JPH07508155A - パワーエレクトロニクス用低インピーダンスバス - Google Patents

パワーエレクトロニクス用低インピーダンスバス

Info

Publication number
JPH07508155A
JPH07508155A JP5501789A JP50178993A JPH07508155A JP H07508155 A JPH07508155 A JP H07508155A JP 5501789 A JP5501789 A JP 5501789A JP 50178993 A JP50178993 A JP 50178993A JP H07508155 A JPH07508155 A JP H07508155A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
bus
bar
power
current
adjacent
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP5501789A
Other languages
English (en)
Inventor
ディーム,デビッド・アール
エルドマン,ウィリアム・エル
Original Assignee
ケネテック・ウィンドパワー・インコーポレーテッド
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ケネテック・ウィンドパワー・インコーポレーテッド filed Critical ケネテック・ウィンドパワー・インコーポレーテッド
Publication of JPH07508155A publication Critical patent/JPH07508155A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10WGENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10W90/00Package configurations
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02GINSTALLATION OF ELECTRIC CABLES OR LINES, OR OF COMBINED OPTICAL AND ELECTRIC CABLES OR LINES
    • H02G5/00Installations of bus-bars
    • H02G5/005Laminated bus-bars
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00Conversion of AC power input into DC power output; Conversion of DC power input into AC power output
    • H02M7/003Constructional details, e.g. physical layout, assembly, wiring or busbar connections
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10WGENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10W44/00Electrical arrangements for controlling or matching impedance
    • H10W44/501Inductive arrangements
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10WGENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10W72/00Interconnections or connectors in packages

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)
  • Power Conversion In General (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 パワーエレクトロニクス用低インピーダンスバス本発明は、パワーエレクトロニ クスに適用するための低インピーダンス、低雑音パワーバスに関する。特定すれ ば、本発明は、ハイパワースイッチングインバー 9 (D C−A C) 及 CjlJIH’j (D C−D C又+tAC−D C) ツタa6ノハ7− t<スに関し、特に、複数のスイッチングデバイスを有し且っ3相交流電力を発 生するDC−ACハイパワーインバータに関わるパワーバス構造及び相互接続構 成に関わる。
2、関連技術の説明 パワーエレクトロニクスは、電力設備と、電力を変換し且つ制御する電子装置と 、所望の出力電力を供給するために電子装置を制御する回路とを扱う多部門の分 野である。電力設備は電力を発生し、送信し且つ配分するための静止電力設備及 び回転電力設備を含んでも良い。電子装置は固体半導体デバイスを含んでも良い 。制御事項は閉ループシステムの定常状態特性及び動的特性を含む、パワーエレ クトロニクス回路は、他の電気的構成!素に対する電源として使用されるべきD C波形、AC波形又は他の波形を発生する回路を含んでも良い。一般に、パワー エレクトロニクス回路は他の回路へ送り出すための電力を処理する。これと比較 して、信号処理のための回路は所望の出力を派生するために信号を処理する。
信号処理用回路の1例は集積回路である。
パワーエレクトロニクスの分野には、電力の制御と変換のために固体エレクトロ ニクスを適用する場合が含まれる。 DC(鷹派)からAC(交流)に電気エネ ルギーを変換するこ七ができる回路をインバータという。そのようなインバータ の多岐にわたる用途は、風力タービン、速度調整可能モータ駆動装置、連続電源 及び可変周波数AC電源を含む。パワーグリッドに電気エネルギーを供給する風 力タービンの場合、次世代の風力動力装置、特に、可変速度動作するように設計 された装置について、効率の良いDC−ACインバータは非常に有用であると期 待される。また、効率の良いAC−DC変換器も非常に有用であろう。多くのD C−ACインバータはAC−DC変換器とは逆に動作することができる。風力タ ービンの発電における基本的な問題事項は変換の効率と信頼性である。風力ター ビンの場合、変換プロセスの効率は電力発生の経済性と収益性に直接の影響を及 ぼす。効率の欠如は風力タービンプロジェクトの収益性をそこなうおそれがある 。効率が非常に低いと、風力タービンプロジェクトを設置、稼動するのが無益な ものとなってしまう。さらに、当該分野で展開する風力タービンについて、信頼 性は重要な関心事である;修理費用は高(、タービンが修理を待つている間の休 止時間は大きな収益の損失を示すと考えられる。
一般的にいえば、従来のDC−ACインバータはいくつかのスイッチングセルを 採用しており、各々のスイッチングセルは、DC電源とACC電力出端端子の間 に接続される1つ又は複数の半導体デバイスを含んでいても良い。スイッチング セルはオン、オフ切換えされて、所望の波形を発生するゎたとえば、60H2な どの所望の出力AC周波数を発生するためには、スイッチングセルを何度も、選 択的にオン、オフすれば良い。特にハイパワーで使用する場合に、セルのスイッ チングに関わる特有の問題は、大きな電圧と電流の過渡である。電圧と電流の過 渡は半導体スイッチングプロセスの間に起こり、背景の血で後にさらに詳細に論 じる浮遊寄生インダクタンスの結果として発生する。一般に、それらの大きな過 渡は雑音を発生させ、付近の低パフ−素子の機能を妨害すると共に、過渡の影響 を受ける電気的構成要素の寿命を縮めるおそれがある。加えて、過渡はインバー タの効率を低下させ、過渡の高電圧ピークに耐えることが可能なより高価な素子 を含むような構成を要求する。後にさらに詳細に説明するように、過渡の影響を 低減するために、スナツバネットワークなどの追加電気回路を使用していた。
従来のDC−ACインバータ回路について説明する。図1を参照すると、従来の DC−ACパワーインパータンステム10は、一般に、DC電力源12と、スイ ッチングマトリクス14とを含む。DC電力源12は、分離された接地点2゜に 関して正の+DC電圧と、負の−DC!圧とを供給する直列接続されたDC11 力源16.18を育していても良い。スイッチングマトリクス14は、各々が1 つの半導体デバイスを含む複数の電流スイッチングセルを含む。種類の異なる数 多くの半導体デバイスを使用して良い。それらには、バイポーラ接合トランジス タ(B J T)か、シリコン制御整流器(SCR)が、ゲートターンオフサイ リスク(GTO)か、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ(IGBT)が、金属 酸化膜シリコン電界効果トランジスタ(MOSFET)かを含む。図示するよう に、スイッチングセルは十〇(l力線路と、−DC電力線路との間に接続してお り、選択的にオン、オフ切換えされて、3相AC電力を発生する。図1に示すよ うに、合わせて6つのスイッチを使用しており、従って、従来通りのパターンで 制御装置I(図示せず)により供給される合わせて6つのトリが信号を使用して 、DC電力を3相、Ac電力に変換する。説明の便宜上、6つのスイッチを3対 に分割することができる。各々の対が3つの位相のうち1つを発生するのである 。同様に、説明の便宜」二、DC電力をスイッチに人力し、それらのスイッチか らAc電力を出力させる。しかしながら、同じ回路を逆に動作させることも容易 に可能であろう。すなわち、Ac電力を大刀といDC電力を出方することもでき るであろう。通常、スイッチは60Hzの周波数のAC(交流)を供給するよう に動作されるのであるが、スイッチは他の周波数のACを供給するように、さら には、AC以外の波形さえも供給するように動作されても良い。
第1の位相、すなわち、位相Aは、対の電流スイッチングセルC3DA、C3D Xを使用して発生される。スイッチC9DAは十〇Cパスと位相入線路との間に 接続し、スイッチC3DXは位相入線路と−DCバスとの間に接続している。
当該技術で知られているように、電流スイッチングセルC3DA、C3Dλに適 切なトリガ信号TA/TTを供給することにより、位相入線路でAC電圧は発生 する。残る2つの位相(すなわち、位相B及び位相C)も同じように独自の電流 スイッチングセル対cSDB/csD■、csDc/csDτと、トリ力信号T B/Tl1r、 TC/TT:とを使用して発生される。
この欅のDC−ACパワーインバータは、相対的に高いDC!圧(たとえば、6 50ボルト)をAC電圧に変換しなければならないハイパワー回路を含めた多数 の用途で使用される。そのようなハイパワーの用途では、ハイパワー電流スイッ チングセルを使用すると共に% +DCバス及び−〇〇ババスびにAc電力線路 として電流容量の大きい電力線路を使用することが要求される。
スイッチマトリクスの物理的な一実施例3oを図2に示す。図示する通り、各々 の電流スイッチングセルは1対のトランジスタモジュールを含む、たとえば、電 流スイッチングセルC3DAはトランジスタモジエールQ/Aと、トランジスタ モジ、−ルQ3Aとを含む、iI流ススイツチングセル、図1の概略図に従って 、+DC線路及び−DCI回路についてはDCバスパー32.34を介して相互 に接続され、ACの位相A9位相B及び位相Cの接続についてはACバー36, 38.4(l介して相互に接続される* sxt<−32+ 34+ 3EL  31L 40は、使用する電流レベルに十分に対応する導電率と物理的サイズを 有していなければならない。
トランジスタモジュールは重版されており、この単純なバスバー相互接続方式に 合わせて設計されている。この方式の魅力は経済的であると共に、実用的である 。数個の単純な金属バーと、利用可能なモジュラ−素子とから、図1のインバー タを含めた多様な回路形状を**することができる。全て、相対的にスイッチン グ速度が低いBJT、SCR及びGTOに伴って、このバスバー相互接続方式を 良好に適用できた。しかしながら、この単純で、経済的な方式をMOSFETや I GBTなどのよりスイッチング速度の高いデバイスと共に試行した場合、特 に、大きな電流をスイッチングしている場合には、問題が起こる。より高速のデ バイスでは、300A/μsec〜200OA/μsec程度の高速の電流変化 が現れる。後にさらに詳細に説明するように、高速の電流変化(すなわち、高い di/dt)はバスバーの相対的に高い特性インダクタンス(L)と相互に作用 して、過剰に高電圧の過渡を引き起こす(V=Ldi/dt)。高電圧過渡は電 流スイッチングセルのブロッキング電圧能力にストレスを加える。それらの過渡 電圧に耐えるために、電流スイッチングセルはより高電圧のトランジスタを含ん でいなければならないが、そのようなトランジスタはより高価である。さらに、 電圧過渡は信頼性を低下させ且つインバータの線動率を減少させる。以下にさら に詳細に説明する。図2に示すバスバー相互接続方式に関わる問題は、バスバー 構造が局所低レベルトリガe制御エレクトロニクスを妨害する可能性のある電磁 放射(雑音)の発生源として作用するということである。
図2のバスバー構造の高い特性インピーダンスはDCバス回路と、3相分岐経路 の双方に重大な寄生インダクタンスを導入する。図3は、それらの寄生のインダ クタンスを示す、DC−ACインバータの概略図である。いずれがの電流スイッ チングセルがオフすると、その電流を搬送しているインダクタンスにまたがって 、インダクタンスの値に比例し且つデバイス中における電流の変化の速度に比例 する電圧が発生する(V =Ld i/d t) 、この過渡が制御されなけれ ば、デバイスの故障が起こるおそれがある。当該技術で知られているように、ス イッチング過渡をfilllするために「スナツパ」ネットワークを使用するこ とができる。
スナツパネットワークは、通常、マトリクス14中の1対のスイッチングセルの 中で相互接続されているいくつかの受動素子を含む0図4を参照すると、図4は 、+DCパスに接続する上部スイッチングセルcsouと、−DCバスに接続す る下部スイッチングセルC3DLとを有する対のスイッチングセルを示す、スイ ッチC3DU、C3DLの間には、位相線路が設けられている。放電抑制スナツ パネットワークSNは、図示するように十〇Cパスと、−DCバスと、位相出力 端子との間に接続しているダイオードD1.D2と、2つのコンデンサc1゜C 2と、2つの抵抗器R1,R2とを含む、直列に接続するコンデンサCIとダイ オードD1は、上部電流スイッチングセルC9DUに並列に接続している。同様 に直列に接続するコンデンサc2とダイオードD2の対は、下部電流スイッチン グセルC3DLに並列に接続している。抵抗器R1はダイオードDIのアノード に接続して、コンデンサc1を−DCバスに接続している。もう1つの抵抗器R 2は第2のダイオードD2のカソードに接続して、コンデンサc2を+DCバス に接続している。
スナツパネットワークSNは次のように動作する。電流スイッチングセルの一方 がオフした後、バス寄生インダクタンスに蓄積されているエネルギーは各々のス ナツバコンデンサへ移行し、その結果、コンデンサ電圧は制御下で増加してゆく 。コンデンサの電荷は各々のスナツパ抵抗器によって消散されるので、最終的に は、コンデンサの両端のバス電圧は低下する。消散したエネルギーは熱という形 態をとって放出され、インバータの効率を明らかに低下させる。この効率低下は 、バスの寄生インダクタンス及び特性インピーダンスに戻して追跡できる。
スナツパネットワークに関わる付加的な問題は、追加の素子にかかるコストと、 回路により課されるスペースの条件である。スナツパネットワークに電圧過渡を 効率良く減少させるためには、スナツパネットワークと、保護下にある電流スイ ッチングセルとの間の寄生インダクタンスを最小にするように、ネットワークを 電流スイッチングセルに物理的にできる限り近接させて配置すべきである。
図2に示すバスバー構造に関わるもう1つの問題は、バスバーがバーの相対的に 高い特性インピーダンスによる特性である電磁放出の放射源としても作用するこ とによって起こる。動作中、電流スイッチングセルは頻繁にターンオン、オフし 、それらは高速の電流変化(高いd i/d t)を発生させる。その高速の電 流変化はバスバーから磁界を放射させる。磁界はバスバー構造の付近に位置する 感度の高い低レベルエレクトロニクスを妨害するおそれがある。この問題は、M OSFETやIGBTを使用するときに特に深刻になるが、それは、それらのデ バイスが電流を高い変化速度で急速にスイッチングし、且つ感度の高いトリが回 路を物理的にできる限り近接させて配置することを要求するからである。妨害磁 界はスイッチングセルのトリガミスを招き、インバータの動作を予測不可能にし てしまう。
以上のことから認識される通り、大きな電流をスイッチングするセルを結果とし て発生する特性インピーダンスを最小にするように相互持続する手段を設けるこ とが望ましいであろう。低インピーダンス、ハイパワーバスは電圧過渡を減少さ せ、コストを低減し、効率を向上させ且つ低レベルスイッチングエレクトロニク スとの電磁互換性を与える。
発明の概要 本発明によるパワーバスは、過渡信号の影響を減少させた上で/Nイバワー電気 エネルギーを導通する特性インピーダンスの低い伝送線路を形成する。特定すれ ば、パワーバスは高い分布キャパシタンスと、低い分布インダクタンスとを有し )パワーエレクトロニクスに適用するのに有用である。パワーバスは、電流によ って誘起される磁界をほぼ導体の間に閉じ込める構造を有する。導体は、その中 の電流の流れが2つ又は3つ以上の導体の間でほぼ平衡状態となるように構成さ れている。「平衡状態の電流」は、等量で逆方向の電流として定義されている。
本発明は、定電圧源と、バスに沿った様々な場所に配置される複数のスイッチン グセルとの間の高電力供給バスに適用できる。さらに、本発明に従ったパワーバ スは、電源バスをスイッチングセルに結合する分岐バスとしても使用される。
特定すれば、定電圧源からのDCを3相ACに変換するDC−ACインバータに おいては、分岐バスは電源バスの一方の極性をスイッチングセルと結合する1つ の導体と、3本の位相線路の中の1つの一部である別の導体という2つの導体を 育する。分岐バスにおける過渡の影響を減少させて、高いスイッチング速度でス イッチングセルをスイッチングすることができる。スイッチングセルは、1回の ACサイクルの間に何度もオン、オフして良い。
本発明に従って構成されたハイパワーバスは、通過する電流の流れがほぼ平衡状 態(等量で逆方向)となるように配置された2つの導電バーを有する伝送線路N 4造を含む。特定すれば、各々のV#導電バー並列する関係で配置されており、 磁界がほぼバーの間に閉じ込められるように、電流はバーを逆方向に流れる。パ ワーバスは高い電力を伝送するように設計されている。特定すれば、数百アンペ アから、さらには数千アンペアにものぼる範囲の大きな電流と、数百ボルトの範 囲の大きな電位とを導通するように設計されている。パワーバスは、伝送線路の 導電バーの間に配置された誘電体を含む。各々のバーは2つの平行で平坦な面を 有していても良く、横断面でいえば、各々のバーはできる限り幅広く且つ薄い一 方で、大きな電流を導通するのに十分な横断面面積を有しているべきである。設 置したとき、バーはその平坦な面を向がい合わせ且つ間に誘電体層を挟んで、で きる限り近接して位置しているのが好ましい。
説明する実施例では、パワーバスを定インピーダンス、ハイパワー分岐バスとし て利用すると共に、電圧過渡を減少させる低雑音、ハイパワー分岐バスとしても 利用する。DC電源バスは定電圧源と、その電圧源から複数の興なる場所に配置 される複数の分岐バスとの間で大きな電流を導通する。各々の分岐バスは、バス を電気セルと接続するコネクタバーと、電気セルのAC側にあるACバーとを含 む、各々の電気セルは、IGBTまたはMOSFETなどの半導体を含むスイッ チングセルから構成されていても良い。
各スイッチングセルのAC側では、ACバーはスイッチングセルがらAC線路へ 電流を導通する。各々の分岐バスの中では、コネクタバーとACバーは互いに近 接して、対向し、はぼ並列する関係で配置されており、さらに、それらのバーは 各々の電流が逆行する関係で流れるように配置されている。2つのバーの間には 誘電体が配置されている。
好ましい一実施例では、各々のACバーは、電源バスに沿うて延出する延長バー に接続している。この構成においては、延長バーは電源バスのDCパスバーと近 接して、且つそれらとほぼ並列に配置されているので、主バスはAC延長バーと 、DC1源バスとの組合わせから形成されることになる。AC延長バーは、DC 電源パスに関して、DC電源パスとAC延長バーにおける逆行する電流のベクト ル和が合わせてほぼ零になるように位置している。このように、磁界放射を減少 させるために磁界をほぼバーの間の領域に閉じ込める一方で、電圧過渡を終始減 少させる低雑音、低インピーダンス構成が提供されるのである。
本発明によるパワーバスは、DC−ACインバータのように、DC電気エネルギ ーを高速でスイッチングするスイッチング増幅器において特に有用である。たと えば、3相、60H2の電力を発生するために、各々が3つの位相の中の1つに 対応する3つのAC位相バスを設ける。増幅器のスイッチは、従来の制御装置の 制御を受けて、1回の60Hzサイクルの間に何度もターンオン、オフしても良 い。
本発明は、DC−ACインバータより広い範囲で適用される。そのような電力ス イッチング増幅器では、スイッチは、通常、特定の周波数でAC(交流)を供給 するように動作される。しかしながら、スイッチは他の周波数でACを供給する ように、さらには、周期的であれ、非周期的であれ、AC以外の波形さえも供給 するように動作されても良い。従って、本発明に従って構成したパワーパスを多 種多様なスイッチング増幅器で使用しても良い。さらに、単にAC側にACi力 を供給するだけで、DC−ACインバータは逆に(AC−DC変換器として)動 作することができる。言いかえれば、AC’1力を人力とし、且つDC電力を出 力とすることが可能であろう。また、インバータをDC−DC変換器として動作 させても良い、すなわち、1つのDC電圧を別のDC1!圧に変換する回路とし て動作させても良い。
AC分岐バスと、DC電源バスとは過渡電圧を減少させ、それにより、信頼性を 向上させると共に、より低コストのスイッチング素子の使用を可能にする。さら に、パワーパスが蓄積している磁気エネルギーは少なくなるので、相当に小型で 、価格も安いスナツパネットワークを使用することができる。場合によっては、 パワーパスがスナツパネットワークの必要性を完全に排除することもあるだろう 。加えて、パワーパスは電磁放射を減少させると共に、本発明の措置を講じなけ れば隣接する電気的構成要素を妨害するおそれのある磁界と電界の強さを低減し 、それにより、低電圧制御回路を妨害なく動作させることができる。
図面の簡単な説明 図を通して、共通する素子は共通する図中符号によって識別される。
図1は、従来のDC−ACバフ−インバータの概略図である。
図2は、従来のDC−ACパワーインバータにおける従来のパワーバス構造の斜 視図である。
図3は、伝送線路の寄生インダクタンスを示す、従来のDC−ACパワーインバ ータの概略図である。
図4は、従来の「スナツパ」ネットワークの概略図である。
図5は、本発明の好ましい実施例におけるDC−ACインバータの概略図である 。
図6は、低雑音パワーバス構造の好ましい一実施例の斜視図である。
図7は、図6の低雑音パワーバス構造の一部の平面図である。
rgJ8は、図7の線8−8に沿った横断面図である。
図9は、図8の線9−9に沿った横断面図である。
図10は、図6の低雑音バフ−バスの中のDCパワーバスバーの斜視図である図 11は、図6の低雑音パワーバスの中のACパワーバスバーの斜視図である図1 2は、本発明に従った低雑音パワーバス構造の別の好ましい実施例の斜視図であ る。
図13は、図12の低雑音パワーパス構造の一部の平面図である。
図+4は、図13の線14−14に沿った横断面図である。
1115は、図12の低雑音パワーバスによる、DCパワーバスバー及びバスコ ネクタバーの一実施例の斜視図である。
図16は、rIIJ+2の低雑音パワーバスによる、ACパワーバスバーの斜視 図である。
図17は、内部の電流の流れを示す、図12の実施例のパワーバス構造の線図で ある。
図18は、図12の実施例における平衡状聾の電流の流れを示す表である。
好ましい実施例の詳細な説明 本発明に従って低雑音電源バスは、1991年2月1日にRoD、RIchar dson及びW、 L、 Erd■anにより出願され且つ本出願と同一の譲渡 人に譲渡されている5srial No、07/649,567を有する名称r VARIABLE 5PEEDWIND TURBTNEJによる同時係属特許 出願の中に記載されているシステムのDC−ACパワーインバータにおいて使用 できる。
本発明の好ましい実施例は3相インバータで使用される。説明を明確にするため 、インバータ回路はDC−ACインバータとして動作されるものと仮定する。
しかしながら、AC側にAC電力を供給するだけで、DC−ACインバータは逆 の動作を実行できる(AC−DC変換器として動作できる)ことを理解すべきで ある。言いかえれば、AC電力を入力とじ、Dc電力を出方とすることが可能で あろう。また、ここで説明するインバータはDC−DC変換として動作できる回 路、すなわち、1つのDC電圧を別のDC!圧に変換する回路を含む。さらに、 回路では、ACに加えて、いくつかの周期的波形又は非周期的波形のいずれかを 発生することができる。
好ましい実施例の概略図を図5に示す。従来通りの電源5oは、間に独立した接 地点56を挟んで直列に接続する第1のDC電圧源52と、第2のDC電圧源5 4とを含む。線路58における電力供給は十〇Cであり、線路6oにおける電力 供給は−DCである。それらの十〇C,−DCの供給電力は、複数の電流スイッ チングセル64.66を含むDC−ACインバータ62に供給される。+DC電 流スイッチングセル64は、各々、並列構成で接続された1対のトランジスタQ 1.Q3を含み、また、−DC電流スイッチングセル66は、各々、並列構成で 接続された1対のトランジスタQ2.Q4を含む。電流スイッチングセル64. 66は、従来通りの制御装置により供給される制御入カフ0.72によりそれぞ れMalされる。たとえば、スイッチングセル64.86がMOSFET又は■ GBTを含む場合、従来の電圧源ゲート駆動回路を使用する。*11人カフo、 72の経路の中の相対的に低電圧の回路は、電磁雑音又は磁界により大きく影響 を受けるであろう。しかしながら、接続線路の長さをできる限り短く保持するた めには、各制御2I装置はそれぞれ対応する1対のトランジスタに近接して配置 していることが重要である。短い接続線路はインダクタンスを減少させ、それに より、スイッチング時間を短縮する。制御vtllは高いスイッチング速度で動 作し且っ3相PWM制御信号を供給するように設計されており、そのため、スイ ッチ64゜66は1回の60Hzサイクルの間に何度もオン、オフ切換えするこ とが要求される。
電流スイッチングセル64,6Bは対ごとに動作する。特定していえば、+Dc ii流スイッデスイツチングセル84A電流スイッチングセル66Aと対を成し て、位相All路74を形成し、+DC電流スイッチングセル84Bは−DC電 流スイッチングセル8BBと対を成して、位相B線路76を形成し、また、+D c電流スイッチングセル84Cは−Dc電流スイッチングセル66Cと対を成し て、位相C線路78を形成する。3相インバータの動作中の任意の時点で、電流 スイッチング64.68のいずれか一方がオンしている。たとえば、任意の時点 tで、64Aと66Aの双方ではなく、64A又は66Aのいずれががオンして いるのである。線路70.72の制御信号は従来通りに制御されて、位相線路7 4.76.78に所望の波形を供給する。典型的には、線路70.72の1II Il信号は60Hzの周波数で3相AC電力を発生するように動作される。しか し、別の周波数でAC(交流)を発生するが、又はAC以外の波形さえも発生す るように、制御信号がスイッチ64.66を動作させることも可能である。
本発明は、図5のDC−ACインバータに適用した場合に低い特性インピーダン スと低雑音特性を育する電力バスアセンブリを提供する。一般的な伝送線の特性 インピーダンス(Zo)は次の公式により定義される。
このように、分布特性インピーダンス(Zo)は分布インダクタンス(L)の平 方根に比例し且つ分布キャパシタンス(C)の平方根に反比例することがわかる 、言いかえれば、インダクタンスを減少させるが又はキャパシタンスを増加させ ることにより、インピーダンスを低減できる。
好ましい実施例の電力バスアセンブリでは、誘電体を間に挟んで少なくとも2つ の導電性バーを並列関係で配置させることを含めた並列バスバー構造を採用した 結果、分布キャパシタンスは高く且つ分布インダクタンスは低くなっている。
一方のバーにおける電流の流れの方向は他方のバーを流れる電流の方向とは逆な ので、磁界はそれら2つの導体の間に閉じ込められる。
図5及び図6を参照すると、DC−AC3相インバータは少なくとも2つの位置 に並列のパーパスを含む。すなわち、低雑音電源バス+00はAC分岐バス10 1A、l0IB、l0ICを介して全ての電流スイッチングセル84.6Bに電 流を供給する。各々のAC分岐バス1o1は各々対応する1対の電流スイッチン グセル64.66にまたがって延出して、各々の電流スイッチングセル64゜6 6に電流を供給すると共に、各々の位相線路74.76.78を形成する。電源 バス100と、分岐バス!01とにお〜1ては、対向する、近接した導体を通る 電流の流れはほぼ平衡状態(逆方向で等i1)となっている。
電源バス100は電源50に接続している。特定すれば、+Dcバスパー102 は電源50の正DC側から電流を導通し、−DCバスパー104は電源5oの負 DC側へ電流を導通する。+DCバスパー102は2つの平行で平坦な面を有し 、−DC/(X/<−104も同様である。DCAxバー102.104i!、 (−tLらの平行な面が対向しているように、互いに関して並列の関係で配置さ れている。電源バス+00は何百アンペアもの大きなWX流を導通すると共に、 何百ポルトもの高電圧に耐えるべきものである。好ましい実施例の電源バス10 0は850ボルトのピーク電圧と、300アンペアのピーク電流に合わせて設計 されており、従ッテ、バy、t<−102,104は2.0”xl/16”の横 断面寸法を有する。好ましい実施例のバスバー102.104は実質的には銅か ら製造されている。しかし、本発明に従って、アルミニウムなどの十分な導電性 を有する他の製造材料を使用できること、並びにバスパーが大きな電流を十分に 搬送しうる大きさ、形状及び材料を育している限り、バスパーは別の寸法であっ ても良いことを理解すべきである。
位相A分岐バスl0IAは位相Aに関わるACを導通するACバー106を含み :位相8仔岐バスl0IBは位相Bに関わるACを導通するACバー108を含 み:位相0曾岐バスl0ICは位相Cに関わるACを導通するACバー110を 含む。
位相A分岐バスl0IAは、十〇Cバスパー102との接続点からトランジスタ QIA及びQ3Aのコレクタに正DC(+DC)を結合するバスコネクタバー1 12と、−DCバスパー104との接続点からトランジスタ。2人及び。4Aの エミッタに負DC(−DC)を結合するバスコネクタバー118とをさらに含む 。同様に、位相B分岐バス101Bは、+Dcバスパー102との接続点がらト ランジスタQIB及びQ3Bのコレクタに正DC(+DC)を結合するバスコネ クタバー114と、−DCバスパー104とのW!続点からトランジスタ。2B 及び04Bのエミッタに負DC(−DC)を結合するバスコネクタバー120と を含む。さらに、位相C分岐バスl0Icは、+Dcバスパー102との接続点 からトランジスタQIC及び03Cのコレクタに正DC(+DC)を結合するバ スコネクタバー116と、−DCバスパー104との接続点からトランジスタ。
2C及びQ4Cのエミッタに負DC(−DC)を結合するバスコネクタバー12 2とを含む。ハスコネクyt<−112,114,118,118+ 120. 122については以下にさらに詳細に説明する。
DCt<x−xネタ9t<−112,114,116,118,120,122 と、ACバー106.108.110とは数百アンペアの大きな電流を導通する と共に、数百ボルトの高電圧に耐えるべきものである。好ましい実施例では、そ れらは850ポルトのピーク電圧及び300アンペアのピーク電流に合わせて設 計されており、従ッテ、バー106,108,110,112,114,116 ,118.120.122は2.0#XI/16”のell断面寸法を育する。
好ましい実施例に関して特定の寸法を挙げたが、他の用途においては別の寸法が 適切になる場合もあることを理解すべきである。バスパー102.104,10 6.108,110及びハスコネク9バー112.114,116,118゜1 20.122の厚さ9幅などの寸法は、DC−ACインバータを収納する構造の 物理的制限の中で期待される電流について所望の導電率を示しつつ、並列パーパ スの特性インピーダンス(ZO)を最小にするように選択される。バーの間に誘 電体を挟んだ並列パーパス構造の特性インピーダンス(Zo)は、はぼ、次の公 式により与えられる: 式中、bはバーの間の誘電体の太さであり、ωはバーの横断面の幅であり、ε。
はバーの間の誘電体材料の誘電率である。従って、物理的制約とコスト面での制 約の中で、誘電体の幅をできる限り小さく選択し且つバーの幅をできる限り大き く選択することにより、インピーダンスは最小になることがわかる。
好ましい実施例においては、それらのバーは実質的に銅から製造されているが、 アルミニウムなどの十分な導電性をもつ他の製造材料も本発明に従って使用でき ることを理解すべきである。
DCバスコネクタバー112,118と、ACバー108とは、それぞれ対向す る関係で互いに面する平坦な面を有する。それらの平坦な面は互いにほぼ平行で ある。ACバス106の平面図である図7と、AC分岐バスl0IAの横断面を 示す図9と、ACバスパー106の斜視図である図11とを参照する。特定して いえば、ACバスパー106の平坦な面123は一〇Cバスコネクタ118に設 けられた平坦な面+25と対向している。また、ACバスパー106の平坦な面 127は十〇Cバスコネクタ+12の平坦な面129に対向するように設けられ ている。同様に、DCバスコネクタ114,120と、ACバー108とは、そ れぞれ対向する関係で互いに対面する平坦な面を有し、また、DCバスコネクタ バー116,122と、ACバー110とは、それぞれ対向する関係で互いに対 面する平坦な面を有する。
十〇Cバスコネクタバー112,114.116は、トランジスタQIA、Q3 A、QIB、Q3B、QIC,03Cのコレクタに(たとえば、ボルト留め又は ねし留めにより)結合されるフランジ!24を各々有する。同様に、−DCバス コネクタバー118,120は、トランジスタQ2A、Q4A、Q2B、Q4B 、Q2C及びQ4Cのエミッタに結合されるフランジ12Bを各々有する。さら に、ACバー106.108,110は、トランジスタQIA、Q3A、QIB 、Q3B、QIC及びQ3Cのエミッタと、トランジスタQ2A、Q4A、Q2 B、Q4B、Q2C及びQ4Cのコレクタとに結合されるフランジ128を有す る。
DCバスパー102.104の間に誘電体層130が挿入されている。 +DC バスコネクタバー112.114.116と、ACバー108,110との間に も、同様の誘電体層132,134.136が挿入されている。−〇Cバスコネ クタバー118,120,122と、ACバー108.118.110との間に も、同様の誘電体層138,140.142がさらに挿入されている。
図7を参照すると、誘電体の層及びDCバスコネクタバーと共に、DCバーとA Cバーとの相対的位置どりをさらに良く理解することができる0図7の図は、位 相Aの素子に関わる上述の素子の挿入を示す。十〇Cバスパー102と一〇Cバ スパー104は、間に挿入されている誘電体130と共に、上部の位相Aトラン ジスタQIA及びQ3Aと、下部の位相AトランジスタQ2A及びQ4Aとの間 に延出している(図6)。+DCバスコネクタ112は十〇Cバスパー102を トランジスタQIA及びQ3Aのコレクタに結合している。−DCバスコネクタ バー118は−DCバスパー104をトランジスタQ2A、Q4Aのエミッタに 結合している。バスコネクタバー112.118と、それぞれ対応するバスパー 102,104との結合は、ろう付け、はんだ付け、点溶接などの当該技術で知 られているいくつかの手段の中のいずれかにより、好ましくはバスコネクタバー 112.118と、それぞれ対応するバスパー102.104との一体構成によ り実行できる。バスパー及びバスコネクタバーのアセンブリの1例を図10に示 し、そのアセンブリの一体構成の1例を図15に示す。
ACバー106はトランジスタQIA、Q3AのエミッタをトランジスタQ2A 、Q4Aのコレクタに結合する。ACバー106は2つの誘電体層132,13 8によりDCバスコネクタバー112,118から分離し且つ絶縁されている図 8を参照すると、図7の線8−8に沿ったバス構造の横断面図が示されてぃる、 この図では、電源バス100とトランジスタQ1^、Q2A、Q3A、Q4^と の立面での関係をさらに良く理解することができる。
図10を参照すると、側方バスコネクタバー118,120.122を含めた一 DCバスパー104の斜視図が示されている9図6及び以上の説明に従えば、+ DCバスパー102も同様の設計であることを理解すべきである。(−DCバス バーとバスコネクタバーの一体構成を図15に示す。)図11を参照すると、( 位相Aに関わる)ACバー10F3の斜視図が示されている0図6及び以上の説 明に従えば、その他のACバー108.110も同様の設計であることを理解す べきである。
バス100,101の中のバーの間に挿入される誘電体層130,132,13 4.136,138,140.142は、約10の比誘電率(εN=10)を有 し、一般にはrG−10Jと呼ばれているガラス繊維とエポキシの混合物から各 々実質的に製造されているのが好ましい。ただし、マイラ、セラミック又はコス ト面で許されるならば、チタン酸バリウム(ε、=10,000)などの他の誘 電体を使用することも可能である。使用する88体は、たとえば、少なくともl Oに等しい高い比誘電率、又は、誘電率を有しているのが好ましい、誘電体の厚 さは材料の制約の中で低い特性インピーダンスを示すように選択され、きわめて 薄(ても良い。好ましい実施例では、誘電体の厚さは約0.03〜0.06イン チであり、その長さと幅はM電体を間に挟んでいるバーの対応する長さと幅とほ ぼ同様である。誘電体の幅は少なくとも隣接するバーの幅と同じ幅となるように 選択されるのが好ましく、また、十分な電圧沿面距離を成すように隣接するバー の縁部を越えて延出しているのが好ましい。
本発明の別の好ましい実施例を示す図12を参照する。図12の実施例は図6〜 図11に示した実施例に類似する特徴を含む。それらの特徴は100から200 までの範囲の数字によって同様に番号付けされており、それらの特徴のさらに詳 細な説明については、それらの図に付随する説明を参照のこと。ただし、図12 の実施例は付加的な特徴を含む。
低雑音主バス200は電源バス100と、ACバー208.208.210ごと の延長バーとを含む。特定していえば、位相Aについては、ACii長バー20 7はACバー208の底部に接続している。AC延長バー207は、主バス20 0に沿って延出し且つそれと平行である平坦な部分205(図16)を含む、特 定していえば、平坦な部分205は、電源バス100に関わるバスバー102゜ 104にある同様の平坦な部分と対向する関係で位置している。延長バー207 はACバー206との接続点から、電源50から離れる方向に延出している。同 様に、位相Bについては、AC延長バー209はACバー208の底部に接続し ており、AC延長バー209は、電源バス+00に沿って延出し且つそれと平行 である平坦な部分を育し、また、位相Cについては、AC延長パー211はAC バー210の底部に接続しており、AC延長バー211は、電源バス100に沿 って延長し且つそれと平行である平坦な部分を有する。延長バー209,211 はそれぞれ対応するAC/(−208,210との接続点から、電源50から離 れる方向に延出している。
このように、複数の並列のバー、すなわち、+DCバスパー102と、−DCバ スパー104と、3つのACバー207,209,211とを含む主バス200 が設けられている。バーは誘電体層により互いに分離されている。すなわち、D Cバスパー102,104はPAW1体130により分離され、バスパー104 は誘電体層2+3により位相A延長バー207から分離され、位相AM長バー2 07は誘電体層215により位相B延長バー209から分離され、位相BM長パ ー209は誘電体層217により位相C延長バー211から分離されて〜葛る。
主バス200の全てのバーは近接して位置しているのが好ましく;従って、誘電 体層130.213,215.217はバーを互いに近接させるために薄くある べきである。図12には、右から左へ順に−DCバスパー104と、十〇Cバス パー102と、延長バー207と、延長バー209と、延長バー211とを含む 好ましい構成を有する主バス200を示す。他の構成も許容される。すなわち、 主バス200のバー102,104,207,209,211は都合の良0任意 の順序で構成されれば良い。たとえば、延長バー217を−DCバスパー104 の次に配置することが可能であろう。
図14を参照すると、図13の線14−14に沿った横断面図を示す、この図で は、電源バス200と、トランジスタQIA、Q2A、Q3A、Q4Aとの立面 での関係をさらに良く理解することができる。
図15を参照すると、−DCバスパー104と、側方のバスコネクタバー118 .120.122との一体構成の一実施例の斜視図が示されている0図15に示 スような−DCバスパー104は単一の型から構成されるので一体であり、−〇 Cバスパー104と、バスパー118,120,122との接続面は一〇Cバス パー104の側面からは延出していな〜1゜図12及び以上の説明に従えば、+ DCバスパー102を類似の設計にできることを理解すべきである。
図16を参照すると、(位相Aに関わる)ACバー206及びAC延長バー20 7の斜視図が示されて〜する。図12及び以上の説明に従えば、その他のACバ ー208.210が類似の設計であることを理解すべきである。
図12の電源バスの実施例を通る電流の流れの概略図である図17を参照する。
特定していえば、全てのバスバーと、電源50と、+DCスイッチ84A、64 B、84Cと、−DCスイッチ68A、88B、66Cとが示されている。図1 7は、以下の説明の中に含まれる図18(表1)と共に、様々な電源バスを通る 電流の流れが動作中のどの時点でも平衡状fi(等量且つ逆方向)に置かれるこ とを示すために使用される。図18(表りはスイッチ64.66のオンeオフ可 能性の結果を示し、バスバーにおける電流の流れはそれらの可能性のいずれの下 でもほぼ平衡状態にあり、従って、磁界はバスバーの間の領域にほぼ閉じ込めら れることを表わしている。
図17では、代表として示した横断面を通る電流の流れを示すために、電源バス バー102,104は複数のセフシーンに分別されている。特定していえば、+ DCバスパー102は、電源50を位相Aバスコネクタパー112と接続する第 1のセクシdン300と、位相Aバスコネクタバー112を位相Bバスコネクタ バー114と接続する第2のセフシーン302と、位相Bバスコネクタバー11 4を位相Cバスコネクタバー116と接続する第3のセフシーン304とに分割 されている。同様に、代表として示した横断面を通る電流の流れを示すために、 電源バスバー104も複数のセクシWンに分割されている。特定していえば、− DCバスバーは、電源50を位相Aバスコネクタバー118と接続する第1のセ フシーン308と、位相Aバスコネクタバー118を位相Bバスコネクタバー1 20と接続する第2のセフシーン302と、位相Bバスコネクタバー120を位 相Cバスコネクタバー122と接続する第3のセクシ膠ン304とに分割されて いる。
電流の流れを表わすために、ACバー208,208,210は複数のセフシー ンに分割されている。特定していえば、位相Aバー206は2つのセフシーン、 すなわち、十DCスイッチ64Aと延長バー207との間の上部セフシロン31 2と、−DCスイッチ88Aと延長バー207との間の下部セフシーンとに分割 されている。同様に、位相Bパー208も2つのセフシーン、すなわち、+DC スイッチ64Bと延長バー209七の間の上部セフシーン314と、−DCスイ ッチ66Bと延長バー209との間の下部セフシーン315とに分割されている 。また、同様に、位相Cバー210も2つのセクシ質ン、すなわち、+DCスイ ッf64Cと延Hgバー211との間の上部セフシーン316と、−DCxイッ チ88Cと延長バー211との間の下部セフシーン317とに分割されている。
図17に点線320,322,324.326により示す主バス横断面で、主バ ス200に沿った電流の流れを観察することができる。それら全ての横断面にお いて、電流の流れはほぼ平衡状態(等量で逆方向)にあることがわかる、さらに 、バス横断ii′1328,330,332,334,336.338では、A Cバスl0IA、l0IB、l0Icに沿った電流の流れを観察することができ る。
ACバスl0IA、l0IB、l0ICに沿った電流の流れもほぼ平衡状態にあ ることがわかる。
まず、バス1oIA、l0IB、l0ICにおける電流の流れを見てみると、ス イッチ64.66はいずれも電流源又は電流シンクをもたないことに注意すべき である。従って、各々のスイッチ64.66への入力電流11゜は各々のスイッ チ84.86を出る出力電流i、utと等しい。たとえば、点線328により示 される横断面では、位相Aスイッチ64Aに入る電流f I、、はバスコネクタ バー112に沿ってスイッチ64Aに向かう方向に供給され、それと等しい電N  i l1vlは位相Aバーの上部セフシーン312に沿ってスイッチ84Aか ら離れる方向に供給される。位相Aバーの上部セクンWン312はバスコネクタ バー112に近接して、それと並列に位置しており、従って、電流f+e及びl  musは平衡状聾にある(等量で逆方向)、同様の解析を横断線330,33 2,334.338,338に沿った電流に適用でき、そこで、それらの電流は それぞれ平衡状態にある。特定すれば、位相Bバーの上部セクタ1ン314とバ スコネクタバー116とにお(1で電流は平衡状態にあり、位相Cバーの上部セ フシーン316とバスコネクタバー116とにおいて電流は平衡状態にあり、位 相Aパーの下部セフシロン313とバスコネクタバー118とにおいて電流は平 衡状態にあり、位相Bバーの下部セクシ1ン315とバスコネクタバー120と において電流は平衡状態にあり、また、位相Cバーの下部セフシーン317とバ スコネクタバー122において電流は平衡状態にある。慎重な観察者であれば、 ACバーのセクシ1ン312.313,314,315.316.317はその 長さの大部分を通して各々対応するバスコネクタバー112,118,114, 120.118.122と並列であることがわかるであろう;しかしながら、主 バス200で、それらが重なり合わないごく小さな部分が存在している。慎重な 設計と、主バス200の幅を縮小することにより、その!i複しない部分を最小 に保持することができる次に、主バス200に沿った電流の流れを見てみると、 図17の右側から、3相電力は位相A1位相B及び位相Cの延長バー207.2 09.211に直接に接続する。3相電力の場合、 L+ L+1e=0 であることがわかっている。式中、1mは位相A延長バー207の電流であり、 i5は位相B延長バー209の電流であり、ieは位相C延長211の電流であ って、il、i、及びjeは正、負又は零のどのような値をとっても良い。すな わち、図18(表1)の一番下の線上に示すように、点11326により示す横 断面に沿って、電流の和は常に零になる。図17の線図の中の主バス200にあ る矢印は全て左から右に向かう方向を指示するものとして示されているが、電流 が実際に流れる方向はどちらの方向であっても良(、あるいは、電流は零であっ ても良い。上記の式においては、電流の流れの方向を電流の符号、すなわち、正 又は負として考慮に入れている。
次に、主バス200に沿った電流の流れを見てみると、図17の左側から、電源 50はバスの第1の部分300,306に直接に接続する。第1の点線320は 第1のバス部分300,306と、電源50を過ぎたばかりのところで交差して おり、従って、各々のバス部分300,308を通る電流の流れは平衡状態にな る(等量で逆方向)、電源50からバス102の第1の部分300に沿ってゆく 電流の流れがi、。。であれば、バス104の第1の部分306に沿うた電流の 流れはi−0゜であり、基本原理に基づいて、i+oe=1−0゜となる。
DC−ACインバータでは、電流スイッチングセル(スイッチ)64.68は相 の対を成して動作する。そのとき、L方がrオン」であれば、他方はrオフ」で ある、1例を挙げると、+DCスイッチ84Aがオフであれば、その相手方であ る一〇Cスイッチ86Aはオンである。逆に、スイッチ84Aがオンであれば、 その相手方であるスイッチ68Aはオフである。
先に述べた通り、ベクトルの観点からいえば、正味電流は主バスバー200の横 断面320,322.324と、主バス100の端部を越えて延出する3本の位 相線路を含めた横断面326とにおいて零である0図17及び図18(表1)を 使用して、電流の流れの詳細な解析を行うことができる。その解析には、8つの 選択肢を考慮することが必要である。それらの選択肢の初めの6つにつ111で は、電流を主バス200のバー102.104,207,209.211の閏で どのように分割するかという方式にかかわらず、総十〇C電流(図17の左から 右へ)は全ての電流横断ii+320,322.324でt *ocであり、総 −DC電流(図17の右から左へ)は常にr−beであるということがいえる0 図18(表1)でとっている方式は別の方式であって、そこでは、全ての横断面 電流をra+i、及びieによって表わしている。この方式を使用すると、電流 横断面320.322,324.326は全てその中を流れるia+L+icを 含んでおり、それは零に等しくなければならず、そのため、それらの横断面は平 衡状態の電流流れを育することがわかる。8つの選択肢は図18(表1)に提示 されており、この表は、図18(表1)の最上位置の記入項に挙げたスイッチ6 4A、64B、64C,66A、66B、66Cの組合わせによって示した各々 のバスバーを流れる電流を示している。
たとえば、図18(表1)の選択肢■においては、十OCAスイッチ64Aはオ ンであり、他方の+DCスイッチ64B、64Cはオフであり、その場合、+D CDC電流は電源50から第1の十〇Cバスバーセクシ菅ン300を経て、バス コネクタバー112を通って上がうて位相Aスイッチ84Aに至り、位相Aバー の上部セフシーン312を通って下がり、位相Aパス延長バー207を経て位相 A線路に至る。左から右へ流れる+DCDC電流にない、電流の渡れは第2の+ DCパスバーセクシ冒ン302と、第3の十〇CバスバーセクシWン304とを 通して零である。−DC電流を見てみると、−DC位相Aスイッチ88Aはオフ であり、一方、−DCスイッチ66B、Secはオンである。従って、第1の− DCバスバーセクシーン30Bと、第2の−DCパスバーセクシ1ン308とを 流れる電流はl b+ I eである。その後、電流は−DC位相Bコネクタバ ー120と、第3の−DCバスバーセクシ冒ン310との間で分割される0位相 Bコネクタバー120を通る一DCW流の流れはi、となり、これは位相B延長 バー209における一〇C電流である。−〇CCパスバーセフシーン31を通る 一DC電流の流れはi、となり、これは位相C延長バー211を通る電流の流れ である図18(表1)に選択肢!並びに次に続く5つの選択肢(II−VI)に 関わる総計の項に指示する通り、電流横断面320,322,324,328の 各々を流れる総電流はi *+ i b+ i eであり、これは零に等しい。
ところが、全ての−DCスイッチ66がオンである選択肢■と、全ての十〇Cス イッチ64がオンである選択肢■とに関しては、電源50に最も近い横断面32 0に電流は流れていない。選択肢■では、電流は一〇Cスイッチ66A、68B 、66Cの間で流れており、それらの電流の流れの方向は可変である。同様に、 選択肢■においては、電流はスイッチ64A、64B、64Cの間で流れており 、それらの電流の流れの方向は可変である。しかしながら、依然として電流はほ ぼ平衡状態にあることがわかる。図18(表1)に示す通り、横断ff1i32 2では一方向への電流がi。
である場合、他方向への電流は−11であるので、それらの電流の和は零に成る 、その他の横断面324及び326においては、電流の和はI 、” l b+ l cであり、それは零に等しい。従って、選択肢■及び■についても、電流は ほぼ平衡状態にある。
以上の説明に従つて電源バスを構成すると、その結果、本発明による低雑音電源 バスが得られる。本発明の電源バスは浮遊寄生インダクタンスを相当に減少させ ると共に、浮遊寄生キャパシタンスを電源バスアセンブリの全体に分布させる高 いキャパシタンスは過渡信号の影響を相当に減少させ、それにより、電子素子に 対する電気的ストレスを減少させる。さらに、過渡信号の減少はスナツパネット ワークの必要性を少な(シ、たとえば、その要求サイズと性能定格を低減するか 、あるいは、スナツパネットワークの必要を全くなくすことにより、その必要性 を少なくするのである。
大量のDC電流を導通し且つ高いスイッチング速度で切り換えなければならない 多(の用途で、本発明による低雑音電源バスを使用することができる。たとえば 、そのような用途には、風力タービン、速度調整可能モータ駆動装置及び連続電 源などの広範囲の用途で使用できる切り換え形DC電源、DC−DC電力変換器 、単相又は多相DC−ACCバーインバータ及び可変周波1!kAC電源などが 含まれるであろうが、それには限定されない。
ここで説明した本発明の実施例の様々な代賛構成を採用して本発明を実施できる ことを理解すべきである。次に示す請求の範囲は本発明の範囲を限定するもので あり、それらの請求の範囲の中に入る構造及び方法と、それと同等のものは請求 の範囲に包含される。
くのQ くのU 7IIE ’1− (i走十の抜性A) lIG & −]ドI6 12: フロントページの続き (81)指定国 EP(AT、BE、CH,DE。
DK、ES、FR,GB、GR,iT、LU、MC,NL、SE)、0A(BF 、BJ、CF、CG、CI、CM、GA、GN、ML、MR,SN、TD、TG )、AT、 AU、 BB、 BG、 BR,CA、 CH,C3,DE。
DK、 ES、FI、 GB、 HU、JP、 KP、 KR,LK、 LU、  MG、 MN、 MW、 NL、 No、PL、RO、RU、SD、5E (72)発明者 エルドマン、ウィリアム・エルアメリカ合衆国 94550  カリフォルニア州・リバーモア・ナンバー31トミル スプリングス コモン・ 1821

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.平衡状態となる電流の流れと、減少した温度信号とを有し、高速トランジス タによる高速スイッチングされるDC電流を導通するとともに、前記高速トラン ジスタをスイッチングすることにより形成されるAC電流を導通する抵雑音電源 バスアセンブリにおいて、 DC電流を受け入れ且つ導通するために前記高速トランジスタに接続された第1 の複数の導体を有すると共に、AC電流を受け入れ且つ導通するために前記高速 トランジスタに接続された第2の複数の導体をきらに有し、前記第1の導体及び 前記第2の導体は前記導体の中の少なくとも2つを含むグルーブを成して配置さ れており、前記グループの各々の中で、導体は、各導体が少なくとも1つの導体 に対して隣接して位置決めされており且つ前記隣接する導体の各々を通って流れ る電流がほぼ平衡状態(等量で逆方向)となるような形状と相対位置を有するア センブリと; 前記伝送線路アセンブリの中に配設され、前記隣接する導体の間に挿入されてい る複数の誘電体層とを具備する低雑音電源バスアセンブリ。 2.前記第1の導体及び第2の導体の各々は、それに隣接して位置する導体に面 する平坦な面を有するバーの形状をとり、その隣接する導体は対向する平坦な面 を有し、前記導体を通る平衡状態の電流の流れによって発生する磁界が、前記隣 接する導体の間にほぼ集中される請求項1記載の低雑音電源バスアセンブリ。 3.前記高速トランジスタはパワーエレクトロニクスに使用するために電力を切 換えるハイパワートランジスタである請求項1記載の低雑音電源バスアセンブリ 。 4.平衡状態となる電流の流れと、減少した過渡信号とを有し、高速スイッチン グされるDC電流を導通すると共に、AC波形を導通する低雑音電源バスアセン ブリにおいて、 各々が少なくとも1つのハイパワートランジスタを含む複数のスイッチングセル と; DC電流を受け入れ且つそのDC電流を前記複数のスイッチングセルへ導通する ように結合された第1の複数の導体を有するとともに、AC電流を受け入れ且つ そのAC電流を前記複数のスイッチングセルから導通するように結合される第2 の複数の導体をさらに有し、前記第1の導体及び前記第2の導体は、その中を流 れる電流によって発生する磁界が実質的に前記第1の導体と前記第2の導体との 間に閉じ込められる形状と相対位置を有し、前記第1の導体及び前記第2の導体 のうち2つ以上は、その中を流れる電流がほぼ平衡状態(等量で逆方向)となる ように構成されているアセンブリと;前記アセンブリの中に配設され、前記導体 の間に挿入されている複数の誘電体層とを具備し、 前記アセンブリは、 前記第1の導体がDC電源バスを含み;前記第2の導体が位相A用延長バーと、 位相B用延長バーと、位相C用延長バーとを含み;且つ、 前記延長バーと前記DC電源バスとの中における電流の流れがほぼ平衡状態とな るように、前記延長バー及び前記電源バスが並列構成で配置されるDC−AC3 順インバータのための構成を有する低雑音電源バスアセンブリ。 5.第1の導体は、電源バスをスイッチングセルと接続する複数のバスコネクタ と、スイッチングセルをAC用延長バーと接続する複数のACバーとをさらに含 み、それらのバスコネクタとACバーは、その中の電流の流れがほぼ平衡状態( 等量で逆方向)となるように隣接する関係で配置されている請求項4記載の低雑 音電源バスアセンブリ。 6.前記第1の導体及び第2の導体は、パワーエレクトロニクスに使用するため に電流を導通するのに適する横断面サイズを有する請求項1記載の低雑音電電バ スアセンブリ。 7.定電圧源と、高速、ハイパワースイッチングトランジスタを含み、バスに沿 った様々な場所に配置されている複数の電気セルとの間で大きな電流を導通する 低インピーダンス、低雑音、ハイパワー電源バスにおいて、パワーエレクトロニ クスに使用するために電流を導通するのに適する横断面サイズを有すると共に、 平行な、対向する平坦な面を有し、電圧源及び複数の電気セルに関して、通過し てゆく電流がそれぞれ逆の方向に流れるように配置されている1対の電流導通バ ーと; 前記1対の導通バーの間に配置されている誘電体と;物理的には電線バスの長さ に沿った複数の選択された場所に配置されており、電源バスを複数の電気セルと 接続する手段とを具備する低インピーダンス、低雑音、ハイパワー電源バス。 9.DC電源バスと、AC源の位相線路との間に、そのDC電源バスの間の第1 のスイッチングセル及び第2のスイッチングセルを含む1対のハイパワー、高速 スイッチングセルを通る電流経路を形成するとともに、その1対のスイッチング セルからのAC波形の電流経路を形成する低雑音低インピーダンスハイパワー分 岐バスにおいて、 パワーエレクトロニクスに使用するために電流を導通するのに適する横断面サイ ズを有すると共に、第1の平坦な面を有し、DC電源バスと第1のスイッチング セルとの間で電流を導通する第1のバスコネクタバーと;パワーエレクトロニク スに使用するために電流を導通するのに適する横断面サイズを有するとともに、 第2の平坦な面を有し、DC電源バスと第2のスイッチングセルとの間で電流を 導通する第2のバスコネクタバーと;パワーエレクトロニクスで使用するために 電流を導通するのに適する横断面サイズを有し、バスコネクタバーに面する対向 し、ほぼ平行な関係で配置され、バスコネクタパーを通る電流の流れの方向とは 逆の方向に電流を導通するように配置されており、第1のバスコネクタバーの第 1の平坦な面に対向して位置する第3の平坦な面と、第2のバスコネクタバーの 第2の平坦な面に対向して位置する第4の平坦な面とを有し、対のスイッチング セルから位相線路へ電流を導通するACバーと; 第1及び第2のバスコネクタバーの前記平坦な面と、前記ACバーとの間に配置 される誘電体とを具備する低雑音低インピーダンスハイパワー分岐バス。 12.電流誘導磁界をほぼ物理的境界の中に閉じ込め、DC電力を複数の高速電 気スイッチングセルの間でスイッチングする低雑音、低インビーダンス電源バス アセンブリにおいて、 電流の流れがそれぞれ逆方向になるように配置された平坦な、対向する隣接した 面を有する1対の並列バスバーを含み、隣接する並列のバスバーにある平坦な、 対向する面の間に配置される誘電体をさらに含み、DC電流を導通する電電バス と、 電源バスの長さに沿った様々な場所に配置されており、各々が、平坦な面を含み 、電源バスを各々のスイッチングセルと接続する少なくとも1つのDCバスコネ クタバーと; 各々のスイッチングセルに結合するACバーであって、ACバーを通る電流の流 れがDCバスコネクタバーを通る電流の流れとは逆になり且つ前記バーにおける 電流の流れがほぼ平衡状態となるようにDCバスコネクタバーにある平坦な面と 対向し、平行な関係で隣接して位置する平坦な面を有するACバーと;各々のA Cバーと近接するDCバスコネクタバーの隣接する面の間に配置される誘電体と を含む複数の分岐バスとを具備する低雑音、低インピーダンス電源バスアセンブ リ。 13.複数のAC延長バーをさらに具備し、前記AC延長バーの各々はそれぞれ 対応するACバーに電気的に結合しており、前記延長バーは電源バスと並列し、 隣接する関係で配置されていて、前記隣接する延長バーと電源バスの中における 電流の流れがほぼ平衡状態にある請求項12記載の電源バスアセンブリ。 14.AC電力とDC電力との間でスイッチングする複数のスイッチングセルを 使用して、定DC電圧源とAC波形との間で電力を導通する低雑音、低インピー ダンス電源バスアセンブリにおいて、1対の並列のバスバー、すなわち、+DC バスバーと、−DCバスバーとを含み、それらのバスバーは、前記バスバーにお ける電流の流れがそれぞれ逆の方向となるように隣接する関係で配置されている と共に、前記隣接するバスバーの間に配置された誘電体をさらに含み、スイッチ ングセルへDC電流を導通する電源バスと; +DCバスバーを第1の+DC電気スイッチングセルに接続する第1の+DCバ スコネクタバーと; 前記第1の+DCバスコネクタバーとは反対の電源バスの側に配置されており、 一DCバスバーを第1の−DC電気スイッチングセルに接続する第1の−DCバ スコネクタバーと; 第1の+DC電気スイッチに結合する第1の端部と、第1の−DC電気スイッチ に結合する第2の端部とを有し、第1の+DCバスコネクタバーと対向し、並列 し、隣接した関係で位置する+DCセクションと、第1の−DCバスコネクタバ ーと対向し、並列し、隣接した関係で位置する−DCセクションとを有し、各々 のセクションを通る電流の流れが隣接するDCバスコネクタバーを通る電流の流 れと逆になるような第1のACバーと;第1のACバーの隣接するセクションと 、第1のDCバスコネクタバーとの間に配置される誘電体層とを具備する低雑音 、低インピーダンス電源バスアセンブリ。 15.電源バスと; 第1のACバーに結合し、電源バスと並列となるように電源バスに隣接して配置 されている第1のAC延長バーとを含む主バスをさらに具備し、且つ4電源バス と、前記第1のAC延長バーとの間に配置される誘電体層をも具備する請求項1 4記載の電源バスアセンブリ。 16.+DCバスバーを第2の+DC電気スイッチングセルに接続する第2の+ DCバスコネクタバー、及び前記第2の+DCバスコネクタバーとは反対の電源 バスの側に配置され、−DCバスバーを第2の−DC電気スイッチングセルに接 続する第2の+DCバスコネクタバーと;第2の+DC電気スイッチに結合する 第1の端部、及び第2の−DC電気スイッチに結合する第2の端部を有し、第2 の+DCバスコネクタバーと対向し、並列で隣接する関係で位置する+DCセク ションと、第2の−DCバスコネクタバーと対向し、並列で隣接する関係で位置 する−DCセクションとを有し、その各々のセクションを通る電流の流れが隣接 するDCバスコネクタバーを通る電流の流れとは逆になるような第2のACバー と;第2のACバー及び第2のDCバスコネクタバーの隣接するセクションの間 に配置される誘電体層とをさらに具備する請求項14記載の電源バーアセンブリ 。 17.電源バスと; 第1のACバーに結合し、電源バスと隣接する並列の関係で配置されている第1 のAC延長バーであって、電源バスと前記第1のAC延長バーとの間に配置され る誘電体層をさらに具備する第1のAC延長バーと;第2のACバーに結合し、 電線バスと隣接する並列の間係で記置されている第2のAC延長バーであって、 前記第2のAC延長バーと、それに近接する主バスのバーとの間に配置される誘 電体層をさらに具備するような第2のAC延長バーとを含む主バスをさらに具備 する請求項16記載の電源バスアセンブリ。 18.前記第3の+DCバスコネクタバーとは反対の電源バスの側に配置されて おり、+DCバスバーを第3の+DC電気スイッチングセルに接続する第3の+ DCバスコネクタバー及び−DCバスバーを第3の−DC電流スイッチングセル に接続する第3の−DCバスコネクタバーと;第3の+DC電気スイッチに結合 する第1の端部、及び第3の−DC電気スイッチに結合する第2の端部を有し、 第8の+DCバスコネクタバーと対向し、並列で隣接する関係で位置する+DC セクションと、第3の−DCバスコネクタバーと対向し、並列で隣接する関係で 位置する−DCセクションとを有し、その各々のセクションを通る電流の流れが 隣接するDCバスコネクタバーを通る電流の流れとは逆になるような第3のAC バーと;第3のACバー及び第3のDCバスコネククバーの隣接するセクション の間に配置される誘電体層とをさらに具備する請求項16記載の電源バスアセン ブリ。 19.電源バスと; 第1のACバーに結合し、電源バスと隣接し、並列する関係で配置されている第 1のAC延長バーであって、電源バスと、前記第1のAC延長バーとの間に配置 される誘電体層をさらに具備する第1のAC延長バーと;第2のACバーに結合 し、電源バスと隣接し、並列する関係で配置されている第2のAC延長バーであ って、前記第2のAC延長バーと、それに隣接している主バスにあるバーとの間 に配置される誘電体層をさらに具備する第2のAC延長バーと; 第3のACバーに結合し、電源バスと隣接し、並列する関係で配置されている第 8のAC延長バーであって、前記第3のAC延長バーと、それに隣接している主 バスのバーとの間に配置される誘電体層をさらに具備する第3のAC延長バーと を含む主バスをさらに具備する請求項18記載の電源バスアセンブリ。 20.ほぼ一定の電圧の電気エネルギーと、3層AC電気エネルギーとの間で、 高速スイッチングにより、電気エネルギーを変換する低雑音パワーインバータに おいて、 +DCバーと、−DCバスバーとを含み、それらの電流の流れがそれぞれ逆の方 向となるように隣接する関係で配置される1対の並列バスバーを含み、そのバス バーの間に配置される誘電体をさらに含む電圧源から電流を導通する電源バスと ; 各々が第1のスイッチングセルと、第2のスイッチングセルとを含む複数対のス イッチングセルと; 電源バスの長さに沿って配置されており、電源バスを複数のスイッチングセルと 接続し且つそこから出力を供給する複数の分岐バスであって、各々が、電源バス を選択された1対のスイッチングセルのうち第1のスイッチングセルと接続する 第1のバスコネクタバーと、電源バスを前記選択された1対のスイッチングセル のうち第2のスイッチングセルと接続する第1のバスコネクタバーと、第1及び 第2のスイッチングセルに結合し、第1及び第2のスイッチングセルからの出力 を供給するACバーであって、第1のDCバスコネクタバー及びそれに隣接する ACバーの1つのセクションを通る電流の流れがほぼ平衡状態となり且つ第2の DCバスコネクタバー及びそれに隣接するACバーの1つのセクションを通る電 流の流れがほぼ平衡状態となるように、第1及び第2のDCバスコネクタバーと 対向し、並列して隣接する関係で位置しているACバーと; 各々のACバーと、それに隣接するDCバスコネクタバーとの間に配置される誘 電体とを含む分岐バスとを具備するパワーインバータ。 21.3相電気エネルギーの3つの位格は位相A,位相B及び位相Cにより規定 され、且つ複数のACバーは位相Aバー,位相Bバー及び位相Cバーを含む請求 項20記載のパワーインバータ。 22.スイッチングセルは位相Aバーに結合する1対の位相Aスイッチと、位相 Bバーに結合する1対の位相Bスイッチと、位格Cバーに結合する1対の位相C スイッチとを含む請求項21記載のパワーインバータ。 23.電源バスは、対向する平坦な面を有する+DCバスバー及び−DCバスバ ーを含み; 前記複数の分岐バスの中の分岐バスごとに第1のバスコネクタバーとACバーの 隣接する部分は対向する平坦な面を存し、且つ第2のバスコネクタバーとACバ ーの隣接する部分は対向する平垣な面を有する請求項22記載のパワーインバー タ。 24.スイッチの対ごとに、第1のスイッチは+DCバスバーに対応する電源バ スの側に配置されており、且つ第2のスイッチは−DCバスバーに対応する電源 バスの反対の側に配置されている請求項23記載のパワーインバータ。 25.位相Aバーに結合する位相A用延長バーと;位相Bバーに結合する位相B 用延長バーと;位相Cバーに結合する位相C用延長バーとを含む複数の延長バー をさらに具備し; 前記延長バーは、それらが電源バスと並列であり且つそれと隣接すると共に、前 記延長バーと、前記電源バスとの中における電流の流れがバス構造のあらゆる箇 所でほぼ平衡状態となるように配置されている請求項20記載のパワーインバー タ。 26.電源バスと隣接する延長バーは対面する平坦な面を有し、且つパワーイン バータは、隣接する並列の延長バーとDCバスバーとの間に配置される複数の誘 電体層をさらに具備する請求項25記載のパワーインバータ。 27.DCバスバーと、バスコネクタバーと、ACバーとはパワーエレクトロニ クスに使用するために電流を導通するのに適する横断面サイズを有する請求項2 0記載のパワーインバータ。 28.各々のスイッチングセルは少なくとも1つのハイパワートランジスタを具 備する請求項27記載のパワーインバータ。 29.各々のスイッチングセルは1対のハイパワートランジスタを具備する請求 項28記載のパワーインバータ。
JP5501789A 1991-07-10 1992-07-09 パワーエレクトロニクス用低インピーダンスバス Pending JPH07508155A (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US07/728,112 US5172310A (en) 1991-07-10 1991-07-10 Low impedance bus for power electronics
US728,112 1991-07-10
PCT/US1992/005760 WO1993001648A1 (en) 1991-07-10 1992-07-09 Low impedance bus for power electronics

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH07508155A true JPH07508155A (ja) 1995-09-07

Family

ID=24925468

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP5501789A Pending JPH07508155A (ja) 1991-07-10 1992-07-09 パワーエレクトロニクス用低インピーダンスバス

Country Status (6)

Country Link
US (1) US5172310A (ja)
EP (1) EP0593637A4 (ja)
JP (1) JPH07508155A (ja)
AU (1) AU2337892A (ja)
CA (1) CA2113172A1 (ja)
WO (1) WO1993001648A1 (ja)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10285907A (ja) * 1997-04-10 1998-10-23 Toshiba Corp 電力変換装置
JP2002034135A (ja) * 2000-07-13 2002-01-31 Nissan Motor Co Ltd 配線の接続部構造
JP2004242468A (ja) * 2003-02-07 2004-08-26 Toshiba Corp 電力変換装置
JP2005517372A (ja) * 2001-12-13 2005-06-09 アロイス・ヴォベン インバータ
JP2014117047A (ja) * 2012-12-07 2014-06-26 Nissan Motor Co Ltd 電力変換装置
JP2018011144A (ja) * 2016-07-12 2018-01-18 株式会社東芝 半導体装置及び電力変換装置

Families Citing this family (78)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5365424A (en) * 1991-07-10 1994-11-15 Kenetech Windpower, Inc. High power laminated bus assembly for an electrical switching converter
US5579217A (en) * 1991-07-10 1996-11-26 Kenetech Windpower, Inc. Laminated bus assembly and coupling apparatus for a high power electrical switching converter
US5414609A (en) * 1992-08-25 1995-05-09 Square D Company DC to DC/DC to AC power conversion system
DE4232763C2 (de) * 1992-09-25 1995-12-14 Aeg Westinghouse Transport Aufbau eines Wechselrichters, insbesondere eines 3-Punkt-Wechselrichters
JPH06233554A (ja) * 1993-01-28 1994-08-19 Fuji Electric Co Ltd インバータ装置
DE4303317A1 (de) * 1993-02-05 1994-08-11 Abb Management Ag Umrichterbrücke
DE9314286U1 (de) * 1993-09-22 1993-12-16 Honeywell Ag, 63067 Offenbach Umformer
DE9403108U1 (de) * 1994-02-24 1994-04-14 Siemens AG, 80333 München Niederinduktive Hochstromverschienung für Stromrichtermodule
US5517063A (en) * 1994-06-10 1996-05-14 Westinghouse Electric Corp. Three phase power bridge assembly
US5821674A (en) * 1995-03-21 1998-10-13 Weiner; Al Rectifier device with heat sink and output connectors adapted for hard-wire connection
US5561595A (en) * 1995-03-24 1996-10-01 Magl Power Inc. Power inverter with input line conditioning
DE19512679C1 (de) * 1995-04-07 1996-11-21 Abb Management Ag Stromleiteranordnung
DE19519538A1 (de) * 1995-05-27 1996-11-28 Export Contor Ausenhandelsgese Induktivitätsarme Schaltungsanordnung
US6088227A (en) * 1995-06-07 2000-07-11 Smiths Industries Aerospace And Defense Systems, Inc. Heat sink with integrated buss bar
US5687072A (en) * 1995-10-05 1997-11-11 Semipower Systems Low inductance inverter
GB9621353D0 (en) 1996-10-11 1996-12-04 Tunewell Technology Ltd Improvements in or relating to a power distribution system
GB9621352D0 (en) * 1996-10-11 1996-12-04 Tunewell Technology Ltd Improvements in or relating to a power distribution line
SE518306C2 (sv) * 1997-03-24 2002-09-24 Abb Ab Anordning vid spänningsstyva omriktaranordningar
US6233149B1 (en) 1997-04-23 2001-05-15 General Electric Company High power inverter air cooling
JP3267189B2 (ja) * 1997-05-14 2002-03-18 富士電機株式会社 電力変換装置のデバイス定常電流バランス制御回路
DE19732402B4 (de) * 1997-07-28 2004-07-15 Danfoss Drives A/S Elektrische Busanordnung zur Gleichstromversorgung von Schaltungselementen eines Wechselrichters
US5914860A (en) * 1998-01-20 1999-06-22 Reliance Electric Industrial Company Small volume heat sink/electronic assembly
US5872711A (en) * 1998-01-20 1999-02-16 Reliance Electric Industrial Company Low impedance contoured laminated bus assembly and method for making same
US6191948B1 (en) * 1998-01-29 2001-02-20 Ellenberger & Poensgen Gmbh Power supply device
FR2777109B1 (fr) * 1998-04-06 2000-08-04 Gec Alsthom Transport Sa Batterie de condensateurs, dispositif electronique de puissance comportant une telle batterie et ensemble electronique de puissance comportant un tel dispositif
US6160696A (en) * 1998-05-04 2000-12-12 General Electric Company Modular bus bar and switch assembly for traction inverter
JP3298520B2 (ja) * 1998-10-01 2002-07-02 富士電機株式会社 電力変換装置
CA2350745C (en) * 1998-11-26 2003-11-11 Aloys Wobben Azimuthal driving system for wind turbines
US6146169A (en) * 1999-04-08 2000-11-14 General Electric Company Water resistant outdoor busway system
JP3633432B2 (ja) * 2000-03-30 2005-03-30 株式会社日立製作所 半導体装置及び電力変換装置
AU6741501A (en) * 2000-05-12 2001-11-20 Aloys Wobben Azimuth drive for wind energy plants
EP1284045A1 (en) * 2000-05-23 2003-02-19 Vestas Wind System A/S Variable speed wind turbine having a matrix converter
JP3692906B2 (ja) * 2000-05-25 2005-09-07 日産自動車株式会社 電力配線構造及び半導体装置
US6201722B1 (en) * 2000-06-02 2001-03-13 Astec International Limited Inter-bay bipolar DC bus link
US6459605B1 (en) * 2000-08-11 2002-10-01 American Superconductor Corp. Low inductance transistor module with distributed bus
US20020034088A1 (en) * 2000-09-20 2002-03-21 Scott Parkhill Leadframe-based module DC bus design to reduce module inductance
DE10054489A1 (de) * 2000-11-03 2002-05-29 Zf Sachs Ag Leistungs-Umrichtermodul
US6703718B2 (en) 2001-10-12 2004-03-09 David Gregory Calley Wind turbine controller
US7015595B2 (en) * 2002-02-11 2006-03-21 Vestas Wind Systems A/S Variable speed wind turbine having a passive grid side rectifier with scalar power control and dependent pitch control
US6885553B2 (en) * 2002-09-27 2005-04-26 Rockwell Automation Technologies, Inc. Bus bar assembly for use with a compact power conversion assembly
DE102004015654A1 (de) * 2003-04-02 2004-10-21 Luk Lamellen Und Kupplungsbau Beteiligungs Kg Endstufe zum Ansteuern einer elektrischen Maschine
DK1467463T3 (en) 2003-04-09 2017-03-27 Gen Electric Wind farm and method for operating it
US6987670B2 (en) * 2003-05-16 2006-01-17 Ballard Power Systems Corporation Dual power module power system architecture
US6906404B2 (en) * 2003-05-16 2005-06-14 Ballard Power Systems Corporation Power module with voltage overshoot limiting
US7505294B2 (en) * 2003-05-16 2009-03-17 Continental Automotive Systems Us, Inc. Tri-level inverter
US7443692B2 (en) * 2003-05-16 2008-10-28 Continental Automotive Systems Us, Inc. Power converter architecture employing at least one capacitor across a DC bus
US20050128706A1 (en) * 2003-12-16 2005-06-16 Ballard Power Systems Corporation Power module with heat exchange
US7289329B2 (en) * 2004-06-04 2007-10-30 Siemens Vdo Automotive Corporation Integration of planar transformer and/or planar inductor with power switches in power converter
US7295448B2 (en) * 2004-06-04 2007-11-13 Siemens Vdo Automotive Corporation Interleaved power converter
US7180763B2 (en) * 2004-09-21 2007-02-20 Ballard Power Systems Corporation Power converter
JP2008517582A (ja) * 2004-10-20 2008-05-22 シーメンス ヴィディーオー オートモーティヴ コーポレイション 電力システム、方法および装置
CN101263547A (zh) * 2005-06-24 2008-09-10 国际整流器公司 具有低电感的半导体半桥模块
JP4449834B2 (ja) * 2005-06-24 2010-04-14 Tdk株式会社 サージ吸収回路
EP1897214A2 (en) 2005-06-30 2008-03-12 Siemens VDO Automotive Corporation Controller method, apparatus and article suitable for electric drive
US7352544B2 (en) * 2005-07-07 2008-04-01 Pratt + Whitney Canada Corp. Method and apparatus for providing a remedial strategy for an electrical circuit
JP4305537B2 (ja) * 2007-03-15 2009-07-29 株式会社日立製作所 電力変換装置
US7764498B2 (en) * 2007-09-24 2010-07-27 Sixis, Inc. Comb-shaped power bus bar assembly structure having integrated capacitors
US7709966B2 (en) * 2007-09-25 2010-05-04 Sixis, Inc. Large substrate structural vias
US20090267183A1 (en) * 2008-04-28 2009-10-29 Research Triangle Institute Through-substrate power-conducting via with embedded capacitance
US8129834B2 (en) * 2009-01-26 2012-03-06 Research Triangle Institute Integral metal structure with conductive post portions
GB0906020D0 (en) * 2009-04-07 2009-05-20 Trw Ltd Motor drive circuitry
DE102009029515A1 (de) * 2009-09-16 2011-03-24 Robert Bosch Gmbh Leistungshalbleitermodul und Leistungshalbleiterschaltungsanordnung
JP5218541B2 (ja) * 2010-12-14 2013-06-26 株式会社デンソー スイッチングモジュール
JP4926299B1 (ja) * 2011-03-22 2012-05-09 三菱電機株式会社 プログラマブルロジックコントローラ
EP2697895B1 (en) 2011-04-13 2019-09-04 Boulder Wind Power, Inc. Flux focusing arrangement for permanent magnets, methods of fabricating such arrangements, and machines including such arrangements
JP5338932B2 (ja) * 2011-07-26 2013-11-13 株式会社デンソー 電力変換装置
US8693227B2 (en) 2011-09-19 2014-04-08 Drs Power & Control Technologies, Inc. Inverter control when feeding high impedance loads
WO2013078433A1 (en) 2011-11-23 2013-05-30 University Of Hawaii Auto-processing domains for polypeptide expression
US9899886B2 (en) 2014-04-29 2018-02-20 Boulder Wind Power, Inc. Devices and methods for magnetic flux return optimization in electromagnetic machines
DE102014111421A1 (de) * 2014-08-11 2016-02-11 Woodward Kempen Gmbh Niederinduktive Schaltungsanordnung eines Umrichters
JP6683621B2 (ja) * 2014-10-30 2020-04-22 ローム株式会社 パワーモジュールおよびパワー回路
US9912279B2 (en) * 2015-07-27 2018-03-06 Hamilton Sundstrand Corporation Circuit with current sharing alternately switched parallel transistors
US9972569B2 (en) 2016-04-12 2018-05-15 General Electric Company Robust low inductance power module package
DE112018007125T5 (de) * 2018-02-20 2020-11-05 Mitsubishi Electric Corporation Leistungshalbleitermodul und leistungswandler mit demselben
DE102019120334A1 (de) * 2019-07-26 2021-01-28 Jheeco E-Drive Ag Kondensatorgehäuse und Zwischenkreiskondensator mit einem derartigen Gehäuse
US11128231B2 (en) 2019-08-01 2021-09-21 General Electric Company System and method for exciting low-impedance machines using a current source converter
US12614968B2 (en) * 2023-08-18 2026-04-28 GM Global Technology Operations LLC Power stage and power module design to minimize parasitic inductance for multilevel inverter and converter
DE102024100856A1 (de) * 2024-01-12 2025-07-17 Voith Patent Gmbh Umrichter

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2317117A1 (de) * 1973-04-05 1974-10-17 Siemens Ag Hochleistungsstromrichter
JPS5226172A (en) * 1975-08-25 1977-02-26 Hitachi Ltd Coolers for semi-conductor element
US4224663A (en) * 1979-02-01 1980-09-23 Power Control Corporation Mounting assembly for semiconductive controlled rectifiers
DD148696A1 (de) * 1980-01-16 1981-06-03 Gunter Hornig Anordnung parallelgeschalteter mit halbleiterventilen bestueckter brueckenzweige eines wechselrichters
US4346257A (en) * 1980-03-18 1982-08-24 Eldre Components, Inc. Laminated bus bar with dielectric ceramic inserts
EP0064856B1 (en) * 1981-05-12 1986-12-30 LUCAS INDUSTRIES public limited company A multi-phase bridge arrangement
JPS61237461A (ja) * 1985-04-15 1986-10-22 Toshiba Corp トランジスタモジユ−ル装置
US4703189A (en) * 1985-11-18 1987-10-27 United Technologies Corporation Torque control for a variable speed wind turbine
DE3609065A1 (de) * 1986-03-18 1987-09-24 Siemens Ag Niederinduktive verschienung
US4907068A (en) * 1987-01-21 1990-03-06 Siemens Aktiengesellschaft Semiconductor arrangement having at least one semiconductor body
US4891744A (en) * 1987-11-20 1990-01-02 Mitsubishi Denki Kaubshiki Kaisha Power converter control circuit
JP2576552B2 (ja) * 1987-12-16 1997-01-29 株式会社明電舎 インバータの素子配列
JPH01283065A (ja) * 1988-05-06 1989-11-14 Mitsubishi Electric Corp 電力変換装置
JP2707747B2 (ja) * 1989-07-31 1998-02-04 富士電機株式会社 インバータ装置
DE3937045A1 (de) * 1989-11-07 1991-05-08 Abb Ixys Semiconductor Gmbh Leistungshalbleitermodul

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10285907A (ja) * 1997-04-10 1998-10-23 Toshiba Corp 電力変換装置
JP2002034135A (ja) * 2000-07-13 2002-01-31 Nissan Motor Co Ltd 配線の接続部構造
JP2005517372A (ja) * 2001-12-13 2005-06-09 アロイス・ヴォベン インバータ
JP2004242468A (ja) * 2003-02-07 2004-08-26 Toshiba Corp 電力変換装置
JP2014117047A (ja) * 2012-12-07 2014-06-26 Nissan Motor Co Ltd 電力変換装置
JP2018011144A (ja) * 2016-07-12 2018-01-18 株式会社東芝 半導体装置及び電力変換装置

Also Published As

Publication number Publication date
AU2337892A (en) 1993-02-11
CA2113172A1 (en) 1993-01-21
EP0593637A1 (en) 1994-04-27
EP0593637A4 (en) 1994-11-23
WO1993001648A1 (en) 1993-01-21
US5172310A (en) 1992-12-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH07508155A (ja) パワーエレクトロニクス用低インピーダンスバス
JP3906440B2 (ja) 半導体電力変換装置
US8300443B2 (en) Semiconductor module for use in power supply
US9444361B2 (en) Mechanical arrangement of a multilevel power converter circuit
US6636429B2 (en) EMI reduction in power modules through the use of integrated capacitors on the substrate level
US6845017B2 (en) Substrate-level DC bus design to reduce module inductance
CN110120736B (zh) 水冷电源模块
JP3229931B2 (ja) 3レベル電力変換装置
CN203504422U (zh) 一种用于t型三电平变流器的叠层母排
CN101263547A (zh) 具有低电感的半导体半桥模块
CN104038085A (zh) 三电平变流器
CN111030477B (zh) 一种环形布局的模块化并联半桥集成组件
US20250079988A1 (en) Dc/dc partial power converter based on pcb embedding technology
EP3014959A1 (en) Printed circuit board power cell
WO2017005505A1 (en) High power density inverter (ii)
Yuan et al. A low inductance, high power density 3L-TNPC power module for more-electric aircraft applications
CN106664029A (zh) 功率转换器和功率转换器的组装方法
CN110391764A (zh) 多电平功率变换器系统的紧凑设计
CN218868114U (zh) 驱动模组以及控制柜
CN120674410A (zh) 基于多回路解耦的低电磁寄生参数SiC功率半导体模块
CN209472561U (zh) 叠层铜排及三相大功率逆变器
CN118971637A (zh) 一种适用于62mm碳化硅模块的三相ANPC叠层母排结构
JPS63157677A (ja) ブリツジ形インバ−タ装置
JP4156258B2 (ja) 共振型インバータ
CN114977839A (zh) 一种分立功率半导体器件并联集成功率单元及制备方法