JPH10225138A - Power converter circuit and inverter device - Google Patents
Power converter circuit and inverter deviceInfo
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- JPH10225138A JPH10225138A JP9021145A JP2114597A JPH10225138A JP H10225138 A JPH10225138 A JP H10225138A JP 9021145 A JP9021145 A JP 9021145A JP 2114597 A JP2114597 A JP 2114597A JP H10225138 A JPH10225138 A JP H10225138A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、電力変換回路及び
インバータ装置に関し、部品点数の削減や組立工数を減
少することができるように工夫したものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power conversion circuit and an inverter device, which are devised so that the number of parts and the number of assembly steps can be reduced.
【０００２】[0002]
【従来の技術】インバータ装置は、順変換部（順変換回
路）及び逆変換部（逆変換回路）を主要部材として構成
されている。順変換部及び逆変換部は、半導体スイッチ
ング素子を組み合わせて形成されている。最近では、上
記半導体スイッチング素子として、ＩＧＢＴ（insurate
d gate bipolar trasistor :絶縁ゲートバイポーラ型ト
ランジスタ) が採用されている。2. Description of the Related Art An inverter device includes a forward conversion section (forward conversion circuit) and an inverse conversion section (inversion conversion circuit) as main members. The forward conversion unit and the inverse conversion unit are formed by combining semiconductor switching elements. Recently, IGBT (insurate) has been used as the semiconductor switching element.
d gate bipolar trasistor (insulated gate bipolar transistor).
【０００３】ここで、半導体スイッチング素子としてＩ
ＧＢＴを採用したインバータ装置の主回路の回路構成を
図４を参照して説明する。同図に示すように、このイン
バータ装置は、順変換部１と逆変換部２と電解コンデン
サＣを主要部材として構成されている。順変換部１は、
６個の絶縁ゲートバイポーラ型トランジスタＩＧＢＴＵ
−１，ＩＧＢＴＸ−１，ＩＧＢＴＶ−１，ＩＧＢＴＹ−
１，ＩＧＢＴＷ−１，ＩＧＢＴＺ−１を三相ブリッジ結
線して構成されている。また逆変換部２は、絶縁ゲート
バイポーラ型トランジスタＩＧＢＴＵ−２，ＩＧＢＴＸ
−２，ＩＧＢＴＶ−２，ＩＧＢＴＹ−２，ＩＧＢＴＷ−
２，ＩＧＢＴＺ−２を三相ブリッジ結線して構成されて
いる。Here, a semiconductor switching element is I
The circuit configuration of the main circuit of the inverter device employing the GBT will be described with reference to FIG. As shown in the figure, this inverter device is configured with a forward conversion unit 1, an inverse conversion unit 2, and an electrolytic capacitor C as main members. The forward conversion unit 1
Six insulated gate bipolar transistors IGBTU
-1, IGBTX-1, IGBTV-1, IGBTY-
1, IGBTW-1, and IGBTZ-1 are connected by a three-phase bridge connection. The inverting section 2 is composed of insulated gate bipolar transistors IGBTU-2 and IGBTX.
−2, IGBTV-2, IGBTY-2, IGBTW−
2, and IGBTZ-2 are connected by a three-phase bridge connection.
【０００４】順変換部１は、入力端子Ｒ，Ｓ，Ｔから入
力される商用周波数の三相交流電力を直流電力に変換
し、逆変換部２は、順変換部１により直流電力に変換さ
れた直流電力を、所望周波数の三相交流電力に変換して
出力端子Ｕ，Ｖ，Ｗから出力する。The forward converter 1 converts three-phase AC power of the commercial frequency input from the input terminals R, S, and T into DC power, and the inverse converter 2 converts the three-phase AC power into DC power by the forward converter 1. The DC power is converted into three-phase AC power of a desired frequency and output from output terminals U, V, W.
【０００５】次に、半導体スイッチング素子としてＩＧ
ＢＴを採用した従来のインバータ装置の機械的構成を、
図５を参照して説明する。同図に示すように、順変換部
１では、ヒートシンクＨ１１上に２つの絶縁ゲートバイ
ポーラ型トランジスタＩＧＢＴＵ−１，ＩＧＢＴＸー１
を搭載し、ヒートシンクＨ１２上に２つの絶縁ゲートバ
イポーラ型トランジスタＩＧＢＴＶ−１，ＩＧＢＴＹー
１を搭載し、ヒートシンクＨ１３上に２つの絶縁ゲート
バイポーラ型トランジスタＩＧＢＴＷ−１，ＩＧＢＴＺ
ー１を搭載している。また、逆変換部２では、ヒートシ
ンクＨ２１上に２つの絶縁ゲートバイポーラ型トランジ
スタＩＧＢＴＵ−２，ＩＧＢＴＸー２を搭載し、ヒート
シンクＨ２２上に２つの絶縁ゲートバイポーラ型トラン
ジスタＩＧＢＴＶ−２，ＩＧＢＴＹー２を搭載し、ヒー
トシンクＨ２３上に２つの絶縁ゲートバイポーラ型トラ
ンジスタＩＧＢＴＷ−２，ＩＧＢＴＺー２を搭載してい
る。なお、図５では、入力用の導体ＤINと出力用の導体
ＤOUT のみを示し、他の導体は図示省略している。Next, IG is used as a semiconductor switching element.
The mechanical configuration of a conventional inverter device employing BT
This will be described with reference to FIG. As shown in the figure, in the forward conversion unit 1, two insulated gate bipolar transistors IGBTU-1 and IGBTX-1 are provided on a heat sink H11.
And two insulated gate bipolar transistors IGBTV-1 and IGBTTY-1 are mounted on a heat sink H12, and two insulated gate bipolar transistors IGBTW-1 and IGBTZ are mounted on a heat sink H13.
-1 is installed. In the inverse converter 2, two insulated gate bipolar transistors IGBT-2 and IGBT-2 are mounted on the heat sink H21, and two insulated gate bipolar transistors IGTV-2 and IGBTY-2 are mounted on the heat sink H22. Then, two insulated gate bipolar transistors IGBTW-2 and IGBTZ-2 are mounted on the heat sink H23. In FIG. 5, only the input conductor D IN and the output conductor D OUT are shown, and other conductors are not shown.
【０００６】本明細書では、ヒートシンク１個当りの組
み合わせを「モジュール」と称する。ここで、図６及び
図７を基に、従来のインバータ装置の１モジュールにつ
いて、詳細に説明する。両図に示すように、ヒートシン
クＨ１１上には２つの絶縁ゲートバイポーラ型トランジ
スタＩＧＢＴＵ−１，ＩＧＢＴＸー１が搭載されてい
る。そして、ＩＧＢＴＵ−１のコレクタ端子Ｃと、ＩＧ
ＢＴＸ−１のエミッタ端子Ｅは導体Ｄ１により接続され
ている。また、ＩＧＢＴＵ−１のエミッタ端子ＥとＩＧ
ＢＴＸ−１のコレクタ端子Ｃは導体Ｄ２により接続され
ている。更に、導体Ｄ１と導体Ｄ２との間には、絶縁板
３を介在させて、導体Ｄ１，Ｄ２間の絶縁を確保してい
る。In this specification, a combination per heat sink is referred to as a “module”. Here, one module of the conventional inverter device will be described in detail with reference to FIGS. As shown in both figures, two insulated gate bipolar transistors IGBTU-1 and IGBTX-1 are mounted on the heat sink H11. Then, the collector terminal C of the IGBTU-1 and the IG
The emitter terminal E of BTX-1 is connected by the conductor D1. Further, the emitter terminal E of the IGBTU-1 and the IG
Collector terminal C of BTX-1 is connected by conductor D2. Further, an insulating plate 3 is interposed between the conductor D1 and the conductor D2 to ensure insulation between the conductors D1 and D2.
【０００７】他のモジュール（順変換部１の各モジュー
ル及び逆変換部２の各モジュール）についても、図６，
図７と同様な構成となっている。[0007] Other modules (each module of the forward conversion unit 1 and each module of the inverse conversion unit 2) are also shown in FIG.
The configuration is similar to that of FIG.
【０００８】[0008]
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来の
インバータ装置では、順変換部１に３個のモジュール、
逆変換部２に３個のモジュール、即ち、合計で６個のモ
ジュールが必要である。このため、ヒートシンク等の部
品価格が増大すると共に、組立工数が増大するという問
題がある。In the above-described conventional inverter device, the forward conversion unit 1 has three modules,
The inverse transform unit 2 requires three modules, that is, a total of six modules. Therefore, there is a problem that the cost of parts such as the heat sink increases and the number of assembling steps increases.
【０００９】また、順変換部１および逆変換部２が、そ
れぞれ３モジュールに分割されているため、モジュール
間の距離が長くなり、サージ電圧が高くなるという問題
もあった。Further, since the forward conversion unit 1 and the inverse conversion unit 2 are each divided into three modules, there is a problem that the distance between the modules is increased and the surge voltage is increased.
【００１０】本発明は、上記従来技術に鑑み、組立が簡
単で且つ電気的特性の良好な電力変換回路及びインバー
タ装置を提供することを目的とする。An object of the present invention is to provide a power conversion circuit and an inverter device which are easy to assemble and have good electric characteristics in view of the above prior art.
【００１１】[0011]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明にかかる電力変換回路の構成は、６個の半導体スイッ
チング素子を備え、三相ブリッジ回路となるように導体
により各半導体スイッチング素子の端子間を接続してな
る電力変換回路において、前記６個の半導体スイッチン
グ素子を１つのヒートシンク上に搭載すると共に、異相
の導体間には絶縁物を介装して導体を積層配置したこと
を特徴とする。A power conversion circuit according to the present invention which solves the above-mentioned problems has a configuration in which six semiconductor switching elements are provided, and terminals of each semiconductor switching element are formed by conductors so as to form a three-phase bridge circuit. In the power conversion circuit having a connection between them, the six semiconductor switching elements are mounted on one heat sink, and conductors are stacked and arranged with an insulator interposed between conductors of different phases. I do.
【００１２】また本発明に係るインバータ装置の構成
は、上記構成の電力変換回路を２個備え、一方を順変換
部として機能させ、他方を逆変換部として機能させるこ
とを特徴とする。Further, the configuration of the inverter device according to the present invention is characterized in that two power conversion circuits having the above configuration are provided, one of which functions as a forward conversion unit and the other functions as an inverse conversion unit.
【００１３】[0013]
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を図
面に基づき詳細に説明する。Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
【００１４】図１は本発明の実施の形態にかかる電力変
換部（電力変換回路）１０を示す平面図、図２はその側
面図である。この電力変換部１０は、後述するように、
インバータ装置の順変換部や逆変換部に適用することが
できる。FIG. 1 is a plan view showing a power conversion unit (power conversion circuit) 10 according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a side view thereof. This power conversion unit 10, as described later,
The present invention can be applied to a forward conversion unit and an inverse conversion unit of an inverter device.
【００１５】図１及び図２に示すように、本実施の形態
にかかる電力変換部１０では、１個のヒートシンクＨの
上に、６個の絶縁ゲートバイポーラ型トランジスタＩＧ
ＢＴＵ，ＩＧＢＴＸ，ＩＧＢＴＶ，ＩＧＢＴＹ，ＩＧＢ
ＴＷ，ＩＧＢＴＺが搭載されている。またこれらＩＧＢ
ＴＵ，ＩＧＢＴＸ，ＩＧＢＴＶ，ＩＧＢＴＹ，ＩＧＢＴ
Ｗ，ＩＧＢＴＺには、それぞれコレクタ端子Ｃとエミッ
タ端子Ｅとベース端子（図示省略）が備えられている。As shown in FIGS. 1 and 2, in the power converter 10 according to the present embodiment, six insulated gate bipolar transistors IG are placed on one heat sink H.
BTU, IGBTX, IGBTV, IGBTY, IGB
TW and IGBTZ are mounted. In addition, these IGB
TU, IGBTX, IGBTV, IGBTY, IGBT
Each of W and IGBTZ has a collector terminal C, an emitter terminal E, and a base terminal (not shown).
【００１６】そしてＩＧＢＴＵ，ＩＧＢＴＶ，ＩＧＢＴ
Ｗのエミッタ端子Ｅには、それぞれ導体ＤUE，ＤVE，Ｄ
WEが接続されている。またＩＧＢＴＸ，ＩＧＢＴＹ，Ｉ
ＧＢＴＺのコレクタ端子Ｃには、それぞれ導体ＤXC，Ｄ
YC，ＤZCが接続されている。そして、導体ＤUEと導体Ｄ
XCとが接続され、導体ＤVEと導体ＤYCとが接続され、導
体ＤWEと導体ＤZCとが接続されている。かくてＩＧＢＴ
Ｕ，ＩＧＢＴＶ，ＩＧＢＴＷのエミッタ端子Ｅと、ＩＧ
ＢＴＸ，ＩＧＢＴＹ，ＩＧＢＴＺのＲ コレクタ端子Ｃ
とが個別に接続されている。IGBTU, IGBT, IGBT
The conductors D UE , D VE , D
WE is connected. IGBTX, IGBTY, I
The collector terminals C of the GBTZ are respectively provided with conductors D XC , D
YC and D ZC are connected. And conductor D UE and conductor D
XC is connected, conductor D VE and conductor D YC are connected, and conductor D WE and conductor D ZC are connected. Thus IGBT
U, IGBTV, and IGBTW emitter terminal E and IG
R Collector terminal C of BTX, IGBTY, IGBTZ
And are individually connected.
【００１７】またＩＧＢＴＵ，ＩＧＢＴＶ，ＩＧＢＴＷ
のコレクタ端子Ｃは、導体ＤC に接続されて、このコレ
クタ端子Ｃ相互が接続されている。またＩＧＢＴＸ，Ｉ
ＧＢＴＹ，ＩＧＢＴＺのエミッタ端子Ｅは導体ＤE に接
続されて、このエミッタ端子Ｅ相互が接続されている。In addition, IGBTU, IGBTV, IGBTW
The collector terminal C of the is connected to the conductor D C, the collector terminal C each other are connected. Also IGBTX, I
GBTY, emitter terminal E of IGBTZ is connected to the conductor D E, the emitter terminal E each other are connected.
【００１８】上述したように、導体ＤUE，ＤVE，ＤWE、
導体ＤXC，ＤYC，ＤZC、導体ＤC 、導体ＤE により接続
をすることにより、三相ブリッジ回路が構成されてい
る。As described above, the conductors D UE , D VE , D WE ,
A three-phase bridge circuit is formed by connecting the conductors D XC , D YC , D ZC , the conductor D C , and the conductor DE .
【００１９】しかも、異相である導体ＤUE，ＤVE，ＤWE
と導体ＤC との間には、絶縁板Ｚ１を介装し、異相であ
る導体ＤXC，ＤYC，ＤZCと導体ＤE との間には、絶縁板
Ｚ２を介装している。このようにして絶縁を確保してい
るため、板状の導体ＤUE，Ｄ VE，ＤWE、導体ＤXC，
ＤYC，ＤZC、導体ＤC 、導体ＤE を積層配置して構成す
ることができる。Moreover, the conductor D which is out of phaseUE, DVE, DWE
And conductor DCAnd an insulating plate Z1 is interposed between
Conductor DXC, DYC, DZCAnd conductor DEBetween the insulation plate
Z2 is interposed. In this way, insulation is secured.
Therefore, the plate-shaped conductor DUE, D VE, DWE, Conductor DXC,
DYC, DZC, Conductor DC, Conductor DELayered
Can be
【００２０】このように１つの電力変換部１０を１モジ
ュールとすることができるので、部品点数の削減および
部品価格の低減ができるとともに、組立工数が減少す
る。更に、異相の導体間は絶縁板を介して配置されるた
め、サージ電圧の抑制を図ることができる。As described above, since one power conversion unit 10 can be formed as one module, the number of parts and the price of parts can be reduced, and the number of assembly steps can be reduced. Further, since the conductors of different phases are arranged via the insulating plate, the surge voltage can be suppressed.
【００２１】図３は本発明の実施の形態にかかるインバ
ータ装置２０を示す。このインバータ装置２０では、順
変換部２１及び逆変換部２２を備えている。順変換部２
１及び逆変換部２２は、図１に示す電力変換部１０と同
様な構成となっており、順変換部２１で１モジュール、
逆変換部２２で１モジュールとなっており、インバータ
装置２０の全体として２モジュールの電力変換部を用い
る構成となっている。なお、図２では、入出力用の導体
及び電解コンデンサは図示省略している。FIG. 3 shows an inverter device 20 according to an embodiment of the present invention. The inverter device 20 includes a forward conversion unit 21 and an inverse conversion unit 22. Forward conversion unit 2
1 and the inverse converter 22 have the same configuration as the power converter 10 shown in FIG.
The inverter unit 20 has one module, and the inverter device 20 uses two modules of the power conversion unit as a whole. In FIG. 2, the input / output conductor and the electrolytic capacitor are not shown.
【００２２】図３のインバータ装置２０では、２つの電
力変換部すなわち２モジュールで構成することができる
ので、部品点数，部品価格及び組立工数を削減すること
ができる。また、モジュール間距離、即ち、順変換部２
１と逆変換部２２との距離を短くできるので、サージ電
圧を低減できるとともに、電解コンデンサの容量を小さ
くすることができる。更に、異相の導体間は絶縁板を介
して配置されるため、サージ電圧の抑制を図ることがで
きる。In the inverter device 20 shown in FIG. 3, since it can be composed of two power converters, that is, two modules, the number of parts, the price of parts and the number of assembly steps can be reduced. Further, the distance between modules, that is, the forward conversion unit 2
Since the distance between 1 and the inverse converter 22 can be reduced, the surge voltage can be reduced and the capacity of the electrolytic capacitor can be reduced. Further, since the conductors of different phases are arranged via the insulating plate, the surge voltage can be suppressed.
【００２３】なお上記実施の形態では、半導体スイッチ
ング素子として絶縁ゲートバイポーラ型トランジスタを
用いた例を示したが、他の半導体スイッチング素子を用
いた電力変換回路（電力変換部）やインバータ装置に
も、本発明を適用することができることはいうまでもな
い。In the above embodiment, an example is shown in which an insulated gate bipolar transistor is used as a semiconductor switching element. However, a power conversion circuit (power conversion unit) and an inverter device using other semiconductor switching elements are also applicable. It goes without saying that the present invention can be applied.
【００２４】[0024]
【発明の効果】以上実施の形態と共に具体的に説明した
ように、本発明では、６個の半導体スイッチング素子を
備え、三相ブリッジ回路となるように導体により各半導
体スイッチング素子の端子間を接続してなる電力変換回
路において、前記６個の半導体スイッチング素子を１つ
のヒートシンク上に搭載すると共に、異相の導体間には
絶縁物を介装して異相の導体を積層配置する構成とした
ので、部品点数，部品価格を低減でき、また、サージ電
圧を低減することができる。As described above in detail with the embodiments, in the present invention, six semiconductor switching elements are provided, and the terminals of each semiconductor switching element are connected by conductors so as to form a three-phase bridge circuit. In the power conversion circuit, the six semiconductor switching elements are mounted on one heat sink, and the different-phase conductors are stacked and arranged with an insulator interposed between the different-phase conductors. The number of parts and the price of parts can be reduced, and the surge voltage can be reduced.
【００２５】また本発明では、上記構成の電力変換回路
を２個備え、一方を順変換部として機能させ、他方を逆
変換部として機能させてインバータ装置を構成したた
め、部品点数，部品価格を低減でき、また、サージ電圧
を低減することができ、さらに電解コンデンサ容量を小
さくすることができる。Also, in the present invention, the inverter device is provided with two power conversion circuits having the above-described configuration, one of which functions as a forward conversion unit and the other functions as an inverse conversion unit, thereby reducing the number of parts and the cost of parts. In addition, the surge voltage can be reduced, and the capacitance of the electrolytic capacitor can be reduced.
【図１】本発明の実施の形態にかかる電力変換部（電力
変換回路）を示す平面図。FIG. 1 is a plan view showing a power conversion unit (power conversion circuit) according to an embodiment of the present invention.
【図２】本発明の実施の形態にかかる電力変換部（電力
変換回路）を示す側面図。FIG. 2 is a side view showing a power conversion unit (power conversion circuit) according to the embodiment of the present invention.
【図３】本発明の実施の形態にかかるインバータ装置の
主要部を示す平面図。FIG. 3 is a plan view showing a main part of the inverter device according to the embodiment of the present invention.
【図４】インバータ装置の主要部回路を示す回路図。FIG. 4 is a circuit diagram showing a main circuit of the inverter device.
【図５】インバータ装置の従来の主要部を示す平面図。FIG. 5 is a plan view showing a main part of a conventional inverter device.
【図６】従来の１モジュールを示す平面図。FIG. 6 is a plan view showing one conventional module.
【図７】従来の１モジュールを示す斜視図。FIG. 7 is a perspective view showing one conventional module.
１ 順変換部 ２ 逆変換部 １０ 電力変換部 ２０ インバータ装置 ２１ 順変換部 ２２ 逆変換部 ＩＧＢＴＵ，ＩＧＢＴＸ，ＩＧＢＴＶ，ＩＧＢＴＹ，Ｉ
ＧＢＴＷ，ＩＧＢＴＺ絶縁ゲートバイポーラ型トランジ
スタ ＤUE，ＤVE，ＤWE，ＤXC，ＤYC，ＤZC，ＤC ，ＤE 導
体 Ｚ１，Ｚ２ 絶縁板 Ｃ コレクタ端子 Ｅ エミッタ端子 Ｈ ヒートシンクReference Signs List 1 forward conversion unit 2 reverse conversion unit 10 power conversion unit 20 inverter device 21 forward conversion unit 22 reverse conversion unit IGBTU, IGBTX, IGBTV, IGBTY, I
GBTW, IGBTZ insulated gate bipolar transistor D UE, D VE, D WE , D XC, D YC, D ZC, D C, D E conductor Z1, Z2 insulating plate C the collector terminal E emitter terminal H heatsink
Claims (2)
三相ブリッジ回路となるように導体により各半導体スイ
ッチング素子の端子間を接続してなる電力変換回路にお
いて、 前記６個の半導体スイッチング素子を１つのヒートシン
ク上に搭載すると共に、異相の導体間には絶縁物を介装
して導体を積層配置して構成したことを特徴とする電力
変換回路。1. A semiconductor device comprising: six semiconductor switching elements;
In a power conversion circuit in which the terminals of each semiconductor switching element are connected by a conductor so as to form a three-phase bridge circuit, the six semiconductor switching elements are mounted on one heat sink, and A power conversion circuit, wherein a conductor is laminated and arranged with an insulator interposed therebetween.
方を順変換部として機能させ、他方を逆変換部として機
能させることを特徴とするインバータ装置。2. An inverter device comprising two power conversion circuits according to claim 1, one of which functions as a forward conversion unit and the other functions as an inverse conversion unit.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9021145A JPH10225138A (en) | 1997-02-04 | 1997-02-04 | Power converter circuit and inverter device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9021145A JPH10225138A (en) | 1997-02-04 | 1997-02-04 | Power converter circuit and inverter device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10225138A true JPH10225138A (en) | 1998-08-21 |
Family
ID=12046742
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9021145A Pending JPH10225138A (en) | 1997-02-04 | 1997-02-04 | Power converter circuit and inverter device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10225138A (en) |
Cited By (5)
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-
1997
- 1997-02-04 JP JP9021145A patent/JPH10225138A/en active Pending
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