DE10029122B4 - Wechselrichter - Google Patents

Wechselrichter Download PDF

Info

Publication number
DE10029122B4
DE10029122B4 DE10029122A DE10029122A DE10029122B4 DE 10029122 B4 DE10029122 B4 DE 10029122B4 DE 10029122 A DE10029122 A DE 10029122A DE 10029122 A DE10029122 A DE 10029122A DE 10029122 B4 DE10029122 B4 DE 10029122B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
smoothing capacitor
switching
switching elements
capacitor
plate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE10029122A
Other languages
English (en)
Other versions
DE10029122A1 (de
Inventor
Toshinori Yamane
Hirotoshi Maekawa
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Publication of DE10029122A1 publication Critical patent/DE10029122A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE10029122B4 publication Critical patent/DE10029122B4/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/003—Constructional details, e.g. physical layout, assembly, wiring or busbar connections
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K9/00—Screening of apparatus or components against electric or magnetic fields
    • H05K9/0007—Casings
    • H05K9/002—Casings with localised screening
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4805—Shape
    • H01L2224/4809—Loop shape
    • H01L2224/48091—Arched
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/481—Disposition
    • H01L2224/48135—Connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip
    • H01L2224/48137—Connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip the bodies being arranged next to each other, e.g. on a common substrate
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
    • H01L25/16—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof the devices being of types provided for in two or more different main groups of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. forming hybrid circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
    • H01L25/18—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof the devices being of types provided for in two or more different subgroups of the same main group of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01057—Lanthanum [La]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01068—Erbium [Er]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/11—Device type
    • H01L2924/13—Discrete devices, e.g. 3 terminal devices
    • H01L2924/1304—Transistor
    • H01L2924/1305—Bipolar Junction Transistor [BJT]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/11—Device type
    • H01L2924/13—Discrete devices, e.g. 3 terminal devices
    • H01L2924/1304—Transistor
    • H01L2924/1305—Bipolar Junction Transistor [BJT]
    • H01L2924/13055—Insulated gate bipolar transistor [IGBT]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/11—Device type
    • H01L2924/13—Discrete devices, e.g. 3 terminal devices
    • H01L2924/1304—Transistor
    • H01L2924/1306—Field-effect transistor [FET]
    • H01L2924/13091—Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor [MOSFET]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/181—Encapsulation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/19—Details of hybrid assemblies other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/1901—Structure
    • H01L2924/1904—Component type
    • H01L2924/19041—Component type being a capacitor
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/19—Details of hybrid assemblies other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/191—Disposition
    • H01L2924/19101—Disposition of discrete passive components
    • H01L2924/19107—Disposition of discrete passive components off-chip wires
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/30—Technical effects
    • H01L2924/301—Electrical effects
    • H01L2924/30107—Inductance
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/30—Technical effects
    • H01L2924/301—Electrical effects
    • H01L2924/3025—Electromagnetic shielding

Abstract

Wechselrichter, umfassend:
ein Leistungsschaltmodul (1) mit Schaltelementen (2), einer Treiberschaltung zum Ansteuern der Schaltelemente (2) und einem Harzgehäuse (13) zur Aufnahme der Schaltelemente (2);
einen Zwischenkreiskondensator (7);
eine Steuerschaltung (6), welche ein Steuersignal an die Treiberschaltung (5) der Schaltelemente (2) liefert; und
einen Kühlkörper (24) zum Kühlen der Schaltelemente, wobei
ein Keramikkondensator als Zwischenkreiskondensator (7) verwendet wird, der an einer elektromagnetischen Abschirmplatte (25) angebracht ist, die in dem Leistungsschaltmodul (1) zwischen der Trägerplatte (15) der Schaltelemente (2) und der Platte (18) mit der Treiberschaltung (5) vorgesehen ist und die Treiberschaltung (5) gegen das elektromagnetische Schaltrauschen von den Schaltelementen (2) schützt.

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • 1. Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Wechselrichter bzw. Wechselstromgenerator ( JP10304680A ), insbesondere die Positionierung, Anbringung, Befestigung, Verbindung eines Zwischenkreiskondensators bzw. Glättungskondensators, der in dem Wechselstromgenerator verwendet wird.
  • 2. Beschreibung des verwandten Sachstandes
  • Aus der JP10304680A ist ein Wechselrichter (10) mit einem Keramikkondensator (C) im Zwischenkreis bekannt. Der Kondensator ist aber nicht oberhalb der Leistungshalbleiterschalter angeordnet und die Anordnung der (An)Steuerschaltung (16, 22) ist nur schematisch offenbart.
  • Ein Wechselrichter mit Keramikkondensator im Zwischenkreis ist auch aus der WO1998004029A1 bekannt, wobei die Treiberschaltung auf einer separaten Platte (78) oberhalb der Leistungsschalter angebracht ist. Über dieser Anordnung ist der als Keramikkondensator ausgeführte Zwischenkreiskondensator (12) montiert, welcher dazu geeignet ist, hochfrequente Störströme aus der Wechselrichteranordnung abzuleiten. Bei dieser Anordnung ist die Treiberschaltung den elektromagnetischen Störungen aufgrund der von den Leistungsschaltern hervorgerufenen Schalttransienten schutzlos ausgesetzt.
  • Um die Treiberschaltung gegen die Störstrahlung abzuschirmen ist es nach der DE19645636C1 bekannt, eine metallische Platte an der Unterseite der Platte mit der Treiberschaltung vorzusehen.
  • 12 ist ein Blockschaltbild, das den Schaltungsaufbau eines herkömmlichen Wechselstromgenerators zeigt, der eine DC Energiequelle in einen dreiphasigen Wechselstrom zum Ansteuern einer AC Last, beispielsweise einen dreiphasigen AC Motor, umwandelt. Unter Verwendung des Falls eines elektrischen Fahrzeugs als ein Beispiel, wandelt ein Leistungsschaltmodul bzw. Schaltenergiemodul 1 den Entladungsausgang einer DC Energiequelle 8 (Batterie) von einem Gleichstrom in einen dreiphasigen Strom um, um eine AC Last 9 (einen dreiphasigen Motor) anzusteuern, wenn das Fahrzeug zuerst gestartet oder beschleunigt wird. Wenn das Fahrzeug einen regenerativen Bremsvorgang ausführt, wird andererseits eine regenerative Energie von der AC Last 9 (dem dreiphasigen Motor) von dem Dreiphasenstrom in einen Gleichstrom umgewandelt und an die DC Energiequelle 8 (Batterie) zugeführt.
  • Schaltelemente 2, beispielsweise Transistoren, die Energie von einem Gleichstrom in den dreiphasigen Strom umwandeln, d.h. ein IGBT (Bipolartransistor mit isoliertem Gate) und ein MOSFET (Metalloxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor), Freilaufdioden 3, die Energie von dem dreiphasigen Strom in einen Gleichstrom umwandeln, Dämpfungskondensatoren (Snubber-Kondensatoren) 4 zum Unterdrücken einer Stoßspannung, die in den Schaltelementen 2 während eines Schaltvorgangs auftritt, und eine Treiberschaltung bzw. ein Ansteuerschaltungsabschnitt 5 zum Ansteuern der Schaltelemente 2 werden in das Schaltenergiemodul 1 eingebaut.
  • Hierbei besteht die Haupteigenschaft, die von dem Dämpfungskondensator 4 gefordert wird, in guten Frequenzcharakteristiken. Somit wird allgemein ein Filmkondensator als der Dämpfungskondensator 4 verwendet. Andererseits unterdrückt ein Glättungskondensator 107 eine Spannungsschwankung der DC Energiequelle 8 während des Schaltvorgangs und glättet einen Spannungssprung und dergleichen und muß somit eine ausreichend große Kapazität aufweisen. Deshalb wird allgemein ein Aluminium-Elektrolytkondensator, der leicht eine große Kapazität bereitstellen kann, allgemein als der Glättungskondensator 107 verwendet.
  • Ferner gibt eine Steuerschaltung bzw. ein Steuerschaltungsabschnitt 6 ein Steuersignal an den Ansteuerschaltungsabschnitt 5 in dem Schaltenergiemodul 1 aus, um die Schaltelemente 2 zu steuern. Da der Ansteuerschaltungsabschnitt 5 und der Steuerschaltungsabschnitt 6 allgemein Schaltungen zum Ansteuern und Steuern der AC Last 9, d.h. des dreiphasigen Motors und dergleichen, sind, sind ferner ausführliche Zeichnungen davon weggelassen.
  • Ferner ist 13 ein Aufriß teilweise im Querschnitt, der den inneren Aufbau eines gebräuchlichen herkömmlichen Wechselstromgenerators zeigt. In 13 sind ein Schaltenergiemodul 1, Glättungskondensatoren 102, eine Dämpfungskondensatorplatte 20, die mit Dämpfungskondensatoren 4 (nicht gezeigt) bestückt ist, und eine Steuerschaltungsplatte 19, die mit Steuerschaltungen 6 (nicht gezeigt) bestückt ist, in einem Gehäuse 23 aufgenommen.
  • Allgemein wird eine Verteilungsplatte 21, wie beispielsweise ein Kupferbusbalken oder eine Kupferplatte und dergleichen, zum Verbinden des Schaltenergiemoduls 1 und der Glättungskondensatoren 107 verwendet, die elektrisch verbunden sind, wenn die Verteilungsplatte 21 mit Schrauben 22 verbunden ist. Ferner ist die Dämpfungskondensatorplatte 20 allgemein in der Nähe einer DC-Eingangsverdrahtung 10p, 10n mit einer positiven Elektrode (P) bzw. einer negativen Elektrode (N) und einer AC Ausgangsverdrahtung 11 für eine U Phase, V Phase und W Phase des Schaltenergiemoduls 1 angeordnet und wird gleichzeitig mit den Schrauben 22 befestigt und elektrisch verbunden.
  • Die Packung des Schaltenergiemoduls 1 ist aus folgenden Teilen konstruiert: Ein Harzschaltenergiemodul-Gehäuse 13, das mit der DC Eingangsverdrahtung 10p, 10n für die positive Elektrode (P) und die negative Elektrode (N), der AC Ausgangsverdrahtung 11 für die U Phase, V Phase und W Phase und der Ansteuerschaltungsplatten-Verbindungsverdrahtung 12 inert-geformt ist; und einer Schaltenergiemodul-Basisplatte 14. Ferner sind eine Isolationsplatte 15, wie eine Keramikplatte und dergleichen, die mit Schaltelementen 2 und Freilaufdioden 3 bestückt ist, und eine Ansteuerschaltungsplatte 18 (nicht gezeigt), die mit dem Ansteuerschaltungsabschnitt 5 beladen ist, in der Verpackung des Schaltenergiemoduls 1 aufgenommen.
  • Die Schaltelemente 2 und die Freilaufdioden 3 sind mit einem Bondungselement, beispielsweise einem Lötmittel und dergleichen, auf der Schaltenergiemodul-Basisplatte 14 über die Isolationsplatte 15, die ein Leitermuster aufweist, befestigt. Die Schaltelemente 2 und Freilaufdioden 3 sind mit der DC Eingangsverdrahtung 10p, 10n der positiven Elektrode (P) und der negativen Elektrode (N), der AC Ausgangsverdrahtung 11 für die U Phase, V Phase und W Phase und der Ansteuerschaltungsplatten-Verbindungsverdrahtung 12 mit Hilfe eines Verbindungsleiters 16, beispielsweise einer Drahtbondierung und dergleichen, verbunden. Ferner sind die Ansteuerschaltungsplatte 18 und die Ansteuerschaltungsplatten-Verdrahtungsverbindung 12 elektrisch mit einem Lötmittel oder dergleichen verbunden.
  • Ein Gel-Füller 17 ist zwischen die Isolationsplatte 15 und die Ansteuerschaltungsplatte 18 gefüllt und es gibt auch Fälle, bei denen ein Harz, beispielsweise ein Epoxidharz und dergleichen, ferner darauf gefüllt wird. Ferner schützt dieser Gel-Füller 17 die Schaltelemente 2, die Freilaufdioden 3 und den Verbindungsleiter 16, um so zu verhindern, dass die Schaltelemente aufgrund von Staub und Feuchtigkeit beschädigt werden oder eine Fehlfunktion ausführen.
  • Die Oberfläche der Ansteuerschaltungsplatte 18 auf der Seite der Isolationsplatte 15 ist allgemein Beta-geerdet, um einen elektromagnetisch abgeschirmten Effekt so zu erhalten, so dass der Ansteuerschaltungsabschnitt 5 aufgrund des Schaltrauschens, welches von den Schaltelementen 2 während einer Energieumwandlung erzeugt wird, keine Fehlfunktion ausführt.
  • Ferner ist ein Kühlelement 24 zum Kühlen der Schaltelemente 2 mit Hilfe einer Luftkühlung, Wasserkühlung, Ölkühlung und dergleichen an dem Gehäuse 23 angebracht und Joule-Wärme, die von den Schaltelementen 2 erzeugt wird, wird an das Kühlelement 24 über die Isolationsplatte 25 und die Schaltenergiemodul-Basisleiterplatte 14 abgeleitet. Somit werden die Schaltelemente gekühlt. Ferner sind ausführliche Zeichnungen der Anbringungsposition und des Befestigungsverfahrens einer Steuerschaltungsplatte weggelassen worden.
  • Der Glättungskondensator 107 muß eine ausreichend große elektrostatische Kapazität aufweisen, weil er die Leistung der DC Energiequelle, die an die Schaltelemente 2 geliefert werden soll, glättet. Demzufolge weist er eine große Größe auf. Wenn ein Aluminium-Elektrolytkondensator als der Glättungskondensator 107 verwendet wird, wird die intern erzeugte Wärme des Glättungskondensators 107 durch eine Welligkeitsspannungs-Schwankung des Gleichstroms, die während eines Schaltvorgangs auftritt, erhöht, da der innere Widerstand des Glättungskondensators 107 hoch ist.
  • Um diese erzeugte Wärme zu unterdrücken, muß der Aufbau des Schaltenergiemoduls 1 kompliziert werden, indem der Glättungskondensator 107 mit dem Kühlelement 24 gekühlt wird, oder die elektrostatische Kapazität muß weiter erhöht werden. Demzufolge weisen herkömmliche Wechselstromgeneratoren einen Nachteil dahingehend auf, dass das Oberflächengebiet und das Volumen des Glättungskondensators 107 groß sind, was somit die Größe der gesamten Vorrichtung erfüllt.
  • Ferner weisen Aluminium-Elektrolytkondensatoren Nachteile dahingehend auf, dass sie einen schmaleren Betriebstemperaturbereich und eine kurze Lebensdauer aufgrund eines Elektrolytlecks, welches eine schlechte Abdichtung begleitet, aufweisen.
  • Da das Oberflächengebiet und das Volumen des Glättungskondensators 107 groß sind, besteht ferner ein Nachteil dahingehend, dass eine elektrische Verdrahtung zum Verbinden des Schaltenergiemoduls 1 und des Glättungskondensators 107 lang sein müssen. Somit steigt die Verdrahtungsinduktivität zwischen den Schaltelementen 2 und dem Glättungskondensator 107 an und, weil eine Gefahr dahingehend besteht, dass die Schaltelemente 2 durch eine große Stoßspannung beschädigt werden, die während eines Schaltvorgangs auftritt, müssen Dämpfungskondensatoren 4 in der Nähe der DC Eingangsverdrahtung 10n für die positive Elektrode (P) und die negative Elektrode (N) und einer AC Ausgangsverdrahtung 11 für die U Phase, V Phase und W Phase des Schaltenergiemoduls 1 vorgesehen werden.
  • Ferner wird in dem herkömmlichen Schaltenergiemodul 1 die Oberfläche der Anteuerschaltungs-Leiterplatte 18 auf der Seite der Schaltelemente 2 magnetisch mit Hilfe eines Beta-Erdungsverfahrens und dergleichen abgedichtet, um so eine Fehlfunktion des Ansteuerschaltungsabschnitts 5 aufgrund von Strahlungsrauschen, welches von den Schaltelementen 2 erzeugt wird, zu verhindern, so dass eine Randbedingung dahingehend besteht, dass Komponenten nur auf einer Seite der Ansteuerschaltungsplatte 18 angebracht werden können.
    •
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung zielt auf die Lösung der voranstehend erwähnten Probleme ab und eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen kleinen höchst zuverlässigen Wechselrichter bereitzustellen.
  • Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Wechselrichter (auch Wechselstromgenerator zum Umwandeln von Gleichstrom in Wechselstrom) vorgesehen, umfassend: ein Leistungsschaltmodul (auch Schaltenergiemodul) mit einem Schaltelement zum Umwandeln von Leistung durch einen Schaltvorgang, eine Treiberschaltung (auch Ansteuerschaltungsabschnitt) zum Ansteuern des Schaltelements und ein Harzgehäuse zur Aufnahme des Schaltelements; einen Zwischenkreiskondensator (auch Glättungskondensator) zum Glätten eines Leistungsausgangs einer DC Energiequelle, der an das Schaltelement angelegt wird; eine Steuerschaltung (auch Steuerschaltungsabschnitt) zum Ausgeben eines Steuersignals an den Ansteuerschaltungsabschnitt für einen Steuerbetrieb des Schaltelements; und ein Kühlelement zum Kühlen des Schaltelements, wobei ein Keramikkondensator als der Glättungskondensator verwendet wird und eine Glättungskondensatorplatte zum Anbringen des Glättungskondensators in dem Schaltenergiemodul zwischen einer Isolierungsplatte zum Anbringen des Schaltelements und einer Ansteuerschaltungsplatte zum Anbringen des Ansteuerschaltungsabschnitts vorgesehen ist, und die Glättungskondensatorplatte auch als eine elektromagnetische Abschirmungsplatte zum Schützen des Ansteuerschaltungsabschnitts vor einem Schaltrauschen von dem Schaltelement dient.
  • Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung sind der Glättungskondensator und die Glättungskondensatorplatte elektrisch über ein Glättungskondensator-Anbringungselement mit einem flexiblen Zuleitungsabschnitt verbunden.
  • Gemäß einem noch anderen Aspekt der Erfindung ist der Glättungskondensator mit der Glättungskondensatorplatte mit Hilfe eines Glättungskondensator-Befestigungselements befestigt, welches aus einem Material mit guten Wärmeleiteigenschaften gebildet ist.
    •
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • In den Zeichnungen zeigen:
  • 1 ein Blockschaltbild eines Schaltungsaufbaus eines Wechselstromgenerators gemäß der Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung;
  • 2 eine Seitenaufrißansicht teilweise im Querschnitt eines Schaltungsaufbaus eines Wechselstromgenerators gemäß der Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung;
  • 3 eine Seitenaufrißansicht, die den angebrachten Zustand eines Dämpfungskondensators gemäß der Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 4 eine Ansicht entlang der Richtung des Pfeils IV in 3;
  • 5 eine Ansicht entlang der Richtung des Pfeils V in 3;
  • 6 eine Seitenaufrißansicht, die eine andere Konfiguration eines Zuführungsabschnitts eines Dämpfungskondensator-Anbringungselements zeigt;
  • 7 eine Ansicht entlang der Richtung des Pfeils VII in 6;
  • 8 eine Ansicht entlang der Richtung des Pfeils VIII in 6;
  • 9 eine Seitenaufrißansicht, die noch eine andere Konfiguration eines Zuführungsabschnitts eines Dämpfungskondensator-Anbringungselements zeigt;
  • 10 eine Ansicht entlang der Richtung eines Pfeils X in 9;
  • 11 eine Ansicht entlang der Richtung des Pfeils XI in 9;
  • 12 ein Blockschaltbild, das den Schaltungsaufbau eines herkömmlichen Wechselstromgenerators zeigt;
  • 13 eine Seitenaufrißansicht teilweise im Querschnitt, die den internen Aufbau eines gebräuchlichen herkömmlichen Wechselstromgenerators zeigt.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Ausführungsform 1
  • Als nächstes wird eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert. Obwohl die folgende Erläuterung den Fall beschreibt, bei dem ein Wechselrichter zum Ansteuern eines Dreiphasenmotors und dergleichen verwendet wird, kann die vorliegende Erfindung auf irgendeinen Typ von Wechselstromgenerator angewendet werden. Ferner werden ähnliche Bezugszeichen für ähnliche Elemente wie diejenigen in dem voranstehend erwähnten Stand der Technik sind, und die wiederholte Beschreibung davon wird weggelassen werden.
  • 1 ist ein Blockschaltbild eines Schaltungsaufbaus eines Wechselstromgenerators gemäß der Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung. Im Gegensatz zu dem in 12 gezeigten herkömmlichen Beispiel ist in der Schaltungskonstruktion der 1 ein Dämpfungskondensator 7 von einem Aluminium-Elektrolytkondensator auf einen Keramikkondensator geändert, der Zwischenkreiskondensator bzw. Glättungskondensator 7 ist in ein Energieschaltmodul 1 geladen, ein Dämpfungskondensator 4 ist weggelassen und ferner ist eine Steuerschaltung bzw. ein Steuerschaltungsabschnitt 6 in das Leistungsschaltmodul bzw. Schaltenergiemodul 1 geladen.
  • 2 ist eine Seitenaufrißansicht teilweise im Querschnitt einer Schaltungskonstruktion eines Wechselstromgenerators gemäß der Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung. Im Gegensatz zu dem in 12 gezeigten herkömmlichen Beispiel sind in 2 Schrauben 22 und eine Verteilungsplatte 21, die ein herkömmliches Schaltenergiemodul 1 und einen Glättungskondensator 7 verbindet, weggelassen und eine Dämpfungskondensatorplatte 20 ist ebenfalls beseitigt.
  • Andererseits ist eine Glättungskondensatorplatte 25 zum Anbringen des Glättungskondensators 7, die ebenfalls als eine elektromagnetische Abschirmungsplatte dient, in dem Schaltenergiemodul 1 hinzugefügt. Da ein Steuerschaltungsabschnitt 6 zusammen mit einer Treiberschaltung bzw. einem Ansteuerschaltungsabschnitt 5 auf beiden Seiten einer Ansteuerschaltungsplatine oder -platte 18 angebracht ist, um als eine Wechselstromgenerator-Steuerplatte integriert zu werden, ist die Steuerschaltungsplatte 19 des herkömmlichen Beispiels nicht erforderlich.
  • Ein Allzweck-Keramikkondensator für eine Oberflächenanbringung wird als der Glättungskondensator 7 verwendet. Eine Vielzahl von Keramikkondensatoren werden linear verbunden, um eine Kapazität sicherzustellen, die zum Glätten einer DC Energiequelle erforderlich ist. Eine Vielzahl von Keramikkondensatoren sind auf einer Seitenoberfläche der Isolationsplatine 15 der Glättungskondensatorplatte 25 angebracht.
  • Die Keramikkondensatoren weisen einen internen Widerstand und eine interne Induktivität auf, die ungefähr ein Zehntel von demjenigen/derjenigen von Aluminium-Elektrolytkondensatoren ist. Dies ist das Merkmal, welches ermöglicht, dass die Kapazität im Vergleich mit herkömmlichen Aluminium-Elektrolytkondensatoren um ein derartig großes Maß verringert werden kann. Da ferner ein festes Dielektrikum verwendet wird, besteht keine Gefahr eines Elektrolytlecks, welches im Zusammenhang mit einer schlechten Abdichtung steht, und somit ist die Wartungslebensdauer lang.
  • Der interne Widerstand von Aluminium-Elektrolytkondensatoren ist herkömmlicherweise ferner hoch und somit muß die Kapazität erhöht werden, um erzeugte Wärme in dem Kondensator selbst zu unterdrücken. Durch Verwendung von Keramikkondensatoren kann jedoch der Wechselstromgenerator mit einer kleinen Größe und hohen Zuverlässigkeit realisiert werden.
  • Ferner kann die Verdrahtungsinduktivität zwischen den Schaltelementen 2 und dem Glättungskondensator 7 durch Einbauen des Glättungskondensators 7 in das Schaltenergiemodul 1 verringert werden. Durch Verwendung eines Keramikkondensators mit guten Frequenzcharakteristiken als den Glättungskondensator 7 kann der Dämpfungskondensator 4 und die Dämpfungskondensatorplatte 20, die herkömmlicherweise benötigt wurden, weggelassen werden, weil eine während eines Schaltvorgangs erzeugte Stoßspannung in der Nähe der Schaltelemente 2 unterdrückt werden kann.
  • Abgesehen von Keramikkondensatoren weisen auch Filmkondensatoren einen kleinen internen Widerstand und gute Frequenzcharakteristiken auf und verwenden ein festes Dielektrikum. Trotzdem weisen Filmkondensatoren einen schmalen Betriebstemperaturbereich auf, wobei die obere Grenze davon allgemein 105°C ist, wobei diejenige von Keramikkondensatoren normalerweise 125°C ist. Somit werden sie nicht leicht in Hochtemperatur-Betriebsumgebungen, wie bei Kraftfahrzeugen und dergleichen, verwendet.
  • Ferner weisen Filmkondensatoren allgemein eine kleinere Kapazität pro Einheitsvolumen als Keramikkondensatoren auf. Selbst wenn die Kapazität die gleiche ist, ist ferner deren Größe größer.
  • Ferner ist ein Wechselrichter, der einen Keramikkondensator verwendet, bereits in der JP10304680A offenbart. Jedoch unterscheidet sich die vorliegende Erfindung vollständig von dem herkömmlichen Beispiel darin, dass die Glättungskondensatorplatte 25 (die nachstehend beschrieben wird) auch als eine elektromagnetische Abschirmungsplatte dient und eine Kühleinrichtung (später beschrieben) zum Kühlen der Wärme, die von dem Glättungskondensator selbst erzeugt wird, auch enthalten ist.
  • Wenn eine Komponente für eine Oberflächenanbringung, die keinen Zuleitungsdraht aufweist, wie ein Chipwiderstand oder ein Keramikkondensator, direkt auf einer Platte angebracht wird, tritt allgemein an der Verbindungsstelle zwischen der Komponente und der Platte aufgrund einer thermischen mechanischen Spannung, die durch die Differenz zwischen den thermischen Ausdehnungskoeffizienten der Komponente und der Platte erzeugt wird, auf. Wenn eine große Komponente für eine Oberflächenanbringung direkt auf der Platte angebracht wird, tritt insbesondere eine große mechanische Spannung an der Verbindungsstelle zwischen der Komponente und der Platte auf und es besteht eine große Möglichkeit, dass sich ein Sprung an der Verbindungsstelle entwickeln wird, um einen Kontaktfehler zu verursachen.
  • Wenn somit in der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein großer Keramikkondensator mit einer großen Kapazität für den Glättungskondensator 7 verwendet wird, wie sich deutlich den 3 bis 5 entnehmen läßt, wird ein Glättungskondensator-Anbringungselement 26 an einem Elektrodenabschnitt des Keramikkondensators angebracht und der Keramikkondensator wird auf der Glättungskondensatorplatte 25 in einem elektrisch verbundenen Zustand über das Glättungskondensator-Anbringungselement 26 angebracht.
  • Das Glättungskondensator-Anbringungselement 26 weist einen Zuleitungsabstand 26a auf, der in einer gekrümmten Form ausgebildet ist, so dass er eine Flexibilität aufweist. Der Kontaktabschnitt des Zuleitungsabschnitts 26a für die Glättungskondensatorplatte 25 ist mit einem Bondungselement, wie Lötmittel oder dergleichen, elektrisch verbunden. Demzufolge wird eine thermische mechanische Spannung, die aufgrund des Unterschieds zwischen den thermischen Ausdehnungskoeffizienten des Keramikkondensators und der Glättungskondensatorplatte 25 erzeugt wird, von dem Zuleitungsabschnitt 26a des Glättungskondensator-Anbringungselement 26 absorbiert. Demzufolge besteht eine geringe Möglichkeit dahingehend, dass sich ein Sprung an der Verbindungsstelle entwickelt, um einen Kontaktfehler zu verursachen.
  • Ferner kann der Zuleitungsabschnitt des Glättungskondensator-Anbringungselements 26 irgendeine Form aufweisen, so wie diejenige des Zuleitungsabschnitts 26b, der in den 6 bis 8 gezeigt ist, oder der Zuleitungsabschnitt 26c, der in den 9 bis 11 gezeigt ist, vorausgesetzt, dass er die thermische mechanische Spannung absorbieren kann, die durch den Unterschied zwischen den thermischen Ausdehnungskoeffizienten des Keramikkondensators und der Glättungskondensatorplatte 25 erzeugt wird.
  • Wenn ferner in der vorliegenden Ausführungsform ein großer Keramikkondensator, an dem das Glättungskondensator-Anbringungselement 26 angebracht ist, wie das dasjenige, welches voranstehend beschrieben wird, als der Glättungskondensator 7 verwendet wird, wird der Glättungskondensator 7 an der Glättungskondensatorplatte 25 unter Verwendung eines Glättungskondensator-Befestigungselements, wie dasjenige, das in den 3 bis 5 gezeigt ist, befestigt, so dass der Zuleitungsdrahtabschnitt des Glättungskondensator-Anbringungselements 26 aufgrund einer Vibration nicht gelöst werden wird.
  • Das Glättungskondensator-Befestigungselement 27 ist aus einem Material mit guten thermischen Leitungscharakteristiken gebildet, so dass die erzeugte Wärme des Glättungskondensators 7 effektiv abgeleitet werden wird. Ferner entlüftet das Glättungskondensator-Befestigungselement 27 die erzeugte Wärme des Glättungskondensators 7 auf der Seite der Glättungskondensatorplatte 25.
  • Der Elektrodenabschnitts-Glättungskondensator 7 und das Glättungskondensator-Befestigungselement 27 sind über eine Bondung mit einem Bondungselement wie Lötmittel oder dergleichen elektrisch verbunden. Ferner wird ein kammartiger Mehrsegmentabschnitt 27a an einem Bondungsabschnitt des Glättungskondensator-Befestigungselements 27 gebildet, um einen Transfer der benötigten Wärme während eines Bondungsvorgangs zu ermöglichen.
  • Das Glättungskondensator-Befestigungselement 27 und der Glättungskondensator 7 werden mit Schrauben 22 befestigt. Gleichzeitig werden eine Glättungskondensator-Anbringungsoberfläche der Glättungskondensatorplatte 25 und ein leitendes Muster, welches mit der DC Eingangsverdrahtung 10n für eine negative Elektrode (N) verbunden ist und die auf einer Oberfläche an der anderen Seite der Platte gebildet ist, elektrisch mit den Schrauben 22 verbunden. Gemäß der obigen Ausführungen kann das Glättungskondensator-Befestigungselement 27 und die Schrauben 22 effektiv verwendet werden, weil sie verwendet werden, um die Elektrode des Glättungskondensators 7 und die DC Eingangsverdrahtung 10n für die negative Elektrode (N) zu verbinden.
  • Die Glättungskondensatorplatte 25 trägt den Glättungskondensator 7, der ein Keramikchip-Kondensator ist, der allgemein als eine Komponente für eine Oberflächenanbringung verwendet wird, während sie gleichzeitig als eine elektromagnetische Abschirmungsplatte dient, die verhindert, dass Strahlungsrauschen, das von den Schaltelementen 2 erzeugt wird, an den Ansteuerschaltungsabschnitt 5 übertragen wird.
  • Insbesondere wird ein elektromagnetisch abgedichteter Effekt durch eine Beta-Erdung über die gesamte Anbringungsoberfläche des Glättungskondensators 7 der Glättungskondensatorplatte 25 und der Basisoberfläche der gegenüberliegenden Seite davon erzeugt. Das Material für die Glättungskondensatorplatte 25 kann zum Beispiel eine Glasepoxidplatte mit einer Kupferfolie sein, aber irgendein anderes Material ist akzeptabel, vorausgesetzt, dass es ermöglicht, dass der Glättungskondensator 7 angebracht wird, und dass es ein Schaltrauschen abblocken kann, um eine Fehlfunktion des Ansteuerschaltungsabschnitts 5 zu verhindern.
  • Wie ebenfalls in dem herkömmlichen Beispiel beschrieben, besteht bei einem herkömmlichen Schaltenergiemodul 1 eine Randbedingung darin, dass Komponenten nur auf einer Oberfläche der Ansteuerschaltungsplatte 18 angebracht werden können, weil eine Abschirmung durch ein Verfahren wie eine Beta-Erdung der Oberfläche der Ansteuerschaltungsplatte 18 auf der Seite der Schaltelement 2 zum Verhindern einer Fehlfunktion des Ansteuerschaltungsabschnitts 5 aufgrund von Strahlungsrauschen, das von den Schaltelementen 2 erzeugt wird, ausgeführt wird.
  • Jedoch wird in der vorliegenden Erfindung die oben erwähnte Randbedingung beseitigt und es wird möglich, Komponenten auf beiden Seiten der Ansteuerschaltungsplatte 18 anzubringen, indem die Glättungskondensatorplatte 25 als eine elektromagnetische Abschirmungsplatte arbeitet. Da nicht nur der Ansteuerschaltungsabschnitt 5, sondern auch der Steuerabschnitt 6 als integrierter Schaltungsaufbau ausgebildet sein kann, kann der Wechselstromgenerator eine verringerte Größe und eine hohe Funktionalität aufweisen.
  • Ferner wird mit der vorliegenden Erfindung eine speziell vorgesehene Verdrahtung zum Verbinden der Glättungskondensatorplatte 25 für die DC Eingangsverdrahtung 10b, 10n für die positive Elektrode (P) bzw. die negative Elektrode (N) vorgesehen und ferner werden die Glättungskondensatorplatte 25 und die Eingangsverdrahtung 10p, 10n für die positive Elektrode (P) bzw. die negative Elektrode (N) mit Schrauben 22 verbunden, die auch zum Befestigen der Glättungskondensatorplatte 25 dienen. Somit kann die Verbindung effizient, einfach und zuverlässig gemacht werden.
  • Wenn ein großer Abstand zwischen der DC Energiequelle 8 und dem Wechselstromgenerator aufgrund der Vorgehensweise existiert, in der das System organisiert ist, oder wenn ein regenerativer Strom di/dt einer AC Last 9 erhöht werden muß, muß die Kapazität des Glättungskondensators 7 ferner erhöht werden. In Fällen wie diesen ist es möglich, einen großen Kapazitätsglättungseffekt durch Anbringen eines zusätzlichen Glättungskondensators an einem externen Zuleitungsanschluß der DC Eingangsverdrahtung 10p, 10n für die positive Elektrode (P) und die negative Elektrode (N) in dem Schaltmodul 1 anzubringen. Hierbei ist der Glättungskondensator, der an dem externen Zuleitungsanschluß der DC Eingangsverdrahtung 10p, 10n für die positive Elektrode (P) die negative Elektrode (N) in dem Schaltmodul 1 angebracht ist, nicht auf einen Keramikkondensator beschränkt.
  • Der Glättungskondensator 7 erzeugt Wärme aufgrund eines Welligkeitsstroms, der während eines Schaltvorgangs auftritt. In der vorliegenden Erfindung wird ein Keramikkondensator mit einem kleinen inneren Widerstand für den Glättungskondensator 7 verwendet. Somit wird weniger Wärme von dem Kondensator selbst als in dem herkömmlichen Beispiel erzeugt. Trotzdem ist die Betriebstemperaturtoleranz eng, wenn eine Verwendung in Hochtemperaturumgebungen wie Kraftfahrzeugen und dergleichen durchgeführt wird. Somit ist es erforderlich, die Kapazität des Glättungskondensators 7 weiter zu erhöhen oder eine Kühlung mit irgendeiner Art von Einrichtung auszuführen, um die selbst erzeugte Wärme zu unterdrücken.
  • Der vorliegenden Ausführungsform dient als Kühleinrichtung ein Gel-Füllmaterial 17, welches zwischen die Glättungskondensatorplatte 25 und die Isolationsplatte 15 in dem Schaltenergiemodul 1 gefüllt ist, um die Schaltelemente 2, die Freilaufdiode 3 und den Verbindungsleiter 16 zu schützen. Insbesondere wird der Glättungskondensator durch Übertragen der Joule-Wärme, die aufgrund der selbst erzeugten Wärme des Glättungskondensators 7 auftritt, an das Kühlelement 24 zum Kühlen der Schaltelemente 2 in dem Schaltenergiemodul 1 über das Gel-Füllmaterial 17 gekühlt.
  • In einem Wechselstromgenerator, der wie voranstehend angegeben aufgebaut ist, ist es möglich, die Größe des Glättungskondensators zu verringern, weil der Keramikkondensator als der Glättungskondensator 7 verwendet wird und der Glättungskondensator 7 auch in das Schaltenergiemodul 1 geladen ist. Da es ferner möglich ist, die Verteilungsplatte und die Schrauben zu beseitigen, die das herkömmliche Schaltenergiemodul 1 und den extern verbundenen Glättungskondensator 7 verbunden hatten, kann die Größe des Wechselstromgenerators stark verringert werden.
  • Da es ferner möglich ist, eine Stoßspannung zu unterdrücken, die während eine Schaltvorgangs erzeugt wird, indem der Glättungskondensator 7 in das Schaltenergiemodul 1 geladen wird, um die Verdrahtungsinduktivität zwischen den Schaltelementen 2 und dem Glättungskondensator 7 zu verringern, und indem der Keramikkondensator mit guten Frequenzcharakteristiken als der Glättungskondensator 7 verwendet wird, ist es möglich, den Dämpfungskondensator und die Dämpfungskondensatorplatte zu beseitigen, die herkömmlicherweise benötigt wurden.
  • Da ferner eine Durchschlagsspannung der Schaltelemente 2 herabgesetzt werden kann, ist es möglich, die Größe zu verringern und die Kosten der Schaltelemente 2 herabzusetzen. Alternativ ist es auch möglich, den steuerbaren Bereich der AC Last durch Einstellen einer Hochspannung für die DC Energiequelle zu erweitern.
  • Noch weiter ermöglicht die Fähigkeit zum Unterdrücken eines Spannungssprungs in der DC Energiequelle, die Schaltgeschwindigkeit zu erhöhen. Somit ist es möglich, einen Verlust in den Schaltelementen 2 zu verringern, während die Trägerfrequenz hoch eingestellt wird, um so während eines Schaltvorgangs eine Steuerbarkeit zu erhöhen und Rauschen zu unterdrücken.
  • Durch Verwenden der Glättungskondensatorplatte 25 zum Anbringen des Glättungskondensators 7 als die elektromagnetische Abschirmungsplatte zum Schützen des Ansteuerschaltungsabschnitts 5 und des Steuerabschnitts 6 gegenüber einem Schaltrauschen, wird ferner die Glättungskondensatorplatte 25 effektiv verwendet und es wird auch möglich, Komponenten auf beiden Seiten der Ansteuerschaltungsplatte 18 anzubringen. Da ferner die Größe der Ansteuerschaltungsplatte 18 verringert wird und der Ansteuerschaltungsabschnitt 5 und der Steuerabschnitt 6 als ein integrierter Schaltungsaufbau zusammengefaßt werden können, kann die Funktionalität erhöht werden.
  • Ferner ist in einem Wechselstromgenerator, der wie oben strukturiert ist, das Glättungskondensator-Anbringungselement 26 an dem Elektrodenabschnitt des großen keramischen Glättungskondensators vorgesehen. Deshalb wird die thermische mechanische Spannung, die aufgrund des Unterschieds zwischen den thermischen Ausdehnungskoeffizienten der Komponente und der Platte erzeugt wird, von dem Zuleitungsabschnitt 26a des Glättungskondensator-Anbringungselements 26 absorbiert und es besteht eine geringe Möglichkeit, dass sich ein Sprung an der Verbindungsstelle entwickeln wird, um einen Kontaktfehler zu verursachen, und eine Zuverlässigkeit wird erhöht.
  • Da ferner die Elektrode des Glättungskondensators 7 und das Leitungsmuster auf der Glättungskondensatorplatte 25, die mit der DC Eingangsverdrahtung 10n der negativen Elektrode (N) verbunden ist, mit dem Glättungskondensator-Befestigungselement 27 und Schrauben 22 verbunden sind, werden das Glättungskondensator-Befestigungselement 27 und die Schrauben 22 effektiv verwendet.
  • Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Wechselstromgenerator zum Umwandeln von Gleichstrom in Wechselstrom vorgesehen, umfassend: ein Schaltenergiemodul mit Schaltelementen zum Umwandeln von Leistung durch einen Schaltvorgang, einem Ansteuerschaltungsabschnitt zum Ansteuern des Schaltelements und einem Harzgehäuse zur Aufnahme des Schaltelements; einen Glättungskondensator zum Glätten eines Energieausgangs einer DC Energiequelle, der an das Schaltelement geliefert wird; einen Steuerschaltungsabschnitt zum Ausgeben eines Steuersignals an den Ansteuerschaltungsabschnitt für einen Steuerbetrieb des Schaltelements; und ein Kühlelement zum Kühlen des Schaltelements, wobei ein Keramikkondensator als der Glättungskondensator verwendet wird und eine Glättungskondensatorplatte zum Anbringen des Glättungskondensators in dem Schaltenergiemodul zwischen einer Isolierungsplatte zum Anbringen des Schaltelements und einer Ansteuerschaltungsplatte zum Anbringen des Ansteuerschaltungsabschnitts vorgesehen ist und die Glättungskondensatorplatte auch als eine elektromagnetische Abschirmungsplatte zum Schützen des Ansteuerschaltungsabschnitts gegenüber Schaltrauschen von dem Schaltelement arbeitet. Somit ist es möglich, die Größe des Glättungskondensators zu verringern, weil der Keramikkondensator als der Glättungskondensator verwendet wird und der Glättungskondensator auch in das Schaltenergiemodul geladen ist. Durch Verwenden der Glättungskondensatorplatte zum Anbringen des Glättungskondensators als die elektromagnetische Abschirmungsplatte zum Schützen des Ansteuerschaltungsabschnitts und des Steuerabschnitts gegenüber einem Schaltrauschen, wird ferner die Glättungskondensatorplatte effektiv verwendet und es wird auch möglich, Komponenten auf beiden Seiten der Ansteuerschaltungsplatte anzubringen, die Größe der Ansteuerschaltung kann verringert werden und der Ansteuerschaltungsabschnitt und der Steuerschaltungsabschnitt können als ein integrierter Schaltungsaufbau zusammengefaßt werden, so dass der Wechselstromgenerator eine verringerte Größe und eine hohe Funktionalität aufweisen kann.
  • Ferner werden der Glättungskondensator und die Glättungskondensatorplatte über ein Glättungskondensator-Anbringungselement mit einem flexiblen Zuleitungsabschnitt elektrisch verbunden. Somit wird die thermische mechanische Spannung, die aufgrund des Unterschieds zwischen den thermischen Ausdehnungskoeffizienten des Glättungskondensators und der Glättungskondensatorplatte erzeugt wird, durch den flexiblen Zuleitungsabschnitt absorbiert und somit besteht eine sehr geringe Möglichkeit, daß sich ein Sprung an dem Verbindungsabschnitt des Glättungskondensators und der Glättungskondensatorplatte entwickelt, um einen Kontaktfehler zu verursachen.
  • Ferner ist der Glättungskondensator an der Glättungskondensatorplatte mit Hilfe eines Glättungskondensator-Befestigungselements befestigt, welches aus einem Material mit guten Wärmeleiteigenschaften gebildet ist. Deshalb entlüftet das Glättungskondensator-Befestigungselement Wärme, die von dem Glättungskondensator erzeugt wird, an die Seite der Glättungskondensatorplatte und die Zuverlässigkeit des Wechselstromgenerators wird verbessert.

Claims (3)

  1. Wechselrichter, umfassend: ein Leistungsschaltmodul (1) mit Schaltelementen (2), einer Treiberschaltung zum Ansteuern der Schaltelemente (2) und einem Harzgehäuse (13) zur Aufnahme der Schaltelemente (2); einen Zwischenkreiskondensator (7); eine Steuerschaltung (6), welche ein Steuersignal an die Treiberschaltung (5) der Schaltelemente (2) liefert; und einen Kühlkörper (24) zum Kühlen der Schaltelemente, wobei ein Keramikkondensator als Zwischenkreiskondensator (7) verwendet wird, der an einer elektromagnetischen Abschirmplatte (25) angebracht ist, die in dem Leistungsschaltmodul (1) zwischen der Trägerplatte (15) der Schaltelemente (2) und der Platte (18) mit der Treiberschaltung (5) vorgesehen ist und die Treiberschaltung (5) gegen das elektromagnetische Schaltrauschen von den Schaltelementen (2) schützt.
  2. Wechselrichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenkreiskondensator (7) und die Abschirmplatte (25) über ein Montageelement (26) mit flexiblen Zuleitungen (26a, 26b, 26c) elektrisch verbunden sind.
  3. Wechselrichter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenkreiskondensator (7) an der Abschirmplatte (25) mit Hilfe eines Befestigungselements (27) gehalten wird, welches aus einem Material mit guten Wärmeleitungseigenschaften besteht.
DE10029122A 1999-12-27 2000-06-14 Wechselrichter Expired - Fee Related DE10029122B4 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11-370478 1999-12-27
JP37047899A JP3460973B2 (ja) 1999-12-27 1999-12-27 電力変換装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE10029122A1 DE10029122A1 (de) 2001-07-05
DE10029122B4 true DE10029122B4 (de) 2007-01-04

Family

ID=18497015

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE10029122A Expired - Fee Related DE10029122B4 (de) 1999-12-27 2000-06-14 Wechselrichter

Country Status (4)

Country Link
US (1) US6215679B1 (de)
JP (1) JP3460973B2 (de)
DE (1) DE10029122B4 (de)
FR (1) FR2803138B1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102019109461A1 (de) * 2019-04-10 2020-10-15 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Leistungsmodul mit zwischenkreiskondensator

Families Citing this family (48)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10191585B8 (de) * 2000-04-25 2009-07-02 Kabushiki Kaisha Toyota Jidoshokki, Kariya Halbleitervorrichtung
JP4044265B2 (ja) * 2000-05-16 2008-02-06 三菱電機株式会社 パワーモジュール
JP4146607B2 (ja) * 2000-07-28 2008-09-10 三菱電機株式会社 パワーモジュール
US6580598B2 (en) * 2001-02-15 2003-06-17 Luxon Energy Devices Corporation Deionizers with energy recovery
JP3526291B2 (ja) * 2001-04-25 2004-05-10 三菱電機株式会社 コンデンサモジュールおよびそれを用いた半導体装置
JP2003125588A (ja) * 2001-10-12 2003-04-25 Mitsubishi Electric Corp 電力変換装置
US6965514B2 (en) * 2002-01-16 2005-11-15 Rockwell Automation Technologies, Inc. Fluid cooled vehicle drive module
US6972957B2 (en) * 2002-01-16 2005-12-06 Rockwell Automation Technologies, Inc. Modular power converter having fluid cooled support
US7187568B2 (en) 2002-01-16 2007-03-06 Rockwell Automation Technologies, Inc. Power converter having improved terminal structure
US7177153B2 (en) 2002-01-16 2007-02-13 Rockwell Automation Technologies, Inc. Vehicle drive module having improved cooling configuration
US7061775B2 (en) * 2002-01-16 2006-06-13 Rockwell Automation Technologies, Inc. Power converter having improved EMI shielding
US7142434B2 (en) * 2002-01-16 2006-11-28 Rockwell Automation Technologies, Inc. Vehicle drive module having improved EMI shielding
US7032695B2 (en) * 2002-01-16 2006-04-25 Rockwell Automation Technologies, Inc. Vehicle drive module having improved terminal design
US6898072B2 (en) * 2002-01-16 2005-05-24 Rockwell Automation Technologies, Inc. Cooled electrical terminal assembly and device incorporating same
US7187548B2 (en) * 2002-01-16 2007-03-06 Rockwell Automation Technologies, Inc. Power converter having improved fluid cooling
JP3910497B2 (ja) * 2002-07-03 2007-04-25 株式会社オートネットワーク技術研究所 電力回路部の防水方法及び電力回路部をもつパワーモジュール
JP2004071371A (ja) * 2002-08-07 2004-03-04 Mitsubishi Electric Corp 半導体装置
JP4152809B2 (ja) * 2003-06-04 2008-09-17 三菱電機株式会社 電力変換装置
JP4583122B2 (ja) * 2004-09-28 2010-11-17 三菱電機株式会社 半導体装置及びその製造方法
DE102004056984A1 (de) * 2004-11-25 2006-06-08 Siemens Ag Stromrichteranordnung
JP4661645B2 (ja) * 2005-03-23 2011-03-30 トヨタ自動車株式会社 パワー半導体モジュール
WO2007094162A1 (ja) * 2006-02-17 2007-08-23 Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki バスバーを備えた電力変換装置
JP4488087B2 (ja) * 2008-04-24 2010-06-23 ダイキン工業株式会社 パワー回路実装ユニット、及びモータ駆動装置
CN102138264A (zh) * 2008-09-05 2011-07-27 西门子公司 具有变流器的装置
JP5419406B2 (ja) * 2008-09-18 2014-02-19 三菱重工業株式会社 インバータ装置
DE102008049231A1 (de) * 2008-09-27 2010-04-01 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Schaltung und Verfahren zu deren Herstellung
JP2010124540A (ja) * 2008-11-17 2010-06-03 Mitsubishi Electric Corp モーター制御装置、この制御装置を用いた冷凍空調装置及び家電機器
DE202009004186U1 (de) * 2009-03-25 2010-08-12 Liebherr-Elektronik Gmbh Spannungswandler
JP5511232B2 (ja) * 2009-06-18 2014-06-04 三菱重工業株式会社 インバータモジュールおよびそれを用いたインバータ一体型電動圧縮機
JPWO2011122279A1 (ja) * 2010-03-29 2013-07-08 本田技研工業株式会社 モータ駆動回路モジュール
JP5351107B2 (ja) 2010-07-23 2013-11-27 三菱電機株式会社 コンデンサの冷却構造およびインバータ装置
JP5323895B2 (ja) * 2011-06-23 2013-10-23 本田技研工業株式会社 半導体装置
JP5460653B2 (ja) * 2011-07-14 2014-04-02 本田技研工業株式会社 半導体装置
JP5335868B2 (ja) * 2011-08-30 2013-11-06 日立オートモティブシステムズ株式会社 電力変換装置
ES2824000T3 (es) * 2012-03-05 2021-05-11 Fuji Electric Co Ltd Dispositivo de conversión de potencia
WO2015118636A1 (ja) 2014-02-06 2015-08-13 三菱電機株式会社 放電装置
JP6349874B2 (ja) * 2014-03-31 2018-07-04 株式会社デンソー 電源装置
DE102015219643A1 (de) 2015-10-09 2017-04-27 Conti Temic Microelectronic Gmbh Elektromotor-Wechselrichter
JP6443377B2 (ja) * 2016-03-31 2018-12-26 株式会社豊田自動織機 流体機械
CN108475983B (zh) * 2016-07-11 2020-07-28 富士电机株式会社 半导体装置及振动抑制装置
JP6770456B2 (ja) 2017-02-17 2020-10-14 ルネサスエレクトロニクス株式会社 電子装置
JP6965706B2 (ja) * 2017-11-29 2021-11-10 三菱電機株式会社 半導体モジュール、その製造方法及び電力変換装置
US11019718B2 (en) * 2019-05-15 2021-05-25 Efficient Power Conversion Corporation Low parasitic inductance structure for power switched circuits
CN110581656B (zh) * 2019-08-23 2021-03-09 重庆金康新能源汽车有限公司 电动车辆的逆变器模块
US11588380B2 (en) 2019-09-23 2023-02-21 Seabourne Solutions, Llc Power generator
JP7303087B2 (ja) * 2019-10-15 2023-07-04 ファナック株式会社 平滑コンデンサ部及びスナバコンデンサを有するモータ駆動装置
US11659697B2 (en) * 2020-10-29 2023-05-23 Toyota Motor Engineering And Manufacturing North America, Inc. Power electronics assembly having a gate drive device disposed between a plurality of transistors
US20220396154A1 (en) * 2021-06-14 2022-12-15 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Vehicle mounted electric power converter

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998004029A1 (en) * 1996-07-22 1998-01-29 Hydro-Quebec Low stray interconnection inductance power converting module for converting a dc voltage into an ac voltage, and a method therefor
DE19645636C1 (de) * 1996-11-06 1998-03-12 Telefunken Microelectron Leistungsmodul zur Ansteuerung von Elektromotoren
JPH10304680A (ja) * 1997-04-25 1998-11-13 Toyota Motor Corp 電力変換装置

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4965710A (en) * 1989-11-16 1990-10-23 International Rectifier Corporation Insulated gate bipolar transistor power module
US5142439A (en) * 1991-08-28 1992-08-25 Allied-Signal Inc. Integrated bus bar/multilayer ceramic capacitor module
JP2725952B2 (ja) * 1992-06-30 1998-03-11 三菱電機株式会社 半導体パワーモジュール
JP2768206B2 (ja) * 1993-03-30 1998-06-25 三菱電機株式会社 インバータ装置
US5757636A (en) * 1994-12-08 1998-05-26 Pwm Drives Limited Multi-phase inverters utilizing discontinuous PWM with dead bands
US5729450A (en) * 1995-06-14 1998-03-17 Magnetek, Inc. Power converter with ripple current and bulk filtering supplied by high-current, high-microfarad film capacitor arrangement
JP3582545B2 (ja) * 1995-06-23 2004-10-27 株式会社安川電機 ブリッジ形電力変換装置
DE29819349U1 (de) * 1998-10-30 1999-12-09 Siemens Ag Halbleiter-Schaltungsanordnung, insbesondere Hochstromumrichter mit niedriger Zwischenkreisspannung

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998004029A1 (en) * 1996-07-22 1998-01-29 Hydro-Quebec Low stray interconnection inductance power converting module for converting a dc voltage into an ac voltage, and a method therefor
DE19645636C1 (de) * 1996-11-06 1998-03-12 Telefunken Microelectron Leistungsmodul zur Ansteuerung von Elektromotoren
JPH10304680A (ja) * 1997-04-25 1998-11-13 Toyota Motor Corp 電力変換装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102019109461A1 (de) * 2019-04-10 2020-10-15 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Leistungsmodul mit zwischenkreiskondensator

Also Published As

Publication number Publication date
FR2803138A1 (fr) 2001-06-29
US6215679B1 (en) 2001-04-10
FR2803138B1 (fr) 2003-11-28
DE10029122A1 (de) 2001-07-05
JP3460973B2 (ja) 2003-10-27
JP2001186778A (ja) 2001-07-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE10029122B4 (de) Wechselrichter
DE19955570B4 (de) Stromrichteranordnung
DE102011104928B4 (de) Kühlungsaufbau eines Kondensators und Umrichter damit
DE10035613A1 (de) Leistungsumwandlungsvorrichtung
DE19959171A1 (de) Wechselumrichter
DE10218071B4 (de) Kondensatormodul und dieses verwendende Halbleitereinrichtung
EP2328391B1 (de) Umrichter
EP2508054B1 (de) Leistungselektronische baugruppe und wechselrichteranordnung
DE112017004739B4 (de) Halbleitereinheit und Leistungswandler
DE112015001371T5 (de) Umsetzer und elektrische Leistungsumsetzungsvorrichtung
WO2017060092A1 (de) Elektromotor-wechselrichter
DE102008062514A1 (de) Halbleitermodul-Montagekonstruktion
DE102013212446A1 (de) Elektrische Schaltung und Verfahren zum Herstellen einer elektrischen Schaltung zur Ansteuerung einer Last
DE112017007415T5 (de) Halbleiterbauelement, Verfahren zur Herstellung desselben und Leistungswandlervorrichtung
DE112017007673T5 (de) Halbleitereinrichtung, Leistungsumwandlungsvorrichtung und Verfahren zum Herstellen einer Halbleitereinrichtung
EP2989868A1 (de) Leistungsmodul, stromrichter und antriebsanordnung mit einem leistungsmodul
EP1642334B1 (de) Elektronisches leistungsmodul mit gummidichtung und entsprechendes herstellungsverfahren
WO2011141234A1 (de) Leistungselektronikanordnung
DE19706798B4 (de) Halbleiter-Leistungsmodul
DE112019006927B4 (de) Halbleitervorrichtung, Herstellungsverfahren für eine Halbleitervorrichtung sowie Leistungswandler
DE112018004816T5 (de) Leistungsmodul, verfahren zur herstellung desselben und leistungswandler
DE102019218672A1 (de) Halbleitervorrichtung und Leistungsumwandlungseinrichtung
DE102019218157A1 (de) Leistungsmodul mit gehäusten Leistungshalbleitern zur steuerbaren elektrischen Leistungsversorgung eines Verbrauchers sowie Verfahren zur Herstellung
DE112018007278T5 (de) Halbleiter-leistungsmodul und leistungswandler
DE102019212727B4 (de) Halbleitervorrichtung und elektrische Leistungsumwandlungseinrichtung

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8364 No opposition during term of opposition
8320 Willingness to grant licences declared (paragraph 23)
8321 Willingness to grant licences paragraph 23 withdrawn
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee