JP6390807B1 - 電力変換装置 - Google Patents
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Abstract
短絡電流に対する耐性の確保が容易な電力変換装置を提供する。
【解決手段】
電力変換装置は、第1半導体スイッチ及び第2半導体スイッチが直列に接続されたスイッチ部を含み、前記第1半導体スイッチ及び第2半導体スイッチの接続点に接続される出力端子が設けられているN(Nは3以上の整数)個の半導体モジュールを備える電力変換装置において、前記N個の半導体モジュールは、前記出力端子が近接するように配置されるとともに、前記N個の半導体モジュールのうち、第1の半導体モジュールの出力端子と第2の半導体モジュールの出力端子とを接続する配線インダクタンスと、前記第1の半導体モジュールの出力端子と第3の半導体モジュールの出力端子とを接続する配線インダクタンスとが略均等になるように接続する出力バーを有する。
【選択図】図2
Description
また、本発明の他の実施の形態の電力変換装置は、第1半導体スイッチ及び第2半導体スイッチが直列に接続されたスイッチ部を含み、前記第1半導体スイッチ及び第2半導体スイッチの接続点に接続される出力端子が設けられているN(Nは3以上の整数)個の半導体モジュールを備える電力変換装置において、前記N個の半導体モジュールは、前記出力端子が近接するように配置されるとともに、前記N個の半導体モジュールのうち、第1の半導体モジュールの出力端子と第2の半導体モジュールの出力端子とを接続する配線インダクタンスと、前記第1の半導体モジュールの出力端子と第3の半導体モジュールの出力端子とを接続する配線インダクタンスとが略均等になるように接続する出力バーを有し、前記Nは4であり、4個の前記半導体モジュールは、4個の出力端子が平面視での2軸方向において2行×2列で配列されるように配置される。
また、本発明の更に他の実施の形態の電力変換装置は、第1半導体スイッチ及び第2半導体スイッチが直列に接続されたスイッチ部を含み、前記第1半導体スイッチ及び第2半導体スイッチの接続点に接続される出力端子が設けられているN(Nは3以上の整数)個の半導体モジュールを備える電力変換装置において、前記N個の半導体モジュールは、前記出力端子が近接するように配置されるとともに、前記N個の半導体モジュールのうち、第1の半導体モジュールの出力端子と第2の半導体モジュールの出力端子とを接続する配線インダクタンスと、前記第1の半導体モジュールの出力端子と第3の半導体モジュールの出力端子とを接続する配線インダクタンスとが略均等になるように接続する出力バーを有し、前記Nは4K(Kは2以上の整数)であり、4K個の前記半導体モジュールは、4個ずつK個のグループに分けられており、各グループ内で4個の出力端子が平面視での2軸方向において2行×2列で配列されるように配置される。
また、本発明の更に他の実施の形態の電力変換装置は、第1半導体スイッチ及び第2半導体スイッチが直列に接続されたスイッチ部を含み、前記第1半導体スイッチ及び第2半導体スイッチの接続点に接続される出力端子が設けられているN(Nは3以上の整数)個の半導体モジュールを備える電力変換装置において、前記N個の半導体モジュールは、前記出力端子が近接するように配置されるとともに、前記N個の半導体モジュールのうち、第1の半導体モジュールの出力端子と第2の半導体モジュールの出力端子とを接続する配線インダクタンスと、前記第1の半導体モジュールの出力端子と第3の半導体モジュールの出力端子とを接続する配線インダクタンスとが略均等になるように接続する出力バーを有し、前記Nは2L(Lは2以上の整数)であり、2L個の前記半導体モジュールは、2L個の出力端子が平面視での2軸方向において2行×L列、又は、L行×2列で配列されるように配置される。
また、本発明の更に他の実施の形態の電力変換装置は、第1半導体スイッチ及び第2半導体スイッチが直列に接続されたスイッチ部を含み、前記第1半導体スイッチ及び第2半導体スイッチの接続点に接続される出力端子が設けられ、前記出力端子が近接するように配置されるN(Nは3以上の整数)個の半導体モジュールと、前記N個の半導体モジュールのうち、第1の半導体モジュールの出力端子と第2の半導体モジュールの出力端子とを接続する配線インダクタンスと、前記第1の半導体モジュールの出力端子と第3の半導体モジュールの出力端子とを接続する配線インダクタンスとが略均等になるように接続する出力バーと、前記N個の半導体モジュールの前記第1半導体スイッチに接続される第1電位側端子を接続する第1電位側バーと、前記第1電位側バーに重ねて配置され、前記N個の半導体モジュールの前記第1半導体スイッチに接続される第2電位側バーと、前記第1電位側バーと前記第2電位側バーとの間を絶縁する絶縁部とを含み、前記第1電位側バー、前記第2電位側バー、及び前記絶縁部は、前記N個の半導体モジュールの境界の少なくとも一部において、前記半導体モジュール同士の隙間の中で折り畳み部を有する。
図1は、実施の形態1の電力変換装置100の回路構成を示す図である。電力変換装置100は、4個の半導体モジュール110、コンデンサ120、Pバー130P、Nバー130N、及び出力バー140を含む。
図5は、実施の形態2の電力変換装置200を示す平面図である。図6は、電力変換装置200を分解した状態を示す平面図である。図7は、一部の構成を拡大して示す図である。図8は、電力変換装置200の断面図である。図8(A)〜(C)に示す断面は、図5におけるA−A矢視断面、B−B矢視断面、C−C矢視断面である。以下、基本的には図5及び図6を用いて各部の説明を行い、図7及び図8については、該当部分を説明する際に用いる。
110 半導体モジュール
111 出力端子
112 P端子
113 N端子
120 コンデンサ
130P、130MP、230P、230M1P Pバー
131P、131MP、231P1、231P2、231M1P2 枠部
132P、132MP、232P 接続部
132PA、232PA 孔部
130N、130MN、230N、230M1N Nバー
131N、131MN、231N1、231N2、231M1N2 枠部
132N、132MN、232N 接続部
132NA、232NA 孔部
140、240、240M1、240M2 出力バー
141、241 中心部
142、242 延在部
143、243 切り欠き部
244、244M1 接続部
150 絶縁紙
M1、M2、M3、M4、M5、M6、M7、M8、M9、M10、M11、M12、M13、M14、M15、M16 半導体スイッチ
Claims (12)
- 第1半導体スイッチ及び第2半導体スイッチが直列に接続されたスイッチ部を含み、
前記第1半導体スイッチ及び第2半導体スイッチの接続点に接続される出力端子が設けられているN(Nは3以上の整数)個の半導体モジュールを備える電力変換装置において、
前記N個の半導体モジュールは、前記出力端子が近接するように配置されるとともに、
前記N個の半導体モジュールのうち、第1の半導体モジュールの出力端子と第2の半導体モジュールの出力端子とを接続する配線インダクタンスと、前記第1の半導体モジュールの出力端子と第3の半導体モジュールの出力端子とを接続する配線インダクタンスとが略均等になるように接続する出力バーを有し、
前記N個の半導体モジュールは、前記N個の出力端子が平面視でN角形の頂点に配列されるように配置される、
電力変換装置。 - 第1半導体スイッチ及び第2半導体スイッチが直列に接続されたスイッチ部を含み、
前記第1半導体スイッチ及び第2半導体スイッチの接続点に接続される出力端子が設けられているN(Nは3以上の整数)個の半導体モジュールを備える電力変換装置において、
前記N個の半導体モジュールは、前記出力端子が近接するように配置されるとともに、
前記N個の半導体モジュールのうち、第1の半導体モジュールの出力端子と第2の半導体モジュールの出力端子とを接続する配線インダクタンスと、前記第1の半導体モジュールの出力端子と第3の半導体モジュールの出力端子とを接続する配線インダクタンスとが略均等になるように接続する出力バーを有し、
前記Nは4であり、
4個の前記半導体モジュールは、4個の出力端子が平面視での2軸方向において2行×2列で配列されるように配置される、
電力変換装置。 - 前記出力バーは、前記2行×2列で配列される4個の出力端子を接続し、平面視で隣接する出力端子同士の間に、前記4個の出力端子の中心に向かって設けられる切り欠き部を有するX字型の出力バーである、請求項2記載の電力変換装置。
- 第1半導体スイッチ及び第2半導体スイッチが直列に接続されたスイッチ部を含み、
前記第1半導体スイッチ及び第2半導体スイッチの接続点に接続される出力端子が設けられているN(Nは3以上の整数)個の半導体モジュールを備える電力変換装置において、
前記N個の半導体モジュールは、前記出力端子が近接するように配置されるとともに、
前記N個の半導体モジュールのうち、第1の半導体モジュールの出力端子と第2の半導体モジュールの出力端子とを接続する配線インダクタンスと、前記第1の半導体モジュールの出力端子と第3の半導体モジュールの出力端子とを接続する配線インダクタンスとが略均等になるように接続する出力バーを有し、
前記Nは4K(Kは2以上の整数)であり、
4K個の前記半導体モジュールは、4個ずつK個のグループに分けられており、各グループ内で4個の出力端子が平面視での2軸方向において2行×2列で配列されるように配置される、
電力変換装置。 - 前記出力バーは、
前記4K個の出力端子を接続し、平面視で隣接する出力端子同士の間に、4K個の前記出力端子の中心に向かって設けられる切り欠き部を有する出力バーである、又は、
前記K個のグループ毎に4個の出力端子を接続し、平面視で隣接する出力端子同士の間に、前記4個の出力端子の中心に向かって設けられる前記切り欠き部を有するX字型の出力バーである、請求項4記載の電力変換装置。 - 第1半導体スイッチ及び第2半導体スイッチが直列に接続されたスイッチ部を含み、
前記第1半導体スイッチ及び第2半導体スイッチの接続点に接続される出力端子が設けられているN(Nは3以上の整数)個の半導体モジュールを備える電力変換装置において、
前記N個の半導体モジュールは、前記出力端子が近接するように配置されるとともに、
前記N個の半導体モジュールのうち、第1の半導体モジュールの出力端子と第2の半導体モジュールの出力端子とを接続する配線インダクタンスと、前記第1の半導体モジュールの出力端子と第3の半導体モジュールの出力端子とを接続する配線インダクタンスとが略均等になるように接続する出力バーを有し、
前記Nは2L(Lは2以上の整数)であり、
2L個の前記半導体モジュールは、2L個の出力端子が平面視での2軸方向において2行×L列、又は、L行×2列で配列されるように配置される、
電力変換装置。 - 前記出力バーは、前記2L個の出力端子を接続する出力バーであり、平面視で隣接する出力端子同士の間に、2L個の前記出力端子の中心に向かって設けられる切り欠き部を有する出力バーである、請求項6記載の電力変換装置。
- 前記N個の第1電位側端子を接続する第1電位側バーと、
前記第1電位側バーに重ねて配置され、前記N個の第2電位側端子を接続する第2電位側バーと、
前記第1電位側バーと前記第2電位側バーとの間を絶縁する絶縁部と
をさらに含む、請求項1乃至7のいずれか一項記載の電力変換装置。 - 前記第1電位側バー、前記第2電位側バー、及び前記絶縁部は、前記N個の半導体モジュールの境界の一部において、前記半導体モジュール同士の隙間の中で折り畳み部を有する、請求項8記載の電力変換装置。
- 前記N個の半導体モジュールは、長手方向及び短手方向を揃えて配置されており、
前記出力バーは、平面視で前記短手方向にわたって設けられており、
前記第1電位側バーは、
前記短手方向の第1側における前記N個の半導体モジュールの外側で前記長手方向に延在する第1の第1電位側枠部と、
前記短手方向の第2側における前記N個の半導体モジュールの外側で前記長手方向に延在する第2の第1電位側枠部と、
前記第1の第1電位側枠部と前記第2の第1電位側枠部との間で、平面視で前記半導体モジュール同士の間に設けられ、前記長手方向に延在する第1電位側中間枠部と、
前記短手方向に延在し、前記第1の第1電位側枠部、前記第2の第1電位側枠部、及び前記第1電位側中間枠部を接続するとともに、前記N個の半導体モジュールの第1電位側端子を接続する第1電位側接続部と
を有し、
前記第2電位側バーは、
前記第1側における前記N個の半導体モジュールの外側で前記長手方向に延在し、前記絶縁部を介して前記第1の第1電位側枠部に重ねて配置される第1の第2電位側枠部と、
前記第2側における前記N個の半導体モジュールの外側で前記長手方向に延在し、前記絶縁部を介して前記第2の第1電位側枠部に重ねて配置される第2の第2電位側枠部と、
前記第1の第2電位側枠部と前記第2の第2電位側枠部との間で、平面視で前記半導体モジュール同士の間に設けられ、前記長手方向に延在し、前記絶縁部を介して前記第1電位側中間枠部に重ねて配置される第2電位側中間枠部と、
前記短手方向に延在し、前記第1の第2電位側枠部、前記第2の第2電位側枠部、及び前記第2電位側中間枠部を接続するとともに、前記N個の半導体モジュールの第2電位側端子を接続する第2電位側接続部と
を有する、請求項8記載の電力変換装置。 - 前記第1電位側中間枠部及び前記第2電位側中間枠部は、前記絶縁部によって絶縁された状態で、前記半導体モジュール同士の隙間の中で前記長手方向に沿った谷折りされた畳み部を有する、請求項10記載の電力変換装置。
- 第1半導体スイッチ及び第2半導体スイッチが直列に接続されたスイッチ部を含み、
前記第1半導体スイッチ及び第2半導体スイッチの接続点に接続される出力端子が設けられ、前記出力端子が近接するように配置されるN(Nは3以上の整数)個の半導体モジュールと、
前記N個の半導体モジュールのうち、第1の半導体モジュールの出力端子と第2の半導体モジュールの出力端子とを接続する配線インダクタンスと、前記第1の半導体モジュールの出力端子と第3の半導体モジュールの出力端子とを接続する配線インダクタンスとが略均等になるように接続する出力バーと、
前記N個の半導体モジュールの前記第1半導体スイッチに接続される第1電位側端子を接続する第1電位側バーと、
前記第1電位側バーに重ねて配置され、前記N個の半導体モジュールの前記第1半導体スイッチに接続される第2電位側バーと、
前記第1電位側バーと前記第2電位側バーとの間を絶縁する絶縁部と
を含み、
前記第1電位側バー、前記第2電位側バー、及び前記絶縁部は、前記N個の半導体モジュールの境界の少なくとも一部において、前記半導体モジュール同士の隙間の中で折り畳み部を有する、電力変換装置。
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