一种功率单元的制作方法

1.本实用新型属于电子器件领域，具体涉及一种功率单元。


背景技术：

2.随着技术的不断进步，器件厂家推出了整流、逆变二合一的插针式igbt，可直接焊接在pcb板上使用，为中压变频器等电力电子产品探索新的设计方案奠定了基础。现有技术中广泛使用的分立器件的功率单元，产品尺寸较大，安装工序繁琐。


技术实现要素：

3.本实用新型要解决的技术问题是提供一种功率单元，相比原来使用的分立器件的功率单元，该功率单元的尺寸大幅减小，同时可简化安装工序。
4.为解决上述技术问题，本实用新型提供的技术方案为：
5.一种功率单元，包括外壳以及安装在所述外壳内的功率板、驱动板和控制板，所述外壳上开设有进风口和出风口，所述功率板与驱动板、控制板上下层叠设置，所述功率板上固定安装有母线电容和igbt，所述母线电容和igbt设置在所述功率板与驱动板、控制板之间。
6.进一步地，所述控制板安装在所述母线电容的上方。
7.进一步地，还包括散热器，所述散热器贴设在所述igbt上。
8.进一步地，所述驱动板罩设在所述散热器的上方。
9.进一步地，还包括导流件，所述导流件设置在所述出风口与散热器之间。
10.进一步地，所述导流件呈筒状或半筒状，两端分别与所述出风口和散热器连接。
11.进一步地，所述外壳上固定设有输入铜排和输出铜排，所述功率板上固定设有主功率输入端子和主功率输出端子，其中所述输入铜排与所述主功率输入端子通过第一线缆连接在一起，所述输出铜排与所述主功率输出端子通过第二线缆连接在一起。
12.进一步地，所述进风口开设在所述输入铜排和输出铜排之间。
13.进一步地，还包括呈“z”字型的支撑结构件，所述驱动板和控制板固定安装在所述支撑结构件上。
14.进一步地，还包括旁路接触器和旁路供电端子，所述旁路接触器和旁路供电端子安装在所述外壳的外表面。
15.本实用新型的有益效果：
16.相较于现有技术中的功率单元，本实用新型的功率单元尺寸大幅减小，同时简化了安装工序，提升了自动化水平，具有结构布局紧凑，散热良好，功率密度高的特点。
附图说明
17.图1为本实用新型的功率单元在实施例1中的立体结构示意图；
18.图2为本实用新型的功率单元在实施例1中另一个角度的立体结构示意图；
19.图3为本实用新型的功率单元在实施例1中内部结构的立体结构示意图；
20.图4为本实用新型的功率单元在实施例1中内部结构另一个角度的立体结构示意图；
21.图5为本实用新型的功率板在实施例1中的立体结构示意图；
22.图6为本实用新型的功率单元在实施例2中的立体结构示意图。
23.附图标记包括：
24.100—外壳
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110—前面板
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111—进风口
25.112—输入铜排
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113—输出铜排
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114—输入输出及采样线缆
26.120—后面板
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121—出风口
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200—功率板
27.210—母线电容
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220—igbt
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230—吸收电容
28.240—散热器
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241—导流件
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250—主功率输入端子
29.260—主功率输出端子
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270—第一线缆
30.280—第二线缆
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290—驱动端子
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300—驱动板
31.400—控制板
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500—支撑结构件
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610—旁路接触器
32.620—旁路供电端子
具体实施方式
33.为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
34.需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
35.需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
36.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
37.实施例1
38.请参照图1-图5，为本实用新型的一较佳实施例，该功率单元包括外壳100以及安装在所述外壳100内的功率板200、驱动板300和控制板400，所述外壳100上开设有进风口111和出风口121，所述功率板200与驱动板300、控制板400上下层叠设置，所述功率板200上固定安装有母线电容210和igbt220，所述母线电容210和igbt220设置在所述功率板200与驱动板300、控制板400之间。
39.相较于现有技术中的功率单元，本实用新型的功率单元尺寸大幅减小，同时简化了安装工序，提升了自动化水平，提高了产品的可靠性，具有结构布局紧凑，散热良好，功率
密度高的特点。以下对上述各个组成部分分别作进一步详细介绍。
40.如图1和图2所示，该功率单元整体大致呈长方体盒状，主要包括外壳100以及安装在外壳100内的功率板200、驱动板300、控制板400、母线电容210、igbt220等部件。
41.具体地，外壳100呈长方体盒状，包括相对设置的前面板110和后面板120。当然可以理解的是，外壳100还包括底面板、顶面板以及两个侧板。前面板110、后面板120、底面板、顶面板以及两个侧板共同组成具有封闭内腔的外壳100。
42.前面板110的上部设有输出铜排113，前面板110的下部设有输入铜排112，输入铜排112、输出铜排113与外壳100内部的部件通过线缆连接在一起。供电及控制信号则通过线缆与外壳100内部的控制板400连接在一起。如图1所示，在输入铜排112、输出铜排113的空隙内预留开孔作为主功率散热的进风口111和输入输出及采样线缆114。如图2所示，出风口121开设在后面板120，并与进风口111相对应。
43.如图3和图4所示，外壳100内部主要设有所述功率板200、驱动板300、控制板400，其中所述功率板200与驱动板300、控制板400上下层叠设置，板与板之间、以及各板对外的连接全部通过线缆实现。
44.具体地，功率板200安装在外壳100的底部，功率板200上焊接了母线电容210、igbt220、吸收电容230等器件，同时安装了散热器240、第一线缆270、第二线缆280等。
45.具体地，功率板200上各器件的主功率连接通过pcb板实现，而不是传统的铜排、线缆连接方案。驱动端子290、主功率输入端子250和主功率输出端子260布置在功率板200的后端。其中主功率输入端子250和主功率输出端子260分别通过第一线缆270、第二线缆280，按图3和图4示意路径与输入铜排112、输出铜排113连接在一起。即如图3所示，所述输入铜排112与所述主功率输入端子250通过第一线缆270连接在一起；如图4所示，所述输出铜排113与所述主功率输出端子260通过第二线缆280连接在一起。
46.如图5所示，在本实施例中，母线电容210靠近前面板110设置，而igbt220靠近后面板120设置。当然可以理解的是，在本技术的其他实施例中，母线电容210与igbt220的安装位置可以互换。
47.图3结合图5所示，所述散热器240贴设在所述igbt220上，对igbt220进行散热。同时，所述散热器240安装在由进风口111延伸到出风口121的风道(图中未标号)内。
48.进一步地，该功率单元还包括导流件241，所述导流件241设置在所述出风口121与散热器240之间。优选地，所述导流件241呈筒状或半筒状(u型)，两端分别与所述出风口121和散热器240连接。当所述导流件241呈半筒状(u型)时，其上端与驱动板300对接后形成一段封闭的风道。冷风由进风口111进入外壳100内部、流经母线电容210后，只能散热器240经导流件241流出，确保主功率散热的同时，又最大程度地减少了其他器件的积灰污染，提高了产品的可靠性。
49.请回看图3和图4，驱动板300和控制板400通过一个z字形的支撑结构件500安装在外壳100的上层。由于控制板400的高度尺寸较小，所以其安装在较高的母线电容210上方；而驱动板300的高度尺寸较大，安装在较低的散热器240上方，最后保持总高度基本一致，充分利用了外壳100的内部空间。
50.实施例2
51.本实施例与实施例1大致相同，不同之处在于，本实施例中的功率单元还包括旁路
接触器610和旁路供电端子620。具体地，如图6所示，所述旁路接触器610和旁路供电端子620安装在所述外壳100的外表面。
52.以上内容仅为本实用新型的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上可以作出许多变化，只要这些变化未脱离本实用新型的构思，均属于本实用新型的保护范围。