JP2013106397A - 電力変換装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】電力変換装置1は、2本のパワー端子21を有する半導体モジュール2を複数個、備える。半導体モジュール2はX方向に一列に配列している。半導体モジュール2のパワー端子21には、正極バスバー3aおよび負極バスバー3bと、複数の交流バスバー4とが接続している。Y方向における一方側においてX方向に配列した複数のパワー端子21a,21bに、正極バスバー3aと負極バスバー3bとが接続している。また、Y方向における他方側においてX方向に配列した複数のパワー端子21cに、複数の交流バスバー4が接続している。個々の交流バスバー4の外部接続端子40は、端子台5の載置面50に載置されている。複数の外部接続端子40はX方向に配列している。
【選択図】図1
Description
上記パワー端子に接続した複数のバスバーと、
上記積層体の積層方向と上記パワー端子の突出方向との双方に直交する幅方向において、上記積層体に隣接する位置に設けられ、上記バスバーの外部接続端子を載置する載置面を有する端子台とを備え、
上記バスバーには、直流電流が流れる正極バスバーおよび負極バスバーと、交流電流が流れる複数の交流バスバーとがあり、
上記複数の半導体モジュールは上記積層方向に一列に配列しており、個々の上記半導体モジュールは、上記幅方向に並んだ2本の上記パワー端子を有し、
上記幅方向における、上記端子台を設けた側とは反対側において上記積層方向に配列した複数の上記パワー端子に、上記正極バスバーと上記負極バスバーとが接続し、上記正極バスバーと上記負極バスバーとは上記突出方向に所定間隔をおいて対向配置され、
上記幅方向における、上記端子台を設けた側において上記積層方向に配列した複数の上記パワー端子に、上記複数の交流バスバーが接続し、個々の上記交流バスバーの上記外部接続端子が上記載置面に載置され、複数の上記外部接続端子が上記積層方向に配列していることを特徴とする電力変換装置にある(請求項1)。
この場合には、積層方向における端子台の長さが特に長くなりやすい。そのため、上述のように半導体モジュールを一列に配列することにより、積層体の積層方向長さを長くしつつ、積層体の上記幅方向長さを短くし、電力変換装置全体の小型化を図った場合の効果が大きい。
この場合には、2つの正極端子の間に負極端子が介在するので、積層方向における、2つの正極端子の間隔を広くすることができる。そのため、正極バスバーに形成された、正極端子に接続するための部位(端子接続部)の、積層方向における間隔を広くすることができる。この間隔が狭いと、金属板を加工して正極バスバーを製造する際に加工が難しくなり、正極バスバーを製造しにくくなるが、上述のように2つの端子接続部の間隔を広くすることにより、金属板の加工を容易に行うことが可能になる。
また、上記構成にすると、積層方向における、2つの負極端子の間隔をも広くすることができる。そのため、正極バスバーと同様に、負極バスバーも容易に製造することが可能になる。
この場合には、交流バスバーが、互いに近い位置にある2本の交流端子に接続するため、交流バスバーのうち、交流端子に接続する2つの部分(上記端子接続部)を連結する箇所の、積層方向における長さを短くすることができる。そのため、交流バスバーを構成する金属材料の使用量を少なくすることができ、交流バスバーの製造コストを下げることができる。
この場合には、交流バスバーの形状を1種類にすることができるため、交流バスバーの製造コストを低減することができる。すなわち、上記延出部は、上記端子接続部と上記外部接続端子との、積層方向における位置をずらすために形成されているのであるが、この延出部を形成すると、積層方向における積層体の長さが短い場合(図9参照)には、交流バスバー同士が接触しやすくなる。そのため、この場合には、複数の交流バスバーの形状を互いに異ならせて、交流バスバー同士の接触を防止する必要が生じる。
しかしながら、上述のように複数の半導体モジュールを一列に配列することによって、積層方向における積層体の長さを長くすれば、上記延出部を形成しても交流バスバー同士が接触しにくくなるので、複数の交流バスバーを全て同一形状にすることができる。そのため、交流バスバーの製造コストを低減でき、電力変換装置の製造コストを低減することが可能になる。
上記電力変換装置に係る実施例について、図1〜図5を用いて説明する。本例の電力変換装置1は、図1、図2に示すごとく、複数の半導体モジュール2と複数の冷媒流路11とを積層した積層体10を備える。半導体モジュール2は、半導体素子23(図5参照)を内蔵した本体部20を備える。この本体部20からパワー端子21が突出している。冷媒流路11は冷却管110の内部に形成されている。冷媒流路11には、冷媒14が流れる。
積層体10の積層方向(X方向)とパワー端子21の突出方向(Z方向)との双方に直交する幅方向(Y方向)において、積層体10に隣接する位置に端子台5が設けられている。端子台5は、バスバー4の外部接続端子40を載置する載置面50を有する。
バスバーには、直流電流が流れる正極バスバー3aおよび負極バスバー3bと、交流電流が流れる複数の交流バスバー4とがある。
Y方向における、端子台5を設けた側とは反対側においてX方向に配列した複数のパワー端子21a,21bに、正極バスバー3aと負極バスバー3bとが接続している。正極バスバー3aと負極バスバー3bとは上記突出方向(Z方向)に所定間隔をおいて対向配置されている。
また、図1、図2に示すごとく、Y方向における、端子台5を設けた側においてX方向に配列した複数のパワー端子21cに、複数の交流バスバー4(4a〜4c)が接続している。個々の交流バスバー4の外部接続端子40は載置面50に載置されている。そして、複数の外部接続端子40がX方向に配列している。
なお、本例では一方の壁部62と積層体10との間に弾性部材19を配置したが、他方の壁部63と積層体10との間に弾性部材19を配置してもよい。この場合は、積層体10は一方の壁部62に向けて押圧されることになる。
このようにすると、2つの正極端子21aの間に負極端子21bが介在するので、X方向における、2つの正極端子21aの間隔を広くすることができる。そのため、正極バスバー3aに形成された、正極端子21aに接続するための部位(端子接続部33)の、X方向における間隔を広くすることができる。この間隔が狭いと、金属板を加工して正極バスバー3aを製造する際に加工が難しくなり、正極バスバー3aを製造しにくくなるが、上述のように2つの端子接続部33の間隔を広くすることにより、金属板の加工を容易に行うことが可能になる。
また、本例では図1に示すごとく、X方向における、2つの負極端子21bの間隔をも広くすることができる。そのため、正極バスバー3aと同様に、負極バスバー3bも容易に製造することが可能になる。
このようにすると、X方向における端子台5の長さが特に長くなりやすい。そのため、本例のように半導体モジュール2を一列に配列することによって、積層体10のX方向長さを長くしつつ、積層体10のY方向長さを短くし、電力変換装置1全体の小型化を図った場合の効果が大きい。
このようにすると、交流バスバー4が、互いに近い位置にある2本の交流端子21cに接続するため、2つの端子接続部41間の間隔を狭くすることができ、連結部42のX方向における長さを短くすることができる。そのため、交流バスバー21cを構成する金属材料の使用量を少なくすることができ、交流バスバー21cの製造コストを下げることができる。
このようにすると、交流バスバー4の形状を1種類にすることができるため、交流バスバー4の製造コストを低減することができる。すなわち、延出部44は、端子接続部41と外部接続端子40との、X方向における位置をずらすために形成されているのであるが、この延出部44を形成すると、X方向における積層体の長さが短い場合(図9参照)には、交流バスバー同士が接触しやすくなる。そのため、この場合には、複数の交流バスバーの形状を互いに異ならせて、交流バスバー同士の接触を防止する必要が生じる。
しかしながら、本例のように複数の半導体モジュール2を一列に配列することによって、X方向における積層体10の長さを長くすれば、延出部44を形成しても交流バスバー4同士が接触しにくくなるので、複数の交流バスバー4を全て同一形状にすることができる。そのため、交流バスバー4の製造コストを低減でき、電力変換装置1の製造コストを低減することが可能になる。
本例は図6、図7に示すごとく、正極バスバー3aと、負極バスバー3bと、複数の交流バスバー4とを、絶縁樹脂製の封止部材31によって一体化した例である。本例の封止部材31は、Z方向から見た形状が略四角形状を呈する。封止部材31はフレーム6に固定されている。実施例1と同様に、本例では正極バスバー3aの一部を封止部材31によって封止してある。そして、この封止部材31に負極バスバー3bを載置し、ボルト350によって固定してある。また、交流バスバー4の端子形成部45は封止部材31によって封止されている。このようにして、正極バスバー3aと負極バスバー3bと複数の交流バスバー4とを、封止部材31を使って一体化し、一つの部品(バスバーモジュール300)にしている。
その他、実施例1と同様の構成を備える。
その他、実施例1と同様の作用効果を有する。
2 半導体モジュール
21 パワー端子
3a 正極バスバー
3b 負極バスバー
4 交流バスバー
40 外部接続端子
5 端子台
50 載置面
6 フレーム
Claims (5)
- 半導体素子を内蔵した本体部からパワー端子が突出した複数の半導体モジュールと、該半導体モジュールを冷却する冷媒が流れる複数の冷媒流路とを積層した積層体と、
上記パワー端子に接続した複数のバスバーと、
上記積層体の積層方向と上記パワー端子の突出方向との双方に直交する幅方向において、上記積層体に隣接する位置に設けられ、上記バスバーの外部接続端子を載置する載置面を有する端子台とを備え、
上記バスバーには、直流電流が流れる正極バスバーおよび負極バスバーと、交流電流が流れる複数の交流バスバーとがあり、
上記複数の半導体モジュールは上記積層方向に一列に配列しており、個々の上記半導体モジュールは、上記幅方向に並んだ2本の上記パワー端子を有し、
上記幅方向における、上記端子台を設けた側とは反対側において上記積層方向に配列した複数の上記パワー端子に、上記正極バスバーと上記負極バスバーとが接続し、上記正極バスバーと上記負極バスバーとは上記突出方向に所定間隔をおいて対向配置され、
上記幅方向における、上記端子台を設けた側において上記積層方向に配列した複数の上記パワー端子に、上記複数の交流バスバーが接続し、個々の上記交流バスバーの上記外部接続端子が上記載置面に載置され、複数の上記外部接続端子が上記積層方向に配列していることを特徴とする電力変換装置。 - 請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載の電力変換装置において、上記積層体に対して上記パワー端子の突出側に平滑用のコンデンサが配置され、該コンデンサの2つの端子が上記載置面に載置され、上記コンデンサの2つの端子と複数の上記外部接続端子とが上記積層方向に配列していることを特徴とする電力変換装置。
- 請求項1または請求項2に記載の電力変換装置において、上記複数のパワー端子には、上記正極バスバーに接続される正極端子と、上記負極バスバーに接続される負極端子と、上記交流バスバーに接続される交流端子とがあり、上記正極端子と上記負極端子とが、上記積層方向に交互に配置されていることを特徴とする電力変換装置。
- 請求項3に記載の電力変換装置において、個々の上記交流バスバーは、上記積層方向に隣り合う2本の上記交流端子に接続していることを特徴とする電力変換装置。
- 請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の電力変換装置において、個々の上記交流バスバーは、上記パワー端子に接続する端子接続部を備え、該端子接続部と上記外部接続端子との間に、上記積層方向に延出する延出部が形成されており、上記複数の交流バスバーは、それぞれ同一形状に形成されていることを特徴とする電力変換装置。
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