JP6451591B2 - 電力変換装置 - Google Patents
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Description
該半導体素子のスイッチング動作を制御する制御回路基板(3)とを備え、
該制御回路基板には、制御端子(22)を介して上記半導体素子に電気接続した複数の制御回路(4)が形成され、個々の該制御回路によって個々の上記半導体素子のスイッチング動作を制御しており、
上記複数の制御回路は少なくとも2列に配列しており、上記制御回路基板は、上記制御回路の列(41)がそれぞれ形成された第1領域(A1)と第2領域(A2)とに区画され、上記第1領域と上記第2領域とは、上記制御回路の配列方向と上記制御回路基板の厚さ方向との双方に直交する幅方向において互いに隣り合っており、
上記制御回路には、上アーム側の上記半導体素子に接続した上アーム制御回路(4u)と、下アーム側の上記半導体素子に接続した下アーム制御回路(4d)とがあり、上記第1領域と上記第2領域とのそれぞれに、複数の上記上アーム制御回路が上記配列方向に互いに隣り合うように形成されると共に、複数の上記下アーム制御回路が上記配列方向に互いに隣り合うように形成されている、電力変換装置(1)にある。
そのため、制御回路基板を小型化できる。すなわち、上記構成にすると、上アーム制御回路が、第1領域と第2領域とに分けて配されるため、全ての上アーム制御回路が一列に配列しなくなる。そのため、2つの上アーム制御回路間の絶縁距離が配列方向に累積することを抑制できる。したがって、制御回路基板の配列方向長さを短くすることができ、制御回路基板を小型化できる。
なお、特許請求の範囲及び課題を解決する手段に記載した括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであり、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
上記電力変換装置に係る実施形態について、図1〜図7を参照して説明する。図2、図3に示すごとく、本形態の電力変換装置1は、複数の半導体素子20と、該半導体素子20のスイッチング動作を制御する制御回路基板3とを備える。
図1に示すごとく、制御回路基板3には、制御端子22を介して半導体素子20に電気接続した複数の制御回路4が形成されている。個々の制御回路4によって個々の半導体素子20のスイッチング動作を制御している。
そのため、制御回路基板3を小型化できる。すなわち、上記構成にすると、上アーム制御回路4uが、第1領域A1と第2領域A2とに分けて配されるため、全ての上アーム制御回路4uが一列に配列しなくなる。そのため、2つの上アーム制御回路4u間の絶縁距離がX方向に累積することを抑制できる。したがって、制御回路基板3のX方向長さを短くすることができ、制御回路基板3を小型化できる。
このようにすると、同一の半導体素子群5に接続する全ての上アーム制御回路4uをY方向における同じ側にまとめて形成しているため、これらの上アーム制御回路4uの配置レイアウトを簡素化できる。同様に、同一の半導体素子群5に接続する全ての下アーム制御回路4dをY方向における同じ側にまとめて形成しているため、これらの下アーム制御回路4dの配置レイアウトを簡素化できる。
そのため、制御回路基板3のレイアウトを簡素にすることができる。すなわち、上述しように、電源回路31に含まれるトランス310は、上アーム制御回路4uに接続する二次コイル319uを相ごとに分ける必要があり(図7参照)、下アーム制御回路4dに接続する二次コイル319dは共通化できる。そのため、同一の電源回路31に接続する全ての下アーム制御回路4dを、まとめて同じ領域Aに形成すれば、下アーム制御回路4dを、共通化された二次コイル319dに容易に接続することが可能になる。同様に、同一の電源回路31に接続する全ての上アーム制御回路4uを、まとめて同じ領域Aに形成すれば、個々の上アーム制御回路4uを、上アーム用の二次コイル319uに接続しやすい。
以下の実施形態においては、図面に用いた符号のうち、実施形態1において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、実施形態1と同様の構成要素等を表す。
このようにすると、制御回路基板3を小型化しやすい。すなわち、第1半導体素子群5a用の上アーム制御回路4uaのX方向長さL1は、他の上アーム制御回路4ub,4ucのX方向長さL2よりも長くなりやすい。したがって、仮に、第1領域A1に、第1半導体素子群5a用の上アーム制御回路4uaと、他の上アーム制御回路4ucとを形成したとすると、X方向長さが長くなりやすい第1半導体素子群5a用の上アーム制御回路4uaと、別の上アーム制御回路4ucを絶縁するための幅広絶縁領域48とが第1領域A1に形成されることになり、制御回路基板3のX方向長さが過度に長くなるおそれがある。これに対して、本形態のように、第1半導体素子群5a用の上アーム制御回路4uaを第1領域A1に形成し、他の上アーム制御回路4ub,4ucを第2領域A2に形成すれば、第1領域A1に形成される上アーム制御回路4uの数を減らすことができ、制御回路基板3のX方向長さを短くしやすくなる。
その他、実施形態1と同様の構成および作用効果を備える。
本形態は、制御端子22が制御回路基板3に接続する位置を変更した例である。図10に示すごとく、本形態では、X方向に互いに隣り合う2つの半導体素子20を、Y方向において互いにずれた位置に形成してある。
このようにすると、X方向に隣り合う2個の半導体素子20にそれぞれ接続する制御端子22間の距離L3を長くすることができる。そのため、幅広絶縁領域48のX方向長さを短くしやすい。したがって、制御回路基板3のX方向長さを短くすることができ、制御回路基板3をより小型化できる。
その他、実施形態1と同様の構成および作用効果を備える。
本形態は、上アーム制御回路4uの配置位置を変更した例である。図11に示すごとく、本形態では、第1半導体素子群5a及び第2半導体素子群5bに接続する上アーム制御回路4ua,4ubを、それぞれ第1領域A1に形成し、下アーム制御回路4da,4dbを、それぞれ第2領域A2に形成してある。また、第3半導体素子群5cに接続する上アーム制御回路4ucを第2領域A2に形成し、下アーム制御回路4dcを第1領域A1に形成してある。
その他、実施形態1と同様の構成および作用効果を備える。
本形態は、制御回路4の配置位置を変更した例である。図12に示すごとく、本形態では、第1領域A1に、第2半導体素子群5b用の上アーム制御回路4ubと、第3半導体素子群5c用の下アーム制御回路4dcと、第1半導体素子群5a用の下アーム制御回路4daとを形成してある。また、第2領域A2に、第1半導体素子群5a用の上アーム制御回路4uaと、第3半導体素子群5c用の上アーム制御回路4ucと、第2半導体素子群5b用の下アーム制御回路4dbとを形成してある。
その他、実施形態1と同様の構成および作用効果を備える。
20 半導体素子
3 制御回路基板
4 制御回路
4u 上アーム制御回路
4d 下アーム制御回路
A1 第1領域
A2 第2領域
Claims (5)
- 複数の半導体素子(20)と、
該半導体素子のスイッチング動作を制御する制御回路基板(3)とを備え、
該制御回路基板には、制御端子(22)を介して上記半導体素子に電気接続した複数の制御回路(4)が形成され、個々の該制御回路によって個々の上記半導体素子のスイッチング動作を制御しており、
上記複数の制御回路は少なくとも2列に配列しており、上記制御回路基板は、上記制御回路の列(41)がそれぞれ形成された第1領域(A1)と第2領域(A2)とに区画され、上記第1領域と上記第2領域とは、上記制御回路の配列方向と上記制御回路基板の厚さ方向との双方に直交する幅方向において互いに隣り合っており、
上記制御回路には、上アーム側の上記半導体素子に接続した上アーム制御回路(4u)と、下アーム側の上記半導体素子に接続した下アーム制御回路(4d)とがあり、上記第1領域と上記第2領域とのそれぞれに、複数の上記上アーム制御回路が上記配列方向に互いに隣り合うように形成されると共に、複数の上記下アーム制御回路が上記配列方向に互いに隣り合うように形成されている、電力変換装置(1)。 - 複数の上記上アーム側の半導体素子及び複数の上記下アーム側の半導体素子からなると共に第1の交流負荷(8a)に接続された第1半導体素子群(5a)と、複数の上記上アーム側の半導体素子及び複数の上記下アーム側の半導体素子からなると共に第2の交流負荷(8b)に接続された第2半導体素子群(5b)とを有し、上記第1半導体素子群に接続した全ての上記上アーム制御回路と、上記第2半導体素子群に接続した全ての上記下アーム制御回路とが上記第1領域に形成され、上記第1半導体素子群に接続した全ての上記下アーム制御回路と、上記第2半導体素子群に接続した全ての上記上アーム制御回路とが上記第2領域に形成されている、請求項1に記載の電力変換装置。
- 上記上アーム側の半導体素子と上記下アーム側の半導体素子とからなり、昇圧回路(103)を構成する第3半導体素子群(5c)が形成され、上記第1半導体素子群を構成する上記半導体素子の数は、上記第2半導体素子群を構成する半導体素子の数と上記第3半導体素子群を構成する上記半導体素子の数との和よりも多く、上記第1領域に、上記第1半導体素子群に接続する上記上アーム制御回路が形成され、上記第2領域に、上記第2半導体素子群及び上記第3半導体素子群に接続する上記上アーム制御回路が形成されている、請求項2に記載の電力変換装置。
- 上記第1領域と上記第2領域との2つの領域の間に、上記制御回路に電力を供給する電源回路(31)が複数個形成され、上記2つの領域のうち一方の領域に、同一の上記電源回路に接続した全ての上記上アーム制御回路が形成され、他方の上記領域に、上記同一の上記電源回路に接続した全ての上記下アーム制御回路が形成されている、請求項1〜請求項3のいずれか一項に記載の電力変換装置。
- 上記配列方向に隣り合う2つの上記半導体素子を、上記幅方向において、互いにずれた位置に配置してある、請求項1〜請求項4のいずれか一項に記載の電力変換装置。
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