[发明专利]电力转换装置

说明书

技术领域

本发明涉及具有开关元件和散热器的电力转换装置，其中，该开关元件配设在连结输入侧和输出侧的线路上，该散热器与规定的电位连接。

背景技术

通过使半导体开关进行开关动作来控制输出电压和/或输出电流的电力转换装置被用于多种用途。在电力转换装置中，为了释放由半导体开关产生的热，安装散热部件。

图1是示意性地示出电力转换装置具有的半导体开关和所安装的散热部件的外观的概要侧视图。图1示出电力转换装置具有的半导体开关SW。半导体开关SW在安装有散热部件HS的状态下固定在基板B上。散热部件HS具有通过将在半导体开关SW上产生的热释放到外部来进行冷却的功能。

然而，在将散热部件HS与FG(框架地线)连接的情况下，在半导体开关SW与散热部件HS之间会产生寄生电容。

图2是在关于电力转换装置具有的半导体开关的电路图上示意性地示出散热部件的说明图。图2示出关于配设有将连结输入侧和输出侧的一对线路短接的半导体开关SW的电力转换装置的电路，在半导体开关SW的右侧示出了散热部件HS。散热部件HS与FG连接。另外，在半导体开关SW与散热部件HS之间产生寄生电容Chp。通过所产生的寄生电容Chp，与半导体开关SW的正极连接的点P1处的电压变动传递到FG，并且共模电流Icm作为噪声流过。

图3是示出电力转换装置的点P1处的电压变化的曲线图。在图3中，以横轴作为时间，以纵轴作为点P1处的电压，示出点P1处的电压V1的经时变化。图3所示的点P1处的电压V1的经时变化是经由寄生电容Chp向FG传递的，因此，作为噪声向电力转换装置的输入侧输出。

如上，在将散热部件HS与FG连接的情况下，会产生向电力转换装置的输入侧输出与点P1的电压变动对应的较大的噪声的问题。向FG传递并成为噪声的共模电流Icm的大小可以通过以下的式(A)表示。

Icm＝Chp×dV/dt…式(A)

其中，Icm：共模电流

Chp：半导体开关SW与散热部件HS之间的寄生电容

V：点P1处的电压(V1)

t：时间

另外，寄生电容Chp可以通过以下的式(B)表示。

Chp＝ε·S/dhp…式(B)

其中，ε：半导体开关SW与散热部件HS之间的介电常数

dhp：半导体开关SW与散热部件HS之间的距离

S：电极面积

因此，为了减少上述的噪声，专利文献1提出了这样的方法：在半导体开关与散热部件之间夹入使用了陶瓷的低介电常数的绝缘材料，从而减少在半导体开关与散热部件之间产生的寄生电容。通过减少寄生电容，上述式(A)中的寄生电容Chp变小，因此，能够使共模电流Icm变小。

另外，作为减少噪声的其他方法，专利文献2提出了这样的方法：将散热部件本身与稳定电位连接，将引起噪声的电流封闭在电路内。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平9-298889号公报

专利文献2：日本特开平11-356047号公报

发明内容

发明要解决的课题

然而，根据专利文献1提出的方法，由于在半导体开关与散热部件之间夹入的绝缘材料的热阻，会产生无法对半导体开关充分进行冷却的问题。另外，被用作绝缘材料的陶瓷价格高，因此，会产生电力转换装置的成本升高的问题。

另外，根据专利文献2提出的方法，在将散热部件固定到壳体上进行使用时，由于壳体是接地电位，因此，必须确保接地电位与稳定电位之间的绝缘距离。因此，会产生散热部件的设置空间增大的问题，并且还涉及其他元件的配置的制约等问题。另外，用于固定散热部件的螺钉需要是绝缘材料。在使用树脂材料作为绝缘材料的螺钉时，强度存在问题，在使用陶瓷作为绝缘材料的螺钉时，存在电力转换装置的成本升高的问题。另一方面，在没有将散热部件固定到壳体上的情况下，为了确保散热部件的固定强度，需要在多个点处进行固定，因此，会产生其他元件的配置的制约等问题。

本发明是鉴于上述情况而完成的，通过将导电体配置在开关元件与散热部件之间，将绝缘体配置在导电体与开关元件之间以及导电体与散热器之间，从而将导电体与连结输入侧和输出侧的线路连接。由此，本发明的目的在于提供能够减少噪声而不会产生专利文献1和专利文献2中所述的问题的电力转换装置。

用于解决课题的手段