JPH09233818A - 電力変換装置 - Google Patents
電力変換装置Info
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- JPH09233818A JPH09233818A JP4313096A JP4313096A JPH09233818A JP H09233818 A JPH09233818 A JP H09233818A JP 4313096 A JP4313096 A JP 4313096A JP 4313096 A JP4313096 A JP 4313096A JP H09233818 A JPH09233818 A JP H09233818A
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Abstract
(57)【要約】 (修正有)
【課題】体格の小型軽量化及び部品点数や配線工数の削
減を図るとともに、装置の動作信頼性や寿命を向上可能
なパワーモジュールを提供する。 【解決手段】DC−AC変換用のブリッジ回路(H形ブ
リッジ回路)200を構成する4個のスイッチング素子
7〜10と、ブリッジ回路200に直流電源電圧を給電
する昇圧型力率改善回路100の半導体回路部分を構成
するリアクトル電流断続用のスイッチング素子6及びリ
アクトル放電用の逆流防止ダイオ−ド5とをヒートシン
ク付の配線基板に実装し、更に必要個数の主回路端子台
をこの配線基板に実装してこれら主回路端子台と各スイ
ッチング素子6〜10の主端子とを接続し、また更に制
御用コネクタを配線基板に実装してこの制御用コネクタ
の各ターミナルを各スイッチング素子6〜10の制御端
子に個別に接続する。
減を図るとともに、装置の動作信頼性や寿命を向上可能
なパワーモジュールを提供する。 【解決手段】DC−AC変換用のブリッジ回路(H形ブ
リッジ回路)200を構成する4個のスイッチング素子
7〜10と、ブリッジ回路200に直流電源電圧を給電
する昇圧型力率改善回路100の半導体回路部分を構成
するリアクトル電流断続用のスイッチング素子6及びリ
アクトル放電用の逆流防止ダイオ−ド5とをヒートシン
ク付の配線基板に実装し、更に必要個数の主回路端子台
をこの配線基板に実装してこれら主回路端子台と各スイ
ッチング素子6〜10の主端子とを接続し、また更に制
御用コネクタを配線基板に実装してこの制御用コネクタ
の各ターミナルを各スイッチング素子6〜10の制御端
子に個別に接続する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、DC−ACコンバ
ータやDC−DCコンバータなどの電力変換装置(パワ
ーコンバータ)に関する。本発明の電力変換装置は、例
えば電気自動車用の充電装置に適用される。
ータやDC−DCコンバータなどの電力変換装置(パワ
ーコンバータ)に関する。本発明の電力変換装置は、例
えば電気自動車用の充電装置に適用される。
【0002】
【従来の技術】電気自動車の充電装置として好適な従来
のAC−DCコンバータ装置の一例を図9を参照して説
明する。このAC−DCコンバータ装置は、昇圧型力率
改善回路100とブリッジ回路(本明細書ではH形ブリ
ッジ回路ともいう)200とを有する。
のAC−DCコンバータ装置の一例を図9を参照して説
明する。このAC−DCコンバータ装置は、昇圧型力率
改善回路100とブリッジ回路(本明細書ではH形ブリ
ッジ回路ともいう)200とを有する。
【0003】1は商用電源、2aは第1の整流器モジュ
ール、3は第1のリアクトル、4は第1の平滑コンデン
サ、5aは逆流防止ダイオ−ド、6a〜10aはIGB
Tからなるスイッチング素子、11a〜14aはフライ
ホイールダイオ−ド、15はトランス、16aは第2の
整流器モジュール、17は第2のリアクトル、18は第
2の平滑コンデンサ、19は負荷、20は制御回路、2
1は第1の電流センサ、22は第2の電流センサであ
る。
ール、3は第1のリアクトル、4は第1の平滑コンデン
サ、5aは逆流防止ダイオ−ド、6a〜10aはIGB
Tからなるスイッチング素子、11a〜14aはフライ
ホイールダイオ−ド、15はトランス、16aは第2の
整流器モジュール、17は第2のリアクトル、18は第
2の平滑コンデンサ、19は負荷、20は制御回路、2
1は第1の電流センサ、22は第2の電流センサであ
る。
【0004】昇圧型力率改善回路100において、制御
回路20は、第1のリアクトル3に流れる電流を第1の
電流センサ21で検出して入力し、この電流波形が第1
の整流器2aから出力される整流電圧の波形と相似にな
るように、かつ、第1の平滑コンデンサ4の電位が所定
の値となるように、IGBT6aを断続制御している。
回路20は、第1のリアクトル3に流れる電流を第1の
電流センサ21で検出して入力し、この電流波形が第1
の整流器2aから出力される整流電圧の波形と相似にな
るように、かつ、第1の平滑コンデンサ4の電位が所定
の値となるように、IGBT6aを断続制御している。
【0005】ブリッジ回路200において、制御回路2
0は、負荷19に流れる負荷電流を第2の電流センサ2
2で検出して入力し、この負荷電流が所定値となるよう
にIGBT7a〜10aを断続制御してトランス15に
必要な高周波電力を供給する。トランス15に供給され
た高周波電力は、第2の整流器16aで整流された後
に、第2のリアクトル17と第2の平滑コンデンサ18
からなる平滑回路で平滑された後、負荷19に給電され
る。フライホイールダイオ−ド11a〜14aはIGB
T7a〜10aがターンオフした直後にトランスの1次
巻線及びもれインダクタンスから放出される磁気エネル
ギを電流の形で放出する。
0は、負荷19に流れる負荷電流を第2の電流センサ2
2で検出して入力し、この負荷電流が所定値となるよう
にIGBT7a〜10aを断続制御してトランス15に
必要な高周波電力を供給する。トランス15に供給され
た高周波電力は、第2の整流器16aで整流された後
に、第2のリアクトル17と第2の平滑コンデンサ18
からなる平滑回路で平滑された後、負荷19に給電され
る。フライホイールダイオ−ド11a〜14aはIGB
T7a〜10aがターンオフした直後にトランスの1次
巻線及びもれインダクタンスから放出される磁気エネル
ギを電流の形で放出する。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上記した従来の昇圧型
力率改善回路100とフルブリッジ型のDCーDCコン
バータを組み合わせたACーDCコンバータ装置では、
第1の整流器2a、第2の整流器16a、昇圧型力率改
善回路100のスイッチング素子6a及び逆流防止ダイ
オ−ド5a、ブリッジ回路200のスイッチング素子7
a〜10a及びフライホイールダイオ−ド11a〜14
aをそれぞれ個別に半導体素子で構成し、これらをブス
バーやワイヤー等の配線部品で接続して構成していた。
EV用充電装置のような大電力用途ではこれら半導体素
子の冷却性の向上のため、ヒートシンクや冷却フィンの
ような冷却構造を各半導体素子に個別に設けることが必
要であり、これらヒートシンクや冷却フィンに充分な冷
媒が当たるように各半導体素子を配置する必要があっ
た。
力率改善回路100とフルブリッジ型のDCーDCコン
バータを組み合わせたACーDCコンバータ装置では、
第1の整流器2a、第2の整流器16a、昇圧型力率改
善回路100のスイッチング素子6a及び逆流防止ダイ
オ−ド5a、ブリッジ回路200のスイッチング素子7
a〜10a及びフライホイールダイオ−ド11a〜14
aをそれぞれ個別に半導体素子で構成し、これらをブス
バーやワイヤー等の配線部品で接続して構成していた。
EV用充電装置のような大電力用途ではこれら半導体素
子の冷却性の向上のため、ヒートシンクや冷却フィンの
ような冷却構造を各半導体素子に個別に設けることが必
要であり、これらヒートシンクや冷却フィンに充分な冷
媒が当たるように各半導体素子を配置する必要があっ
た。
【0007】しかし、各素子の電力損失(発熱量)がそ
れぞれ異なり、また、各素子の配置位置などの影響によ
り各素子の有効放熱抵抗がそれぞれ異なるために各素子
のチップ温度が異なることになり、最も条件の悪い素子
のチップ温度が増大してしまい、過酷な動作条件下で素
子温度が最高許容温度に接近してしまうという問題があ
った。更に、素子特性のばらつき、配線不良による配線
インピーダンスのアンバランスなどのなんらかの要因で
どれかの素子が過熱する可能性が考慮され、それに対し
て対策を施すことが要望された。
れぞれ異なり、また、各素子の配置位置などの影響によ
り各素子の有効放熱抵抗がそれぞれ異なるために各素子
のチップ温度が異なることになり、最も条件の悪い素子
のチップ温度が増大してしまい、過酷な動作条件下で素
子温度が最高許容温度に接近してしまうという問題があ
った。更に、素子特性のばらつき、配線不良による配線
インピーダンスのアンバランスなどのなんらかの要因で
どれかの素子が過熱する可能性が考慮され、それに対し
て対策を施すことが要望された。
【0008】その他、上記した従来の装置では、ブスバ
ーやワイヤー等の部品を必要とするので、部品点数の増
加、配線及び配線作業のための必要スペースの増大、被
水などからの配線の保護に必要性、装着及び配線のため
の工数の増大などの不具合を招くという問題もあった。
本発明は上記事情に鑑みなされたものであり、体格の小
型軽量化及び工数の削減を図るとともに、装置の動作信
頼性や耐環境性を向上した電力変換装置を提供すること
をその目的としている。
ーやワイヤー等の部品を必要とするので、部品点数の増
加、配線及び配線作業のための必要スペースの増大、被
水などからの配線の保護に必要性、装着及び配線のため
の工数の増大などの不具合を招くという問題もあった。
本発明は上記事情に鑑みなされたものであり、体格の小
型軽量化及び工数の削減を図るとともに、装置の動作信
頼性や耐環境性を向上した電力変換装置を提供すること
をその目的としている。
【0009】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の電力変換
装置は、DC−AC変換用のブリッジ回路(H形ブリッ
ジ回路)を構成する4個のスイッチング素子と、前記ブ
リッジ回路に直流電源電圧を給電する昇圧型力率改善回
路の半導体回路部分を構成するリアクトル電流断続用の
スイッチング素子及びリアクトル放電用の逆流防止ダイ
オ−ドとをヒートシンク付の配線基板に実装し、更に必
要個数の主回路端子台をこの配線基板に実装してこれら
主回路端子台と各スイッチング素子の主端子とを接続
し、また更に制御用コネクタを配線基板に実装してこの
制御用コネクタの各ターミナルを各スイッチング素子の
制御端子に個別に接続している。
装置は、DC−AC変換用のブリッジ回路(H形ブリッ
ジ回路)を構成する4個のスイッチング素子と、前記ブ
リッジ回路に直流電源電圧を給電する昇圧型力率改善回
路の半導体回路部分を構成するリアクトル電流断続用の
スイッチング素子及びリアクトル放電用の逆流防止ダイ
オ−ドとをヒートシンク付の配線基板に実装し、更に必
要個数の主回路端子台をこの配線基板に実装してこれら
主回路端子台と各スイッチング素子の主端子とを接続
し、また更に制御用コネクタを配線基板に実装してこの
制御用コネクタの各ターミナルを各スイッチング素子の
制御端子に個別に接続している。
【0010】このようにすれば、スイッチング素子やダ
イオードなどの最高許容温度に厳しい制限がある半導体
素子が共通の配線基板に一体に配置され、共通のヒート
シンクを通じて冷却される。すなわち、半導体素子のチ
ップサイズが従来の装置と同じとしても、負荷が大きい
半導体素子での熱抵抗は下がるので、負荷が大きい半導
体素子での温度上昇は抑制される。
イオードなどの最高許容温度に厳しい制限がある半導体
素子が共通の配線基板に一体に配置され、共通のヒート
シンクを通じて冷却される。すなわち、半導体素子のチ
ップサイズが従来の装置と同じとしても、負荷が大きい
半導体素子での熱抵抗は下がるので、負荷が大きい半導
体素子での温度上昇は抑制される。
【0011】また、素子不良や配線不良や絶縁不良など
が生じてどれかの素子の発熱(抵抗電力損失)が異常に
増大しても、各素子は、熱容量が大きく放熱性も良好な
共通のヒートシンクに放熱するので、この大発熱素子の
過熱を防止してその性能劣化を抑止し、装置の信頼性の
向上及び寿命の向上を図ることができる。また、ブスバ
ーやワイヤー等の部品を減らせ、配線及び配線作業のた
めの必要スペースを削減でき、装着及び配線のための工
数の削減も実現でき、装置の小型軽量化も実現できる。
が生じてどれかの素子の発熱(抵抗電力損失)が異常に
増大しても、各素子は、熱容量が大きく放熱性も良好な
共通のヒートシンクに放熱するので、この大発熱素子の
過熱を防止してその性能劣化を抑止し、装置の信頼性の
向上及び寿命の向上を図ることができる。また、ブスバ
ーやワイヤー等の部品を減らせ、配線及び配線作業のた
めの必要スペースを削減でき、装着及び配線のための工
数の削減も実現でき、装置の小型軽量化も実現できる。
【0012】請求項2記載の電力変換装置は、請求項1
記載の装置において更に、ハイサイドのスイッチング素
子(以下、ハイサイド素子ともいう)及びローサイドの
スイッチング素子(以下、ローサイド素子ともいう)を
IGBT又はバイポーラトランジスタ並びにそれと並列
接続されるフライホイールダイオ−ドで構成する。IG
BTやバイポーラトランジスタは逆導通用にフライホイ
ールダイオ−ドを必要とするので、一層の配線工数及び
必要スペースの削減を図ることができる。
記載の装置において更に、ハイサイドのスイッチング素
子(以下、ハイサイド素子ともいう)及びローサイドの
スイッチング素子(以下、ローサイド素子ともいう)を
IGBT又はバイポーラトランジスタ並びにそれと並列
接続されるフライホイールダイオ−ドで構成する。IG
BTやバイポーラトランジスタは逆導通用にフライホイ
ールダイオ−ドを必要とするので、一層の配線工数及び
必要スペースの削減を図ることができる。
【0013】請求項3記載の電力変換装置は、請求項1
又は2記載の装置において更に、昇圧型力率改善回路の
前段に配設されて交流電圧を整流する整流器(全波整流
器を含む)も上記ヒートシンク付の配線基板に実装し、
更にこれら整流器の入出力用の主回路端子台もこの配線
基板に実装するので、整流機能を追加するとともに、装
置の信頼性の一層の向上を図り、工数及び体格の一層の
削減を図ることができる。
又は2記載の装置において更に、昇圧型力率改善回路の
前段に配設されて交流電圧を整流する整流器(全波整流
器を含む)も上記ヒートシンク付の配線基板に実装し、
更にこれら整流器の入出力用の主回路端子台もこの配線
基板に実装するので、整流機能を追加するとともに、装
置の信頼性の一層の向上を図り、工数及び体格の一層の
削減を図ることができる。
【0014】請求項4記載の電力変換装置は、請求項1
乃至3のいずれか記載の装置において更に、ブリッジ回
路の後段に通常はトランスを介して配設されて交流電圧
を整流する整流器を上記ヒートシンク付の配線基板に実
装し、更にこの整流器の入出力用の主回路端子台もこの
配線基板に実装するので、整流機能を追加するととも
に、装置の信頼性の一層の向上を図り、工数及び体格の
一層の削減を図ることができる。
乃至3のいずれか記載の装置において更に、ブリッジ回
路の後段に通常はトランスを介して配設されて交流電圧
を整流する整流器を上記ヒートシンク付の配線基板に実
装し、更にこの整流器の入出力用の主回路端子台もこの
配線基板に実装するので、整流機能を追加するととも
に、装置の信頼性の一層の向上を図り、工数及び体格の
一層の削減を図ることができる。
【0015】
(実施例1)本発明の電力変換装置をEV用主バッテリ
充電用の充電装置として用いられるAC−DCコンバー
タに適用した実施例を図1〜図2を参照して説明する。
図1はこのAC−DCコンバータの回路図を示し、図2
はその電力変換装置(以下、パワーモジュールともい
う)の模式斜視図を示す。
充電用の充電装置として用いられるAC−DCコンバー
タに適用した実施例を図1〜図2を参照して説明する。
図1はこのAC−DCコンバータの回路図を示し、図2
はその電力変換装置(以下、パワーモジュールともい
う)の模式斜視図を示す。
【0016】このAC−DCコンバータは、昇圧型力率
改善回路100とブリッジ回路(本明細書ではH形ブリ
ッジ回路ともいう)200と、それらの内部のトランジ
スタを断続制御する制御回路20とを有する。商用電源
1から全波整流回路(第1の整流器)2の交流入力端に
印加された交流電圧は全波整流されて昇圧型力率改善回
路100に入力され、昇圧型力率改善回路100から出
力される直流電圧はブリッジ回路200にて高周波電圧
に変換されてトランス15に入力され、トランス15の
出力は、全波整流回路(第2の整流器)16で全波整流
され、第2のリアクトル17及び第2の平滑コンデンサ
18で構成される平滑回路にて平滑、直流電圧となって
負荷19に印加される。
改善回路100とブリッジ回路(本明細書ではH形ブリ
ッジ回路ともいう)200と、それらの内部のトランジ
スタを断続制御する制御回路20とを有する。商用電源
1から全波整流回路(第1の整流器)2の交流入力端に
印加された交流電圧は全波整流されて昇圧型力率改善回
路100に入力され、昇圧型力率改善回路100から出
力される直流電圧はブリッジ回路200にて高周波電圧
に変換されてトランス15に入力され、トランス15の
出力は、全波整流回路(第2の整流器)16で全波整流
され、第2のリアクトル17及び第2の平滑コンデンサ
18で構成される平滑回路にて平滑、直流電圧となって
負荷19に印加される。
【0017】昇圧型力率改善回路100は、第1のリア
クトル3、第1の平滑コンデンサ4、逆流防止ダイオ−
ド5、IGBT(リアクトル電流断続用スイッチング素
子)6からなる。全波整流回路2の高位出力端子は第1
のリアクトル3及び逆流防止ダイオード5を通じて第1
の平滑コンデンサ4の高位端子を充電し、その低位端子
は接地されている。逆流防止ダイオード5のアノードは
IGBT6のコレクタに接続され、そのエミッタは接地
されている。
クトル3、第1の平滑コンデンサ4、逆流防止ダイオ−
ド5、IGBT(リアクトル電流断続用スイッチング素
子)6からなる。全波整流回路2の高位出力端子は第1
のリアクトル3及び逆流防止ダイオード5を通じて第1
の平滑コンデンサ4の高位端子を充電し、その低位端子
は接地されている。逆流防止ダイオード5のアノードは
IGBT6のコレクタに接続され、そのエミッタは接地
されている。
【0018】昇圧型力率改善回路100の動作を説明す
ると、制御回路20は、第1のリアクトル3に流れる電
流を第1の電流センサ21で検出して入力し、この電流
の波形が第1の整流器2から出力される整流電圧と相似
波形に近づくように、かつ、第1の平滑コンデンサ4の
電位が所定の一定値となるように、IGBT6を断続制
御する。IGBT6が導通されると第1のリアクトル3
に通電されてそれに磁気エネルギが蓄積され、IGBT
6が遮断されると第1のリアクトル3に蓄積される磁気
エネルギにより逆起電力が生じて電流が逆流防止ダイオ
ード5を通じて第1の平滑コンデンサ4に給電される。
ると、制御回路20は、第1のリアクトル3に流れる電
流を第1の電流センサ21で検出して入力し、この電流
の波形が第1の整流器2から出力される整流電圧と相似
波形に近づくように、かつ、第1の平滑コンデンサ4の
電位が所定の一定値となるように、IGBT6を断続制
御する。IGBT6が導通されると第1のリアクトル3
に通電されてそれに磁気エネルギが蓄積され、IGBT
6が遮断されると第1のリアクトル3に蓄積される磁気
エネルギにより逆起電力が生じて電流が逆流防止ダイオ
ード5を通じて第1の平滑コンデンサ4に給電される。
【0019】ブリッジ回路(H形ブリッジ回路)200
は、IGBT(ハイサイドのスイッチング素子)7、9
及びIGBT(ローサイドのスイッチング素子)8、1
0からなる。IGBT7、8は直列接続されており、I
GBT7はその上アーム(ハイサイドのスイッチング素
子)を構成し、IGBT8はその下アーム(ローサイド
のスイッチング素子)を構成する。同様に、IGBT
9、10は直列接続されており、IGBT9はその上ア
ーム(ハイサイドのスイッチング素子)を構成し、IG
BT10はその下アーム(ローサイドのスイッチング素
子)を構成する。IGBT7、8の直列接続点とIGB
T9、10の直列接続点とはトランス15の入力端子に
個別に接続されている。
は、IGBT(ハイサイドのスイッチング素子)7、9
及びIGBT(ローサイドのスイッチング素子)8、1
0からなる。IGBT7、8は直列接続されており、I
GBT7はその上アーム(ハイサイドのスイッチング素
子)を構成し、IGBT8はその下アーム(ローサイド
のスイッチング素子)を構成する。同様に、IGBT
9、10は直列接続されており、IGBT9はその上ア
ーム(ハイサイドのスイッチング素子)を構成し、IG
BT10はその下アーム(ローサイドのスイッチング素
子)を構成する。IGBT7、8の直列接続点とIGB
T9、10の直列接続点とはトランス15の入力端子に
個別に接続されている。
【0020】ブリッジ回路200の動作を説明すると、
制御回路20は、負荷19に流れる負荷電流を第2の電
流センサ22で検出して入力し、この負荷電流が所定値
となるようにIGBT7〜10をオン・オフ制御して、
トランス15に必要な高周波電力を供給する。ブリッジ
回路200は、よく知られているように、第1の位相期
間においてIGBT7、10をオンさせ、IGBT8、
9をオフさせてトランス15の一次コイルに一方向へ通
電し、次の第2の位相期間においてIGBT7、10を
オフさせ、IGBT8、9をオンさせてトランス15の
一次コイルに他方向へ通電する。制御回路20からIG
BT7〜10の各ゲートに印加されるゲート電圧のキャ
リヤ周波数は所定の一定値とされ、上記負荷電流の制御
は上記通電を行う期間と、IGBT7〜10をオフして
上記通電を行わない期間の比率すなわちデューティ比を
制御して調節される。IGBT7〜10がターンオフし
た後にトランスの1次巻線及びもれインダクタンスの磁
気エネルギはフライホイールダイオ−ド11〜14を通
じて電流の形で放出される。
制御回路20は、負荷19に流れる負荷電流を第2の電
流センサ22で検出して入力し、この負荷電流が所定値
となるようにIGBT7〜10をオン・オフ制御して、
トランス15に必要な高周波電力を供給する。ブリッジ
回路200は、よく知られているように、第1の位相期
間においてIGBT7、10をオンさせ、IGBT8、
9をオフさせてトランス15の一次コイルに一方向へ通
電し、次の第2の位相期間においてIGBT7、10を
オフさせ、IGBT8、9をオンさせてトランス15の
一次コイルに他方向へ通電する。制御回路20からIG
BT7〜10の各ゲートに印加されるゲート電圧のキャ
リヤ周波数は所定の一定値とされ、上記負荷電流の制御
は上記通電を行う期間と、IGBT7〜10をオフして
上記通電を行わない期間の比率すなわちデューティ比を
制御して調節される。IGBT7〜10がターンオフし
た後にトランスの1次巻線及びもれインダクタンスの磁
気エネルギはフライホイールダイオ−ド11〜14を通
じて電流の形で放出される。
【0021】本実施例の特徴は、上記AC−DCコンバ
ータのスイッチング回路部を構成するIGBT6〜10
とそれらの主端子に接続されるダイオード5、11〜1
4をパワースイッチングモジュール23として一体に構
成した点にある。このパワースイッチングモジュール2
3は、図1に示すように、ターミナル(第3の主回路端
子台)26、ターミナル(第1の主回路端子台)27、
ターミナル(第2の主回路端子台)28、ターミナル
(第4の主回路端子台)24、ターミナル(第5の主回
路端子台)25を有し、更に、制御用ターミナル32〜
36をもつ制御用コネクタ31(図2参照)を有してい
る。
ータのスイッチング回路部を構成するIGBT6〜10
とそれらの主端子に接続されるダイオード5、11〜1
4をパワースイッチングモジュール23として一体に構
成した点にある。このパワースイッチングモジュール2
3は、図1に示すように、ターミナル(第3の主回路端
子台)26、ターミナル(第1の主回路端子台)27、
ターミナル(第2の主回路端子台)28、ターミナル
(第4の主回路端子台)24、ターミナル(第5の主回
路端子台)25を有し、更に、制御用ターミナル32〜
36をもつ制御用コネクタ31(図2参照)を有してい
る。
【0022】パワースイッチングモジュール23の外形
を図2に示す。銅やアルミニウム等を主素材とするプレ
ートからなるヒートシンク30上には図示しないアルミ
ナ系の絶縁配線基板が接合されており、この絶縁配線基
板上には、上記したIGBT6〜10及びダイオード
5、11〜14、ターミナル24〜28、制御用コネク
タ31が実装され、これらは上記配線基板上又はその内
部で配線されている。
を図2に示す。銅やアルミニウム等を主素材とするプレ
ートからなるヒートシンク30上には図示しないアルミ
ナ系の絶縁配線基板が接合されており、この絶縁配線基
板上には、上記したIGBT6〜10及びダイオード
5、11〜14、ターミナル24〜28、制御用コネク
タ31が実装され、これらは上記配線基板上又はその内
部で配線されている。
【0023】29は上記配線基板上にモールドされて上
記各実装部品を保護、固定する角形のモールド樹脂部で
あり、モールド樹脂部29の上面の周縁部には、ターミ
ナル24〜28の上面が露出し、更に制御用コネクタ3
1の嵌合部分が露出して構成されている。特に、この実
施例では、モジュールの入力側のターミナル26〜28
と出力側のターミナル24〜25とはモールド樹脂部2
9の上面の互いに対向する一対の辺に別々に位置してお
り、配線が容易となっている。
記各実装部品を保護、固定する角形のモールド樹脂部で
あり、モールド樹脂部29の上面の周縁部には、ターミ
ナル24〜28の上面が露出し、更に制御用コネクタ3
1の嵌合部分が露出して構成されている。特に、この実
施例では、モジュールの入力側のターミナル26〜28
と出力側のターミナル24〜25とはモールド樹脂部2
9の上面の互いに対向する一対の辺に別々に位置してお
り、配線が容易となっている。
【0024】本実施例によれば、昇圧型力率改善回路1
00とブリッジ回路200とを一体化して共通のヒート
シンク30を設けたので、負荷が大きい半導体素子での
温度上昇が抑制され、その結果、一部素子に大電流が流
れる事態が生じてもその過熱を抑止し、更に配線の簡素
の簡素化も実現して全体として装置の信頼性を向上す
る。
00とブリッジ回路200とを一体化して共通のヒート
シンク30を設けたので、負荷が大きい半導体素子での
温度上昇が抑制され、その結果、一部素子に大電流が流
れる事態が生じてもその過熱を抑止し、更に配線の簡素
の簡素化も実現して全体として装置の信頼性を向上す
る。
【0025】(実施例2)他の実施例を図3を参照して
説明する。本実施例では、図1に示す昇圧型力率改善回
路100とブリッジ回路200の他に商用電源側の全波
整流回路(第1の整流器)2もパワースイッチングモジ
ュール32として一体化している。
説明する。本実施例では、図1に示す昇圧型力率改善回
路100とブリッジ回路200の他に商用電源側の全波
整流回路(第1の整流器)2もパワースイッチングモジ
ュール32として一体化している。
【0026】このパワースイッチングモジュール32の
外形を図4に示す。ターミナル(第6、第7の主回路端
子台)41、42は全波整流回路2の交流入力端子を構
成し、ターミナル(第8の主回路端子台)43は全波整
流回路2の直流出力端子(整流電圧出力端子)を構成し
ている。 (実施例3)他の実施例を図5を参照して説明する。
外形を図4に示す。ターミナル(第6、第7の主回路端
子台)41、42は全波整流回路2の交流入力端子を構
成し、ターミナル(第8の主回路端子台)43は全波整
流回路2の直流出力端子(整流電圧出力端子)を構成し
ている。 (実施例3)他の実施例を図5を参照して説明する。
【0027】本実施例では、図1に示す昇圧型力率改善
回路100とブリッジ回路200の他にトランス2次側
の第2の全波整流回路(第2の整流器)16もパワース
イッチングモジュール33として一体化している。この
パワースイッチングモジュール33の外形を図6に示
す。ターミナル(第9、第10の主回路端子台)51、
52は全波整流回路16の交流入力端子を構成し、ター
ミナル(第11、第12の主回路端子台)53、54は
全波整流回路16の直流出力端子(整流電圧出力端子)
を構成している。
回路100とブリッジ回路200の他にトランス2次側
の第2の全波整流回路(第2の整流器)16もパワース
イッチングモジュール33として一体化している。この
パワースイッチングモジュール33の外形を図6に示
す。ターミナル(第9、第10の主回路端子台)51、
52は全波整流回路16の交流入力端子を構成し、ター
ミナル(第11、第12の主回路端子台)53、54は
全波整流回路16の直流出力端子(整流電圧出力端子)
を構成している。
【0028】(実施例4)他の実施例を図7を参照して
説明する。本実施例では、図3に示す昇圧型力率改善回
路100とブリッジ回路200と全波整流回路2の他に
トランス2次側の第2の全波整流回路(第2の整流器)
16もパワースイッチングモジュール34として一体化
している。このパワースイッチングモジュール34の外
形を図8に示す。図8において、39はヒートシンク3
0上に接合された絶縁配線基板であり、この上に各半導
体素子などが実装されている。
説明する。本実施例では、図3に示す昇圧型力率改善回
路100とブリッジ回路200と全波整流回路2の他に
トランス2次側の第2の全波整流回路(第2の整流器)
16もパワースイッチングモジュール34として一体化
している。このパワースイッチングモジュール34の外
形を図8に示す。図8において、39はヒートシンク3
0上に接合された絶縁配線基板であり、この上に各半導
体素子などが実装されている。
【0029】なお、ブリッジ回路構成の全波整流回路
2、16の代わりに半波整流器を採用することも当然可
能である。また、ターミナル24〜28は図示しない上
記配線基板に立設した導体ピンに置換してもよい。ま
た、上記配線基板を樹脂モールドする代わりにセラミッ
クケースなどに封止してもよい。更に、モールド樹脂部
29と制御用コネクタ31とを一体に樹脂成形すること
もできる。すなわち、上記配線基板から制御用のターミ
ナル(ピン)を並べて立ち上げた状態でインサート成形
すれば、制御用コネクタ一体型のパワースイッチングモ
ジュールを構成することができる。更にスイッチング素
子として、IGBTを用いて説明したが、MOSFET
やバイポーラトランジスタ等のスイッチング素子でもよ
い。更に、上記各実施例において、制御回路20も一体
にモジュール化できることは当然である。
2、16の代わりに半波整流器を採用することも当然可
能である。また、ターミナル24〜28は図示しない上
記配線基板に立設した導体ピンに置換してもよい。ま
た、上記配線基板を樹脂モールドする代わりにセラミッ
クケースなどに封止してもよい。更に、モールド樹脂部
29と制御用コネクタ31とを一体に樹脂成形すること
もできる。すなわち、上記配線基板から制御用のターミ
ナル(ピン)を並べて立ち上げた状態でインサート成形
すれば、制御用コネクタ一体型のパワースイッチングモ
ジュールを構成することができる。更にスイッチング素
子として、IGBTを用いて説明したが、MOSFET
やバイポーラトランジスタ等のスイッチング素子でもよ
い。更に、上記各実施例において、制御回路20も一体
にモジュール化できることは当然である。
【0030】実施例2〜4のようにすれば、装置の小型
化、配線工数の低減、信頼性の一層の向上を図ることが
できる。
化、配線工数の低減、信頼性の一層の向上を図ることが
できる。
【図1】本発明の電力変換装置をなすパワースイッチン
グモジュールを用いたAC−DCコンバータの実施例1
を示す回路図である。
グモジュールを用いたAC−DCコンバータの実施例1
を示す回路図である。
【図2】図1のパワースイッチングモジュールの外形を
示す模式斜視図である。
示す模式斜視図である。
【図3】本発明の電力変換装置をなすパワースイッチン
グモジュールを用いたAC−DCコンバータの実施例2
を示す回路図である。
グモジュールを用いたAC−DCコンバータの実施例2
を示す回路図である。
【図4】図3のパワースイッチングモジュールの外形を
示す模式斜視図である。
示す模式斜視図である。
【図5】本発明の電力変換装置をなすパワースイッチン
グモジュールを用いたAC−DCコンバータの実施例3
を示す回路図である。
グモジュールを用いたAC−DCコンバータの実施例3
を示す回路図である。
【図6】図5のパワースイッチングモジュールの外形を
示す模式斜視図である。
示す模式斜視図である。
【図7】本発明の電力変換装置をなすパワースイッチン
グモジュールを用いたAC−DCコンバータの実施例4
を示す回路図である。
グモジュールを用いたAC−DCコンバータの実施例4
を示す回路図である。
【図8】図7のパワースイッチングモジュールの外形を
示す模式斜視図である。
示す模式斜視図である。
【図9】従来のEV充電用の充電装置に適用されるAC
−DCコンバータのを示す回路図である。
−DCコンバータのを示す回路図である。
24〜28はターミナル(第1〜第5の主回路端子
台)、6はIGBT(リアクトル電流断続用スイッチン
グ素子)、100は昇圧型力率改善回路、5は逆流防止
ダイオ−ド、200はブリッジ回路、7、9はブリッジ
回路200のハイサイドのスイッチング素子、8、10
はブリッジ回路200のローサイドのスイッチング素
子、31は制御用コネクタ、30はヒートシンク。11
〜14はフライホイールダイオ−ド、41〜43はター
ミナル(第6〜第8の主回路端子台)、2は全波整流回
路(第1の整流器)、51〜54はターミナル(第9〜
第12の主回路端子台)、16は全波整流回路(第2の
整流器)。
台)、6はIGBT(リアクトル電流断続用スイッチン
グ素子)、100は昇圧型力率改善回路、5は逆流防止
ダイオ−ド、200はブリッジ回路、7、9はブリッジ
回路200のハイサイドのスイッチング素子、8、10
はブリッジ回路200のローサイドのスイッチング素
子、31は制御用コネクタ、30はヒートシンク。11
〜14はフライホイールダイオ−ド、41〜43はター
ミナル(第6〜第8の主回路端子台)、2は全波整流回
路(第1の整流器)、51〜54はターミナル(第9〜
第12の主回路端子台)、16は全波整流回路(第2の
整流器)。
Claims (4)
- 【請求項1】第1〜第5の主回路端子台と、 高位側主端子が前記第1の主回路端子台に接続され、低
位側主端子が前記第2の主回路端子台に接続されて昇圧
型力率改善回路のリアクトル電流を断続するリアクトル
電流断続用スイッチング素子と、 アノードが前記第1の主回路端子台に接続され、カソー
ドが第3の主回路端子台に接続される逆流防止ダイオ−
ドと、 高位側主端子が前記第3の主回路端子台に接続され、低
位側主端子が前記第4、第5の主回路端子台に個別に接
続される一対のハイサイドのスイッチング素子と、 低位側主端子が前記第2の主回路端子台に接続され、高
位側主端子が前記第4、第5の主回路端子台に個別に接
続されて、前記ハイサイドのスイッチング素子とともに
ブリッジ回路を構成する一対のローサイドのスイッチン
グ素子と、 前記各スイッチング素子の制御端子に個別に接続される
制御用のターミナルを有する制御用コネクタと、 前記主回路端子台、各スイッチング素子、逆流防止ダイ
オ−ド及び制御用コネクタが実装される共通の配線基板
と、 前記配線基板に電気絶縁可能に接合されるヒートシンク
と、 を備えることを特徴とする電力変換装置。 - 【請求項2】前記ブリッジ回路を構成する前記スイッチ
ング素子はそれぞれ、 コレクタが前記高位側主端子を構成し、エミッタが前記
低位側主端子を構成するIGBT又はバイポーラトラン
ジスタと、 前記エミッタにアノードが接続され、前記コレクタにカ
ソードが接続され、前記各IGBT又はバイポーラトラ
ンジスタに個別に並列接続されるフライホイールダイオ
−ドとからなる請求項1記載の電力変換装置。 - 【請求項3】第6〜第8の主回路端子台と、 一対の交流入力端子が前記第6、第7の主回路端子台に
個別に接続され、低位直流出力端子が前記第2の主回路
端子台に接続され、高位直流出力端子が前記第8の主回
路端子台に接続される第1の整流器と、 を備え、前記第6〜第8の主回路端子台及び第1の整流
器は、前記共通の配線基板に実装される請求項1又は2
記載の電力変換装置。 - 【請求項4】第9〜第12の主回路端子台と、 一対の交流入力端子が前記第9、第10の主回路端子台
に個別に接続され、一対の直流出力端子が前記第11、
第12の主回路端子台に個別に接続される第2の整流器
と、 を備え、前記第9〜第12の主回路端子台及び第2の整
流器は、前記共通の配線基板に実装される請求項1乃至
3のいずれか記載の電力変換装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4313096A JPH09233818A (ja) | 1996-02-29 | 1996-02-29 | 電力変換装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4313096A JPH09233818A (ja) | 1996-02-29 | 1996-02-29 | 電力変換装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09233818A true JPH09233818A (ja) | 1997-09-05 |
Family
ID=12655273
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4313096A Pending JPH09233818A (ja) | 1996-02-29 | 1996-02-29 | 電力変換装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH09233818A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003299360A (ja) * | 2002-03-29 | 2003-10-17 | Origin Electric Co Ltd | 電源回路 |
JP2006081309A (ja) * | 2004-09-09 | 2006-03-23 | Keihin Corp | パワードライブユニット |
JP2014082894A (ja) * | 2012-10-18 | 2014-05-08 | Denso Corp | 同期整流装置および電源装置 |
-
1996
- 1996-02-29 JP JP4313096A patent/JPH09233818A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003299360A (ja) * | 2002-03-29 | 2003-10-17 | Origin Electric Co Ltd | 電源回路 |
JP2006081309A (ja) * | 2004-09-09 | 2006-03-23 | Keihin Corp | パワードライブユニット |
JP2014082894A (ja) * | 2012-10-18 | 2014-05-08 | Denso Corp | 同期整流装置および電源装置 |
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