BR112017024998B1 - Dispositivo de conversão de potência - Google Patents

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Tatsuhiro Suzuki
Keiichiro Numakura
Taku Shimomura
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Abstract

DISPOSITIVO DE CONVERSÃO DE POTÊNCIA. Trata-se de um dispositivo de conversão de potência que inclui uma unidade de ajuste de tensão de porta (um circuito de detecção 12) que atua em um sinal de acionamento de um circuito de acionamento de porta 11 que envia um sinal de acionamento para as respectivas portas de uma pluralidade de elementos semicondutores Q1 a Q2 fornecidos em paralelo, e que ajusta a tensões de porta dos elementos semicondutores. A unidade de ajuste de tensão de porta sobrepõe uma tensão de indução gerada com base em uma diferença entre um fluxo magnético devido a uma corrente que flui através de um dentre a pluralidade de elementos semicondutores e um fluxo magnético devido a uma corrente que flui através de cada um dentre os outros elementos semicondutores, sobre uma tensão de porta enviada para pelo menos uma porta da pluralidade de elementos semicondutores.

Description

CAMPO DA TÉCNICA
[001]A presente invenção se refere a um dispositivo de conversão de potên-cia que converte uma potência de corrente contínua (CC) em uma potência de cor-rente alternada (CA).
ANTECEDENTES DA TÉCNICA
[002]Como um dispositivo que converte uma potência de corrente contínua (CC) de uma bateria em uma potência de corrente alternada (CA), é conhecido um dispositivo de conversão de potência revelado, por exemplo, na Literatura de Patente 1. Esse dispositivo de conversão de potência inclui um elemento semicondutor como um relé elétrico forte, e o elemento semicondutor liga/desliga a alimentação de po-tência de uma bateria. Adicionalmente, como o dispositivo de conversão de potência que usa um elemento semicondutor como um relé elétrico forte, é conhecido um que tem uma pluralidade de elementos semicondutores fornecidos em paralelo no mesmo a fim de distribuir a corrente elétrica que flui através de um elemento semicondutor.
[003]No dispositivo de conversão de potência que tem uma pluralidade de elementos semicondutores fornecidos em paralelo no mesmo, pode haver casos em que um dos elementos semicondutores é ligado anteriormente em relação a cada um dentre os outros elementos semicondutores, uma vez que a tensão limítrofe na qual um elemento semicondutor é ligado é diferente para cada elemento semicondutor. Consequentemente, o dispositivo de conversão de potência convencional inclui um reator a jusante do emissor de um elemento semicondutor, e suprime, com base em uma tensão de indução gerada pelo reator, um aumento na corrente elétrica que flui através de um elemento semicondutor a ser anteriormente, alcançando assim um equilíbrio entre essa corrente e a corrente elétrica que flui através de um outro elemento semicondutor. LISTA DE CITAÇÃO Literatura de Patente Literatura de Patente 1: Patente Japonesa Aberta à Inspeção Pública n° JP 11-41909
SUMÁRIO DA INVENÇÃO PROBLEMA DA TÉCNICA
[004]Entretanto, o tamanho do reator fornecido a jusante do emissor de um elemento semicondutor aumenta e, dessa forma, o tamanho de todo o dispositivo de conversão de potência convencional aumenta. A saber, no dispositivo de conversão de potência, no começo da operação, exige-se que a corrente elétrica suprida a partir de uma bateria seja gradualmente aumentada a fim de impedir uma corrente de fuga, e, dessa forma, a taxa de alteração da corrente elétrica que flui através do reator diminui e a tensão de indução diminuem. Consequentemente, a fim de garantir um equilíbrio entre as correntes elétricas que fluem através dos elementos semicondu-tores do dispositivo de conversão de potência convencional, exige-se que a tensão de indução seja aumentada por um aumento do tamanho do reator. Como um resul-tado, o dispositivo de conversão de potência convencional tem um problema em que o tamanho de todo o dispositivo aumenta.
[005]A presente invenção foi feita em vista do problema descrito acima e tem um objetivo de fornecer um dispositivo de conversão de potência que pode ser mini- aturizado.
[006]Um dispositivo de conversão de potência de acordo com a presente in-venção inclui uma unidade de ajuste de tensão de porta configurada para ajustar cada tensão de porta de uma pluralidade de elementos semicondutores fornecidos em paralelo. A unidade de ajuste de tensão de porta sobrepõe uma tensão de indu-ção gerada com base em uma diferença entre um fluxo magnético devido a uma corrente que flui através de um dentre uma pluralidade de elementos semicondutores e um fluxo magnético devido a uma corrente que flui através de cada um dentre os outros elementos semicondutores, sobre cada tensão de porta da pluralidade de elementos semicondutores.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS
[007]A Figura 1 ilustra uma configuração de circuito de um dispositivo de conversão de potência de acordo com uma primeira modalidade da presente inven-ção.
[008]A Figura 2 ilustra uma configuração de montagem do dispositivo de conversão de potência de acordo com a primeira modalidade da presente invenção.
[009]A Figura 3 ilustra uma configuração de circuito de um dispositivo de conversão de potência de acordo com uma segunda modalidade da presente inven-ção.
[010]A Figura 4 ilustra uma configuração de montagem do dispositivo de conversão de potência de acordo com a segunda modalidade da presente invenção.
[011]A Figura 5 ilustra uma configuração de circuito de um dispositivo de conversão de potência de acordo com uma terceira modalidade da presente inven-ção.
[012]A Figura 6 ilustra uma configuração de montagem do dispositivo de conversão de potência de acordo com a terceira modalidade da presente invenção.
[013]A Figura 7 é uma vista para explicar uma configuração de circuito e a operação de um dispositivo de conversão de potência de acordo com uma quarta modalidade da presente invenção.
[014]A Figura 8 é um gráfico de temporização para explicar a operação do dispositivo de conversão de potência de acordo com a quarta modalidade da pre-sente invenção.
[015]A Figura 9 ilustra uma configuração de montagem de um dispositivo de conversão de potência de acordo com uma quinta modalidade da presente invenção.
[016]A Figura 10 ilustra uma configuração de montagem de um dispositivo de conversão de potência de acordo com uma sexta modalidade da presente invenção.
DESCRIÇÃO DE MODALIDADES
[017]Doravante, as modalidades às quais a presente invenção é aplicada serão explicadas em referência aos desenhos. Na descrição dos desenhos, o mesmo número de referência é anexado à mesma parte e a descrição da mesma é omitida.
(Primeira Modalidade)
[018]A Figura 1 ilustra uma configuração de circuito de um dispositivo de conversão de potência de acordo com uma primeira modalidade da presente inven-ção. Esse dispositivo de conversão de potência inclui um primeiro comutador semi-condutor Q1, um segundo comutador semicondutor Q2, um circuito de acionamento 10 que inclui um circuito de acionamento de porta 11 e um circuito de detecção 12. O primeiro comutador semicondutor Q1 e o segundo comutador semicondutor Q2 cor-respondem a uma pluralidade de elementos semicondutores da presente invenção. O circuito de acionamento de porta 11 corresponde à unidade de acionamento de porta da presente invenção. O circuito de detecção 12 corresponde à unidade de ajuste de tensão de porta da presente invenção.
[019]Cada um dentre o primeiro comutador semicondutor Q1 e o segundo comutador semicondutor Q2 inclui um MOSFET (Transistor de Efeito de Campo de Semicondutor de Óxido de Metal), por exemplo. Alternativamente, um IGBT (Tran-sistor Bipolar de Porta Isolada), um JFET (Transistor de Efeito de Campo de Junção), ou similares pode ser usado.
[020]Esses primeiro comutador semicondutor Q1 e segundo comutador se-micondutor Q2 são conectados em paralelo. A saber, os drenos ou fontes do primeiro comutador semicondutor Q1 e do segundo comutador semicondutor Q2 são conec-tados entre si.
[021]O circuito de acionamento 10 inclui o circuito de acionamento de porta 11, um primeiro resistor de porta R1, um segundo resistor de porta R2 e o circuito de detecção 12. O circuito de acionamento de porta 11 envia um sinal de acionamento para cada porta do primeiro comutador semicondutor Q1 e do segundo comutador semicondutor Q2. Adicionalmente, o primeiro resistor de porta R1 e o segundo re-sistor de porta R2 correspondem respectivamente a um resistor de controle de velo-cidade da presente invenção.
[022]Uma fonte de alimentação positiva Vdd e uma fonte de alimentação negativa Vss suprem energia para o circuito de acionamento de porta 11. O circuito de acionamento de porta 11 emite um sinal de acionamento a partir de um terminal de saída OUT em resposta a uma instrução externa. O terminal de saída OUT do circuito de acionamento de porta 11 é conectado a um dos respectivos terminais do primeiro resistor de porta R1 e do segundo resistor de porta R2 que funcionam cada um como um resistor de controle de velocidade de comutação.
[023]O outro terminal do primeiro resistor de porta R1 é conectado a um dos terminais do circuito de detecção 12. O outro terminal do circuito de detecção 12 é conectado à porta do primeiro comutador semicondutor Q1. O circuito de aciona-mento de porta 11 envia um sinal de acionamento para o primeiro comutador semi-condutor Q1 através do primeiro resistor de porta R1. O primeiro resistor de porta R1 tem uma função de suprimir uma alteração acentuada da corrente elétrica que aciona a porta do primeiro comutador semicondutor Q1.
[024]O outro terminal do segundo resistor de porta R2 é conectado à porta do segundo comutador semicondutor Q2. O circuito de acionamento de porta 11 envia um sinal de acionamento para o segundo comutador semicondutor Q2 através do segundo resistor de porta R2. O segundo resistor de porta R2 tem uma função de suprimir uma alteração acentuada da corrente elétrica que aciona a porta do segundo comutador semicondutor Q2. O primeiro resistor de porta R1 e o segundo resistor de porta R2 têm capacidade de acentuar a estabilidade do circuito de acionamento 10 devido ao fato de que a restrição da corrente de acionamento mesmo se uma tensão de indução acentuada for gerada no circuito de detecção 12.
[025]O circuito de detecção 12 inclui uma bobina coletora formada a partir de um padrão de cabeamento embobinado. Observa-se que o circuito de detecção 12 pode ser formado a partir de um cabeamento enrolado em um formato de bobina. O circuito de detecção 12 atua no sinal de acionamento a partir do circuito de aciona-mento de porta 11 para ajustar as tensões de porta do primeiro comutador semicon-dutor Q1 e do segundo comutador semicondutor Q2. O circuito de detecção 12 so-brepõe uma tensão de indução gerada com base em uma diferença entre um fluxo magnético devido a uma corrente elétrica que flui através da fonte do primeiro co-mutador semicondutor Q1 e um fluxo magnético devido a uma corrente elétrica que flui através da fonte do segundo comutador semicondutor Q2, sobre a tensão de porta aplicada à porta do primeiro comutador semicondutor Q1.
[026]A Figura 2 ilustra uma configuração de montagem do dispositivo de conversão de potência de acordo com a primeira modalidade da presente invenção. Uma placa de terminal 20 é dotada de um terminal de porta G1, um terminal de fonte S1, um terminal de porta G2 e um terminal de fonte S2. O terminal de porta G1 é conectado ao primeiro resistor de porta R1, e o terminal de fonte S1 é conectado à fonte de alimentação negativa Vss. Além disso, o terminal de porta G2 é conectado ao segundo resistor de porta R2, e o terminal de fonte S2 é conectado à fonte de alimentação negativa Vss.
[027]O terminal de porta G1 é conectado ao primeiro resistor de porta R1 (referência à Figura 1) e é também conectado a uma extremidade da bobina coletora que forma o circuito de detecção 12, e a outra extremidade da bobina coletora é co-nectada a um eletrodo de porta G do primeiro comutador semicondutor Q1. O terminal de fonte S1 é conectado à fonte de alimentação negativa Vss (referência à Figura 1) e é também conectado a um eletrodo de fonte S do primeiro comutador semicondutor Q1. De modo similar, o terminal de porta G2 é conectado ao segundo resistor de porta R2 (referência à Figura 1) e é também conectado ao eletrodo de porta G do segundo comutador semicondutor Q2, e o terminal de fonte S2 é conectado à fonte de alimentação negativa Vss (referência à Figura 1) e é também conectado ao ele-trodo de fonte S do segundo comutador semicondutor Q2.
[028]Um padrão de eletrodo de superfície inferior 23 é formado em posições que correspondem ao respectivo primeiro comutador semicondutor Q1 e ao segundo comutador semicondutor Q2 em um substrato que tem o primeiro comutador semi-condutor Q1, o segundo comutador semicondutor Q2 e um membro de isolamento 21 montados no mesmo. Uma seção de extração de eletrodo de superfície superior 22 é fornecida na superfície superior de cada um dentre o primeiro comutador semicon-dutor Q1 e o segundo comutador semicondutor Q2. A seção de extração de eletrodo de superfície superior 22 pode incluir um fio de ligação, uma fita de ligação, um qua-dro condutor ou similares.
[029]A operação do dispositivo de conversão de potência de acordo com a primeira modalidade constituída conforme descrito acima será explicada. Uma vez que o circuito de acionamento de porta 11 emite um sinal de acionamento do terminal de saída OUT, o sinal de acionamento é suprido para a porta do primeiro comutador semicondutor Q1 através do primeiro resistor de porta R1 e do circuito de detecção 12. Com esse sinal de acionamento, uma corrente elétrica flui através da fonte do primeiro comutador semicondutor Q1 quando a tensão de porta é maior que um limite no qual o primeiro comutador semicondutor Q1 é ligado. De modo similar, o sinal de acionamento emitido a partir do terminal de saída OUT do circuito de acionamento de porta 11 é suprido para a porta do segundo comutador semicondutor Q2 através do segundo resistor de porta R2. Consequentemente, uma corrente elétrica flui através da fonte do segundo comutador semicondutor Q2.
[030]Nesse caso, as correntes elétricas que fluem através das fontes do respectivo primeiro comutador semicondutor Q1 e do segundo comutador semicon- dutor Q2 geram um fluxo magnético em torno de cabeamentos a partir das fontes. Se houver uma diferença entre um fluxo magnético devido à corrente elétrica que flui através da fonte do primeiro comutador semicondutor Q1 e um fluxo magnético de-vido à corrente elétrica que flui através da fonte do segundo comutador semicondutor Q2, uma tensão de indução que corresponde à diferença entre os fluxos magnéticos é gerada no circuito de detecção 12. A tensão de indução gerada é sobreposta sobre a tensão de porta suprida para a porta do primeiro comutador semicondutor Q1. Consequentemente, quando o limite da tensão de porta do primeiro comutador semicondutor Q1 é menor que o do segundo comutador semicondutor Q2, a corrente elétrica que flui através da fonte do primeiro comutador semicondutor Q1 se torna maior que a corrente elétrica que flui através da fonte do segundo comutador semicondutor Q2. Entretanto, nesse caso, uma tensão de indução negativa é gerada no circuito de detecção 12 para suprimir um aumento na tensão de porta do primeiro comutador semicondutor Q1 e suprimir, por meio disso, um aumento na corrente elétrica que flui através da fonte do primeiro comutador semicondutor Q1.
[031]Em contraste, quando o limite da tensão de porta do primeiro comutador semicondutor Q1 é maior que o do segundo comutador semicondutor Q2, a corrente elétrica que flui através da fonte do primeiro comutador semicondutor Q1 se torna menor que a corrente elétrica que flui através da fonte do segundo comutador semi-condutor Q2. Nesse caso, uma tensão de indução positiva é gerada no circuito de detecção 12 para promover um aumento na tensão de porta do primeiro comutador semicondutor Q1 e, por meio disso, promover um aumento na corrente elétrica que flui através da fonte do primeiro comutador semicondutor Q1. Como um resultado, na presente modalidade, a tensão de porta do comutador semicondutor é ajustada de modo que a corrente elétrica que flui através do primeiro comutador semicondutor Q1 e a corrente elétrica que flui através do segundo comutador semicondutor Q2 se tornem iguais.
[032]Conforme descrito acima, com o dispositivo de conversão de potência de acordo com a primeira modalidade, é possível alcançar um equilíbrio entre as correntes elétricas que fluem através de uma pluralidade de comutadores semicon-dutores sem fornecer um reator a jusante da fonte de um comutador semicondutor, e, dessa forma, o dispositivo de conversão de potência pode ser miniaturizado.
[033]Além disso, na primeira modalidade descrita acima, o circuito de de-tecção 12 é disposto entre o primeiro comutador semicondutor Q1 e o segundo co-mutador semicondutor Q2. A fim de melhorar os desempenhos térmicos de transição de uma pluralidade de comutadores semicondutores conectados em paralelo, é pre-ferencial distribuir e montar esses comutadores e aumentar, por meio disso, a dis-tância entre os respectivos comutadores semicondutores. No dispositivo de conver-são de potência de acordo com a primeira modalidade, isso é realizado com a dispo-sição descrita acima.
[034]Observa-se que apenas um circuito de acionamento de porta 11 é for-necido na primeira modalidade descrita acima, mas o circuito de acionamento de porta 11 também pode ser fornecido para cada comutador semicondutor.
[035]Observa-se que, na descrição acima, no dispositivo de conversão de potência de acordo com a presente modalidade, um reator pode não ser fornecido a jusante da fonte de um comutador semicondutor, mas não é necessariamente limi-tado a isso, e um reator pode ser fornecido a jusante da fonte de um comutador se-micondutor. No dispositivo de conversão de potência de acordo com a presente modalidade, a tensão de porta pode ser ajustada pelo circuito de detecção 12 mesmo se um reator for fornecido a jusante da fonte de um comutador semicondutor, e, dessa forma, não exige-se que um reator grande seja fornecido e o dispositivo de conversão de potência pode ser miniaturizado.
(Segunda Modalidade)
[036]Um dispositivo de conversão de potência de acordo com uma segunda modalidade da presente invenção controla individualmente a corrente elétricas que flui através do primeiro comutador semicondutor Q1 e do segundo comutador semicondutor Q2 do dispositivo de conversão de potência de acordo com a primeira modalidade. Doravante no presente documento, na segunda modalidade, será dada uma descrição enquanto se tem como foco as porções diferentes da primeira modalidade.
[037]A Figura 3 ilustra a configuração de circuito do dispositivo de conversão de potência de acordo com a segunda modalidade da presente invenção. Esse dis-positivo de conversão de potência é constituído pela alteração do interior do circuito de acionamento 10 do dispositivo de conversão de potência de acordo com a pri-meira modalidade. A saber, a configuração e a função do circuito de detecção 12 de acordo com a primeira modalidade são alteradas e um terceiro resistor de porta R3 para desligamento, um primeiro diodo D1, um quarto resistor de porta R4 para des-ligamento e um segundo diodo D2 são adicionados.
[038]O circuito de detecção 12 inclui um primeiro circuito de detecção 12a que controla o primeiro comutador semicondutor Q1 e um segundo circuito de de-tecção 12b que controla o segundo comutador semicondutor Q2. O primeiro circuito de detecção 12a e o segundo circuito de detecção 12b correspondem, cada um, à seção de ajuste de tensão de porta da presente invenção. O primeiro circuito de de-tecção 12a inclui uma bobina coletora formada a partir de um padrão de cabeamento embobinado. Observa-se que o primeiro circuito de detecção 12a pode ser constitu-ído por um cabeamento enrolado em um formato de bobina. O primeiro circuito de detecção 12a sobrepõe uma tensão de indução gerada pelas correntes elétricas que fluem através das fontes dos respectivos primeiro comutador semicondutor Q1 e segundo comutador semicondutor Q2, sobre o sinal de acionamento do circuito de acionamento de porta 11.
[039]O segundo circuito de detecção 12b inclui uma bobina coletora formada a partir de um padrão de cabeamento embobinado. Observa-se que o segundo circuito de detecção 12b também pode ser constituído por um cabeamento enrolado em um formato de bobina. O segundo circuito de detecção 12b sobrepõe uma tensão de indução gerada pelas correntes elétricas que fluem através das fontes dos respectivos primeiro comutador semicondutor Q1 e segundo comutador semicondutor Q2, sobre o sinal de acionamento através do segundo resistor de porta R2 do circuito de acionamento de porta 11.
[040]A bobina coletora que constitui o primeiro circuito de detecção 12a e a bobina coletora constitui o segundo circuito de detecção 12b são indutivamente aco-pladas entre si. O componente indutivo diminui quando a direção da corrente elétrica que flui através da porta do primeiro comutador semicondutor Q1 e a direção da corrente elétrica que flui através da porta do segundo comutador semicondutor Q2 são iguais, enquanto que o componente indutivo aumenta quando as direções de ambas são diferentes entre si.
[041]Adicionalmente, um circuito em série que inclui o terceiro resistor de porta R3 e o primeiro diodo D1 é fornecido entre o terminal de saída OUT do circuito de acionamento de porta 11 e a porta do primeiro comutador semicondutor Q1. De modo similar, um circuito em série que inclui o quarto resistor de porta R4 e o se-gundo diodo D2 é fornecido entre o terminal de saída OUT do circuito de aciona-mento de porta 11 e a porta do segundo comutador semicondutor Q2.
[042]A Figura 4 ilustra uma configuração de montagem do dispositivo de conversão de potência de acordo com a segunda modalidade da presente invenção. A placa de terminal 20 é constituída pela adição de um terminal de porta G1a e um terminal de porta G2a à configuração da primeira modalidade. O terminal de porta G1a é conectado ao terceiro resistor de porta R3 e o terminal de porta G2a é conec-tado ao quarto resistor de porta R4.
[043]O terminal de porta G1 é conectado ao primeiro resistor de porta R1 (referência à Figura 3) e é também conectado a uma extremidade da bobina coletora que forma o primeiro circuito de detecção 12a, e a outra extremidade da bobina coletora é conectada ao eletrodo de porta G do primeiro comutador semicondutor Q1. O terminal de fonte S1 é conectado à fonte de alimentação negativa Vss (referência à Figura 3) e é também conectado ao eletrodo de fonte S do primeiro comutador semicondutor Q1. Adicionalmente, o terminal de porta G1a é conectado ao terceiro resistor de porta R3 (referência à Figura 3) e é também conectado ao eletrodo de porta G do primeiro comutador semicondutor Q1.
[044]De modo similar, o terminal de porta G2 é conectado ao segundo resis-tor de porta R2 (referência à Figura 3) e é também conectado a uma extremidade da bobina coletora que forma o segundo circuito de detecção 12b, e a outra extremidade da bobina coletora é conectada ao eletrodo de porta G do segundo comutador se-micondutor Q2. O terminal de fonte S2 é conectado à fonte de alimentação negativa Vss (referência à Figura 3) e é também conectado ao eletrodo de fonte S do segundo comutador semicondutor Q2. Adicionalmente, o terminal de porta G2a é conectado ao quarto resistor de porta R4 (referência à Figura 3) e é também conectado ao ele-trodo de porta G do segundo comutador semicondutor Q2.
[045]Doravante no presente documento, a operação do dispositivo de con-versão de potência de acordo com a segunda modalidade constituída conforme des-crito acima será explicada. Uma vez que o circuito de acionamento de porta 11 emite um sinal de acionamento a partir do terminal de saída OUT, o sinal de acionamento é suprido para a porta do primeiro comutador semicondutor Q1 através do primeiro resistor de porta R1 e do primeiro circuito de detecção 12a. Consequentemente, uma corrente elétrica flui através da fonte do primeiro comutador semicondutor Q1. De modo similar, o sinal de acionamento emitido a partir do terminal de saída OUT do circuito de acionamento de porta 11 é suprido para a porta do segundo comutador semicondutor Q2 através do segundo resistor de porta R2 e do segundo circuito de detecção 12b. Dessa forma, uma corrente elétrica flui através da fonte do segundo comutador semicondutor Q2.
[046]Nesse caso, as correntes elétricas que fluem através das fontes do respectivo primeiro comutador semicondutor Q1 e do segundo comutador semicon-dutor Q2 geram um fluxo magnético em torno de cabeamentos a partir das fontes. Quando há uma diferença entre um fluxo magnético devido à corrente elétrica que flui através da fonte do primeiro comutador semicondutor Q1 e um fluxo magnético devido à corrente elétrica que flui através da fonte do segundo comutador semicondutor Q2, uma tensão de indução que corresponde à diferença entre os fluxos magnéticos é gerada no circuito de detecção 12. Uma tensão de indução é gerada no primeiro circuito de detecção 12a, e essa tensão de indução gerada é sobreposta sobre a tensão de porta suprida para a porta do primeiro comutador semicondutor Q1. Adicionalmente, uma tensão de indução é gerada no primeiro circuito de detecção 12b, e a tensão de indução gerada no primeiro circuito de detecção 12b é sobreposta sobre a tensão de porta suprida para a porta do segundo comutador semicondutor Q2.
[047]Quando o limite da tensão de porta do primeiro comutador semicondutor Q1 é menor que o do segundo comutador semicondutor Q2, a corrente elétrica que flui através da fonte do primeiro comutador semicondutor Q1 se torna maior que a corrente elétrica que flui através da fonte do segundo comutador semicondutor Q2. Nesse caso, uma tensão de indução negativa é gerada no primeiro circuito de de-tecção 12a para suprimir um aumento na tensão de porta do primeiro comutador semicondutor Q1 e suprimir, por meio disso, um aumento na corrente elétrica que flui através da fonte do primeiro comutador semicondutor Q1. Adicionalmente, uma ten-são de indução positiva é gerada no segundo circuito de detecção 12b para promover um aumento na tensão de porta do segundo comutador semicondutor Q2 e promover, por meio disso, um aumento na corrente elétrica que flui através da fonte do segundo comutador semicondutor Q2. Como um resultado, na presente modalidade, a tensão de porta do comutador semicondutor é ajustada de modo que a corrente elétrica que flui através do primeiro comutador semicondutor Q1 e a corrente elétrica que flui através do segundo comutador semicondutor Q2 se tornem iguais.
[048]Em contraste, quando o limite da tensão de porta do primeiro comutador semicondutor Q1 é maior que o do segundo comutador semicondutor Q2, a corrente elétrica que flui através da fonte do primeiro comutador semicondutor Q1 se torna menor que a corrente elétrica que flui através da fonte do segundo comutador semi-condutor Q2. Nesse caso, uma tensão de indução positiva é gerada no primeiro cir-cuito de detecção 12a para promover um aumento na tensão de porta do primeiro comutador semicondutor Q1 e, por meio disso, promover um aumento na corrente elétrica que flui através da fonte do primeiro comutador semicondutor Q1. Adicio-nalmente, uma tensão de indução negativa é gerada no segundo circuito de detecção 12b para suprimir um aumento na tensão de porta do segundo comutador semicondutor Q2 e, por meio disso, suprimir um aumento na corrente elétrica que flui através da fonte do segundo comutador semicondutor Q2. Como um resultado, na presente modalidade, a tensão de porta do comutador semicondutor é ajustada de modo que a corrente elétrica que flui através do primeiro comutador semicondutor Q1 e a corrente elétrica que flui através do segundo comutador semicondutor Q2 se tornem iguais.
[049]Além disso, uma vez que o terceiro resistor de porta R3 e o quarto re-sistor de porta R4 para desligamento são conectados ao primeiro comutador semi-condutor Q1 e ao segundo comutador semicondutor Q2, respectivamente, sem o circuito de detecção 12, a corrente de porta durante o desligamento não atravessa o circuito de detecção 12. Como um resultado, o primeiro comutador semicondutor Q1 e o segundo comutador semicondutor Q2 podem ser desligados em alta velocidade.
[050]Adicionalmente, no dispositivo de conversão de potência de acordo com a segunda modalidade constituído conforme descrito acima, o circuito de detecção 12 que ajusta a tensão de porta é fornecido entre os cabeamentos (cabeamentos da trajetória de corrente principal) roteados a partir das respectivas fontes do primeiro comutador semicondutor Q1 e do segundo comutador semicondutor Q2. Portanto, uma tensão de indução é gerada no circuito de detecção 12 pelo fluxo magnético a partir do cabeamento da trajetória de corrente principal e, dessa forma, a tensão de indução pode ser sobreposta sobre cada tensão de porta do primeiro comutador se-micondutor Q1 e do segundo comutador semicondutor Q2.
[051]Além disso, as bobinas coletoras formadas por um padrão de cabea- mento embobinado são indutivamente acopladas entre si de modo que a indutância mútua diminua quando o sinal de acionamento é enviado para a porta. Consequen-temente, um aumento na tensão de porta de um elemento semicondutor cuja tensão limítrofe é baixa pode ser suprimido e um aumento na tensão de porta de um ele-mento semicondutor cuja tensão limítrofe é alta pode ser suprimido. A saber, a tensão de porta pode ser ajustada pela utilização da tensão de indução gerada no circuito de detecção 12 e, dessa forma, as correntes elétricas que fluem através dos elementos semicondutores podem ser equilibradas. Como um resultado, um reator convencionalmente disposto a jusante de um elemento semicondutor não é exigido, e o circuito do dispositivo de conversão de potência pode ser miniaturizado.
[052]Além disso, na presente modalidade, o padrão de cabeamento do cir-cuito de detecção 12 é fornecido de modo que, quando uma corrente elétrica da mesma magnitude flui através do primeiro comutador semicondutor Q1 e através do segundo comutador semicondutor Q2, um fluxo magnético gerado a partir do cabe- amento (cabeamento da trajetória de corrente principal) roteado a partir da fonte do primeiro comutador semicondutor Q1 e um fluxo magnético gerado a partir do ca- beamento (cabeamento da trajetória de corrente principal) roteado a partir da fonte do segundo comutador semicondutor Q2 se ligam igualmente com o padrão de cabea- mento do circuito de detecção 12. Consequentemente, o circuito de detecção 12 so-brepõe uma tensão de indução adequada para equilíbrio, quando a tensão de porta é ajustada de modo que uma corrente elétrica que flui através do cabeamento roteado a partir da fonte do primeiro comutador semicondutor Q1 e uma corrente elétrica que flui através do cabeamento roteado a partir da fonte do segundo comutador semi-condutor Q2 se tornam iguais. Além disso, os cabeamentos roteados a partir das fontes dos elementos semicondutores são mutualmente dispostos horizontalmente, isto é, os cabeamentos são dispostos de modo que o fluxo magnético se interligue com o padrão de cabeamento da bobina coletora, e, dessa forma, o campo magnético do cabeamento aumenta e a tensão de indução gerada na bobina coletora pode ser aumentada.
[053]Além disso, apenas o resistor de porta R1 e o resistor de porta R2 para ligamento são conectados às portas do primeiro comutador semicondutor Q1 e do segundo comutador semicondutor Q2 através do circuito de detecção 12, respecti-vamente. Consequentemente, o desligamento do primeiro comutador semicondutor Q1 e do segundo comutador semicondutor Q2 pode ser executado em alta veloci-dade.
[054]Adicionalmente, quando as correntes elétricas para acionar o primeiro comutador semicondutor Q1 e o segundo comutador semicondutor Q2 conectados em paralelo fluem através de ambas as duas bobinas coletoras, essas duas bobinas coletoras são acopladas em um modo normal. Quando as direções das correntes elétricas são iguais, a indutância da bobina coletora diminui, enquanto que, quando as direções da corrente elétricas são diferentes entre si, a indutância da bobina co-letora aumenta. Consequentemente, mesmo quando o primeiro comutador semi-condutor Q1 e o segundo comutador semicondutor Q2 são ligados/desligados em alta velocidade, os seguintes efeitos podem ser obtidos: não apenas uma oscilação de tensão não aumenta, mas também um mau funcionamento devido à ressonância de corrente entre o primeiro comutador semicondutor Q1 e o segundo comutador semicondutor Q2 dispostos em paralelo é suprimido.
(Terceira Modalidade)
[055]Um dispositivo de conversão de potência de acordo com uma terceira modalidade da presente invenção supre uma corrente de porta através do circuito de detecção não apenas durante o ligamento, mas também durante o desligamento, no dispositivo de conversão de potência de acordo com a segunda modalidade. Dora-vante no presente documento, será dada uma descrição enquanto se tem como foco as porções diferentes da segunda modalidade.
[056]A Figura 5 ilustra uma configuração de circuito do dispositivo de con-versão de potência de acordo com a segunda modalidade da presente invenção. Esse dispositivo de conversão de potência é constituído pela alteração do interior do circuito de acionamento 10 do dispositivo de conversão de potência de acordo com a segunda modalidade. A saber, no dispositivo de conversão de potência de acordo com a segunda modalidade, um circuito em série que inclui o terceiro resistor de porta R3 e o primeiro diodo D1 é disposto entre o terminal de saída OUT do circuito de acionamento de porta 11 e o circuito de detecção 12. Além disso, um circuito em série que inclui o quarto resistor de porta R4 e o segundo diodo D2 é disposto entre o terminal de saída OUT do circuito de acionamento de porta 11 e do circuito de de-tecção 12. Além disso, um terceiro diodo D3 é adicionado entre o terminal de saída OUT do circuito de acionamento de porta 11 e o primeiro resistor de porta R1, e um quarto diodo D4 é adicionado entre o terminal de saída OUT do circuito de aciona-mento de porta 11 e do segundo resistor de porta R2.
[057]A Figura 6 ilustra uma configuração de montagem do dispositivo de conversão de potência de acordo com a terceira modalidade da presente invenção. A placa de terminal 20 da terceira modalidade é formada pela remoção do terminal de porta G1a e do terminal de porta G2a daquela da segunda modalidade. Portanto, o cabo para conectar o terminal de porta G1a e o eletrodo de porta G do primeiro co-mutador semicondutor Q1 e o cabo para conectar o terminal de porta G2a e o ele- trodo de porta G do segundo comutador semicondutor Q2 são removidos.
[058]No dispositivo de conversão de potência de acordo com a terceira mo-dalidade, quando o circuito de acionamento de porta 11 emite um sinal de aciona-mento do terminal de saída OUT, o sinal de acionamento é suprido para a porta do primeiro comutador semicondutor Q1 através do terceiro diodo D3, do primeiro re-sistor de porta R1 e do primeiro circuito de detecção 12a. Consequentemente, uma corrente flui através da fonte do primeiro comutador semicondutor Q1. De modo si-milar, o sinal de acionamento emitido a partir do terminal de saída OUT do circuito de acionamento de porta 11 é suprido para a porta do segundo comutador semicondutor Q2 através do quarto diodo D4, do segundo resistor de porta R2 e do segundo cir-cuito de detecção 12b. Portanto, uma corrente elétrica flui através da fonte do se-gundo comutador semicondutor Q2. A operação subsequente é igual à operação da segunda modalidade.
[059]Adicionalmente, uma vez que o terceiro resistor de porta R3 para des-ligamento e o quarto resistor de porta R4 para desligamento são conectados ao pri-meiro comutador semicondutor Q1 e ao segundo comutador semicondutor Q2, res-pectivamente, através do circuito de detecção 12, a corrente de porta durante o li-gamento e a corrente de porta durante desligamento atravessam o circuito de de-tecção 12. Como um resultado, a corrente que flui através do primeiro comutador semicondutor Q1 e a corrente que flui através do segundo comutador semicondutor Q2 podem ser equilibradas não apenas durante o ligamento, mas também durante o desligamento.
[060]Observa-se que o terceiro diodo D3 é fornecido de modo que o resistor de porta R1 para ligamento não atue durante o desligamento, e o quarto diodo D4 é fornecido de modo que o resistor de porta R2 para ligamento não atue durante o desligamento. Observa-se que esses terceiro diodo D3 e quarto diodo D4 também podem ser removidos.
(Quarta Modalidade)
[061]Um dispositivo de conversão de potência de acordo com uma quarta modalidade da presente invenção é um exemplo modificado do dispositivo de con-versão de potência de acordo com a terceira modalidade. A Figura 7 ilustra uma con-figuração de circuito do dispositivo de conversão de potência de acordo com a quarta modalidade da presente invenção. Observa-se que, uma vez que os diagramas de circuito ilustrados nas Figuras 7(a) a 7(c) são iguais, as referências numéricas são anexadas apenas na Figura 7(a).
[062]Nesse dispositivo de conversão de potência, uma extremidade do re-sistor de porta R1 e uma extremidade do resistor de porta R2 são conectadas ao terminal de saída OUT do circuito de acionamento de porta 11. Um circuito em série que inclui um diodo D e um resistor de porta R é disposto entre um ponto comum no qual um ponto de conexão entre a outra extremidade do resistor de porta R1 e o primeiro circuito de detecção 12a e um ponto de conexão entre a outra extremidade do resistor de porta R2 e o segundo circuito de detecção 12b são conectados, e os terminais de saída OUT do circuito de acionamento de porta 11.
[063]No dispositivo de conversão de potência constituído conforme descrito acima, conforme ilustrado na Figura 7(a), quando um fluxo magnético que se interliga com uma bobina coletora percorre a partir do lado frontal para o lado traseiro da página, a taxa de alteração de corrente do segundo comutador semicondutor Q2 se torna maior que a taxa de alteração de corrente do primeiro comutador semicondutor Q1. Conforme ilustrado na Figura 7(c), quando o fluxo magnético que se interliga com uma bobina coletora percorre a partir do lado traseiro para o lado frontal da página, a taxa de alteração de corrente do primeiro comutador semicondutor Q1 se torna maior que a taxa de alteração de corrente do segundo comutador semicondutor Q2. Conforme ilustrado na Figura 7(b), quando não há fluxo magnético que se interliga com uma bobina coletora, a taxa de alteração de corrente do segundo comutador semi- condutor Q2 e a taxa de alteração de corrente do primeiro comutador semicondutor Q1 se tornam iguais.
[064]A Figura 8 é uma vista para explicar a operação do dispositivo de con-versão de potência de acordo com a quarta modalidade, na qual a Figura 8(a) é um gráfico de temporização para explicar o equilíbrio entre as correntes durante o des-ligamento. A Figura 8(a) ilustra características Id-Vgs do primeiro comutador semi-condutor Q1 e do segundo comutador semicondutor Q2. Aqui, considera-se que um limite VthQ2 do segundo comutador semicondutor Q2 é maior que um limite VthQ1 do primeiro comutador semicondutor Q1. Conforme ilustrado, logo que a corrente de drenagem Id começa a diminuir, o dispositivo de conversão de potência atua de modo que a corrente do primeiro comutador semicondutor Q1 e a corrente do segundo comutador semicondutor Q2 sejam equilibradas.
(Quinta Modalidade)
[065]Um dispositivo de conversão de potência de acordo com uma quinta modalidade da presente invenção é um exemplo no caso em que o número de ele-mentos semicondutores em paralelo é igual a ou maior que três. Doravante no pre-sente documento, será dada uma descrição enquanto um caso em que o número de elementos semicondutores em paralelo é quatro é adotado como um exemplo. Ob-serva-se que, uma vez que a configuração de circuito do dispositivo de conversão de potência de acordo com a quinta modalidade é realizada apenas pelo aumento do número de componentes usados na segunda modalidade junto com um aumento no número de elementos semicondutores, cuja descrição detalhada será omitida aqui.
[066]A Figura 9 ilustra uma configuração de montagem do dispositivo de conversão de potência de acordo com a quinta modalidade. Esse dispositivo de conversão de potência inclui o primeiro comutador semicondutor Q1 a um quarto comutador semicondutor Q4. O primeiro comutador semicondutor Q1 ao quarto co-mutador semicondutor Q4 correspondem a uma pluralidade de elementos semicon- dutores da presente invenção.
[067]O circuito de detecção 12 é fornecido entre o primeiro comutador semi-condutor Q1 e o segundo comutador semicondutor Q2, um circuito de detecção 13 é fornecido entre o segundo comutador semicondutor Q2 e o terceiro comutador se-micondutor Q3, e um circuito de detecção 14 é fornecido entre o terceiro comutador semicondutor Q3 e o quarto comutador semicondutor Q4.
[068]A placa de terminal 20 tem os terminais de porta G1 a G4 e os terminais de fonte S1 a S4 fornecidos no presente documento. O terminal de porta G1 é co-nectado a uma extremidade de uma bobina coletora que forma o circuito de detecção 12, e a outra extremidade da bobina coletora é conectada ao eletrodo de porta do primeiro comutador semicondutor Q1. O terminal de fonte S1 é conectado ao eletrodo de fonte do primeiro comutador semicondutor Q1.
[069]O terminal de porta G2 é conectado a uma extremidade de uma outra bobina coletora que forma o circuito de detecção 12, e a outra extremidade dessa bobina coletora é conectada ao eletrodo de porta G do segundo comutador semi-condutor Q2 através de um membro de conexão de circuito de detecção 30. O ter-minal de fonte S2 é conectado ao eletrodo de fonte do segundo comutador semi-condutor Q2. Adicionalmente, o terminal de porta G2 é conectado a uma extremidade de uma bobina coletora que forma o circuito de detecção 13 através do membro de conexão de circuito de detecção 30, e a outra extremidade dessa bobina coletora é conectada ao eletrodo de porta do segundo comutador semicondutor Q2.
[070]O terminal de porta G3 é conectado a uma extremidade de uma outra bobina coletora que forma o circuito de detecção 13, e a outra extremidade da outra bobina coletora é conectada ao eletrodo de porta do terceiro comutador semicondutor Q3 através do membro de conexão de circuito de detecção 30. O terminal de fonte S3 é conectado ao eletrodo de fonte do terceiro comutador semicondutor Q3. Além dis-so, o terminal de porta G3 é conectado a uma extremidade de uma bobina coletora que forma o circuito de detecção 14 através do membro de conexão de circuito de detecção 30, e a outra extremidade dessa bobina coletora é conectada ao eletrodo de porta do terceiro comutador semicondutor Q3.
[071]O terminal de porta G4 é conectado a uma extremidade de uma outra bobina coletora que forma o circuito de detecção 14, e a outra extremidade da outra bobina coletora é conectada ao eletrodo de porta do quarto comutador semicondutor Q4. O terminal de fonte S4 é conectado ao eletrodo de fonte do quarto comutador semicondutor Q4.
[072]Com a configuração descrita acima, duas bobinas coletoras do circuito de detecção conectadas aos comutadores semicondutores adjacentes são induti-vamente acopladas. Portanto, a corrente do primeiro comutador semicondutor Q1 e a corrente do segundo comutador semicondutor Q2, a corrente do segundo comutador semicondutor Q2 e a corrente do terceiro comutador semicondutor Q3, e a corrente do terceiro comutador semicondutor Q3 e a corrente do quarto comutador semicon-dutor Q4 atuam para estar equilibradas, respectivamente. Consequentemente, as correntes que fluem respectivamente através de todo o primeiro comutador semi-condutor Q1 ao quarto comutador semicondutor Q4 são equilibradas.
[073]No dispositivo de conversão de potência de acordo com a quinta moda-lidade, uma vez que uma bobina coletora é fornecida adjacente aos cabeamentos roteados a partir das fontes do elemento semicondutor em ambas extremidades, as correntes que fluem através dos elementos semicondutores em ambas extremidades podem ser adicionalmente equilibradas.
(Sexta Modalidade)
[074]Em um dispositivo de conversão de potência de acordo com uma sexta modalidade da presente invenção, as correntes que fluem através do primeiro co-mutador semicondutor Q1 e do quarto comutador semicondutor Q4 dispostos em ambas extremidades no dispositivo de conversão de potência de acordo com a quinta modalidade são também equilibradas.
[075]A Figura 10 ilustra uma configuração de montagem do dispositivo de conversão de potência de acordo com a sexta modalidade. Nesse dispositivo de conversão de potência, um circuito de detecção 15a que inclui uma bobina coletora cujo número de voltas é metade do de cada um dos circuitos de detecção 12 a 14 é fornecido no lado oposto do circuito de detecção 12 com o primeiro comutador se-micondutor Q1 entre os mesmos. Além disso, um circuito de detecção 15b que inclui uma bobina coletora cujo número de voltas é metade do de cada um dos circuitos de detecção 12 a 14 é fornecido no lado oposto do circuito de detecção 14 com o quarto comutador semicondutor Q4 entre os mesmos. A bobina coletora do circuito de de-tecção 15a e a bobina coletora do circuito de detecção 15b são conectadas em série.
[076]Mais especificamente, o terminal de porta G1 é conectado a uma ex-tremidade da bobina coletora que forma o circuito de detecção 15a, e a outra extre-midade dessa bobina coletora é conectada ao eletrodo de porta do primeiro comu-tador semicondutor Q1 através do membro de conexão de circuito de detecção 30 e do circuito de detecção 12.
[077]Adicionalmente, o terminal de porta G4 é conectado a uma extremidade da bobina coletora que forma o circuito de detecção 15b através do circuito de de-tecção 14 e do membro de conexão de circuito de detecção 30, e a outra extremidade dessa bobina coletora é conectada ao eletrodo de porta do quarto comutador semi-condutor Q4.
[078]Com a configuração acima, a corrente do primeiro comutador semi-condutor Q1 e a corrente do segundo comutador semicondutor Q2, a corrente do segundo comutador semicondutor Q2 e a corrente do terceiro comutador semicon-dutor Q3, e a corrente do terceiro comutador semicondutor Q3 e a corrente do quarto comutador semicondutor Q4 podem ser equilibradas, respectivamente. Além disso, pode ser obtida a operação na qual a corrente do quarto comutador semicondutor Q4 e a corrente do primeiro comutador semicondutor Q1 são também equilibradas. Consequentemente, mesmo quando uma corrente excessiva flui através do primeiro comutador semicondutor Q1 ou do quarto comutador semicondutor Q4 em ambas extremidades, as correntes de todos os comutadores semicondutores podem ser prontamente equilibradas.
[079]Adicionalmente, um cabo torcido é, de preferência, usado como a haste de cabo da bobina coletora que se estende sobre o primeiro comutador semicondutor Q1 para o quarto comutador semicondutor Q4. Dessa forma, a influência de uma alteração de corrente não intencional de um comutador semicondutor pode ser evi-tada.
[080]Além disso, como na quinta modalidade, o efeito de equilíbrio das cor-rentes que fluem através dos comutadores semicondutores pode ser obtido mesmo em um dispositivo de conversão de potência que inclui o número arbitrário de comu-tadores semicondutores em paralelo.
[081]Além disso, com uma configuração similar àquela dos circuitos de de-tecção 15a e 15b para detectar uma corrente diferença entre os comutadores semi-condutores em ambas extremidades, as correntes também podem ser constituídas com a finalidade de serem equilibradas entre os comutadores semicondutores na direção oposta entre si. Por exemplo, as correntes podem ser equilibradas entre os comutadores semicondutores na direção oposta entre si, como o primeiro comutador semicondutor Q1 e o terceiro comutador semicondutor Q3 ou o segundo comutador semicondutor Q2 e o quarto comutador semicondutor Q4.
[082]Adicionalmente, na presente modalidade, um circuito de acionamento de porta é fornecido e um sinal de acionamento é transmitido a partir desse circuito de acionamento de porta para uma pluralidade de elementos semicondutores, mas não é necessariamente limitado a isso, e o circuito de acionamento pode ser forne-cido para cada elemento semicondutor ou o circuito de acionamento de porta pode ser fornecido para cada número predeterminado de elementos semicondutores. LISTA DE REFERÊNCIAS NUMÉRICAS 10 circuito de acionamento 11 circuito de acionamento de porta 12 a 14, 15a, 15b circuito de detecção 12a primeiro circuito de detecção 12b segundo circuito de detecção 20 placa de terminal 21 membro de isolamento 22 seção de extração de eletrodo de superfície superior 23 padrão de eletrodo de superfície inferior 24 a Q4 primeiro elemento semicondutor a quarto comutador semicondutor R, R1 a R4 resistor, primeiro resistor de porta a quarto resistor de porta D, D1 a D4 diodo G eletrodo de porta S eletrodo de fonte

Claims (8)

1. Dispositivo de conversão de potência compreendendo uma pluralidade de elementos semicondutores (Q1, Q2, Q3, Q4) fornecidos em paralelo: uma unidade de acionamento de porta (11) configurada para enviar um sinal de acionamento para cada porta da pluralidade de elementos semicondutores (Q1, Q2, Q3, Q4); e uma unidade de ajuste de tensão de porta (12, 13, 14, 15a, 15b) configurada para atuar no sinal de acionamento da unidade de acionamento de porta (11) e para ajustar uma tensão de porta do elemento semicondutor (Q1, Q2, Q3, Q4), de modo a balancear correntes na dita pluralidade de elementos semicondutores paralelos, em que a unidade de ajuste de tensão de porta (12, 13, 14, 15a, 15b) é configurada para sobrepor uma tensão de indução gerada em uma base de uma diferença entre um fluxo magnético devido a uma corrente que flui através de um dentre a pluralidade de elementos semicondutores (Q1, Q2, Q3, Q4) e um fluxo magnético devido a uma corrente que flui através de cada um dentre os outros elementos semicondutores (Q1, Q2, Q3, Q4), sobre uma tensão de porta enviada para pelo menos uma porta da pluralidade de elementos semicondutores (Q1, Q2, Q3, Q4), e CARACTERIZADO pelo fato de que a unidade de ajuste de tensão de porta (12, 13, 14, 15a, 15b) inclui uma pluralidade de padrões de cabeamento embobinados formados entre a pluralidade de elementos semicondutores (Q1, Q2, Q3, Q4) e a unidade de acionamento de porta (11), a unidade de ajuste de tensão de porta (12, 13, 14, 15a, 15b) é provida entre cabeamentos roteados de um elemento semicondutor (Q1, Q2, Q3, Q4) e cada um dos outros elementos semicondutores (Q1, Q2, Q3, Q4) entre a pluralidade de elementos semicondutores (Q1, Q2, Q3, Q4), os cabeamentos servindo como uma trajetória de corrente principal, a unidade de ajuste de tensão de porta (12, 13, 14, 15a, 15b) inclui uma pluralidade de seções de ajuste de tensão de porta (12a, 12b) que corresponde respectivamente à pluralidade de elementos semicondutores (Q1, Q2, Q3, Q4), e duas seções de ajuste de tensão de porta (12a, 12b) adjacentes são indutivamente acopladas de modo que um componente indutivo diminui quando as direções de correntes que fluem para o interior das portas dos dois elementos semicondutores (Q1, Q2, Q3, Q4) respectivamente conectados às duas seções de ajuste de tensão de porta (12a, 12b) são iguais e de modo que o componente indutivo aumenta quando as direções são diferentes entre si, e a pluralidade de padrões de cabeamento embobinados é provida adjacente a cabeamentos servindo como uma trajetória de corrente principal roteada da pluralidade de elementos semicondutores (Q1, Q2, Q3, Q4).
2. Dispositivo de conversão de potência, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que, quando uma tensão limítrofe de um elemento semicondutor (Q1, Q2, Q3, Q4) da pluralidade de elementos semicondutores (Q1, Q2, Q3, Q4) é menor que uma tensão limítrofe de cada um dentre os outros elementos semicondutores (Q1, Q2, Q3, Q4), a unidade de ajuste de tensão de porta (12, 13, 14, 15a, 15b) é configurada para suprimir um aumento em uma corrente que flui através do um elemento semicondutor (Q1, Q2, Q3, Q4).
3. Dispositivo de conversão de potência, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, CARACTERIZADO pelo fato de que, quando uma tensão limítrofe de um elemento semicondutor (Q1, Q2, Q3, Q4) da pluralidade de elementos semicondutores (Q1, Q2, Q3, Q4) é maior que uma tensão limítrofe de cada um dentre os outros elementos semicondutores (Q1, Q2, Q3, Q4), a unidade de ajuste de tensão de porta (12, 13, 14, 15a, 15b) é configurada para promover um aumento em uma corrente que flui através do um elemento semicondutor (Q1, Q2, Q3, Q4).
4. Dispositivo de conversão de potência, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que, quando uma corrente que flui através de uma trajetória de corrente principal do um elemento semicondutor (Q1, Q2, Q3, Q4) e uma corrente que flui através de uma trajetória de corrente principal de cada um dentre os outros elementos semicondutores (Q1, Q2, Q3, Q4) são iguais, a unidade de ajuste de tensão de porta (12, 13, 14, 15a, 15b) é fornecida de modo que um fluxo magnético gerado a partir de um cabeamento que serve como a trajetória de corrente principal do um elemento semicondutor (Q1, Q2, Q3, Q4) e um fluxo magnético gerado a partir de um cabeamento que serve como a trajetória de corrente principal de cada um dentre os outros elementos semicondutores (Q1, Q2, Q3, Q4) se interligam igualmente com o padrão de cabeamento.
5. Dispositivo de conversão de potência, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, CARACTERIZADO pelo fato de que a pluralidade de elementos semicondutores (Q1, Q2, Q3, Q4) inclui três ou mais elementos semicondutores (Q1, Q2, Q3, Q4) fornecidos em paralelo, e as unidades de ajuste de tensão de porta (12, 13, 14, 15a, 15b) dos elementos semicondutores (Q1, Q2, Q3, Q4) em ambas extremidades dos três ou mais elementos semicondutores (Q1, Q2, Q3, Q4) são fornecidas adjacentes a um cabeamento roteado a partir de uma fonte de pelo menos um dos elementos semicondutores (Q1, Q2, Q3, Q4) em ambas extremidades.
6. Dispositivo de conversão de potência, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende adicionalmente, um resistor de controle de velocidade (R1, R2, R3, R4) para suprimir uma alteração acentuada de uma corrente que aciona cada porta da pluralidade de elementos semicondutores (Q1, Q2, Q3, Q4), entre cada porta e a unidade de acionamento de porta (11).
7. Dispositivo de conversão de potência, de acordo com a reivindicação 6, CARACTERIZADO pelo fato de que, o resistor de controle de velocidade (R1, R2, R3, R4) inclui um resistor de controle de velocidade (R1, R2) para ligamento de cada um dentre a pluralidade de elementos semicondutores (Q1, Q2, Q3, Q4) e um resistor de controle de velocidade (R3, R4) para desligamento dos mesmos, fornecidos em paralelo, o resistor de controle de velocidade (R1, R2) para ligamento é conectado a cada porta da pluralidade de elementos semicondutores (Q1, Q2, Q3, Q4) através da unidade de ajuste de tensão de porta (12, 13, 14, 15a, 15b), e o resistor de controle de velocidade (R3, R4) para desligamento é diretamente conectado à cada porta da pluralidade de elementos semicondutores (Q1, Q2, Q3, Q4).
8. Dispositivo de conversão de potência, de acordo com a reivindicação 6, CARACTERIZADO pelo fato de que, o resistor de controle de velocidade (R1, R2, R3, R4) inclui um resistor de controle de velocidade (R1, R2) para ligamento de cada um dentre a pluralidade de elementos semicondutores (Q1, Q2, Q3, Q4) e um resistor de controle de velocidade (R3, R4) para desligamento dos mesmos, fornecidos em paralelo, e em que o resistor de controle de velocidade (R3, R4) para desligamento e o resistor de controle de velocidade (R1, R2) para ligamento são conectados à cada porta da pluralidade de elementos semicondutores (Q1, Q2, Q3, Q4) através da unidade de ajuste de tensão de porta (12, 13, 14, 15a, 15b).
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