[发明专利]电力转换装置以及搭载该电力转换装置的铁道车辆

说明书

技术领域

本发明涉及一种电力转换装置以及搭载该电力转换装置的铁道车辆，尤其涉及一种对高电压·大电流电力转换装置的功率模块进行驱动的栅极驱动电路的安装构造。

背景技术

在将直流电转换为交流电的逆变器、或将交流电转换为直流电的转换器中，IGBT等功率模块被广泛使用。该功率模块通过在变换器的控制逻辑部搭载的微机等发出的PWM信号，经由栅极驱动电路，由开、关信号驱动。从该栅极驱动电路向功率模块发送信号的手段是栅极配线。

如日本特开平6-45518号公报(专利文献1)所记载的那样，该栅极的配线方式是一种形成为将功率器件配置于下层、在其上方配置控制基板的双层的构造，通过销构造连接栅极配线的方式。该方式在使用具有1200V以下的耐压的功率模块的情况下，功率模块的主端子设于功率模块的端部，因此容易构成。

另一方面，在铁道用电力转换装置或铁钢用电力转换装置或风力用电力转换装置中，采用具有1.7kV以上的耐压的功率模块。在具有1.7kV以上的耐压的功率模块中，功率模块的主端子为了确保端子间或距离散热板的金属的空间绝缘距离或缘面绝缘距离，在功率模块的上表面以均等距离配置。因此，栅极控制端子或接地控制端子或高压的检测端子被配置于模块的较小端部的区域。另一方面，驱动功率模块的栅极驱动电路由于搭载有信号输入部、电源输入部、逻辑部、保护电路部或栅极电阻等，所以栅极驱动电路的规模大，难以配置在模块的上部。

另外，为了使逆变器小型化，3相的功率模块接近配置，因此，栅极驱动电路配置于远离功率模块的场所。作为用于驱动该功率模块的配线方式，如日本特开2007-185026号公报(专利文献2)记载的那样，有使用具有绝缘被膜的配线的方式。通过使用绝缘被膜的配线以用于高压用，由此确保端子间、母线或散热板的绝缘可靠性。

另外，作为用于驱动功率模块的配线方式，如日本特开昭61-227661号公报(专利文献3)记载的那样，提出一种栅极侧和阴极侧的配线使用导体基板，导体基板间借助绝缘物连接的方式。

先行技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平6-45518号

专利文献2：日本特开2007-185026号

专利文献3：日本特开昭61-227661号

在铁道用电力转换装置、铁钢用电力转换装置或风力用电力转换装置中，如所述记载的那样，使用具有1.7kV以上的耐压的功率模块。另外，为了实现逆变器的小型化，将功率模块接近配置，如专利文献2记载的那样，使用实施绝缘被膜的栅极配线作为高压用线。但是，在栅极配线长的情况下，栅极的配线电感变大，有可能在栅极产生规定电压以上的过电压，或受到流通于主电路配线的电流引起的电场的影响。因此，虽然通过将栅极和发射极做成接近线(寄り線)来降低电感，但存在组装的工时数增加的问题。

另外，在专利文献3记载的栅极配线方式中，提出一种栅极侧和阴极侧的配线采用导体基板，导体基板间经由绝缘物连接的方式。在该方式中，虽然对于栅极配线的电感的减少、组装工时数的减少有效，但是难以确保栅极侧的导体基板或阴极侧的导体基板与功率模块的主端子或散热板的金属之间的空间绝缘距离或缘面绝缘距离。

发明内容

因此，本发明是鉴于上述问题而提出的，提供一种对组装性优越、确保绝缘性、耐噪音性优越的功率模块进行驱动的栅极驱动电路·配线构造。

为了达成所述目的，在本发明中，电力转换装置具有：

功率模块，其具备：高压的主端子、接地主端子、驱动用的栅极控制端子和接地控制端子；

电容器，其具有电源端子和接地端子；

主电路配线，其连接功率模块的主端子和电容器的端子；以及

栅极驱动电路，其驱动功率模块，

其特征在于，

栅极驱动电路具有搭载信号输入部、电源输入部、逻辑部、保护电路部和栅极驱动部的第一基板，

在第一基板与栅极控制端子、接地端子之间，具有借助绝缘机构而做成层压构造的栅极配线的导体板与接地配线的导体板，

在栅极配线的导体板与接地配线的导体板的表面具有绝缘机构。

发明效果

根据本发明，能够提供一种对组装性优越、确保绝缘性、耐噪音性优越的功率模块进行驱动的栅极驱动电路·配线构造。

附图说明

图1是从横向观察第一实施例的逆变器装置的构造图。

图2是将第一实施例的逆变器装置的电容器和母线取下时从上面观察的构造图(1相部分)。