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公開番号2024101332
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-07-29
出願番号2023005267
出願日2023-01-17
発明の名称電力変換装置
出願人株式会社デンソー
代理人個人,個人,個人
主分類H02M 7/48 20070101AFI20240722BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】インダクタンスが低減された電力変換装置を提供することである。
【解決手段】インバータ回路は、3レベルインバータ回路である。インバータ回路は、バッテリの高電位側端子に接続されたPバスバ71と、バッテリの低電位側端子に接続されたNバスバ72と、Pバスバ71とNバスバ72との間の電位となるMバスバ73を備えている。インバータ回路は、PバスバとMバスバに接続されたPMコンデンサ30と、NバスバとMバスバに接続されたMNコンデンサ40と、Mバスバに接続された半導体装置20と、を備えている。Mバスバは、半導体装置20と、PMコンデンサおよびMNコンデンサとの間の一部であり、PバスバとNバスバとの間に配置され、かつ、PバスバとNバスバに対向したベース部73aを有している。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
入力の直流電圧を複数の値に分割し、出力配線を介して複数レベルの電圧を出力可能な電力変換装置であって、
電源の正極に接続された高電位配線（７１）と、
前記電源の負極に接続された低電位配線（７２）と、
前記高電位配線と前記低電位配線の間の電位となる少なくとも一つの中点配線（７３）と、
前記高電位配線と前記低電位配線と前記出力配線に接続された第１パワーモジュール（１０）と、
前記高電位配線に接続された高電位側電極と、前記中点配線に接続された第１中点電極とを有した第１コンデンサ（３０）と、
前記低電位配線に接続された低電位側電極と、前記中点配線に接続された第２中点電極とを有した第２コンデンサ（４０）と、
前記中点配線と前記出力配線に接続された第２パワーモジュール（２０）と、を備え、
少なくとも一つの前記中点配線は、前記第２パワーモジュールと、前記第１コンデンサおよび前記第２コンデンサとの間の一部であり、前記高電位配線と前記低電位配線との間に配置され、かつ、前記高電位配線と前記低電位配線に対向した対向部（７３ａ）を有している、電力変換装置。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記第１コンデンサと前記第２コンデンサは、前記第１中点電極と前記第２中点電極とが対向配置され、
前記中点配線は、前記第１コンデンサと前記第２コンデンサとに挟み込まれ、前記第１中点電極と前記第２中点電極とに接続された接続部（７３ｃ）を有している、請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項３】
前記中点配線は、前記第１中点電極と前記第２中点電極とに接続された接続部（７３ｃ）と、前記接続部から突出し前記第１コンデンサと前記第２コンデンサとに挟み込まれた部位を有している、請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項４】
前記第１コンデンサと前記第２コンデンサは、前記第１中点電極と前記高電位側電極に連なる側面と、前記第２中点電極と前記低電位側電極に連なる側面とが対向するように配置され、
前記中点配線は、前記第１中点電極と前記第２中点電極とに接続された二つの接続部（７３ｃ）を有しており、二つの前記接続部を連結する部位が前記第１コンデンサと前記第２コンデンサとの間に配置されている、請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項５】
前記第１コンデンサと前記第２コンデンサは、前記第１中点電極と前記低電位側電極、もしくは、前記第２中点電極と前記高電位側電極とが対向するように配置され、
前記中点配線は、前記第１中点電極と前記第２中点電極とに接続された二つの接続部（７３ｃ）を有しており、
一方の前記接続部は、前記第１コンデンサと前記第２コンデンサの対向領域に配置されている、請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項６】
前記第１コンデンサと前記第２コンデンサは、前記第１中点電極と前記高電位側電極に連なる側面と、前記第２中点電極と前記低電位側電極に連なる側面とが対向するように配置され、
前記中点配線は、前記第１中点電極と前記第２中点電極とに接続された二つの接続部（７３ｃ）を有しており、二つの前記接続部を連結する部位が前記第１コンデンサと前記第２コンデンサの並び方向に沿って配置されている、請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項７】
二つ以上の前記中点配線は、それぞれ前記対向部（７３ａ）を有している、請求項１～６のいずれか１項に記載の電力変換装置。
【請求項８】
前記高電位配線と前記低電位配線に接続された少なくとも一つの第３コンデンサ（５０）を備えている、請求項１～６のいずれか１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 2,400 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、マルチレベルインバータの一例として、特許文献１に開示された３レベルインバータがある。３レベルインバータは、冷却用フィンベース、第１のスイッチング機能素子、第１のダイオード、第２のスイッチング機能素子、第４のスイッチング機能素子、第２のダイオード、第３のスイッチング機能素子、接続板を備えている。また、３レベルインバータは、冷却用フィンベースの両面にそれぞれ背面を対向させて第１のスイッチング機能素子、第１のダイオード、第２のスイッチング機能素子と、第４のスイッチング機能素子、第２のダイオード、第３のスイッチング機能素子とが配設されている。そして、３レベルインバータは、冷却用フィンベースの三面と対向するように設けられた接続板によって、各スイッチング機能素子と各ダイオードが接続されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開平１０－２０１２４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
３レベルインバータは、冷却用フィンベースを挟んで中点配線が二手に分割されている。このため、３レベルインバータは、高電位配線と低電位配線との間のインダクタンスが大きくなるという問題がある。また、上記観点において、または言及されていない他の観点において、電力変換装置にはさらなる改良が求められている。
【０００５】
開示される一つの目的は、インダクタンスが低減された電力変換装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
ここに開示された電力変換装置は、
入力の直流電圧を複数の値に分割し、出力配線を介して複数レベルの電圧を出力可能な電力変換装置であって、
電源の正極に接続された高電位配線（７１）と、
電源の負極に接続された低電位配線（７２）と、
高電位配線と低電位配線の間の電位となる少なくとも一つの中点配線（７３）と、
高電位配線と低電位配線と出力配線に接続された第１パワーモジュール（１０）と、
高電位配線に接続された高電位側電極と、中点配線に接続された第１中点電極とを有した第１コンデンサ（３０）と、
低電位配線に接続された低電位側電極と、中点配線に接続された第２中点電極とを有した第２コンデンサ（４０）と、
中点配線と出力配線に接続された第２パワーモジュール（２０）と、を備え、
少なくとも一つの中点配線は、第２パワーモジュールと、第１コンデンサおよび第２コンデンサとの間の一部であり、高電位配線と低電位配線との間に配置され、かつ、高電位配線と低電位配線に対向した対向部（７３ａ）を有していることを特徴とする。
【０００７】
ここに開示された電力変換装置は、中点配線が高電位配線と低電位配線との間に配置され、かつ、高電位配線と低電位配線に対向した対向部を有している。このため、電力変換装置は、高電位配線と中点配線の対向部との間、および中点配線の対向部と低電位配線との間で磁界を打ち消すことができる。よって、電力変換装置は、インダクタンスを低減できる。
【０００８】
この明細書において開示された複数の態様は、それぞれの目的を達成するために、互いに異なる技術的手段を採用する。請求の範囲およびこの項に記載した括弧内の符号は、後述する実施形態の部分との対応関係を例示的に示すものであって、技術的範囲を限定することを意図するものではない。この明細書に開示される目的、特徴、および効果は、後続の詳細な説明、および添付の図面を参照することによってより明確になる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
第１実施形態におけるインバータ回路の概略構成を示す回路図である。
インバータ回路の概略構成を示す断面図である。
図２のIII‐III線に沿う断面図である。
図２の矢印IV方向からの平面図である。
インバータ回路の概略構成を示す透視図である。
第２実施形態におけるコンデンサ装置の概略構成を示す断面図である。
第３実施形態におけるコンデンサ装置の概略構成を示す断面図である。
第４実施形態におけるコンデンサ装置の概略構成を示す断面図である。
第５実施形態におけるコンデンサ装置の概略構成を示す平面図である。
図９のX‐X線に沿う断面図である。
図９のXI‐XI線に沿う断面図である。
第６実施形態におけるコンデンサ装置の概略構成を示す平面図である。
第７実施形態におけるインバータ回路の概略構成を示す回路図である。
インバータ回路の概略構成を示す断面図である。
コンデンサ装置の配置を示す斜視図である。
第８実施形態におけるコンデンサ装置の配置を示す斜視図である。
第９実施形態におけるインバータ回路の概略構成を示す断面図である。
第１０実施形態におけるインバータ回路の概略構成を示す断面図である。
第１１実施形態におけるインバータ回路の概略構成を示す断面図である。
第１２実施形態におけるインバータ回路の概略構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下において、図面を参照しながら、本開示を実施するための複数の形態を説明する。各形態において、先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において、構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を参照し適用することができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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