(57)【要約】【課題】平滑用として有効な容量のコンデンサを素子の増加や配線の発生を招くことなく内蔵させることができるインバータ装置の平滑コンデンサ実装構造を提供する。【解決手段】スイッチングパワーモジュール１３と共に平滑コンデンサ７を主回路基板１１に実装して筐体１５に内蔵させる。これにより、平滑コンデンサが筐体１５に外付けされるインバータ装置に比べて、スイッチングパワーモジュール１３と平滑コンデンサ７との配線長さを格段に短くし、配線インピーダンスを極めて小さくする。この結果、平滑コンデンサ７を効率良く利用できるようにして、平滑コンデンサ７の小型化と筐体１５への内蔵化の両立を現実的にすることができる。【選択図】図２
2009089543.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流入力をスイッチングパワーデバイスにより交流出力に変換するインバータ装置における、インバータ入力を平滑化するための平滑コンデンサの配置構造であって、
前記スイッチングパワーデバイスが収納された防湿又は放熱用の筐体の内部に前記平滑コンデンサが収納されている、
ことを特徴とするインバータ装置の平滑コンデンサ配置構造。
【請求項２】
直流入力をスイッチングパワーデバイスにより交流出力に変換するインバータ装置における、インバータ入力を平滑化するための平滑コンデンサの配置構造であって、
前記スイッチングパワーデバイスが実装された基板に前記平滑コンデンサが実装されている、
ことを特徴とするインバータ装置の平滑コンデンサ配置構造。
【請求項３】
直流入力をスイッチングパワーデバイスにより交流出力に変換するインバータ装置における、インバータ入力を平滑化するための平滑コンデンサの配置構造であって、
前記スイッチングパワーデバイスと前記平滑コンデンサとを電気的に接続する配線の長さＬが、
Ｌ＜５０ｃｍ
である、
ことを特徴とするインバータ装置の平滑コンデンサ配置構造。
【請求項４】
前記インバータ装置は、前記直流入力を１００ボルト以下とし、かつ、前記交流出力をピーク値３０アンペア以上とする低電圧大電流仕様のものであることを特徴とする請求項１、２又は３記載のインバータ装置の平滑コンデンサ配置構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直流入力をスイッチングパワーデバイスにより交流出力に変換するインバータ装置に係り、特に、インバータ入力を平滑化するための平滑コンデンサの配置構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
直流入力をスイッチングパワーデバイスにより交流出力に変換するインバータ装置においては、スイッチングパワーデバイスのスイッチングに伴う電圧変動によって、インバータ入力側に大きな電流リップルが生じる。このため、バッテリ等の直流電源の負担軽減やそれによる長寿命化等を図るために、従来から、体積の大きい大容量の平滑コンデンサをインバータ装置の筐体に外付けしてインバータ入力を平滑化している（例えば、特許文献１）。
【特許文献１】特開２０００−１５２６６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上述した筐体に外付けの平滑コンデンサと、筐体内のスイッチングパワーデバイスとを配線で接続するとなると、筐体の内外を結んで配線を引き回すことになるので、配線距離が長くなって配線抵抗が高くなり、配線インピーダンスの上昇を招く。また、特にスイッチングパワーデバイスが高速でスイッチングする場合には、スイッチング周波数に比例して配線インダクタンスが高くなるので、配線インピーダンスがかなり高いものとなり、配線インピーダンスのさらなる上昇を招く要因となる。
【０００４】
このように、平滑コンデンサの配線インピーダンスが高いと、平滑コンデンサに対する電荷の出し入れがしづらくなって平滑化の効率が落ち、インバータ入力を十分に平滑化できなくなる。すると、先に説明したように直流電源の負担が大きくなりその寿命に悪影響を及ぼすだけでなく、インバータ出力においても大きい電流リップルが生じて、負荷における損失が増大するという悪影響が生じる。
【０００５】
また、インバータ出力における電流リップルの増大に応じて、スイッチングパワーデバイスのスイッチングに伴うサージ電圧のレベルも高くなるので、スイッチングパワーデバイスの損傷を招くきっかけとなりかねない。
【０００６】
なお、サージ電圧の抑制用に、コンデンサを有するスナバ回路をインバータ装置の筐体内に配設する場合がある。しかし、スナバ回路のコンデンサはインバータ入力の平滑用には容量不足であり、外付けの平滑コンデンサを無用化するには至らない。
【０００７】
また、スナバ回路との併用により外付けの平滑コンデンサの容量（体積）を小さくすることも考えられる。しかし、実際には、回路上平滑コンデンサよりもスイッチングパワーデバイスに近いスナバ回路のコンデンサが、容量不足であるにも拘わらず平滑コンデンサよりも主導的にインバータ入力の平滑化に関与しようとする結果、平滑コンデンサによるインバータ入力の平滑化の効率が下がってしまう。そのため、スナバ回路と併用しても、思惑どおりに平滑コンデンサの容量（体積）を小さくできることにはつながらない。
【０００８】
したがって、抵抗、リアクタンス（コイル、コンデンサ）、ダイオード等で構成されるスナバ回路を用いたところで、インバータ入力の平滑化を省スペースで効率的に行えるようになるわけではなく、単に、部品点数の増加をもたらすだけに終わりかねない。むしろ、スナバ回路のコンデンサを容量不足にも拘わらずインバータ入力の平滑化に関与させることで、スナバ回路の異常発熱を招くきっかけを作ることにもなりかねないので、スナバ回路のコンデンサにインバータ入力の平滑化機能を求めることは、理想的な考え方とは言い難い。
【０００９】
本発明は、前記実情に鑑み、インバータ装置が、従来から使用されているような電気的環境（条件）とは異なる環境で使用されることが見込まれることに着目してなされたものであり、本発明の目的は、インバータ入力の高効率での平滑化と装置の小型化とを両立させることのできるインバータ装置の平滑コンデンサ配置構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、請求項１に記載した本発明のインバータ装置の平滑コンデンサ配置構造は、直流入力をスイッチングパワーデバイスにより交流出力に変換するインバータ装置における、インバータ入力を平滑化するための平滑コンデンサの配置構造であって、前記スイッチングパワーデバイスが収納された防湿又は放熱用の筐体の内部に前記平滑コンデンサが収納されていることを特徴とする。
【００１１】
請求項１に記載した本発明のインバータ装置の平滑コンデンサ配置構造によれば、平滑コンデンサがその配線の接続先であるスイッチングパワーデバイスと同じ筐体の内部に配設される。このため、平滑コンデンサとスイッチングパワーデバイスとの配線距離が、従来のように平滑コンデンサをインバータ装置の筐体に外付けした場合よりも短くなることになる。
【００１２】
よって、平滑コンデンサに関する配線インピーダンスが小さくなり、スイッチングパワーデバイスが高速でスイッチングを行っても平滑コンデンサに対する電荷の出し入れが阻害されなくなり、平滑コンデンサを効率良く利用できるようになる。よって、従来の筐体に外付けした平滑コンデンサに比べて容量（体積）を小さくしても、インバータ入力の平滑化を十分に行えるようになる。
【００１３】
これにより、インバータ入力を高い効率で平滑化しつつ、平滑コンデンサの容量（体積）減による筐体内蔵化の実現によりインバータ装置の小型化を実現することができる。
【００１４】
請求項２に記載した本発明のインバータ装置の平滑コンデンサ配置構造は、直流入力をスイッチングパワーデバイスにより交流出力に変換するインバータ装置における、インバータ入力を平滑化するための平滑コンデンサの配置構造であって、前記スイッチングパワーデバイスが実装された基板に前記平滑コンデンサが実装されていることを特徴とする。
【００１５】
請求項２に記載した本発明のインバータ装置の平滑コンデンサ配置構造によれば、平滑コンデンサがその配線の接続先であるスイッチングパワーデバイスと同じ基板に実装される。このため、平滑コンデンサとスイッチングパワーデバイスとの配線距離が、従来のように平滑コンデンサをインバータ装置の筐体に外付けした場合よりも短くなることになる。
【００１６】
よって、平滑コンデンサに関する配線インピーダンスが小さくなり、スイッチングパワーデバイスが高速でスイッチングを行っても平滑コンデンサに対する電荷の出し入れが阻害されなくなり、平滑コンデンサを効率良く利用できるようになる。よって、従来の筐体に外付けした平滑コンデンサに比べて容量（体積）を小さくしても、インバータ入力の平滑化を十分に行えるようになる。
【００１７】
これにより、インバータ入力を高い効率で平滑化しつつ、平滑コンデンサの容量（体積）減による筐体内蔵化の実現によりインバータ装置の小型化を実現することができる。
【００１８】
請求項３に記載した本発明のインバータ装置の平滑コンデンサ配置構造は、直流入力をスイッチングパワーデバイスにより交流出力に変換するインバータ装置における、インバータ入力を平滑化するための平滑コンデンサの配置構造であって、前記スイッチングパワーデバイスと前記平滑コンデンサとを電気的に接続する配線の長さＬが、
Ｌ＜５０ｃｍ
である、
ことを特徴とする。
【００１９】
請求項３に記載した本発明のインバータ装置の平滑コンデンサ配置構造によれば、スイッチングパワーデバイスと平滑コンデンサとを電気的に接続する配線の長さＬが５０ｃｍ以内であるということは、平滑コンデンサを、スイッチングパワーデバイスと同じ筐体に内蔵するか、あるいは、スイッチングパワーデバイスと同じ基板や極めて近接して配置された別の基板に実装する必要性が高くなる。このため、平滑コンデンサとスイッチングパワーデバイスとの配線距離が、従来のように平滑コンデンサをインバータ装置の筐体に外付けした場合よりも短くなることになる。
【００２０】
よって、平滑コンデンサに関する配線インピーダンスが小さくなり、スイッチングパワーデバイスが高速でスイッチングを行っても平滑コンデンサに対する電荷の出し入れが阻害されなくなり、平滑コンデンサを効率良く利用できるようになる。よって、従来の筐体に外付けした平滑コンデンサに比べて容量（体積）を小さくしても、インバータ入力の平滑化を十分に行えるようになる。
【００２１】
これにより、インバータ入力を高い効率で平滑化しつつ、平滑コンデンサの容量（体積）減による筐体内蔵化の実現によりインバータ装置の小型化を実現することができる。
【００２２】
請求項４に記載した本発明のインバータ装置の平滑コンデンサ配置構造は、前記インバータ装置は、前記直流入力を１００ボルト以下とし、かつ、前記交流出力をピーク値３０アンペア以上とする低電圧大電流仕様のものであることを特徴とする。
【００２３】
請求項４に記載した本発明のインバータ装置の平滑コンデンサ配置構造によれば、インバータ装置の直流入力が１００ボルト以下の低電圧であることから、インバータ入力の電圧変動は高電圧の場合よりも小さいボリュームとなる。したがって、本発明のインバータ装置の平滑コンデンサには、インバータ装置の筐体に外付けした従来の平滑コンデンサほどの容量（体積）は要求されない。
【００２４】
このため、スイッチングパワーデバイスと同じ筐体への平滑コンデンサの内蔵や、スイッチングパワーデバイスと同じ基板への平滑コンデンサの実装、スイッチングパワーデバイスに対する電気的接続用の配線の長さＬを５０ｃｍの範囲に収めることは、支障なく実現可能である。
【００２５】
それでいて、インバータ装置の交流出力がピーク値で３０アンペア以上の大電流となると、インバータ入力の電圧変動によるインバータ出力の電流リップルは低電流の場合よりも大きいボリュームとなる。したがって、インバータ入力の平滑化は、負荷における損失や発熱の低減に大きく寄与することになり、また、スイッチングパワーデバイスのスイッチングに伴うサージ電圧のレベルを抑えることにも大きく寄与することになる。
【００２６】
これにより、インバータ入力の高効率での平滑化と、平滑コンデンサの容量（体積）減による筐体内蔵化の実現によるインバータ装置の小型化とを、より顕著な形で実現することができる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明に係るインバータ装置の平滑コンデンサ配置構造によれば、インバータ入力を高い効率で平滑化しつつ、平滑コンデンサの容量（体積）減による筐体内蔵化の実現によりインバータ装置の小型化を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明に係る平滑コンデンサ配置構造を適用した本発明の一実施形態に係るインバータ装置について説明する。
【００２９】
まず、本実施形態に係るインバータ装置を、図１に示すその等価回路図によって説明する。本実施形態のインバータ装置は、直流電源８からの直流入力を三相交流に変換した交流出力を、モータ等の負荷９に供給するもので、Ｕ，Ｖ，Ｗの各相用のインバータ１，３，５を有している。
【００３０】
そして、各相用のインバータ１，３，５は、スイッチングパワーデバイスとして、絶縁ゲート・バイポーラ・トランジスタ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ  Ｇａｔｅ  Ｂｉｐｏｌａｒ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ、以下、「ＩＧＢＴ」と略記する。）を用いている。なお、ＩＧＢＴに代えて、ＭＯＳＦＥＴ（金属酸化膜形電界効果トランジスタ＝ユニポーラトランジスタ）や、バイポーラトランジスタ等をスイッチングパワーデバイスとして用いることもできる。
【００３１】
具体的には、インバータ１は、直列に接続したハイサイドとローサイドとの２つのＩＧＢＴ１ａ，１ｂを有しており、他のインバータ３，５も、それぞれ、直列に接続したハイサイドとローサイドとの２つのＩＧＢＴ３ａ，３ｂ、５ａ，５ｂを有している。これら３つのインバータ１，３，５は並列に接続されており、さらに、平滑コンデンサ７を並列に接続することで、本実施形態のインバータ装置を構成している。平滑コンデンサ７には、フィルムコンデンサ、電解コンデンサ、セラミックコンデンサ等を用いることができる。
【００３２】
なお、各ＩＧＢＴ１ａ，１ｂ，３ａ，３ｂ，５ａ，５ｂのコレクタ−エミッタ間には、フライホイールダイオード１ｃ，１ｄ，３ｃ，３ｄ，５ｃ，５ｄがそれぞれ設けられている。
【００３３】
また、図１中の直流電源８と各インバータ１，３，５のハイサイド側とを接続する経路上のインダクタンスＬ及び抵抗Ｒは、この経路上におけるリアクタンス成分を等価的に表したものである。
【００３４】
更に、本実施形態のインバータ装置は、直流電源８からの直流入力が１００ボルト以下、負荷９への交流出力が３０アンペア（ピーク値）以上という、低電圧大電流の環境下で使用される。
【００３５】
次に、上述のような回路構成による本実施形態のインバータ装置の構造について、図２の説明図を参照して説明する。
【００３６】
図２中の引用符号１３は、図１を参照して説明したインバータ１，３，５の各ＩＧＢＴ１ａ，１ｂ，３ａ，３ｂ，５ａ，５ｂをモジュール化したスイッチングパワーモジュールであり、主回路基板１１上に実装されている。この主回路基板１１が、請求項中の「スイッチングパワーデバイスが実装された基板」に相当する。そして、主回路基板１１には、スイッチングパワーモジュール１３と隣接して平滑コンデンサ７が実装されている。
【００３７】
上述したようにスイッチングパワーモジュール１３と平滑コンデンサ７とが隣接して実装された主回路基板１１は、筐体１５の内部に収容される。筐体１５は、スイッチングパワーモジュール１３や平滑コンデンサ７で発生する熱を外部に放出しやすいように、熱伝導性に優れたアルミニウムや銅、ステンレス等の材料によって構成される。また、主回路基板１１やスイッチングパワーモジュール１３、平滑コンデンサ７の防湿のため、筐体１５の表面がゴムゲル等によってコーティングされるか、あるいは、筐体１５の内部にゴムゲル等が充填される場合もある。
【００３８】
このような構成により筐体１５に収容された本実施形態のインバータ装置では、平滑コンデンサ７とスイッチングパワーモジュール１３とが主回路基板１１上の配線パターン（図示せず）によって電気的に接続される。したがって、筐体の外部に平滑コンデンサを外付けして筐体の内部のスイッチングパワーモジュールと電気的に接続していた従来のインバータ装置に比べて、平滑コンデンサ７とスイッチングパワーモジュール１３との配線距離が格段に短くなる。
【００３９】
即ち、例えば図６や図７の説明図に示すように、スイッチングパワーモジュール（図示せず）のみを実装した主回路基板（図示せず）を内部に収容した筐体１５の上部や側部に、外付けで平滑コンデンサ７Ａを配置すると、不図示のスイッチングパワーモジュールと平滑コンデンサ７Ａとを、筐体１５の内外に跨って配線１７で電気的に接続する必要がある。
【００４０】
また、図８の説明図に示すように、主回路基板１１上にスイッチングパワーモジュール１３と共に、抵抗、リアクタンス（コイル、コンデンサ）、ダイオード等（いずれも図示せず）で構成されるスナバ回路１９を実装する場合は、スナバ回路１９中の不図示のコンデンサの分だけ、外付けの平滑コンデンサ７Ａの容量（体積）は若干小さくなる。しかし、スイッチングパワーモジュールと平滑コンデンサ７Ａとを、筐体１５の内外に跨って配線１７で電気的に接続する必要があることに変わりはない。
【００４１】
このように平滑コンデンサ７Ａを筐体１５に外付けする図６〜図８のインバータ装置と、図２に示す本実施形態のインバータ装置とを比べると、平滑コンデンサとスイッチングパワーモジュールとの配線距離の違いは歴然である。
【００４２】
そして、図６〜図８のインバータ装置のように、平滑コンデンサ７Ａを筐体１５に外付けするために、図２に示す本実施形態のインバータ装置と比べて平滑コンデンサ７Ａとスイッチングパワーモジュールとの配線距離が格段に長くなるインバータ装置の等価回路は、図９の回路図に示すようになる。
【００４３】
なお、図６〜図９中、図１及び図２に示す要素や部分と同じ要素や部分には、図１及び図２で付したものと同一の引用符号を付して、重複する説明を省略する。
【００４４】
即ち、図６〜図８のインバータ装置では、平滑コンデンサ７Ａとスイッチングパワーモジュールとの配線距離が長いことに起因して、配線１７の接続点の経路上に、直流電源８と各インバータ１，３，５のハイサイド側とを接続する経路上のリアクタンス成分（インダクタンスＬ及び抵抗Ｒ）とは別のリアクタンス成分（インダクタンスＬ１及び抵抗Ｒ１）が、無視できない大きさで発生する。
【００４５】
これにより、図６〜図８のような、平滑コンデンサ７Ａを筐体１５に外付けしたインバータ装置では、平滑コンデンサ７Ａとスイッチングパワーモジュールとの配線部分における配線インピーダンスが、本実施形態のインバータ装置に比べて格段に大きくなる。そのため、平滑コンデンサ７Ａに対する電荷の出し入れが大きく阻害されるようになる。
【００４６】
特に、図９に示す各インバータ１，３，５のＩＧＢＴ１ａ，１ｂ，３ａ，３ｂ，５ａ，５ｂが高速でスイッチングを行うと、そのスイッチング周波数に応じて、配線１７のリアクタンス成分中のインダクタンス成分が非常に高くなる。このため、配線１７のインピーダンスが非常に高くなって平滑コンデンサ７Ａに対する電荷の出し入れが阻害される度合いは、より顕著となる。
【００４７】
したがって、図６〜図８のような、平滑コンデンサ７Ａを筐体１５に外付けしたインバータ装置では、平滑コンデンサ７Ａの容量をフル活用できなくなり、その分、平滑コンデンサ７Ａの容量（体積）を大きくしなければならないという悪循環が生じ、インバータ装置の大型化を免れなくなってしまう。
【００４８】
また、平滑コンデンサ７Ａが平滑化に十分役割を果たせなくなると、ＩＧＢＴ１ａ，１ｂ，３ａ，３ｂ，５ａ，５ｂのスイッチングに伴う電圧変動により現れる、図１０のグラフに示すような、電流リップルの大きいインバータ入力を、直流電源８が殆ど供給しなければならなくなる。これにより、直流電源８を流れる電流のリップル幅が大きくなり、直流電源８の負担が大きくなって寿命を短くしてしまう。
【００４９】
しかも、インバータ入力の電流リップルが大きくなると、図１１のグラフに示すように、インバータ出力にも大きい電流リップルが生じて、インバータ装置の交流出力が供給される負荷９における損失が増大するという悪影響が生じる。
【００５０】
また、インバータ出力における電流リップルの増大に応じて、図１２のグラフに示すように、ＩＧＢＴ１ａ，１ｂ，３ａ，３ｂ，５ａ，５ｂのスイッチングに伴うサージ電圧のレベルも高くなるので、ＩＧＢＴ１ａ，１ｂ，３ａ，３ｂ，５ａ，５ｂの損傷を招くきっかけとなりかねない。図９に示す各インバータ１，３，５のＩＧＢＴ１ａ，１ｂ，３ａ，３ｂ，５ａ，５ｂに代えてＭＯＳＦＥＴ（ユニポーラトランジスタ）をスイッチングパワーデバイスとして用いる場合は、そのスイッチングに伴いドレイン−ソース間に現れるサージ電圧のレベルが、図１２のグラフに示すように、インバータ出力における電流リップルの増大に応じて高くなる。
【００５１】
これに対して、図２に示す本実施形態のインバータ装置のように、主回路基板１１上にスイッチングパワーモジュール１３と共に平滑コンデンサ７を実装して筐体１５に内蔵させる構成とすれば、平滑コンデンサ７とスイッチングパワーモジュール１３との配線距離は、図６〜図８のインバータ装置の配線１７と比べて格段に短くなる。
【００５２】
このため、図１の等価回路図に示すように、平滑コンデンサ７とスイッチングパワーモジュール１３とを接続する配線の経路上に、直流電源８と各インバータ１，３，５のハイサイド側とを接続する経路上のリアクタンス成分（インダクタンスＬ及び抵抗Ｒ）のようなリアクタンス成分は、全く、又は、殆ど無視できる大きさでしか発生しない。そのため、平滑コンデンサ７に対する電荷の出し入れが大きく阻害されることはない。
【００５３】
特に、各インバータ１，３，５のＩＧＢＴ１ａ，１ｂ，３ａ，３ｂ，５ａ，５ｂが高速でスイッチングを行っても、それらと平滑コンデンサ７とを電気的に接続する配線のインピーダンスが極めて小さいことから、その配線のインダクタンス成分の上昇は僅かなものとなる。したがって、平滑コンデンサ７に対する電荷の出し入れが阻害されることはない。
【００５４】
よって、平滑コンデンサ７の容量を効率良くフル活用できるようになり、図６〜図８のような、筐体１５に外付けした平滑コンデンサ７Ａに比べて平滑コンデンサ７の容量（体積）を小さくしても、インバータ入力の平滑化を十分に行えるようになる。
【００５５】
これにより、平滑コンデンサ７をスイッチングパワーモジュール１３と共に主回路基板１１上に実装して筐体１５に内蔵できるようにして、インバータ入力を高い効率で平滑化しつつ、平滑コンデンサ７の筐体１への内蔵化の実現によりインバータ装置の小型化を実現することができる。
【００５６】
また、平滑コンデンサ７が平滑化に十分役割を果たせるようになると、ＩＧＢＴ１ａ，１ｂ，３ａ，３ｂ，５ａ，５ｂのスイッチングに伴う電圧変動により現れるインバータ入力の電流リップルが、図３のグラフに示すように小さくなるので、直流電源８は、電流リップルの殆ど無い安定した直流入力を供給すれば済むようになる。これにより、直流電源８を流れる電流のリップル幅を抑制して直流電源８の負担を減らし、直流電源８の長寿命化を図ることができる。
【００５７】
しかも、インバータ入力の電流リップルが小さくなると、図４のグラフに示すように、インバータ出力にも生じる電流リップルも小さくなる（あるいは無くなる）ので、インバータの交流出力が供給される負荷９における損失を抑制する（あるいは無くす）ことができる。
【００５８】
また、インバータ出力における電流リップルの抑制に応じて、図５のグラフに示すように、ＩＧＢＴ１ａ，１ｂ，３ａ，３ｂ，５ａ，５ｂのスイッチングに伴うサージ電圧のレベルも低くなるので、ＩＧＢＴ１ａ，１ｂ，３ａ，３ｂ，５ａ，５ｂがサージ電圧による損傷を受けにくくし、ＩＧＢＴ１ａ，１ｂ，３ａ，３ｂ，５ａ，５ｂの信頼性を向上させることができる。図１のＩＧＢＴ１ａ，１ｂ，３ａ，３ｂ，５ａ，５ｂに代えてＭＯＳＦＥＴ（ユニポーラトランジスタ）をスイッチングパワーデバイスとして用いる場合は、そのスイッチングに伴いドレイン−ソース間に現れるサージ電圧のレベルが、図５のグラフに示すように低くなる。
【００５９】
なお、本実施形態では、スイッチングパワーモジュール１３と平滑コンデンサ７とが主回路基板１１ごと筐体１５に収容される場合の構成について説明したが、筐体１５の無いインバータ装置にも本発明は適用可能である。
【００６０】
また、筐体１５に平滑コンデンサ７を内蔵する構成の場合、本実施形態のように平滑コンデンサ７がスイッチングパワーモジュール１３と同じ主回路基板１１に実装されておらず、筐体１５に収容した他の基板に平滑コンデンサ７が実装される場合でも、本発明は適用可能である。
【００６１】
そして、本実施形態及び上述したその各変形例を通じて、平滑コンデンサ７とスイッチングパワーモジュール１３との配線長さＬは、Ｌ＜５０ｃｍであるものとする。
【００６２】
平滑コンデンサ７とスイッチングパワーモジュール１３との配線長さＬを上記のような寸法とすることで、筐体１５を有するインバータ装置の場合は、事実上、その筐体１５に平滑コンデンサ７を内蔵する構成となる。また、筐体１５を有しないインバータ装置の場合は、事実上、スイッチングパワーモジュール１３と同じ主回路基板１１か、スイッチングパワーモジュール１３と近接して配置した他の基板に平滑コンデンサ７を実装する構成となる。
【００６３】
これにより、平滑コンデンサ７とスイッチングパワーモジュール１３との配線距離が、その配線に関する配線インピーダンスが無視できる程度となる長さに収まるようになる。よって、平滑コンデンサ７に対する電荷の出し入れが大きく阻害されることがないようにして、平滑コンデンサ７の容量を効率良くフル活用できるようにすることができる。
【００６４】
よって、平滑コンデンサ７の容量（体積）を、筐体１５への内蔵を可能とする大きさまで小さくしても、その容量の小さい平滑コンデンサ７でインバータ入力の平滑化を十分に行えるようにして、インバータ入力を高い効率で平滑化しつつ、平滑コンデンサ７の容量（体積）減による筐体１５への内蔵化の実現によりインバータ装置の小型化を実現することができる。
【００６５】
しかも、本実施形態及び上述したその各変形例のインバータ装置によれば、直流電源８からの直流入力が１００ボルト以下の低電圧であることから、インバータ入力の電圧変動は高電圧の場合よりも小さいボリュームとなる。したがって、平滑コンデンサ７には、筐体１５に外付けした図６〜図８の平滑コンデンサ７ほどの容量（体積）は要求されない。
【００６６】
このため、平滑コンデンサ７を筐体１５に内蔵できる大きさとすることや、平滑コンデンサ７をスイッチングパワーモジュール１３と同じ主回路基板１１に実装できる大きさとすること、あるいは、平滑コンデンサ７とスイッチングパワーモジュール１３との配線長さＬを５０ｃｍの範囲に収めることは、支障なく実現可能である。
【００６７】
それでいて、インバータ装置の負荷９に対する交流出力がピーク値で３０アンペア以上の大電流となると、インバータ入力の電圧変動によるインバータ出力の電流リップルは、低電流の場合よりも大きいボリュームとなる。したがって、インバータ入力の平滑化は、負荷９における損失や発熱の低減に大きく寄与することになり、また、ＩＧＢＴ１ａ，１ｂ，３ａ，３ｂ，５ａ，５ｂのスイッチングに伴うサージ電圧のレベルを抑えることにも大きく寄与することになる。
【００６８】
これにより、インバータ入力の高効率での平滑化と、容量（体積）減による平滑コンデンサ７の筐体１５に対する内蔵化の実現によるインバータ装置の小型化とを、より顕著な形で実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明の一実施形態に係るインバータ装置を説明する等価回路図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るインバータ装置の構造を示す説明図である。
【図３】本発明の一実施形態に係るインバータ装置におけるインバータ入力の電流波形図である。
【図４】本発明の一実施形態に係るインバータ装置におけるインバータ出力の電流波形図である。
【図５】図１の各バイポーラ（ユニポーラ）・トランジスタのスイッチングによりコレクタ−エミッタ（ドレイン−ソース）間に現れるサージ電圧の波形図である。
【図６】平滑コンデンサを筐体に外付けしたインバータ装置の構造例を示す説明図である。
【図７】平滑コンデンサを筐体に外付けしたインバータ装置の構造例を示す説明図である。
【図８】平滑コンデンサを筐体に外付けしたインバータ装置の構造例を示す説明図である。
【図９】平滑コンデンサを筐体に外付けしたインバータ装置の等価回路図である。
【図１０】平滑コンデンサを筐体に外付けしたインバータ装置におけるインバータ入力の電流波形図である。
【図１１】平滑コンデンサを筐体に外付けしたインバータ装置におけるインバータ出力の電流波形図である。
【図１２】図９の各バイポーラ（ユニポーラ）・トランジスタのスイッチングによりコレクタ−エミッタ（ドレイン−ソース）間に現れるサージ電圧の波形図である。
【符号の説明】
【００７０】
１，３，５  インバータ
１ａ，１ｂ，３ａ，３ｂ，５ａ，５ｂ  ＩＧＢＴ（スイッチングパワーデバイス）
７，７Ａ  平滑コンデンサ
８  直流電源
９  負荷
１１  主回路基板
１３  スイッチングパワーモジュール
１５  筐体
１７  配線
【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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