[发明专利]电力变换装置以及使用该电力变换装置的电梯

说明书

技术领域

本发明涉及电力变换装置以及使用该电力变换装置的电梯。

背景技术

当前，在电梯等的可变速驱动中，一般是将电力经由逆变器变换成可变频率的交流，进行电动机驱动的方式。

图13是电力变换装置的现有例。在图13示出逆变器的概略构成作为一般利用的电力变换装置的一例。在图13中，10、30、50分别表示逆变器电路的1相，将经电容器11平滑化后的直流的电力变换成可变频率的交流，对电动机12进行驱动。111、211、311、411、511、611是半导体开关元件，在此示出使用IGBT的示例。112、212、312、412、512、612是二极管，分别与各半导体开关元件逆并联连接。130、230、330、430、530、630是驱动各半导体开关元件的驱动电路。

图14是具有并联电路的电力变换装置的1相的概略构成。在电动机12等负载成为大容量的情况下，有时如图14所示那样将半导体开关元件并联连接来使用。将半导体开关元件111和半导体开关元件113并联连接来构成并联电路。将二极管114与半导体开关元件113逆并联连接。半导体开关元件111和半导体开关元件113通过公共的驱动电路130被同时进行开关。

针对半导体开关元件213，也与半导体开关元件211并联连接，并将二极管214与半导体开关元件213逆并联连接。另外，在图14中，由公共的驱动电路230来驱动半导体开关元件211和213，省略图示。

作为对这样的并联连接的半导体开关元件进行驱动的构成，例如有专利文献1。在专利文献1中记载了如下技术：将从1个驱动电路向并联连接的2个IGBT的栅极布线设为绞线电缆，通过将该绞线电缆与连接线分别相邻地敷设来使在绞线电缆中产生的电动势和电动势的极性大致相等，从而使各个元件的栅极-发射极电压大致相等，由此使各个元件的电流平衡。

专利文献

专利文献1：JP特开平9-261948号公报

近年来，半导体开关元件通过功率器件(power device)的低导通电阻化等来推进低损耗化，另一方面，开关变得急剧，易于受到电感的影响。另外，在负载成为大容量的情况下，由于将半导体开关元件并联连接来使用，因此会出现因半导体开关元件间的电流分担的不均等所引起的模块的寿命减少等课题。

特别是在具有多个驱动用栅极端子的并联电路或模块中，若由于主电路布线的迂回等而在各半导体开关元件中出现阻抗偏差，则电流在并联元件间并非均等地流动，大电流会仅流向一个元件。

例如，在图14的并联电路的情况下，在并联连接的半导体开关元件111和113中使用公共的驱动电路130，经由栅极电阻121a、121b对半导体开关元件111和113的栅极施加电压，使两者同时进行开关(导通/断开动作)。在此，由于半导体开关元件111和113的发射极经由驱动电路130连接，所以由半导体开关元件111和113的发射极形成被称作发射极环路20的环路路径。

由此，由于图14中未示出的微小的主电路电感的差异，在本来应同时导通的2个半导体开关元件111和113的接通(turn on)中出现不一致，会在半导体开关元件111的集电极-发射极间流动的电流、和半导体开关元件113的集电极-发射极间流动的电流中出现不平衡。于是，由于电流流向存在于并联电路中的发射极环路20，从而进一步助长了电流不平衡。其结果是，由于在设想的值以上的电流下使用一个半导体开关元件，因此会使寿命变短。因此，在并联电路中，作为因开关的高速化而出现的课题之一，抑制发射极环路的电流，均等地保持半导体开关元件的电流分担是重要的。

另外，在专利文献1所记载的电力变换装置中，在驱动电路与半导体开关元件之间使用绞线电缆进行连接，但若绞线电缆较长，就会存在因电感变大而使开关的定时易于偏移、或产生绞线电缆的迂回作业等问题。