DE102013107941A1 - Stromwandler mit parallel betätigten Schaltelementen - Google Patents

Stromwandler mit parallel betätigten Schaltelementen Download PDF

Info

Publication number
DE102013107941A1
DE102013107941A1 DE102013107941.5A DE102013107941A DE102013107941A1 DE 102013107941 A1 DE102013107941 A1 DE 102013107941A1 DE 102013107941 A DE102013107941 A DE 102013107941A DE 102013107941 A1 DE102013107941 A1 DE 102013107941A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
switching elements
drive signal
gate
output terminal
circuit
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.)
Ceased
Application number
DE102013107941.5A
Other languages
English (en)
Inventor
Hajime Makita
Masato Watanabe
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.)
Fanuc Corp
Original Assignee
Fanuc 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 Fanuc Corp filed Critical Fanuc Corp
Publication of DE102013107941A1 publication Critical patent/DE102013107941A1/de
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

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
    • H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/493—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode the static converters being arranged for operation in parallel
    • 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
    • H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/53—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M7/537—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters
    • H02M7/5387—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a bridge configuration
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/12—Modifications for increasing the maximum permissible switched current
    • H03K17/127—Modifications for increasing the maximum permissible switched current in composite switches
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/16—Modifications for eliminating interference voltages or currents
    • H03K17/168—Modifications for eliminating interference voltages or currents in composite switches

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)
  • Power Conversion In General (AREA)

Abstract

Ein Stromwandler 1, der Gleichstrom durch Schaltvorgänge eines Schaltelements in Wechselstrom umformt, umfasst: eine Brückenschaltung 11, die aus mindestens zwei Reihenschaltungen besteht, wobei als Stromeingabeanschlüsse Anschlüsse zu beiden Seiten der zwei in Reihe geschalteten Schaltelemente verwendet werden, und als Stromausgabeanschluss ein Verbindungspunkt der beiden Schaltelemente verwendet wird, die über den Stromausgabeanschluss parallel geschaltet sind; eine Gate-Ansteuerschaltung 12, die ein Ansteuersignal ausgibt, das das Ein- und Ausschalten der Schaltelemente steuert; und Signalleitungen, die von einem Ansteuersignal-Ausgabeanschluss der Gate-Ansteuerschaltung 12 als Ausgangspunkt der Verdrahtung ausgehen, die einzeln mit jedem der Schaltelemente in jeder Reihenschaltung fest verdrahtet sind, denen das gleiche Ansteuersignal vom Ansteuersignal-Ausgabeanschluss geliefert wird, und die Induktivitäten aufweisen, die einander im Wesentlichen gleichen.

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Gebiet der Erfindung
  • Die Erfindung betrifft einen Stromwandler, der einen eingegebenen Gleichstrom durch Schaltvorgänge von Schaltelementen in Wechselstrom umformt und den Wechselstrom ausgibt. Die Erfindung betrifft insbesondere einen Stromwandler, in dem Reihenschaltungen, in denen jeweils zwei Schaltelemente in Reihe geschaltet sind, parallel geschaltet werden und parallel angesteuert werden.
  • BESCHREIBUNG DES STANDS DER TECHNIK
  • In Motoransteuerungsvorrichtungen, die Motoren in Werkzeugmaschinen, Schmiedewalzmaschinen, Spritzgussmaschinen, Industriemaschinen und verschiedenen Robotern antreiben, werden als Stromwandler zum Umformen eines eingegebenen Gleichstroms in Wechselstrom, mit dem dreiphasige Wechselstrommotoren betrieben werden, im Allgemeinen dreiphasige Wechselrichter verwendet.
  • 4 zeigt einen Schaltplan eines dreiphasigen Wechselrichters, der als Motoransteuerungsvorrichtung verwendet wird. Im Weiteren wird hauptsächlich die u-Phase beschrieben; für die v-Phase und die w-Phase gilt jedoch das Gleiche. In der Motoransteuerungsvorrichtung wird eine Gleichspannung an die Anschlüsse P und N der Gleichstrom-Eingabeseite eines Wechselrichters 101 angelegt. Die drei Wechselströme iu, iv und iw der drei Phasen, mit denen der dreiphasige Wechselstrommotor betrieben wird, werden ausgegeben. Der Wechselrichter 101 ist als Vollbrücken-Wechselrichter konfiguriert, der Schaltelemente SuT, SvT und SwT im oberen Zweig und Schaltelemente SuB, SvB und SwB im unteren Zweig aufweist, die mit einer Rückstromdiode D antiparallel zu jedem Schaltelement versehen sind. Genauer gesagt besteht eine Reihenschaltung für die u-Phase aus den Schaltelementen SuT und SuB, eine Reihenschaltung für die v-Phase aus den Schaltelementen SvT und SvB und eine Reihenschaltung für die w-Phase aus den Schaltelementen SwT und SwB. Das Schaltelement ist beispielsweise ein IGBT. In dem Wechselrichter 101 sind sämtliche Reihenschaltungen parallel geschaltet, und die Anschlüsse zu beiden Seiten einer jeden Reihenschaltung arbeiten als Stromeingabeanschlüsse. Ein Verbindungspunkt der beiden Schaltelemente in jeder Reihenschaltung arbeitet als Stromausgabeanschluss. Ein Ansteuersignal von einer Gate-Ansteuerschaltung 51 wird in das Gate eines jeden Schaltelements eingegeben, und die Ein/Ausschaltsteuerung eines jeden Schaltelements erfolgt über das Ansteuersignal. Dadurch wird der eingegebene Gleichstrom in einen Wechselstrom mit einer gewünschten Frequenz und einer gewünschten Spannung zum Ansteuern des dreiphasigen Wechselstrommotors umgeformt. In 4 sind die Signalleitungen, die von der Gate-Ansteuerschaltung 51 zu den Emitteranschlüssen eines jeden Schaltelements führen, nicht dargestellt. Generell nicht dargestellt ist ein häufig auf der Gleichstrom-Eingangsseite des Wechselrichters 101 vorhandener Stromrichter (Gleichrichter), der einen vom Wechselstromnetz gelieferten Wechselstrom in Gleichstrom umformt.
  • In dem Wechselrichter 101 sind die ausgegebenen dreiphasigen Wechselströme iu, iv und iw, durch das Verhalten der Schaltelemente SuT, SvT, SwT, SuB, SvB und SwB bestimmt. Soll ein dreiphasiger Wechselstrommotor mit höherer Leistungsabgabe angesteuert werden, so muss der Wechselrichter größere dreiphasige Wechselströme abgeben. Dies wird durch einen Wechselrichter realisiert, bei dem für jede Phase mindestens zwei Reihenschaltungen parallel geschaltet sind. Dies ist in der ungeprüften japanischen Patentschrift Nr. 2012-039790 und dem japanischen Patent Nr. 4,847,707 beschrieben.
  • 5 zeigt einen Schaltplan eines dreiphasigen Wechselrichters mit parallel geschalteten Schaltelementen. Der Wechselrichter 102 ist so konfiguriert, dass mindestens zwei Reihenschaltungen über einen Stromausgabeanschluss parallel geschaltet sind. In jeder Reihenschaltung werden Anschlüsse zu beiden Seiten der zwei zueinander in Reihe geschalteten Schaltelemente als Stromeingabeanschlüsse verwendet, und der Verbindungspunkt der beiden Schaltelemente als Stromausgabeanschluss. In dem Beispiel in 5 sind zwei Reihenschaltungen je Phase parallel geschaltet. Der ausgegebene Wechselstrom des Wechselrichters wird umso größer je höher die Anzahl der Parallelschaltungen ist.
  • In dem Beispiel in 5 sind beispielsweise in der u-Phase eine Reihenschaltung u-1, die aus den Schaltelementen Su1T und Su1B besteht, und eine Reihenschaltung u-2, die aus den Schaltelementen Su2T und Su2B besteht, über den Stromausgabeanschluss miteinander verbunden, der als Verbindungspunkt der beiden Schaltelemente in jeder Reihenschaltung dient, wodurch eine Parallelschaltung der Reihenschaltungen u-1 und u-2 gebildet wird. Die Anordnungen in der v-Phase und der w-Phase unterscheiden sich hiervon nicht und werden daher nicht nochmals beschrieben. Wird bei einem solchen Wechselrichter 102 das gleiche Ansteuersignal von der Gate-Ansteuerschaltung 51 an die Gateanschlüsse der Schaltelemente im gleichen Zweig in jeder Phase angelegt, so erfolgt eine parallele Ansteuerung. Beispielsweise ist in der u-Phase das Ansteuersignal, das die Gate-Ansteuerschaltung 51 an den Gateanschluss des Schaltelements Su1T im oberen Zweig der Reihenschaltung u-1 liefert, gleich dem Ansteuersignal, das an den Gateanschluss des Schaltelements Su2T im oberen Zweig der Reihenschaltung u-2 geliefert wird. Der Aufbau des unteren Zweigs entspricht dem oberen Zweig. Das gleiche Ansteuersignal wird von der Gate-Ansteuerschaltung 51 an die beiden Gateanschlüsse der Schaltelemente Su1B und Su2B geliefert. In der v-Phase und der w-Phase wird das Ansteuersignal in vergleichbarer Weise zugeführt. Zum Liefern des gleichen Ansteuersignals wie beschrieben wird eine Signalleitung von der Gate-Ansteuerschaltung 51 durch die gleiche Verdrahtung bis nahe an den Gateanschluss eines Schaltelements geführt und nahe am Gateanschluss verzweigt. Die verzweigten Leitungen werden jeweils mit den Gateanschlüssen verbunden. In 5 sind die Signalleitungen, die von der Gate-Ansteuerschaltung 51 zu den Emitteranschlüssen eines jeden Schaltelements geführt sind, nicht dargestellt.
  • In dem beschriebenen Wechselrichter, bei dem die aus zwei Schaltelementen gebildeten Reihenschaltungen parallel geschaltet sind, führen die Schaltelemente, an die die Gate-Ansteuerschaltung das gleiche Ansteuersignal anlegt, im Idealfall Schaltvorgänge gleichzeitig aus. Im realen Betrieb kann jedoch durch die Streuung der Komponenteneigenschaften etwa der Schaltelemente und die Streuung der Verdrahtungsinduktivitäten einer Hauptschaltung usw. eine Zeitverzögerung in den zeitlichen Abläufen der Schaltvorgänge der Schaltelemente auftreten. Durch diese Zeitverzögerung in den zeitlichen Abläufen der Schaltvorgänge der Schaltelemente kann ein Versatz in einer Stromaufteilung oder eine schwankende Spannung auftreten, und die Hauptschaltung übt einen Einfluss auf die Gate-Ansteuerschaltung aus, und die Gate-Ansteuerschaltung übt einen Einfluss auf die Steuerschaltung aus, wodurch letztlich ein fehlerhafter Betrieb des Schaltelements bewirkt wird.
  • 6 zeigt eine Skizze zum Erklären einer Spannungsschwankung, die durch die Zeitverzögerung der Schaltvorgänge der Schaltelemente in einem dreiphasigen Wechselrichter mit parallel geschalteten Schaltelementen auftreten kann. Zum Vereinfachen der Erklärung werden die Schaltelemente Su1B und Su2B im unteren Zweig der u-Phase beschrieben. Die von der Gate-Ansteuerschaltung 51 an die Emitteranschlüsse eines jeden Schaltelements geführten Signalleitungen sind in 4 und 5 weggelassen. In 6 sind diese Signalleitungen Eu jedoch dargestellt.
  • Der untere Zweig der u-Phase, siehe 6, ist so aufgebaut, dass die Schaltelemente Su1B und Su2B parallel geschaltet sind. Die Gate-Ansteuerschaltung 51 liefert das gleiche Ansteuersignal über die Signalleitung Gu an die Gateanschlüsse der Schaltelemente Su1B und Su2B. Wie beschrieben verzweigt sich die Signalleitung Gu von der Gate-Ansteuerschaltung 51 nahe an den Gateanschlüssen der Schaltelemente, denen das gleiche Ansteuersignal geliefert wird. Die verzweigten Signalleitungen sind jeweils an den Gateanschluss angeschlossen. Die Signalleitung Eu, die von der Gate-Ansteuerschaltung 51 an jeden Emitteranschluss geführt ist, ist in gleicher Weise nahe an den Emitteranschlüssen der Schaltelemente verzweigt, denen das gleiche Ansteuersignal geliefert wird. Verwendet man eine derartige Verzweigungsstruktur, so verkürzt sich die Leitungslänge zwischen den Gateanschlüssen und den Emitteranschlüssen der parallel geschalteten Schaltelemente Su1B und Su2B. Folglich sind die Anschlüsse über eine geringe Induktivität verbunden, und ein Stromschleifenweg wird zwischen den Anschlüssen und der Hauptschaltungsverdrahtung M ausgebildet, und es entstehen leicht Einflüsse durch Spannungsschwankungen. Die Emitteranschlüsse der Schaltelemente Su1B und Su2B, siehe 6, sind wie beschrieben niederohmig miteinander verbunden. Damit bilden die Signalleitung Eu und die Hauptschaltungsverdrahtung M eine Schleife A, die in der Skizze gestrichelt eingetragen ist. Spannungsschwankungen treten auf, Rauschströme fließen, und die Schaltelemente und die Gate-Ansteuerschaltung werden beeinflusst. In der Regel schaltet man einen Kondensator C zwischen den Gateanschluss und den Emitteranschluss eines jeden Schaltelements Su1B und Su2B. Folglich wird eine strichpunktiert in die Skizze eingezeichnete Schleife B durch die Signalleitungen Gu und Eu und die Hauptschaltungsverdrahtung M gebildet. Spannungsschwankungen treten auf, Rauschströme fließen, und die Schaltelemente und die Gate-Ansteuerschaltung werden beeinflusst. Da solche Spannungsschwankungen beim Schaltvorgang der Schaltelemente im oberen Zweig und im unteren Zweig auftreten, führen beispielsweise aufgrund des Rauschstroms, den die Spannungsschwankung bewirkt, die auftritt, wenn die Schaltelemente Su1B und Su2B im unteren Zweig durchgeschaltet werden, die Schaltelemente Su1T und Su2T (in 6 nicht dargestellt) im oberen Zweig der gleichen u-Phase eine fehlerhafte Operation aus. Es tritt ein unerwarteter Kurzschluss auf, durch den die Schaltelemente zerstört werden.
  • Durch die beschriebenen Zeitverzögerungen im Zeitverlauf der Schaltvorgänge der Schaltelemente, die durch eine Streuung der Komponenteneigenschaften und die Streuung der Verdrahtungsinduktivitäten der Hauptschaltung usw. verursacht werden, tritt ein Versatz in einer Stromaufteilung oder eine schwankende Spannung auf, und ein fehlerhafter Betrieb der Schaltelemente der gleichen Phase oder deren Zerstörung wird verursacht. Um dies zu verhindern werden bei einem Wechselrichter, bei dem aus zwei Schaltelementen bestehende Reihenschaltungen parallel geschaltet sind, generell Maßnahmen zum Unterdrücken eines Versatzes in der Stromaufteilung auf die Schaltelemente getroffen, indem eine Streuung der Eigenschaften der Komponenten und eine Streuung der Induktivitäten der Hauptschaltungsverdrahtung kompensiert wird, oder Maßnahmen zum Unterdrücken der Spannungsschwankungen zwischen den Schaltelementen durch eine Symmetrierung der Hauptschaltung, beispielsweise einen Ausgleich der Induktivität, eine Orthogonalisierung zwischen der Verdrahtung des Gate-Ansteuersignals und der Hauptschaltungsverdrahtung oder einen Ausgleich der Induktivitätswerte durch Verkürzen der Verdrahtung des Gate-Ansteuersignals usw.
  • Es ist jedoch sehr schwierig, die Streuung der Eigenschaften der Komponenten zu beseitigen, und hinsichtlich der Kosten und des Arbeitsaufwands sind diese Maßnahmen nicht realistisch.
  • Wird versucht, die Verdrahtung in der Hauptschaltung gleichförmig auszuführen, so werden die Flexibilität und die Freiheitsgrade beim Entwurf stark eingeschränkt. Der Wechselrichter neigt dann dazu, groß auszufallen, und die Motoransteuerungsvorrichtung, die den Wechselrichter enthält, wird ebenfalls umfangreich. Es treten folglich Schwierigkeiten beim Verringern der Größe von Werkzeugmaschinen, Schmiedewalzmaschinen, Spritzgussmaschinen, Industriemaschinen und verschiedenen Robotern auf, die jeweils eine solche Motoransteuerungsvorrichtung enthalten.
  • Obwohl eine Maßnahme zum Verkürzen der Verdrahtungslänge der Signalleitungen zu den Gateanschlüssen, damit die Induktivitäten gleichförmig werden, einigermaßen realistisch ist, ist sie wenig wirksam.
  • Da zudem in der Praxis ein Wechselrichter für einen beschränkten Einbauraum entworfen wird, ist es sehr schwierig, alle oben beschriebenen Maßnahmen auszuführen.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Hinsichtlich der beschriebenen Probleme besteht eine Aufgabe der Erfindung darin, einen Stromwandler bereitzustellen, bei dem Reihenschaltungen aus zwei in Reihe geschalteten Schaltelementen parallel geschaltet sind und parallel angesteuert werden, und bei dem ein fehlerhafter Betrieb und eine Zerstörung der Schaltelemente, die durch Spannungsschwankungen in der Hauptschaltungsverdrahtung und den Signalleitungen verursacht werden, verhindert werden können.
  • Zum Erfüllen der Aufgabe enthält ein Stromwandler, der eingegebenen Gleichstrom durch Schaltvorgänge eines Schaltelements in Wechselstrom umformt:
    eine Brückenschaltung, die aus mindestens zwei Reihenschaltungen besteht, wobei als Stromeingabeanschlüsse Anschlüsse zu beiden Seiten der zwei in Reihe geschalteten Schaltelemente verwendet werden, und als Stromausgabeanschluss ein Verbindungspunkt der beiden Schaltelemente verwendet wird, die über den Stromausgabeanschluss parallel geschaltet sind;
    eine Gate-Ansteuerschaltung, die ein Ansteuersignal ausgibt, das das Ein- und Ausschalten der Schaltelemente steuert; und
    Signalleitungen, die von einem Ansteuersignal-Ausgabeanschluss der Gate-Ansteuerschaltung als Ausgangspunkt der Verdrahtung ausgehen, die einzeln mit jedem der Schaltelemente fest verdrahtet sind, die durch das gleiche Ansteuersignal ein- und ausgeschaltet werden, und die Induktivitäten aufweisen, die einander im Wesentlichen gleichen.
  • Die Signalleitungen enthalten:
    Gate-Signalleitungen, die jeweils einzeln eine positiven Elektrode im Ansteuersignal-Ausgabeanschluss und jeden Gateanschluss der Schaltelemente in jeder Reihenschaltung fest verdrahten, an die das gleiche Ansteuersignal vom Ansteuersignal-Ausgabeanschluss geliefert wird; und
    Emitter-Signalleitungen, die jeweils einzeln eine negative Elektrode im Ansteuersignal-Ausgabeanschluss und jeden Emitteranschluss der Schaltelemente in jeder Reihenschaltung fest verdrahten, an die das gleiche Ansteuersignal vom Ansteuersignal-Ausgabeanschluss geliefert wird.
  • In den Signalleitungen, die das gleiche Ansteuersignal übertragen, sind Induktivitäten vorhanden, damit die Induktivitäten der Signalleitungen im Wesentlichen gleich sind.
  • Die Signalleitungen, die das gleiche Ansteuersignal übertragen, haben im Wesentlichen gleiche Impedanzen.
  • Die Signalleitung ist durch ein Kabel oder ein Verdrahtungsmuster auf einer gedruckten Platine ausgebildet.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Man versteht die Erfindung mit Hilfe der beiliegenden Zeichnungen besser.
  • Es zeigt:
  • 1 einen Schaltplan eines Stromwandlers einer Ausführungsform;
  • 2 einen Schaltplan zum Erläutern des Unterschieds zwischen einem Stromwandler der Ausführungsform und einem herkömmlichen Stromwandler;
  • 3 einen Schaltplan einer Abwandlung des Stromwandlers der Ausführungsform;
  • 4 einen Schaltplan eines dreiphasigen Wechselrichters für den Einsatz in einer Motoransteuerungsvorrichtung;
  • 5 einen Schaltplan eines dreiphasigen Wechselrichters, bei dem Schaltelemente parallel geschaltet sind; und
  • 6 eine Skizze zum Erklären einer Spannungsschwankung, die durch eine Zeitverzögerung bei Schaltvorgängen der Schaltelemente in einem dreiphasigen Wechselrichter verursacht wird, bei dem Schaltelemente parallel geschaltet sind.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
  • Im Weiteren wird anhand der Zeichnungen ein Stromwandler beschrieben, bei dem Schaltelemente parallel geschaltet sind und parallel angesteuert werden. Die Erfindung ist jedoch nicht auf die unten beschriebenen Zeichnungen und Ausführungsformen eingeschränkt. Im Weiteren wird ein dreiphasiger Stromwandler der Ausführungsform beschrieben, und zwar im Wesentlichen anhand der u-Phase. Da die v-Phase und die w-Phase wie die u-Phase aufgebaut sind, werden die v-Phase und die w-Phase nicht beschrieben. 1 zeigt einen Schaltplan eines Stromwandlers einer Ausführungsform. Komponenten in unterschiedlichen Zeichnungen, die gleiche Bezugszeichen tragen, haben die gleichen Funktionen.
  • Ein Stromwandler 1 ist ein dreiphasiger Wechselrichter, der eingegebenen Gleichstrom durch Schaltvorgänge eines Schaltelements in Wechselstrom umformt. Baut man beispielsweise den Stromwandler 1 in eine Motoransteuerungsvorrichtung ein, so kann man den vom Stromwandler 1 ausgegebenen Wechselstrom zum Antreiben eines Motors verwenden, beispielsweise in Werkzeugmaschinen, Schmiedewalzmaschinen, Spritzgussmaschinen, Industriemaschinen und verschiedenen Robotern. Ein Stromrichter, der Wechselstrom aus einer Netz-Wechselstromversorgung in Gleichstrom umformt und den Gleichstrom ausgibt, kann auf der Gleichstrom-Eingangsseite des Stromwandlers 1 vorhanden sein; dies ist jedoch nicht dargestellt.
  • Der Stromwandler 1 umfasst eine Brückenschaltung 11, eine Gate-Ansteuerschaltung 12 und eine Signalleitung, die die Schaltungen verbindet.
  • Die Brückenschaltung 11 besteht aus mindestens zwei Reihenschaltungen, die über einen Stromausgabeanschluss parallel geschaltet sind. Die Reihenschaltungen weisen Anschlüsse auf, die zu beiden Seiten der zwei Schaltelemente zueinander in Reihe geschaltet sind und als Stromeingabeanschlüsse dienen, und einen Verbindungspunkt der beiden Schaltelemente, der als Stromausgabeanschluss dient. Obwohl als Beispiel zwei Reihenschaltungen parallel geschaltet sind, können zwei oder mehr Reihenschaltungen parallel geschaltet werden. Das Schaltelement kann beispielsweise ein IGBT sein.
  • Es wird nun die u-Phase ausführlich beschrieben. Eine Reihenschaltung u-1, siehe 1, wird gebildet durch das in Reihe Schalten eines Schaltelements Su1T mit einer antiparallel geschalteten Rückstromdiode D und eines Schaltelements Su1B mit einer antiparallel geschalteten Rückstromdiode D. Die Anschlüsse zu beiden Seiten der zwei in Reihe geschalteten Schaltelemente Su1T und Su1B arbeiten als Stromeingabeanschluss. Ein Verbindungspunkt dient als Stromausgabeanschluss. In gleicher Weise wird eine Reihenschaltung u-2 gebildet durch das in Reihe Schalten eines Schaltelements Su2T mit einer antiparallel geschalteten Rückstromdiode D und eines Schaltelements Su2B mit einer antiparallel geschalteten Rückstromdiode D. Die Anschlüsse zu beiden Seiten der zwei in Reihe geschalteten Schaltelemente Su2T und Su2B arbeiten als Stromeingabeanschluss. Ein Verbindungspunkt dient als Stromausgabeanschluss. Die Reihenschaltungen u-1 und u-2 sind durch Verbinden der entsprechenden Stromausgabeanschlüsse parallel geschaltet.
  • Die Gate-Ansteuerschaltung 12 gibt ein Ansteuersignal aus, das den Ein- und Ausschaltzustand der Schaltelemente steuert. Obgleich das Erzeugungsverfahren für das Ansteuersignal selbst die Erfindung nicht einschränkt, wird im Beispiel ein Verfahren mit einer Pulsbreitenmodulation (PWM) eingesetzt. Beim PWM-Verfahren werden ein Spannungsbefehl und eine PWM-Trägerschwingung verglichen. Ist der Spannungsbefehl größer als die PWM-Trägerschwingung, so wird ein Ansteuersignal, das ein Einschalten befiehlt, an die Schaltelemente Su1T und Su2T im oberen Zweig ausgegeben. Ein Ansteuersignal, das ein Ausschalten befiehlt, wird an die Schaltelemente Su1B und Su2B im unteren Zweig ausgegeben. Ist der Spannungsbefehl kleiner als die PWM-Trägerschwingung, so wird ein Ansteuersignal, das ein Ausschalten befiehlt, an die Schaltelemente Su1T und Su2T im oberen Zweig ausgegeben. Ein Ansteuersignal, das ein Einschalten befiehlt, wird an die Schaltelemente Su1B und Su2B im unteren Zweig ausgegeben. Diese Abläufe erfolgen in vergleichbarer Weise in der v-Phase und der w-Phase.
  • Alle Schaltelemente in der Brückenschaltung 11 und die Gate-Ansteuerschaltung 12 sind über Signalleitungen miteinander verbunden. Dadurch wird das gleiche Ansteuersignal an die Schaltelemente Su1T und Su2T im oberen Zweig der Reihenschaltungen u-1 und u-2 geliefert, die parallel geschaltet sind. Ein gleiches Ansteuersignal wird auch an die Schaltelemente Su1B und Su2B im unteren Zweig geliefert. In der Erfindung dient ein Ansteuersignal-Ausgabeanschluss der Gate-Ansteuerschaltung 12 als Anfangspunkt, und die Signalleitungen werden einzeln mit den Schaltelementen in jeder Reihenschaltung fest verdrahtet, an die das gleiche Ansteuersignal vom Ansteuersignal-Ausgabeanschluss geliefert wird. Es wird davon ausgegangen, dass jede Signalleitung zum Übertragen des gleichen Ansteuersignals im Wesentlichen die gleiche Induktivität aufweist. Es reicht aus, wenn man die Induktivitäten in jeder Signalleitung so einstellt, dass sie innerhalb eines vorbestimmten Fehlerrahmens gleich sind.
  • Die Signalleitungen umfassen eine Gate-Signalleitung und eine Emitter-Signalleitung. Die Gate-Signalleitung dient dazu, eine positive Elektrode des Ansteuersignal-Ausgabeanschlusses und jeden Gateanschluss der Schaltelemente in jeder Reihenschaltung einzeln fest zu verdrahten, an die das gleiche Ansteuersignal vom Ansteuersignal-Ausgabeanschluss geliefert wird. Die Emitter-Signalleitung dient dazu, eine negative Elektrode des Ansteuersignal-Ausgabeanschlusses und jeden Emitteranschluss der Schaltelemente in jeder Reihenschaltung einzeln fest zu verdrahten, an die das gleiche Ansteuersignal vom Ansteuersignal-Ausgabeanschluss geliefert wird. Im Weiteren werden die Signalleitungen anhand von 1 konkret beschrieben.
  • Das gleiche Ansteuersignal, siehe 1, wird an die Schaltelemente Su1T und Su2T im oberen Zweig der Reihenschaltungen u-1 und u-2 geliefert, die parallel geschaltet sind. Damit werden eine positive Elektrode PT des Ansteuersignal-Ausgabeanschlusses der Gate-Ansteuerschaltung 12 und der Gateanschluss des Schaltelements Su1T im oberen Zweig in der Reihenschaltung u-1 über eine Gate-Signalleitung Gu1T fest verdrahtet. Die positive Elektrode PT des Ansteuersignal-Ausgabeanschlusses der Gate-Ansteuerschaltung 12 und der Gateanschluss des Schaltelements Su2T im oberen Zweig in der Reihenschaltung u-2, an das das gleiche Ansteuersignal geliefert wird wie an das Schaltelement Su1T, sind über die Gate-Signalleitung Gu2T fest verdrahtet. Die Gate-Signalleitungen Gu1T und Gu2T sind wie beschrieben getrennt ausgeführt; sie sind jedoch so ausgeführt, dass sie im Wesentlichen die gleiche Induktivität haben.
  • Da das gleiche Ansteuersignal an die Schaltelemente Su1T und Su2T geliefert wird, ist eine negative Elektrode NT des Ansteuersignal-Ausgabeanschlusses der Gate-Ansteuerschaltung 12 und der Emitteranschluss des Schaltelements Su1T im oberen Zweig in der Reihenschaltung u-1 über eine Emitter-Signalleitung Eu1T fest verdrahtet. Die negative Elektrode NT des Ansteuersignal-Ausgabeanschlusses der Gate-Ansteuerschaltung 12 und der Emitteranschluss des Schaltelements Su2T im oberen Zweig in der Reihenschaltung u-2, an das das gleiche Ansteuersignal geliefert wird wie an das Schaltelement Su1T, sind über eine Emitter-Signalleitung Eu2T fest verdrahtet. Die Emitter-Signalleitungen Eu1T und Eu2T sind wie beschrieben getrennt ausgeführt; sie sind jedoch so ausgebildet, dass sie im Wesentlichen die gleiche Induktivität haben.
  • Das gleiche Ansteuersignal wird an die Schaltelemente Su1B und Su2B im unteren Zweig der Reihenschaltungen u-1 und u-2 geliefert, die parallel geschaltet sind. Hierzu werden eine positive Elektrode PB des Ansteuersignal-Ausgabeanschlusses der Gate-Ansteuerschaltung 12 und der Gateanschluss des Schaltelements Su1B im unteren Zweig in der Reihenschaltung u-1 über eine Gate-Signalleitung Gu1B fest verdrahtet. Die positive Elektrode PB des Ansteuersignal-Ausgabeanschlusses der Gate-Ansteuerschaltung 12 und der Gateanschluss des Schaltelements Su2B im unteren Zweig in der Reihenschaltung u-2, an das das gleiche Ansteuersignal geliefert wird wie an das Schaltelement Su1B, werden über die Gate-Signalleitung Gu2B fest verdrahtet. Die Gate-Signalleitungen Gu1B und Gu2B sind wie beschrieben getrennt ausgeführt; sie sind jedoch so gestaltet, dass sie im Wesentlichen die gleiche Induktivität haben.
  • Da das gleiche Ansteuersignal an die Schaltelemente Su1B und Su2B geliefert wird, ist eine negative Elektrode NB des Ansteuersignal-Ausgabeanschlusses der Gate-Ansteuerschaltung 12 und der Emitteranschluss des Schaltelements Su1B im unteren Zweig in der Reihenschaltung u-1 über eine Emitter-Signalleitung Eu1B fest verdrahtet.
  • Die negative Elektrode NB des Ansteuersignal-Ausgabeanschlusses der Gate-Ansteuerschaltung 12 und der Emitteranschluss des Schaltelements Su2B im unteren Zweig in der Reihenschaltung u-2, an das das gleiche Ansteuersignal geliefert wird wie an das Schaltelement Su1B, sind über eine Emitter-Signalleitung Eu2B fest verdrahtet. Die Emitter-Signalleitungen Eu1B und Eu2B sind wie beschrieben getrennt ausgeführt; sie sind jedoch so aufgebaut, dass sie im Wesentlichen die gleiche Induktivität haben.
  • Zudem sind im Beispiel in 1 die Gate-Signalleitungen Gu1T und Gu2T, die Emitter-Signalleitungen Eu1T und Eu2T, die Gate-Signalleitungen Gu1B und Gu2B und die Emitter-Sigsalleitungen Eu1B und Eu2B jeweils so gestaltet, dass die Verdrahtungslänge und die Querschnittsflächen der Verdrahtung physikalisch oder längenbezogen gleich sind. Dadurch werden die Induktivitäten und Impedanzen im Wesentlichen gleich. Es reicht aus, wenn man die Induktivitäten und Impedanzen der Signalleitungen so einstellt, dass sie innerhalb eines vorbestimmten Fehlerrahmens gleich sind.
  • 2 zeigt einen Schaltplan zum Erläutern des Unterschieds zwischen einem Stromwandler der Ausführungsform und einem herkömmlichen Stromwandler. In 2 ist nur die u-Phase dargestellt. Die Signalleitungen, die von der Gate-Ansteuerschaltung 12 zu den Emitteranschlüssen eines jeden Schaltelements geführt sind, sind weggelassen.
  • Bei der herkömmlichen Vorgehensweise wird zum Liefern des gleichen Ansteuersignals die Signalleitung von der Gate-Ansteuerschaltung 12 bis in die Nähe der Gateanschlüsse der Schaltelemente durch die gleiche Signalleitung ausgebildet, und sie verzweigt sich in der Nähe der Gateanschlüsse. Die verzweigten Signalleitungen werden jeweils mit dem entsprechenden Gateanschluss verbunden. Insbesondere, siehe 2, wird bei der herkömmlichen Vorgehensweise eine Signalleitung GuT (in der Abbildung durch eine strichpunktierte Linie dargestellt), die mit den Gateanschlüssen der Schaltelemente Su1T und Su2T im oberen Zweig verbunden ist, an die das gleiche Ansteuersignal geliefert wird, von der positiven Elektrode PT der Gate-Ansteuerschaltung 12 bis in die Nähe der Gateanschlüsse der Schaltelemente durch die gleiche Verdrahtung ausgeführt, und die Signalleitung GuT verzweigt sich in der Nähe der Gateanschlüsse. Die verzweigten Signalleitungen werden an die Gateanschlüsse der Schaltelemente Su1T und Su2T angeschlossen. Daher wird bei der herkömmlichen Vorgehensweise die Länge der verdrahteten Leitung zwischen den Gateanschlüssen der Schaltelemente Su1T und Su2T kurz. Dies verursacht wie beschrieben Spannungsschwankungen und Zerstörungen der Schaltelemente als Folge der Spannungsschwankungen.
  • Im Gegensatz dazu sind gemäß der Erfindung die Signalleitungen von der Gate-Ansteuerschaltung 12 getrennt ausgeführt, und zwar als Gate-Signalleitung Gu1T, die die positive Elektrode PT des Ansteuersignal-Ausgabeanschlusses der Gate-Ansteuerschaltung 12 und den Gateanschluss des Schaltelements Su1T im oberen Zweig fest verdrahtet, und als Gate-Signalleitung Gu2T, die die positive Elektrode PT des Ansteuersignal-Ausgabeanschlusses der Gate-Ansteuerschaltung 12 und den Gateanschluss des Schaltelements Su2T im oberen Zweig fest verdrahtet. Ferner sind die Gate-Signalleitungen Gu1T und Gu2T so ausgeführt, dass sie die gleiche Länge haben. Anders ausgedrückt sind die Gate-Signalleitungen bis zu den Gateanschlüssen der Schaltelemente Su1T und Su2T jeweils unabhängig verdrahtet. Dabei ist der Ansteuersignal-Ausgabeanschluss der Gate-Ansteuerschaltung 12 der so genannte Verzweigungs-Basispunkt der Gate-Signalleitungen. Jede Gate-Signalleitung ist so ausgeführt, dass sie die gleiche Länge hat, wodurch die Induktivitäten von der Gate-Ansteuerschaltung 12 zu den Gateanschlüssen eines jeden Schaltelements Su1T und Su2T gleich sind. Die Emitter-Signalleitungen sind in gleicher Weise verdrahtet; dies ist in 2 jedoch nicht dargestellt. Dadurch kann eine Induktivitätskomponente zwischen dem Gateanschluss und dem Emitteranschluss bei jedem der Schaltelemente Su1T und Su2T erzielt werden, die dabei hilft, einen Kreisstromfluss zu unterdrücken, da der Kreisstrom auf den Signalleitungen und einer Hauptschaltungsleitung als Pfad fließt. Damit kann auch bei einer Spannungsschwankung nur wenig Kreisstrom fließen, und die gegenseitige Beeinflussung der Schaltelemente und der Einfluss der Gate-Ansteuerschaltung kann begrenzt werden, und ein fehlerhafter Betrieb der Schaltelemente kann verhindert werden.
  • Nun wird die gleiche Länge der Signalleitungen beschrieben. Ein Ansteuersignal-Ausgabeanschluss der Gate-Ansteuerschaltung 12 dient als Ausgangspunkt. Die Signalleitungen werden einzeln zu jedem Schaltelement in jeder Reihenschaltung fest verdrahtet, an das das gleiche Ansteuersigsal vom Ansteuersignal-Ausgabeanschluss geliefert wird. Die einzeln fest verdrahteten Signalleitungen werden so ausgeführt, dass sie die gleiche Länge haben. Die gleiche Länge kann dadurch realisiert werden, dass man als Bauteil zum Ausbilden einer Signalleitung beispielsweise ein Verdrahtungsmaterial verwendet, dessen Widerstandswert und Induktivität als physikalisches Merkmal gleichförmig sind. Die Bauteile werden so ausgeführt, dass sie die gleiche Querschnittsfläche und die gleiche Länge aufweisen. Falls bei einer Verdrahtung die gleiche Länge bezüglich der Anordnung der Komponenten nicht erreicht werden kann, kann man die gleiche Länge durch eine geeignete Einstellung der Querschnittsfläche des Verdrahtungsmaterials realisieren. Wird die Signalleitung als Verdrahtungsmuster auf einer gedruckten Platine ausgeführt, so kann durch den Einsatz eines Musterentwurfswerkzeugs (Programm für den Verdrahtungsentwurf) ein vom Benutzer gewünschter Entwurf realisiert werden, beispielsweise Länge, Breite und Dicke, und man kann die gleichen Längen der Sigsalleitungen leicht präzise realisieren. Verwirklicht man die Signalleitungen mit einem Kabel, beispielsweise mit einem Kabel, dessen Spezifikationen angegeben sind, so kann in ähnlicher Weise wie im beschriebenen Fall der Realisierung einer Signalleitung mit einem Verdrahtungsmuster die gleiche Länge der Signalleitungen leicht präzise realisiert werden.
  • Für den Fall dass die Verdrahtungslänge und die Querschnittsfläche nicht mit Hilfe der Anordnung der Komponenten eingestellt werden, kann man eine Induktivität etwa in der Mitte der Signalleitungen vorsehen. Dadurch können Signalleitungen, die das gleiche Ansteuersignal übertragen, im Wesentlichen auf die gleichen Induktivitäten eingestellt werden. 3 zeigt einen Schaltplan einer Abwandlung des Stromwandlers der Ausführungsform. In dem beschriebenen Beispiel in 1 sind die Gate-Signalleitungen Gu1T und Gu2T, die Emitter-Signalleitungen Eu1T und Eu2T, die Gate-Signalleitungen Gu1B und Gu2B und die Emitter-Sigsalleitungen Eu1B und Eu2B jeweils so gestaltet, dass die Längen und die Querschnittsflächen physikalisch gleich sind. Dadurch werden die Induktivitäten und Impedanzen im Wesentlichen gleich. In dem nun beschriebenen Beispiel in 3 wird jedoch eine Induktivität etwa in der Mitte einer Signalleitung vorgesehen. Dadurch haben Signalleitungen, die das gleiche Ansteuersigsal übertragen, im Wesentlichen auch gleiche Induktivitäten. Im Einzelnen, siehe 3, ist im oberen Zweig eine Induktivität Lug1T etwa in der Mitte der Gate-Signalleitung Gu1T vorhanden, und eine Induktivität Lug2T ist etwa in der Mitte der Gate-Signalleitung Gu2T vorhanden. Dadurch werden die Induktivität und die Impedanz der Gate-Signalleitungen Gu1T und Gu2T im Wesentlichen gleich. Eine Induktivität Lue1T ist etwa in der Mitte der Emitter-Signalleitung Eu1T vorhanden, und eine Induktivität Lue2T ist etwa in der Mitte der Emitter-Signalleitung Eu2T vorhanden. Dadurch werden die Induktivität und die Impedanz der Emitter-Signalleitungen Eu1T und Eu2T im Wesentlichen gleich. Im unteren Zweig ist eine Induktivität Lug1B etwa in der Mitte der Gate-Signalleitung Gu1B vorhanden, und eine Induktivität Lug2B ist etwa in der Mitte der Gate-Signalleitung Gu2B vorhanden. Dadurch werden die Induktivität und die Impedanz der Gate-Signalleitungen Gu1B und Gu2B im Wesentlichen gleich. Eine Induktivität Lue1B ist etwa in der Mitte der Emitter-Signalleitung Eu1B vorhanden, und eine Induktivität Lue2B ist etwa in der Mitte der Emitter-Signalleitung Eu2B vorhanden. Dadurch werden die Induktivität und die Impedanz der Emitter-Signalleitungen Eu1B und Eu2B im Wesentlichen gleich. Die weiteren Schaltungskomponenten gleichen den Komponenten in 1; sie sind mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet und werden nicht nochmals ausführlich beschrieben.
  • Verwendet man beispielsweise Teile mit unterschiedlichen Eigenschaften in geeigneter Weise als Verdrahtungsmaterial der Signalleitungen, so kann man die Signalleitungen, die das gleiche Ansteuersignal übertragen, im Wesentlichen mit den gleichen Induktivitäten versehen.
  • Die Erfindung ist ein Wechselrichter (Stromwandler), der einen eingegebenen Gleichstrom durch Schaltvorgänge von Schaltelementen in Wechselstrom umformt und den Wechselstrom ausgibt. Die Erfindung kann auf einen Wechselrichter angewendet werden, der so konfiguriert ist, dass mindestens zwei Reihenschaltungen, die aus zwei zueinander in Reihe geschalteten Schaltelementen bestehen, zueinander parallel geschaltet sind. In Motoransteuerungsvorrichtungen, die Motoren in Werkzeugmaschinen, Schmiedewalzmaschinen, Spritzgussmaschinen, Industriemaschinen und verschiedenen Robotern antreiben, werden als Stromwandler zum Umformen eines eingegebenen Gleichstroms in Wechselstrom, mit dem dreiphasige Wechselstrommotoren betrieben werden, im Allgemeinen dreiphasige Wechselrichter verwendet. Verwendet man den Stromwandler der Erfindung, so kann man Motoren mit hoher Leistungsabgabe ansteuern, und eine Motoransteuerungsvorrichtung mit hoher Zuverlässigkeit kann verwirklicht werden.
  • Gemäß der Erfindung können in dem Stromwandler, in dem Reihenschaltungen, die aus zwei zueinander in Reihe geschalteten Schaltelementen bestehen, zueinander parallel geschaltet sind und parallel angesteuert werden, fehlerhafte Betriebszustände und Zerstörungen der Schaltelemente verhindert werden, die durch Spannungsschwankungen in Hauptschaltungsverdrahtungen und Signalleitungen verursacht werden.
  • Signalleitungen, die jedes Schaltelement in einer Brückenschaltung fest verdrahten, in der mindestens zwei Reihenschaltungen, die jeweils aus zwei zueinander in Reihe geschalteten Schaltelementen bestehen, zueinander parallel geschaltet sind, und eine Gate-Ansteuerschaltung, die ein Ansteuersignal ausgibt, das das Ein- und Ausschalten aller Schaltelemente steuert, werden als Signalleitungen realisiert, bei denen ein Ansteuersignal-Ausgabeanschluss in der Gate-Ansteuerschaltung als Ausgangspunkt dient.
  • Die Schaltelemente in jeder Reihenschaltung, an die der Ansteuersignal-Ausgabeanschluss das gleiche Ansteuersignal liefert, werden einzeln fest verdrahtet, und die Signalleitungen weisen Induktivitäten auf, die im Wesentlichen einander gleich sind. Folglich kann eine Induktivitätskomponente in der Verdrahtung zwischen den Gateanschluss und dem Emitteranschluss bereitgestellt werden, und zwar über den Ansteuersignal-Ausgabeanschluss der Gate-Ansteuerschaltung bei jedem Schaltelement der gleichen Phase, und sie kann dazu dienen, einen Kreisstromfluss in den Signalleitungen und einer Hauptschaltungsleitung als Pfad zu verhindern. Damit kann auch in dem Fall, dass eine Spannungsschwankung auftritt, kaum ein Kreisstrom fließen, und die gegenseitige Beeinflussung der Schaltelemente und der Einfluss auf die Gate-Ansteuerschaltung kann unterdrückt werden. Ein fehlerhafter Betrieb der Schaltelemente kann unterbunden werden, und die Zuverlässigkeit des Stromwandlerbetriebs steigt. Auch bei Streuungen in den Eigenschaften der Komponenten und einer Streuung der Verdrahtungsinduktivitäten in der Hauptschaltung kann durch die Induktivität, die in der Verdrahtung zwischen dem Gateanschluss und dem Emitteranschluss des Schaltelements vorhanden ist, der Einfluss von Spannungsschwankungen auf die Gate-Ansteuerschaltung verhindert werden. Dadurch kann ein fehlerhafter Betrieb der Schaltelemente unterbunden werden, und die Zuverlässigkeit des Stromwandlerbetriebs steigt. Da verglichen mit herkömmlichen Vorgehensweisen die Symmetrie der Verdrahtung der Hauptschaltung geringer ausfallen kann, nehmen die Flexibilität und die Freiheitsgrade beim Entwurf des Stromwandlers zu.
  • Wird der Stromwandler der Erfindung für eine Motoransteuerungsvorrichtung verwendet, so kann ein fehlerhafter Betrieb der Schaltelemente verhindert werden, und die Zuverlässigkeit des Betriebs der Motoransteuerungsvorrichtung verbessert sich, und die Flexibilität und die Freiheitsgrade beim Entwurf der Motoransteuerungsvorrichtung nehmen zu.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 2012-039790 [0004]
    • JP 4847707 [0004]

Claims (5)

  1. Stromwandler (1), der eingegebenen Gleichstrom durch Schaltvorgänge eines Schaltelements in Wechselstrom umformt, umfassend: eine Brückenschaltung (11), die aus mindestens zwei Reihenschaltungen (u-1, u-2) besteht, wobei als Stromeingabeanschlüsse Anschlüsse zu beiden Seiten der zwei in Reihe geschalteten Schaltelemente verwendet werden, und als Stromausgabeanschluss ein Verbindungspunkt der beiden Schaltelemente verwendet wird, die über den Stromausgabeanschluss parallel geschaltet sind; eine Gate-Ansteuerschaltung (12), die ein Ansteuersignal ausgibt, das das Ein- und Ausschalten der Schaltelemente steuert; und Signalleitungen, die von einem Ansteuersignal-Ausgabeanschluss der Gate-Ansteuerschaltung (12) als Ausgangspunkt der Verdrahtung ausgehen, die einzeln mit jedem der Schaltelemente fest verdrahtet sind, die durch das gleiche Ansteuersignal ein- und ausgeschaltet werden, und die Induktivitäten aufweisen, die einander im Wesentlichen gleichen.
  2. Stromwandler (1) nach Anspruch 1, wobei die Signalleitungen enthalten: Gate-Signalleitungen (Gu1T, Gu2T, Gu1B, Gu2B), die jeweils einzeln eine positive Elektrode im Ansteuersignal-Ausgabeanschluss und jeden Gateanschluss der Schaltelemente in jeder Reihenschaltung (u-1, u-2) fest verdrahten, an die das gleiche Ansteuersignal vom Ansteuersignal-Ausgabeanschluss geliefert wird; und Emitter-Signalleitungen (Eu1T, Eu2T, Eu1B, Eu2B), die jeweils einzeln eine negative Elektrode im Ansteuersignal-Ausgabeanschluss und den Emitteranschlüssen der Schaltelemente in jeder Reihenschaltung (u-1, u-2) fest verdrahten, an die das gleiche Ansteuersignal vom Ansteuersignal-Ausgabeanschluss geliefert wird.
  3. Stromwandler (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei in den Signalleitungen, die das gleiche Ansteuersignal übertragen, Induktivitäten (Lug1T, Lug2T, Lue1T, Lue2T, Lug1B, Lug2B, Lue1B, Lue2B) vorhanden sind, damit die Induktivitäten der Signalleitungen im Wesentlichen gleich sind.
  4. Stromwandler (1) nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Signalleitungen, die das gleiche Ansteuersignal übertragen, im Wesentlichen gleiche Impedanzen haben.
  5. Stromwandler (1) nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Signalleitung durch ein Kabel oder ein Verdrahtungsmuster auf einer gedruckten Platine ausgebildet ist.
DE102013107941.5A 2012-07-30 2013-07-25 Stromwandler mit parallel betätigten Schaltelementen Ceased DE102013107941A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012168229A JP5559265B2 (ja) 2012-07-30 2012-07-30 スイッチング素子が並列接続されて並列駆動される電力変換装置
JP2012-168229 2012-07-30

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102013107941A1 true DE102013107941A1 (de) 2014-01-30

Family

ID=49912356

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102013107941.5A Ceased DE102013107941A1 (de) 2012-07-30 2013-07-25 Stromwandler mit parallel betätigten Schaltelementen

Country Status (4)

Country Link
US (1) US9479083B2 (de)
JP (1) JP5559265B2 (de)
CN (2) CN203574562U (de)
DE (1) DE102013107941A1 (de)

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5559265B2 (ja) * 2012-07-30 2014-07-23 ファナック株式会社 スイッチング素子が並列接続されて並列駆動される電力変換装置
JP6208326B2 (ja) * 2014-03-10 2017-10-04 株式会社日立製作所 電力変換ユニット、電力変換装置、および電力変換方法
WO2016098226A1 (ja) * 2014-12-18 2016-06-23 株式会社日立製作所 半導体装置及び電力変換装置
KR102382081B1 (ko) 2015-03-27 2022-04-01 삼성전자 주식회사 전자장치의 전원을 제어하는 방법 및 장치
CN107925374B (zh) * 2015-09-04 2020-08-11 三菱电机株式会社 电动机驱动装置以及空气调节机
DE102016201504A1 (de) * 2016-02-01 2017-08-03 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verbesserter Stromrichter
JP6922175B2 (ja) * 2016-09-01 2021-08-18 富士電機株式会社 電力変換装置
JP6674398B2 (ja) * 2017-02-24 2020-04-01 株式会社東芝 電力変換装置および制御線の配線構造
JP6888454B2 (ja) * 2017-07-21 2021-06-16 富士電機株式会社 電力変換装置
JP6955205B2 (ja) * 2017-09-27 2021-10-27 富士電機株式会社 電力変換装置
US20220173043A1 (en) * 2019-03-29 2022-06-02 Mitsubishi Electric Corporation Semiconductor module parallel circuit and semiconductor module connection substrate
EP3955457A4 (de) * 2019-04-30 2022-04-20 Huawei Technologies Co., Ltd. Schaltkreis, mischer und elektronische vorrichtung
CN110855275B (zh) * 2019-12-02 2023-09-29 山东元齐新动力科技有限公司 电子开关
JP7447756B2 (ja) 2020-10-01 2024-03-12 三菱電機株式会社 半導体装置
DE102022212323A1 (de) * 2022-11-18 2024-05-23 Vitesco Technologies Germany Gmbh Leistungselektronikmodul, Verfahren zum Herstellen eines Leistungselektronikmoduls

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012039790A (ja) 2010-08-09 2012-02-23 Fuji Electric Co Ltd 電力変換装置

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07163137A (ja) * 1993-12-01 1995-06-23 Fuji Electric Co Ltd 並列接続ｉｇｂｔのゲート駆動回路
JPH0819246A (ja) * 1994-07-04 1996-01-19 Fuji Electric Co Ltd 半導体スイッチ素子の並列接続回路
JPH09261948A (ja) * 1996-03-26 1997-10-03 Fuji Electric Co Ltd 電力変換装置
JP2000116117A (ja) * 1998-10-01 2000-04-21 Fuji Electric Co Ltd 半導体スイッチ素子のゲート接続構造
AU5769300A (en) 1999-06-29 2001-01-31 Sun Microsystems, Inc. Method and apparatus for adjusting electrical characteristics of signal traces in layered circuit boards
JP3793700B2 (ja) * 2001-07-02 2006-07-05 株式会社日立製作所 電力変換装置
JP2004187360A (ja) * 2002-11-29 2004-07-02 Toshiba Corp 電圧駆動型スイッチング素子のゲ−ト駆動回路および半導体モジュ−ル
EP1480339A1 (de) * 2003-05-19 2004-11-24 ABB Technology AG Halbleiterschalteranordnung
JP4847707B2 (ja) * 2005-03-10 2011-12-28 三菱電機株式会社 電力用半導体装置
CN201893710U (zh) * 2010-12-13 2011-07-06 乐山牧田电器有限公司 电动汽车驱动电机电流自动控制线路
JP5559265B2 (ja) * 2012-07-30 2014-07-23 ファナック株式会社 スイッチング素子が並列接続されて並列駆動される電力変換装置

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012039790A (ja) 2010-08-09 2012-02-23 Fuji Electric Co Ltd 電力変換装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP2014027831A (ja) 2014-02-06
JP5559265B2 (ja) 2014-07-23
CN203574562U (zh) 2014-04-30
US20140029323A1 (en) 2014-01-30
US9479083B2 (en) 2016-10-25
CN103580528A (zh) 2014-02-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102013107941A1 (de) Stromwandler mit parallel betätigten Schaltelementen
EP2596980B1 (de) Mehrpunkt-Stromrichter mit Bremschopper
DE112012006181B4 (de) Komposithalbleiterschaltvorrichtung
EP2654190A2 (de) Verfahren zum Betreiben einer elektrischen Schaltung
DE102010030078A1 (de) Verfahren zum Sperren eines Stromrichters mit verteilten Energiespeichern
EP2807738B1 (de) Multizellenkonverter
DE3521082A1 (de) Wechselrichter und verfahren zu seinem betrieb
DE102012100673A1 (de) Vorrichtung zur elektrischen Energieeinspeisung aus einer dezentralen Eigenerzeugeranlage in ein Stromnetz
DE102007032514A1 (de) Steuerverfahren für Direktumrichter
EP3251194B1 (de) Energiespeicheranordnung
EP3195440B1 (de) Verfahren zum übertragen elektrischer energie zwischen einem wechselstromnetz und einem gleichstromnetz
DE102014111438B4 (de) Leistungsbaustein und Verfahren zu dessen Herstellung
DE4430394A1 (de) Dreiphasige Gleichrichterschaltung mit nahezu sinusförmigen Eingangsströmen und geregelter Ausgangs-Gleichspannung
DE102005050842B4 (de) Verfahren zum Betrieb eines Umrichters sowie Schaltungsanordnung
WO2013023914A1 (de) Wechselrichteranordnung
DE102005045552B4 (de) Schaltungsanordnung
EP3476035B1 (de) Regelung von phasenströmen eines wechselrichters
AT515848B1 (de) Schaltungsanordnung und Verfahren zum Ansteuern eines Halbleiterschaltelements
DE102019218940A1 (de) Dreiphasen-wechselstromsteuervorrichtung und dreiphasen-wechselstromsteuersystem
DE102009026479B4 (de) Leistungshalbleitermodul mit verringerter Oszillationsneigung
DE102007024178A1 (de) Verfahren zum Betreiben einer elektrischen Schaltung sowie entsprechende elektrische Schaltung
EP2928055B1 (de) Modularer Stromrichter und Verfahren zur Erzeugung einer sinusförmigen Ausgangsspannung mit reduziertem Oberschwingungsgehalt
EP2026455B1 (de) Verfahren zum Betreiben einer elektrischen Schaltung sowie elektrischen Schaltung zur Verminderung von Überspannungen an von Wechselrichtungen gespeisten Lasten
EP0521260A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Abschalten eines Uberstromes bei einem Wechselrichter
EP3987637B1 (de) Clampingschaltung bei einem gleichrichter mit mehr als zwei ausgangsseitig bereitgestellten potenzialen

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R079 Amendment of ipc main class

Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: H02M0001080000

Ipc: H02M0001088000

R012 Request for examination validly filed

Effective date: 20140715

R079 Amendment of ipc main class

Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: H02M0001080000

Ipc: H02M0001088000

Effective date: 20140729

R016 Response to examination communication
R002 Refusal decision in examination/registration proceedings
R003 Refusal decision now final