功率单元及功率转换装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及降低功率单元及功率转换装置中的噪声。
【背景技术】
[0002]在从直流系统电源接受供电，并将电力提供给负载的现有的功率转换装置中，伴随构成该功率转换装置所包含的逆变器的半导体元件的开关动作，会产生辐射噪声，具有感应干扰、对无线频带产生影响的问题。
[0003]针对上述问题，提出了具备铁芯的功率转换装置，该铁芯具有使连接直流系统电源和逆变器的高压布线及使逆变器接地的接地布线通过的贯通口。(例如，参照专利文献
1)
[0004]在现有的功率转换装置中，在包含逆变器、对该逆变器进行冷却的散热片、在该逆变器的输入侧与该逆变器并联连接的电容器的功率单元和功率转换装置的壳体之间设有铁芯。一般而言，铁芯的设置位置越靠近产生辐射噪声的逆变器，能获得越高的降低辐射噪声的效果。
现有技术文献专利文献
[0005]专利文献1:日本专利特开平2008-54396号公报(第3页?第4页，图1)
【发明内容】
发明所要解决的技术问题
[0006]然而，在现有的功率转换装置中，功率单元的内部没有设置铁芯的空间，由于在功率单元的外部设置铁芯，因此辐射噪声的降低具有极限。
[0007]本发明是用于解决上述问题而完成的，通过在功率单元的内部设置铁芯，能相比以往降低辐射噪声。
解决技术问题所采用的技术手段
[0008]本发明所涉及的功率单元是能安装于功率转换装置或从功率转换装置拆卸下来的功率单元，该功率单元包括:半导体元件部，该半导体元件部设有第I输入端子、第2输入端子、第I输出端子、第2输出端子、及第3输出端子，对输入至第I输入端子及第2输入端子的功率进行转换，并将转换后的功率输出至第I输出端子、第2输出端子、及第3输出端子;经由第I输入端子及第2输入端子与半导体元件部并联连接的电容器;分别与第I输出端子、第2输出端子、及第3输出端子对应地连接，并内包于功率单元中的第I输出侧导体棒、第2输出侧导体棒、及第3输出侧导体棒；以及由第I输出侧导体棒、第2输出侧导体棒、及第3输出侧导体棒贯通，且内包于功率单元中的第I铁芯。
[0009]本发明所涉及的功率转换装置包括:上述功率单元；以及对功率单元所包含的半导体元件部进行控制的控制单元。
发明效果
[0010]根据本发明所涉及的功率单元，相比以往，能降低辐射噪声。
[0011]根据本发明所涉及的功率转换装置，相比以往，能降低辐射噪声。
【附图说明】
[0012]图1是表示本发明的实施方式I所涉及的功率单元及包含功率单元的功率转换装置的概要的图。
图2是表示本发明的实施方式I所涉及的功率单元的立体结构的图。
图3是表示本发明的实施方式I所涉及的第I?第3输出侧导体棒的形状的图。
图4是表示本发明的实施方式I所涉及的分割铁芯的形状的图。
图5是表示本发明的实施方式I所涉及的输出侧导体单元中的第I?第3输出侧导体棒及分割铁芯的设置位置的图。
图6是表示本发明实施方式I所涉及的功率单元的详细情况的六面图。
图7是表示本发明的实施方式2所涉及的功率单元的立体结构的图。
图8是表示本发明实施方式2所涉及的功率单元的详细情况的六面图。
图9是表示本发明的实施方式3所涉及的功率单元及包含功率单元的功率转换装置的概要的图。
图10是表示本发明的实施方式3所涉及的功率单元的立体结构的图。
图11是表示本发明的实施方式3所涉及的第I?第2输入侧导体棒的形状的图。
图12是表示本发明的实施方式3所涉及的输出侧导体单元中的第I?第2输入侧导体棒及分割铁芯的设置位置的图。
图13是表示本发明实施方式3所涉及的功率单元的详细情况的六面图。
图14是表示本发明的实施方式4所涉及的输出侧导体单元中的第I?第3输出侧导体棒及分割铁芯的设置位置的图。
图15表示本发明的实施方式4所涉及的输出侧导体单元的剖视图。
图16是表示本发明的实施方式5所涉及的分割铁芯的图。
图17是表示本发明的实施方式5所涉及的分割铁芯的变形例的图。
图18是表示本发明的实施方式6所涉及的功率单元及包含功率单元的功率转换装置的概要的图。
【具体实施方式】
[0013]实施方式I
图1是简要表示本发明的实施方式I所涉及的功率单元及具备该功率单元的功率转换装置的图。如图1所示，本发明的实施方式I所涉及的功率转换装置I包含功率单元2、向功率单元2供电的转换器5、控制功率单元2及转换器5的控制单元7。
[0014]功率单元2能安装于功率转换装置I或从功率转换装置I上拆卸下来。在将功率单元2设置于功率转换装置I内时，功率单元2经由功率转换装置I和端子9、10、11、12、13、14与功率转换装置I的构成元器件相连接。
[0015]功率单元2包含逆变器3、设置于逆变器3的输入侧的第I输入侧导体棒19及第2输入侧导体棒20、在逆变器3的输入侧与逆变器3并联电连接的电容器4a、以及设置于逆变器3的输出侧的输出侧导体单元23。
[0016]功率单元2包含半导体元件部21和用于对由半导体元件部21产生的热量进行散热的散热片22，其中，该半导体元件部21通过开关动作将输入至该功率单元2的直流电转换成所希望的频率及电压的交流电。第I输入侧导体棒19及第2输入侧导体棒20与半导体元件部21的输入侧相连接。
[0017]输出侧导体单元23包含第I输出侧导体棒16、第2输出侧导体棒17、第3输出侧导体棒18、及第I铁芯6。并且，输出侧导体单元23中，汇集了第I输出侧导体棒16、第2输出侧导体棒17、第3输出侧导体棒18的第I汇集部15贯通第I铁芯6的第I贯通部33。
[0018]如图1所示，第I输出侧导体棒16、第2输出侧导体棒17、第3输出侧导体棒18分别与半导体元件部21的输出侧相连接。
[0019]如图1所示，经由u线及V线输入至功率转换装置I的交流电利用转换器5转换输出为直流电，并经由第I输入侧导体棒19及第2输入侧导体棒20输入至功率单元2所包含的逆变器3，利用半导体元件部21转换成所希望的频率及电压的交流电。
[0020]转换后的交流电经由第I输出侧导体棒16、第2输出侧导体棒17、及第3输出侧导体棒18，并通过端子11、12、13输出至u线、V线、及w线。输出后的交流电对连接到功率转换装置I的输出侧的未图示的电动机进行驱动。能根据该电动机的规格更换功率单元2。此外，为了功率单元2自身的维护(散热片22的清扫等)，设为能进行安装或拆卸。
[0021]图2(a)是简要表示本发明的实施方式I所涉及的功率单元2的立体结构的图。如上所述，功率单元2包含半导体元件部21、散热片22、设置电容器4a的电容器设置部24、以及输出侧导体单元23。图2中，将水平面所包含的平面中与纵深方向平行的直线定义为y轴，将水平面中与y轴垂直相交的轴定义为X轴，将与垂直方向平行的直线定义为z轴。
[0022]图2(a)中，将电容器4a所占区域表示为电容器设置部24。电容器设置部24中可以设置单个电容器4a，也可以设置多个并联连接的电容器4。通过利用多个电容器4来实现电容器4a，从而能调节电容器4a的静电电容。
[0023]图2(a)中，电容器设置部24表示为在y轴方向上具有纵深长边的长方体。在电容器设置部24的长边方向上，邻接设置有半导体元件部21。在半导体元件部21的与设有电容器设置部24的面相反侧的面上邻接设置有散热片22。
[0024]在半导体元件部21的与电容器设置部24及散热片22不相接的面上设有第I输入端子25及第2输入端子26。此外，在与设有第I输入端子25、第2输入端子26的面相对的面上设有第I输出端子27、第2输出端子28、及第3输出端子29。
[0025]散热片22的内部例如包含多个板状的结构体(未图示)，从设置于散热片22的壳体的送风孔等(未图示)流入流出的外部气体通过散热片22的内部，由此高效地对从半导体元件部21产生的热量进行散热。
[0026]图2中，为了易于说明，对包围电容器设置部24的6个平面进行定义。图2(b)是用于说明电容器设置部24所包含的平面的图。图2(b)中，将电容器设置部24和半导体元件部21相接的面设为第I面45。
[0027]将与第I面45邻接，且垂直于水平面的平面设为第2面46及第3面47。并且，将与第I面45邻接，且与水平面平行的面设为上表面48及下表面49。
[0028]如上所述，输出侧导体单元23包含第I输出侧导体棒16、第2输出侧导体棒17、第3输出侧导体棒18、及第I铁芯6。图2(a)中，为了说明输出侧导体单元23的设置位置，将输出侧导体单元23简易地表示为长边方向与y轴方向平行的板状的立体。输出侧导体单元23的详细结构在后文进行阐述。
[0029]如图2(a)所示，输出侧导体单元23被设为与电容器设置部24的第2面46及半导体元件部21相接。输出侧导体单元23的长边方向的一端部与设置于半导