CN107046372A - 电力变换装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电力变换装置。使汇流条中的电流路径等长来消除电感的偏差，使在开关模块以及平滑电容器的多个端子流过的电流的分担均等化。解决手段在于，使用电力变换装置，该电力变换装置具有为了输出给定的电压而进行开闭动作的开关模块，所述正侧汇流条和所述负侧汇流条中的至少任一者在横穿将与上臂或下臂开关模块连接的端子和与平滑电容器连接的端子连起来的直线的区域具有狭缝部，正侧汇流条中的与平滑电容器的正侧端子连接的多个端子的位置以及负侧汇流条中的与平滑电容器的负侧端子连接的多个端子的位置分别左右对称配置。

Description

电力变换装置

技术领域

本发明涉及搭载开关模块、平滑电容器以及汇流条的电力变换装置的结构。

背景技术

在使用开关模块的电力变换装置中，特别在使用高电压的电源的情况下，开关时的浪涌电压有时会成为问题。为了抑制该浪涌电压，降低主电路的电感即可，使用并联连接的多个开关模块和多个平滑电容器、还有使用接近配置的平板状的汇流条等是有效的。例如在专利文献1中公开了这样的结构。

在如专利文献1那样使用并联连接的多个开关模块和多个平滑电容器的电力变换装置的主电路中，在开关模块的多个端子之间出现的电流不平衡成为问题。这是因为，若开关模块以及平滑电容器的端子电流针对一部分变大，则存在产生集中发热从而使焊料等的劣化比所设想的更加恶化的危险。

对电流不平衡有影响的主要因素在于开关模块、平滑电容器以及汇流条中固有的电感的偏差，且主要成为汇流条所引起的布线电感大的主要因素。在专利文献2中记载了为了使从电容器流向开关模块的多个端子的电流路径的长度一致而在汇流条设置缺口的技术。另外，在专利文献3中记载了通过使开关模块和平滑电容器的并联数目成为相同数目从而使从各电容器流向开关模块的多个端子的电流路径的长度一致的技术。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：JP特开2012-105382

专利文献2：JP特开2000-60126

专利文献3：JP特开2012-110099

如专利文献2的图7记载的那样，利用专利文献2的汇流条结构，虽然并联连接的开关元件间的电流不平衡比无狭缝结构更加降低，但在电流路径的长度上有偏差，电流偏差的降低效果并不充分。另外，在专利文献2中，研讨了连接与单一电容器并联连接的多个开关元件的汇流条中的电流路径，但并未研讨在将多个电容器和多个开关元件连接的结构中抑制各电容器的端子间的电流的偏置和各开关元件的端子间的电流的偏置。

在专利文献3的图1和图8中，公开了分别搭载相同数目的开关模块和电容器且使开关模块与电容器间的各电流路径的长度相同的结构，但在想要根据电力变换装置所要求的性能而使开关模块的并联数目减少的情况下，由于在开关模块与电容器间的各电流路径的长度上出现偏差，因此在各电容器的端子间产生电流的偏置，在各开关元件的端子间也产生电流的偏置。

发明内容

鉴于该点，消除开关模块的多个端子间以及电容器的多个端子间的汇流条的电感偏差使在开关模块以及平滑电容器的多个端子中流过的电流的分担均等化就成为课题。

解决手段是使用电力变换装置，其以如下要素来构成1相的电力变换电路：将直流电压平滑化的平滑电容器；将多个第1开关元件并联连接而构成的上臂的开关模块；将多个第2开关元件并联连接而构成的下臂的开关模块；与所述上臂的开关模块的多个集电极端子和所述平滑电容器的多个正侧端子连接的正侧汇流条；与所述上臂的开关模块的多个发射极端子和所述下臂的开关模块的多个集电极端子连接的交流汇流条；以及与所述下臂的开关模块的多个发射极端子和所述平滑电容器的负侧端子连接的负侧汇流条，所述电力变换装置的特征在于，所述正侧汇流条和所述负侧汇流条中的至少任一者在横穿将与所述上臂或下臂开关模块连接的端子和与所述平滑电容器连接的端子连起来的直线的区域具有狭缝部，所述正侧汇流条中的与所述平滑电容器的正侧端子连接的多个端子的位置以及所述负侧汇流条中的与所述平滑电容器的负侧端子连接的多个端子的位置分别左右对称地配置。

发明的效果

消除了开关模块端子间的汇流条的电感偏差，在开关模块以及平滑电容器的多个端子中流过的电流的分担均等化。其结果，能提升电力变换装置的可靠性。

附图说明

图1表示本发明的实施例1所涉及的电力变换装置的整体构成。

图2表示本发明的实施例1～4所涉及的电力变换装置的电气电路。

图3表示本发明的实施例1～4所涉及的开关模块的内部构成。

图4表示从侧面观察本发明的实施例1～4所涉及的电力变换装置的整体构成。

图5表示本发明的实施例1所涉及的P汇流条的电流路径。

图6表示没有狭缝的P汇流条的电流路径。

图7表示与平滑电容器连接的端子的排列为左右非对称的P汇流条的电流路径。

图8表示没有狭缝且与平滑电容器连接的端子的排列为左右非对称的P汇流条的电流路径。

图9表示本发明的实施例1、2所涉及的M汇流条的电流路径。

图10表示本发明的实施例1、3所涉及的M汇流条的其他电流路径。

图11表示本发明的实施例1所涉及的N汇流条的电流路径。

图12对于本发明的实施例1所涉及的N汇流条示出实质性的电流路径。

图13对于本发明的实施例1所涉及的电力变换装置示出使用2端子开关模块的情况下的整体构成。

图14表示本发明的实施例2所涉及的电力变换装置的整体构成。

图15对于本发明的实施例2所涉及的P汇流条示出电流路径。

图16对于本发明的实施例2所涉及的P汇流条示出没有狭缝的情况下的电流分担以及电流路径。

图17对于本发明的实施例2所涉及的N汇流条示出电流路径。

图18对于本发明的实施例2所涉及的N汇流条示出实质性的电流路径。

图19表示本发明的实施例3所涉及的电力变换装置的整体构成。

图20对于本发明的实施例3所涉及的P汇流条示出电流路径。

图21对于本发明的实施例3所涉及的P汇流条示出实质性的电流路径。

图22对于本发明的实施例3、4所涉及的M汇流条示出电流路径。

图23对于本发明的实施例3所涉及的N汇流条示出电流路径。

图24对于本发明的实施例3所涉及的N汇流条示出实质性的电流路径。

图25对于本发明的实施例3所涉及的电力变换装置示出关注于开关模块13、14的情况下的整体构成。

图26表示本发明的实施例4所涉及的电力变换装置的整体构成。

图27对于本发明的实施例4所涉及的P汇流条示出电流路径。

图28对于本发明的实施例4所涉及的P汇流条示出实质的电流路径。

图29对于本发明的实施例4所涉及的N汇流条示出电流路径。

图30对于本发明的实施例4所涉及的N汇流条示出实质的电流路径。

标号的说明

11～14 开关模块

1 模块内部的开关元件

1a 上臂的开关元件

1b 下臂的开关元件

101 开关模块的集电极端子

102 开关模块的发射极端子

2 平滑电容器

201、204 平滑电容器的P端子

202、203 平滑电容器的N端子

3 P汇流条

3b 没有狭缝的情况下的P汇流条

3c 与平滑电容器连接的端子的排列为左右非对称的情况下的P汇流条

3d 没有狭缝的情况且与平滑电容器连接的端子的排列为左右非对称的情况下的P汇流条

31～33 P汇流条的狭缝

301 P汇流条的输入端子

311、312 P汇流条的与平滑电容器连接的端子

321、322 P汇流条的与开关模块连接的端子

4 M汇流条

401 M汇流条的输出端子

411、421、421、422 M汇流条的与开关模块连接的端子

5 N汇流条

51、52、53 N汇流条的狭缝

501 N汇流条的输入端子

511、512 N汇流条的与平滑电容器连接的端子

521、522 N汇流条的与开关模块连接的端子

700 表示构成部件间的连接关系的箭头

800 开关元件开闭时的电流路径

811～819 P汇流条的电流路径

811a～816a P汇流条的净的电流路径

821～826 M汇流条的电流路径

827a、828a、827b、828b、827c、828c M汇流条的假想电流路径

831～836 N汇流条的电流路径

831a～836a N汇流条的净的电流路径

901、902 从平滑电容器流入到P汇流条的电流

911～916 从P汇流条向开关模块流出的电流

921～926 从开关模块流入到M汇流条的电流

931～936 从M汇流条向开关模块流出的电流

941、942 从N汇流条流入到平滑电容器的电流

951～956 从开关模块流入到N汇流条的电流

具体实施方式

以下使用附图来分别说明本发明的多个实施例。

实施例1

作为1相的构成，本发明设为对象的电力变换装置如图1所示那样由开关模块11～14、平滑电容器2、P汇流条(正侧汇流条)3、M汇流条(交流汇流条)4以及N汇流条(负侧汇流条)5构成。电力变换装置的1相的电气电路如图2所示那样构成为对输入端子301、501施加直流电压，并对输出端子401输出给定的电压。例如在构成输出3相交流电压的逆变器电路来作为电力变换装置的情况下，通过将图1所示的1相的构成组合3个来实现。另外，在构成将单相交流电压变换成直流电压的转换器电路来作为电力变换装置的情况下，通过将图1所示的1相的构成组合2个来实现。

图2表示由图1所示的1相的设备构成的电路。在图2所示的电路中，上臂开关元件1a和下臂开关元件1b响应于给定的指令信号来进行开闭动作，上臂开关元件1a和下臂开关元件1b交替成为接通(ON)状态，由此直流电压的高压侧电压和低压侧电压被交替地输出到输出端子。在上下臂的开关元件开闭的瞬间，电流在电流路径800所示的路径中流过。本发明涉及流过该电流路径800的电流的均等化。

在本实施例中，电路的上臂由开关模块11、13构成，电路的下臂由开关模块12、14构成。关于开关模块11～14的并联端子数，由电流容量、内部电感这样的主要因素来决定。并联端子数越多，就越能谋求电流的大容量化以及电感的降低。在本实施例中，如图3所示，开关模块11～14在内部具有3个开关元件1，它们并联配置且与集电极端子101以及发射极端子102连接。关于上臂，由于开关模块11、13并联连接，因此开关元件1总计并联连接6个。关于下臂也同样，开关元件1总计并联连接6个。该并联连接的开关元件1的电流分担越是均等，就越能防止因发热集中导致的焊料等的劣化，越能提升电力变换装置的可靠性。

平滑电容器2具有对施加至输入端子301、501的直流电压进行平滑化的作用。关于并联端子数，由电流容量、内部电感这样的主要因素来决定。并联端子数越多，就越能谋求电流的大容量化以及电感的降低。在本实施例中，例示了使用具有靠外侧配置的P极端子201、204以及靠内侧配置的N极端子202、203的两并联的平滑电容器的例子。由于平滑电容器由多个并联连接的内部电容器构成，因此与开关模块同样，在平滑电容器内也能谋求电流分担的均等化。

P汇流条3、M汇流条4以及N汇流条5与开关模块11～14以及平滑电容器2连接，形成电流路径800。P汇流条3具备：与平滑电容器2的P极端子201、204连接的端子311、312；以及与构成上臂的开关模块11、13的集电极端子101连接的端子321、322。M汇流条4具备：与构成上臂的开关模块11、13的发射极端子102连接的连接端子；以及与构成下臂的开关模块12、14的集电极端子101连接的连接端子。另外，N汇流条5具备：与平滑电容器2的N极端子202、203连接的连接端子；以及与构成下臂的开关模块12、14的发射极端子102连接的连接端子。在图4示出分别连接了开关模块11～14、平滑电容器2、P汇流条3、M汇流条4以及N汇流条5时从侧面观察的整体构成。这些P汇流条3、M汇流条4以及N汇流条5是宽幅的导体，通过如图4所示那样彼此接近配置来抵消与流通相伴的磁通，有助于电路的低电感化。P汇流条3、M汇流条4以及N汇流条5的形状在电流路径800中给流过开关模块11～14以及平滑电容器2的电流的分担带来很大影响。由于路径长度越长则汇流条电流越难以流动，路径长度越短则汇流条电流越易于流动，因此为了使电流分担均等，期望设为使路径长度变得均等那样的汇流条形状。

在图5示出P汇流条的电流路径。图5所示的P汇流条3在P汇流条的一侧具有与平滑电容器2的P极端子201、204连接的端子311、312，在P汇流条的另一侧具有与构成上臂的开关模块11、13的集电极端子101连接的端子321、322。端子311和端子312配置在P汇流条上的一侧的左右对称的位置，在本实施例中靠P汇流条的外侧配置。另外，在P汇流条3设置狭缝31、32。狭缝31设置在横穿将端子311和多个端子321连起来的直线当中距离为最短的直线(将端子311和最外侧的端子321连起来的直线)的位置。狭缝32也同样被设置在横穿将端子312和多个端子322连起来的直线当中距离为最短的直线(将端子312和最外侧的端子322连起来的直线)的位置。在本实施例中，狭缝31、32靠P汇流条的外侧配置。在P汇流条3中，在各端子间流过的汇流条电流的路径分别成为路径811～816。在图5所示的有狭缝的P汇流条3中，由于路径811～816的长度大致均等，因此能使在平滑电容器2内流过的各电容器电流901、902的大小大致均等，进而能使流过开关模块11、13内的各开关元件1的各开关模块电流911～916的大小大致均等。在本实施例中，虽然示出狭缝由空间构成的示例，但还能由电绝缘性高的材料来构成狭缝部。

狭缝31、32的优点通过与图6所示的没有狭缝的P汇流条3b的对比来示出。在P汇流条3b中，汇流条电流的路径成为图6所示的811～816。关于路径811～813，路径长度按照811、812、813的顺序一点一点变长，关于路径814～816，路径长度按照816、815、814的顺序一点一点变长，汇流条电流的路径长度在端子间变得不均等。因此，开关模块电流911～916在端子间变得不均等，关于开关模块电流911～913，成为按照913、912、911的顺序一点一点变大的电流分担，关于开关模块电流914～916，成为按照914、915、916的顺序一点一点变大的电流分担。

另一方面，在图5所示的P汇流条3中，由于汇流条电流的路径811～816绕过狭缝31、32，因此路径长度变得大致均等，能使流过开关模块的电流911～916大致均等。

狭缝宽度设为几毫米左右即可。狭缝长度越长且狭缝位置越靠近端子321、322，则开关模块电流911、916越增大。因此，根据设为对象的P汇流条的尺寸来决定最佳的狭缝长度和狭缝位置即可。

与平滑电容器2连接的P汇流条的端子311、312配置在P汇流条上的左右对称的位置的优点通过与这些端子的配置为左右非对称的图7所示的P汇流条3c之间的对比来示出。如图7所示，在P汇流条3c中，在各端子间流过的汇流条电流的路径分别成为路径811～819。

在关注电容器电流901、902的情况下，流到端子311的电容器电流901经过路径811～813仅流入端子321，与此相对，流到端子312的电容器电流902经过路径814～819而流入端子321以及端子322，因此电容器电流902的分担变大，电容器电流901、902变得不均等。由于端子311配置在P汇流条的外侧，因此电容器电流901仅流入到距离近的端子321，与此相对，由于端子312配置在P汇流条的中央侧，因此从端子312到各端子321、322的距离变得比较短，电容器电流902流入到各端子321、322，所以出现上述的电容器电流的偏置。

另外，在关注开关模块电流911～916的情况下，对于开关模块电流914～916来说，仅电容器电流902的一部分电流经过路径814～816而流入，与此相对，对于开关模块电流911～913来说，电容器电流901的全部电流以及902的一部分电流经过路径811～813以及路径817～819而流入，因此开关模块电流911～913的总和大于开关模块电流914～916的总和，开关模块电流911～916变得不均等。

另外，在图8示出从P汇流条3c去掉狭缝31、32后的P汇流条3d。在P汇流条3d中，汇流条电流的路径成为811～819。如图8所示那样，在P汇流条3d中，电容器电流901、902和开关模块电流911～916的分担也变得不均等。

另一方面，在图5所示的P汇流条3中，由于端子311以及端子312分配配置在P汇流条上的外侧，因此不存在汇流条电流的路径817～819，且汇流条电流的路径811～816的长度大致均等，因此能减少电容器电流901、902间的偏差以及开关模块电流911～916间的偏差。

图9所示的M汇流条4具有：与构成上臂的开关模块11、13的发射极端子102连接的端子411、412；以及与构成下臂的开关模块12、14的集电极端子101连接的端子421、422。在M汇流条5中，在端子411、412与端子421、422之间流过的汇流条电流的路径分别以路径821～826来表征，各路径的长度变得大致均等。

在图10示出M汇流条的向各端子的相邻的端子的横流路径。在图10中，在考虑从端子411向端子421的路径827a、828a的情况下，由于这些路径827a、828a的路径长度相等，因此在左右方向上相邻的端子间的电流的交换成为净零。这表示在端子411与端子421之间不产生向左右方向的横流。关于端子412与端子422之间、端子411与端子422之间、端子412与端子421之间，也由于路径827b与828b、路径827c与828c的长度分别相等，因此同样表示不产生向左右方向的横流。由于在左右方向上相邻的端子之间不产生任何横流，因此端子411与端子421之间以及端子412与422之间的路径能够仅视作图9所示的路径821～826。

通过以上，能使流入到端子411、412的开关模块电流921～926以及流入到端子421、422的开关模块电流931～936的大小大致均等。

接下来在图11示出N汇流条的电流路径。图11所示的N汇流条5具有：与平滑电容器2的N极端子202、203连接的端子511、512；以及与构成下臂的开关模块12、14的发射极端子102连接的端子521、522。端子511、512配置在N汇流条上的成为左右对称的位置，在本实施例中，靠N汇流条的内侧配置。

N汇流条5的电流路径831～836的一部分沿着如图4所示那样接近配置的P汇流条3和M汇流条4的电流路径811～816、821～826。在电流路径所沿的区间，汇流条电流所形成的磁场相互抵消，该电流路径的电感大致成为零。电流具有在电感小的路径流过的性质。由此，N汇流条5的电流路径831～836在端子511、512与端子521、522间不构成为单纯的直线状，而是如图11所示那样，成为沿着P汇流条3和M汇流条4的电流路径811～816、821～826的路径。

在图12示出在电流路径831～836中对电感做出贡献的实质性的路径。该实质性的路径通过将电感大致为零的区间减去而给出。如图12所示那样，由于在实质性的路径831a～836a中，路径长度大致变得均等，因此能减少电容器电流941、942的大小的偏差以及开关模块电流951～956的大小的偏差。

如以上所述那样，通过使用本实施例所示的P汇流条3、M汇流条4以及N汇流条5，在并联连接了6个开关元件的构成中，也能减少在开关模块11～14内的各开关元件中流过的电流以及在平滑电容器2内的各内部电容器中流过的电流的偏差，能提升电力变换装置的可靠性。

在本实施例中，说明了如图4所示那样将P汇流条3和M汇流条4配置在大致同一平面的示例，但各汇流条只要相互接近配置即可，不一定非要配置在同一平面。另外，虽然距开关模块11、12、13、14从近向远按照P汇流条、N汇流条的顺序来配置，但也可以反过来距开关模块11、12、13、14从近到远按照N汇流条、P汇流条的顺序来配置。

另外，如果将图1中的开关模块11～14的朝向设为上下相反朝向，通过调换端子101、102来将P汇流条3用作N汇流条，将N汇流条5用作P汇流条，在这样的情况下，也能得到使在开关模块11～14内的各开关元件中流过的电流以及在平滑电容器2内的各内部电容器中流过的电流的偏差减少的效果。

在本实施例中，使用具有三并联的开关元件的开关模块，但也可以如图13所示那样使用由两并联的开关元件构成的开关模块。在该情况下，使P汇流条的端子321、322、M汇流条的端子411、412、421、422、N汇流条的端子521、522的数目与开关模块的集电极端子101、发射极端子102的数目一致即可。另外，如图13所示，通过将本实施例所示的三并联的开关模块用的汇流条也直接应用于两并联的开关模块中，从而即使在根据所要求的电流容量而变更了开关模块内的并联数的情况下，也能够应用同一汇流条，而不需要变更设计。

实施例2

实施例2中的电力变换装置的1相如图14所示那样由开关模块11～14、平滑电容器2、P汇流条3、M汇流条4以及N汇流条5构成。与实施例1的不同点在于平滑电容器2、P汇流条3以及N汇流条5的构成不同。以下对与实施例1共同的事项省略说明。

在本实施例中，将具有靠内侧配置的P极端子201、204以及靠外侧配置的N极端子202、203的两并联的平滑电容器2作为对象。

图15所示的P汇流条3具有：与平滑电容器2的P极端子201、204连接的端子311、312；以及与开关模块11、13的集电极端子101连接的端子321、322。端子311、312在P汇流条上配置在成为左右对称的位置，在本实施例中，靠P汇流条的内侧配置。另外，在P汇流条3中，在分别横穿将端子311和各端子321连起来的直线当中距离为最短的直线(将端子311和最内侧的端子321连起来的直线)、以及将端子312和各端子322连起来的直线当中距离为最短的直线(将端子312和最内侧的端子321连起来的直线)的区域设置狭缝33，在本实施例中构成在P汇流条的靠内侧的位置。在P汇流条3中，汇流条电流的路径成为图15所示的路径811～816。由于路径811～816的长度大致均等，因此能使电容器电流901、902以及开关模块电流911～916的大小大致均等。

狭缝33的优点通过与图16所示的无狭缝P汇流条3b的对比来示出。如图16所示那样，在P汇流条3b中，汇流条电流的路径成为路径811～816。关于路径811～813，电流路径按照813、812、811的顺序变长，关于路径814～816，电流路径按照814、815、816的顺序变长，汇流条电流的路径长度按每个端子变得不均等。因此，开关模块电流911～916变得不均等，关于开关模块电流911～913，成为按照911、912、913的顺序变大的电流分担，关于开关模块电流914～916，成为按照916、915、914的顺序变大的电流分担。

另一方面，在图15所示的P汇流条3中，由于汇流条电流的路径811～816绕过狭缝33，因此路径长度变得均等，能使流向开关模块的电流911～916大致均等。

狭缝宽度设为几毫米左右即可。狭缝长度越长且狭缝位置越靠近端子321、322，则开关模块电流913、914越增大。因此，根据设为对象的P汇流条的尺寸来决定最佳的狭缝长度和狭缝位置即可。

与平滑电容器2连接的端子311、312的配置为左右对称的优点通过与它们的配置为左右非对称的P汇流条3d之间的对比来示出。如实施例1中说明的那样，在P汇流条3d中，电容器电流901、902和开关模块电流911～916的分担变得不均等。另一方面，在图15所示的P汇流条3中，由于不存在汇流条电流的路径817～819并且汇流条电流的路径811～816的长度均等，因此能使电容器电流901、902和开关模块电流911～916的分担均等。

图17所示的N汇流条5具有：与图14所示的平滑电容器2的N极端子202、203连接的端子511、512；以及与开关模块12、14的发射极端子102连接的端子521、522。端子511、512左右对称配置，在本实施例中设为靠汇流条的外侧。N汇流条5的电流路径831～836的一部分沿着接近的P汇流条3和M汇流条4的电流路径811～816、821～826。

在路径所沿的区间，汇流条电流所形成的磁场相互抵消，路径的电感大致成为零。由于电流具有在电感小的路径流过的性质，因此N汇流条5的电流路径831～836如图17所示那样形成。

在电流路径831～836中，对电感做出贡献的实质性的路径通过将电感大致成为零的区间减去来给出。如图18所示那样，在实质性的路径831a～836a中，由于路径长度变得均等，因此能使电容器电流941、942以及开关模块电流951～956的大小大致均等。

如以上所述那样，通过使用本实施例中举出的P汇流条3、M汇流条4以及N汇流条5，即使在并联连接了4个开关元件的构成中，也能使在开关模块11～14中流过的电流以及在平滑电容器2中流过的电流的分担均等，能提供提升了可靠性的电力变换装置。

在本实施例中，P汇流条和M汇流条配置在同一平面，但也可以不是配置在同一平面。另外，虽然距开关模块从近向远按照P汇流条、N汇流条的顺序排列，但也可以将顺序反过来。

对本实施例，也可以调换开关模块11～14的端子101、102来将P汇流条3用作N汇流条，将N汇流条5用作P汇流条。

在本实施例中使用由三并联的开关元件构成的开关模块，但也可以使用由两并联的开关元件构成的开关模块。

实施例3

本实施例中的电力变换装置的1相如图19所示那样由开关模块11、12、平滑电容器2、P汇流条3、M汇流条4以及N汇流条5构成。与实施例1的不同点在于开关模块11、12以及N汇流条4的构成不同。以下对与实施例1共同的事项省略说明。

在本实施例中，电路的上臂由开关模块11构成，电路的下臂由开关模块12构成。

图20所示的P汇流条3与实施例1中叙述的P汇流条3是同一形状，但电流路径811～816不同，路径的一部分沿着接近的N汇流条5的电流路径831～836。

在路径所沿的区间，汇流条电流所形成的磁场相互抵消，路径的电感大致成为零。由于电流具有易于在电感小的路径流过的性质，因此P汇流条3的电流路径811～816如图示那样形成。

电流路径811～816的净的路径通过将电感大致成为零的区间减去来给出。如图21所示那样，在净的路径811a～816a中，由于路径长度变得均等，因此能使电容器电流901、902以及开关模块电流911～913的大小均等。

图22所示的M汇流条4具有：与开关模块11的发射极端子102连接的端子411；以及与开关模块12的集电极端子101连接的端子421。在M汇流条5中，汇流条电流的路径以821～823来表征，长度变得均等。

在图10中，在考虑从端子411向端子421的路径827a、828a的情况下，由于这些路径长度相等，因此在左右方向上相邻的端子间的电流的交换成为净零。这表示在端子411与端子421之间不产生向左右方向的横流。由于在左右方向上相邻的端子之间不出现任何横流，因此端子411与端子421之间的路径确定为821～823。

通过以上，能使开关模块电流921～923、931～933的大小均等。

图23所示的N汇流条5与实施例1中叙述的N汇流条5是同一形状，但电流路径831～836不同，路径的一部分沿着接近的P汇流条3和M汇流条4的电流路径811～816、821～823。

在路径所沿的区间，汇流条电流所形成的磁场相互抵消，路径的电感大致成为零。由于电流具有在电感小的路径流过的性质，因此N汇流条5的电流路径831～836如图示那样形成。

电流路径831～836的净的路径通过将电感大致成为零的区间减去来给出。如图24所示那样，在净的路径831a～836a中，由于路径长度变得均等，因此能使电容器电流941、942以及开关模块电流951～953的大小均等。

通过如以上叙述那样使用本实施例中举出的P汇流条3、M汇流条4以及N汇流条5，即使在并联连接了3个开关元件的构成中，也能使在开关模块11、12中流过的电流以及在平滑电容器2中流过电流的分担均等，能提供提升了可靠性的电力变换装置。

在本实施例中，P汇流条和M汇流条配置在同一平面，但也可以不是配置在同一平面。另外，距开关模块从近向远按照P汇流条、N汇流条的顺序来排列，但也可以将顺序反过来。

对本实施例，也可以调换开关模块11～14的端子101、102来将P汇流条3用作N汇流条，将N汇流条5用作P汇流条。

如图25所示那样，在取代开关模块11、12而使用开关模块13、14且将它们与M汇流条4连接的构成中，也能得到同样的效果。

在本实施例中使用由三并联的开关元件构成的开关模块，但也可以使用由两并联的开关元件构成的开关模块。

实施例4

本实施例中的电力变换装置的1相如图26所示那样由开关模块11、12、平滑电容器2、P汇流条3、M汇流条4以及N汇流条5构成。与实施例2的不同点在于开关模块11、12以及M汇流条4的构成不同。以下对与实施例2共同的事项省略说明。

在本实施例中，电路的上臂由开关模块11构成，电路的下臂由开关模块12构成。

图27所示的P汇流条3与实施例2中叙述的P汇流条3是同一形状，但电流路径811～816不同，路径的一部分沿着接近的N汇流条5的电流路径831～836。

在路径所沿的区间，汇流条电流所形成的磁场相互抵消，路径的电感大致成为零。由于电流具有易于在电感小的路径流过的性质，因此P汇流条3的电流路径811～816如图示那样形成。

电流路径811～816的净的路径通过将电感大致成为零的区间减去来给出。如图28所示那样，在净的路径811a～816a中，由于路径长度变得均等，因此能使电容器电流901、902以及开关模块电流911～913的大小均等。

图29所示的N汇流条5与实施例2中叙述的N汇流条5是同一形状，但电流路径831～836不同，路径的一部分沿着接近的P汇流条3和M汇流条4的电流路径811～816、821～823。

在路径所沿的区间，汇流条电流所形成的磁场相互抵消，路径的电感大致成为零。由于电流有在电感小的路径流过的性质，因此N汇流条5的电流路径831～836如图示那样形成。

电流路径831～836的净的路径通过将电感大致成为零的区间减去来给出。如图30所示那样，在净的路径831a～836a中，由于路径长度变得均等，因此能使电容器电流941、942以及开关模块电流951～953的大小均等。

通过如以上叙述那样使用本实施例中举出的P汇流条3、M汇流条4以及N汇流条5，即使在并联连接了3个开关元件的构成中，也能使在开关模块11、12中流过的电流以及在平滑电容器2中流过电流的分担均等，能提供提升了可靠性的电力变换装置。

在本实施例中，P汇流条和M汇流条配置在同一平面，但也可以不是配置在同一平面。另外，距开关模块从近向远按照P汇流条、N汇流条的顺序来排列，也可以将顺序反过来。

对本实施例，也可以调换开关模块11～14的端子101、102来将P汇流条3用作N汇流条，将N汇流条5用作P汇流条。

在取代开关模块11、12而使用开关模块13、14且将它们与M汇流条4连接的构成中，也能得到同样的效果。

在本实施例中使用由三并联的开关元件构成的开关模块，但也可以使用由两并联的开关元件构成的开关模块。

Claims (9)

1.一种电力变换装置，其以如下要素来构成1相的电力变换电路：

将直流电压平滑化的平滑电容器；

将多个第1开关元件并联连接而构成的上臂的开关模块；

将多个第2开关元件并联连接而构成的下臂的开关模块；

与所述上臂的开关模块的多个集电极端子和所述平滑电容器的多个正侧端子连接的正侧汇流条；

与所述上臂的开关模块的多个发射极端子和所述下臂的开关模块的多个集电极端子连接的交流汇流条；以及

与所述下臂的开关模块的多个发射极端子和所述平滑电容器的负侧端子连接的负侧汇流条，

所述电力变换装置的特征在于，

所述正侧汇流条和所述负侧汇流条中的至少任一者在横穿将与所述上臂的开关模块或所述下臂的开关模块连接的端子和与所述平滑电容器连接的端子连起来的直线的区域具有狭缝部，

所述正侧汇流条中的与所述平滑电容器的正侧端子连接的多个端子的位置以及所述负侧汇流条中的与所述平滑电容器的负侧端子连接的多个端子的位置分别配置在具有对称性的位置。

2.根据权利要求1所述的电力变换装置，其特征在于，

所述狭缝部设置于所述正侧汇流条和所述负侧汇流条之中从与开关模块连接的端子到与所述平滑电容器连接的端子的距离短的汇流条。

3.根据权利要求1或2所述的电力变换装置，其特征在于，

所述平滑电容器的多个端子为2端子。

4.根据权利要求3所述的电力变换装置，其特征在于，

所述上臂的开关模块以及所述下臂的开关模块的多个端子为2端子或3端子，所述上臂的开关模块以及所述下臂的开关模块通过两并联地配置来构成电力变换电路的1相的上下臂。

5.根据权利要求4所述的电力变换装置，其特征在于，

所述狭缝部在所述正侧汇流条或所述负侧汇流条上形成在具有对称性的靠外侧的位置，

具有所述狭缝部的所述正侧汇流条或所述负侧汇流条中的与所述平滑电容器连接的多个端子配置在所述正侧汇流条或所述负侧汇流条的靠外侧的位置。

6.根据权利要求4所述的电力变换装置，其特征在于，

所述狭缝部在所述正侧汇流条或所述负侧汇流条上形成在具有对称性的靠内侧的位置，

具有所述狭缝部的所述正侧汇流条或所述负侧汇流条中的与平滑电容器连接的端子靠汇流条的内侧配置。

7.根据权利要求3所述的电力变换装置，其特征在于，

所述上臂的开关模块以及所述下臂的开关模块的多个端子为2端子或3端子，所述上臂的开关模块以及所述下臂的开关模块通过单并联地配置来构成电力变换电路的1相的上下臂。

8.根据权利要求7所述的电力变换装置，其特征在于，

所述狭缝部在所述正侧汇流条或所述负侧汇流条上形成在具有对称性的靠外侧的位置，

具有所述狭缝部的所述正侧汇流条或所述负侧汇流条中的与所述平滑电容器连接的多个端子配置在所述正侧汇流条或所述负侧汇流条的靠外侧的位置。

9.根据权利要求7所述的电力变换装置，其特征在于，

所述狭缝部在所述正侧汇流条或所述负侧汇流条上形成在具有对称性的靠内侧的位置，

具有所述狭缝部的所述正侧汇流条或所述负侧汇流条中的与平滑电容器连接的端子靠汇流条的内侧配置。