JP2012010427A - 電力変換装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】実施の形態の電力変換装置は、コンデンサより交流側のP極−N極間に、電力変換回路とは逆並列にPiNダイオードを接続し、反転電流をPiNダイオードにも分流させて、還流ダイオードであるSBD、JBSの通電電流を低減し素子破壊を抑制するようにしたものである。
【選択図】 図1
Description
図1は第1の実施の形態の電力変換装置を示している。本実施の形態は、2レベル、3相回路で構成される電力変換装置であり、電力変換回路のUVW各相のブリッジの上アーム、下アームそれぞれをIGBT素子のような半導体スイッチング素子Q11〜Q32と、半導体スイッチング素子Q11〜Q32それぞれと逆並列に接続されたSiCのSBD又はJBSの還流ダイオードD11〜D32とによって構成し、電力変換回路の直流側のP極−N極間にコンデンサC1を接続すると共に、コンデンサC1より交流側のP極−N極間に逆並列にSiウエハーを使ったPiNダイオードD1を接続している。
図2は第2の実施の形態の電力変換装置を示している。本実施の形態は、3レベル、3相回路で構成される電力変換装置であり、電力変換回路のUVW各相のブリッジの上アーム、下アームそれぞれをIGBT素子のような半導体スイッチング素子Q111〜Q322と、半導体スイッチング素子Q111〜Q322それぞれと逆並列に接続されたSiCのSBD又はJBSの還流ダイオードD111〜D322と、中点Cと上アームの素子接続点との間、中点Cと下アームの素子接続点との間それぞれに接続されたSiCのSBD又はJBSの還流ダイオードD101〜D302とによって構成し、P極−中点C間、中点C−N極間それぞれにコンデンサC2U,C2Dを接続すると共に、コンデンサC2U,C2Dより交流側のP極−N極間に逆並列にPiNダイオードD2を接続している。
図3は第3の実施の形態の電力変換装置を示している。本実施の形態は、3レベル、3相回路で構成される電力変換装置であり、電力変換回路のUVW各相のブリッジの上アーム、下アームそれぞれをIGBT素子のような半導体スイッチング素子Q111〜Q322と、半導体スイッチング素子Q111〜Q322それぞれと逆並列に接続されたSiCのSBD又はJBSの還流ダイオードD111〜D322と、中点Cと上アームの素子接続点との間、中点Cと下アームの素子接続点との間それぞれに接続されたSiCのSBD又はJBSの還流ダイオードD101〜D302とによって構成し、P極−中点C間、中点C−N極間それぞれにコンデンサC2U,C2Dを接続すると共に、コンデンサC2U,C2Dより交流側のP極−中点C間、中点C−N極間それぞれに逆並列にSiウエハーを使ったPiNダイオードD2U,D2Dを接続している。
図4は第4の実施の形態の電力変換装置を示している。本実施の形態は、2レベル、単相回路で構成される電力変換装置であり、電力変換回路のUV各相のブリッジの上アーム、下アームそれぞれをIGBT素子のような半導体スイッチング素子Q11〜Q22と、半導体スイッチング素子Q11〜Q22それぞれと逆並列に接続されたSiCのSBD又はJBSの還流ダイオードD11〜D22とによって構成し、電力変換回路の直流側のP極−N極間にコンデンサC1を接続すると共に、コンデンサC1より交流側のP極−N極間に逆並列にSiウエハーを使ったPiNダイオードD1を接続している。
図5は第5の実施の形態の電力変換装置を示している。本実施の形態は、3レベル、単相回路で構成される電力変換装置であり、電力変換回路のUV各相のブリッジの上アーム、下アームそれぞれをIGBT素子のような半導体スイッチング素子Q111〜Q222と、半導体スイッチング素子Q111〜Q222それぞれと逆並列に接続されたSiCのSBD又はJBSの還流ダイオードD111〜D222と、中点Cと上アームの素子接続点との間、中点Cと下アームの素子接続点との間それぞれに接続されたSiCのSBD又はJBSの還流ダイオードD101〜D202とによって構成し、P極−中点C間、中点C−N極間それぞれにコンデンサC2U,C2Dを接続すると共に、コンデンサC2U,C2Dより交流側のP極−N極間に逆並列にSiウエハーを使ったPiNダイオードD2を接続している。
図6は第6の実施の形態の電力変換装置を示している。本実施の形態は、3レベル、単相回路で構成される電力変換装置であり、電力変換回路のUV各相のブリッジの上アーム、下アームそれぞれをIGBT素子のような半導体スイッチング素子Q111〜Q222と、半導体スイッチング素子Q111〜Q222それぞれと逆並列に接続されたSiCのSBD又はJBSの還流ダイオードD111〜D222と、中点Cと上アームの素子接続点との間、中点Cと下アームの素子接続点との間それぞれに接続されたSiCのSBD又はJBSの還流ダイオードD101〜D202とによって構成し、P極−中点C間、中点C−N極間それぞれにコンデンサC2U,C2Dを接続すると共に、コンデンサC2U,C2Dより交流側のP極−中点C間、中点C−N極間それぞれに逆並列にSiウエハーを使ったPiNダイオードD2U,D2Dを接続している。
第1、第4の実施の形態それぞれでは、コンデンサC1とSiウエハーを使ったPiNダイオードD1をP極−N極間に並列に接続した。第3、第6の実施の形態それぞれでは、コンデンサC2UとSiウエハーを使ったPiNダイオードD2U、コンデンサC2DとSiウエハーを使ったPiNダイオードD2DをP極−中点C間、中点C−N極間それぞれに並列に接続した。
図8は、第8の実施の形態の電力変換装置の回路を示している。本実施の形態の電力変換装置は、単相交流−直流変換するコンバータ回路と、直流−3相交流変換するインバータ回路とを、それらの間にコンデンサC4,C1を介して接続した構成である。
D11〜D32,D111〜D322 還流ダイオード
D101〜D302 還流ダイオード
D1〜D5 PiNダイオード
C1,C2U,C2D コンデンサ
Claims (6)
- 還流ダイオードにSBD又はJBSを適用した2レベル3相電力変換装置において、直流側のP極−N極端子間に逆並列にPiNダイオードを接続し、P極−N極間短絡時に素子破壊を抑制することを特徴とする電力変換装置。
- 還流ダイオードにSBD又はJBSを適用した3レベル3相電力変換装置において、直流側のP極−N極端子間に逆並列にPiNダイオードを接続し、P極−N極間短絡時に素子破壊を抑制することを特徴とする電力変換装置。
- 還流ダイオードにSBD又はJBSを適用した3レベル3相電力変換装置において、直流側のP極−中点C、中点C−N極端子間それぞれに逆並列にPiNダイオードを接続し、P極−中点C間又は中点C−N極間短絡時に素子破壊を抑制することを特徴とする電力変換装置。
- 還流ダイオードにSBD又はJBSを適用した2レベル単相電力変換装置において、直流側のP極−N極端子間に逆並列にPiNダイオード接続し、P極−N極間短絡時に素子破壊を抑制することを特徴とする電力変換装置。
- 還流ダイオードにSBD又はJBSを適用した3レベル単相電力変換装置において、直流側のP極−N極端子間に逆並列にPiNダイオード接続し、P極−N極間短絡時に素子破壊を抑制することを特徴とする電力変換装置。
- 還流ダイオードにSBD又はJBSを適用した3レベル単相電力変換装置において、直流側のP極−中点C、中点C−N極端子間それぞれに逆並列にPiNダイオード接続し、P極−中点C間又は中点C−N極間短絡時に素子破壊を抑制することを特徴とする電力変換装置。
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