DE10127773A1 - Inverterkondensatormodul und Inverter - Google Patents

Abstract

Ein Inverterkondensatormodul weist folgende Merkmale auf: eine Mehrzahl von Substraten mit: einer Mehrzahl von Keramikkondensatoren, die an den oberen Oberflächen derselben vorgesehen sind, und Erst- und Zweitzuführeinheitsbereichen, die leitfähige Filme aufweisen, wobei sie an beiden Oberflächen derselben vorgesehen und angeordnet sind, um die Mehrzahl von Keramikkondensatoren zu speisen, wobei die Erst- und Zweitzuführeinheitsbereiche an beiden Oberflächen derselben miteinander elektrisch verbunden sind; einen leitfähigen Abstandshalter, der zwischen die Mehrzahl von Substraten eingefügt ist, um eine elektrische Verbindung zwischen den Erstzuführeinheitsbereichen eines zugrundeliegenden Substrates und seines darüberliegenden Substrates, und eine elektrische Verbindung zwischen den Zweitzuführeinheitsbereichen eines zugrundeliegenden Substrates und seines darüberliegenden Substrates zu schaffen, ein Befestigungselement, das angeordnet ist, um die Mehrzahl von Substraten, die über den elitfähigen Abstandshalter laminiert sind, zu befestigen, und ein Schaltmodul, das unterhalb des unteren Substrates der Mehrzahl von Substraten, die laminiert sind, befestigt ist. Bei dem Inverterkondensatormodul ist das Schaltmodul durch das Befestigungselement an der Mehrzahl von Substraten befestigt.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Inverterkonden­ satormodule und Inverter, und spezieller bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Inverterkondensatormodul und einen Inverter zur Verwendung beispielsweise bei einem Lei­ stungsmodul oder einer anderen geeigneten Vorrichtung.

Inverter sind mit Schaltelementen und Kondensatoren verse­ hen. Wie in Fig. 6 gezeigt, ist ein Anschluß 52 eines Kon­ densators 51 mit einem Schaltelement 53 elektrisch verbun­ den. Obwohl in Fig. 6 lediglich der Anschluß 52 gezeigt ist, sind jeweils andere Anschlüsse des Kondensators 51, die unterschiedliche Polaritäten aufweisen, mit dem Schalt­ element 53 elektrisch verbunden. Bei einem tatsächlichen Inverter sind der Kondensator 51 und das Schaltelement 53 an einem Isoliergehäuse (nicht gezeigt) angebracht.

Wie schon bei anderen elektrischen Einrichtungen und elekt­ rischen Komponenten wird auch für Inverter eine Miniaturi­ sierung gefordert. In der ungeprüften japanischen Patentan­ meldung Nr. 9-308265 ist eine Invertereinrichtung für ein elektrisches Fahrzeug zum Erreichen einer effektiven Nut­ zung von Einbauraum durch Verringern des Einbaubereichs offenbart.

Bei dieser Invertereinrichtung ist ein Glättungskondensa­ tor, der einen elektrolytischen Kondensator umfaßt, durch Biegen einer leitfähigen Eingangsplatte, die mit einer Ein­ gangsanschlußeinheit des Schaltmoduls verbunden ist, und anschließendes Verbinden des Glättungskondensators mit der gebogenen leitfähigen Eingangsplatte oberhalb eines Schalt­ moduls vorgesehen. Da der Glättungskondensator, der den re­ lativ sperrigen elektrolytischen Kondensator aufweist, oberhalb des Schaltmoduls angeordnet ist, kann eine Verrin­ gerung des Einbaubereichs erreicht werden.

Da der konventionelle Inverter, wie oben beschrieben, den sperrigen elektrolytischen Kondensator verwendet, erfordert ein elektrisches Verbindungsglied, das zwischen dem Konden­ sator und dem Schaltmodul angeordnet ist, wie beispielswei­ se die leitfähige Eingangsplatte, eine gewisse Länge. Daher tritt bei diesem elektrischen Verbindungsglied eine Induk­ tivitätskomponente auf.

Um die Induktivitätskomponente zu verringern, sollte der Kondensator näher an dem Schaltmodul angeordnet sein. Des­ halb wurde der Kondensator angeordnet, um sich so nahe wie möglich an dem Schaltmodul zu befinden.

Der elektrolytische Kondensator ist jedoch sperrig, wodurch für das elektrische Verbindungsglied zwischen dem elektro­ lytischen Kondensator und dem Schaltmodul eine gewisse Län­ ge erforderlich ist. Somit sind der Minimierung der Induk­ tivitätskomponente Grenzen gesetzt, so lange das elektri­ sche Verbindungsglied eine gewisse Länge aufweist.

Da der konventionelle Inverter mit dem sperrigen elektroly­ tischen Kondensator versehen ist, kann ferner die Größe des Inverters nicht reduziert werden. Da eine ausreichende Wär­ meableitung nicht geliefert werden kann, muß zudem Harz in eine Umhüllung gefüllt werden, um den Grad an Wärmeablei­ tung zu erhöhen.

Um diese Probleme zu lösen, sind in der ungeprüften japani­ schen Patentanmeldung Nr. 11-361548 (nicht veröffentlicht) ein Flachkondensatormodul, das durch Anbringen einer Mehr­ zahl von Keramikkondensatoren, die einen ersten und einen zweiten Anschluß aufweisen, in einem Substrat erhalten wird, und der mit diesem Kondensatormodul versehene Inver­ ter vorgeschlagen. Wenn jedoch die Kapazität nicht aus­ reicht, muß die Substratgröße des Kondensatormoduls erhöht werden, um die Anzahl an angebrachten Keramikkondensatoren zu erhöhen. Dementsprechend ist, wenn das Schaltmodul un­ terhalb des Kondensatormoduls angebracht ist, der nach un­ ten vorstehende Bereich des Kondensatormoduls größer als der Bereich des Schaltmoduls. Dies macht es schwierig, den Inverter zu miniaturisieren.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Inver­ terkondensatormodul und einen Inverter mit günstigen Eigen­ schaften zu schaffen.

Diese Aufgabe wird durch ein Inverterkondensatormodul gemäß Anspruch 1 sowie einen Inverter gemäß Anspruch 11 gelöst.

Ein Vorteil der Erfindung besteht darin, daß sie ein Inver­ terkondensatormodul und einen Inverter schafft, der minia­ turisiert ist, hervorragende Ableitungscharakteristika auf­ weist und eine Induktivitätskomponente, die in einem elekt­ rischen Verbindungsglied, das zwischen einem Kondensatormo­ dul angebracht ist, erzeugt wird, minimiert.

Zudem bestehen bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorlie­ genden Erfindung in einem Inverterkondensatormodul und ei­ nen Inverter bereit, die miniaturisiert sind, auch wenn ei­ nen größere Kapazität in denselben geliefert ist.

Gemäß einem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel der vor­ liegenden Erfindung weist ein Inverterkondensatormodul fol­ gende Merkmale auf: eine Mehrzahl von Substraten mit: einer Mehrzahl von Keramikkondensatoren, die an den oberen Ober­ flächen derselben vorgesehen sind, und Erst- und Zweitzuführeinheitskontaktbereichen, die leitfähige Filme aufweisen, wobei sie an beiden Oberfläche derselben ange­ ordnet sind, zum Speisen der Mehrzahl von Keramikkondensa­ toren, wobei die Erst- und Zweitzuführeinheitsbereiche auf beiden Oberflächen derselben miteinander elektrisch verbun­ den sind einen leitfähigen Abstandshalter, der zwischen die Mehrzahl von Substraten eingefügt ist, um eine elektrische Verbindung zwischen den Erstzuführeinheits­ kontaktbereichen eines zugrundeliegenden Substrates und seines darüberliegenden Substrates, oder eine elektrische Verbindung zwischen den Zweitzuführeinheitskontaktbereichen eines zugrundeliegenden Substrates und seines darüberlie­ genden Substrates zu schaffen, eine Befestigungseinrich­ tung, die angeordnet ist, um die Mehrzahl von Substraten, die über den leitfähigen Abstandshalter laminiert sind, zu befestigen, und ein Schaltmodul, das angeordnet ist, um un­ terhalb des unteren Substrats der Mehrzahl von Substraten, die laminiert sind, befestigt zu sein. Bei dem Inverterkon­ densatormodul ist das Schaltmodul durch die Befestigungs­ einrichtung an der Mehrzahl von Substraten befestigt.

Bei dem Inverterkondensatormodul befestigt die Befesti­ gungseinrichtung eine Mehrzahl von Substraten, die mit ei­ ner Mehrzahl von Keramikkondensatoren versehen sind, über die leitfähigen Abstandshalter in einer laminierten Anord­ nung, so daß die leitfähigen Abstandshalter elektrische Verbindungen zwischen den Substraten herstellen. Somit kann die Kapazität ohne weiteres durch Erhöhen der Anzahl an Substraten eingestellt werden, statt durch Erhöhen des nach unten vorstehenden Bereichs des Kondensatormoduls. Da das Schaltmodul an der unteren Oberfläche des Unterschichtsub­ strats fest angebracht ist, ist der Bereich, der erforder­ lich ist, um den Inverter einzubauen, stark vermindert, wenn der Inverter unter Verwendung des Kondensatormoduls und des Schaltmoduls auf die oben beschriebene feste Weise gebaut ist.

Alternativ dazu umfaßt bei dem Inverterkondensatormodul ei­ ne Mehrzahl von Keramikkondensatoren einen ersten und eine zweiten Anschluß. Der erste Anschluß ist mit dem Erstzuführeinheitskontaktbereich elektrisch verbunden, und der zweite Anschluß ist mit dem Zweit­ zuführeinheitskontaktbereich elektrisch verbunden.

Da bei jedem der Keramikkondensatoren, der den ersten bzw. den zweiten Anschluß umfaßt, der erste und der zweite Anschluß jeweils mit den Erst- und Zweitzuführeinheitskon­ taktbereichen elektrisch verbunden ist, kann jedes Substrat parallel mit einer Mehrzahl von laminierten Kondensatoren geschaltet sein.

Alternativ dazu umfaßt bei dem Inverterkondensatormodul jedes einer Mehrzahl von Substraten eine gedruckte Schal­ tungsplatine und eine erste und eine zweite Durchgangsloch­ elektrode, die angeordnet sind, um jeweils elektrische Verbindungen zwischen den Erstzuführeinheitskontakt­ bereichen an beiden Oberflächen eines jeden der Mehrzahl von Substraten und zwischen den Zweit­ zuführeinheitskontaktbereichen an beiden Oberflächen eines jeden der Mehrzahl von Substraten herzustellen.

Wenn die Durchgangslochelektroden jeweils die elektrischen Verbindungen zwischen den Erstzuführeinheitskontakt­ bereichen und zwischen den Zweitzuführeinheitsbereichen herstellen, die an beiden Oberflächen eines jeden der Sub­ strate, die die gedruckten Schaltungsplatinen umfassen, vorgesehen sind, kann die in jedem der Substrate vorgesehe­ ne Schaltung über die leitfähigen Abstandshalter parallel geschaltet sein.

Alternativ dazu ist bei dem Inverterkondensatormodul eine vorstehende Einheit vorgesehen, die von der oberen Oberflä­ che des leitfähigen Abstandshalters nach oben oder von der unteren Unterfläche nach unten vorsteht und eine männliche Schraube umfaßt, die an dem äußeren Umfang der vorstehenden Einheit angeordnet ist, ist ein Loch in der unteren Ober­ fläche oder der oberen Oberfläche des leitfähigen Abstands­ halters vorgesehen, das ein weibliches Gewinde umfaßt, das in der Lage ist, mit der männlichen Schraube in dem inneren Umfang des Lochs in Eingriff genommen zu werden, und ist eine Mehrzahl von leitfähigen Abstandshaltern unter Verwendung der männlichen Schraube und der weiblichen Schraube, die in dem Loch vorgesehen ist, befestigt.

Wenn die vorstehende Einheit, die die männliche Schraube, die an dem äußeren Umfang derselben angeordnet ist, auf­ weist, an der oberen Oberfläche oder der unteren Oberfläche des leitfähigen Abstandshalters vorgesehen ist, und das Schraubenloch, dass das weibliche Gewinde aufweist, das an dem inneren Umfang desselben angeordnet ist, an der unteren Oberfläche oder der oberen Oberfläche des leitfähigen Ab­ standshalters vorgesehen ist, kann eine Mehrzahl von leit­ fähigen Abstandshaltern unter Verwendung der männlichen Schrauben und der Schraubenlöcher der leitfähigen Abstands­ halter befestigt werden. Dies bedeutet, daß ein weiteres Befestigungsglied, wie beispielsweise ein Bolzen, nicht er­ forderlich ist, da die männliche Schraube und das Schrau­ benloch die Befestigungseinrichtung bilden. Da außerdem die Befestigungskraft unabhängig auf jedes Substrat ausgeübt wird, kann der Kontaktwiderstand zwischen dem Substrat und dem leitfähigen Abstandshalter verringert und stabilisiert werden. Da die elektrische Verbindung über die Kontaktein­ richtung zwischen der männlichen Schraube und dem Schrau­ benloch erreicht werden kann, wird zudem die Strommenge er­ höht und die Wärme beseitigt.

Gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfaßt ein Inverter das Inverterkon­ densatormodul gemäß dem oben beschriebenen bevorzugten Aus­ führungsbeispiel der vorliegenden Erfindung und ein Schalt­ modul, das an der unteren Oberfläche des Unterschichtsub­ strats des Kondensatormoduls angebracht ist.

Da der Inverter das oben beschriebene Inverterkondensator­ modul und das Schaltmodul umfaßt, das unterhalb des Unter­ schichtsubstrats des Kondensatormoduls angebracht ist, wird ohne weiteres ein miniaturisierter Inverter geschaffen, der die Kapazität ohne weiteres variiert.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend Bezug nehmend auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 eine Querschnittsansicht, die einen bedeutenden Abschnitt eines Inverterkondensatormoduls gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorlie­ genden Erfindung veranschaulicht;

Fig. 2A und 2B eine Draufsicht und eine teilweise ausge­ schnittene Querschnittsvorderansicht, die einen Inverter gemäß dem bevorzugten Ausführungsbei­ spiel von Fig. 1 darstellen;

Fig. 3 eine Querschnittsansicht, die durch Vergrößern eines Elements, das an einem Keramikkondensator­ substrat gemäß dem in Fig. 1 gezeigten bevorzug­ ten Ausführungsbeispiel angebracht ist, erhalten wird;

Fig. 4A und 4B sind eine Draufsicht und eine Unteransicht eines bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel von Fig. 1 verwendeten Substrats;

Fig. 5 eine teilweise ausgeschnittene Querschnittsvor­ deransicht, die eine Befestigungskonstruktion zwischen einem leitfähigen Abstandshalter und dem Substrat eines modifizierten Beispiels des bevor­ zugten Ausführungsbeispiels von Fig. 1 veran­ schaulicht; und

Fig. 6 eine Vorderansicht, die einen konventionellen In­ verter veranschaulicht.

Fig. 2A und 2B sind eine Draufsicht und eine teilweise aus­ geschnittene Vorderansicht, die einen Inverter gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung veranschaulichen.

Ein Inverter 1 umfaßt ein Inverterkondensatormodul 2 und ein Schaltmodul 3. Das Kondensatormodul 2 umfaßt eine Mehr­ zahl von laminierten Kondensatoren 7, die als Keramikkon­ densatoren an jedem einer Mehrzahl von Substraten 4 bis 6 angebracht sind. Der laminierte Kondensator 7 umfaßt einen ersten und einen zweiten Leitungsanschluß 7a und 7b, die unterschiedliche Polaritäten aufweisen. Der erste und der zweite Leitungsanschluß 7a und 7b umfassen jeweils eine Mehrzahl von Metallzungenstücken, die durch Schneiden und Erhöhen von Metallplatten gebildet sind.

Wie in Fig. 2A gezeigt ist, ist das Substrat 4 mit einer Erst- und einer Zweitanschlußanbringungseinheit 4a und 4b versehen. Die Anschlußanbringungseinheiten 4a und 4b umfas­ sen Durchgangslöcher, die in dem Substrat 4 angeordnet sind. Gleichermaßen umfassen die Erst- und die Zwei­ tanschlußanbringungseinheit Durchgangslöcher, die in den Substraten 5 und 6 angeordnet sind. Durch diese Durchgangs­ löcher sind Bolzen 8 und 9 eingeführt, um die Substrate 4 bis 6 an dem Schaltmodul 3 zu befestigen.

Ein Konstruktion, bei der der laminierte Kondensator 7 an dem Substrat 4 angebracht ist, ist unter Bezugnahme auf Fig. 3 und 4 beschrieben. Fig. 3 ist eine Querschnittsan­ sicht, die durch Vergrößern eines Abschnittes, bei dem der laminierte Kondensator 7 an dem Substrat 4 angebracht ist, erhalten wird.

Wie in Fig. 3 gezeigt, umfaßt das Substrat 4 vorzugsweise einen Isoliersubstrathauptkörper 11, der ein Isoliermateri­ al. wie beispielsweise ein Glasepoxid, aufweist. Der Iso­ liersubstrathauptkörper 11 kann unter Verwendung eines an­ deren Isoliermaterials, beispielsweise eines synthetischen Harzes (z. B. Phenol) oder Keramik oder eines anderen ge­ eigneten Materials, ausgeführt sein. Die Substrate S und 6 sind vorzugsweise auf die gleiche Weise wie das Substrat 4 ausgeführt.

In dem Isoliersubstrathauptkörper 11 sind Durchgangslöcher 11a und 11b zum Einführen der Metallzungenstücke des ersten und des zweiten Leitungsanschlusses 7a und 7b des laminier­ ten Kondensators 7 durch denselben hindurch gebildet.

Der laminierte Kondensator 7 ist als eine Komponente mit den Leitungen ausgeführt, bei denen der erste und der zwei­ te Leitungsanschluß 7a und 7b mit beiden entsprechenden Endoberflächen eines Kondensatorelementkörpers 7c verbunden sind.

Wie in Fig. 4A gezeigt ist, ist ein erster Kondensator 12 an der oberen Oberfläche des Isoliersubstrathauptkörpers 11, d. h. im wesentlichen der gesamten oberen Oberfläche des Substrats 4, vorgesehen. Obwohl bei dem vorliegenden bevorzugten Ausführungsbeispiel der erste Leiter 12 Cu um­ faßt, kann er auch unter Verwendung eines anderen leitfähi­ gen Materials, beispielsweise Ag oder Al oder eines anderen geeigneten Materials, ausgeführt sein. Ein Abschnitt des ersten Leiters 12, der sich bis zu dem Umfang eines Durch­ gangsloches 20 hinauf erstreckt, bildet eine erste Zuführ­ einheit 12a, und eine zweite Zuführeinheit 12b ist an der unteren Oberfläche des Substrats 4 vorgesehen, um der er­ sten Zuführeinheit 12a gegenüberzuliegen. Eine Mehrzahl von Durchgangslochelektroden 18, die in dem Substrat 4 vorgese­ hen sind, stellt elektrische Verbindungen zwischen den er­ sten Zuführeinheiten 12a und 12b an beiden Oberflächen des Substrats 4 her.

Wie in Fig. 3 gezeigt ist, ist in dem Abschnitt, in den der Kondensator 7 angebracht ist, der erste Leiter 12 an der unteren Oberfläche des Isoliersubstrathauptkörpers 11 vor­ gesehen, um über die innere Umfangsoberfläche des Durch­ gangsloches 11a bis hinauf zu dem Umfang des Durchgangslo­ ches 11a geführt zu sein. Der erste Leiter 12 ist an der oberen Oberfläche angeordnet, außer um den Umfang des Durchgangslochs 11b herum. Der erste Leiter 12 ist angeordnet, um nicht bis hinauf zu dem Durchgangsloch 11b geführt zu sein.

Auf der oberen Oberfläche des ersten Leiters 12 ist ein Isolierüberzug 13 aufgebracht. Der Isolierüberzug 13 ist auf der oberen Oberfläche des Isoliersubstrathauptkörpers 11 aufgebracht, um bis hinauf zu dem Umfang des Durchgangslo­ ches 11b geführt zu sein. Dies verhindert ein Auftreten ei­ nes Kurzschlusses zwischen dem Leitungsanschluß 7b und dem ersten Leiter 12. Der Isolierüberzug 13 kann unter Verwen­ dung eines geeigneten Kunstharzüberzugs oder eines anderen geeigneten Materials gebildet sein.

Wie in Fig. 4B gezeigt, ist ein zweiter Leiter 14 an im we­ sentlichen der gesamten unteren Oberfläche des Isoliersub­ strathauptkörpers 11 angeordnet. Abgesehen von dem Umfang des Durchgangslochs 11a ist der zweite Leiter 14 angeord­ net, um von der ersten Zuführeinheit 12b getrennt zu sein. Der Umfang des Durchgangslochs 20 des zweiten Leiters 14 bildet die zweite Zuführeinheit 14a. Eine Zuführeinheit 14b ist an der oberen Oberfläche des Substrats 4 angeordnet. Durchgangslochelektroden stellen elektrische Verbindungen zwischen den zweiten Zuführeinheiten 14a und 14b her. Der zweite Leiter 14 ist angeordnet, um einen vorbestimmten Ab­ stand von einem Abschnitt aufrechtzuerhalten, bei dem der erste Leiter 12 den Umfang des Durchgangslochs 11a an der unteren Oberfläche des Substrats 4 erreicht. Der zweite Leiter 14 ist vorzugsweise unter Verwendung der gleichen Materialien wie diejenigen des ersten Leiters 12 ausge­ führt. Alternativ dazu kann der zweite Leiter 14 unter Ver­ wendung eines anderen leitfähigen Materials ausgeführt sein.

Ein Isolierüberzug 15 ist angeordnet, damit der zweite Lei­ ter 14 überzogen ist (siehe Fig. 3). Der Isolierüberzug 15 ist gebildet, so daß der zweite Leiter 14 an dem Umfang ei­ ner Öffnung des Durchgangslochs 11b freiliegt.

Der Isolierüberzug 15 ist so angeordnet, daß ein Teil frei­ liegend ist, bei dem der erste Leiter 12 den Umfang des Durchgangslochs 11a an der unteren Oberfläche des Substrats 4 erreicht, mit anderen Worten, so daß sich der Isolier­ überzug 15 nicht bis zu dem ersten Leiter 12 erstreckt.

Der laminierte Kondensator 7 ist an dem Substrat 4 ange­ bracht, so daß die Leitungsanschlüsse 7a und 7b durch die Durchgangslöcher 11a und 11b eingeführt werden. In diesem Fall ist der Leitungsanschluß 7a mit dem ersten Leiter 12 über ein Lot 16 verbunden, und der Leitungsanschluß 7b ist mit dem zweiten Leiter 14 über ein Lot 17 verbunden.

Die laminierten Kondensatoren 7 sind auf dieselbe Weise wie bei dem Substrat 4 an den Substraten 5 und 6 angebracht.

Wie in Fig. 3 zu sehen ist, ist der Leitungsanschluß 7a, der mit einem Potential des laminierten Kondensators 7 ver­ bunden ist, mit dem ersten Leiter 12 elektrisch verbunden, und der Leitungsanschluß 7b, der mit dem anderen Potential verbunden ist, ist mit dem zweiten Leiter 14 elektrisch verbunden. Der erste und der zweite Leiter 12 und 14 sind jeweils an im wesentlichen der gesamten oberen und unteren Oberfläche des Substrats 4 angeordnet.

Wenn also der Inverter durch Anbringen des Schaltmoduls 3 an dem laminierten Kondensatormodul 1 gemäß der unten be­ schriebenen Anbringungskonstruktion ausgeführt ist, fließt in dem ersten und dem zweiten Leiter 12 und 14 ein elektri­ scher Strom. Da der erste und der zweite Leiter 12 und 14 angeordnet sind, um im wesentlichen den gesamten Bereich von beiden Oberflächen eines jeden der Substrate 4 bis 6 einzunehmen, können hohe Ströme erhalten werden.

Da der erste und der zweite Leiter angeordnet sind, um sich über große Bereiche hinweg zu erstrecken, fließen hohe Ströme in verschiedenen Richtungen durch den ersten und den zweiten Leiter 12 und 14, wobei diverse Nebenschlußströme erzeugt werden. Wenn die Ströme von dem ersten Leiter 12 zu dem zweiten Leiter 14 fließen, oder wenn die Ströme von dem zweiten Leiter 14 zu dem ersten Leiter 12 fließen, wird ein Auftreten der Induktivitätskomponente in dem elektrischen Verbindungsglied, das durch den ersten und den zweiten Lei­ ter 12 und 14 gebildet ist, verhindert.

Insbesondere wenn die Ströme von der Erstanschlußanbringungseinheit 4a zu der Zwei­ tanschlußanbringungseinheit 4b über den ersten Leiter 12, den laminierten Kondensator 7 und den zweiten Leiter 14, in dem die Erst- und die Zweitanschlußanbringungseinheit 4a und 4b nahe beieinander vorgesehen sind, fließen, werden die Induktivitätskomponenten, die aufgrund der erzeugten Ströme auftreten, effektiv aufgehoben, da die Flußrichtun­ gen der an der oberen Oberfläche und der unteren Oberfläche des Substrats 4 erzeugten Ströme zueinander entgegengesetzt sind.

Zudem ermöglicht eine Verwendung des laminierten Kondensa­ tors 7, der viel kleiner ist als der elektrolytische Kon­ densator, daß mehr laminierte Kondensatoren 7 an den Sub­ straten 4 bis 6 angebracht werden können. Da das Schaltmo­ dul 3 direkt unterhalb der unteren Schicht des Substrats 6 angebracht ist, kann eine Miniaturisierung des Inverters erreicht werden. Da eine Miniaturisierung zudem die Länge des elektrischen Verbindungsglieds verringert, verhindert dies auch das Auftreten der unerwünschten Induktivitätskom­ ponente.

Eine detaillierte Konstruktion zum Befestigen der Substrate 4 bis 6 an dem Schaltmodul 3 ist unter Bezugnahme auf Fig. 1 und 2 beschrieben.

Fig. 1 ist eine Querschnittsansicht, die die Konstruktion der Nähe der Anschlußanbringungselemente der Substrate 4 bis 6 schematisch veranschaulicht. Bei Fig. 1 sind die in Fig. 2B gezeigten Bolzen 8 und 9 nicht gezeigt.

Dies bedeutet, daß, obwohl Fig. 1 die Querschnittsvorderan­ sicht eines Abschnitts zeigt, bei dem der Bolzen 8 einge­ baut werden soll, in Fig. 1 statt des Bolzens 8 das Durch­ gangsloch 20, dass das Anschlußanbringungselement 4a bildet, gezeigt ist.

Bei dem vorliegenden bevorzugten Ausführungsbeispiel sind leitfähige Abstandshalter 21 und 22 unter den Substraten 4 bis 6 vorgesehen. Obwohl die leitfähigen Abstandshalter 21 und 22 vorzugsweise aus Metall hergestellt sind, können sie auch durch Überziehen der Oberfläche des Isoliermaterials mit dem leitfähigen Material erhalten werden.

Die leitfähigen Abstandshalter 21 und 22 umfassen jeweils die Durchgangslöcher 21a bzw. 22a. Die Durchgangslöcher 21a und 22a sind vorzugsweise auf dieselbe Weise wie das Durch­ gangsloch 20 ausgeführt, so daß der Bolzen 8 durch diesel­ ben eingeführt wird. Vorzugsweise sind die Durchmesser der Durchgangslöcher 21a und 22a im wesentlichen gleich dem des Durchgangslochs 20a.

Wie in Fig. 2B gezeigt, ist in der oberen Oberfläche des Schaltmoduls 3 ein Schraubenloch 3a gebildet. Das Schrau­ benloch 3a ist so ausgeführt, daß der Bolzen 8 in das Schraubenloch 3a hineingeschraubt ist. Dementsprechend sind die Substrate 4 bis 6 bei dem Inverter 1 des vorliegenden bevorzugten Ausführungsbeispiels dadurch an dem Schaltmodul 3 befestigt, daß der Bolzen 8 angebracht ist, um durch die Durchgangslöcher 20 und Durchgangslöcher 21a und 22a der leitfähigen Abstandshalter 21 und 22 eingeführt zu werden, und dadurch, daß anschließend das obere Ende des Bolzens 8 in das Schraubenloch 3a des Schaltmoduls 3 eingeschraubt wird. Ein Befestigungselement, das den Bolzen 9 umfaßt, ist vorzugsweise auf dieselbe Weise wie das Befestigungsele­ ment, das den Bolzen 8 umfaßt, ausgeführt.

Der leitfähige Abstandshalter 21 stellt eine elektrische Verbindung zwischen der ersten Zuführeinheit 12b an der unteren Oberfläche des Substrats 4 und der ersten Zuführein­ heit 12a an der oberen Oberfläche des Substrats 5 her. Fer­ ner stellt der leitfähige Abstandshalter 22 eine elektri­ sche Verbindung zwischen der ersten Zuführeinheit 12b an der unteren Oberfläche des Substrats 5 und der ersten Zu­ führeinheit 12a der oberen Oberfläche des Substrats 6 her. Dies bedeutet, daß das Befestigungselement, das den Bolzen 8 umfaßt, die ersten Zuführeinheiten der Substrate 4 bis 6 elektrisch verbindet. Ferner ermöglicht das Befestigungs­ element an der Seite des Bolzens 9 den zweiten Zuführein­ heiten der Substrate 4 bis 6, elektrisch verbunden zu sein. Somit können die Anbringungskonstruktionen unter Verwendung der leitfähigen Abstandshalter 21 und 22 und der Bolzen 8 und 9 Schaltungen, die die Substrate 4 bis 6 umfassen, er­ lauben, elektrisch parallel geschaltet zu sein.

Bei den Substraten 5 und 6 erlauben Durchgangslochelektro­ den den ersten Zuführeinheiten an beiden Oberflächen der­ selben, elektrisch verbunden zu sein, sowie den zweiten Zu­ führeinheiten an beiden Oberflächen derselben, elektrisch verbunden zu sein.

Wie in Fig. 2 gezeigt ist, sind Befestigungsbolzen 25 und 26 in der Nähe des Endes, das der Seite, die mit den Bolzen 8 und 9 versehen ist, gegenüberliegt, vorgesehen. Die Be­ festigungsbolzen 25 und 26 werden einfach zum Befestigen der Substrate 4 bis 6 an dem Schaltmodul 3 verwendet. Des­ halb sind Isolierabstandshalter 27 bis 29 zwischen den Sub­ straten 4 bis 6 angeordnet.

Obwohl die Bolzen 25 und 26 nicht vorgesehen sein müssen, ist es vorzuziehen, daß die Substrate 4 bis 6 fester an dem Schaltmodul 3 befestigt sind, da eine Verwendung der Bolzen 25 und 26 und der Isolierabstandshalter 27 bis 29 den Sub­ straten 4 bis 6 ermöglichen kann, auf dieselbe Weise wie bei der Seite, die mit den Bolzen 9 und 10 versehen ist, befestigt zu sein.

Obwohl eine Verwendung der leitfähigen Abstandshalter 21 und 22, die jeweils mit den Durchgangslöchern 21a bzw. 22a versehen sind, und eine Verwendung der Bolzen 8 und 9, die die Substrate 4 bis 6 an dem Schaltmodul 3 befestigen, be­ schrieben sind, können die Substrate 4 bis 6 durch Bereit­ stellen einer Befestigungskonstruktion in dem leitfähigen Abstandshalter ohne Verwendung der Bolzen an dem Schaltmo­ dul 3 befestigt sein. Fig. 5 zeigt ein derartiges modifi­ ziertes Beispiel.

Bei Fig. 5 sind die Substrate 5 und 6 und leitfähige Ab­ standshalter 31 und 32, die jeweils oberhalb und unterhalb des Substrats 5 angebracht sind, gezeigt. Die leitfähigen Abstandshalter 31 und 32 umfassen jeweils vorstehende Ein­ heiten 31a bzw. 32a, die von den unteren Oberflächen der­ selben nach unten vorstehen. An dem äußeren Umfang der vor­ stehenden Einheiten 31a und 32a sind männliche Schrauben vorgesehen.

Schraubenlöcher 31c und 32c mit weiblichen Gewinden, die in dem inneren Umfang derselben gebildet sind, sind jeweils in oberen Oberflächen 31b und 32b der leitfähigen Abstandshal­ ter 31 bzw. 32 vorgesehen. Die in dem inneren Umfang der Schraubenlöcher 31c und 32c gebildeten weiblichen Gewinde sind ausgeführt, um mit den männlichen Schrauben, die an den vorstehenden Einheiten 31a und 32a vorgesehen sind, in Eingriff genommen zu werden.

Wie in Fig. 5 gezeigt ist, bewirkt der leitfähige Abstands­ halter 32, wenn der leitfähige Abstandshalter 32 zwischen den Substraten 5 und 6 vorgesehen ist, daß die Substrate 5 und 6 durch weiteres Einführen der vorstehenden Einheit 31a des leitfähigen Abstandshalters 31 in das Durchgangsloch 20 und durch Schrauben der vorstehenden Einheit 31a in das Schraubenloch 32c des leitfähigen Abstandshalters 32 befe­ stigt werden. Diese Konstruktion zum Aneinanderbefestigen der leitfähigen Abstandshalter 31 und 32 beseitigt das Er­ fordernis der Bolzen.

In diesem Fall sind die Vorsprungslängen der vorstehenden Einheiten 31a und 32a geringer als die Tiefe der Schrauben­ löcher 31c und 32c.

Bei dem in Fig. 5 gezeigten modifizierten Beispiel kann ei­ ne Mehrzahl von Substraten stabiler befestigt sein, da Be­ festigungskräfte unabhängig auf ein Paar von Substraten ausgeübt werden.

Da die elektrischen Verbindungen dadurch erhalten werden können, daß bewirkt wird, daß nicht nur die oberen Oberflä­ chen 31b und 32b und die unteren Oberflächen der leitfähi­ gen Abstandshalter 31 und 32, sondern auch die vorstehenden Einheiten 31a und 32a und die Schraubenlöcher 31c und 32c berührt werden, ist die Zuverlässigkeit der elektrischen Verbindungen stark erhöht.

Claims (20)

1. Inverterkondensatormodul (2), das folgende Merkmale aufweist:
eine Mehrzahl von Substraten (4-6) mit:
einer Mehrzahl von Keramikkondensatoren, die an den oberen Oberflächen der Mehrzahl von Substra­ ten (4-6) vorgesehen sind; und
Erst- und Zweitzuführeinheitsbereichen, die leit­ fähige Filme aufweisen und an beiden Oberflächen der Substrate (4-6) angeordnet sind, um die Mehr­ zahl von Keramikkondensatoren zu speisen, wobei die Erst- und Zweitzuführeinheitsbereiche an bei­ den Oberflächen der Substrate (4-6) angeordnet und miteinander elektrisch verbunden sind;
einen leitfähigen Abstandshalter (21, 22, 31, 32), der zwischen der Mehrzahl von Substraten (4-6) eingefügt ist, um eine elektrische Verbindung zwischen den Erstzuführeinheitsbereichen eines zugrundeliegenden der Substrate (4-6) und eines darüberliegenden der Substrate (4-6), oder eine elektrische Verbindung zwi­ schen den Zweitzuführeinheitsbereichen eines zugrunde­ liegenden der Substrate (4-6) und eines darüberliegen­ den der Substrate (4-6) herzustellen;
ein Befestigungselement, das angeordnet ist, um die Mehrzahl von Substraten (4-6), die über den leitfähi­ gen Abstandshalter (21, 22, 31, 32) laminiert sind, zu befestigen; und
ein Schaltmodul (3), das unterhalb des unteren Sub­ strats der Mehrzahl von Substraten (4-6), die lami­ niert sind, befestigt ist;
wobei das Schaltmodul (3) durch das Befestigungsele­ ment an der Mehrzahl von Substraten (4-6) befestigt ist.

2. Inverterkondensatormodul (2) gemäß Anspruch 1, bei dem jeder der Mehrzahl von Keramikkondensatoren einen er­ sten und einen zweiten Anschluß umfaßt, wobei der er­ ste Anschluß mit dem Erstzuführeinheitskontaktbereich elektrisch verbunden ist und der zweite Anschluß mit dem Zweitzuführeinheitskontaktbereich elektrisch ver­ bunden ist.

3. Inverterkondensatormodul (2) gemäß Anspruch 1 oder 2, bei dem jedes der Mehrzahl von Substraten (4-6) eine gedruckte Schaltungsplatine und eine erste und eine zweite Durchgangslochelektrode umfaßt, die angeordnet sind, um jeweils elektrische Verbindungen zwischen den Erstzuführeinheitskontaktbereichen an beiden Oberflä­ chen eines jeden der Mehrzahl von Substraten (4-6) und zwischen den Zweitzuführeinheitsbereichen an beiden Oberflächen eines jeden der Mehrzahl von Substraten (4-6) herzustellen.

4. Inverterkondensatormodul (2) gemäß Anspruch 1, das ferner folgende Merkmale aufweist:
eine vorstehende Einheit (31a, 32a), die angeordnet ist, um von der oberen Oberfläche des leitfähigen Ab­ standshalters (21, 22, 31, 32) nach oben und von der unteren Oberfläche nach unten vorzustehen, und die ei­ ne männliche Schraube umfaßt, die an dem äußeren Um­ fang derselben angeordnet ist;
ein Loch, das ein weibliches Gewinde umfaßt, das in der Lage ist, mit der männlichen Schraube in dem inne­ ren Umfang desselben in Eingriff genommen zu sein, und das in der unteren Oberfläche oder der oberen Oberfläche des leitfähigen Abstandshalters (21, 22, 31, 32) vorgesehen ist; und
wobei eine Mehrzahl von leitfähigen Abstandshaltern (21, 22, 31, 32) über die männliche Schraube und das weibliche Gewinde, das in dem Loch vorgesehen ist, befestigt ist.

5. Inverterkondensatormodul (2) gemäß Anspruch 1, bei dem jeder der Mehrzahl von Keramikkondensatoren einen er­ sten und einen zweiten Leitungsanschluß (7a, 7b) um­ faßt, die jeweils unterschiedliche Polaritäten aufwei­ sen und eine Mehrzahl von Metallzungenstücken umfas­ sen.

6. Inverterkondensatormodul (2) gemäß Anspruch 1, bei dem ein Isolierüberzug (13, 15) auf einer Oberfläche des leitfähigen Films der ersten Zuführeinheit (12a, 12b) aufgebracht ist.

7. Inverterkondensatormodul (2) gemäß Anspruch 1, bei dem ein Isolierüberzug (13, 15) auf einer Oberfläche des leitfähigen Films der zweiten Zuführeinheit (14a, 14b) aufgebracht ist.

8. Inverterkondensatormodul (2) gemäß Anspruch 1, bei dem die leitfähigen Filme der ersten und der zweiten Zu­ führeinheiten (12a, 12b, 14a, 14b) angeordnet sind, um im wesentlichen den gesamten Bereich beider Oberflä­ chen eines jeden der jeweiligen Substrate, auf denen die leitfähigen Filme aufgebracht sind, einzunehmen.

9. Inverterkondensatormodul (2) gemäß Anspruch 1, bei dem das Befestigungselement eine Mehrzahl von Bolzen (8, 9) umfaßt.

10. Inverterkondensatormodul (2) gemäß Anspruch 9, bei dem das Befestigungselement ferner eine Mehrzahl von Durchgangslöchern (11a, 11b, 20, 20a, 21a, 22a) umfaßt, die in der Mehrzahl von Substraten (4-6) gebil­ det und angeordnet sind, um die Mehrzahl von Bolzen (8, 9) aufzunehmen.

11. Inverter, der folgende Merkmale aufweist:
ein Inverterkondensatormodul (2), das folgendes um­ faßt:
eine Mehrzahl von Substraten (4-6) mit:
einer Mehrzahl von Keramikkondensatoren, die an den oberen Oberflächen der Mehrzahl von Substraten (4-6) vorgesehen sind; und
Erst- und Zweitzuführeinheitsbereichen, die leitfähige Filme aufweisen und an beiden Oberflächen der Substrate (4-6) angeordnet sind, um die Mehrzahl von Keramikkondensato­ ren zu speisen, wobei die Erst- und Zweitzu­ führeinheitsbereiche, die an beiden Oberflä­ chen der Substrate (4-6) angeordnet sind, miteinander elektrisch verbunden sind;
einen leitfähigen Abstandshalter (21, 22, 31, 32), der zwischen der Mehrzahl von Substraten (4-6) eingefügt ist, um eine elektrische Verbin­ dung zwischen den Erstzuführeinheitsbereichen ei­ nes zugrundeliegenden der Substrate (4-6) und ei­ nes darüberliegenden der Substrate, oder eine elektrische Verbindung zwischen den Zweitzuführ­ einheitsbereichen eines zugrundeliegenden der Substrate (4-6) und eines darüberliegenden der Substrate (4-6) herzustellen;
ein Befestigungselement, das angeordnet ist, um die Mehrzahl von Substraten (4-6), die über den leitfähigen Abstandshalter (21, 22, 31, 32) lami­ niert sind, zu befestigen; und
ein Schaltmodul (3), das unterhalb des unteren Substrats der Mehrzahl von Substraten (4-6), die laminiert sind, befestigt ist;
wobei das Schaltmodul (3) durch das Befestigungs­ element an der Mehrzahl von Substraten (4-6) be­ festigt ist; und
ein Schaltmodul (3), das an der Seite der unteren Oberfläche des Unterschichtsubstrats des Kondensator­ moduls angebracht ist.

12. Inverter (1) gemäß Anspruch 11, bei dem jeder der Mehrzahl von Keramikkondensatoren einen ersten und ei­ nen zweiten Anschluß umfaßt, wobei der erste Anschluß mit dem Erstzuführeinheitskontaktbereich elektrisch verbunden ist und der zweite Anschluß mit dem Zweitzuführeinheitskontaktbereich elektrisch verbunden ist.

13. Inverter (1) gemäß Anspruch 11 oder 12, bei dem jedes der Mehrzahl von Substraten (4-6) eine gedruckte Schaltungsplatine und eine erste und eine zweite Durchgangslochelektrode umfaßt, die angeordnet sind, um jeweils elektrische Verbindungen zwischen den Erst­ zuführeinheitsbereichen an beiden Oberflächen eines jeden der Mehrzahl von Substraten (4-6) und zwischen den Zweitzuführeinheitsbereichen an beiden Oberflächen eines jeden der Mehrzahl von Substraten (4-6) herzu­ stellen.

14. Inverter (1) gemäß einem der Ansprüche 11 bis 13, der ferner folgende Merkmale aufweist:
eine vorstehende Einheit (31a, 32a), die angeordnet ist, um von der oberen Oberfläche des leitfähigen Ab­ standshalters (21, 22, 31, 32) nach oben oder von der unteren Oberfläche nach unten vorzustehen, und die ei­ ne männliche Schraube umfaßt, die an dem äußeren Um­ fang derselben angeordnet ist;
ein Loch, das ein weibliches Gewinde umfaßt, das in der Lage ist, mit der männlichen Schraube in dem inne­ ren Umfang desselben in Eingriff genommen zu sein, und das in der unteren Oberfläche oder der oberen Oberflä­ che des leitfähigen Abstandshalters (21, 22, 31, 32) vorgesehen ist; und
wobei eine Mehrzahl von leitfähigen Abstandshaltern (21, 22, 31, 32) über die männliche Schraube und das weibliche Gewinde, das in dem Loch vorgesehen ist, befestigt ist.

15. Inverter (1) gemäß einem der Ansprüche 11 bis 14, bei dem jeder der Mehrzahl von Keramikkondensatoren einen ersten und einen zweiten Leitungsanschluß (7a, 7b) um­ faßt, die jeweils unterschiedliche Polaritäten auf­ weisen und eine Mehrzahl von Metallzungenstücken um­ fassen.

16. Inverter (1) gemäß einem der Ansprüche 11 bis 15, bei dem ein Isolierüberzug (13, 15) auf einer Oberfläche des leitfähigen Films der ersten Zuführeinheit (12a, 12b) aufgebracht ist.

17. Inverter (1) gemäß einem der Ansprüche 11 bis 16, bei dem ein Isolierüberzug (13, 15) auf einer Oberfläche des leitfähigen Films der zweiten Zuführeinheit (14a, 14b) aufgebracht ist.

18. Inverter (1) gemäß einem der Ansprüche 11 bis 17, bei dem die leitfähigen Filme der ersten und der zweiten Zuführeinheiten (12a, 12b, 14a, 14b) angeordnet sind, um im wesentlichen den gesamten Bereich beider Ober­ flächen eines jeden der jeweiligen Substrate, auf de­ nen die leitfähigen Filme aufgebracht sind, einzuneh­ men.

19. Inverter (1) gemäß einem der Ansprüche 11 bis 18, bei dem das Befestigungselement eine Mehrzahl von Bolzen (8, 9) umfaßt.

20. Inverter (1) gemäß Anspruch 19, bei dem das Befesti­ gungselement ferner eine Mehrzahl von Durchgangslö­ chern (11a, 11b, 20, 20a, 21a, 22a) umfaßt, die in der Mehrzahl von Substraten (4-6) gebildet und ange­ ordnet sind, um die Mehrzahl von Bolzen (8, 9) aufzu­ nehmen.