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一种IGBT串联直接的高压桥臂
    本发明涉及一种电力电子行业中广泛使用的由IGBT构成的桥臂组件。

    IGBT功率元件具有优良的电气控制性能，被广泛用于电力电气行业中。由于其耐压较低的特性，在串联使用时，因其连接导线长而易产生过大的线路电感而损坏IGBT。因而IGBT串接直接高压成为研究开发的难点。目前普遍的方式之一是通过多段移相主变压器、IGBT交直交单元桥串联方案，即“H”桥单元叠加方案。该方案的缺点是制造成本和故障率都很高。

    本发明的目的是克服现有技术的上述缺点，提供一种无线路电感产生的、呈电容性特征的IGBT串联直接的高压桥臂。

    实现本发明目的的IGBT串联直接的高压桥臂由容性母板和数个与容性母板相接的IGBT所构成，所述的容性母板由数个由两层导电极板和夹在两层导电极板中间的一层绝缘板组成的极板电容层叠组成，每个IGBT的输入端和输出端分别对应与一个极板电容的两层导电极板逐级相接。由于容性母板不产生线路电感，呈电容性特征，能有效地吸收因电感负载引起的反冲电压，且对高频谐波地吸收滤波效果很好，同时减轻了母线上直流滤波电容的压力，保证了IGBT串联使用的安全性和可靠性，从而达到采用普通IGBT功率元件串联直接后用于高压电路中的目的。

    本发明结构简单，元器件少，工作可靠，制造成本低，谐波含量指标低，效率和功率因素高，应用性好，使用灵活，维护方便。

    下面结合附图给出实施例。

    图1为本发明的结构示意图

    图2为图1的等效电路图

    图3为极板电容的结构示意图

    图4为容性母板的结构示意图

    图5为IGBT与容性母板的连接关系示意图

    图6为图4的A-A视图

    图7为图4的B-B视图

    参见图1，本发明由容性母板14和数只与容性母板联接的自带散热器的IGBT1～IGBTn所构成，极板电容由两层导电极板1、3和夹在两层导电极板1、3之间的绝缘板2构成(参见图3)。容性母板由数个极板电容层叠构成，参见图4，两相叠的极板电容间的导电极板可以共用。如图中的导电极板3既为上一个极板电容的导电极板，也为下一个极板电容的导电极板。也就是说，容性母板可以由一层导电极板、一层绝缘板相间重叠构成。IGBT1的输入端C1接导电极板1、输出端E1接导电极板3。下一个IGBT2的输入端C2与上一个IGBT1的输出端E1共接导电极板3，其输出端E2接下一个极板电容(由导电极板3、5和夹设在其中的绝缘板4构成)的导电极板5。以此类推，逐级连接既构成本串联直接的高压桥臂。图2给出了图1的等效电路图。

    所述的容性母板与IGBT之间的连接可采用如图5～7所示的螺栓连接结构来连接。其中，螺杆7的底端与IGBT1的输入端C1固接，另一端穿过容性母板用螺帽8将IGBT1和容性母板14连接在一起。图中9为套接在螺杆上的导电铜套，10、11、12、13为设在导电铜套与导电极板间的绝缘垫片。IGBT1的输出端E1与容性母板中对应的导电极板3的连接与输入端C1的连接相仿(图7)、IGBT2与容性母板的连接与IGBT1相仿，这里不再赘述。