[实用新型]一种水冷功率模块单元

说明书

本实用新型提供了一种水冷功率模块单元，包括柜体和输入输出铜排，所述柜体内设置有水冷板、功率模块和软母排，所述功率模块安装于所述水冷板上，所述功率模块的输入输出端通过所述软母排与所述输入输出铜排的一端连接，所述输入输出铜排的另一端作为所述功率模块柜的输入输出端设置于所述柜体外部。本实用新型采用水冷板散热，使得功率模块散热效率更高，能够快速有效地降低功率模块工作时的温度，提升功率模块的使用寿命和产品的可靠性，且能有效降低系统噪声。

技术领域

本实用新型涉及功率模块技术领域，具体涉及一种水冷功率模块单元。

背景技术

目前，我国电气化铁道牵引供电系统采用的是工频单相交流制供电方式，相对于三相电力系统而言，牵引负荷具有不对称性，因此，我国实行的电气化铁路牵引供电系统及传统异相供电技术，在实现重载和高速电力牵引时存在以下三个方面突出问题：(1)以负序为主的电能质量问题；(2)列车通过电分相时，导致列车速度降低和牵引力损失问题；(3)列车通过电分相时，机车和接触网之间产生复杂电气暂态过程，严重危及牵引网安全和列车运行，而且电分相装置可靠性较低，成为牵引供电系统中最薄弱的一个环节。

对此，用以解决高速铁路牵引供电系统中存在的电分相、谐波、负序等问题的同相供电系统无疑是最为理想的办法，作为同相供电系统核心部件之一的功率模块的研发至关重要，当前的功率模块主要采用的是风冷散热，存在运行噪声大、环境适应性差、散热效率低、体积大、重量重等缺点。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供一种水冷功率模块单元，采用水冷板散热，使得功率模块散热效率更高，能够快速有效地降低功率模块工作时的温度，提升功率模块的使用寿命和产品的可靠性，且能有效降低系统噪声。本实用新型通过以下技术手段实现：

一种水冷功率模块单元，包括柜体和输入输出铜排，所述柜体内设置有水冷板、功率模块和软母排，所述功率模块安装于所述水冷板上，所述功率模块的输入输出端通过所述软母排与所述输入输出铜排的一端连接，所述输入输出铜排的另一端作为所述水冷功率模块单元的输入输出端设置于所述柜体外部。

进一步地，所述功率模块与水冷板之间采用免排水设计的快速连接器连接。

进一步地，还包括与所述功率模块连接的控制单元，所述控制单元安装于所述柜体正面的防护罩内，所述水冷功率模块单元的输入输出端设置于所述柜体的背面外侧。

进一步地，所述功率模块包括串联侧功率模块和并联侧功率模块，所述输入输出铜排包括第一串联侧输入输出铜排、第二串联侧输入输出铜排、第一并联侧输入输出铜排和第二并联侧输入输出铜排，所述软母排包括第一串联侧输入输出软母排、第二串联侧输入输出软母排、第一并联侧输入输出软母排和第二并联侧输入输出软母排，所述第一串联侧输入输出铜排、第二串联侧输入输出铜排、第一并联侧输入输出铜排和第二并联侧输入输出铜排的一端分别与所述第一串联侧输入输出软母排、第二串联侧输入输出软母排、第一并联侧输入输出软母排和第二并联侧输入输出软母排的一端连接，所述第一串联侧输入输出软母排和第二串联侧输入输出软母排的另一端分别与所述串联侧功率模块两个桥臂的两个交流端连接，所述第一并联侧输入输出软母排和第二并联侧输入输出软母排的另一端分别与所述并联侧功率模块两个桥臂的两个交流端连接，所述第一串联侧输入输出铜排和第二串联侧输入输出铜排的另一端作为所述水冷功率模块单元的串联侧输出输出端设置于所述柜体外，所述第一并联侧输入输出铜排和第二并联侧输入输出铜排的另一端作为所述水冷功率模块单元的并联侧输出输出端设置于所述柜体外。

进一步地，所述柜体内还设置有母线支撑电容以及水平重叠设置的叠层母排，所述叠层母排包括正极层母排和负极层母排，所述母线支撑电容设置于所述正极层母排和负极层母排的下方，安装有功率模块的水冷板设置于所述柜体内右侧壁中上位置，所述母线支撑电容的正极与所述正极层母排连接，所述母线支撑电容的负极与所述负极层母排连接，所述功率模块中功率管桥臂直流端的一端与所述正极层母排连接，所述功率模块中功率管桥臂直流端的另一端与所述负极层母排连接。