JP7395935B2 - power converter - Google Patents

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Description

この発明は、電力変換装置に関し、特に、複数の半導体モジュールを備える電力変換装置に関する。 The present invention relates to a power conversion device, and particularly to a power conversion device including a plurality of semiconductor modules.

従来、複数の半導体モジュールを備える電力変換装置が知られている(たとえば、特許文献1参照)。 2. Description of the Related Art Conventionally, a power conversion device including a plurality of semiconductor modules is known (for example, see Patent Document 1).

上記特許文献1に開示されている電力変換装置では、正電端子と負電端子との間に、互いに直列に4つのスイッチング素子(以下、スイッチング素子Q1~Q4とする)が接続されている。また、スイッチング素子Q1とスイッチング素子Q2との接続点と、スイッチング素子Q3とスイッチング素子Q4との接続点との間に、互いに直列に2つのスイッチング素子(以下、スイッチング素子Q5およびQ6とする)が接続されている。また、スイッチング素子Q1およびQ2は、1つのモジュール(以下、第1モジュールという)内に収容されている。また、スイッチング素子Q2およびQ3は、1つのモジュール(以下、第2モジュールという)内に収容されている。また、スイッチング素子Q5およびQ6は、1つのモジュール(以下、第3モジュールという)内に収容されている。 In the power conversion device disclosed in Patent Document 1, four switching elements (hereinafter referred to as switching elements Q1 to Q4) are connected in series between a positive terminal and a negative terminal. Further, two switching elements (hereinafter referred to as switching elements Q5 and Q6) are connected in series with each other between the connection point between switching element Q1 and switching element Q2 and the connection point between switching element Q3 and switching element Q4. It is connected. Further, switching elements Q1 and Q2 are housed in one module (hereinafter referred to as a first module). Further, switching elements Q2 and Q3 are housed in one module (hereinafter referred to as a second module). Further, switching elements Q5 and Q6 are housed in one module (hereinafter referred to as a third module).

また、第1モジュールと第2モジュールとの接続点は、中点端子(中間電位)に接続されている。また、第3モジュールに収容されるスイッチング素子Q5とスイッチング素子Q6との接続点は、交流端子に接続されている。これにより、上記特許文献1に開示されている電力変換装置から、3つのレベルの電位(上位電位、中間電位、および、下位電位)の電力が出力される。また、第1~第3モジュールは、互いに同じモジュールから構成されている。つまり、モジュールの耐圧などが互いに等しいと考えられる。 Further, the connection point between the first module and the second module is connected to a midpoint terminal (middle potential). Further, a connection point between switching element Q5 and switching element Q6 housed in the third module is connected to an AC terminal. As a result, the power conversion device disclosed in Patent Document 1 outputs power at three levels of potential (upper potential, intermediate potential, and lower potential). Further, the first to third modules are mutually composed of the same modules. In other words, it is considered that the modules have the same breakdown voltage and the like.

国際公開第2017/141407号International Publication No. 2017/141407

しかしながら、上記特許文献1の記載のような3レベルの電位の電力を出力する電力変換装置において、各モジュールに含まれるスイッチング素子のスイッチングに起因して発生するサージ電圧の大きさは、複数のスイッチング素子の間で異なる。具体的には、スイッチング素子がスイッチングした後の回路における、サージ電圧の要因となるインダクタンス(スイッチング素子を含む一巡の経路(閉回路)の長さ)が、複数のスイッチング素子の間で異なる。ここで、上記特許文献1では、第1~第3モジュールが、互いに同じ耐圧を有するモジュールから構成されている。このため、スイッチング素子に印加される最大のサージ電圧に耐え得るように3つのモジュールを選択した場合、3つのモジュールのうち、いずれかのモジュールの耐圧が必要以上に大きくなる(過剰性能となる)という問題点がある。 However, in a power conversion device that outputs power at three levels of potential as described in Patent Document 1, the magnitude of the surge voltage generated due to the switching of the switching elements included in each module is Varies between elements. Specifically, the inductance (length of a loop path (closed circuit) including the switching element), which is a cause of surge voltage, in the circuit after the switching element has switched differs between the plurality of switching elements. Here, in the above-mentioned Patent Document 1, the first to third modules are composed of modules having the same breakdown voltage. Therefore, if three modules are selected to withstand the maximum surge voltage applied to the switching element, the withstand voltage of one of the three modules will be higher than necessary (excessive performance). There is a problem.

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の1つの目的は、過剰性能となるのを抑制することが可能な電力変換装置を提供することである。 This invention has been made to solve the above-mentioned problems, and one object of the invention is to provide a power conversion device that can suppress excessive performance.

上記目的を達成するために、この発明の一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、上位電位と中間電位とに接続され、少なくとも1つの上位電位スイッチング素子を含む複数の半導体素子を内部に収納する上位電位半導体モジュールと、中間電位と下位電位とに接続され、少なくとも1つの下位電位スイッチング素子を含む複数の半導体素子を内部に収納する下位電位半導体モジュールと、上位電位半導体モジュールと下位電位半導体モジュールとに接続され、複数の中間スイッチング素子を内部に収納する中間半導体モジュールとを備え、中間半導体モジュールの耐圧が、上位電位半導体モジュールの耐圧および下位電位半導体モジュールの耐圧よりも大きくなるように構成されており、上位電位半導体モジュール、下位電位半導体モジュールおよび中間半導体モジュールの各々は、正側端子、負側端子および出力端子を含み、上位電位半導体モジュール、下位電位半導体モジュールおよび中間半導体モジュールが配置される配置面において垂直な方向から見て、中間半導体モジュールの出力端子と、下位半導体モジュールの出力端子とが、隣り合うように、下位電位半導体モジュールおよび中間半導体モジュールが配置されているか、または、中間半導体モジュールの正側端子と、上位半導体モジュールの出力端子とが、隣り合うように、上位電位半導体モジュールおよび中間半導体モジュールが配置されているIn order to achieve the above object, a power conversion device according to one aspect of the present invention is a power conversion device that outputs power at three levels of potential: an upper potential, an intermediate potential, and a lower potential. an upper potential semiconductor module connected to an intermediate potential and housing therein a plurality of semiconductor elements including at least one upper potential switching element; and an upper potential semiconductor module connected to an intermediate potential and a lower potential and including at least one lower potential switching element. The intermediate semiconductor module includes a lower potential semiconductor module housing a plurality of semiconductor elements therein, and an intermediate semiconductor module connected to the upper potential semiconductor module and the lower potential semiconductor module and housing a plurality of intermediate switching elements therein. The breakdown voltage is configured to be larger than the breakdown voltage of the upper potential semiconductor module and the breakdown voltage of the lower potential semiconductor module, and each of the upper potential semiconductor module, the lower potential semiconductor module, and the intermediate semiconductor module has a positive side terminal and a negative side terminal. The output terminal of the intermediate semiconductor module and the output terminal of the lower semiconductor module are connected to each other when viewed from a direction perpendicular to the arrangement plane in which the upper potential semiconductor module, the lower potential semiconductor module, and the intermediate semiconductor module are arranged, including the terminal and the output terminal. , the lower potential semiconductor module and the intermediate semiconductor module are arranged next to each other, or the higher potential semiconductor module and the intermediate semiconductor module are arranged so that the positive side terminal of the intermediate semiconductor module and the output terminal of the upper semiconductor module are adjacent to each other. An intermediate semiconductor module is arranged .

この発明の一の局面による電力変換装置では、上記のように、中間半導体モジュールの耐圧が、上位電位半導体モジュールの耐圧および下位電位半導体モジュールの耐圧よりも大きくなるように構成されており、上位電位半導体モジュール、下位電位半導体モジュールおよび中間半導体モジュールの各々は、正側端子、負側端子および出力端子を含み、上位電位半導体モジュール、下位電位半導体モジュールおよび中間半導体モジュールが配置される配置面において垂直な方向から見て、中間半導体モジュールの出力端子と、下位半導体モジュールの出力端子とが、隣り合うように、下位電位半導体モジュールおよび中間半導体モジュールが配置されているか、または、中間半導体モジュールの正側端子と、上位半導体モジュールの出力端子とが、隣り合うように、上位電位半導体モジュールおよび中間半導体モジュールが配置されている。ここで、中間スイッチング素子をオンからオフにスイッチングした後における、中間スイッチング素子を含む一巡の経路(閉回路)には、中間スイッチング素子に加えて上位電位スイッチング素子(または、下位電位スイッチング素子)が配置されるとともに、中間スイッチング素子と上位電位スイッチング素子(または、下位電位スイッチング素子)とを接続する経路が含まれる。すなわち、一巡の経路に含まれる素子数が比較的多いとともに、一巡の経路の長さが比較的長くなる。このため、中間スイッチング素子をスイッチングした後の一巡の経路のインダクタンスは、上位電位スイッチング素子または下位電位スイッチング素子を含む一巡の経路のインダクタンスよりも大きくなる。その結果、中間スイッチング素子をスイッチングした際に発生するサージ電圧は、上位電位スイッチング素子または下位電位スイッチング素子をオンからオフにスイッチングした際に発生するサージ電圧よりも大きくなる。そこで、上記のように構成することによって、上位電位半導体モジュール、中間半導体モジュール、および、下位電位半導体モジュールの全ての耐圧が比較的大きくされる場合と異なり、電力変換装置が過剰性能となるのを抑制することができる。なお、上位電位スイッチング素子、中間スイッチング素子、および、下位電位スイッチング素子がスイッチングした際の一巡の経路の詳細な説明については後述する。
上記一の局面による電力変換装置において、好ましくは、上位電位半導体モジュール、下位電位半導体モジュールおよび中間半導体モジュールの各々は、上位電位半導体モジュール、下位電位半導体モジュールおよび中間半導体モジュールが配置される配置面において垂直な方向から見て、中間半導体モジュールの出力端子と、下位半導体モジュールの出力端子とが、隣り合うように、下位電位半導体モジュールおよび中間半導体モジュールが直線状に配置されているか、または、中間半導体モジュールの正側端子と、上位半導体モジュールの出力端子とが、隣り合うように、上位電位半導体モジュールおよび中間半導体モジュールが直線状に配置されている。
In the power conversion device according to one aspect of the present invention, as described above, the withstand voltage of the intermediate semiconductor module is configured to be larger than the withstand voltage of the upper potential semiconductor module and the withstand voltage of the lower potential semiconductor module , and the upper potential Each of the semiconductor module, the lower potential semiconductor module, and the intermediate semiconductor module includes a positive terminal, a negative terminal, and an output terminal, and is perpendicular to the arrangement plane in which the upper potential semiconductor module, the lower potential semiconductor module, and the intermediate semiconductor module are arranged. The lower potential semiconductor module and the intermediate semiconductor module are arranged so that the output terminal of the intermediate semiconductor module and the output terminal of the lower semiconductor module are adjacent to each other when viewed from the direction, or the positive side terminal of the intermediate semiconductor module The upper potential semiconductor module and the intermediate semiconductor module are arranged so that the upper potential semiconductor module and the output terminal of the upper semiconductor module are adjacent to each other . Here, after the intermediate switching element is switched from on to off, the loop path (closed circuit) including the intermediate switching element includes an upper potential switching element (or lower potential switching element) in addition to the intermediate switching element. It includes a path connecting the intermediate switching element and the upper potential switching element (or lower potential switching element). That is, the number of elements included in one round path is relatively large, and the length of one round path is relatively long. For this reason, the inductance of one round path after switching the intermediate switching element becomes larger than the inductance of one round path including the upper potential switching element or the lower potential switching element. As a result, the surge voltage generated when switching the intermediate switching element becomes larger than the surge voltage generated when switching the upper potential switching element or the lower potential switching element from on to off. Therefore, by configuring as described above, unlike the case where the withstand voltages of the upper potential semiconductor module, intermediate semiconductor module, and lower potential semiconductor module are all made relatively large, excessive performance of the power conversion device can be prevented. Can be suppressed. Note that a detailed explanation of the route taken when the upper potential switching element, the intermediate switching element, and the lower potential switching element switch will be described later.
In the power conversion device according to the above-described one aspect, preferably , each of the upper potential semiconductor module, the lower potential semiconductor module, and the intermediate semiconductor module is arranged in the arrangement plane on which the upper potential semiconductor module, the lower potential semiconductor module, and the intermediate semiconductor module are arranged. The lower potential semiconductor module and the intermediate semiconductor module are arranged in a straight line so that the output terminal of the intermediate semiconductor module and the output terminal of the lower semiconductor module are adjacent to each other when viewed from the vertical direction, or The upper potential semiconductor module and the intermediate semiconductor module are arranged in a straight line so that the positive side terminal of the module and the output terminal of the upper semiconductor module are adjacent to each other.

上記一の局面による電力変換装置において、好ましくは、中間半導体モジュールの耐圧は、中間スイッチング素子がオンからオフにスイッチングした際のサージ電圧よりも大きい。このように構成すれば、中間スイッチング素子のスイッチングに起因して発生するサージによって中間スイッチング素子が破壊されるのを防止することができる。 In the power conversion device according to the first aspect, preferably, the withstand voltage of the intermediate semiconductor module is higher than the surge voltage when the intermediate switching element is switched from on to off. With this configuration, it is possible to prevent the intermediate switching element from being destroyed by surges generated due to switching of the intermediate switching element.

この場合、好ましくは、中間半導体モジュールの耐圧は、中間スイッチング素子がオンからオフにスイッチングした際の中間スイッチング素子を含む、サージに関わる一巡の経路のインダクタンスに応じて、上位電位半導体モジュールの耐圧および下位電位半導体モジュールの耐圧よりも大きくなるように選択されている。このように構成すれば、中間半導体モジュールの耐圧が一巡の経路のインダクタンスに応じて選定されているので、インダクタンスに対して過度に耐圧が大きい中間半導体モジュールが選択されるのを抑制することができる。その結果、過度に耐圧が大きい中間半導体モジュール(すなわち、大型の中間半導体モジュール)が選択されることに起因して、電力変換装置が大型化するのを抑制することができる。 In this case, preferably, the withstand voltage of the intermediate semiconductor module is determined according to the inductance of a circuit related to the surge including the intermediate switching element when the intermediate switching element is switched from on to off. The voltage is selected to be higher than the withstand voltage of the lower potential semiconductor module. With this configuration, the withstand voltage of the intermediate semiconductor module is selected according to the inductance of the one-round path, so it is possible to suppress the selection of an intermediate semiconductor module whose withstand voltage is excessively large with respect to the inductance. . As a result, it is possible to suppress the power converter from increasing in size due to selection of an intermediate semiconductor module with an excessively high breakdown voltage (that is, a large intermediate semiconductor module).

上記一の局面による電力変換装置において、好ましくは、上位電位半導体モジュール、下位電位半導体モジュール、および、中間半導体モジュールは、各々、正側端子、負側端子および出力端子を含み、上位電位半導体モジュール、下位電位半導体モジュールおよび中間半導体モジュールが配置される配置面に垂直な方向から見て、上位電位半導体モジュールの正側端子、負側端子および出力端子、中間半導体モジュールの正側端子、負側端子および出力端子、および、下位電位半導体モジュールの出力端子、負側端子および正側端子がこの順で、直線上に沿って配置されるように、上位電位半導体モジュール、下位電位半導体モジュールおよび中間半導体モジュールが配置面に配置されている。このように構成すれば、上位電位半導体モジュールの出力端子と中間半導体モジュールの正側端子との間の距離が比較的小さくなるので、これらの端子同士を接続する導体の長さが長くなるのを抑制することができる。また、中間半導体モジュールの負側端子と下位電位半導体モジュールの出力端子との間の距離が比較的小さくなるので、これらの端子同士を接続する導体の長さが長くなるのを抑制することができる。すなわち、導体の長さが長くなることに起因するインダクタンスの増加を抑制することができる。 In the power conversion device according to the above one aspect, preferably, the upper potential semiconductor module, the lower potential semiconductor module, and the intermediate semiconductor module each include a positive terminal, a negative terminal, and an output terminal, and the upper potential semiconductor module, Viewed from the direction perpendicular to the arrangement plane on which the lower potential semiconductor module and the intermediate semiconductor module are arranged, the positive terminal, negative terminal, and output terminal of the upper potential semiconductor module, the positive terminal, negative terminal, and The upper potential semiconductor module, the lower potential semiconductor module, and the intermediate semiconductor module are arranged so that the output terminal, the output terminal, the negative terminal, and the positive terminal of the lower potential semiconductor module are arranged in this order along a straight line. It is placed on the placement surface. With this configuration, the distance between the output terminal of the upper potential semiconductor module and the positive terminal of the intermediate semiconductor module becomes relatively small, so the length of the conductor that connects these terminals becomes long. Can be suppressed. Furthermore, since the distance between the negative terminal of the intermediate semiconductor module and the output terminal of the lower potential semiconductor module is relatively small, it is possible to suppress the length of the conductor connecting these terminals from increasing. . That is, it is possible to suppress an increase in inductance due to an increase in the length of the conductor.

この場合、好ましくは、上位電位半導体モジュールの正側端子に接続される略平板状の正側平板導体と、上位電位半導体モジュールの負側端子と、下位電位半導体モジュールの正側端子とに接続される略平板状の中間平板導体とをさらに備え、正側平板導体は、上位電位半導体モジュールの正側端子の表面上に配置され、中間平板導体は、正側平板導体のうちの、配置面とは反対側の表面上に配置されている。このように構成すれば、正側平板導体と中間平板導体とが互いに対向するように積層されるので、正側平板導体を流れる電流に起因して生じる磁束と、中間平板導体を流れる電流に起因して生じる磁束とを打ち消し合うことができる。その結果、流れる電流の磁束に起因するインダクタンスの増加を抑制することができる。 In this case, preferably, a substantially flat positive flat conductor is connected to the positive terminal of the upper potential semiconductor module, a negative terminal of the upper potential semiconductor module, and a positive terminal of the lower potential semiconductor module. The positive flat plate conductor is arranged on the surface of the positive terminal of the upper potential semiconductor module, and the intermediate flat conductor is arranged on the arrangement surface of the positive flat plate conductor. is placed on the opposite surface. With this configuration, the positive flat conductor and the intermediate flat conductor are stacked so as to face each other, so that the magnetic flux generated due to the current flowing through the positive flat conductor and the magnetic flux generated due to the current flowing through the intermediate flat conductor are It is possible to cancel out the magnetic flux generated by the magnetic flux. As a result, an increase in inductance due to the magnetic flux of the flowing current can be suppressed.

上記正側平板導体と中間平板導体とを備える電力変換装置において、好ましくは、正側平板導体には、正側平板導体孔部が設けられており、中間平板導体は、正側平板導体の正側平板導体孔部を介して、上位電位半導体モジュールの負側端子と、下位電位半導体モジュールの正側端子とに接続されている。このように構成すれば、正側平板導体に中間平板導体を積層した場合でも、正側平板導体の正側平板導体孔部を介して、容易に、中間平板導体と、上位電位半導体モジュールの負側端子および下位電位半導体モジュールの正側端子とを接続することができる。 In the power converter device including the positive flat conductor and the intermediate flat conductor, preferably the positive flat conductor is provided with a positive flat conductor hole, and the intermediate flat conductor is provided with a positive flat conductor hole. It is connected to the negative side terminal of the upper potential semiconductor module and the positive side terminal of the lower potential semiconductor module via the side flat plate conductor hole. With this configuration, even when the intermediate flat conductor is laminated on the positive flat conductor, the intermediate flat conductor and the negative of the upper potential semiconductor module can be easily connected to each other through the positive flat conductor hole of the positive flat conductor. The side terminal and the positive side terminal of the lower potential semiconductor module can be connected.

上記正側平板導体と中間平板導体とを備える電力変換装置において、好ましくは、上位電位半導体モジュールの出力端子と、中間半導体モジュールの正側端子とに接続される略平板状の第1接続平板導体と、下位電位半導体モジュールの出力端子と、中間半導体モジュールの負側端子とに接続される略平板状の第2接続平板導体と、下位電位半導体モジュールの負側端子に接続される略平板状の負側平板導体とをさらに備え、第1接続平板導体、第2接続平板導体および負側平板導体は、中間平板導体の、配置面とは反対側の表面上に互いに隣り合うように配置されている。このように構成すれば、第1接続平板導体、第2接続平板導体および負側平板導体と、中間平板導体とが、互いに対向するように積層されるので、第1接続平板導体、第2接続平板導体および負側平板導体の各々を流れる電流に起因して生じる磁束と、中間平板導体を流れる電流に起因して生じる磁束とを打ち消し合うことができる。その結果、流れる電流の磁束に起因するインダクタンスの増加を抑制することができる。 In the power converter device including the positive flat plate conductor and the intermediate flat conductor, preferably, the first connection flat conductor has a substantially flat plate shape and is connected to the output terminal of the upper potential semiconductor module and the positive terminal of the intermediate semiconductor module. a substantially flat second connecting flat conductor connected to the output terminal of the lower potential semiconductor module and the negative terminal of the intermediate semiconductor module; and a generally flat second connecting flat conductor connected to the negative terminal of the lower potential semiconductor module and a negative flat plate conductor, wherein the first connecting flat conductor, the second connecting flat plate conductor, and the negative flat plate conductor are arranged adjacent to each other on the surface of the intermediate flat conductor opposite to the arrangement surface. There is. With this configuration, the first connecting flat conductor, the second connecting flat conductor, the negative side flat conductor, and the intermediate flat conductor are stacked so as to face each other, so that the first connecting flat conductor, the second connecting flat conductor, and the second connecting flat conductor are stacked so as to face each other. The magnetic flux generated due to the current flowing through each of the flat plate conductor and the negative side flat conductor and the magnetic flux generated due to the current flowing through the intermediate flat plate conductor can be canceled out. As a result, an increase in inductance due to the magnetic flux of the flowing current can be suppressed.

この場合、好ましくは、正側平板導体には、正側平板導体孔部が設けられているとともに、中間平板導体には、中間平板導体孔部が設けられており、第1接続平板導体は、正側平板導体孔部および中間平板導体孔部を介して、上位電位半導体モジュールの出力端子と、中間半導体モジュールの正側端子とに接続され、第2接続平板導体は、正側平板導体孔部および中間平板導体孔部を介して、下位電位半導体モジュールの出力端子と、中間半導体モジュールの負側端子とに接続され、負側平板導体は、正側平板導体孔部および中間平板導体孔部を介して、下位電位半導体モジュールの負側端子に接続されている。このように構成すれば、第1接続平板導体、第2接続平板導体および負側平板導体が、正側平板導体および中間平板導体に積層された場合でも、正側平板導体孔部および中間平板導体孔部を介して、容易に、各導体と各端子とを接続することができる。 In this case, preferably, the positive flat conductor is provided with a positive flat conductor hole, the intermediate flat conductor is provided with an intermediate flat conductor hole, and the first connection flat conductor is The second connecting flat conductor is connected to the output terminal of the upper potential semiconductor module and the positive terminal of the intermediate semiconductor module through the positive flat conductor hole and the intermediate flat conductor hole. The negative side flat conductor is connected to the output terminal of the lower potential semiconductor module and the negative terminal of the intermediate semiconductor module through the intermediate flat conductor hole and the positive flat conductor hole. It is connected to the negative side terminal of the lower potential semiconductor module via the lower potential semiconductor module. With this configuration, even when the first connecting flat conductor, the second connecting flat conductor, and the negative flat conductor are stacked on the positive flat conductor and the intermediate flat conductor, the positive flat conductor hole and the intermediate flat conductor Each conductor and each terminal can be easily connected through the holes.

上記第1接続平板導体と第2接続平板導体と負側平板導体とを備える電力変換装置において、好ましくは、正側平板導体と中間平板導体とに接続される第1コンデンサと、第1コンデンサに直列に接続されるとともに、負側平板導体と中間平板導体とに接続される第2コンデンサとをさらに備え、正側平板導体は、上位電位半導体モジュールの正側端子に接続され配置面に略水平な第1正側導体部分と、第1コンデンサに接続され配置面に略垂直な第2正側導体部分とを含む略L字形状を有し、負側平板導体は、下位電位半導体モジュールの負側端子に接続され配置面に略水平な第1負側導体部分と、第2コンデンサに接続され配置面に略垂直な第2負側導体部分とを含む略L字形状を有し、中間平板導体は、上位電位半導体モジュールの負側端子と下位電位半導体モジュールの正側端子とに接続され配置面に略水平な第1中間導体部分と、第1コンデンサおよび第2コンデンサに接続され配置面に略垂直な第2中間導体部分とを含む略L字形状を有する。このように構成すれば、正側平板導体と、負側平板導体と、中間平板導体とを積層して互いに磁束を打ち消し合いながら(つまり、インダクタンスを低減しながら)、正側平板導体および中間平板導体と第1コンデンサとを接続し、負側平板導体および中間平板導体と第2コンデンサとを接続することができる。 In the power converter device including the first connecting flat conductor, the second connecting flat conductor, and the negative flat conductor, it is preferable that the first capacitor be connected to the positive flat conductor and the intermediate flat conductor; It further includes a second capacitor connected in series and connected to the negative flat plate conductor and the intermediate flat plate conductor, the positive flat plate conductor being connected to the positive terminal of the upper potential semiconductor module and substantially horizontal to the arrangement surface. It has an approximately L-shape including a first positive conductor portion and a second positive conductor portion connected to the first capacitor and approximately perpendicular to the arrangement surface, and the negative flat plate conductor is connected to the negative side of the lower potential semiconductor module. The intermediate flat plate has a substantially L-shape including a first negative conductor portion connected to the side terminal and substantially horizontal to the arrangement surface, and a second negative conductor portion connected to the second capacitor and substantially perpendicular to the arrangement surface. The conductor includes a first intermediate conductor portion that is connected to the negative terminal of the upper potential semiconductor module and a positive terminal of the lower potential semiconductor module and is substantially horizontal to the placement surface, and a first intermediate conductor portion that is connected to the first capacitor and the second capacitor and is parallel to the placement surface. It has a substantially L-shape including a substantially vertical second intermediate conductor portion. With this configuration, the positive flat conductor, the negative flat conductor, and the intermediate flat conductor are laminated, canceling out magnetic flux with each other (that is, reducing inductance), and stacking the positive flat conductor and the intermediate flat conductor. The conductor and the first capacitor can be connected, and the negative flat plate conductor and the intermediate flat plate conductor can be connected to the second capacitor.

上記第1接続平板導体と第2接続平板導体と負側平板導体とを備える電力変換装置において、好ましくは、第1接続平板導体、第2接続平板導体、および、負側平板導体は、配置面に垂直な方向から見て、正側平板導体および中間平板導体にオーバラップするように配置されている。このように構成すれば、第1接続平板導体、第2接続平板導体、および、負側平板導体が、正側平板導体および中間平板導体にオーバラップするように配置されているので、確実に、各導体を流れる電流に起因して発生する磁束同士を打ち消し合うことができる。 In the power converter device including the first connecting flat conductor, the second connecting flat conductor, and the negative flat conductor, preferably, the first connecting flat conductor, the second connecting flat conductor, and the negative flat conductor are arranged on the arrangement surface. When viewed from a direction perpendicular to , the positive flat conductor and the intermediate flat conductor are arranged so as to overlap with each other. With this configuration, the first connecting flat conductor, the second connecting flat conductor, and the negative flat conductor are arranged so as to overlap the positive flat conductor and the intermediate flat conductor, so that it is possible to reliably The magnetic fluxes generated due to the current flowing through each conductor can cancel each other out.

本発明によれば、上記のように、電力変換装置が、過剰性能となるのを抑制することができる。 According to the present invention, as described above, it is possible to suppress excessive performance of the power conversion device.

本実施形態による電力変換装置(電力変換部)の回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram of a power conversion device (power conversion section) according to the present embodiment. 本実施形態による半導体モジュールの上面図である。FIG. 2 is a top view of a semiconductor module according to this embodiment. スイッチング素子Q1がオンの際の電流が流れる経路を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing a path through which current flows when switching element Q1 is on. スイッチング素子Q1がオンからオフにスイッチングした際の電流が流れる経路を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a path through which current flows when switching element Q1 switches from on to off. スイッチング素子Q3がオンの際の電流が流れる経路を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing a path through which current flows when switching element Q3 is on. スイッチング素子Q3がオンからオフにスイッチングした際の電流が流れる経路を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a path through which current flows when switching element Q3 switches from on to off. 本実施形態による電力変換部の斜視図である。FIG. 2 is a perspective view of a power conversion unit according to the present embodiment. 本実施形態による電力変換部の上面図である。FIG. 3 is a top view of the power conversion unit according to the present embodiment. 本実施形態による電力変換部の半導体モジュールを上面から見た図である。FIG. 2 is a top view of the semiconductor module of the power conversion unit according to the present embodiment. 本実施形態による電力変換部(導体)の分解斜視図である。FIG. 2 is an exploded perspective view of a power converter (conductor) according to the present embodiment. 本実施形態による正側平板導体の斜視図である。FIG. 2 is a perspective view of a positive flat plate conductor according to the present embodiment. 本実施形態による負側平板導体の斜視図である。FIG. 3 is a perspective view of the negative flat plate conductor according to the present embodiment. 本実施形態による中間平板導体の斜視図である。FIG. 3 is a perspective view of an intermediate flat conductor according to the present embodiment. 本実施形態による第1接続平板導体の斜視図である。FIG. 3 is a perspective view of a first connected flat conductor according to the present embodiment. 本実施形態による第2接続平板導体の斜視図である。It is a perspective view of the 2nd connection flat conductor by this embodiment.

以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments embodying the present invention will be described based on the drawings.

図1~図15を参照して、本実施形態による電力変換装置100の構成について説明する。 The configuration of a power conversion device 100 according to this embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 15.

図1に示すように、電力変換装置100は、上位電位Pと中間電位Mと下位電位Nとの3つのレベルの電位の電力を出力するように構成されている。なお、電力変換装置100は、たとえば、PCS(Power Conditioning System)として用いられる。電力変換装置100は、太陽電池により生成された直流電力を、3相の交流電力として出力する。電力変換装置100は、電力変換部10を含む。電力変換部10は、各相(U相、V相およびW相)毎に設けられている。以下、1つの電力変換部10の構成について説明する。 As shown in FIG. 1, the power conversion device 100 is configured to output power at three levels of potential: an upper potential P, an intermediate potential M, and a lower potential N. Note that the power conversion device 100 is used, for example, as a PCS (Power Conditioning System). The power conversion device 100 outputs DC power generated by a solar cell as three-phase AC power. Power conversion device 100 includes a power conversion section 10. The power conversion unit 10 is provided for each phase (U phase, V phase, and W phase). The configuration of one power conversion section 10 will be described below.

図1に示すように、電力変換部10は、互いに直列に接続されるスイッチング素子Q1、スイッチング素子Q2、スイッチング素子Q3およびスイッチング素子Q4を含む。スイッチング素子Q1~Q4は、上位電位Pと下位電位Nとの間に接続されている。また、スイッチング素子Q1~Q4には、それぞれ、逆並列にダイオードDが接続されている。なお、スイッチング素子Q1~Q4は、たとえば、シリコン(Si)半導体からなるIGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)である。また、ダイオードDは、シリコン(Si)半導体からなる。なお、スイッチング素子Q1は、特許請求の範囲の「上位電位スイッチング素子」および「半導体素子」の一例である。また、スイッチング素子Q2およびQ3は、特許請求の範囲の「中間スイッチング素子」の一例である。また、スイッチング素子Q4は、特許請求の範囲の「下位電位スイッチング素子」および「半導体素子」の一例である。 As shown in FIG. 1, power conversion unit 10 includes a switching element Q1, a switching element Q2, a switching element Q3, and a switching element Q4 that are connected in series with each other. Switching elements Q1 to Q4 are connected between an upper potential P and a lower potential N. Further, a diode D is connected in antiparallel to each of the switching elements Q1 to Q4. Note that the switching elements Q1 to Q4 are, for example, IGBTs (Insulated Gate Bipolar Transistors) made of silicon (Si) semiconductors. Further, the diode D is made of a silicon (Si) semiconductor. Note that the switching element Q1 is an example of an "upper potential switching element" and a "semiconductor element" in the claims. Furthermore, switching elements Q2 and Q3 are examples of "intermediate switching elements" in the claims. Furthermore, the switching element Q4 is an example of a "lower potential switching element" and a "semiconductor element" in the claims.

また、電力変換部10は、上位電位Pと下位電位Nとの間に、互いに直列に接続されているコンデンサC1およびコンデンサC2を含む。なお、コンデンサC1とコンデンサC2との接続点は、中間電位Mである。コンデンサC1およびコンデンサC2は、スイッチング素子Q1~Q4に対して電気的に並列に接続されている。なお、コンデンサC1およびコンデンサC2は、それぞれ、特許請求の範囲の「第1コンデンサ」および「第2コンデンサ」の一例である。 Furthermore, the power conversion unit 10 includes a capacitor C1 and a capacitor C2 that are connected in series between the upper potential P and the lower potential N. Note that the connection point between the capacitor C1 and the capacitor C2 is at an intermediate potential M. Capacitor C1 and capacitor C2 are electrically connected in parallel to switching elements Q1 to Q4. Note that the capacitor C1 and the capacitor C2 are examples of a "first capacitor" and a "second capacitor" in the claims, respectively.

また、電力変換部10には、スイッチング素子Q1およびスイッチング素子Q2の接続点N1と、スイッチング素子Q3およびスイッチング素子Q4の接続点N2とに電気的に接続されるとともに互いに直列に接続されるダイオードD1およびダイオードD2が設けられている。なお、ダイオードD1およびダイオードD2は、クランプダイオードとして機能する。また、ダイオードD1のアノードが、中間電位Mに電気的に接続されている。また、ダイオードD1のカソードが、接続点N1に電気的に接続されている。ダイオードD2のアノードが、接続点N2に電気的に接続されている。また、ダイオードD2のカソードが、中間電位Mに電気的に接続されている。なお、ダイオードD1およびダイオードD2は、特許請求の範囲の「半導体素子」の一例である。 The power conversion unit 10 also includes a diode D1 that is electrically connected to a connection point N1 between the switching element Q1 and the switching element Q2, and a connection point N2 between the switching element Q3 and the switching element Q4, and is connected in series with each other. and a diode D2. Note that the diode D1 and the diode D2 function as clamp diodes. Further, the anode of the diode D1 is electrically connected to the intermediate potential M. Further, the cathode of the diode D1 is electrically connected to the connection point N1. An anode of diode D2 is electrically connected to connection point N2. Further, the cathode of the diode D2 is electrically connected to the intermediate potential M. Note that the diode D1 and the diode D2 are examples of a "semiconductor element" in the claims.

電力変換部10には、複数の半導体モジュール20(半導体モジュール20a~20c)が設けられている。半導体モジュール20aは、上位電位Pと、中間電位M(コンデンサC1とコンデンサC2との接続点)とに接続されている。また、半導体モジュール20aは、少なくとも1つのスイッチング素子(具体的には、スイッチング素子Q1)と、ダイオードD1とを内部に収納する。なお、ダイオードD1は、IGBTとIGBTに逆並列に接続されたダイオードDとから構成されたスイッチング素子において、ダイオードDのみが機能されることにより構成されている。すなわち、半導体モジュール20aおよび20cは、同一の構造(2つのスイッチング素子を内部に収容する構造、2in1という。)のモジュールから構成されている。なお、ダイオードD1は、ダイオード単体として、半導体モジュール20aに収容されていてもよい。この場合、半導体モジュール20aおよび20cは、互いに異なる構造のモジュールから構成される。なお、半導体モジュール20a、20bおよび20cは、それぞれ、特許請求の範囲の「上位電位半導体モジュール」、「下位電位半導体モジュール」および「中間半導体モジュール」の一例である。 The power conversion section 10 is provided with a plurality of semiconductor modules 20 (semiconductor modules 20a to 20c). The semiconductor module 20a is connected to an upper potential P and an intermediate potential M (the connection point between the capacitor C1 and the capacitor C2). Moreover, the semiconductor module 20a houses at least one switching element (specifically, switching element Q1) and a diode D1 inside. Note that the diode D1 is configured by only the diode D functioning in a switching element configured from an IGBT and a diode D connected in antiparallel to the IGBT. That is, the semiconductor modules 20a and 20c are composed of modules having the same structure (a structure in which two switching elements are housed inside, referred to as 2in1). Note that the diode D1 may be housed in the semiconductor module 20a as a single diode. In this case, the semiconductor modules 20a and 20c are composed of modules having mutually different structures. Note that the semiconductor modules 20a, 20b, and 20c are examples of an "upper potential semiconductor module", "lower potential semiconductor module", and "intermediate semiconductor module" in the claims, respectively.

半導体モジュール20bは、中間電位Mと下位電位Nとに接続されている。また、半導体モジュール20bは、少なくとも1つのスイッチング素子(具体的には、スイッチング素子Q4)と、ダイオードD2とを内部に収納する。なお、ダイオードD2は、IGBTとIGBTに逆並列に接続されたダイオードDとから構成されたスイッチング素子において、ダイオードDのみが機能されることにより構成されている。すなわち、半導体モジュール20bおよび20cは、同一の構造(2つのスイッチング素子を内部に収容する構造)のモジュールから構成されている。なお、ダイオードD2は、ダイオード単体として、半導体モジュール20bに収容されていてもよい。この場合、半導体モジュール20bおよび20cは、互いに異なる構造のモジュールから構成される。 The semiconductor module 20b is connected to an intermediate potential M and a lower potential N. Further, the semiconductor module 20b houses at least one switching element (specifically, the switching element Q4) and a diode D2 therein. Note that the diode D2 is configured by only the diode D functioning in a switching element configured from an IGBT and a diode D connected in antiparallel to the IGBT. That is, the semiconductor modules 20b and 20c are composed of modules having the same structure (a structure in which two switching elements are housed inside). Note that the diode D2 may be housed in the semiconductor module 20b as a single diode. In this case, the semiconductor modules 20b and 20c are composed of modules having mutually different structures.

半導体モジュール20cは、半導体モジュール20aと半導体モジュール20bとに接続されている。また、半導体モジュール20cは、複数のスイッチング素子Q2およびスイッチング素子Q3を内部に収納する。 The semiconductor module 20c is connected to the semiconductor module 20a and the semiconductor module 20b. Further, the semiconductor module 20c houses therein a plurality of switching elements Q2 and a plurality of switching elements Q3.

図2に示すように、半導体モジュール20は、正側端子21と、負側端子22と、出力端子23とを含む。半導体モジュール20の表面において、正側端子21と、負側端子22と、出力端子23とがこの順で、A1方向側からA2方向側に沿って並ぶように配置されている。また、半導体モジュール20は、略直方体形状を有する。また、半導体モジュール20の正側端子21および負側端子22は、それぞれ、コレクタ(C)端子およびエミッタ(E)端子として機能する。また、半導体モジュール20の出力端子23は、半導体モジュール20に含まれる2つのスイッチング素子(たとえば、Q2およびQ3)のうちの一方(Q2)のエミッタ端子でかつ他方(Q3)のコレクタ端子として機能する。 As shown in FIG. 2, the semiconductor module 20 includes a positive terminal 21, a negative terminal 22, and an output terminal 23. On the surface of the semiconductor module 20, the positive terminal 21, the negative terminal 22, and the output terminal 23 are arranged in this order from the A1 direction to the A2 direction. Further, the semiconductor module 20 has a substantially rectangular parallelepiped shape. Further, the positive side terminal 21 and the negative side terminal 22 of the semiconductor module 20 function as a collector (C) terminal and an emitter (E) terminal, respectively. Further, the output terminal 23 of the semiconductor module 20 functions as an emitter terminal of one (Q2) of two switching elements (for example, Q2 and Q3) included in the semiconductor module 20 and a collector terminal of the other (Q3). .

次に、スイッチング素子Q1がオンからオフにスイッチングした際と、スイッチング素子Q3がオンからオフにスイッチングした際との電力変換装置100の動作について説明する。 Next, the operation of the power conversion device 100 when the switching element Q1 is switched from on to off and when the switching element Q3 is switched from on to off will be described.

図3に示すように、スイッチング素子Q1(および、スイッチング素子Q2)がオンの場合、スイッチング素子Q1、スイッチング素子Q2、および、コンデンサC1を介する、電流が流れる経路(以下、経路A1という、図3の太い実線参照)が形成される。次に、図4に示すように、スイッチング素子Q1がオンからオフにスイッチングされることにより、上記の経路A1を流れていた電流は、スイッチング素子Q2およびダイオードD1を介する経路(還流経路、以下、経路A2という、図4の太い点線参照)を流れる。また、スイッチング素子Q1がオフにされているので、スイッチング素子Q1、コンデンサC1およびダイオードD1を介する一巡の経路(以下、経路A3という、図4の太い実線参照)には、電流が流れない一方、経路A3に含まれるインダクタンス(L)により電流を流し続けようとする作用が働く。このため、インダクタンス(L)に起因して、スイッチング素子Q1にサージ電圧Vce1が発生する。サージ電圧Vce1の大きさは、経路A3のインダクタンスに略比例する。 As shown in FIG. 3, when the switching element Q1 (and the switching element Q2) is on, a current flows through the switching element Q1, the switching element Q2, and the capacitor C1 (hereinafter referred to as path A1). (see thick solid line) is formed. Next, as shown in FIG. 4, the switching element Q1 is switched from on to off, so that the current flowing through the above path A1 passes through the switching element Q2 and the diode D1 (hereinafter referred to as a freewheeling path). It flows along route A2 (see thick dotted line in FIG. 4). Furthermore, since the switching element Q1 is turned off, no current flows through the one-way path (hereinafter referred to as path A3, see the thick solid line in FIG. 4) via the switching element Q1, the capacitor C1, and the diode D1. The inductance (L) included in path A3 works to keep the current flowing. Therefore, a surge voltage Vce1 is generated in the switching element Q1 due to the inductance (L). The magnitude of the surge voltage Vce1 is approximately proportional to the inductance of the path A3.

図5に示すように、スイッチング素子Q3(および、スイッチング素子Q2)がオンの場合、スイッチング素子Q3、ダイオードD2、および、コンデンサC1を介する、電流が流れる経路(以下、経路B1という、図5の太い実線参照)が形成される。次に、図6に示すように、スイッチング素子Q3がオンからオフにスイッチングされることにより、上記の経路B1を流れていた電流は、スイッチング素子Q2およびスイッチング素子Q1を介する経路(還流経路、以下、経路B2という、図6の太い点線参照)を流れる。また、スイッチング素子Q3がオフにされているので、スイッチング素子Q1、スイッチング素子Q2、スイッチング素子Q3、ダイオードD2、および、コンデンサC1およびを介する一巡の経路(以下、経路B3という、図6の太い実線参照)には、電流が流れない一方、経路B3に含まれるインダクタンス(L)により電流を流し続けようとする作用が働く。このため、インダクタンス(L)に起因して、スイッチング素子Q3にサージ電圧Vce2が発生する。 As shown in FIG. 5, when switching element Q3 (and switching element Q2) is on, a current flows through a path (hereinafter referred to as path B1) in FIG. 5 via switching element Q3, diode D2, and capacitor C1. (see thick solid line) is formed. Next, as shown in FIG. 6, the switching element Q3 is switched from on to off, so that the current flowing through the above path B1 is transferred to a path (reflux path, hereinafter referred to as a freewheeling path) via the switching element Q2 and the switching element Q1. , route B2 (see thick dotted line in FIG. 6). Furthermore, since the switching element Q3 is turned off, a loop path (hereinafter referred to as path B3, indicated by the thick solid line in FIG. 6) via the switching element Q1, the switching element Q2, the switching element Q3, the diode D2, and the capacitor C1 (see), while no current flows, the inductance (L) included in path B3 acts to keep the current flowing. Therefore, a surge voltage Vce2 is generated in the switching element Q3 due to the inductance (L).

ここで、スイッチング素子Q3がオフされることにより形成される一巡の経路B3の経路長は、スイッチング素子Q1がオフされることにより形成される一巡の経路A3の経路長よりも長くなる。具体的には、経路B3は、経路A3と比較して、スイッチング素子Q1とスイッチング素子Q2とを接続する第1接続平板導体70(図1参照)と、スイッチング素子Q3とスイッチング素子Q4(ダイオードD2)とを接続する第2接続平板導体80(図1参照)とが余分に付加されている。また、経路B3に存在するスイッチング素子の数は3つ(Q1~Q3)であり、経路A3に存在するスイッチング素子(Q1)の数(1つ)よりも多い。このため、経路B3のインダクタンスは、経路A3のインダクタンスよりも大きくなる。たとえば、経路B3のインダクタンスは、経路A3のインダクタンスに対して、約2.5倍程度大きくなる。その結果、スイッチング素子Q3がオフされることによりスイッチング素子Q3に発生するサージ電圧Vce2は、スイッチング素子Q1がオフされることによりスイッチング素子Q1に発生するサージ電圧Vce1よりも大きくなる。 Here, the path length of one round path B3 formed by turning off switching element Q3 is longer than the path length of one round path A3 formed when switching element Q1 is turned off. Specifically, compared to the path A3, the path B3 connects the first connecting flat conductor 70 (see FIG. 1) that connects the switching element Q1 and the switching element Q2, and the switching element Q3 and the switching element Q4 (the diode D2). ) is additionally added as a second connecting flat conductor 80 (see FIG. 1). Further, the number of switching elements present in path B3 is three (Q1 to Q3), which is greater than the number (one) of switching elements (Q1) present in path A3. Therefore, the inductance of path B3 becomes larger than the inductance of path A3. For example, the inductance of path B3 is about 2.5 times larger than the inductance of path A3. As a result, the surge voltage Vce2 generated in the switching element Q3 when the switching element Q3 is turned off becomes larger than the surge voltage Vce1 generated in the switching element Q1 when the switching element Q1 is turned off.

そこで、本実施形態では、電力変換装置100は、半導体モジュール20cの耐圧が、半導体モジュール20aの耐圧、および、半導体モジュール20bの耐圧よりも大きくなるように構成されている。たとえば、半導体モジュール20cの耐圧は、約1700Vであり、半導体モジュール20aの耐圧、および、半導体モジュール20bの耐圧は、約1200Vである。 Therefore, in this embodiment, the power conversion device 100 is configured such that the breakdown voltage of the semiconductor module 20c is higher than the breakdown voltage of the semiconductor module 20a and the breakdown voltage of the semiconductor module 20b. For example, the breakdown voltage of the semiconductor module 20c is about 1700V, and the breakdown voltage of the semiconductor module 20a and the semiconductor module 20b are about 1200V.

なお、スイッチング素子Q4がオンからオフにスイッチングされた場合の、一巡の経路の長さ(インダクタンス)は、上記経路A3の長さ(インダクタンス)と同様である。また、スイッチング素子Q2がオンからオフにスイッチングされた場合の、一巡の経路の長さ(インダクタンス)は、上記経路B3の長さ(インダクタンス)と同様である。 Note that the length (inductance) of one round path when the switching element Q4 is switched from on to off is the same as the length (inductance) of the path A3. Further, the length (inductance) of one round path when the switching element Q2 is switched from on to off is the same as the length (inductance) of the path B3.

また、本実施形態では、半導体モジュール20cの耐圧は、スイッチング素子Q2またはQ3がオンからオフにスイッチングした際のサージ電圧Vce2(たとえば、1300V程度)よりも大きい。そして、半導体モジュール20cの耐圧は、スイッチング素子Q2またはQ3がオンからオフにスイッチングした際のスイッチング素子Q2またはQ3を含む、サージに関わる一巡の経路B3のインダクタンスに応じて、半導体モジュール20aの耐圧、および、半導体モジュール20bの耐圧よりも大きくなるように選択されている。 Further, in this embodiment, the breakdown voltage of the semiconductor module 20c is higher than the surge voltage Vce2 (for example, about 1300 V) when the switching element Q2 or Q3 is switched from on to off. The breakdown voltage of the semiconductor module 20c is determined depending on the inductance of the circuit path B3 related to the surge, including the switching element Q2 or Q3 when the switching element Q2 or Q3 is switched from on to off. Also, the voltage is selected to be higher than the breakdown voltage of the semiconductor module 20b.

次に、スイッチング素子Q1~Q4の損失について説明する。半導体モジュール20cの耐圧が、半導体モジュール20aおよび半導体モジュール20bの耐圧よりも大きくされることにより、半導体モジュール20cの導通損失が大きくなる。一方、PCSなどにおいては、力率が1の付近で動作されるため、半導体モジュール20cのスイッチングの回数が少ない。これにより、半導体モジュール20cのスイッチング損失は、小さい。一方、半導体モジュール20aおよび半導体モジュール20bのスイッチング損失は、大きい。これにより、半導体モジュール20cの導通損失が大きくても、半導体モジュール20cの全損失と、半導体モジュール20aおよび半導体モジュール20bの各々の全損失との差は、比較的小さい。すなわち、半導体モジュール20cの耐圧を大きくすることに起因する損失に対する影響は、比較的小さい。 Next, losses in the switching elements Q1 to Q4 will be explained. By making the breakdown voltage of the semiconductor module 20c larger than the breakdown voltages of the semiconductor module 20a and the semiconductor module 20b, the conduction loss of the semiconductor module 20c increases. On the other hand, in a PCS or the like, since the power factor is operated near 1, the number of times the semiconductor module 20c is switched is small. Thereby, the switching loss of the semiconductor module 20c is small. On the other hand, the switching loss of the semiconductor module 20a and the semiconductor module 20b is large. As a result, even if the conduction loss of the semiconductor module 20c is large, the difference between the total loss of the semiconductor module 20c and the total loss of each of the semiconductor module 20a and the semiconductor module 20b is relatively small. That is, the influence on loss caused by increasing the withstand voltage of the semiconductor module 20c is relatively small.

次に、電力変換装置100の具体的な構造について説明する。 Next, a specific structure of the power conversion device 100 will be explained.

図7および図8に示すように、電力変換部10は、冷却部30を備えている。冷却部30は、略平板形状の冷却部本体部31と、冷却部本体部31から下方(Z2方向側)に延びる放熱フィン32とを含む。また、複数の半導体モジュール20は、冷却部本体部31の上方(Z1方向側)の表面31a上に配置されている。なお、表面31aは、特許請求の範囲の「配置面」の一例である。 As shown in FIGS. 7 and 8, the power conversion section 10 includes a cooling section 30. The cooling unit 30 includes a cooling unit main body 31 having a substantially flat plate shape, and radiation fins 32 extending downward (in the Z2 direction) from the cooling unit main body 31. Further, the plurality of semiconductor modules 20 are arranged on the upper surface 31a (Z1 direction side) of the cooling unit main body 31. Note that the surface 31a is an example of an "arrangement surface" in the claims.

本実施形態では、図9に示すように、冷却部本体部31の表面31aに垂直な方向(Z方向)から見て、半導体モジュール20aの正側端子21、負側端子22および出力端子23、半導体モジュール20cの正側端子21、負側端子22および出力端子23、および、半導体モジュール20bの出力端子23、負側端子22および正側端子21がこの順で、直線L1上に沿って配置されるように、半導体モジュール20a、半導体モジュール20bおよび半導体モジュール20cが表面31aに配置されている。半導体モジュール20a、半導体モジュール20bおよび半導体モジュール20cは、各相毎に3並列分設けられている。すなわち、9並列分の電力変換部10が設けられている。そして、9並列分の電力変換部10の半導体モジュール20a~20cは、全て、上記のような順に各端子(正側端子21、負側端子22および出力端子23)が配置されている。なお、直線L1は、X方向に沿っている。 In this embodiment, as shown in FIG. 9, the positive terminal 21, the negative terminal 22, the output terminal 23, and The positive terminal 21, negative terminal 22, and output terminal 23 of the semiconductor module 20c, and the output terminal 23, negative terminal 22, and positive terminal 21 of the semiconductor module 20b are arranged in this order along the straight line L1. Semiconductor module 20a, semiconductor module 20b, and semiconductor module 20c are arranged on surface 31a so as to be shown in FIG. Three semiconductor modules 20a, 20b, and 20c are provided in parallel for each phase. That is, nine parallel power conversion units 10 are provided. In all of the nine parallel semiconductor modules 20a to 20c of the power conversion section 10, the respective terminals (the positive terminal 21, the negative terminal 22, and the output terminal 23) are arranged in the above order. Note that the straight line L1 is along the X direction.

また、本実施形態では、図7、図8および図10に示すように、電力変換装置100は、略平板状の正側平板導体40を備えている。正側平板導体40は、半導体モジュール20aの正側端子21に接続されている。また、正側平板導体40は、9並列分の半導体モジュール20aの正側端子21の全てに接続されている。正側平板導体40は、半導体モジュール20aの正側端子21の表面上(直上)に配置されている。また、正側平板導体40は、半導体モジュール20aの正側端子21に、ネジなどにより直接接続されている。また、正側平板導体40は、たとえば、銅バーからなる。また、正側平板導体40は、複数(9並列分)の半導体モジュール20aの各々の正側端子21を亘るように配置されている。 Further, in this embodiment, as shown in FIGS. 7, 8, and 10, the power conversion device 100 includes a substantially flat positive flat conductor 40. The positive flat conductor 40 is connected to the positive terminal 21 of the semiconductor module 20a. Further, the positive flat plate conductor 40 is connected to all of the positive terminals 21 of the nine parallel semiconductor modules 20a. The positive flat conductor 40 is arranged on the surface (directly above) of the positive terminal 21 of the semiconductor module 20a. Further, the positive flat plate conductor 40 is directly connected to the positive terminal 21 of the semiconductor module 20a with a screw or the like. Further, the positive flat conductor 40 is made of, for example, a copper bar. Moreover, the positive side flat conductor 40 is arranged so as to extend across the positive side terminals 21 of each of the plurality of (nine parallel) semiconductor modules 20a.

また、本実施形態では、電力変換装置100は、略平板状の中間平板導体50を備えている。中間平板導体50は、半導体モジュール20aの負側端子22と、半導体モジュール20bの正側端子21とに接続されている。また、中間平板導体50は、9並列分の、半導体モジュール20aの負側端子22と、半導体モジュール20bの正側端子21とに接続されている。また、中間平板導体50は、たとえば、銅バーからなる。そして、中間平板導体50は、正側平板導体40のうちの、半導体モジュール20a、半導体モジュール20bおよび半導体モジュール20cが配置される表面31aとは反対側(Z1方向側)の表面上に配置されている。また、中間平板導体50は、複数(9並列分)の、半導体モジュール20aの負側端子22と、半導体モジュール20bの正側端子21とを亘るように配置されている。 Further, in this embodiment, the power conversion device 100 includes a substantially flat intermediate plate conductor 50. The intermediate flat conductor 50 is connected to the negative terminal 22 of the semiconductor module 20a and the positive terminal 21 of the semiconductor module 20b. Further, the intermediate flat conductor 50 is connected to the negative side terminals 22 of the semiconductor modules 20a and the positive side terminals 21 of the semiconductor modules 20b in nine parallels. Further, the intermediate flat conductor 50 is made of, for example, a copper bar. The intermediate flat conductor 50 is arranged on the surface of the positive flat conductor 40 on the opposite side (Z1 direction side) from the surface 31a on which the semiconductor module 20a, the semiconductor module 20b, and the semiconductor module 20c are arranged. There is. Moreover, the intermediate flat conductor 50 is arranged so as to span the negative side terminals 22 of the semiconductor modules 20a and the positive side terminals 21 of the semiconductor modules 20b, which are plural (nine parallel).

また、正側平板導体40と中間平板導体50との間には、絶縁紙60aが設けられている。これにより、正側平板導体40と中間平板導体50とが、絶縁紙60aによって絶縁される。 Further, an insulating paper 60a is provided between the positive flat conductor 40 and the intermediate flat conductor 50. Thereby, the positive flat conductor 40 and the intermediate flat conductor 50 are insulated by the insulating paper 60a.

また、本実施形態では、図10に示すように、正側平板導体40には、孔部41が設けられている。そして、中間平板導体50は、正側平板導体40の孔部41(および絶縁紙60aの孔部61a)を介して、半導体モジュール20aの負側端子22と、半導体モジュール20bの正側端子21とにネジなどにより接続されている。具体的には、孔部41は、複数設けられている。また、孔部41は、略長方形形状を有する。なお、孔部41は、特許請求の範囲の「正側平板導体孔部」の一例である。 Further, in this embodiment, as shown in FIG. 10, the positive flat plate conductor 40 is provided with a hole 41. The intermediate flat conductor 50 connects the negative terminal 22 of the semiconductor module 20a and the positive terminal 21 of the semiconductor module 20b through the hole 41 of the positive flat conductor 40 (and the hole 61a of the insulating paper 60a). It is connected with screws etc. Specifically, a plurality of holes 41 are provided. Moreover, the hole 41 has a substantially rectangular shape. Note that the hole 41 is an example of a "positive side flat conductor hole" in the claims.

また、図10に示すように、電力変換装置100は、略平板状の第1接続平板導体70を備えている。第1接続平板導体70は、半導体モジュール20aの出力端子23と、半導体モジュール20cの正側端子21とに接続されている。また、第1接続平板導体70は、たとえば、銅バーからなる。また、第1接続平板導体70は、複数(3並列分)の、半導体モジュール20aの出力端子23および半導体モジュール20cの正側端子21を亘るように配置されている。このため、第1接続平板導体70は、3つ設けられている。 Further, as shown in FIG. 10, the power conversion device 100 includes a first connecting flat conductor 70 having a substantially flat plate shape. The first connecting flat conductor 70 is connected to the output terminal 23 of the semiconductor module 20a and the positive terminal 21 of the semiconductor module 20c. Further, the first connecting flat conductor 70 is made of, for example, a copper bar. Further, the first connection flat conductor 70 is arranged so as to extend across a plurality (three parallel) of the output terminal 23 of the semiconductor module 20a and the positive terminal 21 of the semiconductor module 20c. Therefore, three first connection flat conductors 70 are provided.

また、図10に示すように、電力変換装置100は、略平板状の第2接続平板導体80を備えている。第2接続平板導体80は、半導体モジュール20bの出力端子23と、半導体モジュール20cの負側端子22とに接続されている。また、第2接続平板導体80は、たとえば、銅バーからなる。また、第2接続平板導体80は、複数(3並列分)の、半導体モジュール20bの出力端子23および半導体モジュール20cの負側端子22を亘るように配置されている。このため、第2接続平板導体80は、3つ設けられている。 Further, as shown in FIG. 10, the power conversion device 100 includes a second connecting flat conductor 80 having a substantially flat plate shape. The second connecting flat conductor 80 is connected to the output terminal 23 of the semiconductor module 20b and the negative terminal 22 of the semiconductor module 20c. Further, the second connecting flat conductor 80 is made of, for example, a copper bar. Further, the second connecting flat conductor 80 is arranged so as to extend across a plurality (three parallel) of the output terminal 23 of the semiconductor module 20b and the negative terminal 22 of the semiconductor module 20c. Therefore, three second connecting flat conductors 80 are provided.

また、図10に示すように、電力変換装置100は、略平板状の負側平板導体90を備えている。負側平板導体90は、半導体モジュール20bの負側端子22に接続されている。また、負側平板導体90は、たとえば、銅バーからなる。また、負側平板導体90は、複数(9並列分)の半導体モジュール20bの負側端子22を亘るように配置されている。 Further, as shown in FIG. 10, the power conversion device 100 includes a negative flat plate conductor 90 having a substantially flat plate shape. The negative flat plate conductor 90 is connected to the negative terminal 22 of the semiconductor module 20b. Further, the negative flat plate conductor 90 is made of, for example, a copper bar. Further, the negative flat plate conductor 90 is arranged to extend across the negative terminals 22 of a plurality of (nine parallel) semiconductor modules 20b.

そして、本実施形態では、図7、図8および図10に示すように、第1接続平板導体70、第2接続平板導体80および負側平板導体90は、中間平板導体50の、表面31aとは反対側(Z1方向側)の表面上に互いに隣り合うように配置されている。具体的には、第1接続平板導体70、第2接続平板導体80および負側平板導体90がこの順で、X1方向側からX2方向側に向かって配置されている。また、第1接続平板導体70と第2接続平板導体80との間、および、第2接続平板導体80と負側平板導体90との間には、各々、隙間が設けられている。また、第1接続平板導体70、第2接続平板導体80および負側平板導体90は、互いの高さ位置が略同じになるように、同一平面上に配置されている。 In this embodiment, as shown in FIGS. 7, 8, and 10, the first connecting flat conductor 70, the second connecting flat conductor 80, and the negative flat conductor 90 are connected to the surface 31a of the intermediate flat conductor 50. are arranged adjacent to each other on the opposite surface (Z1 direction side). Specifically, the first connecting flat conductor 70, the second connecting flat conductor 80, and the negative flat conductor 90 are arranged in this order from the X1 direction toward the X2 direction. Furthermore, gaps are provided between the first connecting flat conductor 70 and the second connecting flat conductor 80 and between the second connecting flat conductor 80 and the negative flat conductor 90, respectively. Further, the first connecting flat conductor 70, the second connecting flat conductor 80, and the negative flat conductor 90 are arranged on the same plane so that their height positions are substantially the same.

また、図10に示すように、第1接続平板導体70、第2接続平板導体80および負側平板導体90と、中間平板導体50との間には、絶縁紙60bが設けられている。これにより、第1接続平板導体70、第2接続平板導体80および負側平板導体90と、中間平板導体50が、絶縁紙60bによって絶縁される。また、絶縁紙60bには、孔部61bが設けられている。 Further, as shown in FIG. 10, an insulating paper 60b is provided between the first connecting flat conductor 70, the second connecting flat conductor 80, the negative side flat conductor 90, and the intermediate flat conductor 50. Thereby, the first connection flat conductor 70, the second connection flat conductor 80, the negative side flat conductor 90, and the intermediate flat conductor 50 are insulated by the insulating paper 60b. Further, the insulating paper 60b is provided with a hole 61b.

また、本実施形態では、正側平板導体40には、孔部41が設けられているとともに、中間平板導体50には、孔部51が設けられている。そして、第1接続平板導体70は、正側平板導体40の孔部41および中間平板導体50の孔部51(および、絶縁紙60aの孔部61aと絶縁紙60bの孔部61b)を介して、半導体モジュール20aの出力端子23と、半導体モジュール20cの正側端子21とにネジなどにより接続されている。また、第2接続平板導体80は、正側平板導体40の孔部41および中間平板導体50の孔部51(および、絶縁紙60aの孔部61aと絶縁紙60bの孔部61b)を介して、半導体モジュール20bの出力端子23と、半導体モジュール20cの負側端子22とにネジなどにより接続されている。負側平板導体90は、正側平板導体40の孔部41および中間平板導体50の孔部51(および、絶縁紙60aの孔部61aと絶縁紙60bの孔部61b)を介して、半導体モジュール20bの負側端子22にネジなどにより接続されている。なお、孔部51は、特許請求の範囲の「中間平板導体孔部」の一例である。 Further, in this embodiment, the positive flat conductor 40 is provided with a hole 41, and the intermediate flat conductor 50 is provided with a hole 51. Then, the first connection flat conductor 70 is connected through the hole 41 of the positive flat conductor 40 and the hole 51 of the intermediate flat conductor 50 (and the hole 61a of the insulating paper 60a and the hole 61b of the insulating paper 60b). , are connected to the output terminal 23 of the semiconductor module 20a and the positive side terminal 21 of the semiconductor module 20c by screws or the like. Further, the second connection flat conductor 80 is connected through the hole 41 of the positive flat conductor 40 and the hole 51 of the intermediate flat conductor 50 (and the hole 61a of the insulating paper 60a and the hole 61b of the insulating paper 60b). , are connected to the output terminal 23 of the semiconductor module 20b and the negative terminal 22 of the semiconductor module 20c by screws or the like. The negative flat conductor 90 is connected to the semiconductor module through the hole 41 of the positive flat conductor 40 and the hole 51 of the intermediate flat conductor 50 (and the hole 61a of the insulating paper 60a and the hole 61b of the insulating paper 60b). It is connected to the negative side terminal 22 of 20b with a screw or the like. Note that the hole 51 is an example of an "intermediate flat conductor hole" in the claims.

また、図7に示すように、コンデンサC1は、正側平板導体40と中間平板導体50とに接続されている。また、コンデンサC2は、コンデンサC1に直列に接続されているとともに、負側平板導体90と中間平板導体50とに接続されている。 Further, as shown in FIG. 7, the capacitor C1 is connected to the positive flat conductor 40 and the intermediate flat conductor 50. Further, the capacitor C2 is connected in series to the capacitor C1, and is also connected to the negative flat conductor 90 and the intermediate flat conductor 50.

ここで、本実施形態では、図11に示すように、正側平板導体40は、表面31aに略水平な第1正側導体部分42と、表面31aに略垂直な第2正側導体部分43とを含む略L字形状を有する。第1正側導体部分42は、半導体モジュール20aの正側端子21に接続されている。また、第2正側導体部分43は、コンデンサC1に接続されている。 In this embodiment, as shown in FIG. 11, the positive flat conductor 40 includes a first positive conductor portion 42 that is substantially horizontal to the surface 31a, and a second positive conductor portion 43 that is substantially perpendicular to the surface 31a. It has a substantially L-shape including. The first positive conductor portion 42 is connected to the positive terminal 21 of the semiconductor module 20a. Further, the second positive conductor portion 43 is connected to the capacitor C1.

また、本実施形態では、図12に示すように、負側平板導体90は、表面31aに略水平な第1負側導体部分92と、表面31aに略垂直な第2負側導体部分93とを含む略L字形状を有する。第1負側導体部分92は、半導体モジュール20bの負側端子22に接続されている。また、第2負側導体部分93は、コンデンサC2に接続されている。 Further, in this embodiment, as shown in FIG. 12, the negative flat plate conductor 90 has a first negative conductor portion 92 that is approximately horizontal to the surface 31a, and a second negative conductor portion 93 that is approximately perpendicular to the surface 31a. It has an approximately L-shape that includes. The first negative conductor portion 92 is connected to the negative terminal 22 of the semiconductor module 20b. Further, the second negative conductor portion 93 is connected to the capacitor C2.

また、本実施形態では、図13に示すように、中間平板導体50は、表面31aに略水平な第1中間導体部分52と、表面31aに略垂直な第2中間導体部分53とを含む略L字形状を有する。第1中間導体部分52は、半導体モジュール20aの負側端子22と半導体モジュール20bの正側端子21とに接続されている。第2中間導体部分53は、コンデンサC1およびコンデンサC2に接続されている。 Further, in this embodiment, as shown in FIG. 13, the intermediate flat conductor 50 includes a first intermediate conductor portion 52 that is approximately horizontal to the surface 31a, and a second intermediate conductor portion 53 that is approximately perpendicular to the surface 31a. It has an L-shape. The first intermediate conductor portion 52 is connected to the negative terminal 22 of the semiconductor module 20a and the positive terminal 21 of the semiconductor module 20b. The second intermediate conductor portion 53 is connected to capacitor C1 and capacitor C2.

具体的には、図10に示すように、負側平板導体90の第2負側導体部分93と、中間平板導体50の第2中間導体部分53と、正側平板導体40の第2正側導体部分43とが、X1方向側からX2方向側に向かって積層されている。そして、コンデンサC1の正側端子(図示せず)が、正側平板導体40の第2正側導体部分43にネジなどにより接続されている。また、コンデンサC1の負側端子(図示せず)が、中間平板導体50の第2中間導体部分53にネジなどにより接続されている。また、コンデンサC2の正側端子(図示せず)が、中間平板導体50の第2中間導体部分53にネジなどにより接続されている。また、コンデンサC2の負側端子(図示せず)が、負側平板導体90の第2負側導体部分93にネジなどにより接続されている。 Specifically, as shown in FIG. 10, the second negative conductor portion 93 of the negative flat conductor 90, the second intermediate conductor portion 53 of the intermediate flat conductor 50, and the second positive side The conductor portions 43 are stacked from the X1 direction side toward the X2 direction side. A positive terminal (not shown) of the capacitor C1 is connected to a second positive conductor portion 43 of the positive flat plate conductor 40 by a screw or the like. Further, a negative terminal (not shown) of the capacitor C1 is connected to the second intermediate conductor portion 53 of the intermediate flat conductor 50 by a screw or the like. Further, a positive terminal (not shown) of the capacitor C2 is connected to the second intermediate conductor portion 53 of the intermediate flat conductor 50 by a screw or the like. Further, a negative terminal (not shown) of the capacitor C2 is connected to a second negative conductor portion 93 of the negative flat plate conductor 90 by a screw or the like.

また、正側平板導体40の孔部41(図11参照)、負側平板導体90の孔部91(図12参照)、中間平板導体50の孔部51(図13参照)、第1接続平板導体70の孔部71(図14参照)、および、第2接続平板導体80の孔部81(図15参照)は、各々、絶縁距離を確保するために設けられている。 Also, the hole 41 of the positive flat conductor 40 (see FIG. 11), the hole 91 of the negative flat conductor 90 (see FIG. 12), the hole 51 of the intermediate flat conductor 50 (see FIG. 13), and the first connection flat plate. The hole 71 of the conductor 70 (see FIG. 14) and the hole 81 of the second connecting flat conductor 80 (see FIG. 15) are each provided to ensure an insulation distance.

また、本実施形態では、図8に示すように、第1接続平板導体70、第2接続平板導体80、および、負側平板導体90は、表面31aに垂直な方向から見て、正側平板導体40および中間平板導体50にオーバラップするように配置されている。具体的には、第1接続平板導体70の略全面、第2接続平板導体80の略全面、および、負側平板導体90の第1負側導体部分92の略全面が、表面31aに垂直な方向から見て、正側平板導体40の第1正側導体部分42、および中間平板導体50の第1中間導体部分52にオーバラップしている。 Moreover, in this embodiment, as shown in FIG. It is arranged so as to overlap the conductor 40 and the intermediate flat conductor 50. Specifically, substantially the entire surface of the first connecting flat conductor 70, substantially the entire surface of the second connecting flat conductor 80, and approximately the entire surface of the first negative conductor portion 92 of the negative flat conductor 90 are perpendicular to the surface 31a. When viewed from the direction, the first positive conductor portion 42 of the positive flat conductor 40 and the first intermediate conductor portion 52 of the intermediate flat conductor 50 overlap.

[本実施形態の効果]
本実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
[Effects of this embodiment]
In this embodiment, the following effects can be obtained.

本実施形態では、上記のように、半導体モジュール20cの耐圧が、半導体モジュール20aおよび半導体モジュール20bの耐圧よりも大きくなるように構成されている。ここで、スイッチング素子Q3(Q2)をオンからオフにスイッチングした後における、スイッチング素子Q3(Q2)を含む一巡の経路(閉回路)には、スイッチング素子Q3(Q2)に加えてスイッチング素子Q1(Q4)が配置されるとともに、スイッチング素子Q3(Q2)とスイッチング素子Q1(Q4)とを接続する経路が含まれる。すなわち、一巡の経路に含まれる素子数が比較的多いとともに、一巡の経路の長さが比較的長くなる。このため、スイッチング素子Q3(Q2)をスイッチングした後の一巡の経路のインダクタンスは、スイッチング素子Q1またはスイッチング素子Q4を含む一巡の経路のインダクタンスよりも大きくなる。その結果、スイッチング素子Q3(Q2)をスイッチングした際に発生するサージ電圧は、スイッチング素子Q1またはスイッチング素子Q4をオンからオフにスイッチングした際に発生するサージ電圧よりも大きくなる。そこで、上記のように構成することによって、半導体モジュール20a~20cの全ての耐圧が比較的大きくされる場合と異なり、電力変換装置100が過剰性能となるのを抑制することができる。 In this embodiment, as described above, the breakdown voltage of the semiconductor module 20c is configured to be higher than the breakdown voltages of the semiconductor module 20a and the semiconductor module 20b. Here, after switching the switching element Q3 (Q2) from on to off, the loop path (closed circuit) including the switching element Q3 (Q2) includes the switching element Q1 ( Q4) is arranged, and a path connecting switching element Q3 (Q2) and switching element Q1 (Q4) is included. That is, the number of elements included in one round path is relatively large, and the length of one round path is relatively long. Therefore, the inductance of the one-turn path after switching the switching element Q3 (Q2) becomes larger than the inductance of the one-turn path including the switching element Q1 or the switching element Q4. As a result, the surge voltage generated when switching the switching element Q3 (Q2) is larger than the surge voltage generated when switching the switching element Q1 or the switching element Q4 from on to off. Therefore, by configuring as described above, unlike the case where the breakdown voltages of all the semiconductor modules 20a to 20c are made relatively large, it is possible to suppress excessive performance of the power conversion device 100.

また、本実施形態では、上記のように、半導体モジュール20cの耐圧は、スイッチング素子Q3(Q2)がオンからオフにスイッチングした際のサージ電圧よりも大きい。これにより、スイッチング素子Q3(Q2)のスイッチングに起因して発生するサージによってスイッチング素子Q3(Q2)が破壊されるのを防止することができる。 Furthermore, in this embodiment, as described above, the breakdown voltage of the semiconductor module 20c is higher than the surge voltage when the switching element Q3 (Q2) is switched from on to off. Thereby, it is possible to prevent the switching element Q3 (Q2) from being destroyed by a surge generated due to switching of the switching element Q3 (Q2).

また、本実施形態では、上記のように、半導体モジュール20cの耐圧は、スイッチング素子Q3(Q2)がオンからオフにスイッチングした際のスイッチング素子Q3(Q2)を含むサージに関わる一巡の経路のインダクタンスに応じて、半導体モジュール20aの耐圧および半導体モジュール20bの耐圧よりも大きくなるように選択されている。これにより、スイッチング素子Q3(Q2)の耐圧が一巡の経路のインダクタンスに応じて選定されているので、インダクタンスに対して過度に耐圧が大きい半導体モジュール20cが選択されるのを抑制することができる。その結果、過度に耐圧が大きい半導体モジュール20c(すなわち、大型の半導体モジュール20c)が選択されることに起因して、電力変換装置100が大型化するのを抑制することができる。 Further, in this embodiment, as described above, the withstand voltage of the semiconductor module 20c is determined by the inductance of the circuit path related to the surge including the switching element Q3 (Q2) when the switching element Q3 (Q2) is switched from on to off. Accordingly, the breakdown voltage is selected to be higher than the breakdown voltage of the semiconductor module 20a and the breakdown voltage of the semiconductor module 20b. Thereby, the breakdown voltage of the switching element Q3 (Q2) is selected according to the inductance of the one-round path, so it is possible to prevent the semiconductor module 20c having an excessively large breakdown voltage with respect to the inductance from being selected. As a result, it is possible to suppress the power conversion device 100 from increasing in size due to the selection of the semiconductor module 20c having an excessively high breakdown voltage (that is, the large semiconductor module 20c).

また、本実施形態では、上記のように、半導体モジュール20a、半導体モジュール20bおよび半導体モジュール20cが配置される表面31aに垂直な方向から見て、半導体モジュール20aの正側端子21、負側端子22および出力端子23、半導体モジュール20cの正側端子21、負側端子22および出力端子23、および、半導体モジュール20bの出力端子23、負側端子22および正側端子21がこの順で、直線L1上に沿って配置されるように、半導体モジュール20a、半導体モジュール20bおよび半導体モジュール20cが表面31aに配置されている。これにより、半導体モジュール20aの出力端子23と半導体モジュール20cの正側端子21との間の距離が比較的小さくなるので、これらの端子同士を接続する導体の長さが長くなるのを抑制することができる。また、半導体モジュール20cの負側端子22と半導体モジュール20bの出力端子23との間の距離が比較的小さくなるので、これらの端子同士を接続する導体の長さが長くなるのを抑制することができる。すなわち、導体の長さが長くなることに起因するインダクタンスの増加を抑制することができる。 Further, in this embodiment, as described above, the positive side terminal 21 and the negative side terminal 22 of the semiconductor module 20a are The output terminal 23, the positive side terminal 21, the negative side terminal 22 and the output terminal 23 of the semiconductor module 20c, and the output terminal 23, the negative side terminal 22 and the positive side terminal 21 of the semiconductor module 20b are arranged in this order on the straight line L1. Semiconductor module 20a, semiconductor module 20b, and semiconductor module 20c are arranged on surface 31a so as to be arranged along. As a result, the distance between the output terminal 23 of the semiconductor module 20a and the positive side terminal 21 of the semiconductor module 20c becomes relatively small, so that the length of the conductor connecting these terminals can be suppressed from increasing. I can do it. Furthermore, since the distance between the negative terminal 22 of the semiconductor module 20c and the output terminal 23 of the semiconductor module 20b becomes relatively small, it is possible to prevent the length of the conductor connecting these terminals from increasing. can. That is, it is possible to suppress an increase in inductance due to an increase in the length of the conductor.

また、本実施形態では、上記のように、正側平板導体40は、半導体モジュール20aの正側端子21の表面上に配置され、中間平板導体50は、正側平板導体40のうちの、半導体モジュール20a、半導体モジュール20bおよび半導体モジュール20cが配置される表面31aとは反対側の表面上に配置されている。これにより、正側平板導体40と中間平板導体50とが互いに対向するように積層されるので、正側平板導体40を流れる電流に起因して生じる磁束と、中間平板導体50を流れる電流に起因して生じる磁束とを打ち消し合うことができる。その結果、流れる電流の磁束に起因するインダクタンスの増加を抑制することができる。 Further, in the present embodiment, as described above, the positive flat conductor 40 is arranged on the surface of the positive terminal 21 of the semiconductor module 20a, and the intermediate flat conductor 50 is a semiconductor of the positive flat conductor 40. It is arranged on the surface opposite to the surface 31a on which the module 20a, semiconductor module 20b, and semiconductor module 20c are arranged. As a result, the positive flat conductor 40 and the intermediate flat conductor 50 are stacked so as to face each other, so that the magnetic flux generated due to the current flowing through the positive flat conductor 40 and the magnetic flux generated due to the current flowing through the intermediate flat conductor 50 are It is possible to cancel out the magnetic flux generated by the magnetic flux. As a result, an increase in inductance due to the magnetic flux of the flowing current can be suppressed.

また、本実施形態では、上記のように、中間平板導体50は、正側平板導体40の孔部41を介して、半導体モジュール20aの負側端子22と、半導体モジュール20bの正側端子21とに接続されている。これにより、正側平板導体40に中間平板導体50を積層した場合でも、正側平板導体40の孔部41を介して、容易に、中間平板導体50と、半導体モジュール20aの負側端子22および半導体モジュール20bの正側端子21とを接続することができる。 Further, in this embodiment, as described above, the intermediate flat conductor 50 connects the negative terminal 22 of the semiconductor module 20a and the positive terminal 21 of the semiconductor module 20b through the hole 41 of the positive flat conductor 40. It is connected to the. As a result, even when the intermediate flat conductor 50 is stacked on the positive flat conductor 40, the intermediate flat conductor 50 and the negative terminal 22 of the semiconductor module 20a can be easily connected to each other through the hole 41 of the positive flat conductor 40. It can be connected to the positive terminal 21 of the semiconductor module 20b.

また、本実施形態では、上記のように、第1接続平板導体70、第2接続平板導体80および負側平板導体90は、中間平板導体50の、表面31aとは反対側の表面上に互いに隣り合うように配置されている。これにより、第1接続平板導体70、第2接続平板導体80および負側平板導体90と、中間平板導体50とが、互いに対向するように積層されるので、第1接続平板導体70、第2接続平板導体80および負側平板導体90の各々を流れる電流に起因して生じる磁束と、中間平板導体50を流れる電流に起因して生じる磁束とを打ち消し合うことができる。その結果、流れる電流の磁束に起因するインダクタンスの増加を抑制することができる。 Furthermore, in this embodiment, as described above, the first connecting flat conductor 70, the second connecting flat conductor 80, and the negative flat conductor 90 are placed on the surface of the intermediate flat conductor 50 opposite to the surface 31a. are placed next to each other. As a result, the first connecting flat conductor 70, the second connecting flat conductor 80, the negative side flat conductor 90, and the intermediate flat conductor 50 are stacked so as to face each other. The magnetic flux generated due to the current flowing through each of the connecting flat conductor 80 and the negative side flat conductor 90 and the magnetic flux generated due to the current flowing through the intermediate flat conductor 50 can be canceled out. As a result, an increase in inductance due to the magnetic flux of the flowing current can be suppressed.

また、本実施形態では、上記のように、第1接続平板導体70は、正側平板導体40の孔部41および中間平板導体50の孔部51を介して、半導体モジュール20aの出力端子23と、半導体モジュール20cの正側端子21とに接続されている。また、第2接続平板導体80は、正側平板導体40の孔部41および中間平板導体50の孔部51を介して、半導体モジュール20bの出力端子23と、半導体モジュール20cの負側端子22とに接続されている。また、負側平板導体90は、正側平板導体40の孔部41および中間平板導体50の孔部51を介して、半導体モジュール20bの負側端子22に接続されている。これにより、第1接続平板導体70、第2接続平板導体80および負側平板導体90が、正側平板導体40および中間平板導体50に積層された場合でも、孔部41および孔部51を介して、容易に、各導体と各端子とを接続することができる。 Furthermore, in this embodiment, as described above, the first connection flat conductor 70 connects to the output terminal 23 of the semiconductor module 20a through the hole 41 of the positive flat conductor 40 and the hole 51 of the intermediate flat conductor 50. , and the positive side terminal 21 of the semiconductor module 20c. Further, the second connection flat conductor 80 connects to the output terminal 23 of the semiconductor module 20b and the negative terminal 22 of the semiconductor module 20c through the hole 41 of the positive flat conductor 40 and the hole 51 of the intermediate flat conductor 50. It is connected to the. Further, the negative flat conductor 90 is connected to the negative terminal 22 of the semiconductor module 20b via the hole 41 of the positive flat conductor 40 and the hole 51 of the intermediate flat conductor 50. As a result, even when the first connecting flat conductor 70, the second connecting flat conductor 80, and the negative flat conductor 90 are stacked on the positive flat conductor 40 and the intermediate flat conductor 50, they can be connected through the holes 41 and 51. Therefore, each conductor and each terminal can be easily connected.

また、本実施形態では、上記のように、正側平板導体40は、半導体モジュール20aの正側端子21に接続され表面31aに略水平な第1正側導体部分42と、コンデンサC1に接続され表面31aに略垂直な第2正側導体部分43とを含む略L字形状を有する。また、負側平板導体90は、半導体モジュール20bの負側端子22に接続され表面31aに略水平な第1負側導体部分92と、コンデンサC2に接続され表面31aに略垂直な第2負側導体部分93とを含む略L字形状を有する。また、中間平板導体50は、半導体モジュール20aの負側端子22と半導体モジュール20bの正側端子21とに接続され表面31aに略水平な第1中間導体部分52と、コンデンサC1およびコンデンサC2に接続され表面31aに略垂直な第2中間導体部分53とを含む略L字形状を有する。これにより、正側平板導体40と、負側平板導体90と、中間平板導体50とを積層して互いに磁束を打ち消し合いながら(つまり、インダクタンスを低減しながら)、正側平板導体40および中間平板導体50とコンデンサC1とを接続し、負側平板導体90および中間平板導体50とコンデンサC2とを接続することができる。 Further, in this embodiment, as described above, the positive flat conductor 40 is connected to the first positive conductor portion 42 that is connected to the positive terminal 21 of the semiconductor module 20a and is substantially horizontal to the surface 31a, and to the capacitor C1. It has a substantially L-shape including a second positive conductor portion 43 substantially perpendicular to the surface 31a. Further, the negative flat plate conductor 90 includes a first negative conductor portion 92 connected to the negative terminal 22 of the semiconductor module 20b and substantially horizontal to the surface 31a, and a second negative conductor portion 92 connected to the capacitor C2 and substantially perpendicular to the surface 31a. It has a substantially L-shape including a conductor portion 93. Further, the intermediate flat conductor 50 is connected to a first intermediate conductor portion 52 that is connected to the negative terminal 22 of the semiconductor module 20a and the positive terminal 21 of the semiconductor module 20b and is substantially horizontal to the surface 31a, and is connected to the capacitor C1 and the capacitor C2. It has a substantially L-shape including a second intermediate conductor portion 53 substantially perpendicular to the surface 31a. As a result, the positive flat conductor 40, the negative flat conductor 90, and the intermediate flat conductor 50 are laminated, and while canceling magnetic flux with each other (that is, reducing inductance), the positive flat conductor 40 and the intermediate flat conductor 50 are laminated. The conductor 50 and the capacitor C1 can be connected, and the negative side flat conductor 90 and the intermediate flat conductor 50 can be connected to the capacitor C2.

また、本実施形態では、上記のように、第1接続平板導体70、第2接続平板導体80、および、負側平板導体90は、表面31aに垂直な方向から見て、正側平板導体40および中間平板導体50にオーバラップするように配置されている。これにより、第1接続平板導体70、第2接続平板導体80、および、負側平板導体90が、正側平板導体40および中間平板導体50にオーバラップするように配置されているので、確実に、各導体を流れる電流に起因して発生する磁束同士を打ち消し合うことができる。 Further, in this embodiment, as described above, the first connecting flat conductor 70, the second connecting flat conductor 80, and the negative flat conductor 90 are connected to the positive flat conductor 40 when viewed from the direction perpendicular to the surface 31a. and is arranged so as to overlap the intermediate flat conductor 50. As a result, the first connection flat conductor 70, the second connection flat conductor 80, and the negative side flat conductor 90 are arranged so as to overlap the positive side flat conductor 40 and the intermediate flat conductor 50. , the magnetic flux generated due to the current flowing through each conductor can cancel each other out.

[変形例]
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。
[Modified example]
Note that the embodiments disclosed this time should be considered to be illustrative in all respects and not restrictive. The scope of the present invention is indicated by the claims rather than the description of the embodiments described above, and further includes all changes (modifications) within the meaning and range equivalent to the claims.

たとえば、上記実施形態では、半導体モジュール20a、半導体モジュール20bおよび半導体モジュール20cが、各々、9並列分設けられている例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、上記の半導体モジュールが、9並列の以外の数分設けられていてもよい。 For example, in the above embodiment, an example was shown in which the semiconductor modules 20a, the semiconductor modules 20b, and the semiconductor modules 20c are each provided in nine parallels, but the present invention is not limited to this. For example, the above semiconductor modules may be arranged in several numbers other than nine in parallel.

また、上記実施形態では、電力変換装置がPCSとして用いられる例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、PCS以外の電力変換装置にも、本発明を適用することは可能である。 Further, in the above embodiment, an example was shown in which the power conversion device is used as a PCS, but the present invention is not limited to this. For example, it is possible to apply the present invention to power conversion devices other than PCS.

また、上記実施形態では、スイッチング素子がシリコン半導体からなるIGBTであるとともに、ダイオードがシリコン半導体から構成されている例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、スイッチング素子とダイオードとのうちの少なくとも一方を、ワイドバンドギャップ半導体から構成してもよい。また、スイッチング素子をMOSFETから構成してもよい。 Further, in the above embodiment, an example has been shown in which the switching element is an IGBT made of a silicon semiconductor, and the diode is made of a silicon semiconductor, but the present invention is not limited to this. For example, at least one of the switching element and the diode may be made of a wide bandgap semiconductor. Further, the switching element may be composed of a MOSFET.

また、上記実施形態では、スイッチング素子Q2およびQ3の耐圧が約1700Vであり、スイッチング素子Q1およびQ4の耐圧が約1200Vである例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、スイッチング素子Q2およびQ3の耐圧が、スイッチング素子Q1およびQ4の耐圧よりも大きければ、スイッチング素子の耐圧は上記の耐圧に限られない。 Further, in the above embodiment, an example was shown in which the breakdown voltage of the switching elements Q2 and Q3 is about 1700V, and the breakdown voltage of the switching elements Q1 and Q4 is about 1200V, but the present invention is not limited to this. For example, as long as the breakdown voltages of switching elements Q2 and Q3 are higher than the breakdown voltages of switching elements Q1 and Q4, the breakdown voltages of the switching elements are not limited to the above breakdown voltages.

また、上記実施形態では、Z2方向側からZ1方向側に向かって、正側平板導体、中間平板導体、第1接続平板導体(第2接続平板導体、負側平板導体)がこの順で積層されている例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、上記の導体の積層順が異なっていてもよい。 Further, in the above embodiment, the positive flat conductor, the intermediate flat conductor, and the first connecting flat conductor (second connecting flat conductor, negative flat conductor) are laminated in this order from the Z2 direction side to the Z1 direction side. Although the present invention is not limited to this example. For example, the stacking order of the conductors described above may be different.

20a 半導体モジュール(上位電位半導体モジュール)
20b 半導体モジュール(下位電位半導体モジュール)
20c 半導体モジュール(中間半導体モジュール)
31a 表面(配置面)
40 正側平板導体
41 孔部(正側平板導体孔部)
42 第1正側導体部分
43 第2正側導体部分
50 中間平板導体
51 孔部(中間平板導体孔部)
52 第1中間導体部分
53 第2中間導体部分
70 第1接続平板導体
80 第2接続平板導体
90 負側平板導体
92 第1負側導体部分
93 第2負側導体部分
100 電力変換装置
C1 コンデンサ(第1コンデンサ)
C2 コンデンサ(第2コンデンサ)
D1 ダイオード(半導体素子)
D2 ダイオード(半導体素子)
Q1 スイッチング素子(上位電位スイッチング素子、半導体素子)
Q2、Q3 スイッチング素子(中間スイッチング素子)
Q4 スイッチング素子(下位電位スイッチング素子、半導体素子)
20a Semiconductor module (upper potential semiconductor module)
20b semiconductor module (lower potential semiconductor module)
20c semiconductor module (intermediate semiconductor module)
31a Surface (placement surface)
40 Positive flat conductor 41 Hole (positive flat conductor hole)
42 First positive conductor portion 43 Second positive conductor portion 50 Intermediate flat conductor 51 Hole (intermediate flat conductor hole)
52 First intermediate conductor portion 53 Second intermediate conductor portion 70 First connecting flat conductor 80 Second connecting flat conductor 90 Negative flat conductor 92 First negative conductor portion 93 Second negative conductor portion 100 Power converter C1 Capacitor ( 1st capacitor)
C2 capacitor (second capacitor)
D1 diode (semiconductor element)
D2 diode (semiconductor element)
Q1 Switching element (upper potential switching element, semiconductor element)
Q2, Q3 switching element (intermediate switching element)
Q4 Switching element (lower potential switching element, semiconductor element)

Claims (11)

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、
前記上位電位と前記中間電位とに接続され、少なくとも1つの上位電位スイッチング素子を含む複数の半導体素子を内部に収納する上位電位半導体モジュールと、
前記中間電位と前記下位電位とに接続され、少なくとも1つの下位電位スイッチング素子を含む前記複数の半導体素子を内部に収納する下位電位半導体モジュールと、
前記上位電位半導体モジュールと前記下位電位半導体モジュールとに接続され、複数の中間スイッチング素子を内部に収納する中間半導体モジュールとを備え、
前記中間半導体モジュールの耐圧が、前記上位電位半導体モジュールの耐圧および前記下位電位半導体モジュールの耐圧よりも大きくなるように構成されており、
前記上位電位半導体モジュール、前記下位電位半導体モジュールおよび前記中間半導体モジュールの各々は、正側端子、負側端子および出力端子を含み、前記上位電位半導体モジュール、前記下位電位半導体モジュールおよび前記中間半導体モジュールが配置される配置面において垂直な方向から見て、前記中間半導体モジュールの出力端子と、前記下位半導体モジュールの出力端子とが、隣り合うように、前記下位電位半導体モジュールおよび前記中間半導体モジュールが配置されているか、または、前記中間半導体モジュールの正側端子と、前記上位半導体モジュールの出力端子とが、隣り合うように、前記上位電位半導体モジュールおよび前記中間半導体モジュールが配置されている、電力変換装置。
A power conversion device that outputs power at three levels of potential: an upper potential, an intermediate potential, and a lower potential,
an upper potential semiconductor module connected to the upper potential and the intermediate potential and housing therein a plurality of semiconductor elements including at least one upper potential switching element;
a lower potential semiconductor module that is connected to the intermediate potential and the lower potential and houses the plurality of semiconductor elements including at least one lower potential switching element;
an intermediate semiconductor module connected to the upper potential semiconductor module and the lower potential semiconductor module and housing a plurality of intermediate switching elements therein;
The breakdown voltage of the intermediate semiconductor module is configured to be higher than the breakdown voltage of the upper potential semiconductor module and the breakdown voltage of the lower potential semiconductor module ,
Each of the upper potential semiconductor module, the lower potential semiconductor module, and the intermediate semiconductor module includes a positive side terminal, a negative side terminal, and an output terminal, and the upper potential semiconductor module, the lower potential semiconductor module, and the intermediate semiconductor module The lower potential semiconductor module and the intermediate semiconductor module are arranged such that the output terminal of the intermediate semiconductor module and the output terminal of the lower semiconductor module are adjacent to each other when viewed from a vertical direction on the arrangement surface in which they are arranged. Alternatively, the upper potential semiconductor module and the intermediate semiconductor module are arranged such that a positive side terminal of the intermediate semiconductor module and an output terminal of the upper semiconductor module are adjacent to each other.
前記上位電位半導体モジュール、前記下位電位半導体モジュールおよび前記中間半導体モジュールの各々は、前記上位電位半導体モジュール、前記下位電位半導体モジュールおよび前記中間半導体モジュールが配置される配置面において垂直な方向から見て、前記中間半導体モジュールの出力端子と、前記下位半導体モジュールの出力端子とが、隣り合うように、前記下位電位半導体モジュールおよび前記中間半導体モジュールが直線状に配置されているか、または、前記中間半導体モジュールの正側端子と、前記上位半導体モジュールの出力端子とが、隣り合うように、前記上位電位半導体モジュールおよび前記中間半導体モジュールが直線状に配置されている、請求項1に記載の電力変換装置。 Each of the upper potential semiconductor module, the lower potential semiconductor module, and the intermediate semiconductor module is viewed from a direction perpendicular to an arrangement plane on which the upper potential semiconductor module, the lower potential semiconductor module, and the intermediate semiconductor module are arranged, The lower potential semiconductor module and the intermediate semiconductor module are arranged in a straight line so that the output terminal of the intermediate semiconductor module and the output terminal of the lower semiconductor module are adjacent to each other, or The power conversion device according to claim 1, wherein the upper potential semiconductor module and the intermediate semiconductor module are arranged in a straight line so that a positive side terminal and an output terminal of the upper semiconductor module are adjacent to each other. 前記中間半導体モジュールの耐圧は、前記中間スイッチング素子がオンからオフにスイッチングした際のサージ電圧よりも大きい、請求項に記載の電力変換装置。 The power conversion device according to claim 2 , wherein the withstand voltage of the intermediate semiconductor module is higher than a surge voltage when the intermediate switching element is switched from on to off. 前記中間半導体モジュールの耐圧は、前記中間スイッチング素子がオンからオフにスイッチングした際の前記中間スイッチング素子を含む、サージに関わる一巡の経路のインダクタンスに応じて、前記上位電位半導体モジュールの耐圧および前記下位電位半導体モジュールの耐圧よりも大きくなるように選択されている、請求項に記載の電力変換装置。 The breakdown voltage of the intermediate semiconductor module is determined by the breakdown voltage of the upper potential semiconductor module and the lower voltage depending on the inductance of a circuit related to a surge including the intermediate switching element when the intermediate switching element is switched from on to off. 4. The power conversion device according to claim 3 , wherein the potential is selected to be higher than the withstand voltage of the semiconductor module. 前記上位電位半導体モジュール、前記下位電位半導体モジュール、および、前記中間半導体モジュールは、前記上位電位半導体モジュール、前記下位電位半導体モジュールおよび前記中間半導体モジュールが配置される配置面に垂直な方向から見て、前記上位電位半導体モジュールの前記正側端子、前記負側端子および前記出力端子、前記中間半導体モジュールの前記正側端子、前記負側端子および前記出力端子、および、前記下位電位半導体モジュールの前記出力端子、前記負側端子および前記正側端子がこの順で、直線上に沿って配置されるように、前記上位電位半導体モジュール、前記下位電位半導体モジュールおよび前記中間半導体モジュールが前記配置面に配置されている、請求項1~のいずれか1項に記載の電力変換装置。 The upper potential semiconductor module, the lower potential semiconductor module, and the intermediate semiconductor module are viewed from a direction perpendicular to the arrangement plane on which the upper potential semiconductor module, the lower potential semiconductor module, and the intermediate semiconductor module are arranged. , the positive terminal, the negative terminal and the output terminal of the upper potential semiconductor module, the positive terminal, the negative terminal and the output terminal of the intermediate semiconductor module, and the output of the lower potential semiconductor module. The upper potential semiconductor module, the lower potential semiconductor module, and the intermediate semiconductor module are arranged on the arrangement surface such that the terminal, the negative terminal, and the positive terminal are arranged in this order along a straight line. The power conversion device according to any one of claims 1 to 4 . 前記上位電位半導体モジュールの前記正側端子に接続される略平板状の正側平板導体と、
前記上位電位半導体モジュールの前記負側端子と、前記下位電位半導体モジュールの前記正側端子とに接続される略平板状の中間平板導体とをさらに備え、
前記正側平板導体は、前記上位電位半導体モジュールの前記正側端子の表面上に配置され、
前記中間平板導体は、前記正側平板導体のうちの、前記配置面とは反対側の表面上に配置されている、請求項に記載の電力変換装置。
a substantially flat positive flat plate conductor connected to the positive terminal of the upper potential semiconductor module;
further comprising a substantially flat intermediate plate conductor connected to the negative terminal of the upper potential semiconductor module and the positive terminal of the lower potential semiconductor module,
The positive flat plate conductor is arranged on the surface of the positive terminal of the upper potential semiconductor module,
The power conversion device according to claim 5 , wherein the intermediate flat conductor is arranged on a surface of the positive flat conductor opposite to the arrangement surface.
前記正側平板導体には、正側平板導体孔部が設けられており、
前記中間平板導体は、前記正側平板導体の前記正側平板導体孔部を介して、前記上位電位半導体モジュールの前記負側端子と、前記下位電位半導体モジュールの前記正側端子とに接続されている、請求項に記載の電力変換装置。
The positive flat conductor is provided with a positive flat conductor hole,
The intermediate flat conductor is connected to the negative terminal of the upper potential semiconductor module and the positive terminal of the lower potential semiconductor module through the positive flat conductor hole of the positive flat conductor. The power conversion device according to claim 6 .
前記上位電位半導体モジュールの前記出力端子と、前記中間半導体モジュールの前記正側端子とに接続される略平板状の第1接続平板導体と、
前記下位電位半導体モジュールの前記出力端子と、前記中間半導体モジュールの前記負側端子とに接続される略平板状の第2接続平板導体と、
前記下位電位半導体モジュールの前記負側端子に接続される略平板状の負側平板導体とをさらに備え、
前記第1接続平板導体、前記第2接続平板導体および前記負側平板導体は、前記中間平板導体の、前記配置面とは反対側の表面上に互いに隣り合うように配置されている、請求項またはに記載の電力変換装置。
a substantially flat first connecting flat conductor connected to the output terminal of the upper potential semiconductor module and the positive terminal of the intermediate semiconductor module;
a substantially flat second connection flat conductor connected to the output terminal of the lower potential semiconductor module and the negative terminal of the intermediate semiconductor module;
further comprising a substantially flat negative flat plate conductor connected to the negative terminal of the lower potential semiconductor module,
The first connecting flat conductor, the second connecting flat conductor, and the negative flat conductor are arranged adjacent to each other on a surface of the intermediate flat conductor opposite to the arrangement surface. 8. The power conversion device according to 6 or 7 .
前記正側平板導体には、正側平板導体孔部が設けられているとともに、前記中間平板導体には、中間平板導体孔部が設けられており、
前記第1接続平板導体は、前記正側平板導体孔部および前記中間平板導体孔部を介して、前記上位電位半導体モジュールの前記出力端子と、前記中間半導体モジュールの前記正側端子とに接続され、
前記第2接続平板導体は、前記正側平板導体孔部および前記中間平板導体孔部を介して、前記下位電位半導体モジュールの前記出力端子と、前記中間半導体モジュールの前記負側端子とに接続され、
前記負側平板導体は、前記正側平板導体孔部および前記中間平板導体孔部を介して、前記下位電位半導体モジュールの前記負側端子に接続されている、請求項に記載の電力変換装置。
The positive flat conductor is provided with a positive flat conductor hole, and the intermediate flat conductor is provided with an intermediate flat conductor hole,
The first connecting flat conductor is connected to the output terminal of the upper potential semiconductor module and the positive terminal of the intermediate semiconductor module via the positive flat conductor hole and the intermediate flat conductor hole. ,
The second connecting flat conductor is connected to the output terminal of the lower potential semiconductor module and the negative terminal of the intermediate semiconductor module via the positive flat conductor hole and the intermediate flat conductor hole. ,
The power conversion device according to claim 8 , wherein the negative flat conductor is connected to the negative terminal of the lower potential semiconductor module via the positive flat conductor hole and the intermediate flat conductor hole. .
前記正側平板導体と前記中間平板導体とに接続される第1コンデンサと、前記第1コンデンサに直列に接続されるとともに、前記負側平板導体と前記中間平板導体とに接続される第2コンデンサとをさらに備え、
前記正側平板導体は、前記上位電位半導体モジュールの前記正側端子に接続され前記配置面に略水平な第1正側導体部分と、前記第1コンデンサに接続され前記配置面に略垂直な第2正側導体部分とを含む略L字形状を有し、
前記負側平板導体は、前記下位電位半導体モジュールの前記負側端子に接続され前記配置面に略水平な第1負側導体部分と、前記第2コンデンサに接続され前記配置面に略垂直な第2負側導体部分とを含む略L字形状を有し、
前記中間平板導体は、前記上位電位半導体モジュールの前記負側端子と前記下位電位半導体モジュールの前記正側端子とに接続され前記配置面に略水平な第1中間導体部分と、前記第1コンデンサおよび前記第2コンデンサに接続され前記配置面に略垂直な第2中間導体部分とを含む略L字形状を有する、請求項またはに記載の電力変換装置。
a first capacitor connected to the positive flat conductor and the intermediate flat conductor; and a second capacitor connected in series to the first capacitor and to the negative flat conductor and the intermediate flat conductor. further comprising:
The positive flat plate conductor includes a first positive conductor portion connected to the positive terminal of the upper potential semiconductor module and substantially horizontal to the arrangement surface, and a first positive conductor portion connected to the first capacitor and substantially perpendicular to the arrangement surface. It has a substantially L-shape including two positive side conductor portions,
The negative flat plate conductor includes a first negative conductor portion connected to the negative terminal of the lower potential semiconductor module and substantially horizontal to the arrangement surface, and a first negative conductor portion connected to the second capacitor and substantially perpendicular to the arrangement surface. It has a substantially L-shape including two negative side conductor portions,
The intermediate flat conductor includes a first intermediate conductor portion that is connected to the negative terminal of the upper potential semiconductor module and the positive terminal of the lower potential semiconductor module and is substantially horizontal to the arrangement surface, the first capacitor, and The power conversion device according to claim 8 or 9 , having a substantially L-shape including a second intermediate conductor portion connected to the second capacitor and substantially perpendicular to the arrangement surface.
前記第1接続平板導体、前記第2接続平板導体、および、前記負側平板導体は、前記配置面に垂直な方向から見て、前記正側平板導体および前記中間平板導体にオーバラップするように配置されている、請求項8~10のいずれか1項に記載の電力変換装置。 The first connecting flat conductor, the second connecting flat conductor, and the negative flat plate conductor overlap the positive flat conductor and the intermediate flat conductor when viewed from a direction perpendicular to the arrangement surface. The power conversion device according to any one of claims 8 to 10 , wherein the power conversion device is arranged.
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