CN109672392A - 驱动逆变器 - Google Patents
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Abstract
一种驱动逆变器，用以提供电动机运行所需电压和电流，电容器，沿水平方向延伸；下管IGBT器件组，沿所述电容器的延伸方向平行所述电容器设置，且包括依次排列设置的下管IGBT器件，所述下管IGBT器件包括下管IGBT本体及自下管IGBT本体一端向外凸伸的下管IGBT端子；上管IGBT器件组，沿所述电容器的延伸方向平行所述电容器设置，且包括依次排列设置的上管IGBT器件，所述上管IGBT器件包括上管IGBT本体及自上管IGBT本体一端向外凸伸的上管IGBT端子，所述上管IGBT端子与所述下管IGBT端子相互靠近；直流总线和输出端母线，连通所述电容器和下管IGBT端子、电容器和上管IGBT端子以形成电流回路。
Description
技术领域
本发明涉及一种驱动逆变器，特别是一种可减少高频回路电感的驱动逆变器。
背景技术
运用在电动汽车上的驱动逆变器控制汽车的电机为汽车的运行提供动力，而驱动逆变器中的IGBT器件是电动汽车逆变器的核心功率器件，驱动逆变器中与IGBT器件相连接的直流总线也是发挥IGBT性能的关键电路。
为了提高IGBT器件的性能，减小高频回路电感可以降低直流电压逆变器中 IGBT的耐压值，减小开关损耗，提高驱动逆变器效率。因此，减小高频回路电感可以提高逆变器性能。现有技术中，驱动逆变器中的直流总线的排布形成的回路面积大。而高频回路电感的大小由驱动逆变器中电流回路所围成的面积决定，回路所围成的面积越大，则回路电感也越大。
因此，必须设计一种高频回路电感较小的驱动逆变器。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提出了一种驱动逆变器，用以提供电动机运行所需电压和电流，电容器，沿水平方向延伸；下管IGBT器件组，沿所述电容器的延伸方向平行所述电容器设置，且包括依次排列设置的下管IGBT器件，所述下管IGBT器件包括下管IGBT本体及自下管IGBT本体一端向外凸伸的下管 IGBT端子；上管IGBT器件组，沿所述电容器的延伸方向平行所述电容器设置，且包括依次排列设置的上管IGBT器件，所述上管IGBT器件包括上管IGBT本体及自上管IGBT本体一端向外凸伸的上管IGBT端子，所述上管IGBT端子与所述下管IGBT端子相互靠近；直流总线和输出端母线，连通所述电容器和下管IGBT端子、电容器和上管IGBT端子以形成电流回路。
作为本发明的进一步改进，所述电容器包括电容正极和电容负极，所述直流总线包括连接于电容负极和下管IGBT端子之间的电容负极母线、连接于电容正极和上管IGBT端子之间的电容正极母线，所述电容负极母线和电容正极母线相互靠近设置。
作为本发明的进一步改进，所述电容负极母线包括自电容负极延伸的电容负极母线相向段，所述电容正极母线包括自电容正极延伸的电容正极母线相向段，所述电容负极母线相向段和电容正极母线相向段分别自电容负极和电容正极相向延伸并紧贴电容器。
作为本发明的进一步改进，所述电容负极母线还包括自电容负极母线相向段延伸的电容负极母线平行段，所述电容正极母线还包括自电容正极母线相向段延伸的电容正极母线平行段，所述电容负极母线平行段和电容正极母线平行段相互平行且靠近。
作为本发明的进一步改进，所述下管IGBT端子包括下管IGBT发射极端子，所述上管IGBT端子包括上管IGBT集电极端子，所述下管IGBT发射极端子与所述电容负极母线相连接，所述上管IGBT集电极端子与电容正极母线相连接。
作为本发明的进一步改进，所述下管IGBT端子还包括下管IGBT集电极端子，所述上管IGBT端子还包括上管IGBT发射极端子，所述下管IGBT集电极端子和上管IGBT发射极端子通过输出端母线相互电性连接。
作为本发明的进一步改进，所述输出端母线包括输出端下管连接端子、输出端上管连接端子和输出端导体，所述输出端下管连接端子与下管IGBT集电极端子连接，所述输出端上管连接端子与上管IGBT发射极端子连接。
作为本发明的进一步改进，所述驱动逆变器还包括有散热器，所述下管IGBT 器件组和上管IGBT器件组排列设置于所述散热器上。
作为本发明的进一步改进，所述散热器内贯穿设置有高压导体通道，所述直流总线穿过所述高压导体通道以连通所述电容器和下管IGBT器件组、电容器和上管IGBT器件组；所述输出端母线穿过所述高压导体通道并连通所述上管IGBT器件组和下管IGBT器件组。
附图说明
图1为本发明驱动逆变器的整体结构示意图；
图2为图1A圈部分的放大结构示意图；
图3为本发明驱动逆变器一种角度下的部分结构示意图；
图4为本发明驱动逆变器另一种角度下的部分结构示意图；
图5为图4B圈部分的放大结构示意图；
图6为本发明驱动逆变器的A相输出导体的具体结构示意图；
图7为本发明驱动逆变器的散热器的具体结构示意图；
100-驱动逆变器；10-电容器；20-上管IGBT器件组；2-上管IGBT器件； 21-上管IGBT本体；22-上管IGBT端子；221-上管IGBT集电极端子；222- 上管IGBT发射极端子；30-下管IGBT器件组；3-下管IGBT器件；31-下管 IGBT本体；32-下管IGBT端子；321-下管IGBT发射极端子；322-下管IGBT 集电极端子；40-直流总线；4-电容正极母线；41-电容正极母线相向段；42- 电容正极母线平行段；421-电容正极母线凸起；5-电容负极母线；51-电容负极母线相向段；52-电容负极母线平行段；521-电容负极母线凸起；60-A相输出端母线；6-A相输出端导体；61-A相输出端上管连接端子；62-A相输出端下管连接端子；70-散热器；71-高压导体通道。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
此外，在不同的实施例中可能使用重复的标号或标示。这些重复仅为了简单清楚地叙述本发明，不代表所讨论的不同实施例或结构之间具有任何关联性。
如图1至图7所示，本发明提供了一种驱动逆变器100，用以提供电动机运行所需电压和电流。所述驱动逆变器100包括电容器10、相互电性连接的上管IGBT器件组20、下管IGBT器件组30、直流总线40以及输出端母线。所述直流总线40和输出端母线连接在电容器10和上管IGBT器件组 20、下管IGBT器件组30之间以形成电流回路，所述上管IGBT器件组20和下管IGBT器件组30沿所述电容器10的中轴线对称设置。所述输出端母线包括A相输出端母线60、B相输出端母线、C相输出端母线，为了方便图示，省略B相输出端母线和C相输出端母线。
具体的，所述电容器10的形状呈长方体且沿水平方向延伸，所述电容器10包括有用以电性连接的电容负极和电容正极。
如图2所示，所述上管IGBT器件组20沿所述电容器10的延伸方向平行所述电容器10设置，所述上管IGBT器件组20包括若干依次排列设置的上管IGBT器件2，所述上管IGBT器件2包括上管IGBT本体21及自上管 IGBT本体21一端向外凸伸的上管IGBT端子22。
所述下管IGBT器件组30沿所述电容器10的延伸方向平行所述电容器 10设置，且所述下管IGBT器件组30与上管IGBT器件组20相对排列。所述下管IGBT器件组30包括若干依次排列设置的下管IGBT器件3，所述下管IGBT器件3包括下管IGBT本体31及自下管IGBT本体31一端向外凸伸的下管IGBT端子32。所述上管IGBT器件组20中的上管IGBT器件2 的数量和下管IGBT器件组30中的下管IGBT器件3的数量相同，且一一对应连接，相对应的所述下管IGBT端子32与上管IGBT端子22相互靠近且电性连接。
当然，为了形成电流回路，所述直流总线40连接于上管IGBT端子22 和电容器10之间、下管IGBT端子32和电容器10之间，所述A相输出端母线60连接于上管IGBT端子22和下管IGBT端子32之间。
由于所述上管IGBT端子22和下管IGBT端子32相互靠近，连接于上管IGBT端子22和电容器10之间的部分直流总线40和连接于下管IGBT 端子32和电容器10之间的部分直流总线40也相互靠近，因此整体所形成的电流回路的面积也相对较小，从而高频回路电感也较小。
如图3所示，所述直流总线40包括连接于电容器10的电容正极和上管 IGBT端子22之间的电容正极母线4、连接于电容负极和下管IGBT端子32 之间的电容负极母线5。当然，所述电容正极母线4和电容负极母线5内的电流方向相反磁场相互抵消。所述电容正极母线4和电容负极母线5相互靠近设置减小了高频回路电感。
并且，如图3所示，在本实施方式中，所述电容正极母线4包括自电容正极延伸的电容正极母线相向段41，所述电容负极母线5包括自电容负极延伸的电容负极母线相向段51，所述电容正极母线相向段41和电容负极母线相向段51分别自电容正极和电容负极沿电容器10的外表面相向延伸。从而，所述电容正极母线相向段41、电容负极母线相向段51和电容器10之间围设形成的电流回路面积也较小，进一步减小了高频回路电感。当然，所述电容正极母线相向段41和电容负极母线相向段51和电容单元内部的电流方向相反，磁场相互抵消。
所述电容正极母线4还包括自电容正极母线相向段41延伸的电容正极母线平行段42，所述电容负极母线5还包括自电容负极母线相向段51延伸的电容负极母线平行段52，所述电容正极母线平行段42和电容负极母线平行段52相互平行。所述电容正极母线平行段42连接于所述电容正极母线相向段41和上管IGBT端子22之间，所述电容负极母线平行段52连接于所述电容负极母线相向段51和下管IGBT端子32之间。由于上管IGBT端子 22和下管IGBT端子32相互靠近，因此所述电容正极母线平行段42和电容负极母线平行段52也相互靠近，从而电容正极母线平行段42和电容负极母线平行段52之间的距离较小，所围设形成的面积也更小。
所述电容正极母线平行段42和电容负极母线平行段52沿垂直于电容正极母线相向段41和电容负极母线相向段51的方向延伸，且分别向上凸伸形成若干电容正极母线凸起421和电容负极母线凸起521，所述电容正极母线凸起421和电容负极母线凸起521分别与所述上管IGBT器件2及下管IGBT 器件3一一对应连接。
如图5所示，所述上管IGBT端子22包括上管IGBT集电极端子221，所述下管IGBT端子32包括下管IGBT发射极端子321，所述上管IGBT集电极端子221与电容正极母线4相连接，所述下管IGBT发射极端子321与电容负极母线5相连接。具体的，所述上管IGBT集电极端子221与电容正极母线平行段42相连接，所述下管IGBT发射极端子321与电容负极母线平行段52相连接。再进一步的，所述上管IGBT集电极端子221与所述电容正极母线平行段42的电容正极母线凸起421相贴靠以形成电性连接，所述下管IGBT发射极端子321与所述电容负极母线平行段52的电容负极母线凸起521相贴靠以形成电性连接。所述正极母线平行段42和负极母线平行段52之间设置有绝缘纸，当然采用其他绝缘材料也可达到本发明的目的。
进一步的，如图4至图5所示，所述上管IGBT端子22还包括上管IGBT 发射极端子222，所述下管IGBT端子32还包括下管IGBT集电极端子322，所述上管IGBT发射极端子222和下管IGBT集电极端子322相互电性连接。具体的，所述A相输出端母线连接于上管IGBT发射极端子222和下管IGBT 集电极端子322之间。
而在本具体实施方式中，如图6所示，A相输出端母线包括A相输出端上管连接端子61和A相输出端下管连接端子62，所述A相输出端上管连接端子61与所述上管IGBT发射极端子222相贴靠以电性连接，所述A相输出端下管连接端子62与所述下管IGBT集电极端子322相贴靠以电性连接。所述A相输出导体60还包括A相输出端导体6，所述A相输出上管连接端子61和A相输出下管连接端子62均自A相输出端导体6向上延伸。由于所述A相输出端上管连接端子61和A相输出端下管连接端子62之间相互间隔，因而所述A相输出端上管连接端子61和A相输出端下管连接端子62 自所述A相输出端导体6向不同方向延伸，从而使得所述A相输出端上管连接端子61和A相输出端下管连接端子62也相互间间隔。
另外，如图6所示，所述A相输出端母线60的本体上分别延伸出四个 A相输出端上管连接端子61和四个A相输出端下管连接端子62，且A相输出端上管连接端子61和A相输出端下管连接端子62依次间隔排列。
如图7所示，所述驱动逆变器100还包括散热器70，所述上管IGBT器件组20和下管IGBT器件组30均排列设置于所述散热器70上。具体的，所述散热器70呈平板状且内部自上而下贯穿形成有高压导体通道71，且所述高压导体通道71沿水平面方向向所述驱动逆变器100的长度方向延伸。所述直流总线40穿过所述高压导体通道71以连通所述电容器10和上管 IGBT器件组20、电容器10和下管IGBT器件组30。所述输出端母线60穿过所述高压导体通道71连通所述上管IGBT器件组20和下管IGBT器件组 30。具体的，所述电容正极母线平行段42和电容负极母线平行段52自所述高压导体通道71中穿过，从而，可对直流总线40进行较好的收纳整理减小电磁干扰，散热器70既可以起到对上管IGBT器件组20和下管IGBT器件组30进行散热的作用，也可以起到对直流总线40进行收纳的作用。且直流总线40从散热器70的内部高压导体通道71中穿过，可使得电容正极母线平行段42和电容负极母线平行段52之间的距离极短，从而进一步减小了电流回路的面积。
综上所述，由于本发明中上管IGBT器件2的上管IGBT端子22和下管 IGBT器件3的下管IGBT端子32相互靠近，因而连接第一IGBT的部分直流总线40和连接下管IGBT器件3的部分直流总线40也相互靠近，因而所围设形成的电流回路面积也较小，可极大的减小高频回路电感，进一步提高逆变器性能。
应当理解，虽然本说明书按照实施例加以描述，但并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施例。
上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施例的具体说明，并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施例或变更均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种驱动逆变器，用以提供电动机运行所需电压和电流，其特征在是包括：
电容器，沿水平方向延伸；
下管IGBT器件组，沿所述电容器的延伸方向平行所述电容器设置，且包括依次排列设置的下管IGBT器件，所述下管IGBT器件包括下管IGBT本体及自下管IGBT本体一端向外凸伸的下管IGBT端子；
上管IGBT器件组，沿所述电容器的延伸方向平行所述电容器设置，且包括依次排列设置的上管IGBT器件，所述上管IGBT器件包括上管IGBT本体及自上管IGBT本体一端向外凸伸的上管IGBT端子，所述上管IGBT端子与所述下管IGBT端子相互靠近；
直流总线和输出端母线，连通所述电容器和下管IGBT端子、电容器和上管IGBT端子以形成电流回路。
2.根据权利要求1所述的驱动逆变器，其特征在于，所述电容器包括电容正极和电容负极，所述直流总线包括连接于电容负极和下管IGBT端子之间的电容负极母线、连接于电容正极和上管IGBT端子之间的电容正极母线，所述电容负极母线和电容正极母线相互靠近设置。
3.根据权利要求2所述的驱动逆变器，其特征在于，所述电容负极母线包括自电容负极延伸的电容负极母线相向段，所述电容正极母线包括自电容正极延伸的电容正极母线相向段，所述电容负极母线相向段和电容正极母线相向段分别自电容负极和电容正极相向延伸并紧贴电容器。
4.根据权利要求3所述的驱动逆变器，其特征在于，所述电容负极母线还包括自电容负极母线相向段延伸的电容负极母线平行段，所述电容正极母线还包括自电容正极母线相向段延伸的电容正极母线平行段，所述电容负极母线平行段和电容正极母线平行段相互平行且靠近。
5.根据权利要求2所述的驱动逆变器，其特征在于，所述下管IGBT端子包括下管IGBT发射极端子，所述上管IGBT端子包括上管IGBT集电极端子，所述下管IGBT发射极端子与所述电容负极母线相连接，所述上管IGBT集电极端子与电容正极母线相连接。
6.根据权利要求2所述的驱动逆变器，其特征在于，所述下管IGBT端子还包括下管IGBT集电极端子，所述上管IGBT端子还包括上管IGBT发射极端子，所述下管IGBT集电极端子和上管IGBT发射极端子通过输出端母线相互电性连接。
7.根据权利要求6所述的驱动逆变器，其特征在于，所述输出端母线包括输出端下管连接端子、输出端上管连接端子和输出端导体，所述输出端下管连接端子与下管IGBT集电极端子连接，所述输出端上管连接端子与上管IGBT发射极端子连接。
8.根据权利要求1所述的驱动逆变器，其特征在于，所述驱动逆变器还包括有散热器，所述下管IGBT器件组和上管IGBT器件组排列设置于所述散热器上。
9.根据权利要求8所述的驱动逆变器，其特征在于，所述散热器内贯穿设置有高压导体通道，所述直流总线穿过所述高压导体通道以连通所述电容器和下管IGBT器件组、电容器和上管IGBT器件组；所述输出端母线穿过所述高压导体通道并连通所述上管IGBT器件组和下管IGBT器件组。
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