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公開番号2025069868
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-01
出願番号2023179856
出願日2023-10-18
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 20070101AFI20250423BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】重畳サージの抑制と体格の抑制とが図れる電力変換装置を提供する。
【解決手段】電力変換装置4は、一列に並ぶ3個のスイッチング素子11を有するレグを含むインバータ6と、インバータ6に接続されている平滑コンデンサ5とを備える。3個の素子は、両端に位置する2個の端のスイッチング素子11e1,11e2と、端のスイッチング素子の間に位置する中間のスイッチング素子11mとを備える。この3個の素子は、レグ内において一列に並んで設置された構成でもよい。中間のスイッチング素子11mの出力容量は、端のスイッチング素子11e1,11e2の出力容量よりも小さく設定されている。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
並列接続されている３個以上のレグを有する電力変換回路（６）と、
前記電力変換回路に接続されているコンデンサ（５）と、
を備え、
３個以上の前記レグのそれぞれは、単数または複数のスイッチング素子（１１）を含み、
並列接続されている３個以上の前記レグは、両端に位置する２個の端のレグ（１３ｅ１，１３ｅ２）と、２個の前記端のレグの間に位置する中間のレグ（１３ｍ）とが一列に並んで設置された構成であり、
前記中間のレグに含まれるスイッチング素子は、前記端のレグに含まれるスイッチング素子よりも小さい出力容量を有する素子である電力変換装置。
続きを表示（約 830 文字）【請求項２】
並列接続されている３個以上の前記レグは、並列接続されている４個以上の偶数個からなる前記レグであり、
前記中間のレグに含まれるスイッチング素子は、前記端のレグに含まれるスイッチング素子のうち一方の前記レグに含まれるスイッチング素子から他方の前記レグに含まれるスイッチング素子へ近づくほど、出力容量が小さく設定されている請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項３】
並列接続されている３個以上の前記レグは、並列接続されている５個以上の奇数個からなる前記レグであり、
前記中間のレグに含まれるスイッチング素子のうち、真ん中に位置する中央のレグに含まれるスイッチング素子は、最も小さい出力容量を有する素子であり、
前記中間のレグに含まれるスイッチング素子は、前記中央のレグに含まれるスイッチング素子に近づく位置の素子ほど、出力容量が小さくなるよう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４】
前記中間のレグに含まれるスイッチング素子は、前記端のレグに含まれるスイッチング素子よりも小さいチップサイズを有する素子である請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項５】
前記中間のレグに含まれるスイッチング素子は、前記端のレグに含まれるスイッチング素子のうち一方の前記レグに含まれるスイッチング素子から他方の前記レグに含まれるスイッチング素子へ近づくほど、チップサイズが小さく形成されている請求項２に記載の電力変換装置。
【請求項６】
前記中間のレグに含まれるスイッチング素子のうち、前記真ん中に位置する中央のレグに含まれるスイッチング素子は、最も小さいチップサイズを有する素子であり、
前記中間のレグに含まれるスイッチング素子は、前記中央のレグに含まれるスイッチング素子に近づく位置の素子ほど、チップサイズが小さい請求項３に記載の電力変換装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
この明細書における開示は、電力変換装置に関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、交流出力の位相が互いに異なる２個の半導体モジュールの間に、ダミーモジュールを介在させた電力変換装置が開示されている。これにより、交流出力の位相が互いに異なる２個の半導体モジュールの間隔を広げることができる。このため、重畳サージが直流バスバを伝播する距離が長くなる。この直流バスバに寄生するインダクタンスにより、個々の半導体素子に他の半導体素子から加わる重畳サージを低減できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２０－１０５４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１によれば、ダミーモジュールを備えるため、複数の半導体モジュールが積層された積層体の体格が大きくなるという課題がある。上記した観点において、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】
この明細書における開示の目的は、重畳サージの抑制と体格の抑制とが図れる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】
この明細書に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。また、特許請求の範囲およびこの項に記載した括弧内の符号は、一つの態様として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一例であって、技術的範囲を限定するものではない。
【０００７】
開示された電力変換装置の一つは、並列接続されている３個以上のレグを有する電力変換回路（６）と、電力変換回路に接続されているコンデンサ（５）と、を備え、
３個以上のレグのそれぞれは、単数または複数のスイッチング素子（１１）を含み、
並列接続されている３個以上のレグは、両端に位置する２個の端のレグ（１３ｅ１，１３ｅ２）と、２個の端のレグの間に位置する中間のレグ（１３ｍ）とが一列に並んで設置された構成であり、中間のレグに含まれるスイッチング素子は、端のレグに含まれるスイッチング素子よりも小さい出力容量を有する素子である。
【０００８】
この電力変換装置によれば、端のレグに含まれるスイッチング素子の一方と中間のレグのスイッチング素子とが同時にオフする場合には重畳サージによるストレスが最大になりやすい。この場合、端のレグのスイッチング素子が中間のレグのスイッチング素子からの重畳サージを受けやすくなる。端のレグのスイッチング素子は中間のレグのスイッチング素子よりも出力容量が大きい。このため、端のレグのスイッチング素子が受ける重畳サージを吸収する能力を高めることができる。
【０００９】
端のレグのスイッチング素子が同時にオンする場合には中間のレグのスイッチング素子が重畳サージの影響を受けやくなる。また、出力容量が大きいスイッチング素子の方が重畳サージに伴う共振の影響を受けやすい。そこで、中間のレグのスイッチング素子の出力容量は端のレグのスイッチング素子よりも小さいため、重畳サージに伴う共振の影響を抑えることができる。この電力変換装置は、ダミーモジュールを備える構成と比べて、ダミーモジュールを必要としないため、小型化を図ることができる。以上によれば、重畳サージの抑制と体格の抑制との両立を図る電力変換装置を提供することがきる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
第１実施形態の電力変換装置に係る回路図である。
電力変換装置におけるレグの構成を示す構成図である。
第２実施形態の電力変換装置におけるレグの構成を示す構成図である。
第３実施形態の電力変換装置におけるレグの構成を示す構成図である。
第４実施形態の電力変換装置におけるレグの構成を示す構成図である。
第５実施形態の電力変換装置におけるレグの構成を示す構成図である。
第６実施形態の電力変換装置におけるレグの構成を示す構成図である。
第７実施形態の電力変換装置に係る回路図である。
第８実施形態の電力変換装置に係る回路図である。
【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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