JP2019134608A - Electric power conversion apparatus - Google Patents
Electric power conversion apparatus Download PDFInfo
- Publication number
- JP2019134608A JP2019134608A JP2018015540A JP2018015540A JP2019134608A JP 2019134608 A JP2019134608 A JP 2019134608A JP 2018015540 A JP2018015540 A JP 2018015540A JP 2018015540 A JP2018015540 A JP 2018015540A JP 2019134608 A JP2019134608 A JP 2019134608A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- discharge
- discharge resistance
- module
- switching element
- discharge resistor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Inverter Devices (AREA)
Abstract
Description
本発明は、平滑用のコンデンサと、該コンデンサに蓄えられた電荷を放電するための放電抵抗とを備える電力変換装置に関する。 The present invention relates to a power conversion device including a smoothing capacitor and a discharge resistor for discharging a charge stored in the capacitor.
従来から、車両等に搭載される電力変換装置として、IGBT等のスイッチング素子を内蔵した半導体モジュールと、該半導体モジュールに接続した制御回路基板とを備えるものが知られている(下記特許文献1参照)。この電力変換装置は、上記制御回路基板を用いてスイッチング素子をオンオフ動作させ、これにより、直流電源から供給される直流電力を交流電力に変換するよう構成されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a power conversion device mounted on a vehicle or the like, a device including a semiconductor module incorporating a switching element such as an IGBT and a control circuit board connected to the semiconductor module is known (see
電力変換装置には、上記直流電源の電圧を平滑化するコンデンサと、該コンデンサの電荷を放電するための放電抵抗とが設けられている。放電抵抗には、コンデンサの電荷を常時放電する常時放電抵抗と、該常時放電抵抗よりも抵抗値が小さい急速放電抵抗とがある。 The power conversion device is provided with a capacitor that smoothes the voltage of the DC power supply and a discharge resistor that discharges the electric charge of the capacitor. The discharge resistance includes a constant discharge resistance that always discharges the charge of the capacitor and a rapid discharge resistance that has a resistance value smaller than that of the constant discharge resistance.
急速放電抵抗には、急速放電用スイッチング素子を直列に接続してある。緊急時(例えば上記車両が交通事故等を起こした場合)には、制御回路基板が急速放電用スイッチング素子をオンする。これにより、コンデンサを短時間で放電させ、安全性を確保している。また、何らかの原因で制御回路基板が急速放電用スイッチング素子をオンできなかった場合でも、コンデンサの電荷は、上記常時放電抵抗を介して放電される。そのため、暫く経過すると、コンデンサの電圧は低下する。上記電力変換装置では、常時放電抵抗と急速放電抵抗とを別々に設けてある。 A rapid discharge switching element is connected in series to the rapid discharge resistor. In an emergency (for example, when the vehicle causes a traffic accident or the like), the control circuit board turns on the rapid discharge switching element. This ensures the safety by discharging the capacitor in a short time. Even if the control circuit board cannot turn on the rapid discharge switching element for some reason, the charge of the capacitor is discharged through the above-described constant discharge resistor. Therefore, after a while, the capacitor voltage decreases. In the power converter, the constant discharge resistance and the rapid discharge resistance are provided separately.
しかしながら、上記電力変換装置では、急速放電抵抗と常時放電抵抗とを別々に設けているため、部品点数が多くなりやすい。そのため、電力変換装置の製造コストが上昇したり、電力変換装置が大型化したりしやすくなる。 However, in the above power conversion device, the rapid discharge resistance and the constant discharge resistance are separately provided, and therefore the number of parts tends to increase. For this reason, the manufacturing cost of the power converter increases, and the power converter tends to increase in size.
本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、製造コストを低減でき、より小型化できる電力変換装置を提供しようとするものである。 This invention is made | formed in view of this subject, and it aims at providing the power converter device which can reduce manufacturing cost and can be reduced in size.
本発明の一態様は、スイッチング素子(21)を内蔵した半導体モジュール(2)と、
上記スイッチング素子のオンオフ動作を制御する制御回路基板(3)と、
上記半導体モジュールに加わる直流電圧を平滑化するコンデンサ(4)と、
該コンデンサに蓄えられた電荷を放電するための放電抵抗モジュール(5)とを備え、
該放電抵抗モジュールは、
上記コンデンサに並列接続され、該コンデンサに蓄えられた電荷を常時放電する常時放電抵抗(RA)と、
該常時放電抵抗よりも抵抗値が小さい急速放電抵抗(RB)と、該急速放電抵抗に直列に接続された急速放電用スイッチング素子(51)とからなり、上記常時放電抵抗に並列接続した直列体(50)と、
を内蔵している、電力変換装置(1)。
One aspect of the present invention is a semiconductor module (2) incorporating a switching element (21);
A control circuit board (3) for controlling the on / off operation of the switching element;
A capacitor (4) for smoothing a DC voltage applied to the semiconductor module;
A discharge resistance module (5) for discharging the charge stored in the capacitor;
The discharge resistance module is
A continuous discharge resistor (R A ) connected in parallel to the capacitor and constantly discharging the charge stored in the capacitor;
The normally when the discharge resistor rapid discharge resistance is less resistance than the (R B), it becomes from a rapid discharge switching element (51) which are connected in series to said acute speed discharge resistor, connected in parallel to the constant discharge resistor in series Body (50),
A power conversion device (1) incorporating
上記電力変換装置においては、常時放電抵抗と、急速放電抵抗と、急速放電用スイッチング素子とを一つの部品(放電抵抗モジュール)に内蔵させている。
そのため、部品点数を低減することができる。これにより、電力変換装置の製造コストを低減することが可能になる。また、常時放電抵抗と、急速放電抵抗と、急速放電用スイッチング素子とをまとめて一つの部品(すなわち放電抵抗モジュール)にすると、これらを別々に形成した場合と比べて、部品全体の体積を小さくしやすくなる。そのため、電力変換装置を小型化することができる。
In the power converter, the constant discharge resistor, the rapid discharge resistor, and the rapid discharge switching element are built in one component (discharge resistor module).
Therefore, the number of parts can be reduced. Thereby, it becomes possible to reduce the manufacturing cost of a power converter device. In addition, if the constant discharge resistance, the rapid discharge resistance, and the rapid discharge switching element are combined into one component (that is, a discharge resistance module), the volume of the entire component is reduced compared to the case where these components are formed separately. It becomes easy to do. Therefore, the power converter can be reduced in size.
以上のごとく、上記態様によれば、製造コストを低減でき、より小型化できる電力変換装置を提供することができる。
なお、特許請求の範囲及び課題を解決する手段に記載した括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであり、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
As described above, according to the above aspect, it is possible to provide a power conversion device that can reduce the manufacturing cost and can be further reduced in size.
In addition, the code | symbol in the parenthesis described in the means to solve a claim and a subject shows the correspondence with the specific means as described in embodiment mentioned later, and limits the technical scope of this invention. It is not a thing.
(実施形態1)
上記電力変換装置に係る実施形態について、図1〜図11を参照して説明する。図1に示すごとく、本形態の電力変換装置1は、半導体モジュール2と、制御回路基板3と、コンデンサ4と、放電抵抗モジュール5とを備える。半導体モジュール2は、スイッチング素子21(本形態ではIGBT)を内蔵している。制御回路基板3は、スイッチング素子21のオンオフ動作を制御する。コンデンサ4は、半導体モジュール2に加わる直流電圧を平滑化する。放電抵抗モジュール5は、コンデンサ4に蓄えられた電荷を放電するために設けられている。
(Embodiment 1)
An embodiment according to the power conversion device will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 1, the
放電抵抗モジュール5は、常時放電抵抗RAと、急速放電抵抗RBと、急速放電用スイッチング素子51とを内蔵している。常時放電抵抗RAは、コンデンサ4に並列接続されており、コンデンサ4に蓄えられた電荷を常時放電する。また、急速放電抵抗RBは、常時放電抵抗RAよりも抵抗値が小さい。この常時放電抵抗RAと急速放電用スイッチング素子51とを直列に接続して直列体50を形成してある。直列体50は、常時放電抵抗RAに並列接続されている。
また、図1に示すごとく、放電抵抗モジュール5は、コンデンサ4の電極43P,43Nにそれぞれ電気接続した、一対の電圧検出用端子53P,53Nを備える。図5に示すごとく、制御回路基板3には、急速放電用ドライブ回路31と、電圧測定回路32とが形成されている。急速放電用ドライブ回路31は、急速放電用スイッチング素子51を駆動する。電圧測定回路32は、コンデンサ4の電圧を測定するために設けられている。電圧測定回路32は、放電抵抗モジュール5に設けた一対の電圧検出用端子53P,53Nに電気接続している。
As shown in FIG. 1, the
本形態の電力変換装置1は、電気自動車やハイブリッド車等の車両に搭載するための、車載用電力変換装置である。図1に示すごとく、本形態の電力変換装置1は、複数個の半導体モジュール2を備える。個々の半導体モジュール2は、上アームスイッチング素子21Hと、下アームスイッチング素子21Lとの、一対のスイッチング素子21を内蔵している。制御回路基板3によってこれらのスイッチング素子21をオンオフ動作させ、これにより、直流電源8から供給される直流電力を交流電力に変換している。そして、得られた交流電力を用いて三相交流モータ81を駆動し、上記車両を走行させている。
The
図2、図3に示すごとく、本形態では、複数の半導体モジュール2と複数の冷却管60とを積層して積層体10を構成してある。また、積層体10の積層方向(X方向)において積層体10に隣り合う位置に、上記放電抵抗モジュール5を配置してある。本形態では、冷却管60を用いて半導体モジュール2と放電抵抗モジュール5とを冷却している。
As shown in FIGS. 2 and 3, in this embodiment, the
冷却管60の長手方向(Y方向)における両端には、連結管15が配されている。この連結管15を用いて、X方向に隣り合う2本の冷却管60を連結している。また、図3に示すごとく、複数の冷却管60のうち、X方向における一端に配された端部冷却管60aには、冷媒14を導入するための導入管12と、冷媒14を導出するための導出管13とが接続している。冷媒14を導入管12から導入すると、冷媒14は連結管15を通って全ての冷却管60を流れ、導出管13から導出する。これにより、半導体モジュール2と放電抵抗モジュール5とを冷却している。
Connecting
また、電力変換装置1のケース11内には、加圧部材16(板ばね)を収容してある。この加圧部材16を用いて、放電抵抗モジュール5及び積層体10をX方向に加圧している。これにより、放電抵抗モジュール5及び放電抵抗モジュール5と、冷却管60との接触圧を確保すると共に、これらをケース11内に固定している。
Further, a pressure member 16 (plate spring) is accommodated in the
図2、図6に示すごとく、半導体モジュール2は、上記スイッチング素子21(図1参照)を収容した本体部28と、該本体部28から突出したパワー端子22と、制御端子23とを備える。パワー端子22には、直流電圧が加わる直流端子22P,22Nと、交流電力を出力する出力端子22Aとがある。直流端子22P,22Nは、図2に示すごとく、コンデンサ4に接続している。また、出力端子22Aは、交流バスバー220Aを介して、三相交流モータ81(図1参照)に電気接続している。制御端子23は、制御回路基板3に接続している。
As shown in FIGS. 2 and 6, the
図9に示すごとく、放電抵抗モジュール5も、半導体モジュール2と同様の構造になっている。すなわち、放電抵抗モジュール5は、上記常時放電抵抗RA(図1参照)等を内蔵した本体部58と、該本体部58から突出したパワー端子52と、複数の制御端子53とを備える。パワー端子52には、正極端子52Pと負極端子52Nとがある。これらのパワー端子52P,52Nは、コンデンサ4に電気接続される。また、複数の制御端子53の一部は、上述した、電圧検出用端子53P,53Nとなっている。制御端子53は、制御回路基板3(図2参照)に接続される。
As shown in FIG. 9, the
図4、図5に示すごとく、放電抵抗モジュール5の制御端子53と、半導体モジュール2の制御端子23とは、それぞれ制御回路基板3に接続している。制御回路基板3には、図5に示すごとく、急速放電用ドライブ回路31と、電圧測定回路32と、ドライブ回路33とが形成されている。
As shown in FIGS. 4 and 5, the
急速放電用ドライブ回路31は、急速放電用スイッチング素子51(図11参照)の、後述するゲート端子53G等に接続している。急速放電用ドライブ回路31は、緊急時(例えば上記車両が交通事故等を起こした場合)に、急速放電用スイッチング素子51をオンする。これにより、コンデンサ4に蓄えられた電荷を急速放電抵抗RBに流し、コンデンサ4の電圧を短時間で低下させる。また、電圧測定回路32は、放電抵抗モジュール5の電圧検出用端子53P,53Nに接続している。電圧測定回路32は、コンデンサ4の電圧を測定するために設けられている。また、ドライブ回路33は、半導体モジュール2の制御端子23に接続している。ドライブ回路33は、半導体モジュール2内のスイッチング素子21を駆動する。
Rapid discharging
図5に示すごとく、制御回路基板3には、半導体モジュール2や放電抵抗モジュール5等の高圧部品に接続した高圧領域SHと、マイコン等の低圧部品(図示しない)が搭載された低圧領域SLとが形成されている。急速放電用ドライブ回路31と、電圧測定回路32と、ドライブ回路33とは、互いに接近しており、一つの高圧領域SH内に形成されている。
As shown in FIG. 5, the
次に、半導体モジュール2の構造について、より詳細に説明する。図8に示すごとく、本形態の半導体モジュール2は、上記スイッチング素子21と、該スイッチング素子21に逆並列接続したフリーホイールダイオード27と、感温ダイオード29とを備える。また、上記制御端子23として、カソード端子23Kと、アノード端子23Aと、ゲート端子23Gと、センス端子23Sと、エミッタ端子23Eとを備える。カソード端子23K及びアノード端子23Aは、感温ダイオード29に接続している。制御回路基板3によって感温ダイオード29の順方向電圧VFを測定することにより、スイッチング素子21の温度を測定している。そして、温度が高くなりすぎた場合は、スイッチング素子21をオフするよう構成してある。
Next, the structure of the
また、ゲート端子23G、センス端子23S、エミッタ端子23Eは、それぞれスイッチング素子21のゲート電極210G、センス電極210S、エミッタ電極210Eに接続している。スイッチング素子21を流れる電流の一部をセンス電極210Sから取り出して、制御回路基板3によって測定している。そして、過電流が流れた場合には、スイッチング素子21をオフするよう構成してある。
The
図7に示すごとく、半導体モジュール2は、上記本体部28から露出した複数の電極板24と、Cu等の金属からなる金属ブロック25とを備える。一対の電極板24の間に、スイッチング素子21、金属ブロック25、フリーホイールダイオード27等が介在している。個々の電極板24は、それぞれパワー端子22に接続している。
As shown in FIG. 7, the
一対の電極板24のうち、一方の電極板24Aとスイッチング素子21との間に、これらを電気接続するはんだ層26が介在している。またスイッチング素子21と金属ブロック25Aとの間、および金属ブロック25Aと他方の電極板24Nとの間にも、はんだ層26が介在している。同様に、一方の電極板24Aとフリーホイールダイオード27との間に、これらを電気接続するはんだ層26が介在している。また、フリーホイールダイオード27と金属ブロック25Bとの間、および金属ブロック25Bと他方の電極板24Nとの間にも、はんだ層26が介在している。
Of the pair of
次に、放電抵抗モジュール5の構造について、詳細に説明する。図11に示すごとく、放電抵抗モジュール5は、上述したように、常時放電抵抗RAと、急速放電抵抗RBと、急速放電用スイッチング素子51とを備える。また、制御端子53として、上記電圧検出用端子53P,53Nと、ゲート端子53Gと、センス端子53Sと、エミッタ端子53Eとを備える。電圧検出用端子53P,53Nは、パワー端子52P,52Nに電気接続している。また、ゲート端子53G、センス端子53S、エミッタ端子53Eは、それぞれ急速放電用スイッチング素子51のゲート電極510G、センス電極510S、エミッタ電極510Eに接続している。
Next, the structure of the
また、放電抵抗モジュール5は、図10に示すごとく、本体部58から露出した一対の電極板54(54P,54N)を備える。個々の電極板54P,54Nは、それぞれパワー端子52P,52Nに接続している。これらの電極板54P,54Nの間に、常時放電抵抗RA、急速放電抵抗RB、急速放電用スイッチング素子51が介在している。本形態では、常時放電抵抗RAと急速放電抵抗RBとを、それぞれ半導体材料(シリコン)を用いて構成している。常時放電抵抗RAは、例えば不純物を含有しない真性半導体によって形成することができる。また、急速放電抵抗RBには、P型又はN型の不純物を添加してある。これにより、急速放電抵抗RBの抵抗値を、常時放電抵抗RAよりも小さくしてある。
Further, as shown in FIG. 10, the
図10に示すごとく、一対の電極板54のうち一方の電極板54Pと急速放電用スイッチング素子51との間に、これらを接続するはんだ層56が介在している。同様に、急速放電用スイッチング素子51と急速放電抵抗RBとの間、および急速放電抵抗RBと他方の電極板54Nとの間にも、はんだ層56が介在している。また、一方の電極板54Pと常時放電抵抗RAとの間、および常時放電抵抗RAと他方の電極板54Nとの間にも、これらを接続するはんだ層56が介在している。
As shown in FIG. 10, a
本形態の作用効果について説明する。本形態では図1、図10に示すごとく、常時放電抵抗RAと、急速放電抵抗RBと、急速放電用スイッチング素子51とを一つの部品(放電抵抗モジュール5)に内蔵させている。
そのため、部品点数を低減することができる。これにより、電力変換装置1の製造コストを低減することが可能になる。また、常時放電抵抗RAと、急速放電抵抗RBと、急速放電用スイッチング素子51をまとめて一つの部品(すなわち放電抵抗モジュール5)にすると、これらを別々に形成した場合と比べて、部品全体の体積を小さくしやすくなる。そのため、電力変換装置1を小型化することができる。
The effect of this form is demonstrated. Figure 1 In this embodiment, as shown in FIG. 10, and is incorporated and constantly discharge resistor R A, a rapid discharge resistor R B, a rapid
Therefore, the number of parts can be reduced. Thereby, the manufacturing cost of the
また、図1に示すごとく、上記放電抵抗モジュール5は、コンデンサ4の電極43P,43Nに電気接続した、一対の電圧検出用端子53P,53Nを備える。これらの電圧検出用端子53P,53Nは、図5に示すごとく、制御回路基板3の電圧測定回路32に接続している。また、制御回路基板3には、放電抵抗モジュール5内の急速放電用スイッチング素子51に電気接続した急速放電用ドライブ回路31を形成してある。
このようにすると、急速放電用ドライブ回路31と電圧測定回路32とが、それぞれ放電抵抗モジュール5に電気接続しているため、これらの回路31,32を互いに近い位置に形成することができる。そのため、制御回路基板3の面積を小さくすることができる。
すなわち、これらの回路31,32は高い電圧が加わるため、低圧領域SLと充分に絶縁させる必要がある。そのため、これらの回路31,32と低圧領域SLとの間に、絶縁領域ISを形成する必要がある。これに対して、高い電圧が加わる回路31,32同士は、それぞれの電位が大きく異ならないため、接近させることができる。そのため、高い電圧が加わる回路31,32同士を接近させて一まとめにし、低圧領域SLとなるべく隣り合わないようにすれば、絶縁領域ISを小さくすることができ、制御回路基板3の面積を小さくすることができる。
As shown in FIG. 1, the
In this case, since the rapid
That is, these
従来の電力変換装置1は、図22〜図24に示すごとく、急速放電抵抗RBと常時放電抵抗RAとを別々に設けていた。そして、常時放電抵抗RAから電圧検出用端子53P,53Nを突出させ、図23に示すごとく、これらの電圧検出用端子53P,53Nを電圧測定回路32に接続していた。そのため、高い電圧が加わる、急速放電用ドライブ回路31と電圧測定回路32とが離れた位置に配されていた。したがって、個々の回路31,32が低圧領域SLと隣り合い、広い絶縁領域ISが必要になっていた。そのため、制御回路基板3の面積が大きくなりやすかった。
これに対して、本形態のように、急速放電抵抗RBと常時放電抵抗RAとを一つの部品(すなわち放電抵抗モジュール5)にし、この放電抵抗モジュール5から電圧検出用端子53P,53Nを突出させれば、図5に示すごとく、電圧測定回路32を急速放電用ドライブ回路31に近い位置に形成することができ、これら高い電圧が加わる回路31,32を一まとめにすることができる。したがって、個々の回路31,32が低圧領域SLと隣り合わずにすみ、広い絶縁領域ISを形成しなくてすむ。そのため、制御回路基板3の面積を小さくすることができる。
As shown in FIGS. 22 to 24, the
On the other hand, as in this embodiment, the rapid discharge resistor R B and the constant discharge resistor R A are made into one component (that is, the discharge resistor module 5), and the
また、本形態では図3、図4に示すごとく、半導体モジュール2と、放電抵抗モジュール5と、冷却管60とを積層してある。
そのため、半導体モジュール2と放電抵抗モジュール5とを接近させることができる。したがって、図5に示すごとく、半導体モジュール2に接続したドライブ回路33と、放電抵抗モジュール5に接続した急速放電用ドライブ回路31および電圧測定回路32を、互いに近い位置に形成することができる。これらの回路31〜33の電位は、互いに大きく異ならないため、個々の回路31〜33を接近させても、短絡等の問題は特に生じない。そのため、これらの回路31〜33を互いに接近させることにより、制御回路基板3にいわゆるデッドスペースが形成されることを抑制でき、制御回路基板3の面積をより小さくすることができる。
In this embodiment, as shown in FIGS. 3 and 4, the
Therefore, the
また、図3に示すごとく、本形態の電力変換装置1は、半導体モジュール2を冷却する冷却器6を備える。この冷却器6を用いて、放電抵抗モジュール5を冷却している。
そのため、コンデンサ4の放電電流が流れて発熱した放電抵抗RA,RBを、冷却器6を用いて冷却することができる。
Further, as shown in FIG. 3, the
Therefore, the discharge resistors R A and R B that have generated heat due to the discharge current of the
また、本形態では、常時放電抵抗RAおよび急速放電抵抗RBを、半導体材料によって構成している。
この場合は、半導体材料に添加する不純物の量を調整することにより、抵抗値を容易に調整することができる。そのため、放電抵抗モジュール5を設計しやすくなる。また、放電抵抗RA,RBの抵抗値を調整して、厚さを薄くすることができる。そのため、放電抵抗RA,RBを小型化でき、放電抵抗モジュール5を小型化することができる。
Further, in this embodiment, the constant discharge resistor R A and the rapid discharge resistor R B, is constituted by a semiconductor material.
In this case, the resistance value can be easily adjusted by adjusting the amount of impurities added to the semiconductor material. Therefore, it becomes easy to design the
以上のごとく、本形態によれば、製造コストを低減でき、より小型化できる電力変換装置を提供することができる。 As described above, according to this embodiment, it is possible to provide a power conversion device that can reduce the manufacturing cost and can be further reduced in size.
なお、本形態では、常時放電抵抗RAおよび急速放電抵抗RBをシリコンによって形成したが、これらをゲルマニウムによって形成してもよい。また、本形態では図1に示すごとく、スイッチング素子21としてIGBTを用いたが、本発明はこれに限るものではなく、MOSFETを用いてもよい。
In the present embodiment has formed the constant discharge resistor R A and the rapid discharge resistance R B of silicon, it may be those formed by germanium. In this embodiment, as shown in FIG. 1, the IGBT is used as the switching
以下の実施形態においては、図面に用いた符号のうち、実施形態1において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、実施形態1と同様の構成要素等を表す。 In the following embodiments, the same reference numerals used in the drawings among the reference numerals used in the drawings represent the same constituent elements as those in the first embodiment unless otherwise indicated.
(実施形態2)
本形態は、放電抵抗モジュール5の冷却方法を変更した例である。図12に示すごとく、本形態の電力変換装置1は、実施形態1と同様に、複数の冷却管60を備える。これら複数の冷却管60によって、半導体モジュール2を冷却する冷却器6を構成してある。そして、半導体モジュール2と冷却管60とを積層すると共に、放電抵抗モジュール5を一対の冷却管60によって挟持してある。
(Embodiment 2)
This embodiment is an example in which the cooling method of the
本形態の作用効果について説明する。上記構成にすると、放電抵抗モジュール5を両面から冷却できる。そのため、放電抵抗モジュール5をより効率的に冷却することができる。
その他、実施形態1と同様の構成および作用効果を備える。
The effect of this form is demonstrated. If it is set as the said structure, the
In addition, the same configuration and operational effects as those of the first embodiment are provided.
(実施形態3)
本形態は、放電抵抗モジュール5の構成を変更した例である。図13、図14に示すごとく、本形態の放電抵抗モジュール5は、常時放電抵抗RAと、直列体50とからなる放電回路59を2個備える。そして、これら2個の放電回路59を直列に接続してある。また、実施形態1と同様に、本形態の半導体モジュール2は、上アーム側に配された上アームスイッチング素子21Hと、下アーム側に配された下アームスイッチング素子21Lとを備える。
(Embodiment 3)
This embodiment is an example in which the configuration of the
上記構成にすると、半導体モジュール2においてフリーホイールダイオード27およびスイッチング素子21H,21L(図6参照)を配置した位置に、放電抵抗モジュール5の常時放電抵抗RAおよび直列体50(図14参照)を配置することができる。そのため、半導体モジュール2の製造方法と同様の方法を用いて放電抵抗モジュール5を製造することができ、放電抵抗モジュールを容易に製造することが可能になる。
その他、実施形態1と同様の構成および作用効果を備える。
With the above configuration, the continuous discharge resistor RA and the serial body 50 (see FIG. 14) of the
In addition, the same configuration and operational effects as those of the first embodiment are provided.
(実施形態4)
本形態は、放電抵抗モジュール5の構造を変更した例である。図15に示すごとく、本形態の放電抵抗モジュール5は、実施形態1と同様に、一対の電極板54を備える。これら一対の電極板54の間に、常時放電抵抗RAと、導体ブロック55とが介在している。導体ブロック55は、導体(本形態では金属)からなり、常時放電抵抗RAに直列接続している。また、一対の電極板54のうち一方の電極板54Pと導体ブロック55との間に、これらを接続するはんだ層56が介在している。同様に、導体ブロック55と常時放電抵抗RAとの間、および常時放電抵抗RAと他方の電極板54Nとの間にも、はんだ層56が介在している。
(Embodiment 4)
This embodiment is an example in which the structure of the
本形態の作用効果について説明する。上記構成にすると、一対の電極板54P,54Nの間に、はんだ層56を3層、形成することができる。そのため、はんだ層56の層数を実施形態1(図10参照)よりも多くすることができる。したがって、電流が流れて常時放電抵抗RA等が発熱し、膨張して応力が発生したとしても、その応力を多くのはんだ層56によって吸収することができる。そのため、個々のはんだ層56に加わる応力を低減でき、はんだ層56にクラック等が発生する可能性を低減できる。
その他、実施形態1と同様の構成および作用効果を備える。
The effect of this form is demonstrated. With the above configuration, three
In addition, the same configuration and operational effects as those of the first embodiment are provided.
(実施形態5)
本形態は、放電抵抗モジュール5の構造を変更した例である。図16に示すごとく、本形態では、常時放電抵抗RAにダイオード57を直列接続してある。また、図17に示すごとく、本形態の放電抵抗モジュール5は、実施形態4と同様に、一対の電極板54P,54Nを備える。これら一対の電極板54P,54Nの間に、ダイオード57と放電抵抗モジュール5とが介在している。一対の電極板54のうち一方の電極板54Pとダイオード57との間には、これらを接続するはんだ層56が介在している。同様に、ダイオード57と常時放電抵抗RAとの間、および常時放電抵抗RAと他方の電極板54Nとの間にも、はんだ層56が介在している。
(Embodiment 5)
This embodiment is an example in which the structure of the
本形態の作用効果について説明する。上記構成にすると、一対の電極板54P,54Nの間に、はんだ層56を3層、形成することができる。そのため、はんだ層56の層数を実施形態1(図10参照)よりも多くすることができる。したがって、電流が流れて常時放電抵抗RA等が発熱し、膨張して応力が発生したとしても、その応力を多くのはんだ層56によって吸収することができる。そのため、個々のはんだ層56に加わる応力を低減でき、はんだ層56にクラック等が発生する可能性を低減できる。
その他、実施形態1と同様の構成および作用効果を備える。
The effect of this form is demonstrated. With the above configuration, three
In addition, the same configuration and operational effects as those of the first embodiment are provided.
(実施形態6)
本形態は、放電抵抗モジュール5の構成を変更した例である。図18に示すごとく、本形態の放電抵抗モジュール5は、感温ダイオード590を備える。また、制御端子53として、電圧検出用端子53P,53Nと、カソード端子53Kと、アノード端子53Aと、ゲート端子53Gと、センス端子53Sと、エミッタ端子53Eとを備える。カソード端子53K及びアノード端子53Aは、感温ダイオード590に接続している。制御回路基板3は、この感温ダイオード590の順方向電圧VFを測定することにより、放電抵抗モジュール5の温度を測定している。また、ゲート端子53G、センス端子53S、エミッタ端子53Eは、実施形態1と同様に、それぞれ急速放電用スイッチング素子51のゲート電極510G、センス電極510S、エミッタ電極510Eに接続している。
(Embodiment 6)
This embodiment is an example in which the configuration of the
図19に示すごとく、電圧検出用端子53P,53Nは、実施形態1と同様に、電圧測定回路32に電気接続している。他の制御端子53(53K,53A,53G,53S,53E)は、それぞれ急速放電用ドライブ回路31に電気接続している。
その他、実施形態1と同様の構成および作用効果を備える。
As shown in FIG. 19, the
In addition, the same configuration and operational effects as those of the first embodiment are provided.
(実施形態7)
本形態は、放電抵抗モジュール5の構成を変更した例である。図20に示すごとく、本形態の放電抵抗モジュール5は、実施形態6と同様に、感温ダイオード590を備える。また、放電抵抗モジュール5は、制御端子53として、電圧検出用端子53P,53Nと、カソード端子53Kと、アノード端子53Aと、ゲート端子53Gと、エミッタ端子53Eとを備える。すなわち、本形態の放電抵抗モジュール5は、実施形態6と比較して、センス端子53Sを備えていない。
(Embodiment 7)
This embodiment is an example in which the configuration of the
図21に示すごとく、電圧検出用端子53P,53Nは、実施形態6と同様に、電圧測定回路32に電気接続している。他の制御端子53(53K,53A,53G,53E)は、それぞれ急速放電用ドライブ回路31に電気接続している。
その他、実施形態1と同様の構成および作用効果を備える。
As shown in FIG. 21, the
In addition, the same configuration and operational effects as those of the first embodiment are provided.
本発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の実施形態に適用することが可能である。 The present invention is not limited to the above embodiments, and can be applied to various embodiments without departing from the scope of the invention.
1 電力変換装置
2 半導体モジュール
21 スイッチング素子
3 制御回路基板
4 コンデンサ
5 放電抵抗モジュール
51 急速放電用スイッチング素子
RA 常時放電抵抗
RB 急速放電抵抗
1
Claims (8)
上記スイッチング素子のオンオフ動作を制御する制御回路基板(3)と、
上記半導体モジュールに加わる直流電圧を平滑化するコンデンサ(4)と、
該コンデンサに蓄えられた電荷を放電するための放電抵抗モジュール(5)とを備え、
該放電抵抗モジュールは、
上記コンデンサに並列接続され、該コンデンサに蓄えられた電荷を常時放電する常時放電抵抗(RA)と、
該常時放電抵抗よりも抵抗値が小さい急速放電抵抗(RB)と、該急速放電抵抗に直列に接続された急速放電用スイッチング素子(51)とからなり、上記常時放電抵抗に並列接続した直列体(50)と、
を内蔵している、電力変換装置(1)。 A semiconductor module (2) having a built-in switching element (21);
A control circuit board (3) for controlling the on / off operation of the switching element;
A capacitor (4) for smoothing a DC voltage applied to the semiconductor module;
A discharge resistance module (5) for discharging the charge stored in the capacitor;
The discharge resistance module is
A continuous discharge resistor (R A ) connected in parallel to the capacitor and constantly discharging the charge stored in the capacitor;
The normally when the discharge resistor rapid discharge resistance is less resistance than the (R B), it becomes from a rapid discharge switching element (51) which are connected in series to said acute speed discharge resistor, connected in parallel to the constant discharge resistor in series Body (50),
A power conversion device (1) incorporating
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018015540A JP7013899B2 (en) | 2018-01-31 | 2018-01-31 | Power converter |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018015540A JP7013899B2 (en) | 2018-01-31 | 2018-01-31 | Power converter |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2019134608A true JP2019134608A (en) | 2019-08-08 |
JP7013899B2 JP7013899B2 (en) | 2022-02-01 |
Family
ID=67546815
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018015540A Active JP7013899B2 (en) | 2018-01-31 | 2018-01-31 | Power converter |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7013899B2 (en) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013201842A (en) * | 2012-03-26 | 2013-10-03 | Denso Corp | Electric power conversion apparatus |
JP2015220810A (en) * | 2014-05-15 | 2015-12-07 | 三菱マテリアル株式会社 | Inverter device, and method of manufacturing the same |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6719952B2 (en) | 2016-04-18 | 2020-07-08 | 株式会社マキタ | Electric work machine |
-
2018
- 2018-01-31 JP JP2018015540A patent/JP7013899B2/en active Active
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013201842A (en) * | 2012-03-26 | 2013-10-03 | Denso Corp | Electric power conversion apparatus |
JP2015220810A (en) * | 2014-05-15 | 2015-12-07 | 三菱マテリアル株式会社 | Inverter device, and method of manufacturing the same |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP7013899B2 (en) | 2022-02-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5768839B2 (en) | Power converter | |
EP1758440B1 (en) | Semiconductor device | |
US8754511B2 (en) | Heat sink for electrical power converter | |
US20100182747A1 (en) | Semiconductor element cooling structure | |
JP2001286158A (en) | Semiconductor device and power converter | |
JP2015149883A (en) | Power conversion device | |
CN109121461B (en) | Power conversion device | |
CN110959251B (en) | Power conversion device | |
JP2014204589A (en) | Power conversion apparatus | |
JP2011259544A (en) | Power conversion apparatus | |
JP5531611B2 (en) | Power converter | |
JP6354433B2 (en) | Power converter | |
CN100394691C (en) | Semiconductor switch arrangement | |
JP2019037049A5 (en) | ||
JP2007053371A (en) | Power semiconductor module with line elements | |
JP2009071935A (en) | Power converter | |
JP6252219B2 (en) | Power conversion apparatus and manufacturing method thereof | |
JP2019134608A (en) | Electric power conversion apparatus | |
JP6575391B2 (en) | Power converter | |
JP5716702B2 (en) | Semiconductor device | |
JP6693348B2 (en) | Power converter | |
JP2007042796A (en) | Power semiconductor device and inverter equipment | |
JP6601311B2 (en) | Power converter | |
WO2017169660A1 (en) | Power conversion device | |
JP7331811B2 (en) | power converter |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20201209 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20211008 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20211019 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20211202 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20211221 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20220103 |