JP5132175B2 - 電力変換装置 - Google Patents
電力変換装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5132175B2 JP5132175B2 JP2007083767A JP2007083767A JP5132175B2 JP 5132175 B2 JP5132175 B2 JP 5132175B2 JP 2007083767 A JP2007083767 A JP 2007083767A JP 2007083767 A JP2007083767 A JP 2007083767A JP 5132175 B2 JP5132175 B2 JP 5132175B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- switching element
- semiconductor switching
- phase
- terminal
- cooling plate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
- H02M7/003—Constructional details, e.g. physical layout, assembly, wiring or busbar connections
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
- H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
- H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
- H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
- H02M7/483—Converters with outputs that each can have more than two voltages levels
- H02M7/487—Neutral point clamped inverters
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Power Conversion In General (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
- Rectifiers (AREA)
Description
正極端子と負極端子を有する直流電源と、U相、V相、W相の3相分の前記交流端子と前記正極端子間に接続され正側アームを構成する半導体スイッチング素子と、前記交流端子と前記負極端子間に接続され負側アームを構成する半導体スイッチング素子と、前記半導体スイッチング素子を冷却する冷却板とを有し、前記半導体スイッチング素子のオン、オフ動作によって、前記直流電源と交流端子間で電力変換を行う3相2レベルの電力変換装置において、前記冷却板の一方および他方の面には、前記半導体スイッチング素子が装着されており、前記冷却板の一方の面に装着される半導体スイッチング素子に接続する接続導体と、前記冷却板の他方の面に装着される半導体スイッチング素子に接続する接続導体および前記直流電源に接続する接続導体を、ブスバを絶縁物で挟んで重ねた積層ブスバにて構成した2レベル電力変換装置と
正極端子と負極端子と中間端子を有する直流電源と、正側アームを構成する前記正極端子に接続される半導体スイッチング素子である第1のスイッチング素子と、この第1のスイッチング素子に直列接続され、交流端子に接続される半導体スイッチング素子である第2のスイッチング素子と、前記第1、第2のスイッチング素子の接続点と前記中間端子間に接続される第1の結合ダイオードと、負側アームを構成する前記交流端子に接続される半導体スイッチング素子である第3のスイッチング素子と、この第3のスイッチング素子に直列に接続され、前記負極端子と接続される半導体スイッチング素子である第4のスイッチング素子と、前記第3、第4のスイッチング素子の接続点と前記中間端子間に接続される第2の結合ダイオードを有するとともに、前記第1〜第4のスイッチング素子および第1、第2の結合ダイオードを冷却する冷却板を備え、前記スイッチング素子のオン、オフ動作により、前記交流端子に前記直流電源の正極端子、中間端子および負極端子の3レベルの電位を出力する3レベル電力変換装置であって、前記冷却板の一方の面には、前記第1、第2のスイッチング素子と前記第1の結合ダイオードが装着されるとともに、他方の面には、前記第3、第4のスイッチング素子と前記第2の結合ダイオードが装着されており、前記スイッチング素子、結合ダイオード、直流電源間を接続する接続導体は、ブスバを絶縁物で挟んで重ねた積層ブスバにて構成し、前記第1、第2のスイッチング素子と前記第1の結合ダイオードに接続される積層ブスバと、前記第3、第4のスイッチング素子と第2の結合ダイオードに接続される積層ブスバと直流電源に接続される積層ブスバはそれぞれ別個の積層ブスバとした3レベル電力変換装置を、
前記それぞれの電力変換装置に設けてある冷却板が平行になるように配置するとともに、直流電源と接続される積層ブスバが前記電力変換装置の母線となるよう接続されているものである。
正極端子と負極端子を有する直流電源と、U相、V相、W相の3相分の前記交流端子と前記正極端子間に接続され正側アームを構成する半導体スイッチング素子と、前記交流端子と前記負極端子間に接続され負側アームを構成する半導体スイッチング素子と、前記半導体スイッチング素子を冷却する冷却板とを有し、前記半導体スイッチング素子のオン、オフ動作によって、前記直流電源と交流端子間で電力変換を行う3相2レベルの電力変換装置において、前記冷却板の一方および他方の面には、前記半導体スイッチング素子が装着されており、前記冷却板の一方の面に装着される半導体スイッチング素子に接続する接続導体と、前記冷却板の他方の面に装着される半導体スイッチング素子に接続する接続導体および前記直流電源に接続する接続導体を、ブスバを絶縁物で挟んで重ねた積層ブスバにて構成した電力変換装置において、
前記冷却板の一方の面には、前記U相、V相、W相の3相のうち、1相分の正側アーム/負側アームを構成する半導体スイッチング素子と、他の2相のいずれか1相の正側アームを構成する半導体スイッチング素子を装着するとともに、前記冷却板の他方の面には、前記他の2相のいずれか1相の正側アームと同じ相の負側アームを構成する半導体スイッチング素子と、残りの1相の正側アーム/負側アームを構成する半導体スイッチング素子を装着するものである。
以下、この発明の実施の形態1を図に基づいて説明する。
図1に本実施の形態1にて構成する電力変換装置の回路を示す。本実施の形態1は正極(P)、負極(N)の2つの電位を有する直流と交流間の変換に用いられる2レベル電力変換装置に関わるもので、交流側がU相、V相、W相の3相を有する場合を示している。なお、以下、全ての実施例において、スイッチング素子としてIGBTモジュールを用いているがトランジスタやMOSFETなど、スイッチング機能を有する半導体素子であれば構成可能である。
U相の正極(P)と負極(N)間には正側アームのスイッチング素子であるIGBTモジュール1と、負側アームのスイッチング素子であるIGBTモジュール2が、V相の正極(P)と負極(N)間には正側アームのスイッチング素子であるIGBTモジュール3と、負側アームのスイッチング素子であるIGBTモジュール4が、W相の正極(P)と負極(N)間には正側アームのスイッチング素子であるIGBTモジュール5と、負側アームのスイッチング素子であるIGBTモジュール6が直列に接続され、正極(P)に接続されたIGBTモジュール1、3、5と負極(N)に接続されたIGBTモジュール2、4、6の接続点は交流(U、V、W)側にそれぞれ接続されている。コンデンサ7は直流電源を構成し、正極(P)、負極(N)を出力する端子を備え、半導体スイッチング素子のオン、オフ動作によって、前記直流電源と交流端子間で電力変換を行う。
冷却板8の一方の面にはU相のIGBTモジュール1、IGBTモジュール2とV相の正側アームのIGBTモジュール3が、他方の面にはV相の負側アームのIGBTモジュール4が冷却板8を介して前記モジュール3に対向して設けられ、W相のIGBTモジュール5が前記モジュール2に対向し、IGBTモジュール6が前記モジュール1に対向して装着されている。冷却板8はモジュール1〜6の発熱を外部に放出するためのもので、一般に液体の循環や沸騰等を利用したものが用いられるが、モジュールの発熱を外部に放出する機能があれば他の方式であっても良い。冷却板の一方の面に接続されたIGBTモジュール1、2、3は積層ブスバ9に電気的に接続され、他方の面に接続されたIGBTモジュール4、5、6は積層ブスバ10に接続されている。
図5に3相2レベル電力変換装置の転流ループを示す。U相、V相、W相の転流ループを(a)、(b)、(c)で示している。2レベル電力変換装置において正側アームのIGBTモジュール1、3、5をターンオフし、負側アームのIGBTモジュール2、4、6のダイオードに転流した場合、図に矢印で示すIGBTモジュール1、3、5→コンデンサ7→IGBTモジュール2、4、6→IGBTモジュール1、3、5の転流ループでサージ電圧が発生する。そのため、この転流ループのインダクタンスを抑制する必要がある。負側アームのIGBTモジュール2、4、6をターンオフした場合も、モジュール内部でIGBTを通るかダイオードを通るか、サージが印加されるIGBTモジュールが正側か負側かの違いはあるが、モジュールの外側の接続回路のループは同じである。
また、図6より判るようにU相1、2とW相5、6は正側アームのIGBTモジュールと負側アームのIGBTモジュールが隣接しており、IGBTモジュール間のインダクタンスを小さくできる。しかし、V相3、4は正側アームと負側アームのIGBTモジュールが離れており、さらに、正側アームと負側アームのIGBTモジュール間の接続はインダクタンスが大きくなりやすい積層ブスバと積層ブスバの接続部(J部)を2回通るため、IGBTモジュール間のインダクタンスが大きくなる。そのため、V相のIGBTモジュール3、4を図6に示す接続部(J部)に最も近い位置に配置することにより、ループ長を短くし、インダクタンスを抑制し、U相、W相とインダクタンスの差を小さくすることができる。
また、本実施の形態1ではスイッチング素子としてコレクタ電極、エミッタ電極をそれぞれ3個持つIGBTモジュールを用いている。このような複数の電極端子を持つモジュールを用いる場合、ブスバのインダクタンスや抵抗が電極端子間で異なると、ある電極端子に電流が集中し、ロスの増加や場合によってはスイッチング時や短絡時に破壊に至る可能性がある。本構成においてはブスバに流れる電流の向きが、図2に示す複数ある電極端子90の配置の並びの向きと概略、直角であるため、インダクタンスや抵抗の差が小さく、電極端子90間でほぼ均等に電流を流すことができる。なお、ここでは電極端子90が3個の場合を示したが、1個の場合でも構成可能であるし、3個以外の複数であっても良い。
なお、ここでは3相2レベル電力変換装置の例を示したが、他の電力変換装置と組み合わせる場合、例えば3相2レベル電力変換装置を2個組み合わせて交流−直流−交流の変換を行う場合には直流電源に接続される積層ブスバを母線として2レベルユニットを重ねて配置すれば良く、モジュールの実装密度が上がり、装置全体を小型軽量化することができる。なお、この実施の形態1ではU、V、W3相の場合について述べたが、3相以上の複数相であっても適用可能である。
次に実施の形態2について説明する。
図7に実施の形態2における2レベルユニット101の構成を示す。本実施の形態2も、実施の形態1と同様、3相2レベル電力変換装置に関わるものであり、図1の回路を構成する。実施の形態1では冷却板8の一方の面にU相IGBTモジュール1、2とV相正側アームのIGBTモジュール3が、他方の面にV相負側アームのIGBTモジュール4とW相IGBTモジュール5、6が装着されていたが、本構成では、冷却板8の一方の面にU、V、W相の正側アームのIGBTモジュール1、3、5が、冷却板の他方の面にU、V、W相の負側アームのIGBTモジュール2、4、6が冷却板8を介して、前記モジュール5、3、1にそれぞれ対向して装着されている。IGBTモジュール1、3、5は積層ブスバ23により電気的に接続され、IGBTモジュール2、4、6は積層ブスバ24により電気的に接続される。IGBTモジュール1〜6、冷却板8、および、積層ブスバ23、24により2レベルユニット101が構成される。積層ブスバ23と積層ブスバ24は積層ブスバ25と接続され、積層ブスバ25は直流電源を構成するコンデンサ7と接続されている。また、U相、V相、W相の交流側へは積層ブスバ23、24と積層ブスバ25の接続部(U)、(V)、(W)より、出力される。
次に実施の形態3について説明する。
図11に本実施の形態3にて構成する電力変換装置の1相分の回路図を示す。本実施の形態3は正極(P)、負極(N)、中間電位(C)の3つの電位を有する直流と交流間の変換に用いられる3レベル電力変換装置に関わるものである。
正極(P)と負極(N)間には正側アームを構成する第1のスイッチング素子であるIGBTモジュール39、第2のスイッチング素子であるIGBTモジュール40、負側アームを構成する第3のスイッチング素子であるIGBTモジュール41、第4のスイッチング素子であるIGBTモジュール42が直列に接続され、IGBTモジュール40とIGBTモジュール41の接続点は交流端子(AC)に接続されている。また、IGBTモジュール39とIGBTモジュール40の接続点と中間電位(C)間には正側アームの半導体素子である第1の結合ダイオードモジュール43が接続され、IGBTモジュール41とIGBTモジュール42の接続点と中間電位(C)間には負側アームの半導体素子である第2の結合ダイオードモジュール44が接続されている。コンデンサ45、コンデンサ46は直列に接続され、直流電源を構成し、正極(P)、負極(N)、中間電位(C)を出力する。
なお、ここでは1相分の構成を示したが、2相、3相分を構成する場合には直流電源45、46に接続されるブスバ59、60、61を母線として、3レベルユニット200、正側アームと負側アームを接続するブスバ62を冷却板8が概略平行になるように2相、3相分重ねて配置すればよい。
インダクタンスを減らすためには、3レベル電力変換装置の場合も2レベル電力変換装置の場合同様に、このループの面積を極力小さくすることが必要である。本構成では、ブスバに積層ブスバを用い、電流が近接したブスバ間を流れるため、ループの面積は小さくなり、インダクタンスが抑制されることが判る。また、電流経路を短くすることもインダクタンスの抑制に有効である。図に示す4つのループにおいて特にインダクタンスが大きくなりやすいのはIGBTモジュール3個と結合ダイオードモジュール1個を通る(b)、(c)の場合である。そのため、特にこのループを減らすことが必要であり、素子の配置も重要となる。例えば(b)でIGBTモジュール39と結合ダイオードモジュール43の位置を入れ替えた場合、コンデンサより最も遠いモジュール2個を通ることになり、電流経路が長くなる。この実施の形態3による配置では(b)、(c)のループがコンデンサ45、46側より最も遠い2個の素子を通るループは無く、インダクタンスを小さくできている。
次に実施の形態4について説明する。
図17に本実施の形態4における回路図を示す。3レベル電力変換装置2相分と3相2レベル電力変換装置を用い、単相交流−直流−3相交流の変換を行う電力変換装置であるコンバータ−インバータを構成している。
図18に本実施の形態4における電力変換装置の構成を示す。実施の形態1で示した3相2レベルユニット100と実施の形態3で示した1相分の3レベルユニット200の2相分が平行になるように重ねて配置している。本実施の形態4では実施の形態1の図4で示した正極(P)に接続されるブスバ20、負極(N)に接続されるブスバ21、実施の形態3の図14で示した正極(P)に接続されるブスバ59、中間電位(C)に接続されるブスバ60、負極(N)に接続されるブスバ61を母線として共通化し、それに、実施の形態1の図4で示した積層ブスバ9と積層ブスバ10の交流側接続部(V)間を接続するブスバ22と、実施の形態3の図14で示した積層ブスバ48と積層ブスバ49の交流側接続部(AC)間を接続するブスバ62を加えて、積層ブスバ63を構成している。また、直流電源を構成するコンデンサ64は内部にコンデンサユニットを2つ持ち、その端子を正極(P)、負極(N)、中間電位(C)に接続することで、図17に示したコンデンサ45、46を形成する。なお、図18では4個のコンデンサ64を並列接続した例を示している。
2レベル電力変換装置から交流側への接続は実施の形態1の図2に示したように、積層ブスバ9、10よりU相、W相が、積層ブスバの接続部よりV相が出力される。3レベル電力変換装置のユニットから交流側への接続は実施の形態3の図12で積層ブスバ48、49と積層ブスバ50の接続部からACとして出力したのと同じように積層ブスバ63との接続部より接続され、2相の内、1つの出力がU相、他相がV相となる。
なお、ここでは実施の形態1の2レベル電力変換装置と実施の形態3の3レベル電力変換装置を組み合わせているが、実施の形態2と3を組み合わせて構成しても良い。また、実施の形態3でも述べたが、単に実施の形態3の電力変換装置を2個、3個組み合わせて、単相、3相の3レベル電力変換装置を構成することも可能である。その他にも、実施の形態1〜3の電力変換装置を自由に組み合わせて2レベル3相交流−直流−2レベル3相交流の変換を行う電力変換装置や3レベル3相交流−直流−2レベル3相交流の変換を行う電力変換装置など2レベル、3レベル、単相、3相等で構成される回路を構成することが可能である。
8 冷却板、9〜11,23〜25,48〜50,63 積層ブスバ、
12〜22,26〜38,51〜62 ブスバ、43 第1の結合ダイオード、
44 第2の結合ダイオード、90 電極端子、100,101 2レベルユニット、
200 3レベルユニット。
Claims (12)
- 正極端子と負極端子を有する直流電源と、U相、V相、W相の3相分の前記交流端子と前記正極端子間に接続され正側アームを構成する半導体スイッチング素子と、前記交流端子と前記負極端子間に接続され負側アームを構成する半導体スイッチング素子と、前記半導体スイッチング素子を冷却する冷却板とを有し、前記半導体スイッチング素子のオン、オフ動作によって、前記直流電源と交流端子間で電力変換を行う3相2レベルの電力変換装置において、前記冷却板の一方および他方の面には、前記半導体スイッチング素子が装着されており、前記冷却板の一方の面に装着される半導体スイッチング素子に接続する接続導体と、前記冷却板の他方の面に装着される半導体スイッチング素子に接続する接続導体および前記直流電源に接続する接続導体を、ブスバを絶縁物で挟んで重ねた積層ブスバにて構成した2レベル電力変換装置と
正極端子と負極端子と中間端子を有する直流電源と、正側アームを構成する前記正極端子に接続される半導体スイッチング素子である第1のスイッチング素子と、この第1のスイッチング素子に直列接続され、交流端子に接続される半導体スイッチング素子である第2のスイッチング素子と、前記第1、第2のスイッチング素子の接続点と前記中間端子間に接続される第1の結合ダイオードと、負側アームを構成する前記交流端子に接続される半導体スイッチング素子である第3のスイッチング素子と、この第3のスイッチング素子に直列に接続され、前記負極端子と接続される半導体スイッチング素子である第4のスイッチング素子と、前記第3、第4のスイッチング素子の接続点と前記中間端子間に接続される第2の結合ダイオードを有するとともに、前記第1〜第4のスイッチング素子および第1、第2の結合ダイオードを冷却する冷却板を備え、前記スイッチング素子のオン、オフ動作により、前記交流端子に前記直流電源の正極端子、中間端子および負極端子の3レベルの電位を出力する3レベル電力変換装置であって、前記冷却板の一方の面には、前記第1、第2のスイッチング素子と前記第1の結合ダイオードが装着されるとともに、他方の面には、前記第3、第4のスイッチング素子と前記第2の結合ダイオードが装着されており、前記スイッチング素子、結合ダイオード、直流電源間を接続する接続導体は、ブスバを絶縁物で挟んで重ねた積層ブスバにて構成し、前記第1、第2のスイッチング素子と前記第1の結合ダイオードに接続される積層ブスバと、前記第3、第4のスイッチング素子と第2の結合ダイオードに接続される積層ブスバと直流電源に接続される積層ブスバはそれぞれ別個の積層ブスバとした3レベル電力変換装置を、
前記それぞれの電力変換装置に設けてある冷却板が平行になるように配置するとともに、直流電源と接続される積層ブスバが前記電力変換装置の母線となるよう接続されていることを特徴とする電力変換装置。 - 正極端子と負極端子を有する直流電源と、U相、V相、W相の3相分の前記交流端子と前記正極端子間に接続され正側アームを構成する半導体スイッチング素子と、前記交流端子と前記負極端子間に接続され負側アームを構成する半導体スイッチング素子と、前記半導体スイッチング素子を冷却する冷却板とを有し、前記半導体スイッチング素子のオン、オフ動作によって、前記直流電源と交流端子間で電力変換を行う3相2レベルの電力変換装置において、前記冷却板の一方および他方の面には、前記半導体スイッチング素子が装着されており、前記冷却板の一方の面に装着される半導体スイッチング素子に接続する接続導体と、前記冷却板の他方の面に装着される半導体スイッチング素子に接続する接続導体および前記直流電源に接続する接続導体を、ブスバを絶縁物で挟んで重ねた積層ブスバにて構成した電力変換装置において、
前記冷却板の一方の面には、前記U相、V相、W相の3相のうち、1相分の正側アーム/負側アームを構成する半導体スイッチング素子と、他の2相のいずれか1相の正側アームを構成する半導体スイッチング素子を装着するとともに、前記冷却板の他方の面には、前記他の2相のいずれか1相の正側アームと同じ相の負側アームを構成する半導体スイッチング素子と、残りの1相の正側アーム/負側アームを構成する半導体スイッチング素子を装着することを特徴とする電力変換装置。 - 前記冷却板の一方の面に装着される前記いずれか1相の正側アームを構成する半導体スイッチング素子と、前記冷却板の他方の面に装着される前記いずれか1相の正側アームと同じ相の負側アームを構成する半導体スイッチング素子を、前記直流電源に最も近く配置することを特徴とする請求項2に記載の電力変換装置。
- 正極端子と負極端子を有する直流電源と、U相、V相、W相の3相分の前記交流端子と前記正極端子間に接続され正側アームを構成する半導体スイッチング素子と、前記交流端子と前記負極端子間に接続され負側アームを構成する半導体スイッチング素子と、前記半導体スイッチング素子を冷却する冷却板とを有し、前記半導体スイッチング素子のオン、オフ動作によって、前記直流電源と交流端子間で電力変換を行う3相2レベルの電力変換装置において、前記冷却板の一方および他方の面には、前記半導体スイッチング素子が装着されており、前記冷却板の一方の面に装着される半導体スイッチング素子に接続する接続導体と、前記冷却板の他方の面に装着される半導体スイッチング素子に接続する接続導体および前記直流電源に接続する接続導体を、ブスバを絶縁物で挟んで重ねた積層ブスバにて構成した電力変換装置の、
前記冷却板の一方の面には、前記U相、V相、W相の3相分の正側アームを構成する半導体スイッチング素子を装着するとともに、前記冷却板の他方の面には、前記U相、V相、W相の3相分の負側アームを構成する半導体スイッチング素子を装着する電力変換装置において、
前記冷却板の一方の面に装着された正側アームを構成する半導体スイッチング素子の内で、前記直流電源から最も遠く離れて配置された半導体スイッチング素子の相と同じ相で冷却板の他方の面に装着された負側アームを構成する半導体スイッチング素子を、前記直流電源の最も近くに配置するとともに、前記正側アームを構成する半導体スイッチング素子の内で、前記直流電源に最も近くに配置された半導体スイッチング素子の相と同じ相で前記負側アームを構成する半導体スイッチング素子を、前記直流電源から最も遠く離れて配置することを特徴とする電力変換装置。 - 正極端子と負極端子と中間端子を有する直流電源と、正側アームを構成する前記正極端子に接続される半導体スイッチング素子である第1のスイッチング素子と、この第1のスイッチング素子に直列接続され、交流端子に接続される半導体スイッチング素子である第2のスイッチング素子と、前記第1、第2のスイッチング素子の接続点と前記中間端子間に接続される第1の結合ダイオードと、負側アームを構成する前記交流端子に接続される半導体スイッチング素子である第3のスイッチング素子と、この第3のスイッチング素子に直列に接続され、前記負極端子と接続される半導体スイッチング素子である第4のスイッチング素子と、前記第3、第4のスイッチング素子の接続点と前記中間端子間に接続される第2の結合ダイオードを有するとともに、前記第1〜第4のスイッチング素子および第1、第2の結合ダイオードを冷却する冷却板を備え、前記スイッチング素子のオン、オフ動作により、前記交流端子に前記直流電源の正極端子、中間端子および負極端子の3レベルの電位を出力する3レベル電力変換装置であって、前記冷却板の一方の面には、前記第1、第2のスイッチング素子と前記第1の結合ダイオードが装着されるとともに、他方の面には、前記第3、第4のスイッチング素子と前記第2の結合ダイオードが装着されており、前記スイッチング素子、結合ダイオード、直流電源間を接続する接続導体は、ブスバを絶縁物で挟んで重ねた積層ブスバにて構成し、前記第1、第2のスイッチング素子と前記第1の結合ダイオードに接続される積層ブスバと、前記第3、第4のスイッチング素子と第2の結合ダイオードに接続される積層ブスバと直流電源に接続される積層ブスバはそれぞれ別個の積層ブスバとした電力変換装置において、
前記冷却板に装着された正側/負側アームの各スイッチング素子の、前記直流電源に対する配置は、直流電源から最も遠く離れた個所に、前記正側アームの内の前記第1の結合ダイオードおよび前記負側アーム内の前記第2の結合ダイオードを設置することを特徴とする電力変換装置。 - 正極端子と負極端子を有する直流電源と、少なくとも3相分以上の交流端子と前記正極端子間に接続され正側アームを構成する半導体スイッチング素子と、前記交流端子と前記負極端子間に接続され負側アームを構成する半導体スイッチング素子と、前記半導体スイッチング素子を冷却する冷却板とを有し、前記半導体スイッチング素子のオン、オフ動作によって、前記直流電源と交流端子間で電力変換を行う2レベルの電力変換装置において、前記冷却板の一方および他方の面には前記半導体スイッチング素子が装着されており、前記冷却板の一方の面に装着される半導体スイッチング素子に接続する接続導体と、前記冷却板の他方の面に装着される半導体スイッチング素子に接続する接続導体および前記直流電源に接続する接続導体を、ブスバを絶縁物で挟んで重ねた積層ブスバにて構成し、
前記接続導体において、前記正側アームを構成する半導体スイッチング素子と前記負側アームを構成する半導体スイッチング素子との間を接続する箇所と、前記半導体スイッチング素子と前記直流電源との間を接続する箇所とが積層して形成されていることを特徴とする電力変換装置。 - 正極端子と負極端子を有する直流電源と、U相、V相、W相の3相分の前記交流端子と前記正極端子間に接続され正側アームを構成する半導体スイッチング素子と、前記交流端子と前記負極端子間に接続され負側アームを構成する半導体スイッチング素子と、前記半導体スイッチング素子を冷却する冷却板とを有し、前記半導体スイッチング素子のオン、オフ動作によって、前記直流電源と交流端子間で電力変換を行う3相2レベルの電力変換装置において、前記冷却板の一方および他方の面には、前記半導体スイッチング素子が装着されており、前記冷却板の一方の面に装着される半導体スイッチング素子に接続する接続導体と、前記冷却板の他方の面に装着される半導体スイッチング素子に接続する接続導体および前記直流電源に接続する接続導体を、ブスバを絶縁物で挟んで重ねた積層ブスバにて構成し、
前記接続導体において、前記正側アームを構成する半導体スイッチング素子と前記負側アームを構成する半導体スイッチング素子との間を接続する箇所と、前記半導体スイッチング素子と前記直流電源との間を接続する箇所とが積層して形成されていることを特徴とする電力変換装置。 - 正極端子と負極端子と中間端子を有する直流電源と、正側アームを構成する前記正極端子に接続される半導体スイッチング素子である第1のスイッチング素子と、この第1のスイッチング素子に直列接続され、交流端子に接続される半導体スイッチング素子である第2のスイッチング素子と、前記第1、第2のスイッチング素子の接続点と前記中間端子間に接続される第1の結合ダイオードと、負側アームを構成する前記交流端子に接続される半導体スイッチング素子である第3のスイッチング素子と、この第3のスイッチング素子に直列に接続され、前記負極端子と接続される半導体スイッチング素子である第4のスイッチング素子と、前記第3、第4のスイッチング素子の接続点と前記中間端子間に接続される第2の結合ダイオードを有するとともに、前記第1〜第4のスイッチング素子および第1、第2の結合ダイオードを冷却する冷却板を備え、前記スイッチング素子のオン、オフ動作により、前記交流端子に前記直流電源の正極端子、中間端子および負極端子の3レベルの電位を出力する3レベル電力変換装置であって、前記冷却板の一方の面には、前記第1、第2のスイッチング素子と前記第1の結合ダイオードが装着されるとともに、他方の面には、前記第3、第4のスイッチング素子と前記第2の結合ダイオードが装着されており、前記スイッチング素子、結合ダイオード、直流電源間を接続する接続導体は、ブスバを絶縁物で挟んで重ねた積層ブスバにて構成し、前記第1、第2のスイッチング素子と前記第1の結合ダイオードに接続される積層ブスバと、前記第3、第4のスイッチング素子と第2の結合ダイオードに接続される積層ブスバと直流電源に接続される積層ブスバはそれぞれ別個の積層ブスバとし、
前記積層ブスバ間の接続面において、前記正側アームと前記負側アームとの間を接続する接続導体と直流電源に接続する接続導体とが積層されていることを特徴とする電力変換装置。 - 前記冷却板の一方の面には、前記U相、V相、W相の3相分の正側アームを構成する半導体スイッチング素子を装着するとともに、前記冷却板の他方の面には、前記U相、V相、W相の3相分の負側アームを構成する半導体スイッチング素子を装着することを特徴とする請求項7に記載の電力変換装置。
- 前記接続導体をそれぞれ別個の積層ブスバとしたことを特徴とする請求項6または請求項7のいずれか1項に記載の電力変換装置。
- 前記半導体スイッチング素子には複数の電極端子が設けられており、前記積層ブスバに流れる電流の向きと、前記複数の電極端子の並びの向きとが、ほぼ直角となるよう構成されていることを特徴とする請求項7に記載の電力変換装置。
- 前記半導体スイッチング素子および前記結合ダイオードには複数の電極端子が設けられており、前記積層ブスバに流れる電流の向きと、前記複数の電極端子の並びの向きとが、ほぼ直角となるよう構成されていることを特徴とする請求項8に記載の電力変換装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007083767A JP5132175B2 (ja) | 2007-03-28 | 2007-03-28 | 電力変換装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007083767A JP5132175B2 (ja) | 2007-03-28 | 2007-03-28 | 電力変換装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2008245451A JP2008245451A (ja) | 2008-10-09 |
JP5132175B2 true JP5132175B2 (ja) | 2013-01-30 |
Family
ID=39916115
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007083767A Expired - Fee Related JP5132175B2 (ja) | 2007-03-28 | 2007-03-28 | 電力変換装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5132175B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2015067192A1 (zh) * | 2013-11-06 | 2015-05-14 | 国家电网公司 | 一种适用于igbt的电压源型换流单元的低感母排 |
US10128625B2 (en) | 2014-11-18 | 2018-11-13 | General Electric Company | Bus bar and power electronic device with current shaping terminal connector and method of making a terminal connector |
Families Citing this family (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102010000082B4 (de) | 2010-01-14 | 2012-10-11 | Woodward Kempen Gmbh | Schaltungsanordnung von elektronischen Leistungsschaltern einer Stromerzeugungsvorrichtung |
JP5289348B2 (ja) | 2010-01-22 | 2013-09-11 | 三菱電機株式会社 | 車載用電力変換装置 |
EP2675053A4 (en) | 2011-02-10 | 2015-01-07 | Mitsubishi Electric Corp | DEVICE FOR CONVERTING ELECTRICAL ENERGY |
US8942020B2 (en) * | 2012-06-22 | 2015-01-27 | General Electric Company | Three-level phase leg for a power converter |
US20140077611A1 (en) * | 2012-09-14 | 2014-03-20 | Henry Todd Young | Capacitor bank, laminated bus, and power supply apparatus |
JP2015233394A (ja) | 2014-06-10 | 2015-12-24 | 株式会社東芝 | 車両用電力変換装置 |
JP2016067126A (ja) * | 2014-09-25 | 2016-04-28 | 株式会社日立製作所 | 電力変換装置 |
JP6397795B2 (ja) | 2015-05-19 | 2018-09-26 | 株式会社日立製作所 | 電力変換装置 |
WO2018143053A1 (ja) | 2017-01-31 | 2018-08-09 | 株式会社日立製作所 | 電力変換装置 |
JP7459379B2 (ja) * | 2021-05-13 | 2024-04-01 | 三菱電機株式会社 | 電力変換装置 |
WO2024018858A1 (ja) * | 2022-07-19 | 2024-01-25 | 株式会社オートネットワーク技術研究所 | 端子台及びバスバ |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2531928B2 (ja) * | 1993-11-05 | 1996-09-04 | 株式会社東芝 | 半導体スタック |
JPH07131978A (ja) * | 1993-11-05 | 1995-05-19 | Nissan Motor Co Ltd | 電力変換装置 |
JPH10201249A (ja) * | 1996-12-27 | 1998-07-31 | Shinko Electric Co Ltd | 3レベルインバータのパワーモジュールスタック |
JP3229931B2 (ja) * | 1997-09-08 | 2001-11-19 | 三菱電機株式会社 | 3レベル電力変換装置 |
JP4455914B2 (ja) * | 2004-03-31 | 2010-04-21 | 三菱電機株式会社 | 電力変換装置 |
-
2007
- 2007-03-28 JP JP2007083767A patent/JP5132175B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2015067192A1 (zh) * | 2013-11-06 | 2015-05-14 | 国家电网公司 | 一种适用于igbt的电压源型换流单元的低感母排 |
US10128625B2 (en) | 2014-11-18 | 2018-11-13 | General Electric Company | Bus bar and power electronic device with current shaping terminal connector and method of making a terminal connector |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2008245451A (ja) | 2008-10-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5132175B2 (ja) | 電力変換装置 | |
JP4920677B2 (ja) | 電力変換装置およびその組み立て方法 | |
US10153708B2 (en) | Three-level power converter | |
US20100039843A1 (en) | Semiconductor module for use in power supply | |
JPS589349A (ja) | Gtoスタツク | |
JP2016208706A (ja) | 電力変換装置 | |
CN105593989B (zh) | 具有缓冲器-电容器的用于变换器的半导体堆叠 | |
JP6345361B2 (ja) | パワー半導体モジュール | |
JP4842018B2 (ja) | 電力変換装置 | |
JP4356434B2 (ja) | 3レベルインバータ回路 | |
JP2011211784A (ja) | 電力変換装置 | |
JP2013042663A (ja) | 三相電力変換装置 | |
JP5092654B2 (ja) | 電力変換装置 | |
US10541625B2 (en) | Power conversion device | |
JP6493171B2 (ja) | 電力変換装置 | |
JP2005166867A (ja) | 電力変換装置の導体構造 | |
JP2021061692A (ja) | 電力変換装置 | |
JP2017208958A (ja) | 電力変換装置 | |
JP2017112682A (ja) | 3レベル電力変換装置 | |
JP7500508B2 (ja) | 電力変換装置 | |
JP6134798B2 (ja) | 電力変換装置 | |
JP7364103B2 (ja) | 電力変換装置 | |
JPWO2019043886A1 (ja) | 電力変換装置 | |
JP2018174654A (ja) | マルチレベルインバータの導体接続構造 | |
JP7215042B2 (ja) | インバータ |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20090106 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20110629 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20110712 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20110825 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120131 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20120320 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20121106 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20121106 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20151116 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Ref document number: 5132175 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |