JPH11220869A - 電力変換装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 スナバ回路をなくして、部品点数、種類を削
減し、小形軽量化、低価格化が可能な電力変換装置を実
現する。 【解決手段】 ２個の直列接続された半導体素子１の両
端に並列にコンデンサ８を接続し、このコンデンサの接
続端子を半導体素子１の端子位置の直近になるように配
置し、かつ半導体素子１とコンデンサ８とから構成され
るループ状回路のインダクタンスを２５０ｎＨ以下にし
て半導体スイッチング回路を構成する。そしてこの半導
体スイッチング回路を３組並列に接続し、半導体スイッ
チング回路それぞれにおける上下に直列接続された半導
体素子の両端を主回路入力又は出力、上下のの半導体素
子の中間接続点を主回路出力又は入力とすることによっ
てコンデンサ８をフィルタコンデンサ兼サージ電圧吸収
用コンデンサとし、このコンデンサと半導体素子との２
種類のみで電力変換部を構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電力変換装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば、ＧＴＯのような半導体ス
イッチング素子を用いたコンバータ回路やインバータ回
路のような車両用電力変換装置の回路図を図２５に、装
置の構成図を図２６に示してある。従来の車両用電力変
換装置は、半導体素子１の両端に、スナバダイオード
２、スナバコンデンサ３、スナバ抵抗４から構成される
スナバ回路が接続されている。スナバダイオード２とス
ナバコンデンサ３は直列に接続され、これらの両端は半
導体素子１の両端に並列に接続されている。スナバ抵抗
４はスナバダイオード２に並列に接続されている。

【０００３】このようなスナバ回路は、半導体素子１の
スイッチング時に半導体素子１の両端にかかる電圧を半
導体素子定格電圧以内に抑えるためのものであり、半導
体素子１、スナバダイオード２、スナバコンデンサ３よ
り構成されるループ状回路のインダクタンスを小さくす
る必要がある。そのため、スナバダイオード２とスナバ
コンデンサ３とは半導体素子１の直近に配置する必要が
生じてくる。また、スナバ抵抗４はスナバコンデンサ３
に蓄積されたエネルギを放出する目的で設けられ、熱放
散を考慮して半導体素子冷却器５の冷却フィンと同様、
装置の大気に通ずる部分（開放部）に配置されることが
多い。

【０００４】半導体素子１へのスイッチング指令入力は
ゲートアンプ６より出力され、半導体素子１に入力され
る。また電力変換部への主回路電源入力は、電力変換部
に並列に接続されたフィルタコンデンサ７により電圧の
安定した電源が供給される。フィルタコンデンサ７は装
置外部の電源に接続されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このような構成の従来
の車両用電力変換装置では、半導体素子１の直近にスナ
バダイオード２、スナバコンデンサ３の２種類の部品を
配置する必要があり、それぞれの部品の端子位置を相互
に近づけ、接続する配線のインダクタンスを極力小さく
する必要があったが、２種類の異なる部品を共に近づけ
て配置するためにはいずれも特殊形状部品を採用しなけ
ればならず、標準形状部品による信頼性の確保、部品価
格の低減に難があり、さらに部品間の間隔が狭くなるた
めに、装置内部で発生する熱の流れを阻害し、装置内部
の温度上昇の問題が発生することにもつながっていた。
さらに、装置構成上、組み立て性が悪く、万が一の故障
時の部品検査、取外しが困難であった。

【０００６】加えて、装置外部に放熱する熱として、半
導体素子１より発生する熱だけではなく、スナバ抵抗４
より発生する熱も処理する必要があり、例えば、鉄道車
両床下に搭載される電力変換装置の場合には、装置から
の排熱により床下の温度が上昇し、床下のき電線などに
少なからず悪い影響を与えていた。そのため、従来から
信頼性が高く、小形軽量にして価格も低く抑えることの
できる簡略な構成の電力変換装置の実現が要求されてい
た。

【０００７】ところが、このようなスナバ回路をなくし
た電力変換装置を実現するためには、次のような技術的
課題を解決する必要があった。電気車駆動用の主回路で
は、図２７のチャートに示すように直流電圧が１８００
Ｖであっても、２３００Ａの大電流Ｉを遮断する際には
サージ電圧Ｖｐが発生する。そこで、電力変換装置とし
てのインバータ回路やコンバータ回路に採用するＧＴＯ
のようなパワートランジスタには、従来ではスナバ回路
を設けてサージ電圧を吸収することによりサージ電圧Ｖ
ｐのピークを抑え、定格値がより低いパワートランジス
タを採用していた。

【０００８】しかしながら、例えば、ＩＧＢＴ（Insula
ted Gate Bipolar Transistor）やＩＥＧＴ（Injection
Enhanced Gate Transistor）のような連続７００Ｈｚ
の高速なスイッチングが可能な電圧駆動形高周波スイッ
チング素子（従来のＧＴＯは連続５００Ｈｚ程度のスイ
ッチングが可能な電流駆動形のスイッチング素子）で
は、サージ電圧吸収用のコンデンサの内部インダクタン
スと導体のインダクタンスとを可能な限り低減すること
によってスイッチング素子とコンデンサとそれらの間を
接続する導体によって囲まれるループ状回路のインダク
タンスを低減させることにより、スナバ回路を備えなく
てもよい半導体スイッチング回路を構成することができ
るようになる。

【０００９】すなわち図２８に示すように、電気車用主
回路としては一般的な直流電圧が１８００Ｖであり、半
導体スイッチング素子に定格３３００Ｖのものを採用
し、遮断電流２３００Ａで半導体スイッチング回路を遮
断するときに発生するサージ電圧Ｖｐを、スイッチング
素子の定格に対して１０％程度のマージンを持たせて３
０００Ｖ以下に抑える設定にする場合、上記のループ状
回路のインダクタンスを２５０ｎＨ以下にすることによ
って、スナバ回路無しで電力変換部を構成することがで
きるようになる。

【００１０】そして前述のループ状回路のインダクタン
スを２５０ｎＨ以下にするには、コンデンサとして内部
低インダクタンスが５０ｎＨ程度のものを採用した場
合、導体の総インダクタンスを２００ｎＨ以下に抑える
物理的な回路構成とすれば上記の条件を満たす回路が実
現できる。そこでこのような回路を実現するためには、
サージ電圧吸収用コンデンサと半導体スイッチング素子
とを可能な限り近接させ、かつ半導体スイッチング素子
間を接続する導体や半導体スイッチング素子とコンデン
サとを接続する導体を可能な限り近接させることによつ
てループ状回路の囲む面積を小さくし、かつ導体の長さ
も短くすることである。

【００１１】本発明はこのような考察に基づいて発明さ
れたものであり、従来は必須であったスナバ回路を不要
にして、部品点数、種類が少なく、装置信頼性が著しく
向上し、かつ小形軽量にして低価格化が図れる電力変換
装置を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明の電力変
換装置は、直列接続された、電圧駆動形高周波スイッチ
ング素子である半導体素子の両端に並列にフィルタコン
デンサ兼サージ電圧吸収用のコンデンサを接続し、この
コンデンサの接続端子を前記半導体素子の端子位置の直
近になるように配置し、かつ前記半導体素子とコンデン
サとから構成されるループ状回路のインダクタンスを２
５０ｎＨ以下とした半導体スイッチング回路を２組以上
並列に接続し、当該半導体スイッチング回路それぞれに
おける前記直列接続された半導体素子の両端及び中間接
続点を外部接続のための主回路端子としたものである。

【００１３】請求項１の発明の電力変換装置では、従来
の半導体素子周辺回路として採用されてきたスナバ回路
をなくし、近接配置されたコンデンサをフィルタコンデ
ンサ兼サージ電圧吸収用コンデンサとし、このコンデン
サと半導体素子との２種類のみで電力変換部の主回路を
構成することができる。

【００１４】請求項２の発明は、請求項１の発明の電力
変換装置において、前記コンデンサとして同一の小容量
コンデンサを２個以上並列に接続したものを用いたもの
であり、コンデンサを並列接続することによってインダ
クタンスの低減が図れ、スイッチング特性の良好な電力
変換装置が構成できる。

【００１５】請求項３の発明は、請求項１又は２の発明
の電力変換装置において、前記コンデンサがそのケース
を当該コンデンサのいずれか一方の電極端子としたもの
であり、コンデンサ自体の低インダクタンス化が図れ
る。

【００１６】請求項４の発明は、請求項１〜３の発明の
電力変換装置において、前記コンデンサをその電極端子
が半導体素子の方向を向くように配置したものであり、
コンデンサと半導体素子との接続部分の低インダクタン
ス化が図れる。

【００１７】請求項５の発明は、請求項４の発明の電力
変換装置において、前記コンデンサの端子を、前記直列
接続された半導体素子の中間位置の直近に配置したもの
であり、コンデンサと半導体素子との接続部分の低イン
ダクタンス化が図れる。

【００１８】請求項６の発明は、請求項４の発明の電力
変換装置において、前記コンデンサの端子を、前記直列
接続された半導体素子の両端位置の直近に配置したもの
であり、コンデンサと半導体素子との接続部分の低イン
ダクタンス化が図れる。

【００１９】請求項７の発明の電力変換装置は、直列接
続された、電圧駆動形高周波スイッチング素子である半
導体素子の両端に並列に、サージ電圧吸収用の第１のコ
ンデンサとこの第１のコンデンサの容量よりも大きな容
量のフィルタコンデンサとしての第２のコンデンサとを
接続し、前記第１のコンデンサを前記第２のコンデンサ
よりも前記半導体素子に対してより近い位置に配置し、
かつ前記半導体素子と第１のコンデンサとから構成され
るループ状回路のインダクタンスを２５０ｎＨ以下とし
た半導体スイッチング回路を２組以上並列に接続し、当
該半導体スイッチング回路それぞれにおける前記直列接
続された半導体素子の両端及び中間接続点を外部接続の
ための主回路端子としたものである。

【００２０】請求項７の発明の電力変換装置では、フィ
ルタコンデンサとして第２のコンデンサの他に、サージ
電圧吸収用にフィルタコンデンサに比べて小形小容量の
第１のコンデンサを半導体素子のより直近に設けること
により、半導体素子と第１のコンデンサとから構成され
るループ状回路のインダクタンスを２５０ｎＨ以下とし
た半導体スイッチング回路を構成することができ、これ
によって従来のスナバ回路をなくし、電力変換部の主回
路を半導体素子と２種類のコンデンサのみで構成するこ
とができる。

【００２１】請求項８の発明は、請求項７の発明の電力
変換装置において、前記第１のコンデンサは同一の小容
量コンデンサを２個以上並列に接続したものであり、コ
ンデンサを並列接続することによってインダクタンスの
低減が図れ、スイッチング特性の良好な電力変換装置が
構成できる。

【００２２】請求項９の発明は、請求項７又は８の発明
の電力変換装置において、前記第１のコンデンサは、そ
のケースを当該第１のコンデンサのいずれか一方の電極
端子としたものであり、コンデンサ自体の低インダクタ
ンス化が図れる。

【００２３】請求項１０の発明は、請求項７〜９の発明
の電力変換装置において、前記第１のコンデンサを、そ
の電極端子が半導体素子の方向を向くように配置したも
のであり、第１のコンデンサと半導体素子との接続部分
の低インダクタンス化が図れる。

【００２４】請求項１１の発明は、請求項７〜９の発明
の電力変換装置において、前記第１のコンデンサの端子
を、前記直列接続された半導体素子の中間位置の直近に
配置したものであり、第１のコンデンサと半導体素子と
の接続部分の低インダクタンス化が図れる。

【００２５】請求項１２の発明は、請求項７〜９の発明
の電力変換装置において、前記第１のコンデンサの端子
を、前記直列接続された半導体素子の両端位置の直近に
配置したものであり、第１のコンデンサと半導体素子と
の接続部分の低インダクタンス化が図れる。

【００２６】請求項１３の発明は、請求項７〜１２の発
明の電力変換装置において、前記半導体素子、第１のコ
ンデンサ、第２のコンデンサを階層的に配置し、前記第
１のコンデンサを前記直列接続された半導体素子の両端
に接続し、前記第２のコンデンサを前記第１のコンデン
サの電極端子を接続点にして接続したものであり、フィ
ルタコンデンサとしての第２のコンデンサを、直列接続
された半導体素子の最直近に配置された相コンデンサと
して働く第１のコンデンサ側に接続し、他相の半導体素
子のスイッチング動作による影響をなくし、かつコンデ
ンサ、半導体素子間を接続するための導体の形状を簡略
化できる。

【００２７】請求項１４の発明は、請求項７〜１３の発
明の電力変換装置において、前記第２のコンデンサの個
数を前記並列に接続された半導体スイッチング回路の組
数よりも少なくし、当該並列に接続された半導体スイッ
チング回路の２組以上を前記第２のコンデンサの少なく
とも１個に共通に接続したものであり、フィルタコンデ
ンサとして働く第２のコンデンサを相ごとに設けずに集
約化することによって部品点数の削減が図れる。

【００２８】請求項１５の発明は、請求項７〜１４の発
明の電力変換装置において、前記第２のコンデンサを前
記半導体素子を含む主回路ユニット内の主コンデンサ
と、前記主回路ユニットの外部に設置した補助コンデン
サとによって必要な容量のフィルタコンデンサに構成し
たものである。

【００２９】請求項１５の発明の電力変換装置では、シ
ステムごとに適切なフィルタ定数が異なる場合にフィル
タコンデンサの容量も変わってくるが、フィルタコンデ
ンサとしての第２のコンデンサを主回路ユニット内に収
容される主コンデンサと、主ユニットの外部に設置され
る補助コンデンサとで構成することにより、主回路ユニ
ット外の補助コンデンサに所要の容量のコンデンサを用
いることによってシステムに応じた適切な容量のフィル
タコンデンサを構成することができ、主回路ユニットを
共通にして標準化が図れる。

【００３０】請求項１６の発明は、直列接続された、電
圧駆動形高周波スイッチング素子である半導体素子の両
端に並列にサージ電圧吸収用のコンデンサを接続して構
成される半導体スイッチング回路を２組以上並列に接続
し、当該半導体スイッチング回路それぞれにおける前記
直列接続された半導体素子の両端及び中間接続点を外部
接続のための主回路端子とした電力変換装置であって、
前記半導体素子は、両面が電極面となる圧接形形状の半
導体素子であり、前記半導体スイッチング回路それぞれ
の前記直列接続された半導体素子のうち上アーム側とな
る半導体素子、下アーム側となる半導体素子それぞれの
正極側同士又は負極側同士を半導体素子冷却器の同一平
面上に熱伝導率の大きな絶縁板を介して並べて圧接し、
前記上アーム側となる半導体素子の負極と下アーム側と
なる半導体素子の正極とを導体で接続し、かつ前記上ア
ーム側となる半導体素子の正極、下アーム側となる半導
体素子の負極それぞれを前記コンデンサの両端子それぞ
れに近接した１組の導体によって接続したものである。

【００３１】請求項１７の発明は、直列接続された、電
圧駆動形高周波スイッチング素子である半導体素子の両
端に並列にサージ電圧吸収用のコンデンサを接続して構
成される半導体スイッチング回路を２組以上並列に接続
し、当該半導体スイッチング回路それぞれにおける前記
直列接続された半導体素子の両端及び中間接続点を外部
接続のための主回路端子とした電力変換装置であって、
前記半導体素子は、両面が電極面となる圧接形形状の半
導体素子であり、前記半導体スイッチング回路それぞれ
の前記直列接続された半導体素子のうち上アーム側とな
る半導体素子の負極側、下アーム側となる半導体素子の
正極側を電気良導性の半導体素子冷却器の同一平面上に
並べて圧接し、前記上アーム側となる半導体素子の正
極、下アーム側となる半導体素子の負極それぞれを前記
コンデンサの両端子それぞれに近接した１組の導体によ
って接続したものである。

【００３２】請求項１８の発明は、直列接続された、電
圧駆動形高周波スイッチング素子である半導体素子の両
端に並列にサージ電圧吸収用のコンデンサを接続して構
成される半導体スイッチング回路を２組以上並列に接続
し、当該半導体スイッチング回路それぞれにおける前記
直列接続された半導体素子の両端及び中間接続点を外部
接続のための主回路端子とした電力変換装置であって、
前記半導体素子は、両面が電極面となる圧接形形状の半
導体素子であり、前記半導体スイッチング回路それぞれ
の前記直列接続された半導体素子のうち上アーム側とな
る半導体素子の負極側、下アーム側となる半導体素子の
正極側を共通の導体を間に挟んで半導体素子冷却器の同
一平面上に並べて圧接し、前記上アーム側となる半導体
素子の正極、下アーム側となる半導体素子の負極それぞ
れを前記コンデンサの両端子それぞれに近接した１組の
導体によって接続したものである。

【００３３】請求項１９の発明は、直列接続された、電
圧駆動形高周波スイッチング素子である半導体素子の両
端に並列にサージ電圧吸収用のコンデンサを接続して構
成される半導体スイッチング回路を２組以上並列に接続
し、当該半導体スイッチング回路それぞれにおける前記
直列接続された半導体素子の両端及び中間接続点を外部
接続のための主回路端子とした電力変換装置であって、
前記半導体素子は、両面が電極面となる圧接形形状の半
導体素子であり、前記半導体スイッチング回路それぞれ
の前記直列接続された半導体素子のうち上アーム側とな
る半導体素子の正極側、下アーム側となる半導体素子の
負極側それぞれを半導体素子冷却器の同一平面上に熱伝
導率の大きな絶縁板を介して並べて圧接し、前記上アー
ム側となる半導体素子の負極側と前記下アーム側となる
半導体素子の正極側とを導体で接続し、かつ前記上アー
ム側となる半導体素子の正極、下アーム側となる半導体
素子の負極それぞれを前記コンデンサの両端子それぞれ
に近接した１組の導体によって接続したものである。

【００３４】請求項１６〜１９の発明の電力変換装置で
は、半導体素子として両面が電極面となる圧接形形状の
半導体素子を用い、冷却器に対して半導体素子と導体と
を階層的に組付け、その全体を外側から押圧固定するこ
とによって各半導体スイッチング回路を構成するので、
各半導体スイッチング回路における半導体素子とコンデ
ンサとを近接した配置にすることができて半導体素子と
コンデンサと導体から構成されるループ状回路のインダ
クタンスを２５０ｎＨ以下とすることができ、スナバ回
路をなくして、コンデンサと半導体素子との２種類の回
路部品のみで電力変換部の主回路を構成することができ
る。

【００３５】請求項２０の発明は、直列接続された、電
圧駆動形高周波スイッチング素子である半導体素子の両
端に並列にサージ電圧吸収用のコンデンサを接続して構
成される半導体スイッチング回路を２組以上並列に接続
し、当該半導体スイッチング回路それぞれにおける前記
直列接続された半導体素子の両端及び中間接続点を外部
接続のための主回路端子とした電力変換装置であって、
前記半導体素子は、その一方の面に正極端子と負極端子
とが設けられ、その反対の面が平坦な冷却面かつ取付面
となるモジュール形の半導体素子であり、前記半導体ス
イッチング回路それぞれの前記直列接続された半導体素
子を、それらの上アーム側となる半導体素子の負極端子
側と下アーム側となる半導体素子の正極端子側が隣り合
うようにして、同じ向きに並べて半導体素子冷却器の同
一平面上に取付け、前記上アーム側となる半導体素子の
負極端子と前記下アーム側となる半導体素子の正極端子
とを導体で接続し、かつ前記上アーム側となる半導体素
子の正極端子、下アーム側となる半導体素子の負極端子
それぞれを前記コンデンサの両端子それぞれに近接した
１組の導体によって接続したものである。

【００３６】請求項２１の発明は、直列接続された、電
圧駆動形高周波スイッチング素子である半導体素子の両
端に並列にサージ電圧吸収用のコンデンサを接続して構
成される半導体スイッチング回路を２組以上並列に接続
し、当該半導体スイッチング回路それぞれにおける前記
直列接続された半導体素子の両端及び中間接続点を外部
接続のための主回路端子とした電力変換装置であって、
前記半導体素子は、その一方の面に正極端子と負極端子
とが設けられ、その反対の面が平坦な冷却面かつ取付面
となるモジュール形の半導体素子であり、前記半導体ス
イッチング回路それぞれの前記直列接続された半導体素
子を、それらの上アーム側となる半導体素子の正極端子
と負極端子とを結ぶ線が下側アームの半導体素子の正極
端子と負極端子とを結ぶ線と平行になり、かつ正負の方
向が反対向きになる配置にして半導体素子冷却器の同一
平面上に並べて取付け、前記上アーム側となる半導体素
子の負極端子と前記下アーム側となる半導体素子の正極
端子とを導体で接続し、かつ前記上アーム側となる半導
体素子の正極端子、下アーム側となる半導体素子の負極
端子それぞれを前記コンデンサの両端子それぞれに近接
した１組の導体によって接続したものである。

【００３７】請求項２０及び２１の発明の電力変換装置
では、半導体素子として一方の面に正極端子と負極端子
とが設けられ、反対面が平坦な冷却面かつ取付面となる
モジュール形の半導体素子を用い、半導体素子を横並び
にして冷却器に対して取付面側を取付け、反対面の正負
極の端子間、また端子とコンデンサを導体によって接続
することによって各半導体スイッチング回路を構成する
ので、各半導体スイッチング回路における半導体素子と
コンデンサとを近接した配置にすることができて半導体
素子とコンデンサと導体から構成されるループ状回路の
インダクタンスを２５０ｎＨ以下とすることができ、ス
ナバ回路をなくして、コンデンサと半導体素子との２種
類の回路部品のみで電力変換部の主回路を構成すること
ができる。

【００３８】請求項２２の発明は、請求項１６〜２１の
発明の電力変換装置において、前記半導体素子それぞれ
を、別個の半導体素子冷却器に接触させたものであり、
他の半導体素子の発熱による影響を受けずに、半導体素
子それぞれを個別に冷却することができ、また半導体素
子ごとにその発熱状態に応じた冷却能力を備えた冷却器
を用意することができて半導体素子の冷却効果を高める
ことができる。

【００３９】請求項２３の発明は、請求項２２の発明の
電力変換装置において、前記直列接続された半導体素子
のうち、半導体素子冷却器の放熱によって温められた空
気の流れの下流側に位置する半導体素子冷却器の放熱能
力を上流側に位置する半導体素子冷却器の放熱能力より
も高くしたものであり、各冷却器の温度上昇を均衡さ
せ、各半導体素子を効果的に冷却することができる。

【００４０】請求項２４の発明は、請求項１６〜２２の
発明の電力変換装置において、前記直列接続された半導
体素子を同一の半導体素子冷却器に、当該半導体素子冷
却器の放熱によって温められた空気の流れの上流側に偏
位した状態で接触させたものであり、冷却器各部の温度
上昇を一様にして各半導体素子を効果的に冷却すること
ができる。

【００４１】請求項２５の発明は、直列接続された、電
圧駆動形高周波スイッチング素子である半導体素子の両
端に並列にサージ電圧吸収用のコンデンサを接続して構
成される半導体スイッチング回路を２組以上並列に接続
し、当該半導体スイッチング回路それぞれにおける前記
直列接続された半導体素子の両端及び中間接続点を外部
接続のための主回路端子とした電力変換装置であって、
前記半導体素子は、両面が電極面となる圧接形形状の半
導体素子であり、扁平にして電気良導性の集熱用ブロッ
ク部とこの集熱用ブロック部で集熱した熱を放散するた
めの放熱部とを有する半導体素子冷却器の前記集熱用ブ
ロック部の表裏に、前記半導体スイッチング回路それぞ
れの前記直列接続された半導体素子のうち上アーム側と
なる半導体素子の負極側と下アーム側となる半導体素子
の正極側とをそれぞれ圧接し、前記上アーム側となる半
導体素子の正極、下アーム側となる半導体素子の負極そ
れぞれを前記コンデンサの両端子それぞれに近接した１
組の導体によって接続したものである。

【００４２】請求項２５の発明の電力変換装置では、半
導体素子として両面が電極面となる圧接形形状の半導体
素子を用い、また冷却器として扁平にして電気良導性の
集熱用ブロック部とこの集熱用ブロック部で集熱した熱
を放散するための放熱部とを有する冷却器を用い、この
冷却器の集熱用ブロック部に対して半導体素子と導体と
を積層構造となるように組付け、その全体を外側から押
圧固定することによって各半導体スイッチング回路を構
成するので、各半導体スイッチング回路における半導体
素子とコンデンサとを近接した配置にすることができて
半導体素子とコンデンサと導体から構成されるループ状
回路のインダクタンスを２５０ｎＨ以下とすることがで
き、スナバ回路をなくして、コンデンサと半導体素子と
の２種類の回路部品のみで電力変換部の主回路を構成す
ることができる。

【００４３】しかも、冷却器の電気良導性の集熱用ブロ
ック部を半導体素子の接続に兼用させるために上下アー
ムの半導体素子の中間接続部を最短にすることができ、
構造の簡略化と前記ループ状回路の低インダクタンス化
が図れる。

【００４４】請求項２６の発明は、直列接続された、電
圧駆動形高周波スイッチング素子である半導体素子の両
端に並列にサージ電圧吸収用のコンデンサを接続して構
成される半導体スイッチング回路を２組以上並列に接続
し、当該半導体スイッチング回路それぞれにおける前記
直列接続された半導体素子の両端及び中間接続点を外部
接続のための主回路端子とした電力変換装置であって、
前記半導体素子は、両面が電極面となる圧接形形状の半
導体素子であり、扁平にして電気良導性の集熱用ブロッ
ク部とこの集熱用ブロック部で集熱した熱を放散するた
めの放熱部とを有する半導体素子冷却器の前記集熱用ブ
ロック部の表裏に、前記半導体スイッチング回路それぞ
れの前記直列接続された半導体素子のうち上アーム側と
なる半導体素子の負極側と下アーム側となる半導体素子
の正極側とをそれぞれ圧接し、前記上アーム側半導体素
子の正極側、前記下アーム側半導体素子の負極側それぞ
れに、扁平にして電気良導性の集熱用ブロック部とこの
集熱用ブロック部で集熱した熱を放散するための放熱部
とを有する、別の２体の半導体素子冷却器それぞれの前
記集熱用ブロック部それぞれを圧接し、前記上アーム側
半導体素子の正極側の圧接している前記別の半導体素子
冷却器の集熱用ブロック部、前記下アーム側半導体素子
の負極側の圧接している前記別半導体素子冷却器の集熱
用ブロック部それぞれを前記コンデンサの両端子それぞ
れに近接した１組の導体によって接続したものである。

【００４５】請求項２６の発明の電力変換装置では、半
導体素子として両面が電極面となる圧接形形状の半導体
素子を用い、また冷却器として扁平にして電気良導性の
集熱用ブロック部とこの集熱用ブロック部で集熱した熱
を放散するための放熱部とを有する冷却器を用い、この
冷却器の集熱用ブロック部に対して半導体素子と導体と
を積層構造となるように組付け、さらに上下の半導体素
子の外側それぞれにも別の冷却器の集熱用ブロック部そ
れぞれを積層するように組付け、その全体を外側から押
圧固定することによって各半導体スイッチング回路を構
成するので、各半導体スイッチング回路における半導体
素子とコンデンサとを近接した配置にすることができて
半導体素子とコンデンサと導体から構成されるループ状
回路のインダクタンスを２５０ｎＨ以下とすることがで
き、スナバ回路をなくして、コンデンサと半導体素子と
の２種類の回路部品のみで電力変換部の主回路を構成す
ることができる。

【００４６】しかも、各半導体スイッチング回路の上下
アームの半導体素子それぞれを表裏両面から冷却器の集
熱用ブロック部で挟む構造となるために半導体素子の冷
却効果を高くすることができる。

【００４７】請求項２７の発明は、直列接続された、電
圧駆動形高周波スイッチング素子である半導体素子の両
端に並列にサージ電圧吸収用のコンデンサを接続して構
成される半導体スイッチング回路を２組以上並列に接続
し、当該半導体スイッチング回路それぞれにおける前記
直列接続された半導体素子の両端及び中間接続点を外部
接続のための主回路端子とした電力変換装置であって、
前記半導体素子は、両面が電極面となる圧接形形状の半
導体素子であり、扁平な集熱用ブロック部とこの集熱用
ブロック部で集熱した熱を放散するための放熱部とを有
する半導体素子冷却器の前記集熱用ブロック部の表裏に
熱伝導率の大きな電気絶縁板それぞれを介して、前記半
導体スイッチング回路の前記直列接続された半導体素子
それぞれの同じ正極面側若しくは負極面側を圧接し、前
記直列接続された半導体素子のうち上アーム側半導体素
子の負極側と前記下アーム側半導体素子の正極側とを導
体によって接続し、前記上アーム側となる半導体素子の
正極、下アーム側となる半導体素子の負極それぞれを前
記コンデンサの両端子それぞれに近接した１組の導体に
よって接続したものである。

【００４８】請求項２７の発明の電力変換装置では、半
導体素子として両面が電極面となる圧接形形状の半導体
素子を用い、また冷却器として扁平な集熱用ブロック部
とこの集熱用ブロック部で集熱した熱を放散するための
放熱部とを有する冷却器を用い、この冷却器の集熱用ブ
ロック部に対して熱伝導率の大きな絶縁板を介し、半導
体素子と導体とを積層構造となるように組付け、その全
体を外側から押圧固定することによって各半導体スイッ
チング回路を構成するので、各半導体スイッチング回路
における半導体素子とコンデンサとを近接した配置にす
ることができて半導体素子とコンデンサと導体から構成
されるループ状回路のインダクタンスを２５０ｎＨ以下
とすることができ、スナバ回路をなくして、コンデンサ
と半導体素子との２種類の回路部品のみで電力変換部の
主回路を構成することができる。

【００４９】しかも、冷却器の集熱用ブロック部に対し
て半導体素子や導体を絶縁板を介して圧接させているた
めに半導体素子の効果的な冷却と共に冷却器の絶縁がで
きる。

【００５０】請求項２８の発明は、直列接続された、電
圧駆動形高周波スイッチング素子である半導体素子の両
端に並列にサージ電圧吸収用のコンデンサを接続して構
成される半導体スイッチング回路を２組以上並列に接続
し、当該半導体スイッチング回路それぞれにおける前記
直列接続された半導体素子の両端及び中間接続点を外部
接続のための主回路端子とした電力変換装置であって、
前記半導体素子は、両面が電極面となる圧接形形状の半
導体素子であり、扁平な集熱用ブロック部とこの集熱用
ブロック部で集熱した熱を放散するための放熱部とを有
する半導体素子冷却器の前記集熱用ブロック部の表裏に
熱伝導性の大きな電気絶縁板それぞれを介して、前記半
導体スイッチング回路の前記直列接続された半導体素子
それぞれの同じ正極面側若しくは負極面側を圧接し、前
記上アーム側半導体素子の外側に位置する電極面、前記
下アーム側半導体素子の外側に位置する電極面それぞれ
に、扁平な集熱用ブロック部とこの集熱用ブロック部で
集熱した熱を放散するための放熱部とを有する、別の２
体の半導体素子冷却器それぞれの前記集熱用ブロック部
それぞれに熱伝導率の大きな絶縁板を介して圧接し、前
記直列接続された半導体素子のうち上アーム側半導体素
子の負極側と前記下アーム側半導体素子の正極側とを導
体によって接続し、前記上アーム側となる半導体素子の
正極、下アーム側となる半導体素子の負極それぞれを前
記コンデンサの両端子それぞれに近接した１組の導体に
よって接続したものである。

【００５１】請求項２８の発明の電力変換装置では、半
導体素子として両面が電極面となる圧接形形状の半導体
素子を用い、また冷却器として扁平な集熱用ブロック部
とこの集熱用ブロック部で集熱した熱を放散するための
放熱部とを有する冷却器を用い、この冷却器の集熱用ブ
ロック部に対して熱伝導率の大きな絶縁板を介して、半
導体素子と導体とを積層構造となるように組付け、さら
に上下の半導体素子それぞれの外側にも別の冷却器の集
熱用ブロック部を熱伝導率の大きな絶縁板を介して積層
し、その全体を外側から押圧固定することによって各半
導体スイッチング回路を構成するので、各半導体スイッ
チング回路における半導体素子とコンデンサとを近接し
た配置にすることができて半導体素子とコンデンサと導
体から構成されるループ状回路のインダクタンスを２５
０ｎＨ以下とすることができ、スナバ回路をなくして、
コンデンサと半導体素子との２種類の回路部品のみで電
力変換部の主回路を構成することができる。

【００５２】しかも、各半導体スイッチング回路の上下
アームの半導体素子それぞれを表裏両面から冷却器の集
熱用ブロック部で挟む構造となるために半導体素子の冷
却効果を高くすることができる。

【００５３】請求項２９の発明は、直列接続された、電
圧駆動形高周波スイッチング素子である半導体素子の両
端に並列にサージ電圧吸収用のコンデンサを接続して構
成される半導体スイッチング回路を２組以上並列に接続
し、当該半導体スイッチング回路それぞれにおける前記
直列接続された半導体素子の両端及び中間接続点を外部
接続のための主回路端子とした電力変換装置であって、
前記半導体素子は、その一方の面に正極端子と負極端子
とが設けられ、その反対の面が平坦な冷却面かつ取付面
となるモジュール形の半導体素子であり、前記半導体ス
イッチング回路の直列接続された半導体素子をそれらの
前記取付面が内側を向合い、かつ一方の半導体素子の正
極端子の裏側に他方の半導体素子の負極端子が位置する
ように配置し、扁平な集熱用ブロック部とこの集熱用ブ
ロック部で集熱した熱を放散するための放熱部とを有す
る半導体素子冷却器の前記集熱用ブロック部の表裏に、
前記半導体スイッチング回路の前記直列接続された前記
半導体素子それぞれの取付面側を取付け、前記直列接続
された半導体素子のうち上アーム側となる半導体素子の
負極端子と下アーム側となる半導体素子の正極端子とを
導体で接続し、前記上アーム側半導体素子の正極端子、
前記下アーム側半導体素子の負極端子それぞれを前記コ
ンデンサの両端子それぞれに近接した１組の導体によっ
て接続したものである。

【００５４】請求項２９の発明の電力変換装置では、半
導体素子として一方の面に正極端子と負極端子とが設け
られ、その反対の面が平坦な冷却面かつ取付面となるモ
ジュール形の半導体素子を用い、また冷却器として扁平
な集熱用ブロック部とこの集熱用ブロック部で集熱した
熱を放散するための放熱部とを有する冷却器を用い、こ
の冷却器の集熱用ブロック部の表裏に対して半導体素子
それぞれの取付面側を取付け、上アーム側となる半導体
素子の負極端子と下アーム側となる半導体素子の正極端
子とを導体で接続し、上アーム側半導体素子の正極端
子、下アーム側半導体素子の負極端子それぞれを前記コ
ンデンサの両端子それぞれに近接した１組の導体によっ
て接続して半導体スイッチング回路を構成するので、各
半導体スイッチング回路における半導体素子とコンデン
サとを近接した配置にすることができて半導体素子とコ
ンデンサと導体から構成されるループ状回路のインダク
タンスを２５０ｎＨ以下とすることができ、スナバ回路
をなくして、コンデンサと半導体素子との２種類の回路
部品のみで電力変換部の主回路を構成することができ
る。

【００５５】請求項３０の発明は、直列接続された、電
圧駆動形高周波スイッチング素子である半導体素子の両
端に並列にサージ電圧吸収用のコンデンサを接続して構
成される半導体スイッチング回路を２組以上並列に接続
し、当該半導体スイッチング回路それぞれにおける前記
直列接続された半導体素子の両端及び中間接続点を外部
接続のための主回路端子とした電力変換装置であって、
前記半導体素子は、その一方の面に正極端子と負極端子
とが設けられ、その反対の面が平坦な冷却面かつ取付面
となるモジュール形の半導体素子であり、前記半導体ス
イッチング回路の直列接続された前記半導体素子をそれ
らの前記取付面が外側になり、かつ互いの前記正極端子
と前記負極端子とが向合うように対向配置し、前記直列
接続された半導体素子それぞれの前記取付面に、扁平な
集熱用ブロック部とこの集熱用ブロック部で集熱した熱
を放散するための放熱部とを有する半導体素子冷却器そ
れぞれの前記集熱用ブロック部を取付け、前記直列接続
された半導体素子のうち上アーム側となる半導体素子の
負極端子と下アーム側となる半導体素子の正極端子とを
導体で接続し、前記上アーム側半導体素子の正極端子、
前記下アーム側半導体素子の負極端子それぞれを前記コ
ンデンサの両端子それぞれに近接した１組の導体によっ
て接続したものである。

【００５６】請求項３０の発明の電力変換装置では、半
導体素子として一方の面に正極端子と負極端子とが設け
られ、その反対の面が平坦な冷却面かつ取付面となるモ
ジュール形の半導体素子を用い、また冷却器として扁平
な集熱用ブロック部とこの集熱用ブロック部で集熱した
熱を放散するための放熱部とを有する冷却器を用い、半
導体素子をそれらの正極端子と負極端子とが互いに向合
うように対向配置し、これら半導体素子それぞれの外側
に位置する取付面それぞれに別個の冷却の集熱用ブロッ
ク部を取付け、上アーム側となる半導体素子の負極端子
と下アーム側となる半導体素子の正極端子とを導体で接
続し、さらに上アーム側半導体素子の正極端子、下アー
ム側半導体素子の負極端子それぞれをコンデンサの両端
子それぞれに近接した１組の導体によって接続して半導
体スイッチング回路を構成するので、各半導体スイッチ
ング回路における半導体素子とコンデンサとを近接した
配置にすることができて半導体素子とコンデンサと導体
から構成されるループ状回路のインダクタンスを２５０
ｎＨ以下とすることができ、スナバ回路をなくして、コ
ンデンサと半導体素子との２種類の回路部品のみで電力
変換部の主回路を構成することができる。

【００５７】しかも、半導体素子それぞれを個別の冷却
器の集熱用ブロック部に取付けているので冷却効果も高
めることができる。

【００５８】請求項３１の発明は、請求項１６〜３０の
発明の電力変換装置において、前記コンデンサとしてフ
ィルタコンデンサ兼サージ電圧吸収用の１つのコンデン
サに導体を接続したものであり、１種類のコンデンサだ
けで回路構成ができ、大幅な部品点数の削減が可能とな
る。

【００５９】請求項３２の発明は、請求項１６〜３０の
発明の電力変換装置において、前記コンデンサとして、
サージ電圧吸収用の第１のコンデンサとフィルタコンデ
ンサとしての第２のコンデンサとの２種類が備えられて
いる回路における第１のコンデンサに導体を接続したも
のであり、この第１のコンデンサに内部インダクタンス
の小さい小形、小容量のものを採用することができ、半
導体素子とコンデンサと導体から構成されるループ状回
路のインダクタンスの低減が可能となる。

【００６０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図に
基づいて詳説する。

【００６１】（第１の実施の形態）本発明の第１の実施
の形態の電力変換装置に採用される１組の半導体スイッ
チング回路の回路図を図１に示し、その構成図を図２に
示してある。２個の直列接続されたＩＧＢＴ，ＩＥＧＴ
のような電圧駆動形高周波スイッチング素子（定格、
１．２ｋＶ以上）である半導体素子１の両端にコンデン
サ８を接続し、半導体素子１とコンデンサ８との間を導
体９ａ，９ｂ，９ｃによって接続している。導体９ａ，
９ｂ，９ｃは互いに近接して構成し、このループ状回路
のインダクタンスを２５０ｎＨ以下となるように構成し
ている。

【００６２】ここで、コンデンサ８には低インダクタン
スのもので、従来のフィルタコンデンサ７と同容量のも
のが使用されている。そしてコンデンサ８からは外部電
源へ導体１０ａ，１０ｂで接続し、半導体素子１へゲー
トアンプ６を接続してスイッチング指令を入力するよう
にしてある。

【００６３】コンデンサ８はその電極の一方は端子、他
方はケースを利用し、これらの電極を２個の直列接続さ
れた半導体素子１の中間接続点に近接するように配置し
てある。なお、コンデンサ８の両電極それぞれを２個の
直列接続された半導体素子１の両端位置それぞれに近接
する配置にすることもできる（この配置は、以下の各実
施の形態でも適用することができる。例えば、後述する
図１９、図２０の構造を参照）。

【００６４】上記の構成の半導体スイッチング回路は、
２組あるいは３組、若しくはそれらの倍数組を並設し、
２個の直列接続された半導体素子１の中間接続点側を主
回路入力点とし、半導体素子１の両端を主回路出力点と
することによって交流入力を直流出力に電力変換するた
めのコンバータ回路を構成する。このコンバータ回路で
は、それぞれの半導体スイッチング回路に対して、ゲー
トアンプ６からのスイッチング指令を入力して各半導体
素子１をスイッチング動作させることによって交流入力
を直流に変換して出力する動作を行うようになる。

【００６５】また逆に、上記の半導体スイッチング回路
の３組若しくはその倍数組を並設し、２個の直列接続さ
れた半導体素子の両端を主回路入力点とし、半導体素子
の中間接続点側を主回路出力点とすることによって直流
入力を交流出力に電力変換するてインバータ回路を構成
する。そしてこのインバータ回路では、それぞれの半導
体スイッチング回路に対して、ゲートアンプ６からのス
イッチング指令を入力して各半導体素子１をスイッチン
グ動作させることによって直流入力を交流に変換して出
力する動作を行うようになる。

【００６６】この際に、コンデンサ８として内部インダ
クタンスが５０ｎＨ以下の低インダクタンスのものを採
用し、またコンデンサ８と半導体素子１との間を可能な
限り近接させ、同時に導体９ａ，９ｂ，９ｃの長さを短
くすると共に可能な限り互いに近接させることによって
インダクタンスを２００ｎＨ以下とすることにより、コ
ンデンサ８と半導体素子１との間のループ状回路のイン
ダクタンスを２５０ｎＨ以下と小さくする。この結果、
半導体素子１の両端にかかるサージ電圧を半導体素子定
格電圧内に抑制することができ、過電圧によって半導体
素子１が破壊に至るのを防止し、良好なスイッチング動
作を行うことができるようになる。なお、コンデンサ８
は従来装置でのフィルタコンデンサ７と同容量のコンデ
ンサで構成することにより、このコンデンサ８は電源電
圧を安定に供給するフィルタコンデンサの役割も果た
し、別途にフィルタコンデンサを設ける必要がなくて回
路構成が簡素なものとなる。

【００６７】上記の第１の実施の形態の電力変換装置に
よれば、従来装置に比べて半導体素子周りの保護回路で
あるスナバ回路をなくすことができ、電力変換装置とし
て大幅に部品点数、種類を低減することができる。また
スナバ抵抗がないことによって、熱損失の軽減も図れ、
部品点数の削減、構成の簡素化と相まって装置の小形軽
量化、低価格化が実現できる。

【００６８】（第２の実施の形態）本発明の第２の実施
の形態の電力変換装置に採用される１組の半導体スイッ
チング回路の回路図を図３に、構成図を図４に示してあ
る。第１の実施の形態と同様の２個の直列接続された半
導体素子１の両端に並列にサージ電圧吸収用の第１のコ
ンデンサ１１とフィルタコンデンサとしての第２のコン
デンサ１２とを接続している。半導体素子１に近い側に
は第１のコンデンサ１１を配置し、半導体素子１から遠
い側に第２のコンデンサ１２を配置している。

【００６９】第２のコンデンサ１２は従来装置のフィル
タコンデンサ７と同容量（約１０００μＦ）のコンデン
サを用いている。また第１のコンデンサ１１の容量は、
この第２のコンデンサ１２の容量以下、好ましくは第２
のコンデンサ１２の１／１０程度（約１００μＦ）と
し、大きさも小形にし、さらにそのコンデンサケースを
一方の電極と兼用することにより小形かつ内部インダク
タンスが５０ｎＨ程度まで低減されたコンデンサとして
いる。

【００７０】第１のコンデンサ１１と半導体素子１との
間は導体９ａ，９ｄ，９ｅによって接続している。導体
９ａ，９ｄ，９ｅは可能な限り短くし、かつ互いに近接
させることによって総インダクタンスが２００ｎＨ以下
になるように構成し、このループ状回路のインダクタン
スが２５０ｎＨ以下となるように構成している。

【００７１】なお、上記のように第１のコンデンサ１１
の両電極を２個の直列接続された半導体素子１の中間接
続点に近接するように配置することができ、また、第１
のコンデンサ１１の両電極それぞれを２個の直列接続さ
れた半導体素子１の両端位置それぞれに近接する配置に
することもできる（この配置は、以下の各実施の形態で
も適用することができる。例えば、後述する図１９、図
２０の構造を参照）。

【００７２】第２のコンデンサ１２は第１のコンデンサ
１１よりも半導体素子１から遠い側に配置し、第１のコ
ンデンサ１１との間を導体１０ｃ，１０ｄによって接続
している。半導体素子１と第１のコンデンサ１１、第２
のコンデンサ１２とは、冷却器５の方から階層的に配置
することによって相互の導体接続が容易になる構成とし
ている。さらに、２個の直列接続された半導体素子１は
冷却器５に並んで近接配置し、半導体素子１１間を接続
する導体９ａの長さが最短となるように配置している。

【００７３】上記の構成の半導体スイッチング回路は、
第１の実施の形態と同様に２組あるいは３組、若しくは
その倍数組を並設してコンバータ回路やインバータ回路
を構成し、それぞれの半導体スイッチング回路に対し
て、ゲートアンプ６からのスイッチング指令入力して半
導体素子１をスイッチング動作させることによって交流
入力を直流に変換して出力し（コンバータ回路の場
合）、あるいは直流電源を交流に変換して出力する（イ
ンバータ回路の場合）電力変換動作を行うようになる。

【００７４】この際に、第１の実施の形態と同様にして
第１のコンデンサ１１と半導体素子１とが囲むループ状
回路のインダクタンスを２５０ｎＨ以下と小さくしたこ
とにより、半導体素子１の両端にかかるサージ電圧を半
導体素子定格電圧以内に抑制することができて破壊に至
ることがなく、良好なスイッチング動作を行わせること
ができる。なお、第２のコンデンサ１２は従来装置にお
けるフィルタコンデンサ７と同容量のコンデンサを用い
ることにより、電源電圧を安定に供給するフィルタコン
デンサの役割を果たす。

【００７５】上記の第２の実施の形態の電力変換装置に
よれば、サージ電圧吸収用の第１のコンデンサ１１をフ
ィルタコンデンサとしての第２のコンデンサ１２と分離
したことによってその大きさを小さくでき、より半導体
素子１の近くに配置が可能となり、実装上のインダクタ
ンス低減が容易である利点がある。また従来装置に比
べ、半導体素子周りの保護回路であるスナバ回路がなく
したことで、大幅に部品点数、種類を低減することがで
きる。加えて、スナバ抵抗がないことにより、熱損失の
低減も図れ、部品点数の削減、構成の簡素化と相まって
装置の小形軽量化、低価格化が実現できる。

【００７６】（第３の実施の形態）本発明の第３の実施
の形態の電力変換装置の構成を図５に示してある。第３
の実施の形態の電力変換装置は、図３及び図４に示した
第２の実施の形態で採用した半導体スイッチング回路を
３組並べてインバータ回路にしたものである。ただし、
第２の実施の形態で採用した半導体スイッチング回路を
そのまま３組並べてもインバータ回路を構成することは
可能であるが、この第３の実施の形態の電力変換装置で
は、第２のコンデンサ１２ａを３組の半導体スイッチン
グ回路に対して２個の構成としている。

【００７７】この第３の実施の形態の電力変換装置の動
作は第２の実施の形態の電力変換装置と同様であるが、
第２のコンデンサ１２ａの個数が少なくなった分、部品
点数をより多く削減し、価格低減が図れることになる。

【００７８】なお、第２のコンデンサを１個だけにする
ことも同様に可能であり、その場合にはさらに第１のコ
ンデンサ１１との間を接続する導体の構成が一層簡素化
できる利点がある。

【００７９】（第４の実施の形態）本発明の第４の実施
の形態の電力変換装置の構成を図６に示してある。第１
のコンデンサ１１と第２のコンデンサ１２ａの配置は上
記の第３の実施の形態の電力変換装置と同じである。し
かしながら、導体による接続関係において、この第４の
実施の形態では３相の中央位置の第１のコンデンサ１１
には第２のコンデンサ１２ａの２個双方から導体１０
ｇ，１０ｈ，１０ｉ，１０ｊによって接続し、３相の両
側に配置される第１のコンデンサ１１それぞれには近い
側に配置されている第２のコンデンサ１２ａからのみ導
体接続している。これによって、導体の形状の簡素化が
可能となる。

【００８０】さらに、第４の実施の形態の電力変換装置
では、主回路ユニット内に設置するフィルタコンデンサ
の主要素となる第２のコンデンサ１２ａに加えて、主回
路ユニットの外部にフィルタコンデンサの補助要素とな
る第３のコンデンサ１３を配置し、導体１０ｋ，１０ｌ
により主回路ユニットと接続している。

【００８１】このようにフィルタコンデンサを主回路ユ
ニット内の第２のコンデンサ１２ａと外付けの第３のコ
ンデンサ１３とによって構成することにより、外付けの
第３のコンデンサ１３の容量を選択することによって、
主回路ユニット内のコンデンサ定数を変更せずにフィル
タコンデンサ容量をシステムの必要フィルタ定数に対応
することができ、主回路ユニットの共通化が図れること
になる。

【００８２】（第５の実施の形態）本発明の第５の実施
の形態の電力変換装置の構成を図７に示してある。この
第５の実施の形態の電力変換装置は、第１のコンデンサ
１１ａが２個の直列接続された半導体素子１より成る半
導体スイッチング回路の１相に対して並列に２個ずつ接
続してある。また、第１のコンデンサ１１ａがその一方
の電極をケース電位としており、かつこのケースには半
導体スイッチング回路のマイナス側を接続してある。第
２のコンデンサ１２は各相の半導体スイッチング回路そ
れぞれに対して１個ずつ配置している。

【００８３】この第５の実施の形態の電力変換装置で
は、各相に２個ずつ第１のコンデンサ１１ａを並列に配
置することによって、個々の第１のコンデンサ１１ａを
小形に構成でき、その内部インダクタンスも低減するこ
とができ、さらに、これを２個並列することによってコ
ンデンサ部分の総インダクタンスも低減することができ
る。

【００８４】また、第１のコンデンサ１１ａのコンデン
サケースにマイナス電極を兼用させることにより、コン
デンサの小形化、低インダクタンス化が可能となるだけ
でなく、第１のコンデンサ１１ａの周辺に配置される部
品との絶縁距離も小さく構成でき、装置の小形軽量化も
可能となる。さらに、コンデンサケースがマイナス側電
位となることによって、通常はアース電位と同一であ
り、万が一の触手などを考慮した安全性の面でも利点を
持つ。

【００８５】加えて、半導体素子１から第１のコンデン
サ１１ａへの導体による接続も並列に２組ずつの配線と
なり、半導体スイッチング回線のインダクタンス低減が
容易となり、良好なスイッチング動作が行える。

【００８６】（第６の実施の形態）次に、本発明の第６
の実施の形態の電力変換装置を図８及び図９に基づいて
説明する。図８及び図９は第６の実施の形態の電力変換
装置に採用される１組の半導体スイッチング回路の構造
を示している。

【００８７】第６の実施の形態の電力変換装置はインバ
ータ装置であり、半導体スイッチング回路を構成する２
個の直列接続された半導体素子１ａにＩＧＢＴやＩＥＧ
Ｔのような連続７００Ｈｚ以上のスイッチングが可能な
電圧駆動形高周波スイッチング素子で、かつ圧接形の半
導体素子を採用し、かつ半導体素子冷却器５及び導体９
ｆ，９ｇ，９ｈと圧接させた構造に特徴を有する。

【００８８】２個の直列接続されるべき半導体素子１ａ
はその内部熱抵抗の小なる側の面を冷却器５に向けて横
並びに配置し、電気絶縁性に優れかつ熱伝導率の大きい
窒化アルミニウムのような素材で構成された絶縁板１５
を挟んで冷却器５に圧接させる。またフィルタコンデン
サ兼サージ電圧吸収用のコンデンサ８と冷却器５、半導
体素子１ａを階層的に配置し、各半導体スイッチング回
路の上アーム側半導体素子１ａの負極と、下アーム側半
導体素子１ａの正極とを導体９ｆで電気的に接続し、上
アーム側半導体素子１ａの正極と下アーム側半導体素子
１ａの負極とをそれぞれコンデンサ８の両端子に１組の
近接させた導体９ｇ，９ｈによって電気的に接続してい
る。この近接した１組の導体９ｇ，９ｈはその近接部分
に絶縁物１４を設けることによって電気的絶縁を図って
いる。

【００８９】さらに、インバータ装置として上下アーム
の半導体素子１ａの中間接続点をなす導体９ｆに対して
導体１０ｍの一端を接続することによってモータへ交流
電力を出力し、また直流電力を入力するために導体１０
ｎ，１０ｐをコンデンサ８の両端子に導体９ｇ，９ｈと
共に接続している。なお、コンバータ装置を構成する場
合には、導体１０ｍを交流入力の１相を接続し、導体１
０ｎ，１０ｐから直流を取り出すことになる（以下の各
実施の形態において、この外部接続関係は同様に適用で
きる）。

【００９０】この第６の実施の形態の電力変換装置で
は、冷却器５に対する圧接形半導体素子１ａの押圧と、
半導体素子１ａに対する導体９ｆ，９ｇ，９ｈの電気的
接続のために、図９に示すようにこれらの導体が干渉す
る部分では一方の導体９ｆに穴１３を設けて、これに導
体９ｇを貫通させる構造にし、またこれらの冷却器５、
導体９ｆ，９ｇ，９ｈ及び半導体素子１ａを外部から押
圧装置（図示せず）で同時にサンドウィッチする形に強
力に挟み込むことによって各部品の固定と電気的接続を
達成する。

【００９１】このようにして、第６の実施の形態の電力
変換装置によれば、ゲートアンプ６に対してリード線１
７によって半導体素子１ａが接続され、そのスイッチン
グ指令入力によって半導体素子１ａがスイッチング動作
する。この際、コンデンサ８と半導体素子１ａとのイン
ダクタンスを可能な限り小さくするために、コンデンサ
と８と半導体素子１ａとを近接させ、かつ導体９ｆ，９
ｇ，９ｈも短くして互いに近接する形状、配置にしたこ
とによって、ループ状回路のインダクタンスを２５０ｎ
Ｈ以下にすることができ、電気車駆動用の主回路に採用
される定格３３００Ｖの半導体素子の場合、スナバ回路
無しでサージ電圧Ｖｐを３０００Ｖ以下に抑制して電圧
破壊に至ることなく、良好なスイッチング特性を得るこ
とができる。この結果、半導体素子周りの保護回路とし
てのスナバ回路がなくなったことで大幅に部品点数、種
類を削減することができ、またスナバ抵抗がないことで
熱損失の低減も図ることができ、部品点数、種類の削
減、構成の簡素化と相まって装置の小形軽量化、低価格
化が実現できる。

【００９２】なお、上記の第６の実施の形態では導体９
ｆに穴１３を開けて、導体９ｇの干渉部分を貫通させる
ようにしたが、これに代えて、導体９ｆの干渉部分をＣ
字形に屈曲させ、若しくは切欠くことによって導体９ｇ
との干渉を避けることができる。また導体９ｆを導体９
ｇ，９ｈと横にずらした配置にして干渉が発生しない構
造とすることも可能であり、特に導体間の配置、形状は
限定されるものではない。

【００９３】（第７の実施の形態）次に、本発明の第７
の実施の形態の電力変換装置を、図１０に基づいて説明
する。図１０は第７の実施の形態の電力変換装置に採用
される１組の半導体スイッチング回路の構成を示してい
る。この第７の実施の形態の特徴は、第６の実施の形態
と同様の圧接形の半導体素子１ａを採用し、かつ半導体
素子冷却器５を上下アームの半導体素子の中間接続導体
として利用した点にある。

【００９４】すなわち、半導体スイッチング回路を構成
する２個の直列接続すべき半導体素子１ａを互いに逆向
きに横並びに配置し、上アーム側半導体素子１ａの負極
側、下アーム側半導体素子１ａの正極側を冷却器５の同
一平面上に圧接している。またフィルタコンデンサ兼サ
ージ電圧吸収用のコンデンサ８と冷却器５、半導体素子
１ａを階層的に配置し、かつ上アーム側半導体素子１ａ
の正極と下アーム側半導体素子１ａの負極とをそれぞれ
コンデンサ８の両端子に１組の近接させた導体９ｑ，９
ｒによって電気的に接続している。この近接した１組の
導体９ｑ，９ｒの近接部分には第６の実施の形態と同様
に絶縁物１４を設けることによって電気的絶縁を図って
いる。

【００９５】なお、上下アームの半導体素子１ａの中間
接続点をなす冷却器５に対して導体（図示せず）を接続
して主回路入力点（コンバータ回路の場合）若しくは主
回路出力点（インバータ回路の場合）として外部に導出
し、また第６の実施の形態と同様にコンデンサ８の両端
子に導体９ｇ，９ｈと共に導体を接続して主回路出力点
（コンバータ回路の場合）若しくは主回路入力点（イン
バータ回路の場合）として外部に導出することになる。

【００９６】この第７の実施の形態の電力変換装置で
も、冷却器５に対する圧接形半導体素子１ａの押圧と、
半導体素子１ａに対する導体９ｑ，９ｒの電気的接続の
ために、これらの冷却器５、導体９ｑ，９ｒ及び半導体
素子１ａを外部から押圧装置（図示せず）で同時にサン
ドウィッチする形に強力に挟み込むことによって各部品
の固定と電気的接続を行う。

【００９７】このようにして、第７の実施の形態の電力
変換装置によれば、第６の実施の形態と同様に、コンデ
ンサ８と半導体素子１ａとのインダクタンスを可能な限
り小さくするためにコンデンサと８と半導体素子１ａと
を近接させ、かつ冷却器５を中間接続導体として利用
し、かつ導体９ｑ，９ｒも短くして互いに近接する形
状、配置にしたことによって、ループ状回路のインダク
タンスを２５０ｎＨ以下にすることができ、第６の実施
の形態と同様の効果を奏する。

【００９８】しかも、この第７の実施の形態の場合、第
６の実施の形態よりも導体の数を少なくでき、かつ長さ
も短くできるため、特に冷却器５に対する感電対策の必
要がないような環境下で使用される電力変換装置に採用
すれば、部品点数のいっそうの削減、構成の簡素化が図
れ、価格低減が可能となる。

【００９９】（第８の実施の形態）次に、本発明の第８
の実施の形態の電力変換装置を、図１１に基づいて説明
する。図１１は第８の実施の形態で採用する１組の半導
体スイッチング回路の構成を示している。この第８の実
施の形態の電力変換装置は、２個の直列接続されるべき
半導体素子１ａに第６の実施の形態と同様の圧接形の半
導体素子を採用し、上アーム側半導体素子１ａは正極側
を、下アーム側半導体素子１ａは負極側となる面を冷却
器５に向け、電気絶縁性に優れ熱伝導率の大きな窒化ア
ルミニウムのような素材で構成された絶縁板１５を挟ん
で冷却器５に圧接させる。またフィルタコンデンサ兼サ
ージ電圧吸収用のコンデンサ８と冷却器５、半導体素子
１ａを階層的に配置し、各半導体スイッチング回路の上
アーム側半導体素子１ａの負極と下アーム側半導体素子
１ａの正極とを導体９ｓで電気的接続し、上アーム側半
導体素子１ａの負極と下アーム側半導体素子１ａの正極
とをそれぞれコンデンサ８の両端子に１組の近接させた
導体９ｔ，９ｕによって電気的に接続している。この近
接した１組の導体９ｔ，９ｕはその近接部分に絶縁物１
４を設けることによって電気的絶縁を図っている。

【０１００】なお、上下アームの半導体素子１ａ間を接
続している導体９ｓを中間接続点として導体（図示せ
ず）を接続して主回路入力点（コンバータ回路の場合）
若しくは主回路出力点（インバータ回路の場合）として
外部に導出し、また第６及び第７の実施の形態と同様に
コンデンサ８の両端子に導体９ｔ，９ｕと共に導体を接
続して主回路出力点（コンバータ回路の場合）若しくは
主回路入力点（インバータ回路の場合）として外部と導
出することになる。

【０１０１】この第８の実施の形態の電力変換装置で
も、冷却器５に対する圧接形半導体素子１ａの押圧と、
半導体素子１ａに対する導体９ｓ，９ｔ，９ｕの電気的
接続のために、これらの冷却器５、導体９ｓ，９ｔ，９
ｕ及び半導体素子１ａを外部から押圧装置（図示せず）
で同時にサンドウィッチする形に強力に挟み込むことに
よって各部品の固定と電気的接続を行う。

【０１０２】このようにして、第８の実施の形態の電力
変換装置によれば、第６及び第７の実施の形態と同様
に、コンデンサ８と半導体素子１ａとのインダクタンス
を可能な限り小さくするためにコンデンサと８と半導体
素子１ａとを近接させ、また導体９ｓ，９ｔ，９ｕも短
くして互いに近接する形状、配置にしたことによって、
ループ状回路のインダクタンスを２５０ｎＨ以下にする
ことができ、第６の実施の形態と同様の効果を奏する。

【０１０３】しかも、この第８の実施の形態の場合、第
７の実施の形態の場合と同様に導体の形状を屈曲部の少
ない単純な形状にすることができて長さも短くできるた
め、部品点数のいっそうの削減、構成の簡素化が図れ、
価格低減が可能となり、かつ冷却器５を絶縁するために
第６の実施の形態と同様に、少なくとも冷却器５の放熱
部分を外部に露出させることができ、冷却効果を高める
ことができる。

【０１０４】なお、この第８の実施の形態の電力変換装
置では、冷却器５に対する圧接形半導体素子１ａの押圧
と、半導体素子１ａに対する導体９ｓ，９ｔ，９ｕの電
気的接続のために、第６の実施の形態として示した図９
の構造にように、これらの導体が干渉する部分では導体
９ｓに穴１３を設けて、これに導体９ｔ，９ｕを貫通さ
せる構造にしたり、あるいは導体９ｓの干渉部分をＣ字
形に屈曲させ、若しくは切欠くことによって導体９ｔ，
９ｕとの干渉を避けることができる。また導体９ｓを導
体９ｔ，９ｕと横にずらした配置にして干渉が発生しな
い構造とすることも可能であり、特に導体間の配置、形
状は限定されるものではない。

【０１０５】また、上記の第８の実施の形態における２
個の直列接続されるべき半導体素子１ａの向きを図１０
に示した第７の実施の形態のように完全に裏返した配置
にし、冷却器５に対して窒化アルミニウムのような電気
絶縁性に優れ熱伝導率の大きな絶縁板を各半導体素子１
ａと冷却器５との間に介在させ、かつ導体９ｓによって
冷却器５側に面している上アーム側半導体素子１ａの負
極と下アーム側半導体素子１ａの正極を接続し、上アー
ム側半導体素子１ａの正極と下アーム側半導体素子１ａ
の負極とは図１０に示した第７の実施の形態と同様の導
体によってコンデンサ８の両端子に接続する構成にする
こともできる。そしてこの場合には導体間の干渉が発生
しないので、第８の実施の形態に対して特に各導体の形
状を単純なものにすることができ、製造、組立が容易と
なる。

【０１０６】（第９の実施の形態）次に、本発明の第９
の実施の形態の電力変換装置を、図１２及び図１３に基
づいて説明する。図１２は第９の実施の形態の電力変換
装置に採用される１組の半導体スイッチング回路の構成
を示しており、図１３はこの半導体スイッチング回路を
３組並設して組上げたインバータ回路の構成を示してい
る。図１２に示すように、第９の実施の形態の電力変換
装置は、半導体素子１ｂにほぼ直方体形状のモジュール
形の半導体素子を用いている。このモジュール形の半導
体素子１ｂは、一方の面に正極端子と負極端子とが設け
られ、反対面が平坦な冷却面かつ取付面となっていてボ
ルト・ナット（図示せず）によって取付台に取付ける構
造を備えている。このモジュール形の半導体素子１ｂの
電気的な特性は上記の各実施の形態で採用した圧接形の
半導体素子と同種のもので、かつ動作特性も同等のもの
である。

【０１０７】そして各半導体スイッチング回路を構成す
る２個の直列接続されるべき半導体素子１ｂを近接して
横並びに半導体素子冷却器５の同一平面上に冷却・取付
面が圧接するように取付けてある。上下アームの半導体
素子１ｂの向きは同一で、図１２において上側に正極端
子、下側に負極端子が位置する配置とし、近接した上ア
ーム側半導体素子１ｂの負極端子と下アーム側半導体素
子１ｂの正極端子とを導体９ｖによって電気的に接続
し、また上アーム側半導体素子１ｂの正極端子と下アー
ム側素子１ｂの負極端子とをコンデンサ８の両端子それ
ぞれに１組の近接させた導体９ｗ，９ｘによって電気的
に接続している。この近接した１組の導体９ｗ，９ｘは
その近接部分に絶縁物１４を設けることによって電気的
絶縁を図っている。

【０１０８】このようにして組上げられている図１２に
示す構造の半導体スイッチング回路を、図１３に示すよ
うに３組並設し、それらの導体９ｖに三相交流モータに
対するＵ，Ｖ，Ｗ各相の出力用導体１０ｍを接続し、ま
た３組それぞれのコンデンサ８の両端子に対して導体９
ｗ，９ｘそれぞれと共に直流入力用導体１０ｎ，１０ｐ
を接続し、これら３組の直流入力導体１０ｎ，１０ｐそ
れぞれは共通の導体１０ｑ，１０ｒによって接続してイ
ンバータ回路を構成している。なお、これとは逆に、各
組の半導体スイッチング回路の導体９ｖに三相交流電源
のＵ，Ｖ，Ｗ各相の入力用導体を接続し、また３組の導
体１０ｎ，１０ｐそれぞれを共通に接続する導体１０
ｑ，１０ｒを直流出力用導体とすることによってコンバ
ータ回路を構成することができる。

【０１０９】この第９の実施の形態の電力変換装置で
は、直流入力電源の正極Ｐ、負極Ｎをそれぞれ導体１０
ｑ，１０ｒに接続し、３相交流モータのＵ，Ｖ，Ｗ各相
の端子に出力用導体１０ｍそれぞれを接続することによ
って、この電力変換装置がインバータ回路として動作
し、直流電源を三相交流に変換してモータを駆動させ
る。

【０１１０】上記の構成の第９の実施の形態の電力変換
装置によれば、第６の実施の形態と同様にコンデンサ８
と半導体素子１ｂとのインダクタンスを可能な限り小さ
くするために、コンデンサと８と半導体素子１ｂとを近
接させ、かつ導体９ｖ，９ｗ，９ｘも短くして互いに近
接する形状、配置にしたことによって、ループ状回路の
インダクタンスを２５０ｎＨ以下にすることができ、電
気車駆動用の主回路に採用される定格３３００Ｖの半導
体素子の場合、スナバ回路無しでサージ電圧Ｖｐを３０
００Ｖ以下に抑制して電圧破壊に至ることなく、良好な
スイッチング特性を得ることができる。この結果、半導
体素子周りの保護回路としてのスナバ回路がなくなった
ことで大幅に部品点数、種類を削減することができ、ま
たスナバ抵抗がないことで熱損失の低減も図ることがで
き、部品点数、種類の削減、構成の簡素化と相まって装
置の小形軽量化、低価格化が実現できる。

【０１１１】さらに第９の実施の形態では、半導体素子
にモジュール形を採用してその取付面側を冷却器に取付
けたので、圧接形半導体素子のように冷却器の絶縁のた
めに半導体素子と冷却器との間に絶縁板を介在させる必
要がなく、その点での部品点数の削減が可能となる。

【０１１２】なお、上記の第９の実施の形態では導体９
ｖに対して横方向に位置がずれるように導体９ｗ，９ｘ
を屈曲させて干渉を避けるようにしたが、この干渉を避
けるための対策はこれに限定されることはなく、第６の
実施の形態の説明部分に列挙したいずれを採用すること
もできる。

【０１１３】（第１０の実施の形態）次に、本発明の第
１０の実施の形態の電力変換装置を、図１４に基づいて
説明する。図１４は第１０の実施の形態で採用する１組
の半導体スイッチング回路の構成を示している。第１０
の実施の形態の特徴は、図１２に示した第９の実施の形
態のモジュール形半導体素子１ｂに対して、その配置を
若干変化させた点に特徴がある。すなわち図１４に示す
ように、半導体スイッチング回路を構成する２個の直列
接続されるべき半導体素子１ｂのうち上アーム側半導体
素子１ｂは正極端子が左側、負極端子が右側に来るよう
に配置し、また下アーム側半導体素子１ｂは正極端子が
右側、負極端子が左側に来るように配置し、上アーム側
半導体素子１ｂの負極端子と下アーム側半導体素子１ｂ
の正極端子とを導体９ｙによって電気的に接続し、また
上アーム側半導体素子１ｂの正極端子と下アーム側素子
１ｂの負極端子とをコンデンサ８の両端子それぞれに１
組の近接させた導体９ｚ，９ａａによって電気的に接続
している。この近接した１組の導体９ｚ，９ａａはその
近接部分に絶縁物１４を設けることによって電気的絶縁
を図っている。

【０１１４】このようにして組上げられた半導体スイッ
チング回路は、第９の実施の形態と同様に図１３に示す
ように３組並設し、それらの導体９ｙに三相交流モータ
に対するＵ，Ｖ，Ｗ各相の出力用導体を接続し、また３
組それぞれのコンデンサ８の両端子に対して導体９ｚ，
９ａａそれぞれと共に直流入力用導体を接続することに
よってインバータ回路を構成することができる。また逆
に、各組の半導体スイッチング回路の導体９ｙに三相交
流電源のＵ，Ｖ，Ｗ各相の入力用導体を接続し、また３
組の導体９ｚ，９ａａそれぞれに共通に直流出力用導体
を接続することによってコンバータ回路を構成すること
ができる。

【０１１５】この第１０の実施の形態の電力変換装置で
も第９の実施の形態と同様の効果を奏し、スナバ回路無
しで電力変換部を構成することができ、部品点数、種類
の削減、装置の小形、軽量化が図れる。

【０１１６】（第１１の実施の形態）次に、本発明の第
１１の実施の形態の電力変換装置を、図１５に基づいて
説明する。第１１の実施の形態の電力変換装置の特徴
は、半導体素子冷却器を分割構造にしたことを特徴とす
る。すなわち、図１５に示すように各半導体スイッチン
グ回路を構成する２個の直列接続された半導体素子１ａ
それぞれを冷却するために別個の半導体素子冷却器５ａ
を備えている。その他の構成要素については、図８及び
図９に示した第６の実施の形態と同一であり、その詳し
い構成の説明は省略する。

【０１１７】この第１１の実施の形態の電力変換装置に
よれば、半導体素子冷却器５ａを半導体素子１ａごとに
分割したので、一方の半導体素子の発熱による冷却器の
温度上昇が他方の半導体素子冷却用の冷却器に影響を与
えず、効率の良い放熱が可能となる。

【０１１８】なお、冷却器５ａを分割構造とする構成
は、上記の第７〜１０のいずれの実施の形態に対して
も、それらの半導体素子１ａ又は１ｂを効率的に冷却す
るために等しく適用することができる。

【０１１９】（第１２の実施の形態）次に、本発明の第
１２の実施の形態の電力変換装置を、図１６に基づいて
説明する。第１２の実施の形態の特徴は、図１５に示し
た第１１の実施の形態のように冷却器を半導体素子１ａ
ごとに個別に冷却する構造とするだけではなく、さら
に、２個の直列接続された半導体素子１ａそれぞれの放
熱で温度上昇すると同時に、相手方の冷却器が放熱した
熱を受けて温度上昇する側の冷却器の放熱面積をより大
きくするために、図１５に示す構造の場合には上アーム
側半導体素子１ａに対する上側の冷却器５ｂを下アーム
側半導体素子１ａに対する下側の冷却器５ｃよりも大き
な放熱面積を持つものにしたことを特徴とする。その他
の構成要素については、図８及び図９に示した第６の実
施の形態と同一であり、その詳しい構成の説明は省略す
る。

【０１２０】この第１２の実施の形態の電力変換装置に
よれば、半導体素子冷却器を５ｂ，５ｃと半導体素子１
ａごとに分割したので、一方の半導体素子の発熱による
冷却器の温度上昇が他方の半導体素子冷却用の冷却器に
影響を与えず、効率の良い放熱が可能となり、しかも熱
流の下流側となる上側の冷却器５ｂの放熱面積を下側の
冷却器５ｃのものよりも大きくすることによって、半導
体素子１ａと共に相手方の冷却器５ｃからも熱を受ける
上側の冷却器５ｂの冷却効率の低下を最小限に抑えるこ
とができる。

【０１２１】なお、この第１２に実施の形態にあって
も、半導体素子冷却器を放熱面積の異なる冷却器５ｂ，
５ｃに分割した構造とすることは、上記の第７〜１０の
いずれの実施の形態に対しても、それらの半導体素子１
ａ又は１ｂを効率的に冷却するために等しく適用するこ
とができる。

【０１２２】（第１３の実施の形態）次に、本発明の第
１３の実施の形態の電力変換装置を、図１７に基づいて
説明する。第１３の実施の形態の電力変換装置の特徴
は、第１２の実施の形態と同様に半導体素子冷却器を符
号５ｄ，５ｅで示すように放熱面積が異なるものに分割
し、かつ風洞１８内に収容したことを特徴とする。すな
わち、図１７に示すように、風洞１８内を流れる冷却風
１９の流れにおいて下流側となる位置の冷却器５ｄの放
熱面積を上両側の位置の冷却器５ｅの放熱面積よりも大
きいものとしている。その他の構成要素については、図
８及び図９に示した第６の実施の形態と同一であり、そ
の詳しい構成の説明は省略する。

【０１２３】この第１３の実施の形態の電力変換装置に
よれば、半導体素子冷却器を５ｄ，５ｅと半導体素子１
ａごとに分割したので、一方の半導体素子の発熱による
冷却器の温度上昇が他方の半導体素子冷却用の冷却器に
影響を与えず、効率の良い放熱が可能となり、しかも風
洞１８内の冷却風１９の流れの下流側となる位置の冷却
器５ｄの放熱面積を上流側となる位置の冷却器５ｅのも
のよりも大きくすることによって、半導体素子１ａと共
に相手方の冷却器５ｃからも熱を受ける下流側の冷却器
５ｄの冷却効率の低下を最小限に抑えることができる。

【０１２４】なお、この第１３に実施の形態にあって
も、半導体素子冷却器を放熱面積の異なる冷却器５ｄ，
５ｅに分割し、風洞１８内に収容する構造とすること
は、上記の第７〜１０のいずれの実施の形態に対して
も、それらの半導体素子１ａ又は１ｂを効率的に冷却す
るために等しく適用することができる。

【０１２５】（第１４の実施の形態）次に、本発明の第
１４の実施の形態の電力変換装置を、図１８に基づいて
説明する。第１４の実施の形態の特徴は、冷却器５ｆを
分割構造とはせずに各スイッチング回路の上下の半導体
素子１ａに対して１体のものを使用するが、その冷却器
５ｆに対する上下の半導体素子１ａの取付位置を上下対
象な位置から熱流の上流となる側（図１８の場合には下
側）に偏位させたことを特徴とする。その他の構成要素
については、図８及び図９に示した第６の実施の形態と
同一であり、その詳しい構成の説明は省略する。

【０１２６】この第１４の実施の形態の電力変換装置に
よれば、半導体素子冷却器５ｆを熱流の上流となる側に
半導体素子１ａの取付位置を偏位させることによって、
熱流の下流側（図１８では上側）に位置する半導体素子
１ａは冷却器放熱部（図示せず）から放熱される熱を受
けるために冷却効率の低下が生じるが、偏位させること
によって熱流の下流側に位置する半導体素子１ａに対応
する冷却器の放熱面積が大きくなり、冷却効率の低下を
最小限に抑えることができる。

【０１２７】なお、この第１４に実施の形態に示したよ
うに、１つの冷却器５ｆにおける上下の半導体素子１ａ
それぞれに対応する放熱面積を異ならせる構成は、上記
の第７〜１０のいずれの実施の形態に対しても、それら
の半導体素子１ａ又は１ｂを効率的に冷却するために等
しく適用することができる。

【０１２８】また、冷却器５ｆを図１７に示した第１３
の実施の形態のように風洞１８内に収容する場合には、
冷却風１９の風上側に上下の半導体素子１ａの取付位置
を偏位させることによって同様に効率的な冷却が可能と
なる。

【０１２９】（第１５の実施の形態）本発明の第１５の
実施の形態の電力変換装置の構成を、図１９に基づいて
説明する。半導体素子には図８及び図９に示した第１１
の実施の形態と同様の圧接形の半導体素子１ａを採用
し、また冷却器５にはこの半導体素子１ａと同等程度の
厚みを持ち、かつ電気良導性の集熱用ブロック部５０と
外気に熱を放散する放熱部５１を備えたものを採用して
いる。例えば、冷却器５がヒートパイプ冷却器のような
冷媒の相変化を利用して熱輸送するものである場合、こ
の集熱用ブロック部５０にはその内部に冷媒液が充填さ
れた沸騰用の冷却ブロックを利用し、放熱部５１に冷媒
を循環させることによって放熱することになる。

【０１３０】この第１５の実施の形態の電力変換装置に
採用される１組の半導体スイッチング回路は、上記の半
導体素子１ａと半導体素子冷却器５を採用し、図１９に
示すように、２個の直列接続されるべき半導体素子１ａ
を冷却器５のブロック部５０を挟んで配置し、このブロ
ック部５０を導体として利用して直列接続している。

【０１３１】すなわち、上アーム側半導体素子１ａの負
極側をブロック部５０の上面に接触させ、下アーム側半
導体素子１ａの正極側をブロック部５０の下面に接触さ
せ、さらに上アーム側半導体素子１ａの正極と下アーム
側素子１ａの負極とをコンデンサ８の両端子それぞれに
１組の近接させた導体９ａｂ，９ａｃによって電気的に
接続している。この近接した１組の導体９ａｂ，９ａｃ
はその近接部分に絶縁物１４を設けることによって電気
的絶縁を図っている。

【０１３２】このようにして組上げられた半導体スイッ
チング回路は、第９の実施の形態と同様に図１３に示す
ように３組並設し、同時に押圧装置によって上下から強
力に挟み込んで半導体素子１ａと集熱用ブロック部５０
とを圧接し、また導体９ａｂ，９ａｃと半導体素子１ａ
とを圧接し、必要な部分の電気的接続を実現すると共
に、冷却器５による半導体素子１ａの発熱の除去作用も
効果的に行えるようにする。

【０１３３】そして、冷却器５のブロック部５０に三相
交流モータに対するＵ，Ｖ，Ｗ各相の出力用導体を接続
し、また３組それぞれのコンデンサ８の両端子に対して
導体９ａｂ，９ａｃそれぞれと共に直流入力用導体を接
続することによってインバータ回路を構成する。また逆
に、各組の半導体スイッチング回路の中間接続点をなす
集熱用ブロック部５０に三相交流電源のＵ，Ｖ，Ｗ各相
の入力用導体を接続し、また３組の導体９ａｂ，９ａｃ
それぞれに共通に直流出力用導体を接続することによっ
てコンバータ回路を構成する。

【０１３４】上記の構成の第１５の実施の形態の場合、
冷却器５のブロック部５０が各組の半導体スイッチング
回路における２個の直列接続された半導体素子１ａ間を
接続する導体としての役目も果たすために、２個の半導
体素子１ａの中間接続の導体（例えば、図８及び図９に
おける導体９ｆに相当するもの）が不要となり、さらに
半導体素子１ａの電極面全域が最短で接続される構成と
なり、この部分でのインダクタンスを著しく低減するこ
とができる。また、第１のコンデンサ１１の端子は半導
体素子１ａ側に向いており、半導体素子１ａとコンデン
サ８とを接続する２個の導体９ａｂ，９ａｃを互いに近
接させているので、この導体部分のインダクタンスをも
低減させることができ、ループ状回路の低インダクタン
ス化が容易となる。

【０１３５】したがって第１５の実施の形態の電力変換
装置によれば、第９の実施の形態と同様の効果を奏し、
スナバ回路無しで電力変換部を構成することができ、そ
の上、冷却器５の集熱用ブロック部５０を上下の半導体
素子１ａで挟み込んだ構造であるために、部品点数、種
類の削減が可能な上に、装置のよりいっそうの小形、軽
量化が図れる。

【０１３６】なお、この第１５の実施の形態において、
コンデンサ８の端子の位置を集熱用ブロック部５０の近
接して対向する位置とすればループ状回路が囲む面積を
いっそう小さくでき、よりいっそうの低インダクタンス
化が可能となる。

【０１３７】（第１６の実施の形態）次に、本発明の第
１６の実施の形態の電力変換装置を、図２０に基づいて
説明する。第１６の実施の形態の特徴は、図１９に示し
た第１５の実施の形態に対して、さらに上下の半導体素
子１ａの外側にも冷却器５の集熱用ブロック部５０を圧
接させ、これらの集熱用ブロック部５０に対して導体９
ａｄ，９ａｅの一端を接続し、他端を近接させてコンデ
ンサ８の両端子に接続した点にある。

【０１３８】この第１６の実施の形態によれば、第１５
の実施の形態と同様の効果を奏し、さらに上下の半導体
素子１ａが共に上下から冷却器５の集熱用ブロック部５
０によってサンドウィッチされる形になるためにその発
熱の熱除去作用をさらに高めことができる。

【０１３９】（第１７の実施の形態）次に、本発明の第
１７の実施の形態の電力変換装置を、図２１に基づいて
説明する。第１７の実施の形態は、冷却器５の外気に曝
して放熱させる必要のある放熱部５１に人が触れる恐れ
があるような使用形態が予想される電力変換装置に対し
て適用するものであり、冷却器５を半導体素子１ａから
電気的に絶縁した構造に特徴を有している。

【０１４０】半導体素子１ａ、冷却器５は共に第１５の
実施の形態と同じものを採用する。そして図２１に示す
ように、２個の直列接続されるべき半導体素子１ａを冷
却器５のブロック部５０の表裏それぞれに、共にそれら
の内部熱抵抗が小となる側の面（ここでは、半導体素子
１ａの正極側の面としている）を向けて配置し、かつ窒
化アルミニウムのような電気絶縁性に優れ、熱伝導率の
大きな素材で形成された絶縁板１５を介してこのブロッ
ク部５０に圧接させている。

【０１４１】そして、上アーム側の半導体素子１ａの負
極と下アーム側の半導体素子１ａの正極とを導体９ａｆ
によって接続し、また上アーム側半導体素子１ａの正極
と下アーム側素子１ａの負極とをコンデンサ８の両端子
それぞれに１組の近接させた導体９ａｇ，９ａｈによっ
て接続している。この近接した１組の導体９ａｇ，９ａ
ｈはその近接部分に絶縁物１４を設けることによって電
気的絶縁を図っている。

【０１４２】このようにして組上げられた半導体スイッ
チング回路は、第１５の実施の形態と同様に図１３に示
すように３組並設し、同時に押圧装置によって上下から
強力に挟み込んで半導体素子１ａと集熱用ブロック部５
０とを絶縁板１５を介して圧接し、また上下の半導体素
子１ａと導体９ａｆ，９ａｇ，９ａｈとの間を圧接し、
必要な部分の電気的接続を実現すると共に、冷却器５に
よる半導体素子１ａの発熱の除去作用も効果的に行える
ようにする。

【０１４３】そして、冷却器５のブロック部５０に三相
交流モータに対するＵ，Ｖ，Ｗ各相の出力用導体を導体
９ａｆに接続し、また３組それぞれのコンデンサ８の両
端子に対して導体９ａｇ，９ａｈそれぞれと共に直流入
力用導体を接続することによってインバータ回路を構成
する。また逆に、各組の半導体スイッチング回路の中間
接続をなす導体９ａｆに三相交流電源のＵ，Ｖ，Ｗ各相
の入力用導体を接続し、また３組の導体９ａｇ，９ａｈ
それぞれに共通に直流出力用導体を接続することによっ
てコンバータ回路を構成する。

【０１４４】上記の構成の第１７の実施の形態の場合、
第９の実施の形態と同様の効果を奏し、スナバ回路無し
で電力変換部を構成することができ、その上、冷却器５
の集熱用ブロック部５０を上下の半導体素子１ａで挟み
込んだ構造であるために、部品点数、種類の削減が可能
な上に、装置の小形、軽量化が図れる。

【０１４５】なお、この第１９の実施の形態において
も、コンデンサ８の端子の位置を集熱用ブロック部５０
の近接して対向する位置とすればループ状回路が囲む面
積をいっそう小さくでき、よりいっそうの低インダクタ
ンス化が可能となる。

【０１４６】（第１８の実施の形態）次に、本発明の第
１８の実施の形態の電力変換装置を、図２２に基づいて
詳説する。この第１８の実施の形態の電力変換装置は、
図２１に示した第１７の実施の形態に対して、２個の直
列接続された上下の半導体素子１ａそれぞれの外側にも
冷却器５の集熱用ブロック部５０を絶縁板１５を介して
圧接させた点を特徴とする。その他の構成は、第１７の
実施の形態と共通である。

【０１４７】この第１８の実施の形態によれば、第１６
の実施の形態と同様に各半導体素子１ａが上下から冷却
器５の集熱用ブロック部５０によってサンドウィッチさ
れた形になり、第１７の実施の形態と同様の効果に加え
て、その効率的な冷却が可能となる。

【０１４８】（第１９の実施の形態）次に、本発明の第
１９の実施の形態の電力変換装置を、図２３に基づいて
説明する。第１９の実施の形態の特徴は、半導体素子に
図１２に示した第９の実施の形態と同様のモジュール形
半導体素子１ｂを採用し、集熱用ブロック部５０と放熱
部５１から成る冷却器５に対して１組の半導体スイッチ
ング回路を構成する２個の直列接続されるべき半導体素
子１ｂそれぞれの冷却・取付面側を集熱用ブロック部５
０の表裏に背中合せの形で、かつ上アーム側半導体素子
１ｂの負極端子と下アーム側半導体素子１ｂの正極端子
が互いに反対位置になる位置関係にして取付けている。

【０１４９】そして導体９ａｉによって上アーム側半導
体素子１ｂの負極端子と下アーム側半導体素子１ｂの正
極端子とを接続し、また上アーム側半導体素子１ｂの正
極端子、下アーム側半導体素子１ｂの負極端子それぞれ
をコンデンサ８の両端子それぞれに、互いに近接する導
体９ａｊ，９ａｋによって接続している。

【０１５０】この第１９の実施の形態の電力変換装置
も、図２３に示した半導体スイッチング回路を３組並設
し、他の実施の形態と同様に外部回路と接続することに
よってインバータ回路あるいはコンバータ回路を構成す
る。

【０１５１】この第１９の実施の形態の電力変換装置に
よれば、他の実施の形態と同様にスナバ回路無しの電力
変換装置を構成することができる効果を奏し、その上、
半導体素子にモジュール形を採用したことによってその
冷却・取付面側を集熱用ブロック部５０に絶縁板を介さ
ずに直接接触する形で取付けても冷却器５の絶縁性を保
つことができ、それだけ小形にして軽量な装置構成が可
能となる。

【０１５２】（第２０の実施の形態）次に、本発明の第
２０の実施の形態の電力変換装置を、図２４に基づいて
説明する。第２０の実施の形態では、半導体素子として
モジュール形の半導体素子１ｂを用い、半導体スイッチ
ング回路を構成する２個の直列接続すべき上下の半導体
素子１ｂをそれらの端子面が向き合うように、かつ一方
の負極端子と他方の正極端子とが向かい合う位置関係に
配置し、両方の半導体素子１ｂの外側に面している冷却
・取付面それぞれに冷却器５それぞれの集熱用ブロック
部５０を取付け、近接した対向している上アーム側半導
体素子１ｂの負極端子と下アーム側半導体素子１ｂの正
極端子との間を導体９ａｍによって接続し、さらに上ア
ーム側半導体素子１ｂの正極端子、下アーム側半導体素
子１ｂの負極端子それぞれとコンデンサ８の両端子戸の
間を互いに近接する導体９ａｎ，９ａｐによって接続し
て半導体スイッチング回路を構成している。

【０１５３】この第２０の実施の形態の電力変換装置で
も、他の実施の形態と同様に図２４に示した半導体スイ
ッチング回路を３組並設して外部回路と接続することに
よってインバータ回路あるいはコンバータ回路を構成す
る。

【０１５４】この第２０の実施の形態の電力変換装置に
よれば、他の実施の形態と同様にスナバ回路無しの電力
変換装置を構成することができる効果を奏し、その上、
半導体素子にモジュール形を採用したことによってその
冷却・取付面側を集熱用ブロック部５０に絶縁板を介さ
ずに直接接触する形で取付けても冷却器５の絶縁性を保
つことができ、それだけ小形にして軽量な装置構成が可
能であり、加えて、半導体素子１ｂそれぞれに別個の冷
却器５を取付けることによって冷却効果を高くすること
ができる。

【０１５５】なお、上記のすべての実施の形態におい
て、導体間に干渉が発生するようであれば、そのような
部分には穴開け、屈曲、あるいは切欠などによって干渉
を避けることができる。

【０１５６】また、図８に示した第６の実施の形態〜図
２４に示した第２０の実施の形態それぞれにおいて、コ
ンデンサ８に代えて図３及び図４に示したように小容量
で小形、低インダクタンスのサージ電圧吸収用の第１の
コンデンサ１１を用い、これにフィルタコンデンサとし
ての第２のコンデンサ１２を接続する構成にすることも
可能である。

【０１５７】

【発明の効果】以上のように請求項１の発明によれば、
従来の半導体素子周辺回路として採用されてきたスナバ
回路をなくし、近接配置されたコンデンサをフィルタコ
ンデンサ兼サージ電圧吸収用コンデンサとし、このコン
デンサと半導体素子との２種類のみで電力変換部の主回
路を構成することができる。

【０１５８】請求項２の発明によれば、コンデンサとし
て同一の小容量コンデンサを２個以上並列に接続したも
のを用いたので、コンデンサを並列接続することによっ
てインダクタンスの低減が図れ、スイッチング特性の良
好な電力変換装置が構成できる。

【０１５９】請求項３の発明によれば、コンデンサがそ
のケースを当該コンデンサのいずれか一方の電極端子と
したので、コンデンサ自体の低インダクタンス化が図れ
る。

【０１６０】請求項４の発明によれば、コンデンサをそ
の電極端子が半導体素子の方向を向くように配置したの
で、コンデンサと半導体素子との接続部分の低インダク
タンス化が図れる。

【０１６１】請求項５の発明によれば、コンデンサの端
子を直列接続された半導体素子の中間位置の直近に配置
したので、コンデンサと半導体素子との接続部分の低イ
ンダクタンス化が図れる。

【０１６２】請求項６の発明によれば、コンデンサの端
子を直列接続された半導体素子の両端位置の直近に配置
したので、コンデンサと半導体素子との接続部分の低イ
ンダクタンス化が図れる。

【０１６３】請求項７の発明によれば、フィルタコンデ
ンサとして第２のコンデンサの他に、サージ電圧吸収用
にフィルタコンデンサに比べて小形小容量の第１のコン
デンサを半導体素子のより直近に設けたので、半導体素
子と第１のコンデンサとから構成されるループ状回路の
インダクタンスを２５０ｎＨ以下とした半導体スイッチ
ング回路を構成することができ、これによって従来のス
ナバ回路をなくし、電力変換部の主回路を半導体素子と
２種類のコンデンサのみで構成することができる。

【０１６４】請求項８の発明によれば、第１のコンデン
サとして同一の小容量コンデンサを２個以上並列に接続
したので、コンデンサを並列接続することによってイン
ダクタンスの低減が図れ、スイッチング特性の良好な電
力変換装置が構成できる。

【０１６５】請求項９の発明によれば、第１のコンデン
サのケースを当該第１のコンデンサのいずれか一方の電
極端子としたので、コンデンサ自体の低インダクタンス
化が図れる。

【０１６６】請求項１０の発明によれば、第１のコンデ
ンサの電極端子が半導体素子の方向を向くように配置し
たので、第１のコンデンサと半導体素子との接続部分の
低インダクタンス化が図れる。

【０１６７】請求項１１の発明によれば、第１のコンデ
ンサの端子を直列接続された半導体素子の中間位置の直
近に配置したので、第１のコンデンサと半導体素子との
接続部分の低インダクタンス化が図れる。

【０１６８】請求項１２の発明によれば、第１のコンデ
ンサの端子を直列接続された半導体素子の両端位置の直
近に配置したので、第１のコンデンサと半導体素子との
接続部分の低インダクタンス化が図れる。

【０１６９】請求項１３の発明によれば、半導体素子、
第１のコンデンサ、第２のコンデンサを階層的に配置
し、第１のコンデンサを直列接続された半導体素子の両
端に接続し、第２のコンデンサを第１のコンデンサの電
極端子を接続点にして接続したので、フィルタコンデン
サとしての第２のコンデンサを、直列接続された半導体
素子の最直近に配置された相コンデンサとして働く第１
のコンデンサ側に接続し、他相の半導体素子のスイッチ
ング動作による影響をなくし、かつコンデンサ、半導体
素子間を接続するための導体の形状を簡略化できる。

【０１７０】請求項１４の発明によれば、第２のコンデ
ンサの個数を並列に接続された半導体スイッチング回路
の組数よりも少なくし、当該並列に接続された半導体ス
イッチング回路の２組以上を第２のコンデンサの少なく
とも１個に共通に接続したので、フィルタコンデンサと
して働く第２のコンデンサを相ごとに設けずに集約化す
ることによって部品点数の削減が図れる。

【０１７１】請求項１５の発明によれば、第２のコンデ
ンサを半導体素子を含む主回路ユニット内の主コンデン
サと、主回路ユニットの外部に設置した補助コンデンサ
とによって必要な容量のフィルタコンデンサに構成した
ので、主回路ユニット外の補助コンデンサに所要の容量
のコンデンサを用いることによってシステムに応じた適
切な容量のフィルタコンデンサを構成することができ、
主回路ユニットを共通にして標準化が図れる。

【０１７２】請求項１６〜１９の発明によれば、半導体
素子として両面が電極面となる圧接形形状の半導体素子
を用い、冷却器に対して半導体素子と導体とを階層的に
組付け、その全体を外側から押圧固定することによって
各半導体スイッチング回路を構成したので、各半導体ス
イッチング回路における半導体素子とコンデンサとを近
接した配置にすることができて半導体素子とコンデンサ
と導体から構成されるループ状回路のインダクタンスを
２５０ｎＨ以下とすることができ、スナバ回路をなくし
て、コンデンサと半導体素子との２種類の回路部品のみ
で電力変換部の主回路を構成することができる。

【０１７３】請求項２０及び２１の発明によれば、半導
体素子として一方の面に正極端子と負極端子とが設けら
れ、反対面が平坦な冷却面かつ取付面となるモジュール
形の半導体素子を用い、半導体素子を横並びにして冷却
器に対して取付面側を取付け、反対面の正負極の端子
間、また端子とコンデンサを導体によって接続すること
によって各半導体スイッチング回路を構成したので、各
半導体スイッチング回路における半導体素子とコンデン
サとを近接した配置にすることができて半導体素子とコ
ンデンサと導体から構成されるループ状回路のインダク
タンスを２５０ｎＨ以下とすることができ、スナバ回路
をなくして、コンデンサと半導体素子との２種類の回路
部品のみで電力変換部の主回路を構成することができ
る。

【０１７４】請求項２２の発明によれば、半導体素子そ
れぞれを別個の半導体素子冷却器に接触させたので、他
の半導体素子の発熱による影響を受けずに、半導体素子
それぞれを個別に冷却することができ、また半導体素子
ごとにその発熱状態に応じた冷却能力を備えた冷却器を
用意することができて半導体素子の冷却効果を高めるこ
とができる。

【０１７５】請求項２３の発明によれば、直列接続され
た半導体素子のうち、半導体素子冷却器の放熱によって
温められた空気の流れの下流側に位置する半導体素子冷
却器の放熱能力を上流側に位置する半導体素子冷却器の
放熱能力よりも高くしたので、各冷却器の温度上昇を均
衡させ、各半導体素子を効果的に冷却することができ
る。

【０１７６】請求項２４の発明によれば、直列接続され
た半導体素子を同一の半導体素子冷却器に、当該半導体
素子冷却器の放熱によって温められた空気の流れの上流
側に偏位した状態で接触させたので、冷却器各部の温度
上昇を一様にして各半導体素子を効果的に冷却すること
ができる。

【０１７７】請求項２５の発明によれば、半導体素子と
して両面が電極面となる圧接形形状の半導体素子を用
い、また冷却器として扁平にして電気良導性の集熱用ブ
ロック部とこの集熱用ブロック部で集熱した熱を放散す
るための放熱部とを有する冷却器を用い、この冷却器の
集熱用ブロック部に対して半導体素子と導体とを積層構
造となるように組付け、その全体を外側から押圧固定す
ることによって各半導体スイッチング回路を構成したの
で、各半導体スイッチング回路における半導体素子とコ
ンデンサとを近接した配置にすることができて半導体素
子とコンデンサと導体から構成されるループ状回路のイ
ンダクタンスを２５０ｎＨ以下とすることができ、スナ
バ回路をなくして、コンデンサと半導体素子との２種類
の回路部品のみで電力変換部の主回路を構成することが
できる。しかも、冷却器の電気良導性の集熱用ブロック
部を半導体素子の接続に兼用させるために上下アームの
半導体素子の中間接続部を最短にすることができ、構造
の簡略化と前記ループ状回路の低インダクタンス化が図
れる。

【０１７８】請求項２６の発明によれば、半導体素子と
して両面が電極面となる圧接形形状の半導体素子を用
い、また冷却器として扁平にして電気良導性の集熱用ブ
ロック部とこの集熱用ブロック部で集熱した熱を放散す
るための放熱部とを有する冷却器を用い、この冷却器の
集熱用ブロック部に対して半導体素子と導体とを積層構
造となるように組付け、さらに上下の半導体素子の外側
それぞれにも別の冷却器の集熱用ブロック部それぞれを
積層するように組付け、その全体を外側から押圧固定す
ることによって各半導体スイッチング回路を構成したの
で、各半導体スイッチング回路における半導体素子とコ
ンデンサとを近接した配置にすることができて半導体素
子とコンデンサと導体から構成されるループ状回路のイ
ンダクタンスを２５０ｎＨ以下とすることができ、スナ
バ回路をなくして、コンデンサと半導体素子との２種類
の回路部品のみで電力変換部の主回路を構成することが
できる。しかも、各半導体スイッチング回路の上下アー
ムの半導体素子それぞれを表裏両面から冷却器の集熱用
ブロック部で挟む構造となるために半導体素子の冷却効
果を高くすることができる。

【０１７９】請求項２７の発明によれば、半導体素子と
して両面が電極面となる圧接形形状の半導体素子を用
い、また冷却器として扁平な集熱用ブロック部とこの集
熱用ブロック部で集熱した熱を放散するための放熱部と
を有する冷却器を用い、この冷却器の集熱用ブロック部
に対して熱伝導率の大きな絶縁板を介し、半導体素子と
導体とを積層構造となるように組付け、その全体を外側
から押圧固定することによって各半導体スイッチング回
路を構成したので、各半導体スイッチング回路における
半導体素子とコンデンサとを近接した配置にすることが
できて半導体素子とコンデンサと導体から構成されるル
ープ状回路のインダクタンスを２５０ｎＨ以下とするこ
とができ、スナバ回路をなくして、コンデンサと半導体
素子との２種類の回路部品のみで電力変換部の主回路を
構成することができる。しかも、冷却器の集熱用ブロッ
ク部に対して半導体素子や導体を絶縁板を介して圧接さ
せているために半導体素子の効果的な冷却と共に冷却器
の絶縁ができる。

【０１８０】請求項２８の発明によれば、半導体素子と
して両面が電極面となる圧接形形状の半導体素子を用
い、また冷却器として扁平な集熱用ブロック部とこの集
熱用ブロック部で集熱した熱を放散するための放熱部と
を有する冷却器を用い、この冷却器の集熱用ブロック部
に対して熱伝導率の大きな絶縁板を介して、半導体素子
と導体とを積層構造となるように組付け、さらに上下の
半導体素子それぞれの外側にも別の冷却器の集熱用ブロ
ック部を熱伝導率の大きな絶縁板を介して積層し、その
全体を外側から押圧固定することによって各半導体スイ
ッチング回路を構成したので、各半導体スイッチング回
路における半導体素子とコンデンサとを近接した配置に
することができて半導体素子とコンデンサと導体から構
成されるループ状回路のインダクタンスを２５０ｎＨ以
下とすることができ、スナバ回路をなくして、コンデン
サと半導体素子との２種類の回路部品のみで電力変換部
の主回路を構成することができる。しかも、各半導体ス
イッチング回路の上下アームの半導体素子それぞれを表
裏両面から冷却器の集熱用ブロック部で挟む構造となる
ために半導体素子の冷却効果を高くすることができる。

【０１８１】請求項２９の発明によれば、半導体素子と
して一方の面に正極端子と負極端子とが設けられ、その
反対の面が平坦な冷却面かつ取付面となるモジュール形
の半導体素子を用い、また冷却器として扁平な集熱用ブ
ロック部とこの集熱用ブロック部で集熱した熱を放散す
るための放熱部とを有する冷却器を用い、この冷却器の
集熱用ブロック部の表裏に対して半導体素子それぞれの
取付面側を取付け、上アーム側となる半導体素子の負極
端子と下アーム側となる半導体素子の正極端子とを導体
で接続し、上アーム側半導体素子の正極端子、下アーム
側半導体素子の負極端子それぞれを前記コンデンサの両
端子それぞれに近接した１組の導体によって接続して半
導体スイッチング回路を構成したので、各半導体スイッ
チング回路における半導体素子とコンデンサとを近接し
た配置にすることができて半導体素子とコンデンサと導
体から構成されるループ状回路のインダクタンスを２５
０ｎＨ以下とすることができ、スナバ回路をなくして、
コンデンサと半導体素子との２種類の回路部品のみで電
力変換部の主回路を構成することができる。

【０１８２】請求項３０の発明によれば、半導体素子と
して一方の面に正極端子と負極端子とが設けられ、その
反対の面が平坦な冷却面かつ取付面となるモジュール形
の半導体素子を用い、また冷却器として扁平な集熱用ブ
ロック部とこの集熱用ブロック部で集熱した熱を放散す
るための放熱部とを有する冷却器を用い、半導体素子を
それらの正極端子と負極端子とが互いに向合うように対
向配置し、これら半導体素子それぞれの外側に位置する
取付面それぞれに別個の冷却の集熱用ブロック部を取付
け、上アーム側となる半導体素子の負極端子と下アーム
側となる半導体素子の正極端子とを導体で接続し、さら
に上アーム側半導体素子の正極端子、下アーム側半導体
素子の負極端子それぞれをコンデンサの両端子それぞれ
に近接した１組の導体によって接続して半導体スイッチ
ング回路を構成したので、各半導体スイッチング回路に
おける半導体素子とコンデンサとを近接した配置にする
ことができて半導体素子とコンデンサと導体から構成さ
れるループ状回路のインダクタンスを２５０ｎＨ以下と
することができ、スナバ回路をなくして、コンデンサと
半導体素子との２種類の回路部品のみで電力変換部の主
回路を構成することができる。しかも、半導体素子それ
ぞれを個別の冷却器の集熱用ブロック部に取付けている
ので冷却効果も高めることができる。

【０１８３】請求項３１の発明によれば、フィルタコン
デンサ兼サージ電圧吸収用の１つのコンデンサに導体を
接続したので、１種類のコンデンサだけで回路構成がで
き、大幅な部品点数の削減が可能となる。

【０１８４】請求項３２の発明によれば、サージ電圧吸
収用の第１のコンデンサとフィルタコンデンサとしての
第２のコンデンサとの２種類が備えられている回路にお
ける第１のコンデンサに導体を接続したので、この第１
のコンデンサに内部インダクタンスの小さい小形、小容
量のものを採用することができ、半導体素子とコンデン
サと導体から構成されるループ状回路のインダクタンス
の低減が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態の半導体スイッチン
グ回路の回路図。

【図２】上記の実施の形態の部品配置を示す構成図。

【図３】本発明の第２の実施の形態の半導体スイッチン
グ回路の回路図。

【図４】上記の実施の形態の部品配置を示する構成図。

【図５】本発明の第３の実施の形態の電力変換装置の部
品配置を示す構成図。

【図６】本発明の第４の実施の形態の電力変換装置の部
品配置を示す構成図。

【図７】本発明の第５の実施の形態の電力変換装置の部
品配置を示す構成図。

【図８】本発明の第６の実施の形態の電力変換装置の構
成を示す側面図。

【図９】上記の実施の形態の電力変換装置の構成を示す
斜視図。

【図１０】本発明の第７の実施の形態の電力変換装置の
構成を示す側面図。

【図１１】本発明の第８の実施の形態の電力変換装置の
構成を示す側面図。

【図１２】本発明の第９の実施の形態の電力変換装置の
構成を示す側面図。

【図１３】上記の実施の形態の電力変換装置を用いて組
上げたインバータ回路の構成を示す斜視図。

【図１４】本発明の第１０の実施の形態の電力変換装置
の構成を示す斜視図。

【図１５】本発明の第１１の実施の形態の電力変換装置
の構成を示す側面図。

【図１６】本発明の第１２の実施の形態の電力変換装置
の構成を示す側面図。

【図１７】本発明の第１３の実施の形態の電力変換装置
の構成を示す側面図。

【図１８】本発明の第１４の実施の形態の電力変換装置
の構成を示す側面図。

【図１９】本発明の第１５の実施の形態の電力変換装置
の構成を示す側面図。

【図２０】本発明の第１６の実施の形態の電力変換装置
の構成を示す側面図。

【図２１】本発明の第１７の実施の形態の電力変換装置
の構成を示す側面図。

【図２２】本発明の第１８の実施の形態の電力変換装置
の構成を示す側面図。

【図２３】本発明の第１９の実施の形態の電力変換装置
の構成を示す斜視図。

【図２４】本発明の第２０の実施の形態の電力変換装置
の構成を示す側面図。

【図２５】従来例の半導体スイッチング回路の回路図。

【図２６】従来例の半導体にスイッチング回路の部品配
置を示す構成図。

【図２７】半導体スイッチング回路の遮断特性を示すタ
イムチャート。

【図２８】半導体スイッチング回路のループ状回路のイ
ンダクタンスとサージ電圧戸の関係を示すグラフ。

【符号の説明】

１ 半導体素子 １ａ 半導体素子 １ｂ 半導体素子 ５ 冷却器 ５ａ〜５ｆ 冷却器 ５０ 集熱用ブロック部 ５１ 放熱部 ６ ゲートアンプ ８ コンデンサ ９ａ〜９ｚ 導体 ９ａａ〜９ａｐ 胴体 １０ａ〜１０ｒ 導体 １１ 第１のコンデンサ １１ａ 第１のコンデンサ １２ 第２のコンデンサ １２ａ 第２のコンデンサ １３ 外付けコンデンサ １４ 絶縁物 １５ 絶縁板 １８ 風洞 １９ 冷却風

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 関本 睦郎 東京都府中市晴見町２丁目24番地の１ 東 芝トランスポートエンジニアリング株式会 社内 (72)発明者 橋本 隆 東京都府中市東芝町１番地 株式会社東芝 府中工場内

Claims (32)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 直列接続された、電圧駆動形高周波スイ
   ッチング素子である半導体素子の両端に並列にフィルタ
   コンデンサ兼サージ電圧吸収用のコンデンサを接続し、
   このコンデンサの接続端子を前記半導体素子の端子位置
   の直近になるように配置し、かつ前記半導体素子とコン
   デンサとから構成されるループ状回路のインダクタンス
   を２５０ｎＨ以下とした半導体スイッチング回路を２組
   以上並列に接続し、当該半導体スイッチング回路それぞ
   れにおける前記直列接続された半導体素子の両端及び中
   間接続点を外部接続のための主回路端子としたことを特
   徴とする電力変換装置。
2. 【請求項２】 前記コンデンサとして同一の小容量コン
   デンサを２個以上並列に接続したものであることを特徴
   とする請求項１に記載の電力変換装置。
3. 【請求項３】 前記コンデンサは、そのケースを当該コ
   ンデンサのいずれか一方の電極端子としたことを特徴と
   する請求項１又は２に記載の電力変換装置。
4. 【請求項４】 前記コンデンサをその電極端子が半導体
   素子の方向を向くように配置したことを特徴とする請求
   項１〜３のいずれかに記載の電力変換装置。
5. 【請求項５】 前記コンデンサの端子を、前記直列接続
   された半導体素子の中間位置の直近に配置したことを特
   徴とする請求項４に記載の電力変換装置。
6. 【請求項６】 前記コンデンサの端子を、前記直列接続
   された半導体素子の両端位置の直近に配置したことを特
   徴とする請求項４に記載の電力変換装置。
7. 【請求項７】 直列接続された、電圧駆動形高周波スイ
   ッチング素子である半導体素子の両端に並列に、サージ
   電圧吸収用の第１のコンデンサとこの第１のコンデンサ
   の容量よりも大きな容量のフィルタコンデンサとしての
   第２のコンデンサとを接続し、前記第１のコンデンサを
   前記第２のコンデンサよりも前記半導体素子に対してよ
   り近い位置に配置し、かつ前記半導体素子と第１のコン
   デンサとから構成されるループ状回路のインダクタンス
   を２５０ｎＨ以下とした半導体スイッチング回路を２組
   以上並列に接続し、当該半導体スイッチング回路それぞ
   れにおける前記直列接続された半導体素子の両端及び中
   間接続点を外部接続のための主回路端子としたことを特
   徴とする電力変換装置。
8. 【請求項８】 前記第１のコンデンサは同一の小容量コ
   ンデンサを２個以上並列に接続したものであることを特
   徴とする請求項７に記載の電力変換装置。
9. 【請求項９】 前記第１のコンデンサは、そのケースを
   当該第１のコンデンサのいずれか一方の電極端子とした
   ことを特徴とする請求項７又は８に記載の電力変換装
   置。
10. 【請求項１０】 前記第１のコンデンサを、その電極端
    子が半導体素子の方向を向くように配置したことを特徴
    とする請求項７〜９のいずれかに記載の電力変換装置。
11. 【請求項１１】 前記第１のコンデンサの端子を、前記
    直列接続された半導体素子の中間位置の直近に配置した
    ことを特徴とする請求項１０に記載の電力変換装置。
12. 【請求項１２】 前記第１のコンデンサの端子を、前記
    直列接続された半導体素子の両端位置の直近に配置した
    ことを特徴とする請求項１０に記載の電力変換装置。
13. 【請求項１３】 前記半導体素子、第１のコンデンサ、
    第２のコンデンサを階層的に配置し、前記第１のコンデ
    ンサを前記直列接続された半導体素子の両端に接続し、
    前記第２のコンデンサを前記第１のコンデンサの電極端
    子を接続点にして接続したことを特徴とする請求項７〜
    １２のいずれかに記載の電力変換装置。
14. 【請求項１４】 前記第２のコンデンサの個数を前記並
    列に接続された半導体スイッチング回路の組数よりも少
    なくし、当該並列に接続された半導体スイッチング回路
    の２組以上を前記第２のコンデンサの少なくとも１個に
    共通に接続したことを特徴とする請求項７〜１３のいず
    れかに記載の電力変換装置。
15. 【請求項１５】 前記第２のコンデンサを前記半導体素
    子を含む主回路ユニット内の主コンデンサと、前記主回
    路ユニットの外部に設置した補助コンデンサとによって
    必要な容量のフィルタコンデンサに構成したことを特徴
    とする請求項７〜１４のいずれかに記載の電力変換装
    置。
16. 【請求項１６】 直列接続された、電圧駆動形高周波ス
    イッチング素子である半導体素子の両端に並列にサージ
    電圧吸収用のコンデンサを接続して構成される半導体ス
    イッチング回路を２組以上並列に接続し、当該半導体ス
    イッチング回路それぞれにおける前記直列接続された半
    導体素子の両端及び中間接続点を外部接続のための主回
    路端子とした電力変換装置であって、 前記半導体素子は、両面が電極面となる圧接形形状の半
    導体素子であり、 前記半導体スイッチング回路それぞれの前記直列接続さ
    れた半導体素子のうち上アーム側となる半導体素子、下
    アーム側となる半導体素子それぞれの正極側同士又は負
    極側同士を半導体素子冷却器の同一平面上に熱伝導率の
    大きな絶縁板を介して並べて圧接し、 前記上アーム側となる半導体素子の負極と下アーム側と
    なる半導体素子の正極とを導体で接続し、かつ前記上ア
    ーム側となる半導体素子の正極、下アーム側となる半導
    体素子の負極それぞれを前記コンデンサの両端子それぞ
    れに近接した１組の導体によって接続して成る電力変換
    装置。
17. 【請求項１７】 直列接続された、電圧駆動形高周波ス
    イッチング素子である半導体素子の両端に並列にサージ
    電圧吸収用のコンデンサを接続して構成される半導体ス
    イッチング回路を２組以上並列に接続し、当該半導体ス
    イッチング回路それぞれにおける前記直列接続された半
    導体素子の両端及び中間接続点を外部接続のための主回
    路端子とした電力変換装置であって、 前記半導体素子は、両面が電極面となる圧接形形状の半
    導体素子であり、 前記半導体スイッチング回路それぞれの前記直列接続さ
    れた半導体素子のうち上アーム側となる半導体素子の負
    極側、下アーム側となる半導体素子の正極側を電気良導
    性の半導体素子冷却器の同一平面上に並べて圧接し、 前記上アーム側となる半導体素子の正極、下アーム側と
    なる半導体素子の負極それぞれを前記コンデンサの両端
    子それぞれに近接した１組の導体によって接続して成る
    電力変換装置。
18. 【請求項１８】 直列接続された、電圧駆動形高周波ス
    イッチング素子である半導体素子の両端に並列にサージ
    電圧吸収用のコンデンサを接続して構成される半導体ス
    イッチング回路を２組以上並列に接続し、当該半導体ス
    イッチング回路それぞれにおける前記直列接続された半
    導体素子の両端及び中間接続点を外部接続のための主回
    路端子とした電力変換装置であって、 前記半導体素子は、両面が電極面となる圧接形形状の半
    導体素子であり、 前記半導体スイッチング回路それぞれの前記直列接続さ
    れた半導体素子のうち上アーム側となる半導体素子の負
    極側、下アーム側となる半導体素子の正極側を共通の導
    体を間に挟んで半導体素子冷却器の同一平面上に並べて
    圧接し、 前記上アーム側となる半導体素子の正極、下アーム側と
    なる半導体素子の負極それぞれを前記コンデンサの両端
    子それぞれに近接した１組の導体によって接続して成る
    電力変換装置。
19. 【請求項１９】 直列接続された、電圧駆動形高周波ス
    イッチング素子である半導体素子の両端に並列にサージ
    電圧吸収用のコンデンサを接続して構成される半導体ス
    イッチング回路を２組以上並列に接続し、当該半導体ス
    イッチング回路それぞれにおける前記直列接続された半
    導体素子の両端及び中間接続点を外部接続のための主回
    路端子とした電力変換装置であって、 前記半導体素子は、両面が電極面となる圧接形形状の半
    導体素子であり、 前記半導体スイッチング回路それぞれの前記直列接続さ
    れた半導体素子のうち上アーム側となる半導体素子の正
    極側、下アーム側となる半導体素子の負極側それぞれを
    半導体素子冷却器の同一平面上に熱伝導率の大きな絶縁
    板を介して並べて圧接し、 前記上アーム側となる半導体素子の負極側と前記下アー
    ム側となる半導体素子の正極側とを導体で接続し、かつ
    前記上アーム側となる半導体素子の正極、下アーム側と
    なる半導体素子の負極それぞれを前記コンデンサの両端
    子それぞれに近接した１組の導体によって接続して成る
    電力変換装置。
20. 【請求項２０】 直列接続された、電圧駆動形高周波ス
    イッチング素子である半導体素子の両端に並列にサージ
    電圧吸収用のコンデンサを接続して構成される半導体ス
    イッチング回路を２組以上並列に接続し、当該半導体ス
    イッチング回路それぞれにおける前記直列接続された半
    導体素子の両端及び中間接続点を外部接続のための主回
    路端子とした電力変換装置であって、 前記半導体素子は、その一方の面に正極端子と負極端子
    とが設けられ、その反対の面が平坦な冷却面かつ取付面
    となるモジュール形の半導体素子であり、 前記半導体スイッチング回路それぞれの前記直列接続さ
    れた半導体素子を、それらの上アーム側となる半導体素
    子の負極端子側と下アーム側となる半導体素子の正極端
    子側が隣り合うようにして、同じ向きに並べて半導体素
    子冷却器の同一平面上に取付け、 前記上アーム側となる半導体素子の負極端子と前記下ア
    ーム側となる半導体素子の正極端子とを導体で接続し、
    かつ前記上アーム側となる半導体素子の正極端子、下ア
    ーム側となる半導体素子の負極端子それぞれを前記コン
    デンサの両端子それぞれに近接した１組の導体によって
    接続して成る電力変換装置。
21. 【請求項２１】 直列接続された、電圧駆動形高周波ス
    イッチング素子である半導体素子の両端に並列にサージ
    電圧吸収用のコンデンサを接続して構成される半導体ス
    イッチング回路を２組以上並列に接続し、当該半導体ス
    イッチング回路それぞれにおける前記直列接続された半
    導体素子の両端及び中間接続点を外部接続のための主回
    路端子とした電力変換装置であって、 前記半導体素子は、その一方の面に正極端子と負極端子
    とが設けられ、その反対の面が平坦な冷却面かつ取付面
    となるモジュール形の半導体素子であり、 前記半導体スイッチング回路それぞれの前記直列接続さ
    れた半導体素子を、それらの上アーム側となる半導体素
    子の正極端子と負極端子とを結ぶ線が下側アームの半導
    体素子の正極端子と負極端子とを結ぶ線と平行になり、
    かつ正負の方向が反対向きになる配置にして半導体素子
    冷却器の同一平面上に並べて取付け、 前記上アーム側となる半導体素子の負極端子と前記下ア
    ーム側となる半導体素子の正極端子とを導体で接続し、
    かつ前記上アーム側となる半導体素子の正極端子、下ア
    ーム側となる半導体素子の負極端子それぞれを前記コン
    デンサの両端子それぞれに近接した１組の導体によって
    接続して成る電力変換装置。
22. 【請求項２２】 前記半導体素子それぞれを、別個の半
    導体素子冷却器に接触させたことを特徴とする請求項１
    ６〜２１のいずれかに記載の電力変換装置。
23. 【請求項２３】 前記直列接続された半導体素子のう
    ち、半導体素子冷却器の放熱によって温められた空気の
    流れの下流側に位置する半導体素子冷却器の放熱能力を
    上流側に位置する半導体素子冷却器の放熱能力よりも高
    くしたことを特徴とする請求項２２に記載の電力変換装
    置。
24. 【請求項２４】 前記直列接続された半導体素子を同一
    の半導体素子冷却器に、当該半導体素子冷却器の放熱に
    よって温められた空気の流れの上流側に偏位した状態で
    接触させたことを特徴とする請求項１６〜２２のいずれ
    かに記載の電力変換装置。
25. 【請求項２５】 直列接続された、電圧駆動形高周波ス
    イッチング素子である半導体素子の両端に並列にサージ
    電圧吸収用のコンデンサを接続して構成される半導体ス
    イッチング回路を２組以上並列に接続し、当該半導体ス
    イッチング回路それぞれにおける前記直列接続された半
    導体素子の両端及び中間接続点を外部接続のための主回
    路端子とした電力変換装置であって、 前記半導体素子は、両面が電極面となる圧接形形状の半
    導体素子であり、 扁平にして電気良導性の集熱用ブロック部とこの集熱用
    ブロック部で集熱した熱を放散するための放熱部とを有
    する半導体素子冷却器の前記集熱用ブロック部の表裏
    に、前記半導体スイッチング回路それぞれの前記直列接
    続された半導体素子のうち上アーム側となる半導体素子
    の負極側と下アーム側となる半導体素子の正極側とをそ
    れぞれ圧接し、 前記上アーム側となる半導体素子の正極、下アーム側と
    なる半導体素子の負極それぞれを前記コンデンサの両端
    子それぞれに近接した１組の導体によって接続して成る
    電力変換装置。
26. 【請求項２６】 直列接続された、電圧駆動形高周波ス
    イッチング素子である半導体素子の両端に並列にサージ
    電圧吸収用のコンデンサを接続して構成される半導体ス
    イッチング回路を２組以上並列に接続し、当該半導体ス
    イッチング回路それぞれにおける前記直列接続された半
    導体素子の両端及び中間接続点を外部接続のための主回
    路端子とした電力変換装置であって、 前記半導体素子は、両面が電極面となる圧接形形状の半
    導体素子であり、 扁平にして電気良導性の集熱用ブロック部とこの集熱用
    ブロック部で集熱した熱を放散するための放熱部とを有
    する半導体素子冷却器の前記集熱用ブロック部の表裏
    に、前記半導体スイッチング回路それぞれの前記直列接
    続された半導体素子のうち上アーム側となる半導体素子
    の負極側と下アーム側となる半導体素子の正極側とをそ
    れぞれ圧接し、 前記上アーム側半導体素子の正極側、前記下アーム側半
    導体素子の負極側それぞれに、扁平にして電気良導性の
    集熱用ブロック部とこの集熱用ブロック部で集熱した熱
    を放散するための放熱部とを有する、別の２体の半導体
    素子冷却器それぞれの前記集熱用ブロック部それぞれを
    圧接し、 前記上アーム側半導体素子の正極側の圧接している前記
    別の半導体素子冷却器の集熱用ブロック部、前記下アー
    ム側半導体素子の負極側の圧接している前記別半導体素
    子冷却器の集熱用ブロック部それぞれを前記コンデンサ
    の両端子それぞれに近接した１組の導体によって接続し
    て成る電力変換装置。
27. 【請求項２７】 直列接続された、電圧駆動形高周波ス
    イッチング素子である半導体素子の両端に並列にサージ
    電圧吸収用のコンデンサを接続して構成される半導体ス
    イッチング回路を２組以上並列に接続し、当該半導体ス
    イッチング回路それぞれにおける前記直列接続された半
    導体素子の両端及び中間接続点を外部接続のための主回
    路端子とした電力変換装置であって、 前記半導体素子は、両面が電極面となる圧接形形状の半
    導体素子であり、 扁平な集熱用ブロック部とこの集熱用ブロック部で集熱
    した熱を放散するための放熱部とを有する半導体素子冷
    却器の前記集熱用ブロック部の表裏に熱伝導率の大きな
    電気絶縁板それぞれを介して、前記半導体スイッチング
    回路の前記直列接続された半導体素子それぞれの同じ正
    極面側若しくは負極面側を圧接し、 前記直列接続された半導体素子のうち上アーム側半導体
    素子の負極側と前記下アーム側半導体素子の正極側とを
    導体によって接続し、 前記上アーム側となる半導体素子の正極、下アーム側と
    なる半導体素子の負極それぞれを前記コンデンサの両端
    子それぞれに近接した１組の導体によって接続して成る
    電力変換装置。
28. 【請求項２８】 直列接続された、電圧駆動形高周波ス
    イッチング素子である半導体素子の両端に並列にサージ
    電圧吸収用のコンデンサを接続して構成される半導体ス
    イッチング回路を２組以上並列に接続し、当該半導体ス
    イッチング回路それぞれにおける前記直列接続された半
    導体素子の両端及び中間接続点を外部接続のための主回
    路端子とした電力変換装置であって、 前記半導体素子は、両面が電極面となる圧接形形状の半
    導体素子であり、 扁平な集熱用ブロック部とこの集熱用ブロック部で集熱
    した熱を放散するための放熱部とを有する半導体素子冷
    却器の前記集熱用ブロック部の表裏に熱伝導性の大きな
    電気絶縁板それぞれを介して、前記半導体スイッチング
    回路の前記直列接続された半導体素子それぞれの同じ正
    極面側若しくは負極面側を圧接し、 前記上アーム側半導体素子の外側に位置する電極面、前
    記下アーム側半導体素子の外側に位置する電極面それぞ
    れに、扁平な集熱用ブロック部とこの集熱用ブロック部
    で集熱した熱を放散するための放熱部とを有する、別の
    ２体の半導体素子冷却器それぞれの前記集熱用ブロック
    部それぞれに熱伝導率の大きな絶縁板を介して圧接し、 前記直列接続された半導体素子のうち上アーム側半導体
    素子の負極側と前記下アーム側半導体素子の正極側とを
    導体によって接続し、 前記上アーム側となる半導体素子の正極、下アーム側と
    なる半導体素子の負極それぞれを前記コンデンサの両端
    子それぞれに近接した１組の導体によって接続して成る
    電力変換装置。
29. 【請求項２９】 直列接続された、電圧駆動形高周波ス
    イッチング素子である半導体素子の両端に並列にサージ
    電圧吸収用のコンデンサを接続して構成される半導体ス
    イッチング回路を２組以上並列に接続し、当該半導体ス
    イッチング回路それぞれにおける前記直列接続された半
    導体素子の両端及び中間接続点を外部接続のための主回
    路端子とした電力変換装置であって、 前記半導体素子は、その一方の面に正極端子と負極端子
    とが設けられ、その反対の面が平坦な冷却面かつ取付面
    となるモジュール形の半導体素子であり、 前記半導体スイッチング回路の直列接続された半導体素
    子をそれらの前記取付面が内側を向合い、かつ一方の半
    導体素子の正極端子の裏側に他方の半導体素子の負極端
    子が位置するように配置し、 扁平な集熱用ブロック部とこの集熱用ブロック部で集熱
    した熱を放散するための放熱部とを有する半導体素子冷
    却器の前記集熱用ブロック部の表裏に、前記半導体スイ
    ッチング回路の前記直列接続された前記半導体素子それ
    ぞれの取付面側を取付け、 前記直列接続された半導体素子のうち上アーム側となる
    半導体素子の負極端子と下アーム側となる半導体素子の
    正極端子とを導体で接続し、 前記上アーム側半導体素子の正極端子、前記下アーム側
    半導体素子の負極端子それぞれを前記コンデンサの両端
    子それぞれに近接した１組の導体によって接続して成る
    電力変換装置。
30. 【請求項３０】 直列接続された、電圧駆動形高周波ス
    イッチング素子である半導体素子の両端に並列にサージ
    電圧吸収用のコンデンサを接続して構成される半導体ス
    イッチング回路を２組以上並列に接続し、当該半導体ス
    イッチング回路それぞれにおける前記直列接続された半
    導体素子の両端及び中間接続点を外部接続のための主回
    路端子とした電力変換装置であって、 前記半導体素子は、その一方の面に正極端子と負極端子
    とが設けられ、その反対の面が平坦な冷却面かつ取付面
    となるモジュール形の半導体素子であり、 前記半導体スイッチング回路の直列接続された前記半導
    体素子をそれらの前記取付面が外側になり、かつ互いの
    前記正極端子と前記負極端子とが向合うように対向配置
    し、 前記直列接続された半導体素子それぞれの前記取付面
    に、扁平な集熱用ブロック部とこの集熱用ブロック部で
    集熱した熱を放散するための放熱部とを有する半導体素
    子冷却器それぞれの前記集熱用ブロック部を取付け、 前記直列接続された半導体素子のうち上アーム側となる
    半導体素子の負極端子と下アーム側となる半導体素子の
    正極端子とを導体で接続し、 前記上アーム側半導体素子の正極端子、前記下アーム側
    半導体素子の負極端子それぞれを前記コンデンサの両端
    子それぞれに近接した１組の導体によって接続して成る
    電力変換装置。
31. 【請求項３１】 前記コンデンサは、フィルタコンデン
    サ兼サージ電圧吸収用の１つのコンデンサであることを
    特徴とする請求項１６〜３０のいずれかに記載の電力変
    換装置。
32. 【請求項３２】 前記コンデンサは、サージ電圧吸収用
    の第１のコンデンサとフィルタコンデンサとしての第２
    のコンデンサとのうちの第１のコンデンサであることを
    特徴とする請求項１６〜３０のいずれかに記載の電力変
    換装置。