JP2003061365A - 電力変換装置 - Google Patents

電力変換装置

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JP2003061365A JP2001241723A JP2001241723A JP2003061365A JP 2003061365 A JP2003061365 A JP 2003061365A JP 2001241723 A JP2001241723 A JP 2001241723A JP 2001241723 A JP2001241723 A JP 2001241723A JP 2003061365 A JP2003061365 A JP 2003061365A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】低コストかつコンパクトで低インダクタンス構
造の電力変換装置を提供する。 【解決手段】複数個のスイッチング素子を並列接続した
電力変換装置において、各スイッチング素子のP極及び
N極端子に接続される導体を近接する面が向かい合った
L型形状にすると共に、絶縁シートをP極及びN極導体
の近接する面に沿って貼り付け、導体に固定した絶縁シ
ート間に隙間を作ることで沿面絶縁距離を確保する構造
とすることで、低コストかつコンパクト化することがで
き、さらに配線インダクタンスを低減することができ
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、複数個のハーフブ
リッジ型スイッチング素子を並列接続した電力変換装置
に関する。
【0002】
【従来の技術】スイッチング素子を用いた電力変換装置
において、スイッチング時に発生するロスはスイッチン
グ速度を速くすることで低減できることが知られてい
る。一方、スイッチングを速くするとスイッチング時の
サージ電圧が上がる。スイッチング時のサージ電圧はL
(di/dt)によるものが大きいことも知られている
(オーム社「パワーエレクトロニクス回路」P−3
3)。
【0003】つまり、スイッチングを速くすればロスは
減るがサージ電圧が大きくなるという課題があり、その
解決策はL(インダクタンス)を減らすことである。ス
イッチング素子端子とフィルタコンデンサ端子間を接続
する導体にはパワーボードを用いて配線インダクタンス
を低減させる方法が普及し、広く用いられている。
【0004】図11は従来の電力変換装置におけるイン
バータ構造の斜視図である。図において、パワーボード
10はスナバコンデンサ7のパッケージに平行配置され
たリード端子7aと共にハーフブリッジ型スイッチング
素子などのスイッチング素子1の端子1aにスイッチン
グ素子接続ネジ1bを用いて固定されている。
【0005】このような構成により、スイッチング素子
のP極及びN極間の配線インダクタンスは最小となり、
スナバコンデンサも最短で接続できるので、スイッチン
グ時に発生するサージ電圧を低減させ、装置の性能及び
信頼性は向上できる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】また、従来の他のイン
バータ構造は、図12に示すように、小型のパッケージ
型スイッチング素子ではスイッチング素子1の端子間の
ピッチが小さいので簡単な絶縁によるパワーボードを構
成するスペースが無く高価格なものとなるので、価格を
優先させるために単なる平行導体としてきた。すなわ
ち、P極導体2とN極導体3はスナバコンデンサ7のパ
ッケージに平行配置されたリード端子7aと共にスイッ
チング素子1の端子1aにスイッチング素子接続ネジ1
bを用いて固定されている。
【0007】この構成ではP極及びN極の導体間が密着
していないため、配線インダクタンスは大きくスイッチ
ング時のサージ電圧が高くなり、スイッチング素子が破
損する恐れがある。
【0008】また、従来のさらに他のインバータ構造
は、図13に示すように、L型形状の導体を採用する場
合でもP極及びN極の導体で絶縁物を挟んで密着させる
構造が採られている。すなわち、P極導体2とN極導体
3は空間・沿面絶縁距離を確保するために絶縁板9を挟
み込み、絶縁板9の大きさに合わせて導体スペーサ8を
介してスイッチング素子1の端子1aにスナバコンデン
サ7のパッケージに平行配置されたリード端子7aと共
にスイッチング素子接続ネジ1bを用いて固定されてい
る。
【0009】この構成ではそれぞれの導体間の沿面絶縁
距離を確保するために導体スペーサを介して導体とスイ
ッチング素子の端子間を接続する複雑な構造となってい
る。本発明は上記情況に鑑みてなされたもので、その課
題は低コストでかつコンパクト化を図り低インダクタン
ス構造の電力変換装置を提供することである。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記課題を達成するため
に、請求項1は、複数個のスイッチング素子を並列接続
した電力変換装置において、各スイッチング素子のP極
及びN極端子に接続される導体を近接する面が向かい合
ったL型形状にすると共に、絶縁シートをP極及びN極
導体の近接する面に沿って貼り付け、前記導体に固定し
た絶縁シート間に隙間を作ることで沿面絶縁距離を確保
する構造としたことを特徴とする。
【0011】請求項2は、請求項1記載の電力変換装置
において、P極及びN極導体の近接する面に沿って絶縁
シートを絶縁リベットで固定したことを特徴とする。請
求項3は、請求項1記載の電力変換装置において、P極
及びN極導体の近接する面に沿って絶縁シートを絶縁リ
ベットで固定すると共にP極及びN極導体間を絶縁材で
固定することにより、1つの構成部品としたことを特徴
とする。
【0012】請求項1ないし請求項3記載の発明による
と、複数個のスイッチング素子の接続導体をL型形状に
して絶縁シートと絶縁リベットの使用だけで絶縁距離を
確保し、且つ配線インダクタンスを低減する構造として
いるので、小型のパッケージ型スイッチング素子でも高
価なパワーボードを使わずに配線インダクタンスを低減
し、コンパクトな実装とすることができる。
【0013】請求項4は、請求項1記載の電力変換装置
において、スナバコンデンサのパッケージからスイッチ
ング素子のP極及びN極端子間においてスナバコンデン
サの向かい合うリード端子面を近接する形状としたこと
を特徴とする。
【0014】請求項5は、請求項1記載の電力変換装置
において、スナバコンデンサのパッケージから接続導体
間においてスナバコンデンサの向かい合うリード端子面
を近接する形状とし、スナバコンデンサのリード端子を
L型導体を介して各スイッチング素子に接続すること
で、スナバコンデンサとP極及びN極導体が1つの構成
部品としたことを特徴とする。請求項4及び請求項5に
よると、一層の配線インダクタンスの低減、コンパクト
な実装の電力変換装置とすることができる。
【0015】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図を用
いて説明する。図1は本発明の第1実施形態(請求項1
対応)の斜視図であり、図2は図1の導体部分の背面図
である。
【0016】図に示すように、複数個のスイッチング素
子1に接続されるP極導体2とN極導体3は、近接する
面が向かい合うL型形状の絶縁シート4をそれぞれのL
型形状の導体が近接する面に沿って貼り付けられたもの
をスナバコンデンサ7のパッケージに平行配置されたリ
ード端子7aと共にスイッチング素子1の端子1aにス
イッチング素子接続ネジ1bを用いて接続する構造とし
ている。
【0017】絶縁シート4はP極導体2とN極導体3の
スイッチング素子接続部分に合わせてスイッチング素子
の端子形状に切り取っている。したがって、P極導体2
とN極導体3を近接させた時、絶縁シート4間に若干の
隙間を作ることで沿面絶縁距離を確保する構成としてい
る。
【0018】図3は本発明の第2実施形態(請求項2対
応)の斜視図であり、図4は図3の導体部分の背面斜視
図、図5は図3をA方向からみた側面図である。図に示
すように、複数個のスイッチング素子に接続するP極導
体2とN極導体3は、近接する面が向かい合うL型形状
の絶縁シート4をそれぞれのL型形状の導体が近接する
面に沿って絶縁リベット5にて固定されたものを、スナ
バコンデンサ7のパッケージに平行配置されたリード端
子7aと共にスイッチング素子1の端子1aにスイッチ
ング素子接続ネジ1bを用いて接続する構造としてい
る。
【0019】絶縁シート4はP極導体2とN極導体3の
スイッチング素子接続部分に合わせてスイッチング素子
の端子形状に切り取っている。また絶縁シート4を固定
する絶縁リベット5はP極導体2とN極導体3を近接さ
せた時の沿面絶縁距離を確保する隙間を構成している。
【0020】この隙間は図5に示すように、スイッチン
グ素子1のP極及びN極端子間の沿面絶縁距離11は絶
縁シート4を固定する絶縁リベット5で確保された隙間
によって必要な距離を満たす構造となっている。
【0021】図6は本発明の第3実施形態(請求項3対
応)の斜視図であり、図7は図6の導体部分の背面斜視
図、図8は図6をA方向からみた側面図である。図に示
すように、複数個のスイッチング素子1に接続するP極
導体2とN極導体3は近接する面が向かい合うL型形状
の絶縁シート4をそれぞれのL型形状の導体が近接する
面に沿って絶縁リベット5と絶縁材6で固定したものを
スナバコンデンサ7のパッケージに平行配置されたリー
ド端子7aと共にスイッチング素子1の端子1aにスイ
ッチング素子接続ネジ1bを用いて接続する構造として
いる。
【0022】絶縁シート4はP極導体2とN極導体3の
スイッチング素子接続部分に合わせてスイッチング素子
の端子形状に切り取っている。また絶縁シート4を固定
する絶縁リベット5はP極導体2とN極導体3を近接さ
せた時の沿面絶縁距離を確保する隙間を構成し、P極導
体2とN極導体3を絶縁材6で絶縁材取り付けネジ6a
にて固定して1つの構成部品となるようにしている。
【0023】すなわち、スイッチング素子1のP極及び
N極端子間の沿面絶縁距離11は絶縁シート4を固定す
る絶縁リベット5で確保された隙間によって必要な距離
を満たす構造となっており、絶縁材6は絶縁シート上に
取り付けているため、必要な沿面絶縁距離を満たす構造
となっている。
【0024】図9は本発明の第4実施形態(請求項4対
応)の斜視図である。図に示すように、スナバコンデン
サ7をスイッチング素子1に接続する際にスナバコンデ
ンサ7のリード端子7aを幅の広い面を近接させた形状
にし、また複数個のスイッチング素子1に接続するP極
導体2とN極導体3は、近接する面が向かい合うL型形
状の絶縁シート4をそれぞれのL型形状の導体が近接す
る面に沿って絶縁リベット5にて固定されたものをリー
ド端子7aと共にスイッチング素子1の端子1aにスイ
ッチング素子接続ネジ1bを用いて接続する構造として
いる。
【0025】図10は本発明の第5実施形態(請求項5
対応)の斜視図である。図に示すように、スナバコンデ
ンサ7を各スイッチング素子1に接続する際にスナバコ
ンデンサのリード端子7aを幅の広い面を近接させた形
状にし、複数個のスイッチング素子1に接続するP極導
体2とN極導体3は、近接する面が向かい合うL型形状
の絶縁シート4をそれぞれのL型形状の導体が近接する
面に沿って絶縁リベット5にて固定されたものをリード
端子接続ナット7bを用いてP極導体2とN極導体3に
接続させたことで一体化したものを、スイッチング素子
1の端子1aにスイッチング接続ネジ1bを用いて接続
する構造としている。
【0026】
【発明の効果】以上述説明したように、本発明による
と、スイッチング素子への接続をL型の導体・絶縁シー
ト・絶縁リベットにて構成させることによりパワーボー
ドを用いる接続よりも低コストでコンパクトにすること
ができ、スナバコンデンサの端子形状も合わせて変更す
ることで一層の配線インダクタンスの低減効果が得られ
る。また、スナバコンデンサとL型導体を組み合わせる
ことで、1つの構成部品となり、スイッチング素子端子
へ接続するだけの簡単な構造となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態の斜視図。
【図2】図1の導体部分の背面図。
【図3】本発明の第2実施形態の斜視図。
【図4】図3の導体部分の背面斜視図。
【図5】図3のA方向からみた側面図。
【図6】本発明の第3実施形態の斜視図。
【図7】図6の導体部分の背面斜視図。
【図8】図6のA方向からみた側面図。
【図9】本発明の第4実施形態の斜視図。
【図10】本発明の第5実施形態の斜視図。
【図11】従来のインバータ構造の斜視図。
【図12】従来の他のインバータ構造の斜視図。
【図13】従来のさらに他のインバータ構造の斜視図。
【符号の説明】
1…スイッチング素子、1a…スイッチング素子端子、
1b…スイッチング素子端子接続ネジ、2…P極導体、
3…N極導体、4…絶縁シート、5…絶縁リヘッド、6
…絶縁材、6a…取付けネジ、7…スナバコンデンサ、
7a…スナバコンデンサリード端子、7b…スナバコン
デンサリード端子接続ナット、8…導体スペーサ、9…
絶縁板、10…パワーボード、11…沿面絶縁距離。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数個のスイッチング素子を並列接続し
    た電力変換装置において、各スイッチング素子のP極及
    びN極端子に接続される導体を近接する面が向かい合っ
    たL型形状にすると共に、絶縁シートをP極及びN極導
    体の近接する面に沿って貼り付け、前記導体に固定した
    絶縁シート間に隙間を作ることで沿面絶縁距離を確保す
    る構造としたことを特徴とする電力変換装置。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の電力変換装置において、
    P極及びN極導体の近接する面に沿って絶縁シートを絶
    縁リベットで固定したことを特徴とする電力変換装置。
  3. 【請求項3】 請求項1記載の電力変換装置において、
    P極及びN極導体の近接する面に沿って絶縁シートを絶
    縁リベットで固定すると共にP極及びN極導体間を絶縁
    材で固定することにより、1つの構成部品としたことを
    特徴とする電力変換装置。
  4. 【請求項4】 請求項1記載の電力変換装置において、
    スナバコンデンサのパッケージからスイッチング素子の
    P極及びN極端子間においてスナバコンデンサの向かい
    合うリード端子面を近接する形状としたことを特徴とす
    る電力変換装置。
  5. 【請求項5】 請求項1記載の電力変換装置において、
    スナバコンデンサのパッケージから接続導体間において
    スナバコンデンサの向かい合うリード端子面を近接する
    形状とし、スナバコンデンサのリード端子をL型導体を
    介して各スイッチング素子に接続することで、スナバコ
    ンデンサとP極及びN極導体が1つの構成部品としたこ
    とを特徴とする電力変換装置。
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