[發明專利]電力變換裝置

有效

• 申請號: 201080063582.8
• 申請日: 2010-08-19
• 公開（公告）號: CN102754327A
• 公開（公告）日: 2012-10-24
• 發明（設計）人: 藤野伸一;高木佑輔;白頭拓真
• 申請（專利權）人: 日立汽車系統株式會社
• 主分類號: H02M7/48
• 分類號: H02M7/48;H02M1/32
• 代理公司: 北京尚誠知識產權代理有限公司 11322
• 代理人: 龍淳

技術領域

本發明涉及電力變換裝置，特別是涉及面向汽車的混合動力系統的電力變換裝置。

背景技術

面向汽車的混合動力系統的電力變換裝置通過電力半導體元件的開關控制電動機電流。近年，伴隨著混合動力系統的大功率化，存在電動機電流和電壓增加的傾向，由于電力半導體元件的開關而產生的電涌電壓成為課題。

現有技術中，通過電力半導體元件和電容器的配線長度的縮短和配線的疊層化以及電容器內部配線的疊層化等來降低電力半導體元件和電容器的主電路電感，從而抑制由于開關而產生的電涌電壓（例如，參照專利文獻1）。另外，通過抑制電涌電壓，使開關速度高速化，減少損失，降低車輛的燃料消耗。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1:日本特開2009—44891

發明內容

發明要解決的課題

上述那樣降低主電路電感有望得到抑制電涌電壓的效果。另一方面，開關的高速化使在電力半導體元件中流過的電流更快地變化，其結果是，帶來電涌電壓的增加。即，通過降低電涌電壓，能夠在具有同等的耐電壓的電力半導體元件中實現開關的更高速化。但是，若開關高速化，則接通和截斷電力半導體元件時流過的柵極電流振蕩的電勢變高。而且，現有技術中的柵極電流在置于下方的半導體元件和其上的印刷基板之間流過，因此，配線長度長，柵極電流振蕩的電勢更高。

另外，由于電力半導體元件的開關而產生的電涌電壓影響與電力半導體元件電連接的印刷基板、以及生成用于柵極電流的電源的電源變壓器。即，在電源變壓器的輸出電壓及印刷基板的配線圖案電壓上重疊有由于配線等而降低的電涌電壓。由于該電涌電壓而產生的電壓變動通過印刷基板的配線圖案間的雜散電容和電源變壓器的雜散電容產生漏電流，使整個印刷基板產生噪聲。

現有技術中的漏電流最長為從電力半導體流向印刷基板和電力半導體的環路電流。而且，如上所述，配線長，所以雜散電容以及配線電感大，耐噪聲性低。因此，最壞的情況下，漏電流產生的噪聲使電力半導體元件發生誤導通（ON），導致電力半導體元件的損壞。

用于解決課題的方案

根據本發明的第一方式，電力變換裝置包括接通和截斷主電流的電源模塊及對電源模塊的主電流的接通和截斷進行控制的驅動模塊，具有：高電位側半導體元件，其在電源模塊中，在高電位側接通和截斷主電流；低電位側半導體元件，其在電源模塊中，在低電位側接通和截斷主電流，且與高電位側半導體元件串聯連接；多個電源模塊側配線，其與高電位側半導體元件及低電位側半導體元件中包含的各電極分別連接，在電源模塊的大致同一平面上按照被施加的電位的順序鄰接配置，且與驅動模塊連接的連接端沿著電源模塊的端部配置；多個驅動模塊側配線，其在驅動模塊中與多個電源模塊側配線分別連接，在述驅動模塊的大致同一平面上按照與多個電源模塊側配線的配置相對應的順序鄰接配置，且沿著驅動模塊的端部配置；電源變壓器，是將在驅動模塊中用于控制主電流的接通和截斷的信號電壓轉換成用于對高電位側半導體元件的控制電極及低電位側半導體元件的控制電極施加的電壓的電路，且與多個驅動模塊側配線分別對應的多個端子對應于多個驅動模塊側配線的配置順序而設置；和導電體，分別設置于設有多個電源模塊側配線的平面的附近和設有多個驅動模塊側配線的平面的附近，以至少包圍由在電源變壓器、驅動模塊側配線和電源模塊側配線形成環路的電流產生的磁通的方式電連接。

根據本發明的第二方式，在第一方式的電力變換裝置中，優選多個電源模塊側配線在電源模塊的大致同一平面上以在與鄰接配置的其它電源模塊側配線相對的方向流過電流的方式配置。

根據本發明的第三方式，在第一或第二方式的電力變換裝置中，優選用于將主電流輸入到電源模塊的輸入端子和用于將主電流從電源模塊輸出的輸出端子在電源模塊中設置于設有與驅動模塊連接的連接端一側的相反側的端部。