電力変換装置

【課題】小型化が可能な構造の電力変換装置を提供すること。
【解決手段】ＩＧＢＴ１２に並列接続されたスナバモジュール６４のスナバコンデンサ６４とスナバダイオード７４の接続点９６と、ＩＧＢＴ１６に並列接続されたスナバモジュール６８のスナバコンデンサ８４とスナバダイオード８６の接続点９８とを互いに接続し、互いに接続しスナバ抵抗１０２，１０４を挿入し、スナバ抵抗１０２，１０４の一端とＩＧＢＴ１２の負極側の回路との間にスナバ共通抵抗１０６を接続する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のスイッチング素子を備えた電力変換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）等の高速半導体スイッチング素子を用いた電力変換装置が様々な分野で使われている。このような高速半導体スイッチング素子のスイッチング時の跳ね上がり電圧抑制のためにスナバ回路が接続される。スナバ回路の方式としては、非特許文献１に記載されているように数通りがあるが、比較的損失が小さく、跳ね上がり電圧抑制効果もある充電式ＣＤＲスナバ回路が使われることが多い。
【０００３】
充電式ＣＤＲスナバ回路は、主回路の正極側のＩＧＢＴに接続する場合、ＩＧＢＴのコレクタに一端が接続されるスナバコンデンサと、ＩＧＢＴのエミッタにカソードが接続されるスナバダイオードとの直列回路（以下、スナバモジュールという。）をＩＧＢＴに並列に接続し、スナバコンデンサとスナバダイオードの接続点と主回路の負極側とをスナバ抵抗を介して接続する構成となる。充電式ＣＤＲスナバ回路のスナバコンデンサは、電源相当の電圧値まで予め充電されていて、スイッチング時の跳ね上がり電圧が充電電圧を超えた時に、スナバダイオードが導通して電圧上昇を抑制する。跳ね上がり電圧の分だけがスナバ抵抗で消費されるので、スナバ抵抗での消費電力が小さく、比較的高周波でスイッチングする装置に適している。しかし、消費電力は小さくてもスナバ抵抗で熱が発生するため、発生する熱に応じて装置の大きさが決まる。
【０００４】
スナバモジュールの配線インダクタンスは跳ね上がり電圧に影響するため、できるだけ低減する必要がある。しかし、スナバ抵抗の場合はスイッチングの間に放電すればよく、それほど配線インダクタンスを低減する必要がない。よって、スナバ抵抗をＩＧＢＴから離れた位置に置くことが可能であるが、離れた位置に置くと配線が長くなり、配線部材が多く必要になる。
【特許文献１】特開２００７−１５１２８６号公報
【非特許文献１】トランジスタ技術スペシャルＮｏ．８５「改訂＊実践パワーエレクトロニクス入門」ＣＱ出版社
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、半導体技術の進歩により大容量半導体モジュールが実現されているが、さらに大容量化するためにＩＧＢＴを複数並列接続して用いることもある。前述したように、スナバモジュールの配線インダクタンスはできるだけ低減する必要があるため、並列接続されたＩＧＢＴそれぞれにスナバモジュールを接続しなければならず、スナバモジュールの共通化はできない。一方、スナバ抵抗の場合はＩＧＢＴから離れた位置に置いてもよいので、スナバ抵抗を共通にして部品数を低減することも考えられる。
【０００６】
しかし、スナバ抵抗を単純に共通化すると、並列接続されたＩＧＢＴそれぞれに接続されたスナバモジュールのスナバコンデンサ同士を配線で接続することになり、配線インダクタンスとスナバコンデンサとでＬＣ共振回路が構成される。例えば、特許文献１の図１８，２３に示される構成のように並列接続されたＩＧＢＴで、スナバモジュールのスナバコンデンサ同士を接続してスナバ抵抗を共通化する場合、スナバコンデンサ同士を接続する配線が長くなり、配線インダクタンスが大きくなる。そのため、スナバ抵抗はＬＣ共振回路の振動を抑制できる程度の抵抗値が必要となり、装置の寸法が大きくなるという問題がある。
【０００７】
本発明が解決しようとする課題は、小型化が可能な構造の電力変換装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明の電力変換装置は、並列接続された複数のスイッチング素子を用いて形成される複数のスイッチングアームをブリッジ接続し正極と負極との間に備え、それぞれのスイッチング素子にスナバ回路を並列接続してなる電力変換装置において、並列接続された複数のスイッチング素子のスナバ回路は、それぞれのスイッチング素子に並列接続されたスナバコンデンサとスナバダイオードからなる複数の直列回路のスナバコンデンサとスナバダイオードの接続点を互いに接続し、互いに接続した少なくとも１つの回路に第１のスナバ抵抗を挿入し、第１のスナバ抵抗の一端と正極又は負極との間に第２のスナバ抵抗を接続してなることを特徴とする。
【０００９】
本発明の構成によれば、スイッチング時の跳ね上がり電圧は、正極側のスイッチング素子について説明すると、スナバコンデンサから第１のスナバ抵抗、第２のスナバ抵抗、主回路の負極を経て放電される。スナバ抵抗に流れる電流は、スナバコンデンサに蓄積された電荷、すなわち、スナバコンデンサ容量と跳ね上がり電圧とで決まり、スナバ抵抗の値によってスナバ抵抗の発生電圧及び発熱量が変わる。ここで、仮に第１のスナバ抵抗のみで放電しようとすると、第１のスナバ抵抗の抵抗値を大きくしなければならず、発熱量も大きくなるので寸法を大きくしなければならない。寸法を大きくすると第１のスナバ抵抗をスナバコンデンサに近づけて配置することができず、スナバコンデンサから第１のスナバ抵抗の配線が長くなる。前述したように、容量を大きくするためにスイッチング素子を並列接続すると、スイッチング素子それぞれに接続されたスナバコンデンサと、スナバコンデンサ同士を接続する配線の配線インダクタンスとによりＬＣ共振回路が形成され、スイッチング時の跳ね上がり電圧を抑制できない可能性がある。スナバコンデンサから第１のスナバ抵抗の配線が長くなるということは、配線インダクタンスが大きくなるということであり、上記ＬＣ共振回路のＬが大きくなるということなので、ＬＣ共振を抑制するために第１のスナバ抵抗をさらに大きくしなければならない。
【００１０】
本発明によれば、跳ね上がり電圧分の電荷は、第１、第２のスナバ抵抗で放電されるので、第１のスナバ抵抗の抵抗値が小さくなり、放電の際の発熱量を小さくできる。これにより、第１のスナバ抵抗の寸法を小さくすることができ、スナバ抵抗をスナバモジュールにより近づけて配置できる。よって、スナバモジュール同士を接続する配線が短くなることから、配線インダクタンスを小さくすることができ、さらに第１のスナバ抵抗の抵抗値を小さくして装置を小型化することが可能となる。また、配線部材を少なくできる。なお、第２のスナバ抵抗については、装置から離し別体とすることで、ある程度抵抗値を大きくすることができるので、その配線インダクタンスはそれほど低減する必要がない。
【００１１】
この場合において、第１のスナバ抵抗は、複数の抵抗を直列接続して構成され、複数の抵抗の共通接続点に第２のスナバ抵抗を接続することが望ましい。
【００１２】
また、複数の抵抗の各抵抗値は第２のスナバ抵抗の抵抗値より小さいことが望ましい。これにより、第１のスナバ抵抗をさらに小さくすることができる。ただし、第１のスナバ抵抗値は、ＬＣ共振回路の振動の抑制ができる程度にすることが望ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、小型化が可能な構造の電力変換装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の電力変換装置を実施例に基づいて図面を参照して説明する。
【実施例１】
【００１５】
図１に、本発明の利用分野であるＵ相、Ｖ相、Ｗ相からなる３相インバータ回路の概略構成例を示す。本実施例では、半導体スイッチング素子としてＩＧＢＴを用いる。３相インバータ回路は、Ｕ相のスイッチングアーム２、Ｖ相のスイッチングアーム４、Ｗ相のスイッチングアーム６をブリッジ接続して形成され、平滑コンデンサ８に並列接続され、モータなどの負荷１０を駆動するようになっている。
【００１６】
スイッチングアーム２は、並列接続された複数のＩＧＢＴ１２，１４，１６，１８で構成され、スイッチングアーム４は、並列接続された複数のＩＧＢＴ２０，２２，２４，２６で構成され、スイッチングアーム６は、並列接続された複数のＩＧＢＴ２８，３０，３２，３４で構成されている。各ＩＧＢＴは環流ダイオードを備えている。スイッチングアーム２，４，６を構成する上下一対のスイッチング素子が、オン・オフを繰り返すことで任意の交流電力を負荷に供給するようになっている。
【００１７】
図２に、本実施例を示す。図２は、図１で例示した３相インバータ回路の各ＩＧＢＴにスナバ回路を並列接続した回路の中のスイッチングアーム２の回路構成である。ここでは、スイッチングアーム２の構成について示しているが、スイッチングアーム４，６も構成は同じである。
【００１８】
スイッチングアーム２の並列接続された一方のスイッチングアーム３６の正極端子３８には正極導体４０が接続され、負極端子４２には負極導体４４が接続され、他方のスイッチングアーム４６の正極端子４８には正極導体５０が接続され、負極端子５２には負極導体５４が接続されている。また、平滑コンデンサ８は、内部にコンデンサが２個並列接続された構成で、正極負極２対の端子を備え、接続点５７でコンデンサ導体５６が接続され、接続点５９でコンデンサ導体５８が接続され、コンデンサ導体５６，５８は接続点６０，６２でスイッチングアーム２に並列接続されている。正極導体４０と負極導体４４、正極導体５０と負極導体５４、コンデンサ導体５６とコンデンサ導体５８は、それぞれ近接して形成される積層構造で磁気結合されており、配線インダクタンスを低減するように構成されている。
【００１９】
スイッチングアーム３６のＩＧＢＴ１２にはスナバモジュール６４が、ＩＧＢＴ１４にはスナバモジュール６６が並列接続され、スイッチングアーム４６のＩＧＢＴ１６にはスナバモジュール６８が、ＩＧＢＴ１８にはスナバモジュール７０が並列接続されている。
【００２０】
スナバモジュール６４，６６は、それぞれ、スナバコンデンサ７２とスナバダイオード７４、スナバダイオード７６とスナバコンデンサ７８からなる直列回路であり、スナバダイオード７４，７６は、負極側に対して順方向に接続されている。スナバコンデンサ７２の一端は正極端子３８に接続され、他端はスナバダイオード７４の一端に接続され、スナバダイオード７４の他端はスナバダイオード７６の一端に接続されている。スナバダイオード７６の他端はスナバコンデンサ７８の一端に接続され、スナバコンデンサ７８の他端は負極端子４２に接続されている。スナバモジュール６４とスナバモジュール６６の接続点８０は、スイッチングアーム３６の交流端子８２と接続されている。なお、スナバモジュール６８，７０は、それぞれ、スナバコンデンサ８４とスナバダイオード８６からなる直列回路と、スナバダイオード８８とスナバコンデンサ９０からなる直列回路とを備え、スナバモジュール６８とスナバモジュール７０の接続点９２は、スイッチングアーム４６の交流端子９４と接続されており、スナバモジュール６４，６６と同様の構成であるので、詳細な説明は省略する。実装上では、スナバモジュール６４，６６は一体のスナバモジュール６７として形成され、スナバモジュール６８，７０は一体のスナバモジュール７１として形成されている。なお、スイッチングアーム３６，４６の交流端子８２，９４は、モータなどの負荷１０へと接続され、通常は負荷のリアクトル成分が大きいためこの配線のインダクタンスについては電線で接続されることが多く、図では省略した。
【００２１】
ここで、本実施例の特徴構成について説明する。スナバモジュール６４のスナバコンデンサ７２とスナバダイオード７４の接続点９６と、スナバモジュール６８のスナバコンデンサ８４とスナバダイオード８６の接続点９８とは、互いに接続点１００で接続されている。また、接続点９６と接続点１００との間には、配線９７，１０３を介してスナバ抵抗１０２が挿入され、接続点９８と接続点１００との間には、配線９９，１０３を介してスナバ抵抗１０４が挿入されている。さらに、接続点１００と接続点６２とはスナバ共通抵抗１０６を介して接続されている。また、同様に、スナバモジュール６６のスナバダイオード７６とスナバコンデンサ７８の接続点１０８と、スナバモジュール７０のスナバコンデンサ９０とスナバダイオード８８の接続点１１０とは、互いに接続点１１２で接続され、接続点１０８と接続点１１２との間には配線１０９，１１５を介してスナバ抵抗１１４が挿入され、接続点１１０と接続点１１２との間には配線１１１，１１５を介してスナバ抵抗１１６が挿入され、接続点１１２と接続点６０とはスナバ共通抵抗１１８を介して接続されている。なお、本実施例では、スナバ抵抗１０２，１０４，１１４，１１６の抵抗値は同一であり、スナバ共通抵抗１０６，１１８の抵抗値は同一である。スナバ抵抗１０２とスナバ共通抵抗１０６との抵抗値の比は１：３程度である。抵抗値については後述する。実装上では、スナバ抵抗１０２，１１４は一体のスナバ抵抗器１１３として形成され、スナバ抵抗１０４，１１６は一体のスナバ抵抗器１１９として形成されている。また、スナバ共通抵抗１０６，１１８は一体のスナバ共通抵抗器１２１として形成されている。
【００２２】
このように構成される本実施例の動作について、スイッチングアーム３６のＩＧＢＴ１２及びスイッチングアーム４６のＩＧＢＴ１６がターンオフする場合を例にして説明する。本実施例は、充電式ＣＤＲスナバ回路であり、スナバコンデンサ７２には、常時、平滑コンデンサ８の直流電圧が印加されており、ＩＧＢＴ１２がターンオフして直流電圧以上の跳ね上がり電圧が印加された時に動作する。ＩＧＢＴ１２側の跳ね上がり電圧分の電荷は、スナバコンデンサ７２から、スナバ抵抗１０２、スナバ共通抵抗１０６を介して放電され、ＩＧＢＴ１６側の跳ね上がり電圧分の電荷は、スナバコンデンサ８４からスナバ抵抗１０４、スナバ共通抵抗１０６を介して放電される。ここで、スナバ共通抵抗１０６を設けず、スナバ抵抗１０２のみでＩＧＢＴ１２の跳ね上がり電圧を放電させようとすると、スナバ抵抗１０２の抵抗値を大きくしなければならず、それにより発熱量が増えるため、寸法が大きくなる。放電の際には、スナバコンデンサ７２，８４と配線９７，９９，１０３の配線インダクタンスとでＬＣ共振回路が形成され、跳ね上がり電圧を抑制できない可能性があり、スナバ抵抗１０２の寸法が大きくなるとスナバモジュール６４に近づけて配置できないため、配線９７の長さが長くなり、配線インダクタンスが増えてさらに抵抗値を大きくしなければならない。なお、正極導体４０、接続点６０、正極導体５０を接続する配線のインダクタンスは、前述した磁気結合で低減されているので問題とならない。
【００２３】
本実施例では、ＩＧＢＴ１２の跳ね上がり電圧は、スナバ抵抗１０２，１０６で放電させることができ、第１のスナバ抵抗の値が小さいことから、放電の際の発熱量を小さくできる。これにより、スナバ抵抗１０２の寸法を小さくすることができ、スナバ抵抗１０２をスナバモジュール６４により近づけて配置できることから、配線９７を短くできて配線インダクタンスを低減できる。
【００２４】
ここで、スナバ抵抗１０２の抵抗値について、動作の説明と同様に、ＩＧＢＴ１２及びＧＢＴ１６がターンオフする場合を例にして説明する。平滑コンデンサ８の電圧をＶとすると、本実施例は充電式ＣＤＲスナバ回路なので、スナバコンデンサ７２には定常的に電圧Ｖが印加されている。ここで、ＩＧＢＴ１２に電流Ｉが流れている時点でターンオフすると、式（１）が成立するような跳ね上がり電圧ΔＶとなる。
１／２・Ｌ・Ｉ^２＝１／２・Ｃ・ΔＶ^２（１）
【００２５】
ここで、Ｌは正極端子３８、正極導体４０、接続点６０を接続する配線の配線インダクタンスであり、Ｃはスナバコンデンサ７２の容量である。式（１）より、配線インダクタンスＬ及び電流Ｉが大きいほど跳ね上がり電圧ΔＶが大きくなり、スナバコンデンサ容量Ｃが大きいほど跳ね上がり電圧ΔＶが低くなることがわかる。跳ね上がった分の電荷Ｃ・ΔＶは、スナバ抵抗１０２、スナバ共通抵抗１０６を介して放電される。この時、スナバコンデンサ容量Ｃに比べて、平滑コンデンサ８の容量Ｃｄは一般的に十分大きく（Ｃ≪Ｃｄ）、配線インダクタンスＬ及び、接続点６２、スナバ共通抵抗１０６、接続点１００、接続点９６を接続する配線のスナバ配線インダクタンスＬｒは、スナバコンデンサ７２の放電に大きく影響せず、放電時定数は概ねスナバコンデンサ容量Ｃとスナバ抵抗１０２の抵抗値Ｒとの積（Ｃ×Ｒ）となる。スナバコンデンサ７２の電圧は、次のスイッチング時までに元のＶに戻すため、スイッチング周波数が高い場合には、スナバ抵抗１０２の抵抗値はあまり高くできない。一方、インダクタンスが大きく、コンデンサ容量及び抵抗が小さいと振動的となるため、スナバ抵抗１０２は極端に小さくはできない。配線インダクタンスＬは、跳ね上がり電圧抑制のために前述したように積層導体を用いるなどによりインダクタンス低減化が図られているため、Ｌ≪Ｌｒである。また，前述したようにＣ≪Ｃｄであるため，臨界制動抵抗値Ｒｃは式（２）であり、スナバ抵抗１０２はこれよりも高い抵抗値にすべきである。
Ｒ＞Ｒｃ＝２・√（Ｌｒ／Ｃ）（２）
【００２６】
本実施例では、スナバ抵抗１０２とスナバモジュール６７とを接続する配線９７及び、スナバ抵抗１０４とスナバモジュール７１とを接続する配線１０９は、スナバ抵抗１０２，１０４をスナバモジュール６７，７１にできるだけ近づけることで、スナバコンデンサ７２，８４とスナバ抵抗１０２，１０４とで構成される回路のインダクタンス分を低減することができて、ＬＣＲ回路の臨界制動抵抗値を小さくすることができている。そのために、スナバ共通抵抗１０６よりも抵抗値を低くすることは十分可能である。
【００２７】
このように構成される本実施例の実装例について、図３，４を参照して説明する。図３は図２の実装例の斜視図であり、図４は実装例の側面図である。それぞれ１つの半導体モジュールで構成されるスイッチングアーム３６，４６が、平板状の金属１２０の下に冷却風通路１２２を備えている強制空冷ヒートシンクである放熱器１２４の上に設置されている。また、スイッチングアーム３６，４６の上にスナバモジュール６７，７１がそれぞれ設置され、スナバモジュール６７，７１の間には、正極導体４０と負極導体４４、正極導体５０と負極導体５４が設置されている。なお、後述するが、負極導体４４，５４は一つの配線導体５５で形成されている。スイッチングアーム４６及び放熱器１２４と間隔を空け、冷却風通路１２２の冷却風路を妨げないように平滑コンデンサ８が配置され、スナバモジュール７１の上に積層されたコンデンサ導体５６，５８が、正極導体５０及び配線導体５５と平滑コンデンサ８に渡して設置されている。放熱器１２４上に、スナバモジュール６７，７１と間隔を空けてスナバ抵抗器１１３，１１９が設置され、スイッチングアーム３６及び放熱器１２４と間隔を空けてスナバ共通抵抗器１２１が冷却風通路１２２の冷却風路を妨げないように配置されている。スナバ共通抵抗器１２１は、スナバ共通抵抗１０６，１１８を１つの筐体にまとめた構造にした。図３に示すように、スイッチングアーム３６，４６から遠い位置に置いて、正極導体４０，５０及び負極導体４４，５４と干渉することがなく、配線インダクタンスの低減が可能となっている。
【００２８】
図５にスナバモジュール６７，７１と、正極導体４０，５０と、配線導体５５の配線の状態を、図６に正極導体４０，５０と、配線導体５５の構造を示す。なお、本実装例では、各導体間の絶縁板は図示していない。スイッチングアーム３６の正極端子３８に接続される正極導体４０は、コンデンサ導体５６と接続点６０で接続される。もう一方のスイッチングアーム４６の正極端子４８に接続される正極導体５０は、コンデンサ導体５８と接続点６２で接続される。配線導体５５は、正極導体４０，５０に挟まれる構造で、スイッチングアーム３６の負極端子４２と接続される負極導体４４と、スイッチングアーム４６の負極端子５２に接続される負極導体５４とが一体となって形成され、コンデンサ導体５８と接続点６２でされる。
【００２９】
図７にコンデンサ導体５６，５８の構造を示す。コンデンサの正極に接続されるコンデンサ導体５６が下側に、コンデンサ負極に接続されるコンデンサ導体５８が上側になるように構成されている。コンデンサ導体５６は、正極導体４０と紙面奥の接続点６０で接続され、正極導体５０と紙面手前の接続点６０で接続される。また、負極導体４０と紙面奥の接続点６０で接続され、正極導体５０と紙面手前の接続点６０で接続され、平滑コンデンサ８と接続点５７で接続される。コンデンサ導体５８は、配線導体５５と接続点６２で接続され、平滑コンデンサ８と接続点５９で接続される。
【００３０】
図８にスナバモジュール６７，７１の裏側を示す。紙面左側にスナバ抵抗器１１３，１１９が設置されている。スナバモジュール６７は、スイッチングアーム３６の正極端子３８、負極端子４２、交流端子８２に接続され、スナバモジュール７１は、スイッチングアーム４６の正極端子４８、負極端子５２、交流端子９４に接続される。また、スナバモジュール６７は配線９７，１０９によりスナバ抵抗器１１３に接続され、スナバモジュール７１は配線９９，１１１によりスナバ抵抗器１１９に接続される。
【００３１】
実装例の図３に示すように、スイッチングアーム３６，４６の端子は、正極導体４０，５０、配線導体５５及びスナバモジュール６７，７１に囲まれた位置にある。そのため、そこにスナバ共通抵抗１０６，１１８からの配線を接続するのは作業性が良くないが、本実装例のように、接続点６０，６２に接続することで作業性が良くなるので、装置が故障した際の部品交換時の作業時間が短縮でき、装置の休止時間を短くすることができる。さらに、スナバ抵抗器１１３，１１９を、スイッチングアーム３６，４６から発生する熱を冷却するための放熱器１２４に取り付けて放熱させることで一層小型化を図っている。
【００３２】
以上説明したように本実施例によれば、ＩＧＢＴ１２の跳ね上がり電圧分の電荷は、スナバ抵抗１０２、スナバ共通抵抗１０６で放電されるので、スナバ抵抗１０２の抵抗値が小さくなり、放電の際の発熱量を小さくできる。これにより、スナバ抵抗１０２の寸法を小さくすることができ、スナバ抵抗１０２をスナバモジュール６７により近づけて配置できる。よって、スナバモジュール６７，７１同士を接続する配線９７，１０３，９９が短くなることから、配線インダクタンスを小さくすることができ、さらにスナバ抵抗１０２の抵抗値を小さくして装置を小型化することが可能となる。また、配線部材を少なくできる。その他のスナバ抵抗１０４，１１４，１１６についても同様である。
【実施例２】
【００３３】
本発明の第２の実施例を図９乃至１１に示す。ここでは、第１の実施例の回路構成と異なる点のみ説明する。図９は、本実施例の回路構成であり、図３と同一の部品には同一符号を付している。本実施例においては、スナバモジュール６７にスナバ抵抗１０２，１１４を内蔵しており、同様にスナバモジュール７１にスナバ抵抗１０４，１１６を内蔵している。また、平滑コンデンサ８は、正極導体１３０に接続点１３２で接続され、負極導体１３４に接続点１３６で接続され、負荷１０は配線１３８に接続されている。さらに、スナバ共通抵抗１０６はスナバモジュール７１の正極端子４８で接続され、スナバ共通抵抗１１８はスナバモジュール７１に負極端子５２で接続されている。
【００３４】
図１０は、本実施例の実装例の斜視図であり、図１１は、図１０における正極導体１３０、負極導体１３４、負荷１０への配線及びスナバ抵抗間の配線をスイッチングアーム３６，４６面から上方に向けて見た図を示している。図１１に示すように、配線１１５のほとんどが正極導体１３０の投影領域に入ることで、スナバコンデンサ７８、スナバ抵抗１１４，１１６、スナバコンデンサ９０で構成される回路の配線インダクタンスが低減できるため、スナバ抵抗１１４，１１６の抵抗値を小さくでき、抵抗が小型化できてスナバモジュール６７に内蔵することが可能である。スナバコンデンサ７２、スナバ抵抗１０２，１０４、スナバコンデンサ８４で構成される回路についても同様である。また、スナバ共通抵抗器１２１を、近い位置にある正極端子４８、負極端子５２に接続することで配線１４０，１４２の長さを低減することができるとともに、スイッチングアーム４６の端子に接続することで配線１４０，１４４と、配線１４２，１４６が近接することで、スナバ共通抵抗器１２１を遠くに配置しても配線インダクタンスはあまり増大しない。本実施例でも第１の実施例と同様の効果を得ることができる。
【００３５】
以上説明したように実施例１，２によれば、装置の小型化に適し、かつ、配線部材もできるだけ少なく、作業性を低下させない構造の電力変換装置を提供することができる。
【００３６】
以上、２つの実施例について説明したが、本発明は、これらの実施例に限らず適宜構成を変更して適用することができる。例えば、本実施例では、ＩＧＢＴを適用しているが、他のスイッチング素子にも適用できるのは言うまでもない。また、実装例の放熱器１２４として強制空冷ヒートシンクの例で説明したが、他の構成、例えばヒートパイプ式放熱器などでも良い。
【００３７】
また、本実施例では、接続点１００の両側にスナバ抵抗１０２，１０４を設けたが、場合によって片側にスナバ抵抗１０２を設けるのみでも良い。しかし、両側に設けるほうがより好ましい。
【００３８】
また、図８において、スナバ抵抗器１１３，１１９は、紙面左側に接続されるため、各スナバ抵抗への各配線の接続点を図８の紙面左側に寄せることでさらに配線を短くできるが、この場合スナバモジュール６７，７１が異なる構造となる。
【００３９】
また、本発明は、図１に示したインバータ回路に限らず、コンバータ回路や電源回路等、スイッチングアーム並びにスナバ回路を備える各種の電力変換装置に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明が適用される一般的な電力変換装置の回路構成を示す。
【図２】本発明の第１の実施例の回路構成を示す。
【図３】本発明の第１の実施例の実装例の斜視図を示す。
【図４】本発明の第１の実施例の実装例の側面図を示す。
【図５】スイッチングアーム、正極導体、配線導体の接続状態を示す。
【図６】正極導体、配線導体の構成を示す。
【図７】コンデンサ導体の構成を示す。
【図８】スナバモジュールの裏側の構成を示す。
【図９】本発明の第２の実施例の回路構成を示す。
【図１０】本発明の第２の実施例の実装例の斜視図を示す。
【図１１】本発明の第２の実施例における配線をスイッチングアーム面から上方に向けて見た図を示している。
【符号の説明】
【００４１】
１２，１４，１６，１８ＩＧＢＴ
３６，４６スイッチングアーム
６４，６６，６７，６８，７０，７１スナバモジュール
９７，９９，１０３，１０９，１１１，１１５配線
１０２，１０４，１１４，１１６スナバ抵抗
１０６，１１８スナバ共通抵抗
１１３，１１９スナバ抵抗器
１２１スナバ共通抵抗器

【特許請求の範囲】
【請求項１】
並列接続された複数のスイッチング素子を用いて形成された複数のスイッチングアームをブリッジ接続して正極と負極との間に備え、それぞれの前記スイッチング素子にスナバ回路を並列接続してなる電力変換装置において、
前記並列接続された複数のスイッチング素子の前記スナバ回路は、それぞれのスイッチング素子に並列接続されたスナバコンデンサとスナバダイオードからなる複数の直列回路の前記スナバコンデンサと前記スナバダイオードの接続点を互いに接続し、互いに接続した少なくとも１つの回路に第１のスナバ抵抗を挿入し、第１のスナバ抵抗の一端と前記正極又は前記負極との間に第２のスナバ抵抗を接続してなることを特徴とする電力変換装置。
【請求項２】
請求項１に記載のインバータ回路において、
第１のスナバ抵抗は、複数の抵抗を直列接続して構成され、該複数の抵抗の共通接続点に第２のスナバ抵抗を接続してなることを特徴とする電力変換装置。
【請求項３】
請求項２に記載のインバータ回路において、
前記複数の抵抗の各抵抗値は第２のスナバ抵抗の抵抗値より小さいことを特徴とする電力変換装置。

【図１】