WO2023058231A1 - 電力変換装置 - Google Patents

電力変換装置 Download PDF

Info

Publication number
WO2023058231A1
WO2023058231A1 PCT/JP2021/037374 JP2021037374W WO2023058231A1 WO 2023058231 A1 WO2023058231 A1 WO 2023058231A1 JP 2021037374 W JP2021037374 W JP 2021037374W WO 2023058231 A1 WO2023058231 A1 WO 2023058231A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
phase
negative
positive
heat dissipation
positive electrode
Prior art date
Application number
PCT/JP2021/037374
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
圭 松本
Original Assignee
東芝三菱電機産業システム株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 東芝三菱電機産業システム株式会社 filed Critical 東芝三菱電機産業システム株式会社
Priority to CN202180078696.8A priority Critical patent/CN116491234A/zh
Priority to JP2022527932A priority patent/JP7278488B1/ja
Priority to PCT/JP2021/037374 priority patent/WO2023058231A1/ja
Priority to US18/250,564 priority patent/US20230389240A1/en
Publication of WO2023058231A1 publication Critical patent/WO2023058231A1/ja

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • H05K7/2089—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating for power electronics, e.g. for inverters for controlling motor
    • H05K7/209—Heat transfer by conduction from internal heat source to heat radiating structure
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/32—Means for protecting converters other than automatic disconnection
    • H02M1/327—Means for protecting converters other than automatic disconnection against abnormal temperatures
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/003—Constructional details, e.g. physical layout, assembly, wiring or busbar connections
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode

Definitions

  • An embodiment of the present invention relates to a power converter.
  • a power control device in which a housing that accommodates an electronic device is provided with heat radiating fins.
  • a power conversion device cools a plurality of switching elements, for example, by providing a heat sink on a heat dissipation substrate on which a plurality of switching elements, which are heat sources, are mounted.
  • heat is generated depending on the amount of heat transferred or the amount of power supplied to the metal conductors or electric wires connected to multiple switching elements. had a nature.
  • the problem to be solved by the present invention is to provide a power conversion device capable of improving heat dissipation capability.
  • the power conversion device of the embodiment includes a DC side terminal and a heat dissipation member.
  • the heat dissipation member is electrically conductive.
  • the heat dissipation member is provided on the DC side terminal.
  • FIG. 1 is an exploded perspective view showing the configuration of a power converter according to an embodiment
  • FIG. The figure which shows the structure of the power converter device of embodiment.
  • the exploded perspective view which shows the structure of the power converter device in the modification of embodiment.
  • FIG. 1 is an exploded perspective view showing the configuration of a power conversion device 10 according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a diagram showing the configuration of the power conversion device 10 of the embodiment.
  • directions of the X-axis, Y-axis, and Z-axis that are orthogonal to each other in the three-dimensional space are directions parallel to the respective axes.
  • the Z-axis direction is parallel to the thickness direction of the power converter 10 .
  • the Y-axis direction is parallel to the lateral direction of the power converter 10 .
  • the X-axis direction is parallel to the longitudinal direction of the power converter 10 .
  • the power conversion device 10 is, for example, a board provided in electrical equipment or the like.
  • the board includes a power distribution board, a distribution board, a control board, and the like, which constitute a power supply device, a motor drive device, and the like.
  • the power conversion device 10 includes various circuit components such as semiconductor elements, conductors, fuses, capacitors, transformers, switches, circuit breakers, and measuring devices that constitute power converters such as inverters.
  • the power converter 10 includes, for example, a multi-phase semiconductor stack 11, a plurality of capacitors 13, a positive bus bar 15P and a negative bus bar 15N, a positive connection member 17P and a negative connection.
  • the multi-phase semiconductor stack 11 is, for example, a three-phase R-phase, S-phase and T-phase semiconductor stack 11 .
  • the three-phase semiconductor stack 11 is arranged, for example, at a first end of both ends in the thickness direction of the power conversion device 10 .
  • the first end is, for example, the end on the positive side in the Z-axis direction.
  • the three-phase semiconductor stacks 11 are arranged in a row along the X-axis direction, for example.
  • each semiconductor stack 11 comprises a bridge circuit formed by, for example, a plurality of bridge-connected switching and rectifying elements.
  • the switching element is a transistor such as an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) or a MOSFET (Metal Oxide Semi-conductor Field Effect Transistor).
  • a rectifying element is a diode connected in parallel with each transistor.
  • the bridge circuit comprises a plurality of pairs of high side arm and low side arm transistors H, L.
  • the bridge circuit includes a freewheeling diode D connected between the collector and emitter of each transistor H, L in the forward direction from the emitter to the collector.
  • the collector of the high side arm transistor H of each phase is connected to the positive terminals PR, PS, PT of each phase.
  • the emitters of the low side arm transistors L of each phase are connected to the negative terminals NR, NS and NT of each phase.
  • the emitter of the high side arm transistor H and the collector of the low side arm transistor L of each phase are connected to AC side terminals R, S and T of each phase.
  • the plurality of capacitors 13 are arranged, for example, at the second end of both ends in the thickness direction of the power conversion device 10 .
  • the second end is, for example, the end on the negative side in the Z-axis direction.
  • the plurality of capacitors 13 are arranged in rows along each of the X-axis direction and the Y-axis direction, for example.
  • each capacitor 13 is, for example, a capacitor that smoothes voltage fluctuations that occur as a result of switching between on and off of each switching element of the semiconductor stack 11 .
  • the capacitor 13 of each phase is connected between the positive terminal CP and the negative terminal CN of each phase.
  • the positive electrode bus bar 15P is a conductor commonly connected to the positive terminals PR, PS, and PT of each of the multiple phases.
  • the negative bus bar 15N is a conductor commonly connected to the negative terminals NR, NS, and NT of each phase of the plurality of phases.
  • the outer shape of the positive electrode busbar 15P and the negative electrode busbar 15N is, for example, a rectangular plate shape.
  • the positive bus bar 15P and the negative bus bar 15N are arranged, for example, at one end of the power converter 10 in the Y-axis direction and in the center in the X-axis direction.
  • the positive bus bar 15P and the negative bus bar 15N are arranged side by side in the X-axis direction and parallel to each other in the Z-axis direction.
  • the positive electrode side connection member 17P and the negative electrode side connection member 17N are, for example, plate-shaped conductors.
  • the positive electrode-side connecting member 17P and the negative electrode-side connecting member 17N are arranged, for example, so as to be stacked in the Z-axis direction between the multi-phase semiconductor stack 11 and the plurality of capacitors 13 .
  • the positive-side connecting member 17P connects the positive terminals PR, PS, PT of the multiple phases and the positive terminals CP of the capacitors 13 of the multiple phases.
  • the negative-side connecting member 17N connects the multi-phase negative terminals NR, NS, and NT to the negative-side terminals CN of the multi-phase capacitors 13 .
  • the positive electrode side connecting member 17P and the negative electrode side connecting member 17N connect the multi-phase capacitors 13 in parallel.
  • the outer shape of the insulating member 19 is, for example, sheet-like.
  • the insulating member 19 is arranged, for example, between the positive electrode side connecting member 17P and the negative electrode side connecting member 17N that are stacked in the Z-axis direction.
  • the insulating member 19 electrically insulates the positive electrode side connecting member 17P and the negative electrode side connecting member 17N.
  • each of the multi-phase positive electrode heat-dissipating member and the multi-phase negative heat-dissipating member is, for example, a plate shape.
  • Each positive heat radiation member and each negative heat radiation member are arranged, for example, so as to protrude in the Z-axis direction from the positive electrode side connecting member 17P and the negative electrode side connecting member 17N.
  • Each positive electrode heat-radiating member and each negative electrode heat-radiating member are made of, for example, a material having electrical and thermal conductivity such as metal.
  • the positive heat radiation members for each of the multiple phases are, for example, the R-phase positive heat radiation member 21P, the S-phase positive heat radiation member 21P, and the T-phase positive heat radiation member 21P.
  • the negative heat dissipation members for each phase of the plurality of phases are, for example, the R-phase negative heat dissipation member 21N, the S-phase negative heat dissipation member 23N, and the T-phase negative heat dissipation member 25N.
  • the positive electrode heat radiation members 21P, 23P, 25P of the respective phases and the negative heat radiation members 21N, 23N, 25N of the respective phases are arranged, for example, in the central portion of the power conversion device 10 in the Y-axis direction. It is connected to the negative terminals NR, NS and NT of the phases.
  • the positive heat radiation members 21P, 23P, 25P of each phase and the negative heat radiation members 21N, 23N, 25N of each phase extend, for example, from the central portion of the power conversion device 10 in the Y-axis direction toward one end, and the positive electrode bus bar 15P extends. and the negative bus bar 15N.
  • the R-phase positive electrode heat dissipation member 21P includes a first positive electrode heat dissipation member 21Pa and a second positive electrode heat dissipation member 21Pb.
  • the R-phase negative electrode heat-radiating member 21N includes a first negative heat-radiating member (not shown) and a second negative heat-radiating member (not shown).
  • Each of the R-phase first positive electrode heat radiation member 21Pa and the first negative electrode heat radiation member extends from the central portion of the power conversion device 10 in the Y-axis direction toward one end portion.
  • Each of the R-phase second positive electrode heat radiating member 21Pb and the second negative electrode heat radiating member extends along the inner wall surface of the housing 31 from the first end of both end portions in the X-axis direction toward the central portion.
  • the T-phase positive electrode heat radiation member 25P includes a first positive electrode heat radiation member 25Pa and a second positive electrode heat radiation member 25Pb.
  • the T-phase negative heat dissipation member 25N includes a first negative heat dissipation member (not shown) and a second negative heat dissipation member (not shown).
  • Each of the T-phase first positive electrode heat radiation member 25Pa and the first negative electrode heat radiation member extends from the central portion of the power conversion device 10 in the Y-axis direction toward one end portion.
  • Each of the T-phase second positive electrode heat radiation member 25Pb and the second negative electrode heat radiation member extends along the inner wall surface of the housing 31 from the second end portion toward the central portion of both end portions in the X-axis direction.
  • the heat dissipation members 21P, 23P, 25P, 21N, 23N, and 25N are connected to the semiconductor stacks 11, which are heat sources, through the terminals PR, PS, PT, NR, NS, and NT. It is possible to promote heat dissipation and suppress the temperature rise of the path for power supply.
  • Each of the positive electrode heat radiation members 21P, 23P, 25P and each of the negative electrode heat radiation members 21N, 23N, 25N is connected to the positive electrode busbar 15P and the negative electrode busbar 15N.
  • can facilitate heat transfer to each of the By connecting the semiconductor stacks 11 of each phase directly to the positive bus bar 15P and the negative bus bar 15N without passing through other phases, the heat dissipation of the semiconductor stacks 11 of each phase can be improved, can suppress the local temperature rise in the path of
  • the positive electrode side connection member 17P and the negative electrode side connection member 17N that connect the capacitors 13 of multiple phases in parallel, voltage balance between the capacitors of multiple phases can be easily ensured.
  • the positive busbar 15P and the negative busbar 15N function as heat dissipation members through which current does not flow, and the device capacity can be increased.
  • the power conversion device 10 includes the positive heat radiation members 21P, 23P, 25P of each phase and the negative heat radiation members 21N, 23N, 25N of each phase connected to the positive bus bar 15P and the negative bus bar 15N. but not limited to this.
  • at least one of the three-phase positive heat radiation members 21P, 23P, and 25P and at least one of the three-phase negative heat radiation members 21N, 23N, and 25N may be connected to the positive bus bar 15P and the negative bus bar 15N. .
  • FIG. 3 is an exploded perspective view showing the configuration of a power converter 10A in a modified example of the embodiment.
  • FIG. 4 is a diagram showing a configuration of a power conversion device 10A in a modified example of the embodiment.
  • the S-phase positive electrode heat radiation member 23P among the three-phase positive electrode heat radiation members 21P, 23P, and 25P is directly connected to the positive electrode bus bar 15P.
  • the S-phase negative heat radiation member 23N is directly connected to the negative electrode bus bar 15N.
  • the R-phase and T-phase positive terminals PR and PT are indirectly connected to the positive bus bar 15P via the positive-side connecting member 17P and the S-phase positive heat radiation member 23P.
  • the R-phase and T-phase negative terminals NR and NT are indirectly connected to the negative bus bar 15N via the negative-side connecting member 17N and the S-phase negative heat radiation member 23N.
  • the positive bus bar 15P and the negative bus bar 15N are arranged at one end of the power converter 10 in the Y-axis direction and in the center in the X-axis direction. not.
  • the positive bus bar 15 ⁇ /b>P and the negative bus bar 15 ⁇ /b>N may be arranged at appropriate positions in the power converter 10 .
  • the positive electrode heat radiation members 21P and 23P provided to the positive terminals PR, PS, PT and the negative terminals NR, NS, NT which are the DC side terminals of the three phases.
  • 25P and the negative electrode heat dissipation members 21N, 23N, and 25N the heat dissipation capability can be improved.
  • the heat dissipation members 21P, 23P, 25P, 21N, 23N, and 25N are connected to the semiconductor stacks 11, which are heat sources, through the terminals PR, PS, PT, NR, NS, and NT. It is possible to promote heat dissipation and suppress the temperature rise of the path for power supply.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Abstract

実施形態の電力変換装置は、直流側端子と、放熱部材と、を備える。放熱部材は、導電性である。放熱部材は、直流側端子に設けられる。

Description

電力変換装置
　本発明の実施形態は、電力変換装置に関する。
　従来、電子機器を収容する筐体に放熱フィンを備える電力制御装置がある。電力変換装置は、例えば、発熱源である複数のスイッチング素子が実装される放熱基板にヒートシンクを備えることによって、複数のスイッチング素子を冷却する。
　しかしながら、電力変換装置では、複数のスイッチング素子に接続される金属導体又は電線等の電力通電用の経路でも熱伝達又は通電量に応じた発熱が生じることから、温度上昇に起因する異常が生じる可能性があった。
特開２０２０－１６７８０８号公報
　本発明が解決しようとする課題は、放熱能力を向上させることができる電力変換装置を提供することである。
　実施形態の電力変換装置は、直流側端子と、放熱部材と、を備える。放熱部材は、導電性である。放熱部材は、直流側端子に設けられる。
実施形態の電力変換装置の構成を示す分解斜視図。 実施形態の電力変換装置の構成を示す図。 実施形態の変形例での電力変換装置の構成を示す分解斜視図。 実施形態の変形例での電力変換装置の構成を示す図。
　以下、実施形態の電力変換装置を、図面を参照して説明する。
　図１は、実施形態の電力変換装置１０の構成を示す分解斜視図である。図２は、実施形態の電力変換装置１０の構成を示す図である。
　以下、３次元空間で互いに直交するＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸の各軸方向は、各軸に平行な方向である。例えば図１に示すように、Ｚ軸方向は電力変換装置１０の厚さ方向に平行である。Ｙ軸方向は電力変換装置１０の短手方向に平行である。Ｘ軸方向は電力変換装置１０の長手方向に平行である。
　電力変換装置１０は、例えば、電気設備等に備えられる盤である。盤は、電源装置及びモータ駆動装置等を構成する配電盤、分電盤及び制御盤等である。
　電力変換装置１０は、例えば、インバーター等の電力変換器を構成する半導体素子、導体、ヒューズ、コンデンサ、トランス、開閉器、遮断器及び計測機器等の各種の回路構成要素を備える。
　図１に示すように、電力変換装置１０は、例えば、複数相の半導体スタック１１と、複数のコンデンサ（キャパシタ）１３と、正極バスバー１５Ｐ及び負極バスバー１５Ｎと、正極側接続部材１７Ｐ及び負極側接続部材１７Ｎと、絶縁部材１９と、複数相の各相の正極放熱部材（２１Ｐ，２３Ｐ，２５Ｐ）及び複数相の各相の負極放熱部材（２１Ｎ，２３Ｎ，２５Ｎ）と、を備える。
　複数相の半導体スタック１１は、例えば、３相のＲ相、Ｓ相及びＴ相の半導体スタック１１である。３相の半導体スタック１１は、例えば、電力変換装置１０の厚さ方向の両端部のうち第１端部に配置されている。第１端部は、例えば、Ｚ軸方向の正方向側の端部である。３相の半導体スタック１１は、例えば、Ｘ軸方向に沿って一列に並んで配置されている。
　図２に示すように、各半導体スタック１１は、例えば、ブリッジ接続される複数のスイッチング素子及び整流素子によって形成されるブリッジ回路を備える。スイッチング素子は、ＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｇａｔｅ　Ｂｉｐｏｌａｒ　Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）又はＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ　Ｏｘｉｄｅ　Ｓｅｍｉ－ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ　Ｆｉｅｌｄ　Ｅｆｆｅｃｔ　Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）等のトランジスタである。整流素子は、各トランジスタに並列に接続されるダイオードである。
　ブリッジ回路は、複数対を成すハイサイドアーム及びローサイドアームトランジスタＨ，Ｌを備える。ブリッジ回路は、各トランジスタＨ，Ｌのコレクタ－エミッタ間でエミッタからコレクタに向けて順方向に接続される還流ダイオードＤを備える。
　各相のハイサイドアームトランジスタＨのコレクタは、各相の正極端子ＰＲ，ＰＳ，ＰＴに接続されている。各相のローサイドアームトランジスタＬのエミッタは、各相の負極端子ＮＲ，ＮＳ，ＮＴに接続されている。各相のハイサイドアームトランジスタＨのエミッタとローサイドアームトランジスタＬのコレクタとは、各相の交流側端子Ｒ，Ｓ，Ｔに接続されている。
　図１に示すように、複数のコンデンサ１３は、例えば、電力変換装置１０の厚さ方向の両端部のうち第２端部に配置されている。第２端部は、例えば、Ｚ軸方向の負方向側の端部である。複数のコンデンサ１３は、例えば、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の各々に沿って複数列に並んで配置されている。
　図２に示すように、複数のコンデンサ１３は、３相の各相の半導体スタック１１に並列に接続されている。各コンデンサ１３は、例えば半導体スタック１１の各スイッチング素子のオン及びオフの切換動作に伴って発生する電圧変動を平滑化するキャパシタである。各相のコンデンサ１３は、各相の正極側端子ＣＰ及び負極側端子ＣＮの間に接続されている。
　正極バスバー１５Ｐは、複数相の各相の正極端子ＰＲ，ＰＳ，ＰＴに対して共通に接続される導体である。負極バスバー１５Ｎは、複数相の各相の負極端子ＮＲ，ＮＳ，ＮＴに対して共通に接続される導体である。
　図１に示すように、正極バスバー１５Ｐ及び負極バスバー１５Ｎの外形は、例えば、矩形板状である。正極バスバー１５Ｐ及び負極バスバー１５Ｎは、例えば、電力変換装置１０のＹ軸方向での一方の端部でＸ軸方向の中央部に配置されている。正極バスバー１５Ｐ及び負極バスバー１５Ｎは、Ｘ軸方向で隣り合うように並ぶとともに、互いにＺ軸方向に平行に配置されている。
　正極側接続部材１７Ｐ及び負極側接続部材１７Ｎは、例えば板状の導体である。正極側接続部材１７Ｐ及び負極側接続部材１７Ｎは、例えば、複数相の半導体スタック１１と複数のコンデンサ１３との間で互いにＺ軸方向に積層されるように配置されている。
　図２に示すように、正極側接続部材１７Ｐは、複数相の正極端子ＰＲ，ＰＳ，ＰＴと複数相のコンデンサ１３の正極側端子ＣＰとを接続する。
　負極側接続部材１７Ｎは、複数相の負極端子ＮＲ，ＮＳ，ＮＴと複数相のコンデンサ１３の負極側端子ＣＮとを接続する。
　正極側接続部材１７Ｐ及び負極側接続部材１７Ｎは、複数相のコンデンサ１３を並列的に接続する。
　図１に示すように、絶縁部材１９の外形は、例えばシート状である。絶縁部材１９は、例えば、Ｚ軸方向に積層される正極側接続部材１７Ｐと負極側接続部材１７Ｎとの間に配置されている。絶縁部材１９は、正極側接続部材１７Ｐと負極側接続部材１７Ｎとを電気的に絶縁する。
　複数相の正極放熱部材及び複数相の負極放熱部材の各々の外形は、例えば板状である。各正極放熱部材及び各負極放熱部材は、例えば、正極側接続部材１７Ｐ及び負極側接続部材１７ＮからＺ軸方向に突出するように配置されている。各正極放熱部材及び各負極放熱部材は、例えば、金属等の導電性及び熱伝導性を有する材料によって形成されている。
　複数相の各相の正極放熱部材は、例えば、Ｒ相の正極放熱部材２１Ｐと、Ｓ相の正極放熱部材２１Ｐと、Ｔ相の正極放熱部材２１Ｐとである。
　複数相の各相の負極放熱部材は、例えば、Ｒ相の負極放熱部材２１Ｎと、Ｓ相の負極放熱部材２３Ｎと、Ｔ相の負極放熱部材２５Ｎとである。
　各相の正極放熱部材２１Ｐ，２３Ｐ，２５Ｐ及び各相の負極放熱部材２１Ｎ，２３Ｎ，２５Ｎは、例えば電力変換装置１０のＹ軸方向の中央部で各相の正極端子ＰＲ，ＰＳ，ＰＴ及び各相の負極端子ＮＲ，ＮＳ，ＮＴに接続されている。各相の正極放熱部材２１Ｐ，２３Ｐ，２５Ｐ及び各相の負極放熱部材２１Ｎ，２３Ｎ，２５Ｎは、例えば電力変換装置１０のＹ軸方向の中央部から一方の端部に向かって延び、正極バスバー１５Ｐ及び負極バスバー１５Ｎに接続されている。
　例えば、Ｒ相の正極放熱部材２１Ｐは、第１正極放熱部材２１Ｐａ及び第２正極放熱部材２１Ｐｂを備える。Ｒ相の負極放熱部材２１Ｎは、第１負極放熱部材（図示略）及び第２負極放熱部材（図示略）を備える。Ｒ相の第１正極放熱部材２１Ｐａ及び第１負極放熱部材の各々は、電力変換装置１０のＹ軸方向の中央部から一方の端部に向って延びる。Ｒ相の第２正極放熱部材２１Ｐｂ及び第２負極放熱部材の各々は、筐体３１の内壁面に沿ってＸ軸方向の両端部のうち第１端部から中央部に向って延びる。
　例えば、Ｔ相の正極放熱部材２５Ｐは、第１正極放熱部材２５Ｐａ及び第２正極放熱部材２５Ｐｂを備える。Ｔ相の負極放熱部材２５Ｎは、第１負極放熱部材（図示略）及び第２負極放熱部材（図示略）を備える。Ｔ相の第１正極放熱部材２５Ｐａ及び第１負極放熱部材の各々は、電力変換装置１０のＹ軸方向の中央部から一方の端部に向って延びる。Ｔ相の第２正極放熱部材２５Ｐｂ及び第２負極放熱部材の各々は、筐体３１の内壁面に沿ってＸ軸方向の両端部のうち第２端部から中央部に向って延びる。
　以上説明した実施形態によれば、３相の各相の直流側端子である各正極端子ＰＲ，ＰＳ，ＰＴ及び各負極端子ＮＲ，ＮＳ，ＮＴに設けられる各正極放熱部材２１Ｐ，２３Ｐ，２５Ｐ及び各負極放熱部材２１Ｎ，２３Ｎ，２５Ｎを備えることにより、放熱能力を向上させることができる。各放熱部材２１Ｐ，２３Ｐ，２５Ｐ，２１Ｎ，２３Ｎ，２５Ｎは、発熱源である各半導体スタック１１に各端子ＰＲ，ＰＳ，ＰＴ，ＮＲ，ＮＳ，ＮＴを介して接続されることによって、発熱源の放熱を促すとともに電力通電用の経路の温度上昇を抑制することができる。
　各正極放熱部材２１Ｐ，２３Ｐ，２５Ｐ及び各負極放熱部材２１Ｎ，２３Ｎ，２５Ｎは、正極バスバー１５Ｐ及び負極バスバー１５Ｎに接続されていることによって、各相の半導体スタック１１から正極バスバー１５Ｐ及び負極バスバー１５Ｎの各々への熱伝達を促進することができる。各相の半導体スタック１１が他の相を介さずに直接的に正極バスバー１５Ｐ及び負極バスバー１５Ｎに接続されることによって、各相の半導体スタック１１の放熱を向上させることができるとともに、電力通電用の経路の局所的な温度上昇を抑制することができる。
　複数相のコンデンサ１３を並列的に接続する正極側接続部材１７Ｐ及び負極側接続部材１７Ｎを備えることにより、複数相のコンデンサ間での電圧の均衡性を容易に確保することができる。
　筐体３１の内壁面に沿って配置されるＲ相の第２正極放熱部材２１Ｐｂ及び第２負極放熱部材並びにＴ相の第２正極放熱部材２５Ｐｂ及び第２負極放熱部材を備えることにより、Ｒ相及びＴ相の半導体スタック１１の放熱を向上させることができる。
　なお、電力変換装置１０は、無効電力補償装置に用いられる場合、正極バスバー１５Ｐ及び負極バスバー１５Ｎを電流が流れない放熱部材として機能させ、装置容量を増大させることができる。
　以下、変形例について説明する。
　上述した実施形態では、電力変換装置１０は、正極バスバー１５Ｐ及び負極バスバー１５Ｎに接続される各相の正極放熱部材２１Ｐ，２３Ｐ，２５Ｐ及び各相の負極放熱部材２１Ｎ，２３Ｎ，２５Ｎを備えるとしたが、これに限定されない。例えば、３相の正極放熱部材２１Ｐ，２３Ｐ，２５Ｐの少なくともいずれか１つ及び３相の負極放熱部材２１Ｎ，２３Ｎ，２５Ｎの少なくともいずれか１つが正極バスバー１５Ｐ及び負極バスバー１５Ｎに接続されてもよい。
　図３は、実施形態の変形例での電力変換装置１０Ａの構成を示す分解斜視図である。図４は、実施形態の変形例での電力変換装置１０Ａの構成を示す図である。
　図３及び図４に示すように、変形例の電力変換装置１０Ａでは、３相の正極放熱部材２１Ｐ，２３Ｐ，２５ＰのうちＳ相の正極放熱部材２３Ｐのみが直接的に正極バスバー１５Ｐに接続されている。３相の負極放熱部材２１Ｎ，２３Ｎ，２５ＮのうちＳ相の負極放熱部材２３Ｎのみが直接的に負極バスバー１５Ｎに接続されている。
　変形例の電力変換装置１０Ａでは、Ｒ相及びＴ相の正極端子ＰＲ，ＰＴは、正極側接続部材１７Ｐ及びＳ相の正極放熱部材２３Ｐを介して間接的に正極バスバー１５Ｐに接続されている。Ｒ相及びＴ相の負極端子ＮＲ，ＮＴは、負極側接続部材１７Ｎ及びＳ相の負極放熱部材２３Ｎを介して間接的に負極バスバー１５Ｎに接続されている。
　なお、上述した実施形態では、正極バスバー１５Ｐ及び負極バスバー１５Ｎは、電力変換装置１０のＹ軸方向での一方の端部でＸ軸方向の中央部に配置されているとしたが、これに限定されない。正極バスバー１５Ｐ及び負極バスバー１５Ｎは、電力変換装置１０での適宜に位置に配置されてもよい。
　以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、３相の各相の直流側端子である各正極端子ＰＲ，ＰＳ，ＰＴ及び各負極端子ＮＲ，ＮＳ，ＮＴに設けられる各正極放熱部材２１Ｐ，２３Ｐ，２５Ｐ及び各負極放熱部材２１Ｎ，２３Ｎ，２５Ｎを備えることにより、放熱能力を向上させることができる。各放熱部材２１Ｐ，２３Ｐ，２５Ｐ，２１Ｎ，２３Ｎ，２５Ｎは、発熱源である各半導体スタック１１に各端子ＰＲ，ＰＳ，ＰＴ，ＮＲ，ＮＳ，ＮＴを介して接続されることによって、発熱源の放熱を促すとともに電力通電用の経路の温度上昇を抑制することができる。
　本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
　１０，１０Ａ…電力変換装置、１１…半導体スタック、１３…コンデンサ（キャパシタ）、１５Ｎ…負極バスバー、１５Ｐ…正極バスバー、１７Ｎ…負極側接続部材、１７Ｐ…正極側接続部材、１９…絶縁部材、２１Ｎ，２３Ｎ，２５Ｎ…負極放熱部材、２１Ｐ，２３Ｐ，２５Ｐ…正極放熱部材、３１…筐体、ＣＰ…正極側端子、ＣＮ…負極側端子、ＮＲ，ＮＳ，ＮＴ…負極端子、ＰＲ，ＰＳ，ＰＴ…正極端子

Claims (4)

  1. 　直流側端子と、
    　前記直流側端子に設けられる導電性の放熱部材と、
    を備える
    電力変換装置。
  2. 　複数相の前記直流側端子に対して共通の導体を備え、
    　前記複数相の前記放熱部材は前記導体に電気的に接続される
    請求項１に記載の電力変換装置。
  3. 　前記複数相の各々に設けられるコンデンサと、
    　前記複数相の前記コンデンサを並列的に接続する接続部材と、
    を備える
    請求項２に記載の電力変換装置。
  4. 　筐体を備え、
    　前記放熱部材は前記筐体の壁面に沿って設けられる
    請求項２又は請求項３に記載の電力変換装置。
PCT/JP2021/037374 2021-10-08 2021-10-08 電力変換装置 WO2023058231A1 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202180078696.8A CN116491234A (zh) 2021-10-08 2021-10-08 电力转换装置
JP2022527932A JP7278488B1 (ja) 2021-10-08 2021-10-08 電力変換装置
PCT/JP2021/037374 WO2023058231A1 (ja) 2021-10-08 2021-10-08 電力変換装置
US18/250,564 US20230389240A1 (en) 2021-10-08 2021-10-08 Electric power conversion apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2021/037374 WO2023058231A1 (ja) 2021-10-08 2021-10-08 電力変換装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2023058231A1 true WO2023058231A1 (ja) 2023-04-13

Family

ID=85804068

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2021/037374 WO2023058231A1 (ja) 2021-10-08 2021-10-08 電力変換装置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20230389240A1 (ja)
JP (1) JP7278488B1 (ja)
CN (1) CN116491234A (ja)
WO (1) WO2023058231A1 (ja)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08126349A (ja) * 1994-10-26 1996-05-17 Nippondenso Co Ltd インバータ装置
WO2019189450A1 (ja) * 2018-03-30 2019-10-03 日本電産株式会社 電力変換装置
JP2019221048A (ja) * 2018-06-19 2019-12-26 株式会社デンソー 電力変換装置

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5714077B2 (ja) * 2013-10-25 2015-05-07 三菱電機株式会社 接続導体の冷却装置及びそれを用いた電力変換装置
JP7275619B2 (ja) * 2019-02-08 2023-05-18 富士電機株式会社 電力変換装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08126349A (ja) * 1994-10-26 1996-05-17 Nippondenso Co Ltd インバータ装置
WO2019189450A1 (ja) * 2018-03-30 2019-10-03 日本電産株式会社 電力変換装置
JP2019221048A (ja) * 2018-06-19 2019-12-26 株式会社デンソー 電力変換装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN116491234A (zh) 2023-07-25
JP7278488B1 (ja) 2023-05-19
JPWO2023058231A1 (ja) 2023-04-13
US20230389240A1 (en) 2023-11-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5121133B2 (ja) パワーモジュール組立体及び３相インバータ組立体
CN111615869B (zh) 功率电子设备
US10153708B2 (en) Three-level power converter
US5892279A (en) Packaging for electronic power devices and applications using the packaging
US8400775B2 (en) Capacitor with direct DC connection to substrate
EP0069971B1 (en) Gate turn-off thyristor stack
US20210344276A1 (en) Half-bridge module for an inverter of an electric drive of an electric vehicle or a hybrid vehicle and an inverter for an electric drive of an electric vehicle or a hybrid vehicle
JP6326038B2 (ja) 電気回路装置
JP2021141222A (ja) 半導体モジュール
JP3648417B2 (ja) パワー半導体モジュール及び電力変換装置
US11271491B2 (en) Inverter module
US11817794B2 (en) Electronic circuit module
US5617293A (en) Bridge module
JP7278488B1 (ja) 電力変換装置
JP2021114893A (ja) 電子回路ユニット
JP2002171768A (ja) 電力変換装置
US10855196B2 (en) Semiconductor device
JP2005198443A (ja) 半導体装置及びその製造方法
JP7283143B2 (ja) 電力変換装置
US20220263425A1 (en) Electric circuit device
US12002782B2 (en) Semiconductor device with plate-shaped conductor
CN219040456U (zh) 功率半导体模块
JP7395935B2 (ja) 電力変換装置
US20240088110A1 (en) Power converter with at least two power semiconductor modules
JP2003204037A (ja) モジュールハウジング及び電力半導体モジュール

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2022527932

Country of ref document: JP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 202180078696.8

Country of ref document: CN

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 21959665

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE