并聯(lián)驅動開關元件的電力變換裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種并聯(lián)驅動開關元件的電力變換裝置，通過開關元件的開關動作將直流電力變換為交流電力來輸出，其具備橋電路，經(jīng)由電力輸出端子至少并聯(lián)連接2個串聯(lián)電路而構成，該串聯(lián)電路將相互串聯(lián)連接的2個開關元件的兩側端子作為電力輸入端子，將這2個開關元件的連接點作為電力輸出端子的串聯(lián)電路；驅動電路，輸出對開關元件進行開關控制的驅動信號；信號線，將驅動電路的驅動信號輸出端子作為起點，對于從該驅動信號輸出端子被提供同一驅動信號的各個串聯(lián)電路中的每個開關元件單獨進行連線，分別具有相互大致相等的電感。由此，能夠防止由于主電路配線以及信號線的電壓振動的產(chǎn)生而引起的開關元件的誤動作以及損壞。
【專利說明】并聯(lián)驅動開關元件的電力變換裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種電力變換裝置，通過開關元件的開關動作將輸入的直流電力變換為交流電力進行輸出，特別涉及一種對具有2個串聯(lián)連接的開關元件的串聯(lián)電路進行并聯(lián)連接然后并聯(lián)驅動的電力變換裝置。
【背景技術】
[0002]在對機床、鍛壓機、注塑機、工業(yè)機械或者各種機器人內的電動機進行驅動電動機驅動裝置中，作為將輸入的直流電力變換為三相交流電動機驅動用的交流電力的電力變換裝置，一般使用三相逆變器電路。
[0003]圖4是表示在電動機驅動裝置中使用的三相逆變器電路的電路圖。下面，主要說明U相，V相以及W相也一樣。在電動機驅動裝置中，對逆變器電路101的直流輸入側的端子P以及N施加直流電壓，輸出用于驅動三相交流電動機的三相交流電流iu、iv以及iw。逆變器電路101被構成為全橋逆變器，該全橋逆變器在上臂以及下臂上分別設置將回流二極管D逆并聯(lián)連接的開關元件SuT、Svt> Swt> Sub> Svb>以及SwB。具體地說,關于u相構成開關元件SuT以及Sub的串聯(lián)電路，關于V相構成開關元件Svt以及Svb的串聯(lián)電路，關于w相構成開關元件Swt以及Swb的串聯(lián)電路。作為開關元件，例如有IGBT等。在逆變器電路101中，這些各個串聯(lián)電路被并聯(lián)連接，各個串聯(lián)電路的兩側端子作為電力輸入端子發(fā)揮功能，各個串聯(lián)電路的2個開關元件的連接點作為電力輸出端子發(fā)揮功能。將來自驅動電路51的驅動信號輸入到各個開關元件的柵極，通過該驅動信號進行各個開關元件的開關控制。由此，將輸入的直流電力變換為用于驅動三相交流電動機的希望的頻率以及希望的電壓的交流電流。另外，圖4中省略了從驅動電路51與各個開關元件的發(fā)射極端子連接的信號線。另外，這里沒有特別圖示，但是一般在逆變器電路101的直流輸入側大多設置將從商用的交流電源輸入的交流變換為直流進行輸出的變換器(整流器)。
[0004]在上述逆變器電路101中，輸出的三相交流電流iu、iv以及iw由開關元件SuT、SvT、SwT、SuB、SvB、以及Swb的性能來決定。為了驅動更高輸出的三相交流電動機，逆變器電路需要輸出更多的三相交流電流，但是作為實現(xiàn)該情況的技術，如特開2012-039790號公報以及專利第4847707號公報所記載的那樣，關于各相具有至少并聯(lián)連接了 2個上述串聯(lián)電路的逆變器電路。
[0005]圖5是表示具有并聯(lián)連接的開關元件的三相逆變器電路的電路圖。根據(jù)該逆變器電路102，經(jīng)由電力輸出端子至少并聯(lián)連接2個串聯(lián)電路來構成，該串聯(lián)電路將相互串聯(lián)連接的2個開關元件的兩側端子作為電力輸入端子，將所述2個開關元件的連接點作為電力輸出端子。另外，在圖5所示的例子中，對I個相并聯(lián)連接2個串聯(lián)電路，但是越增加該并聯(lián)連接的數(shù)量，逆變器電路輸出的交流輸出越大。
[0006]圖5所示的例子中，例如在u相中，由開關元件SuIt以及SulJQ成的串聯(lián)電路U-1和由開關元件Su2T以及Su2b構成的串聯(lián)電路u-2經(jīng)由作為各個串聯(lián)電路中的2個開關元件的連接點的電力輸出端子而連接，由此，構成串聯(lián)電路U-1和串聯(lián)電路u-2的并聯(lián)連接。V相以及W相的結構也同樣，這里省略說明。在這種逆變器電路102中，在各個相通過從驅動電路51向同一臂內的開關元件的柵極端子供給同一驅動信號來進行并聯(lián)驅動。例如，在u相中，從驅動電路51提供給串聯(lián)電路u-1的上臂的開關元件Suld^柵極端子的驅動信號和提供給串聯(lián)電路u-2的上臂的開關元件Su2T的柵極端子的驅動信號是相同的。關于下臂也同樣，開關元件SuIb以及Su2b的各個柵極端子從驅動電路51提供同一驅動信號。另外，V相以及w相也一樣。為了如此地提供同一驅動信號，直到開關元件的柵極端子附近通過相同的配線形成來自驅動電路51的信號線，信號線從該柵極端子附近分支，分別與各個柵極端子連接。另外，在圖5中，省略從驅動電路51與各個開關元件的發(fā)射極端子連接的信號線。
[0007]這樣，在并聯(lián)連接了由2個開關元件組成的串聯(lián)電路的逆變器電路的情況下，從驅動電路提供同一驅動信號的開關元件理想的情況應該是在同一定時進行開關動作，但是在實際的運用中，由于以開關元件為首的各個構成部件的特性的波動、主電路的配線電感的波動等，開關元件的開關動作的定時會產(chǎn)生偏差。由于開關元件的開關動作的定時的偏差，產(chǎn)生電流分擔的偏向和振動的電壓，從主電路影響驅動電路，并且從驅動電路影響控制電路，最終引起開關元件的誤動作。
[0008]圖6說明在具有并聯(lián)連接的開關元件的三相逆變器電路中，由于開關元件的開關動作的偏差產(chǎn)生的電壓振動。這里，為了簡化說明，對u相的下臂的開關元件SuIb以及Su2b進行說明。另外，在圖4以及圖5中，雖然省略了從驅動電路51與各個開關元件的發(fā)射極端子連接的信號線，但在圖6中也圖示了該信號線Eu。
[0009]如圖6所示，u相的下臂具有并聯(lián)連接了開關元件SuIb和開關元件Su2B的結構，經(jīng)由信號線Gu從驅動電路51 將同一驅動信號提供給開關元件SuIb以及開關元件Su2B的各柵極端子。如上所述，來自驅動電路51的信號線Gu在被提供同一驅動信號的開關元件的柵極端子附近分支，該分支的信號線分別與各個柵極端子連接，關于從驅動電路51與各個發(fā)射極端子連接的信號線Eu也同樣在被提供同一驅動信號的開關元件的發(fā)射極端子附近分支。通過采用這種分支結構，并聯(lián)連接的開關元件SuIb以及開關元件Su2b的柵極端子之間以及發(fā)射極端子之間的配線長度變短，因此這些各端子之間以低電感進行連接，在與主電路配線M之間形成電流路徑的環(huán)路容易受到電壓振動的影響。具體地說，如圖6所示，如上述那樣，開關元件SuIb和開關元件Su2b的發(fā)射極端子間以低電感進行連接，因此通過信號線Eu和主電路配線M形成在圖中虛線所示的環(huán)路A，從而產(chǎn)生電壓振動流過噪聲電流，對開關元件和驅動電路產(chǎn)生影響。另外，一般在各個開關元件SuIb和開關元件Su2b的柵極端子和發(fā)射極端子之間連接有電容器C，所以通過信號線Gu以及Eu和主電路配線M形成在圖中點劃線所示的環(huán)路B，從而產(chǎn)生電壓振動流過噪聲電流，對開關元件和驅動電路產(chǎn)生影響。這樣的電壓振動是在上臂或者下臂的開關元件的開關動作時發(fā)生的，所以由于例如在下臂的開關元件SuIb以及開關元件Su2b接通時產(chǎn)生的電壓振動而引起的噪聲電流，相同u相的上臂的開關元件SuIt以及開關元件Su2t (圖6中未圖示)進行誤動作,產(chǎn)生未預料的短路，導致開關元件的損壞。
[0010]如上所述，由于各個構成部件的特性的波動、主電路的配線電感的波動等產(chǎn)生的開關兀件的開關動作的定時的偏差，會產(chǎn)生電流分擔的偏向和振動的電壓，導致同相的開關元件的誤動作和損壞。為了防止這些，在并聯(lián)連接了由2個開關元件構成的串聯(lián)電路的逆變器電路中，一般采用以下對策，通過抑制各個構成部件的特性的波動和主電路配線電感的波動來抑制開關元件之間的電流分擔的偏向；通過電感均等化等的主電路的對稱化、柵極驅動信號配線和主電路配線的正交化、或者通過縮短柵極驅動信號配線使電感值均一化等來抑制開關元件間的電壓振動。
[0011]但是，抑制各個構成部件特性的波動是非常困難的，考慮成本和工時的話不是現(xiàn)實的對策。
[0012]另外，使主電路均等進行配線的設計靈活性和自由度被大大地限制，逆變器電路容易大型化，結果包括該逆變器電路的電動機驅動裝置也會大型化，因此會產(chǎn)生以下問題，即妨礙具備這種電動機驅動裝置的機床、鍛壓機、注塑機、工業(yè)機械或者各種機器人的空間節(jié)約化。
[0013]另外，縮短向柵極端子的信號線的配線長度使得電感均一是比較現(xiàn)實的對策，但是不能說是很充分的。
[0014]并且，因為實際上在有限的安裝面積中設計逆變器電路，所以完全進行上述對策是非常困難的。
實用新型內容
[0015]本實用新型的目的在于鑒于以上問題，提供一種電力變換裝置，將具有串聯(lián)連接的2個開關元件的串聯(lián)電路進行并聯(lián)連接來并聯(lián)驅動，可以防止由于主電路配線以及信號線的電壓振動的產(chǎn)生而引起的開關元件的誤動作以及損壞。
[0016]為了實現(xiàn)上述目的，電力變換裝置通過開關元件的開關動作將輸入的直流電力變換為交流電力進行輸出，具備:橋電路，經(jīng)由電力輸出端子至少并聯(lián)連接2個串聯(lián)電路來構成，串聯(lián)電路將相互串聯(lián)連接的2個開關元件的兩側端子作為電力輸入端子，將2個開關元件的連接點作為電力輸出端子；驅動電路，輸出對開關元件進行開關控制的驅動信號；信號線，將驅動電路的驅動信號輸出端子作為連線的起點，針對通過同一驅動信號被進行開關控制的開關元件，對每個該開關元件單獨進行連線，分別具有相互大致相等的電感。
[0017]上述信號線具有:柵極用信號線，將驅動信號輸出端子的正側電極與從該驅動信號輸出端子提供同一驅動信號的各個串聯(lián)電路中的開關元件的各個柵極端子單獨進行連線；發(fā)射極用信號線，將驅動信號輸出端子的負側電極與從該驅動信號輸出端子提供同一驅動信號的各個串聯(lián)電路中的開關元件的各個發(fā)射極端子單獨進行連線。
[0018]關于傳送同一驅動信號的信號線，在該信號線上設置電感，以便成為相互大致相等的電感。
[0019]關于傳送同一驅動信號的信號線具有相互大致相等的阻抗。
[0020]所述信號線由電纜或者在印刷基板上設置的配線圖形構成。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]通過參照以下的附圖，可以更明確地理解本實用新型。
[0022]圖1是表示實施例的電力變換裝置的電路圖。
[0023]圖2是說明實施例的電力變換裝置和現(xiàn)有電力變換裝置之間的比較的電路圖。
[0024]圖3是表示實施例的電力變換裝置的變形例的電路圖。[0025]圖4是表示電動機驅動裝置中使用的三相逆變器電路的電路圖。
[0026]圖5是表示具有并聯(lián)連接的開關元件的三相逆變器電路的電路圖。
[0027]圖6是說明在具有并聯(lián)連接的開關元件的三相逆變器電路中，由于開關元件的開關動作的偏差而產(chǎn)生的電壓振動的圖。
【具體實施方式】
[0028]以下參照附圖對并聯(lián)連接開關元件進行并聯(lián)驅動的電力變換裝置進行說明。但是，要理解本實用新型不限于附圖或以下說明的實施方式。以下，關于實施方式的三相電力變換轉置，主要說明三相中的U相。關于V相以及W相可以是和U相同樣的結構，所以省略對V相以及w相的說明。圖1是表示實施例的電力變換轉置的電路圖。以后，在不同的附圖標注同一參照標記表示具有相同功能的構成要素。
[0029]電力變換裝置I是通過開關元件的開關動作將輸入的直流電力變換為交流電力并輸出的三相逆變器電路，例如通過將該電力變換裝置I裝入電動機驅動轉置，可以將從電力變換裝置I輸出的交流電力用于驅動例如機床、鍛壓機、注塑機、工業(yè)機械或者各種機器人內的電動機。另外，這里沒有特別圖示，可以在電力變換裝置I的直流輸入側設置將從商用的交流電源輸入的交流變換為直流并輸出的變換器。
[0030]電力變換裝置I具備橋電路11、驅動電路12和將它們進行連接的信號線。
[0031]橋電路11的結構為，經(jīng)由電力輸出端子至少并聯(lián)連接2個串聯(lián)電路，該串聯(lián)電路將相互串聯(lián)連接的2個開關元件的兩側端子作為電力輸入端子，將這些2個開關元件的連接點作為電力輸出端子。另外，這里作為一個例子，并聯(lián)連接2個串聯(lián)電路，但是也可以并聯(lián)連接2個以上。作為開關元件，例如有IGBT。
[0032]詳細說明u相，如圖1所示，通過將逆并聯(lián)連接回流二極管D的開關元件SuIt和逆并聯(lián)連接回流二極管D的開關元件SuIb進行串聯(lián)連接構成串聯(lián)電路u-1，將這些串聯(lián)連接的2個開關元件SuIt以及SuIb的兩側端子作為電力輸入端子，將連接點作為電力輸出端子。同樣，將逆并聯(lián)連接回流二極管D的開關元件Su2T和逆并聯(lián)連接回流二極管D的開關元件Su2b進行串聯(lián)連接構成串聯(lián)電路U-2，將這些串聯(lián)連接的2個開關元件Su2T以及Su2b的兩側端子作為電力輸入端子，將連接點作為電力輸出端子。串聯(lián)電路u-Ι和串聯(lián)電路u-2通過連接各自的電力輸出端子而并聯(lián)連接。
[0033]驅動電路12輸出對開關元件進行開關控制的驅動信號。驅動信號的生成方法本身不限定本實用新型，但是例如有脈寬調制(Pulse Width Modulation:PWM)方式。在PWM方式中，比較電壓指令和PWM載波的大小，當電壓指令比PWM載波大時，例如對于上臂的開關元件SuIt以及Su2T輸出指令接通的驅動信號，對于下臂的開關元件SuIb以及Su2B輸出指令關斷的驅動信號。當電壓指令比PWM載波小時，對于上臂的開關元件SuIt以及311\輸出指令關斷的驅動信號，對于下臂的開關元件SuIb以及Su2b輸出指令接通的驅動信號。V相和w相也同樣。
[0034]通過信號線將橋電路11內的各個開關元件和驅動電路12連接，從而對位于相互并聯(lián)連接的串聯(lián)電路u-Ι以及u-2的上臂的開關元件SuIt以及Su2T提供同一驅動信號，此外對位于下臂的開關元件SuIb以及Su2B提供同一驅動信號。在本實用新型中，以驅動電路12的驅動信號輸出端子為起點，對于從該驅動信號輸出端子被提供同一驅動信號的各個串聯(lián)電路中的每個開關元件，單獨連接信號。傳播同一驅動信號的各個信號線具有大約相等的電感。這些各個信號線的電感設定為在預定的誤差范圍內相等。
[0035]在所述信號線中具有柵極用信號線和發(fā)射極用信號線。柵極用信號線將驅動信號輸出端子的正側電極和從該驅動信號輸出端子被提供同一驅動信號的各個串聯(lián)電路中的開關元件的各個柵極端子單獨進行連線。另外，發(fā)射極用信號線將驅動信號輸出端子的負側電極和從該驅動信號輸出端子被提供同一驅動信號的各個串聯(lián)電路中的開關元件的各個發(fā)射極端子單獨進行連線。關于這些信號線，參照附圖如下那樣進行具體的說明。
[0036]如圖1所示，對于位于相互并聯(lián)連接的串聯(lián)電路U-1以及u-2的上臂的開關元件SuIt以及Su2T提供同一驅動信號。因此,驅動電路12的驅動信號輸出端子的正側電極Pt和位于串聯(lián)電路u-Ι中的上臂的開關元件SuIt的柵極端子之間通過柵極用信號線GuIt進行連線，另外，驅動電路12的驅動信號輸出端子的正側電極Pt和位于串聯(lián)電路u-2中的上臂的開關元件Su2T的柵極端子之間通過柵極用信號線Gu2T進行連線，對上述串聯(lián)電路u-2提供和開關元件SuIt相同的驅動信號。這樣，柵極用信號線GuIt和柵極用信號線Gu2T被單獨設置，使柵極用信號線GuIt和柵極用信號線Gu2T的電感大致相等。
[0037]另外，對于開關元件SuIt以及Su2T提供同一驅動信號，因此驅動電路12的驅動信號輸出端子的負側電極Nt和位于串聯(lián)電路u-Ι中的上臂的開關元件SuIt的發(fā)射極端子之間通過發(fā)射極用信號線EuIt進行連線，另外，驅動電路12的驅動信號輸出端子的負側電極Nt和位于串聯(lián)電路u-2中的上臂的開關元件Su2T的發(fā)射極端子之間通過發(fā)射極用信號線Eu2T進行連線，對上述串聯(lián)電路u-2提供和開關元件SuIt相同的驅動信號。這樣，發(fā)射極用信號線EuIt和發(fā)射極用信號線Eu2T被單獨設置，使發(fā)射極用信號線EuIt和發(fā)射極用信號線Eu2T的電感大致相等。
[0038]同樣，對于位于相互并聯(lián)連接的串聯(lián)電路u-Ι以及u-2的下臂的開關元件SuIb以及Su2b提供同一驅動信號。因此，驅動電路12的驅動信號輸出端子的正側電極Pb和位于串聯(lián)電路u-Ι中的下臂的開關元件SuIb的柵極端子之間通過柵極用信號線GuIb進行連線，另外，驅動電路12的驅動信號輸出端子的正側電極匕和位于串聯(lián)電路u-2中的下臂的開關元件Su2b的柵極端子之間通過柵極用信號線Gu2b進行連線，對上述串聯(lián)電路u-2提供和開關元件SuIb相同的驅動信號。這樣，柵極用信號線GuIb和柵極用信號線Gu2B被單獨設置，使柵極用信號線GuIb和柵極用信號線Gu2b的電感大致相等。
[0039]另外，對于開關元件SuIb以及Su2b提供同一驅動信號，因此驅動電路12的驅動信號輸出端子的負側電極Nb和位于串聯(lián)電路u-Ι中的下臂的開關元件SuIb的發(fā)射極端子之間通過發(fā)射極用信號線EulB進行連線，另外，驅動電路12的驅動信號輸出端子的負側電極Nb和位于串聯(lián)電路u-2中的下臂的開關元件Su2b的發(fā)射極端子之間通過發(fā)射極用信號線Eu2b進行連線，對上述串聯(lián)電路u-2提供和開關元件SuIb相同的驅動信號。這樣，發(fā)射極用信號線EuIb和發(fā)射極用信號線Eu2b被單獨設置，使發(fā)射極用信號線EuIb和發(fā)射極用信號線Eu2b的電感大致相等。
[0040]另外，在圖1所示的例子中，使柵極用信號線GuIt和柵極用信號線Gu2T、發(fā)射極用信號線EuIt和發(fā)射極用信號線Eu2T、柵極用信號線GuIb和柵極用信號線Gu2B、以及發(fā)射極用信號線EuIb和發(fā)射極用信號線Eu2B各自的配線長以及配線的截面面積物理上相同，即等長，來使電感以及阻抗大致相等。這些各個信號線的電感以及阻抗可以設定為在預定的誤差范圍內相等。
[0041 ] 圖2是說明比較實施例的電力變換裝置和現(xiàn)有的電力變換裝置的電路圖。圖2中，只表示u相，對于從驅動電路12與各個開關元件的發(fā)射極端子連接的信號線進行省略。
[0042]根據(jù)現(xiàn)有的例子，為了提供同一驅動信號，直到開關元件的柵極端子附近由同一配線形成從驅動電路12的信號線，信號線從這些柵極端子附近分支，分別與各個柵極端子連接。S卩，如圖2所示，根據(jù)現(xiàn)有例子，關于與位于用于提供同一驅動信號的上臂的開關元件SuIt以及Su2T的柵極端子連接的信號線Gut (圖中點劃線所示)，從驅動電路12的正側電極Pt到開關元件的柵極端子附近作為同一配線形成，信號線Gut從這些柵極端子附近分支，分別與各個開關元件SuIt以及Su2T的柵極端子連接。因此，現(xiàn)有例中各個開關元件SuIt以及Su2T的柵極端子間的配線長必然變短，所以成為已經(jīng)說明的電壓振動的產(chǎn)生以及由此產(chǎn)生的開關元件損壞的原因。
[0043]對此，根據(jù)本實用新型，來自驅動電路12的信號線分別通過柵極用信號線GuIt和柵極用信號線Gu2T而形成，所述柵極用信號線GuIt將驅動電路12的驅動信號輸出端子的正側電極Pt和位于上臂的開關元件SuIt的柵極端子之間進行連線，所述柵極用信號線Gu2T將驅動電路12的驅動信號輸出端子的正側電極Pt和位于上臂的開關元件Su2T的柵極端子之間進行連線。并且，使這些柵極用信號線GuIt和柵極用信號線Gu2T成為等長。S卩，將驅動電路12的驅動信號輸出端子作為所謂的分支的基點，對柵極用信號線分別獨立地進行配線直到各個開關元件SuIt以及Su2T的柵極端子，并且使這些各個信號線成為等長，來使從驅動電路12到各個開關元件SuIt以及Su2T的柵極端子的電感相同。圖2進行了省略，關于發(fā)射極用信號線也進行同樣的配線，由此對于各個開關元件SuIt以及Su2T，可以在柵極端子和發(fā)射極端子之間具有電感成分，因此難以流過將信號線和主電路配線作為路徑的循環(huán)電流。因此，即使在產(chǎn)生電壓振動時也難以流過循環(huán)電流，因此可以抑制開關元件之間的相互影響和對驅動電路的影響，可以防止開關元件的誤動作。
[0044]接著，說明信號線的等長。以驅動電路12的驅動信號輸出端子為起點，對于從該驅動信號輸出端子被提供同一驅動信號的各個串聯(lián)電路中的每個開關元件，單獨連接信號線，但是使單獨連接的信號線相互等長。例如，作為形成信號線的部件，通過使用電阻值或電感等物理特性均一的線材，置為相同截面面積和相同的配線長度，從而實現(xiàn)等長?；蛘?，當用構成部件的配置關系不能拉出相同配線長的配線時，可以適當調整線材的截面面積來實現(xiàn)等長。特別是作為印刷基板上的配線圖形來實現(xiàn)信號線時，一般如果使用圖形設計工具(配線設計軟件程序)，用戶能夠設計圖形的長度、寬度以及厚度等，因此可以高精度且容易地實現(xiàn)信號線的等長。另外，利用電纜實現(xiàn)信號線時，例如通過使用公開了規(guī)格的電纜，與通過上述的配線圖形來實現(xiàn)的情況相同，可以高精度且容易地實現(xiàn)信號線的等長。
[0045]此外，例如當由于構成部件的配置關系無法調整上述那樣的配線長和截面面積時，通過在信號線的途中設置電感，可以使傳送同一驅動信號的信號線的電感相互大致相等。圖3是表示實施例的電力變換裝置的變形例的電路圖。在已經(jīng)說明的圖1所示的例子中，分別使柵極用信號線GuIt和柵極用信號線Gu2T、發(fā)射極用信號線EuIt和發(fā)射極用信號線Eu2T、柵極用信號線GuIb和柵極用信號線Gu2B、以及發(fā)射極用信號線EuIb和發(fā)射極用信號線Eu2B各自的配線長以及配線的截面面積物理上相同，以使電感以及阻抗大致相等，但是這里所說明的圖3所示的例子中，通過在信號線的中途設置電感，使得傳送相同驅動信號的信號線的電感變得相互大致相等。具體地說，如圖3所示，關于上臂，通過在柵極用信號線Gu1t的途中設置電感LuglT，在柵極用信號線Gu2t的途中設置電感Lug2T，使柵極用信號線6Gu1t和柵極用信號線Gu2T的電感以及阻抗大致相等。另外，通過在發(fā)射極用信號線EuIt的途中設置電感LuelT、在發(fā)射極用信號線Eu2t的途中設置電感Lue2T，使發(fā)射極用信號線Eu1t和發(fā)射極用信號線Eu2T的電感以及阻抗大致相等。同樣，關于下臂，通過在柵極用信號線Gu1b的途中設置電感LuglB，在柵極用信號線Gu2b的途中設置電感Lug2B，使柵極用信號線GuIb和柵極用信號線Gu2B的電感以及阻抗大致相等。另外，通過在發(fā)射極用信號線EuIb的途中設置電感LuelB、在發(fā)射極用信號線Eu2b的途中設置電感Lue2B，使發(fā)射極用信號線EuIb和發(fā)射極用信號線Eu2B的電感以及阻抗大致相等。另外，這之外的電路結構要素和圖1所示的電路結構要素相同，所以對相同的電路結構要素標注相同的標記并省略對該電路結構要素的詳細說明。
[0046]此外，例如作為信號線的線材適當使用特性不同的構件，可以使傳送同一驅動信號的信號線的電感相互大致相等。
[0047]本實用新型為一種逆變器電路(電力變換裝置)，通過開關元件的開關動作將輸入的直流電力變換為交流電力并輸出，可以適用于通過至少并聯(lián)連接2個由2個相互串聯(lián)連接的開關元件構成的串聯(lián)電路而構成的逆變器電路。在對機床、鍛壓機、注塑機、工業(yè)機械或者各種機器人內的電動機進行驅動的電動機驅動裝置中，作為將輸入的直流電力變換為用于驅動三相交流電動機的交流電力的電力變換裝置，一般使用三相逆變器電路，但是如果使用本實用新型的電力變換裝置，能夠實現(xiàn)可驅動高輸出的電動機，可靠性高的電動機驅動裝置。
[0048]根據(jù)本實用新型，在將具有串聯(lián)連接的2個開關元件的串聯(lián)電路并聯(lián)連接來進行并聯(lián)驅動的電力變換裝置中，可以抑制由于主電路配線以及信號線中產(chǎn)生的電壓振動引起的開關元件的誤動作以及損壞。
[0049]另外，實現(xiàn)一種信號線，以驅動電路的驅動信號輸出端子為起點，對于從該驅動信號輸出端子被提供同一驅動信號的各個串聯(lián)電路中的每個開關元件單獨連線，并且具有相等的電感，所述信號線將至少并聯(lián)連接2個由相互串聯(lián)連接的2個開關元件所構成的串聯(lián)電路而構成的橋電路中的各個開關元件與輸出對各個開關元件進行開關控制的驅動信號的驅動電路進行連線，所以關于同相中的各個開關元件，可以使經(jīng)由驅動電路的驅動信號輸出端子的柵極端子和發(fā)射極端子之間的配線具有電感成分，難以流過將信號線和主電路配線作為路徑的循環(huán)電流。因此，即使在產(chǎn)生電壓振動的時也難以流過循環(huán)電流，因此可以抑制開關元件間的相互影響和對驅動電路的影響，可以防止開關元件的誤動作，提高電力變換裝置的動作的可靠性。另外，即使存在各個構成部件特性的波動，主電路的配線電感的波動，也可以通過開關元件的柵極端子和發(fā)射極端子之間的配線所具有的電感來抑制電壓振動對驅動電路的影響，可以防止開關元件的誤動作，提高電力變換裝置的動作的可靠性。另外，與現(xiàn)有技術相比可以緩和主電路配線的對稱性，因此可以增加電力變換裝置設計的靈活性和自由度。
[0050]另外，如果將本實用新型的電力變換裝置用于電動機驅動裝置，可以防止開關元件的誤動作，所以提高電動機驅動裝置動作的可靠性，并且增加了電動機驅動裝置設計的靈活性和自由度。
【權利要求】
1.一種電力變換裝置(1)，通過開關元件的開關動作將輸入的直流電力變換為交流電力進行輸出，其特征在于，具備: 橋電路(11)，經(jīng)由電力輸出端子至少并聯(lián)連接2個串聯(lián)電路(U-l、U-2)來構成，所述串聯(lián)電路(u-l、u-2)將相互串聯(lián)連接的2個開關元件的兩側端子作為電力輸入端子，將所述2個開關元件的連接點作為所述電力輸出端子； 驅動電路(12)，輸出對開關元件進行開關控制的驅動信號； 信號線，將所述驅動電路(12)的驅動信號輸出端子作為連線的起點，針對通過同一驅動信號被進行開關控制的所述開關元件，對每個該開關元件單獨進行連線，分別具有相互相等的電感。
2.根據(jù)權利要求1所述的電力變換裝置(I)，其特征在于， 所述信號線具有: 柵極用信號線(GulT、Gu2T、GuIb, Gu2b)，將所述驅動信號輸出端子的正側電極與從該驅動信號輸出端子提供同一驅動信號的各個所述串聯(lián)電路U-l、u-2)中的所述開關元件的各個柵極端子單獨進行連線； 發(fā)射極用信號線(EulT、Eu2T、EuIb, Eu2b)，將所述驅動信號輸出端子的負側電極與從該驅動信號輸出端子提供同一驅動信號的各個所述串聯(lián)電路(u-l、u-2)中的所述開關元件的各個發(fā)射極端子單獨進行連線。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的電力變換裝置(I)，其特征在于， 關于傳送所述同一驅動信號的信號線，在該信號線上設置電感(LuglT、Lug2T、Luel1,Lue2T、LuglB、Lug2B、Lue 1B> Lue2B),以便成為相互相等的電感。
4.根據(jù)權利要求1或2所述的電力變換裝置(I)，其特征在于， 關于傳送所述同一驅動信號的信號線，具有相等的阻抗。
5.根據(jù)權利要求1或2所述的電力變換裝置(I)，其特征在于， 所述信號線由電纜或者在印刷基板上設置的配線圖形構成。
【文檔編號】H02M7/5387GK203574562SQ201320456450
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2013年7月29日 優(yōu)先權日:2012年7月30日
【發(fā)明者】牧田肇, 渡邊正人 申請人:發(fā)那科株式會社