JPH07236281A - 電力変換装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】複数個のパワーモジュール及びその周辺回路部
品を配置したパワーボードを部品単位とすることで組立
てや検査の作業性を向上する。 【構成】ボード１５の一面側の中央部に４個のパワーモ
ジュール１１1 〜１１4を２個ずつ並べて配置しパワー
ボード１７を構成する。パワーボード１７はまた、ボー
ドの他面側の四隅にそれぞれスナバ抵抗器１４1 〜１４
4 を取付けると共に縁部にスナバコンデンサ１３1 〜１
３4 を取付ける。こうして構成された例えば２個のパワ
ーボードを冷却フィンの取付けブロック部の両面にそれ
ぞれパワーモジュールを接触させて取付け冷却スタック
を構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複数個のパワーモジュ
ールを組合わせ接続して構成される電力変換装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】この種の電力変換装置に使用されるパワ
ーモジュールは、バイポーラトランジスタやＩＧＢＴ
（絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）等に限らず、パ
ワーＭＯＳＦＥＴなどの種々の高速スイッチングができ
るパワーデバイスをケース内に収納したモジュール構造
としたものである。

【０００３】１モジュールに例えばＩＧＢＴとダイオー
ドの逆並列回路を各１個収納したものを１ｉｎ１、各２
個収納したものを２ｉｎ１と呼んでいる。また、最近で
は、１モジュール内にパワーデバイス保護のための電子
回路を収納したインテリジェントパワーデバイスやＩＰ
Ｍなども多く使用されている。

【０００４】図７は電力変換装置のパワーモジュールを
冷却する冷却スタックの構成を示し、また、図８は単相
インバータ回路で構成した電力変換装置の回路構成を示
している。

【０００５】ＩＧＢＴとダイオードの逆並列回路からな
るパワーモジュール１を例えば８個使用し、それを放熱
部２ａと取付けブロック部２ｂからなる冷却フィン２の
取付けブロック部２ｂに直接取付けている。冷却フィン
２は放熱部２ａと取付けブロック部２ｂの熱をヒートパ
イプなどで放熱部２ａに輸送する構成になっている。

【０００６】８個のパワーモジュール１は、２個ずつ並
列接続すると共にその並列回路を２個ずつ直列接続して
各アームを構成している。そして各アームの並列回路に
スナバコンデンサ３とスナバ抵抗器４の直列回路をそれ
ぞれ並列に接続している。

【０００７】各アームの両端は直流端子Ｐ，Ｎに接続さ
れ、また、各アームの各パワーモジュール１の接続点は
交流端子Ｕ，Ｘに接続されている。スナバコンデンサ３
やスナバ抵抗器４は高速スイッチングによるサージ電圧
を抑制するためにパワーモジュール１の極力近くに取付
けられるようになっている。

【０００８】冷却スタックは、冷却フィン２の取付けブ
ロック部２ｂにパワーモジュール１を取付けるが、パワ
ーモジュール１の取付け個数が多いときには取付けブロ
ック部２ｂの両面に取付けるのが普通である。

【０００９】また、冷却フィン２の取付けブロック部２
ｂには実際にはパワーモジュール１の他、スナバコンデ
ンサ３、スナバ抵抗器４、さらにはパワーモジュール１
の駆動回路を構成する抵抗器なども取付けられる。

【００１０】例えば特公平５−３００７９号公報に見ら
れるものでは、複数のパワーモジュールを冷却フィンに
取付けた後、パワーモジュールの接続と付属周辺部品を
パワーボードで配線する方法を採用している。しかしこ
の方法でも多くの部品を冷却フィンに取付ける組立て作
業性を充分に改善することはできない。

【００１１】また、パワーモジュール１は１個の定格容
量が少なく、図８では１アームを２並列接続している
が、５００ＫＶＡクラスの３相インバータ装置では１ア
ームを５〜７個程度並列接続する構成の電力変換装置が
多く採用されている。

【００１２】このようにパワーモジュール１の並列接続
数が多くなると、各パワーモジュールの電流バランスを
良くするため、スイッチング特性や飽和電圧などの電気
特性を合わせたパワーモジュールを並列接続する必要が
あった。

【００１３】このために、従来の電力変換装置の冷却ス
タックでは、多くの部品を取付けるための作業性が悪
く、また、パワーモジュールの１個が破損することが発
生すると、そのパワーモジュールと電気特性の合ったパ
ワーモジュールと交換する必要があり、ユーザサイドで
の修理は困難であった。

【００１４】このためユーザサイドでは冷却スタック自
体を予備品として購入する必要があったが、冷却スタッ
クを構成する冷却フィンは冷却にヒートパイプなどを必
要とする特殊な構造のため高価で、従って冷却スタック
は高価であり、また、冷却スタックはメーカサイドでし
か修理できないために故障復旧に長時間を要するなどの
問題があった。

【００１５】また、パワーモジュールは過大な電流が流
れると、破壊時にケースが破れ、周囲の回路部品を汚損
する問題があり、このため破壊時には周囲の回路部品ま
でも交換しなければならない問題があった。

【００１６】図９は、３レベルコンバータ回路の１相分
の組立図及び回路図を示すもので、この回路は図９の
(b) に示すように、４つのパワーモジュール１1 ，１2
，１3，１4 の直列回路を直流端子Ｐ，Ｎ間に接続し、
パワーモジュール１2 ，１3 の直列回路にダイオード５
1 ，５2 の直列回路を図示極性にして並列に接続し、そ
のダイオード５1 ，５2 の接続点に直流端子Ｏを接続し
ている。なお、ＡＣは交流端子である。

【００１７】そしてその組立ては図９の(a) に示すよう
に、長方形状のパワーモジュール１1 ，１2 ，１3 ，１
4 を縦（長辺方向）に並べて配置すると共にダイオード
５1，５2 をそれぞれパワーモジュール１2 ，１4 の横
に並べて配置し、この状態でパワーモジュール１1 のコ
レクタＣを接続導体６1 で直流端子Ｐに接続し、パワー
モジュール１1 のエミッタＥとパワーモジュール１2 の
コレクタＣとダイオード５1 のカソードＫを接続導体６
2 で接続し、パワーモジュール１2 のエミッタＥとパワ
ーモジュール１3 のコレクタＣと交流端子ＡＣを接続導
体６3 で接続し、パワーモジュール１3 のエミッタＥと
パワーモジュール１4 のコレクタＣとダイオード５2 の
アノードＡを接続導体６4 で接続し、ダイオード５1 の
アノードＡとダイオード５2 のカソードＫと直流端子Ｏ
を接続導体６5 で接続し、かつパワーモジュール１4 の
エミッタＥと直流端子Ｎを接続導体６6 で接続してい
る。

【００１８】しかし、このような組立て構成にすると、
３レベルコンバータ回路全体ではパワーモジュールとダ
イオードの数が多いため、パワーモジュールを図７に示
すような冷却フィンに取付けた場合にスペースファクタ
が悪くなり、また、各直流端子Ｐ，Ｏ，Ｎ間の距離が長
くなり、各パワーモジュール１1 〜１4 やダイオード５
1 ，５2 の接続導体６1 〜６6 のインダクタンスが大き
くなる問題があった。

【００１９】このため、冷却スタックが大形化、重量化
かつ高価となる問題があった。また、接続導体のインダ
クタンスが大きくなるため、パワーモジュールの高速ス
イッチング動作時のサージ電圧も増加してスナバコンデ
ンサやスナバ抵抗器も大形化する問題があった。

【００２０】

【発明が解決しようとする課題】このように電力変換装
置では、装置の小形化や軽量化、取扱いの容易性や予備
品を含めた価格の低減化、信頼性の向上などが要求され
るが、従来の電力変換装置ではその要求を満たすことが
できなかった。

【００２１】すなわち、従来の電力変換装置では、冷却
フィンにパワーモジュールを取付けるときの組立ての作
業性が悪く、作業性の低下や取扱いの安全性などの問題
があった。

【００２２】また、並列接続して使用するパワーモジュ
ールは電気特性を選別して組合わせる必要があるため、
パワーモジュールとスナバコンデンサ、スナバ抵抗器、
冷却フィンを一体に組立てた冷却スタック単位で取り扱
う必要があるが、従来では冷却スタックを予備品として
準備する場合に、予備品が非常に高価となる問題があ
り、また、ユーザ自身で修理は不可能なため、メーカへ
修理を依頼する必要があるが、冷却スタックは大きいた
め、その取り扱いが難しく、輸送費等も増加する問題が
あった。さらに、メーカ自身でも冷却スタックの組立て
の作業性が悪く、また取扱いも大変で装置の組立てが面
倒であった。

【００２３】また、接続導体の配線インダクタンスが増
加し、このためパワーモジュールのサージ電圧が増加
し、スナバコンデンサやスナバ抵抗器の容量増加やパワ
ーモジュールの電圧利用率が低下する問題があった。

【００２４】さらに、パワーモジュールの取付けスペー
スの利用率が悪いため、冷却フィンの取付けブロック部
のスペースも増加し、冷却スタックが大形化、重量化
し、かつ高価となる問題があった。

【００２５】そこで本発明は、冷却スタックの取扱いが
容易となり、また組立てや検査時の作業性が容易とな
り、さらにパワーモジュールの電気的特性の選別が容易
にできる電力変換装置を提供する。

【００２６】また、本発明は、さらにパワーモジュール
の破損による周囲の回路部品への悪影響を防止できる電
力変換装置を提供する。また、本発明は、さらに、接続
導体の距離を短くでき、配線インダクタンスの低減及び
冷却フィンの取付けスペースの利用率の向上を図ること
ができる電力変換装置を提供する。

【００２７】

【課題を解決するための手段】請求項１対応の発明は、
複数個のパワーモジュールを組合わせ接続して構成され
る電力変換装置において、少なくとも２個以上のパワー
モジュールを配置すると共にその各パワーモジュールと
一体に使用される周辺回路部品を配置してパワーボード
を形成し、このパワーボードを部品単位として冷却フィ
ンに取付けて冷却スタックを構成したものである。

【００２８】請求項２対応の発明は、複数個のパワーモ
ジュールを組合わせ接続して構成される電力変換装置に
おいて、少なくとも２個以上のパワーモジュールを配置
すると共にその各パワーモジュールと一体に使用される
周辺回路部品を配置してパワーボードを形成し、そのパ
ワーボードに配置してある各パワーモジュール間を遮蔽
する遮蔽部材を設け、パワーボードを部品単位として冷
却フィンに取付けて冷却スタックを構成したものであ
る。

【００２９】請求項３対応の発明は、長方形状の複数個
のパワーモジュールを組合わせ接続して３レベルコンバ
ータ回路を構成した電力変換装置において、少なくとも
４個以上のパワーモジュールを、その各パワーモジュー
ルを接続する接続導体が各パワーモジュールの長辺方向
と直交する方向に配置されるように配置すると共にその
各パワーモジュールと一体に使用される周辺回路部品を
配置してパワーボードを形成し、このパワーボードを部
品単位として冷却フィンに取付けて冷却スタックを構成
したものである。

【００３０】請求項４対応の発明は、長方形状の複数個
のパワーモジュールを組合わせ接続して単相出力又は３
相出力のコンバータ回路を構成した電力変換装置におい
て、少なくとも２個以上のパワーモジュールを、その各
パワーモジュールを接続する接続導体が各パワーモジュ
ールの長辺方向と直交する方向に配置されるように配置
すると共にその各パワーモジュールと一体に使用される
周辺回路部品を配置してパワーボードを形成し、このパ
ワーボードを部品単位として冷却フィンに取付けて冷却
スタックを構成したものである。

【００３１】

【作用】請求項１対応の発明においては、パワーモジュ
ールを配置したパワーボードを部品単位として取扱うこ
とになる。このため取扱いが容易となり、装置の組立て
時の作業性や検査の作業性が向上できる。

【００３２】また、パワーモジュールの電気的特性の選
別がパワーボード単位でできる。このため選別作業が容
易でかつ正確にでき、しかも組立て作業者やユーザはパ
ワーモジュールの並列接続に特別の注意を払う必要がな
く、冷却スタックの組立てや故障時の作業が容易にでき
る。

【００３３】請求項２対応の発明においては、パワーモ
ジュールが破損したときにエミッタやコレクタなどの端
子付近から過大電流によるアークが発生する虞がある。
しかしこのときのアークは遮蔽部材により外部に漏れる
のを防止される。従って、周囲の回路部品に悪影響を及
ぼす虞はない。

【００３４】請求項３及び４対応の発明においては、各
パワーモジュールの長辺方向と直交する方向に接続導体
を配置して各パワーモジュールを接続しているので、接
続導体の配線インダクタンスを減少でき、またパワーモ
ジュールの冷却フィンへの取付けスペースの利用率の向
上を図ることができる。

【００３５】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。 第１実施例（請求項１対応の実施例） 図１に示すように、長方形状のボード１５の一面側の中
央部に長方形状の４個のパワーモジュール１１1 ，１１
2 ，１１3 ，１１4 を２個ずつボード１５の長辺方向に
縦に並べて配置し、その各パワーモジュール１１1 ，１
１2 ，１１3 ，１１4 をボード１５の他面側からネジ１
６，１６，…で止めて固定しパワーモジュール付きパワ
ーボード１７を構成している。

【００３６】前記パワーモジュール付きパワーボード１
７はまた、ボード１５の他面側の四隅にそれぞれスナバ
抵抗器１４1 ，１４2 ，１４3 ，１４4 を取付けると共
に長辺の縁部に各パワーモジュール１１1 ，１１2 ，１
１3 ，１１4 の外側に位置するようにしてスナバコンデ
ンサ１３1 ，１３2 ，１３3 ，１３4 を取付けている。

【００３７】このパワーモジュール１１1 ，１１2 ，１
１3 ，１１4 、スナバコンデンサ１３1 ，１３2 ，１３
3 ，１３4 及びスナバ抵抗器１４1 ，１４2 ，１４3 ，
１４4 を取付けたパワーモジュール付きパワーボード１
７を部品単位のパワーボードとして取扱うようになって
いる。

【００３８】こうして構成された例えば２個のパワーモ
ジュール付きパワーボード１７1 ，１７2 を図２に示す
ように放熱部１２ａと取付けブロック部１２ｂからなる
冷却フィン１２の取付けブロック部１２ｂの両面にそれ
ぞれパワーモジュールを接触させて取付け、冷却スタッ
クを構成している。

【００３９】前記パワーボード１７1 ，１７2 の取付け
ブロック部１２ｂへの取付けは、各パワーボード１７1
，１７2 の各パワーモジュール１１（１１1 ，１１2
，１１3 ，１１4 ）の四隅に開けられた孔にボード１
５の他面側から取付けネジ１８，１８，…を通してネジ
止めして行っている。

【００４０】前記冷却スタックの機能は、冷却フィン１
２の取付けブロック部１２ｂで発生した熱をヒートパイ
プ等で放熱部１２ａに熱輸送して放出し、各パワーモジ
ュール１１を冷却するようになっている。

【００４１】このようにして構成される冷却スタック
は、パワーモジュール１１を冷却フィン１２の取付けブ
ロック部１２ｂの両面に合計８個取付けることになるの
で、その重量が４０〜５０Kgとなり、体積も０．０３ｍ
³ 位となり、取扱いが非常に大変となる。

【００４２】しかし、４個のパワーモジュール１１1 ，
１１2 ，１１3 ，１１4 を取付けたパワーボード１７1
，１７2 を部品単位としているので、その取扱う重量
や体積は冷却スタックの１／８〜１／１０程度となり、
取扱いが非常に容易となる。

【００４３】このため電力変換装置を組立てるときの作
業が容易となり、作業性が向上する。また、パワーモジ
ュール１１が故障したときなどの交換作業も容易とな
る。また、パワーモジュール１１を並列接続するために
電気的特性を選別して組み合わせを行う必要があるが、
このような選別作業はパワーボード単位で行うことがで
きるため、予め選別組合わせしたパワーボードを用意し
ておけば、パワーモジュール１１が故障したときにパワ
ーボード単位で交換すれば良く、作業は極めて容易とな
る。

【００４４】また、パワーボード単位で取扱うので、部
品交換のための予備品の取扱いや保管がパワーボード単
位ででき、予備品の取扱いや保管が容易にできると共に
価格的にも非常に安価となる。

【００４５】第２実施例（請求項２対応の実施例） なお、第１実施例と同一の部分には同一の符号を付して
詳細な説明は省略する。

【００４６】図３に示すように、ボード１５の一面側に
各パワーモジュール１１1 〜１１4の周囲をコ字状に包
囲する遮蔽部材２０を取付けている。すなわち、前記遮
蔽部材２０は各パワーモジュール１１1 〜１１4 間を遮
蔽すると共に各パワーモジュール１１1 〜１１4 の長辺
の外側を遮蔽するようになっている。

【００４７】このような構成においては、パワーモジュ
ール１１1 〜１１4 が過大な電流で破損してパワーモジ
ュールからアークが発生しても、そのアークは遮蔽部材
２０で遮断されるので、他の正常なパワーモジュールが
破損したパワーモジュールからのアークにより損傷する
のを確実に防止できる。

【００４８】従って、パワーモジュールの破損時には破
損したパワーモジュールのみを交換すれば良く、他の正
常なパワーモジュールは再使用できるので、故障修理も
容易となり、また経済的にも故障復旧価格を低減でき
る。

【００４９】なお、第１及び第２実施例ではパワーモジ
ュールを冷却フィンの取付けブロック部の両面に合計８
個取付けた場合について述べたがその個数は必ずしもこ
れに限定されるものではなく、例えば６個ずつの合計１
２個取付けるものであっても良く、要は電力変換装置の
回路の所定単位で個数を決定することができる。

【００５０】また、第１及び第２実施例ではパワーモジ
ュールの付属周辺部品としてスナバコンデンサやスナバ
抵抗器をパワーモジュールと同じボードに取付けたが、
その他パワーモジュールのベース抵抗器など他の回路部
品も同じボードに取付けてもよく、同じボードに取付け
る付属周辺部品は特に限定されるものではない。

【００５１】さらに、パワーボードを取付けた部品単位
のパワーボードを冷却フィンに取付けて冷却スタックを
構成する場合に、パワーモジュールをボードに取付ける
ネジ１６は、冷却フィンにパワーボードを取付けると
き、取付けネジ１８との寸法調整のため、一度緩めて再
度締付けるようにしてもよく、このようにしても本発明
の効果を減少させるものではない。

【００５２】第３実施例（請求項３対応の実施例） なお、この実施例は３レベルコンバータ回路の場合につ
いて述べ、その１相分の回路構成は図９の(b) に示す回
路構成と同一である。

【００５３】図４に示すように４個の長方形状のパワー
モジュール２１1 ，２１2 ，２１3，２１4 と１個の長
方形状のダイオードモジュール２５で回路を組立ててい
る。前記ダイオードモジュール２５は２個のダイオード
を１つのパッケージに収納した２ｉｎ１のダイオードモ
ジュールである。

【００５４】前記各パワーモジュール２１1 ，２１2 ，
２１3 ，２１4 及びダイオードモジュール２５を、ダイ
オードモジュール２５を中央にして、各モジュールの長
辺を横にして縦に並べて配置している。

【００５５】そして前記パワーモジュール２１1 のコレ
クタＣを接続導体２６1 で直流端子Ｐに接続し、前記パ
ワーモジュール２１1 のエミッタＥとパワーモジュール
２１2 のコレクタＣとダイオードモジュール２５のカソ
ードＫを接続導体２６2 で接続し、前記パワーモジュー
ル２１2 のエミッタＥとパワーモジュール２１3 のコレ
クタＣと交流端子ＡＣを接続導体２６3 で接続し、前記
パワーモジュール２１3 のエミッタＥとパワーモジュー
ル２１4 のコレクタＣとダイオードモジュール２５のア
ノードＡを接続導体２６4 で接続し、ダイオードモジュ
ール２５のアノード、カソード接続端子ＡＫと直流端子
Ｏを接続導体２６5 で接続し、かつパワーモジュール２
１4 のエミッタＥと直流端子Ｎを接続導体２６6 で接続
している。

【００５６】このような各モジュール２１1 〜２１4 、
２５の配置構成により、直流端子Ｐ，Ｎ間に接続される
接続導体２６1 〜２６6 が、各モジュール２１1 〜２１
4 、２５の長辺方向と直交する方向に配置するようにな
るので、接続導体の距離を充分に短くできる。また、直
流端子ＰとＯ間及び直流端子ＯとＮ間を最短にできる。

【００５７】従って、各パワーモジュール２１1 〜２１
4 間の接続導体２６2 〜２６4 の配線インダクタンスを
低減でき、かつ取付けスペースの利用率も向上できる。
そして配線インダクタンスの低減によりパワーモジュー
ルのサージ電圧も減少し、スナバコンデンサやスナバ抵
抗器の容量増加を防止することができ、これによりパワ
ーモジュールの電圧利用率も向上できる。

【００５８】また、取付けスペースの利用率が向上する
ことにより、冷却スタックを小形軽量化でき、電力変換
装置自体の小形化及び低価格化を実現できる。 第４実施例（請求項３対応の実施例） この実施例も３レベルコンバータ回路の１相分の組立て
について述べ、第３実施例と同一の部分には同一の符号
を付して詳細な説明は省略する。

【００５９】この実施例は図５に示すように、１個のダ
イオードを１つのパッケージに収納した１ｉｎ１のダイ
オードモジュール２５1 ，２５2 を使用したものであ
る。これは４個のパワーモジュール２１1 ，２１2 ，２
１3 ，２１4 をその長辺を横にして縦に並べて配置し、
その両側にそれぞれダイオードモジュール２５1 ，２５
2 を同じくその長辺を横にして縦に並べて配置してい
る。

【００６０】そして前記パワーモジュール２１1 のコレ
クタＣを接続導体３６1 で直流端子Ｐに接続し、前記パ
ワーモジュール２１1 のエミッタＥとパワーモジュール
２１2 のコレクタＣとダイオードモジュール２５1 のカ
ソードＫを接続導体３６2 で接続し、前記パワーモジュ
ール２１2 のエミッタＥとパワーモジュール２１3 のコ
レクタＣと交流端子ＡＣを接続導体３６3 で接続し、前
記パワーモジュール２１3 のエミッタＥとパワーモジュ
ール２１4 のコレクタＣとダイオードモジュール２５2
のアノードＡを接続導体３６4 で接続し、ダイオードモ
ジュール２５1のアノードＡと直流端子Ｏを接続導体３
６51で接続し、ダイオードモジュール２５2 のカソード
Ｋと直流端子Ｏを接続導体３６52で接続し、かつパワー
モジュール２１4 のエミッタＥと直流端子Ｎを接続導体
３６6 で接続している。

【００６１】このように１ｉｎ１のダイオードモジュー
ル２５1 ，２５2 を使用した場合で各接続導体３６1 〜
３６6 が、各モジュール２１1 〜２１4 、２５1 ，２５
2 の長辺方向と直交する方向に配置するようになるの
で、接続導体の距離を充分に短くできる。

【００６２】従って、接続導体の配線インダクタンスを
低減でき、かつ取付けスペースの利用率も向上できるの
で、第３実施例と同様の作用効果が得られる。 第５実施例（請求項４対応の実施例） この実施例は、図８に示す回路のように２個のパワーモ
ジュールを直流端子Ｐ，Ｎ間に直列に接続する場合の組
立てを示すもので、２個のパワーモジュール３１1 ，３
１2 をその長辺を横にして縦に並べて配置している。

【００６３】そして前記パワーモジュール３１1 のコレ
クタＣと直流端子Ｐを接続導体４６1 で接続し、前記パ
ワーモジュール３１1 のエミッタＥと前記パワーモジュ
ール３１2 のコレクタＣを接続導体４６2 で接続し、前
記パワーモジュール３１2 のエミッタＥと直流端子Ｎを
接続導体４６3 で接続している。

【００６４】この実施例においても直流端子Ｐ，Ｎ間を
最短にすることができ、使用する接続導体を短くでき
る。従って、接続導体の配線インダクタンスを低減で
き、かつ取付けスペースの利用率も向上できるので、第
３実施例と同様の作用効果が得られる。すなわち、３レ
ベルコンバータ回路以外の電力変換装置でも同様の効果
が得られる。

【００６５】

【発明の効果】以上説明したように請求項１対応の発明
によれば、複数個のパワーモジュール及びその周辺回路
部品を配置した部品単位のパワーボードで取扱うため、
電力変換装置の組立てや検査時の作業性が大幅に向上で
きる。また、ユーザなどに納入する予備品もパワーボー
ド単位で準備できるため、予備品価格を減少でき、また
取扱いが容易となり、従って故障復旧時間の短縮や故障
復旧費用の低減ができる。

【００６６】また、パワーモジュールを並列接続するた
めに電気的特性を選別して組合わせる作業をパワーボー
ド単位で行えばよいので、電力変換装置の組立て作業や
ユーザでの部品交換時に、特別なパワーモジュールの選
別を行う必要がなく、パワーボード単位で作業ができ
る。従ってこの点においても作業性が向上し、電力変換
装置の低価格化、予備品の低価格化、故障復旧時間の短
縮や費用の低減ができる。

【００６７】また、請求項２対応の発明によれば、上記
効果に加えてパワーモジュールが過大な電流等で破損し
てもその破損が周囲の正常なパワーモジュールに影響し
て損傷を与えるのを遮蔽部材で防止できるので、事故の
拡大を防止でき、故障復旧時間の一層の短縮や故障復旧
費用の一層の低減が図れる。

【００６８】また、請求項３対応の発明によれば、３レ
ベルコンバータ回路の直流端子間に接続される少なくと
も４個以上のパワーモジュール間を接続するとき、その
パワーモジュール間の接続導体がパワーモジュールの長
辺方向と直交する方向となるようにパワーモジュールを
配置しているので、直流端子間の配線インダクタンスを
減少することができ、取付けスペースの利用率も向上で
きる。その結果、電力変換装置のパワーモジュールの電
圧利用率を向上でき、低価格化や小形化を実現できる。

【００６９】さらに、請求項４対応の発明によれば、単
相出力や３相出力のコンバータにおいて、直流端子間に
接続される少なくとも２個のパワーモジュールの接続導
体を、パワーモジュールの長辺方向と直交する方向とな
るようにパワーモジュールを配置しているので、直流端
子間の配線インダクタンスを減少することができ、取付
けスペースの利用率も向上できる。その結果、電力変換
装置のパワーモジュールの電圧利用率を向上でき、低価
格化や小形化を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例におけるパワーボードの構
成を示す図。

【図２】同実施例における冷却スタックの外観を示す斜
視図。

【図３】本発明の第２実施例におけるパワーボードの構
成を示す図。

【図４】本発明の第３実施例におけるパワーモジュール
及び接続導体の配置関係を示す図。

【図５】本発明の第４実施例におけるパワーモジュール
及び接続導体の配置関係を示す図。

【図６】本発明の第５実施例におけるパワーモジュール
及び接続導体の配置関係を示す図。

【図７】従来例における冷却スタックの外観を示す斜視
図。

【図８】同従来例の対応する回路構成を示す図。

【図９】従来例における３レベルコンバータ回路で構成
した電力変換装置の一部パワーモジュール及び接続導体
の配置関係並びに対応する回路構成を示す図。

【符号の説明】 １１，１１1 ，１１2 ，１１3 ，１１4 …パワーモジュ
ール １２…冷却フィン １３1 ，１３2 ，１３3 ，１３4 …スナバコンデンサ １４1 ，１４2 ，１４3 ，１４4 …スナバ抵抗器 ２０…遮蔽部材 ２１1 ，２１2 ，２１3 ，２１4 …パワーモジュール ２５，２５1 ，２５2 …ダイオードモジュール ２６1 ，２６2 ，２６3 ，２６4 ，２６5 ，２６6 …接
続導体 ３１1 ，３１2 …パワーモジュール ３６1 ，３６2 ，３６3 ，３６4 ，３６5 ，３６6 …接
続導体 ４６1 ，４６2 ，４６3 …接続導体

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数個のパワーモジュールを組合わせ接
   続して構成される電力変換装置において、少なくとも２
   個以上のパワーモジュールを配置すると共にその各パワ
   ーモジュールと一体に使用される周辺回路部品を配置し
   てパワーボードを形成し、このパワーボードを部品単位
   として冷却フィンに取付けて冷却スタックを構成したこ
   とを特徴とする電力変換装置。
2. 【請求項２】 複数個のパワーモジュールを組合わせ接
   続して構成される電力変換装置において、少なくとも２
   個以上のパワーモジュールを配置すると共にその各パワ
   ーモジュールと一体に使用される周辺回路部品を配置し
   てパワーボードを形成し、そのパワーボードに配置して
   ある各パワーモジュール間を遮蔽する遮蔽部材を設け、
   前記パワーボードを部品単位として冷却フィンに取付け
   て冷却スタックを構成したことを特徴とする電力変換装
   置。
3. 【請求項３】 長方形状の複数個のパワーモジュールを
   組合わせ接続して３レベルコンバータ回路を構成した電
   力変換装置において、少なくとも４個以上のパワーモジ
   ュールを、その各パワーモジュールを接続する接続導体
   が各パワーモジュールの長辺方向と直交する方向に配置
   されるように配置すると共にその各パワーモジュールと
   一体に使用される周辺回路部品を配置してパワーボード
   を形成し、このパワーボードを部品単位として冷却フィ
   ンに取付けて冷却スタックを構成したことを特徴とする
   電力変換装置。
4. 【請求項４】 長方形状の複数個のパワーモジュールを
   組合わせ接続して単相出力又は３相出力のコンバータ回
   路を構成した電力変換装置において、少なくとも２個以
   上のパワーモジュールを、その各パワーモジュールを接
   続する接続導体が各パワーモジュールの長辺方向と直交
   する方向に配置されるように配置すると共にその各パワ
   ーモジュールと一体に使用される周辺回路部品を配置し
   てパワーボードを形成し、このパワーボードを部品単位
   として冷却フィンに取付けて冷却スタックを構成したこ
   とを特徴とする電力変換装置。