JP2002044963A - Power converter for vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体スイッチン
グ素子で構成した車両用電力変換装置に係り、特に電気
性能を向上させるようにした車両用電力変換装置に関す
るものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a vehicular power converter comprising semiconductor switching elements, and more particularly to a vehicular power converter having improved electric performance.
【0002】[0002]
【従来の技術】最近、車両用電力変換装置の一つとして、
半導体スイッチング素子で構成した車両用電力変換装置
が多く用いられてきている。2. Description of the Related Art Recently, as one of power conversion devices for vehicles,
2. Description of the Related Art A vehicle power conversion device including a semiconductor switching element has been widely used.
【0003】図9は、この種の車両用電力変換装置のコ
ンバータ・インバータ回路1相分の主回路構成例を示す
回路図である。FIG. 9 is a circuit diagram showing an example of a main circuit configuration for one phase of a converter / inverter circuit of this type of vehicle power converter.
【0004】図9において、半導体スイッチング素子1
は、ここでは2個並列に接続されており、モジュール型
1GBTが使われている。In FIG. 9, a semiconductor switching element 1
Are connected in parallel here, and are modular
1GBT is used.
【0005】他に、モジュール型1GBTと同等な外形を有
するクランプダイオード素子2、相コンデンサ3、スナバ
回路4で構成されている。In addition, it comprises a clamp diode element 2, a phase capacitor 3, and a snubber circuit 4 having an outer shape equivalent to that of the module type 1GBT.
【0006】図10は従来の車両用電力変換装置の構成
例を示す縦断面図、図11は従来の車両用電力変換装置
の冷却器ブロック上の素子実装構成例を示す平面図、図
12は図11のA方向矢視図、図13は図11の斜視図
を示す。FIG. 10 is a longitudinal sectional view showing a configuration example of a conventional vehicle power converter, FIG. 11 is a plan view showing an example of an element mounting configuration on a cooler block of the conventional vehicle power converter, and FIG. FIG. 13 is a perspective view of FIG.
【0007】図10乃至図13に示すように、冷却器の
ブロック(以下、冷却器ブロックと称する)6上に、半
導体スイッチング素子1(Q1a〜Q4a・Q1b〜Q4b)を並べて
実装し、その横にクランプダイオード素子2(D1a・D1b・
D2a・D2b)を並べて、全体として素子を3×4に実装し
ている。As shown in FIGS. 10 to 13, semiconductor switching elements 1 (Q1a to Q4a and Q1b to Q4b) are mounted side by side on a cooler block (hereinafter referred to as a cooler block) 6. Clamp diode element 2 (D1a ・ D1b ・
D2a and D2b) are arranged side by side, and the elements are mounted in 3 × 4 as a whole.
【0008】相コンデンサ3は、クランプダイオード素
子2の端子部直上に実装している。[0008] The phase capacitor 3 is mounted immediately above the terminal of the clamp diode element 2.
【0009】半導体スイッチング素子Q1a・Q1b近傍の相
コンデンサ3の配線ループは、半導体スイッチング素子Q
1a・Q1bとクランプダイオード素子D1a・D1b、相コンデ
ンサ(ここでは2並列に接続)3と、導体20a・20b・20cで
構成される。The wiring loop of the phase capacitor 3 near the semiconductor switching elements Q1a and Q1b
1a and Q1b, clamp diode elements D1a and D1b, phase capacitors (connected in parallel in this case) 3, and conductors 20a, 20b, and 20c.
【0010】導体20aは、半導体スイッチング素子Q1a・
Q1bのコレクタ側端子と相コンデンサ3の一方の端子に接
続されている。The conductor 20a is connected to the semiconductor switching element Q1a.
It is connected to the collector side terminal of Q1b and one terminal of the phase capacitor 3.
【0011】導体20bは、本配線ループに関わるところ
では、相コンデンサ3のもう一方の端子とクランプダイ
オード素子D1a・D1bのアノード側に接続されている。The conductor 20b is connected to the other terminal of the phase capacitor 3 and the anodes of the clamp diode elements D1a and D1b in the part related to the main wiring loop.
【0012】導体20cは、本配線ループに関わるところ
では、クランプダイオード素子D1a・D1bのカソード側と
半導体スイッチング素子Q1a・Q1bのエミッタ側端子に接
続されている。The conductor 20c is connected to the cathode side of the clamp diode elements D1a and D1b and the emitter side terminals of the semiconductor switching elements Q1a and Q1b in a part related to the main wiring loop.
【0013】このような接続により、半導体スイッチン
グ素子Q1a・Q1b〜相コンデンサ3〜クランプダイオード
素子D1a・D1b〜半導体スイッチング素子Q1a・Q1bの配線
ループが構成されている。By such a connection, a wiring loop of the semiconductor switching elements Q1a and Q1b, the phase capacitor 3, the clamp diode elements D1a and D1b, and the semiconductor switching elements Q1a and Q1b is formed.
【0014】この場合、2つの半導体スイッチング素子
Q1aとQ1b、2並列に接続された相コンデンサ3、2つの
クランプダイオード素子D1aとD1bそれぞれの距離が不均
衡で、例えば半導体スイッチング素子Q1aとQ1bでは、相
コンデンサ3までの距離が異なっており、またクランプ
ダイオード素子D1aとD1bでも、同様に相コンデンサ3ま
での距離が異なっている。In this case, two semiconductor switching elements
Q1a and Q1b, the phase capacitor 3 connected in parallel, the distance between the two clamp diode elements D1a and D1b are imbalanced, for example, in the semiconductor switching elements Q1a and Q1b, the distance to the phase capacitor 3 is different, Similarly, the distance to the phase capacitor 3 differs between the clamp diode elements D1a and D1b.
【0015】また、配線ループの長さも、半導体スイッ
チング素子Q1b〜相コンデンサ3〜クランプダイオード素
子D1aでは短く構成されているが、半導体スイッチング
素子Q1a〜相コンデンサ3〜クランプダイオード素子D1b
では配線ループが長くなっている。Further, the length of the wiring loop is configured to be short in the semiconductor switching element Q1b to the phase capacitor 3 to the clamp diode element D1a, but the semiconductor switching element Q1a to the phase capacitor 3 to the clamp diode element D1b.
The wiring loop is longer.
【0016】同様に、半導体スイッチング素子Q4a・Q4b
の近傍の相コンデンサ3の配線ループも、2並列に接続さ
れた半導体スイッチング素子のバランスが悪く、また配
線ループ長さも長いところが出てきてしまう。Similarly, the semiconductor switching elements Q4a and Q4b
In the wiring loop of the phase capacitor 3 in the vicinity of the above, the balance of the semiconductor switching elements connected in two parallels is poor, and the wiring loop length may be long.
【0017】スナバ回路4は、半導体スイッチング素子Q
2a・Q3aおよびQ2b・Q3bの端子部の上に、スナバ回路4同
士の互いの距離が最小になるように、4個のスナバ回路
間を極力近づけて実装している。The snubber circuit 4 includes a semiconductor switching element Q
The four snubber circuits are mounted on the terminal portions of 2a and Q3a and Q2b and Q3b so that the distance between the snubber circuits 4 is minimized.
【0018】このスナバ回路は、半導体スイッチング素
子Q2a・Q2bおよびQ3a・Q3bとスナバ回路(Q2a・Q2b側とQ
3a・Q3b側の2組)、導体20c・導体20d・導体20eで構成
されている。This snubber circuit comprises a semiconductor switching element Q2a / Q2b and Q3a / Q3b and a snubber circuit (Q2a / Q2b side and Q3a / Q2b side).
3a and Q3b side), a conductor 20c, a conductor 20d, and a conductor 20e.
【0019】導体20cは、本配線ループに関わるところ
では、半導体スイッチング素子Q2a・Q2bのコレクタ側端
子と2組のスナバ回路4の一方の端子に接続されてい
る。The conductor 20c is connected to the collector side terminals of the semiconductor switching elements Q2a and Q2b and one terminal of the two sets of snubber circuits 4 in the part related to this wiring loop.
【0020】導体20dは、本配線ループに関わるところ
では、半導体スイッチング素子Q2a・Q2bのエミッタ側端
子および半導体スイッチング素子Q3a・Q3bのコレクタ側
端子に接続されている。The conductor 20d is connected to the emitter-side terminals of the semiconductor switching elements Q2a and Q2b and the collector-side terminals of the semiconductor switching elements Q3a and Q3b in the part related to the main wiring loop.
【0021】導体20eは、本配線ループに関わるところ
では、半導体スイッチング素子Q3a・Q3bのエミッタ側端
子と2組のスナバ回路4のもう一方の端子に接続されて
いる。The conductor 20e is connected to the emitter-side terminals of the semiconductor switching elements Q3a and Q3b and the other terminals of the two sets of snubber circuits 4 in the part related to the main wiring loop.
【0022】このような接続によって、半導体スイッチ
ング素子Q2a・Q2b〜スナバ回路4〜半導体スイッチング
素子Q3a・Q3b〜Q2a・Q2bの配線ループが構成されてい
る。By such a connection, a wiring loop of the semiconductor switching elements Q2a and Q2b to the snubber circuit 4 to the semiconductor switching elements Q3a and Q3b to Q2a and Q2b is formed.
【0023】この場合、2組のスナバ回路4同士の距離
・間隔は最小になるように構成されているが、配線ルー
プ長さは、スナバ回路4部分で互いに寄り合うために最
短でない状態に構成されている。In this case, the distance and the interval between the two snubber circuits 4 are configured to be minimum, but the wiring loop length is not shortest because the snubber circuits 4 are close to each other. Have been.
【0024】本車両用電力変換装置は、変換装置内で
は、冷却器ブロック6を取付けている仕切板7によって、
密閉部8aと開放部8bとに区画されている。In the power converter for a vehicle, a partition plate 7 to which a cooler block 6 is attached is provided in the converter.
It is partitioned into a closed part 8a and an open part 8b.
【0025】開放部8b側は、冷却器放熱部9を囲むよう
にダクトを構成しており、冷却ファン10によってダクト
内に冷却風11を送り込み、この冷却風11によって冷却を
行なっている。A duct is formed on the side of the open portion 8b so as to surround the cooler radiator 9, and a cooling fan 11 sends cooling air 11 into the duct, and the cooling air 11 performs cooling.
【0026】[0026]
【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
構成の従来の車両用電力変換装置においては、2並列の
半導体スイッチング素子1は隣接して実装されているこ
とから、並列接続のための導体構成が容易な点では有利
である。By the way, in the conventional vehicle power converter having such a configuration, since the two-parallel semiconductor switching elements 1 are mounted adjacent to each other, conductors for parallel connection are provided. This is advantageous in that the configuration is easy.
【0027】しかしながら、その反面、クランプダイオ
ード素子2・相コンデンサ3を含めて考えると、相コンデ
ンサ3の配線ループ12について、半導体スイッチング素
子Q1a・Q1bとクランプダイオード素子2・相コンデンサ3
の配線ループ、および半導体スイッチング素子Q4a・Q4b
とクランプダイオード素子2・相コンデンサ3の配線ルー
プは、最小とはならず、またバランスも悪くなってい
る。However, on the other hand, considering the clamp diode element 2 and the phase capacitor 3, the wiring loop 12 of the phase capacitor 3 includes the semiconductor switching elements Q1a and Q1b, the clamp diode element 2 and the phase capacitor 3
Wiring loop and semiconductor switching elements Q4a / Q4b
The wiring loop between the clamp diode element 2 and the phase capacitor 3 is not minimized, and the balance is poor.
【0028】また、スナバ回路の配線ループ13につい
て、半導体スイッチング素子Q2a・Q3aとスナバ回路4の
配線ループ、および半導体スイッチング素子Q2b・Q3bと
スナバ回路4の配線ループも、それぞれの配線ループは
最小とはなっていない。With respect to the wiring loop 13 of the snubber circuit, the wiring loop of the semiconductor switching elements Q2a and Q3a and the snubber circuit 4 and the wiring loop of the semiconductor switching elements Q2b and Q3b and the snubber circuit 4 have the minimum wiring loops. Not.
【0029】従って、両者とも、回路インダクタンスも
大きく、スイッチング時のサージ電圧も高くなる。Therefore, in both cases, the circuit inductance is large and the surge voltage at the time of switching becomes high.
【0030】このため、半導体スイッチング素子1の許
容電圧に対して、十分なマージンを確保することができ
ない。Therefore, a sufficient margin cannot be secured for the allowable voltage of the semiconductor switching element 1.
【0031】さらに、クランプダイオード素子2の実装
位置が、半導体スイッチング素子1に対して対称でない
ため、並列接続された半導体スイッチング素子1の電流
バランスが悪いという問題があり、半導体スイッチング
素子1の寿命・信頼性の点で不利となる。Further, since the mounting position of the clamp diode element 2 is not symmetrical with respect to the semiconductor switching element 1, there is a problem that the current balance of the semiconductor switching elements 1 connected in parallel is poor, and the life of the semiconductor switching element 1 is reduced. It is disadvantageous in terms of reliability.
【0032】本発明の目的は、十分な電圧マージンを確
保して信頼性が高く、また並列接続された半導体スイッ
チング素子の電流バランスが良好な車両用電力変換装置
を提供することにある。An object of the present invention is to provide a power converter for a vehicle, which secures a sufficient voltage margin, has high reliability, and has a good current balance of semiconductor switching elements connected in parallel.
【0033】[0033]
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項1に対応する発明では、それぞれ2個並列
に接続された第1組乃至第4組の4組の半導体スイッチ
ング素子が直列接続され、その両端が直流電源(インバ
ータ動作時)または直流出力(コンバータ動作時)に接
続される端子(P・N)で、第2組の半導体スイッチン
グ素子と第3組の半導体スイッチング素子の中間点が交
流出力端子(インバータ動作時)または交流入力端子
(コンバータ動作時)で、第1組の半導体スイッチング
素子と第2組の半導体スイッチング素子の中間点と、第
3組の半導体スイッチング素子と第4組の半導体スイッ
チング素子の中間点とを、半導体スイッチング素子とは
逆向きに2組が直列接続されたクランプダイオード素子
で接続し、2組の直列接続されたクランプダイオード素
子の中間点を、直流電源(インバータ動作時)または直
流出力(コンバータ動作時)の中性点に接続する端子
(C)とし、2組の直列接続されたクランプダイオード
素子の中間点と、直流電源(インバータ動作時)または
直流出力(コンバータ動作時)に接続される端子(P・
N)それぞれとの間に相コンデンサを接続し、第1組の
半導体スイッチング素子と第2組の半導体スイッチング
素子の中間点と、第3組の半導体スイッチング素子と第
4組の半導体スイッチング素子の中間点との間に、2個
直列に接続されたスナバ回路を接続し、2個直列に接続
されたスナバ回路の中間点を、直流電源(インバータ動
作時)または直流出力(コンバータ動作時)の中性点に
接続する端子(C)に接続してなる、インバータまたは
コンバータ回路1相分の半導体スイッチング素子を、冷
却器のブロック面に取付けて構成し、2個並列に接続さ
れた半導体スイッチング素子を、クランプダイオード素
子に対して対称となるように実装し、第1組の半導体ス
イッチング素子と第4組の半導体スイッチング素子それ
ぞれの端子部直上に、相コンデンサを実装している。In order to achieve the above object, according to the invention corresponding to claim 1, four sets of semiconductor switching elements of a first set to a fourth set each connected in parallel are provided. Terminals (PN) connected in series, both ends of which are connected to a DC power supply (during inverter operation) or a DC output (during converter operation). The terminals of the second set of semiconductor switching elements and the third set of semiconductor switching elements are connected. An intermediate point is an AC output terminal (during inverter operation) or an AC input terminal (during converter operation), an intermediate point between the first set of semiconductor switching elements and the second set of semiconductor switching elements, and a third set of semiconductor switching elements. An intermediate point of the fourth set of semiconductor switching elements is connected to two sets of clamp diode elements connected in series in the opposite direction to the semiconductor switching elements, and the two sets of direct currents are connected. The intermediate point of the connected clamp diode elements is a terminal (C) connected to the neutral point of the DC power supply (when the inverter is operating) or the DC output (when the converter is operating), and two sets of the series connected clamp diode elements are connected. A terminal (P •) connected to the midpoint and a DC power supply (during inverter operation) or a DC output (during converter operation)
N) connecting a phase capacitor between each of them, and an intermediate point between the first set of semiconductor switching elements and the second set of semiconductor switching elements, and an intermediate point between the third set of semiconductor switching elements and the fourth set of semiconductor switching elements. A snubber circuit connected in series is connected between the two points, and an intermediate point between the two snubber circuits connected in series is connected to a DC power supply (during inverter operation) or a DC output (during converter operation). A semiconductor switching element for one phase of an inverter or a converter circuit, which is connected to a terminal (C) connected to a characteristic point, is mounted on a block surface of a cooler, and two semiconductor switching elements connected in parallel are provided. , Mounted symmetrically with respect to the clamp diode element, and directly above the terminal of each of the first set of semiconductor switching elements and the fourth set of semiconductor switching elements. , Implements the phase capacitor.
【0034】従って、請求項1に対応する発明の車両用
電力変換装置においては、半導体スイッチング素子とク
ランプダイオード素子・相コンデンサ、および半導体ス
イッチング素子とスナバ回路の回路インダクタンスが小
さくなるように実装し、さらに冷却器ブロック上に半導
体スイッチング素子をクランプダイオード素子に対して
対称となるように実装し、第1組の半導体スイッチング
素子と第4組の半導体スイッチング素子それぞれの端子
部直上に相コンデンサを実装することにより、十分な電
圧マージンを確保して信頼性が高く、また並列接続され
た半導体スイッチング素子の電流バランスを良好とする
ことができる。Therefore, in the vehicle power converter according to the first aspect of the present invention, the semiconductor switching element and the clamp diode element and the phase capacitor, and the semiconductor switching element and the snubber circuit are mounted so that the circuit inductances thereof are reduced. Further, the semiconductor switching element is mounted on the cooler block so as to be symmetrical with respect to the clamp diode element, and a phase capacitor is mounted immediately above the terminal of each of the first set of semiconductor switching elements and the fourth set of semiconductor switching elements. Thus, a sufficient voltage margin can be secured, the reliability is high, and the current balance of the semiconductor switching elements connected in parallel can be improved.
【0035】また、請求項2に対応する発明では、それ
ぞれ2個並列に接続された第1組乃至第4組の4組の半
導体スイッチング素子が直列接続され、その両端が直流
電源(インバータ動作時)または直流出力(コンバータ
動作時)に接続される端子(P・N)で、第2組の半導
体スイッチング素子と第3組の半導体スイッチング素子
の中間点が交流出力端子(インバータ動作時)または交
流入力端子(コンバータ動作時)で、第1組の半導体ス
イッチング素子と第2組の半導体スイッチング素子の中
間点と、第3組の半導体スイッチング素子と第4組の半
導体スイッチング素子の中間点とを、半導体スイッチン
グ素子とは逆向きに2組が直列接続されたクランプダイ
オード素子で接続し、2組の直列接続されたクランプダ
イオード素子の中間点を、直流電源(インバータ動作
時)または直流出力(コンバータ動作時)の中性点に接
続する端子(C)とし、2組の直列接続されたクランプ
ダイオード素子の中間点と、直流電源(インバータ動作
時)または直流出力(コンバータ動作時)に接続される
端子(P・N)それぞれとの間に相コンデンサを接続
し、第1組の半導体スイッチング素子と第2組の半導体
スイッチング素子の中間点と、第3組の半導体スイッチ
ング素子と第4組の半導体スイッチング素子の中間点と
の間に、2個直列に接続されたスナバ回路を接続し、2
個直列に接続されたスナバ回路の中間点を、直流電源
(インバータ動作時)または直流出力(コンバータ動作
時)の中性点に接続する端子(C)に接続してなる、イ
ンバータまたはコンバータ回路1相分の半導体スイッチ
ング素子を、冷却器のブロック面に取付けて構成し、2
個並列に接続された半導体スイッチング素子を並べ、こ
れら2組の2個並列に接続された半導体スイッチング素
子でクランプダイオード素子を挟むように実装し、第1
組の半導体スイッチング素子と第4組の半導体スイッチ
ング素子それぞれの端子部直上に、相コンデンサを実装
している。Further, in the invention corresponding to claim 2, four sets of semiconductor switching elements of a first set to a fourth set, each of which is connected two in parallel, are connected in series, and both ends thereof are connected to a DC power supply (when the inverter operates). ) Or a terminal (PN) connected to a DC output (during converter operation), and an intermediate point between the second set of semiconductor switching elements and the third set of semiconductor switching elements is an AC output terminal (during inverter operation) or AC. At an input terminal (during converter operation), an intermediate point between the first set of semiconductor switching elements and the second set of semiconductor switching elements, and an intermediate point between the third set of semiconductor switching elements and the fourth set of semiconductor switching elements, Two sets of clamp diode elements are connected in series in the opposite direction to the semiconductor switching element, and two sets of clamp diode elements are connected in series. The point is a terminal (C) connected to the neutral point of the DC power supply (during inverter operation) or the DC output (during converter operation), and the intermediate point between two sets of series-connected clamp diode elements and the DC power supply (inverter) A phase capacitor is connected between each of the terminals (P and N) connected to a DC output (during operation) or a DC output (during a converter operation), and an intermediate point between the first set of semiconductor switching elements and the second set of semiconductor switching elements. And two snubber circuits connected in series between the third set of semiconductor switching elements and an intermediate point of the fourth set of semiconductor switching elements,
Inverter or converter circuit 1 in which an intermediate point of the snubber circuits connected in series is connected to a terminal (C) connected to a neutral point of DC power supply (during inverter operation) or DC output (during converter operation). A semiconductor switching element for each phase is mounted on the block surface of the cooler,
The semiconductor switching elements connected in parallel are arranged, and the two sets of the two semiconductor switching elements connected in parallel are mounted so as to sandwich the clamp diode element.
A phase capacitor is mounted immediately above the terminal of each of the semiconductor switching element of the set and the semiconductor switching element of the fourth set.
【0036】従って、請求項2に対応する発明の車両用
電力変換装置においては、半導体スイッチング素子とク
ランプダイオード素子・相コンデンサ、および半導体ス
イッチング素子とスナバ回路の回路インダクタンスが小
さくなるように実装し、さらに冷却器ブロック上に半導
体スイッチング素子をそれ自体でクランプダイオード素
子を挟むように実装し、第1組の半導体スイッチング素
子と第4組の半導体スイッチング素子それぞれの端子部
直上に相コンデンサを実装することにより、十分な電圧
マージンを確保して信頼性が高く、また並列接続された
半導体スイッチング素子の電流バランスを良好とするこ
とができる。また、素子実装が3列から2列になってい
るため、例えば機関車内のように幅が狭い部分でも構成
し易くすることができる。Therefore, in the vehicle power converter according to the second aspect of the present invention, the semiconductor switching element and the clamp diode element / phase capacitor are mounted so that the circuit inductance of the semiconductor switching element and the snubber circuit is reduced. Furthermore, the semiconductor switching element is mounted on the cooler block so as to sandwich the clamp diode element by itself, and a phase capacitor is mounted immediately above each terminal of the first set of semiconductor switching elements and the fourth set of semiconductor switching elements. Accordingly, a sufficient voltage margin can be ensured, the reliability is high, and the current balance of the semiconductor switching elements connected in parallel can be improved. Further, since the element mounting is performed in three rows or two rows, it is possible to easily configure even a narrow portion such as in a locomotive.
【0037】さらに、請求項3に対応する発明では、上
記請求項1または請求項2に対応する発明の車両用電力
変換装置において、さらに第2組の半導体スイッチング
素子と第3組の半導体スイッチング素子それぞれの端子
部直上に、直列に接続された2個のスナバ回路を実装し
ている。According to a third aspect of the present invention, in the vehicle power converter according to the first or second aspect, the second set of semiconductor switching elements and the third set of semiconductor switching elements are further provided. Two snubber circuits connected in series are mounted immediately above each terminal.
【0038】従って、請求項3に対応する発明の車両用
電力変換装置においては、スナバ回路の実装位置を半導
体スイッチング素子の端子部直上とすることにより、回
路インダクタンスがより一層低下し、遮断時のサージ電
圧が低下し、半導体スイッチング素子の許容電圧に対し
て十分な電圧マージンを確保することができる。Therefore, in the vehicle power converter according to the third aspect of the present invention, by mounting the snubber circuit directly above the terminal of the semiconductor switching element, the circuit inductance is further reduced, and the power consumption at the time of interruption is reduced. The surge voltage decreases, and a sufficient voltage margin with respect to the allowable voltage of the semiconductor switching element can be secured.
【0039】[0039]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
【0040】(第1の実施の形態)図1は本実施の形態
による車両用電力変換装置の構成例を示す縦断面図、図
2は本実施の形態による車両用電力変換装置の冷却器ブ
ロック上の素子実装構成例を示す平面図、図3は図2の
A方向矢視図、図4は図2の斜視図を示すものであり、
図10乃至図13と同一要素には同一符号を付してその
説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べ
る。(First Embodiment) FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a configuration example of a vehicle power converter according to the present embodiment, and FIG. 2 is a cooler block of the vehicle power converter according to the present embodiment. FIG. 3 is a plan view showing an example of the above-mentioned element mounting configuration, FIG. 3 is a view in the direction of arrow A in FIG. 2, and FIG. 4 is a perspective view of FIG.
The same elements as those in FIGS. 10 to 13 are denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted. Only different parts will be described here.
【0041】すなわち、図1乃至図4に示すように、本
実施の形態の車両用電力変換装置において、従来の車両
用電力変換装置と異なる点は、クランプダイオード素子
2を冷却器ブロック6上に1列に実装し、その両側に2個
並列に接続された半導体スイッチング素子1を実装し、
素子を4行×3列に実装している。That is, as shown in FIGS. 1 to 4, the vehicle power converter of the present embodiment is different from the conventional vehicle power converter in that a clamp diode element is provided.
2 are mounted in one row on the cooler block 6, and two semiconductor switching elements 1 connected in parallel are mounted on both sides thereof,
The elements are mounted in 4 rows x 3 columns.
【0042】ここで、半導体スイッチング素子1は、ク
ランプダイオード素子2に対して線対称となるように実
装している。Here, the semiconductor switching element 1 is mounted so as to be line-symmetric with respect to the clamp diode element 2.
【0043】さらに、第1組と第4組の半導体スイッチ
ング素子1(Q1a・Q1bとQ4a・Q4b)それぞれの端子部直上
に、相コンデンサ3を実装している。Further, a phase capacitor 3 is mounted directly on the terminal of each of the first and fourth sets of semiconductor switching elements 1 (Q1a and Q1b and Q4a and Q4b).
【0044】ここで、半導体スイッチング素子Q1a・Q1b
とクランプダイオード素子2・相コンデンサ3の配線ルー
プは、半導体スイッチング素子Q1a・Q1bとD1a・D1b、相
コンデンサ3と導体20f・20g・20hで構成している。Here, the semiconductor switching elements Q1a and Q1b
The wiring loop of the clamp diode element 2 and the phase capacitor 3 includes the semiconductor switching elements Q1a and Q1b and D1a and D1b, the phase capacitor 3 and the conductors 20f, 20g, and 20h.
【0045】導体20fは、半導体スイッチング素子Q1a・
Q1bのコレクタ側端子と相コンデンサ3の一方の端子に接
続している。The conductor 20f is connected to the semiconductor switching element Q1a.
Connected to the collector side terminal of Q1b and one terminal of phase capacitor 3.
【0046】導体20gは、本配線ループに関わるところ
では、相コンデンサ3のもう一方の端子と半導体スイッ
チング素子D1a・D1bのアノード側に接続している。The conductor 20g is connected to the other terminal of the phase capacitor 3 and the anode side of the semiconductor switching elements D1a and D1b in a part related to the present wiring loop.
【0047】導体20hは、本配線ループに関わるところ
では、半導体スイッチング素子D1a・D1bのカソード側と
半導体スイッチング素子Q1a・Q1bのエミッタ側端子に接
続している。The conductor 20h is connected to the cathode side of the semiconductor switching elements D1a and D1b and the emitter side terminals of the semiconductor switching elements Q1a and Q1b in the part related to the main wiring loop.
【0048】このような接続により、半導体スイッチン
グ素子Q1a・Q1b〜相コンデンサ3〜クランプダイオード
素子D1a・D1b〜半導体スイッチング素子Q1a・Q1bの配線
ループを構成している。With such a connection, a wiring loop of the semiconductor switching elements Q1a and Q1b, the phase capacitor 3, the clamp diode elements D1a and D1b, and the semiconductor switching elements Q1a and Q1b is formed.
【0049】この場合、2つの半導体スイッチング素子
Q1aとQ1b、2個並列に接続された相コンデンサ3は、2
つのクランプダイオード素子D1aとD1bに対して線対称と
なるように配置されているため、それぞれの配線ループ
長さは等しくなる。In this case, two semiconductor switching elements
Q1a and Q1b, two phase capacitors 3 connected in parallel
Since the clamp diode elements D1a and D1b are arranged so as to be line-symmetric with respect to the clamp diode elements D1a and D1b, the respective wiring loops have the same length.
【0050】また、配線ループ長さも最短で構成するこ
とができる。Further, the length of the wiring loop can be minimized.
【0051】同様に、半導体スイッチング素子Q4a・Q4b
とクランプダイオード素子2・相コンデンサ3の配線ルー
プも、それぞれの配線ループ長さは等しくなる。Similarly, the semiconductor switching elements Q4a and Q4b
Also, the wiring loops of the clamp diode element 2 and the phase capacitor 3 have the same wiring loop length.
【0052】また、配線ループ長さも最短で構成するこ
とができる。Further, the length of the wiring loop can be minimized.
【0053】2組のスナバ回路4は、半導体スイッチン
グ素子Q2a・Q3aおよびQ2b・Q3bの端子部の上に、それぞ
れ実装している。The two sets of snubber circuits 4 are mounted on the terminals of the semiconductor switching elements Q2a and Q3a and Q2b and Q3b, respectively.
【0054】ここで、実装の位置としては、2組のスナ
バ回路4それぞれの中心線と、半導体スイッチング素子Q
2a・Q3aおよびQ2b・Q3bそれぞれの中心線が一致するよ
うな位置に実装している。Here, the mounting position is such that the center line of each of the two sets of snubber circuits 4 and the semiconductor switching element Q
It is mounted at a position where the center lines of 2a / Q3a and Q2b / Q3b match.
【0055】このスナバ回路4は、1組は半導体スイッ
チング素子Q2a・Q3aとスナバ回路(Q2a・Q3a側)と導体20
h・導体20i・導体20jで構成し、もう一組は半導体スイ
ッチング素子Q2b・Q3bとスナバ回路(Q2b・Q3b側)と導体
20h・導体201・導体20jで構成している。The snubber circuit 4 includes a set of semiconductor switching elements Q2a and Q3a, a snubber circuit (Q2a and Q3a side) and a conductor 20.
h, conductor 20i, and conductor 20j.The other pair consists of semiconductor switching elements Q2b and Q3b, a snubber circuit (Q2b and Q3b side), and a conductor.
It is composed of 20h, conductor 201, and conductor 20j.
【0056】導体20hは、本配線ループに関わるところ
では、半導体スイッチング素子Q2a・Q2bのコレクタ側端
子と2組のスナバ回路4の一方の端子に接続している。The conductor 20h is connected to the collector side terminals of the semiconductor switching elements Q2a and Q2b and one terminal of the two sets of snubber circuits 4 at the part related to the main wiring loop.
【0057】導体20iは、本配線ループに関わるところ
では、半導体スイッチング素子Q2a・Q2bのエミッタ側端
子および半導体スイッチング素子Q3a・Q3bのC端子に接
続している。The conductor 20i is connected to the emitter-side terminals of the semiconductor switching elements Q2a and Q2b and the C terminal of the semiconductor switching elements Q3a and Q3b where the wiring loop is concerned.
【0058】導体20jは、本配線ループに関わるところ
では、半導体スイッチング素子Q3a・Q3bのエミッタ側端
子と2組のスナバ回路4のもう一方の端子に接続してい
る。The conductor 20j is connected to the emitter-side terminals of the semiconductor switching elements Q3a and Q3b and the other terminals of the two sets of snubber circuits 4 where the wiring loop is concerned.
【0059】このような接続によって、半導体スイッチ
ング素子Q2a〜スナバ回路4〜半導体スイッチング素子Q3
a〜Q2a、および半導体スイッチング素子Q2b〜スナバ回
路4〜半導体スイッチング素子Q3b〜Q2bの2組のスナバ
回路4の配線ループを構成している。By such a connection, the semiconductor switching element Q2a to the snubber circuit 4 to the semiconductor switching element Q3
A wiring loop of two sets of snubber circuits 4 of a to Q2a and semiconductor switching element Q2b to snubber circuit 4 to semiconductor switching element Q3b to Q2b is formed.
【0060】この場合、2組のスナバ回路4の長さは、
2組をそれぞれ最短に構成している。In this case, the length of the two snubber circuits 4 is
Each of the two sets is configured to be the shortest.
【0061】次に、以上のように構成した本実施の形態
による車両用電力変換装置においては、半導体スイッチ
ング素子1とクランプダイオード素子2を冷却器ブロック
6上に対称に配置していることにより、クランプダイオ
ード素子2を挟んで対称に配置された半導体スイッチン
グ素子1同士の電流は等しくなる。Next, in the vehicular power converter according to the present embodiment configured as described above, the semiconductor switching element 1 and the clamp diode element 2 are connected to the cooler block.
By symmetrically arranging them on 6, the currents of the semiconductor switching elements 1 symmetrically arranged with the clamp diode element 2 interposed therebetween become equal.
【0062】また、相コンデンサ3の配線ループ、およ
びスナバ回路4の配線ループは、それぞれ最短となるよ
うに実装しているため、スイッチング時のサージ電圧も
最小となる。Since the wiring loop of the phase capacitor 3 and the wiring loop of the snubber circuit 4 are mounted so as to be shortest, the surge voltage at the time of switching is also minimized.
【0063】上述したように、本実施の形態による車両
用電力変換装置では、1並列以上に接続された半導体ス
イッチング素子1の電流バランスが良好となり、またス
イッチング時のサージ電圧も最小となる。As described above, in the vehicular power converter according to the present embodiment, the current balance of the semiconductor switching elements 1 connected in one or more parallel connections is improved, and the surge voltage during switching is minimized.
【0064】これにより、半導体スイッチング素子1に
十分な電圧マージンを確保することができ、極めて信頼
性の高い車両用電力変換装置を得ることが可能となる。As a result, a sufficient voltage margin can be secured in the semiconductor switching element 1, and a highly reliable vehicle power converter can be obtained.
【0065】また、スナバ回路4の実装位置を半導体ス
イッチング素子1の端子部直上としているため、回路イ
ンダクタンスがより一層低下し、遮断時のサージ電圧が
低下し、半導体スイッチング素子1の許容電圧に対して
十分な電圧マージンを確保することが可能となる。Further, since the mounting position of the snubber circuit 4 is located immediately above the terminal portion of the semiconductor switching element 1, the circuit inductance is further reduced, the surge voltage at the time of interruption is reduced, and the allowable voltage of the semiconductor switching element 1 is reduced. Thus, a sufficient voltage margin can be secured.
【0066】(第2の実施の形態)図5は本実施の形態
による車両用電力変換装置の構成例を示す縦断面図、図
6は本実施の形態による車両用電力変換装置の冷却器ブ
ロック上の素子実装構成例を示す平面図、図7は図6の
A方向矢視図、図8は図6の斜視図を示すものであり、
図1乃至図4と同一要素には同一符号を付してその説明
を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。(Second Embodiment) FIG. 5 is a longitudinal sectional view showing a configuration example of a vehicle power converter according to the present embodiment, and FIG. 6 is a cooler block of the vehicle power converter according to the present embodiment. FIG. 7 is a plan view showing an example of the element mounting configuration above, FIG. 7 is a view in the direction of arrow A in FIG. 6, and FIG. 8 is a perspective view of FIG.
The same elements as those in FIGS. 1 to 4 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. Only different parts will be described here.
【0067】すなわち、図5乃至図8に示すように、本
実施の形態の車両用電力変換装置において、図1乃至図
4の実施の形態の車両用電力変換装置と異なる点は、2
個並列に接続された4組の半導体スイッチング素子1を
直列に並べ、第1組と第2組の半導体スイッチング素子
1(Q1a・Q1bとQ2a・Q2b)の間にクランプダイオード2(D1a
・D1b)を、第3と第4の半導体スイッチング素子1(Q3a
・Q3bとQ4a・Q4b)の間にクランプダイオード2(D2a・D2
b)を実装し、素子を6行×2列に実装している。That is, as shown in FIGS. 5 to 8, the vehicle power converter of the present embodiment differs from the vehicle power converter of the embodiment of FIGS.
Four sets of semiconductor switching elements 1 connected in parallel are arranged in series, and a first set and a second set of semiconductor switching elements
1 (Q1a / Q1b and Q2a / Q2b) between clamp diode 2 (D1a
D1b) is replaced with the third and fourth semiconductor switching elements 1 (Q3a
・ Clamp diode 2 (D2a ・ D2) between Q3b and Q4a ・ Q4b)
b) is mounted, and the elements are mounted in 6 rows × 2 columns.
【0068】ここで、2列に並んだ素子は、中心線に対
して対称に実装されている。Here, the elements arranged in two rows are mounted symmetrically with respect to the center line.
【0069】さらに第1組の半導体スイッチング素子1(Q
1a・Q1b)、およびと第4組の半導体スイッチング素子1(Q
4a・Q4b)の端子部直上に相コンデンサ3を実装してい
る。Further, the first set of semiconductor switching elements 1 (Q
1a ・ Q1b), and the fourth semiconductor switching element 1 (Q
The phase capacitor 3 is mounted just above the terminal section of 4a ・ Q4b).
【0070】ここで、半導体スイッチング素子Q1a・Q1b
とクランプダイオード素子2・相コンデンサ3の配線ルー
プは、半導体スイッチング素子Q1a・Q1bとD1a・D1b、相
コンデンサ3と導体20k・201・20mで構成している。Here, the semiconductor switching elements Q1a and Q1b
The wiring loop of the clamp diode element 2 and the phase capacitor 3 includes the semiconductor switching elements Q1a and Q1b and D1a and D1b, the phase capacitor 3 and the conductors 20k, 201, and 20m.
【0071】導体20kは、半導体スイッチング素子Q1a・
Q1bのコレクタ側端子と相コンデンサ3の一方の端子に接
続している。The conductor 20k is connected to the semiconductor switching element Q1a.
Connected to the collector side terminal of Q1b and one terminal of phase capacitor 3.
【0072】導体20lは、本配線ループに関わるところ
では、相コンデンサ3のもう一方の端子と半導体スイッ
チング素子D1a・D1bのアノード側に接続している。The conductor 20l is connected to the other terminal of the phase capacitor 3 and the anode side of the semiconductor switching elements D1a and D1b where it is involved in this wiring loop.
【0073】導体20mは、本配線ループに関わるところ
では、半導体スイッチング素子D1a・D1bのカソード側と
半導体スイッチング素子Q1a・Q1bのエミッタ側端子に接
続している。The conductor 20m is connected to the cathodes of the semiconductor switching elements D1a and D1b and the emitter-side terminals of the semiconductor switching elements Q1a and Q1b where this wiring loop is concerned.
【0074】このような接続により、半導体スイッチン
グ素子Q1a・Q1b〜相コンデンサ3〜クランプダイオード
素子D1a・D1b〜半導体スイッチング素子Q1a・Q1bの配線
ループを構成している。With such a connection, a wiring loop of the semiconductor switching elements Q1a and Q1b, the phase capacitor 3, the clamp diode elements D1a and D1b, and the semiconductor switching elements Q1a and Q1b is formed.
【0075】この場合、2つの半導体スイッチング素子
Q1aとQ1b、2個並列に接続された相コンデンサ3は、2
列に並んだ素子の中心線に対して線対称となるように配
置されているため、それぞれの配線ループ長さは等しく
なる。In this case, two semiconductor switching elements
Q1a and Q1b, two phase capacitors 3 connected in parallel
Since the elements are arranged so as to be line-symmetric with respect to the center line of the elements arranged in a row, the respective wiring loops have the same length.
【0076】また、配線ループ長さも最短で構成するこ
とができる。Further, the length of the wiring loop can be minimized.
【0077】同様に、半導体スイッチング素子Q4a・Q4b
とクランプダイオード素子2・相コンデンサ3の配線ルー
プも、それぞれの配線ループ長さは等しくなる。Similarly, the semiconductor switching elements Q4a and Q4b
Also, the wiring loops of the clamp diode element 2 and the phase capacitor 3 have the same wiring loop length.
【0078】また、配線ループ長さも最短で構成するこ
とができる。Further, the length of the wiring loop can be minimized.
【0079】2組のスナバ回路4は、半導体スイッチン
グ素子Q2a・Q3aおよびQ2b・Q3bの端子部の上に、それぞ
れ実装している。The two sets of snubber circuits 4 are mounted on the terminals of the semiconductor switching elements Q2a and Q3a and Q2b and Q3b, respectively.
【0080】ここで、実装の位置としては、2組のスナ
バ回路4それぞれの中心線と、半導体スイッチング素子Q
2a・Q3aおよびQ2b・Q3bそれぞれの中心線が一致するよ
うな位置に実装している。Here, the mounting position is such that the center line of each of the two sets of snubber circuits 4 and the semiconductor switching element Q
It is mounted at a position where the center lines of 2a / Q3a and Q2b / Q3b match.
【0081】このスナバ回路4は、1組は半導体スイッ
チング素子Q2a・Q3aとスナバ回路(Q2a・Q3a側)と導体20
m・導体20n・導体20pで構成し、もう一組は半導体スイ
ッチング素子Q2b・Q3bとスナバ回路(Q2b・Q3b側)と導体
20m・導体20n・導体20pで構成している。The snubber circuit 4 includes a set of semiconductor switching elements Q2a and Q3a, a snubber circuit (Q2a and Q3a side) and a conductor 20.
m, conductor 20n, conductor 20p, and the other set is a semiconductor switching element Q2b, Q3b, a snubber circuit (Q2b, Q3b side) and a conductor.
It is composed of 20m, conductor 20n, and conductor 20p.
【0082】導体20mは、本配線ループに関わるところ
では、半導体スイッチング素子Q2a・Q2bのコレクタ側端
子と2組のスナバ回路4の一方の端子に接続している。The conductor 20m is connected to the collector side terminals of the semiconductor switching elements Q2a and Q2b and one terminal of the two sets of snubber circuits 4 in the part related to the main wiring loop.
【0083】導体20nは、本配線ループに関わるところ
では、半導体スイッチング素子Q2a・Q2bのエミッタ側端
子および半導体スイッチング素子Q3a・Q3bのC端子に接
続している。The conductor 20n is connected to the emitter-side terminals of the semiconductor switching elements Q2a and Q2b and the C terminal of the semiconductor switching elements Q3a and Q3b where it is involved in this wiring loop.
【0084】導体20pは、本配線ループに関わるところ
では、半導体スイッチング素子Q3a・Q3bのエミッタ側端
子と2組のスナバ回路4のもう一方の端子に接続してい
る。The conductor 20p is connected to the emitter-side terminals of the semiconductor switching elements Q3a and Q3b and the other terminals of the two sets of snubber circuits 4 where the wiring loop is concerned.
【0085】このような接続によって、半導体スイッチ
ング素子Q2a〜スナバ回路4〜半導体スイッチング素子Q3
a〜Q2a、および半導体スイッチング素子Q2b〜スナバ回
路4〜半導体スイッチング素子Q3b〜Q2bの2組のスナバ
回路4の配線ループを構成している。By such a connection, the semiconductor switching element Q2a to the snubber circuit 4 to the semiconductor switching element Q3
A wiring loop of two sets of snubber circuits 4 of a to Q2a and semiconductor switching element Q2b to snubber circuit 4 to semiconductor switching element Q3b to Q2b is formed.
【0086】この場合、2組のスナバ回路4の長さは、
2組をそれぞれ最短に構成している。従って、スイッチ
ング時のサージ電圧も最小となる。In this case, the length of the two snubber circuits 4 is
Each of the two sets is configured to be the shortest. Therefore, the surge voltage during switching is also minimized.
【0087】次に、以上のように構成した本実施の形態
による車両用電力変換装置においては、半導体スイッチ
ング素子1とクランプダイオード素子2を冷却器ブロック
6上に並べて配置していることにより、クランプダイオ
ード素子2を挟んで対称に配置された半導体スイッチン
グ素子1同士の電流は等しくなる。Next, in the vehicular power converter according to the present embodiment configured as described above, the semiconductor switching element 1 and the clamp diode element 2 are connected to the cooler block.
By arranging them side by side on 6, the currents of the semiconductor switching elements 1 symmetrically arranged with the clamp diode element 2 interposed therebetween become equal.
【0088】また、相コンデンサ3の配線ループ、およ
びスナバ回路4の配線ループは、それぞれ最短となるよ
うに実装しているため、スイッチング時のサージ電圧も
最小となる。Further, since the wiring loop of the phase capacitor 3 and the wiring loop of the snubber circuit 4 are mounted so as to be shortest, the surge voltage during switching is also minimized.
【0089】上述したように、本実施の形態による車両
用電力変換装置でも、1並列以上に接続された半導体ス
イッチング素子1の電流バランスが良好となり、またス
イッチング時のサージ電圧も最小となる。As described above, also in the vehicle power converter according to the present embodiment, the current balance of the semiconductor switching elements 1 connected in one or more parallel connections is improved, and the surge voltage during switching is minimized.
【0090】これにより、半導体スイッチング素子1に
十分な電圧マージンを確保することができ、極めて信頼
性の高い車両用電力変換装置を得ることが可能となる。As a result, a sufficient voltage margin can be secured in the semiconductor switching element 1, and an extremely reliable vehicle power converter can be obtained.
【0091】また、スナバ回路4の実装位置を半導体ス
イッチング素子1の端子部直上としているため、回路イ
ンダクタンスがより一層低下し、遮断時のサージ電圧が
低下し、半導体スイッチング素子1の許容電圧に対して
十分な電圧マージンを確保することが可能となる。Further, since the mounting position of the snubber circuit 4 is located immediately above the terminal portion of the semiconductor switching element 1, the circuit inductance is further reduced, the surge voltage at the time of interruption is reduced, and the allowable voltage of the semiconductor switching element 1 is reduced. Thus, a sufficient voltage margin can be secured.
【0092】さらに、素子実装が3列から2列になって
いるため、例えば機関車内のように幅が狭い部分でも構
成し易くすることが可能となる。Further, since the element mounting is performed in three rows instead of three rows, it is possible to easily configure a narrow part such as in a locomotive, for example.
【0093】[0093]
【発明の効果】以上説明したように、本発明の車両用電
力変換装置によれば、半導体スイッチング素子とクラン
プダイオード素子を冷却器ブロック上に対称に配置する
ようにしているので、1並列以上に接続された半導体ス
イッチング素子の電流バランスが良好になり、半導体ス
イッチング素子の寿命・信頼性の点で有利となる。As described above, according to the vehicular power converter of the present invention, the semiconductor switching element and the clamp diode element are arranged symmetrically on the cooler block. The current balance of the connected semiconductor switching elements is improved, which is advantageous in terms of the life and reliability of the semiconductor switching elements.
【0094】また、相コンデンサ・スナバ回路の実装位
置を半導体スイッチング素子の端子部直上とするように
しているので、回路インダクタンスが低下し、遮断時の
サージ電圧が低下し、半導体スイッチング素子の許容電
圧に対して十分な電圧マージンを確保することが可能と
なる。Further, since the mounting position of the phase capacitor / snubber circuit is set immediately above the terminal of the semiconductor switching element, the circuit inductance is reduced, the surge voltage at the time of interruption is reduced, and the allowable voltage of the semiconductor switching element is reduced. , A sufficient voltage margin can be secured.
【0095】以上により、半導体スイッチング素子の寿
命・信頼性が高く、また十分な電圧マージンを確保し
て、信頼性の高い装置を構成することができる。As described above, the life and reliability of the semiconductor switching element are high, and a sufficient voltage margin is ensured, so that a highly reliable device can be constructed.
【0096】また、装置全体がコンパクトになり、小型
化・軽量化を図ることが可能となる。Further, the whole apparatus is made compact, and it is possible to reduce the size and weight.
【図1】本発明による車両用電力変換装置の第1の実施
の形態を示す縦断面図。FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a first embodiment of a vehicle power converter according to the present invention.
【図2】同第1の実施の形態による車両用電力変換装置
の冷却器ブロック上の素子実装構成例を示す平面図。FIG. 2 is a plan view showing an example of an element mounting configuration on a cooler block of the vehicle power converter according to the first embodiment.
【図3】図2のA方向矢視図。FIG. 3 is a view in the direction of arrow A in FIG. 2;
【図4】図2の斜視図。FIG. 4 is a perspective view of FIG. 2;
【図5】本発明による車両用電力変換装置の第2の実施
の形態を示す縦断面図。FIG. 5 is a longitudinal sectional view showing a second embodiment of the vehicular power converter according to the present invention.
【図6】同第2の実施の形態による車両用電力変換装置
の冷却器ブロック上の素子実装構成例を示す平面図。FIG. 6 is a plan view showing an example of an element mounting configuration on a cooler block of the vehicle power converter according to the second embodiment.
【図7】図6のA方向矢視図。FIG. 7 is a view as seen in the direction of arrow A in FIG. 6;
【図8】図6の斜視図。FIG. 8 is a perspective view of FIG. 6;
【図9】車両用電力変換装置のコンバータ・インバータ
回路1相分の主回路構成例を示す回路図。FIG. 9 is a circuit diagram showing an example of a main circuit configuration for one phase of a converter / inverter circuit of the vehicle power converter.
【図10】従来の車両用電力変換装置の構成例を示す縦
断面図。FIG. 10 is a longitudinal sectional view showing a configuration example of a conventional vehicle power converter.
【図11】従来の車両用電力変換装置の冷却器ブロック
上の素子実装構成例を示す平面図。FIG. 11 is a plan view showing an example of an element mounting configuration on a cooler block of a conventional vehicle power converter.
【図12】図11のA方向矢視図。FIG. 12 is a view as seen in the direction of arrow A in FIG. 11;
【図13】図11の斜視図。FIG. 13 is a perspective view of FIG. 11;
1…半導体スイッチング素子 2…クランプダイオード素子 3…相コンデンサ 4…スナバ回路 5…ゲートアンプ基板 6…冷却器ブロック 7…仕切板 8a…密閉部 8b…開放部 9…冷却器放熱部 10…冷却ファン 11…冷却風 12…相コンデンサの配線ループ 13…スナバ回路の配線ループ 20a〜20p…導体 1 ... Semiconductor switching element 2 ... Clamp diode element 3 ... Phase capacitor 4 ... Snubber circuit 5 ... Gate amplifier board 6 ... Cooler block 7 ... Partition plate 8a ... Sealed part 8b ... Open part 9 ... Cooler radiator 10 ... Cooling fan 11… Cooling air 12… Phase capacitor wiring loop 13… Snubber circuit wiring loop 20a ~ 20p… Conductor
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5H007 AA01 AA03 AA06 CA01 CB04 CB05 CC04 CC06 CC07 CC14 CC23 FA01 FA13 FA20 HA03 HA04 HA06 5H740 BA11 BB01 BB05 BB09 MM10 MM18 NN17 PP01 PP02 PP04 PP06 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 5H007 AA01 AA03 AA06 CA01 CB04 CB05 CC04 CC06 CC07 CC14 CC23 FA01 FA13 FA20 HA03 HA04 HA06 5H740 BA11 BB01 BB05 BB09 MM10 MM18 NN17 PP01 PP02 PP04 PP06
Claims (3)
至第4組の4組の半導体スイッチング素子が直列接続さ
れ、その両端が直流電源(インバータ動作時)または直
流出力(コンバータ動作時)に接続される端子(P・
N)で、前記第2組の半導体スイッチング素子と前記第
3組の半導体スイッチング素子の中間点が交流出力端子
(インバータ動作時)または交流入力端子(コンバータ
動作時)で、前記第1組の半導体スイッチング素子と前
記第2組の半導体スイッチング素子の中間点と、前記第
3組の半導体スイッチング素子と前記第4組の半導体ス
イッチング素子の中間点とを、前記半導体スイッチング
素子とは逆向きに2組が直列接続されたクランプダイオ
ード素子で接続し、前記2組の直列接続されたクランプ
ダイオード素子の中間点を、前記直流電源(インバータ
動作時)または直流出力(コンバータ動作時)の中性点
に接続する端子(C)とし、前記2組の直列接続された
クランプダイオード素子の中間点と、前記直流電源(イ
ンバータ動作時)または直流出力(コンバータ動作時)
に接続される端子(P・N)それぞれとの間に相コンデ
ンサを接続し、前記第1組の半導体スイッチング素子と
前記第2組の半導体スイッチング素子の中間点と、前記
第3組の半導体スイッチング素子と前記第4組の半導体
スイッチング素子の中間点との間に、2個直列に接続さ
れたスナバ回路を接続し、前記2個直列に接続されたス
ナバ回路の中間点を、前記直流電源(インバータ動作
時)または直流出力(コンバータ動作時)の中性点に接
続する端子(C)に接続してなる、インバータまたはコ
ンバータ回路1相分の半導体スイッチング素子を、冷却
器のブロック面に取付けて構成し、前記2個並列に接続
された半導体スイッチング素子を、前記クランプダイオ
ード素子に対して対称となるように実装し、 前記第1組の半導体スイッチング素子と前記第4組の半
導体スイッチング素子それぞれの端子部直上に、相コン
デンサを実装して成ることを特徴とする車両用電力変換
装置。1. Four sets of semiconductor switching elements of a first set to a fourth set, each of which is connected two in parallel, are connected in series, and both ends thereof are a DC power supply (during inverter operation) or a DC output (during converter operation). (P ・
N), an intermediate point between the second set of semiconductor switching elements and the third set of semiconductor switching elements is an AC output terminal (during inverter operation) or an AC input terminal (during converter operation), and the first set of semiconductor switching elements. The intermediate point between the switching element and the second set of semiconductor switching elements, and the intermediate point between the third set of semiconductor switching elements and the fourth set of semiconductor switching elements, two sets in the opposite direction to the semiconductor switching element. Are connected by a clamp diode element connected in series, and an intermediate point between the two sets of clamp diode elements connected in series is connected to a neutral point of the DC power supply (inverter operation) or the DC output (converter operation). (C), and an intermediate point between the two sets of series-connected clamp diode elements and the DC power supply (when the inverter operates). Other DC output (during converter operation)
A phase capacitor is connected between each of the terminals (PN) connected to the first set of semiconductor switching elements, an intermediate point between the first set of semiconductor switching elements and the second set of semiconductor switching elements, and the third set of semiconductor switching elements. A two-series connected snubber circuit is connected between the element and an intermediate point of the fourth set of semiconductor switching elements, and an intermediate point of the two series-connected snubber circuits is connected to the DC power supply ( A semiconductor switching element for one phase of the inverter or converter circuit, which is connected to the terminal (C) connected to the neutral point of the inverter or the DC output (during the converter operation), is mounted on the block surface of the cooler. Wherein said two semiconductor switching elements connected in parallel are mounted symmetrically with respect to said clamp diode element; A power conversion device for a vehicle, comprising a phase capacitor mounted directly on a terminal of each of the switching element and the fourth set of semiconductor switching elements.
至第4組の4組の半導体スイッチング素子が直列接続さ
れ、その両端が直流電源(インバータ動作時)または直
流出力(コンバータ動作時)に接続される端子(P・
N)で、前記第2組の半導体スイッチング素子と前記第
3組の半導体スイッチング素子の中間点が交流出力端子
(インバータ動作時)または交流入力端子(コンバータ
動作時)で、前記第1組の半導体スイッチング素子と前
記第2組の半導体スイッチング素子の中間点と、前記第
3組の半導体スイッチング素子と前記第4組の半導体ス
イッチング素子の中間点とを、前記半導体スイッチング
素子とは逆向きに2組が直列接続されたクランプダイオ
ード素子で接続し、前記2組の直列接続されたクランプ
ダイオード素子の中間点を、前記直流電源(インバータ
動作時)または直流出力(コンバータ動作時)の中性点
に接続する端子(C)とし、前記2組の直列接続された
クランプダイオード素子の中間点と、前記直流電源(イ
ンバータ動作時)または直流出力(コンバータ動作時)
に接続される端子(P・N)それぞれとの間に相コンデ
ンサを接続し、前記第1組の半導体スイッチング素子と
前記第2組の半導体スイッチング素子の中間点と、前記
第3組の半導体スイッチング素子と前記第4組の半導体
スイッチング素子の中間点との間に、2個直列に接続さ
れたスナバ回路を接続し、前記2個直列に接続されたス
ナバ回路の中間点を、前記直流電源(インバータ動作
時)または直流出力(コンバータ動作時)の中性点に接
続する端子(C)に接続してなる、インバータまたはコ
ンバータ回路1相分の半導体スイッチング素子を、冷却
器のブロック面に取付けて構成し、前記2個並列に接続
された半導体スイッチング素子を並べ、これら2組の2
個並列に接続された半導体スイッチング素子で前記クラ
ンプダイオード素子を挟むように実装し、前記第1組の
半導体スイッチング素子と前記第4組の半導体スイッチ
ング素子それぞれの端子部直上に、相コンデンサを実装
して成ることを特徴とする車両用電力変換装置。2. A first to a fourth set of four semiconductor switching elements, each connected two in parallel, are connected in series, and both ends thereof are a DC power supply (during inverter operation) or a DC output (during converter operation). (P ・
N), an intermediate point between the second set of semiconductor switching elements and the third set of semiconductor switching elements is an AC output terminal (during inverter operation) or an AC input terminal (during converter operation), and the first set of semiconductor switching elements. The intermediate point between the switching element and the second set of semiconductor switching elements, and the intermediate point between the third set of semiconductor switching elements and the fourth set of semiconductor switching elements, two sets in the opposite direction to the semiconductor switching element. Are connected by a clamp diode element connected in series, and an intermediate point between the two sets of clamp diode elements connected in series is connected to a neutral point of the DC power supply (inverter operation) or the DC output (converter operation). (C), and an intermediate point between the two sets of series-connected clamp diode elements and the DC power supply (when the inverter operates). Other DC output (during converter operation)
A phase capacitor is connected between each of the terminals (PN) connected to the first set of semiconductor switching elements, an intermediate point between the first set of semiconductor switching elements and the second set of semiconductor switching elements, and the third set of semiconductor switching elements. A two-series connected snubber circuit is connected between the element and an intermediate point of the fourth set of semiconductor switching elements, and an intermediate point of the two series-connected snubber circuits is connected to the DC power supply ( A semiconductor switching element for one phase of the inverter or converter circuit, which is connected to the terminal (C) connected to the neutral point of the inverter or the DC output (during the converter operation), is mounted on the block surface of the cooler. And the two semiconductor switching elements connected in parallel are arranged.
A semiconductor capacitor is mounted so as to sandwich the clamp diode element with the semiconductor switching elements connected in parallel, and a phase capacitor is mounted immediately above a terminal of each of the first set of semiconductor switching elements and the fourth set of semiconductor switching elements. A power conversion device for a vehicle, comprising:
両用電力変換装置において、 前記第2組の半導体スイッチング素子と前記第3組の半
導体スイッチング素子それぞれの端子部直上に、直列に
接続された2個のスナバ回路を実装したことを特徴とす
る請求項1に記載の車両用電力変換装置。3. The vehicular power converter according to claim 1, wherein the second set of semiconductor switching elements and the third set of semiconductor switching elements are connected in series directly above respective terminal portions. 2. The vehicle power converter according to claim 1, wherein the two snubber circuits are mounted.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000227318A JP2002044963A (en) | 2000-07-27 | 2000-07-27 | Power converter for vehicle |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000227318A JP2002044963A (en) | 2000-07-27 | 2000-07-27 | Power converter for vehicle |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002044963A true JP2002044963A (en) | 2002-02-08 |
Family
ID=18720790
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000227318A Pending JP2002044963A (en) | 2000-07-27 | 2000-07-27 | Power converter for vehicle |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2002044963A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004096832A (en) * | 2002-08-29 | 2004-03-25 | Toshiba Corp | Liquid-cooled power convertor |
JP2008086087A (en) * | 2006-09-26 | 2008-04-10 | Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial System Corp | Power conversion equipment |
JP2020025464A (en) * | 2014-10-31 | 2020-02-13 | 株式会社デンソー | Power converter |
-
2000
- 2000-07-27 JP JP2000227318A patent/JP2002044963A/en active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004096832A (en) * | 2002-08-29 | 2004-03-25 | Toshiba Corp | Liquid-cooled power convertor |
JP2008086087A (en) * | 2006-09-26 | 2008-04-10 | Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial System Corp | Power conversion equipment |
JP2020025464A (en) * | 2014-10-31 | 2020-02-13 | 株式会社デンソー | Power converter |
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