CN117220102A - 电力转换装置 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的在于提供能够使电感降低且防止制造工序的繁杂化的电力转换装置。电力转换装置(1A)具备:电容器(2A),其具有正极端子(211)、与正极端子设有第一间隙(214)地相对配置的负极端子(212)及配置于第一间隙的第一绝缘构件(213);及半导体组件(3A),其具有第二汇流条(31A),第二汇流条具有:正极输入端子(311),其与正极端子重叠地连接;负极输入端子(312),其与正极输入端子设有第二间隙(314)地相对配置,且与负极端子重叠地连接;第二绝缘构件(313),其配置于正极输入端子与负极输入端子之间,具有与第一绝缘构件的表面(213a)和背面(213b)的一者接触的接触面(313c),第二汇流条与第一汇流条(21A)嵌合。
Description
技术领域
本发明涉及一种电力转换装置。
背景技术
在专利文献1中公开了一种包括半导体装置和汇流条的半导体组件。该半导体组件的半导体装置具备:第1输入端子,其具有第1端子部;第2输入端子,其具有沿着厚度方向观察与第1端子部重叠的第2端子部;以及绝缘构件,其被夹在第1端子部与第2端子部之间。该半导体组件的汇流条具备:第1供给端子;第2供给端子,其在厚度方向上与第1供给端子分开地配置,且沿着该厚度方向观察至少一部分与第1供给端子重叠;以及绝缘体,其被夹在第1供给端子与第2供给端子之间,具有一对分开部。第1供给端子和第1端子部通过激光焊接而以导通的状态被接合,第2供给端子和第2端子部通过激光焊接而以导通的状态被接合。将绝缘构件向在绝缘体的一对分开部之间设置的间隙插入。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:国际公开第2019/239771号
发明内容
发明要解决的问题
在利用如专利文献1所记载的汇流条那样具备两个端子和在该两个端子之间具有绝缘构件的层叠构造的汇流条,将半导体组件和电容器连接的情况下,若该汇流条的层叠间隔变宽,则会产生这样的问题:汇流条中的电感的降低效果下降。若为了抑制汇流条中的电感的降低效果的下降而使汇流条的层叠间隔变窄,则会变得难以在一汇流条的层叠间隔与另一汇流条的层叠间隔之间确保用于使汇流条彼此密合嵌合的间隙。因此,在制造具备半导体组件和电容器的电力转换装置时,产生这样的问题:难以使汇流条彼此嵌合,电力转换装置的制造工序变得繁杂。另外,若如专利文献1那样通过激光焊接对端子彼此进行接合,则能够将具有层叠构造的端子彼此以层叠状态直接连接,但需要激光焊接,产生连接工序变得复杂的问题。
本发明的目的在于提供一种能够使电感降低并且防止制造工序的繁杂化的电力转换装置。
用于解决问题的方案
为了实现上述目的,本发明的一方案的电力转换装置具备:电容器,其具有第一汇流条,该第一汇流条具有正极端子、与所述正极端子设有第一间隙地相对配置的负极端子、以及配置于所述第一间隙的第一绝缘构件,且该第一汇流条暴露地配置;以及半导体组件,其具有第二汇流条,该第二汇流条具有:正极输入端子,其与所述正极端子重叠地连接;负极输入端子,其与所述正极输入端子设有第二间隙地相对配置,且与所述负极端子重叠地连接;以及第二绝缘构件,其配置于所述正极输入端子与所述负极输入端子之间,且具有与所述第一绝缘构件的表面和背面的一者接触的接触面,且该第二汇流条暴露地配置并与所述第一汇流条嵌合。
发明的效果
根据本发明的一方案,能够使电感降低,并且防止制造工序的繁杂化。
附图说明
图1是表示本发明的第1实施方式的电力转换装置的概略结构的一例的外观示意图。
图2是放大表示本发明的第1实施方式的电力转换装置所具备的电容器和半导体组件的嵌合部的附近的截面的示意图。
图3是用于对本发明的第1实施方式的电力转换装置的作用效果进行说明的图。
图4是放大表示本发明的第1实施方式的变形例的电力转换装置所具备的电容器和半导体组件的嵌合部的附近的截面的示意图。
图5是放大表示本发明的第2实施方式的电力转换装置所具备的电容器和半导体组件的嵌合部的附近的截面的示意图。
图6是放大表示本发明的第3实施方式的电力转换装置所具备的电容器和半导体组件的嵌合部的附近的截面的示意图。
图7是示意性地表示本发明的第3实施方式的电力转换装置所具备的电容器和半导体组件的接合方法的图。
图8是放大表示本发明的第4实施方式的电力转换装置所具备的电容器和半导体组件的嵌合部的附近的截面的示意图。
图9是放大表示本发明的第5实施方式的电力转换装置所具备的电容器和半导体组件的嵌合部的附近的平面以及截面的示意图。
图10是放大表示本发明的第5实施方式的电力转换装置所具备的电容器和半导体组件的嵌合部的附近的截面的示意图。
附图标记说明
1A、1Aa、1B、1C、1D、1E、电力转换装置;2A、2Aa、2B、2D、2E、电容器;3A、3B、3C、3E、半导体组件;8、电源装置;11A、11B、11C、11D、嵌合部;21A、21Aa、21B、21D、21E、第一汇流条;21Eh、第一贯通孔;22、32、模制树脂;24、电极部;31A、31B、31C、31E、第二汇流条;31Eh、第二贯通孔;41、支承构件;51、螺钉;52、垫圈;61、冷却体;71、第三绝缘构件;91、92、导体;93、交流电源;94、电阻元件;211、215、正极端子;211h、212h、213h、311h、312h、313h、孔部;212、216、负极端子;213、第一绝缘构件;213a、217a、表面;213b、217b、背面;214、第一间隙;217、第一绝缘构件;241、正极侧电极;242、负极侧电极;243、电极侧间隙;311、315、正极输入端子;312、316、负极输入端子;313、317、第二绝缘构件;313c、317c、接触面;314、第二间隙;411、突起部;412、孔部;d1、d2、直径;d3、差;dc、绝缘距离;IP、电流路径;L1A、L1B、L1C、L1D、相对距离;Q、开关元件。
具体实施方式
本发明的各实施方式例示用于将本发明的技术性思想具体化的装置、方法,本发明的技术性思想并非将构成部件的材质、形状、构造、配置等限定为下述的内容。本发明的技术性思想能够在权利要求书所记载的权利要求所规定的技术范围内添加各种变更。
〔第1实施方式〕
使用图1至图4对本发明的第1实施方式的电力转换装置进行说明。首先,使用图1和图2对本实施方式的电力转换装置1A的概略结构进行说明。以下,为了便于说明电力转换装置1A,将第一绝缘构件的厚度方向称为“z方向”。另外,将电容器和半导体组件相对的相对方向称为“x方向”。再者,将与z方向以及x方向这两者正交的方向称为“y方向”。
(电力转换装置的结构)
图1是示意性地表示本实施方式的电力转换装置1A的外观的立体图。图2是放大表示电力转换装置1A所具备的电容器2A和半导体组件3A的嵌合部11A的附近的示意图。在图2中,为了容易理解,对于设于电容器2A的第一汇流条21A和设于半导体组件3A的第二汇流条31A,图示出了通过y方向上的中心并沿着x方向剖切而得到的剖切面。
如图1所示,电力转换装置1A具备电容器2A,该电容器2A具有:模制树脂22,其例如具有长方体形状;以及第一汇流条21A,其从模制树脂22暴露地配置。电力转换装置1A具备半导体组件3A,该半导体组件3A具有:模制树脂32,其例如具有长方体形状;以及第二汇流条31A,其从模制树脂32暴露地配置。电容器2A和半导体组件3A利用第一汇流条21A和第二汇流条31A以导通的状态被嵌合。
电容器2A具有与第一汇流条21A电连接的电极部24(在图1中未图示,参照图3的(b))。电极部24在与第一汇流条21A暴露的方向相反的一侧从模制树脂22暴露地配置。在电极部24连接有生成向半导体组件3A供给的电力的电源装置8(在图1中未图示,参照图3的(b))。电容器2A在模制树脂22内具有构造物(未图示),该构造物具有预定的静电电容。该构造物配置于电极部24与第一汇流条21A之间,且分别与电极部24和第一汇流条21A电连接。电容器2A将从电源装置8供给的直流电力蓄积于该构造物,并向半导体组件3A供给。由于从电源装置8连续地向电容器2A持续供给直流电力,因此电容器2A能够连续地将直流电力向半导体组件3A供给。这样,电容器2A在从电源装置8向半导体组件3A供给电力时作为能量缓冲器发挥功能。电力转换装置1A具有这样的结构:使电容器2A作为能量缓冲器发挥功能,从电源装置8经由电容器2A向半导体组件3A供给电力。由此,电力转换装置1A能够使用于从电源装置8向半导体组件3A供给电力的电力供给配线的阻抗降低。
半导体组件3A具有被密封于模制树脂32的多个开关元件Q(在图1中未图示,参照图3的(b))和对多个开关元件Q进行控制的控制装置(未图示)等。该多个开关元件Q以经由电容器2A向半导体组件3A供给的电力为电源而进行动作。半导体组件3A构成为能够根据多个开关元件Q的组合和控制装置对多个开关元件Q的控制方法,进行直流-交流转换、直流-直流转换等各种电力转换。
如图2所示,电力转换装置1A所具备的电容器2A具有第一汇流条21A,该第一汇流条21A具有正极端子211、与正极端子211设有第一间隙214地相对配置的负极端子212、以及配置于第一间隙214的第一绝缘构件213,且该第一汇流条21A暴露地配置。正极端子211和负极端子212由导电性材料(例如铜)形成。第一绝缘构件213既可以由绝缘性材料(例如含有玻璃环氧树脂的材料)形成,也可以由例如绝缘纸构成。另外,也可以使第一绝缘构件213从电容器2A的内部(例如由模制树脂22覆盖的部位)延伸。
如图1所示,正极端子211和负极端子212沿着z方向观察具有矩形形状的平板形状。构成正极端子211和负极端子212的导电性平板构件以及第一绝缘构件213在沿着z方向进行观察的情况下相互重叠地配置。
返回图2,第一绝缘构件213与负极端子212以及负极输入端子312接触地配置。第一绝缘构件213例如利用绝缘性的粘接剂(未图示)粘接并固定于负极端子212以及负极输入端子312。另外,第一绝缘构件213例如也可以利用导电性的粘接剂(未图示)粘接并固定于负极端子212以及负极输入端子312。
在本实施方式和后述的各实施方式以及各变形例中,在第一绝缘构件利用绝缘性的粘接剂而与负极端子以及负极侧电极等负极侧构件或正极端子以及正极侧电极等正极侧构件粘接的情况下,将该粘接剂视为第一绝缘构件的一部分。因此,即使第一绝缘构件利用该粘接剂而与该负极侧构件或该正极侧构件粘接,第一绝缘构件也视为与该负极侧构件或该正极侧构件接触的状态。另一方面,在本实施方式和后述的各实施方式以及各变形例中,在第一绝缘构件利用导电性的粘接剂而与负极端子以及负极侧电极等负极侧构件或正极端子以及正极侧电极等正极侧构件粘接的情况下,将该粘接剂视为该负极侧构件或该正极侧构件的一部分。因此,即使第一绝缘构件利用该粘接剂而与该负极侧构件或该正极侧构件粘接,第一绝缘构件也视为与该负极侧构件或该正极侧构件接触的状态。
如图2所示,电力转换装置1A所具备的半导体组件3A具有第二汇流条31A,该第二汇流条31A具有:正极输入端子311,其与正极端子211重叠地连接;负极输入端子312,其与正极输入端子311设有第二间隙314地相对配置,且与负极端子212重叠地连接;以及第二绝缘构件313,其配置于正极输入端子311与负极输入端子312之间,且具有与第一绝缘构件213的表面213a和背面213b的一者接触的接触面313c,且该第二汇流条31A暴露地配置并与第一汇流条21A嵌合。
正极输入端子311和负极输入端子312由导电性材料(例如铜)形成。也可以是,正极输入端子311由与正极端子211相同的材料形成,负极输入端子312由与负极端子212相同的材料形成。由此,能实现正极输入端子311与正极端子211之间的接触电阻的降低,能实现负极输入端子312与负极端子212之间的接触电阻的降低。第二绝缘构件313既可以由绝缘性材料(例如含有玻璃环氧树脂的材料)形成,也可以由例如绝缘纸构成。
电极部24具有正极侧电极241和负极侧电极242(参照图3的(b))。在正极侧电极241连接有电源装置8的正极侧输出端子,在负极侧电极242连接有电源装置8的负极侧输出端子。因此,在电容器2A中蓄积有正极端子211侧以及正极侧电极241侧为正且负极端子212侧以及负极侧电极242侧为负的直流电力。再者,将正极端子211侧为正且负极端子212侧为负的直流电力从第一汇流条21A向半导体组件3A供给。
如图1所示,正极输入端子311、负极输入端子312和第二绝缘构件313沿着z方向观察具有矩形形状的平板形状。正极输入端子311、负极输入端子312和第二绝缘构件313在沿着z方向进行观察的情况下相互重叠地配置。
返回图2,第二绝缘构件313以在嵌合部11A(详细情况后述)中与正极输入端子311以及负极输入端子312均不接触且与第一绝缘构件213接触的方式配置于第二间隙314。因此,正极输入端子311和负极输入端子312在嵌合部11A中利用第一绝缘构件213和第二绝缘构件313层叠而形成的层叠构造的绝缘体而确保了绝缘。
电力转换装置1A具有这样的构造:将第一汇流条21A向第二间隙314插入且第一汇流条21A和第二汇流条31A嵌合。由此,第一汇流条21A和第二汇流条31A所嵌合的嵌合部11A具有正极输入端子311、正极端子211、第二绝缘构件313、第一绝缘构件213、负极端子212和负极输入端子312沿着z方向层叠而成的层叠构造。
如本实施方式那样,在将第一汇流条21A向第二间隙314插入且第一汇流条21A和第二汇流条31A嵌合的情况下,第二间隙314的长度L314由第一汇流条21A的厚度L21A确定。在未插入第一汇流条21A的情况下,第二间隙314的长度L314例如被维持为比第一汇流条21A的厚度L21A稍短的长度。正极输入端子311和负极输入端子312具有预定的弹力。因此,当将第一汇流条21A向第二间隙314插入且第一汇流条21A和第二汇流条31A嵌合时,第二汇流条31A欲将第二间隙314的长度L314维持为原来的长度,因此,沿正极端子211和正极输入端子311彼此靠近的方向(即z方向)施加力。由此,正极输入端子311与正极端子211的密合强度提高,负极输入端子312与负极端子212的密合强度提高。其结果是,在电力转换装置1A中,即使正极端子211和正极输入端子311未被焊接,且负极端子212和负极输入端子312未被焊接,也能够确保为了进行电力供给而在正极端子211与正极输入端子311之间以及负极端子212与负极输入端子312之间所需的密合强度和低接触电阻。
虽然省略图示,但是被密封于半导体组件3A的模制树脂32内的多个开关元件Q(参照图3的(b),在图3的(b)中图示出了1个开关元件Q)中的一部分构成逆变电路、转换电路的上臂,该多个开关元件Q中的剩余部分构成该逆变电路、该转换电路的下臂。设于第二汇流条31A的正极输入端子311经由在被密封于模制树脂32内且安装有多个开关元件Q的层叠基板形成的配线图案、接合线等而与构成上臂的开关元件Q连接。另一方面,设于第二汇流条31A的负极输入端子312经由在被密封于模制树脂32内的该层叠基板形成的其他配线图案、其他接合线等而与构成下臂的开关元件Q连接。
由此,从电容器2A输出的直流电力的正极侧经由设于电容器2A的第一汇流条21A的正极端子211和设于半导体组件3A的第二汇流条31A的正极输入端子311等而向构成上臂的开关元件Q供给。另一方面,从电容器2A输出的该直流电力的负极侧经由设于电容器2A的第一汇流条21A的负极端子212和设于半导体组件3A的第二汇流条31A的负极输入端子312等而向构成下臂的开关元件Q供给。多个开关元件Q利用设于半导体组件3A的控制装置而以预定的组合和预定的定时反复进行接通断开动作,向与半导体组件3A连接的例如马达(未图示)供给驱动电力。
如本实施方式那样,在将第一汇流条21A向第二间隙314插入且第一汇流条21A和第二汇流条31A嵌合的情况下,正极端子211和负极端子212在电容器2A和半导体组件3A相对的相对方向(即x方向)上具有比正极输入端子311和负极输入端子312长的长度。更具体而言,如图2所示,若将从模制树脂22的第一汇流条21A所突出的端面到第一汇流条21A的顶端部的长度L211设为正极端子211和负极端子212的长度,将从模制树脂32的第二汇流条31A所突出的端面到第二汇流条31A的顶端部的长度L311设为正极输入端子311和负极输入端子312的长度,则正极端子211和负极端子212的长度L211比正极输入端子311和负极输入端子312的长度L311长。详细情况将后述,但使所嵌合的两个汇流条中的、设于汇流条的两个端子间(即间隙)较短的汇流条的端子的长度(在本实施方式中为第一汇流条21A的正极端子211和负极端子212的长度L211)比两个端子间较长的汇流条的端子的长度(在本实施方式中为第二汇流条31A的正极输入端子311和负极输入端子312的长度L311)长,由此,能够使汇流条中的寄生电感降低。
(电力转换装置的作用效果)
接下来,参照图1和图2并使用图3对本实施方式的电力转换装置1A的作用效果进行说明。图3的(a)是对在相对配置的平行导体中产生的寄生电感进行说明的图。图3的(b)是示意性地表示电力转换装置1A中的电力的供给路径的图。
如图3的(a)所示,考虑以下电路,该电路具有:交流电源93;平板形状的导体91,其与交流电源93的一输出端子连接;平板形状的导体92,其与交流电源93的另一输出端子连接;以及电阻元件94,其被连接在导体91与导体92之间。在此,导体91和导体92以维持着间隙d的状态相对地配置。交流电源93与导体91和导体92各自的一端部连接,电阻元件94与导体91和导体92各自的另一端部连接。因此,从交流电源93输出的电流以“导体91→电阻元件94→导体92→交流电源93”或“导体92→电阻元件94→导体91→交流电源93”的电流路径在该电路内流动。
在这样的电路中,通常已知:由平行平板状的导体对形成的寄生电感的电感值与该导体对的长度和该导体间的间隔分别成比例。因此,在图3的(a)所示的电路中,在导体91和导体92中,形成与长度L以及间隙d分别成比例的寄生电感。因此,为了使在导体91和导体92中形成的寄生电感的电感值降低,使长度L变短、或使间隙d变窄、或者使长度L变短且使间隙d变窄为宜。
如图3的(b)所示,在电力转换装置1A中,在电容器2A与半导体组件3A之间形成的电流路径IP为“电源装置8→电极部24的正极侧电极241→第一汇流条21A的正极端子211→第二汇流条31A的正极输入端子311→开关元件Q→第二汇流条31A的负极输入端子312→第一汇流条21A的负极端子212→电极部24的负极侧电极242→电源装置8”。若对电容器2A的第一汇流条21A和半导体组件3A的第二汇流条31A的嵌合状态与图3的(a)所示的电路进行比较,则正极端子211和正极输入端子311对应于导体91,负极端子212和负极输入端子312相当于导体92,间隙d相当于第一间隙214和第二间隙314。
能够使电容器2A和半导体组件3A接近的距离受电力转换装置1A的构造限制。因此,即使使电容器2A和半导体组件3A相对的相对距离L1A(参照图2)变短,也存在无法充分地获得形成于第一汇流条21A以及第二汇流条31A的寄生电感的电感值的降低效果的情况。
因此,在电力转换装置1A中,通过使第一间隙214的长度L214和第二间隙314的长度L314变短,从而实现了形成于第一汇流条21A以及第二汇流条31A的寄生电感的电感值的降低。具体而言,由于第一间隙214的长度L214比第二间隙314的长度L314短,因此在第一汇流条21A形成的寄生电感的电感值比在第二汇流条31A形成的寄生电感的电感值小。再者,设于第一汇流条21A的正极端子211和负极端子212的长度L211比正极输入端子311和负极输入端子312的长度L311长。因此,在相对距离L1A中,电感值较小的寄生电感所占的比例较高。由此,在电容器2A与半导体组件3A之间产生的寄生电感的电感值较小。其结果是,在电力转换装置1A中,能够使电流路径IP中的电感较小。
(变形例)
使用图4对本实施方式的变形例的电力转换装置1Aa进行说明。对于本变形例的电力转换装置1Aa,除了第一绝缘构件213的位置不同这一点以外,具有与本实施方式的电力转换装置1A相同的结构。在对本变形例的电力转换装置1Aa进行说明时,对起到与本实施方式的电力转换装置1A的构成要素相同的作用、功能的构成要素标注相同的附图标记并且省略其说明。图4是放大表示本变形例的电力转换装置1Aa所具备的电容器2Aa和半导体组件3A的嵌合部的示意图。在图4中,为了容易理解,对于设于电容器2Aa的第一汇流条21Aa和设于半导体组件3A的第二汇流条31A,图示出了通过y方向上的中心并沿着x方向剖切而得到的剖切面。
如图4所示,本变形例的电力转换装置1Aa具备:电容器2Aa,其具有第一汇流条21Aa,该第一汇流条21Aa具有正极端子211、与正极端子211设有第一间隙214地相对配置的负极端子212、以及配置于第一间隙214的第一绝缘构件213,且该第一汇流条21Aa暴露地配置;以及半导体组件3A,其具有第二汇流条31A,该第二汇流条31A具有:正极输入端子311,其与正极端子211重叠地连接;负极输入端子312,其与正极输入端子311设有第二间隙314地相对配置,且与负极端子212重叠地连接;以及第二绝缘构件313,其配置于正极输入端子311与负极输入端子312之间,且具有与第一绝缘构件213的表面213a和背面213b的一者接触的接触面313c,且该第二汇流条31A暴露地配置并与第一汇流条21Aa嵌合。
电力转换装置1Aa中的第一绝缘构件213以表面213a例如利用粘接剂(未图示)粘接并固定于正极端子211,背面213b与第二绝缘构件313的接触面313c接触的状态配置于第一间隙214。
这样,即使第一绝缘构件213与正极端子211接触地配置,也是,第一间隙214具有比第二间隙314的长度L314短的长度L214,第一汇流条21Aa的正极端子211和负极端子212具有比第二汇流条31A的正极输入端子311和负极输入端子312的长度L311长的长度L211。因此,本变形例的电力转换装置1Aa能获得与本实施方式的电力转换装置1A相同的效果。
如以上已说明的那样,本实施方式的电力转换装置1A具备:电容器2A,其具有第一汇流条21A,该第一汇流条21A具有正极端子211、与正极端子211设有第一间隙214地相对配置的负极端子212、以及配置于第一间隙214的第一绝缘构件213,且该第一汇流条21A暴露地配置;以及半导体组件3A,其具有第二汇流条31A,该第二汇流条31A具有:正极输入端子311,其与正极端子211重叠地连接;负极输入端子312,其与正极输入端子311设有第二间隙314地相对配置,且与负极端子212重叠地连接;以及第二绝缘构件313,其配置于正极输入端子311与负极输入端子312之间,且具有与第一绝缘构件213的表面213a和背面213b的一者接触的接触面313c,且该第二汇流条31A暴露地配置并与第一汇流条21A嵌合。
由此,电力转换装置1A能够使电感降低,并且能够防止制造工序的繁杂化。
〔第2实施方式〕
使用图5对本发明的第2实施方式的电力转换装置进行说明。在对本实施方式的电力转换装置1B进行说明时,对起到与上述第1实施方式的电力转换装置1A的构成要素相同的作用、功能的构成要素标注相同的附图标记并且省略其说明。图5是放大表示本实施方式的电力转换装置1B所具备的电容器2B和半导体组件3B的嵌合部11B的附近的示意图。在图5中,为了容易理解,对于设于电容器2B的第一汇流条21B和设于半导体组件3B的第二汇流条31B,图示出了通过y方向(参照图1)上的中心并沿着x方向剖切而得到的剖切面。
如图5所示,本实施方式的电力转换装置1B具备:电容器2B,其具有第一汇流条21B,该第一汇流条21B具有正极端子211、与正极端子211设有第一间隙214地相对配置的负极端子212、以及配置于第一间隙214的第一绝缘构件213,且该第一汇流条21B暴露地配置;以及半导体组件3B,其具有第二汇流条31B,该第二汇流条31B具有:正极输入端子311,其与正极端子211重叠地连接;负极输入端子312,其与正极输入端子311设有第二间隙314地相对配置,且与负极端子212重叠地连接;以及第二绝缘构件313,其配置于正极输入端子311与负极输入端子312之间,且具有与第一绝缘构件213的表面213a和背面213b的一者接触的接触面313c,且该第二汇流条31B暴露地配置并与第一汇流条21B嵌合。在本实施方式中,第二绝缘构件313的接触面313c与第一绝缘构件213的背面213b接触。
第二绝缘构件313与负极输入端子312接触地配置。第二绝缘构件313例如利用绝缘性的粘接剂(未图示)粘接并固定于负极输入端子312。另外,也可以是,第二绝缘构件313例如利用导电性的粘接剂(未图示)粘接并固定于负极输入端子312。
在本实施方式和后述的各实施方式以及各变形例中,在第二绝缘构件利用绝缘性的粘接剂而与负极输入端子或正极输入端子粘接的情况下,将该粘接剂视为第二绝缘构件的一部分。因此,即使第二绝缘构件利用该粘接剂而与负极输入端子或正极输入端子粘接,第二绝缘构件也视为与负极输入端子或正极输入端子接触的状态。另一方面,在本实施方式和后述的各实施方式以及变形例中,在第二绝缘构件利用导电性的粘接剂而与负极输入端子或正极输入端子粘接的情况下,将该粘接剂视为负极输入端子或正极输入端子的一部分。因此,即使第二绝缘构件利用该粘接剂而与负极输入端子或正极输入端子粘接,第二绝缘构件也视为与负极输入端子或正极输入端子接触的状态。
电力转换装置1B具有这样的构造:将第二汇流条31B向第一间隙214插入且第一汇流条21B和第二汇流条31B嵌合。由此,第一汇流条21B和第二汇流条31B所嵌合的嵌合部11B具有正极端子211、正极输入端子311、第一绝缘构件213、第二绝缘构件313、负极输入端子312和负极端子212沿着z方向层叠而成的层叠构造。
如本实施方式那样,在将第二汇流条31B向第一间隙214插入且第一汇流条21B和第二汇流条31B嵌合的情况下,第一间隙214的长度L214由第二汇流条31B的厚度L31B确定。在未插入第二汇流条31B的情况下,第一间隙214的长度L214例如被维持为比第二汇流条31B的厚度L31B稍短的长度。正极端子211和负极端子212具有预定的弹力。因此,当将第二汇流条31B向第一间隙214插入且第一汇流条21B和第二汇流条31B嵌合时,第一汇流条21B欲将第一间隙214的长度L214维持为原来的长度,因此,沿正极端子211和正极输入端子311彼此靠近的方向(即z方向)施加力。由此,正极端子211与正极输入端子311的密合强度提高,负极端子212与负极输入端子312的密合强度提高。其结果是,在电力转换装置1B中,即使正极端子211和正极输入端子311未被焊接,且负极端子212和负极输入端子312未被焊接,也能够确保为了进行电力供给而在正极端子211与正极输入端子311之间以及负极端子212与负极输入端子312之间所需的密合强度和低接触电阻。
如本实施方式那样,在将第二汇流条31B向第一间隙214插入且第一汇流条21B和第二汇流条31B嵌合的情况下,正极端子211和负极端子212在电容器2B和半导体组件3B相对的相对方向(即x方向)上具有比正极输入端子311和负极输入端子312短的长度。更具体而言,如图5所示,若将从模制树脂22的第一汇流条21B所突出的端面到第一汇流条21B的顶端部的长度L211设为正极端子211和负极端子212的长度,将从模制树脂32的第二汇流条31B所突出的端面到第二汇流条31B的顶端部的长度L311设为正极输入端子311和负极输入端子312的长度,则正极端子211和负极端子212的长度L211比正极输入端子311和负极输入端子312的长度L311短。
这样,在电力转换装置1B中,由于第二间隙314的长度L314比第一间隙214的长度L214短,因此在第二汇流条31B形成的寄生电感的电感值比在第一汇流条21B形成的寄生电感的电感值小。再者,设于第二汇流条31B的正极输入端子311和负极输入端子312比正极端子211和负极端子212的长度L211长。因此,在电容器2B和半导体组件3B相对的相对距离L1B中,电感值较小的寄生电感所占的比例较高。由此,在电容器2B与半导体组件3B之间产生的寄生电感的电感值较小。其结果是,在电力转换装置1B中,能够使在电容器2B与半导体组件3B之间形成的电流路径(参照图3的(b)所示的电流路径IP)中的电感较小。
如以上已说明的那样,本实施方式的电力转换装置1B即使具有将第二汇流条31B向设于第一汇流条21B的第一间隙214插入且第一汇流条21B和第二汇流条31B嵌合的构造,也能获得与上述第1实施方式的电力转换装置1A相同的效果。
虽然省略图示,但是与上述第1实施方式的电力转换装置1A以及上述第1实施方式的变形例的电力转换装置1Aa的关系同样地,在本实施方式的电力转换装置1B中,即使第二绝缘构件313与正极输入端子311接触地配置,且与第一绝缘构件213的表面213a接触,也能获得与本实施方式的电力转换装置1B相同的效果。
〔第3实施方式〕
使用图6和图7对本发明的第3实施方式的电力转换装置进行说明。在对本实施方式的电力转换装置1C进行说明时,对起到与上述第1实施方式的电力转换装置1A的构成要素相同的作用、功能的构成要素标注相同的附图标记并且省略其说明。图6是放大表示本实施方式的电力转换装置1C所具备的电容器2A和半导体组件3C的嵌合部11C的附近的示意图。在图6中,为了容易理解,对于设于电容器2A的第一汇流条21A和设于半导体组件3C的第二汇流条31C,图示出了通过y方向(参照图1)上的中心并沿着x方向剖切而得到的剖切面。
如图6所示,本实施方式的电力转换装置1C具备:电容器2A,其具有第一汇流条21A,该第一汇流条21A具有正极端子211、与正极端子211设有第一间隙214地相对配置的负极端子212、以及配置于第一间隙214的第一绝缘构件213,且该第一汇流条21A暴露地配置;以及半导体组件3C,其具有第二汇流条31C,该第二汇流条31C具有:正极输入端子315,其与正极端子211重叠地连接;负极输入端子316,其与正极输入端子315设有第二间隙314地相对配置,且与负极端子212重叠地连接;以及第二绝缘构件317,其配置于正极输入端子315与负极输入端子316之间,且具有与第一绝缘构件213的表面213a和背面213b的一者接触的接触面317c,且该第二汇流条31C暴露地配置并与第一汇流条21A嵌合。在本实施方式中,接触面317c与第一绝缘构件213的表面213a接触。本实施方式中的第一汇流条21A具有与上述第1实施方式中的第一汇流条21A相同的构造,发挥相同的功能。
正极输入端子315和负极输入端子316由导电性材料(例如铜)形成。也可以是,正极输入端子315由与正极端子211相同的材料形成,负极输入端子316由与负极端子212相同的材料形成。由此,能实现正极输入端子315与正极端子211之间的接触电阻的降低,能实现负极输入端子316与负极端子212之间的接触电阻的降低。第二绝缘构件317既可以由绝缘性材料(例如含有玻璃环氧树脂的材料)形成,也可以由例如绝缘纸构成。
正极输入端子315、负极输入端子316和第二绝缘构件317与上述第1实施方式中的正极输入端子311、负极输入端子312和第二绝缘构件313同样地,沿着z方向观察具有矩形形状的平板形状。正极输入端子315、负极输入端子316和第二绝缘构件317在沿着z方向进行观察的情况下相互重叠地配置。
第二绝缘构件317以在嵌合部11C中与正极输入端子315和负极输入端子316均不接触且与第一绝缘构件213接触的方式配置于第二间隙314。因此,正极输入端子315和负极输入端子316在嵌合部11C中利用第一绝缘构件213和第二绝缘构件317层叠而形成的层叠构造的绝缘体而确保了绝缘。
电力转换装置1C具有这样的构造:将第一汇流条21A向第二间隙314插入且第一汇流条21A和第二汇流条31C嵌合。由此,第一汇流条21A和第二汇流条31C所嵌合的嵌合部11C具有正极输入端子315、正极端子211、第二绝缘构件317、第一绝缘构件213、负极端子212和负极输入端子316沿着z方向层叠而成的层叠构造。
与上述第1实施方式同样地,在本实施方式中,在将第一汇流条21A向第二间隙314插入且第一汇流条21A和第二汇流条31C嵌合的情况下,第二间隙314的长度L314由第一汇流条21A的厚度L21A确定。在未插入第一汇流条21A的情况下,第二间隙314的长度L314例如被维持为比第一汇流条21A的厚度L21A稍短的长度。由此,与上述第1实施方式同样地,在本实施方式的电力转换装置1C中,即使正极端子211和正极输入端子315未被焊接,且负极端子212和负极输入端子316未被焊接,也能够确保为了进行电力供给而在正极端子211与正极输入端子315之间以及负极端子212与负极输入端子316之间所需的密合强度和低接触电阻。
虽然省略图示,但是在半导体组件3C的模制树脂32内设有与上述第1实施方式中的半导体组件3A相同的结构的多个开关元件Q(未图示,参照图3的(b)所示的开关元件Q)。因此,将设于第二汇流条31C的正极输入端子315与被密封于模制树脂32内且构成上臂的开关元件Q连接,将设于第二汇流条31C的负极输入端子316与被密封于模制树脂32内且构成下臂的开关元件Q连接。
由此,从电容器2A输出的直流电力的正极侧经由设于电容器2A的第一汇流条21A的正极端子211和设于半导体组件3C的第二汇流条31C的正极输入端子315等而向构成上臂的开关元件Q供给。另一方面,从电容器2A输出的该直流电力的负极侧经由设于电容器2A的第一汇流条21A的负极端子212和设于半导体组件3C的第二汇流条31C的负极输入端子316等而向构成下臂的开关元件Q供给。上述的开关元件Q利用设于半导体组件3C的控制装置而以预定的组合和预定的定时反复进行接通断开动作,向与半导体组件3C连接的例如马达(未图示)供给驱动电力。
如本实施方式那样,在将第一汇流条21A向第二间隙314插入且第一汇流条21A和第二汇流条31C嵌合的情况下,正极输入端子315和负极输入端子316在电容器2A和半导体组件3C相对的相对方向(即x方向)上具有互不相同的长度。更具体而言,如图6所示,若将从模制树脂32的第二汇流条31C所突出的端面到第二汇流条31C的顶端部的长度L315设为正极输入端子315的长度,将从该端面到第二汇流条31C的顶端部的长度L316设为负极输入端子316的长度,则正极输入端子315的长度L315和负极输入端子316的长度L316不同。正极输入端子315的长度L315比负极输入端子316的长度L316短。
再者,如电力转换装置1C那样,在将第一汇流条21A向第二间隙314插入且第一汇流条21A和第二汇流条31C嵌合的情况下,第二绝缘构件317与正极输入端子315和负极输入端子316中的、电容器2A和半导体组件3C相对的相对方向(即x方向)上的长度较短的端子接触,且第一绝缘构件213与正极端子211和负极端子212中的、与第二绝缘构件317所接触的端子相反的极性的端子接触。具体而言,如图6所示,在电力转换装置1C中,第二绝缘构件317与正极输入端子315和负极输入端子316中的正极输入端子315密合地配置,第一绝缘构件213与同正极输入端子315相反的极性的负极端子212密合地配置。
这样,供第一汇流条21A插入的一侧的第二汇流条31C具有长度不相等的正极输入端子315和负极输入端子316,配置为第二绝缘构件317与正极输入端子315和负极输入端子316中的长度较短的正极输入端子315接触,且设于第一汇流条21A的第一绝缘构件213与同正极输入端子315相反的极性的负极端子212接触,由此,第一汇流条21A和第二汇流条31C的接合工序变得容易。
在此,使用图7对第一汇流条21A和第二汇流条31C的接合工序进行说明。图7的(a)示意性地示出了对第一汇流条21A和第二汇流条31C进行接合之前的状态,图7的(b)示意性地示出了将第一汇流条21A向第二汇流条31C的第二间隙314插入的中途的状态。
如图7的(a)所示,设于第二汇流条31C的第二绝缘构件317具有比正极输入端子315长的长度。因此,在对第一汇流条21A和第二汇流条31C进行接合时,例如将半导体组件3C从电容器2A的斜下方压靠到电容器2A。
如图7的(b)所示,若进一步持续将半导体组件3C朝向电容器2A侧按压,则负极输入端子316朝向正极输入端子315侧呈凸状地进行弹性变形,并且第二绝缘构件317的突出部向第一汇流条21A的第一间隙214插入。再者,通过持续将半导体组件3C朝向电容器2A侧按压,从而第二绝缘构件317作为引导构件发挥功能,使第一汇流条21A和第二汇流条31C嵌合。这样,在电力转换装置1C中,即使在难以在结构上充分地确保用于对第一汇流条21A和第二汇流条31C进行接合的间隙的情况下,也能够容易地对第一汇流条21A和第二汇流条31C进行接合。
返回图6,设于第一汇流条21A的正极端子211和负极端子212具有比正极输入端子315的长度L315和负极输入端子316的长度L316都长的长度L211。这样,在电力转换装置1C中,由于第一间隙214的长度L214比第二间隙314的长度L314短,因此在第一汇流条21A形成的寄生电感的电感值比在第二汇流条31C形成的寄生电感的电感值小。再者,设于第一汇流条21A的正极端子211和负极端子212的长度L211比正极输入端子315的长度L315和负极输入端子316的长度L316长。因此,在电容器2A和半导体组件3C相对的相对距离L1C中,电感值较小的寄生电感所占的比例较高。由此,在电容器2A与半导体组件3C之间产生的寄生电感的电感值较小。其结果是,在电力转换装置1C中,能够使在电容器2A与半导体组件3C之间形成的电流路径(参照图3的(b)所示的电流路径IP)中的电感较小。
如以上已说明的那样,本实施方式的电力转换装置1C具有这样的构造:将第一汇流条21A向设于第二汇流条31C的第二间隙314插入且第一汇流条21A和第二汇流条31C嵌合。另外,设于第一汇流条21A的正极端子211和负极端子212具有比设于第二汇流条31C的正极输入端子315和负极输入端子316长的长度。由此,本实施方式的电力转换装置1C能获得与上述第1实施方式的电力转换装置1A相同的效果。
再者,在电力转换装置1C中,正极输入端子315和负极输入端子316具有互不相同的长度。因此,在电力转换装置1C中,第一汇流条21A和第二汇流条31C的接合工序变得容易。
虽然省略图示,但是在本实施方式的电力转换装置1C中,也可以是,正极输入端子315具有比负极输入端子316长的长度,第二绝缘构件317与负极输入端子316接触地设置,第一绝缘构件213与正极端子211接触地设置,正极端子211和负极端子212具有比正极输入端子315和负极输入端子316长的长度。电力转换装置1C即使具有这样的结构,也能获得与本实施方式的电力转换装置1C相同的效果。
〔第4实施方式〕
使用图8对本发明的第4实施方式的电力转换装置进行说明。在对本实施方式的电力转换装置1D进行说明时,对起到与上述第2实施方式的电力转换装置1B的构成要素相同的作用、功能的构成要素标注相同的附图标记并且省略其说明。图8是放大表示本实施方式的电力转换装置1D所具备的电容器2D和半导体组件3B的嵌合部11D的附近的示意图。在图8中,为了容易理解,对于设于电容器2D的第一汇流条21D和设于半导体组件3B的第二汇流条31B,图示出了通过y方向(参照图1)上的中心并沿着x方向剖切而得到的剖切面。
如图8所示,本实施方式的电力转换装置1D具备:电容器2D,其具有第一汇流条21D,该第一汇流条21D具有正极端子215、与正极端子215设有第一间隙214地相对配置的负极端子216、以及配置于第一间隙214的第一绝缘构件217,且该第一汇流条21D暴露地配置;以及半导体组件3B,其具有第二汇流条31B,该第二汇流条31B具有:正极输入端子311,其与正极端子215重叠地连接;负极输入端子312,其与正极输入端子311设有第二间隙314地相对配置,且与负极端子216重叠地连接;以及第二绝缘构件313,其配置于正极输入端子311与负极输入端子312之间,且具有与第一绝缘构件217的表面217a和背面217b的一者接触的接触面313c,且该第二汇流条31B暴露地配置并与第一汇流条21D嵌合。在本实施方式中,第二绝缘构件313的接触面313c与第一绝缘构件217的背面217b接触。
正极端子215和负极端子216由导电性材料(例如铜)形成。第一绝缘构件217既可以由绝缘性材料(例如含有玻璃环氧树脂的材料)形成,也可以由例如绝缘纸构成。
正极端子215与正极侧电极241电连接。正极端子215和正极侧电极241例如由相同的导电性材料形成。负极端子216与负极侧电极242电连接。负极端子216和负极侧电极242例如由相同的导电性材料形成。第一绝缘构件217配置为从第一间隙214侧延伸至模制树脂22内。
正极端子215、负极端子216和第一绝缘构件217与上述第1实施方式中的正极端子211、负极端子212和第一绝缘构件213同样地,沿着z方向观察具有矩形形状的平板形状。正极端子215、负极端子216和第一绝缘构件217在沿着z方向进行观察的情况下相互重叠地配置。
第一绝缘构件217以在嵌合部11D中与正极端子215和负极端子216均不接触且与第二绝缘构件313接触的方式配置于第二间隙314。因此,正极端子215和负极端子216在嵌合部11D中利用第一绝缘构件217和第二绝缘构件313层叠而形成的层叠构造的绝缘体而确保了绝缘。
电力转换装置1D具有这样的构造:将第二汇流条31B向第一间隙214插入且第一汇流条21D和第二汇流条31B嵌合。由此,第一汇流条21D和第二汇流条31B所嵌合的嵌合部11D具有正极端子215、正极输入端子311、第一绝缘构件217、第二绝缘构件313、负极输入端子312和负极端子216沿着z方向层叠而成的层叠构造。
与上述第2实施方式同样地,在本实施方式中,在将第二汇流条31B向第一间隙214插入且第一汇流条21D和第二汇流条31B嵌合的情况下,第一间隙214的长度L214由第二汇流条31B的厚度L31B确定。在未插入第二汇流条31B的情况下,第一间隙214的长度L214例如被维持为比第二汇流条31B的厚度L31B稍短的长度。由此,与上述第2实施方式同样地,在本实施方式的电力转换装置1D中,即使正极端子215和正极输入端子311未被焊接,且负极端子216和负极输入端子312未被焊接,也能够确保为了进行电力供给而在正极端子215与正极输入端子311之间以及负极端子216与负极输入端子312之间所需的密合强度和低接触电阻。
如本实施方式那样,在将第二汇流条31B向第一间隙214插入且第一汇流条21D和第二汇流条31B嵌合的情况下,正极端子215和负极端子216在电容器2D和半导体组件3B相对的相对方向(即x方向)上具有互不相同的长度。更具体而言,如图8所示,若将从模制树脂22的第一汇流条21D所突出的端面到第一汇流条21D的顶端部的长度L215设为正极端子215的长度,将从该端面到第一汇流条21D的顶端部的长度L216设为负极端子216的长度,则正极端子215的长度L215和负极端子216的长度L216不同。正极端子215的长度L215比负极端子216的长度L216短。
再者,如电力转换装置1D那样,在将第二汇流条31B向第一间隙214插入且第一汇流条21D和第二汇流条31B嵌合的情况下,第一绝缘构件217与正极端子215和负极端子216中的、电容器2D和半导体组件3B相对的相对方向(即x方向)上的长度较短的一者接触,且第二绝缘构件313与正极输入端子311和负极输入端子312中的、与第一绝缘构件217所接触的端子相反的极性的端子接触。具体而言,如图8所示,在电力转换装置1D中,第一绝缘构件217与正极端子215和负极端子216中的正极端子215密合地配置,第二绝缘构件313与同正极端子215相反的极性的负极输入端子312密合地配置。
这样,供第二汇流条31B插入的一侧的第一汇流条21D具有长度不相等的正极端子215和负极端子216,配置为第一绝缘构件217与正极端子215和负极端子216中的长度较短的正极端子215接触,且设于第二汇流条31B的第二绝缘构件313与同正极端子215相反的极性的负极输入端子312接触,由此,与上述第3实施方式同样地,第一汇流条21D和第二汇流条31B的接合工序变得容易。
即,在对第一汇流条21D和第二汇流条31B进行接合时,例如在将电容器2D从半导体组件3B的斜下方压靠到半导体组件3B的同时持续朝向半导体组件3B侧按压。由此,负极端子216朝向正极端子215侧呈凸状地弹性变形,并且第一绝缘构件217的突出部向第二汇流条31B的第二间隙314插入。再者,通过持续将电容器2D朝向半导体组件3B侧按压,从而第一绝缘构件217作为引导构件发挥功能,使第一汇流条21D和第二汇流条31B嵌合。这样,在电力转换装置1D中,与上述第3实施方式的电力转换装置1C同样地,即使在难以充分地确保用于对第一汇流条21D和第二汇流条31B进行接合的间隙的情况下,也能够容易地对第一汇流条21D和第二汇流条31B进行接合。
在电力转换装置1D中,由于第二间隙314的长度L314比第一间隙214的长度L214短,因此在第二汇流条31B形成的寄生电感的电感值比在第一汇流条21D形成的寄生电感的电感值小。再者,设于第二汇流条31B的正极输入端子311和负极输入端子312的长度L311比正极端子215的长度L215和负极端子216的长度L216长。因此,在电容器2D和半导体组件3B相对的相对距离L1D中,电感值较小的寄生电感所占的比例较高。由此,在电容器2D与半导体组件3B之间产生的寄生电感的电感值较小。其结果是,在电力转换装置1D中,能够使在电容器2D与半导体组件3B之间形成的电流路径(参照图3的(b)所示的电流路径IP)中的电感较小。
如以上已说明的那样,本实施方式的电力转换装置1D即使具有将第二汇流条31B向设于第一汇流条21D的第一间隙214插入且第一汇流条21D和第二汇流条31B嵌合的构造,也能获得与上述第2实施方式的电力转换装置1B和上述第3实施方式的电力转换装置1C相同的效果。
虽然省略图示,但是在本实施方式的电力转换装置1D中,也可以是,正极端子215具有比负极端子216长的长度,第一绝缘构件217与负极端子216接触地设置,第二绝缘构件313与正极输入端子311接触地设置,正极输入端子311和负极输入端子312具有比正极端子215和负极端子216短的长度。电力转换装置1D即使具有这样的结构,也能获得与本实施方式的电力转换装置1D相同的效果。
〔第5实施方式〕
使用图9和图10对本发明的第5实施方式的电力转换装置进行说明。在对本实施方式的电力转换装置1E进行说明时,对起到与上述第1实施方式的电力转换装置1A的构成要素相同的作用、功能的构成要素标注相同的附图标记并且省略其说明。
图9是表示本实施方式的电力转换装置1E的概略结构的一例的图,在图9中的上层放大地图示出了沿着z方向观察到的(即俯视)电力转换装置1E的嵌合部的附近,在图9中的下层图示出了沿着图9中的上层所示的A-A线剖切而得到的截面。图10放大地图示出了图9中的下层所示的电力转换装置1E的截面的第一汇流条21E和第二汇流条31E的附近。在图10中,为了容易理解,省略了电力转换装置1E所具备的支承构件41的图示。
如图9所示,本实施方式的电力转换装置1E具备:电容器2E,其具有第一汇流条21E,该第一汇流条21E具有正极端子211、与正极端子211设有第一间隙214地相对配置的负极端子212、以及配置于第一间隙214的第一绝缘构件213,且该第一汇流条21E暴露地配置;以及半导体组件3E,其具有第二汇流条31E,该第二汇流条31E具有:正极输入端子311,其与正极端子211重叠地连接;负极输入端子312,其与正极输入端子311设有第二间隙314地相对配置,且与负极端子212重叠地连接;以及第二绝缘构件313,其配置于正极输入端子311与负极输入端子312之间,且具有与第一绝缘构件213的表面213a和背面213b的一者接触的接触面313c,且该第二汇流条31E暴露地配置并与第一汇流条21E嵌合。在本实施方式中,第二绝缘构件313的接触面313c与第一绝缘构件213的表面213a接触。
第一汇流条21E除了具有第一贯通孔21Eh(详细情况后述)这一点以外,具有与上述第1实施方式中的第一汇流条21A相同的结构,第二汇流条31E除了具有第二贯通孔31Eh(详细情况后述)这一点以外,具有与上述第1实施方式中的第二汇流条31A相同的结构。因此,关于第一汇流条21E和第二汇流条31E,省略除了第一贯通孔21Eh和第二贯通孔31Eh以外的结构的说明。
如图9中的下层所示,第一汇流条21E具有第一贯通孔21Eh,该第一贯通孔21Eh将正极端子211、负极端子212和第一绝缘构件213贯通。第二汇流条31E具有第二贯通孔31Eh,该第二贯通孔31Eh在第二汇流条31E与第一汇流条21E嵌合的状态下与第一贯通孔21Eh重叠地配置,且将正极输入端子311、负极输入端子312和第二绝缘构件313贯通。
第一贯通孔21Eh具有贯通正极端子211而形成的孔部211h、贯通第一绝缘构件213而形成的孔部213h、以及贯通负极端子212而形成的孔部212h。孔部211h和孔部212h具有相同长度的直径的圆形形状。孔部213h具有直径比孔部211h和孔部212h的直径短的圆形形状。因此,第一贯通孔21Eh在第一绝缘构件213中具有比在正极端子211和负极端子212中的直径短的直径。
第二贯通孔31Eh具有贯通正极输入端子311而形成的孔部311h、贯通第二绝缘构件313而形成的孔部313h、以及贯通负极输入端子312而形成的孔部312h。孔部311h和孔部312h具有相同长度的直径的圆形形状。孔部313h具有直径比孔部311h和孔部312h的直径短的圆形形状。因此,第二贯通孔31Eh在第二绝缘构件313中具有比在正极输入端子311和负极输入端子312中的直径短的直径。
孔部211h以及孔部212h和孔部311h以及孔部312h具有相同长度的直径的圆形形状。孔部213h和孔部313h具有相同长度的直径的圆形形状。孔部211h、孔部212h、孔部213h、孔部311h、孔部312h和孔部313h彼此的中心轴线配置于一直线上。因此,在第一汇流条21E和第二汇流条31E嵌合的状态下,第一贯通孔21Eh和第二贯通孔31Eh具有同心,且在正极端子211、负极端子212、正极输入端子311和负极输入端子312中具有同径,在第一绝缘构件213和第二绝缘构件313中具有同径。
如图9中的下层所示,电力转换装置1E具备支承构件41,该支承构件41由绝缘性材料形成,对嵌合状态的第一汇流条21E和第二汇流条31E进行支承。支承构件41设于负极输入端子312的下方。因此,支承构件41从第一汇流条21E和第二汇流条31E的下方对第一汇流条21E和第二汇流条31E的嵌合部进行支承。支承构件41具有突起部411,该突起部411向第一贯通孔21Eh和第二贯通孔31Eh的至少一者插入。在本实施方式中,突起部411向孔部312h和孔部212h插入。因此,突起部411向第一贯通孔21Eh和第二贯通孔31Eh这两者的一部分插入。突起部411例如具有比被插入的端子的厚度高的高度。在本实施方式中,突起部411具有与将负极端子212和负极输入端子312各自的厚度相加而得到的长度相同的高度。因此,突起部411与第一绝缘构件213的背面213b接触地配置。
如图9中的下层所示,支承构件41具有孔部412,该孔部412形成于突起部411,且与第一贯通孔21Eh以及第二贯通孔31Eh同心。第一汇流条21E和第二汇流条31E利用被插入至第一贯通孔21Eh、第二贯通孔31Eh和孔部412的螺钉51而被螺纹紧固于支承构件41。在孔部412例如固定地设置有未图示的螺母。螺钉51被紧固于该螺母。由此,将第一汇流条21E和第二汇流条31E固定于支承构件41。
电力转换装置1E具备由绝缘性材料形成的第三绝缘构件71。在将第一汇流条21E向第二间隙314插入且第一汇流条21E和第二汇流条31E嵌合的情况下,第三绝缘构件71配置于第二汇流条31E与螺钉51之间,在将第二汇流条31E向第一间隙214插入且第一汇流条21E和第二汇流条31E嵌合的情况下,第三绝缘构件71配置于第一汇流条21E与螺钉51之间。在本实施方式中,将第一汇流条21E向第二间隙314插入且第一汇流条21E和第二汇流条31E嵌合,因此第三绝缘构件71配置于第二汇流条31E与螺钉51之间。
在本实施方式中,为了提高第一汇流条21E和第二汇流条31E相对于支承构件41的固定力,在螺钉51与第三绝缘构件71之间使用了垫圈52。螺钉51和垫圈52例如由金属等导电性材料形成。因此,为了防止正极输入端子311和负极输入端子312、以及正极端子211和负极端子212经由垫圈52和螺钉51而短路,将第三绝缘构件71配置于垫圈52与正极输入端子311之间。
如图9中的下层所示,半导体组件3E具有冷却体61,该冷却体61与支承构件41接触地配置,且对半导体组件3E进行冷却。半导体组件3E为了对多个开关元件Q(未图示)所产生的热进行散热而具有冷却体61。支承构件41与冷却体61密合地配置。支承构件41既可以与冷却体61直接接触地配置,也可以隔着散热膏等导热构件而配置于冷却体61,还可以由螺钉固定地配置于冷却体61。支承构件41也可以由具有绝缘性和导热性的材料形成。由此,电力转换装置1E能够使在第一汇流条21E和第二汇流条31E中产生的热经由支承构件41向冷却体61传热而向外部散热。
接下来,使用图10对在嵌合部中层叠的正极端子211、负极端子212、正极输入端子311和负极输入端子312所需的绝缘距离与第一贯通孔21Eh、第二贯通孔31Eh的直径以及螺钉51的直径的关系进行说明。
如图10所示,将正极端子211和负极端子212中的第一贯通孔21Eh的直径以及正极输入端子311和负极输入端子312中的第二贯通孔31Eh的直径设为d1。即,将孔部211h、孔部212h、孔部311h和孔部312h各自的直径设为d1。将第一绝缘构件213中的第一贯通孔21Eh的直径和第二绝缘构件313中的第二贯通孔31Eh的直径设为d2。即,将孔部213h和孔部313h各自的直径设为d2。将正极端子211和负极端子212中的第一贯通孔21Eh的直径与第一绝缘构件213中的第一贯通孔21Eh的直径之差以及正极输入端子311和负极输入端子312中的第二贯通孔31Eh的直径与第二绝缘构件313中的第二贯通孔31Eh的直径之差设为d3。即,将孔部211h和孔部212h各自的直径d1与孔部213h的直径d2之差设为d3,将孔部311h和孔部312h各自的直径d1与孔部313h的直径d2之差设为d3。将螺钉51的直径设为dn,将第一绝缘构件213的厚度设为n1以及将第二绝缘构件313的厚度设为n2,厚度n1、n2与差d3相比足够短,因此视为零而忽略。若将在图10中以粗线表示的第一汇流条21E以及第二汇流条31E与螺钉51的绝缘距离设为dc,则满足以下的式(1)至式(3)的关系。
dc=(d3/2)×2···(1)
d1≥dn+dc···(2)
且
d1>d2≥dc···(3)
从正极端子211的孔部211h的内壁面到螺钉51的表面的距离能够表示为(d1-dn)/2。同样地,从螺钉51的表面到负极端子212的孔部212h的内壁面的距离也能够表示为(d1-dn)/2。因此,从正极端子211的孔部211h的内壁面到负极端子212的孔部212h的内壁面的沿着第一绝缘构件213和第二绝缘构件313的最小距离(设为d2=dn的情况)能够表示为(d1-dn)/2+(d1-dn)/2=(d1-dn)。该距离只要为所需的绝缘距离dc以上即可,因此在该距离与绝缘距离dc之间,(d1-dn)≥dc的关系成立。因此,如式(2)那样设定孔部211h和孔部212h各自的直径d1。
接下来,对第一绝缘构件213的孔部213h和第二绝缘构件313的孔部313h的直径d2的设定进行说明。第一绝缘构件213的厚度n1和第二绝缘构件313的厚度n2能够分别视为零而忽略,因此如图10中的粗线以及式(1)表示的那样,沿着第一绝缘构件213和第二绝缘构件313的绝缘距离dc是将差d3的一半的长度和差d3的一半的长度相加而得到的距离。因此,如式(3)所示,第一绝缘构件213的孔部213h和第二绝缘构件313的孔部313h的直径d2被设定成绝缘距离dc以上。
这样,以满足式(1)至式(3)的方式形成第一贯通孔21Eh和第二贯通孔31Eh,由此,能确保正极端子211、负极端子212、正极输入端子311以及负极输入端子312与螺钉51的绝缘,且能确保第一绝缘构件213和第二绝缘构件313相对于螺钉51的绝缘。因此,即使电力转换装置1E具有利用支承构件41对第一汇流条21E和第二汇流条31E进行支承的构造,也能够确保正极端子211和负极端子212的绝缘、以及正极输入端子311和负极输入端子312的绝缘。
第一汇流条21E和第二汇流条31E除了具有一贯通孔21Eh和第二贯通孔31Eh这一点以外,具有与上述第1实施方式中的第一汇流条21A和第二汇流条31A相同的构造。因此,在电力转换装置1E中,能够使第一汇流条21E和第二汇流条31E中的寄生电感的电感值降低,因此能够使在电容器2E与半导体组件3E之间形成的电流路径(参照图3的(b)所示的电流路径IP)中的电感较小。
如以上已说明的那样,本实施方式的电力转换装置1E能获得与上述第1实施方式的电力转换装置1A相同的效果。再者,本实施方式的电力转换装置1E具备支承构件41,因此能够实现第一汇流条21E和第二汇流条31E的嵌合部的强度的提高。
再者,在电力转换装置1E中,能够使在第一汇流条21E和第二汇流条31E中产生的热经由支承构件41从冷却体61散热,因此能够实现第一汇流条21E和第二汇流条31E的温度的降低。另外,在电力转换装置1E中,通过使第一汇流条21E和第二汇流条31E的温度降低,能够增加设于半导体组件3E的开关元件Q等电子部件的安装密度。由此,电力转换装置1E能够实现组装性的提高和小型化。
虽然省略图示,但是在电力转换装置1E中,即使使第一绝缘构件213与正极端子211接触地设置,也能获得与上述相同的效果。再者,即使电力转换装置1E如上述第2实施方式的电力转换装置1B那样具有将第二汇流条31E向第一间隙214插入的构造,也能获得上述的效果。
本发明的技术范围并不限定于所图示且所记载的例示的实施方式,也包括带来与本发明的目的等同的效果的所有实施方式。再者,本发明的技术范围并不限定于由权利要求划定的发明的特征的组合,而是能由所有被公开的各个特征中的特定的特征的所有所期望的组合来划定。
Claims (12)
1.一种电力转换装置,其中,
所述电力转换装置具备:
电容器,其具有第一汇流条,该第一汇流条具有正极端子、与所述正极端子设有第一间隙地相对配置的负极端子、以及配置于所述第一间隙的第一绝缘构件,该第一汇流条暴露地配置;以及
半导体组件,其具有第二汇流条,该第二汇流条具有:正极输入端子,其与所述正极端子重叠地连接;负极输入端子,其与所述正极输入端子设有第二间隙地相对配置,且与所述负极端子重叠地连接;以及第二绝缘构件,其配置于所述正极输入端子与所述负极输入端子之间,且具有与所述第一绝缘构件的表面和背面的一者接触的接触面,该第二汇流条暴露地配置并与所述第一汇流条嵌合。
2.根据权利要求1所述的电力转换装置,其中,
在将所述第一汇流条向所述第二间隙插入且所述第一汇流条和所述第二汇流条嵌合的情况下,所述正极端子和所述负极端子在所述电容器和所述半导体组件相对的相对方向上具有比所述正极输入端子和所述负极输入端子长的长度,
在将所述第二汇流条向所述第一间隙插入且所述第一汇流条和所述第二汇流条嵌合的情况下,所述正极端子和所述负极端子在所述相对方向上具有比所述正极输入端子和所述负极输入端子短的长度。
3.根据权利要求2所述的电力转换装置,其中,
在将所述第一汇流条向所述第二间隙插入且所述第一汇流条和所述第二汇流条嵌合的情况下,所述正极输入端子和所述负极输入端子在所述相对方向上具有互不相同的长度,
在将所述第二汇流条向所述第一间隙插入且所述第一汇流条和所述第二汇流条嵌合的情况下,所述正极端子和所述负极端子在所述相对方向上具有互不相同的长度。
4.根据权利要求3所述的电力转换装置,其中,
在将所述第一汇流条向所述第二间隙插入且所述第一汇流条和所述第二汇流条嵌合的情况下,所述第二绝缘构件与所述正极输入端子和所述负极输入端子中的所述相对方向上的长度较短的端子接触,且所述第一绝缘构件与所述正极端子和所述负极端子中的与所述第二绝缘构件所接触的端子相反的极性的端子接触,
在将所述第二汇流条向所述第一间隙插入且所述第一汇流条和所述第二汇流条嵌合的情况下,所述第一绝缘构件与所述正极端子和所述负极端子中的所述相对方向上的长度较短的一者接触,且所述第二绝缘构件与所述正极输入端子和所述负极输入端子中的与所述第一绝缘构件所接触的端子相反的极性的端子接触。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的电力转换装置,其中,
在将所述第一汇流条向所述第二间隙插入且所述第一汇流条和所述第二汇流条嵌合的情况下,所述第二间隙的长度由所述第一汇流条的厚度确定,
在将所述第二汇流条向所述第一间隙插入且所述第一汇流条和所述第二汇流条嵌合的情况下,所述第一间隙的长度由所述第二汇流条的厚度确定。
6.根据权利要求1所述的电力转换装置,其中,
所述电力转换装置具备支承构件,该支承构件由绝缘性材料形成,对嵌合了的状态的所述第一汇流条和所述第二汇流条进行支承。
7.根据权利要求6所述的电力转换装置,其中,
所述第一汇流条具有第一贯通孔,该第一贯通孔将所述正极端子、所述负极端子和所述第一绝缘构件贯通,
所述第二汇流条具有第二贯通孔,该第二贯通孔在所述第二汇流条与所述第一汇流条嵌合的状态下与所述第一贯通孔重叠地配置,且将所述正极输入端子、所述负极输入端子和所述第二绝缘构件贯通,
所述支承构件具有突起部,该突起部向所述第一贯通孔和所述第二贯通孔的至少一者插入。
8.根据权利要求7所述的电力转换装置,其中,
在所述第一汇流条和所述第二汇流条嵌合的状态下,所述第一贯通孔和所述第二贯通孔具有同心,且在所述正极端子、所述负极端子、所述正极输入端子和所述负极输入端子中具有同径,在所述第一绝缘构件和所述第二绝缘构件中具有同径,
所述支承构件具有孔部,该孔部形成于所述突起部,且与所述第一贯通孔以及所述第二贯通孔同心,
所述第一汇流条和所述第二汇流条利用插入至所述第一贯通孔、所述第二贯通孔和所述孔部的螺钉而被螺纹紧固于所述支承构件。
9.根据权利要求8所述的电力转换装置,其中,
所述第一贯通孔在所述第一绝缘构件中具有比在所述正极端子和所述负极端子中的直径短的直径,
所述第二贯通孔在所述第二绝缘构件中具有比在所述正极输入端子和所述负极输入端子中的直径短的直径,
若将所述正极端子和所述负极端子中的所述第一贯通孔的直径以及所述正极输入端子和所述负极输入端子中的所述第二贯通孔的直径设为d1,
将所述第一绝缘构件中的所述第一贯通孔的直径和所述第二绝缘构件中的所述第二贯通孔的直径设为d2,
将所述正极端子和所述负极端子中的所述第一贯通孔的直径与所述第一绝缘构件中的所述第一贯通孔的直径之差以及所述正极输入端子和所述负极输入端子中的所述第二贯通孔的直径与所述第二绝缘构件中的所述第二贯通孔的直径之差设为d3,
将所述螺钉的直径设为dn,
将所述第一汇流条以及所述第二汇流条与所述螺钉的绝缘距离设为dc,
则满足如下关系:
dc=(d3/2)×2、
d1≥dn+dc
且
d1>d2≥dc。
10.根据权利要求8所述的电力转换装置,其中,
所述电力转换装置具备由绝缘性材料形成的第三绝缘构件,
在将所述第一汇流条向所述第二间隙插入且所述第一汇流条和所述第二汇流条嵌合的情况下,所述第三绝缘构件配置于所述第二汇流条与所述螺钉之间,在将所述第二汇流条向所述第一间隙插入且所述第一汇流条和所述第二汇流条嵌合的情况下,所述第三绝缘构件配置于所述第一汇流条与所述螺钉之间。
11.根据权利要求9所述的电力转换装置,其中,
所述电力转换装置具备由绝缘性材料形成的第三绝缘构件,
在将所述第一汇流条向所述第二间隙插入且所述第一汇流条和所述第二汇流条嵌合的情况下,所述第三绝缘构件配置于所述第二汇流条与所述螺钉之间,在将所述第二汇流条向所述第一间隙插入且所述第一汇流条和所述第二汇流条嵌合的情况下,所述第三绝缘构件配置于所述第一汇流条与所述螺钉之间。
12.根据权利要求6至11中任一项所述的电力转换装置,其中,
所述半导体组件具有冷却体,该冷却体与所述支承构件接触地配置,且对所述半导体组件进行冷却。
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