DE112017004401B4

DE112017004401B4 - Stromschienenstruktur und leistungswandlervorrichtung unter verwendung der stromschienenstruktur

Info

Publication number: DE112017004401B4
Application number: DE112017004401.4T
Authority: DE
Inventors: Tetsuya Matsuda; Shigeto Fujita; Tetsuo Motomiya
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2016-09-02
Filing date: 2017-08-01
Publication date: 2024-05-08
Anticipated expiration: 2037-08-02
Also published as: US20190319544A1; JP6351878B1; WO2018043002A1; DE112017004401T5; US10536090B2; JPWO2018043002A1

Abstract

Stromschienenstruktur (1), die zwischen einem ersten Gerät (6) und einem zweiten Gerät (7) angeordnet und mit diesen verbunden ist und die eine erste Stromschiene (2) und eine zweite Stromschiene (3) aufweist, die so angeordnet sind, dass sie in Richtung einer y-Achse senkrecht zur Richtung einer x-Achse einander gegenüberliegen, wobei die Richtung der x-Achse die Verbindungsrichtung zwischen dem ersten Gerät (6) und dem zweiten Gerät (7) ist, wobei die erste Stromschiene (2) in Richtung einer z-Achse, die als Richtung senkrecht zur Richtung der x-Achse und der Richtung der y-Achse definiert ist, Folgendes aufweist:- einen ersten Verbindungsbereich (2b), der über ein erstes Ende (2a) mit dem ersten Gerät (6) verbunden ist und sich vom ersten Ende (2a) in eine positive Richtung der z-Achse erstreckt;- einen ersten gebogenen Bereich (2c), der in einer positiven Richtung der x-Achse in Bezug auf den ersten Verbindungsbereich (2b) gebogen ist; und- einen zweiten Anschlussbereich (2d), der in negativer Richtung der z-Achse in Bezug auf den ersten gebogenen Bereich (2c) gebogen und mit dem zweiten Gerät (7) verbunden ist,wobei die zweite Stromschiene (3) Folgendes aufweist:- einen dritten Anschlussbereich (3b), der über ein zweites Ende (3a) mit dem ersten Gerät (6) verbunden ist und sich in negativer Richtung der z-Achse vom zweiten Ende (3a) aus erstreckt;- einen zweiten gebogenen Bereich (3c), der in positiver Richtung der x-Achse in Bezug auf den dritten Anschlussbereich (3b) gebogen ist; und- einen vierten Verbindungsbereich (3d), der in positiver Richtung der z-Achse in Bezug auf den zweiten gebogenen Bereich (3c) gebogen und mit dem zweiten Gerät (7) verbunden ist,wobei der erste gebogene Bereich (2c) und der zweite gebogene Bereich (3c) an Positionen angeordnet sind, die in Richtung der z-Achse gegeneinander verschoben sind,dadurch gekennzeichnet, dasseine Öffnung gebildet wird, die vom ersten Verbindungsbereich (2b), dem ersten gebogenen Bereich (2c), dem zweiten Anschlussbereich (2d), dem dritten Anschlussbereich (3b), dem zweiten gebogenen Bereich (3c) und dem vierten Verbindungsbereich (3d) umgeben ist, undwobei die Verbindung zum ersten Gerät (6) und zum zweiten Gerät (7) so ausgebildet ist, dass die Richtung des Stroms vom ersten Gerät (6) über die erste Stromschiene (2) zum zweiten Gerät (7) entgegengesetzt ist zur Richtung des Stroms vom zweiten Gerät (7) über die zweite Stromschiene (3) zum ersten Gerät (6).

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Stromschienenstruktur sowie eine Leistungswandlervorrichtung, welche eine solche Stromschienenstruktur verwendet.
STAND DER TECHNIK
Herkömmliche Stromschienen einer Leistungswandlervorrichtung sind so konfiguriert, dass in der Nähe einer Klemme der positiven Seitenschiene und der negativen Seitenschiene ein verengter Bereich gebildet wird. Die verengten Bereiche sind in einer solchen Positionsrelation ausgebildet, dass sie in der entgegengesetzten Richtung der positive und negative Stromschiene, die, von oben nach unten betrachtet, einander gegenüberliegen, sich decken (siehe z.B. Patentdokument 1). Aufgrund dieser Struktur fallen positive und negative Ströme, von oben nach unten betrachtet, an den verengten Stellen zusammen und die Induktivität wird reduziert, so dass Stoßspannungen reduziert werden können.
Da die Induktivität jedoch reduziert wird, nimmt andererseits ein Kurzschlussstrom zu, was ein Problem dahingehend darstellt, dass die elektromagnetische Kraft der Stromschienen zunimmt.
STAND DER TECHNIK

Patentdokument 1: JP 2005- 237 118 A
Patentdokument 2: US 2009 / 0 015 992 A1
Patentdokument 3: JP 2006- 60 876 A

Patentdokument 2 beschreibt ein Verfahren zum Aufbau einer Stromschiene, die in einer Motorsteuerung, einem Stromversorgungsgerät und dergleichen zum Anschluss eines Leistungsmoduls, eines Kondensators, einer Drossel und dergleichen verwendet wird.
Patentdokument 3 beschreibt eine Kondensatorstruktur, die für einen Leistungswandler, eine Signalschaltung und dergleichen verwendet wird, sowie ein Verfahren zum Installieren des Kondensators.
KURZBESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Mit der Erfindung zu lösende Probleme
Bei einer Leistungswandlervorrichtung sind ein Kondensator und ein Leistungsmodul (bestehend aus Elektroden und mehreren Chips) über die positive und negative Stromschiene miteinander verbunden, durch die Ströme in entgegengesetzten Richtungen auf der Oberseite und der Unterseite fließen. Wenn die oben beschriebene herkömmliche Stromschienenkonfiguration auf eine solche Leistungswandlervorrichtung angewendet wird, fließt beim Kurzschließen eines Chips im Leistungsmodul ein übermäßiger Kurzschlussstrom vom Kondensator zu den Stromschienen, so dass eine große abstoßende elektromagnetische Kraft zwischen den Stromschienen entsteht.
Die zwischen den Stromschienen auftretende abstoßende elektromagnetische Kraft ist eine abstoßende Kraft der positive und negative Stromschiene, die durch einen übermäßige Stromfluss in entgegengesetzter Richtung durch die positive und die negative Stromschiene verursacht wird. Dadurch wird ein Chip oder das Leistungsmodul durch die abstoßende elektromagnetische Kraft zwischen den Stromschienen zerstört, so dass ein Lichtbogen entsteht, der zu dem Problem führt, dass der Fehler eskaliert.
Die vorliegende Erfindung löst das oben genannte Problem, und die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine abstoßende elektromagnetische Kraft zwischen den Stromschienen zu unterdrücken und damit die Möglichkeit des Auftretens eines Lichtbogens am Leistungsmodul auch dann zu verringern, wenn ein Kurzschlussfehler beispielsweise bei einem Chip in einem Leistungsmodul auftritt.
Mittel zum Lösen der Probleme
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Stromschienenstruktur nach Anspruch 1 sowie durch eine Leistungswandlervorrichtung nach Anspruch 12 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Stromschienenstruktur bzw. der Leistungswandlervorrichtung ergeben sich aus den Unteransprüchen 1 bis 11 bzw. 13 und 14.
Effekt der Erfindung
In der Stromschienenstruktur gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Induktivität der Stromschienen erhöht, so dass Kurzschlussströme unterdrückt werden und damit eine auf die Stromschienen ausgeübte elektromagnetische Kraft reduziert werden kann.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

1 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Stromschienenstruktur gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung zeigt;
2 ist eine perspektivische Ansicht, die den Aufbau einer herkömmlichen Stromschiene für eine Leistungswandlervorrichtung darstellt;
3 ist eine perspektivische Ansicht, die die Konfiguration eines Leistungsmoduls zeigt;
4A ist eine Draufsicht, die einen Strompfad in einer herkömmlichen oberen Stromschiene zeigt;
4B ist eine Draufsicht, die einen Strompfad im Leistungsmodul zeigt, der kurzgeschlossen ist;
4C ist eine Draufsicht, die einen Strompfad in einer herkömmlichen unteren Stromschiene zeigt;
5A ist eine Draufsicht, die einen Strompfad in der herkömmlichen Stromschiene für einen Leistungswandler darstellt;
5B ist eine Seitenansicht, die einen Strompfad in der herkömmlichen Stromschiene für einen Leistungswandler darstellt;
6A ist eine Draufsicht, die eine Stromverteilung in einer oberen Stromschiene der Stromschienenstruktur gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung zeigt;
6B ist eine Draufsicht, die einen Strompfad in einem Leistungsmodul zeigt, das kurzgeschlossen ist;
6C ist eine Draufsicht, die eine Stromaufteilung in einer unteren Stromschiene der Stromschienenstruktur gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung zeigt;
7A ist eine Draufsicht, die einen Strompfad in der Stromschienenstruktur gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung darstellt;
7B ist eine Seitenansicht, die einen Strompfad in der Stromschienenstruktur gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung zeigt;
8 ist eine perspektivische Ansicht, die die Struktur einer anderen Stromschienenstruktur gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung zeigt;
9 ist eine perspektivische Ansicht, die die Struktur noch einer weiteren Stromschienenstruktur gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung zeigt;
10A ist eine perspektivische Ansicht, die den Aufbau einer Stromschienenstruktur gemäß Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung zeigt;
10B ist eine Draufsicht, die einen Strompfad in der in 10A dargestellten Stromschienenstruktur darstellt;
11A ist eine perspektivische Ansicht, die den Aufbau einer Stromschienenstruktur gemäß Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung zeigt;
11B ist eine Draufsicht, die einen Strompfad in der in 11A dargestellten Stromschienenstruktur darstellt;
12 veranschaulicht den Verbindungszustand zwischen einer Stromschienenstruktur und einem externen Gerät gemäß Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung;
13 ist ein Schaltplan, der eine Ersatzschaltung des in 12 dargestellten Verbindungszustands darstellt;
14 ist eine Grafik, die ein Analyseergebnis für die elektromagnetische Kraft in der Stromschienenstruktur gemäß Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung darstellt;
15 ist eine Seitenansicht, die eine andere Struktur einer Stromschienenstruktur gemäß Ausführungsform 5 der vorliegenden Erfindung zeigt;
16A ist eine Seitenansicht, die den Aufbau einer Stromschienenstruktur gemäß Ausführungsform 6 der vorliegenden Erfindung zeigt;
16B ist eine Seitenansicht, die eine andere Struktur der Stromschienenstruktur gemäß Ausführungsform 6 der vorliegenden Erfindung zeigt;
17 ist eine perspektivische Ansicht, die den Aufbau einer Stromschienenstruktur gemäß Ausführungsform 7 der vorliegenden Erfindung zeigt;
18 ist eine perspektivische Ansicht, die den Aufbau einer Stromschienenstruktur gemäß Ausführungsform 8 der vorliegenden Erfindung zeigt;
19 ist eine perspektivische Ansicht, die den Aufbau einer Stromschienenstruktur gemäß Ausführungsform 9 der vorliegenden Erfindung zeigt;
20A ist eine perspektivische Ansicht einer oberen Stromschiene einer Stromschienenstruktur gemäß Ausführungsform 10 der vorliegenden Erfindung;
20B ist eine perspektivische Ansicht einer unteren Stromschiene der Stromschienenstruktur gemäß Ausführungsform 10 der vorliegenden Erfindung;
20C ist eine perspektivische Ansicht, die eine Kombination aus der oberen Stromschiene und der unteren Stromschiene der Stromschienenstruktur gemäß Ausführungsform 10 der vorliegenden Erfindung zeigt;
21A ist eine Draufsicht, die einen Strompfad in der Stromschienenstruktur mit der in 20C dargestellten Struktur darstellt;
21B ist eine Seitenansicht, die einen Strompfad in der Stromschienenstruktur mit der in 20C dargestellten Struktur darstellt;
22A ist eine perspektivische Ansicht, die den Aufbau einer Stromschienenstruktur gemäß Ausführungsform 11 der vorliegenden Erfindung zeigt;
22B ist eine Seitenansicht der Stromschienenstruktur gemäß Ausführungsform 11 der vorliegenden Erfindung, gesehen in x-Achsenrichtung;
22C ist eine perspektivische Ansicht, die die Struktur einer anderen Stromschienenstruktur gemäß Ausführungsform 11 der vorliegenden Erfindung zeigt;
22D ist eine Seitenansicht der Stromschienenstruktur gemäß Ausführungsform 11 der vorliegenden Erfindung, gesehen in z-Achsenrichtung;
23A ist eine perspektivische Ansicht, die den Aufbau einer Stromschienenstruktur gemäß Ausführungsform 12 der vorliegenden Erfindung zeigt;
23B ist eine Seitenansicht der Stromschienenstruktur gemäß Ausführungsform 12 der vorliegenden Erfindung, gesehen in z-Achsenrichtung;
24A ist eine perspektivische Ansicht, die die Struktur einer anderen Stromschienenstruktur gemäß Ausführungsform 12 der vorliegenden Erfindung zeigt;
24B ist eine Seitenansicht einer anderen Stromschienenstruktur gemäß Ausführungsform 12 der vorliegenden Erfindung, gesehen in der z-Achsenrichtung;
25A ist eine perspektivische Ansicht, die die Struktur einer anderen Stromschienenstruktur gemäß Ausführungsform 12 der vorliegenden Erfindung darstellt;
25B ist eine Seitenansicht einer anderen Stromschienenstruktur gemäß Ausführungsform 12 der vorliegenden Erfindung, gesehen in z-Achsenrichtung;
26A ist eine perspektivische Ansicht, die die Struktur einer anderen Stromschienenstruktur gemäß Ausführungsform 12 der vorliegenden Erfindung darstellt;
26B ist eine Seitenansicht einer anderen Stromschienenstruktur gemäß Ausführungsform 12 der vorliegenden Erfindung, gesehen in z-Achsenrichtung;
27A ist eine perspektivische Ansicht, die die Struktur einer anderen Stromschienenstruktur gemäß Ausführungsform 12 der vorliegenden Erfindung darstellt;
27B ist eine Seitenansicht einer anderen Stromschienenstruktur gemäß Ausführungsform 12 der vorliegenden Erfindung, gesehen in z-Achsenrichtung;
28A ist eine perspektivische Ansicht, die die Struktur einer Stromschienenstruktur gemäß Ausführungsform 13 der vorliegenden Erfindung darstellt;
28B ist eine perspektivische Ansicht, die die Struktur einer anderen Stromschienenstruktur gemäß Ausführungsform 13 der vorliegenden Erfindung darstellt, und
28C ist eine perspektivische Ansicht, die die Struktur einer anderen Stromschienenstruktur gemäß Ausführungsform 13 der vorliegenden Erfindung darstellt.

BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Ausführungsform 1
1 ist eine perspektivische Ansicht, die den Aufbau einer Stromschiene gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung darstellt. In 1 ist eine Stromschienenstruktur 1 zwischen einem ersten Gerät 6 und einem zweiten Gerät 7 vorgesehen, die nebeneinander in x-Achsenrichtung angeordnet sind. In der Stromschienenstruktur 1 sind eine obere Stromschiene 2 und eine untere Stromschiene 3 gegeneinander in der y-Achsenrichtung senkrecht zur x-Achsenrichtung angeordnet.
Die Richtung senkrecht sowohl zur x-Achsenrichtung als auch zur y-Achsenrichtung ist als z-Achsenrichtung definiert. In den Zeichnungen ist jeweils eine Pfeilrichtung der x-Achse, der y-Achse und der z-Achse als positive Richtung und die ihr entgegengesetzte Richtung als negative Richtung definiert. Hier sind die obere Stromschiene 2 und die untere Stromschiene 3 beide aus einem Leiter, wie etwa Metall gefertigt. Die obere Stromschiene 2 hat ein erstes Ende 2a, das mit dem ersten Gerät 6 verbunden ist und durch das Strom 4 eingeführt wird; einen ersten Verbindungsbereich 2b, der in positiver Richtung der z-Achse vom ersten Ende 2a abgebogen ist; einen ersten gebogenen Bereich 2c, der in positiver Richtung der x-Achse vom ersten Verbindungsbereich 2b abgebogen ist; und einen zweiten Anschlussbereich 2d, der in negativer Richtung der z-Achse vom ersten gebogenen Bereich 2c abgebogen und mit dem zweiten Gerät 7 verbunden ist und durch den Strom 4 herausgeführt wird.
Die untere Stromschiene 3 hat ein zweites Ende 3a, das mit dem ersten Gerät 6 verbunden ist und durch das Strom 5 herausgeführt wird; einen in negativer Richtung der z-Achse vom zweiten Ende 3a abgebogen dritten Anschlussbereich 3b; einen zweiten, in positiver Richtung der x-Achse vom dritten Anschlussbereich 3b abgebogenen Bereich 3c; und einen vierten Verbindungsbereich 3d, der in positiver Richtung der z-Achse vom zweiten gebogenen Bereich 3c abgebogen und mit dem zweiten Gerät 7 verbunden ist und durch den Strom 5 eingeführt wird. Der erste gebogene Bereich und der zweite gebogene Bereich befinden sich an Positionen, die in z-Achsenrichtung gegeneinander versetzt sind.
Vor der detaillierten Beschreibung der Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung werden eine herkömmliche Stromschienenstruktur und ein dort auftretendes Problem beschrieben.
2 zeigt die herkömmliche Stromschienenstruktur. In 2 sind eine obere Stromschiene 15 und eine untere Stromschiene 16 in y-Achsenrichtung einander gegenüber angeordnet und werden durch in x-Achsenrichtung flache Leiter (Flachschienen) gebildet. Ein Leistungsmodul 17 ist zwischen der oberen Stromschiene 15 und der unteren Stromschiene 16 sandwichartig eingeklemmt, und ein externes Gerät (nicht dargestellt), wie etwa ein Motor oder eine Stromversorgung ist an einen Stromeinleitungsanschluss 20a und einen Stromausleitungsanschluss 20b angeschlossen. Das Leistungsmodul 17 und das externe Gerät können als in dem zweiten Gerät 7 in jeder Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthalten betrachtet werden.
3 zeigt das herausgenommene Leistungsmodul 17. In 3 wird ein Chip 19 durch ein Schaltelement, wie etwa einen IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) oder einen MOSFET (Metalloxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor) gebildet, und eine Vielzahl der Chips 19 ist in einem Gehäuse 18 aufgenommen. In dem in 3 dargestellten Beispiel sind sechs Chips 19 vorgesehen. Darüber hinaus zeigt 19a rechts unten in dem Fall einen kurzgeschlossenen Chip an. Das Ein-/Ausschalten von Strom wird durch das Ein-/Ausschalten der Chips auf der Grundlage von Steuersignalen gesteuert, die an Steuerklemmen eingegeben werden (nicht dargestellt).
4A, 4B und 4C zeigen Kurzschluss-Strompfade für den Fall, in dem der kurzgeschlossene Chip 19a in der in 2 dargestellten herkömmlichen Stromschienenstruktur vorliegt. 4A, 4B und 4C sind Stromschienen-Ansichten, d.h. Ansichten in y-Achsenrichtung.
4A zeigt einen Kurzschluss-Strompfad in der oberen Stromschiene 15, 4B zeigt einen Kurzschluss-Strompfad im kurzgeschlossenen Leistungsmodul 17 und 4C zeigt einen Kurzschluss-Strompfad in der unteren Stromschiene 16. Der durch die obere Stromschiene 15 fließende Kurzschlussstrom 24 wird durch eine durchgezogene Linie und der durch die untere Stromschiene 16 fließende Kurzschlussstrom 25 durch eine gestrichelte Linie gekennzeichnet.
Der Kurzschlussstrom 24 fließt in den Stromeinleitungsanschluss 20a. Der Kurzschlussstrom 24 hat eine hohe Frequenz und in dem Fall, in dem die Stromschienenbreite 22 ausreichend größer ist als die Hautdicke, fließt der Kurzschlussstrom 24 so, dass er sich entlang der Randbereiche der oberen Stromschiene 15 und der unteren Stromschiene 16 verzweigt. Es sei erwähnt, dass dann, wenn Wechselstrom durch einen Leiter fließt, die Stromdichte an der Oberfläche des Leiters hoch ist und in Bereichen außerhalb der Oberfläche abnimmt. Dieses Phänomen wird als Skin-Effekt bezeichnet. Hier, in dem Fall, in welchem Strom an der Leiteroberfläche als 1 definiert ist, ist die Hautdicke eine Dicke von der Leiteroberfläche zu einem Bereich, in dem sich Strom in Tiefenrichtung des Leiters auf 1/e abschwächt.
Wie in der Zeichnung dargestellt, fließt in der oberen Stromschiene 15 der Kurzschlussstrom 24 so, dass er zu beiden Enden/Rändern der oberen Stromschiene 15 mit der Breite 22 abzweigt. Dann vereinigen sich die Ströme am kurzgeschlossenen Chip 19a, um über den kurzgeschlossenen Chip 19a zur unteren Stromschiene 16 (Kurzschlussstrom 25) zu fließen. Weiterhin fließt der Kurzschlussstrom 25 so, dass er zu beiden Breitenenden/ Rändern der unteren Stromschiene 16 wie in der oberen Stromschiene 15 verzweigt und dann über den Stromausleitungsanschluss 20b zum externen Gerät fließt.
5A ist eine Ansicht (Draufsicht) der oberen und unteren Stromschienen 15, 16, die in y-Achsenrichtung einander überlappend angeordnet sind, und 5B ist eine Ansicht (Seitenansicht) davon in z-Achsenrichtung.
Wie aus 5A ersichtlich, fließen Ströme 27 bei gleicher Koordinatenposition in z-Achsenrichtung in entgegengesetzter Richtung in x-Achsenrichtung. Das heißt, die Positionen des Kurzschlussstroms 24 und des Kurzschlussstroms 25, die durch die obere und untere Stromschiene 15, 16 fließen, stimmen fast überein. In diesem Fall wirken, wie in 5B dargestellt, große abstoßende elektromagnetische Kräfte 28 in entgegengesetzter Richtung in y-Achsenrichtung auf die obere und untere Stromschiene 15, 16.
Im schlimmsten Fall entsteht durch die abstoßenden elektromagnetischen Kräfte 28 ein Spalt zwischen jeder Stromschiene 15, 16 und dem Leistungsmodul 17 oder dem Chip 19, so dass ein Lichtbogen entsteht. Die Erzeugung des Lichtbogens führt zu einer Eskalation des Fehlers. Daher ist es notwendig, die abstoßenden elektromagnetischen Kräfte 28 so weit wie möglich zu reduzieren.
Eine durch Verbesserung des obigen Punktes erhaltene Struktur ist die oben beschriebene Stromschienenstruktur, die in 1 dargestellt ist. Im Folgenden wird das Funktionsprinzip der Anordnung gemäß 1 beschrieben.
6A zeigt einen Strompfad in der oberen Stromschiene 2, 6B zeigt einen Strompfad im kurzgeschlossenen Chip 19a im Leistungsmodul 17 und 6C zeigt einen Strompfad in der unteren Stromschiene 3. Das in 1 dargestellte zweite Gerät 7 entspricht dem Leistungsmodul 17 in 6B.
In 6A und 6C wird eine externe Vorrichtung (nicht dargestellt), wie beispielsweise ein Motor oder eine Stromversorgung als erstes Gerät, an das erste Ende 2a und das zweite Ende 3a angeschlossen, wie in 2 beschrieben. Die Breiten in x-Achsenrichtung des ersten Verbindungsbereichs 2b und des zweiten Anschlussbereichs 2d der oberen Stromschiene 2 sind größer als die Breite in z-Achsenrichtung des ersten gebogenen Bereichs 2c. Die Breite in z-Achsenrichtung des ersten gebogenen Bereichs 2c wird auf etwa das Sechsfache der Hautdicke eingestellt, und in dem Fall, in dem die Frequenz des Kurzschlussstroms ausreichend hoch ist, fließt der Kurzschlussstrom nahezu gleichmäßig und gleichförmig in der Oberfläche des ersten gebogenen Bereichs 2c.
Die Breite in x-Achsenrichtung des zweiten Anschlussbereichs 2d ist jedoch auf mehr als das Sechsfache der Hautdicke eingestellt, da dort das in 6B dargestellte Leistungsmodul 17 platziert ist. Daher fließt der Kurzschlussstrom nur im Randbereich und kein Strom in dem Bereich im mittleren Teil. Darüber hinaus wird gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung auch die Breite in x-Achsenrichtung des ersten Verbindungsbereichs 2b auf mehr als das Sechsfache der Hautdicke eingestellt, so dass der Kurzschlussstrom nur im Randbereich fließt.
In 6C ist die Fläche des dritten Anschlussbereichs 3b der unteren Stromschiene 3 gleich der Fläche des ersten Verbindungsbereichs 2b und die Fläche des vierten Verbindungsbereichs 3d gleich der Fläche des zweiten Anschlussbereichs 2d vorgegeben. Die Breite in z-Achsenrichtung des zweiten gebogenen Bereichs 3c soll etwa das Sechsfache der Hautdicke wie im zweiten gebogenen Bereich 2c betragen. Das Leistungsmodul 17 ist zwischen dem zweiten Anschlussbereich 2d und dem vierten Verbindungsbereich 3d sandwichartig eingeklemmt und elektrisch verbunden.
Im obigen Beispiel ist die Breite in x-Achsenrichtung des ersten Verbindungsbereichs 2b mit etwa dem Sechsfachen der Hautdicke vorgegeben. Diese Breite kann jedoch auch gleich oder kleiner als das Sechsfache der Hautdicke sein. Die Reduzierung der Breite in x-Achsenrichtung erhöht die Wärmeentwicklung, kann aber eine kompakte Konfiguration bewirken.
Als Nächstes wird die Richtung des Stroms beschrieben. Bei der oberen Stromschiene 2 fließt der Kurzschlussstrom 24 vom ersten Ende 2a ein, fließt in positiver Richtung der z-Achse durch den Randbereich des ersten Verbindungsbereichs 2b und wendet dann am ersten gebogenen Bereich 2c in positive Richtung der x-Achse. Weiterhin fließt der Kurzschlussstrom 24 im zweiten Anschlussbereich 2d entlang des Randbereichs des zweiten Anschlussbereichs 2d zum kurzgeschlossenen Chip 19a rechts unten im Leistungsmodul 17. In 6B fließt der Kurzschlussstrom 24 in negativer Richtung der y-Achse, um in den kurzgeschlossenen Chip 19a einzudringen, und fließt dann in den vierten Verbindungsbereich 3d der unteren Stromschiene 3, wie in 6C dargestellt.
In der in 6C dargestellten unteren Stromschiene 3 fließt der Kurzschlussstrom 25 in negativer Richtung der x-Achse aus dem vierten Verbindungsbereich 3d durch den zweiten gebogenen Bereich 3c und fließt dann aus dem dritten Anschlussbereich 3b zum zweiten Ende 3a. Wie in der oberen Stromschiene 2 fließt der Kurzschlussstrom 25 in den Randbereichen des vierten Verbindungsbereichs 3d und des dritten Anschlussbereichs 3b mit Ausnahme des zweiten gebogenen Bereichs 3c.
7A ist eine Ansicht (Draufsicht), die einen Zustand zeigt, in dem die obere Stromschiene 2, durch die der Kurzschlussstrom 24 fließt, und die untere Stromschiene 3, durch die der Kurzschlussstrom 25 fließt, einander in y-Achsenrichtung überlappen, und 7B ist eine Ansicht (Seitenansicht) davon in z-Achsenrichtung.
7A ist eine Draufsicht in y-Achsenrichtung. Der erste gebogene Bereich 2c und der zweite gebogene Bereich 3c sind in z-Achsenrichtung gegenüberliegend angeordnet. Daher sind der Kurzschlussstrom, der durch den ersten gebogenen Bereich 2c fließt, und der Kurzschlussstrom, der durch den zweiten gebogenen Bereich 3c fließt, in entgegengesetzte Richtungen gerichtet und in z-Achsenrichtung voneinander entfernt.
Weiterhin fließen der Kurzschlussstrom im ersten Verbindungsbereich 2b und der Kurzschlussstrom im dritten Anschlussbereich 3b in positiver Richtung der z-Achse.
Darüber hinaus fließt der Kurzschlussstrom, der in negativer Richtung der z-Achse durch den zweiten Anschlussbereich 2d und den vierten Verbindungsbereich 3d fließt, ebenfalls in die gleiche Richtung.
Das heißt, in 7A wird - in y-Achsenrichtung gesehen - eine Öffnung 33 durch den ersten Verbindungsbereich 2b, den ersten gebogenen Bereich 2c und den zweiten Anschlussbereich 2d der oberen Stromschiene 2 und den vierten Verbindungsbereich 3d, den zweiten gebogenen Bereich 3c und den dritten Anschlussbereich 3b der unteren Stromschiene 3 gebildet. Der Kurzschlussstrom fließt so, dass er den Randbereich der Öffnung 33 umgibt und so eine Einzelwindungsschleife 29 eines Strompfads bildet.
Durch die Bildung der Einzelwindungsschleife 29 nimmt die Induktivität des Strompfades zu, d.h. die Impedanz steigt. Dadurch wird der durch die Stromschienenstruktur 1 fließende Strom unterdrückt, und die in 7B dargestellten abstoßenden elektromagnetischen Kräfte 28 werden ebenfalls unterdrückt.
Im ersten Verbindungsbereich 2b und im dritten Anschlussbereich 3b fließen Ströme in die positive Richtung der z-Achse, und im zweiten Anschlussbereich 2d und im vierten Verbindungsbereich 3d fließen Ströme in die negative Richtung der z-Achse, so dass eine elektromagnetische Anziehungskraft entsteht. Dadurch kann die abstoßende elektromagnetische Kraft in der Stromschienenstruktur 1 weiter unterdrückt und die Möglichkeit, dass eine Trennung durch eine elektromagnetische Kraft erfolgt und ein Lichtbogen erzeugt wird, verringert werden.
8 ist eine perspektivische Ansicht, die eine weitere Stromschienenstruktur gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung zeigt. Wie in 8 dargestellt, sind gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung die Breiten 22b in x-Achsenrichtung des ersten Verbindungsbereichs 2b und des dritten Anschlussbereichs 3b schmaler als die Breiten in x-Achsenrichtung des zweiten Anschlussbereichs 2d und des vierten Verbindungsbereichs 3d eingestellt. Werden die Längen in x-Achsenrichtung des ersten gebogenen Bereichs 2c und des zweiten gebogenen Bereichs 3c größer gemacht, wird die Induktivität größer.
Die Induktivität kann durch die obige Einstellung erhöht werden. Die Breiten 22b sind jedoch mit etwa dem Sechsfachen der Hautdicke vorgegeben, und wenn die Breiten 22b kleiner als dieser Wert sind, steigt die Stromdichte und damit die Wärmeentwicklung, so dass die Temperatur wahrscheinlich steigt.
Wie in 9 dargestellt, werden auch in dem Fall, in dem die Breite des Leistungsmoduls 17 nahezu gleich der Breite des zweiten Anschlussbereichs 2d und die Breite des vierten Verbindungsbereichs 3d ist, die gleichen Effekte erzielt.
Ausführungsform 2
Gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung, wie in 6 bis 9 dargestellt, sind das erste Ende 2a und das zweite Ende 3a so gebildet, dass sie in z-Achsenrichtung zwischen der oberen Stromschiene 2 und der unteren Stromschiene 3 einander gegenüberliegen. Gemäß Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung wird, wie in 10A dargestellt, Strom direkt an den Enden des ersten Verbindungsbereichs 2b und des dritten Anschlussbereichs 3b eingeführt oder herausgeführt.
Das heißt, in 10A sind die Auslaufbereiche, die Stromeinleitungsbereiche bilden, die gesamten Endoberflächen in z-Achsenrichtung des ersten Verbindungsbereichs 2b und des zweiten Anschlussbereichs 3b. Im gezeigten Beispiel sind die Breite 30a und die Breite 30b in z-Achsenrichtung gleich vorgegeben. Diese Breiten müssen jedoch nicht unbedingt gleich sein, d.h. die Breite 30a in z-Achsenrichtung kann größer sein als die Breite 30b, oder die Breite 30a in z-Achsenrichtung kann kleiner sein als die Breite 30b. 10B zeigt einen Teil des Kurzschlussstroms, der durch die in 10A dargestellte Stromschienenstruktur 1 fließt.
In dem Fall, in dem die Breite in x-Achsenrichtung des ersten Verbindungsbereichs 2b ausreichend größer als das Sechsfache der Hautdicke ist, bewirkt der von beiden Enden in z-Achsenrichtung des ersten Verbindungsbereichs 2b eingebrachte Kurzschlussstrom eine in positiver Richtung der z-Achse fließende Stromkomponente auf einer Seite des ersten Verbindungsbereichs 2b, also näher am zweiten Anschlussbereich 2d. So entsteht eine Einzelwindungsschleife 29 eines Strompfades, so dass eine elektromagnetische Kraftminderung im Vergleich zu den in 5A und 5B dargestellten herkömmlichen Flachschienen erreicht wird.
Ausführungsform 3
11A ist eine perspektivische Ansicht einer Stromschienenstruktur gemäß Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung. Gemäß Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung, die in 11A dargestellt ist, sind ein drittes Ende 2e der oberen Stromschiene 2 und ein viertes Ende 3e in z-Achsenrichtung einander gegenüberliegend angeordnet. Das dritte Ende 2e und das vierte Ende 3e sind mit dem Leistungsmodul 17 verbunden (nicht dargestellt). Die gesamte obere Stromschiene 2 und die gesamte untere Stromschiene 3 haben eine konstante Breite 22c. Es ist wünschenswert, dass die Konstante Breite 22c etwa das Sechsfache der oben beschriebenen Hautdicke beträgt.
Wie in den bisher beschriebenen Ausführungsformen wird, wie in 11B dargestellt, eine Einzelwindungsschleife 29 eines Kurzschluss-Strompfades durch die obere Stromschiene 2 und die untere Stromschiene 3 gebildet. Um die Induktivität zu erhöhen, wird in herkömmlicher Weise eine Spule gewickelt und die Spule zwischen den Stromschienen angeschlossen oder sandwichartig angeordnet. Ein die Induktivität erhöhender Effekt kann jedoch auch durch eine einfache Konfiguration erreicht werden, bei der die Stromschienen durch Ausschnitte in zwei einander gegenüberliegenden Flachplatten gebildet werden, wie in der in 11A dargestellten Konfiguration dargestellt.
Ausführungsform 4
Gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung gibt es keine Vorschrift für ein Gerät, das an das erste Ende 2a angeschlossen ist, wie es in 8 dargestellt ist. Gemäß Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung, wie sie in 12 dargestellt ist, ist ein Kondensator 35 zwischen dem ersten Ende 2a und dem zweiten Ende 3a verbunden. 13 zeigt eine Ersatzschaltung der in 12 dargestellten Konfiguration. In der in 13 dargestellten Schaltung wird eine Induktivität 36 einer durch die Stromschienen gebildeten Einzelwindungsschleife durch L, die Kapazität des Kondensators 35 durch C und der Widerstand der Schaltung mit einem Widerstand 37 des kurzgeschlossenen Chips durch R bezeichnet.
Es sei erwähnt, dass gemäß Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung davon ausgegangen wird, dass der Chip kurzgeschlossen ist und somit durch den Widerstand R repräsentiert werden kann.
Bei einem Kurzschluss des Chips im Leistungsmodul fließt Strom aus dem Kondensator 35 in die obere Stromschiene 2 und die untere Stromschiene 3 über den kurzgeschlossenen Chip 19a.
Im Allgemeinen ist der Widerstand (Widerstand 37 in 13) des Pfades im Vergleich zur Induktivität L (Induktivität 36 in 13) des Pfades, der vom ersten Ende 2a über die obere Stromschiene 2, das Leistungsmodul 17 und dann die untere Stromschiene 3 bis zum zweiten Ende 3a führt, klein und daher vernachlässigbar. In diesem Fall wird die Schaltung in 13 zu einer einfachen LC-Schaltung, und der maximale Strom ist proportional zu $\sqrt{} (C / L) .$
Das heißt, der Strom sinkt fast proportional zu $\sqrt{} (1 / L) .$
Das heißt, wie in 12 dargestellt, wird die Einzelwindungsschleife 29 des Strompfades durch die obere Stromschiene 2 und die untere Stromschiene 3 gebildet, so dass die Induktivität L zunimmt und der Spitzenstrom des Kurzschlussstroms abnimmt und somit die maximale abstoßende elektromagnetische Kraft reduziert werden kann.
Es wird ein Finite-Elemente-Methoden-Modell der in 12 gemäß Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung dargestellten Stromschienenstruktur in einem Zustand erzeugt, in dem der Kondensator 35 angeschlossen ist. In diesem Modell werden der Kurzschlussstrom und die abstoßende elektromagnetische Kraft mittels der Finite-Elemente-Methode berechnet. Darüber hinaus werden zum Vergleich der Kurzschlussstrom und die abstoßende elektromagnetische Kraft gemäß der Finite-Elemente-Methode auch für den Fall berechnet, in dem der Kondensator 35 mit den Enden 20a, 20b in der in 2 gemäß Ausführungsform 1 der Erfindung dargestellten herkömmlichen flachen Stromschienenstruktur angeschlossen ist, d.h. der Fall, in dem der Kondensator 35 mit den flachen Stromschienen verbunden ist. 14 stellt ein Vergleichsergebnis zwischen den beiden dar.
Durch die Finite-Elemente-Methode wird festgestellt, dass dann, wenn die in 2 dargestellte elektromagnetische Kraft in der herkömmlichen Flachstromschiene mit „1" definiert ist, die elektromagnetische Kraft in der Stromschienenstruktur gemäß Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung, in der die Einzelwindungsschleife, wie in 12 dargestellt, ausgebildet ist, auf etwa 1/2 reduziert werden kann, wie dies in 14 dargestellt ist.
Ausführungsform 5
15 ist eine Seitenansicht einer Stromschienenstruktur gemäß Ausführungsform 5 der vorliegenden Erfindung. Bei den bisher beschriebenen Ausführungsformen ist nur ein Leistungsmodul 17 zwischen der oberen und der unteren Stromschiene 2 und 3 eingelegt. Die Stromschienenstruktur gemäß der Ausführungsform 5 der vorliegenden Erfindung ist als mehrschichtiger Aufbau gebildet, in dem Leistungsmodule 17 zweilagig vorgesehen und mit drei Elektroden 38 belegt sind, die auch zur Kühlung der Chips zwischen den Stromschienen dienen, wie in 15 dargestellt.
Auch in einem solchen Mehrschicht-Aufbau kann durch die Übernahme der in 6, 8, 9, 10 und 12 dargestellten Stromschienenstrukturen, wie in den Ausführungsformen 1 bis 5 der vorliegenden Erfindung beschrieben, eine die abstoßende elektromagnetische Kraft reduzierende Wirkung erzielt werden. Insbesondere in der in 15 dargestellten Stromschienenstruktur wird der Abstand zwischen der oberen Stromschiene 2 und der unteren Stromschiene 3 vergrößert, so dass die Induktivität weiter erhöht und die den Kurzschlussstrom reduzierende Wirkung verstärkt wird.
Ausführungsform 6
16A und 16B sind Seitenansichten einer Stromschienenstruktur gemäß Ausführungsform 6 der vorliegenden Erfindung. Gemäß Ausführungsform 6 der vorliegenden Erfindung ist ein Dämpfungskondensator 39 zwischen einer Elektrode 38a und einer Elektrode 38b in der Nähe der Chips 19 vorgesehen. In der gemäß Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung hergestellten Stromschienenstruktur werden die obere und untere Stromschiene 2, 3 so gebildet, dass die Induktivität erhöht wird, so dass der Strom bei einem Kurzschluss reduziert und damit die abstoßende elektromagnetische Kraft bei einem Kurzschluss reduziert wird.
In diesem Fall steigt bei normalem Betrieb die Stoßspannung an, da die Induktivität groß ist, so dass Unannehmlichkeiten auftreten können. Um dies zu unterdrücken, kann der Dämpfungskondensator 39 zwischen der Elektrode 38a und der Elektrode 38b in der Nähe der Chips 19 oder in der Nähe der Seite des Leistungsmoduls 17 des zweiten Anschlussbereichs 2d und des vierten Verbindungsbereichs 3d angebracht werden.
Durch diesen Dämpfungskondensator 39 kann eine Stoßspannung absorbiert werden. Obwohl ein Dämpfungskondensator 39 angebracht werden kann, wie in 16B dargestellt, kann auch eine Vielzahl von Dämpfungskondensatoren 39 in der Nähe der Chips 19 angeordnet werden, so dass die Stoßspannungsdämpfung weiter erhöht wird.
Ausführungsform 7
17 ist eine perspektivische Ansicht einer Stromschienenstruktur gemäß Ausführungsform 7 der vorliegenden Erfindung. Gemäß Ausführungsform 7 der vorliegenden Erfindung sind die obere und untere Stromschiene 2, 3 in z-Achsenrichtung verlängert.
In den bisher beschriebenen Ausführungsformen sind die Breiten in z-Achsenrichtung der oberen Stromschiene 2 und der unteren Stromschiene 3 gleich der Breite des angeschlossenen Leistungsmoduls 17. In dem Fall, in welchem ein gewisser Randraum in z-Achsenrichtung vorhanden und es notwendig ist, eine weitere große Induktivität zu erhalten, können die obere und untere Stromschiene 2, 3 in z-Achsenrichtung verlängert werden.
Gemäß der in 17 dargestellten Ausführungsform 7 der vorliegenden Erfindung, werden die obere und untere Stromschiene 2, 3 zu einer Stromschienenbreite 30c in positiver und negativer Richtung der z-Achse erweitert. In diesem Fall ist die Öffnung 33 groß geformt, so dass die Einzelwindungsschleife des Strompfades groß wird, die Induktivität zunimmt und auch der stromreduzierende Effekt zunimmt.
Gemäß Ausführungsform 7 der vorliegenden Erfindung ist das Leistungsmodul 17, wie in 17 dargestellt, im Mittelbereich der Stromschienenbreite 30c platziert. Die Breite 40 des Leistungsmoduls kann entweder in die positive Richtung oder in die negative Richtung der z-Achse verschoben werden.
Obwohl hier nicht eigens dargestellt, wird das externe Gerät an den Enden des ersten Verbindungsbereichs 2b und des dritten Anschlussbereichs 3b angeschlossen.
Ausführungsform 8
18 und 19 sind perspektivische Ansichten einer Stromschienenstruktur gemäß Ausführungsform 8 der vorliegenden Erfindung. Gemäß Ausführungsform 8 der vorliegenden Erfindung werden die obere und untere Stromschiene 2, 3 auch in z-Achsenrichtung von einer Position aus verlängert, an der sich das Leistungsmodul 17 befindet.
Die Ausführungsform 7 der vorliegenden Erfindung zeigt den Fall, bei dem ein Randraum in z-Achsenrichtung nur in der Nähe der Stromschienen vorhanden ist, wie in 17 dargestellt. Die Ausführungsform 8 der vorliegenden Erfindung zeigt ein Beispiel, in dem ein Randraum in z-Achsenrichtung bis in die Nähe des Leistungsmoduls 17 vorliegt, wie in 18 und 19 dargestellt.
In diesem Fall werden der zweite Anschlussbereich 2d der oberen Stromschiene 2 und der vierte Verbindungsbereich 3d der unteren Stromschiene 3d, die über Elektroden mit dem Leistungsmodul 17 verbunden sind, gebildet, so dass sie jeweils in die positive Richtung und die negative Richtung der z-Achse vorstehen, und auch durch diese Struktur kann die Induktivität erhöht werden.
Wenn in diesem Fall, wie in 18 dargestellt, die Breiten des ersten gebogenen Bereichs 2c und des zweiten gebogenen Bereichs 3c auf jeden Fall kleiner als etwa das Sechsfache der Hautdicke sein müssen, kann die Länge des Teils, in dem die Stromdichte hoch ist, durch Verkürzung der Längen des ersten gebogenen Bereichs 2c und des zweiten gebogenen Bereichs 3c verkürzt werden, und damit auch der Temperaturanstieg unterdrückt werden.
Ausführungsform 9
19 ist eine perspektivische Ansicht einer Stromschienenstruktur gemäß Ausführungsform 9 der vorliegenden Erfindung. Gemäß Ausführungsform 9 der vorliegenden Erfindung sind die Breiten 22d des ersten gebogenen Bereichs 2c und des zweiten gebogenen Bereichs 3c gleich oder kleiner als das Sechsfache der Hautdicke, und die Breiten des zweiten Anschlussbereichs 2d und des vierten Verbindungsbereichs 3d sind ebenfalls mit der gleichen Breite 22d vorgegeben, mit Ausnahme des Bereichs, in dem das Leistungsmodul platziert ist. So erstreckt sich die Öffnung 33 bis hinter die Außenform des Leistungsmoduls 17, so dass die Fläche der Öffnung vergrößert und die Induktivität erhöht werden kann.
Es sei erwähnt, dass in dem Fall der weiteren Vergrößerung des Bereichs der Öffnung, wenn ein gewisser Spielraum in x-Achsenrichtung vorhanden ist, die Stromschienen so gebildet werden können, dass sie sich um den Randbereich des Leistungsmoduls herum erstrecken, um mit der Seitenfläche des Leistungsmoduls 17 verbunden zu werden, das gegenüber der dem ersten Verbindungsbereich 2b und dem zweiten Anschlussbereich 3b zugewandten Seite liegt.
Ausführungsform 10
20A, 20B und 20C sind perspektivische Ansichten einer Stromschienenstruktur gemäß Ausführungsform 10 der vorliegenden Erfindung. Gemäß Ausführungsform 10 der vorliegenden Erfindung werden in dem Fall, in welchem ein gewisser Spielraum in y-Achsenrichtung vorhanden ist, die Stromschienen ebenfalls in diese Richtung verlängert. 20A ist eine perspektivische Ansicht einer oberen Stromschiene 201 mit einem ersten gebogenen Bereich 201c, der in positiver Richtung der y-Achse verlängert ist, und 20B ist eine perspektivische Ansicht einer unteren Stromschiene 301 mit einem zweiten gebogenen Bereich 301c, der in negativer Richtung der y-Achse verlängert ist.
20C ist eine perspektivische Ansicht, die eine Kombination aus der oberen Stromschiene 201 und der unteren Stromschiene 301 zeigt. Um in diesem Fall eine die Induktivität erhöhende Wirkung zu erreichen, zeigt 21A eine Draufsicht auf die in 20C dargestellte Kombination der oberen Stromschiene 201 und der unteren Stromschiene 301 und 21B zeigt eine Ansicht derselben von der Seite aus.
Gemäß Ausführungsform 10 der vorliegenden Erfindung entsprechen ein erstes Ende 201a, ein erster Verbindungsbereich 201b, der erste gebogene Bereich 201c und ein zweiter Anschlussbereich 201d jeweils dem ersten Ende 2a, dem ersten Verbindungsbereich 2b, dem ersten gebogenen Bereich 2c und dem zweiten Anschlussbereich 2d in 1, und ein zweites Ende 301a, ein dritter Anschlussbereich 301b, der zweite gebogene Bereich 301c und ein vierter Verbindungsbereich 301d entsprechen jeweils dem zweiten Ende 3a, dem dritten Anschlussbereich 3b, dem zweiten gebogenen Bereich 3c und dem vierten Verbindungsbereich 3d in 1.
Wie in dem in 2 gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung dargestellten Fall wird ein externes Gerät (nicht dargestellt), wie etwa ein Motor oder eine Stromversorgung an das erste Ende 201a und das zweite Ende 301a und das Leistungsmodul 17 an den zweiten Anschlussbereich 201d und den vierten Verbindungsbereich 301d angeschlossen.
21A ist eine Draufsicht ähnlich der 10B gemäß Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung. Ströme fließen um eine Öffnung 330, und eine Einzelwindungsschleife 29 des Strompfades wird durch den oberen Stromschienen-Strom 240 und den unteren Stromschienen-Strom 250 gebildet.
In 21B wird in z-Achsenrichtung gesehen eine Stromschleife nicht am ersten Ende 201a und zweiten Ende 301a geschlossen, sondern eine Strompfadschleife, die etwa eine Einzelwindungsschleife ist, wird durch den oberen Stromschienen-Strom 240 und den unteren Stromschienen-Strom 250 gebildet. Das heißt, Einzelwindungsschleifen von Strompfaden werden sowohl in x-Achsenrichtung als auch in y-Achsenrichtung gebildet, so dass ein erhöhter Induktivitäts-Effekt erzielt wird und der Kurzschlussstrom weiter reduziert werden kann.
Ausführungsform 11
Wenn ein Kurzschlussstrom in der Stromschienenstruktur 1 gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung fließt, entsteht eine abstoßende elektromagnetische Kraft zwischen der oberen Stromschiene 2 und der unteren Stromschiene 3 und die Stromschienen können durch die abstoßende elektromagnetische Kraft verformt werden. Gemäß Ausführungsform 11 der vorliegenden Erfindung ist ein Stromschienenbefestigungselement um die Stromschienen herum angeordnet, um eine Bewegung und Verformung der Stromschienen zu unterdrücken.
22A und 22B zeigen eine Stromschienenstruktur gemäß Ausführungsform 11 der vorliegenden Erfindung. In 22A zeigen ein Pfeil 350 und ein Pfeil 352 die gegensätzlich zueinander fließenden Stromschienen-Ströme an. Durch die in der x-Achsenrichtung entgegengesetzt fließenden Ströme entsteht eine abstoßende elektromagnetische Kraft in z-Achsenrichtung. Ein Pfeil 354 und ein Pfeil 356 zeigen abstoßende elektromagnetische Kräfte in z-Achsenrichtung an, die durch die Stromschienen-Ströme verursacht werden.
Als Mechanismus zur Unterdrückung der abstoßenden elektromagnetischen Kräfte ist ein Stromschienenbefestigungselement 358 vorgesehen. Das Stromschienenbefestigungselement 358 besitzt den ersten Verbindungsbereich 2b, den ersten gebogenen Bereich 2c und den zweiten Anschlussbereich 2d der oberen Stromschiene 2 und den dritten Anschlussbereich 3b, den zweiten gebogenen Bereich 3c und den vierten Verbindungsbereich 3d der unteren Stromschiene 3. Das Stromschienenbefestigungselement 358 wird beispielsweise durch Harz oder Keramik gebildet, die von der oberen Stromschiene 2 und der unteren Stromschiene 3 elektrisch isoliert sind.
22B ist eine Seitenansicht in x-Achsenrichtung der in 22A dargestellten Stromschienenstruktur. Wie in 22B dargestellt, deckt das Stromschienenbefestigungselement 358 die z-Achsenrichtung der äußeren Randbereiche der oberen Stromschiene 2 und der unteren Stromschiene 3 ab und kann somit die Bewegung und Verformung der oberen Stromschiene 2 und der unteren Stromschiene 3 aufgrund der elektromagnetischen Abstoßungskräfte in z-Achsenrichtung, die auf die obere Stromschiene 2 und die untere Stromschiene 3 wirken, unterdrücken, wie durch den Pfeil 354 und den Pfeil 356 gezeigt.
22C zeigt eine weitere Stromschienenstruktur gemäß Ausführungsform 11 der vorliegenden Erfindung. In 22C bedeckt das Stromschienenbefestigungselement 368 Folgendes: den ersten Verbindungsbereich 2b, den ersten gebogenen Bereich 2c und den zweiten Anschlussbereich 2d der oberen Stromschiene 2; den dritten Anschlussbereich 3b, den zweiten gebogenen Bereich 3c und den vierten Verbindungsbereich 3d der unteren Stromschiene 3; und das Leistungsmodul 17. In 22C weisen ein Pfeil 360 und ein Pfeil 362 auf die oberen Stromschienen-Ströme hin, die in entgegengesetzter Richtung in z-Achsenrichtung durch den ersten Verbindungsbereich 2b und den zweiten Anschlussbereich 2d der oberen Stromschiene 2 fließen.
Durch die entgegengesetzten Ströme in z-Achsenrichtung treten an der oberen Stromschiene 2 die abstoßenden elektromagnetischen Kräfte in entgegengesetzter Richtung in x-Achsenrichtung auf, wie durch die Pfeile 364 und 366 angegeben. Wie in der oberen Stromschiene 2 treten auch in der unteren Stromschiene 3 abstoßende elektromagnetische Kräfte auf, die in entgegengesetzter Richtung in x-Achsenrichtung gerichtet sind.
22D ist eine Seitenansicht in z-Achsenrichtung der in 22C dargestellten Stromschienenstruktur. Wie in 22D dargestellt, deckt das Stromschienenbefestigungselement 368 die x-Achsenrichtung der äußeren Randbereiche der oberen Stromschiene 2 und der unteren Stromschiene 3 ab und kann so die Bewegung und Verformung der oberen Stromschiene 2 und der unteren Stromschiene 3 unterdrücken, da die abstoßenden elektromagnetischen Kräfte auf die obere Stromschiene 2 und die untere Stromschiene 3 in entgegengesetzten Richtungen in x-Achsenrichtung wirken.
Wie vorstehend beschrieben, sind in der Stromschienenstruktur gemäß Ausführungsform 11 der vorliegenden Erfindung die Randbereiche in z-Achsenrichtung oder in x-Achsenrichtung der oberen Stromschiene 2 und der unteren Stromschiene 3 mit dem Stromschienenbefestigungselement 368 abgedeckt, so dass es möglich ist, die Bewegung und Verformung der Stromschienen durch elektromagnetische Abstoßkräfte bei Kurzschlussstromströmen zu unterdrücken.
Die Ausführungsform 11 der vorliegenden Erfindung ist ein Beispiel, bei dem die Randbereiche in z-Achsenrichtung oder in x-Achsenrichtung der oberen Stromschiene 2 und der unteren Stromschiene 3 mit dem Stromschienenbefestigungselement abgedeckt sind. Es kann jedoch auch eine Struktur verwendet werden, in der sowohl die äußeren Randbereiche der z-Achsenrichtung als auch die äußeren Randbereiche in der x-Achsenrichtung abgedeckt sind.
Die Ausführungsform 11 der vorliegenden Erfindung ist ein Beispiel, bei dem das Stromschienenbefestigungselement 368 aus Harz oder Keramik gebildet wird. Das Stromschienenbefestigungselement 368 kann jedoch auch aus einem unmagnetischen Material gebildet werden, das von der oberen Stromschiene 2 und der unteren Stromschiene 3 elektrisch isoliert ist.
Ausführungsform 12
Bei den Ausführungsformen 1 bis 9 der vorliegenden Erfindung sind die obere Stromschiene 2 und die untere Stromschiene 3 flach zur x-z-Ebene ausgebildet. Bei einer Stromschienenstruktur gemäß Ausführungsform 12 der vorliegenden Erfindung haben eine obere Stromschiene und eine untere Stromschiene Bereiche, die in y-Achsenrichtung gebogen sind.
23A ist eine perspektivische Ansicht der Stromschienenstruktur gemäß Ausführungsform 12 der vorliegenden Erfindung. In der Stromschienenstruktur der Ausführungsform 12 der vorliegenden Erfindung ist, wie in 23A dargestellt, ein Spalt 404, der breiter ist als die Dicke in y-Achsenrichtung des Leistungsmoduls 17, zwischen folgenden Bereichen angeordnet: einem ersten Verbindungsbereich 400b und einem ersten gebogenen Bereich 400c einer oberen Stromschiene 400; und einem dritten Anschlussbereich 402b und einem zweiten gebogenen Bereich 402c einer unteren Stromschiene 402, die dem ersten Verbindungsbereich 400b und dem ersten gebogenen Bereich 400c in y-Achsenrichtung gegenüberliegen.
23B ist eine Seitenansicht in z-Achsenrichtung der in 23A dargestellten Stromschienenstruktur. Wie in 23B dargestellt, wird die obere Stromschiene 400 in positiver Richtung der y-Achse in einem Abstand in x-Achsenrichtung vom Leistungsmodul 17 und die untere Stromschiene 402 in negativer Richtung der y-Achse in einem Abstand in x-Achsenrichtung vom Leistungsmodul 17 gebogen. Dadurch ist der Spalt 404 zwischen der oberen Stromschiene 400 und der unteren Stromschiene 402 größer als die Dicke des Leistungsmoduls 17 in y-Achsenrichtung.
In der vorstehend beschriebenen Stromschienenstruktur vergrößert sich der Spalt mit zunehmendem Abstand zum Leistungsmodul, wobei die Induktivität zwischen den Stromschienen und die Kurzschlussstromreduzierung zunehmen.
Die Ausführungsform 12 der vorliegenden Erfindung zeigt ein Beispiel, in dem die obere Stromschiene 400 in positiver Richtung der y-Achse in einem Abstand in x-Achsenrichtung vom Leistungsmodul 17 gebogen ist und die untere Stromschiene 402 in negativer Richtung der y-Achse in einem Abstand in x-Achsenrichtung vom Leistungsmodul 17 gebogen ist. Es kann auch nur eine der Stromschienen so gebogen werden, dass der Spalt 404 zwischen der oberen Stromschiene 400 und der unteren Stromschiene 402 größer wird als die Dicke in y-Achsenrichtung des Leistungsmoduls 17.
24A zeigt eine weitere Stromschienenstruktur gemäß Ausführungsform 12 der vorliegenden Erfindung. In 24A ist der Abstand zwischen der oberen Stromschiene 420 und der unteren Stromschiene 422 konstant und die obere Stromschiene 420 und die untere Stromschiene 422 sind teilweise in y-Achsenrichtung zur gleichen Seite gebogen.
24B ist eine Seitenansicht in z-Achsenrichtung der in 24A dargestellten Stromschienenstruktur. Wie in 24B dargestellt, ist ein Spalt 424 zwischen der oberen Stromschiene 420 und der unteren Stromschiene 422 gleich der Dicke des Leistungsmoduls 17 in y-Achsenrichtung.
Die wie vorstehend beschrieben konfigurierte Stromschienenstruktur ist sinnvoll für den Fall, in dem sich die Position des ersten Gerätes in y-Achsenrichtung und die Position des Leistungsmoduls 17 in y-Achsenrichtung unterscheiden.
25A zeigt eine weitere Stromschienenstruktur gemäß Ausführungsform 12 der vorliegenden Erfindung. In 25A ist der Abstand zwischen der oberen Stromschiene 430 und der unteren Stromschiene 432 konstant, und die obere Stromschiene 430 und die untere Stromschiene 432 sind in y-Achsenrichtung auf die gleiche Seite gebogen.
25B ist eine Seitenansicht in z-Achsenrichtung der in 25A dargestellten Stromschienenstruktur. Wie in 25B dargestellt, ist ein Spalt 434 zwischen der oberen Stromschiene 430 und der unteren Stromschiene 432 gleich der Dicke in y-Achsenrichtung des Leistungsmoduls 17.
Die wie vorstehend beschrieben konfigurierte Stromschienenstruktur gilt für den Fall, in dem das erste Gerät in Bezug auf das Leistungsmodul 17 geneigt angeordnet ist.
26A zeigt eine weitere Stromschienenstruktur gemäß Ausführungsform 12 der vorliegenden Erfindung. In den in 22 bis 25 dargestellten Stromschienenstrukturen sind Beispiele gezeigt, in denen die Stromschienen in y-Achsenrichtung gebogen sind. In der in 26A dargestellten Stromschienenstruktur sind die Stromschienen in z-Achsenrichtung gebogen. In 26A sind eine obere Stromschiene 440 und eine untere Stromschiene 442 so gebogen, dass sie in z-Achsenrichtung wechselseitig vom Leistungsmodul 17 getrennt sind.
26B ist eine Seitenansicht in z-Achsenrichtung der in 26A dargestellten Stromschienenstruktur. Der Abstand in y-Achsenrichtung zwischen der oberen Stromschiene 440 und der unteren Stromschiene 442 ist konstant. Wie in 26A dargestellt, werden jedoch in z-Achsenrichtung die obere Stromschiene 440 und die untere Stromschiene 442 voneinander getrennt gebogen, und damit erweitert sich der Spalt zwischen der oberen Stromschiene 440 und der unteren Stromschiene 442, so dass die Induktivität zwischen den Stromschienen und die Kurzschlussstromreduzierung zunehmen.
In der in 26A dargestellten Stromschienenstruktur ist ein Beispiel gezeigt, in dem jede Stromschiene an einer Stelle in z-Achsenrichtung gebogen wird. Die Stromschienen können jedoch auch nacheinander in x-Achsenrichtung gebogen werden, damit sie vom Leistungsmodul getrennt ist.
27A zeigt eine weitere Stromschienenstruktur gemäß Ausführungsform 12 der vorliegenden Erfindung. In der in 27A dargestellten Stromschienenstruktur sind die Stromschienen in z-Achsenrichtung gebogen. In 27A sind die obere Stromschiene 450 und die untere Stromschiene 452 zur gleichen Seite gebogen, um in z-Achsenrichtung vom Leistungsmodul 17 getrennt zu sein.
27B ist eine Seitenansicht in z-Achsenrichtung der in 27A dargestellten Stromschienenstruktur. Wie in 27B dargestellt, ist ein Spalt 454 zwischen der oberen Stromschiene 450 und der unteren Stromschiene 452 gleich der Dicke des Leistungsmoduls 17 in y-Achsenrichtung.
Die wie vorstehend beschrieben konfigurierte Stromschienenstruktur ist für den Fall sinnvoll, in dem sich die Position des ersten Gerätes und die Position des Leistungsmoduls 17 in z-Achsenrichtung unterscheiden.
Ausführungsform 13
28A zeigt eine Stromschienenstruktur gemäß Ausführungsform 13 der vorliegenden Erfindung. In dieser Stromschienenstruktur ist ein von dem ersten Verbindungsbereich 2b, dem ersten gebogenen Bereich 2c und dem zweiten Anschlussbereich 2d umgebener Raum ein Ausschnitt aus der oberen Stromschiene 2. Ebenso ist ein von dem dritten Anschlussbereich 3b, dem zweiten gebogenen Bereich 3c und dem vierten Verbindungsbereich 3d umgebener Raum ein Ausschnitt aus der unteren Stromschiene 3. Die Breite 460 des Ausschnitts in x-Achsenrichtung der oberen Stromschiene 2 ist kleiner als die Breite 462 des Ausschnitts in x-Achsenrichtung der unteren Stromschiene 3 ausgebildet.
28B zeigt eine weitere Stromschienenstruktur gemäß Ausführungsform 13 der vorliegenden Erfindung. In dieser Stromschienenstruktur ist der Raum, der vom ersten Verbindungsbereich 2b, dem ersten gebogenen Bereich 2c und dem zweiten Anschlussbereich 2d umgeben ist, ein Ausschnitt aus der oberen Stromschiene 2. Ebenso ist der von dem dritten Anschlussbereich 3b, dem zweiten gebogenen Bereich 3c und dem vierten Verbindungsbereich 3d umgebene Raum ein Ausschnitt aus der unteren Stromschiene 3. Die Breite 470 des Ausschnitts der oberen Stromschiene 2 in z-Achsenrichtung ist kleiner ausgebildet als die Breite 472 des Ausschnitts der unteren Stromschiene 3 in z-Achsenrichtung.
28C zeigt noch eine Stromschienenstruktur gemäß Ausführungsform 13 der vorliegenden Erfindung. In dieser Stromschienenstruktur, die in 28C dargestellt ist, ist ein von dem ersten Verbindungsbereich 2b, dem ersten gebogenen Bereich 2c und dem zweiten Anschlussbereich 2d umgebener Raum ein Ausschnitt aus der oberen Stromschiene 2. Ebenso ist ein von dem dritten Anschlussbereich 3b, dem zweiten gebogenen Bereich 3c und dem vierten Verbindungsbereich 3d umgebener Raum ein Ausschnitt aus der unteren Stromschiene 3.
Bei dieser Stromschienenstruktur unterscheidet sich die Breite 480 des ersten Verbindungsbereichs der oberen Stromschiene 2 in x-Achsenrichtung von der Breite 482 des dritten Anschlussbereichs der unteren Stromschiene 3 in x-Achsenrichtung, d.h. die Breite 480 der oberen Stromschiene 2 ist größer als die Breite 482 der unteren Stromschiene 3. Daher sind der Ausschnitt der oberen Stromschiene und der Ausschnitt der unteren Stromschiene so ausgebildet, dass sie in x-Achsenrichtung gegeneinander verschoben sind.
In den in 28A, 28B und 28C gemäß Ausführungsform 13 der vorliegenden Erfindung dargestellten Stromschienenstrukturen erhöht sich die Induktivität zwischen der oberen Stromschiene 2 und der unteren Stromschiene 3 aufgrund der oben beschriebenen Konfiguration, so dass eine den Kurzschlussstrom reduzierende Wirkung erzielt wird.
Es sei erwähnt, dass im Rahmen der vorliegenden Erfindung die oben genannten Ausführungsformen frei miteinander kombiniert werden können oder dass jede der oben genannten Ausführungsformen entsprechend geändert oder vereinfacht werden kann. Die gleichen Bezugszeichen bezeichnen Teile, die gleiche oder entsprechende Konfigurationen oder Funktionen besitzen.
Bezugszeichenliste

2, 15, 201, 400, 420, 430, 440, 450: obere Stromschiene
2a, 201a: erstes Ende
2b, 201b: erster Verbindungsbereich
2c, 201c: erster gebogener Bereich
2d, 201d: zweiter Anschlussbereich
2e: drittes Ende
3, 16, 301, 402, 422, 432, 442, 452: untere Stromschiene
3a, 301a: zweites Ende
3b, 301b: dritter Anschlussbereich
3c, 301c: zweiter gebogener Bereich
3d, 301d: vierter Verbindungsbereich
3e: viertes Ende
6: erstes Gerät
7: zweites Gerät
17: Leistungsmodul
19: Chip
33: Öffnung
35: Kondensator
39: Dämpfungskondensator
358, 368: Stromschienenbefestigungselement

Claims

Stromschienenstruktur (1), die zwischen einem ersten Gerät (6) und einem zweiten Gerät (7) angeordnet und mit diesen verbunden ist und die eine erste Stromschiene (2) und eine zweite Stromschiene (3) aufweist, die so angeordnet sind, dass sie in Richtung einer y-Achse senkrecht zur Richtung einer x-Achse einander gegenüberliegen, wobei die Richtung der x-Achse die Verbindungsrichtung zwischen dem ersten Gerät (6) und dem zweiten Gerät (7) ist, wobei die erste Stromschiene (2) in Richtung einer z-Achse, die als Richtung senkrecht zur Richtung der x-Achse und der Richtung der y-Achse definiert ist, Folgendes aufweist: - einen ersten Verbindungsbereich (2b), der über ein erstes Ende (2a) mit dem ersten Gerät (6) verbunden ist und sich vom ersten Ende (2a) in eine positive Richtung der z-Achse erstreckt; - einen ersten gebogenen Bereich (2c), der in einer positiven Richtung der x-Achse in Bezug auf den ersten Verbindungsbereich (2b) gebogen ist; und - einen zweiten Anschlussbereich (2d), der in negativer Richtung der z-Achse in Bezug auf den ersten gebogenen Bereich (2c) gebogen und mit dem zweiten Gerät (7) verbunden ist, wobei die zweite Stromschiene (3) Folgendes aufweist: - einen dritten Anschlussbereich (3b), der über ein zweites Ende (3a) mit dem ersten Gerät (6) verbunden ist und sich in negativer Richtung der z-Achse vom zweiten Ende (3a) aus erstreckt; - einen zweiten gebogenen Bereich (3c), der in positiver Richtung der x-Achse in Bezug auf den dritten Anschlussbereich (3b) gebogen ist; und - einen vierten Verbindungsbereich (3d), der in positiver Richtung der z-Achse in Bezug auf den zweiten gebogenen Bereich (3c) gebogen und mit dem zweiten Gerät (7) verbunden ist, wobei der erste gebogene Bereich (2c) und der zweite gebogene Bereich (3c) an Positionen angeordnet sind, die in Richtung der z-Achse gegeneinander verschoben sind, dadurch gekennzeichnet, dass eine Öffnung gebildet wird, die vom ersten Verbindungsbereich (2b), dem ersten gebogenen Bereich (2c), dem zweiten Anschlussbereich (2d), dem dritten Anschlussbereich (3b), dem zweiten gebogenen Bereich (3c) und dem vierten Verbindungsbereich (3d) umgeben ist, und wobei die Verbindung zum ersten Gerät (6) und zum zweiten Gerät (7) so ausgebildet ist, dass die Richtung des Stroms vom ersten Gerät (6) über die erste Stromschiene (2) zum zweiten Gerät (7) entgegengesetzt ist zur Richtung des Stroms vom zweiten Gerät (7) über die zweite Stromschiene (3) zum ersten Gerät (6).
Stromschienenstruktur nach Anspruch 1, wobei eine Einzelwindungsschleife (29) durch einen Strompfad um die Öffnung herum gebildet ist.
Stromschienenstruktur nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei das erste Ende (2a) und das zweite Ende (3a) in negativer Richtung der x-Achse in Bezug auf den ersten Verbindungsbereich (2b) und den dritten Anschlussbereich (3b) gebogen sind.
Stromschienenstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der zweite Anschlussbereich (2d) und der vierte Verbindungsbereich (3d) in positiver Richtung der x-Achse gebogene Enden haben und über die Enden mit dem zweiten Gerät (7) verbunden sind.
Stromschienenstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das zweite Gerät (7) in Richtung der y-Achse zwischen dem zweiten Anschlussbereich (2d) und dem vierten Verbindungsbereich (3d) sandwichartig angeordnet ist.
Stromschienenstruktur nach Anspruch 5, wobei die Breite des zweiten Anschlussbereichs (2d) und des vierten Verbindungsbereichs (3d), die kombiniert werden, in Richtung der z-Achse größer ist als die Breite des zweiten Gerätes (7) in Richtung der z-Achse, das sandwichartig zwischen dem zweiten Anschlussbereich (2d) und dem vierten Verbindungsbereich (3d) angeordnet ist.
Stromschienenstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der erste gebogene Bereich (2c) so ausgebildet ist, dass er in Richtung der y-Achse relativ zum ersten Verbindungsbereich (2b) und zum zweiten Anschlussbereich (2d) verschoben ist, und wobei der zweite gebogene Bereich (3c) so ausgebildet ist, dass er in Richtung der dem ersten gebogener Bereich (2c) gegenüberliegenden Seite in Richtung der y-Achse relativ zum dritten Anschlussbereich (3b) und dem vierten Verbindungsbereich (3d) verschoben ist.
Stromschienenstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 5, die ferner ein Stromschienenbefestigungselement (358) aufweist, das in Kontakt mit dem ersten Verbindungsbereich (2b), dem zweiten Anschlussbereich (2d), dem dritten Anschlussbereich (3b) und dem vierten Verbindungsbereich (3d) ausgebildet ist und den ersten gebogenen Bereich (2c) und den zweiten gebogenen Bereich (3c) umgibt.
Stromschienenstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der erste Verbindungsbereich (2b) und der zweite Anschlussbereich (2d) nicht in derselben Ebene angeordnet sind.
Stromschienenstruktur nach Anspruch 9, wobei der Abstand zwischen dem ersten Verbindungsbereich (2b) und dem dritten Anschlussbereich (3b) größer ist als der Abstand zwischen dem zweiten Anschlussbereich (2d) und dem vierten Verbindungsbereich (3d).
Stromschienenstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die erste Stromschiene (2) einen Ausschnitt aufweist, der vom ersten Verbindungsbereich (2b), dem ersten gebogenen Bereich (2c) und dem zweiten Anschlussbereich (2d) umgeben ist, und die zweite Stromschiene (3) einen Ausschnitt aufweist, der vom dritten Anschlussbereich (3b), dem zweiten gebogenen Bereich (3c) und dem vierten Verbindungsbereich (3d) umgeben ist, und wobei die Größe des Ausschnitts der ersten Stromschiene (2) und die Größe des Ausschnitts der zweiten Stromschiene (3) unterschiedlich sind.
Leistungswandlervorrichtung, welche eine Stromschienenstruktur (1) nach einem der Ansprüche 5 oder 6 aufweist, wobei das zweite Gerät (7), das zwischen dem zweiten Anschlussbereich (2d) und dem vierten Verbindungsbereich (3d) sandwichartig angeordnet ist, ein Leistungsmodul (17) ist.
Leistungswandlervorrichtung nach Anspruch 12, wobei eine Vielzahl von Leistungsmodulen (17) angeschlossen ist, die in Richtung der y-Achse gestapelt sind.
Leistungswandlervorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, wobei ein Dämpfungskondensator (39) zwischen der ersten Stromschiene (2) und der zweiten Stromschiene (3) in der Nähe des Leistungsmoduls (17) angeschlossen ist.