JP7471509B2 - 直流電源装置、冷凍サイクル装置、空気調和機および冷蔵庫 - Google Patents

直流電源装置、冷凍サイクル装置、空気調和機および冷蔵庫 Download PDF

Info

Publication number
JP7471509B2
JP7471509B2 JP2023506694A JP2023506694A JP7471509B2 JP 7471509 B2 JP7471509 B2 JP 7471509B2 JP 2023506694 A JP2023506694 A JP 2023506694A JP 2023506694 A JP2023506694 A JP 2023506694A JP 7471509 B2 JP7471509 B2 JP 7471509B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
power supply
supply device
wiring
output
drive circuit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2023506694A
Other languages
English (en)
Other versions
JPWO2022195882A1 (ja
JPWO2022195882A5 (ja
Inventor
和寛 山田
智 一木
正城 村松
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Publication of JPWO2022195882A1 publication Critical patent/JPWO2022195882A1/ja
Publication of JPWO2022195882A5 publication Critical patent/JPWO2022195882A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7471509B2 publication Critical patent/JP7471509B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/0003—Details of control, feedback or regulation circuits
    • H02M1/0025—Arrangements for modifying reference values, feedback values or error values in the control loop of a converter
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/0083—Converters characterised by their input or output configuration
    • H02M1/0085—Partially controlled bridges
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/0003—Details of control, feedback or regulation circuits
    • H02M1/0006—Arrangements for supplying an adequate voltage to the control circuit of converters
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/08—Circuits specially adapted for the generation of control voltages for semiconductor devices incorporated in static converters
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/10—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M3/145—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/155—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/156—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators
    • H02M3/158—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators including plural semiconductor devices as final control devices for a single load
    • H02M3/1584—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators including plural semiconductor devices as final control devices for a single load with a plurality of power processing stages connected in parallel
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/003—Constructional details, e.g. physical layout, assembly, wiring or busbar connections
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/02—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal
    • H02M7/04—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/12—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/21—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M7/217—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M7/23—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only arranged for operation in parallel
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/08—Circuits specially adapted for the generation of control voltages for semiconductor devices incorporated in static converters
    • H02M1/084—Circuits specially adapted for the generation of control voltages for semiconductor devices incorporated in static converters using a control circuit common to several phases of a multi-phase system
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/32—Means for protecting converters other than automatic disconnection
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M5/00—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases
    • H02M5/40—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc
    • H02M5/42—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc by static converters
    • H02M5/44—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes or semiconductor devices to convert the intermediate dc into ac
    • H02M5/453—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes or semiconductor devices to convert the intermediate dc into ac using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M5/458—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes or semiconductor devices to convert the intermediate dc into ac using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M5/4585—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes or semiconductor devices to convert the intermediate dc into ac using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only having a rectifier with controlled elements

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Description

本開示は、多相コンバータを備える直流電源装置、冷凍サイクル装置、空気調和機および冷蔵庫に関する。
従来、複数の半導体スイッチング素子を備える多相コンバータについて、様々な技術が提案されている。特許文献１には、寄生インダクタンスによる半導体スイッチング素子のゲート過電圧を抑制可能な多相コンバータが提案されている。
特開２０２０－４８２４１号公報
しかしながら、多相コンバータでは、ゲート過電圧の問題に加えて、半導体スイッチング素子の出力Ｎ端子と複数の半導体スイッチング素子を駆動する駆動回路の基準電位端子との配線の寄生インダクタンスによって駆動回路の基準電位が安定しないという問題がある。駆動回路の基準電位が安定しないことで、半導体スイッチング素子に誤動作が発生してしまう懸念があった。
本開示は、上記に鑑みてなされたものであって、駆動回路の基準電位が安定した直流電源装置を得ることを目的とする。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、直流電源装置は、複数の半導体スイッチング素子と、複数の半導体スイッチング素子を駆動する駆動回路とが内蔵された多相コンバータである複数の半導体装置と、複数の半導体装置のそれぞれにおいて、駆動回路の基準電位端子と半導体スイッチング素子の出力Ｎ端子とを接続する複数の第１の寄生インダクタンスと、平滑コンデンサと、インバータ部と、を備える。
本開示によれば、駆動回路の基準電位が安定した直流電源装置を得ることができる。
第１関連半導体装置の構成を示す回路図 実施の形態１に係る直流電源装置の構成を示す図 実施の形態１における直流電源装置の基板実装の構成を示す回路図 実施の形態１における駆動回路の誤動作の一例を示す図 実施の形態２に係る直流電源装置の構成を示す図 実施の形態２における直流電源装置の基板実装の構成を示す回路図 実施の形態１，２のいずれかに係る直流電源装置を備えた空気調和機の構成を示す図
以下に、実施の形態に係る直流電源装置、冷凍サイクル装置、空気調和機および冷蔵庫を図面に基づいて詳細に説明する。
まず、本開示に係る直流電源装置について説明する前に、直流電源装置が備える第１関連半導体装置について説明する。
図１は、第１関連半導体装置の構成を示す回路図である。第１関連半導体装置１０２は、複数の半導体スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２を備えた多相コンバータである。第１関連半導体装置１０２は、リアクタに接続された端子Ｌ１，Ｌ２を備える。第１関連半導体装置１０２は、端子Ｌ１，Ｌ２に入力された交流信号を、制御信号端子Ｖｉｎに入力された入力信号に基づいて制御することによって、所望の直流電圧を生成して出力Ｐ端子Ｐおよび出力Ｎ端子Ｎ１，Ｎ２から出力する。
第１関連半導体装置１０２は、複数の半導体スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２と、ダイオードＤ１，Ｄ２と、駆動回路ＤＲとを備える。
半導体スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２は、多相コンバータの下アームを構成する。半導体スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２は、多相コンバータのそれぞれの各相に対応している。半導体スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２には、例えばＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ－Ｏｘｉｄｅ－Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｆｉｅｌｄ－Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）が用いられる。なお、半導体スイッチング素子の数は、多相コンバータの相数である。図１では、２つの半導体スイッチング素子を備えた２相の多相コンバータを例示しているが、３つ以上の半導体スイッチングを備えた３相以上の多相コンバータであってもよい。
半導体スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のドレインは、端子Ｌ１，Ｌ２とそれぞれ接続されている。半導体スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のソースは、それぞれ出力Ｎ端子Ｎ１，Ｎ２に接続されている。
駆動回路ＤＲの出力端子ＯＵＴ１，ＯＵＴ２は、半導体スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のゲートと接続されている。駆動回路ＤＲは、制御信号端子Ｖｉｎに入力された入力信号に基づいて半導体スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２をオンおよびオフする駆動が可能となっている。駆動回路ＤＲには、半導体スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２を駆動するための電源Ｖｄが供給されている。駆動回路ＤＲには、例えばＨＶＩＣ（Ｈｉｇｈ Ｖｏｌｔａｇｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）またはＬＶＩＣ（Ｌｏｗ Ｖｏｌｔａｇｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）が用いられる。
ダイオードＤ１，Ｄ２は、多相コンバータの上アームを構成する。ダイオードＤ１のアノードは、端子Ｌ１と半導体スイッチング素子Ｑ１のドレインとに接続されている。ダイオードＤ１のカソードは、出力Ｐ端子Ｐと接続されている。ダイオードＤ２のアノードは、端子Ｌ２と半導体スイッチング素子Ｑ２のドレインとに接続されている。ダイオードＤ２のカソードは出力Ｐ端子Ｐと接続されている。
実施の形態１．
図２は、実施の形態１に係る直流電源装置の構成を示す図である。直流電源装置１００は、交流電源１とノイズフィルタ２と負荷４とに接続されている。直流電源装置１００は、リアクタ３と、整流回路１０１と、２つの第１関連半導体装置１０２と、高周波コンデンサ１０３と、平滑コンデンサ１０４と、インバータ部１０５と、電流検出部１０６，１１１と、電圧検出部１０７と、制御部１０８と、駆動回路電源１１２とを備える。
リアクタ３は、整流回路１０１と２つの第１関連半導体装置１０２の端子Ｌ１，Ｌ２との間に挿入されている。
２つの第１関連半導体装置１０２のそれぞれの出力Ｐ端子Ｐと出力Ｎ端子Ｎ１，Ｎ２との間には高周波コンデンサ１０３が接続されている。高周波コンデンサ１０３は、出力Ｐ端子Ｐと出力Ｎ端子Ｎ１，Ｎ２との間のサージ電圧を抑制する。第１関連半導体装置１０２の数は、２つに限ったものではなく、多相コンバータの相に応じて３つ以上であってもよい。すなわち、第１関連半導体装置１０２が三相の多相コンバータであれば、直流電源装置１００が３つの第１関連半導体装置１０２を備えていてもよい。
２つの第１関連半導体装置１０２のそれぞれの出力Ｐ端子Ｐは、配線１１３と、第２の寄生インダクタンス１１４と、平滑コンデンサ１０４と接続されている。平滑コンデンサ１０４の陰極は、２つの第１関連半導体装置１０２のそれぞれの出力Ｎ端子Ｎ１，Ｎ２と接続されている。
それぞれの第１関連半導体装置１０２の出力Ｎ端子Ｎ１，Ｎ２と駆動回路ＤＲの基準電位端子ＧＮＤとは、配線１１７と、第１の寄生インダクタンス１１８とによって接続されている。
駆動回路電源１１２は、複数の第１関連半導体装置１０２の駆動回路ＤＲの電源として、２つの第１関連半導体装置１０２の電源Ｖｄと基準電位端子ＧＮＤとの間に接続される。
電流検出部１０６，１１１は、カレントトランスおよびシャント抵抗などである。電流検出部１０６，１１１は、検出した電流値を第１関連半導体装置１０２および制御部１０８が取り扱い可能な範囲の電圧に変換して出力する。電流検出部１０６，１１１は、増幅器等で実現される。
電圧検出部１０７は、平滑コンデンサ１０４の両端電圧を検出し、制御部１０８が取り扱い可能な範囲の電圧に変換して出力する。電圧検出部１０７は、増幅器等で実現される。平滑コンデンサ１０４の両端電圧は直流電圧である。
制御部１０８は、２つの第１関連半導体装置１０２を駆動させる多相コンバータ駆動信号１１０を出力する。制御部１０８は、インバータ部１０５を駆動させるインバータ駆動信号１０９を出力する。制御部１０８はマイクロコンピュータなどで実現される。
インバータ部１０５は、半導体スイッチング素子ＵＰ，ＵＮ，ＶＰ，ＶＮ，ＷＰ，ＷＮとそれらを駆動させる駆動回路（図示は省略）を備える。半導体スイッチング素子ＵＰ，ＵＮ，ＶＰ，ＶＮ，ＷＰ，ＷＮは、例えばＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｇａｔｅ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）が用いられる。駆動回路にはＨＶＩＣとＬＶＩＣが用いられる。インバータ部１０５は、負荷４と接続される。
図３は、実施の形態１における直流電源装置の基板実装の構成を示す回路図である。平滑コンデンサ１０４は、複数の平滑コンデンサセル１０４ａを含んで構成される。複数の平滑コンデンサセル１０４ａの陽極および陰極を、単に平滑コンデンサ１０４の陽極および陰極とも称する。
基板実装では、平滑コンデンサ１０４の陽極とインバータ部１０５とを接続するＰ側母線１１９と、平滑コンデンサ１０４の陰極とインバータ部１０５とを接続するＮ側母線１２０とが基板１２１に設けられる。Ｐ側母線１１９とＮ側母線１２０は、基板１２１に形成されたパターン配線である。
２つの第１関連半導体装置１０２のそれぞれの出力Ｎ端子Ｎ１，Ｎ２と駆動回路ＤＲの基準電位端子ＧＮＤとが配線１１７によって短距離で接続されている。２つの第１関連半導体装置１０２のそれぞれの出力Ｎ端子Ｎ１，Ｎ２と駆動回路ＤＲの基準電位端子ＧＮＤとを接続させるパターン配線を基板１２１に形成した場合には、他のパターン配線を避けて形成する必要がある。配線１１７にジャンパー線を用いた場合には、他のパターン配線を避けずに済むため、基板１２１に形成したパターン配線で出力Ｎ端子Ｎ１，Ｎ２と駆動回路ＤＲの基準電位端子ＧＮＤとを接続させる場合に比べて、短い配線長での接続が実現される。図２で示した第１の寄生インダクタンス１１８は、配線１１７によって生じる。配線１１７は第１のジャンパー線である。なお、配線１１７として、基板１２１に形成したパターン配線を用いることを排除するものではない。
２つの第１関連半導体装置１０２のそれぞれの出力Ｐ端子ＰとＰ側母線１１９とが配線１１３によって短距離で接続されている。２つの第１関連半導体装置１０２のそれぞれの出力Ｐ端子ＰとＰ側母線１１９とを接続させるパターン配線を基板１２１に形成した場合には、他のパターン配線を避けて形成する必要がある。配線１１３にジャンパー線を用いた場合には、他のパターン配線を避けずに済むため、基板１２１に形成したパターン配線で出力Ｐ端子ＰとＰ側母線１１９とを接続させる場合に比べて、短い配線長での接続が実現される。図２で示した第２の寄生インダクタンス１１４は、配線１１３によって生じる。配線１１３は第２のジャンパー線である。なお、配線１１３として、基板１２１に形成したパターン配線を用いることを排除するものではない。
図４は、実施の形態１における駆動回路の誤動作の一例を示す図である。例えば、複数の第１関連半導体装置１０２の半導体スイッチング素子Ｑ１を動作させた場合、ドレイン電流の変化（ｄｉ／ｄｔ）と配線１１７の第１の寄生インダクタンス１１８を小さくすることにより駆動回路ＤＲの基準電位が安定し、図４に示した誤動作が抑制される。
本実施の形態１では、２つの第１関連半導体装置１０２のそれぞれの出力Ｎ端子Ｎ１，Ｎ２と駆動回路ＤＲの基準電位端子ＧＮＤとが接続されていることで駆動回路ＤＲの基準電位が安定する。さらに、２つの第１関連半導体装置１０２のそれぞれの出力Ｎ端子Ｎ１，Ｎ２と駆動回路ＤＲの基準電位端子ＧＮＤとが配線１１７を用いて短距離で接続されているため第１の寄生インダクタンス１１８が低減されて、基準電位のより一層の安定化が図られて駆動回路ＤＲの誤動作を抑制することができる。
また、本実施の形態１では、２つの第１関連半導体装置１０２のそれぞれの出力Ｐ端子ＰとＰ側母線１１９とが配線１１３を用いて短距離で接続されているので、第２の寄生インダクタンス１１４が低減されて、サージ電圧の発生を抑えることができる。これにより、サージ電圧によって半導体スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２が損傷することを抑制することができる。
実施の形態２．
図５は、実施の形態２に係る直流電源装置の構成を示す図である。図６は、実施の形態２における直流電源装置の基板実装の構成を示す回路図である。本実施の形態２では、２つの第１関連半導体装置１０２のそれぞれの出力Ｐ端子Ｐ同士が配線１１５で接続されている。
また、２つの第１関連半導体装置１０２のうち、Ｐ側母線１１９に近いほうの１の第１関連半導体装置１０２の出力Ｐ端子ＰとＰ側母線１１９とが配線１１３で接続されている。配線１１３および配線１１５にはジャンパー線が用いられている。本実施の形態２では、配線１１５は第３のジャンパー線である。また、配線１１３は第４のジャンパー線である。配線１１５によって第３の寄生インダクタンス１１６が生じる。配線１１３によって第２の寄生インダクタンス１１４が生じる。実施の形態１に示したように２本の配線１１３を用いる場合に比べて、本実施の形態２のように配線１１３と配線１１５を用いたほうが、Ｐ側母線１１９と出力Ｐ端子Ｐを接続させる配線の配線長を短くすることができる。これにより、第２の寄生インダクタンス１１４と第３の寄生インダクタンス１１６をより一層低減させて、サージ電圧の発生を抑制することができる。
なお、３つ以上の第１関連半導体装置１０２を備える場合にも、隣接する第１関連半導体装置１０２の出力Ｐ端子Ｐ同士が配線１１５で接続されていればよい。また、配線１１３および配線１１５として、基板１２１に形成したパターン配線を用いることを排除するものではない。
ここで、実施の形態１，２で説明した直流電源装置１００の応用例について説明する。図７は、実施の形態１，２のいずれかに係る直流電源装置を備えた空気調和機の構成を示す図である。
直流電源装置１００は、冷蔵庫、空気調和機４００といった冷凍サイクル装置に適用することが可能である。ここでは、直流電源装置１００が、冷凍サイクル装置の一例である空気調和機４００に適用された例について説明する。空気調和機４００は、交流電源１と、モータ駆動装置１５０と、圧縮機５０５と、冷凍サイクル部５０６とを備えている。
交流電源１は、モータ駆動装置１５０に接続され、モータ駆動装置１５０は、圧縮機５０５に接続され、圧縮機５０５は、冷凍サイクル部５０６に接続されている。モータ駆動装置１５０は、直流電源装置１００と、図示しないインバータとを備えている。直流電源装置１００は、インバータに接続され、インバータは、圧縮機５０５のモータ４２に接続されている。
モータ駆動装置１５０の出力側には、モータ４２が接続されており、モータ４２は、圧縮要素５０４に連結されている。圧縮機５０５は、モータ４２と圧縮要素５０４とを備える。冷凍サイクル部５０６は、四方弁５０６ａ、室内熱交換器５０６ｂ、膨張弁５０６ｃおよび室外熱交換器５０６ｄを含む態様で構成されている。
空気調和機４００の内部を循環する冷媒の流路は、圧縮要素５０４から、四方弁５０６ａ、室内熱交換器５０６ｂ、膨張弁５０６ｃ、室外熱交換器５０６ｄを経由し、再び四方弁５０６ａを経由して、圧縮要素５０４へ戻る態様で構成されている。モータ駆動装置１５０は、交流電源１より交流電力の供給を受け、モータ４２を回転させる。圧縮要素５０４は、モータ４２が回転することによって、冷媒の圧縮動作を実行し、冷媒を冷凍サイクル部５０６の内部で循環させることができる。
以上の実施の形態に示した構成は、一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、実施の形態同士を組み合わせることも可能であるし、要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。
１ 交流電源、２ ノイズフィルタ、３ リアクタ、４ 負荷、１００ 直流電源装置、１０１ 整流回路、１０２ 第１関連半導体装置、１０３ 高周波コンデンサ、１０４ 平滑コンデンサ、１０４ａ 平滑コンデンサセル、１０５ インバータ部、１０６，１１１ 電流検出部、１０７ 電圧検出部、１０８ 制御部、１０９ インバータ駆動信号、１１０ 多相コンバータ駆動信号、１１２ 駆動回路電源、１１３，１１５，１１７ 配線、１１４ 第２の寄生インダクタンス、１１６ 第３の寄生インダクタンス、１１８ 第１の寄生インダクタンス、１１９ Ｐ側母線、１２０ Ｎ側母線、１２１ 基板、Ｄ１，Ｄ２ ダイオード、ＤＲ 駆動回路、ＧＮＤ 基準電位端子、Ｌ１，Ｌ２ 端子、Ｎ１，Ｎ２ 出力Ｎ端子、ＯＵＴ１，ＯＵＴ２ 出力端子、Ｐ 出力Ｐ端子、Ｑ１，Ｑ２，ＵＰ，ＵＮ，ＶＰ，ＶＮ，ＷＰ，ＷＮ 半導体スイッチング素子、Ｖｄ 電源、Ｖｉｎ 制御信号端子。

Claims (6)

  1. 複数の半導体スイッチング素子と、前記複数の半導体スイッチング素子を駆動する駆動回路とが内蔵された多相コンバータである複数の半導体装置と、
    前記複数の半導体装置のそれぞれにおいて、前記駆動回路の基準電位端子と前記半導体スイッチング素子の出力Ｎ端子とを接続する複数の第１の寄生インダクタンスと、
    平滑コンデンサと、
    インバータ部と、
    前記平滑コンデンサの陽極と前記インバータ部とを接続するＰ側母線と、を備え、
    複数の前記半導体装置の出力Ｐ端子同士が第３のジャンパー線で接続され、
    １の前記半導体装置の前記出力Ｐ端子が第４のジャンパー線で前記Ｐ側母線に接続されている直流電源装置。
  2. 前記複数の半導体装置のそれぞれにおいて、前記駆動回路の基準電位端子と前記半導体スイッチング素子の出力Ｎ端子とが第１のジャンパー線で接続され、
    前記第１の寄生インダクタンスは、前記第１のジャンパー線によって生じる請求項１に記載の直流電源装置。
  3. 前記複数の半導体スイッチング素子の少なくとも１つはワイドバンドギャップ半導体である請求項１または２に記載の直流電源装置。
  4. 請求項１から３のいずれか１つに記載の直流電源装置を備える冷凍サイクル装置。
  5. 請求項１から３のいずれか１つに記載の直流電源装置を備える空気調和機。
  6. 請求項１から３のいずれか１つに記載の直流電源装置を備える冷蔵庫。
JP2023506694A 2021-03-19 2021-03-19 直流電源装置、冷凍サイクル装置、空気調和機および冷蔵庫 Active JP7471509B2 (ja)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2021/011510 WO2022195882A1 (ja) 2021-03-19 2021-03-19 直流電源装置、冷凍サイクル装置、空気調和機および冷蔵庫

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JPWO2022195882A1 JPWO2022195882A1 (ja) 2022-09-22
JPWO2022195882A5 JPWO2022195882A5 (ja) 2023-05-25
JP7471509B2 true JP7471509B2 (ja) 2024-04-19

Family

ID=83322171

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2023506694A Active JP7471509B2 (ja) 2021-03-19 2021-03-19 直流電源装置、冷凍サイクル装置、空気調和機および冷蔵庫

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20240072631A1 (ja)
JP (1) JP7471509B2 (ja)
CN (1) CN116998103A (ja)
DE (1) DE112021007336T5 (ja)
WO (1) WO2022195882A1 (ja)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009253136A (ja) 2008-04-09 2009-10-29 Panasonic Corp コンデンサ内蔵基板とその製造方法およびこれを用いた電子機器
JP2015133805A (ja) 2014-01-10 2015-07-23 三菱重工業株式会社 回路基板及び回路基板形成装置並びに回路基板形成方法
JP2016144354A (ja) 2015-02-04 2016-08-08 三菱電機株式会社 電力変換器
WO2020054806A1 (ja) 2018-09-14 2020-03-19 富士電機株式会社 半導体装置
JP2020156207A (ja) 2019-03-20 2020-09-24 トヨタ自動車株式会社 多相コンバータ

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020048241A (ja) * 2018-09-14 2020-03-26 三菱電機株式会社 半導体装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009253136A (ja) 2008-04-09 2009-10-29 Panasonic Corp コンデンサ内蔵基板とその製造方法およびこれを用いた電子機器
JP2015133805A (ja) 2014-01-10 2015-07-23 三菱重工業株式会社 回路基板及び回路基板形成装置並びに回路基板形成方法
JP2016144354A (ja) 2015-02-04 2016-08-08 三菱電機株式会社 電力変換器
WO2020054806A1 (ja) 2018-09-14 2020-03-19 富士電機株式会社 半導体装置
JP2020156207A (ja) 2019-03-20 2020-09-24 トヨタ自動車株式会社 多相コンバータ

Also Published As

Publication number Publication date
DE112021007336T5 (de) 2023-12-28
JPWO2022195882A1 (ja) 2022-09-22
WO2022195882A1 (ja) 2022-09-22
US20240072631A1 (en) 2024-02-29
CN116998103A (zh) 2023-11-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9590540B2 (en) Hybrid pulse width modulation method for variable speed drive
US9231466B2 (en) Electronic circuit
US7417842B2 (en) Apparatus for power conversion in electric rolling stock
EP1998431A2 (en) Dual voltage wye-connected h-bridge converter topology for powering a high-speed electric motor
JP2002325464A (ja) 共振形インバータ回路
US11121617B2 (en) Driver IC circuit of intelligent power module, intelligent power module, and air conditioner
US20170117820A1 (en) Semiconductor device
JP2011239547A (ja) 基準回路モジュール、三相インバータ回路、整流回路、ｐａｍ回路、一石型ｐａｍ回路、ハーフブリッジ／インターリーブ回路、および空気調和装置
KR102507936B1 (ko) 전력 변환 장치, 모터 구동 장치 및 공기 조화기
US10432131B2 (en) Motor drive apparatus and air conditioner
JP7471509B2 (ja) 直流電源装置、冷凍サイクル装置、空気調和機および冷蔵庫
JP5590015B2 (ja) インバータ装置及びそれを備えた空気調和機
JP2019213244A (ja) 電力変換装置
JP6416653B2 (ja) 電力変換装置、及びこれを備える空気調和機
CN113439384B (zh) 电源装置、马达驱动装置、鼓风机、压缩机以及空调机
CN111342686A (zh) 功率变换装置及具备该功率变换装置的冷冻循环装置
US20240106341A1 (en) Semiconductor device
JP2019193347A (ja) 電力変換装置及び方法
CN114287104B (zh) 电力变换装置、马达驱动装置以及空调机
WO2021171562A1 (ja) 電動機駆動装置及び空気調和機
WO2021064785A1 (ja) 直流電源装置、電力変換システムおよび空気調和機
JP5800071B2 (ja) インバータ装置及びそれを備えた空気調和機
JP2022141036A (ja) インバータ装置及びインバータモジュール
JPWO2016125255A1 (ja) 電力変換装置及び空気調和装置
KR20240056294A (ko) 통합형 전력 변환 플랫폼

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20230303

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20230303

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20240312

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20240409

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7471509

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150