[发明专利]逆变器单元有效

专利信息
申请号: 201410239378.7 申请日: 2014-05-30
公开(公告)号: CN104218829B 公开(公告)日: 2017-07-07
发明(设计)人: 绀谷一善 申请(专利权)人: 株式会社丰田自动织机
主分类号: H02M7/48 分类号: H02M7/48
代理公司: 北京集佳知识产权代理有限公司11227 代理人: 杜诚,陈炜
地址: 日本爱知*** 国省代码: 暂无信息
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摘要:
搜索关键词: 逆变器 单元
【说明书】:

技术领域

本发明涉及一种逆变器单元,该逆变器单元具有以预定间隔布置以面向彼此的一对电路板。

背景技术

日本未审查专利公开第2000-133768号公开了功率半导体模块。该功率半导体模块包括其中依次层压了金属板、绝缘层和铜箔图案的绝缘金属基板。铜箔图案包括具有功率半导体器件诸如IGBT(绝缘栅双极型晶体管)的主电路图案区域,以及具有控制半导体器件的控制电路图案区域。主电路图案区域与控制电路图案区域被线性分离器彼此分离。

在具有功率半导体器件的主电路图案区域与具有控制半导体器件的控制电路图案区域被线性分离器彼此分离的上述功率半导体模块中,可以通过金属板来抑制功率半导体器件的切换所产生的噪声传送到控制半导体器件。

对于作为半导体模块的逆变器单元的尺寸缩小以及输出功率增大有越来越多的需求。为了满足这样的需求,提出了:应当将逆变器单元的电路部件,包括多个功率器件、多个电容器和控制器件,分离地布置在多个电路板上,并且这样的电路板应当彼此相距预定间隔来布置。在这样的逆变器单元中,在包括功率器件和电容器的主电路中有大电流流动,而在包括用于控制主电路的切换的控制器件的控制电路中有相比于主电路中的电流相对小的电流流动。尽管逆变器单元的各个部件具有不同的尺寸和形状,但是主电路的部件和控制电路的部件在逆变器单元的单个电路板上的混合布置可以增大部件的安装密度并且实现逆变器单元的尺寸缩小。

然而,上述逆变器单元具有以下问题:在功率器件的切换期间出现噪声,并且由于大电流在主电路中流动而出现高发热。因此,需要抑制噪声和热量传送至逆变器单元的控制电路。

本发明旨在提供一种抑制功率器件的噪声产生和主电路的发热对逆变器单元的控制电路造成的影响的逆变器单元。

发明内容

根据本发明的一个方面,逆变器单元包括以预定间隔布置以便面向彼此的第一电路板和第二电路板。第一电路板和第二电路板中的每个电路板具有主电路形成区域。多个功率器件安装在第一电路板的主电路形成区域中,并且形成主电路,该主电路包括多个功率器件。多个电容器电连接至该多个功率器件,并且安装在第二电路板的主电路形成区域中。控制电路控制主电路的操作。第二电路板包括与主电路形成区域分离的控制电路形成区域。控制电路包括在第二电路板的控制电路形成区域中形成的第一控制电路。连接到功率器件之间的节点的输出端子被布置在所述第一电路板上,并且输出端子穿过第二电路板上的主电路形成区域而突出。

根据下面的描述,结合附图,本发明的其他方面和优点将变得明显,该附图通过示例示出了本发明的原理。

附图说明

参照本优选实施方式的以下描述和附图,可以最佳地理解本发明以及本发明的目的和优点,在附图中:

图1是根据本发明的实施方式的逆变器单元的分解透视图;

图2是图1的逆变器单元的主电路的等效电路视图;

图3A和图3B分别是图1所示的主电路板和电容器电路板的平面视图;以及

图4A和图4B分别是根据本发明的实施方式的变型的主电路板和电容器电路板的平面视图。

具体实施方式

下面将参照附图描述根据本发明的实施方式的逆变器单元。在附图中,相同部件或具有相同特征的部件由相同的符号表示,并且将省略对其的重复描述。注意,为了附图的清晰,使用与实际元件的尺寸比率不同的尺寸比率示出了附图中的一些元件。

参照图1,数字1表示根据本发明的实施方式的逆变器单元。逆变器单元1是用于驱动三相电机的三相逆变器单元。

如图2所示,逆变器单元1的主电路跨正输入端P和负输入端N而被供电,并且包括连接在三相桥配置中的六个功率器件Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6,诸如MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管),以及分别与功率器件Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6反向并联连接的飞轮(flywheel)二极管D1、D2、D3、D4、D5、D6。IGBT可以用作为功率器件Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6。

功率器件Q1、Q2跨正输入端P和负输入端N串联连接。U相输出端U连接至功率器件Q1、Q2之间的节点。功率器件Q3、Q4跨正输入端P和负输入端N串联连接。V相输出端V连接至功率器件Q3、Q4之间的节点。功率器件Q5、Q6跨正输入端P和负输入端N串联连接。W相输出端W连接至功率器件Q5、Q6之间的节点。

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