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公開番号2025093504
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-24
出願番号2023209193
出願日2023-12-12
発明の名称電力変換装置
出願人東芝エレベータ株式会社
代理人弁理士法人鈴榮特許綜合事務所
主分類H02M 7/48 20070101AFI20250617BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】並列接続された複数の半導体モジュールの電流アンバランスを抑制する。
【解決手段】実施形態の電力変換装置は、直列接続された2個のスイッチング素子をそれぞれが有し、第1方向に並んで配置され、並列接続された複数の半導体モジュールと、第1方向に延在し、複数の半導体モジュールの交流端子を共通接続する交流配線と、第1方向に延在し、交流配線を出力端子まで引き出すように構成された交流引き出し配線とを含む。交流引き出し配線は、交流配線に接続される接続部分と、交流配線と並んで配置された延在部分とを有する。交流引き出し配線の接続部分の第1方向における中心は、複数の半導体モジュール全体の第1方向における中心よりも出力端子から遠い側に設定される。
【選択図】図2

特許請求の範囲【請求項１】
直列接続された２個のスイッチング素子をそれぞれが有し、第１方向に並んで配置され、並列接続された複数の半導体モジュールと、
前記第１方向に延在し、前記複数の半導体モジュールの交流端子を共通接続する交流配線と、
前記第１方向に延在し、前記交流配線を出力端子まで引き出すように構成された交流引き出し配線と、
を具備し、
前記交流引き出し配線は、前記交流配線に接続される接続部分と、前記交流配線と並んで配置された延在部分とを有し、
前記交流引き出し配線の前記接続部分の前記第１方向における中心は、前記複数の半導体モジュール全体の前記第１方向における中心よりも前記出力端子から遠い側に設定される
電力変換装置。
続きを表示（約 450 文字）【請求項２】
前記交流配線は、前記出力端子に最も近い半導体モジュールから前記交流引き出し配線までの配線経路内に、上側に突出した突出部分を含む
請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項３】
前記交流引き出し配線の前記接続部分は、前記出力端子から遠い側の２個の半導体モジュールの境界にかかるように配置される
請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項４】
前記交流引き出し配線の前記接続部分の前記第１方向における長さは、前記交流配線の前記第１方向における長さの半分よりも短く設定される
請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項５】
前記交流配線と前記交流引き出し配線の前記延在部分との距離は、前記交流配線の厚みより大きく設定される
請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項６】
前記交流配線と前記交流引き出し配線の前記延在部分とは、直角になるように構成される
請求項１に記載の電力変換装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、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】
エレベータ巻上機を駆動するコンバータ及びインバータに電力変換装置が使用されている。電力変換装置は、３相交流電力の相ごとに、直列接続された２個のスイッチング素子（例えばＩＧＢＴ）を備えた半導体モジュールを備えている。高速大容量向けの電力変換装置では、半導体モジュールを複数個並列に接続して使用している。
【０００３】
従来では、並列接続された複数の半導体モジュールの交流端子を等長配線で接続して１つにし、電力変換装置から出力端子を引き出している。この場合、複数の半導体モジュールに接続される複数の配線にインダクタンス差が生じるため、出力端子に近い側の半導体モジュールに電流が偏る傾向がある。つまり、出力端子に最も近い半導体モジュールのインダクタンスが小さいため、電流が大きくなり、出力端子から最も遠い半導体モジュールのインダクタンスが大きいため、電流は小さくなる。
【０００４】
並列接続された複数の半導体モジュールの特性が均一であったとしても、配線構造の要因で複数の半導体モジュールにインダクタンス差が生じ、電流アンバランスが発生する。電流アンバランスにより、特定の半導体モジュールの発熱が増加して電力変換装置の効率低下を招く。また、特定の半導体モジュールが熱疲労寿命により故障となる可能性がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特許第４２０９４２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、並列接続された複数の半導体モジュールの電流アンバランスを抑制することが可能な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】
【０００７】
実施形態に係る電力変換装置は、直列接続された２個のスイッチング素子をそれぞれが有し、第１方向に並んで配置され、並列接続された複数の半導体モジュールと、前記第１方向に延在し、前記複数の半導体モジュールの交流端子を共通接続する交流配線と、前記第１方向に延在し、前記交流配線を出力端子まで引き出すように構成された交流引き出し配線とを具備し、前記交流引き出し配線は、前記交流配線に接続される接続部分と、前記交流配線と並んで配置された延在部分とを有し、前記交流引き出し配線の前記接続部分の前記第１方向における中心は、前記複数の半導体モジュール全体の前記第１方向における中心よりも前記出力端子から遠い側に設定される。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
図１は、第１実施形態に係る電力変換装置の回路図である。
図２は、第１実施形態に係る電力変換装置の配線構造を示す斜視図である。
図３は、比較例に係る電力変換装置の配線構造を示す斜視図である。
図４は、第２実施形態に係る電力変換装置の配線構造を示す斜視図である。
図５は、第３実施形態に係る電力変換装置の配線構造を示す斜視図である。
図６は、第４実施形態に係る電力変換装置の配線構造を示す斜視図である。
図７は、第５実施形態に係る電力変換装置の配線構造を示す斜視図である。
図８は、第６実施形態に係る電力変換装置の配線構造を示す正面図である。
図９は、第７実施形態に係る電力変換装置の配線構造を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、実施形態について図面を参照して説明する。以下に示す幾つかの実施形態は、本発明の技術思想を具体化するための装置および方法を例示したものであって、構成部品の形状、構造、配置等によって、本発明の技術思想が特定されるものではない。なお、以下の説明において、同一の機能及び構成を有する要素については同一符号を付し、重複する説明は省略する。
【００１０】
［１］第１実施形態
［１－１］電力変換装置１の構成
図１は、第１実施形態に係る電力変換装置１の回路図である。図１の電力変換装置１は、コンバータ又はインバータの１相分の装置である。例えばインバータを構成する場合、図１の装置が３相分並列接続されて使用される。
（【００１１】以降は省略されています）

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