一种IGBT功率模块及储能变流器的制作方法

本技术涉及变流器，具体涉及一种igbt功率模块及包括该igbt功率模块的储能变流器。

背景技术：

1、pcs（power conversion system）储能变流器，是能够控制蓄电池的充电和放电过程、进行交直流的转换、在无电网情况下可以直接为交流负荷供电等的装置，其核心部件包括igbt功率模块。igbt功率模块作为pcs储能变流系统中能量变换和传输的核心组成，需要设置多个igbt(insulated gate bipolar transistor，绝缘栅双极型晶体管)器件、母排和电路板等，产生的热量多，必须设置冷却板进行及时散热。散热效果是影响模块运行效率的重要因素，但冷却板的设置，也使得冷却板等诸多部件的排布尤为重要，若排布不太合理，不仅占用空间大，不利于在柜体内布置和节约成本，也容易影响散热效果，影响模块的运行，还会导致igbt器件之间进行电连接的母排长度大，杂散电阻较高，阻碍电流传输效率，影响模块的功率密度以及使用效率。

2、因此，igbt功率模块在散热和结构排布两方面均具有设计需求。

技术实现思路

1、有鉴于此，本技术实施例致力于提供一种igbt功率模块，该模块排布紧密、结构紧凑，并具有良好的散热效率，在保证良好散热效果的基础上，降低了空间占用，降低杂散电阻，提高功率密度，提高模块的电流传输效率和转流效率，以至少从一定程度上兼顾现有技术中igbt功率模块在散热和排布两方面的需求。

2、本技术提供了一种igbt功率模块，包括第一模块单元、第二模块单元、第三模块单元和连接有电容的母排板，三个模块单元均包括冷却板和至少位于所述冷却板一侧表面的igbt器件组，所述第一模块单元和所述第二模块单元分别与所述第三模块单元电连接；

3、所述第一模块单元的第一冷却板和所述第二模块单元的第二冷却板沿第一方向排列并平行设置；所述第三模块单元的第三冷却板至少有局部位于所述第一冷却板和所述第二冷却板在厚度方向上的一侧；所述第三冷却板与所述第一冷却板和所述第二冷却板均呈夹角设置，且所述第三冷却板的一端相较于其另一端，与所述第一冷却板和所述第二冷却板相靠近或相连接的一端的距离更近。

4、在一种可能的实施方式中，所述母排板位于所述第一冷却板和所述第二冷却板背离所述第三冷却板的一侧，所述母排板与所述第一冷却板和所述第二冷却板平行设置。

5、在一种可能的实施方式中，在所述第一方向上，所述第一冷却板上igbt器件组和所述第二冷却板上igbt器件组分布于所述第三冷却板上igbt器件组的第一端的两侧。

6、在一种可能的实施方式中，所述第三冷却板与所述第一冷却板和所述第二冷却板其中任一者呈锐角设置，所述锐角的角度范围为15°-75°。

7、在一种可能的实施方式中，所述第三冷却板垂直于所述第一冷却板和所述第二冷却板；所述第一模块单元和所述第二模块单元于所述第三模块单元厚度方向的两侧对称布置。

8、在一种可能的实施方式中，所述第一冷却板和所述第二冷却板相连接；或，所述第一冷却板和所述第二冷却板为一体式结构而形成一个整体式冷却板。

9、在一种可能的实施方式中，所述第一冷却板和所述第二冷却板在第一方向上具有间距，所述第三冷却板在第二方向上的一端伸入所述间距内、另一端位于所述第一冷却板和所述第二冷却板背离所述母排板的一侧。

10、在一种可能的实施方式中，所述母排板包括主板和位于所述主板于所述第一方向两端的连接板，两个所述连接板通过第一连接排分别与所述第一模块单元和所述第二模块单元电连接，所述连接板和所述第一连接排一对一设置并在第二方向上层叠排列。

11、在一种可能的实施方式中，所述母排板包括主板和位于所述主板在所述第一方向两侧的连接板，所述连接板与所述主板呈夹角布置，其中一个所述连接板朝向靠近所述第一冷却板的方向延伸，另一个所述连接板朝向靠近所述第二冷却板的方向延伸；

12、两个所述连接板通过两个第一连接排分别与所述第一模块单元和所述第二模块单元电连接。

13、在一种可能的实施方式中，所述连接板垂直于所述主板。

14、在一种可能的实施方式中，所述第一连接排包括依次相连接并呈夹角设置的两个弯折段。

15、在一种可能的实施方式中，所述第一冷却板和所述第二冷却板均是背离所述母排板的一侧设置有igbt器件组、朝向所述母排板的一侧未设置igbt器件组。

16、在一种可能的实施方式中，所述第一冷却板厚度方向的两侧表面分别设置第一igbt器件组和第二igbt器件组，所述第二冷却板厚度方向的两侧表面也分别设置有第一igbt器件组和第二igbt器件组，所述第三冷却板厚度方向的两侧表面各设置一组第三igbt器件组，

17、所述第一冷却板上的所述第一igbt器件组和所述第二igbt器件组与一组所述第三igbt器件组电连接，所述第二冷却板上的所述第一igbt器件组和所述第二igbt器件组与另一组所述第三igbt器件组电连接。

18、在一种可能的实施方式中，所述第一模块单元还包括与所述第一冷却板层叠并间隔设置的第四冷却板，所述第一冷却板和所述第四冷却板二者相对的板面上分别设置第一igbt器件组和第二igbt器件组；

19、所述第二模块单元还包括与所述第二冷却板层叠并间隔设置的第五冷却板，所述第二冷却板和所述第五冷却板二者相对的板面上分别设置第一igbt器件组和第二igbt器件组；

20、所述第三冷却板厚度方向的两侧表面各设置一组第三igbt器件组；

21、所述第一模块单元中的所述第一igbt器件组和所述第二igbt器件组与一组所述第三igbt器件组电连接，所述第二模块单元中的所述第一igbt器件组和所述第二igbt器件组与另一组所述第三igbt器件组电连接。

22、本技术还提供了一种储能变流器，包括柜体以及设置在所述柜体内并依次进行连接的直流熔断器、直流隔离开关、igbt功率模块、电抗器、交流滤波电容和交流断路器，所述igbt功率模块为如上任一项所述的igbt功率模块。

23、本技术提供的igbt功率模块包括三块冷却板，igbt器件组分布在三块冷却板上而形成了三个分别散热的模块单元，具有良好的散热结构，能够保证对大功率的igbt模块的散热效果；同时，第一和第二冷却板平行设置，第三冷却板位于二者一侧，三者呈t型或类似于t型排布，结构紧凑，且第三冷却板的第一端临近其余两个冷却板相靠近或相连接的一端设置，如其上igbt器件组的第一端位于其余两个冷却板上igbt器件组之间，能够同时临近需要进行连接的两个igbt器件组设置，使得连接三组igbt器件组所需的第二连接排的长度短，杂感电阻小，而设有电容的母排板可以临近第一第二冷却板上igbt器件组的另一端设置，使得连接母排板和igbt器件组所需的第一连接排长度短，杂感电阻小。

24、可见，本技术提供的igbt功率模块，具有良好的散热性能，且整体结构紧凑、排布紧密，不仅占用空间小，利于在设备柜体内进行排布，节约空间和成本，且器件间进行电路连接的母排长度短，杂感电阻小，使得模块整体杂散电阻小、功率密度高，提高了模块的电流传输效率高，加之散热性能良好也能提高模块的电流传输效率和运行效率，从而兼顾了igbt功率模块在散热和排布两方面的需求，并整体有效地提高了模块的使用性能。