JPH0832020A - アクティブフィルタの主回路配線方法 - Google Patents

アクティブフィルタの主回路配線方法

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JPH0832020A
JPH0832020A JP16255294A JP16255294A JPH0832020A JP H0832020 A JPH0832020 A JP H0832020A JP 16255294 A JP16255294 A JP 16255294A JP 16255294 A JP16255294 A JP 16255294A JP H0832020 A JPH0832020 A JP H0832020A
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Hiroaki Nakajima
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Abstract

(57)【要約】 【目的】アクティブフィルタの主回路ブリッジ各アーム
を構成する並列接続された複数のIGBT素子間の電流
平衡を図る。 【構成】電圧源として機能する複数コンデンサから、こ
れら各コンデンサの正極側並列接続導体1を介し、前記
主回路ブリッジの1相分上下アームを構成する並列接続
されたIGBTモジュール5-1〜5-3に給電する電路を
なすコレクタ導体3を板状導体となし、これら導体1と
3との接続を一箇所の限定された面積範囲内で行って前
記導体1から前記各IGBTへの電流入出力部を一箇所
に限定させると共に、前記の導体1と3の接続部から前
記の各IGBTモジュールの各コレクタ端子に至る各通
電経路のインピーダンスを互いに同一となす如く、前記
導体3の略中央部に円形等の穴開け部を設ける。また、
前記各コンデンサの負極側並列接続導体2とエミッタ導
体4とに関しても同様に処置する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、アクティブフィルタ
或いは一般の電力変換装置の主回路を構成するIGBT
等半導体スイッチング素子の並列接続時の各素子間電流
の平衡を図る回路配線方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来のこの種アクティブフィルタの主回
路配線方法としては、図2の回路図に従って構成された
前記フィルタの主回路ブリッジ構成体に関して、その正
面図を例示する図3の如く配線するものが知られてい
る。なお、図4は図3に対応する前記ブリッジ構成体の
側面図の例示である。
【0003】ここに、図2は、前記フィルタのブリッジ
構成された主回路に関して、その各アームが3個のIG
BT素子の並列接続より成る1相分の上下各アームの構
成を例示する回路図である。先ず、図2において、5-1
〜5-3はそれぞれ逆並列されたダイオードを有する2個
のIGBT素子の直列接続より成り、両IGBT素子間
の接続点を外部接続用の引き出し端子とした回路構成を
なすIGBTモジュール,IGBT1 〜IGBT3 であ
り、各モジュール5-1〜5-3はそれぞれの正負両極端子
と前記の外部接続用引き出し端子とを介し互いに並列接
続される。従って、前記各モジュール5-1〜5-3より成
る前記フィルタ主回路ブリッジにおける各相上下アーム
はそれぞれ3個のIGBT素子の並列接続により構成さ
れるものとなる。
【0004】また、6-1〜6-3はそれぞれコンデンサと
ダイオードとの直列接続から成り、その外部に接続され
る抵抗と共に形成するスナバユニット,SU1 〜SU3
であり、それぞれ前記IGBTモジュール,IGBT1
〜IGBT3 に並列に接続される。また、C11〜C13
21〜C23はそれぞれ3個のコンデンサが並列接続され
たものであり、両者は更に直列接続され、全体として前
記主回路ブリッジに対する電圧源として機能するコンデ
ンサ群を形成する。
【0005】なお、R1 とR2 とはそれぞれ前記各コン
デンサC11〜C13とC21〜C23とに並列接続された抵抗
である。次に、図3は、図2の回路図に従って構成され
た前記フィルタ主回路ブリッジ構成体の正面図であり、
以下、図4の側面図と共に説明する。図3において、1
は、電圧源として機能する前記コンデンサ群の各コンデ
ンサC11〜C13の正極(P)側共通接続用のコンデンサ
正極側並列接続導体であり、同様に、2は、前記の各コ
ンデンサC21〜C23の負極(N)側共通接続用のコンデ
ンサ負極側並列接続導体である。また、30は、前記正
極側並列接続導体1と前記の各IGBTモジュール5-1
〜5-3の各コレクタ端子C1 との間を接続するコレクタ
導体であり、40は、図4に示す如く前記負極側並列接
続導体2と前記各モジュール5-1〜5-3の各エミッタ端
子E2 との間を接続するエミッタ導体である。
【0006】なお、6(6-1〜6-3)はスナバユニット
であり、図示の如く、対応するIGBTモジュール5
(5-1〜5-3)の両端子C1 ,E2 の側近に配置され
る。また7は冷却フィンであり、図示の網状熱交換部を
介して強制空冷される。上記の如く、従来のアクティブ
フィルタの主回路配線方法は、図3と図4とに示す如
く、電圧源として機能する前記コンデンサ群における各
コンデンサの正或いは負極側並列接続導体と、前記各I
GBTモジュールの対応するコレクタ端子或いはエミッ
タ端子間を、両者の物理的配列状態を主眼として決定し
た経路に従い、前記のコレクタ導体或いはエミッタ導体
により接続するものであり、従って、前記の正或いは負
極側並列接続導体と前記のコレクタ導体或いはエミッタ
導体との接続点は、前記各IGBTモジュール毎に設け
られるものであった。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上記の如く、従来のア
クティブフィルタの主回路配線方法によれば、電圧源と
して機能する前記コンデンサ群の正極或いは負極側並列
接続導体と前記コレクタ導体或いはエミッタ導体との両
導体間接続点は、前記各IGBTモジュール毎に設けら
れるものであった。
【0008】従って、前記コンデンサ群を形成する各コ
ンデンサの電極と、前記両導体接続点間の通電経路の長
さは異なるものとなる。従ってまた、前記のコレクタ導
体或いはエミッタ導体自体の形状或いは長さが前記の各
IGBTモジュール毎に同一であっても、前記のコンデ
ンサ群から前記各IGBTモジュールにおける所定のコ
レクタ或いはエミッタ電極に至る等価的な通電経路のイ
ンピーダンスは互いに異なるものとなる。
【0009】即ち、従来のアクティブフィルタの主回路
配線方法によれば、前記の如き通電経路のインピーダン
ス差により、同一電圧源より取電しながら前記の如く配
置された各IGBTモジュールへの供給電流に差が生じ
ることになる。例えば、図3の如き配置においては、中
央部に設置された5-2(IGBT2 )への供給電流が他
のモジュールに比して大となる。
【0010】前記の如き並列状態で使用される複数のI
GBTモジュール、従ってIGBT素子間の電流不平衡
に対し、最大電流通電素子の熱的破壊を避けるために、
使用される各IGBT素子の電流定格値は前記の最大電
流通電素子を基準として決定されることになり、通電電
流に余裕のあるIGBT素子が混在することになり、I
GBT素子群全体としては効率の悪い使用状態とならざ
るを得なかった。
【0011】上記に鑑みこの発明は、アクティブフィル
タの主回路に前述の如き回路構成において使用される複
数のIGBT素子等の半導体スイッチング素子に関し
て、各素子通電電流の平衡を図り、前記素子群全体とし
ての効率的な運用を可能とするアクティブフィルタの主
回路配線方法の提供を目的とするものである。
【0012】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明のアクティブフィルタの主回路配線方法に
おいて、 1)請求項1の発明は、アクティブフィルタの主回路を
形成するブリッジ各相の上下各アームにおける並列接続
された複数の半導体スイッチング素子それぞれの主電極
と、電圧源として機能する複数コンデンサの並列用母線
との間の主回路配線方法であって、前記各アームにおけ
る複数のスイッチング素子の主電極外部接続用の各接続
導体を、これらの各主電極が接続されるべき正負何れか
所定の極性の前記コンデンサ並列用母線上の所定の一箇
所において共通に接続するものとする。
【0013】2)請求項2の発明は、請求項1記載のア
クティブフィルタの主回路配線方法において、前記各ア
ームにおける複数のスイッチング素子の主電極外部接続
用の各接続導体を一括して板状導体により形成し、この
板状導体に、前記コンデンサ並列用母線上の所定位置と
の接続部と、前記複数のスイッチング素子の各主電極と
の接続部とを設けると共に、前記コンデンサ並列用母線
上の所定位置と各スイッチング素子の主電極との間の各
通電経路インピーダンスを互いに同一或いは略同一とな
す如く、適当形状の穴開け部を適当数設けるものとす
る。
【0014】
【作用】上記の如く、同一コンデンサ群を共通の電圧源
として動作する複数の並列接続状態のIGBT素子間の
電流平衡を図るためには、前記コンデンサ群を形成する
各コンデンサの端子から前記各IGBT素子のコレクタ
或いはエミッタ電極に至る等価的な通電経路のインピー
ダンスを互いに等しくする必要がある。
【0015】また、前記通電経路は、前記コンデンサ群
の正極或いは負極側並列接続導体上の導体接続点を境と
して、前記各コンデンサの端子側と、前記各IGBT素
子のコレクタ或いはエミッタ電極側とに区分される。従
って、この発明は、前記の如く区分された通電経路に関
し、前記各IGBT素子毎の通電経路インピーダンスの
均一化を図るものであり、 1)請求項1の発明は、前記各IGBT素子の通電経路
インピーダンスに関し、前記のコンデンサ群並列接続導
体上の導体接続点と各コンデンサ端子間のインピーダン
ス均一化を図るため、前記各IGBT素子の所定電極へ
の各接続導体を前記コンデンサ群並列接続導体上の所定
の一箇所において共通に接続し、従って、前記のコンデ
ンサ群から前記各IGBT素子への電流出入点を共通の
一箇所に限定することにより、所要のインピーダンス均
一化を図るものである。また、 2)請求項2の発明は、前記各IGBT素子の通電経路
インピーダンスに関し、前記のコンデンサ群並列接続導
体上の導体接続点と前記各IGBT素子の所定電極間の
インピーダンス均一化を図るものであり、請求項1の発
明に従うと共に、前記各IGBT素子の所定電極への各
接続導体を一括して板状導体により形成し、この板状導
体に、請求項1の発明によって規定された前記コンデン
サ群並列接続導体上の所定位置との接続部と、前記各I
GBT素子の所定電極の接続部とを設け、且つ、前記の
コンデンサ群並列接続導体上の所定位置と前記各IGB
T素子の所定電極との間の各通電経路のインピーダンス
を互いに同一又は略同一となす如く、前記板状導体に、
円形或いは他の適当形状の穴開け部を適当数設けるもの
である。
【0016】
【実施例】以下この発明の実施例を、前記アクティブフ
ィルタの主回路ブリッジ構成体の正面図を例示する図1
により説明する。なお、図1は請求項1と2とに従うこ
の発明の実施例を示すものであり、従来技術の実施例を
示す図3と同じく、図2の回路図に従い構成されたもの
であり、図3の場合と同一機能の構成要素に対しては同
一の表示符号を付している。
【0017】ここに図1は、図3に示す前記主回路ブリ
ッジ構成体の正面図において、3組のコレクタ導体30
を1組の板状のコレクタ導体3に代え、また3組のエミ
ッタ導体40を1組の板状のエミッタ導体4に代えたも
のである。図示の如く、板状のコレクタ導体3はコンデ
ンサ正極側並列接続導体1とただ一箇所の所定位置にお
いて限定された接触面積を保つ如く接続され、また、そ
の三脚状の突出部を介して前記各IGBTモジュール5
(5-1,5-2,5-3)の各コレクタ端子C1 と接続され
ている。
【0018】更に、前記コレクタ導体3とコンデンサ正
極側並列接続導体1との接続部から前記各IGBTモジ
ュール5-1,5-2,5-3それぞれのコレクタ端子C1
至る各通電経路のインピーダンスを互いに同一或いは略
同一となす如く、前記のコレクタ導体3の略中央部に円
形の穴開け部を設けている。同様に、板状のエミッタ導
体4はコンデンサ負極側並列接続導体2と一箇所の所定
位置において限定された接触面積を保つ如く接続され、
また、その三脚状の突出部を介して前記各IGBTモジ
ュール5(5-1,5-2,5-3)の各エミッタ端子E2
接続されている。
【0019】更に、前記エミッタ導体4とコンデンサ負
極側並列接続導体2との接続部から前記各IGBTモジ
ュール5-1,5-2,5-3それぞれのエミッタ端子E2
至る各通電経路のインピーダンスを互いに同一或いは略
同一となす如く、前記のエミッタ導体4の略中央部に半
円形と矩形との合体形状の穴開け部を設けている。ここ
に、複数のコンデンサを共通の電圧源とし、前記各コン
デンサの並列母線を介し給電される並列接続状態の複数
のIGBT素子それぞれの通電電流の均一化を図ること
が可能となる。
【0020】
【発明の効果】この発明によれば、アクティブフィルタ
の主回路をなすブリッジ各相の上下各アームにおける並
列接続された複数のIGBT素子それぞれの主電極と、
電圧源として機能する複数コンデンサの並列用母線との
間の主回路配線方法に関して、請求項1の如く、前記の
各アームにおける複数のスイッチング素子の主電極外部
接続用の各接続導体を、これらの各主電極が接続される
正負何れかの極性の前記コンデンサ並列用母線上の所定
箇所において共通に接続することにより、また、請求項
2の如く、前記請求項1による配線方法において、前記
の各アームにおける複数のスイッチング素子の主電極外
部接続用の各接続導体を一括して板状導体により形成
し、この板状導体に、前記コンデンサ並列用母線上の所
定位置との接続部と、前記複数のスイッチング素子の各
主電極との接続部とを設けると共に、前記コンデンサ並
列用母線上の所定位置と各スイッチング素子の主電極と
の間の各通電経路のインピーダンスを互いに同一或いは
略同一となす如く、適当形状の穴開け部を適当数設ける
ことにより、前記アクティブフィルタの主回路ブリッジ
における通電状態に関して、前記複数のコンデンサを共
通の電圧源とし、これら各コンデンサの並列母線を介し
て給電される並列接続状態の前記複数のIGBT素子そ
れぞれの通電電流の均一化を図ることが可能となり、従
来の配線方法による場合の如く、複数のIGBT素子間
の電流不平衡に対応して、一部の最大電流通電素子を基
準として全IGBT素子の電流定格値を決定せざるを得
ない不都合が回避でき、IGBT素子群全体としての効
率的且つ信頼性の高いな素子運用が可能となると共に、
IGBT素子の電流定格値の低下に伴う装置全体の小形
低廉化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施例を示すアクティブフィルタ主
回路ブリッジ構成体の正面図
【図2】アクティブフィルタ主回路ブリッジ構成の1相
分上下各アームの回路図
【図3】従来技術の実施例を示すアクティブフィルタ主
回路ブリッジ構成体の正面図
【図4】従来技術の実施例を示すアクティブフィルタ主
回路ブリッジ構成体の側面図
【符号の説明】
1 コンデンサ正極側並列接続導体 2 コンデンサ負極側並列接続導体 3 コレクタ導体 4 エミッタ導体 5 IGBTモジュール(5-1〜5-3:IGBT1
IGBT3 ) 6 スナバユニット(6-1〜6-3:SU1 〜SU3 ) 7 冷却フィン 30 コレクタ導体 40 エミッタ導体

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】アクティブフィルタの主回路を形成するブ
    リッジ各相の上下各アームにおける並列接続された複数
    の半導体スイッチング素子それぞれの主電極と、電圧源
    として機能する複数コンデンサの並列用母線との間の主
    回路配線方法であって、前記各アームにおける複数のス
    イッチング素子の主電極外部接続用の各接続導体を、こ
    れらの各主電極が接続されるべき正負何れか所定の極性
    の前記コンデンサ並列用母線上の所定の一箇所において
    共通に接続することを特徴とするアクティブフィルタの
    主回路配線方法。
  2. 【請求項2】請求項1に記載のアクティブフィルタの主
    回路配線方法において、前記各アームにおける複数のス
    イッチング素子の主電極外部接続用の各接続導体を一括
    して板状導体により形成し、この板状導体に、前記のコ
    ンデンサ並列用母線上の所定位置との接続部と、前記複
    数のスイッチング素子の各主電極との接続部とを設ける
    と共に、前記コンデンサ並列用母線上の所定位置と各ス
    イッチング素子の主電極との間の各通電経路インピーダ
    ンスを互いに同一又は略同一となす如く、適当形状の穴
    開け部を適当数設けてなることを特徴とするアクティブ
    フィルタの主回路配線方法。
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WO1999041835A1 (fr) * 1998-02-12 1999-08-19 Omron Corporation Relais a semi-conducteurs
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