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JP2018019587A - Cell unit - Google Patents

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Abstract

【課題】 通風方向下流及び上流に配置したIGBTユニットの間にセルバイパス用IGBTを配置し、冷却性能を低下させずにインダクタンスを低減することができるセルユニットを提供する。【解決手段】 複数のIGBTモジュールとセルバイパスユニット有する風冷セルユニットであって、通風方向下流側に第1相用のIGBTモジュールを配置し、通風方向上流側に第2相のIBTモジュールを配置し、前記セルバイパスユニットは、第1相び第2相用のIGBTモジュール間に配置され、前記第1相用のIGBTモジュールの出力とセルバイパスユニットの入力、及び前記第2相用のIGBTモジュールの出力とセルバイパスユニッの出力とを向い合せに配置して配線長を短くし、インダクタンスを低減し、且つ小型化した。【選択図】 図1PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a cell unit in which an inductor for cell bypass is arranged between IGBT units arranged downstream and upstream in the ventilation direction, and inductance can be reduced without deteriorating cooling performance. An air-cooled cell unit having a plurality of IGBT modules and a cell bypass unit, wherein a first-phase IGBT module is arranged downstream in the ventilation direction, and a second-phase IBT module is arranged upstream in the ventilation direction. The cell bypass unit is disposed between the first phase and second phase IGBT modules, the output of the first phase IGBT module, the input of the cell bypass unit, and the second phase IGBT module. The output of the cell bypass unit and the output of the cell bypass unit are arranged to face each other to shorten the wiring length, reduce the inductance, and reduce the size. [Selection] Figure 1

Description

本発明の実施形態は、大容量インバータを構成する主回路に、セルバイパスユニット部を備えたセルユニットに関する。   Embodiments described herein relate generally to a cell unit including a cell bypass unit portion in a main circuit constituting a large-capacity inverter.

大容量インバータは、セルユニットと呼ばれる単相インバータを複数直列接続して構成されることがある。こうした大容量インバータに使用されるセルユニット内には複数のIGBTがスイッチング素子として使用される。   A large-capacity inverter may be configured by connecting a plurality of single-phase inverters called cell units in series. A plurality of IGBTs are used as switching elements in a cell unit used in such a large capacity inverter.

あるセルユニットを構成するIGBTの直流短絡等による故障の際に、大容量インバータを構成する故障したセルユニットの出力を何らかの短絡手段で短絡させ、故障したセルユニットをバイパスすることにより、大容量インバータの連続運転することが要求されることがある。こうした短絡手段のユニットはセルバイパスユニットと呼ばれる。セルバイパスユニットはIGBTで構成されることがある。   In the event of a failure due to a DC short circuit or the like of an IGBT that constitutes a certain cell unit, the output of the failed cell unit that constitutes the large-capacity inverter is short-circuited by some short-circuit means, and the failed cell unit is bypassed, thereby May be required to operate continuously. Such a short-circuit means unit is called a cell bypass unit. The cell bypass unit may be composed of an IGBT.

図5は、大容量インバータを構成する従来型セルユニット300(以下、セルユニット300と称する。)の一例である。図示したセルユニット300は、整流ダイオード部110、平滑コンデンサ部120、IGBTユニット部130、ヒートシンク140B及びセルバイパスユニット部200などを有して構成される。   FIG. 5 is an example of a conventional cell unit 300 (hereinafter referred to as cell unit 300) that constitutes a large capacity inverter. The illustrated cell unit 300 includes a rectifying diode unit 110, a smoothing capacitor unit 120, an IGBT unit unit 130, a heat sink 140B, a cell bypass unit unit 200, and the like.

IGBTユニット部130は、第1のIGBTモジュールIGBTU1、第2のIGBTモジュールIGBTU2、第3のIGBTモジュールIGBTU3及び第4のIGBTモジュールIGBT4からなる4個のIGBTモジュールで構成される。各IGBTモジュールは2個のIGBTが直列接続され、その接続点を当該IGBTモジュールの出力としており、さらにそれぞれのIGBTと逆並列に接続されたダイオードを備えた、いわゆる2IN1モジュールである。尚、以降は当該ダイオードの説明を省略する。   The IGBT unit section 130 is composed of four IGBT modules including a first IGBT module IGBTTU1, a second IGBT module IGBTTU2, a third IGBT module IGBTTU3, and a fourth IGBT module IGBT4. Each IGBT module is a so-called 2IN1 module in which two IGBTs are connected in series, the connection point is used as an output of the IGBT module, and a diode is connected in antiparallel with each IGBT. Hereinafter, description of the diode is omitted.

第1のIGBTモジュールIGBTU1と第2のIGBTモジュールIGBTU2は、並列に接続されてセルユニット300の単相出力の第1相を構成し、通風方向(図示「風向」の方向)下流側に配置され、第3のIGBTモジュールIGBTU3と第4のIGBTモジュールIGBTU4は、並列に接続されてセルユニット300の単相出力の第2相を構成し、通風方向上流側に配置される。   The first IGBT module IGBTTU1 and the second IGBT module IGBTTU2 are connected in parallel to form the first phase of the single-phase output of the cell unit 300, and are arranged on the downstream side in the ventilation direction (the direction of “wind direction” in the figure). The third IGBT module IGBTTU3 and the fourth IGBT module IGBTTU4 are connected in parallel to form the second phase of the single-phase output of the cell unit 300, and are arranged upstream in the ventilation direction.

セルバイパスユニット部200は、第1のバイパス用IGBTモジュールIGBT1及び第2のバイパス用IGBTモジュールIGBT2からなる2個のセルバイパス用IGBTモジュールで構成される。尚、第1のバイパス用IGBTモジュールIGBT1及び第2のバイパス用IGBTモジュールIGBT2はいわゆる1IN1モジュールでそれぞれのパッケージ内にIGBTと逆並列に接続されたダイオードを備えているが以降はその説明は省略する。   The cell bypass unit section 200 includes two cell bypass IGBT modules including a first bypass IGBT module IGBT1 and a second bypass IGBT module IGBT2. The first bypass IGBT module IGBT1 and the second bypass IGBT module IGBT2 are so-called 1IN1 modules, each having a diode connected in reverse parallel to the IGBT in each package. .

第1のバイパス用IGBTモジュールIGBT1及び第2のバイパス用IGBTモジュールIGBT2は両者のエミッタが接続される。第1のバイパス用IBGTモジュールIGBT1のコレクタはセルユニット300の単相出力の第1相出力、即ち、第1のIGBTモジュールIGBTU1の出力と第2のIGBTモジュールIGBTU2の出力に接続さる。第2のバイパス用IBGTモジュールIGBT2のコレクタはセルユニット300の単相出力の第2相出力、即ち、第3のIGBTモジュールIGBTU3の出力と第4のIGBTモジュールIGBTU4の出力に接続される。通風方向下流側に配置された第1のIGBTモジュールIGBTU1及び第2のIGBTモジュールIGBTU2のさらに通風方向下流側に第1のバイパス用IGBTモジュールIGBT1と第2のバイパス用IGBTモジュールIGBT2は配置される。   The emitters of the first bypass IGBT module IGBT1 and the second bypass IGBT module IGBT2 are connected to each other. The collector of the first bypass IBGT module IGBT1 is connected to the first-phase output of the cell unit 300, ie, the output of the first IGBT module IGBTTU1 and the output of the second IGBT module IGBTTU2. The collector of the second bypass IBGT module IGBT2 is connected to the second-phase output of the single-phase output of the cell unit 300, that is, the output of the third IGBT module IGBTTU3 and the output of the fourth IGBT module IGBTTU4. The first bypass IGBT module IGBT1 and the second bypass IGBT module IGBT2 are arranged further downstream of the first IGBT module IGBTTU1 and the second IGBT module IGBTTU2 arranged on the downstream side in the ventilation direction.

ヒートシンク140Bには、整流ダイオード部110、IGBTユニット部130及びセルバイパスユニット部200が密着固定される。   The rectifier diode part 110, the IGBT unit part 130, and the cell bypass unit part 200 are fixedly fixed to the heat sink 140B.

なお、電力変換装置が複数の可変周波数変換ユニット(インバータ)で構成されている場合に当該インバータが故障した場合には、残存ユニットで運転条件の最適化を図る方法(例えば、特許文献1参照。)や、1台の電力変換器を2台の制御装置で制御する場合に、一方の制御装置が異常を検出した場合に他方の制御装置で切り替えて連続運転を継続する方法(例えば、特許文献2参照)が知られている。 In addition, when the power converter is comprised by the several variable frequency conversion unit (inverter) and the said inverter fails, the method of optimizing an operating condition with a remaining unit (for example, refer patent document 1). ) Or a method in which when one power converter is controlled by two control devices, when one control device detects an abnormality, the other control device switches to continue the continuous operation (for example, Patent Literature 2) is known.

特開平9−275699号公報JP-A-9-275699 特開2011−41404号公報JP2011-41404A

こうしたヒートシンク140Bにおいては整流ダイオード部110、IGBTユニット部130及びセルバイパスユニット部200は発熱源であり、発熱源が密集している場合は発熱源間の煽りの影響で等価的に整流ダイオード部110、IGBTユニット部130等を構成する半導体に対する熱抵抗が上昇してしまうという問題がある。そこで、従来のセルユニット300では、IGBTユニット部130を2分割して第1のIGBTモジュールIGBTU1及び第2のIGBTモジュールIGBTU2と、第3のIGBTモジュールIGBTU3及び第4のIGBTモジュールIGBTU4との間には、発熱源の集中を避けるため所定の間隙を設けていた。そしてセルバイパスユニット部100を設ける場合は、常時は発熱の無い第1のバイパス用IGBTモジュールIGBT1と第2のバイパス用IGBTモジュールIGBT2を通風方向最下流に配置していた。当該バイパス用IGBTモジュールIGBT2個の追加による素子冷却やセルバイパス用IGBTへの配線ルート(インダクタンス増大)が課題であった。また、セルバイパスユニット部200の無いセルユニットに比較し、ヒートシンク140Bの形状が大きくなるという課題があった。   In such a heat sink 140B, the rectifier diode unit 110, the IGBT unit unit 130, and the cell bypass unit unit 200 are heat generation sources. There is a problem that the thermal resistance to the semiconductor constituting the IGBT unit portion 130 and the like increases. Therefore, in the conventional cell unit 300, the IGBT unit part 130 is divided into two parts, and the first IGBT module IGBTTU1 and the second IGBT module IGBTTU2 are interposed between the third IGBT module IGBTTU3 and the fourth IGBT module IGBTTU4. In order to avoid concentration of the heat source, a predetermined gap was provided. When the cell bypass unit 100 is provided, the first bypass IGBT module IGBT1 and the second bypass IGBT module IGBT2 that do not generate heat are always arranged at the most downstream in the ventilation direction. The element cooling by adding two IGBT modules for bypass IGBT and the wiring route (inductance increase) to the cell bypass IGBT were problems. Further, there is a problem that the shape of the heat sink 140B is larger than that of the cell unit without the cell bypass unit 200.

本発明は、上述した課題を解決するためになされたもので、IGBTユニット部130とセルバイパスユニット部200間の配線を短くすることにより、インダクタンスを低減することが可能になり、さらにセルバイパスユニットが存在してもセルバイパスユニットが存在しないセルユニットと同程度のサイズのヒートシングが適用可能な、セルユニットを提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems. By shortening the wiring between the IGBT unit section 130 and the cell bypass unit section 200, the inductance can be reduced, and further the cell bypass unit. An object of the present invention is to provide a cell unit to which heat sink of the same size as a cell unit without a cell bypass unit can be applied.

上記目的を達成するために、本発明の請求項1記載のセルユニットは、大容量インバータを構成する単相出力のセルユニットであって、第1相を構成するIGBTユニットと、
第2相を構成するIGBTユニットと、前記セルユニットの出力を短絡するセルバイパスユニットと、を有し、一つの風冷ヒートシンク上に前記第1相を構成するIGBTユニットを構成するIGBTモジュールと、前記第2相を構成するIGBTユニットを構成するIGBTモジュールと、前記セルバイパスユニットを構成するIGBTモジュールとが密着固定され、前記セルバイパスユニットは、前記第1相を構成するIGBTユニットと前記第2相を構成するIGBTユニットとの間に配置され、前記第1相を構成するIGBTユニットの出力端子と前記セルバイパスユニットの第1の端子が向かい合うように配置し、前記第2相を構成するIGBTユニットの出力端子と前記セルバイパスユニットの第2の端子が向かい合うように配置し、前記第1相を構成するIGBTユニットの出力端子と前記セルバイパスユニットの第1の端子をブスバーにて接続し、前記第2相を構成するIGBTユニットの出力端子と前記セルバイパスユニットの第2の端子をブスバーにて接続したことを特徴とする。
To achieve the above object, a cell unit according to claim 1 of the present invention is a single-phase output cell unit constituting a large-capacity inverter, and an IGBT unit constituting a first phase;
An IGBT module that comprises an IGBT unit that constitutes the second phase, and a cell bypass unit that short-circuits the output of the cell unit, and that constitutes the IGBT unit that constitutes the first phase on one air-cooled heat sink; The IGBT module that constitutes the IGBT unit that constitutes the second phase and the IGBT module that constitutes the cell bypass unit are tightly fixed, and the cell bypass unit includes the IGBT unit that constitutes the first phase and the second An IGBT that is arranged between the IGBT unit that constitutes the phase and is arranged so that the output terminal of the IGBT unit that constitutes the first phase and the first terminal of the cell bypass unit face each other, and that constitutes the second phase Arrange so that the output terminal of the unit and the second terminal of the cell bypass unit face each other. And connecting the output terminal of the IGBT unit constituting the first phase and the first terminal of the cell bypass unit with a bus bar, and connecting the output terminal of the IGBT unit constituting the second phase and the first of the cell bypass unit. The two terminals are connected by a bus bar.

この発明によれば、第1相を構成するIGBTユニットおよび第2相を構成するIGBTユニットとセルバイパス用IGBT間の配線を短くすることができ、インダクタンスを低減することが可能になり、さらに、セルバイパスユニットが存在してもセルバイパスユニットが存在しないセルユニットと同程度の小型のヒートシングが適用可能なセルユニットを提供することができる。   According to this invention, the wiring between the IGBT unit constituting the first phase and the IGBT unit constituting the second phase and the cell bypass IGBT can be shortened, and the inductance can be reduced. Even if a cell bypass unit exists, a cell unit to which a small heat sink comparable to a cell unit without a cell bypass unit can be applied can be provided.

実施例1に係る大容量インバータを構成するセルユニット100の配置図の一例。An example of the layout of the cell unit 100 which comprises the large capacity inverter which concerns on Example 1. FIG. 図1に係るセルユニット100の回路図。The circuit diagram of the cell unit 100 concerning FIG. 実施例1に係る本発明実施前のセルユニット100の斜視図及び正面図。The perspective view and front view of the cell unit 100 before this invention implementation which concern on Example 1. FIG. 実施例1に係るセルユニット100にセルバイパスユニット部200を用いた場合の斜視図及び正面図。The perspective view and front view at the time of using the cell bypass unit part 200 for the cell unit 100 which concerns on Example 1. FIG. 大容量インバータを構成する従来型セルユニット300Bの一例。An example of a conventional cell unit 300B constituting a large capacity inverter.

以下、図面を参照して本発明の実施例について説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

図1は、実施例1に係る大容量インバータを構成する単相出力のセルユニット100の配置図の一例である。尚、第5図の各部と同一の部分は同一の符号を示し説明は省略する。   FIG. 1 is an example of a layout diagram of a single-phase output cell unit 100 constituting the large-capacity inverter according to the first embodiment. In addition, the same part as each part of FIG. 5 shows the same code | symbol, and abbreviate | omits description.

図示したセルユニット100は、下部を底面とする箱状の立体で、前面から後面に向かって図示矢印で示す風向きが、図示しない通風手段によって形成されている。 The illustrated cell unit 100 is a box-shaped solid body having a bottom as a bottom surface, and a wind direction indicated by an illustrated arrow is formed from a front surface to a rear surface by a ventilation unit (not illustrated).

セルユニット100は、ヒートシンク140、整流ダイオード部110、IGBTユニット部130、セルバイパスユニット部200及び平滑コンデンサ部120などを有して構成される。   The cell unit 100 includes a heat sink 140, a rectifier diode unit 110, an IGBT unit unit 130, a cell bypass unit unit 200, a smoothing capacitor unit 120, and the like.

ヒートシンク140には、整流ダイオード部110、IGBTユニット部130、セルバイパスユニット部200を構成する半導体モジュールが密着して接合される。ヒートシンク140は、上記素子が発生した熱を吸収し、セルユニット100内空気中に放熱する。放熱された熱は、上述した図示矢印方向に流れる風によって冷却される。すなわちヒートシンク140は風冷ヒートシンクである。ヒートシンク140は平らな半導体取り付け面を有しており、この部分にヒートシンク140には、整流ダイオード部110、IGBTユニット部130、セルバイパスユニット部200を構成する半導体モジュールが密着して接合される。ヒートシンク140の半導体取り付け面と向かい合う面は冷却フィンが構成されており、この部分に風が流れ、ヒートシンクが効率的に冷却される。   A semiconductor module constituting the rectifier diode part 110, the IGBT unit part 130, and the cell bypass unit part 200 is closely bonded to the heat sink 140. The heat sink 140 absorbs the heat generated by the element and dissipates it into the air in the cell unit 100. The radiated heat is cooled by the wind flowing in the direction of the arrow shown above. That is, the heat sink 140 is an air-cooled heat sink. The heat sink 140 has a flat semiconductor mounting surface, to which the semiconductor modules constituting the rectifier diode part 110, the IGBT unit part 130, and the cell bypass unit part 200 are closely attached and joined to the heat sink 140. Cooling fins are formed on the surface of the heat sink 140 that faces the semiconductor mounting surface, and wind flows through this portion to efficiently cool the heat sink.

図示した整流ダイオード部110は、例えば、図2に示すR相、S相、T相から供給される3相交流電圧を、直流電圧を生成するための整流ダイオードDR、DS、DTで構成される。生成された直流電圧は、本実施例に係るセルユニット100に供給される。   The illustrated rectifier diode unit 110 includes, for example, rectifier diodes DR, DS, and DT for generating a DC voltage from the three-phase AC voltage supplied from the R phase, S phase, and T phase shown in FIG. . The generated DC voltage is supplied to the cell unit 100 according to the present embodiment.

IGBTユニット部130は、通風方向(図示「風向」の方向)下流側に配置されたセルユニット100の単相出力の第1相を構成する第1のIGBTモジュールIGBTU1及び第2のIGBTモジュールIGBTU2と、通風方向上流側に配置されたセルユニット100の単相出力の第2相を構成する第3のIGBTモジュールIGBTU3及び第4のIGBTモジュールIGBTU4で構成され、所定の間隔を有して配置される。この配置は第1のIGBTモジュールIGBTU1及び第2のIGBTモジュールIGBTU2と、第3のIGBTモジュールIGBTU3及び第4のIGBTモジュールIGBTU4が互いに熱の影響を受けないための距離で、図5に示すセルユニット300における第1から第4のIGBTモジュールIGBTU1〜IGBTU4の配置位置と同様である。   The IGBT unit section 130 includes a first IGBT module IGBTTU1 and a second IGBT module IGBTTU2 that constitute the first phase of the single-phase output of the cell unit 100 arranged on the downstream side in the ventilation direction (the direction of “wind direction” in the drawing). The third IGBT module IGBTTU3 and the fourth IGBT module IGBTTU4 constituting the second phase of the single-phase output of the cell unit 100 arranged upstream in the ventilation direction are arranged with a predetermined interval. . This arrangement is a distance so that the first IGBT module IGBTTU1 and the second IGBT module IGBTTU2 and the third IGBT module IGBTTU3 and the fourth IGBT module IGBTTU4 are not affected by heat from each other. This is the same as the arrangement position of the first to fourth IGBT modules IGBTTU1 to IGBTTU4 in 300.

なお、IGBTユニット部130の構成は、インバータの容量、用途によりIGBTユニット部130を構成するIGBTモジュールの構成は異なる場合がある。   In addition, the structure of the IGBT unit part 130 may differ in the structure of the IGBT unit part 130 by the capacity | capacitance of an inverter, and a use.

セルバイパスユニット部200は、第1のバイパス用IGBTモジュールIGBT1と第2のイパス用IGBTモジュールIGBT2で構成され、セルユニット100の単相出力の第1相を構成する第1のIGBTモジュールIGBTU1及び第2のIGBTモジュールIGBTU2と、セルユニット100の単相出力の第2相を構成する第3のIGBTモジュールIGBTU3及び第4のIGBTモジュールIGBTU4の間に配置される。   The cell bypass unit unit 200 includes a first bypass IGBT module IGBT1 and a second bypass IGBT module IGBT2, and includes a first IGBT module IGBTTU1 and a first IGBT module that constitute a first phase of the single-phase output of the cell unit 100. The second IGBT module IGBTTU2 and the third IGBT module IGBTTU3 and the fourth IGBT module IGBTTU4 constituting the second phase of the single-phase output of the cell unit 100 are arranged.

平滑コンデンサ部120は、セルユニット100に配置されたヒートシンク140の下部に設けられており、10個の平滑コンデンサで構成される。   The smoothing capacitor unit 120 is provided below the heat sink 140 disposed in the cell unit 100, and includes ten smoothing capacitors.

図2は、図1に係るセルユニット100の回路図である。以下、図1も参照しながら当該セルユニット100の回路構成を簡単に説明する。   FIG. 2 is a circuit diagram of the cell unit 100 according to FIG. Hereinafter, the circuit configuration of the cell unit 100 will be briefly described with reference to FIG.

図示した例では、3相交流電圧が端子R(R相)、端子S(S相)、端子T(T相)に供給される。供給された3相電圧は、それぞれダイオード部110の整流ダイオードDR、DS、DTで整流された直流電圧がP相、N相に供給される。   In the illustrated example, a three-phase AC voltage is supplied to a terminal R (R phase), a terminal S (S phase), and a terminal T (T phase). As the supplied three-phase voltage, DC voltages rectified by the rectifier diodes DR, DS, and DT of the diode unit 110 are supplied to the P-phase and the N-phase, respectively.

このようにしてP相、N相に供給された直流電圧は、平滑コンデンサ部120に配置されたコンデンサCF1〜CF10によって平滑されIGBTユニット部130に供給される。   The DC voltages supplied to the P phase and the N phase in this way are smoothed by the capacitors CF <b> 1 to CF <b> 10 arranged in the smoothing capacitor unit 120 and supplied to the IGBT unit unit 130.

第1のIGBTモジュールIGBTU1は、内部で2個のIGBTが直列に接続され、その接続点を出力として当該IGBTU1の出力端子P1とする。また、IGBTU1のコレクタCとエミッタE間にはダイオードが逆方向に接続される。即ち、IGBTモジュールIGBTU1は逆並列ダイオードを内蔵したいわゆる2IN1モジュールである。以降は当該ダイオードの説明を以降は省略する。他の第2から第3のIGBTモジュールIGBTU2〜IGBT4も同様である。   In the first IGBT module IGBTTU1, two IGBTs are internally connected in series, and the connection point is used as an output to be the output terminal P1 of the IGBTTU1. A diode is connected in the reverse direction between the collector C and the emitter E of the IGBTTU1. That is, the IGBT module IGBTTU1 is a so-called 2IN1 module including an antiparallel diode. Hereinafter, the description of the diode will be omitted. The same applies to the other second to third IGBT modules IGBTTU2 to IGBT4.

第1のIGBTモジュールIGBTU1及び第2のIGBTモジュールIGBTU2は、並列に接続されてセルユニット100の単相出力の第1相を構成し、即ち、第1のIGBTモジュールIGBTU1及び第2のIGBTモジュールIGBTU2は第1相を構成するIGBTユニットである。   The first IGBT module IGBTTU1 and the second IGBT module IGBTTU2 are connected in parallel to form the first phase of the single-phase output of the cell unit 100, that is, the first IGBT module IGBTTU1 and the second IGBT module IGBTTU2. Is an IGBT unit constituting the first phase.

第3のIGBTモジュールIGBTU3及び第4のIGBTモジュールIGBTU4は、並列に接続されてセルユニット100の単相出力の第2相を構成し、即ち、第3のIGBTモジュールIGBTU3及び第4のIGBTモジュールIGBTU4は第2相を構成するIGBTユニットである。   The third IGBT module IGBTTU3 and the fourth IGBT module IGBTTU4 are connected in parallel to form the second phase of the single-phase output of the cell unit 100, that is, the third IGBT module IGBTTU3 and the fourth IGBT module IGBTTU4. Is an IGBT unit constituting the second phase.

第1のIGBTモジュールIGBTU1の出力端子P1と第2のIGBTモジュールIGBTU2の出力端子P2は並列に接続されてさらにセルユニット100の出力端子Aに接続される。第3のIGBTモジュールIGBTU3の出力端子P3と第4のIGBTモジュールIGBTU4の出力端子P4は並列に接続されてセルユニット100の出力端子Bに接続される。   The output terminal P1 of the first IGBT module IGBTTU1 and the output terminal P2 of the second IGBT module IGBTTU2 are connected in parallel and further connected to the output terminal A of the cell unit 100. The output terminal P3 of the third IGBT module IGBTTU3 and the output terminal P4 of the fourth IGBT module IGBTTU4 are connected in parallel and connected to the output terminal B of the cell unit 100.

このように構成された第1から第4のIGBTモジュールIGBTU1〜IGBTU4の各ゲート端子Gは、図示しない制御部に接続され、当該制御部によりオン/オフ制御され、交流電圧が生成され、出力端子A、Bに出力される。   Each of the gate terminals G of the first to fourth IGBT modules IGBTTU1 to IGBTTU4 configured as described above is connected to a control unit (not shown) and is controlled to be turned on / off by the control unit, thereby generating an AC voltage, and an output terminal. Output to A and B.

セルバイパスユニット部200を構成する第1のバイパス用IGBTモジュールIGBT1および第2のバイパス用IGBTモジュールIGBT2のコレクタCとエミッタE間には各々ダイオードが内蔵され逆方向に接続される、いわゆる1IN1モジュールが使用される。当該ダイオードの説明を以降は省略する。   There is a so-called 1IN1 module in which a diode is built in between the collector C and the emitter E of the first bypass IGBT module IGBT1 and the second bypass IGBT module IGBT2 constituting the cell bypass unit section 200 and connected in the opposite direction. used. The description of the diode is omitted hereinafter.

電気的には出力端子Aは、セルバイパスユニット部200を構成する第1のバイパス用IGBTモジュールIGBT1の入力端子(コレクタC)P5に接続され、出力端子Bは、セルバイパスユニット部200を構成する第2のバイパス用IGBTモジュールIGBT2の入力端子(コレクタC)P6に接続される。また、IGBT1のエミッタEは、IGBT2のエミッタEに接続されており、バイパス用IGBTモジュールIGBT1とバイパス用IGBTモジュールIGBT2はいわゆる逆極性で直列接続されている。   Electrically, the output terminal A is connected to the input terminal (collector C) P5 of the first bypass IGBT module IGBT1 constituting the cell bypass unit part 200, and the output terminal B constitutes the cell bypass unit part 200. It is connected to an input terminal (collector C) P6 of the second bypass IGBT module IGBT2. The emitter E of the IGBT 1 is connected to the emitter E of the IGBT 2, and the bypass IGBT module IGBT1 and the bypass IGBT module IGBT2 are connected in series with a so-called reverse polarity.

上述した構成により、上述したIGBTユニット部130を構成する第1から第4のIGBTモジュールIGBTU1〜IGBTU4を含むセルユニット100に障害が発生した場合には、当該セルユニット100を構成する第1から第4のIGBTモジュールIGBTU1〜IGBTU4のゲートGをオフし、出力端子A又は出力端子Bに接続されたセルバイパスユニット部200を構成する第1のバイパス用IGBTモジュールIGBT1及び第2の、バイパス用IGBTモジュールIGBT2のゲートGをオンすることにより故障が発生したセルユニット100の出力を短絡することができる。   With the above-described configuration, when a failure occurs in the cell unit 100 including the first to fourth IGBT modules IGBTTU1 to IGBTTU4 configuring the above-described IGBT unit unit 130, the first to the first configuring the cell unit 100. The first bypass IGBT module IGBT1 and the second bypass IGBT module constituting the cell bypass unit 200 connected to the output terminal A or the output terminal B by turning off the gate G of the four IGBT modules IGBTTU1 to IGBTTU4 By turning on the gate G of the IGBT 2, the output of the cell unit 100 in which a failure has occurred can be short-circuited.

上述した処理は、上記図示されない制御部の制御によって行われ、セルユニット100を、セルバイパスユニット部200を構成するバイパス用IGBTモジュールIGBT1及びIGBT2をオンすることによりバイパスすることができる。   The above-described processing is performed under the control of the control unit (not shown), and the cell unit 100 can be bypassed by turning on the bypass IGBT modules IGBT1 and IGBT2 constituting the cell bypass unit unit 200.

物理配置的には、セルユニット100の単相出力の第1相を構成する第1のIGBTモジュールIGBTU1及び第2のIGBTモジュールIGBTU2と、セルユニット100の単相出力の第2相を構成する第3のIGBTモジュールIGBTU3及び第4のIGBTモジュールIGBTU4の間にバイパス用IGBTモジュールIGBT1とバイパス用IGBTモジュールIGBT2を配置する。さらに、第1のIGBTモジュールの出力端子(P1)と第2のIGBTモジュールの出力端子(P2)を同一方向に向け、かつ第1のバイパス用IGBTモジュールIGBT1の入力端子P5(IGBT1のコレクタC)と向い合わせになる様に配置し、さらに第3のIGBTモジュールの出力端子(P3)と第4のIGBTモジュールの出力端子(P4)を同一方向に向け、かつ第2のバイパス用IGBTモジュールIGBT2の入力端子P6(IGBT2のコレクタC)と向い合わせになる様に配置される。   In terms of physical arrangement, the first IGBT module IGBTTU1 and the second IGBT module IGBTTU2 constituting the first phase of the single phase output of the cell unit 100 and the second phase of the single phase output of the cell unit 100 are configured. The bypass IGBT module IGBT1 and the bypass IGBT module IGBT2 are arranged between the three IGBT modules IGBTTU3 and the fourth IGBT module IGBTTU4. Further, the output terminal (P1) of the first IGBT module and the output terminal (P2) of the second IGBT module are directed in the same direction, and the input terminal P5 of the first bypass IGBT module IGBT1 (the collector C of the IGBT1). And the output terminal (P3) of the third IGBT module and the output terminal (P4) of the fourth IGBT module are directed in the same direction, and the second bypass IGBT module IGBT2 Arranged to face the input terminal P6 (the collector C of the IGBT 2).

図3は、実施例1に係るセルバイパスユニット部200の無い本発明実施前のセルユニット100の斜視図及び正面図で、図3(1)はセルユニット100の斜視図で、図3(2)はセルユニット100の正面図である。図3に示すセルユニット100には、セルバイパスユニット部200を取り除いた状態を示す。以下、セルユニット100内の主要な接続状態を図1、図2を参照して説明する。   FIG. 3 is a perspective view and a front view of the cell unit 100 before the present invention without the cell bypass unit 200 according to the first embodiment. FIG. 3 (1) is a perspective view of the cell unit 100, and FIG. ) Is a front view of the cell unit 100. The cell unit 100 shown in FIG. 3 shows a state where the cell bypass unit 200 is removed. Hereinafter, main connection states in the cell unit 100 will be described with reference to FIGS. 1 and 2.

尚、本発明に直接関係しない整流器ダイオード部110、平滑コンデンサ部120、IGBTユニット部等の接続は省略して記載している。   In addition, the connection of the rectifier diode part 110, the smoothing capacitor part 120, the IGBT unit part, etc. not directly related to the present invention is omitted.

(1)第1のIGBTモジュールIGBTU1を構成する2つのIGBTのエミッタE及びコレクタCは、接続点P1(図2参照)で接続される。同様に、第2のIGBTモジュールIGBTU2、第3のIGBTモジュールIGBTU3、第4のIGBTモジュールIGBTU4を構成するそれぞれ2つのIGBTのエミッタE及びコネクタCは、接続点P2、P3、P4で接続される。   (1) The emitter E and the collector C of the two IGBTs constituting the first IGBT module IGBTTU1 are connected at a connection point P1 (see FIG. 2). Similarly, the emitter E and the connector C of each of the two IGBTs constituting the second IGBT module IGBTTU2, the third IGBT module IGBTTU3, and the fourth IGBT module IGBTTU4 are connected at connection points P2, P3, and P4.

(2)セルユニット100の単相出力の第1相を構成する第1のIGBTモジュールIGBTU1のP1及び第2のIGBTモジュールIGBTU2のP2は接続され、さらに、バスバー151によってセルユニット100の出力端子Aに接続される。   (2) P1 of the first IGBT module IGBTTU1 and P2 of the second IGBT module IGBTTU2 constituting the first phase of the single-phase output of the cell unit 100 are connected, and further, the output terminal A of the cell unit 100 is connected by the bus bar 151. Connected to.

(3)セルユニット100の単相出力の第2相を構成する第3のIGBTモジュールIGBTU3のP3及び第4のIGBTモジュールIGBTU4のP4は接続され、さらに、バスバー152によってセルユニット100の出力端子Bに接続される。   (3) P3 of the third IGBT module IGBTTU3 and P4 of the fourth IGBT module IGBTTU4 constituting the second phase of the single-phase output of the cell unit 100 are connected, and further, the output terminal B of the cell unit 100 is connected by the bus bar 152. Connected to.

図4は、実施例1に係るセルユニット100にセルバイパスユニット部200を搭載した場合の斜視図及び正面図で、図4(1)はセルユニット100の斜視図で、図4(2)はセルユニット100の正面図である。尚、本発明に直接関係しない整流器ダイオード部110、平滑コンデンサ部120、IGBTユニット部等の接続は省略して記載している。   4A and 4B are a perspective view and a front view when the cell bypass unit 200 is mounted on the cell unit 100 according to the first embodiment. FIG. 4A is a perspective view of the cell unit 100, and FIG. 2 is a front view of a cell unit 100. FIG. In addition, the connection of the rectifier diode part 110, the smoothing capacitor part 120, the IGBT unit part, etc. not directly related to the present invention is omitted.

以下、セルバイパスユニット部200が搭載された状態でのセルユニット100内の主要な接続状態を図1〜図3も参照して説明する。 Hereinafter, main connection states in the cell unit 100 in a state where the cell bypass unit unit 200 is mounted will be described with reference to FIGS.

(4)第1のIGBTモジュールIGBTU1を構成する2つのIGBTのエミッタ及びコレクタは、接続点P1(図2参照)で接続される。同様に、第2のIGBTモジュールIGBTU2、第3のIGBTモジュールIGBTU3、第4のIGBTモジュールIGBTU4を構成するそれぞれ2つのIGBTのエミッタ及びコレクタは、接続点P2、P3、P4で接続される。   (4) The emitters and collectors of the two IGBTs constituting the first IGBT module IGBTTU1 are connected at a connection point P1 (see FIG. 2). Similarly, the emitters and collectors of two IGBTs constituting the second IGBT module IGBTTU2, the third IGBT module IGBTTU3, and the fourth IGBT module IGBTTU4 are connected at connection points P2, P3, and P4.

(5)セルユニット100の単相出力の第1相を構成する第1のIGBTモジュールIGBTU1のP1(IGBTユニットの出力端子)及び第2のIGBTモジュールIGBTU2のP2(IGBTユニットの出力端子)は接続され、さらに、バスバー151によってセルユニット100の出力端子Aに接続され、かつ、バスバー201によってセルバイパスユニット部200の第1のバイパス用IGBTモジュールIGBT1のコレクタC(セルバイパスユニットの第1の端子、P5)に接続される。   (5) P1 of the first IGBT module IGBTTU1 (output terminal of the IGBT unit) and P2 of the second IGBT module IGBTTU2 (output terminal of the IGBT unit) constituting the first phase of the single phase output of the cell unit 100 are connected. Furthermore, it is connected to the output terminal A of the cell unit 100 by the bus bar 151, and the collector C of the first bypass IGBT module IGBT1 of the cell bypass unit section 200 by the bus bar 201 (the first terminal of the cell bypass unit, P5).

(6)セルユニット100の単相出力の第2相を構成する第3のIGBTモジュールIGBTU3のP3(IGBTユニットの出力端子)及び第4のIGBTモジュールIGBTU4のP4(IGBTユニットの出力端子)は接続され、さらに、バスバー152によってセルユニット100の出力端子Bに接続され、かつ、バスバー202によってセルバイパスユニット部200の第2のバイパス用IGBTモジュールIGBT2のコレクタC(セルバイパスユニットの第1の端子、P6)に接続される。   (6) P3 of the third IGBT module IGBTTU3 (output terminal of the IGBT unit) and P4 of the fourth IGBT module IGBTTU4 (output terminal of the IGBT unit) constituting the second phase of the single phase output of the cell unit 100 are connected. Furthermore, it is connected to the output terminal B of the cell unit 100 by the bus bar 152, and the collector C of the second bypass IGBT module IGBT2 of the cell bypass unit section 200 by the bus bar 202 (the first terminal of the cell bypass unit, P6).

(7)上述したセルユニット100の出力端子A及び出力端子Bの出力電圧は、第1から第4のIGBTモジュールIGBTU1〜IGBTU4の出力電圧であり、上述した(4)〜(6)の接続態様により、第1のIGBTモジュールIGBTU1及び第2のIGBTモジュールIGBTU2の出力(P1、P2)とバイパス用IGBTモジュールIGBT1の入力(IGBT1のコレクタC、P5)が向い合せになるように配置され、バスバー201で接続される。同様に、第3のIGBTモジュールIGBTU3のP3及び第4のIGBTモジュールIGBTU4の出力(P3、P4)と第2のバイパス用IGBTモジュールIGBT2の入力(IGBT2のコレクタC、P6)が向い合せになるように配置され、バスバー202で接続される。   (7) The output voltage of the output terminal A and the output terminal B of the cell unit 100 described above is the output voltage of the first to fourth IGBT modules IGBTTU1 to IGBTTU4, and the connection modes (4) to (6) described above. Accordingly, the outputs (P1, P2) of the first IGBT module IGBTTU1 and the second IGBT module IGBTTU2 and the inputs of the bypass IGBT module IGBT1 (collector C, P5 of the IGBT1) face each other, and the bus bar 201 Connected with. Similarly, the output (P3, P4) of the third IGBT module IGBTTU3 and the fourth IGBT module IGBTTU4 and the input of the second bypass IGBT module IGBT2 (collector C, P6 of the IGBT2) face each other. And are connected by a bus bar 202.

本実施例の特徴は、第1及び第2のIGBTモジュール(IGBTU1及びIGBTU2)の出力(P1、P2)と第1のバイパス用IGBTモジュールIGBT1の入力(IGBT1のコレクタC)を向い合せになるように配置し、第3及び第4のIGBTモジュール(IGBTU3及びIGBTU4)の出力と第2のバイパス用IGBTモジュールIGBT2の入力(IGBT2のコレクタC)を向い合せになるように配置したことにより、バスバー201及びバスバー202の配線長を短くでき、当該配線長によるインダクタンス増大の課題を解決できる。   The feature of the present embodiment is that the outputs (P1, P2) of the first and second IGBT modules (IGBTU1 and IGBTTU2) and the input of the first bypass IGBT module IGBT1 (the collector C of the IGBT1) face each other. The bus bar 201 is arranged so that the outputs of the third and fourth IGBT modules (IGBTU3 and IGBTTU4) and the input of the second bypass IGBT module IGBT2 (collector C of the IGBT2) face each other. In addition, the wiring length of the bus bar 202 can be shortened, and the problem of increased inductance due to the wiring length can be solved.

(8)次に、上記(4)〜(7)記載のセルユニット100において、通常運転時と、IGBTユニット部130を構成するIGBT等の短絡による故障時とで、第1のバイパス用IGBTモジュールIGBT1及び第2のバイパス用IGBTモジュールIGBT2の使用モードを、切替手段によって切り替えてセルユニット100を運転する方法を説明する。   (8) Next, in the cell unit 100 according to the above (4) to (7), the first bypass IGBT module during normal operation and during a failure due to a short circuit of the IGBT or the like constituting the IGBT unit section 130 A method for operating the cell unit 100 by switching the use mode of the IGBT 1 and the second bypass IGBT module IGBT 2 by the switching means will be described.

制御部(図示しない)は、使用モードを次のモードaとモードbに切り替える切替手段を有する。   The control unit (not shown) has switching means for switching the use mode to the next mode a and mode b.

モードa切替手段は、通常運転時、2個のセルバイパス用IGBTをオフ状態に制御することにより当該セルバイパス用IGBTをオフし、IGBTユニット部130をPWM制御することにより当該IGBTユニット部130の出力電圧を当該セルユニット100の出力電圧とする。この状態では第1のバイパス用IGBTモジュールIGBT1及び第2のバイパス用IGBTモジュールIGBT2はオフ状態であり、損失はほとんど無いので、IGBTユニット部130は、その発熱の影響を受けない。   The mode-a switching means turns off the cell bypass IGBT by controlling the two cell bypass IGBTs in the off state during normal operation, and performs PWM control of the IGBT unit unit 130 to control the IGBT unit unit 130. The output voltage is set as the output voltage of the cell unit 100. In this state, the first bypass IGBT module IGBT1 and the second bypass IGBT module IGBT2 are in the off state and there is almost no loss, so the IGBT unit section 130 is not affected by the heat generation.

モードb切替手段は、セルユニット100においてIGBTの直流短絡等による故障時、故障したセルユニット100のIGBTユニット部130を構成するすべてのIGBTのゲートGをオフ制御することにより第1から第4のIGBTモジュールIGBTU1〜IGBTU4をオフし、さらに故障したセルユニット100のセルバイパスユニット部200の第1のバイパス用IGBTモジュールIGBT1及び第2のバイパス用IGBTモジュールIGBT2のゲートGをオン状態に制御することによりセルバイパスユニット部を通電状態として、故障したセルユニット100の出力を短絡する。以上の処理を行うことにより、モードbにおいてIGBTユニット部130はオフ状態であり、熱損失がほとんど無いため、セ第1のバイパス用IGBTモジュールIGBT1及び第2のバイパス用IGBTモジュールIGBT2はその発熱の影響を受けない。   The mode b switching means controls the first to fourth by turning off the gates G of all IGBTs constituting the IGBT unit section 130 of the failed cell unit 100 when the cell unit 100 has a failure due to a direct current short circuit of the IGBT. By turning off the IGBT modules IGBTTU1 to IGBTTU4 and further controlling the gates G of the first bypass IGBT module IGBT1 and the second bypass IGBT module IGBT2 in the cell bypass unit section 200 of the failed cell unit 100 to be turned on With the cell bypass unit portion in the energized state, the output of the failed cell unit 100 is short-circuited. By performing the above processing, the IGBT unit section 130 is in the OFF state in mode b and there is almost no heat loss. Therefore, the first bypass IGBT module IGBT1 and the second bypass IGBT module IGBT2 generate heat. Not affected.

以上の様に正常時で発熱する部位と故障時で発熱する部位が異なるので、発熱源の集中がなく、ヒートシンクの冷却性能を低下させることがない(ヒートシンク140の性能(冷却性能)を確保できる。)。   As described above, the portion that generates heat during normal operation and the portion that generates heat during failure are different, so there is no concentration of heat sources, and the cooling performance of the heat sink is not reduced (the performance (cooling performance) of the heat sink 140 can be ensured) .)

また、第1のIGBTモジュールIGBTU1及び第2のIGBTモジュールIGBTU2の出力(P1、P2)と第1のバイパス用IGBTモジュールIGBT1の入力(IGBT1のコレクタC)を向い合せになるように配置し、第3のIGBTモジュールIGBTU3及び第4のIGBTモジュールIGBTU4の出力と第2のバイパス用IGBTモジュールIGBT2の入力(IGBT2のコレクタC)を向い合せになるように配置したことにより、IGBTユニット部130とセルバイパスユニット部間のブス接続長を短くするこが可能になるため、当該配線長によるインダクタンス低減が可能になるセルユニット100を提供することができる。尚、本実施例では第1のIGBTモジュールIGBTU1と第2のIGBTモジュールIGBTU2が並列接続され、第3のIGBTモジュールIGBTU3と第4のIGBTモジュールIGBTU4が並列接続された例で説明したが、並列接続の無い構成としてもよい。   Further, the outputs (P1, P2) of the first IGBT module IGBTTU1 and the second IGBT module IGBTTU2 and the input of the first bypass IGBT module IGBT1 (collector C of the IGBT1) are arranged to face each other. By arranging the output of the IGBT module IGBTTU3 and IGBT4 of the third IGBT4 and the input of the IGBT module IGBT2 for bypass 2 (the collector C of the IGBT2) to face each other, the IGBT unit 130 and the cell bypass Since the bus connection length between the unit portions can be shortened, it is possible to provide the cell unit 100 in which the inductance can be reduced by the wiring length. In the present embodiment, the first IGBT module IGBTTU1 and the second IGBT module IGBTTU2 are connected in parallel, and the third IGBT module IGBTTU3 and the fourth IGBT module IGBTTU4 are connected in parallel. It is good also as a structure without.

以上説明したように、本発明によればIGBTユニットとセルバイパス用IGBT間を最短配線することによるインダクタンス低減が可能になるとともに、ヒートシンクの小型化が可能な、セルユニットを提供することができる。   As described above, according to the present invention, it is possible to provide a cell unit capable of reducing inductance by making the shortest wiring between the IGBT unit and the cell bypass IGBT and reducing the size of the heat sink.

DR、DS、DT 整流ダイオード
CF1〜CF10 平滑コンデンサ
IGBTU1 第1のIGBTモジュール
IGBTU2 第2のIGBTモジュール
IGBTU3 第3のIGBTモジュール
IGBTU4 第4のIGBTモジュール
A、B 出力端子
100 セルユニット
110 整流ダイオード部
120 平滑コンデンサ部
130 IGBTユニット部
131、132、134、135 バスバー
151、152 バスバー
140、140B ヒートシンク
200 セルバイパスユニット
IGBT1 第1のバイパス用IGBTモジュール
IGBT2 第2のバイパス用IGBTモジュール
201、202 バスバー
300 従来型セルユニット
DR, DS, DT Rectifier diodes CF1 to CF10 Smoothing capacitor IGBTTU1 1st IGBT module IGBTTU2 2nd IGBT module IGBTTU3 3rd IGBT module IGBTTU4 4th IGBT module A, B Output terminal 100 Cell unit 110 Rectifier diode section 120 Smoothing Capacitor part 130 IGBT unit part 131, 132, 134, 135 Bus bar 151, 152 Bus bar 140, 140B Heat sink 200 Cell bypass unit IGBT1 First bypass IGBT module IGBT2 Second bypass IGBT module 201, 202 Bus bar 300 Conventional cell unit

Claims (4)

大容量インバータを構成する単相出力のセルユニットであって、
第1相を構成するIGBTユニットと、
第2相を構成するIGBTユニットと、
前記セルユニットの出力を短絡するセルバイパスユニットと、を有し、
一つの風冷ヒートシンク上に前記第1相を構成するIGBTユニットを構成するIGBTモジュールと、前記第2相を構成するIGBTユニットを構成するIGBTモジュールと、前記セルバイパスユニットを構成するIGBTモジュールとが密着固定され、
前記セルバイパスユニットは、
前記第1相を構成するIGBTユニットと前記第2相を構成するIGBTユニットとの間に配置され、
前記第1相を構成するIGBTユニットの出力端子と前記セルバイパスユニットの第1の端子が向かい合うように配置し、
前記第2相を構成するIGBTユニットの出力端子と前記セルバイパスユニットの第2の端子が向かい合うように配置し、
前記第1相を構成するIGBTユニットの出力端子と前記セルバイパスユニットの第1の端子をブスバーにて接続し、
前記第2相を構成するIGBTユニットの出力端子と前記セルバイパスユニットの第2の端子をブスバーにて接続したことを特徴とするセルユニット。
A single-phase output cell unit constituting a large capacity inverter,
An IGBT unit constituting the first phase;
An IGBT unit constituting the second phase;
A cell bypass unit that short-circuits the output of the cell unit;
An IGBT module constituting the IGBT unit constituting the first phase on one air-cooled heat sink, an IGBT module constituting the IGBT unit constituting the second phase, and an IGBT module constituting the cell bypass unit It is fixed tightly
The cell bypass unit is
Arranged between the IGBT unit constituting the first phase and the IGBT unit constituting the second phase,
The output terminal of the IGBT unit constituting the first phase and the first terminal of the cell bypass unit are arranged to face each other,
The output terminal of the IGBT unit constituting the second phase and the second terminal of the cell bypass unit are arranged to face each other,
The output terminal of the IGBT unit constituting the first phase and the first terminal of the cell bypass unit are connected by a bus bar,
An output terminal of an IGBT unit constituting the second phase and a second terminal of the cell bypass unit are connected by a bus bar.
一つの風冷ヒートシンク上に前記第1相を構成するIGBTユニットと前記第2相を構成するIGBTユニットと前記セルバイパスユニットが密着固定され、
前記セルユニットの通常運転時と、前記第1相を構成するIGBTユニットまたは前記第2相を構成するIGBTユニットの故障時とで、前記セルバイパスユニットを構成するセルバイパス用IGBTの使用モードを切り替える切替手段を備え、
前記切替手段は、
通常運転時、前記セルバイパスユニットを構成するセルバイパス用IGBTのゲートをオフ状態とすることにより、前記第1相を構成するIGBTユニットおよび前記第2相を構成するIGBTユニットの出力電圧を当該セルユニットの出力電圧とし、
前記第1相を構成するIGBTユニットまたは前記第2相を構成するIGBTユニットの故障時は、前記第1相を構成するIGBTユニットおよび前記第2相を構成するIGBTユニットのすべてのゲートをオフ状態し、前記セルバイパスユニットを構成するセルバイパス用IGBTのゲートをオン状態とすることにより、前記セルユニットの出力を短絡状態とすることを特徴とする請求項1記載のセルユニット。
The IGBT unit that constitutes the first phase, the IGBT unit that constitutes the second phase, and the cell bypass unit are tightly fixed on one air-cooled heat sink,
The use mode of the IGBT for cell bypass constituting the cell bypass unit is switched between the normal operation of the cell unit and the failure of the IGBT unit constituting the first phase or the IGBT unit constituting the second phase. Switching means,
The switching means is
During normal operation, by turning off the gate of the cell bypass IGBT that constitutes the cell bypass unit, the output voltage of the IGBT unit that constitutes the first phase and the IGBT unit that constitutes the second phase can be obtained. Unit output voltage,
When the IGBT unit constituting the first phase or the IGBT unit constituting the second phase fails, all the gates of the IGBT unit constituting the first phase and the IGBT unit constituting the second phase are turned off. 2. The cell unit according to claim 1, wherein the output of the cell unit is brought into a short-circuited state by turning on a gate of a cell bypass IGBT constituting the cell bypass unit.
通風方向上流方向から下流方向に向かって順に
前記第2相を構成するIGBTユニットを配置し、
前記セルバイパスユニットを配置し、
前記第1相を構成するIGBTユニットを配置することを特徴とする請求項1又は請求項2記載のセルユニット。
Arranging the IGBT units constituting the second phase in order from the upstream direction to the downstream direction in the ventilation direction,
Arranging the cell bypass unit;
The cell unit according to claim 1 or 2, wherein an IGBT unit constituting the first phase is arranged.
一つの風冷ヒートシンク上に
前記第1相を構成するIGBTユニットを構成するIGBTモジュールと、
前記第2相を構成するIGBTユニットを構成するIGBTモジュールと、
前記セルバイパスユニットを構成するIGBTモジュールと、
整流ダイオード部を構成するダイオードモジュールが密着固定され、通風方向上流方向から下流方向に向かって、順に、前記整流ダイオード部を配置し、
前記第2相を構成するIGBTユニットを配置し、
前記セルバイパスユニットを配置し、
前記第1相を構成するIGBTユニットを配置することを特徴とする請求項1又は請求項2記載のセルユニット。
An IGBT module constituting the IGBT unit constituting the first phase on one air-cooled heat sink;
An IGBT module constituting the IGBT unit constituting the second phase;
An IGBT module constituting the cell bypass unit;
The diode module constituting the rectifier diode part is closely fixed, and the rectifier diode part is arranged in order from the upstream direction to the downstream direction of the ventilation direction,
An IGBT unit constituting the second phase is arranged,
Arranging the cell bypass unit;
The cell unit according to claim 1 or 2, wherein an IGBT unit constituting the first phase is arranged.
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