496105 A7 B7 低峰 降尖 以的 流件 電元 7T^ 感導 等半 。 置率置 裝功裝 換的換 變它變 力用力 電使電 用及的 1利板化 域於基失 領關線損 }用與配低 1利係的及 ί的明感制 W上發電抑 Μ業本的的 W產 線壓 ^ ( 配電 五 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 〔習知的技術〕 使用元件的電壓數十V以上的功率半導體元件，將直 流電力變換爲交流電力，將交流電力變換爲直流電力，或 將直流電力變換爲直流電力的電力變換裝置’近年來元件 的大電流化及轉換速度的高速化顯著° 隨著轉換元件的〇N/〇F F時產生的電流變化（ d i/d t )也成爲數 KA/// s。 因流通此種電流的配線具有電感L，故轉換時產生以 Ld i / d t顯示的尖峰電壓，該尖峰電壓以功率半導體 元件的應力電壓附加，並增加功率半導體元件的轉換損失 〇 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 又，配線儲存以（1/2 ) Li 2顯示的電磁能量。該 儲存的電磁能量因由緩衝電路具有的電容器等吸收由電阻 等放出，故帶來緩衝損失。 因此，配線的電感以愈小爲宜，惟由於電感係由配線 尺寸決定，故縮短配線長度爲習知的對處方法。 又，最近已有檢討使用兩條配線間的相互電感以減少 各配線的合成電感的方法，其中一例有日本特開平6 -2 2 5 5 4 5號（以下稱第1習知的技術）的方法》 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（21〇><297公釐） 一 4 一 496105 A7 _ B7 五、發明説明（2 ) 一方面，除上述公知的例外已知有考量配線持有的電 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 感特性的配線即屏蔽（sh i e 1 d )電纜，同軸電纜，微波帶 狀線路(microstrip line)等 0 屏蔽電纜係經絕緣體覆蓋配線導體將屏蔽導體設於配 線導體，將該屏蔽導體連接於電感極低的接地點。因此， 配線導體所產生的電場由接地的屏蔽導體遮斷以防外洩並 可得外部噪音電場不致傳至配線導體的靜電屏蔽效果。 同軸電纜係將電磁波關進以屏蔽導體包圍的關閉空間 以傳送信號的線路。因此，經以配線導體爲中心高周波損 失小的絕緣體覆蓋配線導體設置屏蔽導體。以此構成，使 特性電感一定而可保持連接電路的整合條件。 尤其也可由將流經配線導體的電流逆向，大小相等的 電流流通於屏蔽導體使特性電感一定，以保持連接電路的 整合條件。由於此構成，使配線導體所產生的磁場不致洩 漏至屏蔽導體外部，並使特性電感一定而可保持連接回路 的整合條件。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 微波帶狀線路係用做微波傳送線路的平行平板形同波 管的一種經絕緣體將帶狀導體平行設於導體板，將電場加 於其導體間以傳遞電磁波的傳送線路。故，有將導體板固 定於不受外界變動的電位的必要，通常連接於接地電位（ earth)。其中一例有曰本特開平5 - 283487號（ 以下稱第2的習知技術）。 〔發明欲解決的課題〕 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -5 - 496105 A7 ___ B7_ 五、發明説明（3 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 依上述第1的習知技術，爲了使用相互電感，降低配 線的合成電感’即分別將流動方向不同的電流流通於平行 接近的兩條配線。如輸入電流及輸出電流，其振幅與相位 的時間變化相同，分別將輸入電流及輸出電流以往復電流 流通於上述兩條配線即可。惟有振幅與相位的時間變化可 利用相同電流時則受限制，而無接近的配線時即無法利用 電感的問題。 又，上述屏蔽導體或同軸電纜，或微波帶狀線路也與 第1的習知技術一樣，經絕緣體將其他導體配於配線導體 ，不將故意與配線電流方向不同的電流流通於所配導體即 無法獲得電感降低效果。因此，即使使用上述習知的技術 對降低電力變換裝置的配線電感有限。若無法充分降低配 線的電感，則除留下前述尖峰電壓及緩衝損失等問題外， 尙有由配線的電感與元件的產生電容間發生的共振致電壓 振動，受此影響，將招致噪音誤動作的問題。 〔發明的目的〕 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本發明的目的係提供不對構成電路的配線流過與配線 電流不同方向的電流，降低其配線的電感，降低上述尖峰 電壓轉換損失或緩衝損失或噪音的配線基板及使用它的電 力變換裝置。 〔解決課題的方法〕 依本發明，爲解決上述課題，由於對構成電路的配線 本纸浪尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 496105 A7 __B7 五、發明説明（4 ) 導體設產生電感電流的其他導體，以形成降低配線的電感 的配線基板。 將上述其他導體靠近且平行配置於配線導體。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 又，藉由流經電路的電流而形成的圏及令環狀導體靠 近，平行地配置以重疊於此圏，圈。據此，在使上述靠近 ，平行配置的導體中產生感應電流，由該感應電流降低上 述配線導體的合成電感。 〔作用〕 由上述構成，當隨時間變化的電流流經構成電力變換 裝置等的電路所用的配線導體時，由該電流使各該配線導 體產生磁場。該磁場與靠近平行配線於配線導體的其他導 體，其他配線導體，或連接成螺狀的環狀導體聯鏈使各該 其他導體產生感應電動勢。該感應電動勢使流經配線導體 的電流逆向的電感電流流通於各該其他導體。該感應電流 使各該其他導體產生逆向磁場，具有減弱上述配線導體所 作磁場的作用。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 一般由感應電流所作的磁場稱爲反磁場。該感應電流 及流經配線導體的電流，具有與上述習知技術的兩條配線 的往復電流同效果，可獲得由電感電流的相互電感降低配 線導體的合成電感的效果。 此僅對隨時間變化的電流流過配線導體有效，例如將 本發明的配線基板使用於電力變換裝置的緩衝電路時僅在 功率半導體元件轉換時脈衝狀電流流過緩衝電路。由該電 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 一 Ί 一 496105 Α7 Β7 五、發明説明（5 ) 流變化產生上述電磁電流，而可降低緩衝電路配線的電感 。該效果將抑制轉換時產生的共峰電壓。 又將本發明的配線基板使用於自電力變換裝置的電源 至功率半導體元件的配線時，因該配線上的電流由一般 P W Μ (脈衝幅度調）控制，重複流通形狀電流，故由電 流的上昇及下降時的電流變化產生上述感應電流，而可獲 得降低配線導體的電感的效果。該效果係減輕配線的電磁 能量使電力變換裝置低損失化，呈降低裝置的電磁放射噪 音，降低包圍裝置的金屬外殻及構件等發熱、振動、噪音 、射頻雜訊。 〔實施例〕 以下根據圖面說明本發明的一實施例。 圖1係顯示有關本發明的電力變換裝置的主電路部的 側面圖，圖2係顯示其頂面圖。 圖1及圖2係顯示功率半導體元件的絕緣閘極雙極電 晶體（以下稱I G Β Τ )模塊4與電源3的連接情形。 IGBT模塊4的輸入及輸出接頭12與電源3的正 極及負極的接頭1 3係用配線導體1連接。在配線導體1 的上部爲了平行通以感電應流而配置感應導體2 ° 本實施例更爲了與流過此電路的電流圏重疊而配置以 導體40連接感應導體2的各端而構成的環狀感應導體2 〇 該環狀感應導體2，非連接這種複數導體者也可以。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) • - si - ·ϋψ . 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 一 8 一 496105 A7 _____B7 五、發明説明（6 ) 模塊4內部的I GBT係根據未圖示的控制電路指令 而〇N/0 F F。該控制方向有多種，惟無論使用任何方 法，根據I GBT的ΟΝ/OFF自電源3流至模塊4的 電流係經通電或遮斷，成爲斷續的脈衝狀電流。 依照該電流的時間變化，感應電流流過以感應導體2 與導體4 0構成的環狀導體，藉由該感應電流可降低配線 導體1的電感。 又，配線導體1的兩端與模塊4的接頭1 2及接頭 1 3電性連接，而其上部的感應導體2係用絕緣性軸環7 以螺栓8及螺栓1 0鎖緊，並與感應導體2與接頭1 2及 接頭1 3電性分離。 又雖未圖示，因感應導體成爲漂移電位故例如將約 1ΚΩ的電阻一端連接於感應導體2，而將電阻另一端連 接於基準電位即可防止感應導體2儲存電荷。 上述構造上重要的一點爲配線導體1與感應導體2的 間隔4 b ，該間隔盡可能以狹窄爲宜。此等於盡可能使流 過配線導體1的電流與感應電流接近。惟，本實施例因如 前述以絕緣體配線導體1與感應導體2，故有保持兩導體 絕緣性的必要，而無法使兩導體的間隔爲絕緣距離以下。 此點在使感應導體2的感應電流效果發揮至最大限度上至 爲重要。 茲以實驗驗證間隔4 b與電感的關係，舉其一例供參 考。 圖3 1顯示實驗所用的配線基板的形狀。其構造爲將 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） " ~ -9 - (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) _裝· 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 496105 A7 B7 五、發明説明（7 ) 雲母製絕緣體14黏著於切成圏狀的銅製配線導體1上， 作成將與配線導體1同形狀，厚度不同的銅製環狀感應導 體2黏著於絕緣體1 4上的構造。尤其令其爲可改變配線 導體1與環狀感應導體2的間隔4 b的構造。 實驗係使環狀導體的有無及上述間隔4b變化，對 間隔4 b測定配線導體1的電感。 其結果如圖3 2所示，由圖3 2可知令間隔4 b極小 時，與無環狀導體比較可令配線電感至約1/1 〇。又由 圖3 3可知當間隔4 b加大時，配線的電感降低效果減少 。此可認爲間隔4 b愈大，則與環狀感應導體2不聯鏈的 洩漏磁場增加，並且配線電流與感應電流的距離分離。故 可認爲間隔4 b至少以1 m m以下爲有效。 第2重點爲感應導體2及導體4 0所作的環狀感應導 體2的電阻值，以盡可能使該電阻值愈小爲宜。即流過環 狀感應導體2的感應電流的大小係由聯鏈磁通的變化發生 的感應電動勢及環狀導體2的電阻值決定。故至少比配線 導體1還減少環狀感應導體2的電阻值，增加流過環狀感 應導體2的感應電流至爲重要。 第3個重點乃配線導體1及環狀感應導體2的剖面形 狀。當含高頻率成分的電流流經配線導體1時，流經配線 導體1的電流產生趨膚效應。而由流過配線導體1的電流 所作的磁場感應的感應電流也含高頻率成分，而流經環狀 感應導體2的感應電流也產生趨膚效應。故配線導體1及 環狀感應導體2也以加大其表面形狀’例如箔形狀爲宜。 用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） I,-------裝-- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -10 - 496105 A7 B7 經濟部智慧財產局B(工消費合作社印製 五、發明説明（8 ) 又，配線基板剖面形狀雖未圖示，惟將覆蓋配線導體1的 感應導體2附貼於配線導體1 ，將各感應導體2以導體 4 0連接成環狀的配線基板，也可獲得與圖1所示配線基 板同稱的效果。 其次’說明本實施例中配線導體1的電感降低到以構 造決定的自感以下的原理。 圖3係說明依照本發明的配線導體1的電感降低的原 理的圖。如該圖所示，隨時間變化的電流向如3 4的箭頭 所示反時鐘方向流經配線導體1所作的圏時，箭頭所示的 磁場3 2產生於配線導體1的圈內，該磁通交鏈連接成環 狀的感應導體2。該聯鏈磁通隨電流的瞬時值變化。結果 ，依電磁學所知的法拉第定律，感應導體2產生隨聯鏈磁 通的時間變化的感應電動勢，由該感應電動勢及感應導體 2的電阻產生的電流以感應電流4 2流入感應導體2。該 感應電流4 2的方向係如作打消聯鏈磁通的反磁場4 1發 生，如圖中所示，順時鐘方向流動。即向流經配線導體1 的電流逆向流動。此如前述公知例所述與以逆向電流所作 相互電感使各配線的合成電感降低的原理等效’本發明的 特徵爲：利用感應導體2的感應電流等效產生相互電感的 效果。 而，流經配線導體1的圈電流3 4所作的磁場3 2係 由流過感應導體2的感應電流4 2所作的反磁場4 1減弱 .。因此，等於減少自配線導體1放出到外部空間的電磁放 射量。電力變換裝置中各配線路徑使用本發明的15線基板 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) £ 訂 .0. -11 一 496105 A7 B7 五、發明説明（9 ) 即關連降低裝置放出的電磁放射噪音。如上述，由於電磁 放射噪音的降低效果對裝置的金屬外殼及構件的交鏈磁通 減弱而可降低由感應電流的發熱，振動產生的噪音及射頻 雜訊。 又，本實施例係說明使用I GB T做各功率半導體的 電力變換裝置，惟本發明當然也可適用於使用其他功率半 導體的電力變換器。 圖4係顯示與本發明有關的電力變換裝置的主電路部 的第2實施例的側面圖。圖4與前述圖1不同的處爲，配 線導體1的厚度較薄。此乃隨時間變化的電流流經配線導 體1時產生趨處效應，電流頻率愈高則僅流經導體表面。 因此適以高頻率電流時，即使加大配線導體1的厚度，惟 因電流不流經導體內部故無意義。減薄配線導體1的結果 ，除材料低廉外，可減輕裝置重量。 與圖1的第2差異點爲，在配線導體1與感應導體2 間疊層絕緣體1 4。感應導體2介裝該絕緣體與配線導體 1並聯。由此種構成，與上述第1實施例一樣，可降低配 線導體1的電感，由於與上述第1實施例比較使配線導體 1減薄，減輕，即可減輕裝置重量及低成本化。 圖5係顯示與本發明有關的電力變換裝置的主電路部 的第3實施例。圖5與圖1及圖4不同點各爲’除配線導 體1加上感應導體2厚度也予減薄。即流經感應導體2的 感應電流因僅流經導體表面，故即使減薄其厚度’惟並不 影響本發明的效果。又，本實施例薄配線導體1及感應導 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝. 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -12 - 496105 A7 B7 五、發明説明（ίο ) 體2厚度的結果，如圖5所示，可將整體配線基板形成箔 狀，由形成此種箔狀配線基板，可將配線模塊4或電源3 等外形凹凸拉成曲線。由此種構成與上述第1實施例一樣 可減稱配線的電感，並由於與上述第1實施例比較將配線 導體及感應導體2形成箔形狀，故易彎曲及折曲配線基板 可利用於接頭間的連接，而可以最短距離，更可降低配線 的電感。 圖6係顯示與本發明有關的電力變換裝置的主電路部 的第4實施例的構成圖。與前述實施例不同處係將複數環 狀感應導體2附貼配置於流經電路的圏電流過徑。此時， 各環狀感應導體2的設置位置，係依各配線導體1間電位 不同，每絕緣的配線導體1準備設置環狀感應導體2。又 各環狀感應導體2係在環狀導體間予以絕緣並靠近’並不 重疊配置，覆蓋流經電路的電流所作的環內側設置至爲重 要。 與上述實施例的第2差異處爲，以一點電性連接配線 導體1與環狀感應導體2。圖6所示配線4 3係連接配線 導體1與環狀感應導體2用的配線。如上述，以一點連接 ，使配線電流流入環狀感應導體2不妨礙感應電流的電感 減低效果，尙且配線導體1與環狀感應導體2成同電位， 而無需絕緣。故可將配線導體1與環狀感應導體2極靠近 設置。 與上述實施例的第3差異處爲，在配線導體1與環狀 感應導體2間疊層高電阻體1 4。如上述由於配線導體1 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210Χ：297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) •裝· 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 13 - 496105 A7 B7 五、發明説明（11 ) 與環狀感應導體2爲同電位，故高電阻體只要具有配線電 流3 4不流入環狀感應導體2程度的電阻值即可，即約1 // Ω程度即可。 由如以上構成，可將配線導體1與環狀感應導體2極 靠近設置，而可提高配線電感的降低效果及電磁放射量減 低效果。 圖7及圖8係顯示與本發明有關的電力變換裝置的主 回路部的第5實施例的側面圖及頂面圖。 圖了及圖8所示實施例與前述各實施例不同的處爲， 如圖8可知，對複數配線導體配置共同感應導體2。由此 種構成，隨流過配線導體1的電流的時間變化，感應電流 的一種的渦電流流經感應導體2中，除了由該渦電流即可 降低配線導體1的電源外，與上述第1實施例比較，可對 配線導體1數減少感應導體2數，而可縮短裝置製造組裝 行程，又雖未圖示，因感應導體2爲漂移電位，故將高電 阻一端連接於感應導體，另一端連接於基準電位，即可防 止電荷儲存於感應導體2。 其次說明本實施例與上述實施例一樣，將配線導體1 的電感降低至以構造決定的自感以下的原理。 圖9係依本發明的基板降低配線導體1的電感的原理 的說明圖。如該圖所τκ ’向3 4的箭頭所示方向，隨時間 變化的電流流經配線導體1時，對箭頭所示順時鐘方向產 生磁場3 2 ^該磁通交鍵感應導體2。聯鍵磁通係隨電流 瞬時值變化。結果如電磁學所知，感應導體2產生隨聯鏈 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）~" (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -14 - 496105 A7 _B7_ 五、發明説明（12 ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 磁通的時間變化的感應電動勢，由該感應電動勢及感應導 體2的電阻產生的感應電流以渦電流3 3流入感應導體2 。該渦電流3 3的方向係如作打消聯鏈磁通的反磁場發生 。而各渦電流3 3的合成電流係流至配線導體1的正下方 ，成渦電流3 3。該渦電流3 3的方向與流入配線導體1 的電流逆向。此乃如前述公知例所述，與以逆向電流所作 的相互電感使各配線的合成電感降低的原理等效’本發明 其特徵爲利用感應導體2的渦電流等效地產生相互電感的 效果。 圖10及圖11係顯示與本發明有關的電力變換裝置 的主電路部的第6實施例的側面圖及頂面圖。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 圖1 0及圖1 1顯示功率半導體元件的絕緣閘極雙極 電晶體（以下簡稱I GBT)模塊4與電源3的連接情形 ，IGBT模塊4的輸入及輸出的接頭12與電源3的正 極及負極接頭1 3係用配線導體1連接。配線導體1上部 ，與此平行配置第2感應導體2。模塊4內部的I GBT 係隨未圖示的控制電路指令〇 N/〇F F。該控制方法有 多種，惟無論使用任何方法均隨I GBT的〇N/〇F F 接通，或遮斷自電源3流至模塊4的電流，成爲斷續的脈 衝狀電流。隨該電流的時間變化，感應電流的一種渦電流 流至感應導體，由該渦電流降低配線導體1的電感乃本發 明方法。 配線導體1及感應導體2的一端係用導電性軸環1 1 ，及螺栓1 0固定於電源接頭1 3，上述兩導體與接頭 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） -15 - 496105 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 __ B7五、發明説明（13 ) 1 3係電性連接。一方面，配線導體1的另一端與模塊4 的接頭1 2係電性連接，惟其上部的感應導體2係用絕緣 性軸環6及7以螺栓鎖緊，感應導體2與接頭1 2係以電 分離。如上述，感應導體2的一端係電性連接，而另一端 電性分離在使渦電流流過該導體上至爲重要。即，感應導 體2與接頭12，13連接，則與配線導體1 一樣，感應 導體2有流經電源與模塊間的電流流動，由於流經兩導體 的電流方向相同，故不致引起因後述渦電流造成電感的減 少。又，雖未圖示，有利用上述渦電流的配線基板構造加 上尤其使配線導體1及感應導體2減薄的構造及在配線導 體1與感應導體2間疊層高電阻體14的構造的配線基板 。該高電阻體1 4，因配線導體與感應導體2間爲同電位 ，故無需將兩導體絕緣，因流經配線導體1的電流不分流 至感應導體2的大小的電阻值即可，故約lk〇即可。由 此種構成，隨流經配線導體1的電流的時間變化，與感應 導體2交鏈的聯鏈磁通將隨電流的瞬時值變化。結果，感 應導體2產生隨聯鏈磁通的時間變化的感應電動勢，由該 感應電動勢及感應導體2的電阻產生的電流以渦電流流至 感應導體2。由該渦電流的合成電流降低配線導體1的電 感。 上述構造的重點爲，配線導體1與感應導體2的間隔 ，該間隔盡可能狹窄爲宜。本實施例係如前述因配線導體 1 ，感應導體2電性連接於接頭13 ，故感應導體2的電 位與配線導體1相等。感應導體2的電位與配線導體1不 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ，裝· 訂 ·. 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210Χ：297公釐） -16 - 496105 A7 B7 五、發明説明（14 ) 同時，有保持兩導體絕緣性的必要，兩導體的間隔無法縮 短至絕緣距離以下。然而，本實施例因兩導體接頭處同電 位，故可靠近至絕緣距離以下。此乃將感應導體2的渦電 流效果發揮至最大限度上至爲重要。 第2重點係配線導體1與感應導體2的寬度，如圖 1 1所示，在容許配線實裝上的空間及耐壓等的範圍將感 應導體2的寬度比配線導體1的寬度加大，與渦電流的合 成電流增加有關，與擴大合成電流所作的圏面積，增加因 流經配線電流正下方的合成電流的相互電感效果有關。 第3重點係感應導體2的材質，以導電性優異的銅， 或鋁等爲宜。此種良導體，在同磁通交鏈時所流過的渦電 流加大。一方面，配線導體1與通常的匯流條一樣使用銅 〇 其次說明本實施例的配線導體1的電感被降低至以構 造決定的自感以下的原理。 圖1 2係說明以本發明的配線基板降低配線導體1的 電感的原理的圖。如該圖所示，當3 4的箭頭所示方向， 隨時間變化的電流流經配線導體1時，對箭頭所示反時鐘 方向產生磁場3 2 ’該磁通父鍵感應導體2。聯鍵磁通係 隨電流的瞬時值變化。結果，如電磁學所知，感應導體2 產生隨聯鏈磁通的時間變化的感應電動勢，由該感應電動 勢及感應導體2的電阻產生的電流以渦電流3 3流入感應 導體2。該渦電流3 3的方向係如作打消聯鏈磁通的反磁 場發生，圖中在配線基板1左側，如3 3 — 1所示反時鐘 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） ~ -17 - (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 496105 A7 ___ B7 五、發明説明（15 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 方向，在配線導體1右側如3 3 - 2所示順時鐘方向發生 。綜合流經感應導體2的各渦電流時，如圖1 3所示，在 配線導體1正下方，成爲與流經配線導體1的電流逆向。 此乃如前述公知例所述與逆向電流所作相互電感降低各配 線的合成電感的原理等效，本發明以利用感應導體2的渦 電流等效產生相互電感的效果爲特徵。 若以電性等效電路顯示圖1 3的關係的話，即可顯示 如圖14。該圖中，35相當於配線導體1 ，又36相當 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 於感應導體2。將兩導體間以磁性結合的聯鏈磁通與反磁 場的關係以變壓器等效顯示。此處將相當於感應導體2的 3 6兩端短路的電阻3 8係感應導體2的電阻。電阻38 因渦電流僅流經表面附近，故與感應導體2的體積決定的 通常的電阻值不同。此處加大合成電阻3 8的值至在不妨 礙流經感應導體2的電等效電路3 6的渦電流的程度時， 經圖中變壓器顯示的磁性結合，以合成電阻3 8熱消耗配 線導體1的電等效電路3 5的電磁能量。此在抑制配線的 電磁能量爲原因所生的電流或電壓的振動上至爲重要。爲 了加大圖14的合成電阻3 8的值，如圖1 5所示，不妨 礙渦電流下避免配線導體1正下方，在感應導體2開孔 3 9即可實現。由於渦電流避開此孔流動，故其電流過徑 增加，而增加圖1 4所示合成電阻3 8。由如圖1 5的構 造，以感應導體2將儲存配線導體1的電感的電磁能量轉 換成熱，以抑制制振動即可使電路低噪音化。 圖16及圖17係顯示與本發明有關的電力變換裝置 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -18 - 496105 A7 B7 五、發明説明（16 ) 的緩衝電路的實施例的構成圖。圖1 6係緩衝電路部的外 觀，圖1 7係以電路圖描繪圖1 6所含構件及配線的圖。 装-- (请先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 在圖1 6及圖1 7中，轉換元件係I GBT，將其模 塊爲1 9。以下圖1 6的外觀圖說明各構件的連接圖係’ 參照圖1 7的電路圖，較易了解連接關係。又，圖1 6所 示緩衝電路的構成爲公知者’本實施例以該公知的電路爲 例，使用緩衝電路配線利用前述感應電流的配線基板爲特 徵，而緩衝電路本身以任何構成均可。 首先，圖1 6中，連接電源3的正極及負極接頭與 I GBT模塊1 9。又’本實施例中圖1 6的加斜線的配 線者爲本發明的配線基板’連接電源與模塊的配線成爲通 常的配線，惟該部分也如圖1的實施例所示，使用本發明 的配線基板也可。模塊1 9內部係以串聯的電橋構成連接 2個I G B T。該電橋相當於馬達驅動用的相換流器的1 相分。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 其次就緩衝電路申述。緩衝電路係如圖1 7所示，分 別對電橋上下的I GBT各具備1隻，將由吸收能量的電 容器1 6及二極體1 7所構成的串聯連接體，分別並聯連 接於上下I GB T的輸入接頭與輸出接頭間。又，自電容 器16與二極器17的連接部對電橋的正側或負側接頭連 接電阻1 8。此處，將由電容器1 6及二極體1 7所構成 的串聯連接體的各配線以及此串聯連接體並聯連接於 I G BT的輸入輸出接頭的配線，係使用前述第1至第3 實施例所述的任一構成的配線基板。關於電阻1 8的連接 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） -19 - 496105 Α7 Β7 五、發明説明（17 ) ，由於配線的電感不影響，故其配線以通常的導體即可° 茲說明以上構成中、上、下任一 I G B T斷開的情形 。以電橋上部的I G B T斷開的情形爲例。首先， I GBT爲ON狀態，此時，因電容器1 6經電阻1 8連 接於電源3的正極，負極接頭，故其電壓等於電源3的電 壓。設電橋上部的I GB T將電流供給未圖示的電荷。其 次該I G B T依未圖示的控制指令欲〇 F F時，流經 I G B T的電流轉流於並聯設於充件的緩衝電路。此時流 進緩衝回路的電流通過配線基板的電感L1至電容器16 ，繼續通過第2配線基板的電感L 2流入二極體1 7，最 後自二極管通過第3配線基板的電感L3流進未圖示的負 載。即轉流入緩衝電路的電流通過3個配線基板。 習知的緩衝電路，因配線的電感不比配線的形狀所定 的值小，故上述緩衝電路的配線電感的合計值最低也具有 數百η Η程度的值。而因流進緩衝電路的電流的時間變化 等於I GBT的電流遮斷速度，故轉換速度快的I GBT 並達數kA//z S。此等結果在電流流進緩衝電路的瞬間 ，在配線電感兩端產生以L(d i/d t )顯示的尖峰電 壓，其值達數百V至近1 kV的值。在I GBT的輸入輸 出接頭間，附加上述尖峰電壓加算電容器1 6的充電電壓 的電壓，成爲非常高的過電壓，將壓力加於元件。尤其因 在I G B T遮斷電流中，由於I G B T流通電流的同時加 上過電壓，故由兩者的積產生的瞬間能量，I GBT可會g 甚至破壞。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -20 - 496105 A7 B7 五、發明説明（18 ) 圖1 6的實施例，因如前述緩衝電路配線使用利用上 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 述第1至第4實施例說明的感應電流的配線基板’故無遲 延對應電流轉流於緩衝電路時的時間變化，降低配線的電 感，而可抑制上述尖峰電壓。尤其電流的時間變化爲上述 值時，其等效頻率爲數MHz ，.因隨該高頻率的聯鏈磁通 的時間變化產生感應電流，故其反磁場也大，配線基板的 配線導體1的合成電感減至原來的自感的約1/2。即發 生的尖峰電壓也減半，減輕I G B T的應力的價值非常大 〇 如本實施例由電路構件形狀左右配線長度時，箔狀配 線基板有效，而可彎曲及折曲配線基板使用，故可使配線 長度縮短。 圖18及圖19係顯示與本發明有關的電力變換裝置 用緩衝模塊的實施例的正面圖及側面圖。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本實施例，係將圖1 6所示緩衝電路的配線集積於1 環樹脂基板2 5上的例。本實施例係前述圖5的實施例的 應用，爲將圖1 6加斜線的配線以箔狀貼於樹脂基板2 5 上的例。當然與圖5 —樣，相當於感應導體2的箔爲浮動 電位狀態。由於實施此種集積化，配線長度縮短可減小電 感。 圖2 0係顯示與本發明有關的電力變換裝置用功率模 塊的實施例的構成圖，圖2 1係以電電路顯示裝載於模塊 內部的構件者。 圖2 0中，功率模塊具有裝置二極體2 6及電晶體 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） -21 - 496105 A7 _____ B7 五、發明説明（19 ) 2 7的基板部2 8，及連接設於該基板部2 8的所定位置 及模塊外面的接頭用配線3 1 ，上述基板部2 8，及其上 所裝載的各元件實製法係與習知的模塊相同。即，上述基 板2 8上以錫焊固定A 1 N等絕緣陶瓷板2 9 ，在該絕緣 陶瓷板2 9上固定二極體2 6及電晶體2 7的電極連接用 箔導體3 0，電晶體2 7及二極體2 6的各電極與上述箔 導體3 0係以電接合電纜連接。 本實施例的特徵爲，連接自基板2 8所設電極至模塊 外面接頭的配線使用應用上述第6實施例所示渦電流的配 線基板。依本實施例，隨電晶體2 7及二極體2 6分別轉 換時所生電流的時間變化，配線3 1具有的感應導體2流 過渦電流，與前述第5實施例一樣由渦電流的效果，降低 對配線31的配線導體1的合成電感。由該電感的降低與 既述的實施例一樣分別具有降低尖峰電壓，抑制電壓振動 的低噪音化，及由於減輕配線的電磁能量的低損失化的效 果。又因隨電感的降低，附加於電晶體2 7及二極體2 6 的電壓值下降，致各該元件的轉換損失也降低，結果，也 可使模塊放熱有關的構件小形或低成本化。又，本實施例 說明內裝反相器裝置的1單相分的功率模塊，惟本發明當 然也可適於其他半導體模塊。 圖2 2係顯示與本發明有關的電力變換裝置用功率模 塊的實施例的構成圖’圖2 3係以電電路顯示圖2 2的模 塊內部裝載的構件。 圖2 2中，功率模塊具有以並聯安裝二極體2 6及晶 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝_ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -22 - 496105 A7 ____B7_ 五、發明説明（20 ) 體管2 7組件的基板部2 8，及連接設於其基板部2 8的 所定位置及模塊外面的接頭用配線3 1 ，上述基板部2 8 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ，及其上裝載的各元件的實裝法係與習知的模塊相同。即 ，上述基板2 8上，先以錫焊固定A1N等絕緣陶瓷板 2 9 ，其絕緣陶瓷板2 9上固定二極體2 6及電晶體2 7 的電極連接用箔導體3 0，電接合電纜連接電晶體2 7及 二極體2 6的各電極與上述箔導體。 本實施例的特徵爲，連接自基板部2 8所設的電極至 模塊外而接頭的配線的一部分使用應用上述第6實施例所 示渦電流的配線基板，使流經各電晶體2 7及二極體2 6 的組件的電流均等化。依本實施例，隨電晶體2 7及二極 體2 6分別轉換時所生電流的時間變化，渦電流流入配線 3 1的一部分具有的感應導體2，與前述第6實施例一樣 ，以渦電流的效果降低對配線3 1的配線導體1的合成電 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 感。由該電感的降低，對電晶體2 7 — 1的配線3 1持有 的合成電感及對電晶體2 了― 2的配線3 1的電感相等’ 而可貢獻於流經各電晶體2 7及二極體2 6的組的電流均 等化，也可貢獻於尖峰電壓及轉換損失的均等化，結果可 使模塊動作安全。又本發明係說明以並聯連接二極體2 6 與電晶體2 7組件的功率模塊，惟本發明當然也可適用於 其他半導體模塊。 圖2 4係顯示與本發明有關的電力變換裝置用功率模 塊的實施例圖，顯示模塊一部分的頂面圖。圖2 5係圖 2 4的側面圖。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） - 23 - 496105 A7 B7 五、發明説明（21 ) 圖2 4中，功率模塊具有裝置電晶體2 7及二極體的 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 基板部2 8，及連接於其基板部2 8的所定位置的箔導體 3 〇與段於模塊外面的接頭用配線，上述基板部2 8，及 其上裝載的各元件的實裝法係與習知的模塊相同。即上述 基板2 8上，先以鍚焊固定ALN等絕緣體2 9，在該陶 瓷板2 9上固定電晶體2 7及二極體的電極連接用箔銅體 3 0，並以電纜4 7連接電晶體2 7及二極體的各電極與 上述銅箔3 0。 本實施例的特徵爲設覆蓋半導體，箔導體3 0，接合 電纜4 7頂面，疊層絕緣體1 4的感應導體2。該感應導 體2，設有未圖示穿插連接模塊外部接頭與箔導體3 0的 配線孔3 9及穿插組合模塊時，流入模塊內的膠（g e L )材用孔3 9。依本實施例，隨電晶體2 7及二極體轉換 時產生的電流的時間變化，感應導體2產生渦電流，與前 述第5實施例一樣以渦電流效果即可降低箔導體及接合電 纜4 7的配線電感，尤其如圖3 0所示，因將感應導體2 靠近接合電纜4 了配置，故可貢獻於由渦電流的接合電纜 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4 7的配線電感的降低。由於該電感的降低，與既述的實 施例一樣，分別對因尖峰電壓的降低，抑制電壓振動的低 噪音化，及因減輕配線的電磁能量的低損失化的效果。又 因隨著電感的降低，附加於電晶體2 7的電壓值下降’故 轉換損失也降低，結果也可使模塊放熱有關的構件小形成 低或平化。又，本實施例說明以並聯連接電晶體2 7的功率 模塊的一部分，惟本發明當然適應模塊內整體’並當適用 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X29?公釐） -24 - 496105 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 __B7_五、發明説明（22 ) 於其他半導體模塊。 圖3 4係顯示與本發明有關的電力變換裝置用功率模 塊的實施例的構成圖，圖3 5係以電路顯示圖3 4的模塊 內部裝載的構件者，圖36係顯示圖3 4的剖面的一部分 〇 圖3 4中，功率模塊係具有裝置二極體2 6及電晶體 2 7的基板部2 8及連接設於該基板部2 8的所定位置及 模塊外面的接頭用配線51 ，52，53，54，裝載於 上述基板部2 8，及其上的各元件的實裝法與習知的模塊 相同。即，上述基板2 8上，是爲了絕緣基板2 8與裝載 電路以鍚焊固定A 1 N等絕緣陶瓷板2 9 ，或固定絕緣樹 脂等，在該絕緣陶瓷板2 9上固定二極體2 6及電晶體 2 7的電極連接用箔導體3 0，並以焊接線（Bon ding wire)連接電晶體2 7及二極體2 6的各電極與上述箔導 體3 0。 本實施例的特徵爲，將連接自電極3 0至模塊外面接 頭的配線51 ，52，53，54靠近平行至所定位置配 置於基板2 8。尤其按實驗結果，將圖3 6所示的配線 51 ，52 ，53 ，54與基板28的間隔d爲3mm以 下至少使電感的降低率爲6 0%以上。依本實施例，隨電 晶體2 7及二極體2 6分別轉換時產生的時間變化，在基 板2 8內，與前述圖9所示原理一樣，渦電流流過配線正 下方，其等效電路成爲如圖3 5所示降低配線5 1 ，5 2 ，53 ，54對基板28的合成電感。由於該電感的降低 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) nn ιϋϋ_1 tm turn - m.— β—ίτβ. ml m n —ϋϋ · 一裝· 訂 参 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） -25 - 496105 A7 _ B7___ 五、發明説明（23 ) ，與觀述實施例一樣，可使因尖峰電壓的降低，電壓振動 的抑制的低噪音化，而可抑制固半導體控制配線5 1 ， 5 2與半導體輸入輸出配線5 3 ，5 4間等電磁結合的該 動作。又由減輕半導體輸入輸出配線5 3，5 4的電磁能 量，具有低損失化的效果，降低轉換時附加於電晶體2 7 及二極體2 6的電壓值，降低此等半導體元件所生的損失 。故，也可使模塊放熱有關的構件也形成低成本化。又本 發明係說明內裝反相器裝置所用將換元件及二極體的並聯 電路的功率模塊，惟本發明當也可適用於其他半導體模塊 。圖2 6係顯示與本發明有關的電力變換裝置用控制電路 基板的實施例的頂面圖。圖2 7係圖2 6的側面圖。 圖2 6中控制電路基板5 0 (以下稱印刷配線基板 5 0。）雖未圖示惟實際上裝有驅動功率半導體元件用的 激勵電路及控制該激勵電路用的微電腦及其其周邊電路及 控制電路用電源等，完裝法與習知的印刷配線基板相同。 即上述印刷配線基板5 0上，疊層箔導體3 0，該箔導體 3 0固定各電路構件4 9 ，以構成控制電路。 本實施例的特徵爲，使用應用前述的電路配線有關的 第6實施例所示渦電流的配線基板在印刷配線基板上跨接 配線。用該渦電流的配線基板係在感應導體2兩側疊層絕 緣體1 4，並在不與前述印刷配線基板5 0接觸側所設絕 緣體1 4頂面固定配線導體1的構成，連接各連接接頭。 又，感應導體2，雖未圖示，惟與連接接頭5的一端以電 接觸的構成也可。依本實施例，欲轉換功率半導體元件時 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝· 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -26 - 496105 A7 ___B7 五、發明説明（24 ) ，須自激勵電路將激勵電力供給功率半導體元件，轉換時 至控制電路，尤至激勵電路的電源配線及至功率半導體元 件的信號配線流通隨轉換時間變化的電流。各該配線，使 用用前述渦電流的跨接配線時，與前述主電路有關的第6 實施例一樣，以渦電流效果即可降低配線電感，並少降低 與其他控制用信號配線的干擾。結果，可貢獻於降低控制 電路的誤動作，而可構成高可靠的電力變換裝置。 其次說明依上述實施例所述的本發明的配線基板的製 造方法。圖2 8，圖2 9 ，圖3 0係顯示配線基板及製造 方法的側面圖及構成圖。 圖2 8係配線基板的側面圖，另顯示平行附貼配線導 體1與絕緣體1 4或高電阻體1 4與感應導體2配置的配 線基板的一部分的側面圖。連接接頭，雖未圖示，惟採用 用螺栓的方式或用鍋焊接合及接合（bonding)等。圖 2 9顯示用滾筒的熱壓接的製造方法，雖未圖示，惟滾筒 4 4其有加熱器。將接著面塗熱硬化性接著劑的配線導體 1及絕緣體14或高電阻件14與感應導體2重疊插入加 熱狀態的滾筒4 4予以熱壓接，分別予以固定。圖3 0表 示使用沖壓機械熱壓接的製造方法，雖未圖示，惟沖壓機 械4 5具有加熱器。將接觸面塗熱硬化性接著劑的配線導 體1與配線導體1或高電阻體14與感應導體2重疊加熱 狀態的沖壓機械4 5的壓床板上，熱壓接分別予以固定。 上述所有實施例所述本發明，當然也可適用於使用控 制級可關斷桂可控整流器（gate turn off thyristor) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) •裝·
、1T 經濟部智慧財產局員工消費合作社印t -27 - 496105 A7 B7 五、發明説明（25 ) 等其他功率半導體元件的電力變換裝置。 〔發明的效果〕 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 如以上所述，依本發明’可大幅降低電力變換裝置的 電性連接的配線電感。該效果爲可減輕附加於功率元件的 尖峰電壓可使元件動作安全，並減輕配線的電磁能量的結 果，降低緩衝電路的損失，且抑制電壓及電流的振動以達 低噪音化，且可降低電磁放射噪音。 又，具有降低元件的轉換損失，可使散熱鰭片小型化 等各種效果，分別可實現對電力變換裝置有益的特性。 圖示的簡單說明： 圖1:顯示本發明的電力變換裝置的一實施例的主回 路側面圖。 圖2:圖1的頂面圖。 圖3 :說明圖1的電感降低原理的圖。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 圖4 :顯示本發明的電力變換裝置的一實施例的配線 側面圖。 圖5:顯示本發明的電力變換裝置的一實施例的配線 側面圖。 圖6:顯示本發明的電力變換裝置的一實施例的主回 路外觀圖。 圖7:顯示本發明的電力變換裝置的一實施例的配線 說明圖。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -28 - 496105 A7 _B7 五、發明説明（26 ) 圖8:圖7的頂面圖。 圖9 :說明圖7的電感降低原理的圖。 圖1 0 :顯示本發明的電力變換裝置的一實施例的主 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 電路說明圖。 圖11:圖10的頂面圖。 圖1 2 :說明圖1 0的電感降低原理的圖。 圖13:圖12的頂面圖。 圖14:圖12的等價電路圖。 圖1 5 :說明圖1 0的電感降低原理的圖。 圖16 :顯示本發明的電力變換裝置的一實施例的緩 衝電路外觀圖。 圖1 7 :含於圖1 6。 圖1 8 :顯示本發明的電力變換裝置的一實施例的緩 衝模塊正面圖。 圖19 :顯示本發明的電力變換裝置的一實施例的緩 衝模塊側面圖。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 圖2 0 :顯示本發明的電力變換裝置的一實施例的動 力模塊構成圖。 圖21:顯示圖20的構件及配線的電路圖。 圖2 2 :顯示本發明的電力變換裝置的一實施例的動 力模塊構成圖。 圖2 3 :顯示圖2 2的構件及配線的電路圖。 圖2 4 :顯示本發明的電力變換裝置的一實施例的動 力模塊的頂面圖。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（21 〇 X 297公釐） -29 - 496105 A7 B7 五、發明説明（27 ) 圖2 5 :圖2 4的側面圖。 圖2 6 :顯示本發明的電力變換裝置的一實施例的控 制電路基板的頂面圖。 圖27 :圖26的側面圖。 圖2 8 :本發明的配線基板的剖面圖。 圖2 9 :顯示本發明的配線基板的製造方法的構成圖 〇 圖3 0 :顯示本發明的配線基板的製造方法的構成圖 〇 圖31:本發明的配線基板的實驗用配線基板的構成 圖。 圖3 2 :顯示圖3 1的實驗結果的曲線圖。 圖3 3 :顯示圖3 1的實驗結果的曲線圖。 圖3 4 :顯示本發明的電力變換裝置的一實施例的動 力模塊的構成圖。 圖3 5 :顯示圖3 4的構件及配線的電路圖。 圖36:圖34的側面圖。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -30 -