功率转换器制造技术

一种功率转换器，半导体模块内置有构成功率转换器电路的半导体元件。平滑电容构造成对施加到半导体模块的直流电压进行平滑。成对的正汇流条和负汇流条构造成将半导体模块与平滑电容电连接。正汇流条与负汇流条布置成以在其间具有预定间隔的方式彼此面对。放电电阻经由正汇流条和负汇流条与平滑电容并联连接，并构造成使得存储在平滑电容中的电荷作为放电电流流过放电电阻，正汇流条和负汇流条嵌接在放电电阻与平滑电容之间。

【技术实现步骤摘要】
功率转换器
本专利技术涉及一种功率转换器，每个功率转换器包括：用于将直流(DC)电压平滑为交流(AC)电压的平滑电容；以及与平滑电容并联连接的放电电阻。
技术介绍
将直流电转换成交流电和/或将交流电转换为直流电的功率转换器包括半导体模块，在每个半导体模块中集成有诸如绝缘栅双极晶体管(IGBT)之类的半导体元件。功率转换器还包括电连接到半导体模块的平滑电容。日本专利申请公报第2012-217322号，其亦被称为公布的专利文献，便是这种功率转换器的一个示例。在公布的专利文献中公开的功率转换器，其亦被称为现有功率转换器，执行半导体元件的开关切换操作，从而将从直流电源供给的直流电转换成交流电。现有的功率转换器还使用平滑电容来使供给至半导体元件的直流电平滑。半导体模块和平滑电容通过成对的正汇流条和负汇流条彼此电连接。现有的功率转换器还包括放电电阻，上述放电电阻经由正汇流条和负汇流条而并联连接到平滑电容。负汇流条连接到地面。也就是说，现有的功率转换器能够使存储在平滑电容中的电荷，作为放电电流经由放电电阻放电到地面。流过放电电阻的放电电流会导致放电电阻的温度升高，导致从放电电阻产生热量。放电电阻产生的热量会经由成对的正汇流条和负汇流条而被传导至平滑电容。由于每个正汇流条和负汇流条包括金属板，因此，每个汇流条和负汇流条都具有相对较高的热容量。即使放电电阻产生的热量被传导至成对的正汇流条和负汇流条，每个正汇流条和负汇流条的高热容量也会引起正汇流条和负汇流条的温度些许升高，从而导致更少量的热量从正汇流条和负汇流条而被传导到平滑电容。因此，现有的功率转换器会限制平滑电容的温度升高。
技术实现思路
在现有的电力变换器中存在改进空间，以进一步限制平滑电容的温度升高。也就是说，放电电阻产生的热量可以通过三种方式传递至平滑电容：热传导、热对流以及热辐射。也就是说，热传导是指，放电电阻产生的热量的第一分量通过成对的正汇流条和负汇流条传递至平滑电容，其中，成对的上述正汇流条和负汇流条在放电电阻与平滑电容之间直接连接。热对流是指，放电电阻产生的热量的第二分量通过功率转换器周围的空气对流而被传递至平滑电容。热辐射是指，放电电阻产生的热量的第三分量通过辐射而被传递至平滑电容。遗憾的是，现有的功率转换器可能仅着重于通过热传导从放电电阻传递到平滑电容的热量的第一分量，这可能导致平滑电容的温度因以下两点而升高：(1)热量的第二分量通过热对流而从放电电阻被传递至平滑电容；(2)热量的第三分量通过辐射而从放电电阻被传递至平滑电容。鉴于上述情况，本公开的示例性方面寻求提供一种功率转换器，每个上述功率转换器能够比现有的功率转换器更严格地限制平滑电容的温度升高。根据本公开的示例性方面，提供了一种功率转换器。功率转换器包括：半导体模块，上述半导体模块内置有构成功率转换器电路的半导体元件；以及平滑电容，上述平滑电容构造成对施加到半导体模块的直流电压进行平滑。功率转换器包括成对的正汇流条和负汇流条，成对的上述正汇流条和负汇流条构造成将半导体模块与平滑电容电连接。正汇流条与负汇流条布置成以在其间具有预定空间的方式彼此面对。功率转换器包括放电电阻，上述放电电阻经由正汇流条和负汇流条与平滑电容并联连接，并构造成使得存储在平滑电容中的电荷作为放电电流流过放电电阻。正汇流条和负汇流条嵌接在放电电阻与平滑电容之间。这种构造使得成对的正汇流条和负汇流条能够对平滑电容进行屏蔽，以免受到如下热分量的影响：通过热对流从放电电阻传递的热分量；以及通过辐射从放电电阻传递的热分量。这使得平滑电容模块的温度升高得以抑制。特别地，功率转换器构造成使得两个正汇流条和负汇流条布置在放电电阻与平滑电容之间，而不是在放电电阻与平滑电容之间布置单个直流汇流条。因此，两个正汇流条和负汇流条能更有效地对平滑电容进行屏蔽，以免受到如下热分量的影响：通过热对流从放电电阻传递的热分量；以及通过辐射从放电电阻传递的热分量。功率转换器的放电电阻经由正汇流条和负汇流条电连接到平滑电容。这种构造导致通过热传导从放电电阻传递至平滑电容模块的热量减少。具体而言，由于每个正汇流条和负汇流条具有相对较高的热容量，因此，当放电电阻产生的热量首先传递至正汇流条和负汇流条时，每个正汇流条和负汇流条的温度升高得到抑制，从而减少了从正汇流条和负汇流条向平滑电容的热量传递。因此，这防止了基于从放电电阻经由正汇流条和负汇流条向平滑电容的热传导的大量热流动。总而言之，功率转换器的成对的正汇流条和负汇流条能够：(1)对平滑电容进行屏蔽，以免受到如下热量的影响：通过热对流从放电电阻传递的热量；以及通过辐射从放电电阻传递的热量；(2)限制基于从放电电阻向平滑电容的热传导的高热量传递。因此，这使得平滑电容的温度升高得以有效限制。附图说明参照附图，本专利技术的其它方面将从实施例的以下说明中变得明确，其中：图1是沿着图2的线I-I剖取的根据本公开第一实施例的功率转换器的剖视图；图2是沿着图1的线II-II剖取的剖视图，其示出了已移除了半导体模块组件的功率转换器；图3是沿着图2的线III-III剖取的剖视图；图4是示出已将正汇流条从图3所示的功率转换器移除的功率转换器的剖视图；图5是示出图4所示的功率转换器的剖视图，其示出了功率转换器，但为清楚起见而移除了负汇流条；图6是从平滑电容模块一侧观察安装基座时的安装基座的放大图；图7是放电电阻和安装基座的放大图；图8是沿着图3的线VIII-VIII剖取的剖视图；图9是图1所示的功率转换器的电路图；图10是与图1相对应的根据本公开第二实施例的功率转换器的剖视图；图11是图10所示的功率转换器的主要部件的放大图。具体实施方式以下参照附图来描述本专利技术的示例性实施例。第一实施例以下参照图1至图9来描述根据第一实施例的功率转换器1。例如，参照图1至图9，功率转换器1包括半导体模块2、平滑电容模块3、成对的直流汇流条4以及放电电阻5。每个半导体模块2内置有诸如绝缘栅双极晶体管(IGBT)之类的半导体元件20，上述半导体元件20构成功率转换器电路10。平滑电容模块3可操作地使施加到半导体模块2的直流电压平滑。直流汇流条4包括正汇流条4P和负汇流条4N。半导体模块2与平滑电容模块3通过正汇流条4P和负汇流条4N彼此电连接。放电电阻5经由正汇流条4P和负汇流条4N而与平滑电容模块3并联连接。负汇流条4N被连接到地面。也就是说，功率转换器1能够使存储在平滑电容模块3中的电荷，作为放电电流经由放电电阻5放电到地面。图1和图2示出正汇流条4P和负汇流条4N布置在放电电阻5与平滑电容模块3之间。根据第一实施例的功率转换器1安装在诸如电动车辆或混合动力车辆之类的车辆中。功率转换器1还包括滤波电容83和电感器即电抗器84。半导体模块2包括两个第一半导体模块2a和第二半导体模块2b。第一半导体模块2a、薄膜电容83和电感器84构成升压器101，而第二半导体模块2b和平滑电容模块3构成逆变器电路102。例如，如图9所示，第二半导体模块2b包括第一组三个半导体模块2b和第二组三个半导体模块2b。第一组三个半导体模块2b连接到第一三相交流电动机82a，而第二组三个半导体模块2b连接到第二三相交流电动机82b。升压器101升高从直流电源81供给的直流本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种功率转换器，其特征在于，包括：半导体模块，所述半导体模块内置有构成功率转换器电路的半导体元件；平滑电容，所述平滑电容构造成对施加到所述半导体模块的直流电压进行平滑；成对的正汇流条和负汇流条，成对的所述正汇流条和负汇流条构造成将所述半导体模块与所述平滑电容电连接，所述正汇流条与所述负汇流条布置成以在其间具有预定空间的方式彼此面对；以及放电电阻，所述放电电阻经由所述正汇流条和所述负汇流条与所述平滑电容并联连接，并构造成使得存储在所述平滑电容中的电荷作为放电电流流过所述放电电阻，所述正汇流条和所述负汇流条嵌接在所述放电电阻与所述平滑电容之间。

【技术特征摘要】
2017.06.07 JP 2017-1130161.一种功率转换器，其特征在于，包括：半导体模块，所述半导体模块内置有构成功率转换器电路的半导体元件；平滑电容，所述平滑电容构造成对施加到所述半导体模块的直流电压进行平滑；成对的正汇流条和负汇流条，成对的所述正汇流条和负汇流条构造成将所述半导体模块与所述平滑电容电连接，所述正汇流条与所述负汇流条布置成以在其间具有预定空间的方式彼此面对；以及放电电阻，所述放电电阻经由所述正汇流条和所述负汇流条与所述平滑电容并联连接，并构造成使得存储在所述平滑电容中的电荷作为放电电流流过所述放电电阻，所述正汇流条和所述负汇流条嵌接在所述放电电阻与所述平滑电容之间。2.如权利要求1所述的功率转换器，其特征在于，还包括：绝缘构件，所述绝缘构件嵌接在所述正汇流条与所述负汇流条之间。3.如权利要求1或2所述的功率转换器，其特征在于，所述平滑电容设置成不与所述正汇流条及所述负汇流条集成的分离部件，所述平滑电容包括成对的正端子和负端子，成对的所述正端子和负端子被紧固到各个所述正汇流条和所述负汇流条。4.如权利要求1至3中任一项所述的功率转换器，其特征在于，还包括：安装基座，所述安装基座供所述正汇流条和所述负汇流条安装，所述安装基座嵌接在所述放电电阻与所述正汇流条及所述负汇流条之间。5.如权利要求4所述的功率转换器，其特征在于，所述放电电阻安装到所述安装基座。6.如权利要求1至5中任一项所述的功率转换器，其特征在于，还包括：冷却结构，所述冷却结构布置成对所述半导体模块进行冷却。7.如权利要求6所述的功率转换器，其特征在于，每个所述正汇流条和所述负汇...

【专利技术属性】
技术研发人员：高橋伸尭，木内裕也，檜田健史郎，
申请(专利权)人：株式会社电装，
类型：发明
国别省市：日本,JP