JPH0638506A

JPH0638506A - 電力変換器

Info

Publication number: JPH0638506A
Application number: JP4183417A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Ando; 安藤　　武; Hideji Saito; 秀治斉藤; Satoru Horie; 堀江　　哲; Yoshio Tsutsui; 筒井　　義雄
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1992-07-10
Filing date: 1992-07-10
Publication date: 1994-02-10
Anticipated expiration: 2013-11-05
Also published as: JP2819947B2

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は、従来の回路に比較して回生量を増大
し、スナバ装置の小型化を可能にする電力変換器を提供
することにある。【構成】第１及び第２のダイオードの一端が両端にそれ
ぞれ接続された自己消弧型半導体スイッチング素子の直
列体と、前記自己消弧型半導体スイッチング素子相互の
接続点、前記第１及び第２のダイオードそれぞれの他端
の３点間に接続されたデルタ型またはスター型に結線さ
れた容量性素子を接続し、前記複数の容量性素子が３つ
の端子を持つ１つのパッケージに収められ、モジュール
型半導体素子の端子に取り付けた導電体に直接スタッド
型ダイオードのボルト側を取付けた。【効果】スナバエネルギー損失が低減でき、かつ、スナ
バ回路のインダクタンスを低減したので、小型な電力変
換器を提供することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はスナバ回路を有する電力
変換器に係り、特に、要素の配置に関する。

【０００２】

【従来の技術】スイッチング素子のスイッチングに伴う
スナバエネルギー損失を低減する電力変換器の回路とし
て、特開昭64−89972号公報記載の回路が提案されてい
る。

【０００３】この回路は、上下の半導体スイッチング素
子のスイッチングに関与するスナバコンデンサがそれぞ
れ異なるよう構成された非対称回路でスナバエネルギー
損失を低減するものである。

【０００４】この非対称回路を直列多重インバータに構
成した例が、特開平1−198280 号公報に記載されてい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、非対
称構成であるがゆえ、装置全体が大型化するという問題
があった。

【０００６】またトランジスタ，ＩＧＢＴなど高速なス
イッチング素子を大電力用の電力変換器に用いた場合、
スナバ回路のインダクタンスを減らさないと必要な電流
を遮断できないという問題があった。

【０００７】本発明の目的は、スナバエネルギー損失を
低減しつつ、しかも小型な電力変換器を提供することに
ある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的は、第１及び第
２のダイオードの一端が両端にそれぞれ接続された自己
消弧型半導体スイッチング素子の直列体と、前記自己消
弧型半導体スイッチング素子相互の接続点、前記第１及
び第２のダイオードそれぞれの他端の３点間に接続され
たデルタ型またはスター型に結線された複数の容量性素
子を接続し、これら複数の容量性素子を３つの端子を持
つ１つのパッケージに収納することにより達成される。

【０００９】上記目的は、第１及び第２のダイオードの
一端が両端にそれぞれ接続された自己消弧型半導体スイ
ッチング素子の直列体と、前記自己消弧型半導体スイッ
チング素子相互の接続点、前記第１及び第２のダイオー
ドそれぞれの他端の３点間に接続されたデルタ型または
スター型に結線された複数の容量性素子を接続し、前記
第１のダイオードにはボルト側がアノード端子であるス
タッド型ダイオードを用い、前記第２のダイオードには
ボルト側がカソード端子であるスタッド型ダイオードを
用いることにより達成される。

【００１０】

【作用】自己消弧型半導体スイッチング素子がオン状態
からオフ状態に変わると、スナバ作用によりこのスイッ
チング素子に接続される容量性素子に電流が流れ込み、
容量性素子を充電する。このとき容量性素子がデルタ型
に接続されていると、流れ込んだ電流が分流して容量性
素子を流れる。

【００１１】そのとき容量性素子に蓄えられていた電荷
が電源または負荷に掃き出されることにより、スナバエ
ネルギー損失を低減する。

【００１２】また、従来の非対称回路では容量性素子と
して大容量の素子を必要としたのに対し、容量性素子を
デルタ型に接続することにより必要な素子容量は小さく
することができ、その分電力変換器を小型化することが
できる。

【００１３】さらに、デルタ型に接続されている容量性
素子を１つのパッケージに収めることにより、各容量性
素子をばらばらに取り付ける場合に比べ、スナバ回路の
インダクタンスを小さくすることができる。

【００１４】また、モジュール型半導体素子の端子に取
り付けた導電体に直接スタッド型ダイオードのボルト側
を取り付け、前記モジュール型半導体素子に流れる電流
の向きとスタッド型ダイオードに流れる電流の向きが実
質的に一致するように配置することにより、モジュール
型半導体素子の回路とスナバ回路の相互インダクタンス
を利用してインダクタンスを減らすことができる。

【００１５】

【実施例】本発明の実施例を説明するにあたり、本発明
の特徴を明確にするために本発明の回路動作について説
明をする。

【００１６】図１０にスナバエネルギー損失の低減が可
能な従来の非対称型回路を示す。

【００１７】スイッチング素子１１がオン状態にあり、
直流電源１からインダクタンス（配線インダクタンス）
３，スイッチング素子１１を介して負荷に電流が通電さ
れているとき、スナバコンデンサ３１は、直流電源１，
インダクタンス３，スナバダイオード２１，２２を介し
て、電源電圧まで充電され、またスナバコンデンサ３２
は、スイッチング素子１１のオンにより、スナバダイオ
ード２２−スナバ抵抗４１−スイッチング素子１１の経
路で電荷を放出し、極間電圧は零まで低下している。こ
の状態でスイッチング素子１１をオフするとスイッチン
グ素子１１を流れていた電流は、スナバダイオード２１
とスナバコンデンサ３２に流入して、次第にスナバコン
デンサ３２の電圧を上昇させるが、電源電圧まで充電さ
れるだけで、スナバエネルギー損失低減の効果はない。

【００１８】逆に、スイッチング素子１２がオン状態に
あり、負荷から電流が流出してスイッチング素子１２に
電流が通電されているとき、スナバコンデンサ３１は、
前記スイッチング素子１１のオン状態と同様に直流電源
１，インダクタンス３，スナバダイオード２１，２２を
介して、電源電圧まで充電されており、またスナバコン
デンサ３２も、直流電源１，インダクタンス３，スナバ
ダイオード２１，スナバコンデンサ３２，スイッチング
素子１２を介して、電源電圧まで充電されている。この
状態でスイッチング素子１２をオフするとスイッチング
素子１２を流れていた電流は、スナバコンデンサ３２−
スナバダイオード２２−スナバコンデンサ３１に流入す
る。次第にスナバコンデンサ３２の電圧を低下させると
同時にスナバコンデンサ３１を電源電圧以上に充電す
る。この充電された電荷は、スナバコンデンサ３１，ス
ナバ抵抗４１，インダクタンス３，直流電源１の経路で
回生が行われる。

【００１９】このように、従来の回路においては、一方
のスイッチング素子のスナバ作用によってのみしか回生
動作ができない。

【００２０】さらに、スイッチング素子１１にはスナバ
コンデンサ３２が並列に接続され、スイッチング素子１
２にはスナバコンデンサ３１とスナバコンデンサ３２を
直列接続したものが並列に接続される非対称回路である
ため、例えば、スイッチング素子１１，１２の電流遮断
性能から要求されるスナバコンデンサ容量を２μＦ以上
とし、スナバコンデンサ３１の容量をＣ₁、３２の容量
をＣ₂とすると、これらコンデンサの関係は図８に示す
ようになる。

【００２１】このようにＣ₂を２μＦとするとＣ₁は無
限大の容量を必要とし、スナバコンデンサの組合せとし
ては不適切である。

【００２２】コンデンサの容量最小の点としてＣ₁，Ｃ
₂の容量を選択するとＣ₁＝Ｃ₂＝４μＦとなる。

【００２３】このとき、スイッチング素子１１の並列容
量はＣ₂＝４μＦ、スイッチング素子１２の並列容量は
Ｃ₁Ｃ₂／（Ｃ₁＋Ｃ₂）＝２μＦとなる。

【００２４】このように全体のコンデンサの容量を最小
としてコンデンサ容量を決めると上下のスイッチング素
子のスナバ回路としての容量が異なり、回路の動作が、
上下のスイッチング素子で異なるばかりか、スイッチン
グ素子１１のスナバ回路容量が、必要容量２μＦに対し
て４μＦとなり、スナバ抵抗４１の損失を増加させるこ
とになる。

【００２５】実用的には、Ｃ₁≫Ｃ₂として容量を決定
し、例えばＣ₁＝４２μＦ，Ｃ₂＝2.1μＦ程度を接続す
ることとなる。

【００２６】このような従来技術による回路では、必要
容量以上のコンデンサを使用しなければ実用的な回路を
構成することができないという欠点を有していた。その
ため、大きさに制限のある例えば、電車などに搭載する
電力変換器などにおいては、必要容量以上のコンデンサ
を使用する従来の回路は電車の床下に搭載できないとい
う問題があった。

【００２７】この従来の回路の問題点を解消した本発明
のスナバ回路の原理を図面を用いて説明する。

【００２８】図２に半導体スイッチング素子でインバー
タを構成した電力変換器の回路の１相分を示す。

【００２９】自己消弧型半導体スイッチング素子、例え
ばＧＴＯ，トランジスタ，ＩＧＢＴなど（以下、単に、
スイッチング素子という）１１，１２を直列接続し、こ
のスイッチング素子相互の接続点は、インバータ出力端
として負荷９に接続されている。このスイッチング素子
１１，１２の直列体と並列にスナバダイオード２１，ス
ナバコンデンサ３１及びスナバダイオード２２の直列体
を接続し、スイッチング素子１１及び１２の接続点とス
ナバダイオード２１のカソード及びスナバダイオード２
２のアノード間にそれぞれスナバコンデンサ３２，３３
を接続する。このスナバダイオード２１，２２にはそれ
ぞれスナバ抵抗４１，４２が並列に接続される。またス
イッチング素子１１，１２それぞれにフリーホイールダ
イオード１５，１６がそれぞれ逆並列に接続される。

【００３０】次に、この回路の働きを説明する。

【００３１】スイッチング素子１１がオン状態にあり、
直流電源１からインダクタンス３，スイッチング素子１
１を介して負荷９に図２（Ａ）の実線の矢印で示す電流
が通電されている。このとき、スナバコンデンサ３１
は、直流電源１、インダクタンス３，スナバダイオード
２１，スナバコンデンサ３１，スナバダイオード２２を
介して、電源電圧まで充電され、またスナバコンデンサ
３２は、スイッチング素子１１のオンにより、スナバ抵
抗４１−スイッチング素子１１の経路によって電荷を放
出し極間電圧は零まで低下している。

【００３２】また、スナバコンデンサ３３は、直流電源
１，インダクタンス３，スイッチング素子１１，スナバ
コンデンサ３３，スナバダイオード２２を介して、電源
電圧まで充電されている。この状態でスイッチング素子
１１をオフするとスイッチング素子１１を流れていた電
流は、図２（Ａ）の破線の矢印で示すようにスナバダイ
オード２１を通り、スナバコンデンサ３２及びスナバコ
ンデンサ３１と３３の並列コンデンサに流入して、次第
にスナバコンデンサ３２の電圧を上昇するとともに、ス
ナバコンデンサ３３の電圧を低下させ、スイッチング素
子１１と１２の接続点の電位を低下させる。

【００３３】このとき、コンデンサ３３は蓄えられた電
荷を放出するとともに、コンデンサ３１を電源電圧以上
に充電する。その後、負荷出力点の電位が、直流電源１
のマイナス端子とほぼ同等に低下するとダイオード１６
がオンして引き続いて負荷９へ電流がフリーホイールす
る。このとき、スイッチング素子１１には、スナバコン
デンサ３２とスナバコンデンサ３１と３３の直列回路が
並列接続された容量が接続されていることになる。逆に
図２（Ｂ）に示すように、スイッチング素子１２がオン
状態にあり、図中の実線の矢印が示すように負荷から電
流が流出して、スイッチング素子１２に電流が通電され
ている。このときスナバコンデンサ３１は、前記スイッ
チング素子１１のオン状態と同様に、直流電源１，イン
ダクタンス３，スナバダイオード２１，スナバコンデン
サ３１，スナバダイオード２２を介して電源電圧まで充
電されている。スナバコンデンサ３２は、同様に直流電
源１，インダクタンス３，スナバダイオード２１，スナ
バコンデンサ３２，スイッチング素子１２を介して電源
電圧まで充電され、スナバコンデンサ３３は、スイッチ
ング素子１２のオンにより、スイッチング素子１２，ス
ナバ抵抗４２を介して零まで放電している。

【００３４】この状態でスイッチング素子１２をオフす
るとスイッチング素子１２を流れていた電流は、図２
（Ｂ）の破線の矢印で示すようにスナバコンデンサ３３
及びスナバコンデンサ３２と３１の直列回路に並列に流
れスナバダイオード２２を通り、次第にスナバコンデン
サ３３の電圧を上昇するとともに、コンデンサ３１を電
源電圧以上に充電する。

【００３５】その後、負荷出力点の電位が直流電源１の
プラス端子とほぼ同等に上昇するとダイオード１５がオ
ンして、引き続いて負荷９からの電流をフリーホイール
する。このときスイッチング素子１２には、スナバコン
デンサ３３とスナバコンデンサ３２と３１の直列回路が
並列接続された容量が接続されていることになる。

【００３６】上述の動作によりスイッチング素子１１，
１２は交互にスイッチングを繰り返す。

【００３７】また、これらスイッチング素子の直列体と
並列に接続されるスナバダイオード２１，スナバコンデ
ンサ３１及びスナバダイオード２２の直列回路はクラン
プ機能を有している。

【００３８】すなわち、インダクタンス３（クランプ回
路と電源との間の回路中に存在する浮遊インダクタンス
を含む）に蓄えられる電磁エネルギーを吸収する。この
ため、スイッチング時に発生するこの電磁エネルギーが
スイッチング素子１１，１２に加わることはなく、これ
らスイッチング素子の耐圧設計を低くすることができる
という効果がある。

【００３９】図２に示すスナバコンデンサ３１の容量を
Ｃ₁、スナバコンデンサ３２，３３の容量を等しいとし
てＣ₂とすると、スイッチング素子１１の並列スナバコ
ンデンサ容量は、Ｃ₂＋Ｃ₁Ｃ₂／(Ｃ₁＋Ｃ₂）、スイッチ
ング素子１２の並列スナバコンデンサ容量は、Ｃ₂＋Ｃ₁
Ｃ₂／(Ｃ₁＋Ｃ₂）となり等しくなる。

【００４０】ここで具体的数値を代入して、本発明にお
けるスナバ回路のコンデンサ容量を検討する。

【００４１】スイッチング素子１１及び１２のスナバコ
ンデンサ容量を前記従来例の場合と同様に２μＦ以上と
すると、Ｃ₁とＣ₂の関係は図９に示すようになる。

【００４２】また、従来のスナバ回路と異なり、Ｃ₁と
Ｃ₂の値はいかなる組合せとしてもスイッチング素子１
１及び１２に対するスナバコンデンサ容量は等しくな
る。

【００４３】全スナバコンデンサ容量が最小となるのは
Ｃ₁＝Ｃ₂のときであり、Ｃ₁＝Ｃ₂＝４／３μＦとなる。
この場合の全スナバコンデンサ容量を算出すると４μＦ
となり、前述の従来例に比較するとコンデンサ容量は１
／１０以下となることがわかる。

【００４４】このように、本発明のスナバ回路によれ
ば、従来のスナバ回路と比較し、スナバ回路の全スナバ
コンデンサ容量を大幅に低減することができ、当然に寸
法も小型化することができる。

【００４５】また、スイッチング素子１１及び１２がオ
フしたときに電源電圧以上に充電されたコンデンサ３１
の電荷は、スナバ抵抗４２，スナバコンデンサ３１，ス
ナバ抵抗４１を介して電源１に回生される。

【００４６】図３は、図２においてスナバコンデンサ３
１，３２，３３がデルタ型に構成されていることに着目
し、デルタ，スター変換を施したもので、図２とまった
く等価な働きをする。

【００４７】この場合、コンデンサが２個直列に形成さ
れるため、コンデンサの耐電圧を低下できるという利点
があり、図２の回路に比べて、コンデンサの耐電圧を１
／２にすることができる。以後の実施例はデルタ型につ
いて説明するがそのままスター型に置き換えることがで
きる。

【００４８】図２に示した枠１３１はスナバコンデンサ
３１〜３３を一つのパッケージに収めて、３端子のコン
デンサとしたことを示している。こうすることにより部
品数が減り、装置の信頼性が増すとともに、余分な配線
が不要になり、インダクタンスが減る。

【００４９】図１は、本発明の１実施例を示す図で、図
２に示した回路を実際の部品を使って空間的に配置した
ときの側面図を示したものである。

【００５０】図１には、わかりやすくするために図２の
回路も示してある。

【００５１】素子で発生する熱を逃がすための放熱板１
５１上に半導体モジュール１１１，１１２を並べて配置
し、半導体モジュール１１１のエミッタ端子Ｅ１と半導
体モジュール１１２のコレクタ端子Ｃ₂を導電体１６１
でつないである。半導体モジュール１１１のコレクタ端
子Ｃ₁に取り付けた導電体１６２にスタッド型スナバダ
イオード１２１をつけ、半導体モジュール１１２のエミ
ッタ端子Ｅ２に取り付けた導電体１６３にスタッド型ス
ナバダイオード１２２をつける。

【００５２】また、３端子コンデンサ１３１をスナバダ
イオード１２１，１２２の間に配置し、各端子を図２の
回路のように配線する。

【００５３】図１に示すように３端子コンデンサ１３１
の端子をスナバコンデンサ１２１，１２２の端子からの
距離が最短になるように（直線的に）配置することによ
り、スナバ回路のインダクタンスを減らすことができ
る。

【００５４】次に他の実施例について図１を用いて説明
する。

【００５５】スナバ回路のインダクタンスを減らす手段
の一つとして配線の長さを極力短くするということが挙
げられる。そのとき、スナバダイオードにモジュール型
を用いて、放熱板１５１上に配置したのでは、スナバダ
イオードへの配線の長さは、モジュールの大きさの分以
下にはすることはできない。

【００５６】そこで、図１に示すようにスナバダイオー
ドとしては、スタッド型を用いて、半導体モジュールの
端子に取り付けた導電体に直接取り付けて、できるだけ
半導体モジュールの近くに配置する。このときスタッド
型スナバダイオード１２１は、ボルト側がアノードとな
っているものを用い、スタッド型スナバダイオード１２
２は、ボルト側がカソードとなっているものを用いるこ
とになる。また、スナバダイオードの発熱が問題になる
場合には、図１の１５２，１５３のような放熱フィンを
つければよい。

【００５７】次にスナバ回路のインダクタンスと回路の
相互インダクタンスの関係を説明する。

【００５８】図６は、図２のスイッチング素子とスナバ
回路の一部を取りだして示したものである。スイッチン
グ素子回路とスナバ回路には、それぞれインダクタンス
５，６（Ｌ₁，Ｌ₂）が存在する。スイッチング素子１１
がオン状態にあり、電流Ｉがインダクタンス５，スイッ
チング素子１１を流れているときにスイッチング素子を
オフすると、電流はインダクタンス６，スナバダイオー
ド２１，スナバコンデンサ３２からなるスナバ回路に移
って、スナバコンデンサ３２に電荷が蓄えられて、電流
が遮断される。

【００５９】このときのスイッチング素子１１の電圧Ｖ
とスイッチング素子１１の電流Ｉ₁,スナバ回路の電流Ｉ
₂の波形を図７に示す。図７にＶ_DPとして示してある電
圧は、スパイク電圧といわれるもので、このスパイク電
圧をある値以下にしないとスイッチング素子はこわれて
しまう。

【００６０】スパイク電圧は回路のインダクタンス
Ｌ₁，Ｌ₂と電流遮断時の電流の変化率で決まる。高速
のスイッチング素子を用いるときには、電流の変化率が
大きくなるので、インダクタンスを減らすことが特に重
要になる。インダクタンスを減らすためには、スナバ回
路をできるだけスイッチング素子の近くに配置して、Ｌ
₁,Ｌ₂の大きさを減らすだけではなく、スナバ回路の幾
何学的配置を工夫することにより、スイッチング素子回
路とスナバ回路の相互インダクタンスＭが大きくなるよ
うにすると、インダクタンスが相殺され、さらにインダ
クタンスを減らすことができる。

【００６１】相互インダクタンスが大きくなるようにす
るには、スナバ回路をスイッチング素子のできるだけ近
くに配置するとともに、図１に示すようにスナバダイオ
ードの電流の向きが、スイッチング素子の電流の向きと
一致するように配置するとよい。

【００６２】図４は、本発明を直列多重インバータに適
用した一実施例である。

【００６３】直流電源１，２により、プラス端子とマイ
ナス端子及び中性点端子が出力され、この間にスイッチ
ング素子１１〜１４が直列接続されるとともに、スイッ
チング素子１１と１２の接続点とスイッチング素子１３
と１４の接続点にそれぞれクランプダイオード１９，２
０を介して中性点端子に接続されている。

【００６４】この回路は、図２に示すスナバ回路を、ス
イッチング素子１１とクランプダイオード１９、及びク
ランプダイオード２０とスイッチング素子１４の間にそ
れぞれ接続している。すなわち、スイッチング素子１１
とクランプダイオード１９にスナバダイオード２１，ス
ナバコンデンサ３１，スナバダイオード２２の直列回路
を並列接続し、スナバコンデンサ３１の両端とスイッチ
ング素子１１とクランプダイオード１９の接続点間に、
スナバコンデンサ３２，３３が接続される。クランプダ
イオード２０とスイッチング素子１４の間にも上下対称
に同様のスナバ回路が接続されている。直列多重インバ
ータ回路において、スイッチング素子１１とクランプダ
イオード１９，クランプダイオード２０とスイッチング
素子１４は交互にスイッチングするので、図２に示す実
施例の適用が可能である。

【００６５】したがって、図２の回路に述べたのと同
様、図４においてスナバコンデンサに３端子コンデンサ
１３１，１３２を用いること、スナバダイオード２１，
２３にボルト側がアノードのスタッド型ダイオードを用
い、スナバダイオード２２，２４にボルト側がカソード
のスタッド型ダイオードを用い、これらダイオードを半
導体モジュールの端子に取り付けた導電体に直接取付
け、電流の向きを半導体モジュールの電流の向きと一致
させることは可能である。

【００６６】図５に図４の回路を実装した図を示した。

【００６７】番号は図４に合わせ、理解を助けるためコ
ンデンサ，ダイオード，トランジスタの回路記号を付記
した。

【００６８】１１０，１２０，１３０及び１４０は還流
ダイオード及びスイッチング素子のモジュールを２つ並
列に配置し、導板を介して電気的に並列接続したもので
ある。

【００６９】また、１９及び２０はクランプダイオー
ド、２１，２２，２３及び２４は夫々スタッド型ダイオ
ードを採用したスナバダイオード、１３１及び１３２は
内部でデルタ型に結線されたコンデンサを収納したケー
ス（紙面の都合で横向きに記載したが図１のように紙面
垂直方向に直立している）である。

【００７０】スタッド型ダイオード２１・２３，コンデ
ンサ１３１・１３２及びスタッド型ダイオード２２・２
４の一端が直線的に配置されているのでスナバ回路のイ
ンダクタンスを低減することができ、装置全体の小型化
を図ることができる。

【００７１】

【発明の効果】本発明によれば、スナバエネルギー損失
が低減でき、小型で、かつスナバ回路のインダクタンス
を低減した電力変換器を提供することができるという効
果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す図。

【図２】本発明の回路動作の説明図。

【図３】本発明の別の回路を示す図。

【図４】本発明を直列多重インバータに適用した図。

【図５】本発明の他の実施例を示す図。

【図６】スナバ回路のインダクタンスを説明する図。

【図７】スイッチング素子がオフしたときの電圧，電流
波形図。

【図８】従来技術に示す回路のスナバコンデンサ容量の
一例。

【図９】本発明における回路のスナバコンデンサ容量の
一例。

【図１０】従来技術に示す非対称回路の一例。

【符号の説明】

１，２…直流電源、３〜６…インダクタンス、９…負
荷、１１〜１４…スイッチング素子、１５〜１８…フリ
ーホイールダイオード、２１〜２４…スナバダイオー
ド、３１〜３９…スナバコンデンサ、４１〜４４…スナ
バ抵抗、１１１，１１２…半導体モジュール、１２１，
１２２…スタッド型スナバダイオード、１３１，１３２
…３端子コンデンサ、１５１…放熱板、１５２，１５３
…放熱フィン、１６１〜１６３…導電体。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者筒井義雄茨城県日立市久慈町4026番地株式会社日立製作所日立研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第１及び第２のダイオードの一端が両端に
それぞれ接続された自己消弧型半導体スイッチング素子
の直列体と、前記自己消弧型半導体スイッチング素子相
互の接続点、前記第１及び第２のダイオードそれぞれの
他端の３点間に接続されたデルタ型またはスター型に結
線された複数の容量性素子を接続し、これら複数の容量
性素子を３つの端子を持つ１つのパッケージに収納した
電力変換器。
【請求項２】請求項１記載の前記３つの端子を持ち、１
つのパッケージに収納された複数の容量性素子の端子と
前記第１，第２のダイオードの他端の端子を直線的に配
置した電力変換器。
【請求項３】第１，第２、第３及び第４の自己消弧型半
導体スイッチング素子の直列体と、これらスイッチング
素子に逆並列に接続された第１，第２，第３及び第４の
ダイオードと、この第２及び第３の自己消弧型半導体ス
イッチング素子の直列体と逆並列に接続され中性点に接
続された第５及び第６のダイオードと、前記自己消弧型
半導体スイッチング素子の直列体の両端にそれぞれ一端
を接続された第７及び第８のダイオードと、前記中性点
に一端をそれぞれ接続された第９及び第１０のダイオー
ドと、前記第７と第９のダイオードそれぞれの他端及び
前記第１及び第２の自己消弧型半導体スイッチング素子
の接続点の３点間、及び、前記第８と第１０のダイオー
ドそれぞれの他端及び前記第３及び第４の自己消弧型半
導体スイッチング素子の接続点の３点間にそれぞれ接続
されたデルタ型またはスター型に結線された第１及び第
２の複数の容量性素子を接続し、３つの端子を持つ１つ
のパッケージに収納した電力変換器。
【請求項４】請求項３において、前記第１の複数の容量
性素子の端子と前記第７，第９のダイオードの他端の端
子との距離及び前記第２の複数の容量性素子の端子と前
記第８，第１０のダイオードの他端の端子とを直線的に
配置した電力変換器。
【請求項５】第１及び第２のダイオードの一端が両端に
それぞれ接続された自己消弧型半導体スイッチング素子
の直列体と、前記自己消弧型半導体スイッチング素子相
互の接続点、前記第１及び第２のダイオードそれぞれの
他端の３点間に接続されたデルタ型またはスター型に結
線された複数の容量性素子を接続し、前記第１のダイオ
ードにはボルト側がアノード端子であるスタッド型ダイ
オードを用い、前記第２のダイオードにはボルト側がカ
ソード端子であるスタッド型ダイオードを用いた電力変
換器。
【請求項６】第１，第２，第３及び第４の自己消弧型半
導体スイッチング素子の直列体と、これらスイッチング
素子に逆並列に接続された第１，第２，第３及び第４の
ダイオードと、この第２及び第３の自己消弧型半導体ス
イッチング素子の直列体と逆並列に接続され中性点に接
続された第５及び第６のダイオードと、前記自己消弧型
半導体スイッチング素子の直列体の両端にそれぞれ一端
を接続された第７及び第８のダイオードと、前記中性点
に一端をそれぞれ接続された第９及び第１０のダイオー
ドと、前記第７と第９のダイオードそれぞれの他端及び
前記第１及び第２の自己消弧型半導体スイッチング素子
の接続点の３点間、及び、前記第８と第１０のダイオー
ドそれぞれの他端及び前記第３及び第４の自己消弧型半
導体スイッチング素子の接続点の３点間にそれぞれデル
タ型またはスター型に結線された第１及び第２の容量性
素子を接続し、前記第７及び第１０のダイオードにはボ
ルト側がアノード端子であるスタッド型ダイオードを用
い、前記第８及び第９のダイオードにはボルト側がカソ
ード端子であるスタッド型ダイオードを用いた電力変換
器。
【請求項７】請求項５または請求項６において、前記デ
ルタ型またはスター型に結線された複数の容量性素子は
３つの端子を持つ１つのパッケージに収納した電力変換
器。
【請求項８】モジュール型半導体素子を用いた電力変換
器において、前記モジュール型半導体素子の端子に取り
付けた導電体に直接スタッド型ダイオードのボルト側を
取り付け、前記モジュール型半導体素子に流れる電流の
向きと前記スタッド型ダイオードに流れる電流の向きが
一致するように配置した電力変換器。
【請求項９】請求項５，請求項６に示す電力変換器にお
いて、前記自己消弧型半導体スイッチング素子にモジュ
ール型半導体素子を用い、前記モジュール型半導体素子
の端子に取り付けた導電体に直接スタッド型ダイオード
のボルト側を取り付け、前記モジュール型半導体素子に
流れる電流の向きと前記スタッド型ダイオードに流れる
電流の向きが一致するように配置した電力変換器。