JPH11191953A - 並列回路の配線構造 - Google Patents

並列回路の配線構造

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JPH11191953A
JPH11191953A JP35765797A JP35765797A JPH11191953A JP H11191953 A JPH11191953 A JP H11191953A JP 35765797 A JP35765797 A JP 35765797A JP 35765797 A JP35765797 A JP 35765797A JP H11191953 A JPH11191953 A JP H11191953A
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JP
Japan
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parallel circuit
wiring structure
conductors
conductor
magnetic core
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JP35765797A
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English (en)
Inventor
Kazuya Kotani
和也 小谷
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 並列回路を構成する配線のインダクタンスを
増加させることなく、電流アンバランスを効果的に抑制
できる配線構造を提供する。 【解決手段】 この発明の並列回路の配線構造は、電流
の方向が逆向きになる一方のスイッチング素子S1の入力
導体1と、それに隣接するスイッチング素子S2の出力導
体4とを近接するように配置し、さらにそれらの周囲に
両導体1,4に逆極性の相互誘導を作用させる磁性体コ
アCR1を配置している。これによって、磁性体コアCR1を
貫通する給電側の入力導体1と受電側の出力導体4に流
れる電流が磁束を互いに逆方向に発生し、それによって
誘導される電流も逆方向にし、導体相互の電流を均等化
し、スイッチング素子間の電流アンバランスを抑制す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、チョッパ
回路、インバータ回路その他の並列回路の配線構造に関
する。
【0002】
【従来の技術】一般に、チョッパ回路やインバータ回路
のような複数のスイッチング素子の並列回路の場合、各
スイッチング素子を流れる電流が不均一になると発生損
失も不均一になり、素子耐量にも冗長度が必要となるた
め、スイッチング素子を流れる電流は均一であることが
望まれている。
【0003】そこで、従来、図9に示すように各スイッ
チング素子を流れる電流I51,I52を均一にするた
めに、並列に接続された導体CN51,CN52それぞ
れに対して磁性体コアCR51,CR52を配置するこ
とによって電流アンバランスを抑制する提案がなされて
いる(特開平9−117125号公報)。
【0004】また図10に示すように、各スイッチング
素子を流れる電流I61,I62を均一にするために、
並列に接続された2本の給電側導体CN61,CN62
をその電流方向が逆向きになるように交差させ、この交
差部分に磁性体コアCR61を配置することによって電
流アンバランスを抑制する提案もなされている(特開平
6−113549号公報)。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の並列回路の配線構造のうち図9に示した前者
の例では、電流アンバランスを抑制するために、並列に
接続された導体CN51,CN52それぞれに対して磁
性体コアCR51,CR52を配置しているために、特
に大電流の場合に磁性体コアが飽和しやすくて電流アン
バランスを十分に抑制できない場合があり、加えて、磁
性体コアによる配線インダクタンスの増加が大きいため
にサージ電圧をかえって増加させる問題点もあった。
【0006】また図10に示した従来例の場合、電流ア
ンバランスを抑制するために、並列に接続された2本の
給電側の導体CN61,CN62を交差させて磁性体コ
アCR61を配置しているために、大電流に対しても磁
性体コアが飽和しにくく、また磁性コアによる配線イン
ダクタンスの増加小さい利点があるが、構造的に複雑に
なり、配線長が増加するために配線インダクタンスが増
加し、サージ電圧が増加する問題点があった。
【0007】本発明はこのような従来の問題点に鑑みて
なされたもので、構造的に簡素化が図れ、また配線イン
ダクタンスの増加を小さく抑えながらも電流アンバラン
スが効果的に抑制できる並列回路の配線構造を提供する
ことを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明の並列回
路の配線構造は、複数のスイッチング素子の並列回路に
おいて、1つのスイッチング素子をその給電点と接続す
るための入力導体と、これに隣接する他のスイッチング
素子をその受電点と接続するための出力導体とを相対す
るように近接して配置したものである。
【0009】請求項1の発明の並列回路の配線構造で
は、電流の方向が逆向きになる一方のスイッチング素子
を給電点と接続するための入力導体と、それに隣接する
スイッチング素子を受電点と接続するための出力導体と
が近接して相対しているので、逆極性の入力導体と出力
導体との間の相互誘導によって電流を均等化し、各スイ
ッチング素子間の電流アンバランスを抑制する。また単
純なレイアウトであるために配線長を増加させず、配線
インダクタンスを増加させない。また並列スイッチング
素子間で見た場合、大きなインダクタンスを持つために
そこで発生するノイズを低減する。
【0010】請求項2の発明は、請求項1の並列回路の
配線構造において、前記相対する入力導体と出力導体と
の周囲に、当該両導体に逆極性の相互誘導を作用させる
磁性体コアを配置したものである。
【0011】請求項2の発明の並列回路の配線構造で
は、磁性体コアを貫通する2本の給電側の入力導体と受
電側の出力導体に流れる電流は磁束を互いに逆方向に発
生し、それによって誘導される電流も逆方向になり、導
体相互の電流を均等化する作用を行う。そして電流が完
全にバランスした場合、磁性体コアによるインダクタン
スの増加は極めて小さく、配線インダクタンスを増加さ
せる恐れがなく、サージ電圧を増加させない。
【0012】請求項3の発明は、請求項2の並列回路の
配線構造において、前記磁性体コアに磁気飽和を回避す
るためのギャップが形成されたものを用いたものであ
り、ギャップの形成で磁性体コアの磁気飽和を回避し、
電流均等化する作用がなくなることを防止する。
【0013】請求項4の発明は、請求項2又は3の並列
回路の配線構造において、前記磁性体コアに絶縁被覆が
施されたものを用いたものであり、磁性体コアをそれを
貫通する2本の導体に近接する小径なものにすることが
でき、磁性体コアが小形化する。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図に
基づいて詳説する。図1は本発明の第1の実施の形態の
並列回路の配線構造を示しており、スイッチング素子S
1,S2それぞれは入力導体1,3と出力導体2,4を
備えていて、一方のスイッチング素子S1の入力導体1
と他方のスイッチング素子S2の出力導体4とが近接し
て相対するようにこれらのスイッチング素子S1,S2
を並設した構造である。
【0015】これによって、これらのスイッチング素子
S1,S2の動作時には、スイッチング素子S1側の入
力導体1とスイッチング素子S2側の出力導体4には、
互いに逆方向に電流が流れ、それらの電流によって生じ
る磁束も互いに逆向きになる。この結果、これらの磁束
それぞれによって誘導される電流が互いに逆向きとな
り、導体1,4を流れる電流を均等化する作用が行わ
れ、電流アンバランスの抑制ができるようになる。
【0016】次に、本発明の第2の実施の形態を図2に
基づいて説明する。第2の実施の形態の並列回路の配線
構造は、図1に示した配線構造に対して、さらに近接し
て相対する一方のスイッチング素子S1の入力導体1と
他方のスイッチング素子S2の出力導体4との部分に1
つの磁性体コアCR1を配置したことを特徴としてい
る。
【0017】このような配線構造に対して、さらに外部
回路と接続するためには、図3に示すバスバーB1,B
2を取付ける。互いに絶縁されているバスバーB1,B
2の一方、バスバーB1には導体取付用の穴H1,H2
を設け、また他方のバスバーB2にも導体取付用の穴H
3,H4を設け、この穴H1〜H4を利用して、スイッ
チング素子S1,S2それぞれの入力導体1,3をバス
バーB1に接続し、また出力導体2,4をバスバーB2
に接続する。そして、バスバーB1に給電点P1を設
け、バスバーB2に受電点P2を設け、これらに外部回
路を接続するようにするのである。
【0018】図4は、この第2の実施の形態の配線構造
を利用したチョッパ回路を示している。図4において、
電源側のV1は直流電源、C1はコンデンサ、出力側の
D1はダイオード、R1はリアクトルである。図3に示
した配線構造の並列回路Aはこれらの外部回路に対して
バスバーB1の給電点P1、バスバーB2の受電点P2
を利用して接続する。
【0019】これによって、スイッチング素子S1,S
2は共通の給電点P1にそれぞれ入力導体1,3によっ
て接続され、また共通の受電点P2にそれぞれ出力導体
2,4によって接続される。そしてスイッチング素子S
1の入力導体1とスイッチング素子S2の出力導体4と
がその物理的な配置構成により、磁性体コアCR1を介
して磁気的に結合される。
【0020】このような並列回路の配線構造では、磁性
体コアCR1には入力導体1と出力導体4を流れる電流
によって磁束が互いに逆方向に生じ、これらの磁束によ
って誘導される電流も互いに逆方向となり、電流を均等
化する作用が行われる。しかも、電流が完全にバランス
した場合にはこの磁性体コアCR1によるインダクタン
スの増加は極めて小さく、配線インダクタンスを増加さ
せず、この結果、サージ電圧の増加をもたらすこともな
く、効果的に電流バランスを行うことができる。
【0021】なお、この第2の実施の形態の並列回路の
配線構造に使用する磁性体コアCRに代えて、図5に示
すようにギャップGを形成した磁性体コアCR2を使用
することができる。このようなギャップGを備えた磁性
体コアCR2を使用することによって、磁気飽和を回避
し、電流を均等化する作用がなくなることを防止するこ
とができる。
【0022】またこの第2の実施の形態の並列回路の配
線構造に使用する磁性体コアCR1に代えて、図6に示
す磁性体コアCR3を使用することもできる。この図6
に示す磁性体コアCR3は、絶縁被膜5で磁性材6を被
覆した構造であり、このような磁性体コアCR3を用い
ることによって、それが囲繞する導体1,4との距離を
近接させることができ、それだけ径を小さくして小形化
が図れ、取扱いしやすくなる。
【0023】次に、本発明の第3の実施の形態を図7に
基づいて説明する。第3の実施の形態の並列回路の配線
構造は、3個以上のスイッチング素子、ここでは4個の
スイッチング素子)S21,S22,S23,S24を
並列接続するのに、各スイッチング素子S21,S2
2,S23それぞれの入力導体21,23,25を隣接
するスイッチング素子S22,S23,S24それぞれ
の出力導体24,26,28と近接して相対するように
配置した構造を特徴とする。
【0024】この第3の実施の形態によれば、図1に示
した第1の実施の形態の場合と同様に、相対する入力導
体21と出力導体24、入力導体23と出力導体26及
び入力導体25と出力導体27それぞれにおいて流れる
電流の方向が逆向きであり、それらの電流によって磁束
が互いに逆方向に生じ、これらの磁束によって誘導され
る電流が互いに逆方向となり、それぞれ電流を均等化す
る作用が行われ、3個以上の複数個の並列接続されたス
イッチング素子S21,S22,S23,S24間で電
流アンバランスを抑制することができる。
【0025】次に、本発明の第4の実施の形態の並列回
路の配線構造を図8に基づいて説明する。この実施の形
態は、図7に示した実施の形態の配線構造に対して、さ
らに磁性体コアCR21,CR22,CR23それぞれ
を近接して相対する入力導体21と出力導体24、入力
導体23と出力導体26及び入力導体25と出力導体2
8それぞれの部分の周囲を取り囲むように配置したこと
を特徴とする。
【0026】この第4の実施の形態の場合、図2に示し
だ第2の実施の形態と同様に、各磁性体コアCR21,
CR22,CR23にはそれらが囲繞する内部の入力導
体21と出力導体24,入力導体24と出力導体26,
入力導体25と出力導体28それぞれを流れる電流によ
って磁束が互いに逆方向に生じ、これらの磁束によって
誘導される電流も互いに逆方向となり、電流を均等化す
る作用が行われる。しかも、電流が完全にバランスした
場合には各磁性体コアCR21,CR22,CR23に
よるインダクタンスの増加は極めて小さく、配線インダ
クタンスを増加させず、この結果、サージ電圧の増加を
もたらすこともなく、3個以上の複数個の並列接続され
たスイッチング素子S21,S22,S23,S24間
で効果的に電流バランスを行うことができる。
【0027】なお、この第4の実施の形態の並列回路の
配線構造に使用する磁性体コアCR21〜CR23に代
えて、図5に示した磁性体コアCR2、あるいは図6に
示した磁性体コアCR3を用いることができる。
【0028】
【発明の効果】以上のように請求項1の発明によれば、
電流の方向が逆向きになる一方のスイッチング素子を給
電点と接続するための入力導体と、それに隣接するスイ
ッチング素子を受電点と接続するための出力導体とを近
接して相対させた配置としたので、逆極性の入力導体と
出力導体との間の相互誘導によって電流を均等化し、各
スイッチング素子間の電流アンバランスを抑制すること
ができ、また単純なレイアウトであるために配線長を増
加させず、配線インダクタンスを増加させることもな
く、さらに並列スイッチング素子間で見た場合、大きな
インダクタンスを持つためにそこで発生するノイズを低
減することもできる。
【0029】請求項2の発明によれば、相対する入力導
体と出力導体との周囲に、当該両導体に逆極性の相互誘
導を作用させる磁性体コアを配置したので、磁性体コア
を貫通する2本の給電側の入力導体と受電側の出力導体
に流れる電流は磁束を互いに逆方向に発生し、それによ
って誘導される電流も逆方向になり、導体相互の電流を
均等化する作用を行うことができ、その上、電流が完全
にバランスした場合には磁性体コアによるインダクタン
スの増加が極めて小さく、配線インダクタンスを増加さ
せる恐れがなく、サージ電圧を増加させることがない。
【0030】請求項3の発明によれば、磁性体コアに磁
気飽和を回避するためのギャップが形成されたものを用
いたので、ギャップの形成で磁性体コアの磁気飽和を回
避し、電流均等化する作用がなくなることを防止するこ
とができる。
【0031】請求項4の発明によれば、磁性体コアに絶
縁被覆が施されたものを用いたので、磁性体コアをそれ
を貫通する2本の導体に近接する小径なものにすること
ができ、小形の磁性体コアを用いることができて取扱い
しやすくなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態の斜視図。
【図2】本発明の第2の実施の形態の斜視図。
【図3】上記の実施の形態に対してさらにバスバーを取
付けた状態を示す斜視図。
【図4】上記の実施の形態の配線構造の並列回路を使用
したチョッパ回路の回路図。
【図5】上記の実施の形態で使用する磁性体コアの他の
例の斜視図。
【図6】上記の実施の形態で使用する磁性体コアのさら
に他の例の斜視図。
【図7】本発明の第3の実施の形態の斜視図。
【図8】本発明の第4の実施の形態の斜視図。
【図9】従来例の斜視図。
【図10】他の従来例の斜視図。
【符号の説明】
1,3 入力導体 2,4 出力導体 5 絶縁被膜 6 磁性材 21,23,25,27 入力導体 22,24,26,28 出力導体 CR1,CR2,CR3 磁性体コア S1,S2 スイッチング素子 S21,S22,S23,S24 スイッチング素子 B1,B2 バスバー H1,H2,H3,H4 取付穴 P1 給電点 P2 受電点

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数のスイッチング素子の並列回路にお
    いて、1つのスイッチング素子をその給電点と接続する
    ための入力導体と、これに隣接する他のスイッチング素
    子をその受電点と接続するための出力導体とを相対する
    ように近接して配置したことを特徴する並列回路の配線
    構造。
  2. 【請求項2】 前記相対する入力導体と出力導体との周
    囲に、当該両導体に逆極性の相互誘導を作用させる磁性
    体コアを配置したことを特徴とする請求項1に記載の並
    列回路の配線構造。
  3. 【請求項3】 前記磁性体コアに磁気飽和を回避するた
    めのギャップが形成されていることを特徴とする請求項
    2に記載の並列回路の配線構造。
  4. 【請求項4】 前記磁性体コアに絶縁被覆が施されてい
    ることを特徴とする請求項2又は3に記載の並列回路の
    配線構造。
JP35765797A 1997-12-25 1997-12-25 並列回路の配線構造 Pending JPH11191953A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001251863A (ja) * 2000-03-07 2001-09-14 Meidensha Corp 半導体式高周波電源装置
JP2007151286A (ja) * 2005-11-28 2007-06-14 Hitachi Ltd 電力変換装置

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