本發明屬于電解制氫，具體涉及一種直流制氫電源及其功率模塊。

背景技術：

1、氫能作為用能終端實現綠色低碳轉型的重要載體，正逐步成為未來國家能源體系的重要組成部分。在水電解制氫領域，目前普遍采用的制氫電源多采用晶閘管整流技術，具有技術成熟、效率高、容量大，但是存在電網側諧波大、功率因數低等問題，且僅適用于整流應用場景。

2、圖1所示為現有技術中晶閘管多脈波整流電源直流制氫的方案，包括三繞組變壓器和由兩臺六脈波整流器組合形成十二脈波整流器。由于晶閘管多脈波整流電源存在電網側諧波大、功率因數低等問題，為了保證電網側的電能質量，在電網側增設了用于濾波的交流濾波器和用于補償無功的并聯電容器或靜止無功發生器（svg，static?var?generator）。但是在上述方案中，十二脈波整流器由兩臺六脈波整流器組成。在進行電源容量擴展時，不僅需要增加一臺六脈波整流器本體，還需要在控制裝置中加入新增的六脈波整流器的控制系統，不便于擴展。

技術實現思路

1、本發明的目的是提供一種直流制氫電源及其功率模塊，以解決現有技術中的直流制氫電源擴展性差的技術問題。

2、為解決上述技術問題，本發明提供的一種直流制氫電源功率模塊的技術方案為：一種直流制氫電源功率模塊，包括用于實現電壓變換的功率單元及其控制系統，所述功率單元的各電子元件通過疊層母排連接在一起，所述控制系統固定在疊層母排上。

3、上述技術方案的有益效果是：本發明的一種直流制氫電源功率模塊的技術方案屬于改進型發明創造。本發明采用模塊化設計，將功率模塊的硬件電路及其控制系統集成在一起，可根據直流制氫時的具體環境，對制氫電源容量進行靈活擴展，擴展時，無需額外為新增模塊增設控制系統。本發明解決了現有技術中的直流制氫電源擴展性差的技術問題。

4、進一步地，所述功率模塊還包括散熱器，所述功率單元中的功率器件設置在所述散熱器表面。

5、進一步地，所述功率模塊還包括風機，所述風機包括進風口和出風口，所述風機設置所述散熱器的下面，以能夠通過進風口和出風口構成的風道為所述散熱器提供通風。

6、進一步地，所述功率單元中的電容排列固定在所述散熱器的一側，電容的排列方向與所述風機的風道方向一致。

7、進一步地，所述功率單元包括電容和兩個功率器件，兩個功率器件串聯后并聯在所述電容的兩端；所述電容的兩端構成所述功率單元的輸入端，其中一個功率器件的兩端構成所述功率單元的輸出端。

8、進一步地，所述功率器件為igbt。

9、本發明還提供了一種直流制氫電源的技術方案：一種直流制氫電源，包括功率模塊，所述功率模塊包括用于實現電壓變換的功率單元及其控制系統，所述功率單元的各電子元件通過疊層母排連接在一起，所述控制系統固定在疊層母排上。

10、上述技術方案的有益效果是：本發明的一種直流制氫電源的技術方案屬于改進型發明創造。本發明采用模塊化設計，將功率模塊的硬件電路及其控制系統集成在一起，可根據直流制氫時的具體環境，對制氫電源容量進行靈活擴展，擴展時，無需額外為新增模塊增設控制系統。本發明解決了現有技術中的直流制氫電源擴展性差的技術問題。

11、進一步地，所述功率模塊還包括散熱器，所述功率單元中的功率器件設置在所述散熱器表面。

12、進一步地，所述功率模塊至少兩個，各功率模塊相互并聯。

13、進一步地，所述功率單元包括電容和兩個功率器件，兩個功率器件串聯后并聯在所述電容的兩端；所述電容的兩端構成所述功率單元的輸入端，其中一個功率器件的兩端構成所述功率單元的輸出端。

技術特征：

1.一種直流制氫電源功率模塊，包括用于實現電壓變換的功率單元及其控制系統，其特征在于，所述功率單元的各電子元件通過疊層母排連接在一起，所述控制系統固定在疊層母排上。

2.根據權利要求1所述的直流制氫電源功率模塊，其特征在于，所述功率模塊還包括散熱器，所述功率單元中的功率器件設置在所述散熱器表面。

3.根據權利要求2所述的直流制氫電源功率模塊，其特征在于，所述功率模塊還包括風機，所述風機包括進風口和出風口，所述風機設置所述散熱器的下面，以能夠通過進風口和出風口構成的風道為所述散熱器提供通風。

4.根據權利要求3所述的直流制氫電源功率模塊，其特征在于，所述功率單元中的電容排列固定在所述散熱器的一側，電容的排列方向與所述風機的風道方向一致。

5.根據權利要求1所述的直流制氫電源功率模塊，其特征在于，所述功率單元包括電容和兩個功率器件，兩個功率器件串聯后并聯在所述電容的兩端；所述電容的兩端構成所述功率單元的輸入端，其中一個功率器件的兩端構成所述功率單元的輸出端。

6.根據權利要求2或5所述的直流制氫電源功率模塊，其特征在于，所述功率器件為igbt。

7.一種直流制氫電源，包括功率模塊，所述功率模塊包括用于實現電壓變換的功率單元及其控制系統，其特征在于，所述功率單元的各電子元件通過疊層母排連接在一起，所述控制系統固定在疊層母排上。

8.根據權利要求7所述的直流制氫電源，其特征在于，所述功率模塊還包括散熱器，所述功率單元中的功率器件設置在所述散熱器表面。

9.根據權利要求7所述的直流制氫電源，其特征在于，所述功率模塊的個數為至少兩個，各功率模塊相互并聯。

10.根據權利要求7~9任意一項所述的直流制氫電源，其特征在于，所述功率單元包括電容和兩個功率器件，兩個功率器件串聯后并聯在所述電容的兩端；所述電容的兩端構成所述功率單元的輸入端，其中一個功率器件的兩端構成所述功率單元的輸出端。

技術總結
本發明屬于電解制氫技術領域，具體涉及一種直流制氫電源及其功率模塊。該功率模塊包括用于實現電壓變換的功率單元及其控制系統，所述功率單元的各電子元件通過疊層母排連接在一起，所述控制系統固定在疊層母排上。本發明采用模塊化設計，將功率模塊的硬件電路及其控制系統集成在一起，可根據直流制氫時的具體環境，對制氫電源容量進行靈活擴展，擴展時，無需額外為新增模塊增設控制系統。本發明解決了現有技術中的直流制氫電源擴展性差的技術問題。

技術研發人員：凌卓,曹文盛,楊博涵,梅桂芳,鄭月賓,張永新,牛化鵬,肖飛,宋曉梅,武盾
受保護的技術使用者：西安許繼電力電子技術有限公司
技術研發日：
技術公布日：2025/4/28