JP5532554B2

JP5532554B2 - Power converter

Info

Publication number: JP5532554B2
Application number: JP2008153298A
Authority: JP
Inventors: 啓輔山城
Original assignee: Fuji Electric Co Ltd
Current assignee: Fuji Electric Co Ltd
Priority date: 2008-06-11
Filing date: 2008-06-11
Publication date: 2014-06-25
Anticipated expiration: 2028-06-11
Also published as: JP2009303341A

Description

本発明は、伝導ノイズおよび／または放射ノイズを低減する電力変換装置に関する。具体的には、ノイズ電流が流れる経路にある配線および基板において、表皮効果を用いてノイズを低減するための周波数領域で抵抗を持たせることによって、ノイズの低減を図る電力変換装置に関する。 The present invention relates to a power conversion device that reduces conduction noise and / or radiation noise. Specifically, the present invention relates to a power conversion device that reduces noise by providing resistance in a frequency region for reducing noise using a skin effect in a wiring and a substrate on a path through which a noise current flows.

近年、ＥＭＣ（Ｅｌｅｃｔｒｏ−ＭａｇｎｅｔｉｃＣｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙ：電磁環境適合性）に関する規制が厳しくなる中、様々な電気電子機器から発生するノイズの低減が技術課題となっている。特にこれら電気電子機器の部品である半導体などのスイッチング素子がオン・オフ動作することによって発生するノイズの低減について対策が求められている。 In recent years, as regulations regarding EMC (Electro-Magnetic Compatibility) become stricter, reduction of noise generated from various electric and electronic devices has become a technical issue. In particular, countermeasures are required for reducing noise generated by switching on and off of switching elements such as semiconductors which are components of these electric and electronic devices.

ノイズ対策を行う上で、ノイズ電流の経路となる部位へインピーダンスを追加することが有効である。例えば、特許文献１にはフェライトコアの挿入が記載されている。しかし、例えば大電流が流れる部位へ適用する際には、コアの損失によって自己発熱して容易に温度が上昇するため、注意を要する。その上、材質や対象周波数にもよるが、どのようなフェライトコアであってもインダクタンスが追加されるため、サージを増加させる要因となりうる。 In taking measures against noise, it is effective to add an impedance to a site serving as a path of noise current. For example, Patent Document 1 describes the insertion of a ferrite core. However, for example, when applied to a portion where a large current flows, care must be taken because the temperature easily rises due to self-heating due to loss of the core. In addition, depending on the material and target frequency, any ferrite core adds inductance, which can increase surge.

さらに特許文献２では、直流的には絶縁されているものの、ノイズ周波数の観点から電流の経路となる、電力変換器の接続したフィンやＡＣリアクトル、負荷であるモ一タの接地線に対して抵抗を外付け素子として追加する方法が記載されている。しかし、抵抗を追加した配線部がインダクタンスとして作用してしまう。このインダクタンスは、わずか数ｎＨ〜数十ｎＨ程度であるが、例えばスイッチング素子を用いたインバータの主回路などの大電流が流れる部位へ適用すると、スイッチング時のサージが大きくなる原因となる。したがって、わずかであってもインダクタンスを増加させるのが困難な部位に対して物理的に部品を追加することは困難である。さらに部品の追加はコストの上昇にもつながる。 Further, in Patent Document 2, although it is insulated in terms of direct current, it becomes a current path from the viewpoint of noise frequency, with respect to the fin connected to the power converter, the AC reactor, and the ground line of the motor that is a load. A method of adding a resistor as an external element is described. However, the wiring part to which the resistor is added acts as an inductance. This inductance is only about several nH to several tens of nH, but if applied to a portion where a large current flows, such as a main circuit of an inverter using a switching element, it causes a surge at the time of switching. Therefore, it is difficult to physically add a part to a portion where it is difficult to increase the inductance even if it is slight. Furthermore, the addition of parts leads to an increase in cost.

上述の対策では何らかの外付け素子が必要である。これに対し、表皮効果を用いてノイズを抑制する方法も提案されている。例えば特許文献３では、電力用インバータモジュールに関して、回路パターンとして抵抗率の低い主配線と抵抗率および透磁率の高い表皮配線を備え、表皮配線部でノイズを抑制する方法が記載されている。 The above measures require some external elements. On the other hand, a method for suppressing noise using the skin effect has also been proposed. For example, Patent Document 3 describes a method for suppressing noise at a skin wiring portion, which includes a main wiring with a low resistivity and a skin wiring with a high resistivity and magnetic permeability as a circuit pattern for a power inverter module.

また、特許文献４では、電力変換回路を構成する銅製の配線またはブスバーを含む電極の表面にめっきを施すことや、抵抗性塗料またはフェライトなどの磁性物質を混合した材料を塗装することによって表皮部でノイズを抑制する方法が記載されている。 Further, in Patent Document 4, a skin portion is formed by plating a surface of an electrode including a copper wiring or bus bar constituting a power conversion circuit, or by coating a material mixed with a magnetic substance such as a resistive paint or ferrite. Describes a method of suppressing noise.

特許第２８５１２６８号公報Japanese Patent No. 2851268 特開２００６−２５４６７号公報JP 2006-25467 A 特開２００１−３２６３００号公報JP 2001-326300 A 特開２００５−２０８６８号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2005-20868

しかしながら、従来技術では、表皮効果を得るための対象とする周波数が明確ではなかった。さらに、この周波数に伴って決まる表皮厚さも不明であった。
また、従来技術のように高抵抗の被覆を施しても、表皮効果が必ず得られるというわけではない。表皮効果によれば導体の表皮すなわち外壁を通って電流が流れるが、高い抵抗の材料を用いて被覆された場合は被覆部に電流は流れず、被覆部よりも内側で表皮を形成して電流が流れる。つまり、高抵抗の被覆を施しても被覆部に電流が流れないため、導体の抵抗を持たせることができない。そればかりか、例えば高抵抗で低熱伝導の樹脂材料などを銅バーなどに適用した場合には、バーの放熱特性を阻害してしまう弊害も発生する。 However, in the prior art, the target frequency for obtaining the skin effect was not clear. Furthermore, the skin thickness determined with this frequency was unknown.
Further, even if a high resistance coating is applied as in the prior art, the skin effect is not necessarily obtained. According to the skin effect, current flows through the skin or outer wall of the conductor, but when coated with a material with high resistance, no current flows through the coated part, forming a skin inside the coated part and forming a current. Flows. That is, even if a high-resistance coating is applied, no current flows through the coating portion, so that the resistance of the conductor cannot be provided. In addition, when, for example, a resin material having high resistance and low thermal conductivity is applied to a copper bar or the like, there is a problem that the heat dissipation characteristics of the bar are hindered.

上記問題を解決するため、本発明に係る電力変換装置は、半導体スイッチング素子を備える電力変換装置であって、該装置の内部の配線および／または基板に用いる導体を少なくとも２種類以上の材料で構成し、前記材料のうち第１の材料を前記導体の中心部に用い、前記材料のうち第２の材料を前記導体の表皮部に用い、前記第１の材料が銅であり、前記第２の材料が青銅またはクロムであり、前記導体の表面からの距離と電流密度との関係を表す電流密度の断面プロファイルにおいて、前記第１の材料の表面および前記第２の材料の表面それぞれにピーク値が現れることを特徴とする。 In order to solve the above problem, a power conversion device according to the present invention is a power conversion device including a semiconductor switching element, and a conductor used for wiring and / or a substrate inside the device is made of at least two kinds of materials. The first material of the materials is used for the central portion of the conductor, the second material of the materials is used for the skin of the conductor, the first material is copper, and the second material The material is bronze or chrome, and in the cross-sectional profile of the current density representing the relationship between the distance from the surface of the conductor and the current density, each of the surface of the first material and the surface of the second material has a peak value. It is characterized by appearing.

本発明によれば、電力変換装置内の電流が流れる経路にある導体部に対し、表皮効果を用いて抵抗を持たせることによりノイズを低減することができる。本発明では、部品の追加により生じるインダクタンスの増加がないため、サージ対策が困難な部位への適用もできるとともに、直流的には中心導体の特性とほぼ変わらない特性が得られるため、対象とする１ＭＨｚ以上１００ＭＨｚ以下の高周波ノイズを効果的に抑制することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, noise can be reduced by giving resistance using the skin effect with respect to the conductor part in the path | route through which the electric current in a power converter device flows. In the present invention, since there is no increase in inductance caused by the addition of parts, it can be applied to a part where surge countermeasures are difficult, and characteristics that are almost the same as the characteristics of the central conductor in terms of DC can be obtained. High frequency noise of 1 MHz to 100 MHz can be effectively suppressed.

次に、本発明に係る電力変換装置の形態のうち最良のものについて図面を参照しながら詳細に説明する。 Next, the best form of the power converter according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

本発明に係る電力変換装置では、表皮効果を起こす上で対象とする周波数を、半導体スイッチング素子を介して発生する伝導ノイズおよび／または放射ノイズの帯域である１ＭＨｚ以上１００ＭＨｚ以下としている。そして、本発明に係る電力変換装置では、その内部の配線および／または基板に用いる導体に対し、この周波数に基づく表皮厚さで被覆を施すことが好適である。ここで、σを導電率（Ω^−１・ｍ^−１）、μを透磁率（Ｈ／ｍ）、ωを角周波数（Ｈｚ）とすると、周波数ｆ（Ｈｚ）と表皮厚さＤ_Ｓ（ｍ）との関係は以下の式で表される。

In the power conversion device according to the present invention, the target frequency for causing the skin effect is 1 MHz to 100 MHz, which is a band of conduction noise and / or radiation noise generated via the semiconductor switching element. And in the power converter device which concerns on this invention, it is suitable to coat | cover with the skin thickness based on this frequency with respect to the conductor used for the wiring inside and / or a board | substrate. Here, when σ is conductivity (Ω ⁻¹ · m ⁻¹ ), μ is magnetic permeability (H / m), and ω is angular frequency (Hz), frequency f (Hz) and skin thickness D _S (m ) Is expressed by the following equation.

本発明の一実施の形態によれば、上記導体の中心部の材料（第１の材料ともいう）として銅を用いる。銅の導電率はσ＝５９．６×１０^６［Ω^−１・ｍ^−１］、透磁率はμ≒μ_０＝４π×１０^−７［Ｈ／ｍ］であるため、１ＭＨｚの場合は表皮厚さＤ_ｓ≒６５μｍ、１００ＭＨｚの場合は表皮厚さＤ_ｓ≒６．５μｍとなる。したがって、第１の材料として銅を用いた場合、６．５μｍ以上６５μｍ以下の厚さの範囲で被覆を施すことが好適な範囲となる。 According to one embodiment of the present invention, copper is used as a material (also referred to as a first material) for the central portion of the conductor. The conductivity of copper is σ = 59.6 × 10 ⁶ [Ω ⁻¹ · m ⁻¹ ], and the magnetic permeability is μ≈μ ₀ = 4π × 10 ⁻⁷ [H / m]. the thickness _{D s} ≒ _65μm, in the case of 100MHz the skin depth _{D s} ≒ 6.5 [mu] m. Therefore, when copper is used as the first material, it is preferable to apply the coating in a thickness range of 6.5 μm to 65 μm.

本発明者らは、被覆に用いる材料の導電率に関する最適な数値範囲を見出すために鋭意検討を行った。 The present inventors have conducted intensive studies in order to find an optimum numerical range regarding the conductivity of the material used for coating.

まず、図１は、このような目的のための解析に用いたブスバーを示している。このブスバーはコの字状であり、厚さは１ｍｍである。中心導体の材料はＣｕである。なお、本解析において、アンソフト社のＭａｘｗｅｌｌ３Ｄという解析ソフトを用いた。
解析には、図１に示すブスバー形状は図１に向かって左右、およびブスバーの厚み方向に対して対称性を有しているため、１／４モデルを用いて解析した。解析モードとしては、渦電流を考慮したモードであるeddy currentモードを用いた。周波数は上記範囲内で抵抗を持たせたい周波数としてここでは１０ＭＨｚで解析した例を示す。また、解析結果から表皮効果による抵抗値の変化を検証できる様に、表皮材料を変えたときのブスバーのトータルの抵抗値と、断面プロファイルを求めた。 First, FIG. 1 shows a bus bar used for analysis for such a purpose. This bus bar is U-shaped and has a thickness of 1 mm. The material of the center conductor is Cu. In this analysis, analysis software called Maxwell 3D from Ansoft was used.
In the analysis, the bus bar shape shown in FIG. 1 has symmetry with respect to the right and left as viewed in FIG. 1 and the thickness direction of the bus bar. As an analysis mode, an eddy current mode, which considers eddy currents, was used. Here, an example is shown in which the frequency is analyzed at 10 MHz as a frequency to be given resistance within the above range. In addition, the total resistance value and cross-sectional profile of the bus bar when the skin material was changed were obtained so that the change in resistance value due to the skin effect could be verified from the analysis results.

その結果、被覆に用いる材料（第２の材料ともいう）は高抵抗であればよいというわけではないことが判明した。これは、高抵抗の材料を施しても、その内側に表皮を形成して導体内部に電流が流れてしまうため、抵抗を持たせることができない場合があるためと判断された。 As a result, it has been found that the material used for coating (also referred to as the second material) does not have to be high resistance. This was considered to be because even if a high-resistance material was applied, a skin would be formed inside the material and current would flow inside the conductor, so that resistance could not be provided.

表１には、代表的な表皮材質としてＣｕ（銅）、金（ｇｏｌｄ）、青銅（ｂｒｏｎｚｅ）、クロム（ｃｈｒｏｍｉｕｍ）、ステンレス鋼（ＳｔａｉｎｌｅｓｓＳｔｅｅｌ）、ネオジム鉄（ＮｄＦｅ３５）、グラファイト（Ｇｒａｐｈｉｔｅ）および海水（ＳｅａＷａｔｅｒ）のそれぞれの導電率と導電率（Ｃｕ比）と抵抗とを示す。図２は、表１をグラフ化したものである。

Table 1 shows typical skin materials such as Cu (copper), gold (gold), bronze, chromium, stainless steel (Stainless Steel), neodymium iron (NdFe35), graphite and seawater. The respective conductivity, conductivity (Cu ratio) and resistance of (SeaWater) are shown. FIG. 2 is a graph of Table 1.

表１および図２からわかるように、系全体の材質をＣｕにした場合と比べて、中心導体（Ｃｕ）よりもやや導電率が低い導電材料、例えば青銅やクロムを用いた場合に最も抵抗が上昇し、約１．４倍まで大きくなる。さらに導電率の低い材料を用いても系全体の抵抗の上昇は見られない。 As can be seen from Table 1 and FIG. 2, the resistance is highest when a conductive material, such as bronze or chromium, having a conductivity slightly lower than that of the central conductor (Cu) is used compared to the case where the material of the entire system is Cu. It rises and grows up to about 1.4 times. Furthermore, even if a material having a low conductivity is used, the resistance of the entire system is not increased.

この原因は、表皮に電流が流れなくなるためと考えることができる。図３には、被覆材質（Ｃｕ、青銅、ステンレス鋼およびグラファイト）をパラメータとした場合の断面の電流プロファイルを示した。 This can be attributed to the fact that no current flows through the epidermis. FIG. 3 shows a current profile of a cross section when the coating material (Cu, bronze, stainless steel, and graphite) is used as a parameter.

系全体をＣｕにした場合には表皮に向かうにしたがって電流が大きくなっている。これに対し、上述したように最も抵抗が上昇した青銅を用いた場合には、被覆部と内部導体の両方に電流が流れ、２段型のプロファイルとなっている。これ以上低い伝導率の材料を用いた場合は、被覆部には電流が流れなくなっている。このように、中心導体に比べてやや低めの伝導率を持つ導電材料で被覆することによって、この被覆部に電流が流れ、系全体としての抵抗値を増加させることができることが了解される。 When the entire system is made of Cu, the current increases toward the skin. On the other hand, when bronze with the highest resistance is used as described above, current flows through both the covering portion and the inner conductor, resulting in a two-stage profile. When a material having a lower conductivity is used, no current flows through the covering portion. Thus, it is understood that by covering with a conductive material having a slightly lower conductivity than the central conductor, a current flows through the covering portion, and the resistance value of the entire system can be increased.

以上のことから、抵抗値にピークを発生するときの導電率は、表１に示されているようにＣｕ比で約２％以上約７１％以下であることが導き出された。 From the above, it was derived that the electrical conductivity when a peak occurs in the resistance value is about 2% or more and about 71% or less in terms of Cu ratio as shown in Table 1.

次に、本発明に係る電力変換装置を、具体的な装置に適用した実施の形態について説明する。
図４にこのような実施の形態として、電力変換装置の一種であるインバータ装置に、本発明を適用したものを示す。図４は、本実施の形態に係るインバータ装置４０の回路構成を概念的に示している。
このインバータ装置４０は、ＩＧＢＴ（ＩｎｓｕｌａｔｅｄＧａｔｅＢｉｐｏｌａｒＴｒａｎｓｉｓｔｏｒ：絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）モジュール１とダイオードモジュール２とスナバコンデンサ３とを主な回路要素として備えている。ＩＧＢＴモジュール１は、スイッチング素子として機能する。
また、インバータ装置４０は、内部に銅バー配線４を備え、回路要素間を接続している。
さらに、インバータ装置４０は、図示のように、両端の導線配線５によって、負荷７と交流電圧源８とに電気的に接続されている。
そして、インバータ装置４０には、その全体の冷却を行うための冷却フィン６が設けられている。 Next, an embodiment in which the power conversion device according to the present invention is applied to a specific device will be described.
FIG. 4 shows an embodiment in which the present invention is applied to an inverter device which is a kind of power converter as such an embodiment. FIG. 4 conceptually shows the circuit configuration of the inverter device 40 according to the present embodiment.
The inverter device 40 includes an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) module 1, a diode module 2, and a snubber capacitor 3 as main circuit elements. The IGBT module 1 functions as a switching element.
Moreover, the inverter apparatus 40 is provided with the copper bar wiring 4 inside, and has connected between circuit elements.
Further, the inverter device 40 is electrically connected to the load 7 and the AC voltage source 8 by the conductive wire 5 at both ends as shown in the figure.
And the inverter apparatus 40 is provided with the cooling fin 6 for cooling the whole.

インバータ装置４０について、具体的にはノイズ電流が流れる経路に存在する導体（第１の材料で構成された中心部）であれば、そのような導体を、第２の材料で覆うことができる。第２の材料は表皮部を構成する。第２の材料の導電率は、前記第１の材料の導電率の２％以上７１％以下である。
図５に、このような導体として、ＩＧＢＴモジュール１の入出力端子１１を適用対象とした実施の形態を示す。入出力端子１１には、被覆１１１による被覆が施されている。
図５の形態では、スナバコンデンサ３とＩＧＢＴモジュール１との間の共振により発生するノイズに対応することができる。 As for the inverter device 40, specifically, if it is a conductor (a central portion made of the first material) existing in a path through which a noise current flows, such a conductor can be covered with the second material. The second material constitutes the skin part. The conductivity of the second material is 2% or more and 71% or less of the conductivity of the first material.
FIG. 5 shows an embodiment in which the input / output terminal 11 of the IGBT module 1 is applied as such a conductor. The input / output terminal 11 is covered with a covering 111.
In the form of FIG. 5, it is possible to cope with noise generated by resonance between the snubber capacitor 3 and the IGBT module 1.

図６に、前記導体として、ＩＧＢＴモジュール１内部のボンディングワイヤー１２を適用対象とした実施の形態を示す。ボンディングワイヤー１２には、被覆１２１による被覆が施されている。
また、図７に、前記導体として、スナバコンデンサ３のスナバコンデンサ端子３１を適用対象とした実施の形態を示す。スナバコンデンサ端子３１には、被覆３１１による被覆が施されている。
さらに、図８に、前記導体として、ＩＧＢＴモジュール１の入出力端子につながる銅バー４１を適用対象とした実施の形態を示す。銅バー４１には、被覆４１１による被覆が施されている。
なお、図９の形態のように銅バー４１の代わりに導線５１を用いることもできる。導線５１には、被覆５１１による被覆が施されている。
図６〜図９のいずれの適用箇所も、スナバコンデンサ３とＩＧＢＴモジュール１との間の共振により発生するノイズにまつわる箇所である。したがって、これらの適用箇所に表皮部を設けたことにより、いずれの形態でもノイズ抑制効果を期待することができる。 FIG. 6 shows an embodiment in which the bonding wire 12 inside the IGBT module 1 is applied as the conductor. The bonding wire 12 is coated with a coating 121.
FIG. 7 shows an embodiment in which the snubber capacitor terminal 31 of the snubber capacitor 3 is applied as the conductor. The snubber capacitor terminal 31 is coated with a coating 311.
Furthermore, FIG. 8 shows an embodiment in which a copper bar 41 connected to an input / output terminal of the IGBT module 1 is applied as the conductor. The copper bar 41 is coated with a coating 411.
In addition, the conducting wire 51 can also be used instead of the copper bar 41 like the form of FIG. The conducting wire 51 is covered with a covering 511.
6 to 9 are places related to noise generated by resonance between the snubber capacitor 3 and the IGBT module 1. Therefore, by providing a skin portion at these application locations, a noise suppression effect can be expected in any form.

導体配線はもちろんのこと、直流的には絶縁されていても、交流で見た場合にノイズ電流が流れる経路に存在する導体へ適用することもできる。
このような導体を適用対象とした形態として、図１０は、冷却フィン６１を適用対象とした形態を示している。冷却フィン６１には、被覆６１１による被覆が施されている。同様の趣旨で、ＩＧＢＴモジュール１の銅ベース板１３を適用対象とした形態を図１１に示している。銅ベース板１３には、被覆１３１による被覆が施されている。
これらの適用箇所も交流的には、スナバコンデンサ３とＩＧＢＴモジュール１との間の共振にまつわるノイズの影響を受ける。したがって、これらの適用箇所に表皮部を設けたことにより、いずれの形態でもノイズ抑制効果を期待することができる。
なお、図５〜１１の個々の形態は、いずれか一つでも、幾つかを組み合わせても、また全てを備えるようにしても実施することができる。 Of course, the conductor wiring can be applied to a conductor that exists in a path through which a noise current flows when viewed in an alternating current, even if it is insulated in a direct current.
FIG. 10 shows a configuration in which the cooling fins 61 are applied as an application target of such a conductor. The cooling fin 61 is coated with a coating 611. For the same purpose, FIG. 11 shows a configuration in which the copper base plate 13 of the IGBT module 1 is applied. The copper base plate 13 is coated with a coating 131.
These application locations are also affected by noise related to resonance between the snubber capacitor 3 and the IGBT module 1 in terms of alternating current. Therefore, by providing a skin portion at these application locations, a noise suppression effect can be expected in any form.
Note that each of the forms shown in FIGS. 5 to 11 can be implemented by any one, a combination of some, or all of them.

上述した実施の形態によるノイズ抑制効果について説明する。中心導体にＣｕを用い、対象周波数を１０ＭＨｚに定めた場合には、先に記載した解析結果に示すように、抵抗が１．４倍上昇する。したがって、図５〜１１の形態で、銅もしくはアルミ等の導電率が高い材料で導電経路が形成されており、これに経路のインピーダンスが律則されていれば、３ｄＢ（∵２０ｌｏｇ（１．４）≒３ｄＢ）ノイズ電流を低減することが可能である。また、（１）式に示すように周波数が大きくなると表皮厚さＤ_ｓは小さくなる。すなわち、より表層に電流が集中するため、被覆による効果が高まる。以下の式で表されるように、吸収損失Ａ（無単位量）は一般に周波数の１／２乗に比例する。

ここで、σは導電率（Ω^−１・ｍ^−１）であり、μは透磁率（Ｈ／ｍ）であり、ｆは周波数（Ｈｚ）であり、ｔは表皮へのめっき厚さ（ｍ）である。 The noise suppression effect by embodiment mentioned above is demonstrated. When Cu is used for the center conductor and the target frequency is set to 10 MHz, the resistance increases by 1.4 times as shown in the analysis result described above. Therefore, if the conductive path is formed of a material having high conductivity such as copper or aluminum in the form of FIGS. 5 to 11 and the impedance of the path is regulated by this, 3 dB (∵20 log (1.4 ) ≈3 dB) Noise current can be reduced. Further, (1) skin depth D _s when the frequency is increased as shown in equation becomes small. That is, since the current is more concentrated on the surface layer, the effect of the coating is enhanced. As represented by the following equation, the absorption loss A (unitless amount) is generally proportional to the 1/2 power of the frequency.

Here, σ is the conductivity (Ω ⁻¹ · m ⁻¹ ), μ is the magnetic permeability (H / m), f is the frequency (Hz), and t is the plating thickness (m ).

対象周波数が３０ＭＨｚの場合は、７．７ｄＢ（∵２０ｌｏｇ（１．４×√（３０／１０））≒７．７ｄＢ）、１００ＭＨｚの場合は、１３ｄＢ（∵２０ｌｏｇ（１．４×√（１００／１０））≒１３ｄＢ）ほど抑制することができる。 When the target frequency is 30 MHz, 7.7 dB (∵20 log (1.4 × √ (30/10)) ≈7.7 dB), and when 100 MHz, 13 dB (∵20 log (1.4 × √ (100 / √) 10)) ≈13 dB).

被覆材料の導電率に対する抵抗の変化を解析した銅バーモデルを表す図である。It is a figure showing the copper bar model which analyzed the change of resistance to the conductivity of covering material. 本発明の原理を表す、被覆材料の導電率に対する抵抗の変化を解析したグラフである。It is the graph which analyzed the change of the resistance with respect to the electrical conductivity of coating | covering material showing the principle of this invention. 銅バーの解析モデルにおける電流密度の断面プロファイルである。It is a cross-sectional profile of the current density in the analytical model of a copper bar. インバータ装置の回路図である。It is a circuit diagram of an inverter apparatus. 本発明の一実施形態に基づくＩＧＢＴモジュールの入出力端子への被覆によるノイズ対策例を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the noise countermeasure example by the covering to the input-output terminal of the IGBT module based on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に基づくＩＧＢＴモジュール内部のボンディングワイヤーへの被覆によるノイズ対策例を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the noise countermeasure example by the coating | covering to the bonding wire inside IGBT module based on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に基づくスナバコンデンサ端子への被覆によるノイズ対策例を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the noise countermeasure example by the covering to the snubber capacitor terminal based on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に基づく銅バーへの被覆によるノイズ対策例を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the noise countermeasure example by the covering to the copper bar based on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に基づく導線への被覆によるノイズ対策例を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the noise countermeasure example by the covering to the conducting wire based on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に基づく冷却フィンへの被覆によるノイズ対策例を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the noise countermeasure example by the coating | cover to the cooling fin based on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に基づくＩＧＢＴモジュールの銅ベースへの被覆によるノイズ対策例を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the noise countermeasure example by the covering to the copper base of the IGBT module based on one Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

１ＩＧＢＴモジュール
２ダイオードモジュール
３スナバコンデンサ
４銅バー配線
５導線配線
６冷却フィン
７負荷
８交流電圧源
１１ＩＧＢＴモジュールの入出力端子
１２ＩＧＢＴモジュールのボンディングワイヤー
１３被覆を施したＩＧＢＴモジュールの銅ベース
３１スナバコンデンサの端子
４０インバータ装置
４１銅バー
５１導線
６１冷却フィン
１１１、１２１、１３１、３１１、４１１、５１１、６１１被覆 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 IGBT module 2 Diode module 3 Snubber capacitor 4 Copper bar wiring 5 Conductor wiring 6 Cooling fin 7 Load 8 AC voltage source 11 IGBT module input / output terminal 12 IGBT module bonding wire 13 Covered IGBT module copper base 31 Snubber Capacitor terminal 40 Inverter device 41 Copper bar 51 Conductor 61 Cooling fins 111, 121, 131, 311, 411, 511, 611 Cover

Claims

半導体スイッチング素子を備える電力変換装置であって、
該装置の内部の配線および／または基板に用いる導体を少なくとも２種類以上の材料で構成し、
前記材料のうち第１の材料を前記導体の中心部に用い、
前記材料のうち第２の材料を前記導体の表皮部に用い、
前記第１の材料が銅であり、前記第２の材料が青銅またはクロムであり、前記導体の表面からの距離と電流密度との関係を表す電流密度の断面プロファイルにおいて、前記第１の材料の表面および前記第２の材料の表面それぞれにピーク値が現れることを特徴とする電力変換装置。 A power conversion device including a semiconductor switching element,
The conductor used for the internal wiring and / or substrate of the device is composed of at least two kinds of materials,
The first material of the materials is used for the central part of the conductor,
Of the materials, the second material is used for the skin of the conductor,
The first material is copper, the second material is bronze or chrome, and in the current density cross-sectional profile representing the relationship between the distance from the surface of the conductor and the current density, the first material A peak value appears on each of the surface and the surface of the second material .