CN107565804B - 电力变换装置 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及电力变换装置，升压转换器具备：串联连接的晶体管以及二极管；与晶体管和二极管并联连接的平滑电容器；和与平滑电容器并联连接的缓冲电路。缓冲电路由电阻、缓冲电容器和线圈的串联连接构成。缓冲电容器的电容、线圈的电感和电阻的大小被设定成使缓冲电路的谐振频率与晶体管的振铃频率一致、且使由缓冲电路和平滑电容器构成的第1环的谐振频率下的阻抗小于由晶体管和平滑电容器构成的第2环的谐振频率下的阻抗。

Description

电力变换装置
技术领域
本说明书公开的技术涉及用于电力变换的晶体管和平滑电容器并联连接而构成的电力变换装置。
背景技术
在电压转换器或变换器(inverter)等电力变换装置中，有时在传输直流电力的正极线与负极线之间连接有电力变换用的晶体管(功率晶体管)，进一步在正极线与负极线之间连接有平滑电容器。平滑电容器是为了抑制由于晶体管反复导通截止而产生的脉动(电压/电流脉动)而设置的。
近年来，随着晶体管的开关速度的提高，晶体管开关时所产生的冲击电压(surgevoltage)的抑制成为课题。例如，在日本特开2012-231593所公开的电力变换装置中，为了抑制冲击电压，将由另外的电容器和线圈(电感元件)的串联连接而构成的缓冲电路(snubber circuit)以并联的方式附加于平滑电容器。在日本特开2012-231593的电力变换装置中，平滑电容器、另外的电容器和线圈的环构成所谓的LC谐振电路。根据日本特开2012-231593，以使LC谐振电路的谐振频率成为冲击电压所包含的频率成分中的要抑制的预定频率的方式，对2个电容器的电容和线圈的电感的至少一方进行调整。
发明内容
若冲击电压的上升大，则在刚进行开关后会发生电压/电流的振动现象。这样的振动现象被称为振铃(ringing)。日本特开2012-231593的技术着眼于冲击电压的抑制，而非着眼于振铃抑制。本说明书提供能够有效地抑制振铃的电力变换装置。
本发明的技术方案是电力变换装置。所述电力变换装置包括用于电力变换的晶体管、二极管、平滑电容器以及缓冲电路。所述二极管与所述晶体管串联连接。所述平滑电容器与所述晶体管和所述二极管并联连接。所述平滑电容器构成为抑制所述晶体管所产生的脉动。所述缓冲电路包含缓冲电容器、电感器元件和电阻。所述缓冲电路由所述缓冲电容器、所述电感器元件和所述电阻的串联连接而构成。所述缓冲电路与所述平滑电容器并联连接。所述缓冲电容器的电容、所述电感器元件的电感和所述电阻的大小被设定成使所述缓冲电路的谐振频率与所述晶体管的振铃频率一致、且使第1环的所述谐振频率下的阻抗小于第2环的所述谐振频率下的阻抗。所述第1环由所述缓冲电路和所述平滑电容器构成。所述第2环由所述晶体管和所述平滑电容器构成。
当谐振频率下的第1环的阻抗小于谐振频率下的第2环的阻抗时，具有与谐振频率相同频率的电流成分相比于第2环而易于流向第1环。即，根据所述构成，当以使所述缓冲电路的谐振频率与所述晶体管的振铃频率一致、且使第1环的所述谐振频率下的阻抗小于第2环的所述谐振频率下的阻抗的方式确定了缓冲电容器的电容、电感器元件的电感和电阻的大小时，因振铃引起的电流成分流向缓冲电路，该能量被电阻消耗。即，能够使振铃快速地收敛。
在所述电力变换装置中，所述缓冲电容器的电容也可以被设定成与所述晶体管的端子间电容相等。所述电感器元件的电感也可以被设定成使所述第1环的电感与所述第2环的电感相等。所述电阻的大小也可以被设定成使所述谐振频率下的所述第1环的阻抗小于所述谐振频率下的所述第2环的阻抗。根据所述构成，当所述缓冲电容器的电容被设定成与所述晶体管的端子间电容相等、且所述电感器元件的电感被设定成使所述第1环的电感与所述第2环的电感相等时，缓冲电路的谐振频率与振铃的频率一致。在谐振频率下，电容器电容和电感对阻抗的贡献在理论上为零。即，由电阻、电容器和电感器元件的串联连接而构成的缓冲电路的谐振频率下的阻抗仅由电阻的大小来确定。正因为此，如果如上述那样设定缓冲电容器的电容和电感器元件的电感，则会使得振铃的频率下的第1环的阻抗能够仅通过电阻的大小来调整。即，能够对缓冲电容器的电容、电感器元件的电感和电阻的大小单独地进行设定，用于使因振铃引起的电流振动成分通向缓冲电路的各元件的选定变得容易。根据上述的设定，能够对缓冲电路所包含的缓冲电容器的电容、电感器元件的电感和电阻的大小分别单独地进行设定，因此能够容易地实现具备抑制振铃的缓冲电路的电力变换装置。
在所述电力变换装置中，所述缓冲电路也可以被收容在电容器单元中。所述电容器单元也可以收容所述平滑电容器。根据所述构成，不需要在电容器单元之外设置缓冲电路用的空间。
下面将参考附图说明本发明的示例性实施例的特征、优点以及技术和产业上的意义，其中，相同的附图标记表示相同的元素。
附图说明
图1是第1实施例的电力变换装置的框图。
图2是表示平滑电容器的环的阻抗和缓冲电路的环的阻抗的频率特性的一例的坐标图。
图3是确认缓冲电路的效果的模拟结果的一例。
图4是确认使缓冲电路的电阻的大小改变时的降噪声效果的模拟结果的一例。
图5是第2实施例的电力变换装置的框图。
图6是第2实施例的电力变换装置的俯视图。
图7是沿着图6的VII-VII线的剖视图。
具体实施方式
参照图1～图4来说明第1实施例的电力变换装置。图1中示出第1实施例的电力变换装置的框图。第1实施例的电力变换装置是将与输入端11连接的直流电源2的电力升压并输出到输出端12的升压转换器10。
对升压转换器10的电路构造进行说明。升压转换器10具备滤波电容器14、电抗器(reactor)15、晶体管16、防回流二极管18、平滑电容器19以及缓冲电路20。晶体管16是电力变换用的功率晶体管。晶体管16由碳化硅(SiC)和/或氮化镓(GaN)基板制作，开关速度快。
滤波电容器14连接在升压转换器10的输入端正极11a与输入端负极11b之间。电抗器15的一端连接于输入端正极11a，另一端连接于晶体管16的漏电极16d。漏电极16d经由防回流二极管18也连接于输出端正极12a。防回流二极管18的阳极连接于漏电极16d，阴极连接于输出端正极12a。晶体管16的源电极16s连接于输入端负极11b。另外，晶体管16的源电极16s经由线圈28(后述)连接于输出端负极12b。换言之，晶体管16连接在对直流电源2的电力进行传输的电力正极线13a与电力负极线13b之间。
防回流二极管18与晶体管16串联连接。平滑电容器19相对于晶体管16和防回流二极管18的串联连接进行并联连接。
缓冲电路20由电阻21、缓冲电容器22、线圈23的串联连接而构成，该串联连接与平滑电容器19并联连接。换言之，缓冲电路20与晶体管16和平滑电容器19同样地，也连接在电力正极线13a与电力负极线13b之间。
图1中由虚线表示的线圈28表示在由晶体管16和平滑电容器19构成的环所产生的寄生电感，由虚线表示的电容器16c表示在晶体管16的漏电极16d与源电极16s之间产生的端子间电容(寄生电容)。以下，将在由晶体管16和平滑电容器19构成的环所产生的寄生电感用记号La来表示，将晶体管16的端子间电容用记号Ca来表示。寄生电感La的大小为数[nH]到数十[nH]，端子间电容Ca的大小为数百[pF]。
升压转换器10的晶体管16通过从未图示的门驱动器发送的占空比恒定的驱动信号来反复导通截止切换，对施加于输入端11的直流电力进行升压。图1所示的升压转换器10的电路结构(除缓冲电路20之外)是众所周知的，因此省略对工作的详细说明。
滤波电容器14和平滑电容器19是为了抑制在直流电力产生的脉动而设置的。脉动是因晶体管16的开关的反复而产生的电压/电流脉动，频率取决于决定晶体管16的开关的定时(timing)的载波(carrier)的频率。晶体管16的载波频率大概为数[kHz]到数十[kHz]。因此，脉动的频率带域也为数[kHz]到数十[kHz]。抑制该带域的脉动的滤波电容器14和/或平滑电容器19的电容大概在数十[μF]到数百[μF]之间设定。
在使用了碳化硅(SiC)和/或氮化镓(GaN)的高速的功率晶体管中，在刚从导通切换为截止之后以及刚从截止切换为导通之后在漏电极或者源电极产生的电压/电流振动大。在刚从导通切换为截止之后以及刚从截止切换为导通之后所产生的电压/电流振动被称为振铃。缓冲电路20的缓冲电容器22的电容Cs、电阻21的大小Rs、线圈23的电感Ls被设定成有效地抑制振铃。
接着，对缓冲电路20的缓冲电容器22的电容Cs、电阻21的大小Rs、线圈23的电感的设定进行说明。此外，将包含线圈23的电感在内的平滑电容器19和缓冲电路20的环(图1中标号A1所表示的环)的电感用记号Ls来表示。振铃的频率带域取决于晶体管16的端子间电容Ca、晶体管16和平滑电容器19的环(图1中标号A2所表示的环)的寄生电感La。具体而言，振铃的频率Fa能够通过下面的式(1)来近似。
此外，虽然在晶体管16和平滑电容器19的环中存在平滑电容器19，但在上述式(1)中未出现平滑电容器19的电容Cm。这是因为：振铃处于从数[MHz]到数十[MHz]的频率带域，与脉动的频率带域(从数[kHz]到数十[kHz])存在1000倍的差。即，在对振铃的频率Fa进行近似时，用于抑制脉动的平滑电容器19的电容可以忽略。顺便说一下，端子间电容Ca的大小为数百[pF]到数[nF]，为先前所述的平滑电容器19的电容(从数十[μF]到数百[μF])的千分之一以下。
此外，以下，为了便于说明，将图1中标号A1所表示的环(平滑电容器19和缓冲电路20的环)称为第1环，将标号A2所表示的环(晶体管16和平滑电容器19的环)称为第2环。
另一方面，由平滑电容器19和缓冲电路20构成的第1环(图1的环A1)的谐振频率Fs能够由下面的式(2)来表示。
如先前所述的那样，在上述式(2)中，记号Cs表示缓冲电容器22的电容，记号Ls表示包含线圈23的电感且由平滑电容器19和缓冲电路20构成的第1环的电感。为了使式(1)中示出的振铃频率Fa与式(2)中示出的缓冲电路20的谐振频率Fs一致，调整电容Cs和线圈23的电感，以使得缓冲电容器22的电容Cs与第1环的电感Ls之积[Cs·Ls]和端子间电容Ca与寄生电感La(第2环的电感)之积[Ca·La]相等即可。简单而言，将缓冲电容器22的电容Cs设定为与端子间电容Ca相等的值、并设定线圈23的电感以使第1环的电感Ls与第2环的电感La相等即可。反过来说，通过将缓冲电容器22的电容Cs设定为与端子间电容Ca相等的值、并设定线圈23的电感以使第1环的电感Ls与第2环的电感La相等，能够使缓冲电路的谐振频率Fs与振铃频率Fa一致。此外，因为缓冲电容器22的电容Ca成为与从数百[pF]到数[nF]的端子间电容相同的大小，所以结果是成为先前所述的平滑电容器19的电容(数十[μF]～数百[μF])的千分之一以下。
为了使积[Cs·Ls]与积[Ca·La]一致，在电容Cs和电感Ls之间存在一定的关系即可。但是，在本实施例中，使缓冲电容器22的电容Cs与寄生电容Ca一致，使第1环的电感Ls与第2环的电感La一致。由此所获得的优点在后面进行说明。
接着，对缓冲电路20的电阻21的大小(电阻值Rs)的设定进行说明。平滑电容器19和缓冲电路20的第1环的阻抗Z1的频率特性能够由下面的式(3)来表示。
谐振频率Fs是上述式(3)右边的括号内为零的情况。因此，谐振频率Fs下的阻抗Z1由电阻21的电阻值Rs决定。换言之，缓冲电容器22的电容Cs和第1环的电感Ls对谐振频率Fs下的阻抗Z1不产生影响。以下，将谐振频率下的第1环的阻抗用记号Zs来表示。
图2中示出缓冲电路20与平滑电容器19的第1环的阻抗Z1的频率特性、和晶体管16与平滑电容器19的第2环的阻抗Z2的频率特性的一例。如图2所示，电阻值Rs被设定为使谐振频率Fs下的缓冲电路20与平滑电容器19的第1环的阻抗Zs小于谐振频率Fs下的平滑电容器19与晶体管16的第2环的阻抗Z2a。如此一来，由晶体管16产生的振铃的电流振动成分(频率Fa＝Fs)易于流向阻抗比第2环低的第1环(即，由缓冲电路20和平滑电容器19构成的环)。其结果是，由晶体管16产生的振铃的电流振动成分环绕由缓冲电路20和平滑电容器19构成的第1环，每环绕一圈而因电阻21发生衰减。
通过如上述那样设定缓冲电容器22的电容Cs、电阻21的电阻值Rs和线圈23的电感，能够有效地抑制由晶体管16产生的振铃。特别是，电容Cs能够与晶体管16的端子间电容Ca对应地确定，线圈23的电感能够与第2环的电感La对应地确定，电阻值Rs能够与谐振频率Fs下的阻抗对应地确定。即，能够将缓冲电路20的电容Cs、线圈23的电感和电阻值Rs进行单独确定。通过采用实施例的技术，能够容易地实现具备可有效地抑制振铃的缓冲电路的电力变换装置。
通过以使由缓冲电路20和平滑电容器19构成的第1环的电感Ls与由晶体管16和平滑电容器19构成的第2环的电感La相等的方式调整电感器元件的电感，可获得以下的优点。第1环的电感Ls相当于比谐振频率靠高频侧的第1环的阻抗特性的斜率。另外，第2环的电感La相当于比谐振频率靠高频侧的第2环的阻抗特性的斜率。电感La与电感Ls相等意味着：如图2所示，在比谐振频率Fs靠高频侧，第1环和第2环的阻抗特性的坐标图成为平行。因此，在谐振频率Fs下，如果以使第1环的阻抗Zs比第2环的阻抗Z2a低预定差以上的方式确定电阻值Rs，则可保证在比谐振频率Fs高的频带第1环的阻抗比第2环的阻抗低。该情况下，比谐振频率Fs高的频率的振铃的电流振动成分也易于流向缓冲电路20。不仅能够抑制振铃的主要频率的电流振动成分，还能够进一步抑制高频的电流振动成分。另外，通过以使第1环的阻抗Zs比第2环的阻抗Z2a低预定差以上的方式确定电阻值Rs，也能够期待下面的效果。即使第1环和第2环的实际的阻抗特性多少偏离于计算上的阻抗特性，在比谐振频率Fs靠高频侧第1环的阻抗比第2环的阻抗大的可能性也小。由此，比谐振频率Fs(＝振铃频率Fa)高的高频的噪声成分会被切实地导向缓冲电路20，能够期待缓冲电路20的降噪声效果。
另外，因为谐振频率Fs下的第1环的阻抗仅由电阻值Rs确定，所以如图2所示，谐振频率Fs的附近的第1环的阻抗曲线平坦。这意味着：即使实际的振铃频率Fa与实际的谐振频率Fs发生些许偏离，缓冲电路20也能够对振铃保持高的衰减特性。
通过如上述那样调整缓冲电容器22的电容Cs、电阻21的电阻值Rs和线圈23的电感，也能够期待下面的效果。若将缓冲电容器22的电容Cs设定为与端子间电容Ca相等的值、并设定线圈23的电感以使第1环的电感Ls与第2环的电感La相等，则用于抑制振铃的缓冲电路20的设计变得容易。即，在升压转换器10的设计中，根据晶体管16的端子间电容Ca，能够设定缓冲电容器22的电容Cs。换言之，根据晶体管16的端子间电容Ca，能够选定缓冲电容器22。另外，在升压转换器10的设计中，根据连接晶体管16与平滑电容器19的导体(bus bar，母线)的设计，能够设定缓冲电路20的线圈23的电感。换言之，根据连接晶体管16与平滑电容器19的导体(bus bar)的设计，能够选定缓冲电路20的线圈23。
接着，对确认缓冲电路20的效果的模拟结果进行说明。图3是图1的电路的模拟结果的坐标图。图3示出晶体管16在时刻Ts从导通变为截止时的输出电压的时间响应波形。黑色的线表示有缓冲电路的情况下的时间响应，灰色的线表示无缓冲电路的情况下的时间响应。使用的参数如下。输出电压(升压后的电压)＝600[V]，晶体管16的端子间电容Ca＝1[nF]，晶体管16与平滑电容器19的环(第2环)的电感La＝50[nH]，平滑电容器19的电容Cm＝355[μF]，缓冲电容器22的电容Cs＝1[nF]，电阻21的电阻值Rs＝500[mΩ]，由缓冲电路20和平滑电容器19构成的环(第1环)的电感Ls＝50[nH]。电感Ls包含线圈23的电感和构成第1环的导体所产生的寄生电感。模拟所使用的条件是[缓冲电容器22的电容Cs]＝[晶体管16的端子间电容Ca]＝1[nF]。另外，[第1环的电感Ls]＝[第2环的电感La]＝50[nH]。进而，电阻21的电阻值Rs＝500[mΩ]相当于图2的坐标图的Zs。如图3所示，通过采用缓冲电路20，因振铃引起的电流振动成分会快速衰减。
接着，对研究了电阻值Rs的影响的模拟结果进行说明。图4是对改变电阻值Rs时的噪声等级的大小进行了描绘而得到的坐标图。图4中，对使晶体管16导通截止时的时间响应进行频率变换，示出了振铃频率下的等级(噪声等级)的大小。如图4所示，在电阻值Rs＝500[mΩ]时噪声等级最小。此时，噪声等级比没有使用缓冲电路20时(Rs＝0时)低10[dB]。
若电阻值Rs过大，则如图2中说明的那样，因振铃引起的电流振动成分中的、与在缓冲电路20的第1环中流动的电流量相比，流向平滑电容器19和晶体管16的第2环的电流量变多，噪声等级变大。另一方面，若电阻值Rs过小，则衰减效果低下。如先前所述，电阻值Rs被设定成使缓冲电路20与平滑电容器19的第1环的谐振频率Fs下的阻抗Zs小于晶体管16与平滑电容器19的第2环的上述谐振频率Fs下的阻抗Z2a。
在图2的例子中，以使第1环的阻抗Zs比第2环的阻抗Z2a低预定差以上的方式确定了电阻值Rs。如果电阻值Rs被设定成使谐振频率Fs下的第1环的阻抗Zs小于谐振频率Fs下的第2环的阻抗Z2a，也可以不用满足上述的条件。即，在图2的坐标图中，如果在谐振频率Fs下实线比虚线靠下侧，则也可以是在比谐振频率Fs高的高频带域虚线位于实线的下侧。
另外，在上述的例子中，缓冲电容器22的电容Cs设定成与晶体管16的端子间电容Ca相等，线圈23的电感设定成使第1环的电感与第2环的电感相等。即使不满足这样的条件，只要电容Cs、线圈23的电感和电阻值Rs满足下面的条件即可。即，设定成使缓冲电路20的谐振频率Fs与晶体管16的振铃频率Fa一致、并使第1环的谐振频率Fs下的阻抗小于第2环的谐振频率Fs下的阻抗即可。具体而言，使缓冲电容器22的电容Cs与第1环的电感Ls之积[Cs·Ls]和晶体管16的端子间电容Ca与第2环的寄生电感La之积[Ca·La]一致即可。并且，以使第1环的谐振频率Fs下的阻抗小于第2环的谐振频率Fs下的阻抗的方式设定电阻值Rs即可。该情况下，可获得在缓冲电容器22的电容Cs和线圈23的电感的设定上有自由度这一优点。
参照图5～图7来说明第2实施例的电力变换装置。图5是第2实施例的电力变换装置10a的框图。电力变换装置10a是将直流电源2的电力升压后变换成交流，并向2个马达3a、3b供给三相交流电力的设备。电力变换装置10a搭载于电动汽车，2个马达3a、3b是行驶用的马达。马达3a、3b也作为发电机发挥功能。
电力变换装置10a包括双向DC-DC转换器31和2个变换器32a、32b。双向DC-DC转换器31能够进行将直流电源2的电压升压并向变换器32a、32b供给的升压动作和将从变换器32a、32b送来的再生电力降压并向直流电源2供给的降压动作。再生电力是指马达3a、3b发电产生的电力。变换器32a、32b能够将马达3a、3b发电产生的交流电力变换成直流电力并向双向DC-DC转换器31供给。
双向DC-DC转换器31具备滤波电容器14、电抗器15、2个晶体管16a、16b、续流二极管17a、17b。2个晶体管16a、16b串联连接，对各个晶体管16a、16b反并联地连接有续流二极管17a、17b。高电位侧的晶体管16a和低电位侧的续流二极管17b主要参与降压动作，低电位侧的晶体管16b和高电位侧的续流二极管17a主要参与升压动作。图5的双向DC-DC转换器31的电路结构和动作是众所周知的，因此省略进一步的说明。
在双向DC-DC转换器31的高电压端31a、31b连接有平滑电容器19。换言之，相对于晶体管16a、16b的串联连接，并联连接有平滑电容器19。当着眼于晶体管16a和续流二极管17b来表现时，平滑电容器19可以表现为相对于晶体管16a和续流二极管17b的串联连接进行并联连接。另外，当着眼于晶体管16b和续流二极管17a来表现时，平滑电容器19也可以表现为相对于晶体管16b和续流二极管17a的串联连接进行并联连接。相对于该平滑电容器19并联连接有缓冲电路20。缓冲电路20由电阻21、缓冲电容器22、线圈23的串联连接来构成。图5的缓冲电路20与图1所示的缓冲电路20相同。
在双向DC-DC转换器31的高电压端31a、31b连接有变换器32a、32b。变换器32a具备3组的2个晶体管4的串联连接。对各晶体管4反并联地连接有续流二极管5。3组的串联连接在电力正极线13a与电力负极线13b之间并联连接。从各串联连接的中点输出交流。由于变换器32b的电路结构与变换器32a的电路结构相同，因此在图5中省略了变换器32b的电路结构的图示。
双向DC-DC转换器31的晶体管16a、16b以及变换器32a、32b的多个晶体管4都是电力变换用的功率晶体管，基于碳化硅(SiC)或者氮化镓(GaN)的基板而制作。对于这样的晶体管，开关速度快，与第1实施例的晶体管16同样地，振铃(开关后的电压/电流振动)大。缓冲电路20如下面说明的那样，能够抑制电力变换装置10a的所有的晶体管16a、16b、4的振铃。
如图5所示，双向DC-DC转换器31的晶体管16a、16b以及变换器32a、32b的多个晶体管4都与平滑电容器19以及缓冲电路20并联连接。
在电力变换装置10a中，任何晶体管都具有相同特性，端子间电容Ca相同。另外，在电力变换装置10a中，以使各晶体管各自和平滑电容器19构成的环(第2环)的电感相同的方式调整连接各晶体管和平滑电容器19的导体。正因为如此，振铃的频率对于所有的晶体管而言相同。缓冲电容器22的电容被设定成与晶体管的端子间电容相等。线圈23的电感被调整成使由缓冲电路20和平滑电容器19构成的环(第1环)的电感与由各个晶体管和平滑电容器构成的环(第2环)的电感相等。正因为如此，与第1实施例的情况同样地，缓冲电路20的谐振频率与晶体管的振铃的频率一致。另外，电阻21的大小被调整成使缓冲电路20与平滑电容器19的环(第1环)的谐振频率Fs下的阻抗小于该谐振频率Fs下的平滑电容器19与各晶体管的环(第2环)的阻抗。因为如上述那样设定了缓冲电路20的各要素，所以缓冲电路20能够抑制所有的晶体管的振铃。图5的电力变换装置10a与第1实施例的升压转换器10同样地，也能够将缓冲电路20的缓冲电容器22的电容、线圈23的电感和电阻21的大小进行单独确定。
图6中示出电力变换装置10a的硬件的俯视图，图7中示出图6的VII-VII线处的剖视图。电力变换装置10a在其壳体90中收容有将多个电源卡(power card)8和多个冷却板41层叠而构成的层叠单元40、电抗器单元104、第1电容器单元103、第2电容器单元105。
在层叠单元40中，多个电源卡8和多个冷却板41分别各一个地交替层叠。在多个冷却板41贯通有冷却剂供给管91和冷却剂排出管92。冷却剂供给管91和冷却剂排出管92的一端向壳体90外延伸，与未图示的冷却剂循环装置连接。冷却剂通过冷却剂供给管91分配到所有的冷却板41，对与各冷却板41相邻的电源卡8进行冷却。穿过了冷却板41的冷却剂，通过冷却剂排出管92返回到未图示的冷却剂循环装置。
各电源卡8在树脂制的本体9中收容有串联连接的2个晶体管和与各晶体管反并联地连接的续流二极管。在电力变换装置10a中，在双向DC-DC转换器31中包含一组的2个晶体管16a、16b的串联连接，在变换器32a、32b的各变换器中包含3组的2个晶体管4的串联连接。各个串联连接对应于一个电源卡8。即，电力变换装置10a具备7组串联连接、即7个电源卡8。从各电源卡8的本体9延伸有与晶体管的串联连接的高电位侧端子相当的正极端子8a、与低电位侧端子相当的负极端子8b、与中点相当的中点端子8c。所有的电源卡8的正极端子8a和负极端子8b分别通过正极母线43和负极母线42连接于第2电容器单元105。正极母线43相当于图5的电力正极线13a，负极母线42相当于图5的电力负极线13b。
在第2电容器单元105中埋设有与图5的平滑电容器19对应的电容器元件105a、与图5的缓冲电路20的缓冲电容器22对应的电容器元件122、与图5的电阻21对应的电阻元件121、与图5的线圈23对应的线圈元件123(参照图7)。电容器元件105a在第2电容器单元105的内部连接在正极母线43与负极母线42之间。电阻元件121、电容器元件122、线圈元件123在第2电容器单元105的内部串联连接，该串联连接(缓冲电路20)连接在正极母线43与负极母线42之间。即，缓冲电路20被收容在对平滑电容器19进行收容的第2电容器单元105中。并且，缓冲电路20(电容器元件122、电阻元件121和线圈元件123)在第2电容器单元105的内部与平滑电容器19(电容器元件105a)并联连接。通过将缓冲电路20收容在第2电容器单元105中，与确保用于缓冲电路20的独立的空间的情况相比，能够使电力变换装置10a小型化。
构成2个变换器32a、32b的6个电源卡(图6的除左端的电源卡之外的其他电源卡8)的中点端子8c经由另外的母线与外部的连接端子93连接。双向DC-DC转换器31所包含的包含晶体管的串联连接的电源卡(图6的左端的电源卡8)经由母线44与电抗器单元104连接。电抗器单元104、第1电容器单元103进一步经由另外的母线45相互连接。此外，在图6所示的电抗器单元104中收容有与图5的电抗器15对应的电抗器元件，在第1电容器单元103中容纳有与图5的滤波电容器14对应的电容器元件。
对与实施例中说明的技术有关的注意点进行描述。平滑电容器19是抑制数[kHz]～数十[kHz]的脉动的电容器，其电容大概设定在数十[μF]～数百[μF]之间。另一方面，为了抑制数[MHz]～数十[MHz]的振铃而插入的缓冲电容器22的电容大概设定在数百[pF]～数[nF]之间。缓冲电容器22的电容Cs为用于抑制脉动的平滑电容器19的电容Cm的千分之一以下。因为存在这一点差，所以在缓冲电容器22的电容决定时，可以忽略平滑电容器19的电容。
实施例的晶体管16、16a、16b、4相当于发明内容的“用于电力变换的晶体管”的一例。实施例的线圈23相当于发明内容的“电感器元件”的一例。图1的标号A所表示的环相当于发明内容的“第1环”的一例，图1的标号A2所表示的环相当于发明内容的“第2环”的一例。图5中的缓冲电路20和平滑电容器19构成的环相当于发明内容的“第1环”的另一例，由各晶体管和平滑电容器19构成的环相当于发明内容的“第2环”的另一例。
以上，对本发明的具体例子进行了详细说明，但这些只不过是例示，并非限定权利要求书。在权利要求书所记载的技术中包含对以上所例示的具体例子进行各种变形、变更而得到的实施例。本说明书或附图中说明的技术要素通过单个要素或者各种要素的组合来发挥技术的有用性，并非限定于申请时权利要求所记载的组合。另外，本说明书或附图所例示的技术可以同时达成多个目的，达成其中的一个目的这本身就具有技术的有用性。

Claims (2)

1.一种电力变换装置，其特征在于，具备：
用于电力变换的晶体管；
与所述晶体管串联连接的二极管；
与所述晶体管和所述二极管并联连接的平滑电容器，所述平滑电容器构成为抑制所述晶体管所产生的脉动；以及
包含缓冲电容器、电感器元件和电阻的缓冲电路，所述缓冲电容器、所述电感器元件和所述电阻互相串联连接，所述缓冲电路与所述平滑电容器并联连接，
所述缓冲电容器的电容、所述电感器元件的电感和所述电阻的大小被设定成使所述缓冲电路的谐振频率与所述晶体管的振铃频率一致、且使第1环的所述谐振频率下的阻抗小于第2环的所述谐振频率下的阻抗，
所述第1环由所述缓冲电路和所述平滑电容器构成，所述第2环由所述晶体管和所述平滑电容器构成，
所述缓冲电容器的电容被设定成与所述晶体管的端子间电容相等，
所述电感器元件的电感被设定成使所述第1环的电感与所述第2环的电感相等，
所述电阻的大小被设定成使所述谐振频率下的所述第1环的阻抗小于所述谐振频率下的所述第2环的阻抗。
2.根据权利要求1所述的电力变换装置，其特征在于，
所述缓冲电路被收容在电容器单元中，所述电容器单元收容所述平滑电容器。
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