一種三電平功率半導體模塊以及三電平拓撲裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及電力電子技術領域，尤其涉及一種三電平功率半導體模塊以及三電平拓撲裝置。
【背景技術】
[0002]中壓、高壓變頻器作為一種高效節能手段，在電機調速領域已經得到廣泛應用，尤其是由多個功率單元串聯構成的多電平高壓變頻器在輸入、輸出諧波、效率和功率因數等方面具有明顯的優勢，目前，絕大多數高壓變頻器都是采用這種功率單元串聯型的結構，有的功率單元中包括有三電平拓撲電路。
[0003]現有的三電平拓撲電路的單相電路如圖1所示，該單相電路由2個通用的兩單元IGBT模塊和I個通用的鉗位二極管模塊搭建組成，即每相需要使用3個通用模塊，其中，每個通用的IGBT模塊由兩個IGBT串聯組成，2個通用的IGBT模塊極性串聯，該鉗位二極管模塊與2個通用的IGBT模塊相連。
[0004]但是，由于這種三電平拓撲電路是使用通用模塊搭建的，而高壓變頻器功率單元在逆變電路部分一般采用H橋；在整流電路部分采用三相整流橋，需要三相輸入，因而，在逆變電路部分需要使用2*3 = 6個通用模塊，分別為4個通用的兩單元的IGBT模塊以及2個通用的鉗位二極管模塊，而在整流電路部分需要使用3*3 = 9個通用模塊，分別為6個通用的兩單元IGBT模塊以及3個通用的鉗位二極管模塊，使用的模塊數量較多，使得模塊之間的連接關系復雜，也使得功率單元的體積更大，而中壓變頻器有時包含有數個功率單元，高壓變頻器一般都包含有非常多的功率單元，進而使得中壓或高壓變頻器的體積也更大。
【發明內容】
[0005]本實用新型實施例提供了一種三電平功率半導體模塊，用于簡化使用通模塊搭建三電平拓撲電路時，各模塊之間的復雜連接關系，以及減少模塊的使用數量，從而減少基于三電平拓撲電路的裝置的體積。
[0006]有鑒于此，本使用新型第一方面提供了一種三電平半導體模塊，包括:
[0007]包括2個鉗位二極管、4個功率開關管以及4個續流二極管，其特征在于:所述三電平功率半導體模塊包括:
[0008]外殼，所述2個鉗位二極管、4個功率開關管以及4個續流二極管封裝在所述外殼的內部；
[0009]6個接口端子，所述6個接口端子設置在所述外殼的表面；
[0010]驅動信號端子，所述驅動信號端子設置在所述外殼的兩側。
[0011]可選地:
[0012]所述4個功率開關管串聯連接，其中第一個功率開關管的發射極與第二個功率開關管的集電極相連，第二個功率開關管的發射極與第三個功率開關管的集電極相連，第三個功率開關管的發射極與第四個功率開關管的集電極相連；
[0013]所述4個續流二極管分別并聯接在每一個所述功率開關管的集電極與發射極之間，其中所述續流二極管的陽極與所述功率開關管的發射極相連，所述續流二極管的陰極與所述功率開關管的集電極相連；
[0014]所述2個鉗位二極管串聯連接，其中，第一個鉗位二極管的陽極與第二鉗位二極管的陰極相連，第一個鉗位二極管的陰極與所述第一個功率開關管的發射極相連，第二個鉗位二極管的陽極與所述第四個功率開關管的集電極相連。
[0015]可選地:
[0016]所述6個接口端子具體為:
[0017]所述第一個功率開關管的集電極引出第一接口端子作為正母線連接端；
[0018]所述第一個鉗位二極管的陽極與所述第二個鉗位二極管的陰極之間引出第二接口端子作為母線中點連接端；
[0019]所述第四個功率開關管的發射極引出第三接口端子作為負母線連接端；
[0020]所述第一個功率開關管的發射極與所述第二個功率開關管的集電極之間引出第四接口端子作為所述第一個鉗位二極管的陰極連接端；
[0021]所述第二個功率開關管的發射極與所述第三個功率開關管的集電極之間引出第五接口端子作為交流輸入或輸出端；
[0022]所述第三個功率開關管的發射極與所述第四個功率開關管的集電極之間引出第六接口端子作為所述第二個鉗位二極管的陽極連接端。
[0023]可選地:
[0024]所述外殼的四角設置有凹槽，且在所述扇形凹槽的底面分別設置有開孔。
[0025]可選地:
[0026]所述6個接口端子中每三個一排均勾分布在所述外殼的上表面，其中一排依次為正母線連接端子、母線中點連接端子、負母線連接端子，另一排中間的接口端子為交流輸入或輸出端子。
[0027]可選地:
[0028]所述4個功率開關管均為IGBT。
[0029]本發明第二方面提供了一種三電平拓撲裝置，包括功率模塊:
[0030]所述功率模塊為本發明第一方面中提供的三電平功率半導體模塊。
[0031]可選地:
[0032]所述三電平拓撲裝置為整流器、逆變器、功率單元或變頻器。
[0033]從以上技術方案可以看出，本實用新型實施例具有以下優點:三電平功率半導體模塊包括由4個功率開關管、4個續流二極管以及2個鉗位二極管封裝在一起形成一個單相三電平功率模塊，由于該功率半導體將4個功率開關管、4個續流二極管以及2個鉗位二極管封裝在一個外殼內，即三電平拓撲電路的單相電路結構從原來的由2個通用的IGBT模塊以及I個鉗位二極管模塊共3個模塊構成，減少到由一個三電平功率半導體模塊構成，從而減少了各模塊之間復雜的連接關系，同時，由于模塊數量的減少，也使得使用該三電平功率半導體模塊的功率單元以及中壓、高壓變頻器的體積更小。
【附圖說明】
[0034]圖1為現有的三電平拓撲電路的單相電路結構示意圖；
[0035]圖2為本實用新型中三電平功率半導體模塊的一個實施例示意圖；
[0036]圖3為本實用新型中三電平功率半導體模塊的另一個實施例示意圖；
[0037]圖4為本實用新型中三電平拓撲裝置的一個實施例示意圖。
【具體實施方式】
[0038]本實用新型實施例提供了一種三電平功率半導體模塊，用于簡化使用通模塊搭建三電平拓撲電路時，各模塊之間的復雜連接關系，以及減少模塊的數量，從而減少基于三電平拓撲電路的裝置的體積。
[0039]為了使本技術領域的人員更好地理解本實用新型方案，下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分的實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都應當屬于本實用新型保護的范圍。
[0040]本實用新型的說明書和權利要求書及上述附圖中的術語“第一”、“第二”、“第三” “第四”等(如果存在)是用于區別類似的對象，而不必用于描述特定的順序或先后次序。應該理解這樣使用的數據在適當情況下可以互換，以便這里描述的實施例能夠以除了在這里圖示或描述的內容以外的順序實施。此外，術語“包括”和“具有”以及他們的任何變形，意圖在于覆蓋不排他的包含，例如，包含了一系列步驟或單元的過程、方法、系統、產品或設備不必限于清楚地列出的那些步驟或單元，而是可包括沒有清楚地列出的或對于這些過程、方法、產品或設備固有的其它步驟或單元。
[0041]請參閱圖2，本實用新型實施例中三電平功率半導體模塊的一個實施例包括:
[0042]三電平功率半導體模塊包括外殼201，并將2個鉗位二極管、4個功率開關管以及4個續流二極管封裝在外殼201的內部；
[0043]6個接口端子202，該6個接口端子202設置在外殼201表面；
[0044]驅動信號端子203，設置在外殼201的兩側。
[0045]本實用新型實施例中驅動信號端子203具體用于連接驅動電路板來驅動三電平半導體模塊中的功率開關管。
[0046]需要說明的是，本實用新型實施例還可以在三電平功率半導體模塊的四角設置凹槽，并在該凹槽的底面設置開孔，在實際應用中，該凹槽以及開孔的形狀可以是任意形狀，比如可以是扇形凹槽、圓形開孔，具體此處不做限定。
[0047]需要說明的是，在本實施例以及后續實施例中，6個接口端子202設置在外殼201表面具體可以是:6個接口端子中每三個一排設置在外殼201表面，其中一排依次為正母線連接端子、母線中點連接端子、負母線連接端子，另一排中間的接口端子為交流輸入或輸出端子，在實際應用中，也可以有其他設置方式，具體此處不做限定。
[0048]本實用新型實施例中，三電平功率半導體模塊包括由4個功率開關管、4個續流二極管以及2個鉗位二極管封裝在一起形成一個單相三電平功率模塊，由于該功率半導體將4個功率開關管、4個續流二極管以及2個鉗位二極管封裝在一個外殼內，即三電平拓撲電路的單相電路結構從原來的由2個通用的IGBT模塊以及I個鉗位二極管模塊共3個模塊構成，減少到由一個三電平功率半導體模塊構成，從而減少了各模塊之間復雜的連接關系，同時，由于模塊數量的