JP2022515802A

JP2022515802A - 高集積パワーモジュール及び電気器具

Info

Publication number: JP2022515802A
Application number: JP2021536717A
Authority: JP
Inventors: 蘇宇泉; 馮宇翔
Original assignee: Midea Group Co Ltd; GD Midea Air Conditioning Equipment Co Ltd
Current assignee: Midea Group Co Ltd; GD Midea Air Conditioning Equipment Co Ltd
Priority date: 2018-12-29
Filing date: 2019-04-24
Publication date: 2022-02-22
Anticipated expiration: 2039-04-24
Also published as: JP7174856B2; WO2020133840A1; US20210320585A1

Abstract

本願は、高集積パワーモジュール及び空気調和機を提供する。高集積パワーモジュールは、基板と、前記基板に設けられる力率補正素子と、ブリッジ整流器と、コンプレッサインバータと、ファンインバータと、を含み、前記ブリッジ整流器は、前記力率補正素子の第１の側に設けられ、前記コンプレッサインバータは、前記力率補正素子の第２の側に設けられ、前記ファンインバータは、前記コンプレッサインバータの第３の側に設けられ、前記ブリッジ整流器は、前記力率補正素子に電気的に接続され、前記力率補正素子は、前記コンプレッサインバータ及び前記ファンインバータに電気的に接続される。【選択図】図１

Description

本願は、２０１８年１２月２９日に中国国家知識産権局に提出された、出願番号２０１８１１６４０６６１．５、２０１８２２２７４２０７．４、２０１８２２２７７６３４．８、２０１８２２２７７６３６．７及び２０１８２２２７７６３２．９の特許出願の優先権及び権益を主張し、その内容の全てが参照によって本願に組み込まれる。

本願は、電気器具の技術分野に関し、具体的には、高集積パワーモジュール及び電気器具に関する。

現在、空気調和機の電子制御装置に用いられるパワーデバイスは、主にブリッジ整流器、力率補正素子（ＰＦＣ）、コンプレッサインテリジェントパワーモジュール（ＩＰＭ）及びファンＩＰＭである。従来の電子制御装置では、これらのパワーデバイスがディスクリートであり、電子制御装置の異なる領域に分布し、遠く離れており、パワーデバイスの占用面積が大きく、その放熱面積が大きく、コストが高い。

したがって、現在のパワーデバイスの設置には、まだ改善の余地がある。

本願は、少なくとも関連技術における技術問題の１つを一定程度解決することを旨としている。そのために、本願の目的の１つは、力率補正素子、ブリッジ整流器、コンプレッサインバータ及びファンインバータを同一の基板に集積した高集積パワーモジュールを提案することであり、上記パワーデバイスの占用面積を効果的に節約することができ、放熱効果が良く、上記パワーデバイスの信頼性を統合的に把握することができ、メンテナンスしやすく、又は回線の最適化問題を改良することに寄与する。

本願の１つの態様において、本願は、高集積パワーモジュールを提供する。本願の実施例によれば、当該高集積パワーモジュールは、基板と、前記基板に設けられる力率補正素子と、ブリッジ整流器と、コンプレッサインバータと、ファンインバータと、を含み、前記ブリッジ整流器は、前記力率補正素子の第１の側に設けられ、前記コンプレッサインバータは、前記力率補正素子の第２の側に設けられ、前記ファンインバータは、前記コンプレッサインバータの第３の側に設けられ、前記ブリッジ整流器は、前記力率補正素子に電気的に接続され、前記力率補正素子は、前記コンプレッサインバータ及び前記ファンインバータに電気的に接続される。発明者は、温度の最も高いＰＦＣがブリッジ整流器とコンプレッサインバータの中間に位置し、その熱量が両側を介して効果的に拡散することができ、高集積パワーモジュールの放熱効率の向上に寄与し、上記パワーデバイスの分布がコンパクトであり、集積度が高く、占用面積が小さいが、放熱に影響せず、空間を十分に利用することができ、上記パワーデバイスの信頼性を統合的に把握することに寄与し、開発とメンテナンスがしやすく、また、パワーデバイスの配置が電流の流れ方向に合致するため、回路配線が簡略化され、高集積パワーモジュールのコストが大幅に削減されることを発見した。

本願の実施例によれば、当該高集積パワーモジュールは、基板と、前記基板に設けられる力率補正素子と、ブリッジ整流器と、コンプレッサインバータと、ファンインバータと、を含み、前記ブリッジ整流器は、前記力率補正素子の左側に設けられ、前記コンプレッサインバータは、前記力率補正素子の右側に設けられ、前記ファンインバータは、前記コンプレッサインバータの右側に設けられ、前記ブリッジ整流器は、前記力率補正素子に電気的に接続され、前記力率補正素子は、前記コンプレッサインバータ及び前記ファンインバータに電気的に接続される。

本願の実施例によれば、前記ブリッジ整流器は、前記力率補正素子の左側に設けられ、前記コンプレッサインバータは、前記力率補正素子の上側に設けられ、前記ファンインバータは、前記コンプレッサインバータの下側に設けられる。

本願の実施例によれば、前記ブリッジ整流器は、前記力率補正素子の上側に設けられ、前記コンプレッサインバータは、前記力率補正素子の下側に設けられ、前記ファンインバータは、前記コンプレッサインバータの下側に設けられる。

本願の実施例によれば、前記ブリッジ整流器は、前記力率補正素子の左側に設けられ、前記コンプレッサインバータは、前記力率補正素子の右側に設けられ、前記ファンインバータは、前記コンプレッサインバータの左側に設けられる。

本願の実施例によれば、前記コンプレッサインバータは、間隔を空けて設けられる第１のデバイスユニットと第１の制御ユニットを含み、前記第１の制御ユニットは、前記第１のデバイスユニットの右側に設けられる。

本願の実施例によれば、前記コンプレッサインバータは、間隔を空けて設けられる第１のデバイスユニットと第１の制御ユニットを含み、前記第１の制御ユニットは、前記第１のデバイスユニットの下側に設けられる。

本願の実施例によれば、前記第１のデバイスユニットは、６つのＩＧＢＴモジュールを含み、各前記ＩＧＢＴモジュールには、１つの絶縁ゲートバイポーラトランジスタ及び１つの高速回復ダイオードが含まれ、
少なくとも１つの前記ＩＧＢＴモジュールは、水平に設けられ、且つ水平に設けられる前記ＩＧＢＴモジュールの少なくとも一部は、前記力率補正素子における２つのサブ素子の間に設けられる。

本願の実施例によれば、１つの前記ＩＧＢＴモジュールは、水平に設けられ、且つ水平に設けられる前記ＩＧＢＴモジュールにおける前記高速回復ダイオードの少なくとも一部は、前記力率補正素子における２つの前記サブ素子の間に設けられ、５つの前記ＩＧＢＴモジュールは、垂直に設けられ、且つ各垂直に設けられる前記ＩＧＢＴモジュールにおいて、前記高速回復ダイオードは前記絶縁ゲートバイポーラトランジスタの上方に位置する。

本願の実施例によれば、水平に設けられる前記ＩＧＢＴモジュールにおける前記絶縁ゲートバイポーラトランジスタは、水平に設けられる前記ＩＧＢＴモジュールにおける前記高速回復ダイオードの右側に位置する。

本願の実施例によれば、前記コンプレッサインバータは、間隔を空けて設けられる第１のデバイスユニットと第１の制御ユニットを含み、前記第１のデバイスユニットは、第１の水平部分及び第２の水平部分を含み、前記第１の水平部分は、前記力率補正素子の上側に設けられ、前記第２の水平部分の少なくとも一部は、前記力率補正素子の右側に設けられる。

本願の実施例によれば、前記第１の制御ユニットは、前記第２の水平部分の上側に設けられ、且つ前記第１の水平部分の少なくとも一部の水平側に位置する。

本願の実施例によれば、前記第１の水平部分及び第２の水平部分は、３つの垂直に設けられるＩＧＢＴモジュールをそれぞれ含み、各前記ＩＧＢＴモジュールには、１つの絶縁ゲートバイポーラトランジスタ及び１つの高速回復ダイオードが含まれ、前記第１の水平部分における各前記ＩＧＢＴモジュールにおいて、前記高速回復ダイオードは、前記絶縁ゲートバイポーラトランジスタの上側に位置し、前記第２の水平部分における各前記ＩＧＢＴモジュールにおいて、前記高速回復ダイオードは、前記絶縁ゲートバイポーラトランジスタの下側に位置する。

本願の実施例によれば、前記第１のデバイスユニットは、６つのＩＧＢＴモジュールを含み、各前記ＩＧＢＴモジュールには、１つの絶縁ゲートバイポーラトランジスタ及び１つの高速回復ダイオードが含まれ、少なくとも１つの前記ＩＧＢＴモジュールは、垂直に設けられ、且つ垂直に設けられる前記ＩＧＢＴモジュールの少なくとも一部は、前記力率補正素子における２つのサブ素子の間に設けられる。

本願の実施例によれば、４つの前記ＩＧＢＴモジュールは、垂直に設けられ、各垂直に設けられる前記ＩＧＢＴモジュールにおける前記絶縁ゲートバイポーラトランジスタは、前記高速回復ダイオードの下側に位置し、且つそのうちの１つの垂直に設けられる前記ＩＧＢＴモジュールにおける前記高速回復ダイオードの少なくとも一部は、前記力率補正素子における２つの前記サブ素子の間に設けられ、２つの前記ＩＧＢＴモジュールは、水平に設けられ、且つ各水平に設けられる前記ＩＧＢＴモジュールにおいて、前記高速回復ダイオードは前記絶縁ゲートバイポーラトランジスタの右側に位置する。

本願の実施例によれば、前記ファンインバータは、間隔を空けて設けられる第２のデバイスユニットと第２の制御ユニットを含み、前記第２のデバイスユニットは、６つの逆導通絶縁ゲートバイポーラトランジスタを含み、６つの前記逆導通絶縁ゲートバイポーラトランジスタのうちの一部の前記逆導通絶縁ゲートバイポーラトランジスタは、水平部分を形成するように、水平方向に沿って間隔を空けて直線状に分布し、６つの前記逆導通絶縁ゲートバイポーラトランジスタのうちの他の一部の前記逆導通絶縁ゲートバイポーラトランジスタは、垂直部分を形成するように、垂直方向に沿って間隔を空けて直線状に分布し、前記垂直部分は、前記水平部分の上方に設けられ、前記第２の制御ユニットは、前記水平部分の上方に設けられ、且つ前記垂直部分の少なくとも一部の水平側に位置する。

本願の実施例によれば、前記第１の制御ユニットは、前記垂直部分の少なくとも一部の水平側に設けられ、且つ前記第２の制御ユニットの左側に位置する。

本願の実施例によれば、前記第１の制御ユニットと前記第２の制御ユニットとは、前記垂直部分の同一側に位置する。

本願の実施例によれば、前記ファンインバータは、第２のデバイスユニット及び第２の制御ユニットを含み、前記第２のデバイスユニットは、６つの逆導通絶縁ゲートバイポーラトランジスタを含み、６つの前記逆導通絶縁ゲートバイポーラトランジスタのうちの一部の前記逆導通絶縁ゲートバイポーラトランジスタは、第３の水平部分を形成するように、水平方向に沿って間隔を空けて直線状に分布し、６つの前記逆導通絶縁ゲートバイポーラトランジスタのうちの他の一部の前記逆導通絶縁ゲートバイポーラトランジスタは、垂直部分を形成するように、垂直方向に沿って間隔を空けて直線状に分布し、前記垂直部分は、前記第３の水平部分の上側に設けられ、前記第２の制御ユニットは、前記垂直部分の少なくとも一部の水平側に設けられる。

本願の実施例によれば、前記第２の制御ユニットは、前記垂直部分の右側に設けられる。

本願の実施例によれば、前記第１の制御ユニットは、前記第２の水平部分の上側に設けられ、且つ前記第１の水平部分の右側に位置する。

本願の実施例によれば、前記ファンインバータは、間隔を空けて設けられる第２のデバイスユニットと第２の制御ユニットを含み、前記第２のデバイスユニットは、６つの逆導通絶縁ゲートバイポーラトランジスタを含み、６つの前記逆導通絶縁ゲートバイポーラトランジスタのうちの一部の前記逆導通絶縁ゲートバイポーラトランジスタは、水平部分を形成するように、水平方向に沿って間隔を空けて直線状に分布し、６つの前記逆導通絶縁ゲートバイポーラトランジスタのうちの他の一部の前記逆導通絶縁ゲートバイポーラトランジスタは、垂直部分を形成するように、垂直方向に沿って間隔を空けて直線状に分布し、前記垂直部分は、前記水平部分の上側に設けられ、前記第２の制御ユニットは、前記水平部分の上側に設けられ、且つ前記垂直部分の少なくとも一部の水平側に位置する。

本願の実施例によれば、前記第１の制御ユニットは、前記垂直部分の少なくとも一部の水平側に設けられ、且つ前記第２の制御ユニットの上側に位置する。

本願の実施例によれば、前記ファンインバータは、間隔を空けて設けられる第２のデバイスユニットと第２の制御ユニットを含み、前記第２のデバイスユニットは、６つの逆導通絶縁ゲートバイポーラトランジスタを含み、６つの前記逆導通絶縁ゲートバイポーラトランジスタのうちの一部の前記逆導通絶縁ゲートバイポーラトランジスタは、水平部分を形成するように、水平方向に沿って間隔を空けて直線状に分布し、６つの前記逆導通絶縁ゲートバイポーラトランジスタのうちの他の一部の前記逆導通絶縁ゲートバイポーラトランジスタは、垂直部分を形成するように、垂直方向に沿って間隔を空けて直線状に分布し、前記垂直部分は、前記水平部分の右側に設けられ、前記第２の制御ユニットは、前記垂直部分の左側に設けられ、且つ前記水平部分の少なくとも一部の垂直方向の一方側に位置する。

本願の実施例によれば、前記第２の制御ユニットは、前記水平部分の少なくとも一部の対向する上側に設けられる。

本願の実施例によれば、前記第２の制御ユニットは、前記水平部分の少なくとも一部の対向する下側に設けられ、且つ前記垂直部分の少なくとも一部の対向する左側にある。

本願の実施例によれば、当該高集積パワーモジュールは、前記基板の第１のエッジに設けられ、それぞれ前記ブリッジ整流器の入力端、前記ブリッジ整流器の出力端、前記力率補正素子の出力端、前記コンプレッサインバータの前記絶縁ゲートバイポーラトランジスタのコレクタ及びエミッタ、前記ファンインバータの前記逆導通絶縁ゲートバイポーラトランジスタのコレクタ及びエミッタに電気的に接続される強電ピンと、前記基板の第２のエッジに設けられ、それぞれ前記第１の制御ユニット及び前記第２の制御ユニットに電気的に接続される弱電ピンと、を更に含む。

本願の実施例によれば、当該高集積パワーモジュールは、接続リード線、抵抗素子及び容量素子のうちの少なくとも１つを更に含み、前記接続リード線、前記抵抗素子及び前記容量素子は、前記基板の空き領域に設けられる。

本願の別の態様において、本願は、電気器具を提供する。本願の実施例によれば、当該電気器具は、以上に記載の高集積パワーモジュールを含む。発明者は、当該電気器具の放熱効果が良く、使用寿命が長く、長い使用過程で常に良好な使用性能を保つことができ、コストが低いことを発見した。

本願の一実施例における高集積パワーモジュールの構造模式図である。本願の別の実施例における高集積パワーモジュールの構造模式図である。本願の別の実施例における高集積パワーモジュールの構造模式図である。本願の別の実施例における高集積パワーモジュールの構造模式図である。本願の別の実施例における高集積パワーモジュールの構造模式図である。本願の別の実施例における高集積パワーモジュールの構造模式図である。本願の一実施例における高集積パワーモジュールの構造模式図である。本願の別の実施例における高集積パワーモジュールの構造模式図である。本願の別の実施例における高集積パワーモジュールの構造模式図である。

以下、本願の実施例について詳しく説明する。以下に説明される実施例は、例示的なものであり、単に本願を解釈するためのものであり、本願を制限するものとして理解してはいけない。実施例で具体的な技術又は条件を明記していない限り、本分野における文献に記載された技術又は条件又は製品仕様書に従って行う。

本願の１つの態様において、本願は、高集積パワーモジュールを提供する。本願の実施例によれば、当該高集積パワーモジュールは、基板と、前記基板に設けられる力率補正素子（ＰＦＣ）と、ブリッジ整流器と、コンプレッサインバータと、ファンインバータと、を含み、前記ブリッジ整流器は、前記力率補正素子の第１の側に設けられ、前記コンプレッサインバータは、前記力率補正素子の第２の側に設けられ、前記ファンインバータは、前記コンプレッサインバータの第３の側に設けられ、前記ブリッジ整流器は、前記力率補正素子に電気的に接続され、前記力率補正素子は、前記コンプレッサインバータ及び前記ファンインバータに電気的に接続される。発明者は、温度の最も高いＰＦＣが中間位置にあり、その熱量が両側を介して効果的に拡散することができ、高集積パワーモジュールの放熱効率の向上に寄与し、上記パワーデバイスの分布がコンパクトであり、集積度が高く、占用面積が小さいが、放熱に影響せず、空間を十分に利用することができ、上記パワーデバイスの信頼性を統合的に把握することに寄与し、開発とメンテナンスがしやすく、また、パワーデバイスの配置が電流の流れ方向に合致するため、回路配線が簡略化され、且つ電流が１つのパワーデバイスからもう１つのパワーデバイスへ流れる経路が短く、熱量発生量が少なく、集積パワーモジュール内の温度が高くなることはなく、高集積パワーモジュールのコストが大幅に削減されることを発見した。

本願のいくつかの実施例によれば、図１を参照し、当該高集積パワーモジュールは、基板１００と、前記基板１００に設けられる力率補正素子２００と、ブリッジ整流器３００と、コンプレッサインバータ４００と、ファンインバータ５００と、を含み、前記ブリッジ整流器３００は、前記力率補正素子２００の左側に設けられ、前記コンプレッサインバータ４００は、前記力率補正素子２００の右側に設けられ、前記ファンインバータ５００は、前記コンプレッサインバータ４００の右側に設けられ、前記ブリッジ整流器３００は、前記力率補正素子２００に電気的に接続され、前記力率補正素子２００は、前記コンプレッサインバータ４００及び前記ファンインバータ５００に電気的に接続されている。

本願の実施例によれば、図２を参照し、高集積パワーモジュールは、前記基板１００の下側エッジに設けられ、前記ブリッジ整流器３００の入力端、前記ブリッジ整流器３００の出力端、前記力率補正素子２００の出力端、前記コンプレッサインバータ４００及び前記ファンインバータ５００に電気的に接続される強電ピン１１０と、前記基板の上側エッジに設けられ、前記コンプレッサインバータ４００及び前記ファンインバータ５００に電気的に接続される弱電ピン１２０と、を更に含む。これにより、上記パワーデバイスを効果的に駆動することができ、且つパワーデバイスで生成された信号を適時且つ効果的に伝達することができ、高集積パワーモジュールが効率的に運転するようになる。

本願の実施例によれば、力率補正素子が高集積パワーモジュールのエッジに設けられる場合、それに生じた熱量が一方向のみに拡散することができ、放熱効率が低く、信頼性が低く、更にその使用寿命が短くなる。

本願の実施例によれば、図１を参照し、前記コンプレッサインバータ４００は、間隔を空けて設けられる第１のデバイスユニット４１０と第１の制御ユニット４２０を含み、前記第１の制御ユニット４２０は、前記第１のデバイスユニット４１０の右側に設けられ、前記第１の制御ユニット４２０は、前記弱電ピン１２０に電気的に接続されている。これにより、第１のデバイスユニットを流れる電流が小さく、それを力率補正素子の右側に設けることで放熱に寄与し、且つ第１の制御ユニットを第１のデバイスユニットのＰＦＣから離れる側に設けることで、ＰＦＣの高温による第１の制御ユニットへの影響を低減し、第１の制御ユニットの使用寿命を延長することができ、且つ長い使用過程で常に第１のデバイスユニットを良好に制御する作用を奏する。本願の実施例によれば、弱電ピンは、第１の制御ユニットにおけるＩＣ給電部、地線、絶縁ゲートバイポーラトランジスタのゲート制御端及び故障出力端などに電気的に接続可能である。

本願の実施例によれば、図１を参照し、前記第１のデバイスユニット４１０は、６つのＩＧＢＴモジュール４１１を含み、各前記ＩＧＢＴモジュール４１１には、１つの絶縁ゲートバイポーラトランジスタ４０１及び１つの高速回復ダイオード４０２が含まれ、少なくとも１つの前記ＩＧＢＴモジュール４１１は、水平に設けられ、且つ水平に設けられる前記ＩＧＢＴモジュール４１１の少なくとも一部は、前記力率補正素子２００における２つのサブ素子（例えばダイオード２１０と絶縁ゲートバイポーラトランジスタ２２０）の間に設けられ、前記絶縁ゲートバイポーラトランジスタ４０１のコレクタ及びエミッタは、前記強電ピン１１０に電気的に接続されている。これにより、第１のデバイスユニット及びＰＦＣの配置がよりコンパクトになり、更に高集積パワーモジュールにおける各パワーデバイスの配置がよりコンパクトになり、集積度がより高く、空間利用率がより高く、放熱に影響することなく高集積パワーモジュールの占用面積を減少することにより寄与し、上記パワーデバイスの信頼性をより統合的に把握しやすく、コストがより低い。

本願の実施例によれば、図１を参照し、１つの前記ＩＧＢＴモジュール４１１は、水平に設けられ、且つ水平に設けられる前記ＩＧＢＴモジュール４１１における前記高速回復ダイオード４０２の少なくとも一部は、前記力率補正素子２００における２つの前記サブ素子の間に設けられ、水平に設けられる前記ＩＧＢＴモジュール４１１における前記絶縁ゲートバイポーラトランジスタ４０１は、水平に設けられる前記ＩＧＢＴモジュール４１１における前記高速回復ダイオード４０２の右側に位置し、５つの前記ＩＧＢＴモジュール４１１は、垂直に設けられ、且つ各垂直に設けられる前記ＩＧＢＴモジュール４１１において、前記高速回復ダイオード４０２は、前記絶縁ゲートバイポーラトランジスタ４０１の上側（又は、上方と呼ばれる）に位置する。これにより、絶縁ゲートバイポーラトランジスタと高速回復ダイオードを組み合わせて使用することで、変換状態のロスを効果的に低減することができ、且つ、高速回復ダイオードの少なくとも一部を前記力率補正素子における２つのサブ素子の間に設けることで、高集積パワーモジュールにおける各パワーデバイスの配置をよりコンパクトにし、集積度をより高くし、空間利用率をより高くすることに寄与し、放熱に影響することなく高集積パワーモジュールの占用面積を減少することにより寄与し、上記パワーデバイスの信頼性をより統合的に把握しやすく、コストがより低い。

ここの「垂直に設けられる」とは、ＩＧＢＴモジュール４１１における絶縁ゲートバイポーラトランジスタ４０１と高速回復ダイオード４０２が上下方向に垂直に分布して設けられることを指し、ここの「水平に設けられる」は、ＩＧＢＴモジュール４１１における絶縁ゲートバイポーラトランジスタ４０１と高速回復ダイオード４０２が左右方向に水平に分布して設けられることを指すことを説明しておく。

本願の実施例によれば、上記の「そのうちの１つの水平に設けられるＩＧＢＴモジュール４１１における高速回復ダイオード４０２の少なくとも一部は、力率補正素子２００における２つのサブ素子の間に設けられ」における「２つのサブ素子」の具体的な種類に対して、制限や要求がなく、具体的に図１を参照することができ、そのうちの１つの水平に設けられるＩＧＢＴモジュール４１１における高速回復ダイオード４０２の少なくとも一部は、力率補正素子２００におけるダイオード２１０と絶縁ゲートバイポーラトランジスタ２２０との間に設けられてもよく、力率補正素子２００における絶縁ゲートバイポーラトランジスタ２２０と高速回復ダイオード２３０との間に設けられてもよい。図１において、水平に設けられるＩＧＢＴモジュール４１１における高速回復ダイオード４０２の設置位置は、単に本願を説明するためのものであり、本願を制限するものとして理解してはいけないことを説明しておく。

本願の実施例によれば、図１を参照し、前記ファンインバータ５００は、第２のデバイスユニット５１０及び第２の制御ユニット５２０を含み、前記第２のデバイスユニット５１０は、６つの逆導通絶縁ゲートバイポーラトランジスタ５１１を含み、６つの前記逆導通絶縁ゲートバイポーラトランジスタ５１１のうちの一部の前記逆導通絶縁ゲートバイポーラトランジスタ５１１は、第３の水平部分５０１を形成するように、水平方向に沿って間隔を空けて直線状に分布し、６つの前記逆導通絶縁ゲートバイポーラトランジスタ５１１のうちの他の一部の前記逆導通絶縁ゲートバイポーラトランジスタ５１１は、垂直部分５０２を形成するように、垂直方向に沿って間隔を空けて直線状に分布し、垂直部分５０２は、前記第３の水平部分５０１の上方に設けられ、前記第２の制御ユニット５２０は、前記水平部分５０１の上方に設けられ、且つ前記垂直部分５０２の少なくとも一部の水平側に位置し、前記逆導通絶縁ゲートバイポーラトランジスタ５１１のコレクタ及びエミッタは、前記強電ピン１１０に電気的に接続され、前記第２の制御ユニット５２０は、前記弱電ピン１２０に電気的に接続されている。これにより、ファンインバータの構造設置は、空間を十分に利用し、高集積パワーモジュールの集積度を高めることに寄与し、且つ力率補正素子に生じた熱量による第２の制御ユニットへの影響が小さく、パワーデバイスの信頼性が高い。水平とは、左右方向に平行する方向を指し、垂直とは、上下方向に平行する方向を指すことを説明しておく。本願の実施例によれば、弱電ピンは、第２の制御ユニットにおけるＩＣ給電部、地線、逆導通絶縁ゲートバイポーラトランジスタのゲート制御端及び故障出力端などに電気的に接続可能である。

本願の実施例によれば、図１を参照し、前記第１の制御ユニット４２０は、前記垂直部分５０２の少なくとも一部の水平側に設けられ、且つ前記第２の制御ユニット５２０の左側に位置する。これにより、ＰＦＣの高温による第１の制御ユニット及び第２の制御ユニットへの影響が非常に小さく、両者の使用寿命を延長し、それらが長い使用過程で常に高い作動効率を保てるようにすることに寄与し、且つ第１の制御ユニットを第２の制御ユニットの左側に設けることで、回路配線の簡略化に寄与する。

本願の実施例によれば、前記第１の制御ユニット４２０と前記第２の制御ユニット５２０とは、前記垂直部分５０２の同一側に位置する。これにより、空間利用率を高め、高集積パワーモジュールの集積度をより高くすることにより寄与する。本願のいくつかの実施例において、第１の制御ユニット及び第２の制御ユニットは、いずれも垂直部分の左側に設けられている。これにより、空間節約効果がより高く、高集積パワーモジュールの集積度がより高く、且つＰＦＣの高温による第１の制御ユニット及び第２の制御ユニットへの影響が非常に小さい。

本願の実施例によれば、図２を参照し、電流は、ブリッジ整流器３００を経て、一部がピンを介して周辺回路（例えばスイッチ電源など）に出力され、他の一部の部分が力率補正素子２００へ流れ、続いて、電流は、力率補正素子２００を経て、一部が第１のデバイスユニット４１０におけるＩＧＢＴモジュール４１１へ流れ、他の一部の部分が第２のデバイスユニット５１０における逆導通絶縁ゲートバイポーラトランジスタ５１１へ流れる。これにより、電流は、左から右へ流れ、パワーデバイスの配置方向に合致し、回路配線の簡略化に寄与する。

本願の他のいくつかの実施例によれば、図３を参照し、当該高集積パワーモジュールは、基板１００と、前記基板１００に設けられる力率補正素子２００と、ブリッジ整流器３００と、コンプレッサインバータ４００と、ファンインバータ５００と、を含み、前記ブリッジ整流器３００は、前記力率補正素子２００の左側に設けられ、前記コンプレッサインバータ４００は、前記力率補正素子２００の上側に設けられ、前記ファンインバータ５００は、前記力率補正素子２００の下側に設けられ、前記ブリッジ整流器３００は、前記力率補正素子２００に電気的に接続され、前記力率補正素子２００は、前記コンプレッサインバータ４００及び前記ファンインバータ５００に電気的に接続されている。

本願の実施例によれば、図３を参照し、前記コンプレッサインバータ４００は、間隔を空けて設けられる第１のデバイスユニット４１０と第１の制御ユニット４２０を含み、前記第１のデバイスユニット４１０は、相互に接続される第１の水平部分４１２と第２の水平部分４１３を含み、前記第１の水平部分４１２は、前記力率補正素子２００の上側に設けられ、前記第２の水平部分４１３の少なくとも一部は、前記力率補正素子２００の右側に設けられている。これにより、コンプレッサインバータの構造によって、空間を十分に利用し、高集積パワーモジュールの占用面積を低減し、高集積パワーモジュールの集積度を高めることに寄与し、更にパワーデバイスの信頼性を統合的に把握することができ、開発とメンテナンスの難度を下げる。

本願の実施例によれば、図３を参照し、前記第１の水平部分４１２及び第２の水平部分４１３は、それぞれ３つの垂直に設けられるＩＧＢＴモジュール４１１を含み、各前記ＩＧＢＴモジュール４１１には、１つの絶縁ゲートバイポーラトランジスタ４０１及び１つの高速回復ダイオード４０２が含まれ、前記第１の水平部分４１２における各前記ＩＧＢＴモジュール４１１において、前記高速回復ダイオード４０２は、前記絶縁ゲートバイポーラトランジスタ４０１の上側に位置し、前記第２の水平部分４１３における各前記ＩＧＢＴモジュール４１１において、前記高速回復ダイオード４０２は、前記絶縁ゲートバイポーラトランジスタ４０１の下側に位置し、前記絶縁ゲートバイポーラトランジスタ４０１のコレクタ及びエミッタは、前記強電ピン１１０に電気的に接続されている。これにより、絶縁ゲートバイポーラトランジスタと高速回復ダイオードを組み合わせて使用することで、変換状態のロスを効果的に低減することができ、且つ、放熱に影響しない前提で、高速回復ダイオード及び絶縁ゲートバイポーラトランジスタの配置方式によって、高集積パワーモジュールにおける各パワーデバイスの配置をよりコンパクトにし、集積度をより高くし、空間利用率をより高くすることに寄与し、高集積パワーモジュールの占用面積を減少し、上記パワーデバイスの信頼性をより統合的に把握しやすくし、コストをより低くすることに寄与し、且つ回線の最適化に寄与する。

本願の実施例によれば、図３を参照し、前記第１の制御ユニット４２０は、前記第２の水平部分４１３の上側に設けられ、且つ前記第１の水平部分４１２の少なくとも一部の水平側に位置し、前記第１の制御ユニット４２０は、前記弱電ピン１２０に電気的に接続されている。これにより、第１のデバイスユニットを流れる電流が小さく、第１のデバイスユニットを力率補正素子と第１の制御ユニットの中間に設けることで、ＰＦＣの放熱に寄与するだけでなく、ＰＦＣの高温による第１の制御ユニットへの影響を低減し、第１の制御ユニットの使用寿命を延長することができ、且つ長い使用過程で常に第１のデバイスユニットを良好に制御する作用を奏する。

本願のいくつかの実施例において、図３を参照し、前記第１の制御ユニット４２０は、前記第２の水平部分４１３の上側に設けられ、且つ前記第１の水平部分４１２の右側に位置する。これにより、ＰＦＣの高温による第１の制御ユニットへの影響がより小さく、その使用寿命を延長し、それらが長い使用過程で高い作動効率を保てるようにすることに寄与する。

本願の実施例によれば、図３を参照し、前記ファンインバータ５００は、第２のデバイスユニット５１０及び第２の制御ユニット５２０を含み、前記第２のデバイスユニット５１０は、６つの逆導通絶縁ゲートバイポーラトランジスタ５１１を含み、６つの前記逆導通絶縁ゲートバイポーラトランジスタ５１１のうちの一部の前記逆導通絶縁ゲートバイポーラトランジスタ５１１は、第３の水平部分５０１を形成するように、水平方向に沿って間隔を空けて直線状に分布し、６つの前記逆導通絶縁ゲートバイポーラトランジスタ５１１のうちの他の一部の前記逆導通絶縁ゲートバイポーラトランジスタ５１１は、垂直部分５０２を形成するように、垂直方向に沿って間隔を空けて直線状に分布し、前記垂直部分５０２は、前記第３の水平部分５０１の上側に設けられ、前記第２の制御ユニット５２０は、前記垂直部分５０２の少なくとも一部の水平側に設けられ、前記逆導通絶縁ゲートバイポーラトランジスタ５１１のコレクタ及びエミッタは、前記強電ピン１１０に電気的に接続され、前記第２の制御ユニット５２０は、前記弱電ピン１２０に電気的に接続されている。これにより、ファンインバータの構造設置によって、空間を十分に利用し、高集積パワーモジュールの集積度を高めることに寄与し、力率補正素子に生じた熱量による第２の制御ユニットへの影響が小さく、パワーデバイスの信頼性が高く、且つ、ファンインバータに生じた熱量が少なく、それを基板のエッジに設けることで、空間の節約に寄与する。本願の実施例によれば、弱電ピンは、第２の制御ユニットにおける駆動信号制御端、過電流保護、過熱保護及び故障出力ピンなどに電気的に接続可能である。

本願のいくつかの実施例において、図３を参照し、前記第２の制御ユニット５２０は、前記垂直部分５０２の右側に設けられている。これにより、ＰＦＣの高温による第２の制御ユニットへの影響がより小さく、その使用寿命を延長し、それらが長い使用過程で高い作動効率を保てるようにすることに寄与し、且つ回路配線の簡略化により寄与する。

本願の実施例によれば、図４を参照し、電流は、ブリッジ整流器３００を経て、一部がピンを介して周辺回路（例えばスイッチ電源など）に出力され、他の一部の部分が力率補正素子２００へ流れ、続いて、電流は、力率補正素子２００を経て、一部がコンプレッサインバータＩＧＢＴへ流れ、他の一部の部分がファンインバータＩＧＢＴへ流れ、第１の制御ユニット４２０は、第１のデバイスユニット４１０におけるＩＧＢＴモジュール４１１のオン又はオフを制御することで、コンプレッサの回転数を変え、第２の制御ユニット５２０は、第２のデバイスユニット５１０における逆導通絶縁ゲートバイポーラトランジスタ５１１のオンはオフを制御することで、ファンの回転数を制御する。これにより、電流は、左から右への方向で流れ、パワーデバイスの配置方向に合致し、回路配線の簡略化に寄与する。

本願の更なるいくつかの実施例によれば、図５を参照し、当該高集積パワーモジュールは、基板１００と、基板１００に設けられるブリッジ整流器３００と、力率補正素子２００と、コンプレッサインバータ４００と、ファンインバータ５００と、を含み、ブリッジ整流器３００は、力率補正素子２００の上側に設けられ、コンプレッサインバータ４００は、力率補正素子２００の下側に設けられ、ファンインバータ５００は、コンプレッサインバータ４００の下側に設けられ、ブリッジ整流器３００は、力率補正素子２００に電気的に接続され、力率補正素子２００は、それぞれコンプレッサインバータ４００及びファンインバータ５００に電気的に接続されている。

本願の実施例によれば、図５を参照し、コンプレッサインバータ４００は、間隔を空けて設けられる第１のデバイスユニット４１０と第１の制御ユニット４２０を含み、前記第１の制御ユニット４２０は、前記第１のデバイスユニット４１０の下側に設けられている。これにより、第１のデバイスユニット４１０を流れる電流が小さく、第１のデバイスユニット４１０を力率補正素子２００と第１の制御ユニット４２０の中間に設けることで、ＰＦＣの放熱に寄与するだけでなく、ＰＦＣの高温による第１の制御ユニット４２０への影響を低減し、第１の制御ユニット４２０の使用寿命を延長することもでき、且つ長い使用過程で常に第１のデバイスユニットを良好に制御する作用を奏する。

本願の実施例によれば、図５を参照し、第１のデバイスユニット４１０は、６つのＩＧＢＴモジュール４１１を含み、各ＩＧＢＴモジュール４１１には、１つの絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）４０１及び１つの高速回復ダイオード４０２が含まれ、少なくとも１つの前記ＩＧＢＴモジュール４１１は、垂直に設けられ、且つ垂直に設けられるＩＧＢＴモジュール４１１の少なくとも一部は、力率補正素子２００における２つのサブ素子の間に設けられている。これにより、放熱に影響しない前提で、第１のデバイスユニット４１０及びＰＦＣの配置がよりコンパクトになり、更に高集積パワーモジュールにおける各パワーデバイスの配置がよりコンパクトになり、集積度がより高く、空間利用率がより高く、高集積パワーモジュールの占用面積を減少し、上記パワーデバイスの信頼性をより統合的に把握しやすく、コストがより低い。

本願の実施例によれば、図５を参照し、４つのＩＧＢＴモジュール４１１は、垂直に設けられ、垂直に設けられるＩＧＢＴモジュールにおける絶縁ゲートバイポーラトランジスタ４０１は、高速回復ダイオード４０２の下側に位置し、且つそのうちの１つの垂直に設けられるＩＧＢＴモジュール４１１における高速回復ダイオード４０２の少なくとも一部は、力率補正素子２００における２つのサブ素子の間に設けられ、２つのＩＧＢＴモジュール４１１は、水平に設けられ、且つ水平に設けられるＩＧＢＴモジュール４１１において、高速回復ダイオード４０２は、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ４０１の右側に位置する。これにより、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ４０１と高速回復ダイオード４０２とを組み合わせて使用することで、変換状態のロスを効果的に低減することができ、且つ、放熱に影響しない前提で、高速回復ダイオード４０２の少なくとも一部を力率補正素子２００における２つのサブ素子の間に設けることで、高集積パワーモジュールにおける各パワーデバイスの配置をよりコンパクトにし、集積度をより高くし、空間利用率をより高くすることに寄与し、更に高集積パワーモジュールの占用面積を減少し、上記パワーデバイスの信頼性をより統合的に把握しやすくし、コストをより低くすることに寄与する。

本願の実施例によれば、上記「そのうちの１つの垂直に設けられるＩＧＢＴモジュール４１１における高速回復ダイオード４０２の少なくとも一部は、力率補正素子２００における２つのサブ素子の間に設けられ」における「２つのサブ素子」の具体的な種類に対して、制限や要求がなく、具体的には、図５を参照し、そのうちの１つの垂直に設けられるＩＧＢＴモジュール４１１における高速回復ダイオード４０２の少なくとも一部は、力率補正素子２００における第２のダイオード２１０と力率補正素子の高速回復ダイオード２３０との間に設けられ、図５における力率補正素子の高速回復ダイオード２３０と力率補正素子の絶縁ゲートバイポーラトランジスタ２２０との位置を交換すれば、そのうちの１つの垂直に設けられるＩＧＢＴモジュール４１１における高速回復ダイオード４０２の少なくとも一部は、力率補正素子２００における第２のダイオード２１０と力率補正素子の絶縁ゲートバイポーラトランジスタ２２０との間に設けられるようになる。

本願の実施例によれば、図５を参照し、ファンインバータ５００は、間隔を空けて設けられる第２のデバイスユニット５１０と第２の制御ユニット５２０を含み、第２のデバイスユニット５１０は、６つの逆導通絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＲＣ－ＩＧＢＴ）５１１を含み、６つの逆導通絶縁ゲートバイポーラトランジスタ５１１のうちの一部の逆導通絶縁ゲートバイポーラトランジスタ５１１は、第３の水平部分５０１を形成するように、水平方向に沿って間隔を空けて直線状に分布し、６つの逆導通絶縁ゲートバイポーラトランジスタ５１１のうちの他の一部の逆導通絶縁ゲートバイポーラトランジスタ５１１は、垂直部分５０２を形成するように、垂直方向に沿って間隔を空けて直線状に分布し、垂直部分５０２は、第３の水平部分５０１の上側に設けられ、第２の制御ユニット５２０は、第３の水平部分５０１の上側に設けられ、且つ垂直部分５０２の少なくとも一部の水平側に位置する。これにより、ファンインバータの構造設置によって、空間を十分に利用し、高集積パワーモジュールの集積度を高めることに寄与し、且つ力率補正素子に生じた熱量による第２の制御ユニットへの影響が小さく、パワーデバイスの信頼性が高い。

本願の実施例によれば、図５を参照し、第１の制御ユニット４２０は、垂直部分５０２の少なくとも一部の水平側に設けられ、且つ第２の制御ユニット５２０の上側に位置する。これにより、ＰＦＣの高温による第１の制御ユニット４２０及び第２の制御ユニット５２０への影響が非常に小さく、両者の使用寿命を延長し、それらが長い使用過程で常に高い作動効率を保てるようにすることに寄与し、且つ、第１の制御ユニットを第２の制御ユニットの上側に設けることで、回路配線の簡略化に寄与する。

本願の実施例によれば、図５を参照し、第１の制御ユニット４２０と第２の制御ユニット５２０は、垂直部分５０２の同一側に位置する。これにより、空間利用率が更に高められ、高集積パワーモジュールの集積度がより高くなり、放熱に影響することはない。本願のいくつかの実施例において、第１の制御ユニット４２０及び第２の制御ユニット５２０は、いずれも垂直部分５０２の右側に設けられている。これにより、空間節約効果がより高く、高集積パワーモジュールの集積度がより高く、且つＰＦＣの高温による第１の制御ユニット及び第２の制御ユニットへの影響が非常に小さい。

本願の実施例によれば、図５及び図６を参照し、電流は、ブリッジ整流器３００を経て、一部がピンを介して周辺回路（例えばスイッチ、電源など）に出力され、他の一部の部分が力率補正素子２００へ流れ、続いて、電流は、力率補正素子２００を経て、一部が第１のデバイスユニット４１０におけるＩＧＢＴモジュール４１１へ流れ、他の一部の部分が第２のデバイスユニット５１０における逆導通絶縁ゲートバイポーラトランジスタ５１１へ流れる。これにより、電流は、高集積パワーモジュールの左側から右側への方向で流れ、パワーデバイスの配置方向に合致し、回路配線の簡略化に寄与する。

本願の他のいくつかの実施例によれば、図７を参照し、当該高集積パワーモジュールは、基板１００と、基板１００に設けられるファンインバータ５００と、ブリッジ整流器３００と、力率補正素子２００と、コンプレッサインバータ４００と、を含み、ブリッジ整流器３００は、力率補正素子２００の左側に設けられ、コンプレッサインバータ４００は、力率補正素子２００の右側に設けられ、ファンインバータ５００は、ブリッジ整流器３００の左側に設けられ、ブリッジ整流器３００は、力率補正素子２００に電気的に接続され、力率補正素子２００は、それぞれコンプレッサインバータ４００及びファンインバータ５００に電気的に接続されている。

本願の実施例によれば、図７を参照し、コンプレッサインバータ４００は、間隔を空けて設けられる第１のデバイスユニット４１０と第１の制御ユニット４２０を含み、第１の制御ユニット４２０は、第１のデバイスユニット４１０の右側エッジに近い下側に設けられている。これにより、第１のデバイスユニット４１０を流れる電流が小さく、第１の制御ユニット４２０を第１のデバイスユニット４１０の右側エッジに近い下側に設けることで、ＰＦＣの放熱に寄与するだけでなく、ＰＦＣの高温による第１の制御ユニット４２０への影響を低減し、第１の制御ユニット４２０への干渉を最大限に小さくすることもでき、更に第１の制御ユニット４２０の使用寿命を延長し、且つ長い使用過程で常に第１のデバイスユニット４１０を良好に制御する作用を奏する。

本願の実施例によれば、図７を参照し、第１のデバイスユニット４１０は、６つのＩＧＢＴモジュール４１１を含み、各ＩＧＢＴモジュール４１１には、１つの絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）４０１及び１つの高速回復ダイオード４０２が含まれ、少なくとも１つのＩＧＢＴモジュール４１１は、水平に設けられ、且つ水平に設けられるＩＧＢＴモジュール４１１の少なくとも一部は、力率補正素子２００における２つのサブ素子の間に設けられている。これにより、放熱に影響しない前提で、第１のデバイスユニット４１０及びＰＦＣの配置がよりコンパクトになり、更に高集積パワーモジュールにおける各パワーデバイスの配置がよりコンパクトになり、集積度がより高く、空間利用率がより高く、高集積パワーモジュールの占用面積を減少し、上記パワーデバイスの信頼性をより統合的に把握しやすく、コストがより低い。

本願の実施例によれば、図７を参照し、１つのＩＧＢＴモジュール４１１は、水平に設けられ、水平に設けられるＩＧＢＴモジュール４１１における絶縁ゲートバイポーラトランジスタ４０１は、高速回復ダイオード４０２の右側に位置し、且つ、水平に設けられるＩＧＢＴモジュールにおける高速回復ダイオード４０２の少なくとも一部は、力率補正素子２００における２つのサブ素子の間に設けられ、５つのＩＧＢＴモジュール４１１は、垂直に設けられ、且つ各垂直に設けられるＩＧＢＴモジュール４１１における高速回復ダイオード４０２は、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ４０１の上側に位置する。これにより、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ４０１と高速回復ダイオード４０２とを組み合わせて使用することで、変換状態のロスを効果的に低減することができ、且つ、放熱に影響しない前提で、高速回復ダイオード４０２の少なくとも一部を力率補正素子２００における２つのサブ素子の間に設けることで、高集積パワーモジュールにおける各パワーデバイスの配置をよりコンパクトにし、集積度をより高くし、空間利用率をより高くすることに寄与し、更に高集積パワーモジュールの占用面積を減少し、上記パワーデバイスの信頼性をより統合的に把握しやすくし、コストをより低くすることに寄与する。

本願の実施例によれば、上記「そのうちの１つの垂直に設けられるＩＧＢＴモジュール４１１における高速回復ダイオード４０２の少なくとも一部は、力率補正素子２００における２つのサブ素子の間に設けられ」における「２つのサブ素子」の具体的な種類に対して、制限や要求がなく、具体的には、図７を参照し、そのうちの１つの垂直に設けられるＩＧＢＴモジュール４１１における高速回復ダイオード４０２の少なくとも一部は、力率補正素子２００における第２のダイオード２１０と力率補正素子の絶縁ゲートバイポーラトランジスタ２２０との間に設けられ、図７における力率補正素子の高速回復ダイオード２３０と力率補正素子の絶縁ゲートバイポーラトランジスタ２２０との位置を交換すれば、そのうちの１つの垂直に設けられるＩＧＢＴモジュール４１１における高速回復ダイオード４０２の少なくとも一部は、力率補正素子２００における第２のダイオード２１０と力率補正素子の高速回復ダイオード２３０との間に設けられるようになる。

本願の実施例によれば、図７を参照し、ファンインバータ５００は、間隔を空けて設けられる第２のデバイスユニット５１０と第２の制御ユニット５２０を含み、第２のデバイスユニット５１０は、６つの逆導通絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＲＣ－ＩＧＢＴ）５１１を含み、６つの逆導通絶縁ゲートバイポーラトランジスタ５１１のうちの一部の逆導通絶縁ゲートバイポーラトランジスタ５１１は、第３の水平部分５０１を形成するように、水平方向に沿って間隔を空けて直線状に分布し、６つの逆導通絶縁ゲートバイポーラトランジスタ５１１のうちの他の一部の逆導通絶縁ゲートバイポーラトランジスタ５１１は、垂直部分５０２を形成するように、垂直方向に沿って間隔を空けて直線状に分布し、垂直部分５０２は、第３の水平部分５０１の右側に設けられ、第２の制御ユニット５２０は、垂直部分５０２の左側に設けられ、且つ第３の水平部分５０１の少なくとも一部の垂直方向の一方側に位置する。これにより、ファンインバータ５００の構造設置によって、空間を十分に利用し、高集積パワーモジュールの集積度を高めることに寄与し、且つ、第２の制御ユニット５２０を最もエッジに設けることで、ＰＦＣの第２の制御ユニットへの干渉を最大限に小さく、更に第２の制御ユニット５２０の使用寿命を延長することができ、且つ長い使用過程で常に第２のデバイスユニットを良好に制御する作用を奏する。

本願の実施例によれば、図７を参照し、第２の制御ユニット５２０は、第３の水平部分５０１の少なくとも一部の対向する上側に設けられ、且つ垂直部分５０２の少なくとも一部の対向する左側にある。これにより、空間利用率を更に高め、高集積パワーモジュールの集積度をより高くすることができるだけでなく、放熱に影響することもなく、また、第２の制御ユニット５２０を最もエッジに設けることで、ＰＦＣの第２の制御ユニットへの干渉を最大限に小さくすることができる。

本願の実施例によれば、図８を参照し、第２の制御ユニット５２０は、第３の水平部分５０１の少なくとも一部の対向する下側に設けられ、且つ垂直部分５０２の少なくとも一部の対向する左側にある。これにより、空間利用率を更に高め、高集積パワーモジュールの集積度をより高くすることができるだけでなく、放熱に影響することもなく、また、第２の制御ユニット５２０を最もエッジに設けることで、ＰＦＣの第２の制御ユニットへの干渉を最大限に小さくすることができる。

本願の実施例によれば、図２、図４、図６及び図９を参照し、高集積パワーモジュールは、基板１００の第１のエッジに設けられる強電ピン１１０と、基板１００の第２のエッジに設けられる弱電ピン１２０と、を更に含む。これにより、上記パワーデバイスを効果的に駆動することができ、且つパワーデバイスで生成された信号を適時且つ効果的に伝達することができ、高集積パワーモジュールが効率的に運転するようになる。本願の実施例によれば、強電ピンは、ブリッジ整流器の入力端、ブリッジ整流器の出力端、力率補正素子の出力端、コンプレッサインバータの絶縁ゲートバイポーラトランジスタのコレクタ及びエミッタ、ファンインバータの逆導通絶縁ゲートバイポーラトランジスタのコレクタ及びエミッタに電気的に接続され、弱電ピンは、コンプレッサの第１の制御ユニット及びファンの第２の制御ユニットに電気的に接続されている。これにより、回路配線が簡単であり、且つ電流経路が短く、熱量の発生を減少し、高集積パワーモジュールにおける温度を低下させることに寄与し、更にパワーデバイスの歩留まりと作動効率を高め、その使用寿命を延長することに寄与する。本願の実施例によれば、弱電ピンは、更に第２の制御ユニットにおける駆動信号制御端、過電流保護、過熱保護及び故障出力ピンなどに電気的に接続可能である。

本願の実施例によれば、図７～図９を参照し、電流は、ブリッジ整流器３００を経て、一部がピンを介して周辺回路（例えばスイッチ、電源など）に出力され、他の一部の部分が力率補正素子２００へ流れ、続いて、電流は、力率補正素子２００を経て、一部が第１のデバイスユニット４１０におけるＩＧＢＴモジュール４１１へ流れ、他の一部の部分が第２のデバイスユニット５１０における逆導通絶縁ゲートバイポーラトランジスタ５１１へ流れる。これにより、電流は、高集積パワーモジュールの左側から右側への方向で流れ、パワーデバイスの配置方向に合致し、回路配線の簡略化に寄与する。

本願の実施例によれば、基板１００を形成する材料は、アルミニウム、セラミックなどの高熱伝導性材料を含むため、パワーデバイス（力率補正素子２００、ブリッジ整流器３００、コンプレッサインバータ４００及びファンインバータ５００を含む）に生じた熱量を放出し、放熱効率を高めることに寄与する。本願の実施例によれば、基板１００とパワーデバイスとの間に、更に絶縁層、銅箔ケーブル、半田マスク層、デバイスパッドなどを設けることで、パワーデバイスの正常な作動を保証することができる。

本願の実施例によれば、図１～図９を参照し、ブリッジ整流器３００には、４つの間隔を空けて設けられる第１のダイオード３１０が設けられ、ブリッジ整流器３００は、後続のパワーデバイスのニーズを満たすように、交流を直流に効果的に変換することができる。本願の実施例によれば、第１のダイオード３１０を形成する材料は、半導体であるゲルマニウム又はシリコンなどを含むため、ダイオードの使用性能が良好である。

本願の実施例によれば、図１～図９を参照し、力率補正素子２００は、上側から下側への方向で順に間隔を空けて設けられる第２のダイオード２１０、力率補正素子の絶縁ゲートバイポーラトランジスタ２２０及び力率補正素子の高速回復ダイオード２３０の３つのサブ素子を含む。これにより、力率補正素子の占用面積を効果的に低減することができ、且つその作動効率が高い。

本願の実施例によれば、第１の制御ユニットは、高圧集積回路（ＨＶＩＣ）であってよく、当該高圧集積回路は、第１のデバイスユニットにおける６つのＩＧＢＴモジュール及び力率補正素子の絶縁ゲートバイポーラトランジスタ２２０を制御する。具体的には、第１のデバイスユニットにおける６つのＩＧＢＴモジュールのうちの任意の３つを上側ブリッジアームＩＧＢＴモジュールとして設け、他の三つを下側ブリッジアームＩＧＢＴモジュールとして設け、高圧集積回路は、上側ブリッジアームＩＧＢＴモジュール及び下側ブリッジアームＩＧＢＴモジュールを制御することにより、コンプレッサの回転数の調整を実現する。これにより、作動効率が高く、電力消費が低い。

本願の実施例によれば、第２の制御ユニットは、高圧集積回路（ＨＶＩＣ）であってよく、当該高圧集積回路は、第２の制御ユニットにおける６つの逆導通絶縁ゲートバイポーラトランジスタを制御し、具体的には、逆導通絶縁ゲートバイポーラトランジスタのうちの任意の３つを上側ブリッジアーム逆導通絶縁ゲートバイポーラトランジスタとして設け、他の三つを下側ブリッジアーム逆導通絶縁ゲートバイポーラトランジスタとして設け、高圧集積回路は、上側ブリッジアーム逆導通絶縁ゲートバイポーラトランジスタ及び下側ブリッジアーム逆導通絶縁ゲートバイポーラトランジスタを制御することにより、ファンの回転数の調整を実現する。これにより、作動効率が高く、電力消費が低い。

本願の実施例によれば、高集積パワーモジュールは、接続リード線、抵抗素子及び容量素子のうちの少なくとも１つを更に含み、前記接続リード線、前記抵抗素子及び前記容量素子は、前記基板の空き領域に設けられる。これにより、空き領域の空間を十分に利用することができ、高集積パワーモジュールの集積度と信頼性を高め、コストを削減し、電子制御装置の体積を減少する。空き領域とは、パワーデバイスより覆われていない領域を指すことを説明しておく。

本願の実施例によれば、パワーデバイス、接続リード線、抵抗素子及び容量素子を上記の配置方式に従って取り付け終わった後、同一のケースで実装すれば、集積度が高く、占用面積が小さく、放熱効率が高い高集積パワーモジュールを取得することができ、パワーデバイスの信頼性を統合的に把握することができ、開発とメンテナンスの難度が低く、コストが低い。

本願の実施例によれば、上記電気器具は、空気調和機であってよく、当該空気調和機は、以上に記載の高集積パワーモジュールを含む他、ファン、コンプレッサ、熱交換器、絞り部品、クーリングコンポーネント、シャーシ、パネルなどの通常の空気調和機に必要な構造又はコンポーネントを更に含むことができ、ここで詳しく説明しない。本願の実施例によれば、空気調和機の種類は、壁掛型、キャビネット型などであり得る。

なお、本願の説明では、用語「中心」、「縦方向」、「横方向」、「長さ」、「幅」、「厚さ」、「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」、「鉛直」、「水平」、「頂」、「底」、「内」、「外」、「時計回り」、「反時計回り」、「軸高向」、「径方向」、「円周方向」などによって示される方位又は位置関係は、図面に示される方位又は位置関係に基づくものであり、本願を説明して説明を簡略化するためのものに過ぎず、示される装置又は素子が必ず特定の方位を有し、特定の方位で構造及び操作されることを指示又は示唆するわけではないため、本願を制限するものとして理解してはいけない。

本願において、明確に規定又は限定しない限り、用語「取り付け」、「連結」、「接続」、「固定」などの用語は、広義で理解すべきであり、例えば、固定して接続されてもよく、取り外し可能に接続されてもよく、一体にされてもよく、また、機械的に接続されてもよく、電気的に接続されてもよく、また、直接連結されてもよく、中間媒体を介して間接連結されてもよく、２つの素子の内部の連通又は２つの素子の相互作用関係であってもよい。当業者であれば、具体的な状況に応じて上記用語の本願での具体的な意味を理解できる。

本願において、明確に規定又は限定しない限り、第１の特徴が第２の特徴の「上」又は「下」にあるとは、第１及び第２の特徴が直接接触してもよく、又は第１及び第２の特徴が中間媒体を介して間接接触してもよい。また、第１の特徴が第２の特徴の「上」、「上方」及び「上部」にあるとは、第１の特徴が第２の特徴の真上又は斜め上方にあってもよく、又は第１の特徴の水平面からの高さが第２の特徴より高いことを示すだけであってもよい。第１の特徴が第２の特徴の「下」、「下方」及び「下部」にあるとは、第１の特徴が第２の特徴の真下又は斜め下方にあってもよく、又は第１の特徴の水平面からの高さが第２の特徴より低いことを示すだけであってもよい。

本明細書の説明では、用語「一実施例」、「いくつかの実施例」、「例」、「具体例」、又は「いくつかの例」などを参照した説明は、当該実施例又は例を参照しながら説明された具体的な特徴、構造、材料又は特点が本願の少なくとも１つの実施例又は例に含まれることを意味する。本明細書において、上記用語の模式的な説明は、同一の実施例又は例に対するものであるとは限らない。また、説明された具体的な特徴、構造、材料又は特点は、いずれか１つ又は複数の実施例又は例において適切な方式で組み合わせることができる。更に、相互に矛盾しない限り、当業者であれば、本明細書に説明された異なる実施例又は例、及び異なる実施例又は例の特徴を結合して組み合わせることができる。

以上、本願の実施例を示して説明したが、上記実施例は、例示的なものに過ぎず、本願を制限するためのものとして理解してはいけず、当業者は、本願の範囲内で上記実施例に変化、修正、置換及び変形を行うことができる。

Claims

基板と、
前記基板に設けられる力率補正素子と、ブリッジ整流器と、コンプレッサインバータと、ファンインバータと、を含み、
前記ブリッジ整流器は、前記力率補正素子の第１の側に設けられ、前記コンプレッサインバータは、前記力率補正素子の第２の側に設けられ、前記ファンインバータは、前記コンプレッサインバータの第３の側に設けられ、
前記ブリッジ整流器は、前記力率補正素子に電気的に接続され、前記力率補正素子は、前記コンプレッサインバータ及び前記ファンインバータに電気的に接続される、
ことを特徴とする高集積パワーモジュール。
前記ブリッジ整流器は、前記力率補正素子の左側に設けられ、前記コンプレッサインバータは、前記力率補正素子の右側に設けられ、前記ファンインバータは、前記コンプレッサインバータの右側に設けられる、
ことを特徴とする請求項１に記載の高集積パワーモジュール。
前記ブリッジ整流器は、前記力率補正素子の左側に設けられ、前記コンプレッサインバータは、前記力率補正素子の上側に設けられ、前記ファンインバータは、前記コンプレッサインバータの下側に設けられる、
ことを特徴とする請求項１に記載の高集積パワーモジュール。
前記ブリッジ整流器は、前記力率補正素子の上側に設けられ、前記コンプレッサインバータは、前記力率補正素子の下側に設けられ、前記ファンインバータは、前記コンプレッサインバータの下側に設けられる、
ことを特徴とする請求項１に記載の高集積パワーモジュール。
前記ブリッジ整流器は、前記力率補正素子の左側に設けられ、前記コンプレッサインバータは、前記力率補正素子の右側に設けられ、前記ファンインバータは、前記コンプレッサインバータの左側に設けられる、
ことを特徴とする請求項１に記載の高集積パワーモジュール。
前記コンプレッサインバータは、間隔を空けて設けられる第１のデバイスユニットと第１の制御ユニットを含み、前記第１の制御ユニットは、前記第１のデバイスユニットの右側に設けられる、
ことを特徴とする請求項２に記載の高集積パワーモジュール。
前記コンプレッサインバータは、間隔を空けて設けられる第１のデバイスユニットと第１の制御ユニットを含み、前記第１の制御ユニットは、前記第１のデバイスユニットの下側に設けられる、
ことを特徴とする請求項５に記載の高集積パワーモジュール。
前記第１のデバイスユニットは、６つのＩＧＢＴモジュールを含み、各前記ＩＧＢＴモジュールには、１つの絶縁ゲートバイポーラトランジスタ及び１つの高速回復ダイオードが含まれ、
少なくとも１つの前記ＩＧＢＴモジュールは、水平に設けられ、且つ水平に設けられる前記ＩＧＢＴモジュールの少なくとも一部は、前記力率補正素子における２つのサブ素子の間に設けられる、
ことを特徴とする請求項６又は７に記載の高集積パワーモジュール。
１つの前記ＩＧＢＴモジュールは、水平に設けられ、且つ水平に設けられる前記ＩＧＢＴモジュールにおける前記高速回復ダイオードの少なくとも一部は、前記力率補正素子における２つの前記サブ素子の間に設けられ、
５つの前記ＩＧＢＴモジュールは、垂直に設けられ、且つ各垂直に設けられる前記ＩＧＢＴモジュールにおいて、前記高速回復ダイオードは前記絶縁ゲートバイポーラトランジスタの上方に位置する、
ことを特徴とする請求項８に記載の高集積パワーモジュール。
水平に設けられる前記ＩＧＢＴモジュールにおける前記絶縁ゲートバイポーラトランジスタは、水平に設けられる前記ＩＧＢＴモジュールにおける前記高速回復ダイオードの右側に位置する、
ことを特徴とする請求項８又は９に記載の高集積パワーモジュール。
前記コンプレッサインバータは、間隔を空けて設けられる第１のデバイスユニットと第１の制御ユニットを含み、前記第１のデバイスユニットは、第１の水平部分及び第２の水平部分を含み、前記第１の水平部分は、前記力率補正素子の上側に設けられ、前記第２の水平部分の少なくとも一部は、前記力率補正素子の右側に設けられる、
ことを特徴とする請求項３に記載の高集積パワーモジュール。
前記第１の制御ユニットは、前記第２の水平部分の上側に設けられ、且つ前記第１の水平部分の少なくとも一部の水平側に位置する、
ことを特徴とする請求項１１に記載の高集積パワーモジュール。
前記第１の水平部分及び第２の水平部分は、３つの垂直に設けられるＩＧＢＴモジュールをそれぞれ含み、各前記ＩＧＢＴモジュールには、１つの絶縁ゲートバイポーラトランジスタ及び１つの高速回復ダイオードが含まれ、
前記第１の水平部分における各前記ＩＧＢＴモジュールにおいて、前記高速回復ダイオードは、前記絶縁ゲートバイポーラトランジスタの上側に位置し、
前記第２の水平部分における各前記ＩＧＢＴモジュールにおいて、前記高速回復ダイオードは、前記絶縁ゲートバイポーラトランジスタの下側に位置する、
ことを特徴とする請求項１１又は１２に記載の高集積パワーモジュール。
前記コンプレッサインバータは、間隔を空けて設けられる第１のデバイスユニットと第１の制御ユニットを含み、前記第１の制御ユニットは、前記第１のデバイスユニットの下側に設けられる、
ことを特徴とする請求項４に記載の高集積パワーモジュール。
前記第１のデバイスユニットは、６つのＩＧＢＴモジュールを含み、各前記ＩＧＢＴモジュールには、１つの絶縁ゲートバイポーラトランジスタ及び１つの高速回復ダイオードが含まれ、
少なくとも１つの前記ＩＧＢＴモジュールは、垂直に設けられ、且つ垂直に設けられる前記ＩＧＢＴモジュールの少なくとも一部は、前記力率補正素子における２つのサブ素子の間に設けられる、
ことを特徴とする請求項１４に記載の高集積パワーモジュール。
４つの前記ＩＧＢＴモジュールは、垂直に設けられ、各垂直に設けられる前記ＩＧＢＴモジュールにおける前記絶縁ゲートバイポーラトランジスタは、前記高速回復ダイオードの下側に位置し、且つそのうちの１つの垂直に設けられる前記ＩＧＢＴモジュールにおける前記高速回復ダイオードの少なくとも一部は、前記力率補正素子における２つの前記サブ素子の間に設けられ、
２つの前記ＩＧＢＴモジュールは、水平に設けられ、且つ各水平に設けられる前記ＩＧＢＴモジュールにおいて、前記高速回復ダイオードは前記絶縁ゲートバイポーラトランジスタの右側に位置する、
ことを特徴とする請求項１５に記載の高集積パワーモジュール。
前記ファンインバータは、間隔を空けて設けられる第２のデバイスユニットと第２の制御ユニットを含み、前記第２のデバイスユニットは、６つの逆導通絶縁ゲートバイポーラトランジスタを含み、６つの前記逆導通絶縁ゲートバイポーラトランジスタのうちの一部の前記逆導通絶縁ゲートバイポーラトランジスタは、水平部分を形成するように、水平方向に沿って間隔を空けて直線状に分布し、６つの前記逆導通絶縁ゲートバイポーラトランジスタのうちの他の一部の前記逆導通絶縁ゲートバイポーラトランジスタは、垂直部分を形成するように、垂直方向に沿って間隔を空けて直線状に分布し、前記垂直部分は、前記水平部分の上方に設けられ、
前記第２の制御ユニットは、前記水平部分の上方に設けられ、且つ前記垂直部分の少なくとも一部の水平側に位置する、
ことを特徴とする請求項２、６、８～１０の何れか１項に記載の高集積パワーモジュール。
前記第１の制御ユニットは、前記垂直部分の少なくとも一部の水平側に設けられ、且つ前記第２の制御ユニットの左側に位置する、
ことを特徴とする請求項１７に記載の高集積パワーモジュール。
前記第１の制御ユニットと前記第２の制御ユニットとは、前記垂直部分の同一側に位置する、
ことを特徴とする請求項１７又は１８に記載の高集積パワーモジュール。
前記ファンインバータは、第２のデバイスユニット及び第２の制御ユニットを含み、前記第２のデバイスユニットは、６つの逆導通絶縁ゲートバイポーラトランジスタを含み、６つの前記逆導通絶縁ゲートバイポーラトランジスタのうちの一部の前記逆導通絶縁ゲートバイポーラトランジスタは、第３の水平部分を形成するように、水平方向に沿って間隔を空けて直線状に分布し、６つの前記逆導通絶縁ゲートバイポーラトランジスタのうちの他の一部の前記逆導通絶縁ゲートバイポーラトランジスタは、垂直部分を形成するように、垂直方向に沿って間隔を空けて直線状に分布し、前記垂直部分は、前記第３の水平部分の上側に設けられ、
前記第２の制御ユニットは、前記垂直部分の少なくとも一部の水平側に設けられる、
ことを特徴とする請求項３、１１～１３の何れか１項に記載の高集積パワーモジュール。
前記第２の制御ユニットは、前記垂直部分の右側に設けられる、
ことを特徴とする請求項２０に記載の高集積パワーモジュール。
前記第１の制御ユニットは、前記第２の水平部分の上側に設けられ、且つ前記第１の水平部分の右側に位置する、
ことを特徴とする請求項２０又は２１に記載の高集積パワーモジュール。
前記ファンインバータは、間隔を空けて設けられる第２のデバイスユニットと第２の制御ユニットを含み、前記第２のデバイスユニットは、６つの逆導通絶縁ゲートバイポーラトランジスタを含み、６つの前記逆導通絶縁ゲートバイポーラトランジスタのうちの一部の前記逆導通絶縁ゲートバイポーラトランジスタは、水平部分を形成するように、水平方向に沿って間隔を空けて直線状に分布し、６つの前記逆導通絶縁ゲートバイポーラトランジスタのうちの他の一部の前記逆導通絶縁ゲートバイポーラトランジスタは、垂直部分を形成するように、垂直方向に沿って間隔を空けて直線状に分布し、前記垂直部分は、前記水平部分の上側に設けられ、
前記第２の制御ユニットは、前記水平部分の上側に設けられ、且つ前記垂直部分の少なくとも一部の水平側に位置する、
ことを特徴とする請求項４、１４～１６の何れか１項に記載の高集積パワーモジュール。
前記第１の制御ユニットは、前記垂直部分の少なくとも一部の水平側に設けられ、且つ前記第２の制御ユニットの上側に位置する、
ことを特徴とする請求項２３に記載の高集積パワーモジュール。
前記第１の制御ユニットと前記第２の制御ユニットとは、前記垂直部分の同一側に位置する、
ことを特徴とする請求項２３又は２４に記載の高集積パワーモジュール。
前記ファンインバータは、間隔を空けて設けられる第２のデバイスユニットと第２の制御ユニットを含み、前記第２のデバイスユニットは、６つの逆導通絶縁ゲートバイポーラトランジスタを含み、６つの前記逆導通絶縁ゲートバイポーラトランジスタのうちの一部の前記逆導通絶縁ゲートバイポーラトランジスタは、水平部分を形成するように、水平方向に沿って間隔を空けて直線状に分布し、６つの前記逆導通絶縁ゲートバイポーラトランジスタのうちの他の一部の前記逆導通絶縁ゲートバイポーラトランジスタは、垂直部分を形成するように、垂直方向に沿って間隔を空けて直線状に分布し、前記垂直部分は、前記水平部分の右側に設けられ、
前記第２の制御ユニットは、前記垂直部分の左側に設けられ、且つ前記水平部分の少なくとも一部の垂直方向の一方側に位置する、
ことを特徴とする請求項５、７～１０の何れか１項に記載の高集積パワーモジュール。
前記第２の制御ユニットは、前記水平部分の少なくとも一部の対向する上側に設けられる、
ことを特徴とする請求項２６に記載の高集積パワーモジュール。
前記第２の制御ユニットは、前記水平部分の少なくとも一部の対向する下側に設けられ、且つ前記垂直部分の少なくとも一部の対向する左側にある、
ことを特徴とする請求項２６又は２７に記載の高集積パワーモジュール。
前記基板の第１のエッジに設けられ、それぞれ前記ブリッジ整流器の入力端、前記ブリッジ整流器の出力端、前記力率補正素子の出力端、前記コンプレッサインバータの前記絶縁ゲートバイポーラトランジスタのコレクタ及びエミッタ、前記ファンインバータの前記逆導通絶縁ゲートバイポーラトランジスタのコレクタ及びエミッタに電気的に接続される強電ピンと、
前記基板の第２のエッジに設けられ、それぞれ前記第１の制御ユニット及び前記第２の制御ユニットに電気的に接続される弱電ピンと、を更に含む、
ことを特徴とする請求項１７～２８の何れか１項に記載の高集積パワーモジュール。
接続リード線、抵抗素子及び容量素子のうちの少なくとも１つを更に含み、前記接続リード線、前記抵抗素子及び前記容量素子は、前記基板の空き領域に設けられる、
ことを特徴とする請求項１～２９の何れか１項に記載の高集積パワーモジュール。
請求項１～３０の何れか１項に記載の高集積パワーモジュールを含む、
ことを特徴とする空気調和機。