(57)【要約】【課題】本願明細書に開示される技術は、コンデンサに直列に接続される抵抗器の大型化を抑制し、かつ、コンデンサに並列に接続される抵抗器による熱のコンデンサへの影響を抑制する、抵抗器の実装形態を提供することを目的とするものである。【解決手段】本願明細書に開示される技術に関するインバータ装置は、第１のケース（１０１）と第２のケース（１０２）、および、第１のケース（１０１）と第３のケース（１０３）のうちの少なくとも一方が、互いに絶縁され、かつ、熱的に結合するものである。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力端に接続される第１の抵抗と、
前記第１の抵抗の下流側において、前記第１の抵抗と直列に接続される第１のコンデンサと、
前記第１の抵抗の下流側において、前記第１のコンデンサと直列に接続される第２のコンデンサと、
前記第１の抵抗と並列に接続されるスイッチと、
前記第１のコンデンサと並列に接続される第２の抵抗と、
前記第２のコンデンサと並列に接続される第３の抵抗とを備え、
前記第１の抵抗は、
第１の抵抗体と、
前記第１の抵抗体を収容する第１のケースとを備え、
前記第２の抵抗は、
第２の抵抗体と、
前記第２の抵抗体を収容する第２のケースとを備え、
前記第３の抵抗は、
第３の抵抗体と、
前記第３の抵抗体を収容する第３のケースとを備え、
前記第１のケースと前記第２のケース、および、前記第１のケースと前記第３のケースのうちの少なくとも一方が、互いに絶縁され、かつ、熱的に結合する、
インバータ装置。
【請求項２】
前記第１のケースと前記第２のケース、および、前記第１のケースと前記第３のケースのうちの少なくとも一方が、互いに接触して配置される、
請求項１に記載のインバータ装置。
【請求項３】
前記第１のケースと前記第２のケース、および、前記第１のケースと前記第３のケースのうちの少なくとも一方が、第１の伝熱部材を介して互いに接触して配置される、
請求項２に記載のインバータ装置。
【請求項４】
少なくとも、前記第１のケース、前記第２のケースおよび前記第３のケースを囲む筐体をさらに備え、
前記第１のケースと前記第２のケース、および、前記第１のケースと前記第３のケースのうちの少なくとも一方が、ともに前記筐体に接触して配置され、かつ、前記筐体を介して熱的に結合する、
請求項１から請求項３のうちのいずれか１項に記載のインバータ装置。
【請求項５】
前記第１のケースと前記第２のケース、および、前記第１のケースと前記第３のケースのうちの少なくとも一方が、第２の伝熱部材を介して前記筐体に接触して配置される、
請求項４に記載のインバータ装置。
【請求項６】
前記筐体に囲まれ、かつ、前記筐体に接触して配置されるパワー半導体素子と、
前記筐体の、前記パワー半導体素子と接触する位置に対応する位置に取り付けられるヒートシンクとをさらに備え、
前記第１のケースと前記第２のケース、および、前記第１のケースと前記第３のケースのうちの少なくとも一方が、前記筐体に取り付けられる前記ヒートシンクをも介して熱的に結合する、
請求項４または請求項５に記載のインバータ装置。
【請求項７】
入力端に接続される第１の抵抗体と、
前記第１の抵抗体の下流側において、前記第１の抵抗体と直列に接続される第１のコンデンサと、
前記第１の抵抗体の下流側において、前記第１のコンデンサと直列に接続される第２のコンデンサと、
前記第１の抵抗体と並列に接続されるスイッチと、
前記第１のコンデンサと並列に接続される第２の抵抗体と、
前記第２のコンデンサと並列に接続される第３の抵抗体と、
前記第１の抵抗体、前記第２の抵抗体および前記第３の抵抗体を収容する絶縁ケースとを備え、
前記絶縁ケースは、絶縁性の封止材によって充填され、
前記第１の抵抗体と前記第２の抵抗体、および、前記第１の抵抗体と前記第３の抵抗体のうちの少なくとも一方が、熱的に結合する、
インバータ装置。
【請求項８】
少なくとも前記絶縁ケースを囲み、かつ、前記絶縁ケースに接触する筐体をさらに備え、
前記第１の抵抗体と前記第２の抵抗体、および、前記第１の抵抗体と前記第３の抵抗体のうちの少なくとも一方が、前記筐体を介して熱的に結合する、
請求項７に記載のインバータ装置。
【請求項９】
前記絶縁ケースが、伝熱部材を介して前記筐体に接触する、
請求項８に記載のインバータ装置。
【請求項１０】
前記筐体に囲まれ、かつ、前記筐体に接触して配置されるパワー半導体素子と、
前記筐体の、前記パワー半導体素子と接触する位置に対応する位置に取り付けられるヒートシンクとをさらに備え、
前記絶縁ケースが、前記筐体に取り付けられる前記ヒートシンクをも介して熱的に結合する、
請求項８または請求項９に記載のインバータ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願明細書に開示される技術は、抵抗器の実装形態に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のインバータ装置では、耐圧不足を補うために互いに直接に接続されたコンデンサと、コンデンサへの突入電流を抑制する突入電流防止抵抗と、コンデンサの直列接続に起因する電圧バランスを安定化させるための電圧バランス抵抗とが、それぞれプリント配線板上または筐体に固定される。
【０００３】
コンデンサの突入電流防止抵抗は、入力電源の電圧印加開始時に流れるコンデンサへの突入電流を抑制するために使用される。コンデンサが充電された後には、突入電流防止抵抗に並列に接続されたリレー回路をオフからオンへ切り替えることによって、突入電流防止抵抗に流れる電流はバイパスされる。
【０００４】
電圧バランス抵抗は、直列接続されたコンデンサの漏れ電流のばらつきによってそれぞれのコンデンサに印加される電圧がアンバランスになることを抑制するために使用される。電圧バランス抵抗は、直列接続されたコンデンサそれぞれに並列に接続される。
【０００５】
たとえば、特許文献１では、コンバータ部と、コンバータ部の直流出力電圧を平滑する平滑用コンデンサと、コンバータ部と平滑用コンデンサとの間の正負直列母線のいずれか一方と直列に接続された抵抗とを備える構成が開示される。当該構成における抵抗によって、平滑用コンデンサの突入電流を制限することができる。
【０００６】
また、たとえば、特許文献２では、直列に接続されたコンデンサと、直列に接続されたコンデンサの両端間に結合することで、直列に接続されたコンデンサの両端間にほぼ等しい電圧を維持し、かつ、直列コンデンサの両端間に電圧をバランスさせるためのブリード電流を流すトランジスタとを備える構成が開示される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−２０６２８０号公報
【特許文献２】特許第３８９３１０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記のように、コンデンサの突入電流防止抵抗では、コンデンサが充電された後には、突入電流防止抵抗に並列に接続されたスイッチ回路をオフからオンへ切り替えることで、突入電流防止抵抗に流れる電流はバイパスされる。
【０００９】
突入電流防止抵抗は入力電源の電圧印加開始時の短い時間のみ発熱するが、突入電流防止抵抗には、コンデンサの突入電流を抑制するために耐パルス性が要求される。そのため、突入電流を抑制する対象であるコンデンサの容量が大きいほど、突入電流防止抵抗のサイズが大きくなる。
【００１０】
突入電流防止抵抗は入力電源の電圧印加開始時の短い時間のみ発熱し、コンデンサ充電後はスイッチ回路によって流れる電流がバイパスされる。そのため、入力電源の電圧印加開始時にのみ使用される割には、要求される耐パルス性に応じてサイズの大きい抵抗器が必要となってしまうという問題がある。
【００１１】
また、電圧バランス抵抗は、直列接続されるコンデンサそれぞれに並列に接続されるが、コンデンサそれぞれに印加される電圧値が高い場合には電圧バランス抵抗は常に発熱し続け、コンデンサの周囲温度を高めてしまう。そのため、コンデンサの寿命を縮めてしまうという問題がある。
【００１２】
本願明細書に開示される技術は、以上に記載されたような問題を解決するためになされたものであり、コンデンサに直列に接続される抵抗器の大型化を抑制し、かつ、コンデンサに並列に接続される抵抗器による熱のコンデンサへの影響を抑制する、抵抗器の実装形態を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本願明細書に開示される技術の第１の態様は、入力端に接続される第１の抵抗と、前記第１の抵抗の下流側において、前記第１の抵抗と直列に接続される第１のコンデンサと、前記第１の抵抗の下流側において、前記第１のコンデンサと直列に接続される第２のコンデンサと、前記第１の抵抗と並列に接続されるスイッチと、前記第１のコンデンサと並列に接続される第２の抵抗と、前記第２のコンデンサと並列に接続される第３の抵抗とを備え、前記第１の抵抗は、第１の抵抗体と、前記第１の抵抗体を収容する第１のケースとを備え、前記第２の抵抗は、第２の抵抗体と、前記第２の抵抗体を収容する第２のケースとを備え、前記第３の抵抗は、第３の抵抗体と、前記第３の抵抗体を収容する第３のケースとを備え、前記第１のケースと前記第２のケース、および、前記第１のケースと前記第３のケースのうちの少なくとも一方が、互いに絶縁され、かつ、熱的に結合する。
【００１４】
また、本願明細書に開示される技術の第２の態様は、入力端に接続される第１の抵抗体と、前記第１の抵抗体の下流側において、前記第１の抵抗体と直列に接続される第１のコンデンサと、前記第１の抵抗体の下流側において、前記第１のコンデンサと直列に接続される第２のコンデンサと、前記第１の抵抗体と並列に接続されるスイッチと、前記第１のコンデンサと並列に接続される第２の抵抗体と、前記第２のコンデンサと並列に接続される第３の抵抗体と、前記第１の抵抗体、前記第２の抵抗体および前記第３の抵抗体を収容する絶縁ケースとを備え、前記絶縁ケースは、絶縁性の封止材によって充填され、前記第１の抵抗体と前記第２の抵抗体、および、前記第１の抵抗体と前記第３の抵抗体のうちの少なくとも一方が、熱的に結合する。
【発明の効果】
【００１５】
本願明細書に開示される技術の第１の態様は、入力端に接続される第１の抵抗と、前記第１の抵抗の下流側において、前記第１の抵抗と直列に接続される第１のコンデンサと、前記第１の抵抗の下流側において、前記第１のコンデンサと直列に接続される第２のコンデンサと、前記第１の抵抗と並列に接続されるスイッチと、前記第１のコンデンサと並列に接続される第２の抵抗と、前記第２のコンデンサと並列に接続される第３の抵抗とを備え、前記第１の抵抗は、第１の抵抗体と、前記第１の抵抗体を収容する第１のケースとを備え、前記第２の抵抗は、第２の抵抗体と、前記第２の抵抗体を収容する第２のケースとを備え、前記第３の抵抗は、第３の抵抗体と、前記第３の抵抗体を収容する第３のケースとを備え、前記第１のケースと前記第２のケース、および、前記第１のケースと前記第３のケースのうちの少なくとも一方が、互いに絶縁され、かつ、熱的に結合する。このような構成によれば、第１のケースと第２のケース、および、第１のケースと第３のケースのうちの少なくとも一方が熱的に結合することによって、第１の抵抗における発熱タイミングと、第２の抵抗および第３の抵抗における発熱タイミングとの違いを利用して、互いに一方の熱容量を他方の冷却に活用することができる。そのため、熱的に結合されるそれぞれの抵抗およびその周辺における温度上昇を抑制することができるため、結果として、これらの抵抗の小型化を実現することができる。
【００１６】
また、本願明細書に開示される技術の第２の態様は、入力端に接続される第１の抵抗体と、前記第１の抵抗体の下流側において、前記第１の抵抗体と直列に接続される第１のコンデンサと、前記第１の抵抗体の下流側において、前記第１のコンデンサと直列に接続される第２のコンデンサと、前記第１の抵抗体と並列に接続されるスイッチと、前記第１のコンデンサと並列に接続される第２の抵抗体と、前記第２のコンデンサと並列に接続される第３の抵抗体と、前記第１の抵抗体、前記第２の抵抗体および前記第３の抵抗体を収容する絶縁ケースとを備え、前記絶縁ケースは、絶縁性の封止材によって充填され、前記第１の抵抗体と前記第２の抵抗体、および、前記第１の抵抗体と前記第３の抵抗体のうちの少なくとも一方が、熱的に結合する。このような構成によれば、第１の抵抗体と第２の抵抗体、および、第１の抵抗体と第３の抵抗体のうちの少なくとも一方が熱的に結合することによって、第１の抵抗体の発熱タイミングと、第２の抵抗体および第３の抵抗体の発熱タイミングとの違いを利用して、互いに一方の熱容量を他方の冷却に活用することができる。そのため、熱的に結合されるそれぞれの抵抗体およびその周辺における温度上昇を抑制することができるため、結果として、これらの抵抗の小型化を実現することができる。
【００１７】
本願明細書に開示される技術に関する目的と、特徴と、局面と、利点とは、以下に示される詳細な説明と添付図面とによって、さらに明白となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】実施の形態に関する、インバータ装置の電気的構成を例示する図である。
【図２】一般的な突入電流防止抵抗の温度上昇を時系列で例示する図である。
【図３】一般的な電圧バランス抵抗の温度上昇を時系列で例示する図である。
【図４】実施の形態に関する抵抗器の、インバータ装置における実装形態を例示する図である。
【図５】図４に例示された抵抗器の実装形態のうち、突防抵抗ケースおよびバランス抵抗ケースの実装形態を例示する平面図である。
【図６】実施の形態に関する抵抗器の、インバータ装置における別の実装形態を例示する図である。
【図７】実施の形態に関する抵抗器の、インバータ装置における実装形態を例示する図である。
【図８】図７におけるＡ−Ａ’断面を例示する断面図である。
【図９】実施の形態に関する抵抗器の、インバータ装置における実装形態を例示する図である。
【図１０】図９に例示された構造を矢印の方向から見た図である。
【図１１】実施の形態に関するセメント抵抗器の構成要素を例示する図である。
【図１２】図１１に例示されたセメント抵抗器の構成要素を組み立てて形成されるセメント抵抗器の形態を例示する図である。
【図１３】一般的なセメント抵抗器の製造過程における構成を例示する図である。
【図１４】一般的なセメント抵抗器の形状を例示する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、添付される図面を参照しながら実施の形態について説明する。
【００２０】
なお、図面は概略的に示されるものであり、説明の便宜のため、適宜、構成の省略、または、構成の簡略化がなされるものである。また、異なる図面にそれぞれ示される構成などの大きさおよび位置の相互関係は、必ずしも正確に記載されるものではなく、適宜変更され得るものである。
【００２１】
また、以下に示される説明では、同様の構成要素には同じ符号を付して図示し、それらの名称と機能とについても同様のものとする。したがって、それらについての詳細な説明を、重複を避けるために省略する場合がある。
【００２２】
また、以下に記載される説明において、「上」、「下」、「左」、「右」、「側」、「底」、「表」または「裏」などの特定の位置と方向とを意味する用語が用いられる場合があっても、これらの用語は、実施の形態の内容を理解することを容易にするために便宜上用いられるものであり、実際に実施される際の方向とは関係しないものである。
【００２３】
また、以下に記載される説明において、「第１の」、または、「第２の」などの序数が用いられる場合があっても、これらの用語は、実施の形態の内容を理解することを容易にするために便宜上用いられるものであり、これらの序数によって生じ得る順序などに限定されるものではない。
【００２４】
＜第１の実施の形態＞
以下、本実施の形態に関するインバータ装置について説明する。説明の便宜上、まず、一般的なセメント抵抗器について説明する。
【００２５】
＜インバータ装置の構成について＞
図１３は、一般的なセメント抵抗器の製造過程における構成を例示する図である。図１３に例示されるように、セメント抵抗器は、セラミックなどである絶縁ケース４０と、抵抗体４５と、電極６０とを備える。抵抗体４５には、電極６０が接続される。また、図１３における矢印で示されるように、電極６０が接続された抵抗体４５は、絶縁ケース４０内に収容される。
【００２６】
図１４は、一般的なセメント抵抗器の形状を例示する図である。図１４に例示されるように、絶縁ケース４０内に収容された抵抗体４５は、シリコーンセメントなどの封止材４１によって封止される。このようにして、セメント抵抗器が製造される。
【００２７】
セメント抵抗器は、比較的大きな電力に対する用途で一般的に用いられる。図１は、本実施の形態に関するインバータ装置の電気的構成を例示する図である。
【００２８】
図１に例示されるように、インバータ装置は、三相（具体的には、Ｒ相、Ｓ相およびＴ相）の入力電源Ｐｉｎと、整流回路１と、メインリレー回路１５と、突入電流防止抵抗４と、突入電流防止リレー回路３と、平滑コンデンサ５ａと、平滑コンデンサ５ｂと、電圧バランス抵抗６ａと、電圧バランス抵抗６ｂと、インバータ１００と、三相（具体的には、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相）の電力出力Ｐｏｕｔとを備える。
【００２９】
上記のうち、突入電流防止抵抗４、電圧バランス抵抗６ａおよび電圧バランス抵抗６ｂは、たとえば、図１３および図１４に例示されるセメント抵抗器などを構成する。
【００３０】
整流回路１は、複数の整流ダイオード、すなわち、整流ダイオード１ａ、整流ダイオード１ｂ、整流ダイオード１ｃ、整流ダイオード１ｄ、整流ダイオード１ｅおよび整流ダイオード１ｆを備える。
【００３１】
突入電流防止抵抗４は、整流回路１とメインリレー回路１５とを介して入力電源Ｐｉｎに接続され、かつ、平滑コンデンサ５ａおよび平滑コンデンサ５ｂと直列に接続される。突入電流防止リレー回路３は、突入電流防止抵抗４と並列に接続される。また、メインリレー回路１５および突入電流防止リレー回路３には、リレー駆動回路２が搭載される。
【００３２】
平滑コンデンサ５ａと平滑コンデンサ５ｂとは、突入電流防止抵抗４の下流側において、耐電圧を高めるために直列に接続される。また、平滑コンデンサ５ａは正ラインＬｐに接続され、平滑コンデンサ５ｂは負ラインＬｎに接続される。
【００３３】
メインリレー回路１５がオンし、三相の入力電源Ｐｉｎによって電圧が印加されると、未充電の平滑コンデンサ５ａおよび平滑コンデンサ５ｂへ過大な突入電流が流れることを防止するため、突入電流防止抵抗４によって平滑コンデンサ５ａおよび平滑コンデンサ５ｂへ流れる電流が制限される。
【００３４】
その後、平滑コンデンサ５ａおよび平滑コンデンサ５ｂが充電されると、突入電流防止リレー回路３がオフからオンへ切り替えられる。そして、突入電流防止抵抗４に流れてくる電流は突入電流防止リレー回路３によってバイパスされるため、突入電流防止抵抗４には電流が流れなくなる。
【００３５】
平滑コンデンサ５ａおよび平滑コンデンサ５ｂには、平滑コンデンサ５ａおよび平滑コンデンサ５ｂを急速放電させるための急速放電抵抗２０と、急速放電抵抗２０と直列に接続された急速放電リレー回路２１とが、平滑コンデンサ５ａおよび平滑コンデンサ５ｂに並列に接続される。
【００３６】
平滑コンデンサ５ａおよび平滑コンデンサ５ｂを急速放電させる場合に、急速放電リレー回路２１をオフからオンへ切り替える。そして、急速放電抵抗２０によって、平滑コンデンサ５ａおよび平滑コンデンサ５ｂを放電させる。
【００３７】
正ラインＬｐと負ラインＬｎとに跨って配置された平滑コンデンサ５ａおよび平滑コンデンサ５ｂの電圧分圧比は、平滑コンデンサ５ａおよび平滑コンデンサ５ｂの漏れ電流に依存する。それぞれの当該漏れ電流のばらつきによって、直列接続された平滑コンデンサ５ａおよび平滑コンデンサ５ｂそれぞれに印加される電圧にばらつきが生じる。
【００３８】
正ラインＬｐと負ラインＬｎとに跨って配置された平滑コンデンサ５ａおよび平滑コンデンサ５ｂの電圧分圧比がばらつくことを抑制するため、電圧バランス抵抗６ａおよび電圧バランス抵抗６ｂが直列接続された平滑コンデンサ５ａおよび平滑コンデンサ５ｂに並列接続される。具体的には、電圧バランス抵抗６ａが平滑コンデンサ５ａに並列接続される。また、電圧バランス抵抗６ｂが平滑コンデンサ５ｂに並列接続される。
【００３９】
電圧バランス抵抗６ａおよび電圧バランス抵抗６ｂには、平滑コンデンサ５ａおよび平滑コンデンサ５ｂの充電開始と同時に電圧が印加されるが、電圧バランス抵抗６ａおよび電圧バランス抵抗６ｂに流れる電流値は比較的小さい。そのため、電圧バランス抵抗６ａおよび電圧バランス抵抗６ｂの温度は少しずつ上昇していく。
【００４０】
インバータ１００は、複数のパワー半導体素子、たとえば、絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ（ｉｎｓｕｌａｔｅｄ  ｇａｔｅ  ｂｉｐｏｌａｒ  ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ、すなわち、ＩＧＢＴ）と、複数のダイオードなどを備える。
【００４１】
正ラインＬｐと負ラインＬｎとの間には、三相の電力出力ＰｏｕｔにおけるＵ相をスイッチングするＩＧＢＴ７ａおよびＩＧＢＴ７ｄからなる直列回路、三相の電力出力ＰｏｕｔにおけるＶ相をスイッチングするＩＧＢＴ７ｂおよびＩＧＢＴ７ｅからなる直列回路、および、三相の電力出力ＰｏｕｔにおけるＷ相をスイッチングするＩＧＢＴ７ｃおよびＩＧＢＴ７ｆからなる直列回路がそれぞれ接続される。
【００４２】
ＩＧＢＴ７ａ、ＩＧＢＴ７ｂ、ＩＧＢＴ７ｃ、ＩＧＢＴ７ｄ、ＩＧＢＴ７ｅおよびＩＧＢＴ７ｆには、ダイオード８ａ、ダイオード８ｂ、ダイオード８ｃ、ダイオード８ｄ、ダイオード８ｅおよびダイオード８ｆがそれぞれ逆並列接続される。
【００４３】
ＩＧＢＴ７ａおよびＩＧＢＴ７ｄの接合点となるＵ相は電力出力先のモータのＵ相端子Ｕに、ＩＧＢＴ７ｂおよびＩＧＢＴ７ｅの接合点となるＶ相はモータのＶ相端子Ｖに、ＩＧＢＴ７ｃおよびＩＧＢＴ７ｆの接合点となるＷ相はモータのＷ相端子Ｗにそれぞれ接続される。
【００４４】
ＩＧＢＴ７ｄのエミッタ、ＩＧＢＴ７ｅのエミッタおよびＩＧＢＴ７ｆのエミッタと負ラインＬｎとの間には、Ｕ相端子Ｕ、Ｖ相端子Ｖ、Ｗ相端子Ｗに流れる電流を検知するためのシャント抵抗２２がそれぞれ接続される。
【００４５】
ＩＧＢＴ７ａ、ＩＧＢＴ７ｂ、ＩＧＢＴ７ｃ、ＩＧＢＴ７ｄ、ＩＧＢＴ７ｅおよびＩＧＢＴ７ｆのそれぞれにおけるゲートおよびエミッタには、駆動回路９ａ、駆動回路９ｂ、駆動回路９ｃ、駆動回路９ｄ、駆動回路９ｅおよび駆動回路９ｆのそれぞれから駆動信号が個別に供給される。
【００４６】
駆動回路９ａ、駆動回路９ｂ、駆動回路９ｃ、駆動回路９ｄ、駆動回路９ｅ、および、駆動回路９ｆはそれぞれ、光絶縁用のフォトカプラを備える。それぞれの光絶縁用のフォトカプラは、マイクロプロセッサなどの外部制御回路からの制御信号を受信する。そして、それぞれの光絶縁用のフォトカプラは駆動信号を、対応するＩＧＢＴ７ａ、ＩＧＢＴ７ｂ、ＩＧＢＴ７ｃ、ＩＧＢＴ７ｄ、ＩＧＢＴ７ｅおよびＩＧＢＴ７ｆのそれぞれにおけるゲートおよびエミッタに出力する。
【００４７】
なお、ここでは、三相（具体的には、Ｒ相、Ｓ相およびＴ相）の入力電源Ｐｉｎを、三相（具体的には、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相）の電力出力Ｐｏｕｔへ変換するインバータ装置が例示されたが、その他の各種コンバータまたは各種インバータにも、上記の構成を適用することができる。
【００４８】
図２は、一般的な突入電流防止抵抗の温度上昇を時系列で例示する図である。図２において、縦軸は突入電流防止抵抗の温度を示し、横軸は時間を示す。また、図３は、一般的な電圧バランス抵抗の温度上昇を時系列で例示する図である。図２において、縦軸は電圧バランス抵抗の温度を示し、横軸は時間を示す。
【００４９】
図３に例示されるように、三相の入力電源によって電圧の印加が開始されると平滑コンデンサ５ａおよび平滑コンデンサ５ｂの充電が始まる。ここで、図２に例示されるように、突入電流防止抵抗４によって平滑コンデンサ５ａおよび平滑コンデンサ５ｂへの突入電流を制限するため、突入電流防止抵抗４の温度が急激に上昇する。
【００５０】
続いて、図３に例示されるように、平滑コンデンサ５ａおよび平滑コンデンサ５ｂが充電されるにつれて、突入電流防止抵抗４に流れる電流は小さくなる。そうすると、突入電流防止リレー回路３がオフからオンへ切り替えられ、突入電流防止リレー回路３によって電流がバイパスされる。そうすると、突入電流防止抵抗４には電流が流れなくなり、図２に例示されるように、突入電流防止抵抗４の温度が低下する。
【００５１】
上記のように、突入電流防止抵抗４には、平滑コンデンサ５ａおよび平滑コンデンサ５ｂが充電される比較的短い時間の間のみ大電流が流れる。当該電流に対応するため、突入電流防止抵抗４としては、耐パルス性の高い巻線抵抗などが用いられる。
【００５２】
三相の入力電源Ｐｉｎによって電圧の印加が開始されると、平滑コンデンサ５ａおよび平滑コンデンサ５ｂの短時間の充電が行われる。突入電流防止抵抗４は、平滑コンデンサ５ａおよび平滑コンデンサ５ｂの短時間の充電時にのみ電流が流れ、当該電流によって発熱する。そして、一旦平滑コンデンサ５ａおよび平滑コンデンサ５ｂの充電が完了すると、突入電流防止抵抗４には電流が流れない。
【００５３】
そのため、インバータ装置が定常的に動作している間は、突入電流防止抵抗４の温度は周囲の温度と同じ程度にまで低下する。
【００５４】
電圧バランス抵抗６ａおよび電圧バランス抵抗６ｂには、平滑コンデンサ５ａおよび平滑コンデンサ５ｂの充電開始と同時に電圧が印加される。そして、電圧バランス抵抗６ａおよび電圧バランス抵抗６ｂに流れる電流は、平滑コンデンサ５ａおよび平滑コンデンサ５ｂの充電電圧の上昇に伴って少しずつ大きくなる。
【００５５】
そのため、電圧バランス抵抗６ａおよび電圧バランス抵抗６ｂの温度は少しずつ上昇していく。すなわち、電圧バランス抵抗６ａおよび電圧バランス抵抗６ｂの温度は、インバータ装置の起動時には急激に増加することはない。
【００５６】
図４は、本実施の形態に関する抵抗器の、インバータ装置における実装形態を例示する図である。図４に例示されるように、プリント配線板１２の上面には、インバータ装置を構成するチップ抵抗３０と、インバータ装置を構成するチップコンデンサ３１と、突防抵抗ケース１０１と、突入電流防止リレー回路３と、平滑コンデンサ５ａと、平滑コンデンサ５ｂと、バランス抵抗ケース１０２と、バランス抵抗ケース１０３と、制御回路などが実装される。
【００５７】
ここで、突防抵抗ケース１０１は、図１の突入電流防止抵抗４における抵抗体（すなわち、後述する抵抗体４ｘ）を収容するケースである。また、バランス抵抗ケース１０２は、図１の電圧バランス抵抗６ａにおける抵抗体（すなわち、後述する抵抗体６ｙ）を収容するケースである。また、バランス抵抗ケース１０３は、図１の電圧バランス抵抗６ｂにおける抵抗体（すなわち、後述する抵抗体６ｚ）を収容するケースである。
【００５８】
また、図４に例示されるように、プリント配線板１２の裏面には、ダイオードブリッジ１１およびパワーモジュール１０などの発熱電子部品が実装される。
【００５９】
ここで、ダイオードブリッジ１１には、整流ダイオード１ａ、整流ダイオード１ｂ、整流ダイオード１ｃ、整流ダイオード１ｄ、整流ダイオード１ｅおよび整流ダイオード１ｆが内蔵される。また、パワーモジュール１０には、ＩＧＢＴ７ａ、ＩＧＢＴ７ｂ、ＩＧＢＴ７ｃ、ＩＧＢＴ７ｄ、ＩＧＢＴ７ｅおよびＩＧＢＴ７ｆと、それぞれに対応するダイオード８ａ、ダイオード８ｂ、ダイオード８ｃ、ダイオード８ｄ、ダイオード８ｅおよびダイオード８ｆとが内蔵される。
【００６０】
図４に例示される構成では、パワーモジュール１０などの電子部品は、はんだづけによってプリント配線板１２に電気的に接続される。また、３つの平滑コンデンサ５ａが並列に接続され、３つの平滑コンデンサ５ｂが並列接続され、さらに、平滑コンデンサ５ａと平滑コンデンサ５ｂとはそれぞれ直列に接続される。
【００６１】
ダイオードブリッジ１１およびパワーモジュール１０などの発熱電子部品が筐体５０に接触する位置に対応して、ヒートシンク１３が筐体５０にねじ止めによって取り付けられる。そして、ダイオードブリッジ１１およびパワーモジュール１０は、ヒートシンク１３によって冷却される。
【００６２】
突防抵抗ケース１０１、バランス抵抗ケース１０２およびバランス抵抗ケース１０３に収容されるそれぞれの抵抗体には電極が接続され、当該電極がプリント配線板１２に挿入される。プリント配線板１２に挿入された当該電極ははんだ付けによって固定される。
【００６３】
突防抵抗ケース１０１とバランス抵抗ケース１０２とが熱的に結合するように、また、突防抵抗ケース１０１とバランス抵抗ケース１０３とが熱的に結合するように、突防抵抗ケース１０１とバランス抵抗ケース１０２、突防抵抗ケース１０１とバランス抵抗ケース１０３は、それぞれ接触して配置される。なお、突防抵抗ケース１０１とバランス抵抗ケース１０２、または、突防抵抗ケース１０１とバランス抵抗ケース１０３の一方のみが接触している場合であってもよい。
【００６４】
ここで、熱的に結合するとは、接触することによって結合される物体間において、熱が伝導可能な状態となることをいう。
【００６５】
また、突防抵抗ケース１０１、バランス抵抗ケース１０２およびバランス抵抗ケース１０３は、それぞれ絶縁性のケースである。すなわち、突防抵抗ケース１０１、バランス抵抗ケース１０２およびバランス抵抗ケース１０３は、互いに接触することによって熱的に結合する一方で、互いに絶縁される。
【００６６】
図５は、図４に例示された抵抗器の実装形態のうち、突防抵抗ケース１０１、バランス抵抗ケース１０２およびバランス抵抗ケース１０３の実装形態を例示する平面図である。
【００６７】
図５に例示されるように、突防抵抗ケース１０１とバランス抵抗ケース１０２との間、および、突防抵抗ケース１０１とバランス抵抗ケース１０３との間が接触するように実装する場合、突防抵抗ケース１０１とバランス抵抗ケース１０２との間、および、突防抵抗ケース１０１とバランス抵抗ケース１０３との間に、それぞれ伝熱部材として放熱シート３５を挟み込むことができる。このようにして、突防抵抗ケース１０１とバランス抵抗ケース１０２、および、突防抵抗ケース１０１とバランス抵抗ケース１０３を熱的に結合させることができる。なお、放熱シート３５は、放熱グリスなどの伝熱部材で代替されてもよい。また、放熱シート３５が設けられる箇所は、突防抵抗ケース１０１とバランス抵抗ケース１０２との間、および、突防抵抗ケース１０１とバランス抵抗ケース１０３との間のうちのいずれかのみであってもよい。
【００６８】
本実施の形態によれば、入力電源Ｐｉｎの電圧印加開始時には突入電流防止抵抗４の温度が高く、電圧バランス抵抗６ａおよび電圧バランス抵抗６ｂの温度が低い。また、インバータ装置が定常的に動作している間は、突入電流防止抵抗４の温度が低く、電圧バランス抵抗６ａおよび電圧バランス抵抗６ｂの温度が高い。
【００６９】
これらの、温度上昇のタイミングの異なる突入電流防止抵抗４、電圧バランス抵抗６ａおよび電圧バランス抵抗６ｂを、突防抵抗ケース１０１、バランス抵抗ケース１０２およびバランス抵抗ケース１０３の配置によって熱的に結合することで、入力電源Ｐｉｎの電圧印加開始時には、温度の低い電圧バランス抵抗６ａおよび電圧バランス抵抗６ｂによって温度の高い突入電流防止抵抗４を冷却し、また、インバータ装置が定常的に動作している間には、温度の低い突入電流防止抵抗４によって温度の高い電圧バランス抵抗６ａおよび電圧バランス抵抗６ｂを冷却することができる。
【００７０】
熱的に結合された突入電流防止抵抗４、電圧バランス抵抗６ａおよび電圧バランス抵抗６ｂは、体積当たりの発熱密度が減らすことができる。そのため、これらの抵抗の体積当たりの発熱密度が、これらを熱的に結合しない場合の発熱密度と同じであると仮定すれば、突防抵抗ケース１０１、バランス抵抗ケース１０２およびバランス抵抗ケース１０３を小型化することが可能となる。
【００７１】
また、本実施の形態によれば、突入電流防止抵抗４、電圧バランス抵抗６ａおよび電圧バランス抵抗６ｂの温度上昇が抑制されるため、これらの抵抗素子をプリント配線板１２と接続するためのはんだ付け部の温度上昇を抑制することができる。そのため、はんだ付け部にかかる熱応力を抑制することができ、はんだ付け部の信頼性を向上させることができる。
【００７２】
また、電圧バランス抵抗６ａおよび電圧バランス抵抗６ｂの温度上昇を抑制することができるため、平滑コンデンサ５ａおよび平滑コンデンサ５ｂの周囲温度の上昇も抑制することができる。そのため、平滑コンデンサ５ａおよび平滑コンデンサ５ｂの寿命を延ばすことができる他、周辺の電子部品の、温度上昇抑制による信頼性の向上も促すことができる。
【００７３】
また、平滑コンデンサ５ａおよび平滑コンデンサ５ｂと、バランス抵抗ケース１０２およびバランス抵抗ケース１０３との間に突防抵抗ケース１０１を配置することによって、高温となったバランス抵抗ケース１０２およびバランス抵抗ケース１０３から放出される熱を突防抵抗ケース１０１によって遮蔽することができる。そのため、平滑コンデンサ５ａおよび平滑コンデンサ５ｂの、受熱による寿命劣化を抑制することができる。
【００７４】
なお、本実施の形態においては、抵抗器の形状として四角の箱形状、具体的には、図１３および図１４に例示される絶縁ケース４０と同様の形状である突防抵抗ケース１０１、バランス抵抗ケース１０２およびバランス抵抗ケース１０３が示されたが、図６に例示されるように、電圧バランス抵抗としてリード線型抵抗器などの別の形態の抵抗器を用いてもよい。なお、図６は、本実施の形態に関する抵抗器の、インバータ装置における別の実装形態を例示する図である。
【００７５】
その場合、図６に例示されるように、リード線型抵抗器のリード線型抵抗ケース６ｃおよびリード線型抵抗器のリード線型抵抗ケース６ｄがそれぞれ突防抵抗ケース１０１に接触することによって上記の本実施の形態と同様の効果を得ることができ、さらに、当該接触が放熱シート３５などの伝熱部材を介してなされることによって、上記の効果を高めることができる。
【００７６】
また、本実施の形態においては、突防抵抗ケース１０１とバランス抵抗ケース１０２、および、突防抵抗ケース１０１とバランス抵抗ケース１０３をそれぞれ熱的に結合する例が示されたが、突防抵抗ケース１０１と急速放電抵抗２０とを熱的に結合する場合、または、突防抵抗ケース１０１とシャント抵抗２２とを熱的に結合する場合であっても、上記と同様の効果を得ることができる。
【００７７】
＜第２の実施の形態＞
本実施の形態に関するインバータ装置について説明する。以下の説明においては、以上に記載された実施の形態で説明された構成と同様の構成については同じ符号を付して図示し、その詳細な説明については適宜省略するものとする。
【００７８】
＜インバータ装置の構成について＞
図７は、本実施の形態に関する抵抗器の、インバータ装置における実装形態を例示する図である。また、図８は、図７におけるＡ−Ａ’断面を例示する断面図である。なお、図７においては、図８において示される筐体５０は図示が省略されている。
【００７９】
図７に例示されるように、プリント配線板１２の上面には、チップ抵抗３０と、チップコンデンサ３１と、突入電流防止リレー回路３と、平滑コンデンサ５ａと、平滑コンデンサ５ｂと、制御回路などが実装される。
【００８０】
また、図７に例示されるように、プリント配線板１２の裏面には、ダイオードブリッジ１１と、パワーモジュール１０と、突防抵抗ケース１０１と、バランス抵抗ケース１０２と、バランス抵抗ケース１０３とが実装される。
【００８１】
図７に例示される構成では、パワーモジュール１０などの電子部品は、はんだづけによってプリント配線板１２に電気的に接続される。また、３つの平滑コンデンサ５ａが並列に接続され、３つの平滑コンデンサ５ｂが並列接続され、さらに、平滑コンデンサ５ａと平滑コンデンサ５ｂとはそれぞれ直列に接続される。
【００８２】
ダイオードブリッジ１１およびパワーモジュール１０が筐体５０に接触する位置に対応して、ヒートシンク１３が筐体５０にねじ止めによって取り付けられる。そして、ダイオードブリッジ１１およびパワーモジュール１０は、ヒートシンク１３によって冷却される。
【００８３】
突防抵抗ケース１０１、バランス抵抗ケース１０２およびバランス抵抗ケース１０３に収容されるそれぞれの抵抗体には電極が接続され、当該電極がプリント配線板１２に挿入される。プリント配線板１２に挿入された当該電極ははんだ付けによって固定される。
【００８４】
突防抵抗ケース１０１とバランス抵抗ケース１０２とは隣り合って配置され、バランス抵抗ケース１０３は、突防抵抗ケース１０１の、バランス抵抗ケース１０２が隣り合う面とは反対側の面において、突防抵抗ケース１０１と隣り合って配置される。すなわち、バランス抵抗ケース１０２、突防抵抗ケース１０１、バランス抵抗ケース１０３の順で、互いに隣り合って配置される。
【００８５】
図８に例示されるように、突防抵抗ケース１０１、バランス抵抗ケース１０２およびバランス抵抗ケース１０３は、インバータ装置を構成する筐体５０に接触するように配置されることによって、筐体５０を介して熱的に結合される。なお、筐体５０に接触するように配置されるのは、突防抵抗ケース１０１およびバランス抵抗ケース１０２、および、突防抵抗ケース１０１およびバランス抵抗ケース１０３のうちの一方のみであってもよい。
【００８６】
この場合、筐体５０と突防抵抗ケース１０１との間、筐体５０とバランス抵抗ケース１０２との間、および、筐体５０とバランス抵抗ケース１０３との間のうちの少なくとも１箇所に、放熱シート３６または放熱シート３６に代わる放熱グリスなどを挟むことによって、より温度上昇の抑制効果を高めることができる。
【００８７】
このような構成とすることによって、図１における突入電流防止抵抗４、電圧バランス抵抗６ａおよび電圧バランス抵抗６ｂを互いに熱的に結合することができるため、突入電流防止抵抗４、電圧バランス抵抗６ａおよび電圧バランス抵抗６ｂの温度上昇を抑制することができる。その結果として、これらの抵抗の体積当たりの発熱密度が、これらを熱的に結合しない場合の発熱密度と同じであると仮定すれば、突防抵抗ケース１０１、バランス抵抗ケース１０２およびバランス抵抗ケース１０３を小型化することが可能となる。
【００８８】
さらに、突防抵抗ケース１０１とバランス抵抗ケース１０２、および、突防抵抗ケース１０１とバランス抵抗ケース１０３のうちの少なくとも一方を放熱シート３５または放熱シート３５に代わる放熱グリスなどを介して接触させた上で、これらを筐体５０へ接触させることによって、熱結合性の向上によって、突入電流防止抵抗４、電圧バランス抵抗６ａおよび電圧バランス抵抗６ｂの温度上昇を抑制する効果を高めることができる。
【００８９】
さらに、突防抵抗ケース１０１、バランス抵抗ケース１０２およびバランス抵抗ケース１０３を、ダイオードブリッジ１１およびパワーモジュール１０を冷却するためのヒートシンク１３をも介して熱的に結合すれば、ヒートシンク１３の冷却効果も加わり、さらに突入電流防止抵抗４、電圧バランス抵抗６ａおよび電圧バランス抵抗６ｂの温度上昇を抑制することができる。その結果として、これらの抵抗の体積当たりの発熱密度が、これらを熱的に結合しない場合の発熱密度と同じであると仮定すれば、突防抵抗ケース１０１、バランス抵抗ケース１０２およびバランス抵抗ケース１０３を小型化することが可能となる。
【００９０】
また、本実施の形態によれば、突防抵抗ケース１０１、バランス抵抗ケース１０２およびバランス抵抗ケース１０３のプリント配線板１２への実装面を、平滑コンデンサ５ａ、平滑コンデンサ５ｂおよび制御回路のプリント配線板１２への実装面である上面の反対側の面である裏面とすることができる。そのため、突入電流防止抵抗４、電圧バランス抵抗６ａおよび電圧バランス抵抗６ｂと、平滑コンデンサ５ａ、平滑コンデンサ５ｂおよび制御回路とをプリント配線板１２を介して熱的に遮蔽することができ、平滑コンデンサ５ａ、平滑コンデンサ５ｂおよび制御回路に熱が伝わることを抑制することができる。その結果として、平滑コンデンサ５ａおよび平滑コンデンサ５ｂの寿命劣化を抑制し、また、制御回路を構成する電子部品の信頼性を向上させることができる。
【００９１】
＜第３の実施の形態＞
本実施の形態に関するインバータ装置について説明する。以下の説明においては、以上に記載された実施の形態で説明された構成と同様の構成については同じ符号を付して図示し、その詳細な説明については適宜省略するものとする。
【００９２】
＜インバータ装置の構成について＞
図９は、本実施の形態に関する抵抗器の、インバータ装置における実装形態を例示する図である。また、図１０は、図９に例示された構造を矢印の方向から見た図である。なお、図９においては、図１０において示される筐体５０は図示が省略されている。
【００９３】
図９に例示されるように、プリント配線板１２の上面には、チップ抵抗３０と、チップコンデンサ３１と、突入電流防止リレー回路３と、平滑コンデンサ５ａと、平滑コンデンサ５ｂと、制御回路などが実装される。
【００９４】
また、図９に例示されるように、プリント配線板１２の裏面には、ダイオードブリッジ１１と、パワーモジュール１０とが実装される。
【００９５】
図１０に例示されるように、突防抵抗ケース１０１、バランス抵抗ケース１０２およびバランス抵抗ケース１０３は、インバータ装置を構成する筐体５０へそれぞれねじ止めなどによって接続される。
【００９６】
図９に例示されるように、突防抵抗ケース１０１とバランス抵抗ケース１０２とは隣り合って配置され、バランス抵抗ケース１０３は、突防抵抗ケース１０１の、バランス抵抗ケース１０２が隣り合う面とは反対側の面において、突防抵抗ケース１０１と隣り合って配置される。すなわち、バランス抵抗ケース１０２、突防抵抗ケース１０１、バランス抵抗ケース１０３の順で、互いに隣り合って配置される。
【００９７】
図１０に例示されるように、突防抵抗ケース１０１、バランス抵抗ケース１０２およびバランス抵抗ケース１０３は、インバータ装置を構成する筐体５０に対してそれぞれ接続されることによって、筐体５０を介して互いに熱的に結合される。
【００９８】
また、突防抵抗ケース１０１、バランス抵抗ケース１０２およびバランス抵抗ケース１０３は、平型接続子またはコネクタなどの配線２００によってプリント配線板１２と接続される。
【００９９】
このような構成とすることによって、図１における突入電流防止抵抗４、電圧バランス抵抗６ａおよび電圧バランス抵抗６ｂの温度上昇が抑制される。その結果として、これらの抵抗の体積当たりの発熱密度が、これらを熱的に結合しない場合の発熱密度と同じであると仮定すれば、突防抵抗ケース１０１、バランス抵抗ケース１０２およびバランス抵抗ケース１０３を小型化することが可能となる。
【０１００】
また、筐体５０と突防抵抗ケース１０１との間、筐体５０とバランス抵抗ケース１０２との間、および、筐体５０とバランス抵抗ケース１０３との間のうちの少なくとも１箇所に、図８に例示されるような、放熱シート３６または放熱シート３６に代わる放熱グリスなどを挟んでねじ止めすることによって、より温度上昇の抑制効果を高めることができる。
【０１０１】
さらに、突防抵抗ケース１０１とバランス抵抗ケース１０２、および、突防抵抗ケース１０１とバランス抵抗ケース１０３をそれぞれ、図８に例示されるような、放熱シート３５または放熱シート３５に代わる放熱グリスなどを介して接触させた上で、これらを筐体５０へ接触させることによって、突入電流防止抵抗４、電圧バランス抵抗６ａおよび電圧バランス抵抗６ｂの温度上昇を抑制する効果を高めることができる。
【０１０２】
また、突防抵抗ケース１０１、バランス抵抗ケース１０２およびバランス抵抗ケース１０３の筐体５０に接触する面の平面度を研磨などで向上させることによって、突防抵抗ケース１０１と筐体５０との熱結合性、バランス抵抗ケース１０２と筐体５０との熱結合性、バランス抵抗ケース１０３と筐体５０との熱結合性、突防抵抗ケース１０１とバランス抵抗ケース１０２との熱結合性、突防抵抗ケース１０１とバランス抵抗ケース１０３との熱結合性が向上し、温度上昇を抑制する効果を高めることができる。
【０１０３】
＜第４の実施の形態＞
本実施の形態に関するインバータ装置について説明する。以下の説明においては、以上に記載された実施の形態で説明された構成と同様の構成については同じ符号を付して図示し、その詳細な説明については適宜省略するものとする。
【０１０４】
＜インバータ装置の構成について＞
図１１は、本実施の形態に関するセメント抵抗器の構成要素を例示する図である。また、図１２は、図１１に例示されたセメント抵抗器の構成要素を組み立てて形成されるセメント抵抗器の形態を例示する図である。
【０１０５】
図１１に例示されるように、セメント抵抗器は、四角の箱形状である絶縁ケース４０ａと、絶縁ケース４０ａ内に配置される抵抗体４ｘと、絶縁ケース４０ａ内に配置される抵抗体６ｙと、絶縁ケース４０ａ内に配置される抵抗体６ｚとを構成要素として備える。
【０１０６】
ここで、抵抗体４ｘは、図１における突入電流防止抵抗４に対応する抵抗体である。また、抵抗体６ｙは、図１における電圧バランス抵抗６ａに対応する抵抗体である。また、抵抗体６ｚは、図１における電圧バランス抵抗６ｂに対応する抵抗体である。
【０１０７】
抵抗体４ｘ、抵抗体６ｙおよび抵抗体６ｚは円筒形状であり、それぞれの抵抗体の両端には電極６０が接続される。図１２に例示されるように、電極６０は、抵抗体４ｘ、抵抗体６ｙおよび抵抗体６ｚが絶縁ケース４０ａの内部に配置された状態で、絶縁ケース４０ａの外部へ突出するように配置される。
【０１０８】
図１２に例示されるように、抵抗体４ｘ、抵抗体６ｙおよび抵抗体６ｚが絶縁ケース４０ａの内部に配置された状態で、絶縁ケース４０ａ内にシリコーンセメントなどの絶縁性の封止材４１が充填される。そして、それぞれの抵抗体から延びる電極６０が、絶縁ケース４０ａの外部へ突出する。それぞれの抵抗体は、封止材４１によって絶縁される。
【０１０９】
このように、抵抗体４ｘ、抵抗体６ｙおよび抵抗体６ｚを同一の絶縁ケース４０ａ内に配置し、かつ、封止材４１によって充填することによって、突入電流防止抵抗４、電圧バランス抵抗６ａおよび電圧バランス抵抗６ｂの熱的な結合をさらに高めることができる。その結果、突入電流防止抵抗４、電圧バランス抵抗６ａおよび電圧バランス抵抗６ｂの温度上昇を抑制することができる。
【０１１０】
＜以上に記載された実施の形態によって生じる効果について＞
次に、以上に記載された実施の形態によって生じる効果を例示する。なお、以下の説明においては、以上に記載された実施の形態に例示された具体的な構成に基づいて当該効果が記載されるが、同様の効果が生じる範囲で、本願明細書に例示される他の具体的な構成と置き換えられてもよい。
【０１１１】
また、当該置き換えは、複数の実施の形態に跨ってなされてもよい。すなわち、異なる実施の形態において例示されたそれぞれの構成が組み合わされて、同様の効果が生じる場合であってもよい。
【０１１２】
以上に記載された実施の形態によれば、インバータ装置は、第１の抵抗と、第１のコンデンサと、第２のコンデンサと、スイッチと、第２の抵抗と、第３の抵抗とを備える。ここで、第１の抵抗は、たとえば、突入電流防止抵抗４に対応するものである。また、第２の抵抗は、たとえば、電圧バランス抵抗６ａに対応するものである。また、第３の抵抗は、たとえば、電圧バランス抵抗６ｂに対応するものである。また、第１のコンデンサは、たとえば、平滑コンデンサ５ａに対応するものである。また、第２のコンデンサは、たとえば、平滑コンデンサ５ｂに対応するものである。また、スイッチは、たとえば、突入電流防止リレー回路３に対応するものである。突入電流防止抵抗４は、入力端に接続される。ここで、入力端は、たとえば、入力電源Ｐｉｎに対応するものである。平滑コンデンサ５ａは、突入電流防止抵抗４の下流側、すなわち、入力電源Ｐｉｎよりも電力出力Ｐｏｕｔに近い位置において、突入電流防止抵抗４と直列に接続される。平滑コンデンサ５ｂは、突入電流防止抵抗４の下流側、すなわち、入力電源Ｐｉｎよりも電力出力Ｐｏｕｔに近い位置において、平滑コンデンサ５ａと直列に接続される。突入電流防止リレー回路３は、突入電流防止抵抗４と並列に接続される。電圧バランス抵抗６ａは、平滑コンデンサ５ａと並列に接続される。電圧バランス抵抗６ｂは、平滑コンデンサ５ｂと並列に接続される。突入電流防止抵抗４は、第１の抵抗体と、第１のケースとを備える。ここで、第１の抵抗体は、たとえば、抵抗体４ｘに対応するものである。また、第１のケースは、たとえば、突防抵抗ケース１０１に対応するものである。突防抵抗ケース１０１は、抵抗体４ｘを収容する。電圧バランス抵抗６ａは、第２の抵抗体と、第２のケースとを備える。ここで、第２の抵抗体は、たとえば、抵抗体６ｙに対応するものである。また、第２のケースは、たとえば、バランス抵抗ケース１０２に対応するものである。バランス抵抗ケース１０２は、抵抗体６ｙを収容する。電圧バランス抵抗６ｂは、第３の抵抗体と、第３のケースとを備える。ここで、第３の抵抗体は、たとえば、抵抗体６ｚに対応するものである。また、第３のケースは、たとえば、バランス抵抗ケース１０３に対応するものである。バランス抵抗ケース１０３は、抵抗体６ｚを収容する。そして、突防抵抗ケース１０１とバランス抵抗ケース１０２、および、突防抵抗ケース１０１とバランス抵抗ケース１０３のうちの少なくとも一方が、互いに絶縁され、かつ、熱的に結合する。
【０１１３】
このような構成によれば、突防抵抗ケース１０１とバランス抵抗ケース１０２、および、突防抵抗ケース１０１とバランス抵抗ケース１０３のうちの少なくとも一方が熱的に結合することによって、突入電流防止抵抗４における発熱タイミングと、電圧バランス抵抗６ａおよび電圧バランス抵抗６ｂにおける発熱タイミングとの違いを利用して、互いに一方の熱容量を他方の冷却に活用することができる。そのため、熱的に結合されるそれぞれの抵抗およびその周辺における温度上昇を抑制することができるため、結果として、これらの抵抗の小型化を実現することができる。
【０１１４】
なお、これらの構成以外の本願明細書に例示される他の構成については適宜省略することができる。すなわち、少なくともこれらの構成を備えていれば、以上に記載された効果を生じさせることができる。
【０１１５】
しかしながら、本願明細書に例示される他の構成のうちの少なくとも１つを以上に記載された構成に適宜追加した場合、すなわち、以上に記載された構成としては記載されなかった本願明細書に例示される他の構成を以上に記載された構成に追加した場合でも、同様に以上に記載された効果を生じさせることができる。
【０１１６】
また、以上に記載された実施の形態によれば、突防抵抗ケース１０１とバランス抵抗ケース１０２、および、突防抵抗ケース１０１とバランス抵抗ケース１０３のうちの少なくとも一方が、互いに接触して配置される。このような構成によれば、突防抵抗ケース１０１とバランス抵抗ケース１０２、および、突防抵抗ケース１０１とバランス抵抗ケース１０３のうちの少なくとも一方が、互いに接触することによって熱的に結合する。したがって、突入電流防止抵抗４における発熱タイミングと、電圧バランス抵抗６ａおよび電圧バランス抵抗６ｂにおける発熱タイミングとの違いを利用して、互いに一方の熱容量を他方の冷却に活用することができる。
【０１１７】
また、以上に記載された実施の形態によれば、突防抵抗ケース１０１とバランス抵抗ケース１０２、および、突防抵抗ケース１０１とバランス抵抗ケース１０３のうちの少なくとも一方が、第１の伝熱部材を介して互いに接触して配置される。ここで、第１の伝熱部材は、たとえば、放熱シート３５に対応するものである。このような構成によれば、突防抵抗ケース１０１とバランス抵抗ケース１０２との間、または、突防抵抗ケース１０１とバランス抵抗ケース１０３との間における熱結合性を高めることができる。
【０１１８】
また、以上に記載された実施の形態によれば、インバータ装置は、少なくとも、突防抵抗ケース１０１、バランス抵抗ケース１０２およびバランス抵抗ケース１０３を囲む筐体５０を備える。そして、突防抵抗ケース１０１とバランス抵抗ケース１０２、および、突防抵抗ケース１０１とバランス抵抗ケース１０３のうちの少なくとも一方が、ともに筐体５０に接触して配置され、かつ、筐体５０を介して熱的に結合する。このような構成によれば、突防抵抗ケース１０１、バランス抵抗ケース１０２およびバランス抵抗ケース１０３の間が接触していない場合であっても、これらの抵抗のうちの複数が共通して筐体５０に接触していることによって、共通して筐体５０に接触する抵抗が筐体５０を介して熱的に結合することができる。
【０１１９】
また、以上に記載された実施の形態によれば、突防抵抗ケース１０１とバランス抵抗ケース１０２、および、突防抵抗ケース１０１とバランス抵抗ケース１０３のうちの少なくとも一方が、第２の伝熱部材を介して筐体５０に接触して配置される。ここで、第２の伝熱部材は、たとえば、放熱シート３６に対応するものである。このような構成によれば、突防抵抗ケース１０１と筐体５０との間、バランス抵抗ケース１０２と筐体５０との間、または、バランス抵抗ケース１０３と筐体５０との間における熱結合性を高めることができる。
【０１２０】
また、以上に記載された実施の形態によれば、インバータ装置は、筐体５０に囲まれ、かつ、筐体５０に接触して配置されるパワー半導体素子と、筐体５０の、パワー半導体素子と接触する位置に対応する位置に取り付けられるヒートシンク１３とを備える。ここで、パワー半導体素子は、たとえば、パワーモジュール１０に対応するものである。そして、突防抵抗ケース１０１とバランス抵抗ケース１０２、および、突防抵抗ケース１０１とバランス抵抗ケース１０３のうちの少なくとも一方が、筐体５０に取り付けられるヒートシンク１３をも介して熱的に結合する。このような構成によれば、筐体５０に取り付けられたヒートシンク１３の熱容量を、突入電流防止抵抗４、電圧バランス抵抗６ａおよび電圧バランス抵抗６ｂの冷却に活用することができる。
【０１２１】
また、以上に記載された実施の形態によれば、抵抗体４ｘと、平滑コンデンサ５ａと、平滑コンデンサ５ｂと、突入電流防止リレー回路３と、抵抗体６ｙと、抵抗体６ｚと、絶縁ケース４０ａとを備える。抵抗体４ｘは、入力電源Ｐｉｎに接続される。平滑コンデンサ５ａは、抵抗体４ｘの下流側において、抵抗体４ｘと直列に接続される。平滑コンデンサ５ｂは、抵抗体４ｘの下流側において、平滑コンデンサ５ａと直列に接続される。突入電流防止リレー回路３は、抵抗体４ｘと並列に接続される。抵抗体６ｙは、平滑コンデンサ５ａと並列に接続される。抵抗体６ｚは、平滑コンデンサ５ｂと並列に接続される。絶縁ケース４０ａは、抵抗体４ｘ、抵抗体６ｙおよび抵抗体６ｚを収容する。そして、絶縁ケース４０ａは、絶縁性の封止材４１によって充填される。また、抵抗体４ｘと抵抗体６ｙ、および、抵抗体４ｘと抵抗体６ｚのうちの少なくとも一方が、熱的に結合する。
【０１２２】
このような構成によれば、抵抗体４ｘと抵抗体６ｙ、および、抵抗体４ｘと抵抗体６ｚのうちの少なくとも一方が熱的に結合することによって、抵抗体４ｘの発熱タイミングと、抵抗体６ｙおよび抵抗体６ｚの発熱タイミングとの違いを利用して、互いに一方の熱容量を他方の冷却に活用することができる。そのため、熱的に結合されるそれぞれの抵抗体およびその周辺における温度上昇を抑制することができるため、結果として、これらの抵抗の小型化を実現することができる。
【０１２３】
なお、これらの構成以外の本願明細書に例示される他の構成については適宜省略することができる。すなわち、少なくともこれらの構成を備えていれば、以上に記載された効果を生じさせることができる。
【０１２４】
しかしながら、本願明細書に例示される他の構成のうちの少なくとも１つを以上に記載された構成に適宜追加した場合、すなわち、以上に記載された構成としては記載されなかった本願明細書に例示される他の構成を以上に記載された構成に追加した場合でも、同様に以上に記載された効果を生じさせることができる。
【０１２５】
また、以上に記載された実施の形態によれば、インバータ装置は、少なくとも絶縁ケース４０ａを囲み、かつ、絶縁ケース４０ａに接触する筐体５０を備える。そして、抵抗体４ｘと抵抗体６ｙ、および、抵抗体４ｘと抵抗体６ｚのうちの少なくとも一方が、筐体５０を介して熱的に結合する。このような構成によれば、抵抗体４ｘ、抵抗体６ｙおよび抵抗体６ｚの間が離れて絶縁ケース４０ａ内に収容されている場合であっても、これらの抵抗体のうちの複数が共通して筐体５０に接触していることによって、共通して筐体５０に接触する抵抗が筐体５０を介して熱的に結合することができる。
【０１２６】
また、以上に記載された実施の形態によれば、絶縁ケース４０ａが、放熱シート３６を介して筐体５０に接触する。このような構成によれば、絶縁ケース４０ａと筐体５０との間における熱結合性を高めることができる。
【０１２７】
また、以上に記載された実施の形態によれば、インバータ装置は、筐体５０に囲まれ、かつ、筐体５０に接触して配置されるパワー半導体素子と、筐体５０の、パワー半導体素子と接触する位置に対応する位置に取り付けられるヒートシンク１３とを備える。ここで、パワー半導体素子は、たとえば、パワーモジュール１０に対応するものである。そして、絶縁ケース４０ａが、筐体５０に取り付けられるヒートシンク１３をも介して熱的に結合する。このような構成によれば、筐体５０に取り付けられたヒートシンク１３の熱容量を、抵抗体４ｘ、抵抗体６ｙおよび抵抗体６ｚの冷却に活用することができる。
【０１２８】
＜以上に記載された実施の形態における変形例について＞
以上に記載された実施の形態では、それぞれの構成要素の材質、材料、寸法、形状、相対的配置関係または実施の条件などについても記載する場合があるが、これらはすべての局面において例示であって、本願明細書に記載されたものに限られることはないものとする。
【０１２９】
したがって、例示されていない無数の変形例、および、均等物が、本願明細書に開示される技術の範囲内において想定される。たとえば、少なくとも１つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合、さらには、少なくとも１つの実施の形態における少なくとも１つの構成要素を抽出し、他の実施の形態の構成要素と組み合わせる場合が含まれるものとする。
【０１３０】
また、矛盾が生じない限り、以上に記載された実施の形態において「１つ」備えられるものとして記載された構成要素は、「１つ以上」備えられていてもよいものとする。
【０１３１】
さらに、以上に記載された実施の形態におけるそれぞれの構成要素は概念的な単位であって、本願明細書に開示される技術の範囲内には、１つの構成要素が複数の構造物から成る場合と、１つの構成要素がある構造物の一部に対応する場合と、さらには、複数の構成要素が１つの構造物に備えられる場合とを含むものとする。
【０１３２】
また、以上に記載された実施の形態におけるそれぞれの構成要素には、同一の機能を発揮する限り、他の構造または形状を有する構造物が含まれるものとする。
【０１３３】
また、本願明細書における説明は、本技術に関するすべての目的のために参照され、いずれも、従来技術であると認めるものではない。
【０１３４】
また、以上に記載された実施の形態において、特に指定されずに材料名などが記載された場合は、矛盾が生じない限り、当該材料に他の添加物が含まれた、たとえば、合金などが含まれるものとする。
【符号の説明】
【０１３５】
１  整流回路、１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆ  整流ダイオード、２  リレー駆動回路、３  突入電流防止リレー回路、４  突入電流防止抵抗、４ｘ，６ｙ，６ｚ，４５  抵抗体、５ａ，５ｂ  平滑コンデンサ、６ａ，６ｂ  電圧バランス抵抗、６ｃ，６ｄ  リード線型抵抗ケース、７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ，７ｅ，７ｆ  ＩＧＢＴ、８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄ，８ｅ，８ｆ  ダイオード、９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄ，９ｅ，９ｆ  駆動回路、１０  パワーモジュール、１１  ダイオードブリッジ、１２  プリント配線板、１３  ヒートシンク、１５  メインリレー回路、２０  急速放電抵抗、２１  急速放電リレー回路、２２  シャント抵抗、３０  チップ抵抗、３１  チップコンデンサ、３５，３６  放熱シート、４０，４０ａ  絶縁ケース、４１  封止材、５０  筐体、６０  電極、１００  インバータ、１０１  突防抵抗ケース、１０２，１０３  バランス抵抗ケース、２００  配線、Ｌｎ  負ライン、Ｌｐ  正ライン、Ｐｉｎ  入力電源、Ｐｏｕｔ  電力出力。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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