[发明专利]用于开关模块的电容器基板单元

说明书

本发明对针对开关模块的用于电源滤波的电容器基板单元进行小型化，该开关模块将低电压的直流电转换为交流电并驱动三相交流电动机。导电性高分子铝电解电容器即多个单位电容器(101)连接在与正侧电源端子(125P)相连的正侧第1导电板(10P0)和与负侧电源端子(124N)相连的负侧第2导电板(10N)间，与开关模块(90B)相连的3对分割电源端子台(130B)的每一对中配置有3列以上的电容器列，在端子台的中间位置配置有1列以上的电容器列。由此，能够使并联连接的多个电容器的纹波电流均等化，防止各电容器的温度上升。

技术领域

本发明涉及针对例如车辆行驶用的三相交流电动机的驱动电路所使用的功率转换单元、尤其是构成该功率转换单元的半导体开关元件模块的电源滤波用电容器基板的改良。

背景技术

以下功率转换单元已被广泛实际运用，即：通过串联连接的锂离子电池，将产生300V～400V的输出电压的车载电池的直流电压转换成交流电压，对车辆行驶用的三相交流电动机进行旋转驱动，或者，将下坡行驶或减速行驶时因电动机的惯性旋转而产生的三相交流发电电压整流为直流电压并进行车载电池的再生充电。

此处使用的电动机(电动发电机)包括：具有U、V、W相的一组三相绕组的电动机；或者为了使流过大电流的粗线的绕组作业变得容易而利用中等粗的两根线来进行卷绕、将其在电动机的出口处并联连接最终作为一组三相绕组的电动机；或者分开中等粗的两根线从而具备U1、V1、W1相与U2、V2、W2相的两组三相绕组的电动机。

此外，与电动机连接的开关模块包括：产生一组三相交流电压并提供给一组三相绕组的开关模块；或者虽然产生两组三相交流电压并提供给两组三相绕组、但两组三相交流电压为同一相位、最终以一组三相交流电压进行动作的同相双重三相方式的开关模块；以及两组三相交流电压设有例如30度的相位差、由此抑制电动机的旋转纹波变动(cogging：齿槽效应)的倾斜双重三相方式的开关模块，在同相双重三相方式的情况下，其目的在于分散对电动机电流(负载电流)进行断续的开关元件的发热。

另一方面，为了利用将多个开关元件形成为一体的开关模块来抑制伴随对负载电流进行断续控制而产生的电源电压的脉动变动，在直流电源部使用电源滤波用电容器，但由于积蓄于该电容器的静电能量由充电电压的平方与静电电容之积所决定，因此为了积蓄相同的静电能量，系统电压预先设定得较高的一方能使用较小的静电电容的电容器。相反，若系统电压较低，则需要较大的静电电容，另一方面电容器的体积得以小型化，但需要注意电容器的并联连接，需要使分流的纹波电流均等化。

例如，根据下述专利文献1“功率转换用功率单元”的图1、图12，包含被推测为薄膜电容器的24个单位电容器9u在内的滤波电容器9集中排列在大电流布线基板15上，连接至由6个双极晶体管构成的功率模块1并向三相电动机12进行供电，在图3、图14的情况下，包含被推测为薄膜电容器的24×2个单位电容器9u在内的滤波电容器9a、9b集中排列在大电流布线基板15的表面与背面，分别连接至由6个双极晶体管构成的一对功率模块1a、1b，并向双重三相电动机12a进行供电。

另一方面，根据下述专利文献2“功率转换装置”的图1、图2、图17、段落0025、0026、0031，例如300V的直流电源12被升压器11升压至600V，并施加于被推测为薄膜电容器的电容器2，经由6个半导体模块3向双重三相交流电动机13、13进行供电，该半导体模块3由正负2个双极晶体管32a、32b构成。

并且，各个半导体模块3的直流端子30与电容器2的电极端子20个别螺纹紧固连接(参照图17)，力图实现电流分散与寄生电感的降低。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2001-352767号公报(图1、摘要说明)

专利文献2：日本专利特开2010-104204号公报(图1、摘要说明)

发明内容