JP3486828B2 - 電力変換装置 - Google Patents
電力変換装置Info
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- JP3486828B2 JP3486828B2 JP27078295A JP27078295A JP3486828B2 JP 3486828 B2 JP3486828 B2 JP 3486828B2 JP 27078295 A JP27078295 A JP 27078295A JP 27078295 A JP27078295 A JP 27078295A JP 3486828 B2 JP3486828 B2 JP 3486828B2
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、電力変換装置に
関し、特に部品の配置ならびに母線の構造に関する。 【０００２】 【従来の技術】図４は従来例の構成を示す正面図であ
る。図４において、上側に半導体スイッチ素子１を、そ
の下側に平滑コンデンサ２を配置し、平滑コンデンサ２
の端子は母線の形状を簡単にするために、（＋）端子を
上側に、（−）端子を下側に向けて配置され、平滑コン
デンサに封入されている電解液が化学変化あるいは温度
上昇によって気化し、ガスになって内圧が上昇した場合
にこの内圧を逃がす防爆弁６の位置が左側になってい
る。 【０００３】平滑コンデンサ２の（＋）端子を一括する
正極直流母線１０を設け、この正極直流母線１０と半導
体スイッチ素子１とを（＋）バー１０Ａで接続してい
る。同様に（−）端子を一括する負極直流母線１１を設
け、この負極直流母線１１と半導体スイッチ素子１とを
（−）バー１１Ａで接続している。図５は従来例の出力
バーの斜視図である。図５において、出力バー１２は各
相の半導体スイッチ素子１の出力端子を短絡させた短絡
バー１２Ａの中央から引き出されている。この場合は半
導体スイッチ素子１の各出力端子から出力バー１２への
配線距離は、出力バー１２から遠い距離にある半導体ス
イッチ素子と、近い距離にある半導体スイッチ素子とで
不均一になっている。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】このような従来の構成
では、平滑コンデンサ２の防爆弁６の位置が上側にない
ために平滑コンデンサの内部で電極を固定している樹脂
が下側に沈降して防爆弁６が詰まり易いという問題があ
った。 【０００５】また、近年ではスイッチの高速化に伴って
半導体スイッチ素子にＩＧＢＴ（絶縁ゲートバイポーラ
トランジスタ）を使用する電力変換装置が増えている。
このような電力変換装置では半導体スイッチ素子のオン
／オフを切り換える時間間隔が短くなり、配線距離の不
均一つまり配線インダクタンスの不均一が半導体スイッ
チ素子の電流分担に大きく影響する。 【０００６】そこでこの発明の目的は、防爆弁の詰まり
を防止すると共に、配線インダクタンスを均一にすると
ともにその値自体を小さくできる電力変換装置を提供す
ることにある。 【０００７】 【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めにこの発明は、冷却体上に、複数の半導体スイッチ素
子と、これらの半導体スイッチ素子に接続されたスナバ
コンデンサと、電源となり端子面に（−）端子，（＋）
端子および内圧が上昇した場合にこの内圧を逃がす防爆
弁を有する複数の平滑コンデンサと、この複数の平滑コ
ンデンサに接続された正極および負極の直流母線とが少
なくとも配置される電力変換装置において、前記複数の
平滑コンデンサの全ての端子面を前記電力変換装置に対
して手前側に向けて配置し、かつ正面から見て前記複数
の平滑コンデンサの全ての前記（−）端子を左側に、前
記（＋）端子を右側にして前記防爆弁を上側に向けて配
置し、前記複数の平滑コンデンサから前記半導体スイッ
チ素子へ接続する正極および負極の直流母線を絶縁材を
介して積層状に配置するものとする。 【０００８】この発明の構成によると、平滑コンデンサ
の端子面を前記電力変換装置に対して手前側に向けて配
置し、かつ正面から見て前記（−）端子を左側に、前記
（＋）端子を右側にして前記防爆弁を上側に向けて配置
することにより、防爆弁の詰まりを大幅に解消すること
ができる。 【０００９】また、前記平滑コンデンサから前記半導体
スイッチ素子へ接続する正極および負極の直流母線を絶
縁材を介して積層状に配置することにより、正極直流母
線と負極直流母線とが近接している部分の面積を大きく
することができるから、放熱面積が増大し平滑コンデン
サ内部の熱が端子を介して放散され温度上昇が抑えられ
るとともに、平滑コンデンサと各半導体スイッチ素子と
の間の配線インダクタンスが減少する。 【００１０】 【発明の実施の形態】図１は本発明の実施例を示す正面
図、図２は図１の上部に配置された平滑コンデンサ２の
詳細斜視図である。図１および図２において、この実施
例では平滑コンデンサ２を６個並列に接続したものを２
段直列とし、計１２個を端子面を手前側に向けて配置
し、平滑コンデンサ取付板１３に取り付けている。また
平滑コンデンサ２の端子は左側が（−）端子、右側が
（＋）端子の配置になるようにして防爆弁６を上側に向
けている。 【００１１】平滑コンデンサ２の端子面上には正極直流
母線３と負極直流母線４とが絶縁材８を介して絶縁され
積層状に組み付けられている。９は平滑コンデンサ２を
２段直列に接続するための正負短絡バーである。７はモ
ジュール化したバランス抵抗である。平滑コンデンサ取
付板１３には、平滑コンデンサ２を冷却するために２基
の冷却ファン２０が冷却ファン固定板１６、１８、およ
び１９によって取り付けられている。１７は冷却ファン
２０用のコンデンサである。 【００１２】冷却ファン２０の運転によって生じる通風
空気流は仕切板１５によって仕切られていて、いずれか
の冷却ファン２０が停止した場合にこれを検知するため
にそれぞれの通風路にサーマルガード１４が設けられて
いる。平滑コンデンサ２の下部に、冷却体上に取り付け
られた複数の半導体スイッチ素子１が配置され、この半
導体スイッチ素子１の出力端子を短絡して装置の出力端
子台に接続する各相の出力バー５が配置されている。 【００１３】図３は本発明の実施例の出力バーを示す斜
視図である。図３において、トーナメント状に形成した
出力バー５の中央に角穴５Ａを設けることによって電流
の方向が図３に示す矢印のようになり、角穴５Ａの大き
さを適切に定めることによって各半導体スイッチ素子が
受け持つ電流分担をほぼ均一にすることができる。 【００１４】 【発明の効果】この発明によれば、防爆弁の詰まりを大
幅に解消することができると共に、配線インダクタンス
を均一にするとともにその値自体を小さくして、半導体
スイッチ素子の定格およびスナバ回路容量の増大を防止
し、コストの低減および装置の小型化を図ることができ
る電力変換装置が得られる。
関し、特に部品の配置ならびに母線の構造に関する。 【０００２】 【従来の技術】図４は従来例の構成を示す正面図であ
る。図４において、上側に半導体スイッチ素子１を、そ
の下側に平滑コンデンサ２を配置し、平滑コンデンサ２
の端子は母線の形状を簡単にするために、（＋）端子を
上側に、（−）端子を下側に向けて配置され、平滑コン
デンサに封入されている電解液が化学変化あるいは温度
上昇によって気化し、ガスになって内圧が上昇した場合
にこの内圧を逃がす防爆弁６の位置が左側になってい
る。 【０００３】平滑コンデンサ２の（＋）端子を一括する
正極直流母線１０を設け、この正極直流母線１０と半導
体スイッチ素子１とを（＋）バー１０Ａで接続してい
る。同様に（−）端子を一括する負極直流母線１１を設
け、この負極直流母線１１と半導体スイッチ素子１とを
（−）バー１１Ａで接続している。図５は従来例の出力
バーの斜視図である。図５において、出力バー１２は各
相の半導体スイッチ素子１の出力端子を短絡させた短絡
バー１２Ａの中央から引き出されている。この場合は半
導体スイッチ素子１の各出力端子から出力バー１２への
配線距離は、出力バー１２から遠い距離にある半導体ス
イッチ素子と、近い距離にある半導体スイッチ素子とで
不均一になっている。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】このような従来の構成
では、平滑コンデンサ２の防爆弁６の位置が上側にない
ために平滑コンデンサの内部で電極を固定している樹脂
が下側に沈降して防爆弁６が詰まり易いという問題があ
った。 【０００５】また、近年ではスイッチの高速化に伴って
半導体スイッチ素子にＩＧＢＴ（絶縁ゲートバイポーラ
トランジスタ）を使用する電力変換装置が増えている。
このような電力変換装置では半導体スイッチ素子のオン
／オフを切り換える時間間隔が短くなり、配線距離の不
均一つまり配線インダクタンスの不均一が半導体スイッ
チ素子の電流分担に大きく影響する。 【０００６】そこでこの発明の目的は、防爆弁の詰まり
を防止すると共に、配線インダクタンスを均一にすると
ともにその値自体を小さくできる電力変換装置を提供す
ることにある。 【０００７】 【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めにこの発明は、冷却体上に、複数の半導体スイッチ素
子と、これらの半導体スイッチ素子に接続されたスナバ
コンデンサと、電源となり端子面に（−）端子，（＋）
端子および内圧が上昇した場合にこの内圧を逃がす防爆
弁を有する複数の平滑コンデンサと、この複数の平滑コ
ンデンサに接続された正極および負極の直流母線とが少
なくとも配置される電力変換装置において、前記複数の
平滑コンデンサの全ての端子面を前記電力変換装置に対
して手前側に向けて配置し、かつ正面から見て前記複数
の平滑コンデンサの全ての前記（−）端子を左側に、前
記（＋）端子を右側にして前記防爆弁を上側に向けて配
置し、前記複数の平滑コンデンサから前記半導体スイッ
チ素子へ接続する正極および負極の直流母線を絶縁材を
介して積層状に配置するものとする。 【０００８】この発明の構成によると、平滑コンデンサ
の端子面を前記電力変換装置に対して手前側に向けて配
置し、かつ正面から見て前記（−）端子を左側に、前記
（＋）端子を右側にして前記防爆弁を上側に向けて配置
することにより、防爆弁の詰まりを大幅に解消すること
ができる。 【０００９】また、前記平滑コンデンサから前記半導体
スイッチ素子へ接続する正極および負極の直流母線を絶
縁材を介して積層状に配置することにより、正極直流母
線と負極直流母線とが近接している部分の面積を大きく
することができるから、放熱面積が増大し平滑コンデン
サ内部の熱が端子を介して放散され温度上昇が抑えられ
るとともに、平滑コンデンサと各半導体スイッチ素子と
の間の配線インダクタンスが減少する。 【００１０】 【発明の実施の形態】図１は本発明の実施例を示す正面
図、図２は図１の上部に配置された平滑コンデンサ２の
詳細斜視図である。図１および図２において、この実施
例では平滑コンデンサ２を６個並列に接続したものを２
段直列とし、計１２個を端子面を手前側に向けて配置
し、平滑コンデンサ取付板１３に取り付けている。また
平滑コンデンサ２の端子は左側が（−）端子、右側が
（＋）端子の配置になるようにして防爆弁６を上側に向
けている。 【００１１】平滑コンデンサ２の端子面上には正極直流
母線３と負極直流母線４とが絶縁材８を介して絶縁され
積層状に組み付けられている。９は平滑コンデンサ２を
２段直列に接続するための正負短絡バーである。７はモ
ジュール化したバランス抵抗である。平滑コンデンサ取
付板１３には、平滑コンデンサ２を冷却するために２基
の冷却ファン２０が冷却ファン固定板１６、１８、およ
び１９によって取り付けられている。１７は冷却ファン
２０用のコンデンサである。 【００１２】冷却ファン２０の運転によって生じる通風
空気流は仕切板１５によって仕切られていて、いずれか
の冷却ファン２０が停止した場合にこれを検知するため
にそれぞれの通風路にサーマルガード１４が設けられて
いる。平滑コンデンサ２の下部に、冷却体上に取り付け
られた複数の半導体スイッチ素子１が配置され、この半
導体スイッチ素子１の出力端子を短絡して装置の出力端
子台に接続する各相の出力バー５が配置されている。 【００１３】図３は本発明の実施例の出力バーを示す斜
視図である。図３において、トーナメント状に形成した
出力バー５の中央に角穴５Ａを設けることによって電流
の方向が図３に示す矢印のようになり、角穴５Ａの大き
さを適切に定めることによって各半導体スイッチ素子が
受け持つ電流分担をほぼ均一にすることができる。 【００１４】 【発明の効果】この発明によれば、防爆弁の詰まりを大
幅に解消することができると共に、配線インダクタンス
を均一にするとともにその値自体を小さくして、半導体
スイッチ素子の定格およびスナバ回路容量の増大を防止
し、コストの低減および装置の小型化を図ることができ
る電力変換装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を示す正面図
【図２】図１の上部に配置された平滑コンデンサの詳細
斜視図 【図３】本発明の実施例の出力バーを示す斜視図 【図４】従来例の構成を示す正面図 【図５】従来例の出力バーの斜視図 【符号の説明】 １ 半導体スイッチ素子 ２ 平滑コンデンサ ３ 正極直流母線 ４ 負極直流母線 ５ 出力バー ５Ａ 角穴 ６ 防爆弁 ７ バランス抵抗 ８ 絶縁材 ９ 正負短絡バー １３ 平滑コンデンサ取付板 １４ サーマルガード １５ 仕切板 １６ 冷却ファン固定板 １７ 冷却ファン用コンデンサ １８ 冷却ファン固定板 １９ 冷却ファン固定板 ２０ 冷却ファン
斜視図 【図３】本発明の実施例の出力バーを示す斜視図 【図４】従来例の構成を示す正面図 【図５】従来例の出力バーの斜視図 【符号の説明】 １ 半導体スイッチ素子 ２ 平滑コンデンサ ３ 正極直流母線 ４ 負極直流母線 ５ 出力バー ５Ａ 角穴 ６ 防爆弁 ７ バランス抵抗 ８ 絶縁材 ９ 正負短絡バー １３ 平滑コンデンサ取付板 １４ サーマルガード １５ 仕切板 １６ 冷却ファン固定板 １７ 冷却ファン用コンデンサ １８ 冷却ファン固定板 １９ 冷却ファン固定板 ２０ 冷却ファン
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】冷却体上に、複数の半導体スイッチ素子
と、これらの半導体スイッチ素子に接続されたスナバコ
ンデンサと、電源となり端子面に（−）端子，（＋）端
子および内圧が上昇した場合にこの内圧を逃がす防爆弁
を有する複数の平滑コンデンサと、この複数の平滑コン
デンサに接続された正極および負極の直流母線とが少な
くとも配置される電力変換装置において、前記複数の平
滑コンデンサの全ての端子面を前記電力変換装置に対し
て手前側に向けて配置し、かつ正面から見て前記複数の
平滑コンデンサの全ての前記（−）端子を左側に、前記
（＋）端子を右側にして前記防爆弁を上側に向けて配置
し、前記複数の平滑コンデンサから前記半導体スイッチ
素子へ接続する正極および負極の直流母線を絶縁材を介
して積層状に配置したことを特徴とする電力変換装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27078295A JP3486828B2 (ja) | 1995-10-19 | 1995-10-19 | 電力変換装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27078295A JP3486828B2 (ja) | 1995-10-19 | 1995-10-19 | 電力変換装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09117126A JPH09117126A (ja) | 1997-05-02 |
| JP3486828B2 true JP3486828B2 (ja) | 2004-01-13 |
Family
ID=17490928
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27078295A Expired - Fee Related JP3486828B2 (ja) | 1995-10-19 | 1995-10-19 | 電力変換装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3486828B2 (ja) |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US7012810B2 (en) | 2000-09-20 | 2006-03-14 | Ballard Power Systems Corporation | Leadframe-based module DC bus design to reduce module inductance |
| US6845017B2 (en) * | 2000-09-20 | 2005-01-18 | Ballard Power Systems Corporation | Substrate-level DC bus design to reduce module inductance |
| US6987670B2 (en) | 2003-05-16 | 2006-01-17 | Ballard Power Systems Corporation | Dual power module power system architecture |
| US7443692B2 (en) | 2003-05-16 | 2008-10-28 | Continental Automotive Systems Us, Inc. | Power converter architecture employing at least one capacitor across a DC bus |
| US6906404B2 (en) | 2003-05-16 | 2005-06-14 | Ballard Power Systems Corporation | Power module with voltage overshoot limiting |
| JP2005176576A (ja) * | 2003-12-15 | 2005-06-30 | Toshiba Corp | 電力変換装置 |
| US7295448B2 (en) | 2004-06-04 | 2007-11-13 | Siemens Vdo Automotive Corporation | Interleaved power converter |
| US7289329B2 (en) | 2004-06-04 | 2007-10-30 | Siemens Vdo Automotive Corporation | Integration of planar transformer and/or planar inductor with power switches in power converter |
| US7180763B2 (en) | 2004-09-21 | 2007-02-20 | Ballard Power Systems Corporation | Power converter |
| US7426099B2 (en) | 2005-06-30 | 2008-09-16 | Continental Automotive Systems Us, Inc. | Controller method, apparatus and article suitable for electric drive |
| JP5128265B2 (ja) * | 2007-12-21 | 2013-01-23 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | ヒューズ及び半導体電力変換装置 |
| JP5879726B2 (ja) * | 2011-04-11 | 2016-03-08 | 富士電機株式会社 | インバータ装置 |
| US9467067B2 (en) | 2012-03-12 | 2016-10-11 | Mitsubishi Electric Corporation | Power converter |
-
1995
- 1995-10-19 JP JP27078295A patent/JP3486828B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09117126A (ja) | 1997-05-02 |
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