JP2012151939A

JP2012151939A - Power conversion apparatus

Info

Publication number: JP2012151939A
Application number: JP2011007122A
Authority: JP
Inventors: Tetsuya Takahashi; 哲也高橋
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2011-01-17
Filing date: 2011-01-17
Publication date: 2012-08-09
Anticipated expiration: 2031-01-17
Also published as: JP5550572B2

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a power conversion apparatus which can achieve compact size, weight saving and low cost of a cooling unit and reduce time necessary for assembly or fabrication.SOLUTION: A smoothing capacitor 13a provided with a capacitor element inside, which is one of components constituting a cooling unit 2a, for smoothing direct current applied voltage to semiconductor elements 11a, 11b, comprises: a plurality of internal connection terminals 21a, 22a, 23 including a terminal electrically connected to the capacitor element and a terminal not electrically connected to the capacitor element, and directly connected to each electrode of the semiconductor elements 11a, 11b; and a plurality of external connection terminals 26a, 27a, 28 provided correspondingly to the respective internal connection terminals 21a, 22a, 23 to be electrically connected to the respective internal connection terminals 21a, 22a, 23 inside the smoothing capacitor 13a, and used for external connection of the cooling unit 2a.

Description

本発明は、電力変換装置に関する。 The present invention relates to a power conversion device.

例えば、鉄道車両用の電力変換装置は、直流電圧を平滑する平滑コンデンサと、３相インバータを構成する３相ブリッジ接続された半導体素子とを備えた回路によって、鉄道架線から直流端子に入力される直流電力を半導体素子のスイッチングにより交流電力に変換している。具体的な構成としては、例えば、半導体のスイッチングによって直流から交流へ、あるいは、交流から直流へ変換する回路を有するスイッチング素子部と、このスイッチング素子部の発熱部に結合されてそれを冷却する放熱部とでスタックを形成し、車両に取付けられた箱体にスタックを着脱自在に支持され、発熱部が箱体内側の密閉部に収納され、放熱部が車側の開放部に保持されて構成されている。（例えば、特許文献１） For example, a power conversion device for a railway vehicle is input to a DC terminal from a railway overhead line by a circuit including a smoothing capacitor that smoothes a DC voltage and a three-phase bridge-connected semiconductor element that constitutes a three-phase inverter. DC power is converted into AC power by switching semiconductor elements. As a specific configuration, for example, a switching element unit having a circuit for converting from direct current to alternating current or alternating current to direct current by switching a semiconductor, and heat dissipation coupled to a heat generating part of the switching element unit to cool it. A stack is formed with the unit, and the stack is detachably supported by a box attached to the vehicle. Has been. (For example, Patent Document 1)

特開２００３−２３５１１２号公報JP 2003-235112 A

上記従来技術では、ＩＧＢＴ、ダイオードなどの半導体素子や平滑コンデンサ等は、電力変換装置の内部に冷却ユニットとして構成される。この冷却ユニットは、半導体素子、冷却器、平滑コンデンサや各部品を電気的に接続する電線や導体バー、電力変換装置内の他のユニットや部品との電気的接続を行うための端子台、および、ねじ等の締結部材といった多数の部品により構成されており、小型軽量化や低コスト化を図ることが難しい、という問題があった。また、各構成部品の組立や加工に時間がかかる、という問題もあった。 In the above prior art, semiconductor elements such as IGBTs and diodes, smoothing capacitors, and the like are configured as a cooling unit inside the power converter. The cooling unit includes a semiconductor element, a cooler, a smoothing capacitor, electric wires and conductor bars for electrically connecting each component, a terminal block for electrical connection with other units and components in the power converter, and In other words, it is composed of a large number of parts such as fastening members such as screws, and there is a problem that it is difficult to reduce the size and weight and to reduce the cost. There is also a problem that it takes time to assemble and process each component.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、冷却ユニットの小型軽量化および低コスト化を実現すると共に、組立や加工に要する時間を削減可能とする電力変換装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide a power conversion device that can reduce the size and weight of a cooling unit and reduce the cost, and can reduce the time required for assembly and processing. And

上述した課題を解決し、目的を達成するため、本発明にかかる電力変換装置は、半導体素子をスイッチング駆動することにより交直流変換を行う電力変換装置であって、前記半導体素子と、前記半導体素子への直流印加電圧を平滑するコンデンサ素子を内部に備えた平滑コンデンサと、前記半導体素子を冷却する冷却器とを内部に含む冷却ユニットが構成され、前記平滑コンデンサは、前記コンデンサ素子に電気的に接続される端子、および前記コンデンサ素子には電気的に接続されない端子を含み、前記半導体素子の各電極に直接接続される複数の内部接続端子と、前記各内部接続端子に対応して設けられ、前記各内部接続端子に前記平滑コンデンサの内部で電気的に接続されると共に、前記冷却ユニットの外部接続に用いられる複数の外部接続端子と、を備えることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, a power converter according to the present invention is a power converter that performs AC / DC conversion by switching driving a semiconductor element, the semiconductor element and the semiconductor element A cooling unit is provided which includes a smoothing capacitor having a capacitor element for smoothing a DC applied voltage to the inside and a cooler for cooling the semiconductor element, and the smoothing capacitor is electrically connected to the capacitor element. A terminal to be connected, and a terminal that is not electrically connected to the capacitor element, a plurality of internal connection terminals that are directly connected to the electrodes of the semiconductor element, and provided corresponding to the internal connection terminals, A plurality of external connection terminals connected to the internal connection terminals inside the smoothing capacitor and used for external connection of the cooling unit. Characterized in that it comprises a connection terminal.

本発明によれば、冷却ユニットの小型軽量化および低コスト化を実現すると共に、組立や加工に要する時間を削減することができる、という効果を奏する。 According to the present invention, the cooling unit can be reduced in size and weight and the cost can be reduced, and the time required for assembly and processing can be reduced.

図１は、実施の形態１にかかる電力変換装置の回路図の一例である。FIG. 1 is an example of a circuit diagram of the power converter according to the first embodiment. 図２は、実施の形態１にかかる電力変換装置の車体への組み付け例を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating an assembly example of the power conversion device according to the first embodiment to a vehicle body. 図３は、実施の形態１にかかる冷却ユニットの側面透視図の一例である。FIG. 3 is an example of a side perspective view of the cooling unit according to the first embodiment. 図４は、図３に示す冷却ユニットの正面透視図である。FIG. 4 is a front perspective view of the cooling unit shown in FIG. 図５は、図３に示す冷却ユニットの上面透視図である。FIG. 5 is a top perspective view of the cooling unit shown in FIG. 3. 図６は、図３に示す冷却ユニットの斜視図である。FIG. 6 is a perspective view of the cooling unit shown in FIG. 図７は、実施の形態１にかかる平滑コンデンサのＵ相半導体素子用ゲートアンプ側を見た斜視図の一例である。FIG. 7 is an example of a perspective view of the smoothing capacitor according to the first embodiment when viewed from the gate amplifier side for the U-phase semiconductor element. 図８は、図７に示す平滑コンデンサのＵ相半導体素子側を見た斜視図である。8 is a perspective view of the smoothing capacitor shown in FIG. 7 as viewed from the U-phase semiconductor element side. 図９は、３相分の冷却ユニットを１つの冷却ユニットとして構成した場合における冷却ユニットの正面透視図の一例である。FIG. 9 is an example of a front perspective view of the cooling unit when the cooling units for three phases are configured as one cooling unit. 図１０は、図９に示す冷却ユニットの上面透視図である。10 is a top perspective view of the cooling unit shown in FIG. 図１１は、図９に示す冷却ユニットの斜視図である。FIG. 11 is a perspective view of the cooling unit shown in FIG. 図１２は、実施の形態２にかかる冷却ユニットの側面透視図の一例である。FIG. 12 is an example of a side perspective view of the cooling unit according to the second embodiment. 図１３は、図１２に示す冷却ユニットの正面透視図である。FIG. 13 is a front perspective view of the cooling unit shown in FIG. 図１４は、図１２に示す冷却ユニットの上面透視図である。14 is a top perspective view of the cooling unit shown in FIG. 図１５は、図１２に示す冷却ユニットの斜視図である。FIG. 15 is a perspective view of the cooling unit shown in FIG. 図１６は、実施の形態２にかかる平滑コンデンサのＵ相半導体素子用ゲートアンプ側を見た斜視図の一例である。FIG. 16 is an example of a perspective view of the smoothing capacitor according to the second embodiment when viewed from the gate amplifier side for the U-phase semiconductor element. 図１７は、図１６に示す平滑コンデンサのＵ相半導体素子側を見た斜視図である。17 is a perspective view of the smoothing capacitor shown in FIG. 16 as viewed from the U-phase semiconductor element side.

以下に添付図面を参照し、本発明の実施の形態にかかる電力変換装置について説明する。なお、以下に示す実施の形態により本発明が限定されるものではない。 Hereinafter, a power converter according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In addition, this invention is not limited by embodiment shown below.

実施の形態１．
図１は、実施の形態１にかかる電力変換装置の回路図の一例である。図１に示すように、実施の形態１にかかる電力変換装置１は、Ｕ相回路４、Ｖ相回路５、およびＷ相回路６を備えている。Ｕ相回路４は、直流端子Ｐ，Ｎ間に、例えばＩＧＢＴ、ダイオードなどにより構成される上アーム側半導体素子１１ａと下アーム側半導体素子１１ｂとが直列接続され、その上アーム側半導体素子１１ａと下アーム側半導体素子１１ｂとで構成される直列回路に平滑コンデンサ１３ａが並列接続され構成されている。Ｖ相回路５は、直流端子Ｐ，Ｎ間に上アーム側半導体素子１１ｃと下アーム側半導体素子１１ｄとが直列接続され、その上アーム側半導体素子１１ｃと下アーム側半導体素子１１ｄとで構成される直列回路に平滑コンデンサ１３ｂが並列接続され構成されている。Ｗ相回路６は、直流端子Ｐ，Ｎ間に上アーム側半導体素子１１ｅと下アーム側半導体素子１１ｆとが直列接続され、その上アーム側半導体素子１１ｅと下アーム側半導体素子１１ｆとで構成される直列回路に平滑コンデンサ１３ｃが並列接続され構成されている。 Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is an example of a circuit diagram of the power converter according to the first embodiment. As shown in FIG. 1, the power conversion device 1 according to the first embodiment includes a U-phase circuit 4, a V-phase circuit 5, and a W-phase circuit 6. In the U-phase circuit 4, an upper arm side semiconductor element 11 a and a lower arm side semiconductor element 11 b configured by, for example, IGBTs, diodes, and the like are connected in series between DC terminals P and N, and the upper arm side semiconductor element 11 a A smoothing capacitor 13a is connected in parallel to a series circuit constituted by the lower arm side semiconductor element 11b. The V-phase circuit 5 includes an upper arm side semiconductor element 11c and a lower arm side semiconductor element 11d connected in series between the DC terminals P and N, and is constituted by the upper arm side semiconductor element 11c and the lower arm side semiconductor element 11d. A smoothing capacitor 13b is connected in parallel to the series circuit. The W-phase circuit 6 includes an upper arm side semiconductor element 11e and a lower arm side semiconductor element 11f connected in series between the DC terminals P and N, and includes the upper arm side semiconductor element 11e and the lower arm side semiconductor element 11f. A smoothing capacitor 13c is connected in parallel to the series circuit.

電力変換装置１は、各半導体素子１１，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ，１１ｅ，１１ｆがスイッチング駆動されることにより、直流端子Ｐ，Ｎ間に印加される直流電力を、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相からなる三相交流電力に変換して出力する。 In the power conversion device 1, each of the semiconductor elements 11, 11b, 11c, 11d, 11e, and 11f is switched to drive the DC power applied between the DC terminals P and N to the U phase, the V phase, and the W phase. It is converted into three-phase AC power consisting of and output.

図２は、実施の形態１にかかる電力変換装置の車体への組み付け例を示す図である。図２に示すように、実施の形態１にかかる電力変換装置１は、車体５１の下部に備えられた筐体３に冷却ユニット２が組み付けられ構成される。なお、以下の説明では、図２中に示す矢印Ａの方向を見た面を側面とし、矢印Ｂの方向を見た面を正面とし、矢印Ｃの方向を見た面を上面として説明する。 FIG. 2 is a diagram illustrating an assembly example of the power conversion device according to the first embodiment to a vehicle body. As shown in FIG. 2, the power conversion device 1 according to the first embodiment is configured by assembling a cooling unit 2 to a housing 3 provided at a lower portion of a vehicle body 51. In the following description, the surface viewed in the direction of arrow A shown in FIG. 2 will be referred to as the side surface, the surface viewed in the direction of arrow B will be referred to as the front surface, and the surface viewed in the direction of arrow C will be described as the upper surface.

ここでは、まず、各相毎に冷却ユニットを備える例について、図３〜図８を参照して説明する。なお、ここでは、以下の説明を容易にするため、Ｕ，Ｖ，Ｗ相の冷却ユニットの各構成のうち、一例としてＵ相の冷却ユニットの構成について説明する。 Here, an example in which a cooling unit is provided for each phase will be described with reference to FIGS. Here, in order to facilitate the following description, the configuration of the U-phase cooling unit will be described as an example among the configurations of the U, V, and W-phase cooling units.

図３は、実施の形態１にかかる冷却ユニットの側面透視図の一例である。図４は、図３に示す冷却ユニットの正面透視図である。図５は、図３に示す冷却ユニットの上面透視図である。図６は、図３に示す冷却ユニットの斜視図である。 FIG. 3 is an example of a side perspective view of the cooling unit according to the first embodiment. FIG. 4 is a front perspective view of the cooling unit shown in FIG. FIG. 5 is a top perspective view of the cooling unit shown in FIG. 3. FIG. 6 is a perspective view of the cooling unit shown in FIG.

図３〜図６に示すように、実施の形態１にかかる冷却ユニット２ａは、ユニットフレーム１７ａの内部に、Ｕ相半導体素子１１ａ，１１ｂ、Ｕ相半導体素子１１ａ，１１ｂへの直流印加電圧を平滑する平滑コンデンサ１３ａ、Ｕ相半導体素子１１ａ，１１ｂを駆動するＵ相半導体素子用ゲートアンプ１４ａ、および、Ｕ相半導体素子１１ａ，１１ｂのスイッチングにより発生する損失熱を冷却する冷却器１２ａを備え構成されている。Ｕ相半導体素子用ゲートアンプ１４ａは、Ｕ相ゲートアンプ取付フレーム１８ａに固定され、ユニットフレーム１７ａ内に支持されている。 As shown in FIGS. 3 to 6, the cooling unit 2a according to the first embodiment smoothes the DC applied voltage to the U-phase semiconductor elements 11a and 11b and the U-phase semiconductor elements 11a and 11b inside the unit frame 17a. Smoothing capacitor 13a, U-phase semiconductor element gate amplifier 14a for driving U-phase semiconductor elements 11a and 11b, and cooler 12a for cooling heat loss generated by switching of U-phase semiconductor elements 11a and 11b. ing. The U-phase semiconductor element gate amplifier 14a is fixed to the U-phase gate amplifier mounting frame 18a and supported in the unit frame 17a.

図７は、実施の形態１にかかる平滑コンデンサのＵ相半導体素子用ゲートアンプ側を見た斜視図の一例である。図８は、図７に示す平滑コンデンサのＵ相半導体素子側を見た斜視図である。 FIG. 7 is an example of a perspective view of the smoothing capacitor according to the first embodiment when viewed from the gate amplifier side for the U-phase semiconductor element. 8 is a perspective view of the smoothing capacitor shown in FIG. 7 as viewed from the U-phase semiconductor element side.

平滑コンデンサ１３ａは、例えばモールド樹脂の内部にコンデンサ素子が封止され成型された乾式タイプのコンデンサであり、図８に示すように、Ｕ相半導体素子側の面に、Ｕ相半導体素子１１ａのＰ電極に接続されるＵ相内部接続Ｐ端子２１ａ、Ｕ相半導体素子１１ｂのＮ電極に接続されるＵ相内部接続Ｎ端子２２ａ、および、Ｕ相半導体素子１１ａ，１１ｂの各Ｕ電極に接続されるＵ相内部接続ＡＣ端子２３を備えている。これらＵ相内部接続Ｐ端子２１ａ、Ｕ相内部接続Ｎ端子２２ａ、Ｕ相内部接続ＡＣ端子２３をまとめて表記する場合は、以下「各内部接続端子」という。 The smoothing capacitor 13a is, for example, a dry-type capacitor in which a capacitor element is sealed and molded inside a mold resin. As shown in FIG. 8, the smoothing capacitor 13a has a P-side of the U-phase semiconductor element 11a on the surface on the U-phase semiconductor element side. The U-phase internal connection P terminal 21a connected to the electrode, the U-phase internal connection N terminal 22a connected to the N electrode of the U-phase semiconductor element 11b, and the U electrodes of the U-phase semiconductor elements 11a and 11b A U-phase internal connection AC terminal 23 is provided. When the U-phase internal connection P terminal 21a, the U-phase internal connection N terminal 22a, and the U-phase internal connection AC terminal 23 are collectively described, they are hereinafter referred to as “internal connection terminals”.

これら各内部接続端子２１ａ，２２ａ，２３のうち、Ｕ相内部接続Ｐ端子２１ａは、コンデンサ素子の正極（Ｐ極）に対応して設けられた端子であり、Ｕ相内部接続Ｎ端子２２ａは、コンデンサ素子の負極（Ｎ極）に対応して設けられた端子である。また、Ｕ相内部接続ＡＣ端子２３は、平滑コンデンサ１３ａ内部のコンデンサ素子と電気的に接続されない端子である。 Among these internal connection terminals 21a, 22a, 23, the U-phase internal connection P terminal 21a is a terminal provided corresponding to the positive electrode (P pole) of the capacitor element, and the U-phase internal connection N terminal 22a is This is a terminal provided corresponding to the negative electrode (N pole) of the capacitor element. The U-phase internal connection AC terminal 23 is a terminal that is not electrically connected to the capacitor element inside the smoothing capacitor 13a.

また、平滑コンデンサ１３ａは、図７に示すように、Ｕ相半導体素子用ゲートアンプ側の面に、Ｕ相内部接続Ｐ端子２１ａに対応するＵ相外部接続Ｐ端子２６ａ、Ｕ相内部接続Ｎ端子２２ａに対応するＵ相外部接続Ｎ端子２７ａ、および、Ｕ相内部接続ＡＣ端子２３に対応するＵ相外部接続ＡＣ端子２８を備えている。これらＵ相外部接続Ｐ端子２６ａ、Ｕ相外部接続Ｎ端子２７ａ、およびＵ相外部接続ＡＣ端子２８をまとめて表記する場合は、以下「各外部接続端子」という。 Further, as shown in FIG. 7, the smoothing capacitor 13a has a U-phase external connection P terminal 26a corresponding to the U-phase internal connection P terminal 21a and a U-phase internal connection N terminal on the U-phase semiconductor element gate amplifier side surface. A U-phase external connection N terminal 27 a corresponding to 22 a and a U-phase external connection AC terminal 28 corresponding to the U-phase internal connection AC terminal 23 are provided. When the U-phase external connection P terminal 26a, the U-phase external connection N terminal 27a, and the U-phase external connection AC terminal 28 are collectively described, they are hereinafter referred to as “each external connection terminal”.

これら各外部接続端子２６ａ，２７ａ，２８は、他相の冷却ユニット、あるいは電力変換装置１内の他の部品等との外部接続に用いられる端子である。 These external connection terminals 26a, 27a, and 28 are terminals used for external connection with other phase cooling units or other components in the power converter 1.

一般に、電力変換装置に用いられる平滑コンデンサには、内部のコンデンサ素子の正極に対応するＰ端子、および内部のコンデンサ素子の負極に対応するＮ端子がそれぞれ１つずつ設けられ、コンデンサ素子と電気的に接続されない端子（例えば、半導体素子のＵ電極と接続する端子等）は設けていない。このため、半導体素子の各Ｐ，Ｎ電極と平滑コンデンサの各Ｐ，Ｎ端子と電力変換装置内の他ユニットや部品等の各構成要素との間の接続や、半導体素子のＵ電極とこれら各構成要素との間の接続を行うための端子台が必要となり、半導体素子と平滑コンデンサと端子台との間、あるいは半導体素子と端子台との間は、平滑コンデンサの外部に設けられた導体バー等により電気的に接続する必要がある。 Generally, a smoothing capacitor used in a power converter is provided with one P terminal corresponding to the positive electrode of the internal capacitor element and one N terminal corresponding to the negative electrode of the internal capacitor element. Terminals that are not connected to (for example, terminals that are connected to the U electrode of the semiconductor element) are not provided. For this reason, the connection between each P and N electrode of the semiconductor element, each P and N terminal of the smoothing capacitor, and each component such as other units or parts in the power converter, and the U electrode of the semiconductor element A terminal block is required to connect the components. A conductor bar provided between the semiconductor element and the smoothing capacitor and the terminal block or between the semiconductor element and the terminal block is provided outside the smoothing capacitor. It is necessary to electrically connect by such as.

また、ＩＧＢＴ、ダイオードなどの半導体素子は、使用最大電圧が規定され、半導体素子の動作時における跳ね上がり電圧を含めた印加電圧を使用最大電圧以下に抑えるため、半導体素子とコンデンサとの間の配線インダクタンスを予め設定された仕様値以下に抑える必要がある。この配線インダクタンスは、例えば、半導体素子と平滑コンデンサとの間を接続する各導体バーを平行平板に配置する等により低減するのが一般的である。 In addition, a semiconductor device such as an IGBT or a diode has a maximum usable voltage, and a wiring inductance between the semiconductor element and the capacitor is used to suppress an applied voltage including a jumping voltage during operation of the semiconductor device to a value below the maximum usable voltage. Must be kept below a preset specification value. The wiring inductance is generally reduced by, for example, arranging each conductor bar connecting the semiconductor element and the smoothing capacitor on a parallel plate.

一方、実施の形態１にかかる平滑コンデンサ１３ａは、Ｕ相内部接続Ｐ端子２１ａとＵ相半導体素子１１ａのＰ電極とが直接接続され、Ｕ相内部接続Ｎ端子２２ａとＵ相半導体素子１１ｂのＮ電極とが直接接続される。したがって、別途平滑コンデンサ１３ａの外部に導体バーを設ける場合よりも、各半導体素子１１ａ，１１ｂの各電極とコンデンサ素子の各極との距離が短くなるため、配線インダクタンスをより低減することができる。 On the other hand, in the smoothing capacitor 13a according to the first embodiment, the U-phase internal connection P terminal 21a and the P electrode of the U-phase semiconductor element 11a are directly connected, and the U-phase internal connection N terminal 22a and the N-phase of the U-phase semiconductor element 11b are connected. The electrode is directly connected. Therefore, the distance between each electrode of each of the semiconductor elements 11a and 11b and each pole of the capacitor element is shorter than when a conductor bar is separately provided outside the smoothing capacitor 13a, so that the wiring inductance can be further reduced.

さらに、実施の形態１にかかる平滑コンデンサ１３ａは、Ｕ相内部接続ＡＣ端子２３と各Ｕ相半導体素子１１ａ，１１ｂのＵ電極とが直接接続され、コンデンサ素子の正極を挟むＵ相内部接続Ｐ端子２１ａとＵ相外部接続Ｐ端子２６ａとの間、コンデンサ素子の負極を挟むＵ相内部接続Ｎ端子２２ａとＵ相外部接続Ｎ端子２７ａとの間、および、Ｕ相内部接続ＡＣ端子２３とＵ相外部接続ＡＣ端子２８との間が、それぞれ平行平板に配置された各導体バーにより接続され、その各導体バーがコンデンサ素子と共にモールド樹脂の内部に封止されている。このような構造とすることにより、別途平滑コンデンサ１３ａの外部に端子台や導体バーを設ける必要がなくなり、端子台や導体バーを固定するための部品等も不要となる。 Furthermore, the smoothing capacitor 13a according to the first embodiment has a U-phase internal connection P terminal in which the U-phase internal connection AC terminal 23 and the U electrodes of the U-phase semiconductor elements 11a and 11b are directly connected and sandwich the positive electrode of the capacitor element. 21a and the U-phase external connection P terminal 26a, between the U-phase internal connection N terminal 22a and the U-phase external connection N terminal 27a sandwiching the negative electrode of the capacitor element, and between the U-phase internal connection AC terminal 23 and the U-phase The external connection AC terminals 28 are connected to each other by respective conductor bars arranged on parallel flat plates, and each conductor bar is sealed inside the mold resin together with the capacitor element. By adopting such a structure, it is not necessary to separately provide a terminal block and a conductor bar outside the smoothing capacitor 13a, and parts for fixing the terminal block and the conductor bar are not required.

なお、Ｕ相内部接続Ｐ端子２１ａを挟むコンデンサ素子の正極とＵ相外部接続Ｐ端子２６ａとの間、Ｕ相内部接続Ｎ端子２２ａを挟むコンデンサ素子の負極とＵ相外部接続Ｎ端子２７ａとの間、および、Ｕ相内部接続ＡＣ端子２３とＵ相外部接続ＡＣ端子２８との間が、それぞれ平行平板に配置された各導体バーにより接続され、その各導体バーがコンデンサ素子と共にモールド樹脂の内部に封止されるようにしてもよいし、あるいは、Ｕ相外部接続Ｐ端子２６ａを挟むコンデンサ素子の正極とＵ相内部接続Ｐ端子２１ａとの間、Ｕ相外部接続Ｎ端子２７ａを挟むコンデンサ素子の負極とＵ相内部接続Ｎ端子２２ａとの間、および、Ｕ相内部接続ＡＣ端子２３とＵ相外部接続ＡＣ端子２８との間が、それぞれ平行平板に配置された各導体バーにより接続され、その各導体バーがコンデンサ素子と共にモールド樹脂の内部に封止されるようにしてもよい。 In addition, between the positive electrode of the capacitor element sandwiching the U-phase internal connection P terminal 21a and the U-phase external connection P terminal 26a, the negative electrode of the capacitor element sandwiching the U-phase internal connection N terminal 22a and the U-phase external connection N terminal 27a. And the U-phase internal connection AC terminal 23 and the U-phase external connection AC terminal 28 are connected to each other by respective conductor bars arranged on parallel plates, and the respective conductor bars together with the capacitor elements are formed inside the mold resin. Or a capacitor element that sandwiches the U-phase external connection N terminal 27a between the positive electrode of the capacitor element that sandwiches the U-phase external connection P terminal 26a and the U-phase internal connection P terminal 21a. Between each of the negative electrode and the U-phase internal connection N terminal 22a and between the U-phase internal connection AC terminal 23 and the U-phase external connection AC terminal 28 are arranged in parallel plates. Are more connected, each conductor bar may be sealed within the mold resin together with the capacitor element.

また、ここではＵ相の冷却ユニット２ａの構成について説明したが、Ｖ相およびＷ相の冷却ユニットの構成もＵ相の冷却ユニット２ａと同様の構成とすればよい。 Although the configuration of the U-phase cooling unit 2a has been described here, the configuration of the V-phase and W-phase cooling units may be the same as that of the U-phase cooling unit 2a.

つぎに、３相分の冷却ユニットを１つの冷却ユニットとして構成する例について、図９〜図１１を参照して説明する。 Next, an example in which the cooling units for three phases are configured as one cooling unit will be described with reference to FIGS.

図９は、３相分の冷却ユニットを１つの冷却ユニットとして構成した場合における冷却ユニットの正面透視図の一例である。図１０は、図９に示す冷却ユニットの上面透視図である。図１１は、図９に示す冷却ユニットの斜視図である。 FIG. 9 is an example of a front perspective view of the cooling unit when the cooling units for three phases are configured as one cooling unit. 10 is a top perspective view of the cooling unit shown in FIG. FIG. 11 is a perspective view of the cooling unit shown in FIG.

図９〜図１１に示すように、冷却ユニット２は、ユニットフレーム１７の内部に、Ｕ相半導体素子１１ａ，１１ｂ、Ｖ相半導体素子１１ｃ，１１ｄ、Ｖ相半導体素子１１ｅ，１１ｆ、平滑コンデンサ１３、Ｕ相半導体素子１１ａ，１１ｂを駆動するＵ相半導体素子用ゲートアンプ１４ａ、Ｖ相半導体素子１１ｃ，１１ｄを駆動するＶ相半導体素子用ゲートアンプ１４ｂ、Ｗ相半導体素子１１ｅ，１１ｆを駆動するＷ相半導体素子用ゲートアンプ１４ｃ、および、各相半導体素子１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ，１１ｅ，１１ｆのスイッチングにより発生する損失熱を冷却する冷却器１２を備え構成されている。各相半導体素子用ゲートアンプ１４ａ，１４ｂ，１４ｃは、各相ゲートアンプ取付フレーム１８ａ，１８ｂ，１８ｃにそれぞれ固定され、ユニットフレーム１７内に支持されている。 As shown in FIGS. 9 to 11, the cooling unit 2 includes U-phase semiconductor elements 11 a and 11 b, V-phase semiconductor elements 11 c and 11 d, V-phase semiconductor elements 11 e and 11 f, a smoothing capacitor 13, in the unit frame 17. U-phase semiconductor element gate amplifier 14a for driving U-phase semiconductor elements 11a and 11b, V-phase semiconductor element gate amplifier 14b for driving V-phase semiconductor elements 11c and 11d, and W-phase for driving W-phase semiconductor elements 11e and 11f The semiconductor device gate amplifier 14c and the cooler 12 for cooling the heat loss generated by the switching of the phase semiconductor devices 11a, 11b, 11c, 11d, 11e, and 11f are provided. Each phase semiconductor element gate amplifier 14 a, 14 b, 14 c is fixed to each phase gate amplifier mounting frame 18 a, 18 b, 18 c and supported in the unit frame 17.

平滑コンデンサ１３は、例えばモールド樹脂の内部に、各相毎のコンデンサ素子が封止され成型されている。この平滑コンデンサ１３は、半導体素子側の面に、Ｕ相半導体素子１１ａのＰ電極に接続されるＵ相内部接続Ｐ端子２１ａ、Ｖ相半導体素子１１ｃのＰ電極に接続されるＶ相内部接続Ｐ端子２１ｂ、Ｗ相半導体素子１１ｅのＰ電極に接続されるＷ相内部接続Ｐ端子２１ｃ、Ｕ相半導体素子１１ｂのＮ電極に接続されるＵ相内部接続Ｎ端子２２ａ、Ｖ相半導体素子１１ｄのＮ電極に接続されるＶ相内部接続Ｎ端子２２ｂ、Ｗ相半導体素子１１ｆのＮ電極に接続されるＷ相内部接続Ｎ端子２２ｃ、Ｕ相半導体素子１１ａ，１１ｂの各Ｕ電極に接続されるＵ相内部接続ＡＣ端子２３、Ｖ相半導体素子１１ｃ，１１ｄの各Ｖ電極に接続されるＶ相内部接続ＡＣ端子２４、Ｗ相半導体素子１１ｅ，１１ｆの各Ｗ電極に接続されるＷ相内部接続ＡＣ端子２５を備えている。 The smoothing capacitor 13 is formed by sealing a capacitor element for each phase inside a mold resin, for example. The smoothing capacitor 13 has a U-phase internal connection P terminal 21a connected to the P electrode of the U-phase semiconductor element 11a and a V-phase internal connection P connected to the P electrode of the V-phase semiconductor element 11c on the surface on the semiconductor element side. Terminal 21b, W phase internal connection P terminal 21c connected to the P electrode of W phase semiconductor element 11e, U phase internal connection N terminal 22a connected to the N electrode of U phase semiconductor element 11b, and N of V phase semiconductor element 11d V phase internal connection N terminal 22b connected to the electrode, W phase internal connection N terminal 22c connected to the N electrode of the W phase semiconductor element 11f, and U phase connected to each U electrode of the U phase semiconductor elements 11a and 11b Internal connection AC terminal 23, V phase internal connection AC terminal 24 connected to each V electrode of V phase semiconductor elements 11c, 11d, W phase internal connection AC terminal connected to each W electrode of W phase semiconductor elements 11e, 11f 2 It is equipped with a.

また、平滑コンデンサ１３は、半導体素子用ゲートアンプ側の面に、Ｕ相内部接続Ｐ端子２１ａに対応するＵ相外部接続Ｐ端子２６ａ、Ｖ相内部接続Ｐ端子２１ｂに対応するＶ相外部接続Ｐ端子２６ｂ、Ｗ相内部接続Ｐ端子２１ｃに対応するＷ相外部接続Ｐ端子２６ｃ、Ｕ相内部接続Ｎ端子２２ａに対応するＵ相外部接続Ｎ端子２７ａ、Ｖ相内部接続Ｎ端子２２ｂに対応するＶ相外部接続Ｎ端子２７ｂ、Ｗ相内部接続Ｎ端子２２ｃに対応するＷ相外部接続Ｎ端子２７ｃ、Ｕ相内部接続ＡＣ端子２３に対応するＵ相外部接続ＡＣ端子２８、Ｖ相内部接続ＡＣ端子２４に対応するＶ相外部接続ＡＣ端子２９、および、Ｗ相内部接続ＡＣ端子２５に対応するＷ相外部接続ＡＣ端子３０を備えている。 Further, the smoothing capacitor 13 has a U-phase external connection P terminal 26a corresponding to the U-phase internal connection P terminal 21a and a V-phase external connection P corresponding to the V-phase internal connection P terminal 21b on the surface of the semiconductor element gate amplifier. Terminal 26b, W phase external connection P terminal 26c corresponding to W phase internal connection P terminal 21c, U phase external connection N terminal 27a corresponding to U phase internal connection N terminal 22a, V corresponding to V phase internal connection N terminal 22b Phase external connection N terminal 27b, W phase external connection N terminal 27c corresponding to W phase internal connection N terminal 22c, U phase external connection AC terminal 28 corresponding to U phase internal connection AC terminal 23, V phase internal connection AC terminal 24 And a W-phase external connection AC terminal 30 corresponding to the W-phase internal connection AC terminal 25.

図９〜図１１に示すように、３相分の冷却ユニットを１つの冷却ユニット２として構成した場合も、各相毎に冷却ユニットを備えた場合と同様に、Ｕ相内部接続Ｐ端子２１ａとＵ相半導体素子１１ａのＰ電極とが直接接続され、Ｕ相内部接続Ｎ端子２２ａとＵ相半導体素子１１ｂのＮ電極とが直接接続される。また、同様に、Ｖ相内部接続Ｐ端子２１ｂとＶ相半導体素子１１ｃのＰ電極とが直接接続され、Ｖ相内部接続Ｎ端子２２ｂとＶ相半導体素子１１ｄのＮ電極とが直接接続される。また、同様に、Ｗ相内部接続Ｐ端子２１ｃとＷ相半導体素子１１ｅのＰ電極とが直接接続され、Ｗ相内部接続Ｎ端子２２ｃとＷ相半導体素子１１ｆのＮ電極とが直接接続される。したがって、別途平滑コンデンサ１３の外部に導体バーを設ける場合よりも、各半導体素子１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ，１１ｅ，１１ｆの各電極と各相コンデンサ素子の各極との距離が短くなるため、配線インダクタンスをより低減することができる。 As shown in FIGS. 9 to 11, even when the cooling units for three phases are configured as one cooling unit 2, the U-phase internal connection P terminal 21 a and the cooling unit are provided for each phase. The P electrode of the U-phase semiconductor element 11a is directly connected, and the U-phase internal connection N terminal 22a and the N electrode of the U-phase semiconductor element 11b are directly connected. Similarly, the V-phase internal connection P terminal 21b and the P electrode of the V-phase semiconductor element 11c are directly connected, and the V-phase internal connection N terminal 22b and the N electrode of the V-phase semiconductor element 11d are directly connected. Similarly, the W phase internal connection P terminal 21c and the P electrode of the W phase semiconductor element 11e are directly connected, and the W phase internal connection N terminal 22c and the N electrode of the W phase semiconductor element 11f are directly connected. Therefore, the distance between each electrode of each of the semiconductor elements 11a, 11b, 11c, 11d, 11e, and 11f and each pole of each phase capacitor element is shorter than when a conductor bar is separately provided outside the smoothing capacitor 13. Wiring inductance can be further reduced.

さらに、Ｕ相内部接続ＡＣ端子２３と各Ｕ相半導体素子１１ａ，１１ｂのＵ電極とが直接接続され、Ｕ相コンデンサ素子の正極を挟むＵ相内部接続Ｐ端子２１ａとＵ相外部接続Ｐ端子２６ａとの間、Ｕ相コンデンサ素子の負極を挟むＵ相内部接続Ｎ端子２２ａとＵ相外部接続Ｎ端子２７ａとの間、および、Ｕ相内部接続ＡＣ端子２３とＵ相外部接続ＡＣ端子２８との間が、それぞれ平行平板に配置された各導体バーにより接続され、その各導体バーがコンデンサ素子と共にモールド樹脂の内部に封止されている。 Further, the U-phase internal connection AC terminal 23 and the U electrodes of the U-phase semiconductor elements 11a and 11b are directly connected, and the U-phase internal connection P terminal 21a and the U-phase external connection P terminal 26a sandwich the positive electrode of the U-phase capacitor element. Between the U-phase internal connection N terminal 22a and the U-phase external connection N terminal 27a sandwiching the negative electrode of the U-phase capacitor element, and between the U-phase internal connection AC terminal 23 and the U-phase external connection AC terminal 28 The conductors are connected to each other by respective conductor bars arranged on parallel plates, and each conductor bar is sealed inside the mold resin together with the capacitor element.

また、同様に、Ｖ相内部接続ＡＣ端子２４と各Ｖ相半導体素子１１ｃ，１１ｄのＶ電極とが直接接続され、Ｖ相コンデンサ素子の正極を挟むＶ相内部接続Ｐ端子２１ｂとＶ相外部接続Ｐ端子２６ｂとの間、Ｖ相コンデンサ素子の負極を挟むＶ相内部接続Ｎ端子２２ｂとＶ相外部接続Ｎ端子２７ｂとの間、および、Ｖ相内部接続ＡＣ端子２４とＶ相外部接続ＡＣ端子２９との間が、それぞれ平行平板に配置された各導体バーにより接続され、その各導体バーがコンデンサ素子と共にモールド樹脂の内部に封止されている。 Similarly, the V-phase internal connection AC terminal 24 and the V electrodes of the V-phase semiconductor elements 11c and 11d are directly connected, and the V-phase internal connection P terminal 21b and the V-phase external connection sandwich the positive electrode of the V-phase capacitor element. Between the P terminal 26b, between the V phase internal connection N terminal 22b and the V phase external connection N terminal 27b sandwiching the negative electrode of the V phase capacitor element, and between the V phase internal connection AC terminal 24 and the V phase external connection AC terminal. 29 is connected to each other by each conductor bar arranged on a parallel plate, and each conductor bar is sealed inside the mold resin together with the capacitor element.

また、同様に、Ｗ相内部接続ＡＣ端子２５と各Ｗ相半導体素子１１ｅ，１１ｆのＷ電極とが直接接続され、Ｗ相コンデンサ素子の正極を挟むＷ相内部接続Ｐ端子２１ｃとＷ相外部接続Ｐ端子２６ｃとの間、Ｗ相コンデンサ素子の負極を挟むＷ相内部接続Ｎ端子２２ｃとＷ相外部接続Ｎ端子２７ｃとの間、および、Ｗ相内部接続ＡＣ端子２５とＷ相外部接続ＡＣ端子３０との間が、それぞれ平行平板に配置された各導体バーにより接続され、その各導体バーがコンデンサ素子と共にモールド樹脂の内部に封止されている。 Similarly, the W-phase internal connection AC terminal 25 and the W electrodes of the W-phase semiconductor elements 11e and 11f are directly connected, and the W-phase internal connection P terminal 21c and the W-phase external connection sandwich the positive electrode of the W-phase capacitor element. Between the P terminal 26c, between the W phase internal connection N terminal 22c and the W phase external connection N terminal 27c sandwiching the negative electrode of the W phase capacitor element, and between the W phase internal connection AC terminal 25 and the W phase external connection AC terminal 30 are connected to each other by respective conductor bars arranged on parallel plates, and each conductor bar is sealed inside the mold resin together with the capacitor element.

このような構造とすることにより、３相分の冷却ユニットを１つの冷却ユニット２として構成した場合も、各相毎に冷却ユニットを備えた場合と同様に、別途平滑コンデンサ１３の外部に端子台や導体バーを設ける必要がなくなり、端子台や導体バーを固定するための部品等も不要となる。 With such a structure, even when the cooling units for three phases are configured as one cooling unit 2, a terminal block is separately provided outside the smoothing capacitor 13 as in the case where the cooling unit is provided for each phase. It is no longer necessary to provide a conductor bar and a terminal block and parts for fixing the conductor bar are not required.

なお、各相毎に冷却ユニットを備えた場合と同様に、Ｕ相内部接続Ｐ端子２１ａを挟むＵ相コンデンサ素子の正極とＵ相外部接続Ｐ端子２６ａとの間、Ｕ相内部接続Ｎ端子２２ａを挟むＵ相コンデンサ素子の負極とＵ相外部接続Ｎ端子２７ａとの間、および、Ｕ相内部接続ＡＣ端子２３とＵ相外部接続ＡＣ端子２８との間が、それぞれ平行平板に配置された各導体バーにより接続され、その各導体バーがコンデンサ素子と共にモールド樹脂の内部に封止されるようにしてもよいし、あるいは、Ｕ相外部接続Ｐ端子２６ａを挟むＵ相コンデンサ素子の正極とＵ相内部接続Ｐ端子２１ａとの間、Ｕ相外部接続Ｎ端子２７ａを挟むＵ相コンデンサ素子の負極とＵ相内部接続Ｎ端子２２ａとの間、および、Ｕ相内部接続ＡＣ端子２３とＵ相外部接続ＡＣ端子２８との間が、それぞれ平行平板に配置された各導体バーにより接続され、その各導体バーがコンデンサ素子と共にモールド樹脂の内部に封止されるようにしてもよい。なお、Ｖ相およびＷ相についても同様であるので、ここでは説明を省略する。 As in the case where a cooling unit is provided for each phase, between the positive electrode of the U-phase capacitor element sandwiching the U-phase internal connection P terminal 21a and the U-phase external connection P terminal 26a, the U-phase internal connection N terminal 22a. Between the negative electrode of the U-phase capacitor element and the U-phase external connection N terminal 27a, and between the U-phase internal connection AC terminal 23 and the U-phase external connection AC terminal 28 are arranged on parallel plates. The conductor bars may be connected to each other, and each conductor bar may be sealed inside the mold resin together with the capacitor element, or the positive electrode and the U phase of the U phase capacitor element sandwiching the U phase external connection P terminal 26a Between the internal connection P terminal 21a, between the negative electrode of the U phase capacitor element sandwiching the U phase external connection N terminal 27a and the U phase internal connection N terminal 22a, and between the U phase internal connection AC terminal 23 and the U phase external connection A Between the terminal 28 is connected by a respective conductor bars which are disposed parallel plate, respectively, that each conductor bar may be sealed within the mold resin together with the capacitor element. In addition, since it is the same also about V phase and W phase, description is abbreviate | omitted here.

さらに、各相毎に冷却ユニットを構成した場合には、各相の冷却ユニット毎に、平滑コンデンサ、ユニットフレーム、および冷却器が必要となるが、３相分の冷却ユニットを１つの冷却ユニット２として構成した場合には、平滑コンデンサ、ユニットフレーム、および冷却器がそれぞれ１つとなり、電力変換装置１を構成する部品点数を削減できる。 Furthermore, when a cooling unit is configured for each phase, a smoothing capacitor, a unit frame, and a cooler are required for each cooling unit of each phase. , The number of components constituting the power conversion device 1 can be reduced because there is one smoothing capacitor, unit frame, and cooler.

以上説明したように、実施の形態１の電力変換装置によれば、冷却ユニットを構成する構成要素の一つであり、半導体素子への直流印加電圧を平滑するコンデンサ素子がモールド樹脂の内部に封止された平滑コンデンサにおいて、各半導体素子の各電極に接続される内部接続端子として、コンデンサ素子の正極に対応する内部接続Ｐ端子、コンデンサ素子の負極に対応する内部接続Ｎ端子、および、コンデンサ素子と電気的に接続されない内部接続ＡＣ端子を備え、冷却ユニットの外部接続に用いられる外部接続端子として、内部接続Ｐ端子に対応する外部接続Ｐ端子、内部接続Ｎ端子に対応する外部接続Ｎ端子、および、内部接続ＡＣ端子に対応する外部接続ＡＣ端子を備え、コンデンサ素子の正極と内部接続Ｐ端子と外部接続Ｐ端子との間、コンデンサ素子の負極と内部接続Ｎ端子と外部接続Ｎ端子との間、および、内部接続ＡＣ端子と外部接続ＡＣ端子との間を、それぞれモールド樹脂の内部で電気的に接続するようにしたので、別途平滑コンデンサの外部に端子台や導体バーを設ける必要がなくなり、これら端子台や導体バーを固定するための部品等も不要となるため、冷却ユニットの小型軽量化および低コスト化を実現すると共に、組立や加工に要する時間を削減することができる。 As described above, according to the power conversion device of the first embodiment, one of the components constituting the cooling unit, the capacitor element that smoothes the DC applied voltage to the semiconductor element is sealed inside the mold resin. In the stopped smoothing capacitor, as an internal connection terminal connected to each electrode of each semiconductor element, an internal connection P terminal corresponding to the positive electrode of the capacitor element, an internal connection N terminal corresponding to the negative electrode of the capacitor element, and the capacitor element An external connection terminal corresponding to the internal connection P terminal, an external connection N terminal corresponding to the internal connection N terminal, as external connection terminals used for external connection of the cooling unit, And an external connection AC terminal corresponding to the internal connection AC terminal, the positive electrode of the capacitor element, the internal connection P terminal, and the external connection P terminal. Since the negative electrode of the capacitor element, the internal connection N terminal, and the external connection N terminal and between the internal connection AC terminal and the external connection AC terminal are electrically connected inside the mold resin, respectively. This eliminates the need for a separate terminal block and conductor bar outside the smoothing capacitor, and eliminates the need for parts to fix the terminal block and conductor bar, thus reducing the size and weight of the cooling unit and reducing costs. At the same time, the time required for assembly and processing can be reduced.

また、コンデンサ素子の正極を挟む内部接続Ｐ端子と外部接続Ｐ端子との間、コンデンサ素子の負極を挟む内部接続Ｎ端子と外部接続Ｎ端子との間、および、内部接続ＡＣ端子と外部接続ＡＣ端子との間を、それぞれ平行平板に配置され、コンデンサ素子と共にモールド樹脂の内部に封止された各導体バーにより接続するようにしたので、別途平滑コンデンサの外部に導体バーを設ける場合よりも各半導体素子の各電極とコンデンサ素子の各極との距離が短くなるため、配線インダクタンスをより低減することができる。 Further, between the internal connection P terminal and the external connection P terminal sandwiching the positive electrode of the capacitor element, between the internal connection N terminal and the external connection N terminal sandwiching the negative electrode of the capacitor element, and between the internal connection AC terminal and the external connection AC. The terminals are connected to each other by parallel bars that are arranged on parallel plates and sealed together with the capacitor elements inside the mold resin. Since the distance between each electrode of the semiconductor element and each pole of the capacitor element is shortened, the wiring inductance can be further reduced.

なお、内部接続Ｐ端子を挟むコンデンサ素子の正極と外部接続Ｐ端子との間、内部接続Ｎ端子を挟むコンデンサ素子の負極と外部接続Ｎ端子との間、および、内部接続ＡＣ端子と外部接続ＡＣ端子との間を、それぞれ平行平板に配置され、コンデンサ素子と共にモールド樹脂の内部に封止された各導体バーにより接続するようにしても、同様の効果が得られる。 In addition, between the positive electrode of the capacitor element sandwiching the internal connection P terminal and the external connection P terminal, between the negative electrode of the capacitor element sandwiching the internal connection N terminal and the external connection N terminal, and between the internal connection AC terminal and the external connection AC The same effect can be obtained by connecting the terminals to each other by means of conductor bars which are arranged on parallel plates and sealed together with the capacitor elements inside the mold resin.

また、外部接続Ｐ端子を挟むコンデンサ素子の正極と内部接続Ｐ端子との間、外部接続Ｎ端子を挟むコンデンサ素子の負極と内部接続Ｎ端子との間、および、内部接続ＡＣ端子と外部接続ＡＣ端子との間を、それぞれ平行平板に配置され、コンデンサ素子と共にモールド樹脂の内部に封止された各導体バーにより接続するようにしても、同様の効果が得られる。 Further, between the positive electrode of the capacitor element sandwiching the external connection P terminal and the internal connection P terminal, between the negative electrode of the capacitor element sandwiching the external connection N terminal and the internal connection N terminal, and between the internal connection AC terminal and the external connection AC. The same effect can be obtained by connecting the terminals to each other by means of conductor bars which are arranged on parallel plates and sealed together with the capacitor elements inside the mold resin.

さらに、各半導体素子の各電極と平滑コンデンサの各内部接続端子とを直接接続するようにしたので、各半導体素子の各電極とコンデンサ素子の各極との距離がさらに短くなるため、配線インダクタンスをさらに低減することができる。 Furthermore, since each electrode of each semiconductor element and each internal connection terminal of the smoothing capacitor are directly connected, the distance between each electrode of each semiconductor element and each pole of the capacitor element is further shortened. Further reduction can be achieved.

さらに、３相分の冷却ユニットを１つの冷却ユニットとして構成した場合には、平滑コンデンサ、ユニットフレーム、および冷却器がそれぞれ１つとなり、電力変換装置を構成する部品点数を削減できるため、冷却ユニットのさらなる小型軽量化および低コスト化が可能となり、組立や加工に要する時間をさらに削減することができる。 Furthermore, when the three-phase cooling unit is configured as a single cooling unit, the number of parts constituting the power conversion device can be reduced because there are one smoothing capacitor, unit frame, and cooler. Further reduction in size and weight and cost can be achieved, and the time required for assembly and processing can be further reduced.

また、上述した実施の形態１では、半導体素子側の面の反対面である半導体素子用ゲートアンプ側の面に各外部接続端子を設けるものとして説明したが、各外部接続端子を設ける面あるいは位置は、これに限られるものではない。 In the first embodiment described above, each external connection terminal is provided on the surface on the semiconductor element gate amplifier side opposite to the surface on the semiconductor element side. However, the surface or position on which each external connection terminal is provided. Is not limited to this.

さらに、上アーム側半導体素子と下アーム側半導体素子とがそれぞれ別の構成要素であるものとして説明したが、上アーム側半導体素子と下アーム側半導体素子とが同一のパッケージ内で直列接続された構成であってもよい。 Furthermore, although the upper arm side semiconductor element and the lower arm side semiconductor element have been described as being separate components, the upper arm side semiconductor element and the lower arm side semiconductor element are connected in series within the same package. It may be a configuration.

また、各内部接続端子および各外部接続端子は、それぞれ各端子の配列順序を入れ替えても同様の効果が得られることは言うまでもない。 Further, it goes without saying that the same effect can be obtained for each internal connection terminal and each external connection terminal even if the arrangement order of the respective terminals is changed.

実施の形態２．
図１２は、実施の形態２にかかる冷却ユニットの側面透視図の一例である。図１３は、図１２に示す冷却ユニットの正面透視図である。図１４は、図１２に示す冷却ユニットの上面透視図である。図１５は、図１２に示す冷却ユニットの斜視図である。また、図１６は、実施の形態２にかかる平滑コンデンサのＵ相半導体素子用ゲートアンプ側を見た斜視図の一例である。図１７は、図１６に示す平滑コンデンサのＵ相半導体素子側を見た斜視図である。なお、実施の形態１と同一あるいは同等の構成部には同一の符号を付して、その詳細な説明は省略する。また、ここでは、実施の形態１と同様に、以下の説明を容易にするため、Ｕ，Ｖ，Ｗ相の各構成のうち、一例としてＵ相の構成について説明する。 Embodiment 2. FIG.
FIG. 12 is an example of a side perspective view of the cooling unit according to the second embodiment. FIG. 13 is a front perspective view of the cooling unit shown in FIG. 14 is a top perspective view of the cooling unit shown in FIG. FIG. 15 is a perspective view of the cooling unit shown in FIG. FIG. 16 is an example of a perspective view of the smoothing capacitor according to the second embodiment when viewed from the gate amplifier side for the U-phase semiconductor element. 17 is a perspective view of the smoothing capacitor shown in FIG. 16 as viewed from the U-phase semiconductor element side. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the component which is the same as that of Embodiment 1, or equivalent, and the detailed description is abbreviate | omitted. In addition, as in the first embodiment, the U-phase configuration will be described as an example among the U-, V-, and W-phase configurations in order to facilitate the following description.

図１２〜図１７に示すように、実施の形態２にかかる平滑コンデンサ１３ａは、冷却ユニット内の回路および部品等の構成要素を取り付けるねじ座３１等の取付部をさらに備えている。このねじ座３１には、例えば、図１２〜図１７に示すように、冷却ユニット内の構成要素の一つであるＵ相半導体素子用ゲートアンプ１４ａを取り付け、ユニットフレーム１７ａ内に支持することができる。つまり、実施の形態２にかかる冷却ユニット２ａでは、ゲートアンプ等のユニットフレーム１７ａ内に支持する必要のある冷却ユニット内の構成要素（ここでは、Ｕ相半導体素子用ゲートアンプ１４ａ）を取り付けるためのフレーム（例えば、実施の形態１において説明したＵ相ゲートアンプ取付フレーム１８ａ）等の部品が不要となり、更なる冷却ユニットの小型軽量化および低コスト化が可能となり、組立や加工に要する時間の削減が可能となる。 As shown in FIGS. 12-17, the smoothing capacitor 13a concerning Embodiment 2 is further provided with attachment parts, such as the screw seat 31 which attaches components, such as a circuit in a cooling unit, and components. For example, as shown in FIGS. 12 to 17, a U-phase semiconductor element gate amplifier 14a, which is one of the components in the cooling unit, is attached to the screw seat 31 and supported in the unit frame 17a. it can. That is, in the cooling unit 2a according to the second embodiment, a component in the cooling unit (here, the gate amplifier 14a for the U-phase semiconductor element) that needs to be supported in the unit frame 17a such as a gate amplifier is attached. Parts such as the frame (for example, the U-phase gate amplifier mounting frame 18a described in the first embodiment) are not required, and the cooling unit can be further reduced in size and weight, and the cost required for assembly and processing can be reduced. Is possible.

なお、ここではＵ相の冷却ユニット２ａの構成について説明したが、実施の形態１と同様に、Ｖ相およびＷ相の冷却ユニットもＵ相の冷却ユニット２ａと同様の構成とすればよい。また、実施の形態１と同様に、３相分の冷却ユニットを１つの冷却ユニットとして構成することも可能である。 Although the configuration of the U-phase cooling unit 2a has been described here, the V-phase and W-phase cooling units may have the same configuration as the U-phase cooling unit 2a as in the first embodiment. Further, similarly to the first embodiment, the cooling units for three phases can be configured as one cooling unit.

また、図１２〜図１７に示す例では、取付部であるねじ座３１に冷却ユニット内の構成要素の一つであるＵ相半導体素子用ゲートアンプ１４ａを取り付ける例について説明したが、冷却ユニット内の他の構成要素を取り付けるようにすることも可能である。 In the example shown in FIGS. 12 to 17, the example in which the U-phase semiconductor element gate amplifier 14 a that is one of the components in the cooling unit is attached to the screw seat 31 that is the attachment portion has been described. It is also possible to attach other components.

以上説明したように、実施の形態２の電力変換装置によれば、平滑コンデンサに装置内構成要素を取り付けるねじ座等の取付部を設けるようにしたので、ユニットフレーム内に支持する必要のある冷却ユニット内の構成要素を取り付けるためのフレーム等の部品が不要となり、実施の形態１よりもさらに冷却ユニットを小型軽量化および低コスト化することができ、組立や加工に要する時間をさらに削減することができる。 As described above, according to the power conversion device of the second embodiment, since the mounting portion such as the screw seat for mounting the components in the device is provided on the smoothing capacitor, the cooling that needs to be supported in the unit frame is provided. Parts such as a frame for mounting the components in the unit are not required, and the cooling unit can be further reduced in size and weight and cost as compared with the first embodiment, and the time required for assembly and processing can be further reduced. Can do.

なお、以上の実施の形態に示した構成は、本発明の構成の一例であり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、一部を省略する等、変更して構成することも可能であることは言うまでもない。 Note that the configuration shown in the above embodiment is an example of the configuration of the present invention, and can be combined with another known technique, and a part thereof is omitted without departing from the gist of the present invention. Needless to say, it is possible to change the configuration.

１電力変換装置
２，２ａ冷却ユニット
３筐体
４Ｕ相回路
５Ｖ相回路
６Ｗ相回路
１１ａ,１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ，１１ｅ，１１ｆ半導体素子
１２，１２ａ冷却器
１３，１３ａ，１３ｂ，１３ｃ平滑コンデンサ
１４ａ，１４ｂ，１４ｃ半導体素子用ゲートアンプ
１７，１７ａユニットフレーム
１８ａ，１８ｂ，１８ｃゲートアンプ取付フレーム
２１ａ，２１ｂ，２１ｃ各相内部接続Ｐ端子
２２ａ，２２ｂ，２２ｃ各相内部接続Ｎ端子
２３Ｕ相内部接続ＡＣ端子
２４Ｖ相内部接続ＡＣ端子
２５Ｗ相内部接続ＡＣ端子
２６ａ，２６ｂ，２６ｃ各相外部接続Ｐ端子
２７ａ，２７ｂ，２７ｃ各相外部接続Ｎ端子
２８Ｕ相外部接続ＡＣ端子
２９Ｖ相外部接続ＡＣ端子
３０Ｗ相外部接続ＡＣ端子
３１ねじ座（取付部）
５１車体 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Power converter 2, 2a Cooling unit 3 Case 4 U phase circuit 5 V phase circuit 6 W phase circuit 11a, 11b, 11c, 11d, 11e, 11f Semiconductor element 12, 12a Cooler 13, 13a, 13b, 13c Smoothing Capacitors 14a, 14b, 14c Semiconductor device gate amplifiers 17, 17a Unit frames 18a, 18b, 18c Gate amplifier mounting frames 21a, 21b, 21c Each phase internal connection P terminal 22a, 22b, 22c Each phase internal connection N terminal 23 U phase Internal connection AC terminal 24 V phase internal connection AC terminal 25 W phase internal connection AC terminal 26a, 26b, 26c Each phase external connection P terminal 27a, 27b, 27c Each phase external connection N terminal 28 U phase external connection AC terminal 29 V phase External connection AC terminal 30 W-phase external connection AC terminal 31 Screw seat (mounting part)
51 body

Claims

A power conversion device that performs AC / DC conversion by switching driving a semiconductor element,
A cooling unit including the semiconductor element, a smoothing capacitor having a capacitor element for smoothing a DC applied voltage to the semiconductor element, and a cooler for cooling the semiconductor element is configured.
The smoothing capacitor is
A plurality of internal connection terminals directly connected to each electrode of the semiconductor element, including a terminal electrically connected to the capacitor element, and a terminal not electrically connected to the capacitor element;
A plurality of external connection terminals provided corresponding to the internal connection terminals, electrically connected to the internal connection terminals inside the smoothing capacitor, and used for external connection of the cooling unit;
A power conversion device comprising:

The internal connection terminal is electrically connected to the internal connection P terminal corresponding to the positive electrode (P pole) of the capacitor element, the internal connection N terminal corresponding to the negative electrode (N pole) of the capacitor element, and the capacitor element. Internal connection AC terminal not included,
The external connection terminal includes an external connection P terminal corresponding to the internal connection P terminal, an external connection N terminal corresponding to the internal connection N terminal, and an external connection AC terminal corresponding to the internal connection AC terminal,
The smoothing capacitor is between the positive electrode of the capacitor element, the internal connection P terminal and the external connection P terminal, between the negative electrode of the capacitor element, the internal connection N terminal and the external connection N terminal, and The power converter according to claim 1, wherein an internal connection AC terminal and the external connection AC terminal are electrically connected inside each other.

The smoothing capacitor is between the internal connection P terminal and the external connection P terminal sandwiching the positive electrode of the capacitor element, between the internal connection N terminal and the external connection N terminal sandwiching the negative electrode of the capacitor element, and The internal connection AC terminal and the external connection AC terminal are connected to each other by respective conductor bars arranged on parallel plates, and each conductor bar is provided inside together with the capacitor element. The power conversion device according to claim 2.

The smoothing capacitor is between the positive electrode of the capacitor element sandwiching the internal connection P terminal and the external connection P terminal, between the negative electrode of the capacitor element sandwiching the internal connection N terminal and the external connection N terminal, and The internal connection AC terminal and the external connection AC terminal are connected to each other by respective conductor bars arranged on parallel plates, and each conductor bar is provided inside together with the capacitor element. The power conversion device according to claim 2.

The smoothing capacitor is between the positive electrode of the capacitor element sandwiching the external connection P terminal and the internal connection P terminal, between the negative electrode of the capacitor element sandwiching the external connection N terminal and the internal connection N terminal, and The internal connection AC terminal and the external connection AC terminal are connected to each other by respective conductor bars arranged on parallel plates, and each conductor bar is provided inside together with the capacitor element. The power conversion device according to claim 2.

The said smoothing capacitor is provided with the said capacitor | condenser element for several phases of alternating current inside, and each said internal connection terminal and each said external connection terminal were provided for every phase, The any one of Claims 1-5 The power conversion device according to claim 1.

The power converter according to any one of claims 1 to 6, wherein the smoothing capacitor includes an attachment portion for attaching a component in the cooling unit.