CN102725931B - 配电安装部件及使用配电安装部件的逆变器装置 - Google Patents

配电安装部件及使用配电安装部件的逆变器装置 Download PDF

Info

Publication number
CN102725931B
CN102725931B CN201180007510.6A CN201180007510A CN102725931B CN 102725931 B CN102725931 B CN 102725931B CN 201180007510 A CN201180007510 A CN 201180007510A CN 102725931 B CN102725931 B CN 102725931B
Authority
CN
China
Prior art keywords
conductive member
insulating barrier
thickness
installing component
busbar
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201180007510.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102725931A (zh
Inventor
楠川顺平
松本启纪
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Publication of CN102725931A publication Critical patent/CN102725931A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102725931B publication Critical patent/CN102725931B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/02Details
    • H05K1/0213Electrical arrangements not otherwise provided for
    • H05K1/0263High current adaptations, e.g. printed high current conductors or using auxiliary non-printed means; Fine and coarse circuit patterns on one circuit board
    • H05K1/0265High current adaptations, e.g. printed high current conductors or using auxiliary non-printed means; Fine and coarse circuit patterns on one circuit board characterized by the lay-out of or details of the printed conductors, e.g. reinforced conductors, redundant conductors, conductors having different cross-sections
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02GINSTALLATION OF ELECTRIC CABLES OR LINES, OR OF COMBINED OPTICAL AND ELECTRIC CABLES OR LINES
    • H02G5/00Installations of bus-bars
    • H02G5/005Laminated bus-bars
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/003Constructional details, e.g. physical layout, assembly, wiring or busbar connections

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Insulated Conductors (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)
  • Non-Insulated Conductors (AREA)
  • Patch Boards (AREA)

Abstract

本发明的配电安装部件为高电压的配电安装部件,其具备:绝缘层;夹持所述绝缘层而层叠且主要负责配电的多个第一导电构件;形成在所述第一导电构件与所述绝缘层之间的第二导电构件。本发明的特征在于,此时,所述第二导电构件设置在所述绝缘层的至少一个面上,其厚度比所述第一导电构件的厚度薄。比所述第一导电构件足够薄的第二导电构件在成为主传送路的所述第一导电构件与所述绝缘层之间与所述绝缘层密接形成,由此能够提高局部放电开始电压,实现绝缘可靠性的提高。

Description

配电安装部件及使用配电安装部件的逆变器装置
技术领域
本发明涉及能够应对高电压的配电安装部件及使用该配电安装部件的逆变器装置。
背景技术
目前,逆变器装置在以混合动力机动车(HEV)、电动车(EV)等为代表的各种电气设备中展开应用。从近年来的环境问题、节能化推进的观点出发,所述各应用中的逆变器装置的使用存在逐年扩大的倾向。另外,对于所述的逆变器装置,谋求其大功率化·节能化·小型化,且正在推进内部电路的高电压化和部件的高密度安装化。
逆变器装置主要由内置有功率半导体元件(例如绝缘栅极型双极晶体管(IGBT)等)的功率模块、电容器、线圈等以及在用于在装置内传送大电流的配电安装部件(常被称为汇流条或母线)构成。图10、图11是表示在逆变器装置中使用的以往的配电安装部件的示例的剖面示意图。
如图10所示,以往的配电安装部件(以下,称为汇流条)112通过在金属制(例如铜或铝等)的多个厚层导体100之间***绝缘层102(例如,绝缘板、绝缘纸或绝缘膜),从而形成厚层导体100间绝缘的结构。另外,如图11所示,通常,在绝缘层102的至少一个面上形成有粘接剂层103,通过经由该粘接剂层103粘接厚层导体100和绝缘层102,从而使多个厚层导体100间绝缘(例如,参照专利文献1)。
先行技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2008-30392号公报
发明的概要
发明要解决的课题
如上所述,为了逆变器装置的节能化及大功率化,向内部电路施加几百V以上的高电压。另外,为了实现逆变器装置的高效率化和对电涌电压的抑制,近年来,对于汇流条要求低电感化,且***厚层导体间的绝缘层的薄层化正在推进。目前,存在作为例如400V级的逆变器装置中使用的汇流条的厚层导体间的绝缘层的厚度为300μm左右的结构。
然而,如果对使用如此薄层化的绝缘层的以往的汇流条(参照图10、11)的厚层导体间施加更高的电压(例如500V以上),则产生在比较短的时间内发生绝缘破坏的问题。换言之,存在逆变器装置整体的长期可靠性下降的问题。
另一方面,为了确保汇流条的耐压性而增厚绝缘层102或粘接剂层103,这与低电感化的要求相悖,因此不优选。即,强烈需求能够同时实现低电感化和高耐压性的汇流条。
发明内容
因此,本发明的目的在于提供一种为了实现逆变器装置的大功率化·节能化·高效率化·小型化且同时兼顾高耐压性和低电感的配电安装部件(汇流条)。另外,提供一种通过使用上述配电安装部件而实现长寿命化的可靠性高的逆变器装置。
用于解决课题的手段
(I)为了解决上述课题而实现本发明的目的,本发明提供一种配电安装部件,其为高电压的配电安装部件,且其特征在于,具备:绝缘层;多个第一导电构件,其以夹持所述绝缘层的方式层叠且主要负责配电;第二导电构件,其在所述绝缘层与所述第一导电构件之间设置在所述绝缘层的至少一个面上,所述第二导电构件的厚度比所述第一导电构件的厚度薄。
(II)另外,本发明提供一种配电安装部件,其为高电压的配电安装部件,且其特征在于,具备:带粘接剂层的绝缘层,其通过在绝缘层的至少一个面上设置粘接剂层而形成;多个第一导电构件,其以夹持所述带粘接剂层的绝缘层的方式层叠且主要负责配电;第二导电构件,其在所述带粘接剂层的绝缘层与所述第一导电构件之间设置在所述带粘接剂层的绝缘层的至少一个面上,所述第二导电构件的厚度比所述第一导电构件的厚度薄。
(III)另外,本发明提供一种逆变器装置,具有:功率模块,其具有多个功率半导体元件;配电安装部件,其与所述功率模块连接;控制基板,其构成有驱动所述功率半导体的开关动作的驱动电路,
所述逆变器装置的特征在于,所述配电安装部件具备:绝缘层;多个第一导电构件,其以夹持所述绝缘层的方式层叠且主要负责配电;第二导电构件,其在所述绝缘层与所述第一导电构件之间设置在所述绝缘层的至少一个面上,所述第二导电构件的厚度比所述第一导电构件的厚度薄。
(IV)另外,本发明提供一种逆变器装置,具有:功率模块,其具有多个功率半导体元件;配电安装部件,其与所述功率模块连接;控制基板,其构成有驱动所述功率半导体的开关动作的驱动电路,所述逆变器装置的特征在于,
所述配电安装部件具备:带粘接剂层的绝缘层,其通过在绝缘层的至少一个面上设置粘接剂层而形成;多个第一导电构件,其以夹持所述带粘接剂层的绝缘层的方式层叠且主要负责配电;第二导电构件,其在所述带粘接剂层的绝缘层与所述第一导电构件之间设置在所述带粘接剂层的绝缘层的至少一个面上,所述第二导电构件的厚度比所述第一导电构件的厚度薄。
另外,本发明在上述的本发明所涉及的配电安装部件(I)、(II)及上述的逆变器装置(III)、(IV)的基础上可以施加如下的改良或变更。
(i)所述第二导电构件的厚度为1μm以上且小于500μm的范围。
(ii)所述第一导电构件的厚度为0.5mm以上且10mm以下的范围。
需要说明的是,在本发明中,所述第二导电构件和所述第一导电构件的厚度分别指该导电构件的层叠方向的长度。另外,在本发明的逆变器装置中,在所述功率模块间流通的大电流经由所述配电安装部件传送。
发明效果
根据本发明,能够提供一种兼具备高耐压性和低电感的配电安装部件。另外,通过使用该配电安装部件,从而能够提供一种有助于逆变器装置的大功率化·节能化·高效率化·小型化且实现了长寿命化的可靠性高的逆变器装置。
附图说明
图1是表示本发明的第一实施方式所涉及的汇流条的示例的剖面示意图。
图2是使本发明的第一实施方式所涉及的汇流条弯曲成L字型而使用的情况下的剖面示意图。
图3是表示本发明的第二实施方式所涉及的汇流条的示例的剖面示意图。
图4是用于说明第二实施方式所涉及的汇流条的再利用性的剖面示意图。
图5是表示实施例1及比较例1中的局部放电试验结果的图表。
图6是表示实施例2及比较例2中的局部放电试验结果的图表。
图7是表示实施例1及比较例1中的带电劣化寿命试验结果的曲线图。
图8是表示实施例2及比较例2中的带电劣化寿命试验结果的曲线图。
图9是表示本发明的第三实施方式所涉及的逆变器装置的示例的剖面示意图。
图10是表示在逆变器装置中使用的以往的配电安装部件的示例的剖面示意图。
图11是表示在逆变器装置中使用的以往的配电安装部件的其他示例的剖面示意图。
图12是使以往的配电安装部件弯曲成L字型使用的情况下的剖面示意图。
具体实施方式
(绝缘破坏的原因调查)
本发明人等在发明之前对向以往的配电安装部件(参照图10、11)施加有高电压的情况下的绝缘破坏的原因进行了仔细研究。其结果是,判断出绝缘层的绝缘破坏存在以下这样的原因。
在汇流条中使用的厚层导体通常利用冲压机等对良导电性金属(例如铜)的平板进行冲裁而制成,因此难以避免翘曲、变形或伤痕等微小的表面凹凸部的存在。所以,在将厚层导体100与绝缘层102进行了层叠的情况下,容易在厚层导体100与绝缘层102之间形成因它们的表面凹凸部106而产生的空间部(空隙部)105。
尤其是,在图10、11所示的具有薄层的绝缘层102的汇流条112、113中,当向厚层导体100间施加高电压时,由于形成在厚层导体100与绝缘层102之间的空间部(空隙部)105而发生因厚层导体100与绝缘层102的电位差引起的局部放电。并且,判明了由于发生的局部放电使绝缘层102逐渐劣化而达到绝缘破坏这一情况。
需要说明的是,如图11所示,可以想到的是,在经由粘接剂层103将厚层导体100间与绝缘层102粘接的情况下,通过加厚粘接剂层103的厚度而抑制空间部105的形成。然而,如上所述,加厚粘接剂层103与低电感化的要求相悖,因此不优选。
另外,图12是使以往的配电安装部件弯曲成L字型而使用的情况下的剖面示意图。例如,在使汇流条112弯曲成L字型的情况下,如图12所示,由于厚层导体100在L字的角部弯曲而空间部105变大,因此由于局部放电导致的绝缘层102的劣化也容易加剧,这一情况已得到判明。
如以上说明的那样,在以往的母线中,在厚层导体中不可避免地存在的表面凹凸部,这使得完全消除厚层导体与绝缘层之间的空间部很困难。因此,在该空间部中容易发生因厚层导体与绝缘层的电位差引起的局部放电,从而达到绝缘破坏这一情况,该点已经得到判明。
以下,参照图1~图9对本发明所涉及的配电安装部件(汇流条)及其制造方法以及具有该汇流条的逆变器装置的示例进行说明。本发明的实施方式按照以下的顺序进行说明。需要说明的是,对同义的构件·部位标注相同符号,省略重复的说明。另外,本发明不局限于以下的示例。
1.第一实施方式:汇流条
2.第二实施方式:汇流条
3.本发明的汇流条与以往例的汇流条的比较
3-1实施例1
3-2实施例2
3-3比较例1
3-4比较例2
3-5比较实验结果
3-5-1局部放电试验
3-5-2带电劣化寿命试验
4.第三实施方式:逆变器装置。
<1.第一实施方式:汇流条>
图1是表示本发明的第一实施方式所涉及的汇流条的示例的剖面示意图。如图1所示,本实施方式的汇流条12包括:绝缘层2、夹持绝缘层2而层叠且主要负责配电的一对第一导电构件1、设置在绝缘层2与第一导电构件1之间的第二导电构件4。
绝缘层2由加工成膜状的绝缘纸或绝缘片构成。作为绝缘层2的原材料,例如可以使用由木材等的纤维素形成的绝缘纸、由芳香族聚酸胺聚合体形成的芳香族聚酸胺纸、由聚酰胺等形成的绝缘纸。另外,也可以使用由例如聚酰胺、聚酰亚胺、环氧树脂、苯酚、聚乙烯、聚丙烯、聚酯、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、硅酮、氟树脂、丙烯、聚醚·***·酮、聚醚酰亚胺、ABS树脂、聚苯硫醚等的树脂形成的绝缘片。绝缘层2以使多个导体间电绝缘为目的,因此只要具有电绝缘性,也可以为上述列举的种类的绝缘纸及绝缘片以外的绝缘物。
第一导电构件1夹持上述的膜状的绝缘层2而进行层叠。第一导电构件1例如由铜或铝等金属材料构成。另外,第一导电构件1构成成为汇流条12的主传送路的厚层导体,第一导电构件1的厚度(层叠方向的长度,图中的上下方向的长度)优选为0.5mm以上10mm以下的范围。作为厚层导体的第一导电构件1由于传送大电流而优选为0.5mm以上,如果形成得再薄则无法流通大电流。另一方面,如果将第一导电构件1的厚度形成为比10mm厚,则汇流条12大型化,其结果是产生使用汇流条12的逆变器装置也大型化的问题。若为10mm以下,则当适用于逆变器装置时也能够在使用上不产生问题的情况下流通大电流,因此优选为10mm以下。
第二导电构件4在绝缘层2的与第一导电构件1邻接的面上设置在绝缘层2与第一导电构件1之间。在本实施方式中,在绝缘层2的两面上设置有第二导电构件4。第二导电构件4也与第一导电构件1同样地由铜或铝等金属材料构成。另外,第二导电构件4构成抑制成为构成汇流条12的主传送路的厚层导体的第一导电构件1与绝缘层2之间的空间部(空隙部)5的不良影响的导体箔,其形成为比第一导电构件1的厚度薄。
通过将第二导电构件4形成得比第一导电构件1足够薄,从而能够使第二导电构件4与绝缘层2密接形成。即,通过使第二导电构件4和绝缘层2密接形成,从而不会发生因第二导电构件4与绝缘层2的电位差引起的局部放电。
此外,第一导电构件1与第二导电构件4均由金属材料构成,因此成为相同电位,所以即使在第一导电构件1与第二导电构件4之间形成因第一导电构件1的表面凹凸部6产生的空隙部5的情况下,也不会因该空隙部5发生局部放电。由此,能够防止绝缘层2的劣化。
第二导电构件4的厚度(层叠方向的长度,图中的上下方向的长度)优选为1μm以上且小于500μm的范围。在比1μm薄的情况下,在绝缘层2上形成第二导电构件4时,可能出现第二导电构件4成为岛状而产生局部未能形成的部位、或第二导电构件4受到损伤而容易被剥离的情况。如果形成缺少第二导电构件4的部分,则在绝缘层2与第一导电构件1之间形成空隙部5并产生局部放电。因此,优选第二导电构件4的厚度为1μm以上。
另一方面,在第二导电构件4为500μm以上的厚度的情况下,基于与以往的在厚层导体与绝缘层之间形成空间部的理由相同的理由,在第二导电构件4与绝缘层2之间会形成空间部,在该空间部发生局部放电。换言之,在第二导电构件4的厚度为500μm以上的情况下,难以与绝缘层2密接地形成,无法实现期待的作用。因此,第二导电构件4的厚度优选小于500μm。
如此,根据本实施方式的汇流条12,由于绝缘层2与第二导电构件4密接形成,因此能够防止在作为厚层导体的第一导电构件1与绝缘层2之间发生局部放电,能够防止绝缘层2的劣化。另外,成为主传送路的第一导电构件1可以形成为与以往相同的厚度,因此能够传送大电流。
图2是使本发明的第一实施方式所涉及的汇流条弯曲成L字型而使用的情况下的剖面示意图。如图2所示,在本实施方式的汇流条12中,由于在弯曲的情况下也为箔导体的第二导电构件4以与绝缘层2密接的状态弯曲,因此不会在第二导电构件4与绝缘层2之间形成空间部。另外,在L字型的角部处的第一导电构件1与第二导电构件4之间形成空隙部5的情况下,由于第一导电构件1与第二导电构件4为相同电位,因此也不会发生局部放电,也不会使绝缘层2劣化。如此,根据本实施方式例的汇流条12,即使因汇流条弯曲成形成为L字型使用而在作为厚层导体的第一导电构件1与绝缘层2之间容易形成空隙部5的情况下,也能够防止绝缘层2劣化的情况。
本实施方式的汇流条12可以通过形成为在绝缘层2的表面上密接作为箔导体的第二导电构件4并由一对第一导电构件1夹持形成有第二导电构件4的绝缘层2而形成。作为在绝缘层2的表面上密接形成第二导电构件4的方法,具有通过热压接等将由铜箔等构成的第二导电构件4与由绝缘片或绝缘纸构成的绝缘层2密接接合的方法。另外,也可以为使用在有机树脂中分散有金属微粉末或碳黑等导电材料的导电性涂料向绝缘层2表面涂敷而形成第二导电构件4的方法。另外,也可以为利用蒸镀或溅射等技术在绝缘层2表面上形成成为第二导电构件4的箔导体的方法。
本实施方式中的目的为,通过使第二导电构件4与绝缘层2密接形成,从而防止形成直接连接绝缘层2和主传送导体的空间部。因此,制造方法可以使用上述任一种的方法,也可以使用上述方法以外的使第二导电构件4与绝缘层2密接形成的方法。
在上述例示的本实施方式的汇流条12中,在绝缘层2的两表面上形成第二导电构件4,利用一对第一导电构件1夹持形成有该第二导电构件4的绝缘层2,但本发明不局限于此。例如,通过在绝缘层2的至少一方的表面上形成第二导电构件4,与以往的汇流条相比,也能够有效地减轻绝缘层2的劣化。
<2.第二实施方式:汇流条>
图3是表示本发明的第二实施方式所涉及的汇流条的示例的剖面示意图。如图3所示,本实施方式的汇流条13包括:在绝缘层2的表面上形成有粘接剂层3的带粘接剂层的绝缘层7、夹持带粘接剂层的绝缘层7而层叠的一对第一导电构件1、设置在带粘接剂层的绝缘层7与第一导电构件1之间的第二导电构件4。
第一导电构件1沿与形成粘接剂层3的面垂直的方向层叠。第一导电构件1、第二导电构件4及绝缘层2形成为与第一实施方式的结构相同的结构。粘接剂层3是用于将形成在绝缘层2与第一导电构件1之间的第二导电构件4向绝缘层2粘接的层。
作为构成粘接剂层3的材料,例如可以使用环氧树脂系粘接剂、苯酚树脂系粘接剂、硅酮树脂系粘接剂、丙烯树脂系粘接剂、聚酰亚胺树脂系粘接剂、聚氨酯树脂系粘接剂等。粘接剂层3的目的在于将由绝缘纸或绝缘片构成的绝缘层2和导体(主要是第二导电构件4)粘接,因此只要具有粘接性,则也可以为上述举出的粘接剂以外的材料。
对于本实施方式的汇流条13而言,通过在绝缘层2的表面上形成粘接剂层3而形成带粘接剂层的绝缘层7,然后在带粘接剂层的绝缘层7的表面上形成第二导电构件4,并由一对第一导电构件1夹持形成有第二导电构件4的带粘接剂层的绝缘层7,由此能够形成汇流条13。
在第二实施方式中也能够得到与第一实施方式相同的效果。另外,在本实施方式中,也是通过使用较薄的导体箔作为第二导电构件4,使第二导电构件4与粘接剂层3密接形成。因此,不需像以往的汇流条那样为了填埋导体与绝缘层间的空间部而将粘接剂层形成得厚,因此能够实现低电感化。
在图3所例示的本实施方式的汇流条13中,在绝缘层2的两表面上形成有粘接剂层3,但本发明不局限于此,也可以仅在单侧的表面上形成粘接剂层3。另外,例示出在带粘接剂层的绝缘层7的两表面上形成第二导电构件4的示例,但也可以通过在至少一方的表面上形成,从而与以往的汇流条相比能够有效地减轻绝缘层2的劣化。
另外,根据本实施方式的汇流条13,第一导电构件1的再利用变得容易。图4是用于说明第二实施方式所涉及的汇流条的再利用性的剖面示意图。如图4所示,在汇流条13中,第一导电构件1与第二导电构件4之间未使用粘接剂等,因此作为厚层导体的第一导电构件1与第二导电构件4的分离容易,从而能够再利用第一导电构件1。即,根据本实施方式,能够得到再利用性优越的汇流条13。另外,对于再利用性而言,在第一实施方式所涉及的汇流条12中也能够得到同样的效果。
如以上说明那样,在本发明所涉及的汇流条(配电安装部件)中,形成在绝缘层2或带粘接剂层3的绝缘层7的至少一个面上的第二导电构件4形成得比第一导电构件1足够薄,因此能够与绝缘层2或带粘接剂层3的绝缘层7密接形成。由于在绝缘层2、7与第二导电构件4之间未形成空隙部5,因此不会发生局部放电而使绝缘层2、7劣化。
<3.本发明的配电安装部件与以往例的配电安装部件的比较>
接下来,利用图5~图8说明使用本发明的第一实施方式及第二实施方式所涉及的汇流条(实施例)和以往的汇流条(比较例)的比较试验。
[3-1实施例1]
实施例1的汇流条与上述的第一实施方式所涉及的汇流条12对应。作为绝缘层2使用了厚度0.25mm的聚酰亚胺片。另外,作为第二导电构件4使用了厚度35μm的铜箔。另外,作为第一导电构件1使用了厚度2mm的铜制厚层导体。
首先,通过热熔敷在成为绝缘层2的聚酰亚胺片的两面上形成由铜箔构成的第二导电构件4。接下来,利用两片第一导电构件1夹持形成有第二导电构件4的绝缘层2的两面,由此制成实施例1的汇流条。
[3-2实施例2]
实施例2的汇流条与上述的第二实施方式所涉及的汇流条13对应。作为绝缘层2使用了厚度0.25mm的芳香族聚酸胺绝缘纸。另外,作为粘接剂层3使用了环氧树脂系粘接剂。另外,作为第二导电构件4使用了厚度35μm的铜箔。另外,作为第一导电构件1使用了厚度3mm的铝制厚层导体。
首先,在成为绝缘层2的芳香族聚酸胺绝缘纸的两面上以涂敷厚约30μm的方式形成环氧树脂系粘接剂,从而形成带粘接剂层的绝缘层7。接下来,在粘接剂上表面上通过真空冲压形成由铜箔构成的第二导电构件4。然后,通过两张第一导电构件1夹持形成有第二导电构件4的带粘接剂层的绝缘层7,由此制成实施例2的汇流条。
[3-3比较例1]
比较例1的汇流条与图10所示的以往的汇流条112对应。作为厚层导体100使用了厚度2mm的铜制厚层导体,作为绝缘层102使用了厚度0.25mm的聚酰亚胺片。通过利用两张厚层导体100直接夹持绝缘层102,从而制成比较例1的汇流条。
[3-4比较例2]
比较例2的汇流条与图11所示的以往的汇流条113对应。作为厚层导体100使用厚度3mm的铝制厚层导体,作为绝缘层102使用厚度0.25mm的芳香族聚酸胺绝缘纸。另外,作为粘接剂层103使用了环氧树脂系粘接剂。
首先,在由芳香族聚酸胺绝缘纸构成的绝缘层102的两面以涂敷厚约30μm的方式形成环氧树脂系粘接剂,从而形成带粘接剂层的绝缘层104。然后,在带粘接剂层的绝缘层104的两面上配置厚层导体100并进行真空冲压,由此制成比较例2的汇流条。
[3-5比较实验结果]
为了验证本发明的效果,对实施例1、2及比较例1、2实施了下述的局部放电试验和带电劣化寿命试验。
[3-5-1局部放电试验]
为了防止外来噪声对局部放电测定的影响而将实施例1、2及比较例1、2的各试验用汇流条设置在屏蔽室内,并测定了局部放电开始电压。在此,使用局部放电测定***,从0V开始向试验用汇流条的厚层导体间施加交流电压并使电压以100V/秒的速度上升,并且测定了局部放电开始的电压。在此,局部放电开始的阈值为2pC。
图5为表示实施例1及比较例1中的局部放电试验结果的图表。图6为表示实施例2及比较例2中的局部放电试验结果的图表。在图5及图6中,横轴表示电压(Vrms),纵轴表示放电电荷量(pC)。
如图5可知,使用了未形成粘接剂层的绝缘层的实施例1的汇流条的局部放电开始电压(以下,称为PDIV)为1260V,局部放电熄灭电压(以下,称为PDEV)为1120V。另外,使用了未形成粘接剂层的绝缘层的比较例1的汇流条的PDIV为600V,PDEV为480V。实施例1与比较例1相比局部放电开始电压及局部放电熄灭电压变高这一情况得到了确认。
另外,如图6可知,使用了带粘接剂层的绝缘层的实施例2的汇流条的PDIV为1560V,PDEV为1460V。另外,使用了带粘接剂层的绝缘层的比较例2的PDIV为840V,PDEV为720V。实施例2与比较例2相比局部放电开始电压及局部放电熄灭电压变高这一情况得到了确认。
[3-5-2带电劣化寿命试验]
将实施例1、2及比较例1、2的各试验用汇流条设置于125℃的恒温层内,向各试验用汇流条的厚层导体(实施例1、2中与第一导电构件相当)间施加50Hz商用频率电压,并计测到绝缘破坏为止的时间。
图7是表示实施例1及比较例1中的带电劣化寿命试验结果的曲线图。图8是表示实施例2及比较例2中的带电劣化寿命试验结果的曲线图。在图7及图8中,纵轴表示试验电压(kV),横轴表示时间(h)。
如图7所示,实施例1的汇流条的带电劣化寿命比比较例1的汇流条长约10倍这一情况得到了确认。另外,如图8所示,实施例2的汇流条的带电劣化寿命比比较例2的汇流条长约8度这一情况得到了确认。分别与比较例1及比较例2相比,实施例1、实施例2的带电劣化寿命均更长,可以说其绝缘可靠性高。
根据上述的试验结果,本发明的汇流条与以往的汇流条相比能够降低因局部放电引起的绝缘层的劣化,从而局部放电开始电压高且绝缘可靠性高的高电压部件,这一情况得到了证实。
<4.第三实施方式:逆变器装置>
接下来,对本发明所涉及的逆变器装置进行说明。图9是表示本发明的第三实施方式所涉及的逆变器装置的示例的剖面示意图。本实施方式的逆变器装置18是使用了第一实施方式所涉及的汇流条12的装置。
如图9所示,本实施方式的逆变器装置18在框体11内配置有:多个功率模块15、将功率模块15电连接的汇流条12、设置有用于控制功率模块15的驱动电路的控制基板14。功率模块15在内部具有多个功率半导体元件,功率模块15在框体11内配置在模块放热板16上。另外,功率模块15的与DC输入电源的正极连接的电极通过固定螺钉17固定在构成汇流条12的一对第一导电构件1中的正极侧第一导电构件1a上。另外,功率模块15的与DC输入电源的负极连接的电极通过固定螺钉17固定在构成汇流条12的一对第一导电构件1中的负极侧第一导电构件1b上。通过控制基板14控制内置于功率模块15中的功率半导体元件的开关动作。
根据本实施方式,在传送大电流的汇流条12中,由于防止了局部放电的发生,从而减轻了绝缘层2的劣化,因此在逆变器装置18中也能够实现长期可靠性的提高。换言之,作为逆变器装置18能够实现长寿命化。需要说明的是,上述中示出了对逆变器装置18适用第一实施方式所涉及的汇流条12的示例,但也可以使用第二实施方式所涉及的汇流条13,并能够获得同样的效果。
如以上说明那样,根据本发明,由于在传送导体与绝缘层之间产生的局部放电得以防止,从而绝缘层的劣化得以减轻,因此能够获得局部放电开始电压高且绝缘可靠性高的配电安装部件(汇流条)。另外,通过使用该汇流条,能够得到实现了长寿命化的逆变器装置。进而,根据本发明,能够得到厚层导体与绝缘层的分离容易且再利用性优越的汇流条及使用该汇流条的逆变器装置。
符号说明
1...第一导电构件
2...绝缘层
3...粘接剂层
4...第二导电构件
5...空间部(空隙部)
6...表面凹凸部
7...带粘接剂层的绝缘层
11...框体
12...汇流条
13...汇流条
14...控制基板
15...功率模块
16...模块放热板
18...逆变器装置
100...厚层导体
102...绝缘层
103...粘接剂层
104...带粘接剂层的绝缘层
105...空间部(空隙部)
106...表面凹凸部
112...汇流条
113...汇流条

Claims (8)

1.一种配电安装部件,其为高电压的配电安装部件,其特征在于,具备:
绝缘层;
多个第一导电构件,其以夹持所述绝缘层的方式层叠且主要负责配电;
第二导电构件,其在所述绝缘层与所述第一导电构件之间设置在所述绝缘层的至少一个面上,
所述第二导电构件的厚度比所述第一导电构件的厚度薄,
所述第二导电构件通过热压接而与所述绝缘层接合,
所述第二导电构件的厚度为1μm以上且小于500μm的范围。
2.根据权利要求1所述的配电安装部件,其特征在于,
所述第一导电构件的厚度为0.5mm以上且10mm以下的范围。
3.一种配电安装部件,其为高电压的配电安装部件,其特征在于,具备:
带粘接剂层的绝缘层,其通过在绝缘层的至少一个面上设置粘接剂层而形成;
多个第一导电构件,其以夹持所述带粘接剂层的绝缘层的方式层叠且主要负责配电;
第二导电构件,其在所述带粘接剂层的绝缘层与所述第一导电构件之间设置在所述带粘接剂层的绝缘层的至少一个面上,
所述第二导电构件的厚度比所述第一导电构件的厚度薄,
所述第二导电构件通过热压接而与所述绝缘层接合,
所述第二导电构件的厚度为1μm以上且小于500μm的范围。
4.根据权利要求3所述的配电安装部件,其特征在于,
所述第一导电构件的厚度为0.5mm以上且10mm以下的范围。
5.一种逆变器装置,具有:
功率模块,其具有多个功率半导体元件;
配电安装部件,其与所述功率模块连接;
控制基板,其构成有驱动所述功率半导体的开关动作的驱动电路,
所述逆变器装置的特征在于,
所述配电安装部件具备:绝缘层;多个第一导电构件,其以夹持所述绝缘层的方式层叠且主要负责配电;第二导电构件,其在所述绝缘层与所述第一导电构件之间设置在所述绝缘层的至少一个面上,
所述第二导电构件的厚度比所述第一导电构件的厚度薄,
所述第二导电构件通过热压接而与所述绝缘层接合,
所述第二导电构件的厚度为1μm以上且小于500μm的范围。
6.根据权利要求5所述的逆变器装置,其特征在于,
所述第一导电构件的厚度为0.5mm以上且10mm以下的范围。
7.一种逆变器装置,具有:
功率模块,其具有多个功率半导体元件;
配电安装部件,其与所述功率模块连接;
控制基板,其构成有驱动所述功率半导体的开关动作的驱动电路,
所述逆变器装置的特征在于,
所述配电安装部件具备:带粘接剂层的绝缘层,其通过在绝缘层的至少一个面上设置粘接剂层而形成;多个第一导电构件,其以夹持所述带粘接剂层的绝缘层的方式层叠且主要负责配电;第二导电构件,其在所述带粘接剂层的绝缘层与所述第一导电构件之间设置在所述带粘接剂层的绝缘层的至少一个面上,
所述第二导电构件的厚度比所述第一导电构件的厚度薄,
所述第二导电构件通过热压接而与所述绝缘层接合,
所述第二导电构件的厚度为1μm以上且小于500μm的范围。
8.根据权利要求7所述的逆变器装置,其特征在于,
所述第一导电构件的厚度为0.5mm以上且10mm以下的范围。
CN201180007510.6A 2010-01-27 2011-01-24 配电安装部件及使用配电安装部件的逆变器装置 Expired - Fee Related CN102725931B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010-016036 2010-01-27
JP2010016036 2010-01-27
PCT/JP2011/051205 WO2011093239A1 (ja) 2010-01-27 2011-01-24 配電実装部品及びそれを用いたインバータ装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102725931A CN102725931A (zh) 2012-10-10
CN102725931B true CN102725931B (zh) 2015-12-09

Family

ID=44319227

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201180007510.6A Expired - Fee Related CN102725931B (zh) 2010-01-27 2011-01-24 配电安装部件及使用配电安装部件的逆变器装置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9137888B2 (zh)
EP (1) EP2530823B1 (zh)
JP (1) JP5437397B2 (zh)
CN (1) CN102725931B (zh)
WO (1) WO2011093239A1 (zh)

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9979173B2 (en) * 2011-04-29 2018-05-22 Ge Energy Power Conversion Technology Limited Bus bar assembly and method of manufacturing same
WO2013179433A1 (ja) * 2012-05-31 2013-12-05 株式会社日立製作所 バスバー、電力変換装置
JP5830480B2 (ja) * 2013-03-05 2015-12-09 日立オートモティブシステムズ株式会社 配線板およびそれを用いた電力変換装置
JP6222713B2 (ja) * 2013-10-30 2017-11-01 日立オートモティブシステムズ株式会社 バスバー構造及びバスバー構造を用いた電力変換装置
US9401590B2 (en) 2014-01-06 2016-07-26 Hamilton Sundstrand Corporation Heat sink for contactor in power distribution assembly
US9620278B2 (en) 2014-02-19 2017-04-11 General Electric Company System and method for reducing partial discharge in high voltage planar transformers
JP2016011952A (ja) * 2014-06-04 2016-01-21 株式会社Top パワー半導体用試験装置
JP6682894B2 (ja) * 2016-02-10 2020-04-15 富士電機株式会社 絶縁ブスバー、絶縁ブスバーの製造方法及び電子機器
WO2018025574A1 (ja) * 2016-08-01 2018-02-08 株式会社日立製作所 電力変換装置
US10021802B2 (en) * 2016-09-19 2018-07-10 General Electric Company Electronic module assembly having low loop inductance
WO2018114688A1 (en) * 2016-12-19 2018-06-28 Abb Schweiz Ag Laminated busbar for plug-in modules
US10520780B2 (en) * 2016-12-21 2019-12-31 Southwall Technologies Inc. Electroactive device provided with a trilayer bus bar
DE102017217354A1 (de) 2017-09-28 2018-09-13 Danfoss Silicon Power Gmbh Mehrschichtige stromschienenanordnung und leistungsmodul
CN112042087B (zh) * 2018-05-07 2024-02-06 三菱电机株式会社 旋转电机
JP7054309B2 (ja) * 2018-10-25 2022-04-13 東芝三菱電機産業システム株式会社 電力変換装置
JP7267716B2 (ja) * 2018-11-12 2023-05-02 ローム株式会社 半導体装置
US10998706B2 (en) * 2019-10-08 2021-05-04 Hamilton Sundstrand Corporation Laminated bus bars
FR3104888B1 (fr) * 2019-12-16 2023-01-20 Safran Electrical & Power Dispositif d’équilibrage
WO2024062633A1 (ja) * 2022-09-22 2024-03-28 株式会社レゾナック 積層体及び積層体の製造方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4236046A (en) * 1978-10-10 1980-11-25 Rogers Corporation High capacitance bus bar
US4381423A (en) * 1981-03-31 1983-04-26 Rogers Corporation High capacitance bus bar manufacturing technique
CN1153421A (zh) * 1995-09-08 1997-07-02 株式会社日立制作所 配线基板及使用该基板的电力变换装置
CN1351396A (zh) * 2000-10-26 2002-05-29 铁道部株洲市电力机车研究所 低感母排的设计及制作方法
CN101202495A (zh) * 2006-11-13 2008-06-18 株式会社日立制作所 电力转换装置
CN101385225A (zh) * 2006-02-17 2009-03-11 株式会社安川电机 具有母线的功率转换设备

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4440972A (en) * 1981-03-31 1984-04-03 Rogers Corporation Miniaturized bus bar with capacitors and method of making same
US4401843A (en) * 1981-03-31 1983-08-30 Rogers Corporation Miniaturized bus bars and methods of fabrication thereof
US4403108A (en) * 1981-03-31 1983-09-06 Rogers Corporation Miniaturized bus bar with capacitors and assembly technique
JPS59203305A (ja) * 1983-04-30 1984-11-17 日本メクトロン株式会社 ハイキヤパシタンス積層母線
JP3228454B2 (ja) 1995-02-10 2001-11-12 日本メクトロン株式会社 積層母線
JP3660480B2 (ja) 1997-09-30 2005-06-15 株式会社日立製作所 電力変換装置の配線構造
JP2000149667A (ja) * 1998-11-13 2000-05-30 Furukawa Electric Co Ltd:The 積層バスバー
JP3824825B2 (ja) 1998-11-20 2006-09-20 古河電気工業株式会社 積層バスバー
JP3997730B2 (ja) * 2001-06-20 2007-10-24 株式会社日立製作所 電力変換装置及びそれを備えた移動体
JP4618211B2 (ja) 2006-07-31 2011-01-26 日立電線株式会社 モールド成形体の製造方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4236046A (en) * 1978-10-10 1980-11-25 Rogers Corporation High capacitance bus bar
US4381423A (en) * 1981-03-31 1983-04-26 Rogers Corporation High capacitance bus bar manufacturing technique
CN1153421A (zh) * 1995-09-08 1997-07-02 株式会社日立制作所 配线基板及使用该基板的电力变换装置
CN1351396A (zh) * 2000-10-26 2002-05-29 铁道部株洲市电力机车研究所 低感母排的设计及制作方法
CN101385225A (zh) * 2006-02-17 2009-03-11 株式会社安川电机 具有母线的功率转换设备
CN101202495A (zh) * 2006-11-13 2008-06-18 株式会社日立制作所 电力转换装置

Also Published As

Publication number Publication date
EP2530823A1 (en) 2012-12-05
WO2011093239A1 (ja) 2011-08-04
US9137888B2 (en) 2015-09-15
JPWO2011093239A1 (ja) 2013-06-06
CN102725931A (zh) 2012-10-10
US20120300417A1 (en) 2012-11-29
JP5437397B2 (ja) 2014-03-12
EP2530823A4 (en) 2014-04-16
EP2530823B1 (en) 2018-03-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102725931B (zh) 配电安装部件及使用配电安装部件的逆变器装置
JP6200871B2 (ja) パワーモジュール及び電力変換装置
US20110221268A1 (en) Power Converter and In-Car Electrical System
CN106169682B (zh) 用于电压总线结构的***或连接器
EP2928057B1 (en) Power converting device and railway vehicle mounted with the same
JP2008288242A (ja) ケースモールド型コンデンサ
JP5953246B2 (ja) 電力変換装置
WO2018116667A1 (ja) 電力変換装置
US9923478B2 (en) Capacitor arrangement and method for operating a capacitor arrangement
CN109314470B (zh) 将至少一个电构件与第一和第二汇流排电连接的装置
WO2017022414A1 (ja) パワーモジュール
JP5198497B2 (ja) 電力装置
WO2016194050A1 (ja) 電力変換装置
CN210092811U (zh) 叠层母排和电气产品
WO2015104808A1 (ja) パワー半導体装置および電力変換装置
WO2020191960A1 (zh) 复合母排以及功率模块
CN111969862A (zh) 逆变器用母线***及逆变器
US20220302685A1 (en) Apparatus for providing an electrical connection to at least one electrical component
WO2014038000A1 (ja) 電力変換装置
JP7105214B2 (ja) パワー半導体装置
WO2023243238A1 (ja) 電力変換装置
CN113394181A (zh) 功率开关组件及其散热器电位的固定方法
CN103681626A (zh) 半导体器件
JP2016111794A (ja) 電力変換装置
JP2022106244A (ja) フィルムコンデンサ、これを用いた連結型コンデンサ、インバータおよび電動車輌

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20151209

Termination date: 20210124