JP2008029093A - Power conversion equipment - Google Patents

Power conversion equipment Download PDF

Info

Publication number
JP2008029093A
JP2008029093A JP2006197560A JP2006197560A JP2008029093A JP 2008029093 A JP2008029093 A JP 2008029093A JP 2006197560 A JP2006197560 A JP 2006197560A JP 2006197560 A JP2006197560 A JP 2006197560A JP 2008029093 A JP2008029093 A JP 2008029093A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
power
conversion device
switching device
power conversion
unit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2006197560A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Fusanori Nishikimi
総徳 錦見
Kinya Nakatsu
欣也 中津
Toshiya Sato
俊也 佐藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP2006197560A priority Critical patent/JP2008029093A/en
Publication of JP2008029093A publication Critical patent/JP2008029093A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide power conversion equipment which can achieve downsizing and price down by simplifying the constitution of a power module part in the power conversion equipment. <P>SOLUTION: In the power conversion equipment which has a power module part which is equipped with a plurality of bridge circuits having switching elements, a power smoothing capacitor part which smoothes the voltage of DC power applied to the power module part, a drive circuit part which drives the power module part, a control circuit part which controls the power module part via the drive circuit part, and a cooler where the power module part is mounted, the plurality of bridge circuits include a plurality of power switching device groups which have each one or more power switching devices constituted of a pair of bridge circuits consisting of one or more switching elements. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、電動機に供給される電力を制御する電力変換装置、及び、それを備えた自動車に関する。   The present invention relates to a power conversion device that controls electric power supplied to an electric motor, and an automobile including the same.

電気自動車やハイブリット自動車等のように、電動機を駆動源とする電動車両においては、バッテリから電動機に供給される直流電力を交流電力に変換する電力変換装置の小型軽量化が検討されている。これは、電力変換装置の低価格化、電力変換装置の小型軽量化による電動車両の燃費向上、電動車両における電力変換装置実装スペースの縮小化のためである。電力変換装置は複数のパワー半導体素子からなるパワーモジュール部と、電源平滑用コンデンサと、パワーモジュール部を駆動する駆動回路部と、この駆動回路部を介してこのパワーモジュール部を制御する制御回路部と、冷却部で構成されている。   In an electric vehicle using an electric motor as a drive source, such as an electric vehicle or a hybrid vehicle, a reduction in size and weight of a power conversion device that converts DC power supplied from a battery to the electric motor into AC power is being studied. This is for reducing the price of the power conversion device, improving the fuel consumption of the electric vehicle by reducing the size and weight of the power conversion device, and reducing the space for mounting the power conversion device in the electric vehicle. The power conversion device includes a power module unit composed of a plurality of power semiconductor elements, a power supply smoothing capacitor, a drive circuit unit that drives the power module unit, and a control circuit unit that controls the power module unit via the drive circuit unit. And a cooling unit.

パワーモジュール部のパワードライブユニットの構造においてはIGBT等のパワー半導体素子が絶縁基板上に半田等を用いて接合されており、さらにベース金属板に半田接合されたパワーモジュールが熱伝導性グリースを介して冷却部に取付けられている。絶縁基板は窒化アルミニウム(AlN)やアルミナ(Al23)等のセラミック基板に電極用金属薄板が接合されたものである。 In the structure of the power drive unit of the power module section, a power semiconductor element such as IGBT is joined to the insulating substrate by using solder or the like, and the power module solder-joined to the base metal plate is interposed through the heat conductive grease. Installed in the cooling section. The insulating substrate is obtained by bonding a thin metal plate for an electrode to a ceramic substrate such as aluminum nitride (AlN) or alumina (Al 2 O 3 ).

電力変換装置内の電子部品,パワードライブユニットは自己動作において発熱する。電力変換装置においては素子の安定動作を確保するため半導体素子の動作時の温度が所定の限界動作温度を超えないようにそれらを冷却する手段が必要となる。   The electronic components and power drive unit in the power converter generate heat during self-operation. In the power converter, in order to ensure stable operation of the elements, means for cooling the semiconductor elements is required so that the temperature during operation of the semiconductor elements does not exceed a predetermined limit operating temperature.

従来、特開平11−89248号公報(特許文献1)に記載されている技術のように、パワードライブユニット等に放熱板を配置するようにした技術が広く知られている。   2. Description of the Related Art Conventionally, a technique in which a heat radiating plate is disposed in a power drive unit or the like, as in the technique described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-89248 (Patent Document 1), is widely known.

特開平11−89248号公報JP 11-89248 A

パワーモジュール部の構成として、パワードライブユニットを使用する従来のものでは、複数のパワー半導体素子と複数の絶縁基板及びゲル等、使用素材並びに部品点数が多くなる。このため、パワードライブユニットを構成する使用素材並びに部品点数を少なくし、パワーモジュール部の構成を簡素化することが電力変換装置の小型化・軽量化・低価格化及び信頼性の向上を達成する上で好ましい。   In the conventional structure using a power drive unit as the configuration of the power module unit, the number of materials used and the number of components such as a plurality of power semiconductor elements, a plurality of insulating substrates, and a gel increase. For this reason, reducing the materials used and the number of parts that make up the power drive unit and simplifying the configuration of the power module unit will help reduce the size, weight, price, and reliability of the power converter. Is preferable.

本発明では、1つ以上のスイッチング素子からなるブリッジ回路6組から構成されるインバータ回路を有するパワーモジュール部と、パワーモジュール部に印加される直流電源電圧を平滑化する電源平滑用コンデンサ部と、パワーモジュール部を駆動する駆動回路部と、駆動回路部を介してパワーモジュール部を制御する制御回路部と、パワーモジュール部が搭載される冷却部と、を有し、所定の直流電力を所望の交流電力に変換する電力変換装置において、ブリッジ回路6組が、1つ以上のスイッチング素子と1つ以上のダイオードからなるブリッジ回路1組から構成されるパワースイッチングデバイスを1つ以上有するパワースイッチングデバイス群6組からなることを特徴とする電力変換装置を代表的な構成とすることで、簡素な素材でパワーデバイス部を構成することができる電力変換装置を提供する。   In the present invention, a power module unit having an inverter circuit composed of six sets of bridge circuits composed of one or more switching elements, a power supply smoothing capacitor unit that smoothes a DC power supply voltage applied to the power module unit, A drive circuit unit that drives the power module unit; a control circuit unit that controls the power module unit via the drive circuit unit; and a cooling unit on which the power module unit is mounted, and a predetermined DC power is supplied to the desired unit In a power conversion device for converting to AC power, a power switching device group in which six bridge circuits have one or more power switching devices composed of one bridge circuit composed of one or more switching elements and one or more diodes. A simple material with a typical configuration of a power converter characterized by six sets Providing a power conversion device which can constitute the power device portion.

また、さらには、冷却部が、パワースイッチングデバイス群毎に分割された6組の冷却ユニット部からなり、その上にパワースイッチングデバイス群が搭載されていることを特徴とする電力変換装置をもう1つの代表的な構成とすることで、簡素な素材でパワーデバイス部を構成することができる電力変換装置を提供する。   Furthermore, the cooling unit is composed of six sets of cooling unit units divided for each power switching device group, and the power switching device group is mounted on the cooling unit unit. A power conversion device capable of configuring a power device unit with a simple material by providing two representative configurations is provided.

本発明によれば、電力変換装置の小型軽量化を図ることが可能になる。   According to the present invention, the power conversion device can be reduced in size and weight.

以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1は本発明の第1実施例から第19実施例に係るインバータ装置を備えたハイブリッド車両を全体的に示す概略図であり、図2は本発明の第1実施例から第19実施例に係るブリッジ回路図である。   FIG. 1 is a schematic view generally showing a hybrid vehicle provided with inverter devices according to first to nineteenth embodiments of the present invention, and FIG. 2 shows the first to nineteenth embodiments of the present invention. It is such a bridge circuit diagram.

電力変換装置は、例えば電動機に供給する電力を制御するものであり、例えば交流電力を直流電力に変換する整流装置,直流電力を交流電力に変換するインバータ装置,整流装置とインバータ装置の組合せであって、入力された直流電力を所望の直流電力に変換するDC−DCコンバータ装置がある。以下の説明においては、直流蓄電装置から出力された直流電力を交流電力に変換して電動機に供給するインバータ装置を本発明の実施例として説明するが、本発明の構成は整流装置やDC−DCコンバータ装置にも適用することができる。   The power conversion device controls power supplied to an electric motor, for example, and includes, for example, a rectifier that converts AC power into DC power, an inverter device that converts DC power into AC power, and a combination of the rectifier and the inverter device. There is a DC-DC converter device that converts input DC power into desired DC power. In the following description, an inverter device that converts DC power output from a DC power storage device into AC power and supplies the motor to an electric motor will be described as an embodiment of the present invention. The configuration of the present invention includes a rectifier and DC-DC. The present invention can also be applied to a converter device.

図1において、エンジン10の出力は駆動軸15を介して変速機30に入力される。エンジン10はガソリンを燃料とする噴射型式火花点火式エンジンである。変速機30は自動変速機からなりエンジン10が搭載されるハイブリッド車両(図示せず)の駆動輪15に接続されてエンジン出力を変速し、駆動輪15に伝達してハイブリッド車両を走行させる。   In FIG. 1, the output of the engine 10 is input to the transmission 30 via the drive shaft 15. The engine 10 is an injection-type spark ignition engine that uses gasoline as fuel. The transmission 30 is an automatic transmission and is connected to drive wheels 15 of a hybrid vehicle (not shown) on which the engine 10 is mounted to change the engine output and transmit it to the drive wheels 15 to drive the hybrid vehicle.

駆動軸15には、エンジン10と変速機30の間において、モータ20が連結される。モータ20はエンジン10が回転するとき常に回転し、始動時には通電されてエンジン
10をクランキングして始動させると共に、加速時などにも通電されてエンジン10の回転をアシスト(増速)する。モータ20は通電されていない時はエンジン10の回転に伴って空転すると共に、エンジン10への燃料供給が停止される。減速時には駆動軸15の回転によって生じた運動エネルギを電気エネルギに変換して出力する回生機能を有する。モータ20は発電機として機能する。
A motor 20 is connected to the drive shaft 15 between the engine 10 and the transmission 30. The motor 20 always rotates when the engine 10 rotates, and is energized at the time of starting to crank and start the engine 10, and also energized at the time of acceleration or the like to assist (increase) the rotation of the engine 10. When the motor 20 is not energized, the motor 20 idles as the engine 10 rotates, and fuel supply to the engine 10 is stopped. It has a regenerative function that converts kinetic energy generated by the rotation of the drive shaft 15 into electric energy and outputs it during deceleration. The motor 20 functions as a generator.

モータ20はインバータ装置50を介してバッテリ60に接続される。モータ20は
DCブラシレスモータ、より具体的には交流同期電動機からなる。インバータ装置50は後述する如くパワーモジュール部を備え、バッテリ60から供給される直流を交流に変換してバッテリ60に供給する。
The motor 20 is connected to the battery 60 via the inverter device 50. The motor 20 is a DC brushless motor, more specifically, an AC synchronous motor. As will be described later, the inverter device 50 includes a power module unit, converts the direct current supplied from the battery 60 into alternating current, and supplies the alternating current to the battery 60.

インバータ装置50とモータ20の間には、電流センサ70が配置される。電流センサ70はインバータ装置50からモータ20へ供給(出力)される電流に応じた信号を出力する。   A current sensor 70 is disposed between the inverter device 50 and the motor 20. The current sensor 70 outputs a signal corresponding to the current supplied (output) from the inverter device 50 to the motor 20.

次に、図3から図17を参照しながら、本発明の実施例について、インバータ装置で詳細に説明する。   Next, an embodiment of the present invention will be described in detail with an inverter device with reference to FIGS.

本発明の第1実施例を図2,図3,図4に基づいて説明する。   A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

図2は、本発明の第1実施例であるインバータ装置を全体的に示す分解斜視図である。図3は、図2に示すパワーモジュール部及び冷却部の拡大斜視図である。図4は、図3に示すパワースイッチングデバイスの拡大斜視図である。   FIG. 2 is an exploded perspective view generally showing the inverter device according to the first embodiment of the present invention. FIG. 3 is an enlarged perspective view of the power module section and the cooling section shown in FIG. FIG. 4 is an enlarged perspective view of the power switching device shown in FIG.

図2では、図示の簡略化のため、制御回路基板180等に搭載される多くの電子部品及び制御回路基板180に形成されるスルーホール、冷却部120に形成される凹部、位置決めピン用挿通孔及びネジ穴は、省略されている。   In FIG. 2, for simplification of illustration, many electronic components mounted on the control circuit board 180 and the like, through-holes formed in the control circuit board 180, recesses formed in the cooling unit 120, and insertion holes for positioning pins The screw holes are omitted.

インバータ装置は、パワーモジュール部130(ブリッジ回路6組から構成される3相インバータ)、この上にパワーモジュール部130を駆動する駆動回路基板(電子回路基板)150と、駆動回路部を介してパワーモジュール部130を制御する制御回路基板
(電子回路基板)180と、電流を検知するための電流センサ160と、各バスバー170,パワーモジュール部130を収容するケース140,平滑コンデンサ195,上蓋190,パワーモジュール部130の下部に設けられた冷却部(ヒートシンク)120を備える。制御回路基板180の上面には、外部ECUと接続されるコネクタ185が搭載される。
The inverter device includes a power module unit 130 (a three-phase inverter composed of six bridge circuits), a drive circuit board (electronic circuit board) 150 for driving the power module unit 130 thereon, and power via the drive circuit unit. A control circuit board (electronic circuit board) 180 for controlling the module unit 130, a current sensor 160 for detecting current, each bus bar 170, a case 140 for housing the power module unit 130, a smoothing capacitor 195, an upper lid 190, power A cooling unit (heat sink) 120 is provided below the module unit 130. A connector 185 connected to an external ECU is mounted on the upper surface of the control circuit board 180.

パワーモジュール部130の構成は、冷却部120上に、1つ以上のスイッチング素子と1つ以上のダイオードからなるブリッジ回路1組から構成されるパワースイッチングデバイス110(具体的には24個)をネジ(図示せず)にて固定する。パワースイッチングデバイス110は、並列に整列され、群111a,b,c,d、112a,b,c,dをU相、群113a,b,c,d、114a,b,c,dをV相、群115a,b,c,d、116a,b,c,dをW相とし、群111a,b,c,d、群113a,b,c,d、群115a,b,c,dを正極、群112a,b,c,d、群114a,b,c,d、群116a,b,c,dを負極としている。   The power module unit 130 is configured by screwing a power switching device 110 (specifically, 24 units) including one bridge circuit composed of one or more switching elements and one or more diodes on the cooling unit 120. Secure with (not shown). The power switching devices 110 are arranged in parallel, and the groups 111a, b, c, d, 112a, b, c, and d are U phases, and the groups 113a, b, c, d, 114a, b, c, and d are V phases. , Groups 115a, b, c, d, 116a, b, c, d are W phases, and groups 111a, b, c, d, groups 113a, b, c, d, and groups 115a, b, c, d are positive. , Groups 112a, b, c, d, groups 114a, b, c, d, and groups 116a, b, c, d are negative electrodes.

1相分のパワー回路は、1つ以上有するパワースイッチングデバイス110(例えば、8個)で構成する。パワースイッチングデバイス110上方には、駆動回路基板150の第一スルーホールがあり、パワースイッチングデバイス110からの制御端子118が挿通する。   The power circuit for one phase is composed of one or more power switching devices 110 (for example, eight). Above the power switching device 110, there is a first through hole of the drive circuit board 150, through which the control terminal 118 from the power switching device 110 is inserted.

パワースイッチングデバイス110の内部は、例えば、1つ以上のスイッチング素子
IGBTと1つ以上のフリーホールダイオード素子が制御端子とボンドワイヤで接合され、絶縁基板上に実装されている。これらの周囲は、樹脂によりモールドしている。
In the power switching device 110, for example, one or more switching elements IGBT and one or more free hole diode elements are bonded to a control terminal by a bond wire and mounted on an insulating substrate. These surroundings are molded with resin.

駆動回路基板150,制御回路基板180は、制御部を構成する演算処理用素子やパワー半導体制御用素子を含む電子部品が複数実装されている。パワーモジュール部130との間の電気的配線は、パワースイッチングデバイス110から延びる制御端子118が、駆動回路基板150,制御回路基板180のスルーホールを挿通し、半田接続で行われる。   The drive circuit board 150 and the control circuit board 180 are mounted with a plurality of electronic components including arithmetic processing elements and power semiconductor control elements that constitute the control unit. The electrical wiring between the power module unit 130 is performed by solder connection in which the control terminal 118 extending from the power switching device 110 passes through the through holes of the drive circuit board 150 and the control circuit board 180.

配線基板としては、その上面から金属層が複数に渡って積層されたガラスエポキシプリント配線基板が用いられている。例えば、厚さ35μmから70μm程度の銅箔であり、容易にパターン加工のできるものである。金属層は、回路パターン用として用いられている。演算処理用素子は、面実装部品であるため、金属層に実装されている。   As the wiring board, a glass epoxy printed wiring board in which a plurality of metal layers are laminated from the upper surface is used. For example, it is a copper foil having a thickness of about 35 μm to 70 μm and can be easily patterned. The metal layer is used for circuit patterns. Since the arithmetic processing element is a surface mounting component, it is mounted on the metal layer.

パワーモジュール部130を収容するケース140は、パワースイッチングデバイス
110を囲うように形成され、駆動回路基板150,各バスバー170,電流センサ160は、ユニット化されている。ケース140の内部には、制御回路基板180を固定するボルト穴が設けられ(具体的には4ヶ所)、電流センサ160とバスバー170とがユニット化した構成品を、ケース140のフレームに引っ掛けるように実装する。パワースイッチングデバイス130,駆動回路基板150,各バスバー170,電流センサ160がユニット化されることにより、組付け性が向上する。
The case 140 that accommodates the power module unit 130 is formed so as to surround the power switching device 110, and the drive circuit board 150, each bus bar 170, and the current sensor 160 are unitized. Bolt holes for fixing the control circuit board 180 are provided inside the case 140 (specifically, four places), and a component in which the current sensor 160 and the bus bar 170 are unitized is hooked on the frame of the case 140. To implement. Since the power switching device 130, the drive circuit board 150, each bus bar 170, and the current sensor 160 are unitized, the assembling property is improved.

電流センサ160は、ギャップを有する略C字状の磁性コアと、そのギャップに介挿されるホール素子等の磁電変換素子とから構成される。また、前記磁電変換素子は、制御回路基板にリードピン(図示しない)を介して接続される。このように構成された電流センサ160により、各相のバスバーに流れる出力電流が測定される。   The current sensor 160 includes a substantially C-shaped magnetic core having a gap, and a magnetoelectric conversion element such as a Hall element inserted in the gap. The magnetoelectric transducer is connected to the control circuit board via a lead pin (not shown). With the current sensor 160 configured in this manner, the output current flowing through the bus bar of each phase is measured.

冷却部120は、放熱可能な素材,熱伝導性の比較的高い金属材から製作される。冷却部120の便宜位置には、ネジが挿通されるべきネジ穴が複数個形成される。これらのネジ穴は、車両用取付けに用いられる。また、冷却部120とパワースイッチングデバイス110を囲むケース140とを固定するためのネジ穴も適宜複数個形成される。これらネジ穴の内部には、それぞれ雌ネジが螺刻される。   The cooling unit 120 is made of a heat dissipating material or a metal material having a relatively high thermal conductivity. A plurality of screw holes into which screws are inserted are formed at convenient positions of the cooling unit 120. These screw holes are used for vehicle mounting. Also, a plurality of screw holes for fixing the cooling unit 120 and the case 140 surrounding the power switching device 110 are appropriately formed. Inside these screw holes, female screws are respectively screwed.

上蓋190は、ケース上面開口部を塞ぐように配置される。ケース裏面にはパワーモジュール部130に印加される直流電源電圧を平滑化する電源平滑用コンデンサ195が配置されている。   The upper lid 190 is disposed so as to close the case upper surface opening. A power supply smoothing capacitor 195 for smoothing the DC power supply voltage applied to the power module unit 130 is disposed on the back surface of the case.

本発明の第2実施例を図5,図6,図7,図8に基づいて説明する。   A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 5, FIG. 6, FIG. 7, and FIG.

図5は本発明の第2実施例であるインバータ装置を全体的に示す分解斜視図であり、図6は図5に示すパワースイッチングデバイスユニット拡大斜視図であり、図7は図5に示す下部ケース拡大斜視図であり、図8は図5に示す下部ケース及びパワースイッチングデバイスユニット収容拡大斜視図である。   5 is an exploded perspective view generally showing an inverter device according to a second embodiment of the present invention, FIG. 6 is an enlarged perspective view of a power switching device unit shown in FIG. 5, and FIG. 7 is a lower portion shown in FIG. 8 is an enlarged perspective view of the case, and FIG. 8 is an enlarged perspective view of the lower case and the power switching device unit accommodation shown in FIG.

図5は図示の簡略化のため制御回路基板180などに搭載される多くの電子部品及び制御回路基板180に形成されるスルーホール、分割冷却部220に形成される凹部、位置決めピン用挿通孔及びネジ穴も省略した。   FIG. 5 shows a large number of electronic components mounted on the control circuit board 180 and the like, through holes formed in the control circuit board 180, recesses formed in the divided cooling part 220, positioning pin insertion holes, The screw holes are also omitted.

第2実施例のインバータ装置においては第1実施例のパワーモジュール部130,冷却部120の改良例である。冷却部120をパワースイッチングデバイス110群毎に分割(具体的に6個)し下部ケース210へ収容する。分割冷却部220とパワースイッチングデバイス110群は1つのパワースイッチングデバイスユニット240を形成する。下部ケース210はパワースイッチングデバイスユニット240が収容できるように分割
(具体的に6つ)する。パワースイッチングデバイスユニット240上部にはパワースイッチングデバイスユニット240が動かないように格子上の固定バンド230を設置する。
The inverter device of the second embodiment is an improved example of the power module unit 130 and the cooling unit 120 of the first embodiment. The cooling unit 120 is divided (specifically six) for each group of power switching devices 110 and accommodated in the lower case 210. The divided cooling unit 220 and the power switching device 110 group form one power switching device unit 240. The lower case 210 is divided (specifically six) so that the power switching device unit 240 can be accommodated. A fixed band 230 on the grid is installed on the power switching device unit 240 so that the power switching device unit 240 does not move.

パワースイッチングデバイスユニット240を形成することにより、容易に組立てが可能になる。このため、パワースイッチングデバイスユニット240に故障が発生した場合等のメンテナンス性を向上できる。また、パワースイッチングデバイスパワーモジュール部250の歩留まりを向上させることができる。   By forming the power switching device unit 240, it can be easily assembled. For this reason, maintainability, such as when a failure occurs in the power switching device unit 240, can be improved. In addition, the yield of the power switching device power module unit 250 can be improved.

なお、分割冷却部220及び下部ケース210の分割形状は、格子形状に限定するものではなく、円形,三角形等の他の形状でも良い。   In addition, the division | segmentation shape of the division | segmentation cooling part 220 and the lower case 210 is not limited to a grid | lattice shape, Other shapes, such as circular and a triangle, may be sufficient.

本発明の第3実施例を図9に基づいて説明する。   A third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

図9は、本発明の第3実施例であるインバータ装置を全体的に示す分解斜視図である。   FIG. 9 is an exploded perspective view generally showing an inverter device according to a third embodiment of the present invention.

図9では、図示の簡略化のため制御回路基板180等に搭載される多くの電子部品及び制御回路基板180に形成されるスルーホール、冷却部120に形成される凹部、位置決めピン用挿通孔及びネジ穴を省略している。   In FIG. 9, for simplification of illustration, many electronic components mounted on the control circuit board 180 and the like, through holes formed in the control circuit board 180, recesses formed in the cooling unit 120, insertion holes for positioning pins, The screw holes are omitted.

第3実施例のインバータ装置では、第1実施例のパワーモジュール部130構造において、電気的絶縁を確保するためパワースイッチングデバイス110下部に、電気的絶縁性を有する絶縁シート200を加えて形成している。   In the inverter device of the third embodiment, in the power module portion 130 structure of the first embodiment, an insulating sheet 200 having electrical insulation is added to the lower portion of the power switching device 110 to ensure electrical insulation. Yes.

本発明の第4実施例を図2に基づいて説明する。   A fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

図2は、本発明の第1実施例であるインバータ装置を全体的に示す分解斜視図である。   FIG. 2 is an exploded perspective view generally showing the inverter device according to the first embodiment of the present invention.

第4実施例のインバータ装置では、第1実施例のパワーモジュール部130構造において、電気的絶縁を確保するためパワースイッチングデバイス110を搭載する冷却部120を、電気的絶縁性を有する部材(例えば、窒化アルミニウムやアルミナ)にて形成している。   In the inverter device of the fourth embodiment, in the power module unit 130 structure of the first embodiment, the cooling unit 120 on which the power switching device 110 is mounted in order to ensure electrical insulation is replaced with a member having electrical insulation (for example, (Aluminum nitride or alumina).

パワースイッチングデバイス110を搭載する冷却部120において、電気的絶縁性を有する部材を用いることにより、新たに電気的絶縁性を有する部材を配置する必要がない。この結果、部品点数が削減され、軽量化,低価格化、及び、組立て工数の削減が可能になる。   By using a member having electrical insulation in the cooling unit 120 on which the power switching device 110 is mounted, it is not necessary to newly arrange a member having electrical insulation. As a result, the number of parts is reduced, and it is possible to reduce the weight, the price, and the assembly man-hours.

本発明の第5実施例を図10に基づいて説明する。   A fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

図10は、本発明の第5実施例であるインバータ装置を全体的に示す分解斜視図である。   FIG. 10 is an exploded perspective view generally showing an inverter device according to a fifth embodiment of the present invention.

図10では、図示の簡略化のため制御回路基板180などに搭載される多くの電子部品及び制御回路基板180に形成されるスルーホール、分割冷却部220に形成される凹部、位置決めピン用挿通孔及びネジ穴を省略している。   In FIG. 10, for simplification of illustration, many electronic components mounted on the control circuit board 180 and the like, through holes formed in the control circuit board 180, recesses formed in the divided cooling part 220, positioning pin insertion holes The screw holes are omitted.

第5実施例の電力変換装置では、第2実施例のパワーモジュール部130構造として、電気的絶縁を確保するためパワースイッチングデバイス109下部に電気的絶縁性を有する絶縁シート200を加えて形成している。   In the power converter of the fifth embodiment, the structure of the power module unit 130 of the second embodiment is formed by adding an insulating sheet 200 having electrical insulation to the lower part of the power switching device 109 in order to ensure electrical insulation. Yes.

本発明の第6実施例を図7に基づいて説明する。   A sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

図7は本発明の第2実施例であるインバータ装置を全体的に示す分解斜視図である。   FIG. 7 is an exploded perspective view generally showing an inverter device according to a second embodiment of the present invention.

第6実施例のインバータでは、第2実施例のパワースイッチングデバイスパワーモジュール部250に搭載する分割冷却部220として、電気的絶縁性を有する部材(例えば、窒化アルミニウムやアルミナ)を用いて形成している。   In the inverter of the sixth embodiment, the split cooling unit 220 mounted on the power switching device power module unit 250 of the second embodiment is formed using an electrically insulating member (for example, aluminum nitride or alumina). Yes.

パワースイッチングデバイス110を搭載する分割冷却部220として、電気的絶縁性を有する部材を用いることにより、新たに電気的絶縁性を有する部材を配置する必要がない。この結果、部品点数が削減され、軽量化,低価格化、及び、組立て工数の削減が可能になる。   By using a member having electrical insulation as the divided cooling unit 220 on which the power switching device 110 is mounted, it is not necessary to newly arrange a member having electrical insulation. As a result, the number of parts is reduced, and it is possible to reduce the weight, the price, and the assembly man-hours.

本発明の第7実施例を図5に基づいて説明する。   A seventh embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

図5は本発明の第2実施例であるインバータ装置を全体的に示す分解斜視図である。   FIG. 5 is an exploded perspective view generally showing an inverter device according to a second embodiment of the present invention.

第7実施例のインバータ装置においては、第2実施例,第5実施例,第6実施例のパワースイッチングデバイスパワーモジュール部250構造に、電気的絶縁性を確保するため、下部ケース210を電気的絶縁性部材(具体的に樹脂材)にて製作している。   In the inverter device of the seventh embodiment, the lower case 210 is electrically connected to the power switching device power module 250 structure of the second embodiment, the fifth embodiment, and the sixth embodiment in order to ensure electrical insulation. It is made of an insulating member (specifically, a resin material).

パワースイッチングデバイス110を搭載する分割冷却部220として、電気的絶縁性を有する部材を用いることにより、新たに電気的絶縁性を有する部材を配置する必要がない。このため、部品点数が削減され、軽量化,低価格化、及び、組立て工数削減が可能になる。   By using a member having electrical insulation as the divided cooling unit 220 on which the power switching device 110 is mounted, it is not necessary to newly arrange a member having electrical insulation. For this reason, the number of parts is reduced, making it possible to reduce the weight, reduce the price, and reduce the number of assembly steps.

また、分割冷却部を熱伝導性のよい部材(例えば、銅,アルミ)にて形成できるため、パワースイッチングデバイスパワーモジュール部250からの発熱を効率よく外部へ放熱可能になる。この結果、電子部品の温度が低減され、インバータ装置の信頼性が向上する。   Further, since the divided cooling unit can be formed of a member having good thermal conductivity (for example, copper or aluminum), heat generated from the power switching device power module unit 250 can be efficiently radiated to the outside. As a result, the temperature of the electronic component is reduced, and the reliability of the inverter device is improved.

本発明の第8実施例を図2に基づいて説明する。   An eighth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

図2は本発明の第1実施例であるインバータ装置を全体的に示す分解斜視図である。   FIG. 2 is an exploded perspective view generally showing the inverter device according to the first embodiment of the present invention.

第8実施例のインバータ装置においては第1実施例,第3実施例,第4実施例の冷却部120改良案である。パワースイッチングデバイス110を搭載する冷却部ベース部121に、冷却能力が他の部位よりも高いフィン部を加えて形成した。   The inverter device of the eighth embodiment is an improvement plan of the cooling unit 120 of the first embodiment, the third embodiment, and the fourth embodiment. The cooling part base part 121 on which the power switching device 110 is mounted is formed by adding a fin part having a higher cooling capacity than other parts.

冷却部ベース部121に、冷却能力が他の部位よりも高いフィン部を形成することにより冷却能力を高めることができ、パワーモジュール部130からの発熱も効率よく外部へ放熱可能になる。この結果、電子部品の温度が低減され、インバータ装置の信頼性が向上する。   The cooling capacity can be enhanced by forming a fin portion having a higher cooling capacity than other parts in the cooling section base section 121, and heat generated from the power module section 130 can also be efficiently radiated to the outside. As a result, the temperature of the electronic component is reduced, and the reliability of the inverter device is improved.

本発明の第9実施例を図2,図11に基づいて説明する。   A ninth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

図2は本発明の第1実施例であるインバータ装置を全体的に示す分解斜視図であり、図11は本発明の第9実施例であるインバータ装置の冷却部断面拡大斜視図である。   FIG. 2 is an exploded perspective view generally showing the inverter device according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 11 is an enlarged perspective view of the cooling section of the inverter device according to the ninth embodiment of the present invention.

第9実施例の電力変換装置においては第8実施例の冷却部構造のパワースイッチングデバイス110を搭載する冷却部ベース部121に、冷却能力が他の部位よりも高い冷却部フィン部122を板状の部材を複数並列し配置して形成した。   In the power conversion apparatus of the ninth embodiment, the cooling section base section 121 on which the power switching device 110 having the cooling section structure of the eighth embodiment is mounted is provided with a cooling section fin section 122 having a cooling capacity higher than that of other portions in a plate shape. A plurality of members were arranged in parallel.

冷却部120の冷却能力を高めることにより、パワーモジュール部130からの発熱を効率よく外部へ放熱可能になる。この結果、電子部品の温度が低減され、インバータ装置の信頼性が向上する。   By increasing the cooling capacity of the cooling unit 120, the heat generated from the power module unit 130 can be efficiently radiated to the outside. As a result, the temperature of the electronic component is reduced, and the reliability of the inverter device is improved.

本発明の第10実施例を図2,図12に基づいて説明する。   A tenth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

図2は本発明の第1実施例であるインバータ装置を全体的に示す分解斜視図であり、図12は本発明の第10実施例であるインバータ装置の冷却部断面拡大斜視図である。   FIG. 2 is an exploded perspective view generally showing the inverter device according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 12 is an enlarged perspective view of the cooling section of the inverter device according to the tenth embodiment of the present invention.

第10実施例のインバータ装置においては第8実施例の冷却部構造のパワースイッチングデバイス110を搭載する冷却部ベース部121に、冷却能力が他の部位よりも高いフィン部を棒状の部材を複数並列し配置して形成した。   In the inverter device of the tenth embodiment, a plurality of rod-like members are arranged in parallel with fin portions having a cooling capacity higher than that of other parts on the cooling portion base portion 121 on which the power switching device 110 having the cooling portion structure of the eighth embodiment is mounted. And arranged to form.

冷却部120の冷却能力を高めることにより、パワーモジュール部130からの発熱が効率よく外部へ放熱可能になる。この結果、電子部品の温度が低減され、インバータ装置の信頼性が向上する。   By increasing the cooling capacity of the cooling unit 120, heat generated from the power module unit 130 can be efficiently radiated to the outside. As a result, the temperature of the electronic component is reduced, and the reliability of the inverter device is improved.

本発明の第11実施例を図2,図13に基づいて説明する。   An eleventh embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

図2は本発明の第1実施例であるインバータ装置を全体的に示す分解斜視図であり、図13は本発明の第11実施例であるインバータ装置の冷却部(第8実施例の板状の部材を複数並列して配置形状)及びパワーデバイス群拡大斜視図である。   FIG. 2 is an exploded perspective view generally showing the inverter device according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 13 is a cooling section (plate shape of the eighth embodiment) of the inverter device according to the eleventh embodiment of the present invention. And a power device group enlarged perspective view.

第11実施例のインバータ装置においては第8実施例,第9実施例,第10実施例の冷却部構造のパワースイッチングデバイス110を搭載する冷却部ベース部121形状を複数の傾斜を持つ波型の表面を形成した。   In the inverter device of the eleventh embodiment, the shape of the cooling unit base 121 on which the power switching device 110 having the cooling unit structure of the eighth, ninth, and tenth embodiments is mounted is a wave type having a plurality of inclinations. A surface was formed.

冷却部ベース部121形状に傾斜を付けることにより、平面上の実装面積を縮小できる。この結果、インバータ全体形状に平面と高さ方向の自由度が増すことにより、車両搭載が容易になる。   The mounting area on the plane can be reduced by inclining the shape of the cooling unit base 121. As a result, the inverter can be easily mounted on the vehicle by increasing the degree of freedom in the plane and the height direction in the overall shape of the inverter.

本発明の第12実施例を図2,図14に基づいて説明する。   A twelfth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

図2は本発明の第1実施例であるインバータ装置を全体的に示す分解斜視図であり、図14は本発明の第12実施例であるインバータ装置の冷却部(第8実施例の板状の部材を複数並列して配置形状)及びパワーデバイス群拡大斜視図である。   FIG. 2 is an exploded perspective view generally showing the inverter device according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 14 is a cooling section (plate shape of the eighth embodiment) of the inverter device according to the twelfth embodiment of the present invention. And a power device group enlarged perspective view.

第12実施例のインバータ装置においては第11実施例の冷却部構造のパワースイッチングデバイス110が、同じ傾斜を持つ表面群にのみ搭載されていることとした。   In the inverter device of the twelfth embodiment, the power switching device 110 having the cooling section structure of the eleventh embodiment is mounted only on the surface group having the same inclination.

冷却部ベース部121形状に傾斜を付けることにより、平面上の実装面積を縮小できる。この結果、インバータ全体形状に平面と高さ方向の自由度が増すことにより、車両搭載が容易になる。   The mounting area on the plane can be reduced by inclining the shape of the cooling unit base 121. As a result, the inverter can be easily mounted on the vehicle by increasing the degree of freedom in the plane and the height direction in the overall shape of the inverter.

本発明の第13実施例を図5に基づいて説明する。   A thirteenth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

図5は本発明の第2実施例であるインバータ装置を全体的に示す分解斜視図であり、第13実施例のインバータ装置においては第2実施例,第5実施例,第6実施例,第7実施例の分割冷却部220改良案である。パワースイッチングデバイス110を搭載する分割冷却部ベース部221に、冷却能力が他の部位よりも高いフィン部を加えて形成した。   FIG. 5 is an exploded perspective view generally showing an inverter device according to a second embodiment of the present invention. In the inverter device according to the thirteenth embodiment, the second embodiment, the fifth embodiment, the sixth embodiment, This is an improvement plan of the divided cooling unit 220 of the seventh embodiment. The split cooling part base part 221 on which the power switching device 110 is mounted is formed by adding a fin part having a higher cooling capacity than other parts.

分割冷却部ベース部221に、冷却能力が他の部位よりも高いフィン部を形成することにより、冷却能力を高めることができる。このため、パワースイッチングデバイスパワーモジュール部250からの発熱が効率よく外部へ放熱可能になる。この結果、電子部品の温度が低減され、インバータ装置の信頼性が向上する。   The cooling capacity can be increased by forming fin portions in the divided cooling section base section 221 that have a higher cooling capacity than other parts. For this reason, the heat generated from the power switching device power module unit 250 can be efficiently radiated to the outside. As a result, the temperature of the electronic component is reduced, and the reliability of the inverter device is improved.

本発明の第14実施例を図5,図6に基づいて説明する。   A fourteenth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

図5は本発明の第2実施例であるインバータ装置を全体的に示す分解斜視図であり、図6は図5に示すパワースイッチングデバイスユニット拡大斜視図である。   FIG. 5 is an exploded perspective view generally showing an inverter device according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 6 is an enlarged perspective view of the power switching device unit shown in FIG.

第14実施例の電力変換装置においては第13実施例の冷却部構造のパワースイッチングデバイス110を搭載する分割冷却部ベース部221に、冷却能力が他の部位よりも高い分割冷却部フィン部222を板状の部材を複数並列し配置して形成した。   In the power conversion apparatus of the fourteenth embodiment, the divided cooling section fin section 222 having a cooling capacity higher than that of other parts is provided on the divided cooling section base section 221 on which the power switching device 110 having the cooling section structure of the thirteenth embodiment is mounted. A plurality of plate-like members were arranged in parallel.

分割冷却部220の冷却能力を高めることにより、パワースイッチングデバイスパワーモジュール部250からの発熱が効率よく外部へ放熱可能になる。この結果、電子部品の温度が低減されインバータ装置の信頼性が向上する。   By increasing the cooling capacity of the divided cooling unit 220, heat generated from the power switching device power module unit 250 can be efficiently radiated to the outside. As a result, the temperature of the electronic component is reduced and the reliability of the inverter device is improved.

本発明の第15実施例を図5,図15に基づいて説明する。   A fifteenth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

図5は本発明の第2実施例であるインバータ装置を全体的に示す分解斜視図であり、図15は本発明の第15実施例であるインバータ装置の冷却部拡大斜視図である。   FIG. 5 is an exploded perspective view generally showing an inverter device according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 15 is an enlarged perspective view of a cooling portion of the inverter device according to the fifteenth embodiment of the present invention.

第15実施例のインバータ装置においては第13実施例の冷却部構造のパワースイッチングデバイス110を搭載する分割冷却部ベース部221に、冷却能力が他の部位より高いフィン部を棒状の部材を複数並列し配置して形成した。   In the inverter device of the fifteenth embodiment, a plurality of rod-like members are arranged in parallel on the divided cooling portion base portion 221 on which the power switching device 110 having the cooling portion structure of the thirteenth embodiment is mounted. And arranged to form.

分割冷却部220の冷却能力を高めることにより、パワースイッチングデバイスパワーモジュール部250からの発熱が効率よく外部へ放熱可能になる。この結果、電子部品の温度が低減され、インバータ装置の信頼性が向上する。   By increasing the cooling capacity of the divided cooling unit 220, heat generated from the power switching device power module unit 250 can be efficiently radiated to the outside. As a result, the temperature of the electronic component is reduced, and the reliability of the inverter device is improved.

本発明の第16実施例を図5,図16に基づいて説明する。   A sixteenth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

図5は本発明の第2実施例であるインバータ装置を全体的に示す分解斜視図であり、図16は本発明の第14実施例であるインバータ装置の冷却部(第14実施例の板状の部材を複数並列して配置形状)及びパワーデバイス群拡大斜視図である。   FIG. 5 is an exploded perspective view generally showing an inverter device according to the second embodiment of the present invention, and FIG. 16 is a cooling section (plate-like shape of the fourteenth embodiment) of the inverter device according to the fourteenth embodiment of the present invention. And a power device group enlarged perspective view.

第16実施例のインバータ装置においては第13実施例,第14実施例,第15実施例の冷却部構造のパワースイッチングデバイス110を搭載する分割冷却部ベース部221形状を複数の傾斜を持つ波型の表面を形成した。   In the inverter device of the sixteenth embodiment, the shape of the divided cooling section base portion 221 on which the power switching device 110 having the cooling section structure of the thirteenth embodiment, the fourteenth embodiment, and the fifteenth embodiment is mounted has a plurality of slopes. The surface was formed.

分割冷却部ベース部221形状に傾斜を付けることにより、平面上の実装面積を縮小できる。この結果、インバータ全体形状に平面と高さ方向の自由度が増すことにより、車両搭載が容易になる。   The mounting area on the plane can be reduced by inclining the shape of the divided cooling part base part 221. As a result, the inverter can be easily mounted on the vehicle by increasing the degree of freedom in the plane and the height direction in the overall shape of the inverter.

本発明の第17実施例を図5,図6に基づいて説明する。   A seventeenth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

図5は本発明の第2実施例であるインバータ装置を全体的に示す分解斜視図であり、図6は図5に示すパワースイッチングデバイスユニット拡大斜視図である。   FIG. 5 is an exploded perspective view generally showing an inverter device according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 6 is an enlarged perspective view of the power switching device unit shown in FIG.

第17実施例のインバータ装置においては第11実施例の分割冷却部ベース部221構造のパワースイッチングデバイス110が、同じ傾斜を持つ表面群にのみ搭載されていることとした。   In the inverter device of the seventeenth embodiment, the power switching device 110 having the structure of the divided cooling section base portion 221 of the eleventh embodiment is mounted only on the surface group having the same inclination.

分割冷却部ベース部221形状に傾斜を付けることにより、平面上の実装面積を縮小できる。この結果、インバータ全体形状に平面と高さ方向の自由度が増すことにより、車両搭載が容易になる。   The mounting area on the plane can be reduced by inclining the shape of the divided cooling part base part 221. As a result, the inverter can be easily mounted on the vehicle by increasing the degree of freedom in the plane and the height direction in the overall shape of the inverter.

本発明の第18実施例を図2,図5,図9,図10に基づいて説明する。   An eighteenth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 2, 5, 9, and 10.

図2は本発明の第1実施例であるインバータ装置を全体的に示す分解斜視図であり、図5は本発明の第2実施例であるインバータ装置を全体的に示す分解斜視図であり、図9は本発明の第3実施例であるインバータ装置を全体的に示す分解斜視図であり、図10は本発明の第5実施例であるインバータ装置を全体的に示す分解斜視図である。   2 is an exploded perspective view generally showing the inverter device according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 5 is an exploded perspective view generally showing the inverter device according to the second embodiment of the present invention. FIG. 9 is an exploded perspective view generally showing an inverter device according to a third embodiment of the present invention, and FIG. 10 is an exploded perspective view generally showing an inverter device according to a fifth embodiment of the present invention.

第18実施例のインバータ装置においては第1実施例から第17実施例のパワースイッチングデバイス110が、1つ以上のスイッチング素子と1つ以上のダイオードを金属と絶縁基板と金属からなる絶縁金属基板上に搭載し、金属配線でブリッジ回路を構成し、外部との電気的接続部以外を絶縁性部材で被覆したモジュールを形成している。   In the inverter device according to the eighteenth embodiment, the power switching device 110 according to the first to seventeenth embodiments includes one or more switching elements and one or more diodes on an insulating metal substrate made of a metal, an insulating substrate, and a metal. And a bridge circuit is formed by metal wiring, and a module is formed in which the portion other than the electrical connection portion with the outside is covered with an insulating member.

本発明の第19実施例を図2,図5,図9,図10に基づいて説明する。   A nineteenth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 2, 5, 9, and 10. FIG.

図2は本発明の第1実施例であるインバータ装置を全体的に示す分解斜視図であり、図5は本発明の第2実施例であるインバータ装置を全体的に示す分解斜視図であり、図9は本発明の第3実施例であるインバータ装置を全体的に示す分解斜視図であり、図10は本発明の第5実施例であるインバータ装置を全体的に示す分解斜視図である。   2 is an exploded perspective view generally showing the inverter device according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 5 is an exploded perspective view generally showing the inverter device according to the second embodiment of the present invention. FIG. 9 is an exploded perspective view generally showing an inverter device according to a third embodiment of the present invention, and FIG. 10 is an exploded perspective view generally showing an inverter device according to a fifth embodiment of the present invention.

第18実施例のインバータ装置においては第1実施例から第17実施例のパワースイッチングデバイス110が、1つ以上のスイッチング素子と1つ以上のダイオードを金属と絶縁基板と金属からなる絶縁金属基板上に搭載し、金属配線でブリッジ回路を構成し、外部との電気的接続部、及び前記スイッチング素子と前記ダイオードを搭載した前記基板の搭載面の裏面以外を絶縁性部材で被覆したモジュールを形成している。   In the inverter device according to the eighteenth embodiment, the power switching device 110 according to the first to seventeenth embodiments includes one or more switching elements and one or more diodes on an insulating metal substrate made of a metal, an insulating substrate, and a metal. A module is formed by forming a bridge circuit with metal wiring, covering the outside of the mounting surface of the substrate on which the switching element and the diode are mounted with an insulating member, and forming an electrical connection portion with the outside. ing.

本発明の第20実施例を図2,図5,図9,図10に基づいて説明する。   A twentieth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 2, 5, 9, and 10. FIG.

図2は本発明の第1実施例であるインバータ装置を全体的に示す分解斜視図であり、図5は本発明の第2実施例であるインバータ装置を全体的に示す分解斜視図であり、図9は本発明の第3実施例であるインバータ装置を全体的に示す分解斜視図であり、図10は本発明の第5実施例であるインバータ装置を全体的に示す分解斜視図である。   2 is an exploded perspective view generally showing the inverter device according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 5 is an exploded perspective view generally showing the inverter device according to the second embodiment of the present invention. FIG. 9 is an exploded perspective view generally showing an inverter device according to a third embodiment of the present invention, and FIG. 10 is an exploded perspective view generally showing an inverter device according to a fifth embodiment of the present invention.

第20実施例のインバータ装置においては第18実施例,第19実施例の基板を金属と絶縁基板と金属の積層体から形成している。   In the inverter device of the twentieth embodiment, the substrates of the eighteenth and nineteenth embodiments are formed of a metal, an insulating substrate and a metal laminate.

以上、上記第1実施例から第20実施例について、図面を参照しながら詳細に説明したが、本発明は特にこれらに限定されるものではなく、本発明の技術思想を逸脱しない範囲で、適宜変更可能である。   As described above, the first to twentieth embodiments have been described in detail with reference to the drawings. However, the present invention is not particularly limited thereto, and may be appropriately selected without departing from the technical idea of the present invention. It can be changed.

例えば、上記実施例では、パワーモジュール部130及びパワースイッチングデバイスパワーモジュール部250を4個のパワー半導体素子が並列接続にされている場合について説明したが、それに限定されるものではない。   For example, in the above embodiment, the power module unit 130 and the power switching device power module unit 250 have been described in the case where four power semiconductor elements are connected in parallel, but the present invention is not limited to this.

また、上記実施例では、パワー半導体素子としてIGBTを用いているが、特にこれに限られるものではなく、MOSFETのような他のパワー半導体素子をIGBTの代わりに用いることもできる。パワー半導体素子としてMOSFETを用いた場合、MOSFETには、その構造上、ダイオードが内蔵されているため、IGBTに並列に接続していた外付けのダイオードを省略することができる。   Moreover, in the said Example, although IGBT is used as a power semiconductor element, it is not restricted to this in particular, Another power semiconductor element like MOSFET can also be used instead of IGBT. When a MOSFET is used as the power semiconductor element, the MOSFET has a built-in diode because of its structure, so that an external diode connected in parallel to the IGBT can be omitted.

以上、上記実施例によれば、パワーモジュール部を構成する使用素材並びに部品点数を少なくし、パワーモジュール部の構成を簡素化することが可能となる。その結果、電力変換装置の小型化・軽量化・低価格化及び信頼性の向上を達成することができる。   As mentioned above, according to the said Example, it becomes possible to reduce the use raw material and component number which comprise a power module part, and to simplify the structure of a power module part. As a result, the power conversion device can be reduced in size, weight, price, and reliability.

本発明の第1実施例から第19実施例に係るインバータ装置を備えたハイブリッド車両を全体的に示す概略図である。It is the schematic which shows the hybrid vehicle provided with the inverter apparatus which concerns on 1st Example to 19th Example of this invention generally. 本発明の第1実施例であるインバータ装置を全体的に示す分解斜視図である。1 is an exploded perspective view generally showing an inverter device according to a first embodiment of the present invention. 図2に示すパワーモジュール部及び冷却部の拡大斜視図である。It is an expansion perspective view of the power module part and cooling part which are shown in FIG. 図2に示すパワースイッチングデバイスの拡大斜視図である。FIG. 3 is an enlarged perspective view of the power switching device shown in FIG. 2. 本発明の第2実施例であるインバータ装置を全体的に示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows generally the inverter apparatus which is 2nd Example of this invention. 図5に示すパワースイッチングデバイスユニット拡大斜視図である。FIG. 6 is an enlarged perspective view of a power switching device unit shown in FIG. 5. 図5に示す下部ケース拡大斜視図である。It is a lower case expansion perspective view shown in FIG. 図5に示す下部ケース及びパワースイッチングデバイスユニット収容拡大斜視図である。It is a lower case and power switching device unit accommodation expansion perspective view shown in FIG. 本発明の第3実施例であるインバータ装置を全体的に示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows generally the inverter apparatus which is 3rd Example of this invention. 本発明の第5実施例であるインバータ装置を全体的に示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows generally the inverter apparatus which is 5th Example of this invention. 本発明の第9実施例であるインバータ装置の冷却部拡大斜視図である。It is a cooling part expansion perspective view of the inverter apparatus which is 9th Example of this invention. 本発明の第10実施例であるインバータ装置の冷却部拡大斜視図である。It is a cooling part expansion perspective view of the inverter apparatus which is 10th Example of this invention. 本発明の第11実施例であるインバータ装置の冷却部及パワーデバイス群拡大斜視図である。It is a cooling part and power device group enlarged perspective view of the inverter apparatus which is the 11th Example of this invention. 本発明の第12実施例であるインバータ装置の冷却部及パワーデバイス群拡大斜視図である。It is a cooling part and power device group enlarged perspective view of the inverter apparatus which is the 12th Example of this invention. 本発明の第15実施例であるインバータ装置の冷却部拡大斜視図である。It is a cooling part expansion perspective view of the inverter apparatus which is 15th Example of this invention. 本発明の第16実施例であるインバータ装置の冷却部及パワーデバイス群拡大斜視図である。It is a cooling part and power device group enlarged perspective view of the inverter apparatus which is the 16th Example of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

110…パワースイッチングデバイス、111a〜d…パワースイッチングデバイス群(U相,正極)、112a〜d…パワースイッチングデバイス群(U相,負極)、113a〜d…パワースイッチングデバイス群(V相,正極)、114a〜d…パワースイッチングデバイス群(V相,負極)、115a〜d…パワースイッチングデバイス群(W相,正極)、116a〜d…パワースイッチングデバイス群(W相,負極)、118…制御端子、120…冷却部、121…冷却部ベース部、122…冷却部フィン部、130…パワーモジュール部、140…ケース、150…駆動回路基板、160…電流センサ、170…バスバー、180…制御回路基板、185…コネクタ、190…上蓋、195…平滑コンデンサ、210…下部ケース、220…分割冷却部、221…分割冷却部ベース部、
222…分割冷却部フィン部、230…固定バンド、240…パワースイッチングデバイスユニット、250…パワースイッチングデバイスパワーモジュール部。

DESCRIPTION OF SYMBOLS 110 ... Power switching device, 111a-d ... Power switching device group (U phase, positive electrode), 112a-d ... Power switching device group (U phase, negative electrode), 113a-d ... Power switching device group (V phase, positive electrode) , 114a to d ... power switching device group (V phase, negative electrode), 115a to d ... power switching device group (W phase, positive electrode), 116a to d ... power switching device group (W phase, negative electrode), 118 ... control terminal DESCRIPTION OF SYMBOLS 120 ... Cooling part 121 ... Cooling part base part 122 ... Cooling part fin part 130 ... Power module part 140 ... Case 150 ... Drive circuit board 160 ... Current sensor 170 ... Busbar 180 ... Control circuit board 185 ... Connector, 190 ... Upper lid, 195 ... Smoothing capacitor, 210 ... Lower case 220 ... division cooling unit, 221 ... division cooling unit base,
222: Divided cooling unit fin section, 230: Fixed band, 240: Power switching device unit, 250: Power switching device power module section.

Claims (20)

1つ以上のスイッチング素子を有する複数のブリッジ回路を備えたパワーモジュール部と、
前記パワーモジュール部に印加される直流電源電圧を平滑化する電源平滑用コンデンサ部と、
前記パワーモジュール部を駆動する駆動回路部と、
前記駆動回路部を介して前記パワーモジュール部を制御する制御回路部と、
前記パワーモジュール部が搭載される冷却部と、を有する電力変換装置であって、
前記複数のブリッジ回路は、1つ以上のスイッチング素子からなるブリッジ回路1組から構成されるパワースイッチングデバイスを1つ以上有する複数のパワースイッチングデバイス群を含むことを特徴とする電力変換装置。
A power module unit comprising a plurality of bridge circuits having one or more switching elements;
A power supply smoothing capacitor unit that smoothes a DC power supply voltage applied to the power module unit;
A drive circuit unit for driving the power module unit;
A control circuit unit for controlling the power module unit via the drive circuit unit;
A power converter having a cooling unit on which the power module unit is mounted,
The plurality of bridge circuits include a plurality of power switching device groups each including one or more power switching devices configured by one set of bridge circuits including one or more switching elements.
請求項1記載の電力変換装置において、
前記冷却部は、前記パワースイッチングデバイス群毎に分割された複数の冷却ユニット部を有し、その上に前記パワースイッチングデバイス群が搭載されていることを特徴とする電力変換装置。
The power conversion device according to claim 1,
The cooling unit has a plurality of cooling unit units divided for each power switching device group, and the power switching device group is mounted on the cooling unit unit.
請求項1記載の電力変換装置において、
前記パワースイッチングデバイス群は、電気的絶縁性を有する部材を介して、前記冷却部に搭載されていることを特徴とする電力変換装置。
The power conversion device according to claim 1,
The power switching device group, wherein the power switching device group is mounted on the cooling unit via a member having electrical insulation.
請求項1記載の電力変換装置において、
前記冷却部は、少なくとも前記パワースイッチングデバイス群が搭載される部分表面において、電気的絶縁性を有することを特徴とする電力変換装置。
The power conversion device according to claim 1,
The cooling unit has an electrical insulation property at least on a partial surface on which the power switching device group is mounted.
請求項2記載の電力変換装置において、
前記パワースイッチングデバイス群は、電気的絶縁性を有する部材を介して、前記冷却ユニット部に搭載されていることを特徴とする電力変換装置。
The power conversion device according to claim 2,
The power conversion device, wherein the power switching device group is mounted on the cooling unit through a member having electrical insulation.
請求項2記載の電力変換装置において、
前記冷却ユニット部は、少なくとも前記パワースイッチングデバイス群が搭載される部分表面において、電気的絶縁性を有することを特徴とする電力変換装置。
The power conversion device according to claim 2,
The power conversion device according to claim 1, wherein the cooling unit section has electrical insulation properties at least on a partial surface on which the power switching device group is mounted.
請求項2記載の電力変換装置において、
前記複数の冷却ユニット部は、電気的絶縁性を有する部材を介して配置されていることを特徴とする電力変換装置。
The power conversion device according to claim 2,
The plurality of cooling unit sections are arranged via members having electrical insulation properties.
請求項1記載の電力変換装置において、
前記冷却部は、前記パワースイッチングデバイス群を搭載するベース部と、冷却能力が他の部位よりも高いフィン部と、を有することを特徴とする電力変換装置。
The power conversion device according to claim 1,
The said cooling part has a base part which mounts the said power switching device group, and a fin part whose cooling capability is higher than another site | part, The power converter device characterized by the above-mentioned.
請求項8記載の電力変換装置において、
前記フィン部は、前記ベース部の前記パワースイッチングデバイス群を搭載する面以外の面に、板状の部材を複数並列して配置したことを特徴とする電力変換装置。
The power conversion device according to claim 8, wherein
The power converter according to claim 1, wherein a plurality of plate-like members are arranged in parallel on a surface of the base portion other than the surface on which the power switching device group is mounted.
請求項8記載の電力変換装置において、
前記フィン部が、前記ベース部の前記パワースイッチングデバイス群を搭載する面以外の面に棒状の部材を複数並列して配置したことを特徴とする電力変換装置。
The power conversion device according to claim 8, wherein
The power conversion device, wherein the fin portion has a plurality of rod-like members arranged in parallel on a surface of the base portion other than the surface on which the power switching device group is mounted.
請求項8記載の電力変換装置において、
前記ベース部の前記パワースイッチングデバイス群を搭載する面は、複数の傾斜を持つ略波型の表面群で構成されていることを特徴とする電力変換装置。
The power conversion device according to claim 8, wherein
A surface of the base portion on which the power switching device group is mounted is configured by a substantially wave-shaped surface group having a plurality of slopes.
請求項11記載の電力変換装置において、
前記パワースイッチングデバイス群は、略同一の傾斜を持つ表面群に搭載されていることを特徴とする電力変換装置。
The power conversion device according to claim 11, wherein
The power switching device group is mounted on a surface group having substantially the same inclination.
請求項2記載の電力変換装置において、
前記冷却ユニット部は、前記パワースイッチングデバイス群を搭載するベース部と、冷却能力が他の部位よりも高いフィン部とを有することを特徴とする電力変換装置。
The power conversion device according to claim 2,
The cooling unit section includes a base section on which the power switching device group is mounted, and a fin section having a higher cooling capacity than other parts.
請求項13記載の電力変換装置において、
前記フィン部は、前記ベース部の前記パワースイッチングデバイス群を搭載する面以外の面に、板状の部材を複数並列して配置したことを特徴とする電力変換装置。
The power conversion device according to claim 13, wherein
The power converter according to claim 1, wherein a plurality of plate-like members are arranged in parallel on a surface of the base portion other than the surface on which the power switching device group is mounted.
請求項13記載の電力変換装置において、
前記フィン部は、前記ベース部の前記パワースイッチングデバイス群を搭載する面以外の面に、棒状の部材を複数並列して配置したことを特徴とする電力変換装置。
The power conversion device according to claim 13, wherein
The power conversion device according to claim 1, wherein a plurality of rod-like members are arranged in parallel on a surface of the base portion other than a surface on which the power switching device group is mounted.
請求項13記載の電力変換装置において、
前記ベース部の前記パワースイッチングデバイス群を搭載する面は、複数の傾斜を持つ略波型の表面群で構成されていることを特徴とする電力変換装置。
The power conversion device according to claim 13, wherein
A surface of the base portion on which the power switching device group is mounted is configured by a substantially wave-shaped surface group having a plurality of slopes.
請求項16に記載の電力変換装置において、
前記パワースイッチングデバイス群は、略同一の傾斜を持つ表面群に搭載されていることを特徴とする電力変換装置。
The power conversion device according to claim 16, wherein
The power switching device group is mounted on a surface group having substantially the same inclination.
請求項1記載の電力変換装置において、
前記パワースイッチングデバイスは、1つ以上のスイッチング素子を基板上に搭載し、金属配線でブリッジ回路を構成し、外部との電気的接続部以外を絶縁性部材で被覆したモジュールであることを特徴とする電力変換装置。
The power conversion device according to claim 1,
The power switching device is a module in which one or more switching elements are mounted on a substrate, a bridge circuit is configured with metal wiring, and an electrical connection portion with the outside is covered with an insulating member. Power converter.
請求項1記載の電力変換装置において、
前記パワースイッチングデバイスは、1つ以上のスイッチング素子を基板上に搭載し、金属配線でブリッジ回路を構成し、外部との電気的接続部、及び、前記スイッチング素子と前記ダイオードとを搭載した前記基板の搭載面の裏面以外を絶縁性部材で被覆したモジュールであることを特徴とする電力変換装置。
The power conversion device according to claim 1,
The power switching device includes one or more switching elements mounted on a substrate, a bridge circuit formed of metal wiring, an electrical connection with the outside, and the substrate mounted with the switching element and the diode A power conversion device, characterized in that the module is a module in which the back surface of the mounting surface is covered with an insulating member.
請求項18記載の電力変換装置において、
前記基板は、金属と絶縁基板と金属の積層体からなることを特徴とする電力変換装置。
The power conversion device according to claim 18, wherein
The said board | substrate consists of a laminated body of a metal, an insulated substrate, and a metal, The power converter device characterized by the above-mentioned.
JP2006197560A 2006-07-20 2006-07-20 Power conversion equipment Withdrawn JP2008029093A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006197560A JP2008029093A (en) 2006-07-20 2006-07-20 Power conversion equipment

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006197560A JP2008029093A (en) 2006-07-20 2006-07-20 Power conversion equipment

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2008029093A true JP2008029093A (en) 2008-02-07

Family

ID=39119186

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2006197560A Withdrawn JP2008029093A (en) 2006-07-20 2006-07-20 Power conversion equipment

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2008029093A (en)

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010068658A (en) * 2008-09-11 2010-03-25 Denso Corp Power converter
WO2010150530A1 (en) * 2009-06-24 2010-12-29 株式会社デンソー Drive device
KR20110049690A (en) * 2009-11-04 2011-05-12 세미크론 엘렉트로니크 지엠비에치 앤드 코. 케이지 Power semiconductor module
WO2013005419A1 (en) * 2011-07-04 2013-01-10 住友重機械工業株式会社 Power converter
WO2013015371A1 (en) * 2011-07-26 2013-01-31 日立オートモティブシステムズ株式会社 Case division structure of power conversion device
JP2013039017A (en) * 2011-08-10 2013-02-21 Hyundai Motor Co Ltd Inverter for automobile
JP2013192379A (en) * 2012-03-14 2013-09-26 Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial System Corp Power conversion device
WO2014045700A1 (en) * 2012-09-19 2014-03-27 日産自動車株式会社 Power conversion device to be mounted in electric-powered vehicle
US8705242B2 (en) 2010-05-21 2014-04-22 Denso Corporation Inverter device and drive unit using the same
US8710705B2 (en) 2009-06-24 2014-04-29 Denso Corporation Drive apparatus
US9000633B2 (en) 2009-06-24 2015-04-07 Denso Corporation Drive apparatus having a motor, a heat sink, and a plurality of semiconductor modules
US9124155B2 (en) 2009-06-24 2015-09-01 Denso Corporation Drive apparatus including motor
JP2018174652A (en) * 2017-03-31 2018-11-08 住友重機械工業株式会社 Power component
JP2019115237A (en) * 2017-12-26 2019-07-11 富士電機株式会社 Power conversion device

Cited By (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010068658A (en) * 2008-09-11 2010-03-25 Denso Corp Power converter
WO2010150530A1 (en) * 2009-06-24 2010-12-29 株式会社デンソー Drive device
JP2011176999A (en) * 2009-06-24 2011-09-08 Denso Corp Drive device
CN102460912A (en) * 2009-06-24 2012-05-16 株式会社电装 Drive device
US9124155B2 (en) 2009-06-24 2015-09-01 Denso Corporation Drive apparatus including motor
US9088195B2 (en) 2009-06-24 2015-07-21 Denso Corporation Drive apparatus
US9000633B2 (en) 2009-06-24 2015-04-07 Denso Corporation Drive apparatus having a motor, a heat sink, and a plurality of semiconductor modules
US8957557B2 (en) 2009-06-24 2015-02-17 Denso Corporation Drive apparatus
US8710705B2 (en) 2009-06-24 2014-04-29 Denso Corporation Drive apparatus
KR20110049690A (en) * 2009-11-04 2011-05-12 세미크론 엘렉트로니크 지엠비에치 앤드 코. 케이지 Power semiconductor module
KR101688663B1 (en) * 2009-11-04 2016-12-21 세미크론 엘렉트로니크 지엠비에치 앤드 코. 케이지 Power Semiconductor Module
US8705242B2 (en) 2010-05-21 2014-04-22 Denso Corporation Inverter device and drive unit using the same
CN103650321A (en) * 2011-07-04 2014-03-19 住友重机械工业株式会社 Power converter
WO2013005419A1 (en) * 2011-07-04 2013-01-10 住友重機械工業株式会社 Power converter
JP2013027259A (en) * 2011-07-26 2013-02-04 Hitachi Automotive Systems Ltd Case division structure of electric power conversion apparatus
WO2013015371A1 (en) * 2011-07-26 2013-01-31 日立オートモティブシステムズ株式会社 Case division structure of power conversion device
JP2013039017A (en) * 2011-08-10 2013-02-21 Hyundai Motor Co Ltd Inverter for automobile
JP2013192379A (en) * 2012-03-14 2013-09-26 Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial System Corp Power conversion device
CN104619549A (en) * 2012-09-19 2015-05-13 日产自动车株式会社 Power conversion device to be mounted in electric-powered vehicle
WO2014045700A1 (en) * 2012-09-19 2014-03-27 日産自動車株式会社 Power conversion device to be mounted in electric-powered vehicle
JP5831643B2 (en) * 2012-09-19 2015-12-09 日産自動車株式会社 Power converter mounted on electric vehicle
US9260020B2 (en) 2012-09-19 2016-02-16 Nissan Motor Co., Ltd. Power converter mounted on electrically driven vehicle
CN104619549B (en) * 2012-09-19 2016-05-18 日产自动车株式会社 Be equipped on the power inverter of electric vehicle
JP2018174652A (en) * 2017-03-31 2018-11-08 住友重機械工業株式会社 Power component
JP2019115237A (en) * 2017-12-26 2019-07-11 富士電機株式会社 Power conversion device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2008029093A (en) Power conversion equipment
US11139748B2 (en) Power module, power converter device, and electrically powered vehicle
JP3793407B2 (en) Power converter
JP5244876B2 (en) Power converter and electric vehicle
JP4293246B2 (en) Power converter
JP4708459B2 (en) Power converter
JP4564937B2 (en) Electric circuit device, electric circuit module, and power conversion device
JP5241344B2 (en) Power module and power converter
JP5957396B2 (en) Double-sided cooling power converter
WO2010050428A1 (en) Power conversion device
JP4127550B2 (en) Power unit
JP5622658B2 (en) Power converter
JP2009005462A (en) Power conversion device
JP4538474B2 (en) Inverter device
JP5103318B2 (en) Power converter for vehicle, metal base for power module and power module
JP2006140217A (en) Semiconductor module
JP4055643B2 (en) Inverter device
JP2006165409A (en) Power conversion equipment
JP2006141096A (en) Semiconductor device
JP2005117860A (en) Module for power conversion, power converter, and power converter for electric automobile
JP3819838B2 (en) Semiconductor device and power conversion device
JP5684974B2 (en) Block type power module and power conversion device
JP4152809B2 (en) Power converter
JP6447914B2 (en) DC module wiring board for power module and manufacturing method thereof
JP2004319562A (en) Inverter module

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20080602

A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712

Effective date: 20100104

A761 Written withdrawal of application

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761

Effective date: 20100329