[发明专利]一种基于压接式IGCT的水冷大功率全桥单元

说明书

本发明公开了一种基于压接式IGCT的水冷大功率全桥单元，该单元包括：电源模块；IGCT全桥功率模块装设于电源模块下方；直流电容模块通过连接母排与IGCT全桥功率模块连接。通过该单元，单元采用模块化设计，水冷散热技术，满足结构紧凑、美观；电磁兼容，电路分配合理；单元整体、内部模块、单元都方便安装、维护；具有通流能力强，通态压降低、失效呈短路特性，串联可靠性高等特点，IGCT器件差异小，一定程度保证了串联均压；集成化设计；提高了散热效果，并且水冷散热器具有很好的等温性；本发明具有占地面积小、可靠性高、可控性强、技术价格等优点，具有良好前景。

技术领域

本发明属于电力电子领域，特别涉及一种基于压接式IGCT的水冷大功率全桥单元。

背景技术

功率半导体器件是电力电子成套装置的基础，直接影响其成本、效率、可靠性等。现阶段高功率硅基半导体技术包括模块封装绝缘栅双极晶体管(IGBT)、压装封装IGBT和压装封装集成栅极换向晶闸管(IGCT)，其中，模块封装IGBT在中低压领域具有较多的应用，对于安装的条件限制较少。然而，模块封装器件具有较大的热阻，如何为其散热是目前需要解决的一个问题。

发明内容

针对相关技术中的上述技术问题，本发明提出一种基于压接式IGCT的水冷大功率全桥单元，能够克服现有技术的上述不足。

为实现上述技术目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种基于压接式IGCT的水冷大功率全桥单元，该单元包括：电源模块；IGCT全桥功率模块，装设于所述电源模块下方；直流电容模块，通过连接母排与IGCT全桥功率模块连接；其中，IGCT为压装封装集成栅极换向晶闸管。

进一步的，IGCT全桥功率模块包括：功率模块框架；IGCT模块，装设于功率模块框架上；二极管模块，装设于功率模块框架上；其中，IGCT模块、二极管模块通过所述连接母排连接。

进一步的，所述IGCT模块包括：IGCT驱动板，其上设有IGCT器件；若干水冷散热器，每两个水冷散热器之间设有IGCT器件；其中，IGCT器件为压接式。

进一步的，二极管模块包括：若干所述水冷散热器，每两个水冷散热器之间设有二极管器件或电阻器件；电阻器件为压接式。

进一步的，水冷散热器外侧设有蝶形弹簧；蝶形弹簧外侧设有压串板；转动顶栓，其穿过压串板中间的螺栓孔，转动压缩蝶形弹簧，蝶形弹簧将IGCT器件、水冷散热器、二极管器件、电阻器件压紧。

进一步的，所述IGCT器件一侧设有控制板，用于控制所述IGCT器件。

进一步的，水冷散热器上连接有单元水管；单元水管一端与外部连接，一端与水冷散热器或水冷电抗连接；水冷电抗安装在所述二极管模块的所述水冷散热器上；电容，安装在二极管模块的所述水冷散热器上；单元水管包括主水管和若干细水管，细水管为主水管的分支。

进一步的，电源模块为IGCT器件供电。

进一步的，IGCT器件的压力范围为36-44kN。

进一步的，IGCT模块包括四个IGCT器件和五个水冷散热器；四个IGCT器件、五个水冷散热器分别并行设置；二极管模块包括五个二极管器件、一个电阻器件和七个水冷散热器；七个水冷散热器并行设置，前六个所述水冷散热器的每两个之间设有一个所述二极管器件，第六个和第七个水冷散热器之间设有一个所述电阻器件。