JP2010080804A - 電力変換装置 - Google Patents
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Abstract
パワー半導体素子の低価格化の目的で順変換器及び逆変換器にトランスファモールドSIPを適用する際、冷却フィンへの取付け時に部品点数の増加による製造コストアップを引起す。更に主回路部と制御回路部が同一基板となることから容量拡大時において電力変換装置の小型化阻害要因となっていた。
【解決手段】
トランスファモールド順変換器を内部に組込み可能な開口スペースを有する逆変換器モジュールを用い冷却フィン取り付け時の部品点数を削減する。更に主回路基板と制御基板を異なる基板で搭載可能な端子構造することで基板サイズを最適化し電力変換装置としても小型化を容易とする。
【選択図】 図1
Description
また、逆変換モジュールにおけるこの絶縁基板はモジュールケースが放熱フィンに設置された状態においては前記第1の開口部を介して前記放熱フィンに接するように配置されている。そして、前記モジュールケースが放熱フィンに設置された状態において順変換器を構成するトランスファモールド構造のパワー半導体デバイスを前記放熱フィンに取り付けるための第2の開口部が備えられ、これにより固定治具などは不要でモジュールケースがその役割も果たすため部品点数の低下となり、さらには電力変換装置の小型化が図れる。
1は交流電力を直流電力に変換する順変換器、2は直流電力を任意の周波数の交流電力に変換する逆変換器、3は直流中間回路にある平滑用コンデンサ、4は交流電動機である。
5はパワー半導体素子から構成された順変換器1及び逆変換器2を冷却するための冷却フィン、6は逆変換器をはじめとする各スイッチング素子を制御すると共に、電力変換装置全体の制御を司る働きをするもので、マイコン(制御演算装置)が搭載された制御回路である。制御回路6は各種の制御データに基づいて逆変換器2のスイッチング素子を制御する他、装置全体に必要な制御処理を行う。
なお、図3は順変換器1及び逆変換器2の詳細な回路形態を示しているが、電力変換装置であるインバータは公知の技術であるため、詳細な説明は割愛する。
そのため、充填材は以下のような性質を有することが必要となる。
(1)モジュール内部を完全に密閉可能で且つ自身が高い絶縁性を有すること(充填時には高流動性必要)
(2)耐熱性を有すること
(3)上記特性を長期間保持可能であること
上記したように本実施例においては、電力変換装置を構成する順変換器部と逆変換器部のうち、逆変換器部のみをモジュール化した逆変換器モジュール10を採用することにより小型化を図ると共に、順変換器部においてディスクリート部品であるトランスファモールドSIPを採用することで低コスト化を図っている。そしてさらにこのトランスファモールドSIPを冷却フィンに固定するために、逆変換器モジュール10の大きさを冷却フィンに合わせ開口スペース12を形成しており、この開口スペース12にはめ込むこととしている。これによりトランスファモールドSIPの位置決めのための固定治具を不要とし、部品点数及び組立工数の低減を図ることが可能としている。
さらに本実施例においては逆変換器の制御配線にはノイズがより重畳し易いことを考慮して、L1、L2>L3とし制御回路基板22を逆変換器モジュール10の近傍に設置するようにしている。
また本実施例においては、主回路基板21と制御基板22とが別々の基板であることが望ましい例について説明したが、電力変換装置の容量が非常に小さい場合などでは主回路基板21及び制御基板22を共通基板とすることが寸法的にも十分可能なケースもある。このような場合には、L1=L2=L3とすれば対応が容易であり、必ずしも上記のように基板を分離しなければならないわけではない。この様に主回路基板や制御回路基板への接続端子長は電力変換装置の容量等に応じて任意に設定可能である。
Claims (8)
- 放熱フィンと、
この放熱フィンに設置されるモジュールケースとを備えた電力変換装置において、
逆変換器を構成するパワー半導体のベアチップを実装した絶縁基板が前記モジュールケースに形成された第1の開口部に設置され、この第1の開口部に絶縁材が充填されて構成される逆変換器モジュールを備え、
前記絶縁基板は前記モジュールケースが前記放熱フィンに設置された状態において前記第1の開口部を介して前記放熱フィンに接するように配置され、
前記モジュールケースには順変換器を構成するトランスファモールド構造のパワー半導体デバイスを前記放熱フィンに取り付けるための第2の開口部を備えたことを特徴とする電力変換装置。 - 請求項1において、前記逆変換器モジュールの入出力端子であるリード端子及び前記パワー半導体デバイスの入出力端子であるリード端子が接続される主回路基板を備え、この主回路基板は前記モジュールケースに対して前記放熱フィンと反対側に備えられていることを特徴とする電力変換装置。
- 請求項1又は2において、前記逆変換器を構成するパワー半導体を駆動するためのドライブ回路を有する基板を備え、この基板は前記モジュールケースに対して前記放熱フィンと反対側に備えられていることを特徴とする電力変換装置。
- 請求項1又は2において、前記逆変換器モジュールの入出力端子であるリード端子の長さと前記パワー半導体デバイスの入出力端子の長さとが略同一であることを特徴とする電力変換装置。
- 電力変換装置において
逆変換器を構成するパワー半導体のベアチップを実装した絶縁基板を内臓し、この絶縁基板上に絶縁材が充填されて構成されるパワー半導体モジュールと、
このパワー半導体モジュールが設置され放熱を行う放熱フィンとを備え、
前記モジュールケースには順変換器を構成するトランスファモールド構造のパワー半導体デバイスを前記放熱フィンに取り付けるための開口部を備えたことを特徴とする電力変換装置。 - 請求項6において、前記パワー半導体モジュールの入出力端子であるリード端子及び前記パワー半導体デバイスの入出力端子であるリード端子が接続される主回路基板を備え、この主回路基板は前記モジュールケースに対して前記放熱フィンと反対側に、かつ、前記放熱フィンと略並行に備えられていることを特徴とする電力変換装置。
- 請求項5又は6において、前記逆変換器を構成するパワー半導体を駆動するためのドライブ回路を有する基板を備え、この基板は前記モジュールケースに対して前記放熱フィンと反対側に、かつ、前記放熱フィンと略並行に備えられていることを特徴とする電力変換装置。
- 請求項6又は7において、前記パワー半導体モジュールの入出力端子であるリード端子の長さと前記パワー半導体デバイスの入出力端子の長さとが略同一であることを特徴とする電力変換装置。
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2022163762A (ja) * | 2021-04-15 | 2022-10-27 | 三菱電機株式会社 | 電力変換装置 |
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- 2008-09-29 JP JP2008249513A patent/JP5244522B2/ja active Active
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