CN107343387B - 电力转换装置 - Google Patents

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Abstract

本发明目的在于提供一种在减少部件个数的同时抑制抗振性的减少的电力转换装置。本发明的电力转换装置包括:将直流电流转换为交流电流的功率半导体组件;传输上述直流电流或上述交流电流的板状导体;密封上述板状导体的树脂密封件;和用于控制上述功率半导体组件的电气部件,上述树脂密封件具有支承上述电气部件的支承部,上述板状导体埋设在上述树脂密封件的与上述电气部件相对的部分中。

Description

电力转换装置
技术领域
本发明涉及电力转换装置,特别涉及车辆中使用的电力转换装置。
背景技术
为了混合动力车或电动车的小型化或确保车室内的空间,要求该混合动力车或电动车中搭载的电气部件的小型化。特别要求控制混合动力车或电动车中使用的车辆驱动用的电动机的电力转换装置的小型化。另一方面,混合动力车或电动车所使用的电力转换装置中,要求对于行驶中的路面状况的变化和发动机或电动机的振动提高抗振性。
专利文献1(日本特开2010-35347号公报)中,记载了用金属底座支承驱动基板和控制基板的技术。
但是,要求在为了小型化而减少部件个数的同时抑制抗振性的减少的技术。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2010-35347号公报
发明内容
发明要解决的问题
本发明要解决的问题是在减少部件个数的同时抑制抗振性的减少。
解决问题的技术手段
为了解决上述问题,本发明的电力转换装置包括将直流电流转换为交流电流的功率半导体组件;传输上述直流电流或上述交流电流的板状导体;密封上述板状导体的树脂密封件;和用于控制上述功率半导体组件的电气部件,上述树脂密封件具有支承上述电气部件的支承部,上述板状导体埋设在上述树脂密封件的与上述电气部件相对的部分中。
发明效果
根据本发明,能够在减少部件个数的同时抑制抗振性的减少。
附图说明
图1是电力转换装置的主电路部900的整体立体图。
图2是电力转换装置的主电路部900的分解立体图。
图3是图1所示的面A的从箭头方向观察的信号端子连接附近的剖视立体图。
图4是图1所示的面B的从箭头方向观察的电流传感器配置的剖视图。
图5是图2的范围C的功率半导体组件100a的功率端子101和信号端子102a、102b的局部放大图。
图6是成型汇流条500的整体立体图。
图7是成型汇流条500的分解立体图。
图8是图6的平面A的从箭头方向观察的成型汇流条500的部分剖视图。
图9是图6的平面B的从箭头方向观察的成型汇流条500的部分剖视图。
图10是图6的平面D的从箭头方向观察的成型汇流条500的部分剖视图。
具体实施方式
以下,用附图等说明本发明的实施方式。以下说明示出了本发明的内容的具体例,本发明不限定于这些说明,能够在本说明书公开的技术思想范围内由本领域技术人员进行各种变更和修正。另外,在用于说明本发明的所有图中,对具有相同的功能的部分附加相同的符号,有时省略其重复说明。
图1是电力转换装置的主电路部900的整体立体图。此处主电路部900指的是从车辆中搭载的电池接受直流电力并且对车辆驱动用电动机输出交流电力的电路部。图2是电力转换装置的主电路部900的分解立体图。图3是图1所示的面A的从箭头方向观察的信号端子102a、102b和驱动电路板300a的连接部附近的剖视立体图。图4是图1所示的面B的从箭头方向观察的电流传感器400附近的剖视图。图5是图2的范围C的功率半导体组件100a的功率端子101和信号端子102a、102b的局部放大图。
图2所示的功率半导体组件100a~100f具有将直流电力转换为交流电力的逆变器电路。本实施方式中,一个功率半导体组件100a构成输出三相交流电流的逆变器电路中的用于输出一个相的上下臂电路。例如,功率半导体组件100a是U相的上下臂电路,功率半导体组件100b是V相的上下臂电路,功率半导体组件100c是W相的上下臂电路。功率半导体组件100a~100c构成第一逆变器电路。同样,功率半导体组件100d是U相的上下臂电路,功率半导体组件100e是V相的上下臂电路,功率半导体组件100f是W相的上下臂电路。功率半导体组件100d~100f构成第二逆变器电路。即,本实施方式中,一个电力转换装置1具有2个逆变器电路。这两个逆变器电路可以分别驱动不同的电动机,也可以驱动一个电动机。
图1和图2所示的电容器组件200使对第一逆变器电路和第二逆变器电路供给的直流电力平滑化。噪声滤波用电容器201a、201b除去从电池供给来的噪声。
图1和图2所示的驱动电路板300a配置在与功率半导体组件101a~100c相对的位置。同样,驱动电路板300b配置在与功率半导体组件101d~100f相对的位置。另外,驱动电路板300a和驱动电路板300b各自的一部分均与电容器组件200相对地形成。
关于图1和图2所示的成型汇流条500,在图6之后进行说明,其传递第一逆变器电路和第二逆变器电路中流过的直流电力和交流电力。成型汇流条500配置在驱动电路板300a和驱动电路板300b所配置的区域与功率半导体组件100a~100f和电容器组件200所配置的区域之间。另外,成型汇流条500与功率半导体组件100a~100f和电容器组件200电连接,并且支承驱动电路板300a和驱动电路板300b以及电流传感器400a和电流传感器400b。
另外,如图2和图3所示,成型汇流条500形成用于使功率端子101、信号端子102a和信号端子102b贯通的第一贯通孔514。在连接部301a,信号端子102a与驱动电路板300a连接。同样,在连接部301b,信号端子102b与驱动电路板300a连接。本实施方式中,功率端子101配置在信号端子102a与信号端子102b之间。而且,信号端子102a的一部分被端子保护部104a覆盖,信号端子102b的一部分被端子保护部104b覆盖。端子保护部104a和端子保护部104b从配置功率半导体组件100a的一侧经由第一贯通孔514,形成至配置驱动电路板300a的一侧。由此对于组装时的成型汇流条500与信号端子102a和信号端子102b的接触,能够提高可靠性。
另外,端子保护部104a和端子保护部104b的厚度比功率端子101的厚度大,所以能够抑制组装时的成型汇流条500与功率端子101的接触,提高可靠性。端子保护部104a和端子保护部104b由绝缘性的树脂部件构成。另外,也可以以信号端子102a和信号端子102b配置在与功率端子101之间的方式构成,用端子保护部104a和端子保护部104b保护功率端子101。
图2和图4所示的电流传感器400a检测交流汇流条503a~503c中流过的交流电流,电流传感器400b检测交流汇流条503d~503f中流过的交流电流。电流传感器400a和电流传感器400b形成有用于使交流汇流条503a~503f贯通的贯通孔403。
图6是成型汇流条500的整体立体图。图7是成型汇流条500的分解立体图。图8是图6的平面A的从箭头方向观察的成型汇流条500的部分剖视图。图9是图6的平面B的从箭头方向观察的成型汇流条500的部分剖视图。图10是图6的平面D的从箭头方向观察的成型汇流条500的部分剖视图。
如图7所示,成型汇流条500由负极导体板501、正极导体板502、交流汇流条503a~503f、树脂密封件507构成。负极导体板501、正极导体板502和交流汇流条503a~503f分别是由侧面和面积比该侧面大的主面构成的板状导体。负极导体板501、正极导体板502和交流汇流条503a~503f,以负极导体板501的主面、正极导体板502的主面和交流汇流条503a~503f的一部分的主面朝向同一方向的方式形成。
如图6和图7所示,树脂密封件507以负极导体板501的主面、正极导体板502的主面和交流汇流条503a~503f的一部分的主面被覆盖的方式,将负极导体板501、正极导体板502和交流汇流条503a~503f密封。本实施方式中,通过在负极导体板501和正极导体板502之外对于交流汇流条503a~503f也用树脂密封件507一同密封形成一体结构,能够使强电类配线成为一个部件(组件),实现组装性的改善。
本实施方式中,负极导体板501以该负极导体板501的主面与正极导体板502的主面相对的方式配置,与正极导体板502之间构成叠层结构。在负极导体板501与正极导体板502之间设置有树脂密封件507,使负极导体板501与正极导体板502电绝缘。
另外,如图6和图7所示,负极侧电源端子501a,与负极导体板501连接,以与负极导体板501的主面具有角度的方式弯折并且从树脂密封件507的主面突出。正极侧电源端子502a,与正极导体板502连接,以与正极导体板502的主面具有角度的方式弯折并且从树脂密封件507的主面突出。负极侧电源端子501a和正极侧电源端子502a配置在树脂密封件507的一边侧。
另外,如图6和图7所示,与负极导体板501连接的端子501b与噪声滤波用电容器201b连接。与正极导体板502连接的端子502b与噪声滤波用电容器201a连接。
图6和图7所示的接地汇流条506,将图2所示的噪声滤波用电容器201a、201b与接地电位连接点(未图示)连接。接地端子506a从树脂密封件507的侧面突出,并且与接地电位连接点连接。端子506b以相对于接地端子506a具有角度的方式弯折,从树脂密封件507的主面突出,进而与噪声滤波用电容器201b连接。端子506c以相对于接地端子506a具有角度的方式弯折,并且与端子506b相对地形成。另外,端子506c从树脂密封件507的主面突出,进而与噪声滤波用电容器201a连接。
接地汇流条506以该接地汇流条506与负极侧电源端子501a的电通路的距离和接地汇流条506与正极侧电源端子502a的电通路的距离大致相等的方式配置。例如接地汇流条506配置在负极侧电源端子501a与正极侧电源端子502a之间。由此,能够使接地汇流条506与负极侧电源端子501a和正极侧电源端子502a各自的电通路的距离缩短并且大致相等,能够提高噪声抑制效果。
另外,接地汇流条506以接地汇流条506侧的端子506b和负极导体板501侧的端子501b夹着负极侧电源端子501a,并且接地汇流条506侧的端子506c和正极导体板502侧的端子502b夹着正极侧电源端子502a的方式配置。由此,对于负极侧电源端子501a、正极侧电源端子502a与噪声滤波用电容器201a的距离,能够使电通路的距离缩短并且大致相等,能够提高噪声抑制效果。进而因为构成为板状的接地汇流条506被树脂密封件507密封,所以能够正确地设定接地汇流条506、负极侧电源端子501a和正极侧电源端子502a各自的电通路的距离,能够提高噪声抑制效果。
图6和图7所示的支承部508从树脂密封件507的主面一侧突出,如图1所示地支承驱动电路板300a、300b。本实施方式中,支承部508由与树脂密封件507相同的材料的树脂制造构成,与树脂密封件507一体地形成。另外,支承部508也可以由与树脂密封件507不同的材料的树脂制造构成,用固定部件与树脂密封件507连接。
如图8所示,多个支承凸台508a分别被嵌入多个支承部508中。如图1所示,驱动基板300a、300b被多个支承凸台508a支承和固定。使支承凸台508a与支承部508的端面508b相比更突出地嵌入。由此,能够防止由树脂构成的支承部508和驱动基板300a因车辆的振动等而磨耗和疲劳破坏。进而,多个支承凸台508a各自的端面508c以成为同一平面状的方式形成,形成基板搭载面509。
另外,如图1和图8所示,负极导体板501或正极导体板502中,负极导体板501的主面或正极导体板502的主面与驱动基板300a、300b的主面对向,进而被埋设在树脂密封件507中。由此,即使在使用树脂材料作为成型汇流条500的密封材料并且使用树脂材料作为支承部508的材料的情况下,负极导体板501或正极导体板502也能够使成型汇流条500的强度提高,提高抗振性。
另外,通过使支承部508配置在负极导体板501的主面或正极导体板502的主面与驱动基板300a、300b的主面之间的空间中,能够进一步提高抗振性。
另外,正极导体板502在与驱动电路板300a、300b的电路部件各自的电路搭载面305a、305b相对的部分,具有与负极导体板501层叠的层叠部530。即使在使用树脂材料作为成型汇流条500的密封材料并且使用树脂材料作为支承部508的材料的情况下,也能够用层叠部530提高成型汇流条500的强度,提高抗振性。
如图9和图2所示,成型汇流条500形成用于使功率半导体组件100a的功率端子101贯通的第一贯通孔514、和用于使功率半导体组件100b的功率端子101贯通的第二贯通孔515。而且,使正极导体板502与负极导体板501的层叠部530延伸至第一贯通孔514与第二贯通孔515之间的区域。
另外,这部分的层叠部530被树脂密封件507密封。通过使功率半导体组件100a和功率半导体组件100b小型化并且缩短相互的距离而实现电力转换装置的小型化的情况下,第一贯通孔514与第二贯通孔506之间的距离缩短,存在成型汇流条500的强度降低的可能性,但通过使层叠部530延伸至第一贯通孔514与第二贯通孔515之间的区域,能够提高成型汇流条500的强度,提高抗振性。
如图10和图6所示,多个支承凸台511分别被嵌入多个支承部540中。如图1所示,电流传感器400a、400b被多个支承凸台511支承和固定。使支承凸台511与支承部540的端面540a相比突出地嵌入。由此,能够防止由树脂构成的支承部540和电流传感器400a因车辆的振动等而磨耗和疲劳破坏。进而,使多个支承凸台511各自的端面511a以成同一平面状的方式形成,形成传感器搭载面512。
另外,如图10和图7所示,交流汇流条503a~503f中,各自的主面与电流传感器400a或电流传感器400b相对,并且埋设在树脂密封件507中。由此,即使在使用树脂材料作为成型汇流条500的密封材料并且使用树脂材料作为支承部540的材料的情况下,交流汇流条503a~503f也能够使成型汇流条500的强度提高,提高抗振性。
另外,支承部540配置在交流汇流条503a~503f的某一者的主面与电流传感器400a或电流传感器400b之间的空间中,由此能够进一步提高抗振性。
另外,本实施方式中,被成型汇流条500的支承部支承的电气部件是驱动基板300a、300b以及电流传感器400a、400b,但也可以是对驱动基板300a、300b传递控制信号的控制基板、或上述噪声滤波用电容器201a、201b、或用于使电容器组件200中蓄积的电荷放电的放电电阻等。
另外,如图10和图6所示,成型汇流条500设置具有支承驱动基板300a、300b的支承部508的第一面550和具有支承电流传感器400a、400b的支承部540的第二面560,该第二面560以与第一面550具有角度的方式形成。具体而言,第二面560相对于第一面550具有大致90度的角度。而且,在将第二面560与第一面550连接的弯折部,使交流汇流条503a~503f埋设在树脂密封件507中。
由此,弯折部能够使成型汇流条500的强度提高,提高抗振性。另外,使成型汇流条500沿使功率半导体组件100a~100f冷却的流路形成体(未图示)的形状构成,能够提高成型汇流条500的冷却性能。
符号说明
100a~100f……功率半导体组件,101……功率端子,102a……信号端子,102b……信号端子,104a……端子保护部,104b……端子保护部,200……电容器组件,201a……噪声滤波用电容器,201b……噪声滤波用电容器,300a……驱动电路板,300b……驱动电路板,301a……连接部,301b……连接部,305a……电路搭载面,305b……电路搭载面,400a……电流传感器,400b……电流传感器,403……贯通孔,500……成型汇流条,501……负极导体板,501a……负极侧电源端子,501a……端子,502……正极导体板,502a……正极侧电源端子,502b……端子,503a~503f……交流汇流条,506……接地汇流条,506a……接地端子,506b……端子,506c……端子,507……树脂密封件,508……支承部,508a……支承凸台,508b……端面,509……基板搭载面,511……支承凸台,511a……端面,512……传感器搭载面,514……第一贯通孔,515……第二贯通孔,522……直流端子,530……层叠部,540……支承部,540a……端面,900……主电路部。

Claims (5)

1.一种电力转换装置,其特征在于,包括:
将直流电流转换为交流电流的功率半导体组件;
传输所述直流电流的正极侧板状导体和负极侧板状导体;
传输所述交流电流的交流侧板状导体;
密封所述正极侧板状导体、所述负极侧板状导体和所述交流侧板状导体的树脂密封件;
驱动所述功率半导体组件的驱动电路板;和
检测所述交流电流的电流传感器,
所述树脂密封件具有支承所述驱动电路板的多个第一支承部,和支承所述电流传感器的多个第二支承部,
所述正极侧板状导体和所述负极侧板状导体埋设在所述树脂密封件的与所述驱动电路板相对的部分中,所述交流侧板状导体埋设在所述树脂密封件的与所述电流传感器相对的部分中,
所述树脂密封件包括彼此具有角度的第一面和第二面,所述多个第一支承部设置在所述第一面,所述多个第二支承部设置在所述第二面,
在所述多个第一支承部的每一个中,以比该第一支承部的端面更突出的方式嵌入有第一支承凸台,所述驱动电路板被固定于多个所述第一支承凸台,
在所述多个第二支承部的每一个中,以比该第二支承部的端面更突出的方式嵌入有第二支承凸台,所述电流传感器被固定于多个所述第二支承凸台。
2.如权利要求1所述的电力转换装置,其特征在于:
所述正极侧板状导体在与所述驱动电路板的电路部件的搭载面相对的部分,具有与所述负极侧板状导体层叠的层叠部。
3.如权利要求2所述的电力转换装置,其特征在于:
所述功率半导体组件至少设置2个,
所述树脂密封件形成用于使一个所述功率半导体组件的功率端子贯通的第一贯通孔和用于使另一个所述功率半导体组件的功率端子贯通的第二贯通孔,
所述层叠部延伸至所述第一贯通孔与所述第二贯通孔之间的区域。
4.如权利要求1~3中任一项所述的电力转换装置,其特征在于:
所述交流侧板状导体的主面的一部分面向所述电流传感器。
5.如权利要求1所述的电力转换装置,其特征在于:
所述树脂密封件具有连接所述第一面与所述第二面的弯曲部,
所述交流侧板状导体的一部分埋设在所述弯曲部中。
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