KR19990082947A - 전력 장치 및 그러한 장치를 포함하는 전력 장치 어셈블리 - Google Patents

전력 장치 및 그러한 장치를 포함하는 전력 장치 어셈블리 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전력모듈을 지지하는 적어도 하나의 부속장치와 전력모듈에 연결된 전원측과 연결되게 배치된 커패시터 배터리를 포함하며, 상기 배터리는 2개의 연결 판들 사이에 평행하게 배치된 하나 이상의 커패시터들을 포함하는 전력 장치에 관한 것이다.
상기 부속장치는 적어도 하나의 제 1 전력모듈을 지지하는 제 1 면과, 적어도 하나의 제 2 전력모듈을 지지하며 제 1 면에 대향된 제 2 면을 포함하고, 제 1 판은 제 1 전력모듈 각각에 연결되는 한편, 제 2 판은 각 제 2 전력모듈에 연결된다.

Description

전력 장치 및 그러한 장치를 포함하는 전력 장치 어셈블리{ELECTRONIC POWER DEVICE AND ELECTRONINC POWER ASSEMBLY COMPRISING SUCH A DEVICE}
본 발명은 전력 장치와 그러한 장치를 포함하는 전력 장치 어셈블리에 관한 것이다
그러한 전력 장치는 열교환 유체의 순환용 체적을 포함하는 금속 냉각 요소들에 전력모듈들을 볼트로 고정함으로써 만들어지는 것으로 알려져 있다. 이들 냉각요소들은 강제 또는 자연대류의 공기순환 또는 냉각수 순환에 의해 냉각될 수 있다. 그러한 전력 장치는 또한 전력모듈 위에 장착되는 커플링 해방 및 필터링하는 이중기능을 수행하는 커패시터를 포함한다.
그러나, 이러한 공지의 장치는 전력모듈 위에 커패시터를 장착하는 결과 전력 장치의 전체 두께를 증가시키게 되며, 이것은 바람직스럽지 못하다.
또한, 상기 커패시터들을 전력모듈 위 뿐만아니라 전력모듈 측면에 장착할 수도 있다. 거러나, 그러한 구성은 매우 넓은 표면을 제공하여 전력 장치 어셈블리의 정확한 전기적 작용에 유해한 기생 인덕턴스 현상의 요인이 된다.
또한, 미국 특허 제 5 142 439호에는 커패시터들의 대향면들에 걸쳐 연장된 2개의 연결판들 사이에 복수개의 커패시터들이 평행하게 배치된 커패시터 배터리가 개시되어 있다. 상기 연결판들중 하나는 부가적인 도전판과 함께 절연 표면으로 덮혀서 연결 전도체를 통하여 다른 도전판에 연결된 버스-바(bus-bar)를 형성한다. 이러한 커패시터 배터리는 전력 장치에 연결되고, 버스-바의 도전판들은 전력 장치의 에미터와 콜렉터에 각각 연결된다.
그러나, 이러한 장치는 높은 기생 인덕턴스의 근원으로서 많은 연결부를 포함하며, 전력모듈 위로 연장된 연결부가 있음으로 인하여 콤팩트한 전력 장치를 생산할 수 없게 하는 단점이 있다.
본 발명은 상술한 종래 기술의 여러 문제들을 해결하기 위한 것으로, 기생 인덕턴스 현상을 제한하며 제조가 간편하고 소형 전력 장치의 제공을 목적으로 한다.
도 1과 도 2는 각각 본 발명의 두 실시예에 따른 전력 장치의 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 전력 장치에 채용가능한 커패시터 배터리를 도시하는 개략적인 사시도.
도 4 내지 도 6은 본 발명에 따른 3개의 전력 장치 어셈블리의 배치를 도시하는 다이아그램.
도 7과 도 8은 각각 본 발명과 선행기술에 따른 전력 장치의 작용을 도시하는 전기 회로도들이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
2 : 인버터 4 : 배터리
6,8,10;106,108 : 부속장치 12 : 커패시터
14,16,116 : 판 6B,8B,10B;106B,108B : 전력모듈
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 전력 장치는 전력모듈들을 지지하는 적어도 하나의 부속장치와, 상기 전력모듈들에 연결되고 전기 공급원과 연결되어 배치되고 2개의 연결판들 사이에 평행하게 배치된 하나 이상의 커패시터들을 포함하는 커패시터 배터리를 구비한 것에 있어서, 상기 부속장치는 적어도 하나의 제 1 전력모듈을 지지하는 제 1 면과, 제 2 전력모듈을 지지하며 제 1 면에 대향된 제 2면을 제공하고, 제 1 판은 제 1 전력모듈에 연결되는 한편, 제 2 판은 제 2 전력모듈에 연결되는 것을 특징으로 하여 구성된다.
또한, 본 발명에 따라 복수개의 전력 장치와 이 전력 장치들을 서로 연결하는 수단을 포함하며, 상기 전력 장치들은 상기와 같은 것들로 구성된 것을 특징으로 하는 전력 장치 어셈블리가 제공된다.
이하, 본 발명의 첨부된 도면을 참고하여 제한적이 아닌, 단지 예로서 도시된 실시예에 대한 아래 설명으로부터 본 발명을 보다 쉽게 이해될 것이다.
도면들중 도 1에 있어서, 여기에 도시된 전력 장치는 부호 2로 대체적으로 표시된 인버터이다. 상기 인버터는 커패시터들을 구비한 배터리(4)를 포함하며, 커패시터들 주변에 3개의 인버터 부속장치, 즉 페이즈(phase:6,8,10)들이 배치된다. 상기 인버터는 평탄하게 배치된 것이 아래 설명으로부터 보다 명백해질 것이다.
배터리(4)는 그 하측의 평면단부에 나란히 배치되어 놓인, 복수개의 원통형으로 권취된 커패시터(12)들을 포함하여 구성된다. 예를들어 TPC 사에 의해 97 RCF02 으로 상용화된 커패시터(12)들이 도시되지 않은 관통 구멍에 제공된다. 상기 커패시터들은 상부와 하부 평면 단부들의 수준으로 연장된 2개의 판(14,16)들 사이에 개재된다.
상부 판(14)은 커패시터(12)들의 각 상단부들의 수준에서 용접되어 커패시터들을 서로에 대하여 전기적으로 연결할 수 있게 한다. 상기 상부 판(14)에는 전원의 (도시되지 않은) 터미널과 연결되는 탭(14A)이 제공된다. 상부 판(14)에는 더욱이 후하는 바와같이 페이즈(6,8,10)들의 전력모듈의 수준에 고정된 복수개의 돌출편(14b)들이 제공된다. 마찬가지로, 하부 판(16)은 컵(12)들의 어셈블리의 하단부 수준에서 용접되며 전원의 다른 터미널에 전기적으로 연결되는 탭(16A)을 갖는다. 상기 판(16)에는 또한 상부 판(14)에 구비된 돌출편(14B)들과 같은 (도시되지 않은) 돌출편들이 제공된다.
각각의 페이즈(6,8,10)들은 "전력 장치용 냉각요소와 그러한 요소를 포함한 전력 장치"라는 명칭으로 1998. 2. 23자 프랑스 특허출원 제 98 02142호에 개시된 바와같은 각각의 냉각요소(6A,8A,10A)를 포함한다.
상기 냉각요소들은 냉각수 유입구와 배출구와 연통되게 배치된 냉각수 순환용 공간을 포함하며, 도면에는 냉각요소(6A)의 냉각수 유입구(6A')와 배출구(6A")만 도시되어 있다.
판(14)에는 커패시터들에 제공된 관통구멍들과 일직선으로 된 오리피스(14C)가 제공된다. 또한, 판(16)에도 도면에는 도시되지 않았지만 동일한 오리피스가 제공된다. 상기한 다른 오리피스들은 커패시터(12)들의 관통구멍들과 협동함으로써 절연재로 만들어진 이격부재와 예를들어 볼트와 같은 고정수단의 통로로서 역할을 한다.
각각의 페이즈(6,8,10)들에는 또한 전력모듈(6B,8B,10B) 제어용 점화기들이 제공되며, 도면에는 페이즈(6)의 점화기(6C)만 도시되어 있다. 더욱이 페이즈 바(6D,8D,10D)들이 각각의 페이즈(6,8,10)들 각각의 상부면(6',8',10')위로 연장되어 있다. 이들 3개의 페이즈 바들은 사실상 동일평면상에 있다.
상기 페이즈(6,8,10)들은 커패시터들로 된 사실상 장방형의 형상을 갖는 배터리(4)의 측면들중 3곳에 연장되어 있다. 상부 판(14)에 구비된 각각의 돌출편(14B)들은 본 발명의 인버터의 페이즈들의 상부면(6',8',10')에 배치되어 대응된 전력모듈과 전기적으로 연결된다. 마찬가지로, 하부판(16)의 (도시되지 않은) 돌출편들은 인버터의 페이즈들의 하부면(6",8",10")에 배치된 전력모듈들에 연결된다. 상기 돌출편들은 본 발명에 따른 인버터에 구비된 전력모듈들의 어셈블리와 전원의 (도시되지 않은) 터미널들을 전기적으로 연결할 수 있게 한다.
상부 판(14)은 인버터의 페이즈들의 상부면(6',8',10')들에 배치된 페이즈 바(6D,8D,10D)들과 사실상 동일 평면에 있다. 마찬가지로, 하부 판(16)은 페이즈(6,8,10)들의 하부면(6",8",10")들과 사실상 동일 평면에 있다. 이에 따라 만들어진 인버터(2)는 평행육면체의 형상을 갖게 되어 현저하게 콤팩트하게 된다.
도 2는 본 발명의 두 번째 실시예에 따라 전력 장치를 도시하고 있으며, 참조 부호 102로 대체적으로 표시한 인버터이다. 상기 인버터는 전술한 배터리(4)와 유사하게 커패시터(112) 단부들에 용접된 2개의 상부 판(112)과 하부 판(116)들을 포함한 커패시터들로 된 중앙의 배터리(104)를 포함하고 있다. 이들 판들에는 탭(114A,116A)들과, 돌출편들과 (도면에는 상부 판(114)의 돌출편(114B)만이 도시됨), 오리피스들(도면에는 상부 판(114)의 오리피스(114C)만이 도시됨)이 제공된다.
인버터(102)의 2개의 부속장치, 즉 아암(106,108)들은 장방형의 판(114)의 넓은 쪽의 부근에 배치된다. 각각의 아암은 상부면(106',108')들과 하부면(106",108")들 모두의 위에 전력모듈(106B,108B)을 지지하는 냉각요소(106A,108A)를 포함한다. 그 각각에 점화기들이 (도면에는 인버터 아암의 점화기(106C)만 도시됨) 제공된다.
각각의 아암(106,108)들에는 스위치들의 상부면(106',108')과 하부면(106",108")들 위에서 각각 연장된 2개의 페이즈 아암(106D,108D)들이 제공된다. 인버터(2)에 대해 설명한 바와같이, 상부면(114)과 하부면(116)의 각 돌출편은 도시되지 않은 전원에 전력모듈을 연결하도록 대응되는 전력모듈에 전기적으로 연결한다.
아암(106,108)들의 상부 페이즈 바들과 상부 판(114)은 사실상 동일 평면상에 있다. 이러한 구성은 상기 아암들의 하부면에 배치된 하부판(116)과 페이즈 바들에 대해서도 동일하게 적용된다. 이렇게 형성된 인버터는 사실상 평행육면체 형상을 제공하여 매우 콤팩트하게 된다.
이들 인버터(2,102)들은 그 두께의 감소 덕분에 소위 "바닥이 낮은" 전기차량의 바닥에 일체로 설치될 수 있다.
도면에 도시되고 설명된 실시예들에 대한 설명은 한쌍의 판들이 사실상 장방형이고 그 측부들중 2곳 또는 3곳에서 둥글게 된 것으로 설명되었다. 본 발명은 또한 하나 또는 2개의 페이즈 바들을 제공하는 부속장치에 의해 어떤 측면들에서는 둥글게 되고, 또 어떤 측면들에서는 한쌍의 판들에 적용될 수 있다.
도 3은 참조부호 204에 의해 표시된 제 2 커패시터 배터리를 도시하고 있다. 상기 배터리는 위에서 설명된 판(14,16,114,116)들과 마찬가지로, 상부 판(214)과 하부 판(216)들로 용접된 일측에 복수개의 권취 커패시터(212)들을 포함한다.
각각의 판(214,216)들은 (도시되지 않은) 전력모듈들에 연결하도록 복수개의 돌출편(214B,216B)들을 포함한다. 더욱이, 각 판들에는 오리피스가 천공되며 도면에는 그 오리피스들중 하나의 오리피스(214C)만 도시되어 있다. 상기 판(214,216)들에는 연장부들이 제공되고, 도면에는 그 연장부들중 하나의 연장부(214D)만 도시되어 있다. 상기 연장부들은 전력모듈들을 지지하고 (도면에 도시되지 않은) 냉각요소의 전기적 절연 영역에 커패시터 배터리(204)를 견고하게 고정하도록 한다. 그러한 고정은 커패시터 배터리를 냉각요소에 대하여 근접시킬 수 있도록 하여 선택된 냉각요소의 영역의 절연특성 덕분에 전기적인 문제 없이 커패시터 배터리를 구비하는 전력 장치의 전체 크기를 감소시킨다.
2개의 판(214,216)들에는 돌출편(214B)들의 반대쪽의 커패시터(212)의 단부로부터 절곡된 장방형의 플랩(214E,216E)들이 제공된다. 상기 플랩(214E,216E)들은 그 표면의 상당 부분 위로 서로 중첩된다. 예를들어 에폭시 접착제가 코팅되고 "NOMEX"로 만들어진 절연 포일(foil:218)이 상기 플랩(214E,216E)들 사이에 개재되어 접착에 의해 고정된다. 상기 플랩(214E,216E)들과 절연 포일(218)에 의해 형성된 조립체는 버스-바를 형성한다. 이러한 장치는 어셈블리의 기능에 악영향을 주는 발진작용 없이 커패시터 배터리(204)에 대하여 충분히 필터링할 수 있는 정도로 약한 인덕턴스로 전력모듈을 제공할 수 있게 한다. 배터리(204)는 도면에 도시되지 않았지만, 통상의 외부 필터링 커패시터들에 보충하여 필터링 하는 역할을 한다. 각 플랩(214E,216E)들에는 또한 도시되지 않은 전원 터미널에 전기적으로 연결하도록 탭(214F,216F)이 구비된다.
도 4는 본 발명에 따른 제 1 전자 전원어셈블리를 개략적으로 도시하고 있으며, 그것은 부호 302로 개략적으로 표시된 인버터이다. 상기 어셈블리(302)는 3개의 전력 장치(304,306,308)들을 포함하며, 그 각각의 전력 장치는 배터리 커패시터(304A,306A,308A)들을 포함한다. 이들 배터리 각각은 도 3을 참고하여 설명한 커패시터(204)과 유사하며 판(304B,304C,306B,306C,308B,308C)들을 포함하며 그 플랩들은 절연 포일(304D,306D,308D)들의 개재에 의해 버스-바를 형성한다. 각각의 판에는 탭(304E,304F,306E,306F,308E,308F)들 각각이 제공된다.
탭(304E,306E,306E)들은 제 1 전기 공급 터미널(316)에 연결된 제 1 도전성 로드(312)에 의해 함께 연결되는 한편, 탭(304F,306F,308F)들은 제 2 전기 공급 터미널(318)에 연결된 제 2 도전성 로드(314)에 연결된다. 절연 포일(320)은 도전성 로드(312,314)들 사이에 개재되며, 그 결과 이들 로드들에 의해 형성된 어셈블리와 절연 포일은 버스-바를 형성한다.
각각의 전력 장치(304,306,308)는 단일의 부속장치, 즉 인버터 페이즈(304G,306G,308G)들을 구비하고 있다. 이들 각각의 페이즈들은 공지의 방식으로 페이즈 바(304J,306J,308J)에 연결된 전력모듈(304I,306I,308I)들을 지지하는 냉각요소(304H,306H,308H)를 포함한다. 냉각요소(304H,306H,308H)들은 하나의 하측 냉각유체 유입구에 의해 공급될 수 있도록 서로 연통된다.
상기 냉각요소의 횡단면이 사실상 T자형이어서 냉각요소들을 서로 적층할 수 있다. 이러한 구조는 전력 장치(304,306,308)들을 서로 적층시킬 수 있어서 본 발명에 따른 인버터(302)를 형성할 수 있다. 도 4에 있어서, 상기 인버터는 3개의 페이즈들만을 구비한 것으로 도시되어 있으나, 도 4의 전력 장치(304,306,308)들과 같은 4개의 전력 장치들을 적층시킨 저항쵸퍼(rheostatic chopper)를 포함하여 4개의 페이즈를 구비하도록 제공될 수도 있다. 또한, 페이즈 바(304J,306J,308J)들을 전기적으로 연결하여 고유의 페이즈(304G,306G,308G)들로부터 하나로 된 전체 페이즈를 형성하도록 할 수 있으며, 전체 페이즈의 전력은 고유의 페이즈 전력의 합과 같다. 그러한 전체 페이즈는 다른 페이즈들과 연결될 수 있어서 고전압 인버터를 형성한다.
도 5는 본 발명에 따른 전력 장치 어셈블리의 제 2 실시예를 도시하고 있으며, 인버터는 참조부호 402로 대체적으로 표시된다. 상기 인버터는 4개의 전력 장치(404,406,408)들을 포함하며, 그 각각은 본 발명에 따른 커패시터 배터리(404A - 410A)들을 포함한다.
상기 각각의 배터리들은 2개 1조의, 각각 플랩들을 구비한 판(404B,404C - 410B,410C)들과 그 판들 사이에 절연 포일(404D - 410D)이 개재되어 버스-바를 형성하도록 구성되어 있다.
각각의 판들에는 탭(404E,404D - 410E,410F)들이 제공되어 있다. 탭(404E,406E,408E,410E)들은 제 1 전기 공급 터미널(416)에 연결된 로드(412)와 같은 도전성 부재에 의해 서로 연결되는 한편, 탭(404F,406F,408F,410F)들은 제 2 전기 공급 터미널(418)에 연결된 제 2 로드(414)에 의해 서로 연결된다. 터미널(416,418)들 사이에는 절연 포일(420)이 개재되어 버스-바를 형성한다.
커패시터 배터리(404A - 410A)들을 인접하여 제공하는 경우 단일 쌍의 연결 로드(412,414)들에 의해 탭(404E,404F - 410E,410F)을 연결할 수 있다.
각각의 커패시터 배터리(404A - 410A)에는 단일의 부속장치, 즉 대응된 인버터 페이즈(404G - 410G)들이 제공될 수 있다. 상기 페이즈들 각각은 페이즈 바(404J - 410J)에 연결된 전력모듈(404I - 410I)들을 지지하는 냉각요소(404H - 410H)를 구비하고 있다.
상기 냉각요소(404H - 410H)들은 횡단면이 T자형으로 이루어진 결과 제 1 쌍의 전력 장치(404,406)들은 제 2 쌍의 전력 장치의 냉각요소들의 높이로 제 2 쌍의 전력 장치(408,410) 위에 적층될 수 있다. 더욱이, 냉각 유체를 전송하도록 된 연결부재(422)가 하측의 냉각요소(408H,410H)와 연통되게 제공됨으로써, 단일의 유체 유입구에 의해 냉각유체가 공급될 수 있다. 더욱이, 각각의 냉각요소들은 그 위에 배치된 냉각요소와 유체가 연통되게 배치된다. 그러므로, 본 발명에 따른 인버터(402)는 전원 쵸퍼를 포함하여 4개의 페이즈들을 구비하여 2쌍의 전력 장치들을 서로 적층함으로써 형성된다.
또한, 한편으로는 페이즈 바(404J,408J)들을 전기적으로 연결하고, 다른 한편으로는 페이즈 바(406J,410J)들을 전기적으로 연결하도록 제공될 수도 있다.
제 1 페이즈 전체는 본래의 페이즈(404G,408G)들로부터 형성됨과 아울러 제 2 페이즈 전체는 본래의 페이즈(406G,410G)들로부터 형성된다.
전체 페이즈들은 2배의 전력을 공급할 수 있으며, 고전압 인버터를 구성하도록 하나 또는 2개의 페이즈들을 추가로 연결할 수도 있다.
도 6은 본 발명에 따른 제 3 실시예의 전력 장치 어셈블리를 도시하고 있으며, 인버터는 부호 502로 대체적으로 표시되어 있다. 상기 컨버터는 4개의 전자 정원장치(504,506,508,510)를 포함하여 구성된다. 상기 전력 장치들 각각은 하나의 전자 하부 구조, 즉 대응된 인버터 페이즈(504G - 510G)를 포함한다. 제 1쌍의 페이즈(504G,506G)는 공동의 평면을 따라 배치되며 다른 공동의 평면에 배치된 제 2쌍의 페이즈(508G,510G) 위에 적층된다.
동일 평면에 위치한 각 쌍의 페이즈들은 공동의 냉각요소, 즉 페이즈(504G,506G)용 냉각요소(505H)와 페이즈(508G,510G)용 냉각요소(509H)를 구비한다. 각각의 페이즈(504G - 510G)들은 대응된 냉각 요소에 의해 지지되고 페이즈 바(504J - 510J)에 연결된 전력모듈(504I - 510I)을 포함한다.
각각의 페이즈(504G - 510G)들은 본 발명에 따라 커패시터 배터리(504A - 510A)들 각각에 연결된다. 상기 배터리들 각각에는, 버스-바를 형성하도록 각각의 절연 포일(504D - 510D)들이 사이에 배치되는 플랩들이 제공된 판(504B,504C - 510B,510C)들의 쌍들이 제공된다. 판들에 의해 형성된 플랩들 각각은 도 3과 관련하여 설명된 탭(412F,416F)들과 같은 탭(504E,504F - 510E,510F)들을 구비하고 있다.
탭(504E,508E)들은 제 1 도전성 로드(512)를 통하여 서로 전기적으로 연결되는 한편, 탭(504F,508F)들은 제 3 도전성 로드(514)에 의해 서로 연결된다. 상기 도전성 로드(512,514)들 사이에는 절연 포일(520)이 개재되어 상기 도전성 로드들과 함께 버스-바를 형성한다.
마찬가지로, 한편의 탭(506E,510E)들과 다른 한편의 탭(506F,510F)들은 전기 공급용의 대응된 터미널(526,528)들에 연결된 각각의 로드(522,524)들에 의해 서로 연결된다. 절연 포일(530)이 상기 도전성 로드(526,528)들 사이에 추가로 개재되어 버스-바를 형성한다.
한편으로는 페이즈 바(504J,506J)들과 다른 한편으로는 페이즈 바(508J,510J)들을 전기적으로 연결하도록 제공될 수 있다. 이런 식으로, 2개의 전체 페이즈들은 한편으로는 페이즈(504G,506G)들과 다른 한편으로는 페이즈(508G,510G)들 각각이 본래 갖는 것의 2배의 전력이 얻어진다. 상기 전체 페이즈들은 고전압 인버터를 구성하도록 하나 또는 2개의 추가적인 페이즈들과 연결되게 배치될 수 있다.
도 4 내지 도 6을 참고하여 설명된 모든 실시예들은 버스-바를 형성하도록 절연 포일이 개재된 플랩들을 구비한 플레이트를 포함한 커패시터 배터리에 관한 것이다. 그러나, 도 1과 도 2에 도시된 커패시터 배터리(4,104)와 같은 커패시터 배터리들로부터 도 4 내지 도 6에 도시된 인버터(301,402,502)들과 같은 인버터들을 만들 수 있다. 더욱이, 도 4 내지 도 6에서 커패시터 배터리들은 차례로 단일 열로 배치된 복수개의 커패시터들을 포함한다. 또한, 나란히 배치된 복수개의 열들로 된 커패시터 배터리를 만들 수도 있다.
위와 같은 커패시터 배터리로 본 발명의 상술한 목적들을 달성할 수 있다. 사실, 본 발명의 커패시터 배터리는 그것을 구비한 전력 장치에서 기생 인덕턴스의 현저하게 감소시키는 효과가 있다. 이와 관련하여, 도 7에는 본 발명에 따른 커패시터 배터리를 포함한 전력 장치의 작용을 설명하는 전기 회로도가 도시되어 있다.
도 7은 도 3에 도시된 커패시터 배터리(204)를 구성하는 여러 요소들을 도시하고 있다. 예를들어, 도시되지 않은 전기 공급 터미널에 연결된 판(214F,216F)들이 표시되어 있다. 상기 판(214F,216F)들은 도 4에서 도시된 전력모듈(304I)과 같은 전력모듈에 연결된 커패시터(212)들에 연결된다. 도 4의 페이즈 바(304J)와 같은 페이즈 바는 전력모듈(304I)의 조립체에 전기적으로 연결된다.
도 7에서 알 수 있듯이, 본 발명에 따른 커패시터 배터리를 구비한 전력 장치에는 과전압을 발생하는 인덕턴스를 각각 제공하는 복수개의 정류 루프(B)가 존재한다. 본 발명에 따라, 상기 정류 루프들은 평행하게 배치되어 결과적으로 발생된 과전압은 전류를 거의 증가시키지는 않는다. 이것은 조합된 정류 루프(B')들에 제공하도록 된 단일의 커패시터(C)이 있는 도 8에 도시된 선행기술의 전기회로도와 대비된다. 이러한 배치 덕분에, 그러한 전력 장치 고유의 과전압이 전류를 사실상 선형적으로 증가시키게 된다.
본 발명의 전력 장치의 구조는, 여러 전력모듈들로의 공급측이 커패시터 배터리에 제공된 2개의 도전성 판들을 통해 직접 전기적으로 연결되기 때문에 선행기술에서 사용된 것과 비교하여 커넥터들을 상당히 감소시킨다.
각 전기 부속장치의 각 면들과 동일 평면으로 2개의 연결 판들을 배치함으로써 본 발명의 전력 장치는 현저하게 콤팩트하게 된다.
본 발명에 따른 전력장치를 이용하면, 높은 기생 인덕턴스의 근원으로서 많은 연결부를 포함하며, 전력모듈 위로 연장된 연결부가 있음으로 인하여 콤팩트한 전력 장치를 생산할 수 없게 하는 단점을 해결하며, 기생 인덕턴스 현상을 제한하며 제조가 간편하고 소형 전력 장치를 제공한다.

Claims (20)

  1. 전력모듈(6B,8B,10B;106B,108B)들을 지지하는 적어도 하나의 부속장치(6,8,10;106,108)와, 상기 전력모듈들에 연결되고 전기 공급원과 연결되어 배치되고 2개의 연결 판(14,16;114,116;214,216)들 사이에 평행하게 배치된 하나 이상의 커패시터(12,112,212)들을 포함하는 커패시터 배터리(4;104)를 구비한 전력 장치에 있어서, 상기 부속장치(6,8,10;106,108)는 적어도 하나의 제 1 전력모듈을 지지하는 제 1 면(6',8',10';106',108')과, 제 2 전력모듈을 지지하며 제 1 면에 대향된 제 2 면(6",8",10";106",108")을 제공하고, 제 1 판(14;114)은 제 1 전력모듈에 연결되는 한편, 제 2 판(16;116)은 제 2 전력모듈에 연결되는 것을 특징으로 하는 전력 장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 제 1 판(14;114)은 각 부속장치의 제 1 면(6',8',10';106',108')과 사실상 동일 평면에 있는 한편, 상기 제 2 판(16;116)은 각 부속장치의 제 2 면(6",8",10";106",108")과 사실상 동일 평면에 있는 것을 특징으로 하는 전력 장치.
  3. 제 1항 또는 2항에 있어서, 복수개의 부속장치를 포함하며, 부속장치(6,8,10;106,108)의 한편의 제 1 면(6',8',10';106',108')과, 다른 한편의 상기 제 1 면들과 대향된 제 2 면(6",8",10";106",108")은 사실상 동일 평면상에 있으며, 상기 커패시터 배터리(4;104)는 상기 제 1 면(6',8',10';106',108')과 제 2 면(6",8",10";106",108")들에 의해 한정된 공간에 포함되는 것을 특징으로 하는 전력 장치.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 커패시터 배터리(4;104)는 전력 장치(2)의 중앙에 배치되고, 상기 부속장치(6,8,10;106,108)는 커패시터 배터리(4;104) 주변의 적어도 일부분에 걸쳐 배치되는 것을 특징으로 하는 전력 장치.
  5. 제 1항 내지 4항중 어느 한 항에 있어서, 상기 배터리의 판들은 전력 장치의 냉각요소의 전기적 절연영역에 고정되는 것을 특징으로 하는 전력 장치.
  6. 제 1항 내지 5항중 어느 한 항에 있어서, 전력 장치는 인버터를 구성하며, 상기 커패시터 배터리(4;104)의 제 1 판(14;114)들은 상기 커패시터(12,112)들의 제 1 단부들을 함께 전기적으로 연결하며, 커패시터 배터리(4;104)의 제 2 판(16;116)들은 상기 커패시터(12,112)들의 제 2 단부들을 함께 전기적으로 연결하며, 상기 제 1 판(14;114)들과 제 2 판(16;116)들은 제 1 및 제 2 전력공급 터미널들을, 인버터의 부속장치(6, 8, 10, 106, 108)들에 제공된 냉각요소 (6A, 8A, 10A, 106A, 108A)의 제 1 면(6', 8', 10', 106', 108')과 제 2 면(6", 8", 10", 106", 108")들에 배치된 제 1 및 제 2 열들의 전력모듈 (6B, 8B, 10B, 106B, 108B) 들과 전기적으로 연결하는 것을 특징으로 하는 전력 장치.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 판(14,16)들은 사실상 장방형이며, 3개의 페이즈(6,8,10)들 각각은 상기 판들의 3 측부들 부근에 제공된 페이즈 바(6D,8D,10D)들을 지지하는 것을 특징으로 하는 전력 장치.
  8. 제 6항에 있어서, 상기 판(114,116)들은 사실상 장방형이며, 아암(106,108)들 각각은 상기 판들의 넓은 쪽 측부들 부근에 제공된 페이즈 바(106D,108D)들을 지지하는 것을 특징으로 하는 전력 장치.
  9. 제 1항 내지 8항중 어느 한 항에 있어서, 상기 판(14,16;114,116;214,216)들에는 대응된 전력모듈(6B,8B,10B,106B,108B)들에 각각 연결되도록 된 돌출편(14B,114B,214B,216B) 것을 특징으로 하는 전력 장치.
  10. 제 1항 내지 9항중 어느 한 항에 있어서, 상기 판(14,16;114,116;214,216)들 각각은 전원의 대응된 터미널과 전기적으로 연결되도록 된 탭(14F,16F;114F,116F;
    214F,216F)들을 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 장치.
  11. 제 1항 내지 10항중 어느 한 항에 있어서, 상기 커패시터(12,112;212)들은 중앙의 관통 구멍을 포함하고, 상기 판(14,16;114,116;214,216)들 각각에는 상기 구멍들과 일직선으로 된 오리피스(14C;114C;214C)들이 제공된 것을 특징으로 하는 전력 장치.
  12. 제 1항 내지 11항중 어느 한 항에 있어서, 상기 2개의 판(214,216)들에는 플랩(214E,216E)들이 제공되고, 상기 플랩들은 서로를 향하여 돌출되고 적어도 부분적으로 중첩되며, 절연 포일(218)은 2개의 플랩들 사이에 개재된 것을 특징으로 하는 전력 장치.
  13. 복수개의 전력 장치(304,306,308;404,406,408,410;504,506,508,510)들과 그 전력 장치들을 함께 연결하는 수단(312,314;412,414;512,514,522,524)을 포함하는 전력 장치 어셈블리에 있어서, 상기 전력 장치(304,306,308;404,406,408,410;504, 506,508,510)들은 청구범위 제 1항 내지 12항중 어느 한 항에 따른 것임을 특징으로 하는 전력 장치 어셈블리.
  14. 제 13항에 있어서, 각각의 페이즈의 전력은 제공된 상기 전력 장치의 수에 비례하며 평행하게 배치된 복수개의 전력 장치들을 각각 포함하는 복수개의 페이즈들을 포함하는 인버터를 구성하는 것을 특징으로 하는 전력 장치 어셈블리.
  15. 제 13항에 있어서, 각각의 전력 장치(304,306,308;404,406,408,410;504,506,
    508,510)가 인버터의 페이즈(304G,306G,308G;404G,406G,408G,410G;504G,506G,508G,
    510G)인 단일의 부속장치를 포함하는 인버터를 구성하는 것을 특징으로 하는 전력 장치 어셈블리.
  16. 제 15항에 있어서, 상기 전력 장치(304,306,308)는 서로 적층된 것을 특징으로 하는 전력 장치 어셈블리.
  17. 제 15항에 있어서, 제 1 쌍의 전력 장치(404,406;504,506)와 제 2 쌍의 전력 장치(408,410;508,510)들은 제 1 및 제 2 평면들 각각에 배치되며, 상기 제 1 및 제 2 쌍의 전력 장치들은 서로 적층되는 것을 특징으로 하는 전력 장치 어셈블리.
  18. 제 17항에 있어서, 상기 각 쌍의 전력 장치(404,406,408,410)들의 커패시터 배터리(404A,406A,408A,410A)들은 인접한 것을 특징으로 하는 전력 장치 어셈블리.
  19. 제 17항에 있어서, 상기 각 쌍의 전력 장치(504,506,508,510)의 페이즈(504G,506G,508G,510G)들은 인접한 것을 특징으로 하는 전력 장치.
  20. 제 19항에 있어서, 상기 인접한 페이즈(504G,506G,508G,510G)들은 공동의 냉각요소(505H,509H)를 제공하는 것을 특징으로 하는 전력 장치.
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