JP7310188B2 - 電力変換装置 - Google Patents

Description

本発明は、電力変換装置に関する。

従来、電力変換装置の分野では、電源系統側への流出ノイズを低減する種々の技術が提案されている（例えば特許文献１，２参照）。
特許文献１ 特開２００９－３０３４７７号公報
特許文献２ 特開２００９－２４００３７号公報

しかしながら、近年では、より確実にノイズの流出を低減することが望まれている。

上記課題を解決するために、本発明の第１の態様においては、電力変換装置が提供される。電力変換装置は、電源に接続される第１ＥＭＩフィルタを備えてよい。電力変換装置は、第１ＥＭＩフィルタに接続され、第１ＥＭＩフィルタを介して入力される電力を変換して出力するためのスイッチ回路を備えてよい。電力変換装置は、スイッチ回路の少なくとも１つのスイッチング素子に電気的に並列に接続され、物理配置上で当該少なくとも１つのスイッチング素子よりも第１ＥＭＩフィルタから離れた位置に配置されたスナバコンデンサを備えてよい。

スナバコンデンサは、配線上で前記少なくとも１つのスイッチング素子よりも第１ＥＭＩフィルタから離れた位置に配置されてよい。

第１ＥＭＩフィルタおよびスナバコンデンサは、基板の各辺部のうち互いに対向する両辺部にそれぞれ配置されてよい。

当該電力変換装置は、ラックに設けられたスロットに挿入されるブレード形状を有してよい。第１ＥＭＩフィルタは、当該電力変換装置の中心よりもスロットの開口部側に配置されてよい。スナバコンデンサは、当該電力変換装置の中心よりもスロットの奥側に配置されてよい。

第１ＥＭＩフィルタおよびスナバコンデンサは、矩形状の基板の対角部にそれぞれ配置されてよい。

電力変換装置は、スイッチ回路の出力端子と負荷との間に接続される第２ＥＭＩフィルタをさらに備えてよい。スナバコンデンサは、物理配置上で前記少なくとも１つのスイッチング素子よりも第２ＥＭＩフィルタから離れた位置に配置されてよい。

スイッチ回路は、出力端子を挟んで正側電源線および負側電源線の間に直列に接続された正側スイッチング素子および負側スイッチング素子の組を少なくとも１つ、並列に接続してなるものであってよい。前記少なくとも１つのスイッチング素子は、各組における正側スイッチング素子および負側スイッチング素子のいずれか一方であってよい。

電力変換装置は、半導体モジュールを備えてよい。半導体モジュールは、正側電源線および負側電源線の間に並列に接続された複数のスイッチ回路を有してよい。半導体モジュールは、正側電源線および負側電源線にそれぞれ接続され、複数のスイッチ回路それぞれよりも第１ＥＭＩフィルタに近い側に設けられた第１端子対を有してよい。半導体モジュールは、正側電源線および負側電源線にそれぞれ接続され、複数のスイッチ回路それぞれよりも第１ＥＭＩフィルタから遠い側に設けられた第２端子対を有してよい。スナバコンデンサは、第２端子対に接続されてよい。

なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。

本実施形態に係る電力システム１を示す。 ＥＭＩフィルタ４１を示す。 電力変換装置４の外観構成を示す。 変形例に係る電力変換装置４Ａを示す。 電力変換装置４Ａの更なる変形例を示す。 他の変形例に係る電力変換装置４Ｂを示す。 電力変換装置４Ｂの更なる変形例を示す。 他の変形例に係る電力変換装置４Ｃを示す。 電力変換装置４Ｃの更なる変形例を示す。 電力変換装置４Ａ～４Ｃの外観構成を示す。 ２つのＥＭＩフィルタ４１，４１Ａを備える電力変換装置４Ｄを示す。

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

［１．電力システム１］
図１は、本実施形態に係る電力システム１を示す。
電力システム１は、電源２、ＬＩＳＮ（Ｌｉｎｅ Ｉｍｐｅｄａｎｃｅ Ｓｔａｂｉｌｉｚｉｎｇ Ｎｅｔｗｏｒｋ）３、電力変換装置４、および、負荷５を備える。

［１．１．電源２］
電源２は、電力変換装置４に電力を供給する。電源２は、単相または複数相の交流電源であってよく、例えばＲ相、Ｓ相およびＴ相の３相交流電力を供給可能となっている。電源２は、２００Ｖまたは４００Ｖの商用電源であってよい。本実施形態では一例として、電源２はＬＩＳＮ３および入力ケーブル１０を介して電力変換装置４に接続されており、これらを介してＲ相、Ｓ相およびＴ相の３相交流電力を電力変換装置４に供給する。入力ケーブル１０は一例として、複数の配線を束にしたワイヤハーネスであってよい。

［１．２．ＬＩＳＮ３］
ＬＩＳＮ３は、系統インピーダンスを模擬するための装置であり、ＣＩＳＰＲ（国際無線障害特別委員会）により回路構成が規定されている。なお、本図ではＬＩＳＮ３を簡略化して図示しており、ＬＩＳＮ３は、相ごとにチョークコイル３１と、ローパスフィルタ３２とを有する。ＬＩＳＮ３は電力システム１に具備されなくてもよい。

［１．３．電力変換装置４］
電力変換装置４は、ＥＭＩ（Ｅｌｅｃｔｒｏ－Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ）フィルタ４１と、整流回路４２と、平滑コンデンサ４３と、半導体モジュール４４と、スナバコンデンサ４５とを有する。なお、本実施形態では一例として、電力変換装置４を３相インバータとして説明する。

［１．３．１．ＥＭＩフィルタ４１］
ＥＭＩフィルタ４１は、第１ＥＭＩフィルタの一例であり、電源２に接続される。本実施形態では一例として、ＥＭＩフィルタ４１と電源２との間には、ＬＩＳＮ３や入力ケーブル１０が介在する。ＥＭＩフィルタ４１は、半導体モジュール４４が発生する電磁ノイズを電力変換装置４の内部に閉じ込めることで、外部への電磁ノイズの流出量を低減する。ＥＭＩフィルタ４１は、電源２から供給される交流電力を整流回路４２に供給してよい。

［１．３．２．整流回路４２］
整流回路４２は、電源２から供給される交流電流を整流する。本実施形態では一例として、整流回路４２は、三相の全波整流回路である。整流回路４２は、正側電源線４０１および負側電源線４０２の間に相ごとに直列に接続された２つの整流ダイオード４２１，４２２を有する。２つの整流ダイオード４２１，４２２の中点には、ＥＭＩフィルタ４１を介して各相の交流電力が供給される。整流回路４２は、整流により得られた直流電力を正側電源線４０１および負側電源線４０２に供給する。

［１．３．４．平滑コンデンサ４３］
平滑コンデンサ４３は、正側電源線４０１および負側電源線４０２の間に整流回路４２と並列に接続され、正側電源線４０１および負側電源線４０２の間の電圧を平滑化する。

［１．３．５．半導体モジュール４４］
半導体モジュール４４は、正側電源線４０１および負側電源線４０２の間に並列に接続された複数（本実施形態では一例として相ごとの計３つ）のスイッチ回路４４０と、電力を入力するための第１端子対４４５および第２端子対４４６と、電力を出力するための出力端子４４７とを有する。

第１端子対４４５および第２端子対４４６の各端子は、正側電源線４０１および負側電源線４０２にそれぞれ接続される。このうち、第１端子対４４５は、物理配置上および配線上で３つのスイッチ回路４４０それぞれよりもＥＭＩフィルタ４１に近い側に設けられている。第２端子対４４６は、物理配置上および配線上で３つのスイッチ回路４４０それぞれよりもＥＭＩフィルタ４１から遠い側に設けられている。

各スイッチ回路４４０は、ＥＭＩフィルタ４１に接続され、当該ＥＭＩフィルタ４１を介して入力される電力を変換して出力する。各スイッチ回路４４０は、少なくとも１つのスイッチング素子を有する。例えば、スイッチ回路４４０は、出力端子４４７を挟んで正側電源線４０１および負側電源線４０２の間に直列に接続された正側スイッチング素子および負側スイッチング素子の組を少なくとも１つ、並列に接続してなるものであってよい。本実施形態では一例として、各スイッチ回路４４０は正側スイッチング素子４４１および負側スイッチング素子４４２を１組のみ有する。各スイッチ回路４４０はＤＣ／ＡＣインバータでよく、本実施形態では一例として、整流回路４２から供給される直流電力をＵ相、Ｖ相、およびＷ相の交流電力に変換して出力する。

各スイッチング素子４４１，４４２は、本実施形態では一例としてＩＧＢＴであるが、ＭＯＳＦＥＴ、バイポーラトランジスタ等の他の素子でもよい。各スイッチング素子４４１，４４２には、正側がカソードである還流ダイオードがそれぞれ設けられてよい。各スイッチング素子４４１，４４２の動作周波数は、例えば１ｋＨｚ～１００ＭＨｚ（より好ましくは５００ｋＨｚ～３０ＭＨｚ）等の高周波数である。各スイッチング素子４４１，４４２は、ワイドバンドギャップ半導体を含んでよい。ここで、ワイドバンドギャップ半導体とは、シリコン半導体よりもバンドギャップが大きい半導体であり、例えばＳｉＣ、ＧａＮ、ダイヤモンド、ＡｌＮ、ＡｌＧａＮ、または、ＺｎＯなどの半導体である。

出力端子４４７は、ＵＶＷ相のうち何れかの相の電力を負荷５に出力する。本実施形態においては一例として、各出力端子４４７は出力ケーブル１１を介して出力電力を負荷５に供給してよい。出力ケーブル１１は一例として、複数の配線を束にしたワイヤハーネスであってよい。

［１．３．６．スナバコンデンサ４５］
スナバコンデンサ４５は、スイッチ回路４４０の少なくとも１つのスイッチング素子４４１（または４４２）に電気的に並列に接続される。本実施形態では一例として、スナバコンデンサ４５は、半導体モジュール４４の全体、つまり各スイッチ回路４４０の正側および負側の２つのスイッチング素子４４１，４４２に対して並列に接続されている。スナバコンデンサ４５は、半導体モジュール４４によるスイッチング時に生じるサージ電圧を吸収して電力システム１の各素子を保護してよい。スナバコンデンサ４５は、サージ電圧を吸収する観点から配線上で半導体モジュール４４の近くに配設される方が好ましい。

ここで、スイッチ回路４４０がスイッチングを行う場合には、そのスイッチング周波数（キャリア周波数）に応じ、正側電源線４０１、スナバコンデンサ４５および負側電源線４０２を含むループ状の電流経路にノイズ源となる電流が流れる。このとき、スナバコンデンサ４５では、内部に複数ターンの電流経路が集中して形成されるため、非常に大きな磁束の発生源となりうる。例えばプラスチックフィルムに金属薄膜を蒸着させてロール状に巻いたフィルムコンデンサをスナバコンデンサ４５として用いる場合には、内部に数１００ターンの電流経路が形成される。なお、スナバコンデンサ４５は、フィルムコンデンサでなくてもよく、積層セラミックコンデンサ（セラミックチップコンデンサ）であってもよい。また、正側電源線４０１および負側電源線４０２の間には、スナバコンデンサ４５と並列に平滑コンデンサ４３も接続されているが、スイッチ回路４４０のスイッチングにより生じる周波数帯（例えば１５０ｋＨｚ～３０ＭＨｚ）の電流は主としてスナバコンデンサ４５でバイパスされるため、平滑コンデンサ４３はノイズ源となる電流の経路とはならない。

そのため、本実施形態においてスナバコンデンサ４５は、物理配置上で半導体モジュール４４よりもＥＭＩフィルタ４１から離れた位置に配置される。別言すれば、スナバコンデンサ４５とＥＭＩフィルタ４１との物理配置上の距離は、スナバコンデンサ４５と半導体モジュール４４との物理配置上の距離よりも大きくなっている。本実施形態では一例として、スナバコンデンサ４５は半導体モジュール４４の第２端子対４４６に接続されている。

また、スナバコンデンサ４５は、配線上でも半導体モジュール４４よりもＥＭＩフィルタ４１から離れた位置に配置されてよい。別言すれば、配線上においても、スナバコンデンサ４５とＥＭＩフィルタ４１との距離は、スナバコンデンサ４５と半導体モジュール４４との距離よりも大きくてよい。

［１．４．負荷５］
負荷５は、電力変換装置４から電力供給を受ける電子部品である。本実施形態では一例として、負荷５は三相モータである。三相モータは可変速駆動されてよい。

以上の電力変換装置４によれば、スナバコンデンサ４５が物理配置上で半導体モジュール４４よりもＥＭＩフィルタ４１から離れた位置に配置されるので、電力変換装置４でのスイッチングに起因してスナバコンデンサ４５で生じる磁束がＥＭＩフィルタ４１と電源２との間の配線に影響を及ぼしてノイズ（特に伝導ノイズ）を生じさせてしまうのを防止することができる。従って、ＥＭＩフィルタ４１よりも外部の系統側へ流出するノイズを確実に低減することができる。

また、スナバコンデンサ４５が配線上でも半導体モジュール４４よりもＥＭＩフィルタ４１から離れた位置に配置されるので、スナバコンデンサ４５で生じる磁束に起因するノイズがＥＭＩフィルタ４１よりも外部へ流出してしまうのを防止することができる。また、ノイズ源となる電流を電流経路上の配線インダクタンスによって低減することができる。

また、半導体モジュール４４の第２端子対４４６は３つのスイッチ回路４４０それぞれよりもＥＭＩフィルタ４１から遠い側に設けられており、この第２端子対４４６にスナバコンデンサ４５が接続されるので、ＥＭＩフィルタ４１に近い側の第１端子対４４５にスナバコンデンサ４５が接続される場合と比較して、スナバコンデンサ４５をＥＭＩフィルタ４１から離れた位置に配置することができる。

また、ＥＭＩフィルタ４１はワイヤハーネスである入力ケーブル１０を介して外部の電源２に接続されるので、スナバコンデンサ４５で生じる磁束がワイヤハーネス内の配線それぞれに影響を及ぼしてノイズを生じさせてしまうのをまとめて防止することができる。従って、ＥＭＩフィルタ４１よりも外部へ流出するノイズを確実に低減することができる。

なお、上記の実施形態においては、スイッチ回路４４０がモジュール化されて半導体モジュール４４に具備されることとして説明したが、モジュール化されずに具備されてもよい。この場合には、スナバコンデンサ４５は、スイッチ回路４４０における各スイッチング素子４４１，４４２のうち、当該スナバコンデンサ４５が並列接続されたスイッチング素子４４１および／またはスイッチング素子４４２よりも物理配置上でＥＭＩフィルタ４１から離れて配置されてよい。

［２．ＥＭＩフィルタ４１］
図２は、ＥＭＩフィルタ４１を示す。ＥＭＩフィルタ４１は、１または複数のコイル４１０と、１または複数のコンデンサ４１１～４１３とを有する。

各コイル４１０は、リアクトルやチョークコイルとして機能するものである。本実施形態では一例として、ＥＭＩフィルタ４１は相ごとの計３つのコイル４１０を有しており、各コイル４１０は、別々の相の電源入力線１０３上に設けられる。

各コンデンサ４１１～４１３は、ノイズフィルタとして機能するものである。本実施形態においては一例として、ＥＭＩフィルタ４１は、コイル４１０よりも電源２側に設けられた３つの相間コンデンサ４１１ｘと、コイル４１０よりも半導体モジュール４４側に設けられた３つの相間コンデンサ４１２ｘおよび３つの接地コンデンサ４１３ｙとを有する。

［３．電力変換装置４の外観構成］
図３は、電力変換装置４の外観構成を示す。電力変換装置４のＥＭＩフィルタ４１、整流回路４２、平滑コンデンサ４３、半導体モジュール４４、および、スナバコンデンサ４５は、基板４０００上に配置されてよい。なお、この図では整流回路４２の図示や、半導体モジュール４４における各端子の図示を省略している。

基板４０００は例えばプリント配線基板でよい。基板４０００は矩形状であってよく、矩形とは長方形でもよいし、正方形でもよい。

ここで、ＥＭＩフィルタ４１およびスナバコンデンサ４５は、基板４０００の各辺部のうち互いに対向する両辺部にそれぞれ配置されてよい。例えば、本図ではＥＭＩフィルタ４１は基板４０００の各辺部のうち、図中の下側の辺部に配置されており、スナバコンデンサ４５は図中の上側の辺部に配置されている。

また、ＥＭＩフィルタ４１およびスナバコンデンサ４５は基板４０００の対角部にそれぞれ配置されてよい。例えば、本図ではＥＭＩフィルタ４１は基板４０００の４つの角部のうち、図中の右下の角部に配置され、スナバコンデンサ４５は左上の角部に配置されている。

なお、電力変換装置４は金属製の筐体４００１をさらに有してよい。筐体４００１は、少なくともＥＭＩフィルタ４１、スイッチ回路４４０、およびスナバコンデンサ４５を収容してよく、本実施形態では一例として電力変換装置４の各部を収容する。筐体４００１は、電磁シールドとして機能してよい。

また、電力変換装置４は、ラックマウントタイプであってよく、図示しないラックに設けられたスロットに収容されるブレード形状を有してよい。本実施形態では一例として、筐体４００１がブレード形状に形成されており、図中の矢印方向に沿ってスロットに挿入される。

ここで、ＥＭＩフィルタ４１は、電力変換装置４の中心よりもスロットの開口部側（図中の下側）に配置されてよい。また、スナバコンデンサ４５は、電力変換装置４の中心よりもスロットの奥側（図中の上側）に配置されてよい。

以上の電力変換装置４によれば、ＥＭＩフィルタ４１およびスナバコンデンサ４５が基板４０００の各辺部のうち互いに対向する両辺部、好ましくは基板４０００の対角部にそれぞれ配置されるので、物理配置上でスナバコンデンサ４５をＥＭＩフィルタ４１から確実に離れた位置に配置することができる。

また、ＥＭＩフィルタ４１がスロットの開口部側に配置され、スナバコンデンサ４５はスロットの奥側に配置されるので、物理配置上でスナバコンデンサ４５をＥＭＩフィルタ４１から確実に離れた位置に配置することができる。また、電力変換装置４をスロットに収納した状態で、ＥＭＩフィルタ４１に入力ケーブル１０を容易に接続することができる。

また、電力変換装置４が金属製の筐体４００１を有するので、スナバコンデンサ４５で生じる磁束が外部に影響を及ぼすのを防止することができる。

［４．電力変換装置４の変形例］
図４は、変形例に係る電力変換装置４Ａを示す。電力変換装置４Ａは、スイッチ回路４４０Ａと、共振コンデンサ４４９Ａと、複数（本変形例では一例として４つ）のスナバコンデンサ４５Ａとを有する。本変形例では負荷５はＬＲ負荷であってよい。一例として、負荷５はＩＨクッキングヒータなどの誘導加熱装置であってよく、この場合には負荷５の誘導性負荷は加熱コイルであってよく、抵抗負荷は加熱対象の鍋などであってよい。なお、図中では負荷５を加熱コイルと鍋で形成されるトランスを一側側に換算した等価回路として図示している。また、この図４と、後述の図５～図９などでは、簡略化のためＥＭＩフィルタ４１の図示を省略している。また、以降の変形例において、略同一の構成には同一の符号を付け、説明を省略する。

スイッチ回路４４０Ａは、フルブリッジ型の共振型インバータの１相分であり、出力端子４４７を挟んで正側電源線４０１および負側電源線４０２の間に直列に接続された正側および負側のスイッチング素子４４１，４４２の組と、出力端子４４８を挟んで正側電源線４０１および負側電源線４０２の間に直列に接続された正側および負側のスイッチング素子４４３，４４４の組との計２組を並列に接続してなるものである。出力端子４４８は、出力端子４４７から出力される交流電流の帰路であってよい。

共振コンデンサ４４９Ａは、負荷５と協働して共振回路を形成する。共振コンデンサ４４９Ａは、出力端子４４８と負荷５との間に設けられてよい。

４つのスナバコンデンサ４５Ａは、いわゆるロスレス・スナバコンデンサであり、それぞれスイッチング素子４４１～４４４に電気的に並列に接続される。これにより、スイッチング素子４４１～４４４のそれぞれがターンオフした場合のサージ電圧が効率よく吸収されて電圧上昇が抑制される。各スナバコンデンサ４５Ａは、スイッチング素子４４１～４４４のうち並列接続されたスイッチング素子４４１～４４４よりも物理配置上でＥＭＩフィルタ４１から離れて配置されてよい。

以上の電力変換装置４Ａによれば、複数のスナバコンデンサ４５Ａを備えるので、スイッチングにより生じるサージ電圧を確実に吸収することができる。また、スイッチング素子４４１～４４４のそれぞれに対してスナバコンデンサ４５Ａが並列に接続されるので、より確実にサージ電圧を吸収して素子を保護することができる。

図５は、電力変換装置４Ａの更なる変形例を示す。本変形例では、スイッチング素子４４１～４４４のうちスナバコンデンサ４５Ａが並列接続されるスイッチング素子は、直列接続された各組のスイッチング素子４４１，４４２（または４４３，４４４）における何れか一方である。

例えば、本変形例において電力変換装置４Ａは、スナバコンデンサ４５Ａを２つのみ有する。一方のスナバコンデンサ４５Ａは、正側および負側のスイッチング素子４４１，４４２の組におけるスイッチング素子４４１に並列に接続される。他方のスナバコンデンサ４５Ａは、正側および負側のスイッチング素子４４３，４４４の組におけるスイッチング素子４４３に並列に接続される。この場合であっても、ロスレス・スナバコンデンサであるスナバコンデンサ４５がスイッチング素子４４１，４４３に並列に接続されるため、ターンオフ時の電圧上昇が抑制される。なお、２つのスナバコンデンサ４５Ａは、各組のスイッチング素子４４１，４４２（または４４３，４４４）における何れか一方に接続されればよく、例えば２つの負側のスイッチング素子４４２，４４４に並列に接続されてもよいし、正側のスイッチング素子４４１と、負側のスイッチング素子４４４とに並列に接続されてもよい。

以上の変形例によれば、スナバコンデンサ４５Ａは正側および負側のスイッチング素子４４１，４４２（または４４３，４４４）の一方のみに対して並列に接続されるので、両方に対して並列に接続される場合と比較してスナバコンデンサ４５Ａの個数が低減される。従って、多数のスナバコンデンサ４５ＡをＥＭＩフィルタ４１から離して配置することが容易となる。

図６は、他の変形例に係る電力変換装置４Ｂを示す。電力変換装置４Ｂは、スイッチ回路４４０Ｂと、複数（本変形例では２つ）の共振コンデンサ４４９Ｂと、複数（本変形例では２つ）のスナバコンデンサ４５Ａとを有する。なお、図５では簡略化のため、１相分の構成を図示しているが、スイッチ回路４４０Ｂ、共振コンデンサ４４９Ｂ、およびスナバコンデンサ４５Ａは電力変換装置４Ｂに相ごとに具備されてよい。

スイッチ回路４４０Ｂは、ハーフブリッジ型の共振型インバータの１相分であり、上述の正側および負側のスイッチング素子４４１，４４２を有する。

２つの共振コンデンサ４４９Ｂは、正側電源線４０１および負側電源線４０２の間に直列に接続される。２つの共振コンデンサ４４９Ｂの中点には、出力端子４４７から出力される交流電力の帰路が接続されてよい。

２つのスナバコンデンサ４５Ａは、それぞれスイッチング素子４４１，４４２に電気的に並列に接続される。

図７は、電力変換装置４Ｂの更なる変形例を示す。本変形例では、スイッチング素子４４１，４４２のうちスナバコンデンサ４５Ａが並列接続されるスイッチング素子は、１組のスイッチング素子４４１，４４２における何れか一方である。例えば、スナバコンデンサ４５Ｂは、正側および負側のスイッチング素子４４１，４４２の組におけるスイッチング素子４４１に並列に接続される。なお、スナバコンデンサ４５Ｂはスイッチング素子４４２に並列に接続されてもよい。

図８は、他の変形例に係る電力変換装置４Ｃを示す。電力変換装置４Ｃは、スイッチ回路４４０Ｃと、共振コンデンサ４４９Ｃとを有する。

スイッチ回路４４０Ｃは、シングルエンドプッシュ型の共振型インバータの１相分であり、上述の正側および負側のスイッチング素子４４１，４４２を有する。

共振コンデンサ４４９Ｃは、出力端子４４７と負荷５との間に設けられている。なお、本変形例では、出力端子４４７から出力される交流電流の帰路は負側電源線４０２であってよい。

図９は、電力変換装置４Ｃの更なる変形例を示す。本変形例では、スイッチング素子４４１，４４２のうちスナバコンデンサ４５Ａが並列接続されるスイッチング素子は、１組のスイッチング素子４４１，４４２における何れか一方である。例えば、スナバコンデンサ４５Ａは、正側および負側のスイッチング素子４４１，４４２の組におけるスイッチング素子４４１に並列に接続される。なお、スナバコンデンサ４５Ａはスイッチング素子４４２に並列に接続されてもよい。

［５．変形例に係る電力変換装置４Ａ～４Ｃの外観構成］
図１０は、電力変換装置４Ａ～４Ｃの外観構成を示す。電力変換装置４Ａ～４Ｃに複数のスナバコンデンサ４５Ａが具備される場合には、これらのスナバコンデンサ４５Ａと、ＥＭＩフィルタ４１とが、それぞれ基板４０００の各辺のうち互いに対向する両辺部に配置されてよい。また、複数のスナバコンデンサ４５ＡとＥＭＩフィルタ４１とは、基板４０００の対角部にそれぞれ配置されてよい。

［６．電力変換装置４の他の変形例］
図１１は、２つのＥＭＩフィルタ４１，４１Ａを備える電力変換装置４Ｄを示す。電力変換装置４Ｄは、一例として無停電電源装置であり、ＥＭＩフィルタ４１、半導体モジュール４４、スナバコンデンサ４５、電解コンデンサ４３Ａ、半導体モジュール４４Ａ、スナバコンデンサ４５ＡおよびＥＭＩフィルタ４１Ａを備える。

電力変換装置４Ｄは、定常時には電源２からの交流電力を半導体モジュール４４のスイッチ回路４４０により直流電力に整流して一部を内部のバッテリとしての電解コンデンサ４３Ａに蓄電しつつ、残りを半導体モジュール４４Ａにおける相ごとのスイッチ回路４４０により交流電力に再変換して負荷側に供給してよい。また、電力変換装置４Ｄは、電源２からの受電停止時には電解コンデンサ４３Ａまたは図示しない蓄電池からの直流電力を半導体モジュール４４Ａのスイッチ回路４４０により交流電力に変換して負荷側に供給してよい。

ＥＭＩフィルタ４１は、半導体モジュール４４におけるスイッチ回路４４０の出力端子４４７と負荷５との間に接続されてよく、本実施形態では半導体モジュール４４Ａにおけるスイッチ回路４４０の出力端子４４７と負荷５との間に接続される。ＥＭＩフィルタ４１Ａは第２ＥＭＩフィルタの一例である。ＥＭＩフィルタ４１Ａと負荷５との間には出力ケーブル１１が介在してよい。

ＥＭＩフィルタ４１Ａが電力変換装置４Ｄに具備される場合には、スナバコンデンサ４５は物理配置上で当該スナバコンデンサ４５が接続されたスイッチング素子（一例としてスイッチング素子４４１および４４２）よりもＥＭＩフィルタ４１Ａから離れた位置に配置されてよい。これにより、スナバコンデンサ４５で生じる磁束がＥＭＩフィルタ４１Ａと負荷５との間の配線に影響を及ぼしてノイズを生じさせてしまうのを防止することができる。従って、ＥＭＩフィルタ４１Ａよりも外部へ流出するノイズを低減することができる。

また、スナバコンデンサ４５Ａが電力変換装置４Ｄに具備される場合には、スナバコンデンサ４５Ａは物理配置上で当該スナバコンデンサ４５Ａが接続された半導体モジュール４４Ａのスイッチング素子（一例としてスイッチング素子４４１および４４２）よりもＥＭＩフィルタ４１，４１Ａのそれぞれから離れた位置に配置されてよい。これにより、スナバコンデンサ４５Ａで生じる磁束がＥＭＩフィルタ４１と電源２との間の配線やＥＭＩフィルタ４１Ａと負荷５との間の配線に影響を及ぼしてノイズを生じさせてしまうのを防止することができる。従って、ＥＭＩフィルタ４１，４１Ａよりも外部へ流出するノイズを低減することができる。

また、スナバコンデンサ４５，４５Ａと、ＥＭＩフィルタ４１，４１Ａとは、基板４０００の各辺部のうち互いに対向する両辺部にそれぞれ配置されてよい。これにより、ＥＭＩフィルタ４１に入力ケーブル１０を容易に接続し、ＥＭＩフィルタ４１Ａに出力ケーブル１１を容易に接続することができる。

なお、電力変換装置４Ｄは、無停電電源装置でなくてもよく、この場合には半導体モジュール４４Ａおよびスナバコンデンサ４５Ａを備えなくてもよい。

［７．その他の変形例］
なお、上記の実施形態および変形例においては、半導体モジュール４４が複数のスイッチ回路４４０を有することとして説明したが、１つのスイッチ回路４４０のみを有してもよい。

また、スイッチ回路４４０がＵ相、Ｖ相およびＷ相の相ごとに設けられ正側および負側のスイッチング素子４４１，４４２を有することとして説明したが、相ごとの計３組のスイッチング素子４４１，４４２を有することとしてもよい。また、スイッチ回路４４０をＤＣ／ＡＣインバータとして説明したが、チョッパ回路としてもよい。この場合には、スイッチ回路４４０は、正側電源線４０１および負側電源線４０２の間に直列に接続されたスイッチング素子とダイオードとを有してよい。

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。

１ 電力システム、２ 電源、３ ＬＩＳＮ、４ 電力変換装置、５ 負荷、１０ 入力ケーブル、１１ 出力ケーブル、３１ チョークコイル、３２ ローパスフィルタ、４１ ＥＭＩフィルタ、４２ 整流回路、４３ 平滑コンデンサ、４４ 半導体モジュール、４５ スナバコンデンサ、１０３ 電源入力線、４０１ 正側電源線、４０２ 負側電源線、４２１ 整流ダイオード、４４０ スイッチ回路、４４１ スイッチング素子、４４２ スイッチング素子、４４３ スイッチング素子、４４４ スイッチング素子、４４５ 第１端子対、４４６ 第２端子対、４４７ 出力端子、４４８ 出力端子、４４９ 共振コンデンサ、４０００ 基板、 ４００１ 筐体

Claims (7)

1. 電源に接続される第１ＥＭＩフィルタと、
   前記第１ＥＭＩフィルタに接続され、前記第１ＥＭＩフィルタを介して入力される電力を変換して出力するためのスイッチ回路と、
   前記スイッチ回路の少なくとも１つのスイッチング素子に電気的に並列に接続され、物理配置上で当該少なくとも１つのスイッチング素子よりも前記第１ＥＭＩフィルタから離れた位置に配置されたスナバコンデンサと
   を備え、
   前記第１ＥＭＩフィルタおよび前記スナバコンデンサは、基板の各辺部のうち互いに対向する両辺部にそれぞれ配置される、電力変換装置。
2. 前記第１ＥＭＩフィルタおよび前記スナバコンデンサは、矩形状の基板の対角部にそれぞれ配置される、請求項１に記載の電力変換装置。
3. 前記スイッチ回路の出力端子と負荷との間に接続される第２ＥＭＩフィルタをさらに備え、
   前記スナバコンデンサは、物理配置上で前記少なくとも１つのスイッチング素子よりも前記第２ＥＭＩフィルタから離れた位置に配置される、請求項１に記載の電力変換装置。
4. 当該電力変換装置は、ラックに設けられたスロットに挿入されるブレード形状を有し、
   前記第１ＥＭＩフィルタは、当該電力変換装置の中心よりも前記スロットの開口部側に配置され、
   前記スナバコンデンサは、当該電力変換装置の中心よりも前記スロットの奥側に配置される、請求項１から３の何れか一項に記載の電力変換装置。
5. 前記スナバコンデンサは、配線上で前記少なくとも１つのスイッチング素子よりも前記第１ＥＭＩフィルタから離れた位置に配置される、請求項１から４の何れか一項に記載の電力変換装置。
6. 前記スイッチ回路は、
   出力端子を挟んで正側電源線および負側電源線の間に直列に接続された正側スイッチング素子および負側スイッチング素子の組を少なくとも１つ、並列に接続してなるものであり、
   前記少なくとも１つのスイッチング素子は、各組における前記正側スイッチング素子および前記負側スイッチング素子のいずれか一方である、請求項１～５のいずれか一項に記載の電力変換装置。
7. 正側電源線および負側電源線の間に並列に接続された複数の前記スイッチ回路と、
   前記正側電源線および前記負側電源線にそれぞれ接続され、前記複数のスイッチ回路それぞれよりも前記第１ＥＭＩフィルタに近い側に設けられた第１端子対と、
   前記正側電源線および前記負側電源線にそれぞれ接続され、前記複数のスイッチ回路それぞれよりも前記第１ＥＭＩフィルタから遠い側に設けられた第２端子対と、
   を有する半導体モジュールを備え、
   前記スナバコンデンサは、前記第２端子対に接続される、請求項１～６のいずれか一項に記載の電力変換装置。