[发明专利]变流器

说明书

本发明涉及一种包括至少一个半桥(12，13，14)的变流器(10)，半桥分别带有至少一个电容器(21，22，23)、至少一对(20)功率半导体(18，19)和布置在基板(11)上的相分支(15，16，17)，其中至少一个电容器(21，22，23)与至少一对(20)功率半导体(18，19)形成换向电路(25)。在此，至少一对(20)功率半导体(18，19)安装在基板(11)的第一侧(30)上并且至少一个电容器(21，22，23)安装在基板(11)的第二侧(31)上。

技术领域

本发明涉及一种变流器，其构造用于使直流电和交流电相互转换。这类变流器在此也能够构造用于将直电流转换成交流电。此外，这样的变流器也能够构造用于将交流电转换成直流电。此外存在一种变流器，其选择性地实现了这两个转换方向。此外，变流器能够构造用于通过电压中间电路使交流电压相互转换。

背景技术

由DE 10062075A1公知了一种具有集成的中间电路电容器的变流器，其在机动车中连接到直流电压网处。该变流器包括三个半桥，这些半桥布置在一个模块中并且具有多个中间电路电容器。此外，半桥配备有多个高压侧开关和多个低压侧开关。半导体开关用作高压侧和低压侧开关。此外，电容器在半桥上形成中间电路。中间电路的分布到多个电容器上的电荷存储器使得能够保持很小的寄生导线电感，从而降低了能够在半导体开关处出现的过压。

EP 2328392A2公开了一种多相位交流电变流器，其具有至少一个功率半导体和至少一个电容器，其形成直流中间电路。在此，至少一个功率半导体安装在印刷电路板上，该印刷电路板属于功率模块。此外，至少一个电容器布置在单独的电路板上，该电路板安装在直接位于功率模块上方的平行面中。在电路板和印刷电路板之间布置有至少一个金属体，该金属体使功率模块与印刷电路板电连接。此外，在电路板的电路和印刷电路板的印刷电路之间借助焊棒(Loetstiften)形成另外的电连接。根据EP 2328392A2的变流器包括总共三个半桥，其中每个半桥都配备有一个用于交流电的相分支。

以上描述的变流器具有缺点，即在运行期间能够出现过压，该过压需要超尺寸的功率半导体开关。此外，这种类型的变流器是有损耗的并且需要较多的构造空间。这种类型的变流器也对环境影响是敏感的并且相应地易受干扰。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种变流器，其能够克服现有技术中的上述缺点并且在此能够以较简单的和降低成本的方法进行生产。

根据本发明的变流器包括至少一个半桥，该半桥具有直流电压接口和用于交流电的相接口。变流器能够通过直流电压接口与直流电源连接，并且相接口设计成相分支。在此，至少一个半桥配备有至少一个电容器和至少一对功率半导体，其与相分支共同布置在基板上。此外，至少一个电容器和至少一对功率半导体形成换向电路，其用于在直流电压和交流电压之间进行转换。在此，至少一对功率半导体安装在基板的第一侧上并且至少一个电容器安装在基板的第二侧上。该布置使得将功率半导体和至少一个电容器彼此连接的电线的长度能够最小化。由于属于换向电路的电线的长度减小，所出现的换向电路电感同样被最小化。由此，在断开功率半导体时能够出现的过压被最小化，从而功率半导体能够对于降低的阻断电压来设定规格。此外，如此确保了降低的断开损耗，这使得能够实现更高的效率。同样，降低的断开损耗使得能够以提高了的速度来执行开关过程。

与公知的变流器相比，根据本发明的变流器能够接通更高的电流。此外，多个功率半导体的并联连接通过在各个换向电路中的均匀的和降低了的电感而变得更容易。由此总体上实现了均匀的电流分配。

此外，能够省弃附加的电路元件或者保护装置，其用于限制在功率半导体处的过压。根据本发明的变流器具有高度的鲁棒性，并且是紧凑的且能够以成本低廉的方式来制造。根据本发明的变流器还能够以SMD印刷电路板技术来制造，由此确保了成本低廉的制造。此外，根据本发明的变流器允许了使用具有较低的电容的陶瓷电容器，其是鲁棒的并且具有高寿命。

在本发明的优选的实施方式中，基板能够构造成陶瓷基板或者印刷电路板。