JP2020167787A - 電力変換装置 - Google Patents
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Description
電力ラインの高電位側である高電位電力ライン(7p)と、電力ラインの低電位側である低電位電力ライン(7n)との間に電気接続される上下アーム回路(6)と、
上下アーム回路の上アーム(6U)と高電位電力ラインとを接続する高電位導体(130)と、
上下アーム回路の下アーム(6L)と低電位電力ラインとを接続する低電位導体(140)と、
上アームと下アームとを接続し、上下アーム回路により変換された電力を出力する出力導体(150)と、
高電位電力ラインとグランドとを接続し、高電位電力ラインのコモンモードノイズをグランドへ流す高電位側コンデンサ(9yp)と、
低電位電力ラインとグランドとを接続し、低電位電力ラインのコモンモードノイズをグランドへ流す低電位側コンデンサ(9yn)と、
を備える。
高電位導体と出力導体との間の寄生容量を第1容量(Cp)とし、
低電位導体と出力導体との間の寄生容量を第2容量(Cn)とし、
低電位側コンデンサの容量を第3容量(Cyn)とし、
高電位側コンデンサの容量を第4容量(Cyp)とし、
低電位側コンデンサの低電位側と第2容量とを接続する配線経路に寄生するインダクタンスを第3インダクタンス(Ln)とし、
高電位側コンデンサの高電位側と第1容量の高電位側とを接続する配線経路に寄生するインダクタンスを第4インダクタンス(Lp)とし、
第1容量によるインピーダンスを第1インピーダンス(Z1)とし、
第2容量によるインピーダンスを第2インピーダンス(Z2)とし、
第3容量と第3インダクタンスによるインピーダンスを第3インピーダンス(Z3)とし、
第4容量と第4インダクタンスによるインピーダンスを第4インピーダンス(Z4)とし、
Z1<Z4かつZ3>Z2の大小関係、或いは、Z1>Z4かつZ3<Z2の大小関係となっている。
先ず、図1に基づき、電力変換装置について説明する。
図1に示す電力変換装置1は、たとえば電気自動車やハイブリッド自動車に搭載される。電力変換装置1は、車両に搭載された直流電源2から供給される直流電圧を、三相交流に変換して、三相交流方式のモータ3に出力する。モータ3は、車両の走行駆動源として機能する。電力変換装置1は、モータ3により発電された電力を、直流に変換して直流電源2に充電することもできる。電力変換装置1は、双方向の電力変換が可能となっている。
次に、電力変換装置1の構成要素である半導体装置20U,20Lについて説明する。
次に、図2および図3を用いて、半導体装置20U,20Lを構成要素としてモジュール化された、パワーモジュール110について説明する。
次に、図4および図5を用いて、コンデンサユニット190の構成部品であるPバスバー130、Nバスバー140および出力バスバー150について、位置関係や形状等を説明する。Pバスバー130、Nバスバー140および出力バスバー150は、導電性に優れる金属、たとえば銅を含む金属板材である。この金属板材の表面には電気絶縁膜が設けられている。Pバスバー130は「高電位導体」に相当する。Nバスバー140は「低電位導体」に相当する。出力バスバー150は「出力導体」に相当する。
次に、図6および図7を用いて、電力変換装置1で生じる各種の寄生インダクタンスと寄生容量について説明する。
本実施形態によれば、以下に詳述するように、寄生インダクタンス低減とノーマルモードノイズ低減との両立を図ることができる。
この明細書および図面等における開示は、例示された実施形態に制限されない。開示は、例示された実施形態と、それらに基づく当業者による変形態様を包含する。たとえば開示は、実施形態において示された部品及び/又は要素の組み合わせに限定されない。開示は、多様な組み合わせによって実施可能である。開示は、実施形態に追加可能な追加的な部分をもつことができる。開示は、実施形態の部品及び/又は要素が省略されたものを包含する。開示は、ひとつの実施形態と他の実施形態との間における部品及び/又は要素の置き換え、又は組み合わせを包含する。開示される技術的範囲は、実施形態の記載に限定されない。開示されるいくつかの技術的範囲は、請求の範囲の記載によって示され、さらに請求の範囲の記載と均等の意味及び範囲内での全ての変更を含むものと解されるべきである。
Claims (6)
- 電力ラインの高電位側である高電位電力ライン(7p)と、電力ラインの低電位側である低電位電力ライン(7n)との間に電気接続される上下アーム回路(6)と、
前記上下アーム回路の上アーム(6U)と前記高電位電力ラインとを接続する高電位導体(130)と、
前記上下アーム回路の下アーム(6L)と前記低電位電力ラインとを接続する低電位導体(140)と、
前記上アームと前記下アームとを接続し、前記上下アーム回路により変換された電力を出力する出力導体(150)と、
前記高電位電力ラインとグランドとを接続し、前記高電位電力ラインのコモンモードノイズをグランドへ流す高電位側コンデンサ(9yp)と、
前記低電位電力ラインとグランドとを接続し、前記低電位電力ラインのコモンモードノイズをグランドへ流す低電位側コンデンサ(9yn)と、
を備え、
前記高電位導体と前記出力導体との間の寄生容量を第1容量(Cp)とし、
前記低電位導体と前記出力導体との間の寄生容量を第2容量(Cn)とし、
前記低電位側コンデンサの容量を第3容量(Cyn)とし、
前記高電位側コンデンサの容量を第4容量(Cyp)とし、
前記低電位側コンデンサの低電位側と前記第2容量とを接続する配線経路に寄生するインダクタンスを第3インダクタンス(Ln)とし、
前記高電位側コンデンサの高電位側と前記第1容量の高電位側とを接続する配線経路に寄生するインダクタンスを第4インダクタンス(Lp)とし、
前記第1容量によるインピーダンスを第1インピーダンス(Z1)とし、
前記第2容量によるインピーダンスを第2インピーダンス(Z2)とし、
前記第3容量と前記第3インダクタンスによるインピーダンスを第3インピーダンス(Z3)とし、
前記第4容量と前記第4インダクタンスによるインピーダンスを第4インピーダンス(Z4)とし、
Z1<Z4かつZ3>Z2の大小関係、或いは、Z1>Z4かつZ3<Z2の大小関係となっている電力変換装置。 - 前記高電位導体は、平板形状の高電位平板部(135)を有し、
前記低電位導体は、平板形状の低電位平板部(145)を有し、
前記出力導体は、平板形状の出力平板部(155)を有し、
前記第1容量は、前記高電位平板部と前記出力平板部とが対向することで形成され、
前記第2容量は、前記低電位平板部と前記出力平板部とが対向することで形成されている請求項1に記載の電力変換装置。 - 前記上アームおよび前記下アームに並列接続されたコンデンサ(8)を備え、
前記高電位導体は、前記コンデンサの正極端子、前記上アーム、および前記高電位電力ラインを接続し、
前記低電位導体は、前記コンデンサの負極端子、前記下アーム、および前記低電位電力ラインを接続する請求項2に記載の電力変換装置。 - 前記第1インピーダンスと前記第2インピーダンスとは同じ値である請求項1〜3のいずれか1つに記載の電力変換装置。
- 前記高電位導体、前記低電位導体および前記出力導体を収容する金属製のケース(187)を備え、
前記ケースはグランドに接続されており、
前記出力導体と前記ケースとの間で寄生容量が形成されている請求項1〜4のいずれか1つに記載の電力変換装置。 - 第1インピーダンス、前記第2インピーダンス、前記第3インピーダンス、および前記第4インピーダンスが、Z1・Z3=Z2・Z4といった平衡条件を満たしている請求項1〜5のいずれか1つに記載の電力変換装置。
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2022107809A1 (ja) * | 2020-11-19 | 2022-05-27 | サンデン・アドバンストテクノロジー株式会社 | 電力変換装置 |
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2019
- 2019-03-28 JP JP2019064481A patent/JP7088112B2/ja active Active
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