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公開番号2025070869
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-02
出願番号2023181458
出願日2023-10-20
発明の名称電力変換装置
出願人株式会社日立製作所,日立Astemo株式会社
代理人弁理士法人サンネクスト国際特許事務所
主分類H02M 1/08 20060101AFI20250424BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】配線インダクタンスの差によって生じる複数のスイッチング素子に流れる電流のアンバランスを抑制することができない。
【解決手段】低電位配線に沿って配列された複数のスイッチング素子と、所定のゲート抵抗を有するゲート配線を介して前記複数のスイッチング素子のそれぞれに同時にゲート電圧を供給する駆動回路とを備え、前記複数のスイッチング素子が接続された前記低電位配線に生じる配線インダクタンスであって、前記複数の各スイッチング素子より前記低電位配線に出力された各電流が合流する合流箇所までの配線インダクタンスがより小さいスイッチング素子ほど、当該スイッチング素子に接続される前記ゲート配線の前記ゲート抵抗をより大きい抵抗値に設定する電力変換装置。
【選択図】図1

特許請求の範囲【請求項１】
低電位配線に沿って配列された複数のスイッチング素子と、所定のゲート抵抗を有するゲート配線を介して前記複数のスイッチング素子のそれぞれに同時にゲート電圧を供給する駆動回路とを備え、
前記複数のスイッチング素子が接続された前記低電位配線に生じる配線インダクタンスであって、前記複数の各スイッチング素子より前記低電位配線に出力された各電流が合流する合流箇所までの配線インダクタンスがより小さいスイッチング素子ほど、当該スイッチング素子に接続される前記ゲート配線の前記ゲート抵抗をより大きい抵抗値に設定する電力変換装置。
続きを表示（約 710 文字）【請求項２】
請求項１に記載の電力変換装置において、
前記ゲート抵抗は、前記ゲート配線に直列に接続される電力変換装置。
【請求項３】
請求項２に記載の電力変換装置において、
前記複数のゲート抵抗の少なくとも一部をバイパスするダイオードを有するバイパス配線を備え、
前記バイパス配線は、前記ダイオードのアノードが前記スイッチング素子のゲート側に接続され、前記複数のスイッチング素子のターンオフ時に、前記複数のゲート抵抗の少なくとも一部をバイパスする電力変換装置。
【請求項４】
請求項１に記載の電力変換装置において、
前記複数のスイッチング素子が接続される高電位配線を備え、
前記複数のスイッチング素子、前記ゲート配線、前記低電位配線、前記高電位配線が配置される配線基板を備え、
前記ゲート配線、前記低電位配線、前記高電位配線は、前記複数のスイッチング素子の並びに沿って前記配線基板上に延在して配置される電力変換装置。
【請求項５】
請求項１に記載の電力変換装置において、
前記駆動回路は、前記抵抗値が設定された前記ゲート抵抗を有する前記ゲート配線を介して、前記複数のスイッチング素子のそれぞれに同時に前記ゲート電圧を供給して、前記複数のスイッチング素子をオンする電力変換装置。
【請求項６】
請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載の電力変換装置において、
前記複数のスイッチング素子の並列接続は、インバータ回路の上下アームよりなる各相であって、各相の下アームを構成する電力変換装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、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】
電力変換装置は、スイッチング素子を上下アームに構成してなるインバータ回路をスイッチング動作させて直流電力を交流電力に変換する。そして、インバータ回路の上下アームよりなる各相を複数のスイッチング素子を並列接続して用いる場合がある。この場合に、配線に沿って各スイッチング素子を並列接続すると、各スイッチング素子までの配線に生じる配線インダクタンスが異なり、配線インダクタンスの差によってスイッチング速度に差が生じ、各スイッチング素子を流れる電流がアンバランスになる。
【０００３】
特許文献１には、各半導体モジュールをオン／オフ駆動するゲート駆動回路と、半導体モジュールごとにそれぞれ設けられ、当該半導体モジュールと、ゲート駆動回路又は他の半導体モジュールとの間を接続するオフ動作時用の第１のゲート配線とを設け、オフ動作時における各半導体モジュールのゲート電流の値が同じ値となるように、ゲート閾値電圧が低い半導体モジュールほど、よりインピーダンスが低い第１のゲート配線でゲート駆動回路又は他の半導体モジュールと接続する電力変換装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０２０－１５６３０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の技術では、配線インダクタンスの差によって生じる複数のスイッチング素子に流れる電流のアンバランスを抑制することができない。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明による電力変換装置車は、低電位配線に沿って配列された複数のスイッチング素子と、所定のゲート抵抗を有するゲート配線を介して前記複数のスイッチング素子のそれぞれに同時にゲート電圧を供給する駆動回路とを備え、前記複数のスイッチング素子が接続された前記低電位配線に生じる配線インダクタンスであって、前記複数の各スイッチング素子より前記低電位配線に出力された各電流が合流する合流箇所までの配線インダクタンスがより小さいスイッチング素子ほど、当該スイッチング素子に接続される前記ゲート配線の前記ゲート抵抗をより大きい抵抗値に設定する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、配線インダクタンスの差によって生じる複数のスイッチング素子に流れる電流のアンバランスを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
第１の実施形態に係わる電力変換装置の回路構成図である。
（Ａ）（Ｂ）第１の実施形態に係わる電力変換装置のインバータ回路を配置した多層配線基板の１層目および２層目の上面図である。
（Ａ）（Ｂ）第１の実施形態に係わる電力変換装置のインバータ回路を配置した多層配線基板の１層目および２層目の上面図である。
（Ａ）～（Ｅ）は、第１の実施形態に係わる電力変換装置のスイッチング素子を示す図である。
第２の実施形態に係わる電力変換装置の回路構成図である。
第２の実施形態に係わる電力変換装置のインバータ回路を配置した多層配線基板の１層目の上面図である。
第３の実施形態に係わる電力変換装置の回路構成図である。
第３の実施形態に係わる電力変換装置のインバータ回路を配置した多層配線基板の１層目の上面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下の記載および図面は、本発明を説明するための例示であって、説明の明確化のため、適宜、省略および簡略化がなされている。本発明は、他の種々の形態でも実施する事が可能である。特に限定しない限り、各構成要素は単数でも複数でも構わない。
【００１０】
図面において示す各構成要素の位置、大きさ、形状、範囲などは、発明の理解を容易にするため、実際の位置、大きさ、形状、範囲などを表していない場合がある。このため、本発明は、必ずしも、図面に開示された位置、大きさ、形状、範囲などに限定されない。
（【００１１】以降は省略されています）

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