一种简易紧凑式功率模块装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及电子器件技术领域，特别是指一种简易紧凑式功率模块装置。
【背景技术】
[0002]对于逆变器而言，逆变模块一直是核心部件，是一台逆变器电源柜(后续称电源柜)的大脑。目前很多电源柜的设计已经偏向体积小、高功率密度集成方向发展。而功率模块设计都通常需要占用柜体较大体积。
[0003]在传统的做法中，直流支撑电容单元和逆变功率模块成左右方向一字型排布，两者之间通过铜排连接，这样布局，占用体积较大；关键技术问题是，两者之间如果铜排连接有误差或者连接性能不佳，会导致尖峰电压过高，杂散电感较大，这样会引起波形不稳，效率下降，严重时会导致IGBT损坏。另外，由于电源柜体积受限，模块如果仍然呈一字型排布，会有很多关键器件没有办法安装，如:传感器、控制板、驱动板等。最后，传统做法需要将支撑电容组件和逆变功率模块逐一安装和拆卸，过程十分繁琐，维护时间较长。
[0004]功率模块组件，作为逆变器电源柜的核心组件，是现代电力电子技术发展的工业成果。功率模块组件一般含有散热器、IGBT、驱动单元、门极单元、直流支撑电容单元等电力电子器件；功率密度、可靠性、体积的大小和操作维护性，直接影响了电源柜后续设计及布局。
[0005]功率密度越高，功率模块组件体积越小，具有同等功率条件下柜体体积就更小，这样可大大方便用户安装和使用。如何设计一款散热效果好、尺寸较小、功率密度较高、便于操作维护的功率模块组件，一直为本领域设计人员所致力奋斗目标。
[0006]随着工业变流技术的行业发展，工业产品市场成本的压力非常之大，目前现有的电源柜大都存在体积偏大、散热和维护方面的问题:有的电源柜元器件多，元器件摆放不合理导致机柜体积大，功率密度低；有的由于器件摆放和空间布局不合理，导致器件的安装、维护不便，彼此互相干扰。
[0007]现在市场上的功率模块大多数结构采用支撑电容与IGBT —字型排开，用钣金折弯件或者散热器基板将两者连接起来，这样的安装存在以下问题:(I)占用柜体空间较大，不利于整体布局；(2)维护性较差，拆卸耗时较长，连接方式容易产生较大杂散电感；(3)成本高昂，由于体积较大，复合母排设计及导线数量较多，同时也容易造成安装繁琐；(4)部件组装时，工序较为复杂。
[0008]另外，目前市场上也有多款集成式模块，它们的结构不是呈一字型排开，但是大都安装繁琐、进出线端不够灵活，通用性不强，最主要是的，它们都采用大量钣金折弯式固定，包裹性太强，不利于器件自身通风及散热。
【实用新型内容】
[0009]有鉴于此，针对现有技术的不足，本实用新型的目的在于提出一种简易紧凑式功率模块装置，其成本低廉、便于元器件摆放、具有高集成度。
[0010]基于上述目的本实用新型提供的简易紧凑式功率模块装置，包括IGBT复合机构、支撑电容机构、系统控制板、驱动板机构、支架；
[0011]所述IGBT复合机构、支撑电容机构、系统控制板依次纵向分层排布，并分别与支架直接或间接固定连接，所述驱动板机构设置在支架侧面；
[0012]支撑电容机构和IGBT复合机构定向对接，支撑电容机构中的电容复合母排与IGBT复合机构中的IGBT复合母排直接贴合。
[0013]在一些实施方式中，所述IGBT复合机构包括IGBT复合母排、散热器、多个IGBT、多个电流传感器、多个输出端、多个吸收电容；
[0014]多个IGBT在散热器安装面上对称地平行设置，其上安装IGBT复合母排，多个吸收电容对称设置在IGBT复合母排上，吸收电容的安装位置对准平行设置的IGBT之间的缝隙处；每个IGBT对应设置一个输出端，由输出铜牌及垫块组成的输出端中的输出铜牌直接穿过电流传感器连接IGBT复合母排，使得电流传感器直接安装在输出端中的铜牌上。
[0015]在一些实施方式中，所述支撑电容机构包括电容安装板、支撑电容及电容复合母排；
[0016]电容安装板的四条边分别向下折弯两道长边和两道短边，长边向下延伸的高度使得其边缘恰好位于支架的定位梁上，使得支撑电容机构中的电容复合母排的安装孔与IGBT复合母排的安装孔相互吻合；支撑电容直接安装在电容安装板上且没有被钣金完全包裹住；电容复合母排两端具有对等式输入端，两端均可接线。
[0017]在一些实施方式中，所述支架包括把手、立柱上、定位梁、进线支座、支座支撑板、导轨；
[0018]支架以四根立柱为基础，在X轴方向上的两两立柱之间设置定位梁、在y轴方向上的两两立柱之间设置把手及支座支撑板，所述把手位于支柱顶部，所述支座支撑板位于支柱的中下部，进线支座安装于支座支撑板上，两根导轨分别设置于同侧的两根立柱上。
[0019]在一些实施方式中，支架为全螺钉一体化安装结构。
[0020]在一些实施方式中，所述驱动板机构包括过渡板、卡槽、驱动板、封板；卡槽有两个，分别固定在过渡板同一侧面的两端，驱动板安插于卡槽内，卡槽上端及下端分别用封板封住，防止驱动板从卡槽中滑落；所述驱动板机构由过渡板螺栓安装在立柱内侧即可固定在支架上。
[0021]在一些实施方式中，驱动板由PCB、六角螺柱及抽插板简单组装而成，驱动板通过六角螺柱安装在抽插板上，抽插板安装在卡槽中。
[0022]在一些实施方式中，系统控制板位于所述简易紧凑式功率模块装置的顶部，包括控制系统安装板及控制电路板；
[0023]控制电路板通过六角螺柱安装于控制系统安装板上，控制系统安装板呈“几”字型折弯，系统安装板两边开有多个扎带孔，为控制电路板提供线束绑扎。
[0024]在一些实施方式中，所述简易紧凑式功率模块装置采用无包裹式设计，其上下左右四个方向为全敞开式。
[0025]从上面所述可以看出，本实用新型提供的集成式低成本的简易紧凑式功率模块装置，针对现有功率模块布局的不足，进行合理结构设计:主要元器件如IGBT、支撑电容、驱动设计都分别做成方便拆卸的小组件拼装而成，同时还集成传感器、控制电路等其他器件；将直流支撑电容单元与逆变模块以及整体散热器依次成纵深方向整体排布，逆变模块单元正面面板或内侧面板上安装控制电路板；与传统做法相比，本实用新型可缩小功率模块单元将近一半的尺寸，并充分利用了柜体纵深方向的空间；同时组装拆卸简易，布局合理；模块本身体积小、机构紧凑，进线两端完全对等，支撑电容组件与IGBT连接紧密；另外，全模块采用全敞开式设计，通风散热性能好，结构简单明了，维护方便。所述简易紧凑式功率模块装置，采用塔式纵向分层式排布，结构简洁明了，操作简单，在保证各器件的可靠性的同时，减小了制造和安装成本，拓展了功率模块的安装应用场合。
【附图说明】
[0026]图1为本实用新型提供的简易紧凑式功率模块装置实施例的总体结构示意图；
[0027]图2为本实用新型提供的简易紧凑式功率模块装置实施例中IGBT复合机构的结构示意图；
[0028]图3为本实用新型提供的简易紧凑式功率模块装置实施例中支撑电容机构的结构示意图；
[0029]图4为本实用新型提供的简易紧凑式功率模块装置实施例中系统控制板的结构示意图；
[0030]图5为本实用新型提供的简易紧凑式功率模块装置实施例中驱动板机构的结构示意图；
[0031]图6为本实用新型提供的简易紧凑式功率模块装置实施例中支架的结构示意图。
【具体实施方式】
[0032]为使本实用新型的目