專利名稱：功率逆變器裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種使用開(kāi)關(guān)元件的功率逆變器(變換器)裝置，更確切地說(shuō)，涉及一種使在其中的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件的轉(zhuǎn)換過(guò)程中引起的浪涌電壓可以降低的功率逆變器裝置。
已知在通過(guò)利用半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件構(gòu)成的功率逆變器裝置中，在半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件的轉(zhuǎn)換過(guò)程中會(huì)引起尖峰脈沖浪涌電壓。當(dāng)假設(shè)該裝置的輸電母線本身的雜散寄生電感為L(zhǎng)，以及電流變化率為di/dt，在其中就會(huì)感應(yīng)產(chǎn)生幅值為-L·di/dt的浪涌電壓。近來(lái)，半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件的開(kāi)關(guān)速度增加，電流變化率也在增加，因此，感應(yīng)的浪涌電壓的數(shù)值勢(shì)必增加。由于這種原因，為了保護(hù)半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件不致因這種浪涌電壓而破壞，采取很多技術(shù)措施來(lái)降低輸電母線的電感。
例如，JP-A-7-203686(1995)公開(kāi)了這類用于降低上述輸電母線的電感的其中一種技術(shù)措施，在下文將其稱為第一常規(guī)技術(shù)，其中通過(guò)有沿彼此相反方向流動(dòng)電流的兩條輸電母線中的每一母線都是由具有一定寬度的導(dǎo)電板構(gòu)成，兩個(gè)導(dǎo)電板位置靠近。參照
圖10解釋第一常規(guī)技術(shù)。在圖10所示電路示意圖中，DC電源裝置1和三相逆變器裝置2經(jīng)由正極側(cè)和負(fù)極側(cè)兩條功率輸電母線相連。由于電流總是沿相反的方向通過(guò)這兩條輸電母線，由各自電流產(chǎn)生的兩相反磁通由于這兩條輸電母線位置靠近而抵消。因此，降低了對(duì)應(yīng)輸電母線的電感L1和L2。
另外，JP-A-131981(1995)公開(kāi)了另一種用于降低輸電母線電感的技術(shù)措施，下文稱為第二常規(guī)技術(shù)，其中采用的集中輸電母線條是通過(guò)層疊多個(gè)導(dǎo)電板同時(shí)在其間插入絕緣材料構(gòu)成的。利用這種第二技術(shù)措施，也可以降低輸電母線的電感，并且通過(guò)使用該集中輸電母線條還可減少組裝功率逆變器裝置的步驟。
在較大容量的功率逆變器裝置中，裝置的尺寸加大，輸電母線的電感增加，因此，通常為每一功率逆變器裝置裝設(shè)用于濾波的DC電容器組。例如，構(gòu)成如圖4中所示的電路，該電路用于一中性點(diǎn)箝位的三電平式逆變器。圖4中所示的逆變器分別裝有用于濾波的DC電容器組31和32。當(dāng)逆變器裝有這些用于各相的濾波電容器組時(shí)，在其中的開(kāi)關(guān)元件轉(zhuǎn)換過(guò)程中引起的浪涌電壓的幅值是由濾波用電容器組和逆變器中的開(kāi)關(guān)元件之間的電感數(shù)值確定的。因此，防止了受具有大電感的DC母線影響的高電壓浪涌的產(chǎn)生。
然而，當(dāng)利用快速開(kāi)關(guān)元件例如IGBT作為半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件時(shí)，變化電流的變化速率也大，因此，即使在逆變器內(nèi)部也需要盡可能多地降低輸電母線的電感。然而，當(dāng)將上述常規(guī)技術(shù)措施應(yīng)用于圖4所示的中性點(diǎn)箝位的三電平式逆變器時(shí)，會(huì)出現(xiàn)如下的問(wèn)題。
在中性點(diǎn)箝位的三電平式逆變器中，使用6條輸電母線條51到56。當(dāng)應(yīng)用第一技術(shù)措施時(shí)，需要將總是沿相反方向流動(dòng)電流的兩條輸電母線條彼此靠近設(shè)置。然而，流經(jīng)各輸電母線條的電流根據(jù)各開(kāi)關(guān)元件的開(kāi)關(guān)狀態(tài)的不同以及在中性點(diǎn)箝位的三電平式逆變器中的負(fù)載電流的方向的不同而變化，所以不存在其中電流總是相反的兩條輸電母線條組合的情況。因此，即使某些兩輸電母線條靠近設(shè)置，按照某些逆變器的工作方式也不可能實(shí)現(xiàn)有效地降低電感，并不能抑制浪涌電壓。
一方面，雖然采用第二技術(shù)措施能制備一些用于輸電母線條的具有較寬寬度和相同尺寸的導(dǎo)電板并且將6個(gè)已制備的導(dǎo)電板經(jīng)過(guò)相應(yīng)各絕緣材料靠近設(shè)置。在這種狀況下，可以實(shí)現(xiàn)降低輸電母線條的電感。然而，對(duì)于中性點(diǎn)箝位的三電平式逆變器，輸電所需的導(dǎo)電板必須按六層層疊，這就產(chǎn)生了結(jié)構(gòu)復(fù)雜的問(wèn)題。例如，當(dāng)將一電氣元件的端部連接到某一輸電母線條上時(shí)，對(duì)于其余的五個(gè)輸電母線條需要形成對(duì)應(yīng)的貫穿孔，以防止與該連接部分電接觸。因此，使制造成本增加。除了由于需要6個(gè)相同尺寸的導(dǎo)電板引起的上述問(wèn)題之外，用于輸電的輸電母線條的重量增加，從而帶來(lái)了裝置的機(jī)械性能不穩(wěn)定的問(wèn)題。
本發(fā)明的目的是提供一種功率逆變器裝置，能在所有的運(yùn)行狀態(tài)下降低浪涌電壓并具有簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)。
根據(jù)實(shí)現(xiàn)上述目的的本發(fā)明的第一方面的利用一些板形導(dǎo)體通過(guò)將多個(gè)半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件、二極管和電容器連接起來(lái)構(gòu)成的功率逆變器裝置，其特征在于，這些板形導(dǎo)體包括一個(gè)板形導(dǎo)體，在任一半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件進(jìn)行轉(zhuǎn)換之前和之后不通過(guò)電流，并且在一第一板形導(dǎo)體上方，該第一板形導(dǎo)體或者在所有的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件轉(zhuǎn)換之前或者轉(zhuǎn)換之后流過(guò)電流，其余的板形導(dǎo)體經(jīng)過(guò)絕緣材料安裝。
由于或者在所有半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件轉(zhuǎn)換之前或者之后，電流流過(guò)第一板形導(dǎo)體，當(dāng)任一半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件進(jìn)行轉(zhuǎn)換時(shí)，流經(jīng)第一板形導(dǎo)體的電流或者上升或者下降。另一方面，在半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件轉(zhuǎn)換過(guò)程中，在其它的板形導(dǎo)體中的任一個(gè)，電流相對(duì)于在第一板形導(dǎo)體中的電流變化沿相反的方向或者下降或者上升。由于其它的板形導(dǎo)體配置在第一板形導(dǎo)體的上方，在轉(zhuǎn)換半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件的轉(zhuǎn)換期間，上升的電流和下降的電流可以彼此靠近，因此，由于電流變化引起的磁通變化可以彼此抵消，在轉(zhuǎn)換之前和之后的磁通可以保持恒定。因此，在半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件的轉(zhuǎn)換過(guò)程中產(chǎn)生的浪涌電壓可以降低。
根據(jù)本發(fā)明的第二個(gè)方面，一種中性點(diǎn)箝位的三電平式功率逆變器裝置實(shí)現(xiàn)了上述目的，其包括第一到第四半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件；第一板形導(dǎo)體，將第一半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件和第二半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件串聯(lián)；第二板形導(dǎo)體，具有AC端，將第二半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件和第三半導(dǎo)體形關(guān)元件串聯(lián)；第三板形導(dǎo)體，將第三半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件和第四半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件串聯(lián)；一電容器，具有中間電壓點(diǎn)，其與經(jīng)過(guò)第四和第五板形導(dǎo)體串聯(lián)的第一到第四半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件相并聯(lián)；第一二極管，它的一端經(jīng)過(guò)第六板形導(dǎo)體連接到電容器的中間電壓點(diǎn)，它的另一端連接到第一板形導(dǎo)體，連接極性使來(lái)自電容器的中間電壓點(diǎn)的正向電流流向第一板形導(dǎo)體；以及第二二極管，它的一端連接到第六板形導(dǎo)體，它的另一端連接到第三板形導(dǎo)體，連接極性使來(lái)自第三板形導(dǎo)體的正向電流流向電容器的中間電壓點(diǎn)，其特征在于，第一到第五板形導(dǎo)體經(jīng)過(guò)絕緣材料配置在第六板形導(dǎo)體的上方。
由于或者在所有半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件的轉(zhuǎn)換之前或者之后電流流過(guò)第六板形導(dǎo)體，當(dāng)任一半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件進(jìn)行轉(zhuǎn)換時(shí)，流經(jīng)第六板形導(dǎo)體的電流或者上升或者下降。另一方面，在半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件的轉(zhuǎn)換期間，在第一到第五板形導(dǎo)體中的任一個(gè)，電流相對(duì)于在第六板形導(dǎo)體的電流變化沿相反方向或者上升或者下降。由于第一到第五板形導(dǎo)體配置在第六板形導(dǎo)體的上方，在半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件轉(zhuǎn)換的過(guò)程中的上升電流和下降電流可以彼此靠近，因此，電流的變化引起的磁通變化彼此抵消，在轉(zhuǎn)換之前和之后的磁通可以保持恒定。因此，在轉(zhuǎn)換半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件的過(guò)程中產(chǎn)生的浪涌電壓可以降低。
實(shí)現(xiàn)上述目的本發(fā)明的第三方面，其特征在于，第一到第五板形導(dǎo)體配置在一公共平面內(nèi)。
通過(guò)其它的板形導(dǎo)體配置在一公共的平面內(nèi)，在功率逆變器中的輸電可以按兩層即在第六板形導(dǎo)體及第一到第五板形導(dǎo)體中進(jìn)行，這樣提高了裝置的機(jī)械穩(wěn)定性。
實(shí)現(xiàn)上述目的的本發(fā)明的第四方面，其特征在于，絕緣材料是一空氣層。通過(guò)利用空氣層作為絕緣材料，僅利用其間的一個(gè)絕緣間隔就可實(shí)現(xiàn)第六板形導(dǎo)體和第一到第五板形導(dǎo)體的配置，這樣簡(jiǎn)化了功率逆變器裝置的結(jié)構(gòu)。
實(shí)現(xiàn)上述目的的本發(fā)明的第五方面，其特征在于，在多個(gè)半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件之中在最高電壓側(cè)的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件和在最低電壓側(cè)的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件靠近電容器配置。
通過(guò)將最高電壓側(cè)的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件和在最低電壓側(cè)的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件靠近電容器配置，連接在最高電壓側(cè)的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件、在最低電壓側(cè)的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件和電容器的板形導(dǎo)體的長(zhǎng)度縮短，因此，由于流經(jīng)板形導(dǎo)體的電流變化引起的浪涌電壓被降低。
實(shí)現(xiàn)上述目的的本發(fā)明的第六方面，其特征在于，第一板形導(dǎo)體設(shè)有一用于在第一半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件的連接點(diǎn)和第二半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件的連接點(diǎn)之間的第一二極管的連接點(diǎn)。
通過(guò)提供該用于在第一半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件的連接點(diǎn)和第二半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件的連接點(diǎn)之間的第一二極管的連接點(diǎn)，在第一半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件的轉(zhuǎn)換過(guò)程中發(fā)生變化的電流的路徑限制于第一半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件和第一二極管之間，因此降低了浪涌電壓。
實(shí)現(xiàn)上述目的的本發(fā)明的第七方面，其特征在于，第三板形導(dǎo)體設(shè)有一用于在第三半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件的連接點(diǎn)和第四半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件的連接點(diǎn)之間的第二二極管的連接點(diǎn)。
通過(guò)提供該用于在第三半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件的連接點(diǎn)和第四半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件的連接點(diǎn)之間的第二二極管的連接點(diǎn)，在第四半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件轉(zhuǎn)換的過(guò)程中發(fā)生變化的電流的路徑限制于在第四半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件和第二二極管之間，因此降低了浪涌電壓。
圖1是表示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的功率逆變器裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1中所示功率逆變器裝置的側(cè)視圖；圖3是表示半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件11到14，二極管21和22、濾波用電容器31和32以及圖1中的板形導(dǎo)體56之間連接關(guān)系的示意圖；圖4是由圖1中所示的功率逆變器裝置構(gòu)成的三相AC電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的電路圖；圖5A、5B和5C是表示在中性點(diǎn)箝位的三電平式逆變器電路中的三個(gè)電流路徑的示意圖；圖6A、6B和6C是表示在中性點(diǎn)箝位的三電平式逆變器電路中的另三個(gè)電流路徑的示意圖；圖7A、7B、7C和7D是表示在圖1中所示功率逆變器裝置中的電流路徑的示意圖；圖8A、8B、8C和8D是表示在圖1中所示功率逆變器裝置中另一些電流路徑的示意圖；圖9A、9B和9C是表示在圖8A、8B和8C中所示的電流路徑中的有效電流路徑的示意圖；圖10是常規(guī)逆變器裝置的電路圖；下面參照附圖詳細(xì)解釋本發(fā)明的實(shí)施例。
圖1是表示本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的功率逆變器的結(jié)構(gòu)示意圖。此外，根據(jù)本發(fā)明的功率逆變器裝置是一中性點(diǎn)箝位的三電平式逆變器。
在根據(jù)本發(fā)明該實(shí)施例的功率逆變器裝置中，在模塊中的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)11到14，二極管21和22以及濾波用電容器31和32的上方，設(shè)置一板形導(dǎo)體56，以及在板形導(dǎo)體56上方再設(shè)置各板形導(dǎo)體51到55，從而構(gòu)成該裝置。此外，每一個(gè)半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件11到14是由一半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)和一二極管反并聯(lián)構(gòu)成的。如圖1所示，每個(gè)半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件11到14包括正側(cè)端C和負(fù)側(cè)端E。此外每個(gè)半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件11到14還包括一控制端(未表示)，由一控制用電路控制該元件的導(dǎo)通與關(guān)斷。在下面對(duì)本實(shí)施例進(jìn)行介紹時(shí)，該半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件，濾波用電容和板形導(dǎo)體分別稱為開(kāi)關(guān)元件，電容器和導(dǎo)體。
在圖1中，開(kāi)關(guān)元件11的正側(cè)端C經(jīng)過(guò)導(dǎo)體51連接到電容器31的正端。此外，開(kāi)關(guān)元件11的負(fù)側(cè)端E經(jīng)過(guò)導(dǎo)體52連接到二極管21的負(fù)極端K和開(kāi)關(guān)元件12的正端C。開(kāi)關(guān)元件12的負(fù)端E經(jīng)過(guò)導(dǎo)體53連接到開(kāi)關(guān)元件13的正端C。在導(dǎo)體53處，作為功率逆變器的AC端Tout，負(fù)載連接到其上。開(kāi)關(guān)元件13的負(fù)端E經(jīng)導(dǎo)體54連接到二極管22的陽(yáng)極端A和開(kāi)關(guān)元件14的正端C。開(kāi)關(guān)元件14的負(fù)端經(jīng)過(guò)導(dǎo)體55連接到電容器32的負(fù)端。此外，二極管21的陽(yáng)極端A、二極管22的陰極端K，電容器31的負(fù)端以及電容器32的正端經(jīng)過(guò)導(dǎo)體56連接起來(lái)。
根據(jù)上述可明顯看出，開(kāi)關(guān)元件11到14是四者串聯(lián)的。在各開(kāi)關(guān)元件中間的最高電壓側(cè)的開(kāi)關(guān)元件11和最低電壓側(cè)的開(kāi)關(guān)元件14位置靠近電容器31和32，此外，導(dǎo)體51和55并排配置。再者，導(dǎo)體56的表面積大于導(dǎo)體51到55的表面積，導(dǎo)體51到55經(jīng)過(guò)一作為與導(dǎo)體56隔離的空氣層配置在導(dǎo)體56的上方。
圖2是圖1中所示功率逆變器裝置的側(cè)視圖。
在圖2中，開(kāi)關(guān)元件11到14以及二極管21和22由一冷卻器6例如散熱器冷卻，以防止開(kāi)關(guān)元件11到14以及二極管21和22過(guò)熱。開(kāi)關(guān)元件11和12以及二極管21通過(guò)利用一些用作圓柱形導(dǎo)體的隔件7C到7E分別連接到導(dǎo)體51到53。同樣地電容器31經(jīng)過(guò)隔件7A和7B連接到導(dǎo)體51和56。此外，隔件7B到7E貫通設(shè)在導(dǎo)體56處的且直徑大于隔件7B到7E的各孔，防止與孔接觸，開(kāi)關(guān)元件11和12的正端，二極管21和電容器31與導(dǎo)體56隔離。此外，開(kāi)關(guān)元件13和14、二極管22和電容器32還通過(guò)利用隔件連接到各對(duì)應(yīng)的導(dǎo)體上。雖然在附圖中未予表示，利用螺栓或螺釘借助隔件將各對(duì)應(yīng)的開(kāi)關(guān)元件端部和導(dǎo)體進(jìn)行固定。如圖2中所示，利用隔件7A到7E使導(dǎo)體56與導(dǎo)體51到55之間保持恒定氣隙，如前所述在其間形成該用作隔離層的空氣層。另外，可以將一板形固體絕緣材料插入到導(dǎo)體51到55和導(dǎo)體56之間，以此使多個(gè)輸電導(dǎo)體與該絕緣材料成整體。
圖3是表示圖1中所示的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件11到14、二極管21和22、濾波用電容器31和32以及板形導(dǎo)體56之間的連接關(guān)系。正如前面解釋的，二極管21的正極端A、二極管22的負(fù)極端K、電容器31的負(fù)端以及電容器32的正端經(jīng)過(guò)導(dǎo)體56連接起來(lái)。對(duì)于其它各端，隔件通過(guò)形成在導(dǎo)體56中的孔，不與導(dǎo)體56相接觸，使得與其隔離，如在附圖中所示。
圖4是由圖1所示功率逆變器裝置構(gòu)成的三相AC電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的電路示意圖。一整流器9將自AC電源提供的AC功率整流為DC功率。由整流器9輸出的DC電壓由電容器分壓，以形成三電平的DC電壓。由整流器9輸出的該三電平的DC電壓經(jīng)過(guò)三DC母線引入到各對(duì)應(yīng)的功率逆變器裝置中的導(dǎo)體51、55和56。此外，各對(duì)應(yīng)的功率逆變器裝置的AC端連接到負(fù)載4。
下面，將解釋按照本實(shí)施例的功率逆變器裝置的結(jié)構(gòu)怎樣降低輸電母線條的電感的原理，以及怎樣在開(kāi)關(guān)元件的轉(zhuǎn)換過(guò)程中降低感應(yīng)電壓的原理。
圖5A到5C以及圖6A到6C表示在代表根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例的功率逆變器裝置的中性點(diǎn)箝位的三電平逆變器電路中的所有電流路徑。各電流路徑根據(jù)電流的方向和開(kāi)關(guān)元件的通斷狀態(tài)變化。圖5A到5C表示當(dāng)電流由AC端Tout流向負(fù)載4時(shí)的情況。另一方面，圖6A到6C表示當(dāng)電流由負(fù)載4流向AC端Tout時(shí)的情況。
圖5A表示當(dāng)開(kāi)關(guān)元件11和12導(dǎo)通，而開(kāi)關(guān)元件13和14關(guān)斷時(shí)的電流路徑，其中電流按導(dǎo)體51、開(kāi)關(guān)元件11、導(dǎo)體52、開(kāi)關(guān)元件12和導(dǎo)體53的順序流過(guò)。當(dāng)在圖5A中所示的狀態(tài)變化到開(kāi)關(guān)元件11關(guān)斷和開(kāi)關(guān)元件13導(dǎo)通的狀態(tài)時(shí)，電流路徑變化到圖5B中所示的狀態(tài)。在這種狀態(tài)下，電流按導(dǎo)體56、二極管21、導(dǎo)體52、開(kāi)關(guān)元件12和導(dǎo)體53的順序流動(dòng)。此外，由圖5A中所示的電流路徑變?yōu)橛蓤D5B中所示的電流路徑狀態(tài)，流過(guò)導(dǎo)體51和開(kāi)關(guān)元件11的電流下降，而流過(guò)導(dǎo)體56和二極管21的電流上升。進(jìn)而，當(dāng)圖5B中所示的狀態(tài)變到其中開(kāi)關(guān)元件12關(guān)斷和開(kāi)關(guān)元件14導(dǎo)通的狀態(tài)時(shí)，電流路徑變?yōu)閳D5C中所示的狀態(tài)。在這種狀態(tài)下，電流按導(dǎo)體55、開(kāi)關(guān)元件14、導(dǎo)體54、開(kāi)關(guān)元件13和導(dǎo)體53的順序流過(guò)。進(jìn)而，由圖5B中所示的電流路徑變?yōu)閳D5C中所示的電流路徑狀態(tài)，流過(guò)導(dǎo)體56、二極管21、導(dǎo)體52和開(kāi)關(guān)元件12的電流降低，而流過(guò)導(dǎo)體55、開(kāi)關(guān)元件14、導(dǎo)體54和開(kāi)關(guān)元件13的電流增加。
圖6A表示當(dāng)開(kāi)關(guān)元件11和12導(dǎo)通，開(kāi)關(guān)元件13和14關(guān)斷時(shí)的電流路徑，其中電流按導(dǎo)體53、開(kāi)關(guān)元件12、導(dǎo)體52、開(kāi)關(guān)元件11和導(dǎo)體51的順序流過(guò)。當(dāng)圖6A中所示的狀態(tài)變到開(kāi)關(guān)元件11關(guān)斷，開(kāi)關(guān)元件13導(dǎo)通的狀態(tài)時(shí)，電流路徑變化到圖6B中所示的狀態(tài)。在這種狀態(tài)下，電流按導(dǎo)體53、開(kāi)關(guān)元件13、導(dǎo)體54、二極管22和導(dǎo)體56的順序流動(dòng)。進(jìn)而，由圖6A中所示的電流路徑變?yōu)閳D6B中所示的電流路徑狀態(tài)，流過(guò)開(kāi)關(guān)元件12、導(dǎo)體52、開(kāi)關(guān)元件11以及導(dǎo)體51的電流下降，而流過(guò)開(kāi)關(guān)元件13、導(dǎo)體54、二極管22和導(dǎo)體56的電流上升。進(jìn)而，當(dāng)由圖6B中所示的狀態(tài)變到其中的開(kāi)關(guān)元件12關(guān)斷和開(kāi)關(guān)元件14導(dǎo)通的狀態(tài)時(shí)，電流路徑變成圖6C中所示的狀態(tài)。在這種狀態(tài)下，電流按導(dǎo)體53、開(kāi)關(guān)元件13、導(dǎo)體54、開(kāi)關(guān)元件14和導(dǎo)體55的順序流動(dòng)。進(jìn)而，由圖6B中所示的電流路徑變到圖6C中所示的電流路徑狀態(tài)，流經(jīng)二極管22和導(dǎo)體56的電流下降，而流過(guò)開(kāi)關(guān)元件14和導(dǎo)體55的電流上升。
現(xiàn)在，當(dāng)沿相同方向流動(dòng)的兩個(gè)電流彼此接近，以及其中一個(gè)上升而另一個(gè)下降時(shí)，輸電母線條的電感降低，并且實(shí)現(xiàn)了抑制浪涌電壓的優(yōu)點(diǎn)，下面將參照如下算術(shù)公式予以解釋。當(dāng)兩個(gè)電流i1和i2沿相同的方向平行流動(dòng)時(shí)，圍繞電流i1產(chǎn)生的交鏈的磁通的數(shù)由如下算術(shù)公式(1)表示φ=L1i1+M12·i2…(1)其中L1是電流路徑的自感；M12是電流i路徑和電流i2路徑之間的互感。當(dāng)假設(shè)兩個(gè)電流i1和i2的正電流的方向相同時(shí)，互感M12取正值。當(dāng)交鏈的磁通數(shù)變化時(shí)，產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)ΔV，其由如下運(yùn)算公式(2)來(lái)表示ΔV=-dφdt=-L1di1dt-M12di2dt---(2)]]>根據(jù)以上運(yùn)算公式(2)，可以理解，當(dāng)電流變化時(shí)，在L1的回路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)ΔV。該由于轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)元件產(chǎn)生的浪涌電壓就是由該變化電動(dòng)勢(shì)ΔV引起的。下面，假設(shè)電流按照如下的運(yùn)算公式(3)所表示的關(guān)系變化di1dt=-di2dt---(3)]]>即，假設(shè)一種狀況為i1和i2的其中一個(gè)電流上升，則另一個(gè)下降。在這種狀況下，電動(dòng)勢(shì)ΔV用如下運(yùn)算公式(4)來(lái)表示ΔV=-(L1-M12)di1dt---(4)]]>由于按照上面定義，互感M12為正，故L1和M12之間的差與自感L1比較是很小的。即，由運(yùn)算公式(4)所表示的電動(dòng)勢(shì)ΔV與其中電流i1單獨(dú)變化的狀況相比是很小的。此外，當(dāng)兩個(gè)電流路徑彼此靠近時(shí)，L1和M12的數(shù)值也接近，因此，可以進(jìn)一步降低電動(dòng)勢(shì)ΔV。
正如前面所解釋的。在本實(shí)施例中，當(dāng)開(kāi)關(guān)元件進(jìn)行轉(zhuǎn)換時(shí)，流經(jīng)導(dǎo)體56的電流或者上升或者下降。此外，當(dāng)開(kāi)關(guān)元件進(jìn)行轉(zhuǎn)換時(shí)，流經(jīng)導(dǎo)體51到55的電流以與流經(jīng)導(dǎo)體56的電流的變化相反的方式變化，或者上升或者下降。因此，根據(jù)本發(fā)明通過(guò)將導(dǎo)體51到55靠近導(dǎo)體56上方配置，可以將上升的電流回路和下降的電流回路位置靠近。因此，降低了導(dǎo)體的電感并抑制了浪涌電壓，對(duì)此下面將參照附圖進(jìn)行詳細(xì)介紹。
圖7A和7B表示在圖1中所示的功率逆變器中的與圖5A所示狀態(tài)相對(duì)應(yīng)的電流路徑；圖7C和7D表示在圖1中所示的功率逆變器中的暫態(tài)電流路徑變化，是當(dāng)由圖5A中所示的電流路徑變化到圖5B中所示的電流路徑時(shí)產(chǎn)生的。此外，圖7A和7C表示在導(dǎo)體56中的電流路徑，圖7B和7D表示在導(dǎo)體51到55中的電流路徑。
正如前面解釋的，在圖5A中所示的狀態(tài)下，電流按照如下順序由電容器13經(jīng)過(guò)導(dǎo)體51，開(kāi)關(guān)元件11、導(dǎo)體52、開(kāi)關(guān)元件12和導(dǎo)體53流到AC端Tout。因此，如在圖7A中所示沒(méi)有電流流過(guò)導(dǎo)體56，如圖7B中所示沿箭頭方向電流流徑導(dǎo)體51到53。
當(dāng)電流路徑由圖5A所示由于轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)元件而變化到圖5B所示時(shí)，流經(jīng)導(dǎo)體51和開(kāi)關(guān)元件11的電流下降，而流經(jīng)導(dǎo)體56和二極管21的電流上升。即，圖7C中的電流(1)上升，在圖7D中的電流(2)下降。此外，為什么通過(guò)導(dǎo)體56的電流路徑取為(1)所示部分的原因在于，由于在圖7D中的電流(2)下降，直接位于導(dǎo)體56下方的電流(2)對(duì)導(dǎo)體56中的一部分，即與電流(1)相對(duì)應(yīng)的部分產(chǎn)生電磁感應(yīng)，該電流被集中在電流(1)中的該部分。由于電磁感應(yīng)作用，該電流被集中，從而使圍繞的磁通維持恒定。此外，這種電流集中的現(xiàn)象是一種暫態(tài)現(xiàn)象，當(dāng)在轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)元件之后經(jīng)過(guò)預(yù)定時(shí)間時(shí)，電流流動(dòng)散布在導(dǎo)體56的整個(gè)范圍內(nèi)。
正如上面解釋的，在本實(shí)施例中，上升的電流(1)和下降的電流(2)可以位置靠近。兩個(gè)電流的流動(dòng)方向是相同的，因而，電流變化速率滿足由運(yùn)算公式(3)所表示的條件。此外，兩個(gè)電流路徑(1)和(2)的自感變得基本相等。因此，當(dāng)電流路徑通過(guò)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)元件由圖5A所示的變到由圖5B所示的時(shí)所引起的浪涌電壓被抑制使之降低。
此外，由于與當(dāng)電流路徑由圖5A所示的變?yōu)閳D5B所示的電流路徑時(shí)基本相同的作用，使當(dāng)電流路徑由圖6C中所示的變?yōu)閳D6B中所示的電流路徑時(shí)所引起的浪涌電壓被抑制使之降低。
此外，為了抑制當(dāng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)元件11時(shí)引起的浪涌電壓和當(dāng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)元件14時(shí)引起的浪涌電壓，在本實(shí)施例中，在開(kāi)關(guān)元件11到14之中在最高電壓側(cè)的開(kāi)關(guān)元件11和在最低電壓側(cè)的開(kāi)關(guān)元件14分別靠近電容器31和32設(shè)置。采用這種措施，可以抑制由于轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)元件11和14所引起的浪涌電壓。此外，通過(guò)將最高電壓側(cè)的開(kāi)關(guān)元件11和在最低電壓側(cè)的開(kāi)關(guān)元件14靠近電容器31和32設(shè)置，導(dǎo)體51和55的長(zhǎng)度縮短，這也有助于降低浪涌電壓。
在本實(shí)施例中，在開(kāi)關(guān)元件11的負(fù)端E和開(kāi)關(guān)元件12的正端C之間的導(dǎo)體2連接到二極管21的陰極端K。按照這種結(jié)構(gòu)，即使當(dāng)開(kāi)關(guān)元件11進(jìn)行轉(zhuǎn)換時(shí)，在二極管21和開(kāi)關(guān)元件12之間的電流可以保持恒定，導(dǎo)體52上電流變化的部分限于在開(kāi)關(guān)元件11和二極管21之間。通過(guò)縮短電流變化的部分，防止浪涌電壓增加。此外，在開(kāi)關(guān)元件11的負(fù)端E和二極管21的陰極端K之間輸電長(zhǎng)度越短，由于開(kāi)關(guān)元件11的轉(zhuǎn)換引起的電流變化的部分就越少，因此，進(jìn)一步抑制浪涌電壓，使之降低。按照相似的方式，由于在本實(shí)施例中二極管22的陽(yáng)極端A連接到導(dǎo)體54的中間部分，可防止由于轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)元件14引起的浪涌電壓的增加。另外，如果開(kāi)關(guān)元件11的負(fù)端E連接到導(dǎo)體52的中心，二極管21的陰極端K和開(kāi)關(guān)元件12的正端C連接到導(dǎo)體52的對(duì)應(yīng)端，同樣抑制浪涌電壓。再者，通過(guò)改變?cè)趯?dǎo)體54處的對(duì)應(yīng)元件的位置，以及如果開(kāi)關(guān)元件14的正端C連接到導(dǎo)體54的中心部分和二極管22的陽(yáng)極和開(kāi)關(guān)元件13的負(fù)端E連接到導(dǎo)體54的對(duì)應(yīng)端，也可以抑制浪涌電壓。
圖8A和8B表示在圖1中所示的功率逆變器裝置中對(duì)應(yīng)于圖6B中所示狀態(tài)的電流路徑；圖8C和8D表示在圖1中所示的功率逆變器裝置中對(duì)應(yīng)于圖6A所示狀態(tài)的電流路徑。此外，圖8A和8C表示在導(dǎo)體56中的電流路徑，圖8B和8D表示在導(dǎo)體51到55中的電流路徑。
正如前面所解釋的。在圖6B所示的狀態(tài)中，電流按如下順序由AC端Tout經(jīng)過(guò)導(dǎo)體53、開(kāi)關(guān)元件13、導(dǎo)體54、二極管22和導(dǎo)體56流到電容器31和32。相應(yīng)地，如圖8A中所示，電流由二極管22的陰極端K沿箭頭的方向通過(guò)導(dǎo)體56的整個(gè)表面流到電容器31和32；以及該電流沿圖8A中所示的箭頭方向流過(guò)導(dǎo)體53和54。
在圖8A和8B中，直接在流經(jīng)導(dǎo)體53和54的電流(2)的下方，電流(1)沿相反的方向流過(guò)導(dǎo)體56。當(dāng)對(duì)在靠近流動(dòng)的部分中的電流求和，并各電流流動(dòng)作為一個(gè)整體考慮時(shí)，電流流動(dòng)的方式如在圖9A中所示。另一方面，在圖8C中表示沒(méi)有電流通過(guò)導(dǎo)體56，在圖8D中，電流沿箭頭的方向流過(guò)導(dǎo)體51、導(dǎo)體52和導(dǎo)體53。因此，在這種狀態(tài)下，作為一個(gè)整體看的電流流動(dòng)集中在導(dǎo)體51、52和53中，如在圖9B中所示。
即，當(dāng)由于關(guān)斷開(kāi)關(guān)元件13所引起的電流的暫態(tài)變化時(shí)，在如圖9A所示的在各導(dǎo)體的整個(gè)表面范圍內(nèi)散布流動(dòng)的各電流中間，在導(dǎo)體54側(cè)流動(dòng)的電流下降，而在導(dǎo)體52側(cè)的電流上升，最終僅通過(guò)導(dǎo)體51到53流過(guò)電流，如圖9B所示。當(dāng)如上所述電流或者上升或者下降時(shí)，與電流變化相關(guān)聯(lián)磁通也或者上升或者下降，然而，由于沿抵消磁通上升或者下降方向的電磁感應(yīng)作用，電流通過(guò)導(dǎo)體56流動(dòng)。即，在導(dǎo)體54側(cè)，由于從開(kāi)關(guān)元件13向開(kāi)關(guān)元件14流動(dòng)的電流的下降，磁通也下降，然而，由于電磁感應(yīng)作用引起的電動(dòng)勢(shì)的作用，沿抵消磁通降低方向的電流，即由開(kāi)關(guān)元件13到開(kāi)關(guān)元件14的電流通過(guò)導(dǎo)體56流動(dòng)。
在導(dǎo)體56中這樣引起的電流沿在圖9C中所示的箭頭方向沿導(dǎo)體56構(gòu)成渦流環(huán)路。由于這一渦流使在導(dǎo)體52側(cè)的磁通增加，感應(yīng)的電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生沿抵消磁通增加的方向的電流。即，感應(yīng)的電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生一沿從開(kāi)關(guān)元件12到開(kāi)關(guān)元件11方向流動(dòng)的電流。此外，正如前面解釋的，在導(dǎo)體52側(cè)，沿由開(kāi)關(guān)元件12向開(kāi)關(guān)元件11方向流動(dòng)的電流上升，感應(yīng)一沿抵消該上升方向的電動(dòng)勢(shì)，使電流沿從開(kāi)關(guān)元件11到開(kāi)關(guān)元件12的方向流動(dòng)。由于與電流上升相關(guān)聯(lián)所感應(yīng)的電動(dòng)勢(shì)的極性和由渦流電流感應(yīng)的電動(dòng)勢(shì)的方向是相反的，兩者互相抵消。即，通過(guò)渦流電流的介入，在導(dǎo)體54側(cè)由于電流下降感應(yīng)的電動(dòng)勢(shì)和在導(dǎo)體52側(cè)由于電流上升感應(yīng)的電動(dòng)勢(shì)彼此抵消，因此，抑制了由于這些電動(dòng)勢(shì)引起的浪涌電壓。
此外，由于按當(dāng)由圖6B向圖6A中所示的電流路徑變化時(shí)的基本相同的作用，當(dāng)由圖5B向5C所示的電流路徑變化時(shí)所感應(yīng)的浪涌電壓被抑制，使之降低。
根據(jù)本實(shí)施例，正如前面解釋的，在關(guān)于中性點(diǎn)箝位的三電平式逆變器裝置所需的多個(gè)板形導(dǎo)體中間，僅加大導(dǎo)體56就足夠了，其余的導(dǎo)體51到55可按它們所需最小尺寸構(gòu)成。由于這一原因，成組的輸電母線條的結(jié)構(gòu)可以簡(jiǎn)化，其重量可以降低。此外，由于其它的導(dǎo)體51到55配置在導(dǎo)體56的主表面?zhèn)鹊纳戏?，成組的輸電母線條的結(jié)構(gòu)進(jìn)一步簡(jiǎn)化。
此外，根據(jù)本實(shí)施例，由于接入中性點(diǎn)電壓的導(dǎo)體56被加大，以及其它的導(dǎo)體51到55設(shè)置在導(dǎo)體56表面的上方，施加在導(dǎo)體56和導(dǎo)體51到55之間的穩(wěn)態(tài)電壓為由整流器9輸出的DC電壓的二分之一。因此，可以使用具有低的絕緣承受電壓的較低價(jià)格的絕緣材料作為要插入在各導(dǎo)體之間的絕緣材料。
在本實(shí)施例中，導(dǎo)體51到55與導(dǎo)體56通過(guò)在導(dǎo)體之間形成空氣層而相互隔離。另外，可以在導(dǎo)體之間插入比空氣層具有更高絕緣性能的板形絕緣材料，通過(guò)利用層疊的導(dǎo)體板，其中絕緣材料和多個(gè)輸電母線條整體固定，可以實(shí)現(xiàn)輸電。在這種狀態(tài)下，由于絕緣材料的絕緣性能更高，各導(dǎo)體之間的距離可縮短，因此，可以將在換向周期過(guò)程中其中一個(gè)電流上升而另一電流下降的兩個(gè)電流位置進(jìn)一步靠近。因此，可以進(jìn)一步抑制浪涌電壓。
此外，由于在本實(shí)施例中電流路徑的變化與其中設(shè)有浪涌電壓抑制電路例如阻尼電路的狀況基本上相同，根據(jù)本實(shí)施例的結(jié)構(gòu)可適用于裝有浪涌電壓抑制電路例如阻尼電路的場(chǎng)合，因此阻尼電路可以以降低損耗和尺寸的方式實(shí)現(xiàn)。因此，可以提供低損耗和高效率的功率逆變器裝置。
再者，雖然在本實(shí)施例中，例舉的濾波用電容31和32配置靠近該包括開(kāi)關(guān)元件11到14以及二極管21和22的功率逆變器，但在沒(méi)有采用濾波用電容器的情況下，DC電壓母線條連接到導(dǎo)體51、55和56的端部，也同樣可以降低導(dǎo)體51到56的電感，可以抑制浪涌電壓。
正如前面已經(jīng)解釋的，根據(jù)本發(fā)明的第一方面，可以降低在轉(zhuǎn)換半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件的過(guò)程中產(chǎn)生的浪涌電壓。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提高了該裝置的機(jī)械穩(wěn)定性。
根據(jù)本發(fā)明的第三方面，可以簡(jiǎn)化功率逆變器裝置的結(jié)構(gòu)。
權(quán)利要求
1．一種功率逆變器裝置，通過(guò)利用板形導(dǎo)體將多個(gè)半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件、二極管和電容器連接構(gòu)成，其特征在于，多個(gè)板形導(dǎo)體包括一個(gè)板形導(dǎo)體，其在任一半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件進(jìn)行轉(zhuǎn)換之前和之后都無(wú)電流通過(guò)，并且在一第一板形導(dǎo)體上方，該第一板形導(dǎo)體在所有半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件轉(zhuǎn)換或者之前或者之后流過(guò)電流；其余的板形導(dǎo)體經(jīng)過(guò)絕緣材料安裝。
2．一種中性點(diǎn)箝位的三電平式功率逆變器裝置，其包括第一到第四半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件；第一板形導(dǎo)體，將第一半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件和第二半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件串聯(lián)；第二板形導(dǎo)體，具有AC端，將第二半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件和第三半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件串聯(lián)；第三板形導(dǎo)體，將第三半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件和第四開(kāi)關(guān)元件串聯(lián)；一電容器，具有的中央電壓點(diǎn)，其與經(jīng)過(guò)第四和第五板形導(dǎo)體串聯(lián)的第一到第四半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件相并聯(lián)；第一二極管，它的一端經(jīng)過(guò)第六板形導(dǎo)體連接到電容器的中間電壓點(diǎn)，它的另一端連接到第一板形導(dǎo)體，連接極性使來(lái)自電容器的中間電壓點(diǎn)的正向電流流向第一板形導(dǎo)體；以及第二二極管，它的一端連接到第六板形導(dǎo)體，它的另一端連接到第三板形導(dǎo)體，連接極性使來(lái)自第三板形導(dǎo)體的正向電流流向電容器的中間電壓點(diǎn)；其特征在于，第一到第五板形導(dǎo)體經(jīng)過(guò)絕緣材料配置在第六板形導(dǎo)體的上方。
3．根據(jù)權(quán)利要求2所述的功率逆變器裝置，其特征在于，第一到第五板形導(dǎo)體配置在一公共的平面內(nèi)。
4．根據(jù)權(quán)利要求2所述的功率逆變器裝置，其特征在于，該絕緣材料是空氣層。
5．根據(jù)權(quán)利要求3所述的功率逆變器裝置，其特征在于，該絕緣材料是空氣層。
6．根據(jù)權(quán)利要求2所述的功率逆變器裝置，其特征在于，在多個(gè)半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件之中，在最高電壓側(cè)的一個(gè)半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件和在最低電壓側(cè)的一個(gè)半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件靠近電容器配置。
7．根據(jù)權(quán)利要求3所述的功率逆變器裝置，其特征在于，在多個(gè)半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件之中，在最高電壓側(cè)的一個(gè)半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件和在最低電壓側(cè)的一個(gè)半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件靠近電容器配置。
8．根據(jù)權(quán)利要求4所述的功率逆變器裝置，其特征在于，在多個(gè)半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件之中，在最高電壓側(cè)的一個(gè)半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件和在最低電壓側(cè)的一個(gè)半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件靠近電容器配置。
9．根據(jù)權(quán)利要求5所述的功率逆變器裝置，其特征在于，在多個(gè)半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件之中，在最高電壓側(cè)的一個(gè)半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件和在最低電壓側(cè)的一個(gè)半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件靠近電容器配置。
10．根據(jù)權(quán)利要求2所述的功率逆變器裝置，其特征在于，第一板形導(dǎo)體設(shè)有一用于在第一半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件的連接點(diǎn)和第二半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件的連接點(diǎn)之間的第一二極管的連接點(diǎn)。
11．根據(jù)權(quán)利要求3所述的功率逆變器裝置，其特征在于，第一板形導(dǎo)體設(shè)有一用于在第一半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件的連接點(diǎn)和第二半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件之間的第一二極管的連接點(diǎn)。
12．根據(jù)權(quán)利要求4所述的功率逆變器裝置，其特征在于，第一板形導(dǎo)體設(shè)有一用于在第一半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件的連接點(diǎn)和第二半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件的連接點(diǎn)之間的第一二極管的連接點(diǎn)。
13．根據(jù)權(quán)利要求5所述的功率逆變器裝置，其特征在于，第一板形導(dǎo)體設(shè)有一用于在第一半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件的連接點(diǎn)和第二半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件的連接點(diǎn)之間的第一二極管的連接點(diǎn)。
14．根據(jù)權(quán)利要求6所述的功率逆變器裝置，其特征在于，第一板形導(dǎo)體設(shè)有一用于在第一半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件的連接點(diǎn)和第二半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件的連接點(diǎn)之間的第一二極管的連接點(diǎn)。
15．根據(jù)權(quán)利要求7所述的功率逆變器裝置，其特征在于，第一板形導(dǎo)體設(shè)有一用于在第一半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件的連接點(diǎn)和第二半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件的連接點(diǎn)之間的第一二極管的連接點(diǎn)。
16．根據(jù)權(quán)利要求8所述的功率逆變器裝置，其特征在于，第一板形導(dǎo)體設(shè)有一用于在第一半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件的連接點(diǎn)和第二半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件的連接點(diǎn)之間的第一二極管的連接點(diǎn)。
17．根據(jù)權(quán)利要求9所述的功率逆變器裝置，其特征在于，第一板形導(dǎo)體設(shè)有一用于在第一半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件的連接點(diǎn)和第二半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件的連接點(diǎn)之間的第一二極管的連接點(diǎn)。
18．根據(jù)權(quán)利要求2所述的功率逆變器裝置，其特征在于，第三板形導(dǎo)體設(shè)有一用于在第三半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件的連接點(diǎn)和第四半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件的連接點(diǎn)之間的第二二極管的連接點(diǎn)。
19．根據(jù)權(quán)利要求3所述的功率逆變器裝置，其特征在于，第三板形導(dǎo)體設(shè)有一用于在第三半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件的連接點(diǎn)和第四半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件的連接點(diǎn)之間的第二二極管的連接點(diǎn)。
20．根據(jù)權(quán)利要求4所述的功率逆變器裝置，其特征在于，第三板形導(dǎo)體設(shè)有一用于在第三半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件的連接點(diǎn)和第四半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件的連接點(diǎn)之間的第二二極管的連接點(diǎn)。
21．根據(jù)權(quán)利要求5所述的功率逆變器裝置，其特征在于，第三板形導(dǎo)體設(shè)有一用于在第三半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件的連接點(diǎn)和第四半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件的連接點(diǎn)之間的第二二極管的連接點(diǎn)。
22．根據(jù)權(quán)利要求6所述的功率逆變器裝置，其特征在于，第三板形導(dǎo)體設(shè)有一用于在第三半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件的連接點(diǎn)和第四半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件的連接點(diǎn)之間的第二二極管的連接點(diǎn)。
23．根據(jù)權(quán)利要求7所述的功率逆變器裝置，其特征在于，第三板形導(dǎo)體設(shè)有一用于在第三半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件的連接點(diǎn)和第四半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件的連接點(diǎn)之間的第二二極管的連接點(diǎn)。
24．根據(jù)權(quán)利要求8所述的功率逆變器裝置，其特征在于，第三板形導(dǎo)體設(shè)有一用于在第三半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件的連接點(diǎn)和第四半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件的連接點(diǎn)之間的第二二極管的連接點(diǎn)。
25．根據(jù)權(quán)利要求9所述的功率逆變器裝置，其特征在于，第三板形導(dǎo)體設(shè)有一用于在第三半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件的連接點(diǎn)和第四半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件的連接點(diǎn)之間的第二二極管的連接點(diǎn)。
26．根據(jù)權(quán)利要求10所述的功率逆變器裝置，其特征在于，第三板形導(dǎo)體設(shè)有一用于在第三半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件的連接點(diǎn)和第四半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件的連接點(diǎn)之間的第二二極管的連接點(diǎn)。
27．根據(jù)權(quán)利要求11所述的功率逆變器裝置，其特征在于，第三板形導(dǎo)體設(shè)有一用于在第三半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件的連接點(diǎn)和第四半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件的連接點(diǎn)之間的第二二極管的連接點(diǎn)。
28．根據(jù)權(quán)利要求12所述的功率逆變器裝置，其特征在于，第三板形導(dǎo)體設(shè)有一用于在第三半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件的連接點(diǎn)和第四半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件的連接點(diǎn)之間的第二二極管的連接點(diǎn)。
29．根據(jù)權(quán)利要求13所述的功率逆變器裝置，其特征在于，第三板形導(dǎo)體設(shè)有一用于在第三半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件的連接點(diǎn)和第四半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件的連接點(diǎn)之間的第二二極管的連接點(diǎn)。
30．根據(jù)權(quán)利要求14所述的功率逆變器裝置，其特征在于，第三板形導(dǎo)體設(shè)有一用于在第三半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件的連接點(diǎn)和第四半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件的連接點(diǎn)之間的第二二極管的連接點(diǎn)。
31．根據(jù)權(quán)利要求15所述的功率逆變器裝置，其特征在于，第三板形導(dǎo)體設(shè)有一用于在第三半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件的連接點(diǎn)和第四半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件的連接點(diǎn)之間的第二二極管的連接點(diǎn)。
32．根據(jù)權(quán)利要求16所述的功率逆變器裝置，其特征在于，第三板形導(dǎo)體設(shè)有一用于在第三半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件的連接點(diǎn)和第四半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件的連接點(diǎn)之間的第二二極管的連接點(diǎn)。
33．根據(jù)權(quán)利要求17所述的功率逆變器裝置，其特征在于，第三板形導(dǎo)體設(shè)有一用于在第三半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件的連接點(diǎn)和第四半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件的連接點(diǎn)之間的第二二極管的連接點(diǎn)。
全文摘要
為了提供一種在所有的工作狀態(tài)下可以降低浪涌電壓和結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的功率逆變器裝置,通過(guò)利用板形導(dǎo)體51到56連接半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件11到14、二極管21和22以及濾波用電容器31和32構(gòu)成一中性點(diǎn)箝位的三電平式功率逆變器裝置,在連接二極管21和22以及濾波用電容器31和32的板形導(dǎo)體56上方,經(jīng)過(guò)絕緣材料配置有板形導(dǎo)體51到55。
文檔編號(hào)H02M7/48GK1218328SQ9812269
公開(kāi)日1999年6月2日 申請(qǐng)日期1998年11月25日 優(yōu)先權(quán)日1997年11月25日
發(fā)明者坂本潔, 伊君高志, 恩田謙一, 飛世正博 申請(qǐng)人:株式會(huì)社日立制作所