[發明專利]電源轉換器的電源電路結構

無效

• 申請號: 201010156474.7
• 申請日: 1999-04-28
• 公開（公告）號: CN101860247A
• 公開（公告）日: 2010-10-13
• 發明（設計）人: 伊東知;仲田清;小柳阿佐子;三島彰;豐田瑛一;佐藤常雄;綾野秀樹
• 申請（專利權）人: 株式會社日立制作所
• 主分類號: H02M7/48
• 分類號: H02M7/48
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 羅松梅

本發明涉及電源轉換器的電源電路結構，該轉換器利用在包括鐵路機車在內的通用工業領域內使用的半導體器件將直流電轉換為交流電或者將交流電轉換為直流電。

雖然用于電源轉換器電源電路的半導體器件具有多種結構，但是用于本發明電源電路的半導體器件是半導體模塊結構，它具有從同一表面側引出的集電極端和發射極端，并且用注模劑集成在一起。

在普通的電源轉換器電源電路的電引線中，采用如日本專利公報No.1-160373(1989)所示的又長又窄的導電條或電引線。

由于在這種結構中電引線的電感較大，因此當半導體器件開或關時會產生電流和電壓跳躍較大的問題。

而且為了保護半導體器件，需要連接較大電容的緩沖器電路，這使得裝置的體積難以縮小。

為了減少電感，通過形成平坦結構的總線條和提供互相靠近的往返的總線條使構成電流路徑的導體處于所謂的平行平坦狀態。

在這種平行平坦平板狀態中，往返導體產生的磁通量相互抵消并且磁通量的變化表面上消失了。

在日本專利公開No.7-131981(1995)、No.9-47036(1997)、No.6-327266(1994)、No.7-245951(1995)和No.9-70184(1997)中揭示了利用這種原理的電學連接方法.

在這些參考文獻中，平坦平板的總線條靠近放置為在它們之間放入絕緣層使其處于平行平坦平板狀態，從而降低電感。

但是為了安裝諸如螺栓之類固定半導體器件和總線條的固定工具，需要在平坦的總線條和絕緣層上開設穿通孔。

為了確保該穿通孔內絕緣距離，孔徑要求較大。由于電流集中在總線條寬度較窄的部分，所以無法得到滿意的預定阻抗目標值。

如果穿通孔的四周用絕緣材料覆蓋，則總線條的孔本身可以較小，但是為了使導體部分絕緣，導體和絕緣材料的結構變得復雜起來。

而且另一方面，導體之間的間距變窄，電感減小，但是降低效應會飽和。例如已知導體間距從10cm減少為1cm時，提供了較大的降低效應，但是當間距從1cm減少為1mm時電感不會降低。

因此，可以降低電感而無需使導體間距變窄至極限(例如直到絕緣平板的板厚)。

而且在日本專利公開No.4-133669(1992)和No.6-225545(1994)中，描述未提供孔而利用平板導體的結構，并且如上所述，沒有穿通孔內絕緣的問題。但是必須將導體作彎曲處理。

而且在日本專利公開No.6-225545(1994)中，提及在導體之間提供介電陶瓷，但是所用的材料受到了限制。

而且在日本專利公開No.5-292756(1993)、No.6-38507(1994)和No.9-117126(1997)中，揭示了一種降低電源電路半導體器件與濾波器電容之間連接部分電感的方法。

上面兩種情況都利用了平行板導電引線，連接端通過導體之間絕緣層的孔與另一導體相連。

但是在上述提供穿通孔的結構中，為了確從具有穿通孔的導體到通過穿通孔與其它導體相連的端子的絕緣距離，孔徑要求較大。在這種情況下，電流集中在包含穿通孔的導體寬度較窄的部分，并且難以得到滿意的預定阻抗目標值。

如果穿通孔的四周用絕緣材料覆蓋，則總線條的孔本身可以較小，但是為了使導體部分絕緣，導體和絕緣材料的結構變得復雜起來。

針對上述問題，本發明的目標是降低電連接的電感并使電源轉換器的電源電路結構簡單。

而且本發明的其它目標是降低電源電路內連接濾波電容與半導體器件的引線的電感。

利用這些結構，可以縮小或省略電源電路的被認為是必不可少的緩沖器電路。

為了實現上述目標，本發明的特征如下。

電源轉換器的電源電路結構包含至少兩個對應所述電源電路一相的半導體模塊；將其中一個所述半導體模塊的集電極端(PC端)與直流電源正端相連的正側導體(P導體)；將另一所述半導體模塊的發射極端(NE端)與所述直流電源負端相連的負側導體(N導體)；以及將所述其中一個半導體模塊的發射極端(PE端)和所述其它半導體模塊的集電極端(NC端)與AC側相連的交流側導體(U導體)。

所述正側導體、所述負側導體和所述交流側導體形成為平面總線條；并且

所述平面總線條借助對應各所述半導體模塊端側的分層結構支承，從而保持它們之間的絕緣，其中