主電路模塊化設計在大功率電源中的應用

　　1 引言

　　在大功率電源的整機結構設計中，主電路的模塊化設計有著明顯的優越性。合理的風道布局，高效的散熱設計，方便的安裝及可維護性，都體現了主電路模塊化設計的優點。不論是單相輸出或是三相獨立輸出的電源產品都可參照該模塊化設計的方法。

　　2 單相模塊化單元的組成

　　由電容陣列、均壓電阻、疊層母線、IGBT模塊及獨立風道組成單相模塊化設計單元。

　　2.1電容陣列組成

　　根據直流側輸入電壓的高低，決定電解電容串聯的數量。比如說，直流側輸入電壓為400V，我們可以用2只250V耐壓的電容串聯以滿足要求。同時也要滿足主電路對電容總容量的要求，就需要將串聯后的電容再進行并聯，至于要并聯幾組電容，由總容量確定，如圖1所示。

　　2.2疊層母線的構成

　　壓合式疊層母線由正極板、負極板、絕緣板、電容連接板組成。正、負極板之間重疊的面積越大，間隙越小，寄生電感就越小，可降低功率模塊工作過程中產生的尖峰電壓。該母線正、負極之間很薄的一層絕緣板(0.5mm厚)，采用熱壓工藝將兩層極板緊緊壓合在一起。其中，電容連接板采用膠接工藝，固定在絕緣板上，起到將電容串聯起來的作用，如圖2所示。

　　2.3均壓電阻

　　電容串聯后，要保證每個電容上承受的電壓一致，以免某個電容因過壓而擊穿，特別要在電容兩端并聯均壓電阻，將電容兩端的電壓鉗住，保證每個電容兩端承受的電壓相同，如圖3所示。

　　先將均壓電阻兩端與固定支架焊接在一起，再將均壓電阻焊接組件通過螺釘固定在電容兩端，使每只電容兩端的電壓都保持相同。參見圖4。

　　2.4 獨立風道組成

　　由風機、散熱器、安裝板組成了獨立的風道，如圖5所示。

　　2.5模塊化組件總裝

　　如圖6所示，各部分裝配在一起，組成了單相模塊。

　　3 三相獨立主電路模塊化安裝

　　根據整機結構要求的不同，可以有多種安裝方式。正面安裝在上半部，自下而上的風道;器件朝向正面，打開柜門即可維護，如圖7所示。

　　另外，也可以側面安裝，左右或前后風道。這種安裝方式節省空間，結構緊湊，但維護時必須將模塊抽出柜體外。

　　4 應用實例

　　該種設計方法已成功應用于SG100K3光伏并網逆變電源中，如圖8所示。

　　5 結論

　　該模塊化的結構設計方法已廣泛應用于公司大功率UPS、光伏并網逆變電源的主電路結構設計中。給快速化、標準化的生產創造了條件，給現場的設備維護也帶來極大的便利。