JP2017192205A - 電力変換装置 - Google Patents
電力変換装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2017192205A JP2017192205A JP2016080009A JP2016080009A JP2017192205A JP 2017192205 A JP2017192205 A JP 2017192205A JP 2016080009 A JP2016080009 A JP 2016080009A JP 2016080009 A JP2016080009 A JP 2016080009A JP 2017192205 A JP2017192205 A JP 2017192205A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- power
- power conversion
- circuit
- semiconductor switching
- power smoothing
- 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
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims abstract description 174
- 238000009499 grossing Methods 0.000 claims abstract description 161
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 119
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 95
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910002601 GaN Inorganic materials 0.000 claims description 2
- JMASRVWKEDWRBT-UHFFFAOYSA-N Gallium nitride Chemical compound [Ga]#N JMASRVWKEDWRBT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000003985 ceramic capacitor Substances 0.000 claims description 2
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000010432 diamond Substances 0.000 claims description 2
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 238000005056 compaction Methods 0.000 abstract 1
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 description 30
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 11
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 5
- ORQBXQOJMQIAOY-UHFFFAOYSA-N nobelium Chemical compound [No] ORQBXQOJMQIAOY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 3
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 3
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 2
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 2
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 2
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 2
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000037361 pathway Effects 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Dc-Dc Converters (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
Abstract
【解決手段】半導体スイッチング素子のスイッチング制御にて電力変換を行う電力変換回路100と複数の電力平滑コンデンサ2を有する電力変換装置において、電力変換回路を構成する半導体スイッチング素子はワイドバンドギャップ半導体で形成され、複数の電力平滑コンデンサ301〜304は隣り合うように配置され、隣り合う電力平滑コンデンサは第一の電極301aと第二の電極301bと、第一の電極に接続される第一の配線300aと第二の電極に接続される第二の配線300bを有し、隣り合う電力平滑コンデンサの間において第一の配線と第二の配線が1回交差する接続形状を少なくとも1ヵ所以上有するものとされている。
【選択図】図6
Description
特許文献2ではコンデンサの内部インダクタンスを抑制することで、高キャリア周波数においても平滑機能が損なわれない低インダクタンスコンデンサが開示されている。
以下、この発明の実施の形態1に係る電力変換装置の好適な実施の形態につき図面を用いて説明するが、各図において同一または相当する部分については、同一符号を付して重複する説明を省略する。
図1はこの実施の形態1に係る電力変換装置を示す構成回路図である。図1を参照して電力変換装置1000は、直流入力電源1に並列に電力平滑コンデンサ2aが接続され、電力平滑コンデンサ2aの後段には電力変換回路として一石型チョッパ方式のDC/DCコンバータ回路100が接続される。DC/DCコンバータ回路100の後段には電力平滑コンデンサ2bを介して負荷3が接続される。
図2においてDC/DCコンバータ回路100の入力電圧をVin、DC/DCコンバータ回路100の出力電圧をVout、リアクトル110の巻線の電流をiL、電力平滑コンデンサ2aに流れる電流をic1、電力平滑コンデンサ2bに流れる電流をic2、負荷3に流れる電流をiLOADとする。
以上より、実施の形態1に係る電力変換装置における各部の電流波形は図3に示す。ここで半導体スイッチング素子のスイッチング周期をTsw、Mode1のデューティ比をDとする。
E=Esw/fsw+Pdc ・・・(4)
半導体スイッチング素子101、102に流れる電流をi、スイッチング時間をTs、電力平滑コンデンサ2の内部寄生インダクタンスをLcESL、回路寄生インピーダンスをLESLとして、半導体スイッチング素子101、102に発生するサージ電圧△Vsrgを式(5)で示す。
電力平滑コンデンサ2a、2bの所定の構成では、隣り合う電力平滑コンデンサ301〜304の内の2つの間において第一の配線300aと第二の配線300bが1回交差する箇所は、少なくとも一ヵ所あれば効果があり、数が多くなるほどより効果的である。また、第一の配線300aおよび第二の配線300bは基盤配線でなくてもよく、バスバでもよい。バスバとすることによりさらなる配線インダクタンスの減少が図れる。
尚、実施の形態1に係る電力変換装置1000において電力平滑コンデンサ2a、2bがそれぞれ所定の構成であるとしたが、実際に用いる電力平滑コンデンサの内部寄生インダクタンスに応じて、電力平滑コンデンサ2aのみ、もしくは電力平滑コンデンサ2bのみを所定の構成としてもよい。
タ回路である場合においても、電力平滑コンデンサには、半導体スイッチング素子のスイッチング動作によって発生する電流リプルが流れるため、同様の効果を奏する。
次に、この発明の実施の形態2に係る電力変換装置について図9に基づき説明する。
図9はこの実施の形態2に係る電力変換装置を示す構成回路図である。図9において、電力変換装置2000は、実施の形態1に記載の第一の電力変換回路であるDC/DCコンバータ回路100に、電力平滑コンデンサ2bを介して第二の電力変換回路であるインバータ回路200が接続されており、電力平滑コンデンサ2bは前記所定の構成であることを特徴とする。
上記各実施の形態に係る電力変換装置では入力電源を直流入力電源としたが、これに限るものではなく、入力電源を商用電源としてもよい。商用電源の電圧変動は20パーセント程度であるため、実効値100Vの商用電源を入力電源とした場合、入力電圧は少なくとも実効値80V以上の高電圧となる。したがって電力変換装置の電力平滑コンデンサには高耐圧が求められるため大型化し、それに伴い内部寄生インダクタンスが増加するため本発明の効果をより奏する。また実効値80V以上の高電圧バッテリ等の直流電源を入力電源としてもよく、同様の効果が得られる。
以上、この発明の実施の形態を記述したが、この発明は実施の形態に限定されるものではなく、種々の設計変更を行うことが可能であり、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。
10:内部寄生インダクタンス、 100:DC/DCコンバータ回路、
101〜102:半導体スイッチング素子、 110:リアクトル、
200:インバータ回路、 201〜206:半導体スイッチング素子、
300a:第一の配線、300b:第二の配線、 301〜304:コンデンサ、
301a〜304b:コンデンサ電極、 1000、2000:電力変換装置
Claims (11)
- 半導体スイッチング素子を有し、この半導体スイッチング素子のスイッチング制御にて電力変換を行う電力変換回路と、前記電力変換回路の前段または後段に接続される複数の電力平滑コンデンサとを備えた電力変換装置であって、
前記半導体スイッチング素子はワイドバンドギャップ半導体で形成され、前記複数の電力平滑コンデンサは互いに隣り合うように配置され、前記電力平滑コンデンサの各々は、第一の電極と第二の電極と、前記第一の電極に接続される第一の配線と、前記第二の電極に接続される第二の配線を有し、隣り合う前記電力平滑コンデンサの間において、前記第一の配線と前記第二の配線が1回交差する接続形態を一ヵ所以上有することを特徴とする電力変換装置。 - 前記電力変換回路は、直流入力電圧を直流出力電圧に変換するするDC/DCコンバータ回路であり、前記複数の電力平滑コンデンサが前記コンバータ回路の前段、もしくは後段、もしくは前後段に接続されることを特徴とする請求項1に記載の電力変換装置。
- 前記電力変換回路は、直流入力を交流出力に変換するインバータ回路であり、前記複数の電力平滑コンデンサが前記インバータ回路の前段に接続されることを特徴とする請求項1に記載の電力変換装置。
- 前記電力変換回路は、交流入力を直流出力に変換するAC/DCコンバータであり、前記複数の電力平滑コンデンサが前記AC/DCコンバータの後段に接続されることを特徴とする請求項1に記載の電力変換装置。
- 前記電力変換回路は、インバータ回路、DC/DCコンバータ回路、AC/DCコンバータ回路のうち、複数の回路で構成され、前記複数の電力平滑コンデンサが前記複数の回路間に接続されていることを特徴とする請求項1に記載の電力変換装置。
- 前記複数の電力平滑コンデンサはフィルムコンデンサであることを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の電力変換装置。
- 前記複数の電力平滑コンデンサは電解コンデンサであることを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の電力変換装置。
- 前記複数の電力平滑コンデンサはセラミックコンデンサであることを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の電力変換装置。
- 前記電力変換回路の入力電圧は、実効値80V以上であることを特徴とする請求項1から請求項8のいずれか一項に記載の電力変換装置。
- 前記ワイドバンドギャップ半導体は、炭化ケイ素、窒化ガリウム、またはダイヤモンドを用いた半導体であることを特徴とする請求項1から請求項9のいずれか一項に記載の電力変換装置。
- 前記複数の電力平滑コンデンサは、モジュールとして構成されること特徴とする請求項1から請求項10のいずれか一項に記載の電力変換装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016080009A JP6279648B2 (ja) | 2016-04-13 | 2016-04-13 | 電力変換装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016080009A JP6279648B2 (ja) | 2016-04-13 | 2016-04-13 | 電力変換装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2017192205A true JP2017192205A (ja) | 2017-10-19 |
JP6279648B2 JP6279648B2 (ja) | 2018-02-14 |
Family
ID=60085161
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2016080009A Active JP6279648B2 (ja) | 2016-04-13 | 2016-04-13 | 電力変換装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6279648B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115062509A (zh) * | 2022-06-13 | 2022-09-16 | 臻驱科技(上海)有限公司 | 一种薄膜电容的损耗计算方法及计算机可读存储介质 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62176122A (ja) * | 1986-01-29 | 1987-08-01 | 日立エーアイシー株式会社 | コンデンサ |
JPH0351958Y2 (ja) * | 1985-11-29 | 1991-11-08 | ||
JP2002136127A (ja) * | 2000-10-26 | 2002-05-10 | Toshiba Corp | 電力変換回路 |
JP2004297999A (ja) * | 2003-03-07 | 2004-10-21 | Canon Inc | 電力変換装置および電源装置 |
JP2014068428A (ja) * | 2012-09-25 | 2014-04-17 | Mitsubishi Electric Corp | 電力変換装置 |
-
2016
- 2016-04-13 JP JP2016080009A patent/JP6279648B2/ja active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0351958Y2 (ja) * | 1985-11-29 | 1991-11-08 | ||
JPS62176122A (ja) * | 1986-01-29 | 1987-08-01 | 日立エーアイシー株式会社 | コンデンサ |
JP2002136127A (ja) * | 2000-10-26 | 2002-05-10 | Toshiba Corp | 電力変換回路 |
JP2004297999A (ja) * | 2003-03-07 | 2004-10-21 | Canon Inc | 電力変換装置および電源装置 |
JP2014068428A (ja) * | 2012-09-25 | 2014-04-17 | Mitsubishi Electric Corp | 電力変換装置 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115062509A (zh) * | 2022-06-13 | 2022-09-16 | 臻驱科技(上海)有限公司 | 一种薄膜电容的损耗计算方法及计算机可读存储介质 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP6279648B2 (ja) | 2018-02-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4147414B2 (ja) | 電力変換装置および電力変換方法 | |
JP6295485B2 (ja) | プリチャージ回路及び太陽光発電インバータ | |
US10224808B2 (en) | Electric power conversion device with snubber circuit | |
JP5395280B2 (ja) | スナバ回路を有する3レベルパルス幅変調インバータ | |
JP5660025B2 (ja) | 電圧変換回路およびその電圧変換回路を備える電圧変換システム | |
JP5851024B2 (ja) | ステップアップコンバータ | |
EP3174190A1 (en) | Three level converter | |
JP6393331B2 (ja) | 昇圧コンバータ、対応するインバータおよび動作方法 | |
JP5403005B2 (ja) | 電力変換装置 | |
JP6065262B2 (ja) | 電源装置 | |
WO2012001828A1 (ja) | Dc/dc電力変換装置 | |
JP5624577B2 (ja) | 車両用電力変換装置 | |
JP2007282485A (ja) | Dc−dcコンバータ | |
CN109417354B (zh) | 三电平逆变器 | |
KR102387744B1 (ko) | Ac-ac 컨버터 회로 | |
JP5925346B1 (ja) | 電力変換装置 | |
JP2011188655A (ja) | 直流・交流電力変換制御装置 | |
US20090034305A1 (en) | Power Conversion Device and Power Conversion System | |
JP6279648B2 (ja) | 電力変換装置 | |
WO2015133118A1 (ja) | 電力変換装置 | |
JP2012143060A (ja) | 系統連係装置 | |
JP6191542B2 (ja) | 電力変換装置 | |
JP2019009923A (ja) | 電力変換装置 | |
JP6206090B2 (ja) | 3レベル電力変換装置 | |
JP2013118540A (ja) | 誘導性負荷の駆動回路 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20170727 |
|
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: 20171220 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20180117 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 6279648 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |