缓冲电路、功率半导体模块和感应加热电源装置制造方法及图纸

一种用于功率半导体模块的缓冲电路单元，包括具有能够切换的两个功率半导体元件的臂，所述两个功率半导体元件串联连接，功率半导体模块包括与臂电连接的正直流输入端子、负直流输入端子和输出端子，正直流输入端子、负直流输入端子和输出端子设置在功率半导体模块的与安装表面相反的上表面上，缓冲电路单元包括电路板和安装在电路板上的多个电子部件。电路板和安装在电路板上的多个电子部件。电路板和安装在电路板上的多个电子部件。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】缓冲电路、功率半导体模块和感应加热电源装置


[0001]本专利技术涉及缓冲电路、功率半导体模块和感应加热电源装置。

技术介绍

[0002]作为在钢工件的热处理中的工件的加热方法，使用感应加热，其中，交流电被供应到加热线圈，并且被置于通过加热线圈形成的磁场中的工件由工件中感应的感应电流加热。通常，向加热线圈供应交流电的电源装置将商业电源的交流电转换为直流电，利用电容器使直流电的脉动流平滑，并且利用逆变器将平滑后的直流电反向转换为交流电，以便生成将被供应到加热线圈的高频交流电。
[0003]通常，逆变器包括桥接电路，该桥接电路包括多个臂，其中，以串联连接并且能够切换的两个功率半导体元件为一个臂，并且该逆变器经由功率半导体元件的高速切换来生成高频交流电。构成桥接电路的多个臂通常被单独地模块化。
[0004]作为该功率半导体模块，已知一种功率半导体模块，其中在与臂电连接的正直流输入端子、负直流输入端子和输出端子之中，正直流输入端子和负直流输入端子设置为在模块的一个侧表面上彼此相邻，并且输出端子设置在模块的相反侧表面上(参见例如专利文献1)，并且已知一种功率半导体模块，其中正直流输入端子、负直流输入端子和输出端子设置在模块的上表面上(参见例如专利文献2)。
[0005][专利文献1]JP
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A
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2014
‑
128066
[0006][专利文献2]JP
‑
A
‑9‑
215343

技术实现思路

>[0007]本专利技术要解决的技术问题
[0008]功率半导体元件的高速切换快速改变在功率半导体元件中流动的电流。由于功率半导体元件与电压源之间的导电路径的寄生电感L，电流变化di/dt在功率半导体元件的两端之间产生浪涌电压L
×
di/dt。过大的浪涌电压可能破坏功率半导体元件，并且为了保护功率半导体元件，吸收浪涌电压的缓冲电路可以被添加到功率半导体模块。
[0009]专利文献1中描述的功率半导体模块的缓冲电路桥接在功率半导体模块的一个侧表面上所设置的正直流输入端子与负直流输入端子之间，并且设置在功率半导体模块侧方。因此，增加了安装功率半导体模块所需的面积，这阻碍了感应加热电源装置的尺寸减小。尽管在专利文献1中公开的缓冲电路是共用地设置于功率半导体模块中所包括的两个功率半导体元件的共用缓冲器，但是除了简单的共用缓冲器之外，存在为每个功率半导体元件设置的独立缓冲器。在独立缓冲器的情况下，一个缓冲电路被桥接在正直流输入端子与输出端子之间，另一个缓冲电路被桥接在负直流输入端子与输出端子之间，并且这两个缓冲电路被布置成沿着功率半导体模块的侧表面围绕模块的外周。在这种情况下，进一步增加了安装功率半导体模块所需的面积。
[0010]专利文献2中描述的功率半导体模块的缓冲电路设置在功率半导体模块的上表面
上。然而，电路板设置为处于相对于功率半导体模块的上表面铺放的状态下，并且构成缓冲电路的诸如电阻器、电容器和二极管这样的电子部件仅安装在电路板的一个表面上。虽然专利文献2没有公开缓冲电路是共用缓冲器还是独立缓冲器，但是在独立缓冲器的情况下，安装了用于两个电路的电子部件，该两个电路包括在正直流输入端子与输出端子之间桥接的缓冲电路和在负直流输入端子与输出端子之间桥接的缓冲电路。在这种情况下，用于安装两个电路用的电子部件所需的板面积仅由电路板的一个表面提供，并且电路板可能超出功率半导体模块的上表面的边缘地向功率半导体模块的侧部突出，这可能增加安装功率半导体模块所需的面积。
[0011]鉴于上述情况，已经做出了本专利技术，并且本专利技术的目的是提供一种缓冲电路，该缓冲电路适用于功率半导体模块，该功率半导体模块的上表面设置有正直流输入端子、负直流输入端子和输出端子，并且该缓冲电路有利于感应加热电源装置的尺寸减小。
[0012]解决问题的方案
[0013]根据本专利技术的方面的缓冲电路是用于功率半导体模块的缓冲电路，所述功率半导体模块包括通过串联连接能够切换的两个功率半导体元件而形成的臂，所述功率半导体模块包括与所述臂电连接的正直流输入端子、负直流输入端子和输出端子，所述正直流输入端子、所述负直流输入端子和所述输出端子设置在所述功率半导体模块的与安装表面相反的上表面上，所述缓冲电路包括：电路板和安装在所述电路板上的多个电子部件，其中，所述电路板包括：裸板，其相对于所述功率半导体模块的所述上表面竖立；导体层，其设置在所述裸板的前表面和后表面中的至少一个表面上，并且形成第一电路图案和第二电路图案，第一电路图案桥接在所述正直流输入端子与所述输出端子之间，第二电路图案桥接在所述负直流输入端子与所述输出端子之间；以及多个连接端子，其将所述导体层与所述正直流输入端子、所述负直流输入端子和所述输出端子连接。
[0014]根据本专利技术的方面的功率半导体模块是功率半导体模块，其包括通过串联连接能够切换的两个功率半导体元件而形成的臂，该功率半导体模块包括：正直流输入端子、负直流输入端子和输出端子，该正直流输入端子、负直流输入端子和输出端子电连接到所述臂；以及缓冲电路，其连接到正直流输入端子、负直流输入端子和输出端子，其中，正直流输入端子、负直流输入端子和输出端子设置在功率半导体模块的与安装表面相反的上表面上，其中，缓冲电路包括：电路板和安装在电路板上的多个电子部件，并且其中，电路板包括：裸板，其相对于功率半导体模块的上表面竖立；导体层，其设置在裸板的前表面和后表面中的至少一个表面上，并且形成第一电路图案和第二电路图案，第一电路图案桥接在正直流输入端子与输出端子之间，第二电路图案桥接在负直流输入端子与输出端子之间；以及多个连接端子，其将导体层连接到正直流输入端子、负直流输入端子和输出端子。
[0015]根据本专利技术的方面的感应加热电源装置包括被配置为将直流电力转换成交流电力的逆变器单元，其中，逆变器单元被配置有包括多个上述功率半导体模块的电桥。
[0016]本专利技术的有益效果
[0017]根据本专利技术，能够提供一种缓冲电路，该缓冲电路适用于功率半导体模块，该功率半导体模块的上表面设置有正直流输入端子、负直流输入端子和输出端子，并且该缓冲电路有利于感应加热电源装置的尺寸减小。
附图说明
[0018]图1是用于描述实施例的感应加热电源装置的实例的电路图。
[0019]图2是示出在图1的感应加热电源装置的逆变器单元中使用的功率半导体模块的配置实例的立体图。
[0020]图3是图2的缓冲电路的第一变形例的立体图。
[0021]图4是图2的缓冲电路的第二变形例的立体图。
[0022]图5是用于描述实施例的缓冲电路的另一个实例的立体图。
[0023]图6是图5的缓冲电路的后表面侧的立体图。
[0024]图7是沿图6中的线VII
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VII截取的截面图。
具体实施方式
[0025]图1示出了用于描述本专利技术的实施例的感应加热电源本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于功率半导体模块的缓冲电路单元，所述功率半导体模块包括具有能够切换的两个功率半导体元件的臂，所述两个功率半导体元件串联连接，所述功率半导体模块包括与所述臂电连接的正直流输入端子、负直流输入端子和输出端子，所述正直流输入端子、所述负直流输入端子和所述输出端子设置在所述功率半导体模块的与安装表面相反的上表面上，所述缓冲电路单元包括：电路板；和多个电子部件，该多个电子部件安装在所述电路板上，其中，所述电路板包括：裸板，该裸板相对于所述功率半导体模块的所述上表面竖立；导体层，该导体层设置在所述裸板的前表面和后表面中的至少一个表面上，并且形成第一电路图案和第二电路图案，该第一电路图案位于所述正直流输入端子与所述输出端子之间，该第二电路图案位于所述负直流输入端子与所述输出端子之间；和多个连接端子，该多个连接端子将所述导体层连接到所述正直流输入端子、所述负直流输入端子和所述输出端子。2.根据权利要求1所述的缓冲电路单元，其中，所述导体层和所述多个电子部件设置在所述裸板的所述前表面和所述后表面上。3.根据权利要求2所述的缓冲电路单元，其中，所述第一电路图案和所述多个电子部件中的连接到所述第一电路图案的电子部件设置在所述裸板的所述前表面上，并且其中，所述第二电路图案和所述多个电子部件中的连接到所述第二电路图案的电子部件设置在所述裸板的所述后表面上。4.根据权利要求1～3的任一项所述的缓冲电路单元，其中，所述裸板包括：一对绝缘基板；和多个导电基板，该多个导电基板以彼此绝缘的状态夹置在所述一对绝缘基板之间，并且分别经由通孔连接到所述导体层，其中，所述多个导电基板中的每一个导电基板均包括从所述裸板的一侧表面突出的延伸部分，并且其中，所述多个连接端子分别由所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：金井隆彦，
申请(专利权)人：高周波热錬株式会社，
类型：发明
国别省市：