[发明专利]层叠汇流条

说明书

技术领域

本发明涉及应用在电功率转换器中的主布线电路的层叠汇流条且这种装置用于将主布线电路连接到半导体模块。本发明尤其涉及层叠汇流条的连接端子之间的绝缘结构。

背景技术

最近，在电功率转换器中层叠汇流条经常用作构成反相器部的半导体模块和电源之间的主布线电路中的导体，以用于减小主布线电路的布线电感。该层叠汇流条具有通过将布线电路的导体和绝缘板交替层叠成三明治状单元来形成的层叠结构(参照以下专利文献1)。

针对上述反相器部中的半导体模块，本发明的申请人已提出四合一型三级IGBT(绝缘栅双极型晶体管)模块，该四合一型三级IGBT模块包括四组半导体开关器件，每组各自包括相互反并联连接的IGBT和FWD(超高速续流二极管)。该四组半导体开关器件被容纳在模制树脂外壳中且在一个封装中一起放置(如以下专利文献2)。

在图4(a)至图7中示出在主布线电路中采用层叠汇流条的常规结构，连同由专利文献2公开的四合一型IGBT模块形成的电功率转换器的单相反相器单元。

图4(a)是示出反相器单元组件的斜视图。图4(b)是图4(a)中的部分A的放大图。图5是描述反相器单元的相(U相)的电路图。图6是示出反相器单元的外观的斜视图。图7是具有常规结构且在图4(a)所示的反相器单元中采用的层叠汇流条中的连接端部的放大图。

在图4(a)中示出三级IGBT模块1、热沉(散热片)2、以及层叠汇流条3。层叠汇流条3在IGBT模块1和直流电源的滤波电容器(电解电容器)4之间布线以将IGBT模块1和滤波电容器4相互连接。

如图5所示，IGBT模块1是在一个封装内容纳四组半导体开关器件T1至T4的四合一型模块。开关器件T1至T4各自包括相互反并联连接的IGBT和FWD。在直流电源的正极端子P和负极端子N之间两组半导体开关器件T1和T2相互串联连接，从而形成用于单相的上臂和下臂。两组半导体开关器件T3和T4相互反串联连接，然后在交流输出端子U和中性点端子M之间连接，从而形成用于限幅的双向开关电路。

IGBT模块1的正极端子P和电容器4的中性点端子经由导体3P相互连接。IGBT模块1的负极端子N和电容器4的中性点端子经由导体3N相互连接。IGBT模块1的中性点端子M和电容器4的中性点端子经由导体3M相互连接。因为在专利文献1和2中已详细描述三级IGBT模块的操作和层叠汇流条3的功能，所以本文中省略其描述。

在示出模块外观的图6中，IGBT模块1的主电路端子(P、N、U、M)7在形成在模制树脂外壳5的上表面中心上的凸端板5a上排列。诸如从各组开关器件T1至T4引出的栅极端子的控制端子8与主电路端子7分隔开且安排在形成在模制树脂外壳5的侧边缘区域上的端板5b上。

现在将参考图4(a)、4(b)和7来描述在上述反相器单元中采用且连接到反相器模块1的层叠汇流条3的常规结构。层叠汇流条3是由对应于图5所示的主布线电路的板状导体3P、3N和3M以及绝缘板3a构成的结构。将导体3P、3N和3M以及绝缘板3a层叠成三明治状单元。连接到IGBT模块1上的主电路端子7的端部如下所述在各自的导体3P、3N和3M中形成图案。

如图4(a)的部分A所描述，分别在层叠汇流条3的末端部中的绝缘板3a的左侧部分和右侧部分中形成左右两个凹陷的端子引出窗口3b，其分别对应于两个IGBT模块1的端板5a。根据IGBT模块1的主电路端子7的排列，连接端部3P-1、3N-1和3M-1被引出到端子引出窗口3b。图4(b)示出钻穿连接端部3P-1、3N-1和3M-1的端子螺丝(未示出)的通孔3C。导体的引出部适当地凹或凸地弯曲，使得导体的相应连接端部中的中心部可在一平面中对齐。

在将层叠汇流条3连接到IGBT模块1时，层叠汇流条3中的端子引出窗口3b定位于IGBT模块1的端板5a上，且用端子螺丝(未示出)使导体3P、3N和3M的连接端部3P-1、3N-1和3M-1与IGBT模块1的主电路端子7相互接合。电容器4装于窗口3b的远侧(图4(a)中的层叠汇流条3的低端侧)，且在导体3M与导体3P和3N之间连接。

描述现有技术的文献

专利文献

[专利文献1]日本特开专利申请公报No.2009-22062

[专利文献2]日本特开专利申请公报No.2008-193779