JP2007151331A - 電力変換装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】工作コストの低減を図りつつ、平滑用コンデンサ基板と直流入力配線との接続部の発熱を抑制できる、信頼性の高い電力変換装置を得る
【解決手段】スイッチングにより電力変換を行うスイッチング素子2と、スイッチング素子を駆動する駆動回路部4と、スイッチング素子に供給する直流電源6の電圧変動を抑制する平滑用コンデンサ8と、駆動回路部に制御信号を出力してスイッチング素子を制御する制御回路部5とを備えた電力変換装置において、平滑用コンデンサ8を実装した平滑用コンデンサ基板20の正極(P)及び負極(N)の各直流入力配線接続部に金属クリップ23を取り付け、金属クリップ23を介して、直流電源6へ接続される直流入力配線14に、平滑用コンデンサ基板20の各直流入力配線接続部を接続するよう構成した。
【選択図】図2
【解決手段】スイッチングにより電力変換を行うスイッチング素子2と、スイッチング素子を駆動する駆動回路部4と、スイッチング素子に供給する直流電源6の電圧変動を抑制する平滑用コンデンサ8と、駆動回路部に制御信号を出力してスイッチング素子を制御する制御回路部5とを備えた電力変換装置において、平滑用コンデンサ8を実装した平滑用コンデンサ基板20の正極(P)及び負極(N)の各直流入力配線接続部に金属クリップ23を取り付け、金属クリップ23を介して、直流電源6へ接続される直流入力配線14に、平滑用コンデンサ基板20の各直流入力配線接続部を接続するよう構成した。
【選択図】図2
Description
この発明は、スイッチングにより電力変換を行うスイッチング素子を備えた電力変換装置に関するものである。
直流電源を三相交流に変換して三相交流モータ等の交流負荷を駆動する従来の電力変換装置の一例として、例えば、特開2000−333476号公報(以下、特許文献1と称す。)に示されるものがある。この特許文献1に示される電力変換装置は、スイッチングにより電力変換を行うスイッチング素子と、このスイッチング素子を駆動する駆動回路部と、スイッチング素子に供給する電源の電圧変動を抑制する平滑用コンデンサと、駆動回路部に制御信号を出力してスイッチング素子を制御する制御回路部とを備えて構成されている。具体的な部品の構成例としては、例えば、主要部はケース内にスイッチングパワーモジュールとして収納されており、このスイッチングパワーモジュールは、銅などで構成されたベース上に、スイッチング素子及びフリーホイールダイオードを搭載するセラミック基板等の絶縁基板が配置され、これらを収納する樹脂部が同じくベース上に形成され、この樹脂部には、直流入力配線(P、N)と交流出力配線(U、V、W)と駆動制御回路基板接続配線とがインサート成形されている。セラミック基板の上方に、平滑用コンデンサを実装した平滑用コンデンサ基板が配置され、樹脂部にインサート成形された直流入力配線(P、N)の接続部に、ねじ止めにより電気的に接続されている。更にその上部には、駆動回路部及び制御回路部が両面に組み込まれた駆動制御回路基板が、樹脂部にインサート成形された駆動制御回路基板接続配線に半田付けによって固定されて構成されている。
上述の特許文献1に示された従来の電力変換装置では、平滑用コンデンサ基板と樹脂部にインサート成形された直流入力配線との接続部は、ねじによって直接平滑用コンデンサ基板を直流入力配線に締め付けて固定されている。通常、この接続部分には数十A程度の大電流が流れる場合があるので、この発熱により、長期間使用しているうちに平滑用コンデンサ基板の樹脂部が劣化して、ねじの締め付けトルクが低下してくる場合がある。
ねじの締め付けトルクが低下すると、締付部で異常発熱を起こし、それが更に樹脂部の劣化を促進させるという問題点があった。
ねじの締め付けトルクが低下すると、締付部で異常発熱を起こし、それが更に樹脂部の劣化を促進させるという問題点があった。
また、このような従来技術の課題を解決するために、本出願人は、平滑用コンデンサ基板の正極(P)直流入力配線接続部及び負極(N)直流入力配線接続部に金属ブッシュを取り付けるという技術を提案している(特願2004−145141、出願日:2004年5月14日)が、これにおいても、金属ブッシュの圧入作業や半田付け作業等の工作作業に時間を要するため、工作コストがかかるという問題点がある。
この発明は、上記のような従来の問題点を解決するためになされたものであり、工作コストの低減を図りつつ、平滑用コンデンサ基板と直流入力配線との接続部の発熱を抑制できる、信頼性の高い電力変換装置を得ることを目的としている。
この発明に係わる電力変換装置は、スイッチングにより電力変換を行うスイッチング素子と、前記スイッチング素子を駆動する駆動回路部と、前記スイッチング素子に供給する直流電源の電圧変動を抑制する平滑用コンデンサと、前記駆動回路部に制御信号を出力して前記スイッチング素子を制御する制御回路部とを備えた電力変換装置において、前記平滑用コンデンサを実装した平滑用コンデンサ基板の正極及び負極の各直流入力配線接続部に金属クリップを取り付け、該金属クリップを介して、前記直流電源へ接続される直流入力配線に、前記各直流入力配線接続部を接続し、前記平滑用コンデンサと前記スイッチング素子間の導通を可能としたものである。
この発明の電力変換装置によれば、平滑用コンデンサ基板の正極(P)及び負極(N)の各直流入力配線接続部を、金属クリップを介して直流入力配線に接続するようにしたので、長期間使用しても平滑用コンデンサ基板の樹脂部が劣化してねじの締め付けトルクが低下してしまうことがなく、従って、この接続部分で異常発熱を起こすのを防止することができると共に、圧入作業や半田付け作業等を必要としていた金属ブッシュ取り付け構造と比較して、工作性に優れ、工作コストの低減が可能となる。
実施の形態1.
この発明の実施の形態1の電力変換装置を、図1〜図4を参照して説明する。なお、図中同一符号は、同一または相当部分を示すものとする。
図1はこの発明の実施の形態1による電力変換装置の回路ブロック図である。
図1に示すように、実施の形態1の電力変換装置は、スイッチング動作により電力変換を行うスイッチング素子2を有するスイッチングパワーモジュール1を備えており、直流電源6からの直流電力を三相交流に変換して三相交流モータ等の三相交流負荷7に供給するものである。
これを電気自動車に利用した場合を例にとると、車両を始動または加速する際には、バッテリである直流電源6の放電出力を直流から三相交流に変換して三相交流モータである交流負荷7を駆動する。また、車両を回生制動する際には、交流負荷7からの回生電力を三相交流から直流に変換してバッテリである直流電源6に戻す。
この発明の実施の形態1の電力変換装置を、図1〜図4を参照して説明する。なお、図中同一符号は、同一または相当部分を示すものとする。
図1はこの発明の実施の形態1による電力変換装置の回路ブロック図である。
図1に示すように、実施の形態1の電力変換装置は、スイッチング動作により電力変換を行うスイッチング素子2を有するスイッチングパワーモジュール1を備えており、直流電源6からの直流電力を三相交流に変換して三相交流モータ等の三相交流負荷7に供給するものである。
これを電気自動車に利用した場合を例にとると、車両を始動または加速する際には、バッテリである直流電源6の放電出力を直流から三相交流に変換して三相交流モータである交流負荷7を駆動する。また、車両を回生制動する際には、交流負荷7からの回生電力を三相交流から直流に変換してバッテリである直流電源6に戻す。
スイッチングパワーモジュール1は、直流から三相交流へ電力変換を行うトランジスタやIGBT、MOSFET等のスイッチング素子2と、このスイッチング素子2に逆並列接続され、三相交流から直流へ電力変換を行うフリーホイールダイオード3との組が2組直列に接続されて1アームをなし、三相分として3アームでひとつのブリッジを構成している。そして、アームの一端が直流電源6の正極(P)に、他端が負極(N)に接続され、直列接続された二つのスイッチング素子2の接続点が、交流出力の端子となっている。
また、スイッチング素子2に供給する直流電源6の電圧変動を抑制し、電圧の跳ね上がり等を平滑する平滑用コンデンサ8が直流電源6に並列に接続されている。
更に、スイッチング素子2を駆動する駆動回路部4と、駆動回路部4に制御信号を出力してスイッチング素子2を制御する制御回路部5とを備えている。
なお、駆動回路部4及び制御回路部5は、三相交流モータ等の交流負荷7を駆動及び制御する一般的な回路であるため、詳細図示及び説明は省略する。
また、スイッチング素子2に供給する直流電源6の電圧変動を抑制し、電圧の跳ね上がり等を平滑する平滑用コンデンサ8が直流電源6に並列に接続されている。
更に、スイッチング素子2を駆動する駆動回路部4と、駆動回路部4に制御信号を出力してスイッチング素子2を制御する制御回路部5とを備えている。
なお、駆動回路部4及び制御回路部5は、三相交流モータ等の交流負荷7を駆動及び制御する一般的な回路であるため、詳細図示及び説明は省略する。
図2は、図1の電力変換装置の内部構成を示す断面図である。
図2において、ケース9内のスイッチングパワーモジュール1は、例えば銅で構成されたベース板12と、このベース板12上に設けられてスイッチング素子2及びフリーホイールダイオード3を搭載するセラミック等でできた絶縁基板13と、ベース板12上に設けられて絶縁基板13を収納する樹脂部21と、樹脂部21にインサート成型された直流入力配線14(P、N)、交流出力配線15(U、V、W)、及び駆動制御回路基板接続配線16と、駆動回路部4と制御回路部5が両面に組み込まれた駆動制御回路基板10と、絶縁基板13と駆動制御回路基板10との間に取り付けられ、平滑用コンデンサ8を実装した平滑用コンデンサ基板20と、絶縁基板13と平滑用コンデンサ基板20との間に充填されたシリコン系ゲルからなるゲル状充填材18とを備えている。
図2において、ケース9内のスイッチングパワーモジュール1は、例えば銅で構成されたベース板12と、このベース板12上に設けられてスイッチング素子2及びフリーホイールダイオード3を搭載するセラミック等でできた絶縁基板13と、ベース板12上に設けられて絶縁基板13を収納する樹脂部21と、樹脂部21にインサート成型された直流入力配線14(P、N)、交流出力配線15(U、V、W)、及び駆動制御回路基板接続配線16と、駆動回路部4と制御回路部5が両面に組み込まれた駆動制御回路基板10と、絶縁基板13と駆動制御回路基板10との間に取り付けられ、平滑用コンデンサ8を実装した平滑用コンデンサ基板20と、絶縁基板13と平滑用コンデンサ基板20との間に充填されたシリコン系ゲルからなるゲル状充填材18とを備えている。
このゲル状充填材18は、湿気や塵埃などによりスイッチング素子2が故障または誤動作しないように、スイッチング素子2、フリーホイールダイオード3及び接続導体17を保護する役目を持っている。
ケース9には、空冷、水冷、油冷等でスイッチング素子2を冷却する冷却部材19が取り付けられている。スイッチング素子2から発生するジュール熱は、絶縁基板13及びベース16を介して冷却部材19に放熱されて、スイッチング素子2は冷却される。
なお、スイッチング素子2及びフリーホイールダイオード3は、図では1組のみ見えているが、2組を1セットとして、図の紙面に垂直方向にU、V、Wと三相分並置されており、これに対応する平滑用コンデンサ8と平滑用コンデンサ基板20に接続される直流入力配線14(P、N)とが、同じく三相分、交流出力U、V、W各相に対応させて紙面に垂直方向に分割配置されている。また、直流入力配線14は、平滑用コンデンサ基板20との接続部では各相に分割配置されているが、樹脂部21の内部で組み替えて、スイッチングパワーモジュール1の端子として外部に現れる部分ではPとNの2端子としてよい。
スイッチング素子2及びフリーホイールダイオード3は、ベース板12上に設けられた導体パターン付きの絶縁基板13に、半田等の接着部材で固定されている。
直流入力配線14(P、N)、交流出力配線15(U、V、W)及び駆動制御回路基板接続配線16は、ワイヤボンディング等の接続導体17により、スイッチング素子2及びフリーホイールダイオード3と接続されている。また、駆動制御回路基板10と駆動制御回路基板接続配線16とは、半田等にて電気的に接続されている。
直流入力配線14(P、N)、交流出力配線15(U、V、W)及び駆動制御回路基板接続配線16は、ワイヤボンディング等の接続導体17により、スイッチング素子2及びフリーホイールダイオード3と接続されている。また、駆動制御回路基板10と駆動制御回路基板接続配線16とは、半田等にて電気的に接続されている。
平滑用コンデンサ8は、複数個のコンデンサが並列接続されて構成されている。これら複数個のコンデンサは平滑用コンデンサ基板20の絶縁基板13側の面に実装されている。尚、コンデンサとしてはセラミックコンデンサやフィルムコンデンサ、アルミ電解コンデンサ等を使用する。
また、平滑用コンデンサ8はジュール熱により自己発熱するので、この発熱を放熱させるために、平滑用コンデンサ基板20の、平滑用コンデンサ8の実装面とは反対側の面に、銅ベタパターンを設けている。実際に電流を流したときに、電流が集中する平滑用コンデンサ基板20の直流入力配線接続部には比較的大きな熱が発生するが、この熱も銅ベタパターンにより放熱させることができる。また、この銅ベタパターンは、直流電源のGND(N)に電気的に接続し、直流電源GND(N)の全面アースにすることで、電力変換時にスイッチング素子2から発生する放射ノイズを駆動回路部5及び制御回路部6に伝達させない、電磁シールド板の役目も兼ねている。
次に、この発明の実施の形態1の主要部である平滑用コンデンサ基板20の取り付け部について図3、図4を用いて説明する。
平滑用コンデンサ基板20の正極(P)直流入力配線接続部及び負極(N)直流入力配線接続部には、基板クリープによる軸力低下防止と、平滑用コンデンサ基板20−直流入力配線14間に流れる大電流対応のため、金属クリップ23が取り付けられている。
図3は金属クリップ23の形状の一例を示す図である。
図3の形状例では、金属クリップ23は、平滑用コンデンサ基板20の各正極(P)直流入力配線接続部及び各負極(N)直流入力配線接続部を挟み込むと同時に、金属クリップ23に設けられた円筒部分23aが、平滑用コンデンサ基板裸穴28に通される。
また、金属クリップ23に設けられた突起部23bは、平滑用コンデンサ基板20に形成されたスルーホール29に圧接され、金属クリップ23のがたつき防止と、平滑用コンデンサ基板20の正極(P)直流入力配線接続部及び負極(N)直流入力配線接続部と、金属クリップ23との電気的接続を図っている。
平滑用コンデンサ基板20の正極(P)直流入力配線接続部及び負極(N)直流入力配線接続部には、基板クリープによる軸力低下防止と、平滑用コンデンサ基板20−直流入力配線14間に流れる大電流対応のため、金属クリップ23が取り付けられている。
図3は金属クリップ23の形状の一例を示す図である。
図3の形状例では、金属クリップ23は、平滑用コンデンサ基板20の各正極(P)直流入力配線接続部及び各負極(N)直流入力配線接続部を挟み込むと同時に、金属クリップ23に設けられた円筒部分23aが、平滑用コンデンサ基板裸穴28に通される。
また、金属クリップ23に設けられた突起部23bは、平滑用コンデンサ基板20に形成されたスルーホール29に圧接され、金属クリップ23のがたつき防止と、平滑用コンデンサ基板20の正極(P)直流入力配線接続部及び負極(N)直流入力配線接続部と、金属クリップ23との電気的接続を図っている。
平滑用コンデンサ基板20と直流入力配線14(P、N)との固定は、金属クリップ23に設けられた円筒部分23aにねじ11を通し、このねじ11を直流入力配線14(P、N)のねじ部、および/または、樹脂部21にねじ締めすることにより固定される。
このようにして、平滑用コンデンサ8は、平滑用コンデンサ基板20の正極(P)直流入力配線接続部及び負極(N)直流入力配線接続部に取り付けられた金属クリップ23を介して、直流入力配線14(P、N)と電気的に接続される。
図4は、図3に示す金属クリップを平滑用コンデンサ基板20に取り付けた状態を示す図である。
このようにして、平滑用コンデンサ8は、平滑用コンデンサ基板20の正極(P)直流入力配線接続部及び負極(N)直流入力配線接続部に取り付けられた金属クリップ23を介して、直流入力配線14(P、N)と電気的に接続される。
図4は、図3に示す金属クリップを平滑用コンデンサ基板20に取り付けた状態を示す図である。
以上のように、この発明の実施の形態1の電力変換装置によれば、平滑用コンデンサを実装した平滑用コンデンサ基板の正極(P)側及び負極(N)側の各直流入力配線接続部に金属クリップを取り付けて、平滑用コンデンサ基板を直接ねじで締め付けるのではなく、金属クリップを介して直流入力配線に接続するようにしたので、長期間使用しても平滑用コンデンサ基板の樹脂部が劣化してねじの締め付けトルクが低下することがなく、従って、この部分で異常発熱を起こすのを防止することができると共に、従来の、圧入作業や半田付け作業等を必要としていた金属ブッシュ取り付け構造と比較して、工作性に優れ工作コストの低減が可能な、信頼性の高い電力変換装置を得ることができる。
また、平滑用コンデンサ基板に実装する平滑用コンデンサと、平滑用コンデンサ基板に接続される直流入力配線とを、交流出力の各相に対応させて分割配置したので、交流出力U、V、W各相でのスイッチング素子と平滑用コンデンサとの配線インダクタンスが大幅に低減され、スイッチング時に発生するサージを大幅に抑制することができる。
また、スイッチング時に流れる過渡電流の経路が最短になるため、スイッチングノイズも低減される。
また、スイッチング時に流れる過渡電流の経路が最短になるため、スイッチングノイズも低減される。
更にまた、平滑用コンデンサ基板に銅ベタパターンを形成し、この銅ベタパターンにより金属クリップの取り付け部に発生する熱を放熱させるようにしたので、使用時に平滑用コンデンサからの発熱や金属クリップ取り付け部での発熱を、簡単な構成で放熱させることができる。
また、この銅ベタパターンは直流電源のGND(N)側に接続されているので、電磁シールドとしての効果も期待できる。
また、この銅ベタパターンは直流電源のGND(N)側に接続されているので、電磁シールドとしての効果も期待できる。
実施の形態2.
この発明の実施の形態2について、図5、図6を用いて説明する。
図5はこの発明の実施の形態2における電力変換装置の内部構成を示す断面図、図6はリードタイプの平滑用コンデンサを実装する平滑用コンデンサ基板の一例を示すである。
なお、図中、図1〜図4との同一符号は、同一または相当部分を示し、詳細説明は省略する。
実施の形態2の電力変換装置は、平滑用コンデンサをスイッチング素子の上方に重ねて配置するのではなく、横方向に並べた場合の構成例であり、スイッチング素子部をモジュール化したものを示している。平滑用コンデンサの種類が、例えばフィルムコンデンサのような場合は、一般的にセラミックコンデンサよりサイズが大きいので、そのような場合の配置構成の一例である。
この発明の実施の形態2について、図5、図6を用いて説明する。
図5はこの発明の実施の形態2における電力変換装置の内部構成を示す断面図、図6はリードタイプの平滑用コンデンサを実装する平滑用コンデンサ基板の一例を示すである。
なお、図中、図1〜図4との同一符号は、同一または相当部分を示し、詳細説明は省略する。
実施の形態2の電力変換装置は、平滑用コンデンサをスイッチング素子の上方に重ねて配置するのではなく、横方向に並べた場合の構成例であり、スイッチング素子部をモジュール化したものを示している。平滑用コンデンサの種類が、例えばフィルムコンデンサのような場合は、一般的にセラミックコンデンサよりサイズが大きいので、そのような場合の配置構成の一例である。
図5において、トランスファパワーモジュール24は、ベース板12上に絶縁基板13を介してスイッチング素子2及びフリーホイールダイオード3を搭載し、これらの素子とトランスファパワーモジュール直流入力配線26(P、N)及びトランスファパワーモジュール交流出力配線27(U、V、W)及び駆動制御回路基板接続配線16とを接続導体17にて接続し、これら全体を樹脂部21にてインサート成型したものである。
このトランスファパワーモジュール24には、1相分の素子、配線が内蔵されており、本電力変換装置では、U、V、W相に各1個使用するため、3個のトランスファパワーモジュール24が搭載される。
このトランスファパワーモジュール24には、1相分の素子、配線が内蔵されており、本電力変換装置では、U、V、W相に各1個使用するため、3個のトランスファパワーモジュール24が搭載される。
シールド板25は、電力変換時にトランスファパワーモジュール24内の素子から発生する放射ノイズを駆動回路部4及び制御回路部5に伝達させないようにするとともに、ねじ11を使用してトランスファパワーモジュール24を均一に押さえる役目を持ち、これによりトランスファパワーモジュール24で発生する熱を冷却部材19に確実に伝達させ、放熱させるようにしている。
平滑用コンデンサ8は、複数個のリードタイプのコンデンサが並列接続されて構成されている。なお、図では、例えばフィルムコンデンサのように、実施の形態1に比べてサイズが大きいコンデンサを例示しているが、平滑用コンデンサの種類としては、セラミックコンデンサやアルミ電解コンデンサ等でもよい。
図6は平滑用コンデンサ基板20の平面図であり、図5に示す平滑用コンデンサ基板20の上面を上方から見た図を、90度時計方向へ回転させて拡大表示したものである。
図中に一点鎖線で示す矩形部は平滑用コンデンサ8の実装位置であり、リード取り付け部20aにコンデンサのリード部が取り付けられる。また、網掛けで示す部分は基板配線パターン20bである。
基板の片面に正極(P)、反対面に(図示を省略しているが)負極(N)の基板配線パターンを形成しており、電流容量の確保と配線インダクタンスの低減のため、面積の広い銅のベタパターンで形成している。
図中に一点鎖線で示す矩形部は平滑用コンデンサ8の実装位置であり、リード取り付け部20aにコンデンサのリード部が取り付けられる。また、網掛けで示す部分は基板配線パターン20bである。
基板の片面に正極(P)、反対面に(図示を省略しているが)負極(N)の基板配線パターンを形成しており、電流容量の確保と配線インダクタンスの低減のため、面積の広い銅のベタパターンで形成している。
また、先に説明したように、トランスファパワーモジュール24は三相分並置されているので、平滑用コンデンサ8もそれに対応させて図のように三相に分割配置し、また、直流入力配線接続部(P,N)も三相に分割配置している。
従って、図5には現れていないが、平滑用コンデンサ基板20の直流入力配線接続部(P,N)に接続される直流入力配線14も、交流出力U、V、W各相に対応させて分割配置している。但し、インサート成型している樹脂部21の内部で組み替えて、スイッチングパワーモジュール1の端子として外部に現れる部分ではPとNの2端子としてよい。
従って、図5には現れていないが、平滑用コンデンサ基板20の直流入力配線接続部(P,N)に接続される直流入力配線14も、交流出力U、V、W各相に対応させて分割配置している。但し、インサート成型している樹脂部21の内部で組み替えて、スイッチングパワーモジュール1の端子として外部に現れる部分ではPとNの2端子としてよい。
この実施の形態2の特徴とするところは、実施の形態1と同様に、平滑用コンデンサ基板20の正極(P)及び負極(N)の各直流入力配線接続部に、基板クリープによる軸力低下防止と、平滑用コンデンサ基板20−トランスファパワーモジュールの直流入力配線26間に流れる大電流対応のため、金属クリップ23を設けている点である。
この金属クリップ23の形状及び平滑用コンデンサ基板20への取り付け方法は、上述の実施の形態1の図3、図4と同様である。
すなわち、金属クリップ23に設けられた円筒部分23aが平滑用コンデンサ基板裸穴28に通される。また、金属クリップ23に設けられた突起部23bが平滑用コンデンサ基板スルーホール29に圧接され、金属クリップ23のがたつき防止と、平滑用コンデンサ基板20の正極(P)直流入力配線接続部及び負極(N)直流入力配線接続部と、金属クリップ23との電気的接続を図っている。
すなわち、金属クリップ23に設けられた円筒部分23aが平滑用コンデンサ基板裸穴28に通される。また、金属クリップ23に設けられた突起部23bが平滑用コンデンサ基板スルーホール29に圧接され、金属クリップ23のがたつき防止と、平滑用コンデンサ基板20の正極(P)直流入力配線接続部及び負極(N)直流入力配線接続部と、金属クリップ23との電気的接続を図っている。
平滑用コンデンサ基板20と、トランスファパワーモジュールの直流入力配線26(P、N)及び直流入力配線14(P、N)との固定は、金属クリップ23に設けられた円筒部分23aにねじ11を通し、このねじ11によって、トランスファパワーモジュール24の直流入力配線26と共に、樹脂部21にインサート成型された直流入力配線14(P、N)へねじ締めする。あるいは、ねじ11を、トランスファパワーモジュール24の直流入力配線26と直流入力配線14(P、N)のねじ部を通して、樹脂部21にねじ締めすることにより固定する。
これによって、平滑用コンデンサ8は、平滑用コンデンサ基板20の正極(P)直流入力配線接続部及び負極(N)直流入力配線接続部に取り付けられた金属クリップ23により、トランスファパワーモジュールの直流入力配線26(P、N)及び直流入力配線14(P、N)と電気的に接続される。
これによって、平滑用コンデンサ8は、平滑用コンデンサ基板20の正極(P)直流入力配線接続部及び負極(N)直流入力配線接続部に取り付けられた金属クリップ23により、トランスファパワーモジュールの直流入力配線26(P、N)及び直流入力配線14(P、N)と電気的に接続される。
以上のように、平滑用コンデンサをスイッチング素子の横方向に並べて配置した実施の形態2の電力変換装置においても、実施の形態1と同様に、平滑用コンデンサ基板を直接ねじで締め付けるのではなく、金属クリップを介して直流入力配線に接続するようにしたので、長期間使用しても平滑用コンデンサ基板の樹脂部が劣化してねじの締め付けトルクが低下することがなく、従って、この部分で異常発熱を起こすのを防止することができると共に、従来、必要としていた金属ブッシュの圧入作業や半田付け作業等を不要とし、工作性に優れ工作コストの低減が可能な、信頼性の高い電力変換装置を得ることができる。
また、平滑用コンデンサ基板20に実装する平滑用コンデンサ8と、平滑用コンデンサ基板20に接続される直流入力配線14(P、N)とを交流出力U、V、W各相に分割配置することにより、交流出力U、V、W各相でのスイッチング素子2と平滑用コンデンサ8の配線インダクタンスが大幅に低減され、スイッチング時に発生するサージを大幅に抑制することができる。
また、スイッチング時に流れる過渡電流の経路が最短になるため、スイッチングノイズも低減することができる。
また、スイッチング時に流れる過渡電流の経路が最短になるため、スイッチングノイズも低減することができる。
この発明は、電気自動車等の移動体に搭載するインバータなどの電力変換装置や、その他の電力変換装置に幅広く適用できる。
1:スイッチングパワーモジュール 2:スイッチング素子
3:フリーホイールダイオード 4:駆動回路部 5:制御回路部
6:直流電源 7:交流負荷 8:平滑用コンデンサ 9:ケース
10:駆動制御回路基板 11:ねじ 12:ベース板
13:絶縁基板 14:直流入力配線 15:交流出力配線
16:駆動制御回路基板接続配線 17:接続導体 18:ゲル状充填材
19:冷却部材 20:平滑用コンデンサ基板 21:樹脂部
23:金属クリップ 24:トランスファパワーモジュール
25:シールド板 26:トランスファパワーモジュール直流入力配線
27:トランスファパワーモジュール交流出力配線
28:平滑用コンデンサ基板裸穴 29:平滑用コンデンサ基板スルーホール
3:フリーホイールダイオード 4:駆動回路部 5:制御回路部
6:直流電源 7:交流負荷 8:平滑用コンデンサ 9:ケース
10:駆動制御回路基板 11:ねじ 12:ベース板
13:絶縁基板 14:直流入力配線 15:交流出力配線
16:駆動制御回路基板接続配線 17:接続導体 18:ゲル状充填材
19:冷却部材 20:平滑用コンデンサ基板 21:樹脂部
23:金属クリップ 24:トランスファパワーモジュール
25:シールド板 26:トランスファパワーモジュール直流入力配線
27:トランスファパワーモジュール交流出力配線
28:平滑用コンデンサ基板裸穴 29:平滑用コンデンサ基板スルーホール
Claims (5)
- スイッチングにより電力変換を行うスイッチング素子と、前記スイッチング素子を駆動する駆動回路部と、前記スイッチング素子に供給する直流電源の電圧変動を抑制する平滑用コンデンサと、前記駆動回路部に制御信号を出力して前記スイッチング素子を制御する制御回路部とを備えた電力変換装置において、前記平滑用コンデンサを実装した平滑用コンデンサ基板の正極及び負極の各直流入力配線接続部に金属クリップを取り付け、該金属クリップを介して、前記直流電源へ接続される直流入力配線に、前記各直流入力配線接続部を接続し、前記平滑用コンデンサと前記スイッチング素子間の導通を可能としたことを特徴とする電力変換装置。
- 前記金属クリップは、前記平滑用コンデンサ基板の直流入力配線接続部に形成された貫通穴に挿入される円筒部と、前記直流入力配線接続部を挟持する突起部を有し、前記円筒部を前記貫通穴に挿入後、該円筒部にねじを通し、該ねじが、前記直流入力配線、および/又は、前記直流入力配線をインサート成型した樹脂部に螺合して、前記平滑用コンデンサ基板と前記直流入力配線とを固定するようにしたことを特徴とする請求項1に記載の電力変換装置。
- 前記平滑用コンデンサ基板の各直流入力配線接続部にスルーホールが形成され、前記スルーホールに前記金属クリップの突起部が圧接されるよう構成したことを特徴とする請求項2に記載の電力変換装置。
- 前記平滑用コンデンサと、前記直流入力配線接続部に接続する直流入力配線とを、交流出力の相数に合わせて複数個用意し、前記交流出力の各相に対応させて分割配置したことを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の電力変換装置。
- 前記平滑用コンデンサ基板に銅ベタパターンを形成し、前記銅ベタパターンにより前記金属クリップの取り付け部に発生する熱を放熱させることを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の電力変換装置。
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Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009229133A (ja) * | 2008-03-19 | 2009-10-08 | Sanyo Electric Co Ltd | 集積回路、半導体装置、電気機器 |
JP2010536118A (ja) * | 2007-07-23 | 2010-11-25 | ヒュッティンガー エレクトローニク ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング ウント コンパニー コマンディートゲゼルシャフト | プラズマ給電装置の作動方法およびプラズマ給電装置 |
JP2011067045A (ja) * | 2009-09-18 | 2011-03-31 | Mitsubishi Electric Corp | インバータ装置 |
WO2015041127A1 (ja) * | 2013-09-20 | 2015-03-26 | 株式会社村田製作所 | コンデンサモジュール、および、電力変換装置 |
US9735226B1 (en) | 2016-01-28 | 2017-08-15 | Mitsubishi Electric Corporation | Power module |
-
2005
- 2005-11-29 JP JP2005343767A patent/JP2007151331A/ja active Pending
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010536118A (ja) * | 2007-07-23 | 2010-11-25 | ヒュッティンガー エレクトローニク ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング ウント コンパニー コマンディートゲゼルシャフト | プラズマ給電装置の作動方法およびプラズマ給電装置 |
US8482205B2 (en) | 2007-07-23 | 2013-07-09 | Huettinger Elektronik Gmbh + Co. Kg | Driving switches of a plasma load power supply |
US8643279B2 (en) | 2007-07-23 | 2014-02-04 | Huettinger Elektronik Gmbh + Co. Kg | Determining high frequency operating parameters in a plasma system |
US8866400B2 (en) | 2007-07-23 | 2014-10-21 | Trumpf Huettinger Gmbh + Co. Kg | Plasma supply device |
JP2009229133A (ja) * | 2008-03-19 | 2009-10-08 | Sanyo Electric Co Ltd | 集積回路、半導体装置、電気機器 |
JP2011067045A (ja) * | 2009-09-18 | 2011-03-31 | Mitsubishi Electric Corp | インバータ装置 |
WO2015041127A1 (ja) * | 2013-09-20 | 2015-03-26 | 株式会社村田製作所 | コンデンサモジュール、および、電力変換装置 |
JPWO2015041127A1 (ja) * | 2013-09-20 | 2017-03-02 | 株式会社村田製作所 | コンデンサモジュール、および、電力変換装置 |
US9679700B2 (en) | 2013-09-20 | 2017-06-13 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Capacitor module and power conversion device |
US9735226B1 (en) | 2016-01-28 | 2017-08-15 | Mitsubishi Electric Corporation | Power module |
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