DE112013007515T5

DE112013007515T5 - Leistungseinheit und Leistungswandlungsvorrichtung

Info

Publication number: DE112013007515T5
Application number: DE112013007515.6T
Authority: DE
Inventors: Yukio Nakashima; Takayoshi Miki; Hisanori Yamasaki
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2013-10-17
Filing date: 2013-10-17
Publication date: 2016-07-07
Also published as: US20160241136A1; JP5862838B2; US9893610B2; JPWO2015056286A1; WO2015056286A1; CN105637748A; CN105637748B

Abstract

Strahlungsrauschen entsteht, wenn ein Halbleiterbauteil, das in einer Leistungseinheit eingebaut ist, Schaltvorgänge durchführt. Um ein solches Strahlungsrauschen zu reduzieren, wird ein Kern außerhalb der Leistungseinheit bereitgestellt. Je näher der Kern am Halbleiterbauteil, das eine Quelle ist, die das Strahlungsrauschen erzeugt, angeordnet ist, desto stärker ist die das Strahlungsrauschen reduzierende Wirkung. Da jedoch kein Raum zur Verfügung stand, um den Kern innerhalb der Leistungseinheit bereitzustellen, gab es eine Beschränkung bei der Reduktion von Strahlungsrauschen. Daher stellt die Erfindung eine Leistungseinheit bereit, die einen Kern in ihrem Inneren umfasst. In der Leistungseinheit gemäß der Erfindung, um einen ersten Kern 6 innerhalb der Leistungseinheit 2 einzubauen, umfassen eine erste ausgangsseitige Stromschiene 16, eine zweite ausgangsseitige Stromschiene 17 und eine dritte ausgangsseitige Stromschiene 18, die mit einem Ausgang eines Wechselrichters 3 verbunden sind, einen ersten Bündelabschnitt 15. Der erste Bündelabschnitt 15 ist durch eine erste Einführöffnung 33 des ersten, innerhalb der Leistungseinheit 2 bereitgestellten Kerns 6 hindurchgeführt.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft die Rauschreduktion in einer Leistungseinheit und einer Leistungswandlungsvorrichtung.
Stand der Technik
In einer herkömmlichen Leistungswandlungsvorrichtung, die Leistung von einem Gleichstrom-Leistungsquellensystem empfängt und einer Last eine Leistung zuführt, wird Strahlungsrauschen durch Schaltvorgänge von Halbleitervorrichtungen erzeugt, die einen Wechselrichter in der Leistungswandlungsvorrichtung bilden, und daher waren induktive Interferenzen und Störungen auf einem Hochfrequenzband problematisch.
Um die oben beschriebenen Probleme zu überwinden, wurde eine Leistungswandlungsvorrichtung vorgeschlagen, die einen Kern mit einer Einführöffnung umfasst, durch die eine Leitung hoher Spannung eine Gleichstrom-Leistungsquelle mit einem Wechselrichter verbindet und eine Masseleitung einen Wechselrichterdurchlass mit Masse verbindet (siehe zum Beispiel Patentschrift 1).
Bei der herkömmlichen Leistungswandlungsvorrichtung ist ein Kern zwischen einem Gehäuse der Leistungswandlungsvorrichtung und einer Leistungseinheit bereitgestellt, die einen Wechselrichter, eine Kühlrippe zur Kühlung des Wechselrichters sowie einen Kondensator umfasst, der parallel zu dem Wechselrichter geschaltet ist. Im Allgemeinen kann die Wirkung der Reduktion des Strahlungsrauschens verstärkt sein, wenn eine Installationsposition des Kerns näher an dem Wechselrichter ist, der das Strahlungsrauschen erzeugt.
Dokument betreffend Stand der Technik
Patenschrift

Patentschrift 1: Ungeprüfte japanische Patentveröffentlichung Nr. 2008-54396 (Seiten 3 und 4, 1)

Zusammenfassung der Erfindung
Von der Erfindung zu lösende Probleme
Bei der herkömmlichen Leistungswandlungsvorrichtung ist kein Platz innerhalb der Leistungseinheit, um den Kern einzubauen, und daher ist der Kern außerhalb der Leistungseinheit eingebaut, wodurch die Reduktion des Strahlungsrauschens beschränkt wird.
Die vorliegende Erfindung wurde gemacht, um die oben beschriebenen Probleme zu überwinden, und indem der Kern innerhalb der Leistungseinheit eingebaut wird, kann das Strahlungsrauschen stärker als je zuvor reduziert werden.
Mittel zum Lösen des Problems
Eine Leistungseinheit, die mit einer Leistungswandlungsvorrichtung verbunden und von dieser gelöst werden kann, umfasst: ein Halbleiterbauteil, das mit einem ersten Eingangsanschluss, einem zweiten Eingangsanschluss, einem ersten Ausgangsanschluss, einem zweiten Ausgangsanschluss und einem dritten Ausgangsanschluss bereitgestellt ist und das elektrische Leistung, die dem ersten Eingangsanschluss und dem zweiten Eingangsanschluss zugeführt wird, wandelt, um die gewandelte elektrische Leistung an dem ersten Ausgangsanschluss, dem zweiten Ausgangsanschluss und dem dritten Ausgangsanschluss auszugeben; einen Kondensator, der über den ersten Eingangsanschluss und den zweiten Eingangsanschluss parallel zu dem Halbleiterbauteil geschaltet ist; eine erste ausgangsseitige Stromschiene, eine zweite ausgangsseitige Stromschiene und eine dritte ausgangsseitige Stromschiene, die entsprechend mit dem ersten Ausgangsanschluss, dem zweiten Ausgangsanschluss und dem dritten Ausgangsanschluss verbunden sind und innerhalb der Leistungseinheit angeordnet sind; und einen ersten Kern, durch den die erste ausgangsseitige Stromschiene, die zweite ausgangsseitige Stromschiene und die dritte ausgangsseitige Stromschiene hindurchgeführt sind und der innerhalb der Leistungseinheit angeordnet ist.
Zusätzlich dazu umfasst die Leistungswandlungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung die oben beschriebene Leistungseinheit und eine Steuereinheit, die das Halbleiterbauteil in der Leistungseinheit steuert.
Wirkung der Erfindung
Die Leistungseinheit gemäß der vorliegenden Erfindung kann Strahlungsrauschen stärker reduzieren als je zuvor.
Ferner kann die Leistungswandlungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung Strahlungsrauschen stärker reduzieren als je zuvor.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 ist ein Schaltbild, das eine Leistungseinheit und eine Leistungswandlungsvorrichtung, welche die Leistungseinheit umfasst, gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung schematisch darstellt.
2 zeigt eine dreidimensionale Konfiguration der Leistungseinheit gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung.
3 zeigt Formen der ersten bis dritten ausgangsseitigen Stromschiene gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung.
4 zeigt eine Form eines Teilkerns gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung.
5 zeigt Installationspositionen der ersten bis dritten ausgangsseitigen Stromschiene und von Teilkernen in einer ausgangsseitigen Leitereinheit gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung.
6 ist eine sechsseitige Ansicht, welche die Leistungseinheit gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung im Detail zeigt.
7 zeigt eine dreidimensionale Konfiguration einer Leistungseinheit gemäß Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung.
8 ist eine sechsseitige Ansicht, welche die Leistungseinheit gemäß Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung im Detail zeigt.
9 ist ein Schaltbild, das eine Leistungseinheit und eine Leistungswandlungsvorrichtung, welche die Leistungseinheit umfasst, gemäß Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung schematisch darstellt.
10 zeigt eine dreidimensionale Konfiguration der Leistungseinheit gemäß Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung.
11 zeigt Formen der ersten und zweiten ausgangsseitigen Stromschiene gemäß Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung.
12 zeigt Installationspositionen der ersten und zweiten ausgangsseitigen Stromschiene und der Teilkerne in einer ausgangsseitigen Leitereinheit gemäß Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung.
13 ist eine sechsseitige Ansicht, welche die Leistungseinheit gemäß Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung im Detail zeigt.
14 zeigt Installationspositionen einer ersten bis dritten ausgangsseitigen Stromschiene und von Teilkernen in einer ausgangsseitigen Leitereinheit gemäß Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung.
15 zeigt einen Querschnitt der ausgangsseitigen Leitereinheit gemäß Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung.
16 zeigt einen Teilkern gemäß Ausführungsform 5 der vorliegenden Erfindung.
17 zeigt eine Variante des Teilkerns gemäß Ausführungsform 5 der vorliegenden Erfindung.
18 ist ein Schaltbild, das eine Leistungseinheit und eine Leistungswandlungsvorrichtung, welche die Leistungseinheit umfasst, gemäß Ausführungsform 6 der vorliegenden Erfindung schematisch darstellt.
Ausführungsform zur Durchführung der Erfindung
Ausführungsform 1
1 ist ein Schaltbild, das eine Leistungseinheit und eine Leistungswandlungsvorrichtung, welche die Leistungseinheit umfasst, gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung schematisch darstellt. Wie in 1 gezeigt, umfasst eine Leistungswandlungsvorrichtung 1 gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung eine Leistungseinheit 2, einen Wandler 5, welcher der Leistungseinheit 2 elektrische Leistung zuführt, und eine Steuereinheit 7, welche die Leistungseinheit 2 und den Wandler 5 steuert.
Die Leistungseinheit 2 kann mit der Leistungswandlungsvorrichtung 1 verbunden und von dieser gelöst werden. Beim Einbau in die Leistungswandlungsvorrichtung 1 wird die Leistungseinheit 2 über die Anschlüsse 9, 10, 11, 12, 13 und 14 mit Komponenten der Leistungswandlungsvorrichtung 1 verbunden.
Die Leistungseinheit 2 umfasst den Wechselrichter 3, eine erste eingangsseitige Stromschiene 19 und eine zweite eingangsseitige Stromschiene 20, die an der Eingangsseite des Wechselrichters 3 bereitgestellt sind, einen Kondensator 4a, der zu dem Wechselrichter 3 auf dessen Eingangsseite elektrisch parallel geschaltet ist, und eine ausgangsseitige Leitereinheit 23, die an der Ausgangsseite des Wechselrichters 3 bereitgestellt ist.
Die Leistungseinheit 2 umfasst ein Halbleiterbauteil 21, das durch Schaltvorgänge eine Gleichstromleistung, welche der Leistungseinheit 2 zugeführt wird, in eine Wechselstromleistung einer gewünschten Frequenz und Spannung umwandelt, und eine Kühlrippe 22, um am Halbleiterbauteil 21 erzeugte Wärme abzuleiten. Die erste eingangsseitige Stromschiene 19 und die zweite eingangsseitige Stromschiene 20 sind an der Eingangsseite des Halbleiterbauteils 21 angeschlossen.
Die ausgangsseitige Leitereinheit 23 umfasst eine erste ausgangsseitige Stromschiene 16, eine zweite ausgangsseitige Stromschiene 17, eine dritte ausgangsseitige Stromschiene 18 und einen ersten Kern 6. Ferner ist in der ausgangsseitigen Leitereinheit 23 ein erster Bündelabschnitt 15, in dem die erste ausgangsseitige Stromschiene 16, die zweite ausgangsseitige Stromschiene 17 und die dritte ausgangsseitige Stromschiene 18 kombiniert sind, durch eine erste Einführöffnung 33 des ersten Kerns 6 hindurchgeführt.
Wie in 1 gezeigt, sind die erste ausgangsseitige Stromschiene 16, die zweite ausgangsseitige Stromschiene 17 und die dritte ausgangsseitige Stromschiene 18 jeweils an der Ausgangsseite des Halbleiterbauteils 21 angeschlossen.
Wie in 1 gezeigt, wird die Wechselstromleistung, die der Leistungswandlungsvorrichtung 1 über die „u”-Leitung und „v”-Leitung zugeführt wird, vom Wandler 5 in die Gleichstromleistung umgewandelt, die über die erste eingangsseitige Stromschiene 19 und die zweite eingangsseitige Stromschiene 20 dem Wechselrichter 3 in der Leistungseinheit 2 zugeführt wird, und die Gleichstromleistung wird vom Halbleiterbauteil 21 in die Wechselstromleistung einer gewünschten Frequenz und Spannung umgewandelt.
Die umgewandelte Wechselstromleistung wird mittels der ersten ausgangsseitigen Stromschiene 16, der zweiten ausgangsseitigen Stromschiene 17 und der dritten ausgangsseitigen Stromschiene 18 an die „u”- Leitung, „v”-Leitung und „w”-Leitung über die Ausgänge 11, 12 und 13 ausgegeben. Die ausgegebene Wechselstromleistung treibt einen (nicht gezeigten) Elektromotor an, der an der Ausgangsseite der Leistungswandlungsvorrichtung 1 angeschlossen ist. Die Leistungseinheit 2 kann entsprechend den Spezifikationen des Elektromotors ausgetauscht werden. Zusätzlich dazu ist die Leistungseinheit 2 zur Wartung der Leistungseinheit 2 (Reinigung etc. der Kühlrippe 22) verbindbar oder lösbar.
2(a) ist ein Schaltbild, das eine dreidimensionale Konfiguration der Leistungseinheit 2 gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung schematisch darstellt. Wie oben beschrieben, umfasst die Leistungseinheit 2 das Halbleiterbauteil 21, die Kühlrippe 22, ein Kondensatorinstallationsteil 24, in dem der Kondensator 4a eingebaut ist, und die ausgangsseitige Leitereinheit 23. In 2 ist eine Gerade parallel zur Tiefenrichtung in einer Ebene in der horizontalen Ebene als y-Achse definiert, eine Achse, die in der horizontalen Ebene und auf die y-Achse orthogonal ist, ist als x-Achse definiert, und eine Gerade parallel zur vertikalen Richtung ist als z-Achse definiert.
In 2(a) ist ein Bereich, der von dem Kondensator 4a eingenommen wird, als das Kondensatorinstallationsteil 24 angezeigt. In das Kondensatorinstallationsteil 24 kann ein einzelner Kondensator 4a eingebaut sein oder es kann ein Kondensator 4a eingebaut sein, bei dem eine Vielzahl von Kondensatoren 4 parallel geschaltet ist. Der durch die Vielzahl von Kondensatoren 4 realisierte Kondensator 4a erlaubt die Einstellung der elektrostatischen Kapazität des Kondensators 4a.
In 2(a) wird das Kondensatorinstallationsteil 24 als ein rechteckiges Parallelepiped gezeigt, das eine Längstiefe in Richtung der y-Achse aufweist. In der Längsrichtung des Kondensatorinstallationsteils 24 ist das Halbleiterbauteil 21 angrenzend eingebaut. Auf einer der Seite des Halbleiterbauteils 21 entgegengesetzten Fläche, auf der das Kondensatorinstallationsteil 24 eingebaut ist, ist ferner die Kühlrippe 22 angrenzend angeordnet.
Ein erster Eingangsanschluss 25 und ein zweiter Eingangsanschluss 26 sind an einer Fläche bereitgestellt, an der das Halbleiterbauteil 21 nicht mit dem Kondensatorinstallationsteil 24 und der Kühlrippe 22 in Berührung ist. Ferner sind an der Fläche, die der Fläche entgegengesetzt ist, auf welcher der erste Eingangsanschluss 25 und der zweite Eingangsanschluss 26 bereitgestellt sind, ein erster Ausgangsanschluss 27, ein zweiter Ausgangsanschluss 28 und ein dritter Ausgangsanschluss 29 bereitgestellt.
Die Kühlrippe 22 umfasst zum Beispiel eine große Anzahl von (nicht gezeigten) plattenähnlichen Strukturelementen in ihrem Inneren, und Außenluft, die in und aus Lüftungslöchern etc. (nicht gezeigt) strömt, die im Gehäuse der Kühlrippe 22 bereitgestellt sind, geht durch das Innere der Kühlrippe 22, sodass Wärme, die vom Halbleiterbauteil 21 erzeugt wird, effizient abgeleitet wird.
Um die Erläuterung von 2 zu vereinfachen, werden Definitionen von sechs Flächen dargelegt, die das Kondensatorinstallationsteil 24 umgeben. 2(b) ist ein Schaltbild zur Beschreibung der Flächen, die das Kondensatorinstallationsteil 24 umgeben. In 2(b) ist eine Fläche, an der das Kondensatorinstallationsteil 24 mit dem Halbleiterbauteil 21 in Berührung ist, als eine erste Fläche 45 definiert.
Ferner sind Flächen, die an die erste Fläche 45 angrenzen und vertikal zur horizontalen Ebene sind, als eine zweite Fläche 46 und eine dritte Fläche 47 definiert. Ferner sind Flächen, die an die erste Fläche 45 angrenzen und parallel zur horizontalen Ebene sind, als eine obere Fläche 48 und eine untere Fläche 49 definiert.
Wie oben beschrieben, umfasst die ausgangsseitige Leitereinheit 23 die erste ausgangsseitige Stromschiene 16, die zweite ausgangsseitige Stromschiene 17, die dritte ausgangsseitige Stromschiene 18 und den ersten Kern 6. Zur Verdeutlichung der Installationsposition der ausgangsseitigen Leitereinheit 23 wird in 2(a) die ausgangsseitige Leitereinheit 23 einfach als dreidimensionale Platte gezeigt, deren Längsrichtung parallel zur Richtung der y-Achse ist. Eine detaillierte Konfiguration der ausgangsseitigen Leitereinheit 23 wird später dargelegt.
Wie in 2(a) gezeigt, ist die ausgangsseitige Leitereinheit 23 so bereitgestellt, dass sie mit der zweiten Fläche 46 des Kondensatorinstallationsteils 24 und dem Halbleiterbauteil 21 in Berührung ist. In der Längsrichtung ist ein Endabschnitt der ausgangsseitigen Leitereinheit 23 mit dem ersten Ausgangsanschluss 27, dem zweiten Ausgangsanschluss 28 und dem dritten Ausgangsanschluss 29, die im Halbleiterbauteil 21 bereitgestellt sind, verbunden.
In der Längsrichtung innerhalb der Endabschnitte der ausgangsseitigen Leitereinheit 23 sind die Anschlüsse 11, 12 und 13 an dem Endabschnitt bereitgestellt, welcher dem Endabschnitt entgegengesetzt ist, der mit dem Halbleiterbauteil 21 in Berührung ist. Wenn die Leistungseinheit 2 innerhalb der Leistungswandlungsvorrichtung 1 eingebaut ist, ist die Leistungseinheit 2 über die Anschlüsse 11, 12 und 13 mit der Leistungswandlungsvorrichtung 1 verbunden.
Hier wird eine Beschreibung über einen Bereich dargelegt, in dem das Kondensatorinstallationsteil 24, das Halbleiterbauteil 21, die Kuhlrippe 22, die ausgangsseitige Leitereinheit 23 und die Kühlrippe 22 eingebaut sind. Wenn, wie in 2(a) gezeigt, die Leistungseinheit 2 innerhalb der Leistungswandlungsvorrichtung 1 eingebaut ist, wird ein von der Leistungseinheit 2 eingenommener Bereich als ein Gehäusebereich definiert. Das heißt, dass die Leistungseinheit 2, welche das Kondensatorinstallationsteil 24, das Halbleiterbauteil 21, die Kühlrippe 22 und die ausgangsseitige Leitereinheit 23 umfasst, in den Gehäusebereich passt.
Das Kondensatorinstallationsteil 24, das Halbleiterbauteil 21, die Kühlrippe 22 und die ausgangsseitige Leitereinheit 23 passen in den Gehäusebereich, sodass die Leistungseinheit 2 einfach innerhalb der Leistungswandlungsvorrichtung 1 befestigt werden kann. Ebenso kann sie leicht gelöst werden. Es gibt keine Vorsprünge in den zur y-Achse parallelen Flächen in der in 2 gezeigten Leistungseinheit 2, und daher kann die Leistungseinheit 2 besonders in Richtung der y-Achse leicht bewegt werden, wenn sie befestigt und gelöst wird.
Es ist zu beachten, dass in einem Fall, in dem sich die Bewegungsrichtung der Leistungseinheit 2 nach der Befestigung oder Lösung der Leistungseinheit 2 von der in 2 gezeigten y-Richtung unterscheidet, Installationspositionen des Kondensatorinstallationsteils 24, des Halbleiterbauteils 21, der Kühlrippe 22 und der ausgangsseitigen Leitereinheit 23 entsprechend einer betreffenden anderen Richtung geändert werden können.
Ferner wird, wie in 2 gezeigt, ein Pfeil 50 definiert, um eine Richtung anzuzeigen, in welcher die Leistungseinheit 2 und das Kondensatorinstallationsteil 24 von oben nach unten betrachtet werden. Ein Pfeil 53 zeigt eine Richtung an, in welcher die Leistungseinheit 2 und das Kondensatorinstallationsteil 24 von unten nach oben betrachtet werden. Zusätzlich dazu zeigt ein Pfeil 52 eine Richtung vertikal zur zweiten Fläche 46 von der Außenseite in Bezug auf die Leistungseinheit 2 und das Kondensatorinstallationsteil 24 an.
Ferner zeigt ein Pfeil 55 eine Richtung vertikal zur dritten Fläche von der Außenseite in Bezug auf die Leistungseinheit 2 und das Kondensatorinstallationsteil 24 an. Ein Pfeil 51 zeigt eine Richtung vertikal zur ersten Fläche von der Außenseite in Bezug auf die Leistungseinheit 2 und das Kondensatorinstallationsteil 24 an. Zusätzlich dazu zeigt ein Pfeil 54 eine Richtung vertikal zu der Fläche, die der ersten Fläche des Kondensatorinstallationsteils 24 entgegengesetzt ist, von der Außenseite in Bezug auf die Leistungseinheit 2 und das Kondensatorinstallationsteil 24 an.
Die Pfeile 50 bis 55 werden verwendet, wenn eine Beschreibung einer sechsseitigen Ansicht der Leistungseinheit 2 gemäß der vorliegenden Erfindung dargelegt wird. Eine detaillierte Beschreibung der Leistungseinheit 2 wird später dargelegt.
Als Nächstes wird die ausgangsseitige Leitereinheit 23 detailliert beschrieben. 3 zeigt Formen der ersten ausgangsseitigen Stromschiene 16, der zweiten ausgangsseitigen Stromschiene 17 und der dritten ausgangsseitigen Stromschiene 18, die in der ausgangsseitigen Leitereinheit 23 beinhaltet ist. Insbesondere zeigt 3(a) in dreiseitigen Ansichten die erste ausgangsseitige Stromschiene 16, 3(b) zeigt die zweite ausgangsseitige Stromschiene 17 und 3(c) zeigt die dritte ausgangsseitige Stromschiene 18.
Hier zeigt die dreiseitige Ansicht in der vorliegenden Beschreibung eine Vorderansicht, eine Draufsicht und eine Seitenansicht der dargestellten Struktur, und die Vorderansicht wird auf der oberen Seite, die Draufsicht auf der unteren linken Seite und die Seitenansicht auf der unteren rechten Seite gezeigt. Es ist zu beachten, dass „Vorder-”, „Drauf-” und „Seiten-” in den Begriffen Vorderansicht, Draufsicht und Seitenansicht formale Richtungen anzeigen, um die dargestellte Struktur zu zeigen, und sich nicht auf die Richtungen in einem auf der Leistungseinheit 2 montierten Zustand der Struktur beziehen.
Wie in 3(a) gezeigt, ist die erste ausgangsseitige Stromschiene 16 ein plattenförmiger Leiter mit einer gleichmäßigen Dicke. Zwei abgewinkelte Abschnitte 56 sind dazwischen in der Erstreckungsrichtung der ersten ausgangsseitigen Stromschiene 16 bereitgestellt. An den beiden abgewinkelten Abschnitten 56 ist die erste ausgangsseitige Stromschiene 16 in einer gleichen Richtung um einen voreingestellten Winkel abgewinkelt.
Ferner weist die erste ausgangsseitige Stromschiene 16 Anschlussverbindungslöcher 32 an beiden Endabschnitten auf, und unter Verwendung von Schrauben oder ähnlichen Objekten, welche die ausgangsseitige Leitereinheit 23 durchdringen, wird einer der Endabschnitte mit dem ersten Ausgangsanschluss 27 verbunden, der im oben beschriebenen Halbleiterbauteil 21 bereitgestellt ist.
Ferner ist zwischen den beiden abgewinkelten Abschnitten 56 in der ersten ausgangsseitigen Stromschiene 16 ein gerader, länglicher Abschnitt 30 bereitgestellt. Stufenabschnitte 31 sind zwischen dem abgewinkelten Abschnitt 56 und dem Anschlussverbindungsloch 32 bereitgestellt, und an dem Stufenabschnitt 31 als Grenze unterscheidet sich in Bezug auf die Richtung der Dicke der ersten ausgangsseitigen Stromschiene 16 die Position einer Ebene, welche den länglichen Abschnitt 30 umfasst, von der Position einer Ebene, welche beide Endabschnitte der ersten ausgangsseitigen Stromschiene 16 umfasst. Die untere Darstellung in 3(a) zeigt, dass der längliche Abschnitt 30 an einer weiter oben gelegenen Position ist als die Positionen beider Endabschnitte der ersten ausgangsseitigen Stromschiene 16.
Wie in 3(b) gezeigt, ist die zweite ausgangsseitige Stromschiene 17 ein plattenförmiger Leiter mit einer gleichmäßigen Dicke. Die zweite ausgangsseitige Stromschiene 17 ist gerade, ohne die abgewinkelten Abschnitte 56 und die Stufenabschnitte 31 aufzuweisen, und unterscheidet sich von der oben beschriebenen ersten ausgangsseitigen Stromschiene 16.
Die zweite ausgangsseitige Stromschiene 17 weist Anschlussverbindungslöcher 32 an beiden Endabschnitten auf, und unter Verwendung von Schrauben oder ähnlichen Objekten, welche die die ausgangsseitige Leitereinheit 23 durchdringen, wird einer der Endabschnitte mit dem zweiten Ausgangsanschluss 28 verbunden, der im oben beschriebenen Halbleiterbauteil 21 bereitgestellt ist. Zusätzlich dazu entspricht der gerade Abschnitt zwischen den beiden Anschlussverbindungslöchern 32, die in den beiden Endabschnitten der zweiten ausgangsseitigen Stromschiene 17 bereitgestellt sind, dem länglichen Abschnitt 30.
Wie in 3(c) gezeigt, ist die dritte ausgangsseitige Stromschiene 18 ein plattenförmiger Leiter mit einer gleichmäßigen Dicke. Was die dritte ausgangsseitige Stromschiene 18 betrifft, unterscheidet sich am Stufenabschnitt 31 als Grenze in Bezug auf die Richtung der Dicke der dritten ausgangsseitigen Stromschiene 18 die Position einer Ebene, welche den länglichen Abschnitt 30 umfasst, von der Position einer Ebene, welche beide Endabschnitte der dritten ausgangsseitigen Stromschiene 18 umfasst. Daher ist die Positionsbeziehung im Vergleich zu der der in 3(a) gezeigten ersten ausgangsseitigen Leitereinheit 16 umgekehrt. Das heißt, dass die untere Darstellung in 3(c) zeigt, dass der längliche Abschnitt 30 an einer weiter unten gelegenen Position ist als die Positionen beider Endabschnitte der dritten ausgangsseitigen Stromschiene 18.
Im Gegensatz zu dem beschriebenen Unterschied weist die dritte ausgangsseitige Stromschiene 18 dieselbe Form wie die in 3(a) gezeigte, erste ausgangsseitige Stromschiene 16 auf. Die dritte ausgangsseitige Stromschiene 18 weist Anschlussverbindungslöcher 32 auf, die an beiden Endabschnitten bereitgestellt sind, und unter Verwendung von Schrauben oder ähnlichen Objekten, welche die ausgangsseitige Leitereinheit 23 durchdringen, wird einer der Endabschnitte mit dem dritten Ausgangsanschluss 29 verbunden, der in dem oben beschriebenen Halbleiterbauteil 21 bereitgestellt ist.
Als Nächstes wird der erste Kern 6 in der ausgangsseitigen Leitereinheit 23 beschrieben. Der erste Kern 6 umfasst eine Vielzahl von Teilkernen 35. 4 ist eine dreiseitige Ansicht des Teilkerns 35 gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung. Wie in 4 gezeigt, weist der Teilkern 35 eine Ringstruktur mit einer Einführöffnung 36 auf. Vorsprungsabschnitte 42 zum Befestigen des Kerns sind auf den äußeren Randseiten des Teilkerns 35 bereitgestellt, und so wird der Teilkern 35 auf einer Befestigungsplatte 38 mittels der Vorsprungsabschnitte 42 zum Befestigen des Kerns befestigt.
Schraublöcher 39 sind in den Vorsprungsabschnitten 42 zum Befestigen des Kerns bereitgestellt, und der Teilkern 35 ist mit Befestigungsschrauben 37, die in die Schraublöcher 39 geschraubt werden, an der Befestigungsplatte 38 befestigt. Bei dem Teilkern 35 wird der Abschnitt, der mit der Befestigungsplatte 38 in Berührung ist, als ein Befestigungsabschnitt 41 des Teilkerns 35 definiert. Ferner wird der Abschnitt, der nicht mit der Befestigungsplatte 38 in Berührung ist, als ein Brückenabschnitt 40 des Teilkerns 35 definiert. Das heißt, dass die Vorsprungsabschnitte 42 zum Befestigen des Kerns an der Seite des Befestigungsabschnittes 41 bereitgestellt sind.
Obwohl die Einführöffnung 36 in dem in 4 gezeigten Teilkern 35 (rechteckiger Teilkern) eine rechteckige Form aufweist, kann ein Teilkern 35 mit einer anderen Form der Einführöffnung 36 als der rechteckigen Form entsprechend dem Raum innerhalb der Leistungseinheit 2 verwendet werden.
Zum Beispiel ist es möglich, einen Teilkern 35 zu verwenden, bei dem die Einführöffnung 36 eine im Wesentlichen kreisförmige Form aufweist (kreisförmiger Teilkern). Es ist zu beachten, dass unter Verwendung des Teilkerns 35 mit der rechteckigen Form der Einführöffnung 36 der Raum innerhalb der Leistungseinheit 2 effizient genutzt werden kann. Wenn jedoch der kreisförmige Teilkern verwendet wird, wird der ungenutzte Raum größer als in dem Fall, in dem der rechteckige Teilkern verwendet wird.
Es ist zu beachten, dass als Material für den Teilkern 35 amorphe Materialien, Ferrite oder ähnliche Materialien verwendet werden können. Zusätzlich dazu, obwohl hier ein Fall beschrieben wird, in dem der erste Kern 6 aus der Vielzahl von Teilkernen gebildet ist, kann der erste Kern 6 aus einem Glied gebildet sein.
Bei der Leistungseinheit 2 gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung weist die Einführöffnung 36 in der Vielzahl von Teilkernen 35 eine rechteckige Form auf, sodass der Raum innerhalb der Leistungseinheit 2 effizient genutzt werden kann, wodurch eine Verkleinerung der Leistungseinheit 2 ermöglicht wird.
Als Nächstes wird eine Beschreibung der ausgangsseitigen Leitereinheit 23 dargelegt, welche die erste ausgangsseitige Stromschiene 16, die zweite ausgangsseitige Stromschiene 17 und die dritte ausgangsseitige Stromschiene 18, die in 3 gezeigt sind, sowie den in 4 gezeigten Teilkern umfasst. Unter Verwendung einer dreiseitigen Ansicht zeigt 5 die Platzierung der ersten ausgangsseitigen Stromschiene 16, der zweiten ausgangsseitigen Stromschiene 17, der dritten ausgangsseitigen Stromschiene 18 und der Vielzahl von Teilkernen 35 in der ausgangsseitigen Leitereinheit 23. Es ist zu beachten, dass 5(a) eine Vorderansicht zeigt, 5(b) eine Draufsicht zeigt, und 5(c) eine Seitenansicht zeigt.
Als Nächstes wird in 5 angenommen, dass jeweilige Oberflächen mit Ausnahme der Anschlussverbindungslöcher 32 der ersten ausgangsseitigen Stromschiene 16, der zweiten ausgangsseitigen Stromschiene 17 und der dritten ausgangsseitigen Stromschiene 18 (im Folgenden werden, falls erforderlich, die erste ausgangsseitige Stromschiene 16, die zweite ausgangsseitige Stromschiene 17 und die dritte ausgangsseitige Stromschiene 18 kollektiv als die ausgangsseitigen Stromschienen bezeichnet) mit einem (nicht gezeigten) Isolationsfilm beschichtet sind, um die gegenseitigen Isolationseigenschaften der ausgangsseitigen Stromschienen sicherzustellen.
Wie in 5(b) gezeigt, wird der gegenseitige Abstand zwischen der ersten ausgangsseitigen Stromschiene 16, der zweiten ausgangsseitigen Stromschiene 17 und der dritten ausgangsseitigen Stromschiene 18 von den Anschlussverbindungslöchern 32, die an jedem Endabschnitt bereitgestellt sind, hin zur Mitte des länglichen Abschnittes 30 kleiner. Ein Abschnitt, der mit der ersten ausgangsseitigen Stromschiene 16, der zweiten ausgangsseitigen Stromschiene 17 und der dritten ausgangsseitigen Stromschiene 18 mit Ausnahme der Anschlussverbindungslöcher 32 in Berührung ist, wird als der erste Bündelabschnitt 15 definiert.
Wie in 5(b) und 5(c) gezeigt, sind die erste ausgangsseitige Stromschiene 16, die zweite ausgangsseitige Stromschiene 17 und die dritte ausgangsseitige Stromschiene 18 gestapelt und so angeordnet, dass sie mit jeweiligen länglichen Abschnitten 30 in Berührung sind. Zusätzlich dazu ist die zweite ausgangsseitige Stromschiene 17 zwischen der ersten ausgangsseitigen Stromschiene 16 und der dritten ausgangsseitigen Stromschiene 18 platziert.
Wie in 5(a) und 5(c) gezeigt, sind die Anschlussverbindungslöcher 32 in den ausgangsseitigen, in einem Stapel angeordneten Stromschienen dank der Stufenabschnitte 31 alle in derselben Ebene positioniert. Das Positionieren der Anschlussverbindungslöcher 32 in derselben Ebene ermöglicht eine einfache Struktur zum Verbinden der ausgangsseitigen Stromschienen. Es ist zu beachten, dass es in einem Fall ohne die Stufenstrukturen 31 logisch ist, dass einem Anschlussblock und Stromschienen, die mit den ausgangsseitigen Stromschienen verbunden sind, Stufenabschnitte zur Verbindung bereitgestellt sein können.
Der erste Bündelabschnitt 15 ist durch die Einführöffnung 36 des Teilkerns 35 hindurchgeführt. Die Vielzahl von Teilkernen 35, die nebeneinander in der Erstreckungsrichtung der ausgangsseitigen Stromschienen angeordnet sind, bildet den ersten Kern 6. Das heißt, dass die erste Einführöffnung 33 des ersten Kerns 6, die ausgebildet werden kann, indem die Teilkerne 35 nebeneinander angeordnet werden, eine rechteckige Form aufweist. Der erste Kern 6 umfasst die Teilkerne 35, und dadurch ist die Länge des ersten Kerns 6, das heißt die Länge des länglichen Abschnittes 30 der ausgangsseitigen Stromschiene, in der Erstreckungsrichtung geeignet einstellbar.
In der Leistungseinheit 2 gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung wird der erste Kern 6 ausgebildet, indem die Vielzahl von Teilkernen 35, welche die Einführöffnung 36 umfassen, nebeneinander in der Erstreckungsrichtung der ersten ausgangsseitigen Stromschiene 16, der zweiten ausgangsseitigen Stromschiene 17 und der dritten ausgangsseitigen Stromschiene 18 angeordnet werden, sodass die Länge des ersten Kerns 6 in der Erstreckungsrichtung in Bezug auf die ausgangsseitigen Stromschienen durch das Ändern der Anzahl von Teilkernen 35 einstellbar ist.
In 6, in welcher anhand der in 2 gezeigten, ausgangsseitigen Leitereinheit 23 die Konfiguration der ersten ausgangsseitigen Stromschiene 16, der zweiten ausgangsseitigen Stromschiene 17, der dritten ausgangsseitigen Stromschiene 18, des ersten Kerns 6 und des Kondensatorinstallationsteils 24 verdeutlicht wird, ist die Leistungseinheit 2 gezeigt. Es ist zu beachten, dass 6(a) bis 6(f) Figuren sind, die aus den in 2 gezeigten Richtungen von Pfeil 50 bis Pfeil 55 betrachtet werden.
Das heißt, 6(a) ist ein Schaltbild, das die Leistungseinheit 2 so zeigt, dass sie aus der Richtung des in 2 gezeigten Pfeils 52 betrachtet wird. 6(b) ist ein Schaltbild, das die Leistungseinheit 2 so zeigt, dass sie aus der Richtung des in 2 gezeigten Pfeils 50 betrachtet wird. 6(c) ist ein Schaltbild, das die Leistungseinheit 2 so zeigt, dass sie aus der Richtung des in 2 gezeigten Pfeils 51 betrachtet wird. 6(d) ist ein Schaltbild, das die Leistungseinheit 2 so zeigt, dass sie aus der Richtung des in 2 gezeigten Pfeils 53 betrachtet wird. 6(e) ist ein Schaltbild, das die Leistungseinheit 2 so zeigt, dass sie aus der Richtung des in 2 gezeigten Pfeils 55 betrachtet wird. 6(f) ist ein Schaltbild, das die Leistungseinheit 2 so zeigt, dass sie aus der Richtung des in 2 gezeigten Pfeils 54 betrachtet wird.
Wie in 6(a) bis 6(e) gezeigt, sind drei Kondensatoren 4, die elektrisch parallel geschaltet sind, in das Kondensatorinstallationsteil 24 eingebaut. Ein Kondensatorverbindungsanschluss 44 wird in jedem Kondensator 4 bereitgestellt, und die Kondensatorverbindungsanschlüsse 44 sind über Kondensatorverbindungsleiter 43 mit dem ersten Eingangsanschluss 25 und dem zweiten Eingangsanschluss 26, die in dem Halbleiterbauteil 21 bereitgestellt sind, elektrisch verbunden.
Obwohl zwei Kondensatorverbindungsleiter 43 wie in 6(e) gezeigt L-förmige Plattenstrukturen aufweisen, sind sie nicht auf diese Struktur beschränkt. Als Kondensatorverbindungsleiter 43 kann eine beliebige Struktur eingesetzt werden, solange die Kondensatorverbindungsanschlüsse 44 für den Kondensator 4 mit dem ersten Eingangsanschluss 25 und dem zweiten Eingangsanschluss 26 elektrisch verbunden werden können. Beispielsweise kann ein mit einem Isolator oder Ähnlichem beschichtetes Kabel verwendet werden.
Wie in 6 gezeigt ist die Befestigungsplatte 38 mit einer ebenen Struktur zwischen dem ersten Kern 6 und der zweiten Fläche 46 eines Kondensatorinstallationsteils 24 bereitgestellt. Die Befestigungsplatte 38 ist so bereitgestellt, dass die eine Seite davon an dem Halbleiterbauteil 21 befestigt werden soll, und die Vielzahl von Kernen 35 wird auf der Befestigungsplatte 38 befestigt.
Da die Befestigungsplatte 38 senkrecht auf dem Halbleiterbauteil 21 befestigt wird, kann die Befestigungsplatte 38 sogar dann, wenn eine durch das Gewicht des ersten Kerns 6 verursachte Last nach unten in die vertikale Richtung an der Befestigungsplatte 38 vorhanden ist, stabil am Halbleiterbauteil 21 befestigt werden, und daher kann die ausgangsseitige Leitereinheit 23 innerhalb der Leistungseinheit 2 stabil gehalten werden.
Es ist zu beachten, dass angenommen wird, dass die Befestigungsplatte 38 eine Platte in 6 ist. Sie ist jedoch nicht auf diese Platte beschränkt und kann eine beliebige Struktur aufweisen, solange der Teilkern 35 befestigt werden kann. Zum Beispiel kann ein Verfahren eingesetzt werden, bei dem eine Schienenplatte an Positionen bereitgestellt wird, die den Vorsprungsabschnitten 42 zum Befestigen des Kerns entsprechen, und ein Teil der Schienenplatte wird an dem Halbleiterbauteil 21, der Kühlrippe 22 oder dem Kondensator 4 befestigt. Indem die Struktur der Befestigungsplatte 38 geeignet geändert wird, kann eine Gewichtsreduktion bei der Leistungseinheit 2 realisiert werden. Auf eine Beschreibung des Verfahrens zum Befestigen des Teilkerns 35 an der Befestigungsplatte 38 wird verzichtet, da es bereits in der Beschreibung von 4 dargelegt wurde.
Wie in 6(a) gezeigt, sind die Endabschnitte der ersten ausgangsseitigen Stromschiene 16, der zweiten ausgangsseitigen Stromschiene 17 und der dritten ausgangsseitigen Stromschiene 18 an der einen Seite über die Anschlussverbindungslöcher 32 entsprechend mit dem ersten Ausgangsanschluss 27, dem zweiten Ausgangsanschluss 28 und dem dritten Ausgangsanschluss 29 verbunden, die in dem Halbleiterbauteil 21 bereitgestellt sind.
Ferner ragen, wie in 6(c) gezeigt, Komponenten der Leistungseinheit 2 nicht aus einem Bereich heraus, den die Kühlrippe 22 einnimmt (dem Bereich, den die Kühlrippe 22 einnimmt, wenn die Leistungseinheit 2 aus der Richtung des Pfeils 51 in 2 betrachtet wird), sodass das Befestigen oder Lösen der Leistungseinheit 2 leicht durchgeführt wird. Auf eine Beschreibung der Platzierung des Halbleiterbauteils 21 und der Kühlrippe 22 etc., die in 6 gezeigt werden, wird verzichtet, da sie bereits in der Beschreibung von 2 dargelegt wurde.
Die Leistungseinheit 2 gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung, die mit der Leistungswandlungsvorrichtung verbunden und von dieser getrennt werden kann, umfasst: das Halbleiterbauteil 21, das mit dem ersten Eingangsanschluss 25, dem zweiten Eingangsanschluss 26, dem ersten Ausgangsanschluss 27, dem zweiten Ausgangsanschluss 28 und dem dritten Ausgangsanschluss 29 bereitgestellt ist, und das elektrische Leistung, die dem ersten Eingangsanschluss 25 und dem zweiten Eingangsanschluss 26 zugeführt wird, wandelt und das die gewandelte elektrische Leistung an dem ersten Ausgangsanschluss 27, dem zweiten Ausgangsanschluss 28 und dem dritten Ausgangsanschluss 29 ausgibt; den Kondensator 4, der über den ersten Eingangsanschluss 25 und den zweiten Eingangsanschluss 26 parallel zu dem Halbleiterbauteil 21 geschaltet ist; die erste ausgangsseitige Stromschiene 16, die zweite ausgangsseitige Stromschiene 17 und die dritte ausgangsseitige Stromschiene 18, die entsprechend mit dem ersten Ausgangsanschluss 27, dem zweiten Ausgangsanschluss 28 und dem dritten Ausgangsanschluss 29 verbunden sind und die in der Leistungseinheit 2 angeordnet sind; und den ersten Kern 6, durch den die erste ausgangsseitige Stromschiene 16, die zweite ausgangsseitige Stromschiene 17 und die dritte ausgangsseitige Stromschiene 18 hindurchgeführt sind und der in der Leistungseinheit 2 angeordnet ist.
Daher kann der Kern an einer Position bereitgestellt sein, die näher am Halbleiterbauteil bereitgestellt ist als je zuvor, sodass das Strahlungsrauschen reduziert werden kann.
Ferner umfasst die Leistungseinheit 2 gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung den ersten Bündelabschnitt 15, in dem die erste ausgangsseitige Stromschiene 16, die zweite ausgangsseitige Stromschiene 17 und die dritte ausgangsseitige Stromschiene 18 gebündelt sind, und der erste Bündelabschnitt 15 durchdringt den ersten Kern 6, sodass der Raum innerhalb der Leistungseinheit 2 effizient genutzt werden kann.
In der Leistungseinheit 2 gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung weist das Kondensatorinstallationsteil 24, in dem die Kondensatoren 4 eingebaut sind, ferner die erste Fläche 45 auf, die mit dem Halbleiterbauteil 21 in Berührung ist, und weist die zweite Fläche 46 und die dritte Fläche 47 auf, die angrenzend an die erste Fläche 45 und vertikal zur horizontalen Ebene sind. Da der erste Kern 6, die erste ausgangsseitige Stromschiene 16, die zweite ausgangsseitige Stromschiene 17 und die dritte ausgangsseitige Stromschiene 18 auf der zweiten Fläche 46 angeordnet sind, kann die Befestigungsplatte 38 stabil an dem Halbleiterbauteil 21 befestigt werden, und die ausgangsseitige Leitereinheit 23 kann innerhalb der Leistungseinheit 2 stabil gehalten werden.
Zusätzlich dazu umfasst die Leistungswandlungsvorrichtung 1 gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung die Leistungseinheit 2 gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung und die Steuereinheit 7, die das Halbleiterbauteil 21 in der Leistungseinheit 2 steuert, sodass das Strahlungsrauschen stärker als je zuvor reduziert werden kann.
Ausführungsform 2
Als Nächstes wird Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung beschrieben. 7 ist ein Schaltbild, das eine dreidimensionale Konfiguration der Leistungseinheit 2 gemäß Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung schematisch veranschaulicht. Wie in 7 dargestellt, ist in der Leistungseinheit 2 gemäß Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung die ausgangsseitige Leitereinheit 23 so eingebaut, dass sie mit der oberen Fläche 48 des Kondensatorinstallationsteils 24 in Berührung ist.
Da die ausgangsseitige Leitereinheit 23 so eingebaut ist, dass sie mit der oberen Fläche 48 des Kondensatorinstallationsteils 24 in Berührung ist, unterscheiden sich die Positionen des ersten Ausgangsanschlusses 27, des zweiten Ausgangsanschlusses 28 und des dritten Ausgangsanschlusses 29, die im Halbleiterbauteil 21 bereitgestellt sind, von denen in Ausführungsform 1. Die Konfiguration ist mit Ausnahme der obigen gleich wie die in Ausführungsform 1, und auf Beschreibungen davon wird verzichtet.
Es ist zu beachten, dass in 7(b), wie bereits in 2 gezeigt wurde, der Pfeil 50 definiert ist, um eine Richtung anzuzeigen, in der die Leistungseinheit 2 und das Kondensatorinstallationsteil 24 von oben nach unten betrachtet werden. Ferner zeigt der Pfeil 53 eine Richtung an, in der die Leistungseinheit 2 und das Kondensatorinstallationsteil 24 von unten nach oben betrachtet werden. Zusätzlich dazu zeigt der Pfeil 52 eine Richtung vertikal zur zweiten Fläche 46 von der Außenseite in Bezug auf die Leistungseinheit 2 und das Kondensatorinstallationsteil 24 an.
Ferner zeigt der Pfeil 55 eine Richtung vertikal zur dritten Fläche von der Außenseite in Bezug auf die Leistungseinheit 2 und das Kondensatorinstallationsteil 24 an. Der Pfeil 51 zeigt eine Richtung vertikal zur ersten Fläche von der Außenseite in Bezug auf die Leistungseinheit 2 und das Kondensatorinstallationsteil 24 an. Zusätzlich dazu zeigt der Pfeil 54 eine Richtung vertikal zu der Fläche, die der ersten Fläche des Kondensatorinstallationsteils 24 entgegengesetzt ist, von der Außenseite in Bezug auf die Leistungseinheit 2 und das Kondensatorinstallationsteil 24 an.
Wie in 7(a) dargestellt, ist die ausgangsseitige Leitereinheit 23 so eingebaut, dass sie mit der oberen Fläche 48 des Kondensatorinstallationsteils 24 und dem Halbleiterbauteil 21 in Berührung ist. Ein Endabschnitt der ausgangsseitigen Leitereinheit 23 ist mit dem ersten Ausgangsanschluss 27, dem zweiten Ausgangsanschluss 28 und dem dritten Ausgangsanschluss 29, die im Halbleiterbauteil 21 bereitgestellt sind, elektrisch verbunden.
In 8 ist die Leistungseinheit 2 dargestellt, wobei deren Konfiguration anhand der ersten ausgangsseitigen Stromschiene 16, der zweiten ausgangsseitigen Stromschiene 17, der dritten ausgangsseitigen Stromschiene 18, des ersten Kerns 6 in der ausgangsseitigen Leitereinheit 23 und des Kondensatorinstallationsteils 24, die in 7 dargestellt sind, verdeutlicht wird. Es ist zu beachten, dass 8(a) bis 8(f) Figuren sind, die aus den Richtungen der in 7 dargestellten Pfeile 50 bis 55 betrachtet werden.
Das heißt, 8(a) ist ein Schaltbild, das die Leistungseinheit 2 aus der Richtung des in 7 dargestellten Pfeils 52 betrachtet zeigt. 8(b) ist ein Schaltbild, das die Leistungseinheit 2 aus der Richtung des in 7 dargestellten Pfeils 50 betrachtet zeigt. 8(c) ist ein Schaltbild, das die Leistungseinheit 2 aus der Richtung des in 7 dargestellten Pfeils 51 betrachtet zeigt. 8(d) ist ein Schaltbild, das die Leistungseinheit 2 aus der Richtung des in 7 dargestellten Pfeils 53 betrachtet zeigt. 8(e) ist ein Schaltbild, das die Leistungseinheit 2 aus der Richtung des in 7 dargestellten Pfeils 55 betrachtet zeigt. 8(f) ist ein Schaltbild, das die Leistungseinheit 2 aus der Richtung des in 7 dargestellten Pfeils 54 betrachtet zeigt.
Wie in 8 dargestellt, ist die Befestigungsplatte 38, die eine ebene Struktur aufweist, zwischen dem ersten Kern 6 und der oberen Fläche 48 des Kondensatorinstallationsteils 24 bereitgestellt. Die Befestigungsplatte 38 ist so bereitgestellt, dass ihre eine Seite an dem Halbleiterbauteil 21 befestigt werden soll, und die Vielzahl von Kernen 35 wird an der Befestigungsplatte 38 befestigt. Es ist zu beachten, dass der erste Kern 6 aus einem Glied bestehen kann.
Die Befestigungsplatte 38 kann von unten durch die obere Fläche 48 des Kondensatorinstallationsteils 24 gehalten werden, und daher ist die ausgangsseitige Leitereinheit 23 stabiler als die in Ausführungsform 1. Die Konfiguration ist mit Ausnahme der obigen gleich wie die mittels 6 beschriebene, und auf Beschreibungen davon wird verzichtet.
In der Leistungseinheit 2 gemäß Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung umfasst das Kondensatorinstallationsteil 24, in dem die Kondensatoren 4 eingebaut sind, die erste Fläche 45, die mit dem Halbleiterbauteil 21 in Berührung ist, und die obere Fläche 48 und die untere Fläche 49, die angrenzend an die erste Fläche 45 und parallel zur horizontalen Ebene sind. Der erste Kern 6, die erste ausgangsseitige Stromschiene 16, die zweite ausgangsseitige Stromschiene 17 und die dritte ausgangsseitige Stromschiene 18 sind auf der oberen Fläche 48 angeordnet, sodass die ausgangsseitige Leitereinheit 23 stabil befestigt werden kann. Auch wenn Vibration an der Leistungseinheit 2 vorhanden ist, kann die ausgangsseitige Leitereinheit 23 stabiler befestigt werden.
Zusätzlich dazu umfasst die Leistungswandlungsvorrichtung 1 gemäß Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung die Leistungseinheit 2 gemäß einer Variante in Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung und die Steuereinheit 7, die das Halbleiterbauteil 21 in der Leistungseinheit 2 steuert, sodass die ausgangsseitige Leitereinheit 23 stabiler fixiert werden kann, auch wenn Vibration an der Leistungseinheit 2 vorhanden ist.
Ausführungsform 3
9 ist ein Schaltbild, das eine Leistungseinheit und eine Leistungswandlungsvorrichtung, die die Leistungseinheit gemäß Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung umfasst, schematisch veranschaulicht. Wie in 9 dargestellt, unterscheidet sich in der Leistungswandlungsvorrichtung 1 gemäß Ausführungsform 3 die Konfiguration innerhalb der Leistungseinheit 2 zwischen den Anschlüssen 9, 10 auf der Eingangsseite der Leistungseinheit 2 und dem Kondensator 4a von jener in den Ausführungsformen 1 und 2.
Das heißt, die Leistungseinheit 2 gemäß Ausführungsform 3 umfasst eine eingangsseitige Leitereinheit 62 zwischen den Anschlüssen 9, 10 auf der Eingangsseite der Leistungseinheit 2 und dem Kondensator 4a. Ferner umfasst die eingangsseitige Leitereinheit 62 die erste eingangsseitige Stromschiene 19, die zweite eingangsseitige Stromschiene 20 und einen zweiten Kern 60.
Zusätzlich dazu ist ein zweiter Bündelabschnitt 61, in dem die erste eingangsseitige Stromschiene 19 und die zweite eingangsseitige Stromschiene 20 kombiniert sind, durch eine zweite Einführöffnung 34 des zweiten Kerns 60 hindurchgeführt. Die Konfiguration ist mit Ausnahme der obigen gleich wie die in den Ausführungsformen 1 und 2, und auf Beschreibungen davon wird verzichtet.
10 ist ein Schaltbild, das eine dreidimensionale Konfiguration der Leistungseinheit 2 gemäß Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung schematisch veranschaulicht. Wie in 10(b) dargestellt, umfasst das Kondensatorinstallationsteil 24 die erste Fläche 45, die zweite Fläche 46, die dritte Fläche 47, die obere Fläche 48 und die untere Fläche 49. Die Definitionen der Flächen, die das Kondensatorinstallationsteil 24 umgeben, wurden bereits beschrieben, und auf Beschreibungen davon wird verzichtet.
Wie in 10(a) dargestellt, ist die eingangsseitige Leitereinheit 62 so eingebaut, dass sie mit der dritten Fläche 47 des Kondensatorinstallationsteils 24 und dem Halbleiterbauteil 21 in Berührung ist. Ein Endabschnitt der eingangsseitigen Leitereinheit 62 ist mit dem ersten Eingangsanschluss 25 und dem zweiten Eingangsanschluss 26, die im Halbleiterbauteil 21 bereitgestellt sind, elektrisch verbunden.
Innerhalb der Endabschnitte der eingangsseitigen Leitereinheit 62 sind Anschlüsse 63 und 64 an dem Endabschnitt bereitgestellt, der dem Endabschnitt entgegengesetzt ist, der mit dem Halbleiterbauteil 21 verbunden ist. Wenn die Leistungseinheit 2 innerhalb der Leistungswandlungsvorrichtung 1 eingebaut ist, ist die Leistungseinheit 2 mit der Leistungswandlungsvorrichtung 1 über die Anschlüsse 63 und 64 verbunden.
Als Nächstes wird die eingangsseitige Leitereinheit 62 ausführlich beschrieben. 11 zeigt die Formen der ersten eingangsseitigen Stromschiene 19 und der zweiten eingangsseitigen Stromschiene 20. Die 11(a) und 11(b) sind dreiseitige Ansichten der eingangsseitigen Stromschiene 19 beziehungsweise der zweiten eingangsseitigen Stromschiene 20.
Wie in 11(a) dargestellt, ist die erste eingangsseitige Stromschiene 19 ein plattenförmiger Leiter, der eine einheitliche Dicke aufweist. An den zwei abgewinkelten Abschnitten 56 ist die erste eingangsseitige Stromschiene 19 in eine gleiche Richtung in einem voreingestellten Winkel abgewinkelt. Ferner weist die erste ausgangsseitige Stromschiene 16 die Anschlussverbindungslöcher 32 an beiden Endabschnitten auf und ist mit dem ersten Eingangsanschluss 25 verbunden, der im Halbleiterbauteil 21 bereitgestellt ist. Ferner ist, wie in 11(a) dargestellt, der gerade, längliche Abschnitt 30 zwischen den zwei abgewinkelten Abschnitten 56 bereitgestellt.
Wie in 11(b) dargestellt, ist die zweite eingangsseitige Stromschiene 20 ein plattenförmiger Leiter, der eine einheitliche Dicke aufweist. An den zwei abgewinkelten Abschnitten 56 ist die zweite eingangsseitige Stromschiene 20 in eine gleiche Richtung in einem voreingestellten Winkel abgewinkelt. Ferner ist, wie in 11(b) dargestellt, der gerade, längliche Abschnitt 30 zwischen den zwei abgewinkelten Abschnitten 56 bereitgestellt. Ferner weist die erste ausgangsseitige Stromschiene 16 die Anschlussverbindungslöcher 32 an beiden Endabschnitten auf und ist mit dem zweiten Eingangsanschluss 26 verbunden, der im Halbleiterbauteil 21 bereitgestellt ist.
In der zweiten eingangsseitigen Stromschiene 20 sind die Stufenabschnitte 31 zwischen dem abgewinkelten Abschnitt 56 und dem Anschlussverbindungsloch 32 bereitgestellt, und dem Stufenabschnitt 31 als Grenze unterscheidet sich in Bezug auf die Richtung der Dicke der zweiten eingangsseitigen Stromschiene 20 die Position einer Ebene, die den länglichen Abschnitt 30 umfasst, von der Position einer Ebene, die beide Endabschnitte der ersten eingangsseitigen Stromschiene 20 umfasst. Die untere Darstellung in 11(b) zeigt, dass der längliche Abschnitt 30 an einer weiter unten gelegenen Position ist als die Position beider Endabschnitte der ersten eingangsseitigen Stromschiene 19.
Die Form der zweiten eingangsseitigen Stromschiene 20 ist gleich wie die der dritten ausgangsseitigen Stromschiene 18 gemäß der anhand 3 beschriebenen Ausführungsform 1 (im Folgenden werden gegebenenfalls die erste eingangsseitige Stromschiene 19 und die zweite eingangsseitige Stromschiene 20 kollektiv als die eingangsseitigen Stromschienen bezeichnet).
Als Nächstes wird eine Erläuterung der Platzierung der ersten eingangsseitigen Stromschiene 19, der zweiten eingangsseitigen Stromschiene 20 und des Teilkerns 35 in der eingangsseitigen Leitereinheit 62 dargelegt. Es ist zu beachten, dass die Form des Teilkerns 35 bereits in 4 dargestellt wurde, und auf Beschreibungen davon wird verzichtet.
Anhand einer dreiseitigen Ansicht zeigt 12 die Platzierung der ersten eingangsseitigen Stromschiene 19, der zweiten eingangsseitigen Stromschiene 20 und des zweiten Kerns 60 in der eingangsseitigen Leitereinheit 62. Der zweite Kern 60 ist aus der Vielzahl von Teilkernen 60 aufgebaut.
Es wird angenommen, dass, ähnlich den ausgangsseitigen Stromschienen, Oberflächen der eingangsseitigen Stromschienen mit Ausnahme der Anschlussverbindungslöcher 32 mit einer (nicht dargestellten) Isolierschicht beschichtet sind, um gegenseitige Isoliereigenschaften der eingangsseitigen Stromschienen sicherzustellen.
Wie in 12(b) gezeigt, wird der gegenseitige Abstand zwischen der ersten eingangsseitigen Stromschiene 19 und der zweiten eingangsseitigen Stromschiene 20 von den Anschlussverbindungslöchern 32, die an jedem Endabschnitt bereitgestellt sind, zur Mitte des länglichen Abschnitts hin kleiner. Ein Abschnitt, der mit der ersten eingangsseitigen Stromschiene 19 und der zweiten eingangsseitigen Stromschiene 20 mit Ausnahme der Anschlussverbindungslöcher 32 in Berührung ist, wird als zweiter Bündelabschnitt 61 definiert.
Ferner sind, wie in 12(a) und 12(c) dargestellt, die erste eingangsseitige Stromschiene 19 und die zweite eingangsseitige Stromschiene 20 so angeordnet, dass sie beim länglichen Abschnitt 30 miteinander in Berührung sind. Da die zweite eingangsseitige Stromschiene 20 den Stufenabschnitt 31 umfasst, sind zusätzlich dazu die in den eingangsseitigen Stromschienen enthaltenen Anschlussverbindungslöcher 32 alle in derselben Ebene positioniert. Das Positionieren der Anschlussverbindungslöcher 32 in derselben Ebene ermöglicht eine einfache Struktur zum Verbinden der ausgangsseitigen Stromschienen. Es ist zu beachten, dass es in einem Fall ohne die Stufenabschnitte 31 logisch ist, dass einem Anschlussblock und Stromschienen, die mit den ausgangsseitigen Stromschienen verbunden sind, Stufenabschnitte zur Verbindung bereitgestellt sein können, und daher wird auf die Beschreibungen verzichtet.
Der zweite Bündelabschnitt 61 ist so angeordnet, dass er durch die Einführöffnung 36 des Teilkerns 35 hindurchgeführt ist, und der zweite Kern 60 wird ausgebildet, indem die Vielzahl von Teilkernen 35 nebeneinander in Erstreckungsrichtung der ersten eingangsseitigen Stromschiene 19 und der zweiten eingangsseitigen Stromschiene 20 platziert wird.
Der zweite Kern 60 ist aus den Teilkernen 35 aufgebaut, und dadurch ist die Länge des zweiten Kerns 60 geeignet einstellbar, zum Beispiel entsprechend der Länge des länglichen Abschnitts 30 in Erstreckungsrichtung in Bezug auf die erste eingangsseitige Stromschiene 19 und die zweite eingangsseitige Stromschiene 20.
In 13 ist die Leistungseinheit 2 dargestellt, wobei eine Konfiguration derselben anhand der ersten eingangsseitigen Stromschiene 19, der zweiten eingangsseitigen Stromschiene 20, des zweiten Kerns 60 in der eingangsseitigen Leitereinheit 62 und des Kondensatorinstallationsteils 24, die in 10 dargestellt sind, verdeutlicht wird. Es ist zu beachten, dass 13(a) bis 13(f) Figuren sind, die aus den Richtungen der in 10 dargestellten Pfeile 50 bis 55 betrachtet werden.
Das heißt, 13(a) ist ein Schaltbild, das die Leistungseinheit 2 aus der Richtung des in 10 dargestellten Pfeils 52 betrachtet zeigt. 13(b) ist ein Schaltbild, das die Leistungseinheit 2 aus der Richtung des in 10 dargestellten Pfeils 50 betrachtet zeigt. 13(c) ist ein Schaltbild, das die Leistungseinheit 2 aus der Richtung des in 10 dargestellten Pfeils 51 betrachtet zeigt. 13(d) ist ein Schaltbild, das die Leistungseinheit 2 aus der Richtung des in 10 dargestellten Pfeils 53 betrachtet zeigt. 13(e) ist ein Schaltbild, das die Leistungseinheit 2 aus der Richtung des in 10 dargestellten Pfeils 55 betrachtet zeigt. 13(f) ist ein Schaltbild, das die Leistungseinheit 2 aus der Richtung des in 10 dargestellten Pfeils 54 betrachtet zeigt.
Wie in 13 dargestellt, ist eine perforierte Befestigungsplatte 59, die eine ebene Struktur aufweist, zwischen der eingangsseitigen Leitereinheit 62 und der dritten Fläche 47 des Kondensatorinstallationsteils 24 bereitgestellt, sodass ihre eine Seite an dem Halbleiterbauteil 21 befestigt werden kann. Die Vielzahl der in der eingangsseitigen Leitereinheit 62 enthaltenen Kerne 35 ist auf der perforierten Befestigungsplatte 59 befestigt.
Zusätzlich dazu umfasst die perforierte Befestigungsplatte 59 Durchgangslöcher 65 für Kondensatorverbindungsleiter 43, und die Kondensatorverbindungsleiter 43 durchdringen die Durchgangslöcher 65 für die Kondensatorverbindungsleiter 43, sodass die Kondensatorverbindungsanschlüsse 44 mit dem ersten Eingangsanschluss 25 und dem zweiten Eingangsanschluss 26 verbunden sind.
Es ist zu beachten, dass in 13 jene Ausführungsform beschrieben ist, in der die perforierte Befestigungsplatte 59 eine ebene Struktur aufweist. Sie ist jedoch nicht auf die Platte beschränkt und kann jegliche Struktur aufweisen, solange der Teilkern 35 befestigt werden kann. Beispielsweise kann ein Verfahren angewandt werden, bei dem eine Schienenplatte an Positionen bereitgestellt ist, die den Vorsprungsabschnitten 42 zum Befestigen des Kerns entsprechen, und ein Teil der Schienenplatte wird an dem Halbleiterbauteil 21, der Kühlrippe 22 oder dem Kondensator 4 befestigt. Indem die Struktur der perforierten Befestigungsplatte 59 geeignet verändert wird, kann eine Gewichtsreduktion der Leistungseinheit 2 erzielt werden.
Die Leistungseinheit 2 gemäß Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung umfasst: die erste eingangsseitige Stromschiene 19 und die zweite eingangsseitige Stromschiene 20, die in der Leistungseinheit enthalten sind und mit dem ersten Eingangsanschluss 25 beziehungsweise dem zweiten Eingangsanschluss 26 verbunden sind; und den zweiten Kern 60, den die erste eingangsseitige Stromschiene 19 und die zweite eingangsseitige Stromschiene 20 durchdringen und der in der Leistungseinheit 2 enthalten ist. Daher kann das Strahlungsrauschen weiter reduziert werden.
Ferner ist in der Leistungseinheit 2 gemäß Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung der zweite Bündelabschnitt 61 enthalten, in dem die erste eingangsseitige Stromschiene 19 und die zweite eingangsseitige Stromschiene 20 kombiniert sind, und der zweite Bündelabschnitt 61 durchdringt den zweiten Kern 60, sodass der Raum innerhalb der Leistungseinheit 2 effizient genutzt werden kann.
Zusätzlich dazu umfasst die Leistungswandlungsvorrichtung 1 gemäß Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung die Leistungseinheit 2 gemäß Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung und die Steuereinheit, die das Halbleiterbauteil 21 in der Leistungseinheit 2 steuert, sodass das Strahlungsrauschen weiter reduziert werden kann.
Ausführungsform 4
14 zeigt eine dreiseitige Ansicht der ausgangsseitigen Leitereinheit 23 gemäß Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung. 14(a), 14(b) und 14(c) zeigen entsprechend eine Vorderansicht, eine Draufsicht und eine Seitenansicht der ausgangsseitigen Leitereinheit 23 gemäß Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung. In den in der ausgangsseitigen Leitereinheit 23 gemäß Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung enthaltenen Teilkernen 35 ist die Größe der Einführöffnung 36 unterschiedlich entsprechend einer Querschnittsfläche der ausgangsseitigen Stromschiene, die durch die Einführöffnung 36 hindurchgeführt ist.
Es ist zu beachten, dass die Querschnittsfläche der ausgangsseitigen Stromschiene als eine Gesamtquerschnittsfläche der ersten ausgangsseitigen Stromschiene 16, der zweiten ausgangsseitigen Stromschiene 17 und der dritten ausgangsseitigen Stromschiene 18 in Bezug auf die Ebene vertikal zur Erstreckungsrichtung der ausgangsseitigen Stromschienen definiert ist. Die Konfiguration ist mit Ausnahme der obigen gleich wie die in den Ausführungsformen 1 bis 3, und auf Beschreibungen davon wird verzichtet.
Wie in 14(b) gezeigt, wird die Einführöffnung 36 im Teilkern 35, die im Wesentlichen in der Mitte des zweiten Bündelabschnitts 61 platziert ist, in Erstreckungsrichtung größer, je weiter sie sich den Anschlussverbindungslöchern 32 in der ersten ausgangsseitigen Stromschiene 16, der zweiten ausgangsseitigen Stromschiene 17 und der dritten ausgangsseitigen Stromschiene 18 annähert.
Hier sind die Querschnitte der ausgangsseitigen Leitereinheit 23 in Bezug auf die durch Strichpunktlinien angezeigten Linien AB, CD und EF in 14(b) zu berücksichtigen. Es ist zu beachten, dass die Linien AB, CD und EF in den Ebenen vertikal zur Erstreckungsrichtung der ausgangsseitigen Stromschienen enthalten sind.
15 zeigt die Querschnitte der ausgangsseitigen Leitereinheit 23 in Bezug auf die durch die Strichpunktlinien angezeigten Linien in 14(b). 15(a) zeigt den Querschnitt der ausgangsseitigen Leitereinheit 23 in Bezug auf die Linie AB in 14. 15(b) zeigt den Querschnitt der ausgangsseitigen Leitereinheit 23 in Bezug auf die Linie CD in 14. 15(c) zeigt den Querschnitt der ausgangsseitigen Leitereinheit 23 in Bezug auf die Linie EF in 14.
Obwohl, wie in 15 dargestellt, der Querschnitt der zweiten ausgangsseitigen Stromschiene 17 in 15(a) bis 15(c) gleich ist, ist in dem in 15(b) gezeigten Querschnitt in Bezug auf die Linie BC die Querschnittsfläche der ersten ausgangsseitigen Stromschiene 16 oder der dritten ausgangsseitigen Stromschiene 18 erhöht im Vergleich zu jener des in 15(a) gezeigten Querschnitts in Bezug auf die Linie AB.
Ferner ist im in 15(c) gezeigten Querschnitt in Bezug auf die Linie EF die Querschnittsfläche der ersten ausgangsseitigen Stromschiene 16 oder der dritten ausgangsseitigen Stromschiene 18 weiter erhöht im Vergleich zu jener des in 15(b) gezeigten Querschnitts in Bezug auf die Linie BC.
Das heißt, eine Gesamtquerschnittsfläche der ersten ausgangsseitigen Stromschiene 16, der zweiten ausgangsseitigen Stromschiene 17 und der dritten ausgangsseitigen Stromschiene 18, die durch die Einführöffnung 36 durchgeführt sind, nimmt zu, je weiter sie sich den Anschlussverbindungslöchern 32 von der Mitte des länglichen Abschnitts 30 annähert.
Entsprechend der Querschnittsfläche der ausgangsseitigen Stromschiene ist die Größe der Einführöffnung 36 verändert. Es ist zu beachten, dass in Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung ein Beispiel gegeben ist, in dem der in der Einführöffnung 36 eine unterschiedliche Größe aufweisende Teilkern für die ausgangsseitige Leitereinheit 23 verwendet wird, was auf die eingangsseitige Leitereinheit 62 angewendet werden kann.
In der Leistungseinheit 2 gemäß Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung weist die Einführöffnung 36 in der Vielzahl von Teilkernen 35 eine Größe entsprechend den Querschnittsflächen der ersten ausgangsseitigen Stromschiene 16, der zweiten ausgangsseitigen Stromschiene 17 und der dritten ausgangsseitigen Stromschiene 18, die durch die Einführöffnung 36 durchgeführt sind, in Bezug auf die Ebenen vertikal zur Erstreckungsrichtung der ersten ausgangsseitigen Stromschiene 16, der zweiten ausgangsseitigen Stromschiene 17 und der dritten ausgangsseitigen Stromschiene 18 auf, sodass das Strahlungsrauschen weiter reduziert werden kann.
Zusätzlich dazu umfasst die Leistungswandlungsvorrichtung 1 gemäß Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung die Leistungseinheit 2 gemäß Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung und die Steuereinheit 7, die das in der Leistungseinheit 2 enthaltene Halbleiterbauteil 21 steuert, sodass das Strahlungsrauschen weiter reduziert werden kann.
Ausführungsform 5
16 zeigt einen Teilkern gemäß Ausführungsform 5 der vorliegenden Erfindung. Die Konfiguration ist mit Ausnahme der obigen gleich wie in den Ausführungsformen 1 bis 4, und auf Beschreibungen davon wird verzichtet.
Der in den Ausführungsformen 1 bis 4 beschriebene Teilkern 35 weist die Form eines geschlossenen Rings oder eines geschlossenen Rechtecks auf, das die Einführöffnung 36 umschließt. Wenn daher die eingangsseitige Stromschiene oder die ausgangsseitige Stromschiene, die die abgewinkelten Abschnitte aufweist, durch die Einführöffnung 36 eingeführt wird, wird die eingangsseitige Stromschiene oder die ausgangsseitige Stromschiene eingebaut, während ihre Richtung geändert wird.
Da die Vielzahl der eingangsseitigen Stromschienen oder ausgangsseitigen Stromschienen eingebaut werden, indem sie in die Einführöffnung 36 des Teilkerns 35 eingeführt werden, während ihre Richtung geändert wird, muss die Einführöffnung 36 eine Mindestgröße aufweisen, die nötig ist, um zu ermöglichen, dass die Richtung der eingangsseitigen Stromschienen oder der ausgangsseitigen Stromschienen geändert wird.
Allerdings ist der Raum zwischen den eingangsseitigen Stromschienen oder den ausgangsseitigen Stromschienen und dem Teilkern 35, wo die Einführöffnung 36 ausgebildet ist, ungenutzter Raum, wenn die Leistungseinheit betrieben wird, und daher ist die Verkleinerung der Leistungseinheit 2 begrenzt.
Daher ist der Teilkern 35 in ein erstes Teilkernglied 66 und ein zweites Teilkernglied 67 unterteilt, wodurch das Einführen der Stromschienen in die geschlossene Einführöffnung 36 unnötig wird, sodass der Raum zwischen der eingangsseitigen Stromschiene oder der ausgangsseitigen Stromschiene und dem Teilkern 35, wo die Einführöffnung 36 ausgebildet ist, kleiner als je zuvor sein und die Leistungseinheit 2 verkleinert werden kann.
16 zeigt den Teilkern 35 gemäß Ausführungsform 5 der vorliegenden Erfindung. Wie in 16 dargestellt, kann der Teilkern 35 gemäß Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung an zwei Abschnitten des Brückenabschnitts 40 und des Befestigungsabschnitts 41 geteilt werden. Das heißt, der Teilkern 35 umfasst, wie in 16 gezeigt, das erste Teilkernglied 66 und das zweite Teilkernglied 67.
17 zeigt eine Variante des Teilkerns 35 gemäß Ausführungsform 5 der vorliegenden Erfindung. Wie in 17 dargestellt, kann der Teilkern 35 in den Mitten des Brückenabschnitts 40 und des Befestigungsabschnitts 41 geteilt werden. In 17 umfasst das erste Teilkernglied 66 den Brückenabschnitt 40 und das zweite Teilkernglied 67 umfasst den Befestigungsabschnitt 41.
Das erste Teilkernglied 66 und das zweite Teilkernglied 67, die in 16 und 17 gezeigt sind, können gemäß der Installationsposition des Teilkerns 35 angepasst werden. Der in 16 gezeigte Teilkern 35 ist wirksam, wenn die eingangsseitige Leitereinheit 62 und die ausgangsseitige Leitereinheit 23 auf der dritten und zweiten Fläche des Kondensatorinstallationsteils 24 eingebaut sind.
Das heißt, es wird bevorzugt, dass das zweite, in 16 gezeigte Teilkernglied 67 im Voraus an der vertikal eingebauten Befestigungsplatte 38 befestigt wird, und das erste Teilkernglied 66 nach dem Einbau der eingangsseitigen Stromschiene oder der ausgangsseitigen Stromschiene befestigt wird.
Der in 17 gezeigte Teilkern 35 ist hingegen wirksam, wenn die ausgangsseitige Leitereinheit 23 auf der oberen Fläche des Kondensatorinstallationsteils 24 eingebaut ist. Das heißt, es wird bevorzugt, dass das in 17 gezeigte, zweite Teilkernglied 67 im Voraus an der horizontal eingebauten Befestigungsplatte 38 befestigt wird, und das erste Teilkernglied 66 nach dem Einbau der eingangsseitigen Stromschiene oder der ausgangsseitigen Stromschiene befestigt wird.
Als ein Verfahren zum Zusammenfügen des ersten Teilkernglieds 66 und des zweiten Teilkernglieds 67 kann ein Verfahren verwendet werden, bei dem mit einem Gewinde versehene Schraublöcher in dem ersten Teilkernglied 66 und dem zweiten Teilkernglied 67 bereitgestellt werden, und Schrauben in die mit einem Gewinde versehenen Schraublöcher geschraubt werden, um diese zu befestigen. Ferner kann ein ringförmiges Befestigungsglied entlang des äußeren Umfangs des Teilkerns 35 platziert sein und das erste Teilkernglied 66 und das zweite Teilkernglied 67 einklemmen, um sie zusammenzufügen.
In der Leistungseinheit 2 gemäß Ausführungsform 5 der vorliegenden Erfindung wird der Teilkern 35 von dem ersten Teilkernglied 66 und dem zweiten Teilkernglied 67, die voneinander trennbar ausgebildet sind, gebildet, sodass die Leistungseinheit 2 weiter verkleinert werden kann.
Zusätzlich dazu umfasst die Leistungswandlungsvorrichtung 1 gemäß Ausführungsform 5 der vorliegenden Erfindung die Leistungseinheit 2 gemäß Ausführungsform 5 der vorliegenden Erfindung und die Steuereinheit 7, die das Halbleiterbauteil 21 in der Leistungseinheit 2 steuert, sodass die Leistungswandlungsvorrichtung 1 weiter verkleinert werden kann.
Ausführungsform 6
18 zeigt eine Leistungseinheit und eine Leistungswandlungsvorrichtung, welche die Leistungseinheit umfasst, schematisch gemäß Ausführungsform 6 der vorliegenden Erfindung. In den Ausführungsformen 1 bis 5 sind die Konfigurationen so, dass der Wandler 5 zwischen dem Wechselrichter 3 und der Leistungsquelle, die Wechselstromleistung zuführt, bereitgestellt ist, der Wandler 5 die Wechselstromleistung, die der Leistungswandlungsvorrichtung zugeführt wird, in Gleichstromleistung umwandelt, und die Gleichstromleistung dann der Leistungseinheit 2 zugeführt wird.
Ausführungsform 6 der vorliegenden Erfindung betrifft eine Leistungswandlungsvorrichtung in einem Fall, in dem Gleichstromleistung aus einer Gleichstromfreileitung zugeführt wird. Wie in 18 gezeigt ist ein Reaktor 68 außerhalb der Leistungswandlungsvorrichtung 1 mit der P1-Leitung des Kondensators 4a verbunden, der zu der Eingangsseite des Wechselrichters 3 parallel geschaltet ist. Die alternative Konfiguration zu der obigen ist gleich wie jene in Ausführungsform 1, sodass auf Beschreibungen derselben verzichtet wird.
Bei der Leistungswandlungsvorrichtung 1 gemäß Ausführungsform 6 der vorliegenden Erfindung können harmonische Komponenten in der der Leistungswandlungsvorrichtung 1 zugeführten Gleichstromleistung durch den Einbau des Reaktors 68 unterdrückt werden, sodass das Strahlungsrauschen weiter reduziert werden kann. Es ist zu beachten, dass die Leistungswandlungsvorrichtung, bei der die Gleichstromleistung aus der Gleichstromfreileitung zugeführt wird, einen Leistungswandler wie z. B. einen Leistungswandler für ein Bahnfahrzeug umfasst.
Zusätzlich dazu, da die Leistungswandlungsvorrichtung 1 gemäß Ausführungsform 6 der vorliegenden Erfindung die Leistungseinheit 2 gemäß Ausführungsform 6 der vorliegenden Erfindung und die Steuereinheit 7, die das Halbleiterbauteil 21 in der Leistungseinheit 2 umfasst, kann eine Leistungswandlungsvorrichtung realisiert werden, bei der das Strahlungsrauschen weiter reduziert wird.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, und innerhalb des Schutzumfangs der Erfindung kann jede Ausführungsform frei kombiniert werden, oder jede Ausführungsform kann geeignet modifiziert oder weggelassen werden.
Bezugszeichenliste

1: Leistungswandlungsvorrichtung
2: Leistungseinheit
3: Wechselrichter
4: Kondensator
6: erster Kern
7: Steuereinheit
15: erster Bündelabschnitt
16: erste ausgangsseitige Stromschiene
17: zweite ausgangsseitige Stromschiene
18: dritte ausgangsseitige Stromschiene
19: erste eingangsseitige Stromschiene
20: zweite eingangsseitige Stromschiene
21: Halbleiterbauteil
24: Kondensatorinstallationsteil
25: erster Eingangsanschluss
26: zweiter Eingangsanschluss
27: erster Ausgangsanschluss
28: zweiter Ausgangsanschluss
29: dritter Ausgangsanschluss
35: Teilkern
36: Einführöffnung
45: erste Fläche
46: zweite Fläche
47: dritte Fläche
48: obere Fläche
49: untere Fläche
60: zweiter Kern
61: zweiter Bündelabschnitt
66: erstes Teilkernglied
67: zweites Teilkernglied

Claims

Leistungseinheit, die mit einer Leistungswandlungsvorrichtung verbunden und von dieser gelöst werden kann, mit: einem Halbleiterbauteil, das mit einem ersten Eingangsanschluss, einem zweiten Eingangsanschluss, einem ersten Ausgangsanschluss, einem zweiten Ausgangsanschluss und einem dritten Ausgangsanschluss bereitgestellt ist, und das elektrische Leistung, die dem ersten Eingangsanschluss und dem zweiten Eingangsanschluss zugeführt wird, wandelt, um die gewandelte elektrische Leistung an dem ersten Ausgangsanschluss, dem zweiten Ausgangsanschluss und dem dritten Ausgangsanschluss auszugeben; einem Kondensator, der über den ersten Eingangsanschluss und den zweiten Eingangsanschluss parallel zu dem Halbleiterbauteil geschaltet ist; einer ersten ausgangsseitigen Stromschiene, einer zweiten ausgangsseitigen Stromschiene und einer dritten ausgangsseitigen Stromschiene, die entsprechend mit dem ersten Ausgangsanschluss, dem zweiten Ausgangsanschluss und dem dritten Ausgangsanschluss verbunden sind und innerhalb der Leistungseinheit angeordnet sind; und einem ersten Kern, durch den die erste ausgangsseitige Stromschiene, die zweite ausgangsseitige Stromschiene und die dritte ausgangsseitige Stromschiene hindurchgeführt sind und der innerhalb der Leistungseinheit angeordnet ist.
Leistungseinheit nach Anspruch 1, ferner mit einem ersten Bündelabschnitt, indem die erste ausgangsseitige Stromschiene, die zweite ausgangsseitige Stromschiene und die dritte ausgangsseitige Stromschiene gebündelt sind, wobei der erste Bündelabschnitt durch den ersten Kern hindurchgeführt ist.
Leistungseinheit nach Anspruch 1 oder 2, wobei ein Kondensatorinstallationsteil, in dem der Kondensator eingebaut ist, eine erste Fläche aufweist, die mit dem Halbleiterbauteil kontaktiert ist, und eine zweite Fläche und eine dritte Fläche aufweist, die an die erste Fläche angrenzend und vertikal zu einer horizontalen Ebene angeordnet sind; und der erste Kern, die erste ausgangsseitige Stromschiene, die zweite ausgangsseitige Stromschiene und die dritte ausgangsseitige Stromschiene in der zweiten Fläche angeordnet sind.
Leistungseinheit nach Anspruch 1 oder 2, wobei ein Kondensatorinstallationsteil, in dem der Kondensator eingebaut ist, eine erste Fläche aufweist, die mit dem Halbleiterbauteil kontaktiert ist und eine obere Fläche und eine untere Fläche aufweist, die an die erste Fläche angrenzend und parallel zu einer horizontalen Ebene angeordnet sind; und der erste Kern, die erste ausgangsseitige Stromschiene, die zweite ausgangsseitige Stromschiene und die dritte ausgangsseitige Stromschiene in der oberen Fläche angeordnet sind.
Leistungseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 4, ferner mit: einer ersten eingangsseitigen Stromschiene und einer zweiten eingangsseitigen Stromschiene, die entsprechend mit dem ersten Eingangsanschluss und dem zweiten Eingangsanschluss verbunden sind und innerhalb der Leistungseinheit angeordnet sind; und einem zweiten Kern, durch den die erste eingangsseitige Stromschiene und die zweite eingangsseitige Stromschiene hindurchgeführt sind und der innerhalb der Leistungseinheit angeordnet ist.
Leistungseinheit nach Anspruch 5, ferner mit einem zweiten Bündelabschnitt, in dem die erste eingangsseitige Stromschiene und die zweite eingangsseitige Stromschiene gebündelt sind, wobei der zweite Bündelabschnitt durch den zweiten Kern hindurchgeführt ist.
Leistungseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der erste Kern durch Anordnung einer Mehrzahl von Teilkernen gebildet ist, die jeweils eine Einführöffnung aufweisen und zwar nebeneinander in einer Erstreckungsrichtung der ersten ausgangsseitigen Stromschiene, der zweiten ausgangsseitigen Stromschiene und der dritten ausgangsseitigen Stromschiene.
Leistungseinheit nach Anspruch 7, wobei die Einführöffnung in jedem der Mehrzahl von Teilkernen eine rechteckige Form aufweist.
Leistungseinheit nach Anspruch 7 oder 8, wobei eine Größe der Einführöffnung in jedem der Mehrzahl von Teilkernen einer Querschnittsfläche der ersten ausgangsseitigen Stromschiene, der zweiten ausgangsseitigen Stromschiene und der dritten ausgangsseitigen Stromschiene in einer Ebene senkrecht zu der Erstreckungsrichtung der ersten ausgangsseitigen Stromschiene, der zweiten ausgangsseitigen Stromschiene und der dritten ausgangsseitigen Stromschiene entspricht.
Leistungseinheit nach einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei der Teilkern durch ein erstes Teilkernglied und ein zweites Teilkernglied gebildet ist und die voneinander trennbar ausgebildet sind.
Leistungswandlungsvorrichtung mit: einer Leistungseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 10; und einer Steuereinheit, die das Halbleiterbauteil in der Leistungseinheit steuert.