JP5851267B2 - インバータ及び車両制御装置 - Google Patents
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Description
第1の実施形態について図を参照し、詳細に説明する。
図1は、第1の実施形態の車両制御装置の構成を示す図である。
高速度遮断器2は、異常な直流電流が検知されたことにより、故障電流を遮断する。接触器4及び接触器5は、集電装置1とインバータ9とを接続する電気経路を切断又は接続する。充電抵抗3は、接触器4の両端に接続されて、接触器5を投入したときに、急激な電流が発生することを抑制する。
また、第2半導体素子パッケージ16bには、入出力端子として正極(それぞれコレクタ、カソード)側端子C1b、C2b、負極(それぞれエミッタ、アノード)側端子E1b、E2b、及びゲート端子(不図示)が設けられている。
一相分構成要素18、20の導体構成についても、上述の一相分構成要素16と同様の構成であるので、その詳細の説明は省略する。一相分構成要素18、20はそれぞれ、一相分構成要素16と並んで載置面上に配置される。即ち、一相分構成要素18に設けられたV相の交流電流を交流電動機11に供給するためのV相導体73V、一相分構成要素20に設けられたW相の交流電流を交流電動機11に供給するためのW相導体73Wが互いに平行になるように配置される。なお、正極側ラミネート導体71及び負極側ラミネート導体72は、一相分構成要素18、20に共通に使用できるように構成している。
第2の実施の形態では、半導体素子パッケージの構成が第1の実施の形態と異なっている。従って、第1の実施の形態と同一または同様の部位には同一の符号を付してその詳細の説明は省略する。
インバータ9の一相分構成要素16の第1半導体素子パッケージ16a、第2半導体素子パッケージ16bにそれぞれ均圧回路8a、均圧回路8bが設けられている。
更に、第1の実施の形態と第2の実施の形態の半導体素子パッケージを組み合わせて、一相分構成要素を構成しても良い。
第3の実施の形態では、車両制御装置は、交流架電システムに適用できるように構成されている。従って、第1の実施の形態と同一または同様の部位には同一の符号を付してその詳細の説明は省略する。
交流電力が架線(不図示)から集電装置1を介して取り出され、高速度遮断器2を経由してトランス12の一次側に供給される。トランス12によって降圧された交流電力は、二次側に設けられた充電抵抗3、接触器4、接触器5を介してコンバータ13へ接続される。
上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。
以下に出願当初の特許請求の範囲の記載を付記する。
[請求項1]
炭化珪素を使用したスイッチング用のトランジスタと還流用のダイオードとを有する半導体素子を2直列に接続した半導体素子パッケージを、各相のプラス側素子とマイナス側素子とにそれぞれ1つずつ使用する、VVVFインバータ。
[請求項2]
前記半導体素子パッケージは、
第1のスイッチング用のトランジスタのエミッタとコレクタをそれぞれ第1の還流用のダイオードのアノードとカソードに電気的に接続して正極と負極との2つの端子を設けた第1の半導体素子と、
第2のスイッチング用のトランジスタのエミッタとコレクタをそれぞれ第2の還流用のダイオードのアノードとカソードに電気的に接続して正極と負極との2つの端子を設けた第2の半導体素子と、
前記第1の半導体素子の負極と、当該負極に隣接して配した前記第2の半導体素子の正極とを電気的に接続する短絡導体とを有し、
前記短絡導体は、前記半導体素子パッケージに重ねて配される他の導体よりも内側に設けられる
請求項1に記載のVVVFインバータ。
[請求項3]
前記半導体素子パッケージを、各相のプラス側素子とマイナス側素子とにそれぞれ1つずつ使用して構成される各相の一相分構成要素は、
前記半導体素子パッケージの前記短絡導体で接続されていない負極端子と他の前記半導体素子パッケージの前記短絡導体で接続されていない正極端子とを出力用短絡導体に電気的に接続してなされ、
前記出力用短絡導体は、前記短絡導体よりも前記半導体素子パッケージの外側に設けられ、
請求項2に記載のVVVFインバータ。
[請求項4]
前記出力用短絡導体が前記VVVFの交流電力出力用導体であり、
前記一相分構成要素の導体に短絡されていない2つの端子が前記VVVFの直流電力入力用端子であり、
前記直流電力入力用端子の正極端子と接続する正極側ラミネート導体と、負極端子と接続する負極側ラミネート導体とがそれぞれ各相共通の導体として形成され、
前記正極側ラミネート導体と、負極側ラミネート導体とは、前記短絡導体よりも前記半導体素子パッケージの外側に設けられる
請求項3に記載のVVVFインバータ。
[請求項5]
前記半導体素子パッケージは、2直列に接続された前記半導体素子の電圧バランスを保つための電圧バランス部を更に備える、
請求項2乃至4のいずれか1項に記載のVVVFインバータ。
[請求項6]
請求項1乃至5のいずれか1項に記載のVVVFインバータを備え、
供給される電力から車両駆動用の電動機を駆動するための電力を生成する車両制御装置。
[請求項7]
炭化珪素(SiC)を使用したスイッチング用のトランジスタと還流用のダイオードとを有する半導体素子を2直列に接続した半導体素子パッケージを組み合わせて全波整流器として構成されたコンバータと、
請求項1乃至5のいずれか1項に記載のVVVFインバータとを備え、
供給される電力から車両駆動用の電動機を駆動するための電力を生成する車両制御装置。
Claims (3)
- 各相それぞれに設けられ、炭化珪素を用いたスイッチング用のトランジスタとこのトランジスタに逆並列接続され炭化珪素を用いた還流用のダイオードとを有する第1の半導体素子および第2の半導体素子とを有する上アーム側の半導体素子パッケージと、
前記各相それぞれに設けられ、炭化珪素を用いたスイッチング用のトランジスタとこのトランジスタに逆並列接続され炭化珪素を用いた還流用のダイオードとを有する第3の半導体素子および第4の半導体素子とを有する下アーム側の半導体素子パッケージと、
前記第1の半導体素子の負極端子と前記第2の半導体素子の正極端子に接続された上アーム側の導体と、
前記第3の半導体素子の負極端子と前記第4の半導体素子の正極端子に接続された第1の下アーム側の導体と、
前記各相それぞれに設けられ、前記第2の半導体素子の負極端と前記第3の半導体素子の正極端子に接続された交流側の導体と、
前記各相の前記第1の半導体素子の正極端子に接続された正極側の導体と、
前記各相の前記第4の半導体素子の負極端子に接続された負極側の導体と、を備え、
前記上アーム側および下アーム側の半導体素子パッケージ、前記上アーム側の導体および下アーム側の導体、前記各相の交流側の導体、前記正極側の導体、および前記負極側の導体は、ベース上で階層配置され、
さらに、
前記上アーム側の導体と下アーム側の導体は同一面上に、
前記上アーム側および下アーム側の半導体素子パッケージは、前記上アーム側の導体および下アーム側の導体と前記ベースの間に、そして、
前記各相の交流側の導体と前記正極側の導体と前記負極側の導体は、前記上アーム側の導体および下アーム側の導体に対して前記ベースと反対側に、
それぞれ配置されていることを特徴とするインバータ。 - 前記上アーム側の半導体素子パッケージと前記下アーム側の半導体素子パッケージとのそれぞれは、2直列に接続された前記半導体素子同士の電圧のバランスを保つための均圧回路を更に備える、
請求項1に記載のインバータ。 - 請求項1又は請求項2に記載のインバータを備え、
供給される電力から車両駆動用の電動機を駆動するための電力を生成する車両制御装置。
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