[发明专利]电力变换装置、太阳能功率调节器系统、蓄电系统、不间断电源系统、风力发电系统及电动机驱动系统

说明书

得到能够有效地抑制电路电感的电力变换装置。通过4个功率半导体模块装置(100A)～(100C)的组合，实现了具有4并联结构的逆变器电路的电力变换装置。并且，在模块装置组(200AB1)及(200AB2)的每一个中，以交替地配置一个单位的功率半导体模块装置(100A)和一个单位的功率半导体模块装置(100B)的方式进行了混合配置。并且，功率半导体模块装置(100A)～(100C)具有电路元件组，这些电路元件组在具有晶体管(Tr1)及(Tr2)中的至少一个和二极管(Di1)及(Di2)这一点上是相同的。

技术领域

本发明涉及将多个以功率半导体模块为代表的半导体模块并联连接而构成的电力变换装置。

背景技术

就作为应用系统的逆变器电路装置而言，高电压化及低损耗化的要求增强，3电平I型逆变器结构的逆变器电路的需求扩大，在这种环境下，将多个2合1结构的功率半导体模块并联连接而形成上述逆变器电路。

例如，作为使用2合1结构的功率半导体模块而实现了3电平I 型逆变器的现有技术，举出专利文献1中公开的3电平电力变换装置。

专利文献1中公开的现有的3电平电力变换装置呈下述结构，即，由对反向并联连接有二极管的第1及第2半导体开关进行了串联连接的第1半导体开关串联电路、和对反向并联连接有二极管的第3 及第4半导体开关进行了串联连接的第2半导体开关串联电路这两者的并联电路构成双向开关，将电压钳形缓冲器并联地与上述第1及第 2半导体开关或上述第3及第4半导体开关连接，该电压钳形缓冲器将半导体开关元件的两端电压钳制为直流电源电压。

专利文献1：日本特开2013-59248号公报

以专利文献1中公开的技术为代表的、现有的3电平I型结构的逆变器电路，存在以伴随半导体开关的通断而产生电流变化(di/dt) 的电流环为要因的电路电感会变大的问题，由于该问题，会过大地产生浪涌电压。

另外，存在由于上述过大的浪涌电压而不得不限制电力变换装置的运行范围等问题。在此基础上，为了抑制过大的浪涌电压，需要另外搭载缓冲电路，存在会导致装置的大型化、成本上升的问题。

发明内容

本发明就是为了解决上述问题而提出的，其目的在于得到一种能够有效地抑制伴随开关元件的通断而产生电流变化(di/dt)的电流环中的电路电感的电力变换装置。

本发明涉及的技术方案1所述的电力变换装置，具有多个第1 半导体模块及多个第2半导体模块，该电力变换装置的特征在于，通过所述多个第1及第2半导体模块的组合而构成逆变器电路的至少一部分，所述逆变器电路包含：第1～第4开关元件，它们串联设置于高电位侧的第1电位端子与低电位侧的第2电位端子之间；第1～第 4二极管，它们是与所述第1～第4开关元件对应地设置的，以各自的阳极位于所述第2电位端子侧的方式反向连接；第5二极管，其以阳极位于中间电位端子侧的方式连接于所述中间电位端子与第1中间连接端子之间；以及第6二极管，其以阴极位于所述中间电位端子侧的方式连接于所述中间电位端子与第2中间连接端子之间，所述逆变器电路呈3电平I型结构，其中，所述第1及第2开关元件间的连接点成为所述第1中间连接端子，所述第3及第4开关元件间的连接点成为所述第2中间连接端子，所述第2及第3开关元件间的连接点被规定为输出电位端子，所述多个第1及第2半导体模块分别具有电路元件组，该电路元件组包含：第1及第2模块内二极管，它们以阳极位于第2外部端子侧的方式串联连接于第1外部端子与所述第2 外部端子之间；以及至少一个模块内开关元件，其与第1及第2模块内二极管中的至少一个并联连接，所述第1及第2模块内二极管间的连接点成为第3外部端子，对于所述多个第1半导体模块各自的所述电路元件组，分配所述逆变器电路中的所述第1开关元件、所述第1 二极管及所述第5二极管，对于所述多个第2半导体模块各自的所述电路元件组，分配所述逆变器电路中的所述第4开关元件、所述第4 二极管及所述第6二极管，在所述多个第1及第2半导体模块间，以交替地配置一个单位的第1半导体模块和一个单位的第2半导体模块的方式进行了混合配置。