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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Leistungswandlungsvorrichtung.
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Hintergrund
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Bei einer herkömmlichen Leistungswandlungsvorrichtung wird ein Breit-Verbindungsleiter verwendet, um einen Kondensator-Anschluss-Abschnitt und einen IGBT-Element-Anschluss-Abschnitt zu verbinden, um einen Aufbau mit niedriger Induktivität zu erhalten (siehe zum Beispiel Patentliteratur 1).
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Liste der Zitierungen
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Patentliteratur
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- Patentliteratur 1: Japanische Patentanmeldung Offenlegungsnummer 2011-239679
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Zusammenfassende Darstellung
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Technisches Problem
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Bei der oben genannten herkömmlichen Leistungswandlungsvorrichtung führt die Verwendung eines Schaltelements mit einer höheren erlaubten Temperatur, wie zum Beispiel ein Schaltelement aus Siliciumcarbid (SiC) (nachfolgend als "SiC-Element" bezeichnet), unglücklicherweise dazu, dass eine höhere Temperatur an den Kondensator über den Verbindungsleiter übertragen wird. Daher muss die herkömmliche Leistungswandlungsvorrichtung einen Kondensator mit einer Wärmebeständigkeit (nachfolgend als "wärmebeständiger Kondensator") verwenden. Dies führt zum Problem einer Kostenerhöhung.
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Um die Kostensteigerung zu vermeiden, kann die Leistungswandlungsvorrichtung ohne Verwendung eines wärmebeständigen Kondensators ausgebildet werden. In einem solchen Fall ist unglücklicherweise der Abstand zwischen dem Schaltelement und dem Kondensator größer. Dies führt nicht nur zu dem Problem eines Anstiegs der Größe der Vorrichtung, sondern auch zu dem Problem einer Verschlechterung der Charakteristiken der niedrigen Induktivität.
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Die vorliegende Erfindung wurde gemacht, um die oben genannten Probleme zu lösen, und es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Leistungswandlungsvorrichtung bereitzustellen, die einen Anstieg der Kosten und Größe unterdrückt, ohne die Charakteristiken der niedrigen Induktivität zu beeinträchtigen.
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Lösung des Problems
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Um das Problem zu lösen und das Ziel zu erreichen zeigt die vorliegende Erfindung eine Leistungswandlungsvorrichtung auf mit einem Filterkondensator, um darin DC-Leistung (Gleichstrom-Leistung) anzusammeln, und ein Halbleiterelementmodul zum Durchführen eines Schaltbetriebs, um die in dem Filterkondensator gesammelte DC-Leistung in AC-Leistung (Wechselstrom-Leistung) zu wandeln, wobei der Filterkondensator und das Schaltelementmodul in einer gleichen Umhäusung angeordnet sind, wobei der Filterkondensator in einen ersten Kondensator und einen zweiten Kondensator aufgeteilt ist, der eine höhere Wärmebeständigkeit als der erste Kondensator hat, der zweite Kondensator mit dem Halbleiterelementmodul unter Verwendung eines Verbindungsleiters verbunden ist und elektrisch mit einer Busschiene (busbar) verschieden von dem Verbindungsleiter verbunden ist und wobei der erste Kondensator eine elektrische Verbindung mit dem Halbleiterelementmodul durch die Busschiene, den Verbindungsleiter und den zweiten Kondensator herstellt.
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Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung erzielt die Wirkung eines Erreichens der niedrigen Induktivität zwischen dem Schaltelement und dem Kondensator wobei gleichzeitig der Anstieg bezüglich Kosten und Größe unterdrückt wird.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 ist eine Darstellung, die einen Aufbau einer Hauptschaltung bei einer Leistungswandlungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform zeigt.
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2 ist eine Ansicht (Draufsicht), die ein Beispiel eines Aufbaus der Leistungswandlungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform zeigt, wenn die Leistungswandlungsvorrichtung in einem Schienenfahrzeug installiert ist.
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3 ist eine Seitenansicht des Inneren der Leistungswandlungsvorrichtung, die in 2 gezeigt ist, wenn man das Innere aus der Richtung eines Pfeils A betrachtet.
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4 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Beispiel eines Aufbaus eines wärmebeständigen Kondensators zeigt.
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5 ist eine Ansicht (Draufsicht), die ein Beispiel eines Aufbaus einer Leistungswandlungsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform zeigt, wobei der Aufbau von dem in 2 verschieden ist.
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6 ist eine Darstellung (Draufsicht), die ein Beispiel eines Aufbaus einer Leistungswandlungsvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform zeigt, wobei der Aufbau von denen in den 2 und 5 verschieden ist.
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Beschreibung der Ausführungsformen
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Beispielhafte Ausführungsformen einer Leistungswandlungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf diese Ausführungsformen beschränkt.
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Erste Ausführungsform.
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1 ist eine Darstellung, die einen Aufbau einer Hauptschaltung bei einer Leistungswandlungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform zeigt. Wie in 1 gezeigt ist, ist eine Hauptschaltung 100 dafür ausgebildet, Halbleiterelementmodule 101 bis 106 aufzuweisen. Schaltelemente, die auf den Halbleiterelementmodulen 101 bis 106 angeordnet sind, sind zum Beispiel SiC-Elemente. SiC ist ein Beispiel eines Halbleiters, den man als "Halbleiter mit breiter Bandlücke" bezeichnet, weil es gemäß seiner Eigenschaften eine breitere Bandlücke hat als Silicium (Si). Der Halbleiter mit breiter Bandlücke umfasst einen Halbleiter, der unter Verwendung von Materialien verschieden von SiC gebildet ist, zum Beispiel, ein Galliumnitrid-basiertes Material oder Diamant. Daher gehört ein Aufbau unter Verwendung eines Elements, das aus dem Material gemacht ist, bei dem es sich um einen Halbleiter mit breiter Bandlücke handelt, auch zu der Substanz der vorliegenden Erfindung.
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Wieder unter Bezugnahme auf 1 stellt das Halbleiterelementmodul 101 einen positiven Zweig dar, und das Halbleiterelementmodul 102 stellt einen negativen Zweig dar, die in Reihe zwischen einem positiven (mit höherem Potenzial) DC-Bus 200P und einem negativen (mit niedrigerem Potenzial) DC-Bus 200N verbunden sind. Der Verbindungspunkt zwischen den Halbleiterelementmodulen 101 und 102 wird herausgeführt, um einen U-Phase-AC-Anschluss zu bilden. In der gleichen Weise wie oben beschrieben, sind das Halbleiterelementmodul 103, das den positiven Zweig darstellt, und das Halbleiterelementmodul 104, das den negativen Zweig darstellt, in Reihe zwischen den DC-Bussen 200P und 200N verbunden. Der Verbindungspunkt zwischen den Halbleiterelementmodulen 103 und 104 ist herausgeführt, um einen V-Phase-AC-Anschluss zu bilden. Das Halbleiterelementmodul 105, das den positiven Zweig darstellt, und das Halbleiterelementmodul 106, das den negativen Zweig darstellt, sind in Reihe zwischen den DC-Bussen 200P und 200N verbunden. Der Verbindungspunkt zwischen den Halbleiterelementmodulen 105 und 106 ist herausgeführt, um einen W-Phase-AC-Anschluss zu bilden.
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Ein Filterkondensator 120, der ein erster Kondensator mit einem Positiv-Pol-Potenzial (P) und einem Negativ-Pol-Potenzial (N) ist, ist mit den DC-Bussen 200P und 200N verbunden. Zusätzlich zu dem Filterkondensator 120 weist die Leistungswandlungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform wärmebeständige Kondensatoren 110a, 110b und 110c auf, die zweite Kondensatoren sind, die eine relativ höhere Wärmebeständigkeit haben als der Filterkondensator 120. Der Filterkondensator 120 ist elektrisch mit den DC-Bussen 200P und 200N verbunden. Im Gegensatz dazu ist jeder der wärmebeständigen Kondensatoren 110a bis 110c mit einer Reihenschaltung verbunden (nachfolgend auch, wenn notwendig, als "Zweigschaltung" bezeichnet) verbunden, bestehend aus dem entsprechenden Positivzweighalbleiterelementmodul und dem entsprechenden Negativzweighalbleiterelementmodul. Wie in 1 gezeigt ist, sind die wärmebeständigen Kondensatoren 110a bis 110c parallel zu dem Filterkondensator 120 angeordnet und können daher einen Teil der Funktion des Filterkondensators ergänzen. Die Halbleiterelementmodule 101 bis 106 führen einen Schaltbetrieb durch, um DC-Leistung, die in dem Filterkondensator 120 und den wärmebeständigen Kondensatoren 110a bis 110c gesammelt ist, in AC-Leistung zu wandeln.
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Das Halbleiterelementmodul 101 ist dafür ausgestaltet, einen IGBT 111 aufzuweisen, bei dem es sich um ein Beispiel eines Transistorelements handelt, eine Freilaufdiode (fly-wheel diode, nachfolgend als "FWD" bezeichnet) 112, die gegenläufig parallel zu dem IGBT 111 angeordnet ist. Ein Kollektor des IGBT 111 ist mit einer Kathode der FWD 112 verbunden, um einen Anschluss C1 zu bilden. Ein Emitter des IGBT 111 ist mit einer Anode der FWD 112 verbunden, um einen Anschluss E1 zu bilden. Das Halbleiterelementmodul 102 ist dafür ausgebildet, einen IGBT 121 und eine FWD 122 aufzuweisen, die gegenläufig parallel zu dem IGBT 121 angeordnet ist. Ein Kollektor des IGBT 121 ist mit einer Kathode der FWD 122 verbunden, um einen Anschluss C2 zu bilden. Ein Emitter des IGBT 121 ist mit einer Anode der FWD 122 verbunden, um einen Anschluss E2 zu bilden.
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Ein Aufbau der Leistungswandlungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die 1 bis 4 beschrieben. 2 ist eine Ansicht, die ein Beispiel eines Aufbaus der Leistungswandlungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform zeigt, wenn die Leistungswandlungsvorrichtung in einem Schienenfahrzeug installiert ist. 2 ist eine Ansicht von vorne des Inneren der Leistungswandlungsvorrichtung 1, die in dem Schienenfahrzeug installiert ist, wenn man das Innere von der Oberseite des Fahrzeugs auf die Schienenseite zu betrachtet. 3 ist eine Seitenansicht des Inneren der Leistungswandlungsvorrichtung, die in 2 gezeigt ist, wenn man das Innere aus einer Richtung eines Pfeils A betrachtet. 4 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Beispiel eines Aufbaus eines wärmebeständigen Kondensators 11 zeigt.
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Die Leistungswandlungsvorrichtung 1 ist dafür ausgebildet, eine Gatesteuerungseinheit 2, eine Leitungsunterbrechungs- und Schnittstelleneinheit 3, eine Invertersteuerungseinheit 4 und Radiator 5 aufzuweisen. Die Invertersteuerungseinheit 4 ist dafür ausgebildet, eine Gatetreiberschaltung 10, einen wärmebeständigen Kondensator 11, Filterkondensatoren 12, eine Elementeinheit 14, eine Busschiene 17 und eine Abschirmplatte 18 etc. aufzuweisen. Wenn die Leistungswandlungsvorrichtung 1 tatsächlich in dem Fahrzeug installiert ist, sind die Gatesteuerungseinheit 2, die Leitungsunterbrechungs- und Schnittstelleneinheit 3 und die Invertersteuerungseinheit 4, mit Ausnahme des Radiators 5, in einer Umhäusung 6 aufgenommen, die von der äußeren Luft abgeschirmt ist. Gleichzeitig ist der Radiator 5 an der Außenseite der Umhäusung 6 befestigt, um so der Außenluft ausgesetzt zu sein, so dass der Radiator 5 von der Kühlungsluft wie benötigt gekühlt werden kann.
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Die Elementeinheit 14 ist ein konstituierendes Element mit einer Vielzahl der Halbleiterelementmodule, die in 1 beschrieben ist. Die Gatesteuerungseinheit 2 ist ein konstituierendes Element, um ein Steuersignal zu erzeugen, das notwendig ist, um die Halbleiterelementmodule in dem Elementabschnitt 14 PWM-mäßig zu treiben. Die Leitungsunterbrechungs- und Schnittstelleneinheit 3 ist ein konstituierendes Element, das eine Funktion hat, einen Strom zu unterbrechen, der durch die Hauptschaltung 100 fließt, und eine Funktion hat, ein Signal zwischen der Gatesteuerungseinheit 2 und der Gatetreiberschaltung 10 zu empfangen und zu senden. Die Gatetreiberschaltung 10 ist ein konstituierendes Element (eine Treiberschaltung), um die Halbleiterelementmodule in dem Elementabschnitt 14 auf der Basis eines Steuersignals zu treiben, das von der Gatesteuerungseinheit 2 erzeugt wird. Die Filterkondensatoren 12 sind konstituierende Elemente (Leistungsversorgungsquellen), um darin die DC-Leistung zu sammeln, die für die Leistungswandlung notwendig ist.
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Wie in 4 gezeigt ist, hat der wärmebeständige Kondensator 11 sechs Verbindungsleiter 16, die an einer ersten Oberfläche einer Umhäusung des wärmebeständigen Kondensators 11 angeordnet sind. Der wärmebeständige Kondensator 11 hat auch zwei Verbindungsanschlüsse 22, die an einer zweiten Oberfläche der Umhäusung (der Rückseite) bereitgestellt sind, und zwar gegenüber von der ersten Oberfläche angeordnet. Der wärmebeständige Kondensator 11 und die Elementeinheit 14 sind elektrisch mittels der Verbindungsleiter 16 verbunden. Die Verbindungsleiter 16 sind Leiter, die den wärmebeständigen Kondensator 11 und die DC-Anschlüsse 15 des Elementabschnitts 14 verbinden. 4 zeigt ein Beispiel, bei dem der Verbindungsleiter 16 in einer Winkelform (crank shape) ausgebildet ist. 2 zeigt ein Beispiel, bei dem der Verbindungsleiter 16 in einer L-Form ausgebildet ist. Wie in diesen Ansichten gezeigt ist, sind die Verbindungsleiter 16 mit einer elektrischen Verbindungsfunktion ausreichend und können in einer beliebigen Form gebildet sein (zum Beispiel auch in geradliniger Form). Zum Beispiel, wenn die Verbindungsleiter aus der Position herausgeführt werden, die durch eine dritte Oberfläche des wärmebeständigen Kondensators 11 orthogonal zu der zweiten Oberfläche gebildet ist, können die Verbindungsleiter in einer linearen Form gebildet sein.
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Der wärmebeständige Kondensator 11 ist mit der Busschiene 17 mittels der zwei Verbindungsanschlüsse 22 verbunden. Typische Beispiele der Busschiene 17 umfassen eine Stapel-Busschiene (stack busbar), die dafür ausgebildet ist, eine niedrige Induktivität zu haben, indem dünne Kupferplatten mit dazwischen angeordneten Isolatoren gestapelt sind, und eine Laminat-Busschiene (laminate busbar), bei der die äußere Oberfläche der gestapelten Busschiene mit einem Laminatmaterial bedeckt ist, welches ein harzartiger Film ist.
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Die Filterkondensatoren 12 sind mit der Busschiene 17 verbunden, ohne mit der Elementeinheit 14 verbunden zu sein. Das heißt, die elektrische Verbindung zwischen den Filterkondensatoren 12 und dem Elementabschnitt 14 wird durch die Busschiene 17, den wärmebeständigen Kondensator 11 und die Verbindungsleiter 16 hergestellt. Die Filterkondensatoren 12, die nicht direkt mit dem Elementabschnitt 14 verbunden sind, können von dem Elementabschnitt 14 entfernt angeordnet sein. Im Gegensatz dazu kann der wärmebeständige Kondensator 11, der eine größere Wärmebeständigkeit hat als die Filterkondensatoren 12, nahe an dem Elementabschnitt 14 angeordnet sein.
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Der wärmebeständige Kondensator 11, der bereitgestellt ist, um den Einfluss von Wärme auf die Filterkondensatoren 12 zu reduzieren, kann eine niedrige Kapazität haben. Der wärmebeständige Kondensator 11, der bei der ersten Ausführungsform verwendet wird, hat eine geringe Größe, da sein Kapazitätswert geringer ist als der der Filterkapazitäten 12. Diese geringe Größe des wärmebeständigen Kondensators 11 lässt einen Raum, der von keinem Aufbau belegt sein kann. Bei der ersten Ausführungsform ist die Abschirmplatte 18, die dafür ausgebildet ist Wärme zu blockieren, in diesem Raum bereitgestellt, der von keinem Aufbau belegt sein kann.
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Als Nächstes werden die Betriebswirkungen der Leistungswandlungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform beschrieben. Es sei darauf hingewiesen, dass diese Beschreibung auf der Annahme beruht, dass die Halbleiterelementmodule des Elementabschnitts 14 SiC-Elemente sind.
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Für die SiC-Elemente kann die erlaubte Temperatur der Halbleiterelementmodule auf ungefähr, beispielsweise, 50° C mehr eingestellt werden als bei herkömmlichen Si-Elementen. Wenn die SiC-Elemente den Schaltbetrieb durchführen ist daher der Betrag der erzeugten Wärme erheblich größer als bei Si-Elementen. Die meiste Wärme, die durch den Schaltbetrieb erzeugt wird, wird hin zum Radiator 5 übertragen und wird dann über eine Kühlrippe freigegeben, wohingegen ein Teil der Wärme hin zu den Kondensatoren übertragen wird.
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Bei der ersten Ausführungsform hingegen ist der wärmebeständige Kondensator 11, der eine relativ hohe Wärmebeständigkeit hat, näher an den Elementen angeordnet als es die Filterkondensatoren 12 sind. Dies ermöglicht es, den Einfluss von Wärme auf die Filterkondensatoren 12 zu reduzieren. Bei der ersten Ausführungsform ist insbesondere die Abschirmplatte 18 so angeordnet, um den Platz auszufüllen, der von keinem Aufbau belegt werden kann. Da die Abschirmplatte 18 einen Wärmefluss aufgrund von Konvektion und Strahlung unterbindet, muss der wärmebeständige Kondensator 11 nicht größer sein als notwendig, was dabei hilft, den Kostenanstieg zu unterdrücken.
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Über Konvektion und Strahlung hinaus, findet ein Wärmefluss durch Wärmeleitung statt. Es ist notwendig, dass die Filterkondensatoren 12 eine elektrische Verbindung mit einem DC-Abschnitt der Elementeinheit 14 herstellen und eine Wärmeübertragung findet aufgrund der Wärmeleitung durch die Verbindungsleiter statt, durch die die elektrische Verbindung hergestellt wird. Um dem zu begegnen, dass die Wärmeleitung einen größeren Wärmeübertragungsbetrag liefert als die Konvektion und die Strahlung, ist bei der ersten Ausführungsform die Elementeinheit 14, die eine Wärmeerzeugungsquelle ist, dafür ausgebildet, nicht mit den Filterkondensatoren 12 verbunden zu sein, die den meisten Teil der Filterkapazität darstellen, sondern mit dem wärmebeständigen Kondensator 11. Dies beseitigt die Notwendigkeit, die Wärmebeständigkeit der Filterkondensatoren 12 auf einen hohen Grad zu erhöhen. Selbst wenn die SiC-Elemente verwendet werden, ist es daher möglich, den Kostenanstieg bei den Filterkondensatoren 12 zu unterdrücken.
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Wie oben erläutert ist bei der Leistungswandlungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der Kondensator, der als Filterkondensator ausgebildet werden soll, in den ersten Kondensator und den zweiten Kondensator aufgeteilt, der eine höhere Wärmebeständigkeit hat als der erste Kondensator. Der zweite Kondensator ist mit dem Halbleiterelementmodul unter Verwendung des Verbindungsleiters verbunden und ist auch elektrisch mit der Busschiene verschieden von dem Verbindungsleiter verbunden, so dass die elektrische Verbindung zwischen dem ersten Kondensator und dem Halbleiterelementmodul durch die Busschiene, den Verbindungsleiter und den zweiten Kondensator hergestellt wird. Dies erzielt die Wirkung des Bereitstellens der niedrigen Induktivität zwischen dem Schaltelement und dem Kondensator, wobei der Anstieg bei den Kosten und der Größe unterdrückt wird.
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Ferner ist der wärmebeständige Kondensator 11 bei der Leistungswandlungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform kleiner ausgebildet als die Filterkondensatoren 12. Die Abschirmplatte ist in einem Raum angeordnet, der sich aus dem Größenunterschied zwischen dem wärmebeständigen Kondensator 11 und einem Filterkondensator 12 ergibt. Dies ermöglicht es, den Wärmefluss aufgrund von Konvektion und Strahlung effektiv zu unterdrücken.
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Zweite Ausführungsform.
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5 ist eine Ansicht (Draufsicht), die ein Beispiel eines Aufbaus einer Leistungswandlungsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform zeigt, wobei der Aufbau von dem der 2 verschieden ist. Der in 5 gezeigte Aufbau ist der in 2 gezeigte Aufbau, wobei die Abschirmplatte 18 entfernt ist und der resultierende freie Raum als ein Trennungsraum 28 zum Reduzieren des Einflusses von Wärmekonvektion gebildet ist. Die anderen konstituierenden Teile der Leistungswandlungsvorrichtung der zweiten Ausführungsform sind dieselben oder äquivalent zu denen des Aufbaus der ersten Ausführungsform, die in 2 gezeigt ist. Diese gemeinsamen konstituierenden Teile sind durch gleiche Bezugszeichen gekennzeichnet und die hierzu redundanten Beschreibungen werden weggelassen.
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Wenn die Wärme, die in dem Elementabschnitt 14 erzeugt wird, aufgrund der Konvektion übertragen wird, bewegt sich die erwärmte Luft in die entgegengesetzte Richtung der Schwerkraft. Das heißt, in 5 wird die Wärme in die Richtung von der Rückseite der Schichtebene auf die Vorderseite davon übertragen. Daher ermöglicht es die thermische Ausgestaltung zum Bilden des Trennungsraums 28 zum Reduzieren des Einflusses von Wärme ohne eine Abschirmplatte bereitzustellen, wie sie bei der ersten Ausführungsform beschrieben wurde, die Benutzung eines herkömmlichen Filterkondensators, der keine hohe Wärmebeständigkeit hat. Dies erzielt die Wirkung eines Unterdrückens des Kostenanstiegs.
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Wie oben beschrieben ist der wärmebeständige Kondensator bei der Leistungswandlungsvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform so gebildet, dass er kleiner ist als die Filterkondensatoren. Der Platz, der von dem Größenunterschied zwischen dem wärmebeständigen Kondensator und einem Filterkondensator resultiert, wird dafür ausgebildet, um als ein Trennungsraum zum Reduzieren des Einflusses von Wärmekonvektion zu dienen. Da dies die Notwendigkeit einer Abschirmplatte, wie sie bei der ersten Ausführungsform beschrieben wurde, eliminiert, verringert sich die Anzahl der Bauteile, um die Unterdrückung des Kostenanstiegs zu erzielen.
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Dritte Ausführungsform.
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6 ist eine Ansicht (Draufsicht), die ein Beispiel eines Aufbaus einer Leistungswandlungsvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform zeigt, wobei der Aufbau verschieden von denen in den 2 und 5 ist. Der Aufbau der Leistungswandlungsvorrichtung, die in 6 gezeigt ist, ist der Aufbau, der in 5 gezeigt ist, wobei die Umhäusung des wärmebeständigen Kondensators 11 den Trennungsraum 28 zum Reduzieren des Einflusses von Wärmekonvektion ausfüllt. Die Umhäusung des wärmebeständigen Kondensators 11 kann ausgelegt sein, um als eine Abschirmplatte (ein Schild) zu funktionieren, wie im Vergleich zum Aufbau in 2.
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Bei der Leistungswandlungsvorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform, obwohl die Größe des wärmebeständigen Kondensators 11 erhöht wird, kann der Kapazitätswert der Filterkondensatoren 12 verringert werden, weil der Kapazitätswert (Kapazität) des wärmebeständigen Kondensators 11 vergrößert wird. Dies erzielt die Wirkung eines Verkleinerns der Filterkondensatoren 12, im Vergleich zu der ersten und der zweiten Ausführungsform, um die Leistungswandlungsvorrichtung kompakt zu machen.
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Die Aufbauten, die bei der ersten bis dritten Ausführungsform beschrieben wurden, sind lediglich Beispiele von Aufbauten der vorliegenden Erfindung. Es ist offensichtlich, dass die Aufbauten mit anderen bekannten Techniken kombiniert werden können oder Modifikationen davon vorgenommen werden können, wie zum Beispiel ein Weglassen eines Teils, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
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Bei der ersten bis dritten Ausführungsform sind die Schaltelemente, die an den Halbleiterelementmodulen 101 bis 106 angeordnet sind, als Schaltelemente beschrieben worden, die aus Halbleitern mit breiter Bandlücke gebaut sind, wie sie durch SiC-Elemente repräsentiert sind. Es kann jedoch jedes beliebige Schaltelement, welches mit hoher Geschwindigkeit schalten kann, die oben beschriebenen Probleme hervorrufen. Daher sind Aufbauten unter Verwendung von Schaltelementen, die aus Halbleitern mit schmaler Bandlücke gebildet sind, wie sie beispielsweise durch ein Si-Element repräsentiert sind, auch im Umfang der vorliegenden Erfindung.
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Industrielle Anwendbarkeit
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Wie oben beschrieben ist die vorliegende Erfindung nützlich als eine Leistungswandlungsvorrichtung, die die niedrige Induktivität nicht beeinträchtig und einen Anstieg bei den Kosten und der Größe unterdrückt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Leistungswandlungsvorrichtung
- 2
- Gatesteuerungseinheit
- 3
- Leitungsunterbrechungs- und Schnittstelleneinheit
- 4
- Invertersteuerungseinheit
- 5
- Radiator
- 6
- Umhäusung
- 10
- Gatetreiberschaltung
- 11, 110a bis 110c
- wärmebeständiger Kondensator (zweiter Kondensator)
- 12, 120
- Filterkondensator (erster Kondensator)
- 14
- Elementeinheit
- 15
- DC-Anschluss
- 16
- Verbindungsleiter
- 17
- Busschiene
- 18
- Abschirmplatte
- 22
- Verbindungsanschluss
- 28
- Trennungsraum
- 100
- Hauptschaltung
- 101 bis 106
- Halbleiterelementmodul
- 200P, 200N
- DC-Bus
