JP5561248B2 - Power converter - Google Patents

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Description

本発明は、複数の半導体素子からなるスイッチング部と、該スイッチング部と電気的に接続された複数のコンデンサセルからなるコンデンサモジュールとを備えた電力変換装置に関する。   The present invention relates to a power conversion device including a switching unit including a plurality of semiconductor elements and a capacitor module including a plurality of capacitor cells electrically connected to the switching unit.

たとえば電気自動車やハイブリッド自動車等に搭載され、直流電源(バッテリ)と交流回転電機(モータジェネレータ)との間で電力の変換を行う、インバータ、コンバータ等の電力変換装置がある。かかる電力変換装置は、複数の半導体素子からなるスイッチング部と、該スイッチング部と電気的に接続された複数のコンデンサセルからなるコンデンサモジュールとを備える。コンデンサモジュールは、スイッチング部へ入力される電圧を平滑化するための平滑コンデンサを構成している。   For example, there are power converters such as inverters and converters that are mounted on electric vehicles, hybrid vehicles, and the like and convert power between a DC power supply (battery) and an AC rotating electrical machine (motor generator). Such a power conversion device includes a switching unit composed of a plurality of semiconductor elements, and a capacitor module composed of a plurality of capacitor cells electrically connected to the switching unit. The capacitor module constitutes a smoothing capacitor for smoothing the voltage input to the switching unit.

コンデンサモジュールは、少なくとも一対のバスバーによって、複数のコンデンサセルを並列接続してなり、上記バスバーがスイッチング部と接続されている。ここで、各コンデンサセルとスイッチング部との間の配線距離が、複数のコンデンサセルの間において異なると、各コンデンサセルの電流経路におけるインダクタンスに差が生じることとなる。電流の高周波成分はインダクタンスがより小さい経路を流れやすい。   The capacitor module is formed by connecting a plurality of capacitor cells in parallel by at least a pair of bus bars, and the bus bars are connected to the switching unit. Here, if the wiring distance between each capacitor cell and the switching unit differs among the plurality of capacitor cells, a difference occurs in inductance in the current path of each capacitor cell. The high frequency component of the current tends to flow through a path with a smaller inductance.

ここで、電力変換装置において、スイッチング部におけるスイッチングオン、オフに伴い、コンデンサモジュールにリプル電流が流入することがある。それゆえ、各コンデンサセルの電流経路のインダクタンスに差があると、複数のコンデンサセルの間で、電流密度にばらつきが生じ、その発熱量に差が生じることとなる。その結果、特定のコンデンサセルの発熱が大きくなるおそれがある。   Here, in the power conversion device, a ripple current may flow into the capacitor module as the switching unit is turned on and off. Therefore, if there is a difference in the inductance of the current path of each capacitor cell, the current density varies among the plurality of capacitor cells, resulting in a difference in the amount of heat generated. As a result, there is a possibility that the heat generation of the specific capacitor cell is increased.

かかる問題に対して、コンデンサセル及びバスバーの配置や形状を工夫して、複数のコンデンサセルの間で、スイッチング部からの配線距離のばらつきを抑制したり、電気抵抗値のばらつきを抑制したりすることにより、インダクタンスのばらつきを抑制する手段が提案されている(特許文献1)。   In response to this problem, the arrangement and shape of the capacitor cells and bus bars are devised to suppress variations in the wiring distance from the switching unit and to suppress variations in the electrical resistance value among the plurality of capacitor cells. Thus, a means for suppressing variation in inductance has been proposed (Patent Document 1).

特開2004−289955号公報JP 2004-289955 A

しかしながら、上記特許文献1に記載の方法では、コンデンサセル及びバスバーの配置や形状を工夫して、インダクタンスの調整を行うこととなるため、これらの部材の配置や形状に制約が生じてしまう。その結果、電力変換装置の設計自由度が小さくなるおそれがある。   However, in the method described in Patent Document 1, since the inductance is adjusted by devising the arrangement and shape of the capacitor cell and the bus bar, the arrangement and shape of these members are restricted. As a result, there is a risk that the degree of freedom in designing the power conversion device is reduced.

本発明は、かかる背景に鑑みてなされたもので、コンデンサセル及びバスバーの配置や形状の設計自由度を確保しつつ、複数のコンデンサセルの間の温度上昇のばらつきを低減することができる電力変換装置を提供しようとするものである。   The present invention has been made in view of such a background, and power conversion capable of reducing variations in temperature rise among a plurality of capacitor cells while ensuring the degree of freedom in designing the arrangement and shape of capacitor cells and bus bars. The device is to be provided.

本発明の一態様は、複数の半導体素子からなるスイッチング部と、該スイッチング部と電気的に接続された複数のコンデンサセルからなるコンデンサモジュールとを備えた電力変換装置において、
上記コンデンサモジュールは、上記複数のコンデンサセルを並列接続すると共に上記スイッチング部と接続される少なくとも一対のバスバーを有し、
また、上記コンデンサモジュールは、上記複数のコンデンサセルのうちの少なくとも一つに近接して、該コンデンサセルのインダクタンスを調整する調整部材を配設してなり、
該調整部材は、上記コンデンサセルに流れるループ電流に起因して生じる磁束に影響を与えることによって上記コンデンサセルのインダクタンスを調整するよう構成されていることを特徴とする電力変換装置にある(請求項1)。
One aspect of the present invention is a power conversion device including a switching unit including a plurality of semiconductor elements and a capacitor module including a plurality of capacitor cells electrically connected to the switching unit.
The capacitor module has at least a pair of bus bars connected in parallel to the plurality of capacitor cells and connected to the switching unit,
Further, the capacitor module is provided with an adjustment member for adjusting the inductance of the capacitor cell in the vicinity of at least one of the plurality of capacitor cells.
The adjustment member is configured to adjust an inductance of the capacitor cell by affecting a magnetic flux generated due to a loop current flowing in the capacitor cell. 1).

上記電力変換装置において、上記コンデンサモジュールは、上記複数のコンデンサセルのうちの少なくとも一つに近接して上記調整部材を配設してなる。これにより、該調整部材を用いて各コンデンサセルのインダクタンスを個別に調整することができる。それゆえ、複数のコンデンサセルの間のインダクタンスのばらつきを、上記調整部材を用いて容易に行うことができる。その結果、各コンデンサセルに流れるリプル電流のばらつきを低減することができ、複数のコンデンサセルの間の温度上昇のばらつきを低減することができる。   In the power conversion apparatus, the capacitor module is configured by disposing the adjusting member in proximity to at least one of the plurality of capacitor cells. Thereby, the inductance of each capacitor cell can be individually adjusted using the adjusting member. Therefore, the inductance variation among the plurality of capacitor cells can be easily performed using the adjusting member. As a result, it is possible to reduce the variation in ripple current flowing through each capacitor cell, and to reduce the variation in temperature rise among the plurality of capacitor cells.

また、上記のようなコンデンサセルのインダクタンスの調整を、上記調整部材の配置によって行うことができるため、バスバーの形状や配置、或いはコンデンサセルの配置等を工夫する必要もなく、その制約が特になくなる。それゆえ、コンデンサセル及びバスバーの配置や形状の設計自由度を確保することができる。   Further, since the adjustment of the inductance of the capacitor cell as described above can be performed by the arrangement of the adjustment member, it is not necessary to devise the shape and arrangement of the bus bar, the arrangement of the capacitor cell, etc. . Therefore, the degree of freedom in designing the arrangement and shape of the capacitor cell and the bus bar can be ensured.

以上のごとく、上記態様によれば、コンデンサセル及びバスバーの配置や形状の設計自由度を確保しつつ、複数のコンデンサセルの間の温度上昇のばらつきを低減することができる電力変換装置を提供することができる。   As described above, according to the above aspect, it is possible to provide a power converter that can reduce variations in temperature rise among a plurality of capacitor cells while ensuring the degree of freedom in designing the arrangement and shape of the capacitor cells and bus bars. be able to.

実施例1における、コンデンサモジュールの斜視図。FIG. 3 is a perspective view of the capacitor module according to the first embodiment. 実施例1における、コンデンサモジュールの断面図。FIG. 3 is a cross-sectional view of the capacitor module according to the first embodiment. 実施例1における、電力変換装置の回路図。The circuit diagram of the power converter device in Example 1. FIG. 実施例1における、調整部材の機能の説明図。Explanatory drawing of the function of the adjustment member in Example 1. FIG. 実施例2における、コンデンサモジュールの断面図。Sectional drawing of the capacitor module in Example 2. FIG. 実験例における、調整部材を配置した試験回路の回路図。The circuit diagram of the test circuit which has arrange | positioned the adjustment member in an experiment example. 実験例における、調整部材を配置していない試験回路の回路図。The circuit diagram of the test circuit which has not arrange | positioned the adjustment member in an experiment example. 実験例における、調整部材を配置した試験回路において各コンデンサセルに流れる電流の測定値。The measured value of the electric current which flows into each capacitor | condenser cell in the test circuit which has arrange | positioned the adjustment member in an experiment example. 実験例における、調整部材を配置していない試験回路において各コンデンサセルに流れる電流の測定値。Measured value of current flowing in each capacitor cell in a test circuit in which no adjustment member is arranged in the experimental example. 実験例における、各コンデンサセルのインダクタンスを示す線図。The diagram which shows the inductance of each capacitor | condenser cell in an experiment example. 実施例3における、コンデンサモジュールの断面図。Sectional drawing of the capacitor | condenser module in Example 3. FIG. 実施例4における、コンデンサモジュールの斜視図。FIG. 10 is a perspective view of a capacitor module according to a fourth embodiment. 実施例4における、調整部材の機能の説明図。Explanatory drawing of the function of the adjustment member in Example 4. FIG. 実施例5における、コンデンサモジュールの斜視図。FIG. 10 is a perspective view of a capacitor module according to a fifth embodiment.

本明細書において、上記コンデンサセルのインダクタンスとは、上記コンデンサセルとこれに接続されたバスバーとによって構成される電流経路のインダクタンスを意味する。また、上記コンデンサセルに流れるループ電流とは、上記コンデンサセルとこれに接続されたバスバーとによって構成される電流経路に流れる電流を意味するものとする。   In the present specification, the inductance of the capacitor cell means an inductance of a current path constituted by the capacitor cell and a bus bar connected to the capacitor cell. The loop current flowing in the capacitor cell means a current flowing in a current path constituted by the capacitor cell and a bus bar connected to the capacitor cell.

また、上記調整部材の少なくとも一つは、導電性を有する導電性調整部材であって、近接配置された上記コンデンサセルに流れるループ電流によって生じる磁束が上記導電性調整部材を貫くよう構成することができる(請求項2)。この場合には、上記コンデンサセルに流れるループ電流によって生じる磁束が変化すると、この磁束の変化を妨げる方向に、上記導電性調整部材に渦電流が発生する。つまり、上記コンデンサセルに流れるループ電流によって生じる磁束が増加した場合、この磁束と逆向きとなる磁束が生じるように上記渦電流が発生する。これにより、上記ループ電流によって生じる磁束と上記渦電流によって生じる磁束とが打ち消し合い、コンデンサセルのインダクタンスが減少する。これにより、当該コンデンサセルにリプル電流が流れやすくなる。このようにして、複数のコンデンサセルの間のリプル電流の流れやすさのばらつきを抑制し、その温度上昇のばらつきを容易に低減することができる。   Further, at least one of the adjusting members is a conductive adjusting member having conductivity, and a magnetic flux generated by a loop current flowing in the capacitor cell arranged in proximity is configured to penetrate the conductive adjusting member. (Claim 2). In this case, when the magnetic flux generated by the loop current flowing through the capacitor cell changes, an eddy current is generated in the conductive adjustment member in a direction that prevents the change in the magnetic flux. That is, when the magnetic flux generated by the loop current flowing through the capacitor cell increases, the eddy current is generated so as to generate a magnetic flux opposite to the magnetic flux. Thereby, the magnetic flux generated by the loop current and the magnetic flux generated by the eddy current cancel each other, and the inductance of the capacitor cell is reduced. This makes it easy for a ripple current to flow through the capacitor cell. In this way, it is possible to suppress variations in the ease of flow of ripple current among the plurality of capacitor cells, and to easily reduce variations in temperature rise.

また、上記導電性調整部材は、少なくとも、上記スイッチング部からの配線距離が最も長い上記コンデンサセルに対して近接配置することができる(請求項3)。この場合には、複数のコンデンサセルの間のインダクタンスのばらつきを容易に抑制することができ、複数のコンデンサセルの間の温度上昇のばらつきを低減することができる。   Further, the conductivity adjusting member can be disposed close to at least the capacitor cell having the longest wiring distance from the switching portion. In this case, the variation in inductance between the plurality of capacitor cells can be easily suppressed, and the variation in temperature rise between the plurality of capacitor cells can be reduced.

また、上記導電性調整部材は、複数の上記コンデンサセルに対してそれぞれ近接配置されており、上記スイッチング部からの配線距離がより長い上記コンデンサセルに対して近接配置された上記導電性調整部材ほど、上記コンデンサセルに流れるループ電流との結合係数が大きくなるようにすることができる(請求項4)。ここで、結合係数とは、ループ電流によって生じる磁束が導電性調整部材に鎖交する割合を示す。この場合には、上記スイッチング部からの配線距離がより長い上記コンデンサセルに対して近接配置された上記導電性調整部材ほど、上記渦電流が形成されやすくなる。そのため、上記導電性調整部材を設けない場合にインダクタンスが大きくなりやすいコンデンサセルほど、上記導電性調整部材によってインダクタンスを低減することができる。その結果、複数のコンデンサセルの間のインダクタンスのばらつきを効果的に低減することができる。   In addition, the conductivity adjusting member is arranged in proximity to each of the plurality of capacitor cells, and the conductivity adjusting member arranged closer to the capacitor cell having a longer wiring distance from the switching unit. The coupling coefficient with the loop current flowing through the capacitor cell can be increased (claim 4). Here, the coupling coefficient indicates a ratio at which the magnetic flux generated by the loop current is linked to the conductive adjustment member. In this case, the eddy current is more likely to be formed in the conductive adjustment member disposed closer to the capacitor cell having a longer wiring distance from the switching unit. Therefore, the inductance of the capacitor cell that tends to increase the inductance when the conductivity adjusting member is not provided can be reduced by the conductivity adjusting member. As a result, it is possible to effectively reduce the inductance variation among the plurality of capacitor cells.

また、上記導電性調整部材は、平板状の部材であり、その主面が、近接配置された上記コンデンサセルに流れる上記ループ電流の経路と平行となるよう構成されていてもよい(請求項5)。この場合には、上記導電性調整部材に流れる上記渦電流が形成されやすくなる。そのため、コンデンサセルのインダクタンスをより効果的に調整することができる。なお、上記導電性調整部材の主面が上記ループ電流の経路と平行となるとは、実質的に平行であることも含み、上述の効果が充分に得られる範囲で厳密な平行からずれていてもよい。以下、同様である。   Further, the conductivity adjusting member is a flat plate member, and a main surface thereof may be configured to be parallel to a path of the loop current flowing in the capacitor cell arranged in proximity. ). In this case, the eddy current flowing through the conductivity adjusting member is easily formed. Therefore, the inductance of the capacitor cell can be adjusted more effectively. The principal surface of the conductivity adjusting member being parallel to the path of the loop current includes substantially parallel, even if the main surface of the conductivity adjusting member is deviated from strict parallel as long as the above-described effects are sufficiently obtained. Good. The same applies hereinafter.

また、上記調整部材の少なくとも一つは、磁性を備えた磁性調整部材であって、近接配置された上記コンデンサセルに流れるループ電流によって生じる磁束が上記磁性調整部材の一部に形成されるよう構成することもできる(請求項6)。この場合には、上記磁性調整部材を近接配置したコンデンサセルのインダクタンスを大きくすることができる。つまり、上記のように磁性調整部材を配置すると、上記コンデンサセルに流れるループ電流によって生じる磁束が大きくなる。その結果、コンデンサセルのインダクタンスが大きくなる。これにより、各コンデンサセルのインダクタンスを容易に調整することができるため、複数のコンデンサセルの間のインダクタンスのばらつきを容易に低減することができ、温度上昇のばらつきを容易に低減することができる。   Further, at least one of the adjusting members is a magnetic adjusting member having magnetism, and a magnetic flux generated by a loop current flowing in the capacitor cell arranged in proximity is formed in a part of the magnetic adjusting member. (Claim 6). In this case, it is possible to increase the inductance of the capacitor cell in which the magnetic adjustment member is disposed in proximity. That is, when the magnetic adjustment member is arranged as described above, the magnetic flux generated by the loop current flowing through the capacitor cell is increased. As a result, the inductance of the capacitor cell increases. Thereby, since the inductance of each capacitor cell can be easily adjusted, the variation in inductance among the plurality of capacitor cells can be easily reduced, and the variation in temperature rise can be easily reduced.

また、上記磁性調整部材は、少なくとも、上記スイッチング部からの配線距離が最も短い上記コンデンサセルに対して近接配置されていることが好ましい(請求項7)。この場合には、複数のコンデンサセルの間のインダクタンスのばらつきを容易に抑制することができ、複数のコンデンサセルの間の温度上昇のばらつきを低減することができる。   In addition, it is preferable that the magnetic adjustment member is disposed close to at least the capacitor cell having the shortest wiring distance from the switching unit. In this case, the variation in inductance between the plurality of capacitor cells can be easily suppressed, and the variation in temperature rise between the plurality of capacitor cells can be reduced.

また、上記磁性調整部材は、少なくともその一部が上記コンデンサセルに流れるループ電流の内側に配置されるようにすることができる(請求項8)。この場合には、上記ループ電流によって生じる磁束を上記磁性調整部材によって大きくしやすい。そのため、コンデンサセルのインダクタンスをより効果的に調整することができる。   In addition, at least a part of the magnetic adjustment member can be disposed inside a loop current flowing through the capacitor cell. In this case, the magnetic flux generated by the loop current is easily increased by the magnetic adjustment member. Therefore, the inductance of the capacitor cell can be adjusted more effectively.

(実施例1)
電力変換装置の実施例につき、図1〜図4を用いて説明する。
本例の電力変換装置1は、図3に示すごとく、複数の半導体素子からなるスイッチング部2と、スイッチング部2と電気的に接続された複数のコンデンサセル30からなるコンデンサモジュール3とを備えている。
Example 1
Examples of the power conversion device will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 3, the power conversion device 1 of this example includes a switching unit 2 composed of a plurality of semiconductor elements and a capacitor module 3 composed of a plurality of capacitor cells 30 electrically connected to the switching unit 2. Yes.

図1、図2に示すごとく、コンデンサモジュール3は、複数のコンデンサセル30を並列接続すると共にスイッチング部2と接続される一対のバスバー41、42を有する。
また、コンデンサモジュール3は、複数のコンデンサセル30のうちの少なくとも一つに近接して、該コンデンサセル30のインダクタンスを調整する調整部材5を配設してなる。
As shown in FIGS. 1 and 2, the capacitor module 3 includes a pair of bus bars 41 and 42 that connect a plurality of capacitor cells 30 in parallel and are connected to the switching unit 2.
The capacitor module 3 is provided with an adjusting member 5 that adjusts the inductance of the capacitor cell 30 in the vicinity of at least one of the plurality of capacitor cells 30.

調整部材5は、コンデンサセル30に流れるループ電流に起因して生じる磁束に影響を与えることによってコンデンサセル30のインダクタンスを調整するよう構成されている。
本例においては、調整部材5は、銅等からなる導電性を有する導電性調整部材51である。そして、図4に示すごとく、近接配置されたコンデンサセル30に流れるループ電流I0によって生じる磁束φ0が導電性調整部材51を貫くよう構成されている。
The adjustment member 5 is configured to adjust the inductance of the capacitor cell 30 by affecting the magnetic flux generated due to the loop current flowing through the capacitor cell 30.
In the present example, the adjusting member 5 is a conductive adjusting member 51 having conductivity made of copper or the like. Then, as shown in FIG. 4, the magnetic flux φ0 generated by the loop current I0 flowing through the capacitor cell 30 arranged in proximity is penetrated through the conductivity adjusting member 51.

図1〜図3に示すごとく、導電性調整部材51は、スイッチング部2からの配線距離が最も長いコンデンサセル301に対して近接配置されている。本例においては、コンデンサモジュール3が、バスバー41、42によって互いに並列接続された3個のコンデンサセル30(301、302、303)を備えている。そして、この3個のコンデンサセル30は、スイッチング部2からの配線距離が互いに異なり、コンデンサセル301とスイッチング部2との間の配線距離が最も長く、コンデンサセル303とスイッチング部2との間の配線距離が最も短い。そして、スイッチング部2との配線距離が最も長いコンデンサセル301に対して導電性調整部材51が近接配置されている。   As shown in FIGS. 1 to 3, the conductive adjustment member 51 is disposed close to the capacitor cell 301 having the longest wiring distance from the switching unit 2. In this example, the capacitor module 3 includes three capacitor cells 30 (301, 302, 303) connected in parallel to each other by bus bars 41, 42. The three capacitor cells 30 have different wiring distances from the switching unit 2, the wiring distance between the capacitor cell 301 and the switching unit 2 is the longest, and between the capacitor cell 303 and the switching unit 2. The wiring distance is the shortest. The conductive adjustment member 51 is disposed close to the capacitor cell 301 having the longest wiring distance to the switching unit 2.

各コンデンサセル30はフィルムコンデンサからなり、図1、図2に示すごとく、3個のコンデンサセル30は、巻回軸方向を平行にした状態で、一列に並んで配置されている。コンデンサセル30における略楕円柱状の両底面に、一対の電極31、32が形成されており、それぞれの電極31、32にバスバー41、42が接続されている。
図1に示すごとく、バスバー41は、複数のコンデンサセル30の配列方向に延びる本体板部411と、該本体板部411からその幅方向に突出した3本の端子部412とからなる。バスバー41は、各端子部412において、コンデンサセル30の電極31に接続されている。また、バスバー41は、本体板部411におけるコンデンサセル303側の延設方向の一端に配されたバスバー端子414において、スイッチング部2と接続されている。
Each capacitor cell 30 is made of a film capacitor, and as shown in FIGS. 1 and 2, the three capacitor cells 30 are arranged in a line with the winding axis direction being parallel. A pair of electrodes 31, 32 are formed on both bottom surfaces of the substantially elliptical columnar shape in the capacitor cell 30, and bus bars 41, 42 are connected to the respective electrodes 31, 32.
As shown in FIG. 1, the bus bar 41 includes a main body plate portion 411 extending in the arrangement direction of the plurality of capacitor cells 30, and three terminal portions 412 protruding from the main body plate portion 411 in the width direction. The bus bar 41 is connected to the electrode 31 of the capacitor cell 30 at each terminal portion 412. The bus bar 41 is connected to the switching unit 2 at a bus bar terminal 414 arranged at one end of the main body plate 411 in the extending direction on the capacitor cell 303 side.

バスバー42は、複数のコンデンサセル30の配列方向に延びる本体板部421と、該本体板部421の法線方向に延びると共に本体板部421の延設方向に平行な立設板部422と、立設板部422における本体板部421側と反対側の端部において略直角に屈曲して延びる3本の端子部423とを備えている。バスバー42の本体板部421は、バスバー41の本体板部411と対向配置され、バスバー42の立設板部422は、3つのコンデンサセル30の側面に対向配置され、バスバー42の端子部423は、それぞれコンデンサセル30の電極32に接続されている。また、バスバー42は、本体板部421におけるコンデンサセル303側の延設方向の一端に配されたバスバー端子424において、スイッチング部2と接続されている。   The bus bar 42 includes a main body plate portion 421 extending in the arrangement direction of the plurality of capacitor cells 30, a standing plate portion 422 extending in the normal direction of the main body plate portion 421 and parallel to the extending direction of the main body plate portion 421, The terminal plate 422 includes three terminal portions 423 that are bent and extended at substantially right angles at the end opposite to the main body plate portion 421 side. The main body plate portion 421 of the bus bar 42 is disposed to face the main body plate portion 411 of the bus bar 41, the standing plate portion 422 of the bus bar 42 is disposed to face the side surfaces of the three capacitor cells 30, and the terminal portion 423 of the bus bar 42 is Are respectively connected to the electrodes 32 of the capacitor cell 30. The bus bar 42 is connected to the switching unit 2 at a bus bar terminal 424 arranged at one end of the main body plate 421 in the extending direction on the capacitor cell 303 side.

コンデンサモジュール3は、上記のような構成にて複数のコンデンサセル30と一対のバスバー41、42を配置していることにより、スイッチング部2から各コンデンサセル30に電流が流れ込んだとき、次のようなループ状の電流経路が形成される。すなわち、電流は、スイッチング部2に接続されたバスバー42の本体板部421から立設板部422、端子部423を通り、各コンデンサセル30へ、その電極32から流入する。そして、コンデンサセル30における一方の電極32から他方の電極31へ電流が流れ、他方のバスバー41の端子部412から本体板部411を通り、スイッチング部2へ戻る。このような経路にて電流が流れると、各コンデンサセル30には、並び方向に直交する平面に対して略平行なループ状の電流経路が形成されることとなる。   Capacitor module 3 has a plurality of capacitor cells 30 and a pair of bus bars 41 and 42 arranged as described above, so that when current flows from switching unit 2 to each capacitor cell 30, the following is performed. A loop current path is formed. That is, the current flows from the electrode 32 to the capacitor cell 30 through the main plate 421 of the bus bar 42 connected to the switching unit 2, the standing plate 422, and the terminal 423. Then, a current flows from one electrode 32 to the other electrode 31 in the capacitor cell 30, and returns to the switching unit 2 from the terminal portion 412 of the other bus bar 41 through the main body plate portion 411. When a current flows through such a path, each capacitor cell 30 is formed with a loop-shaped current path substantially parallel to a plane orthogonal to the arrangement direction.

導電性調整部材51は、平板状の部材であり、その主面が、近接配置されたコンデンサセル301に流れる電流の経路と略平行となるよう配置されている。つまり、導電性調整部材51は、コンデンサセル30の並び方向(バスバー41、42の本体板部411、421の延設方向)に直交するように配置されている。   The conductivity adjusting member 51 is a flat plate-like member, and its main surface is arranged so as to be substantially parallel to the path of the current flowing through the capacitor cells 301 arranged in proximity. That is, the conductivity adjusting member 51 is disposed so as to be orthogonal to the direction in which the capacitor cells 30 are arranged (the extending direction of the main body plate portions 411 and 421 of the bus bars 41 and 42).

図3は、本例の電力変換装置1におけるコンデンサモジュール3とスイッチング部2との配線状態を示す回路図である。同図には、各コンデンサセル30のインダクタンス、すなわち、コンデンサセル30とこれに接続されたバスバー41、42とによってスイッチング部2と各コンデンサセル30との間に構成される電流経路におけるインダクタンスを、それぞれL1、L2、L3として示す。これらは、L1>L2>L3の関係を有する。そして、スイッチング部2からの配線距離が最も長いコンデンサセル301に近接して調整部材5を配置することは、同図に示すごとく、調整部材5がコンデンサセル301のインダクタンス成分(L1)と結合して、そのインダクタンスを低下させることを意味する。これにより、インダクタンスL1、L2、L3の間のばらつきを低減している。   FIG. 3 is a circuit diagram showing a wiring state between the capacitor module 3 and the switching unit 2 in the power conversion device 1 of this example. In the figure, the inductance of each capacitor cell 30, that is, the inductance in the current path constituted between the switching unit 2 and each capacitor cell 30 by the capacitor cell 30 and the bus bars 41 and 42 connected thereto, Shown as L1, L2, and L3, respectively. These have a relationship of L1> L2> L3. The arrangement of the adjusting member 5 close to the capacitor cell 301 having the longest wiring distance from the switching unit 2 is coupled to the inductance component (L1) of the capacitor cell 301 as shown in FIG. This means that the inductance is reduced. Thereby, the dispersion | variation between the inductances L1, L2, and L3 is reduced.

なお、電力変換装置1は、例えば電気自動車やハイブリッド自動車等に搭載され、直流電源(図示略)と交流回転電機(図示略)との間における電力変換に用いられるインバータやコンバータとすることができる。また、上記コンデンサモジュール3は、直流電源からスイッチング部2への供給電力の電圧を平滑化する平滑コンデンサを構成するものとすることができる。   The power conversion device 1 can be an inverter or a converter that is mounted on, for example, an electric vehicle, a hybrid vehicle, or the like and used for power conversion between a DC power source (not shown) and an AC rotating electrical machine (not shown). . The capacitor module 3 can constitute a smoothing capacitor that smoothes the voltage of power supplied from the DC power supply to the switching unit 2.

次に、本例の作用効果につき説明する。
上記電力変換装置1において、コンデンサモジュール3は、複数のコンデンサセル30のうちの少なくとも一つに近接して調整部材5を配設してなる。これにより、調整部材5を用いて各コンデンサセル30のインダクタンスを個別に調整することができる。それゆえ、複数のコンデンサセル30の間のインダクタンスのばらつきを、調整部材5を用いて容易に行うことができる。その結果、各コンデンサセル30に流れるリプル電流のばらつきを低減することができ、複数のコンデンサセル30の間の温度上昇のばらつきを低減することができる。
Next, the function and effect of this example will be described.
In the power conversion device 1, the capacitor module 3 includes the adjusting member 5 disposed in the vicinity of at least one of the plurality of capacitor cells 30. Thereby, the inductance of each capacitor cell 30 can be individually adjusted using the adjustment member 5. Therefore, the inductance variation among the plurality of capacitor cells 30 can be easily performed using the adjustment member 5. As a result, it is possible to reduce the variation in the ripple current flowing through each capacitor cell 30, and to reduce the variation in temperature rise among the plurality of capacitor cells 30.

また、上記のようなコンデンサセル30のインダクタンスの調整を、調整部材5の配置によって行うことができるため、バスバー41、42の形状や配置、或いはコンデンサセル30の配置等を工夫する必要もなく、その制約が特になくなる。それゆえ、コンデンサセル30及びバスバー41、42の配置や形状の設計自由度を確保することができる。   Moreover, since the adjustment of the inductance of the capacitor cell 30 as described above can be performed by the arrangement of the adjustment member 5, it is not necessary to devise the shape and arrangement of the bus bars 41 and 42, the arrangement of the capacitor cell 30, etc. That restriction is especially eliminated. Therefore, it is possible to ensure the degree of freedom in designing the arrangement and shape of the capacitor cell 30 and the bus bars 41 and 42.

また、本例においては、調整部材5が導電性を有する導電性調整部材51であって、図4に示すごとく、近接配置されたコンデンサセル30に流れるループ電流I0によって生じる磁束φ0が導電性調整部材51を貫くよう構成してある。これにより、コンデンサセル30に流れるループ電流I0によって生じる磁束φ0が変化すると、この磁束φ0の変化を妨げる方向に、導電性調整部材51に渦電流I1が発生する。つまり、コンデンサセル30に流れるループ電流I0によって生じる磁束φ0が増加した場合、この磁束φ0と逆向きとなる磁束φ1が生じるように渦電流I1が発生する。これにより、ループ電流I0によって生じる磁束φ0と渦電流I1によって生じる磁束φ1とが打ち消し合い、コンデンサセル30のインダクタンスが減少する。これにより、当該コンデンサセル30にリプル電流が流れやすくなる。このようにして、複数のコンデンサセル30の間のリプル電流の流れやすさのばらつきを抑制し、その温度上昇のばらつきを容易に低減することができる。   Further, in this example, the adjusting member 5 is a conductive adjusting member 51 having conductivity, and as shown in FIG. 4, the magnetic flux φ0 generated by the loop current I0 flowing in the capacitor cell 30 arranged in the proximity is adjusted to be conductive. It is configured to penetrate the member 51. As a result, when the magnetic flux φ0 generated by the loop current I0 flowing through the capacitor cell 30 changes, an eddy current I1 is generated in the conductive adjustment member 51 in a direction that prevents the change of the magnetic flux φ0. That is, when the magnetic flux φ0 generated by the loop current I0 flowing through the capacitor cell 30 increases, the eddy current I1 is generated so that the magnetic flux φ1 opposite to the magnetic flux φ0 is generated. Thereby, the magnetic flux φ0 generated by the loop current I0 and the magnetic flux φ1 generated by the eddy current I1 cancel each other, and the inductance of the capacitor cell 30 decreases. As a result, a ripple current easily flows through the capacitor cell 30. In this way, variations in the ease of ripple current flow between the plurality of capacitor cells 30 can be suppressed, and variations in temperature rise can be easily reduced.

また、導電性調整部材51は、スイッチング部2からの配線距離が最も長いコンデンサセルに対して近接配置されている。これにより、複数のコンデンサセル30の間のインダクタンスのばらつきを容易に抑制することができ、複数のコンデンサセル30の間の温度上昇のばらつきを低減することができる。   In addition, the conductivity adjusting member 51 is disposed close to the capacitor cell having the longest wiring distance from the switching unit 2. Thereby, the dispersion | variation in the inductance between the several capacitor cells 30 can be suppressed easily, and the dispersion | variation in the temperature rise between the several capacitor cells 30 can be reduced.

また、導電性調整部材51は、平板状の部材であり、その主面が、近接配置されたコンデンサセル30に流れるループ電流I0の経路と平行となるよう構成されている。これにより、導電性調整部材51に流れる渦電流I1が形成されやすくなる。そのため、コンデンサセル30のインダクタンスをより効果的に調整することができる。   In addition, the conductivity adjusting member 51 is a flat plate member, and the main surface thereof is configured to be parallel to the path of the loop current I0 flowing through the capacitor cells 30 arranged in proximity. Thereby, the eddy current I1 flowing through the conductivity adjusting member 51 is easily formed. Therefore, the inductance of the capacitor cell 30 can be adjusted more effectively.

以上のごとく、本例によれば、コンデンサセル及びバスバーの配置や形状の設計自由度を確保しつつ、複数のコンデンサセルの間の温度上昇のばらつきを低減することができる電力変換装置を提供することができる。   As described above, according to this example, there is provided a power conversion device that can reduce variations in temperature rise among a plurality of capacitor cells while ensuring the degree of freedom in designing the arrangement and shape of capacitor cells and bus bars. be able to.

(実施例2)
本例は、図5に示すごとく、3個のコンデンサセル30のうち、スイッチング部2からの配線距離が最も長いコンデンサセル301のみならず、スイッチング部2からの配線距離が2番目に長いコンデンサセル302にも、導電性調整部材51を近接配置した例である。
(Example 2)
In this example, as shown in FIG. 5, among the three capacitor cells 30, not only the capacitor cell 301 having the longest wiring distance from the switching unit 2 but also the capacitor cell having the second longest wiring distance from the switching unit 2. 302 is also an example in which the conductive adjustment member 51 is disposed in proximity.

コンデンサセル302に近接配置した導電性調整部材512も、コンデンサセル301に近接配置した導電性調整部材511と同様に、平板状の部材であり、その主面がコンデンサセル30に流れるループ電流の経路と平行となるように配置されている。そして、コンデンサセル302に近接配置した導電性調整部材512は、コンデンサセル301に近接配置した導電性調整部材511よりも、上記主面(ループ電流の経路に平行な面)の面積が小さい。これによって、コンデンサセル302のループ電流とこれに近接する導電性調整部材512との間の結合係数を、コンデンサセル301のループ電流とこれに近接する導電性調整部材511との間の結合係数よりも小さくしている。   Similarly to the conductive adjustment member 511 arranged close to the capacitor cell 301, the conductive adjustment member 512 arranged close to the capacitor cell 302 is also a flat plate member, and a loop current path whose main surface flows to the capacitor cell 30. Are arranged in parallel with each other. The conductive adjustment member 512 disposed close to the capacitor cell 302 has a smaller area on the main surface (surface parallel to the loop current path) than the conductive adjustment member 511 disposed close to the capacitor cell 301. As a result, the coupling coefficient between the loop current of the capacitor cell 302 and the conductive adjustment member 512 adjacent thereto is determined by the coupling coefficient between the loop current of the capacitor cell 301 and the conductive adjustment member 511 adjacent thereto. Is also small.

つまり、本例の電力変換装置1は、スイッチング部2からの配線距離がより長いコンデンサセル30に対して近接配置された導電性調整部材51ほど、コンデンサセル30に流れるループ電流との結合係数が大きくなるようにしている。   That is, in the power conversion device 1 of the present example, the coupling coefficient with the loop current flowing through the capacitor cell 30 is higher as the conductive adjustment member 51 is disposed closer to the capacitor cell 30 having a longer wiring distance from the switching unit 2. I try to get bigger.

本例においては、図5に示すごとく、コンデンサセル30の巻回軸方向において、2つの導電性調整部材51の長さに差を設けているが、上記巻回軸方向及び導電性調整部材51の厚み方向に直交する方向において、2つの導電性調整部材51の長さに差を設けてもよい。或いは、上記2つの方向の双方において2つの導電性調整部材51の長さに差を設けてもよい。
その他は、実施例1と同様である。
In this example, as shown in FIG. 5, there is a difference in the lengths of the two conductive adjustment members 51 in the winding axis direction of the capacitor cell 30. In the direction orthogonal to the thickness direction, a difference may be provided in the lengths of the two conductivity adjusting members 51. Or you may provide a difference in the length of the two electroconductivity adjustment members 51 in both said two directions.
Others are the same as in the first embodiment.

本例の場合には、スイッチング部からの配線距離がより長いコンデンサセル30に対して近接配置された導電性調整部材51ほど、渦電流が形成されやすくなる。そのため、導電性調整部材51を設けない場合にインダクタンスが大きくなりやすいコンデンサセル30ほど、導電性調整部材51によってインダクタンスを低減することができる。その結果、複数のコンデンサセル30の間のインダクタンスのばらつきを効果的に低減することができる。
その他、実施例1と同様の作用効果を有する。
In the case of this example, the eddy current is more likely to be formed in the conductive adjustment member 51 disposed closer to the capacitor cell 30 having a longer wiring distance from the switching unit. Therefore, the inductance can be reduced by the conductivity adjusting member 51 in the capacitor cell 30 in which the inductance tends to increase when the conductivity adjusting member 51 is not provided. As a result, the inductance variation among the plurality of capacitor cells 30 can be effectively reduced.
In addition, the same effects as those of the first embodiment are obtained.

なお、以上の説明は、導電性調整部材512がコンデンサセル302のループ電流とのみ磁気的に結合し、コンデンサセル301のループ電流とは磁気的に結合していないことを前提とした説明である。ところが、図5に示すような配置とした場合、実際には、導電性調整部材512はコンデンサセル301のループ電流と磁気的に結合することとなる。しかしながら、この場合においても、スイッチング部2からの配線距離が長いコンデンサセル30ほど導電性調整部材51によるインダクタンス低減効果を大きくすることができること、及び、導電性調整部材51の大きさやコンデンサセル30との距離を調整することによりインダクタンス低減効果を調整することができることについては、上述の説明と何ら変わりはない。なお、かかる事情は、後述する実施例3においても同様である。   The above description is based on the assumption that the conductive adjustment member 512 is magnetically coupled only to the loop current of the capacitor cell 302 and not magnetically coupled to the loop current of the capacitor cell 301. . However, in the case of the arrangement shown in FIG. 5, the conductive adjustment member 512 is actually magnetically coupled to the loop current of the capacitor cell 301. However, even in this case, the capacitor cell 30 having a longer wiring distance from the switching unit 2 can increase the inductance reduction effect by the conductive adjustment member 51, and the size of the conductive adjustment member 51 and the capacitor cell 30. The fact that the inductance reduction effect can be adjusted by adjusting the distance is not different from the above description. This situation is the same as in Example 3 described later.

(実験例)
本例は、図6〜図10に示すごとく、上記実施例2の電力変換装置1の効果を確認する実験を行った例である。
つまり、図6に示すごとく、上記実施例2の電力変換装置1において、スイッチング部2を交流電源101に置き換えた試験回路10を構成し、この試験回路10において、各コンデンサセル30にそれぞれ流れる電流を測定した。上記交流電源101は、ピーク電流50A、周波数100kHzの正弦波電流をコンデンサモジュール3に印加するよう構成してある。
(Experimental example)
As shown in FIGS. 6 to 10, this example is an example in which an experiment for confirming the effect of the power conversion device 1 of Example 2 was performed.
That is, as shown in FIG. 6, in the power conversion device 1 of the second embodiment, the test circuit 10 in which the switching unit 2 is replaced with the AC power supply 101 is configured, and the current flowing through each capacitor cell 30 in the test circuit 10 is configured. Was measured. The AC power supply 101 is configured to apply a sine wave current having a peak current of 50 A and a frequency of 100 kHz to the capacitor module 3.

ここで、導電性調整部材51のインダクタンスを10nHとし、コンデンサセル301のインダクタンスL1を70nH、コンデンサセル302のインダクタンスL2を60nH、コンデンサセル303のインダクタンスL3を50nHとした。なお、コンデンサセル30(301、302、303)のインダクタンスとは、各コンデンサセル30とバスバー41、42とを合わせた電流経路におけるインダクタンスを意味する。   Here, the inductance of the conductive adjustment member 51 is 10 nH, the inductance L1 of the capacitor cell 301 is 70 nH, the inductance L2 of the capacitor cell 302 is 60 nH, and the inductance L3 of the capacitor cell 303 is 50 nH. The inductance of the capacitor cell 30 (301, 302, 303) means the inductance in the current path that combines each capacitor cell 30 and the bus bars 41, 42.

また、コンデンサセル301に近接配置した導電性調整部材511は、コンデンサセル301に流れるループ電流との結合係数が0.5であり、コンデンサセル302に近接配置した導電性調整部材512は、コンデンサセル302に流れるループ電流との結合係数が0.4である。
また、各コンデンサセル30の容量は、それぞれ100μFである。
なお、本例においては、導電性調整部材511はコンデンサセル301に流れるループ電流とのみ磁気的に結合し、導電性調整部材512はコンデンサセル302に流れるループ電流とのみ磁気的に結合することを前提に、シミュレーションを行ったものである。
In addition, the conductivity adjusting member 511 disposed in the vicinity of the capacitor cell 301 has a coupling coefficient of 0.5 with the loop current flowing in the capacitor cell 301, and the conductivity adjusting member 512 disposed in the vicinity of the capacitor cell 302 includes the capacitor cell 301. The coupling coefficient with the loop current flowing through 302 is 0.4.
Each capacitor cell 30 has a capacity of 100 μF.
In this example, the conductive adjustment member 511 is magnetically coupled only to the loop current flowing through the capacitor cell 301, and the conductive adjustment member 512 is magnetically coupled only to the loop current flowing through the capacitor cell 302. A simulation was performed on the premise.

また、比較として、図7に示すごとく、上記試験回路10において調整部材5(導電性調整部材51)を配設しない試験回路90をも用意した。
この2つの試験回路10、90において、各コンデンサセル30に流れる電流の電流値を測定した。その結果を、図8、図9に示す。同図において、i1、i2、i3は、それぞれコンデンサセル301、302、303に流れる電流の電流値を表す。
For comparison, as shown in FIG. 7, a test circuit 90 in which the adjustment member 5 (conductive adjustment member 51) is not provided in the test circuit 10 was also prepared.
In these two test circuits 10 and 90, the current value of the current flowing through each capacitor cell 30 was measured. The results are shown in FIGS. In the figure, i1, i2, and i3 represent current values of currents flowing through the capacitor cells 301, 302, and 303, respectively.

調整部材5を用いない試験回路90においては、図9に示すごとく、各コンデンサセル301、302、303に流れる電流の電流値i1、i2、i3にばらつきが生じている。
これに対し、調整部材5を用いた試験回路10においては、図8に示すごとく、各コンデンサセル301、302、303に流れる電流の電流値i1、i2、i3のばらつきが小さい。
In the test circuit 90 that does not use the adjustment member 5, as shown in FIG. 9, the current values i1, i2, and i3 of the currents flowing through the capacitor cells 301, 302, and 303 vary.
On the other hand, in the test circuit 10 using the adjustment member 5, as shown in FIG. 8, variations in the current values i 1, i 2, i 3 of the currents flowing through the capacitor cells 301, 302, 303 are small.

各コンデンサセル301、302、303に流れる電流の電流値i1、i2、i3の測定結果に基づき、調整部材5を磁気的に結合させた状態の各コンデンサセル301、302、303のインダクタンスL1、L2、L3を求めた。その結果を図10に示す。同図に示すごとく、試験回路10のように調整部材5を配置した場合、3つのコンデンサセル301、302、303の間で、インダクタンスのばらつきは殆どなくなっている。
なお、図10において、M0を付した折れ線グラフは、調整部材5を配置しない試験回路90におけるコンデンサセル30のインダクタンスを示し、M1を付した折れ線グラフは、調整部材5を配置した試験回路10におけるコンデンサセル30のインダクタンスを示す。
Based on the measurement results of the current values i1, i2, and i3 of the currents flowing through the capacitor cells 301, 302, and 303, the inductances L1 and L2 of the capacitor cells 301, 302, and 303 in a state where the adjustment member 5 is magnetically coupled. L3 was determined. The result is shown in FIG. As shown in the figure, when the adjustment member 5 is arranged as in the test circuit 10, there is almost no variation in inductance among the three capacitor cells 301, 302, and 303.
In FIG. 10, a line graph with M0 indicates the inductance of the capacitor cell 30 in the test circuit 90 where the adjustment member 5 is not disposed, and a line graph with M1 is in the test circuit 10 where the adjustment member 5 is disposed. The inductance of the capacitor cell 30 is shown.

以上のごとく、本例によれば、調整部材5を適切に配置することにより、コンデンサモジュール3における複数のコンデンサセル30の間において、インダクタンスのばらつきを低減することができることが分かる。   As described above, according to the present example, it can be seen that variation in inductance among the plurality of capacitor cells 30 in the capacitor module 3 can be reduced by appropriately arranging the adjusting member 5.

(実施例3)
本例は、図11に示すごとく、コンデンサモジュール3における3個のコンデンサセル30すべてに対して導電性調整部材51を近接配置した例である。
そして、スイッチング部2からの配線距離がより長いコンデンサセル30のループ電流ほど、近接配置した導電性調整部材51との間の結合係数が大きくなるようにしてある。つまり、コンデンサセル301のループ電流とこれに近接する導電性調整部材511との結合係数が、コンデンサセル302のループ電流とこれに近接する導電性調整部材512との結合係数、及び、コンデンサセル303のループ電流とこれに近接する導電性調整部材513との結合係数よりも大きい。一方、コンデンサセル303のループ電流とこれに近接する導電性調整部材513との結合係数が、コンデンサセル302のループ電流とこれに近接する導電性調整部材512との結合係数、及び、コンデンサセル301のループ電流とこれに近接する導電性調整部材511との結合係数よりも小さい。
(Example 3)
In this example, as shown in FIG. 11, the conductive adjustment member 51 is disposed close to all three capacitor cells 30 in the capacitor module 3.
And the coupling coefficient between the conductive adjustment members 51 arranged closer to each other is increased as the loop current of the capacitor cell 30 having a longer wiring distance from the switching unit 2 is reached. That is, the coupling coefficient between the loop current of the capacitor cell 301 and the conductive adjustment member 511 adjacent thereto is equal to the coupling coefficient between the loop current of the capacitor cell 302 and the conductive adjustment member 512 adjacent thereto, and the capacitor cell 303. This is larger than the coupling coefficient between the loop current and the conductivity adjusting member 513 adjacent thereto. On the other hand, the coupling coefficient between the loop current of the capacitor cell 303 and the conductive adjustment member 513 adjacent thereto is equal to the coupling coefficient between the loop current of the capacitor cell 302 and the conductive adjustment member 512 adjacent thereto, and the capacitor cell 301. This is smaller than the coupling coefficient between the loop current and the conductive adjustment member 511 adjacent thereto.

本例においては、具体的には、導電性調整部材51におけるコンデンサセル30に面する主面の面積を変えると共に、各導電性調整部材51と各コンデンサセル30との間の距離を変えることにより、導電性調整部材51のループ電流と導電性調整部材51との結合係数を調整している。より具体的には、スイッチング部からの配線距離がより長いコンデンサセル30に近接配置した導電性調整部材51ほど、コンデンサセル30に面する主面の面積を大きくすると共に、コンデンサセル30との距離を小さくしてある。   In this example, specifically, by changing the area of the main surface facing the capacitor cell 30 in the conductive adjustment member 51 and changing the distance between each conductive adjustment member 51 and each capacitor cell 30. The coupling coefficient between the loop current of the conductivity adjusting member 51 and the conductivity adjusting member 51 is adjusted. More specifically, the conductive adjustment member 51 disposed closer to the capacitor cell 30 having a longer wiring distance from the switching unit increases the area of the main surface facing the capacitor cell 30 and the distance from the capacitor cell 30. Is made smaller.

なお、コンデンサセル30のループ電流と導電性調整部材51との結合係数の調整にあたり、導電性調整部材51の主面の面積と、コンデンサセル30との距離とのいずれか一方を変更することもできる。
その他は、実施例1と同様である。
In adjusting the coupling coefficient between the loop current of the capacitor cell 30 and the conductivity adjusting member 51, either the area of the main surface of the conductivity adjusting member 51 or the distance to the capacitor cell 30 may be changed. it can.
Others are the same as in the first embodiment.

本例の場合には、より緻密に複数のコンデンサセル30のインダクタンスを調整することができ、これらに流れるリプル電流のばらつきを一層抑制することができる。
その他、実施例1と同様の作用効果を有する。
In the case of this example, the inductance of the plurality of capacitor cells 30 can be adjusted more precisely, and variations in the ripple current flowing through them can be further suppressed.
In addition, the same effects as those of the first embodiment are obtained.

(実施例4)
本例は、図12、図13に示すごとく、調整部材5として、磁性を備えた磁性調整部材52を用いた例である。
磁性調整部材52は、近接配置されたコンデンサセル30に流れるループ電流I0によって生じる磁束φ0が磁性調整部材52の一部に形成されるよう配置されている。また、磁性調整部材52は、特に軟磁性体からなることが好ましく、例えば鉄を用いることができる。
(Example 4)
In this example, as shown in FIGS. 12 and 13, a magnetic adjustment member 52 having magnetism is used as the adjustment member 5.
The magnetic adjustment member 52 is arranged such that a magnetic flux φ0 generated by the loop current I0 flowing in the capacitor cell 30 arranged in proximity is formed in a part of the magnetic adjustment member 52. The magnetic adjustment member 52 is preferably made of a soft magnetic material, for example, iron.

また、磁性調整部材52は、スイッチング部からの配線距離が最も短いコンデンサセル303に対して近接配置されている。また、磁性調整部材52は、その一部が上記コンデンサセル30に流れるループ電流I0の内側に配置されている。すなわち、磁性調整部材52は、バスバー42における立設板部422及び端子部423と、バスバー41における端子部412と、コンデンサセル303とによって囲まれる空間に配設されている。より具体的には、コンデンサセル303の側面とバスバー42の立設板部422との間の隙間に、磁性調整部材52が配置されている。
なお、実施例1、2にかかる電力変換装置1において用いた導電性調整部材51は、本例の電力変換装置1においては配置していない。
その他は、実施例1と同様である。
In addition, the magnetic adjustment member 52 is disposed close to the capacitor cell 303 having the shortest wiring distance from the switching unit. Further, a part of the magnetic adjustment member 52 is disposed inside the loop current I 0 flowing through the capacitor cell 30. That is, the magnetic adjustment member 52 is disposed in a space surrounded by the standing plate portion 422 and the terminal portion 423 in the bus bar 42, the terminal portion 412 in the bus bar 41, and the capacitor cell 303. More specifically, the magnetic adjustment member 52 is disposed in the gap between the side surface of the capacitor cell 303 and the standing plate portion 422 of the bus bar 42.
In addition, the electroconductivity adjustment member 51 used in the power converter device 1 concerning Example 1, 2 is not arrange | positioned in the power converter device 1 of this example.
Others are the same as in the first embodiment.

本例の場合には、磁性調整部材52を近接配置したコンデンサセル303のインダクタンスを大きくすることができる。つまり、上記のように磁性調整部材52を配置すると、コンデンサセル303に流れるループ電流I0によって生じる磁束φ0が大きくなる。その結果、コンデンサセル303のインダクタンスが大きくなる。これにより、複数のコンデンサセル30の間のインダクタンスのばらつきを容易に低減することができ、温度上昇のばらつきを容易に低減することができる。   In the case of this example, it is possible to increase the inductance of the capacitor cell 303 in which the magnetic adjustment member 52 is disposed in proximity. That is, when the magnetic adjustment member 52 is arranged as described above, the magnetic flux φ0 generated by the loop current I0 flowing through the capacitor cell 303 increases. As a result, the inductance of the capacitor cell 303 is increased. Thereby, the dispersion | variation in the inductance between the some capacitor cells 30 can be reduced easily, and the dispersion | variation in a temperature rise can be reduced easily.

また、磁性調整部材52がスイッチング部2からの配線距離が最も短いコンデンサセル303に対して近接配置されている。そのため、複数のコンデンサセル30の間のインダクタンスのばらつきを容易に抑制することができ、複数のコンデンサセル30の間の温度上昇のばらつきを低減することができる。   Further, the magnetic adjustment member 52 is disposed close to the capacitor cell 303 having the shortest wiring distance from the switching unit 2. Therefore, the inductance variation among the plurality of capacitor cells 30 can be easily suppressed, and the variation in temperature rise between the plurality of capacitor cells 30 can be reduced.

また、磁性調整部材52は、少なくともその一部がコンデンサセル30に流れるループ電流I0の内側に配置されている。それゆえ、ループ電流I0によって生じる磁束φ0を磁性調整部材52によって大きくしやすい。そのため、コンデンサセル303のインダクタンスをより効果的に調整することができる。
その他、実施例1と同様の作用効果を有する。
Further, the magnetic adjustment member 52 is disposed at least partly inside the loop current I 0 that flows through the capacitor cell 30. Therefore, the magnetic adjustment member 52 can easily increase the magnetic flux φ0 generated by the loop current I0. Therefore, the inductance of the capacitor cell 303 can be adjusted more effectively.
In addition, the same effects as those of the first embodiment are obtained.

(実施例5)
本例は、図14に示すごとく、調整部材5として、導電性調整部材51と磁性調整部材52との双方を用いた電力変換装置1の例である。
すなわち、スイッチング部からの配線距離が最も長いコンデンサセル301に導電性調整部材51を近接配置し、スイッチング部2からの配線距離が最も短いコンデンサセル303に磁性調整部材52を近接配置してある。導電性調整部材51の配置状態は、実施例1に示した配置状態と同様であり、磁性調整部材52の配置状態は、実施例4に示した配置状態と同様である。
(Example 5)
As shown in FIG. 14, this example is an example of the power conversion device 1 that uses both the conductivity adjusting member 51 and the magnetic adjusting member 52 as the adjusting member 5.
That is, the conductive adjustment member 51 is disposed close to the capacitor cell 301 having the longest wiring distance from the switching unit, and the magnetic adjustment member 52 is disposed close to the capacitor cell 303 having the shortest wiring distance from the switching unit 2. The arrangement state of the conductive adjustment member 51 is the same as the arrangement state shown in the first embodiment, and the arrangement state of the magnetic adjustment member 52 is the same as the arrangement state shown in the fourth embodiment.

なお、導電性調整部材51と磁性調整部材52とは、同じ材質のものを用いることができる。つまり、例えば鉄等、導電性と磁性とを兼ね備えた材料であれば、同じ材料にて導電性調整部材51と磁性調整部材52とを構成することもできる。
その他は、実施例1と同様である。
The conductive adjustment member 51 and the magnetic adjustment member 52 can be made of the same material. That is, for example, if the material has both conductivity and magnetism, such as iron, the conductivity adjusting member 51 and the magnetic adjusting member 52 can be formed of the same material.
Others are the same as in the first embodiment.

本例の場合には、導電性調整部材51によってコンデンサセル301のインダクタンスを低減し、磁性調整部材52によってコンデンサセル303のインダクタンスを増加させることができる。その結果、コンデンサモジュール3における3個のコンデンサセル30の間のインダクタンスのばらつきを効果的に低減することができる。
その他、実施例1と同様の作用効果を有する。
In the case of this example, the inductance of the capacitor cell 301 can be reduced by the conductive adjustment member 51, and the inductance of the capacitor cell 303 can be increased by the magnetic adjustment member 52. As a result, the inductance variation among the three capacitor cells 30 in the capacitor module 3 can be effectively reduced.
In addition, the same effects as those of the first embodiment are obtained.

上記実施例においては、コンデンサモジュール3が3個のコンデンサセル30によって構成された例を示したが、コンデンサセル30の数は特に限定されるものではなく、2個でもよいし、4個以上であってもよい。
また、コンデンサセルは、フィルムコンデンサに限らず、他の種類のコンデンサであってもよい。
また、コンデンサモジュールにおけるバスバーの数は、一対に限らず、二対以上であってもよい。
In the above embodiment, the example in which the capacitor module 3 is configured by the three capacitor cells 30 has been shown. However, the number of the capacitor cells 30 is not particularly limited, and may be two or four or more. There may be.
Further, the capacitor cell is not limited to a film capacitor, and may be another type of capacitor.
The number of bus bars in the capacitor module is not limited to a pair, and may be two or more.

1 電力変換装置
2 スイッチング部
3 コンデンサモジュール
30 コンデンサセル
41、42 バスバー
5 調整部材
51 導電性調整部材
52 磁性調整部材
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Power converter 2 Switching part 3 Capacitor module 30 Capacitor cell 41, 42 Bus bar 5 Adjustment member 51 Conductivity adjustment member 52 Magnetic adjustment member

Claims (8)

複数の半導体素子からなるスイッチング部と、該スイッチング部と電気的に接続された複数のコンデンサセルからなるコンデンサモジュールとを備えた電力変換装置において、
上記コンデンサモジュールは、上記複数のコンデンサセルを並列接続すると共に上記スイッチング部と接続される少なくとも一対のバスバーを有し、
また、上記コンデンサモジュールは、上記複数のコンデンサセルのうちの少なくとも一つに近接して、該コンデンサセルのインダクタンスを調整する調整部材を配設してなり、
該調整部材は、上記コンデンサセルに流れるループ電流に起因して生じる磁束に影響を与えることによって上記コンデンサセルのインダクタンスを調整するよう構成されていることを特徴とする電力変換装置。
In a power conversion device including a switching unit composed of a plurality of semiconductor elements and a capacitor module composed of a plurality of capacitor cells electrically connected to the switching unit,
The capacitor module has at least a pair of bus bars connected in parallel to the plurality of capacitor cells and connected to the switching unit,
Further, the capacitor module is provided with an adjustment member for adjusting the inductance of the capacitor cell in the vicinity of at least one of the plurality of capacitor cells.
The power conversion device, wherein the adjustment member is configured to adjust an inductance of the capacitor cell by affecting a magnetic flux generated due to a loop current flowing in the capacitor cell.
請求項1に記載の電力変換装置において、上記調整部材の少なくとも一つは、導電性を有する導電性調整部材であって、近接配置された上記コンデンサセルに流れるループ電流によって生じる磁束が上記導電性調整部材を貫くよう構成されていることを特徴とする電力変換装置。   2. The power conversion device according to claim 1, wherein at least one of the adjustment members is a conductive adjustment member having conductivity, and a magnetic flux generated by a loop current flowing in the capacitor cell arranged in proximity is generated by the conductivity. It is comprised so that an adjustment member may be penetrated, The power converter device characterized by the above-mentioned. 請求項2に記載の電力変換装置において、上記導電性調整部材は、少なくとも、上記スイッチング部からの配線距離が最も長い上記コンデンサセルに対して近接配置されていることを特徴とする電力変換装置。   3. The power conversion device according to claim 2, wherein the conductivity adjusting member is disposed in proximity to at least the capacitor cell having the longest wiring distance from the switching unit. 請求項2又は3に記載の電力変換装置において、上記導電性調整部材は、複数の上記コンデンサセルに対してそれぞれ近接配置されており、上記スイッチング部からの配線距離がより長い上記コンデンサセルに対して近接配置された上記導電性調整部材ほど、上記コンデンサセルに流れるループ電流との結合係数が大きいことを特徴とする電力変換装置。   4. The power conversion device according to claim 2, wherein the conductive adjustment member is disposed close to each of the plurality of capacitor cells, and the wiring distance from the switching unit is longer than the capacitor cell. The power conversion device according to claim 1, wherein a coupling coefficient with a loop current flowing through the capacitor cell is larger as the conductivity adjusting members arranged closer to each other. 請求項2〜4に記載の電力変換装置において、上記導電性調整部材は、平板状の部材であり、その主面が、近接配置された上記コンデンサセルに流れる上記ループ電流の経路と平行となるよう構成されていることを特徴とする電力変換装置。   5. The power conversion device according to claim 2, wherein the conductivity adjusting member is a flat plate member, and a main surface thereof is parallel to a path of the loop current flowing through the capacitor cells arranged in proximity. It is comprised so that the power converter device characterized by the above-mentioned. 請求項1〜5のいずれか一項に記載の電力変換装置において、上記調整部材の少なくとも一つは、磁性を備えた磁性調整部材であって、近接配置された上記コンデンサセルに流れるループ電流によって生じる磁束が上記磁性調整部材の一部に形成されるよう構成されていることを特徴とする電力変換装置。   6. The power conversion device according to claim 1, wherein at least one of the adjustment members is a magnetic adjustment member having magnetism, and is caused by a loop current flowing through the capacitor cells arranged in proximity. A power conversion device, wherein the generated magnetic flux is formed in a part of the magnetic adjustment member. 請求項6に記載の電力変換装置において、上記磁性調整部材は、少なくとも、上記スイッチング部からの配線距離が最も短い上記コンデンサセルに対して近接配置されていることを特徴とする電力変換装置。   The power conversion device according to claim 6, wherein the magnetic adjustment member is arranged close to at least the capacitor cell having the shortest wiring distance from the switching unit. 請求項6又は7に記載の電力変換装置において、上記磁性調整部材は、少なくともその一部が上記コンデンサセルに流れるループ電流の内側に配置されていることを特徴とする電力変換装置。   8. The power conversion device according to claim 6, wherein at least a part of the magnetic adjustment member is disposed inside a loop current flowing through the capacitor cell. 9.
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