JPH09117126A - 電力変換装置 - Google Patents
電力変換装置Info
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- JPH09117126A JPH09117126A JP27078295A JP27078295A JPH09117126A JP H09117126 A JPH09117126 A JP H09117126A JP 27078295 A JP27078295 A JP 27078295A JP 27078295 A JP27078295 A JP 27078295A JP H09117126 A JPH09117126 A JP H09117126A
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- 238000009499 grossing Methods 0.000 claims abstract description 35
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- 238000005192 partition Methods 0.000 description 2
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 2
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- Power Conversion In General (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】電力変換装置において、複数の半導体スイッチ
素子と、平滑コンデンサと、正極負極の直流母線および
出力バーとの配置によって半導体スイッチ素子あるいは
平滑コンデンサに生じる電流分担の不均一を是正する。 【解決手段】平滑コンデンサ２から半導体スイッチ素子
１へ接続する正極および負極の直流母線３，４を絶縁材
８を介して積層状に配置する。また複数の半導体スイッ
チ素子１の出力端子を短絡して出力端子台との間に接続
される各相の出力バー５の形状をトーナメント状として
中央部に角穴を設ける。
素子と、平滑コンデンサと、正極負極の直流母線および
出力バーとの配置によって半導体スイッチ素子あるいは
平滑コンデンサに生じる電流分担の不均一を是正する。 【解決手段】平滑コンデンサ２から半導体スイッチ素子
１へ接続する正極および負極の直流母線３，４を絶縁材
８を介して積層状に配置する。また複数の半導体スイッ
チ素子１の出力端子を短絡して出力端子台との間に接続
される各相の出力バー５の形状をトーナメント状として
中央部に角穴を設ける。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、電力変換装置に
関し、特に部品の配置ならびに母線の構造に関する。
関し、特に部品の配置ならびに母線の構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】図４は従来例の構成を示す正面図であ
る。図４において、上側に半導体スイッチ素子１を、そ
の下側に平滑コンデンサ２を配置し、平滑コンデンサ２
の端子は母線の形状を簡単にするために、（＋）端子を
上側に、（−）端子を下側に向けて配置され、平滑コン
デンサに封入されている電解液が化学変化あるいは温度
上昇によって気化し、ガスになって内圧が上昇した場合
にこの内圧を逃がす防爆弁６の位置が左側になってい
る。
る。図４において、上側に半導体スイッチ素子１を、そ
の下側に平滑コンデンサ２を配置し、平滑コンデンサ２
の端子は母線の形状を簡単にするために、（＋）端子を
上側に、（−）端子を下側に向けて配置され、平滑コン
デンサに封入されている電解液が化学変化あるいは温度
上昇によって気化し、ガスになって内圧が上昇した場合
にこの内圧を逃がす防爆弁６の位置が左側になってい
る。
【０００３】平滑コンデンサ２の（＋）端子を一括する
正極直流母線１０を設け、この正極直流母線１０と半導
体スイッチ素子１とを（＋）バー１０Ａで接続してい
る。同様に（−）端子を一括する負極直流母線１１を設
け、この負極直流母線１１と半導体スイッチ素子１とを
（−）バー１１Ａで接続している。図５は従来例の出力
バーの斜視図である。図５において、出力バー１２は各
相の半導体スイッチ素子１の出力端子を短絡させた短絡
バー１２Ａの中央から引き出されている。この場合は半
導体スイッチ素子１の各出力端子から出力バー１２への
配線距離は、出力バー１２から遠い距離にある半導体ス
イッチ素子と、近い距離にある半導体スイッチ素子とで
不均一になっている。
正極直流母線１０を設け、この正極直流母線１０と半導
体スイッチ素子１とを（＋）バー１０Ａで接続してい
る。同様に（−）端子を一括する負極直流母線１１を設
け、この負極直流母線１１と半導体スイッチ素子１とを
（−）バー１１Ａで接続している。図５は従来例の出力
バーの斜視図である。図５において、出力バー１２は各
相の半導体スイッチ素子１の出力端子を短絡させた短絡
バー１２Ａの中央から引き出されている。この場合は半
導体スイッチ素子１の各出力端子から出力バー１２への
配線距離は、出力バー１２から遠い距離にある半導体ス
イッチ素子と、近い距離にある半導体スイッチ素子とで
不均一になっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】このような従来の構成
では、平滑コンデンサ２の防爆弁６の位置が上側にない
ために平滑コンデンサの内部で電極を固定している樹脂
が下側に沈降して防爆弁６が詰まり易いという問題があ
った。近年ではスイッチの高速化に伴って半導体スイッ
チ素子にＩＧＢＴ（絶縁ゲートバイポーラトランジス
タ）を使用する電力変換装置が増えている。
では、平滑コンデンサ２の防爆弁６の位置が上側にない
ために平滑コンデンサの内部で電極を固定している樹脂
が下側に沈降して防爆弁６が詰まり易いという問題があ
った。近年ではスイッチの高速化に伴って半導体スイッ
チ素子にＩＧＢＴ（絶縁ゲートバイポーラトランジス
タ）を使用する電力変換装置が増えている。
【０００５】このような電力変換装置では半導体スイッ
チ素子のオン／オフを切り換える時間間隔が短くなり、
配線距離の不均一つまり配線インダクタンスの不均一が
半導体スイッチ素子の電流分担に大きく影響する。半導
体スイッチ素子の電流分担にアンバランスが生じると、
過電流による素子破壊を助長するので半導体スイッチ素
子の定格やスナバ回路容量の増大を招き、ひいてはコス
トの上昇や装置の大型化を招くことになる。またスナバ
コンデンサの持つ配線インダクタンスにより、スイッチ
ング時に電圧が跳ね上がり半導体スイッチ素子に過電圧
が印加されるおそれもあった。
チ素子のオン／オフを切り換える時間間隔が短くなり、
配線距離の不均一つまり配線インダクタンスの不均一が
半導体スイッチ素子の電流分担に大きく影響する。半導
体スイッチ素子の電流分担にアンバランスが生じると、
過電流による素子破壊を助長するので半導体スイッチ素
子の定格やスナバ回路容量の増大を招き、ひいてはコス
トの上昇や装置の大型化を招くことになる。またスナバ
コンデンサの持つ配線インダクタンスにより、スイッチ
ング時に電圧が跳ね上がり半導体スイッチ素子に過電圧
が印加されるおそれもあった。
【０００６】そこでこの発明の目的は、配線インダクタ
ンスを均一にするとともにその値自体を小さくして、半
導体スイッチ素子の定格およびスナバ回路容量の増大を
防止し、コストの低減および装置の小型化を図ることが
できる電力変換装置を提供することにある。
ンスを均一にするとともにその値自体を小さくして、半
導体スイッチ素子の定格およびスナバ回路容量の増大を
防止し、コストの低減および装置の小型化を図ることが
できる電力変換装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めにこの発明は、冷却体上に、複数の半導体スイッチ素
子と、これらの半導体スイッチ素子に接続されたスナバ
コンデンサと、電源となる平滑コンデンサと、この平滑
コンデンサに接続された正極および負極の直流母線とが
少なくとも配置される電力変換装置において、平滑コン
デンサから半導体スイッチ素子へ接続する正極および負
極の直流母線が絶縁材を介して積層状に配置され、平滑
コンデンサの端子を正面から見て（−）端子を左側に、
（＋）端子を右側にして平滑コンデンサの内圧が上昇し
た場合にこの内圧を逃がす防爆弁を上側に向けて配置す
る。
めにこの発明は、冷却体上に、複数の半導体スイッチ素
子と、これらの半導体スイッチ素子に接続されたスナバ
コンデンサと、電源となる平滑コンデンサと、この平滑
コンデンサに接続された正極および負極の直流母線とが
少なくとも配置される電力変換装置において、平滑コン
デンサから半導体スイッチ素子へ接続する正極および負
極の直流母線が絶縁材を介して積層状に配置され、平滑
コンデンサの端子を正面から見て（−）端子を左側に、
（＋）端子を右側にして平滑コンデンサの内圧が上昇し
た場合にこの内圧を逃がす防爆弁を上側に向けて配置す
る。
【０００８】また複数の半導体スイッチ素子の出力端子
を短絡して出力端子台との間に接続される各相の出力バ
ーの形状をトーナメント状として中央部に角穴を設け
る。この発明の構成によると、平滑コンデンサから半導
体スイッチ素子へ接続する正極および負極の直流母線を
絶縁材を介して積層状に配置する母線構造とすることに
よって平滑コンデンサの防爆弁の位置を上側に向けるこ
とができるから、防爆弁の詰まりを大幅に解消すること
ができる。
を短絡して出力端子台との間に接続される各相の出力バ
ーの形状をトーナメント状として中央部に角穴を設け
る。この発明の構成によると、平滑コンデンサから半導
体スイッチ素子へ接続する正極および負極の直流母線を
絶縁材を介して積層状に配置する母線構造とすることに
よって平滑コンデンサの防爆弁の位置を上側に向けるこ
とができるから、防爆弁の詰まりを大幅に解消すること
ができる。
【０００９】また、正極直流母線と負極直流母線とが近
接している部分の面積を大きくすることができるから、
放熱面積が増大し平滑コンデンサ内部の熱が端子を介し
て放散され温度上昇が抑えられるとともに、平滑コンデ
ンサと各半導体スイッチ素子との間の配線インダクタン
スが減少する。さらに各相の出力バーの形状をトーナメ
ント状として中央部に角穴を設けることによって半導体
スイッチ素子間の電流分担のバランスが良くなる。
接している部分の面積を大きくすることができるから、
放熱面積が増大し平滑コンデンサ内部の熱が端子を介し
て放散され温度上昇が抑えられるとともに、平滑コンデ
ンサと各半導体スイッチ素子との間の配線インダクタン
スが減少する。さらに各相の出力バーの形状をトーナメ
ント状として中央部に角穴を設けることによって半導体
スイッチ素子間の電流分担のバランスが良くなる。
【００１０】また構造上バランス抵抗をモジュール化す
ることが可能となり、配線レスが実現できる。
ることが可能となり、配線レスが実現できる。
【００１１】
【発明の実施の形態】図１は本発明の実施例を示す正面
図、図２は図１の上部に配置された平滑コンデンサ２の
詳細斜視図である。図１および図２において、この実施
例では平滑コンデンサ２を６個並列に接続したものを２
段直列とし、計１２個を端子面を手前側に向けて配置
し、平滑コンデンサ取付板１３に取り付けている。また
平滑コンデンサ２の端子は左側が（−）端子、右側が
（＋）端子の配置になるようにして防爆弁６を上側に向
けている。
図、図２は図１の上部に配置された平滑コンデンサ２の
詳細斜視図である。図１および図２において、この実施
例では平滑コンデンサ２を６個並列に接続したものを２
段直列とし、計１２個を端子面を手前側に向けて配置
し、平滑コンデンサ取付板１３に取り付けている。また
平滑コンデンサ２の端子は左側が（−）端子、右側が
（＋）端子の配置になるようにして防爆弁６を上側に向
けている。
【００１２】平滑コンデンサ２の端子面上には正極直流
母線３と負極直流母線４とが絶縁材８を介して絶縁され
積層状に組み付けられている。９は平滑コンデンサ２を
２段直列に接続するための正負短絡バーである。７はモ
ジュール化したバランス抵抗である。平滑コンデンサ取
付板１３には、平滑コンデンサ２を冷却するために２基
の冷却ファン２０が冷却ファン固定板１６、１８、およ
び１９によって取り付けられている。１７は冷却ファン
２０用のコンデンサである。
母線３と負極直流母線４とが絶縁材８を介して絶縁され
積層状に組み付けられている。９は平滑コンデンサ２を
２段直列に接続するための正負短絡バーである。７はモ
ジュール化したバランス抵抗である。平滑コンデンサ取
付板１３には、平滑コンデンサ２を冷却するために２基
の冷却ファン２０が冷却ファン固定板１６、１８、およ
び１９によって取り付けられている。１７は冷却ファン
２０用のコンデンサである。
【００１３】冷却ファン２０の運転によって生じる通風
空気流は仕切板１５によって仕切られていて、いずれか
の冷却ファン２０が停止した場合にこれを検知するため
にそれぞれの通風路にサーマルガード１４が設けられて
いる。平滑コンデンサ２の下部に、冷却体上に取り付け
られた複数の半導体スイッチ素子１が配置され、この半
導体スイッチ素子１の出力端子を短絡して装置の出力端
子台に接続する各相の出力バー５が配置されている。
空気流は仕切板１５によって仕切られていて、いずれか
の冷却ファン２０が停止した場合にこれを検知するため
にそれぞれの通風路にサーマルガード１４が設けられて
いる。平滑コンデンサ２の下部に、冷却体上に取り付け
られた複数の半導体スイッチ素子１が配置され、この半
導体スイッチ素子１の出力端子を短絡して装置の出力端
子台に接続する各相の出力バー５が配置されている。
【００１４】図３は本発明の実施例の出力バーを示す斜
視図である。図３において、トーナメント状に形成した
出力バー５の中央に角穴５Ａを設けることによって電流
の方向が図３に示す矢印のようになり、角穴５Ａの大き
さを適切に定めることによって各半導体スイッチ素子が
受け持つ電流分担をほぼ均一にすることができる。
視図である。図３において、トーナメント状に形成した
出力バー５の中央に角穴５Ａを設けることによって電流
の方向が図３に示す矢印のようになり、角穴５Ａの大き
さを適切に定めることによって各半導体スイッチ素子が
受け持つ電流分担をほぼ均一にすることができる。
【００１５】
【発明の効果】この発明によれば、配線インダクタンス
を均一にするとともにその値自体を小さくして、半導体
スイッチ素子の定格およびスナバ回路容量の増大を防止
し、コストの低減および装置の小型化を図ることができ
る電力変換装置が得られる。
を均一にするとともにその値自体を小さくして、半導体
スイッチ素子の定格およびスナバ回路容量の増大を防止
し、コストの低減および装置の小型化を図ることができ
る電力変換装置が得られる。
【図１】本発明の実施例を示す正面図
【図２】図１の上部に配置された平滑コンデンサの詳細
斜視図
斜視図
【図３】本発明の実施例の出力バーを示す斜視図
【図４】従来例の構成を示す正面図
【図５】従来例の出力バーの斜視図
１ 半導体スイッチ素子 ２ 平滑コンデンサ ３ 正極直流母線 ４ 負極直流母線 ５ 出力バー ５Ａ 角穴 ６ 防爆弁 ７ バランス抵抗 ８ 絶縁材 ９ 正負短絡バー １３ 平滑コンデンサ取付板 １４ サーマルガード １５ 仕切板 １６ 冷却ファン固定板 １７ 冷却ファン用コンデンサ １８ 冷却ファン固定板 １９ 冷却ファン固定板 ２０ 冷却ファン
Claims (3)
- 【請求項１】冷却体上に、複数の半導体スイッチ素子
と、これらの半導体スイッチ素子に接続されたスナバコ
ンデンサと、電源となる平滑コンデンサと、この平滑コ
ンデンサに接続された正極および負極の直流母線とが少
なくとも配置される電力変換装置において、平滑コンデ
ンサから半導体スイッチ素子へ接続する正極および負極
の直流母線を絶縁材を介して積層状に配置したことを特
徴とする電力変換装置。 - 【請求項２】請求項１記載のものにおいて、平滑コンデ
ンサの端子を正面から見て（−）端子を左側に、（＋）
端子を右側にして平滑コンデンサの内圧が上昇した場合
にこの内圧を逃がす防爆弁を上側に向けて配置したこと
を特徴とする電力変換装置。 - 【請求項３】請求項１記載のものにおいて、複数の半導
体スイッチ素子の出力端子を短絡して出力端子台との間
に接続される各相の出力バーの形状を、トーナメント状
として中央部に角穴を設けたことを特徴とする電力変換
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27078295A JP3486828B2 (ja) | 1995-10-19 | 1995-10-19 | 電力変換装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27078295A JP3486828B2 (ja) | 1995-10-19 | 1995-10-19 | 電力変換装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09117126A true JPH09117126A (ja) | 1997-05-02 |
| JP3486828B2 JP3486828B2 (ja) | 2004-01-13 |
Family
ID=17490928
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27078295A Expired - Fee Related JP3486828B2 (ja) | 1995-10-19 | 1995-10-19 | 電力変換装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3486828B2 (ja) |
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2777109A1 (fr) * | 1998-04-06 | 1999-10-08 | Gec Alsthom Transport Sa | Batterie de condensateurs, dispositif electronique de puissance comportant une telle batterie et ensemble electronique de puissance comportant un tel dispositif |
| US6845017B2 (en) * | 2000-09-20 | 2005-01-18 | Ballard Power Systems Corporation | Substrate-level DC bus design to reduce module inductance |
| US6906404B2 (en) | 2003-05-16 | 2005-06-14 | Ballard Power Systems Corporation | Power module with voltage overshoot limiting |
| JP2005176576A (ja) * | 2003-12-15 | 2005-06-30 | Toshiba Corp | 電力変換装置 |
| US6987670B2 (en) | 2003-05-16 | 2006-01-17 | Ballard Power Systems Corporation | Dual power module power system architecture |
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| US7295448B2 (en) | 2004-06-04 | 2007-11-13 | Siemens Vdo Automotive Corporation | Interleaved power converter |
| US7426099B2 (en) | 2005-06-30 | 2008-09-16 | Continental Automotive Systems Us, Inc. | Controller method, apparatus and article suitable for electric drive |
| US7443692B2 (en) | 2003-05-16 | 2008-10-28 | Continental Automotive Systems Us, Inc. | Power converter architecture employing at least one capacitor across a DC bus |
| JP2009152151A (ja) * | 2007-12-21 | 2009-07-09 | Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial System Corp | ヒューズ及び半導体電力変換装置 |
| JP2012222990A (ja) * | 2011-04-11 | 2012-11-12 | Fuji Electric Co Ltd | インバータ装置 |
| WO2013136415A1 (ja) * | 2012-03-12 | 2013-09-19 | 三菱電機株式会社 | 電力変換装置 |
| CN115395760A (zh) * | 2022-08-19 | 2022-11-25 | 深圳市禾望电气股份有限公司 | 一种超大功率的h桥功率单元模块 |
-
1995
- 1995-10-19 JP JP27078295A patent/JP3486828B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| EP0949752A1 (fr) * | 1998-04-06 | 1999-10-13 | Alstom Transport S.A. | Batterie de condensateurs, dispositif électronique de puissance comportant une telle batterie et ensemble électronique de puissance comportant un tel dispositif |
| US6249448B1 (en) | 1998-04-06 | 2001-06-19 | Alstom Transport Sa | Electronic power device and electronic power assembly comprising such a device |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3486828B2 (ja) | 2004-01-13 |
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