JPH07131978A - Power converter - Google Patents

Power converter

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JPH07131978A
JPH07131978A JP5276886A JP27688693A JPH07131978A JP H07131978 A JPH07131978 A JP H07131978A JP 5276886 A JP5276886 A JP 5276886A JP 27688693 A JP27688693 A JP 27688693A JP H07131978 A JPH07131978 A JP H07131978A
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JP
Japan
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power
power conversion
conductor
terminals
module
Prior art date
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Pending
Application number
JP5276886A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshinori Murakami
善則 村上
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Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH07131978A publication Critical patent/JPH07131978A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/0002Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00

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  • Inverter Devices (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
  • Rectifiers (AREA)

Abstract

PURPOSE:To realize a construction of a power converter capable of having both a high cooling capacity and a low wiring inductance in a large power converter (an inverter for instance). CONSTITUTION:Among transistor modules 1 to 6 constituting an inverter circuit, modules 1 to 3 forming an upper arm and modules 4 to 6 forming a lower arm attached symmetrically to the front and rear of a metal block of a heat pipe cooler, and DC power supply conductors H and L and AC output terminals U, V and W are wired short and symmetrically in this inverter construction.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は冷却構造を含む大電力の
電力変換装置、例えばインバータ装置や整流装置の構造
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a structure of a high power power converter including a cooling structure, such as an inverter device or a rectifier.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来技術の大電力インバータ装置として
は、特開平2−174564号公報に記載されたものが
ある。図10〜図12は上記の従来例を示す図であり、
図10は正面図、図11は斜視図、図12は回路図であ
る。この従来例では、ケースの金属部分が絶縁されたタ
イプのトランジスタ・モジュールを、ヒートパイプを用
いた冷却器に実装している。図10〜図12において、
90は冷却体である金属ブロック、91はヒートパイプ
で、金属ブロック90に一部埋設されている。92は放
熱フィン、93〜96はトランジスタ・モジュール、a
はトランジスタ・モジュール93〜96を金属ブロック
90に固定するためのネジ、eは各トランジスタ・モジ
ュールのエミッタ端子のネジ、cは同コレクタ端子のネ
ジである。なお、説明しやすくするために上記公報とは
符号を変えている。また、Pは直流電源線の正電位の導
体であり、トランジスタ93、94のコレクタ端子cと
接続している。Nは直流電源線のグランド側の導体であ
り、トランジスタ95、96のエミッタ端子eと接続し
ている。これらの導体PとNは、浮遊インダクタンスを
減らすため、絶縁を保ちながらなるべく平行に近接して
設けられている。また、Uは交流出力端子であり、トラ
ンジスタ93、94のコレクタ端子ならびにトランジス
タ95、96のエミッタ端子と接続している導体であ
る。上記インバータ装置の回路図は、図12に示すよう
になる。すなわち、図10の構造体は、構造体1つでイ
ンバータの1アームを成しており、3相交流インバータ
を構成するには構造体を3つ用意することになる。ヒー
トパイプを用いたこのような構成は、従来の放熱フィン
を用いた構成よりも冷却効率が高い。放熱フィンを用い
た冷却構造では発熱量の増加に伴ってフィンを大型化し
なければならず、それに伴って広い面積にモジュールを
分散配置しなければならなかった。そのため配線のイン
ダクタンスが増えて、大容量化、高周波化に制限が生じ
ていたが、図10のような構成によれば、モジュール同
士を近接して配置しても充分冷却できるので、全体の大
きさをコンパクトにでき、さらに配線のインダクタンス
を小さく抑えることができる。
2. Description of the Related Art As a conventional high-power inverter device, there is one described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-174564. 10 to 12 are views showing the above conventional example,
10 is a front view, FIG. 11 is a perspective view, and FIG. 12 is a circuit diagram. In this conventional example, a transistor module of a type in which the metal part of the case is insulated is mounted on a cooler using a heat pipe. 10 to 12,
Reference numeral 90 is a metal block which is a cooling body, and 91 is a heat pipe, which is partially embedded in the metal block 90. 92 is a radiation fin, 93-96 are transistor modules, a
Is a screw for fixing the transistor modules 93 to 96 to the metal block 90, e is a screw for the emitter terminal of each transistor module, and c is a screw for the same collector terminal. Note that the reference numerals are different from those in the above publication for ease of explanation. Further, P is a positive potential conductor of the DC power supply line, and is connected to the collector terminals c of the transistors 93 and 94. N is a conductor on the ground side of the DC power supply line, which is connected to the emitter terminals e of the transistors 95 and 96. These conductors P and N are provided in parallel as close to each other as possible while maintaining insulation in order to reduce stray inductance. U is an AC output terminal, which is a conductor connected to the collector terminals of the transistors 93 and 94 and the emitter terminals of the transistors 95 and 96. The circuit diagram of the inverter device is as shown in FIG. That is, in the structure shown in FIG. 10, one structure constitutes one arm of the inverter, and three structures are prepared in order to form a three-phase AC inverter. Such a configuration using a heat pipe has a higher cooling efficiency than a configuration using a conventional radiation fin. In the cooling structure using the heat radiation fins, the fins have to be increased in size as the amount of heat generated increases, and accordingly, the modules have to be dispersed and arranged in a large area. Therefore, the inductance of the wiring is increased, and the increase in capacity and the increase in frequency are limited. However, according to the configuration shown in FIG. 10, the modules can be sufficiently cooled even if they are arranged close to each other. The size can be made compact, and the inductance of the wiring can be suppressed small.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の従来例
においては、直流電源線のインダクタンスは低減されて
いるが、直流電源線P、Nの長さは非対称なので、この
インダクタンスを完全に押さえ込んでいるとは言い難
い。例えば、配線1cm当りの浮遊インダクタンスはお
よそ10nH程度あるので、対応する線のない電線が1
0cmあれば、di/dtが100A/μsとしても該
電線の両端には10Vの電位差が生じることになる。数
百Aの電流を駆動する大型インバータでは、この値はさ
らに大きくなるので、このような非対称性は許容できな
い。また、上記従来例では交流出力線のインダクタンス
に関しては、なんら改善されていない。上記のごとき問
題は、直流電力を交流電力に変換するインバータ装置に
限らず、交流電力を直流電力に変換する大電力の整流装
置においても同様である。本発明は、上記のごとき従来
技術の問題点を解決するためになされたものであり、大
電力の電力変換装置において、高い冷却能力と低い配線
インダクタンスの両方を兼ね備えた電力変換装置の構造
を実現することを目的とする。
However, in the above-mentioned conventional example, although the inductance of the DC power supply line is reduced, the lengths of the DC power supply lines P and N are asymmetric, so that this inductance is completely suppressed. It is hard to say that For example, since the stray inductance per 1 cm of wiring is about 10 nH, the number of wires that have no corresponding wire is 1
If it is 0 cm, a potential difference of 10 V will occur at both ends of the wire even if di / dt is 100 A / μs. In a large inverter driving a current of several hundreds of amperes, this value is even larger, and such an asymmetry cannot be tolerated. Further, in the above conventional example, the inductance of the AC output line is not improved at all. The above problem is not limited to the inverter device that converts DC power into AC power, but is the same in the large power rectifier device that converts AC power into DC power. The present invention has been made to solve the above-mentioned problems of the conventional technology, and realizes a structure of a power converter having both high cooling capacity and low wiring inductance in a high power power converter. The purpose is to do.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明においては特許請求の範囲に記載するように
構成している。すなわち、請求項1に記載の発明におい
ては、電力変換回路を構成する電力変換モジュールのう
ち、上アームを構成するものと下アームを構成するもの
とを、1つのヒートパイプ冷却器の金属ブロックの表裏
に対称に取り付け、直流用導体と交流用端子も配線を短
く、かつ対称形にしたものである。また、請求項2に記
載の発明においては、上アームを構成する電力変換モジ
ュールと下アームを構成する電力変換モジュールとを、
別のヒートパイプ冷却器の一方の面に取り付け、2つの
ヒートパイプ冷却器を上記電力変換モジュールの実装さ
れた面が対向するように向い合わせて配置し、直流用導
体と交流用端子も配線を短く、かつ対称形にしたもので
ある。なお、上アームとは高圧側の直流用導体に接続さ
れた電力変換モジュール群を意味し、例えば後記図1〜
図4の実施例におけるトランジスタ・モジュール1〜3
に相当する。また、下アームとは低圧側(接地側)の直
流用導体に接続された電力変換モジュール群を意味し、
同じくトランジスタ・モジュール4〜6に相当する。ま
た、上記直流用導体は、例えば上記実施例における直流
電源導体H、Lに相当し、交流用端子は、同じく交流出
力端子U、V、Wに相当する。また、請求項3の発明に
おいては、請求項2に記載の電力変換装置において、各
電力変換モジュールを駆動する回路を回路板上に設け、
対向する2つのヒートパイプ冷却器の間に、上記回路板
を設置したものである。なお、上記回路板は、例えば図
7の実施例における回路板20に相当する。また、請求
項4の発明は、上記請求項1〜3に記載の発明をインバ
ータ装置に適用したものである。また、請求項5の発明
は、上記請求項1〜3に記載の発明を整流装置に適用し
たものである。
In order to achieve the above object, the present invention is constructed as described in the claims. That is, in the invention according to claim 1, among the power conversion modules that configure the power conversion circuit, one that configures the upper arm and one that configures the lower arm are connected to one metal block of the heat pipe cooler. They are symmetrically attached to the front and back, and the wiring for the DC conductor and the AC terminal is also short and symmetrical. In the invention according to claim 2, the power conversion module forming the upper arm and the power conversion module forming the lower arm are
It is attached to one surface of another heat pipe cooler, and two heat pipe coolers are arranged so that the surfaces on which the power conversion modules are mounted face each other, and the DC conductor and the AC terminal are also wired. It is short and symmetrical. The upper arm means a group of power conversion modules connected to the DC conductor on the high voltage side.
Transistor modules 1-3 in the embodiment of FIG.
Equivalent to. The lower arm means a group of power conversion modules connected to the low-voltage side (ground side) DC conductor,
Similarly, it corresponds to the transistor modules 4 to 6. The DC conductors correspond to the DC power supply conductors H and L in the above embodiment, and the AC terminals also correspond to the AC output terminals U, V and W, for example. According to the invention of claim 3, in the power converter according to claim 2, a circuit for driving each power conversion module is provided on a circuit board,
The circuit board is installed between two opposing heat pipe coolers. The circuit board corresponds to the circuit board 20 in the embodiment of FIG. 7, for example. The invention of claim 4 is an application of the invention of any one of claims 1 to 3 to an inverter device. The invention of claim 5 is an application of the invention of claims 1 to 3 to a rectifying device.

【0005】[0005]

【作用】上記のように本発明においては、冷却効率の高
いヒートパイプ冷却器を用いたことにより、大容量の電
力変換モジュールを近接して配置した電力変換装置で
も、充分な冷却が可能であり、冷却手段を含めた電力変
換装置全体を小型化することができると共に、複数の電
力変換モジュールをヒートパイプ冷却器の表裏に対称形
に設ける(請求項1)か、または電力変換モジュールを
設けた2つのピートパイプ冷却器を対称形に対向して配
置(請求項2)することにより、配線導体を短くするこ
とができるので、浮遊インダクタンスを小さくすること
が出来、浮遊インダクタンスによるスイッチング動作の
悪化等の悪影響を抑制することができる。また、配線導
体も対称形なので、電磁ノイズのアンテナ効率を低くす
ることができる。
As described above, in the present invention, by using the heat pipe cooler having high cooling efficiency, sufficient cooling is possible even in the power conversion device in which a large capacity power conversion module is arranged close to each other. The entire power conversion device including the cooling means can be downsized, and a plurality of power conversion modules are symmetrically provided on the front and back of the heat pipe cooler (claim 1) or the power conversion module is provided. By arranging the two peat pipe coolers so as to be opposed to each other symmetrically (claim 2), the wiring conductor can be shortened, so that the stray inductance can be reduced, and the switching operation is deteriorated due to the stray inductance. The adverse effect of can be suppressed. Further, since the wiring conductor is also symmetrical, the antenna efficiency of electromagnetic noise can be reduced.

【0006】[0006]

【実施例】以下、本発明を実施例を用いて説明する。図
1〜図4は本発明の第1の実施例図であり、図1は正面
図、図2は背面図、図3は図1中の線分A−A断面を矢
印の方向から見た断面図、図4は回路図である。なお、
この実施例は3相インバータを示す。まず、構成を説明
する。1〜6はトランジスタ・モジュールで、1〜3は
上アームを構成し、4〜6は下アームを構成している。
なお、上アームとは高圧側の直流電源導体Hに接続され
る側、下アームとは低圧側(接地側)の直流電源導体L
に接続される側を意味する。また、トランジスタ・モジ
ュール1と4で交流出力のU相アームを、トランジスタ
・モジュール2と5でV相アームを、トランジスタ・モ
ジュール3と6でW相アームを、それぞれ構成してい
る。これらのトランジスタ・モジュールは、例えば1M
BI600LP−060と1MBI600LN−060
(富士電機製品)、MG400J1US1とMG400
J1US2(東芝製品)に使われているように、エミッ
タとコレクタの端子の位置が左右対称になっている一対
のモジュール、もしくはPM600HHA060(三菱
電機製品)のように、エミッタとコレクタ端子が1個の
モジュール上で対称に配置されているものを想定してい
る。また、Hは直流電源の高圧側(正電位)の導体であ
り、トランジスタ・モジュール1〜3のコレクタ端子1
C〜3Cに接続されている。Lは接地側の導体であり、
トランジスタ・モジュール4〜6のエミッタ端子4E〜
6Eに接続されている。導体Hと導体Lとは、対称形に
つくられており、図3に示す如く、絶縁体9を挾んでで
きるだけ近接し、かつ中心となる金属ブロック10に対
して対称に配置される。この絶縁体9は、アルミナ、雲
母、もしくはシリコーンゴム、テフロンなどの誘電体で
ある。また、各トランジスタ・モジュールの小文字のg
とeは、制御用電極の端子を示している。また、U、
V、Wは交流出力端子であり、端子Uはトランジスタ・
モジュール1のエミッタ端子1Eとトランジスタ・モジ
ュール4のコレクタ端子4Cに接続されている。同じく
端子Vは2Eと5C、端子Wは3Eと6Cに接続されて
いる。これらは図3の断面図に示すように、金属ブロッ
ク10の表と裏とで対称形につくられている。また、1
0は冷却体である金属ブロック、11はヒートパイプ
で、金属ブロック10に一部埋設されている。また、1
2は放熱フィンである。各トランジスタ・モジュール1
〜6は、モジュールの四隅にあるネジ穴とネジによって
金属ブロック10に密着されている。なお、モジュール
の底部の金属部分と金属ブロック10との間には、接触
熱抵抗を低減かつ安定させるために、熱伝導性のよい有
機物を挾むこともある。
EXAMPLES The present invention will be described below with reference to examples. 1 to 4 are views showing a first embodiment of the present invention. FIG. 1 is a front view, FIG. 2 is a rear view, and FIG. 3 is a sectional view taken along line AA in FIG. A sectional view and FIG. 4 are circuit diagrams. In addition,
This example shows a three-phase inverter. First, the configuration will be described. 1 to 6 are transistor modules, 1 to 3 are upper arms, and 4 to 6 are lower arms.
The upper arm is the side connected to the high-voltage side DC power supply conductor H, and the lower arm is the low-voltage side (ground side) DC power supply conductor L.
Means the side connected to. Further, the transistor modules 1 and 4 constitute an AC output U-phase arm, the transistor modules 2 and 5 constitute a V-phase arm, and the transistor modules 3 and 6 constitute a W-phase arm. These transistor modules are, for example, 1M
BI600LP-060 and 1MBI600LN-060
(Fuji Electric products), MG400J1US1 and MG400
As used in J1US2 (Toshiba products), a pair of modules in which the positions of the emitter and collector terminals are symmetrical, or like the PM600HHA060 (Mitsubishi Electric product), which has a single emitter and collector terminal. It is assumed that the modules are arranged symmetrically. Further, H is a high-voltage side (positive potential) conductor of the DC power supply, and is a collector terminal 1 of the transistor modules 1 to 3.
It is connected to C-3C. L is a conductor on the ground side,
Transistor modules 4-6 emitter terminals 4E-
It is connected to 6E. The conductors H and L are formed symmetrically, and as shown in FIG. 3, the conductors H and L are arranged as close to each other as possible with the insulator 9 sandwiched therebetween and symmetrically with respect to the center metal block 10. The insulator 9 is a dielectric material such as alumina, mica, silicone rubber, or Teflon. Also, the small letter g of each transistor module
And e are terminals of the control electrode. Also, U,
V and W are AC output terminals, and terminal U is a transistor
It is connected to the emitter terminal 1E of the module 1 and the collector terminal 4C of the transistor module 4. Similarly, the terminal V is connected to 2E and 5C, and the terminal W is connected to 3E and 6C. As shown in the sectional view of FIG. 3, these are made symmetrical with the front and back of the metal block 10. Also, 1
Reference numeral 0 is a metal block which is a cooling body, 11 is a heat pipe, which is partially embedded in the metal block 10. Also, 1
2 is a radiation fin. Each transistor module 1
Nos. 6 to 6 are adhered to the metal block 10 by screw holes and screws at the four corners of the module. An organic material having good thermal conductivity may be sandwiched between the metal portion at the bottom of the module and the metal block 10 in order to reduce and stabilize the contact thermal resistance.

【0007】次ぎに、作用を説明する。上記のように構
成すると、各配線用導体の長さを最小にできるので、浮
遊インダクタンスを低く抑えることができる。そのた
め、浮遊インダクタンスによるスイッチング動作の悪化
等の悪影響を抑制することができる。また、直流電源導
体H、L間に流れる電流を調べると、3相インバータに
おけるパルス幅変調PWMのキャリア周波数の約3倍の
周波数をもつ矩形波的な電流波形を示している。このこ
とは直流電源導体H、Lが電磁ノイズのアンテナになる
ことを意味しているので、本実施例のようにHとLを近
接して配置することは、アンテナ効率を低く抑えるとい
う意味で充分効果的である。さらに、3つの交流出力端
子の導体U、V、Wも金属ブロック10の表裏で対称形
になり、かつ極力短くなるように設けられているので、
インバータ装置自体におけるアンテナ効率を低く抑える
ことができる。また、これらの交流出力端子に接続され
る交流出力線には、3相誘導モータなどのインダクタン
ス負荷を接続すると、電流波形はほぼ正弦波状になる
が、三角波状のノイズが重畳される。これも電磁ノイズ
の原因となるので、交流出力線のアンテナ効率を低く抑
えて押え込む必要がある。そのためには3つの交流出力
線をなるべく長さを揃えて近接されることがいちばん良
いが、これは構造上難しい。そのため、負荷からインバ
ータ装置までの間を4線入りのケーブルで接続し、3本
はU、V、W導体に繋ぎ、残りの1本はモータ等の負荷
のシャーシに接続しておくのがよい。以下、これをGN
D線と呼ぶ。このGND線はあった方がよいが、なくて
も或る程度の効果は得られる。また、インバータ装置の
交流出力端子と交流出力線(ケーブル)との接続部分の
一例を図8、図9に示す。図8は平面図、図9は断面図
である。図示のごとく、4つの線をなるべく近接して配
置する。また、9は図3と同じ絶縁体である。上記のよ
うに、第1の実施例においては、ヒートパイプを使った
ことにより、冷却器を含めたインバータの体積を小さく
できると共に、配線が上下アームで完全に対称形であ
り、かつ短いので、浮遊インダクタンスを小さくするこ
とが出来、電磁ノイズのアンテナ効率も低くできる。
Next, the operation will be described. With the above configuration, the length of each wiring conductor can be minimized, and thus the stray inductance can be suppressed low. Therefore, it is possible to suppress adverse effects such as deterioration of switching operation due to stray inductance. Further, when the current flowing between the DC power supply conductors H and L is examined, it shows a rectangular wave-like current waveform having a frequency about three times the carrier frequency of the pulse width modulation PWM in the three-phase inverter. This means that the DC power supply conductors H and L become antennas for electromagnetic noise, and therefore, placing H and L close to each other as in this embodiment means that the antenna efficiency is kept low. It is effective enough. Furthermore, since the conductors U, V, W of the three AC output terminals are symmetrically arranged on the front and back of the metal block 10 and are provided as short as possible,
The antenna efficiency in the inverter device itself can be suppressed low. Further, when an inductance load such as a three-phase induction motor is connected to the AC output lines connected to these AC output terminals, the current waveform has a substantially sine wave shape, but triangular wave noise is superimposed. Since this also causes electromagnetic noise, it is necessary to suppress the antenna efficiency of the AC output line to a low level and hold it down. For that purpose, it is best to arrange the three AC output lines so that their lengths are as close to each other as possible, but this is structurally difficult. Therefore, it is better to connect the load to the inverter device with a cable containing four wires, connect three to the U, V, and W conductors, and connect the remaining one to the chassis of the load such as the motor. . Hereafter, this is GN
Called D line. It is better to have this GND line, but some effect can be obtained without it. 8 and 9 show an example of a connecting portion between the AC output terminal of the inverter device and the AC output line (cable). 8 is a plan view and FIG. 9 is a sectional view. As shown, four lines are arranged as close as possible. Further, 9 is the same insulator as in FIG. As described above, in the first embodiment, by using the heat pipe, the volume of the inverter including the cooler can be reduced, and the wiring is completely symmetrical in the upper and lower arms and is short, The stray inductance can be reduced, and the antenna efficiency of electromagnetic noise can be reduced.

【0008】次に、図5および図6は、本発明の第2の
実施例図であり、図5は平面図、図6は図5のA方向か
ら見た側面図である。図5および図6において、図中の
番号や主たる構成は第1の実施例と同じであるが、図6
に示すとおり、ヒートパイプ11が金属ブロック10か
ら出ている方向が異なっている。ヒートパイプ11は図
示のように曲がった構造になっていても機能するので、
設計に自由度がある。また、この実施例では、ヒートパ
イプ11がジグザグに配置されているが、これは強制空
冷における放熱効率を高める一般的な手段である。ま
た、図5に示すように、U、V、Wの導体はヒートパイ
プと制御用端子を避けてL字形に曲がっているが、もち
ろんモジュールの形状によっては前記図1のように真っ
直な形で構わない。
Next, FIGS. 5 and 6 are views showing a second embodiment of the present invention, FIG. 5 is a plan view, and FIG. 6 is a side view seen from the direction A in FIG. 5 and 6, the numbers in the drawings and the main structure are the same as those in the first embodiment,
As shown in, the direction in which the heat pipe 11 extends from the metal block 10 is different. Since the heat pipe 11 works even if it has a bent structure as shown in the figure,
There is freedom in design. Also, in this embodiment, the heat pipes 11 are arranged in a zigzag manner, but this is a general means for increasing the heat radiation efficiency in forced air cooling. Further, as shown in FIG. 5, the U, V, and W conductors are bent in an L shape while avoiding the heat pipe and the control terminals, but of course, depending on the shape of the module, the straight shape as shown in FIG. I don't mind.

【0009】次に、図7は本発明の第3の実施例の断面
図である。この実施例では、上アームのトランジスタ・
モジュール1〜3と下アームのトランジスタ・モジュー
ル4〜6が、それぞれ別のヒートパイプ冷却器の金属ブ
ロック10と10′の一方の面に実装されており、その
実装された面が対向するように2つのヒートパイプ冷却
器を向い合わせて配置し、かつ対称形の電極同士が対向
して設けられているものである。図7において、8は蝶
番、20、30、30′は制御電極を駆動するトランジ
スタやスナバ回路を納めた回路板であり、その他、図1
と同符号は同一物を示す。本実施例においては、直流電
源導体H、Lおよび交流出力端子U、V、Wの長さを前
記第1の実施例よりも短くすることができる。また、ト
ランジスタ・モジュールの制御電極とそのドライブ回路
の間の配線にも浮遊インダクタンスは存在し、あまり長
かったり、各モジュール毎に長さが極端に違っていたり
すると、スイッチング特性を悪くする。そのため本実施
例においては、モジュールの制御電極をドライブするト
ランジスタを納めた回路板20を上アームのモジュール
1〜3と下アームのモジュール4〜6との間に設置する
ことによって、トランジスタ・モジュールの制御電極と
そのドライブ回路の間の配線を極力短くすると共に対称
形にすることにより、制御電極の浮遊インダクタンスを
小さく押さえ込むようにしたものである。すなわち、回
路板20上のドライブ回路と各トランジスタ・モジュー
ルの制御端子3e、3g、6e、6gとは、対称形の導
体21、21′および22、22′によって接続されて
いる。また、図7の構造においては、各交流出力端子
U、V、W(図7ではWのみ表示)には蝶番8が設けら
れており、かつ直流電源導体H、Lと絶縁体9とは接着
されていないので、蝶番8を中心として構造を開き、各
トランジスタ・モジュールや回路板20を保守点検する
ことができる。蝶番8を開いた内側のモジュールの構成
は前記図1、図2と同等である。また、蝶番8を開いた
ときの自由度を確保するため、回路板20と各モジュー
ルの制御端子との間を接続する導体21、21′、2
2、22′は、ソケット方式もしくはバネ方式で取外し
可能もしくは伸縮可能に接続されている。また、回路板
は、対向する2つのヒートパイプ冷却器の間のみなら
ず、図7に示すように、2つのヒートパイプ冷却器の裏
面(対向しない面)に回路板30、30′として設ける
こともできる。さらに、モジュールの制御電極3e、3
g、6e、6g等と回路板30、30′までの配線距離
が問題とならない場合は、回路板20を省略して回路板
30、30′のみを用いることもできる。その場合には
対向する2つのヒートパイプ冷却器の間隔を狭くするこ
とが出来るので、直流電源導体H、Lおよび交流出力端
子U、V、Wの長さをさらに縮めることができる。な
お、これまでの実施例では、インバータを構成するモジ
ュールは、従来例のように並列接続していないが、もち
ろん、複数のモジュールを並列接続する場合でも有効で
ある。次に、これまでの説明は、電力変換モジュールと
して直流を交流に変換するトランジスタ・モジュールを
用いたインバータ装置について例示したが、上記電力変
換モジュールとして交流を直流に変換するダイオード・
モジュールを用い、直流電源導体H、Lを直流電力の出
力導体とし、3つの交流出力端子U、V、Wを交流電力
の入力端子とすることにより、交流電力を直流電力に変
換する整流装置を構成することが出来る。この整流装置
の効果は前記インバータ装置の場合と同様である。
Next, FIG. 7 is a sectional view of a third embodiment of the present invention. In this embodiment, the upper arm transistor
Modules 1 to 3 and lower arm transistor modules 4 to 6 are mounted on one surface of metal blocks 10 and 10 'of different heat pipe coolers, respectively, so that the mounted surfaces face each other. Two heat pipe coolers are arranged facing each other, and symmetrical electrodes are provided so as to face each other. In FIG. 7, 8 is a hinge, 20, 30, 30 'are circuit boards containing transistors and snubber circuits for driving the control electrodes.
The same reference numerals as in FIG. In this embodiment, the lengths of the DC power supply conductors H and L and the AC output terminals U, V and W can be made shorter than in the first embodiment. In addition, stray inductance exists in the wiring between the control electrode of the transistor module and its drive circuit, and if it is too long or the length is extremely different for each module, the switching characteristics are deteriorated. Therefore, in the present embodiment, the circuit board 20 containing the transistor for driving the control electrode of the module is installed between the modules 1 to 3 of the upper arm and the modules 4 to 6 of the lower arm, so that the transistor module By making the wiring between the control electrode and its drive circuit as short as possible and making it symmetrical, the stray inductance of the control electrode can be suppressed small. That is, the drive circuit on the circuit board 20 and the control terminals 3e, 3g, 6e, 6g of each transistor module are connected by symmetrical conductors 21, 21 'and 22, 22'. Further, in the structure of FIG. 7, each AC output terminal U, V, W (only W is shown in FIG. 7) is provided with a hinge 8, and the DC power supply conductors H, L and the insulator 9 are bonded to each other. Since the structure is not provided, the structure can be opened around the hinge 8 and each transistor module and the circuit board 20 can be maintained and inspected. The structure of the inner module having the hinge 8 opened is the same as that shown in FIGS. Further, in order to secure the degree of freedom when the hinge 8 is opened, the conductors 21, 21 ', 2 connecting the circuit board 20 and the control terminal of each module are connected.
2, 22 'are detachably or expandably connected by a socket system or a spring system. Further, the circuit board is provided not only between the two heat pipe coolers facing each other but also as the circuit boards 30 and 30 'on the back surfaces (the surfaces not facing each other) of the two heat pipe coolers as shown in FIG. You can also Furthermore, the control electrodes 3e, 3 of the module
If the wiring distance between g, 6e, 6g and the like and the circuit boards 30, 30 'does not matter, the circuit board 20 may be omitted and only the circuit boards 30, 30' may be used. In that case, since the interval between the two heat pipe coolers facing each other can be narrowed, the lengths of the DC power supply conductors H, L and the AC output terminals U, V, W can be further shortened. In the above-described embodiments, the modules forming the inverter are not connected in parallel as in the conventional example, but of course, it is also effective when a plurality of modules are connected in parallel. Next, the above description exemplifies an inverter device using a transistor module that converts direct current to alternating current as the power conversion module, but a diode converter that converts alternating current to direct current is used as the power conversion module.
A rectifying device for converting AC power into DC power by using a module and using DC power supply conductors H and L as output conductors of DC power and three AC output terminals U, V, and W as input terminals of AC power. Can be configured. The effect of this rectifying device is similar to that of the inverter device.

【0010】[0010]

【発明の効果】以上、説明したごとく、本発明において
は、冷却効率の高いヒートパイプ冷却器を用いたことに
より、大容量の電力変換モジュールを近接して配置した
電力変換装置でも、充分な冷却が可能であり、冷却手段
を含めた電力変換装置全体を小型化することができると
共に、配線が上下アームとも短いので、浮遊インダクタ
ンスを小さくすることが出来、浮遊インダクタンスによ
るスイッチング動作の悪化等の悪影響を抑制することが
できる。また、配線導体が対称形なので、電磁ノイズの
アンテナ効率を低くすることができる、等の効果が得ら
れる。
As described above, according to the present invention, by using the heat pipe cooler having high cooling efficiency, sufficient cooling can be achieved even in the power conversion device in which a large capacity power conversion module is arranged in proximity. It is possible to reduce the size of the entire power converter including the cooling means, and since the wiring is short in both the upper and lower arms, it is possible to reduce the stray inductance, which adversely affects the switching operation due to the stray inductance. Can be suppressed. Moreover, since the wiring conductors are symmetrical, the antenna efficiency of electromagnetic noise can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1の実施例の正面図。FIG. 1 is a front view of a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第1の実施例の背面図。FIG. 2 is a rear view of the first embodiment of the present invention.

【図3】図1のA−A断面図。3 is a sectional view taken along line AA of FIG.

【図4】本発明の第1の実施例の回路図。FIG. 4 is a circuit diagram of a first embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第2の実施例の平面図。FIG. 5 is a plan view of the second embodiment of the present invention.

【図6】図5のA方向から見た側面図。6 is a side view seen from the direction A in FIG.

【図7】本発明の第3の実施例の側面図。FIG. 7 is a side view of the third embodiment of the present invention.

【図8】端子の接続構造を示す平面図。FIG. 8 is a plan view showing a connection structure of terminals.

【図9】図8のA−A断面図。9 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG.

【図10】従来例の一例の正面図。FIG. 10 is a front view of an example of a conventional example.

【図11】従来例の一例の斜視図。FIG. 11 is a perspective view of an example of a conventional example.

【図12】従来例の一例の回路図。FIG. 12 is a circuit diagram of an example of a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1〜6…トランジスタ・モジュール 1
2…放熱フィン 8…蝶番 20…
回路板 9…絶縁体 21、21′…
接続用導体 10…冷却体である金属ブロック 22、22′
…接続用導体 11…ヒートパイプ 30、30′
…回路板 H、L…直流電源導体 U、V、W…交流出力端子 1E〜6E…モジュールのエミッタ端子 1C〜6C…モジュールのコレクタ端子 1g〜6g…モジュールの制御電極端子 1e〜6e…モジュールの制御電極用接地端子
1 to 6 ... Transistor module 1
2 ... Radiating fin 8 ... Hinge 20 ...
Circuit board 9 ... Insulator 21, 21 '...
Connection conductor 10 ... Metal block 22, 22 'which is a cooling body
... Connecting conductor 11 ... Heat pipe 30, 30 '
... Circuit boards H, L ... DC power supply conductors U, V, W ... AC output terminals 1E to 6E ... Module emitter terminals 1C to 6C ... Module collector terminals 1g to 6g ... Module control electrode terminals 1e to 6e ... Module Control electrode ground terminal

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H02M 7/5387 9181−5H ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Internal reference number FI Technical indication H02M 7/5387 9181-5H

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】直流から交流もしくは交流から直流に電力
を変換する装置において、 上アームを構成する3つの電力変換モジュールと下アー
ムを構成する3つの電力変換モジュールとを、1つのヒ
ートパイプ冷却器の受熱用金属ブロックの表裏に対称な
位置に実装し、 表側の上アーム側に接続される直流用導体と裏側の下ア
ーム側に接続される直流用導体とを、上記受熱用金属ブ
ロックの表裏で対称となる形状であって、かつ両者の端
部が近接する形状とし、 上記上アームを構成する3つの電力変換モジュールと上
記下アームを構成する3つの電力変換モジュールとの対
応するもの同志をそれぞれ接続する3つの交流用端子
を、上記受熱用金属ブロックの表裏で対称となる形状に
した、 ことを特徴とする電力変換装置。
1. A device for converting electric power from direct current to alternating current or from alternating current to direct current, wherein three power conversion modules forming an upper arm and three power conversion modules forming a lower arm are combined into one heat pipe cooler. Mounted at symmetrical positions on the front and back sides of the heat receiving metal block, and the DC conductor connected to the upper arm side of the front side and the DC conductor connected to the lower arm side of the back side are And a shape in which both ends are close to each other, and the three power conversion modules forming the upper arm and the three power conversion modules forming the lower arm correspond to each other. A power conversion device characterized in that three AC terminals to be connected to each other are formed in a shape symmetrical with respect to the front and back of the heat receiving metal block.
【請求項2】直流から交流もしくは交流から直流に電力
を変換する装置において、 上アームを構成する3つの電力変換モジュールと下アー
ムを構成する3つの電力変換モジュールとを、それぞれ
別個のヒートパイプ冷却器の受熱用金属ブロックの一方
の面に実装し、 上記2つのヒートパイプ冷却器を上記電力変換モジュー
ルの実装された面が対向するように向い合わせて配置
し、 上記上アーム側に接続される直流用導体と上記下アーム
側に接続される直流用導体とを、対称形で、かつ両者の
端部が近接する形状とし、 上記上アームを構成する3つの電力変換モジュールと上
記下アームを構成する3つの電力変換モジュールとの対
応するもの同志をそれぞれ接続する3つの交流用端子
を、上アーム側と下アーム側とが対称となる形状にし
た、 ことを特徴とする電力変換装置。
2. A device for converting electric power from direct current to alternating current or from alternating current to direct current, wherein three power conversion modules forming an upper arm and three power conversion modules forming a lower arm are separately heat pipe cooled. Mounted on one surface of the heat-receiving metal block of the container, the two heat pipe coolers are arranged so as to face each other so that the surfaces on which the power conversion module is mounted face each other, and are connected to the upper arm side. The direct-current conductor and the direct-current conductor connected to the lower arm side are symmetrical and the ends of both are close to each other, and the three power conversion modules forming the upper arm and the lower arm are formed. Corresponding ones of the three power conversion modules are connected to each other, and the three terminals for AC are formed in a shape in which the upper arm side and the lower arm side are symmetrical. A power converter characterized by the above.
【請求項3】請求項2に記載の電力変換装置において、 上記の各電力変換モジュールを駆動する回路を回路板上
に設け、上記の対向する2つのヒートパイプ冷却器の間
に、上記回路板を設置した、 ことを特徴とする電力変換装置。
3. The power conversion device according to claim 2, wherein a circuit for driving each of the power conversion modules is provided on a circuit board, and the circuit board is provided between the two opposed heat pipe coolers. The power conversion device is characterized by being installed.
【請求項4】請求項1乃至請求項3に記載の電力変換装
置において、 上記電力変換モジュールとして直流電力を交流電力に変
換するトランジスタ・モジュールを用い、上記直流用導
体を直流電力の入力導体とし、上記3つの交流用端子を
交流電力の出力端子とすることにより、直流電力を交流
電力に変換するインバータ装置を構成したことを特徴と
する電力変換装置。
4. The power converter according to claim 1, wherein a transistor module for converting DC power into AC power is used as the power conversion module, and the DC conductor is used as an input conductor of DC power. A power conversion device comprising an inverter device for converting DC power into AC power by using the three AC terminals as output terminals for AC power.
【請求項5】請求項1乃至請求項3に記載の電力変換装
置において、 上記電力変換モジュールとして交流電力を直流電力に変
換するダイオード・モジュールを用い、上記直流用導体
を直流電力の出力導体とし、上記3つの交流用端子を交
流電力の入力端子とすることにより、交流電力を直流電
力に変換する整流装置を構成したことを特徴とする電力
変換装置。
5. The power converter according to claim 1, wherein a diode module for converting AC power into DC power is used as the power conversion module, and the DC conductor is used as an output conductor of DC power. A power converter comprising a rectifying device for converting AC power into DC power by using the three AC terminals as input terminals for AC power.
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