(57)【要約】【課題】発熱を抑制するとともに、直流側の主回路に接続された複数のコンデンサに流れる電流を均一にして、コンデンサ間の寿命のばらつきを防止することである。【解決手段】半径が等しい円板体の高電位側主回路導体１および低電位側主回路導体２と、高電位側主回路導体１の円中心に高電位側端子３０３を接続し低電位側主回路導体２の円中心に低電位側端子４０３を接続したパワーモジュール３と、高電位側端子３１１，３１２，３１３を高電位側主回路導体１に接続し低電位側端子４１１，４１２，４１３を低電位側主回路導体２に接続して、主回路導体１，２の外周縁部に配置した複数のコンデンサ１１，１２，１３とを備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
スイッチング機能を有するパワーモジュールと、直流に重畳するリプル成分を除去して電流と電圧とを平滑化する複数のコンデンサと、直流側にある高電位側主回路導体および低電位側主回路導体と、を備えた電力変換装置であって、
上記高電位側主回路導体と上記低電位側主回路導体とが、半径が等しい円板体であり、且つ絶縁された状態で、上記高電位側主回路導体の平面と上記低電位側主回路導体の平面とを平行にして配置されており、
上記高電位側主回路導体の円中心に上記パワーモジュールの高電位側端子が接続されており、上記低電位側主回路導体の円中心に上記パワーモジュールの低電位側端子が接続されており、
上記高電位側主回路導体の外周縁部に、上記各コンデンサの高電位側端子が接続されており、且つ上記各コンデンサの高電位側端子から上記パワーモジュールの高電位側端子までの距離が等しくなっており、
上記低電位側主回路導体の外周縁部に、上記各コンデンサの低電位側端子が接続されており、且つ上記各コンデンサの低電位側端子から上記パワーモジュールの低電位側端子までの距離が等しくなっており、
上記各コンデンサにおいて、上記コンデンサの高電位側端子から上記パワーモジュールの高電位側端子までの距離と上記コンデンサの低電位側端子から上記パワーモジュールの低電位側端子までの距離とが等しくなっている電力変換装置。
【請求項２】
スイッチング機能を有するパワーモジュールと、直流に重畳するリプル成分を除去して電流と電圧とを平滑化する複数のコンデンサと、直流側にある高電位側主回路導体および低電位側主回路導体と、を備えた電力変換装置であって、
上記高電位側主回路導体と上記低電位側主回路導体とが、合同形であり、半円部と上記半円部から延在する矩形部とを有する板体であり、且つ絶縁された状態で、上記高電位側主回路導体の平面と上記低電位側主回路導体の平面とを平行にするとともに、上記半円部を同方向に向けて配置されており、
上記高電位側主回路導体の半円中心に上記パワーモジュールの高電位側端子が接続されており、上記低電位側主回路導体の半円中心に上記パワーモジュールの低電位側端子が接続されており、
上記高電位側主回路導体の半円部の外周縁部に、上記各コンデンサの高電位側端子が接続されており、且つ上記各コンデンサの高電位側端子から上記パワーモジュールの高電位側端子までの距離が等しくなっており、
上記低電位側主回路導体の半円部の外周縁部に、上記各コンデンサの低電位側端子が接続されており、且つ上記各コンデンサの低電位側端子から上記パワーモジュールの低電位側端子までの距離が等しくなっており、
上記各コンデンサにおいて、上記コンデンサの高電位側端子から上記パワーモジュールの高電位側端子までの距離と上記コンデンサの低電位側端子から上記パワーモジュールの低電位側端子までの距離とが等しくなっている電力変換装置。
【請求項３】
スイッチング機能を有するパワーモジュールと、直流に重畳するリプル成分を除去して電流と電圧とを平滑化する複数のコンデンサと、直流側にある高電位側主回路導体および低電位側主回路導体と、を備えた電力変換装置であって、
上記パワーモジュールが３個用いられており、
上記高電位側主回路導体と上記低電位側主回路導体とが、半径が等しい円板体であり、且つ絶縁された状態で、上記高電位側主回路導体の平面と上記低電位側主回路導体の平面とを平行にして配置されており、
上記３個のパワーモジュールの高電位側端子を頂点とする三角形の重心が、上記高電位側主回路導体の円中心の位置になるように、上記各パワーモジュールの高電位側端子が上記高電位側主回路導体に接続されており、
上記３個のパワーモジュールの低電位側端子を頂点とする三角形の重心が、上記低電位側主回路導体の円中心の位置になるように、上記各パワーモジュールの低電位側端子が上記低電位側主回路導体に接続されており、
上記高電位側主回路導体の外周縁部に、上記各コンデンサの高電位側端子が接続されており、且つ上記各コンデンサの高電位側端子から上記高電位側主回路導体の円中心までの距離が等しくなっており、
上記低電位側主回路導体の外周縁部に、上記各コンデンサの低電位側端子が接続されており、且つ上記各コンデンサの低電位側端子から上記低電位側主回路導体の円中心までの距離が等しくなっており、
上記各コンデンサにおいて、上記コンデンサの高電位側端子から上記高電位側主回路導体の円中心までの距離と上記コンデンサの低電位側端子から上記低電位側主回路導体の円中心までの距離とが等しくなっている電力変換装置。
【請求項４】
上記複数のコンデンサが偶数個であり、対となる上記コンデンサが、上記コンデンサの高電位側端子を上記高電位側主回路導体の円中心を対称中心として点対称の位置に配置しており、且つ上記コンデンサの低電位側端子を上記低電位側主回路導体の円中心を対称中心として点対称の位置に配置していることを特徴とする請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項５】
上記パワーモジュールと上記コンデンサとが、同じ主回路導体の側に配置されていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の電力変換装置。
【請求項６】
上記パワーモジュールと上記コンデンサとが、異なる主回路導体の側に配置されていること特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の電力変換装置。
【請求項７】
上記複数のコンデンサが偶数個であり、上記高電位側主回路導体および上記低電位側主回路導体の周方向で隣接するコンデンサが異なる主回路導体の側に配置されており、上記隣接するコンデンサの周方向の間隔が同じであることを特徴とする請求項１または請求項４に記載の電力変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、交流電力から直流電力または直流電力から交流電力へ電力変換を行う電力変換装置に関し、特に直流が流れる主回路配線の構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電力変換装置は、それを構成するパワーモジュールのスイッチングに伴い高周波のリプル電流が発生する。また、パワーモジュールのターンオフ時にはサージ電圧が生じる。そこで、電力変換装置の直流端子間には、リプル電流を平滑化するとともにサージ電圧を吸収するコンデンサが接続されている。
しかし、リプル電流が大きいとコンデンサを大きくする必要があるとの問題があった。また、コンデンサに流れるリプル電流を小さくするために、パワーモジュールとコンデンサとの配線のインピーダンスを高くするとサージ電圧によるサージ電流が大きくなり、やはりコンデンサを大きくする必要があるとの問題があった。
【０００３】
このような問題を解決する電力変換装置として、コンデンサを分散配置することにより、パワーモジュールの直流端子とコンデンサとを接続する相内電流経路のインピーダンスが高くなるのを防止して、サージ電流の増加を抑制するとともに、各相を形成するパワーモジュール間を接続する相間電流経路のインピーダンスを、各パワーモジュールとコンデンサとを接続する相内電流経路のインピーダンスより小さくすることにより、リプル電流を小さくするものがある（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１６７６４１号公報（第７−９頁、第２図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の電力変換装置では、主回路配線であるパワーモジュールとコンデンサとを接続する相内電流経路において、パワーモジュールの端子とコンデンサの端子との配線距離についての考慮がなされていない。
すなわち、パワーモジュールの高電位側端子とコンデンサの高電位側端子との配線距離と、パワーモジュールの低電位側端子とコンデンサの低電位側端子との配線距離とに差があると、インダクタンスのアンバランスが発生し、主回路配線内を流れる電流の妨げとなり、発熱を生じるという問題があった。
また、パワーモジュールの端子と各コンデンサの端子との配線距離とに差があると、低インダクタンスの配線で接続されたコンデンサに電流が流れやすくなり、コンデンサ間に寿命のばらつきが生じるとの問題があった。
【０００６】
本発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであり、その目的は、パワーモジュールの高電位側端子からコンデンサの高電位側端子までの配線距離と、パワーモジュールの低電位側端子からコンデンサの低電位側端子までの配線距離との差をなくすことにより、インダクタンスのアンバランスによる発熱を抑制するとともに、パワーモジュールの端子から各コンデンサの端子までのインダクタンスの差を小さくすることにより、各コンデンサに流れる電流を均一にして、コンデンサ間の寿命のばらつきを防止する電力変換装置を得ることである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る第１の電力変換装置は、高電位側主回路導体と低電位側主回路導体とが、半径が等しい円板体であり、且つ絶縁された状態で、高電位側主回路導体の平面と低電位側主回路導体の平面とを平行にして配置されており、高電位側主回路導体の円中心にパワーモジュールの高電位側端子が接続されており、低電位側主回路導体の円中心にパワーモジュールの低電位側端子が接続されており、高電位側主回路導体の外周縁部に、各コンデンサの高電位側端子が接続されており、且つ各コンデンサの高電位側端子からパワーモジュールの高電位側端子までの距離が等しくなっており、低電位側主回路導体の外周縁部に、各コンデンサの低電位側端子が接続されており、且つ各コンデンサの低電位側端子からパワーモジュールの低電位側端子までの距離が等しくなっており、各コンデンサにおいて、コンデンサの高電位側端子からパワーモジュールの高電位側端子までの距離とコンデンサの低電位側端子からパワーモジュールの低電位側端子までの距離とが等しくなっているものである。
【０００８】
本発明に係る第２の電力変換装置は、高電位側主回路導体と低電位側主回路導体とが、合同形であり、半円部と半円部から延在する矩形部とを有する板体であり、且つ絶縁された状態で、高電位側主回路導体の平面と低電位側主回路導体の平面とを平行にするとともに、半円部を同方向に向けて配置されており、高電位側主回路導体の半円中心にパワーモジュールの高電位側端子が接続されており、低電位側主回路導体の半円中心にパワーモジュールの低電位側端子が接続されており、高電位側主回路導体の半円部の外周縁部に、各コンデンサの高電位側端子が接続されており、且つ各コンデンサの高電位側端子からパワーモジュールの高電位側端子までの距離が等しくなっており、低電位側主回路導体の半円部の外周縁部に、各コンデンサの低電位側端子が接続されており、且つ各コンデンサの低電位側端子からパワーモジュールの低電位側端子までの距離が等しくなっており、各コンデンサにおいて、コンデンサの高電位側端子からパワーモジュールの高電位側端子までの距離とコンデンサの低電位側端子からパワーモジュールの低電位側端子までの距離とが等しくなっているものである。
【０００９】
本発明に係る第３の電力変換装置は、パワーモジュールが３個用いられており、高電位側主回路導体と低電位側主回路導体とが、半径が等しい円板体であり、且つ絶縁された状態で、高電位側主回路導体の平面と低電位側主回路導体の平面とを平行にして配置されており、３個のパワーモジュールの高電位側端子を頂点とする三角形の重心が、高電位側主回路導体の円中心の位置になるように、各パワーモジュールの高電位側端子が高電位側主回路導体に接続されており、３個のパワーモジュールの低電位側端子を頂点とする三角形の重心が、低電位側主回路導体の円中心の位置になるように、各パワーモジュールの低電位側端子が低電位側主回路導体に接続されており、高電位側主回路導体の外周縁部に、各コンデンサの高電位側端子が接続されており、且つ各コンデンサの高電位側端子から高電位側主回路導体の円中心までの距離が等しくなっており、低電位側主回路導体の外周縁部に、各コンデンサの低電位側端子が接続されており、且つ各コンデンサの低電位側端子から低電位側主回路導体の円中心までの距離が等しくなっており、各コンデンサにおいて、コンデンサの高電位側端子から高電位側主回路導体の円中心までの距離とコンデンサの低電位側端子から低電位側主回路導体の円中心までの距離とが等しくなっているものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係わる電力変換装置は、上記のように構成されているため、発熱を抑制するとともに、各コンデンサに流れる電流を均一にして、コンデンサ間の寿命のばらつきを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態１に係わる電力変換装置を示す上面模式図である。
【図２】図１の本発明の実施の形態１に係わる電力変換装置を、矢印Ｘで示す方向から見た側面模式図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係わる電力変換装置を組立てる状況を示す斜視模式図である。
【図４】本発明の実施の形態２に係わる電力変換装置を組立てる状況を示す斜視模式図である。
【図５】本発明の実施の形態３に係わる電力変換装置であって４個のコンデンサを備えた電力変換装置を示す上面模式図である。
【図６】本発明の実施の形態３に係わる電力変換装置であって１２個のコンデンサを備えた電力変換装置を示す上面模式図である。
【図７】本発明の実施の形態４に係わる電力変換装置を示す上面模式図である。
【図８】本発明の実施の形態４に係わる電力変換装置を示す斜視模式図である。
【図９】本発明の実施の形態５に係わる電力変換装置を示す上面模式図である。
【図１０】本発明の実施の形態６に係わる電力変換装置を示す上面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係わる電力変換装置を示す上面模式図である。
図２は、図１の本発明の実施の形態１に係わる電力変換装置を、矢印Ｘで示す方向から見た側面模式図である。
図１と図２とに示す本実施の形態の電力変換装置１００は、３相交流を直流に変換するコンバータである。また、図１は透視図となっている。
【００１３】
図１と図２とに示すように、本実施の形態の電力変換装置１００は、スイッチング機能を有するパワーモジュール３と、直流に重畳するリプル成分を除去して電流と電圧とを平滑化する、３個のコンデンサ１１，１２，１３と、直流側にある高電位側主回路導体１および低電位側主回路導体と、を備えている。
図１と図２とには、高電位側主回路導体１と低電位側主回路導体２とパワーモジュール３と３個のコンデンサ１１，１２，１３と、パワーモジュールおよびコンデンサを高電位側主回路導体１または低電位側主回路導体２に取付ける導電ネジ以外の構成については省略しており図示していない。
【００１４】
高電位側主回路導体１と低電位側主回路導体２とは、半径が同じである円板であり、絶縁された状態でお互いの平面が平行になるようにして配置されている。
パワーモジュール３と各コンデンサ１１，１２，１３とは、低電位側主回路導体２の側に配置されている。
また、パワーモジュール３は、円板状の各主回路導体１，２の内側部に配置されており、各コンデンサ１１，１２，１３は、円板状の各主回路導体１，２の円周に沿って配置されている。
【００１５】
パワーモジュール３の高電位側端子３０３は高電位側主回路導体１の円中心と接続しており、パワーモジュール３の低電位側端子４０３は低電位側主回路導体２の円中心と接続している。電力変換装置がコンバータの場合は、パワーモジュール３の高電位側端子と低電位側端子とは、出力端子となる。
すなわち、高電位側主回路導体１と低電位側主回路導体２とは、パワーモジュール３の、高電位側端子３０３と低電位側端子４０３とを結ぶ線の方向で、高電位側端子３０３と低電位側端子４０３との間隔分だけずれて重なっている。
【００１６】
コンデンサ１１の高電位側端子３１１とコンデンサ１２の高電位側端子３１２とコンデンサ１３の高電位側端子３１３とは、高電位側主回路導体１の外周縁部と接続している。各コンデンサの高電位側端子は、高電位側主回路導体１の周方向で等間隔に設置するのが好ましい。
高電位側主回路導体１の円中心に接続されたパワーモジュール３の高電位側端子３０３から、コンデンサ１１の高電位側端子３１１までの距離と、コンデンサ１２の高電位側端子３１２までの距離と、コンデンサ１３の高電位側端子３１３までの距離とが、等しくなっている。すなわち、各コンデンサの高電位側端子３１１，３１２，３１３からパワーモジュール３の高電位側端子３０３までの距離が等しくなっている。
【００１７】
コンデンサ１１の低電位側端子４１１とコンデンサ１２の低電位側端子４１２とコンデンサ１３の低電位側端子４１３とは、低電位側主回路導体２の外周縁部と接続している。各コンデンサの低電位側端子は、低電位側主回路導体２の周方向で等間隔に設置するのが好ましい。
低電位側主回路導体２の円中心に接続されたパワーモジュール３の低電位側端子４０３から、コンデンサ１１の低電位側端子４１１までの距離と、コンデンサ１２の低電位側端子４１２までの距離と、コンデンサ１３の低電位側端子４１３までの距離とが、等しくなっている。すなわち、各コンデンサの低電位側端子４１１，４１２，４１３からパワーモジュール３の低電位側端子４０３までの距離が等しくなっている。
【００１８】
パワーモジュール３の高電位側端子３０３からコンデンサ１１の高電位側端子３１１までの距離と、パワーモジュール３の低電位側端子４０３からコンデンサ１１の低電位側端子４１１までの距離とが等しくなっている。
また、パワーモジュール３の高電位側端子３０３からコンデンサ１２の高電位側端子３１２までの距離と、パワーモジュール３の低電位側端子４０３からコンデンサ１２の低電位側端子４１２までの距離とが等しくなっている。
【００１９】
また、パワーモジュール３の高電位側端子３０３からコンデンサ１３の高電位側端子３１３までの距離と、パワーモジュール３の低電位側端子４０３からコンデンサ１３の低電位側端子４１３までの距離とが等しくなっている。
すなわち、各コンデンサにおいて、コンデンサの高電位側端子からパワーモジュール３の高電位側端子３０３までの距離と、コンデンサの低電位側端子からパワーモジュール３の低電位側端子４０３までの距離とが等しくなっている。
【００２０】
図３は、本発明の実施の形態１に係わる電力変換装置を組立てる状況を示す斜視模式図である。
図３は、本実施の形態の電力変換装置１００における、高電位側主回路導体１と低電位側主回路導体２とに、パワーモジュール３と３個のコンデンサ１１，１２，１３とを、取付ける工程を示している。
【００２１】
図３に示すように、パワーモジュール３の低電位側端子４０３は、導電ネジ１０１により低電位側主回路導体２の円中心と接続される。パワーモジュール３の高電位側端子３０３は導電ネジ１０２により高電位側主回路導体１の円中心と接続される。
低電位側主回路導体２には、パワーモジュールの高電位側端子３０３の外径より大きな内径の貫通孔が形成されており、パワーモジュールの高電位側端子３０３が低電位側主回路導体２と導通しない構造となっている。
【００２２】
コンデンサ１１の低電位側端子４１１は、導電ネジ１１１により低電位側主回路導体２と接続される。コンデンサ１１の高電位側端子３１１は、導電ネジ１１２により高電位側主回路導体１と接続される。低電位側主回路導体２には、コンデンサの高電位側端子３１１の外径より大きな内径の貫通孔が形成されており、コンデンサの高電位側端子３１１は低電位側主回路導体２と導通しない構造となっている。
コンデンサ１２の低電位側端子４１２は、導電ネジ１２１により低電位側主回路導体２と接続される。コンデンサ１２の高電位側端子３１２は、導電ネジ１２２により高電位側主回路導体１と接続される。コンデンサの高電位側端子３１２は、低電位側主回路導体２と重なることがなく、コンデンサの高電位側端子３１２は低電位側主回路導体２と導通しない構造となっている。
【００２３】
コンデンサ１３の低電位側端子４１３は、導電ネジ１３１により低電位側主回路導体２と接続される。コンデンサ１３の高電位側端子３１３は、導電ネジ１３２により高電位側主回路導体１と接続される。低電位側主回路導体２には、コンデンサの高電位側端子３１３の外径より大きな内径の貫通孔が形成されており、コンデンサの高電位側端子３１３は低電位側主回路導体２と導通しない構造となっている。
本実施の形態では、パワーモジュール３と３個のコンデンサ１１，１２，１３とが、低電位側主回路導体２の側に配置されている。
【００２４】
本実施の形態の電力変換装置１００は、直流側の、高電位側主回路導体と低電位側主回路導体とが円板状であり、各コンデンサにおいて、コンデンサの高電位側端子からパワーモジュールの高電位側端子までの導体距離とコンデンサの低電位側端子からパワーモジュールの低電位側端子までの導体距離とが等しくなっているので、高電位側主回路導体と低電位側主回路導体とでのインダクタンスのアンバランスが発生せず、発熱を抑制できる。
また、高電位側主回路導体および低電位側主回路導体において、ともに、各コンデンサの端子からパワーモジュールの端子までの導体距離が等しく、インダクタンスのばらつきが少ないので、各コンデンサに流れる電流の差が小さく、コンデンサ間に寿命のばらつきが発生するのを防止できる。
【００２５】
本実施の形態の電力変換装置１００では、パワーモジュール３と各コンデンサ１１，１２，１３とを、低電位側主回路導体２の側に配置しているが、パワーモジュール３と各コンデンサ１１，１２，１３とを、高電位側主回路導体１の側に配置しても良い。
本実施の形態では、電力変換装置がコンバータの場合であるが、電力変換装置が直流を３相交流に変換するインバータであっても、同様の効果を奏する。この場合は、パワーモジュール３の高電位側端子と低電位側端子とが、入力端子となる。
【００２６】
実施の形態２．
図４は、本発明の実施の形態２に係わる電力変換装置を組立てる状況を示す斜視模式図である。
図４は、本実施の形態の電力変換装置２００における、高電位側主回路導体１と低電位側主回路導体２とに、パワーモジュール３と３個のコンデンサ１１，１２，１３とを、取付ける工程を示している。
図４は、高電位側主回路導体１と低電位側主回路導体２とパワーモジュール３とコンデンサと、パワーモジュールおよびコンデンサを高電位側主回路導体１または低電位側主回路導体２に取付ける導電ネジ以外の構成については省略しており図示していない。
【００２７】
図４に示すように、本実施の形態の電力変換装置２００は、パワーモジュール３が、高電位側主回路導体１の側に配置されている。
そして、パワーモジュール３の高電位側端子３０３は、導電ネジ１０２により高電位側主回路導体１の円中心に接続される。パワーモジュール３の低電位側端子４０３は、導電ネジ１０１により低電位側主回路導体２の円中心に接続される。
また、高電位側主回路導体１には、パワーモジュールの低電位側端子４０３の外径より大きな内径の貫通孔が形成されており、パワーモジュールの低電位側端子４０３が高電位側主回路導体１と導通しない構造となっている。
【００２８】
また、各コンデンサ１１，１２，１３は、低電位側主回路導体２の側に配置されており、実施の形態１と同様にして、各主回路導体１，２に取付けられる。
すなわち、本実施の形態の電力変換装置２００は、パワーモジュール３を、高電位側主回路導体１の側に配置した以外、実施の形態１の電力変換装置１００と同様であり、実施の形態１と同様の作用効果を有する。
また、パワーモジュール３が各コンデンサ１１，１２，１３を配置してない側に設置されているので、パワーモジュール３の冷却効率を向上できる。
本実施の形態の電力変換装置２００では、パワーモジュール３を高電位側主回路導体１の側に配置し、各コンデンサ１１，１２，１３を低電位側主回路導体２の側に配置しているが、その逆であっても良い。
【００２９】
実施の形態３．
図５は、本発明の実施の形態３に係わる電力変換装置であって４個のコンデンサを備えた電力変換装置を示す上面模式図である。
図５は、高電位側主回路導体１と低電位側主回路導体２とパワーモジュール３とコンデンサ以外の構成については省略しており図示していない。図５は透視図となっている。
図５に示すように、本実施の形態の４個のコンデンサを備えた電力変換装置３００は、４個のコンデンサ１１，１２，１３，１４が、各主回路導体１，２の円周に沿って配置されており、コンデンサ１１とコンデンサ１３とが対称位置関係となっており、コンデンサ１２とコンデンサ１４とが対称位置関係となっている以外、実施の形態１の電力変換装置１００と同様である。
【００３０】
本実施の形態の電力変換装置３００においても、各コンデンサの高電位側端子３１１，３１２，３１３，３１４は、高電位側主回路導体１の外周縁部と接続している。各コンデンサの高電位側端子は、高電位側主回路導体１の周方向で等間隔に設置するのが好ましい。
また、各コンデンサの高電位側端子３１１，３１２，３１３，３１４から高電位側主回路導体１の円中心に接続されたパワーモジュール３の高電位側端子３０３までの距離が等しくなっている。
【００３１】
また、各コンデンサの低電位側端子４１１，４１２，４１３、４１４は、低電位側主回路導体２の外周縁部と接続している。各コンデンサの低電位側端子は、低電位側主回路導体２の周方向で等間隔に設置するのが好ましい。
また、各コンデンサの低電位側端子４１１，４１２，４１３、４１４から低電位側主回路導体２の円中心に接続されたパワーモジュール３の低電位側端子４０３までの距離が等しくなっている。
【００３２】
図６は、本発明の実施の形態３に係わる電力変換装置であって１２個のコンデンサを備えた電力変換装置を示す上面模式図である。
図６は、高電位側主回路導体１と低電位側主回路導体２とパワーモジュール３とコンデンサ以外の構成については省略しており図示していない。図６は透視図となっている。
図６に示すように、本実施の形態の１２個のコンデンサを備えた電力変換装置３５０は、各コンデンサ１１，１２，１３，１４，１５，１６，１７，１８，１９，２０，２１，２２が、各主回路導体１，２の円周に沿って配置されており、対称位置関係にある対となるコンデンサが６組である以外、実施の形態１の電力変換装置１００と同様である。
【００３３】
本実施の形態の電力変換装置３５０においても、各コンデンサの高電位側端子３１１，３１２，３１３，３１４，３１５，３１６，３１７，３１８，３１９，３２０，３２１，３２２は、高電位側主回路導体１の外周縁部と接続している。各コンデンサの高電位側端子は、高電位側主回路導体１の周方向で等間隔に設置するのが好ましい。
また、各コンデンサの高電位側端子３１１，３１２，３１３，３１４，３１５，３１６，３１７，３１８，３１９，３２０，３２１，３２２から高電位側主回路導体１の円中心に接続されたパワーモジュール３の高電位側端子３０３までの距離が等しくなっている。
【００３４】
また、各コンデンサの低電位側端子４１１，４１２，４１３，４１４，４１５，４１６，４１７，４１８，４１９，４２０，４２１，４２２は、低電位側主回路導体２の外周縁部と接続している。各コンデンサの低電位側端子は、低電位側主回路導体２の周方向で等間隔に設置するのが好ましい。
また、各コンデンサの低電位側端子４１１，４１２，４１３，４１４，４１５，４１６，４１７，４１８，４１９，４２０，４２１，４２２から低電位側主回路導体２の円中心に接続されたパワーモジュール３の低電位側端子４０３までの距離が等しくなっている。
【００３５】
本実施の形態の電力変換装置３００，３５０も、各コンデンサにおいて、コンデンサの高電位側端子からパワーモジュール３の高電位側端子３０３までの距離と、コンデンサの低電位側端子からパワーモジュール３の低電位側端子４０３までの距離とが等しくなっている。
本実施の形態の電力変換装置３００，３５０は、ともに、対となるコンデンサが、コンデンサの高電位側端子を高電位側主回路導体１の円中心を対称中心として点対称の位置に配置しており、且つコンデンサの低電位側端子を低電位側主回路導体２の円中心を対称中心として点対称の位置に配置している。
【００３６】
本実施の形態の電力変換装置３００，３５０も、各コンデンサにおいて、コンデンサの高電位側端子からパワーモジュールの高電位側端子までの導体距離と、コンデンサの低電位側端子からパワーモジュールの低電位側端子までの導体距離とが等しくなっているので、高電位側主回路導体と低電位側主回路導体とでのインダクタンスのアンバランスが発生せず、発熱を抑制できる。
また、高電位側主回路導体および低電位側主回路導体において、ともに、各コンデンサの端子からパワーモジュールの端子までの導体距離が等しく、インダクタンスのばらつきが少ないので、各コンデンサに流れる電流の差が小さく、コンデンサ間に寿命のばらつきが発生するのを防止できる。
【００３７】
本実施の形態の電力変換装置３００，３５０では、パワーモジュール３と各コンデンサとを、同じ主回路導体の側に配置しても良く、パワーモジュール３と各コンデンサとの各々を、異なる主回路導体の側に配置しても良い。
パワーモジュール３と各コンデンサとの各々を異なる主回路導体の側に配置すると、パワーモジュール３の冷却効率を向上できる。
【００３８】
実施の形態４．
図７は、本発明の実施の形態４に係わる電力変換装置を示す上面模式図である。
図８は、本発明の実施の形態４に係わる電力変換装置を示す斜視模式図である。
図７と図８とには、高電位側主回路導体１と低電位側主回路導体２とパワーモジュール３とコンデンサ以外の構成については省略しており図示していない。図７は透視図である。
【００３９】
図７と図８とに示すように、本実施の形態の電力変換装置４００は、パワーモジュール３とコンデンサ１１とコンデンサ１２とコンデンサ１３とが、低電位側主回路導体２の側に配置されており、コンデンサ１４とコンデンサ１５とコンデンサ１６とが、高電位側主回路導体１の側に配置されており、各主回路導体１，２の円周に沿って、低電位側主回路導体２の側に配置されるコンデンサと高電位側主回路導体１の側に配置されるコンデンサとが交互になって配列している以外、実施の形態１の電力変換装置１００と同様である。
【００４０】
本実施の形態の電力変換装置４００も、各コンデンサの高電位側端子３１１，３１２，３１３，３１４，３１５，３１６は、高電位側主回路導体１の外周縁部と接続している。各コンデンサの高電位側端子は、高電位側主回路導体１の周方向で等間隔に設置するのが好ましい。
また、各コンデンサの高電位側端子３１１，３１２，３１３，３１４，３１５，３１６から高電位側主回路導体１の円中心に接続されたパワーモジュール３の高電位側端子３０３までの距離が等しくなっている。
【００４１】
また、各コンデンサの低電位側端子４１１，４１２，４１３、４１４，４１５，４１６は、低電位側主回路導体２の外周縁部と接続している。各コンデンサの低電位側端子は、低電位側主回路導体２の周方向で等間隔に設置するのが好ましい。
また、各コンデンサの低電位側端子４１１，４１２，４１３、４１４，４１５，４１６から低電位側主回路導体２の円中心に接続されたパワーモジュール３の低電位側端子４０３までの距離が等しくなっている。
また、各コンデンサにおいて、コンデンサの高電位側端子からパワーモジュール３の高電位側端子３０３までの距離と、コンデンサの低電位側端子からパワーモジュール３の低電位側端子４０３までの距離とが等しくなっている。
【００４２】
本実施の形態の電力変換装置４００も、各コンデンサにおいて、コンデンサの高電位側端子からパワーモジュールの高電位側端子までの導体距離と、コンデンサの低電位側端子からパワーモジュールの低電位側端子までの導体距離とが等しくなっているので、高電位側主回路導体と低電位側主回路導体とでのインダクタンスのアンバランスが発生せず、発熱を抑制できる。
また、高電位側主回路導体および低電位側主回路導体において、ともに、各コンデンサの端子からパワーモジュールの端子までの導体距離が等しく、インダクタンスのばらつきが少ないので、各コンデンサに流れる電流の差が小さく、コンデンサ間に寿命のばらつきが発生するのを防止できる。
【００４３】
本実施の形態の電力変換装置４００は、コンデンサを、高電位側主回路導体１の側と低電位側主回路導体２との側とに配置しているので、冷却効率を向上できる
本実施の形態の電力変換装置４００では、パワーモジュール３を、低電位側主回路導体２の側に配置しているが、高電位側主回路導体１の側に配置しても良い。
【００４４】
実施の形態５．
図９は、本発明の実施の形態５に係わる電力変換装置を示す上面模式図である。
図９は、高電位側主回路導体４と低電位側主回路導体５とパワーモジュール３とコンデンサ以外の構成については省略しており図示していない。図９は透視図である。
図９に示すように、本実施の形態の電力変換装置５００では、高電位側主回路導体４と低電位側主回路導体５とは、合同形であり、半円部と半円部から延在する矩形部とを有する板である。
また、高電位側主回路導体４と低電位側主回路導体５とが、絶縁された状態でお互いの平面を平行にするとともに、半円部を同方向に向けて配置されている。
【００４５】
パワーモジュール３は、各主回路導体４，５の内側部に配置されており、３個のコンデンサ１１，１２，１３は、各主回路導体４，５の半円部の外周に沿って配置されている。
また、パワーモジュール３と３個のコンデンサ１１，１２，１３とは、低電位側主回路導体５の側に配置されている。
パワーモジュール３の高電位側端子３０３は高電位側主回路導体４の半円中心と接続しており、パワーモジュール３の低電位側端子４０３は低電位側主回路導体５の半円中心と接続している。
すなわち、高電位側主回路導体４と低電位側主回路導体５とは、半円部の直径方向で、パワーモジュール３の高電位側端子３０３と低電位側端子４０３との間隔分だけずれて重なっている。
【００４６】
コンデンサ１１の高電位側端子３１１とコンデンサ１２の高電位側端子３１２とコンデンサ１３の高電位側端子３１３とは、高電位側主回路導体４の半円周の外縁部と接続している。各コンデンサの高電位側端子は、高電位側主回路導体４の半円周方向で等間隔に設置するのが好ましい。
また、各コンデンサの高電位側端子３１１，３１２，３１３から高電位側主回路導体４の半円中心に接続されたパワーモジュール３の高電位側端子３０３までの距離が等しくなっている。
【００４７】
コンデンサ１１の低電位側端子４１１とコンデンサ１２の低電位側端子４１２とコンデンサ１３の低電位側端子４１３とは、低電位側主回路導体５の半円周の外縁部と接続している。各コンデンサの低電位側端子は、低電位側主回路導体５の半円周方向で等間隔に設置するのが好ましい。
また、各コンデンサの低電位側端子４１１，４１２，４１３から低電位側主回路導体５の半円中心に接続されたパワーモジュール３の低電位側端子４０３までの距離が等しくなっている。
また、各コンデンサにおいて、コンデンサの高電位側端子からパワーモジュール３の高電位側端子３０３までの距離と、コンデンサの低電位側端子からパワーモジュール３の低電位側端子４０３までの距離とが等しくなっている。
【００４８】
本実施の形態の電力変換装置５００も、各コンデンサにおいて、コンデンサの高電位側端子からパワーモジュールの高電位側端子までの導体距離と、コンデンサの低電位側端子からパワーモジュールの低電位側端子までの導体距離とが等しくなっているので、高電位側主回路導体と低電位側主回路導体とでのインダクタンスのアンバランスが発生せず、発熱を抑制できる。
また、高電位側主回路導体および低電位側主回路導体において、ともに、各コンデンサの端子からパワーモジュールの端子までの導体距離が等しく、インダクタンスのばらつきが少ないので、各コンデンサに流れる電流の差が小さく、コンデンサ間に寿命のばらつきが発生するのを防止できる。
【００４９】
また、高電位側主回路導体と低電位側主回路導体とが、略半円状であるので、電力変換装置を小型化できる。
本実施の形態の電力変換装置では、パワーモジュール３と各コンデンサ１１，１２，１３とを、低電位側主回路導体５の側に配置しているが、高電位側主回路導体４の側に配置しても良い。また、パワーモジュール３と各コンデンサとを、同じ主回路導体の側に配置しているが、パワーモジュール３と各コンデンサとを、各々異なる主回路導体の側に配置しても良い。
本実施の形態の電力変換装置は、コンバータでもインバータでも良く、同様の効果を奏する。コンバータの場合は、パワーモジュールの高電位側端子と低電位側端子とが出力端子となり、インバータの場合は、パワーモジュールの高電位側端子と低電位側端子とが入力端子となる。
【００５０】
実施の形態６．
図１０は、本発明の実施の形態６に係わる電力変換装置を示す上面模式図である。
図１０は、高電位側主回路導体１と低電位側主回路導体２とパワーモジュールとコンデンサ以外の構成については省略しており図示していない。図１０は透視図である。
図１０に示すように、本実施の形態の電力変換装置６００は、３個のパワーモジュール３１，３２，３３が、端子を各主回路導体１，２の内側部に向けて配置している以外、実施の形態１の電力変換装置１００と同様である。
【００５１】
本実施の形態の電力変換装置６００では、パワーモジュール３１の高電位側端子３３１とパワーモジュール３２の高電位側端子３３２とパワーモジュール３３の高電位側端子３３３とを頂点とする点線で示す三角形の重心（パワーモジュール高電位側端子の重心と記す）３３０が、高電位側主回路導体１の円中心の位置になるように、各パワーモジュールの高電位側端子３３１，３３２，３３３が、高電位側主回路導体１に接続されている。
また、パワーモジュール３１の低電位側端子４３１とパワーモジュール３２の低電位側端子４３２とパワーモジュール３３の低電位側端子４３３とを頂点とする点線で示す三角形の重心（パワーモジュール低電位側端子の重心と記す）４３０が、低電位側主回路導体２の円中心の位置になるように、各パワーモジュールの低電位側端子４３１，４３２，４３３が、低電位側主回路導体２に接続されている。
【００５２】
コンデンサ１１の高電位側端子３１１とコンデンサ１２の高電位側端子３１２とコンデンサ１３の高電位側端子３１３とは、周方向で等間隔に配置されて高電位側主回路導体１の外周縁部と接続している。
また、各コンデンサの高電位側端子３１１，３１２，３１３から高電位側主回路導体１の円中心までの距離が等しくなっている。すなわち、各コンデンサの高電位側端子３１１，３１２，３１３からパワーモジュール高電位側端子の重心３３０までの距離が等しくなっている。
【００５３】
コンデンサ１１の低電位側端子４１１とコンデンサ１２の低電位側端子４１２とコンデンサ１３の低電位側端子４１３とは、周方向で等間隔に配置されて低電位側主回路導体２の外周縁部と接続している。
また、各コンデンサの低電位側端子４１１，４１２，４１３から低電位側主回路導体２の円中心までの距離が等しくなっている。すなわち、各コンデンサの低電位側端子４１１，４１２，４１３からパワーモジュール低電位側端子の重心４３０までの距離が等しくなっている。
【００５４】
また、各コンデンサにおいて、コンデンサの高電位側端子から高電位側主回路導体１の円中心までの距離と、コンデンサの低電位側端子から低電位側主回路導体２の円中心までの距離とが等しくなっている。
すなわち、各コンデンサにおいて、コンデンサの高電位側端子からパワーモジュール高電位側端子の重心３３０までの距離と、コンデンサの低電位側端子からパワーモジュール低電位側端子の重心４３０までの距離とが等しくなっている。
【００５５】
本実施の形態の電力変換装置６００は、上記のような構成となっているので、各パワーモジュールの高電位側端子３３１，３３２，３３３から、各コンデンサの高電位側端子３１１，３１２，３１３までのインダクタンスのアンバランスを低減できる。
また、各パワーモジュールの低電位側端子４３１，４３２，４３３から、各コンデンサの低電位側端子４１１，４１２，４１３までのインダクタンスのアンバランスを低減できる。
これにより、複数のパワーモジュールまたはパワーチップが用いられる場合でも、高電位側主回路導体のインダクタンス成分と低電位側主回路導体のインダクタンス成分のバランスがとれ、発熱を抑制できる。さらに、各コンデンサに流れる電流の差を小さくでき、コンデンサ間に寿命のばらつきが発生するのを防止できる。
【００５６】
本実施の形態では、各パワーモジュール３１，３２，３３と各コンデンサ１１，１２，１３とを、低電位側主回路導体２の側に配置しているが、高電位側主回路導体１の側に配置しても良い。
また、パワーモジュールとコンデンサとを、同じ主回路導体の側に配置しているが、パワーモジュールとコンデンサとの各々を、異なる主回路導体の側に配置しても良い。
パワーモジュール３とコンデンサとの各々を異なる主回路導体の側に配置すると、パワーモジュールの冷却効率を向上できる。
【００５７】
本発明の電力変換装置では、パワーモジュールの端子およびコンデンサの端子が貫通する主回路導体には、貫通する端子の外径より大きな内径の貫通孔が形成されており、電位が異なる、端子と主回路導体とが導通するのを防止している。
本発明の電力変換装置は、コンバータでもインバータでも良く、同様の効果を奏する。コンバータの場合は、パワーモジュールの高電位側端子と低電位側端子とが出力端子となり、インバータの場合は、パワーモジュールの高電位側端子と低電位側端子とが入力端子となる。
なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明の電力変換装置は、発熱を抑制できるとともに、各コンデンサに流れる電流の差が小さく、コンデンサ間に寿命のばらつきが発生するのを防止できるので、信頼性が要求される電力機器に用いられる。
【符号の説明】
【００５９】
１  高電位側主回路導体、２  低電位側主回路導体、３  パワーモジュール、
４  高電位側主回路導体、５  低電位側主回路導体、１１，１２，１３  コンデンサ、
１４，１５，１６，１７，１８，１９，２０，２１，２２  コンデンサ、
３１，３２，３３  パワーモジュール、
１０１，１０２，１１１，１１２，１２１，１２２，１３１，１３２  導電ネジ、
３０３，３１１，３１２，３１３，３１４，３１５，３１６，３１７  高電位側端子、
３１８，３１９，３２０，３２１，３２２，３３１，３３２，３３３  高電位側端子、
３３０  パワーモジュール高電位側端子の重心
４０３，４１１，４１２，４１３，４１４，４１５，４１６，４１７  低電位側端子、
４１８，４１９，４２０，４２１，４２２，４３１，４３２，４３３  低電位側端子、
４３０  パワーモジュール低電位側端子の重心、
１００，２００，３００，３５０，４００，５００，６００  電力変換装置。
【図１】
2015198554.tif 000003
【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】
2015198554.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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