CN117792119A - 开关模块和逆变器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种开关模块和逆变器。开关模块包括电气绝缘部件,该电气绝缘部件的上表面与正极侧导电体、负极侧导电体以及输出用导电体紧密接触,正极侧导电体与各上臂用开关元件的输入侧电极紧密接触,负极侧导电体与各下臂用开关元件的输出侧电极相连,各输出用导电体与各下臂用开关元件的输入侧电极紧密接触,且电气绝缘部件的下表面与具有导电性的规定的散热部件紧密接触。与各正极侧导电体相连的正极侧导电层和与各负极侧导电体相连的负极侧导电层隔着电气绝缘层相对,由此在电气绝缘部件的内部设有夹设在正极侧主线与负极侧主线之间且能蓄积电荷的蓄电构造。

Description

开关模块和逆变器
技术领域
此处公开的技术涉及一种进行开关控制的开关模块和逆变器,尤其涉及一种适用于车载用途的开关模块和逆变器。
背景技术
近年来,汽车电动化发展迅猛。利用从用于驱动的高电压电池供给的直流电控制逆变器以驱动马达,由此实现汽车电动化。此时,逆变器中会产生功率损耗。
如何减少该功率损耗是实现汽车电动化时必须解决的问题。也就是说,需要改善逆变器中使用的开关模块的效率。
因此,开关模块一般采用SiC(碳化硅)等改良后的半导体装置。这样一来,能够提高开关控制的速度。
然而,如果提高开关控制的速度,则会出现以下问题:由于周期性电压变化而流过高频电流,进而产生高次谐波噪声。
在高次谐波噪声中,公知的有经由电气布线流向电池的电流(常模电流)、流过电气布线且流过杂散电容(寄生电容)和接地(地线)的电流(共模电流)。由于上述电流的存在,就会产生电磁噪声(常模噪声和共模噪声)。
上述电磁噪声会引起附近电气设备的误动作、通信干扰等。因此,为了提高开关控制的速度,必须抑制上述电磁噪声。
在逆变器的直流链路中,设有抑制常模噪声的平滑电容器。
也就是说,平滑电容器向开关模块供给蓄积的电力。这样一来,能减小从电池供给的电力的正极侧与负极侧之间的高频阻抗。流向电池的高频电流实质上流过平滑电容器。因此,通过设置平滑电容器,能够抑制常模噪声。
关于抑制共模噪声的技术,也已有过提案。例如,专利文献1公开了一种减小在半桥电路(串联连接两个开关元件而成的电路)中产生的共模噪声的技术。
在半桥电路中,两个开关元件的中点的电压变化较大。因此,在专利文献1的技术中,隔着绝缘层31与该中点部分的导电板(中点导电板15)相对的散热板(第二散热板19)与接地端子24绝缘(在引用文献1的说明中,为了方便起见,使用引用文献1的符号)。
这样一来,可减小从中点导电板15流出的共模电流,从而减小由该共模电流产生的共模噪声。
专利文献1:日本公开专利公报特开2018-195694号公报
发明内容
-发明要解决的技术问题-
进行开关控制时,在直流链路与各开关元件之间会产生谐振。这样一来,在各开关元件的工作电流和电压的波形中,会产生细微的振动(振铃)(参照图1的符号Y1)。
开关控制的速度越快,振铃的振幅就越大。并且,因为振铃中包含较高的频率分量,所以振铃还是导致产生常模噪声和共模噪声的原因。
而且,振铃产生浪涌电压(瞬间产生的过剩电压)。如果该浪涌电压超过开关元件的耐压极限,该半导体就会损坏。这样一来,就要求各开关元件具有足够比电池电压高且具有余量的耐压性能。其结果是,开关元件不可避免地会很昂贵,而成为导致开关模块及逆变器的成本上升的原因。
通过逆变控制驱动马达时,电流(纹波电流)流过平滑电容器。伴随于此,平滑电容器因该纹波电流和内部电阻引起的功率损耗而发热。
然而,平滑电容器一般采用由多个薄膜重叠构成的薄膜电容器。因此,平滑电容器难以散热。尤其是车载逆变器中,平滑电容器较大,因此更严重。
因此,为了抑制平滑电容器升温以保证可靠性,只能减小其内部电阻来抑制发热。为此,必须将平滑电容器的静电容量设为必要值以上的过大的值。因此,平滑电容器也会很昂贵,成为逆变器成本上升的主要原因。
于是,此处公开的技术旨在实现一种开关模块,其可在维持平滑电容器所发挥的功能的状态下,使平滑电容器小型化或省略平滑电容器,从而降低逆变器的成本。并且,旨在实现一种还可以抑制共模噪声的开关模块。
-用于解决技术问题的技术方案-
此处公开的技术涉及一种开关模块,包括正极侧主线、负极侧主线、多个半桥电路以及多条输出线,且进行开关控制,所述正极侧主线和所述负极侧主线分别与电池的正极和负极相连,多个所述半桥电路在所述正极侧主线与所述负极侧主线之间具有从该正极侧主线一侧依次串联连接的上臂用开关元件和下臂用开关元件,多条所述输出线连接在各所述半桥电路中所述上臂用开关元件与所述下臂用开关元件之间。
所述开关模块包括正极侧导电体、负极侧导电体、输出用导电体以及电气绝缘部件,所述正极侧导电体与设在各所述上臂用开关元件的下表面上的输入侧电极紧密接触而构成所述正极侧主线,所述负极侧导电体与各所述下臂用开关元件的输出侧电极相连而构成所述负极侧主线,所述输出用导电体与设在各所述下臂用开关元件的下表面上的输入侧电极紧密接触而构成各所述输出线,所述电气绝缘部件的上表面与所述正极侧导电体、所述负极侧导电体以及各所述输出用导电体紧密接触,且所述电气绝缘部件的下表面与具有导电性的规定的散热部件紧密接触。
并且,所述电气绝缘部件包括正极侧导电层和负极侧导电层,所述正极侧导电层与所述正极侧导电体相连,所述负极侧导电层与所述负极侧导电体相连,各所述正极侧导电层与各所述负极侧导电层隔着电气绝缘层相对,由此在所述电气绝缘部件的内部设有夹设在所述正极侧主线与所述负极侧主线之间且能蓄积电荷的蓄电构造。
也就是说,根据该开关模块,因为电气绝缘部件与散热部件接触,所以电气绝缘部件能够向散热部件散热。因此,在下臂用开关元件等的设在其上的电路中,由于开关控制而产生热量时,也能够通过电气绝缘部件散热。
并且,在该电气绝缘部件的内部,各正极侧导电层与各负极侧导电层隔着电气绝缘层相对,由此设有夹设在正极侧主线与负极侧主线之间的蓄电构造。将开关模块设置到逆变器上时,该蓄电构造为与平滑电容器并联连接的状态。
也就是说,该蓄电构造能够作为平滑电容器发挥作用,因此能够代替平滑电容器。其结果是,能够在维持平滑电容器所发挥的功能的状态下,使平滑电容器小型化或省略平滑电容器。能够实现一种可降低逆变器成本的开关模块。
而且,因为蓄电构造设在电气绝缘部件的内部,所以容易散热。因此,不需要像薄膜电容器那样过大的静电容量,能够以小型小容量的电气绝缘部件实现。
而且,因为蓄电构造和各开关元件实质上是一体化构造,所以能够排除由于经由电气布线连接平滑电容器而产生的寄生电感。这样一来,能够抑制由于开关控制流过半桥电路的电流和电压波形的振铃。此外,还能够抑制浪涌电压,因此不需要开关元件具有过度的耐压性能,能够使开关模块变得廉价。
也可以是:所述正极侧导电层和所述负极侧导电层形成为分别以与所述电气绝缘部件的上下表面平行的状态交替延伸,该正极侧导电层和该负极侧导电层分别隔着所述电气绝缘层在所述电气绝缘部件的厚度方向上相对而构成所述蓄电构造。
这样,就能够将蓄电构造高效地布置到电气绝缘部件的内部。这样一来,既能够保证蓄电构造有较高的静电容量,又能够减小电气绝缘部件的厚度。其结果是,从构造的观点来看,能够提高电气绝缘部件的散热性能。
也可以是:所述上臂用开关元件和所述下臂用开关元件分别集中布置在所述电气绝缘部件的上表面的中央侧,所述蓄电构造设在所述电气绝缘部件的外缘部分。
这样,开关元件群与蓄电构造就不会上下重叠。进行开关控制时,蓄电构造和各开关元件均会发热,但能够高效地将这二者的热量传递到散热部件而进行散热。
也可以是:所述蓄电构造夹设在至少设有各所述下臂用开关元件的中点部位与所述散热部件之间。
这样,就使得没有共模电流流过,从而能够抑制产生共模噪声。也就是说,进行开关控制时,设有各下臂用开关元件的中点部位的电压周期性发生较大变化。这样一来,在现有技术中,会有共模电流流过而产生共模噪声。
相对于此,进行开关控制时,蓄电构造的各正极侧导电层和各负极侧导电层的电位也不会变化。这样一来,电流不会流过经由电气绝缘部件和散热部件的电流路径。共模电流几乎为零,能够基本消除共模噪声。
也可以是:所述蓄电构造遍及所述电气绝缘部件的整个面的范围而设。
这样,能够可靠地阻断经由电气绝缘部件和散热部件的电流路径。能够稳定地抑制共模噪声。而且,各正极侧导电层和各负极侧导电层的形状被简化,其形成变得简单,能够容易地制造电气绝缘部件。
也可以是:所述正极侧导电层和所述负极侧导电层分别包括正极侧平行层、多个正极侧正交层和负极侧平行层、多个负极侧正交层,所述正极侧平行层和所述负极侧平行层隔着所述电气绝缘层分别与所述电气绝缘部件的上表面和下表面相对着延伸,多个所述正极侧正交层和多个所述负极侧正交层形成为分别与所述正极侧平行层和所述负极侧平行层正交且与所述电气绝缘部件的一端面平行着交替延伸,所述正极侧正交层和所述负极侧正交层分别在与所述电气绝缘部件的厚度方向正交的边方向上隔着所述电气绝缘层相对而构成所述蓄电构造。
这是上述蓄电构造的另一形态。能够根据电气绝缘部件的规格来选择蓄电构造,因此通用性优异。
也可以是:所述蓄电构造夹设在至少设有各所述下臂用开关元件的中点部位与所述散热部件之间。
这样,如上所述能够抑制共模噪声。
也可以是:所述中点部位隔着所述电气绝缘层与所述正极侧平行层或所述负极侧平行层相对。
这样,能够容易地阻断经由电气绝缘部件和散热部件的电流路径。能够稳定地抑制共模噪声。
也可以是:所述蓄电构造遍及所述电气绝缘部件的整个面的范围而设。
这样,能够可靠地阻断经由电气绝缘部件和散热部件的电流路径。能够更稳定地抑制共模噪声。而且,各正极侧导电层和各负极侧导电层的形状被简化,其形成变得简单,能够容易地制造电气绝缘部件。
也可以是:所述电气绝缘部件由陶瓷材料形成,所述陶瓷材料由相对介电常数比氧化铝高的高介电常数材料和导热系数比氧化铝高的高导热材料以规定比率混合而成。
在该开关模块中,因为在电气绝缘部件上设有蓄电构造,所以要求电气绝缘部件具有较高的导热性和较高的静电容量。相对于此,如果像这样构成,就能够对电气绝缘部件的导热系数和介电常数这二者都进行调节。因此,能够根据电气绝缘部件的规格优化导热性和静电容量。
也可以是:所述高导热材料为氮化铝,所述高介电常数材料为钛酸钡。
钛酸钡的相对介电常数极高,氮化铝的导热系数极高。因此,能够容易地对电气绝缘部件的导热系数和介电常数这二者进行调节,而且能够使这二者都较高。
也可以是:所述电气绝缘部件具有第一部位和第二部位,所述第一部位由导热系数比氧化铝高的高导热材料形成,所述第二部位由相对介电常数比氧化铝高的高介电常数材料形成。
这样,能够在不影响高导热材料和高介电常数材料这二者的特质的情况下构成电气绝缘部件。因此,能够同时实现电气绝缘部件较高的导热性和较高的静电容量。
尤其是如果应用于上述另一形态的蓄电构造,则即使使用不同材料,也能够组合现有方法来进行制造,在这一点上很有利。
也可以是:所述高导热材料为氮化铝,所述高介电常数材料为钛酸钡。
这样,能够高水平地同时实现电气绝缘部件较高的导热性和较高的静电容量。
上述开关模块优选应用于以下逆变器,其夹设在电池与马达之间,且利用从所述电池供给的电力驱动所述马达。
也就是说,也可以是:所述逆变器包括上述开关模块和直流链路,所述直流链路夹设在所述正极侧主线和所述负极侧主线与所述电池之间,所述直流链路具有正极侧中继线、负极侧中继线以及平滑电容器,所述正极侧中继线夹设在所述正极侧主线与所述电池的正极侧之间,所述负极侧中继线夹设在所述负极侧主线与所述电池的负极侧之间,所述平滑电容器架设在所述正极侧中继线与所述负极侧中继线之间,所述平滑电容器的一部分由所述蓄电构造代替。
这样,能够使昂贵的大型平滑电容器小型化,从而能够使逆变器变得廉价。
也可以是:所述逆变器还包括上述开关模块和直流链路,所述直流链路夹设在所述正极侧主线和所述负极侧主线与所述电池之间,所述直流链路具有正极侧中继线和负极侧中继线,所述正极侧中继线夹设在所述正极侧主线与所述电池的正极侧之间,所述负极侧中继线夹设在所述负极侧主线与所述电池的负极侧之间,省略设在所述直流链路中的平滑电容器,而由所述蓄电构造代替。
这样,能够省略平滑电容器,从而能够进一步使逆变器变得廉价。
-发明的效果-
如果将此处公开的技术应用于开关模块,就能够在维持平滑电容器所发挥的功能的状态下,使平滑电容器小型化或省略平滑电容器,从而能够降低逆变器的成本。而且,还能够抑制共模噪声,提高开关控制的速度。
附图说明
图1是用于说明应用此处公开的技术之前的逆变器(未改良逆变器)和开关模块(未改良模块)的电路图;
图2是从上方观察到的未改良模块的内部的简图;
图3是沿图2中带箭头的线A1-A1剖开的剖视简图;
图4是示出应用了此处公开的技术的开关模块(改良模块)的与图2对应的图;
图5是示出改良模块的与图3对应的图;
图6是用于说明改良基板的构成的图;
图7是用于说明改良基板的制造方法的图;
图8是改良逆变器的电路图,示出使平滑电容器小型化时和省略平滑电容器时之例;
图9是示出第二改良模块的与图5对应的图;
图10是第二改良逆变器的电路图;
图11是示出改良基板的变形例(第一改变基板)的简图;
图12是用于说明第一改变基板的其他形态的图;
图13是示出改良基板的变形例(第二改变基板)的简图;
图14是用于说明第二改变基板的制造方法的图。
-符号说明-
1-未改良逆变器;2-电池;3-马达;10-直流链路;11-正极侧中继线;12-负极侧中继线;13-平滑电容器;20-未改良模块;21-正极侧主线;22-负极侧主线;23-半桥电路;24-输出线;25-续流二极管;30-开关元件;30a-集电极(输入侧电极);30b-发射极(输出侧电极);30c-基极(控制用电极);30U-上臂用开关元件;30L-下臂用开关元件;40-基板(电气绝缘部件);41-壳体盖板;42-散热片(散热部件);43-冷却器;51-正极侧导电体;51a-第一延伸部;51b-第一元件接合部;51c-第一外侧突出部;51d-第一侧端部;52-负极侧导电体;52a-第二延伸部;52b-第二外侧突出部;52c-第二侧端部;53-输出用导电体;53a-第三延伸部;53b-第三元件接合部;54-切换用导电体;56-中点部位;60-电气绝缘层;61-正极侧导电层;61a-正极侧平行层;61b-正极侧正交层;62-负极侧导电层;62a-负极侧平行层;62b-负极侧正交层;63-蓄电结构;64-开口部;65-正极侧导电端;66-负极侧导电端;80-第一改变基板;81-第一部位;82-第二部位;83-覆盖层;90-第二改变基板;91-第一部位;92-第二部位;93-覆盖层;94-绝缘材料;100-改良逆变器;120-改良模块;140-改良基板;200-第二改良逆变器;220-第二改良模块;240-第二改良基板。
具体实施方式
下面,对此处公开的技术进行说明。不过,以下说明仅为本质上的示例而已。
<未改良逆变器、未改良模块>
为了易于理解此处公开的技术,将应用此处公开的技术之前的逆变器(未改良逆变器1)和开关模块(未改良模块20)作为比较例进行说明。
(未改良逆变器1和未改良模块20的电路构造)
图1示出搭载了未改良模块20的车载未改良逆变器1之例。该未改良逆变器1搭载在混合动力汽车或电动汽车上。未改良逆变器1夹设在作为其电源的高电压电池2与驱动车轮旋转的马达3之间。
未改良模块20的电路由正极侧主线21、负极侧主线22、三个半桥电路23以及三条输出线24等构成。正极侧主线21是与电池2的正极侧相连的电气布线。负极侧主线22是与电池2的负极侧相连的电气布线。
各半桥电路23以并联状态设在上述正极侧主线21与负极侧主线22之间。各半桥电路23具有两个开关元件30(上臂用开关元件30U和下臂用开关元件30L)。此处的开关元件30为绝缘栅双极型晶体管。
从正极侧主线21一侧起依次串联连接有上臂用开关元件30U和下臂用开关元件30L。各开关元件30与续流二极管25反并联连接。上述半桥电路23构成逆变电路。
各输出线24连接在各半桥电路23中上臂用开关元件30U与下臂用开关元件30L之间的部位。上述输出线24与马达3相连。
未改良逆变器1包括进行开关控制的控制电路(未图示)。控制电路与各开关元件30相连。控制电路通过开关控制,以规定的工作频率(例如10KHz)使各开关元件30导通和断开。这样一来,就将由电池2供给的直流电转换为由U、V、W构成的三相交流电,并经由各输出线24供往马达3。
未改良模块20通过直流链路10与电池2相连。直流链路10是夹设在正极侧主线21和负极侧主线22与电池2之间的电路。
直流链路10由正极侧中继线11、负极侧中继线12以及平滑电容器13等构成,正极侧中继线11夹设在正极侧主线21与电池2的正极侧之间,负极侧中继线12夹设在负极侧主线22与电池2的负极侧之间,平滑电容器13架设在正极侧中继线11与负极侧中继线12之间。
平滑电容器13是大型薄膜电容器。也就是说,其介电质采用塑料薄膜。并且,通过将该塑料薄膜与金属箔一起卷绕或层叠而重叠起来。这样一来,就形成平滑电容器13。
(未改良模块20的具体构造)
图2、图3示出未改良模块20的具体构造。图2是从上方观察到的未改良模块20的内部的简图。图3是沿图2中带箭头的线A1-A1剖开的剖视简图。
未改良模块20由基板40(电气绝缘部件)、壳体盖板41、散热片42(散热部件)等构成。在基板40上,设有由六个开关元件30(三个上臂用开关元件30U和三个下臂用开关元件30L)构成的三个半桥电路23等。
此处的开关元件30为如上所述的绝缘栅双极型晶体管。图中的“C”表示集电极30a(输入侧电极),“E”表示发射极30b(输出侧电极)。“B”表示基极30c(控制用电极)。
与电压较高的正极侧相连的集电极30a的发热量比与电压较低的负极侧相连的发射极30b的发热量多。集电极30a以遍及开关元件30的整个下表面的方式而设。
发射极30b和基极30c设在开关元件30的上表面。发射极30b的面积比用于控制的基极30c的面积大。需要说明的是,各开关元件30与续流二极管25反并联连接(参照图1),此处省略图示。
散热片42是导热性和导电性优异的金属部件。散热片42例如用铜形成为矩形板状。散热器42通过螺纹固定在车载冷却器43上。冷却器43优选为内部有冷却水流动的水冷式冷却器。
基板40是具有电气绝缘性的材料,例如用氧化铝(陶瓷材料)形成为长方形板状(所谓的氧化铝基板)。基板40的下表面与散热片42的上表面紧密接触。这样一来,基板40通过散热片42向冷却器43散热。基板40由散热片42冷却。
壳体盖板41由塑料制成,且形成为下表面敞口的箱形。壳体盖板41覆盖在散热器42的上表面上。这样一来,基板40的周围被壳体盖板41覆盖,基板40被壳体盖板41保护。需要说明的是,在壳体盖板41的内部填充有电气绝缘性的树脂。
在基板40的上表面,形成有具有与电气布线对应的规定形状的导电体。具体而言,使用公知的DBC(Direct Bonded Copper:直接敷铜)法,将构成导电体的铜接合到基板40的上表面。
具体而言,如图2所示,以与基板40的上表面紧密接触的状态形成有构成正极侧主线21的正极侧导电体51、构成负极侧主线22的负极侧导电体52、构成与U、V、W各相对应的各输出线24的三个输出用导电体53以及构成与各开关元件30的基极30c相连的切换用布线的六个切换用导电体54。
正极侧导电体51、负极侧导电体52以及输出用导电体53分别设为与基板40的长边(第一边40a)平行地延伸。
详细而言,正极侧导电体51设为沿一条第一边40a延伸。负极侧导电体52设为沿另一条第一边40a延伸。各输出用导电体53设为在正极侧导电体51、负极侧导电体52以及正极侧导电体51与负极侧导电体52之间沿正极侧导电体51和负极侧导电体52延伸。
正极侧导电体51具有沿相邻的第一边40a呈带状延伸的第一延伸部51a和从第一延伸部51a的内侧缘保持间距地向基板40的中央部分伸出的三个第一元件接合部51b。负极侧导电体52具有沿相邻的第一边40a呈带状延伸的第二延伸部52a。
各输出用导电体53具有与第一边40a平行地呈带状延伸的第三延伸部53a和设在第三延伸部53a的一端的第三元件接合部53b。各第三元件接合部53b与第一边40a平行地排列在基板40的中央部分,各第三延伸部53a形成为与该布局相应的长度。
第一延伸部51a、第二延伸部52a以及第三延伸部53a分别从基板40的短边(第二边40b)中的一条短边延伸到基板40外。这样一来,第一延伸部51a、第二延伸部52a以及第三延伸部53a的一端部便分别从基板40突出而构成连接端子。
各切换用导电体54沿第一边40a在基板40的各缘部,保持间距地各设有三个。
各上臂用开关元件30U的下表面分别通过软钎焊接合到正极侧导电体51的各第一元件接合部51b上。这样一来,各上臂用开关元件30U的集电极30a与正极侧主线21相连。
各上臂用开关元件30U的发射极30b通过第一键合线55a与各相的各输出用导电体53相连。这样一来,各上臂用开关元件30U的发射极30b与输出线24相连。各上臂用开关元件30U的基极30c通过第二键合线55b与各切换用导电体54相连。
各下臂用开关元件30L的下表面分别通过软钎焊接合到各相的输出用导电体53的第三元件接合部53b上。这样一来,各下臂用开关元件30L的集电极30a与各相的输出线24相连。
各下臂用开关元件30L的发射极30b通过第三键合线55c与负极侧导电体52相连。这样一来,各下臂用开关元件30L的集电极30a与负极侧主线22相连。
各下臂用开关元件30L的基极30c通过第四键合线55d与各切换用导电体54相连。各切换用导电体54为切换集电极30a与发射极30b之间的电流路径的导通和断开而设。
如上所述,第一元件接合部51b和第三元件接合部53b的群布置在基板40的中央部分。这样一来,上臂用开关元件30U和下臂用开关元件30L分别集中布置在基板40的上表面的中央侧。
(未改良逆变器的问题)
未改良逆变器1存在共模噪声等各种问题。
各相的输出用导电体53(尤其是下臂用开关元件30L的集电极30a所在部位,即中点部位56)隔着基板40与散热片42相对。散热片42安装在车载冷却器43上而接地。这样一来,如图3中放大所示,在该中点部位56能够产生规定的杂散电容(为了方便起见,将杂散电容称为第一虚拟电容器C1)。
此外,车载电池2以浮动状态被支承。因此,如图1所示,在电池2与接地之间,存在规定的杂散电容(第二虚拟电容器C2)。
未改良逆变器1工作时,通过开关控制,使各开关元件30以规定的工作频率导通和断开。这样一来,包括高次谐波分量的方波的高电压施加到中点部位56,因此在输出用导电体53中,电压间歇性地变化。
伴随于此,如图1中箭头Ic所示,共模电流流过经由第一虚拟电容器C1和第二虚拟电容器C2的电流路径。这样一来,就会产生共模噪声。
电池2的额定电压为高电压,例如在40V以上或300V以上。因此,因为中点部位56的电压变化较大,所以共模电流和共模噪声也较大。
通过开关控制,大电流周期性地流过直流链路10。也就是说,该高频大电流构成常模电流。这样一来,就会产生常模噪声。
平滑电容器13抑制上述常模电流。也就是说,通过开关控制,使大电流(纹波电流)流过平滑电容器13。这样一来,能够减小从电池2供给的电力的正极侧与负极侧之间的高频阻抗。
因此,为了抑制上述常模电流,平滑电容器13不可避免地会变大。
并且,平滑电容器13因该纹波电流和内部电阻引起的功率损耗而发热。然而,作为大型薄膜电容器的平滑电容器13难散热。
因此,为了抑制平滑电容器13升温以保证可靠性,只能减小其内部电阻来抑制发热。为此,必须将平滑电容器13的静电容量设为必要值以上的过大的值。例如需要500uF左右的静电容量。这样一来,平滑电容器13会很昂贵,成为逆变器成本上升的主要原因。
正极侧中继线11和负极侧中继线12一般由汇流条(对应大电流的杆状或板状金属导体)构成。因此,寄生在上述汇流条上的电感(图1中用假想的电感器L表示)较大。此外,在各开关元件30中存在结电容。
进行开关控制时,在上述电感器L与上述结电容之间会产生谐振。这样一来,如图1所示,在各开关元件30的工作电流和电压的波形中,如箭头Y1所示,会产生细微的振动(振铃)。
开关控制的速度越快,详细而言,开关时的过渡时间越短,振铃的振幅就越大。振铃中包含较高的频率分量。因此,振铃会导致产生常模噪声和共模噪声。
并且,振铃会向电池2的正极侧或负极侧产生伴随较大过冲的浪涌电压。如果该浪涌电压超过开关元件30的耐压极限,该半导体就会损坏。
因此,就要求各开关元件30具有足够高于电池2的电压且具有余量的耐压性能。这样一来,开关元件30也只会更昂贵。
<改良逆变器、改良模块(第一形态)>
图4、图5示出应用了此处公开的技术的开关模块(改良模块120)之例。图4是与图2对应的图。图5是与图3对应的图。
改良模块120的基本构造与未改良模块20相同。因此,对内容相同的部件和构成标注相同的符号并简化或省略其说明。
改良模块120与未改良模块20比较大的不同点在于:在基板上设有规定的蓄电构造63。下面,对该基板(改良基板140)及其与未改良模块20的不同点进行具体说明。
如图4、图5所示,正极侧导电体51在具有第一延伸部51a和第一元件接合部51b的基础上,还具有从第一延伸部51a的外侧缘保持间距地朝向相邻的第一边40a伸出的四个第一外侧突出部51c和在与各第一外侧突出部51c的突端相连的状态下与该第一边40a的端面接触并延伸的第一侧端部51d。
负极侧导电体52在具有第二延伸部52a的基础上,还具有从第二延伸部52a的外侧缘保持间距地朝向相邻的第一边40a伸出的四个第二外侧突出部52b和在与各第二外侧突出部52b的突端相连的状态下与该第一边40a的端面接触并延伸的第二侧端部52c。
(改良基板140)
改良基板140包括由与改良基板140相同的材料形成的多个电气绝缘层60、与正极侧导电体51相连的多个正极侧导电层61以及与负极侧导电体52相连的多个负极侧导电层62。
并且,上述各正极侧导电层61与上述各负极侧导电层62隔着电气绝缘层60相对。这样一来,便在改良基板140的内部设有夹设在正极侧主线21与负极侧主线22之间且能蓄积电荷的蓄电构造63。
具体而言,如图6所示,正极侧导电层61和负极侧导电层62分别形成为大小大致与改良基板140相等的长方形薄膜状。正极侧导电层61和负极侧导电层62分别在其中央部具有长方形的开口部64。开口部64形成为在其内侧收容有第一元件接合部51b和第三元件接合部53b的群。
在该改良基板140中,正极侧导电层61由两层构成,负极侧导电层62由三层构成。并且,上述正极侧导电层61和负极侧导电层62分别形成为以与改良基板140的上下表面平行的状态交替延伸。
具体而言,改良基板140按照电气绝缘层60、负极侧导电层62、电气绝缘层60、正极侧导电层61、电气绝缘层60、负极侧导电层62、电气绝缘层60、正极侧导电层61、电气绝缘层60、负极侧导电层62、电气绝缘层60这样的顺序层叠着构成。这样一来,正极侧导电层61和负极侧导电层62就分别在改良基板140的外缘部分隔着电气绝缘层60在改良基板140的厚度方向上相对。
如图5中放大所示,各正极侧导电层61与设在第一边40a的一端面上的正极侧导电端65相连。各负极侧导电层62与设在第一边40a的另一端面上的负极侧导电端66相连。正极侧导电端65通过软钎焊与第一侧端部51d接合。负极侧导电端66通过软钎焊与第二侧端部52c接合。
正极侧导电层61和负极侧导电层62各自的短边的大小略小于改良基板140的短边(第二边40b)的大小。这样一来,各正极侧导电层61的突端就与第一边40a的另一端面保持间距而设。各负极侧导电层62的突端与第一边40a的一端面保持间距而设。
这样一来,在改良基板140的内部构成有夹设在正极侧主线21与负极侧主线22之间且能蓄积电荷的蓄电构造63。具体而言,由隔着电气绝缘层60相对的正极侧导电层61的群和负极侧导电层62的群,形成具有规定的静电容量且作为平滑电容器发挥作用的构造。
(改良基板140的详情)
由于开关控制,各开关元件30会发热。改良基板140将该热量传递给散热片42而进行散热。因此,改良基板140优选导热性优异者。因此,改良基板140的厚度优选较薄。例如,优选为1mm以下。
另一方面,从蓄电构造63的观点出发,电气绝缘层60的静电容量优选较高。因此,改良基板140的材料优选介电常数较高的。
改良基板140由陶瓷材料形成。该陶瓷材料一般为氧化铝。氧化铝的导热系数大概为23~36W/m·k,氧化铝的相对介电常数大概为9.5~9.7。
相对于此,在改良基板140的情况下,如上所述,优选导热性和介电常数这二者都较高。因此,改良基板140优选采用以下陶瓷材料形成,该陶瓷材料由相对介电常数比氧化铝高的材料(高介电常数材料)和导热系数比氧化铝高的材料(高导热材料)以规定比率混合而成。
高介电常数材料例如有氧化锆、氧化钛、钛酸钡等。高导热材料例如有碳化硅、氮化铝等。尤其是,高介电常数材料优选相对介电常数极高的钛酸钡(相对介电常数:1500),高导热材料优选导热系数极高的氮化铝(导热系数:90~200)。
通过将高导热材料和高介电常数材料以适合改良基板140的比率进行混合,能够实现导热性和介电常数这二者都最佳的改良基板140。
(改良基板140的制造)
正极侧导电层61和负极侧导电层62分别优选用银浆料形成。这样便能够使用叠层陶瓷电容器的公知方法制造改良基板140。图7示出其一例。
如图7(a)所示,形成浆料状的薄板70,薄板70是由构成电气绝缘层60的规定的陶瓷材料形成的。并且,如图7(b)所示,在该薄板70上,通过印刷来形成构成正极侧导电层61的银浆料的薄层71。如图7(c)所示,进一步在该薄层71上形成浆料状的薄板70,薄板70是由构成电气绝缘层60的规定的陶瓷材料形成的。
如图7(d)所示,进一步在该薄板70上,通过印刷来形成构成负极侧导电层62的银浆料的薄层71。并且,如图7(e)所示,进一步在该薄层71上形成浆料状的薄板70,薄板70是由构成电气绝缘层60的规定的陶瓷材料形成的。
通过反复进行上述处理,形成规定的叠层构造。之后,通过挤压成型和烧结使其固化,形成改良基板140的中间体。对已形成的改良基板140的中间体的第一边40a的各端面例如进行镀镍。这样,分别形成正极侧导电端65和负极侧导电端66后,改良基板140就完成了。
(改良基板140的效果)
由改良基板140形成的蓄电构造63,也就是隔着电气绝缘层60相对的正极侧导电层61和负极侧导电层62的群,在改良模块120的电路中,作为可代替平滑电容器13的虚拟电容器Ci发挥作用。
图8示出改良逆变器100的电路构成之例。虚拟电容器Ci在改良模块120中,相当于与各半桥电路23的正极侧和负极侧的两端部位相连的要素电容器群。也就是说,虚拟电容器Ci在改良逆变器100的电路中与平滑电容器13并联连接,改良基板140的蓄电构造63发挥与平滑电容器13相同的功能。
因此,如图8的上图所示,能够使平滑电容器13小型化,将其一部分用蓄电构造63代替。并且,如图8的下图所示,如果平滑电容器13的功能全部能够用蓄电构造63代替,则能够省略平滑电容器13。其结果是,能够降低逆变器的成本。
而且,与采用平滑电容器13时不同,采用该蓄电构造63时,能够将因纹波电流而产生的热量传递给散热片42而进行散热。因此,不必通过使其静电容量过大等来减小等效串联电阻(ESR)。在未改良逆变器1的平滑电容器13的情况下,需要500uF左右的静电容量,相对于此,能够使蓄电构造63的静电容量为10uF~50uF左右。
而且,在该改良基板140中,蓄电构造63设在改良基板140的外缘部分,且构成为开关元件30的群与蓄电结构63不重合。因此,进行开关控制时,蓄电构造63和开关元件30均会发热,但能够高效地将这二者的热量传递给散热片42而进行散热。
并且,采用蓄电构造63时,与采用平滑电容器13时相比,各开关元件30之间的电气连接长度非常小。这样一来,由该部分的布线引起的寄生电感也极小。其结果是,几乎不会再产生如图1所示的振铃和浪涌电压。
也就是说,在采用了改良模块120的改良逆变器100中,能够有效地抑制常模噪声和共模噪声。也能够降低对各开关元件30的耐压要求。
<改良逆变器、改良模块(第二形态)>
图9示出应用了此处公开的技术的开关模块的第二形态(第二改良模块220)之例。图9是与图5对应的图。
第二改良模块220的基本构造与改良模块120相同。因此,对内容相同的部件和构成标注相同的符号并简化或省略其说明。第二改良模块220与改良模块120的不同点在于:在正极侧导电层61和负极侧导电层62各自的中央部都没有形成开口部64。
也就是说,第二改良模块220的改良基板140(第二改良基板240)所包括的两层正极侧导电层61和三层负极侧导电层62分别形成为与改良基板140大致相同大小的长方形薄膜状,且遍及第二改良基板240的整个面的范围而设。
并且,上述正极侧导电层61和负极侧导电层62分别形成为以与第二改良基板240的上下表面平行的状态交替延伸。这样一来,正极侧导电层61和负极侧导电层62就分别在第二改良基板240的几乎整个范围内,隔着电气绝缘层60在改良基板240的厚度方向上相对。
在该第二改良模块220中,在第二改良基板240的几乎整个范围内设有蓄电构造63。因此,在包括设有各下臂用开关元件30L的输入侧电极的中点部位56的各输出用导电体53的大部分与散热片42之间,夹设有蓄电构造63。
这样一来,就能够使得没有共模电流流过,从而能够抑制产生共模噪声。下面具体说明其原因。
进行开关控制时,各开关元件30在规定的时刻导通和断开。伴随于此,各输出用导电体53的电压周期性地发生较大的变化,尤其是设有各下臂用开关元件30L的输入侧电极的中点部位56的电压周期性地发生较大的变化。这样一来,如图1所示,在未改良逆变器1中会有共模电流流过而产生共模噪声。
相对于此,如图9放大所示,在该第二改良模块220中,在第二改良基板240中位于顶部的负极侧导电层62与各输出用导电体53之间,形成有以电气绝缘层60为介电质的第一虚拟电容器C11。此外,在改良基板140中位于底部的负极侧导电层62与散热片42之间,也形成有以电气绝缘层60为介电质的第二虚拟电容器C21。
图10示出应用了第二改良模块220的逆变器(第二改良逆变器200)的电路图之例。此处,举出一个半桥电路23为例进行说明,其他半桥电路23也仅相位偏移而工作方式相同。
下臂用开关元件30L断开时,上臂用开关元件30U导通。因此,电流如Ion所示的那样流动,电池2的电压施加给第一虚拟电容器C11,第一虚拟电容器C11被充电。此时,构成第一虚拟电容器C11的顶部的负极侧导电层62与电池2的负极侧电气连接。因此,顶部的负极侧导电层62的电位与电池2的负极侧相同。
下臂用开关元件30L导通时,上臂用开关元件30U断开。因此,电流如Ioff所示的那样流动,蓄积在第一虚拟电容器C11中的电荷通过经由顶部的负极侧导电层62的电流路径而放电。此时,顶部的负极侧导电层62的电位也与电池2的负极侧相同。
不管导通还是断开,顶部的负极侧导电层62均保持电池2的负极侧的电位。也就是说,进行开关控制时,顶部的负极侧导电层62的电位也不会变化。在底部的负极侧导电层62与散热片42之间,不会产生电位差。
也就是说,即使进行开关控制,电压变化较大的中点部位56与电位不变化的负极侧导电层62也隔着电气绝缘层60相对,因此第二虚拟电容器C21中不会蓄积电荷。
就这一点而言,只要电位保持恒定即可,因此中点部位56也可以与顶部的正极侧导电层61隔着电气绝缘层60相对,而不与负极侧导电层62隔着电气绝缘层60相对。
电流不流过经由第一虚拟电容器C11和第二虚拟电容器C21的电流路径。共模电流值为零。因此,根据该第二改良逆变器200,能够基本消除共模噪声。
<改良基板的变形例>
下面,示出改良基板的变形例(改变基板)。改变基板能够应用于上述改良逆变器100和改良模块120或第二改良逆变器200和第二改良模块220。
(第一改变基板)
图11示出第一改变基板80之例。示出的第一改变基板80是根据第二改良基板240变形得到的。
第一改变基板80的电气绝缘层60的构造与第二改良基板240不同。第一改变基板80的电气绝缘层60由两种不同素材构成,被划分为多个部位。
也就是说,第一改变基板80具有由导热系数比氧化铝高的高导热材料形成的部位(第一部位81)和由相对介电常数比氧化铝高的高介电常数材料形成的部位(第二部位82)。
第一部位81例如由氮化铝构成。此外,第二部位82例如由钛酸钡构成。
在构成第一改变基板80的两面(表面和背面)的一对最外层上,形成有整体是同一材质的电气绝缘层60(覆盖层83)。覆盖层83也可以由氧化铝形成,但优选相比于介电常数,导热性更优异的材料。因此,在图例中,覆盖层83采用与第一部位81相同的材料。
并且,在位于上述覆盖层83之间的各电气绝缘层60上,分别以分区混合存在的方式形成有第一部位81和第二部位82。例如,在图11中,第一部位81和第二部位82分别如图12(a)所示,形成为在俯视第一改变基板80时呈纵线状,且布置为交替排列的条纹状。
第一部位81和第二部位82的布置方式不限于条纹状,能够根据基板40的规格适当地进行选择。例如,当第一改变基板80为上述改良基板140时,可以如图12(b)所示,在设有蓄电构造63的改良基板140的外缘部分布置介电常数较高的第二部位82,在设有开关元件30的群的改良基板140的中央部分布置导热系数较高的第一部位81。
此外,如图12(c)所示,也可以将第一部位81和第二部位82布置为棋盘方格状。除此之外,也可以在俯视第一改变基板80时在第二部位82中设置很多布置为圆形的第一部位81,反之还可以在俯视第一改变基板80时在第一部位81中设置很多布置为圆形的第二部位82。
通过用这样两种性质不同的材料构成电气绝缘层60,能够保证第一改变基板80具有较高的导热性能且能够使蓄电构造63的静电容量的值较大。
(第二改变基板)
图13示出第二改变基板90。第二改变基板90的正极侧导电层61、负极侧导电层62以及电气绝缘层60的构造与改良基板140、第二改良基板240以及第一改变基板80不同。
与第一改变基板80一样,第二改变基板90的电气绝缘层60也由两种不同素材构成,被划分为多个部位。
也就是说,第二改变基板90具有由导热系数比氧化铝高的高导热材料形成的部位(第一部位91)和由相对介电常数比氧化铝高的高介电常数材料形成的部位(第二部位92)。并且,第一部位91例如由氮化铝构成。此外,第二部位92例如由钛酸钡构成。
并且,在构成第二改变基板90的两面(表面和背面)的一对最外层上,也形成有整体是同一材质的电气绝缘层60(覆盖层93)。覆盖层93也可以由氧化铝形成,但优选相比于介电常数,导热性更优异的材料。因此,在图例中,采用与第一部位91相同的材料。
正极侧导电层61和负极侧导电层62分别包括正极侧平行层61a、多个正极侧正交层61b和负极侧平行层62a、多个负极侧正交层62b。换言之,正极侧导电层61包括正极侧平行层61a和多个正极侧正交层61b,负极侧导电层62包括负极侧平行层62a和多个负极侧正交层62b。
正极侧平行层61a和负极侧平行层62a在第二改变基板90上各设有一个。在图例中,正极侧平行层61a隔着最外层的电气绝缘层60(覆盖层93)与第二改变基板90的下表面相对着延伸,负极侧平行层62a隔着最外层的电气绝缘层60(覆盖层93)与第二改变基板90的上表面相对着延伸。
多个正极侧正交层61b和多个负极侧正交层62b形成为分别与正极侧平行层61a和负极侧平行层62a正交且与第二改变基板90的左右一端面(图例中为长边即第一边40a的端面)平行地交替延伸。
换言之,多个正极侧正交层61b形成为分别与正极侧平行层61a和负极侧平行层62a正交,且与第二改变基板90的第一边40a的端面平行地与负极侧正交层62b交替延伸。同样,多个负极侧正交层62b也形成为分别与正极侧平行层61a和负极侧平行层62a正交,且与第二改变基板90的第一边40a的端面平行地与正极侧正交层61b交替延伸。
并且,上述正极侧正交层61b和负极侧正交层62b分别在与第二改变基板90的厚度方向正交的方向(边方向)上,隔着电气绝缘层60相对而构成蓄电构造63。
正极侧平行层61a的一端延伸到第一边40a的右侧的端面,而未延伸到第一边40a的左侧的端面。同样,负极侧平行层62a的一端延伸到第一边40a的左侧的端面,而未延伸到第一边40a的右侧的端面。此外,正极侧正交层61b的突端与负极侧平行层62a之间被绝缘材料94阻断。负极侧正交层62b的突端与正极侧平行层61a之间也被绝缘材料94阻断。
在第一边40a的右侧的端面上,形成有覆盖该端面的正极侧导电端65。在第一边40a的左侧的端面上,形成有覆盖该端面的负极侧导电端66。正极侧导电端65与正极侧平行层61a相连,负极侧导电端66与负极侧平行层62a相连。
并且,在位于正极侧正交层61b与负极侧正交层62b之间的各电气绝缘层60上,分别以分区混合存在的方式形成有第一部位91和第二部位92。具体而言,在沿边方向交替排列的正极侧正交层61b和负极侧正交层62b之间交替着设有第一部位91和第二部位92。
由第二改变基板90形成的蓄电构造63,也就是隔着电气绝缘层60相对的正极侧正交层61b和负极侧正交层62b的群,作为上述虚拟电容器Ci发挥作用。而且,与第一改变基板80一样,电气绝缘层60分给第一部位91和第二部位92而设置,因此能够同时实现较高的导热性能和较高的静电容量。
在第二改变基板90中,蓄电构造63优选遍及第二改变基板90的整个面的范围而设。并且,中点部位56优选构成为与负极侧平行层62a(也可以是正极侧平行层61a)隔着电气绝缘层60相对。
这样,如上所述,在中点部位56与负极侧平行层62a之间不会蓄积电荷,因此能够防止共模噪声。
图14示出第二改变基板90的制造方法之例。制造第一改变基板80时,需要组合不同材料形成一张薄板70,而制造第二改变基板90时,能够组合使用现有的方法进行制造。第二改变基板90比较容易量产。
如图14(a)的上图所示,形成浆料状的薄板70,薄板70是由高导热材料形成的。在该薄板70上,通过印刷银浆料形成薄层71。如图14(a)的下图所示,进一步在该薄层71上形成浆料状的薄板70,薄板70是由高介电常数材料形成的。进一步在该薄板70上,通过印刷银浆料形成薄层71。按照规定的次数反复进行上述步骤。之后,通过挤压成型和烧结使其固化,形成图14(b)所示的块状叠层体。
如图14(b)中带箭头的线Y2所示,从与层叠方向正交的方向以与第二改变基板90的厚度对应的大小对该块状叠层体进行切片。这样,如图14(c)所示,得到第二改变基板90的第一中间体72。
然后,如图14(d)所示,通过在该第一中间体72的两面印刷绝缘材料94,覆盖露出于上表面的正极侧正交层61b且覆盖露出于下表面的负极侧正交层62b。
接着,如图14(e)所示,通过在该第一中间体72的两面印刷银浆料的薄层71,在上表面形成负极侧平行层62a且在下表面形成正极侧平行层61a。之后,如图14(f)所示,在第一中间体72的两侧形成浆料状的薄板70,薄板70是由高导热材料形成的。并且,通过挤压成型和烧结使其固化,得到第二中间体73。
接着,对该第二中间体73的第一边40a的各端面例如进行镀镍。这样,分别形成正极侧导电端65和负极侧导电端66后,第二改变基板90就完成了。
<此处公开的技术的效果及应用等>
像这样,根据此处公开的技术,能够用设在基板40上的蓄电构造63代替未改良模块20中必须采用的昂贵的大型平滑电容器13。换言之,能够使用现有的部件,构成容易冷却的平滑电容器13。这样一来,能够在维持平滑电容器所发挥的功能的状态下,使平滑电容器小型化或省略平滑电容器。其结果是,能够降低逆变器的成本,从而能够使逆变器变得廉价。
并且,通过排除直流链路10的寄生电感,减小伴随开关控制的有害振铃,能够抑制常模噪声。并且,通过用电位稳定的导电层将半桥电路23中电压变化较大的中点部位56与散热片42之间阻断,能够阻断共模电流的路径,从而有效地抑制共模噪声。因此,也能够提高逆变器的功能。
并且,通过在电气绝缘层60的构造上下功夫,将高导热材料和高介电常数材料进行组合,能够同时实现基板40较高的传热性和较高的静电容量。能够进一步提高逆变器的功能。
此处公开的技术不限于上述实施方式,也包括除此之外的各种构成。例如,开关元件30能够采用MOSFET、双极晶体管、绝缘栅双极型晶体管、GaN等公知的半导体。
正极侧导电层61和负极侧导电层62的层数仅为一例。正极侧正交层61b和负极侧正交层62b的设置数也仅为一例。各层的布置方式和形状等蓄电构造能够根据开关模块的规格进行变更。
此处公开的技术适用于车载逆变器,但也可应用于其他电气设备。

Claims (15)

1.一种开关模块,包括正极侧主线、负极侧主线、多个半桥电路以及多条输出线,且进行开关控制,所述正极侧主线和所述负极侧主线分别与电池的正极和负极相连,多个所述半桥电路在所述正极侧主线与所述负极侧主线之间具有从该正极侧主线一侧依次串联连接的上臂用开关元件和下臂用开关元件,多条所述输出线连接在各所述半桥电路中所述上臂用开关元件与所述下臂用开关元件之间,其特征在于:
所述开关模块包括正极侧导电体、负极侧导电体、输出用导电体以及电气绝缘部件,
所述正极侧导电体与设在各所述上臂用开关元件的下表面上的输入侧电极紧密接触而构成所述正极侧主线,
所述负极侧导电体与各所述下臂用开关元件的输出侧电极相连而构成所述负极侧主线,
所述输出用导电体与设在各所述下臂用开关元件的下表面上的输入侧电极紧密接触而构成各所述输出线,
所述电气绝缘部件的上表面与所述正极侧导电体、所述负极侧导电体以及各所述输出用导电体紧密接触,且所述电气绝缘部件的下表面与具有导电性的规定的散热部件紧密接触,
所述电气绝缘部件包括正极侧导电层和负极侧导电层,
所述正极侧导电层与所述正极侧导电体相连,
所述负极侧导电层与所述负极侧导电体相连,
各所述正极侧导电层与各所述负极侧导电层隔着电气绝缘层相对,由此在所述电气绝缘部件的内部设有夹设在所述正极侧主线与所述负极侧主线之间且能蓄积电荷的蓄电构造。
2.根据权利要求1所述的开关模块,其特征在于:
所述正极侧导电层和所述负极侧导电层形成为分别以与所述电气绝缘部件的上下表面平行的状态交替延伸,该正极侧导电层和该负极侧导电层分别隔着所述电气绝缘层在所述电气绝缘部件的厚度方向上相对而构成所述蓄电构造。
3.根据权利要求2所述的开关模块,其特征在于:
所述上臂用开关元件和所述下臂用开关元件分别集中布置在所述电气绝缘部件的上表面的中央侧,
所述蓄电构造设在所述电气绝缘部件的外缘部分。
4.根据权利要求2所述的开关模块,其特征在于:
所述蓄电构造夹设在至少设有各所述下臂用开关元件的中点部位与所述散热部件之间。
5.根据权利要求4所述的开关模块,其特征在于:
所述蓄电构造遍及所述电气绝缘部件的整个面的范围而设。
6.根据权利要求1所述的开关模块,其特征在于:
所述正极侧导电层和所述负极侧导电层分别包括正极侧平行层、多个正极侧正交层和负极侧平行层、多个负极侧正交层,
所述正极侧平行层和所述负极侧平行层隔着所述电气绝缘层分别与所述电气绝缘部件的上表面和下表面相对着延伸,
多个所述正极侧正交层和多个所述负极侧正交层形成为分别与所述正极侧平行层和所述负极侧平行层正交且与所述电气绝缘部件的一端面平行着交替延伸,
所述正极侧正交层和所述负极侧正交层分别在与所述电气绝缘部件的厚度方向正交的边方向上隔着所述电气绝缘层相对而构成所述蓄电构造。
7.根据权利要求6所述的开关模块,其特征在于:
所述蓄电构造夹设在至少设有各所述下臂用开关元件的中点部位与所述散热部件之间。
8.根据权利要求7所述的开关模块,其特征在于:
所述中点部位隔着所述电气绝缘层与所述正极侧平行层或所述负极侧平行层相对。
9.根据权利要求8所述的开关模块,其特征在于:
所述蓄电构造遍及所述电气绝缘部件的整个面的范围而设。
10.根据权利要求1到5中任一项权利要求所述的开关模块,其特征在于:
所述电气绝缘部件由陶瓷材料形成,所述陶瓷材料由相对介电常数比氧化铝高的高介电常数材料和导热系数比氧化铝高的高导热材料以规定比率混合而成。
11.根据权利要求10所述的开关模块,其特征在于:
所述高导热材料为氮化铝,所述高介电常数材料为钛酸钡。
12.根据权利要求1到9中任一项权利要求所述的开关模块,其特征在于:
所述电气绝缘部件具有第一部位和第二部位,
所述第一部位由导热系数比氧化铝高的高导热材料形成,
所述第二部位由相对介电常数比氧化铝高的高介电常数材料形成。
13.根据权利要求12所述的开关模块,其特征在于:
所述高导热材料为氮化铝,所述高介电常数材料为钛酸钡。
14.一种逆变器,夹设在电池与马达之间,且利用从所述电池供给的电力驱动所述马达,其特征在于:
所述逆变器包括权利要求1所述的开关模块和直流链路,
所述直流链路夹设在所述正极侧主线和所述负极侧主线与所述电池之间,
所述直流链路具有正极侧中继线、负极侧中继线以及平滑电容器,
所述正极侧中继线夹设在所述正极侧主线与所述电池的正极侧之间,
所述负极侧中继线夹设在所述负极侧主线与所述电池的负极侧之间,
所述平滑电容器架设在所述正极侧中继线与所述负极侧中继线之间,
所述平滑电容器的一部分由所述蓄电构造代替。
15.一种逆变器,夹设在电池与马达之间,且利用从所述电池供给的电力驱动所述马达,其特征在于:
所述逆变器包括权利要求1所述的开关模块和直流链路,
所述直流链路夹设在所述正极侧主线和所述负极侧主线与所述电池之间,
所述直流链路具有正极侧中继线和负极侧中继线,
所述正极侧中继线夹设在所述正极侧主线与所述电池的正极侧之间,
所述负极侧中继线夹设在所述负极侧主线与所述电池的负极侧之间,
省略设在所述直流链路中的平滑电容器,而由所述蓄电构造代替。
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