JP7443687B2 - 電力変換装置 - Google Patents
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Description
上記目的を達成するために、この発明の第2の局面による電力変換装置は、上位電位と中間電位と下位電位との3つのレベルの電位の電力を出力する電力変換装置であって、上位電位側と下位電位側との間に、互いに直列に接続されている上位電位側コンデンサおよび下位電位側コンデンサと、上位電位側と、上位電位側コンデンサと下位電位側コンデンサとの接続点とに接続され、複数の半導体素子を内部に収納する上位電位側半導体モジュールと、下位電位側と、上位電位側コンデンサと下位電位側コンデンサとの接続点とに接続され、複数の半導体素子を内部に収納する下位電位側半導体モジュールと、上位電位側半導体モジュールと下位電位側半導体モジュールとに接続され、交流出力端子を有するとともに、複数の半導体素子を内部に収納する交流出力側半導体モジュールと、上位電位側半導体モジュールの正側端子と、上位電位側コンデンサの正側端子とを接続する正側導体と、下位電位側半導体モジュールの負側端子と、下位電位側コンデンサの負側端子とを接続する負側導体と、を備え、正側導体および負側導体は、各々、上位電位側半導体モジュール、下位電位側半導体モジュールおよび交流出力側半導体モジュールが配置される配置面に略平行な脚部と、配置面に略垂直な立壁部とを含むとともに、配置面に垂直な方向から見て、上位電位側半導体モジュールおよび下位電位側半導体モジュールの表面のうちの、制御端子が配置される領域とは異なる領域に配置されており、上位電位側半導体モジュール、下位電位側半導体モジュールおよび交流出力側半導体モジュールの各々の直上で、かつ、上位電位側半導体モジュール、下位電位側半導体モジュールおよび交流出力側半導体モジュールの各々の制御端子と、上位電位側コンデンサおよび下位電位側コンデンサとの間に配置され、上位電位側半導体モジュール、下位電位側半導体モジュールおよび交流出力側半導体モジュールに収容される複数のスイッチング素子を駆動する駆動回路をさらに備え、上位電位側半導体モジュールの負側端子と、下位電位側半導体モジュールの正側端子と、上位電位側コンデンサの負側端子と、下位電位側コンデンサの正側端子とを接続する中間導体をさらに備え、中間導体は、配置面に垂直な方向から見て、上位電位側半導体モジュールおよび下位電位側半導体モジュールの表面のうちの、制御端子が配置される領域とは異なる領域に配置されており、上位電位側半導体モジュールの負側端子と、下位電位側半導体モジュールの正側端子とは、各々、所定の方向に沿った直線を境界として一方側と他方側とに配置されており、中間導体は、配置面に略平行な脚部と、配置面に略垂直な立壁部とを含み、中間導体の脚部は、制御端子が配置される領域に達することなく、直線を境界とする一方側に延びるともに、上位電位側半導体モジュールの負側端子に接続される第1脚部と、制御端子が配置される領域に達することなく、直線を境界とする他方側に延びるともに、下位電位側半導体モジュールの正側端子に接続される第2脚部とを含む。
上記第2の局面による電力変換装置では、上位電位側半導体モジュールの負側端子と、下位電位側半導体モジュールの正側端子と、上位電位側コンデンサの負側端子と、下位電位側コンデンサの正側端子とを接続する中間導体をさらに備え、中間導体は、配置面に垂直な方向から見て、上位電位側半導体モジュールおよび下位電位側半導体モジュールの表面のうちの、制御端子が配置される領域とは異なる領域に配置されている。これにより、制御端子が配置される領域には、中間導体が配置されないので、上位電位側半導体モジュールおよび下位電位側半導体モジュールの直上に、半導体モジュールを駆動する駆動回路(制御端子に接続される駆動回路)を配置することができる。
また、上位電位側半導体モジュールの負側端子と、下位電位側半導体モジュールの正側端子とは、各々、所定の方向に沿った直線を境界として一方側と他方側とに配置されており、中間導体は、配置面に略平行な脚部と、配置面に略垂直な立壁部とを含み、中間導体の脚部は、制御端子が配置される領域に達することなく、直線を境界とする一方側に延びるともに、上位電位側半導体モジュールの負側端子に接続される第1脚部と、制御端子が配置される領域に達することなく、直線を境界とする他方側に延びるともに、下位電位側半導体モジュールの正側端子に接続される第2脚部とを含む。これにより、中間導体の脚部が、制御端子が配置される領域を覆うのを抑制することができるので、上位電位側半導体モジュールおよび下位電位側半導体モジュールの直上に、中間導体が配置されるのを、確実に、抑制することができる。また、上位電位側半導体モジュールの負側端子と下位電位側半導体モジュールの正側端子とが、各々、所定の方向に沿った直線を境界として一方側と他方側とに配置されている場合(つまり、上位電位側半導体モジュールの負側端子と下位電位側半導体モジュールの正側端子とが直線上に配置されていない場合)でも、直線を境界とする一方側に延びる第1脚部と他方側に延びる第2脚部とが設けられることにより、中間導体の立壁部を略平板状に構成することができる。
本実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更(変形例)が含まれる。
20a 半導体モジュール(上位電位側半導体モジュール)
20b 半導体モジュール(下位電位側半導体モジュール)
20c 半導体モジュール(交流出力側半導体モジュール)
21 正側端子
22 負側端子
23 制御端子
24 出力端子
31a 表面(配置面)
40 正側導体
41 脚部
42 立壁部
50 負側導体
51 脚部
52 立壁部
60 交流導体
70 中間導体
71 脚部
71a 第1脚部
71b 第2脚部
72 立壁部
73、74 部分
75 切欠き部
80 第1接続導体
90 第2接続導体
100 電力変換装置
C1 コンデンサ(上位電位側コンデンサ)
C1p 正側端子
C1n 負側端子
C2 コンデンサ(下位電位側コンデンサ)
C2p 正側端子
C2n 負側端子
Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6 スイッチング素子(半導体素子)
Claims (6)
- 上位電位と中間電位と下位電位との3つのレベルの電位の電力を出力する電力変換装置であって、
前記上位電位側と前記下位電位側との間に、互いに直列に接続されている上位電位側コンデンサおよび下位電位側コンデンサと、
前記上位電位側と、前記上位電位側コンデンサと前記下位電位側コンデンサとの接続点とに接続され、複数の半導体素子を内部に収納する上位電位側半導体モジュールと、
前記下位電位側と、前記上位電位側コンデンサと前記下位電位側コンデンサとの接続点とに接続され、前記複数の半導体素子を内部に収納する下位電位側半導体モジュールと、
前記上位電位側半導体モジュールと前記下位電位側半導体モジュールとに接続され、交流出力端子を有するとともに、前記複数の半導体素子を内部に収納する交流出力側半導体モジュールと、
前記上位電位側半導体モジュールの正側端子と、前記上位電位側コンデンサの正側端子とを接続する正側導体と、
前記下位電位側半導体モジュールの負側端子と、前記下位電位側コンデンサの負側端子とを接続する負側導体と、を備え、
前記正側導体および前記負側導体は、各々、前記上位電位側半導体モジュール、前記下位電位側半導体モジュールおよび前記交流出力側半導体モジュールが配置される配置面に略平行な脚部と、前記配置面に略垂直な立壁部とを含むとともに、前記配置面に垂直な方向から見て、前記上位電位側半導体モジュールおよび前記下位電位側半導体モジュールの表面のうちの、制御端子が配置される領域とは異なる領域に配置されており、
前記上位電位側半導体モジュールの負側端子と、前記下位電位側半導体モジュールの正側端子と、前記上位電位側コンデンサの負側端子と、前記下位電位側コンデンサの正側端子とを接続する中間導体をさらに備え、
前記中間導体は、前記配置面に略平行な脚部と、前記配置面に略垂直な立壁部とを含み、
前記中間導体の脚部は、前記配置面に略平行な方向の一方側に延びる第1脚部と、前記配置面に略平行な方向の他方側に延びる第2脚部とを含む、電力変換装置。 - 上位電位と中間電位と下位電位との3つのレベルの電位の電力を出力する電力変換装置であって、
前記上位電位側と前記下位電位側との間に、互いに直列に接続されている上位電位側コンデンサおよび下位電位側コンデンサと、
前記上位電位側と、前記上位電位側コンデンサと前記下位電位側コンデンサとの接続点とに接続され、複数の半導体素子を内部に収納する上位電位側半導体モジュールと、
前記下位電位側と、前記上位電位側コンデンサと前記下位電位側コンデンサとの接続点とに接続され、前記複数の半導体素子を内部に収納する下位電位側半導体モジュールと、
前記上位電位側半導体モジュールと前記下位電位側半導体モジュールとに接続され、交流出力端子を有するとともに、前記複数の半導体素子を内部に収納する交流出力側半導体モジュールと、
前記上位電位側半導体モジュールの正側端子と、前記上位電位側コンデンサの正側端子とを接続する正側導体と、
前記下位電位側半導体モジュールの負側端子と、前記下位電位側コンデンサの負側端子とを接続する負側導体と、を備え、
前記正側導体および前記負側導体は、各々、前記上位電位側半導体モジュール、前記下位電位側半導体モジュールおよび前記交流出力側半導体モジュールが配置される配置面に略平行な脚部と、前記配置面に略垂直な立壁部とを含むとともに、前記配置面に垂直な方向から見て、前記上位電位側半導体モジュールおよび前記下位電位側半導体モジュールの表面のうちの、制御端子が配置される領域とは異なる領域に配置されており、
前記上位電位側半導体モジュール、前記下位電位側半導体モジュールおよび前記交流出力側半導体モジュールの各々の直上で、かつ、前記上位電位側半導体モジュール、前記下位電位側半導体モジュールおよび前記交流出力側半導体モジュールの各々の前記制御端子と、前記上位電位側コンデンサおよび前記下位電位側コンデンサとの間に配置され、前記上位電位側半導体モジュール、前記下位電位側半導体モジュールおよび前記交流出力側半導体モジュールに収容される前記複数のスイッチング素子を駆動する駆動回路をさらに備え、
前記上位電位側半導体モジュールの負側端子と、前記下位電位側半導体モジュールの正側端子と、前記上位電位側コンデンサの負側端子と、前記下位電位側コンデンサの正側端子とを接続する中間導体をさらに備え、
前記中間導体は、前記配置面に垂直な方向から見て、前記上位電位側半導体モジュールおよび前記下位電位側半導体モジュールの表面のうちの、前記制御端子が配置される領域とは異なる領域に配置されており、
前記上位電位側半導体モジュールの負側端子と、前記下位電位側半導体モジュールの正側端子とは、各々、所定の方向に沿った直線を境界として一方側と他方側とに配置されており、
前記中間導体は、前記配置面に略平行な脚部と、前記配置面に略垂直な立壁部とを含み、
前記中間導体の脚部は、前記制御端子が配置される領域に達することなく、前記直線を境界とする一方側に延びるともに、前記上位電位側半導体モジュールの負側端子に接続される第1脚部と、前記制御端子が配置される領域に達することなく、前記直線を境界とする他方側に延びるともに、前記下位電位側半導体モジュールの正側端子に接続される第2脚部とを含む、電力変換装置。 - 前記中間導体の立壁部において、前記中間導体の前記第1脚部に接続される部分と、前記中間導体の前記第2脚部に接続される部分との間には、切欠き部が設けられている、請求項2に記載の電力変換装置。
- 前記上位電位側半導体モジュール、前記下位電位側半導体モジュールおよび前記交流出力側半導体モジュールの各々の前記制御端子と、前記上位電位側コンデンサおよび前記下位電位側コンデンサとの間に配置され、前記上位電位側半導体モジュール、前記下位電位側半導体モジュールおよび前記交流出力側半導体モジュールに収容される前記複数の半導体素子を駆動する駆動回路をさらに備える、請求項1に記載の電力変換装置。
- 前記駆動回路と、前記上位電位側コンデンサおよび前記下位電位側コンデンサとは、所定の絶縁距離以上離間した状態で配置されている、請求項4に記載の電力変換装置。
- 前記配置面に垂直な方向から見て、前記上位電位側半導体モジュール、前記下位電位側半導体モジュールおよび前記交流出力側半導体モジュールの各々の、前記正側端子、前記負側端子および前記制御端子は、この順で、第1の方向に沿って並ぶように配置されており、
前記配置面に垂直な方向から見て、前記上位電位側半導体モジュールと前記下位電位側半導体モジュールとは、前記第1の方向に直交する第2の方向に沿って隣り合うように、かつ、前記上位電位側半導体モジュールおよび前記下位電位側半導体モジュールの各々において、出力端子が前記第1の方向の一方側に位置するように、配置されており、
前記配置面に垂直な方向から見て、前記上位電位側半導体モジュールと前記交流出力側半導体モジュールとは、前記第1の方向に沿って隣り合うように、かつ、前記交流出力側半導体モジュールの前記正側端子が、前記交流出力側半導体モジュールにおいて前記第1の方向の他方側に位置するように、配置されている、請求項1~5のいずれか1項に記載の電力変換装置。
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