(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷却体の対向する両面にそれぞれ半導体電力変換モジュールを取付け、この冷却体に取付けた半導体電力変換モジュールに平滑用のコンデンサを電気的に接続して構成した電力変換装置において、
前記コンデンサの対向する両面にそれぞれ正極端子および負極端子を設け、このコンデンサの正極端子および負極端子の設けられた各面と、前記冷却体の各面に取り付けた半導体電力変換モジュールの正極端子および負極端子の設けられた各面とがほぼ同一レベル面になるように前記コンデンサと前記冷却体とを並置し、前記冷却体の各面に取り付けられた半導体電力変換モジュールの正極端子および負極端子と前記コンデンサの各面の正極端子および負極端子とを、それぞれ前記冷却体とコンデンサの各面ごとに接続導体により電気的に接続したことを特徴とする電力変換装置。
【請求項２】
前記コンデンサの両面に設けた正極端子および負極端子に、前記コンデンサ内部に配置された複数のコンデンサ素子の各極端子が、前記コンデンサの内部において同極同士で接続されたことを特徴とする請求項１に記載の電力変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、半導体電力変換素子と平滑コンデンサを直並列接続して構成した半導体電力変換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の電力変換装置においては、特許文献１に示されるように半導体電力変換素子相互を接続する導体だけでなく、半導体電力変換素子と平滑コンデンサを接続する導体のインダクタンスを極力低減することが要請されている。
【０００３】
また、半導体電力変換装置においては、ＩＧＢＴのような半導体電力変換素子を例えば２個または４個組み合わせて構成したブリッジ回路のアーム回路をモジュール化した半導体電力変換モジュールにより電力変換回路を構成することが一般的である。
【０００４】
そして、電力変換回路を構成する複数の半導体電力変換モジュール１、２を、図４および図５に示すように共通の冷却体３の対向する例えば上下両面に配設することで、装置の小型化を図ることが既に行われている。
【０００５】
このように冷却体３の上下両面に配設した複数の半導体電力変換モジュール１、２に平滑コンデンサ４を接続する場合、図４および図５に示すように接続導体により接続している。すなわち、コンデンサ４には、上面だけにしか正極端子ｐおよび負極端子ｎが設けられていないため、冷却体３の上面に配設されたモジュール１の場合は、コンデンサ４の正極端子ｐおよび負極端子ｎに接続された導体６ｐ、６ｎをほぼ水平に伸ばしてその先端を、それぞれモジュール１の正極端子Ｐ１および負極端子Ｎ１から引き出された導体５Ｐ、５Ｎに接続することによりコンデンサ５の接続を行う。
【０００６】
これに対して、冷却体の下面に配設されたモジュール２の場合は、コンデンサ５の正負端子ｐ、ｎから引き出した接続した導体６ｐ、６ｎから水平に左側へコンデンサ５の左端を回避できるところまで伸ばして、ここから垂直に折り曲げてコンデンサ５の下端を回避できるところまで伸ばし、さらにここからほぼ水平に伸ばした接続導体７ｐ、７ｎの先端をそれぞれモジュール２の正極および負極の端子Ｐ２、Ｎ２に接続することにより、コンデンサ５を上側のモジュール１に接続するようにしている。
【０００７】
なお、モジュール１および２のそれぞれの交流出力端子となるＣＥ端子は、それぞれに接続された接続導体８および９により外部の導体に接続される。この導体８、９は、電力変換回路の構成の仕方によっては、共通の導体となることもある。
【０００８】
このように構成された電力変換装置の電気回路の構成は図３に示すようになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平０７‐３０３３８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
前記のような従来装置においては、冷却体３の上面に配設したモジュール１とコンデンサ４との接続は、端子が同じレベルの面となるので、比較的短い導体で接続することができるが、冷却体３の下面に配設したモジュール２とコンデンサ４との接続は、双方の端子の配置面のレベルが異なることにより、コンデンサ４の端子に接続された接続導体７をモジュール２の端子のレベルまで伸ばす必要があるため、導体の長さが長くなる。このため、モジュール２とコンデンサ４との間の配線インダクタンスが増大し、モジュール２の内部の電力変換素子のスイッチン動作時に発生する跳ね上がり電圧が増大するので、損失電力の増大や、過電圧による素子の破壊が起こる問題がある。
【００１１】
この発明は、このような問題を解消するため、装置が小形で、半導体電力変換モジュールとコンデンサの配線インダクタンスの低減された半導体電力変換装置を提供することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記の課題を解決するため、この発明は、冷却体の対向する両面にそれぞれ半導体電力変換モジュールを取付け、この冷却体に取付けた半導体電力変換モジュールに平滑用のコンデンサを電気的に接続して構成した電力変換装置において、前記コンデンサの対向する両面にそれぞれ正極端子および負極端子を設け、このコンデンサの正極端子および負極端子の設けられた各面と、前記冷却体の各面に取り付けた半導体電力変換モジュールの正極端子および負極端子の設けられた各面とがほぼ同一レベル面になるように前記コンデンサと前記冷却体とを並置し、前記冷却体の各面に取り付けられた半導体電力変換モジュールの正極端子および負極端子と前記コンデンサの各面の正極端子および負極端子とを、それぞれ前記冷却体とコンデンサの各面ごとに接続導体により電気的に接続したことを特徴とするものである。
【００１３】
この発明においては、前記コンデンサの両面に設けた正極端子および負極端子に、前記コンデンサ内部に配置された複数のコンデンサ素子の各極端子を、同極同士このコンデンサの内部において接続するようにするのがよい。
【発明の効果】
【００１４】
この発明によれば、冷却体の対向する両面に取付けられた半導体電力変換モジュールに接続するコンデンサの対向する両面にそれぞれコンデンサの正極および負極端子を設けて、コンデンサの各面の正極および負極端子をこれと同一面に置かれた半導体電力変換モジュールの正極および負極端子に導体により電気的に接続しているので、半導体電力変換装置を小形化し得るとともに、半導体電力変換モジュールの正負の電極とコンデンサの正負の電極との接続導体の長さを短縮でき、配線インダクタンスを低減できる。このため、スイッチングの半導体電力変換モジュールの内部素子に生じる瞬時跳ね上がり電圧を抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】この発明の実施例の電力変換装置の構成を示す正面図。
【図２】この発明の実施例の電力変換装置の構成を示す平面図。
【図３】この発明に使用する平滑コンデンサの実施例を示す縦断面図。
【図４】この発明の実施例の電力変換装置の電気回路構成図。
【図５】従来の電力変換装置の構成を示す正面図。
【図６】従来の電力変換装置の構成を示す平面図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
この発明の実施の形態を図に示す実施例について説明する。
【００１７】
図１および図２はこの発明の実施例を示すものである。図１および図２において、１および２は冷却体３対向する上面および下面に取付けられた半導体電力変換モジュールであり、４はこの半導体電力変換モジュールに接続する平滑用のコンデンサである。
【００１８】
コンデンサ４には、この発明にしたがって、その対向する上面および下面にそれぞれ正極端子ｐ１、ｐ２および負極端子ｎ１、ｎ２が設けられている。
【００１９】
コンデンサ４の上下面の同極性の端子、すなわち正極端子ｐ１とｐ２、負極端子ｎ１とｎ２は、それぞれ、図３に示すように、絶縁収納ケース４６の内部に平行に配設された正極接続導体４８および負極接続導体４９のケース外へ突出した上下端に相互に電気的に接続して形成されている。そして、絶縁収納ケース４６の中に積層して配置された複数のコンデンサ素子４１〜４５を正極接続導体４８と負極接続導体４９との間に並列接続して１つのコンデンサ４が構成される。正極接続導体４８と負極接続導体４９とにコンデンサ素子４１〜４５を並列接続した構造であるため、コンデンサ４の端子ｐ１、ｐ２間、および端子ｎ１、ｎ２間のインダクタンスはほぼ零とみなすことができる。
【００２０】
コンデンサ４の上面に設けられた端子ｐ１、ｎ１は、冷却体３の上面に取付けられた半導体電力変換モジュール１の端子Ｐ１、Ｎ１、ＣＥ１の設けられた面とほぼ同一のレベルの面に置かれる。そしてコンデンサ４の下面に設けられた端子ｐ２、ｎ２は、冷却体３の下面に取付けられた半導体電力変換モジュール２の端子Ｐ２、Ｎ２、ＣＥ２の設けられた面とほぼ同一のレベルの面に置かれるようにしている。コンデンサ４の端子の設けられている面が、冷却体３に取り付けられた半導体電力変換モジュール１、２の端子の設けられた面と同一レベルにない場合は、コンデンサ４の端子またはモジュール１、２の端子の高さを同一レベルになるように揃える。この結果、コンデンサ４と冷却体３とは、コンデンサ４の端子p１、ｎ１およびｐ２、ｎ２の設けられた各面と、冷却体３の上下面に取り付けられた半導体電力変換モジュール１および２の正極端子および負極端子の設けられた各面とがほぼ同一レベル面となるように並置されることになる。
【００２１】
これにより、コンデンサ４の上面の端子ｐ１、ｎ１に接続してこれから引き出された接続導体６ｐ、６ｎは、従来と同様に水平に伸ばして、先端を冷却体３の上面に取付けたモジュール１の正極端子Ｐ１、負極端子Ｎ１から引き出された接続導体５Ｐ、５Ｎに接続することができる。また、コンデンサの下面の端子ｐ２、ｎ２も、冷却体３の下面に取付けたモジュール２の端子Ｐ２、Ｎ２、ＣＥ２の設けられた面とほぼ同一のレベル面に置かれているので、この端子ｐ２、ｎ２に接続し、これから引き出した接続導体１０ｐ、１０ｎも、ほぼ水平に伸ばして、先端を冷却体３の下面に取付けたモジュール２の正極端子Ｐ２、負極端子Ｎ２に接続することができる。
【００２２】
なお、モジュール１および２のそれぞれの交流出力端子となるＣＥ端子は、従来装置と同様に、それぞれに接続された接続導体８および９により外部の導体に接続される。
【００２３】
モジュール１および２は、それぞれ、図４に示すように、内部にＩＧＢＴ素子とダイオードを組み合わせた２個の半導体電力変素子Ｓ１、Ｓ２の直列接続回路を有している。そして、モジュール１および２を並列接続するとともに直流端子間にコンデンサ４および直流電源１１を接続して電力変換回路を構成する。
【００２４】
この発明の電力変換装置は、前記のように構成されるので、冷却体３の上面および下面に取付けられたモジュール２および３とコンデンサ４との接続導体をほぼ同じ長さにすることができる。この場合、特に、冷却体４の下面に取付けられたモジュール２とコンデンサ４とを接続する導体１０は、従来装置の接続導体７に比べて大幅に長さを短縮することができる。このため、この発明によれば、装置を小形にできるとともに、配線インダクタンスを低減することができる。
【符号の説明】
【００２５】
１、２：半導体電力変換モジュール
３：冷却体
４：コンデンサ
４１−４５：コンデンサ素子
５Ｐ、５Ｎ、６ｐ、６ｎ、１０ｐ、１０ｎ：接続導体
【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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【図６】
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