本實用新型實施例涉及電子器件技術，尤其涉及一種用于變流器中的功率模塊。

背景技術：

功率模塊是變流器或逆變器中的一個重要部件。功率模塊的工作電流大，在工作狀態(tài)下產(chǎn)生的熱量較大。此外，光伏電站內(nèi)或風力發(fā)電機組在日趨惡劣的工作環(huán)境中工作，對逆變器以及其中的功率模塊自身的散熱性能的要求也越來越苛刻。

為了提升功率模塊自身的散熱性能，確保其中電氣元件的使用壽命，需要對功率模塊的設計進行相應的技術改進。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型實施例的目的在于，提供一種功率模塊，以提高其散熱性能。

根據(jù)本實用新型實施例的一方面，提供一種功率模塊，包括依次固定設置的IGBT組件、功率組件和送風組件，其中，所述IGBT組件包括IGBT模塊以及與IGBT模塊連接的熱管散熱器；所述功率組件包括電容器以及固定在所述電容器上的疊層母排，所述疊層母排還與所述IGBT模塊連接；所述送風組件中的通風設備與所述電容器相對設置。

可選地，所述功率模塊還包括安裝框架，所述功率組件固定在所述安裝框架內(nèi)，所述IGBT組件和所述送風組件分別固定在所述安裝框架的兩側。

可選地，所述安裝框架的底部平行地設置有一對安裝導軌，所述功率組件還包括固定在所述電容器之下的固定底板，所述固定底板的長度或寬度與所述安裝導軌之間的間距適配。

可選地，所述功率組件還包括分別與所述疊層母排電連接的直流輸入正母排和直流輸入負母排。

可選地，所述熱管散熱器為三相熱管散熱器；IGBT模塊涂有導熱硅脂并與所述三相熱管散熱器固定。

可選地，所述IGBT組件還包括與IGBT模塊的輸出端連接的交流輸出銅排。

可選地，所述IGBT組件還包括IGBT模塊的緩沖電容，所述緩沖電容接在所述疊層母排上，和/或，所述電容器是薄膜電容。

可選地，所述功率組件還包括設置在所述疊層母排上的泄放電阻板。

可選地，所述功率模塊還包括：分別安裝在所述安裝框架的兩側以及/或上部的側板，所述側板上設有通風格柵，其中，所述側板上還設有把手。

可選地，所述送風組件包括散熱風機、安裝板和風機控制電路板，所述散熱風機和風機控制電路板固定在安裝板上。

本實用新型的示例性實施例提供的功率模塊，通過功率模塊的送風組件對發(fā)熱量大的電容器、疊層母排等部件進行風冷散熱，有助于延長電容器的使用壽命，并且降低疊層母排的成本；另一方面，通過功率模塊的熱管散熱器對易于發(fā)熱的IGBT模塊進行接觸散熱，進一步提高功率模塊的散熱性能。

附圖說明

圖1是示出本實用新型實施例的功率模塊的結構示意圖；

圖2是示出本實用新型實施例的功率模塊中的IGBT組件的結構示意圖；

圖3是示出本實用新型實施例的功率模塊中的功率組件的結構示意圖；

圖4是示出本實用新型實施例的功率模塊中的送風組件的結構示意圖。

附圖標記說明：

10、IGBT組件；20、功率組件；30、送風組件；40、安裝框架；

11、IGBT模塊；12、熱管散熱管；13、交流輸出銅排；14、緩沖電容；15、交流電流傳感器；

21、電容器；22、疊層母排；23、直流輸入正母排；24、直流輸入負母排；25、泄放電阻板；26、固定底板；

31、散熱風機；32、安裝板；33、風機控制電路板；

41、安裝導軌；42、側板；43、把手。

具體實施方式

下面結合附圖詳細描述本實用新型的示例性實施例。

在本實用新型的示例性實施例中，以應用在包括逆變器在內(nèi)的變流器中的功率模塊為例示例性地描述在此提出的功率模塊的結構。但是，需要理解，本實用新型提出的功率模塊的結構適用于任何符合在此限定的結構的功率模塊，而不僅限于變流器中的功率模塊。

參照圖1～圖3，根據(jù)本實用新型的示例性實施例，一種功率模塊包括依次固定設置的IGBT組件10、功率組件20和送風組件30。在圖1～圖2示出的結構中，由近及遠地依次示出送風組件30、功率組件20和IGBT組件10。

所述IGBT組件10包括IGBT模塊11以及與IGBT模塊11連接的熱管散熱器12。熱管散熱器12用于對易發(fā)熱的IGBT模塊11進行散熱。

所述功率組件20包括用于儲能的電容器21以及固定在所述電容器21上的疊層母排22，所述疊層母排22與所述IGBT模塊11連接。所述送風組件30中的通風設備與所述電容器21相對設置。與發(fā)熱量較大的電容器21相對設置的送風組件30可將環(huán)境空氣強力吸入并吹向包括電容器21和疊層母排22在內(nèi)的部件，以對這些部件進行風冷散熱。

該功率模塊在工作時，其外部的直流輸入電流通過功率組件20的疊層母排22輸入IGBT模塊11，在IGBT模塊11將直流電轉化為交流電輸出到外部設備，如逆變器內(nèi)的電抗器。

這里，IGBT組件10、功率組件20和送風組件30均可采用模塊式設計。在安裝使用過程中，僅需將這3個組件模塊組裝、固定在一起，便于操作。

相應地，如圖1和圖2所示，根據(jù)本實用新型的一種可實施方式，所述功率模塊還包括用于安裝和固定IGBT組件10和功率組件20的安裝框架40。在安裝過程中，所述功率組件20可被固定在所述安裝框架40內(nèi)，所述IGBT組件10和所述送風組件30可分別被固定在所述安裝框架40的兩側。該安裝框架40還具有對IGBT組件10和功率組件20的保護作用。

此外，可選地，所述安裝框架40的底部還平行地設置有一對安裝導軌41，以便于安裝較重的功率組件20。相應地，所述功率組件20可還包括固定在所述電容器21之下的固定底板26，所述固定底板26的長度或寬度與所述安裝導軌41之間的間距適配，也就是說，將固定底板26的長度或寬度中的至少一個的邊長設置為與所述安裝導軌41之間的間距相等或相應。由此，在安裝過程中，僅需將功率組件20的固定底板26沿安裝導軌41推入安裝框架40或拉出安裝框架40。通過安裝框架40和設置的安裝導軌41對功率組件20進行推拉和固定，也使得功率模塊的整體結構緊湊，利于控制功率模塊的體積。

為了保護安裝在安裝框架40內(nèi)的功率組件20，根據(jù)本實用新型的一種可實施方式，所述功率模塊還包括分別安裝在所述安裝框架40的兩側以及/或上部的側板42，并且在所述側板上設有通風格柵，以利于通風及防止熱氣長期滯留在側板形成的空間內(nèi)。

此外，安裝在所述安裝框架40的兩側以及/或上部的側板42上可還設有把手43，以便于操縱這些側板42。

以下將分別具體描述IGBT組件10、功率組件20和送風組件30的示例性結構。

IGBT組件10的結構

在前述IGBT組件2的結構的基礎上，在一種可選的實施方式中，將熱管散熱器12設為三相熱管散熱器。與傳統(tǒng)的散熱器相比，三相熱管散熱器在同等散熱量的情況下體積更小，利于提高功率模塊的散熱性能，減少其占用的空間。

為了將三相熱管散熱器與IGBT模塊11進行傳熱接觸，可選地，在IGBT模塊11上涂有導熱性強的導熱硅脂并與所述三相熱管散熱器固定，或者通過均溫板與所述三相熱管散熱器固定。

此外，根據(jù)本實用新型的可選實施方式，所述IGBT組件10還包括IGBT模塊11的緩沖電容14，緩沖電容14連接在疊層母排22上，用于吸收IGBT模塊11在工作過程中產(chǎn)生的諧波。根據(jù)另一種可行的實施方式，IGBT模塊11上設置有內(nèi)螺紋，可使用螺釘將緩沖電容14、疊層母排22與IGBT模塊11固定在一起。

此外，根據(jù)本實用新型的可選實施方式，IGBT組件10還包括用于交流電輸出的交流輸出銅排13，交流輸出銅排13與IGBT模塊11的輸出端連接。可選地，IGBT組件10還包括連接在交流輸出銅排13上的交流電流傳感器15，交流電流傳感器15用于感測IGBT模塊11的交流電輸出。

功率組件20的結構

如前所述，所述功率組件20包括電容器21以及固定在所述電容器21上的疊層母排22。由于薄膜電容具有無極性、絕緣阻抗高、頻率特性優(yōu)異以及介質(zhì)損失小的優(yōu)良特性，因此電容器21可選地采用薄膜電容。

為了將直流電流傳送到功率組件20，功率組件20還可包括分別與疊層母排22電連接的直流輸入正母排23和直流輸入負母排24。外部的直流輸入電流通過直流輸入正母排23和直流輸入負母排24到達疊層母排22，到達與疊層母排22連接的IGBT模塊11，在IGBT模塊11將直流電轉化為交流電，交流電通過交流輸出銅排13輸出到外部設備，如逆變器內(nèi)的電抗器。

此外，可選地，所述功率組件20還包括設置在所述疊層母排22上的泄放電阻板25，泄放電阻板25通過疊層母排22連接在電容器21上，并且用于防止電源脫開造成設備損壞或人員傷亡。

送風組件30的結構

圖4示出送風組件30的示例性結構。如圖4所示，送風組件30包括散熱風機31、安裝板32和風機控制電路板33，所述散熱風機31和風機控制電路板33固定在安裝板32上。

自備安裝板32和風機控制電路板33的這種模塊化設計使得送風組件30的安裝和控制極為便利。此外，由于風機控制電路板33設置在整個功率模塊端側的安裝板32上，也便于操作人員對功率模塊的散熱性能進行測試和維護?？赏ㄟ^配備的風機控制電路板33對散熱風機31的啟動、關閉和轉速進行控制。

此外，送風組件30可為例如軸流風機、離心風機或混流式風機，以實現(xiàn)優(yōu)良的送風功能。

本實用新型的示例性實施例提供的功率模塊，通過功率模塊的送風組件對發(fā)熱量大的電容器、疊層母排等部件進行風冷散熱，有助于延長電容器的使用壽命，并且降低疊層母排的成本；另一方面，通過功率模塊的熱管散熱器對易于發(fā)熱的IGBT模塊進行接觸散熱，進一步提高功率模塊的散熱性能。

此外，IGBT組件、功率組件和送風組件均可采用模塊式設計，并且通過設置安裝框架和安裝導軌，易于安裝組裝各個組件，并且還可以流水線式批量地生產(chǎn)和安裝這些組件，降低生產(chǎn)、操作成本。

以上所述，僅為本實用新型實施例的具體實施方式，但本實用新型實施例的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本實用新型實施例揭露的技術范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應涵蓋在本實用新型實施例的保護范圍之內(nèi)。因此，本實用新型實施例的保護范圍應以所述權利要求的保護范圍為準。