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公開番号2025112951
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-01
出願番号2024007534
出願日2024-01-22
発明の名称電力変換装置
出願人株式会社TMEIC
代理人弁理士法人iX
主分類H02M 7/48 20070101AFI20250725BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】通電電流をより増加できる電力変換装置を提供する。
【解決手段】高電位側の直流端子と、低電位側の直流端子と、一対の接続端子と、4つのスイッチング素子と、4つの整流素子と、を有する単相フルブリッジ回路と、前記高電位側の直流端子と、前記低電位側の直流端子と、の間に設けられた一括RDCスナバ回路と、を備え、前記一括RDCスナバ回路は、第1ダイオードと、第2ダイオードと、コンデンサと、抵抗素子と、を有し、前記第1ダイオードは、前記一方のレグのハイサイド側の前記スイッチング素子に逆並列に接続された前記整流素子と、前記コンデンサの一端と、の間に設けられ、前記第2ダイオードは、前記他方のレグのハイサイド側の前記スイッチング素子に逆並列に接続された前記整流素子と、前記コンデンサの一端と、の間に設けられた電力変換装置が提供される。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
高電位側の直流端子と、低電位側の直流端子と、一対の接続端子と、４つのスイッチング素子と、４つの整流素子と、を有する単相フルブリッジ回路と、
前記高電位側の直流端子と、前記低電位側の直流端子と、の間に設けられた一括ＲＤＣスナバ回路と、
を備え、
４つの前記スイッチング素子は、前記高電位側の直流端子と、前記低電位側の直流端子と、の間にフルブリッジ接続され、
４つの前記整流素子は、４つの前記スイッチング素子のそれぞれに逆並列に接続され、
前記一対の接続端子の一方の接続端子は、前記単相フルブリッジ回路の一方のレグを構成する直列に接続された２つの前記スイッチング素子の接続点と電気的に接続され、
前記一対の接続端子の他方の接続端子は、前記単相フルブリッジ回路の他方のレグを構成する直列に接続された別の２つの前記スイッチング素子の接続点と電気的に接続され、
前記一括ＲＤＣスナバ回路は、第１ダイオードと、第２ダイオードと、コンデンサと、抵抗素子と、を有し、
前記第１ダイオードのアノードは、前記高電位側の直流端子に接続され、
前記第１ダイオードのカソードは、前記コンデンサの一端に接続され、
前記第２ダイオードは、前記第１ダイオードに並列に接続され、
前記コンデンサの他端は、前記低電位側の直流端子に接続され、
前記抵抗素子は、前記第１ダイオード及び前記第２ダイオードに並列に接続され、
前記第１ダイオードは、前記一方のレグのハイサイド側の前記スイッチング素子に逆並列に接続された前記整流素子と、前記コンデンサの一端と、の間に設けられ、
前記第２ダイオードは、前記他方のレグのハイサイド側の前記スイッチング素子に逆並列に接続された前記整流素子と、前記コンデンサの一端と、の間に設けられた電力変換装置。
続きを表示（約 670 文字）【請求項２】
４つの前記スイッチング素子、４つの前記整流素子、前記第１ダイオード、及び前記第２ダイオードは、圧接型の半導体素子であり、
４つの前記スイッチング素子は、前記一方のレグの２つの前記スイッチング素子を積層して直列に接続し、前記他方のレグの２つの前記スイッチング素子を積層して直列に接続するとともに、前記低電位側の直流端子との接続点同士を接続するように、前記一方のレグの２つの前記スイッチング素子の第１積層体と、前記他方のレグの２つの前記スイッチング素子の第２積層体と、を積層して設けられ、前記第１積層体及び前記第２積層体の積層体の積層方向の両端において前記高電位側の直流端子と電気的に接続され、前記第１積層体及び前記第２積層体の接続点において前記低電位側の直流端子と電気的に接続され、
４つの前記整流素子は、前記第１積層体及び前記第２積層体の積層体と並べて積層して設けられることにより、４つの前記スイッチング素子のそれぞれに逆並列に接続され、
前記第１ダイオードは、４つの前記整流素子の積層体の積層方向の一端側に積層して設けられ、
前記第２ダイオードは、４つの前記整流素子の積層体の積層方向の他端側に積層して設けられる請求項１記載の電力変換装置。
【請求項３】
前記第２ダイオードのカソードと前記コンデンサの一端とを接続する配線の長さは、前記第１ダイオードのカソードと前記コンデンサの一端とを接続する配線の長さの０．６倍以上１．４倍以下である請求項１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 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
単相フルブリッジ回路と、一括ＲＤＣスナバ回路と、を備えた電力変換装置がある。単相フルブリッジ回路は、一対の直流端子間にフルブリッジ接続された４つのスイッチング素子と、４つのスイッチング素子のそれぞれに逆並列に接続された４つの整流素子と、を有する。
【０００３】
一括ＲＤＣスナバ回路は、単相フルブリッジ回路の直流端子間に設けられる。換言すれば、一括ＲＤＣスナバ回路は、単相フルブリッジ回路の４つのスイッチング素子に対して一括して設けられる。一括ＲＤＣスナバ回路は、各スイッチング素子のスイッチング時に発生するサージ電圧を抑制する。一括ＲＤＣスナバ回路は、各スイッチング素子のそれぞれに設けられる個別のスナバ回路に比べて、部品点数の増加を抑制することができる。例えば、電力変換装置の大型化や製造コストの増加などを抑制することができる。
【０００４】
一括ＲＤＣスナバ回路は、ダイオードと、コンデンサと、抵抗素子と、を有する。ダイオードのアノードは、高電位側の直流端子に接続される。ダイオードのカソードは、コンデンサの一端に接続される。コンデンサの他端は、低電位側の直流端子に接続される。抵抗素子は、ダイオードに並列に接続される。
【０００５】
上記のように、単相フルブリッジ回路に対して一括ＲＤＣスナバ回路を設けた際に、一括ＲＤＣスナバ回路を一巡する経路の長さが、単相フルブリッジ回路の一方のレグ側の２つのスイッチング素子と、単相フルブリッジ回路の他方のレグ側の２つのスイッチング素子と、で異なってしまう場合がある。一巡の経路の長さが長くなると、一巡の経路における寄生のインダクタンスの大きさが大きくなり、電流遮断時に生じるサージ電圧の大きさも大きくなってしまう。
【０００６】
各スイッチング素子に対して定常的に流す通電電流の大きさは、電流遮断時に生じるサージ電圧の最も大きいスイッチング素子に合わせて設定する必要がある。このため、一方のレグ側の２つのスイッチング素子に対する一巡の経路が長くなり、サージ電圧の大きさが大きくなってしまうと、その２つのスイッチング素子が制約となり、各スイッチング素子に対する通電電流を増やすことができなくなってしまう。例えば、電力変換装置の大容量化が難しくなってしまう。
【０００７】
このため、単相フルブリッジ回路と、一括ＲＤＣスナバ回路と、を備えた電力変換装置においては、単相フルブリッジ回路の４つのスイッチング素子に対する通電電流をより増加できるようにすることが望まれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
特開２０１９－４７５９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の実施形態は、通電電流をより増加できる電力変換装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の実施形態によれば、高電位側の直流端子と、低電位側の直流端子と、一対の接続端子と、４つのスイッチング素子と、４つの整流素子と、を有する単相フルブリッジ回路と、前記高電位側の直流端子と、前記低電位側の直流端子と、の間に設けられた一括ＲＤＣスナバ回路と、を備え、４つの前記スイッチング素子は、前記高電位側の直流端子と、前記低電位側の直流端子と、の間にフルブリッジ接続され、４つの前記整流素子は、４つの前記スイッチング素子のそれぞれに逆並列に接続され、前記一対の接続端子の一方の接続端子は、前記単相フルブリッジ回路の一方のレグを構成する直列に接続された２つの前記スイッチング素子の接続点と電気的に接続され、前記一対の接続端子の他方の接続端子は、前記単相フルブリッジ回路の他方のレグを構成する直列に接続された別の２つの前記スイッチング素子の接続点と電気的に接続され、前記一括ＲＤＣスナバ回路は、第１ダイオードと、第２ダイオードと、コンデンサと、抵抗素子と、を有し、前記第１ダイオードのアノードは、前記高電位側の直流端子に接続され、前記第１ダイオードのカソードは、前記コンデンサの一端に接続され、前記第２ダイオードは、前記第１ダイオードに並列に接続され、前記コンデンサの他端は、前記低電位側の直流端子に接続され、前記抵抗素子は、前記第１ダイオード及び前記第２ダイオードに並列に接続され、前記第１ダイオードは、前記一方のレグのハイサイド側の前記スイッチング素子に逆並列に接続された前記整流素子と、前記コンデンサの一端と、の間に設けられ、前記第２ダイオードは、前記他方のレグのハイサイド側の前記スイッチング素子に逆並列に接続された前記整流素子と、前記コンデンサの一端と、の間に設けられた電力変換装置が提供される。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

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