JP7283243B2 - 電力変換装置 - Google Patents
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Description
この発明の第2の局面による電力変換装置は、上位電位と中間電位と下位電位との3つのレベルの電位の電力を出力する電力変換装置であって、上位電位側および下位電位側に各々設けられ、複数のスイッチング素子を内部に収納する上位電位側半導体モジュールおよび下位電位側半導体モジュールと、上位電位側と下位電位側との間に接続されるとともに、互いに直列に接続されている上位電位側コンデンサおよび下位電位側コンデンサと、上位電位側半導体モジュールと下位電位側半導体モジュールとに接続されるとともに、上位電位側コンデンサおよび下位電位側コンデンサの接続点に接続され、複数のダイオードを内部に収納するダイオードモジュールと、上位電位側半導体モジュールの正側端子と、上位電位側コンデンサの正側端子とを接続する正側導体と、下位電位側半導体モジュールの負側端子と、下位電位側コンデンサの負側端子とを接続する負側導体と、を備え、正側導体および負側導体は、各々、上位電位側半導体モジュール、下位電位側半導体モジュールおよびダイオードモジュールが配置される配置面に略平行な脚部と、配置面に略垂直な立壁部とを含むとともに、配置面に垂直な方向から見て、上位電位側半導体モジュールおよび下位電位側半導体モジュールの表面のうちの、制御端子が配置される領域とは異なる領域に配置されており、上位電位側半導体モジュールおよび下位電位側半導体モジュールの各々の直上で、かつ、配置面に略垂直な方向から見て上位電位側半導体モジュールおよび下位電位側半導体モジュールの各々の負側端子と出力端子との間に配置され、上位電位側半導体モジュールおよび下位電位側半導体モジュールに収容される複数のスイッチング素子を駆動する駆動回路をさらに備える。
本実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更(変形例)が含まれる。
20a 半導体モジュール(上位電位側半導体モジュール)
20b 半導体モジュール(下位電位側半導体モジュール)
20c 半導体モジュール(ダイオードモジュール)
21 正側端子
22 負側端子
23 制御端子
24 出力端子
31a 表面(配置面)
40 正側導体
41 脚部
42 立壁部
50 負側導体
51 脚部
52 立壁部
60 交流導体
70 中間導体
71 脚部
72 立壁部
80 第1接続導体
81 脚部
82 立壁部
84 貫通孔
90 第2接続導体
91 脚部
92 立壁部
94 貫通孔
100 電力変換装置
C1 コンデンサ(上位電位側コンデンサ)
C1p 正側端子
C1n 負側端子
C2 コンデンサ(下位電位側コンデンサ)
C2p 正側端子
C2n 負側端子
D1、D2 ダイオード
Q1,Q2,Q3,Q4 スイッチング素子
Claims (14)
- 上位電位と中間電位と下位電位との3つのレベルの電位の電力を出力する電力変換装置であって、
前記上位電位側および前記下位電位側に各々設けられ、複数のスイッチング素子を内部に収納する上位電位側半導体モジュールおよび下位電位側半導体モジュールと、
前記上位電位側と前記下位電位側との間に接続されるとともに、互いに直列に接続されている上位電位側コンデンサおよび下位電位側コンデンサと、
前記上位電位側半導体モジュールと前記下位電位側半導体モジュールとに接続されるとともに、前記上位電位側コンデンサおよび前記下位電位側コンデンサの接続点に接続され、複数のダイオードを内部に収納するダイオードモジュールと、
前記上位電位側半導体モジュールの正側端子と、前記上位電位側コンデンサの正側端子とを接続する正側導体と、
前記下位電位側半導体モジュールの負側端子と、前記下位電位側コンデンサの負側端子とを接続する負側導体と、を備え、
前記正側導体および前記負側導体は、各々、前記上位電位側半導体モジュール、前記下位電位側半導体モジュールおよび前記ダイオードモジュールが配置される配置面に略平行な脚部と、前記配置面に略垂直な立壁部とを含むとともに、前記配置面に垂直な方向から見て、前記上位電位側半導体モジュールおよび前記下位電位側半導体モジュールの表面のうちの、制御端子が配置される領域とは異なる領域に配置されており、
前記上位電位側半導体モジュールおよび前記下位電位側半導体モジュールの各々において、前記正側端子および前記負側端子は、一方端部側に設けられており、
前記上位電位側半導体モジュールの一方端部側と前記下位電位側半導体モジュールの一方端部側とが互いに対向するように、前記上位電位側半導体モジュールと前記下位電位側半導体モジュールとが前記配置面上に配置されている、電力変換装置。 - 上位電位と中間電位と下位電位との3つのレベルの電位の電力を出力する電力変換装置であって、
前記上位電位側および前記下位電位側に各々設けられ、複数のスイッチング素子を内部に収納する上位電位側半導体モジュールおよび下位電位側半導体モジュールと、
前記上位電位側と前記下位電位側との間に接続されるとともに、互いに直列に接続されている上位電位側コンデンサおよび下位電位側コンデンサと、
前記上位電位側半導体モジュールと前記下位電位側半導体モジュールとに接続されるとともに、前記上位電位側コンデンサおよび前記下位電位側コンデンサの接続点に接続され、複数のダイオードを内部に収納するダイオードモジュールと、
前記上位電位側半導体モジュールの正側端子と、前記上位電位側コンデンサの正側端子とを接続する正側導体と、
前記下位電位側半導体モジュールの負側端子と、前記下位電位側コンデンサの負側端子とを接続する負側導体と、を備え、
前記正側導体および前記負側導体は、各々、前記上位電位側半導体モジュール、前記下位電位側半導体モジュールおよび前記ダイオードモジュールが配置される配置面に略平行な脚部と、前記配置面に略垂直な立壁部とを含むとともに、前記配置面に垂直な方向から見て、前記上位電位側半導体モジュールおよび前記下位電位側半導体モジュールの表面のうちの、制御端子が配置される領域とは異なる領域に配置されており、
前記上位電位側半導体モジュールおよび前記下位電位側半導体モジュールの各々の直上で、かつ、前記配置面に略垂直な方向から見て前記上位電位側半導体モジュールおよび前記下位電位側半導体モジュールの各々の負側端子と出力端子との間に配置され、前記上位電位側半導体モジュールおよび前記下位電位側半導体モジュールに収容される前記複数のスイッチング素子を駆動する駆動回路をさらに備える、電力変換装置。 - 前記配置面に垂直な方向から見て、前記正側導体の前記脚部は、前記制御端子が配置される領域に達することなく、前記上位電位側半導体モジュールの制御端子側に延びるように前記上位電位側半導体モジュールの前記正側端子の表面上に配置されており、
前記配置面に垂直な方向から見て、前記負側導体の前記脚部は、前記制御端子が配置される領域に達することなく、前記下位電位側半導体モジュールの制御端子側に延びるように前記下位電位側半導体モジュールの前記負側端子の表面上に配置されている、請求項1または2に記載の電力変換装置。 - 前記配置面に垂直な方向から見て、前記上位電位側半導体モジュールおよび前記下位電位側半導体モジュールの前記制御端子が配置される領域とは異なる領域に配置され、前記上位電位側半導体モジュールの一方端部側と前記下位電位側半導体モジュールの一方端部側とが互いに対向する、前記上位電位側半導体モジュールの前記負側端子と、前記下位電位側半導体モジュールの前記正側端子とを接続する交流導体をさらに備える、請求項1または3に記載の電力変換装置。
- 前記ダイオードモジュールの出力端子と、前記上位電位側コンデンサの負側端子と、前記下位電位側コンデンサの正側端子とを接続する中間導体をさらに備え、
前記中間導体は、前記配置面に垂直な方向から見て、前記上位電位側半導体モジュールおよび前記下位電位側半導体モジュールの表面のうちの、前記制御端子が配置される領域とは異なる領域に配置されている、請求項1~4のいずれか1項に記載の電力変換装置。 - 前記上位電位側コンデンサは、前記正側導体および前記中間導体の前記配置面側とは反対側において、前記正側導体の前記立壁部および前記中間導体の前記立壁部に接続されており、
前記下位電位側コンデンサは、前記負側導体および前記中間導体の前記配置面側とは反対側において、前記負側導体の前記立壁部および前記中間導体の前記立壁部に接続されている、請求項5に記載の電力変換装置。 - 前記正側導体、前記負側導体、および、前記中間導体の各々の前記立壁部は、前記配置面に平行な方向に沿って、互いに隣り合うように配置されている、請求項5または6に記載の電力変換装置。
- 前記配置面に平行な方向から見て、前記上位電位側コンデンサおよび前記下位電位側コンデンサと、前記上位電位側半導体モジュールおよび前記下位電位側半導体モジュールの表面とは、前記上位電位側半導体モジュールおよび前記下位電位側半導体モジュールの各々の厚みよりも大きい距離分、互いに離間している、請求項1~7のいずれか1項に記載の電力変換装置。
- 前記上位電位側半導体モジュールおよび前記下位電位側半導体モジュールの各々の前記制御端子と、前記上位電位側コンデンサおよび前記下位電位側コンデンサとの間に配置され、前記上位電位側半導体モジュールおよび前記下位電位側半導体モジュールに収容される前記複数のスイッチング素子を駆動する駆動回路をさらに備える、請求項1または3~8のいずれか1項に記載の電力変換装置。
- 前記駆動回路と、前記上位電位側コンデンサおよび前記下位電位側コンデンサとは、所定の絶縁距離以上離間した状態で配置されている、請求項2または9に記載の電力変換装置。
- 前記上位電位側半導体モジュールの出力端子と、前記ダイオードモジュールのカソード端子とを接続するとともに、前記配置面に略平行な脚部と前記配置面に略垂直な立壁部とを含む第1接続導体をさらに備え、
前記配置面に垂直な方向から見て、前記上位電位側半導体モジュールの前記出力端子と前記ダイオードモジュールの前記カソード端子とは、所定の方向に沿って一列に配置され、
前記第1接続導体の前記脚部が、前記所定の方向に沿って一列に配置されている、前記上位電位側半導体モジュールの前記出力端子と前記ダイオードモジュールの前記カソード端子とに接続されている、請求項1~10のいずれか1項に記載の電力変換装置。 - 前記ダイオードモジュールの出力端子と、前記上位電位側コンデンサの負側端子と、前記下位電位側コンデンサの正側端子とを接続する中間導体をさらに備え、
前記中間導体は、前記第1接続導体の前記脚部に設けられた貫通孔を介して、前記ダイオードモジュールの前記出力端子に接続されている、請求項11に記載の電力変換装置。 - 前記下位電位側半導体モジュールの出力端子と、前記ダイオードモジュールのアノード端子とを接続するとともに、前記配置面に略平行な脚部と前記配置面に略垂直な立壁部とを含む第2接続導体をさらに備え、
前記配置面に垂直な方向から見て、前記下位電位側半導体モジュールの前記出力端子と前記ダイオードモジュールの前記アノード端子とは、所定の方向に沿って一列に配置され、
前記第2接続導体の前記脚部が、前記所定の方向に沿って一列に配置されている、前記下位電位側半導体モジュールの前記出力端子と前記ダイオードモジュールの前記アノード端子とに接続されている、請求項1~12のいずれか1項に記載の電力変換装置。 - 前記ダイオードモジュールの出力端子と、前記上位電位側コンデンサの負側端子と、前記下位電位側コンデンサの正側端子とを接続する中間導体をさらに備え、
前記中間導体は、前記第2接続導体の前記脚部に設けられた貫通孔を介して、前記ダイオードモジュールの前記出力端子に接続されている、請求項13に記載の電力変換装置。
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WO2016031295A1 (ja) | 2014-08-26 | 2016-03-03 | 富士電機株式会社 | 3レベル電力変換装置 |
JP2018068083A (ja) | 2016-10-21 | 2018-04-26 | 富士電機株式会社 | 3レベル電力変換装置および整流器 |
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