JP6634270B2 - 電力変換装置 - Google Patents
電力変換装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6634270B2 JP6634270B2 JP2015222585A JP2015222585A JP6634270B2 JP 6634270 B2 JP6634270 B2 JP 6634270B2 JP 2015222585 A JP2015222585 A JP 2015222585A JP 2015222585 A JP2015222585 A JP 2015222585A JP 6634270 B2 JP6634270 B2 JP 6634270B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- circuit
- terminal
- detection
- power
- power module
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Inverter Devices (AREA)
- Electronic Switches (AREA)
Description
図1および図2に、電力変換装置に搭載されるパワーモジュール10およびゲート基板131の等価回路と構造を示す。1枚のゲート基板131が2台のパワーモジュール10に跨るように搭載された場合の例で説明する。大電流が流れる主端子(正極端子11aと負極端子11bと交流端子11c)と弱電系の信号配線(ゲート信号3a3c、エミッタ信号3b3d、コレクタ信号3e3g)はモジュールケース12に設けられた溝13によって所定の絶縁距離(空間距離と沿面距離)が確保されている。本発明の特徴とする手段は高精度にIGBTの電流検出する為の信号端子(3b、3d、3g、3f)を有することである。ケース12はベース14に接着されており、モジュール内部には半導体素子2が搭載されている。本実施例では、正極端子11aと負極端子11bが配置される面15aとは反対側の面15bに交流端子11cが配置されていることを特徴としている。これにより、制御端子3(3a〜3f)を全て纏めてモジュール中央に配置することが可能となり、ドライバ回路130をモジュールに直付けすることが可能となる。ドライバ回路130パワーモジュール10が並列に複数配置されても、複数モジュール上面を跨るように配置することが可能である。これによりゲート基板131とパワーモジュール10の間の配線長を短くすることができ、かつゲート基板131を1枚に集約することが可能となり、ゲートとエミッタ間のループインダクタンスを低減することが可能となる。
IL1=IL2なので、
Vb−g=(L2+M12)・dIL2/dt+M23・dIL3/dt +R2・IL2・・・(1)
Vd−f=L3・dIL3/dt+M13・dIL1/dt+M23・dIL2/dt+R3・IL3
IL1=IL2なので、
Vd−f=(M13+M23)・dIL2/dt+L3・dIL3/dt+R3・IL3・・・(2)
図7は同じ電位のバスバ11が2つに分かれておらず、端子の部分でひと続きになっていることを特徴とするパワーモジュールを示す図である。この点で実施形態1と異なるが、他の点は実施形態1と同様である。このように複数ある部材を1つに纏めることで、組立冶具が簡略化される場合があり、組立性が増す効果を持つ。また、本実施形態においても、寄生抵抗成分および寄生インダクタンス成分を用いるため、検出回路に外付けのインダクタンスやシャント抵抗やCT(Current Transformer)等を設ける必要がなく、パワーモジュールおよび電力変換装置の小型化が実現できる。また、短絡検知と過電流検知とを互いに独立に実行するため、検出後のスイッチング一時停止動作や復帰動作を短絡検知の場合と過電流検知の場合とで互いに独立に実行することが可能となる。
図8は正極端子11aと負極端子11bの曲げ方向が、モジュール10の短辺方向となっていることを特徴とするパワーモジュールを示す図である。この点で実施形態1と異なるが、他の点は実施形態1と同様である。この構造にすることで、モジュール直上のゲート回路基板131の面積を大きくとることができる。また、本実施形態においても、寄生抵抗成分および寄生インダクタンス成分を用いるため、検出回路に外付けのインダクタンスやシャント抵抗やCT(Current Transformer)等を設ける必要がなく、パワーモジュールおよび電力変換装置の小型化が実現できる。また、短絡検知と過電流検知とを互いに独立に実行するため、検出後のスイッチング一時停止動作や復帰動作を短絡検知の場合と過電流検知の場合とで互いに独立に実行することが可能となる。
1a 上下アーム直列回路(U相)
1b 上下アーム直列回路(V相)
1c 上下アーム直列回路(W相)
2 半導体素子
2a 上アームIGBT
2b 上アームダイオード
2c 下アームIGBT
2d 下アームダイオード
3 制御端子
3a 上アームゲート信号端子
3b 上アームエミッタ信号端子
3c 下アームゲート信号端子
3d 下アームエミッタ信号端子
3e 上アームコレクタ信号端子
3f 下アームコレクタ信号端子
3g 負極信号端子
4 温度検知信号端子
10 2in1パワーモジュール
11 主端子
11a 正極端子
11b 負極端子
11c 交流端子
12 モジュールケース
13 溝
14 ベース
15a 正極端子11aと負極端子11bが配置される面
15b 交流端子11cが配置される面
31a 上アーム側の絶縁基板
31b 下アーム側の絶縁基板
100 電力変換装置
110 インバータモジュール
111 直流バスバ
111a正極バスバ
111b負極バスバ
112 交流バスバ
120 コンデンサモジュール
121 コンデンサセル
122 コンデンサモジュール正極バスバ
123 コンデンサモジュール負極バスバ
130 ドライバ回路
131 ドライバ回路基板(ゲート基板)
132 上アーム側ゲート電圧制御回路
133 上アーム側電流検出/異常判定回路
134 上アーム側論理回路
135 下アームゲート電圧制御回路
136 下アーム側電流検出/異常判定回路
137 下アーム側論理回路
140 制御回路
141 制御回路基板
150 ヒートシンク
200 変圧器(+コンバータモジュール)もしくはチョッパー回路
300 架線
400 接地部
500 誘導電動機
Claims (5)
- 正極端子、負極端子、および交流端子を備えたパワーモジュールと、前記パワーモジュールを構成する複数のアームの少なくとも1つのスイッチング素子の電流を検出するための複数の信号端子と、該複数の信号端子のうちの2つの信号端子間の寄生抵抗成分および寄生インダクタンス成分の値に基づいて前記2つの信号端子間の電位差を検知すると共に、検知した前記電位差を用いて前記スイッチング素子の短絡検知と過電流検知とを互いに独立に実行するよう構成される制御部と、を備えた電力変換装置であって、
前記制御部は、前記2つの信号端子の両方に対して互いに並列に接続される積分回路および増幅回路と、前記積分回路の出力側に接続される第1の比較器と、前記増幅回路の出力側に接続される第2の比較器と、を備え、
前記制御部は、前記第1の比較器がオンになった時点から期間t1の間は前記短絡検知を停止し、前記第1の比較器がオンになった時点から前記期間t1後に前記短絡検知を実行し、
前記第2の比較器がオンになった時点から前記期間t1より長い期間t2の間は前記過電流検知を停止し、前記第2の比較器がオンになった時点から前記期間t2後に前記過電流検知を実行するよう構成され、
前記パワーモジュールの前記正極端子と前記負極端子とが前記パワーモジュールの短辺方向に曲げられている
ことを特徴とする電力変換装置。 - 請求項1に記載の電力変換装置において、
前記複数の信号端子は、前記パワーモジュールに内蔵され前記負極端子に接続された信号端子を有する
ことを特徴とする電力変換装置。 - 請求項1に記載の電力変換装置において、
前記複数のアームのうち下アームのスイッチング素子の電流を、前記2つの信号端子として前記下アームのスイッチング素子のエミッタ側の信号端子と前記負極端子に接続された信号端子とを使って検出するとともに、
前記エミッタ側の信号端子と前記負極端子に接続された信号端子との間の寄生インダクタンス成分には、前記正極端子が有する第一の自己インダクタンスと前記負極端子が有する第二の自己インダクタンスとの相互インダクタンスが含まれる
ことを特徴とする電力変換装置。 - 請求項3に記載の電力変換装置において、
前記負極端子に接続された信号端子が前記パワーモジュールに内蔵されている
ことを特徴とする電力変換装置。 - 請求項1に記載の電力変換装置において、
複数の前記パワーモジュールを跨るようにゲート基板が前記パワーモジュールに締結されている
ことを特徴とする電力変換装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015222585A JP6634270B2 (ja) | 2015-11-13 | 2015-11-13 | 電力変換装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015222585A JP6634270B2 (ja) | 2015-11-13 | 2015-11-13 | 電力変換装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2017092789A JP2017092789A (ja) | 2017-05-25 |
JP6634270B2 true JP6634270B2 (ja) | 2020-01-22 |
Family
ID=58770817
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2015222585A Active JP6634270B2 (ja) | 2015-11-13 | 2015-11-13 | 電力変換装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6634270B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11942939B2 (en) | 2021-03-04 | 2024-03-26 | Hyundai Mobis Co., Ltd. | Apparatus and method for reducing temperature influence in measuring switching current |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6776195B2 (ja) * | 2017-07-07 | 2020-10-28 | 株式会社日立製作所 | 電力変換装置 |
JP6780596B2 (ja) * | 2017-07-18 | 2020-11-04 | トヨタ自動車株式会社 | スイッチング回路 |
CN112119557B (zh) * | 2018-05-23 | 2022-08-23 | 三菱电机株式会社 | 电力用半导体元件的保护电路以及功率模块 |
WO2020095371A1 (ja) * | 2018-11-06 | 2020-05-14 | 株式会社 東芝 | 半導体装置 |
JP7443687B2 (ja) * | 2019-07-23 | 2024-03-06 | 富士電機株式会社 | 電力変換装置 |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3454186B2 (ja) * | 1999-05-14 | 2003-10-06 | 株式会社日立製作所 | 電力変換装置 |
JP4857997B2 (ja) * | 2006-08-03 | 2012-01-18 | トヨタ自動車株式会社 | 電気回路構造 |
JP4420012B2 (ja) * | 2006-11-30 | 2010-02-24 | 株式会社デンソー | 過電流保護回路 |
JP5705099B2 (ja) * | 2011-12-16 | 2015-04-22 | 三菱電機株式会社 | 半導体スイッチング装置 |
JP6324696B2 (ja) * | 2013-10-03 | 2018-05-16 | 三菱重工オートモーティブサーマルシステムズ株式会社 | 負荷駆動装置及びそれを備えた車両用空調装置並びに負荷短絡保護回路 |
-
2015
- 2015-11-13 JP JP2015222585A patent/JP6634270B2/ja active Active
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11942939B2 (en) | 2021-03-04 | 2024-03-26 | Hyundai Mobis Co., Ltd. | Apparatus and method for reducing temperature influence in measuring switching current |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2017092789A (ja) | 2017-05-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6634270B2 (ja) | 電力変換装置 | |
JP6373702B2 (ja) | 半導体パワーモジュール及び半導体駆動装置 | |
US10134718B2 (en) | Power semiconductor module | |
JP6522232B2 (ja) | 過熱保護制御装置および車載用電力回路装置 | |
US20120063187A1 (en) | Inverter device | |
CN106953503B (zh) | 半导体集成电路器件和电子器件 | |
JP2003125588A (ja) | 電力変換装置 | |
JP6848183B2 (ja) | 電流検出装置および半導体装置 | |
JP2015032984A (ja) | 半導体素子の駆動装置およびそれを用いた電力変換装置 | |
JP2014117112A (ja) | 半導体制御装置及び電力変換装置 | |
US11094610B2 (en) | Semiconductor power module | |
CN109121461B (zh) | 电力转换装置 | |
US9906009B2 (en) | Semiconductor module | |
JP2015033149A (ja) | 半導体素子の駆動装置及びそれを用いた電力変換装置 | |
US10778001B2 (en) | Overcurrent detection circuit and power converter | |
JP2015033222A (ja) | 半導体素子の駆動装置およびそれを用いる電力変換装置 | |
JP2020008419A (ja) | 電力変換装置 | |
JP2005278296A (ja) | コンデンサ装置およびそれを備えた電源システム | |
KR101904682B1 (ko) | 전류 차단 장치 | |
CN112567619B (zh) | 功率半导体装置 | |
JP2013140889A (ja) | パワーモジュール | |
CN111630401B (zh) | 半导体装置以及电力变换装置 | |
JP6794841B2 (ja) | 電力変換装置、及びその製造方法 | |
WO2017169660A1 (ja) | 電力変換装置 | |
US20230096581A1 (en) | Semiconductor module |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20170116 |
|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711 Effective date: 20180406 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20180406 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20180828 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20180829 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20190423 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20190507 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20190704 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20191119 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20191216 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6634270 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |