JP2012222967A - Power conversion device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a power conversion device that reduces distance of a conductor for connecting each terminal and each element.SOLUTION: The power conversion device for supplying power to a polyphase AC motor includes: a first bridge circuit element having a first switching element connected to the P pole side of a power line 101, and a first diode having one end connected in series with the first switching element opposite to the direction of a current flowing at forward conduction of the first switching element and the other end connected to the N pole side of the power line 101; and a second bridge circuit element having a second diode connected to the P pole side opposite to the direction of the current flowing at forward conduction of the first switching element, and a second switching element having one end connected in series with the second diode opposite to the direction of a current flowing at forward conduction of the second diode and the other end connected to the N pole side of the power line 101. The first bridge circuit element is arranged in parallel with the second bridge circuit element.

Description

本発明は、電力変換装置に関するものである。   The present invention relates to a power conversion device.

各アームにつき、IGBTとダイオードが並列接続で実装され、各相につき、直流端子となる正極端子に接続される上アームと、直流端子となる負極端子に接続される下アームとが実装され、これらの直流端子はIGBT又はダイオードにボンディングワイヤにより接続されているパワー半導体モジュールが知られている(特許文献1)。   For each arm, an IGBT and a diode are mounted in parallel connection, and for each phase, an upper arm connected to a positive terminal serving as a DC terminal and a lower arm connected to a negative terminal serving as a DC terminal are mounted. A power semiconductor module is known in which a DC terminal is connected to an IGBT or a diode by a bonding wire (Patent Document 1).

特開2008−206243号公報JP 2008-206243 A

しかしながら、上記のパワー半導体モジュールでは、図15に示すように、上アーム510において、IGBT511と、当該IGBT511の動作中に動作しないダイオード512とが、正極端子501と端子502との間に配置され、下アーム520において、IGBT521と、当該IGBT521の動作中に動作しないダイオード522とが、端子502と負極端子503との間に配置されているため、各端子と各アーム内の素子とをボンディングワイヤで接続した場合に、図15の矢印に示すように、ボンディングワイヤが長くなり、電気的なインダクタンスが大きくなるという問題があった。   However, in the above power semiconductor module, as shown in FIG. 15, in the upper arm 510, the IGBT 511 and the diode 512 that does not operate during the operation of the IGBT 511 are disposed between the positive terminal 501 and the terminal 502, In the lower arm 520, the IGBT 521 and the diode 522 that does not operate during the operation of the IGBT 521 are disposed between the terminal 502 and the negative terminal 503, so that each terminal and the element in each arm are connected by a bonding wire. When connected, there is a problem that the bonding wire becomes long and the electrical inductance becomes large as shown by the arrow in FIG.

本発明が解決しようとする課題は、各端子と各素子とを接続するための導体の距離を抑制することができる電力変換装置を提供することである。   Problem to be solved by the invention is providing the power converter device which can suppress the distance of the conductor for connecting each terminal and each element.

本発明は、第1のスイッチング素子及び第1のスイッチング素子の順方向と逆向きで当該第1のスイッチング素子と直列接続される第1のダイオードを有する第1のブリッジ回路素子と、第2のスイッチング素子及び第2のスイッチング素子の順方向と逆向きで当該第2のスイッチング素子と直列接続される第2のダイオードを有する第2のブリッジ回路素子とを並列に配置することをよって上記課題を解決する。   The present invention includes a first bridge circuit element including a first switching element and a first diode connected in series with the first switching element in a direction opposite to a forward direction of the first switching element; The above problem is achieved by arranging in parallel a second bridge circuit element having a second diode connected in series with the second switching element in a direction opposite to the forward direction of the switching element and the second switching element. Resolve.

本発明によれば、スイッチング素子と、当該スイッチング素子の動作中に動作するダイオードとが直列で接続されるため、P極側の端子から素子を介してN極側の端子まで接続する導体の距離を抑制することができる。   According to the present invention, since the switching element and the diode that operates during the operation of the switching element are connected in series, the distance of the conductor connected from the terminal on the P pole side to the terminal on the N pole side through the element Can be suppressed.

本発明の実施形態に係る電力変換装置の回路図である。It is a circuit diagram of a power converter concerning an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係る電力変換装置の構造の平面図である。It is a top view of the structure of the power converter device which concerns on embodiment of this invention. 図2の電力変換装置の構造の側面図である。It is a side view of the structure of the power converter device of FIG. 図1の回路における、電気角に対する相電流特性を示すグラフである。It is a graph which shows the phase current characteristic with respect to the electrical angle in the circuit of FIG. 図1の回路図に相当し、電気角120〜180度における電流の流れを示す回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram corresponding to the circuit diagram of FIG. 1 and showing a current flow at an electrical angle of 120 to 180 degrees. 図1の回路図に相当し、電気角180〜240度における電流の流れを示す回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram corresponding to the circuit diagram of FIG. 1 and showing a current flow at an electrical angle of 180 to 240 degrees. 図1の回路図に相当し、電気角240〜300度における電流の流れを示す回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram corresponding to the circuit diagram of FIG. 1 and showing a current flow at an electrical angle of 240 to 300 degrees. 従来の三相インバータ回路の回路図である。It is a circuit diagram of the conventional three-phase inverter circuit. 図2の電力変換装置の変形例であって、電力変換装置の構造の平面図である。It is a modification of the power converter device of FIG. 2, Comprising: It is a top view of the structure of a power converter device. 図2の電力変換装置の変形例であって、電力変換装置の構造の平面図である。It is a modification of the power converter device of FIG. 2, Comprising: It is a top view of the structure of a power converter device. 本発明の他の実施形態に係る電力変換装置の構造の平面図である。It is a top view of the structure of the power converter device which concerns on other embodiment of this invention. 図11の電力変換装置の変形例であって、電力変換装置の構造の平面図である。It is a modification of the power converter device of FIG. 11, Comprising: It is a top view of the structure of a power converter device. 本発明の他の実施形態に係る電力変換装置の構造の平面図である。It is a top view of the structure of the power converter device which concerns on other embodiment of this invention. 図13の電力変換装置の変形例であって、電力変換装置の構造の平面図である。It is a modification of the power converter device of FIG. 13, Comprising: It is a top view of the structure of a power converter device. 従来のパワー半導体モジュールの構造の平面図である。It is a top view of the structure of the conventional power semiconductor module.

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。本例の電力変換装置は、誘導性負荷に接続される装置であり、例えば、モータと直流電源との間に接続されるインバータとして用いられる。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The power conversion device of this example is a device connected to an inductive load, and is used, for example, as an inverter connected between a motor and a DC power source.

《第1実施形態》
図1は本例の電力変換装置10の回路図である。図2は本例の電力変換装置の構造の概略を示す平面図であり、図3は本例の電力変換装置の概略を示す側面図であり、図2の矢印IIIからみた図に相当する。
<< First Embodiment >>
FIG. 1 is a circuit diagram of the power conversion apparatus 10 of this example. FIG. 2 is a plan view showing an outline of the structure of the power conversion device of this example, and FIG. 3 is a side view showing the outline of the power conversion device of this example, which corresponds to the view seen from the arrow III in FIG.

図1に示すように、本例の電力変換装置10の回路は、三相のインバータ回路であって、電源ライン101の間に、並列に接続されたブリッジ回路1〜6と、平滑用のコンデンサ7とを備えている。電源ライン101は、直流電源となるバッテリ900に接続されている。また平滑用コンデンサ7は、高電位側の電力ライン101と低電位側の電極ライン101の間に接続されている。ここで、バッテリ900に繋がる高電位側をP極側とし、バッテリ900に繋がる低電位側をN極側とする。   As shown in FIG. 1, the circuit of the power conversion device 10 of this example is a three-phase inverter circuit, and bridge circuits 1 to 6 connected in parallel between a power supply line 101 and a smoothing capacitor. 7. The power supply line 101 is connected to a battery 900 serving as a DC power supply. The smoothing capacitor 7 is connected between the high potential side power line 101 and the low potential side electrode line 101. Here, a high potential side connected to the battery 900 is a P pole side, and a low potential side connected to the battery 900 is a N pole side.

ブリッジ回路1〜6は、一端をP極側の電源ライン101に、他端をN極側の電源ラインに接続され、ブリッジ回路1、ブリッジ回路6、ブリッジ回路3、ブリッジ回路2、ブリッジ回路5及びブリッジ回路4の順で並列に配置されている。ブリッジ回路1、3、5は、IGBT等のスイッチング素子11、31、51(以下、SW11、31、51と称す。)と当該スイッチング素子11、31、51にそれぞれ直列接続されたフライホールドダイオード12、32、52(以下FWD12、32、52と称す。)とをそれぞれ備えている。ブリッジ回路1、3、5において、スイッチング素子11、31、51のコレクタ端子はP極側の電源ライン101に接続され、スイッチング素子11、31、51のエミッタ端子はFWD12、32、52のカソード端子にそれぞれ接続されている。また、FWD12、32、52のアノード端子がN極側の電源ライン101に接続されている。これにより、FWD12、32、52は、SW11、31、51の順方向導通時に流れる電流の向きと逆向きで、SW11、31、51と直列に接続されている。   The bridge circuits 1 to 6 have one end connected to the P-pole power line 101 and the other end connected to the N-pole power line 101. The bridge circuit 1, the bridge circuit 6, the bridge circuit 3, the bridge circuit 2, and the bridge circuit 5 are connected. And the bridge circuit 4 are arranged in parallel in this order. The bridge circuits 1, 3, and 5 are switching elements 11, 31, 51 (hereinafter referred to as SW 11, 31, 51) such as an IGBT and fly-hold diodes 12 connected in series to the switching elements 11, 31, 51, respectively. , 32, 52 (hereinafter referred to as FWDs 12, 32, 52) respectively. In the bridge circuits 1, 3, and 5, the collector terminals of the switching elements 11, 31, and 51 are connected to the power supply line 101 on the P pole side, and the emitter terminals of the switching elements 11, 31, and 51 are the cathode terminals of the FWDs 12, 32, and 52. Are connected to each. Further, the anode terminals of the FWDs 12, 32, 52 are connected to the power supply line 101 on the N pole side. Thus, the FWDs 12, 32, 52 are connected in series with the SWs 11, 31, 51 in the direction opposite to the direction of the current flowing when the forward conduction of the SWs 11, 31, 51.

ブリッジ回路2、4、6は、IGBT等のスイッチン素子21、41、61(以下、SW21、41、61と称す。)と当該スイッチング素子21、41、61にそれぞれ直列接続されたフライホールドダイオード等のダイオード22、42、62(以下FWD22、42、62と称す。)とをそれぞれ備えている。ブリッジ回路2、4、6において、スイッチング素子21、41、61のエミッタ端子はN極側の電源ライン101に接続され、スイッチング素子21、41、61のコレクタ端子はFWD22、42、62のアノード端子にそれぞれ接続されている。また、FWD22、42、62のカソード端子がP極側の電源ライン101に接続されている。これにより、SW21、41、61は、FWD22、42、62の順方向導通時に流れる電流の向きと逆向きで、FWD22、42、62と直列に接続されている。また、FWD22、42、62は、SW11、31、51の順方向導通時に流れる電流の向きと逆向きになるように接続され、FWD12、32、52は、SW21、41、61の順方向導通時に流れる電流の向きと逆向きになるように接続されている。   The bridge circuits 2, 4, 6 are switch-on elements 21, 41, 61 (hereinafter referred to as SW 21, 41, 61) such as IGBT and fly-hold diodes connected in series to the switching elements 21, 41, 61, respectively. And diodes 22, 42, and 62 (hereinafter referred to as FWDs 22, 42, and 62). In the bridge circuits 2, 4, 6, the emitter terminals of the switching elements 21, 41, 61 are connected to the power supply line 101 on the N pole side, and the collector terminals of the switching elements 21, 41, 61 are the anode terminals of the FWDs 22, 42, 62. Are connected to each. Further, the cathode terminals of the FWDs 22, 42, 62 are connected to the power supply line 101 on the P pole side. Thereby, SW21,41,61 is connected in series with FWD22,42,62 in the direction opposite to the direction of the electric current which flows at the time of forward conduction of FWD22,42,62. The FWDs 22, 42, and 62 are connected so as to be opposite to the direction of the current that flows when the SWs 11, 31, and 51 are forward conducting. The FWDs 12, 32, and 52 are connected when the SWs 21, 41, and 61 are forward conducting. They are connected so that the direction of the flowing current is opposite.

SW11のエミッタ端子とFWD12のカソード端子との接続点及びSW21のコレクタ端子とFWD22のアノード端子との接続点は後述する中間電極に接続され、図示しないモータのU相ラインと電気的に接続されている。SW31のエミッタ端子とFWD32のカソード端子との接続点及びSW41のコレクタ端子とFWD42のアノード端子との接続点は後述する中間電極に接続され、図示しないモータのV相ラインと電気的に接続されている。SW51のエミッタ端子とFWD52のカソード端子との接続点及びSW61のコレクタ端子とFWD62のアノード端子との接続点は後述する中間電極に接続され、図示しないモータのW相ラインと電気的に接続されている。   The connection point between the emitter terminal of SW11 and the cathode terminal of FWD12 and the connection point between the collector terminal of SW21 and the anode terminal of FWD22 are connected to an intermediate electrode described later, and are electrically connected to a U-phase line of a motor (not shown). Yes. A connection point between the emitter terminal of SW31 and the cathode terminal of FWD32 and a connection point between the collector terminal of SW41 and the anode terminal of FWD42 are connected to an intermediate electrode described later, and are electrically connected to a V-phase line of a motor (not shown). Yes. A connection point between the emitter terminal of SW51 and the cathode terminal of FWD52 and a connection point between the collector terminal of SW61 and the anode terminal of FWD62 are connected to an intermediate electrode described later, and are electrically connected to a W-phase line of a motor (not shown). Yes.

ここで、ブリッジ回路1の相をU+相、ブリッジ回路2の相をU−相、ブリッジ回路3の相をV+相、ブリッジ回路4の相をV−相、ブリッジ回路5の相をW+相、ブリッジ回路6の相をW−相と称す。   Here, the phase of the bridge circuit 1 is the U + phase, the phase of the bridge circuit 2 is the U− phase, the phase of the bridge circuit 3 is the V + phase, the phase of the bridge circuit 4 is the V− phase, the phase of the bridge circuit 5 is the W + phase, The phase of the bridge circuit 6 is referred to as a W-phase.

各SW11〜61のゲート端子は、本例のインバータ回路を制御する制御部(図示しない)に電気的に接続されており、当該制御部から各ゲート端子に入力されるスイッチング信号で、各SW11〜61はオン及びオフを切り替える。   The gate terminals of the respective SWs 11 to 61 are electrically connected to a control unit (not shown) that controls the inverter circuit of the present example, and the SW 11 to the switching signals input to the respective gate terminals from the control unit. 61 switches on and off.

図2に示すように、本例の電力変換装置10は、基板102と、P極側の共通電極103と、N極側の共通電極104と、中間電極1051〜1056と、ブリッジ回路素子201〜206とを備えている。共通電極103、104及び中間電極1051〜1056は基板上に設けられ、共通電極103、104は、電源ライン101を介して、バッテリ900の正極及び負極にそれぞれ接続され、中間電極1051〜1056はモータ(図示しない)に接続されている。ブリッジ回路素子201〜206はブリッジ回路1〜6を構成する素子であり、各ブリッジ回路素子201〜206には、SW11〜61及びFWD12〜62が、それぞれ並べられている。共通電極103、104は、ブリッジ回路素子201〜206の配列方向に沿った形状で、それぞれ形成されている。各中間電極1051〜1056は、一定の間隔をもって基板上に設けられ、それぞれの中間電極1051〜1056は電気的に導通しない状態で配置されている。共通電極103、104及び中間電極1051〜1056は、基板上で並列に配置されている。なお、図2において、ブリッジ回路素子205及びブリッジ回路素子204の構成は省略されているが、ブリッジ回路素子201、203及びブリッジ回路素子206、202と同様に、それぞれ構成されている。   As shown in FIG. 2, the power conversion device 10 of this example includes a substrate 102, a P-pole side common electrode 103, an N-pole side common electrode 104, intermediate electrodes 1051 to 1056, and bridge circuit elements 201 to 201. 206. The common electrodes 103 and 104 and the intermediate electrodes 1051 to 1056 are provided on the substrate. The common electrodes 103 and 104 are connected to the positive electrode and the negative electrode of the battery 900 via the power supply line 101, respectively. The intermediate electrodes 1051 to 1056 are motors. (Not shown). Bridge circuit elements 201 to 206 are elements constituting the bridge circuits 1 to 6, and SW 11 to 61 and FWDs 12 to 62 are arranged in each of the bridge circuit elements 201 to 206, respectively. The common electrodes 103 and 104 are respectively formed in a shape along the arrangement direction of the bridge circuit elements 201 to 206. The intermediate electrodes 1051 to 1056 are provided on the substrate at regular intervals, and the intermediate electrodes 1051 to 1056 are arranged in a state where they are not electrically connected. The common electrodes 103 and 104 and the intermediate electrodes 1051 to 1056 are arranged in parallel on the substrate. In FIG. 2, the configurations of the bridge circuit element 205 and the bridge circuit element 204 are omitted, but are configured in the same manner as the bridge circuit elements 201 and 203 and the bridge circuit elements 206 and 202, respectively.

本例の電力変換装置10では、U+相のブリッジ回路素子201の隣に、W−相のブリッジ回路素子206が配置し、W−相のブリッジ回路素子206、V+のブリッジ回路素子203、U−相のブリッジ回路素子202、W+相のブリッジ回路素子205及びV−相のブリッジ回路素子204の順に並ぶように、各回路の素子が基板102上に設けられている。本例において、ブリッジ回路素子201〜206は、電気角順であるU相、V相、W相の順ではなく、U相とV相の間に、U相とV相とは異なる相であるW相を配置する。また、任意の相の「+(プラス)」相のブリッジ回路素子201、203、205の隣には、任意の相の「−(マイナス)」相のブリッジ回路素子202、204、206を配置する。   In the power conversion apparatus 10 of this example, a W− phase bridge circuit element 206 is disposed next to the U + phase bridge circuit element 201, and the W− phase bridge circuit element 206, the V + bridge circuit element 203, and U−. The elements of each circuit are provided on the substrate 102 so that the bridge circuit element 202 of the phase, the bridge circuit element 205 of the W + phase, and the bridge circuit element 204 of the V− phase are arranged in this order. In this example, the bridge circuit elements 201 to 206 are not in the order of the electrical phase, ie, the U phase, the V phase, and the W phase, but the U phase and the V phase are different phases between the U phase and the V phase. W phase is arranged. Further, adjacent to the “+ (plus)” phase bridge circuit elements 201, 203, 205 of the arbitrary phase, the “− (minus)” phase bridge circuit elements 202, 204, 206 of the arbitrary phase are arranged. .

図2及び図3に示すように、共通電極103、104及び中間電極1051〜1056は、同一平面上に形成されている。SW11、31、51の下面電極及びFWD22、42、62の下面電極はP極側の共通電極103に接続されている。SW11の上面電極は配線106により中間電極1051に電気的に接続され、同様に、FWD62の上面電極は中間電極1052に、SW31の上面電極は中間電極1053に、FWD22の上面電極は中間電極1054に、SW51の上面電極は中間電極1055に、FWD42の上面電極は中間電極1056に、ボンディングワイヤ等の配線106を介してそれぞれ電気的に接続されている。   As shown in FIGS. 2 and 3, the common electrodes 103 and 104 and the intermediate electrodes 1051 to 1056 are formed on the same plane. The lower surface electrodes of SW11, 31, 51 and the lower surface electrodes of FWDs 22, 42, 62 are connected to the common electrode 103 on the P pole side. The upper surface electrode of SW11 is electrically connected to the intermediate electrode 1051 by the wiring 106. Similarly, the upper surface electrode of FWD62 is connected to the intermediate electrode 1052, the upper surface electrode of SW31 is connected to the intermediate electrode 1053, and the upper surface electrode of FWD22 is connected to the intermediate electrode 1054. The upper electrode of SW51 is electrically connected to the intermediate electrode 1055, and the upper electrode of FWD42 is electrically connected to the intermediate electrode 1056 via a wiring 106 such as a bonding wire.

またFWD12の下面電極は中間電極1051に、SW61の下面電極は中間電極1052に、FWD32の下面電極は中間電極1053に、SW21の下面電極は中間電極1054に、FWD52の下面電極は中間電極1055に、SW41の下面電極は中間電極1056に、それぞれ接続されている。FWD12、32、52及びSW22、42、62の上面電極は、ボンディングワイヤ等の配線107により、N極側の共通電極104に電気的に接続されている。すなわち、ブリッジ回路1〜6のP極側の端子及びN極側の端子が共通電極103、104により共通化され、各相のSW11、31、51及びFWD22、42、62はP極側の共通電極103上に実装され、各相のFWD12、32、52及びSW21、41、61は、対応する中間電極1051〜1056上にそれぞれ実装される。   The lower electrode of FWD12 is the intermediate electrode 1051, the lower electrode of SW61 is the intermediate electrode 1052, the lower electrode of FWD32 is the intermediate electrode 1053, the lower electrode of SW21 is the intermediate electrode 1054, and the lower electrode of FWD52 is the intermediate electrode 1055. , SW41 are respectively connected to the intermediate electrode 1056. The top electrodes of the FWDs 12, 32, 52 and SWs 22, 42, 62 are electrically connected to the common electrode 104 on the N pole side by a wiring 107 such as a bonding wire. That is, the terminals on the P pole side and the N pole side of the bridge circuits 1 to 6 are shared by the common electrodes 103 and 104, and SW11, 31, 51 and FWD 22, 42, 62 of each phase are common on the P pole side. The FWDs 12, 32, 52 and SW 21, 41, 61 of each phase mounted on the electrode 103 are mounted on the corresponding intermediate electrodes 1051 to 1056, respectively.

次に、図4〜6を用いて、本例の電力変換装置の回路動作について説明する。図4は各相における電気角に対する相電流の特性を示し、図5は電気角120〜180度における回路動作を説明するための回路図であり、図6は電気角180〜240度における回路動作を説明するための回路図であり、図7は電気角240〜300度における回路動作を説明するための回路図である。なお、図5〜7の回路図は、図1の回路図と同様であり、図4の電気角の区間aにおける電流が図5の矢印に相当し、図4の電気角の区間bにおける電流が図6の矢印に相当し、図4の電気角の区間cにおける電流が図7の矢印に相当する。   Next, the circuit operation | movement of the power converter device of this example is demonstrated using FIGS. FIG. 4 shows the characteristics of the phase current with respect to the electrical angle in each phase, FIG. 5 is a circuit diagram for explaining the circuit operation at an electrical angle of 120 to 180 degrees, and FIG. 6 is the circuit operation at an electrical angle of 180 to 240 degrees. 7 is a circuit diagram for explaining the circuit operation at an electrical angle of 240 to 300 degrees. The circuit diagrams of FIGS. 5 to 7 are the same as the circuit diagram of FIG. 1. The current in the electrical angle section a in FIG. 4 corresponds to the arrow in FIG. 5, and the current in the electrical angle section b in FIG. Corresponds to the arrow in FIG. 6, and the current in the section c of the electrical angle in FIG. 4 corresponds to the arrow in FIG.

上記のように、本例は3相のインバータ回路であり、図4に示すように、各相に流れる電流の位相は、120度ずつ遅れる。電気角120〜180度の間において、ブリッジ回路1〜6に流れる電流は、図5に示すように、U+相のブリッジ回路1においてはSW11のコレクタ端子及びFWD12のアノード端子からSW11とFWD12との接続点に向かって流れ、V+相のブリッジ回路3においてはSW31のコレクタ端子及びFWD32のアノード端子からSW31とFWD32との接続点に向かって流れ、図示しないモータを流れる。そして、図示しないモータからの電流が、W−相のブリッジ回路6において、SW61とFWD62との接続点からSW61のエミッタ端子及びFWD62のカソード端子に向かって流れる。一方、ブリッジ回路2、4、5には、電流が流れない。   As described above, this example is a three-phase inverter circuit, and as shown in FIG. 4, the phase of the current flowing through each phase is delayed by 120 degrees. As shown in FIG. 5, the current flowing through the bridge circuits 1 to 6 between the electrical angles of 120 to 180 degrees is between SW11 and FWD12 from the collector terminal of SW11 and the anode terminal of FWD12 in the U + phase bridge circuit 1. In the V + phase bridge circuit 3, it flows from the collector terminal of SW31 and the anode terminal of FWD32 toward the connection point of SW31 and FWD32, and flows through a motor (not shown). In the W-phase bridge circuit 6, a current from a motor (not shown) flows from the connection point between the SW 61 and the FWD 62 toward the emitter terminal of the SW 61 and the cathode terminal of the FWD 62. On the other hand, no current flows through the bridge circuits 2, 4, and 5.

電気角180〜240度の間において、ブリッジ回路1〜6に流れる電流は、図6に示すように、V+相のブリッジ回路3においてはSW31のコレクタ端子及びFWD32のアノード端子からSW31とFWD32との接続点に向かって流れ、図示しないモータを流れる。そして、図示しないモータからの電流が、W−相のブリッジ回路6において、SW61とFWD62との接続点からSW61のエミッタ端子及びFWD62のカソード端子に向かって流れ、U−相のブリッジ回路2において、SW21とFWD22との接続点からSW21のエミッタ端子及びFWD22のカソード端子に向かって流れる。一方、ブリッジ回路1、4、5には、電流が流れない。   As shown in FIG. 6, the current flowing through the bridge circuits 1 to 6 between the electrical angles of 180 to 240 degrees is between the SW31 and FWD32 from the collector terminal of SW31 and the anode terminal of FWD32 in the V + phase bridge circuit 3. It flows toward the connection point and flows through a motor (not shown). In the W-phase bridge circuit 6, a current from a motor (not shown) flows from the connection point between the SW 61 and the FWD 62 toward the emitter terminal of the SW 61 and the cathode terminal of the FWD 62, and in the U-phase bridge circuit 2, It flows from the connection point of SW21 and FWD22 toward the emitter terminal of SW21 and the cathode terminal of FWD22. On the other hand, no current flows through the bridge circuits 1, 4, and 5.

電気角240〜300度の間において、ブリッジ回路1〜6に流れる電流は、図7に示すように、V+相のブリッジ回路3においてはSW31のコレクタ端子及びFWD32のアノード端子からSW31とFWD32との接続点に向かって流れ、W+相のブリッジ回路5においてはSW51のコレクタ端子及びFWD52のアノード端子からSW51とFWD52との接続点に向かって流れ、図示しないモータを流れる。そして、図示しないモータからの電流が、U−相のブリッジ回路2において、SW21とFWD22との接続点からSW21のエミッタ端子及びFWD22のカソード端子に向かって流れる。一方、ブリッジ回路1、4、6には、電流が流れない。   As shown in FIG. 7, the current flowing in the bridge circuits 1 to 6 between the electrical angles of 240 to 300 degrees is between the SW31 and FWD32 from the collector terminal of SW31 and the anode terminal of FWD32 in the V + phase bridge circuit 3. In the W + phase bridge circuit 5, the current flows from the collector terminal of SW51 and the anode terminal of FWD52 toward the connection point of SW51 and FWD52, and flows through a motor (not shown). In the U-phase bridge circuit 2, a current from a motor (not shown) flows from the connection point of SW 21 and FWD 22 toward the emitter terminal of SW 21 and the cathode terminal of FWD 22. On the other hand, no current flows through the bridge circuits 1, 4, 6.

ところで、本例とは異なり、図8に示すような三相インバータ回路における回路動作について説明する。当該三相インバータ回路の各相のブリッジ回路811は、スイッチング素子81と当該スイッチング素子81と逆方向に並列に接続するダイオードと82とを有する上アーム801と、スイッチング素子83と当該スイッチング素子83と逆方向に並列に接続するダイオード84とを有する下アーム802との直列回路により形成される。他の相のブリッジ回路812、813も、ブリッジ回路811と同様な回路構成である。このような回路において、電気角120〜180度の間に、U相及びV相の電流は、スイッチング素子81及びダイオード84に流れ、スイッチング素子83及びダイオード82には流れない。またW相の電流は、スイッチング素子83及びダイオード82に流れ、スイッチング素子81及びダイオード84には流れない。すなわち、図8に示すインバータ回路では、任意の電気角において、動作している半導体素子(相電流が流れるスイッチング素子又はダイオード)と、動作していない半導体素子(相電流が流れないスイッチング素子又はダイオード)とが混在して複雑に結線されることで、各ブリッジ回路811〜813が構成されている。   Now, unlike this example, the circuit operation in a three-phase inverter circuit as shown in FIG. 8 will be described. The bridge circuit 811 for each phase of the three-phase inverter circuit includes a switching element 81, an upper arm 801 having a diode 82 connected in parallel in the opposite direction to the switching element 81, a switching element 83, and the switching element 83. It is formed by a series circuit with a lower arm 802 having a diode 84 connected in parallel in the reverse direction. The other-phase bridge circuits 812 and 813 have the same circuit configuration as the bridge circuit 811. In such a circuit, U-phase and V-phase currents flow through the switching element 81 and the diode 84 and do not flow through the switching element 83 and the diode 82 during an electrical angle of 120 to 180 degrees. The W-phase current flows through the switching element 83 and the diode 82, but does not flow through the switching element 81 and the diode 84. That is, in the inverter circuit shown in FIG. 8, the semiconductor element that is operating (switching element or diode in which the phase current flows) and the semiconductor element that is not operating (switching element or diode in which the phase current does not flow) at an arbitrary electrical angle. ) Are mixed and complicatedly connected, so that the bridge circuits 811 to 813 are configured.

一方、本例の電力変換装置10では、図5〜図7に示すように、任意の電気角において、各ブリッジ回路1〜6は、動作しているSW11〜61と動作しているFWD12〜62とを直列に接続することにより構成され、また、動作していないSW11〜61と動作していないFWD12〜62とを直列に接続することにより構成される。さらに、各ブリッジ回路素子201〜206は、図2及び図3で表示されるように、動作しているSW11〜61と動作しているFWD12〜62同士を結線することで構成され、動作していないSW11〜61と動作していないFWD12〜62同士を結線することで構成され、基板上に配置される。これにより、本例は、図8に示す回路素子の構成と比較して、各ブリッジ回路素子201〜206において、動作している素子と動作していない素子とが混在して結線されないため、ブリッジ回路素子201〜206の素子を結線する導体を短くすることができる。また、各ブリッジ回路素子201〜206の端子と電極間とを接続する導体の距離を短くすることができる。   On the other hand, in the power conversion device 10 of this example, as shown in FIGS. 5 to 7, the bridge circuits 1 to 6 are operated with the SW 11 to 61 and the FWDs 12 to 62 operated at any electrical angle. Are connected in series, and SW11 to 61 that are not operating and FWDs 12 to 62 that are not operating are connected in series. Further, as shown in FIGS. 2 and 3, each bridge circuit element 201-206 is configured and operated by connecting the operating SW11-61 and the operating FWD12-62. No SW11-61 and non-operating FWDs 12-62 are connected to each other and arranged on the substrate. Accordingly, in this example, compared with the configuration of the circuit element shown in FIG. 8, in each bridge circuit element 201 to 206, the operating element and the non-operating element are not mixed and connected. The conductor connecting the elements of the circuit elements 201 to 206 can be shortened. Moreover, the distance of the conductor which connects between the terminal of each bridge circuit element 201-206 and electrodes can be shortened.

また、本例と異なり、図8に示すインバータ回路では、各相のブリッジ回路811〜813は、動作していない素子の回路と動作している回路とを含んでいる。そのため、各相のブリッジ回路811〜813の間を接続する際には、ブリッジ回路811〜813の間を接続する導体の距離が長くなる。一方、本例の電力変換装置10では、図2及び図5〜図7に示すように、任意の電気角において、電流が流れているブリッジ回路素子201〜206同士が並べて基板上に配置され、電流が流れていないブリッジ回路素子201〜206同士が並べて基板上に配置される。これにより、本例は、動作しているブリッジ回路同士を近づけて結線されるため、接続導体の距離を短くすることができる。   Unlike the present example, in the inverter circuit shown in FIG. 8, each phase of the bridge circuits 811 to 813 includes a circuit of an element that is not operating and a circuit that is operating. Therefore, when connecting between the bridge circuits 811 to 813 of each phase, the distance of the conductor connecting the bridge circuits 811 to 813 becomes long. On the other hand, in the power conversion device 10 of this example, as shown in FIGS. 2 and 5 to 7, the bridge circuit elements 201 to 206 in which current flows are arranged side by side on a substrate at an arbitrary electrical angle, Bridge circuit elements 201 to 206 in which no current flows are arranged side by side on the substrate. Thereby, in this example, since the operating bridge circuits are brought close to each other and connected, the distance between the connection conductors can be shortened.

上記のように、本例の電力変換装置は、SW11、31、51とFWD12、32、52とを有するブリッジ回路素子201、203、205と、SW21、41、61とFWD22、42、62とを有するブリッジ回路素子202、204、206とを備え、ブリッジ回路素子201、203、205とブリッジ回路素子202、204、206とは、基板上で並列に配置されている。これにより、動作していない素子同士、または、動作している素子同士が結線され、それぞれのブリッジ回路素子201〜206が構成されるため、ブリッジ回路素子201〜206内での、素子同士を接続する導体距離を短くすることができ、インダクタンスを小さくすることができる。各ブリッジ回路素子201〜206が並列に配置されるため、ブリッジ回路間を接続するための導体距離を短くすることができ、インダクタンスを小さくすることができる。その結果として、本例は、またSW11〜61をオン及びオフ動作する際に生じるサージ電圧を抑制することができる。   As described above, the power conversion device of this example includes the bridge circuit elements 201, 203, and 205 having the SWs 11, 31, and 51 and the FWDs 12, 32, and 52, the SWs 21, 41, and 61, and the FWDs 22, 42, and 62. The bridge circuit elements 202, 204, and 206 are provided, and the bridge circuit elements 201, 203, and 205 and the bridge circuit elements 202, 204, and 206 are arranged in parallel on the substrate. As a result, the non-operating elements or the operating elements are connected to each other, and the respective bridge circuit elements 201 to 206 are configured. Therefore, the elements in the bridge circuit elements 201 to 206 are connected to each other. The conductor distance to be performed can be shortened, and the inductance can be reduced. Since each bridge circuit element 201-206 is arrange | positioned in parallel, the conductor distance for connecting between bridge circuits can be shortened, and an inductance can be made small. As a result, this example can also suppress a surge voltage generated when the SWs 11 to 61 are turned on and off.

また本例は、多相のうち一相に含まれるブリッジ回路素子201〜206の隣に、当該一相と異なる他相に含まれるブリッジ回路素子201〜206を配置する。これにより、任意の電気角において、隣合うブリッジ回路素子201〜206間で、互いの電流が打ち消し合うため、コンデンサ7に流れる電流を小さくすることができ、コンデンサ7における損失を抑制することができる。   Further, in this example, the bridge circuit elements 201 to 206 included in other phases different from the one phase are arranged next to the bridge circuit elements 201 to 206 included in one phase among the multiphases. Thereby, since the mutual currents cancel each other between the adjacent bridge circuit elements 201 to 206 at an arbitrary electrical angle, the current flowing through the capacitor 7 can be reduced, and the loss in the capacitor 7 can be suppressed. .

また本例は、電気角の順序で配置されたブリッジ回路素子201、203(または、ブリッジ回路素子203、205)の間に、これらブリッジ回路素子とは異なる相のブリッジ回路素子206(または、ブリッジ回路素子202)を配置する。これにより、任意の電気角において、動作する素子を有するブリッジ回路素子201〜206同士を並列に配置し、動作しない素子を有するブリッジ回路素子201〜206同士を並列に配置するため、各ブリッジ回路素子201〜206を近づけて接続することができ、各ブリッジ回路素子201〜206間を接続する導体の距離を短くすることができる。   Further, in this example, the bridge circuit elements 206 (or bridge circuits) having phases different from those of the bridge circuit elements 201 and 203 (or bridge circuit elements 203 and 205) arranged in the order of electrical angles. The circuit element 202) is arranged. Thereby, at any electrical angle, the bridge circuit elements 201 to 206 having elements that operate are arranged in parallel, and the bridge circuit elements 201 to 206 having elements that do not operate are arranged in parallel. 201-206 can be connected closely and the distance of the conductor which connects between each bridge circuit element 201-206 can be shortened.

また、図5〜7に示すように、動作しているブリッジ回路素子201〜206において、対向する電流が近づいて流れるため、各相間で互いに電流を打ち消し合うことができ、コンデンサでの損失を抑制することができる。   Also, as shown in FIGS. 5 to 7, in the operating bridge circuit elements 201 to 206, since the opposing currents flow closer to each other, the currents can be canceled out between each phase, and the loss in the capacitor is suppressed. can do.

また本例は、P極側の共通電極103、N極側の共通電極104及び複数の中間電極1051〜1056を、基板上で並列を配置して、ブリッジ回路素子201〜206を、これら電極を介して基板上に実装する。これにより、P極側の共通電極103とN極側の共通電極104を接続する導体の距離を短くすることができる。また、各電極において、各素子との接続点の間の距離を短くすることができる。   In this example, the P-pole side common electrode 103, the N-pole side common electrode 104, and a plurality of intermediate electrodes 1051 to 1056 are arranged in parallel on the substrate, and the bridge circuit elements 201 to 206 are placed on the substrate. Mounted on the board. Thereby, the distance of the conductor which connects the common electrode 103 of the P pole side and the common electrode 104 of the N pole side can be shortened. Moreover, in each electrode, the distance between the connection points with each element can be shortened.

なお本例の電力変換装置10は、三相のインバータ回路構成に限らず、五相などの他相のインバータ回路構成でもよい。   In addition, the power converter device 10 of this example is not restricted to a three-phase inverter circuit configuration, and may be an inverter circuit configuration of another phase such as a five-phase.

なお本例において、N極側の共通電極104を基板上102の端部に配置するが、図9に示すように、共通電極104を基板102の中央部分に配置し、中間電極1051〜1056を基板102の端部に配置してもよい。これにより、中間電極1051〜1056が基板102の端部に設けられるため、中間電極1051〜1056と図示しないモータとを接続し易くすることができる。図9は本例の変形例に係る電力変換装置の構造の概略を示す平面図である。   In this example, the common electrode 104 on the N-pole side is disposed at the end of the substrate 102. However, as shown in FIG. 9, the common electrode 104 is disposed in the central portion of the substrate 102, and the intermediate electrodes 1051 to 1056 are disposed. You may arrange | position to the edge part of the board | substrate 102. FIG. Accordingly, since the intermediate electrodes 1051 to 1056 are provided at the end portions of the substrate 102, it is possible to easily connect the intermediate electrodes 1051 to 1056 and a motor (not shown). FIG. 9 is a plan view showing an outline of the structure of a power conversion device according to a modification of this example.

さらに、本例は、図10に示すように、SW11、31、51及びFWD22、42、62の上面電極にN極側の共通電極104を設けることで、基板102の主面方向において、P極側の共通電極103とN極側の共通電極104とが重なるように配置してもよい。これにより、P極側の共通電極103及びN極側の共通電極104を基板102上の端部に配置することができため、平滑用のコンデンサ7と共通電極103、104とを接続し易くすることができる。図10は本例の変形例に係る電力変換装置の構造の概略を示す平面図である。   Further, in this example, as shown in FIG. 10, the common electrode 104 on the N-pole side is provided on the upper electrodes of the SWs 11, 31, 51 and FWDs 22, 42, 62, so The common electrode 103 on the side and the common electrode 104 on the N pole side may be arranged so as to overlap each other. As a result, the common electrode 103 on the P-pole side and the common electrode 104 on the N-pole side can be arranged on the end portion on the substrate 102, so that the smoothing capacitor 7 and the common electrodes 103 and 104 can be easily connected. be able to. FIG. 10 is a plan view showing an outline of the structure of a power conversion device according to a modification of this example.

上記SW11、31、51が本発明に係る「第1のスイッチング素子」に相当し、FWD12、32、52が「第1のダイオード」に、ブリッジ回路素子201、203、205が「第1のブリッジ回路素子」に、SW21、41、61が本発明に係る「第2のスイッチング素子」に相当し、FWD22、42、62が「第2のダイオード」に、ブリッジ回路素子202、204、206が「第2のブリッジ回路素子」に相当する。   SW11, 31 and 51 correspond to “first switching element” according to the present invention, FWD12, 32 and 52 are “first diode”, and bridge circuit elements 201, 203 and 205 are “first bridge”. In the “circuit element”, SW 21, 41, 61 corresponds to a “second switching element” according to the present invention, FWDs 22, 42, 62 are in “second diode”, and bridge circuit elements 202, 204, 206 are in “ This corresponds to a “second bridge circuit element”.

《第2実施形態》
図11は発明の他の実施形態に係る電力変換装置の構造の概略を示す平面図である。本例では上述した第1実施形態に対して、基板上におけるブリッジ回路素子201〜206、共通電極103、104及び中間電極1051〜1056のレイアウトが異なる。これ以外の構成は上述した第1実施形態と同じであるため、その記載を適宜、援用する。
<< Second Embodiment >>
FIG. 11: is a top view which shows the outline of the structure of the power converter device which concerns on other embodiment of invention. In this example, the layout of the bridge circuit elements 201 to 206, the common electrodes 103 and 104, and the intermediate electrodes 1051 to 1056 on the substrate is different from the first embodiment described above. Since the configuration other than this is the same as that of the first embodiment described above, the description thereof is incorporated as appropriate.

本例は、図11に示すように、基板102の外周部分に、周囲を囲う形状に形成された共通電極103が設けられ、当該共通電極103の外縁より内側にブリッジ回路素子201〜206が実装されている。また基板102の中央部分には、中間電極1051〜1056が、それぞれ分離して設けられている。基板102の一方には、U+相のブリッジ回路素子201、W−相のブリッジ回路素子206、V+相のブリッジ回路素子203、U−相のブリッジ回路素子202、W+相のブリッジ回路素子205及びV−相のブリッジ回路素子204が、当該順番で一列に配置され、基板102の他方には、U−相のブリッジ回路素子202、W+相のブリッジ回路素子205、V−相のブリッジ回路素子204、U+相のブリッジ回路素子201、W−相のブリッジ回路素子206及びV+相のブリッジ回路素子203が、当該順番で一列に配置されている。基板102上の中央部分において、ブリッジ回路素子201とブリッジ202回路素子は、同相になるように向かい合って配置され、他のブリッジ回路素子203〜206についても、同様に同相になるように向かい合って配置されている。そして、ブリッジ回路201〜206の外側の素子であるSW及びFWDの上面電極には、囲繞に形成された共通電極104が設けられている。   In this example, as shown in FIG. 11, the common electrode 103 formed in a shape surrounding the periphery is provided on the outer peripheral portion of the substrate 102, and the bridge circuit elements 201 to 206 are mounted inside the outer edge of the common electrode 103. Has been. Further, intermediate electrodes 1051 to 1056 are separately provided in the central portion of the substrate 102. On one side of the substrate 102, a U + phase bridge circuit element 201, a W− phase bridge circuit element 206, a V + phase bridge circuit element 203, a U− phase bridge circuit element 202, a W + phase bridge circuit element 205, and a V + phase bridge circuit element 205 -Phase bridge circuit elements 204 are arranged in a line in this order. On the other side of the substrate 102, a U-phase bridge circuit element 202, a W + phase bridge circuit element 205, a V-phase bridge circuit element 204, The U + phase bridge circuit element 201, the W− phase bridge circuit element 206, and the V + phase bridge circuit element 203 are arranged in a line in this order. In the central portion on the substrate 102, the bridge circuit element 201 and the bridge 202 circuit element are arranged so as to be in phase, and the other bridge circuit elements 203 to 206 are also arranged so as to be in phase. Has been. A common electrode 104 formed in an enclosure is provided on the upper surface electrodes of SW and FWD, which are elements outside the bridge circuits 201 to 206.

上記のように、本例において、基板102上に一方に設けられるブリッジ回路素子201〜206の回路素子列及び他方に設けられるブリッジ回路素子201〜206の回路素子列は、それぞれの回路素子列に含まれるブリッジ回路201〜206が、同相でそれぞれ向かいように配置されている。これにより、同相の中間電極1051〜1056を基板102上の中央部分に配置することができるため、中間電極1051〜1056と図示しないモータとを接続し易くすることができる。   As described above, in this example, the circuit element rows of the bridge circuit elements 201 to 206 provided on one side and the circuit element rows of the bridge circuit elements 201 to 206 provided on the other side of the substrate 102 are respectively connected to the circuit element rows. The included bridge circuits 201 to 206 are arranged to face each other in the same phase. Thereby, since the in-phase intermediate electrodes 1051 to 1056 can be arranged at the center portion on the substrate 102, the intermediate electrodes 1051 to 1056 and a motor (not shown) can be easily connected.

なお、本例は、図12に示すように、図11の中央電極1051と中央電極1052とを一体化させ、中央電極1053と中央電極1054とを一体化させ、中央電極1055と中央電極1056とを一体化させ、それぞれ同一電極にしてもよい。これにより、中央電極1051〜1056のコストを抑制することができる。   In this example, as shown in FIG. 12, the central electrode 1051 and the central electrode 1052 of FIG. 11 are integrated, the central electrode 1053 and the central electrode 1054 are integrated, and the central electrode 1055 and the central electrode 1056 are integrated. May be integrated into the same electrode. Thereby, the cost of the center electrodes 1051 to 1056 can be suppressed.

なお本例において、ブリッジ回路素子201〜206は12個に限らず、13個以上又は12個未満であってもよい。また図12の上端に配置されたブリッジ回路素子201、202の下端に配置されたブリッジ回路203、204とが連続した回路素子列になるように、基板102の上端部と下端部とを連結し、基板102を円筒状に形成してもよい。   In this example, the number of bridge circuit elements 201 to 206 is not limited to 12, but may be 13 or more or less than 12. Also, the upper and lower ends of the substrate 102 are connected so that the bridge circuit 203 and 204 arranged at the lower end of the bridge circuit elements 201 and 202 arranged at the upper end of FIG. The substrate 102 may be formed in a cylindrical shape.

なお、基板102の一方に設けられたブリッジ回路素子201〜206の列が本発明の「第1のブリッジ回路素子列」に相当し、基板102の他方に設けられたブリッジ回路素子201〜206の列が本発明の「第2のブリッジ回路素子列」に相当する。   Note that the row of bridge circuit elements 201 to 206 provided on one side of the substrate 102 corresponds to the “first bridge circuit element row” of the present invention, and the bridge circuit elements 201 to 206 provided on the other side of the substrate 102. The column corresponds to the “second bridge circuit element column” of the present invention.

なお本例では、各素子をベアチップとして電極に実装した例を示しているが、あらかじめパッケージングされたディスクリート型のパワー半導体素子を用いてもよい。これにより、各素子と電極とを容易に接続することができる。また、ディスクリート型の半導体素子は取り扱い性が良く、量産効果により廉価な製品を作ることができるため、製造コストの低減が図ることができる。上記のディスクリート型パワー半導体素子の内部構造については、平面置きで縦並びにする配置や、横並びにする配置、複数段重ねにする配置等により構成することができ、ディスクリート型パワー半導体素子と各部電極の接続性を考慮することで任意の方向に、電極を引き出すことができる。   In this example, each element is mounted on an electrode as a bare chip, but a discrete power semiconductor element packaged in advance may be used. Thereby, each element and an electrode can be connected easily. In addition, the discrete type semiconductor element has good handleability and can produce an inexpensive product due to the mass production effect, so that the manufacturing cost can be reduced. The internal structure of the discrete power semiconductor element described above can be configured by a vertical arrangement, a horizontal arrangement, a multi-layer arrangement, etc. Considering connectivity, the electrode can be drawn out in any direction.

《第3実施形態》
図13は発明の他の実施形態に係る電力変換装置の構造の概略を示す平面図である。本例では上述した第1実施形態に対して、基板上におけるブリッジ回路素子201〜206、共通電極103、104及び中間電極1051〜1056のレイアウトが異なる。これ以外の構成は上述した第1実施形態と同じであるため、その記載を適宜、援用する。
<< Third Embodiment >>
FIG. 13: is a top view which shows the outline of the structure of the power converter device which concerns on other embodiment of invention. In this example, the layout of the bridge circuit elements 201 to 206, the common electrodes 103 and 104, and the intermediate electrodes 1051 to 1056 on the substrate is different from the first embodiment described above. Since the configuration other than this is the same as that of the first embodiment described above, the description thereof is incorporated as appropriate.

本例は、図13に示すように、基板102の一方に、V−相のブリッジ回路素子204、W+相のブリッジ回路素子205及びU−相のブリッジ回路素子202を一列に配置し、基板102の他方に、U+相のブリッジ回路素子201、W−相のブリッジ回路素子206及びV+相のブリッジ回路素子203を一列に配置する。SW11、31、51及びFWD22、42、62を基板102の中央部に向けて配置し、SW21、41、61及びFWD12、32、52を基板102の側方に向けて配置する。そして、共通電極103、104を基板102上の中央部分に、各中間電極1051〜1056を基板102上の端部に配置する。すなわち、基板102上において、ブリッジ回路素子201〜206は、U+、W−、V+、U−、W+、V−の順番で環状に配置される。   In this example, as shown in FIG. 13, a V− phase bridge circuit element 204, a W + phase bridge circuit element 205, and a U− phase bridge circuit element 202 are arranged in a row on one side of the substrate 102. The U + phase bridge circuit element 201, the W− phase bridge circuit element 206, and the V + phase bridge circuit element 203 are arranged in a row. SW11, 31, 51 and FWD22, 42, 62 are arranged toward the center of the substrate 102, and SW21, 41, 61 and FWD12, 32, 52 are arranged toward the side of the substrate 102. Then, the common electrodes 103 and 104 are disposed at the center portion on the substrate 102, and the intermediate electrodes 1051 to 1056 are disposed at the end portions on the substrate 102. That is, on the substrate 102, the bridge circuit elements 201 to 206 are annularly arranged in the order of U +, W−, V +, U−, W +, and V−.

上記のように本例は、ブリッジ回路素子205とブリッジ回路素子202、204とを交互に列状に配置し、ブリッジ回路素子201、203とブリッジ回路素子206とを交互に列状に配置する。そして、ブリッジ回路素子201〜206に含まれる素子が、ブリッジ回路素子202、204、205により形成される素子の列とブリッジ回路素子201、203、206により形成される回路列との間の中心点に対して点対称になるよう配置され、ブリッジ回路素子202、204、205により形成される素子の列の各相と、ブリッジ回路素子201、203、206により形成される回路列の各相とが、当該中心点に対して点対称になるように、ブリッジ回路素子201〜206が基板上に配置される。   As described above, in this example, the bridge circuit elements 205 and the bridge circuit elements 202 and 204 are alternately arranged in a row, and the bridge circuit elements 201 and 203 and the bridge circuit elements 206 are alternately arranged in a row. The elements included in the bridge circuit elements 201 to 206 are the center points between the element rows formed by the bridge circuit elements 202, 204, and 205 and the circuit rows formed by the bridge circuit elements 201, 203, and 206. Each phase of the element array formed by the bridge circuit elements 202, 204, 205 and each phase of the circuit array formed by the bridge circuit elements 201, 203, 206 are The bridge circuit elements 201 to 206 are arranged on the substrate so as to be point-symmetric with respect to the center point.

これにより、本例は、動作している素子同士と、動作していない素子同士とが集まるように、ブリッジ回路素子201〜206が基板上に実装されるため、任意の電気角において、各相間で互いに電流を打ち消し合うことができ、コンデンサでの損失を抑制することができる。   As a result, in this example, the bridge circuit elements 201 to 206 are mounted on the substrate so that the operating elements and the non-operating elements are gathered. Thus, the currents can be canceled with each other, and loss in the capacitor can be suppressed.

なお、本例は、図13に示すような、三相のインバータ回路素子の構造に限らず、図14に示すように、五相のインバータ回路素子の構造でもよく、三相、五相以外の他の多相のインバータ回路素子の構造でもよい。   This example is not limited to the structure of the three-phase inverter circuit element as shown in FIG. 13, but may be the structure of a five-phase inverter circuit element as shown in FIG. Another multi-phase inverter circuit element structure may be used.

図14に示すように、五相のインバータ回路素子を有する電力変換装置10は、基板102の一方に、ブリッジ回路素子206、209、204、207、202の順で一列に配置し、基板102の他方に、ブリッジ回路素子201、208、203、210、205の順で一列に配置する。なお、ブリッジ回路素子207、208、209、210は、それぞれX+相、X−相、Y+相、Y−相に相当する。これにより、基板102上において、ブリッジ回路素子201〜210は、U+、X−、V+、Y−、W+、U−、X+、V−、Y+、W−の順番で環状に配置される。   As shown in FIG. 14, the power conversion device 10 having a five-phase inverter circuit element is arranged on one side of the board 102 in a row in the order of the bridge circuit elements 206, 209, 204, 207, 202. On the other hand, the bridge circuit elements 201, 208, 203, 210, and 205 are arranged in a line in this order. The bridge circuit elements 207, 208, 209, and 210 correspond to the X + phase, the X− phase, the Y + phase, and the Y− phase, respectively. Thereby, on the board | substrate 102, the bridge circuit elements 201-210 are cyclically arrange | positioned in order of U +, X-, V +, Y-, W +, U-, X +, V-, Y +, W-.

なお、上記において、図13に示すブリッジ回路素子202、204、205又は図14に示すブリッジ回路素子202、204、206、207、209により形成される素子の列が本発明の「第1のブリッジ回路素子列」に相当し、図13に示すブリッジ回路素子201、203、206又は図14に示すブリッジ回路素子201、203、205、208、210により形成される素子の列が本発明の「第2のブリッジ回路素子列」に相当する。   In the above, the row of elements formed by the bridge circuit elements 202, 204, 205 shown in FIG. 13 or the bridge circuit elements 202, 204, 206, 207, 209 shown in FIG. Corresponding to the “circuit element array”, the array of elements formed by the bridge circuit elements 201, 203, 206 shown in FIG. 13 or the bridge circuit elements 201, 203, 205, 208, 210 shown in FIG. 2 bridge circuit element rows ”.

10…電力変換装置
1〜6…ブリッジ回路
7…コンデンサ
11、21、31、41、51、61…スイッチング素子(SW)
12、22、32、42、52、62…フライホールドダイオード(FWD)
101…電源ライン
102…基板
103、104…共通電極
1051〜1056…中間電極
106、107…配線
81、83…スイッチング素子
82、84…ダイオード
801…上アーム
802…下アーム
811〜813…ブリッジ回路
201〜210…ブリッジ回路素子
501…正極端子
502…端子
503…負極端子
511、521…IGBT
512、522…ダイオード
510…上アーム
520…下アーム
900…バッテリ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Power converter 1-6 ... Bridge circuit 7 ... Capacitor 11, 21, 31, 41, 51, 61 ... Switching element (SW)
12, 22, 32, 42, 52, 62 ... fly hold diode (FWD)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 ... Power supply line 102 ... Board | substrate 103, 104 ... Common electrode 1051-1056 ... Intermediate electrode 106, 107 ... Wiring 81, 83 ... Switching element 82, 84 ... Diode 801 ... Upper arm 802 ... Lower arm 811-813 ... Bridge circuit 201 -210 ... Bridge circuit element 501 ... Positive terminal 502 ... Terminal 503 ... Negative terminal 511, 521 ... IGBT
512, 522 ... Diode 510 ... Upper arm 520 ... Lower arm 900 ... Battery

Claims (6)

多相の交流モータに電力を供給する電力変換装置において、
電源ラインのP極側に接続される第1のスイッチング素子と、前記第1のスイッチング素子の順方向導通時に流れる電流の向きと逆向きで、一端が前記第1のスイッチング素子に直列接続され、他端が前記電源ラインのN極側に接続される第1のダイオードとを有する第1のブリッジ回路素子と、
前記第1のスイッチング素子の順方向導通時に流れる電流の向きと逆向きで、P極側に接続される第2のダイオードと、前記第2のダイオードの順方向導通時に流れる電流の向きと逆向きで、一端が前記第2のダイオードに直列接続され、他端が前記電源ラインのN極側に接続される第2のスイッチング素子とを有する第2のブリッジ回路素子とを備え、
前記第1のブリッジ回路素子は、前記第2のブリッジ回路素子と並列に配置されている
ことを特徴とする電力変換装置。
In a power converter that supplies power to a multiphase AC motor,
A first switching element connected to the P-pole side of the power supply line, and a direction opposite to the direction of the current flowing when the first switching element conducts in a forward direction, one end of which is connected in series to the first switching element; A first bridge circuit element having a first diode connected to the N pole side of the power supply line at the other end;
The direction of the current flowing when the first switching element is forward conducting is opposite to the direction of the current flowing in the forward direction of the second diode and the direction of the current flowing when the second diode is conducting forwardly. And a second bridge circuit element having one end connected in series to the second diode and the other switching element connected to the N-pole side of the power line.
The power converter according to claim 1, wherein the first bridge circuit element is arranged in parallel with the second bridge circuit element.
前記多相のうち一相に含まれる前記第1のブリッジ回路素子は、
前記多相のうち前記一相と異なる他相に含まれる前記第2のブリッジ回路素子の隣に配置されている
ことを特徴とする請求項1記載の電力変換装置。
The first bridge circuit element included in one of the polyphases is:
2. The power conversion device according to claim 1, wherein the power conversion device is arranged next to the second bridge circuit element included in another phase different from the one phase in the multiphase.
複数の前記第1のブリッジ回路素子のうち、電気角の順序で並列に配置された少なくとも二つの前記第1のブリッジ回路素子の間には、前記二つの第1のブリッジ回路素子の相と異なる相の前記第2のブリッジ回路素子が配置されている
ことを特徴とする請求項1又は2記載の電力変換装置。
Among the plurality of first bridge circuit elements, the phase of the two first bridge circuit elements is different between at least two of the first bridge circuit elements arranged in parallel in the order of electrical angles. The power converter according to claim 1 or 2, wherein the second bridge circuit element of a phase is arranged.
前記第1のブリッジ回路素子及び第2のブリッジ回路素子は、
電源ラインのP極側に接続される共通のP極側の共通電極と、
電源ラインのN極側に接続される共通のN極側の共通電極と、
前記第1のスイッチング素子と前記第1のダイオードとの接続点、及び前記第2のスイッチング素子と前記第2のダイオードとの接続点に、それぞれ接続される複数の中間電極とを有し、
前記P極側の共通電極、前記N極側の共通電極及び前記複数の中間電極は、並列に配置されていることを特徴とする
請求項1〜3のいずれか一項に記載の電力変換装置。
The first bridge circuit element and the second bridge circuit element are:
A common electrode on the P-pole side connected to the P-pole side of the power supply line;
A common electrode on the N pole side connected to the N pole side of the power supply line;
A plurality of intermediate electrodes respectively connected to a connection point between the first switching element and the first diode and a connection point between the second switching element and the second diode;
The power converter according to claim 1, wherein the common electrode on the P pole side, the common electrode on the N pole side, and the plurality of intermediate electrodes are arranged in parallel. .
前記第1のブリッジ回路素子及び前記第2のブリッジ回路素子を列状に並べた第1のブリッジ回路素子列と、
前記第1のブリッジ回路素子及び前記第2のブリッジ回路素子を列状に並べた第2のブリッジ回路素子列とをさらに備え、
前記第1のブリッジ回路素子列に含まれる、前記第1のブリッジ回路素子及び前記第2のブリッジ回路素子の各相と、前記第2のブリッジ回路素子列に含まれる、前記第1のブリッジ回路素子及び前記第2のブリッジ回路素子の各相とが、同相で、それぞれ向き合うように配置されている
ことを特徴とする請求項4記載の電力変換装置。
A first bridge circuit element row in which the first bridge circuit elements and the second bridge circuit elements are arranged in a row;
A second bridge circuit element row in which the first bridge circuit elements and the second bridge circuit elements are arranged in a line;
Each phase of the first bridge circuit element and the second bridge circuit element included in the first bridge circuit element array, and the first bridge circuit included in the second bridge circuit element array 5. The power conversion device according to claim 4, wherein the element and each phase of the second bridge circuit element are arranged in the same phase and face each other.
前記第1のブリッジ回路素子及び前記第2のブリッジ回路素子を交互に列状に並べた第1のブリッジ回路素子列と、
前記第1のブリッジ回路素子及び前記第2のブリッジ回路素子を交互に列状に並べた第2のブリッジ回路素子列とをさらに備え、
前記第1のブリッジ回路素子列及び前記第2のブリッジ回路素子列は、
前記第1のブリッジ回路素子及び前記第2のブリッジ回路素子が、前記第1のブリッジ回路素子列と前記第2のブリッジ回路素子列との間の中心点に対して点対称になるように配置され、かつ、
前記第1のブリッジ回路素子列の前記中間端子の各相と、前記第2のブリッジ回路素子列の前記中間端子とが、前記中心点に対して点対称になるように配置されている
ことを特徴とする請求項4又は5記載の電力変換装置。
A first bridge circuit element row in which the first bridge circuit elements and the second bridge circuit elements are alternately arranged in a row;
A second bridge circuit element array in which the first bridge circuit elements and the second bridge circuit elements are alternately arranged in a line;
The first bridge circuit element row and the second bridge circuit element row are:
The first bridge circuit element and the second bridge circuit element are arranged so as to be point-symmetric with respect to a center point between the first bridge circuit element array and the second bridge circuit element array. And
Each phase of the intermediate terminal of the first bridge circuit element array and the intermediate terminal of the second bridge circuit element array are arranged so as to be point-symmetric with respect to the center point. 6. The power conversion device according to claim 4 or 5, characterized in that:
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001346384A (en) * 2000-05-31 2001-12-14 Mitsubishi Electric Corp Power module
JP2008206243A (en) * 2007-02-19 2008-09-04 Hitachi Ltd Power conversion device
WO2011004081A1 (en) * 2009-07-08 2011-01-13 Centre National De La Recherche Scientifique Power electronic module

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001346384A (en) * 2000-05-31 2001-12-14 Mitsubishi Electric Corp Power module
JP2008206243A (en) * 2007-02-19 2008-09-04 Hitachi Ltd Power conversion device
WO2011004081A1 (en) * 2009-07-08 2011-01-13 Centre National De La Recherche Scientifique Power electronic module
JP2012533268A (en) * 2009-07-08 2012-12-20 サントル ナショナル ドゥ ラ ルシェルシュ シアンティフィク Power electronics module

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