CN115940678A - 电力变换装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电力变换装置。该电力变换装置具备多个电力变换单元，该多个电力变换单元分别包括通过多个半导体开关元件的开关动作来输出交流电压的逆变器部，该多个电力变换单元通过在逆变器部的输出侧相互串联连接来构成单元串联连接部。另外，电力变换装置具备中间接地部，该中间接地部通过使单元间连接布线接地，来使单元串联连接部的正侧电位与负侧电位的中间的中间电位为接地电位，其中，该单元间连接布线是将相互串联连接的电力变换单元彼此连接的布线。

Description

电力变换装置

技术领域

本发明涉及一种电力变换装置，特别是涉及一种具备多个包括逆变器部的电力变换单元的电力变换装置。

背景技术

以往，公开了一种具备多个包括逆变器部的电力变换单元的电力变换装置。这样的电力变换装置例如在日本特开2020-171153号公报中公开。

在上述日本特开2020-171153号公报中公开了一种设置有多个堆(电力变换单元)的电力变换装置，其中，该堆包括平滑电容器以及具有多个半导体开关元件的逆变器部。在上述电力变换装置中，堆在逆变器部的输出侧相互串联连接，由此能够使从电力变换装置供给到负载的电压高于各堆的峰值电压。由此，与将相同数量的电力变换装置并联连接的情况相比，能够抑制向负载的送电损耗。

在如上述日本特开2020-171153号公报那样的电力变换装置中，使用于防止使用者触电的壳体接地，将壳体设为对地电位。在上述日本特开2020-171153号公报中，逆变器部承受比各堆的峰值电压大的电压(例如峰值电压的2倍)，因此，逆变器部中的与壳体(对地电位)的绝缘距离需要比将电力变换装置并联连接的情况大。因此，认为电力变换装置会大型化。因而，期望的是，抑制在使堆(电力变换单元)在逆变器部的输出侧相互串联连接的情况下的电力变换装置的大型化。

发明内容

本发明是为了解决上述那样的问题而完成的，本发明的一个目的在于提供一种能够抑制在使电力变换单元在逆变器部的输出侧相互串联连接的情况下的电力变换装置的大型化的电力变换装置。

用于解决问题的方案

为了实现上述目的，本发明的一个方面的电力变换装置具备：多个电力变换单元，该多个电力变换单元分别包括通过多个半导体开关元件的开关动作来输出交流电压的逆变器部，该多个电力变换单元通过在逆变器部的输出侧相互串联连接来构成单元串联连接部；以及中间接地部，其通过使单元间连接布线接地，来使单元串联连接部的正侧电位与负侧电位的中间的中间电位为接地电位，其中，该单元间连接布线是将相互串联连接的电力变换单元彼此连接的布线。

在本发明的一个方面的电力变换装置中，如上所述，具备使单元串联连接部的正侧电位与负侧电位的中间的中间电位为接地电位的中间接地部。由此，例如，相比于使单元串联连接部的正侧电位为接地电位的情况而言，能够使单元串联连接部的负侧电位与接地电位的电位差小。使单元串联连接部的负侧电位为接地电位的情况也是同样的。其结果，相比于使单元串联连接部的正侧电位或负侧电位为接地电位的情况而言，能够使逆变器部中的与对地的绝缘距离小，因此相应地能够抑制电力变换装置的大型化。因而，能够抑制在使电力变换单元在逆变器部的输出侧相互串联连接的情况下的电力变换装置的大型化。

在上述一个方面的电力变换装置中，优选的是，中间接地部被设置为使单元间连接布线经由电阻元件接地。根据这样的结构，能够通过电阻元件使在电力变换装置中发生了接地故障的情况下流动的接地故障电流小。其结果，能够抑制大的接地故障电流流动，因此，能够抑制在电力变换装置中产生异常。

在上述一个方面的电力变换装置中，优选的是，通过中间接地部被接地的单元间连接布线被设置为将相互串联连接的电力变换单元的逆变器部彼此连接。根据这样的结构，能够借助单元间连接布线并通过中间接地部来使相互串联连接的电力变换单元的逆变器部彼此之间的中间电位为接地电位。

在该情况下，优选的是，通过中间接地部被接地的单元间连接布线被设置为：通过将逆变器部的输出端彼此连接，来将多个电力变换单元彼此串联连接。根据这样的结构，能够将用于将电力变换单元彼此串联连接的布线挪用为用于接地的单元间连接布线，因此能够减少电力变换装置的部件件数(布线的数量)。

在上述的单元间连接布线将逆变器部的输出端彼此连接的电力变换装置中，优选的是，多个电力变换单元包括相互串联连接的第一电力变换单元和第二电力变换单元，第一电力变换单元和第二电力变换单元各自的逆变器部包括将第一串联电路与第二串联电路相互并联连接而成的全桥电路，该第一串联电路由相互串联连接的第一半导体开关元件和第二半导体开关元件构成，该第二串联电路由相互串联连接的第三半导体开关元件和第四半导体开关元件构成，通过中间接地部被接地的单元间连接布线被设置为：将第一电力变换单元的全桥电路中的第二串联电路的输出端与第二电力变换单元的全桥电路中的第一串联电路的输出端连接。根据这样的结构，能够借助单元间连接布线并通过中间接地部来使第一电力变换单元的第二串联电路的输出端与第二电力变换单元的第一串联电路的输出端之间的中间电位为接地电位。

在上述的单元间连接布线将逆变器部彼此连接的电力变换装置中，优选的是，单元间连接布线被设置为将逆变器部的输入端彼此连接。根据这样的结构，能够借助单元间连接布线并通过中间接地部来使逆变器部的输入端彼此之间的电位为接地电位。

在该情况下，优选的是，多个电力变换单元包括相互串联连接的第一电力变换单元和第二电力变换单元，单元间连接布线被设置为：将第一电力变换单元的正极侧布线与第二电力变换单元的正极侧布线连接，且将第一电力变换单元的负极侧布线与第二电力变换单元的负极侧布线连接，其中，该第一电力变换单元的正极侧布线连接于第一电力变换单元中的逆变器部的正侧输入端，第二电力变换单元的正极侧布线连接于第二电力变换单元中的逆变器部的正侧输入端，第一电力变换单元的负极侧布线连接于第一电力变换单元中的逆变器部的负侧输入端，第二电力变换单元的负极侧布线连接于第二电力变换单元中的逆变器部的负侧输入端。根据这样的结构，通过单元间连接布线将第一电力变换单元和第二电力变换单元各自的正极侧布线连接并且将第一电力变换单元和第二电力变换单元各自的负极侧布线连接，因此能够借助单元间连接布线并通过中间接地部来容易地使电力变换装置的正侧电位与负侧电位之间的中间电位为接地电位。

在上述的单元间连接布线将正极侧布线与负极侧布线连接的电力变换装置中，优选的是，在单元间连接布线上设置有：一对正侧二极管部，该一对正侧二极管部包括具有与第一电力变换单元的正极侧布线连接的阳极的第一二极管、以及具有与第二电力变换单元的正极侧布线连接的阳极并且具有与第一二极管的阴极连接的阴极的第二二极管；以及一对负侧二极管部，该一对负侧二极管部包括具有与第一电力变换单元的负极侧布线连接的阴极的第三二极管、以及具有与第二电力变换单元的负极侧布线连接的阴极并且具有与第三二极管的阳极连接的阳极的第四二极管，中间接地部被设置为使将一对正侧二极管部与一对负侧二极管部连接的二极管间布线接地。根据这样的结构，能够通过一对正侧二极管部防止第一电力变换单元的正极侧布线与第二电力变换单元的正极侧布线导通，并且通过一对负侧二极管部防止第一电力变换单元的负极侧布线与第二电力变换单元的负极侧布线导通，同时通过中间接地部使二极管间布线的电位即中间电位为接地电位。

在该情况下，优选的是，在二极管间布线上设置有一对电容器，中间接地部被设置为使二极管间布线上的一对电容器彼此之间的部分接地。根据这样的结构，通过流过中间接地部的电流来对一对电容器进行充电，因此能够抑制流过中间接地部的电流持续流向地线而消耗电力。

附图说明

图1是第一实施方式的电力变换装置的电路图。

图2是示出第一实施方式的电力变换装置的各布线的电压的变化的图。

图3是第一实施方式的电力变换装置的立体图。

图4是第一实施方式的电力变换装置的侧视图。

图5是第二实施方式的电力变换装置的电路图。

具体实施方式

下面，基于附图来说明将本发明具体化的实施方式。

[第一实施方式]

参照图1及图2来说明第一实施方式的电力变换装置100的结构。电力变换装置100是在通过感应加热来进行金属的熔解的熔解炉中使用的感应加热装置200用的装置。电力变换装置100从交流电源300被供给交流电力。

(电力变换装置的电路结构)

首先，参照图1来说明电力变换装置100的电路结构。

如图1所示，电力变换装置100包括多个整流电路10(整流电路10a、10b)。另外，电力变换装置100具备包括多个平滑电容器20(平滑电容器20a、20b)和多个逆变器部30(逆变器部30a、30b)的多个堆40(堆40a、40b)。堆40a包括整流电路10a、平滑电容器20a以及逆变器部30a。另外，堆40b包括整流电路10b、平滑电容器20b以及逆变器部30b。此外，堆40、堆40a以及堆40b是本发明的“电力变换单元”的一例。另外，堆40a和堆40b分别是本发明的“第一电力变换单元”和“第二电力变换单元”的一例。

整流电路10将从交流电源300输入的交流电压变换为直流电压。整流电路10被设置为与多个堆40为相同数量。即，对交流电源300(变压器301)设置有整流电路10a和整流电路10b。由整流电路10a变换后的直流电压被供给到堆40a。由整流电路10b变换后的直流电压被供给到堆40b。

平滑电容器20与用于对交流电压进行整流的整流电路10的输出侧连接。针对每个整流电路10设置有平滑电容器20。即，在整流电路10a的输出侧连接有平滑电容器20a，在整流电路10b的输出侧连接有平滑电容器20b。

逆变器部30(30a、30b)包括多个半导体开关元件31a～31d。逆变器部30通过多个半导体开关元件31a～31d的开关动作来将通过整流电路10(10a、10b)被平滑的直流电压变换为交流电压。然后，由半导体开关元件31变换得到的交流电压从逆变器部30被输出到感应加热装置200的感应加热线圈210。另外，针对每个整流电路10设置有逆变器部30。即，对整流电路10a设置有逆变器部30a，对整流电路10b设置有逆变器部30b。此外，半导体开关元件31a和半导体开关元件31b分别是本发明的“第一半导体开关元件”和“第二半导体开关元件”的一例。另外，半导体开关元件31c和半导体开关元件31d分别是本发明的“第三半导体开关元件”和“第四半导体开关元件”的一例。

半导体开关元件31a～31d分别是IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor：绝缘栅双极晶体管)元件。半导体开关元件31a～31d例如也可以分别是MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor：金属氧化物半导体场效应晶体管)。

逆变器部30a和逆变器部30b中的各逆变器部包括半导体模块32a和半导体模块32b。在半导体模块32a中收容有半导体开关元件31a和半导体开关元件31b。在半导体模块32b中收容有半导体开关元件31c和半导体开关元件31d。

而且，虽然在图1中未图示，但半导体模块32a和半导体模块32b分别并联连接有多个半导体模块。例如，半导体模块32a和半导体模块32b分别被设置为并联有6个半导体模块。

另外，堆40a和堆40b各自的逆变器部30包括将串联电路33a与串联电路33b相互并联连接而成的全桥电路，该串联电路33a由相互串联连接的半导体开关元件31a和半导体开关元件31b构成，该串联电路33b由相互串联连接的半导体开关元件31c和半导体开关元件31d构成。即，串联电路33a和串联电路33b分别收容于半导体模块32a及半导体模块32b。此外，串联电路33a和串联电路33b分别是本发明的“第一串联电路”和“第二串联电路”的一例。

另外，多个堆40(40a、40b)通过在逆变器部30的输出侧相互串联连接来构成单元串联连接部41。另外，在电力变换装置100中设置有将相互串联连接的堆40a和堆40b连接起来的布线即母线80。此外，母线80是本发明的“单元间连接布线”一例。

另外，在逆变器部30a的半导体开关元件31a与半导体开关元件31b的连接点设置的输出端A经由电容器211来与感应加热线圈210的一端侧电连接。另外，在逆变器部30b的半导体开关元件31c与半导体开关元件31d的连接点设置的输出端B经由电容器212来与感应加热线圈210的另一端侧电连接。

在此，在第一实施方式中，电力变换装置100具备中间接地部50，该中间接地部50通过使母线80接地来使单元串联连接部41的正侧电位与负侧电位的中间的中间电位为接地电位。具体地说，利用中间接地部50将母线80的电位设为接地电位，由此单元串联连接部41的中间电位成为对地电位(即，在图2中成为0＝对地电位)。由此，单元串联连接部41中的最大电位的绝对值与最小电位的绝对值相对于对地电位是彼此相等的。即，当设单元串联连接部41中的最大电位与最小电位的电位差是2Vp时，上述最大电位和上述最小电位分别为Vp和-Vp。因而，单元串联连接部41(电力变换装置100)处的对地间电位成为Vp。此外，单元串联连接部41(电力变换装置100)处的对地间电位Vp(中间电位)由于多个堆40(40a、40b)中的各堆的阻抗的偏差而未必成为正侧电位(Vp)与负侧电位(-Vp)的中央的电位，而是可能在固定的范围内变动。在该变动大的情况下，电力变换装置100与后述的壳体60的绝缘距离不足，存在电力变换装置100发生接地故障的担忧。因此，需要使相对于中央的电位的偏移变得微小。在本实施方式中，通过使多个堆40(40a、40b)的构造彼此共同且使各堆40(40a、40b)所使用的部件彼此共同，能够抑制多个堆40(40a、40b)中的各堆的阻抗的偏差。其结果，能够使相对于中央的电位的偏移变得微小。

此外，在电力变换装置100中，电流不流过对地(后述的地线53)。这是由于，电力变换装置100仅在地线53的1个点处接地，因此与2个点以上接地的情况不同，不会形成通过接地点之间的电流路径(经由地线53的电流路径)。另外，在电力变换装置100的输入布线的布线长度长的情况下，存在输入布线的中性点会由于输入布线的寄生电容而接地的情况。即，电力变换装置100的接地点(地线53)和输入布线的中性点这2个点接地。即使在该情况下，也会由于电力变换装置100的接地点(地线53)的电位与中性点的电位大致相同，因此电流不在电力变换装置100的接地点(地线53)与中性点之间流动，不会形成经由地线53的电流路径。

另外，中间接地部50包括电阻元件51和接地用布线52。电阻元件51设置在接地用布线52上。另外，电阻元件51的电阻值为约50Ω。另外，接地用布线52是电缆布线(线束)。此外，在利用未图示的电流传感器探测到流过电阻元件51的电流为规定的值以上的情况下，利用未图示的控制部判断为发生了接地故障。

另外，在第一实施方式中，中间接地部50被设置为使母线80经由电阻元件51接地。接地用布线52包括将母线80与电阻元件51连接的第一布线52a以及将电阻元件51与地线53连接的第二布线52b。第一布线52a与母线80在连接点E处连接。

另外，在本实施方式中，通过中间接地部50被接地的母线80被设置为将相互串联连接的堆40的逆变器部30彼此连接。

具体地说，通过中间接地部50被接地的母线80被设置为：通过将逆变器部30的输出端C与输出端D连接，来将多个堆40彼此串联连接。即，母线80具有通过中间接地部50被接地以及将堆40彼此串联连接的这两个功能(作用)。

详细地说，通过中间接地部50被接地的母线80被设置为：将堆40a的全桥电路中的串联电路33b的输出端C与堆40b的全桥电路中的串联电路33a的输出端D连接。由此，在半导体开关元件31a和半导体开关元件31d接通并且半导体开关元件31b和半导体开关元件31c断开的情况下，利用母线80使堆40a的负极侧布线42b与堆40b的正极侧布线42c导通。由此，使堆40a的负侧电压(以下称为电压N1)与堆40b的正侧电压(以下称为电压P2)为相同电位。另外，在半导体开关元件31a和半导体开关元件31d断开并且半导体开关元件31b和半导体开关元件31c接通的情况下，利用母线80使堆40a的正极侧布线42a与堆40b的负极侧布线42d导通。由此，使堆40a的正侧电压(以下称为电压P1)与堆40b的负侧电压(以下称为电压N2)为相同电位。此外，正极侧布线42a、负极侧布线42b、正极侧布线42c以及负极侧布线42d分别由母线构成。

具体地说，如图2所示，在半导体开关元件31a和半导体开关元件31d接通并且半导体开关元件31b和半导体开关元件31c断开的情况下，电压P1和电压N2分别成为Vp和-Vp，电压N1和电压P2分别成为Vp与-Vp的中间电位即0V。在该情况下，电容器211的电压Vu和电容器212的电压Vv分别为Vp和-Vp。

另外，在半导体开关元件31a和半导体开关元件31d断开并且半导体开关元件31b和半导体开关元件31c接通的情况下，电压N1和电压P2分别成为-Vp和Vp，电压P1和电压N2分别成为Vp与-Vp的中间电位即0V。在该情况下，电容器211的电压Vu和电容器212的电压Vv分别成为-Vp和Vp。

此外，如图1所示，堆40a的正极侧布线42a与堆40a中的逆变器部30a的正侧输入端34a连接。逆变器部30a的正侧输入端34a是指逆变器部30a的半导体开关元件31a和半导体开关元件31c各自的正侧端子(集电极端子)。另外，堆40a的负极侧布线42b与堆40a中的逆变器部30a的负侧输入端34b连接。逆变器部30a的负侧输入端34b是指逆变器部30a的半导体开关元件31b和半导体开关元件31d各自的负侧端子(发射极端子)。此外，正侧输入端34a和负侧输入端34b是本发明的“输入端”的一例。

另外，堆40b的正极侧布线42c与堆40b中的逆变器部30b的正侧输入端34c连接。逆变器部30b的正侧输入端34c是指逆变器部30b的半导体开关元件31a和半导体开关元件31c各自的正侧端子(集电极端子)。另外，堆40b的负极侧布线42d与堆40b中的逆变器部30b的负侧输入端34d连接。逆变器部30b的负侧输入端34d是指逆变器部30b的半导体开关元件31b和半导体开关元件31d各自的负侧端子(发射极端子)。此外，正侧输入端34c和负侧输入端34d是本发明的“输入端”的一例。

(电力变换装置的构造的概要)

接着，参照图3和图4来说明电力变换装置100的构造的概要。

如图3所示，在电力变换装置100中，2个堆40(堆40a和堆40b)被配置为在1个壳体60中沿上下方向(Z方向)并排。而且，堆40a和堆40b在壳体60中分别被配置在下侧(Z2侧)和上侧(Z1侧)。

在以下的说明中，将壳体60的上下方向、左右方向以及前后方向分别设为Z方向、X方向以及Y方向。另外，将上方向(上侧)、下方向(下侧)、左侧、右侧、前侧以及后侧分别设为Z1方向(Z1侧)、Z2方向(Z2侧)、X1侧、X2侧、Y1侧以及Y2侧。

另外，如图4所示，堆40a的正极侧布线42a及负极侧布线42b与堆40b的正极侧布线42c及负极侧布线42d构成为相对于与Z方向正交且在堆40a与堆40b之间的中央的中央面90彼此大致对称。即，在电力变换装置100中构成为：多个堆40(堆40a和40b)内的构造(堆40内的构件的形状以及堆40内的构件间的相对配置)彼此大致相同。

另外，母线80具有沿着Z方向并且相对于母线80的Y方向上的中央线91大致对称的形状。另外，母线80包括设置于堆40a侧的第一部分81、设置于堆40b侧的第二部分82以及被设置为将第一部分81与第二部分82连接的第三部分83。

如图3所示，电阻元件51被设置为在堆40a的下方(Z2侧)沿着X方向延伸。如图4所示，将母线80与电阻元件51连接的接地用布线52的第一布线52a将母线80的第一部分81与电阻元件51的X1侧的端子51a连接。第一布线52a以沿着壳体60的方式从第一部分81布线至端子51a。此外，也可以构成为：第一布线52a与母线80的连接点E设置于第三部分83的Z方向上的中央，由此使堆40a与电阻元件51之间的布线距离同堆40b与电阻元件51之间的布线距离均等。

如图3所示，接地用布线52的第二布线52b将电阻元件51的X2侧的端子51b与地线53连接。地线53设置于堆40a的Y1侧。第二布线52b以沿着壳体60的方式从电阻元件51的端子51b布线至地线53。

(第一实施方式的效果)

在第一实施方式中，能够得到如以下那样的效果。

在第一实施方式中，如上所述，以如下方式构成电力变换装置100：具备中间接地部50，该中间接地部50通过使母线80接地，来使单元串联连接部41的正侧电位与负侧电位的中间的中间电位为接地电位，其中，母线80是将相互串联连接的堆40彼此连接的布线。由此，例如，相比于使单元串联连接部41的正侧电位为接地电位的情况而言，能够使单元串联连接部41的负侧电位与接地电位的电位差小。使单元串联连接部41的负侧电位为接地电位的情况也是同样的。其结果，相比于使单元串联连接部41的正侧电位或负侧电位为接地电位的情况而言，能够使逆变器部30中的与对地的绝缘距离小。在此，在电力变换装置100中，使用于防止使用者触电的壳体60接地，将壳体60设为对地电位。因而，通过使逆变器部30中的与壳体60(对地电位)的绝缘距离小，能够抑制电力变换装置100的大型化。因而，能够抑制在使堆40在逆变器部30的输出侧相互串联连接的情况下的电力变换装置100的大型化。

另外，在第一实施方式中，如上所述，以如下方式构成电力变换装置100：中间接地部50使母线80经由电阻元件51接地。由此，能够通过电阻元件51使在电力变换装置100中发生了接地故障的情况下流动的接地故障电流小。其结果，能够抑制大的接地故障电流流动，因此，能够抑制在电力变换装置100中产生异常。

另外，在第一实施方式中，如上所述，以如下方式构成电力变换装置100：通过中间接地部50被接地的母线80将相互串联连接的堆40的逆变器部30彼此连接。由此，能够借助母线80并通过中间接地部50来使相互串联连接的堆40的逆变器部30彼此之间的中间电位为接地电位。

另外，在第一实施方式中，如上所述，以如下方式构成电力变换装置100：通过中间接地部50被接地的母线80通过将逆变器部30的输出端(C、D)彼此连接，来将多个堆40彼此串联连接。由此，能够将用于将堆40彼此串联连接的布线挪用为用于接地的母线80，因此能够减少电力变换装置100的部件件数(布线的数量)。

另外，在第一实施方式中，如上所述，以如下方式构成电力变换装置100：通过中间接地部50被接地的母线80将堆40a的全桥电路中的串联电路33b的输出端C与堆40b的全桥电路中的串联电路33a的输出端D连接。由此，能够借助母线80并通过中间接地部50来使堆40a的串联电路33b的输出端C与堆40b的串联电路33a的输出端D之间的中间电位为接地电位。

[第二实施方式]

参照图5来说明第二实施方式。在该第二实施方式中，与上述第一实施方式不同，多个堆40在逆变器部30的输入侧串联连接。此外，对于与上述第一实施方式相同的结构，在图中标注相同的附图标记来进行图示，并省略其说明。

(电力变换装置的电路结构)

参照图5来说明电力变换装置400的电路结构。

如图5所示，电力变换装置400具备单元间连接布线180，该单元间连接布线180是将相互串联连接的堆40a和堆40b连接起来的布线。单元间连接布线180包括布线181、布线182、布线183、布线184以及布线185。另外，单元间连接布线180(181～185)是电缆布线(线束)。此外，布线185是本发明的“二极管间布线”的一例。

在此，在第二实施方式中，单元间连接布线180被设置为将逆变器部30的输入端(34a～34d)彼此连接。具体地说，单元间连接布线180通过逆变器部30a的正极侧布线42a及负极侧布线42b以及逆变器部30b的正极侧布线42c及负极侧布线42d来将逆变器部30a的输入端(34a、34b)与逆变器部30b的输入端(34c、34d)连接。

详细地说，单元间连接布线180被设置为：将堆40a的正极侧布线42a与堆40b的正极侧布线42c连接，且将堆40a的负极侧布线42b与堆40b的负极侧布线42d连接。由此，逆变器部30的正侧输入端(34a、34c)与逆变器部30的负侧输入端(34b、34d)通过正极侧布线42a、负极侧布线42b、正极侧布线42c、负极侧布线42d以及单元间连接布线180而被连接。

另外，电力变换装置400具备中间接地部150，该中间接地部150通过使单元间连接布线180接地来使单元串联连接部41的中间电位为接地电位。中间接地部150包括电阻元件151以及与地线连接的接地用布线152。电阻元件151设置在接地用布线152上。电阻元件151的电阻值为约50Ω。另外，接地用布线152是电缆布线(线束)。此外，在利用未图示的电流传感器探测到流过电阻元件151的电流为规定的值以上的情况下，利用未图示的控制部判断为发生了接地故障。

另外，即使在逆变器部30处于停止而正极侧布线42a、负极侧布线42b、正极侧布线42c或者负极侧布线42d发生了短路的情况下，也由于通过单元间连接布线180将逆变器部30的输入端(34a～34d)彼此连接来使电流经由单元间连接布线180流过电阻元件151，因此能够基于流过电阻元件151的电流值来检测到接地故障。

在中间接地部150设置有一对正侧二极管部153。一对正侧二极管部153包括具有与堆40a的正极侧布线42a连接的阳极的二极管153a、以及具有与堆40b的正极侧布线42c连接的阳极并且具有与二极管153a的阴极连接的阴极的二极管153b。正极侧布线42a与二极管153a通过布线181连接。另外，正极侧布线42c与二极管153b通过布线182连接。即，一对正侧二极管部153设置在单元间连接布线180上。此外，二极管153a和二极管153b分别是本发明的“第一二极管”和“第二二极管”的一例。

另外，在中间接地部150设置有一对负侧二极管部154。一对负侧二极管部154包括具有与堆40a的负极侧布线42b连接的阴极的二极管154a、以及具有与堆40b的负极侧布线42d连接的阴极并且具有与二极管154a的阳极连接的阳极的二极管154b。负极侧布线42b与二极管154a通过布线183连接。负极侧布线42d与二极管154b通过布线184连接。即，一对负侧二极管部154设置在单元间连接布线180上。此外，二极管154a和二极管154b分别是本发明的“第三二极管”和“第四二极管”的一例。

在此，在第二实施方式中，中间接地部150被设置为使将一对正侧二极管部153与一对负侧二极管部154连接的布线185接地。具体地说，布线185与接地用布线152在连接点F处连接。

另外，中间接地部150包括一对电容器155。一对电容器155具有电容器155a和电容器155b。一对电容器155设置在布线185上。此外，电容器155a和电容器155b各自的电容为约1μF。

在此，在第二实施方式中，中间接地部150被设置为使布线185上的一对电容器155彼此之间(电容器155a与电容器155b之间)的部分185a接地。即，布线185与接地用布线152的连接点F设置在布线185的部分185a上。

此外，第二实施方式的其它结构与上述第一实施方式相同。

(第二实施方式的效果)

在第二实施方式中，能够得到如以下那样的效果。

在第二实施方式中，如上所述，以如下方式构成电力变换装置400：单元间连接布线180将逆变器部30的输入端(34a～34d)彼此连接。由此，能够借助经由单元间连接布线180并通过中间接地部150来使逆变器部30的输入端(34a～34d)彼此之间的电位为接地电位。

另外，在第二实施方式中，如上所述，以如下方式构成电力变换装置400：单元间连接布线180将堆40a的正极侧布线42a与堆40b的正极侧布线42c连接，且将堆40a的负极侧布线42b与堆40b的负极侧布线42d连接。由此，堆40a和堆40b各自的正极侧布线(42a、42c)通过单元间连接布线180连接并且堆40a和堆40b各自的负极侧布线(42b、42d)通过单元间连接布线180连接，因此能够借助经由单元间连接布线180并通过中间接地部150来容易地使电力变换装置400的正侧电位与负侧电位之间的中间电位为接地电位。

另外，在第二实施方式中，如上所述，以如下方式构成电力变换装置400：中间接地部150使将一对正侧二极管部153与一对负侧二极管部154连接的布线185接地。由此，能够通过一对正侧二极管部153防止堆40a的正极侧布线42a与堆40b的正极侧布线42c导通，并且通过一对负侧二极管部154防止堆40a的负极侧布线42b与堆40b的负极侧布线42d导通，同时通过中间接地部150使布线185的电位即中间电位为接地电位。

另外，在第二实施方式中，如上所述，以如下方式构成电力变换装置400：中间接地部150使布线185上的一对电容器155彼此之间的部分185a接地。由此，通过流过中间接地部150的电流来对一对电容器155进行充电，因此能够抑制流过中间接地部150的电流持续流向地线而消耗电力。

此外，第二实施方式的其它效果与上述第一实施方式相同。

[变形例]

应当认为的是，本次公开的实施方式在所有方面均为例示而非限制性的。本发明的范围由权利要求书示出而不是由上述实施方式的说明示出，并且还包括在与权利要求书等同的含义及范围内的所有变更(变形例)。

例如，在上述第一实施方式及第二实施方式中，示出了在中间接地部50(150)中经由电阻元件51(151)来进行接地的例子，但本发明不限于此。也可以不在中间接地部50(150)中设置电阻元件51(151)。

另外，在上述第一实施方式及第二实施方式中，示出了在电力变换装置100(400)仅设置有堆40a(第一电力变换单元)和堆40b(第二电力变换单元)的例子，但本发明不限于此。也可以是，在电力变换装置100(400)中，除了设置有堆40a和堆40b以外，还设置有1组以上的相互串联连接的一对堆。

另外，在上述第一实施方式及第二实施方式中，示出了接地用布线52(152)是电缆布线(线束)的例子，但本发明不限于此。接地用布线52(152)也可以是母线。

另外，在上述第二实施方式中，示出了在中间接地部150设置有一对电容器155的例子，但本发明不限于此。也可以不在中间接地部150设置一对电容器155。

另外，在上述第一实施方式及第二实施方式中示出的电阻元件51(151)的电阻值、电容器155的电容等只不过是一例，能够进行适当变更。

Claims (9)

1.一种电力变换装置，具备：

多个电力变换单元，所述多个电力变换单元分别包括通过多个半导体开关元件的开关动作来输出交流电压的逆变器部，所述多个电力变换单元通过在所述逆变器部的输出侧相互串联连接来构成单元串联连接部；以及

中间接地部，其通过使单元间连接布线接地，来使所述单元串联连接部的正侧电位与负侧电位的中间的中间电位为接地电位，其中，所述单元间连接布线是将相互串联连接的所述电力变换单元彼此连接的布线。

2.根据权利要求1所述的电力变换装置，其中，

所述中间接地部被设置为使所述单元间连接布线经由电阻元件接地。

3.根据权利要求1或2所述的电力变换装置，其中，

通过所述中间接地部被接地的所述单元间连接布线被设置为将相互串联连接的所述电力变换单元的所述逆变器部彼此连接。

4.根据权利要求3所述的电力变换装置，其中，

通过所述中间接地部被接地的所述单元间连接布线被设置为：通过将所述逆变器部的输出端彼此连接，来将所述多个电力变换单元彼此串联连接。

5.根据权利要求4所述的电力变换装置，其中，

所述多个电力变换单元包括相互串联连接的第一电力变换单元和第二电力变换单元，

所述第一电力变换单元和所述第二电力变换单元各自的所述逆变器部包括将第一串联电路与第二串联电路相互并联连接而成的全桥电路，所述第一串联电路由相互串联连接的第一半导体开关元件和第二半导体开关元件构成，所述第二串联电路由相互串联连接的第三半导体开关元件和第四半导体开关元件构成，

通过所述中间接地部被接地的所述单元间连接布线被设置为：将所述第一电力变换单元的所述全桥电路中的所述第二串联电路的所述输出端与所述第二电力变换单元的所述全桥电路中的所述第一串联电路的所述输出端连接。

6.根据权利要求3所述的电力变换装置，其中，

所述单元间连接布线被设置为将所述逆变器部的输入端彼此连接。

7.根据权利要求6所述的电力变换装置，其中，

所述多个电力变换单元包括相互串联连接的第一电力变换单元和第二电力变换单元，

所述单元间连接布线被设置为：将所述第一电力变换单元的正极侧布线与所述第二电力变换单元的正极侧布线连接，且将所述第一电力变换单元的负极侧布线与所述第二电力变换单元的负极侧布线连接，其中，所述第一电力变换单元的正极侧布线连接于所述第一电力变换单元中的所述逆变器部的正侧输入端，所述第二电力变换单元的正极侧布线连接于所述第二电力变换单元中的所述逆变器部的正侧输入端，所述第一电力变换单元的负极侧布线连接于所述第一电力变换单元中的所述逆变器部的负侧输入端，所述第二电力变换单元的负极侧布线连接于所述第二电力变换单元中的所述逆变器部的负侧输入端。

8.根据权利要求7所述的电力变换装置，其中，

在所述单元间连接布线上设置有：

一对正侧二极管部，所述一对正侧二极管部包括具有与所述第一电力变换单元的所述正极侧布线连接的阳极的第一二极管、以及具有与所述第二电力变换单元的所述正极侧布线连接的阳极并且具有与所述第一二极管的阴极连接的阴极的第二二极管；以及

一对负侧二极管部，所述一对负侧二极管部包括具有与所述第一电力变换单元的所述负极侧布线连接的阴极的第三二极管、以及具有与所述第二电力变换单元的所述负极侧布线连接的阴极并且具有与所述第三二极管的阳极连接的阳极的第四二极管，

所述中间接地部被设置为使将所述一对正侧二极管部与所述一对负侧二极管部连接的二极管间布线接地。

9.根据权利要求8所述的电力变换装置，其中，

在所述二极管间布线上设置有一对电容器，

所述中间接地部被设置为使所述二极管间布线上的所述一对电容器彼此之间的部分接地。

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