JP5097791B2 - Power converter - Google Patents

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Description

本発明は、電力変換装置を提供する技術に関する。   The present invention relates to a technique for providing a power conversion device.

電力変換装置の内部の配線に関して、特に平滑コンデンサと逆変換部を接続する配線は、逆変換部の過電圧を抑制して半導体素子を保護するために、インダクタンスを小さくしなくてはならないことが知られている。   Regarding the internal wiring of the power converter, it is known that the wiring connecting the smoothing capacitor and the reverse converter must reduce the inductance in order to suppress the overvoltage of the reverse converter and protect the semiconductor element. It has been.

このインダクタンスを低減する方法について、特許文献1に開示されている。   A method for reducing this inductance is disclosed in Patent Document 1.

特許文献1では、「第1、第2、第3の直流電圧の配線部(20)を、第1、第2、第3の板状導体(201〜203)と第1、第2の絶縁シート(204、205)が交互に積層された構造にしたことを特徴としている。このように絶縁シートで板状導体を挟んだ積層構造にすることによって、3つ以上の直流電圧と交流電圧とを変換する装置においても、配線インダクタンスを低減することができる」と記載されている。   In Patent Document 1, “the first, second, and third DC voltage wiring portions (20) are connected to the first, second, and third plate conductors (201 to 203) and the first and second insulations. The sheet (204, 205) has a structure in which the sheets are alternately laminated, and thus a laminated structure in which the plate-like conductors are sandwiched by the insulating sheets in this manner allows three or more DC voltages and AC voltages to be obtained. It is also described that the wiring inductance can be reduced even in a device that converts the voltage. "

特開平11−89247号公報JP-A-11-89247

特許文献1にも問題点などの記載があるように、電力変換装置において、逆変換部の素子のターンオフ時に、それまで特に平滑コンデンサと逆変換部を接続する配線のインダクタンスに蓄えられたエネルギーを半導体素子が遮断するようにすると、図1に示すようにそのデバイス両端に急峻な過電圧(跳ね上がり電圧)が発生する。   As described in Patent Document 1, in the power conversion device, when the element of the reverse conversion unit is turned off, the energy stored in the inductance of the wiring connecting the smoothing capacitor and the reverse conversion unit is used. When the semiconductor element is cut off, a steep overvoltage (bounce voltage) is generated across the device as shown in FIG.

この遮断エネルギーをバイパスすることで過電圧(跳ね上がり電圧)を抑制し素子を保護する回路をスナバ回路と言い、この逆変換部の素子のターンオフ時に生じる過電圧(跳ね上がり電圧)を抑制し、半導体素子を保護するために設けることが、一般的に行われている。   Bypassing this cutoff energy, a circuit that suppresses overvoltage (bounce voltage) and protects the element is called a snubber circuit. This circuit protects the semiconductor element by suppressing the overvoltage (bounce voltage) that occurs at the time of turn-off of the element in the reverse conversion unit. It is generally performed to provide for this purpose.

しかしながら、急峻で大きな過電圧(跳ね上がり電圧)を抑制するためには、回路構成が簡単なRCスナバ回路であれば、大きなコンデンサが必要となり、またコンデンサを小さくするためには、充放電RCDスナバ回路や放電阻止形RCDスナバ回路を設ける必要がある。どちらの場合においても、その回路を設けた分、設置するためのスペースが必要となり、またスナバ回路の配線の引き回し等も考慮することが必要となる。   However, in order to suppress a steep and large overvoltage (bounce voltage), an RC snubber circuit with a simple circuit configuration requires a large capacitor, and in order to reduce the capacitor, a charge / discharge RCD snubber circuit, It is necessary to provide a discharge prevention type RCD snubber circuit. In either case, a space for installing the circuit is required, and it is necessary to consider the wiring of the snubber circuit.

また、この過電圧(跳ね上がり電圧)を防ぐためには、スナバ回路で抑えることの他に、特許文献1に記載があるように、平滑コンデンサと逆変換部を接続する配線導体板のインダクタンスを低減することにより、エネルギーが蓄えられなくなり、過電圧(跳ね上がり電圧)が起きないようすることが出来る。   Moreover, in order to prevent this overvoltage (bounce voltage), in addition to suppressing with a snubber circuit, as described in Patent Document 1, the inductance of the wiring conductor plate connecting the smoothing capacitor and the inverse conversion unit should be reduced. This prevents energy from being stored and prevents overvoltage (bounce voltage) from occurring.

上述の配線導体板のインダクタンスを低減するにおいて、各配線導体板の設け方によっては、その低減の度合いは変わることが予想される。   In reducing the inductance of the above-described wiring conductor plate, the degree of reduction is expected to change depending on how each wiring conductor plate is provided.

従って、設け方を工夫することによって、インダクタンスの低減の度合いを改善することを課題とする。   Therefore, it is an object to improve the degree of reduction of inductance by devising the way of providing.

本発明は、前記課題を以下のようにして、解決するものである。   The present invention solves the above problems as follows.

電源からの電力を直流電力に変換する順変換部と、前記順変換部からの出力を平滑する第1のコンデンサ部と第2のコンデンサ部とが直列に接続される平滑部と、前記平滑部の出力を交流電力に変換して出力する逆変換部と、を備え、前記第一のコンデンサ部の正極端子および負極端子と、前記第二のコンデンサ部の正極端子および負極端子とを、隣り合う端子が互いに異極となるように配置し、前記第一のコンデンサ部の正極端子と前記逆変換部のP相とを接続する第一の配線導体板と、前記第二のコンデンサ部の負極端子と前記逆変換部のN相とを接続する第二の配線導体板と、前記第一のコンデンサ部の負極端子と前記第二のコンデンサ部の正極端子とを接続する第三の配線導体板とを備え、前記第一の配線導体板および前記第二の配線導体板は、前記第一のコンデンサ部の負極端子と前記第二のコンデンサ部の正極端子とを結ぶ線の少なくとも一部を含む領域に対応する位置まで拡張させた拡張面を備え、前記第三の配線導体板は、前記第一のコンデンサ部の正極端子と前記第二のコンデンサ部の負極端子とを結ぶ線の少なくとも一部を含む領域に対応する位置まで拡張させた拡張面を備え、前記第一の配線導体板は、前記第二の配線導体板に対応する領域に拡張した面を備え、前記第一の配線導体板と前記第二の配線導体板と前記第三の配線導体板とは、少なくとも一部の領域が三層になっている電力変換装置である。
A forward conversion unit that converts electric power from a power source into direct current power; a smoothing unit in which a first capacitor unit and a second capacitor unit that smooth the output from the forward conversion unit are connected in series; and the smoothing unit And an inverse conversion unit that converts the output of AC to AC power and outputs the AC power, and the positive electrode terminal and the negative electrode terminal of the first capacitor unit and the positive electrode terminal and the negative electrode terminal of the second capacitor unit are adjacent to each other. A first wiring conductor plate that is arranged so that the terminals have different polarities, and connects the positive terminal of the first capacitor unit and the P phase of the inverse conversion unit; and the negative terminal of the second capacitor unit And a second wiring conductor plate that connects the N phase of the inverse conversion unit, a third wiring conductor plate that connects the negative terminal of the first capacitor unit and the positive terminal of the second capacitor unit, The first wiring conductor plate and the second wiring The conductor plate includes an extended surface extended to a position corresponding to a region including at least a part of a line connecting the negative electrode terminal of the first capacitor unit and the positive electrode terminal of the second capacitor unit. The wiring conductor plate includes an extended surface extended to a position corresponding to a region including at least a part of a line connecting the positive electrode terminal of the first capacitor unit and the negative electrode terminal of the second capacitor unit, The first wiring conductor plate includes a surface extended to a region corresponding to the second wiring conductor plate, the first wiring conductor plate, the second wiring conductor plate, and the third wiring conductor plate, Is a power conversion device in which at least a part of the region has three layers.

本発明によれば、従来よりも信頼性を向上させた電力変換装置が提供可能となる。
逆変換部の素子のターンオフ時に生じる過電圧を抑制できるため、電力変換装置のスナバ回路の簡略化や小形化、逆変換部の発熱を低減させることにより、従来よりも装置の小形化が図れ、良好な製品を供給することが可能となる。
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it becomes possible to provide the power converter device which improved reliability rather than before.
Since overvoltage generated at turn-off of the elements of the reverse conversion unit can be suppressed, the snubber circuit of the power conversion device can be simplified and miniaturized, and the heat generation of the reverse conversion unit can be reduced, so that the device can be made smaller and better than before. New products can be supplied.

ターンオフ時跳ね上がり電圧の例である。It is an example of the jump voltage at the time of turn-off. 本発明の実施例である。It is an Example of this invention. 本発明の実施例のシミュレーション結果例である。It is an example of the simulation result of the Example of this invention. 電力変換装置の回路図の例である。It is an example of the circuit diagram of a power converter device. 本発明の別の実施例である。It is another Example of this invention. 本発明の別の実施例、シミュレーション結果である。It is another Example of this invention and a simulation result. 本発明の別の実施例である。It is another Example of this invention. 本発明の実施例、シミュレーション結果である。It is an Example of this invention and a simulation result.

以下、本発明を用いて構成される電力変換装置の実施例を図を用いて、説明する。   Hereinafter, an embodiment of a power converter configured using the present invention will be described with reference to the drawings.

図4は、電力変換装置の回路図の一実施例である。この図において、電源からの交流電力が順変換(コンバータ)部1にて直流電力に変換後、平滑する平滑コンデンサ2に入力され、平滑コンデンサ2の出力は、制御部(図示せず)からの制御信号による制御によって、逆変換(インバータ)部3にて交流電力に変換される。   FIG. 4 is an example of a circuit diagram of the power converter. In this figure, AC power from a power source is converted into DC power by a forward conversion (converter) unit 1 and then input to a smoothing capacitor 2 for smoothing. The output of the smoothing capacitor 2 is supplied from a control unit (not shown). It is converted into AC power by the reverse conversion (inverter) unit 3 under the control of the control signal.

電力変換装置の平滑回路に用いられるコンデンサ2は、例として、アルミ電解コンデンサが用いられている。例えば、400V入力電圧用の電力変換装置において、一般的なアルミ電解コンデンサのワーキング電圧は、400Vである。このため、入力電源の電圧が400Vの場合、平滑コンデンサ2のワーキング電圧のために、平滑コンデンサ2を2本用いて、平滑コンデンサC1の+(正極)端子と平滑コンデンサC2の−(負極)端子を接続し、直列に接続することにより2個の平滑コンデンサで耐圧を800V(400V+400V)にして使用することが一般的である。このときの、平滑コンデンサC1の正極端子と平滑コンデンサC2の負極端子を接続した相をM相とする。   As an example, the capacitor 2 used in the smoothing circuit of the power converter is an aluminum electrolytic capacitor. For example, in a power converter for a 400V input voltage, the working voltage of a general aluminum electrolytic capacitor is 400V. For this reason, when the voltage of the input power supply is 400V, two smoothing capacitors 2 are used for the working voltage of the smoothing capacitor 2, and the + (positive electrode) terminal of the smoothing capacitor C1 and the-(negative electrode) terminal of the smoothing capacitor C2. Are generally used by connecting them in series and using two smoothing capacitors with a withstand voltage of 800 V (400 V + 400 V). At this time, a phase in which the positive electrode terminal of the smoothing capacitor C1 and the negative electrode terminal of the smoothing capacitor C2 are connected is referred to as an M phase.

上記図4での平滑コンデンサC1と平滑コンデンサC2との直列接続の実施例について、図2、図3を用いて、配線導体板(以下、バスバーと称する。)の設け方と、その場合の電流の流れ方について、説明する。   With respect to the embodiment in which the smoothing capacitor C1 and the smoothing capacitor C2 in FIG. 4 are connected in series, a method of providing a wiring conductor plate (hereinafter referred to as a bus bar) and current in that case will be described with reference to FIGS. How to flow will be described.

図2において、平滑コンデンサ4a、4bには、正極端子5a、5bと、負極端子6a、6bとが設けられている。その際に、2つの平滑コンデンサの正極、負極は、相互に異極となるように配置している。具体的には、平滑コンデンサ4aの正極端子5aの隣には、平滑コンデンサ4bの負極端子6bが位置している。また、平滑コンデンサ4aの負極端子6aの隣には、平滑コンデンサ4bの正極端子5bが位置している。なお、このように平滑コンデンサ4a、4bの正極、負極を相互に異極となるように配置する作業にて、配置間違いを回避する必要がある。図2で、平滑コンデンサ4a、4bを接続している取り付け部材が図示されており、この取り付け部材の形状、当該部材に設ける取り付け穴等の位置によって、前述の配置作業の間違いの回避を図ることが可能である。   In FIG. 2, the smoothing capacitors 4a and 4b are provided with positive terminals 5a and 5b and negative terminals 6a and 6b. At that time, the positive and negative electrodes of the two smoothing capacitors are arranged so as to have different polarities. Specifically, the negative electrode terminal 6b of the smoothing capacitor 4b is located next to the positive electrode terminal 5a of the smoothing capacitor 4a. Further, the positive electrode terminal 5b of the smoothing capacitor 4b is located next to the negative electrode terminal 6a of the smoothing capacitor 4a. In addition, it is necessary to avoid an arrangement error in the operation of arranging the positive and negative electrodes of the smoothing capacitors 4a and 4b to have different polarities. In FIG. 2, the attachment member connecting the smoothing capacitors 4 a and 4 b is illustrated, and the above-described arrangement work is avoided by the shape of the attachment member and the positions of the attachment holes provided in the member. Is possible.

そして、正極端子5bと逆変換部の正極側のP相に接続されるP相バスバー7、負極端子6aと逆変換部の負極側のN相に接続されるN相バスバー8がある。   Then, there are a P-phase bus bar 7 connected to the positive electrode terminal 5b and the P phase on the positive side of the reverse conversion part, and an N phase bus bar 8 connected to the negative electrode terminal 6a and the N phase on the negative side of the reverse conversion part.

また、平滑コンデンサ4aと平滑コンデンサ4bとを直列接続する為に、平滑コンデンサ4aの正極端子5aと平滑コンデンサ4bの負極端子6bとを接続するように、M相バスバー9を設ける。なお、P相バスバー7とN相バスバー8との絶縁を行う為に、絶縁物10も設けている。   Further, in order to connect the smoothing capacitor 4a and the smoothing capacitor 4b in series, the M-phase bus bar 9 is provided so as to connect the positive electrode terminal 5a of the smoothing capacitor 4a and the negative electrode terminal 6b of the smoothing capacitor 4b. An insulator 10 is also provided to insulate the P-phase bus bar 7 from the N-phase bus bar 8.

そして、図3は、この配置時にバスバーの表面を流れる電流の流れのシミュレーションを行った結果の電流流線である。図3には、バスバーの表面を一様に電流の流れていることが示されている。   FIG. 3 shows current flow lines obtained as a result of a simulation of the flow of current flowing on the surface of the bus bar during this arrangement. FIG. 3 shows that the current flows uniformly on the surface of the bus bar.

上述したが、図2、図3では、2つの平滑コンデンサの正極、負極は、相互に異極となる配置とするように工夫している。このように異極同士を相互に隣り合わせるように配置したので、正極端子5bに接続されるP相バスバー7、負極端子6aに接続されるN相バスバー8とで、重なる部分を設けることが可能となり、両者の間隔を小さな距離として、相互に面するように出来る。なお、各々のバスバー間の絶縁距離を小さくするとともに、絶縁物10を挟み込むようにしている。   As described above, in FIGS. 2 and 3, the positive and negative electrodes of the two smoothing capacitors are devised so as to be different from each other. Since the different polarities are arranged next to each other in this way, it is possible to provide an overlapping portion between the P-phase bus bar 7 connected to the positive terminal 5b and the N-phase bus bar 8 connected to the negative terminal 6a. Thus, the distance between the two can be made a small distance so as to face each other. The insulation distance between the bus bars is reduced and the insulator 10 is sandwiched.

次に、図7に本発明の別の実施例を説明する。   Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

図2に示す実施例では、P相バスバー7とN相バスバー8とで、重なる部分を設けたが、図7では、さらに、M相バスバー9も、P相バスバー7及びN相バスバー8と重なる部分を設けるように工夫したものである。こうすることで、図2よりもインダクタンスの低減を狙うものである。   In the embodiment shown in FIG. 2, the P-phase bus bar 7 and the N-phase bus bar 8 overlap each other. However, in FIG. 7, the M-phase bus bar 9 also overlaps with the P-phase bus bar 7 and the N-phase bus bar 8. It is devised to provide a part. In this way, the inductance is reduced more than in FIG.

図7に示すように、平滑コンデンサ4a、4bには、正極端子5a、5bと、負極端子6a、6bとが設けられている。正極端子5a、5bには、P相バスバー7が接続され、負極端子6a、6bには、N相バスバー8接続される。そして、平滑コンデンサ4aの正極端子5aと平滑コンデンサ4bの負極端子6bには、M相バスバー9が接続される。なお、P相バスバー7、またはN相バスバー8とM相バスバー9との間には絶縁物10が設けられる。   As shown in FIG. 7, the smoothing capacitors 4a and 4b are provided with positive terminals 5a and 5b and negative terminals 6a and 6b. A P-phase bus bar 7 is connected to the positive terminals 5a and 5b, and an N-phase bus bar 8 is connected to the negative terminals 6a and 6b. The M-phase bus bar 9 is connected to the positive electrode terminal 5a of the smoothing capacitor 4a and the negative electrode terminal 6b of the smoothing capacitor 4b. An insulator 10 is provided between P-phase bus bar 7 or N-phase bus bar 8 and M-phase bus bar 9.

平滑コンデンサ4a、4bを直列につなぐために、M相バスバー9を用い、一方を平滑コンデンサ4aの正極端子5a、もう一方を別の平滑コンデンサ4bの負極端子6bに接続をする。そしてさらに、順変換部1や逆変換部3を接続するバスバー、N相バスバー8の配線導体板の形状を各々大きくする。   In order to connect the smoothing capacitors 4a and 4b in series, an M-phase bus bar 9 is used, one connected to the positive terminal 5a of the smoothing capacitor 4a and the other connected to the negative terminal 6b of another smoothing capacitor 4b. Further, the shape of the wiring conductor plates of the bus bar connecting the forward conversion unit 1 and the reverse conversion unit 3 and the N-phase bus bar 8 is increased.

そして、M相バスバー9の配線導体板の形状をP相バスバー7,N相バスバー8と同じように大きくし、P相バスバー7,N相バスバー8の上にM相バスバー9を重ねる。そして、各々を互いに重なり合う面積が大きくなるように配置して、さらに各々を近距離の間隔で面するようにする。このために、各々のバスバー間には、絶縁距離を小さくするために、絶縁物10を挟み込むようにする。   The shape of the wiring conductor plate of the M-phase bus bar 9 is increased in the same manner as the P-phase bus bar 7 and the N-phase bus bar 8, and the M-phase bus bar 9 is overlaid on the P-phase bus bar 7 and the N-phase bus bar 8. And each is arranged so that the area which overlaps each other may become large, and also each is made to face at a short distance interval. For this purpose, the insulator 10 is sandwiched between the bus bars in order to reduce the insulation distance.

図5、図6に、各々の配線導体板の配置、形状、電流流線のシミュレーション結果を示す。   FIG. 5 and FIG. 6 show the simulation results of the arrangement, shape, and current flow lines of each wiring conductor plate.

図5に示すように、M相バスバー9hは、正極端子5aと負極端子6bとを最短で接続する形状に加えて、P相バスバー7h及びN相バスバー8hに重なるように平面上でふくらんで拡張させた拡張面を設けるようにしている。   As shown in FIG. 5, the M-phase bus bar 9h is expanded in a plane so as to overlap with the P-phase bus bar 7h and the N-phase bus bar 8h in addition to the shape in which the positive electrode terminal 5a and the negative electrode terminal 6b are connected in the shortest time. An extended surface is provided.

さらに、P相バスバー7h及びN相バスバー8hの各々も、他の2つのバスバーと相互に重なるようにふくらんで拡張させた拡張面を設けている。   Furthermore, each of the P-phase bus bar 7h and the N-phase bus bar 8h is also provided with an expansion surface that is expanded and expanded so as to overlap with the other two bus bars.

図6のシミュレーションでは、N相バスバー8hの電流流線が、正極端子6aと逆変換部へ接続する負極端子とを最短で接続する電流の流れに加えて、M相バスバー9hとも面して流れるような電流が拡張面に流れていることが示されている。   In the simulation of FIG. 6, the current flow line of the N-phase bus bar 8h flows facing the M-phase bus bar 9h in addition to the current flow that connects the positive electrode terminal 6a and the negative electrode terminal connected to the inverse conversion unit in the shortest time. It is shown that such a current flows through the expansion surface.

今回のシミュレーションでは、P相バスバー7h、N相バスバー8h、M相バスバー9hの3つのバスバーに設けた拡張面に、迂回するように拡張して流れる電流の流れが確認された。これは、電流を流す場合の始端、終端の2つの端子間に対して、電流が最短の電流路を流れるとの予想に反する結果ではあった。しかし、この結果を利用するように上述の拡張面を設けて、相互でのインダクタンスを低減出来る裏づけを得られるものとなった。   In this simulation, it was confirmed that the current flow expanded and detoured on the expanded surfaces provided in the three bus bars of the P-phase bus bar 7h, the N-phase bus bar 8h, and the M-phase bus bar 9h. This is a result contrary to the expectation that the current flows through the shortest current path between the two terminals at the start and end when the current is passed. However, it has become possible to obtain support for reducing the mutual inductance by providing the above-described expansion surface so as to utilize this result.

また、図5では、M相バスバー9hに対して、P相バスバー7h及びN相バスバー8hの各々を挟むように、上下に設け、さらに電流の向きを拡張面も含めて、相互に逆向きとなるようにして、インダクタンスを低減出来るようにしている。
具体的には、図5に示されるように、M相バスバー9hに対して、P相バスバー7hは、相互に逆向きとなる電流の流れとなっている。同様に、M相バスバー9hに対して、N相バスバー8hは、相互に逆向きとなる電流の流れとなっている。
Further, in FIG. 5, the M-phase bus bar 9h is provided above and below so as to sandwich the P-phase bus bar 7h and the N-phase bus bar 8h, and the directions of currents are opposite to each other including the expansion surface. In this way, the inductance can be reduced.
Specifically, as shown in FIG. 5, the P-phase bus bar 7 h has a current flow that is opposite to the M-phase bus bar 9 h. Similarly, with respect to the M-phase bus bar 9h, the N-phase bus bar 8h has a current flow that is opposite to each other.

但し、上述の各バスバーの順番は、上記に限定されるものではなく、実装の状態に応じて、適宜順番を変えるものであってもよい。なお、図5のように全ての電流の向きが相互に逆向きとならない場合も想定されるが、少なくとも1組のバスバーが相互に逆向きに流れるものであれば、インダクタンスの低減が図るには好ましいものといえる。   However, the order of the bus bars described above is not limited to the above, and the order may be appropriately changed according to the mounting state. Although it is assumed that all current directions are not opposite to each other as shown in FIG. 5, if at least one set of bus bars flows in opposite directions, the inductance can be reduced. It can be said that it is preferable.

この各々重ねたバスバーの距離は、特に小さく近距離の方が効果があるが、UL508C、EN61800−5、EN51870等の規格により、次の絶縁材料を使用した場合においては、材料の厚みが0.71mm(0.028inch)を下回ることが出来ない。この場合の絶縁材料は、Diallyl Phthalate、Epoxy、Melamine、Melamine−Phenolic、Phenolic、Unfilled Nylon、Unfilled Polycarbonate、Urea Forma
ldehyde、Cambric,Electric Grade Paper、RTV、Silicone、Treated Cloth、Vulcanized Fiberである。
The distance between the stacked bus bars is particularly small and the short distance is more effective. However, according to the standards such as UL508C, EN61800-5, EN51870, etc., when the following insulating material is used, the thickness of the material is 0. It cannot fall below 71 mm (0.028 inch). Insulating materials in this case are Dially Phthalate, Epoxy, Melamine, Melamine-Phenolic, Phenolic, Unfilled Nylon, Unfilled Polycarbonate, Urea Formata.
ldehide, Cambric, Electric Grade Paper, RTV, Silicone, Treated Close, and Vulcanized Fiber.

さらに、次の絶縁材料を使用した場合においては、材料の厚みが0.25mm(0.010inch)を下回ることが出来ない。この場合の絶縁材料は、Aramid Paperである。   Furthermore, in the case of using the following insulating material, the thickness of the material cannot fall below 0.25 mm (0.010 inch). The insulating material in this case is Aramid Paper.

さらに、次の絶縁材料を使用した場合においては、材料の厚みが0.15mm(0.006inch)を下回ることが出来ない。この場合の絶縁材料は、Micaである。   Furthermore, when the following insulating material is used, the thickness of the material cannot fall below 0.15 mm (0.006 inch). The insulating material in this case is Mica.

さらに、次の絶縁材料を使用した場合においては、材料の厚みが0.18mm(0.007inch)を下回ることが出来ない。この場合の絶縁材料は、Mylar(PETP)である。   Furthermore, when the following insulating material is used, the thickness of the material cannot be less than 0.18 mm (0.007 inch). The insulating material in this case is Mylar (PETP).

さらに、これら以外の材料を用いる場合は、材料の厚みが0.71mm(0.028inch)以上であり、さらに5000VACの耐圧試験を行い、耐圧があると判断され、さらに、規定以上のRelative Thermal Index(RTI)、Hot Wire Ignition(HWI)、Hight−Current Arc Resistance to Ignition(HAI)、Comparative Tracking Index(CTI)がある場合使用することが出来る。   Further, when using a material other than these, the thickness of the material is 0.71 mm (0.028 inch) or more, and further, a pressure resistance test of 5000 VAC is performed, and it is determined that there is a pressure resistance, and more than a specified relative thermal index. (RTI), hot wire ignition (HWI), high-current arc resistance to ignition (HAI), and comparative tracking index (CTI).

このため、例えばバスバーをインサートモールドしてモジュール化等とすることで、絶縁体と一体成形した場合、これらの規定を満足し、射出成形法にて形状を造るためには、絶縁体の厚みが2〜3mm程度必要となる。   For this reason, for example, when the bus bar is insert-molded into a module, etc., and integrally molded with the insulator, the thickness of the insulator is sufficient in order to satisfy these regulations and create a shape by the injection molding method. About 2 to 3 mm is required.

またさらに、シート状の絶縁体を使用した場合においても、バスバーの製作上の公差を考えると、絶縁体のシートの厚みは薄くできても、バスバー同士の距離は1〜3mm程度になることは、一般的である。   Furthermore, even when a sheet-like insulator is used, considering the tolerance in manufacturing the bus bar, the distance between the bus bars can be about 1 to 3 mm even if the thickness of the insulator sheet can be reduced. Is common.

しかし、この程度の距離であれば、経験論的に問題が無く、効果を得ることが出来る。   However, if it is this distance, there is no problem in empirical theory and an effect can be obtained.

また、さらに他の実施例のシミュレーション結果を図8に示す。各々のバスバー上の電流流線が他の相の電流の流れと沿っていることが、確認出来る。   Moreover, the simulation result of another Example is shown in FIG. It can be confirmed that the current flow lines on each bus bar are in line with the current flows of the other phases.

なお、図6と図8のシミュレーション結果の違いは、図6が、M相のバスバーをP相とN相の間に設置した場合を示し、図8は、M相のバスバーをP相とN相の上に設置した場合を示す。この結果から、M相のバスバーは、P相またはN相の中間若しくは上側に配置した場合でも、各々重なり合う面積を有していることで、各々近距離の間隔にて面するように配置した場合は、インダクタンスの低減については、ほぼ同じ効果が得られることが分かる。   6 and FIG. 8 shows the difference between the simulation results in FIG. 6 when the M-phase bus bar is installed between the P-phase and the N-phase, and FIG. 8 shows the M-phase bus bar between the P-phase and the N-phase. The case where it is installed on the phase is shown. From this result, even when the M-phase bus bars are arranged in the middle or upper side of the P-phase or N-phase, they have overlapping areas, so that they are arranged to face each other at a short distance. It can be seen that substantially the same effect can be obtained in terms of inductance reduction.

また、図6、図7では、逆変換部の正極側のP相に接続される部分、及び逆変換部の負極側のN相に接続される部分が、図面の奥手に向かう位置にて設けられているが、これに限定されるものではなく、適宜変更可能である。例えば、図6、図7の図面の奥手とは反対側となる手前に近づく位置に、逆変換部の正極側のP相に接続される部分、または、逆変換部の負極側のN相に接続される部分を設けるものであっても良い。図にて説明しないが、当該構成であっても、インダクタンスが低減されることをシミュレーションにて確認した。   6 and 7, the portion connected to the P phase on the positive side of the reverse conversion unit and the portion connected to the N phase on the negative side of the reverse conversion unit are provided at positions facing the back of the drawing. However, it is not limited to this, and can be changed as appropriate. For example, in a position approaching the near side opposite to the back side in the drawings of FIGS. 6 and 7, the portion connected to the P phase on the positive side of the reverse conversion unit, or the N phase on the negative side of the reverse conversion unit A portion to be connected may be provided. Although not illustrated in the figure, it was confirmed by simulation that the inductance is reduced even in the configuration.

本発明に基づく上述の実施例によれば、逆変換部の素子のターンオフ時に生じる過電圧を抑制できるため、電力変換装置のスナバ回路の簡略化や小形化、逆変換部の発熱を低減させることにより、従来よりも装置の小形化が図れ、良好な製品を供給することが可能となる。   According to the above-described embodiment based on the present invention, the overvoltage generated at the time of turn-off of the element of the reverse conversion unit can be suppressed. Therefore, the snubber circuit of the power conversion device can be simplified and miniaturized, and the heat generation of the reverse conversion unit can be reduced. Therefore, the apparatus can be made smaller than before, and a good product can be supplied.

1:順変換(コンバータ)部、2:平滑コンデンサ、
3:逆変換(インバータ)部、4:平滑コンデンサ、5:平滑コンデンサの正極端子、6:平滑コンデンサの負極端子、7:P相バスバー、8:N相バスバー、9:M相バスバー、10:絶縁物。
1: forward conversion (converter) part, 2: smoothing capacitor,
3: reverse conversion (inverter) section, 4: smoothing capacitor, 5: positive terminal of smoothing capacitor, 6: negative terminal of smoothing capacitor, 7: P-phase bus bar, 8: N-phase bus bar, 9: M-phase bus bar, 10: Insulator.

Claims (5)

電源からの電力を直流電力に変換する順変換部と、
前記順変換部からの出力を平滑する第1のコンデンサ部と第2のコンデンサ部とが直列に接続される平滑部と、
前記平滑部の出力を交流電力に変換して出力する逆変換部と、を備え、
前記第一のコンデンサ部の正極端子および負極端子と、前記第二のコンデンサ部の正極端子および負極端子とを、隣り合う端子が互いに異極となるように配置し、
前記第一のコンデンサ部の正極端子と前記逆変換部のP相とを接続する第一の配線導体板と、
前記第二のコンデンサ部の負極端子と前記逆変換部のN相とを接続する第二の配線導体板と、
前記第一のコンデンサ部の負極端子と前記第二のコンデンサ部の正極端子とを接続する第三の配線導体板とを備え、
前記第一の配線導体板および前記第二の配線導体板は、前記第一のコンデンサ部の負極端子と前記第二のコンデンサ部の正極端子とを結ぶ線の少なくとも一部を含む領域に対応する位置まで拡張させた拡張面を備え、
前記第三の配線導体板は、前記第一のコンデンサ部の正極端子と前記第二のコンデンサ部の負極端子とを結ぶ線の少なくとも一部を含む領域に対応する位置まで拡張させた拡張面を備え、
前記第一の配線導体板は、前記第二の配線導体板に対応する領域に拡張した面を備え、
前記第一の配線導体板と前記第二の配線導体板と前記第三の配線導体板とは、少なくとも一部の領域が三層になっている電力変換装置。
A forward converter that converts power from the power source into DC power;
A smoothing unit in which a first capacitor unit and a second capacitor unit that smooth the output from the forward conversion unit are connected in series;
An inverse conversion unit that converts the output of the smoothing unit into AC power and outputs the AC power, and
The positive terminal and the negative terminal of the first capacitor part and the positive terminal and the negative terminal of the second capacitor part are arranged so that adjacent terminals are different from each other,
A first wiring conductor plate connecting the positive terminal of the first capacitor part and the P phase of the inverse conversion part;
A second wiring conductor plate connecting the negative electrode terminal of the second capacitor unit and the N phase of the inverse conversion unit;
A third wiring conductor plate for connecting the negative terminal of the first capacitor part and the positive terminal of the second capacitor part;
The first wiring conductor plate and the second wiring conductor plate correspond to a region including at least a part of a line connecting the negative terminal of the first capacitor unit and the positive terminal of the second capacitor unit. With an expanded surface that extends to the position
The third wiring conductor plate has an extended surface extended to a position corresponding to a region including at least a part of a line connecting the positive electrode terminal of the first capacitor unit and the negative electrode terminal of the second capacitor unit. Prepared,
The first wiring conductor plate includes a surface extended to a region corresponding to the second wiring conductor plate,
Wherein a first of the third wiring planar conductor and the wiring conductor plate wherein a second wiring planar conductor, the power converter that has at least a partial region becomes three layers.
請求項1記載の電力変換装置において、
前記第2の配線導体板を流れる電流の向きと前記第1の配線導体板または前記第3の配線導体板を流れる電流の向きとが逆向きであることを特徴とする電力変換装置。
The power conversion device according to claim 1,
The power converter according to claim 1, wherein the direction of the current flowing through the second wiring conductor plate is opposite to the direction of the current flowing through the first wiring conductor plate or the third wiring conductor plate.
請求項1記載の電力変換装置において、
前記第1の配線導体板と前記第3の配線導体板との間に前記第2の配線導体板が設けられることを特徴とする電力変換装置。
The power conversion device according to claim 1,
Wherein the first power converter and the second wiring planar conductor is characterized by Rukoto provided between the wiring conductor plate and the third wiring planar conductor.
請求項1記載の電力変換装置において、
前記第1の配線導体板と前記第2の配線導体板との間に前記第3の配線導体板が設けられることを特徴とする電力変換装置。
The power conversion device according to claim 1,
The first power conversion device wherein the third wiring planar conductor is characterized by Rukoto provided between the wiring conductor plate second wiring planar conductor.
請求項1記載の電力変換装置において、
前記第2の配線導体板と前記第3の配線導体板との間に前記第1の配線導体板が設けられることを特徴とする電力変換装置。
The power conversion device according to claim 1,
Power converter of the first wiring planar conductor is characterized by Rukoto provided between said second wiring conductor plate and the third wiring planar conductor.
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