CN117296237A - 功率变换装置 - Google Patents

Abstract

本发明为一种功率变换装置，其具备：半导体模块，其密封有半导体元件；驱动电路基板，其搭载有驱动所述半导体元件的驱动电路；控制电路基板，其搭载有控制所述驱动电路的控制电路；以及第1冷却构件，其冷却所述半导体模块；其中，所述功率变换装置被壳体的间隔壁划分为第1空间和第2空间，在所述第1空间中，所述驱动电路基板隔着所述第1冷却构件与所述半导体模块相向配置，在所述第2空间中配置所述控制电路基板。

Description

功率变换装置

技术领域

本发明涉及一种功率变换装置。

背景技术

使用密封有半导体元件的半导体模块的功率变换装置因变换效率高而广泛地用于民生用、车载用、铁道用、变电设备等。该半导体元件会因通电而发热，所以须对半导体模块进行冷却。因此，功率变换装置中，在半导体模块的附近设置有对半导体模块进行冷却的冷却构件。此外，功率变换装置中须设置驱动半导体元件的驱动电路、控制驱动电路的控制电路。在该情况下，要求以不受半导体元件的开关动作等带来的噪声的影响的方式配置驱动电路和控制电路。

专利文献1中揭示了一种功率变换装置，即，在功率变换装置内部的最上层配置控制电路部，在控制电路部的下部配置驱动电路基板，在驱动电路基板之下配置功率模块封装件，在功率模块封装件之下与下部盖之间配置流路形成体。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2018-121457号公报

发明内容

发明要解决的问题

在专利文献1的装置中，驱动电路和控制电路容易受半导体元件的开关动作等带来的噪声的影响。

解决问题的技术手段

本发明的功率变换装置具备：半导体模块，其密封有半导体元件；驱动电路基板，其搭载有驱动所述半导体元件的驱动电路；控制电路基板，其搭载有控制所述驱动电路的控制电路；以及第1冷却构件，其冷却所述半导体模块，其中，所述功率变换装置被壳体的间隔壁划分为第1空间和第2空间，在所述第1空间中，所述驱动电路基板隔着所述第1冷却构件与所述半导体模块相向配置，在所述第2空间中配置所述控制电路基板。

发明的效果

根据本发明，能够抑制半导体元件的开关动作等带来的噪声对驱动电路和控制电路的影响。

附图说明

图1为功率变换装置的分解立体图。

图2的(A)(B)为功率变换装置的立体图。

图3的(A)(B)为表示半导体模块的冷却结构的分解立体图。

图4的(A)(B)为表示将控制端子加以弯折前的半导体模块的图。

图5的(A)(B)为表示将控制端子加以弯折后的半导体模块的图。

图6的(A)(B)为驱动电路基板的立体图。

图7的(A)(B)为表示功率变换装置的组装工序的图。

图8的(A)(B)为表示功率变换装置的组装工序的图。

图9为从下方观察功率变换装置的仰视图。

图10为从上方观察功率变换装置的俯视图。

图11为表示间隔壁的变形例的功率变换装置的截面图。

图12的(A)(B)为表示流路的变形例的功率变换装置的图。

图13的(A)(B)为表示电流传感器的设置形态1、2的图。

图14的(A)(B)为表示电流传感器的设置形态3、4的图。

图15为功率变换装置的电路构成图。

具体实施方式

下面，参考附图，对本发明的实施方式进行说明。以下的记载及附图是用于说明本发明的示例，为了明确说明而酌情进行了省略及简化。本发明也能以其他各种形态加以实施。只要无特别限定，各构成要素可为单数也可为复数。

为了使发明易于理解，附图中展示的各构成要素的位置、大小、形状、范围等有时不表示实际的位置、大小、形状、范围等。因此，本发明并非一定限定于附图中揭示的位置、大小、形状、范围等。

在有多个具有同一或同样的功能的构成要素的情况下，有时对同一符号标注不同后缀来进行说明。但在无须区分这多个构成要素的情况下，有时省略后缀来进行说明。

图1为本实施方式的功率变换装置1000的分解立体图。

功率变换装置1000被壳体600的间隔壁601划分为第1空间604和第2空间605。壳体600由间隔壁601和形成于该间隔壁601的周围的侧壁602构成，被下部盖610和上部盖620闭塞。

半导体模块冷却结构具备半导体模块100和配置于半导体模块100的两面的第1冷却构件110及第2冷却构件120(参考图3的(A))，详情于后文叙述。具备这样的冷却结构的半导体模块100设置于第1空间604内。第1空间604内还设置交流母线300、平滑电容器400、EMC(Electromagnetic Compatibility)滤波器500、驱动电路基板700a。

在第1空间604中，驱动电路基板700a隔着第1冷却构件110与半导体模块100相向配置，进而，平滑电容器400配置于半导体模块100及驱动电路基板700a的侧部。

在第2空间605中，从与壳体600的间隔壁601垂直的方向观察，控制电路基板700b配置于隔着间隔壁601与平滑电容器400相向的位置。并且，控制电路基板700b配置于其至少一部分区域在与控制电路基板700b的主面垂直的方向上与驱动电路基板700a重叠的位置，重叠区域的间隔壁601上形成有在控制电路基板700b与驱动电路基板700a之间穿通连接布线的布线孔609。重叠区域的间隔壁601以外的与驱动电路基板700a相向的间隔壁601形成壳体600的外壁。

壳体600的侧壁602与下部盖610、上部盖620之间设置有密封圈或液态密封胶，确保了功率变换装置1000的内部气密。下部盖610、上部盖620、壳体600的材料主要为导电性金属，但也可使用其他材料。

半导体模块100经由平滑电容器400、EMC滤波器500连接于省略了图示的电池，从电池被供给直流电。此外，半导体模块100通过使半导体模块100内密封的半导体元件进行开关动作而将直流电变换为交流电。从电池经由直流输入部608供给直流电。变换得到的交流电也就是从半导体模块100输出的交流电流经由输出线连接至交流母线300。交流母线300连接至省略了图示的马达，借助输出的交流电流来驱动马达。再者，在半导体模块100与交流母线300的输出线的附近配置有省略了图示的电流传感器。

平滑电容器400的电容元件是由缠绕的膜等形成的电容元件，具有储存电荷的功能，由填充剂等密封固定在由塑料等原材料形成的外壳内部。此外，平滑电容器400的端子例如是由铜等导电性材料形成的圆杆或平板等形状的构件，将电容元件与外部的直流母线电连接。在本实施方式中，平板状的端子以与电容元件上表面大致平行的方式露出而形成为填充密封面。

从半导体模块100导出的半导体元件的控制端子连接至驱动电路基板700a。驱动电路基板700a上搭载有构成驱动电路的电子零件，所述驱动电路驱动半导体元件。驱动电路对半导体元件的控制端子输入控制信号而使半导体元件进行开关动作。配置于半导体模块100的两面的第1冷却构件110及第2冷却构件120中流通有制冷剂，该制冷剂从壳体600的侧壁602上设置的入口流路606、出口流路607输入输出。

图2的(A)、图2的(B)为功率变换装置1000的立体图。图2的(A)为从下方观察功率变换装置1000的立体图，图2的(B)为从上方观察功率变换装置1000的立体图。

如图2的(A)所示，交流母线300从功率变换装置1000的下部盖610突出，连接至省略了图示的马达。下部盖610在四角设置有借助螺钉将功率变换装置1000固定至马达等用的安装孔。

如图2的(B)所示，信号连接器710的一端从功率变换装置1000的上部盖620突出，连接至省略了图示的外部的控制装置。信号连接器710的另一端连接于控制电路基板700b上配置的控制器等电子零件。再者，虽然是使信号连接器710的一端从上部盖620突出，但也可从上部盖620与壳体600的侧壁602之间突出。

图3的(A)、图3的(B)为表示本实施方式的半导体模块100的冷却结构的分解立体图。图3的(A)为表示冷却结构的分解立体图，图3的(B)为底板140的平面图。

如图3的(A)所示，半导体模块100的冷却结构由半导体模块100、配置于半导体模块100的两面的第1冷却构件110及第2冷却构件120、隔着第1冷却构件110与半导体模块100相向的底板140、以及朝半导体模块100推压第2冷却构件120的簧片构件130构成。

半导体模块100是密封半导体元件而成，本实施方式中是以并排有3个半导体模块的例子来进行说明，但半导体模块的个数为一例。再者，有时将多个排列的半导体模块统称为半导体模块100。

第1冷却构件110及第2冷却构件120隔着导热脂或散热片材等导热构件而密接于半导体模块100的两面，借助在第1冷却构件110及第2冷却构件120的内部流通的制冷剂来冷却半导体模块100。

从半导体模块100导出输入控制信号的控制端子101和连接至交流母线300的交流端子102。控制端子101跨过第1冷却构件110而连接至驱动电路基板700a。在交流端子102的相反侧导出连接至直流母线的直流端子，直流母线上连接平滑电容器400和EMC滤波器500。

簧片构件130一体地形成有多个脚部131。并且，多个脚部131朝第2冷却构件120、半导体模块100以及第1冷却构件110的两侧面延伸而卡接于底板140的端部。由此，簧片构件130朝半导体模块100推压第2冷却构件120。换句话说，第2冷却构件120、半导体模块100以及第1冷却构件110在簧片构件130与底板140之间受到推压。在簧片构件130的中央部形成有2个开口部134。第1冷却构件110与第2冷却构件120由水路连接部121连接在一起。再者，如后文所述，第1冷却构件110及第2冷却构件120的入口连接于对从入口流路606流入的制冷剂进行引导的第3流路，第1冷却构件110及第2冷却构件120的出口连接于将制冷剂引导至出口流路607的第4流路。

图3的(B)为底板140的俯视图。

底板140在四角具有供螺钉插入的安装孔141。将螺钉穿入安装孔141而将由成为一体的半导体模块100、第1冷却构件110以及第2冷却构件120构成的结构体固定至驱动电路基板700a。

底板140具有定位孔142。在将结构体固定至壳体600时，该定位孔142用作驱动电路基板700a上设置的突部与定位孔142加以嵌合的定位。

在本实施方式中，从簧片构件130的四角以朝底板140延伸的方式一体地形成有各1根共计4根脚部131，进而，在半导体模块100的两侧面沿半导体模块100的排列方向而以规定间隔、以朝底板140延伸的方式一体地形成有共计4根脚部131。各脚部131以规定间隔形成于与从半导体模块100导出的控制端子101、交流端子102以及直流端子隔开而保持绝缘距离的位置。

底板140具有与簧片构件130的脚部131的顶端上设置的夹扣部135卡接的2处第1卡接部143、6处第2卡接部144。第1卡接部143与簧片构件130的脚部131的夹扣部135进行卡接及定位，具有与脚部131的截面形状相配的匚字形状，配置于底板140的对角2处。第2卡接部144与簧片构件130的脚部131的夹扣部135进行卡接。此外，底板140上设置有控制端子开口145，以将从半导体模块100导出的控制端子101通往驱动电路基板700a。

簧片构件130具备与第2冷却构件120抵接的加压部132和将加压部132与脚部131相连的弯曲部133。加压部132沿半导体模块100的排列方向形成于簧片构件130的中央部。弯曲部133沿半导体模块100的排列方向形成于簧片构件130的中央部的两侧。处于簧片构件130的中央部的加压部132是朝第2冷却构件120的中央部突出而与第2冷却构件120的中央部抵接的结构。位于簧片构件130的中央部的两侧的弯曲部133是与第2冷却构件120的中央部的两侧分离的结构。脚部131的顶端加以弯折而形成有夹扣部135。

簧片构件130由不锈钢等材料形成，当受到外力时会产生复原力，由此产生推压力。朝第2冷却构件120的中央部抵接、推压簧片构件130的加压部132，将簧片构件130的脚部131的夹扣部135卡接至底板140。于是，借助弯曲部133的推压力来压接第2冷却构件120、半导体模块100、第1冷却构件110以及底板140。

第2冷却构件120的中央部被沿着半导体模块100的排列方向的簧片构件130的中央部的加压部132均匀地推压，对半导体模块100的中央部施加面压。通过对中央部施加面压，可以将第1冷却构件110及第2冷却构件120均等地抵在半导体模块100的两面。由此，与涂布于半导体模块100的两面的导热脂等导热构件的密接性上升，从而能良好地维持对半导体模块100的冷却性能。并且，具有加压部132和弯曲部133的簧片构件130能将厚度构成得较薄，所以能使冷却结构小型化。进而，脚部131是与簧片构件130一体地形成的薄板形状，所以能沿半导体模块100的侧面配置，从而能使冷却结构小型化。

图4的(A)、图4的(B)为表示将控制端子101加以弯折前的半导体模块100中的1个的图。图4的(A)为外观立体图，图4的(B)为俯视图。

图4的(A)中是图示1个半导体模块100，但半导体模块100是沿排列方向A相邻配置3个而成。半导体模块100中的1个例如是将与U相的上下臂相对应的2个半导体元件串联连接而构成。半导体元件例如由IGBT、二极管构成。半导体模块100中的另外2个是与V相及W相的上下臂相对应的半导体元件。

如图4的(A)所示，将多根控制端子101加以弯折前的半导体模块100在与排列方向A正交的沿着半导体模块100的面的水平方向上相互朝相反侧笔直地导出有U相的交流端子300u和连接于上下臂的两端的直流端子103。进而，相互朝相反侧笔直地导出有分别连接于2个半导体元件的栅极电极的控制端子101uu、101ul。控制端子101uu、101ul分别具有多根控制端子。

图4的(B)为半导体模块100中的1个的俯视图，在半导体模块100的上表面有对发热的半导体元件进行冷却的冷却面101b，第2冷却构件120隔着导热构件密接于冷却面101b。再者，虽然省略了图示，但在半导体模块100的下表面同样有冷却面101a，第1冷却构件110隔着导热构件密接于冷却面101a。

图5的(A)、图5的(B)为表示将控制端子101加以弯折后的半导体模块100中的1个的图。图5的(A)为外观立体图，图5的(B)为俯视图。对与图4的(A)、图4的(B)相同的部位标注同一符号而简洁地进行其说明。

控制端子101uu、101ul从图4的(A)、图4的(B)所示的水平方向朝图示下方向弯折，以跨过第1冷却构件110而连接至驱动电路基板700a。其结果，如图5的(A)、图5的(B)所示，多根控制端子101朝下方向弯折而连接至驱动电路基板700a。

图6的(A)、图6的(B)为驱动电路基板700a的立体图。图6的(A)为表面的立体图，图6的(B)为背面的立体图。展示了连接器的配置，省略了驱动电路基板700a上的布线图案和电子零件的图示。

如图6的(A)所示，在驱动电路基板700a的表面以与半导体模块100的控制端子101的位置相对应的方式设置有供半导体模块100的控制端子101连接的6个控制连接器701。进而，在驱动电路基板700a的表面设置有供信号线连接的信号连接器702，所述信号线将来自配置于半导体模块100与交流母线300的输出线的附近的电流传感器的检测信号导出。

如图6的(B)所示，在驱动电路基板700a的背面设置有供驱动电路基板700a与控制电路基板700b之间的控制线连接的控制连接器703。驱动电路基板700a借助螺钉等固定在间隔壁601上，而驱动电路基板700a上在驱动电路基板700a的周围及中央部设置有多处固定用的孔。

图7的(A)、图7的(B)为表示功率变换装置1000的组装工序的图。图7的(A)展示第1工序，图7的(B)展示第2工序。

在图7的(A)所示的第1工序中，将EMC滤波器500配置到第1空间604。视需要在EMC滤波器500与壳体600之间进行灌封，以提高冷却性。所谓灌封，是涂布使主剂多元醇与硬化剂异氰酸酯发生化学反应得到的透明的聚胺基甲酸酯树脂并使其硬化的加工。

再者，间隔壁601上形成有第3流路630和第4流路640，所述第3流路630将从入口流路606流入的制冷剂引导至第1冷却构件110及第2冷却构件120的入口633，所述第4流路640将制冷剂从第1冷却构件110及第2冷却构件120的出口644引导至出口流路607。即，第3流路630是在间隔壁601上形成凹部而形成于该凹部与流路盖631(参考图10)之间。第4流路640也一样，是在间隔壁601上形成凹部而形成于该凹部与流路盖631之间。此外，间隔壁601上形成有布线孔609。

在图7的(B)所示的第2工序中，将平滑电容器400配置到第1空间604。视需要在平滑电容器400与壳体600之间进行灌封，以提高冷却性。

图8的(A)、图8的(B)为表示功率变换装置1000的组装工序的图。图8的(A)展示第3工序，图8的(B)展示第4工序。

在图8的(A)所示的第3工序中，将驱动电路基板700a配置到第1空间604。具体而言，在设置于驱动电路基板700a的周围及中央部的多处螺钉用的孔内穿入螺钉而固定在间隔壁601上。由于驱动电路基板700a是借助螺钉等直接固定在构成壳体600的间隔壁601上，所以与经由别的零件进行固定的情况相比，能保持驱动电路基板700a的刚性高。因此，对于振动等外力，能够减小摆动和变形等。驱动电路基板700a的背面上设置的控制连接器703经由布线孔609与控制电路基板700b连接。

在图8的(B)所示的第4工序中，将半导体模块100配置到第1空间604。在设置于半导体模块100的底板140的四角的安装孔141内插入螺钉而将由成为一体的半导体模块100、第1冷却构件110以及第2冷却构件120构成的结构体固定至驱动电路基板700a。继而，将从半导体模块100导出的控制端子101连接至驱动电路基板700a上设置的6个控制连接器701。

图9为从下方观察功率变换装置1000的仰视图，展示将下部盖610去掉后的状态。

通过前文所述的第1工序～第4工序而在壳体600的第1空间604内设置EMC滤波器500、平滑电容器400、半导体模块100、驱动电路基板700a、交流母线300，并通过焊接等来连接各自的端子。制冷剂从入口流路606流入至配置于半导体模块100的两面的第1冷却构件110及第2冷却构件120，穿过第1冷却构件110及第2冷却构件120而从两面对半导体模块100进行冷却。继而，制冷剂从出口流路607流出，借助省略了图示的泵而再次从入口流路606流入来加以循环。

驱动电路基板700a会受到半导体模块100内的半导体元件的开关动作等带来的噪声的影响，但在驱动电路基板700a与半导体模块100之间存在第1冷却构件110。该第1冷却构件110能兼任噪声遮蔽板的角色，从而能抑制噪声的影响。进而，不再需要遮蔽板等追加零件，使得成本降低。此外，驱动电路基板700a是上下被夹在第1冷却构件110与壳体600的间隔壁601之间、周围被第3流路630和第4流路640(参考图7的(A))围绕，所以不易受半导体模块100和其他发热零件的影响，能够抑制驱动电路基板700a上的电子零件的温度的上升。

图10为从上方观察功率变换装置1000的俯视图，展示将上部盖620和其下的控制电路基板700b去掉后的状态。

如图10所示，壳体600的间隔壁601上形成有第3流路630和第4流路640。第3流路630是在间隔壁601上形成凹部而形成于该凹部与流路盖631之间。第4流路640也一样，是在间隔壁601上形成凹部而形成于该凹部与流路盖631之间。流路盖631与间隔壁601作摩擦搅拌接合。再者，也可设为使用通常的密封圈或液态密封胶对流路盖631进行螺固的结构。

间隔壁601上设置有控制电路基板700b的冷却用底座632。在借助螺钉等将控制电路基板700b固定在间隔壁601上的情况下，冷却用底座632与控制电路基板700b接触，经由冷却用底座632对控制电路基板700b上配置的电子零件进行冷却。由于间隔壁601上形成有第3流路630及第4流路640，所以间隔壁601得到冷却，从而能经由间隔壁601上设置的冷却用底座632向控制电路基板700b传递冷却热。

虽然省略了图示，但控制电路基板700b借助螺钉等固定在间隔壁601上。由于控制电路基板700b是借助螺钉等直接固定在构成壳体600的间隔壁601上，所以与经由别的零件进行固定的情况相比，能保持控制电路基板700b的刚性高。因此，对于振动等外力，能够减小摆动和变形等。设置于驱动电路基板700a的背面的控制连接器703经由布线孔609与控制电路基板700b连接。再者，输入到驱动电路基板700a的信号连接器702的来自电流传感器的检测信号经由驱动电路基板700a上的布线图案连接至控制连接器703，从控制连接器703传递至控制电路基板700b。

控制电路基板700b隔着壳体600的间隔壁601与强电系统的半导体模块100和驱动电路基板700a分离。进而，从与壳体600的间隔壁601垂直的方向观察，控制电路基板700b配置于隔着间隔壁601与平滑电容器400相向的位置，也就是在沿着间隔壁601的水平的方向上远离半导体模块100和驱动电路基板700a的位置。控制电路基板700b上的电子零件容易受半导体元件的开关动作等带来的噪声的影响，但壳体600的间隔壁601兼任对噪声进行遮蔽的遮蔽板的角色，所以能抑制开关动作等带来的噪声的影响。进而，由于将控制电路基板700b配置于在沿着间隔壁601的水平的方向上远离半导体模块100和驱动电路基板700a的位置的位置，所以能抑制噪声的影响。

图11为表示间隔壁601的变形例的功率变换装置1000的截面图。该截面图相当于图9所示的X-X'线处的截面。

在需要在驱动电路基板700a上设置高大的电子零件例如电压变换用的变压器705的情况下，变压器705在驱动电路基板700a上配置于与第1冷却构件110相反侧那一面。在该情况下，在壳体600的间隔壁601上形成将变压器705收容于第1空间604的凸部。凸部根据变压器705的高度而形成为将变压器705覆盖。

图12的(A)、图12的(B)为表示流路的变形例的功率变换装置1000的图。图12的(A)为从上方观察功率变换装置1000的俯视图，展示将上部盖620和其下的控制电路基板700b去掉后的状态。图12的(B)为功率变换装置1000的截面图，是图12的(A)所示的Y-Y'线处的截面。该变形例的特征在于，设置有平滑电容器400的冷却用的第7流路670(第3冷却构件)。

如图12的(A)所示，形成有第5流路650和第6流路660，所述第5流路650将从入口流路606'流入的制冷剂引导至第1冷却构件110及第2冷却构件120的入口633，所述第6流路660将制冷剂从第1冷却构件110及第2冷却构件120的出口644引导至第7流路670。如图12的(B)所示，第7流路670设置于平滑电容器400与间隔壁601之间。第5流路650是在间隔壁601上形成凹部而形成于该凹部与流路盖631之间。第6流路660也一样，是在间隔壁601上形成凹部而形成于该凹部与流路盖631之间。

制冷剂从入口流路606'经过第5流路650而沿图中箭头A方向在第1冷却构件110以及第2冷却构件120中流动。其后，经过第6流路660而沿图中箭头B方向在第7流路670中流动，并到达出口流路607'。

通过如此形成流路，能够冷却平滑电容器400。于是，与平滑电容器400相向配置的控制电路基板700b也得到冷却。进而，壳体600也得到冷却，所以功率变换装置1000内部的冷却效果提高，能够减轻零件的温度影响，使得可靠性提高。

图13的(A)、图13的(B)为表示电流传感器301的设置形态1、2的图。图13的(A)展示设置形态1，图13的(B)展示设置形态2。均为从半导体模块100的排列方向观察的侧视图。

电流传感器301设置于半导体模块100与交流母线300的输出线180的附近，与驱动电路基板700a连接。电流传感器301由U字形的铁心302和对铁心302中产生的磁场的大小进行测定的IC 303构成。

在图13的(A)所示的设置形态1中，在从壳体600突设的凸台680上配置铁心302，在铁心302的U字部配置IC 303，将来自IC 303的检测线连接到驱动电路基板700a。

在图13的(B)所示的设置形态2中，在驱动电路基板700a上配置铁心302，在铁心302的U字部配置IC 303，将来自IC 303的检测线连接到驱动电路基板700a。

图14的(A)、图14的(B)为表示电流传感器301的设置形态3、4的图。图14的(A)展示设置形态3，图14的(B)展示设置形态4。均为从半导体模块100的排列方向观察的侧视图。

在图14的(A)所示的设置形态3中，在从壳体600突设的凸台680上设置驱动电路基板700a而在驱动电路基板700a与壳体600之间设置空间。在该空间内而且是壳体600上配置铁心302，在铁心302的U字部配置IC 303，将来自IC 303的检测线连接到驱动电路基板700a。

图14的(B)所示的设置形态4展示沿与驱动电路基板700a的位置相反的方向导出来自半导体模块100的输出线180的情况下的设置例。在从壳体600突设的凸台680上配置铁心302，在铁心302的U字部配置IC 303，将来自IC 303的检测线连接到驱动电路基板700a。

根据设置形态1到设置形态4，能将收到来自电流传感器301的IC 303的检测信号的电流传感电路包含在驱动电路基板700a内，所以能实现电流传感器301的小型化和成本降低。此外，由于将电流传感器301设置于驱动电路基板700a等，所以能省略用于电流传感器301的设置的构件等。进而，电流传感器301的铁心302虽有重量，但它设置于壳体600或者从壳体600突设的凸台680、驱动电路基板700a，所以能增加电流传感器301的设置的稳定性。再者，来自驱动电路基板700a上设置的电流传感器301的检测信号经由驱动电路基板700a上的布线图案传递至控制连接器703，从控制连接器703传递至控制电路基板700b。

图15为功率变换装置1000的电路构成图。

功率变换装置1000将从电池2000经由直流输入部608供给的直流电变换为交流电，对交流母线300输出交流电流。所输出的交流电流供给至马达3000而驱动马达3000。

功率变换装置1000具备EMC滤波器500、平滑电容器400、半导体模块100、驱动电路基板700a。再者，配置于半导体模块100的两面的第1冷却构件110及第2冷却构件120、第3流路630、第4流路640等省略了图示。

EMC滤波器500连接于来自电池2000的正极布线及负极布线。EMC滤波器500具备将包含正极布线及负极布线的直流布线围住的磁性体的滤波器铁心501、在滤波器铁心501的前部与直流布线连接的X电容器502、Y电容器503、以及在滤波器铁心501的后部与直流布线连接的Y电容器504。Y电容器503、504连接于正极布线与GND之间以及负极布线与GND之间。Y电容器503、504和滤波器铁心501减少共模噪声。X电容器502减少常模噪声。为了抑制广阔频带内的高电压传导噪声，通常使用并联连接的、容量不同的2个电容器。

平滑电容器400连接于来自EMC滤波器500的正极布线及负极布线。在半导体模块100内的半导体元件的开关动作时，平滑电容器400对在与直流高电压连接的母线即直流布线中产生的纹波电压和纹波电流进行抑制，由此将施加至半导体模块100的直流电压平滑化。

半导体模块100连接于来自平滑电容器400的正极布线及负极布线(直流母线)。半导体模块100具有密封于半导体模块100内的半导体元件。使用的是绝缘栅双极晶体管来作为半导体元件，以下称为IGBT。由作为上臂进行动作的IGBT 10T及二极管10D和作为下臂进行动作的IGBT 10T及二极管10D构成上下臂的串联电路。1个半导体模块100具备该上下臂的串联电路。整体的半导体模块100对应于交流电的U相、V相、W相这3个相而具备3个半导体模块100。上臂的IGBT 10T的集电极经由正极端子而电连接于平滑电容器400的正极侧的端子。此外，下臂的IGBT 10T的发射极电极经由负极端子而电连接于平滑电容器400的负极侧的端子。于是，使用3个半导体模块100来构成逆变电路，三相各自的上下臂的串联电路自串联电路的中点部分即中间电极从交流母线300输出交流电流。在交流母线300的各相的输出线的附近设置电流传感器301。再者，也可使用金氧半导体场效晶体管(以下称为MOSFET)来作为半导体元件。该情况下不需要二极管10D。

驱动电路基板700a上搭载有构成驱动电路的电子零件，控制电路基板700b上搭载有构成控制电路的电子零件。控制电路经由信号连接器710从上位控制装置接收控制指令。控制电路具备用于对IGBT 10T的开关时刻进行运算处理的微型计算机(以下记作“微电脑”)。由电流传感器301检测到的电流值和来自马达3000上设置的旋转变压器等旋转磁极传感器(未图示)的磁极位置输入至微电脑。再者，虽然省略了图示，但由电流传感器301检测到的电流值经由驱动电路基板700a上的布线图案传递至控制电路基板700b。微电脑根据电流值、磁极位置以及来自上位控制装置的目标转矩值来生成对IGBT 10T进行控制的控制脉冲并供给至驱动电路基板700a上的驱动电路，所述IGBT 10T构成各相的串联电路的上臂或下臂，所述各相的串联电路构成逆变电路。

驱动电路基板700a上的驱动电路根据由控制电路生成的控制脉冲将对构成各相的串联电路的上臂或下臂的IGBT 10T进行驱动的驱动脉冲供给至各相的IGBT 10T。再者，驱动电路有时使用电压变换用的变压器705(参考图11)，以驱动IGBT 10T。IGBT 10T根据来自驱动电路的驱动脉冲进行导通或切断动作，将从电池2000供给的直流电变换为三相交流电，借助该变换得到的电力来驱动马达3000。

根据以上说明过的实施方式，获得以下作用效果。

(1)功率变换装置1000具备：半导体模块100，其密封有半导体元件；驱动电路基板700a，其搭载有驱动半导体元件的驱动电路；控制电路基板700b，其搭载有控制驱动电路的控制电路；以及第1冷却构件110，其冷却半导体模块100；其中，功率变换装置1000被壳体600的间隔壁601划分为第1空间604和第2空间605，在第1空间604中，驱动电路基板700a隔着第1冷却构件110与半导体模块100相向配置，在第2空间605中配置控制电路基板700b。由此，能够抑制半导体元件的开关动作等带来的噪声对驱动电路和控制电路的影响。

本发明不限定于上述实施方式，只要不损害本发明的特征，则在本发明的技术思想的范围内思索的其他形态也包含在本发明的范围内。此外，也可设为将上述实施方式与多个变形例加以组合的构成。

符号说明

100…半导体模块，101…控制端子，101b…冷却面，102…交流端子，110…第1冷却构件，120…第2冷却构件，130…簧片构件，131…脚部，135…夹扣部，140…底板，141…安装孔，142…定位孔，143…第1卡接部，144…第2卡接部，145…控制端子开口，180…输出线，300…交流母线，301…电流传感器，400…平滑电容器，500…EMC滤波器，501…滤波器铁心，502…X电容器，503…Y电容器，600…壳体，601…间隔壁，602…侧壁，603…配置孔，604…第1空间，605…第2空间，606、606'…入口流路，607、607'…出口流路，609…布线孔，610…下部盖(第1盖)，620…上部盖(第2盖)，630…第3流路，631…流路盖，632…冷却用底座，640…第4流路，650…第5流路，660…第6流路，670…第7流路，700a…驱动电路基板，700b…控制电路基板，705…变压器，710…信号连接器，1000…功率变换装置，2000…电池，3000…马达，10T…IGBT，10D…二极管。

Claims (12)

1.一种功率变换装置，其具备：

半导体模块，其密封有半导体元件；

驱动电路基板，其搭载有驱动所述半导体元件的驱动电路；

控制电路基板，其搭载有控制所述驱动电路的控制电路；以及

第1冷却构件，其冷却所述半导体模块；

所述功率变换装置的特征在于，

所述功率变换装置被壳体的间隔壁划分为第1空间和第2空间，

在所述第1空间中，所述驱动电路基板隔着所述第1冷却构件与所述半导体模块相向配置，

在所述第2空间中配置所述控制电路基板。

2.根据权利要求1所述的功率变换装置，其特征在于，具备：

所述壳体，其由所述间隔壁和形成于该间隔壁的周围的侧壁构成；

第1盖，其在与所述间隔壁之间形成所述第1空间；以及

第2盖，其在与所述间隔壁之间形成所述第2空间。

3.根据权利要求1或2所述的功率变换装置，其特征在于，

具备平滑电容器，所述平滑电容器将施加至所述半导体模块的直流电压平滑化，

所述平滑电容器配置于所述半导体模块及所述驱动电路基板的侧部，

从与所述壳体的所述间隔壁垂直的方向观察，所述控制电路基板配置于隔着所述间隔壁与所述平滑电容器相向的位置。

4.根据权利要求3所述的功率变换装置，其特征在于，

所述控制电路基板配置于其至少一部分区域在与所述控制电路基板的主面垂直的方向上与所述驱动电路基板重叠的位置。

5.根据权利要求4所述的功率变换装置，其特征在于，

所述间隔壁上，在所述区域内形成有在所述控制电路基板与所述驱动电路基板之间穿通连接布线的布线孔。

6.根据权利要求4所述的功率变换装置，其特征在于，

不包含所述区域的与所述驱动电路基板相向的所述间隔壁形成所述壳体的外壁。

7.根据权利要求1或2所述的功率变换装置，其特征在于，

具备第2冷却构件，所述第2冷却构件隔着所述半导体模块配置于与所述第1冷却构件相反那一侧。

8.根据权利要求3所述的功率变换装置，其特征在于，

所述壳体具备冷却所述平滑电容器的第3冷却构件。

9.根据权利要求1或2所述的功率变换装置，其特征在于，

所述壳体具有连接于所述第1冷却构件的入口流路及出口流路，

所述驱动电路基板配置于所述入口流路与所述出口流路之间。

10.根据权利要求1或2所述的功率变换装置，其特征在于，

具备电流传感器，所述电流传感器检测所述半导体模块所输出的电流，

所述电流传感器与所述驱动电路基板连接。

11.根据权利要求1或2所述的功率变换装置，其特征在于，

所述驱动电路基板具有电压变换用的变压器，

所述变压器在所述驱动电路基板上配置于与所述第1冷却构件相反侧那一面。

12.根据权利要求11所述的功率变换装置，其特征在于，

所述间隔壁上形成有将所述变压器收容于所述第1空间的凸部。