-
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Stromrichter und ist besonders zur Verwendung in einem Stromrichter geeignet, der für Schienenfahrzeuge verwendet wird.
-
[Stand der Technik]
-
Ein Stromrichter, der generell für Schienenfahrzeuge verwendet wird, ist so konfiguriert, dass er einen Wechselrichter zum Umwandeln einer Gleichspannungsleistung in eine Wechselspannungsleistung, einen Wandler zum Umwandeln der Wechselspannungsleistung in die Gleichspannungsleistung und eine Schaltung, wie beispielsweise einen eine Gleichspannung erhöhenden oder absenkenden Gleichspannungszerhacker, umfasst. Weiterhin findet in Bezug auf solche Schaltungen ein Leistungshalbleiter, der als IGBT (insulated gate bipolar transistor; Bipolartransistor mit isoliertem Gate) bezeichnet wird, breite Anwendung.
-
Der Leistungshalbleiter wird durch Einschalt- und Ausschaltsignale von einem Gate-Ansteuersubstrat gesteuert und das Gate-Ansteuersubstrat wird durch ein Signal von einer Steuerungstheorieeinheit gesteuert, bei der es sich um eine Steuereinheit für einen Wandler handelt. Der Leistungshalbleiter und das Gate-Ansteuersubstrat sind durch eine Verdrahtung, die als Gate-Verdrahtung bezeichnet wird, miteinander verbunden, und das Gate-Ansteuersubstrat kann einen elektrischen Strom, der durch den Leistungshalbleiter fließt, dadurch feststellen, dass der Leistungshalbleiter mit dem Gate-Ansteuersubstrat über diese Gate-Verdrahtung verbunden wird.
-
Das Gate-Ansteuersubstrat ist mit einer Schutzfunktion ausgestattet, die den Leistungshalbleiter schützt, und eine der Schutzfunktionen ist eine Kurzschluss-Schutzfunktion. Um einen Kurzschluss zu ermitteln, gibt es ein Verfahren zum Ermitteln des Kurzschlusses auf der Grundlage einer Spannung, die zwischen Emitter-Induktivitäten zwischen einem Hauptemitteranschluss und einem Hilfsemitteranschluss auftritt, die in einem den Leistungshalbleiter aufweisenden Modul (das als Leistungshalbleitermodul bezeichnet wird) angeordnet sind.
-
Die Patentliteratur 1 offenbart einen Stromrichter, der mit der Kurzschluss-Schutzfunktion ausgestattet ist, durch die ein Kurzschluss auf der Grundlage einer Spannung ermittelt wird, die zwischen Emitter-Induktivitäten erzeugt wird. Genauer gesagt offenbart die Patentliteratur 1 eine Technik, mit der die Induktivitäten mit einem Hauptanschluss eines Schaltelements (Leistungshalbleiters) in Reihe geschaltet werden und durch eine integrierende Schaltung Spannungen integriert werden, die an beiden Enden der Induktivitäten während des Schaltens auftreten, wodurch ein Kurzschluss durch Feststellen eines elektrischen Stroms, der durch den Leistungshalbleiter fließt, ermittelt wird. Darüber hinaus offenbart
US 2013 / 0 153 958 A1 eine Halbleiterschaltvorrichtung mit einem Halbleiterschaltelement, das dazu ausgebildet ist, induktives Rauschen zu unterdrücken.
-
-
[Zusammenfassung der Erfindung]
-
[Durch die Erfindung zu lösende Probleme]
-
Allerdings wird im Hinblick auf den in der Patentliteratur 1 beschriebenen Stromrichter keine spezifische Struktur der Gate-Verdrahtung offenbart, die das Leistungshalbleitermodul mit dem Gate-Ansteuersubstrat verbindet.
-
7 veranschaulicht die Struktur einer generellen Gate-Verdrahtung. Die Gate-Verdrahtung besteht aus einer Hauptemitterverdrahtung zum Verbinden von Hauptemitteranschlüssen mit einem Gate-Ansteuersubstrat, und einer Hilfsemitterverdrahtung zum Verbinden von Hilfsemitteranschlüssen mit dem Gate-Ansteuersubstrat.
-
Weiterhin wird die Gate-Verdrahtung generell durch Herstellen einer Litze unter Verwendung von zwei Drähten der Hauptemitterverdrahtung und der Hilfsemitterverdrahtung gebildet, um die Induktivität zu minimieren. Allerdings kann in diesem Fall die Induktivität nicht weiter auf einen Wert reduziert werden, der unter einem bestimmten Wert liegt, und es kann ein durch den Leistungshalbleiter fließender elektrischer Strom aufgrund einer auf der Verdrahtung überlagerten Gleichtaktstörung irrtümlich festgestellt werden.
-
Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf die oben beschriebenen Umstände entwickelt und schlägt einen Stromrichter vor, der die Genauigkeit zum Feststellen eines elektrischen Stroms durch Minimieren der Induktivität der Gate-Verdrahtung verbessern kann.
-
[Mittel zum Lösen der Probleme]
-
Das Problem wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Besondere Ausführungsformen sind in den abhängigen Patentansprüchen beschrieben.
-
[Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung]
-
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Genauigkeit zum Feststellen eines elektrischen Stroms durch Minimieren der Induktivität der Gate-Verdrahtung verbessert werden.
-
Figurenliste
-
- 1 ist eine perspektivische Ansicht eines Stromrichters;
- 2 ist eine Seitenansicht des Stromrichters;
- 3 ist eine Vorderansicht des Stromrichters;
- 4 ist ein Schaltungsbesetzungsschema des Stromrichters;
- 5 ist eine perspektivische Ansicht eines Stromrichters, der jedoch nicht unter den Gegenstand des Schutzbegehrens fällt;
- 6 ist eine perspektivische Ansicht eines Stromrichters, der mit einer U-förmigen Metallleiterplatte ausgestattet ist; und
- 7 ist ein Besetzungsschema, das eine allgemeine Gate-Verdrahtung veranschaulicht.
-
[Methode zum Durchführen der Erfindung]
-
Es wird eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausführlich mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
-
(1) Gesamtstruktur
-
1 veranschaulicht eine perspektivische Struktur eines Stromrichters gemäß einer ersten Ausführungsform. Insbesondere veranschaulicht 1 eine Phase eines zweistufigen Wechselrichters, der mit zwei Halbleitermodulen vom Typ 1-in-1 ausgestattet ist, in Bezug auf die jeweils ein Leistungshalbleiter in einem Leistungshalbleitermodul angebracht ist.
-
Der Stromrichter umfasst ein Halbleitermodul (IGBT-Modul) 1 des oberen Zweigs und ein IGBT-Modul 2 des unteren Zweigs. Da das IGBT-Modul 1 des oberen Zweigs dieselbe Struktur wie die des IGBT-Moduls 2 des unteren Zweigs hat, wird im Folgenden insbesondere die Struktur des IGBT-Moduls 2 des unteren Zweigs erläutert.
-
Das IGBT-Modul 2 ist so konfiguriert, dass es eine Mehrzahl von Hauptkollektoranschlüssen 21, eine Mehrzahl von Hauptemitteranschlüssen 22, einen Gate-Anschluss 23 und einen Hilfsemitteranschluss 24 umfasst. Das IGBT-Modul 2 besitzt zwei Vorsprünge, und die Hauptkollektoranschlüsse 21 sind auf einer oberen Fläche eines der beiden Vorsprünge angebracht. Weiterhin sind die Hauptemitteranschlüsse 22 auf einer oberen Fläche des anderen Vorsprungs angeordnet.
-
Außerdem sind im Hinblick auf die obere Fläche des IGBT-Moduls 2 der Gate-Anschluss 23 und der Hilfsemitteranschluss 24 auf einem flachen Teil angeordnet, bei dem es sich um einen die Vorsprünge ausschließenden Bereich handelt. Von diesen Anschlüssen 21 bis 24 sind die Hauptemitteranschlüsse 22, der Gate-Anschluss 23 und der Hilfsemitteranschluss 24 mit einem Gate-Ansteuersubstrat 25 verbunden, das das IGBT-Modul 2 steuert.
-
Das Gate-Ansteuersubstrat 25 ist direkt mit dem Gate-Anschluss 23 und dem Hilfsemitteranschluss 24 verbunden und ist mit der Mehrzahl der Hauptemitteranschlüsse 22 über eine Metallleiterplatte (Emittererfassungsschalttafel) 26 verbunden. Mit anderen Worten verbindet die Emittererfassungsschalttafel 26 die Mehrzahl der Hauptemitteranschlüsse 22 mit dem Gate-Ansteuersubstrat 25.
-
Die Emittererfassungsschalttafel 26 ist so angebracht, dass sie die obere Fläche des Vorsprungs, an dem die Hauptemitteranschlüsse 22 angeordnet sind, auf der oberen Fläche des IGBT-Moduls 2 bedeckt, dass sie sich so erstreckt, als ob sie entlang einer Seitenfläche dieses Vorsprungs zum flachen Teil nach unten fällt und dann mit dem Gate-Ansteuersubstrat 25 verbunden ist.
-
Da außerdem die Breiten W1 und W2 der Emittererfassungsschalttafel 26 größer sind, kann die Induktivität zwischen den Hauptemitteranschlüssen 22 und dem Gate-Ansteuersubstrat 25 verringert werden. Daher hat in diesem Beispiel die Emittererfassungsschalttafel 26 an ihrem Verbindungsteil, das mit den Hauptemitteranschlüssen 22 verbunden ist, eine Breite W1, die gleich oder größer als die Einbaubreite der Mehrzahl der Hauptemitteranschlüsse 22 ist, und die Emittererfassungsschalttafel 26 hat an ihrem Teil, das entlang der Seitenfläche des Vorsprungs zum flachen Teil senkrecht nach unten fällt, eine Breite W2, die gleich oder größer als die Verbindungsbreite ist, die mit dem Gate-Ansteuersubstrat 25 verbunden ist.
-
Im Übrigen umfasst der Stromrichter zusätzlich zu jedem oben beschriebenen Element (21 bis 26) zum Beispiel eine positive Leiterplatte 31 zum Verbinden einer Leistungsquelle der positiven Seite (in den Figuren nicht gezeigt) mit Hauptkollektoranschlüssen 11, eine Zwischenleiterplatte 32 zum Verbinden der Hauptemitteranschlüsse 12 des oberen Zweigs mit den Hauptkollektoranschlüssen 21 des unteren Zweigs, und eine negative Leiterplatte 33 zum Verbinden einer Leistungsquelle der negativen Seite (in den Figuren nicht gezeigt) mit den Hauptemitteranschlüssen 22. Der Stromrichter umfasst zum Beispiel auch einen Wechselstrom-Ausgangsanschluss 41 und eine Kühleinrichtung 51 zum Kühlen des IGBT-Moduls 2.
-
Jedes oben beschriebene Element (21 bis 26) ist ein Element, das sich auf das IGBT-Modul 2 des unteren Zweigs bezieht, und das IGBT-Modul 1 des oberen Zweigs ist in ähnlicher Weise konfiguriert. Zum Beispiel trifft die Struktur, bei der die Emittererfassungsschalttafel 26 des unteren Zweigs die Hauptemitteranschlüsse 22 mit dem Gate-Ansteuersubstrat 25 verbindet, in ähnlicher Weise für den oberen Zweig zu. Im oberen Zweig verbindet eine Emittererfassungsschalttafel 16 die Hauptemitteranschlüsse 12 mit einem Gate-Ansteuersubstrat 15.
-
Seitenflächenstruktur
-
2 veranschaulicht eine Seitenflächenstruktur des Stromrichters in 1. Der Stromrichter umfasst zwei IGBT-Module 1 und 2 des oberen Zweigs und des unteren Zweigs auf der Kühleinrichtung 51, wie oben erläutert. Dann ist jeder der Hauptemitteranschlüsse 12 und 22, die auf einem der beiden, in jedem dieser IGBT-Module 1 und 2 enthaltenen Vorsprünge angebracht sind, mit der Emittererfassungsschalttafel 16 und 26 verbunden. Weiterhin ist jede dieser Emittererfassungsschalttafeln 16 und 26 mit dem Gate-Ansteuersubstrat 15, 25 verbunden.
-
Von Enden der negativen Leiterplatte 33 ist eine Höheneinstelleinrichtung 331 auf einer unteren Fläche eines Endes der negativen Leiterplatte 33 vorgesehen, die über den Vorsprüngen des IGBT-Moduls 2 platziert ist. Diese Höheneinstelleinrichtung 331 besteht aus demselben Material wie das der negativen Leiterplatte 33 und hält die negative Leiterplatte 33 in horizontaler Ausrichtung.
-
(3) Vorderflächenstruktur
-
3 veranschaulicht eine vordere Struktur des Stromrichters in 1. Diese Zeichnung veranschaulicht insbesondere eine vordere Struktur des IGBT-Moduls 2 des unteren Zweigs. Wie von der Vorderseite dieses IGBT-Moduls 2 aus gesehen, gibt es Luftspalte zwischen den Hauptemitteranschlüssen 22 und einer äußeren Gehäusefläche des IGBT-Moduls 2. Im Übrigen sind die Luftspalte in 1 und 2 weggelassen, um die Darstellungen zu vereinfachen. Da die Emittererfassungsschalttafel 26 die Form einer flachen Platte hat, kann die Emittererfassungsschalttafel 26 eingeführt und in diesen Luftspalten platziert werden.
-
(4) Schaltungsstruktur
-
4 veranschaulicht eine Schaltungsstruktur des Stromrichters. Es ist zu beachten, dass in diesem Abschnitt eine Schaltungsstruktur des IGBT-Moduls 2 und sein Umfangsbereich erläutert werden und sich dieselbe Schaltungsstruktur auf das IGBT-Modul 1 und seinen Umfangsbereich anwenden lässt. Der Stromrichter ist so konfiguriert, dass er zusätzlich zum Gate-Ansteuersubstrat 25 und dem IGBT-Modul 2, die oben beschrieben sind, eine Steuerungstheorieeinheit 61 aufweist.
-
Die Steuerungstheorieeinheit 61 gibt ein Einschalt/Ausschalt-Signal S1 an das Gate-Ansteuersubstrat 25 aus. Nach dem Eingeben des Einschalt/Ausschalt-Signals S1 von der Steuerungstheorieeinheit 61 wandelt ein Gate-Ansteuerschaltung 251 im Gate-Ansteuersubstrat 25 das Einschalt/Ausschalt-Signal S1 in ein Einschalt/Ausschalt-Signal S2 für das IGBT-Modul 2 um und gibt dieses Einschalt/Ausschalt-Signal S2 an das IGBT-Modul 2 aus.
-
Wenn das Einschalt/Ausschalt-Signal S2 vom Gate-Ansteuerschaltung 251 dem Gate-Anschluss 23 im IGBT-Modul 2 zugeführt wird, legt das IGBT-Modul 2 einen Kollektorstrom zwischen die Hauptkollektoranschlüsse 21 und die Hauptemitteranschlüsse 22 an, wenn es eingeschaltet ist. Wenn das IGBT-Modul 2 ausgeschaltet ist, legt es eine Leistungszuführspannung, die in der Zeichnung nicht gezeigt wird, zwischen die Hauptkollektoranschlüsse 21 und die Hauptemitteranschlüsse an.
-
Bei dem Hilfsemitteranschluss 24 im IGBT-Modul 2 handelt es sich um einen Anschluss, der einen elektrischen Strom anlegt, der fließt, wenn das Einschalt/Ausschalt-Signal S2 den Gate-Anschlüssen 23 zugeführt wird, und der dasselbe Potential wie der Hauptemitteranschluss 22 hat; allerdings ist im IGBT-Modul 2 der Hilfsemitteranschluss 24 als separater Anschluss vom Hauptemitteranschluss 22 konfiguriert.
-
Da der Hauptemitteranschluss 22 und der Hilfsemitteranschluss 24 durch die Emittererfassungsschalttafel 26 im IGBT-Modul 2 verbunden sind, wird eine parasitäre Verdrahtungsinduktivität Le gebildet. Außerdem sind der Hauptemitteranschluss 22 und der Hilfsemitteranschluss 24 mit einer Schaltung 252 zum Erfassen des elektrischen Stroms im Gate-Ansteuersubstrat 25 verbunden.
-
Die Schaltung 252 zum Erfassen des elektrischen Stroms integriert eine Spannung, die durch die Verdrahtungsinduktivität Le erzeugt wird, erfasst einen elektrischen Strom, der zwischen dem Hauptkollektoranschluss 21 und dem Hauptemitteranschluss 22 fließt, und gibt Informationen S3 über den elektrischen Strom, die als Erfassungsergebnisse erhalten werden, an eine Kurzschlussermittlungsschaltung 253 aus.
-
Die Kurzschlussermittlungsschaltung 253 ermittelt auf der Grundlage der Informationen S3 über den elektrischen Strom, ob der Zustand normal oder anomal (Kurzschluss) ist; und wenn ein Starkstrom, der das IGBT-Modul 2 zerstören würde, fließt, bestimmt die Kurzschlussermittlungsschaltung 253, dass der Zustand anomal ist. In diesem Fall gibt die Kurzschlussermittlungsschaltung 253 an die Gate-Ansteuerschaltung 251 ein Ausschalt-Signal S4 aus, durch das ein Ausschalten des elektrischen Stroms, der durch das IGBT-Modul 2 fließt, erzwungen wird. Dadurch wird der IGBT-Kurzschlussschutz ausgeführt.
-
In diesem Beispiel hat die Emittererfassungsschalttafel 26 die Form einer flachen Platte mit großer Breite und schafft den kürzesten Weg, um das IGBT-Modul 2 mit dem Gate-Ansteuersubstrat 25 zu verbinden. Da die Emittererfassungsschalttafel 26 aus dem kürzesten Weg mit großer Breite gebildet wird, ist es möglich, eine Überlagerung von Störungen durch Minimieren der parasitären Induktivität zu verhindern.
-
Daher ist es möglich, Probleme zu verhindern, wie beispielsweise eine Unterbrechung des Betriebs des Wechselrichters durch Ermitteln des Zustands, dass ein Kurzschlusses vorliegt, auf der Grundlage einer falschen Erfassung eines festgestellten Werts des elektrischen Stroms oder ein Fortführen des Betriebs des Wechselrichters ohne ein Ermitteln des Zustands, dass ein Kurzschluss vorliegt, wenn der Kurzschluss tatsächlich aufgetreten ist.
-
(5) Vorteilhafte Wirkungen der ersten Ausführungsform
-
Der Stromrichter gemäß der ersten Ausführungsform ist wie oben beschrieben so konfiguriert, dass die Mehrzahl der Hauptemitteranschlüsse 12 bzw. 22 mit dem Gate-Ansteuersubstrat 15 bzw. 25, die im IGBT-Modul 1 bzw. 2 angebracht sind, durch die Emittererfassungsschalttafel 16 bzw. 26 verbunden sind, um die Induktivität zwischen ihnen zu minimieren. Es ist daher möglich, die Erfassungsgenauigkeit für den elektrischen Strom dadurch zu verbessern, dass eine falsche Erfassung verhindert wird.
-
Weiterhin hat jede der Emittererfassungsschalttafeln 16 und 26 eine große Breite in einem Bereich, mit dem es möglich ist, die Isolierbeziehung wechselseitig aufrechtzuerhalten, und ist so aufgebaut, dass der kürzeste Weg zum Verbinden der Hauptemitteranschlüsse 12 bzw. 22 mit den Gate-Ansteuersubstraten 15 bzw. 25 geschaffen wird, so dass es möglich ist, die Induktivität zu minimieren. Es besteht daher die Möglichkeit, die Erfassungsgenauigkeit für den elektrischen Strom dadurch zu verbessern, dass eine falsche Erfassung verhindert wird.
-
Im Übrigen beschreibt die erste Ausführungsform das Gate-Ansteuersubstrat 25 als ein Substrat; allerdings ist die Erfindung nicht auf dieses Beispiel beschränkt, und das Gate-Ansteuersubstrat 25 kann beispielsweise aus separaten Substraten bestehen, d.h. einem Substrat, das mit der Kurzschlussschutzfunktion ausgestattet ist, und einem Substrat zum Empfangen des Signals von der Steuerungstheorieeinheit 61. In diesem Fall kann nur das Substrat, das mit der Kurzschlussschutzfunktion ausgestattet ist, sehr nahe an den IGBT-Modulen 1 bzw. 2 angeordnet sein, und es können die Emittererfassungsschalttafeln 16 bzw. 26 mit großer Breite verwendet werden, um den kürzesten Weg zum Verbinden dieses Substrats mit den Hauptemitteranschlüssen 12 bzw. 22 einzurichten. Infolgedessen kann die zuvor erwähnte vorteilhafte Wirkung des Verbesserns der Genauigkeit in Bezug auf das Erfassen des elektrischen Stroms erhalten werden.
-
Darüber hinaus beschreibt die erste Ausführungsform die Struktur, bei der die beiden IGBT-Module 1 und 2 nicht parallel angeschlossen sind; allerdings ist die Erfindung nicht auf dieses Beispiel beschränkt, und es kann beispielsweise eine Mehrzahl von IGBT-Modulen parallel angeschlossen sein und ein Gate-Ansteuersubstrat mit diesen IGBT-Modulen in integrierter Weise verbunden sein. Auch in diesem Fall kann die vorher erwähnte vorteilhafte Wirkung des Verbesserns der Genauigkeit in Bezug auf das Erfassen des elektrischen Stroms dadurch erhalten werden, dass die plattenförmige Emittererfassungsschalttafel verwendet wird.
-
Weiterhin beschreibt die erste Ausführungsform den zweistufigen Wechselrichter als Beispiel; allerdings kann die Erfindung auf einen mehrstufigen Wechselrichter mit drei oder mehr Stufen angewendet werden.
-
(6) Zweite Ausführungsform
-
5 veranschaulicht eine perspektivische Struktur eines Stromrichters gemäß einer zweiten Ausführungsform. Es ist zu beachten, dass der Stromrichter gemäß der zweiten Ausführungsform nicht unter den Gegenstand des Schutzbegehrens fällt. Der Unterschied zwischen dem Stromrichter gemäß der zweiten Ausführungsform und dem Stromrichter gemäß der ersten Ausführungsform besteht darin, dass der Stromrichter gemäß der zweiten Ausführungsform aufweist: ein Leistungshalbleitermodul vom Typ 2-in-1, d.h. ein Leistungshalbleitermodul, das mit zwei Leistungshalbleitern des oberen Zweigs und unteren Zweigs ausgestattet ist; und ein Gate-Ansteuersubstrat vom Typ 2-in-1, d.h. ein Substrat zum Steuern der beiden Leistungshalbleiter des oberen Zweigs und unteren Zweigs. Die unterschiedliche Struktur wird nachstehend erläutert.
-
Ein IGBT-Modul 2A ist so konfiguriert, dass es umfasst: einen Hauptkollektoranschluss 11A, einen Hauptemitteranschluss 12A, einen Gate-Anschluss 13A und einen Hilfsemitteranschluss 14A für den oberen Zweig; sowie einen Hauptkollektoranschluss 21A, einen Hauptemitteranschluss 22A, einen Gate-Anschluss 23A und einen Hilfsemitteranschluss 24A für den unteren Zweig.
-
Von diesen Anschlüssen 11A bis 14A und 21A bis 24A sind die Hauptemitteranschlüsse 12A, 22A, die Gate-Anschlüsse 13A, 23A und die Hilfsemitteranschlüsse 14A und 24A jeweils mit einem Gate-Ansteuersubstrat 25A verbunden, das das IGBT-Modul 2A steuert.
-
Das Gate-Ansteuersubstrat 25A besteht aus einem Substrat, das Substrate zum Steuern des oberen Zweigs und zum Steuern des unteren Zweigs integriert und direkt mit den Gate-Anschlüssen 13A, 23A und den Hilfsemitteranschlüssen 14A und 24A verbunden ist. Das Gate-Ansteuersubstrat 25A ist auch mit den Hauptemitteranschlüssen 12A und 22A über die Emittererfassungsschalttafeln 16A und 26A verbunden. Mit anderen Worten verbinden die Emittererfassungsschalttafeln 16A und 26A die Hauptemitteranschlüsse 12A und 22A mit dem Gate-Ansteuersubstrat 25A.
-
Die Emittererfassungsschalttafel 16A wird so angebracht, dass sie eine obere Fläche eines Vorsprungs bedeckt, auf dem der Hauptemitteranschluss 12A des oberen Zweigs angebracht ist, erstreckt sich so, als ob sie entlang der Seitenfläche dieses Vorsprungs senkrecht nach unten auf einen flachen Teil fällt und wird dann mit dem Gate-Ansteuersubstrat 25A verbunden.
-
Die Emittererfassungsschalttafel 26A ist weiterhin so angebracht, dass sie eine obere Fläche eines Vorsprungs bedeckt, auf dem der Hauptemitteranschluss 22A des unteren Zweigs angeordnet ist, erstreckt sich zu einem anderen Vorsprung, der sich von dem oben erwähnten Vorsprung unterscheidet, erstreckt sich weiter, als ob sie entlang einer Seitenfläche des anderen Vorsprungs senkrecht nach unten auf den flachen Teil fällt und wird dann mit dem Gate-Antriebssubtrat 25A verbunden.
-
Da die Breiten W3 und W4 der Emittererfassungsschalttafeln 16A und 26A breiter sind, kann die Induktivität zwischen den Hauptemitteranschlüssen 12A und 22A und dem Gate-Ansteuersubstrat 25A reduziert werden. Daher haben die Emittererfassungsschalttafeln 16A und 26A maximale Breiten W3 und W4 in dem Bereich, in dem es möglich ist, die Isolierbeziehung wechselseitig aufrechtzuerhalten.
-
(7) Vorteilhafte Wirkungen der zweiten Ausführungsform
-
Wenn der Stromrichter gemäß der oben beschriebenen, zweiten Ausführungsform verwendet wird, kann die Induktivität zwischen den Hauptemitteranschlüssen 12A und 22A und dem Gate-Ansteuersubstrat 25A dadurch minimiert werden, dass die Emittererfassungsschalttafeln 16A und 26A zum Verbinden verwendet werden, selbst wenn der Stromrichter das IGBT-Modul 2A vom Typ 2-in-1 und das Gate-Ansteuersubstrat 25A umfasst. Daher ist es möglich, die Genauigkeit in Bezug auf das Erfassen des elektrischen Stroms zu verbessern, wodurch eine falsche Erfassung verhindert wird.
-
Im Übrigen enthält in dieser Ausführungsform der Stromrichter das IGBT-Modul 2A vom Typ 2-in-1; allerdings ist die Erfindung nicht auf dieses Beispiel beschränkt, und der Stromrichter kann beispielsweise ein IGBT-Modul vom Typ 6-in-1 umfassen, das aus sechs Zweigen in einem Gehäuse besteht. Selbst in diesem Fall kann die Induktivität zwischen jedem Hauptemitteranschluss und dem Gate-Ansteuersubstrat dadurch minimiert werden, dass sie über die Emittererfassungsschalttafel verbunden werden. Daher ist es möglich, die Erfassungsgenauigkeit für den elektrischen Strom zu verbessern, wodurch eine falsche Erfassung verhindert wird.
-
(8) Weitere Ausführungsform
-
6 veranschaulicht eine perspektivische Struktur eines Stromrichters gemäß einer weiteren Ausführungsform. Dieser andere Stromrichter unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform, weil eine Emittererfassungsschalttafel 26B eine U-Form aufweist. Da die Emittererfassungsschalttafel 26B eine U-Form hat, kann die Emittererfassungsschalttafel 26B leicht in die Luftspalte zwischen die Hauptemitteranschlüsse 22 und die äußere Gehäusefläche des Leistungshalbleitermoduls 2 eingebracht werden, und zwar selbst nachdem die Hauptemitteranschlüsse 22 auf dem Leistungshalbleitermodul 2 angebracht sind.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1, 2
- Leistungshalbleitermodul (IGBT-Modul)
- 11, 21
- Hauptkollektoranschluss
- 12,22
- Hauptemitteranschluss
- 13,23
- Gate-Anschluss
- 14,24
- Hilfsemitteranschluss
- 15,25
- Gate-Ansteuersubstrat
- 16,26
- Metalleiterplatte (Emittererfassungsschalttafel)
