阅读说明：本技术 逆变器及电子设备 (Inverter and electronic device ) 是由 李迎 李勇 于 2020-05-29 设计创作，主要内容包括：本申请提供一种逆变器及电子设备,涉及逆变器领域,能够解决并联的IGBT的动态均流不平衡的问题。该逆变器包括母线电容,母线电容包括电容芯包以及位于电容芯包侧面并列设置的至少一相正极输出母排和负极输出母排；在至少一相输出母排的正极输出母排和负极输出母排之间并联设置有至少两个IGBT,至少两个IGBT中包括第一IGBT、第二IGBT；第一IGBT与正极输出母排、负极输出母排的连接位置分别比第二IGBT与正极输出母排、负极输出母排的连接位置更接近电容芯包；第一IGBT与输出母排的连接方式与第二IGBT与输出母排的连接方式存在不同；第一IGBT与输出母排的连接阻抗(R1、R2)之和大于第二IGBT与输出母排的连接阻抗(R3、R4)之和,即R1+R2＞R3+R4。(The application provides an inverter and electronic equipment, relates to the inverter field, can solve the unbalanced problem of parallelly connected IGBT's dynamic current sharing. The inverter comprises a bus capacitor, wherein the bus capacitor comprises a capacitor core package and at least one phase of positive output busbar and negative output busbar which are arranged on the side surface of the capacitor core package in parallel; at least two IGBTs are arranged in parallel between the positive output busbar and the negative output busbar of at least one phase of output busbar, and the at least two IGBTs comprise a first IGBT and a second IGBT; the connection positions of the first IGBT and the positive output busbar and the negative output busbar are respectively closer to the capacitor core package than the connection positions of the second IGBT and the positive output busbar and the negative output busbar; the connection mode of the first IGBT and the output bus bar is different from that of the second IGBT and the output bus bar; the sum of the connecting impedances (R1 and R2) of the first IGBT and the output bus bar is larger than the sum of the connecting impedances (R3 and R4) of the second IGBT and the output bus bar, namely R1+ R2 > R3+ R4.)

逆变器及电子设备

技术领域

本申请涉及逆变器领域，尤其涉及一种逆变器及电子设备。

背景技术

逆变器是把直流电能转变成定频定压或调频调压交流电的转换器，广泛的应用在各领域的设备中(例如车载、手机等)。其中，IGBT(insulated gate bipolar transistor，绝缘栅双极型晶体管)是逆变器中使用的主流开关器件，也在逆变器中起核心作用。

大功率设备采用的逆变器，需要通过并联的IGBT的来达到特定的电流值，以使得逆变器完成大功率输出；然而，并联设置的IGBT因距离逆变器中的母线电容器的电容芯包的走线距离不同，从而导致并联的IGBT到电容芯包的等效电感不同，进而造成并联的IGBT的动态均流不平衡的问题，容易导致逆变器的输出不稳定等弊端。

发明内容

本申请提供一种逆变器及电子设备，能够解决并联的IGBT的动态均流不平衡的问题。

本申请提供一种逆变器，包括母线电容，所述母线电容包括电容芯包以及位于所述电容芯包侧面并列设置的至少一相输出母排；每一相输出母排包括正极输出母排和负极输出母排；为了满足大功率设备的需求，所述逆变器还包括：在至少一相输出母排的正极输出母排和负极输出母排之间，并联设置的至少两个IGBT；所述至少两个IGBT中包括第一IGBT、第二IGBT；所述第一IGBT与所述正极输出母排的连接位置，比所述第二IGBT与所述正极输出母排的连接位置，更接近电容芯包；同时所述第一IGBT与所述负极输出母排的连接位置，比所述第二IGBT与所述负极输出母排的连接位置，更接近电容芯包。在此基础上，在该逆变器中通过设置所述第一IGBT与所述正极输出母排、所述负极输出母排的连接方式与所述第二IGBT与所述正极输出母排、所述负极输出母排的连接方式存在不同来调整第一IGBT、第二IGBT与输出母排在连接位置处的等效电感；具体的，通过设置所述第一IGBT与所述正极输出母排在连接位置处的连接阻抗为R1，所述第一IGBT与所述负极输出母排在连接位置处的连接阻抗为R2，所述第二IGBT与所述正极输出母排在连接位置处的连接阻抗为R3，所述第二IGBT与所述负极输出母排在连接位置处的连接阻抗为R4，同时R1、R2、R3、R4满足关系式：R1+R2＞R3+R4；也即通过设置第一IGBT与所述正极输出母排和所述负极输出母排在连接位置处的总连接阻抗(R1、R2)大于第二IGBT与正极输出母排和负极输出母排在连接位置处的总连接阻抗(R3、R4)，来降低第一IGBT、第二IGBT因连接位置到电容芯包的距离不同而导致的等效电感的差异，解决第一IGBT、第二IGBT的动态均流不平衡的问题。

综上所述，在本申请的逆变器中，通过设置并联设置的至少两个IGBT与正极输出母排和负极输出母排之间的连接方式存在不同，以使得连接位置距离电容芯包距离小的IGBT与输出母排的总连接阻抗，大于连接位置距离电容芯包距离大的IGBT与输出母排的总连接阻抗，从而减小了并联设置的至少两个IGBT到电容芯包的等效电感的差异，进而保证了并联设置的IGBT的动态均流平衡。

在一些可能实现的方式中，所述第一IGBT与所述正极输出母排、所述负极输出母排的连接位置到所述电容芯包的距离相等，且所述第一IGBT与所述正极输出母排、所述负极输出母排均采用第一连接方式连接；所述第二IGBT与所述正极输出母排、所述负极输出母排的连接位置到所述电容芯包的距离相等，且所述第二IGBT与所述正极输出母排、所述负极输出母排均采用第二连接方式连接；所述第一连接方式与所述第二连接方式不同，且所述第一连接方式的连接阻抗大于所述第二连接方式的连接阻抗；以便简化调整两个IGBT到电容芯包的等效电感，简化逆变器的制作工艺。

在一些可能实现的方式中，所述第一连接方式采用螺栓连接，所述第二连接方式采用焊接。

在一些可能实现的方式中，所述第一连接方式采用非满焊式焊接，所述第二连接方式采用满焊式焊接。

在一些可能实现的方式中，上述焊接为激光焊接。

在一些可能实现的方式中，所述第一连接方式采用第一螺栓连接，所述第二连接方式采用第二螺栓连接；所述第一螺栓连接与所述第二螺栓连接的连接接触面积、螺杆直径、螺杆长度中的至少一项不相同。

在一些可能实现的方式中，每一相所述输出母排的正极输出母排和负极输出母排之间均并联设置两个IGBT。

在一些可能实现的方式中，所述逆变器包括三相输出母排。

在一些可能实现的方式中，每一相输出母排中的正极输出母排和负极输出母排之间并联的多个IGBT的设置方式相同，以保证通过每一相输出母排之间通过并联设置的IGBT输出的电流值相同。

本申请实施例还提供一种电子设备，包括如前述任一种可能实现的方式中提供的逆变器。

附图说明

图1为本申请实施例提供的一种逆变器的电路示意图；

图2为本申请实施例提供的一种母线电容的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的一种母线电容的结构示意图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请中的附图，对本申请中的技术方案进行完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请的说明书实施例和权利要求书及附图中的术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性，也不能理解为指示或暗示顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元。产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些产品或设备固有的其它步骤或单元。

本申请实施例提供一种电子设备，该电子设备包括逆变器。该电子设备可以为车载设备、平板电脑、手机等电子产品，本申请实施例对该电子设备的具体形式不做特殊限制。

本申请的电子设备中，逆变器采用并联设置的IGBT，并且通过设置并联的IGBT与母线电容的连接方式不完全相同，来解决并联的IGBT的动态均流不平衡的问题。

以下对本申请实施例提供的逆变器做进一步的说明。

首先，参考图1所示的逆变器的等效电路示意图，在逆变器中，在母线电容C的两条母线之间并联设置第一IGBT 10和第二IGBT 20，以保证输出端OUT1达到特定的电流值，以满足逆变器的输出需求。

此处需要说明的是，图1中仅是以该逆变器包括三相(或者三组)并联设置的IGBT，且每一相并联设置的IGBT中包括两个IGBT(10、20)为例进行说明，但本申请并不限制于此；例如，在一些可能实现的方式中，逆变器中也可以设置二相并联设置的IGBT，每一相并联设置的IGBT中包括三个IGBT或者两个IGBT。

本领域的技术人员可以理解的是，对于并联设置的第一IGBT 10和第二IGBT 20而言，最主要的是保证第一IGBT 10和第二IGBT 20动态均流。

在逆变器的实际结构中，如图2所示，母线电容包括电容芯包100以及位于电容芯包100的侧面并列设置的至少一组输出母排T(也可以称为：一相输出母排T；包括正极输出母排1和负极输出母排2)，并联设置的第一IGBT 10和第二IGBT 20连接在一组输出母排T的正极输出母排1和负极输出母排2之间。然而，由于第一IGBT 10和第二IGBT 20与母线电容的一组输出母排T的连接位置不同，例如，一个IGBT相比于另一IGBT与一组输出母排的连接位置更靠近母线电容C的电容芯包100；在此情况下，两个IGBT(10、20)到电容芯包100的等效电感(equivalent series inductance，ESL)具有差异，从而导致两个IGBT(10、20)出现动态均流不平衡的问题。

为了解决上述并联设置的IGBT到电容芯包100的等效电感不同，而导致动态均流不平衡的问题，在本申请实施例提供的逆变器中，通过调整并联设置的IGBT与正极输出母排1、负极输出母排2的连接位置处的连接方式不完全相同，来减小并联设置的IGBT到电容芯包100的等效电感之间的差异，以保证并联设置的IGBT的动态均流。

以下对并联设置的IGBT与正极输出母排1、负极输出母排2的连接方式做进一步的说明。

参考图2所示，在并联设置的第一IGBT 10和第二IGBT 20中，第一IGBT 10连接在正极输出母排1的连接位置a1和负极输出母排2的连接位置b1之间，第二IGBT 20连接在正极输出母排1的连接位置a2和负极输出母排2的连接位置b2之间。其中，第一IGBT 10与正极输出母排1的连接位置a1相比于第二IGBT 20与正极输出母排1的连接位置a2更接近电容芯包100；也就是说，连接位置a1到电容芯包100的距离s1小于连接位置a2到电容芯包100的距离s2。同样，第一IGBT 10与负极输出母排2的连接位置b1相比于第二IGBT 20与负极输出母排2的连接位置b2，更接近电容芯包100；也即连接位置b1到电容芯包100的距离小于连接位置b2的距离。也就是说，第一IGBT 10到电容芯包100的走线距离小于第二IGBT 20到电容芯包100的走线距离，在此情况下，第一IGBT 10到电容芯包100的走线部分的等效电感要小于第二IGBT 20到电容芯包100的走线部分的等效电感。

在此基础上，本申请中通过设置第一IGBT 10和第二IGBT 20与正极输出母排1、负极输出母排2的连接方式存在不同，来调整第一IGBT 10和第二IGBT 20与正极输出母排1、负极输出母排2在连接位置处的连接阻抗不同，以对第一IGBT 10和第二IGBT 20到电容芯包100的等效电感进行调整。

具体的，可以设置第一IGBT 10与正极输出母排1的连接位置a1处采用的连接方式的连接阻抗为R1，第一IGBT 10与负极输出母排2的连接位置b1处采用的连接方式的连接阻抗为R2；第二IGBT 20与正极输出母排1的连接位置a2处采用的连接方式的连接阻抗为R3，第二IGBT 20与负极输出母排2的连接位置b2处采用的连接方式的连接阻抗为R4。其中，R1、R2、R3、R4的大小满足R1+R2＞R3+R4；也即第一IGBT 10与输出母排T在两个连接位置处的总连接阻抗(R1+R2)，大于第二IGBT 20与输出母排T在两个连接位置处的总连接阻抗(R3+R4)；从而减小并联设置的第一IGBT 10和第二IGBT 20到电容芯包100的等效电感的差异，进而达到动态均流的目的。

此处需要说明的是，本申请中，对于并联设置的IGBT的个数不做具体限制。例如，可以是两个并联设置的IGBT(参考图2)，也可以是三个并联设置的IGBT(参考图3)。另外，本申请中所涉及的“母排”也可以称为“母线铜排”。

另外，对于前述所涉及的并联设置的第一IGBT 10和第二IGBT 20而言，并不必然是指某两个具体的IGBT，应该理解的是，并联设置的多个IGBT中满足前述条件下的任意两个IGBT，均可以视为第一IGBT 10和第二IGBT 20。

例如，对于并联设置的IGBT包括三个IGBT的情况下，参考图3，一个IGBT与正极输出母排1、负极输出母排2的连接位置(a1、b1)距离电容芯包100最近，一个IGBT与正极输出母排1、负极输出母排2的连接位置(a3、b3)距离电容芯包100最远，一个IGBT与正极输出母排1、负极输出母排2的连接位置(a2、b2)距离电容芯包100位于中间；也即位于正极输出母排1上的a1连接位置、a2连接位置、a3连接位置沿远离电容芯包100的方向上依次设置，负极输出母排2上的b1连接位置、b2连接位置、b3连接位置沿远离电容芯包100的方向上依次设置。在此情况下，如图3中示意的，连接在a1连接位置和b1连接位置之间的IGBT可以为第一IGBT 10，连接在a3连接位置和b3连接位置之间的IGBT可以为第二IGBT 20；或者，连接在a2连接位置和b2连接位置之间的IGBT可以为第一IGBT 10，连接在a3连接位置和b3连接位置之间的IGBT可以为第二IGBT 20(图3中未示意出)。也就是说，在并联设置的三个IGBT中的任意两个IGBT中，连接位置到电容芯包100的距离小的IGBT为第一IGBT 10，连接位置到电容芯包100的距离大的IGBT为第二IGBT 20。

综上所述，在本申请的逆变器中，通过设置并联的至少两个IGBT与正极输出母排和负极输出母排之间的连接方式存在不同，以使得连接位置距离电容芯包距离小的IGBT与输出母排在连接位置处的总连接阻抗，大于连接位置距离电容芯包距离大的IGBT与输出母排在连接位置处的总连接阻抗，从而减小了并联设置的至少两个IGBT到电容芯包的等效电感的差异，进而保证了并联设置的IGBT的动态均流平衡。

参考图2所示，对于上述通过调整第一IGBT 10和第二IGBT 20与正极输出母排1、负极输出母排2的连接方式，来减小第一IGBT 10和第二IGBT 20到电容芯包100的等效电感的差异而言，可以通过调整第一IGBT 10、第二IGBT 20与正极输出母排1和负极输出母排2在四个连接位置处(a1、b1、a2、b2)中至少一个连接位置处的连接方式与其他位置处的连接方式不同，以达到第一IGBT 10和第二IGBT 20到电容芯包100的等效电感相同来达到动态均流的目的。

例如，在一些可能实现的方式中，可以设置在b1连接位置处采用较大连接阻抗的连接方式，在a1、a2、b2连接位置处采用较小连接阻抗的相同连接方式。

又例如，在一些可能实现的方式中，可以设置在b2连接位置处采用较小连接阻抗的连接方式，在a1、a2、b1连接位置处采用较大连接阻抗的相同连接方式。

再例如，在一些可能实现的方式中，可以设置在a1、b1连接位置处采用较大连接阻抗的连接方式，在a2、b2连接位置处采用较小连接阻抗的相同连接方式。

本申请实施例中，对于两个IGBT(10、20)在四个连接位置(a1、b1、a2、b2)处采用的具体连接方式不作具体限制，只要通过选择合适的连接方式，能够起到对两个IGBT(10、20)到电容芯包100的等效电感进行调整，达到两个IGBT(10、20)的动态均流的目的即可。

当然，在一些可能实现的方式中，还可以在调整四个连接位置处(a1、b1、a2、b2)的具体连接方式不完全相同的基础上，对四个连接位置处(a1、b1、a2、b2)到电容芯包100的距离进行调整。也即结合两个IGBT(10、20)在连接位置处的连接阻抗以及从连接位置到电容芯包100的距离(即走线部分的等效电感)整体，来调整两个IGBT(10、20)到电容芯包100的等效电感，以使得两个IGBT(10、20)达到动态均流平衡。

实际中，为了便于调整两个IGBT(10、20)到电容芯包100的等效电感，如图2所示，可以设置第一IGBT 10与输出母排(1、2)的连接位置(a1、b1)到电容芯包100的距离相等，第二IGBT 20与输出母排(1、2)的连接位置(a2、b2)到电容芯包100的距离相等；也就是说，并联设置的多个IGBT中，单个IGBT分别与正极输出母排1、负极输出母排2的连接位置到电容芯包100的距离相等。

在此基础上，为了简化逆变器的制作工艺，可以设置第一IGBT 10与正极输出母排1、负极输出母排2均采用相同的连接方式(下文中简称为：第一连接方式)连接；第二IGBT20与正极输出母排1、负极输出母排2均采用相同的连接方式(下文中简称为：第二连接方式)连接；其中，第一连接方式和第二连接方式的设置形式不同，第二连接方式的连接阻抗小于第一连接方式的连接阻抗。以下实施例均是以此为例，并结合具体的连接方式对本申请做进一步说明。

示意的，在一些可能实现的方式中，第一连接方式、第二连接方式可以采用可实施性高、成本低、工艺简单的连接方式；例如，可以采用包括并不限于螺栓连接、焊接等连接方式；从而在不增加逆变器的成本的基础上，实现第一IGBT 10和第二IGBT 20动态均流平衡的目的。

例如，在一些可能实现的方式中，上述第一连接方式可以采用螺栓连接的方式，第二连接方式可以采用焊接的方式。也即第一IGBT 10与正极输出母排1、负极输出母排2在连接位置(a1、b1)处均采用连接阻抗较大的螺栓连接的方式连接，第二IGBT 20与正极输出母排1、负极输出母排2在连接位置(a2、b2)处均采用连接阻抗较小的焊接的方式连接。

可以理解的是，对于螺栓连接而言，IGBT与正极输出母排1、负极输出母排2在连接位置均需要设置连接孔，通过将螺钉置入连接孔中，并通过螺母进行紧固连接。实际中可以通过设置螺栓连接的连接接触面积、螺钉的螺杆直径、螺钉的螺杆长度、连接孔的孔径大小等不同，来调整IGBT与输出母排(1、2)在连接位置处的连接阻抗。当然，在螺栓连接中，在同一连接位置处的两个连接孔(一个位于IGBT的端子上，一个位于输出母排上)的直径可以相同，也可以不相同；不同的螺栓连接中采用的螺钉的螺杆直径、螺杆长度可以相同，也可以不同；实际中，在保证IGBT与输出母排的正常连接的基础上，可以根据需要的连接阻抗分别对连接接触面积、螺杆直径、螺杆长度、连接孔的大小等进行设置，以达到调整连接位置处的连接阻抗的目的，进而实现第一IGBT 10和第二IGBT 20动态均流平衡。

另外，对于焊接而言，通常可以采用激光焊接的方式(但并不限制于此)，通过焊料将IGBT与正极输出母排1、负极输出母排2在连接位置直接焊接。实际中可以通过设置IGBT与输出母排(1、2)在连接位置处的焊接程度，实现在IGBT与输出母排(1、2)在连接位置处的连接阻抗的调整；例如，可以选择满焊式焊接或者非满焊式焊接；当然对于非满焊式焊接，也可以根据实际需要进一步调整非满焊式的焊接程度。可以理解的是，对于焊接本身而言，IGBT与输出母排(1、2)之间可以不设置连接孔，直接在对应连接位置处进行焊接即可。另外，还可以理解的是，满焊式的焊接是指将两个待焊接的器件(部件)在设计的焊接区域采用焊料全部进行焊接，而非满焊式的焊接是指将两个待焊接的器件(部件)在设计焊接区域采用焊料进行局部焊接。

另外，对于前述第一连接方式可以采用螺栓连接的方式，第二连接方式焊接的方式而言，第一连接方式采用的螺栓连接的连接阻抗大于第二连接方式采用的焊接的连接阻抗，以保证两个IGBT(10、20)到电容芯包100的等效电感尽可能的相同。例如，在一些实施例中，可以设置第一IGBT 10与输出母排(1、2)在连接位置(a1、b1)采用相同的螺栓连接方式；也即在连接位置(a1、b1)采用相同直径的连接孔，采用规格相同的螺钉；第二IGBT 20与输出母排(1、2)在连接位置(a2、b2)处均采用满焊的焊接方式连接。

又例如，在一些可能实现的方式中，上述第一连接方式可以采用非满焊式的焊接方式，第二连接方式采用满焊式的焊接方式。可以理解的是，在其他焊接条件相同(如焊料、设计的焊接区域)的情况下，非满焊式焊接的连接阻抗大于满焊式焊接的连接阻抗，以保证两个IGBT(10、20)到电容芯包100的等效电感尽可能的相同。

又例如，在一些可能实现的方式中，上述第一连接方式可以采用第一螺栓连接，第二连接方式可以采用第二螺栓连接；可以通过设置第一螺栓连接与第二螺栓连接的连接接触面积、螺杆直径、螺杆长度中的至少一项不相同，来设置第一螺栓连接的连接阻抗大于第二螺栓连接的连接阻抗，以保证两个IGBT(10、20)到电容芯包100的等效电感尽可能的相同。

示意的，第一螺栓连接和第二螺栓连接中采用的连接孔的大小均相同，第一螺栓连接和第二螺栓连接采用的螺钉长度相同，但是第一螺栓连接的螺钉的螺杆直径小于第二螺栓连接采用的螺钉的螺杆直径，也即第一螺栓连接的连接接触面积小于第二螺栓连接的连接接触面积，以使得第一螺栓连接的连接阻抗大于第二螺栓连接的连接阻抗。

另外，需要说明的是，图2和图3均是逆变器中设置有三相输出母排(也即包括三组并联设置的IGBT)为例进行说明的，但本申请并不限制于此，在一些可能实现的方式中，逆变器中设置有两相输出母排(也即包括两组并联设置的IGBT)。

本领域的技术人员可以理解的是，位于不同相的正极输出母排均与母线电容的电源正极(BUS+)连接，位于不同相的负极输出母排均与母线电容的电源负极(BUS-)连接。

在此基础上，为了保证通过每一相输出母排之间通过并联设置的IGBT输出的电流值相同，在一些可能实现的方式中，可以设置每一相输出母排中的正极输出母排和负极输出母排之间并联的多个IGBT的设置方式相同。也就是说，每一相输出母排中的正极输出母排和负极输出母排之间并联设置的IGBT的个数相同，并且不同相中并联设置的IGBT与正极输出母排和负极输出母排之间的连接方式、距离电容芯包100的距离等均相同，以保证不同相并联设置的多个IGBT到电容芯包100的等效电感一一对应相同。

示意的，参考图2，三相中分别并联设置的两个IGBT(10、20)与正极输出母排和负极输出母排的连接位置，沿电容芯包100的侧面分布在两列(参考图2)，并且三相中的第一IGBT 10与正极输出母排和负极输出母排均采用螺栓连接的方式连接(采用的连接孔的尺寸、螺钉和螺母的规格均分别对应相同)，三相中的第二IGBT 20与正极输出母排和负极输出母排均采用满焊的方式连接。

结合以上描述可知，本申请中通过设置输出母排(1、2)与并联设置的两个IGBT(10、20)的连接方式不同，来解决并联的IGBT(10、20)的动态均流不平衡的问题；可以理解的是，实际中采用的连接方式并不仅限于前述实施例中所提及的螺栓连接、焊接方式，对于其他能够调整在连接位置处的等效电感的连接方式，同样适用于本申请。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。