JP5151466B2 - Power conversion device and electrical component connection method - Google Patents
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Description
本発明は電力変換装置および電気部品の接続方法に関し、特に、電力変換装置の電気部品の接続部の構造に適用して好適なものである。 The present invention relates to a power converter and a method for connecting electrical components, and is particularly suitable when applied to the structure of a connection portion of electrical components of a power converter.
商用交流電源などから得られた入力電力を半導体スイッチング素子にて所定の周波数の電力に変換して出力するために、インバータなどの電力変換装置が用いられている。
ここで、電力変換装置では、直流回路の平滑コンデンサと半導体スイッチング素子との間に配線インダクタンスが存在するため、スイッチング時の電流の変化に伴って電圧の跳ね上がりが発生する。
図9は、スイッチング素子にIGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor:絶縁ゲートバイポーラトランジスタ)が適用された電力変換装置の3相分の回路構成を示す図である。
In order to convert input power obtained from a commercial AC power source into power of a predetermined frequency by a semiconductor switching element and output the power, a power conversion device such as an inverter is used.
Here, in the power converter, since a wiring inductance exists between the smoothing capacitor of the DC circuit and the semiconductor switching element, a voltage jump occurs with a change in current during switching.
FIG. 9 is a diagram showing a three-phase circuit configuration of a power conversion device to which an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) is applied as a switching element.
図9において、スイッチング素子Q1〜Q6には、帰還ダイオードD1〜D6がそれぞれ逆並列接続され、スイッチング素子Q1、Q2は互いに直列接続され、スイッチング素子Q3、Q4は互いに直列接続され、スイッチング素子Q5、Q6は互いに直列接続されている。ここで、スイッチング素子Q1、Q2の接続点には、U相電圧を出力するU相交流端子AC(U)が設けられ、スイッチング素子Q3、Q4の接続点には、V相電圧を出力するV相交流端子AC(V)が設けられ、スイッチング素子Q5、Q6の接続点には、W相電圧を出力するV相交流端子AC(W)が設けられ、直列接続されたスイッチング素子Q1、Q2の両端には、直流電源正側端子Pおよび直流電源負側端子Nがそれぞれ設けられている。
そして、直列接続されたスイッチング素子Q1、Q2と、直列接続されたスイッチング素子Q3、Q4と、直列接続されたスイッチング素子Q5、Q6とは互いに並列接続され、直列接続されたスイッチング素子Q1、Q2には、平滑コンデンサCおよび電源Edが並列接続されている。
In FIG. 9, feedback diodes D1 to D6 are connected in antiparallel to switching elements Q1 to Q6, switching elements Q1 and Q2 are connected in series, switching elements Q3 and Q4 are connected in series, and switching elements Q5, Q6 are connected in series with each other. Here, a connection point between switching elements Q1 and Q2 is provided with a U-phase AC terminal AC (U) that outputs a U-phase voltage, and a connection point between switching elements Q3 and Q4 is a V that outputs a V-phase voltage. A phase AC terminal AC (V) is provided, and a V-phase AC terminal AC (W) for outputting a W-phase voltage is provided at a connection point between the switching elements Q5 and Q6, and the switching elements Q1 and Q2 connected in series are connected. At both ends, a DC power source positive terminal P and a DC power source negative terminal N are provided.
The switching elements Q1 and Q2 connected in series, the switching elements Q3 and Q4 connected in series, and the switching elements Q5 and Q6 connected in series are connected in parallel to each other and connected to the switching elements Q1 and Q2 connected in series. The smoothing capacitor C and the power supply Ed are connected in parallel.
図10は、スイッチング素子にIGBTが適用された電力変換装置の1相分の回路構成を示す図、図11は、図10のIGBTの回路構成を示す図である。
図10において、スイッチング素子Q1、Q2には、帰還ダイオードD1、D2がそれぞれ逆並列接続され、スイッチング素子Q1、Q2は互いに直列接続されている。ここで、スイッチング素子Q1、Q2の接続点には、交流端子ACが設けられ、直列接続されたスイッチング素子Q1、Q2の両端には、直流電源正側端子Pおよび直流電源負側端子Nがそれぞれ設けられている。そして、直列接続されたスイッチング素子Q1、Q2には平滑コンデンサCが並列接続されている。
FIG. 10 is a diagram illustrating a circuit configuration for one phase of a power conversion device in which an IGBT is applied to the switching element, and FIG. 11 is a diagram illustrating a circuit configuration of the IGBT of FIG.
In FIG. 10, feedback diodes D1 and D2 are connected in antiparallel to switching elements Q1 and Q2, respectively, and switching elements Q1 and Q2 are connected in series with each other. Here, an AC terminal AC is provided at a connection point of the switching elements Q1 and Q2, and a DC power source positive terminal P and a DC power source negative terminal N are respectively connected to both ends of the switching elements Q1 and Q2 connected in series. Is provided. A smoothing capacitor C is connected in parallel to the switching elements Q1 and Q2 connected in series.
なお、図11に示すように、スイッチング素子Q1として用いられるIGBTには、高電位側端子としてコレクタ端子C、低電位側端子としてエミッタ端子Eが設けられるとともに、スイッチング動作をさせる制御信号を入力するゲート端子Gと補助エミタ端子Esが設けられる。
ここで、電力変換装置では、平滑コンデンサCの正極C−Pとスイッチング素子Q1とは配線101を介して接続され、スイッチング素子Q1、Q2および交流端子ACは配線201を介して接続され、平滑コンデンサCの負極C−Nとスイッチング素子Q2とは配線301を介して接続される。
As shown in FIG. 11, the IGBT used as the switching element Q1 is provided with a collector terminal C as a high potential side terminal and an emitter terminal E as a low potential side terminal, and receives a control signal for performing a switching operation. A gate terminal G and an auxiliary emitter terminal Es are provided.
Here, in the power converter, the positive electrode CP of the smoothing capacitor C and the switching element Q1 are connected via the
そして、平滑コンデンサC→配線101→スイッチング素子Q1→配線201→スイッチング素子Q2→配線301→平滑コンデンサCの経路上には配線インダクタンスが存在する。
そして、スイッチング時の電流の変化に伴って電圧の跳ね上がりが発生すると、その電圧は直流電圧に加え合わされてスイッチング素子Q1、Q2に印加される。そして、その値がスイッチング素子Q1、Q2の電圧定格を超えると、スイッチング素子Q1、Q2の破壊を引き起す。
A wiring inductance exists on the path of the smoothing capacitor C → the
When a voltage jump occurs with a change in current during switching, the voltage is added to the DC voltage and applied to the switching elements Q1 and Q2. When the value exceeds the voltage rating of the switching elements Q1 and Q2, the switching elements Q1 and Q2 are destroyed.
このような現象を回避するために、スイッチング時の電流の変化に伴う電圧の跳ね上がりを抑制する方法として、配線インダクタンスを小さくする方法やスイッチング素子Q1、Q2に流れる電流を小さくする方法などが考えられる。
スイッチング素子Q1、Q2に流れる電流を小さくする方法では、電力変換装置の容量を下げることになるので、コストアップの要因になる。このため、配線インダクタンスを小さくすることで、スイッチング時の電流の変化に伴う電圧の跳ね上がりを抑制することが通常行われる。スイッチング時の電流の変化に伴う電圧の跳ね上がりを抑制する方法として、スナバ回路を取り付ける方法もあるが、半導体素子、抵抗およびコンデンサなどが別途必要になることから、電力変換装置の大型化や高価格化を招く要因となる。
In order to avoid such a phenomenon, as a method of suppressing the jump of the voltage accompanying the change of the current at the time of switching, a method of reducing the wiring inductance, a method of reducing the current flowing through the switching elements Q1 and Q2, and the like can be considered. .
In the method of reducing the current flowing through the switching elements Q1 and Q2, the capacity of the power conversion device is reduced, which causes an increase in cost. For this reason, it is usual to reduce the jumping of the voltage accompanying the change in current during switching by reducing the wiring inductance. A snubber circuit can be installed as a method to suppress the voltage jump caused by the change in current during switching. However, because a semiconductor element, resistor, capacitor, etc. are required separately, the power converter becomes large and expensive. It becomes a factor that causes
一方、配線インダクタンスを小さくする方法としては、平滑コンデンサC→配線101→スイッチング素子Q1→配線201→スイッチング素子Q2→配線301→平滑コンデンサCの経路上において、スイッチングのターンオフ時に電流が増加する部分と、スイッチングのターンオフ時に電流が減少する部分の配線を対にして配置することでインダクタンス成分を相殺する方法がある(特許文献1)。
On the other hand, as a method of reducing the wiring inductance, the current increases at the time of switching turn-off on the path of the smoothing capacitor C → the
具体的には、スイッチング素子Q1がオンし、平滑コンデンサC→配線101→スイッチング素子Q1→配線201→交流端子ACの経路K1を介して負荷に電流が流れているものとする。そして、この状態からスイッチング素子Q1がターンオフすると、経路K1に流れる電流が減少する。この時、電流変化に伴って発生する配線101のインダクタンスによる電圧は、平滑コンデンサCに対してスイッチング素子Q1の方が高くなる向きに発生する。
Specifically, it is assumed that the switching element Q1 is turned on and a current is flowing to the load via the path K1 of the smoothing capacitor C → the
一方、スイッチング素子Q1がターンオフすると、平滑コンデンサC→配線301→スイッチング素子Q2→配線201→交流端子ACの経路K2に流れる電流が増加する。このため、電流変化に伴って発生する配線301のインダクタンスによる電圧は、スイッチング素子Q2に対して平滑コンデンサCの方が高くなる向きに発生する。
すなわち、スイッチング素子Q1のターンオフ時には、配線101と配線301とでは、電流変化の向きが互いに異なるようになり、磁束の向きが互いに異なるようになる。
On the other hand, when the switching element Q1 is turned off, the current flowing through the path K2 of the smoothing capacitor C → the
That is, when the switching element Q1 is turned off, the
このため、配線101、301を対にして配置することで、スイッチング素子Q1のターンオフ時に発生する磁束を打ち消し合わせることができ、インダクタンス成分を相殺することが可能となることから、スイッチング時の電流の変化に伴う電圧の跳ね上がりを抑制することができる。
また、配線201についても、配線101、301の一方または双方と組み合わせて配置することで、インダクタンス成分を相殺することが可能となり、配線インダクタンスを低減することができる。
For this reason, by arranging the
In addition, by arranging the wiring 201 in combination with one or both of the
図12(a)は、従来の電力変換装置の接続部における積層配線導体の概略構成を示す平面図、図12(b)は、従来の電力変換装置の接続部における積層配線導体の概略構成を示す側面図、図13は、図12の積層配線導体の概略構成を分解して示す斜視図、図14は、図12の電力変換装置の回路構成を示す図である。
図12〜図14において、電力変換装置には、帰還ダイオードD1a〜D1c、D2a〜D2cがそれぞれ逆並列接続されたスイッチング素子Q1a〜Q1c、Q2a〜Q2cおよびコンデンサC1、C2が設けられている。そして、スイッチング素子Q1a〜Q1c、Q2a〜Q2cはヒートシンク6上に配置されるとともに、スイッチング素子Q1a〜Q1c、Q2a〜Q2cおよびコンデンサC1、C2上には、スイッチング素子Q1a〜Q1c、Q2a〜Q2cおよびコンデンサC1、C2の接続に用いられる導体平板3b、4b、5bおよび絶縁板20b〜23bが配置されている。
12A is a plan view showing a schematic configuration of the multilayer wiring conductor in the connection portion of the conventional power conversion device, and FIG. 12B is a schematic configuration of the multilayer wiring conductor in the connection portion of the conventional power conversion device. FIG. 13 is an exploded perspective view showing a schematic configuration of the multilayer wiring conductor of FIG. 12, and FIG. 14 is a diagram showing a circuit configuration of the power conversion device of FIG.
12-14, the power converter device is provided with switching elements Q1a-Q1c, Q2a-Q2c and capacitors C1, C2 to which feedback diodes D1a-D1c, D2a-D2c are respectively connected in antiparallel. Switching elements Q1a to Q1c and Q2a to Q2c are arranged on
ここで、導体平板3bには、直流正極端子Pが設けられるとともに、コンデンサC1、C2の正極端子をそれぞれ接続する導体カラーC1−P、C2−Pおよびスイッチング素子Q1a〜Q1cのコレクタ端子Cをそれぞれ接続する導体カラーQ1a−C〜Q1c−Cが設けられ、導体平板3bを固定するためのボルトなどの固定用部品などを通す貫通穴3aが形成されている。
また、導体平板4bには、直流負極端子Nが設けられるとともに、コンデンサC1、C2の負極端子をそれぞれ接続する導体カラーC1−N、C2−Nおよびスイッチング素子Q2a〜Q2cのエミッタ端子Eをそれぞれ接続する導体カラーQ2a−E〜Q2c−Eが設けられ、導体平板4bを固定するためのボルトなどの固定用部品などを通す貫通穴4aが形成されている。
Here, the conductor
The conductor
また、導体平板5bには、交流端子ACが設けられるとともに、スイッチング素子Q1a〜Q1cのエミッタ端子Eをそれぞれ接続する導体カラーQ1a−E〜Q1c−Eおよびスイッチング素子Q2a〜Q2cのコレクタ端子Cをそれぞれ接続する導体カラーQ2a−C〜Q2c−Cが設けられ、導体平板5bを固定するためのボルトなどの固定用部品などを通す貫通穴5aが形成されている。
The conductor
さらに、絶縁板20b〜23bには、絶縁板20b〜23bを固定するためのボルトなどの固定用部品などを通す貫通穴20a〜23aがそれぞれ形成されている。
そして、スイッチング素子Q1a〜Q1c、Q2a〜Q2cおよびコンデンサC1、C2上に絶縁板23b、導体平板5b、絶縁板21b、導体平板4b、絶縁板22b、導体平板3bおよび絶縁板20bを順次積層することで、スイッチング素子Q1a〜Q1cのコレクタ端子Cを直流正極端子PおよびコンデンサC1、C2の正極端子に接続し、スイッチング素子Q2a〜Q2cのエミッタ端子Eを直流負極端子NおよびコンデンサC1、C2の負極端子に接続し、スイッチング素子Q1a〜Q1cのエミッタ端子Eおよびスイッチング素子Q2a〜Q2cのコレクタ端子Cを交流端子ACに接続することができる。
Furthermore, through
Then, the
そして、絶縁板23b、導体平板5b、絶縁板21b、導体平板4b、絶縁板22b、導体平板3bおよび絶縁板20bを順次積層することで、スイッチング素子Q1a〜Q1c、Q2a〜Q2cおよびコンデンサC1、C2との間の配線距離を短くすることができる上に、スイッチング素子Q1a〜Q1cのターンオフ時に発生する磁束を打ち消し合わせるための電気磁気的な結合を強めることができ、配線インダクタンスを低減することが可能となることから、スイッチング時の電流の変化に伴う電圧の跳ね上がりを抑制することができる。
なお、図14の3相分の回路構成以外にも、図10の1相分の回路構成に対しても、考え方は同様である。
In addition to the circuit configuration for three phases in FIG. 14, the concept is the same for the circuit configuration for one phase in FIG.
しかしながら、図12の構成では、導体平板3b、4b、5bおよび絶縁板20b〜23bをそれぞれ複数枚使用して重ね合わせることで、スイッチング素子Q1a〜Q1c、Q2a〜Q2cおよびコンデンサC1、C2の接続が行われる。そして、スイッチング素子Q1a〜Q1c、Q2a〜Q2cおよびコンデンサC1、C2の接続を確実かつ容易に行えるようにするために、スイッチング素子Q1a〜Q1c、Q2a〜Q2cおよびコンデンサC1、C2の電極面と、導体平板3b、4b、5bの平面とを一致させるための間隔を確保する導体カラーQ2a−E〜Q2c−E、Q2a−C〜Q2c−C、Q1a−E〜Q1c−E、Q2a−C〜Q2c−Cが、導体平板3b、4b、5に一体的に形成される。
However, in the configuration of FIG. 12, the switching elements Q1a to Q1c and Q2a to Q2c and the capacitors C1 and C2 are connected by using a plurality of
このため、導体平板3b、4b、5bおよび絶縁板20b〜23bの作製に複雑な加工を必要とする上に、導体平板3b、4b、5bおよび絶縁板20b〜23bを組み立てる際にも、部品の取り付けや固定用の金型などを含む大型の装置が必要となり、多大の費用と労力が必要となるとともに、部品コストの上昇や製作期間の長期化を招くという問題があった。
そこで、本発明の目的は、配線部品に複雑な加工を施すことなく、電気部品の接続部の配線インダクタンスを小さくすることが可能な電力変換装置および電気部品の接続方法を提供することである。
For this reason, in addition to requiring complicated processing for the production of the conductor
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a power conversion device and an electrical component connection method that can reduce the wiring inductance of a connection portion of an electrical component without subjecting the wiring component to complicated processing.
上述した課題を解決するために、請求項1記載の電力変換装置によれば、第1の低電位側端子と第1の高電位側端子とが設けられた第1のスイッチング素子と、第2の低電位側端子と第2の高電位側端子とが設けられ、前記第2の高電位側端子が前記第1の低電位側端子に隣接するように配置され、かつ前記第2の低電位側端子が前記第1の高電位側端子に隣接するように配置された第2のスイッチング素子と、直流正極端子と直流負極端子とが設けられ、前記直流正極端子が前記第1の高電位側端子に隣接し、かつ前記直流負極端子が前記第2の低電位側端子に隣接するように配置された平滑コンデンサと、第1の外部接続用電極端子が形成され、前記第1の低電位側端子と前記第2の高電位側端子とを接続する第1の配線導体と、第2の外部接続用電極端子が形成され、前記第1の高電位側端子と前記直流正極端子とを接続する第2の配線導体と、第3の外部接続用電極端子が形成され、前記第2の低電位側端子と前記直流負極端子を接続する第3の配線導体とを備え、少なくとも前記第2および第3の配線導体には、互いに対向配置される折り曲げ部がそれぞれ形成されており、前記第1の配線導体は、前記スイッチング素子の端子と接続される部分が内側に折り返されるように構成された平板導体から構成され、前記第2および第3の配線導体は、前記スイッチング素子および前記平滑コンデンサの端子とそれぞれ接続される部分が内側に折り返されるように構成された平板導体から構成されていることを特徴とする。
In order to solve the above-described problem, according to the power conversion device of
また、請求項2記載の電力変換装置によれば、前記第1の配線導体は、前記第1の低電位側端子に接続される部分が、前記第1の外部接続用電極端子と平行になるように前記第1の高電位側端子と反対の方向に折り曲げられるとともに、前記第2の高電位側端子に接続される部分が、前記第1の外部接続用電極端子と平行になるように前記第2の低電位側端子と反対の方向に折り曲げられた第1の平板導体から構成され、前記第2の配線導体は
、前記第1の高電位側端子に接続される部分が、前記第2の外部接続用電極端子と平行になるように前記第1の低電位側端子と反対の方向に折り曲げられるとともに、前記直流正極端子に接続される部分が、前記第2の外部接続用電極端子と平行になるように前記直流負極端子と反対の方向に折り曲げられた第2の平板導体から構成され、前記第3の配線導体は、前記第2の低電位側端子に接続される部分が、前記第3の外部接続用電極端子と平行になるように前記第2の高電位側端子と反対の方向に折り曲げられるとともに、前記直流負極端子に接続される部分が、前記第3の外部接続用電極端子と平行になるように前記直流正極端子と反対の方向に折り曲げられた第3の平板導体から構成されていることを特徴とする。
Further, according to the power converter according to claim 2, wherein said first wiring conductor, said first portion connected to the low potential side terminal becomes parallel to the first electrode terminal for external connection The first high potential side terminal is bent in the opposite direction, and the portion connected to the second high potential side terminal is parallel to the first external connection electrode terminal. The second flat plate conductor is bent in the direction opposite to the second low potential side terminal, and the second wiring conductor is connected to the first high potential side terminal. Are bent in a direction opposite to the first low potential side terminal so as to be parallel to the external connection electrode terminal, and a portion connected to the DC positive electrode terminal is connected to the second external connection electrode terminal. Bend in the opposite direction to the DC negative terminal to be parallel The third wiring conductor is configured such that the portion connected to the second low potential side terminal is parallel to the third external connection electrode terminal. A direction opposite to the DC positive electrode terminal so that the portion connected to the DC negative electrode terminal is parallel to the third external connection electrode terminal while being bent in the opposite direction to the second high potential side terminal It is characterized by being comprised from the 3rd flat plate conductor bent by.
また、請求項3記載の電力変換装置によれば、第1の低電位側端子と第1の高電位側端子とが設けられた第1のスイッチング素子と、第2の低電位側端子と第2の高電位側端子とが設けられ、前記第2の高電位側端子が前記第1の低電位側端子に隣接するように配置され、かつ前記第2の低電位側端子が前記第1の高電位側端子に隣接するように配置された第2のスイッチング素子と、第1の外部接続用電極端子が形成され、前記第1の低電位側端子と前記第2の高電位側端子とを接続する第1の配線導体と、第2の外部接続用電極端子が形成され、前記第1の高電位側端子に接続された第2の配線導体と、第3の外部接続用電極端子が形成され、前記第2の低電位側端子に接続された第3の配線導体とを備え、少なくとも前記第2および第3の配線導体には、互いに対向配置される折り曲げ部がそれぞれ形成されており、前記第1から第3の配線導体は、前記スイッチング素子の端子とそれぞれ接続される部分が内側に折り返されるように構成された平板導体から構成されていることを特徴とする。 According to the power conversion device of claim 3 , the first switching element provided with the first low potential side terminal and the first high potential side terminal, the second low potential side terminal and the first low potential side terminal 2 high potential side terminals, the second high potential side terminal is disposed adjacent to the first low potential side terminal, and the second low potential side terminal is the first low potential side terminal. A second switching element disposed adjacent to the high potential side terminal and a first external connection electrode terminal are formed, and the first low potential side terminal and the second high potential side terminal are connected to each other. A first wiring conductor to be connected and a second external connection electrode terminal are formed, and a second wiring conductor connected to the first high potential side terminal and a third external connection electrode terminal are formed. And a third wiring conductor connected to the second low potential side terminal, at least the second and second Configuration The wiring conductors, as has bent portions which are opposed to each other are formed respectively, a third wiring conductor from the first, the terminal and the portion to be connected of said switching element is folded inwardly It is characterized by comprising a flat plate conductor .
また、請求項4記載の電力変換装置によれば、前記第1の配線導体は、前記第1の低電位側端子に接続される部分が、前記第1の外部接続用電極端子と平行になるように前記第1の高電位側端子と反対の方向に折り曲げられるとともに、前記第2の高電位側端子に接続される部分が、前記第1の外部接続用電極端子と平行になるように前記第2の低電位側端子と反対の方向に折り曲げられた第1の平板導体から構成され、前記第2の配線導体は
、前記第1の高電位側端子に接続される部分が、前記第2の外部接続用電極端子と平行になるように前記第1の低電位側端子と反対の方向に折り曲げられた第2の平板導体から構成され、前記第3の配線導体は、前記第2の低電位側端子に接続される部分が、前記第3の外部接続用電極端子と平行になるように前記第2の高電位側端子と反対の方向に折り曲げられた第3の平板導体から構成されていることを特徴とする。
Also, according to the power converter according to claim 4, wherein said first wiring conductor, said first portion connected to the low potential side terminal, in parallel with said first external connection electrode terminal The first high potential side terminal is bent in the opposite direction, and the portion connected to the second high potential side terminal is parallel to the first external connection electrode terminal. The second flat plate conductor is bent in the direction opposite to the second low potential side terminal, and the second wiring conductor has a portion connected to the first high potential side terminal. 2, a second flat conductor bent in a direction opposite to the first low-potential side terminal so as to be parallel to the external connection electrode terminal, and the third wiring conductor includes the second wiring conductor The portion connected to the low potential side terminal is parallel to the third external connection electrode terminal. Characterized in that it is composed of a third flat conductor which is bent in the opposite direction as the second high-potential-side terminal so that.
また、請求項5記載の電気部品の接続方法によれば、第1の低電位側端子と第1の高電位側端子とが設けられた第1のスイッチング素子と、第2の低電位側端子と第2の高電位側端子とが設けられた第2のスイッチング素子とを、前記第2の高電位側端子が前記第1の低電位側端子に隣接し、かつ前記第2の低電位側端子が前記第1の高電位側端子に隣接するように配置する工程と、直流正極端子と直流負極端子とが設けられた平滑コンデンサを、前記直流正極端子が前記第1の高電位側端子に隣接し、かつ前記直流負極端子が前記第2の低電位側端子に隣接するように配置する工程と、前記第1の低電位側端子と前記第2の高電位側端子とを第1の外部接続用電極端子が形成された第1の配線導体にて接続する工程と、前記第1の高電位側端子と前記直流正極端子とを第2の外部接続用電極端子が形成された第2の配線導体にて接続する工程と、第3の外部接続用電極端子が形成された第3の配線導体を前記第2の配線導体に並列配置しつつ、前記第2の低電位側端子と前記直流負極端子とを前記第3の配線導体にて接続する工程とを備え、少なくとも前記第2および第3の配線導体には、互いに対向配置される折り曲げ部がそれぞれ形成されており、前記第1の配線導体は、前記スイッチング素子の端子と接続される部分が内側に折り返されるように構成された平板導体から構成され、前記第2および第3の配線導体は、前記スイッチング素子および前記平滑コンデンサの端子とそれぞれ接続される部分が内側に折り返されるように構成された平板導体から構成されていることを特徴とする。 According to the electrical component connection method of claim 5 , the first switching element provided with the first low potential side terminal and the first high potential side terminal, and the second low potential side terminal And a second switching element provided with a second high potential side terminal, the second high potential side terminal adjacent to the first low potential side terminal, and the second low potential side A step of disposing the terminal adjacent to the first high potential side terminal; and a smoothing capacitor provided with a direct current positive terminal and a direct current negative electrode terminal; and the direct current positive terminal serving as the first high potential side terminal. Arranging the DC negative electrode terminal adjacent to the second low potential side terminal, and the first low potential side terminal and the second high potential side terminal to the first external A step of connecting with a first wiring conductor in which a connection electrode terminal is formed; and the first high potential side A step of connecting the child and the DC positive electrode terminal with a second wiring conductor having a second external connection electrode terminal formed thereon; and a third wiring conductor having a third external connection electrode terminal formed therein. A step of connecting the second low potential side terminal and the DC negative electrode terminal with the third wiring conductor while arranging the second wiring conductor in parallel with the second wiring conductor, and at least the second and third The wiring conductor is formed with bent portions that are arranged to face each other , and the first wiring conductor is formed from a flat conductor configured such that a portion connected to the terminal of the switching element is folded inward. is configured, the second and third wiring conductor is to be composed of configured flat conductor so that the terminal and the portion to be connected to each of said switching element and the smoothing capacitor are folded inwardly And features.
また、請求項6記載の電気部品の接続方法によれば、第1の低電位側端子と第1の高電位側端子とが設けられた第1のスイッチング素子と、第2の低電位側端子と第2の高電位側端子とが設けられた第2のスイッチング素子とを、前記第2の高電位側端子が前記第1の低電位側端子に隣接し、かつ前記第2の低電位側端子が前記第1の高電位側端子に隣接するように配置する工程と、第1の外部接続用電極端子が形成された第1の配線導体にて前記第1の低電位側端子と前記第2の高電位側端子とを接続する工程と、第2の外部接続用電極端子が形成された第2の配線導体を前記第1の高電位側端子に接続する工程と、第3の外部接続用電極端子が形成された第3の配線導体を前記第2の配線導体に並列配置しつつ、前記第3の配線導体を前記第2の低電位側端子に接続する工程とを備え、少なくとも前記第2および第3の配線導体には、互いに対向配置される折り曲げ部がそれぞれ形成されており、前記第1から第3の配線導体は、前記スイッチング素子の端子とそれぞれ接続される部分が内側に折り返されるように構成された平板導体から構成されていることを特徴とする。
According to the electrical component connecting method of
以上説明したように、本発明によれば、第2および第3の配線導体にスイッチング素子を接続した時に、互いに対向配置される折り曲げ部を第2および第3の配線導体にそれぞれ形成することで、第2および第3の配線導体を上下に互いに重ねて配置することなく、第2および第3の配線導体の一部を互いに向かい合わせに配置することが可能となるとともに、スイッチング素子および平滑コンデンサの電極面と配線導体の平面とを一致させるための間隔を確保することができる。 As described above, according to the present invention, when the switching element is connected to the second and third wiring conductors, the second and third wiring conductors are formed with the bent portions arranged to face each other. In addition, a part of the second and third wiring conductors can be disposed facing each other without arranging the second and third wiring conductors one above the other, and the switching element and the smoothing capacitor The space | interval for making this electrode surface and the plane of a wiring conductor correspond can be ensured.
このため、スイッチング素子や平滑コンデンサの間に存在するインダクタンス成分を相殺することを可能として、配線インダクタンスを低減することが可能となるとともに、配線導体に複雑な加工を施すことなく、スイッチング素子および平滑コンデンサの接続を確実かつ容易に行うことが可能となり、部品コストの上昇や製作期間の長期化を抑えることが可能となるとともに、特殊な製造装置を不要とすることができる。 For this reason, it is possible to cancel the inductance component existing between the switching element and the smoothing capacitor, it is possible to reduce the wiring inductance, and it is possible to reduce the switching element and the smoothing without applying complicated processing to the wiring conductor. Capacitors can be connected reliably and easily, and it is possible to suppress an increase in component costs and an increase in manufacturing period, and a special manufacturing apparatus can be dispensed with.
以下、本発明の実施形態に係る電力変換装置について図面を参照しながら説明する。
図1は、本発明の第1実施形態に係る電力変換装置における電気部品の接続部の概略構成を示す平面図、図2は、図1のA−A´線に沿って切断した断面図、図3は、図1の電気部品の接続部の概略構成を分解して示す斜視図、図4は、図1の配線導体341の概略構成を抜き出して示す斜視図である。
Hereinafter, a power converter according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a plan view showing a schematic configuration of a connecting portion of an electrical component in a power conversion device according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA ′ of FIG. 3 is an exploded perspective view showing a schematic configuration of a connecting portion of the electrical component in FIG. 1, and FIG. 4 is a perspective view showing the schematic configuration of the
図1から図4において、電力変換装置には、スイッチング素子Q1、Q2および平滑コンデンサCが設けられている。なお、スイッチング素子Q1、Q2としては、例えば、IGBTの他、パワーMOSFETを用いることができる。
ここで、スイッチング素子Q1、Q2には、高電位側端子としてコレクタ端子C、低電位側端子としてエミッタ端子Eがそれぞれ設けられ、平滑コンデンサCには、直流正極端子C−Pおよび直流負極端子C−Nが設けられている。
1 to 4, switching elements Q <b> 1 and Q <b> 2 and a smoothing capacitor C are provided in the power conversion device. As the switching elements Q1 and Q2, for example, a power MOSFET can be used in addition to the IGBT.
Here, the switching elements Q1 and Q2 are respectively provided with a collector terminal C as a high potential side terminal and an emitter terminal E as a low potential side terminal. The smoothing capacitor C has a DC positive terminal CP and a DC negative terminal C. -N is provided.
そして、スイッチング素子Q1、Q2は、スイッチング素子Q1のエミッタ端子Eがスイッチング素子Q2のコレクタ端子Cに隣接するように配置され、かつスイッチング素子Q1のコレクタ端子Cがスイッチング素子Q2のエミッタ端子Eに隣接するように配置されている。また、平滑コンデンサCは、直流正極端子C−Pがスイッチング素子Q1のコレクタ端子Cに隣接するように配置され、直流負極端子C−Nがスイッチング素子Q2のエミッタ端子Eに隣接するように配置されている。 Switching elements Q1 and Q2 are arranged such that emitter terminal E of switching element Q1 is adjacent to collector terminal C of switching element Q2, and collector terminal C of switching element Q1 is adjacent to emitter terminal E of switching element Q2. Are arranged to be. The smoothing capacitor C is arranged so that the DC positive terminal CP is adjacent to the collector terminal C of the switching element Q1, and the DC negative terminal CN is adjacent to the emitter terminal E of the switching element Q2. ing.
また、電力変換装置には、スイッチング素子Q1のコレクタ端子Cと平滑コンデンサCの直流正極端子C−Pを接続する配線導体141、スイッチング素子Q1のエミッタ端子Eとスイッチング素子Q2のコレクタ端子Cを接続する配線導体241、スイッチング素子Q2のエミッタ端子Eと平滑コンデンサCの直流負極端子C−Nを接続する配線導体341および配線導体141、241、341を互いに絶縁する絶縁材441が設けられている。
Further, the power converter is connected to the
ここで、配線導体141には直流電源正側端子Pが形成され、配線導体241には交流端子ACが形成され、配線導体341には直流電源負側端子Nが形成されている。
そして、配線導体141は、スイッチング素子Q1のコレクタ端子Cと平滑コンデンサCの直流正極端子C−Pの部分で内側に折り返された平板導体から構成することができる。また、配線導体241は、スイッチング素子Q1のエミッタ端子Eとスイッチング素子Q2のコレクタ端子Cの部分で内側に折り返された平板導体から構成することができる。また、配線導体341は、スイッチング素子Q2のエミッタ端子Eと平滑コンデンサCの直流負極端子C−Nの部分で外側に折り返された平板導体から構成することができる。
Here, a DC power source positive terminal P is formed on the
And the
すなわち、配線導体141は、スイッチング素子Q1のコレクタ端子Cに接続される部分が、直流電源正側端子Pと平行になるようにスイッチング素子Q1のエミッタ端子Eと反対の方向に折り曲げられるとともに、直流正極端子C−Pに接続される部分が、直流電源正側端子Pと平行になるように直流負極端子C−Nと反対の方向に折り曲げられた平板導体から構成することができる。
配線導体241は、スイッチング素子Q1のエミッタ端子Eに接続される部分が、交流端子ACと平行になるようにスイッチング素子Q1のコレクタ端子Cと反対の方向に折り曲げられるとともに、スイッチング素子Q2のコレクタ端子Cに接続される部分が交流端子ACと平行になるようにスイッチング素子Q2のエミッタ端子Eと反対の方向に折り曲げられた平板導体から構成することができる。
That is, the
The
配線導体341は、スイッチング素子Q2のエミッタ端子Eに接続される部分が、直流電源負側端子Nと平行になるようにスイッチング素子Q2のコレクタ端子Cと反対の方向に折り曲げられるとともに、直流負極端子C−Nに接続される部分が、直流電源負側端子Nと平行になるように直流正極端子C−Pと反対の方向に折り曲げられた平板導体から構成することができる。
そして、配線導体141〜341には、配線導体141〜341にてスイッチング素子Q1、Q2および平滑コンデンサCを接続した時に、互いに対向配置される折り曲げ部をそれぞれ形成することができる。
The
The wiring
具体的には、配線導体141には、導体平板部141a〜141eが設けられ、導体平板部141aには直流電源正側端子Pが形成されている。ここで、導体平板部141aの長さは、スイッチング素子Q1のコレクタ端子Cと平滑コンデンサCの直流正極端子C−Pとの間の距離に対応するように設定することができる。また、導体平板部141aの幅は、スイッチング素子Q1や平滑コンデンサCの幅に対応するように設定することができる。
Specifically, the
そして、導体平板部141aの長さ方向におけるスイッチング素子Q1側の端部には、導体平板部141aに対して導体平板部141bが垂直になるように接続され、導体平板部141bの端部には導体平板部141cが導体平板部141aに向かい合うように接続され、スイッチング素子Q1のコレクタ端子Cに接続される部分が形成されている。
また、導体平板部141aの幅方向における平滑コンデンサC側の端部には、導体平板部141a、141bに対して導体平板部141dが垂直になるように接続され、導体平板部141dの端部には導体平板部141eが導体平板部141aに向かい合うように接続され、平滑コンデンサCの直流正極端子C−Pに接続される部分が形成されている。
The conductive
In addition, the conductive
また、配線導体241には、導体平板部241a〜241cが設けられ、導体平板部241aには交流端子ACが形成されている。ここで、導体平板部241aの長さは、スイッチング素子Q1の部品端面からエミッタ端子Eまでの距離と、スイッチング素子Q2の部品端面からコレクタ端子Cまでの距離に対応するように設定することができる。また、導体平板部241aの幅は、スイッチング素子Q1のエミッタ端子Eとスイッチング素子Q2のコレクタ端子Cとの間の距離に対応するように設定することができる。
Further, the
そして、導体平板部241aの長さ方向におけるスイッチング素子Q1、Q2側の端部には、導体平板部241aに対して導体平板部241bが垂直になるように接続され、導体平板部241bの端部には、導体平板部241cが導体平板部241aに向かい合うように接続され、スイッチング素子Q1のエミッタ端子Eおよびスイッチング素子Q2のコレクタ端子Cに接続される部分が形成されている。
The conductor
また、配線導体341には、導体平板部341a〜341eが設けられ、導体平板部341aには直流電源負側端子Nが形成されている。ここで、導体平板部341aの長さは、スイッチング素子Q2のエミッタ端子Eと平滑コンデンサCの直流負極端子C−Nとの間の距離に対応するように設定することができる。また、導体平板部141aの幅は、スイッチング素子Q2や平滑コンデンサCの幅に対応するように設定することができる。
The
そして、導体平板部341aの長さ方向におけるスイッチング素子Q2側の端部には、導体平板部341aに対して導体平板部341bが垂直になるように接続され、導体平板部341bの端部には導体平板部341cが導体平板部341aに向かい合うように接続され、スイッチング素子Q2のエミッタ端子Eに接続される部分が形成されている。
また、導体平板部341aの幅方向における平滑コンデンサC側の端部には、導体平板部341a、341bに対して導体平板部341dが垂直になるように接続され、導体平板部341dの端部には導体平板部341eが導体平板部341aに向かい合うように接続され、平滑コンデンサCの直流負極端子C−Nに接続される部分が形成されている。
The conductor
In addition, the conductive
また、絶縁材441には、絶縁平板部441a〜441cが設けられ、絶縁平板部441aは、導体平板部141b、241b間の隙間に挿入されるように構成され、絶縁平板部441bは、導体平板部141d、341d間の隙間に挿入されるように構成され、絶縁平板部441cは、導体平板部241b、341b間の隙間に挿入されるように構成されている。
なお、配線導体141から配線導体341の間において、絶縁に必要な沿面距離を確保するために、絶縁材441の幅を導体平板部141bから導体平板部341bの幅よりも広くしてもよい。
The insulating
In order to secure a creeping distance necessary for insulation between the
そして、導体平板部141cがスイッチング素子Q1のコレクタ端子Cに接触し、導体平板部141eが平滑コンデンサCの直流正極端子C−Pに接触するようにして、スイッチング素子Q1および平滑コンデンサC上に配線導体141を配置することができる。そして、固定材501a、521aにて配線導体141をスイッチング素子Q1および平滑コンデンサCに固定することで、導体平板部141bが導体平板部241bに対向するとともに、導体平板部141dが導体平板部341dに対向するようにして、スイッチング素子Q1のコレクタ端子Cと平滑コンデンサCの直流正極端子C−Pを接続することができる。
The conductor
また、導体平板部241cがスイッチング素子Q1のエミッタ端子Eおよびスイッチング素子Q2のコレクタ端子Cに接触するようにして、スイッチング素子Q1、Q2上に配線導体241を配置することができる。そして、固定材501b、501cにて配線導体241をスイッチング素子Q1、Q2に固定することで、導体平板部241bが導体平板部141b、341bに対向するようにして、スイッチング素子Q1のエミッタ端子Eとスイッチング素子Q2のコレクタ端子Cを接続することができる。
Further, the
また、導体平板部341eがスイッチング素子Q2のエミッタ端子Eに接触し、導体平板部341eが平滑コンデンサCの直流負極端子C−Nに接触するようにして、スイッチング素子Q2および平滑コンデンサC上に配線導体341を配置することができる。そして、固定材501d、521bにて配線導体341をスイッチング素子Q2および平滑コンデンサCに固定することで、導体平板部341bが導体平板部241bに対向するとともに、導体平板部341dが導体平板部141dに対向するようにして、スイッチング素子Q2のエミッタ端子Eと平滑コンデンサCの直流負極端子C−Nを接続することができる。
Further, the conductor
なお、固定材501a〜501d、521a、521bとしては、例えば、ネジやボルトを用いることができる。
ここで、図10の経路K1では、平滑コンデンサCの直流正極端子C−P→導体平板部141e→導体平板部141d→導体平板部141b→導体平板部141c→スイッチング素子Q1のコレクタ端子C→スイッチング素子Q1のエミッタ端子E→導体平板部241c→導体平板部241b→導体平板部241a→交流端子ACの順に電流が流れることができる。
For example, screws and bolts can be used as the fixing
Here, in the path K1 in FIG. 10, the DC positive electrode terminal CP of the smoothing capacitor C → the conductive
一方、図10の経路K2では、平滑コンデンサCの直流負極端子C−N→導体平板部341e→導体平板部341d→導体平板部341b→導体平板部341c→スイッチング素子Q2のエミッタ端子E→スイッチング素子Q2のコレクタ端子C→導体平板部241c→導体平板部241b→導体平板部241a→交流端子ACの順に電流が流れることができる。
On the other hand, in the path K2 of FIG. 10, the DC negative electrode terminal CN of the smoothing capacitor C → the conductive
そして、スイッチング素子Q1がオンし、図10の経路K1を介して負荷に電流が流れているものとする。そして、この状態からスイッチング素子Q1がターンオフすると、経路K1に流れる電流が減少するとともに、経路K2に流れる電流が増加する。このため、スイッチング素子Q1のターンオフ時には、配線導体141〜341間において、電流変化の向きが互いに異なるようにすることができるようになり、磁束の向きが互いに異なるようにすることができる。
この結果、スイッチング素子Q1のターンオフ時に発生する磁束を配線導体141〜341間において、打ち消し合わせることができ、インダクタンス成分を相殺することが可能となることから、スイッチング時の電流の変化に伴う電圧の跳ね上がりを抑制することができる。
Then, it is assumed that the switching element Q1 is turned on and a current flows through the load via the path K1 in FIG. When the switching element Q1 is turned off from this state, the current flowing through the path K1 decreases and the current flowing through the path K2 increases. For this reason, when the switching element Q1 is turned off, the direction of the current change can be made different between the wiring
As a result, the magnetic flux generated when the switching element Q1 is turned off can be canceled out between the wiring
また、配線導体141〜341のスイッチング素子Q1、Q2および平滑コンデンサCの端子とそれぞれ接続される部分を内側に折り曲げるとともに、配線導体141〜341を並べて配置することで、導体平板部141bと導体平板部241b、導体平板部341bと導体平板部241b、導体平板部141dと導体平板部341dをそれぞれ互いに向かい合わせることが可能となるとともに、スイッチング素子Q1、Q2および平滑コンデンサCの電極面と配線導体141〜341の平面とを一致させるための間隔を確保することができる。このため、配線インダクタンスを低減することを可能とした上で、配線導体141〜341に複雑な加工を施すことなく、スイッチング素子Q1、Q2および平滑コンデンサCの接続を確実かつ容易に行うことが可能となり、部品コストの上昇や製作期間の長期化を抑えることが可能となるとともに、特殊な製造装置を不要とすることができる。
In addition, the
なお、上述した実施形態では、図10の電力変換装置の1相分の接続方法について説明したが、図9の電力変換装置の3相分の接続方法に適用してもよく、それ以外の相数の電力変換装置に適用してもよい。
図5は、本発明の第2実施形態に係る電力変換装置における電気部品の接続部の概略構成を示す平面図、図6は、図5のA−A´線に沿って切断した断面図、図7は、図5の電気部品の接続部の概略構成を分解して示す斜視図、図8は、図5の配線導体361の概略構成を抜き出して示す斜視図である。
In the above-described embodiment, the connection method for one phase of the power conversion device in FIG. 10 has been described. However, the method may be applied to the connection method for three phases of the power conversion device in FIG. It may be applied to a number of power conversion devices.
FIG. 5 is a plan view showing a schematic configuration of a connecting portion of an electrical component in the power conversion device according to the second embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a cross-sectional view taken along the line AA ′ of FIG. 7 is an exploded perspective view showing the schematic configuration of the connecting portion of the electrical component in FIG. 5, and FIG. 8 is a perspective view showing the schematic configuration of the
図5から図8において、電力変換装置には、スイッチング素子Q1、Q2が設けられている。ここで、スイッチング素子Q1、Q2には、高電位側端子としてコレクタ端子C、低電位側端子としてエミッタ端子Eがそれぞれ設けられている。そして、スイッチング素子Q1、Q2は、スイッチング素子Q1のエミッタ端子Eがスイッチング素子Q2のコレクタ端子Cに隣接するように配置され、かつスイッチング素子Q1のコレクタ端子Cがスイッチング素子Q2のエミッタ端子Eに隣接するように配置されている。 5 to 8, the power converter is provided with switching elements Q1 and Q2. Here, the switching elements Q1 and Q2 are respectively provided with a collector terminal C as a high potential side terminal and an emitter terminal E as a low potential side terminal. Switching elements Q1 and Q2 are arranged such that emitter terminal E of switching element Q1 is adjacent to collector terminal C of switching element Q2, and collector terminal C of switching element Q1 is adjacent to emitter terminal E of switching element Q2. Are arranged to be.
また、電力変換装置には、スイッチング素子Q1のコレクタ端子Cに接続される配線導体161、スイッチング素子Q1のエミッタ端子Eとスイッチング素子Q2のコレクタ端子Cを接続する配線導体241、スイッチング素子Q2のエミッタ端子Eに接続される配線導体361および配線導体161、241、361を互いに絶縁する絶縁材461が設けられている。
Further, the power converter includes a
ここで、配線導体161には直流電源正側端子Pが形成され、配線導体241には交流端子ACが形成され、配線導体361には直流電源負側端子Nが形成されている。
そして、配線導体161は、スイッチング素子Q1のコレクタ端子Cの部分で内側に折り返された平板導体から構成することができる。また、配線導体241は、スイッチング素子Q1のエミッタ端子Eとスイッチング素子Q2のコレクタ端子Cの部分で内側に折り返された平板導体から構成することができる。また、配線導体361は、スイッチング素子Q2のエミッタ端子Eの部分で内側に折り返された平板導体から構成することができる。
Here, a DC power source positive terminal P is formed on the
And the
すなわち、配線導体161は、スイッチング素子Q1のコレクタ端子Cに接続される部分が、直流電源正側端子Pと平行になるようにスイッチング素子Q1のエミッタ端子Eと反対の方向に折り曲げられた平板導体から構成することができる。
配線導体241は、スイッチング素子Q1のエミッタ端子Eに接続される部分が、交流端子ACと平行になるようにスイッチング素子Q1のコレクタ端子Cと反対の方向に折り曲げられるとともに、スイッチング素子Q2のコレクタ端子Cに接続される部分が交流端子ACと平行になるようにスイッチング素子Q2のエミッタ端子Eと反対の方向に折り曲げられた平板導体から構成することができる。
That is, the
The
配線導体361は、スイッチング素子Q2のエミッタ端子Eに接続される部分が、直流電源負側端子Nと平行になるようにスイッチング素子Q2のコレクタ端子Cと反対の方向に折り曲げられた平板導体から構成することができる。
そして、配線導体161〜361には、配線導体161〜361にてスイッチング素子Q1、Q2を接続した時に、互いに対向配置される折り曲げ部をそれぞれ形成することができる。
The
The wiring
具体的には、配線導体161には、導体平板部161a〜161dが設けられ、導体平板部161aには直流電源正側端子Pが形成されている。ここで、導体平板部161aの長さは、スイッチング素子Q1の部品端面からコレクタ端子Cまでの距離に対応するように設定することができる。また、導体平板部161aの幅は、スイッチング素子Q1の幅に対応するように設定することができる。
Specifically, the
そして、導体平板部161aの長さ方向におけるスイッチング素子Q1側の端部には、導体平板部161aに対して導体平板部161bが垂直になるように接続され、導体平板部161bの端部には導体平板部161cが導体平板部161aに向かい合うように接続され、スイッチング素子Q1のコレクタ端子Cに接続される部分が形成されている。
また、導体平板部161aの幅方向におけるスイッチング素子Q2側の端部には、導体平板部161a、161bに対して導体平板部161dが垂直になるように接続されている。
The conductor
In addition, the conductor
また、配線導体241には、導体平板部241a〜241cが設けられ、導体平板部241aには交流端子ACが形成されている。ここで、導体平板部241aの長さは、スイッチング素子Q1の部品端面からエミッタ端子Eまでの距離と、スイッチング素子Q2の部品端面からコレクタ端子Cまでの距離に対応するように設定することができる。また、導体平板部241aの幅は、スイッチング素子Q1のエミッタ端子Eとスイッチング素子Q2のコレクタ端子Cとの間の距離に対応するように設定することができる。
Further, the
そして、導体平板部241aの長さ方向におけるスイッチング素子Q1、Q2側の端部には、導体平板部241aに対して導体平板部241bが垂直になるように接続され、導体平板部241bの端部には、導体平板部241cが導体平板部241aに向かい合うように接続され、スイッチング素子Q1のエミッタ端子Eおよびスイッチング素子Q2のコレクタ端子Cに接続される部分が形成されている。
The conductor
また、配線導体361には、導体平板部361a〜361dが設けられ、導体平板部361aには直流電源負側端子Nが形成されている。ここで、導体平板部361aの長さは、スイッチング素子Q2の部品端面からエミッタ端子Eまでの距離に対応するように設定することができる。また、導体平板部361aの幅は、スイッチング素子Q2の幅に対応するように設定することができる。
The
そして、導体平板部361aの長さ方向におけるスイッチング素子Q2側の端部には、導体平板部361aに対して導体平板部361bが垂直になるように接続され、導体平板部361bの端部には導体平板部361cが導体平板部361aに向かい合うように接続され、スイッチング素子Q2のエミッタ端子Eに接続される部分が形成されている。
また、導体平板部361aの幅方向におけるスイッチング素子Q1側の端部には、導体平板部361a、361bに対して導体平板部361dが垂直になるように接続されている。
The conductor
In addition, the conductor
また、絶縁材461には、絶縁平板部461a〜461cが設けられ、絶縁平板部461aは、導体平板部161b、241b間の隙間に挿入されるように構成され、絶縁平板部461bは、導体平板部161d、361d間の隙間に挿入されるように構成され、絶縁平板部461cは、導体平板部241b、361b間の隙間に挿入されるように構成されている。
なお、配線導体161から配線導体361の間において、絶縁に必要な沿面距離を確保するために、絶縁材461の幅を導体平板部161bから導体平板部361bの幅よりも広くしてもよい。
The insulating
In order to secure a creepage distance necessary for insulation between the
そして、導体平板部161cがスイッチング素子Q1のコレクタ端子Cに接触するようにして、スイッチング素子Q1上に配線導体161を配置することができる。そして、固定材501にて配線導体161をスイッチング素子Q1に固定することで、導体平板部161bが導体平板部241bに対向するとともに、導体平板部161dが導体平板部361dに対向するようにして、スイッチング素子Q1のコレクタ端子Cに配線導体161を接続することができる。
And the
また、導体平板部241cがスイッチング素子Q1のエミッタ端子Eおよびスイッチング素子Q2のコレクタ端子Cに接触するようにして、スイッチング素子Q1、Q2上に配線導体241を配置することができる。そして、固定材501b、501cにて配線導体241をスイッチング素子Q1、Q2に固定することで、導体平板部241bが導体平板部161b、361bに対向するようにして、スイッチング素子Q1のエミッタ端子Eとスイッチング素子Q2のコレクタ端子Cを接続することができる。
Further, the
また、導体平板部361cがスイッチング素子Q2のエミッタ端子Eに接触するようにして、スイッチング素子Q2および平滑コンデンサC上に配線導体361を配置することができる。そして、固定材501dにて配線導体361をスイッチング素子Q2に固定することで、導体平板部361bが導体平板部241bに対向するとともに、導体平板部361dが導体平板部161dに対向するようにして、スイッチング素子Q2のエミッタ端子Eを配線導体361に接続することができる。
Further, the
ここで、図10の経路K1では、直流正極端子P→導体平板部161a→導体平板部161d→導体平板部161b→導体平板部161c→スイッチング素子Q1のコレクタ端子C→スイッチング素子Q1のエミッタ端子E→導体平板部241c→導体平板部241b→導体平板部241a→交流端子ACの順に電流が流れることができる。
一方、図10の経路K2では、直流負極端子N→導体平板部361a→導体平板部361d→導体平板部361b→導体平板部361c→スイッチング素子Q2のエミッタ端子E→スイッチング素子Q2のコレクタ端子C→導体平板部241c→導体平板部241b→導体平板部241a→交流端子ACの順に電流が流れることができる。
10, DC positive electrode terminal P → conductor
On the other hand, in the path K2 in FIG. 10, the DC negative electrode terminal N → the conductive
そして、スイッチング素子Q1がオンし、図10の経路K1を介して負荷に電流が流れているものとする。そして、この状態からスイッチング素子Q1がターンオフすると、経路K1に流れる電流が減少するとともに、経路K2に流れる電流が増加する。このため、スイッチング素子Q1のターンオフ時には、配線導体161、241、361間において、電流変化の向きが互いに異なるようにすることができるようになり、磁束の向きが互いに異なるようにすることができる。
このため、スイッチング素子Q1のターンオフ時に発生する磁束を配線導体161、241、361間において、打ち消し合わせることができ、インダクタンス成分を相殺することが可能となることから、スイッチング時の電流の変化に伴う電圧の跳ね上がりを抑制することができる。
Then, it is assumed that the switching element Q1 is turned on and a current flows through the load via the path K1 in FIG. When the switching element Q1 is turned off from this state, the current flowing through the path K1 decreases and the current flowing through the path K2 increases. For this reason, when the switching element Q1 is turned off, the direction of the current change can be made different between the wiring
For this reason, the magnetic flux generated when the switching element Q1 is turned off can be canceled out between the wiring
また、配線導体161〜361のスイッチング素子Q1、Q2の端子とそれぞれ接続される部分を内側に折り曲げるとともに、配線導体161〜361を並べて配置することで、導体平板部161bと導体平板部241b、導体平板部361bと導体平板部241b、導体平板部161dと導体平板部361dをそれぞれ互いに向かい合わせることが可能となるとともに、スイッチング素子Q1、Q2の電極面と配線導体161〜361の平面とを一致させるための間隔を確保することができる。このため、配線インダクタンスを低減することを可能とした上で、配線導体161、241、361に複雑な加工を施すことなく、スイッチング素子Q1、Q2の接続を確実かつ容易に行うことが可能となり、部品コストの上昇や製作期間の長期化を抑えることが可能となるとともに、特殊な製造装置を不要とすることができる。
なお、上述した実施形態では、図10の電力変換装置の1相分の接続方法について説明したが、図9の電力変換装置の3相分の接続方法に適用してもよく、それ以外の相数の電力変換装置に適用してもよい。
In addition, the portions of the
In the above-described embodiment, the connection method for one phase of the power conversion device in FIG. 10 has been described. However, the method may be applied to the connection method for three phases of the power conversion device in FIG. It may be applied to a number of power conversion devices.
例えば、図9の電力変換装置に適用する場合、図1から図4の電力変換装置を1個分だけ用意し、図5から図8の電力変換装置を2個分だけ用意する。そして、図1から図4の1個分の電力変換装置の直流電源負側端子Nおよび図5から図8の2個分の電力変換装置の直流電源負側端子Nを電源Edの正側に接続し、図1から図4の1個分の電力変換装置の直流電源正側端子Pおよび図5から図8の2個分の電力変換装置の直流電源正側端子Pを電源Edの負側に接続し、図1から図4の1個分の電力変換装置の交流端子ACをU相交流端子AC(U)として使用し、図5から図8の1個分の電力変換装置の交流端子ACをV相交流端子AC(V)として使用し、図5から図8の残りの1個分の電力変換装置の交流端子ACをV相交流端子AC(W)として使用することができる。 For example, when applied to the power conversion device of FIG. 9, only one power conversion device of FIGS. 1 to 4 is prepared, and only two power conversion devices of FIGS. 5 to 8 are prepared. 1 to 4 and the DC power source negative terminal N of the two power converters of FIGS. 5 to 8 are on the positive side of the power source Ed. 1 to FIG. 4, the DC power source positive terminal P of the power converter and the DC power source positive terminal P of the two power converters of FIGS. 5 to 8 are connected to the negative side of the power source Ed. 1 to 4 are used as the U-phase AC terminal AC (U), and the AC terminals of the single power converters shown in FIGS. 5 to 8 are used. AC can be used as the V-phase AC terminal AC (V), and the AC terminal AC of the remaining one power converter in FIGS. 5 to 8 can be used as the V-phase AC terminal AC (W).
Q1、Q2 スイッチング素子
C 平滑コンデンサ
141、241、341、161、361 配線導体
441、461 絶縁材
141a〜141e、241a〜241e、341a〜341e、161a〜161c、361a〜361c 導体平板部
441a〜441c、461a〜461c 絶縁平板部
501a〜501d、521a、521b 固定材
Q1, Q2 Switching element
Claims (6)
直流正極端子と直流負極端子とが設けられ、前記直流正極端子が前記第1の高電位側端子に隣接し、かつ前記直流負極端子が前記第2の低電位側端子に隣接するように配置された平滑コンデンサと、
第1の外部接続用電極端子が形成され、前記第1の低電位側端子と前記第2の高電位側端子とを接続する第1の配線導体と、
第2の外部接続用電極端子が形成され、前記第1の高電位側端子と前記直流正極端子とを接続する第2の配線導体と、
第3の外部接続用電極端子が形成され、前記第2の低電位側端子と前記直流負極端子を接続する第3の配線導体とを備え、
少なくとも前記第2および第3の配線導体には、互いに対向配置される折り曲げ部がそれぞれ形成されており、
前記第1の配線導体は、前記スイッチング素子の端子と接続される部分が内側に折り返されるように構成された平板導体から構成され、
前記第2および第3の配線導体は、前記スイッチング素子および前記平滑コンデンサの端子とそれぞれ接続される部分が内側に折り返されるように構成された平板導体から構成されていることを特徴とする電力変換装置。 A first switching element provided with a first low potential side terminal and a first high potential side terminal; a second low potential side terminal; and a second high potential side terminal. The second high potential side terminal is disposed adjacent to the first low potential side terminal, and the second low potential side terminal is disposed adjacent to the first high potential side terminal. Switching elements of
A direct current positive terminal and a direct current negative terminal are provided, the direct current positive terminal is disposed adjacent to the first high potential side terminal, and the direct current negative terminal is disposed adjacent to the second low potential side terminal. Smoothing capacitor,
A first wiring conductor formed with a first external connection electrode terminal and connecting the first low potential side terminal and the second high potential side terminal;
A second wiring conductor formed with a second external connection electrode terminal and connecting the first high potential side terminal and the DC positive electrode terminal;
A third external connection electrode terminal is formed, and includes a second wiring conductor connecting the second low potential side terminal and the DC negative electrode terminal;
At least the second and third wiring conductors are formed with bent portions arranged to face each other ,
The first wiring conductor is composed of a flat plate conductor configured such that a portion connected to the terminal of the switching element is folded inside,
The second and third wiring conductors are constituted by flat conductors configured such that portions connected to the switching element and the terminals of the smoothing capacitor are folded inward, respectively. apparatus.
前記第2の配線導体は、前記第1の高電位側端子に接続される部分が、前記第2の外部接続用電極端子と平行になるように前記第1の低電位側端子と反対の方向に折り曲げられるとともに、前記直流正極端子に接続される部分が、前記第2の外部接続用電極端子と平行になるように前記直流負極端子と反対の方向に折り曲げられた第2の平板導体から構成され、
前記第3の配線導体は、前記第2の低電位側端子に接続される部分が、前記第3の外部接続用電極端子と平行になるように前記第2の高電位側端子と反対の方向に折り曲げられるとともに、前記直流負極端子に接続される部分が、前記第3の外部接続用電極端子と平行になるように前記直流正極端子と反対の方向に折り曲げられた第3の平板導体から構成されていることを特徴とする請求項1記載の電力変換装置。 The first wiring conductor is in a direction opposite to the first high potential side terminal so that a portion connected to the first low potential side terminal is parallel to the first external connection electrode terminal. And a portion connected to the second high potential side terminal is bent in a direction opposite to the second low potential side terminal so as to be parallel to the first external connection electrode terminal. A first flat conductor,
The second wiring conductor has a direction opposite to the first low potential side terminal so that a portion connected to the first high potential side terminal is parallel to the second external connection electrode terminal. And a portion connected to the DC positive electrode terminal is formed of a second flat plate conductor bent in a direction opposite to the DC negative electrode terminal so as to be parallel to the second external connection electrode terminal. And
The third wiring conductor has a direction opposite to the second high potential side terminal so that a portion connected to the second low potential side terminal is parallel to the third external connection electrode terminal. And a portion connected to the DC negative electrode terminal is composed of a third flat conductor bent in a direction opposite to the DC positive electrode terminal so as to be parallel to the third external connection electrode terminal The power converter according to claim 1 , wherein the power converter is provided.
第1の外部接続用電極端子が形成され、前記第1の低電位側端子と前記第2の高電位側端子とを接続する第1の配線導体と、
第2の外部接続用電極端子が形成され、前記第1の高電位側端子に接続された第2の配線導体と、
第3の外部接続用電極端子が形成され、前記第2の低電位側端子に接続された第3の配線導体とを備え、
少なくとも前記第2および第3の配線導体には、互いに対向配置される折り曲げ部がそれぞれ形成されており、
前記第1から第3の配線導体は、前記スイッチング素子の端子とそれぞれ接続される部分が内側に折り返されるように構成された平板導体から構成されていることを特徴とする電力変換装置。 A first switching element provided with a first low potential side terminal and a first high potential side terminal; a second low potential side terminal; and a second high potential side terminal. The second high potential side terminal is disposed adjacent to the first low potential side terminal, and the second low potential side terminal is disposed adjacent to the first high potential side terminal. Switching elements of
A first wiring conductor formed with a first external connection electrode terminal and connecting the first low potential side terminal and the second high potential side terminal;
A second wiring conductor formed with a second external connection electrode terminal and connected to the first high potential side terminal;
A third external connection electrode terminal is formed, and includes a third wiring conductor connected to the second low potential side terminal,
At least the second and third wiring conductors are formed with bent portions arranged to face each other ,
The first to third wiring conductors are constituted by flat conductors configured such that portions respectively connected to the terminals of the switching element are folded inward .
前記第2の配線導体は、前記第1の高電位側端子に接続される部分が、前記第2の外部接続用電極端子と平行になるように前記第1の低電位側端子と反対の方向に折り曲げられた第2の平板導体から構成され、
前記第3の配線導体は、前記第2の低電位側端子に接続される部分が、前記第3の外部接続用電極端子と平行になるように前記第2の高電位側端子と反対の方向に折り曲げられた第3の平板導体から構成されていることを特徴とする請求項3記載の電力変換装置。 The first wiring conductor is in a direction opposite to the first high potential side terminal so that a portion connected to the first low potential side terminal is parallel to the first external connection electrode terminal. And a portion connected to the second high potential side terminal is bent in a direction opposite to the second low potential side terminal so as to be parallel to the first external connection electrode terminal. A first flat conductor,
The second wiring conductor has a direction opposite to the first low potential side terminal so that a portion connected to the first high potential side terminal is parallel to the second external connection electrode terminal. Composed of a second flat conductor bent to
The third wiring conductor has a direction opposite to the second high potential side terminal so that a portion connected to the second low potential side terminal is parallel to the third external connection electrode terminal. The power conversion device according to claim 3 , wherein the power conversion device is configured by a third flat plate conductor bent in a straight line.
直流正極端子と直流負極端子とが設けられた平滑コンデンサを、前記直流正極端子が前記第1の高電位側端子に隣接し、かつ前記直流負極端子が前記第2の低電位側端子に隣接するように配置する工程と、
前記第1の低電位側端子と前記第2の高電位側端子とを第1の外部接続用電極端子が形成された第1の配線導体にて接続する工程と、
前記第1の高電位側端子と前記直流正極端子とを第2の外部接続用電極端子が形成された第2の配線導体にて接続する工程と、
第3の外部接続用電極端子が形成された第3の配線導体を前記第2の配線導体に並列配置しつつ、前記第2の低電位側端子と前記直流負極端子とを前記第3の配線導体にて接続する工程とを備え、
少なくとも前記第2および第3の配線導体には、互いに対向配置される折り曲げ部がそれぞれ形成されており、
前記第1の配線導体は、前記スイッチング素子の端子と接続される部分が内側に折り返されるように構成された平板導体から構成され、
前記第2および第3の配線導体は、前記スイッチング素子および前記平滑コンデンサの端子とそれぞれ接続される部分が内側に折り返されるように構成された平板導体から構成されていることを特徴とする電気部品の接続方法。 A first switching element provided with a first low potential side terminal and a first high potential side terminal, and a second switching element provided with a second low potential side terminal and a second high potential side terminal The switching element is disposed such that the second high potential side terminal is adjacent to the first low potential side terminal and the second low potential side terminal is adjacent to the first high potential side terminal. And a process of
A smoothing capacitor provided with a direct current positive electrode terminal and a direct current negative electrode terminal, wherein the direct current positive electrode terminal is adjacent to the first high potential side terminal and the direct current negative electrode terminal is adjacent to the second low potential side terminal. The step of arranging
Connecting the first low potential side terminal and the second high potential side terminal with a first wiring conductor in which a first external connection electrode terminal is formed;
Connecting the first high potential side terminal and the direct current positive electrode terminal with a second wiring conductor in which a second external connection electrode terminal is formed;
A third wiring conductor having a third external connection electrode terminal formed thereon is arranged in parallel with the second wiring conductor, and the second low potential side terminal and the DC negative electrode terminal are connected to the third wiring. Connecting with a conductor,
At least the second and third wiring conductors are formed with bent portions arranged to face each other ,
The first wiring conductor is composed of a flat plate conductor configured such that a portion connected to the terminal of the switching element is folded inside,
The second and third wiring conductors are constituted by flat conductors configured such that portions connected to the switching element and the terminals of the smoothing capacitor are folded inward, respectively. Connection method.
第1の外部接続用電極端子が形成された第1の配線導体にて前記第1の低電位側端子と前記第2の高電位側端子とを接続する工程と、
第2の外部接続用電極端子が形成された第2の配線導体を前記第1の高電位側端子に接続する工程と、
第3の外部接続用電極端子が形成された第3の配線導体を前記第2の配線導体に並列配置しつつ、前記第3の配線導体を前記第2の低電位側端子に接続する工程とを備え、
少なくとも前記第2および第3の配線導体には、互いに対向配置される折り曲げ部がそれぞれ形成されており、
前記第1から第3の配線導体は、前記スイッチング素子の端子とそれぞれ接続される部分が内側に折り返されるように構成された平板導体から構成されていることを特徴とする電気部品の接続方法。 A first switching element provided with a first low potential side terminal and a first high potential side terminal, and a second switching element provided with a second low potential side terminal and a second high potential side terminal The switching element is disposed such that the second high potential side terminal is adjacent to the first low potential side terminal and the second low potential side terminal is adjacent to the first high potential side terminal. And a process of
Connecting the first low potential side terminal and the second high potential side terminal with a first wiring conductor having a first external connection electrode terminal formed thereon;
Connecting the second wiring conductor formed with the second external connection electrode terminal to the first high potential side terminal;
Connecting the third wiring conductor to the second low potential side terminal while arranging the third wiring conductor formed with the third external connection electrode terminal in parallel with the second wiring conductor; With
At least the second and third wiring conductors are formed with bent portions arranged to face each other ,
The method for connecting electrical parts, wherein the first to third wiring conductors are constituted by flat conductors configured such that portions connected to the terminals of the switching element are folded back inward .
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