JP2539733Y2 - 電力変換装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

［考案の目的］

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、スイッチング素子を複
数個並列接続した電力変換装置に係り、特に構造を改良
し、スイッチング素子の電圧ストレスの低減と高効率化
を図った電力変換装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図５はスイッチング素子を使用した代表
的な電力変換装置の主回路図である。図６は図５におけ
る上下２アームの詳細回路図である。図７は図６の回路
の実装平面図であり、図８は図７の側面図である。以下
図５乃至図８を参照して従来技術を説明する。

【０００３】図５、図６において、スイッチング素子１
ａ、１ｂ、２ａ、２ｂは２並列で１アームを構成する回
路となっている。実装構造では、冷却体ブロック３の相
反する両面に各々のアームの２ケのスイッチング素子１
ａと１ｂ及び２ａと２ｂを取付けでいる。このスイッチ
ング素子１ａ，１ｂ及び２ａ．２ｂは各々に主回路端子
構造の対称のものを使用しており、冷却体ブロック３に
対して対称となるように２アームを構成している。ＡＣ
導体４より分岐した導体４ａ及び４ｂは各々Ｐ極側スイ
ッチング素子１ａ，１ｂ及びＮ極側スイッチン素子２
ａ，２ｂに接続し、各々のスイッチング素子１ａ，１
ｂ，２ａ，２ｂの他方の端子には、Ｐ極導体５ａ及びＮ
極側導体５ｂが接続されている。Ｐ極側導体５ａとＮ極
側導体５ｂの間にはスナバダイオード６とスナハコンデ
ンサ７が接続され、Ｐ極，Ｎ極間を最短で結ぶように構
成されている。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】かかる従来の実装構造
では以下のような問題があった。即ち、上下アームのス
イチング素子１ａ，１ｂ及び２ａ，２ｂの交流端子間に
は配線長さによる浮遊インダクタンスＬs1，Ｌs2（図６
中の８ａ，８ｂ）が存在する。これらの浮遊インダクタ
ンス以外にも図示しない直流回路側のインダクタンスＬ
d も存在する。スイッチング素子がターンオフした時に
加わる電圧波形を図９に示す。Ｅd は直流電圧、ΔＶは
ターンオフ時に発生する過電圧で次式で現わせる。 ΔＶ＝（Ｌd ＋Ｌs1＋Ｌs2）・ｄｉ／ｄｔ （ここでｄｉ／ｄｔは電流の変化率である。）

【０００５】従来は上アームのスイチッング素子１ａ，
１ｂの交流端子と下アームの交流端子間の配線が長かっ
た為、ΔＶが大きくこれによりスイッチング素子が過電
圧破壊する可能性があった。又過電圧破壊を防止するた
め、スイッチング素子の直列数増やして使用するこもあ
った。 ［考案の構成］

【０００６】

【課題を解決するための手段】本考案は、前述の問題点
を解消するためになされたものであって、各ア―ムがそ
れぞれ並列接続された少くとも２個のスイッチング素子
から成り、前記スイッチング素子は冷却体ブロックの相
反する一方の面に上側ア―ムの１対のスイッチング素子
を、他方の面に前記上側ア―ムと直列関係にある下側ア
―ムの１対のスイッチング素子を取付けて構成される電
力変換装置において、上側ア―ムの１対のスイッチング
素子のコレクタ端子に接続されるＰ極導体と、下側ア―
ムの１対のスイッチング素子のエミッタ端子に接続され
るＮ極導体と、前記冷却体ブロックのスイッチング素子
取付面のスイッチング素子間から突出して設けられる１
対の導体端子と、上側ア―ムの１対のスイッチング素子
のエミッタ端子と前記一方の導体端子及び下側ア―ムの
１対のスイッチング素子のコレクタ端子と前記他方の導
体端子とを接続する１対の導体を具備し、前記冷却体ブ
ロックに交流側導体を接続したことを特徴とするもので
ある。

【０００７】

【作用】前記のように、冷却体ブロックに交流側導体
（ＡＣ導体）を接続して冷却体ブロックをＡＣ電極と
し、冷却体ブロックのスイッチング素子取付け面側に冷
却体ブロックより直接導体端子を突出させて設け、その
導体端子より各々のスイッチング素子の端子に導体を接
続させることで２ア―ムのスイッチンク素子間の導体の
配線長さを最短とすることにより浮遊インダクタンスを
低減出来、小形、軽量化を図ることができる。

【０００８】

【実施例】以下本考案の一実施例を図１乃至図４を参照
して説明する。図１は本考案の一実施例を示す正面図で
ある。図２は図１の平面図、図３は図１の右側面図であ
る。図４は冷却体ブロックの構成図である。

【０００９】図１乃至図３において、スイッチング素子
１ａ，１ｂ，２ａ，２ｂは冷却体ブック１１の相反する
両面にＰ極側スイッチング素子１ａ，１ｂの２ケ及びＮ
極側スイッチング素子２ａ，２ｂの２ケを対称に取付け
ている。冷却体ブック１１の下面にはＡＣ導体１２（交
流側導体）が接続されており冷却体ブロック１１をＡＣ
電極としている。

【００１０】冷却体ブロック１１の構成を図４を参照し
て説明する。冷却体ブロック１１の相反する両面にはス
イッチング素子１ａ，１ｂ，２ａ，２ｂを取付ける素子
取付面１３が有る。又この面には冷却体ブロック１１に
固着して、スイッチング素子１ａと１ｂとの間及び２ａ
と２ｂとの間（図１参照）から導体端子１４が突出して
おり、この導体端子１４の先端には接続穴１５が設けて
ある。

【００１１】スイッチング素子１ａ，１ｂ，２ａ，２ｂ
は冷却体ブロック１１の素子取付面１３に取付けてあ
り、スイッチング素子１ａ，１ｂのエミッタ端子Ｅは導
体１６により導体端子１４と接続され、又、スイッチン
グ素子２ａ，２ｂのコレクタ端子Ｃは導体１６により導
体端子１４と接続される。スイッチング素子１ａ，１
ｂ，のコレクタ端子ＣはＰ極導体５ａに接続され、スイ
ッチング素子２ａ，２ｂ，のエミッタ端子ＥはＮ極導体
５ｂに接続されている。

【００１２】Ｐ極導体５ａ、Ｎ極導体５ｂの間にはスナ
バダイオ―ド６とスナバコンデンサ７が接続されてい
る。この様な構成において、ＡＣ回路は冷却体ブロック
１１の導体端子１４の固着部において、Ｐ極側とＮ極側
に分岐し、導体端子１４の先端にて各々のスイッチング
素子１ａ、１ｂ及び２ａ、２ｂに接続することになる。
すなわち、Ｐ極側スイッチング素子１ａ、１ｂとＮ極側
スイッチング素子２ａ、２ｂの間の配線長さは冷却体１
１の厚みと、スイッチング素子１ａ、１ｂ及び２ａ、２
ｂの厚さ及び導体端子１４に接続される導体１６の長さ
により決りそれは最短の長さとなるため、浮遊インダク
タンスが低減される。

【００１３】

【考案の効果】以上説明のように本考案によれば、Ｐ極
側とＮ極側のスイッチング素子間の配線長さが短くなる
ことで浮遊インダクタンスが低減され、タ―ンオフ時の
過電圧が抑制される。実際に従来４００Ｖの過電圧か発
生していたが本考案によれば、１００Ｖ以下に低減出来
た。このように本考案ではスイッチング素子の性能を最
大限に利用出来、スイッチングロスがするため、装置の
小形化、軽量化を図ることが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案による電力変換装置の要部を示す正面図
である。

【図２】図１の平面図である。

【図３】図１の右側面図である。

【図４】本考案を構成する冷却体ブロックの斜視図であ
る。

【図５】本考案を適用出来る電力変換装置の代表的な主
回路図である。

【図６】図５の上下２ア―ムの詳細回路図である。

【図７】図６の回路の従来の実装平面図である。

【図８】図７の右側面図である。

【図９】図５におけるスイッチング素子のタ―ンオフ時
の電圧（Ｅｄ）波形図である。

【符号の説明】

１ａ，１ｂ，２ａ，２ｂ……スイッチング素子 ２
ａ，２ｂ…半導体電 ３…冷却体ブロック
４，４ａ，４ｂ…ＡＣ導体 ５ａ…Ｐ極導体 ５
ａ…Ｎ極導体 ６…スナバダイオ―ド ７
…スナバコンデンサ １１…冷却体ブロック １
２…ＡＣ導体 １３…素子取付面 １
４…導体端子 １５…接続穴

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 各アームがそれぞれ並列接続された少な
   くとも２個のスイッチング素子から成り、前記スイッチ
   ング素子は冷却体ブロックの相反する一方の面に上側ア
   ームの１対のスイッチング素子を、他方の面に前記上側
   アームと直列関係にある下側アームの１対のスイッチン
   グ素子を取付けて構成される電力変換装置において、前
   記上側アームの１対のスイッチング素子のコレクタ端子
   に接続されるＰ極導体と、前記下側アームの１対のスイ
   ッチング素子のエミッタ端子に接続されるＮ極導体と、
   前記冷却体ブロックのスイッチング素子取付面のスイッ
   チング素子間から突出して設けられ且つ前記冷却体ブロ
   ックと電気的に接続されている１対の導体端子と、前記
   上側アームの１対のスイッチング素子のエミッタ端子と
   前記一方の導体端子及び前記下側アームの１対のスイッ
   チング素子のコレクタ端子と前記他方の導体端子とを接
   続する１対の導体と、前記冷却体ブロックに接続される
   交流側導体を具備して成る電力変換装置。