(57)【要約】【課題】コンデンサやコイルの機能をブスバーに持たせた状態で、サイズは小型のままで、回路や回路定数の変更を容易に実施でき、スイッチングによる雑音やＥＭＩ（電磁干渉）を十分に抑制する。【解決手段】少なくとも一対のブスバー１２、１４が組込まれ、この一対のブスバー相互間にスイッチング素子１０が接続され、各ブスバーを介してスイッチング素子へ電力の送受信が行われる電力変換器のブスバー装置において、一対のブスバー相互間に、下部導体２１と上部導体２２との間に誘電体膜２３を挿入した単位コンデンサ２４を複数積層したコンデンサ回路１８を配設し、各下部導体を一方のブスバーに接続し、各上部導体を他方のブスバーに接続している。また、各下部導体を一方のブスバーと一体形成し、各上部導体を他方のブスバーと一体形成することも可能である。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一対のブスバーが組込まれ、この一対のブスバー相互間にスイッチング素子が接続され、各ブスバーを介して前記スイッチング素子へ電力の送受信が行われる電力変換器のブスバー装置において、
前記一対のブスバー相互間に、下部導体と上部導体との間に誘電体膜を挿入した単位コンデンサを複数積層したコンデンサ回路を配設し、前記各下部導体を一方のブスバーに接続し、前記各上部導体を他方のブスバーに接続したことを特徴とする電力変換器のブスバー装置。
【請求項２】
少なくとも一対のブスバーが組込まれ、この一対のブスバー相互間にスイッチング素子が接続され、各ブスバーを介して前記スイッチング素子へ電力の送受信が行われる電力変換器のブスバー装置において、
前記一対のブスバー相互間に、下部導体と上部導体との間に誘電体膜を挿入した単位コンデンサを複数積層したコンデンサ回路を配設し、前記各下部導体を一方のブスバーと一体形成し、前記各上部導体を他方のブスバーと一体形成したことを特徴とする電力変換器のブスバー装置。
【請求項３】
前記上部導体の面積は前記下部導体の面積より小さいことを特徴とする請求項１又は２記載の電力変換器のブスバー装置。
【請求項４】
前記コンデンサ回路は、前記各ブスバーにおける前記スイッチング素子の接続位置近傍に配設されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の電力変換器のブスバー装置。
【請求項５】
前記一対のブスバー相互間に、複数の前記コンデンサ回路が配設されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項記載の電力変換器のブスバー装置。
【請求項６】
前記誘電体膜の両面に導電性材料が蒸着されていることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項記載の電力変換器のブスバー装置。
【請求項７】
少なくとも一方のブスバーの表面の一部に磁性膜が形成されていることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項記載の電力変換器のブスバー装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高周波でスイッチングを行うスイッチング素子が組込まれた電力変換器に対する電力の送受信を行うための電力変換器のブスバー装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）のような電圧駆動型半導体素子による半導体電力変換器は広く用いられている。この半導体電力変換器は、内部に組込まれたスイッチング素子を所定のスイッチング周波数でオン・オフさせることにより、直流電力を交流電力に変換する機能を有している。
【０００３】
この半導体電力変換器の出力電圧は、直流電圧をスイッチングした電圧波形を有するので、スイッチング周波数に対応した周波数成分を含んでいる。この周波数成分はこの電力変換器の負荷としてのモータなどにストレスを与えるため、電力変換器ではフィルタ回路を用いてこの周波数成分を取り除いている。
【０００４】
また、スイッチングによる雑音やＥＭＩ（電磁干渉）を抑制するために、周辺回路であるスナバ回路をスイッチング素子に接続している。これにより、雑音やＥＭＩ（電磁干渉）の低減は可能である。
【０００５】
しかし、前述したフィルタは体積が大きく電力変換器も大型になってしまう。そこで、小型化のためにスイッチング周波数を高くすることによるフィルタの小型化や周辺回路であるスナバ回路を省くことが行われている。
【０００６】
しかし、周辺回路が付加されていない電力変換器では、スイッチングによる雑音やＥＭＩ（電磁干渉）を抑制することが困難である。さらに、従来のスナバ回路では、配線によるインダクタンスや抵抗も生じてしまう。
【０００７】
そこで、例えば、特許文献1ではブスバーでコンデンサを押圧挟持することにより、高周波ノイズを効率的に吸収する方法が提唱されている。図１０に、この提唱されたコンデンサのブスバーに対する取付状態を示す。コンデンサ３の両側の電極４、５の外側に一対のブスバー１、２が配設され、この一対のブスバー１、２の外側から、一対のボルト６とナット７でコンデンサ３を押圧挟持する。
【０００８】
これにより、サイズは小型のままでスイッチングによる雑音やＥＭＩ（電磁干渉）を抑制することができる。
【特許文献１】特開平７―２１１５８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上述した、コンデンサやコイルの機能をブスバーに持たせる図１０に示す手法においても、まだ改良すべき次のような課題があった。
【００１０】
すなわち、コンデンサやコイルの機能をブスバーに持たせるため、容量やインダクタンス等の回路定数は固定されてしまい、このブスバーを電力変換器に取付けた後から回路定数を変更することが困難である。
【００１１】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、コンデンサやコイルの機能をブスバーに持たせた状態で、サイズは小型のままで、回路や回路定数の変更を容易に実施でき、スイッチングによる雑音やＥＭＩ（電磁干渉）を十分に抑制できる電力変換器のブスバー装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、少なくとも一対のブスバーが組込まれ、この一対のブスバー相互間にスイッチング素子が接続され、各ブスバーを介してスイッチング素子へ電力の送受信が行われる電力変換器のブスバー装置に適応される。
【００１３】
そして、上記課題を解消するために、本発明においては、一対のブスバー相互間に、下部導体と上部導体との間に誘電体膜を挿入した単位コンデンサを複数積層したコンデンサ回路を配設し、各下部導体を一方のブスバーに接続し、各上部導体を他方のブスバーに接続している。
【００１４】
このように構成された電力変換器のブスバー装置においては、一対のブスバー相互間に組込まれたコンデンサ回路を構成する単位コンデンサの積層数を変更することによって、各ブスバーを電力変換器に取付けた後においても、コンデンサ回路の容量（静電容量）を簡単にかつ任意に調整できる。
【００１５】
また別の発明は、上述した電力変換器のブスバー装置において、一対のブスバー相互間に、下部導体と上部導体との間に誘電体膜を挿入した単位コンデンサを複数積層したコンデンサ回路を配設し、各下部導体を一方のブスバーと一体形成し、各上部導体を他方のブスバーと一体形成している。
【００１６】
このように、各単位コンデンサを構成する上部導体と下部導体とを各ブスバーと一体形成することにより、コンデンサ回路と各ブスバー相互間のインピーダンス整合を取る必要がない。
【００１７】
また別の発明は、上述した発明の電力変換器のブスバー装置において、各単位コンデンサの上部導体の面積を下部導体の面積より小さく設定することによって、ブスバー相互間の絶縁性向上を図るようにしている。
【００１８】
また別の発明は、上述した発明の電力変換器のブスバー装置において、コンデンサ回路を各ブスバーにおけるスイッチング素子の接続位置近傍に配設することによって、スイッチングによる雑音やＥＭＩ（電磁干渉）を発生位置近傍で確実に低減できる。
【００１９】
また別の発明は、上述した発明の電力変換器のブスバー装置において、複数のコンデンサ回路をブスバー相互間に配設することによって、ブスバー相互間、すなわち、スイッチング素子端子間の容量をより精密に調整が可能となる。
【００２０】
また別の発明は、上述した発明の電力変換器のブスバー装置において、各単位コンデンサの誘電体膜の両面に導電性材料を蒸着することによって、誘電体膜と上部導体、下部導体との接触面が平坦になり、気泡等が生じることが未然に防止できる。
【００２１】
また別の発明は、上述した発明の電力変換器のブスバー装置において、少なくとも一方のブスバーの表面の一部に磁性膜を形成している。  
このように構成された電力変換器のブスバー装置においては、コンデンサ回路の他に、ブスバーの表面に磁性膜が形成されているので、等価的にこのブスバーにインダクタンス成分が組込まれることになる。すなわち、この発明のブスバー装置は、スイッチング素子に並列に静電容量を設ける機能と、スイッチング素子に直列にインダクタンスを設ける機能を有する。
【発明の効果】
【００２２】
このように、本発明の電力変換器のブスバー装置においては、一対のブスバー相互間に、下部導体と上部導体との間に誘電体膜を挿入した単位コンデンサを複数積層したコンデンサ回路を配設している。したがって、コンデンサやコイルの機能をブスバーに持たせた状態で、サイズは小型のままで、回路や回路定数の変更を容易に実施でき、スイッチングによる雑音やＥＭＩ（電磁干渉）を十分に抑制できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の各実施形態を図面を用いて説明する。
【００２４】
（第１実施形態）
図１は本発明の第１実施形態に係わる電力変換器のブスバー装置の全体構成を示す斜視図であり、図２はブスバー装置における要部のコンデンサ回路の構成を示す拡大図であり、図３は等価回路図である。
【００２５】
図１において、スイッチング素子１０のエミッタ端子１１（１１ａ）に一方のブスバー１２の一端１２ａが固定具２０ａにて固定されている。スイッチング素子１０のコレクタ端子１３に他方のブスバー１４の一端１４ａが固定具２０ｂにて固定されている。各ブスバー１２、１４の一端１２ａ、１２ｂ相互間にコンデンサ回路１８が介挿されている。
【００２６】
図２は、ブスバー１２、１４相互間に介挿されたコンデンサ回路１８の詳細構成を示す側面図である。このコンデンサ回路１８においては、直方形板状の下部導体２１と同じく直方形板状の上部導体２２との間に誘電体膜２３を挿入した単位コンデンサ２４が複数個積層され、その上面及び下面に支持板２５ａ、２５ｂを取付け、この支持板２５ａ、２５ｂを一対の留め具２６で固定している。なお、下部導体２１と上部導体２２との間の絶縁耐圧を確保するために、誘電体膜２３の面積は、下部導体２１と上部導体２２との面積より大きく設定されている。
【００２７】
各単位コンデンサ２４の下部導体２１は接続具２７ａで一方のブスバー１２の一端１２ａに電気的及び機械的に接続され、各単位コンデンサ２４の上部導体２２は接続具２７ｂで他方のブスバー１４の一端１４ａに電気的及び機械的に接続されている。したがって、ブスバー１２、１４相互間に介挿されたコンデンサ回路１８の全体の静電容量は、各単位コンデンサ２４の静電容量を加算した静電容量である。
【００２８】
さらに、コレクタ端子１３に取付けられたブスバー１４の中途位置には、図４に示すように、磁性膜１９が貼付けられている。このように、ブスバー１４に磁性膜１９を貼付けることにより、ブスバー１４自体に等価的にコイルを組込んだインダクタンス機能を付加することが可能となる。インダクタンスの大きさは、図５に示すように、磁性膜１９の面積を増減することによって簡単に調整可能である。
【００２９】
したがって、この第１実施形態のブスバー装置は、一対のブスバー１２、１４と、コンデンサ回路１８と、磁性膜１９とで構成されている。
【００３０】
図３に示す電力変換器のブスバー装置の等価回路において、スイッチング素子１０のコレクタ端子１３とエミッタ端子１１間に、前述したコンデンサ回路１８、及びフライホイールダイオード１７が接続されている。さらに、コレクタ端子１３には、ブスバー１４に貼付けられた磁性膜１９で等価的に形成されたコイル１９ａが接続されている。エミッタ端子１１にはブスバー１２が接続されている。ゲート端子１５にはゲート抵抗１６が接続されている。
【００３１】
このような回路構成を有する電力変換器において、ブスバー１２からスイッチング素子１０を介してブスバー１４へ電力を供給する状態において、ゲート抵抗１６を介してゲート端子１５へ駆動信号を印加すると（図１におけるゲート端子１５、エミッタ端子１１ａ間）、スイッチング素子１０はターンオン・ターンオフを行う。しかし、ターンオン時には流れる電流が急激に増大し、ターンオフ時にはスイッチング素子１０の端子間にサージ電圧が発生してしまう。これにより、雑音やＥＭＩ（電磁干渉）が発生する。そこで、コイル１９ａにてターンオン時における電流の増大が抑制できる。さらに、コンデンサ回路１８にてターンオフ時におけるサージ電圧が抑制される。
【００３２】
このように構成された第１実施形態の電力変換器のブスバー装置においては、一対のブスバー１２、１４にて、結果的にスイッチング素子１０に並列に設けられたコンデンサ回路１８の静電容量は、図２に示すように、このコンデンサ回路１８を構成する単位コンデンサ２４の設置数を変更することによって、このブスバー装置を電力変換器に取付けた後においても、簡単に雑音やＥＭＩ（電磁干渉）が最小となる最適値に変更及び調整が可能である。
【００３３】
同様に、ブスバー１４に貼付けられた磁性膜１９にて、結果的にスイッチング素子１０に直列に設けられたコイル１９ａのインダクタンスは、図５に示すように、磁性膜１９の面積を増減することによって、このブスバー装置を電力変換器に取付けた後においても、簡単に雑音やＥＭＩ（電磁干渉）が最小となる最適値に変更及び調整が可能である。
【００３４】
このように、コンデンサ回路１８やコイル１９ａの機能をブスバー１２、１４に持たせた状態で、ブスバー装置を小型のままで、静電容量やインダクタンス等の回路定数の変更を容易に実施でき、スイッチングに起因して発生する雑音やＥＭＩ（電磁干渉）を十分に抑制できる。
【００３５】
なお、本発明は、上述した第１実施形態に限定されるものではない。第１実施形態の電力変換器のブスバー装置においては、コンデンサ回路１８の各単位コンデンサ２４の下部導体２１は接続具２７ａで一方のブスバー１２の一端１２ａに電気的及び機械的に接続され、各単位コンデンサ２４の上部導体２２は接続具２７ｂで他方のブスバー１４の一端１４ａに電気的及び機械的に接続されている。
【００３６】
しかし、各単位コンデンサ２４の下部導体２１を一方のブスバー１２と一体形成し、各単位コンデンサ２４の上部導体２２を他方のブスバー１４と一体形成することも可能である。このように、各単位コンデンサ２４を構成する上部導体２１と下部導体２２とを各ブスバー１２、１４と一体形成することにより、コンデンサ回路１８と各ブスバー１２，１４相互間のインピーダンス整合を取る必要がない。なお、この場合のコンデンサ回路１８全体の静電容量の調整は、各単位コンデンサ２４の誘電体膜２３を挿入、又は抜くことで行う。
【００３７】
（第２実施形態）
図６は本発明の第２実施形態に係わる電力変換器のブスバー装置の全体構成を示す斜視図である。図１に示す第１実施形態に係わる電力変換器のブスバー装置と同一部分には同一符号を付して重複する部分の詳細説明を省略する。
【００３８】
この第２実施形態に係わる電力変換器のブスバー装置においては、スイッチング素子１０のエミッタ端子１１に固定されたブスバー１２の一端１２ａと、スイッチング素子１０のコレクタ端子１３に固定されたブスバー１４の一端１４ａとの間に、２つのコンデンサ回路１８、１８ａが並列に介挿されている。この２つのコンデンサ回路１８、１８ａは、図２を用いて説明した第１実施形態のブスバー装置におけるコンデンサ回路１８とほぼ同一構成を有している。
【００３９】
このように、複数のコンデンサ回路１８、１８ａをブスバー１２、１４相互間に配設することによって、各コンデンサ回路１８、１８ａ単独で静電容量の変更及び調整が可能である。その結果、ブスバー１２、１４相互間、すなわち、スイッチング素子１０のエミッタ端子１１とコレクタ端子１３間の容量をより精密に調整が可能となる。
【００４０】
また、各コンデンサ回路１８、１８ａに対してスイッチング素子１０の端子間に必要な静電容量を分担させることが可能となり、各コンデンサ回路１８、１８ａの単位コンデンサ２４の数を減少でき、各コンデンサ回路１８、１８ａを小型化できる。ひいては、ブスバー装置全体の厚みを均一化でき、ブスバー装置の小型化をより一層図ることができる。
【００４１】
（第３実施形態）
図７は本発明の第３実施形態に係わる電力変換器のブスバー装置における各ブスバー１２、１４とコンデンサ回路１８の要部を抽出して示す図である。このコンデンサ回路１８以外の構成は、図１に示す第１実施形態に係わる電力変換器のブスバー装置とほぼ同じであるので詳細説明を省略する。
【００４２】
この第３実施形態に係わる電力変換器のブスバー装置のコンデンサ回路１８においては、基本的に図２を用いて説明したように、下部導体２１と上部導体２２との間に誘電体膜２３を挿入した単位コンデンサ２４が複数個積層されている。そして、図８の模式図に示すように、各単位コンデンサ２４の上部導体２２の面積（幅）を下部導体２１の面積（幅）より小さく設定されている。なお、誘電体膜２２の面積（幅）は下部導体２１の面積（幅）にほぼ等しく設定されている。
【００４３】
このように構成された第３実施形態のブスバー装置においては、各単位コンデンサ２４における誘電体膜２２の面積（幅）を大きくすることなくブスバー１２、１４相互間の絶縁性向上を図ることができる。したがって、結果的に、コンデンサ容量を確保した状態でブスバー装置を小型に形成できる。
【００４４】
（第４実施形態）
図９（ａ）は本発明の第４実施形態に係わる電力変換器のブスバー装置における各ブスバー１２、１４間に介挿されたコンデンサ回路１８の詳細構成を示す側面図である。このコンデンサ回路１８以外の構成は、図１に示す第１実施形態に係わる電力変換器のブスバー装置とほぼ同じであるので詳細説明を省略する。
【００４５】
この第４実施形態のブスバー装置におけるコンデンサ回路１８においては、基本的に図２を用いて説明したように、下部導体２１と上部導体２２との間に誘電体膜２３を挿入した単位コンデンサ２４が複数個積層されている。そして、図９（ｂ）に示すように、各誘電体膜２３の下部導体２１が接する上面と上部導体２２が接する下面とに、導電性材料２８が蒸着されている。
【００４６】
このように、各単位コンデンサ２４の誘電体膜２３の両面に導電性材料２８を蒸着することによって、誘電体膜２３と上部導体２２、下部導体２１との接触面が平坦になり、接触面に気泡等が生じることが未然に防止でき、単位コンデンサ２４の早期劣化の防止、及びコンデンサ回路１８における静電容量等の回路定数の安定化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の第１実施形態に係わる電力変換器のブスバー装置の全体構成を示す斜視図
【図２】同実施形態の電力変換器のブスバー装置に組込まれたコンデンサ回路の構成を示す側面図
【図３】同実施形態の電力変換器のブスバー装置の等価回路図
【図４】同実施形態の電力変換器のブスバー装置に組込まれたブスバー及び磁性膜を示す図
【図５】同じく同実施形態の電力変換器のブスバー装置に組込まれたブスバー及び磁性膜を示す図
【図６】本発明の第２実施形態に係わる電力変換器のブスバー装置の全体構成を示す斜視図
【図７】本発明の第３実施形態に係わる電力変換器のブスバー装置の各ブスバーとコンデンサ回路の要部を抽出して示す図
【図８】同実施形態の電力変換器のブスバー装置に組込まれたコンデンサ回路の構成を示す模式図
【図９】本発明の第４実施形態に係わる電力変換器のブスバー装置に組込まれたコンデンサ回路の構成を示す図
【図１０】従来のコンデンサのブスバーに対する取付状態を示す図
【符号の説明】
【００４８】
１０…スイッチング素子、１１…エミッタ端子、１２，１４…ブスバー、１３…コレクタ端子、１５…ゲート端子、１６…ゲート抵抗、１７…フライホイールダイオード、１８，１８ａ…コンデンサ回路、１９…磁性膜、１９ａ…コイル、２１…下部導体、２２…上部導体、２４…単位コンデンサ、２７ａ，２７ｂ…接続具、２８…導電性材料、
【図１】
2005341643.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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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