CN104380461A - 功率转换装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能够减少连接不良等问题，并且无需专用的连接工具，还能够缩短线材，可靠性高且价格低廉的功率转换装置。该功率转换装置(1)中，多个安装基板(21、22、23)相互保持间隔地相对配置，控制电路基板(23)在自身侧部的周围不具有成为遮蔽部的导热支承构件(32、33)的状态下被支承，另一方面，电源电路基板(22)在自身侧部具有由导热支承构件(32、33)构成的遮蔽部，控制电路基板(23)中，在第一边(23f)附近配置外部连接器(50)，并且在第一边(23f)的相反侧的第二边(23s)附近配置基板间连接器(60)，电源电路基板(22)中，在与控制电路基板(23)的第二边(23s)为相同侧的边且没有遮蔽部的第三边(22t)附近配置基板间连接器(60)。

Description

功率转换装置

技术领域

本发明涉及一种功率转换装置，该功率转换装置在内置有功率转换用的半导体开关元件的模块上，隔开间隔地对安装有驱动上述半导体开关元件的电路元器件的安装基板进行支承。

背景技术

作为这种功率转换装置，本申请人已经提出过专利文献1中记载的功率转换装置。该功率转换装置在壳体内配置水冷夹套，并且在该水冷夹套上配置半导体功率模块，该半导体功率模块内置有作为功率转换用的半导体开关元件的IGBT。此外，在壳体内相互保持间隔地相对配置(以下也称为“层叠”)的多个安装基板配置在半导体功率模块的水冷夹套的相反侧。另外，该文献记载的示例中，作为多个安装基板，示出层叠3个安装基板的示例。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特愿2011-237862(未公开)

发明内容

发明所要解决的技术问题

然而，这种功率转换装置中，会在多个安装基板上安装进行电动机的控制所需的传输的元器件即多个连接器。但是，如图7中连接器的配置例所示，在为了与功率转换装置100的外部进行传输而连接至追加的线束170的外部连接器150配置于半导体功率模块111上的多个(该例中为三个)安装基板121、122、123中位于层叠方向的中间或最下层的安装基板121、122时，与配置于最上层的安装基板123时相比，连接器150的可视性会降低，并且由于壳体102的壁面的阻碍等，无法将手伸入连接器150的位置，因此难以与线束170进行连接。因此会存在以下问题，即会由于连接器150的连接不良而导致质量下降，或需要专门用来连接线束170的连接工具，从而成为成本增加的主要原因。

此外，如图8所例示的那样，安装于多个安装基板121、122、123的多个连接器中，与连接在所层叠的安装基板121、122之间的线束172相连接的基板间连接器160配置在位于中间或最下层的安装基板121、122上的中央的位置，或相对于在自身周围自身侧的一方被结构部件132、133遮蔽的遮蔽部进行配置，在这种情况下，最上层的基板123或结构部件132、133会成为阻碍，可视性会降低，并且无法将手伸入基板间连接器160的位置，因此存在难以连接线束172的问题。

并且，如图9所例示的那样，安装于多个安装基板121、122、123的多个连接器中，通过线束172在所层叠的安装基板121、122、123间进行连接的基板间连接器160配置在多个安装基板121、122、123各自不同的端面，在这种情况下，与配置在相同端面侧时相比，进行连接的线束172的线材会变长。因此，存在会导致线材成本增加的问题。

因此，本发明是关注于上述问题而完成的，其目的在于提供一种能够减少连接不良等问题，并能抑制成本增加，可靠性高且价格低廉的功率转换装置。

解决技术问题所采用的技术方案

为了解决上述课题，本发明的一方式所涉及的功率转换装置包括：半导体功率模块、以及多个安装基板，该安装基板安装有用于驱动该半导体功率模块的电路元器件，并且在相对于该半导体功率模块的上部方向进行层叠，其特征在于，在安装于所述多个安装基板的多个连接器中，与该功率转换装置的外部进行传输的外部连接器设置在所述多个安装基板中位于距离所述半导体功率模块最远的位置的第一安装基板上。

根据本发明的一方式所涉及的功率转换装置，外部连接器设置在多个安装基板中位于距离半导体功率模块最远的位置的第一安装基板上，因此第一安装基板的周围不会被该功率转换装置的结构部件遮蔽。因此，与外部连接器配置在相互保持间隔且相对配置的多个安装基板的层叠方向的中间或最下层位置时相比，连接器的可视性得以提高，并且手容易伸入连接器的位置，因此与线束之间的连接变得简单。因此，能够提供连接不良等问题得以减少，因无需专门用于安装的连接工具而使得成本增加得以抑制，可靠性高且价格低廉的功率转换装置。

此处，本发明的一方式所涉及的功率转换装置中，在所述第一安装基板中，若自身下方侧面被所述功率转换装置的结构部件遮蔽，并且在被该结构部件遮蔽的一侧设置与所述功率转换装置的外部进行传输的外部连接器，则从利用结构部件遮蔽功率转换装置的外部与内部这两者间的电磁噪声这一角度来看是优选的。

此外，本发明的一方式所涉及的功率转换装置中，优选将安装于所述多个安装基板的连接器中，在所述多个安装基板间进行传输的成对的基板间连接器分别设置在所述多个安装基板的相同侧的端部。根据此种结构，由于将与在所层叠的安装基板间进行连接的线束相连接的基板间连接器分别配置在相同侧的端部，因此与配置在不同的端部侧的情况相比，能够缩短所连接的线束的线材。因此，从抑制成本增加的角度来看，更为优选。

此外，本发明的一方式所涉及的功率转换装置中，若在所述第一安装基板中，所述外部连接器的设置部与所述基板间连接器的设置部设置在互不相同的一侧，则能够尽可能地分开外部连接器的设置部与基板间连接器的设置部彼此，因此，从使得外部线束与内部线束产生的电磁噪声互不影响这一角度来看是优选的。

另外，本发明的一方式所涉及的功率转换装置中，安装于所述第一安装基板以外的其他安装基板上的连接器可设置于具有布线作业空间的端部。此处，所述布线作业空间优选为设置在遮蔽所述其他安装基板的侧面的所述结构部件的开口部。

此外，本发明的一方式所涉及的功率转换装置中，优选所述多个安装基板中，所述第一安装基板以外的其他安装基板的自身侧部被所述功率转换装置的结构部件遮蔽，并且安装于该其他安装基板的连接器设置在未被所述结构部件遮蔽的一侧的端部。

根据这种结构，对于其他安装基板，由于安装在该其他安装基板的连接器设置在该其他安装基板中未被结构部件遮蔽的一侧的端部，所以能够识别连接器，并且能够将手伸入连接器的位置，因此无需专门用来安装的连接工具即进行与线束之间的连接。因此，能够提供连接不良等问题得以减少，成本增加得以抑制，可靠性高且价格低廉的功率转换装置。

此外，本发明的一方式所涉及的功率转换装置中，所述结构部件优选为导热支承构件，其对所述多个安装基板进行支承，使得所述多个安装基板与所述半导体功率模块之间保持间隔，并且将所述多个安装基板的热量导热至冷却体。根据这种结构，能够采用功率转换装置的上述连接器配置，并且无需经由壳体便能利用导热支承构件将安装基板的热量散热至冷却体，并且该导热支承构件为形成遮蔽部的结构部件，因此作为将发热的多个安装基板层叠搭载在模块上的功率转换装置的结构是优选的。

发明效果

如上所述，根据本发明，能够提供一种连接不良等问题得以减少，且成本增加得以抑制，可靠性高且价格低廉的功率转换装置。

附图说明

图1是表示将本发明所涉及的功率转换装置应用于驱动车辆的行驶用电动机的电动机驱动电路的一实施方式的整体结构的剖视图。

图2是表示图1所示的本发明所涉及的功率转换装置的一实施方式的放大剖视图。

图3是表示导热支承构件的侧视图。

图4是说明图1所示的功率转换装置中连接器的配置的示意图。

图5是图4的立体图。

图6是说明图4所示的各基板中连接器的配置的图，图6(a)示意性地示出图4的A向视图，图6(b)示意性地示出图4的B向视图，图6(c)示意性地示出图4的C向视图。

图7是说明连接器的配置例及其问题点的示意立体图。

图8是说明连接器的配置例及其问题点的示意立体图。

图9是说明连接器的配置例及其问题点的示意立体图。

具体实施方式

以下适当参照附图，说明本发明的一实施方式。

该功率转换装置是应用于驱动车辆的行驶用电动机的电动机驱动电路的示例，如图1所示，壳体2内收纳有功率转换装置1。壳体2由合成树脂材成型而成，具有夹住冷却体3从而被分成上下的下部壳体2A和上部壳体2B，该冷却体3具有水冷夹套的结构。冷却体3中，冷却水的供水口3a和排水口3b向壳体2的外侧开口，这些供水口3a和排水口3b例如经由挠性软管与未图示的冷却水供应源相连接。冷却体3是通过将例如高热导率的铝、铝合金射出成型而形成的。冷却体3的下表面是平坦面。此外，冷却体3上形成有插通孔3e，该插通孔3e供保持于下部壳体2A的薄膜电容器4的实施了绝缘覆盖的正负电极4a上下插通。

下部壳体2A由有底方筒体构成，其开放上部被冷却体3覆盖，其内部收纳有平滑用的薄膜电容器4。另一方面，上部壳体2B具有：方筒体2a，该方筒体2a的上端和下端开放；以及盖体2b，该盖体2b封闭该方筒体2a的上端。方筒体2a的下端由冷却体3封闭。虽未图示，但在方筒体2a的下端与冷却体3之间，存在有通过涂布液状密封剂、夹入橡胶制填充物等形成的密封材料。

如图2所示，功率转换装置1具备内置有作为构成功率转换用的例如逆变器电路的半导体开关元件、例如绝缘栅双极晶体管(IGBT)的半导体功率模块11。半导体功率模块11中，在扁平的长方体状绝缘性盒体12内内置IGBT，如图2所示，在盒体12的下表面形成着金属制散热构件13。在盒体12和散热构件13上，在俯视时的四个角形成有插通孔15，该插通孔15用于插通作为固定构件的固定螺钉14。此外，在盒体12的上表面，在与插通孔15相比靠近内侧的4处，突出形成有规定高度的基板固定部16。

如图2所示，在基板固定部16的上端固定有驱动电路基板21，作为安装有用于驱动内置于半导体功率模块11的IGBT的驱动电路等的第三安装基板。此外，在驱动电路基板21的上方，在与驱动电路基板21相对的方向上保持规定间隔地固定有作为第二安装基板的电源电路基板22。电源电路基板22安装有向内置于半导体功率模块11的IGBT进行供电的包含发热电路元器件的电源电路等。并且，在电源电路基板22的上方，在与电源电路基板22相对的方向上保持规定间隔地固定有作为第一安装基板的控制电路基板23。控制电路基板23安装有控制电路等，该控制电路用于对内置于半导体功率模块11的IGBT进行控制，且包含有发热量相对较大或发热密度相对较大的发热电路元器件。俯视时，各基板21、22、23形成长方形状，并且以从上方覆盖上述半导体功率模块11的方式进行配置。也就是说，半导体功率模块11的长边侧与各基板21、22、23的长边侧为相同侧。

然后，通过将接合螺钉24的外螺纹部24a插通至插通孔21a内，使得该外螺纹部24a与形成在基板固定部16的上表面的内螺纹部16a相螺合，由此来固定驱动电路基板21，其中，插通孔21a形成在与基板固定部16相对的位置。

通过将接合螺钉25的外螺纹部25a插通至插通孔22a内，使得该外螺纹部25a与接合螺钉24的内螺纹部24b相螺合，由此来固定电源电路基板22，其中，插通孔22a形成在与接合螺钉24的上端所形成的内螺纹部24b相对的位置。

通过将固定螺钉26插通至插通孔23a内，使得该固定螺钉26与接合螺钉25的内螺纹部25b相螺合，由此来固定控制电路基板23，其中，插通孔23a形成在与接合螺钉25的上端所形成的内螺纹部25b相对的位置。

此外，电源电路基板22和控制电路基板23由导热支承构件32和33支承，以使得不通过壳体2，而独自形成通向冷却体3的散热路径。这些导热支承构件32和33由具有高热导率的金属例如铝或铝合金形成。

详细地说，导热支承构件32具备平板状的导热支承板部32a、以及上下具有折曲部的导热支承侧板部32c。电源电路基板22通过固定螺钉36，隔着导热构件35固定在导热支承板部32a上。导热构件35是具有伸缩性的弹性体，其构成为具有与电源电路基板22相同的外形尺寸。作为该导热构件35，可使用通过在硅橡胶的内部夹入金属填充物来发挥绝缘性能并且提高导热性的材料。

如图2所示，导热支承侧板部32c具有：底板部34，该底板部是配置于冷却体3的上表面的下侧的折曲部；连结板部32d，该连结板部与该底板部34的长边侧的外周缘连结为一体，并且向上方延长；以及上板部32e，该上板部32e是以从该连结板部32d的上端起向图2的左方延长的方式形成的上侧的折曲部。连结板部32d通过半导体功率模块11的长边侧的图2中的右侧面，向上方延长。对于导热支承侧板部32c，在导热支承板部32a的沿图2中观察到的半导体功率模块11的长边的右端侧，利用固定螺钉32b来固定上板部32e。然后，通过将导热支承侧板部32c的下侧的底板部34向半导体功率模块11侧的相反侧(外侧)折曲，从而使其与冷却体3的上表面接触。利用固定螺钉40，将底板部34固定在冷却体3的上表面。另外，为了缩短绝缘距离，在导热支承构件32的导热支承板部32a的下表面贴附有绝缘片42。

导热支承构件33具有：平板状的导热支承板部33a、以及上下具有折曲部的导热支承侧板部33c。控制电路基板23通过固定螺钉38，隔着导热构件37固定在导热支承板部33a上。导热构件37是具有伸缩性的弹性体，其构成为具有与控制电路基板23相同的外形尺寸。作为该导热构件37，可使用通过在硅橡胶的内部夹入金属填充物来发挥绝缘性能并且提高导热性的材料。

如图2所示，导热支承侧板部33c具有：底板部34，该底板部34是配置在冷却体3的上表面的下侧的折曲部；连结板部33d，该连结板部33d与该底板部34的长边侧的外周缘连结成一体，并且向上方延长；以及上板部33e，该上板部33e是以从该连结板部33d的上端起向图2的右方延长的方式形成的上侧的折曲部。连结板部33d通过半导体功率模块11的长边侧的图2中的左侧面，向上方延长。对于导热支承侧板部33c，在导热支承板部33a的沿着图2中观察到的半导体功率模块11的长边的左端侧，利用固定螺钉33b来固定上板部33e。然后，通过将导热支承侧板部33c的下侧的底板部34向半导体功率模块11侧的相反侧(外侧)折曲，从而使其与冷却体3的上表面接触。利用固定螺钉40，将底板部34固定在冷却体3的上表面。另外，为了缩短绝缘距离，在导热支承构件33的导热支承板部33a的下表面贴附有绝缘片43。

此外，如图3所示，在导热支承构件33的导热支承侧板部33c的连结板部33d中，在与半导体功率模块11的图1所示的3相交流输出端子11b相对应的位置形成有插通图1所示的母线55的例如圆形的3个插通孔33i。由此，通过在连结板部33d形成3个插通孔33i，能够在相邻插通孔33i间形成宽度较大的导热路径Lh，进而能够增大整个导热路径的截面积，从而有效地进行导热。此外，还能够确保对于振动的刚性。同样地，如图1所示，在导热支承构件32的导热支承侧板部32c的连结部设置有插通孔32i，该插通孔32i分别同样地形成在与半导体功率模块11的正极和负极端子11a相对的位置。

此处，如图4和图5的示意图所示，在上述各基板21、22、23上，连接彼此的基板间连接器60和与该功率转换装置1的外部设备进行传输的外部连接器50安装在基板的上表面，并且采用规定的配置，以实施控制电动机所需的传输。

详细地说，上述多个安装基板21、22、23中，除了第一安装基板即控制电路基板23以外的其他安装基板21、22具有自身侧部被该功率转换装置1的结构部件遮蔽的遮蔽部。本实施方式的示例中，配置有导热支承构件32和33作为形成遮蔽部的结构部件。另外，本实施方式的示例中，如上所述，形成遮蔽部的导热支承构件32和33以使多个安装基板22、23与半导体功率模块11之间保持间隔的方式对多个安装基板22、23进行支承，并且导热支承构件32和33与冷却体3接触，以使得多个安装基板22、23的发热不经由壳体2，而向冷却体3进行散热。

图6(a)～(c)中示出有/无遮蔽部的情况，如该图所示，在各安装基板21、22、23中，用阴影部分(符号N)表示利用导热支承构件32和33形成遮蔽部、且难以识别甚至无法将手伸入的基板表面的范围，用空白部分(符号Y)表示未形成遮蔽部、能够识别且可将手伸入的基板表面的范围。

本实施方式中，具备多个导热支承构件32和33，其与形成矩形平面的多个安装基板22、23形成组合，多个安装基板22、23具有：控制电路基板23，该控制电路基板23配置在距离半导体功率模块11最远的一侧；以及电源电路基板22，该电源电路基板22配置在与该控制电路基板23相比靠近半导体功率模块11的一侧，控制电路基板23在自身侧部的周围无遮蔽部的状态下被支承，电源电路基板22在因导热支承构件33而在自身侧部具有遮蔽部的状态下被支承。

然后，如图4、图5以及图6(a)所示，安装于多个安装基板21、22、23的多个连接器中，与该功率转换装置1的外部进行传输的外部连接器50设置于多个安装基板21、22、23中位于距离半导体功率模块11最远的位置的控制电路基板23。此处，只要将外部连接器50安装在位于距离半导体功率模块11最远的位置的控制电路基板23即可，能够安装在任意位置。但是，考虑到利用结构部件对该功率转换装置1的外部与内部这两者间的电磁噪声进行适当遮蔽的观点，优选将外部连接器50设置在被该结构部件遮蔽的一侧。本实施方式的示例中，导热支承构件33相当于遮蔽控制电路基板23的下方侧面的结构部件，在图5中，在控制电路基板23的该图内侧的长边端部配置于两个部位的外部连接器50相当于配置在被控制电路基板23遮蔽的一侧的外部连接器50。

此外，在安装于该其他安装基板21、22的多个连接器50、60中，如图6(b)和(c)所示，基板间连接器60配置于其他安装基板21、22的没有遮蔽部的一侧的端部以及没有遮蔽部的控制电路基板23。因此，在多个安装基板21、22、23中，能够识别各连接器50、60，并且可将手伸入各连接器50、60的位置，因此无需专门用来安装的连接工具即可进行线束的连接。

此外，本实施方式中，如图6(a)所示，控制电路基板23中，外部连接器50的设置部与基板间连接器60的设置部并非设置在相同侧，也就是说设置在不同侧。本实施方式的示例中，将外部连接器50的设置部设置在4个边的2个短边中的一边的端部，将基板间连接器60的设置部设置在相对的另一边的端部。并且，将外部连接器50的设置部设置在4个边的2个长边中的一边(该例中为导热支承构件33侧)的端部，将基板间连接器60的设置部设置在相对的另一边的端部。从而能够尽量地相互分开外部连接器50的设置部与基板间连接器60的设置部，因此，从不使外部线束与内部线束的电磁噪声相互影响的角度来看，较为优选。

此外，本实施方式中，在安装于多个安装基板21、22、23上的多个连接器50、60中，在多个安装基板21、22、23相互之间进行传输的成对的基板间连接器60分别配置在多个安装基板21、22、23的相同侧的端部。因此，与线束72相连接的成对的基板间连接器60分别配置在相同侧的端部，该线束72连接所层叠的安装基板21、22、23之间，所以与配置在不同的端部侧的情况相比，能够缩短所连接的线束72的线材。

此处，将电源电路基板22和控制电路基板23相互连接的基板间连接器60优选配置在确保有布线作业空间的一侧。本实施方式的示例中，将基板间连接器60设置在多个短边侧的端部，该短边侧的端部没有由导热支承构件32和33构成的遮蔽部。

更详细地说，如图6所示，本实施方式中，控制电路基板23中，将外部连接器50配置在自身的一边即第一边23f的附近，并且将基板间连接器60配置在与该第一边23f相反侧的第二边23s的附近，电源电路基板22中，将与控制电路基板23的基板间连接器60相连接的基板间连接器60配置在第三边22t的附近，该第三边22t是与控制电路基板23的第二边23s相同侧的边，并且是不具有遮蔽部的边。因此，能够确保布线作业空间，从而具有良好的操作性。而且，在功率转换装置1上采用上述连接器配置，也能够适当地形成多个安装基板22、23各自的散热路径。

此外，本实施方式中，用于控制电路基板23的导热支承构件33通过与第四边22f相对的侧面而与冷却体接触，该第四边22f是未配置外部连接器50和基板间连接器60中的任一个的上述电源电路基板22的边，用于电源电路基板22的导热支承构件32通过与上述第三边22t相对的侧面而与冷却体3接触，上述第三边22t位于第四边22f的相反侧。因此，如本实施方式所示，在安装基板与导热支承板部的组存在多个的情况下，采用功率转换装置1的上述连接器配置，从形成各安装基板互不相同的散热路径的角度来看是较为优选的，此外，由于各导热支承构件32、33分别通过安装基板的一个侧面而与冷却体3接触，因此从缩短导热路径的角度来看，较为优选。

此外，本实施方式中，半导体功率模块11的盒体12形成为具有长方形平面的长方体形状，并且导热支承构件32、33分别配置为通过盒体12的长边侧的侧面。因此，采用功率转换装置1的上述连接器配置，能够扩大导热支承构件32、33的导热截面积，从而能够提高散热效果。

此处，如上所述，优选将连接电源电路基板22和控制电路基板23彼此的基板间连接器60配置在确保有布线作业空间的一侧。但是，如果确保有布线作业空间，则例如如图5的立体图所示，可以在导热支承构件32的适当位置设置开口部32j，将该开口部32j作为布线作业空间。如果采用此种结构，则配置有导热支承构件32的一侧也能够作为具有布线作业空间的端部，从而，如图5所示，在配置有导热支承构件32的一侧也能够设置基板间连接器60。

接着，说明上述功率转换装置1的组装方法。

首先，如图2所示，使控制电路基板23隔着导热构件37与导热支承构件33的导热支承板部33a重叠，并且在压缩导热构件37的状态下，利用固定螺钉38固定控制电路基板23、导热构件37以及导热支承板部33a，从而形成控制电路单元U1。同样地，使电源电路基板22隔着导热构件35与导热支承构件32的导热支承板部32a重叠，并且在压缩导热构件35的状态下，利用固定螺钉36固定电源电路基板22、导热构件35以及导热支承板部32a，从而形成电源电路单元U2。

另一方面，以与冷却体3的上表面贴紧的状态，利用固定螺钉14将形成于半导体功率模块11的散热构件13的下表面固定在冷却体3的上表面。此外，利用固定螺钉40固定导热支承构件32和33的底板部34。在将半导体功率模块11固定到冷却体3之前或之后，将驱动电路基板21放置到形成在该半导体功率模块11的上表面的基板固定部16上。然后，从该驱动电路基板21的上方，利用4根接合螺钉24将其固定在基板固定部16上。然后，利用固定螺钉32b将导热支承板部32a与导热支承侧板部32c相连结。

然后，将电源电路单元U2的电源电路基板22放置到接合螺钉24的上表面，利用4根接合螺钉25将其固定。接着，将控制电路单元U1的控制电路基板23放置到接合螺钉25的上表面，并利用4根固定螺钉26将其固定。然后，利用固定螺钉33b将导热支承板部33a与导热支承侧板部33c相连结。

然后，如图1所示，将母线55连接到半导体功率模块11的正负直流输入端子11a，并且利用固定螺钉51将贯通冷却体3的薄膜电容器4的正负电极4a连接到该母线55的另一端。并且，将固定在连接电线52的前端的压接端子53固定到半导体功率模块11的直流输入端子11a，该连接电线52连接至外部的转换器(未图示)。

接着，利用固定螺钉56分别将母线55连接到半导体功率模块11的3相交流输出端子11b，在该母线55的中间配置电流传感器57。然后，利用固定螺钉60将压接端子59固定连接到母线55的另一端，该压接端子59固定在与外部的3相电动机(未图示)相连接的电动机连接电缆58的前端。然后，通过密封材料将下部壳体2A和上部壳体2B固定在冷却体3的下表面和上表面。然后，如图4所示，通过线束70、72分别连接基板间连接器60和外部连接器50，其中，该基板间连接器60连接上述各基板21、22、23彼此，该外部连接器50与该功率转换装置1的外部进行传输，至此完成功率转换装置1的组装。

在该状态下，由外部的转换器(未图示)提供直流电，并且使安装在电源电路基板22上的电源电路、安装在控制电路基板23上的控制电路切换为动作状态，通过安装在驱动电路基板21上的驱动电路，将来自控制电路的例如由脉冲宽度调制信号构成的栅极信号提供给半导体功率模块11。由此，控制内置于半导体功率模块11的IGBT，将直流电转换成交流电。转换后的交流电通过母线55从3相交流输出端子11b提供给电动机连接电缆58，从而能够驱动控制上述3相电动机。

此时，半导体功率模块11会从内置的IGBT发热，但由于形成在半导体功率模块11中的散热构件13与冷却体3直接接触，因此，该发热可利用提供给冷却体3的冷却水来进行冷却。另一方面，安装在电源电路基板22和控制电路基板23上的电源电路和控制电路包含有发热电路元器件，这些发热电路元器件会产生发热，但导热至导热构件35和37的热量可有效地传递至导热支承构件32和33的导热支承板部32a和33a。然后，由于导热支承板部32a和33a与导热支承侧板部32c和33c相连结，因此，传递至导热支承板部32a和33a的热量会通过导热支承侧板部32c和33c传递至底板部34。由于底板部34与冷却体3的上表面直接接触，因此所传递的热量可有效地散热至冷却体3。

此外，由于在电源电路基板22和控制电路基板23上固定有金属制的导热支承板部32a和33a，所以能够提高电源电路基板22和控制电路基板23的刚性。也就是说，能够通过导热支承板部32a和33a发挥导热功能和强化刚性功能。因此，例如在将功率转换装置1用作驱动车辆的行驶用电动机的电动机驱动电路时，即使对功率转换装置1施加上下振动或左右摇晃，也能够通过导热支承构件32和33提高刚性。因此，能够提供受到上下振动和左右摇晃等的影响较小的功率转换装置1。

此处，上述功率转换装置1中，与冷却体3接触的导热支承构件32、33以通过基板21、22的侧面的方式进行配置，因此导热支承构件32、33成为形成遮蔽部的结构部件。

但是，根据本实施方式的功率转换装置1，外部连接器50设置在多个安装基板21、22、23中位于距离半导体功率模块11最远的位置的控制电路基板23上，因此控制电路基板23的周围不会被该功率转换装置1的结构部件遮蔽。因此，与将外部连接器50配置在相互保持间隔且相对配置的多个安装基板21、22、23中位于层叠方向的中间或最下层的安装基板21、22上的情况相比，外部连接器50的可视性得以提高，并且容易将手伸入外部连接器50的位置，因此与线束70之间的连接变得简单。由此，能够提供连接不良等问题得以减少，因无需专门用于安装的连接工具而使得成本增加得以抑制，可靠性高且价格低廉的功率转换装置。

此外，上述功率转换装置1中，多个安装基板21、22、23中控制电路基板23以外的其他安装基板21、22具有由该功率转换装置1的结构部件遮蔽自身侧部的遮蔽部，根据上述功率转换装置1，安装在该其他安装基板21、22上的多个基板间连接器60配置在该其他安装基板21、22的不具有所述遮蔽部的一侧的端部，因此能够识别基板间连接器60，并且手可伸入基板间连接器60的位置，因而，无需使用专门用来安装的连接工具即可连接线束72。因此，能够提供一种连接不良等问题得以减少，成本增加得以抑制，可靠性高且价格低廉的功率转换装置。

并且，根据上述功率转换装置1，由于与连接所层叠的安装基板21、22、23之间的线束72相连接的基板间连接器60分别配置在相同侧的端部，所以与配置在不同的端部侧的情况相比，能够缩短所连接的线束72的线材。因此，从抑制成本增加的角度来看，更为优选。

另外，上述功率转换装置1的示例中，以将形成遮蔽部的结构部件设为导热支承构件32、33为例进行了说明，该导热支承构件32、33对多个安装基板22、23进行支承，使得该多个安装基板22、23与半导体功率模块11之间保持间隔，并且该导热支承构件32、33与冷却体3接触，使得无需经由壳体即可将多个安装基板22、23的发热散热至冷却体3，但形成遮蔽部的结构部件并不限定于导热支承构件32、33。

但是，功率转换装置中，如果形成遮蔽部的结构部件为与冷却体接触的导热支承构件，使得无需通过壳体即可将安装基板的发热散热至冷却体，则可采用上述本发明所涉及的连接器配置，并且无需通过壳体即可利用导热支承构件使安装基板的热量散热至冷却体，并且该导热支承构件为形成遮蔽部的结构部件，因此作为具有将发热的多个安装基板层叠搭载在模块上的结构的功率转换装置的结构，较为优选。

此外，在上述实施方式中，说明了导热支承构件32和33的导热支承板部32a和33a与导热支承侧板部32c和33c分开来构成的情况。但是，本发明并不限定于此，也可使导热支承板部32a和33a与导热支承侧板部32c和33c构成为一体。此时，导热支承板部32a和33a与导热支承侧板部32c和32c之间并无接缝，因此能够减小热阻，更有效地进行散热。

此外，在上述实施方式中说明了使用薄膜电容器4作为平滑用电容器的情况，但并不限定于此，也可使用圆柱状的电解电容器。

此外，在上述实施方式中说明了将本发明的功率转换装置用于电动汽车的情况，但并不限定于此，也可将本发明应用于在轨道上行驶的铁路车辆，能够应用于任何电力驱动车辆。并且，作为功率转换装置，并不限定于电力驱动车辆，在驱动其他工业设备的电动机等致动器时，也能够应用本发明的功率转换装置。

标号说明

1     功率转换装置

2     壳体

3     冷却体

4     薄膜电容器

5     蓄电池收纳部

11    半导体功率模块

12    盒体

13    散热构件

21    驱动电路基板

22    电源电路基板(第二安装基板)

23    控制电路基板(第一安装基板)

24、25  接合螺钉

32    导热支承构件

32a   导热支承板部

32b    固定螺钉

32c    导热支承侧板部

33     导热支承构件

33a    导热支承板部

33b    固定螺钉

33c    导热支承侧板部

34     底板部

35、37 导热构件

50     外部连接器

60     基板间连接器

70、72 线束

Claims (8)

1.一种功率转换装置，包括：半导体功率模块、以及多个安装基板，该多个安装基板安装有用于驱动该半导体功率模块的电路元器件，并在相对于该半导体功率模块的上部方向进行层叠，所述功率转换装置的特征在于，

在安装于所述多个安装基板的多个连接器中，与该功率转换装置的外部进行传输的外部连接器设置于所述多个安装基板中位于距离所述半导体功率模块最远的位置的第一安装基板。

2.根据权利要求1所述的功率转换装置，其特征在于，

所述第一安装基板的自身下方的侧面被所述功率转换装置的结构部件遮蔽，并且在被该结构部件遮蔽的一侧设置有与所述功率转换装置的外部进行传输的外部连接器。

3.根据权利要求1或2所述的功率转换装置，其特征在于，

在安装于所述多个安装基板的连接器中，在所述多个安装基板间进行传输的成对的基板间连接器分别设置在所述多个安装基板的相同侧的端部。

4.根据权利要求3所述的功率转换装置，其特征在于，

在所述第一安装基板中，所述外部连接器的设置部与所述基板间连接器的设置部设置于互不相同的一侧。

5.根据权利要求3或4所述的功率转换装置，其特征在于，

安装于所述第一安装基板以外的其他安装基板的连接器设置在具有布线作业空间的端部。

6.根据权利要求5所述的功率转换装置，其特征在于，

所述布线作业空间是设置于对所述其他安装基板的侧部进行遮蔽的所述结构部件的开口部。

7.根据权利要求1至4的任一项所述的功率转换装置，其特征在于，

所述多个安装基板中的所述第一安装基板以外的其他安装基板的自身侧部被所述功率转换装置的结构部件遮蔽，并且安装于该其他安装基板的连接器设置在未被所述结构部件遮蔽的一侧的端部。

8.根据权利要求2至7的任一项所述的功率转换装置，其特征在于，

所述结构部件为导热支承构件，该导热支承构件对所述多个安装基板进行支承，使得所述多个安装基板与所述半导体功率模块之间保持间隔，并且将所述多个安装基板的热量导热至冷却体。