JP2013027232A - Power converter - Google Patents
Power converter Download PDFInfo
- Publication number
- JP2013027232A JP2013027232A JP2011161906A JP2011161906A JP2013027232A JP 2013027232 A JP2013027232 A JP 2013027232A JP 2011161906 A JP2011161906 A JP 2011161906A JP 2011161906 A JP2011161906 A JP 2011161906A JP 2013027232 A JP2013027232 A JP 2013027232A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- conductor plate
- terminals
- terminal
- conductor
- semiconductor module
- 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
Links
Images
Landscapes
- Inverter Devices (AREA)
- Power Conversion In General (AREA)
Abstract
Description
本発明は、半導体スイッチング素子により構成される電力変換装置に関するものである。 The present invention relates to a power conversion device including semiconductor switching elements.
可変速駆動には電力変換装置を用いた方式、すなわち商用電源からダイオード整流回路あるいはPWMコンバータにより直流に変換、さらに平滑された直流電力からインバータを介して可変周波数でモータを駆動する方式が一般的である。 For variable speed drive, a system using a power converter, that is, a system in which a commercial power supply is converted to direct current by a diode rectifier circuit or a PWM converter, and a motor is driven at a variable frequency from a smoothed direct current power via an inverter is generally used. It is.
駆動すべき負荷が大容量になった場合で電圧を上げられない場合には、電流を増大させて変換装置の容量を増加させる必要があり、このような場合には、電力変換装置を構成する半導体スイッチング素子(ここではIGBTを例に説明する)を複数並列接続して用いることが多い。半導体スイッチング素子を用いた変換装置では、スイッチング時の電圧跳ね上がりを抑制するために配線インダクタンスを低減するとともに、並列接続した場合には、電流分担の不均等の抑制が課題となる。 If the voltage to be driven cannot be increased when the load to be driven becomes large, it is necessary to increase the capacity of the converter by increasing the current. In such a case, the power converter is configured. In many cases, a plurality of semiconductor switching elements (here, IGBTs are described as an example) are connected in parallel. In a converter using a semiconductor switching element, the wiring inductance is reduced in order to suppress a voltage jump at the time of switching, and in the case of being connected in parallel, it becomes a problem to suppress uneven current sharing.
これに対して、特許文献1および特許文献2では、第1の半導体モジュールの正極に接続される導体板と第2の半導体モジュールの負極に接続される導体板とを積層し対向する部分を設け、第1の半導体モジュールの負極に接続される導体板と第2の半導体モジュールの正極に接続される導体板とを積層し対向する部分を設けることで上記の課題を解決している。
On the other hand, in Patent Document 1 and
特許文献2では、半導体スイッチング素子の電圧跳ね上がり抑制のスナバ回路として、スナバコンデンサとスナバダイオードとの直列体およびスナバコンデンサを放電させるための放電抵抗とからなる、いわゆるRCDスナバ回路を想定している。そのため、並列接続したIGBTのスイッチングの時間的ずれなどにより、並列回路間でスナバコンデンサの電圧に差が生じたとしても、スナバダイオードにより逆向きの電流は阻止されるため、振動電流が発生することはない。
In
上記のRCDスナバ回路では、ダイオードや抵抗が必要であり変換装置を小形化しにくいため、スイッチング素子の両端子にコンデンサのみを接続(クランプコンデンサと呼ぶ)する方式がある。 In the above RCD snubber circuit, a diode and a resistor are required, and it is difficult to reduce the size of the conversion device. Therefore, there is a system in which only a capacitor is connected to both terminals of a switching element (called a clamp capacitor).
前述したクランプコンデンサを用いた場合、クランプコンデンサが配線導体板で並列に接続されているため、微小抵抗のLC回路となりコンデンサ電圧に差が生じた場合に振動電流が発生する可能性がある。並列接続されたクランプコンデンサ間の回路のインダクタンスが大きいと、両クランプコンデンサ間で電圧差が生じた際の振動電流を抑制できないため、この回路におけるインダクタンスの低減が必要である。 When the above-described clamp capacitor is used, the clamp capacitor is connected in parallel by the wiring conductor plate, so that an oscillation current may be generated when a difference occurs in the capacitor voltage due to the LC circuit having a very small resistance. If the inductance of the circuit between the clamp capacitors connected in parallel is large, the oscillating current when a voltage difference is generated between the two clamp capacitors cannot be suppressed. Therefore, it is necessary to reduce the inductance in this circuit.
特許文献1及び2においては、クランプコンデンサ間に構成される回路のインダクタンスを考慮しておらず、インダクタンスの低減が不十分である。
In
本発明が解決しようとする課題は電力変換装置において、並列接続された半導体スイッチング素子の端子間で構成される回路の配線インダクタンスを低減することである。 The problem to be solved by the present invention is to reduce the wiring inductance of a circuit configured between terminals of semiconductor switching elements connected in parallel in a power converter.
上記の課題を解決するために、本発明はその一面において、2つの半導体スイッチング素子を直列接続した半導体モジュールの複数個を、直流端子間に並列接続して形成される電力変換装置であって、前記直流端子間にそれぞれ並列に接続された第1の半導体モジュールと第2の半導体モジュールと、前記第1の半導体モジュールの第1の端子に接続される第1の導体板と、前記第2の半導体モジュールの第1の端子に接続される第2の導体板と、前記第1及び第2の半導体モジュールの第2の端子に接続される第3の導体板を備え、前記第1〜第3の導体板が積層されて対向する部分を持つ構造を有する電力変換装置において、前記第1の導体板を前記第2の導体板に電気的に接続するための第1の接続端子と、前記第2の導体板を前記第1の導体板に電気的に接続するための第2の接続端子とを、前記第1〜第3の導体板における他のどの端子間の距離よりも近接させて配置したことを特徴とする。 In order to solve the above problems, the present invention is, in one aspect thereof, a power conversion device formed by connecting a plurality of semiconductor modules in which two semiconductor switching elements are connected in series, in parallel between DC terminals, A first semiconductor module and a second semiconductor module each connected in parallel between the DC terminals; a first conductor plate connected to a first terminal of the first semiconductor module; and the second semiconductor module A second conductor plate connected to a first terminal of the semiconductor module; and a third conductor plate connected to a second terminal of the first and second semiconductor modules; In a power conversion device having a structure in which a plurality of conductive plates are stacked and facing each other, a first connection terminal for electrically connecting the first conductive plate to the second conductive plate, and the first The second conductor plate A second connecting terminal for electrically connecting to the conductive plate of, characterized in that arranged close than the distance between any other terminal in the first to third conductive plate.
本発明は他の一面において、2つの半導体スイッチング素子を直列接続した半導体モジュールの複数個を、直流端子間に並列接続して形成される電力変換装置であって、前記直流端子間にそれぞれ並列に接続された第1の半導体モジュールと第2の半導体モジュールと、前記第1の半導体モジュールの第1の端子に接続される第1の導体板と、前記第2の半導体モジュールの第1の端子に接続される第2の導体板と、前記第1及び第2の半導体モジュールの第2の端子に接続される第3の導体板を備え、前記第1〜第3の導体板が積層されて対向する部分を持つ構造を有する電力変換装置において、前記第1の導体板と前記第2の導体板とを電気的に接続し、かつ前記直流端子の一方へ接続する引出し部となる接続端子を、前記第3の導体板から前記直流端子の他方へ接続する引出し部となる2つの接続端子の間に配置したことを特徴とする。 In another aspect, the present invention is a power conversion device formed by connecting a plurality of semiconductor modules in which two semiconductor switching elements are connected in series between DC terminals in parallel, each of which is connected in parallel between the DC terminals. The first and second semiconductor modules connected to each other, the first conductor plate connected to the first terminal of the first semiconductor module, and the first terminal of the second semiconductor module A second conductor plate to be connected; and a third conductor plate to be connected to a second terminal of the first and second semiconductor modules, wherein the first to third conductor plates are stacked to face each other. In the power conversion device having a structure having a portion to be connected, a connection terminal that electrically connects the first conductor plate and the second conductor plate and serves as a lead-out portion connected to one of the DC terminals, The third conductor plate Characterized in that disposed between two connection terminals to be lead-out portion connected to the other et the DC terminals.
本発明の望ましい実施態様によれば、並列接続された半導体スイッチング素子の端子間で構成される回路の配線インダクタンスを低減することができる。 According to a preferred embodiment of the present invention, the wiring inductance of a circuit formed between terminals of semiconductor switching elements connected in parallel can be reduced.
このため、前記第1及び第2の半導体モジュールの端子間に、それぞれコンデンサを直接接続し、クランプコンデンサを構成した場合には、並列接続されたクランプコンデンサ間で電圧差が生じた際の振動電流を抑制することができる。 For this reason, when a capacitor is directly connected between the terminals of the first and second semiconductor modules and a clamp capacitor is configured, an oscillating current when a voltage difference occurs between the clamp capacitors connected in parallel. Can be suppressed.
本発明のその他の目的と特徴は、以下に述べる実施例の中で明らかにする。 Other objects and features of the present invention will be made clear in the embodiments described below.
図13は、本発明を適用したエレベータにおける駆動系の概略構成図である。 FIG. 13 is a schematic configuration diagram of a drive system in an elevator to which the present invention is applied.
電源(ここでは三相電源とした)81からコンバータ1で整流して平滑コンデンサ3で平滑した直流電力をインバータ2により可変周波数・可変電圧の交流電力に変換してエレベータの駆動モータ9に供給し、エレベータを駆動している。すなわち、モータ9で綱車91を回転させ、ロープ94で吊るされている乗りかご92及び釣合いおもり93を昇降駆動している。
The DC power rectified by the converter 1 and smoothed by the
電源への高調波を低減したり、昇圧などのために、電源81とコンバータ1との間にはリアクトル82が接続されることが多い。なお、この他にフィルタ回路等が接続されることが一般的であるが、本発明に直接関係しないので図では省略した。
In many cases, a
コンバータ1は、三相のレグ11〜13から構成され、各相は半導体スイッチング素子(ここではIGBTを例にして説明する)と環流ダイオード(FWDと称する)との並列体例えば1101,1102が、上下一対で構成される。IGBTとFWDは別々の半導体チップで構成されるが、ここでは1つの並列体(例えば1101)として符号をつけた。インバータ2も、同様に三相のレグ21〜23で構成されている。
The converter 1 is composed of three-
電力変換装置の大容量化のために、半導体スイッチング素子を並列接続することがある。 In order to increase the capacity of the power conversion device, semiconductor switching elements may be connected in parallel.
図14は、本発明を適用したエレベータにおける駆動系の主回路を構成する半導体モジュールの並列構成図である。 FIG. 14 is a parallel configuration diagram of semiconductor modules constituting a main circuit of a drive system in an elevator to which the present invention is applied.
図に示す例では、IGBT及びFWDが上下一対(1111と1112)内蔵された半導体モジュール111と、同じく1121と1122とが内蔵された半導体モジュール112とが並列接続されている。また、各半導体モジュール111及び112には、スイッチング時の電圧跳ね上がりを抑制するためのクランプコンデンサ41及び42が接続されている。
In the example shown in the figure, a
図14において、スイッチング時の電圧跳ね上がりを抑制するために、図示していない平滑コンデンサと半導体モジュールとで構成される一巡回路L1のインダクタンスを低減することが必要である。また、半導体モジュール111と112の電流分担均等化のために、両モジュールのインダクタンスが均等であることが必要であり、これについては、特許文献1の構成で実現できている。
In FIG. 14, in order to suppress a voltage jump at the time of switching, it is necessary to reduce the inductance of the circuit L <b> 1 including a smoothing capacitor and a semiconductor module (not shown). Further, in order to equalize the current sharing between the
一方、前述したように、並列接続されたクランプコンデンサ41及び42間の回路L2のインダクタンスが大きいと、クランプコンデンサ41と42との間で電圧差が生じた際の振動電流を抑制できない。このため、この回路L2におけるインダクタンスを低減することが必要となる。
On the other hand, as described above, if the inductance of the circuit L2 between the
特許文献1及び2においては、図14に示すIGBT並列回路において、図示していない平滑コンデンサとの回路(図14中の破線L1)に関しては、インダクタンス低減を図るとともに、並列間のインダクタンスを均等化しているが、クランプコンデンサ41と42とで構成される回路(図14中の点線L2)のインダクタンスを考慮しておらず、クランプコンデンサ41と42との間で電圧差が生じた際の振動電流を抑制することはできない。
In
例えば、特許文献1の図11,12及び14の導体板の構成では、並列クランプコンデンサ間の回路(本願図14の点線L2)は、直流正極端子P1から、導体板CP1の接続部a2から導体板接続部a3を介して導体板PCに接続され、導体板PCにより、導体板CP2の接続部b3に接続され、導体板CP2の接続部b2により、もう一方のクランプコンデンサに接続される。コンデンサの負極は、直流負極導体板Nの端子c2とc3が、導体板Nで繋がっておりこの部分のインダクタンスは低いが、導体板CP1とCP2との接続部a3とb3とが離れているためインダクタンス低減には向いていない。同様に、特許文献1の図23〜24の構成でも、導体板CP1に接続される部分と導体板CP2に接続される部分が離れているためインダクタンス低減には不適である。 For example, in the configuration of the conductor plates in FIGS. 11, 12 and 14 of Patent Document 1, the circuit between the parallel clamp capacitors (dotted line L2 in FIG. 14) is a conductor from the DC positive terminal P1 to the connection portion a2 of the conductor plate CP1. It is connected to the conductor plate PC via the plate connection portion a3, connected to the connection portion b3 of the conductor plate CP2 by the conductor plate PC, and connected to the other clamp capacitor by the connection portion b2 of the conductor plate CP2. Since the negative electrode of the capacitor is connected to the terminals c2 and c3 of the DC negative electrode conductor plate N by the conductor plate N and the inductance of this portion is low, the connection portions a3 and b3 between the conductor plates CP1 and CP2 are separated. Not suitable for inductance reduction. Similarly, in the configurations of FIGS. 23 to 24 of Patent Document 1, the portion connected to the conductor plate CP1 and the portion connected to the conductor plate CP2 are separated from each other, which is not suitable for reducing the inductance.
以下に、並列接続された半導体スイッチング素子の端子間で構成される回路の配線インダクタンスを低減する本発明の実施例を、図面を参照しながら説明する。なお、各図及び各実施例において、同一または類似の構成要素には同じ符号を付し、説明を省略する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention for reducing the wiring inductance of a circuit formed between terminals of semiconductor switching elements connected in parallel will be described with reference to the drawings. In each drawing and each embodiment, the same or similar components are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
図1は、本発明の実施例1による電力変換装置の導体板構造を示す斜視図であり、図2は、その積層導体板の分解斜視図である。 FIG. 1 is a perspective view showing a conductor plate structure of a power conversion device according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an exploded perspective view of the laminated conductor plate.
特許文献1と同様に、正極P1及び負極N1が片辺に並んで配置された半導体モジュール111及び112を、端子が近付くように配置して並列接続した実装例を示している。
Similar to Patent Document 1, a mounting example is shown in which
配線用の導体板としては、正極側の導体板として、直流正極端子P1に接続される第1の導体板51と、直流正極端子P2に接続される第2の導体板52がある。負極側の導体板としては、直流負極端子N1及び直流負極端子N2とに接続される導体板53がある。これらの3つの導体板が手前から51,53,52の順で、図示は省略した絶縁部を介して積層されている。
As a conductor plate for wiring, there are a
まず、第1の導体板51は、半導体モジュール111の直流正極端子P1に直接接続される端子511と、平滑コンデンサ3の正極に繋がる導体板61の端子611に接続するための端子512とを備えている。
First, the
また、第2の導体板52は、半導体モジュール112の直流正極端子P2に直接接続される端子521と、平滑コンデンサ3の正極に繋がる導体板61の端子612に接続するための端子522とを備えている。
The
さらに、第3の導体板53は、半導体モジュール111の直流負極端子N1に直接接続される端子531と、半導体モジュール112の直流負極端子N2に直接接続される端子532とを備えている。
Further, the
これらの端子の様子は、図2の分解斜視図によって、明確に確認できる。 The state of these terminals can be clearly confirmed by the exploded perspective view of FIG.
ここで、第1の導体板51の、平滑コンデンサ3の正極に繋がる導体板61の端子611に接続するための端子512と、第2の導体板52の、平滑コンデンサ3の正極に繋がる導体板61の端子612に接続するための端子522とが、近接するように中央付近に配置される。すなわち、図1に示す間隔d1と間隔d2の関係は、d1<d2である。
Here, the terminal 512 for connecting to the
端子512と611の接続部と、端子522と612の接続部は、いずれも直流正極であり、一方、端子533と534は、導体板62を介して直流負極に繋がる異なる電位であるため絶縁距離を確保する必要がある。なお、端子512と522は、同電位であるため、絶縁距離は不要である。そのため、前述したように、異なる電位間の接続部の間隔d2に対して同電位の接続部の間隔d1は小さくて良い。同電位であるため間隔d1は零でも良いが、導体板の間に負極導体板53及び絶縁部があるため同じ平面ではない。このため、導体板61が端子512と522に接続される部分は、分ける必要があり、製造誤差を考慮すると数[mm]程度ある方が製造し易い。
The connecting portions of the
図3は、本発明の実施例1の効果を説明するための導体板構造の比較を示す斜視図である。 FIG. 3 is a perspective view showing a comparison of conductor plate structures for explaining the effect of the first embodiment of the present invention.
図3(A)は本発明の実施例1を示しており、同図(B)は特許文献1の図12,図14を応用した比較例で、同図(C)は特許文献1の図23,図24を応用した比較例である。 3A shows Example 1 of the present invention, FIG. 3B is a comparative example in which FIGS. 12 and 14 of Patent Document 1 are applied, and FIG. 3C is a diagram of Patent Document 1. FIG. 23 is a comparative example applying FIG.
図14に示したクランプコンデンサ間の回路L2における、正極間を接続した部分を図3において破線で示した。なお、負極間の接続に関してはいずれの場合にも負極側の導体板53を介して接続される。図3(B)および(C)に示した比較例では、端子512と522とが離れた配置になっていて、回路L2が囲む面積が広くなっているのに対して、図3(A)では、端子512と522とが近接しているためインダクタンスを低減できる。
A portion where the positive electrodes are connected in the circuit L2 between the clamp capacitors shown in FIG. 14 is indicated by a broken line in FIG. In any case, the connection between the negative electrodes is made via the
このように、本発明の実施例1によれば、並列接続されたクランプコンデンサ間のインダクタンスの低減により、振動電流を抑制できる。また、図3(C)の比較例では、正極側に接続される2つの導体板51及び52は異なる形状となるが、本発明の実施例1では、同じ形状とすることができる。
As described above, according to the first embodiment of the present invention, the oscillating current can be suppressed by reducing the inductance between the clamp capacitors connected in parallel. Further, in the comparative example of FIG. 3C, the two
なお、図1〜3において、導体板61と62は、正極側導体板61を上側に配置したが、逆に負極側導体板62を上側に配置しても効果は変わらない。また、図1,図2及び図3(A)の例では、第1の端子512を図面の右下側に配置して、第2の端子522を図面の左上側に配置したが、両端子の配置を逆に入れ替えても、全く同様に、回路L2の面積を低減し、インダクタンスを低減することができる。
1 to 3, the
図4は、本発明におけるクランプコンデンサの実装構造例を示す斜視図である。これまでの説明において、半導体モジュールの端子及び導体板形状を分かり易くするために省略していたクランプコンデンサ41及び42の実装例を示す。このように半導体モジュール111,112の端子に直接接続することで、低インダクタンス化を図っている。なお、これまでの例では、図14に示すように、クランプコンデンサ41及び42が接続されている場合を前提に説明したが、IGBT自体もオフ状態では静電容量を有しており、スイッチングのタイミングがずれた時などは、これらの間の振動電流が発生する可能性がある。この振動電流を抑制するにはインダクタンスを低減する必要があり、クランプコンデンサを接続しない場合でも本発明は効果がある。
FIG. 4 is a perspective view showing a mounting structure example of the clamp capacitor in the present invention. In the description so far, examples of mounting the
以上の実施例1においては、2つの半導体スイッチング素子を直列接続した半導体モジュール(111,112,…)の複数個を、直流端子間に並列接続して形成される電力変換装置であって、前記直流端子(P1,P2−N1,N2)間にそれぞれ並列に接続された第1の半導体モジュール(111)と第2の半導体モジュール(112)と、前記第1の半導体モジュール(111)の第1の端子(P1)に接続される第1の導体板(51)と、前記第2の半導体モジュール(112)の第1の端子(P2)に接続される第2の導体板(52)と、前記第1及び第2の半導体モジュール(111,112)の第2の端子(N1,N2)に接続される第3の導体板(53)を備え、前記第1〜第3の導体板(51〜53)が積層されて対向する部分を持つ構造を有する電力変換装置において、前記第1の導体板(51)を、前記第2の導体板(52)に電気的に接続するための第1の接続端子(512)と、前記第2の導体板(52)を、前記第1の導体板(51)に電気的に接続するための第2の接続端子(522)とを、前記第1〜第3の導体板(51〜53)における他のどの端子間の距離よりも近接させて(間隔d1)配置している。 In the first embodiment, a power conversion device formed by connecting a plurality of semiconductor modules (111, 112,...) In which two semiconductor switching elements are connected in series between DC terminals in parallel, A first semiconductor module (111) and a second semiconductor module (112) connected in parallel between the DC terminals (P1, P2-N1, N2), respectively, and a first of the first semiconductor module (111). A first conductor plate (51) connected to the terminal (P1) of the second semiconductor plate (2), a second conductor plate (52) connected to the first terminal (P2) of the second semiconductor module (112), The first and third conductor plates (51) include a third conductor plate (53) connected to the second terminals (N1, N2) of the first and second semiconductor modules (111, 112). ~ 53) are stacked and face each other In the power converter having a structure having a portion, the first connection terminal (512) for electrically connecting the first conductor plate (51) to the second conductor plate (52), A second connection terminal (522) for electrically connecting a second conductor plate (52) to the first conductor plate (51) is connected to the first to third conductor plates (51-51). 53) is arranged closer to the distance between any other terminals (interval d1).
また、言い換えると、前記第1〜第3の導体板(51〜53)が積層されて対向する部分を持つ構造を有する電力変換装置において、前記第1の導体板(51)と前記第2の導体板(52)とを電気的に接続し、かつ前記直流端子の一方へ接続する引出し部となる接続端子(512および/または522)を、前記第3の導体板(53)から前記直流端子の他方へ接続する引出し部となる2つの接続端子(533と534)の間に配置している。 In other words, in the power conversion device having a structure in which the first to third conductor plates (51 to 53) are stacked and have opposing portions, the first conductor plate (51) and the second conductor plate A connection terminal (512 and / or 522) serving as a lead portion for electrically connecting the conductor plate (52) to one of the DC terminals is connected to the DC terminal from the third conductor plate (53). It arrange | positions between two connection terminals (533 and 534) used as the drawer | drawing-out part connected to the other.
図5は、本発明の実施例2による電力変換装置の導体板構造を示す斜視図であり、図6はその積層導体板の分解斜視図である。ここで、負極側の導体板53および62については、図1及び図2に示す実施例1と同じ構造である。正極側については、第1の接続端子512と第2の接続端子522とが直接接触して電気的に接続されるとともに、導体板61の接続端子611とも直接接続される構造になっている。
FIG. 5 is a perspective view showing a conductor plate structure of a power converter according to
このような構成とすることによって、より一層、クランプコンデンサ間の回路が囲む面積を低減できるため、インダクタンス低減の効果が大きい。 By adopting such a configuration, the area surrounded by the circuit between the clamp capacitors can be further reduced, so that the effect of reducing the inductance is great.
一方、図6に示すように、正極側の導体板51及び52は同じ形状ではあるが、接続部を曲げ加工する必要があるとともに、接続部付近の絶縁確保にも留意する必要がある。
On the other hand, as shown in FIG. 6, the
図7は本発明の実施例3による電力変換装置の導体板構造を示す斜視図であり、図8はその積層導体板の分解斜視図である。
FIG. 7 is a perspective view showing a conductor plate structure of a power conversion device according to
接続端子512及び522を直接接触させることによって電気的に接続している点は、実施例2と同様である。ここでは、負極側の接続端子533を分割せずに1箇所とした。
Similar to the second embodiment, the
このため、接続端子の絶縁確保のための空隙が1箇所で良いため、接続端子の導体部の幅を広げることが可能である。ただし、接続端子533が直流負極端子N1に近く、もう1つの直流負極端子N2には遠くなるため、平滑コンデンサ3へ負極側の導体板62を介して流れる電流が不均等になる可能性はある。
For this reason, since the space | gap for ensuring the insulation of a connection terminal may be one place, it is possible to expand the width | variety of the conductor part of a connection terminal. However, since the
この実施例3においては、2つの半導体スイッチング素子を直列接続した半導体モジュール(111,112,…)の複数個を、直流端子間に並列接続して形成される電力変換装置であって、前記直流端子(P1,P2−N1,N2)間にそれぞれ並列に接続された第1の半導体モジュール(111)と第2の半導体モジュール(112)と、前記第1の半導体モジュール(111)の第1の端子(P1)に接続される第1の導体板(51)と、前記第2の半導体モジュール(112)の第1の端子(P2)に接続される第2の導体板(52)と、前記第1及び第2の半導体モジュール(111,112)の第2の端子(N1,N2)に接続される第3の導体板(53)とを備え、前記第1〜第3の導体板(51,52,53)が積層され対向する部分を持つ構造を有する電力変換装置において、前記第1の導体板(51)と前記第2の導体板(52)および前記直流端子の一方とを電気的に接続する直流第1端子(512,522,611)と、前記第3の導体板(53)から前記直流端子の他方へ接続する直流第2端子(532,621)とを、前記第1〜第3の導体板(51〜53)が対向する平面とほぼ平行な方向に、間隔を置いて並べて配置している。 The third embodiment is a power conversion device formed by connecting a plurality of semiconductor modules (111, 112,...) In which two semiconductor switching elements are connected in series between DC terminals in parallel. The first semiconductor module (111) and the second semiconductor module (112) connected in parallel between the terminals (P1, P2-N1, N2), respectively, and the first semiconductor module (111) first A first conductor plate (51) connected to the terminal (P1); a second conductor plate (52) connected to the first terminal (P2) of the second semiconductor module (112); A third conductor plate (53) connected to the second terminals (N1, N2) of the first and second semiconductor modules (111, 112), and the first to third conductor plates (51). , 52, 53) are stacked In the power conversion device having a structure having a portion to be connected, the first conductor plate (51), the second conductor plate (52), and the first DC terminal (512) that electrically connects one of the DC terminals. , 522, 611) and a DC second terminal (532, 621) connected from the third conductor plate (53) to the other of the DC terminals, the first to third conductor plates (51-53). ) Are arranged side by side in a direction substantially parallel to the opposing plane.
図9は本発明の実施例4による電力変換装置の導体板構造を示す斜視図であり、図10はその積層導体板の分解斜視図である。 FIG. 9 is a perspective view showing a conductor plate structure of a power converter according to Embodiment 4 of the present invention, and FIG. 10 is an exploded perspective view of the laminated conductor plate.
ここでは、図13におけるコンバータ1の1相分を構成する半導体モジュール11とインバータ2の1相分を構成する半導体モジュール21とを1つのユニットとして、3つのユニットで三相を構成した場合であり、そのときの1相分のユニットを示している。また、半導体モジュール11及び21としては、正極端子P1,P2、負極端子N1,N2、並びに交流端子ACが、モジュールの中央に一列に配置されている標準的な構造のものを用いた。
Here, a case where the
半導体モジュールの正極及び負極間は並列に接続されるが、交流は別に接続され、スイッチング動作も同時ではない。正極と負極間にクランプコンデンサを接続した場合に、どちらかの半導体モジュールがスイッチングした際には、そのモジュールに接続したコンデンサの電圧が変動するため、もう一方のクランプコンデンサとの間に振動電流が発生する可能性がある。この振動電流を早く抑制するにはインダクタンスの低減が必要である。そのために、実施例1と同じように、接続端子512と522とを近接させた配置とした。
The positive and negative electrodes of the semiconductor module are connected in parallel, but the AC is connected separately and the switching operation is not simultaneous. When a clamp capacitor is connected between the positive and negative electrodes, when one of the semiconductor modules switches, the voltage of the capacitor connected to that module fluctuates, so an oscillating current is generated between the other clamp capacitor. May occur. In order to suppress this oscillating current quickly, it is necessary to reduce the inductance. Therefore, the
図11は、本発明の実施例5による電力変換装置の導体板構造を示す斜視図である。 FIG. 11: is a perspective view which shows the conductor board structure of the power converter device by Example 5 of this invention.
この実施例5は、半導体モジュール4個111,112,113及び114を並列接続した構成である。2並列ずつは実施例1と同じ構成となっており、導体板61及び62は4並列に対応した構造となっている。この場合でも、接続部512と522が近接し、全く同様の構成が右下部にも存在する構成であるため、これまでの実施例と同様に、インダクタンスを低減できる。
In the fifth embodiment, four
図12は、本発明の実施例6による電力変換装置の導体板構造を示す斜視図である。 FIG. 12 is a perspective view showing a conductor plate structure of a power conversion device according to Embodiment 6 of the present invention.
この実施例も、4個が並列接続された場合であるが、半導体モジュール111の正極P1と半導体モジュール113の正極P3とは同じ導体板51で接続されている。図では隠れているが、同様に、半導体モジュール112の正極P2と半導体モジュール114の正極P4とが同じ導体板52で接続されている。また、4つの半導体モジュールの負極N1,N2,N3及びN4は、1つの導体板53で接続されている。図11では、分かれていた導体板を一体とすることで、並列間のインダクタンスを一層低減できる。
This embodiment is also a case where four are connected in parallel, but the positive electrode P1 of the
1:PWM整流回路(コンバータ)、2:インバータ、111〜114:半導体モジュール、3:平滑コンデンサ、41,42:クランプコンデンサ、51〜53:第1〜第3の導体板、511〜514:第1の導体板の接続端子、521〜524:第2の導体板の接続端子、531〜534:第3の導体板の接続端子、61,62:配線導体板、81:電源、82:リアクトル、9:モータ、91:綱車、92:乗りかご、93:釣合いおもり、94:ロープ。 1: PWM rectifier circuit (converter), 2: inverter, 111-114: semiconductor module, 3: smoothing capacitor, 41, 42: clamp capacitor, 51-53: first to third conductor plates, 511-514: first 1 conductive plate connection terminal, 521 to 524: second conductive plate connection terminal, 531 to 534: third conductive plate connection terminal, 61, 62: wiring conductor plate, 81: power supply, 82: reactor, 9: motor, 91: sheave, 92: car, 93: counterweight, 94: rope.
Claims (10)
前記直流端子間にそれぞれ並列に接続された第1の半導体モジュールと第2の半導体モジュールと、
前記第1の半導体モジュールの第1の端子に接続される第1の導体板と、
前記第2の半導体モジュールの第1の端子に接続される第2の導体板と、
前記第1及び第2の半導体モジュールの第2の端子に接続される第3の導体板を備え、
前記第1〜第3の導体板が積層されて対向する部分を持つ構造を有する電力変換装置において、
前記第1の導体板を、前記第2の導体板に電気的に接続するための第1の接続端子と、前記第2の導体板を、前記第1の導体板に電気的に接続するための第2の接続端子とを、前記第1〜第3の導体板における他のどの端子間の距離よりも近接させて配置したことを特徴とする電力変換装置。 A power conversion device formed by connecting a plurality of semiconductor modules in which two semiconductor switching elements are connected in series, in parallel between DC terminals,
A first semiconductor module and a second semiconductor module respectively connected in parallel between the DC terminals;
A first conductor plate connected to a first terminal of the first semiconductor module;
A second conductor plate connected to the first terminal of the second semiconductor module;
A third conductor plate connected to the second terminals of the first and second semiconductor modules;
In the power conversion device having a structure in which the first to third conductor plates are stacked and opposed to each other,
A first connection terminal for electrically connecting the first conductor plate to the second conductor plate and a second connection plate for electrically connecting the second conductor plate to the first conductor plate The second connection terminal is arranged closer to the distance between any other terminals in the first to third conductor plates.
前記直流端子間にそれぞれ並列に接続された第1の半導体モジュールと第2の半導体モジュールと、
前記第1の半導体モジュールの第1の端子に接続される第1の導体板と、
前記第2の半導体モジュールの第1の端子に接続される第2の導体板と、
前記第1及び第2の半導体モジュールの第2の端子に接続される第3の導体板を備え、
前記第1〜第3の導体板が積層されて対向する部分を持つ構造を有する電力変換装置において、
前記第1の導体板と前記第2の導体板とを電気的に接続し、かつ前記直流端子の一方へ接続する引出し部となる接続端子を、
前記第3の導体板から前記直流端子の他方へ接続する引出し部となる2つの接続端子の間に配置したことを特徴とする電力変換装置。 A power conversion device formed by connecting a plurality of semiconductor modules in which two semiconductor switching elements are connected in series, in parallel between DC terminals,
A first semiconductor module and a second semiconductor module respectively connected in parallel between the DC terminals;
A first conductor plate connected to a first terminal of the first semiconductor module;
A second conductor plate connected to the first terminal of the second semiconductor module;
A third conductor plate connected to the second terminals of the first and second semiconductor modules;
In the power conversion device having a structure in which the first to third conductor plates are stacked and opposed to each other,
A connection terminal that serves as a lead portion for electrically connecting the first conductor plate and the second conductor plate and connecting to one of the DC terminals,
A power conversion device, wherein the power conversion device is disposed between two connection terminals serving as a lead-out portion connected from the third conductor plate to the other of the DC terminals.
前記直流端子間に接続された平滑コンデンサを備え、
前記第1の導体板と前記第2の導体板とを電気的に接続し、かつ前記直流端子の一方へ接続する引出し部となる接続端子は、前記平滑コンデンサの一端への引出し導体板の端子に接続され、
前記第3の導体板は、前記平滑コンデンサの他端の引出し導体板への第3および第4の接続端子を有し、
前記第1〜第4の接続端子は、前記第1〜第3の導体板が対向する面とほぼ平行な面上に、間隔を置いて並べて配置され、
前記第1の接続端子と前記第2の接続端子の間隔は、これらと前記第3または第4の接続端子との間隔よりも近接していることを特徴とする電力変換装置。 In claim 1 or 2,
Comprising a smoothing capacitor connected between the DC terminals,
A connection terminal that electrically connects the first conductor plate and the second conductor plate and is connected to one of the DC terminals is a terminal of the lead conductor plate to one end of the smoothing capacitor. Connected to
The third conductor plate has third and fourth connection terminals to the lead conductor plate at the other end of the smoothing capacitor;
The first to fourth connection terminals are arranged side by side on a surface substantially parallel to a surface facing the first to third conductor plates,
The power converter according to claim 1, wherein a distance between the first connection terminal and the second connection terminal is closer than a distance between the first connection terminal and the second connection terminal.
前記第1の接続端子と前記第3の接続端子の間隔は、前記第2の接続端子と前記第4の接続端子の間隔とほぼ等しいことを特徴とする電力変換装置。 In claim 3,
The power converter according to claim 1, wherein a distance between the first connection terminal and the third connection terminal is substantially equal to a distance between the second connection terminal and the fourth connection terminal.
前記第1の接続端子と第2の接続端子は、直接接触するように重ねて接続されていることを特徴とする電力変換装置。 In claim 1 or 2,
The power converter according to claim 1, wherein the first connection terminal and the second connection terminal are overlapped and connected so as to be in direct contact with each other.
前記第1の導体板と第2導体板は、同じ形状であることを特徴とする電力変換装置。 In any one of Claims 1-5,
The power converter according to claim 1, wherein the first conductor plate and the second conductor plate have the same shape.
前記直流端子間にそれぞれ並列に接続された第1の半導体モジュールと第2の半導体モジュールと、
前記第1の半導体モジュールの第1の端子に接続される第1の導体板と、
前記第2の半導体モジュールの第1の端子に接続される第2の導体板と、
前記第1及び第2の半導体モジュールの第2の端子に接続される第3の導体板とを備え、
前記第1〜第3の導体板が、積層され対向する部分を持つ構造を有する電力変換装置において、
前記第1の導体板と前記第2の導体板および前記直流端子の一方とを電気的に接続する直流第1端子と、前記第3の導体板から前記直流端子の他方へ接続する直流第2端子とを、前記第1〜第3の導体板が対向する平面とほぼ平行な方向に、間隔を置いて並べて配置したことを特徴とする電力変換装置。 A power conversion device formed by connecting a plurality of semiconductor modules in which two semiconductor switching elements are connected in series, in parallel between DC terminals,
A first semiconductor module and a second semiconductor module respectively connected in parallel between the DC terminals;
A first conductor plate connected to a first terminal of the first semiconductor module;
A second conductor plate connected to the first terminal of the second semiconductor module;
A third conductor plate connected to a second terminal of the first and second semiconductor modules,
In the power converter having a structure in which the first to third conductor plates are stacked and have opposing portions,
A first DC terminal electrically connecting the first conductor plate and the second conductor plate and one of the DC terminals; and a second DC terminal connecting the third conductor plate to the other one of the DC terminals. A power conversion device, wherein terminals are arranged side by side at intervals in a direction substantially parallel to a plane opposed to the first to third conductor plates.
前記第1および第2の導体板は前記直流端子の正極に接続され、前記第3の導体板は前記直流端子の負極に接続されることを特徴とする電力変換装置。 In any one of Claims 1-7,
The first and second conductor plates are connected to a positive electrode of the DC terminal, and the third conductor plate is connected to a negative electrode of the DC terminal.
前記第1及び第2の半導体モジュールの端子間に、それぞれコンデンサを直接接続したことを特徴とする電力変換装置。 In any one of Claims 1-8,
A power conversion device, wherein a capacitor is directly connected between the terminals of the first and second semiconductor modules.
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011161906A JP5475722B2 (en) | 2011-07-25 | 2011-07-25 | Power converter |
SG2012048559A SG187323A1 (en) | 2011-07-25 | 2012-06-29 | Electric power conversion device |
CN201210256400.XA CN102904459B (en) | 2011-07-25 | 2012-07-23 | Power conversion device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011161906A JP5475722B2 (en) | 2011-07-25 | 2011-07-25 | Power converter |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2013027232A true JP2013027232A (en) | 2013-02-04 |
JP5475722B2 JP5475722B2 (en) | 2014-04-16 |
Family
ID=47576548
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2011161906A Active JP5475722B2 (en) | 2011-07-25 | 2011-07-25 | Power converter |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5475722B2 (en) |
CN (1) | CN102904459B (en) |
SG (1) | SG187323A1 (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20160138574A (en) * | 2014-04-07 | 2016-12-05 | 독터. 인제니어. 하.체. 에프. 포르쉐 악티엔게젤샤프트 | Electrical energy storage system |
JP2017099116A (en) * | 2015-11-24 | 2017-06-01 | 株式会社日立製作所 | Power conversion device and elevator |
JP2017216803A (en) * | 2016-05-31 | 2017-12-07 | 日産自動車株式会社 | Bus bar structure |
CN107731771A (en) * | 2017-10-31 | 2018-02-23 | 臻驱科技(上海)有限公司 | Power semiconductor modular terminal with low spurious inductance |
JP7439158B2 (en) | 2022-03-31 | 2024-02-27 | 本田技研工業株式会社 | power converter |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104767400B (en) * | 2015-04-22 | 2017-03-15 | 永济新时速电机电器有限责任公司 | The split type composite bus bar of L-type |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010098846A (en) * | 2008-10-16 | 2010-04-30 | Hitachi Ltd | Power converter |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2242580B (en) * | 1990-03-30 | 1994-06-15 | Mitsubishi Electric Corp | Inverter unit with improved bus-plate configuration |
JP3695260B2 (en) * | 1999-11-04 | 2005-09-14 | 株式会社日立製作所 | Semiconductor module |
JP4501964B2 (en) * | 2007-06-01 | 2010-07-14 | 株式会社日立製作所 | Power converter |
-
2011
- 2011-07-25 JP JP2011161906A patent/JP5475722B2/en active Active
-
2012
- 2012-06-29 SG SG2012048559A patent/SG187323A1/en unknown
- 2012-07-23 CN CN201210256400.XA patent/CN102904459B/en active Active
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010098846A (en) * | 2008-10-16 | 2010-04-30 | Hitachi Ltd | Power converter |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20160138574A (en) * | 2014-04-07 | 2016-12-05 | 독터. 인제니어. 하.체. 에프. 포르쉐 악티엔게젤샤프트 | Electrical energy storage system |
JP2017511112A (en) * | 2014-04-07 | 2017-04-13 | ドクター エンジニール ハー ツェー エフ ポルシェ アクチエンゲゼルシャフトDr. Ing. h.c. F. Porsche Aktiengesellschaft | Electrical energy storage system |
KR101885978B1 (en) * | 2014-04-07 | 2018-08-06 | 독터. 인제니어. 하.체. 에프. 포르쉐 악티엔게젤샤프트 | Electrical energy storage system |
US10218189B2 (en) | 2014-04-07 | 2019-02-26 | Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft | Electrical energy storage system |
JP2017099116A (en) * | 2015-11-24 | 2017-06-01 | 株式会社日立製作所 | Power conversion device and elevator |
JP2017216803A (en) * | 2016-05-31 | 2017-12-07 | 日産自動車株式会社 | Bus bar structure |
CN107731771A (en) * | 2017-10-31 | 2018-02-23 | 臻驱科技(上海)有限公司 | Power semiconductor modular terminal with low spurious inductance |
JP7439158B2 (en) | 2022-03-31 | 2024-02-27 | 本田技研工業株式会社 | power converter |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN102904459B (en) | 2014-11-05 |
CN102904459A (en) | 2013-01-30 |
JP5475722B2 (en) | 2014-04-16 |
SG187323A1 (en) | 2013-02-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5475722B2 (en) | Power converter | |
JP3633432B2 (en) | Semiconductor device and power conversion device | |
JP5807516B2 (en) | Power converter and method of arranging conductor in power converter | |
JP5533068B2 (en) | Semiconductor device | |
JP6169250B2 (en) | Power semiconductor device | |
US10620654B2 (en) | Alternatingly-switched parallel circuit, integrated power module and integrated power package | |
JP6288769B2 (en) | Semiconductor power module, power conversion device, and moving body using the same | |
US10985645B2 (en) | Alternatingly-switched parallel circuit, integrated power module and integrated power package | |
WO2013051475A1 (en) | Power converter | |
JP2016220356A (en) | Power converter | |
JP2013008757A (en) | Semiconductor device | |
JP2004135444A (en) | Stack structure of power converter | |
JP4687414B2 (en) | Power semiconductor module | |
JP2017055610A (en) | Power semiconductor device | |
JP5347565B2 (en) | Power conversion unit | |
US10284111B2 (en) | Power conversion apparatus having connection conductors having inductance which inhibits ripple current | |
JP2014222962A (en) | Power conversion device | |
JP5913177B2 (en) | Power circuit | |
JP2017143647A (en) | Power converter device | |
JP5550572B2 (en) | Power converter | |
JP2013038848A (en) | Semiconductor device | |
JP2007006565A (en) | Power converter | |
JP6429246B2 (en) | Power circuit | |
JP2015136225A (en) | power converter | |
JP2017162884A (en) | Semiconductor device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20130530 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20131018 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20131105 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20131205 |
|
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: 20140128 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20140206 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5475722 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |