專利名稱：一種功率模塊及光伏并網(wǎng)逆變系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種功率模塊以及采用該功率模塊的光伏并網(wǎng)逆變系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
太陽能是一種新興的綠色能源，由于其清潔、高效、永不衰竭、且不受地域資源限制，因此具有安全可靠、無噪聲、無污染、制約少、故障率低、以及維護簡便等優(yōu)點，可廣泛應(yīng)用于社會生活的各個領(lǐng)域，特別是應(yīng)用于光伏并網(wǎng)電站中。目前，大功率光伏并網(wǎng)逆變裝置采用的功率模塊的結(jié)構(gòu)布局上尚存在很多不合理之處，比如功率模塊內(nèi)部散熱效果欠佳、電容組和IGBT模塊等組件之間的引線太長、且其內(nèi)部空間利用率低、以及安裝和維護不方便等，其具體表現(xiàn)如下 I.功率模塊的箱體和箱體中的內(nèi)部組件的散熱性能差，散熱性能差可能會引起功率模塊內(nèi)部的開關(guān)功率管的熱擊穿，當(dāng)箱體的溫度過高時，甚至?xí)沟媚孀兿到y(tǒng)中的某些部件性能下降，最終導(dǎo)致整個系統(tǒng)不穩(wěn)定；2.功率模塊的箱體中的內(nèi)部組件布局不合理，使得各組件之間的接線比較零亂，這種布局不僅使得箱體內(nèi)的空間沒有得到合理的利用，而且不便于線路檢查以發(fā)現(xiàn)線路存在的問題；而且引線過長會影響到功率模塊的電氣性能指標(biāo)；3.功率模塊的箱體中的內(nèi)部組件的進(jìn)出接線口及其它接線口不統(tǒng)一，使得操作和維護不方便。

實用新型內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述不足，提出一種結(jié)構(gòu)緊湊、布局合理的功率模塊以及采用該功率模塊的光伏并網(wǎng)逆變系統(tǒng)。解決本實用新型技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是該功率模塊包括箱體，所述箱體內(nèi)包括有電容組以及與所述電容組電連接的IGBT組件，所述電容組設(shè)置在箱體的一側(cè)壁上，所述IGBT組件設(shè)置在箱體的底部。優(yōu)選的是，所述箱體內(nèi)還包括有用于對所述IGBT組件進(jìn)行散熱的散熱器，所述散熱器設(shè)置在箱體的底面板上，IGBT組件設(shè)置在散熱器上方。優(yōu)選的是，所述電容組包括多個電容，所述多個電容均安裝在箱體的所述側(cè)壁上，多個電容在所述側(cè)壁上并列排列成一排或多排，所述多個電容之間串聯(lián)或并聯(lián)連接；所述散熱器設(shè)置在靠近電容組所在側(cè)壁相對一側(cè)側(cè)壁的位置，所述IGBT組件水平安裝在所述散熱器上。優(yōu)選的是，箱體內(nèi)還包括有疊層母排，所述電容組與IGBT組件通過所述疊層母排電連接，所述疊層母排包括第一母排，所述第一母排豎直放置并與電容組所在的側(cè)壁平行，所述電容組設(shè)于所述側(cè)壁與第一母排之間，所述多個電容的軸線垂直于箱體的側(cè)壁，所述多個電容之間串聯(lián)或并聯(lián)連接后經(jīng)過第一母排匯聚為電容組的輸出端。優(yōu)選的是，所述疊層母排還包括第二母排，所述第二母排與第一母排連接，第二母排設(shè)于所述IGBT組件上方并水平放置，第二母排將所述電容組的輸出端分流為多個電容輸出接口，所述IGBT組件的輸入端包括多個輸入接口，所述多個電容輸出接口分別與IGBT組件的多個輸入接口連接。優(yōu)選的是，所述箱體的前面板上設(shè)有直流輸入接口和交流輸出接口，所述電容組的輸入端與所述直流輸入接口連接，箱體內(nèi)還包括有交流輸出銅排和軟母排，所述交流輸出銅排設(shè)于所述交流輸出接口中，所述IGBT組件的輸出端與交流輸出銅排通過所述軟母排連接。優(yōu)選的是，所述箱體的前面板和后面板上分設(shè)有進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口，所述進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口相對設(shè)置，且進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口的位置均與所述IGBT組件的位置相對應(yīng)。優(yōu)選的是，所述箱體內(nèi)還包括有支撐板，所述支撐板設(shè)置在箱體的底面板上，所述散熱器設(shè)置在所述支撐板上，通過調(diào)節(jié)支撐板在箱體內(nèi)的高度從而能夠使散熱器處于相應(yīng)位置以便于電容組與IGBT組件之間進(jìn)行電連接。一種光伏并網(wǎng)逆變系統(tǒng)，包括機房和設(shè)置在所述機房內(nèi)的光伏并網(wǎng)逆變器，所述光伏并網(wǎng)逆變器包括柜體，所述柜體中包括有功率模塊，所述功率模塊采用上述的功率模塊。優(yōu)選的是，所述光伏并網(wǎng)逆變器的柜體上設(shè)有逆變器出風(fēng)口，功率模塊設(shè)于所述柜體中，功率模塊中箱體的前面板和后面板上分設(shè)有進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口，所述進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口相對設(shè)置，且進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口的位置均與箱體內(nèi)的IGBT組件的位置相對應(yīng)，同時所述出風(fēng)口的位置還與所述逆變器出風(fēng)口的位置對應(yīng)，所述機房上設(shè)有通風(fēng)口，所述通風(fēng)口的位置與所述逆變器出風(fēng)口的位置對應(yīng)，該系統(tǒng)中還包括有抽風(fēng)機，所述抽風(fēng)機設(shè)于機房外正對逆變器出風(fēng)口的位置。本實用新型的有益效果是I.本實用新型功率模塊的箱體內(nèi)，各個組件之間的位置布局合理，有效節(jié)省了箱體的內(nèi)部空間；2.箱體內(nèi)的功能組件之間(即電容組和IGBT組件之間)采用疊層母排進(jìn)行連接，有效減小了功率模塊內(nèi)部的引線電感；3.直流輸入接口、交流輸出接口及其它外部接口(如進(jìn)風(fēng)口)均設(shè)置于箱體前面板上，便于操作和當(dāng)箱體內(nèi)的組件出現(xiàn)故障時便于維護；4.該功率模塊結(jié)構(gòu)簡單，布局整齊，箱體內(nèi)部的進(jìn)出線統(tǒng)一，各功率組件間引線短，從而進(jìn)一步減小了引線電感。

圖I是本實用新型中功率模塊的箱體內(nèi)部的結(jié)構(gòu)布局圖(未安裝疊層母排)；圖2是本實用新型中功率模塊的箱體內(nèi)部的結(jié)構(gòu)布局圖(安裝有疊層母排)；圖3是本實用新型功率模塊散熱通道的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本實用新型功率模塊的箱體前面板的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1-電容組；2_IGBT組件；3_散熱器；4_第一母排；5_第二母排；6_軟母排；7-交流輸出銅排；8_進(jìn)風(fēng)口 ；9-出風(fēng)口 ； 10-直流輸入接口 ； 11-交流輸出接口。
具體實施方式
為使本領(lǐng)域技術(shù)人員更好地理解本實用新型的技術(shù)方案，
以下結(jié)合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述。一種功率模塊，包括箱體，所述箱體內(nèi)包括有電容組以及與所述電容組電連接的IGBT組件，所述電容組設(shè)置在箱體的一側(cè)壁上，所述IGBT組件設(shè)置在箱體的底部。一種光伏并網(wǎng)逆變系統(tǒng)，包括機房和設(shè)置在所述機房內(nèi)的光伏并網(wǎng)逆變器，所述光伏并網(wǎng)逆變器包括柜體，所述柜體中包括有功率模塊，所述功率模塊采用所述的功率模塊。實施例I :本實用新型功率模塊包括箱體，所述箱體內(nèi)包括有電容組I以及與所述電容組I 電連接的IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor,即絕緣柵雙極型晶體管)組件2,所述電容組I設(shè)置在箱體的一側(cè)壁上，所述IGBT組件2設(shè)置在箱體的底部。如圖1-4所示，本實施例中，電容組設(shè)置在箱體的左側(cè)壁上。優(yōu)選的是，所述箱體內(nèi)還包括有用于對所述IGBT組件2進(jìn)行散熱的散熱器3，散熱器3設(shè)置在箱體的底面板上，IGBT組件2具體是安裝在散熱器3上。如圖I所示，本實施例中，所述電容組包括多個電容，所述多個電容均安裝在箱體的左側(cè)壁上，多個電容在所述左側(cè)壁上并列排列成多排，多個電容的軸線均垂直于箱體的左側(cè)壁，所述多個電容之間串聯(lián)或并聯(lián)連接；散熱器3設(shè)置在靠近箱體的右側(cè)壁的位置，所述IGBT組件2水平安裝在所述散熱器3上。如圖2所示,本實施例中,箱體內(nèi)還包括有疊層母排,所述電容組I與IGBT組件2通過所述疊層母排電連接，其中，所述疊層母排包括第一母排4和第二母排5 :所述第一母排4豎直放置并與電容組I所在的左側(cè)壁平行，所述電容組I設(shè)于箱體的左側(cè)壁與第一母排4之間，所述多個電容之間串聯(lián)或并聯(lián)連接后經(jīng)過第一母排4匯聚形成電容組的輸出端；所述第二母排5與第一母排4連接，第二母排5設(shè)于IGBT組件2上并水平放置，第二母排5將電容組I的輸出端分流為多個電容輸出接口，IGBT組件2的輸入端包括多個輸入接口，所述多個電容輸出接口分別與IGBT組件2的多個輸入接口連接。如圖3所示，本實施例中，所述箱體的前面板上設(shè)有直流輸入接口 10和交流輸出接口 11，所述電容組I的輸入端與所述直流輸入接口 10連接；如圖2所示，箱體內(nèi)還包括有交流輸出銅排7和軟母排6，所述交流輸出銅排7設(shè)于所述交流輸出接口 11中，所述IGBT組件2的輸出端與交流輸出銅排7通過所述軟母排6連接。其中，所述箱體的前面板和后面板上分設(shè)有進(jìn)風(fēng)口 8和出風(fēng)口，所述進(jìn)風(fēng)口 8和出風(fēng)口 9相對設(shè)置，且進(jìn)風(fēng)口 8和出風(fēng)口 9的位置均與所述IGBT組件2的位置相對應(yīng)。優(yōu)選的是，如圖1、2所示，本實施例中，所述箱體內(nèi)還包括有支撐板，所述支撐板設(shè)置在箱體的底面板上，所述散熱器3設(shè)置在所述支撐板上，通過調(diào)節(jié)支撐板在箱體內(nèi)的高度從而能夠使散熱器處于相應(yīng)位置以便于電容組與IGBT組件之間進(jìn)行電連接；而且試驗證明，當(dāng)電容組與IGBT組件均設(shè)置處于最優(yōu)位置處時，功率模塊的有效電感最小，發(fā)熱最少。由于在實踐中不同的功率模塊所包括的電容組中的電容數(shù)量不同，功率模塊的有效電感不同，若使得有效電感最小，該最優(yōu)位置也相應(yīng)的不同，按照支撐板與箱體的底面板之間的距離來計算其高度，則其高度范圍為箱體的側(cè)棱長的1/10-1/2。優(yōu)選的是，所述支撐件采用金屬材料制作，以便于增強散熱器的散熱效果。本實施例中，所述支撐件采用覆鋁鋅板材料制成。一種光伏并網(wǎng)逆變系統(tǒng)，包括機房、抽風(fēng)機、以及設(shè)置在所述機房內(nèi)的光伏并網(wǎng)逆變器，所述光伏并網(wǎng)逆變器包括柜體，所述柜體中包括有功率模塊，所述功率模塊采用上述的功率模塊。其中，所述光伏并網(wǎng)逆變器的柜體上設(shè)有逆變器出風(fēng)口，所述逆變器出風(fēng)口的位置與出風(fēng)口 9的位置對應(yīng)，所述機房上設(shè)有通風(fēng)口，所述通風(fēng)口的位置與所述逆變器出風(fēng)口的位置對應(yīng)，所述抽風(fēng)機設(shè)于機房外正對逆變器出風(fēng)口的位置。本實施例中，由于所述機房的通風(fēng)口設(shè)置于正對所述逆變器出風(fēng)口的位置，從而可以方便功率模塊和逆變器熱量的排出。在實際工作中，當(dāng)抽風(fēng)機工作時，功率模塊的箱體內(nèi)部就會形成前進(jìn)風(fēng)后出風(fēng)的散熱通道，箱體內(nèi)部產(chǎn)生的熱量依次通過出風(fēng)口 9、逆變器出風(fēng)口、以及機房的通風(fēng)口排出。實施例2 本實施例與實施例I的區(qū)別在于本實施例中功率模塊的箱體內(nèi)不具有實施例I中的支撐板。本實施例中的其他結(jié)構(gòu)以及使用都與實施例I相同，這里不再贅述。實施例3 本實施例與實施例I的區(qū)別在于本實施例中，疊層母排的結(jié)構(gòu)與實施例I不相同。本實施例中，所述第一母排4和第二母排5為一體成型。本實施例中的其他結(jié)構(gòu)以及使用都與實施例I相同，這里不再贅述?？梢岳斫獾氖?，以上實施方式僅僅是為了說明本實用新型的原理而采用的示例性實施方式，然而本實用新型并不局限于此。對于本領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員而言，在不脫離本實用新型的精神和實質(zhì)的情況下，可以做出各種變型和改進(jìn)，這些變型和改進(jìn)也視為本實用新型的保護范圍。
權(quán)利要求1.一種功率模塊,包括箱體,所述箱體內(nèi)包括有電容組以及與所述電容組電連接的IGBT組件，其特征在于，所述電容組設(shè)置在箱體的一側(cè)壁上，所述IGBT組件設(shè)置在箱體的底部。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的功率模塊，其特征在于，所述箱體內(nèi)還包括有用于對所述IGBT組件進(jìn)行散熱的散熱器，所述散熱器設(shè)置在箱體的底面板上，IGBT組件設(shè)置在散熱器上方。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的功率模塊，其特征在于，所述電容組包括多個電容，所述多個電容均安裝在箱體的所述側(cè)壁上，多個電容在所述側(cè)壁上并列排列成一排或多排，所述多個電容之間串聯(lián)或并聯(lián)連接；所述散熱器設(shè)置在靠近電容組所在側(cè)壁相對一側(cè)側(cè)壁的位置，所述IGBT組件水平安裝在所述散熱器上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的功率模塊，其特征在于，箱體內(nèi)還包括有疊層母排，所述電容組與IGBT組件通過所述疊層母排電連接，所述疊層母排包括第一母排，所述第一母排豎直放置并與電容組所在的側(cè)壁平行，所述電容組設(shè)于所述側(cè)壁與第一母排之間，所述多個電 容的軸線垂直于箱體的側(cè)壁，所述多個電容之間串聯(lián)或并聯(lián)連接后經(jīng)過第一母排匯聚為電容組的輸出端。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的功率模塊，其特征在于，所述疊層母排還包括第二母排，所述第二母排與第一母排連接，第二母排設(shè)于所述IGBT組件上方并水平放置，第二母排將所述電容組的輸出端分流為多個電容輸出接口，IGBT組件的輸入端包括多個輸入接口，所述多個電容輸出接口分別與IGBT組件的多個輸入接口連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的功率模塊，其特征在于，所述箱體的前面板上設(shè)有直流輸入接口和交流輸出接口，所述電容組的輸入端與所述直流輸入接口連接，箱體內(nèi)還包括有交流輸出銅排和軟母排，所述交流輸出銅排設(shè)于所述交流輸出接口中，所述IGBT組件的輸出端與交流輸出銅排通過所述軟母排連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的功率模塊，其特征在于，所述箱體的前面板和后面板上分設(shè)有進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口，所述進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口相對設(shè)置，且進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口的位置均與所述IGBT組件的位置相對應(yīng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求2-7之一所述的功率模塊，其特征在于，所述箱體內(nèi)還包括有支撐板，所述支撐板設(shè)置在箱體的底面板上，所述散熱器設(shè)置在所述支撐板上，通過調(diào)節(jié)支撐板在箱體內(nèi)的高度從而能夠使散熱器處于相應(yīng)位置以便于電容組與IGBT組件之間進(jìn)行電連接。
9.一種光伏并網(wǎng)逆變系統(tǒng)，包括機房和設(shè)置在所述機房內(nèi)的光伏并網(wǎng)逆變器，所述光伏并網(wǎng)逆變器包括柜體，所述柜體中包括有功率模塊，其特征在于，所述功率模塊采用權(quán)利要求1-8任一所述的功率模塊。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的光伏并網(wǎng)逆變系統(tǒng)，其特征在于，所述光伏并網(wǎng)逆變器的柜體上設(shè)有逆變器出風(fēng)口，功率模塊設(shè)于所述柜體中，功率模塊中箱體的前面板和后面板上分設(shè)有進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口，所述進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口相對設(shè)置，且進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口的位置均與箱體內(nèi)的IGBT組件的位置相對應(yīng)，同時所述出風(fēng)口的位置還與所述逆變器出風(fēng)口的位置對應(yīng)，所述機房上設(shè)有通風(fēng)口，所述通風(fēng)口的位置與所述逆變器出風(fēng)口的位置對應(yīng)，該系統(tǒng)中還包括有抽風(fēng)機，所述抽風(fēng)機設(shè)于機房外正對逆變器出風(fēng)口的位置。
專利摘要本實用新型提供一種功率模塊，包括箱體，所述箱體內(nèi)包括有電容組以及與所述電容組電連接的IGBT組件，所述電容組設(shè)置在箱體的一側(cè)壁上，所述IGBT組件設(shè)置在箱體的底部。相應(yīng)的，本實用新型還提供一種光伏并網(wǎng)逆變系統(tǒng)。該功率模塊結(jié)構(gòu)簡單、布局合理，有效解決了光伏逆變系統(tǒng)中功率模塊布局不合理的問題。
文檔編號H02M7/00GK202798482SQ20122036404
公開日2013年3月13日 申請日期2012年7月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月25日
發(fā)明者汪檳, 陳長安, 梁歡迎 申請人:特變電工新疆新能源股份有限公司, 特變電工西安電氣科技有限公司