JP2019009936A - 電力変換装置 - Google Patents
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Abstract
Description
なお、図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。また、同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。
なお、本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
図1に表したように、電力変換装置10は、変換部12と、配線部14と、を有する。変換部12は、第1回路部21と、第2回路部22と、を有する。第1回路部21は、複数の半導体モジュール21a〜21dを有する。第2回路部22は、複数の半導体モジュール22a〜22dを有する。
図2に表したように、各半導体モジュール21a〜21d、22a〜22dは、所定の方向に並べて配置される。すなわち、各スイッチング素子31、32及び各整流素子33、34は、所定の方向に並べて配置される。各半導体モジュール21a〜21d、22a〜22dは、例えば、ヒートシンクの上に所定の間隔を空けて並べて配置される。
図3に表したように、参考の導電部BS1、BS2では、各配線長IL31〜IL34、IL41〜IL44が、実質に均一になるようにしている。本願発明者らは、本実施形態に係る導電部41、42及び参考の導電部BS1、BS2のそれぞれの特性について、検討を行った。
図5は、実施形態に係る導電部の特性の一例を表すグラフ図である。
図4は、参考の導電部BS1に電流を流した時の電流のアンバランスの解析結果の一例を表す。図5は、実施形態に係る第1導電部41に電流を流した時の電流のアンバランスの解析結果の一例を表す。電流のアンバランスは、平均値に対する相対値にて評価する。図4及び図5の横軸は、各半導体モジュール21a〜21dを表し、縦軸は、各半導体モジュール21a〜21dに流れる電流のアンバランスを表している。解析は、有限要素法解析システム「Femtet(登録商標)」を用いて行った。
図6は、第1導電部41及び導電部BS1のインピーダンスの周波数特性の一例を表している。図6の横軸は、周波数であり、縦軸は、インピーダンスである。周波数特性は、上記の有限要素法解析システムによる解析によって求めた。この際、各経路のインピーダンスの実部と虚部のどちらが支配的であるかを確認できれば良いため、4並列合算のインピーダンスについて解析を行った。
図7は、第1導電部41及び導電部BS1のそれぞれと同形状の銅導体を用いて並列接続し、試験を行った結果である。図7の横軸は、各半導体モジュール21a〜21dを表し、縦軸は、各半導体モジュール21a〜21dに流れる電流のアンバランスを表している。
図8に表したように、この例では、第1導電部41が、複数の半導体モジュール21a〜21dのそれぞれに対応する複数の配線41a〜41dを有し、第2導電部42が、複数の半導体モジュール22a〜22dのそれぞれに対応する複数の配線42a〜42dを有する。
図9に表したように、この例において、配線部14の第1導電部41は、所定の方向の中央部に配置された半導体モジュール22b、22cに対する配線長IL12、IL13が、所定の方向の両端部に配置された半導体モジュール22a、22dに対する配線長IL11、IL14よりも短くなるようにしている。
Claims (4)
- 複数の半導体素子を有し、前記複数の半導体素子によって交直変換を行う変換部と、
前記複数の半導体素子の交流側を並列に接続する配線部と、
を備え、
前記配線部は、前記複数の半導体素子のそれぞれに流れる電流に起因する相互インダクタンスの影響に応じて、前記複数の半導体素子に対する配線長を異ならせた電力変換装置。 - 前記複数の半導体素子は、所定の方向に並べて配置され、
前記配線部は、
前記複数の半導体素子の一部を並列に接続する第1導体部と、
前記第1導体部と前記所定の方向に並べて配置され、前記複数の半導体素子の別の一部を並列に接続する第2導体部と、
を有し、
前記第2導体部に流れる電流の向きは、前記第1導体部に流れる電流の向きと逆向きであり、
前記第1導体部は、前記第2導体部から離間するに従って、前記複数の半導体素子の前記一部に対する配線長が短くなるようにし、
前記第2導体部は、前記第1導体部から離間するに従って、前記複数の半導体素子の前記別の一部に対する配線長が短くなるようにする請求項1記載の電力変換装置。 - 前記複数の半導体素子は、所定の方向に並べて配置され、
前記配線部は、前記所定の方向の中央部に配置された前記半導体素子に対する配線長が、前記所定の方向の両端部に配置された前記半導体素子に対する配線長よりも短くなるようにする請求項1記載の電力変換装置。 - 前記変換部は、ブリッジ回路であり、
前記複数の半導体素子は、上側アーム用の半導体素子と、下側アーム用の半導体素子と、を含み、
前記配線部は、前記上側アーム用の半導体素子と前記下側アーム用の半導体素子との接続点と接続される請求項1〜3のいずれか1つに記載の電力変換装置。
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