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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Technisches Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrische Leistungsumwandlungsvorrichtung, die eine Schaltvorrichtung aufweist.
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BESCHREIBUNG DES VERWANDTEN STANDES DER TECHNIK
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Eine elektrische Leistungsumwandlungsvorrichtung, wie beispielsweise ein Umrichter beziehungsweise Inverter, die bei einem elektrischen Fahrzeug oder einem Hybridfahrzeug oder dergleichen angebracht ist, ist konfiguriert, eine Leistungsumwandlung zwischen einer Gleichstromleistung und einer Wechselstromleistung auszuführen, indem eine Vielzahl von Schaltvorrichtungen ein- und ausgeschaltet wird.
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In einer Schaltschaltung einer derartigen elektrischen Leistungsumwandlungsvorrichtung wird eine Stoßspannung (surge voltage) aufgrund einer Induktivität, die bei der Schaltung parasitär vorhanden ist, zusammen mit einem Ein-Aus-Betrieb der Schaltvorrichtung erzeugt.
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Um eine Erzeugung der Stoßspannung zu unterdrücken, wird eine Technik zur Verringerung der parasitären Induktivität vorgeschlagen.
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Ein Aufbau einer Anordnung von Verbindungsabschnitten einer jeweiligen positiven Elektrode und negativen Elektrode (nachstehend als ein Positivelektrodenanschluss beziehungsweise ein Negativelektrodenanschluss bezeichnet) extern zu Positionen, die einem Verbindungsabschnitt einer Ausgabeelektrode (nachstehend als ein Ausgabeanschluss bezeichnet) extern parallel gegenüberliegen, in einem Zustand, dass sie zueinander benachbart sind, ist in der
JP 2008-306 872 A offenbart.
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Mit einer derartigen Konfiguration sind zirkulierende Magnetflüsse, die um verschiedene Teile einer Stromroute erzeugt werden, in einem Zustand, dass sie sich gegenseitig aufheben, sodass eine Erzeugung der parasitären Induktivität der Schaltung unterdrückt wird.
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In der vorstehend beschriebenen Konfiguration ist es jedoch erforderlich, ausreichende Räume jeweils zwischen dem positiven Elektrodenanschluss beziehungsweise Positivelektrodenanschluss und dem Ausgabeanschluss sowie zwischen dem negativen Elektrodenanschluss beziehungsweise Negativelektrodenanschluss und dem Ausgabeanschluss bereitzustellen.
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Das heißt, es ist erforderlich, ausreichende Entfernungen zwischen dem Positivelektrodenanschluss und dem Ausgabeanschluss sowie zwischen dem Negativelektrodenanschluss und dem Ausgabeanschluss zu halten, um ausreichende elektrische Isolierungen zu erreichen.
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Es ist jedoch wahrscheinlich, dass ein Problem auftritt, dass es schwierig ist, den Effekt einer Verringerung der parasitären Induktivität zu erhalten.
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Ferner kann, wenn Positionsbeziehungen zwischen dem Positivelektrodenanschluss, dem Negativelektrodenanschluss und dem Ausgabeanschluss in vorbestimmten Positionsbeziehungen definiert sind, die Verdrahtungsflexibilität verkleinert werden.
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KURZZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung ist in Anbetracht der vorstehend angegebenen Schwierigkeiten gemacht worden, wobei sie als zugehörige Aufgabe aufweist, eine elektrische Leistungsumwandlungsvorrichtung bereitzustellen, die in der Lage ist, eine Erzeugung einer parasitären Induktivität auf effektive Weise zu unterdrücken.
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In einer elektrischen Leistungsumwandlungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausgestaltung umfasst die elektrische Leistungsumwandlungsvorrichtung einen Positivelektrodenanschluss und einen Negativelektrodenanschluss, die parallel und benachbart zueinander angeordnet sind, eine positivelektrodenseitige Schaltvorrichtung, die mit dem Positivelektrodenanschluss verbunden ist, eine negativelektrodenseitige Schaltvorrichtung, die mit dem Negativelektrodenanschluss verbunden ist, und einem Ausgabeanschluss, der mit einem Verbindungspunkt zwischen der positivelektrodenseitigen Schaltvorrichtung der negativelektrodenseitigen Schaltvorrichtung verbunden ist.
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Die elektrische Leistungsumwandlungsvorrichtung umfasst ferner einen Gegenleiter, der zumindest einem Abschnitt des Positivelektrodenanschlusses und zumindest einem Abschnitt des Negativelektrodenanschlusses in einer Höhenrichtung gegenüberliegt, wobei die Höhenrichtung eine Richtung ist, die senkrecht zu sowohl einer Ausrichtungsrichtung als auch einer herausragenden Richtung des Positivelektrodenanschlusses und des Negativelektrodenanschlusses ist.
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Der Gegenleiter ist entlang eines Strompfades eines Wechselstroms angeordnet, der durch den Positivelektrodenanschluss, die positivelektrodenseitige Schaltvorrichtung, die negativelektrodenseitige Schaltvorrichtung und den Negativelektrodenanschluss fließt.
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Die elektrische Leistungsumwandlungsvorrichtung umfasst den vorstehend genannten Gegenleiter.
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Dann ist der Gegenleiter entlang eines Strompfades eines Wechselstroms angeordnet, der durch den Positivelektrodenanschluss, die positivelektrodenseitige Schaltvorrichtung, die negativelektrodenseitige Schaltvorrichtung und den Negativelektrodenanschluss fließt.
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Somit ist es möglich, eine Erzeugung der parasitären Induktivität in dem Strompfad zu unterdrücken.
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Das heißt, da der Gegenleiter wie vorstehend beschrieben angeordnet ist, fließt ein induzierter Strom in dem Gegenleiter, um einen magnetischen Fluss aufzuheben, der durch den Wechselstrom verursacht wird, der in dem Wechselstrompfad fließt.
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Hierdurch ist es möglich, eine Erzeugung der parasitären Induktivität in dem Wechselstrompfad zu unterdrücken.
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Ferner ist es möglich, einen Hochfrequenzmagnetfluss zu verringern, der durch den Wechselstrom verursacht wird, der in dem Wechselstrompfad fließt.
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Folglich wird es einfach zu verhindern, dass ein elektromagnetisches Rauschen elektronische Komponenten in der elektrischen Leistungsumwandlungsvorrichtung oder um die elektrische Leistungsumwandlungsvorrichtung herum beeinflusst.
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Dann kann, da der Gegenleiter von dem Positivelektrodenanschluss, dem Negativelektrodenanschluss und dem Ausgabeanschluss unterschiedlich ist, der Gegenleiter in einem Zustand angeordnet sein, in dem die Entfernung zwischen dem Positivelektrodenanschluss und dem Negativelektrodenanschluss verringert wird.
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Ferner ist es durch eine Verwendung des Gegenleiters nicht erforderlich, die Positionsbeziehung zwischen dem Positivelektrodenanschluss, dem Negativelektrodenanschluss und dem Ausgabeanschluss für eine Unterdrückung einer Erzeugung der parasitären Induktivität zu gestalten.
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Folglich ist es möglich, eine Entwurfsflexibilität der elektrischen Leistungsumwandlungsvorrichtung zu erhalten.
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Wie es vorstehend beschrieben ist, ist es gemäß der vorstehend beschriebenen Ausgestaltung möglich, eine elektrische Leistungsumwandlungsvorrichtung bereitzustellen, die in der Lage ist, auf effektive Weise eine Erzeugung einer parasitären Induktivität zu unterdrücken.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
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Es zeigen:
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1 eine Draufsicht eines Halbleitermoduls in einem ersten Ausführungsbeispiel;
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2 eine perspektivische Darstellung des Halbleitermoduls in dem ersten Ausführungsbeispiel;
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3 eine Seitenansicht, die eine Positionsbeziehung zwischen einem Gegenleiter sowie Positiv- und Negativelektrodenanschlüssen in dem ersten Ausführungsbeispiel zeigt;
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4 eine Draufsicht einer elektrischen Leistungsumwandlungsvorrichtung in dem ersten Ausführungsbeispiel;
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5 ein Diagramm einer elektrischen Leistungsumwandlungsvorrichtungsschaltung in dem ersten Ausführungsbeispiel;
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6 eine perspektivische Darstellung des Halbleitermoduls und eine Darstellung, die eine Abmessung in einer Z-Richtung in dem ersten Ausführungsbeispiel vergrößert;
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7 eine Schnittdarstellung, die entlang einer Linie VII-VII gemäß 6 entnommen ist;
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8 eine perspektivische Darstellung eines Halbleitermoduls in einem zweiten Ausführungsbeispiel;
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9 eine Seitenansicht, die eine Positionsbeziehung zwischen einem Gegenleiter sowie Positiv- und Negativelektrodenanschlüssen in dem zweiten Ausführungsbeispiel zeigt;
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10 eine perspektivische Darstellung eines Halbleitermoduls in einem dritten Ausführungsbeispiel;
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11 eine Seitenansicht, die eine Positionsbeziehung zwischen einem Gegenleiter sowie Positiv- und Negativelektrodenanschlüssen in dem dritten Ausführungsbeispiel zeigt;
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12 eine Draufsicht eines Halbleitermoduls in einem vierten Ausführungsbeispiel;
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13 eine Draufsicht eines Halbleitermoduls in einem fünften Ausführungsbeispiel;
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14 eine Draufsicht eines Halbleitermoduls in einem sechsten Ausführungsbeispiel;
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15 eine Draufsicht eines Halbleitermoduls in einem siebten Ausführungsbeispiel;
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16 eine Draufsicht einer elektrischen Leistungsumwandlungsvorrichtung in einem achten Ausführungsbeispiel;
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17 eine Draufsicht der elektrischen Leistungsumwandlungsvorrichtung, die von einer Herausragerichtung der Positiv- und Negativelektrodenanschlüsse in dem achten Ausführungsbeispiel gesehen wird;
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18 eine Seitenansicht, die eine Positionsbeziehung zwischen einem Gegenleiter sowie Positiv- und Negativelektrodenanschlüssen in dem achten Ausführungsbeispiel zeigt;
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19 eine perspektivische Darstellung eines Halbleitermoduls in einem neunten Ausführungsbeispiel;
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20 eine Seitenansicht, die eine Positionsbeziehung zwischen einem Gegenleiter sowie Positiv- und Negativelektrodenanschlüssen in dem neunten Ausführungsbeispiel zeigt;
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21 eine Draufsicht eines Halbleitermoduls in einem Vergleichsausführungsbeispiel;
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22 eine perspektivische Darstellung des Halbleitermoduls in dem Vergleichsausführungsbeispiel; und
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23 eine perspektivische Darstellung, die Betriebe und Effekte des Halbleitermoduls in dem ersten Ausführungsbeispiel zeigt.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
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[Erstes Ausführungsbeispiel]
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Ein Ausführungsbeispiel einer elektrischen Leistungsumwandlungsvorrichtung wird unter Bezugnahme auf die 1 bis 7 beschrieben.
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Wie es in 1 und 2 gezeigt ist, umfasst eine elektrische Leistungsumwandlungsvorrichtung 1 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel einen Positivelektrodenanschluss 21 und einen Negativelektrodenanschluss 22, eine positivelektrodenseitige Schaltvorrichtung 31, eine negativelektrodenseitige Schaltvorrichtung 32, einen Ausgabeanschluss 23 und einen Gegenleiter 4.
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Der Positivelektrodenanschluss 21 und der Negativelektrodenanschluss 22 sind parallel und benachbart zueinander angeordnet.
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Die positivelektrodenseitige Schaltvorrichtung 31 ist eine Schaltvorrichtung, die mit dem Positivelektrodenanschluss 21 verbunden ist.
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Die negativelektrodenseitige Schaltvorrichtung 31 ist eine Schaltvorrichtung, die mit dem Negativelektrodenanschluss 21 verbunden ist.
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Der Ausgabeanschluss 23 ist mit einem Verbindungspunkt zwischen der positivelektrodenseitigen Schaltvorrichtung 31 und der negativelektrodenseitigen Schaltvorrichtung 32 verbunden.
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Wie es in den 1 bis 3 gezeigt ist, ist der Gegenleiter 4 angeordnet, um zumindest einem Abschnitt des Positivelektrodenanschlusses 21 und zumindest einem Abschnitt des Negativelektrodenanschlusses 22 in einer Höhenrichtung gegenüberzuliegen.
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Hierbei ist die Höhenrichtung eine Richtung, die sowohl zu einer Ausrichtungsrichtung als auch einer herausragenden Richtung des Positivelektrodenanschlusses 21 und des Negativelektrodenanschlusses 22 senkrecht ist.
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Die Höhenrichtung ist jedoch ein üblicher Ausdruck, wobei sie nicht spezifisch auf eine vertikale Richtung begrenzt ist.
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Nachstehend wird die Höhenrichtung als eine Z-Richtung bezeichnet, wenn es geeignet ist.
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Ferner wird die Ausrichtungsrichtung des Positivelektrodenanschlusses 21 und des Negativelektrodenanschlusses 22 als eine X-Richtung bezeichnet, wenn es geeignet ist.
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Des Weiteren wird die herausragende Richtung des Positivelektrodenanschlusses 21 und des Negativelektrodenanschlusses 22 als eine Y-Richtung bezeichnet, wenn es geeignet ist.
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Dann ist der Gegenleiter 4 entlang eines Strompfades eines Wechselstroms angeordnet, der durch den Positivelektrodenanschluss 21, die positivelektrodenseitige Schaltvorrichtung 31, die negativelektrodenseitige Schaltvorrichtung 32 und den Negativelektrodenanschluss 22 fließt.
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Nachstehend wird dieser Strompfad als ein Wechselstrompfad bezeichnet, wenn es geeignet ist.
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In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Gegenleiter 4 auf einer Seite in der Höhenrichtung, das heißt der Z-Richtung des Positivelektrodenanschlusses 21 und des Negativelektrodenanschlusses 22 angeordnet.
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Es ist anzumerken, dass der Gegenleiter 4 in Bezug auf den Positivelektrodenanschluss 21 und den Negativelektrodenanschluss 22 elektrisch isoliert ist.
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Die elektrische Leistungsumwandlungsvorrichtung 1 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist eine Umrichtervorrichtung beziehungsweise Invertervorrichtung, die eine Gleichstromleistung in eine Drei-Phasen-Wechselstromleistung umwandelt.
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Spezifisch ist sie, wie es in einem Schaltungsdiagramm gemäß 5 gezeigt ist, konfiguriert, eine Leistungsumwandlung zwischen einer Gleichstromleistungsquelle 51 und einer Drei-Phasen-Wechselstromlast 52 auszuführen.
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Dann umfasst die elektrische Leistungsumwandlungsvorrichtung 1 jeweils drei der positivelektrodenseitigen Schaltvorrichtungen 31 und der negativelektrodenseitigen Schaltvorrichtungen 32.
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Alle der positivelektrodenseitigen Schaltvorrichtungen 31 und der negativelektrodenseitigen Schaltvorrichtungen 32 sind elektrisch in Reihe miteinander geschaltet, um einen einzelnen Schaltstrang zu bilden.
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Das heißt, die elektrische Leistungsumwandlungsvorrichtung 1 ist mit drei Schaltsträngen versehen.
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Drei Schaltstränge sind elektrisch parallel zueinander in Bezug auf eine positive Elektrode und eine negative Elektrode der Gleichstromleistungsquelle 51 verbunden.
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Ferner ist jede der Schaltvorrichtungen 31, 32 aus einem MOSFET gebildet.
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MOSFET steht für Metalloxidfeldeffekttransistor.
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Es ist anzumerken, dass die Schaltvorrichtungen 31, 32 nicht auf den MOSFET begrenzt sind, sondern einen IGBT oder dergleichen kann verwendet werden.
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IGBT steht für Bipolartransistor mit isolierter Gateelektrode.
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Wenn der IGBT verwendet wird, ist ebenso eine FWD antiparallel angeschlossen.
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FWD steht für Flywheel-Diode beziehungsweise Schutzdiode.
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Ein Drainanschluss der positivelektrodenseitigen Schaltvorrichtung 31 ist mit dem Positivelektrodenanschluss 21 verbunden.
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Ein Sourceanschluss der negativelektrodenseitigen Schaltvorrichtung 32 ist mit dem Negativelektrodenanschluss 22 verbunden.
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Der Sourceanschluss der positivelektrodenseitigen Schaltvorrichtung 31 und der Drainanschluss der negativelektrodenseitigen Schaltvorrichtung 32 sind elektrisch miteinander verbunden.
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Dann ist der Ausgabeanschluss 23 mit einem Verbindungspunkt zwischen dem Sourceanschluss der positivelektrodenseitigen Schaltvorrichtung 31 und dem Drainanschluss der negativelektrodenseitigen Schaltvorrichtung 32 verbunden.
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Die positivelektrodenseitige Schaltvorrichtung 31 und die negativelektrodenseitige Schaltvorrichtung 32, die den einzelnen Schaltungsstrang bilden, der vorstehend genannt ist, sind in einem einzelnen Halbleitermodul 10 integriert.
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Wie es in den 1 und 2 gezeigt ist, bilden der Positivelektrodenanschluss 21, der Negativelektrodenanschluss 22, die positivelektrodenseitige Schaltvorrichtung 31, die negativelektrodenseitige Schaltvorrichtung 32 und der Ausgabeanschluss 23 das Halbleitermodul 10, das gemeinsam mit einem Formharz 11 integriert wird.
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Zumindest ein Abschnitt des Gegenleiters 4 wird in dem Formharz 11 gehalten.
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Dann ist, wie es in 4 gezeigt ist, die elektrische Leistungsumwandlungsvorrichtung 1 mit drei Halbleitermodulen 10 versehen.
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Im Übrigen ist in den 1 bis 4 oder dergleichen eine Außenlinie des Formharzes 11 durch doppeltgestrichelte Strichpunktlinien angegeben.
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Dann sind in jeder der Zeichnungen innere Elemente in einem Zustand gezeigt, in dem sie durch das Formharz 11 gesehen werden.
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Das Gleiche trifft auf die nachfolgenden Zeichnungen zu, die zu den 1 bis 4 äquivalent sind.
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Wie es in den 1 und 2 gezeigt ist, sind in jedem Halbleitermodul 10 zwei Schaltvorrichtungen 31, 32 in der X-Richtung ausgerichtet.
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Dann ragen der Positivelektrodenanschluss 21 und der Negativelektrodenanschluss 22 in der Y-Richtung auf derselben Seite in der Y-Richtung in Bezug auf die zwei Schaltvorrichtungen 31, 32 heraus.
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Spezifisch ragt der Positivelektrodenanschluss 21 auf einer Seite in der Y-Richtung in Bezug auf die positivelektrodenseitige Schaltvorrichtung 31 heraus, wobei der Negativelektrodenanschluss 22 auf einer Seite in der Y-Richtung in Bezug auf die negativelektrodenseitige Schaltvorrichtung 32 herausragt.
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Ferner ragt der Ausgabeanschluss 23 auf der zu dem Negativelektrodenanschluss 22 entgegengesetzten Seite in der Y-Richtung in Bezug auf die negativelektrodenseitige Schaltvorrichtung 32 heraus.
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Wie es in den 6 und 7 gezeigt ist, wird das Halbleitermodul 10 gebildet, indem die positivelektrodenseitige Schaltvorrichtung 31 und die negative Schaltvorrichtung 32 zusammen mit anderen Komponenten auf einer oberen Oberfläche einer Basisplatte 12 gestapelt werden, deren Hauptoberfläche in die Z-Richtung blickt.
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Oben/unten dient zur Vereinfachung.
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Eine Seite der Basisplatte 12, wo die Schaltvorrichtungen 31, 32 angeordnet sind, ist als eine obere Seite definiert, während eine entgegengesetzte Seite hierzu als eine untere Seite definiert ist.
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Ferner sind 6 und 7 erklärende Zeichnungen, die insbesondere eine Vergrößerung einer Dicke in der Z-Richtung zum leichteren Verständnis eines gestapelten Aufbaus jeder Schicht in dem Halbleitermodul 10 zeigen.
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Des Weiteren sind einige Komponenten in 6 und 7 weggelassen.
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Eine Kupfermusterschicht 131, eine isolierende Schicht 141, eine andere Kupfermusterschicht 132 und die positivelektrodenseitige Schaltvorrichtung 31 sind sequentiell auf einem Teil der oberen Oberfläche der Basisplatte 12 gestapelt.
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Zusätzlich sind eine andere Kupfermusterschicht 133, eine andere isolierende Schicht 142, eine andere Kupfermusterschicht 134 und die negativelektrodenseitige Schaltvorrichtung 32 sequentiell auf einem anderen Teil der oberen Oberfläche der Basisplatte 12 gestapelt.
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Es ist anzumerken, dass Lötschichten 15 zwischen jeder der Komponenten angeordnet sind, wenn es geeignet ist.
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Ferner weist die jeweilige positivelektrodenseitige Schaltvorrichtung 31 und negativelektrodenseitige Schaltvorrichtung 32 den Drainanschluss auf einer zugehörigen unteren Oberfläche und den Sourceanschluss auf einer zugehörigen oberen Oberfläche auf.
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Im Übrigen kann, wenn die Schaltvorrichtung der IGBT ist, das Element einen Kollektoranschluss auf einer unteren Oberfläche und einen Emitteranschluss auf einer zugehörigen oberen Oberfläche aufweisen.
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Die Kupfermusterschicht 132, die auf einer unteren Seite der positivelektrodenseitigen Schaltvorrichtung 31 angeordnet ist, und der Positivelektrodenanschluss 21 sind über eine verbindende Leiterplatte 161 verbunden.
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Ferner sind der Sourceanschluss auf der oberen Oberfläche der positivelektrodenseitigen Schaltvorrichtung 31 und die Kupfermusterschicht 134, die auf einer unteren Seite der negativelektrodenseitigen Schaltvorrichtung 32 angeordnet ist, über eine andere verbindende Leiterplatte 162 verbunden.
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Ferner sind der Drainanschluss, der auf der oberen Oberfläche der negativelektrodenseitigen Schaltvorrichtung 32 angeordnet ist, und der Negativelektrodenanschluss 22 über eine andere verbindende Leiterplatte 163 verbunden.
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Des Weiteren sind, wie es in 1 und 6 gezeigt ist, die Kupfermusterschicht 134, die auf der unteren Seite der negativen Schaltvorrichtung 32 angeordnet ist, und der Ausgabeanschluss 23 über eine andere verbindende Leiterplatte 164 verbunden.
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Außerdem ragt, wie es in 1 und 2 gezeigt ist, eine Vielzahl von Steuerungsanschlüssen 17 in Richtung einer oberen Seite in der Z-Richtung bei Außenseiten in der X-Richtung der Schaltvorrichtungen 31, 32 heraus.
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Einige der Steuerungsanschlüsse 17 sind mit den Gateanschlüssen der Schaltvorrichtungen 31, 32 in dem Halbleitermodul 10 verbunden.
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Jede Komponente des Halbleitermoduls 10, die vorstehend beschrieben ist, ist in dem Formharz 11 versiegelt.
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Der Positivelektrodenanschluss 21, der Negativelektrodenanschluss 22, der Ausgabeanschluss 23, die Steuerungsanschlüsse 17 und die Basisplatte 12 sind jedoch teilweise von dem Formharz 11 freigelegt.
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In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Gegenleiter 4 ebenso teilweise von dem Formharz 11 freigelegt.
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Ferner weist der jeweilige Positivelektrodenanschluss 21 und Negativelektrodenanschluss 22 verbindende Abschnitte 213, 223 auf, mit denen Leiter zu dem jeweiligen Anschluss bei einem Abschnitt einer Distalseite, die von dem Formharz 11 freigelegt ist, verbunden sind.
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Der Positivelektrodenanschluss 21 und der Negativelektrodenanschluss 22, von denen jeder aus einer Metallplatte gebildet ist, sind derart angeordnet, dass die zugehörige Dickenrichtung die Höhenrichtung, das heißt die Z-Richtung ist.
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Wie es in 1 gezeigt ist, weist der Gegenleiter 4 Abschnitte entlang Innenrändern 211, 221 des Positivelektrodenanschlusses 21 und des Negativelektrodenanschlusses 22 auf, die benachbart zueinander sind.
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In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Gegenleiter 4 in einer Schleifenform ausgebildet.
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Spezifisch weist der Gegenleiter 4 eine rechteckige Schleifenform auf, wenn er aus der Z-Richtung betrachtet wird.
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Ferner weist der rechteckige Gegenleiter 4 eine verlängerte Form in der Y-Richtung auf.
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Das heißt, der Gegenleiter 4 umfasst ein Paar von langseitigen Abschnitten 41, die sich in der Y-Richtung erstrecken, und ein Paar von kurzseitigen Abschnitten 42, die sich in der X-Richtung erstrecken.
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Dann ist jeder des Paares von langseitigen Abschnitten 41 entlang dem jeweiligen inneren Rand 211, 221 des Positivelektrodenanschlusses 21 und des Negativelektrodenanschlusses 22 angeordnet.
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Ferner ist der kurzseitige Abschnitt 42, der näher an den Schaltvorrichtungen 31, 32 unter dem Paar der kurzen Seiten 42 ist, angeordnet, um mit der Basisplatte 12 zu überlappen, wenn er aus der Z-Richtung betrachtet wird.
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Der Gegenleiter 4 kann aus einem Metall zusammengesetzt sein, das eine hervorragende Leitfähigkeit aufweist, wie beispielsweise Kupfer.
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Der Gegenleiter 4 kann in der Schleifenform ausgebildet sein, indem beispielsweise eine Metallplatte gestanzt wird.
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Alternativ hierzu kann der Gegenleiter 4 ein Metalldraht sein, der in die Schleifenform geformt wird.
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Als Nächstes werden die Betriebe und Effekte des vorliegenden Ausführungsbeispiels beschrieben.
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Die elektrische Leistungsumwandlungsvorrichtung 1 umfasst den Gegenleiter 4.
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Der Gegenleiter 4 ist entlang des Wechselstrompfades angeordnet.
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Hierdurch ist es möglich, eine Erzeugung der parasitären Induktivität in dem Wechselstrompfad zu unterdrücken.
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Das heißt, da der Gegenleiter 4 wie vorstehend beschrieben angeordnet ist, fließt ein induzierter Strom in dem Gegenleiter 4, um einen Magnetfluss aufzuheben, der durch den Wechselstrom verursacht wird, der in dem Wechselstrompfad fließt.
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Hierdurch ist es möglich, eine Erzeugung der parasitären Induktivität in dem Wechselstrompfad zu unterdrücken.
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Ferner ist es möglich, einen Hochfrequenzmagnetfluss, der durch den Wechselstrom verursacht wird, der in dem Wechselstrompfad fließt, zu verringern.
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Folglich wird es einfach zu verhindern, dass ein elektromagnetisches Rauschen elektronische Komponenten in der elektrischen Leistungsumwandlungsvorrichtung 1 oder um die elektrische Leistungsumwandlungsvorrichtung 1 herum beeinflusst.
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Dann kann, da der Gegenleiter 4 elektrisch von dem Positivelektrodenanschluss 21, dem Negativelektrodenanschluss 22 und dem Ausgabeanschluss 23 isoliert ist, der Gegenleiter 4 in einem Zustand angeordnet werden, in dem die Entfernung zwischen dem Positivelektrodenanschluss 21 und dem Negativelektrodenanschluss 22 verringert wird.
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Ferner ist es, indem der Gegenleiter 4 verwendet wird, nicht erforderlich, die Positionsbeziehung zwischen dem Positivelektrodenanschluss 21, dem Negativelektrodenanschluss 22 und dem Ausgabeanschluss 23 zu gestalten, um eine Erzeugung der parasitären Induktivität zu unterdrücken.
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Folglich ist es möglich, eine Entwurfsflexibilität der elektrischen Leistungsumwandlungsvorrichtung 1 zu erhalten.
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Ferner umfasst der Gegenleiter 4 das Paar von langseitigen Abschnitten 41 als die Abschnitte entlang der inneren Ränder 211, 221, die benachbart zueinander in dem Positivelektrodenanschluss 21 und dem Negativelektrodenanschluss 22 sind.
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Folglich kann eine Erzeugung der parasitären Induktivität in dem Wechselstrompfad effektiver unterdrückt werden.
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Das heißt, der größte Teil des Stroms, der durch den Positivelektrodenanschluss 21 und den Negativelektrodenanschluss 22 fließt, fließt tatsächlich nahe Oberflächen jedes Anschlusses aufgrund eines Oberflächeneffekts beziehungsweise Skineffekts.
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Des Weiteren fließt, da eine Richtung des Stroms, der durch den Positivelektrodenanschluss 21 fließt, und eine Richtung des Stroms, der durch den Negativelektrodenanschluss 22 fließt, zueinander entgegengesetzt sind, der Strom in einer konzentrierten Art und Weise bei den inneren Rändern 211, 221 des Positivelektrodenanschlusses 21 und des Negativelektrodenanschlusses 22 durch einen Proximity-Effekt beziehungsweise Naheffekt.
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Somit kann durch den Gegenleiter 4, der die Abschnitte entlang den inneren Rändern 211, 221 aufweist, eine Erzeugung der parasitären Induktivität auf effektive Weise unterdrückt werden.
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Zusätzlich ist der Gegenleiter 4 in der Schleifenform ausgebildet.
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Folglich ist es, während der Unterdrückungseffekt der parasitären Induktivität durch den Gegenleiter 4 erhalten wird, möglich, das Gewicht und Materialkosten zu verringern.
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Das heißt, der induzierte Strom, der in dem Gegenleiter 4 in Begleitung des Wechselstroms fließt, der in dem Wechselstrompfad fließt, wird in einer Schleifenform ausgebildet.
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Daraufhin wird der Magnetfluss, der durch den Wechselstrom verursacht wird, durch den schleifenförmigen induzierten Strom aufgehoben, wobei hierdurch die parasitäre Induktivität verringert wird.
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Folglich ist es, wenn der Gegenleiter 4 in einer Form entlang eines Pfades gebildet wird, in dem der schleifenförmige induzierte Strom fließt, möglich, den Unterdrückungseffekt der parasitären Induktivität zu erhalten.
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Demgegenüber ist es möglich, ein Gewicht und Materialkosten eher zu verringern als wenn der Gegenleiter 4 in einer platten Form oder dergleichen ausgebildet ist.
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Ferner wird der Gegenleiter 4 in dem Formharz 11 gehalten.
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Dementsprechend kann der Gegenleiter 4 stabil gehalten werden, ohne eine Positionsabweichung in Bezug auf den Wechselstrompfad zu verursachen.
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Folglich wird es einfach, den Gegenleiter 4 nahe an dem Wechselstrompfad anzuordnen, wobei es einfach wird, den Effekt einer Unterdrückung einer Erzeugung der parasitären Induktivität zu verbessern.
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Wie es vorstehend beschrieben ist, ist es gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel möglich, eine elektrische Leistungsumwandlungsvorrichtung bereitzustellen, die in der Lage ist, eine Erzeugung der parasitären Induktivität auf effektive Weise zu unterdrücken.
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[Zweites Ausführungsbeispiel]
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Wie es in 8 und 9 gezeigt ist, ist das vorliegende Ausführungsbeispiel ein Ausführungsbeispiel, bei dem ein Gegenleiter 4 auf unteren Seiten eines Positivelektrodenanschlusses 21 und eines Negativelektrodenanschlusses 22 angeordnet ist.
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Das heißt, in dem ersten Ausführungsbeispiel ist ein Fall offenbart, in dem der Gegenleiter 4 auf einer oberen Seite des Positivelektrodenanschlusses 21 und des Negativelektrodenanschlusses 22 angeordnet ist.
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Im Gegensatz hierzu ist der Gegenleiter 4 in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel jedoch auf der unteren Seite des Positivelektrodenanschlusses 21 und des Negativelektrodenanschlusses 22 angeordnet.
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Das heißt, der Gegenleiter 4 ist von unten gegenüberliegend zu dem Positivelektrodenanschluss 21 und dem Negativelektrodenanschluss 22 angeordnet.
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Andere Konfigurationen sind die gleichen wie die in dem ersten Ausführungsbeispiel.
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Es ist ersichtlich, dass in dem zweiten Ausführungsbeispiel und den nachfolgenden Ausführungsbeispielen Komponenten, die identisch oder ähnlich zu denen in dem ersten Ausführungsbeispiel sind, mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind, solange es nicht anders angezeigt ist, wobei wiederholte Strukturen und zugehörige Merkmale nicht beschrieben werden, um eine redundante Beschreibung zu vermeiden.
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Auch in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist es möglich, die gleichen Funktionen und Effekte wie in dem ersten Ausführungsbeispiel zu erhalten.
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[Drittes Ausführungsbeispiel]
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Wie es in 10 und 11 gezeigt ist, sind Gegenleiter 4 auf beiden Seiten in der Höhenrichtung eines Positivelektrodenanschlusses 21 und eines Negativelektrodenanschlusses 22 in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel angeordnet.
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Das heißt, die Gegenleiter 4 sind gegenüberliegend zu dem Positivelektrodenanschluss 21 und dem Negativelektrodenanschluss 22 von beiden Seiten in der Z-Richtung in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel angeordnet.
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Der Gegenleiter 4, der auf der oberen Seite des Positivelektrodenanschlusses 21 und des Negativelektrodenanschlusses 22 angeordnet ist, und der Gegenleiter 4, der auf der zugehörigen unteren Seite angeordnet ist, sind zueinander elektrisch unabhängig.
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Ferner ist ein Paar der Gegenleiter 4 in der gleichen Position und der gleichen Form angeordnet, um einander zu überlappen, wenn sie in der Z-Richtung betrachtet werden.
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Es wird jedoch nicht notwendigerweise hierauf begrenzt.
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Andere Konfigurationen sind die gleichen wie die in dem ersten Ausführungsbeispiel.
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In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel werden die induzierten Ströme, die den Magnetfluss aufheben, der durch einen Wechselstrom verursacht wird, der in dem Wechselstrompfad erzeugt wird, der den Positivelektrodenanschluss 21 und den Negativelektrodenanschluss 22 umfasst, in beiden des Paares der Gegenleiter 4 gebildet.
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Folglich ist es möglich, die parasitäre Induktivität auf effektivere Weise zu verringern.
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Hiervon abgesehen weist es die gleichen Funktionen und Effekte wie das erste Ausführungsbeispiel auf.
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[Viertes Ausführungsbeispiel]
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Wie es in 12 gezeigt ist, ist das vorliegende Ausführungsbeispiel ein Ausführungsbeispiel, in dem eine Form eines Gegenleiters 4 in der X-Richtung in Bezug auf den, der in dem ersten Ausführungsbeispiel gezeigt ist, vergrößert ist.
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In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel umfasst der Gegenleiter 4 ein Paar von Seitenabschnitten 411, die sich in der Y-Richtung erstrecken, und einen Vorderseitenabschnitt 421 sowie einen Rückseitenabschnitt 422, die sich in der X-Richtung erstrecken.
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Der Gegenleiter 4 weist im Wesentlichen eine Quadratschleifenform auf, wenn er aus der Z-Richtung betrachtet wird.
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Das Paar von Seitenabschnitten 411 ist jeweils entlang äußeren Rändern 212, 222 eines Positivelektrodenanschlusses 21 und eines Negativelektrodenanschlusses 22 angeordnet.
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Daraufhin wird, wenn er aus der Z-Richtung betrachtet wird, der Gegenleiter 4 so angeordnet, dass er den Positivelektrodenanschluss 21 und den Negativelektrodenanschluss 22 umgibt.
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Andere Konfigurationen sind die gleichen wie die in dem ersten Ausführungsbeispiel.
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Auch in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist es möglich, die gleichen Funktionen und Effekte wie in dem ersten Ausführungsbeispiel zu erhalten.
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[Fünftes Ausführungsbeispiel]
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Wie es in 13 gezeigt ist, ist das vorliegende Ausführungsbeispiel ein Ausführungsbeispiel, bei dem eine Größe des Gegenleiters 4 in der X-Richtung größer als bei dem ist, der in dem ersten Ausführungsbeispiel ist, und kleiner als bei dem ist, der in dem vierten Ausführungsbeispiel gezeigt ist.
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In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist ein Paar von langseitigen Abschnitten 41 des Gegenleiters 4 bei Positionen angeordnet, die durch Verbindungsabschnitte 213, 223 hindurchgehen, die jeweils bei dem Positivelektrodenanschluss 21 und dem Negativelektrodenanschluss 22 ausgebildet sind, wenn sie aus der Z-Richtung betrachtet werden.
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Andere Konfigurationen sind die gleichen wie die in dem ersten Ausführungsbeispiel.
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Auch in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist es möglich, die gleichen Funktionen und Effekte wie in dem ersten Ausführungsbeispiel zu erhalten.
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[Sechstes Ausführungsbeispiel]
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Wie es in 14 gezeigt ist, ist das vorliegende Ausführungsbeispiel ein Ausführungsbeispiel, bei dem ein Gegenleiter 4 in einer Form entlang einer Anordnungsform einer Vielzahl von verbindenden Leiterplatten 161, 162, 163 des Halbleitermoduls 10 ausgebildet ist, wenn sie aus der Z-Richtung betrachtet werden.
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Die Vielzahl der verbindenden Leiterplatten 161, 162, 163 ist ebenso in einem Wechselstrompfad beinhaltet.
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Der Wechselstrompfad ist im Wesentlichen in einer U-Form ausgebildet, die eine Anordnungsform eines Positivelektrodenanschlusses 21, einer positivelektrodenseitigen Schaltvorrichtung 31, einer negativelektrodenseitigen Schaltvorrichtung 32 und eines Negativelektrodenanschlusses 22 ist.
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Hierunter ist ein Abschnitt, in dem ein Strom in einer konzentrierten Art und Weise fließt, insbesondere ein innenumfangsseitiger Abschnitt der im Wesentlichen U-Form.
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Der innenumfangsseitige Abschnitt wird durch innere Ränder 211, 221 des Positivelektrodenanschlusses 21 und des Negativelektrodenanschlusses 22 zusammen mit Rändern der Verbindungsleiterplatten 161, 162, 163 gebildet.
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Genauer gesagt umfasst der vorstehend genannte innenumfangsseitige Abschnitt einen Rand der Verbindungsleiterplatte 161 in der Seite der verbindenden Leiterplatte 163 in der X-Richtung, einen Abschnitt eines Rands der verbindenden Leiterplatte 162 in einer Seite in der Y-Richtung, in die der Positivelektrodenanschluss 21 und der Negativelektrodenanschluss 22 herausragen, und einen Abschnitt eines Rands der Verbindungsleiterplatte 163 in der Seite der verbindenden Leiterplatte 161 in der X-Richtung.
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Hierdurch wird der Gegenleiter 4 so ausgebildet, dass er entlang diesen Abschnitten angeordnet ist.
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Andere Konfigurationen sind die gleichen wie in dem ersten Ausführungsbeispiel.
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In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist es möglich, den Gegenleiter 4 genauer entlang eines Pfades anzuordnen, in dem der Strom in einer konzentrierten Art und Weise insbesondere innerhalb des Wechselstrompfades fließt.
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Folglich kann eine Erzeugung der parasitären Induktivität auf effektivere Weise unterdrückt werden.
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Abgesehen davon weist es die gleichen Funktionen und Effekte wie das erste Ausführungsbeispiel auf.
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[Siebtes Ausführungsbeispiel]
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Wie es in 15 gezeigt ist, ist das vorliegende Ausführungsbeispiel ein Ausführungsbeispiel, bei dem eine Breite eines schleifenförmigen Gegenleiters 4 vergrößert ist.
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Das heißt, die Breite des Leiters in einem Querschnitt, der orthogonal zu einem Wechselstrompfad in dem schleifenförmigen Gegenleiter 4 ist, ist größer als bei dem Gegenleiter 4, der in dem sechsten Ausführungsbeispiel gezeigt ist.
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Hierbei ist die Breite des Leiters eine Breite in einer Richtung, die orthogonal zu der Z-Richtung ist.
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Andere Konfigurationen sind die gleichen wie die in dem sechsten Ausführungsbeispiel.
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In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist es möglich, einen elektrischen Widerstand in Bezug auf einen induzierten Strom zu verringern, der durch den Gegenleiter 4 fließt.
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Hierdurch fließt der induzierte Strom leicht, wobei eine Erzeugung der parasitären Induktivität des Wechselstrompfades, der einen Positivelektrodenanschluss 21 und einen Negativelektrodenanschluss 22 umfasst, auf effektivere Weise unterdrückt werden kann.
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Es ist anzumerken, dass es ebenso möglich ist, eine Dicke des Gegenleiters 4 in der Z-Richtung zu vergrößern, um den elektrischen Widerstand in Bezug auf den induzierten Strom zu verringern.
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Abgesehen davon weist es die gleichen Funktionen und Effekte wie das sechste Ausführungsbeispiel auf.
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[Achtes Ausführungsbeispiel]
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Wie es in den 16 bis 18 gezeigt ist, ist das vorliegende Ausführungsbeispiel ein Ausführungsbeispiel, bei dem ein Gegenleiter 4 auf einer Schaltungsplatine 6 ausgebildet ist.
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Das heißt, eine elektrische Leistungsumwandlungsvorrichtung 1 weist die Schaltungsplatine 6 auf, die eine Steuerungsschaltung zur Steuerung einer positivelektrodenseitigen Schaltvorrichtung 31 und einer negativelektrodenseitigen Schaltvorrichtung 32 aufweist.
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Dann wird der Gegenleiter 4 auf der Schaltungsplatine 6 ausgebildet.
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Der Gegenleiter 4 wird auf der Schaltungsplatine 6 als ein Leitermuster ausgebildet.
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Das Leitermuster, das den Gegenleiter 4 bildet, wird auf der Schaltungsplatine 6 beispielsweise durch ein Plattieren beziehungsweise Metallisieren oder dergleichen zusammen mit anderen Verdrahtungsmustern ausgebildet.
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Wie es in den 17 und 18 gezeigt ist, wird der Gegenleiter 4 auf einer unteren Oberfläche der Schaltungsplatine 6 in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ausgebildet.
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Die Schaltungsplatine 6 ist auf einer oberen Seite eines Halbleitermoduls 10 angeordnet.
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Die Schaltungsplatine 6 und das Halbleitermodul 10 sind im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet, um einander in der Z-Richtung gegenüberzuliegen.
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Eine Vielzahl von Durchgangslöchern ist in der Schaltungsplatine 6 ausgebildet, wobei Steuerungsanschlüsse 17 durch die Durchgangslöcher eingeführt werden.
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Hierdurch sind die Schaltungsplatine 6 und das Halbleitermodul 10 elektrisch verbunden.
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Zusätzlich ist die Schaltungsplatine 6 ebenso angeordnet, um einem Positivelektrodenanschluss 21 und einem Negativelektrodenanschluss 22 in der Z-Richtung gegenüberzuliegen.
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Dann wird der Gegenleiter 4 auf der Schaltungsplatine 6 in einem Bereich ausgebildet, der dem Positivelektrodenanschluss 21 und dem Negativelektrodenanschluss 22 gegenüberliegt.
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Es ist anzumerken, dass, wie es in 16 gezeigt ist, Öffnungen 61, die sich in Richtung der verbindenden Abschnitte 213, 223 öffnen, die bei dem Positivelektrodenanschluss 21 und dem Negativelektrodenanschluss 22 ausgebildet sind, in der Schaltungsplatine 6 ausgebildet sind.
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Andere Konfigurationen sind die gleichen wie die in dem ersten Ausführungsbeispiel.
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In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird der Gegenleiter 4 auf der Schaltungsplatine 6 ausgebildet.
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Folglich kann der Gegenleiter 4 zusammen mit anderen Verdrahtungsmustern ausgebildet werden.
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Folglich ist es nicht spezifisch erforderlich, einen Vorgang zum Ausbilden des Gegenleiters 4 neu bereitzustellen, wobei es somit möglich ist, eine elektrische Leistungsumwandlungsvorrichtung 1 zu erhalten, die eine hervorragende Produktivität aufweist.
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Abgesehen davon weist es die gleichen Funktionen und Effekte wie das erste Ausführungsbeispiel auf.
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[Neuntes Ausführungsbeispiel]
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Wie es in den 19 und 20 gezeigt ist, ist das vorliegende Ausführungsbeispiel ein Ausführungsbeispiel, bei dem der gesamte Gegenleiter 4 in einem Formharz 11 versiegelt ist.
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Das heißt, in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird das Formharz 11 des Halbleitermoduls 10 zu distalen Enden eines Positivelektrodenanschlusses 21 und eines Negativelektrodenanschlusses 22 auf unteren Seiten des Positivelektrodenanschlusses 21 und des Negativelektrodenanschlusses 22 ausgedehnt.
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Dann wird der Gegenleiter 4 auf den unteren Seiten des Positivelektrodenanschlusses 21 und des Negativelektrodenanschlusses 22 angeordnet, wobei der Gegenleiter 4 mit dem Formharz 11 versiegelt wird.
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Andere Konfigurationen sind die gleichen wie die in dem zweiten Ausführungsbeispiel.
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In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel kann, da der gesamte Gegenleiter 4 mit dem Formharz 11 versiegelt ist, der Gegenleiter 4 stabiler gehalten werden.
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Als Ergebnis wird es einfacher, den Gegenleiter 4 nahe an dem Wechselstrompfad anzuordnen, wobei es somit möglich ist, die parasitäre Induktivität auf effektivere Weise zu verringern.
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Abgesehen davon weist es die gleichen Funktionen und Effekte wie das zweite Ausführungsbeispiel auf.
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[Vergleichsausführungsbeispiel]
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Eine elektrische Leistungsumwandlungsvorrichtung, die ohne einen Gegenleiter 4 als ein Vergleichsbeispiel versehen ist, wird unter Bezugnahme auf die 21 und 22 beschrieben.
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Eine elektrische Leistungsumwandlungsvorrichtung des Vergleichsausführungsbeispiels weist drei Halbleitermodule 90 auf, die in den 21 und 22 gezeigt sind.
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Das Halbleitermodul 90 ist das gleiche wie das Halbleitermodul 10 in der elektrischen Leistungsumwandlungsvorrichtung 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel mit der Ausnahme, dass ein Gegenleiter nicht bereitgestellt ist.
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In der elektrischen Leistungsumwandlungsvorrichtung gemäß dem Vergleichsausführungsbeispiel wird, wenn ein Wechselstrom I1 durch einen Wechselstrompfad fließt, ein Magnetfluss φ so erzeugt, dass er in dem Wechselstrompfad durchdringt.
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Dieser erzeugte Magnetfluss φ beeinflusst umgebende elektronische Komponenten und elektronische Vorrichtungen.
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Ferner nimmt, wenn der erzeugte Magnetfluss φ zunimmt, eine Stoßspannung, die erzeugt wird, zu.
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Folglich wird in dem ersten Ausführungsbeispiel usw. der Gegenleiter 4 bei einer geeigneten Position angeordnet, um den erzeugten Magnetfluss φ aufzuheben.
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Das heißt, wie es in 23 gezeigt ist, ein Strom I2 fließt durch den Gegenleiter 4 in einer Richtung, die entgegengesetzt zu dem Wechselstrom I1 ist, indem der Gegenleiter 4 angeordnet wird, um dem Wechselstrompfad gegenüberzuliegen.
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Als Ergebnis wird der erzeugte Magnetfluss φ abgeschwächt.
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Das heißt, eine Erzeugung der parasitären Induktivität in dem Wechselstrompfad wird unterdrückt, indem der Gegenleiter 4 bereitgestellt wird.
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[Experimentelles Beispiel 1]
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Eine Magnitude der parasitären Induktivität in dem Wechselstrompfad der elektrischen Leistungsumwandlungsvorrichtungen gemäß den ersten, zweiten und dritten Ausführungsbeispielen sowie der elektrischen Leistungsumwandlungsvorrichtung entsprechend dem Vergleichsbeispiel ist unter Verwendung einer Simulation verglichen worden.
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Die elektrischen Leistungsumwandlungsvorrichtungen gemäß den ersten, zweiten und dritten Ausführungsbeispielen sind jeweils als Proben 1, 2 und 3 definiert, und die elektrische Leistungsumwandlungsvorrichtung gemäß dem Vergleichsbeispiel ist als eine Probe 10 definiert.
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In den Proben 1, 2, 3 ist eine Entfernung in der Z-Richtung zwischen dem Gegenleiter 4 und dem Positivelektrodenanschluss 21 sowie dem Negativelektrodenanschluss 22 gleich, wobei sie auf etwa 1,0 mm eingestellt ist.
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Die Dicke des Gegenleiters 4 in der Z-Richtung wird auf 0,2 mm eingestellt und die Leiterbreite wird auf 0,5 mm eingestellt.
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Die Simulation ist unter Verwendung einer dreidimensionalen Randelementmethode ausgeführt worden.
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Außerdem ist die Frequenz des Wechselstroms auf 100 kHz in der vorliegenden Simulation eingestellt worden.
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Als Ergebnis der Simulation sind die nachstehend genannten Daten als die parasitäre Induktivität des Wechselstrompfades erhalten worden.
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Das heißt, die parasitäre Induktivität des Wechselstrompfades ist 10,8 nH in Probe 1, 10,4 nH in Probe 2, 9,7 nH in Probe 3 und 12,5 nH in Probe 10 gewesen.
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Aus den vorstehend genannten Ergebnissen ist ersichtlich, dass eine Erzeugung der parasitären Induktivität des Wechselstrompfades unterdrückt werden kann, indem der Gegenleiter 4 wie in den ersten bis dritten Ausführungsbeispielen bereitgestellt wird.
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Es ist ebenso ersichtlich, dass der Effekt einer Unterdrückung der Erzeugung der parasitären Induktivität weiter verbessert werden kann, indem der Gegenleiter 4 sowohl auf der oberen als auch der unteren Seite des Wechselstrompfades angeordnet wird, wie in dem dritten Ausführungsbeispiel.
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[Experimentelles Beispiel 2]
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Als Nächstes ist eine Magnitude der parasitären Induktivität in dem Wechselstrompfad der elektrischen Leistungsumwandlungsvorrichtung gemäß den dritten, vierten, fünften, sechsten und siebten Ausführungsbeispielen und der elektrischen Leistungsumwandlungsvorrichtung gemäß dem Vergleichsbeispiel unter Verwendung einer Simulation verglichen worden.
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Die elektrischen Leistungsumwandlungsvorrichtungen gemäß den vierten, fünften, sechsten und siebten Ausführungsbeispielen sind jeweils als Proben 4, 5, 6 und 7 definiert.
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Auch in den Proben 4, 5, 6 und 7 ist die Entfernung zwischen dem Gegenleiter 4 und dem Positivelektrodenanschluss 21 sowie dem Negativelektrodenanschluss 22 gleich zu der gemäß der vorstehend beschriebenen Probe 3.
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Die Dicke des Gegenleiters 4 in der Z-Richtung ist ebenso die gleiche wie die gemäß der Probe 3.
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Die Leiterbreite des Gegenleiters 4 für Proben 4, 5 und 6 ist die gleiche wie die gemäß der Probe 1, wobei jedoch die Leiterbreite des Gegenleiters 4 in der Probe 7 auf 3,0 mm eingestellt wird.
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Das Simulationsverfahren und Bedingungen sind die gleichen wie in dem experimentellen Beispiel 1.
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Als Ergebnis der Simulation sind die nachstehend genannten Daten als die parasitäre Induktivität des Wechselstrompfades erhalten worden.
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Das heißt, die parasitäre Induktivität des Wechselstrompfades ist 10,7 nH in Probe 3, 10,9 nH in Probe 4, 8,6 nH in Probe 6 und 6,5 nH in Probe 7 gewesen.
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Aus den vorstehend genannten Ergebnissen ist es möglich, eine Erzeugung der parasitären Induktivität in dem Wechselstrompfad in jedem der Proben 3 bis 7 im Vergleich zu der Probe 10 in ausreichender Weise zu unterdrücken.
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Es ist ebenso bestätigt worden, dass eine Erzeugung der parasitären Induktivität auf effektivere Weise unterdrückt werden kann, indem der Gegenleiter 4 genauer entlang des Pfades angeordnet wird, in dem sich der Strom spezifisch in dem Wechselstrompfad konzentriert, wie in den Proben 6 und 7.
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Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele begrenzt, sondern kann bei verschiedenen Ausführungsbeispielen angewendet werden, ohne von dem zugehörigen Umfang abzuweichen.
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Beispielsweise ist es möglich, das zweite Ausführungsbeispiel oder das dritte Ausführungsbeispiel mit einem der vierten bis achten Ausführungsbeispiele zu kombinieren.
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Ferner ist die Form des Gegenleiters nicht spezifisch begrenzt, wobei sie nicht notwendigerweise eine Schleifenform sein muss.
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Eine elektrische Leistungsumwandlungsvorrichtung 1 umfasst einen Positivelektrodenanschluss 21 und einen Negativelektrodenanschluss 22, die parallel und benachbart zueinander angeordnet sind, eine positivelektrodenseitige Schaltvorrichtung 31, die mit dem Positivelektrodenanschluss 21 verbunden ist, eine negativelektrodenseitige Schaltvorrichtung 32, die mit dem Negativelektrodenanschluss 22 verbunden ist, einen Ausgabeanschluss 23, der mit einem Verbindungspunkt zwischen der positivelektrodenseitigen Schaltvorrichtung 31 und der negativelektrodenseitigen Schaltvorrichtung 32 verbunden ist, und einen Gegenleiter 4, der zumindest einem Abschnitt des Positivelektrodenanschlusses 21 und zumindest einem Abschnitt des Negativelektrodenanschlusses 22 in einer Höhenrichtung gegenüberliegt, wobei die Höhenrichtung eine Richtung ist, die sowohl zu einer Ausrichtungsrichtung als auch einer herausragenden Richtung des Positivelektrodenanschlusses 21 und des Negativelektrodenanschlusses 22 senkrecht ist. Der Gegenleiter 4 ist entlang eines Strompfades eines Wechselstroms angeordnet, der durch den Positivelektrodenanschluss 21, die positivelektrodenseitige Schaltvorrichtung 31, die negativelektrodenseitige Schaltvorrichtung 32 und den Negativelektrodenanschluss 22 fließt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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