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[Technisches Gebiet]
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Eine Ausführungsform bezieht sich auf ein Invertermodul und einen elektrischen Kompressor, der dieses enthält.
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[Stand der Technik]
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Ein Inverter ist ein Energiekonvertierungsgerät, das einen Motor steuern kann, indem es Wechselspannungs-Energie (AC-Energie) empfängt und die AC-Energie in Gleichspannungs-Energie (DC-Energie) konvertiert und dann die DC-Energie für die Motorsteuerung zurück in AC-Energie konvertiert. Der Inverter wird in verschiedenen Formen von der gesamten Industrie verwendet, beispielsweise für Lüfter, Pumpen, Aufzüge, Transfereinrichtungen und Produktionslinien. In einem generellen Energiekonvertierungsprinzip eines universellen Inverters zum Antreiben eines Motors wird eine dreiphasige AC-Energie empfangen und dann durch einen Gleichrichterschaltkreis in DC-Energie konvertiert, und die DC-Energie wird in einem Zwischenkreiskondensator gespeichert und dann durch den Inverter in die AC-Energie konvertiert.
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Diese Invertermodul kann grob in einen Hochspannungsteil und einen Niederspannungsteil unterteilt werden. Der Hochspannungsteil besteht aus Elementen für Betriebsenergie für einen primären integrierten Schaltkreis (IC) und Motorbetriebsenergie, und der Niederspannungsteil, der mit einer Spannung von ungefähr 12V betrieben wird, besteht aus Kommunikationselementen für eine Controller Area Network (CAN)-Kommunikation mit einem Fahrzeug. Leistungs-Halbleiterschalter, die mehrheitlich in dem Hochspannungsteil verwendet werden, enthalten einen Bipolartransistor mit isolierter Gate-Elektrode (IGBT), einen Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor (MOSFET), und dergleichen. Der IGBT kann in einem Spannungsbereich von 300V oder mehr betrieben werden und ist geeignet für hocheffiziente und schnelle Leistungssysteme.
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Die 1 ist eine Ansicht, die ein Beispiel eines Invertermoduls illustriert.
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Das in der 1 gezeigte Invertermodul ist implementiert in einer Form, in der sich ein Hochspannungsschaltkreis-Muster 20, das elektrisch die Hochspannungsschaltkreis-Einheiten 12 und 13 verbindet, und ein Niederspannungsschaltkreis-Muster 40, das Niederspannungs-Schaltkreiseinheiten 31 und 32 elektrisch miteinander verbindet, überkreuzen. Entsprechend kann, da aufgrund von Conducted Emission (CE) eine Rauschkopplung zwischen dem Hochspannungsschaltkreis-Muster 20 und dem Niederspannungsschaltkreis-Muster 40 auftritt, das Problem auftreten, dass die elektromagnetische Verträglichkeit (EMC) verschlechtert wird.
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Außerdem kann, da sich ein Abstand zwischen einem Niederspannungs-Verbinder 31 und einem Niederspannungsschaltkreis-Teil 32 unter den Niederspannungsschaltkreis-Einheiten erhöht, das Problem auftreten, dass sich die elektromagnetische Verträglichkeit verschlechtert.
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Außerdem kann, da Bereiche, die nicht elektrisch verbunden sind unter den Elementen 12, die eine 15 [V] Spannung nutzen, und den Elementen, die eine 3,3 [V] Spannung nutzen, unter den Hochspannungsschaltkreis-Einheiten einander näherkommen, ein Problem dahingehend auftreten, dass eine Rauschankopplung zwischen den Elementen 12, die die 15 [V] Spannung nutzen, und den Elementen 13, die die 3,3 [V] Spannung nutzen, auftritt, und sich somit die elektromagnetische Verträglichkeit verschlechtert.
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Eine Technologie hinter der vorliegenden Erfindung ist in der offengelegten koreanischen Patentanmeldung Nr.
10-2015-0108165 (veröffentlicht am 25. September 2015) offenbart.
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[Offenbarung]
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[Technisches Problem]
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Eine Ausführungsform ist darauf gerichtet, ein Invertermodul bereitzustellen, das in der Lage ist, eine Rauschankopplung zu reduzieren, die zwischen einem Hochspannungsteil und einem Niederspannungsteil davon auftritt.
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Durch die vorliegende Erfindung zu lösende Aufgaben sind nicht auf die oben genannten Aufgaben beschränkt, und Absichten und Effekte, die von den nachfolgend beschriebenen Lösungen und Ausführungsformen verstanden werden, sind ebenfalls enthalten.
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[Technische Lösung]
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Ein Invertermodul gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält: eine Hochspannungsschaltkreis-Einheit, die dazu eingerichtet ist, unter Verwendung einer ersten Gleichspannung (DC-Spannung) eine Inverter-Steuerspannung und eine Motorantriebsspannung zu erzeugen; ein Hochspannungsschaltkreis-Muster, das dazu eingerichtet ist, die Hochspannungsschaltkreis-Einheit elektrisch zu verbinden; eine Niederspannungsschaltkreis-Einheit, die dazu eingerichtet ist, unter Verwendung einer zweiten DC-Spannung, die geringer ist als die erste DC-Spannung, mit einem externen Gerät zu kommunizieren; und ein Niederspannungsschaltkreis-Muster, das dazu eingerichtet ist, die Niederspannungsschaltkreis-Einheit elektrisch zu verbinden, wobei das Hochspannungsschaltkreis-Muster und das Niederspannungsschaltkreis-Muster so angeordnet sind, dass sie voneinander beabstandet sind.
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Das Hochspannungsschaltkreis-Muster und das Niederspannungsschaltkreis-Muster können auf eine Platine gedruckt sein, und eine Region, in der das Spannungsschaltkreis-Muster gedruckt ist, und eine Region, in der das Niederspannungsschaltkreis-Muster gedruckt ist, können auf der Platine voneinander getrennt sein.
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Die Hochspannungsschaltkreis-Einheit mag einen ersten Schaltkreisteil, der durch die erste DC-Spannung betrieben wird, einen zweiten Schaltkreis-Teil, der von einer dritten DC-Spannung, die kleiner ist als die erste DC-Spannung, betrieben wird, und einen dritten Schaltkreisteil, der von einer vierten DC-Spannung, die geringer ist als die dritte DC-Spannung, betrieben wird, enthalten.
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Der erste Schaltkreisteil mag ein erstes Schaltnetzteil (SMPS) enthalten, das dazu eingerichtet ist, die dritte DC-Spannung durch die erste DC-Spannung zu erzeugen, und eine Vielzahl von Schaltkreiselementen, die dazu eingerichtet sind, die erste DC-Spannung durch eine Schaltansteuerung in die Motorantriebsspannung zu konvertieren.
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Der zweite Schaltkreisteil mag ein zweites SMPS enthalten, das dazu eingerichtet ist, die vierte DC-Spannung durch die dritte DC-Spannung zu erzeugen, und einen Gatetreiber, der dazu eingerichtet ist, die Vielzahl von Schaltelementen durch die dritte DC-Spannung zu steuern.
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Der erste Schaltkreisteil mag einen Prozessor enthalten, der dazu eingerichtet ist, den Gatetreiber durch die vierte DC-Spannung zu steuern und mit der Niederspannungsschaltkreis-Einheit zu kommunizieren.
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Der erste Schaltkreisteil, der zweite Schaltkreisteil, und der dritte Schaltkreisteil mögen auf dem Hochspannungsschaltkreis-Muster angeordnet sein.
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Der erste Schaltkreisteil, der zweite Schaltkreisteil, und der dritte Schaltkreisteil mögen sequentiell angeordnet sein abhängig von einer Stromrichtung während des Inverterbetriebs.
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Eine Vielzahl von Elementen, die den zweiten Schaltkreisteil bilden, mögen sequentiell entlang einer ersten Richtung angeordnet sein, und eine Vielzahl von Elementen, die den dritten Schaltkreisteil bilden, mögen sequentiell entlang einer zweiten Richtung, die einen vorgebebenen Winkel mit der ersten Richtung bildet, angeordnet sein.
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Die Vielzahl von Elementen, die den dritten Schaltkreisteil bilden, mögen sequentiell angeordnet sein, um entlang der zweiten Richtung weiter von dem zweiten Schaltkreisteil entfernt zu sein.
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Die Niederspannungsschaltkreis-Einheit mag einen Verbindungsteil enthalten, der dazu eingerichtet ist, die zweite DC-Spannung zu empfangen, und einen vierten Schaltkreisteil, der dazu eingerichtet ist, durch die zweite DC-Spannung mit dem externen Gerät zu kommunizieren.
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Der Verbindungsteil und der vierte Schaltkreisteil mögen in dem Niederspannungsschaltkreis-Muster angeordnet sein.
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Der Verbindungsteil und der vierte Schaltkreisteil mögen so angeordnet sein, dass sie voneinander entfernt sind, und das Hochspannungsschaltkreis-Muster mag so angeordnet sein, dass es nicht zwischen dem Verbindungsteil und dem vierten Schaltkreisteil kreuzt.
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Das Invertermodul mag weiter einen Sendeempfänger enthalten, der dazu eingerichtet ist, ein Signal zwischen der Hochspannungsschaltkreis-Einheit und der Niederspannungsschaltkreis-Einheit zu übertragen.
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Der Sendeempfänger mag ein isolierendes Element enthalten, das dazu eingerichtet ist, die Hochspannungsschaltkreis-Einheit von der Niederspannungsschaltkreis-Einheit zu isolieren.
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Ein elektrischer Kompressor gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält das vorstehend beschriebene Invertermodul.
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[Vorteilhafte Effekte]
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Gemäß einer Ausführungsform kann die elektromagnetische Verträglichkeit eines Invertermoduls verbessert werden.
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Verschiedene nützliche Vorteile und Effekte der vorliegenden Erfindung sind nicht auf die vorstehenden beschränkt und können relativ einfach verstanden werden durch einen Prozess des Beschreibens von beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
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Figurenliste
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- 1 ist eine Ansicht, die ein Beispiel eines Invertermoduls illustriert.
- 2 ist ein Konfigurationsdiagramm eines Invertermoduls gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
- 3 ist ein Konfigurationsdiagramm einer Hochspannungsschaltkreis-Einheit gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
- 4 ist ein Konfigurationsdiagramm einer Niederspannungsschaltkreis-Einheit gemäß der vorliegenden Erfindung.
- 5 ist eine Ansicht, die das Invertermodul gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung illustriert.
- 6 ist eine Ansicht zum Beschreiben eines Spannungsversorgungsflusses des Invertermoduls gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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[Betriebsweisen der Erfindung]
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Da die vorliegende Erfindung verschiedenartig geändert werden kann und verschiedene Ausführungsformen haben kann, werden bestimmte Ausführungsformen dargelegt und in den Figuren beschrieben. Es sollte jedoch verstanden werden, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die bestimmten Ausführungsformen beschränkt ist und alle Änderungen, Äquivalente und Substitute innerhalb des Geistes und des Umfangs der vorliegenden Erfindung enthält.
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Es sollte außerdem verstanden werden, dass, obwohl die Begriffe „zweiter“, „erster“ und dergleichen hierin verwendet werden, um verschiedene Elemente zu beschreiben, diese Elemente nicht durch die Begriffe beschränkt sind. Die Begriffe werden ausschließlich verwendet, um ein Element von einem anderen zu unterscheiden. Beispielsweise mag ein erstes Element als ein zweites Element bezeichnet werden, und ähnlich mag ein zweites Element als ein erstes Element bezeichnet werden, ohne von dem Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Der Begriff „und/oder“ enthält jeden einzelnen oder jede Kombination aus einer Vielzahl von zugeordneten, aufgeführten Gegenständen.
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Wenn bestimmte Komponenten erwähnt werden als „gekoppelt“ oder „verbunden“ mit anderen Komponenten, mögen die Komponenten direkt mit anderen Komponenten gekoppelt oder verbunden sein, aber es sollte verstanden werden, dass zusätzliche Komponenten dazwischen vorhanden sein können. Wenn jedoch die vorbestimmten Komponenten erwähnt werden als „direkt gekoppelt“ oder „direkt verbunden“ mit anderen Komponenten, so sollte verstanden werden, dass keine zusätzlichen Komponenten zwischen den oben beschriebenen Komponenten vorhanden sind.
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In der vorliegenden Anmeldung verwendete Begriffe werden ausschließlich genutzt, um die bestimmten Ausführungsformen zu beschreiben, und nicht um die vorliegende Erfindung zu beschränken. Die Form im Singular soll auch die Form im Plural enthalten, es sei denn, dass der Kontext klar etwas anderes anzeigt. Es sollte weiter verstanden werden, dass die Begriffe „enthält“, „enthaltend“, „bereitstellen“, „bereitstellend“, „haben“ und/oder „habend“ das Vorhandensein der genannten Merkmale, ganzen Zahlen, Schritte, Betätigungen, Elemente, Komponenten und/oder Gruppen davon spezifizieren, aber das Vorhandensein oder das Hinzufügen von einem oder mehr anderen Merkmalen, ganzen Zahlen, Schritten, Betätigungen, Elementen, Komponenten und/oder Gruppen davon nicht ausschließen.
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Sofern nicht anders definiert, haben alle in der vorliegenden Anmeldung verwendeten Begriffe inklusive technischer oder wissenschaftlicher Begriffe Bedeutungen, die dieselben sind wie diese von Begriffen, die generell von einem Fachmann verstanden werden. Es ist weiter zu verstehen, dass Begriffe, so wie solche, die üblicherweise verwendeten Wörterbüchern definiert sind, interpretiert werden sollten als eine Bedeutung habend, die konsistent ist mit ihrer Bedeutung im Kontext des relevanten Technikgebiets und nicht interpretiert werden in einem idealisierten oder überzogen formalen Sinn, sofern es hierin nicht ausdrücklich so definiert ist.
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Nachfolgend werden Ausführungsformen in Bezug auf die begleitenden Figuren im Detail beschrieben, dieselben Bezugszeichen werden für dieselben oder korrespondieren Elemente verwendet, und eine redundante Beschreibung davon wird unterlassen.
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Die 2 ist ein Konfigurationsdiagramm eines Invertermoduls gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Das Invertermodul gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mag ein Gerät sein, das in einem Fahrzeug angeordnet ist, um verschiedene Komponenten, wie eine Fahrzeug-Klimaanlage, mit Energie zu versorgen, aber ist nicht darauf beschränkt.
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Mit Bezug auf die Figur mag ein Invertermodul 100 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Hochspannungsschaltkreis-Einheit 110, ein Hochspannungsschaltkreis-Muster 120, eine Niederspannungsschaltkreis-Einheit 130, und ein Niederspannungsschaltkreis-Einheit 140 enthalten und mag weiter ein isolierendes Element 150 enthalten.
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Die Hochspannungsschaltkreis-Einheit 110 erzeugt eine Inverter-Steuerspannung und eine Motorantriebsspannung unter Verwendung einer ersten Gleichspannung (DC-Spannung). Insbesondere mag die Hochspannungsschaltkreis-Einheit 110 die Motorantriebsspannung und die Inverter-Steuerspannung zum Erzeugen der Motorantriebsspannung unter Verwendung der ersten DC-Spannung, die von einer externen Energiequelle geliefert wird, erzeugen. Hier bedeutet die externe Energiequelle eine Energiequelle, die Energie von außerhalb des Invertermoduls zuführt. Zum Beispiel mag die externe Energiequelle eine in einem Fahrzeug enthaltene Batterie sein. Die Hochspannungsschaltkreis-Einheit 110 mag die erste DC-Spannung empfangen und eine Vielzahl von Elementen zum Erzeugen der Motorantriebsspannung und der Inverter-Steuerspannung enthalten. Die Vielzahl von Elementen mag nach Funktion der Hochspannungsschaltkreis-Einheit 110 gruppiert sein. Außerdem mag die erste DC-Spannung eine hohe Spannung bedeuten, die dem Invertermodul 100 zugeführt wird. Die erste DC-Spannung mag eine Spannung größer als 15 [V] sein.
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Das Hochspannungsschaltkreis-Muster 120 verbindet die Hochspannungsschaltkreis-Einheit 110 elektrisch. Insbesondere mag das Hochspannungsschaltkreis-Muster 120 die Vielzahl von Elementen enthalten in der Hochspannungsschaltkreis-Einheit 110 elektrisch verbinden, so dass die Hochspannungsschaltkreis-Einheit 110 eine Funktion erfüllt. Das Hochspannungsschaltkreis-Muster 120 mag implementiert werden in einer Form, die auf eine Platine gedruckt ist.
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Die Niederspannungsschaltkreis-Einheit 130 kommuniziert mit einem externen Gerät unter Verwendung einer zweiten DC-Spannung. Hier mag das externe Gerät ein Gerät bezeichnen, dass außerhalb des Invertermoduls angeordnet ist. Beispielsweise mag das externe Gerät ein On-Board-Diagnose (OBD) Modul sein das in einem Fahrzeug montiert ist. Die Niederspannungsschaltkreis-Einheit 130 mag die zweite DC-Spannung empfangen und eine Vielzahl von Elementen zum Durchführen einer Kommunikation mit dem externen Gerät enthalten. Die Vielzahl von Elementen mag nach Funktion der Niederspannungsschaltkreis-Einheit 130 gruppiert sein. Außerdem mag die zweite DC-Spannung eine niedrige Spannung bezeichnen, die an das Invertermodul 100 angelegt wird. Die zweite DC-Spannung mag niedriger sein als die erste DC-Spannung. Die zweite DC-Spannung mag eine Spannung von 12 [V] sein.
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Als nächstes verbindet das Niederspannungsschaltkreis-Muster 140 elektrisch die Niederspannungsschaltkreis-Einheit 130. Insbesondere mag das Niederspannungsschaltkreis-Muster 140 elektrisch die Vielzahl der in der Niederspannungsschaltkreis-Einheit 130 enthaltenen Elemente elektrisch verbinden, so dass die Niederspannungsschaltkreis-Einheit 130 eine Funktion ausführt. Das Niederspannungsschaltkreis-Muster 140 mag implementiert sein in einer Form, die auf eine Platine gedruckt ist.
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Als nächstes mag ein Sendeempfänger 150 ein Signal zwischen der Hochspannungsschaltkreis-Einheit 110 und der Niederspannungsschaltkreis-Einheit 130 übertragen. In diesem Fall mag der Sendeempfänger 150 implementiert sein als ein isolierendes Element, so dass keine Elektrizität fließt zwischen der Hochspannungsschaltkreis-Einheit 110 und der Niederspannungsschaltkreis-Einheit 130. Beispielsweise mag der Sendeempfänger 150 einen Koppler oder einen Fotokoppler enthalten. Entsprechend mag das Invertermodul gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein Kopplungsrauschen erzeugt zwischen der Hochspannungsschaltkreis-Einheit 110 und der Niederspannungsschaltkreis-Einheit 130 verhindern.
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Die 3 ist ein Konfigurationsdiagramm der Hochspannungsschaltkreis-Einheit gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Wie in der 3 gezeigt mag die Hochspannungsschaltkreis-Einheit 110 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung einen ersten Schaltkreisteil 111, einen zweiten Schaltkreisteil 112 und einen dritten Schaltkreisteil 113 enthalten. Der erste Schaltkreisteil 111, der zweite Schaltkreisteil 112 und der dritte Schaltkreisteil 113 mögen klassifiziert sein gemäß der Höhe der angelegten Spannung.
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Zuerst mag der erste Schaltkreisteil 111 eine vorgegebene Funktion unter Verwendung der ersten DC-Spannung als einer Eingangsspannung realisieren. Der erste Schaltkreisteil 111 mag eine Motorantriebsspannung und eine dritte DC-Spannung durch die erste DC-Spannung erzeugen. Zu diesem Zweck mag der erste Schaltkreisteil 111 ein erstes Schaltnetzteil (SMPS) und eine Vielzahl von Schaltelementen enthalten.
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Insbesondere erzeugt das erste SMPS die dritte DC-Spannung, die kleiner ist als die erste DC-Spannung, durch die erste DC-Spannung. In diesem Fall mag das erste SMPS eine Schaltung sein, die einen Schalttransistor oder dergleichen enthält. Das erste SMPS mag die dritte DC-Spannung durch die erste DC-Spannung erzeugen durch das Steuern eines Verhältnisses einer AN-AUS-Zeit eines Halbleiter-Schalttransistors. Hier mag die dritte DC-Spannung eine Spannung von 15 [V] sein. Die erzeugte dritte DC-Spannung wird an den zweiten Schaltkreisteil 112 angelegt.
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Dann konvertiert die Vielzahl von Schaltelementen die erste DC-Spannung in die Motorantriebsspannung durch eine Schaltansteuerung. In diesem Fall mag der Motor, der die Motorantriebsspannung empfängt, ein dreiphasiger Motor sein. Entsprechend mag die Motorantriebsspannung eine dreiphasige Wechselspannung sein. Die Vielzahl von Schaltelementen mag implementiert sein als mindestes eines aus einem Bipolartransistor mit isolierter Gate-Elektrode (IGBT) und einem Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor (MOSFET). Zum Beispiel mag die Vielzahl von Schaltelementen implementiert sein als sechs Schaltelemente. Wenn die Vielzahl von Schaltelementen als sechs Schaltelemente implementiert sind, wird die erste DC-Spannung in die Motorantriebsspannung konvertiert, da eines von drei mit einer High-Seite verbundenen Schaltelementen eingeschaltet ist und eines von drei mit einer Low-Seite verbundenen Schaltelementen eingeschaltet ist. In diesem Fall, wenn die Schalter derselben Phase simultan eingeschaltet sind, da eine Spannung nicht an dem Motor angelegt wird, mögen die in anderen Phasen gelegenen Schalter eingeschaltet sein. Wie im obigen mag die Vielzahl von Schaltelementen wiederholt ein- und ausgeschaltet werden gemäß einer vorgegebenen Regel, um die Motorantriebsspannung zu erzeugen.
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Der zweite Schaltkreisteil 112 mag eine vorgegebene Funktion realisieren unter Verwendung der dritten DC-Spannung als einer Eingangsspannung. Der zweite Schaltkreisteil 112 mag eine vierte DC-Spannung erzeugen und ein Schaltelement des ersten Schaltkreisteils 111 ansteuern. Zu diesem Zweck mag der zweite Schaltkreisteil 112 ein zweites SMPS und einen Gatetreiber enthalten.
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Insbesondere erzeugt das zweite SMPS die vierte DC-Spannung, die geringer ist als die dritte DC-Spannung, durch die dritte DC-Spannung. In diesem Fall mag das zweite SMPS eine Schaltung sein, die einen Schalttransistor und dergleichen enthält und mag die vierte DC-Spannung durch die dritte DC-Spannung erzeugen durch das Ansteuern eines Verhältnisses einer AN-AUS-Zeit eines Halbleiter-Schalttransistors. Hier mag die vierte DC-Spannung eine Spannung von 3,3 [V] sein. Die erzeugte vierte DC-Spannung wird an den dritten Schaltkreisteil 113 angelegt.
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Dann steuert der Gatetreiber eine Vielzahl von Schaltelementen durch die dritte DC-Spannung. Der Gatetreiber mag einen ersten Gatetreiber, der die Vielzahl von Schaltelementen, die mit einer High-Seite verbunden sind, und einen zweiten Gatetreiber, der die Vielzahl von Schaltelementen, die mit einer Low-Seite verbunden sind, enthalten. Der erste Gatetreiber und der zweite Gatetreiber mögen ein Gate-Steuersignal durch die dritte DC-Spannung erzeugen und das Gate-Steuersignal an die Vielzahl der in dem ersten Schaltkreisteil 111 enthaltenen Schaltelemente übertragen. Entsprechend mag eine AN-AUS-Betätigung der Vielzahl von Schaltelementen gemäß dem Gate-Steuersignal gesteuert werden.
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Der dritte Schaltkreisteil 113 mag eine vorgegebene Funktion unter Verwendung der vierten DC-Spannung als einer Eingangsspannung realisieren. Der dritte Schaltkreisteil 113 mag den in dem zweiten Schaltkreisteil 112 enthaltenen Gatetreiber steuern und mit der Niederspannungsschaltkreis-Einheit 130 kommunizieren. Zu diesem Zweck mag der dritte Schaltkreisteil 113 einen Prozessor enthalten.
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Der Prozessor mag den Gatetreiber durch die vierte DC-Spannung steuern und mit der Niederspannungsschaltkreis-Einheit 130 kommunizieren. Der Prozessor mag ein digitaler Signalprozessor (DSP) sein, der als ein integrierter Schaltkreis (IC) Chip implementiert ist.
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Die 4 ist ein Konfigurationsdiagramm der Niederspannungsschaltkreis-Einheit gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Die Niederspannungsschaltkreis-Einheit 130 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mag einen Verbindungsteil 131 und einen vierten Schaltkreisteil 132 enthalten.
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Der Verbindungsteil 131 empfängt die zweite DC-Spannung. Der Verbindungsteil 131 mag über ein Kabel mit einer externen Energiequelle, die die zweite DC-Spannung liefert, verbunden sein.
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Der vierte Schaltkreisteil 132 kommuniziert mit einem externen Gerät durch die zweite DC-Spannung. Außerdem mag der vierte Schaltkreisteil 132 mit der Hochspannungsschaltkreis-Einheit 110 kommunizieren. Insbesondere mag der vierte Schaltkreisteil 132 mit dem in dem dritten Schaltkreisteil 113 enthaltenen Prozessor kommunizieren. Zu diesem Zweck mag der vierte Schaltkreisteil 132 ein Kommunikationselement enthalten. Zum Beispiel mag der vierte Schalkreisteil 132 ein Kommunikationselement wie ein Controller Area Network (CAN) Kommunikationsgerät oder einen Kommunikations-Mikrocomputer enthalten.
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Die 5 ist eine Ansicht, die das Invertermodul gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung illustriert.
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Mit Bezug auf die 5 mögen das Hochspannungsschaltkreis-Muster 120 und das Niederspannungsschaltkreis-Muster 130 auf eine Platine gedruckt sein. Eine Region des Hochspannungsschaltkreis-Musters 120 und eine Region des Niederspannungsschaltkreis-Musters 130, gedruckt auf die Platine, sind derart angeordnet, dass sie voneinander beabstandet sind und voneinander getrennt sind. Das bedeutet, dass das Hochspannungsschaltkreis-Muster 120 und das Niederspannungsschaltkreis-Muster 130 elektrisch nicht miteinander verbunden sein mögen.
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Der erste Schaltkreisteil 111, der zweite Schaltkreisteil 112, und der dritte Schaltkreisteil 113 enthalten in der Hochspannungsschaltkreis-Einheit 110 sind angeordnet auf dem Hochspannungsschaltkreis-Muster 120. Entsprechend mögen der erste Schaltkreisteil 111, der zweite Schaltkreisteil 112 und der dritte Schaltkreisteil 118 elektrisch durch das Hochspannungsschaltkreis-Muster 120 verbunden sein.
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Der Verbindungsteil 131 und der vierte Schaltkreisteil 132 enthalten in der Niederspannungsschaltkreis-Einheit 130 sind angeordnet auf dem Niederspannungsschaltkreis-Muster 140. Entsprechend mögen der Verbindungteil 131 und der vierte Schaltkreisteil 132 elektrisch durch das Niederspannungsschaltkreis-Muster 140 verbunden sein.
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Eine Anordnungsstruktur der Hochspannungsschaltkreis-Einheit 110 wird insbesondere untersucht.
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Wie in der 5 gezeigt, sind der erste Schaltkreisteil 111, der zweite Schaltkreisteil 112 und der dritte Schaltkreisteil 113 so angeordnet, dass sie voneinander beabstandet sind. In diesem Fall mag ein Trennungsabstand variieren abhängig von einer Größe einer Platine 101 und dergleichen. Der erste Schaltkreisteil 111 mag benachbart zu dem zweiten Schaltkreisteil 112 angeordnet sein, und der zweite Schaltkreisteil 112 mag benachbart zu dem dritten Schaltkreisteil 113 angeordnet sein. Der erste Schaltkreisteil 111 mag elektrisch mit dem zweiten Schaltkreisteil 112 verbunden sein, und der zweite Schaltkreisteil 112 mag elektrisch mit dem dritten Schaltkreisteil 113 verbunden sein. Diese elektrische Verbindung mag implementiert sein durch das Hochspannungsschaltkreis-Muster 120.
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Die Vielzahl von Elementen, die den zweiten Schaltkreisteil 112 bilden, mag sequentiell entlang einer ersten Richtung angeordnet sein. Das heißt, das zweite SMPS und der Gatetreiber des zweiten Schaltkreisteils 112 mögen sequentiell entlang der ersten Richtung angeordnet sein. Da die in dem zweiten Schaltkreisteil 112 enthaltenen Elemente sequentiell entlang der ersten Richtung angeordnet sind, mag der zweite Schaltkreisteil 112 eine Form haben, die sich in der ersten Richtung erstreckt. Entsprechend mag die erste Richtung eine longitudinale Richtung des zweiten Schaltkreisteils 112 gezeigt in der 5 sein.
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Die Vielzahl von Elementen, die den dritten Schaltkreisteil 113 bilden, mag sequentiell entlang einer zweiten Richtung angeordnet sein. Das heißt, dass der Prozessor des dritten Schaltkreisteils 113 und andere Elemente, an die die vierte DC-Spannung angelegt wird, sequentiell entlang der zweiten Richtung angeordnet sein mögen. Da die in dem dritten Schaltkreisteil 113 enthaltenen Elemente sequentiell entlang der zweiten Richtung angeordnet sind, mag der dritte Schaltkreisteil 113 eine Form haben, die sich in der zweiten Richtung erstreckt. Entsprechend mag die zweite Richtung eine longitudinale Richtung des Schaltkreisteils 113 gezeigt in der 5 sein.
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Die erste Richtung und die zweite Richtung mögen einen vorgegebenen Winkel miteinander bilden. Beispielsweise mögen, wie in der 5 gezeigt, die erste Richtung und die zweite Richtung einen Winkel von 90 Grad miteinander bilden. Allerdings ist obiges ein Beispiel und die vorliegende Erfindung ist nicht darauf beschränkt. Jedoch mag der vorgegebene Winkel gestaltet sein basierend auf der Struktur des Invertermoduls 110, so dass ein Ende des zweiten Schaltkreisteils 112 und ein Ende des dritten Schaltkreisteils 113 so weit wie möglich voneinander entfernt sind. Beispielsweise mögen ein unteres Ende des zweiten Schaltkreisteils 112 und ein linksseitiges Ende des dritten Schaltkreisteils 113 elektrisch miteinander verbunden sein, so dass die dritte DC-Spannung übertragen werden kann. Die Vielzahl von Elementen, die den dritten Schaltkreisteil 113 bilden, sind angeordnet von dem linksseitigen Ende zu dem rechtsseitigen Ende, also entlang der zweiten Richtung, und die Vielzahl der sequentiell angeordneten Elemente mag angeordnet sein, um weit entfernt zu sein von dem zweiten Schaltkreisteil 112 von dem linksseitigen Ende zu dem rechtsseitigen Ende. Entsprechend mag eine Rauschankopplung, die zwischen dem zweiten Schaltkreisteil 112 und dem dritten Schaltkreisteil 113 auftritt, also ein Kopplungsrauschen, minimiert sein.
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Außerdem ist der Verbindungsteil 131 so angeordnet, dass er benachbart zu und beabstandet ist von einer Seite des vierten Schaltkreisteils 132. In diesem Fall mag ein Trennungsabstand festgelegt werden unter Berücksichtigung der Größe der Platine 101.
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Eine Anordnungsstruktur der Niederspannungsschaltkreis-Einheit 130 wird besonderes geprüft.
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6 ist eine Ansicht zum Beschreiben eines Spannungsversorgungsflusses des Invertermoduls gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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In der 6 gezeigter Pfeil zeigt eine Stromflussrichtung.
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Mit Bezug auf die 6, wenn ein Energiespeicherelement 111-1 der Hochspannungsschaltkreis-Einheit 110 die erste DC-Spannung von der externen Energiequelle empfängt, wird die erste DC-Spannung an jedes aus dem ersten SMPS 111-2 und einem Schaltelement 111-3 angelegt. Das Schaltelement 111-3 erzeugt die Motorantriebsspannung durch die Schaltansteuerung und liefert die erzeugte Motorantriebsspannung an den Motor. Entsprechend mag das Schaltelement 111-3 mit dem Motor verbunden sein. Außerdem konvertiert das erste SMPS 111-2 die erste DC-Spannung in die dritte DC-Spannung und liefert die dritte DC-Spannung an dem zweiten Schaltkreisteil 112. Entsprechend erzeugt der zweite Schaltkreisteil 112 die vierte DC-Spannung durch die dritte DC-Spannung und liefert die vierte DC-Spannung an den dritten Schaltkreisteil 113. Außerdem empfängt der Verbindungsteil 131 der Niederspannungsschaltkreis-Einheit 130 die zweite DC-Spannung und liefert dann die zweite DC-Spannung an den vierten Schaltkreisteil 132. Das heißt, dass der erste Schaltkreisteil 111, der zweite Schaltkreisteil 112 und der dritte Schaltkreisteil 113 sequentiell angeordnet sein mögen abhängig von einer Stromrichtung während des Inverterbetriebs.
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Betrachtend die Stromrichtung gezeigt in der 6 gemäß der DC-Spannungsversorgung kann, da das Hochspannungsschaltkreis-Muster 120, in dem die Hochspannungsschaltkreis-Einheit 110 angeordnet ist, und das Niederspannungsschaltkreis-Muster 140, in dem die Niederspannungsschaltkreis-Einheit 130 angeordnet ist, sich nicht überlappen, gesehen werden, dass Stromflüsse, die durch die Hochspannungsschaltkreis-Einheit 110 und die Niederspannungsschaltkreis-Einheit 130 fließen, sich nicht überlappen. Entsprechend mag das Kopplungsrauschen, das zwischen dem Strom, der durch die Spannungsschaltkreis-Einheit 130 fließt, und dem Strom, der durch die Hochspannungsschaltkreis-Einheit 110 fließt, erzeugt wird, signifikant verringert werden.
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Außerdem kann gesehen werden, dass eine Seite, durch die Strom fließt, und die andere Seite gegenüber der einen Seite zwischen dem zweiten Schaltkreisteil 112 und dem dritten Schaltkreisteil 113 so angeordnet sind, dass sie einen großen Abstand dazwischen haben. Entsprechend mag das Kopplungsrauschen erzeugt zwischen dem zweiten Schaltkreisteil 112 und dem dritten Schaltkreisteil 113 signifikant reduziert werden.
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Außerdem mag, da der Verbindungsteil 131 und der vierte Schaltkreisteil 132 nebeneinander angeordnet sind, das Kopplungsrauschen erzeugt durch eine Strombewegung signifikant reduziert werden.
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Unterdessen mag das Invertermodul gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in einem elektrischen Kompressor vorgesehen sein. Der elektrische Kompressor enthält das Invertermodul gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und mag ein Gehäuse, einen Antriebsmotor und einen Kompressionsteil enthalten. Der elektrische Kompressor liefert Energie an den Antriebsmotor durch das Invertermodul gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, der Antriebsmotor transferiert eine rotatorische Antriebskraft an den Kompressionsteil, und der Kompressionsteil komprimiert ein Kühlmittel durch die rotatorische Antriebskraft.
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Das Gehäuse bildet eine Außenseite des elektrischen Kompressors. Ein Raum, in dem eine Komponente montiert sein mag, mag in dem Gehäuse gebildet sein. Beispielsweise mag das Gehäuse in einer zylindrischen Form implementiert sein, die ein Durchgangsloch in ihrem Zentrum hat, aber ist nicht darauf beschränkt. Der Antriebsmotor mag an einer Seite der Innenseite des Gehäuses vorgesehen sein, und der Kompressionsteil mag an der anderen Seite der Innenseite des Gehäuses vorgesehen sein.
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Der Antriebsmotor erzeugt eine rotatorische Antriebskraft. Der Antriebsmotor mag einen Stator und einen Rotor enthalten. Eine Rotationswelle mag mit dem Rotor gekoppelt sein. Der Stator ist eine Art von Elektromagnet und mag durch Einpressen fest in dem Gehäuse installiert sein. Der Stator mag aus einem Statorkern und einem Bündel von Spulen, die um den Statorkern gewickelt sind, gebildet sein, aber ist nicht darauf beschränkt. Der Rotor ist installiert an einer Innenseite des Stators, koaxial mit dem Stator. Die Rotationswelle mag installiert sein, um in Verbindung mit dem Rotor zu rotieren.
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Die Kompressionseinheit mag das Kühlmittel komprimieren durch das Empfangen der rotatorischen Antriebskraft des Antriebsmotors. Die Kompressionseinheit mag eine feste Spirale und eine kreisende Spirale enthalten. Die kreisende Spirale mag graduell einen Kühlmittelkompressionsraum gebildet zwischen der festen Spirale und der kreisenden Spirale komprimieren, während sie zusammen mit dem Rotor rotiert in einem Zustand, in dem sie mit einem Teil der Rotationswelle gekoppelt ist. Das heißt, dass das in dem Kompressionsraum eingeführte Kühlmittel komprimiert wird durch die relative Rotation zwischen der festen Spirale und der kreisenden Spirale.
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Obwohl die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen hauptsächlich beschrieben werden mit Bezug auf die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, sind die obigen ausschließlich beispielhaft, und es sollte verstanden werden, dass ein Fachmann auf vielfältige Art Modifikationen und Anwendungen innerhalb des Prinzips der Ausführungsformen durchführen kann. Zum Beispiel mögen Elemente, die speziell in den Ausführungsformen gezeigt sind, modifiziert werden. Außerdem sollten Unterschiede bezogen auf Modifikationen und Änderungen verstanden werden als im Umfang der vorliegenden Erfindung wie in den angehängten Ansprüchen definiert enthalten.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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