JP6760883B2

JP6760883B2 - Power converter

Info

Publication number: JP6760883B2
Application number: JP2017106779A
Authority: JP
Inventors: 高明原田
Original assignee: Toshiba Mitsubishi Electric Industrial Systems Corp
Current assignee: Toshiba Mitsubishi Electric Industrial Systems Corp
Priority date: 2017-05-30
Filing date: 2017-05-30
Publication date: 2020-09-23
Anticipated expiration: 2037-05-30
Also published as: JP2018207563A

Description

本開示は、電力変換装置に関する。 The present disclosure relates to a power converter.

従来の電力変換装置は、多層積層導体上に複数のスイッチング素子および電解コンデンサが載置されて構成されている（特許文献１および２）。 A conventional power conversion device is configured by mounting a plurality of switching elements and electrolytic capacitors on a multilayer laminated conductor (Patent Documents 1 and 2).

多層積層導体は、正側の導体板と負側の導体板とが絶縁板を介して積層されて構成されている。各スイッチング素子の正側の端子および負側の端子は、それぞれ多層積層導体の正側の導体板および負側の導体板に接続されている。また、電解コンデンサの正側の端子および負側の端子は、それぞれ多層積層導体の正側の導体板および負側の導体板に接続されている。 The multilayer laminated conductor is configured by laminating a conductor plate on the positive side and a conductor plate on the negative side via an insulating plate. The positive and negative terminals of each switching element are connected to the positive and negative conductor plates of the multilayer laminated conductor, respectively. Further, the positive terminal and the negative terminal of the electrolytic capacitor are connected to the positive conductor plate and the negative conductor plate of the multilayer laminated conductor, respectively.

複数のスイッチング素子は、多層積層導体の表面上に上下方向に列をなして実装されている。また、電解コンデンサは、複数のスイッチング素子の列の延長上に配置されている。 A plurality of switching elements are mounted in rows in the vertical direction on the surface of the multilayer laminated conductor. Further, the electrolytic capacitor is arranged on an extension of a row of a plurality of switching elements.

特許第３５５０９７０号Patent No. 3550970 特許第５４３８７５２号Patent No. 5438752

この点で、上記特許文献では、電力変換装置の直流部について多層積層導体と接続することによりコンパクト化する方式が示されているが、小型化を図る点でさらに工夫する必要がある。 In this respect, the above-mentioned patent document describes a method of making the DC portion of the power conversion device compact by connecting it to a multi-layer laminated conductor, but further ingenuity is required in terms of miniaturization.

本開示は、上記の課題を解決するためになされたものであって、小型化が可能な電力変換装置を提供する。 The present disclosure has been made to solve the above problems, and provides a power conversion device capable of miniaturization.

ある局面に従う電力変換装置は、コンデンサと、半導体スイッチとを含む電力変換部品と、電力変換部品と電気的に接続する、複数の板状導体と、複数の板状導体に対して複数の板状絶縁体を交互に積層した多層積層導体と、電力変換部品と接続されるヒューズとを備える。ヒューズは、多層積層導体と電気的に接続される。 A power conversion device according to a certain aspect includes a power conversion component including a capacitor and a semiconductor switch, a plurality of plate-shaped conductors electrically connected to the power conversion component, and a plurality of plate-shaped conductors with respect to the plurality of plate-shaped conductors. It includes a multilayer laminated conductor in which insulators are alternately laminated, and a fuse connected to a power conversion component. The fuse is electrically connected to the multilayer laminated conductor.

好ましくは、複数の板状導体は、複数の直流板状導体と、交流板状導体とを含み、ヒューズは、交流板状導体と電気的に接続される。 Preferably, the plurality of plate conductors includes a plurality of DC plate conductors and an AC plate conductor, and the fuse is electrically connected to the AC plate conductor.

好ましくは、コンデンサと半導体スイッチは、多層積層導体の一方側に設けられ、ヒューズは、多層積層導体の他方側に設けられる。 Preferably, the capacitor and the semiconductor switch are provided on one side of the multilayer laminated conductor, and the fuse is provided on the other side of the multilayer laminated conductor.

好ましくは、ヒューズは、多層積層導体のコンデンサが設けられる一方側に対向する他方側の領域に設けられる。 Preferably, the fuse is provided in the region of the other side facing the one side where the multi-layer laminated conductor capacitor is provided.

好ましくは、ヒューズと接続されるホール素子をさらに備え、ホール素子は、多層積層導体と電気的に接続される。 Preferably, it further comprises a Hall element connected to the fuse, which is electrically connected to the multilayer laminated conductor.

本発明の電力変換装置は、小型化が可能である。 The power conversion device of the present invention can be miniaturized.

実施形態に基づく無停電電源装置１の構成を正面視した外観構成図である。FIG. 5 is an external configuration diagram showing the configuration of the uninterruptible power supply 1 based on the embodiment as a front view. 実施形態に基づく無停電電源装置１の側方断面図である。It is a side sectional view of the uninterruptible power supply 1 based on the embodiment. 実施形態に基づく無停電電源装置１の電気回路を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the electric circuit of the uninterruptible power supply 1 based on embodiment. 実施形態に基づく電力変換装置３の構成を説明する図である。It is a figure explaining the structure of the power conversion apparatus 3 based on an embodiment. 実施形態に基づく多層積層導体１００の構造について説明する図である。It is a figure explaining the structure of the multilayer laminated conductor 100 based on an embodiment. 実施形態に基づく電力変換装置３の実装構造について説明する図である。It is a figure explaining the mounting structure of the power conversion apparatus 3 based on an embodiment. 実施形態に基づく多層積層導体１００のＡＣラインを説明する図である。It is a figure explaining the AC line of the multilayer laminated conductor 100 based on an embodiment.

本実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中の同一または相当部分については、同一符号を付してその説明は繰り返さない。 The present embodiment will be described in detail with reference to the drawings. The same or corresponding parts in the drawings are designated by the same reference numerals and the description thereof will not be repeated.

一例として三相回転電機用の電力変換装置について説明する。
図１は、実施形態に基づく無停電電源装置１の構成を正面視した外観構成図である。 As an example, a power conversion device for a three-phase rotary electric machine will be described.
FIG. 1 is an external configuration diagram of the configuration of the uninterruptible power supply 1 based on the embodiment as viewed from the front.

無停電電源装置１は、盤形状（直方体形状）の筐体ＣＨの内部に構成部品が収納された盤タイプで、ＵＬ(Underwriters Laboratories Inc.)認証が得られる構成である。無停電電源装置１は、通常時（正常時）は、商用電源などの交流電源から供給される交流電力により、負荷に電力を供給する。交流電源が停電すると、蓄電池から供給される直流電力により、負荷に電力を供給する。 The uninterruptible power supply 1 is a panel type in which components are housed inside a panel-shaped (rectangular parallelepiped) housing CH, and has a configuration that can obtain UL (Underwriters Laboratories Inc.) certification. The uninterruptible power supply 1 normally supplies power to the load by using AC power supplied from an AC power source such as a commercial power source. When the AC power supply fails, the DC power supplied from the storage battery supplies power to the load.

図１を参照して、筐体ＣＨの内部には、電力変換装置が収容されている。
具体的には、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の各電力変換装置（コンバータユニット）が設けられている。 With reference to FIG. 1, a power conversion device is housed inside the housing CH.
Specifically, U-phase, V-phase, and W-phase power conversion devices (converter units) are provided.

本例においては、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の電力変換装置（コンバータユニット）３〜５が段毎に配置されている。 In this example, U-phase, V-phase, and W-phase power converter units (converter units) 3 to 5 are arranged for each stage.

また、チョッパ回路２も設けられており、電力変換装置３の上層に載置されている場合が示されている。 Further, a chopper circuit 2 is also provided, and a case where the chopper circuit 2 is mounted on the upper layer of the power conversion device 3 is shown.

各電力変換装置（コンバータユニット）は前後方向に挿脱可能に設けられており、保守点検等が容易となるように設けられている。 Each power converter (converter unit) is provided so as to be removable in the front-rear direction so that maintenance and inspection can be facilitated.

図２は、実施形態に基づく無停電電源装置１の側方断面図である。
図２を参照して、電力変換装置（コンバータユニット）３〜５は、全てほぼ同形状であり、奥行き及び幅に比べて高さが短い（低い）直方体形状である。電力変換装置３〜５は、無停電電源装置１の前面側で下側の空間に設けられている。電力変換装置（コンバータユニット）３〜５の奥行きは、無停電電源装置１の前面の内側から仕切り板ＢＤまでの長さよりも１回り小さい長さである。従って、電力変換装置（コンバータユニット）３〜５の前面は、盤内の前面に近接（又は接触）し、電力変換装置（コンバータユニット）３〜５の背面は、仕切り板ＢＤに近接（又は接触）している。 FIG. 2 is a side sectional view of the uninterruptible power supply 1 based on the embodiment.
With reference to FIG. 2, the power conversion devices (converter units) 3 to 5 all have substantially the same shape, and have a rectangular parallelepiped shape whose height is shorter (lower) than the depth and width. The power conversion devices 3 to 5 are provided in the space below the front side of the uninterruptible power supply device 1. The depth of the power converter (converter unit) 3 to 5 is one size smaller than the length from the inside of the front surface of the uninterruptible power supply 1 to the partition plate BD. Therefore, the front surface of the power converter (converter unit) 3 to 5 is close (or in contact with) the front surface in the panel, and the back surface of the power converter (converter unit) 3 to 5 is close to (or in contact with) the partition plate BD. )are doing.

電力変換装置３〜５は、多段積みされるように垂直方向に配置されており、各電力変換装置（コンバータユニット）３〜５間には、少し隙間がある。最下段にある電力変換装置５は、無停電電源装置１の底面に接触するように設置されている。電力変換装置４は、電力変換装置５の上に設置されている。電力変換装置３は、電力変換装置４の上に設置されている。チョッパ回路２は、電力変換装置３の上に設置されている。 The power conversion devices 3 to 5 are arranged in the vertical direction so as to be stacked in multiple stages, and there is a slight gap between the power conversion devices (converter units) 3 to 5. The power conversion device 5 at the bottom is installed so as to come into contact with the bottom surface of the uninterruptible power supply 1. The power conversion device 4 is installed on the power conversion device 5. The power conversion device 3 is installed on the power conversion device 4. The chopper circuit 2 is installed on the power conversion device 3.

コンデンサユニット８は、図３に示す入力側コンデンサＣ１及び出力側コンデンサＣ２が収納されたユニットである。コンデンサユニット８は、チョッパ回路２の上に設置されている。 The capacitor unit 8 is a unit in which the input side capacitor C1 and the output side capacitor C2 shown in FIG. 3 are housed. The capacitor unit 8 is installed on the chopper circuit 2.

制御ユニット６は、無停電電源装置１の制御を行う基板等が実装されたユニットである。制御ユニット６は、コンデンサユニット８の上の前面側に設置されている。 The control unit 6 is a unit on which a board or the like for controlling the uninterruptible power supply 1 is mounted. The control unit 6 is installed on the front side above the capacitor unit 8.

遮断器ユニット９は、図３に示す２つの遮断器ＣＢ２Ｐ，ＣＢ２Ｎが収納されたユニットである。遮断器ユニット９は、コンデンサユニット８の上の背面側に設置されている。 The circuit breaker unit 9 is a unit in which the two circuit breakers CB2P and CB2N shown in FIG. 3 are housed. The circuit breaker unit 9 is installed on the back side above the capacitor unit 8.

遮断器ユニット１０は、図３に示す２つの遮断器ＣＢ１，ＣＢ３が収納されたユニットである。 The circuit breaker unit 10 is a unit in which the two circuit breakers CB1 and CB3 shown in FIG. 3 are housed.

リアクトルＬ１〜Ｌ３は、電力変換装置３〜５が実装されている空間の背面側にある仕切り板ＢＤを隔てた空間に設置されている。リアクトルＬ１〜Ｌ３は、長手方向が垂直方向の直方体形状又は円柱形状である。リアクトルＬ１〜Ｌ３は、垂直方向に積み重なるように配置されている。 The reactors L1 to L3 are installed in a space separated by a partition plate BD on the back side of the space in which the power conversion devices 3 to 5 are mounted. The reactors L1 to L3 have a rectangular parallelepiped shape or a cylindrical shape whose longitudinal direction is vertical. The reactors L1 to L3 are arranged so as to be stacked in the vertical direction.

図３は、実施形態に基づく無停電電源装置１の電気回路を示す回路図である。
図３を参照して、無停電電源装置１は、チョッパ回路２、三相分の電力変換装置（コンバータユニット）３〜５、冷却ファン７、ダイオード整流器ＤＳＭ、三相分の入力側コンデンサＣ１、三相分の出力側コンデンサＣ２、４つの遮断器ＣＢ１，ＣＢ２Ｐ，ＣＢ２Ｎ，ＣＢ３、３つのリアクトルＬ１，Ｌ２，Ｌ３、および２つのスイッチＳＷ１，ＳＷ２を備える。無停電電源装置１は、蓄電池２１、交流電源２２及び負荷２３とそれぞれ接続されている。 FIG. 3 is a circuit diagram showing an electric circuit of the uninterruptible power supply 1 based on the embodiment.
With reference to FIG. 3, the uninterruptible power supply 1 includes a chopper circuit 2, three-phase power converters (converter units) 3 to 5, a cooling fan 7, a diode rectifier DSM, and three-phase input side capacitors C1. It is equipped with three-phase output side capacitors C2, four circuit breakers CB1, CB2P, CB2N, CB3, three reactors L1, L2, L3, and two switches SW1 and SW2. The uninterruptible power supply 1 is connected to the storage battery 21, the AC power supply 22, and the load 23, respectively.

無停電電源装置１は、交流電源２２と三相三線式で接続され、負荷２３と三相四線式で接続されている。 The uninterruptible power supply 1 is connected to the AC power supply 22 in a three-phase three-wire system, and is connected to the load 23 in a three-phase four-wire system.

電力変換装置３〜５は、それぞれＵ相、Ｖ相及びＷ相に対応して設けられている。
電力変換装置３〜５の各々は、コンバータ回路ＣＮとインバータ回路ＩＮとを含む。また、電力変換装置３〜５の各々は、ヒューズ１５およびホール素子１６を含む。 The power conversion devices 3 to 5 are provided corresponding to the U phase, the V phase, and the W phase, respectively.
Each of the power converters 3 to 5 includes a converter circuit CN and an inverter circuit IN. Further, each of the power converters 3 to 5 includes a fuse 15 and a Hall element 16.

交流電源２２から入力された交流電力は、遮断器ＣＢ１及びリアクトルＬ２を順次に介して、相毎に電力変換装置３〜５に入力される。電力変換装置３〜５は、入力された三相交流電力を直流電力に変換して、負荷２３に供給する三相交流電力に変換する。電力変換装置３〜５は、変換した三相交流電力をリアクトルＬ３及び遮断器ＣＢ３を順次に介して、負荷２３及び冷却ファン７に出力する。冷却ファン７の入力側には、スイッチＳＷ２が設けられている。無停電電源装置１の入力側の各相は、入力側コンデンサＣ１を介して、無停電電源装置１の出力側の中性点と接続されている。無停電電源装置１の出力側の各相は、出力側コンデンサＣ２を介して、無停電電源装置１の出力側の中性点と接続されている。 The AC power input from the AC power supply 22 is sequentially input to the power converters 3 to 5 for each phase via the circuit breaker CB1 and the reactor L2. The power conversion devices 3 to 5 convert the input three-phase AC power into DC power and convert it into the three-phase AC power supplied to the load 23. The power conversion devices 3 to 5 sequentially output the converted three-phase AC power to the load 23 and the cooling fan 7 via the reactor L3 and the circuit breaker CB3. A switch SW2 is provided on the input side of the cooling fan 7. Each phase on the input side of the uninterruptible power supply 1 is connected to the neutral point on the output side of the uninterruptible power supply 1 via the input side capacitor C1. Each phase on the output side of the uninterruptible power supply 1 is connected to the neutral point on the output side of the uninterruptible power supply 1 via the output side capacitor C2.

蓄電池２１は、交流電源２２の停電時に電力を供給するためのエネルギーを蓄える電池である。蓄電池２１から出力された直流電力は、停電時に、正及び負にそれぞれ設けられた２つの遮断器ＣＢ２Ｐ，ＣＢ２Ｎ及びリアクトルＬ１を順次に介して、チョッパ回路２に供給する。 The storage battery 21 is a battery that stores energy for supplying electric power in the event of a power failure of the AC power source 22. The DC power output from the storage battery 21 is supplied to the chopper circuit 2 in the event of a power failure via two circuit breakers CB2P, CB2N and a reactor L1 provided separately in the positive and negative directions.

チョッパ回路２は、入力された直流電圧を調整して、電力変換装置３〜５のそれぞれの直流リンクに直流電力を供給する。蓄電池２１を充電する場合、ダイオード整流器ＤＳＭは、スイッチＳＷ１を介して交流電源２２から入力される三相交流電力を直流電力に変換して、チョッパ回路２に出力する。チョッパ回路２は、電力変換装置３〜５の直流リンク又はダイオード整流器ＤＳＭから入力された直流電力により、蓄電池２１を充電するように動作する。 The chopper circuit 2 adjusts the input DC voltage to supply DC power to each of the DC links of the power converters 3 to 5. When charging the storage battery 21, the diode rectifier DSM converts the three-phase AC power input from the AC power supply 22 via the switch SW1 into DC power and outputs it to the chopper circuit 2. The chopper circuit 2 operates so as to charge the storage battery 21 by the DC power input from the DC link of the power converters 3 to 5 or the diode rectifier DSM.

チョッパ回路２及び電力変換装置３〜５は、ＩＧＢＴ(insulated gate bipolar transistor)等のスイッチング素子で構成される電気回路を備える。 The chopper circuit 2 and the power conversion devices 3 to 5 include an electric circuit composed of switching elements such as an IGBT (insulated gate bipolar transistor).

なお、図２においては、図３で説明したチョッパ回路２、３つの電力変換装置３〜５、制御ユニット６、コンデンサユニット８、２つの遮断器ユニット９，１０、及び３つのリアクトルＬ１，Ｌ２，Ｌ３等が実装されている場合が示されているが、この他にも、無停電電源装置１内には、図３に示す電気回路を構成する素子及び機器などが実装されているが、ここでは省略する。 In FIG. 2, the chopper circuit 2, the three power conversion devices 3 to 5, the control unit 6, the capacitor unit 8, the two circuit breaker units 9, 10 and the three reactors L1, L2, described in FIG. 3 are shown. Although the case where L3 or the like is mounted is shown, in addition to this, the elements and devices constituting the electric circuit shown in FIG. 3 are mounted in the uninterruptible power supply 1. Let's omit it.

図４は、実施形態に基づく電力変換装置３の構成を説明する図である。
図４に示されるように、電力変換装置３は、後述する多層積層導体の表面上に半導体モジュール（ＩＧＢＴ）１３、電解コンデンサ１４、ヒューズ１５、ホール素子１６が実装されることにより構成されている。 FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration of the power conversion device 3 based on the embodiment.
As shown in FIG. 4, the power conversion device 3 is configured by mounting a semiconductor module (IGBT) 13, an electrolytic capacitor 14, a fuse 15, and a Hall element 16 on the surface of a multilayer laminated conductor described later. ..

電力変換装置３は、８つの半導体モジュール１３ａ〜１３ｈ、２つの電解コンデンサ１４ａ，１４ｂ、２つのヒューズ１５ａ，１５ｂ、２つのホール素子１６ａ，１６ｂおよび３つの直流側の電極１７〜１９（正電極（Ｐ極）１７、中性電極（Ｃ極）１８および負電極（Ｎ極）１９）とＡＣラインから構成されている。 The power conversion device 3 includes eight semiconductor modules 13a to 13h, two electrolytic capacitors 14a and 14b, two fuses 15a and 15b, two Hall elements 16a and 16b, and three DC side electrodes 17 to 19 (positive electrodes (positive electrodes). It is composed of a P pole) 17, a neutral electrode (C pole) 18, a negative electrode (N pole) 19), and an AC line.

交流から直流に変換するコンバータ回路ＣＮについて説明する。
半導体モジュール１３ａ、１３ｂは、正電極１７、中性電極１８および負電極１９に接続されている。半導体モジュール１３ａ，１３ｂは、互いに並列に接続されている。 The converter circuit CN that converts alternating current to direct current will be described.
The semiconductor modules 13a and 13b are connected to the positive electrode 17, the neutral electrode 18, and the negative electrode 19. The semiconductor modules 13a and 13b are connected in parallel with each other.

半導体モジュール１３ｃ，１３ｄは、中性電極１８に直列に接続されている。
電解コンデンサ１４ａ，１４ｂは、正電極１７、中性電極１８および負電極１９に接続され、互いに並列に接続されている。 The semiconductor modules 13c and 13d are connected in series with the neutral electrode 18.
The electrolytic capacitors 14a and 14b are connected to the positive electrode 17, the neutral electrode 18, and the negative electrode 19, and are connected in parallel with each other.

直流から交流に変換するインバータ回路ＩＮについて説明する。
半導体モジュール１３ｇ、１３ｈは、正電極１７、中性電極１８および負電極１９に接続されている。半導体モジュール１３ｇ，１３ｈは、互いに並列に接続されている。 The inverter circuit IN that converts direct current to alternating current will be described.
The semiconductor modules 13g and 13h are connected to the positive electrode 17, the neutral electrode 18, and the negative electrode 19. The semiconductor modules 13g and 13h are connected in parallel with each other.

半導体モジュール１３ｅ，１３ｆ、中性電極１８に直列に接続されている。
ヒューズ１５ａは、中性電極１８に直列に接続される。ヒューズ１５ｂは、中性電極１８に直列に接続されている。ヒューズ１５ａは、半導体モジュール１３ａ，１３ｂを保護するために設けられている。ヒューズ１５ｂは、半導体モジュール１３ｇ，１３ｈを保護するために設けられている。 It is connected in series to the semiconductor modules 13e and 13f and the neutral electrode 18.
The fuse 15a is connected in series with the neutral electrode 18. The fuse 15b is connected in series with the neutral electrode 18. The fuse 15a is provided to protect the semiconductor modules 13a and 13b. The fuse 15b is provided to protect the semiconductor modules 13g and 13h.

ホール素子１６ａは、ヒューズ１５ａと直列に接続されている。ホール素子１６ｂは、ヒューズ１５ｂと直列に接続されている。ホール素子１６ａ，１６ｂは、交流電流を計測するために設けられている。 The Hall element 16a is connected in series with the fuse 15a. The Hall element 16b is connected in series with the fuse 15b. Hall elements 16a and 16b are provided for measuring alternating current.

上述の回路構成により、正電極１７、中性電極１８および負電極１９に接続された半導体モジュール１３ａ〜１３ｄは、Ｕ相の交流電流を直流電流に変換し、正電極１７、中性電極１８および負電極１９に接続された半導体モジュール１３ｅ〜１３ｈは、変換された直流電流を交流電流に変換して出力する。 According to the circuit configuration described above, the semiconductor modules 13a to 13d connected to the positive electrode 17, the neutral electrode 18, and the negative electrode 19 convert the U-phase AC current into a DC current, and the positive electrode 17, the neutral electrode 18, and the neutral electrode 18 The semiconductor modules 13e to 13h connected to the negative electrode 19 convert the converted DC current into an AC current and output it.

なお、ここでは、電力変換装置３について説明したが、電力変換装置４，５についても同様であるのでその詳細な説明については繰り返さない。 Although the power conversion device 3 has been described here, the same applies to the power conversion devices 4 and 5, so the detailed description thereof will not be repeated.

図５は、実施形態に基づく多層積層導体１００の概略構造について説明する図である。
図５に示されるように、多層積層導体１００は、電力変換部品と電気的に接続する、複数の板状導体と、複数の板状導体に対して複数の板状絶縁体を交互に積層した多層積層導体である。具体的には、多層積層導体１００は、第１電極（負電極１９）が形成された第１導体板１２１と、第２電極（中性電極１８）が形成された第２導体板１２２と、第３電極（正電極１７）が形成された第３導体板１２３と、第４電極（ＡＣライン）が形成された第４導体板１２４と、５枚の絶縁板１２５〜１２９とを有する。 FIG. 5 is a diagram illustrating a schematic structure of the multilayer laminated conductor 100 based on the embodiment.
As shown in FIG. 5, in the multilayer laminated conductor 100, a plurality of plate-shaped conductors electrically connected to a power conversion component and a plurality of plate-shaped insulators are alternately laminated on the plurality of plate-shaped conductors. It is a multi-layer laminated conductor. Specifically, the multilayer laminated conductor 100 includes a first conductor plate 121 on which the first electrode (negative electrode 19) is formed, a second conductor plate 122 on which the second electrode (neutral electrode 18) is formed, and the like. It has a third conductor plate 123 on which a third electrode (positive electrode 17) is formed, a fourth conductor plate 124 on which a fourth electrode (AC line) is formed, and five insulating plates 125 to 129.

これらは、下方から絶縁板１２５、負電極導体板１２１、絶縁板１２６、中性電極導体板１２２、絶縁板１２７、正電極導体板１２３、絶縁板１２８、ＡＣライン導体板１２４、絶縁板１２９の順で積層されている。多層積層導体１００は、板状であり、その板面の形状は、略長方形に形成されている。 From the bottom, these are the insulating plate 125, the negative electrode conductor plate 121, the insulating plate 126, the neutral electrode conductor plate 122, the insulating plate 127, the positive electrode conductor plate 123, the insulating plate 128, the AC line conductor plate 124, and the insulating plate 129. They are stacked in order. The multilayer laminated conductor 100 has a plate shape, and the shape of the plate surface thereof is formed to be substantially rectangular.

第１導体板１２１〜第４導体板１２４および絶縁板１２５〜１２９の所定の位置には、穴あけ加工による複数の接続孔が形成されていて、複数の接続孔には接続用ボルト（図示しない。）が挿入されている。この接続用ボルトにより、ＡＣライン、正電極１７、中性電極１８、負電極１９を所定位置で電気的に接続することが可能に設けられている。 A plurality of connection holes are formed by drilling at predetermined positions of the first conductor plate 121 to the fourth conductor plate 124 and the insulating plate 125 to 129, and connection bolts (not shown) are formed in the plurality of connection holes. ) Is inserted. The connection bolt is provided so that the AC line, the positive electrode 17, the neutral electrode 18, and the negative electrode 19 can be electrically connected at a predetermined position.

図６は、実施形態に基づく電力変換装置３の実装構造について説明する図である。
図６において、半導体モジュール１３ａ〜１３ｈは、図示されていないが略長方形の板状である。 FIG. 6 is a diagram illustrating a mounting structure of the power conversion device 3 based on the embodiment.
In FIG. 6, the semiconductor modules 13a to 13h have a substantially rectangular plate shape, although not shown.

半導体モジュール１３ａ〜１３ｈは、多層積層導体１００の絶縁板１２５側の表面（以下「多層積層導体１００の背面」と呼ぶ。）上に配置される。 The semiconductor modules 13a to 13h are arranged on the surface of the multilayer laminated conductor 100 on the insulating plate 125 side (hereinafter, referred to as "the back surface of the multilayer laminated conductor 100").

半導体モジュール１３ａ〜１３ｈは、Ｐ相側端子、Ｃ相側端子、Ｎ相側端子およびＡＣ（交流）側端子を有する。多層積層導体１００には、半導体モジュール１３ａ〜１３ｈの端子に対応した位置に、皿絞り加工による複数の接続孔が設けられていて、半導体モジュール１３ａ〜１３ｈのＰ相側端子と正電極１７、Ｃ相側端子と中性電極１８およびＮ相側端子と負電極１９とが接続される。 The semiconductor modules 13a to 13h have a P-phase side terminal, a C-phase side terminal, an N-phase side terminal, and an AC (alternating current) side terminal. The multilayer laminated conductor 100 is provided with a plurality of connection holes by countersunk processing at positions corresponding to the terminals of the semiconductor modules 13a to 13h, and the P-phase side terminals of the semiconductor modules 13a to 13h and the positive electrodes 17, C. The phase side terminal and the neutral electrode 18 and the N phase side terminal and the negative electrode 19 are connected.

電解コンデンサ１４ａ，１４ｂは、円筒部とその一端に設けられた２つの端子を有する。電解コンデンサ１４ａは、それぞれＰ相側端子およびＣ相側端子を有する。一方、電解コンデンサ１４ｂは、それぞれＣ相側端子およびＮ相側端子を有する。 The electrolytic capacitors 14a and 14b have a cylindrical portion and two terminals provided at one end thereof. The electrolytic capacitor 14a has a P-phase side terminal and a C-phase side terminal, respectively. On the other hand, the electrolytic capacitor 14b has a C-phase side terminal and an N-phase side terminal, respectively.

電解コンデンサ１４ａは、多層積層導体１００の背面上に起立するように２列に並んで配置されている。 The electrolytic capacitors 14a are arranged side by side in two rows so as to stand on the back surface of the multilayer laminated conductor 100.

電解コンデンサ１４ｂは、多層積層導体１００の背面上に起立するように２列に並んで配置される。 The electrolytic capacitors 14b are arranged side by side in two rows so as to stand on the back surface of the multilayer laminated conductor 100.

多層積層導体１００には、電解コンデンサ１４ａの端子に対応した位置に、皿絞り加工による複数の接続孔が設けられていて、電解コンデンサ１４ａのＰ相側端子と正電極１７およびＣ相側端子と中性電極１８とが接続されている。 The multilayer laminated conductor 100 is provided with a plurality of connection holes by countersunk processing at positions corresponding to the terminals of the electrolytic capacitor 14a, and includes the P-phase side terminal, the positive electrode 17, and the C-phase side terminal of the electrolytic capacitor 14a. The neutral electrode 18 is connected.

多層積層導体１００には、電解コンデンサ１４ｂの端子に対応した位置に接続孔が設けられていて、電解コンデンサ１４ｂのＮ相側端子と負電極１９およびＣ相側端子と中性電極１８とが接続されている。 The multilayer laminated conductor 100 is provided with a connection hole at a position corresponding to the terminal of the electrolytic capacitor 14b, and the N-phase side terminal and the negative electrode 19 and the C-phase side terminal and the neutral electrode 18 of the electrolytic capacitor 14b are connected. Has been done.

ヒューズ１５ａ，１５ｂは、略直方体形状である。
ヒューズ１５ａ，１５ｂは２つの端子を有し、一方側はＡＣラインと接続される。他方側は、金属片１５０，１５２をそれぞれ介してホール素子１６ａ，１６ｂと接続される。 The fuses 15a and 15b have a substantially rectangular parallelepiped shape.
The fuses 15a and 15b have two terminals, one side of which is connected to the AC line. The other side is connected to the Hall elements 16a and 16b via metal pieces 150 and 152, respectively.

ヒューズ１５ａ，１５ｂは、多層積層導体１００の背面と反対側の面（以下「多層積層導体１００の正面」）上に配置されている。 The fuses 15a and 15b are arranged on a surface of the multilayer laminated conductor 100 opposite to the back surface (hereinafter, "front surface of the multilayer laminated conductor 100").

ヒューズ１５ａ，１５ｂは、多層積層導体１００の長手方向に沿って、１列に並んで載置されている。 The fuses 15a and 15b are placed side by side in a row along the longitudinal direction of the multilayer laminated conductor 100.

ホール素子１６ａ，１６ｂは、略直方体形状である。
ホール素子１６ａ，１６ｂは２つの端子を有し、一方側は金属片１５０，１５２をそれぞれ介してヒューズ１５ａ，１５ｂと接続される。他方側は、金属片１５１，１５３をそれぞれ介してＡＣラインと接続される。 The Hall elements 16a and 16b have a substantially rectangular parallelepiped shape.
The Hall elements 16a and 16b have two terminals, and one side is connected to the fuses 15a and 15b via metal pieces 150 and 152, respectively. The other side is connected to the AC line via metal pieces 151 and 153, respectively.

ホール素子１６ａ，１６ｂは、多層積層導体１００の背面と反対側の面（以下「多層積層導体１００の正面」）上に配置されている。 The Hall elements 16a and 16b are arranged on the surface of the multilayer laminated conductor 100 opposite to the back surface (hereinafter, "front surface of the multilayer laminated conductor 100").

ホール素子１６ａ，１６ｂは、多層積層導体１００の長手方向に沿って、１列に並んで載置されている。 The Hall elements 16a and 16b are arranged side by side in a row along the longitudinal direction of the multilayer laminated conductor 100.

図７は、実施形態に基づく多層積層導体１００のＡＣラインを説明する図である。
図７（Ａ）には、多層積層導体１００の正面が示されている。 FIG. 7 is a diagram illustrating an AC line of the multilayer laminated conductor 100 based on the embodiment.
FIG. 7A shows the front surface of the multilayer laminated conductor 100.

図７（Ｂ）には、多層積層導体１００の絶縁板１２９を取り除いた図が示されている。
図７（Ｃ）には、多層積層導体１００を側方から見た図が示されている。 FIG. 7B shows a diagram in which the insulating plate 129 of the multilayer laminated conductor 100 is removed.
FIG. 7C shows a side view of the multilayer laminated conductor 100.

当該図に示されるように、絶縁板１２８上に積層される第４導体板１２４は、４つの導体領域１２４ａ〜１２４ｄを有する。 As shown in the figure, the fourth conductor plate 124 laminated on the insulating plate 128 has four conductor regions 124a to 124d.

導体領域１２４ａは、多層積層導体１００に対して直立する第１直立部を有する。当該第１直立部は、絶縁板１２９を貫通するように設けられている。 The conductor region 124a has a first upright portion that is upright with respect to the multilayer laminated conductor 100. The first upright portion is provided so as to penetrate the insulating plate 129.

導体領域１２４ｂは、多層積層導体１００に対して直立する第２直立部を有する。当該第２直立部は、絶縁板１２９を貫通するように設けられている。 The conductor region 124b has a second upright portion that is upright with respect to the multilayer laminated conductor 100. The second upright portion is provided so as to penetrate the insulating plate 129.

導体領域１２４ｃは、多層積層導体１００に対して直立する第３直立部を有する。当該第３直立部は、絶縁板１２９を貫通するように設けられている。 The conductor region 124c has a third upright portion that is upright with respect to the multilayer laminated conductor 100. The third upright portion is provided so as to penetrate the insulating plate 129.

導体領域１２４ｄは、多層積層導体１００に対して直立する第４直立部を有する。当該第４直立部は、絶縁板１２９を貫通するように設けられている。 The conductor region 124d has a fourth upright portion that is upright with respect to the multilayer laminated conductor 100. The fourth upright portion is provided so as to penetrate the insulating plate 129.

ＡＣラインの第１直立部は、ヒューズ１５ａと接続される。ＡＣラインの第２直立部は、ホール素子１６ａと接続される。ＡＣラインの第３直立部は、ヒューズ１５ｂと接続される。ＡＣラインの第４直立部は、ホール素子１６ｂと接続される。 The first upright portion of the AC line is connected to the fuse 15a. The second upright portion of the AC line is connected to the Hall element 16a. The third upright portion of the AC line is connected to the fuse 15b. The fourth upright portion of the AC line is connected to the Hall element 16b.

なお、本例においては、ＡＣラインの直立部とヒューズ１５とホール素子１６とが接続するように構成した場合について説明したが、これに限られず、例えば接続孔を設けて接続用ボルトにより接続する方式を採用することも可能である。 In this example, the case where the upright portion of the AC line, the fuse 15, and the Hall element 16 are connected to each other has been described, but the present invention is not limited to this, and for example, a connection hole is provided and the fuse 15 is connected by a connection bolt. It is also possible to adopt the method.

本実施形態によれば、ＡＣラインを多層積層導体１００に含めることにより、多層積層導体１００上にＡＣライン上に形成される電気部品（ヒューズ、ホール素子）を配置することが可能である。当該構成により、従来は、電力変換装置と別の位置に配置していたが、電力変換装置の一部とした位置に配置することが可能となる。すなわち、ユニットの一部として配置することにより、小型化された電力変換装置を実現するとともに、ヒューズおよびホール素子の保守交換が容易となる。 According to this embodiment, by including the AC line in the multilayer laminated conductor 100, it is possible to arrange the electric components (fuse, Hall element) formed on the AC line on the multilayer laminated conductor 100. With this configuration, conventionally, it was arranged at a position different from that of the power conversion device, but it can be arranged at a position as a part of the power conversion device. That is, by arranging it as a part of the unit, a miniaturized power conversion device can be realized, and maintenance and replacement of the fuse and the Hall element can be facilitated.

また、多層積層導体１００の背面に電界コンデンサおよび半導体モジュールを設け、多層積層導体１００の背面と反対側の多層積層導体１００の正面にヒューズ１５およびホール素子１６を設ける。当該構成によりヒューズ１５およびホール素子１６のレイアウト位置のための余分のスペースを設ける必要がなく、多層積層導体１００の比較的レイアウトが容易な位置に配置することによりコンパクト化を図ることが可能である。 Further, an electric field capacitor and a semiconductor module are provided on the back surface of the multilayer laminated conductor 100, and a fuse 15 and a Hall element 16 are provided on the front surface of the multilayer laminated conductor 100 on the opposite side of the back surface of the multilayer laminated conductor 100. With this configuration, it is not necessary to provide an extra space for the layout positions of the fuse 15 and the Hall element 16, and it is possible to achieve compactness by arranging the multilayer laminated conductor 100 at a position where the layout is relatively easy. ..

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 It should be considered that the embodiments disclosed this time are exemplary in all respects and not restrictive. The scope of the present invention is shown by the scope of claims, not the above description, and is intended to include all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of claims.

１無停電電源装置、２チョッパ回路、３，４，５電力変換装置、６制御ユニット、７冷却ファン、８コンデンサユニット、９，１０遮断器ユニット、１３ａ〜１３ｈ半導体モジュール、１４，１４ａ，１４ｂ電解コンデンサ、１５，１５ａ，１５ｂヒューズ、１６，１６ａ，１６ｂホール素子、１７〜１９電極、２１蓄電池、２２交流電源、２３負荷、１００多層積層導体、１２１〜１２４導体板、１２５〜１２９絶縁板。 1 Non-disruptive power supply, 2 Chopper circuit, 3, 4, 5 Power converter, 6 Control unit, 7 Cooling fan, 8 Capacitor unit, 9, 10 Circuit breaker unit, 13a to 13h Semiconductor module, 14, 14a, 14b Electrolysis Capacitors, 15, 15a, 15b fuses, 16, 16a, 16b hole elements, 17-19 electrodes, 21 storage batteries, 22 AC power supplies, 23 loads, 100 multi-layer laminated conductors, 121-124 conductor plates, 125-129 insulating plates.

Claims

Power conversion components including capacitors and semiconductor switches,
A plurality of plate-shaped conductors that are electrically connected to the power conversion component, and a multi-layer laminated conductor in which a plurality of plate-shaped insulators are alternately laminated on the plurality of plate-shaped conductors.
It is provided with a fuse to be connected to the power conversion component.
The plurality of plate-shaped conductors
The first plate-shaped conductor of the negative electrode and
The second plate-shaped conductor of the neutral electrode and
The third plate-shaped conductor of the positive electrode and
Including the 4th plate-shaped conductor of the AC line,
The fuse is a power conversion device that is electrically connected to the fourth plate-shaped conductor .

Claim 1 The power conversion component is electrically connected to the fourth plate-shaped conductor and includes a converter circuit that converts an AC voltage into a DC voltage and an inverter circuit that converts the DC voltage into an AC voltage. The power converter described.

The capacitor and the semiconductor switch are provided on one side of the multilayer laminated conductor.
The power conversion device according to claim 1, wherein the fuse is provided on the other side of the multilayer laminated conductor.

The power conversion device according to claim 3, wherein the fuse is provided in a region of the multilayer laminated conductor on the other side facing the one side on which the capacitor is provided.

Further provided with a Hall element connected to the fuse,
The power conversion device according to claim 1, wherein the Hall element is electrically connected to the multilayer laminated conductor.