[發(fā)明專利]功率轉(zhuǎn)換設(shè)備

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310121692.0
• 申請(qǐng)日: 2013-04-09
• 公開（公告）號(hào): CN103378745A
• 公開（公告）日: 2013-10-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 松岡哲矢;澤田大喜;岡村誠(chéng);稻村洋;青木康明
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 株式會(huì)社電裝
• 主分類號(hào): H02M7/00
• 分類號(hào): H02M7/00;H05K7/20
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 王萍;陳煒

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種包括具有半導(dǎo)體元件的多個(gè)半導(dǎo)體模塊的功率轉(zhuǎn)換設(shè)備。更具體而言，本發(fā)明涉及一種用于可以裝配在車輛中的連續(xù)電流電動(dòng)機(jī)的逆變器。

背景技術(shù)

在電動(dòng)汽車、混合動(dòng)力汽車等中裝配有將來(lái)自功率源的直流功率轉(zhuǎn)換成交流功率以對(duì)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的功率轉(zhuǎn)換設(shè)備。功率轉(zhuǎn)換設(shè)備通過(guò)適當(dāng)控制在半導(dǎo)體模塊內(nèi)包括的半導(dǎo)體元件（切換元件）的關(guān)斷和閉合來(lái)執(zhí)行功率轉(zhuǎn)換。然而，由于存在歸結(jié)于內(nèi)部電路中的布線等的電感，所以伴隨切換元件的關(guān)斷和閉合生成浪涌電壓。這樣的浪涌電壓可能引起切換元件的故障。因此需要減少上述電感。

例如在JP-A-2010-287737中公開了一種功率轉(zhuǎn)換設(shè)備，在該功率轉(zhuǎn)換設(shè)備中，在電感導(dǎo)體上串聯(lián)連接并且相互鄰近設(shè)置兩個(gè)半導(dǎo)體模塊，從而電流流動(dòng)的方向彼此相反。在該功率轉(zhuǎn)換設(shè)備中，在電流流向半導(dǎo)體模塊時(shí)，感應(yīng)的電流在與流向半導(dǎo)體模塊的電流的方向相反的方向上流向電感導(dǎo)體。在該功率轉(zhuǎn)換設(shè)備中，認(rèn)為可以減少歸結(jié)于布線等的電感。

然而，在JP-A-2010-287737中公開的功率轉(zhuǎn)換設(shè)備中，需要用于發(fā)送感應(yīng)的電流的電感導(dǎo)體以減少電感。因此，由于部件數(shù)目增加、尺寸增加等而出現(xiàn)問(wèn)題。此外，在使用感應(yīng)的電流時(shí)，需要有助于在電感導(dǎo)體中對(duì)感應(yīng)的電流進(jìn)行感應(yīng)的結(jié)構(gòu)。需要復(fù)雜結(jié)構(gòu)以減少電感。

因此一種能夠用簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)充分減少電感的功率轉(zhuǎn)換設(shè)備是合乎期望的。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)本申請(qǐng)?zhí)峁┑囊粋€(gè)方面的一種功率轉(zhuǎn)換設(shè)備包括：各自具有板形主體段20的多個(gè)半導(dǎo)體模塊2，板形主體段20在其中包括切換元件211。

多個(gè)半導(dǎo)體模塊2由正模塊2p和負(fù)模塊2n組成。正模塊2p連接到電源81的正側(cè)，并且負(fù)模塊2n連接到電源81的負(fù)側(cè)。

在正模塊2p中，形成正端子23和第一中間端子241從主體段20突出。正端子23連接到電源81。第一中間端子241連接到負(fù)模塊2n。

在負(fù)模塊2n中，形成負(fù)端子25和第二中間端子242從主體段20突出。負(fù)端子25連接到電源（81）。第二中間端子242連接到正模塊2p。

第一中間端子241和第二中間端子242通過(guò)中間母線4c連接。

在由彼此相鄰并且由中間母線4c相互串聯(lián)和電連接的一個(gè)正模塊2p和一個(gè)負(fù)模塊2n組成的模塊單元11中，設(shè)置正模塊2p和負(fù)模塊2n使得相應(yīng)主體段20的主表面201和202彼此相對(duì)。

分別屬于正模塊2p的正端子23和第一中間端子241以及分別屬于負(fù)模塊2n的負(fù)端子25和第二中間端子242，在與正模塊2p和負(fù)模塊2n彼此相對(duì)的X方向垂直的Z方向上突出。

將第一矢量V₁和第二矢量V₂配置成使得在與X方向和Z方向二者垂直的Y方向上的相應(yīng)矢量分量V₁₂和V₂₂的方向彼此相反。第一矢量V₁是從正模塊2p的正端子23朝著第一中間端子241。第二矢量V₂是從負(fù)模塊2n的第二中間端子242朝著負(fù)端子25（根據(jù)本發(fā)明的第一方面的功率轉(zhuǎn)換設(shè)備）。

如上文描述的那樣，在根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面的功率轉(zhuǎn)換設(shè)備中，布置模塊單元的正模塊和負(fù)模塊使得相應(yīng)主體段的主表面彼此相對(duì)。此外，在從Z方向查看模塊單元時(shí)，配置從正模塊的正端子朝著第一中間端子的第一矢量和從負(fù)模塊的第二中間端子朝著負(fù)端子的第二矢量，使得在Y方向上的相應(yīng)矢量分量的方向彼此相反。

因此，在執(zhí)行切換元件的切換操作時(shí)，在其中電流流過(guò)形成為包括正模塊、中間母線和負(fù)模塊的閉合電路的實(shí)例中，流向正模塊的電流和流向負(fù)模塊的電流的方向在垂直方向上彼此相反。設(shè)置正模塊和負(fù)模塊以彼此相對(duì)。換而言之，從正模塊的正端子經(jīng)過(guò)主體段流向第一中間端子的電流和從負(fù)模塊的第二中間端子經(jīng)過(guò)主體段流向負(fù)端子的電流的方向在Y方向上彼此相反。

因而，可以充分減少在正模塊與負(fù)模塊之間出現(xiàn)的互感（稱為“互感效果”）。因而，例如，不同于常規(guī)功率轉(zhuǎn)換設(shè)備，不再需要用于發(fā)送感應(yīng)的電流的電感導(dǎo)體。可以用簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)充分實(shí)現(xiàn)電感的減少。具體而言，正模塊和負(fù)模塊被設(shè)置于其中具有更大面積的相應(yīng)主體段的主表面彼此相對(duì)的狀態(tài)中，或者換而言之使得正模塊和負(fù)模塊的相對(duì)面積大。因此，可以增強(qiáng)上述互感效果，并且可以實(shí)現(xiàn)電感的進(jìn)一步減少。

在功率轉(zhuǎn)換設(shè)備中，半導(dǎo)體模塊的主體段的主表面是與板形主體段的厚度方向垂直的表面并且具有最大面積。