(57)【要約】【課題】放熱性を確保できる電力変換装置を提供する。【解決手段】電力変換装置は、電力変換基板43、およびヒートシンク45を備える。電力変換基板43は、電力変換用スイッチング素子27、および電力変換用スイッチング素子27に形成される寄生ダイオードを有する電力変換回路を備える。電力変換基板43は、寄生ダイオードに接続される逆バイアス電圧印加用ダイオードD11を有し、逆バイアス電圧を寄生ダイオードに印加する逆バイアス電圧印加回路を備える。ヒートシンク45は、共通であり、電力変換用スイッチング素子27と逆バイアス電圧印加用ダイオードQ11が熱的に接続される。【選択図】図１
2020058090.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力変換用スイッチング素子、およびこの電力変換用スイッチング素子に形成される寄生ダイオードを有する電力変換回路と、前記寄生ダイオードに接続される逆バイアス電圧印加用ダイオードを有し、逆バイアス電圧を前記寄生ダイオードに印加する逆バイアス電圧印加回路とを備えた電力変換基板と；
前記電力変換用スイッチング素子と前記逆バイアス電圧印加ダイオードが熱的に接続される共通のヒートシンクと；
を具備することを特徴とする電力変換装置。
【請求項２】
前記電力変換用スイッチング素子および前記逆バイアス電圧印加用ダイオードは、それぞれ、前記電力変換基板に接続されるリード線を有し、このリード線によって前記電力変換基板の外側に突出されて前記ヒートシンクに熱的に接続される
ことを特徴とする請求項１記載の電力変換装置。
【請求項３】
前記電力変換回路は、直流電力を中性線、第１の電圧線および第２の電圧線を含む単相３線出力の交流電力に変換し、
前記中性線と前記第１の電圧線との間および前記中性線と前記第２の電圧線との間にそれぞれ接続される一対のバランス用スイッチング素子を有し、これらバランス用スイッチング素子を制御して前記中性線と前記第１の電圧線との間の電圧と前記中性線と前記第２の電圧線との間の電圧とのバランスを調整するバランス回路を備えたバランス基板を具備し、
前記ヒートシンクの一側に前記電力変換基板が配置され、前記ヒートシングの他側に前記バランス回路が前記電力変換基板に対向するように配置されるとともに前記ヒートシンクに前記バランス用スイッチング素子が熱的に接続される
ことを特徴とする請求項１または２記載の電力変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、電力変換を行う電力変換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電力変換を行う電力変換装置では、電力変換用スイッチング素子が用いられるが、この電力変換用スイッチング素子の内部に寄生ダイオードが形成され、この寄生ダイオードの逆回復が遅いことが原因で、スイッチング動作中に大きな貫通電流が流れてしまい、スイッチング損失が増大してしまうということが知られている。
【０００３】
そこで、逆バイアス電圧印加回路が用いられている。逆バイアス電圧印加回路では、逆バイアス電圧印加用ダイオードを通じて逆バイアス電圧を寄生ダイオードに印加することにより、寄生ダイオードに逆回復が引き起こされ、スイッチング損失が低減される。
【０００４】
そして、このような電力変換装置では、特定の部品の発熱が大きく、放熱性を確保することが求められる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−３２７５８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、放熱性を確保できる電力変換装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
実施形態の電力変換装置は、電力変換基板、およびヒートシンクを備える。電力変換基板は、電力変換用スイッチング素子、および電力変換用スイッチング素子に形成される寄生ダイオードを有する電力変換回路を備える。電力変換基板は、寄生ダイオードに接続される逆バイアス電圧印加用ダイオードを有し、逆バイアス電圧を寄生ダイオードに印加する逆バイアス電圧印加回路を備える。ヒートシンクは、共通であり、電力変換用スイッチング素子と逆バイアス電圧印加用ダイオードが熱的に接続される。
【発明の効果】
【０００８】
実施形態の電力変換装置によれば、放熱性を確保することが期待できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】一実施形態を示す電力変換装置の基板構成の正面図である。
【図２】同上電力変換装置の回路図である。
【図３】同上電力変換装置の逆バイアス電圧印加回路の回路図である。
【図４】同上電力変換装置を用いる蓄電池システム本体の正面図である。
【図５】同上電力変換装置を用いる電力変換装置本体の正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、一実施形態を、図面を参照して説明する。
【００１１】
電力変換装置は、例えば、蓄電池と組み合わされて、例えば住宅などに設置される蓄電システムに用いられる。この場合、電力変換装置は、充電時に例えば系統電源の交流電力を直流電源に変換して蓄電池を充電し、停電時などの自立運転時（単相３線出力時）に蓄電池の直流電力を交流電力に変換して負荷に供給するように構成されている。
【００１２】
図４には、電力変換装置10と蓄電池11とが同じ筐体12内に配置された一体形の蓄電池システム本体13を示す。また、図５には、電力変換装置10のみが筐体12内に配置された単体形の電力変換装置本体（パワーコンディショナー）14を示す。単体形の電力変換装置本体14の場合には、蓄電池11を備えた蓄電池装置15と組み合わせて使用される。
【００１３】
そして、図２に電力変換装置10の回路図を示す。
【００１４】
電力変換装置10は、直流電源である蓄電池11と系統電源である交流電源20との間に接続されて電力変換を行う電力変換回路21、単相３線出力に対応するコンデンサ回路22およびバランス回路23、これら電力変換回路21およびバランス回路23を制御する制御部24などを備えている。
【００１５】
電力変換回路21は、直流電圧を昇圧または降圧するチョッパ回路25、および直流電力を交流電力に変換または交流電力を直流電力に変換するインバータ回路26を備えている。
【００１６】
チョッパ回路25は、自立運転時（単相３線出力時）に蓄電池11から放電される直流電圧を昇圧し、充電時にインバータ回路26から供給される直流電圧を蓄電池11を充電する充電用電圧に降圧する。
【００１７】
チョッパ回路25は、回路中の直流電位の高電位側と低電位側との間に並列に接続されるチョッパ用スイッチング素子Q1，Q2の直列回路とチョッパ用スイッチング素子Q3，Q4の直列回路とを備えている。
【００１８】
これらチョッパ用スイッチング素子Q1，Q2，Q3，Q4には、例えばＭＯＳＦＥＴが用いられている。チョッパ用スイッチング素子Q1，Q3のドレインが高電位側に接続され、チョッパ用スイッチング素子Q2，Q4のソースが低電位側に接続され、チョッパ用スイッチング素子Q1，Q3のソースとチョッパ用スイッチング素子Q2，Q4のドレインとが接続されている。
【００１９】
チョッパ用スイッチング素子Q1，Q2の直列回路の中点と蓄電池11の正極とがインダクタL1を介して接続され、チョッパ用スイッチング素子Q3，Q4の直列回路の中点と蓄電池11の正極とがインダクタL2を介して接続されている。
【００２０】
チョッパ用スイッチング素子Q1，Q2，Q3，Q4の内部には寄生ダイオードD1，D2，D3，D4がそれぞれ形成される。寄生ダイオードD1，D2，D3，D4のカソードはチョッパ用スイッチング素子Q1，Q2，Q3，Q4のドレインに接続され、寄生ダイオードD1，D2，D3，D4のアノードはチョッパ用スイッチング素子Q1，Q2，Q3，Q4のソースに接続され、したがって、寄生ダイオードD1，D2，D3，D4はチョッパ用スイッチング素子Q1，Q2，Q3，Q4に逆並列に接続されている。
【００２１】
そして、チョッパ用スイッチング素子Q1，Q2，Q3，Q4は、直流電圧を昇圧または降圧する電力変換を行う電力変換用スイッチング素子27である。
【００２２】
インバータ回路26は、自立運転時（単相３線出力時）に直流電力をＮ相である中性線28、L1相である第１の電圧線29、L2相である第２の電圧線30を含む単相３線出力の交流電力に変換し、充電時に系統電源などの単相３線の交流電力を直流電力に変換する。
【００２３】
インバータ回路26は、直流電位の高電位側と低電位側との間に並列に接続されるインバータ用スイッチング素子Q5，Q6の直列回路とインバータ用スイッチング素子Q7，Q8の直列回路とを備えている。
【００２４】
これらインバータ用スイッチング素子Q5，Q6，Q7，Q8には、例えばＭＯＳＦＥＴが用いられている。インバータ用スイッチング素子Q5，Q7のドレインが高電位側に接続され、インバータ用スイッチング素子Q6，Q8のソースが低電位側に接続され、インバータ用スイッチング素子Q5，Q7のソースとインバータ用スイッチング素子Q6，Q8のドレインとが接続されている。
【００２５】
インバータ用スイッチング素子Q5，Q6の直列回路の中点にインダクタL3および第１の電圧線29に接続され、チョッパ用スイッチング素子Q3，Q4の直列回路の中点にインダクタL4および第２の電圧線30が接続されている。
【００２６】
インバータ用スイッチング素子Q5，Q6，Q7，Q8の内部には寄生ダイオードD5，D6，D7，D8がそれぞれ形成される。寄生ダイオードD5，D6，D7，D8のカソードはインバータ用スイッチング素子Q5，Q6，Q7，Q8のドレインに接続され、寄生ダイオードD5，D6，D7，D8のアノードはインバータ用スイッチング素子Q5，Q6，Q7，Q8のソースに接続され、したがって、寄生ダイオードD5，D6，D7，D8はインバータ用スイッチング素子Q5，Q6，Q7，Q8に逆並列に接続されている。
【００２７】
そして、インバータ用スイッチング素子Q5，Q6，Q7，Q8は、直流電力を交流電力に変換または交流電力を直流電力に変換する電力変換を行う電力変換用スイッチング素子27である。
【００２８】
また、コンデンサ回路22は、チョッパ回路25とインバータ回路26との間に設けられている。コンデンサ回路22は、直流電位の高電位側と低電位側との間に並列に接続された第１のコンデサC1および第２のコンデンサC2の直列回路と第３のコンデンサC3とを備えている。コンデサC1，C2には同じ容量値のものが用いられている。
【００２９】
コンデサC1，C2の中点が中性線28に接続されている。したがって、中性線28と第１の電圧線29との間にその間の電圧を平滑する第１のコンデンサC1が接続され、中性線28と第２の電圧線30との間にその間の電圧を平滑する第２のコンデンサC2が接続されている。
【００３０】
第１のコンデンサC1には第１の放電抵抗R1が並列に接続され、第２のコンデンサC2には第２の放電抵抗R2が並列に接続されている。
【００３１】
また、バランス回路23は、チョッパ回路25とコンデンサ回路22との間に設けられている。バランス回路23は、直流電位の高電位側と低電位側との間に直列に接続されるバランス用スイッチング素子としての第１のスイッチング素子Q9および第２のスイッチング素子Q10を備えている。
【００３２】
これらスイッチング素子Q9，Q10には、例えばＭＯＳＦＥＴが用いられている。第１のスイッチング素子Q9のドレインが高電位側に接続され、第２のスイッチング素子Q10のソースが低電位側に接続され、第１のスイッチング素子Q9のソースと第２のスイッチング素子Q10のドレインとが接続されている。
【００３３】
スイッチング素子Q9，Q10の中点にインダクタL5を介してコンデサC1，C2の中点に接続されている。
【００３４】
スイッチング素子Q9，Q10の内部には寄生ダイオードD9，D10がそれぞれ形成される。寄生ダイオードD9，D10のカソードはスイッチング素子Q9，Q10のドレインに接続され、寄生ダイオードD9，D10のアノードはスイッチング素子Q9，Q10のソースに接続され、したがって、寄生ダイオードD9，D10はスイッチング素子Q9，Q10に逆並列に接続されている。
【００３５】
また、制御部24は、チョッパ回路25のチョッパ用スイッチング素子Q1，Q2，Q3，Q4のゲートに接続され、チョッパ用スイッチング素子Q1，Q2，Q3，Q4をオンオフ制御して直流電圧を昇圧または降圧させる。なお、制御部24と各スイッチング素子Q1〜Q10のゲートとの接続線は図示を省略している。
【００３６】
制御部24は、インバータ回路26のインバータ用スイッチング素子Q5，Q6，Q7，Q8のゲートに接続され、インバータ用スイッチング素子Q5，Q6，Q7，Q8をオンオフ制御して直流電力を交流電力に変換または交流電力を直流電力に変換する。
【００３７】
制御部24は、バランス回路23のスイッチング素子Q9，Q10のゲートに接続され、スイッチング素子Q9，Q10をオンオフ制御して中性線28と第１の電圧線29との間の電圧と中性線28と第２の電圧線30との間とのバランスを調整する。すなわち、制御部24は、第１のコンデサC1の電圧と第２のコンデンサC2の電圧のうちの大きい方から電荷を放電させるようにスイッチング素子Q9，Q10を制御することにより、第１のコンデサC1の電圧と第２のコンデンサC2の電圧を同じ値に保つように構成されている。
【００３８】
次に、図３に、電力変換装置10が備える逆バイアス電圧印加回路40を示す。
【００３９】
逆バイアス電圧印加回路40は、全ての電力変換用スイッチング素子27（スイッチング素子Q1〜Q10が含まれる）にそれぞれ設けられている。逆バイアス電圧印加回路40は、逆バイアス電圧を電力変換用スイッチング素子27の寄生ダイオード27a（寄生ダイオードD1〜D10が含まれる）に印加し、寄生ダイオード27aに逆回復を引き起こし、スイッチング損失を低減するように構成されている。
【００４０】
逆バイアス電圧印加回路40は、寄生ダイオード27aと並列に接続される補助電源41、逆バイアス電圧印加用スイッチング素子Q11、および逆バイアス電圧印加用ダイオードD11の直列回路を備えている。
【００４１】
補助電源41は、電力変換装置10が備える電源装置から供給される例えば５〜１５Ｖの電圧電源である。補助電源41の正極が逆バイアス電圧印加用スイッチング素子Q11に接続され、補助電源41の負極が寄生ダイオード27aのアノードに接続されている。
【００４２】
逆バイアス電圧印加用スイッチング素子Q11は、例えばＭＯＳＦＥＴが用いられている。逆バイアス電圧印加用スイッチング素子Q11のドレインが補助電源41の正極に接続され、逆バイアス電圧印加用スイッチング素子Q11のソースが逆バイアス電圧印加用ダイオードD11に接続されている。逆バイアス電圧印加用スイッチング素子Q11のゲートに制御部24が接続されている。
【００４３】
逆バイアス電圧印加用ダイオードD11のカソードが寄生ダイオード27aのカソードに接続され、逆バイアス電圧印加用ダイオードD11のアノードが逆バイアス電圧印加用スイッチング素子Q11のソースに接続されている。
【００４４】
なお、電力変換用スイッチング素子27がターンオフすると、寄生ダイオード27aに順方向電流が流れる。この寄生ダイオード27aに順方向電流が流れる状態で、電力変換用スイッチング素子27がオンすると、寄生ダイオード27aの両端にＰＮ間電圧（いわゆる直流リンク電圧）が逆バイアスとして加わり、寄生ダイオード27aに残留電荷によって逆方向電流が流れ、寄生ダイオード27aが遮断する。このとき、ＰＮ間電圧と逆方向電流とによって寄生ダイオード27aに大きな損失が生じることになる。
【００４５】
そこで、逆バイアス電圧印加回路40では、寄生ダイオード27aが遮断するにあたって、制御部24によって逆バイアス電圧印加用スイッチング素子Q11をオンし、補助電源41からの小さな逆バイアス電圧を寄生ダイオード27aに印加することにより、寄生ダイオード27aの逆回復が引き起こされるようにし、寄生ダイオード27aの損失を低減している。
【００４６】
また、電力変換装置10は、電力変換回路21、逆バイアス電圧印加回路40および制御部24を有する電力変換基板、コンデンサ回路22を有するコンデンサ基板、およびバランス回路23を有するバランス基板などを備え、これら基板が互いに電気的に接続されて構成されている。
【００４７】
図１に電力変換装置10の基板構成の正面図を示す。図１には、電力変換基板43およびバランス基板44を示すとともに、ヒートシンク45を示す。
【００４８】
電力変換基板43は、長方形板状に形成され、一方の基板面が配線パターンを有する配線面43aであり、他方の基板面が実装面である。配線面43aにはチップ部品が実装され、実装面にはリード線を有するディスクリート部品が配置され、このディスクリート部品のリード線が電力変換基板43を挿通されて配線面43aにはんだ付け接続される。
【００４９】
電力変換基板43は、一対の長辺のうちの一辺43bが複数の取付具46によってヒートシンク45に取り付けられている。取付具46は、電力変換基板43とヒートシンク45との間に所定の間隔を設定するスペーサを介して、電力変換基板43をヒートシンク45に取り付けている。
【００５０】
電力変換基板43には、電力変換回路21、逆バイアス電圧印加回路40および制御部24の各部品が実装されている。電力変換回路21において、電力変換用スイッチング素子27（スイッチング素子Q1〜Q10が含まれる）は、大きな電流が流れるため、発熱量が大きく、放熱構造を採ることが好ましい発熱部品である。また、逆バイアス電圧印加回路40において、逆バイアス電圧印加用スイッチング素子Q11は短時間しか電流が流れないために発熱量が少ないが、逆バイアス電圧印加用ダイオードD11は損失によって発熱するために放熱構造を採ることが好ましい発熱部品である。
【００５１】
電力変換基板43に実装される電力変換用スイッチング素子27は、リード線27bを有し、このリード線27bによって、電力変換基板43に電気的に接続され、さらに、電力変換基板43の一辺43bから外側に突出するように配置されているとともに、電力変換基板43の実装面に対して離反するように配置されている。複数の電力変換用スイッチング素子27は、電力変換基板43の一辺43bに沿って、互いに間隔をあけて配置されている。
【００５２】
電力変換基板43に実装される逆バイアス電圧印加用ダイオードD11は、リード線47を有し、このリード線47によって、電力変換基板43に電気的に接続され、さらに、電力変換基板43の一辺43bから外側に突出するように配置されているとともに、電力変換基板43の実装面からも離反するように配置されている。複数の逆バイアス電圧印加用ダイオードD11は、電力変換基板43の一辺43bに沿って、互いに間隔をあけて配置されているとともに、それぞれ接続されている電力変換用スイッチング素子27の一側に隣り合うように配置されている。
【００５３】
したがって、電力変換用スイッチング素子27と逆バイアス電圧印加用ダイオードD11とが電力変換基板43の一辺43bに沿って交互に互いに間隔をあけて配置されている。なお、このような配置が好ましいが、電力変換用スイッチング素子27と電力変換用スイッチング素子27とが隣り合せに並んで配置されていてもよいし、逆バイアス電圧印加用ダイオードD11と逆バイアス電圧印加用ダイオードD11とが隣り合わせに並んで配置されていてもよい。
【００５４】
また、バランス基板44は、長方形板状に形成され、一方の基板面が配線パターンを有する配線面44aであり、他方の基板面が実装面である。配線面44aにはチップ部品が実装され、実装面にはリード線を有するディスクリート部品が配置され、このディスクリート部品のリード線がバランス基板44を挿通されて配線面44aにはんだ付け接続される。
【００５５】
バランス基板44は、一対の長辺のうちの一辺44bが複数の取付具49によってヒートシンク45に取り付けられている。取付具49は、バランス基板44とヒートシンク45との間に所定の間隔を設定するスペーサを介して、バランス基板44をヒートシンク45に取り付けている。
【００５６】
バランス基板44には、バランス回路23の各部品が実装されている。バランス回路23において、スイッチング素子Q9，Q10は、大きな電流が流れるため、発熱量が大きく、放熱構造を採ることが好ましい発熱部品である。
【００５７】
バランス基板44に実装されるスイッチング素子Q9，Q10は、リード線50を有し、このリード線50によって、バランス基板44に電気的に接続され、さらに、バランス基板44の一辺44bから外側に突出するように配置されているとともに、バランス基板44の実装面からも離反するように配置されている。複数のスイッチング素子Q9，Q10は、バランス基板44の一辺44bに沿って、互いに間隔をあけて配置されている。
【００５８】
また、ヒートシンク45は、例えばアルミニウムなどの金属製であり、一体に形成されている。ヒートシンク45は、平板状で細長い長方形のベース部52を、このベース52から突設された複数のフィン53を備えている。
【００５９】
ベース部52の長手方向の寸法は、電力変換基板43の長手方向の寸法よりも少し長く設けられている。ベース部52の長手方向に交差する短手方向（幅方向）の寸法は、電力変換用スイッチング素子27、逆バイアス電圧印加用ダイオードD11およびスイッチング素子Q9，Q10などの各基板43，44からの突出方向の長さ（各部品の長手方向の長さ）よりも長い寸法に設けられている。
【００６０】
ベース部52の一面には、平坦な平滑面である接触面54が形成されている。この接触面54に電力変換用スイッチング素子27、逆バイアス電圧印加用ダイオードD11およびスイッチング素子Q9，Q10が熱的に接続された状態で固定されている。
【００６１】
ヒートシンク45の一側に電力変換基板43が配置されている。ヒートシンク45には、電力変換基板43の一辺43bが接触面54の一側に対向するように複数の取付具46によって取り付けられている。電力変換基板43の一辺43bと接触面54の一側とは所定の間隔をあけて対向され、その間隔内に電力変換用スイッチング素子27および逆バイアス電圧印加用ダイオードD11が配置されている。
【００６２】
電力変換用スイッチング素子27は、例えば、熱伝導性に優れた放熱キャップが被せられ、ヒートシンク45にねじ止めされる板ばねでヒートシンク45に押し付けられて熱的に接続されている。また、逆バイアス電圧印加用ダイオードD11は、ねじが貫通してヒートシンク45に押し付けられて熱的に接続されている。
【００６３】
ヒートシンク45の他側に、バランス基板44が配置されているとともに、バランス基板44の少なくとも一部が電力変換基板43に対向するように配置されている。ヒートシンク45には、バランス基板44の一辺44bが接触面54の他側に対向するように複数の取付具49によって取り付けられている。バランス基板44の一辺44bと接触面54の他側とは所定の間隔をあけて対向され、その間隔内にスイッチング素子Q9，Q10が配置されている。
【００６４】
スイッチング素子Q9，Q10は、例えば、熱伝導性に優れた放熱キャップが被せられ、ヒートシンク45にねじ止めされる板ばねでヒートシンク45に押し付けられて熱的に接続されている。スイッチング素子Q9，Q10は、ヒートシンク45の長手方向の一端側で、電力変換基板43の電力変換用スイッチング素子27および逆バイアス電圧印加用ダイオードD11が配置された領域の隣に配置されている。
【００６５】
フィン53は、ベース部52の他面で長手方向に対して交差する方向に沿って一体に突設されている。そして、複数のフィン53がベース部52の長手方向に沿って平行に並んで配置されている。なお、図１ではフィン53の一部のみを破線で示し、他は省略している。
【００６６】
そして、ヒートシンク45は、一側が下側、他側が上側となり、複数のフィン53が上下方向に沿うように、電力変換装置10内（筐体12内）に配置される。そのため、ヒートシンク45に対して、電力変換基板43が下側に配置され、バランス基板44が上側に配置される。
【００６７】
そして、電力変換装置10は、充電時に、系統電源から供給される交流電力を使用して蓄電池11を充電する。
【００６８】
系統電源から入力する交流電力をインバータ回路26によって例えば３５０Ｖなどの電圧の直流電力に変換する。この変換された直流電力をコンデンサC1，C2，C3に蓄積して平滑する。この平滑された直流電力の直流電圧をチョッパ回路25によって所定の充電用電圧に降圧する。この降圧された直流電圧用の直流電力によって蓄電池11を蓄電する。
【００６９】
また、電力変換装置10は、停電時などに、蓄電池11に蓄電された直流電力を使用して単相３線出力する自立運転を行う。
【００７０】
蓄電池11から放電される直流電力の電圧をチョッパ回路25によって例えば３５０Ｖなどの所定電圧に昇圧する。この昇圧された直流電力をコンデンサC1，C2，C3に蓄積して平滑する。平滑された直流電力をインバータ回路26によって第１の電圧線29と第２の電圧線30の間の電圧が２００Ｖの交流電力となるように変換する。
【００７１】
コンデンサC1，C2の中点が単相３線出力のＮ相である中性線28に接続されているが、第１のコンデンサC1の電圧と第２のコンデンサC2の電圧とが同じ電圧となるように、つまり、コンデンサC1，C2の中点と高電位側との間の電圧Vdc1と、コンデンサC1，C2の中点と低電位側との間の電圧Vdc2とが同じ電圧となるように、バランス回路23によって調整する。
【００７２】
バランス回路23では、第１のコンデサC1の電圧（Vdc1）と第２のコンデンサC2の電圧（Vdc2）のうちの大きい方から電荷を放電させるようにスイッチング素子Q9，Q10のオンオフを制御し、第１のコンデサC1の電圧（Vdc1）と第２のコンデンサC2の電圧（Vdc2）を同じ値に保つ。これにより、単相３線出力の中性線28と第１電圧線29との間の電圧Vac1と、中性線28と第２の電圧線30との間の電圧Vac2とを同じ値に保つ。
【００７３】
また、充電時動作する電力変換用スイッチング素子27および逆バイアス電圧印加用ダイオードD11が発生する熱は、ヒートシンク45に伝わり、このヒートシンク45から放熱される。また、自立運転時には、バランス回路23のスイッチング素子Q9，Q10も動作し、スイッチング素子Q9，Q10が発生する熱は、ヒートシンク45に伝わり、このヒートシンク45から放熱される。
【００７４】
このように、本実施形態の電力変換装置10では、電力変換用スイッチング素子27の寄生ダイオード27aに逆バイアス電圧を印加する逆バイアス電圧印加回路40の逆バイアス電圧印加用ダイオードD11を、電力変換用スイッチング素子27とともに、共通のヒートシンク45に熱できに接続するため、放熱構造を複雑化することなく、逆バイアス電圧印加用ダイオードD11の放熱性を確保することができる。
【００７５】
また、電力変換用スイッチング素子27および逆バイアス電圧印加用ダイオードD11は、リート線27b，47をそれぞれ有し、このリート線27b，47によって電力変換基板43の外側に突出されるため、ヒートシンク45に熱的に接続することができる。
【００７６】
また、電力変換用スイッチング素子27と逆バイアス電圧印加用ダイオードD11とを電力変換基板43の一辺43bに沿って交互に互いに間隔をあけて配置した場合、発熱量の大きい電力変換用スイッチング素子27の間隔をあけることができ、放熱性を向上できる。
【００７７】
また、例えば、ヒートシンク45の一側に電力変換基板43とバランス基板44を並べて配置する場合には、ヒートシンク45の長さがなく、大形化することになる。本実施形態では、ヒートシンク45の一側に電力変換基板43が配置され、ヒートシンク45の他側にバランス基板44が電力変換基板43に対向するように配置されるため、ヒートシンク45を短くすることができ、小形化できる。
【００７８】
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。これら新規な実施形態は、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ともに、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。
【符号の説明】
【００７９】
10    電力変換装置
21    電力変換回路
23    バランス回路
27    電力変換用スイッチング素子
27a   寄生ダイオード
27b   リード線
28    中性線
29    第１の電圧線
30    第２の電圧線
40    逆バイアス電圧印加回路
43    電力変換基板
44    バランス基板
45    ヒートシンク
47    リード線
D11   逆バイアス電圧印加用ダイオード
Q9    バランス用スイッチング素子としての第１のスイッチング素子
Q10   バランス用スイッチング素子としての第２のスイッチング素子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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