[发明专利]脉冲逆变器

说明书

本发明涉及一种脉冲逆变器（1），其具有：输入电路（2），所述输入电路（2）被设计为提供在高压侧输入端（2a）与低压侧输入端（2b）之间的输入直流电压（5），其中所述输入电路（2）具有第一高压侧寄生电容（21a）、第一低压侧寄生电容（21b）、第一高压侧寄生电感（22a、22a'）和第一低压侧寄生电感（22b、22b'）；母线装置（3），所述母线装置（3）被设计为使所述高压侧输入端（2a）与高压侧接线端子（4a）电连接并且使所述低压侧输入端（2b）与低压侧接线端子（4b）电连接，其中所述母线装置（3）具有第二寄生电容（31a、31b）和第二寄生电感（32a、32b）；以及n相逆变器模块（4），n1，所述n相逆变器模块（4）与所述高压侧接线端子（4a）和所述低压侧接线端子（4b）电耦合并且被设计为：将所述输入直流电压（5）转化成n相输出交变电压（6），其中所述逆变器模块（4）具有第三寄生电容（41a、41b）和第三寄生电感（42a、42b）；其中所述高压侧寄生电容（21a、31a、41a）之和基本上等于所述低压侧寄生电容（21b、31b、41b）之和，而且所述高压侧寄生电感（22a、22a'、32a、42a）之和基本上等于所述低压侧寄生电感（22b、22b'、32b、42b）之和。

技术领域

本发明涉及一种具有最小化的电磁寄生发射的脉冲逆变器。

背景技术

尽管本发明以及本发明所基于的问题依据具有脉冲逆变器的电动车辆来阐述，但是本发明也能被应用到任意其它的具有时控的电力电气逆变器的电驱动系统上。

在电动车辆或者混合动力车辆的电驱动系统中，通常通过逆变器、例如以脉冲逆变器的形式的逆变器将多相电压馈入到电机中。为此，蓄能装置（比如高压电池）可以给直流电压中间电路馈电，所述直流电压中间电路就其而言提供直流电压，所述直流电压为了给电机供电而可以被逆变成多相交变电压、例如三相交变电压。

为此，传统的脉冲逆变器（PWR）通常包括至少三个基本模块。在输入侧，中间电路电容器通常被用于将直流电压耦合输入到直流电压中间电路中。中间电路电容器通过低电感的电连接、例如以由铜构成的两条母线的形式的低电感的电连接与一个或多个功率模块连接。在此，与直流电压中间电路的第一输出端接线端子连接的母线可以被称作高压侧母线，而与直流电压中间电路的第二输出端接线端子连接的母线可以被称作低压侧母线。为了产生三相输出电压，功率模块通常用各具有两个半导体开关的三个桥式支路来实施。相对应地，所述桥式支路的与高压侧母线连接的半导体开关分别被称作高压侧开关，而所述桥式支路的与低压侧母线连接的半导体开关分别被称作低压侧开关。在此，例如可以将具有反并联的二极管的IGBT（绝缘栅双极型晶体管）模块或者MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管）或者诸如此类的用作半导体开关。功率模块通常以针对半导体开关的经脉冲宽度调制的激励信号来工作，以便产生多相输出电压。

脉冲逆变器的所有三个构件，也就是说中间电路电容器、经由母线的电连接和功率模块除了它们的所希望的电特性之外也具有不符合希望的寄生参量、也就是说寄生电容和寄生电感。由于所述寄生参量，通过逆变器中的各个半桥的时控产生瞬间的电干扰参量，所述瞬间的电干扰参量可以在系统中蔓延。而后，由于所述不符合希望的耦合输出，尤其可能发生到逆变器的进行馈电的直流电网中的有功率的寄生发射。然而，所述有功率的寄生发射可以被保持得尽可能小，其方式是系统的所有子部件本身关于寄生参量对称地构建在高压侧与低压侧之间。在这种情况下的挑战尤其是功率模块关于它们的寄生参量的对称的构建。

出版物Domurat-Line A., Hoene E.“Analysis and Reduction of RadiatedEMI of Power Modules”，第7届国际集成电力电子系统会议（7^th InternationalIntegrated Power Electronics Systems Conference （CIPS））, 2012年例如公开了如下功率模块，所述功率模块基于倒装芯片技术来构建，其中低压侧开关“在高处地（überKopf）”来焊接。所述倒装芯片技术对于原型来说能良好地实现，然而基于商用标准IGBT模块的以大件数的成批生产是困难的。