电力变换装置以及具备该电力变换装置的铁道车辆制造方法及图纸

一种电力变换装置以及具备该电力变换装置的铁道车辆。本发明专利技术的课题在于在将多个半导体模块并联连接的电力变换装置中，使寄生电感所引起的开关动作时的浪涌电压均匀化并降低。为此，本发明专利技术的电力变换装置具备第一及第二电容器和第一及第二半导体模块，第一及第二电容器的正极端子和第一及第二半导体模块的正极端子与正侧布线连接，第一及第二电容器的负极端子和第一及第二半导体模块的负极端子由负侧布线连接，第一电容器经由正极端子和负极端子，连接于正侧布线及负侧布线的一端，第二电容器经由正极端子和负极端子，连接于正侧布线及负侧布线的另一端，第一及第二半导体模块在正侧及负侧布线上的一端与另一端之间的区域，经由正极端子与正侧布线连接，并经由负极端子与负侧布线连接。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电力变换装置。
技术介绍
近年的逆变器、转换器所代表的电力变换装置中，应用了半导体模块，该半导体模块为了降低损耗而搭载有多个IGBT(InsulatedGateBipolarTransistor，绝缘栅双极型晶体管))、MOSFET(MetalOxcideSemiconductorFieldEffectTransistor，金属氧化物半导体场效应晶体管)等。构成半导体模块的材料虽然一直在以Si(Silicon)为中心而发展，但是为了进一步的损耗的降低，正在研究SiC(SiliconCarbide，碳化硅)、GaN(GalliumNitride，氮化镓)等的宽带隙半导体的应用。SiC与Si相比能够使开关动作速度高速化，并能够降低开关损耗。另一方面，起因于对构成电力变换装置的电容器和半导体模块进行连接的布线的寄生电感，在开关动作时会产生瞬间的高电压即浪涌电压。一般而言，若使开关动作速度高速化，则浪涌电压会增大。若该浪涌电压在各半导体模块中不同或者超过半导体模块的最大额定，则会成为劣化、故障的原因。作为本
的
技术介绍
，有JP特开2009-153246号公报(专利文献1)。在该公报中，记载了“通过各相并联连接于输出级的半导体模块来构成直流-交流变换电路，并且在各相的半导体模块的上方经由电容器支承具对多个电解电容器使连接电极的位置交错地进行支承，在将各相半导体模块并联连接地安装的直流导体的连接部并联连接各电解电容器，并且在各相半导体模块的输出侧连接各相交流导体。”。在先技术文献专利文献专利文献1：JP特开2009-153246号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题作为抑制如上所述在半导体元件产生的浪涌电压的方法，存在通过像上述专利文献1那样缩短布线的长度，来降低布线的寄生电感的方法。但是，即使布线的寄生电感被降低，但若电容器与半导体模块间的布线长度存在偏差，则会在各半导体模块与电容器间的寄生电感中产生偏差，在各半导体模块产生的浪涌电压出现失衡，在特定的半导体模块容易发生劣化、故障，作为结果则存在作为电力变换装置的可靠性下降这样的课题。因此，本专利技术的目的在于，使对电容器和半导体模块进行连接的布线的寄生电感均匀化来实现在各半导体模块产生的浪涌电压的均匀化。用于解决课题的手段为了解决上述课题，采用例如权利要求书所记载的构成。本申请包含多个解决上述课题的手段，若列举其中一例，则是一种电力变换装置，其特征在于，具备第一以及第二电容器、和第一以及第二半导体模块，第一以及所述第二电容器的正极端子和第一以及所述第二半导体模块的正极端子与正侧布线连接，第一以及第二电容器的负极端子和第一以及第二半导体模块的负极端子由负侧布线连接，第一电容器经由正极端子和负极端子，连接于正侧布线以及负侧布线的一端，第二电容器经由正极端子和负极端子，连接于正侧布线以及负侧布线的另一端，第一以及第二半导体模块在正侧以及负侧布线上的一端与另一端之间的区域，经由正极端子与正侧布线连接，并经由负极端子与负侧布线连接。专利技术效果实现在电力变换装置的各半导体模块产生的浪涌电压的均匀化。附图说明图1是成为本专利技术的实施例1的电力变换装置的应用例的铁道车辆的驱动装置的示意图。图2是本专利技术的实施例1中记载的单相电力变换装置的电路图。图3是本专利技术的实施例1中记载的单相电力变换装置的动作波形。图4是本专利技术的实施例1中记载的单相电力变换装置的分解俯视图。图5是本专利技术的实施例1中记载的单相电力变换装置的俯视图。图6是本专利技术的实施例1中记载的电容器。图7是本专利技术的实施例1中记载的电容器模块。图8是本专利技术的实施例2中记载的单相电力变换装置的分解俯视图。图9是本专利技术的实施例3中记载的三相电力变换装置的电路图。图10是本专利技术的实施例3中记载的三相电力变换装置的俯视图。图11是本专利技术的实施例4中记载的单相电力变换装置的分解俯视图。图12是作为比较例的单相电力变换装置的分解俯视图。具体实施方式下面，利用附图对实施例进行说明。另外，在附图以及实施例中采用MOSFET作为半导体模块，但本专利技术也能够应用于IGBT。【实施例1】图1是成为本专利技术的应用对象的一例的铁道车辆的驱动装置的示意图。铁道车辆的驱动装置从架线2经由集电装置而被提供电力，并经由电力变换装置1向电动机111提供可变电压可变频率的交流电力，由此来对电动机111进行驱动。电动机111与铁道车辆的车轴连结，通过电动机111来控制铁道车辆的行驶。电接地经由轨道3来连接。在此，架线2的电压可以是直流以及交流中的任意一者，下面以直流电压为1500V来进行说明。在架线2的电压为交流的情况下，驱动装置在电力变换装置1与架线之间搭载将交流变换成直流的转换器装置。图2是本专利技术的实施例1所示的单相电力变换装置4的电路图。单相电力变换装置4由对直流电源101进行平滑的电容器102～103和开关元件Q1～Q4构成。在使用了开关元件Q1、Q2以及Q3、Q4分别是同一封装件的2in1封装件的情况下，单相电力变换装置4由具有开关元件Q1、Q2的半导体模块108和具有开关元件Q3、Q4的半导体模块109构成。电容器102～103可以是电解电容器、薄膜电容器中的任意一者，也可以为了使电容器102～103大容量化而在其内部将许多小容量的电容器单元进行并联连接来构成。在此，在开关元件Q1～Q4是IGBT的情况下，需要与IGBT反向地分别对二极管D1～D4进行并联连接，而在开关元件Q1～Q4是MOSFET的情况下，能够利用MOSFET的寄生二极管作为二极管D1～D4。此外，用D来记载开关元件Q1的漏极电极，用G来记载栅极电极，用S来记载源极电极。半导体模块108由开关元件Q1和Q2串联连接而构成，开关元件Q1与Q2的连接点成为向电动机111的交流输出点。同样地，半导体模块109由开关元件Q3和Q4串联连接而构成，开关元件Q3与Q4的连接点成为向电动机111的交流输出点。为了对电容器102～103和半导体模块108、109进行电连接而使用布线。在该布线中存在寄生电感104、105、106，其值依赖于布线的材料、长度、形状。图3是本专利技术的实施例1的动作波形。作为单相电力变换装置4的动作而构成为：从直流电源101提供直流电力，通过开关元件Q1～Q4进行开关动作而变换成交流电力，对电动机111进行驱动。下面以本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电力变换装置，其特征在于，具备第一电容器以及第二电容器、和第一半导体模块以及第二半导体模块，所述第一电容器以及所述第二电容器的正极端子和所述第一半导体模块以及所述第二半导体模块的正极端子与正侧布线连接，所述第一电容器以及所述第二电容器的负极端子和所述第一半导体模块以及所述第二半导体模块的负极端子由负侧布线连接，所述第一电容器经由所述正极端子和所述负极端子，连接于所述正侧布线以及所述负侧布线的一端，所述第二电容器经由所述正极端子和所述负极端子，连接于所述正侧布线以及所述负侧布线的另一端，所述第一半导体模块以及所述第二半导体模块在所述正侧布线以及负侧布线上的所述一端与所述另一端之间的区域，经由所述正极端子与所述正侧布线连接，并经由所述负极端子与所述负侧布线连接。

【技术特征摘要】
2014.11.28 JP 2014-2407261.一种电力变换装置，其特征在于，
具备第一电容器以及第二电容器、和第一半导体模块以及第二半导体
模块，
所述第一电容器以及所述第二电容器的正极端子和所述第一半导体
模块以及所述第二半导体模块的正极端子与正侧布线连接，
所述第一电容器以及所述第二电容器的负极端子和所述第一半导体
模块以及所述第二半导体模块的负极端子由负侧布线连接，
所述第一电容器经由所述正极端子和所述负极端子，连接于所述正侧
布线以及所述负侧布线的一端，
所述第二电容器经由所述正极端子和所述负极端子，连接于所述正侧
布线以及所述负侧布线的另一端，
所述第一半导体模块以及所述第二半导体模块在所述正侧布线以及
负侧布线上的所述一端与所述另一端之间的区域，经由所述正极端子与所
述正侧布线连接，并经由所述负极端子与所述负侧布线连接。
2.根据权利要求1所述的电力变换装置，其特征在于，
所述电力变换装置还具备第三半导体模块，
所述第三半导体模块的正极端子与所述正侧布线连接，
所述第三半导体模块的负极端子与所述负侧布线连接，
所述第三半导体模块在所述正侧布线以及负侧布线上的所述一端...

【专利技术属性】
技术研发人员：安东正登，小川和俊，石川胜美，田中健，绀野哲丰，
申请(专利权)人：株式会社日立制作所，
类型：发明
国别省市：日本;JP