[發明專利]逆變器裝置及利用該逆變器裝置的驅動單元

有效

• 申請號: 201110139059.5
• 申請日: 2011-05-19
• 公開（公告）號: CN102255539A
• 公開（公告）日: 2011-11-23
• 發明（設計）人: 安部達也;山崎雅志
• 申請（專利權）人: 株式會社電裝
• 主分類號: H02M7/48
• 分類號: H02M7/48;H02P27/06
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 田軍鋒;吳煥芳

技術領域

本發明涉及一種由直流電產生多相交流電的逆變器裝置和利用該逆變器裝置的驅動單元。

背景技術

通常，由駕駛員操作的用于輔助轉向的電動轉向系統已為公眾所知。由直流電產生交流電的逆變器裝置用作用于控制電動轉向系統中的電機的驅動的控制器。通過將比如為半導體功率器件之類的電子部件安裝在功率基板上構造逆變器裝置，半導體功率器件比如為晶體管、電阻器和電容器。比如，在專利文獻1(JP-A-2004-237832)和專利文獻2(JP-A-2008-029093)中說明了應用于電動轉向控制器并對應于逆變器裝置的控制單元和電能轉換器。

在專利文獻1中說明的用于電動轉向的控制單元中，功率基板(驅動基板)和控制板相互垂直地布置。但是，功率基板形成為單個平面形狀，多個功率元件(半導體切換元件)安裝在功率基板上。因此，由相鄰功率元件產生的熱量相互干涉，從而阻礙熱耗散。因此，有可能由于功率元件的溫度升高而引起失效或故障。

在專利文獻2中說明的電能轉換器中，一個單元(功率切換裝置組)構成為用于每組橋接電路。比如，用于產生三相交流電的橋接電路具有三個單元。當采用用于產生三相交流電的兩個電路系統時，使用六個單元，從而增加單元的數目。

發明內容

本發明的目的是提供一種改善構成橋接電路的多個功率元件的散熱性能的逆變器裝置，以及提供一種利用該逆變器裝置的驅動單元。

根據本發明的第一示例方面，逆變器裝置由直流電產生多相交流電。逆變器裝置具有多個功率元件、散熱器、控制布線部分和功率布線部分。

多個功率元件構成橋接電路。散熱器安裝有功率元件并能夠接收由功率元件產生的熱量。控制布線部分向功率元件輸出控制信號。功率布線部分輸入和輸出通到功率元件的電流。

每個功率元件具有主體部分和引線部分，在主體部分中，半導體芯片通過樹脂模鑄插入樹脂內，引線部分從主體部分的一側延伸并與功率布線部分電連接。上臂單元和下臂單元相互獨立地布置，上臂單元通過將功率元件集合在橋接電路的電源側而形成，下臂單元通過將功率元件集合在橋接電路的接地側而形成。

多個功率元件安裝在散熱器上，上臂單元和下臂單元相互獨立地布置。因此，由功率元件產生的熱量不相互干涉，而散發到散熱器。因此，能夠改善功率元件的散熱性能。因此，可防止由于功率元件的溫度升高引起的失效和故障。

功率元件可包括構成橋接電路的切換功率元件。功率元件可包括連接在供電線路與橋接電路之間的電源繼電器功率元件，用于阻斷通向橋接電路的電流供應和用于保護電路。根據本發明，至少構成橋接電路的上臂和下臂的切換功率元件布置為分成上臂單元和下臂單元。

在專利文獻2的產生三相交流電的常規逆變器裝置中，六個切換功率元件構成三組單元，每組單元分別包括用于各相的兩個切換功率元件。與此對比，六個切換功率元件分成上臂單元和下臂單元以構成兩組單元，每組單元包括三個切換功率元件。因此，可減少單元的數目。此外，當逆變器裝置具有兩個三相逆變電路系統時，與常規技術相比，單元的數目可由六個減少到四個。

當用于電源繼電器的再兩個功率元件用于每個三相逆變電路系統時，一個電源繼電器功率元件可包括在上臂單元中，另一個電源繼電器功率元件可包括在下臂單元中。因此，上臂單元和下臂單元中的每一個可分別包括四個功率元件。

根據本發明的第二示例方面，上臂單元和下臂單元布置成使得引線部分面向功率布線部分。因此，上臂單元的功率元件的引線部分和下臂單元的功率元件的引線部分沿彼此接近的方向面對。因此，可縮短上臂和下臂的功率元件之間的布線距離。可縮短功率元件與電源、接地、產生的電壓等之間的布線距離。因此，可減小布線阻抗。因此，能夠減小逆變器裝置的電能損失。

根據本發明的第三示例方面，上臂單元和下臂單元安裝在散熱器的不同表面上。因此，與上臂單元和下臂單元彼此橫向布置在同一平面上的情況相比，能夠在空間上聚集由上臂單元和下臂單元占據的空間，并能夠減小投影面積。產生的空閑空間中可有效地用于布置電子部件，比如扼流線圈和電解電容器。因此，能夠減小逆變器裝置的尺寸。

根據本發明的第四示例方面，上臂單元和下臂單元安裝在散熱器的彼此相鄰的表面上。因此，可使得上臂單元和下臂單元彼此特別地靠近。因此，可縮短上臂和下臂之間的布線距離，并可減小布線阻抗。因此，可減小逆變器裝置的電能損失，并能夠減小逆變器裝置的尺寸。