JP2009027925A - 基板 - Google Patents

基板 Download PDF

Info

Publication number
JP2009027925A
JP2009027925A JP2008287173A JP2008287173A JP2009027925A JP 2009027925 A JP2009027925 A JP 2009027925A JP 2008287173 A JP2008287173 A JP 2008287173A JP 2008287173 A JP2008287173 A JP 2008287173A JP 2009027925 A JP2009027925 A JP 2009027925A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
phase
power module
diode
igbt
diodes
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.)
Pending
Application number
JP2008287173A
Other languages
English (en)
Inventor
Abdallah Mishi
アブダラー ミシ
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.)
Daikin Industries Ltd
Original Assignee
Daikin Industries 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 Daikin Industries Ltd filed Critical Daikin Industries Ltd
Priority to JP2008287173A priority Critical patent/JP2009027925A/ja
Publication of JP2009027925A publication Critical patent/JP2009027925A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

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
    • 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
    • H02M5/453—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 triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M5/458—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 triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M5/4585—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 triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only having a rectifier with controlled elements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
    • H01L25/03—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes
    • H01L25/04—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers
    • H01L25/07—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L29/00
    • H01L25/072—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L29/00 the devices being arranged next to each other
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
    • H01L25/03—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes
    • H01L25/10—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices having separate containers
    • H01L25/11—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L29/00
    • H01L25/115—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L29/00 the devices being arranged next to each other
    • 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
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/42—Circuits or arrangements for compensating for or adjusting power factor in converters or inverters
    • H02M1/4208—Arrangements for improving power factor of AC input
    • H02M1/4216—Arrangements for improving power factor of AC input operating from a three-phase input voltage
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/0002—Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00
    • 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
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B70/00—Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
    • Y02B70/10—Technologies improving the efficiency by using switched-mode power supplies [SMPS], i.e. efficient power electronics conversion e.g. power factor correction or reduction of losses in power supplies or efficient standby modes

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)
  • Rectifiers (AREA)
  • Power Conversion In General (AREA)

Abstract

【課題】種々のタイプの電力モジュールに簡単に対処する基板を提供する。
【解決手段】互いに直列接続された１対のＩＧＢＴを３相分互いに並列接続し、各ＩＧＢＴと並列に第１ダイオードを逆極性で接続してなるコンバータと、互いに直列接続された１対のＩＧＢＴを３相分互いに並列接続し、各ＩＧＢＴと並列に第１ダイオードを逆極性で接続してなるインバータと、コンバータとインバータとの間に接続された平滑用コンデンサと、コンバータの各対のＩＧＢＴの接続点と図示しない交流電源の各相出力端子との間に接続されるリアクトルとを基板上に有する構成を基準とし、要求仕様に応じて、一部のコンバータ部品、および／または一部のインバータ部品を省略する。
【選択図】図４

Description

この発明は基板に関し、さらに詳細にいえば、交流電圧をコンバータおよびインバータを用いて所望の交流電圧に変換するための電力モジュールを構成する基板に関する。
長年、２スイッチ、または４スイッチの電力モジュールは、電力変換分野の中で唯一過度に使われた装置であった。それらの標準化の主な理由は、単純さおよびユニバーサル・アプリケーションである。そのようなタイプが、例えばインテグレーテッド・ゲート・バイポーラ・トランジスタ・モジュールＩＧＢＴ MOD、アプリケーション特定のインテリジェント電力モジュールASIPM、デュアル・インライン・パッケージ・インテリジェント電力モジュールDIP-IPM、のような種々の名前で市場に出ている。上記例の全ては、負荷側アプリケーションの条件だけを改善するために開発される。しかし、送電設備網側は、常に競争の激しさの理由の欠如により無視された。
最近、EMC規制と世界的な市場経済は、非常に速く状況を変えている。そして、電力モジュールの新しいタイプは、市場に導入されている。
第１に、マトリックスモジュールは、Olaf Simon, et al, "Modern Solution for Industrial Matrix-Converter Applications", IEEE Transactions on Industrial Electronics pp/４０１-４０６, Vol.４９, No.２, April ２００２、およびPatrick W. Wheeler, et al, "Matrix converter：A Technology Review", IEEE Transactions on Industrial Electronics pp/２７６-２８８, Vol.４９, No.２,April ２００２で紹介された。第１図に示すように、このモジュールは３相のＡＣ−ＡＣ変換を意図する。
第２に、アクティブフィルタ・インテリジェント電力モジュールA/F IPMは、G. Mjumdar, et al,“Intelligent power module applications”, IEEJ Technical Report No.８４２, pp.１３-１９, Jun ２００１で提案された。第２図に示すように、A/F IPMは、単相のアプリケーションの送電設備網サイドでの力率訂正を意図する。
従来の電力モジュールの問題は、次の通りである。
１）一般に、標準のデザインに起因して、外部の回路は、送電設備網サイドにおける力率訂正のような特定のアプリケーションのために必要とされる。
２）デザインは、電力供給タイプ（２００Ｖ、１００Ｖ、４００Ｖ、・・・等）、および２００Ｖのモータと４００Ｖのモータのような負荷側のタイプのような各々のアプリケーション・カテゴリーにしたがって変化されなければならない。これはモデル・タイプの増加をもたらし、それは最終的な製品のコストの増加を意味する。
３）提案されたマトリックス・モジュールは、３相−３相システムの実現の１つでみな兼ねるという長所がある。しかし、それは単相／３相システムに適用されることができない。なぜならば、そのアプリケーションが、３相／３相または３相／単相のシステムだけに制限されるからである。
４）A/F IPM技術は、また、特定のアプリケーションを目的として、３相−３相変換のためには適用されることができない。
この発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、種々のタイプに簡単に対処できる電力モジュールを構成する基板を提供することを目的としている。
本発明にかかる基板の第１の態様は、相互間に交流電圧が印加される複数の入力端子と、複数の出力端子と、第１及び第２の直流電源線と、前記複数の入力端子のうち一つの前記入力端子を、前記第１及び第２の直流電源線のいずれか一方と選択的に導通する複数種類の第１の表面取付デバイスが取り付け可能な第１領域と、一の前記出力端子を、前記第１及び第２の直流電源線のいずれか一方と選択的に導通する第２の表面取付デバイスが取り付け可能な第２領域とを備える。
本発明にかかる基板の第２の態様は、第１の態様にかかる基板であって、前記第１の直流電源線上、第２の直流電源線上に設けられる第１及び第２の端子と、前記第１及び前記第２の端子の間に設けられる第３の端子とを更に備え、前記第１及び前記第３の端子の間、及び前記第２及び前記第３の端子の間の少なくともいずれか一方には平滑用コンデンサが接続され、前記平滑用コンデンサが接続されない他方にはジャンパー手段が接続される。
本発明にかかる基板の第３の態様は、第１又は第２の態様にかかる基板であって、前記第１の表面取付デバイスの一種類または前記第２の表面取付デバイスの一種類はダイオードである。
本発明にかかる基板の第４の態様は、第１又は第２の態様にかかる基板であって、前記第１の表面取付デバイスの一種類または前記第２の表面取付デバイスの一種類はトランジスタと、前記トランジスタに逆並列接続されたダイオードである。
本発明にかかる基板の第５の態様は、第２の態様にかかる基板であって、２つの前記平滑用コンデンサが前記第１及び前記第３の端子の間、及び前記第２及び前記第３の端子の間に設けられ、前記第１の表面取付デバイスの一種類は、前記第１及び前記第２の直流電源線の間で順接続された第１及び第２のダイオードと、前記第１及び前記第２のダイオードの間に接続されるトランジスタと、前記第１のダイオードと前記トランジスタの間、前記第２のダイオードと前記トランジスタの間、一の前記入力端子、及び前記２つの前記平滑用コンデンサの間と接続されたダイオードブリッジである。
本発明にかかる基板の第６の態様は、第１の態様にかかる基板であって、前記第１の表面取付デバイスの一種類は、前記第１及び前記第２の直流電源線の間で順接続された第１及び第２のダイオードと、前記第１及び前記第２のダイオードの間に接続されるトランジスタと、アノードが前記第１のダイオードと前記トランジスタとの間と、カソードが一の前記入力端子にそれぞれ接続された第３ダイオードと、アノードが前記一の前記入力端子と、カソードが前記第２のダイオードと前記トランジスタとの間にそれぞれ接続された第４のダイオードである。
本発明にかかる基板の第１乃至第４の態様によれば、多相−多相変換、単相−多相変換など、種々の電力モジュールを簡単に実現することができる。
本発明にかかる基板の第５及び第６の態様によれば、電源高調波に関するＩＥＣ規制をクリアできる種々の電力モジュールをも簡単に実現することができる。
以下、添付図面を参照して、この発明のＡＣ／ＡＣ電力変換のための電力モジュールの実施の態様を詳細に説明する。
この発明は、３つのタイプのＡＣ／ＡＣ電力変換のための電力モジュールから成る。
（Ａ）第１のタイプは、昇圧タイプ・トポロジーに基づくものである。
（Ｂ）第２のタイプは、昇圧３レベル・タイプ・トポロジーに基づくものである。
（Ｃ）第３のタイプは、バック／ブースト電流タイプ・トポロジーに基づくものである。
提案された３つの電力モジュールの各々が、必要な、もしくは不必要な別個のデバイスのそれぞれを加えまたは除去するだけで、異なる状況において使われることができる。
（Ａ）第１のタイプ：
第３図は定電圧、定周波数の３相ＡＣ電源を可変電圧、可変周波数制御システムを伴う３相ＡＣ出力電力源に変換する基本的電力変換構築モジュールを示す。この基本的電力変換構築モジュールは、互いに直列接続された１対のＩＧＢＴスイッチ１を３相分互いに並列接続し、各ＩＧＢＴスイッチ１と並列に第１ダイオード２を逆極性で接続してなるＡＣ／ＤＣ変換部（コンバータ）１０と、互いに直列接続された１対のＩＧＢＴスイッチ３を３相分互いに並列接続し、各ＩＧＢＴスイッチ３と並列にダイオード４を逆極性で接続してなるＤＣ／ＡＣ変換部（インバータ）２０と、コンバータ１０とインバータ２０との間に接続された平滑用コンデンサ５と、コンバータ１０の各対のＩＧＢＴスイッチ１の接続点と図示しない交流電源の各相出力端子との間に接続されるリアクトル６とを有している。そして、必要に応じて入力端子どうしの間にコンデンサ７を接続している。
第４図に示すように、提案された３相−３相のシステムは、集積されたＩＧＢＴ標準モジュールと同様に、表面取付ＩＧＢＴデバイスを用いて１つのモジュールに集積される。
表面取付ＩＧＢＴデバイスは、表１に示される入力および出力条件にしたがって設計される。
Figure 2009027925
提案された３相−３相の電力モジュールは、以下のような特定のアプリケーションの条件にしたがって、表面取付電力デバイスのタイプだけを変えることによって修正されることができる。なお、以下の各図において、太い実線がジャンパー線を表している。
（１）第４図の３相−３相の電力モジュールは、１２個の表面取付ダイオード２、４と表面取付ＩＧＢＴスイッチ１、３から構成されている。なお、一方の表面取付平滑用コンデンサ５が省略されている。そして、ＩＧＢＴスイッチ１、３を制御することによって、送電設備網側の高調波電流を減少させ、ＤＣリンク電圧を制御し、負荷から電源まで電力を回生させることができる。
第３２図の３相−３相の電力モジュールが第４図の電力モジュールと異なる点は、ジャンクション部（引き出し接続線）を介して平滑用コンデンサ５が外付けされた点のみである。したがって、ＩＧＢＴスイッチ１、３を制御することによって、送電設備網側の高調波電流を減少させ、ＤＣリンク電圧を制御し、負荷から電源まで電力を回生させることができる。
（２）第７図の３相−３相電力モジュールは、コンバータ１０としての送電設備網側の６つの表面取付ダイオード２と、インバータ２０としての負荷側の４つの表面取付ダイオード４および表面取付ＩＧＢＴスイッチ３とから構成されている。この構成は、効率だけが考慮されるアプリケーションのために採用される。なお、コンバータ１０の入力側にリアクトル６を設ける代わりに、コンバータ１０と平滑用コンデンサ５との間にリアクトル８が外付けされている。
第３５図の３相−３相の電力モジュールが第７図の電力モジュールと異なる点は、ジャンクション部（引き出し接続線）を介して平滑用コンデンサ５が外付けされた点のみである。したがって、この構成も、効率だけが考慮されるアプリケーションのために採用される。
（３）第５図の３相−３相電力モジュールは、１０個の表面取付ＩＧＢＴスイッチ１、３から構成されている。６つのＩＧＢＴスイッチ１が送電設備網側コンバータ１０にあり、４つのＩＧＢＴスイッチ３が負荷側インバータ２０にある。そして、ＩＧＢＴスイッチ１、３を制御することによって、送電設備網側の高調波電流を減少させ、ＤＣリンク電圧を制御し、負荷から電源まで電力を回生させることができる。また、負荷側の２つのＩＧＢＴスイッチ３を減少させることによりスイッチング損失を減少させ、効率を増加させることができる。
第３３図の３相−３相の電力モジュールが第５図の電力モジュールと異なる点は、ジャンクション部（引き出し接続線）を介して平滑用コンデンサ５が外付けされた点のみである。したがって、ＩＧＢＴスイッチ１、３を制御することによって、送電設備網側の高調波電流を減少させ、ＤＣリンク電圧を制御し、負荷から電源まで電力を回生させることができる。また、負荷側の２つのＩＧＢＴスイッチ３を減少させることによりスイッチング損失を減少させ、効率を増加させることができる。
（４）第６図の３相−３相電力モジュールは、８つの表面取付ＩＧＢＴスイッチ１、３から構成されている。４つのＩＧＢＴスイッチ１が送電設備網側コンバータ１０にあり、４つのＩＧＢＴスイッチ３が負荷側インバータ２０にある。また、２つの平滑用コンデンサ５を互いに直列接続しているので、倍電圧動作を行うことができる。そして、ＩＧＢＴスイッチ１、３を制御することによって、送電設備網側の高調波電流を減少させ、ＤＣリンク電圧を制御し、負荷から電源まで電力を回生させることができる。また、送電設備網側および負荷側の４つのＩＧＢＴスイッチ１、３を減少させることによりスイッチング損失を減少させ、効率を増加させることができる。
第３４図の３相−３相の電力モジュールが第６図の電力モジュールと異なる点は、ジャンクション部（引き出し接続線）を介して平滑用コンデンサ５が外付けされた点のみである。したがって、ＩＧＢＴスイッチ１、３を制御することによって、送電設備網側の高調波電流を減少させ、ＤＣリンク電圧を制御し、負荷から電源まで電力を回生させることができる。また、送電設備網側および負荷側の４つのＩＧＢＴスイッチ１、３を減少させることによりスイッチング損失を減少させ、効率を増加させることができる。
上記の３相−３相電力モジュールは、以下のような特定のアプリケーションの条件にしたがって、表面取付電力デバイスのタイプだけを変えることによって単相−３相の電力モジュールに修正することができる。
（１）第８図の単相−３相電力モジュールは、送電設備網側コンバータ１０の４つの表面取付ダイオード２と、負荷側インバータ２０の６つの表面取付ダイオード４および６つの表面取付ＩＧＢＴスイッチ３から構成されている。第８図に示すように、この電力モジュールは、出力電圧を増加させるために倍電圧トポロジーを使用した（１対の表面取付平滑用コンデンサ５を直列接続した）。入力電源が低く（例えば、日本では１００Ｖ）、ＩＥＣ規制が有効でないアプリケーションのために採用される。なお、コンバータ１０の入力側にリアクトル６を設ける代わりに、コンバータ１０と平滑用コンデンサ５との間にリアクトル８が外付けされている。
第３６図の単相−３相電力モジュールが第８図の単相−３相電力モジュールと異なる点は、ジャンクション部（引き出し接続線）を介して平滑用コンデンサ５が外付けされた点のみである。したがって、入力電源が低く（例えば、日本では１００Ｖ）、ＩＥＣ規制が有効でないアプリケーションのために採用される。
（２）第９図の単相−３相電力モジュールは、送電設備網側コンバータ１０の４つの表面取付ダイオード２と、負荷側インバータ２０の６つの表面取付ダイオード４および６つの表面取付ＩＧＢＴスイッチ３とから構成されている。ＩＥＣ規制が有効でないアプリケーションのために採用される。なお、コンバータ１０の入力側にリアクトル６を設ける代わりに、コンバータ１０と平滑用コンデンサ５との間にリアクトル８が外付けされている。
第３７図の単相−３相電力モジュールが第９図の単相−３相電力モジュールと異なる点は、ジャンクション部（引出し接続線）を介して平滑用コンデンサ５が外付けされた点のみである。したがって、ＩＥＣ規制が有効でないアプリケーションのために採用される。
なお、コンバータ１０の入力側にリアクトル６を設ける代わりに、コンバータ１０と平滑用コンデンサ５との間にリアクトル８が外付けされている。
（３）第１０図の単相−３相電力モジュールは、送電設備網側コンバータ１０の２つの表面取付ダイオード２、および２つの表面取付ＩＧＢＴスイッチ１と、負荷側インバータ２０の６つの表面取付ダイオード４，および６つの表面取付ＩＧＢＴスイッチ３とから構成されている。第１０図に示すように、この電力モジュールは、出力電圧を増加させるために倍電圧トポロジーを用いた（１対の表面取付平滑用コンデンサ５を直列接続した）。入力電源が低く（例えば、日本では１００Ｖ）、ＩＥＣ規制が有効なアプリケーションのために採用される。
第３８図の単相−３相電力モジュールが第１０図の単相−３相電力モジュールと異なる点は、ジャンクション部（引き出し接続線）を介して平滑用コンデンサ５が外付けされた点のみである。したがって、入力電源が低く（例えば、日本では１００Ｖ）、ＩＥＣ規制が有効なアプリケーションのために採用される。
（４）第１１図の単相−３相電力モジュールは、送電設備網側コンバータ１０の４つの表面取付ＩＧＢＴスイッチ１、および４つの表面取付ダイオード２と、負荷側インバータ２０の６つの表面取付ＩＧＢＴスイッチ３、および６つの表面取付ダイオード４から構成されている。ＩＥＣ規制が有効でないアプリケーションのために採用される。
第３９図の単相−３相電力モジュールが第１１図の単相−３相電力モジュールと異なる点は、ジャンクション部（引き出し接続線）を介して平滑用コンデンサ５が外付けされた点のみである。したがって、ＩＥＣ規制が有効でないアプリケーションのために採用される。
（５）第１２図の単相−３相電力モジュールは、送電設備網側コンバータ１０の２つの表面取付ＩＧＢＴスイッチ１、および２つの表面取付ダイオード２と、負荷側インバータ２０の４つの表面取付ＩＧＢＴスイッチ３，および４つの表面取付ダイオード４とから構成されている。第１２図に示すように、この電力モジュールは、出力電圧を増加させるために倍電圧トポロジーを用いた（１対の表面取付平滑用コンデンサ５を直列接続した）。入力電源が低く（例えば、日本のマーケットにおける１００Ｖ）、ＩＥＣ規制が有効なアプリケーションのために採用される。
第４０図の単相−３相電力モジュールが第１２図の単相−３相電力モジュールと異なる点は、ジャンクション部（引き出し接続線）を介して平滑用コンデンサ５が外付けされた点のみである。したがって、入力電源が低く（例えば、日本のマーケットにおける１００Ｖ）、ＩＥＣ規制が有効なアプリケーションのために採用される。
第１３図は定電圧、定周波数の３相ＡＣ電源を可変電圧、可変周波数制御システムを伴う３相ＡＣ出力電力源に変換する基本的電力変換構築モジュールを示す。この基本的電力変換構築モジュールは、１つのＩＧＢＴスイッチ１１と、２つの逆接続のダイオード１２とを各相ごとに互いに直列接続し、ＩＧＢＴスイッチ１１のエミッタ端子、コレクタ端子に対向する接続点が接続され、他の対向する接続点が入力端子、出力端子に設定されたダイオードブリッジ１３を設けることにより送電設備網側コンバータ１０を構成している。そして、倍電圧動作を行わせるために１対の平滑用コンデンサ５を直列接続している。なお、負荷側インバータ２０の構成は第４図の電力モジュールの負荷側インバータ２０と同じであるからここでは説明を省略する。
第１４図に示すように、この３相−３相電力システムは、集積されたＩＧＢＴ標準モジュールと同様に、表面取付ＩＧＢＴデバイスを用いて１つのモジュールに集積される。表面取付ＩＧＢＴデバイスは、表２に示される入力および出力条件にしたがって設計される。
Figure 2009027925
この３相−３相電力モジュールは、以下のような特定のアプリケーションの条件にしたがって、表面取付電力デバイスのタイプだけを変えることによって修正されることができる。
（１）第１４図の３相−３相電力モジュールは、送電設備網側コンバータの１８個の表面取付ダイオード１２、１３および３つの表面取付ＩＧＢＴスイッチ１１と、負荷側インバータ２０の６つの表面取付ダイオード４および６つの表面取付ＩＧＢＴスイッチ３とから構成されている。表面取付ＩＧＢＴスイッチ１１を制御することによって、送電設備網側の高調波電流を減少させ、負荷側インバータ２０のＩＧＢＴスイッチ１１の定格電流を低減するためにＤＣリンク電圧を制御することができる。
第４１図の３相−３相電力モジュールが第１４図の３相−３相電力モジュールと異なる点は、ジャンクション部（引き出し接続線）を介して平滑用コンデンサ５が外付けされた点のみである。したがって、表面取付ＩＧＢＴスイッチ１１を制御することによって、送電設備網側の高調波電流を減少させ、負荷側インバータ２０のＩＧＢＴスイッチ１１の定格電流を低減するためにＤＣリンク電圧を制御することができる。
（２）第１５図の３相−３相電力モジュールは、送電設備網側コンバータ１０の６つの表面取付ダイオード１２と、負荷側インバータ２０の６つの表面取付ダイオード４および６つの表面取付ＩＧＢＴスイッチ３とから構成されている。効率のみが考慮されるアプリケーションのために採用される。なお、送電設備網側コンバータ１０の入力側にリアクトル６を設ける代わりに、送電設備網側コンバータ１０と平滑用コンデンサ５との間にリアクトル８が外付けされている。
第４２図の３相−３相電力モジュールが第１５図の３相−３相電力モジュールと異なる点は、ジャンクション部（引き出し接続線）を介して平滑用コンデンサ５が外付けされた点のみである。したがって、効率のみが考慮されるアプリケーションのために採用される。なお、送電設備網側コンバータ１０の入力側にリアクトル６を設ける代わりに、送電設備網側コンバータ１０と平滑用コンデンサ５との間にリアクトル８が外付けされている。
（３）第１６図の３相−３相電力モジュールは、送電設備網側コンバータ１０の１８個の表面取付ダイオード１２、１３および３つの表面取付ＩＧＢＴスイッチ１１と、負荷側インバータ２０の４つの表面取付ダイオード４および４つの表面取付ＩＧＢＴスイッチ３と、倍電圧用の１対の平滑用コンデンサ５とから構成されている。３つの表面取付ＩＧＢＴスイッチ１１を制御することによって、送電設備網側の高調波電流を減少させ、負荷側インバータのＩＧＢＴの定格電流を低減するためにＤＣリンク電圧を制御することができる。そして、負荷側インバータ２０のＩＧＢＴスイッチ３の数を減少させることによりスイッチング損失を減少させ、効率を増加させることができる。
第４３図の３相−３相電力モジュールが第１６図の３相−３相電力モジュールと異なる点は、ジャンクション部（引き出し接続線）を介して平滑用コンデンサ５が外付けされた点のみである。したがって、３つの表面取付ＩＧＢＴスイッチ１１を制御することによって、送電設備網側の高調波電流を減少させ、負荷側インバータのＩＧＢＴの定格電流を低減するためにＤＣリンク電圧を制御することができる。
（４）第１７図の３相−３相電力モジュールは、送電設備網側コンバータ１０の１２個の表面取付ダイオード１２、１３および２つの表面取付ＩＧＢＴスイッチ１１と、負荷側インバータ２０の６つの表面取付ダイオード４および６つの表面取付ＩＧＢＴスイッチ３と、倍電圧用の１対の平滑用コンデンサ５とから構成されている。２つの表面取付ＩＧＢＴスイッチ１１を制御することにより送電設備網側の高調波電流を減少させ、負荷側インバータのＩＧＢＴスイッチの定格電流を低減するためにＤＣリンク電圧を制御することができる。そして、送電設備網側コンバータ１０の能動スイッチの総数を減少させることによりスイッチング損失を減少させ、効率を増加させることができる。
第４４図の３相−３相電力モジュールが第１７図の３相−３相電力モジュールと異なる点は、ジャンクション部（引き出し接続線）を介して平滑用コンデンサ５が外付けされた点のみである。したがって、２つの表面取付ＩＧＢＴスイッチ１１を制御することにより送電設備網側の高調波電流を減少させ、負荷側インバータのＩＧＢＴスイッチの定格電流を低減するためにＤＣリンク電圧を制御することができる。そして、送電設備網側コンバータ１０の能動スイッチの総数を減少させることによりスイッチング損失を減少させ、効率を増加させることができる。
この３相−３相の電力モジュールは、以下のような特定のアプリケーションの条件にしたがって、表面取付電力デバイスのタイプだけを変えることによって単相−３相の電力モジュールに修正されることができる。
（１）第１８図の単相−３相の電力モジュールは、送電設備網側コンバータ１０の８つの表面取付ダイオード１２、１３および１つの表面取付ＩＧＢＴスイッチ１１と、負荷側インバータ２０の６つの表面取付ダイオード４および６つの表面取付ＩＧＢＴスイッチ３と、倍電圧用の１対の平滑用コンデンサ５とから構成されている。１つの表面取付ＩＧＢＴスイッチ１１を制御することによって、送電設備網側の高調波電流を減少させ、負荷側インバータのＩＧＢＴスイッチ３およびダイオード４の定格電流を低減するためにＤＣリンク電圧を制御することができる。そして、ＩＥＣ規制が有効な、低入力電圧アプリケーションのために採用される。
第４５図の単相−３相の電力モジュールが第１８図の単相−３相の電力モジュールと異なる点は、ジャンクション部（引き出し接続線）を介して平滑用コンデンサ５が外付けされた点のみである。したがって、１つの表面取付ＩＧＢＴスイッチ１１を制御することによって、送電設備網側の高調波電流を減少させ、負荷側インバータのＩＧＢＴスイッチ３およびダイオード４の定格電流を低減するためにＤＣリンク電圧を制御することができる。そして、ＩＥＣ規制が有効な、低入力電圧アプリケーションのために採用される。
（２）第１９図の単相−３相の電力モジュールは、送電設備網側コンバータ１０の４つの表面取付ダイオード１２と、負荷側インバータ２０の６つの表面取付ダイオード、および６つのＩＧＢＴスイッチ３とから構成されている。ＩＥＣ規制が有効でないアプリケーションのために採用される。なお、送電設備網側コンバータ１０の入力側にリアクトル６を設ける代わりに、送電設備網側コンバータ１０と平滑用コンデンサ５との間にリアクトル８が外付けされている。
第４６図の単相−３相の電力モジュールが第１９図の単相−３相の電力モジュールと異なる点は、ジャンクション部（引き出し接続線）を介して平滑用コンデンサ５が外付けされた点のみである。したがって、ＩＥＣ規制が有効でないアプリケーションのために採用される。なお、送電設備網側コンバータ１０の入力側にリアクトル６を設ける代わりに、送電設備網側コンバータ１０と平滑用コンデンサ５との間にリアクトル８が外付けされている。
（３）第２０図の単相−３相の電力モジュールは、送電設備網側コンバータ１０の８つの表面搭載ダイオード１２、１３および１つの表面取付ＩＧＢＴスイッチ１１と、負荷側インバータ２０の４つの表面取付ダイオード４および４つの表面取付ＩＧＢＴスイッチ３とから構成されている。この１つの表面取付ＩＧＢＴスイッチ１１を制御することにより、送電設備網側の高調波電流を減少させ、負荷側インバータ２０のＩＧＢＴスイッチ３およびダイオード４の定格電流を低減するためにＤＣリンク電圧を制御することができる。両側の能動スイッチの総数を減少させることによりスイッチング損失を減少させ、効率を増加させることができる。そして、ＩＥＣ規制が有効なアプリケーションのために採用される。
第４７図の単相−３相の電力モジュールが第２０図の単相−３相の電力モジュールと異なる点は、ジャンクション部（引き出し接続線）を介して平滑用コンデンサ５が外付けされた点のみである。したがって、１つの表面取付ＩＧＢＴスイッチ１１を制御することにより、送電設備網側の高調波電流を減少させ、負荷側インバータ２０のＩＧＢＴスイッチ３およびダイオード４の定格電流を低減するためにＤＣリンク電圧を制御することができる。両側の能動スイッチの総数を減少させることによりスイッチング損失を減少させ、効率を増加させることができる。そして、ＩＥＣ規制が有効なアプリケーションのために採用される。
第２１図は定電圧、定周波数の３相ＡＣ電源を可変電圧、可変周波数制御システムを伴う３相ＡＣ出力電力源に変換する基本的電力変換構築モジュールを示す。この基本的電力変換構築モジュールが第１３図の基本的電力変換構築モジュールと異なる点は、逆接続のダイオード１２に代えて、順接続の１対のダイオード１４を採用した点、ダイオードブリッジ１３に代えて、ＩＧＢＴスイッチ１１のエミッタ端子、コレクタ端子の間に逆極性で直列接続され、接続端子を入力側リアクトルに接続された１対のダイオード１５を設けた点、表面取付ＩＧＢＴスイッチ１１および順接続の１対のダイオード１４の直列回路と並列にリアクトル１６を接続し、このリアクトル１６と平滑用コンデンサ５との間に接続された逆接続のダイオード１７を設けている。
第２２図に示すように、提案された３相−３相のシステムは、集積されたＩＧＢＴ標準モジュールと同様に、表面取付ＩＧＢＴおよびダイオード・デバイスを用いて１つのモジュールに集積される。表面取付ＩＧＢＴおよびダイオード・デバイスは、表３に示される入力および出力条件にしたがって設計される。
Figure 2009027925
提案された３相−３相の電力モジュールは、以下のような特定のアプリケーションの条件にしたがって、表面取付電力デバイスのタイプだけを変えることによって修正されることができる。
（１）第２２図に示す３相−３相電力モジュールは、バック・ブースト・タイプのコンバータ１０を構成する送電設備網側の１３個の表面取付ダイオード１４、１５および３つの表面取付ＩＧＢＴスイッチ１１と、負荷側のインバータ２０の６つの表面取付ダイオード４および６つの表面取付ＩＧＢＴスイッチ３とから構成される。３つのＩＧＢＴスイッチ１１を制御することにより、送電設備網側の高調波電流を減少させ、パルス振幅変調（ＰＡＭ）制御を仮定するためにＤＣリンク電圧をゼロ・ボルトから最大入力電圧を越えるまで制御することができる。また、高電力領域でＤＣ電圧を増加させることにより、負荷側インバータのＩＧＢＴスイッチ３、ダイオード４の定格電流を減少させることができる。表面取付ＩＧＢＴスイッチ１１および順接続の１対のダイオード１４の直列回路と並列にリアクトル１６を接続し、このリアクトル１６と平滑用コンデンサ５との間にダイオード１７を逆接続している。したがって、昇降圧動作を行わせることができる。なお、入力側にリアクトル６を接続しているとともに、入力側の端子間にコンデンサ７を接続している。
第４８図の単相−３相の電力モジュールが第２２図の単相−３相の電力モジュールと異なる点は、ジャンクション部（引き出し接続線）を介して平滑用コンデンサ５およびリアクトル１６が外付けされた点のみである。したがって、３つのＩＧＢＴスイッチ１１を制御することにより、送電設備網側の高調波電流を減少させ、パルス振幅変調（ＰＡＭ）制御を仮定するためにＤＣリンク電圧をゼロ・ボルトから最大入力電圧を越えるまで制御することができる。また、高電力領域でＤＣ電圧を増加させることにより、負荷側インバータのＩＧＢＴスイッチ３、ダイオード４の定格電流を減少させることができる。表面取付ＩＧＢＴスイッチ１１および順接続の１対のダイオード１４の直列回路と並列にリアクトル１６を接続し、このリアクトル１６と平滑用コンデンサ５との間にダイオード１７を逆接続している。したがって、昇降圧動作を行わせることができる。なお、入力側にリアクトル６を接続しているとともに、入力側の端子間にコンデンサ７を接続している。
（２）第２３図に示す３相−３相電力モジュールは、バック・タイプのコンバータ１０を構成する送電設備網側の１３の表面取付ダイオードおよび３つの表面取付ＩＧＢＴスイッチ１１と、負荷側の６つの表面取付ダイオード４および６つの表面取付ＩＧＢＴスイッチ３とから構成される。３つのＩＧＢＴスイッチ１１を制御することにより、送電設備網側の高調波電流を減少させ、パルス振幅変調（ＰＡＭ）制御を仮定するためにＤＣリンク電圧をゼロ・ボルトから最大入力電圧を越えるまで制御し、高電力領域でＤＣ電圧を増加させることにより、負荷側インバータのＩＧＢＴスイッチ３、ダイオード４の定格電流を減少させることができる。表面取付ＩＧＢＴスイッチ１１および順接続の１対のダイオード１４の直列回路と並列にダイオード１８を接続し、このダイオード１８と平滑用コンデンサ５との間にリアクトル１９を接続している。したがって、降圧動作を行わせることができる。なお、入力側にリアクトル６を接続しているとともに、入力側の端子間にコンデンサ７を接続している。
第４９図の単相−３相の電力モジュールが第２３図の単相−３相の電力モジュールと異なる点は、ジャンクション部（引き出し接続線）を介して平滑用コンデンサ５が外付けされた点のみである。したがって、３つのＩＧＢＴスイッチ１１を制御することにより、送電設備網側の高調波電流を減少させ、パルス振幅変調（ＰＡＭ）制御を仮定するためにＤＣリンク電圧をゼロ・ボルトから最大入力電圧を越えるまで制御し、高電力領域でＤＣ電圧を増加させることにより、負荷側インバータのＩＧＢＴスイッチ３、ダイオード４の定格電流を減少させることができる。表面取付ＩＧＢＴスイッチ１１および順接続の１対のダイオード１４の直列回路と並列にダイオード１８を接続し、このダイオード１８と平滑用コンデンサ５との間にリアクトル１９を接続している。したがって、降圧動作を行わせることができる。なお、入力側にリアクトル６を接続しているとともに、入力側の端子間にコンデンサ７を接続している。
（３）第２４図に示す３相−３相電力モジュールは、送電設備網側コンバータ１０の６つの表面取付ダイオード１４と、負荷側の６つの表面取付ダイオード４および６つの表面取付ＩＧＢＴスイッチ３とから構成される。効率だけが考慮されるアプリケーションのために採用される。なお、送電設備網側コンバータ１０の入力側にリアクトル６を設ける代わりに、送電設備網側コンバータ１０と平滑用コンデンサ５との間にリアクトル８が外付けされている。
第５０図の単相−３相の電力モジュールが第２４図の単相−３相の電力モジュールと異なる点は、ジャンクション部（引き出し接続線）を介して平滑用コンデンサ５が外付けされた点のみである。したがって、効率だけが考慮されるアプリケーションのために採用される。なお、送電設備網側コンバータ１０の入力側にリアクトル６を設ける代わりに、送電設備網側コンバータ１０と平滑用コンデンサ５との間にリアクトル８が外付けされている。
（４）第２５図に示す３相−３相電力モジュールは、第２３図の回路の拡張バージョンである。具体的には、リアクトル１８および平滑用コンデンサ５が省略されている。回路トポロジーからリアクトルとコンデンサを完全に削除するために採用される。ＩＥＣ規制が有効であるアプリケーションのために提案される。
提案された３相−３相の電力モジュールは、以下のような特定のアプリケーションの条件にしたがって、表面取付電力デバイスのタイプだけを変えることによって単相−３相の電力モジュールに修正されることができる。
（１）第２６図に示す単相−３相電力モジュールは、バック・ブースト・タイプのコンバータ１０を構成する送電設備網側の８つの表面取付ダイオード１４、１５および２つの表面取付ＩＧＢＴスイッチ１１と、負荷側インバータ２０の６つの表面取付ダイオード４および６つの表面取付ＩＧＢＴスイッチ３とから構成される。２つの表面取付ＩＧＢＴスイッチ１１を制御することにより、送電設備網側の高調波電流を減少させ、ＩＥＣ規制が有効なアプリケーションのために、負荷側インバータのＩＧＢＴおよびダイオードの定格電流を減少させるためＤＣリンク電圧を制御することができる。表面取付ＩＧＢＴスイッチ１１および順接続の１対のダイオード１４の直列回路と並列にリアクトル１６を接続し、このリアクトル１６と平滑用コンデンサ５との間にダイオード１７を逆接続している。したがって、昇降圧動作を行わせることができる。なお、入力側にリアクトル６を接続しているとともに、入力側の端子間にコンデンサ７を接続している。
第５１図の単相−３相の電力モジュールが第２６図の単相−３相の電力モジュールと異なる点は、ジャンクション部（引き出し接続線）を介して平滑用コンデンサ５およびリアクトル１６が外付けされた点のみである。したがって、２つの表面取付ＩＧＢＴスイッチ１１を制御することにより、送電設備網側の高調波電流を減少させ、ＩＥＣ規制が有効なアプリケーションのために、負荷側インバータのＩＧＢＴおよびダイオードの定格電流を減少させるためＤＣリンク電圧を制御することができる。表面取付ＩＧＢＴスイッチ１１および順接続の１対のダイオード１４の直列回路と並列にリアクトル１６を接続し、このリアクトル１６と平滑用コンデンサ５との間にダイオード１７を逆接続している。したがって、昇降圧動作を行わせることができる。なお、入力側にリアクトル６を接続しているとともに、入力側の端子間にコンデンサ７を接続している。
（２）第２７図の単相−３相電力モジュールは、バック・タイプのコンバータ１０を構成する送電設備網側の８つの表面取付ダイオード１４、１５および２つの表面取付ＩＧＢＴスイッチ１１と、負荷側インバータ２０の６つの表面取付ダイオード４および６つの表面取付ＩＧＢＴスイッチ３とから構成される。２つの表面取付ＩＧＢＴスイッチ１１を制御することにより、送電設備網側の高調波電流を減少させ、ＩＥＣ規制が有効なアプリケーションのために、負荷側インバータのＩＧＢＴおよびダイオードの定格電流を減少させるためＤＣリンク電圧を制御することができる。表面取付ＩＧＢＴスイッチ１１および順接続の１対のダイオード１４の直列回路と並列にダイオード１８を接続し、このダイオード１８と平滑用コンデンサ５との間にリアクトル１９を接続している。したがって、降圧動作を行わせることができる。なお、入力側にリアクトル６を接続しているとともに、入力側の端子間にコンデンサ７を接続している。
第５２図の単相−３相の電力モジュールが第２７図の単相−３相の電力モジュールと異なる点は、ジャンクション部（引き出し接続線）を介して平滑用コンデンサ５が外付けされた点のみである。したがって、降圧動作を行わせることができる。なお、入力側にリアクトル６を接続しているとともに、入力側の端子間にコンデンサ７を接続している。
（３）第２８図の単相−３相電力モジュールは、バック・ブースト・タイプのコンバータ１０を構成する送電設備網側の６つの表面取付ダイオード１４、１５および１つの表面取付ＩＧＢＴスイッチ１１と、負荷側インバータ２０の６つの表面取付ダイオード４および６つの表面取付ＩＧＢＴスイッチ３とから構成される。１つの表面取付ＩＧＢＴスイッチ１１を制御することにより、送電設備網側の高調波電流を減少させ、ＩＥＣ規制が有効なアプリケーションのために、負荷側インバータのＩＧＢＴおよびダイオードの定格電流を減少させるためＤＣリンク電圧を制御することができる。表面取付ＩＧＢＴスイッチ１１および順接続の１対のダイオード１４の直列回路と並列にリアクトル１６を接続し、このリアクトル１６と平滑用コンデンサ５との間にダイオード１７を逆接続している。したがって、昇降圧動作を行わせることができる。なお、入力側にリアクトル６を接続しているとともに、入力側の端子間にコンデンサ７を接続している。
第５３図の単相−３相の電力モジュールが第２８図の単相−３相の電力モジュールと異なる点は、ジャンクション部（引き出し接続線）を介して平滑用コンデンサ５およびリアクトル１６が外付けされた点のみである。したがって、昇降圧動作を行わせることができる。なお、入力側にリアクトル６を接続しているとともに、入力側の端子間にコンデンサ７を接続している。
（４）第２９図の単相−３相電力モジュールは、バック・タイプのコンバータ１０を構成する送電設備網側の６つの表面取付ダイオード１４、１５および１つの表面取付ＩＧＢＴスイッチ１１と、負荷側インバータ２０の６つの表面取付ダイオード４および６つの表面取付ＩＧＢＴスイッチ３とから構成される。１つの表面取付ＩＧＢＴスイッチ１１を制御することにより、送電設備網側の高調波電流を減少させ、ＩＥＣ規制が有効なアプリケーションのために、負荷側インバータのＩＧＢＴおよびダイオードの定格電流を減少させるためＤＣリンク電圧を制御することができる。表面取付ＩＧＢＴスイッチ１１および順接続の１対のダイオード１４の直列回路と並列にダイオード１８を接続し、このダイオード１８と平滑用コンデンサ５との間にリアクトル１９を接続している。したがって、降圧動作を行わせることができる。なお、入力側にリアクトル６を接続しているとともに、入力側の端子間にコンデンサ７を接続している。
第５４図の単相−３相の電力モジュールが第２９図の単相−３相の電力モジュールと異なる点は、ジャンクション部（引き出し接続線）を介して平滑用コンデンサ５が外付けされた点のみである。したがって、降圧動作を行わせることができる。なお、入力側にリアクトル６を接続しているとともに、入力側の端子間にコンデンサ７を接続している。
（５）第３０図の単相−３相電力モジュールは、第２７図の回路の拡張バージョンである。具体的には、平滑用コンデンサ５およびリアクトル１９が省略されている。ＩＥＣ規制が有効なアプリケーションのために、回路トポロジーからリアクトルとコンデンサを完全に削除するため採用される。
（６）第３１図の単相−３相電力モジュールは、送電設備網側コンバータ１０の４つの表面取付ダイオード１４と、負荷側インバータ２０の６つの表面取付ダイオード４および６つの表面取付ＩＧＢＴスイッチ３とから構成される。効率だけが考慮されるアプリケーションのために採用される。なお、送電設備網側コンバータ１０の入力側にリアクトル６を設ける代わりに、送電設備網側コンバータ１０と平滑用コンデンサ５との間にリアクトル８が外付けされている。
なお、以上の各電力モジュールにおけるコンバータの制御とインバータの制御とは従来公知であるから、詳細な説明を省略する。
従来の３相−３相電力モジュールを示す電気回路図である。 従来のアクティブフィルタ電力モジュールを示すブロック図である。 第１のタイプの電力モジュールの基礎的トポロジーを示す電気回路図である。 第１のタイプの電力モジュールの一構成例を示す概略図である。 第１のタイプの電力モジュールの他の構成例を示す概略図である。 第１のタイプの電力モジュールのさらに他の構成例を示す概略図である。 第１のタイプの電力モジュールのさらに他の構成例を示す概略図である。 第１のタイプの電力モジュールのさらに他の構成例を示す概略図である。 第１のタイプの電力モジュールのさらに他の構成例を示す概略図である。 第１のタイプの電力モジュールのさらに他の構成例を示す概略図である。 第１のタイプの電力モジュールのさらに他の構成例を示す概略図である。 第１のタイプの電力モジュールのさらに他の構成例を示す概略図である。 第２のタイプの電力モジュールの基礎的トポロジーを示す電気回路図である。 第２のタイプの電力モジュールの一構成例を示す概略図である。 第２のタイプの電力モジュールの他の構成例を示す概略図である。 第２のタイプの電力モジュールのさらに他の構成例を示す概略図である。 第２のタイプの電力モジュールのさらに他の構成例を示す概略図である。 第２のタイプの電力モジュールのさらに他の構成例を示す概略図である。 第２のタイプの電力モジュールのさらに他の構成例を示す概略図である。 第２のタイプの電力モジュールのさらに他の構成例を示す概略図である。 第３のタイプの電力モジュールの基礎的トポロジーを示す電気回路図である。 第３のタイプの電力モジュールの一構成例を示す概略図である。 第３のタイプの電力モジュールの他の構成例を示す概略図である。 第３のタイプの電力モジュールのさらに他の構成例を示す概略図である。 第３のタイプの電力モジュールのさらに他の構成例を示す概略図である。 第３のタイプの電力モジュールのさらに他の構成例を示す概略図である。 第３のタイプの電力モジュールのさらに他の構成例を示す概略図である。 第３のタイプの電力モジュールのさらに他の構成例を示す概略図である。 第３のタイプの電力モジュールのさらに他の構成例を示す概略図である。 第３のタイプの電力モジュールのさらに他の構成例を示す概略図である。 第３のタイプの電力モジュールのさらに他の構成例を示す概略図である。 図４の電力モジュールの変更例を示す概略図である。 図５の電力モジュールの変更例を示す概略図である。 図６の電力モジュールの変更例を示す概略図である。 図７の電力モジュールの変更例を示す概略図である。 図８の電力モジュールの変更例を示す概賂図である。 図９の電力モジュールの変更例を示す概略図である。 図１０の電力モジュールの変更例を示す概略図である。 図１１の電力モジュールの変更例を示す概略図である。 図１２の電力モジュールの変更例を示す概略図である。 図１４の電力モジュールの変更例を示す概略図である。 図１５の電力モジュールの変更例を示す概略図である。 図１６の電力モジュールの変更例を示す概略図である。 図１７の電力モジュールの変更例を示す概略図である。 図１８の電力モジュールの変更例を示す概略図である。 図１９の電力モジュールの変更例を示す概略図である。 図２０の電力モジュールの変更例を示す概略図である。 図２２の電力モジュールの変更例を示す概略図である。 図２３の電力モジュールの変更例を示す概略図である。 図２４の電力モジュールの変更例を示す概略図である。 図２６の電力モジュールの変更例を示す概略図である。 図２７の電力モジュールの変更例を示す概略図である。 図２８の電力モジュールの変更例を示す概略図である。 図２９の電力モジュールの変更例を示す概略図である。

Claims (6)

  1. 相互間に交流電圧が印加される複数の入力端子と、
    複数の出力端子と、
    第１及び第２の直流電源線と、
    前記複数の入力端子のうち一つの前記入力端子を、前記第１及び第２の直流電源線のいずれか一方と選択的に導通する複数種類の第１の表面取付デバイスが取り付け可能な第１領域と、
    一の前記出力端子を、前記第１及び第２の直流電源線のいずれか一方と選択的に導通する第２の表面取付デバイスが取り付け可能な第２領域と
    を備える、基板。
  2. 前記第１の直流電源線上、第２の直流電源線上に設けられる第１及び第２の端子と、
    前記第１及び前記第２の端子の間に設けられる第３の端子と
    を更に備え、
    前記第１及び前記第３の端子の間、及び前記第２及び前記第３の端子の間の少なくともいずれか一方には平滑用コンデンサが接続され、前記平滑用コンデンサが接続されない他方にはジャンパー手段が接続される、請求項１に記載の基板。
  3. 前記第１の表面取付デバイスの一種類または前記第２の表面取付デバイスの一種類はダイオードである、請求項１又は２に記載の基板。
  4. 前記第１の表面取付デバイスの一種類または前記第２の表面取付デバイスの一種類はトランジスタと、前記トランジスタに逆並列接続されたダイオードである、請求項１又は２に記載の基板。
  5. ２つの前記平滑用コンデンサが前記第１及び前記第３の端子の間、及び前記第２及び前記第３の端子の間に設けられ、
    前記第１の表面取付デバイスの一種類は、
    前記第１及び前記第２の直流電源線の間で順接続された第１及び第２のダイオードと、
    前記第１及び前記第２のダイオードの間に接続されるトランジスタと、
    前記第１のダイオードと前記トランジスタの間、前記第２のダイオードと前記トランジスタの間、一の前記入力端子、及び前記２つの前記平滑用コンデンサの間と接続されたダイオードブリッジである、請求項２に記載の基板。
  6. 前記第１の表面取付デバイスの一種類は、
    前記第１及び前記第２の直流電源線の間で順接続された第１及び第２のダイオードと、
    前記第１及び前記第２のダイオードの間に接続されるトランジスタと、
    アノードが前記第１のダイオードと前記トランジスタとの間と、カソードが一の前記入力端子にそれぞれ接続された第３ダイオードと、
    アノードが前記一の前記入力端子と、カソードが前記第２のダイオードと前記トランジスタとの間にそれぞれ接続された第４のダイオードである、請求項１に記載の基板。
JP2008287173A 2002-07-30 2008-11-07 基板 Pending JP2009027925A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008287173A JP2009027925A (ja) 2002-07-30 2008-11-07 基板

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002221916 2002-07-30
JP2003121038 2003-04-25
JP2008287173A JP2009027925A (ja) 2002-07-30 2008-11-07 基板

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004524183A Division JPWO2004012325A1 (ja) 2002-07-30 2003-07-30 Ａｃ／ａｃ電力変換のための電力モジュール

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2009027925A true JP2009027925A (ja) 2009-02-05

Family

ID=31190333

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004524183A Pending JPWO2004012325A1 (ja) 2002-07-30 2003-07-30 Ａｃ／ａｃ電力変換のための電力モジュール
JP2008287173A Pending JP2009027925A (ja) 2002-07-30 2008-11-07 基板

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004524183A Pending JPWO2004012325A1 (ja) 2002-07-30 2003-07-30 Ａｃ／ａｃ電力変換のための電力モジュール

Country Status (5)

Country Link
US (2) US7535737B2 (ja)
EP (1) EP1544989A4 (ja)
JP (2) JPWO2004012325A1 (ja)
AU (1) AU2003254780A1 (ja)
WO (1) WO2004012325A1 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013093947A (ja) * 2011-10-25 2013-05-16 Mitsubishi Electric Corp 電力変換装置
JP2014112998A (ja) * 2012-12-05 2014-06-19 Daikin Ind Ltd パワーモジュール

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2004012325A1 (ja) * 2002-07-30 2005-11-24 ダイキン工業株式会社 Ａｃ／ａｃ電力変換のための電力モジュール
JP4935251B2 (ja) * 2006-08-31 2012-05-23 ダイキン工業株式会社 電力変換装置
JP4386090B2 (ja) * 2007-03-28 2009-12-16 ダイキン工業株式会社 主回路モジュール
KR100884791B1 (ko) * 2007-04-06 2009-02-23 삼성모바일디스플레이주식회사 유기 발광 디스플레이 장치 및 이의 구동 방법
JP5029900B2 (ja) * 2007-11-20 2012-09-19 アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 モータの制御装置
DE102010015440A1 (de) * 2010-04-16 2011-10-20 Kenersys Gmbh Verfahren zur Stromeinspeisung und Stromeinspeisesystem
JP5740837B2 (ja) * 2010-05-10 2015-07-01 三菱電機株式会社 基準回路モジュール、三相インバータ回路、整流回路、ｐａｍ回路、一石型ｐａｍ回路、ハーフブリッジ／インターリーブ回路、および空気調和装置
DK2463996T3 (da) * 2010-12-08 2013-08-05 Siemens Ag AC-til-AC-konverter samt fremgangsmåde til konvertering af en AC-spænding med en første frekvens til en AC-spænding med en anden frekvens
US8614525B2 (en) * 2010-12-21 2013-12-24 General Electric Company Methods and systems for operating a power generation system
US9030852B2 (en) 2012-05-31 2015-05-12 General Electric Company System for power conversion utilizing matrix converters
WO2015097815A1 (ja) * 2013-12-26 2015-07-02 三菱電機株式会社 電力変換装置
US9590521B2 (en) * 2014-07-28 2017-03-07 Hamilton Sundstrand Corporation Power converters for aircraft starter/generators
BR102014029406A2 (pt) * 2014-11-25 2016-05-31 Gerson Silva Paiva gerador eletrônico trifásico
JP6120116B2 (ja) * 2015-10-02 2017-04-26 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 無線電力伝送システム
US9839146B2 (en) 2015-10-20 2017-12-05 Cree, Inc. High voltage power module
USD908632S1 (en) 2018-09-17 2021-01-26 Cree Fayetteville, Inc. Power module
US10879812B2 (en) * 2019-04-09 2020-12-29 Wisconsin Alumni Research Foundation Semiconductor switch

Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6477153A (en) * 1987-09-18 1989-03-23 Mitsubishi Electric Corp Power module
JPH0538061A (ja) * 1991-07-25 1993-02-12 Matsushita Electric Works Ltd 充電回路装置
JPH05130783A (ja) * 1991-04-05 1993-05-25 Fuji Electric Co Ltd 汎用インバータ
JPH07131982A (ja) * 1993-11-05 1995-05-19 Toshiba Corp 直流電源装置
JPH08308140A (ja) * 1995-04-28 1996-11-22 Nippondenso Co Ltd 車両用発電機の出力制御装置
JPH09320314A (ja) * 1996-05-31 1997-12-12 Matsushita Electric Works Ltd デスクスタンド
JPH1075571A (ja) * 1997-04-23 1998-03-17 Sanyo Electric Co Ltd 混成集積回路装置
JPH1098887A (ja) * 1996-09-20 1998-04-14 Hitachi Ltd 電力変換装置
JPH10191641A (ja) * 1996-12-25 1998-07-21 Hitachi Ltd 無停電電源装置
JP2000217367A (ja) * 1999-01-25 2000-08-04 Hitachi Ltd 電流制御回路、インバ―タ制御装置、インバ―タ装置、および電力変換装置
WO2001050583A1 (de) * 2000-01-05 2001-07-12 Ascom Energy Systems Ag Netzrückwirkungsarmes dreiphasen-stromzwischenkreis-pulsgleich-richtersystem mit weitem stellbereich der ausgangsspannung
JP2002142458A (ja) * 2000-10-31 2002-05-17 Fuji Electric Co Ltd 整流回路及びその制御方法
JP2002153072A (ja) * 2000-11-09 2002-05-24 Nippo Electric Co Ltd インバータ式電源装置

Family Cites Families (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1985003813A1 (en) * 1984-02-16 1985-08-29 Fanuc Ltd High frequency noise absorbing circuit
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
US5381330A (en) * 1993-09-08 1995-01-10 Grundl & Hoffmann Half-bridge arrangement for switching electrical power
JPH07120050A (ja) * 1993-10-27 1995-05-12 Sanyo Electric Co Ltd 空気調和機
JPH07226660A (ja) 1994-02-10 1995-08-22 Hitachi Ltd 集積回路
JP3428142B2 (ja) * 1994-05-26 2003-07-22 富士通株式会社 電源装置
US5623191A (en) * 1995-04-12 1997-04-22 Allen-Bradley Company, Inc. Circuit board architecture for a motor controller
US5610493A (en) * 1995-04-12 1997-03-11 Allen-Bradley Company, Inc. Terminal configuration for a motor controller
US6266258B1 (en) * 1995-09-29 2001-07-24 Rockwell Technologies, Llc Power substrate element topology
WO1998010508A1 (fr) * 1996-09-06 1998-03-12 Hitachi, Ltd. Dispositif a semi-conducteur
US5905647A (en) * 1997-01-20 1999-05-18 Kabushiki Kaisha Toshiba Inverter with incorporated filter circuit and improved component cooling arrangement
JPH10225138A (ja) 1997-02-04 1998-08-21 Meidensha Corp 電力変換回路及びインバータ装置
JP3332810B2 (ja) * 1997-07-15 2002-10-07 株式会社日立製作所 インバータ制御装置
JPH1169774A (ja) 1997-08-19 1999-03-09 Hitachi Ltd 電力変換装置
JP3690558B2 (ja) 1997-11-10 2005-08-31 富士電機機器制御株式会社 多相電圧形コンバータ
JP3570880B2 (ja) 1998-02-10 2004-09-29 株式会社荏原電産 パワー制御モジュール
JP2000102253A (ja) * 1998-09-25 2000-04-07 Hitachi Ltd 電力変換装置
JP2000175462A (ja) 1998-12-03 2000-06-23 Mitsubishi Electric Corp ３相インバータ装置
JP3547333B2 (ja) * 1999-02-22 2004-07-28 株式会社日立産機システム 電力変換装置
DE10019696B4 (de) * 1999-04-22 2007-06-06 International Rectifier Corp., El Segundo Schaltung zur Verringerung von Störstrahlung in Motorspeiseschaltungsanwendungen
BR9907351A (pt) * 1999-12-22 2001-08-07 Ericsson Telecomunicacoees S A Método e circuito de controle para retificador do tipo elevador trifásico de três nìveis
JP4501144B2 (ja) 2000-04-28 2010-07-14 サンケン電気株式会社 Ａｃ−ｄｃコンバータ
JP4406909B2 (ja) 2000-04-28 2010-02-03 サンケン電気株式会社 Ａｃ−ｄｃコンバータ
JP3906440B2 (ja) * 2000-09-06 2007-04-18 株式会社日立製作所 半導体電力変換装置
JP2002159194A (ja) * 2000-11-20 2002-05-31 Hitachi Ltd インバータ制御モジュール及び室外機用ハイブリッドｉｃ並びに空気調和機および空気調和機用インバータ制御システム
JP4631179B2 (ja) 2001-02-09 2011-02-16 富士電機システムズ株式会社 半導体装置およびこれを用いたインバータ装置
JPWO2004012325A1 (ja) * 2002-07-30 2005-11-24 ダイキン工業株式会社 Ａｃ／ａｃ電力変換のための電力モジュール
AU2004300366B2 (en) * 2003-12-16 2007-11-22 Daikin Industries, Ltd. Current supply circuit, multi-phase drive circuit, current supply circuit design method
JP4601044B2 (ja) * 2004-08-30 2010-12-22 日立アプライアンス株式会社 電力変換装置およびその電力変換装置を備えた空気調和機
US7388764B2 (en) * 2005-06-16 2008-06-17 Active-Semi International, Inc. Primary side constant output current controller

Patent Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6477153A (en) * 1987-09-18 1989-03-23 Mitsubishi Electric Corp Power module
JPH05130783A (ja) * 1991-04-05 1993-05-25 Fuji Electric Co Ltd 汎用インバータ
JPH0538061A (ja) * 1991-07-25 1993-02-12 Matsushita Electric Works Ltd 充電回路装置
JPH07131982A (ja) * 1993-11-05 1995-05-19 Toshiba Corp 直流電源装置
JPH08308140A (ja) * 1995-04-28 1996-11-22 Nippondenso Co Ltd 車両用発電機の出力制御装置
JPH09320314A (ja) * 1996-05-31 1997-12-12 Matsushita Electric Works Ltd デスクスタンド
JPH1098887A (ja) * 1996-09-20 1998-04-14 Hitachi Ltd 電力変換装置
JPH10191641A (ja) * 1996-12-25 1998-07-21 Hitachi Ltd 無停電電源装置
JPH1075571A (ja) * 1997-04-23 1998-03-17 Sanyo Electric Co Ltd 混成集積回路装置
JP2000217367A (ja) * 1999-01-25 2000-08-04 Hitachi Ltd 電流制御回路、インバ―タ制御装置、インバ―タ装置、および電力変換装置
WO2001050583A1 (de) * 2000-01-05 2001-07-12 Ascom Energy Systems Ag Netzrückwirkungsarmes dreiphasen-stromzwischenkreis-pulsgleich-richtersystem mit weitem stellbereich der ausgangsspannung
JP2002142458A (ja) * 2000-10-31 2002-05-17 Fuji Electric Co Ltd 整流回路及びその制御方法
JP2002153072A (ja) * 2000-11-09 2002-05-24 Nippo Electric Co Ltd インバータ式電源装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013093947A (ja) * 2011-10-25 2013-05-16 Mitsubishi Electric Corp 電力変換装置
JP2014112998A (ja) * 2012-12-05 2014-06-19 Daikin Ind Ltd パワーモジュール

Also Published As

Publication number Publication date
US20060126318A1 (en) 2006-06-15
EP1544989A1 (en) 2005-06-22
AU2003254780A1 (en) 2004-02-16
JPWO2004012325A1 (ja) 2005-11-24
US7924586B2 (en) 2011-04-12
US20090090546A1 (en) 2009-04-09
EP1544989A4 (en) 2015-03-11
WO2004012325A1 (ja) 2004-02-05
US7535737B2 (en) 2009-05-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2009027925A (ja) 基板
JP5928928B2 (ja) ５段階電力変換器ならびにその制御方法および制御装置
CA2489345C (en) Impedance source power converter
CA2565707C (en) Low harmonics, polyphase converter circuit
EP3174190A1 (en) Three level converter
EP2879286A1 (en) Five-level rectifier
US20050139259A1 (en) Transformerless power conversion in an inverter for a photovoltaic system
US20120201066A1 (en) Dual switching frequency hybrid power converter
US20220045623A1 (en) Multi-level circuit, three-phase multi-level circuit, and control method
EP2456059A1 (en) Switching branch modul for a three-level converter and method for controlling that switching branch
CA2558001A1 (en) Multilevel converter based intelligent universal transformer
WO2012163841A1 (en) A voltage source converter for a hvdc transmission system
Siwakoti et al. Power electronics converters—An overview
CN109995256B (zh) 桥臂子模块个数相异的九桥臂模块化多电平变换器、系统及方法
CN1255774A (zh) 两极、三相升压变换器及减小其总谐波失真的方法
US20230336072A1 (en) Modular reconfigurable electrical ac/dc converter
WO2006043837A2 (en) A polyphase ac to dc power converter
CN108063562B (zh) 有源三电平中性点钳位转换器模块
WO2013151542A1 (en) Multilevel converter
CN107546974B (zh) 具有级联二极管电路的升压电路和逆变器拓扑
CN100414820C (zh) 用于交流/交流电力转换的电力模块
CN215871225U (zh) 一种五电平电压源型变换装置
CN215498755U (zh) 一种钳位式五电平电压源型变换器
Nasir et al. A review of power converter topologies with medium/high frequency transformers for grid interconnection systems
Ohnuma et al. Novel control strategy for single-phase to three-phase power converter using an active buffer

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20081107

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20110809

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20111005

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20120214

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20120731

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20120927

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20130212