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公開番号2024074107
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-05-30
出願番号2022185180
出願日2022-11-18
発明の名称電力変換装置
出願人富士電機株式会社
代理人個人,個人
主分類H02M 7/48 20070101AFI20240523BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】放射ノイズを低減すること。
【解決手段】導電性を有するベースと、前記ベースの上に位置する第1絶縁層と、前記第1絶縁層の上に位置する正極を含む正極導体と、前記第1絶縁層の上に位置する負極を含む負極導体と、前記第1絶縁層の上に位置する中間極と、前記正極と前記中間極との間に接続された上アームと前記負極と前記中間極との間に接続された下アームとを含む電力変換回路と、前記正極導体に接続された第1端と、前記負極導体に接続された第2端と、を有する第1コンデンサと、前記第1端と前記正極との間において前記正極導体に接続された第3端と、前記第2端と前記負極との間において前記負極導体に接続された第4端と、を有し、前記第1コンデンサよりも容量が小さな第2コンデンサと、前記負極導体に接続された第5端と、前記ベースに接続された第6端と、を有する第3コンデンサと、を備える、電力変換装置。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項1】
導電性を有するベースと、
前記ベースの上に位置する第1絶縁層と、
前記第1絶縁層の上に位置する正極を含む正極導体と、
前記第1絶縁層の上に位置する負極を含む負極導体と、
前記第1絶縁層の上に位置する中間極と、
前記正極と前記中間極との間に接続された上アームと前記負極と前記中間極との間に接続された下アームとを含む電力変換回路と、
前記正極導体に接続された第1端と、前記負極導体に接続された第2端と、を有する第1コンデンサと、
前記第1端と前記正極との間において前記正極導体に接続された第3端と、前記第2端と前記負極との間において前記負極導体に接続された第4端と、を有し、前記第1コンデンサよりも容量が小さな第2コンデンサと、
前記負極導体に接続された第5端と、前記ベースに接続された第6端と、を有する第3コンデンサと、を備える、電力変換装置。
続きを表示(約 760 文字)【請求項2】
前記負極導体は、前記負極に接続された負極端子を含み、
前記第2端、前記第4端及び前記第5端は、前記負極端子に接続された、請求項1に記載の電力変換装置。
【請求項3】
基板を備え、
前記負極導体は、前記基板に形成された負極パターンを含み、
前記第2端、前記第4端、前記第5端及び前記負極端子は、前記負極パターンに接続された、請求項2に記載の電力変換装置。
【請求項4】
前記第3コンデンサは、前記基板に実装された、請求項3に記載の電力変換装置。
【請求項5】
前記第2コンデンサは、前記基板に実装された、請求項4に記載の電力変換装置。
【請求項6】
前記ベースは、導電性の第1ベースと、前記第6端が接続された導電性の第2ベースと、前記第1ベースと前記第2ベースとの間に位置する第2絶縁層と、を含む、請求項1から5のいずれか一項に記載の電力変換装置。
【請求項7】
前記第1ベースと前記第2ベースとの間の容量をCg、前記正極と前記第2ベースとの間の容量をCp、前記負極と前記第2ベースとの間の浮遊容量をCn、前記第3コンデンサの容量をCn'とするとき、
前記第1ベース及び容量Cgを経由する経路の合成インピーダンスは、CpとCnとCn'との並列回路の合成インピーダンスよりも大きい、請求項6に記載の電力変換装置。
【請求項8】
前記ベースは、前記第6端が接続された導電性の第1ベースと、前記第1ベースの上に位置する第2絶縁層と、前記第1ベースと導電的に接続され且つ前記第2絶縁層の上に位置する導電性の第2ベースと、を含む、請求項1から5のいずれか一項に記載の電力変換装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本開示は、電力変換装置に関する。
続きを表示(約 2,000 文字)【背景技術】
【0002】
従来、MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)やIGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)等の半導体素子のスイッチング動作に基づく電力変換装置の放射ノイズを抑制する技術が知られている(例えば、特許文献1)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
特許第6053668号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
電力変換装置では、上アームの半導体素子と下アームの半導体素子との間に接続される中間導体と、ヒートシンク等の導電性を有するベースとの間に、浮遊容量が形成される場合がある。この場合、半導体素子のスイッチング動作によって発生するノイズ電流が、浮遊容量を介してベースに漏れ出すと、放射ノイズが増大するおそれがある。
【0005】
本開示は、放射ノイズを低減可能な電力変換装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0006】
第1態様では、電力変換装置は、
導電性を有するベースと、
前記ベースの上に位置する第1絶縁層と、
前記第1絶縁層の上に位置する正極を含む正極導体と、
前記第1絶縁層の上に位置する負極を含む負極導体と、
前記第1絶縁層の上に位置する中間極と、
前記正極と前記中間極との間に接続された上アームと前記負極と前記中間極との間に接続された下アームとを含む電力変換回路と、
前記正極導体に接続された第1端と、前記負極導体に接続された第2端と、を有する第1コンデンサと、
前記第1端と前記正極との間において前記正極導体に接続された第3端と、前記第2端と前記負極との間において前記負極導体に接続された第4端と、を有し、前記第1コンデンサよりも容量が小さな第2コンデンサと、
前記負極導体に接続された第5端と、前記ベースに接続された第6端と、を有する第3コンデンサと、を備える。
【発明の効果】
【0007】
本開示の技術によれば、電力変換装置からの放射ノイズを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
第1実施形態の電力変換装置の一構成例を示す回路図である。
電力変換装置に備えられたモジュールの一構成例を示す断面図である。
モジュールに発生するコモンモード電流ic1を説明するための図である。
モジュールに発生するコモンモード電流ic2を説明するための図である。
グランド経路の等価回路図である。
ノイズバイパス経路の等価回路図である。
第1実施形態におけるモジュールが取り付けられる構造の第1例を示す斜視図である。
第1実施形態におけるモジュールが取り付けられる構造の第1例を示す断面図である。
第1実施形態におけるモジュールの取り付けられる構造の第1例を示す平面図である。
接地コンデンサCn'を後から調整可能な構造の第1例を示す平面図である。
接地コンデンサCn'を後から調整可能な構造の第2例を示す平面図である。
接地コンデンサCn'を後から調整可能な構造の第3例を示す平面図である。
第1実施形態におけるモジュールが取り付けられる構造の第2例を示す斜視図である。
第2実施形態の電力変換装置の一構成例を示す回路図である。
第2実施形態におけるモジュールが取り付けられる構造の第1例を示す斜視図である。
第2実施形態におけるモジュールが取り付けられる構造の第1例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、図面を参照して実施形態について説明する。なお、「接続」とは、物理的な接続に限られず、同電位での接続の意味を含んでよい。例えば、物体Aが物体Bに接続されるとは、物体Aが物体Bに導電的に接続される場合に限られず、物体Aが物体Cを介して物体Bに同電位に導電的に接続される場合を含んでよい。
【0010】
図1は、第1実施形態の電力変換装置の一構成例を示す回路図である。図1に示す電力変換装置101は、不図示の交流電源から入力端子R,S,Tを介して入力される三相の交流電力を、周波数の異なる三相の交流電力に変換し、不図示の負荷に出力端子Uo,Vo,Woを介して出力する。交流電源は、例えば、三相の交流電力を供給する商用電源であるが、これに限られない。負荷は、例えば、電力変換装置101から供給される交流電力で駆動されるモータであるが、これに限られない。
(【0011】以降は省略されています)

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