JP2011160519A

JP2011160519A - 電力変換装置

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Publication number: JP2011160519A
Application number: JP2010018516A
Authority: JP
Inventors: Tsukasa Aiba; 司合葉; Hitoshi Saiga; 仁雑賀; Yasuhiko Kondo; 康彦近藤
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2010-01-29
Filing date: 2010-01-29
Publication date: 2011-08-18
Anticipated expiration: 2030-01-29
Also published as: CN102142783B; US8422230B2; JP5550927B2; CN102142783A; US20110188279A1

Abstract

【課題】平滑用コンデンサモジュールからスイッチングパワーモジュールまでの距離を変えずに高さ寸法を抑えてコンパクト化を実現できる電力変換装置を提供すること。
【解決手段】スイッチング素子２４、及び当該スイッチング素子２４を駆動する駆動回路を有するプリドライバー基板２２を内蔵したスイッチングパワーモジュール１０と、前記スイッチングパワーモジュール１０への入力を平滑化する平滑用コンデンサモジュール１４と、前記スイッチングパワーモジュール１０を冷却するヒートシンク１２とを備えた電力変換装置１において、前記ヒートシンク１２に前記スイッチングパワーモジュール１０を載置し、前記ヒートシンク１２の側面に前記平滑用コンデンサモジュール１４を設ける構成とした。
【選択図】図３

Description

本発明は、直流電源から供給される直流電流を交流電流に変換する電力変換装置に係り、特に、当該電力変換装置のレイアウト構造に関する。

近年、電車や自動車等の車両には、直流電源の直流電流を交流電流に変換し、駆動源たるモータ等の負荷に供給する電力変換装置が搭載されている。従来の電力変換装置１００の一例を図９に示す。電力変換装置１００は、大電流のスイッチングが可能なスイッチング素子や、当該スイッチング素子を駆動する駆動回路等を搭載し箱形に構成されたスイッチングパワーモジュール１１０を有し、このスイッチングパワーモジュール１１０をヒートシンク１１２の上に載置して構成されている。

さらに、電力変換装置１００は、スイッチング時の直流電源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モジュール１１４を備え、この平滑用コンデンサモジュール１１４は、スイッチングパワーモジュール１１０と横並びにヒートシンク１１２の上に載置されている（例えば、特許文献１参照）。
しかしながら、平滑用コンデンサモジュール１１４を冷却する必要はなくスイッチングパワーモジュール１１０が冷却されれば良いため、ヒートシンク１１２は当該スイッチングパワーモジュール１１０と同程度の面積を有していれば充分であるものの、従来の構成では、平滑用コンデンサモジュール１１４を載置する分だけヒートシンク１１２の載置面が拡大することとなる。このため、電力変換装置１００の重量、コスト、容積、高さ寸法のいずれにおいても増長な設計となっていた。
そこで、従来、平滑用コンデンサモジュール１１４をスイッチングパワーモジュール１１０の上に積層配置することで、ヒートシンク１１２の載置面の面積を抑えた電力変換装置が提案されている（例えば、特許文献２参照）。

特開２００４−１０４８６０号公報特開２００９−１１１４３５号公報

しかしながら、平滑用コンデンサモジュール１１４をスイッチングパワーモジュール１１０の上に積層配置すると、高さ寸法が増長設計になる。また、平滑用コンデンサモジュール１１４からスイッチングパワーモジュール１１０までの距離Ｌが長くなるためインダクタンスが増加することとなり、スイッチングパワーモジュール１１０のスイッチングの際に発生するサージ電圧が増加し、スイッチングパワーモジュール１１０の破壊の要因となる問題がある。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、平滑用コンデンサモジュールからスイッチングパワーモジュールまでの距離及び高さ寸法を抑えてコンパクト化を実現できる電力変換装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、スイッチング素子、及び当該スイッチング素子を駆動する駆動回路を内蔵したスイッチングパワーモジュールと、前記スイッチングパワーモジュールへの入力を平滑化する平滑用コンデンサモジュールと、前記スイッチングパワーモジュールを冷却するヒートシンクとを備えた電力変換装置において、前記ヒートシンクに前記スイッチングパワーモジュールを載置し、前記ヒートシンクの側面に前記平滑用コンデンサモジュールを設けたことを特徴とする。

本発明によれば、平滑用コンデンサモジュールがヒートシンクの側面に設けられているため、当該平滑用コンデンサモジュールをヒートシンクの上に載置するレイアウト構成に比べて高さを低くすることができる。さらに、ヒートシンクには、平滑用コンデンサモジュールを載置するための面積を確保する必要がないためヒートシンクを小型化し、電力変換装置の体積、重量及びコストの低減を図ることができる。
また、平滑用コンデンサモジュールをスイッチングパワーモジュールの上に積層配置する構成に比べ、平滑用コンデンサモジュールからスイッチングパワーモジュールまでの距離が延びることがないため、インダクタンスの増加が抑えられる。

また本発明は、上記電力変換装置において、前記平滑用コンデンサモジュールの陽極及び陰極を上下に向けて配置し、前記陽極にＰバスバーを設け、前記陰極にＮバスバーを設け、前記Ｐバスバー及び前記Ｎバスバーには、それぞれ前記スイッチングパワーモジュールに接続する接続端子部を設け、これら接続端子部を前記陽極及び前記陰極の中点に配置したことを特徴とする。

本発明によれば、ＰバスバーとＮバスバーのレイアウトが陽極及び陰極の中点からみて対称となることから、それぞれに同一形状のものを用いることができ、共通の金型を使用できるため製造コストを低減できる。また、ＰバスバーとＮバスバーが接続端子部からみて非対称であると、一方が大きくなる（陽極、陰極から接続端子部までの経路が長くなる）傾向があるため材料費が増加し材料歩留まりも悪化し、また接続端子部のインダクタンスにも差異が生じるが、本発明では、このような材料歩留まりの悪化やインダクタンスの差異を生じることがない。

また本発明は、上記電力変換装置において、前記平滑用コンデンサモジュールは、コンデンサユニットを、当該コンデンサユニットを納めるケース体を備え、前記ケース体に、前記コンデンサユニットを挿入する挿入開口を設けるとともに、当該挿入開口の深さ方向と平行に貫通する、前記ヒートシンクへの締結用のボルト孔を設けたことを特徴とする。

本発明によれば、ケース体に設けた挿入開口の深さ方向と、ボルト孔の貫通方向が平行であるため、当該ケース体を金型成形するときの当該金型が簡単になり製造コストを抑えることができる。

また本発明は、上記電力変換装置において、前記ケース体に、前記挿入開口の深さ方向と平行に突出し、前記ヒートシンクの側面に設けた位置決め穴に係合して保持される位置決め保持凸部を設けたことを特徴とする。

本発明によれば、ケース体に設けた挿入開口の深さ方向、上記ボルト孔の貫通方向、及び、位置決め保持凸部の突出方向が全て平行であるため、当該ケース体を金型成形するときの当該金型が簡単になり製造コストを抑えることができる。
さらに、位置決め保持凸部をケース体に設けているため、平滑用コンデンサモジュールを別途に仮止めする部材が不要となり製造コストを更に抑えることができる。

本発明によれば、平滑用コンデンサモジュールがヒートシンクの側面に設けられているため、当該平滑用コンデンサモジュールをヒートシンクの上に載置するレイアウト構成に比べて高さを低くすることができる。さらに、ヒートシンクには、平滑用コンデンサモジュールを載置するための面積を確保する必要がないためヒートシンクを小型化し、電力変換装置の体積、重量及びコストの低減を図ることができる。
また、平滑用コンデンサモジュールをスイッチングパワーモジュールの上に積層配置する構成に比べ、平滑用コンデンサモジュールからスイッチングパワーモジュールまでの距離が延びることがないため、インダクタンスの増加が抑えられる。
ここで、ＰバスバーとＮバスバーのレイアウトを平滑用コンデンサモジュールの陽極及び陰極の中点からみて対称となる構成とすることで、それぞれに同一形状のものを用いることができ、共通の金型を使用できるため製造コストを低減できる。また、ＰバスバーとＮバスバーが接続端子部からみて非対称であると、一方が大きくなる（陽極、陰極から接続端子部までの経路が長くなる）傾向があるため材料費が増加し材料歩留まりも悪化し、また接続端子部のインダクタンスにも差異が生じるが、対称とすることで、このような材料歩留まりの悪化やインダクタンスの差異を生じることがない。
また平滑用コンデンサモジュールを、コンデンサユニットと、当該コンデンサユニットを納めるケース体とを備えて構成し、前記ケース体には、前記コンデンサユニットを挿入する挿入開口を設け、当該挿入開口の深さ方向と平行に貫通する、前記ヒートシンクへの締結用のボルト孔を設ける構成とすることで、当該ケース体を金型成形するときの当該金型が簡単になり製造コストを抑えることができる。
また前記ケース体に、前記挿入開口の深さ方向と平行に突出し、前記ヒートシンクの側面に設けた位置決め穴に係合して保持される位置決め保持凸部を設ける構成とすることで、ケース体に設けた挿入開口の深さ方向、上記ボルト孔の貫通方向、及び、位置決め保持凸部の突出方向の全てが平行となり、当該ケース体を金型成形するときの当該金型が簡単になり製造コストを抑えることができる。さらに、位置決め保持凸部をケース体に設けているため、平滑用コンデンサモジュールを別途に仮止めする部材が不要となり製造コストを更に抑えることができる。

本発明の実施形態に係る電力変換装置の構成を示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図、（Ｃ）は側面図である。電力変換装置の分解斜視図である。電力変換装置の電気回路図である。スイッチングパワーモジュールからケース体を外した状態の電力変換装置の側面図である。図４に示す電力変換装置の組み立て図である。平滑用コンデンサモジュールの斜視図である。平滑用コンデンサモジュールの側面図である。コンデンサユニットの構成を示す斜視図である。従来の電力変換装置の一例を示す図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
図１は本実施形態に係る電力変換装置１の構成を示す図であり、図１（Ａ）は平面図、図１（Ｂ）は正面図、図１（Ｃ）は側面図である。また図２は電力変換装置１の分解斜視図であり、図３は電力変換装置１の電気回路図である。
電力変換装置１は、電車や自動車等の車両に搭載された直流電源３（図３）の直流電流を交流電流に変換し、当該車両に搭載された動力源としての三相誘導モータ５（図３）に供給して駆動する車載用の装置であり、図１に示すように、スイッチングパワーモジュール１０と、ヒートシンク１２と、平滑用コンデンサモジュール１４とを備えている。

スイッチングパワーモジュール１０は、直流／交流変換をする電気回路を納めたモジュールである。このスイッチングパワーモジュール１０は、図２に示すように、アッパーカバー１６及びロアカバー１８から成る箱形のケース体１９を有し、このケース体１９の中に、三相インバータ回路３０（図３）を含む半導体モジュール２０、及び、当該三相インバータ回路３０を駆動する電気回路が実装されたプリドライバー基板２２が配置されている。
アッパーカバー１６は半導体モジュール２０及びプリドライバー基板２２の電気回路部分へのゴミや塵の入り込みを防止し、また、ロアカバー１８は半導体モジュール２０の周囲を覆って外部から絶縁する。また、ロアカバー１８の外側面には、車両の三相誘導モータ５を接続するための入出力端子２３が設けられている。これらアッパーカバー１６及びロアカバー１８は、耐熱性及び絶縁性を有する樹脂材から形成される。

三相インバータ回路３０は、図３に示すように、互いに直列接続された２つのスイッチング素子２４と、これらスイッチング素子２４のそれぞれに逆並列に接続されたフライホイールダイオード２５とを含んで構成されている。直列接続された２つのスイッチング素子２４の一端側のノードＮ１が直流電源３の正側に、他端のノードＮ２が負側に接続され、これにより、２つのスイッチング素子２４の接続点Ｎ３が交流出力１相分の端子となる。三相インバータ回路３０には、三相誘導モータ５を駆動するに必要な３相分の交流出力を得るべく、互いに直列接続された２つのスイッチング素子２４が並列に３組設けられ、各組の接続点Ｎ３により三相分の交流出力端子が構成される。これら接続点Ｎ３には、フィードバック制御等に供される電流センサ２６が設けられている。なお、スイッチング素子２４には、ＩＧＢＴやＭＯＳＦＥＴ等を用いることができる。

三相インバータ回路３０は、図２に示すように、交流出力１相分の回路ごとに分けて３つのパッケージ２０Ａにパッケージ化され、これらパッケージ２０Ａを横並びに設けて上記半導体モジュール２０が構成されている。各パッケージ２０Ａは、上記２つのスイッチング素子２４、フライホイールダイオード２５及び電流センサ２６を実装した交流出力一相分の回路基板３１をケース体３２に納め、回路基板３１を樹脂材３３で封止されている。各パッケージ２０Ａの一側面には、上記ノードＮ１、Ｎ２に対応する一対の直流入力端子４７が設けられ、また、反対側の側面には上記接続点Ｎ３に対応する交流入出力端子４８が設けられており、各パッケージ２０Ａは、直流入力端子４７を同じ側に向けてヒートシンク１２の上に配置される。
また、ロアカバー１８は、その底面が開口しており、各パッケージ２０Ａをヒートシンク１２の上に配置するときには、当該ヒートシンク１２に直にネジ止めされ冷却される。

プリドライバー基板２２は、図３に示すように、ゲート・ドライブ回路３５と、高圧マイコン及び当該プリドライバー基板２２の各部に電力を供給する電源回路を有するドライバー制御部３６とを含んで構成されている。
ゲート・ドライブ回路３５は、三相インバータ回路３０の各スイッチング素子２４をスイッチング動作させる回路である。高圧マイコンは、車両側に搭載されているモータＥＣＵ（electronic control unit）３７が出力する制御信号に基づいてゲート・ドライブ回路を駆動し、これにより、車両側の制御に応じて三相誘導モータ５が駆動される。

このプリドライバー基板２２は、図２に示すように、ヒートシンク１２の上に横並びに配置された各パッケージ２０Ａの全体を覆うようにロアカバー１８にネジ止め固定され、これらパッケージ２０Ａとピン状の接続部３８を通じて電気的に接続される。ロアカバー１８は、プリドライバー基板２２の接続部３８を各パッケージ２０Ａの所定のコネクタに係合させるヒートシンク１２上の所定位置に予めネジ止めされており、これにより、プリドライバー基板２２の位置決めが成されている。

ヒートシンク１２は、図１及び図２に示すように、天板４０の下面に多数の放熱フィン４１を設けて構成されており、天板４０の四隅に設けたボルト固定用の孔部４３にボルトを通して車両に固定可能に構成されている。これら天板４０及び放熱フィン４１の材質は、熱伝導性が良く、スイッチングパワーモジュール１０及び平滑用コンデンサモジュール１４の重量に耐え得る剛性を実現できれば任意の材質を用いることができる。
天板４０の上面には、上述の通り、スイッチングパワーモジュール１０（より正確には、ロアカバー１８及び各パッケージ２０Ａ）が固定され、天板４０は当該スイッチングパワーモジュール１０の取付ベースとして用いられる。天板４０の上面寸法は、図１に示すように、スイッチングパワーモジュール１０のケース体１９の底面と略同じ寸法であり、当該底面全体が接するに必要十分な大きさとされている。
また放熱フィン４１は、各パッケージ２０Ａのそれぞれの冷却能力を均等にすべく、図３に示すように、各パッケージ２０Ａの並び方向に対して略直交する方向に冷却風の風路を形成するように配列されている。

平滑用コンデンサモジュール１４は、図３に示すように、三相インバータ回路３０の入力段に直流電源３に並列に設けられたコンデンサ４５を有し、当該三相インバータ回路３０のスイッチング時における直流電源３の電圧変動を抑制し、電圧の跳ね上がり等を平滑する。

図４は半導体モジュール２０及び平滑用コンデンサモジュール１４をヒートシンク１２に組み付けた電力変換装置１の側面図であり、図５は当該電力変換装置１の組み立て図である。
平滑用コンデンサモジュール１４は、ヒートシンク１２上に横並びに配置された各パッケージ２０Ａに亘って延在する箱形のケース体５０を有して構成され、図４に示すように、半導体モジュール２０の直流入力端子４７が並ぶ側のヒートシンク１２の天板４０の側面にネジ止め固定されている。
平滑用コンデンサモジュール１４がヒートシンク１２の側面に設けられているため、当該平滑用コンデンサモジュール１４をヒートシンク１２の上に載置するレイアウト構成に比べて高さを低くすることができる。さらに、ヒートシンク１２の天板４０には、平滑用コンデンサモジュール１４を載置するためのスペースを確保する必要がないためヒートシンク１２を小型化し、電力変換装置１の体積、重量及びコストの低減を図ることができる。

図６は平滑用コンデンサモジュール１４の斜視図であり、図７は平滑用コンデンサモジュール１４の側面図である。また図８は平滑用コンデンサモジュール１４に納められたコンデンサユニット５４の構成を示す斜視図である。
平滑用コンデンサモジュール１４は、図６に示すように、側面に挿入開口５６を設けた箱形状のケース体５０に、コンデンサユニット５４を挿入開口５６から接続端子部７５Ｎ、７５Ｐを突出させた状態で納め樹脂材５５で封止して構成されている。このケース体５０には、延在方向端部に直流電源３と接続する端子５１Ｎ、５１Ｐを有するＮバスバー５２Ｎ及びＰバスバー５２Ｐが設けられている。これらＮバスバー５２Ｎ及びＰバスバー５２Ｐの他端の端子７６Ｎ、７６Ｐは、１組の接続端子部７５Ｎ、７５Ｐに重なるように設けられ、これら接続端子部７５Ｎ、７５Ｐとともに直流入力端子４７に締め付け固定される。さらに挿入開口５６の両側には、それぞれ位置決め保持凸部５７及びボルト孔５８が設けられている。一方、ヒートシンク１２の天板４０には、図５に示すように、その側面に位置決め保持凸部５７が嵌合する位置決め穴６０、及び、ケース体５０のボルト孔５８を通した締結ボルト６２が螺合する締結ボルト穴６１が設けられている。
平滑用コンデンサモジュール１４をヒートシンク１２に組み付ける際には、ケース体５０の挿入開口５６をヒートシンク１２の天板４０の側面に対向させ、位置決め保持凸部５７を位置決め穴６０に嵌めて保持した状態で、当該天板４０の側方からケース体５０を締結ボルト６２により天板４０に締結する。

ケース体５０は、金型成型されており、上記の取り付け構造においては、ケース体５０の挿入開口５６の抜き方向（深さ方向）と、位置決め保持凸部５７の延び方向、及び、締結ボルト６２を通すボルト孔５８の貫通方向が同じであるため、当該ケース体５０を成型する金型を簡素化できコストを低減できる。
また、位置決め保持凸部５７をケース体５０に設けることで、当該平滑用コンデンサモジュール１４を天板４０に対して位置決めする部材が別途に必要ないので、コストを更に低減できる。
これに加え、平滑用コンデンサモジュール１４をヒートシンク１２に組み付けるときに、ケース体５０の位置決め保持凸部５７を位置決め穴６０に嵌めて保持させることで所定の位置に仮止め可能となり、当該平滑用コンデンサモジュール１４の脱落を防止できるため生産性が向上することとなる。また当該仮止めのための部材を別途に設ける必要がないため製造コストを抑えることができる。
また、半導体モジュール２０の各パッケージ２０Ａのネジ止め用の穴がヒートシンク１２の上面に位置するのに対し、また、平滑用コンデンサモジュール１４の締結ボルト穴６１はヒートシンク１２の側面に位置するため、図５に示す組み立て時に、平滑用コンデンサモジュール１４の締結ボルト６２が脱落したとしても、パッケージ２０Ａ内に混入することがないため製造信頼性を向上させることができる。

ここで、図４に示すように、平滑用コンデンサモジュール１４は、ヒートシンク１２の放熱フィン４１による冷却風流通方向Ａに直交して配置されているため、平滑用コンデンサモジュール１４の下端１４Ａが放熱フィン４１に浸入するほど、冷却風流路を塞ぐこととり冷却能力が阻害される。そこで本構成では、平滑用コンデンサモジュール１４の下端１４Ａがヒートシンク１２の天板４０の底面と略同じ高さ位置Ｘとなるように固定されており、冷却風流路が塞がれることがないようにしている。

図８に示すように、平滑用コンデンサモジュール１４のコンデンサユニット５４は、複数のコンデンサセル７０を一列に連設し、それぞれのコンデンサセル７０を横断するように、陽極導電体としてのＰバスバー７１と陰極導電体としてのＮバスバー７２とが取り付けられている。各コンデンサセル７０は、陽極７０Ａ及び陰極７０Ｂを上下に向けた姿勢で連設され、またＮバスバー７２及びＰバスバー７１のそれぞれには、コンデンサユニット５４の側面から水平に延出させて半導体モジュール２０との接続端子部７５Ｎ、７５Ｐが形成されている。

本構成では、接続端子部７５Ｎ、７５Ｐのそれぞれが、図４に示すように、コンデンサセル７０の高さ方向の略中点Ｂに設けており、これにより、Ｐバスバー７１とＮバスバー７２のレイアウトがコンデンサセル７０に対して（中点Ｂからみて）対称となることから、それぞれに同一形状のものを用いることができ、共通の金型を使用できるため製造コストを低減できる。さらに、Ｐバスバー７１とＮバスバー７２とのレイアウトがコンデンサセル７０に対して非対称であると、一方が大きくなる（陽極７０Ａ、陰極７０Ｂから接続端子部７５Ｎ、７５Ｐまでの経路が長くなる）傾向があるため材料費が増加し材料歩留まりも悪化し、また接続端子部７５Ｎ、７５Ｐのインダクタンスにも差異が生じるが本実施形態では、このような材料歩留まりの悪化やインダクタンスの差異を生じることがない。

平滑用コンデンサモジュール１４の接続端子部７５Ｎ、７５Ｐには、図４に示すように、半導体モジュール２０の直流入力端子４７が接続されるが、平滑用コンデンサモジュール１４をヒートシンク１２の側面に固定することで、これら接続端子部７５Ｎ、７５Ｐと直流入力端子４７を対向配置することができ、これにより、平滑用コンデンサモジュール１４から半導体モジュール２０までの配線路長を短くすることができる。特に、接続端子部７５Ｎ、７５Ｐの高さ位置が半導体モジュール２０の直流入力端子４７と略同じ高さ位置になるように平滑用コンデンサモジュール１４をヒートシンク１２の側面に固定し、平滑用コンデンサモジュール１４から半導体モジュール２０までの配線路長Ｌ（図４）を最短にすることができる。これにより、平滑用コンデンサモジュール１４と半導体モジュール２０の間の寄生インダクタンスが低減し、半導体のスイッチングサージが低減することにより半導体信頼性を向上させ、また損失低減が図られる。
また、平滑用コンデンサモジュール１４の接続端子部７５Ｎ、７５Ｐを半導体モジュール２０の直流入力端子４７と略同じ高さ位置に固定した場合でも、平滑用コンデンサモジュール１４の下端１４Ａがヒートシンク１２の天板４０の底面と略同じ高さ位置Ｘとなるように平滑用コンデンサモジュール１４の高さ寸法が設計されていることから、当該平滑用コンデンサモジュール１４によりヒートシンク１２の冷却風流路が塞がれることがない。

このように、本実施形態によれば、平滑用コンデンサモジュール１４をヒートシンク１２の側面に設ける構成としたため、当該平滑用コンデンサモジュール１４をヒートシンク１２の上に載置するレイアウト構成に比べて高さを低くすることができる。さらに、ヒートシンク１２の天板４０には、平滑用コンデンサモジュール１４を載置するためのスペースを確保する必要がないためヒートシンク１２を小型化し、電力変換装置１の体積、重量及びコストの低減を図ることができる。
また、平滑用コンデンサモジュール１４をスイッチングパワーモジュール１０の上に積層配置する構成に比べ、平滑用コンデンサモジュール１４からスイッチングパワーモジュール１０までの距離が延びることがないため、インダクタンスの増加が抑えられる。

また本実施形態によれば、平滑用コンデンサモジュール１４の陽極７０Ａ及び陰極７０Ｂを上下に向けて配置し、Ｎバスバー７２及びＰバスバー７１のそれぞれに設ける接続端子部７５Ｎ、７５Ｐを陽極７０Ａ及び陰極７０Ｂの中点Ｂに配置する構成とした。これにより、Ｐバスバー７１とＮバスバー７２のレイアウトが中点Ｂからみて対称となることから、それぞれに同一形状のものを用いることができ、共通の金型を使用できるため製造コストを低減できる。また、Ｎバスバー７２とＰバスバー７１が接続端子部７５Ｎ、７５Ｐからみて非対称であると、一方が大きくなる（陽極７０Ａ、陰極７０Ｂから接続端子部７５Ｎ、７５Ｐまでの経路が長くなる）傾向があるため材料費が増加し材料歩留まりも悪化し、また接続端子部７５Ｎ、７５Ｐのインダクタンスにも差異が生じるが、本構成では、このような材料歩留まりの悪化やインダクタンスの差異を生じることがない。

また本実施形態によれば、平滑用コンデンサモジュール１４のケース体５０に、コンデンサユニット５４を挿入する挿入開口５６を設けるとともに、当該挿入開口５６の深さ方向と平行に、ヒートシンク１２への締結用のボルト孔５８を設ける構成とした。
この構成によれば、ケース体５０に設けた挿入開口５６の深さ方向と、ボルト孔５８の貫通方向が平行であるため、当該ケース体５０を金型成形するときの当該金型が簡単になり製造コストを抑えることができる。

また本実施形態によれば、ケース体５０に、挿入開口５６の深さ方向と平行に突出し、ヒートシンク１２の側面に設けた位置決め穴６０に係合して保持される位置決め保持凸部５７を設ける構成とした。
この構成によれば、ケース体５０に設けた挿入開口５６の深さ方向、上記ボルト孔５８の貫通方向、及び、位置決め保持凸部５７の突出方向が全て平行となるため、当該ケース体５０を金型成形するときの当該金型が簡単になり製造コストを抑えることができる。
さらに、位置決め保持凸部５７をケース体５０に設けているため、平滑用コンデンサモジュール１４を別途に仮止めする部材が不要となり製造コストを更に抑えることができる。

なお、上述した実施形態は、あくまでも本発明の一態様を示すものであり、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で任意に変形及び応用が可能である。
上述した実施形態では、電力変換装置の一例として、車載型の装置について例示したが、これに限らず、飛行機や船舶等の他に搭載されてもよい。
また電力変換装置として直流／交流変換をする装置を例示したが、これに限らず、例えば交流／直流変換を構成であってもよい。
また、電力変換装置が駆動する電動機の一例として三相誘導モータを例示したが、これに限らず、他の電動機を接続して駆動する構成としてもよい。

１、１００電力変換装置
３直流電源
５三相誘導モータ
１０、１１０スイッチングパワーモジュール
１２、１１２ヒートシンク
１４、１１４平滑用コンデンサモジュール
２０半導体モジュール
２０Ａパッケージ
２２プリドライバー基板
２３入出力端子
２４スイッチング素子
４０天板
４１放熱フィン
４５コンデンサ
４７直流入力端子
４８交流入出力端子
５０ケース体
５４コンデンサユニット
５６挿入開口
５７位置決め保持凸部
５８ボルト孔
６０位置決め穴
７０コンデンサセル
７０Ａ陽極
７０Ｂ陰極
７１Ｐバスバー
７２Ｎバスバー
７５Ｎ、７５Ｐ接続端子部
Ｂ中点

Claims

スイッチング素子、及び当該スイッチング素子を駆動する駆動回路を内蔵したスイッチングパワーモジュールと、前記スイッチングパワーモジュールへの入力を平滑化する平滑用コンデンサモジュールと、前記スイッチングパワーモジュールを冷却するヒートシンクとを備えた電力変換装置において、
前記ヒートシンクに前記スイッチングパワーモジュールを載置し、前記ヒートシンクの側面に前記平滑用コンデンサモジュールを設けたことを特徴とする電力変換装置。
前記平滑用コンデンサモジュールの陽極及び陰極を上下に向けて配置し、前記陽極にＰバスバーを設け、前記陰極にＮバスバーを設け、前記Ｐバスバー及び前記Ｎバスバーには、それぞれ前記スイッチングパワーモジュールに接続する接続端子部を設け、これら接続端子部を前記陽極及び前記陰極の中点に配置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モジュールは、コンデンサユニットを、当該コンデンサユニットを納めるケース体を備え、
前記ケース体に、前記コンデンサユニットを挿入する挿入開口を設けるとともに、当該挿入開口の深さ方向と平行に貫通する、前記ヒートシンクへの締結用のボルト孔を設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載の電力変換装置。
前記ケース体に、前記挿入開口の深さ方向と平行に突出し、前記ヒートシンクの側面に設けた位置決め穴に係合して保持される位置決め保持凸部を設けたことを特徴とする請求項３に記載の電力変換装置。