[发明专利]电力变换装置

说明书

本发明涉及直流电和2种电平的交流电之间进行电力变换的电力变换装置双电平逆变器和双电平变换器，特别是涉及降低其内部电感的技术。

图18是例如日本专利特开平6-225545号公报所述的电力变换装置，表示了将直流电变换为三相交流电的2电平电力变换装置的主回路。在图中，10是直流电压源的电容器，1-6是桥式连接的开关元件SW1～SW6，分别由IGBT1A～6A和与其反向并联连接的惯性二极管1B～6B构成。7～9是交流输出端子。

这种电力变换装置的一般性电路动作是众所周知的，因此省略其说明，但是特别是随着各开关元件的关闭动作而发生的电流变化率di/dt和存在于电流配线中的电感的乘积引起的感应电压成了问题。也就是因为这些感应电压形成对开关元件的耐压的威胁。作为对策，通常是设置所谓缓冲器(snubber)电路，采用以这种缓冲器电路消耗电路的电感产生的电磁能的方法。在这种情况下，如果电感大，则构成缓冲器电路的电容器的电容量就要增大，就会导致装置变大，损耗变大等弊病。

对此，上述文献着眼于电路配线的电感，特别是电容器10的正极端子和开关元件SW1的阳极端子之间连接的配线的电感Lsa和电容器10的负极端子和开关元件SW2的阴极端子之间连接的配线的电感Lsb，以一对导电板和插入设置于其间的高介电常数的材料制作的隔板构成该部分的配线，可以谋求减少其电感。

已有的电力变换装置使电感减少的方法如上所述，因此在要求开关元件大容量和要求增大开关频率等情况下未必能够得到充分的效果。详细情况将在下面加以叙述，但是也就是说，有必要对包括开关元件本身，以从直流电压源的正极端子P到负极端子N整个电流通路为对象探讨使其电感为最小的结构方式。

本发明是从上述观点出发作出的，目的是要得到回路配线的电感能够彻底减小的电力变换装置。

权利要求1的电力变换装置具备具有正极端子和负极端子的直流电压源、阳极端子连接于上述直流电压源的正极端子上的第1开关元件、阳极端子连接于上述第1开关元件的阴极端子上，阴极端子连接于上述直流电压源的负极端子上的第2开关元件，以及从上述第1开关元件和第2开关元件的连接点引出的交流输出端子，

在该电力变换装置中，配设各端子及各端子之间的连接手段，以使从所述交流输出端子经所述第2开关元件到所述直流电压源的负极端子的第1电流通路形成往路和复路相互靠近的往复流路，并且从所述交流输出端子经所述第1开关元件到所述直流电压源的正极端子的第2电流通路形成往路和复路相互靠近的往复流路。

又，权利要求2的电力变换装置是根据权利要求1所述的电力变换装置，而且配置其第1和第2开关元件，使该第1和第2开关元件的各端子大致在一直线上；配置上述直流电压源，使连接直流电压源的两个端子的方向与上述直线的方向大致平行，并将交流输出端子配置于上述直流电压源的两个端子的大约中间的位置。

又，权利要求3的电力变换装置是根据权利要求2所述的电力变换装置，而且配置上述直流电压源和第1及第2开关元件，并使从该直流电压源的正极端子到负极端子的方向与从第1开关元件的阳极端子到阴极端子，还有从第2开关元件的阳极端子到阴极端子的方向一致。

又，权利要求4的电力变换装置是根据权利要求2所述的电力变换装置，而且配置上述直流电压源和第1及第2开关元件，并使从该直流电压源的正极端子到负极端子的方向与从第1开关元件的阴极端子到阳极端子，还有从第2开关元件的阴极端子到阳极端子的方向一致。

又，权利要求5的电力变换装置是根据权利要求1所述的电力变换装置，而且配置所述第1和第2开关元件，并使该第1和第2开关元件的各端子大致位于一直线上，配置所述直流电压源，使连结直流电压源两端子的方向与上述直线的方向大致垂直，将交流输出端子配置于所述直流电压源两个端子的大约中间的位置上。

又，权利要求6的电力变换装置是根据权利要求5所述的电力变换装置，而且，相对于该第2开关元件，将第1开关元件配置得较靠近直流电压源。

又，权利要求7的电力变换装置是根据权利要求5所述的电力变换装置，而且，相对于该第1开关元件，将第2开关元件配置得较靠近直流电压源。

又，权利要求8的电力变换装置是根据权利要求1～7中的任一项所述的电力变换装置，并且连接直流电压源的正极端子与第1开关元件的阳极端子的连接手段、连接所述直流电压源的负极端子与第2开关元件的阴极端子的连接手段，以及连接所述第1开关元件阴极端子与所述第2开关元件的阳极端子及交流输出端子的连接手段采用隔着绝缘板相互平行地重叠配设的平板状配线板。