CN110574275B - 功率转换单元 - Google Patents

Abstract

本发明的电源滤波电容器中，导电聚合物铝电解电容器即多个单位电容器在电路基板上呈网格状地排列来进行并联连接，并经由设置在该电路基板两侧的正负的汇流条与各相的单位模块分别相连接，通过将多个单位电容器的部分集合与单位模块接近配置，从而电源电路的布线阻抗变小，能抑制噪声产生。

Description

功率转换单元

技术领域

本发明涉及例如在车辆行驶用的三相交流电动机的驱动电路中使用的功率转换单元，尤其涉及该功率转换单元内的大电流电源电路的结构配置的改良。

背景技术

以下功率转换单元已被广泛实际运用，即：通过串联连接的锂离子电池，将产生300V～400V的输出电压的车载电池的直流电压转换成交流电压，对车辆行驶用的三相交流电动机进行旋转驱动，或者，将下坡行驶或减速行驶时因电动机的惯性旋转而产生的三相交流发电电压整流为直流电压并进行车载电池的再生充电。此处使用的电动机(电动发电机)包括：具有U、V、W相的一组三相绕组的电动机；或者为了使流过大电流的粗线的绕组作业变得容易而利用中等粗的两根线来进行卷绕、将其在电动机的出口处并联连接最终作为一组三相绕组的电动机；或者分开中等粗的两根线从而具备U1、V1、W1相与U2、V2、W2相的两组三相绕组的电动机。

此外，与电动机连接的开关模块包括：产生一组三相交流电压并提供给一组三相绕组的开关模块；或者虽然产生两组三相交流电压并提供给两组三相绕组、但两组三相交流电压为同一相位、最终以一组三相交流电压进行动作的同相双重三相方式的开关模块；以及两组三相交流电压设有例如30度的相位差、由此抑制电动机的旋转纹波变动(cogging：齿槽效应)的倾斜双重三相方式的开关模块，在同相双重三相方式的情况下，其目的在于分散对电动机电流(负载电流)进行断续的开关元件的发热。另一方面，为了利用将多个开关元件形成为一体的开关模块来抑制伴随对负载电流进行断续控制而产生的电源电压的脉动变动，在直流电源部中使用了电源滤波用电容器，但由于积累在该电容器中的静电能量由充电电压的平方与静电电容之积所决定，因此，为了积累相同的静电能量，系统电压预先设定得较高的一方能使用较小的静电电容的电容器。相反，若系统电压较低，则需要较大的静电电容，另一方面电容器的体积得以小型化，但需要注意电容器的并联连接，需要使分流的波纹电流均等化。

例如，根据下述专利文献1“功率转换用功率单元”的图1、图12，包含被推测为薄膜电容器的24个单位电容器9u在内的滤波电容器9集中排列在大电流布线基板15上，连接至由6个双极晶体管构成的功率模块1并向三相电动机12进行供电，在图3、图14的情况下，包含被推测为薄膜电容器的24×2个单位电容器9u在内的滤波电容器9a、9b集中排列在大电流布线基板15的表面与背面，分别连接至由6个双极晶体管构成的一对功率模块1a、1b，并向双重三相电动机12a进行供电。

另一方面，根据下述专利文献2“功率转换装置”的图1、图2、图17、段落0025、0026、0031，例如300V的直流电源12被升压器11升压至600V，并施加于被推测为薄膜电容器的电容器2，经由6个半导体模块3向双重三相交流电动机13进行供电，该半导体模块3由正负2个双极晶体管32a、32b构成。然后，各个半导体模块3的直流端子30与电容器2的电极端子20独立进行螺纹紧固连接(参照图17)，力图实现电流分散与寄生电感的降低。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2001－352767号公报

专利文献2：日本专利特开2010－104204号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

(1)现有技术问题的说明

所述专利文献1的“功率转换用功率单元”中，由于并联连接多个单位电容器的布线基板的面积较大，与功率模块之间的距离较长，因此具有如下问题：因寄生电感而产生噪声电压，并且无法使流过多个单位电容器的波纹电流均等化。所述专利文献2的“功率转换装置”中，通过高电压化来削减电容器的容量与使用个数，缩短模块与电容器之间的距离，但具有如下问题：为了提高耐压需要增大各部分的绝缘距离并力图实现漏电防止对策，并且触电的危险性变高。

(2)发明目的的说明

本发明提供一种功率转换单元，为了减轻触电危害而从降低了电源电压的直流电源向三相交流电动机提供交流电，特别提供一种功率转换单元，能对应于伴随低电压化的驱动电流的增大、以及电源滤波用电容器的静电电容的增大，并抑制大型化。

解决技术问题所采用的技术方案

本发明所涉及的功率转换单元包括：电源滤波用电容器，该电源滤波用电容器与直流电源相连接；多个单位模块，该多个单位模块与具有第1三相绕组或第1三相绕组和第2三相绕组的三相交流电动机的三相绕组串联连接，并进行负载电流的断续动作；以及控制电路部，该控制电路部对多个所述单位模块进行开关控制，以使得对于所述第1三相绕组、或所述第1三相绕组和所述第2三相绕组都施加一个三相交流电压，或者，对所述第1三相绕组和所述第2三相绕组施加具有规定的相位差的2种三相交流电压，并且使得所述三相交流电压均具有成为基于同一频率的可变频率的关系，所述电源滤波用电容器由用电路基板将多个单位电容器并联连接后得到的电容器集合体而构成，所述单位电容器是导电聚合物固体铝电解电容器或导电聚合物复合铝电解电容器，所述电路基板上，在左右方向上延伸的多个正侧图案与负侧图案在上下方向上交替排列，在相邻的所述正侧图案与负侧图案之间焊接有多个所述单位电容器，并且，最下段的所述正侧图案连接有正侧电源端子，最下段的所述负侧图案连接有负侧电源端子。

多个所述正侧图案的左端和右端通过铜或铜合金制的第1和第2正侧汇流条互相连结，多个所述负侧图案的左端和右端通过铜或铜合金制的第1和第2负侧汇流条互相连结，所述第1正侧汇流条与所述第1负侧汇流条并行地在上下方向上延伸，分别连接有构成第1开关模块的3个单位模块的正侧电极端子和负侧电极端子，并且，设置于所述3个单位模块的交流电极端子与所述第1三相绕组相连接，所述第2正侧汇流条与所述第2负侧汇流条并行地在上下方向上延伸，在具有所述第2三相绕组的情况下，分别连接有构成第2开关模块的3个所述单位模块的所述正侧电极端子和所述负侧电极端子，并且，设置于所述3个单位模块的所述交流电极端子与所述第2三相绕组相连接。

发明效果

如上所述，本发明所涉及的功率转换单元由用于将直流电转换为交流电来驱动三相交流电动机的电源滤波电容器、分别包含3个单位模块的第1开关模块或第1和第2开关模块、以及控制电路部构成，所述电源滤波电容器中，将导电聚合物铝电解电容器即多个单位电容器沿电路基板上的多列电路图案排列来进行并联连接，并经由设置在该电路图案两侧的正负的汇流条与所述单位模块分别连接。

因此，将多个小容量的单位电容器高密度地排列在电路基板上来力图实现小型化，并且能抑制每1个单位电容器的波纹电流，从而具有如下效果：能抑制伴随着电容器的内部损耗的温度上升，所述电容器的内部损耗由与静电电容C的值成比例的波纹电流、其平方值、以及等效串联电阻ESR之积来确定，能防止电容器寿命的下降。此外，除了用于对正负的电路图案进行绝缘分离的小间隙部以外，多个单位电容器的安装面被电源图案所占据，并且，正负的电路图案间通过铜或铜合金制的汇流条相连结，因此具有如下效果：连接至直流电源的正负的电源端子、多个单位电容器的正负的电源端子、以及单位模块的正负的电极端子之间的布线阻抗变小，从而能抑制噪声产生。并且，若将单位电容器设为表面安装元器件，则具有如下效果：能与正负的汇流条一起通过一个焊料处理工序来进行焊接处理，从而能缩短作业工序。另外，导电聚合物复合铝电解电容器中浸渍有促进成为电容器的电介质的氧化膜的修复的电解液，从而成为如下电容器：能避免因自我修复而导致的短路故障，并具备与之相伴的高电压化功能，能提高可靠性。

附图说明

图1是本发明实施方式1所涉及的功率转换单元的整体电路框图。

图2是图1的功率转换单元的内部构造的俯视图。

图3是去除了图2的功率转换单元的单位电容器后的俯视图。

图4是图1的功率转换单元的单位电容器的安装剖视图。

图5是图1的功率转换单元的主要部分整体的组装剖视图。

图6A是图1的功率转换单元的单位模块的内部结构图。

图6B是示出图1的功率转换单元的单位模块的端子配置的外观图。

图7是图1的功率转换单元的功率电路结构图。

图8是图1的功率转换单元的加法电流波形说明用的特性线图。

图9是本发明实施方式2所涉及的功率转换单元的整体电路框图。

图10是图9的功率转换单元的功率电路结构图。

图11是图9的功率转换单元的第1加法电流波形说明用的特性线图。

图12是图9的功率转换单元的第2加法电流波形说明用的特性线图。

图13是图9的功率转换单元的第3加法电流波形说明用的特性线图。

具体实施方式

实施方式1.

(1)结构的详细说明

以下，关于本发明实施方式1所涉及的功率转换单元的整体电路框图即图1，对其结构进行详细说明。在图1中，功率转换单元100A经由设置于直流电源端子台140的正侧电源端子P和负侧电源端子N由直流电源200进行供电，在其供电电路中设有电源开关201，直流电源200例如是DC48V的低电压系统的电池。设置于功率转换单元100A的第1交流电源端子141经由第1负载布线401与设置于三相交流电动机300的第1三相绕组301的第1U相端子U1、第1V相端子V1、第1W相端子W1相连接。设置于功率转换单元100A的第2交流电源端子142经由第2负载布线402与设置于三相交流电动机300的第2三相绕组302的第2U相端子U2、第2V相端子V2、第2W相端子W2相连接。

其中，第2三相绕组302通过内部短路线303与第1三相绕组301并联连接，三相交流电动机300看上去只具有第1三相绕组301的情况下，删除第2负载布线402，也删除位于功率转换单元100A内的后述的第2开关模块122A。功率转换单元100A由如下部分构成：并联连接多个单位电容器113，并用于在正侧电源端子P与负侧电源端子N之间进行连接的电路基板110；分别由3个单位模块90构成的第1开关模块121A和第2开关模块122A；以及分别对第1和第2开关模块121A、122A产生第1和第2栅极信号131、132的控制电路部130，控制电路部130包括恒压电源部133和微处理器134。各单位模块90配置在电路基板110的左右，连接至正侧电源端子P与负侧电源端子N，从而经由内置的后述开关元件而产生交流输出。

另外，在以下附图中，将直流电源端子台140的位置设为下方、将第1交流电源端子141的位置设为左方是为了方便表现，本申请包含左右、上下对称的所有情况。接着，关于图1的功率转换单元的内部构造的俯视图即图2、以及去除了图2的功率转换单元的单位电容器后的俯视图即图3，对其结构进行详细说明。在图2中，电路基板110经由利用图4、图5在后文中进行阐述的导热保持板115螺钉紧固于冷却板150，该电路基板110搭载有40个单位电容器113，并且，与正侧电源端子P相连接的第1和第2正侧汇流条111p、112p左右配置，与负侧电源端子N相连接的第1和第2负侧汇流条111n、112n左右配置。配置在电路基板110的左右的各3个单位模块90包括：焊接连接至第1或第2正侧汇流条111p、112p的正侧电极端子Pm；焊接连接至第1或第2负侧汇流条111n、112n的负侧电极端子Nm；以及连接至第1或第2交流电源端子141、142的交流电极端子AC(U1、V1、W1、U2、V2、W2)，并通过第1或第2压板123、124压接固定于冷却板150。

图3中，在电路基板110上，多个正侧图案110p和负侧图案110n交替在左右方向上延长，在各负侧图案110n的左端和右端焊接有在上下延伸的第1和第2负侧汇流条111n、112n的焊接端子部1n(参照图3右下的框10内的A视图)，负侧图案110n通过该汇流条互相并联连接。同样地，在各正侧图案110p的左端和右端焊接有在上下延伸的第1和第2正侧汇流条111p、112p的焊接端子部1p(参照图3右下的框10内的B视图)，正侧图案110p通过该汇流条互相并联连接。然后，最下段的正侧图案110p焊接于固定于直流电源端子台140的正侧电源端子P，最下段的负侧图案110n焊接于固定于直流电源端子台140的负侧电源端子N。在虚线的圆形所示的位置搭载单位电容器113，并焊接在相邻的一对正侧图案110p与负侧图案110n之间。另外，图3左下所示的标号5表示正侧电极或正侧图案，标号6表示负侧电极或负侧图案，标号7表示焊接部。

此外，图3右下的框10示出第2负侧汇流条112n与第2正侧汇流条112p的端面，上下延伸的汇流条主体2n、2p设有：与负侧图案110n和正侧图案110p进行焊接的焊接端子部1n、1p；在其相反位置反向进行直角弯曲后得到的连接接近部3n、3p；以及进一步进行直角弯曲并与汇流条主体2n、2p平行的焊接连接部4n、4p。设置于构成第1开关模块121A的3个单位模块90的正侧电极端子Pm与第1正侧汇流条111p的焊接连接部4p相抵接来进行焊接连接，负侧电极端子Nm与第1负侧汇流条111n的焊接连接部4n相抵接来进行焊接连接。同样地，设置于构成第2开关模块122A的3个单位模块90的正侧电极端子Pm与第2正侧汇流条112p的焊接连接部4p相抵接来进行焊接连接，负侧电极端子Nm与第2负侧汇流条112n的焊接连接部4n相抵接来进行焊接连接。

本实施例中，1个电容器列并联连接有4个单位电容器113，并且，作为整体设有10列电容器列，作为其详细情况，2列(总计6列)电容器列与左右一对单位模块90的侧面部相邻配置，各1列(总计2列)电容器列相对于上中或中下的单位模块(Mu1与Mv1或Mv1与Mw1，或者，Mu2与Mv2或Mv2与Mw2)的中间侧部配置在中间，各1列(总计2列)电容器列配置在最上部或最下部的外侧。另外，外侧配置的2列相当于原本相对于上下单位模块90中间配置的1列电容器列，因此，若考虑整体平衡，则1列内的单位电容器113的并联个数也可以削减为2个或3个。此外，图2、图3的结构中，在第1和第2正侧汇流条111p、112p的内侧配置第1和第2负侧汇流条111n、112n，但也可以使其相反，作为汇流条的材料，使用高导电性的铜或铜合金。

接着，关于图1的功率转换单元的单位电容器的安装剖视图即图4、以及图1的功率转换单元的主要部分整体的组装剖视图即图5，对其结构进行详细说明。在图4中，单位电容器113焊接在设置于树脂制的电路基板110的表面的多个正侧图案110p与负侧图案110n之间，本图中，在纸面的表背面方向上连接有4个单位电容器113。此外，在电路基板110的背面粘贴有铜或铜合金制的导热保持板115，由此，可实现多个单位电容器113的温度的均匀化，并且，为了防止电路基板110的热变形，使用与汇流条具有相同线膨胀系数的导热保持板。另外，具有焊接端子部1n的第2负侧汇流条112n利用跳线部5n来通过正侧图案110p的上表面部，起到作为跳线的作用。

在图5中，与导热保持板115一体化的电路基板110、以及第1和第2开关模块121A、122A经由导热脂154压接固定于冷却板150，冷却板150内置了冷却水路151，在该冷却水路151设有冷却水的注入口152与排水口153。构成控制电路部130的控制基板135经由未图示的固定部件固定于冷却板150，该控制基板135搭载有微处理器134，从恒压电源部133向该微处理器134提供例如DC5V的稳定化后的控制电压。此外，构成第1和第2开关模块121A、122A的单位模块90的正侧电极端子Pm和负侧电极端子Nm在焊接部21、22与第1和第2正侧汇流条111p、112p的焊接连接部4p、以及第1和第2负侧汇流条111n、112n的焊接连接部4n进行焊接接合(参照图2、图3)。

并且，单位模块90的交流电极端子AC与第1交流电源端子141(U1、V1、W1)以及第2交流电源端子142(U2、V2、W2)相连接。此外，利用图6A、图6B在后文中进行阐述的上游栅极驱动端子95与下游栅极驱动端子96直接焊接至控制基板135。接着，关于图1的功率转换单元的单位模块的内部结构图即图6A、以及示出图1的功率转换单元的单位模块的端子配置的外观图即图6B，对其结构进行详细说明。在图6A中，开关模块90以连接在正侧电极端子Pm与交流电极端子AC之间的第1和第2上游开关元件91、92的并联电路、以及连接在负侧电极端子Nm与交流电极端子AC之间的第1和第2下游开关元件93、94的并联电路为主体来构成，各开关元件使用N沟道型的场效应晶体管。此外，对一对上游栅极驱动端子95、95施加用于闭路驱动第1和第2上游开关元件91、92的第1或第2栅极信号131、132(参照图1)，并且对一对下游栅极驱动端子96、96施加用于闭路驱动第1和第2下游开关元件93、94的第1或第2栅极信号131、132(参照图1)。

图6B中，单位模块90被树脂密封并一体化，在其左右对边位置的一条边设有正侧电极端子Pm、负侧电极端子Nm及上游栅极驱动端子95，在另一条边设有交流电极端子AC与下游栅极驱动端子96。另外，正侧电极端子Pm与负侧电极端子Nm如图2、图3所示那样，与第1和第2正侧汇流条111p、112p、以及第1和第2负侧汇流条111n、112n的焊接连接部4p、4n焊接连接，交流电极端子AC如图1、图5所示那样，成为第1交流电源端子141的U1相、V1相、W1相端子、以及第2交流电源端子142的U2相、V2相、W2相端子。此外，上游栅极驱动端子95和下游栅极驱动端子96如图5所示那样，起到用于连接至控制基板135的连接销的作用。

接着，关于图1的功率转换单元的功率电路结构图即图7，对其结构进行说明。在图7中，连接至三相交流电动机300的第1三相绕组301的3个单位模块90构成第1开关模块121A，连接至第2三相绕组302的3个单位模块90构成第2开关模块122A，在施加直流电源电压的正侧电源端子P与负侧电源端子N之间并联连接多个单位电容器113，并设有构成电源滤波用电容器的电路基板110。6个单位模块90利用上下各2个并联晶体管构成半桥式电路，经由电路基板110施加滤波后的直流电源电压，并利用3个单位模块产生1个三相交流输出。另外，1个单位模块90相当于在内部或最近外部对二相桥式电路的交流输出端子进行短路连接后得到的模块，在低输出的三相交流电动机的情况下也能取消并联晶体管，并设为由上下单独的晶体管构成的半桥式电路。

(2)作用和动作的详细说明

以下，关于如图1至图7那样构成的本发明实施方式1所涉及的功率转换单元100A，对其作用、动作进行详细说明。首先，在示出整体电路框图的图1中，若电源开关201闭路，则在正侧电源端子P与负侧电源端子N之间施加直流电源200的直流电压，将由搭载于电路基板110且并联连接的多个单位电容器113滤波后得到的直流电压经由正负的汇流条施加至构成半桥式电路的单位模块90，并且，控制电路部130内的恒压电源部133产生规定的稳定化电压，从而微处理器134开始动作。微处理器134对单位模块90内的上游及下游的开关元件进行断续控制，利用3个单位模块生成伪正弦波的一组三相交流电压，该三相交流电压的频率能与设为目标的电动机转速成比例地可变设定。

微处理器134还利用转子的旋转传感器检测其旋转位置，设定使三相绕组所产生的旋转磁场相对于转子的旋转提前还是延迟，由此来进行基于动力运行或再生充电的制动运行。由多个单位电容器113构成的电源滤波用电容器随着流入单位模块90或从单位模块90流出的负载电流、或再生电流的断续动作，对电源线的寄生阻抗所引起的电压变动进行滤波，若使电容器所能累积的静电能量变大，则电压变动的抑制效果变大。该静电能量与充电电压的平方值和静电电容之积成比例，电动车中所使用的电动机驱动用的直流电压一般为300～400V，与此相对，为了设为不产生接触触电的小于DC60V的驱动电压，需要使用DV48系统的车载电池，因此，为了累积相同的静电能量，需要使用成为300/48＝6.25、6.25×6.25＝39、即39倍的静电电容的电容器。

其中，若降低耐压，则电容器能小型化并得到较大的静电电容，虽然存在这一方面，但实际上需要将多个电容器并联连接来使用。作为适合这种用途的电容器，已知有电介质聚合物铝固体电解电容器，然而，若将多个电容器并联连接，则因各个电容器的静电电容与等效串联电阻之间的偏差变动，其温度上升将产生偏差变动，需要注意产生寿命显著下降的情况。其对策之一如下：首先，削减电源布线的寄生阻抗，并且，与并联连接少数大电容的电容器相比，并联连接大量小电容的电容器更能抑制每个电容器的波纹电流，此外，设置使单位电容器的温度均匀化的导热机构，并且，使用抑制了电容器的静电电容的偏差变动的分选品。

接着，在内部构造图即图2中，4个单位电容器113并联连接在左右方向上，10列电容器列配置在上下方向上。其中的第2列和第3列电容器列相邻配置于上段位置的单位模块90的接近位置，同样地，第5列、第6列电容器列、以及第8列、第9列电容器列相邻配置于中段和下段的单位模块90。另外，在上段与中段的单位模块90的中间位置，第4列电容器列配置在中间，并且，在中段与下段的单位模块90的中间位置，第7列电容器列配置在中间。另外，配置在中间的第4列或第7列单位电容器113中，U相与V相、或V相与W相的电流流过，但这些相的电流并非同时成为最大值，通过分散流过来减轻负载。并且，第1列电容器列配置在上段位置的单位模块90的上部位置的外侧，第10列电容器列配置在下段位置的单位模块90的下部位置的外侧，对应于U相和W相的电容器组的个数与对应于V相的电容器组的个数大致相等。

接着，在去除了单位电容器的电路基板的俯视图、以及单位电容器的安装剖视图即图3、图4中，流过大电流的单位模块90的正侧和负侧电极端子Pm、Nm通过铜制或铜合金制的低电阻的第1、第2正侧汇流条111p、112p、以及第1、第2负侧汇流条111n、112n与正侧和负侧电源端子P、N直接连接，以抑制因电源线而产生的电压降，并且，电路基板110由宽幅且短小的正侧图案110p与负侧图案110n所覆盖，除了正侧图案110p与负侧图案110n之间的微小的图案间隔ΔG(参照图4)的部分，大致整个面成为电源图案。表面安装元器件即单位电容器113焊接在正侧与负侧图案110p、110n之间并短距离连接至正负的汇流条，因波纹电流而导致的电压降被抑制。

接着，在主要部分整体的组装剖视图、单位模块的内部结构图及其端子配置图即图5、图6A、图6B中，与导热保持板115一体化的电路基板110、以及第1和第2开关模块121A、122A经由导热脂154压接固定于冷却板150，冷却板150内置有冷却水路151，该冷却水路151设有冷却水的注入口152和排水口153，因此，发热部分被均匀地冷却，并且，控制基板135与第1和第2开关模块121A、122A之间的信号连接部分、电路基板110与第1和第2开关模块121A、122A之间的功率连接部分以不具备接触部分的方式被一体化。另外，单位模块90的端子排列采用能将共通的单位模块90安装于电路基板110的左右位置的对称构造，并且，左右位置处的正侧电极端子Pm与负侧电极端子Nm的位置在上下对角交叉，因此，单位模块90分别与不同的电容器列相对，并使流过电容器的电流分散。

接着，在功率电路结构图即图7中，若第1和第2开关模块121A、122A内的各单位模块90进行针对第1和第2三相绕组301、302的负载电流的断续动作来使脉动电流流过，则产生因从直流电源200到单位模块90的正侧和负侧电源端子Pm、Nm间的电源布线中所包含的寄生阻抗与直流电源200的内部阻抗所引起的脉动电压变动，为了对其进行补偿，脉动电流从设置于单位模块90的接近位置的电源滤波用电容器流出、流入。实施方式1中，第1和第2开关模块121A、122A的相顺序配置为同列，因此，当伪正弦波形所示的U1相的负载电流为最大值Im时，U2相的负载电流也为最大值Im，与U1、U2相对应的电容器列(相邻配置的2列、中间配置的1列、外侧配置的1列，总计4列)需要在同时刻抑制与最大电流Im的2倍的负载电流相对应的脉动电流。

另外，若预先在针对第1三相绕组301的第1三相电压、与针对第2三相绕组302的第2三相电压之间提供例如30度的相位差来作为相位差α，则在同时刻不流过最大电流Im，因此，抑制与最大电流Im的1.93倍(sin105+sin75＝1.93)的负载电流相对应的脉动电流即可。基于图8所示的加法电流波形说明用的特性线图来对此进行说明。在图8(A)中，U1相基本波形801用波高值Im的正弦波示出了流入U1相的单位模块90的负载电流，然而，实际上为多级伪正弦波，该伪正弦波重叠有伴随着单位模块90内的开关元件的断续动作的高频的波纹电流。在图8(B)中，U2相基本波形802用波高值Im的正弦波示出了流入U2相的单位模块90的负载电流，但与U1相基本波形801相比，相位延迟了30度。U2相基本波形802的伪正弦波重叠有伴随着单位模块90内的开关元件的断续动作的高频的波纹电流这一情况是相同的。

在图8(C)中，后移U2加法波形812是将U1相基本波形801的瞬时值与U2相基本波形802的瞬时值相加而得到的电流波形，其最大值在相位角105度下成为1.93Im。另外，正弦波的波高值Im根据针对三相交流电动机300的旋转负载转矩的大小而变化，并且，若波高值Im因旋转负载转矩的增大而变大，则伴随其而重叠的高频的波纹电流的振幅也变大，因此，波高值Im成为波纹电流的振幅的大小的指标。此外，电源滤波用电容器用于抑制高频的波纹电流与电源线的寄生阻抗之积、即高频的波纹电压，若成为指标的基本波的波高值Im变大、波纹电流的振幅变大，则波纹电压的振幅也变大。

因此，若将位于上段位置左右的单位模块90的中间位置的4列单位电容器113视为一个上段电容器组，则优选为使得左右一对单位模块90的波高值不在同时刻重叠。然而，在图8(C)的情况下，重叠的分散效果较小，波纹电流的抑制效果微不足道，在后述的实施方式2中详细阐述对其进行的改善。

(3)实施方式1的要点与特征

根据以上的说明可知，本发明实施方式1所涉及的功率转换单元包括：电源滤波用电容器，该电源滤波用电容器与直流电源200相连接；多个单位模块90，该多个单位模块90与具有第1三相绕组301或第1三相绕组301和第2三相绕组302的三相交流电动机300的三相绕组串联连接并进行负载电流的断续动作；以及控制电路部130，该控制电路部130对多个所述单位模块90进行开关控制，使得对于所述第1三相绕组301、或所述第1三相绕组301和所述第2三相绕组302都施加一个三相交流电压，或者，对所述第1三相绕组301和所述第2三相绕组302施加具有规定的相位差的2种三相交流电压，并使得所述三相交流电压均具有成为基于同一频率的可变频率的关系，所述电源滤波用电容器由用电路基板110将多个单位电容器113并联连接后得到的电容器集合体而构成，所述单位电容器113是导电聚合物固体铝电解电容器或导电聚合物复合铝电解电容器，所述电路基板110上，在左右方向上延伸的多个正侧图案110p与负侧图案110n在上下方向上交替排列，在相邻的所述正侧图案110p与负侧图案110n之间焊接有多个所述单位电容器113，并且，最下段的所述正侧图案110p连接有正侧电源端子P，最下段的所述负侧图案110n连接有负侧电源端子N。

多个所述正侧图案110p的左端和右端通过铜或铜合金制的第1和第2正侧汇流条111p、112p互相连结，多个所述负侧图案110n的左端和右端通过铜或铜合金制的第1和第2负侧汇流条111n、112n互相连结，所述第1正侧汇流条111p与所述第1负侧汇流条111n并行地在上下方向上延伸，分别连接有构成第1开关模块121A的3个单位模块90的正侧电极端子Pm和负侧电极端子Nm，并且，设置于所述3个单位模块90的交流电极端子AC与所述第1三相绕组301相连接，所述第2正侧汇流条112p与所述第2负侧汇流条112n并行地在上下方向上延伸，在具有所述第2三相绕组302的情况下，分别连接有构成第2开关模块122A的3个所述单位模块90的所述正侧电极端子Pm和所述负侧电极端子Nm，并且，设置于所述3个单位模块90的所述交流电极端子AC与所述第2三相绕组302相连接。

在所述电路基板110的所述正侧图案110p与相邻的所述负侧图案110n之间构成有电容器列，该电容器列并联连接有3～5个所述单位电容器113，所述电容器列中，在按上中下3段配置的所述单位模块90的左侧部或右侧部相邻配置有各2列、总计6列所述电容器列，并且，在上段与中段的所述单位模块90的中间部、下段与中段的所述单位模块90的中间部的中间均分别配置有1列电容器列，此外，在最上段的电容器列的上部、最下段的电容器列的下部的外侧分别配置有1列电容器列，从而构成总计10列电容器列。

如上所述，与本发明的权利要求2相关联，在用于构成电源滤波用电容器的电路基板上每1列并联连接有3～5个单位电容器，并且，以与U、V、W相的单位模块相邻配置的2列单位电容器为主体来进行动作，相对于单位模块中间配置、或外侧配置的电容器列协同动作。另外，流入U、V相的单位模块、或V、W相的单位模块的负载电流具有120度相位差，不会在同时刻成为最大电流。因此，配置在U、V相或V、W相的中间位置的电容器列以时间差作用于两相，从而发挥与使相邻配置于两相的电容器列增加1列后大致同等的功能，具有能抑制作为整体的电容器列的数量的特征。此外，对于配置在U、W相的外侧的各1列，即使削减每一列的电容器的个数，也能维持与V相同等的滤波功能。这在实施方式2中也相同。

所述电路基板110是在其表面粘贴有成为多个所述正侧图案110p与负侧图案110n的表面导电层114的绝缘基板，在所述绝缘基板的背面粘贴有铜或铜合金制的导热保持板115。如上所述，与本发明的权利要求3相关联，在构成电源滤波用电容器的电路基板的背面设有铜或铜合金制的导热保持板。因此，即使多个单位电容器的功耗发生个体偏差，也能利用导热保持板进行均匀化，并且，由于汇流条与导热保持板具有相同的线膨胀系数，从而具有能抑制电路基板的弯曲热变形的特征。这在实施方式2中也相同。

所述单位模块90构成方形形状的半桥式电路，该半桥式电路包括：连接至所述正侧电极端子Pm的第1和第2上游开关元件91、92中的至少一方、连接至所述负侧电极端子Nm的第1和第2下游开关元件93、94中的至少一方、针对所述第1和第2上游开关元件91、92的上游栅极驱动端子95、针对所述第1和第2下游开关元件93、94的下游栅极驱动端子96、以及设置于所述第1和第2上游开关元件91、92与所述第1和第2下游开关元件93、94的连接点的所述交流电极端子AC，所述正侧电极端子Pm与所述负侧电极端子Nm偏向所述方形的一对一边配置，所述交流电极端子AC偏向所述方形的一对另一边的对角位置配置，所述上游栅极驱动端子95与所述下游栅极驱动端子96在方形的一对一边和另一边处与所述正侧电极端子Pm与所述负侧电极端子Nm并排配置、或与所述交流电极端子AC并排配置。

如上所述，与本发明的权利要求4相关联，单位模块的正侧电极端子Pm与负侧电极端子Nm配置为偏向呈方形形状的单位模块的一边。因此，在将同一单位模块配置在单位电容器的集合体即电路基板的左右的情况下，一个单位模块的正侧电极端子Pm和负侧电极端子Nm相对于另一个单位模块的正侧电极端子Pm和负侧电极端子Nm更靠上方或下方交叉配置，以使得与包含不同的组区域的单位电容器在内的单位电容器组相对。因此，具有如下特征：相比于将单位模块的正侧电极端子Pm和负侧电极端子Nm配置于方形的中间部的情况，能与广域的单位电容器组相对，并使有效的电容容量增大。这在实施方式2中也相同。

所述第1和第2正侧汇流条111p、112p由依次正交弯曲焊接在所述电路基板110的正侧图案110p的左端和右端的多个焊接端子部1p、上下延伸的1根汇流条主体2p、多个连接接近部3p及正侧的焊接连接部4p而构成，所述正侧的焊接连接部4p构成与所述电路基板110正交的平面部，构成与所述单位模块90的所述正侧电极端子Pm相抵接的焊接接合面，所述第1和第2负侧汇流条111n、112n由依次正交弯曲焊接在所述电路基板110的负侧图案110n的左端和右端的多个焊接端子部1n、上下延伸的1根汇流条主体2n、多个连接接近部3n及负侧的焊接连接部4n而构成，所述负侧的焊接连接部4n构成与所述电路基板110正交的平面部，构成与所述单位模块90的所述负侧电极端子Nm相抵接的焊接接合面。

如上所述，与本发明的权利要求5相关联，设置在电路基板左右的一对正负汇流条由依次正交弯曲加工后得到的焊接端子部、汇流条主体、连接接近部及焊接连接部构成，该焊接连接部具有与电路基板正交的平面部，该平面部与单位模块的正侧和负侧电极端子焊接接合。因此，具有如下特征：能缩短电路基板与单位模块的设置间隔，能利用设置于汇流条的连接接近部使彼此的焊接面相抵接。这在实施方式2中也相同。

实施方式2.

(1)结构与作用的详细说明

以下，关于本发明实施方式2所涉及的功率转换单元的整体电路框图即图9，以与图1的功率转换单元的不同点为中心，对其结构进行详细说明。另外，各图中相同标号表示相同或相当部分，功率转换单元100A成为功率转换单元100B，通过标号末尾的大写英文字母来表示实施方式的区分。在图9中，图9的功率转换单元与图1的功率转换单元的主要不同点在于，图9中的三相交流电动机300独立具备第1三相绕组301与第2三相绕组302，功率转换单元100B具备第1开关模块121B与第2开关模块122B。与此相对，用于并联连接多个单位电容器113来构成电源滤波用电容器的电路基板110、构成第1开关模块121B和第2开关模块122B的6个单位模块90、以及控制电路部130与图1的情况同样地构成。其中，第1开关模块121B的连接相顺序为U1、V1、W1，与此相对，第2开关模块122B的连接相顺序为V2、W2、U2，设有相当于1相的偏移。

接着，关于图9的功率转换单元的功率电路结构图即图10，以与图7的功率转换单元的功率电路结构图的不同点为中心来进行说明。在图10中，连接至三相交流电动机300的第1三相绕组301的3个单位模块90构成第1开关模块121B，连接至第2三相绕组302的3个单位模块90构成第2开关模块122B，在施加直流电源电压的正侧电源端子P与负侧电源端子N之间并联连接多个单位电容器113，并设有构成电源滤波用电容器的电路基板110。第1开关模块121B中，对于第1三相绕组301，以U1相、V1相、W1相的相序连接，与此相对，第2开关模块122B中，对于第2三相绕组302，以V2相、W2相、U2相的相序连接。

因此，电路基板110内的电容器组的1个与U1相和V2相的单位模块90相对，中央的一组与V1相和W2相的单位模块90相对，剩余的一组与W1相和U2相的单位模块90相对。由此，若进行交叉配置以使得与不同相的单位模块90相对，则在流过一对单位模块90的负载电流的最大值处产生时差，因此，其合计值的最大电流相当于一个单位模块90的电流，与同相连接的情况相比，能使单位电容器组的负担减半。这等效于如下情况：对于实施方式1中的针对第1三相绕组301以及针对第2三相绕组302的三相交流电压提供120度相位差。

基于图11所示的第1加法电流波形说明用的特性线图来对此进行说明。在图11(A)中，U1相基本波形801用波高值Im的正弦波示出了流入U1相的单位模块90的负载电流，然而，实际上为多级伪正弦波，该伪正弦波重叠有伴随着单位模块90内的开关元件的断续动作的高频的波纹电流，该情况如上述那样。在图11(B)中，V2相基本波形803用波高值Im的正弦波示出了流入V2相的单位模块90的负载电流，但与U1相基本波形801相比，相位延迟了120度。V2相基本波形803的伪正弦波重叠有伴随着单位模块90内的开关元件的断续动作的高频的波纹电流这一情况是相同的。在图11(C)中，U1、V2加法波形813是将U1相基本波形801的瞬时值与V2相基本波形803的瞬时值相加而得到的电流波形，其最大值分散在相位角90、150、210度这3处，成为相当于基本波一相的Im。

接着，基于图12所示的第2加法电流波形说明用的特性线图来进行说明。在图12(A)中，U1相基本波形801用波高值Im的正弦波示出了流入U1相的单位模块90的负载电流，然而，实际上为多级伪正弦波，该伪正弦波重叠有伴随着单位模块90内的开关元件的断续动作的高频的波纹电流，该情况如上述那样。在图12(B)中，前移30度V2相波形804用波高值Im的正弦波示出了流入V2相的单位模块90的负载电流，但与图11(B)的V2相基本波形803相比，相位前进了30度。前移30度V2相波形804的伪正弦波重叠有伴随着单位模块90内的开关元件的断续动作的高频的波纹电流这一情况是相同的。在图12(C)中，U1、前移V2加法波形814是将U1相基本波形801的瞬时值与前移30度V2相波形804的瞬时值相加而得到的电流波形，其最大值在相位角135度下成为1.41Im。

接着，基于图13所示的第3加法电流波形说明用的特性线图来进行说明。在图13(A)中，U1相基本波形801用波高值Im的正弦波示出了流入U1相的单位模块90的负载电流，然而，实际上为多级伪正弦波，该伪正弦波重叠有伴随着单位模块90内的开关元件的断续动作的高频的波纹电流，该情况如上述那样。在图13(B)中，后移30度V2相波形805用波高值Im的正弦波示出了流入V2相的单位模块90的负载电流，但与图11(B)的V2相基本波形803相比，相位延迟了30度。后移30度V2相波形805的伪正弦波重叠有伴随着单位模块90内的开关元件的断续动作的高频的波纹电流这一情况是相同的。在图13(C)中，U1、后移V2加法波形815是将U1相基本波形801的瞬时值与后移30度V2相波形805的瞬时值相加而得到的电流波形，其最大值在相位角90、240度这2处分散，成为相当于基本波一相的Im。

因此，在不进行电动机的旋转波纹变动抑制控制的情况下，如图11所示，若在U1相的左侧单位模块90、与位于相同的上段位置的右侧单位模块90之间提供120度的相位差，同样地，在V1相的左侧单位模块90、与位于相同的中段位置的右侧单位模块90之间也提供120度的相位差，并在W1相的左侧单位模块90、与位于相同的下段位置的右侧单位模块90之间也提供120度的相位差，则加法电流的最大值被抑制为相当于基本波一相的Im。此外，在进行电动机的旋转波纹变动抑制控制的情况下，如图13所示，若在U1相的左侧单位模块90、与位于相同的上段位置的右侧单位模块90之间提供150度的相位差，同样地，在V1相的左侧单位模块90、与位于相同的中段位置的右侧单位模块90之间也提供150度的相位差，并在W1相的左侧单位模块90、与位于相同的下段位置的右侧单位模块90之间也提供150度的相位差，则加法电流的最大值被抑制为相当于基本波一相的Im。

然而，如图12所示，可知在左右一对单位模块90、90间提供了90度的相位差的情况下，加法电流的最大值成为1.41Im，较为不利。在以上说明中，若图9所示的右侧3个单位模块90的交流输出端子的标号V2、W2、U2与左列的3个单位模块90同样地设为U2、V2、W2的顺序，并在U1与U2、V1与V2、W1与W2之间提供120度或150度的相位差，则可得到相同的作用效果。此外，在图1、图9中，左右上下的表示是与未图示的实施方式相对应的直观表现，实际上，左右上下的表示并未指定从纸面的表面背面中的哪一方进行观察，同样地，上下的表现也并未指定使纸面朝向哪个方向。因此，本发明包含各种相对于图示的左右上下相对称的情况。因此，该产品能安装于顶面、底面、壁面中的任意一面，上下方向并不意味着垂直方向，即使在进行壁面安装的情况下，也能自由地进行纵向安装、横向安装。

(2)实施方式2的要点与特征

根据以上的说明可知，本发明实施方式2所涉及的功率转换单元100B包括：电源滤波用电容器，该电源滤波用电容器与直流电源200相连接；多个单位模块90，该多个单位模块90与具有第1三相绕组301或第1三相绕组301和第2三相绕组302的三相交流电动机300的三相绕组串联连接，并进行负载电流的断续动作；以及控制电路部130，该控制电路部130对多个所述单位模块90进行开关控制，以使得对于所述第1三相绕组301、或所述第1三相绕组301和所述第2三相绕组302都施加一个三相交流电压，或者，对所述第1三相绕组301和所述第2三相绕组302施加具有规定的相位差的2种三相交流电压，并使得所述三相交流电压均具有成为基于同一频率的可变频率的关系，所述电源滤波用电容器由用电路基板110将多个单位电容器113并联连接后得到的电容器集合体来构成，所述单位电容器113是导电聚合物固体铝电解电容器或导电聚合物复合铝电解电容器，所述电路基板110上，在左右方向上延伸的多个正侧图案110p与负侧图案110n在上下方向上交替排列，在相邻的所述正侧图案110p与负侧图案110n之间焊接有多个所述单位电容器113，并且，最下段的所述正侧图案110p连接有正侧电源端子P，最下段的所述负侧图案110n连接有负侧电源端子N。

多个所述正侧图案110p的左端和右端通过铜或铜合金制的第1和第2正侧汇流条111p、112p互相连结，多个所述负侧图案110n的左端和右端通过铜或铜合金制的第1和第2负侧汇流条111n、112n互相连结，所述第1正侧汇流条111p与所述第1负侧汇流条111n并行地在上下方向上延伸，分别连接有构成第1开关模块121B的3个单位模块90的正侧电极端子Pm和负侧电极端子Nm，并且，设置于所述3个单位模块90的交流电极端子AC与所述第1三相绕组301相连接，所述第2正侧汇流条112p与所述第2负侧汇流条112n并行地在上下方向上延伸，在具有所述第2三相绕组302的情况下，分别连接有构成第2开关模块122B的3个所述单位模块90的所述正侧电极端子Pm和所述负侧电极端子Nm，并且，设置于所述3个单位模块90的所述交流电极端子AC与所述第2三相绕组302相连接。

在所述三相交流电动机300具有所述第1三相绕组301和所述第2三相绕组302，并对于该第1三相绕组301和第2三相绕组302施加彼此的相位差α为零、或具有规定的相位差α的一对三相交流电压的情况下，对于配置在所述电路基板110的左侧并且构成用于向所述第1三相绕组301供电的所述第1开关模块121B的3个所述单位模块90的连接顺序、以及配置在所述电路基板110的右侧并且构成用于向所述第2三相绕组302供电的所述第2开关模块122B的3个所述单位模块90的连接顺序进行具有相当于1相的偏移的交叉连接。

如上所述，与本发明的权利要求6相关联，配置在电路基板的左侧的单位模块例如以U1相、V1相、W1相的顺序配置，与此相对，配置在电路基板的右侧的单位模块例如以V2相、W2相、U2相的顺序配置，U1相、V2相的单位模块、V1相、W2相的单位模块、以及W1相、U2相的单位模块夹着电路基板左右相对。因此，例如在相位差α＝0情况下，若将同相排列左右的单位模块的情况与偏移一相120度来配置的情况进行比较，则在同相排列时，左右的单位模块在同一时刻分别流过最大负载电流，但在具有120度相位差时，在一个单位模块的负载电流为最大时，另一个单位模块负载电流为零，将左右相加后的最大负载电流将减半成一个单位模块的最大负载电流。因此，具有如下特征：能大幅抑制配置在该一对单位模块之间的多个单位电容器组所产生的电流波纹。另外，在第1三相绕组与第2三相绕组之间，即使将代表性的值即α＝30度作为相位差来施加的情况下，若将U1相与V2相的相位差预先设为120+30＝150，则最大负载电流与单位模块仅为1个的情况相同，与同相2个的情况的2倍相比，得到大幅抑制。

在所述三相交流电动机300具有所述第1三相绕组301和所述第2三相绕组302，且不对该第1三相绕组301和第2三相绕组302进行所述交叉连接的情况下，左右一对所述单位模块90间的相位差成为120+30度。如上所述，与本发明的权利要求7相关联，配置在电路基板的左侧的单位模块例如以U1相、V1相、W1相的顺序配置，与此相对，配置在电路基板的右侧的单位模块例如以V2相、W2相、U2相的顺序配置，U1相、V2相的单位模块、V1相、W2相的单位模块、以及W1相、U2相的单位模块夹着电路基板左右相对，并且，在U1相和V2相、V1相和W2相、以及W1相和U2相之间提供120+30度的相位差。因此，具有如下特征：利用所追加的30度相位差抑制电动机的旋转波纹，并且，流入左右的单位模块的最大负载电流的合计值减半为相当于1个单位模块，能大幅抑制配置在该一对单位模块间的多个单位电容器组所产生的电流波纹。另外，在设为相位差120-30度以代替相位差120+30度的情况下，电动机的旋转波纹的抑制效果相同，但流入左右的单位模块的最大负载电流的合计值成为相当于1个单位模块的1.41倍，单位电容器组所产生的电流波纹的抑制效果被抵消。

所述直流电源200是电动车用的车载电池，该车载电池成为DC48V系统的低电压电池，并且，所述三相交流电动机300成为车辆的行驶驱动用的电动机，所述单位模块90包括与所述正侧电极端子Pm相连接的场效应型晶体管即第1和第2上游开关元件91、92中的至少一方、与所述负侧电极端子Nm相连接的场效应型晶体管即第1和第2下游开关元件93、94中的至少一方、针对所述第1和第2上游开关元件91、92的上游栅极驱动端子95、以及针对所述第1和第2下游开关元件93、94的下游栅极驱动端子96，所述控制电路部130包括使所述直流电源200的电源电压下降来生成稳定化控制电压Vcc的恒压电源部133、以及由该恒压电源部供电来进行动作的微处理器134，所述微处理器134对所述第1开关模块121B或所述第1开关模块121B和所述第2开关模块122B进行开关控制，对于具有所述第1三相绕组301或所述第1三相绕组301和所述第2三相绕组302的三相交流电动机300的各个绕组产生提供三相交流电压的栅极信号，并且，在车辆的惯性行驶或下坡行驶时利用所述三相交流电动机300的发电电压来进行车载电池的再生充电控制或发电制动控制，多个所述单位模块90、以及所述电路基板110以导热的方式搭载于具有冷却水路151的冷却板150，在该导热搭载面的相反侧配置有构成所述控制电路部130A、130B的控制基板135，该控制基板135与发出针对多个所述单位模块90的第1或第1和第2栅极信号131、132的所述上游栅极驱动端子95以及所述下游栅极驱动端子96相连接。

如上所述，与本发明的权利要求8相关联，功率转换单元进行使用了低电压系统电池的车辆行驶用的三相交流电动机的驱动控制、再生充电控制或发电制动控制，作为电源滤波用电容器，使用在电路基板上并联连接多个导电聚合物铝电解电容器而得到的单位电容器的集合体，连接至三相交流电动机的各相的单位模块包含连接至上游位置及下游位置的独立或并联的场效应型晶体管，单位模块与电源滤波用电容器紧密接触并安装于水冷的冷却板，在其相反面配置有控制电路部。因此，与使用了例如DC300V的高电压电池的一般电动车用的功率转换单元相比，在开关模块中独立或并联使用大电流、低损耗的场效应型晶体管，以代替一般情况下所使用的高耐压的双极型晶体管，并在电源滤波用电容器中并联使用导电聚合物铝电解电容器，以代替一般情况下所使用的高电压小容量的薄膜电容器，从而实现大容量化，并具有如下效果：能构成为使得设为不发生接触触电事故的小于DC60V的低电压规格的功率转换单元不变得大型化。这在实施方式1中也相同。

标号说明

90 单位模块，

91 第1上游开关元件，

92 第2上游开关元件，

93 第1下游开关元件，

94 第2下游开关元件，

95 上游栅极驱动端子，

96 下游栅极驱动端子，

100A、100B 功率转换装置，

110 电路基板，

110p 正侧图案，

110n 负侧图案，

111p 第1正侧汇流条，

111n 第1负侧汇流条，

112p 第2正侧汇流条，

112n 第2负侧汇流条，

1p、1n 焊接端子部，

2p、2n 汇流条主体，

3p、3n 连接接近部，

4p、4n 焊接连接部，

113 单位电容器，

114 表面导电层，

115 导热保持板，

121A、121B 第1开关模块，

122A、122B 第2开关模块，

130 控制电路部，

131 第1栅极信号，

132 第2栅极信号，

133 恒压电源部，

134 微处理器，

135 控制基板，

150 冷却板，

151 冷却水路，

200 直流电源，

300 三相交流电动机，

301 第1三相绕组，

302 第2三相绕组，

α 相位差，

AC 交流电极端子，

N 负侧电源端子，

Nm 负侧电极端子，

P 正侧电源端子，

Pm 正侧电极端子，

Vcc 稳定化控制电压。

Claims (10)

1.一种功率转换单元，

包括：电源滤波用电容器，该电源滤波用电容器与直流电源相连接；多个单位模块，该多个单位模块与具有第1三相绕组或第1三相绕组和第2三相绕组的三相交流电动机的三相绕组串联连接，并进行负载电流的断续动作；以及

控制电路部，该控制电路部对多个所述单位模块进行开关控制，以使得对于所述第1三相绕组、或所述第1三相绕组和所述第2三相绕组都施加一个三相交流电压，或者，对所述第1三相绕组和所述第2三相绕组施加具有规定的相位差的2种三相交流电压，并使得所述三相交流电压均具有成为基于同一频率的可变频率的关系，所述功率转换单元的特征在于，

所述电源滤波用电容器由用电路基板将多个单位电容器并联连接后得到的电容器集合体而构成，所述单位电容器是导电聚合物固体铝电解电容器或导电聚合物复合铝电解电容器，

所述电路基板上，在左右方向上延伸的多个正侧图案与负侧图案在上下方向上交替排列，在相邻的所述正侧图案与负侧图案之间焊接有多个所述单位电容器，并且，最下段的所述正侧图案连接有正侧电源端子，最下段的所述负侧图案连接有负侧电源端子，

多个所述正侧图案的左端和右端通过铜或铜合金制的第1和第2正侧汇流条互相连结，

多个所述负侧图案的左端和右端通过铜或铜合金制的第1和第2负侧汇流条互相连结，

所述第1正侧汇流条与所述第1负侧汇流条并行地在上下方向上延伸，分别连接有构成第1开关模块的3个单位模块的正侧电极端子和负侧电极端子，并且，设置于所述3个单位模块的交流电极端子与所述第1三相绕组相连接，

所述第2正侧汇流条与所述第2负侧汇流条并行地在上下方向上延伸，在具有所述第2三相绕组的情况下，分别连接有构成第2开关模块的3个所述单位模块的所述正侧电极端子和所述负侧电极端子，并且，设置于所述3个单位模块的所述交流电极端子与所述第2三相绕组相连接。

2.如权利要求1所述的功率转换单元，其特征在于，

在所述电路基板的所述正侧图案与相邻的所述负侧图案之间构成有电容器列，该电容器列并联连接有3～5个所述单位电容器，

所述电容器列中，在按上中下3段配置的所述单位模块的左侧部或右侧部相邻配置有各2列、总计6列电容器列，

并且，在上段与中段的所述单位模块的中间部、下段与中段的所述单位模块的中间部的中间均分别配置有1列电容器列，

此外，在最上段的电容器列的上部、最下段的电容器列的下部的外侧分别配置有1列电容器列，从而构成总计10列电容器列。

3.如权利要求1或2所述的功率转换单元，其特征在于，

所述电路基板是在其表面粘贴有成为多个所述正侧图案与负侧图案的表面导电层的绝缘基板，

在所述绝缘基板的背面粘贴有铜或铜合金制的导热保持板。

4.如权利要求1所述的功率转换单元，其特征在于，

所述单位模块构成方形形状的半桥式电路，该半桥式电路包括：连接至所述正侧电极端子的第1和第2上游开关元件中的至少一方、连接至所述负侧电极端子的第1和第2下游开关元件中的至少一方、针对所述第1和第2上游开关元件的上游栅极驱动端子、针对所述第1和第2下游开关元件的下游栅极驱动端子、以及设置于所述第1和第2上游开关元件与所述第1和第2下游开关元件的连接点的所述交流电极端子，

所述正侧电极端子与所述负侧电极端子偏向所述方形的一对一边配置，所述交流电极端子偏向所述方形的一对另一边的对角位置配置，

所述上游栅极驱动端子与所述下游栅极驱动端子在所述方形的一对一边与另一边处与所述正侧电极端子与所述负侧电极端子并排配置、或与所述交流电极端子并排配置。

5.如权利要求2所述的功率转换单元，其特征在于，

所述单位模块构成方形形状的半桥式电路，该半桥式电路包括：连接至所述正侧电极端子的第1和第2上游开关元件中的至少一方、连接至所述负侧电极端子的第1和第2下游开关元件中的至少一方、针对所述第1和第2上游开关元件的上游栅极驱动端子、针对所述第1和第2下游开关元件的下游栅极驱动端子、以及设置于所述第1和第2上游开关元件与所述第1和第2下游开关元件的连接点的所述交流电极端子，

所述正侧电极端子与所述负侧电极端子偏向所述方形的一对一边配置，所述交流电极端子偏向所述方形的一对另一边的对角位置配置，

所述上游栅极驱动端子与所述下游栅极驱动端子在所述方形的一对一边与另一边处与所述正侧电极端子与所述负侧电极端子并排配置、或与所述交流电极端子并排配置。

6.如权利要求1或4或5所述的功率转换单元，其特征在于，

所述第1和第2正侧汇流条通过依次正交弯曲被焊接在所述电路基板的正侧图案的左端和右端的多个焊接端子部、上下延伸的1根汇流条主体、多个连接接近部及正侧的焊接连接部而构成，

所述正侧的焊接连接部构成与所述电路基板正交的平面部，并构成与所述单位模块的所述正侧电极端子相抵接的焊接接合面，

所述第1和第2负侧汇流条通过依次正交弯曲被焊接在所述电路基板的负侧图案的左端和右端的多个焊接端子部、上下延伸的1根汇流条主体、多个连接接近部及负侧的焊接连接部而构成，

所述负侧的焊接连接部构成与所述电路基板正交的平面部，并构成与所述单位模块的所述负侧电极端子相抵接的焊接接合面。

7.如权利要求1、2、4或5所述的功率转换单元，其特征在于，

在所述三相交流电动机具有所述第1三相绕组和所述第2三相绕组，并对于该第1三相绕组和第2三相绕组施加彼此的相位差为零、或具有规定的相位差的一对三相交流电压的情况下，

对于配置在所述电路基板的左侧并构成用于向所述第1三相绕组供电的所述第1开关模块的3个所述单位模块的连接顺序、

以及配置在所述电路基板的右侧并构成用于向所述第2三相绕组供电的所述第2开关模块的3个所述单位模块的连接顺序，进行具有相当于1相的偏移的交叉连接。

8.如权利要求7所述的功率转换单元，其特征在于，

在所述三相交流电动机具有所述第1三相绕组和所述第2三相绕组，且不对该第1三相绕组和第2三相绕组进行所述交叉连接的情况下，左右一对所述单位模块间的相位差成为120+30度。

9.如权利要求1、2、4或5所述的功率转换单元，其特征在于，

所述直流电源是电动车用的车载电池，该车载电池为DC48V系统的低电压电池，并且，所述三相交流电动机成为车辆的行驶驱动用的电动机，

所述单位模块包括：与所述正侧电极端子相连接的场效应型晶体管即第1和第2上游开关元件中的至少一方、与所述负侧电极端子相连接的场效应型晶体管即第1和第2下游开关元件中的至少一方、针对所述第1和第2上游开关元件的上游栅极驱动端子、针对所述第1和第2下游开关元件的下游栅极驱动端子、以及设置在所述第1和第2上游开关元件与所述第1和第2下游开关元件之间的连接点的所述交流电极端子，

所述控制电路部包括使所述直流电源的电源电压下降来生成稳定化控制电压的恒压电源部、以及由该恒压电源部供电来进行动作的微处理器，所述微处理器对所述第1开关模块或所述第1开关模块和所述第2开关模块进行开关控制，对于具有所述第1三相绕组或所述第1三相绕组和所述第2三相绕组的三相交流电动机的各个绕组产生提供三相交流电压的栅极信号，并且，在车辆的惯性行驶或下坡行驶时利用所述三相交流电动机的发电电压来进行车载电池的再生充电控制或发电制动控制，

多个所述单位模块、以及所述电路基板以导热的方式搭载于具有冷却水路的冷却板，在该导热搭载面的相反侧配置有构成所述控制电路部的控制基板，该控制基板与发出针对多个所述单位模块的第1或第1和第2栅极信号的所述上游栅极驱动端子以及所述下游栅极驱动端子相连接。

10.如权利要求7所述的功率转换单元，其特征在于，

所述直流电源是电动车用的车载电池，该车载电池为DC48V系统的低电压电池，并且，所述三相交流电动机成为车辆的行驶驱动用的电动机，

所述单位模块包括：与所述正侧电极端子相连接的场效应型晶体管即第1和第2上游开关元件中的至少一方、与所述负侧电极端子相连接的场效应型晶体管即第1和第2下游开关元件中的至少一方、针对所述第1和第2上游开关元件的上游栅极驱动端子、针对所述第1和第2下游开关元件的下游栅极驱动端子、以及设置在所述第1和第2上游开关元件与所述第1和第2下游开关元件之间的连接点的所述交流电极端子，

所述控制电路部包括使所述直流电源的电源电压下降来生成稳定化控制电压的恒压电源部、以及由该恒压电源部供电来进行动作的微处理器，所述微处理器对所述第1开关模块或所述第1开关模块和所述第2开关模块进行开关控制，对于具有所述第1三相绕组或所述第1三相绕组和所述第2三相绕组的三相交流电动机的各个绕组产生提供三相交流电压的栅极信号，并且，在车辆的惯性行驶或下坡行驶时利用所述三相交流电动机的发电电压来进行车载电池的再生充电控制或发电制动控制，

多个所述单位模块、以及所述电路基板以导热的方式搭载于具有冷却水路的冷却板，在该导热搭载面的相反侧配置有构成所述控制电路部的控制基板，该控制基板与发出针对多个所述单位模块的第1或第1和第2栅极信号的所述上游栅极驱动端子以及所述下游栅极驱动端子相连接。

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