁順次間隔排布，由于框架 兩端不封閉，散熱片的兩端正處于框架不封閉的兩端，則散熱片之間的間隙與外界聯(lián)通，間 隙便形成風(fēng)道，有利于熱風(fēng)流通，加速散熱，并且框架中的固定板可以用于將整個模塊固定 在系統(tǒng)中，不再使用銅排固定，就不易損壞IGBT。并且固定板分設(shè)在散熱器側(cè)壁兩邊，可以 將整個模塊立放固定，有效地利用機柜寬度方向的空間。整個模塊只包含功率模塊組件，而 電容模塊另外單獨設(shè)置，就減輕了功率模塊的重量，體積小、重量輕便于拆裝維護。為了使風(fēng)道暢通，散熱片都與固定板平行排列，散熱片之間的間隙形成直接進(jìn)出 風(fēng)的直風(fēng)道，利于熱空氣的流通。散熱片與固定板和封板間隙配合，一方面減小了整個散熱器的體積，又有利于風(fēng) 道的形成。所述固定板與封板之間可以是分離設(shè)置，固定板與封板各自固定在固定板或散熱 片上，也可以是一體結(jié)構(gòu)，通過固定板固定在散熱器主體上。為了方便整個模塊與系統(tǒng)的固定，固定板外壁設(shè)有垂直的安裝板，通過安裝板將 模塊固定在系統(tǒng)中。固定板或/和散熱器主體上設(shè)置有拉手，方便了模塊的安裝與拆卸。所述功率模塊組件中，各元件的排布為IGBT直接貼合在散熱器主體外壁上， IGBT靠散熱器主體一端排布，疊層母排和交流排設(shè)置在IGBT外側(cè)，控制板靠近IGBT排布， 加熱器分散在IGBT周圍。整個排布緊湊、既滿足主要發(fā)熱器件IGBT的散熱，也滿足控制板 與加熱器的散熱和排布。

下面將結(jié)合附圖及實施例對本實用新型作進(jìn)一步說明，附圖中圖1是本實用新型實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實用新型實施例側(cè)面的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本實用新型實施例另一方向的立體圖；圖4是本實用新型實施例去掉功率模塊組件后的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
如圖1、2、3所示，一種插框式功率模塊，包括散熱器、貼合在散熱器上的功率模塊 組件，散熱器包括散熱器主體3，在散熱器主體3 —側(cè)連接有三面圍蔽的框架，所述框架包 括兩側(cè)的固定板1、在兩塊固定板之間連接的封板4，固定板1與封板4之間形成圍蔽空間， 與散熱器主體3連接的多個散熱片2設(shè)置在圍蔽空間內(nèi)，散熱片2沿固定板內(nèi)壁順次間隔排布，散熱片2之間的間隙與外界聯(lián)通形成風(fēng)道。固定板1、散熱器主體3上分別設(shè)置有拉 手 11、31。如圖1所示，所述功率模塊組件包括IGBT 5、控制板9、加熱器6，IGBT5連接有疊 層母排7和交流排8，所述的IGBT 5直接貼合在散熱器主體3外壁上，多個IGBT 5靠散熱 器主體3 —側(cè)排布，本實施例中有三個IGBT 5，平行排布在散熱器主體3 —側(cè)，疊層母排7 和交流排8設(shè)置在IGBT 5外側(cè)，控制板9與IGBT 5連接，排布在IGBT 5旁邊，加熱器6排 布在IGBT 5周圍的散熱器主體3外壁上。如圖2、3、4所示，所述的散熱片2都與固定板1平行排列。散熱片2與固定板1 和封板4之間間隙配合。所述固定板1與封板4分離設(shè)置，固定板1相對的兩側(cè)設(shè)有翻折 邊12，翻折邊12上開有螺孔，螺釘通過螺孔將固定板1固定在散熱片2和散熱器主體3上。 封板4固定在固定板1或散熱片2上。所述固定板1外壁設(shè)有安裝板13，安裝板13與固 定板1垂直，安裝板13是由固定板1直接切割出條形塊彎折形成的與固定板1 一體結(jié)構(gòu)的 板，所述安裝板13在固定板1外壁設(shè)置1 3個，本實施例在其中一個固定板1上設(shè)置一 個，另一塊固定板1上間隔設(shè)置2個。安裝板13還可以是單獨的板，通過焊接或鉚接等方 式固定在固定板1上。固定板1與封板4還可以為三面圍蔽的一體結(jié)構(gòu)，通過一張整板彎折制成，固定板 1固定在散熱器主體3上。
權(quán)利要求一種插框式功率模塊，包括散熱器、貼合在散熱器上的功率模塊組件，其特征在于，散熱器包括散熱器主體，在散熱器主體一側(cè)連接有三面圍蔽的框架，所述框架包括兩側(cè)的固定板、在兩塊固定板之間連接的封板，固定板與封板之間形成圍蔽空間，與散熱器主體連接的多個散熱片設(shè)置在圍蔽空間內(nèi)，散熱片沿固定板內(nèi)壁順次間隔排布，散熱片之間的間隙與外界聯(lián)通形成風(fēng)道。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的插框式功率模塊，其特征在于，所述的散熱片都與固定板平 行排列。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的插框式功率模塊，其特征在于，所述散熱片與固定板和封板 間隙配合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1 3任意一項所述的插框式功率模塊，其特征在于，所述固定板與封 板分離設(shè)置，固定板固定在散熱器主體或/和散熱片上，封板固定在固定板或散熱片上。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的插框式功率模塊，其特征在于，所述固定板設(shè)有翻折邊，翻折 邊上開有螺孔，螺釘通過螺孔將固定板固定在散熱片或/和散熱器主體上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1 3任意一項所述的插框式功率模塊，其特征在于，所述固定板與封 板為三面圍蔽的一體結(jié)構(gòu)，固定板固定在散熱器主體上。
7.根據(jù)權(quán)利要求1 3任意一項所述的插框式功率模塊，其特征在于，所述固定板外壁 設(shè)有安裝板，所述安裝板與固定板垂直。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的插框式功率模塊，其特征在于，所述安裝板是由固定板直接 切割出條形塊彎折形成的與固定板一體結(jié)構(gòu)的板，所述安裝板在固定板外壁設(shè)置1 3個。
9.根據(jù)權(quán)利要求1 3任意一項所述的插框式功率模塊，其特征在于，所述固定板或/ 和散熱器主體上設(shè)置有拉手。
10.根據(jù)權(quán)利要求1 3任意一項所述的插框式功率模塊，其特征在于，所述功率模塊 組件包括IGBT、控制板、加熱器，IGBT連接有疊層母排和交流排，所述的IGBT直接貼合在散 熱器主體外壁上，IGBT側(cè)面邊緣與散熱器主體一側(cè)齊平，疊層母排和交流排設(shè)置在IGBT外 側(cè)，控制板靠近IGBT排布在散熱器主體外壁上，加熱器排布在IGBT周圍的散熱器主體外壁 上。
專利摘要本實用新型公開了一種插框式功率模塊，包括散熱器、貼合在散熱器上的功率模塊組件，其特征在于，散熱器包括散熱器主體，在散熱器主體一側(cè)連接有三面圍蔽的框架，所述框架包括兩側(cè)的固定板、在兩塊固定板之間連接的封板，固定板與封板之間形成圍蔽空間，與散熱器主體連接的多個散熱片設(shè)置在圍蔽空間內(nèi)，散熱片沿固定板內(nèi)壁順次間隔排布，散熱片之間的間隙與外界聯(lián)通形成風(fēng)道。本實用新型提供一種簡化模塊結(jié)構(gòu)、重量輕、不易造成IGBT損壞、散熱性能好、易維護的插框式功率模塊。
文檔編號H02M1/00GK201590749SQ20092026078
公開日2010年9月22日 申請日期2009年11月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月27日
發(fā)明者馬丹軍 申請人:艾默生網(wǎng)絡(luò)能源有限公司