JP2000060148A - スイッチングモジュールおよび電力変換装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 並列スイッチング素子間の分流が均等で、配
線のインダクタンスが低く、かつ直流側と交流側の入出
力を同じ側に接続できるようにする。 【解決手段】 近接平行配置した第２、第３の配線導体
３６、３７で折り返し配線導体を構成し、折り返し部５
とは反対側の端部で、第１、第２の配線導体３５、３６
に外部接続用の端子部４１、４３を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、複数のスイッチ
ング素子を並列に用いて構成したスイッチングモジュー
ル、およびこのスイッチングモジュールを用いて構成し
た交直流間の電力変換装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】インバータ、コンバータなどの電力変換
装置において、スイッチング素子によって大電流を制御
する場合には、スイッチング素子の並列接続が要求され
る。この場合、各素子の電流が不均等に流れると素子破
壊の原因となるため、電流の分流の均等化が必要であ
る。図２０に電力変換装置の回路例としてその結線図を
示す。図において、１は上アーム、２は下アームで、そ
れぞれ３つずつスイッチング素子１１〜１３、２１〜２
３が並列になって構成されている。３１〜３４は配線導
体、４１，４２は直流側の端子部、４３は交流側の端子
部である。図２０に示した回路をいくつか組み合わせ
て、単相または多相の電力変換装置を構成する。

【０００３】図２１は、例えば特開平６−２６１５５６
号公報に示された従来の電力変換装置の平面図であり、
配線導体３１で上アーム１のスイッチング素子１１〜１
３のコレクタ端子を共通に接続して直流側の一方の端子
部４１へ引き出し、配線導体３２で下アーム２のスイッ
チング素子２１〜２３のエミッタ端子を共通に接続して
直流側の他方の端子部４２へ引き出している。また、配
線導体３３でスイッチング素子１１〜１３のエミッタ端
子を共通に接続し、配線導体３４でスイッチング素子２
１〜２３のコレクタ端子を共通に接続して、ともに交流
側の端子部４３へ引き出している。直流側の端子部４
１，４２と交流側の端子部とは反対側に分かれて配置さ
れている。

【０００４】次に、動作について説明する。直流側の端
子部４１，４２が図示しない直流電源に接続され、交流
側の端子部４３は図示しない負荷に接続されている。上
アーム１のスイッチング素子１１〜１３がオン、下アー
ム２のスイッチング素子２１〜２３がオフのとき、図２
０中の矢印Ａの方向へ電流が流れ、モータなどの交流側
の負荷に電流が流出する。逆に、上アーム１のスイッチ
ング素子１１〜１３がオフ、下アーム２のスイッチング
素子２１〜２３がオンになると、図２０中の矢印Ｂの方
向へ電流が流入して交流負荷に流れる電流の極性は反転
する。通常は本回路を端子部４１，４２間に複数配置し
て多相インバータなどの電力変換装置として用い、複数
の端子部４３間から交流電力を得る。

【０００５】ここで、回路を構成する配線導体３１〜３
４の配線インダクタンスＬが大きいと、スイッチング素
子のオフと同時に、逆起電力−Ｌｄｉ／ｄｔが発生し、
スイッチング素子に高圧が発生して素子破壊の原因とな
るため、配線インダクタンスの低減が求められている。
また、素子の分流が均等化されない場合においては、一
部の素子に電流の負担が偏り、素子破壊などの原因とな
るため、素子の電流を均等に分流することも求められて
いる。図２１の場合、直流側の端子部４１から交流側の
端子部４３の電流路、交流側の端子部４３から直流側の
端子部４２への電流路において各並列になったスイッチ
ング素子１１〜１３あるいは２１〜２３に対する回路の
配線長を等しくして分流を均等化している。同時に直流
側の端子４１，４２と交流側の端子４３の距離をできる
だけ短くして配線を短くすることで配線インダクタンス
も低減している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、このように
構成された電力変換装置の配線においては、上記分流の
均等化のために、交流側の端子部と直流側の端子部はス
イッチング素子を挟んで両側に配置せねばならない。そ
のためインバータなどの電力変換装置において配置制約
上、交流、直流の双方を同じ側とする場合には、交流側
の端子部から別途導体によって直流側へ導く必要があ
る。この際に交流側の端子部が高電圧の場合には絶縁距
離を確保する必要があり機器が大型化してしまうという
問題があった。また、配線インダクタンスについては、
上記従来例でも比較的配線回路は低いものの、近年ＩＧ
ＢＴ素子に代表されるスイッチング素子の大電流化、高
速化にともなって更なる低インダクタンス化が要求され
ているという課題もあった。低インダクタンス化には、
直流側、交流側の両端子部をスイッチング素子の並び方
向の同一側に設けるのが有利であるが、そうすると、ス
イッチング素子間の電流の分流が不均一になるという問
題があった。そこで本発明は、直流側、交流側がスイッ
チング素子の並び方向の同一側から入出力可能であると
同時に、電流が並列素子間に均等に分流し、さらに低イ
ンダクタンスであるスイッチングモジュールおよび電力
変換装置を得ることを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１に係るスイッチ
ングモジュールは、並列に整列して設置され、端子が一
つの端子配置平面上に配置された複数のスイッチング素
子と、複数のスイッチング素子の一方の端子を共通に接
続する第１の配線導体と、この第１の配線導体に近接し
て平行に配置された折り返し配線導体を備え、この折り
返し配線導体は、複数のスイッチング素子の他方の端子
を共通に接続する第２の配線導体と、第２の配線導体に
近接して平行に配置された第３の配線導体と、スイッチ
ング素子の並び方向の一方側の第２、第３の配線導体の
端部を互い接続する折り返し部とからなり、スイッチン
グ素子の並び方向の他方側の第１、第３の配線導体の端
部にそれぞれ外部接続用の端子部を備えたものである。

【０００８】請求項２に係るスイッチングモジュール
は、請求項１記載のものにおいて、第１の配線導体は端
子配置平面に垂直な第１の平板導体部を有し、第２の配
線導体は端子配置平面に平行な平板導体であり、第３の
配線導体は端子配置平面に垂直な第２の平板導体部と端
子配置平面に平行な第３の平板導体部とからなる断面が
Ｌ字状の導体であり、かつ、第１の平板導体部と第２の
平板導体部、および第２の配線導体と第３の平板導体部
がそれぞれ近接して平行に配置されたものである。請求
項３に係るスイッチングモジュールは、請求項１記載の
ものにおいて、第１、第２の配線導体はそれぞれ端子配
置平面に垂直な第１、第４の平板導体部を有し、第３の
配線導体は端子配置平面に垂直な平板導体であり、か
つ、第１の平板導体部と第４の平板導体部、および第４
の平板導体部と第３の配線導体がそれぞれ近接して平行
に配置されたものである。

【０００９】請求項４に係るスイッチングモジュール
は、請求項２または請求項３記載のものにおいて、導体
板を折りまげて、折り返し部を作成したものである。請
求項５に係るスイッチングモジュールは、請求項２また
は請求項３記載のものにおいて、第２，第３の配線導体
の端部間に導体片を挿入して、折り返し部作成したもの
である。請求項６に係るスイッチングモジュールは、請
求項２または請求項３記載のものにおいて、第２、第３
の配線導体の間に、絶縁シートを挿入したものである。
請求項７に係るスイッチングモジュールは、請求項６記
載のものにおいて、絶縁シートの両面側に、接着層を設
けたものである。

【００１０】請求項８に係るスイッチングモジュール
は、請求項２または請求項３記載のものにおいて、第
１、第２の配線導体の間を絶縁する断面がＴ字状の絶縁
体を設け、絶縁体のＴ字脚部を第１、第２の配線導体の
間に挿入するとともに、絶縁体のＴ字頭部をスイッチン
グ素子の方へ第１、第２の配線導体の間から突出させ、
絶縁体のＴ字頭部を第１、第２の配線導体から離隔した
ものである。請求項９に係るスイッチングモジュール
は、請求項８記載のものにおいて、複数のスイッチング
素子を収納するケースを設け、このケースに絶縁体のＴ
字脚部を埋め込んだものである。請求項１０に係る電力
変換装置は、請求項１から請求項９のいずれかに記載の
スイッチングモジュールを上アーム、下アームとして用
いて構成したものである。

【００１１】

【発明の実施の形態】実施の形態１．図１はこの発明の
実施の形態１のスイッチングモジュールを示す斜視図で
あり、図２０の結線図の上アーム１に相当する。図１に
おいて、１１〜１３は並列に接続されて同時にオン、オ
フするスイッチング素子である。３はスイッチング素子
１１〜１３からなる素子モジュールで、スイッチング素
子３個を一つにまとめたものである。内部には図におい
て左右方向に３つのスイッチング素子１１〜１３が並ん
で収納されている。１４〜１９はスイッチング素子１１
〜１３の各端子であり、端子１４〜１６が一列に配列さ
れるとともに、端子１７〜１９が一列に配列され、全端
子１４〜１９が同一の平面、つまり端子配置平面４上に
配置されている。ここで例えば、スイッチング素子をＩ
ＧＢＴなど半導体素子とすると、端子１４、１７がスイ
ッチング素子１１の一組のコレクタ端子とエミッタ端子
となる。同様に端子１５、１８、および端子１６、１９
がそれぞれスイッチング素子１２、１３の一組の端子と
なる。

【００１２】３５、３６、３７は第１、第２、第３の配
線導体、３５１は端子配置平面４に垂直な第１の平板導
体部、３５２は端子配置平面４に平行な第５の平板導体
部であり、第１、第５の平板導体部３５１、３５２が一
体になって、断面がＬ字状の第１の配線導体３５を構成
している。第５の平板導体部３５２は端子１４〜１６を
共通に接続しているが、図では見易いように第１〜第３
の配線導体３５〜３７を上方へ離して示している。第２
の配線導体３６は端子配置平面４と平行な平板導体であ
り、端子１７〜１９を共通に接続している。３７１は端
子配置平面４に垂直な第２の平板導体部、３７２は端子
配置平面４に平行な第３の平板導体部であり、第２、第
３の平板導体部３７１、３７２が一体になって、断面が
Ｌ字状の第３の配線導体を構成している。そして、第
１、第２の平板導体部３５１、３７１が互いに接近して
平行に配置されるとともに、第２の配線導体３６と第３
の平板導体部３７２が近接して平行して配置されてい
る。

【００１３】５は第２の配線導体３６と第３の平板導体
部３７２の端部同士を接続する折り返し部であり、スイ
ッチング素子１１〜１３の並び方向の一方側、図では左
側端に設けられている。４１、４３は外部接続用の直流
側および交流側の端子部であり、スイッチング素子１１
〜１３の並び方向の他方側、図では右側端に設けられて
いる。第２、第３の配線導体３６、３７と折り返し部５
で折り返し配線導体を構成している。

【００１４】図２は、図１のスイッチングモジュールの
配線を簡略化して表した説明図であり、この図により電
流の流れを説明する。直流側の端子部４１から流入した
電流は、スイッチング素子１１〜１３を通って交流側の
端子部４３から流出する。このとき、端子部４１−第１
の配線導体３５−端子１４−端子１７−第２の配線導体
３６−折り返し部５−第３の配線導体３７−端子部４３
の経路も、端子部４１−端子１５−端子１８−折り返し
部５−端子部４３の経路も、端子部４１−端子１６−端
子１９−折り返し部５−端子部４３の経路も全て同じ長
さになる。そのため、配線長に起因する配線抵抗を等し
くできる。

【００１５】さらに、端子部４１、４３からの流入出の
電流量の和は０であり、例えば断面Ａ１−Ａ２において
も、断面Ｂ１−Ｂ２においても、断面Ｃ１−Ｃ２におい
ても、断面を通過する電流量の和は０である。同時に第
１、第２、第３の配線導体３５、３６、３７は近接した
平行平板導体を用いて構成しているので、各配線導体の
電流により生じる磁束が互いに打ち消し合って、極めて
低インダクタンスになり、さらに、単位長さ当たりのイ
ンダクタンスもほぼ一定にすることもできる。このよう
に、各スイッチング素子１１〜１３を通る電流の経路の
抵抗、インダクタンスを等しくでき、また配線インダク
タンスの大きさも小さくできるので、各スイッチング素
子１１〜１３間の電流の分流を均等化できるとともに、
スイッチング素子がオフしたときの跳ね上がり電圧を抑
制することが可能になる。また、交流側と直流側の端子
部４１、４３を同じ側へ配置したので、導体端子位置の
集約により電力変換装置の小型化、メンテナンス性向上
などの効果も得られる。

【００１６】次に、折り返し部５の構成について説明す
る。図３は折り返し部５を示す斜視図であり、分かり易
くするため各部材が分離して示されているが、実際は一
体になっている。６は第２の配線導体３６と第３の平板
導体部３７２との端部間に設けられた導体片としての接
続部導体であり、接続部導体６と第２の配線導体３６、
第３の平板導体部３７２とは互いに接合している。第２
の配線導体３６および第３の平板導体部３７２の板厚が
薄い場合は、両者を共通の平板導体から折り曲げて製作
することにより、その曲げ部分を折り返し部５として形
成することができる。しかし、両者の板厚が厚くて折り
曲げが困難な場合は、図３の構成が適している。

【００１７】図４は上記の３つの部材の接合の方法を示
す斜視図である。７は接合用のねじであり、接続部導体
６は第２の配線導体３６に対してろう付け８により接合
されている。同時に接続部導体６にねじ穴を設けて第３
の平板導体部３７２を貫通する方向Ｃにねじ７を締め付
けることにより、接続部導体６と第３の平板導体３７２
を接合する。この接合はろう付け８の代わりに、ねじ７
によって第２の配線導体３６、第３の平板導体３７２、
接続部導体６を同時に接合するようにしてもよい。

【００１８】図５は素子モジュールへの配線導体の取り
付け方法を示す斜視図で、９は取り付け用のねじであ
る。スイッチング素子の各端子１４〜１９の部分にはね
じ穴が形成されている。まず、第２の配線導体３６をね
じ９によりスイッチング素子の端子１４〜１６とねじ止
めによって接合する。次に、接続用導体６を間に挟み、
ねじ７により第３の平板導体部３７２、接続用導体６、
第２の配線導体３６を一体接合する。以上においては、
ねじ締め込み方向が端子配置平面４と垂直の方向、即ち
図中ｚ軸方向に統一される。従って、配線導体の周囲空
間の制限によりねじ締め方向が限定される場合でもスイ
ッチングモジュールの組み立てが極めて容易となり量産
性が向上するという効果が得られる。

【００１９】実施の形態２．上記における第２の配線導
体３６と第３の平板導体部３７２間の電位差は一般に小
さいので、この間隔を極力小さくして両者間の相互イン
ダクタンスによる磁束キャンセル効果を大きくすること
により、配線インダクタンスを小さくすることができ
る。図６は本発明の実施の形態２におけるスイッチング
モジュールを示す斜視図であり、図は見易くするために
上下方向に離して示している。５１は両面に接着層を設
けた絶縁シートであり、５２は両面に接着層を設けた導
体シートであり、実施の形態１における接続部導体６に
代わるものである。その他は実施の形態１の場合と同様
であるので説明を省略する。

【００２０】この実施の形態では、第２の配線導体３６
をねじ止めなどにより素子モジュール３と接合する。次
に絶縁シート５１と導体シート５２を第２の配線導体３
６に接着して、その上からさらに第３の平板導体部３７
２を絶縁シート５１、導体シート５２に接着する。絶縁
シート５１としてはアラミドシート、ＰＥＴ（ポリエチ
レンテレフタレート）シートなどが利用できる。また、
導体シート５２は導電性接着剤を塗布した銅箔などが使
える。また、導体シート５２の部分に関しては図４に記
したようにねじ止め接合する方法でもよい。なお、絶縁
シート５１の厚さが極く薄く、かつ折り返し部５をねじ
止めする場合などで、導体シート５２がなくても第２の
配線導体３６と第３の平板導体部３７２の間の導通がと
れるときは、導体シート５２を省略してもよい。第１の
配線導体３５は折り返し部がないのでそのまま素子モジ
ュール３と接合する。図６のスイッチングモジュールの
断面図を図７に示す。図７で明示されるように、第１の
平板導体部３５１と第２の平板導体部３７１、および第
２の配線導体３６と第３の平板導体部３７２が、近接し
た往復平行平板によって配線導体を構成していて、しか
も第２の配線導体３６と第３の平板導体部３７２は極め
て近接して配置できるため、この間の配線インダクタン
スを極めて小さくできるという効果が得られる。

【００２１】実施の形態３．この実施の形態において
は、折り返し部を介してつながった２つの導体が互いに
対向する面を、端子配置平面と垂直にした例を示す。図
８は実施の形態３におけるスイッチングモジュールの斜
視図であり、図では素子モジュールと配線部分とは離し
て示している。図において、３６１は端子配置平面４に
垂直な第４の平板導体部、３６２は端子配置平面４に平
行な第６の平板導体部であり、第４、第６の平板導体部
３６１、３６２が一体になって、断面がＬ字状の第２の
配線導体３６を構成していて、第６の平板導体部３６２
でスイッチング素子の端子１７〜１９を共通に接続する
ようになっている。３７は端子配置平面４に垂直な第３
の配線導体である。その他は実施の形態１の場合と同様
であるので説明を省略する。

【００２２】図８の構成において、第１の平板導体部３
５１と第４の平板導体部３６１、および第４の平板導体
部３６１と第３の配線導体３７を近接した平行平板導体
とすることにより、実施の形態１の場合と同様に配線イ
ンダクタンスを小さく、かつ電流の分流を均等化するこ
とができる。なお、図８において、ｚ軸方向について空
間的な余裕がある場合には、第１、第４の平板導体部３
５１、３６１および第３の配線導体３７をｚ軸方向に対
して長くすることで配線インダクタンスをさらに小さく
することができる。

【００２３】実施の形態４．第１の配線導体３５と第２
の配線導体３６（および第３の配線導体３７）の間は電
位差が大きいので絶縁距離を確保する必要がある。しか
し配線インダクタンスの低減には、これらの距離を近接
させる必要があり、相反する課題となる。図９は本実施
の形態との比較のための配線導体間の絶縁方法の一例を
示す断面図である。第１、第２の配線導体３５、３６間
の電位差は大きいので、絶縁を確保するために、ＰＥ
Ｔ、ＡＢＳ（アクリロニトリルブタジエンスチレン）樹
脂などの厚い絶縁体５３によって、これを絶縁する。し
かし、図９に示すように絶縁体５３を挟むだけでは沿面
距離Ｄ１−Ｄ２間の距離が小さくて問題となる場合があ
る。

【００２４】図１０はこの発明の実施の形態４における
スイッチングモジュールの配線導体を示す断面図であ
り、上記の問題に対処している。図１０において、絶縁
体５３を断面Ｔ字状に形成し、絶縁体５３のＴ字脚部５
４を第１、第４の平板導体部３５１、３６１で挟み込
み、かつ絶縁体５３のＴ字頭部５５を第５、第６の平板
導体部３５２、３６２から、スイッチング素子の方、即
ち図において下方へ突出させ、Ｔ字頭部５５と第５、第
６の平板導体部３５２、３６２との間に距離Ｅを設けて
互いに離隔させる。これにより絶縁の沿面距離Ｄ１−Ｄ
２が長くなり、絶縁距離の確保が可能となる。その他は
実施の形態３の場合と同様であるので説明を省略する。

【００２５】図１０では配線導体と絶縁体の構成につい
て説明したが、素子モジュールとの組み合わせについて
以下に説明する。図１１は本実施の形態との比較のため
の、配線導体間の絶縁方法の一例を示す断面図であり、
図において、５６は素子モジュール３のケースであり、
絶縁材で作られている。ケース５６内にはスイッチング
素子が収納され、ゼリー状の絶縁物が充填されている。
端子１５、１８は、図示しないスイッチング素子（例え
ばＩＧＢＴ）へと接続されている。絶縁体５３の端面と
第５、第６の平板導体部３５２、３６２の下面が同一面
にあるとして、接着によって絶縁体５３と素子モジュー
ル３のケース５６を接合する場合には、接着層内に含ま
れる気泡等により絶縁性能が低下するため、高電界で使
用される場合は図１１中Ｄ１−Ｄ２間で絶縁破壊が発生
する可能性がある。これを避けるために絶縁体５３をケ
ース５６と一体化することは、ケース５６を作る金型が
複雑化して生産性が低下する。

【００２６】図１２は本実施の形態におけるスイッチン
グモジュールを示す断面図であり、上記のような問題に
対処するために、ケース５６に絶縁体５３のＴ字頭部５
５をはめ込むことができるように、ケース５６の図にお
いて上部を同じ形状の雌型にくり貫き、埋め込み構造と
する。これによりＤ１−Ｄ２間の絶縁距離は図の破線で
示すようにＴ字頭部５５に沿って迂回するため、この間
を簡易な接着等で構成してその接着層に気泡が含まれる
ような場合でも、絶縁距離が確保されるため絶縁性能が
向上する。また、素子モジュール３との接合部をＴ字状
とすることで絶縁体５３と素子モジュール３の接合の機
械強度が増す。さらに絶縁体５３と素子モジュール３の
接合位置の位置決めも容易になり組み立て性が向上す
る。

【００２７】なお、上記では図８の配線導体構成に対し
てＴ字状の絶縁体を適用した場合を示したが、図３のも
のなど他の配線導体構成に対しても適用できる。また、
実施の形態１〜４では、図２０の上アーム１に対応する
スイッチングモジュールとして説明したが、下アーム２
であっても同様の構成を適用することができる。

【００２８】実施の形態５．実施の形態１〜４では、図
２０の片方のアームに対応するスイッチングモジュール
を示したが、この実施の形態では、例えば２つのそのよ
うなスイッチングモジュールを用いて構成した電力変換
装置を示す。図１３は実施の形態５における電力変換装
置を示す斜視図である。図８に示したスイッチングモジ
ュールを上アームとして用い、また、これと対称的にし
たものを下アームとして用いている。両方の第３の配線
導体３７は端部で直角方向に延伸して互いにつながり、
そこに交流側の端子部４３が設けられている。その他は
実施の形態３と同様であるので説明を省略する。なお、
２４〜２９はスイッチング素子の端子である。また、図
では素子モジュールと配線部分とを上下方向に離して示
している。

【００２９】図１４は、図１３の電力変換装置の配線を
簡略化して表した説明図であり、図２で示した回路が２
つある形になっている。したがって、その各々におい
て、図２で説明したように、スイッチング素子を流れる
電流の分流の均等化や、スイッチング素子オフ時の電圧
抑制の効果がある。また、電力変換装置全体としても、
直流側の両端子部４１、４２と交流側の端子部４３間の
配線ループは小さく、平行平板導体によって作成されて
いるので、この間を接続する配線が作る磁束は少ない。
したがって、スイッチング素子１４〜１６あるいは１７
〜１９のスイッチング動作に伴う磁束変化すなわちＬｄ
ｉ／ｄｔは極めて小さくなり、高速にスイッチングする
ことができる。同時に、交流側の端子部４３と直流側の
端子部４１、４２各導体端子位置を集約することで電力
変換装置の小型化、メンテナンス性向上などの効果も得
られる。なお、上下アームでそれぞれ複数のスイッチン
グモジュールを並列に用いて電流容量を増大させること
もできる。

【００３０】実施の形態６．図１３と図１４とを対照と
すると、図１４は、図１３の電力変換装置の配線の簡略
平面図と見なすことができる。図１５はこの発明の実施
の形態６における電力変換装置の配線の簡略平面図であ
り、図１４と同じようにして表したものである。図１４
では第３の配線導体３７が最も内側に配置されていたの
に対し、図１５では逆に配置され、内側から第１、第
２、第３の配線導体３５、３６、３７の順になってい
る。この場合も、実施の形態１や実施の形態３と同様の
効果が得られる。

【００３１】あるいは、図１６の簡略平面図に示すよう
に、一方のスイッチングモジュールには図１４のもの
を、他方のスイッチングモジュールには図１５のものを
用いるというように、混用して電力変換装置を構成して
もよい。なお、実施の形態１〜６においてスイッチング
素子が３並列のものを示したが、並列素子数は２あるい
は４以上であってもよい。また、スイッチング素子とし
てはＧＴＯ、ＦＥＴなども用いることができ、高速に電
流をオン、オフできるものであればよい。

【００３２】実施の形態７．図１７は、この発明の実施
の形態７における電力変換装置を示す斜視図である。両
スイッチングモジュールの第６の平板導体部３６２同士
がつながって一体になっている。その他は実施の形態５
と同様であるので説明を省略する。第６の平板導体部３
６２同士の一体化、即ち、第２の配線導体同士の一体化
により、部品点数を削減することができ、量産に有利と
なる。この場合も、実施の形態５と同様の効果がある。

【００３３】実施の形態８．この実施の形態では、図３
に示したスイッチングモジュールを２つ用いて電力変換
装置を構成した例を示す。図１８、図１９は実施の形態
８における電力変換装置の配線導体を示す斜視図であ
り、図１８は上方から、図１９は下方から見た斜視図で
ある。両方の第２の平板導体部３７１が直角方向に延伸
して互いにつながり、そこに交流側の端子部４３が設け
られている。スイッチングモジュールのその他の部分は
図３と同様になっており、また、全体の構成は実施の形
態５と同様であるので説明を省略する。この場合も実施
の形態５と同様の効果がある。

【００３４】

【発明の効果】請求項１から請求項３に係るスイッチン
グモジュールによれば、第２、第３の配線導体間を折り
返し部で接続するとともに２つの外部接続用の端子部同
士を同じ側に配置し、かつ、配線導体同士を近接して平
行配置したので、スイッチング素子間の分流が均等化
し、また、配線が低インダクタンスとなってスイッチン
グ素子オフ時の発生電圧が抑制される。請求項４、請求
項５に係るスイッチングモジュールによれば、それぞれ
配線導体が薄いとき、厚いときに容易に折り返し部を作
成することができる。

【００３５】請求項６、請求項７に係るスイッチングモ
ジュールによれば、第２、第３の配線導体間に挿入した
絶縁シートのために両導体間の距離を短縮でき、したが
って、さらに低インダクタンスにできる。請求項８、請
求項９に係るスイッチングモジュールによれば、第１、
第２の配線導体間にＴ字状の絶縁体を設けたので、両導
体間の絶縁が確実になる。請求項１０に係る電力変換装
置によれば、請求項１から請求項９のいずれかのスイッ
チングモジュールを用いて構成したので、スイッチング
素子間の分流の均等化、配線の低インダクタンス化によ
るスイッチング素子オフ時の電圧抑制とともに、直流側
と交流側が同じ側から入出力するに適した装置が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１におけるスイッチン
グモジュールの斜視図である。

【図２】 図１のスイッチングモジュールの配線の説明
図である。

【図３】 図１のスイッチングモジュールの折り返し部
の斜視図である。

【図４】 図１のスイッチングモジュールの折り返し部
の接合を示す斜視図である。

【図５】 図１のスイッチングモジュールにおける配線
導体の取り付け方法を示す斜視図である。

【図６】 この発明の実施の形態２におけるスイッチン
グモジュールの斜視図である。

【図７】 図６のスイッチングモジュールの断面図であ
る。

【図８】 この発明の実施の形態３におけるスイッチン
グモジュールの斜視図である。

【図９】 比較のための配線導体と絶縁体の断面図であ
る。

【図１０】 この発明の実施の形態４におけるスイッチ
ングモジュールの配線導体と絶縁体の断面図である。

【図１１】 比較のためのスイッチングモジュールの断
面図である。

【図１２】 この発明の実施の形態４におけるスイッチ
ングモジュールの断面図である。

【図１３】 この発明の実施の形態５における電力変換
装置の斜視図である。

【図１４】 図１３の電力変換装置の配線の説明図であ
る。

【図１５】 この発明の実施の形態６における電力変換
装置の配線の簡略平面図である。

【図１６】 この発明の実施の形態６における別の電力
変換装置の配線の簡略平面図である。

【図１７】 この発明の実施の形態７における電力変換
装置の斜視図である。

【図１８】 この発明の実施の形態８における電力変換
装置の配線導体の斜視図である。

【図１９】 この発明の実施の形態８における電力変換
装置の配線導体の斜視図である。

【図２０】 電力変換装置の回路の結線図である。

【図２１】 従来の電力変換装置の平面図である。

【符号の説明】

１ 上アーム、２ 下アーム、４ 端子配置平面、５
折り返し部、６ 接続部導体、１１〜１３,２１〜２３
スイッチング素子、３５〜３７ 第１〜第３の配線導
体、４１〜４３ 端子部、５１ 絶縁シート、５３ 絶
縁体、５４ Ｔ字脚部、５５ Ｔ字頭部、３５１,３７
１,３７２,３６１ 第１〜第４の平板導体部。

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 並列に整列して設置され、端子が一つの
   端子配置平面上に配置された複数のスイッチング素子
   と、上記複数のスイッチング素子の一方の端子を共通に
   接続する第１の配線導体と、この第１の配線導体に近接
   して平行に配置された折り返し配線導体とを備え、この
   折り返し配線導体は、上記複数のスイッチング素子の他
   方の端子を共通に接続する第２の配線導体と、上記第２
   の配線導体に近接して平行に配置された第３の配線導体
   と、上記スイッチング素子の並び方向の一方側の上記第
   ２、第３の配線導体の端部を互い接続する折り返し部と
   からなり、上記スイッチング素子の並び方向の他方側の
   上記第１、第３の配線導体の端部にそれぞれ外部接続用
   の端子部を備えたことを特徴とするスイッチングモジュ
   ール。
2. 【請求項２】 第１の配線導体は端子配置平面に垂直な
   第１の平板導体部を有し、第２の配線導体は上記端子配
   置平面に平行な平板導体であり、第３の配線導体は上記
   端子配置平面に垂直な第２の平板導体部と上記端子配置
   平面に平行な第３の平板導体部とからなる断面がＬ字状
   の導体であり、かつ、上記第１の平板導体部と第２の平
   板導体部、および上記第２の配線導体と第３の平板導体
   部がそれぞれ近接して平行に配置されたことを特徴とす
   る請求項１記載のスイッチングモジュール。
3. 【請求項３】 第１、第２の配線導体はそれぞれ端子配
   置平面に垂直な第１、第４の平板導体部を有し、第３の
   配線導体は上記端子配置平面に垂直な平板導体であり、
   かつ、上記第１の平板導体部と第４の平板導体部、およ
   び上記第４の平板導体部と第３の配線導体がそれぞれ近
   接して平行に配置されたことを特徴とする請求項１記載
   のスイッチングモジュール。
4. 【請求項４】 導体板を折りまげて、折り返し部を作成
   したことを特徴とする請求項２または請求項３記載のス
   イッチングモジュール。
5. 【請求項５】 第２，第３の配線導体の端部間に導体片
   を挿入して、折り返し部作成したことを特徴とする請求
   項２または請求項３記載のスイッチングモジュール。
6. 【請求項６】 第２、第３の配線導体の間に、絶縁シー
   トを挿入したことを特徴とする請求項２または請求項３
   記載のスイッチングモジュール。
7. 【請求項７】 絶縁シートの両面側に、接着層を設けた
   ことを特徴とする請求項６記載のスイッチングモジュー
   ル。
8. 【請求項８】 第１、第２の配線導体の間を絶縁する断
   面がＴ字状の絶縁体を設け、上記絶縁体のＴ字脚部を上
   記第１、第２の配線導体の間に挿入するとともに、上記
   絶縁体のＴ字頭部をスイッチング素子の方へ上記第１、
   第２の配線導体の間から突出させ、上記絶縁体のＴ字頭
   部を上記第１、第２の配線導体から離隔したことを特徴
   とする請求項２または請求項３記載のスイッチングモジ
   ュール。
9. 【請求項９】 複数のスイッチング素子を収納するケー
   スを設け、このケースに絶縁体のＴ字脚部を埋め込んだ
   ことを特徴とする請求項８記載のスイッチングモジュー
   ル。
10. 【請求項１０】 直流側回路と交流側回路の間に設られ
    て、スイッチング素子のスイッチング作用により上記直
    流側回路と交流側回路の間の電流を制御する電力変換装
    置において、請求項１から請求項９のいずれかに記載の
    スイッチングモジュールを上アーム、下アームとして用
    いて構成したことを特徴とする電力変換装置。