一種功率逆變器的製作方法
2023-09-13 03:09:00 3
專利名稱：一種功率逆變器的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於電カ電子技術領域，特別是ー種功率逆變器。
背景技術：
國內在大功率調速系統方面已做了不少研究工作，目前研究比較成熟的有晶閘管直流電機調速，晶閘管交交變頻調速，降壓-普通頻率-升壓的晶閘管變頻裝置等。這些裝置不但結構複雜，而且大多採用可控矽元件SCR或可關斷電晶體GTO作為開關元件，由於開關頻率只有幾百HZ，引起電機電流、轉矩的脈動，動態性能差等問題。此外此類系統網側諧 波較大，對電網汙染嚴重，尚需附加電網濾波裝置，使得系統成本増加。加上近年來國外產品的衝擊，國產大功率逆變器發展前景不容樂觀因此，研究大功率的高性能電機驅動器對於能源利用和我國的エ業節能具有重要意義。上個世紀80年代以來，可關斷電晶體GT0、雙極性電晶體BJT、以絕緣柵極雙極型電晶體IGBT、金屬氧化物半導體場效應管MOSFET為代表的開關器件得到長足的發展，伴隨著電力電子器件的飛速發展，尤其是以IGBT、MOSFET為代表的雙極性複合器件的驚人發展，使得電カ電子器件正沿著大容量、高頻、易驅動、低損耗、智能模塊化的方向前迸。伴隨著電カ電子器件的飛速發展，大功率逆變器的發展也日趨高性能化。在一些低壓應用場合中(如電動汽車、電動叉車等)，車載直流供電電源為低電壓直流電源，通常只有幾十伏(如48V)，這樣如要滿足實際系統功率的需求，功率逆變器的續流能力就要達到幾百安培(如600A)。
發明內容本實用新型的目的是針對現有的技術存在的不足，提供了ー種功率逆變器。實現本實用新型目的的技術解決方案為ー種功率逆變器，包括電路板、24個MOSFET開關元件、24個與MOSFET開關元件反向並聯的續流ニ極管、24個電解電容；將4個MOSFET開關元件並作一路功率開關器件，24個MOSFET開關元件分為6路功率開關器件，6路功率開關器件之間為三相橋接連接；24個電解電容器分別並聯在24個MOSFET開關元件的漏極與源極之間；6路功率開關器件在電路板上呈對稱結構。本實用新型與現有技術相比，其顯著優點一、結構較簡單，製作容易。本實用新型所採用的MOSFET開關元件、反向續流ニ極管等均為常規器件，且製作エ藝較為簡單；ニ、本實用新型的逆變器續流能力更強。功率逆變器的輸出功率受限於逆變器的直流供電電壓等級與功率開關元件的過電流能力，本實用新型正是在現有蓄電池電壓等級的基礎上，用四個功率開關元件並聯代替單個功率開關元件，增強了功率逆變器續流能力。
圖I為功率逆變器電路板正面示意圖。圖2為功率逆變器電路板反面示意圖。[0010]圖3為功率逆變器的拓撲結構圖。
具體實施方式
以下結合附圖對發明作進ー步詳細說明結合圖3，本實用新型ー種功率逆變器，包括24個MOSFET開關元件11、24個反向續流ニ極管10、24個電解電容器9 ;將4個MOSFET開關元件11並作一路功率開關器件，24個MOSFET開關元件11分為6路功率開關器件，6路功率開關器件之間為三相橋接連接；24個反向續流ニ極管10分別並聯在24個MOSFET開關元件11的漏極與源極之間，24個電解電容器9分別並聯在24個MOSFET開關元件11的漏極與源極之間。結合圖I、圖2，本實用新型ー種功率逆變器，每I路元器件包括4個MOSFET開關元 件7、4個反向續流ニ極管4、4個電解電容器I ;其中，4個MOSFET開關元件7在空間上互差90°，呈圓形分布，且上橋臂的MOSFET開關元件7與外部電源的正極靠近，下橋臂的MOSFET開關元件7與外部電源的負極靠近；4個反向續流ニ極管4與MOSFET開關元件7之間就近並聯連接；4個電解電容器I與MOSFET開關元件7之間就近並聯連接；6路功率開關器件在電路板上呈對稱結構；信號插座5為外接控制信號的輸入端；本實用新型ー種功率逆變器，其MOSFET開關元件並聯的難點之一在於均流問題，影響電流分配的主要因素是MOSFET開關元件的導通電阻Rds，當並聯各MOSFET開關元件導通電阻不匹配吋，MOSFET開關元件所流過的電流與導通電阻成反比，導通電阻Rds最小的MOSFET開關元件將流過最大的電流，造成靜態漏極電流的不均，如果超過MOSFET開關元件的電流續流極限，就會非常危險；因此選作一路的4個MOSFET開關元件的導通電壓差需在0 0. IV內；本實用新型ー種功率逆變器，所述電路板6的背面覆蓋ー層銅片8，在銅片8的表面覆上一層焊錫；通常銅箔導線的厚度為35微米，在每平方毫米銅箔導線上，適宜通過10-15A的電流，要使銅箔導線可以通過幾百安培的電流，就需要増加導線的截面積，也即增加導線的寬度與厚度；要增加導線的寬度，電路板面積必然増大，不能滿足實際電路板面積受限的要求；要増加導線的厚度，就需要在底板的銅箔上覆焊錫，但由於焊錫的熔點較低，當導線上長時間通過大電流時，焊錫會發熱融化，在重力的作用下從底板的銅箔上脫落，方法亦不可取；所以本實用新型提出一種根據電路板的布線走向，用線切割技術切出形狀與電路板銅箔導線形狀一致、厚度為2毫米的銅片，再用厚度為3毫米的焊錫將銅片覆於銅箔上，這樣導線的厚度將達5毫米，可適用於直流供電電壓在30-150V範圍內的，600A以下的續流要求。
權利要求1.ー種功率逆變器，其特徵在於包括電路板、24個MOSFET開關元件[11]、24個與MOSFET開關元件反向並聯的續流ニ極管[10]、24個電解電容[9];將4個MOSFET開關元件[11]並作一路功率開關器件，24個MOSFET開關元件[11]分為6路功率開關器件，6路功率開關器件之間為三相橋接連接；24個電解電容器[9]分別並聯在24個MOSFET開關元件[11]的漏極與源極之間；6路功率開關器件在電路板上呈對稱結構。
2.根據權利要求I所述的功率逆變器，其特徵在於所述電路板的背面覆蓋ー層銅片，在銅片的表面覆蓋ー層焊錫。
3.根據權利要求I所述的功率逆變器，其特徵在於所述的24個MOSFET開關元件[11]中，4個MOSFET開關元件[11]之間互差90度，呈圓形分布；其中逆變器上橋臂的MOSFET開關元件[11]與外部電源的正極靠近，下橋臂的MOSFET開關元件[11]與外部電源的負極靠近。
4.根據權利要求I所述的功率逆變器，其特徵在於所述MOSFET開關元件[11]剛開始導通吋，MOSFET開關元件[11]的漏極源極之間的電壓降為O O. IV。
專利摘要本實用新型公開了一種功率逆變器，包括電路板、24個MOSFET開關元件、24個與MOSFET開關元件反向並聯的續流二極體、24個電解電容；將4個MOSFET開關元件並作一路功率開關器件，24個MOSFET開關元件分為6路功率開關器件，6路功率開關器件之間為三相橋接連接；24個電解電容器分別並聯在24個MOSFET開關元件的漏極與源極之間；6路功率開關器件在電路板上呈對稱結構。結構較簡單，製作容易。本實用新型方案製作工藝簡單，並且增強了功率逆變器續流能力。
文檔編號H02M7/00GK202424543SQ20112057218
公開日2012年9月5日 申請日期2011年12月31日 優先權日2011年12月31日
發明者吳盤龍, 張捷, 朱建良, 杜國平, 王向民, 王超塵, 薄煜明, 鄒衛軍, 陳帥 申請人:南京理工大學