JP2000278934A - 電力変換器の主回路構造 - Google Patents

電力変換器の主回路構造

Info

Publication number
JP2000278934A
JP2000278934A JP11079154A JP7915499A JP2000278934A JP 2000278934 A JP2000278934 A JP 2000278934A JP 11079154 A JP11079154 A JP 11079154A JP 7915499 A JP7915499 A JP 7915499A JP 2000278934 A JP2000278934 A JP 2000278934A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
filter capacitor
conductor
power converter
gate circuit
semiconductor element
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP11079154A
Other languages
English (en)
Other versions
JP3834764B2 (ja
JP2000278934A5 (ja
Inventor
Masakazu Hisada
将一 久田
Satoru Ito
知 伊東
Kiyoshi Nakada
仲田　　清
Eiichi Toyoda
豊田　　瑛一
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP07915499A priority Critical patent/JP3834764B2/ja
Publication of JP2000278934A publication Critical patent/JP2000278934A/ja
Publication of JP2000278934A5 publication Critical patent/JP2000278934A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3834764B2 publication Critical patent/JP3834764B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Rectifiers (AREA)
  • Power Conversion In General (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】電力変換器内のゲート回路の温度上昇を防ぎ、
その誤動作や寿命が短くなるなどの問題を解決すること
にある。 【解決手段】少なくとも２個の半導体素子１，２と、そ
の一方の半導体素子１のコレクタ端子と直流電源の正極
を接続する正側導体３と、その他方の半導体素子２のエ
ミッタ端子と直流電源の負極を接続する負側導体５と、
その一方の半導体素子１のエミッタ端子およびその他方
の半導体素子２のコレクタ端子を交流側に接続する交流
側導体４と、前記導体を固定する固定具と、フィルタコ
ンデンサと、フィルタコンデンサと正側導体を接続する
正側フィルタコンデンサ接続導体１４と、フィルタコン
デンサと負側導体を接続する負側フィルタコンデンサ接
続導体１５と、半導体素子を駆動するゲート回路からな
る電力変換器において、前記ゲート回路を電力変換器下
部に配置する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、鉄道車両用の電力
変換器など電力変換器一般の実装構造、特に電力変換器
の主回路構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、電力変換器内の機器の配置は、特
別な配慮なしに決定されることが多かった。このため、
ある部品の発熱により、別の部品の温度が過度に上昇す
ることがあった。特に、ゲート回路は、比較的小さく、
軽い部品であるため、余ったスペースに配置されがち
で、電力変換器の上部におかれることが多かった。この
ような場合、電力変換器内上部は温度上昇が大きいた
め、ゲート回路は、温度上昇のために誤動作を起こした
り、寿命が短くなるなどの問題があった。
【０００３】特開平9−233847 号公報記載のように、回
路素子にヒートパイプを取り付けることで、このような
問題を解決することができるが、ヒートパイプが新たに
必要になるために、部品数が増え、コストが上昇する
上、実装上の制約にもなる。
【０００４】また、別の問題として、ゲート回路は余っ
たスペースに配置されがちで手が届きにくいため、保守
の面で問題となることが多かった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、簡単
な構成で電力変換器内の部品相互間の温度上昇の影響を
低減すること、特にゲート回路の温度上昇を防ぎ、パワ
ーユニットの誤動作や寿命が短くなるなどの問題を解決
すること、また、ゲート回路に手が届くように配置する
ことで保守を容易にすることにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題は、半導体素子
を冷却するヒートブロック、その手前に少なくとも２個
の半導体素子、その手前に平行平板の導体、その手前に
フィルタコンデンサを配置し、ゲート回路を電力変換器
内下部に配置することにより解決される。
【０００７】上記手段を用いることにより、特別な部品
を追加することなく電力変換器内の部品相互間の温度上
昇の影響を低減し、特にゲート回路の温度上昇を防ぎ、
ゲート回路の誤動作，寿命が短くなるなどの問題を解決
することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面を用
いて説明する。
【０００９】図１は、本発明の実施形態を側面から見た
図を示す。
【００１０】１はＩＧＢＴ素子（正側）、２はＩＧＢＴ
素子（負側）、３は正側導体（以下、導体Ｐと称す
る）、４は交流側導体（以下、導体Ｕと称する）、５は
負側導体（以下、導体Ｎと称する）、６〜１２，６ａ，
６ｂ，６ｃ，７ａ，７ｂ，７ｃ，８ａ，８ｂ，８ｃ，９
ａ，９ｂ，９ｃ，１０ａ，１０ｂ，１０ｃ,１１ａ,１１
ｂはボルト、１３はフィルタコンデンサ（以下ＦＣと称
する）、１４はＦＣと正側導体をつなぐ正側コンデンサ
接続導体（以下導体ＣＰと称する）、１５はＦＣと負側
導体をつなぐ負側コンデンサ接続導体（以下導体ＣＮと
称する）、１６はＩＧＢＴ素子駆動用のゲート回路、１
７はヒートブロック、１８〜２０は絶縁板である。ＩＧ
ＢＴ素子１のコレクタ端子をＰＣ，エミッタ端子をＰＥ
と称する。同様に、ＩＧＢＴ素子２のコレクタ端子，エ
ミッタ端子をそれぞれＮＣ，ＮＥと称する。
【００１１】図１において、ＩＧＢＴ１，２とフィルタ
コンデンサ１０は正側導体３，交流側導体４，負側導体
５，正側コンデンサ接続導体１１，負側コンデンサ接続
導体１２によって接続されており、ゲート回路１３はフ
ィルタコンデンサ１０の下部に配置され、フィルタコン
デンサの下に台２１が配置される。
【００１２】電力変換器は、一般に図示しない箱に収め
れており、半導体素子などの発熱により箱内の空気があ
たためられ、箱内温度が上昇する。あたためられた空気
は、箱の上の方に移動するため、上部の方ほど温度上昇
が大きい。したがって、温度上昇の小さい電力変換器内
下部にゲート回路を配置することにより、ゲート回路の
温度上昇を防ぐことができる。
【００１３】本図で、ＩＧＢＴ１，２，導体３〜５は、
いずれも上下方向に並んでおり、１つの部品の熱が他の
部品に影響することはほとんどない。また、上部には導
体１４，１５などが配置されているが、これらは、温度
が多少上昇しても、動作にはほとんど支障しない。
【００１４】図２は、図１でヒートブロック１４が上部
に配置され、フィルタコンデンサに足２２を付加したと
きの実施例である。導体５の上に４，４の上に３，３の
上にＩＧＢＴ１，２が配されており、下の部品の熱がそ
れよりも上の部品に影響しやすいという欠点のある構成
だが、実装の都合上、ヒートブロックを上に配する必要
がある場合など、このような構成をとることがある。こ
の場合も、ゲート回路１３をフィルタコンデンサ１０の
下部に配置することにより、同様な効果が得られる。
【００１５】なお、この例ではフィルタコンデンサ本体
に足を取り付けているが、図１のような台を使用しても
もちろん同様な効果が得られる。
【００１６】ここでは一例として、３端子のＩＧＢＴを
示したが、２端子のＩＧＢＴ、またはＩＧＢＴを２並
列，３並列にして用いても本発明の効果は変わらない。
【００１７】
【発明の効果】以上、本発明によれば、ゲート回路を電
力変換器内下部に配置することにより、特別な部品追加
なく、部品相互間の温度上昇の影響を防止でき、特に従
来のものよりもゲート回路の温度上昇を防ぐことがで
き、ゲート回路の誤動作や寿命が短くなるなどの問題を
解決することができる。これにより、ゲート回路単体だ
けでなく電力変換器全体としての信頼性も向上すること
ができる上、コスト低減が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は本発明の第一の実施形態を示す正面
図、（ｂ）は（ａ）の側面図である。
【図２】本発明の第二の実施形態を示す側面図である。
【符号の説明】
１，２…ＩＧＢＴ素子、３…導体Ｐ、４…導体Ｕ、５…
導体Ｎ、６〜１２，６ａ，６ｂ，６ｃ，７ａ，７ｂ，７
ｃ，８ａ，８ｂ，８ｃ，９ａ，９ｂ，９ｃ，１０ａ，１
０ｂ，１０ｃ，１１ａ，１１ｂ…ボルト、１３…フィル
タコンデンサ、１４…導体ＣＰ、１５…導体ＣＮ、１６
…ゲート回路、１７…ヒートブロック、１８〜２０…絶
縁板、２１…台、２２…フィルタコンデンサの足。
フロントページの続き (72)発明者 仲田 清 茨城県ひたちなか市市毛1070番地 株式会 社日立製作所水戸工場内 (72)発明者 豊田 瑛一 茨城県ひたちなか市市毛1070番地 株式会 社日立製作所水戸工場内 Ｆターム(参考） 5H006 AA05 CA01 HA01 HA08 5H007 AA06 CA01 HA03 HA05 5H740 BA11 BB06 PP02 PP05

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】少なくとも２個の半導体素子と、その一方
    の半導体素子のコレクタ端子と直流電源の正極を接続す
    る正側導体と、その他方の半導体素子のエミッタ端子と
    直流電源の負極を接続する負側導体と、その一方の半導
    体素子のエミッタ端子およびその他方の半導体素子のコ
    レクタ端子を交流側に接続する交流側導体と、前記導体
    を固定する固定具と、フィルタコンデンサと、フィルタ
    コンデンサと正側導体を接続する正側フィルタコンデン
    サ接続導体と、フィルタコンデンサと負側導体を接続す
    る負側フィルタコンデンサ接続導体と、半導体素子を駆
    動するゲート回路と、半導体素子を冷却するヒートブロ
    ックからなる電力変換器において、前記ゲート回路を前
    記電力変換器の下側の半導体素子の上面より下に配置す
    ることを特徴とする電力変換器の主回路構造。
  2. 【請求項２】半導体素子を冷却するヒートブロックと、
    その手前に少なくとも２個の半導体素子を縦置きに配置
    し、その手前に平行平板の導体を縦置きに配置し、その
    手前にフィルタコンデンサを配置する電力変換器の主回
    路構造において、ゲート回路を電力変換器の下側の半導
    体素子の上面より下で、かつ、フィルタコンデンサの下
    部に配置することを特徴とする電力変換器の主回路構
    造。
  3. 【請求項３】請求項１または２において、フィルタコン
    デンサを台の上に置き、その下にゲート回路を配置する
    ことを特徴とする電力変換器の主回路構造。
  4. 【請求項４】請求項１または２において、フィルタコン
    デンサに足をつけて、その下にゲート回路を配置するこ
    とを特徴とする電力変換器の主回路構造。
JP07915499A 1999-03-24 1999-03-24 電力変換器の主回路構造 Expired - Lifetime JP3834764B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP07915499A JP3834764B2 (ja) 1999-03-24 1999-03-24 電力変換器の主回路構造

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP07915499A JP3834764B2 (ja) 1999-03-24 1999-03-24 電力変換器の主回路構造

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2000278934A true JP2000278934A (ja) 2000-10-06
JP2000278934A5 JP2000278934A5 (ja) 2005-02-17
JP3834764B2 JP3834764B2 (ja) 2006-10-18

Family

ID=13682056

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP07915499A Expired - Lifetime JP3834764B2 (ja) 1999-03-24 1999-03-24 電力変換器の主回路構造

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3834764B2 (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004096832A (ja) * 2002-08-29 2004-03-25 Toshiba Corp 液冷式電力変換装置
CN100345360C (zh) * 2003-10-16 2007-10-24 株式会社东芝 车辆用控制装置
GB2539761A (en) * 2015-05-07 2016-12-28 Hitachi Ltd Power converter and railway vehicle

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019026339A1 (ja) 2017-08-03 2019-02-07 株式会社日立製作所 電力変換装置および電力変換装置を搭載した車両

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004096832A (ja) * 2002-08-29 2004-03-25 Toshiba Corp 液冷式電力変換装置
CN100345360C (zh) * 2003-10-16 2007-10-24 株式会社东芝 车辆用控制装置
GB2539761A (en) * 2015-05-07 2016-12-28 Hitachi Ltd Power converter and railway vehicle
GB2539761B (en) * 2015-05-07 2019-05-15 Hitachi Ltd Power converter and railway vehicle

Also Published As

Publication number Publication date
JP3834764B2 (ja) 2006-10-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3641807B2 (ja) 電力変換装置の変換部
JP3222848B2 (ja) 改造プレーナ型モジュール
US8120171B2 (en) Power drive unit including a heat sink and a fastener
US5604674A (en) Driving circuit module
JP2001197753A (ja) 電力変換装置
JP4038899B2 (ja) 電源平滑用コンデンサ搭載型インバータ装置
JP2001186778A (ja) 電力変換装置
CN105007020A (zh) 采用功率模块的电机控制器
US5926372A (en) Power block assembly and method of making same
JP3293335B2 (ja) インバータ装置
JP4538474B2 (ja) インバータ装置
JP4055643B2 (ja) インバータ装置
JP2000278934A (ja) 電力変換器の主回路構造
US20090201649A1 (en) Electrical Device, Particularyl for Driving a Motively and/or Rgeneratively Operable Electric Machine
JP2007151331A (ja) 電力変換装置
JP2002238260A (ja) 半導体装置
CN114190042A (zh) 宇航电源产品的大功率模块集成电路装置及其安装方法
JP3772546B2 (ja) インバータ装置
JP4793090B2 (ja) 電力変換装置
KR100344815B1 (ko) 원 시스템 모듈 구조
JPH01209951A (ja) 電力変換装置
JPWO2016204306A1 (ja) パワー半導体モジュールの端子接続構造
JP2000060149A (ja) インバータ装置
JPH04346260A (ja) 半導体装置
CN215934692U (zh) 一种电能转换装置功率单板及电能转换装置

Legal Events

Date Code Title Description
RD01 Notification of change of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421

Effective date: 20040213

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20040308

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20040308

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20040325

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20051003

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20051115

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20060113

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20060328

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20060511

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20060711

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20060713

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100804

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110804

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120804

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130804

Year of fee payment: 7

EXPY Cancellation because of completion of term