DE10037970A1 - Niederinduktive Verschienung für einen Matrixumrichter - Google Patents

Abstract

Niederinduktive Verschienung für einen Matrixumrichter umfassend mehrere in einer 3x3-Matrix angeordnete Schaltelemente, insbesondere Halbleiterschalter, wobei der Matrixumrichter netzseitig mit mehreren Kondensatorelementen, über die drei Eingangsspannungspotentiale an den Matrixumrichter geführt sind, verschient ist, wobei die Verschienung aus mehreren Verschienungsabschnitten (V¶1¶, V¶2¶, V¶3¶, V¶4¶) besteht, die voneinander isoliert in zwei Ebenen angeordnet sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine niederinduktive Verschienung für einen Matrixumrichter umfassend mehrere in einer 3 × 3-Matrix angeordnete Schaltelemente, insbesondere Halbleiterschalter, wobei der Matrixumrichter netzseitig mit mehreren Kondensa­ torelementen, über die drei Eingangsspannungspotentiale an den Matrixumrichter führbar sind, verschient sind.

Bei einen Matrixumrichter handelt es sich bekanntermaßen um einen selbstgeführten Direktumrichter, der es ermöglicht, ein starres Drehstromnetz in ein System mit variabler Spannung und Frequenz umzuformen. Bekannte Matrixumrichter besitzen mehrere elektrische Schaltelemente, insbesondere Halbleiter­ schalter (z. B. Insulated-Gate-Bipolar-Transistoren (IGBT)), die in einer Schaltermatrix angeordnet sind. Die leistungs­ elektronischen Schalter sind in einer 3 × 3-Matrix angeordnet, so dass jede der drei Ausgangsphasen elektrisch mit einer Eingangsphase verbunden werden kann. Netzseitig ist der Matrixumrichter bzw. sind die eingangsseitigen Anschlüsse mit Kondensatorelementen verbunden, die für die schaltenden Ele­ mente für stabile Spannungsverhältnisse sorgen. Da drei Ein­ gangsphasen bzw. Eingangsspannungen anliegen sind auch drei entsprechende Kondensatorelemente vorgesehen. Die Verbindung erfolgt mittels der niederinduktiven Verschienung. Erst durch das Vorhandensein der Kondensatorelemente und der niederin­ duktiven Verschiebung ist es den Halbleiterschaltern im Matrixumrichter möglich, ohne übermäßige Überspannungen zu kommutieren, so dass eine ohm'sche induktive Last, z. B. ein Motor betrieben werden kann. Beim Matrixumrichter müssen drei Potentiale der Eingangsspannung von den Eingangskondensator­ elementen zu dem Halbleitermodul, das die 3 × 3-Schaltermatrix bildet (oder den Modulen bei einer Konfiguration, bei der die Matrix in drei Phasen mit jeweils drei Schaltern umfassenden Modulen realisiert ist) niederinduktiv verschient werden.

Bekannte Verschienungen besitzen mehrere Verschienungs­ abschnitte, die in drei Ebenen angeordnet und gegen einander isoliert sind, wozu entsprechende Isolationsschichten zwi­ schen den einzelnen Verschienungsebenen vorgesehen sind. Ins­ gesamt wird eine dreilagige Verschienung realisiert. Die Nie­ derinduktivität wird dadurch erreicht, dass die Verschie­ nungsebenen möglichst nahe beieinander liegen und die Ver­ schienungsabschnitte entsprechend großflächig sind.

Die bekannte Verschienungsform mit drei Lagen ist im Hinblick auf die Induktivität jedoch insofern nachteilig, als der Ab­ stand zwischen den beiden äußeren Verschienungsabschnitten die maximale Streuinduktivität bestimmt. Ferner ist die Küh­ lung des inneren Leiters sehr schwierig, da dieser weitgehend zwischen den beiden anderen Verschienungsabschnitten einge­ bettet ist. Außerdem ist die Fertigung aufwendig.

Der Erfindung liegt damit das Problem zugrunde, eine Ver­ schienung anzugeben, die eine möglichst geringe Streuindukti­ vität bei gleichzeitig einfachem Aufbau besitzt.

Zur Lösung dieses Problems ist eine niederinduktive Verschie­ nung der eingangs genannten Art vorgesehen, welche aus mehre­ ren Verschienungsabschnitten besteht, die voneinander iso­ liert in zwei Ebenen angeordnet sind.

Die Erfindung geht ab von der bisherigen dreilagigen Ver­ schienung und sieht vorteilhaft eine lediglich zweilagige Verschienung vor. Die beiden Ebenen mit den verschiedenen Verschienungsabschnitten können entsprechend nah bezüglich einander angeordnet werden (es befindet sich dazwischen le­ diglich die Isolierlage), so dass die Streuinduktivität noch weiter erniedrigt werden kann. Die zur Bildung der jeweiligen Schienenpaare nötigen Verschienungsabschnitte, die zur Kommu­ tierung entsprechend dem jeweiligen Schaltzustand der Schal­ termatrix erforderlich sind, sind entsprechend geformt bzw. ausgebildet und innerhalb der Ebenen verteilt angeordnet.

Auch ergeben sich keine Kühlprobleme, da nur zwei Leiterebe­ nen vorgesehen sind, die problemlos von außen gekühlt werden können. Ein weiterer beachtlicher Vorteil ist die vereinfach­ te Herstellungsmöglichkeit einer derartigen erfindungsgemäßen Verschienung. Denn die Verschienungsabschnitte können auf einfache Weise auf eine entsprechend ausgebildete bzw. dimen­ sionierte Isolierlage als flächige, metallische Leiterschich­ ten aufgebracht werden. Besonders bevorzugt ist es dabei, wenn die Leiterschichten auf eine Platine kaschiert werden. Das Kaschieren von Leitern auf Platinen ist eine weithin be­ kanntes Verfahren, dessen sicher handzuhabende Technik auch zur Herstellung der erfindungsgemäßen niederinduktiven Ver­ schienung vorteilhaft genutzt werden kann.

Für jedes Eingangspotential ist erfindungsgemäß mindestens ein Verschienungsabschnitt vorgesehen. Abhängig von der Posi­ tionierung der Verschienungsabschnitte in den beiden Ebenen und im Hinblick darauf, dass die Verschienung insgesamt mög­ lichst niederinduktiv sein soll, sind unterschiedliche Lay­ outs hinsichtlich der Verteilung der Verschienungsabschnitte denkbar, die, worauf im Folgenden noch eingegangen wird, ent­ weder für jedes Eingangspotential nur einen Verschienungsab­ schnitt erfordern, oder aber für das eine oder das andere Eingangspotential mehrere Verschienungsabschnitte erfordern.

Nach einer ersten Erfindungsausgestaltung kann dabei vorgese­ hen sein, dass in der ersten Ebene ein erster großflächiger Verschienungsabschnitt für das erste Eingangspotential und in der zweiten Ebene zweite und dritte, vom ersten Verschie­ nungsabschnitt zumindest teilweise überdeckte Verschienungs­ abschnitte für das zweite und dritte Eingangspotential vorge­ sehen ist. Bei dieser Ausführungsform werden zwei Verschie­ nungsabschnittspaare, zwischen denen die Spannung kommutiert, nebeneinander geführt, wobei die an einem Paar beteiligten Potentiale in den beiden Lagen übereinander liegen. Die nie­ derinduktive Kommutierung im dritten Spannungspaar, welches bei dieser Ausführungsform in der zweiten Ebene liegt, d. h., die beiden Verschienungsabschnitte, zwischen denen die Span­ nung kommutiert, sind hier nebeneinander angeordnet, wird durch Wirbelstrombildung in der Leitungsführung des großflä­ chigen ersten Verschienungsabschnitts in der ersten Ebene er­ zielt. Bei dieser Erfindungsausgestaltung wird also für diese Kommutierung ein dritter Verschienungsabschnitt eingebunden.

Im Hinblick auf eine möglichst weitgehende Erniedrigung der Streuinduktivität ist es von Vorteil, wenn der erste Ver­ schienungsabschnitt jeweils zumindest 75% der Fläche der bei­ den anderen Verschienungsabschnitte überdeckt, bevorzugt sollte aber der Überdeckungsgrad so groß wie möglich sein.

Nach einer weiteren Erfindungsalternative kann vorgesehen sein, dass in der ersten und der zweiten Ebene jeweils für jedes Eingangspotential ein zugeordneter Verschienungsab­ schnitt vorgesehen ist. Bei dieser Erfindungsalternative wer­ den alle drei möglichen Verschienungsabschnittspaare, zwi­ schen denen die Spannung kommutiert, nebeneinander geführt, wobei jeweils ein Verschienungsabschnitt in der ersten und der andere in der zweiten Ebene darunterliegend angeordnet ist. Die Verschienungsabschnitte sollten dabei so angeordnet sein, dass die jeweiligen Verschienungsabschnitte der ersten und der zweiten Ebene, die ein Kommutierungsspannungspaar bilden, einander direkt gegenüber liegen und einander mög­ lichst großflächig überdecken.

Eine dritte Erfindungsalternative sieht schließlich vor, dass in der ersten Ebene ein dem ersten und ein dem zweiten Ein­ gangspotential zugeordneter Verschienungsabschnitt vorgesehen ist, und dass in der zweiten Ebene ein dem zweiten und ein dem dritten Eingangspotential zugeordneter Verschienungsab­ schnitt vorgesehen ist, wobei die Verschienungsabschnitte derart angeordnet und ausgebildet sind, dass die ein Kommu­ tierungspaar bildenden Verschienungsabschnitte einander ge­ genüber liegen bzw. einander zumindest teilweise überdecken. Bei dieser Alternative sind pro Ebene zwei jeweils einem unterschiedlichen Eingangspotential zugeordnete Verschienungs­ abschnitte vorgesehen, wobei jeweils einer dieser Verschie­ nungsabschnitte deutlich größerflächig ausgebildet ist. Hier­ durch wird erreicht, dass sich auch diese in verschiedenen Ebenen befindlichen größerflächigen Verschienungsabschnitte, die jeweils unterschiedlichen Potentialen zugeordnet sind und mithin ebenfalls ein Kommutierungsspannungspaar bilden, ein­ ander überdecken können. Die Fläche, mit welchen sich die Verschienungsabschnitte jeweils überdecken, sollte im Wesent­ lichen gleich groß sein.

Eine vierte Erfindungsalternative sieht schließlich vor, dass in der ersten Ebene jeweils für jedes Eingangspotential ein zugeordneter Verschienungsabschnitt und in der zweiten Ebene eine großflächige, eine Gegenfläche bildender Verschienungs­ abschnitt vorgesehen ist, der auf keinem der drei Potentiale liegen muss und der die Verschienungsabschnitte der ersten Ebene überdeckt. Bei dieser Erfindungsausgestaltung kommt ein Verschienungsabschnitt zum Einsatz, der an keinem bestimmten Potential liegt, und der in den jeweiligen Kommutierungspfad eingebunden wird. Die Kommutierung erfolgt auch hier durch Wirbelstrombildung in dem die Gegenfläche bildenden Verschie­ nungsabschnitt, der bevorzugt an Masse liegt. Die jeweiligen Abschnitte sind dabei derart bemessen, dass die potentialfüh­ renden Verschienungsabschnitte vom gegenüber liegenden Ver­ schienungsabschnitt vollständig überdeckt sind. Alternativ ist es denkbar, den die Gegenfläche bildenden Verschienungs­ abschnitt auf eines der drei Potentiale zu legen.

Neben der niederinduktiven Verschienung selbst betrifft die Erfindung ferner eine Schaltungsanordnung bestehend aus einem Matrixumrichter und mindestens drei Kondensatorelementen, die über eine niederinduktive Verschienung der vorbeschriebenen Art miteinander verbunden sind.

Weiter kann vorgesehen sein, dass der Matrixumrichter aus mehreren separat ausgebildeten und angeordneten Ausgangsphasenmodulen besteht, die über die Verschienung mit den Konden­ satorelementen verbunden sind. Bei dieser Ausgestaltung ist der Matrixumrichter also nicht ein einteiliges Bauelement, vielmehr besteht er aus separaten Phasenmodulen, bevorzugt drei Phasenmodulen, von denen jedes eine separate Ausgangs­ phase führt. Die Verschienung ist hier so ausgebildet, dass die Kondensatorelemente mit den entsprechenden Phasenmodulen kontaktiert werden. Dabei kann nach einer ersten Erfindungs­ ausgestaltung vorgesehen sein, dass den Phasenmodulen ein ge­ meinsamer, aus den mehreren Kondensatorelementen bestehender Kondensatorblock zugeordnet ist, der über die Verschienung mit den einzelnen Modulen kontaktiert ist. Alternativ kann vorgesehen sein, dass jedem Phasenmodul ein eigener, aus meh­ reren Kondensatorelementen bestehender Kondensatorblock zuge­ ordnet ist.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung er­ geben sich aus den in folgendem beschriebenen Ausführungsbei­ spielen so wie anhand der Zeichnung:

Fig. 1 eine Prinzipdarstellung im Schnitt zur Dar­ stellung der Anordnung der Verschienungsab­ schnitte gemäß einer ersten erfindungsgemäßen Verteilung,

Fig. 2 eine Layoutdarstellung der Verschienung gemäß Fig. 1 in Aufsicht als Prinzipskizze,

Fig. 3 eine Prinzipdarstellung im Schnitt zur Dar­ stellung der Anordnung der Verschienungsab­ schnitte gemäß einer zweiten erfindungsgemä­ ßen Verteilung,

Fig. 4 eine Layoutdarstellung der Verschienung gemäß Fig. 3 in Aufsicht als Prinzipskizze,

Fig. 5 eine Prinzipdarstellung im Schnitt zur Dar­ stellung der Anordnung der Verschienungsab­ schnitte gemäß einer dritten erfindungsgemä­ ßen Verteilung,

Fig. 6 eine Layoutdarstellung der Verschienung gemäß Fig. 5 in Aufsicht als Prinzipskizze,

Fig. 7 eine Prinzipdarstellung im Schnitt zur Dar­ stellung der Anordnung der Verschienungsab­ schnitte gemäß einer vierten erfindungsgemä­ ßen Verteilung,

Fig. 8 eine Layoutdarstellung der Verschienung gemäß Fig. 7 in Aufsicht als Prinzipskizze, und

Fig. 9 und 10 zwei verschiedene Ausführungen erfindungsge­ mäßer Schaltungsanordnungen.

Fig. 1 zeigt in Form einer Prinzipskizze eine Schnittansicht durch eine erfindungsgemäßen Verschienung einer ersten Aus­ führungsform. Gezeigt ist eine Isolierschicht 1, im gezeigten Beispiel eine Platine, auf die ober- und unterseitig Ver­ schienungsabschnitte V₁, V₂, V₃ als großflächige metallische Leiterflächen (z. B. aus Aluminium) aufgebracht, vornehmlich aufkaschiert sind. Jeder der Verschienungsabschnitte ist in diesem Ausführungsbeispiel einen bestimmten Eingangsspan­ nungspotential, das über in Fig. 2 noch näher zu beschreiben­ de Kondensatorelemente geliefert wird, zugeordnet. Im gezeig­ ten Beispiel ist der obere Verschiebungsabschnitt V₁ dem Po­ tential P₁ und die beiden unteren V₂ und V₃ den Potentialen P₂ und P₃ zugeordnet. Es ist bereits hier darauf hinzuweisen, dass die jeweilige Zuordnung der Eingangspotentiale zu den jeweiligen Verschienungsabschnitten beliebig ist, d. h., die Potentiale können auch in beliebiger Weise vertauscht sein. Dies gilt für sämtliche nachfolgend noch beschriebene Ausfüh­ rungsbeispiele.

Ersichtlich ist der obere Verschienungsabschnitt V₁ wesent­ lich breiter als die unteren Verschienungsabschnitte V₂, V₃ ausgeführt. Diese sind so bemessen und positioniert, dass sie vom oberen Verschienungsabschnitt V₁ weitestgehend überdeckt werden. Der Überdeckungsgrad sollte möglichst groß sein, und wenigstens 75% betragen. Dies ist auch in der in Fig. 2 ge­ zeigten Layoutdarstellung in Form einer Aufsicht ersichtlich.

Die gestrichelten Flächen, die jeweils Verschienungsabschnit­ te darstellen, sind in der oberen Ebene, die durchgezogenen, ebenfalls Verschienungsabschnitte darstellenden Flächen sind in der unteren Ebene angeordnet. Ersichtlich überdeckt der Verschienungsabschnitt V₁ die beiden Verschienungsabschnitte V₂, V₃ großflächig.

Insgesamt sind drei Kommutierungsspannungspaare, also Ver­ schienungsabschnittspaare, zwischen denen Strom und Spannung kommutiert, gebildet. Das erste Kommutierungsspannungspaar besteht aus den Verschienungsabschnitt V₁ und V₂, das zweite Paar besteht aus den Abschnitten V₁ und V₃. Ersichtlich sind diese Kommutierungsspannungspaare nebeneinander angeordnet, wobei die jeweiligen im Rahmen der Kommutierung beteiligten Abschnitte einander gegenüber liegen und über die Isolations­ lage getrennt sind. Das dritte Kommutierungsspannungspaar V₂ -V₃ liegt nebeneinander. Die Kommutierung in diesem Span­ nungspaar wird durch Wirbelströme, die im Verschienungsab­ schnitt V₁ erzeugt werden, erzielt.

Fig. 2 zeigt ferner die Verschienung der Kondensatorelemente und der jeweiligen Anschlüsse am Matrixumrichter. Insgesamt sind drei Kondensatorelemente K₁, K₂ und K₃ vorgesehen. Im ge­ zeigten Ausführungsbeispiel sind die Kondensatorelemente von oben auf die in Fig. 2 gezeigte Konfiguration aufgesetzt. Das Kondensatorelement K₁ ist am Verschienungsabschnitt V₁ und am Verschienungsabschnitt V₂ angeschlossen, wobei zur Kontaktie­ rung des Verschienungsabschnitts V₂ eine geeignete Durchbre­ chung 2 am Verschienungsabschnitt V₁ vorgesehen ist. In ent­ sprechender Weise ist das Kondensatorelement K₂ am Verschie­ nungsabschnitt V₁ und am Verschienungsabschnitt V₃ kontak­ tiert. Mit dem zweiten Kontakt liegen beide Kondensatorele­ mente K₁ und K₂ an einem gemeinsamen Kontaktpunkt am Ver­ schienungsabschnitt V₁. Schließlich ist das Kondensatorele­ ment K₃ an den beiden Verschienungsabschnitten V₂, V₃ ange­ schlossen, wobei hier bei Kontaktierungsanschlüsse durch entsprechende Durchbrechungen 2 in Verschienungsabschnitt V₁ ge­ führt sind.

Weiterhin ist jeder Verschienungsabschnitt V₁, V₂, V₃ an je­ weils einen der Anschlüsse L₁, L₂, L₃ angeschlossen. Die An­ schlüsse L₁, L₂, L₃ sind Teil des hier nur exemplarisch darge­ stellten Matrixumrichters 3.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel zeigt Fig. 3. Auch hier sind die Verschienungsabschnitte in zwei Ebenen auf der Isolati­ onslage 1 als großflächige metallische Leiterflächen aufka­ schiert. Insgesamt kommen hier sechs Verschienungsabschnitte zum Einsatz, wobei in jeder Ebene jeweils ein Verschienungs­ abschnitt V₁, V₂ und V₃ vorgesehen ist. Jedem der Verschie­ nungsabschnitte V₁, V₂, V₃ ist auch hier wieder ein bestimmtes Eingangspotential P₁, P₂, P₃ zugeordnet. Aus der Schnittdar­ stellung in Fig. 3 ist ersichtlich, dass bei dieser Ausfüh­ rungsform drei nebeneinander liegende Kommutierungsspan­ nungspaare gebildet sind, nämlich das Paar V₁-V₂, das Paar V₂-V₃, und das Paar V₃-V₁, jeweils über die Isolationslage 1 getrennt. Die jeweils in einer Ebene befindlichen Verschie­ nungsabschnitte sind voneinander zu Isolationszwecken etwas beabstandet, das heißt, die Isolierung in horizontaler Ebene erfolgt über die Luftstrecke.

Fig. 4 zeigt eine Aufsicht auf die in Fig. 3 gezeigte Ver­ schienungsmodifikation. Auch hier sind die jeweils in der o­ beren Ebene liegenden Verschienungsabschnitte gestrichelt und die in der unteren Ebene befindlichen Verschienungsabschnitte durchgezogen dargestellt. Die jeweiligen Kondensatorelemente K₁, K₂, K₃ sind auch hier an den jeweiligen Verschienungsab­ schnitten kontaktiert, wobei auch hier zur Durchkontaktierung entsprechende Durchbrechungen im jeweiligen Verbindungsab­ schnitt vorgesehen sind. Da hier in jeder Ebene jeweils ein einem bestimmten Potential P₁, P₂, P₃ zugeordneter Verschie­ nungsabschnitt geführt ist, müssen beide Verschienungsab­ schnitte an einen gemeinsamen Anschluss L₁, L₂, L₃ geführt werden, was eine entsprechende Ausbildung der Verschienungs­ abschnitte erfordert. Die in der unteren Ebene verlaufenden Verschienungsabschnitte V₁, V₂, V₃ sind jeweils geradlinig an den jeweiligen Leiteranschluss L₁, L₂ bzw. L₃ geführt, die En­ den der oberen Verschienungsabschnitte V₁, V₂, und V₃ sind entsprechend gewinkelt ausgebildet und zum jeweiligen Leiter­ anschluss L₁, L₂ und L₃ geführt. Im gezeigten Beispiel sind die beiden Verschienungsabschnitte V₁ am Leiteranschluss L₁, die Verschienungsabschnitte V₂ am Leiteranschluss L₂ und die Verschienungsabschnitte V₃ am Leiteranschluss L₃ kontaktiert.

Die Modifikation gem. Fig. 3 zeigt insgesamt sieben Isolati­ onsstellen auf, nämlich die Isolierung zwischen den oberen und unteren Verschienungsabschnitten (drei Isolationsstellen) sowie die jeweiligen Isolationsstrecken zwischen den in einer Ebene liegenden Verschienungsabschnitten (insgesamt vier Iso­ lationsstellen). Eine mit einem geringeren Isolationsaufwand auskommende Verschienung zeigt Fig. 5. Dort sind in jeder E­ bene jeweils zwei Verschienungsabschnitte vorgesehen, in der oberen Ebene die Verschienungsabschnitte V₁ und V₂, in -der unteren Ebene die Verschienungsabschnitte V₂ und V₃. Der Ver­ schienungsabschnitt V₁ der oberen Ebene und der Verschie­ nungsabschnitt V₃ der unteren Ebene sind jeweils sehr breit ausgebildet, so dass sicher gestellt ist, dass dieser sich im mittleren Abschnitt überlappen. Auch bei dieser Ausführungs­ form sind insgesamt drei nebeneinander angeordnete Kommutie­ rungsspannungspaare gebildet. Die Anzahl der Isolationsstel­ len lässt sich hier auf insgesamt fünf verringern, da in je­ der Ebene nur zwei Verschienungsabschnitte vorgesehen sind.

Das entsprechende Layout dieser Verschienung zeigt Fig. 6. Der eine Verschienungsabschnitt V₁ und der eine Verschie­ nungsabschnitt V₃ liegen jeweils am Leitungsanschluss L₁ bzw. L₃, die beiden Verschienungsabschnitte V₂ liegen ober- und unterseitig am gemeinsamen Leitungsanschluss L₂. Die Konden­ satorelemente K₁, K₂, K₃ sind auch hier in bekannter Weise entsprechende angeschlossen.

Schließlich zeigt Fig. 7 eine vierte erfindungsgemäße Ausfüh­ rungsform. In der unteren Ebene sind drei Verschienungsab­ schnitte V₁, V₂, V₃ angeordnet, in der oberen Ebene ist ein einziger sehr großflächiger Verschienungsabschnitt V₄ vorge­ sehen. Während die Verschienungsabschnitte V₁, V₂, V₃ auf je­ weils einem zugeordneten Potential P₁, P₂ und P₃ liegen, liegt der Verschienungsabschnitt V₄ auf keinem bestimmten Potenti­ al. bevorzugt liegt er an Masse. Die jeweiligen Kommutie­ rungsspannungspaare werden bei dieser Ausführungsform unter Einbeziehung des oberen eine metallische Gegenfläche bilden­ den Verschienungsabschnitts V₄, der die darunter liegenden Verschienungsabschnitte weitestgehend überdeckt, gebildet. Denn beim Kommutieren werden in dem Verschienungsabschnitt V₄ Wirbelströme erzeugt, so dass die Kommutierung ermöglicht wird. Wenngleich der Verschienungsabschnitt V₄ nicht an einem bestimmten Potential geführt sein muss, ist es zweckmäßig, ihn auf Masse zu legen, da er auf diese Weise gleichzeitig als Entstörung dient.

Das entsprechende Layout ist in Fig. 8 gezeigt. Ersichtlich ist jeder Verschienungsabschnitt V₁, V₂, V₃ an einem Leitungs­ anschluss L₁, L₂ und L₃ angeschlossen, untereinander sind die Verschienungsabschnitte mit den entsprechenden Kondensatoren K₁, K₂, K₃ verbunden. Die Kondensatorelemente sind alle von oben auf die Modifikation aufgesetzt, weshalb in dem Ver­ schienungsabschnitt V₄ entsprechend viele Durchbrechungen 2 zur Durchkontaktierung vorgesehen sind.

Insgesamt ermöglichen sämtliche Modifikationen einen Ver­ schienungsaufbau in zwei Ebenen, so dass die eingangs genann­ ten Nachteile eines dreilagigen Aufbaus vorteilhaft vermieden werden können. Darüber hinaus ist es mit dieser zweilagigen Konfiguration möglich, die Verschienung in sehr kostengünsti­ ger Weise durch Aufkaschieren der Verschienungsabschnitte auf einer Platine zu realisieren.

Schließlich zeigt Fig. 9 eine Prinzipskizze einer ersten Aus­ führungsform einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung mit getrennt realisierten Ausgangsphasen des Matrixumrichters. Gezeigt sind drei Phasenmodule 4, 5, 6, die jeweils bestimm­ ten Phasen zugeordnet sind. Den Phasenmodulen 4, 5, 6 ist ein gemeinsamer Kondensatorblock 7 bestehend aus drei einzelnen Kondensatorelementen zugeordnet, wobei die Kondensatorelemen­ te über die gezeigte Verschienung 8 mit den entsprechenden Phasenmodulen 4, 5, 6, die in ihrer Gesamtheit den Matrixum­ richter bilden, verschient sind.

Eine zweite Möglichkeit einer Ausführung einer Schaltungsan­ ordnung mit separaten Phasenmodulen zeigt Fig. 10. Auch hier sind wieder drei separate Phasenmodule 4, 5, 6 vorgesehen, denen im gezeigten Ausführungsbeispiel jeweils ein Kondensa­ torblock 7 mit mehreren Kondensatorelementen zugeordnet ist. Die einzelnen Kondensatorelemente sind hier über die gezeigte Verschienung wie auch bei der Ausführung gemäß Fig. 9 nieder­ induktiv verschient.

Claims (16)

1. Niederinduktive Verschienung für einen Matrixumrichter umfassend mehrere in einer 3 × 3-Matrix angeordnete Schaltele­ mente, insbesondere Halbleiterschalter, wobei der Matrixum­ richter netzseitig mit mehreren Kondensatorelementen, über die drei Eingangsspannungspotentiale an den Matrixumrichter führbar sind, verschient ist, dadurch gekenn­ zeichnet, dass die Verschienung aus mehreren Ver­ schienungsabschnitten (V₁, V₂, V₃, V₄) besteht, die voneinan­ der isoliert in zwei Ebenen angeordnet sind.

2. Niederinduktive Verschienung nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, dass für jedes Eingangspotential (P₁, P₂, P₃) mindestens ein Verschienungsab­ schnitt (V₁, V₂, V₃) vorgesehen ist.

3. Niederinduktive Verschienung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in der ersten Ebene ein erster großflächiger Verschienungsabschnitt (V₁) für das erste Eingangspotential (P₁) und in der zweiten Ebene zweite und dritte, vom ersten Verschienungsabschnitt (V₁) zumindest teilweise überdeckte Verschienungsabschnitte (V₂, V₃) für das zweite und dritte Eingangspotential (P₂, P₃) vorgesehen ist.

4. Niederinduktive Verschienung nach Anspruch 3, da­ durch gekennzeichnet, dass der erste Verschienungsabschnitt (V₁) jeweils zumindest 75% der Fläche der beiden anderen Verschienungsabschnitte (V₂, V₃)über­ deckt.

5. Niederinduktive Verschienung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in der ersten und der zweiten Ebene jeweils für jedes Eingangspoten­ tial (P₁, P₂, P₃) ein zugeordneter Verschienungsabschnitt (V₁, V₂, V₃) vorgesehen ist.

6. Niederinduktive Verschienung nach Anspruch 5, da­ durch gekennzeichnet, dass die Ver­ schienungsabschnitte (V₁, V₂, V₃) derart angeordnet sind, dass die jeweiligen Verschienungsabschnitte (V₁-V₂, V₁-V₃, V₂-V₃) der ersten und der zweiten Ebene, die ein Kommutierungsspan­ nungspaar bilden einander gegenüberliegen.

7. Niederinduktive Verschienung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in der ersten Ebene ein dem ersten und ein dem zweiten Eingangspo­ tential (P₁, P₂) zugeordneter Verschienungsabschnitt (V₁, V₂) vorgesehen ist, und dass in der zweiten Ebene ein dem zweiten und ein dem dritten Eingangspotential (P₂, P₃) zugeordneten Verschienungsabschnitt (V₂, V₃) vorgesehen ist, wobei die Verschienungsabschnitte (V₁, V₂, V₃) derart angeordnet und ausgebildet sind, dass die ein Kommutierungsspanungspaar bil­ denden Verschienungsabschnitte (V₁-V₂, V₁-V₃, V₂-V₃) einander gegenüber liegen bzw. einander zumindest teilweise überde­ cken.

8. Niederinduktive Verschienung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Flächen, mit welchen sich die Verschienungsabschnitte (V₁-V₂, V₁- V₃, V₂-V₃) überdecken, im Wesentlichen gleich groß sind.

9. Niederinduktive Verschienung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in der ersten Ebene jeweils für jedes Eingangspotential (P₁, P₂, P₃) ein zugeordneter Verschienungsabschnitt (V₁, V₂, V₁) und in der zweiten Ebene eine großflächiger, eine Gegenfläche bil­ dender Verschienungsabschnitt (V₄) vorgesehen ist, und der die Verschienungsabschnitte (V₁, V₂, V₃) der ersten Ebene überdeckt.

10. Niederinduktive Verschienung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der die Gegenfläche bildende Verschienungsabschnitt (V₄) auf keinem der drei Potentiale (P₁, P₂, P₃) oder auf einem der drei Po­ tentiale (P₁, P₂, P₃) liegt.

11. Niederinduktive Verschienung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der die Gegenfläche bildende Verschienungsabschnitt (V₄) an Masse liegt.

12. Niederinduktive Verschienung nach einem der vorangehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, dass die Verschienungsabschnitte (V₁, V₂, V₃, V₄) als auf eine Isolierlage (1) aufgebrachte flächige metalli­ sche Leiterschichten ausgebildet sind.

13. Niederinduktive Verschienung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Lei­ terschichten auf eine die Isolierlage (1) bildende Platine kaschiert sind.

14. Schaltungsanordnung bestehend aus einem Matrixumrichter und mindestens drei Kondensatorelementen, die über eine nie­ derinduktive Verschienung nach einem der Ansprüche 1 bis 13 miteinander verbunden sind.

15. Schaltungsanordnung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Matrixumrichter aus mehreren separaten Phasenmodulen (4, 5, 6) besteht, die über die Verschienung (8) mit den Kondensatorelementen verbunden sind.

16. Schaltungsanordnung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass den Phasenmodulen (4, 5, 6) ein gemeinsamer, aus den mehreren Kondensatorelementen be­ stehender Kondensatorblock (7) zugeordnet ist, oder dass je­ dem Phasenmodul (4, 5, 6) ein eigener, aus mehreren Kondensa­ torelementen bestehender Kondensatorblock (7) zugeordnet ist.