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JP2014042377A - Power supply bus bar and power converter using the same - Google Patents

Power supply bus bar and power converter using the same Download PDF

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JP2014042377A
JP2014042377A JP2012182425A JP2012182425A JP2014042377A JP 2014042377 A JP2014042377 A JP 2014042377A JP 2012182425 A JP2012182425 A JP 2012182425A JP 2012182425 A JP2012182425 A JP 2012182425A JP 2014042377 A JP2014042377 A JP 2014042377A
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power
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JP2012182425A
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Japanese (ja)
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Atsushi Kato
敦 加藤
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Sumitomo Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Heavy Industries Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To equalize current flowing in respective DC terminals of power modules connected in parallel in a power converter.SOLUTION: A power supply bus bar 18 of a power converter comprises: a coupling part 22; a main bus bar 20 installed so as to extend in a first direction while being opposite to a plurality of power modules to be arranged in the first direction and be electrically connected in parallel; and a sub bus bar 30 for connecting the coupling part 22 and respective DC terminals of the plurality of power modules, when the power converter includes the plurality of power modules. The sub bus bar 30 includes: a first section 45 for transmitting power from the main bus bar 20 through the coupling part 22; a second section 40 which extends in parallel with the main bus bar 20 and transmits the power from the first section 45; and third sections 50a and 50b for dividing the power from the second section 40 and transmitting the divided power to the respective DC terminals of the plurality of power modules.

Description

本発明は、電力変換装置の電源ブスバーに関する。   The present invention relates to a power bus bar of a power conversion device.

交流電動機などの負荷を駆動するために、電力変換装置(インバータ)が利用されることがある。一般に、電力変換装置は、負荷の各相に設けられた上アームトランジスタ、下アームトランジスタ、負荷の状態に応じて変調された制御信号を生成するコントローラ、制御信号にもとづいて上アームトランジスタおよび下アームトランジスタを駆動するゲート駆動回路、を備える。   In order to drive a load such as an AC motor, a power converter (inverter) may be used. In general, a power conversion device includes an upper arm transistor, a lower arm transistor, a controller that generates a control signal modulated according to the state of the load, an upper arm transistor, and a lower arm provided on each phase of the load. A gate driving circuit for driving the transistor.

上アームトランジスタおよび下アームトランジスタは、FET(Field Effect Transistor)やIGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)、バイポーラトランジスタなどのスイッチ素子を含むパワーモジュールで構成されることがある。大容量の電力変換装置では、パワーモジュールに大電流が流れるため、パワーモジュールへの電力供給に平板ブスバーが用いられることが多い。   The upper arm transistor and the lower arm transistor may be configured by a power module including a switching element such as a field effect transistor (FET), an insulated gate bipolar transistor (IGBT), or a bipolar transistor. In a large-capacity power conversion device, a large current flows through the power module, so that a flat bus bar is often used to supply power to the power module.

特開2002−34135号公報JP 2002-34135 A

大容量の電力変換装置を実現するため、複数のパワーモジュールを並列接続して用いる場合、特性が同じパワーモジュールを選択することが一般的である。このとき、同じ特性の各パワーモジュールの容量を最大限利用するには、電源から各パワーモジュールに流れ込む電流が均等に分配されることが望ましい。   In order to realize a large-capacity power conversion device, when a plurality of power modules are connected in parallel, it is common to select power modules having the same characteristics. At this time, in order to make maximum use of the capacity of each power module having the same characteristics, it is desirable that the current flowing from the power source to each power module is evenly distributed.

しかし、電源の配置やブスバー形状の制約等により、各パワーモジュールに均等な電流が分配されないことがある。各パワーモジュールへ電流が均等に流れないと、一部のパワーモジュールに大電流が流れ込むため、対策として容量のより大きなパワーモジュールを用いたり、並列接続するパワーモジュールの数を増したりする必要が生じ、コストアップにつながる。   However, there may be a case where an equal current is not distributed to each power module due to power supply arrangement, bus bar shape restrictions, and the like. If current does not flow evenly to each power module, a large current flows into some power modules, so it is necessary to use a power module with a larger capacity or increase the number of power modules connected in parallel as countermeasures. , Leading to increased costs.

本発明は係る課題に鑑みてなされたものであり、そのある態様の例示的な目的のひとつは、複数のパワーモジュールを並列接続させた構成を有する電力変換装置において、パワーモジュールの各直流端子に流入する電流の均等化にある。   SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-described problems, and one exemplary object of one aspect thereof is a power conversion apparatus having a configuration in which a plurality of power modules are connected in parallel to each DC terminal of the power module. It is in equalization of the inflowing current.

上記課題を解決するために、本発明のある態様は、電力変換装置における電源ブスバーに関する。この電源ブスバーは、電力変換装置のアームに接続される電源ブスバーであって、アームが、第1の方向に並置され電気的に並列接続されるべき複数のパワーモジュールを含むとき、当該電源ブスバーは、連結部を有し、複数のパワーモジュールと対向して第1の方向に延設されるメインブスバーと、連結部と、複数のパワーモジュールのそれぞれの直流端子とを接続するサブブスバーと、を備える。サブブスバーは、連結部を介して、メインブスバーからの電力を伝達する第1区間と、メインブスバーと並走し、第1区間からの電力を伝達する第2区間と、複数のパワーモジュールのそれぞれの直流端子に対し、第2区間からの電力を分けて伝達する第3区間と、を有する。   In order to solve the above problems, an aspect of the present invention relates to a power bus bar in a power conversion device. This power bus bar is a power bus bar connected to the arm of the power converter, and when the arm includes a plurality of power modules that are juxtaposed in the first direction and are to be electrically connected in parallel, the power bus bar is A main bus bar that has a connecting portion and extends in the first direction so as to face the plurality of power modules, and a sub bus bar that connects the connecting portion and each DC terminal of the plurality of power modules. . The sub bus bar includes a first section that transmits power from the main bus bar, a second section that runs parallel to the main bus bar and transmits power from the first section, and a plurality of power modules. And a third section for separately transmitting the power from the second section to the DC terminal.

また、本発明のある別の態様は電力変換装置に関する。この電力変換装置は、上アームと下アームと、上アームに接続される上側電源ブスバーと、下アームに接続される下側電源ブスバーと、を備える。上アームと下アームの少なくとも一方は、第1の方向に並置され電気的に並列接続されるべき複数のパワーモジュールを含む。上側電源ブスバーと下側電源ブスバーの少なくとも一方は、連結部を有し、複数のパワーモジュールと対向して第1の方向に延設されるメインブスバーと、連結部と、複数のパワーモジュールのそれぞれの直流端子とを接続するサブブスバーとを備える。サブブスバーは、連結部を介して、メインブスバーからの電力を伝達する第1区間と、メインブスバーと並走し、第1区間からの電力を伝達する第2区間と、複数のパワーモジュールのそれぞれの直流端子に対し、第2区間からの電力を分けて伝達する第3区間と、を有する。   Another embodiment of the present invention relates to a power conversion device. The power conversion device includes an upper arm and a lower arm, an upper power bus bar connected to the upper arm, and a lower power bus bar connected to the lower arm. At least one of the upper arm and the lower arm includes a plurality of power modules to be juxtaposed in the first direction and electrically connected in parallel. At least one of the upper power bus bar and the lower power bus bar has a connecting portion, and extends in the first direction so as to face the plurality of power modules, the connecting portion, and each of the plurality of power modules. And a sub bus bar for connecting to the DC terminal. The sub bus bar includes a first section that transmits power from the main bus bar, a second section that runs parallel to the main bus bar and transmits power from the first section, and a plurality of power modules. And a third section for separately transmitting the power from the second section to the DC terminal.

この態様によると、メインブスバーに並走する第2区間を流れる電流により、メインブスバーに誘導電流が発生する。誘導電流により、メインブスバーを流れる電流は、第2区間が並走する方向に流れやすくなり、連結部の周囲では、連結部に集まるように電流が流れやすくなる。このため、サブブスバーを通じて、複数のパワーモジュールのそれぞれの直流端子に流れ込む電流が均等化される。   According to this aspect, an induced current is generated in the main bus bar due to the current flowing through the second section running parallel to the main bus bar. Due to the induced current, the current flowing through the main bus bar easily flows in the direction in which the second sections run side by side, and the current easily flows around the connecting portion so as to gather at the connecting portion. For this reason, the electric current which flows into each direct current terminal of a plurality of power modules through a sub bus bar is equalized.

本発明によれば、電力変換装置における各相のアームとして複数並列接続した各パワーモジュールの直流端子へ流入する電流が均等化される。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the electric current which flows in into the DC terminal of each power module connected in parallel as a plurality of arms of each phase in a power converter is equalized.

本発明の実施形態に係る電力変換装置の回路図である。It is a circuit diagram of a power converter concerning an embodiment of the present invention. 図1のU相のアームとパワーモジュールの関係を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the relationship between the U-phase arm of FIG. 1, and a power module. 電力変換装置の外観斜視図である。It is an external appearance perspective view of a power converter device. 図4(a)〜(c)は、電源ブスバーと、整流ダイオード、平滑コンデンサ、パワーモジュールの接続関係を示す模式図である。FIGS. 4A to 4C are schematic diagrams illustrating the connection relationship between the power supply bus bar, the rectifier diode, the smoothing capacitor, and the power module. 図3の電力変換装置に電源ブスバーを取り付けたときの外観斜視図である。It is an external appearance perspective view when a power supply bus bar is attached to the power converter device of FIG. 図6(a)は、図5に示す電源ブスバーを下から上の方向(−z方向)に向かって見た下面図、図6(b)は、側面図である。6A is a bottom view of the power supply bus bar shown in FIG. 5 as viewed from the bottom to the top (−z direction), and FIG. 6B is a side view. 電源ブスバーによる電磁誘導の効果を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the effect of the electromagnetic induction by a power supply bus bar. 第2区間を有しない電源ブスバーを流れる電流を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the electric current which flows through the power supply bus bar which does not have a 2nd area. 第1の実施形態に係る電源ブスバーを流れる電流を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the electric current which flows through the power supply bus bar which concerns on 1st Embodiment. 図10(a)は、第1の実施形態の変形例に係る電源ブスバーの下面図、図10(b)は、同側面図である。FIG. 10A is a bottom view of a power bus bar according to a modification of the first embodiment, and FIG. 10B is a side view thereof. 図11(a)、(b)は、図10(a)、(b)の電源ブスバーを流れる電流を示す模式図である。FIGS. 11A and 11B are schematic diagrams showing currents flowing through the power supply bus bars of FIGS. 10A and 10B. 図12(a)は、第2の実施形態に係る電源ブスバーの下面図であり、図12(b)は、同側面図である。FIG. 12A is a bottom view of the power bus bar according to the second embodiment, and FIG. 12B is a side view thereof. 第2の実施形態に係る電源ブスバーにおける電流の流れを示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the flow of the electric current in the power supply bus bar which concerns on 2nd Embodiment. 図14(a)は、第2の実施形態の変形例に係る電源ブスバーの下面図であり、図14(b)は、同側面図である。FIG. 14A is a bottom view of a power bus bar according to a modification of the second embodiment, and FIG. 14B is a side view thereof. 図15(a)、(b)は、第2の実施形態の変形例に係る電源ブスバーにおける電流の流れを示す模式図である。FIGS. 15A and 15B are schematic diagrams illustrating the flow of current in a power bus bar according to a modification of the second embodiment. パワーモジュールを3個並列接続する場合の電源ブスバーを示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the power supply bus bar in the case of connecting three power modules in parallel. 図16に示すサブブスバーを流れる電流を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the electric current which flows through the sub bus bar shown in FIG. パワーモジュールを4個並列接続する場合のサブブスバーを示す模式図である。It is a schematic diagram which shows a sub bus bar in the case of connecting four power modules in parallel.

本発明を好適な実施形態をもとに図面を参照しながら説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。   The present invention will be described based on preferred embodiments with reference to the drawings. The same or equivalent components and members shown in the drawings are denoted by the same reference numerals, and repeated descriptions are appropriately omitted.

(第1の実施形態)
図1は、本発明の実施形態に係る電力変換装置1の回路図である。電力変換装置1は、電源4からの直流電圧を交流信号に変換して、モータをはじめとする負荷2を駆動する。電源4は、三相交流INを整流する整流ダイオード5と、平滑コンデンサ6を含む。電源4は電池であってもよい。本実施の形態では、三相の場合を説明するが、相数は特に限定されない。
(First embodiment)
FIG. 1 is a circuit diagram of a power conversion device 1 according to an embodiment of the present invention. The power converter 1 converts a DC voltage from a power source 4 into an AC signal and drives a load 2 including a motor. The power supply 4 includes a rectifier diode 5 that rectifies the three-phase alternating current IN and a smoothing capacitor 6. The power source 4 may be a battery. In this embodiment, the case of three phases will be described, but the number of phases is not particularly limited.

上アーム7P(U〜W)は、対応する相の出力端子OUT(U、V、W)とP側電源ラインLPとの間に設けられ、IGBTであるP側半導体スイッチ8Pにより構成される。P側半導体スイッチ8PのコレクタはP側電源ラインLPに接続され、そのエミッタが出力端子OUTと接続される。   The upper arm 7P (U to W) is provided between the corresponding phase output terminal OUT (U, V, W) and the P-side power supply line LP, and is configured by a P-side semiconductor switch 8P which is an IGBT. The collector of the P-side semiconductor switch 8P is connected to the P-side power supply line LP, and the emitter thereof is connected to the output terminal OUT.

下アーム7N(U〜W)は、対応する相の出力端子OUT(U、V、W)とN側電源ラインLNとの間に設けられ、IGBTであるN側半導体スイッチ8Nにより構成される。N側半導体スイッチ8Nのコレクタは出力端子OUT(U、V、W)と接続され、そのエミッタがN側電源ラインLNと接続される。   The lower arm 7N (U to W) is provided between the corresponding phase output terminal OUT (U, V, W) and the N-side power supply line LN, and includes an N-side semiconductor switch 8N that is an IGBT. The collector of the N-side semiconductor switch 8N is connected to the output terminal OUT (U, V, W), and its emitter is connected to the N-side power supply line LN.

図2は、図1のU相のアーム7Uとパワーモジュール10の関係を示す回路図である。U相のアーム7Uとして、パワーモジュール10が2個並列接続されている。V相、W相のアームも同様である。   FIG. 2 is a circuit diagram showing the relationship between the U-phase arm 7U and the power module 10 in FIG. Two power modules 10 are connected in parallel as the U-phase arm 7U. The same applies to the V-phase and W-phase arms.

パワーモジュール10は、1つまたは複数のIGBTである半導体スイッチ8P、8Nによって構成される。上アーム7Pを構成するP側半導体スイッチ8Pと、下アーム7Nを構成するN側半導体スイッチ8Nは、1個のパワーモジュール10に含まれる。パワーモジュール10は、P側電源ラインLPに接続されるべきP側直流端子12Pと、N側電源ラインLNに接続されるべきN側直流端子12Nと、負荷2に接続されるべき交流端子14を備える。   The power module 10 includes semiconductor switches 8P and 8N that are one or a plurality of IGBTs. The P-side semiconductor switch 8P constituting the upper arm 7P and the N-side semiconductor switch 8N constituting the lower arm 7N are included in one power module 10. The power module 10 includes a P-side DC terminal 12P to be connected to the P-side power line LP, an N-side DC terminal 12N to be connected to the N-side power line LN, and an AC terminal 14 to be connected to the load 2. Prepare.

図3は、電力変換装置1の外観斜視図である。電力変換装置1は、整流ダイオード5、平滑コンデンサ6、各アーム7(U〜W)を構成するパワーモジュール群10(U〜W)、筐体70、複数のファン72、ヒートシンク74(U〜W)、75を備える。   FIG. 3 is an external perspective view of the power conversion device 1. The power converter 1 includes a rectifier diode 5, a smoothing capacitor 6, a power module group 10 (U to W) constituting each arm 7 (U to W), a housing 70, a plurality of fans 72, and a heat sink 74 (U to W). ), 75.

U相を構成するパワーモジュール10Ua、10Ubは、ヒートシンク74Uの上に第1の方向(x軸方向)に並置される。V相、W相を構成するパワーモジュール10V(a、b)、10W(a、b)も、U相と同様に、それぞれヒートシンク74(V、W)の上にx軸方向に並置される。各相(U〜W)を構成するパワーモジュール群10U、10V、10Wは、それぞれ第1の方向(x軸方向)に垂直な第2の方向(y軸方向)に並置される。   The power modules 10Ua and 10Ub constituting the U phase are juxtaposed in the first direction (x-axis direction) on the heat sink 74U. Similarly to the U phase, the power modules 10V (a, b) and 10W (a, b) constituting the V phase and the W phase are also juxtaposed in the x-axis direction on the heat sink 74 (V, W), respectively. The power module groups 10U, 10V, and 10W constituting each phase (U to W) are juxtaposed in a second direction (y-axis direction) perpendicular to the first direction (x-axis direction).

複数の整流ダイオード5と、複数の平滑コンデンサ6は、図1の電源4を構成する。複数の整流ダイオード5は、ヒートシンク75の上に、y軸方向に並置される。複数の平滑コンデンサ6は、筐体70に設けられる取り付け孔76に挿入され、固定される。整流ダイオード5、平滑コンデンサ6、パワーモジュール10は、後述する電源ブスバーを介して電気的かつ機械的に接続される。   The plurality of rectifier diodes 5 and the plurality of smoothing capacitors 6 constitute the power supply 4 of FIG. The plurality of rectifier diodes 5 are juxtaposed on the heat sink 75 in the y-axis direction. The plurality of smoothing capacitors 6 are inserted and fixed in mounting holes 76 provided in the housing 70. The rectifier diode 5, the smoothing capacitor 6, and the power module 10 are electrically and mechanically connected via a power bus bar described later.

吸気ファン72aは、平滑コンデンサ6の近傍に設けられ、吸気ファン72aの吸気孔を形成する平面がx軸方向と垂直に配置される。吸気ファン72aは、平滑コンデンサ6およびヒートシンク74(U〜W)に対して、x軸方向に送風する。複数の排気ファン72bは、吸気ファン72aからx軸方向に離隔して、排気ファン72bの排気孔を形成する平面がx軸方向と垂直となるように配置される。吸気ファン72aが筐体70の外部から吸い込んだ空気は、平滑コンデンサ6、ヒートシンク74(U〜W)、ヒートシンク75を経て、排気ファン72bから排気される。   The intake fan 72a is provided in the vicinity of the smoothing capacitor 6, and a plane that forms the intake hole of the intake fan 72a is disposed perpendicular to the x-axis direction. The intake fan 72a blows air in the x-axis direction with respect to the smoothing capacitor 6 and the heat sinks 74 (U to W). The plurality of exhaust fans 72b are spaced apart from the intake fan 72a in the x-axis direction, and are arranged so that the plane forming the exhaust hole of the exhaust fan 72b is perpendicular to the x-axis direction. The air sucked from the outside of the housing 70 by the intake fan 72a is exhausted from the exhaust fan 72b through the smoothing capacitor 6, the heat sinks 74 (U to W), and the heat sink 75.

図4(a)は、電源ブスバー18と、整流ダイオード5、平滑コンデンサ6、パワーモジュール10の接続関係を示す模式図である。電源ブスバー18は、P側電源ブスバー18PおよびN側電源ブスバー18Nを備え、図1のP側電源ラインLP、N側電源ラインLNとして機能する。電源ブスバー18は、銅(Cu)やアルミニウム(Al)等導電性に優れた金属板で構成される。後述するその他のブスバーについても同様である。   FIG. 4A is a schematic diagram showing a connection relationship between the power supply bus bar 18, the rectifier diode 5, the smoothing capacitor 6, and the power module 10. The power bus bar 18 includes a P-side power bus bar 18P and an N-side power bus bar 18N, and functions as the P-side power line LP and the N-side power line LN in FIG. The power bus bar 18 is made of a metal plate having excellent conductivity such as copper (Cu) or aluminum (Al). The same applies to other bus bars described later.

図4(b)は、P側電源ブスバー18Pの接続関係を示す模式図である。P側電源ブスバー18Pは、P側メインブスバー20Pと、P側サブブスバー30Pを備える。P側サブブスバー30Pは、パワーモジュール10(a、b)のP側直流端子12Pに接続される。P側メインブスバー20Pは、P側サブブスバー30Pと、整流ダイオード5のP側端子に接続されるP側ダイオードブスバー66Pと、平滑コンデンサ6の正極端子に接続されるP側コンデンサブスバー68Pとを接続する。   FIG. 4B is a schematic diagram showing the connection relationship of the P-side power bus bar 18P. The P-side power bus bar 18P includes a P-side main bus bar 20P and a P-side sub bus bar 30P. The P-side sub bus bar 30P is connected to the P-side DC terminal 12P of the power module 10 (a, b). P-side main bus bar 20P connects P-side sub bus bar 30P, P-side diode bus bar 66P connected to the P-side terminal of rectifier diode 5, and P-side capacitor bus bar 68P connected to the positive terminal of smoothing capacitor 6. .

図4(c)は、N側電源ブスバー18Nの接続関係を示す模式図である。P側電源ブスバー18Pと同様に、N側電源ブスバー18Nは、N側メインブスバー20Nと、N側サブブスバー30Nを備える。N側サブブスバー30Nは、パワーモジュール10(a、b)のN側直流端子12Nに接続される。N側メインブスバー20Nは、N側サブブスバー30Nと、整流ダイオード5のN側端子に接続されるN側ダイオードブスバー66Nと、平滑コンデンサ6の負極端子に接続されるN側コンデンサブスバー68Nを接続する。   FIG. 4C is a schematic diagram showing the connection relationship of the N-side power bus bar 18N. Similar to the P-side power bus bar 18P, the N-side power bus bar 18N includes an N-side main bus bar 20N and an N-side sub bus bar 30N. The N-side sub bus bar 30N is connected to the N-side DC terminal 12N of the power module 10 (a, b). N-side main bus bar 20N connects N-side sub bus bar 30N, N-side diode bus bar 66N connected to the N-side terminal of rectifier diode 5, and N-side capacitor bus bar 68N connected to the negative terminal of smoothing capacitor 6.

図5は、図3の電力変換装置1に電源ブスバー18(P、N)を取り付けたときの外観斜視図である。図5の電力変換装置1には、コンデンサブスバー68(P、N)と、ダイオードブスバー66(P、N)も取り付けられている。電源ブスバー18(P、N)は、対応する相(U〜W)ごとに設けられたメインブスバー20(U〜W)と、サブブスバー30(U〜W)とを備える。   FIG. 5 is an external perspective view when the power bus bar 18 (P, N) is attached to the power conversion device 1 of FIG. 3. The power converter 1 of FIG. 5 is also provided with a capacitor bus bar 68 (P, N) and a diode bus bar 66 (P, N). The power bus bar 18 (P, N) includes a main bus bar 20 (U to W) provided for each corresponding phase (U to W) and a sub bus bar 30 (U to W).

平滑コンデンサ6は、それぞれ、その上面に正極端子6Pおよび負極端子6Nを備える。正極端子6Pは、P側コンデンサブスバー68Pと接続され、負極端子6Nは、N側コンデンサブスバー68Nと接続される。図4に図示されない整流ダイオード5は、ダイオードブスバー66(P、N)に接続される。   Each of the smoothing capacitors 6 includes a positive electrode terminal 6P and a negative electrode terminal 6N on the upper surface thereof. The positive terminal 6P is connected to the P-side capacitor bus bar 68P, and the negative terminal 6N is connected to the N-side capacitor bus bar 68N. The rectifier diode 5 not shown in FIG. 4 is connected to the diode bus bar 66 (P, N).

コンデンサブスバー68からは、U相、V相、W相それぞれのメインブスバー20(U〜W)が、x軸方向に延設される。U相のメインブスバー20Uは、互いに絶縁された状態で積層されるP側メインブスバー20PとN側メインブスバー20Nを含む。V相、W相についても同様である。W相に着目すると、メインブスバー20Wとパワーモジュール10Wのそれぞれの直流端子12の間は、サブブスバー30Wによって接続される。   From the capacitor bus bar 68, main bus bars 20 (U to W) of U phase, V phase, and W phase respectively extend in the x-axis direction. The U-phase main bus bar 20U includes a P-side main bus bar 20P and an N-side main bus bar 20N which are stacked while being insulated from each other. The same applies to the V phase and the W phase. Paying attention to the W phase, the main bus bar 20W and the DC terminals 12 of the power module 10W are connected by the sub bus bar 30W.

以下、電源ブスバー18が備えるメインブスバー20と、サブブスバー30の形状および機能について詳述する。N側電源ブスバー18Nについて説明するが、P側電源ブスバー18Pに対して適用してもよいし、P側電源ブスバー18PとN側電源ブスバー18Nの両方に適用してもよい。   Hereinafter, the shapes and functions of the main bus bar 20 and the sub bus bar 30 included in the power bus bar 18 will be described in detail. The N-side power bus bar 18N will be described, but it may be applied to the P-side power bus bar 18P, or may be applied to both the P-side power bus bar 18P and the N-side power bus bar 18N.

なお、「Aブスバーは、Bに接続される」というとき、「接続」とは、物理的かつ電気的に接続されること、具体的には、AブスバーとBとにそれぞれ設けられた穴を同一軸上でネジ止めする等により固定されることをいう。必要に応じ、ネジを外すことで各ブスバーに分解することができ、再度ネジを用いてブスバーを組み立てることができる。   In addition, when “A bus bar is connected to B”, “connection” means that physical and electrical connection is made, specifically, holes provided in A bus bar and B respectively. It is fixed by screwing on the same shaft. If necessary, the bus bars can be disassembled by removing the screws, and the bus bars can be assembled again using the screws.

図6(a)は、図5に示す電源ブスバー18を下から上の方向(−z方向)に向かって見た下面図、図6(b)は、側面図である。x軸方向に延設されるメインブスバー20は、サブブスバー30と連結される連結部22を有する。   FIG. 6A is a bottom view of the power bus bar 18 shown in FIG. 5 as viewed from the bottom to the top (−z direction), and FIG. 6B is a side view. The main bus bar 20 extending in the x-axis direction has a connecting portion 22 connected to the sub bus bar 30.

サブブスバー30は、第1区間45、第2区間40、第3区間50(a、b)を有する。
第1区間45は、メインブスバー20の連結部22と連結される部位を有し、この連結部位から、メインブスバー20に対して垂直な第3の方向(+z方向)に延びる。第1区間45は、x軸方向に所定の幅を有し、例えば、その幅はメインブスバー20やサブブスバー30の厚みの数倍程度である。
The sub bus bar 30 includes a first section 45, a second section 40, and a third section 50 (a, b).
The first section 45 has a portion connected to the connecting portion 22 of the main bus bar 20, and extends from the connecting portion in a third direction (+ z direction) perpendicular to the main bus bar 20. The first section 45 has a predetermined width in the x-axis direction. For example, the width is about several times the thickness of the main bus bar 20 or the sub bus bar 30.

第2区間40は、+z方向に延びた第1区間45の端部より、メインブスバー20と並走して延びる。第2区間40は、y軸方向にメインブスバー20と平行に延設される。なお、メインブスバー20と第2区間40との間に絶縁材料が設けられてよい。   The second section 40 extends in parallel with the main bus bar 20 from the end of the first section 45 extending in the + z direction. The second section 40 extends in parallel to the main bus bar 20 in the y-axis direction. An insulating material may be provided between the main bus bar 20 and the second section 40.

第3区間50(a、b)は、第2区間40の端部である分岐部48から分岐して延設され、パワーモジュール10の直流端子12(a、b)に接続される。一方の第3区間50aは、同相のアームを構成する一方のパワーモジュール10aに接続され、他方の第3区間50bは、他方のパワーモジュール10bに接続される。   The third section 50 (a, b) extends from the branch section 48 that is the end of the second section 40, and is connected to the DC terminal 12 (a, b) of the power module 10. One third section 50a is connected to one power module 10a constituting an in-phase arm, and the other third section 50b is connected to the other power module 10b.

パワーモジュール10aの直流端子12aに接続される第3区間50aは、まず、分岐部48から+x方向に延び、直流端子12aと同じx座標の位置で直流端子12aに向けて+y方向に折れて延びる。第3区間50aは、端子部55aを有し、端子部55aにおいて直流端子12aと接続される。
一方、パワーモジュール10bの直流端子12bに接続される第3区間50bは、分岐部48から−x方向に延び、直流端子12bと同じx座標の位置で直流端子12bに向けて+y方向に折れて延びる。第3区間50bは、端子部55bを有し、端子部55bにおいて直流端子12bと接続される。
The third section 50a connected to the DC terminal 12a of the power module 10a first extends in the + x direction from the branch portion 48, and bends and extends in the + y direction toward the DC terminal 12a at the same x coordinate position as the DC terminal 12a. . The third section 50a has a terminal portion 55a, and is connected to the DC terminal 12a at the terminal portion 55a.
On the other hand, the third section 50b connected to the DC terminal 12b of the power module 10b extends in the −x direction from the branch portion 48, and bends in the + y direction toward the DC terminal 12b at the same x coordinate position as the DC terminal 12b. Extend. The third section 50b has a terminal portion 55b, and is connected to the DC terminal 12b at the terminal portion 55b.

以上の構成により、サブブスバー30は、連結部を通る、x軸方向に垂直な面に対して実質的に面対称な形状を有する。「実質的に面対称」とは、ブスバーの形状が厳密に面対称である場合のみではなく、インピーダンスが均等となる程度に対称な形状である場合も含む。   With the above configuration, the sub bus bar 30 has a shape that is substantially plane-symmetric with respect to a plane that passes through the connecting portion and is perpendicular to the x-axis direction. “Substantially plane symmetry” includes not only the case where the shape of the bus bar is strictly plane symmetry, but also the case where the shape is symmetrical to the extent that the impedance is equal.

図7は、電源ブスバー18による電磁誘導の効果を模式的に示す図である。平板ブスバーであるメインブスバー20とサブブスバー30は、間隔dの距離で対向する。メインブスバー20の+x方向と−x方向のそれぞれの端部には、図4(c)に示したように、電源となる整流ダイオード5と平滑コンデンサ6が接続されている。   FIG. 7 is a diagram schematically showing the effect of electromagnetic induction by the power supply bus bar 18. The main bus bar 20 and the sub bus bar 30, which are flat bus bars, face each other at a distance d. As shown in FIG. 4C, a rectifier diode 5 and a smoothing capacitor 6 serving as a power source are connected to the ends of the main bus bar 20 in the + x direction and the −x direction, respectively.

メインブスバー20には、x軸方向(+x方向または−x方向)に電流が流れる。直流成分にかかる電流は、整流ダイオード5から供給されやすく、高周波の交流成分にかかる電流は、平滑コンデンサ6から供給されやすい。実施の形態に係る電力変換装置は、負荷の稼働状況に応じて周波数を変化させて負荷に電力を供給する。そのため、負荷の稼働状況によって、整流ダイオード5から供給される電流と平滑コンデンサ6から供給される電流値の比率は随時変化する。   A current flows through the main bus bar 20 in the x-axis direction (+ x direction or -x direction). The current applied to the direct current component is easily supplied from the rectifier diode 5, and the current applied to the high frequency alternating current component is easily supplied from the smoothing capacitor 6. The power conversion device according to the embodiment supplies power to the load by changing the frequency according to the operating state of the load. Therefore, the ratio between the current supplied from the rectifier diode 5 and the current value supplied from the smoothing capacitor 6 changes from time to time depending on the operating condition of the load.

x軸方向に電流が流れるメインブスバー20に対し、対向するサブブスバー30には、+y方向の電流Iが流れているとする。電磁誘導の法則により、サブブスバー30の周囲には電流Iに起因する磁界が生じ、その磁界により、メインブスバー20には誘導電流Iが生じる。その結果、サブブスバー30の近傍では、メインブスバー20にy軸方向の成分を有する電流I21、I22が流れる。本発明者は、この誘導電流を利用することにより、複数のパワーモジュールのそれぞれの直流端子に流入する電流を均等化できることを見出した。 respect to the main bus bar 20 in which a current flows in the x-axis direction, the opposite Sabubusuba 30, + y direction of the current I 1 is to be flowing. According to the law of electromagnetic induction, a magnetic field caused by the current I 1 is generated around the sub bus bar 30, and an induced current I 2 is generated in the main bus bar 20 by the magnetic field. As a result, currents I 21 and I 22 having components in the y-axis direction flow through the main bus bar 20 in the vicinity of the sub bus bar 30. The present inventor has found that the current flowing into each DC terminal of a plurality of power modules can be equalized by using this induced current.

図8は、第2区間40を有しない電源ブスバー18を流れる電流を示す模式図である。まず、図8を用いて本発明が解決しようとする電流の不均一について説明し、図9以降を用いて本発明の実施形態について説明する。   FIG. 8 is a schematic diagram showing a current flowing through the power supply bus bar 18 that does not have the second section 40. First, current non-uniformity to be solved by the present invention will be described with reference to FIG. 8, and an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

サブブスバー30は、連結部22と接続される第1区間45と、端子部55(a、b)でパワーモジュール(不図示)の直流端子に接続される第3区間50(a、b)を有する。しかし、メインブスバー20と並走する第2区間を有しない。メインブスバー20には、図7と同様に電源(不図示)が接続されており、サブブスバー30に向けて電流I21、I22が流れている。メインブスバー20を流れる電流は、連結部22を介して、第1区間45を流れる電流Iとなり、分岐部48で分かれて、第3区間50aを流れる電流I11と第3区間50bを流れるI12となる。 The sub bus bar 30 has a first section 45 connected to the connecting portion 22 and a third section 50 (a, b) connected to a DC terminal of a power module (not shown) at the terminal section 55 (a, b). . However, the second section that runs parallel to the main bus bar 20 is not provided. A power source (not shown) is connected to the main bus bar 20 as in FIG. 7, and currents I 21 and I 22 flow toward the sub bus bar 30. The current flowing through the main bus bar 20 becomes the current I 0 flowing through the first section 45 via the connecting portion 22, and is divided by the branch section 48 to be divided into the current I 11 flowing through the third section 50a and the I flowing through the third section 50b. 12

分岐部48で分かれた電流I11、I12は、周囲を流れる電流により発生する磁界の影響を受け、その電流値の比率が変化する。第3区間50aを流れる電流I11は、その下のメインブスバー20を−x方向に流れる電流I21の影響を受けて、+x方向に電流が流れやすくなる。同様に電流I12は電流I22の影響を受け、−x方向に電流が流れやすくなる。 The currents I 11 and I 12 separated by the branching part 48 are affected by the magnetic field generated by the current flowing around, and the ratio of the current values changes. Current I 11 flowing in the third section 50a is affected by the current I 21 flowing through the main bus bars 20 beneath it in the -x direction, the current easily flows in the + x direction. Similarly, the current I 12 is affected by the current I 22 and the current easily flows in the −x direction.

メインブスバー20に接続する電源の特性などにより、連結部22に流れ込む電流I21、I22の値が異なってしまう場合がある。そうすると、第3区間に発生する誘導電流は、+x方向と−x方向で異なる。電流Iは分岐部48において均等に分配されず、パワーモジュールの直流端子に流れ込むI11とI12の大きさに差が生じてしまう。 Depending on the characteristics of the power source connected to the main bus bar 20, the values of the currents I 21 and I 22 flowing into the connecting portion 22 may differ. Then, the induced current generated in the third section is different between the + x direction and the −x direction. The current I 0 is not evenly distributed in the branching portion 48, and there is a difference between the magnitudes of I 11 and I 12 flowing into the DC terminals of the power module.

図9は、第1の実施形態に係る電源ブスバー18を流れる電流を示す模式図である。図8の場合と異なり、サブブスバー30は、メインブスバー20に並走する第2区間40を有し、第1区間S1、第2区間S2、第3区間S3を有する。メインブスバー20を流れる電流I21、I22は、連結部22を介して、第1区間45を流れる電流Iとなり、電流Iはメインブスバー20と並走する第2区間40を流れる。電流Iは分岐部48で分かれて、第3区間50aを流れる電流I11と第3区間50bを流れるI12となる。 FIG. 9 is a schematic diagram showing a current flowing through the power supply bus bar 18 according to the first embodiment. Unlike the case of FIG. 8, the sub bus bar 30 has a second section 40 that runs parallel to the main bus bar 20, and has a first section S1, a second section S2, and a third section S3. Current I 21, I 22 flowing through the main bus bar 20 via the coupling portion 22, next to the current I 0 flowing through the first section 45, the current I 0 flows in the second section 40 running parallel with the main bus bar 20. The current I 0 is divided by the branching portion 48 to become a current I 11 flowing through the third section 50a and an I 12 flowing through the third section 50b.

第2区間40は、メインブスバー20と近接して並走し、メインブスバー20の第2区間40の下に位置する領域には、電流Iによる誘導電流が大きく生じる。電流Iは+y方向に流れるため、誘導電流は−y方向に生じる。この誘導電流により、電源(不図示)からx軸方向に流れてくる電流は、連結部22に向かってy軸方向に曲げられることとなる。連結部22に流れ込む電流I21、I22の電流の絶対値が図8の場合と同じであれば、電流I21、I22のy成分が増加することで、そのx成分は図8の場合と比較して小さくなる。その結果、第3区間50a、bに生じるx軸方向の誘導電流は相対的に小さくなり、電流I21とI22の絶対値に差がある場合でも、分岐部48における電流の流れやすさは、x軸方向に関して差が生じにくくなる。これにより、電流I11とI12の差が小さくなり、パワーモジュールの直流端子に流れ込む電流が均等化される。 The second section 40 is run in parallel in close proximity to the main bus bar 20, the region located under the second section 40 of the main bus bar 20, the induced current caused by the current I 0 occurring increases. Since the current I 0 flows in the + y direction, the induced current is generated in the −y direction. Due to this induced current, a current flowing from the power source (not shown) in the x-axis direction is bent toward the connecting portion 22 in the y-axis direction. If the absolute values of the currents I 21 and I 22 flowing into the connecting portion 22 are the same as in the case of FIG. 8, the y component of the currents I 21 and I 22 increases, and the x component is the case of FIG. Smaller than As a result, the third section 50a, the induced current in the x-axis direction caused b becomes relatively small, even if there is a difference between the absolute value of the current I 21 and I 22, ease of flow of the current in the branch section 48 The difference in the x-axis direction is less likely to occur. Thereby, the difference between the currents I 11 and I 12 is reduced, and the current flowing into the DC terminal of the power module is equalized.

また、サブブスバー30が第2区間40を有することにより、メインブスバー20と第3区間50との距離をとるができる。図8のように、メインブスバー20と第3区間50とが近接している場合と比較して、電流I21、I22により第3区間50(a、b)に発生する誘導電流の値は小さくなり、電流I21とI22の絶対値が異なる場合であっても、電流I11とI12との差をさらに低減することができる。 Further, since the sub bus bar 30 has the second section 40, the distance between the main bus bar 20 and the third section 50 can be taken. As shown in FIG. 8, compared to the case where the main bus bar 20 and the third section 50 are close to each other, the value of the induced current generated in the third section 50 (a, b) by the currents I 21 and I 22 is Even when the absolute values of the currents I 21 and I 22 are different, the difference between the currents I 11 and I 12 can be further reduced.

図10(a)は、第1の実施形態の変形例に係る電源ブスバー18の下面図、図10(b)は、同側面図である。以下、第1の実施形態との相違点を中心に説明する。   FIG. 10A is a bottom view of a power bus bar 18 according to a modification of the first embodiment, and FIG. 10B is a side view thereof. Hereinafter, a description will be given focusing on differences from the first embodiment.

図10(b)に示すように、メインブスバー20は、L字形状の断面を有しており、xy平面に設けられる第1メインブスバー26と、xz平面に設けられる第2メインブスバー27とを備える。連結部22は、第1メインブスバー26に設けられる。   As shown in FIG. 10B, the main bus bar 20 has an L-shaped cross section, and includes a first main bus bar 26 provided on the xy plane and a second main bus bar 27 provided on the xz plane. Prepare. The connecting portion 22 is provided on the first main bus bar 26.

サブブスバー30の第2区間40は、第2メインブスバー27と平行に延設される。第3区間50は、第2区間40の端部である分岐部48から分岐して延設され、パワーモジュール10の直流端子12に接続される。   The second section 40 of the sub bus bar 30 extends in parallel with the second main bus bar 27. The third section 50 extends from the branch section 48 that is the end of the second section 40, and is connected to the DC terminal 12 of the power module 10.

図11(a)、(b)は、図10(a)、(b)の電源ブスバー18を流れる電流を示す模式図である。図11(a)は、第2メインブスバー27の一部を切り取っている。第1の実施形態と同様、第2区間40に流れる電流Iにより、第2区間40と近接する第2メインブスバー27には、誘導電流I20が生じる。誘導電流I20により、連結部22に流れ込む電流I21、I22は、−z方向に曲げられることとなる。その結果、電流I21、I22のx成分は小さくなり、分岐部48における電流の流れやすさは、x軸方向に関して差が生じにくくなる。これにより、第3区間を介してパワーモジュールの直流端子に流れこむ電流I11、I12を均等化することができる。 FIGS. 11A and 11B are schematic diagrams showing the current flowing through the power supply bus bar 18 of FIGS. 10A and 10B. FIG. 11A shows a part of the second main bus bar 27 cut out. As in the first embodiment, an induced current I 20 is generated in the second main bus bar 27 adjacent to the second section 40 due to the current I 0 flowing in the second section 40. The induced current I 20, current I 21, I 22 flowing into the connecting part 22, so that the bend in the -z direction. As a result, the x components of the currents I 21 and I 22 are reduced, and the difference in the ease of current flow in the branch portion 48 is less likely to occur in the x-axis direction. Thereby, the currents I 11 and I 12 flowing into the DC terminal of the power module via the third section can be equalized.

(第2の実施形態)
図12(a)は、第2の実施形態に係る電源ブスバーの下面図であり、図12(b)は、同側面図である。以下、第1の実施形態との相違点を中心に説明する。
(Second Embodiment)
FIG. 12A is a bottom view of the power bus bar according to the second embodiment, and FIG. 12B is a side view thereof. Hereinafter, a description will be given focusing on differences from the first embodiment.

この電源ブスバー18は、サブブスバー30として、一組のサイドブスバー31、32を有する。メインブスバー20は、連結部23、24を有する。連結部23は一方のサイドブスバー31と連結され、連結部24は他方のサイドブスバー32と連結される。   The power bus bar 18 includes a pair of side bus bars 31 and 32 as a sub bus bar 30. The main bus bar 20 has connecting portions 23 and 24. The connecting portion 23 is connected to one side bus bar 31, and the connecting portion 24 is connected to the other side bus bar 32.

サイドブスバー31は、第1区間46と、第2区間41と、第3区間51とを有する。サイドブスバー31は、第1の実施形態と異なり、一方のパワーモジュール10aの直流端子12aと接続される。第3区間51は、第2区間41の端部から+x方向に延び、直流端子12aと同じx座標の位置で直流端子12aに向けて+y方向に折れて延びる。第3区間51は、端子部56において直流端子12aと接続される。   The side bus bar 31 has a first section 46, a second section 41, and a third section 51. Unlike the first embodiment, the side bus bar 31 is connected to the DC terminal 12a of one power module 10a. The third section 51 extends in the + x direction from the end of the second section 41 and extends in the + y direction toward the DC terminal 12a at the same x coordinate position as the DC terminal 12a. The third section 51 is connected to the DC terminal 12 a at the terminal portion 56.

他方のサイドブスバー32は、同様に、第1区間47と、第2区間42と、第3区間52とを有し、他方のパワーモジュール10bの直流端子12bと接続される。第3区間52は、第2区間42の端部から−x方向に延び、直流端子12bと同じx座標の位置で直流端子12bに向けて+y方向に折れて延びる。第3区間52は、端子部57において直流端子12bと接続される。   Similarly, the other side bus bar 32 has a first section 47, a second section 42, and a third section 52, and is connected to the DC terminal 12b of the other power module 10b. The third section 52 extends in the −x direction from the end of the second section 42 and extends in the + y direction toward the DC terminal 12b at the same x coordinate position as the DC terminal 12b. The third section 52 is connected to the DC terminal 12 b at the terminal portion 57.

以上の構成により、サブブスバー30が含むサイドブスバー31と32とは、連結部23、24の中心を通る、第1の方向(x軸方向)に垂直な面に対して実質的に面対称な形状を有する。   With the above configuration, the side bus bars 31 and 32 included in the sub bus bar 30 are substantially plane-symmetrical with respect to a plane perpendicular to the first direction (x-axis direction) passing through the centers of the connecting portions 23 and 24. Have

図13は、第2の実施形態に係る電源ブスバー18における電流の流れを示す模式図である。第1の実施形態と同様、第2区間41、42には、電流I01、I02が+y方向に流れる。電流I01、I02により、メインブスバー20には−y方向の誘導電流が発生する。誘導電流により、連結部23、24に流れ込む電流I21、I22は、−y方向に曲げられる。その結果、電流I21、I22のx成分は小さくなり、サイドブスバー31、32の間で電流の流れやすさに差が生じにくくなる。これにより、サイドブスバー31、32を介してそれぞれのパワーモジュールの直流端子に流れこむ電流I11と電流I12を均等化することができる。 FIG. 13 is a schematic diagram showing a current flow in the power supply bus bar 18 according to the second embodiment. As in the first embodiment, currents I 01 and I 02 flow in the + y direction in the second sections 41 and 42. Due to the currents I 01 and I 02 , an induced current in the −y direction is generated in the main bus bar 20. Due to the induced current, the currents I 21 and I 22 flowing into the connecting portions 23 and 24 are bent in the −y direction. As a result, the x components of the currents I 21 and I 22 are reduced, and the difference in the ease of current flow between the side bus bars 31 and 32 is less likely to occur. Thus, it is possible to equalize the currents I 11 and the current I 12 flowing into the DC terminals of the power module via a side bus bar 31, 32.

図14(a)は、第2の実施形態の変形例に係る電源ブスバーの下面図であり、図14(b)は、同側面図である。以下、第2の実施形態との相違点を中心に説明する。   FIG. 14A is a bottom view of a power bus bar according to a modification of the second embodiment, and FIG. 14B is a side view thereof. Hereinafter, the difference from the second embodiment will be mainly described.

第1の実施形態の変形例と同様、メインブスバー20は、L字形状の断面を有しており、xy平面に設けられる第1メインブスバー26と、xz平面に設けられる第2メインブスバー27とを備える。連結部23、24は、第1メインブスバー26に設けられている。   Similar to the modification of the first embodiment, the main bus bar 20 has an L-shaped cross section, and includes a first main bus bar 26 provided on the xy plane, and a second main bus bar 27 provided on the xz plane. Is provided. The connecting portions 23 and 24 are provided on the first main bus bar 26.

サイドブスバー31、32の第2区間41、42は、第2メインブスバー27と平行に延設される。一方の第3区間51は、第2区間41の端部から+x方向に延び、直流端子12aと同じx座標の位置で直流端子12aに向けて+y方向に折れて延びる。他方の第3区間52は、第2区間42の端部から−x方向に延び、直流端子12bと同じx座標の位置で直流端子12bに向けて+y方向に折れて延びる。   The second sections 41 and 42 of the side bus bars 31 and 32 extend in parallel with the second main bus bar 27. One third section 51 extends in the + x direction from the end of the second section 41 and extends in the + y direction toward the DC terminal 12a at the same x coordinate position as the DC terminal 12a. The other third section 52 extends in the −x direction from the end of the second section 42, and extends in the + y direction toward the DC terminal 12b at the same x coordinate position as the DC terminal 12b.

図15(a)、(b)は、第2の実施形態の変形例に係る電源ブスバーにおける電流の流れを示す模式図である。第2区間41、42に流れる電流I01、I02により、第2区間41、42と近接する第2メインブスバー27には、誘導電流I20が生じる。誘導電流I20により、連結部23、24に流れ込む電流I21、I22は、−z方向に曲げられることとなる。その結果、電流I21、I22のx成分は小さくなり、サイドブスバー31、32の間で電流の流れやすさに差が生じにくくなる。これにより、サイドブスバー31、32を介してそれぞれのパワーモジュールの直流端子に流れこむ電流I11、I12の大きさを均等化することができる。 FIGS. 15A and 15B are schematic diagrams illustrating the flow of current in a power bus bar according to a modification of the second embodiment. Due to the currents I 01 and I 02 flowing in the second sections 41 and 42, an induced current I 20 is generated in the second main bus bar 27 adjacent to the second sections 41 and 42. The induced current I 20, current I 21, I 22 flowing in the connecting portion 23 and 24, so that the bend in the -z direction. As a result, the x components of the currents I 21 and I 22 are reduced, and the difference in the ease of current flow between the side bus bars 31 and 32 is less likely to occur. Thereby, the magnitudes of the currents I 11 and I 12 flowing into the DC terminals of the respective power modules via the side bus bars 31 and 32 can be equalized.

以上、本発明を実施形態にもとづいて説明した。本発明は上記実施形態に限定されず、種々の設計変更が可能であり、様々な変形例が可能であること、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは、当業者に理解されるところである。以下、こうした変形例を説明する。   In the above, this invention was demonstrated based on embodiment. It will be understood by those skilled in the art that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various design changes are possible, various modifications are possible, and such modifications are within the scope of the present invention. By the way. Hereinafter, such modifications will be described.

実施形態では、各相に対応するアーム7(U〜W)として、2個のパワーモジュール10が並列接続されていることとしたが、各相のアームとして用いるパワーモジュール10の個数は2個に限られない。
図16は、パワーモジュールを3個並列接続する場合の電源ブスバー18を示す模式図である。サブブスバー30は、分岐部48からx方向に延びる両端の第3区間50a、bに加え、中央の第3区間50cをさらに備える。
In the embodiment, the two power modules 10 are connected in parallel as the arms 7 (U to W) corresponding to the respective phases. However, the number of the power modules 10 used as the arms of each phase is two. Not limited.
FIG. 16 is a schematic diagram showing the power bus bar 18 when three power modules are connected in parallel. The sub bus bar 30 further includes a central third section 50c in addition to the third sections 50a and 50b at both ends extending from the branch portion 48 in the x direction.

中央の第3区間50cは、接続部60a、bを有し、接続部60a、bは、分岐部48からx方向の距離が互いに等しい位置でそれぞれ両端の第3区間50a、bに接続される。一方の接続部60aから+y方向に延び−x方向に折れて延びる部位62aと、他方の接続部60bから+y方向に延び+x方向に折れて延びる部位62bは、分岐部48とx座標が同じ位置に設けられる合流部61にて合流する。合流部61から+y方向に延びた先に端子部55cが設けられ、端子部55cにパワーモジュールの直流端子が接続される。以上の構成により、図16に示すサブブスバー30は、分岐部48を通るx軸方向に垂直な面に対して実質的に面対称な形状を有する。   The central third section 50c has connection portions 60a and 60b, and the connection sections 60a and 60b are connected to the third sections 50a and 50b at both ends at positions where the distances in the x direction are equal to each other from the branch portion 48. . A portion 62a extending from one connecting portion 60a in the + y direction and extending in the -x direction and a portion 62b extending from the other connecting portion 60b in the + y direction and extending in the + x direction have the same x coordinate as the branch portion 48. Are joined at a junction 61 provided in A terminal portion 55c is provided at the end extending in the + y direction from the merging portion 61, and the DC terminal of the power module is connected to the terminal portion 55c. With the configuration described above, the sub bus bar 30 shown in FIG.

図17は、図16に示すサブブスバー30を流れる電流を示す模式図である。第2区間S2を流れてきた電流Iは、両端の第3区間50a、bに分配された電流I01、I02となり、x方向に流れてそれぞれ接続部60a、bに達する。電流I01、I02の一部は、接続部60a、bで+y方向に分岐して流れる電流I31、I32となり、合流部61にて合流した電流I13となって中央の端子部55cに流れ込む。電流I01、I02の残りは、電流I11、I12となって、それぞれ両端の端子部55a、bに流れ込む。 FIG. 17 is a schematic diagram showing a current flowing through the sub bus bar 30 shown in FIG. The current I 0 flowing through the second section S2 becomes currents I 01 and I 02 distributed to the third sections 50a and 50b at both ends, and flows in the x direction to reach the connection portions 60a and 60b, respectively. Part of the currents I 01 and I 02 become currents I 31 and I 32 that flow by branching in the + y direction at the connection portions 60a and 60b, and become a current I 13 that merges at the merge portion 61, and the central terminal portion 55c. Flow into. The rest of the currents I 01 and I 02 become currents I 11 and I 12 and flow into the terminal portions 55a and 55b at both ends, respectively.

このとき、分岐部48で分配される電流I01、I02は、第1の実施形態と同様、サブブスバー30が第2区間S2を有することにより均等化され、x方向に流れて接続部60a、bに達する。接続部60a、bに達した電流I01、I02は、接続部60a、bをそのままx方向に流れようとするため、+y方向に分岐する電流I31、I32のそれぞれは、x方向に流れて両端の端子部55a、bに達する電流I11、I12のそれぞれと比較して小さくなる。しかし、中央の端子部55cに流れる電流I13は、+y方向に分岐した電流I31、I32の合計値であるため、両端の端子部55a、bに流れる電流I11、I12とを近い値とすることができる。したがって、図16、17に示すサブブスバー30を用いることにより、並列接続する3個のパワーモジュールのそれぞれの直流端子に流れ込む電流を均等化することができる。 At this time, the currents I 01 and I 02 distributed by the branching portion 48 are equalized by the sub bus bar 30 having the second section S2, as in the first embodiment, and flow in the x direction to flow through the connecting portions 60a, b is reached. Since the currents I 01 and I 02 reaching the connecting portions 60a and 60b flow in the x direction as they are through the connecting portions 60a and b, the currents I 31 and I 32 branching in the + y direction are It becomes smaller than each of the currents I 11 and I 12 that flow and reach the terminal portions 55a and 55b at both ends. However, since the current I 13 flowing through the central terminal portion 55c is the total value of the currents I 31 and I 32 branched in the + y direction, the currents I 11 and I 12 flowing through the terminal portions 55a and b at both ends are close to each other. Can be a value. Therefore, by using the sub bus bar 30 shown in FIGS. 16 and 17, it is possible to equalize the current flowing into the DC terminals of the three power modules connected in parallel.

なお、図16に示す中央の第3区間50cは、第2の実施形態に係る両端の第3区間50a、bに接続することにより、並列接続する3個のパワーモジュールに電力を供給する電源ブスバーとして用いてもよい。同様に、第1、第2の実施形態の変形例に係る第3区間51、52に中央の第3区間50cを接続して用いてもよい。   The central third section 50c shown in FIG. 16 is connected to the third sections 50a and 50b at both ends according to the second embodiment, thereby supplying power to three power modules connected in parallel. It may be used as Similarly, the third section 50c in the center may be connected to the third sections 51 and 52 according to the modification of the first and second embodiments.

図18は、パワーモジュールを4個並列接続する場合のサブブスバー30を示す模式図である。第2区間S2からの延びる第3区間S3aに、2つの第3区間S3b、S3cをそれぞれさらに設ける。このとき、第1の実施形態と同様に、x軸方向に対する電流の流れやすさに差が生じにくくなるため、並列接続した4個のパワーモジュールに流れ込む電流を均等化できる。また、図18の2つの第3区間S3b、S3cの先に第3区間を繰り返し設けることで、2のべき乗個のパワーモジュールを並列接続させた電力変換装置に用いることもできる。   FIG. 18 is a schematic diagram showing the sub bus bar 30 when four power modules are connected in parallel. Two third sections S3b and S3c are further provided in the third section S3a extending from the second section S2. At this time, as in the first embodiment, a difference in the ease of current flow in the x-axis direction is unlikely to occur, so that the current flowing into the four power modules connected in parallel can be equalized. Further, by repeatedly providing the third section ahead of the two third sections S3b and S3c in FIG. 18, it can be used for a power conversion apparatus in which power-of-two power modules are connected in parallel.

さらに、図16に示すサブブスバー30と、図18の第3区間S3bを組み合わせることにより、その他の個数のパワーモジュールを並列接続させた電力変換装置に用いることもできる。例えば、図16の端子部55a〜cに、図18の第3区間S3bをそれぞれ設けることで、6個のパワーモジュールを並列接続させたり、図16の端子部55a〜cに、図16の第3区間をそれぞれ設けることで、9個のパワーモジュールを並列接続させたりすることができる。なお、電源ブスバーとして用いる第3区間の組合せや繰り返しの回数はこれらに限られず、並列接続させるパワーモジュールの個数に応じて適宜変更できることは、当業者に理解されるところである。   Furthermore, by combining the sub bus bar 30 shown in FIG. 16 and the third section S3b of FIG. 18, it can also be used in a power conversion apparatus in which other numbers of power modules are connected in parallel. For example, by providing the terminal sections 55a to 55c in FIG. 16 with the third section S3b in FIG. 18, six power modules can be connected in parallel, or to the terminal sections 55a to 55c in FIG. By providing three sections, nine power modules can be connected in parallel. It should be understood by those skilled in the art that the combination of the third sections used as the power busbar and the number of repetitions are not limited to these, and can be appropriately changed according to the number of power modules connected in parallel.

また、実施形態では図2に示すように上アーム7Pを構成するP側半導体スイッチ8Pと、下アーム7Nを構成するN側半導体スイッチ8Nとが1個のパワーモジュール10に含まれる場合について説明したが、P側半導体スイッチ8PとN側半導体スイッチ8Nとが別個のパワーモジュール10に含まれる場合に対しても適用が可能である。   In the embodiment, as shown in FIG. 2, the case where the P-side semiconductor switch 8P constituting the upper arm 7P and the N-side semiconductor switch 8N constituting the lower arm 7N are included in one power module 10 has been described. However, the present invention can also be applied to the case where the P-side semiconductor switch 8P and the N-side semiconductor switch 8N are included in separate power modules 10.

実施形態では、パワーモジュール10に含まれる半導体スイッチ8としてIGBTを用いたものを紹介したが、その他、電界効果トランジスタ(FET)、バイポーラトランジスタ、サイリスタなどその他の半導体スイッチおよびそれらを組み合わせたものに対しても適用することが可能である。   In the embodiment, the semiconductor switch 8 included in the power module 10 is introduced using an IGBT. However, other semiconductor switches such as a field effect transistor (FET), a bipolar transistor, and a thyristor, and combinations thereof are used. It is possible to apply.

実施形態では電源ブスバーを電力変換装置に用いる場合について説明したが、本発明に係る電源ブスバーの用途は、これに限られない。電気機器が備える電子部品等に対し、電源からの電流を均等に分配するための電源ブスバーとして用いることもできる。   In the embodiment, the case where the power bus bar is used in the power conversion device has been described. However, the application of the power bus bar according to the present invention is not limited thereto. It can also be used as a power bus bar for evenly distributing the current from the power source to the electronic components and the like provided in the electrical equipment.

1…電力変換装置、4…電源、5…整流ダイオード、6…平滑コンデンサ、7…アーム、10…パワーモジュール、12…直流端子、18…電源ブスバー、20…メインブスバー、30…サブブスバー、40…第2区間、45…第1区間、50…第3区間。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Power converter device, 4 ... Power supply, 5 ... Rectifier diode, 6 ... Smoothing capacitor, 7 ... Arm, 10 ... Power module, 12 ... DC terminal, 18 ... Power bus bar, 20 ... Main bus bar, 30 ... Sub bus bar, 40 ... Second section, 45 ... first section, 50 ... third section.

Claims (5)

電力変換装置のアームに接続される電源ブスバーであって、前記アームが、第1の方向に並置され電気的に並列接続されるべき複数のパワーモジュールを含むとき、
当該電源ブスバーは、
連結部を有し、前記複数のパワーモジュールと対向して前記第1の方向に延設されるメインブスバーと、
前記連結部と、前記複数のパワーモジュールのそれぞれの直流端子とを接続するサブブスバーと、
を備え、
前記サブブスバーは、
前記連結部を介して、前記メインブスバーからの電力を伝達する第1区間と、
前記メインブスバーと並走し、前記第1区間からの電力を伝達する第2区間と、
前記複数のパワーモジュールのそれぞれの直流端子に対し、前記第2区間からの電力を分けて伝達する第3区間と、
を有することを特徴とする電源ブスバー。
A power bus bar connected to an arm of a power converter, wherein the arm includes a plurality of power modules to be juxtaposed in a first direction and electrically connected in parallel;
The power bus bar is
A main bus bar having a connecting portion and extending in the first direction to face the plurality of power modules;
A sub bus bar for connecting the connecting portion and each DC terminal of the plurality of power modules;
With
The sub bus bar is
A first section for transmitting power from the main bus bar through the connecting portion;
A second section that runs parallel to the main bus bar and transmits power from the first section;
A third section for separately transmitting power from the second section to the DC terminals of the plurality of power modules;
A power bus bar characterized by comprising:
前記サブブスバーは、前記連結部を通る、前記第1の方向に垂直な面と実質的に面対称な形状であり、
前記第2区間は、前記第1の方向と垂直な方向に延設されることを特徴とする請求項1に記載の電源ブスバー。
The sub bus bar has a shape substantially plane-symmetric with a plane passing through the connecting portion and perpendicular to the first direction,
The power bus bar according to claim 1, wherein the second section extends in a direction perpendicular to the first direction.
前記サブブスバーは、前記メインブスバーと前記第3区間との距離が、前記メインブスバーと前記第2区間との距離と比較して大きいことを特徴とする請求項1または2に記載の電源ブスバー。   3. The power bus bar according to claim 1, wherein the sub bus bar has a larger distance between the main bus bar and the third section than a distance between the main bus bar and the second section. 前記サブブスバーは、それぞれが前記第1区間および前記第2区間を有する一組のサイドブスバーを含み、
一方のサイドブスバーは、当該サイドブスバーの第2区間から対応するパワーモジュールの直流端子に対して電力を伝達する第3区間を有し、
他方のサイドブスバーは、当該サイドブスバーの第2区間から前記対応するパワーモジュールとは異なるパワーモジュールの直流端子に対して電力を伝達する第3区間を有することを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の電源ブスバー。
The sub bus bar includes a set of side bus bars each having the first section and the second section;
One side bus bar has a third section for transmitting power from the second section of the side bus bar to the DC terminal of the corresponding power module,
The other side bus bar has a third section for transmitting electric power from a second section of the side bus bar to a DC terminal of a power module different from the corresponding power module. The power bus bar according to any one of the above.
上アームと下アームと、
前記上アームに接続される上側電源ブスバーと、
前記下アームに接続される下側電源ブスバーと、
を備え、
前記上アームと前記下アームの少なくとも一方は、第1の方向に並置され電気的に並列接続されるべき複数のパワーモジュールを含み、
前記上側電源ブスバーと前記下側電源ブスバーの少なくとも一方が請求項1から4のいずれかに記載の前記電源ブスバーであることを特徴とする電力変換装置。
An upper arm and a lower arm,
An upper power bus bar connected to the upper arm;
A lower power bus bar connected to the lower arm;
With
At least one of the upper arm and the lower arm includes a plurality of power modules that are juxtaposed in a first direction and are to be electrically connected in parallel.
5. The power converter according to claim 1, wherein at least one of the upper power bus bar and the lower power bus bar is the power bus bar according to claim 1.
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019161997A (en) * 2018-03-16 2019-09-19 株式会社デンソー Power conversion equipment
JP2020022357A (en) * 2018-07-31 2020-02-06 ヴァレオ ジーメンス エーアオトモーティヴェ ゲルマニー ゲーエムベーハーValeo Siemens eAutomotive Germany GmbH System including bus bar device and power converter housing, production method thereof, power converter for vehicle, and vehicle
EP3934085A1 (en) * 2020-07-02 2022-01-05 Fuji Electric Co., Ltd. Power conversion apparatus
JP2022071857A (en) * 2020-10-28 2022-05-16 株式会社Soken Capacitor module and power conversion device
JP2022106437A (en) * 2021-01-07 2022-07-20 ニチコン株式会社 Film capacitor and power conversion device
WO2022270224A1 (en) * 2021-06-24 2022-12-29 株式会社デンソー Power conversion device

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7056267B2 (en) 2018-03-16 2022-04-19 株式会社デンソー Power converter
JP2019161997A (en) * 2018-03-16 2019-09-19 株式会社デンソー Power conversion equipment
JP2020022357A (en) * 2018-07-31 2020-02-06 ヴァレオ ジーメンス エーアオトモーティヴェ ゲルマニー ゲーエムベーハーValeo Siemens eAutomotive Germany GmbH System including bus bar device and power converter housing, production method thereof, power converter for vehicle, and vehicle
JP7449051B2 (en) 2018-07-31 2024-03-13 ヴァレオ ジーメンス エーアオトモーティヴェ ゲルマニー ゲーエムベーハー A system comprising a busbar device and a power converter housing, its production method, a power converter for a vehicle, and a vehicle
JP2022012993A (en) * 2020-07-02 2022-01-18 富士電機株式会社 Power conversion device
EP3934085A1 (en) * 2020-07-02 2022-01-05 Fuji Electric Co., Ltd. Power conversion apparatus
JP7501164B2 (en) 2020-07-02 2024-06-18 富士電機株式会社 Power Conversion Equipment
JP2025039882A (en) * 2020-07-02 2025-03-21 富士電機株式会社 Power Conversion Equipment
JP2022071857A (en) * 2020-10-28 2022-05-16 株式会社Soken Capacitor module and power conversion device
JP7634461B2 (en) 2020-10-28 2025-02-21 株式会社Soken Capacitor module and power conversion device
JP2022106437A (en) * 2021-01-07 2022-07-20 ニチコン株式会社 Film capacitor and power conversion device
JP7474717B2 (en) 2021-01-07 2024-04-25 ニチコン株式会社 Film capacitor and power conversion device
WO2022270224A1 (en) * 2021-06-24 2022-12-29 株式会社デンソー Power conversion device
JP2023003806A (en) * 2021-06-24 2023-01-17 株式会社デンソー Power conversion device

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