JP2013090408A - Electric power conversion device - Google Patents

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Tomoko Watanabe
智子 渡邉
Shoji Sakai
昭治 堺
Hiroshi Shimizu
浩史 清水
Tetsuya Matsuoka
哲矢 松岡
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electric power conversion device that reduces mutual inductance with a semiconductor module by using both a positive-electrode bus bar and a negative-electrode bus bar as well as reducing mutual inductance between the positive-electrode bus bar and the negative-electrode bus bar.SOLUTION: A positive-electrode bus bar 3 has a positive-electrode main-body part 31 which is arranged in an arrangement direction of semiconductor modules 16 between a positive-electrode terminal 5 and a negative-electrode terminal 6. A negative-electrode bus bar 4 has a negative-electrode main-body part 41 which is arranged in an arrangement direction of semiconductor modules 16 between the positive-electrode terminal 5 and the negative-electrode terminal 6. The positive-electrode main-body part 31 and the negative-electrode main-body part 41 are arranged facing each other in a direction of connection between the positive electrode terminal 5 and the negative electrode terminal 6.

Description

本発明は、半導体素子を内蔵する半導体モジュールと、半導体モジュールを冷却する冷却器とを備える電力変換装置に関する。   The present invention relates to a power conversion device including a semiconductor module containing a semiconductor element and a cooler that cools the semiconductor module.

内燃機関と電気モータの両方を駆動源として有するハイブリッド車両や、電気モータを駆動源として備えた電気自動車等には、電池から供給される直流電流と電気モータへ出力する交流電流との間で双方向変換する電力変換装置が備えられている。上記電力変換装置としては、例えば特許文献1に開示されているように、正極端子と負極端子を備える半導体モジュールが複数個直列に配置され、正極端子と負極端子との間にバスバーが配置されているものがある。バスバーは、正極バスバーと負極バスバーとを備え、半導体モジュールの並び方向に沿ってそれぞれ延びるように配置されている。正極バスバーには、正極端子と接続するための正極枝部が、正極端子と負極端子とを結ぶ方向に対して突出して形成されている。同様に、負極バスバーには、負極端子と接続するための負極枝部が、正極端子と負極端子とを結ぶ方向に対して突出して形成されている。また、正極バスバーと負極バスバーは、負極バスバー側が半導体モジュールに近接するように、正極端子及び負極端子の突出方向に対して重なるように配置されている。このように配置することにより、正極バスバーと負極バスバーに、それぞれ反対方向に並行な電流を流すことができ、正極バスバーと負極バスバーの周りに発生する磁界を相殺することができる。よって、正極バスバーと負極バスバーとの間の相互インダクタンスを低下することができる。   In hybrid vehicles having both an internal combustion engine and an electric motor as drive sources, and electric vehicles equipped with an electric motor as a drive source, both the direct current supplied from the battery and the alternating current output to the electric motor A power conversion device that performs direction conversion is provided. As the power converter, for example, as disclosed in Patent Document 1, a plurality of semiconductor modules including a positive electrode terminal and a negative electrode terminal are arranged in series, and a bus bar is arranged between the positive electrode terminal and the negative electrode terminal. There is something. The bus bar includes a positive electrode bus bar and a negative electrode bus bar, and is arranged so as to extend along the alignment direction of the semiconductor modules. In the positive electrode bus bar, a positive electrode branch portion for connecting to the positive electrode terminal is formed so as to protrude in a direction connecting the positive electrode terminal and the negative electrode terminal. Similarly, in the negative electrode bus bar, a negative electrode branch portion for connecting to the negative electrode terminal is formed so as to protrude in a direction connecting the positive electrode terminal and the negative electrode terminal. Moreover, the positive electrode bus bar and the negative electrode bus bar are arranged so as to overlap with the protruding direction of the positive electrode terminal and the negative electrode terminal so that the negative electrode bus bar side is close to the semiconductor module. By arranging in this way, parallel currents can flow in the opposite directions to the positive electrode bus bar and the negative electrode bus bar, respectively, and the magnetic fields generated around the positive electrode bus bar and the negative electrode bus bar can be offset. Therefore, the mutual inductance between the positive electrode bus bar and the negative electrode bus bar can be reduced.

特開2007−89257号公報JP 2007-89257 A

上記構成において、半導体モジュールに電流が流れる際、半導体モジュールの内部では正極端子から負極端子に向かって電流が流れている。ここで、正極バスバー、正極枝部、正極端子、半導体モジュール内、負極端子、負極枝部、負極バスバーという電流経路を考えた場合、正極枝部を流れる電流の向きと半導体モジュール内を流れる電流の向きは反対方向、かつ並行となる。同様に、負極枝部を流れる電流の向きと半導体モジュール内を流れる電流の向きは反対方向、かつ並行となる。   In the above configuration, when a current flows through the semiconductor module, the current flows from the positive terminal to the negative terminal inside the semiconductor module. Here, when considering the current paths of the positive bus bar, the positive electrode branch, the positive electrode terminal, the semiconductor module, the negative electrode terminal, the negative electrode branch, and the negative electrode bus bar, the direction of the current flowing through the positive electrode branch and the current flowing through the semiconductor module The direction is opposite and parallel. Similarly, the direction of the current flowing through the negative electrode branch and the direction of the current flowing through the semiconductor module are opposite and parallel to each other.

しかし、上記構成において、正極バスバーと負極バスバーは、負極バスバーが半導体モジュールに近接するように、正極端子及び負極端子の突出方向に対して重なるように配置されているため、正極バスバーと半導体モジュール間の距離は、負極バスバーと半導体モジュール間の距離より長くなる。ここで、反対方向に並行に流れる電流に起因する相互インダクタンスの低下は、反対方向に流れる電流間の距離に反比例する。したがって、上記構成は、正極バスバー及び負極バスバーの両方を用いて、半導体モジュールとの間の相互インダクタンスの低下を図れないという問題がある。   However, in the above configuration, the positive electrode bus bar and the negative electrode bus bar are arranged so as to overlap the protruding direction of the positive electrode terminal and the negative electrode terminal so that the negative electrode bus bar is close to the semiconductor module. Is longer than the distance between the negative electrode bus bar and the semiconductor module. Here, the decrease in mutual inductance caused by currents flowing in parallel in opposite directions is inversely proportional to the distance between currents flowing in opposite directions. Therefore, the above configuration has a problem that the mutual inductance between the semiconductor module and the semiconductor module cannot be reduced by using both the positive electrode bus bar and the negative electrode bus bar.

本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、正極バスバーと負極バスバーとの間の相互インダクタンスの低下に加えて、正極バスバー及び負極バスバーの両方を用いて、半導体モジュールとの間の相互インダクタンスの低下を実現させた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 such a problem. In addition to the reduction in mutual inductance between the positive electrode bus bar and the negative electrode bus bar, the present invention uses both the positive electrode bus bar and the negative electrode bus bar to connect the semiconductor module. An object of the present invention is to provide a power converter that realizes a reduction in mutual inductance.

上記課題を解決するために、請求項1に記載の発明は、半導体素子を内蔵し、正極端子及び負極端子が同一方向に突出して形成された複数の半導体モジュールと、半導体モジュールを冷却する冷却器と、半導体モジュールに電源からの電力を供給する正極バスバー及び負極バスバーとを備えた電力変換装置であって、複数の半導体モジュールは、正極端子同士、及び負極端子同士がそれぞれ略直線状に並ぶように配置され、正極バスバーは、正極端子と負極端子との間であって、半導体モジュールの並び方向に沿って配置される正極本体部と、正極端子と負極端子とを結ぶ直線を第1仮想線とした場合、第1仮想線と略並行であり、正極本体部から正極端子方向に配置される正極枝部とを備え、負極バスバーは、正極端子と負極端子との間であって、半導体モジュールの並び方向に沿って配置される負極本体部と、第1仮想線と略並行であり、負極本体部から負極端子方向に配置される負極枝部とを備え、正極本体部と負極本体部とは、第1仮想線の方向に対して並んで配置され、互いに向かい合うように配置されていることを特徴とする。   In order to solve the above-described problem, the invention described in claim 1 includes a plurality of semiconductor modules each including a semiconductor element, the positive electrode terminal and the negative electrode terminal projecting in the same direction, and a cooler for cooling the semiconductor module. And a power conversion device comprising a positive electrode bus bar and a negative electrode bus bar for supplying power from the power source to the semiconductor module, wherein the plurality of semiconductor modules are arranged such that the positive electrode terminals and the negative electrode terminals are arranged substantially linearly, respectively. The positive bus bar is a first imaginary line between the positive electrode main body portion arranged between the positive electrode terminal and the negative electrode terminal and along the arrangement direction of the semiconductor modules, and the straight line connecting the positive electrode terminal and the negative electrode terminal. The first imaginary line is substantially parallel to the positive electrode main body portion and the positive electrode branch portion disposed in the positive electrode terminal direction, and the negative electrode bus bar is between the positive electrode terminal and the negative electrode terminal. And a negative electrode main body disposed along the arrangement direction of the semiconductor modules, and a negative electrode branch substantially parallel to the first virtual line and disposed from the negative electrode main body toward the negative electrode terminal. And the negative electrode main body portion are arranged side by side with respect to the direction of the first imaginary line, and are arranged to face each other.

このように構成すれば、電源から電力変換装置に電流が供給されると、電源、正極本体部、正極枝部、正極端子、半導体モジュール内、負極端子、負極枝部、負極本体部、電源という電流経路が形成される。ここで、正極本体部と負極本体部は、正極端子と負極端子とを結ぶ直線の方向に対して並び、互いに向かい合うように配置されている。そのため、正極本体部と負極本体部に流れる電流の向きは反対方向、かつ並行となり、正極本体部と負極本体部の周りに発生する磁界を相殺することができる。したがって、正極本体部と負極本体部との間の相互インダクタンスの低下を実現することができる。   With this configuration, when current is supplied from the power source to the power conversion device, the power source, the positive electrode main body, the positive electrode branch, the positive electrode terminal, the semiconductor module, the negative electrode terminal, the negative electrode branch, the negative electrode main body, and the power supply A current path is formed. Here, the positive electrode main body portion and the negative electrode main body portion are arranged to face each other in the direction of a straight line connecting the positive electrode terminal and the negative electrode terminal. Therefore, the directions of the currents flowing through the positive electrode main body part and the negative electrode main body part are opposite and parallel to each other, and the magnetic fields generated around the positive electrode main body part and the negative electrode main body part can be offset. Therefore, a reduction in mutual inductance between the positive electrode main body and the negative electrode main body can be realized.

また、正極枝部を流れる電流の向きと、半導体モジュール内を正極端子側から負極端子側に流れる電流の向きは反対方向、かつ並行となる。同様に、負極枝部を流れる電流の向きと、半導体モジュール内を正極端子側から負極端子側に流れる電流の向きは反対方向、かつ並行となる。上記構成は、正極バスバーと負極バスバーとを正極端子及び負極端子の突出方向に対して並べ、互いに向かい合うように配置する構成と比較して、正極バスバー又は負極バスバーのいずれか一方を半導体モジュールから離間して配置させる必要がない。したがって、正極バスバーと負極バスバーとを正極端子及び負極端子の突出方向に対して並べ、互いに向かい合うように配置する構成と比較して、正極枝部及び負極枝部の両方を半導体モジュールに近接配置することが可能になり、正極枝部及び負極枝部と半導体モジュールとの間の相互インダクタンスの低下をより効果的に実現することができる。   In addition, the direction of the current flowing through the positive electrode branch and the direction of the current flowing from the positive terminal side to the negative terminal side in the semiconductor module are opposite and parallel. Similarly, the direction of the current flowing through the negative electrode branch and the direction of the current flowing from the positive terminal side to the negative terminal side in the semiconductor module are opposite and parallel. Compared to the configuration in which the positive electrode bus bar and the negative electrode bus bar are arranged in the protruding direction of the positive electrode terminal and the negative electrode terminal and arranged to face each other, either the positive electrode bus bar or the negative electrode bus bar is separated from the semiconductor module. There is no need to place them. Therefore, compared to the configuration in which the positive electrode bus bar and the negative electrode bus bar are arranged with respect to the protruding direction of the positive electrode terminal and the negative electrode terminal and arranged so as to face each other, both the positive electrode branch portion and the negative electrode branch portion are arranged close to the semiconductor module. Accordingly, the reduction in mutual inductance between the positive electrode branch and the negative electrode branch and the semiconductor module can be more effectively realized.

よって、請求項1に記載の発明によれば、正極バスバーと負極バスバーとの間の相互インダクタンスの低下と、正極バスバー及び負極バスバーと半導体モジュールとの間の相互インダクタンスの低下を両立することができる。   Therefore, according to the first aspect of the present invention, it is possible to achieve both a reduction in mutual inductance between the positive electrode bus bar and the negative electrode bus bar and a reduction in mutual inductance between the positive electrode bus bar and the negative electrode bus bar and the semiconductor module. .

請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の電力変換装置であって、正極枝部は、正極本体部のうち、最も半導体モジュール側の端部から突出して形成されており、負極枝部は、負極本体部のうち、最も半導体モジュール側の端部から突出して形成されていることを特徴とする。   Invention of Claim 2 is the power converter device of Claim 1, Comprising: The positive electrode branch part protrudes from the edge part by the side of a semiconductor module among positive electrode main-body parts, and is formed in the negative electrode branch. The portion is characterized by being formed so as to protrude from the end portion closest to the semiconductor module among the negative electrode main body portion.

このように構成すれば、正極枝部を正極本体部の最も半導体モジュール側と異なる位置から突出して形成し、負極枝部を負極本体部の最も半導体モジュール側と異なる位置から突出して形成した構成と比較して、正極枝部及び負極枝部の両方を半導体モジュールに近接配置することができる。   If comprised in this way, the structure which formed the positive electrode branch part protruded from the position different from the most semiconductor module side of a positive electrode main-body part, and the negative electrode branch part protruded and formed from the position most different from the semiconductor module side of a negative electrode main-body part, and In comparison, both the positive electrode branch and the negative electrode branch can be disposed close to the semiconductor module.

よって、請求項2に記載の発明によれば、正極枝部を正極本体部の最も半導体モジュール側と異なる位置から突出して形成し、負極枝部を負極本体部の最も半導体モジュール側と異なる位置から突出して形成した構成と比較して、正極バスバー及び負極バスバーと半導体モジュールとの間の相互インダクタンスの低下をより効果的に実現することができる。   Therefore, according to the second aspect of the present invention, the positive electrode branch portion is formed so as to protrude from a position different from the semiconductor module side of the positive electrode main body portion, and the negative electrode branch portion is formed from a position different from the semiconductor module side of the negative electrode main body portion. Compared with the projecting configuration, the reduction in mutual inductance between the positive and negative bus bars and the semiconductor module can be more effectively realized.

請求項3に記載の発明は、請求項1又は2に記載の電力変換装置であって、正極枝部のうち、面積の最も大きい主面が半導体モジュールと対向するように配置されており、負極枝部のうち、面積の最も大きい主面が半導体モジュールと対向するように配置されていることを特徴とする。   Invention of Claim 3 is the power converter device of Claim 1 or 2, Comprising: It arrange | positions so that the main surface with the largest area may oppose a semiconductor module among positive electrode branches, A negative electrode Of the branches, the main surface having the largest area is arranged to face the semiconductor module.

このように構成すれば、正極枝部及び負極枝部のうち、面積が最も大きい主面と異なる面を半導体モジュールと対向するように配置する構成と比較して、半導体モジュールと対向する正極枝部及び負極枝部の表面積を大きくすることができる。ここで、反対方向に並行に流れる電流に起因する相互インダクタンスの低下は、反対方向に流れる電流間の距離が一定の場合、流れる電流量に比例する。   If comprised in this way, compared with the structure which arrange | positions a surface different from the main surface with the largest area among a positive electrode branch part and a negative electrode branch part so as to oppose a semiconductor module, the positive electrode branch part which opposes a semiconductor module In addition, the surface area of the negative electrode branch can be increased. Here, the decrease in mutual inductance caused by the current flowing in parallel in the opposite direction is proportional to the amount of current flowing when the distance between the currents flowing in the opposite direction is constant.

よって、請求項3に記載の発明によれば、正極枝部及び負極枝部のうち、面積が最も大きい主面と異なる面を半導体モジュールと対向するように配置する構成と比較して、正極バスバー及び負極バスバーと半導体モジュールとの間の相互インダクタンスの低下をより効果的に実現することができる。   Therefore, according to the third aspect of the present invention, the positive electrode bus bar and the negative electrode branch portion are compared with the configuration in which the surface different from the main surface having the largest area is disposed so as to face the semiconductor module. And the fall of the mutual inductance between a negative electrode bus-bar and a semiconductor module can be implement | achieved more effectively.

請求項4に記載の発明は、請求項1乃至3又のいずれか1項に記載の電力変換装置であって、正極バスバー及び負極バスバーは、正極端子の先端部と負極端子の先端部とを結んだ第2仮想線より、半導体モジュール側に配置されていることを特徴とする。   Invention of Claim 4 is the power converter device of Claim 1 thru | or 3 or any one, Comprising: A positive electrode bus bar and a negative electrode bus bar connect the front-end | tip part of a positive electrode terminal, and the front-end | tip part of a negative electrode terminal. It is characterized by being arranged on the semiconductor module side from the connected second virtual line.

請求項4に記載の発明によれば、正極バスバー及び負極バスバーを、正極端子の先端部と負極端子の先端部とを結んだ直線より、反半導体モジュール側に配置する構成と比較して、正極端子及び負極端子の突出方向に対する電力変換装置の体格を小型化することができる。   According to the invention of claim 4, the positive electrode bus bar and the negative electrode bus bar are compared with the configuration in which the positive electrode bus bar and the negative electrode bus bar are arranged on the side opposite to the semiconductor module from the straight line connecting the tip portion of the positive electrode terminal and the tip portion of the negative electrode terminal. The physique of the power converter with respect to the protruding direction of the terminal and the negative electrode terminal can be reduced.

請求項5に記載の発明は、請求項1乃至4又のいずれか1項に記載の電力変換装置であって、半導体モジュールと冷却器とが交互に積層された積層体と、電源に並列接続されるとともに、半導体モジュールに並列に接続され、電源の出力を平滑する平滑コンデンサとを備え、平滑コンデンサは、積層体の積層方向の端部に配置されていることを特徴とする。   Invention of Claim 5 is the power converter device of Claim 1 thru | or 4 or any one, Comprising: The laminated body by which the semiconductor module and the cooler were laminated | stacked alternately, and parallel connection to a power supply And a smoothing capacitor connected in parallel to the semiconductor module and smoothing the output of the power supply, wherein the smoothing capacitor is arranged at the end of the laminate in the stacking direction.

このように構成すれば、平滑コンデンサは積層体の積層方向の一方の端部に配置されている。そのため、正極バスバー及び負極バスバーを積層体の積層方向に延長するだけで、正極バスバー及び負極バスバーと平滑コンデンサを接続することができる。すなわち、正極本体部と負極本体部とを向かい合わせた状態で正極バスバー及び負極バスバーと平滑コンデンサとの接続を実現することができる。   If comprised in this way, the smoothing capacitor is arrange | positioned at one edge part of the lamination direction of a laminated body. Therefore, the positive electrode bus bar and the negative electrode bus bar can be connected to the smoothing capacitor only by extending the positive electrode bus bar and the negative electrode bus bar in the stacking direction of the laminate. That is, the positive electrode bus bar, the negative electrode bus bar, and the smoothing capacitor can be connected in a state where the positive electrode main body portion and the negative electrode main body portion face each other.

よって、請求項5に記載の発明によれば、積層体の積層方向と直交する方向に平滑コンデンサを配置する構成と比較して、簡易に正極バスバー及び負極バスバーと平滑コンデンサとの接続を実現でき、かつ、正極本体部と負極本体部との間の相互インダクタンスをより低下することができる。   Therefore, according to the invention described in claim 5, it is possible to easily realize the connection between the positive electrode bus bar and the negative electrode bus bar and the smoothing capacitor as compared with the configuration in which the smoothing capacitor is arranged in a direction orthogonal to the stacking direction of the laminate. And the mutual inductance between a positive electrode main-body part and a negative electrode main-body part can be reduced more.

本実施例における電力変換装置を示す回路図。The circuit diagram which shows the power converter device in a present Example. 電力変換装置の平面図。The top view of a power converter device. 半導体モジュールの正面図。The front view of a semiconductor module. 正極バスバー及び負極バスバーの斜視図。The perspective view of a positive electrode bus bar and a negative electrode bus bar. 他の実施例における正極バスバー及び負極バスバーの斜視図。The perspective view of the positive electrode bus bar and negative electrode bus bar in another Example.

(実施例1)
以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。なお、図1以降の説明において同一の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。
Example 1
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the description after FIG. 1, the same components are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

図1は、電力変換装置1の回路図を示す図である。図1に示す電力変換装置1は、昇圧コンバータ部10とインバータ部11とを有する自動車用インバータである。電力変換装置1は、電気自動車やハイブリッド自動車等の動力源である交流モータ12に通電する駆動電流の生成に用いられる。   FIG. 1 is a diagram illustrating a circuit diagram of the power conversion device 1. A power conversion device 1 shown in FIG. 1 is an inverter for a car having a boost converter unit 10 and an inverter unit 11. The power conversion device 1 is used to generate a drive current that energizes an AC motor 12 that is a power source of an electric vehicle, a hybrid vehicle, or the like.

昇圧コンバータ部10は電源13に接続され、昇圧コンバータ部10と電源13との間には、フィルタコンデンサ14が接続されている。フィルタコンデンサ14は、直流の電源13から昇圧コンバータ部10に入力される電源電流に含まれるリップル電流を吸収して、電源電流を安定化する。   The boost converter unit 10 is connected to a power source 13, and a filter capacitor 14 is connected between the boost converter unit 10 and the power source 13. The filter capacitor 14 absorbs a ripple current included in the power supply current input from the DC power supply 13 to the boost converter unit 10 and stabilizes the power supply current.

昇圧コンバータ部10は、リアクトルコイル部15と、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)素子161A及びダイオード162Aを内蔵した2個の半導体モジュール16Aを備え、入力電圧を昇圧する。リアクトルコイル部15は、電源13側に接続されている。昇圧コンバータ部10のIGBT素子161Aはリアクトルコイル部15の交流モータ12側に接続され、各IGBT素子161Aにダイオード162Aが一対として接続されている。IGBT素子161Aは、制御部(不図示)による制御によりスイッチング動作を行う。   The step-up converter unit 10 includes a reactor coil unit 15, two semiconductor modules 16 </ b> A including an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) element 161 </ b> A and a diode 162 </ b> A, and boosts an input voltage. The reactor coil unit 15 is connected to the power supply 13 side. The IGBT element 161A of the boost converter unit 10 is connected to the AC motor 12 side of the reactor coil unit 15, and a pair of diodes 162A is connected to each IGBT element 161A. The IGBT element 161A performs a switching operation under the control of a control unit (not shown).

また、昇圧コンバータ部10のIGBT素子161Aとインバータ部11との間には、平滑コンデンサ17が接続されている。平滑コンデンサ17は、断続電流となる昇圧コンバータ部10の出力電流を平滑化して、安定した直流電流をインバータ部11に入力させる。   A smoothing capacitor 17 is connected between the IGBT element 161 </ b> A of the boost converter unit 10 and the inverter unit 11. The smoothing capacitor 17 smoothes the output current of the boost converter unit 10 that becomes an intermittent current, and causes the inverter unit 11 to input a stable DC current.

インバータ部11は、IGBT素子161B及びダイオード162Bを内蔵した6個の半導体モジュール16Bを備えている。インバータ部11のIGBT素子161Bは平滑コンデンサ17に接続され、各IGBT素子161Bにダイオード162Bが一対となって接続されている。IGBT素子161Bは制御部(不図示)による制御によりスイッチング動作を行う。   The inverter unit 11 includes six semiconductor modules 16B each including an IGBT element 161B and a diode 162B. The IGBT element 161B of the inverter unit 11 is connected to the smoothing capacitor 17, and a pair of diodes 162B is connected to each IGBT element 161B. The IGBT element 161B performs a switching operation under the control of a control unit (not shown).

また、インバータ部11には、三相の交流モータ12が接続されており、インバータ部11によって生成された駆動電流を交流モータ12に供給する。   Further, a three-phase AC motor 12 is connected to the inverter unit 11, and the drive current generated by the inverter unit 11 is supplied to the AC motor 12.

図2は、電力変換装置1の平面図を示している。図3は、半導体モジュール16の正面図を示している。図4は、正極バスバー3及び負極バスバー4の斜視図を示している。   FIG. 2 shows a plan view of the power conversion device 1. FIG. 3 shows a front view of the semiconductor module 16. FIG. 4 is a perspective view of the positive electrode bus bar 3 and the negative electrode bus bar 4.

図2に示すように、電力変換装置1は、冷却器2、連結管21、冷媒導入管22、冷媒排出管23、半導体モジュール16、平滑コンデンサ17、正極バスバー3、及び負極バスバー4とを備えている。   As shown in FIG. 2, the power conversion device 1 includes a cooler 2, a connection pipe 21, a refrigerant introduction pipe 22, a refrigerant discharge pipe 23, a semiconductor module 16, a smoothing capacitor 17, a positive electrode bus bar 3, and a negative electrode bus bar 4. ing.

冷却器2は半導体モジュール16を両面から挟持するように配置されている。そして、全体的には、冷却器2と半導体モジュール16の列とを交互に積層した積層体を構成している。積層体は、後述する半導体モジュール16及び平滑コンデンサ17の各正極端子5及び各負極端子6が略直線状に並ぶように構成されている。ここで、略直線状とは、厳密な直線を意味するものではなく、全体として実質的な直線であるものも含むことを意味している。全ての半導体モジュール16は、その両面を冷却器2により挟持された状態となる。隣り合う冷却器2は、冷却器2の長手方向の両端部が連結管21によって連結されている。積層体の積層方向の一端に配置される冷却器2には、冷却器2の積層体全体に冷却媒体を導入するための冷媒導入管22と、積層体全体から冷却媒体を排出するための冷媒排出管23とが配置されている。また、冷媒導入管22及び冷媒排出管23が配置されている側の積層体の積層方向の端部には、平滑コンデンサ17が配置されている。平滑コンデンサ17は、正極バスバー3と接続する正極端子5と、負極バスバー4と接続する負極端子6とを備えている。図2において平滑コンデンサ17は、冷却器2、冷媒導入管22、及び冷媒排出管23により3方が囲まれている。   The cooler 2 is disposed so as to sandwich the semiconductor module 16 from both sides. As a whole, a laminated body in which the coolers 2 and the rows of the semiconductor modules 16 are alternately laminated is configured. The laminated body is configured such that each positive electrode terminal 5 and each negative electrode terminal 6 of a semiconductor module 16 and a smoothing capacitor 17 described later are arranged in a substantially straight line. Here, “substantially linear” does not mean a strict straight line, but also includes a substantially straight line as a whole. All the semiconductor modules 16 are in a state where both surfaces thereof are sandwiched by the cooler 2. Adjacent coolers 2 are connected by connecting pipes 21 at both ends in the longitudinal direction of the coolers 2. The cooler 2 disposed at one end of the stack in the stacking direction includes a coolant introduction pipe 22 for introducing the coolant into the entire stack of the cooler 2 and a coolant for discharging the coolant from the entire stack. A discharge pipe 23 is arranged. Further, a smoothing capacitor 17 is disposed at an end portion in the stacking direction of the stacked body on the side where the coolant introduction tube 22 and the coolant discharge tube 23 are disposed. The smoothing capacitor 17 includes a positive electrode terminal 5 connected to the positive electrode bus bar 3 and a negative electrode terminal 6 connected to the negative electrode bus bar 4. In FIG. 2, the smoothing capacitor 17 is surrounded on three sides by the cooler 2, the refrigerant introduction pipe 22, and the refrigerant discharge pipe 23.

このように構成することにより、冷媒導入管22から導入された冷却媒体は、連結管21を介して複数の冷却器2に分配される。冷却媒体は各冷却器2の長手方向のうち冷媒導入管22側の端部から各冷却器2の長手方向のうち冷媒排出管23側の端部方向へ流通する。このとき、冷却媒体は、各冷却器2に密着配置された半導体モジュール16との間で熱交換を行う。熱交換を行った後の冷却媒体は、連結管21を介して冷媒排出管23に達し排出される。   With this configuration, the cooling medium introduced from the refrigerant introduction pipe 22 is distributed to the plurality of coolers 2 via the connection pipe 21. The cooling medium flows from the end on the refrigerant introduction pipe 22 side in the longitudinal direction of each cooler 2 to the end on the refrigerant discharge pipe 23 side in the longitudinal direction of each cooler 2. At this time, the cooling medium exchanges heat with the semiconductor module 16 disposed in close contact with each cooler 2. The cooling medium after the heat exchange reaches the refrigerant discharge pipe 23 via the connecting pipe 21 and is discharged.

冷却媒体としては、水やアンモニア等の自然冷媒、エチレングリコール系の不凍液を混入した水、フロリナート等のフッ化炭素系冷媒、HCFC123、HFC134a等のフロン系冷媒、メタノール、アルコール等のアルコール系冷媒、アセトン等のケトン系冷媒等の冷媒等を用いることができる。   Cooling media include natural refrigerants such as water and ammonia, water mixed with ethylene glycol antifreeze, fluorocarbon refrigerants such as fluorinate, chlorofluorocarbon refrigerants such as HCFC123 and HFC134a, alcohol refrigerants such as methanol and alcohol, A refrigerant such as a ketone-based refrigerant such as acetone can be used.

図3に示すように、半導体モジュール16はIGBT素子161、ダイオード162、本体部163、正極端子5、負極端子6、出力端子7、及び信号端子8とを備えている。   As shown in FIG. 3, the semiconductor module 16 includes an IGBT element 161, a diode 162, a main body 163, a positive terminal 5, a negative terminal 6, an output terminal 7, and a signal terminal 8.

半導体モジュール16は、IGBT素子161及びダイオード162をそれぞれ2個ずつ内蔵している。そして、IGBT素子161とダイオード162は全体がモールドされ矩形状の本体部163を構成している。半導体モジュール16は、半導体モジュール16を制御する制御回路(不図示)と接続する信号端子8と、半導体モジュール16に対して電流を入出力させる正極端子5、負極端子6と、交流モータ12と接続する出力端子7とを備えている。正極端子5、負極端子6、及び出力端子7と信号端子8とは180度異なる方向に突出して形成されている。また、正極端子5、負極端子6、及び出力端子7のそれぞれの主面が同一方向を向くように形成されている。そして、正極端子5、負極端子6、及び出力端子7は、本体部163の長手方向に対して略直線状に並ぶように配置されている。   The semiconductor module 16 includes two IGBT elements 161 and two diodes 162, respectively. The IGBT element 161 and the diode 162 are molded as a whole to form a rectangular main body 163. The semiconductor module 16 is connected to a signal terminal 8 connected to a control circuit (not shown) for controlling the semiconductor module 16, a positive terminal 5 and a negative terminal 6 for inputting / outputting current to / from the semiconductor module 16, and an AC motor 12. Output terminal 7. The positive terminal 5, the negative terminal 6, and the output terminal 7 and the signal terminal 8 are formed so as to protrude in directions different by 180 degrees. The main surfaces of the positive electrode terminal 5, the negative electrode terminal 6, and the output terminal 7 are formed so as to face the same direction. The positive electrode terminal 5, the negative electrode terminal 6, and the output terminal 7 are arranged so as to be arranged substantially linearly with respect to the longitudinal direction of the main body 163.

次に、実施例1の要部について説明する。   Next, the principal part of Example 1 is demonstrated.

図4に示すように、正極バスバー3は、正極本体部31、正極外部端子32、及び正極枝部33とを備えている。   As shown in FIG. 4, the positive electrode bus bar 3 includes a positive electrode main body portion 31, a positive electrode external terminal 32, and a positive electrode branch portion 33.

正極本体部31は、直線的な板状に形成されている。図3、図4に示すように、正極本体部3の主面が正極バスバー3の中で面積の最も大きい一対の主面を構成している。正極本体部31は、正極端子5と負極端子6との間であって、かつ、正極端子5と負極端子6とを結ぶ直線(以下、第1仮想線という)の方向に正極本体部31の主面を向けた状態で配置されている。また、正極端子5と負極端子6との間を半導体モジュール16の並び方向に沿って延びるように配置されている。   The positive electrode main body 31 is formed in a linear plate shape. As shown in FIGS. 3 and 4, the main surface of the positive electrode main body 3 constitutes a pair of main surfaces having the largest area in the positive electrode bus bar 3. The positive electrode main body 31 is located between the positive electrode terminal 5 and the negative electrode terminal 6 and in the direction of a straight line (hereinafter referred to as a first virtual line) connecting the positive electrode terminal 5 and the negative electrode terminal 6. It is arranged with the main surface facing. Further, the positive electrode terminal 5 and the negative electrode terminal 6 are arranged so as to extend along the arrangement direction of the semiconductor modules 16.

また、正極本体部31の主面の長手方向と直交する短手方向の両端部のうち、反半導体モジュール16側の端部は、正極端子5の先端部と負極端子6の先端部とを結んだ第2仮想線(図3、破線L参照)より半導体モジュール16側に配置されている。   In addition, of the both ends in the short direction perpendicular to the longitudinal direction of the main surface of the positive electrode main body 31, the end on the anti-semiconductor module 16 side connects the tip of the positive terminal 5 and the tip of the negative terminal 6. The second imaginary line (see the broken line L in FIG. 3) is arranged on the semiconductor module 16 side.

正極外部端子32は、電源13と接続するための部分である。正極外部端子32は、正極本体部31の主面の長手方向の一方の端部から直角に折れ曲がり形成されている。そのため、正極本体部31と正極外部端子32とで全体的にL字形状になるように形成されている。実施例1においては、図2に示すように、冷媒導入管22及び冷媒排出管23が位置している積層体の積層方向の端部側に正極外部端子32が位置するように配置されている。なお、図2においては、正極外部端子32と電源13との接続構造は省略している。   The positive external terminal 32 is a part for connecting to the power supply 13. The positive external terminal 32 is bent at a right angle from one longitudinal end of the main surface of the positive electrode main body 31. For this reason, the positive electrode main body 31 and the positive electrode external terminal 32 are formed in an L shape as a whole. In Example 1, as shown in FIG. 2, it arrange | positions so that the positive electrode external terminal 32 may be located in the edge part side of the lamination direction of the laminated body in which the refrigerant | coolant inlet tube 22 and the refrigerant | coolant exhaust pipe 23 are located. . In FIG. 2, the connection structure between the positive external terminal 32 and the power source 13 is omitted.

正極枝部33は、正極本体部31と正極端子5とを接続するための部分である。正極枝部33は、正極本体部31から突出して形成されている。具体的には、正極本体部31を基準とし正極端子5が配置されている方向に対して形成されている。正極枝部33は、直線的な板状に形成されており、正極枝部33の主面が半導体モジュール16と対向している。また、正極枝部33の突出方向と第1仮想線とは略並行である。図3に示すように実施例1の正極枝部33は、正極本体部31の最も半導体モジュール16側の端部から突出して形成されている。   The positive electrode branch portion 33 is a portion for connecting the positive electrode main body portion 31 and the positive electrode terminal 5. The positive electrode branch portion 33 is formed so as to protrude from the positive electrode main body portion 31. Specifically, it is formed with respect to the direction in which the positive electrode terminal 5 is disposed with reference to the positive electrode main body 31. The positive electrode branch portion 33 is formed in a straight plate shape, and the main surface of the positive electrode branch portion 33 faces the semiconductor module 16. Further, the protruding direction of the positive electrode branch portion 33 and the first imaginary line are substantially parallel. As shown in FIG. 3, the positive electrode branch portion 33 of Example 1 is formed so as to protrude from the end portion of the positive electrode main body portion 31 closest to the semiconductor module 16.

正極枝部33には、正極端子5と接続する正極締結部331が形成されている。実施例1においては、正極締結部331の主面が正極端子5の主面と同一方向を向くように、正極枝部33の端部から反半導体モジュール16方向に突出して形成されている。そのため、正極端子5の主面と正極締結部33の主面とが拝み合わせになるように配置され、正極締結部331の先端と正極端子5の先端とが接続されている。   A positive electrode fastening portion 331 connected to the positive electrode terminal 5 is formed in the positive electrode branch portion 33. In the first embodiment, the positive electrode fastening portion 331 is formed so as to protrude from the end portion of the positive electrode branch portion 33 toward the anti-semiconductor module 16 so that the main surface of the positive electrode fastening portion 331 faces the same direction as the main surface of the positive electrode terminal 5. Therefore, it arrange | positions so that the main surface of the positive electrode terminal 5 and the main surface of the positive electrode fastening part 33 may touch, and the front-end | tip of the positive electrode fastening part 331 and the front-end | tip of the positive electrode terminal 5 are connected.

図4に示すように、負極バスバー4は、負極本体部41、負極外部端子42、及び負極枝部43を備えている。負極バスバー4の負極本体部41、負極外部端子42、及び負極枝部43の構成は、正極バスバー3の正極本体部31、正極外部端子32、及び正極枝部33の構成と同様である。   As shown in FIG. 4, the negative electrode bus bar 4 includes a negative electrode main body portion 41, a negative electrode external terminal 42, and a negative electrode branch portion 43. The configurations of the negative electrode main body portion 41, the negative electrode external terminal 42, and the negative electrode branch portion 43 of the negative electrode bus bar 4 are the same as the configurations of the positive electrode main body portion 31, the positive electrode external terminal 32, and the positive electrode branch portion 33 of the positive electrode bus bar 3.

負極本体部41は、正極端子5と負極端子6との間であって、かつ、第1仮想線の方向に負極本体部41の主面を向けた状態で配置されている。また、正極端子5と負極端子6との間を半導体モジュール16の並び方向に沿って延びるように配置されている。正極本体部31と負極本体部41とは、第1仮想線の方向に対して並んで配置され、正極本体部3の主面と負極本体部41の主面とが向かい合っている。実施例1においては図3に示すように、正極本体部33の主面と負極本体部43の主面とが全て向かい合うように配置されている。   The negative electrode main body 41 is disposed between the positive electrode terminal 5 and the negative electrode terminal 6 and with the main surface of the negative electrode main body 41 facing the direction of the first imaginary line. Further, the positive electrode terminal 5 and the negative electrode terminal 6 are arranged so as to extend along the arrangement direction of the semiconductor modules 16. The positive electrode main body 31 and the negative electrode main body 41 are arranged side by side with respect to the direction of the first imaginary line, and the main surface of the positive electrode main body 3 and the main surface of the negative electrode main body 41 face each other. In Example 1, as shown in FIG. 3, the main surface of the positive electrode main body 33 and the main surface of the negative electrode main body 43 are arranged so as to face each other.

負極外部端子42及び負極枝部43の形状は、正極外部端子32及び正極枝部33と対称な形状を備えている。負極枝部43は、直線的な板状に形成されており、負極枝部43の主面が半導体モジュール16と対向している。また、負極枝部43の突出方向と第1仮想線とは略並行である。そのため、図3に示すように、正極枝部33と負極枝部43とは同一平面状に形成されている。また、負極枝部43は、負極本体部41の最も半導体モジュール16側の端部から突出して形成されている。よって、正極枝部33から半導体モジュール16までの距離と、負極枝部43から半導体モジュール16までの距離は同一となるように構成されている。   The shapes of the negative electrode external terminal 42 and the negative electrode branch portion 43 are symmetrical to those of the positive electrode external terminal 32 and the positive electrode branch portion 33. The negative electrode branch portion 43 is formed in a straight plate shape, and the main surface of the negative electrode branch portion 43 faces the semiconductor module 16. Further, the protruding direction of the negative electrode branch portion 43 and the first imaginary line are substantially parallel. Therefore, as shown in FIG. 3, the positive electrode branch portion 33 and the negative electrode branch portion 43 are formed in the same plane. The negative electrode branch 43 is formed so as to protrude from the end of the negative electrode main body 41 closest to the semiconductor module 16. Therefore, the distance from the positive electrode branch portion 33 to the semiconductor module 16 and the distance from the negative electrode branch portion 43 to the semiconductor module 16 are the same.

次に、実施例1の作用効果について説明する。   Next, the effect of Example 1 is demonstrated.

上記構成において電源13から電力変換装置1に電流が供給されると、電源13、正極外部端子32、正極本体部31、正極枝部33、正極締結部331、正極端子5、半導体モジュール16内、負極端子6、負極締結部431、負極枝部43、負極本体部41、負極外部端子42、電源13という電流経路が形成される。ここで、半導体モジュール16内では、正極端子5から負極端子6方向、すなわち、第1仮想線の方向と略並行に電流が流れている。図3に示す破線は、電流の流れを模式的に示したものであり、矢印が電流の向きを表している。正極本体部31と負極本体部41は、第1仮想線の方向に対して並び、互いに向かい合うように配置されている。そのため、正極本体部31と負極本体部41に流れる電流の向きは反対方向、かつ並行となり(図3、点線円C1参照)、正極本体部31と負極本体部41の周りに発生する磁界を相殺することができる。したがって、正極本体部31と負極本体部41との間の相互インダクタンスの低下を実現することができる。   When a current is supplied from the power supply 13 to the power conversion device 1 in the above configuration, the power supply 13, the positive external terminal 32, the positive electrode main body part 31, the positive electrode branch part 33, the positive electrode fastening part 331, the positive electrode terminal 5, the semiconductor module 16, A current path including the negative electrode terminal 6, the negative electrode fastening portion 431, the negative electrode branch portion 43, the negative electrode main body portion 41, the negative electrode external terminal 42, and the power source 13 is formed. Here, in the semiconductor module 16, a current flows in a direction substantially parallel to the direction from the positive electrode terminal 5 to the negative electrode terminal 6, that is, the direction of the first virtual line. The broken line shown in FIG. 3 schematically shows the flow of current, and the arrow indicates the direction of current. The positive electrode main body 31 and the negative electrode main body 41 are arranged so as to face each other in the direction of the first imaginary line. Therefore, the directions of the currents flowing through the positive electrode main body 31 and the negative electrode main body 41 are opposite and parallel to each other (see FIG. 3, dotted circle C1), and the magnetic fields generated around the positive electrode main body 31 and the negative electrode main body 41 are canceled out. can do. Therefore, a reduction in mutual inductance between the positive electrode main body 31 and the negative electrode main body 41 can be realized.

また、正極枝部33を流れる電流の向きと、半導体モジュール16内を正極端子5側から負極端子6側に流れる電流の向きは反対方向、かつ並行となる(図3、点線円C2参照)。同様に、負極枝部43を流れる電流の向きと、半導体モジュール16内を正極端子5側から負極端子6側に流れる電流の向きは反対方向、かつ並行となる(図3、点線円C3参照)。実施例1の構成は、正極バスバー3と負極バスバー4とを正極端子5及び負極端子6の突出方向に対して並べ、互いに向かい合うように配置する構成と異なり、正極バスバー3又は負極バスバー4のいずれか一方を半導体モジュール16から離間して配置させる必要がない。したがって、正極バスバー3と負極バスバー4とを正極端子5及び負極端子6の突出方向に対して並べ、互いに向かい合うように配置する構成と比較して、正極枝部33及び負極枝部43の両方を半導体モジュール16に近接配置することが可能になり、正極枝部33及び負極枝部43と半導体モジュール16との間の相互インダクタンスの低下をより効果的に実現することができる。よって、正極バスバー3と負極バスバー4との間の相互インダクタンスの低下と、正極バスバー3及び負極バスバー4と半導体モジュール16との間の相互インダクタンスの低下を両立することができる。   In addition, the direction of the current flowing through the positive electrode branch portion 33 and the direction of the current flowing through the semiconductor module 16 from the positive electrode terminal 5 side to the negative electrode terminal 6 side are opposite and parallel to each other (see FIG. 3, dotted circle C2). Similarly, the direction of the current flowing through the negative electrode branch portion 43 and the direction of the current flowing through the semiconductor module 16 from the positive electrode terminal 5 side to the negative electrode terminal 6 side are opposite and parallel (see dotted line circle C3 in FIG. 3). . The configuration of the first embodiment is different from the configuration in which the positive electrode bus bar 3 and the negative electrode bus bar 4 are arranged to face each other in the protruding direction of the positive electrode terminal 5 and the negative electrode terminal 6. It is not necessary to arrange one of them apart from the semiconductor module 16. Therefore, compared with the structure which arrange | positions the positive electrode bus bar 3 and the negative electrode bus bar 4 with respect to the protrusion direction of the positive electrode terminal 5 and the negative electrode terminal 6, and arrange | positions so that it may mutually face, both the positive electrode branch part 33 and the negative electrode branch part 43 are included. The semiconductor module 16 can be disposed close to the semiconductor module 16, and a reduction in mutual inductance between the positive electrode branch portion 33 and the negative electrode branch portion 43 and the semiconductor module 16 can be more effectively realized. Therefore, a reduction in mutual inductance between the positive electrode bus bar 3 and the negative electrode bus bar 4 and a reduction in mutual inductance between the positive electrode bus bar 3 and the negative electrode bus bar 4 and the semiconductor module 16 can be achieved.

また、上記構成においては、正極枝部33を正極本体部31のうち、最も半導体モジュール16側の端部から突出して形成し、負極枝部43を負極本体部41のうち、最も半導体モジュール16側の端部から突出して形成しているため、正極枝部33及び負極枝部43の両方を半導体モジュール16に対して近接配置することができる。よって、正極枝部33を正極本体部31の最も半導体モジュール16側と異なる位置から突出して形成し、負極枝部43を負極本体部41の最も半導体モジュール16側と異なる位置から突出して形成した構成と比較して、正極バスバー3及び負極バスバー4と半導体モジュール16との間の相互インダクタンスの低下をより効果的に実現することができる。   In the above configuration, the positive electrode branch portion 33 is formed so as to protrude from the end portion of the positive electrode main body portion 31 closest to the semiconductor module 16, and the negative electrode branch portion 43 of the negative electrode main body portion 41 is closest to the semiconductor module 16 side. Therefore, both the positive electrode branch portion 33 and the negative electrode branch portion 43 can be disposed close to the semiconductor module 16. Therefore, the positive electrode branch portion 33 is formed so as to protrude from a position different from the semiconductor module 16 side of the positive electrode main body portion 31, and the negative electrode branch portion 43 is formed so as to protrude from a position different from the semiconductor module 16 side of the negative electrode main body portion 41. As compared with the above, the reduction of mutual inductance between the positive electrode bus bar 3 and the negative electrode bus bar 4 and the semiconductor module 16 can be more effectively realized.

また、上記構成においては、正極枝部33のうち、面積の最も大きい主面が半導体モジュール16と対向するように配置され、負極枝部43のうち、面積の最も大きい主面が半導体モジュール16と対向するように配置されている。そのため、正極枝部33及び負極枝部43のうち、面積が最も大きい主面と異なる面を半導体モジュール16と対向するように配置する構成と比較して、半導体モジュール16と対向する正極枝部33及び負極枝部43の表面積を大きくすることができる。ここで、反対方向に並行に流れる電流に起因する相互インダクタンスの低下は、反対方向に流れる電流間の距離が一定の場合、流れる電流量に比例する。よって、正極枝部33及び負極枝部43のうち、面積が最も大きい主面と異なる面を半導体モジュール16と対向するように配置する構成と比較して、正極バスバー3及び負極バスバー4と半導体モジュール16との間の相互インダクタンスの低下をより効果的に実現することができる。   Further, in the above configuration, the main surface having the largest area of the positive electrode branch portion 33 is disposed so as to face the semiconductor module 16, and the main surface having the largest area among the negative electrode branch portions 43 and the semiconductor module 16. It arrange | positions so that it may oppose. Therefore, compared with the structure which arrange | positions the surface different from the main surface with the largest area among the positive electrode branch part 33 and the negative electrode branch part 43 so that the semiconductor module 16 may be opposed, the positive electrode branch part 33 which opposes the semiconductor module 16. In addition, the surface area of the negative electrode branch portion 43 can be increased. Here, the decrease in mutual inductance caused by the current flowing in parallel in the opposite direction is proportional to the amount of current flowing when the distance between the currents flowing in the opposite direction is constant. Therefore, compared with the structure which arrange | positions the surface different from the main surface with the largest area among the positive electrode branch part 33 and the negative electrode branch part 43 so as to oppose the semiconductor module 16, the positive electrode bus bar 3, the negative electrode bus bar 4, and a semiconductor module It is possible to more effectively realize a reduction in mutual inductance between the two.

また、上記構成においては、正極本体部31の主面の長手方向と直交する短手方向のうち、反半導体モジュール16側の端部は、第2仮想線(L)より半導体モジュール16側に配置されている。同様に、負極本体部41の主面の長手方向と直交する短手方向のうち、反半導体モジュール16側の端部は、第2仮想線(L)より半導体モジュール16側に配置されている。つまり、正極バスバー3及び負極バスバー4の全体が、第2仮想線(L)より半導体モジュール16側に配置されている。よって、正極バスバー3及び負極バスバー4を第2仮想線(L)より反半導体モジュール16側に配置する構成と比較して、正極端子5及び負極端子6の突出方向に対する電力変換装置1の体格を小型化することができる。   Moreover, in the said structure, the edge part by the side of the anti-semiconductor module 16 is arrange | positioned from the 2nd virtual line (L) to the semiconductor module 16 side among the transversal directions orthogonal to the longitudinal direction of the main surface of the positive electrode main-body part 31. Has been. Similarly, in the short direction perpendicular to the longitudinal direction of the main surface of the negative electrode main body 41, the end on the anti-semiconductor module 16 side is disposed on the semiconductor module 16 side with respect to the second virtual line (L). That is, the entire positive electrode bus bar 3 and negative electrode bus bar 4 are disposed closer to the semiconductor module 16 than the second virtual line (L). Therefore, compared with the structure which arrange | positions the positive electrode bus bar 3 and the negative electrode bus bar 4 in the anti-semiconductor module 16 side from the 2nd virtual line (L), the physique of the power converter device 1 with respect to the protrusion direction of the positive electrode terminal 5 and the negative electrode terminal 6 is shown. It can be downsized.

また、上記構成において、平滑コンデンサ17は積層体の積層方向の一方の端部に配置されている。このように構成すれば、正極バスバー3及び負極バスバー4を積層体の積層方向に延長するだけで、正極バスバー3及び負極バスバー4と平滑コンデンサ17を接続することができる。すなわち、正極本体部31と負極本体部41とを向かい合わせた状態で正極バスバー3及び負極バスバー4と平滑コンデンサ17との接続を実現することができる。よって、積層体の積層方向と直交する方向に平滑コンデンサ17を配置する構成と比較して、簡易に正極バスバー3及び負極バスバー4と平滑コンデンサ17との接続を実現でき、かつ、正極本体部31と負極本体部41との間の相互インダクタンスをより低下することができる。   Moreover, in the said structure, the smoothing capacitor 17 is arrange | positioned at one edge part of the lamination direction of a laminated body. If comprised in this way, the positive electrode bus bar 3 and the negative electrode bus bar 4, and the smoothing capacitor 17 can be connected only by extending the positive electrode bus bar 3 and the negative electrode bus bar 4 in the lamination direction of a laminated body. In other words, the positive electrode bus bar 3 and the negative electrode bus bar 4 can be connected to the smoothing capacitor 17 with the positive electrode main body 31 and the negative electrode main body 41 facing each other. Therefore, compared to the configuration in which the smoothing capacitor 17 is arranged in a direction orthogonal to the stacking direction of the laminate, the positive electrode bus bar 3, the negative electrode bus bar 4, and the smoothing capacitor 17 can be easily connected, and the positive electrode main body 31. And the negative inductance 41 can further reduce the mutual inductance.

以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明は上記実施例に限定されることはなく、本発明の技術的範囲に存在する限り、以下のように変形させてもよい。   As mentioned above, although the preferable Example of this invention was described, this invention is not limited to the said Example, As long as it exists in the technical scope of this invention, you may deform | transform as follows.

・上記実施例において、正極本体部31の主面の長手方向と直交する短手方向のうち、反半導体モジュール16側の端部、及び負極本体部41の主面の長手方向と直交する短手方向のうち、反半導体モジュール16側の端部を、第2仮想線(L)より反半導体モジュール16側に配置してもよい。   In the above embodiment, out of the short direction perpendicular to the longitudinal direction of the main surface of the positive electrode main body 31, the short side orthogonal to the end of the anti-semiconductor module 16 side and the long surface of the main surface of the negative electrode main body 41. Of the directions, the end on the anti-semiconductor module 16 side may be arranged on the anti-semiconductor module 16 side from the second virtual line (L).

・上記実施例において、正極枝部33及び負極枝部43のうち、面積の最も大きい主面と異なる面を半導体モジュール16と対向するように配置してもよい。   In the above embodiment, the positive electrode branch portion 33 and the negative electrode branch portion 43 may be arranged so that the surface different from the main surface having the largest area faces the semiconductor module 16.

・上記実施例において、正極本体部31のうち最も半導体モジュール16側の端部と最も反半導体モジュール側の端部との間から正極枝部33を突出させて形成してもよい。また、負極本体部41のうち最も半導体モジュール16側の端部と最も反半導体モジュール側の端部との間から負極枝部43を突出させて形成してもよい。   In the above embodiment, the positive electrode branch portion 33 may be formed so as to protrude from between the end on the semiconductor module 16 side and the end on the most anti-semiconductor module side of the positive electrode main body 31. Further, the negative electrode branch 43 may be formed so as to protrude from between the end of the negative electrode main body 41 closest to the semiconductor module 16 and the end closest to the anti-semiconductor module.

・上記実施例において、正極枝部33と負極枝部43は同一平面状に形成されているが、異なる面上に形成してもよい。例えば、図5に示すように正極枝部33を、正極本体部31の長手方向と直交する短手方向の一方の端部と他方の端部の両方から交互に形成してもよい。同様に、負極枝部43を、負極本体部41の長手方向と直交する短手方向の一方の端部と他方の端部の両方から交互に形成してもよい。   In the above embodiment, the positive electrode branch portion 33 and the negative electrode branch portion 43 are formed on the same plane, but may be formed on different surfaces. For example, as shown in FIG. 5, the positive electrode branch portions 33 may be alternately formed from both one end portion and the other end portion in the short direction perpendicular to the longitudinal direction of the positive electrode main body portion 31. Similarly, the negative electrode branch portions 43 may be alternately formed from both one end portion and the other end portion in the short direction perpendicular to the longitudinal direction of the negative electrode main body portion 41.

・上記実施例において、正極本体部31と負極本体部41の一部が、互いに向かい合うように配置してもよい。   -In the said Example, you may arrange | position so that a part of positive electrode main-body part 31 and the negative electrode main-body part 41 may mutually face.

・上記実施例において、正極本体部31と負極本体部41とを異なる形状にしてもよい。例えば、正極本体部31の主面の表面積と負極本体部41の表面積を異なる大きさとしてもよい。   In the above embodiment, the positive electrode main body 31 and the negative electrode main body 41 may have different shapes. For example, the surface area of the main surface of the positive electrode main body 31 and the surface area of the negative electrode main body 41 may be different sizes.

・上記実施例において、正極枝部33と負極枝部43とを異なる形状にしてもよい。例えば、正極枝部33の正極端子5方向に対する長さと、負極枝部43の負極端子6方向に対する長さを異なる長さとしてもよい。   In the above embodiment, the positive electrode branch portion 33 and the negative electrode branch portion 43 may have different shapes. For example, the length of the positive electrode branch portion 33 in the direction of the positive electrode terminal 5 and the length of the negative electrode branch portion 43 in the direction of the negative electrode terminal 6 may be different.

・上記実施例において、平滑コンデンサ17を、積層体の積層方向の端部ではなく、積層体の内側に配置してもよい。また、積層体の積層方向と直交する方向に配置してもよい。   -In the said Example, you may arrange | position the smoothing capacitor 17 inside the laminated body instead of the edge part of the laminated direction of a laminated body. Moreover, you may arrange | position in the direction orthogonal to the lamination direction of a laminated body.

・上記実施例において、半導体モジュール16は、IGBT素子161及びダイオード162をそれぞれ1個ずつ内蔵してもよいし、それぞれ3個ずつ内蔵してもよいし、それぞれ6個ずつ内蔵してもよい。   In the above embodiment, the semiconductor module 16 may incorporate one IGBT element 161 and one diode 162, three each, or six each.

1 電力変換装置
17 平滑コンデンサ
3 正極バスバー
31 正極本体部
32 正極外部端子
33 正極枝部
331 正極締結部
4 負極バスバー
41 負極本体部
42 負極外部端子
43 負極枝部
431 負極締結部
5 正極端子
6 負極端子
7 出力端子
8 信号端子
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Power converter 17 Smoothing capacitor 3 Positive electrode bus bar 31 Positive electrode main body part 32 Positive electrode external terminal 33 Positive electrode branch part 331 Positive electrode fastening part 4 Negative electrode bus bar 41 Negative electrode main body part 42 Negative electrode external terminal 43 Negative electrode branch part 431 Negative electrode fastening part 5 Positive electrode terminal 6 Negative electrode Terminal 7 Output terminal 8 Signal terminal

Claims (5)

半導体素子を内蔵し、正極端子(5)及び負極端子(6)が同一方向に突出して形成された複数の半導体モジュール(16)と、
前記半導体モジュール(16)を冷却する冷却器(2)と、
前記半導体モジュール(16)に電源(13)からの電力を供給する正極バスバー(3)及び負極バスバー(4)とを備えた電力変換装置(1)であって、
複数の前記半導体モジュール(16)は、前記正極端子(5)同士、及び前記負極端子(6)同士がそれぞれ略直線状に並ぶように配置され、
前記正極バスバー(3)は、前記正極端子(5)と前記負極端子(6)との間であって、前記半導体モジュール(16)の並び方向に沿って配置される正極本体部(31)と、
前記正極端子(5)と前記負極端子(6)とを結ぶ直線を第1仮想線とした場合、前記第1仮想線と略並行であり、前記正極本体部(31)から前記正極端子(5)方向に配置される正極枝部(33)とを備え、
前記負極バスバー(4)は、前記正極端子(5)と前記負極端子(6)との間であって、前記半導体モジュール(16)の並び方向に沿って配置される負極本体部(41)と、
前記第1仮想線と略並行であり、前記負極本体部(41)から前記負極端子(6)方向に配置される負極枝部(43)とを備え、
前記正極本体部(31)と前記負極本体部(41)とは、前記第1仮想線の方向に対して並んで配置され、互いに向かい合うように配置されていること、
を特徴とする電力変換装置(1)。
A plurality of semiconductor modules (16) each including a semiconductor element and having a positive terminal (5) and a negative terminal (6) projecting in the same direction;
A cooler (2) for cooling the semiconductor module (16);
A power converter (1) comprising a positive bus bar (3) and a negative bus bar (4) for supplying power from a power source (13) to the semiconductor module (16),
The plurality of semiconductor modules (16) are arranged such that the positive terminals (5) and the negative terminals (6) are arranged in a substantially straight line.
The positive electrode bus bar (3) is between the positive electrode terminal (5) and the negative electrode terminal (6), and is disposed along the alignment direction of the semiconductor modules (16). ,
When a straight line connecting the positive electrode terminal (5) and the negative electrode terminal (6) is a first imaginary line, the first imaginary line is substantially parallel to the positive electrode body (31) and the positive electrode terminal (5). A positive electrode branch (33) arranged in the direction),
The negative electrode bus bar (4) is between the positive electrode terminal (5) and the negative electrode terminal (6), and is disposed along the alignment direction of the semiconductor modules (16), ,
A negative branch (43) disposed substantially in parallel with the first imaginary line and arranged in the direction from the negative electrode main body (41) to the negative terminal (6),
The positive electrode main body (31) and the negative electrode main body (41) are arranged side by side with respect to the direction of the first imaginary line, and are arranged to face each other,
The power converter device (1) characterized by these.
前記正極枝部(33)は、前記正極本体部(31)のうち、最も前記半導体モジュール(16)側の端部から突出して形成されており、
前記負極枝部(43)は、前記負極本体部(41)のうち、最も前記半導体モジュール(16)側の端部から突出して形成されていること、
を特徴とする請求項1に記載の電力変換装置(1)。
The positive electrode branch (33) is formed so as to protrude from the end on the semiconductor module (16) side of the positive electrode main body (31),
The negative electrode branch (43) is formed so as to protrude from the end of the negative electrode main body (41) closest to the semiconductor module (16),
The power converter (1) according to claim 1, characterized in that:
前記正極枝部(33)のうち、面積の最も大きい主面が前記半導体モジュール(16)と対向するように配置されており、
前記負極枝部(43)のうち、面積の最も大きい主面が前記半導体モジュール(16)と対向するように配置されていること、
を特徴とする請求項1又は2に記載の電力変換装置(1)。
Of the positive electrode branch (33), the main surface having the largest area is arranged to face the semiconductor module (16),
Among the negative electrode branches (43), the main surface having the largest area is arranged so as to face the semiconductor module (16).
The power converter device (1) according to claim 1 or 2, characterized by the above.
前記正極バスバー(3)及び前記負極バスバー(4)は、前記正極端子(5)の先端部と前記負極端子(6)の先端部とを結んだ第2仮想線(L)より、前記半導体モジュール(16)側に配置されていること、
を特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の電力変換装置(1)。
The positive electrode bus bar (3) and the negative electrode bus bar (4) are connected to the semiconductor module by a second imaginary line (L) connecting the tip of the positive terminal (5) and the tip of the negative terminal (6). (16) It is arranged on the side,
The power converter device (1) according to any one of claims 1 to 3, characterized by:
前記半導体モジュール(16)と前記冷却器(2)とが交互に積層された積層体と、
前記電源(13)に並列接続されるとともに、前記半導体モジュール(16)に並列に接続され、前記電源(13)の出力を平滑する平滑コンデンサ(17)とを備え、
前記平滑コンデンサ(17)は、前記積層体の積層方向の端部に配置されていること、
を特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の電力変換装置(1)。
A laminate in which the semiconductor module (16) and the cooler (2) are alternately laminated;
A smoothing capacitor (17) connected in parallel to the power supply (13), connected in parallel to the semiconductor module (16), and smoothing the output of the power supply (13);
The smoothing capacitor (17) is disposed at an end of the laminate in the stacking direction;
The power converter device (1) according to any one of claims 1 to 4, characterized by:
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