JP2002335680A - 電力変換システム - Google Patents

電力変換システム

Info

Publication number
JP2002335680A
JP2002335680A JP2001139070A JP2001139070A JP2002335680A JP 2002335680 A JP2002335680 A JP 2002335680A JP 2001139070 A JP2001139070 A JP 2001139070A JP 2001139070 A JP2001139070 A JP 2001139070A JP 2002335680 A JP2002335680 A JP 2002335680A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
power
semiconductor
power conversion
self
extinguishing
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
JP2001139070A
Other languages
English (en)
Other versions
JP3621659B2 (ja
Inventor
Hideo Okayama
秀夫 岡山
Toshiyuki Fujii
俊行 藤井
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.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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 Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP2001139070A priority Critical patent/JP3621659B2/ja
Priority to US09/988,248 priority patent/US6654260B2/en
Priority to CH02293/01A priority patent/CH693195A5/fr
Publication of JP2002335680A publication Critical patent/JP2002335680A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3621659B2 publication Critical patent/JP3621659B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/003—Constructional details, e.g. physical layout, assembly, wiring or busbar connections
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M5/00—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases
    • H02M5/40—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc
    • H02M5/42—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc by static converters
    • H02M5/44—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes or semiconductor devices to convert the intermediate dc into ac
    • H02M5/443—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes or semiconductor devices to convert the intermediate dc into ac using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means
    • H02M5/45—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes or semiconductor devices to convert the intermediate dc into ac using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means using semiconductor devices only
    • H02M5/4505—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes or semiconductor devices to convert the intermediate dc into ac using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means using semiconductor devices only having a rectifier with controlled elements

Abstract

(57)【要約】 【課題】 直流コンデンサに接続される複数の半導体電
力変換装置の順変換容量や逆変換容量を異ならせること
ができ、様々な負荷に応じてより適切な半導体電力変換
装置を選定可能とすることのできる電力変換システムを
提供する。 【解決手段】 直流コンデンサと冷却片により冷却され
る複数のパワーデバイスから構成されて負荷に接続され
る出力端子を有する少なくとも複数の半導体電力変換装
置を有し、前記直流コンデンサを介して前記半導体電力
変換装置が並列に接続される電力変換システムにおい
て、前記各パワーデバイスは、自己消弧型半導体素子と
前記自己消弧型半導体素子に逆並列接続されるダイオー
ドとを構成要素として備え、前記各半導体電力変換装置
は全て同一の回路構成を有し、各々の半導体電力変換装
置を構成するパワーデバイスは、他の半導体電力変換装
置を構成するパワーデバイスとは異なる特性を有する。

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、自己消弧型半導
体素子を用いた半導体電力変換装置から構成される電力
変換システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年の代表的な自己消弧型半導体素子と
しては、ゲート電圧駆動型に区分される絶縁ゲート型バ
イポーラトランジスタ（いわゆるＩＧＢＴ）や電子注入
促進型トランジスタ（いわゆるＩＥＧＴ）、あるいはゲ
ート電流駆動型に区分されるゲート転流型ターンオフサ
イリスタ（いわゆるＧＣＴ）がある。これらの自己消弧
型半導体素子は逆並列接続されたダイオードとともに同
一パッケージに納められて逆導通機能を持たせた場合に
は、しばしば逆導通型パワーデバイスと呼ばれる。
【０００３】例えば、ＩＥＧＴについてはEPE’99-Laus
anne「High Power(4.5kV,4kA turn-off）IEGT」に記載さ
れているように、ＩＥＧＴチップとダイオードチップが
同一パッケージ内に複数個納められて、１つの逆導通型
パワーデバイスとして使用することができる。ここで記
載されたコレクタ電流１．５ｋＡのＩＥＧＴは、１つの
パッケージに収納される全チップ数は４２個であり、内
訳はＩＥＧＴチップが３０個、ダイオードチップが１２
個である。
【０００４】また、東芝レビュー Vol.55, No.7,2000
「パワーエレクトロニクス用大容量ＩＥＧＴ」には、前
述したＩＥＧＴとはパッケージの外形寸法が異なるコレ
クタ電流７５０ＡのＩＥＧＴが記載されている。１つの
パッケージに収納される全チップ数は２１個であり、内
訳はＩＥＧＴチップが１５個、ダイオードチップが６個
である。これらはパッケージ内に収納される全チップ数
を変えることによってコレクタ電流を異ならせている。
ＩＥＧＴを用いた半導体電力変換装置は、東芝レビュー
Vol.55, No.7,2000「ＩＥＧＴを適用した産業用大容量
インバータ」において、定格容量８ＭＶＡの３レベルイ
ンバータが記載されている。
【０００５】一方、ＧＣＴについては、ABB Review 5/1
998「IGCT-a new emerging technology for high-powe
r, low-cost inverters」に記載されているように、同
一シリコンウェーハ上にＧＣＴ領域とダイオード領域が
形成されて１つのパッケージに納められた逆導通型パワ
ーデバイスが製品化されている。ここではパッケージの
外形寸法が異なる３つのＧＣＴが記載されており、これ
らはパッケージ内に収納されるシリコンウェーハの面積
を変えることによって可制御オン電流を異ならせてい
る。
【０００６】また、順変換する電力が逆変換する電力よ
りも大きい半導体電力変換装置と順変換する電力が逆変
換する電力よりも小さい半導体電力変換装置とを直流コ
ンデンサを介して並列に接続された図１５に示す電力変
換システムが、特開昭６１−２８８７８０号公報に開示
されている。
【０００７】ここに、順変換とは交流から直流への電力
変換であり、逆変換とは直流から交流への電力変換であ
ると定義する。図１５において、２４は単相コンバー
タ、２５は３相インバータ、２６は直流コンデンサ、２
７は単相交流電源、２８は誘導電動機である。順変換す
る電力が逆変換する電力よりも大きい半導体電力変換装
置には、並列接続された２台の単相コンバータ２４が適
用され、順変換する電力が逆変換する電力よりも小さい
半導体電力変換装置には、３相インバータ２５が適用さ
れている。また、２台の単相コンバータ２４と３相イン
バータ２５は直流コンデンサ２６を介して並列に接続さ
れ、単相コンバータ２４の出力端子には単相交流電源２
７が接続されている。
【０００８】３相インバータ２５の出力端子には、例え
ば電気車両を駆動するための誘導電動機２８が接続され
ている。誘導電動機２８を力行運転する場合には、２台
の単相コンバータ２４は順変換運転され、３相インバー
タ２５は逆変換運転される。この場合には、単相コンバ
ータ２４は、誘導電動機２８の駆動電力と全ての半導体
電力変換装置２４、２５の電力損失を単相交流電源２７
から入力する必要がある。
【０００９】また、誘導電動機２８を回生運転する場合
には、３相インバータ２５は順変換運転され、２台の単
相コンバータ２４は逆変換運転される。力行運転におけ
る単相コンバータ２４の順変換電力に比べて回生運転に
おける３相インバータ２５の順変換電力は必ず小さくな
る。これは半導体電力変換装置２４、２５における電力
損失と誘導電動機２８における電力損失が存在すること
と、誘導電動機２８において力行電力は回生電力より小
さいことに起因する。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】従来の逆導通型パワー
デバイスについて、ある同じ大きさのパッケージに収納
されている場合には、唯一つのコレクタ電流あるいは可
制御オン電流を持つものしか存在しなかった。例えばＩ
ＥＧＴでは全チップ数に対するＩＥＧＴチップ数とダイ
オードチップ数は決められており、またＧＣＴではシリ
コンウェーハの総面積に対するＧＣＴ領域とダイオード
領域の占有率も決められていた。
【００１１】従って、半導体電力変換装置を、同じ電極
面積を有するパッケージを持つ逆導通型パワーデバイス
を用いて構成する限り、唯一の順変換可能電力と逆変換
可能電力しか持ち得なかった。つまり、従来の逆導通型
パワーデバイスを用いて異なる順変換可能電力と逆変換
可能電力を備えた半導体電力変換装置を構成するために
は、電極面積が異なるパッケージに収納されてコレクタ
電流あるいは可制御オン電流が異なる逆導通型パワーデ
バイスを適用する必要があった。また、異なる冷却片を
用いて電極面積が異なる逆導通型パワーデバイスを冷却
しなければならなかったので、物理的に同じ構造を適用
して半導体電力変換装置を構成することができず、電力
変換システムのコストが増加する問題があった。
【００１２】また、従来の逆導通型パワーデバイスを用
いた半導体電力変換装置により電動機を駆動する場合に
は、駆動可能な電動機の最大容量が低減される問題があ
る。ここで、同じ電極面積を有するパッケージを持つ逆
導通型パワーデバイスを用いた３相半導体電力変換装置
を直流コンデンサを介して２台並列に接続し、１台は交
流電源に接続され、他の１台は電動機に接続される構成
をもつ電動機の可変速駆動装置として用いられる電力変
換システムを引用しながら、この問題について詳述す
る。
【００１３】電動機が力行運転する場合には、交流電源
が接続される半導体電力変換装置は、電動機に接続され
ている半導体電力変換装置が逆変換する電力と２台の半
導体電力変換装置の電力損失との総電力を交流電源から
順変換して供給する必要がある。この力行運転では、電
動機が接続されている半導体電力変換装置を構成する逆
導通型パワーデバイスにおける自己消弧型半導体素子と
ダイオードとの通流率をみると自己消弧型半導体素子の
通流率の方が大きくなり、交流電源が接続されている半
導体電力変換装置を構成する逆導通型パワーデバイスに
おける自己消弧型半導体素子とダイオードとの通流率を
みるとダイオードの通流率の方が大きくなる。
【００１４】これは、交流電源に接続されている半導体
電力変換装置は順変換、即ちダイオード整流器に近い運
転状態に置かれることから類推できる。この電力変換シ
ステムによって駆動可能な電動機の容量は、交流電源に
接続されている半導体電力変換装置の装置容量の順変換
可能電力によって制限される。従って、従来の自己消弧
型半導体素子とダイオードの占有率が一つのパッケージ
に対して決まっている逆導通型パワーデバイスを用いた
場合には、可変速駆動可能な電動機容量が低減する問題
があった。
【００１５】この問題を解決するための従来の方法とし
て、電動機に接続される半導体電力変換装置を３相構成
とし、交流電源に接続される半導体電力変換装置を単相
かつ並列多重とする回路構成の適用がある。この構成に
より、電動機に接続される半導体電力変換装置の逆変換
可能電力よりも交流電源に接続される半導体電力変換装
置の順変換可能電力を大きくできる。なぜなら、逆導通
型パワーデバイスの最低限必要な個数が、電動機に接続
される半導体電力変換装置については６個であり、交流
電源に接続される半導体電力変換装置については８個と
なるためである。
【００１６】このような従来の技術では、交流電源に接
続される半導体電力変換装置に使用される逆導通型パワ
ーデバイスの個数が電動機に接続される半導体電力変換
装置に使用される逆導通型パワーデバイスの個数に比べ
て増加する問題があるばかりでなく、回路構成が異なる
半導体電力変換装置を用いなければならないために同じ
部品が適用できないことから、電力変換システムの製造
コストが増加する問題があった。
【００１７】本発明は、上記のような問題点を解決する
ためになされたもので、直流コンデンサに接続される複
数の半導体電力変換装置の順変換容量や逆変換容量を異
ならせることができ、様々な負荷に応じてより適切な半
導体電力変換装置を選定可能とするとともに、回路構成
を同一とすることにより電力変換システムの製品コスト
を低減することのできる電力変換システムを提供するこ
とを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】この発明に係る電力変換
システムは、直流コンデンサと冷却片により冷却される
複数のパワーデバイスから構成されて負荷に接続される
出力端子を有する少なくとも複数の半導体電力変換装置
を有し、前記直流コンデンサを介して前記複数の半導体
電力変換装置が並列に接続される電力変換システムにお
いて、前記各パワーデバイスは、自己消弧型半導体素子
と前記自己消弧型半導体素子に逆並列接続されるダイオ
ードとを構成要素として備え、前記各半導体電力変換装
置は全て同一の回路構成を有し、前記直流コンデンサを
介して接続される各半導体電力変換装置のうち少なくと
も１つの半導体電力変換装置を構成するパワーデバイス
は、他の半導体電力変換装置を構成するパワーデバイス
とは異なる特性を有するものである。
【００１９】また、前記直流コンデンサを介して接続さ
れる各半導体電力変換装置のうち少なくとも１つの半導
体電力変換装置を構成するパワーデバイスは、他の半導
体電力変換装置を構成するパワーデバイスと少なくとも
電極面積が等しいパッケージに収納され、同一の電流を
流した場合に発生熱量が異なる特性を有するものであ
る。
【００２０】また、前記直流コンデンサを介して接続さ
れる各半導体電力変換装置のうち少なくとも１つの半導
体電力変換装置を構成するパワーデバイスの構成要素で
ある自己消弧型半導体素子と、前記自己消弧型半導体素
子に逆並列接続されるダイオードとの占有面積を総占有
面積とした場合の前記自己消弧型半導体素子の占有率
を、他の半導体電力変換装置における前記自己消弧型半
導体素子の占有率と異ならせたものである。
【００２１】また、前記各半導体電力変換装置のうち、
順変換する電力が逆変換する電力よりも大きい半導体電
力変換装置に適用されるパワーデバイスの前記自己消弧
型半導体素子の占有率が、逆変換する電力が順変換する
電力よりも大きい半導体電力変換装置に適用されるパワ
ーデバイスの前記自己消弧型半導体素子の占有率に比べ
て小さくしたものである。
【００２２】また、前記各半導体電力変換装置のうち、
前記自己消弧型半導体素子の占有率が小さいパワーデバ
イスから構成される半導体電力変換装置は交流電源に接
続し、前記自己消弧型半導体素子の占有率が大きいパワ
ーデバイスから構成される半導体電力変換装置は電動機
に接続したものである。
【００２３】また、前記各パワーデバイスは、複数の自
己消弧型半導体素子チップと複数のダイオードチップと
を構成要素とした総チップ数が同一なものとし、前記直
流コンデンサを介して接続される各半導体電力変換装置
のうち少なくとも１つの半導体電力変換装置を構成する
パワーデバイスの前記自己消弧型半導体素子チップと前
記ダイオードチップとの総チップ数に対する前記自己消
弧型半導体素子チップ数の占有率を、他の半導体電力変
換装置における前記自己消弧型半導体素子チップ数の占
有率と異ならせたものである。
【００２４】また、前記各パワーデバイスは、同一面積
を有する半導体ウェーハ上に自己消弧型半導体素子領域
と、ダイオード領域と、前記自己消弧型半導体素子領域
と前記ダイオード領域とを分離する分離帯と、ゲート領
域とを有しており、前記直流コンデンサを介して接続さ
れる各半導体電力変換装置のうち少なくとも１つの半導
体電力変換装置を構成するパワーデバイスの前記自己消
弧型半導体素子領域と前記ダイオード領域との総占有面
積に対する前記自己消弧型半導体素子領域の占有率と、
他の半導体電力変換装置における前記自己消弧型半導体
素子領域の占有率とを異ならせたものである。
【００２５】また、前記パワーデバイスの自己消弧型半
導体素子チップは、絶縁ゲート型バイポーラトランジス
タ、または電子注入促進型トランジスタとしたものであ
る。
【００２６】また、前記パワーデバイスの自己消弧型半
導体素子領域は、ゲート転流型ターンオフサイリスタと
したものである。
【００２７】また、前記パワーデバイスのダイオードチ
ップは、シリコンカーバイトダイオードチップとしたも
のである。
【００２８】また、前記少なくとも複数の半導体電力変
換装置を構成するパワーデバイスは、少なくとも同一外
形を有する冷却片により冷却されるものである。
【００２９】
【発明の実施の形態】実施の形態１．図１は本発明の実
施の形態１に係る電力変換システムを示す構成図であ
る。図１において、１は図示しない交流電源に接続され
る半導体電力変換装置、２は図示しない電動機に接続さ
れる半導体電力変換装置、３は半導体電力変換装置１と
半導体電力変換装置２を並列接続するための直流コンデ
ンサ、４は交流電源に接続される端子、５は電動機に接
続される端子である。
【００３０】半導体電力変換装置１について、６は逆導
通型パワーデバイス、７は自己消弧型半導体素子の一例
としてのＩＥＧＴ、８はダイオードであって、ＩＥＧＴ
７に逆並列にダイオード８が接続されている。半導体電
力変換装置２について、９は逆導通型パワーデバイス、
１０は自己消弧型半導体素子の一例としてのＩＥＧＴ、
１１はダイオードであって、ＩＥＧＴ１０に逆並列にダ
イオード１１が接続されている。
【００３１】図２は逆導通型パワーデバイス６のパッケ
ージ内部のチップ配列を、図３は逆導通型パワーデバイ
ス９のパッケージ内部のチップ配列を示した図である。
逆導通型パワーデバイス６についてはＩＥＧＴのチップ
７の数を２６個、ダイオードチップ８の数を１６個と
し、全チップ数を４２個とする。また逆導通型パワーデ
バイス９については、ＩＥＧＴのチップ１０の数を３０
個、ダイオードチップ１１の数を１２個とし、全チップ
数を逆導通型パワーデバイス６と同じ４２個とする。全
チップ数を同一とすることによって、逆導通型パワーデ
バイス６と逆導通型パワーデバイス９は電極面積が等し
いパッケージに収納することができる。
【００３２】図４、図５には逆導通型パワーデバイス６
の導通電流に対するスイッチング損失特性とオン電圧特
性を示す。図６、図７には逆導通型パワーデバイス６に
用いられている個々のチップ特性から導き出される逆導
通型パワーデバイス９の導通電流に対するスイッチング
損失特性とオン電圧特性を示す。図中、ＥｏｆｆはＩＥ
ＧＴのターンオフ損失、ＥｏｎはＩＥＧＴのターンオン
損失、Ｅｒｅｃはダイオードの逆回復損失である。ま
た、Ｉｆ−ＶｆはＩＥＧＴのオン電圧特性であり、Ｉｒ
−Ｖｒはダイオードのオン電圧特性である。例えば、順
方向電流が１５００Ａの場合、逆導通型パワーデバイス
６は４．９Ｖ（図５.Ｉｆ−Ｖｆ参照）、逆導通型パワ
ーデバイス９は４．５Ｖ（図７．Ｉｆ−Ｖｆ参照）のＯ
Ｎ電圧を示す。また、逆方向電流が１５００Ａの場合、
逆導通型パワーデバイス６は３．６Ｖ（図５．Ｉｒ−Ｖ
ｒ参照）、逆導通型パワーデバイス９は４．２Ｖ（図
７．Ｉｒ−Ｖｒ参照）のＯＮ電圧を示す。特に、図５と
図７に顕著に示されているような異なったオン電圧を持
たせることによって、同じ電流を逆導通型パワーデバイ
ス６と逆導通型パワーデバイス９に流した場合には、発
生熱量を異ならせることができる。
【００３３】図８は、逆導通型パワーデバイス６，１０
をヒートシンクなどの冷却片を用いて水冷冷却する場合
を仮定し、逆導通型パワーデバイス６，１０の接合温度
の冷却水の温度からの上昇温度に対する半導体電力変換
装置１，２の順変換可能電力と逆変換可能電力の計算結
果をグラフで図示している。計算条件としては、直流電
圧２．７ｋＶ、交流電圧３．３ｋＶｒｍｓ、スイッチン
グ周波数２５０Ｈｚを使用した。
【００３４】水温からの接合温度上昇を８５度許容した
場合において、逆導通型パワーデバイス６から構成され
る半導体電力変換装置１の順変換可能電力の最大値は６
ＭＶＡ程度であり、逆変換可能電力の最大値は５ＭＶＡ
程度である。一方、逆導通型パワーデバイス９から構成
される半導体電力変換装置２の順変換可能電力の最大値
は４．５ＭＶＡ程度であり、逆変換可能電力の最大値は
５．５ＭＶＡ程度となる。
【００３５】電動機が力行運転の場合には、半導体電力
変換装置１は順変換動作、半導体電力変換装置２は逆変
換動作となる。図８から理解できることは、力行運転の
場合には半導体電力変換装置１の順変換可能電力の最大
値６ＭＶＡは、半導体電力変換装置２の逆変換可能電力
の最大値５．５ＭＶＡを越えることができるということ
である。従来のように、例えば逆導通パワーデバイス９
のみを用いて半導体電力変換装置１および２を構成した
場合には、順変換可能電力の最大値は４．５ＭＶＡとな
り、逆変換可能電力の最大値５．５ＭＶＡを超えること
ができない。
【００３６】従って、半導体電力変換装置１の順変換可
能電力の最大値４．５ＭＶＡによって逆変換電力容量が
抑えられる。たとえ半導体電力変換装置２の逆変換可能
電力の最大値が５．５ＭＶＡ程度あったとしても、その
特性を十分に活かすことができない。つまり、可変速駆
動可能な電動機の容量が低減されることになる。
【００３７】このように、同一パッケージに収納されて
はいるが、自己消弧型半導体素子７とダイオード８の総
面積に対する自己消弧型半導体素子７の占有率を、自己
消弧型半導体素子１０とダイオード１１の総面積に対す
る自己消弧型半導体素子１０の占有率を異ならせた逆導
通型パワーデバイスを使用して、交流電源に接続されて
逆変換電力容量が必要な半導体電力変換装置１には自己
消弧型半導体素子７の占有率が低い逆導通型パワーデバ
イス６を適用し、電動機に接続されて逆変換電力容量が
必要な半導体電力変換装置２には自己消弧型半導体素子
１０の占有率が高い逆導通型パワーデバイス９を適用す
ることによって、より大きな電動機を駆動することがで
きる。
【００３８】なお、電動機を駆動する場合には、回転速
度を制動すると電動機に交流逆起電力が生じ、回生電力
が半導体電力変換装置２に入力される。この回生電力
は、通常、電動機の力行運転に必要な電力よりも小さ
い。従って、図８において半導体電力変換装置２の順変
換可能電力の最大値４．５ＭＶＡが、半導体電力変換装
置１の逆変換可能電力の最大値５ＭＶＡより小さいけれ
ども実用上の問題は生じない。
【００３９】実施の形態２．図９は図１に示した本実施
の形態１に係る電力変換システムにおける半導体電力変
換装置１の逆導通型パワーデバイスの自己消弧型半導体
素子領域とダイオード領域との総占有面積に対する前記
自己消弧型半導体素子領域の占有率と、他の半導体電力
変換装置２の逆導通型パワーデバイスにおける前記自己
消弧型半導体素子領域の占有率とを異ならせた電力変換
システムの構成図である。図９において、半導体電力変
換装置１について、１２は逆導通型パワーデバイス、１
３は自己消弧型半導体素子としてのＧＣＴ、１４はダイ
オードであって、ＧＣＴ１３に逆並列にダイオード１４
が接続されている。半導体電力変換装置２について、１
５は逆導通型パワーデバイス、１６は自己消弧型半導体
素子としてのＧＣＴ、１７はダイオードであって、ＧＣ
Ｔ１６に逆並列にダイオード１７が接続されている。
【００４０】図１０は逆導通型パワーデバイス１２のパ
ッケージ内部のウェーハを、図１１は逆導通型パワーデ
バイス１５のパッケージ内部のウェーハを示した図であ
る。図において、１８はゲート領域、１９はＧＣＴ領域
とダイオード領域との分離帯である。逆導通型パワーデ
バイス１２については、例えばＧＣＴ領域１３を７０
％、ダイオード領域１４を３０％とし、逆導通型パワー
デバイス１５については、ＧＣＴ領域１６を６０％、ダ
イオード領域１７を４０％としている。ウェーハの総面
積を同一とすることによって、逆導通型パワーデバイス
１２と逆導通型パワーデバイス１５を電極面積が等しい
パッケージに収納することができる。
【００４１】ＩＥＧＴの場合について前述したことから
類推できるように、図１０と図１１に示す逆導通型パワ
ーデバイス１２，１５は同一パッケージに収納されては
いるが、異なるスイッチング損失特性とオン電圧特性を
示すことができる。このように異なる特性を持たせるこ
とによって、同じ電流を逆導通型パワーデバイス１２と
逆導通型パワーデバイス１５に流した場合には、発生熱
量を異ならせることができる。
【００４２】したがって、同一パッケージに収納されて
はいるが、自己消弧型半導体素子１３とダイオード１４
の総面積に対する自己消弧型半導体素子１３の占有率
を、自己消弧型半導体素子１６とダイオード１７の総面
積に対する自己消弧型半導体素子１６の占有率と異なら
せた逆導通型パワーデバイスを適用して、交流電源に接
続されて逆変換電力容量が必要な半導体電力変換装置１
には自己消弧型半導体素子１３の占有率が低い逆導通型
パワーデバイス１２を適用し、例えば電動機に接続され
て逆変換電力容量が必要な半導体電力変換装置２には自
己消弧型半導体素子１６の占有率が高い逆導通型パワー
デバイス１５を適用することによって、より大きな電動
機を駆動することができる。
【００４３】以上のように、上記実施の形態１および２
では、図２，図３にゲート電圧駆動型の逆導通型パワー
デバイスの一例としてＩＥＧＴを、また図１０，図１１
にゲート電流駆動型の逆導通型パワーデバイスの一例と
してＧＣＴを示すことによって本発明を説明した。ま
た、説明の便宜上から具体的なＩＥＧＴチップやダイオ
ードチップの個数やＧＣＴ領域やダイオード領域の面積
などについて定量的数値を用いたが、本発明はこれら説
明の中で用いた数値に限定されるものではない。
【００４４】例えば、スイッチング損失特性やオン電圧
特性自体が異なれば、チップ数や面積などの変更が当然
のことながら必要となる。また、電極の形状が円ではな
く正方形などの別の形状であっても、同じ電極面積を持
つパッケージに収められて、同一の電流を流した場合に
発生熱量が異なる逆導通型パワーデバイスを用いて半導
体電力変換装置を構成することによって、本発明の目的
を達成することができる。更に、モジュール型ＩＧＢＴ
についても、複数のＩＧＢＴチップとダイオードチップ
を備えていることから、本発明を適用することには何ら
問題がないし、同等の効果が得られることは言うまでも
ない。
【００４５】実施の形態３．上記実施の形態１で述べた
ように、半導体電力変換装置１および２に適用するパワ
ーデバイス６および９の許容接合温度を等しく設計する
ことにより、半導体電力変換装置１および２に電極面積
が等しいパッケージに収納されてはいるが、同一の電流
を流した場合に発生熱量が異なる逆導通型パワーデバイ
スを使用した場合に、同じ冷却片（ヒートシンク）を用
いることが可能となる。
【００４６】図１２は本実施の形態３に係る電力変換シ
ステムの具体的な外観構成を示しており、図において、
２０は加圧用構造体、２１は冷却片である。逆導通型パ
ワーデバイス６は冷却片２１により冷却される。逆導通
型パワーデバイス６は逆導通型パワーデバイス９と同じ
電極面積を持つことから、それらは単純に置換すること
ができる。全く同一の冷却片２１を用いることができる
ことから、例えば図１の半導体電力変換装置１，２を、
順逆変換容量を異ならせても全く同じ部品を使うことが
できる共用可能な構造によって実現することができる。
【００４７】なお、図１２においては、ゲート駆動回
路、スナバ回路などの周辺回路は省略している。
【００４８】実施の形態４．図１では直流コンデンサに
２台の半導体電力変換装置１，２が並列接続された電力
変換システムを示したが、更なる大容量化の要求に応え
るためには、その並列接続数を増加することが考えられ
る。図１３には限流リアクトル２２を介して２台の半導
体電力変換装置１，２を並列に接続し、直流コンデンサ
３には合計４台の半導体電力変換装置１，２が並列に接
続された電力変換システムを示している。半導体電力変
換装置１，２の並列接続数は必要な電力容量に応じて増
減が可能である。このような場合においても、例えば実
施の形態１または２において説明した本発明から得られ
る効果は同等である。
【００４９】実施の形態５．図２，図３で示したよう
に、本実施の形態１〜４における逆導通型パワーデバイ
スについて、現時点ではダイオードチップ７，１０に
は、シリコンダイオードが用いられるのが一般的であ
る。しかしながら、ダイオードチップ７，１０を特にシ
リコンカーバイドダイオードを用いることによって、低
損失化を図ることができる。このシリコンカーバイドダ
イオードの低損失特性を活かすことによって、ダイオー
ドチップ数の低減が可能となる。つまり、自己消弧型半
導体素子チップ７，１０の総チップ数に対する占有率
を、現状のシリコンダイオードを用いている場合よりも
大きく異ならせることができる。従って、より容量の大
きな電動機を駆動することができるという本発明の効果
をより顕著なものとすることができる。
【００５０】実施の形態６．上記実施の形態１および実
施の形態３では、半導体電力変換装置１，２を各相の出
力端子４，５に直流電源の２レベルを出力できる２レベ
ル電力変換装置を用いた。これは最も普及している回路
構成を用いることによって発明の普遍性を示すという意
図によるものである。つまり半導体電力変換装置１，２
の回路構成は２レベル電力変換装置に限定される必要は
なく、例えば図１４に示す各相の出力端子４に直流電源
の３レベルを出力できる３レベル電力変換装置にも適用
できる。この場合には、各相に２つのクランプダイオー
ド２３が追加的に必要となり、直流コンデンサ３は分割
されて３つのレベルの電位を形成する。
【００５１】また、２レベル電力変換装置であっても逆
導通型パワーデバイスの直列接続が適用されたものなど
にも広く適用することが可能である。即ち、本発明は半
導体電力変換装置１、２の回路構成を特に限定するもの
では決してない。
【００５２】
【発明の効果】以上のように、この発明に係る電力変換
システムによれば、各パワーデバイスは、自己消弧型半
導体素子と前記自己消弧型半導体素子に逆並列接続され
るダイオードとを構成要素として備え、前記各半導体電
力変換装置は全て同一の回路構成を有し、各々の半導体
電力変換装置を構成するパワーデバイスは、他の半導体
電力変換装置を構成するパワーデバイスとは異なる特性
を有する構成したので、直流コンデンサに接続される複
数の半導体電力変換装置の順変換容量や逆変換容量を異
ならせることができる。従って、様々な負荷に応じてよ
り適切な半導体電力変換装置を選定可能となるととも
に、回路構成を同一とすることにより電力変換システム
の製品コストが低減できる。
【００５３】また、少なくとも電極面積が等しいパッケ
ージに収納されてはいるが、同一の電流を流した場合に
発生熱量が異なるパワーデバイスにより半導体電力変換
装置を構成したので、同一のパッケージに収納されたパ
ワーデバイスを適用しながら直流コンデンサに接続され
る複数の半導体電力変換装置の順変換容量や逆変換容量
を異ならせることができる。従って、様々な負荷に応じ
てより適切な半導体電力変換装置を選定可能となるとと
もに、パワーデバイスのパッケージを同一とすることに
より半導体電力変換装置の、ひいては電力変換システム
の製品コストが低減できる。
【００５４】また、各半導体電力変換装置に用いられる
パワーデバイスの構成要素である自己消弧型半導体素子
と、前記自己消弧型半導体素子に逆並列接続されるダイ
オードとの占有面積を総占有面積とした場合の前記自己
消弧型半導体素子の占有率を、他の半導体電力変換装置
における前記自己消弧型半導体素子の占有率と異ならせ
たことにより、スイッチング特性やオン電圧特性を異な
らせるが同一パッケージに収められるパワーデバイスを
用いて半導体電力変換装置を構成したので、直流コンデ
ンサに接続される複数の半導体電力変換装置の順変換容
量や逆変換容量を異ならせることができる。従って、様
々な負荷に応じてより適切な半導体電力変換装置を選定
可能となるとともに、パワーデバイスのパッケージを同
一とすることにより半導体電力変換装置の、ひいては電
力変換システムの製品コストが低減できる。
【００５５】また、自己消弧型半導体素子の占有率が大
きいパワーデバイスを用いて、順変換される電力が逆変
換される電力よりも大きくなる半導体電力変換装置を構
成するので、電力変換システムの駆動可能な負荷とし
て、例えば、電動機を大容量化することができる。
【００５６】また、複数の自己消弧型半導体素子チップ
と複数のダイオードチップから構成されており、自己消
弧型半導体素子チップの総チップ数に対する占有率を異
ならせたパワーデバイスを用いて半導体電力変換装置を
構成したので、直流コンデンサに接続される複数の半導
体電力変換装置の順変換容量や逆変換容量を異ならせる
ことができる。従って、様々な負荷に応じてより適切な
半導体電力変換装置を選定可能となる。また、チップ自
体は同じ特性を有するものを適用することにより、半導
体電力変換装置ひいては電力変換システムの製品コスト
を低減できる。
【００５７】また、同一半導体ウェーハ上に自己消弧型
半導体素子領域とダイオード領域と自己消弧型半導体素
子領域とダイオード領域との分離帯とゲート領域を形成
し、自己消弧型半導体素子領域の総有効面積に対する占
有率を異ならせたパワーデバイスを用いて半導体電力変
換装置を構成したので、直流コンデンサに接続される複
数の半導体電力変換装置の順変換容量や逆変換容量を異
ならせるごとができる。従って、様々な負荷に応じてよ
り適切な半導体電力変換装置を選定可能となる。
【００５８】また、複数の絶縁ゲート型バイポーラトラ
ンジスタチップまたは電子注入促進型トランジスタチッ
プと複数のダイオードチップから構成されており、絶縁
ゲート型バイポーラトランジスタチップまたは電子注入
促進型トランジスタチップの総チップ数に対する占有率
を異ならせたパワーデバイスを用いて半導体電力変換装
置を構成したので、直流コンデンサに接続される複数の
半導体電力変換装置の順変換容量や逆変換容量を異なら
せることができる。従って、様々な負荷に応じてより適
切な半導体電力変換装置を選定可能となる。また、チッ
プ自体は同じ特性をもつものを適用することにより半導
体電力変換装置の、ひいては電力変換システムの製品コ
ストを低減できる。
【００５９】また、同一ウェーハ上に形成されるゲート
転流型ターンオフサイリスタ領域とダイオード領域の総
有効面積に対するゲート転流型ターンオフサイリスタ領
域の占有率を異ならせたパワーデバイスを用いて半導体
電力変換装置を構成したので、直流コンデンサに接続さ
れる複数の半導体電力変換装置の順変換容量や逆変換容
量を異ならせることができる。従って、様々な負荷に応
じてより適切な半導体電力変換装置を選定可能となる。
【００６０】また、複数の絶縁ゲート型バイポーラトラ
ンジスタチップまたは電子注入促進型トランジスタチッ
プと複数のシリコンカーバイドダイオードチップから構
成されたパワーデバイスを用いて半導体電力変換装置を
構成したので、半導体電力変換装置を、ひいては電力変
換システムを低損失化できる。
【００６１】また、半導体電力変換装置を構成する全て
のパワーデバイスを同じ冷却片（ヒートシンク）によっ
て冷却したので、同じ構成部品を用いて順変換容量や逆
変換容量が異なる半導体電力変換装置を製造可能とな
る。従って、半導体電力変換装置の、ひいては電力変換
システムの製品コストを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態１に係る電力変換システ
ムの回路図である。
【図２】 本発明の実施の形態１に係る逆導通型パワー
デバイスを示す図である。
【図３】 本発明の実施の形態１に係る逆導通型パワー
デバイスを示す図である。
【図４】 本発明の実施の形態１に係る逆導通型パワー
デバイスの特性を示す図である。
【図５】 本発明の実施の形態１に係る逆導通型パワー
デバイスの特性を示す図である。
【図６】 本発明の実施の形態１に係る逆導通型パワー
デバイスの特性を示す図である。
【図７】 本発明の実施の形態１に係る逆導通型パワー
デバイスの特性を示す図である。
【図８】 本発明の実施の形態１に係る半導体電力変換
装置の順逆変換電力容量を示す図である。
【図９】 本発明の実施の形態２に係る電力変換システ
ムの回路図である。
【図１０】 本発明の実施の形態２に係る逆導通型パワ
ーデバイスを示す図である。
【図１１】 本発明の実施の形態２に係る逆導通型パワ
ーデバイスを示す図である。
【図１２】 本発明の実施の形態３に係る圧接構造体に
組込んだスタック構造を示す図である。
【図１３】 本発明の実施の形態４に係る電力変換シス
テムの回路図である。
【図１４】 本発明の実施の形態６に係る３レベル電力
変換装置を用いた電力変換システムの回路図である。
【図１５】 従来の電力変換システムの回路図である。
【符号の説明】
１ 半導体電力変換装置、２ 半導体電力変換装置、３
直流コンデンサ、４出力端子、５ 出力端子、６ 逆
導通型パワーデバイス、７ 自己消弧型半導体素子、８
ダイオード、９ 逆導通型パワーデバイス、１０ 自
己消弧型半導体素子、１１ ダイオード、１２ 逆導通
型パワーデバイス、１３ ＧＣＴ領域、１４ ダイオー
ド領域、１５ 逆導通型パワーデバイス、１６ ＧＣＴ
領域、１７ ダイオード領域、１８ ゲート領域、１９
分離体、２０ 加圧用構造体、２１ 冷却片、２２
限流リアクトル、２３ クランプダイオード、２４ 単
相コンバータ、２５ ３相コンバータ、２６ 直流コン
デンサ、２７ 単相交流電源、２８ 誘導電動機。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5H007 BB06 CA01 CA05 CB02 CB04 CB05 CC04 CC05 CC07 CC12 CC35 HA04

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 直流コンデンサと冷却片により冷却され
    る複数のパワーデバイスから構成されて負荷に接続され
    る出力端子を有する少なくとも複数の半導体電力変換装
    置を有し、前記直流コンデンサを介して前記複数の半導
    体電力変換装置が並列に接続される電力変換システムに
    おいて、 前記各パワーデバイスは、自己消弧型半導体素子と前記
    自己消弧型半導体素子に逆並列接続されるダイオードと
    を構成要素として備え、 前記各半導体電力変換装置は全て同一の回路構成を有
    し、前記直流コンデンサを介して接続される各半導体電
    力変換装置のうち少なくとも１つの半導体電力変換装置
    を構成するパワーデバイスは、他の半導体電力変換装置
    を構成するパワーデバイスとは異なる特性を有すること
    を特徴とする電力変換システム。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載の電力変換システムにお
    いて、 前記直流コンデンサを介して接続される各半導体電力変
    換装置のうち少なくとも１つの半導体電力変換装置を構
    成するパワーデバイスは、他の半導体電力変換装置を構
    成するパワーデバイスと少なくとも電極面積が等しいパ
    ッケージに収納され、同一の電流を流した場合に発生熱
    量が異なる特性を有することを特徴とする電力変換シス
    テム。
  3. 【請求項３】 請求項１または２に記載の電力変換シス
    テムにおいて、 前記直流コンデンサを介して接続される各半導体電力変
    換装置のうち少なくとも１つの半導体電力変換装置を構
    成するパワーデバイスの構成要素である自己消弧型半導
    体素子と、前記自己消弧型半導体素子に逆並列接続され
    るダイオードとの占有面積を総占有面積とした場合の前
    記自己消弧型半導体素子の占有率を、他の半導体電力変
    換装置における前記自己消弧型半導体素子の占有率と異
    ならせたことを特徴とする電力変換システム。
  4. 【請求項４】 請求項３に記載の電力変換システムにお
    いて、 前記各半導体電力変換装置のうち、順変換する電力が逆
    変換する電力よりも大きい半導体電力変換装置に適用さ
    れるパワーデバイスの前記自己消弧型半導体素子の占有
    率が、逆変換する電力が順変換する電力よりも大きい半
    導体電力変換装置に適用されるパワーデバイスの前記自
    己消弧型半導体素子の占有率に比べて小さくしたことを
    特徴とする電力変換システム。
  5. 【請求項５】 請求項３に記載の電力変換システムにお
    いて、 前記各半導体電力変換装置のうち、前記自己消弧型半導
    体素子の占有率が小さいパワーデバイスから構成される
    半導体電力変換装置は交流電源に接続し、 前記自己消弧型半導体素子の占有率が大きいパワーデバ
    イスから構成される半導体電力変換装置は電動機に接続
    したことを特徴とする電力変換システム。
  6. 【請求項６】 請求項３ないし５のいずれかに記載の電
    力変換システムにおいて、 前記各パワーデバイスは、複数の自己消弧型半導体素子
    チップと複数のダイオードチップとを構成要素とした総
    チップ数が同一なものとし、 前記直流コンデンサを介して接続される各半導体電力変
    換装置のうち少なくとも１つの半導体電力変換装置を構
    成するパワーデバイスの前記自己消弧型半導体素子チッ
    プと前記ダイオードチップとの総チップ数に対する前記
    自己消弧型半導体素子チップ数の占有率を、他の半導体
    電力変換装置における前記自己消弧型半導体素子チップ
    数の占有率と異ならせたことを特徴とする電力変換シス
    テム。
  7. 【請求項７】 請求項３ないし５のいずれかに記載の電
    力変換システムにおいて、 前記各パワーデバイスは、同一面積を有する半導体ウェ
    ーハ上に自己消弧型半導体素子領域と、ダイオード領域
    と、前記自己消弧型半導体素子領域と前記ダイオード領
    域とを分離する分離帯と、ゲート領域とを有しており、 前記直流コンデンサを介して接続される各半導体電力変
    換装置のうち少なくとも１つの半導体電力変換装置を構
    成するパワーデバイスの前記自己消弧型半導体素子領域
    と前記ダイオード領域との総占有面積に対する前記自己
    消弧型半導体素子領域の占有率と、他の半導体電力変換
    装置における前記自己消弧型半導体素子領域の占有率と
    を異ならせたことを特徴とする電力変換システム。
  8. 【請求項８】 請求項６に記載の半導体電力変換装置に
    おいて、 前記パワーデバイスの自己消弧型半導体素子チップは、
    絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ、または電子注入
    促進型トランジスタとしたことを特徴とする電力変換シ
    ステム。
  9. 【請求項９】 請求項７に記載の電力変換システムにお
    いて、 前記パワーデバイスの自己消弧型半導体素子領域は、ゲ
    ート転流型ターンオフサイリスタとしたことを特徴とす
    る電力変換システム。
  10. 【請求項１０】 請求項６に記載の電力変換システムに
    おいて、 前記パワーデバイスのダイオードチップは、シリコンカ
    ーバイトダイオードチップとしたことを特徴とする電力
    変換システム。
  11. 【請求項１１】 請求項１に記載の電力変換システムに
    おいて、 前記少なくとも複数の半導体電力変換装置を構成するパ
    ワーデバイスは、少なくとも同一外形を有する冷却片に
    より冷却されることを特徴とする電力変換システム。
JP2001139070A 2001-05-09 2001-05-09 電力変換システム Expired - Fee Related JP3621659B2 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001139070A JP3621659B2 (ja) 2001-05-09 2001-05-09 電力変換システム
US09/988,248 US6654260B2 (en) 2001-05-09 2001-11-19 Asymmetrical power converting apparatus employing self-arc-suppressing switches
CH02293/01A CH693195A5 (fr) 2001-05-09 2001-12-14 Dispositif convertisseur de puissance.

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001139070A JP3621659B2 (ja) 2001-05-09 2001-05-09 電力変換システム

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2002335680A true JP2002335680A (ja) 2002-11-22
JP3621659B2 JP3621659B2 (ja) 2005-02-16

Family

ID=18985909

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001139070A Expired - Fee Related JP3621659B2 (ja) 2001-05-09 2001-05-09 電力変換システム

Country Status (3)

Country Link
US (1) US6654260B2 (ja)
JP (1) JP3621659B2 (ja)
CH (1) CH693195A5 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011125784A1 (ja) * 2010-03-31 2011-10-13 株式会社 東芝 電気車制御装置

Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070223258A1 (en) * 2003-11-25 2007-09-27 Jih-Sheng Lai Multilevel converters for intelligent high-voltage transformers
US7050311B2 (en) 2003-11-25 2006-05-23 Electric Power Research Institute, Inc. Multilevel converter based intelligent universal transformer
US20070230226A1 (en) * 2003-11-25 2007-10-04 Jih-Sheng Lai Multilevel intelligent universal auto-transformer
US6954366B2 (en) 2003-11-25 2005-10-11 Electric Power Research Institute Multifunction hybrid intelligent universal transformer
JP4339757B2 (ja) * 2004-07-12 2009-10-07 株式会社日立製作所 車両用駆動発電システム
US7429855B2 (en) * 2004-09-20 2008-09-30 Hamilton Sundstrand Corporation Regenerative load bank with a motor drive
US7619906B2 (en) * 2005-03-01 2009-11-17 York International Corporation System for precharging a DC link in a variable speed drive
US7555912B2 (en) * 2005-03-01 2009-07-07 York International Corporation System for precharging a DC link in a variable speed drive
DE102005012371A1 (de) * 2005-03-09 2006-09-14 Siemens Ag Zwölfpuls-Hochspannungsgleichstromübertagung
WO2006112275A1 (ja) * 2005-04-15 2006-10-26 Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki マトリクスコンバータ装置
FR2915034B1 (fr) * 2007-04-12 2009-06-05 Schneider Toshiba Inverter Methode et systeme de gestion de la temperature dans un variateur de vitesse
CN102687270A (zh) * 2010-01-15 2012-09-19 三菱电机株式会社 电力用半导体模块
WO2011111175A1 (ja) * 2010-03-09 2011-09-15 三菱電機株式会社 パワー半導体モジュール、電力変換装置および鉄道車両
US8619395B2 (en) 2010-03-12 2013-12-31 Arc Suppression Technologies, Llc Two terminal arc suppressor
TWI424550B (zh) 2010-12-30 2014-01-21 Ind Tech Res Inst 功率元件封裝結構
JP6253409B2 (ja) * 2011-07-11 2017-12-27 三菱電機株式会社 電力用半導体モジュール
US9099930B2 (en) 2012-06-22 2015-08-04 General Electric Company Power converter and method of assembling the same
US8942020B2 (en) * 2012-06-22 2015-01-27 General Electric Company Three-level phase leg for a power converter
EP2830218B1 (en) * 2013-07-23 2021-04-28 Infineon Technologies AG Thermal observer and overload protection for power switches
US20150229203A1 (en) * 2014-02-12 2015-08-13 Gholamreza Esmaili Smart Resistor-Less Pre-Charge Circuit For Power Converter
CN105743361B (zh) * 2014-12-12 2018-10-09 台达电子工业股份有限公司 功率转换器的排布版图
CA3063970C (en) * 2017-05-18 2024-02-06 Nvent Services Gmbh Universal power converter

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61288780A (ja) 1985-06-13 1986-12-18 Toshiba Corp 電力変換装置の制御方法
US4965710A (en) * 1989-11-16 1990-10-23 International Rectifier Corporation Insulated gate bipolar transistor power module
JP2809026B2 (ja) * 1992-09-30 1998-10-08 三菱電機株式会社 インバ−タ装置およびインバ−タ装置の使用方法
US5625548A (en) * 1994-08-10 1997-04-29 American Superconductor Corporation Control circuit for cryogenically-cooled power electronics employed in power conversion systems
JP3383588B2 (ja) * 1998-08-04 2003-03-04 株式会社東芝 電力変換装置
JP3641793B2 (ja) * 1999-01-21 2005-04-27 東芝三菱電機産業システム株式会社 インバータ装置

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011125784A1 (ja) * 2010-03-31 2011-10-13 株式会社 東芝 電気車制御装置
US8847521B2 (en) 2010-03-31 2014-09-30 Kabushiki Kaisha Toshiba Electric-vehicle control apparatus
US8890455B2 (en) 2010-03-31 2014-11-18 Kabushiki Kaisha Toshiba Electric vehicle control device
EP2555409A4 (en) * 2010-03-31 2017-12-27 Kabushiki Kaisha Toshiba Electric vehicle control device

Also Published As

Publication number Publication date
US6654260B2 (en) 2003-11-25
US20020167825A1 (en) 2002-11-14
CH693195A5 (fr) 2003-03-27
JP3621659B2 (ja) 2005-02-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3621659B2 (ja) 電力変換システム
KR102048168B1 (ko) 마트료시카 컨버터
JP4169761B2 (ja) 変換器回路、少なくとも１つのスイッチング・デバイスを有する回路および回路モジュール
JP5113078B2 (ja) 多数の電圧レベルを切換えるためのスイッチギアセル及び変換器回路
Ozpineci et al. Effects of silicon carbide (SiC) power devices on HEV PWM inverter losses
WO2011111175A1 (ja) パワー半導体モジュール、電力変換装置および鉄道車両
KR101387515B1 (ko) 파워 반도체 모듈, 전력 변환 장치, 및 철도 차량
Steimer et al. IGCT technology baseline and future opportunities
Steimer et al. IGCT devices-applications and future opportunities
Carroll Power electronics for very high power applications
KR20090126993A (ko) 전력회생이 가능한 멀티레벨 컨버터용 모듈 및 이를 이용한멀티레벨 컨버터
JPWO2018135159A1 (ja) ３レベル・インバータ
Lyons et al. Innovation IGCT main drives
CA2894127A1 (en) Switching stage, energy conversion circuit, and conversion stage for wind turbines comprising the energy conversion circuit
JP5264863B2 (ja) パワー半導体モジュール、電力変換装置および鉄道車両
Lim et al. Design of 100 kVA SiC power converter for aircraft electric starter generator
JP3171551B2 (ja) 高電圧出力電力変換装置
WO2019236861A1 (en) Scalable multi-level power converter
CN107546974B (zh) 具有级联二极管电路的升压电路和逆变器拓扑
JPH07111784A (ja) 電力変換装置
Lei et al. Extreme high power density T-modular-multilevel-converter for medium voltage motor drive
JPH1093085A (ja) 半導体デバイスのパッケージ及びそれを用いた電力変換装置
Shakweh Power devices for medium voltage PWM converters
Akagi Prospects of new technologies for power electronics in the 21st century
Wu et al. Current status of multi-megawatt AC drives

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20040824

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20040831

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20041026

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: 20041116

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20041118

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: 20071126

Year of fee payment: 3

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081126

Year of fee payment: 4

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081126

Year of fee payment: 4

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091126

Year of fee payment: 5

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091126

Year of fee payment: 5

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101126

Year of fee payment: 6

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111126

Year of fee payment: 7

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121126

Year of fee payment: 8

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121126

Year of fee payment: 8

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131126

Year of fee payment: 9

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees