(57)【要約】【課題】装置構成の小型化に適したリアクトルユニット及び電力変換装置を提供する。【解決手段】このリアクトルユニット５１では、電力変換用のコイル１１を用いて降圧、及び昇圧を行うための第１及び第２のスイッチング素子１３，１５が、コイル１１を構成する銅板５３上に直接実装されている。コイル１１上に、スイッチング素子１３，１５のフライホイール用のダイオードも実装するようにしてもよい。また、スイッチング素子１３，１５の実装位置を変更することにより、コイル１１のインダクタンスが変更可能である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力変換用のコイルを備えたリアクトルユニットであって、
前記コイルを構成する導体上に半導体素子が実装された、ことを特徴とするリアクトルユニット。
【請求項２】
請求項１に記載のリアクトルユニットにおいて、
前記コイルが板状導体によって構成されている、ことを特徴とするリアクトルユニット。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のリアクトルユニットにおいて、
前記半導体素子はスイッチング素子である、ことを特徴とするリアクトルユニット。
【請求項４】
請求項３に記載のリアクトルユニットにおいて、
前記スイッチング素子は縦型のパワーデバイスである、ことを特徴とするリアクトルユニット。
【請求項５】
請求項３に記載のリアクトルユニットにおいて、
前記スイッチング素子は横型のパワーデバイスである、ことを特徴とするリアクトルユニット。
【請求項６】
請求項１又は２に記載のリアクトルユニットにおいて、
前記半導体素子はダイオードである、ことを特徴とするリアクトルユニット。
【請求項７】
請求項１又は２に記載のリアクトルユニットにおいて、
前記半導体素子として、スイッチング素子及びフライホイール用のダイオードが実装される、ことを特徴とするリアクトルユニット。
【請求項８】
請求項２に記載のリアクトルユニットにおいて、
前記半導体素子が、前記コイルを構成する前記板状導体の表面及び裏面に実装されている、ことを特徴とするリアクトルユニット。
【請求項９】
請求項２に記載のリアクトルユニットにおいて、
前記半導体素子が、前記コイルを構成する前記板状導体の表面又は裏面に実装されている、ことを特徴とするリアクトルユニット。
【請求項１０】
請求項３に記載のリアクトルユニットにおいて、
前記スイッチング素子が、前記コイルの螺旋状の巻回経路上における中間位置に実装されている、ことを特徴とするリアクトルユニット。
【請求項１１】
請求項３に記載のリアクトルユニットにおいて、
前記スイッチング素子が、前記コイルの螺旋状の巻回経路上における複数位置に実装されている、ことを特徴とするリアクトルユニット。
【請求項１２】
請求項３に記載のリアクトルユニットにおいて、
前記半導体素子として、前記コイルの両端部にそれぞれスイッチング素子が実装されている、ことを特徴とするリアクトルユニット。
【請求項１３】
請求項１ないし１２のいずれかに記載のリアクトルユニットを用い、入力される電力の変換を行う、ことを特徴とする電力変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リアクトルユニット及び電力変換装置に関し、特に車載用のものに関する。
【背景技術】
【０００２】
図８は、車両駆動用のモータを駆動するための駆動電流を生成する電力変換装置の一般的な構成を示す回路図である。この電力変換装置は、図８に示すように、電源であるバッテリから入力される電圧を昇圧して出力するとともに、モータ５からの回生電流を降圧してバッテリ側に与える変換ユニット１と、昇圧ユニット１の出力の平滑化等を行うコンデンサ３と、電力変換装置１から出力される電力に基づいて、モータ５を駆動するための駆動電流（ここでは、３相交流電流）を生成してモータ５に与えるインバータユニット７とを備えている。
【０００３】
変換ユニット１は、昇圧及び降圧に用いられる電力変換用のコイル１１と、第１及び第２のスイッチング素子１３，１５と、フライホイール用の第１及び第２のダイオード１７，１９と、バッテリ等の電源部と電気接続される正負の１次側接続部２１，２３と、インバータユニット７と電気接続される正負の２次側接続部２５，２７とを備えている。
【０００４】
コイル１１は、その一端部が正側の１次側接続部２１に電気接続されている。第１のスイッチング素子１３は、コイル１１の他端側と正側の２次側接続部２５との間の電気接続路に介装されている。第２のスイッチング素子１５は、コイル１１の他端側と負側の１次側接続部２３との間の電気接続路に介装されている。この第１及び第２のスイッチング素子１３，１５としては、例えばＩＧＢＴ、ＭＯＳＦＥＴ等が用いられる。
【０００５】
第１のダイオード１７は、コイル１１の他端側と正側の２次側接続部２５との間の前記電気接続路に、２次側接続部２５側に向けて順方向となるように、かつ第１のスイッチング素子１３と並列関係をなすように介装されている。第２のダイオード１９は、コイル１１の他端側と負側の１次側接続部２３との間の前記電気接続路に、コイル１１の他端側に向けて順方向となるように、かつ第２のスイッチング素子１５と並列関係をなすように介装されている。
【０００６】
平滑用のコンデンサ３は、変換ユニット１の正負の２次側接続部２５，２７間に介装されている。
【０００７】
このような構成において、第１のスイッチング素子１３は、インバータユニット７を介してモータ５から与えられる回生電流を降圧するための素子であり、この第１のスイッチング素子１３がモータ５側から回生電流が供給される際にオン、オフされることにより、回生電流がコイル１１を介して降圧されてバッテリ側に供給されるようになっている。
【０００８】
また、第２のスイッチング素子１５は、昇圧用のスイッチング素子であり、この第２のスイッチング素子１５がオン、オフされてコイル１１に対するエネルギーの蓄積、放出が繰り返されることにより、バッテリ側から印加される電圧が昇圧されて第１のダイオード１７を介して、コンデンサ３により安定化されつつインバータユニット７に与えられるようになっている。また、コンデンサ３は、回生電流が変換ユニット１に供給される際にも、回生電流の安定化に寄与している。
【０００９】
インバータユニット７は、第１ないし第６のスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６と、フライホイール用の第１ないし第６のダイオードＤ１〜Ｄ６とを備えており、モータ５との電気接続はＵ、Ｖ、Ｗの各相に対応した第１ないし第３の接続部Ｔ１〜Ｔ３を介して行われる。
【００１０】
第１のスイッチング素子Ｓ１は、前記正側の２次側接続部２５と第１の接続部Ｔ１との間の電気接続路に介装され、第２のスイッチング素子Ｓ２は、前記正側の２次側接続部２５と第２の接続部Ｔ２との間の電気接続路に介装され、第３のスイッチング素子Ｓ３は、前記正側の２次側接続部２５と第３の接続部Ｔ３との間の電気接続路に介装されている。第４のスイッチング素子Ｓ４は、前記負側の２次側接続部２７と第１の接続部Ｔ１との間の電気接続路に介装され、第５のスイッチング素子Ｓ５は、前記負側の２次側接続部２７と第２の接続部Ｔ２との間の電気接続路に介装され、第６のスイッチング素子Ｓ６は、前記負側の２次側接続部２７と第３の接続部Ｔ３との間の電気接続路に介装されている。第１ないし第６のスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６としては、例えば例えばＩＧＢＴ、ＭＯＳＦＥＴ等が用いられる。
【００１１】
第１ないし第３のダイオードＤ１〜Ｄ３は、対応する第１ないし第３のスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ３と並列関係をなし、前記正側の２次側接続部２５側に向けて順方向となるように対応する各電気接続路に介装されている。第４ないし第６のダイオードＤ４〜Ｄ６は、対応する第４ないし第６のスイッチング素子Ｓ４〜Ｓ６と並列関係をなし、第１ないし第３の接続部Ｔ１〜Ｔ３側に向けて順方向となるように対応する各電気接続路に介装されている。
【００１２】
そして、各スイッチング素子Ｓ１〜Ｓ３がオン、オフされることにより、変換ユニット１から与えられる直流電流が３相交流電流に変換されてモータ５に供給されるようになっている。
【００１３】
図９は、図８の電力変換装置の平面的な構成を概略的に示す図である。図９におけるコイル部３１には上述の変換ユニット１のコイル１１が備えられ、変換デバイス部３３には変換ユニット１の第１及び第２のスイッチング素子１３，１５、及び第１及び第２のダイオード１７，１９等が備えられている。インバータ部３５には、上述のインバータユニット７及び制御回路等が備えられている。そして、これらの各構成要素（３１，３３，３５）は、パッケージ化されて１つのケース体内に収容され、電力変換装置を構成している。
【００１４】
このような電力変換装置は、例えば図１０に示すように、ハイブリッドカー４１の走行用のモータ（エンジンモータ）４２を駆動する電力変換装置４３として適用される。なお、図１０中の符号４４はタイヤ、符号４５はガソリンエンジン、符号４６は発電機、符号４７はバッテリ、符号４８は高電圧リレーをそれぞれ示している。また、モータ４２の例として、ここでは、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相の三相それぞれに２個ずつの合計６個のコイル（図示せず）を有したものを適用して、トルク増大を図っている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
上述の図８及び図９に示す電力変換装置では、変換ユニット１のスイッチング素子１３，１５等をコイル部３１と別に備える構成であるため、変換デバイス部３３等の設置面積等が嵩み、装置が大型になるという問題がある。
【００１６】
そこで、本発明の解決すべき課題は、装置構成の小型化に適したリアクトルユニット及び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】
【００１７】
前記課題を解決するための手段は、電力変換用のコイルを備えたリアクトルユニットであって、前記コイルを構成する導体上に半導体素子が実装されている。
【００１８】
好ましくは、前記コイルが板状導体によって構成されているのがよい。
【００１９】
また、好ましくは、前記半導体素子はスイッチング素子であるのがよい。
【００２０】
さらに、好ましくは、前記スイッチング素子は縦型のパワーデバイスであるのがよい。
【００２１】
また、好ましくは、前記スイッチング素子は横型のパワーデバイスであるのがよい。
【００２２】
さらに、好ましくは、前記半導体素子はダイオードであるのがよい。
【００２３】
また、好ましくは、前記半導体素子として、スイッチング素子及びフライホイール用のダイオードが実装されるのがよい。
【００２４】
さらに、好ましくは、前記半導体素子が、前記コイルを構成する前記板状導体の表面及び裏面に実装されているのがよい。
【００２５】
また、好ましくは、前記半導体素子が、前記コイルを構成する前記板状導体の表面又は裏面に実装されているのがよい。
【００２６】
さらに、好ましくは、前記スイッチング素子が、前記コイルの螺旋状の巻回経路上における中間位置に実装されているのがよい。
【００２７】
また、好ましくは、前記スイッチング素子が、前記コイルの螺旋状の巻回経路上における複数位置に実装されているのがよい。
【００２８】
さらに、好ましくは、前記半導体素子として、前記コイルの両端部にそれぞれスイッチング素子が実装されているのがよい。
【００２９】
また、前記課題を解決するための手段は、請求項１ないし１２のいずれかに記載のリアクトルユニットを用い、入力される電力の変換を行う電力変換装置である。
【発明の効果】
【００３０】
請求項１ないし１３に記載の発明によれば、コイルを構成する導体上に半導体素子が実装された構成であるため、このリアクトルユニットが備えられる電力変換装置内における半導体素子の専用設置スペースを削減することができ、装置構成の小型化に適したリアクトルユニットを提供することができる。
【００３１】
また、コイル上に半導体素子を実装するのに伴ってコイルと半導体素子との電気接続も同時に行うことができ、両者間の電気接続のための配線等を削減でき、装置構成及び製造工程の簡略化が図れるとともに、半導体素子としてスイッチング素子等が備えられた場合におけるノイズ低減効果も得られる。
【００３２】
さらに、コイルの樹脂等による封止に伴って、コイル上に実装された半導体素子の封止も同時に行うことができるため、この点においても製造等の点で有利である。
【００３３】
請求項２に記載の発明によれば、コイルを構成する板状導体上に半導体素子を容易に実装することができる。
【００３４】
請求項３に記載の発明によれば、スイッチング素子をコイル上に直接実装することができる。
【００３５】
請求項４に記載の発明によれば、スイッチング素子が縦型のパワーデバイスであるため、コイルを構成する板状導体の表裏両面にスイッチング素子を容易に実装することができ、その結果、さらなる省配線、ノイズ低減及び省スペース等の効果が得られる。
【００３６】
請求項５に記載の発明によれば、スイッチング素子が横型のパワーデバイスであるため、スイッチング素子をコイルを構成する板状導体の片面側にだけ実装する構成であり、製造工程の簡略化が図れ、低コスト化が図れる。
【００３７】
請求項６に記載の発明によれば、フライホイール用のダイオード等をコイルを構成する導体上に実装することができ、さらなる省スペース化等の効果が得られる。
【００３８】
請求項７に記載の発明によれば、電力変換用のスイッチング素子及びフライホール用のダイオード等をコイルを構成する導体上に実装する構成であるため、これらの構成を一体化して単一のモジュールとすることができ、これによって、省配線、ノイズ低減及び省スペース、製造工程の簡略化等のさらなる効果が得られる。
【００３９】
請求項８に記載の発明によれば、コイルを構成する板状導体の表裏両面に半導体素子を実装することにより、さらなる省配線、ノイズ低減及び省スペース等の効果が得られる。
【００４０】
請求項９に記載の発明によれば、スイッチング素子をコイルを構成する板状導体の片面側にだけ実装する構成とすることにより、製造工程の簡略化が図れ、低コスト化が図れる。
【００４１】
請求項１０に記載の発明によれば、スイッチング素子が、コイルの螺旋状の巻回経路上における中間位置に実装されているため、そのスイッチング素子の実装位置を変化させることにより、そのスイッチング素子を介して電流回路に接続されて有効に作用するコイルの長さ区間（すなわち、有効インダクタンス）を変化させることができる。
【００４２】
請求項１１に記載の発明によれば、スイッチング素子が、コイルの螺旋状の巻回経路上における複数位置に実装されているため、いずれのスイッチング素子を介してコイルを電流回路に接続するかを選択でき、これによって電流回路に接続されて有効に作用するコイルの長さ区間（すなわち、有効インダクタンス）を変化させることができる。
【００４３】
請求項１２に記載の発明によれば、コイルの両端部にそれぞれスイッチング素子が実装されているため、コイルの一方側を一方のスイッチング素子を介してグランドに接続するとともに、コイルの他方側を他方のスイッチング素子を介して電圧変換用の平滑化コンデンサの正側の端子に接続した構成において、両端のスイッチング素子を共にオンすることにより、平滑化コンデンサに蓄積された電荷をコイルを介して制限しつつ放電させることができる。その結果、スイッチング素子をコイルに直接実装して装置構成の省スペース化を図りつつ、平滑化コンデンサの放電用の抵抗を省略して低損失な電力変換装置を構成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４４】
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る電力変換装置に用いられるリアクトルユニットの構成を示す図である。本実施形態に係る電力変換装置は、後述するリアクトルユニット５１（図１参照）の構造的な構成に特徴があり、回路的な構成は上述の図８の電力変換装置とほぼ同様な構成であるため、互いに対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明は省略する。
【００４５】
ここで、本実施形態を含む以下の各実施形態及びそれらの変形例において、本発明に係る半導体素子には、図８の変換ユニット１の第１及び第２のスイッチング素子１３，１５、第１及び第２のダイオード１７，１９、及び後述するスイッチング素子６１（図７参照）が対応している。
【００４６】
本実施形態に係るリアクトルユニット５３では、図１に示すように、図８の変換ユニット１のコイル１１が、帯状に切り出された銅板（板状導体）５３を螺旋状に巻回して構成されている。そして、第１及び第２のスイッチング素子１３，１５が、そのコイル１１を構成する銅板５３上に実装されている。スイッチング素子１３，１５としては、電流をその上下面間で縦方向に通す縦型のパワーデバイスが用いられており、リアクトル１１の一端部及びその近傍位置の表面側に実装されている。本実施形態では、図１に示すように、第１及び第２のスイッチング素子１３，１５がコイル１１の端部（コイル端部における同一周回上における同一位置）に隣接して実装されている。あるいは、変形例として、図２に示すように、第１のスイッチング素子１３をコイル１１の端部に実装し、第２のスイッチング素子１５を、第１のスイッチング素子１３が実装されたコイル１１上の位置から１周分だけ螺旋状の巻回経路の内方に進んだ位置に実装し、両スイッチング素子１３，１５が上下に隣接して配置されるようにしてもよい。
【００４７】
第１及び第２のスイッチング素子１３，１５としては、例えば縦型のＮチャンネルＭＯＳＦＥＴが用いられている。そして、第１のスイッチング素子１３については、図３に示すように、その下面側に設けられるソース電極１３ａがコイル１１に電気接続されるとともに機械的に固着されており、第２のスイッチング素子１５については、その上面側に設けられるドレイン電極（図示せず）がコイル１１に電気接続されるともに機械的に固着されている。この両スイッチング素子１３，１５のコイル１１への電気接続及び機械的固定は、導電性を有する固着剤（例えば、半田等）により同時に行われる。また、第１のスイッチング素子１３の上面に設けられるドレイン電極１３ｂ及びゲート電極１３ｂには、他の接続対象との電気接続のための所定の配線材が接続される。同様に、第２のスイッチング素子１５の上面に設けられる図示しないゲート電極及び下面に設けられるソース電極にも、他の接続対象との電気接続のための所定の配線材が接続される。
【００４８】
第１及び第２のスイッチング素子１３，１５としては、半導体材料としてＳｉＣ、ＧａＮ、Ｃなどが用いられたワイドバンドギャップデバイスを用いることにより、低損失で高温動作も可能な変換ユニット１を実現できる。
【００４９】
また、スイッチング素子１３，１５の制御信号（ゲート信号）を伝達する信号線（ゲート信号線）を、コイル１１に付設される磁心（図示せず）を構成する磁性体内部、又はその周辺部に通すことができるため、制御信号に含まれるノイズを磁性体により低減することができる。また、信号線から電磁波が外部に放射されるのをシールドできる効果も得られる。
【００５０】
さらに、スイッチング素子１３，１５のゲート信号線をアルミナスリーブに通して配索することにより、信号線を力学的衝撃から保護することができ、信頼性の向上が図れる。また、アルミナスリーブにより信号線を他の部材から確実に絶縁することができる。
【００５１】
また、本実施形態では、コイル１１に付設される磁心として、鉄等の金属磁性粉末、又は所定の被膜で覆った金属磁性粉末を樹脂で結合した圧粉磁心が用いられている。このため、コイル１１、磁心及びゲート信号線用のアルミナスリーブを一体的に形成することができる。
【００５２】
そして、このように構成されたリアクトルユニット５１は、例えば、所定のケース内に収容されて樹脂封止される。
【００５３】
以上のように、本実施形態によれば、コイル１１を構成する銅板５３上に昇圧用及び降圧用のスイッチング素子１３，１５が直接実装された構成であるため、このリアクトルユニット５１が備えられる電力変換装置内におけるスイッチング素子１３，１５の専用の設置スペースを省略（削減）することができ、装置構成の小型化に適したリアクトルユニット５１を提供することができる。
【００５４】
また、コイル１１上にスイッチング素子１３，１５を実装するのに伴ってコイル１１とスイッチング素子１３，１５との電気接続も同時に行うことができ、両者間の電気接続のための配線等を削減でき、装置構成及び製造工程の簡略化が図れるとともに、ノイズ低減効果も得られる。
【００５５】
さらに、コイル１１の樹脂等による封止に伴って、コイル１１上に実装されたスイッチング素子１３，１５の封止も同時に行うことができるため、この点においても製造等の点で有利である。
【００５６】
また、コイル１１を銅板５３で構成するため、その銅板５３上にスイッチング素子１３，１５を容易に実装することができる。
【００５７】
なお、本実施形態の変形例として、スイッチング素子１３，１５等をコイル１１を構成する銅板５３の表裏両面に実装するようにしてもい。これによって、さらなる省配線、ノイズ低減及び省スペース等の効果が得られる。また、本実施形態のように、銅板５３の片面（表面）側にのみスイッチング素子１３，１５等を実装する構成では、製造工程（スイッチング素子１３，１５等の実装工程等）の簡略化が図れ、低コスト化が図れるという利点がある。このようにスイッチング素子１３，１５を銅板５３の片面にのみ実装する構成の場合、スイッチング素子１３，１５に、横型のパワーデバイスを用いてもよい。
【００５８】
＜第２実施形態＞
図４は、本発明の第２実施形態に係る電力変換装置に用いられるリアクトルユニットの構成を示す図である。本実施形態に係るリアクトルユニット５１が上述の第１実施形態に係るリアクトルユニット５１と実質的に異なる点は、スイッチング素子１３，１５に加えてダイオード１７，１９がコイル１１上に実装されている点であり、互いに対応する部分には同一の参照符号を付して説明を省略する。
【００５９】
本実施形態では、図４に示すように、変換ユニット１の第１及び第２のスイッチング素子１３，１５に加えて、第１及び第２のダイオード１７，１９が対応するスイッチング素子１３，１５に隣接してコイル１１の銅板５３上に実装されている。この場合も、導電性の固着材（例えば、半田等）を用いてダイオード１７，１９のコイル１１への電気接続と機械的固定とが同時に行われるようになっている。
【００６０】
以上のように、本実施形態によれば、上述の第１実施形態と同様な効果が得られるとともに、スイッチング素子１３，１５に加えてそのフライホイール用ダイオード１７，１９もコイル１１上に実装することにより、これらをコイル１１と一体化して単一のモジュールとすることができ、これによって、省配線、ノイズ低減及び省スペース、製造工程の簡略化等のさらなる効果が得られる。
【００６１】
＜第３実施形態＞
図５は、本発明の第３実施形態に係る電力変換装置に用いられるリアクトルユニットの構成を示す図である。本実施形態に係るリアクトルユニット５１が上述の第２実施形態に係るリアクトルユニット５１と実質的に異なる点は、第２のスイッチング素子１５及び第２のダイオード１９の実装位置が変更された点であり、互いに対応する部分には同一の参照符号を付して説明を省略する。
【００６２】
本実施形態では、図５に示すように、第２のスイッチング素子１５及び第２のダイオード１９の実装位置が、コイル１１の螺旋状の巻回経路上における中間位置に設定されている。なお、本実施形態では、第１のスイッチング素子１３及び第１のダイオード１７の実装位置は、コイル１１の端部から変更しない構成としたが、第１のスイッチング素子１３及び第１のダイオード１７の実装位置もコイル１１の巻回経路上における他の中間位置に設定してもよい。あるいは、第１のスイッチング素子１３及び第１のダイオード１７の実装位置と、第２のスイッチング素子１５及び第２のダイオード１９の実装位置とが入れ替わった構成としてもよい。
【００６３】
このため、本実施形態では、コイル１１の中間位置に実装された第２のスイッチング素子１５等の実装位置をコイル１１の巻回経路上において調節することにより、第２のスイッチング素子１５を介して電流回路に接続されて有効に作用するコイル１１の長さ区間（すなわち、有効インダクタンス）を変化させることができる。例えば、昇圧時と降圧時とで使用するコイル１１のインダクタンスを変化させることができる。すなわち、第１及び第２のスイッチング素子１３，１５のいずれを介してコイル１１を電流回路に接続するかを選択することにより、電流回路に接続されて有効に作用するコイル１１の有効インダクタンスを変化させることができる。
【００６４】
＜第４実施形態＞
図６は本発明の第４実施形態に係る電力変換装置の回路構成を示す図であり、図７は図６の電力変換装置に用いられるリアクトルユニットの構成を示す図である。本実施形態に係る電力変換装置が上述の第１実施形態に係る電力変換装置と実質的に異なる点は、変換ユニット１に第３のスイッチング素子（半導体素子）６１が追加された点であり、互いに対応する部分には同一の参照符号を付して説明を省略する。
【００６５】
本実施形態では、図６に示すように、変換ユニット１に第３のスイッチング素子６１が追加されている。このスイッチング素子６１は、ＩＧＢＴ、ＭＯＳＦＥＴ等により構成され、コイル１における正側の１次側接続部２１側の端部と、負側の１次側接続部２３との間の電気接続路に介装されている。このため、この第３のスイッチング素子６１と第１のスイッチング素子１３とをオンさせると、コンデンサ３の正負の端子が、第１のスイッチング素子１３、コイル１１及び第３のスイッチング素子６１を介して導通し、これによって、コンデンサ３に蓄積された電荷を、コイル１１によって制限しつつ放電させることができるようになっている。その結果、従来より一般的に用いられているコンデンサ１１に並列接続する放電用の抵抗を省略できるようになっている。なお、スイッチング素子１３，６１を介してコンデンサ３の放電を行う際には、第２のスイッチング素子１５はオフされている。また、コンデンサ３の放電を行うとき以外は、第３のスイッチング素子６１はオフされている。
【００６６】
そして、この第３のスイッチング素子６１は、図７に示すように、コイル１１上における、第１のスイッチング素子１３が実装される側と反対側の端部の表面に直接実装されている。このため、第１及び第３のスイッチング素子１３，６１の両方を同時にオンさせると、上述のように、コンデンサ３の正負の端子間が、スイッチング素子１３，６１及びコイル１１を介して導通するようになっている。第３のスイッチング素子６１としては、例えば縦型のパワーデバイスが用いられる。
【００６７】
以上のように、本実施形態によれば、上述の第１実施形態と同様な効果が得られるとともに、第１及び第２のスイッチング素子１３，１５と同様に、第３のスイッチング素子６１についてもコイル１１に直接実装して装置構成の省スペース化を図りつつ、平滑化コンデンサ３の放電用の抵抗を省略して低損失な電力変換装置を構成することができる。
【００６８】
なお、上述の第２及び第４実施形態では、第１及び第２のスイッチング素子１３，１５がコイル１１上の１周分だけずれた位置に上下に隣接するように実装されているが、図１に示す構成のように、コイル１１の同一周回上の位置に隣接配置してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明の第１実施形態に係る電力変換装置に用いられるリアクトルユニットの構成を示す図である。
【図２】図１の構成の変形例を示す図である。
【図３】図１の要部構成を示す図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係る電力変換装置に用いられるリアクトルユニットの構成を示す図である。
【図５】本発明の第３実施形態に係る電力変換装置に用いられるリアクトルユニットの構成を示す図である。
【図６】本発明の第４実施形態に係る電力変換装置の回路構成を示す図である。
【図７】図６の電力変換装置に用いられるリアクトルユニットの構成を示す図である。
【図８】従来の電力変換装置の一般的な構成を示す回路図である。
【図９】図８の電力変換装置の平面的な構成を概略的に示す図である。
【図１０】図８の電力変換装置の適用例を示す図である。
【符号の説明】
【００７０】
１  変換ユニット
３  コンデンサ
５  モータ
７  インバータユニット
１１  コイル
１３  第１のスイッチング素子
１５  第２のスイッチング素子
１７  第１のダイオード
１９  第２のダイオード
５１  リアクトルユニット
５３  銅板（板状導体）
６１  第３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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【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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