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公開番号2024053151
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-04-15
出願番号2022159217
出願日2022-10-03
発明の名称電力変換器
出願人三菱電機株式会社
代理人弁理士法人ぱるも特許事務所
主分類H02M 7/48 20070101AFI20240408BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】コンデンサと接続されたバスバーにおける配線インダクタンスの増加を効果的に抑制した電力変換器を得ること。
【解決手段】電力変換器は、第一電極と第二電極とを有するコンデンサと、第一電極及び第二電極の一方、又は双方のそれぞれである特定電極に接続される特定バスバーと、を備え、特定バスバーは、特定電極上で、折り返され、互いに対向した部分を有する折返し配線部を有し、折返し配線部の端部が、特定電極に接続されている。
【選択図】図6
特許請求の範囲【請求項１】
第一電極と第二電極とを有するコンデンサと、
前記第一電極及び前記第二電極の一方、又は双方のそれぞれである特定電極に接続される特定バスバーと、を備え、
前記特定バスバーは、前記特定電極上で、折り返され、互いに対向した部分を有する折返し配線部を有し、前記折返し配線部の端部が、前記特定電極に接続されている電力変換器。
続きを表示（約 1,300 文字）【請求項２】
前記特定バスバーは、前記特定電極上に配置された追加の配線部を有し、前記追加の配線部の端部が、前記特定電極に接続され、
前記追加の配線部は、前記折返し配線部の一部である被対向部に対向している対向部を有し、前記追加の配線部の対向部の電流方向と、前記折返し配線部の被対向部の電流方向は、互いに逆方向である請求項１に記載の電力変換器。
【請求項３】
前記追加の配線部は、前記特定電極上で、折り返され、互いに対向した部分を有し、
前記折返し配線部における折り返し個所よりも前記特定電極に接続された側の部分が、被対向部であり、前記追加の配線部における折り返し個所よりも前記特定電極に接続された側とは反対側の部分が、対向部である、
又は、前記折返し配線部における折り返し個所よりも前記特定電極に接続された側とは反対側の部分が、被対向部であり、前記追加の配線部における折り返し個所よりも特定電極に接続された側の部分が、対向部である請求項２に記載の電力変換器。
【請求項４】
前記追加の配線部は、前記特定電極上で、直線状に延びた部分を有し、
前記折返し配線部における折り返し個所よりも前記特定電極に接続された側の部分が、被対向部であり、前記追加の配線部における前記被対向部に対向している部分が、対向部である請求項２に記載の電力変換器。
【請求項５】
前記折返し配線部における配線の幅をａ１とし、前記折返し配線部における配線の対向した部分の間隔をｂ１とし、ｂ１≦ａ１に設定されている請求項１に記載の電力変換器。
【請求項６】
前記追加の配線部における配線の幅をａ２とし、前記追加の配線部における配線の対向した部分の間隔をｂ２とし、ｂ２≦ａ１に設定されている請求項３に記載の電力変換器。
【請求項７】
前記折返し配線部は、前記折返し配線部の端部でのみ前記特定電極に接続されている請求項１に記載の電力変換器。
【請求項８】
前記追加の配線部は、前記追加の配線部の端部でのみ前記特定電極に接続されている請求項２に記載の電力変換器。
【請求項９】
前記コンデンサは、前記特定バスバーの本体部分の第１方向の一方側に設けられ、
前記折返し配線部は、前記特定バスバーの本体部分の第１方向の一方側に設けられ、
前記折返し配線部は、前記特定バスバーの本体部分から第１方向の一方側に延出した後、折り返されて第１方向の他方側に延出し、前記折返し配線部における折り返された後の第１方向の他方側の端部で前記特定電極に接続されている請求項１に記載の電力変換器。
【請求項１０】
複数の前記コンデンサを備え、
前記特定バスバーの本体部分は、前記第１方向に直交する第２方向に延出し、
複数の前記コンデンサは、前記特定バスバーの本体部分の第１方向の一方側において、前記第２方向に並べて設けられ、
前記特定バスバーは、複数の前記折返し配線部を有し、
複数の前記折返し配線部のそれぞれは、複数の前記コンデンサのそれぞれの前記特定電極に接続されている請求項９に記載の電力変換器。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本願は、電力変換器に関するものである。
続きを表示（約 2,500 文字）【背景技術】
【０００２】
電力変換器は、入力電流を直流から交流、または交流から直流、または入力電圧を異なる電圧に変換する装置である。近年、電力密度が高く、電力損失の小さな電力変換器が求められている。そのため、電力を供給するＩＧＢＴ（ＩｎｓｕｌａｔｅｄＧａｔｅＢｉｐｏｌａｒＴｒａｎｓｉｓｔｏｒ）及びＭＯＳＦＥＴ（ＭｅｔａｌＯｘｉｄｅＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒＦｉｅｌｄＥｆｆｅｃｔＴｒａｎｓｉｓｔｏｒ）などのスイッチング素子においては、大電流化、高電圧化、及び高速スイッチング化が進められている。このようなスイッチング素子の大電流化、高電圧化、及び高速スイッチング化により、スイッチング素子のスイッチング時に発生するサージ電圧が増大することになる。サージ電圧の増大により、スイッチング素子のスイッチング損失及び発熱が増加する。この発熱を抑制するためには、電力変換器に高放熱部材を設けることが考えられる。しかしながら、電力変換器に高放熱部材を設けた場合、電力変換器のコストアップ及び電力変換器の大型化が避けられないものとなる。
【０００３】
スイッチング素子のスイッチングに起因したサージ電圧の大きさは、スイッチング素子に電気的に接続されるコンデンサのバスバーなどの配線インダクタンスの大きさに依存する。この配線インダクタンスが大きい場合、サージ電圧が大きくなる。配線インダクタンスを低減する有効な手段としては、バスバーを短くすること、あるいは、一対で配置されたバスバーにおいて発生する磁束が打ち消されるように、一対のバスバーのそれぞれに逆方向に電流が流れるようにすることなどがある。
【０００４】
一対のバスバーのそれぞれに電流が逆方向に流れるようにした構成が開示されている（例えば特許文献１参照）。特許文献１では、対向する一対のバスバーを重ね合わせ、対向するそれぞれのバスバーと各コンデンサの両極とを電気的に接続する構成としている。このように構成することで、対向した一対のバスバーのそれぞれに逆方向に電流が流れるため、バスバーの周囲に発生する磁束がキャンセルされるので、バスバーにおける配線インダクタンスの増加を抑制することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特許第３５８３０３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献１においては、対向した正極バスバーと負極バスバーのそれぞれに逆方向に電流が流れるため、バスバーの配線インダクタンスの増加を抑制することができる。しかしながら、特許文献１のようにコンデンサの電極がコンデンサの本体部分に離れて設けられている場合（特許文献１ではコンデンサの本体部分の両側）、コンデンサの電極とバスバーとの接続において、正極側の接続配線と負極側の接続配線の位置が遠いため、それぞれの接続配線の周囲に発生する磁束をキャンセルする配置になっていない。そのため、コンデンサの電極とバスバーとを接続する接続配線における配線インダクタンスは低減されないので、コンデンサと接続されたバスバーにおける配線インダクタンスの増加を十分に抑制することができないという課題があった。
【０００７】
そこで、本願は、コンデンサと接続されたバスバーにおける配線インダクタンスの増加を効果的に抑制した電力変換器を得ることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本願に開示される電力変換器は、第一電極と第二電極とを有するコンデンサと、第一電極及び第二電極の一方、又は双方のそれぞれである特定電極に接続される特定バスバーと、を備え、特定バスバーは、特定電極上で、折り返され、互いに対向した部分を有する折返し配線部を有し、折返し配線部の端部が、特定電極に接続されているものである。
【発明の効果】
【０００９】
本願に開示される電力変換器によれば、第一電極と第二電極とを有するコンデンサと、第一電極及び第二電極の一方、又は双方のそれぞれである特定電極に接続される特定バスバーと、を備え、特定バスバーは、特定電極上で、折り返され、互いに対向した部分を有する折返し配線部を有し、折返し配線部の端部が、特定電極に接続されているため、折返し配線部における折り返される前の配線の部分と折り返された後の配線の部分とが対向して配置され、対向した配線部分のそれぞれには互いに逆方向に電流が流れ、折返し配線部に流れる電流に起因して発生する磁束はキャンセルされるので、コンデンサに接続された特定バスバーにおける配線インダクタンスの増加を効果的に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
実施の形態１に係る電力変換器の回路構成を示す図である。
実施の形態１に係る電力変換器のＵ相アームにおけるスイッチング動作を説明する回路図である。
実施の形態１に係る電力変換器のコンデンサモジュールの平面図である。
実施の形態１に係る電力変換器のコンデンサモジュールの平面図である。
図３のＡ－Ａ断面位置で切断した電力変換装器のコンデンサモジュールの断面図である。
実施の形態１に係る電力変換器のコンデンサモジュールの要部の平面図である。
実施の形態１に係る電力変換器の別のコンデンサモジュールの要部の平面図である。
実施の形態１に係る電力変換器における配線インダクタンスの低減率を示す図である。
実施の形態２に係る電力変換器のコンデンサモジュールの要部の平面図である。
実施の形態２に係る電力変換器の別のコンデンサモジュールの要部の平面図である。
実施の形態２に係る電力変換器の別のコンデンサモジュールの要部の平面図である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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