JP2013150389A - 電力変換装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】過電流を確実に遮断できる電力変換装置を提供する。
【解決手段】電力変換装置は、半導体モジュール2とバスバー3とを備える。半導体モジュール2のパワー端子21は、バスバー3のバスバー端子31に対して、突出方向(Z方向)を揃えた状態で厚さ方向(X方向)に対向配置されている。パワー端子21とバスバー端子31とは部分的に接続している。接続部5よりも基端側において、パワー端子21とバスバー端子31とはX方向に所定の間隔Sをあけて互いに離隔している。そして、接続部5よりも基端側において、パワー端子21とバスバー端子31とが互いに接触することを防止する接触防止手段4が設けられている。
【選択図】図3
【解決手段】電力変換装置は、半導体モジュール2とバスバー3とを備える。半導体モジュール2のパワー端子21は、バスバー3のバスバー端子31に対して、突出方向(Z方向)を揃えた状態で厚さ方向(X方向)に対向配置されている。パワー端子21とバスバー端子31とは部分的に接続している。接続部5よりも基端側において、パワー端子21とバスバー端子31とはX方向に所定の間隔Sをあけて互いに離隔している。そして、接続部5よりも基端側において、パワー端子21とバスバー端子31とが互いに接触することを防止する接触防止手段4が設けられている。
【選択図】図3
Description
本発明は、半導体素子を内蔵した半導体モジュールと、該半導体モジュールのパワー端子に接続したバスバーとを有する電力変換装置に関する。
従来から、例えばハイブリッド車や電気自動車に搭載する電子機器として、直流電力と交流電力との間で電力変換を行う電力変換装置が知られている(下記特許文献1〜3参照)。従来の電力変換装置の一例を図19に示す。
従来の電力変換装置9は、半導体素子を内蔵した半導体モジュール90と、金属板からなるバスバー94とを備える。半導体モジュール90は、上記半導体素子を内蔵した本体部96と、該本体部96から突出したパワー端子91とを有する。バスバー94は、基板部92と、該基板部92から突出したバスバー端子93とを有する。パワー端子91とバスバー端子93とは、先端を揃えた状態で重ね合わされている。そして、パワー端子91とバスバー端子93との先端を、溶接等により接続してある。
図20に、電力変換装置9を稼動した際の電流Iの経路を示す。このように電流Iは、本体部96内の半導体素子からパワー端子91を流れ、接続部95を通って、バスバー端子93、基板部92を流れる。そのため、パワー端子91に流れる電流Iの向きと、バスバー端子93に流れる電流Iの向きとは、互いに逆向きになる。したがって、電流Iを流している間、パワー端子91とバスバー端子93とに、電磁力に基づく斥力Fが作用する。
電力変換装置9を使用している際に、何らかの原因で半導体モジュール90に過電流が流れることがある。電力変換装置9は、パワー端子91と、バスバー端子93と、接続部95とによって、半導体モジュール90等を過電流から保護するヒューズを構成してある。すなわち、過電流が流れると、上記斥力Fによってパワー端子91とバスバー端子93とが引き離され、接続部95が破断する。これにより、過電流を遮断し、半導体モジュール90等を過電流から保護している。
しかしながら従来の電力変換装置9は、図21に示すごとく、接続部95よりも基端側において、パワー端子91とバスバー端子93とが接触することがあった。そのため、電流Iが接続部95を通らず、パワー端子91とバスバー端子93の根元付近を電流Iが流れる場合があった。この場合、パワー端子91とバスバー端子93とに逆向きに電流Iが流れなくなり、電磁力による斥力Fが発生しなくなる。そのため、過電流が流れても、パワー端子91とバスバー端子93とを引き離すことができなくなり、過電流が流れ続けて、半導体モジュール90等を過電流から充分に保護できないおそれがあった。
本発明は、かかる背景に鑑みてなされたもので、過電流を確実に遮断できる電力変換装置を提供しようとするものである。
本発明の一態様は、半導体素子を内蔵した本体部と、該本体部から突出したパワー端子とを有する半導体モジュールと、
金属板からなるバスバーとを備え、
該バスバーは、基板部と、該基板部から突出したバスバー端子とを有し、
上記パワー端子は、上記バスバー端子に対して、突出方向を揃えた状態で上記バスバー端子の厚さ方向に対向配置され、
互いに対向した上記パワー端子と上記バスバー端子とは部分的に接続しており、上記パワー端子と上記バスバー端子とが互いに接続した接続部よりも基端側において、上記パワー端子と上記バスバー端子とは上記厚さ方向に所定の間隔をあけて互いに離隔し、
上記パワー端子を流れる電流の向きと、上記バスバー端子を流れる電流の向きとは、上記接続部を挟んで逆向きであり、上記電流が流れている間、上記パワー端子と上記バスバー端子とに電磁力に基づく斥力が作用するよう構成され、
上記接続部よりも上記基端側において、上記パワー端子と上記バスバー端子とが互いに接触することを防止する接触防止手段が設けられていることを特徴とする電力変換装置にある(請求項1)。
金属板からなるバスバーとを備え、
該バスバーは、基板部と、該基板部から突出したバスバー端子とを有し、
上記パワー端子は、上記バスバー端子に対して、突出方向を揃えた状態で上記バスバー端子の厚さ方向に対向配置され、
互いに対向した上記パワー端子と上記バスバー端子とは部分的に接続しており、上記パワー端子と上記バスバー端子とが互いに接続した接続部よりも基端側において、上記パワー端子と上記バスバー端子とは上記厚さ方向に所定の間隔をあけて互いに離隔し、
上記パワー端子を流れる電流の向きと、上記バスバー端子を流れる電流の向きとは、上記接続部を挟んで逆向きであり、上記電流が流れている間、上記パワー端子と上記バスバー端子とに電磁力に基づく斥力が作用するよう構成され、
上記接続部よりも上記基端側において、上記パワー端子と上記バスバー端子とが互いに接触することを防止する接触防止手段が設けられていることを特徴とする電力変換装置にある(請求項1)。
上記電力変換装置は、上記接続部よりも基端側において、パワー端子とバスバー端子とが互いに接触することを防止する接触防止手段を備える。このようにすると、接続部よりも基端側において、パワー端子とバスバー端子との間が絶縁されるため、電流は接続部を通ることになる。そのため、対向配置されたパワー端子とバスバー端子とに、互いに逆向きの電流を確実に流すことができる。これにより、電流が流れている間は、パワー端子とバスバー端子とに、電磁力に基づく斥力を常に発生させることが可能となる。そのため、過電流が流れた場合に、斥力によってパワー端子とバスバー端子とを引き離し、接続部を破断することができる。これにより、過電流を確実に遮断することができる。
以上のごとく、本発明によれば、過電流を確実に遮断できる電力変換装置を提供することができる。
上記電力変換装置は、ハイブリッド車や電気自動車等の車両に搭載するための、車載用電力変換装置とすることができる。
また、上記電力変換装置において、上記接続部は、上記パワー端子と上記バスバー端子との先端部に形成されていることが望ましい(請求項2)。
この場合には、パワー端子とバスバー端子との基端部から、接続部までの距離を長くすることができる。そのため、互いに対向配置されたパワー端子とバスバー端子とにおいて、電流が流れる経路が長くなり、上記斥力を強くすることが可能になる。したがって、過電流が流れた場合に、パワー端子とバスバー端子とを強い斥力によって引き離すことができる。
この場合には、パワー端子とバスバー端子との基端部から、接続部までの距離を長くすることができる。そのため、互いに対向配置されたパワー端子とバスバー端子とにおいて、電流が流れる経路が長くなり、上記斥力を強くすることが可能になる。したがって、過電流が流れた場合に、パワー端子とバスバー端子とを強い斥力によって引き離すことができる。
また、上記接触防止手段は、上記接続部よりも上記基端側において上記パワー端子と上記バスバー端子との間に介在した絶縁部材であることが好ましい(請求項3)。
この場合には、接続部よりも基端側において、パワー端子とバスバー端子との接触を確実に防止することができる。
この場合には、接続部よりも基端側において、パワー端子とバスバー端子との接触を確実に防止することができる。
また、上記絶縁部材は絶縁性接着剤であることが好ましい(請求項4)。
この場合には、過電流が流れて、上記斥力によってパワー端子とバスバー端子とが引き離された場合でも、絶縁性接着剤によって接着されているため、パワー端子またはバスバー端子が大きく曲がって、近傍に存在する他の電子部品等に接触する不具合を防止できる。
この場合には、過電流が流れて、上記斥力によってパワー端子とバスバー端子とが引き離された場合でも、絶縁性接着剤によって接着されているため、パワー端子またはバスバー端子が大きく曲がって、近傍に存在する他の電子部品等に接触する不具合を防止できる。
また、上記接触防止手段は、上記接続部よりも上記基端側において、上記パワー端子に、上記バスバー端子から遠ざかる方向に屈曲形成した屈曲部であることが好ましい(請求項5)。
この場合には、絶縁部材等を使用しなくても、接続部よりも基端側において、パワー端子とバスバー端子との接触を防止することができる。そのため、部品点数を減らすことができ、電力変換装置の製造コストを低減することができる。
この場合には、絶縁部材等を使用しなくても、接続部よりも基端側において、パワー端子とバスバー端子との接触を防止することができる。そのため、部品点数を減らすことができ、電力変換装置の製造コストを低減することができる。
また、上記接続部よりも上記基端側において、上記パワー端子と上記バスバー端子とに、絶縁材料からなる環状部材を外嵌してあり、該環状部材によって上記パワー端子と上記バスバー端子とを拘束するよう構成されていることが好ましい(請求項6)。
この場合には、過電流が流れ、上記斥力によってパワー端子とバスバー端子とが引き離されても、上記パワー端子とバスバー端子とは、これらを拘束する上記環状部材を支点として曲がるため、その変位量を小さくすることができる。そのため、パワー端子またはバスバー端子が曲がりすぎて、近傍に存在する他の電子部品等に接触する不具合を防止できる。
この場合には、過電流が流れ、上記斥力によってパワー端子とバスバー端子とが引き離されても、上記パワー端子とバスバー端子とは、これらを拘束する上記環状部材を支点として曲がるため、その変位量を小さくすることができる。そのため、パワー端子またはバスバー端子が曲がりすぎて、近傍に存在する他の電子部品等に接触する不具合を防止できる。
(実施例1)
上記電力変換装置に係る実施例について、図1〜図8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、半導体モジュール2と、金属板からなるバスバー3とを備える。半導体モジュール2は、半導体素子を内蔵した本体部20と、該本体部20から突出したパワー端子21とを有する。バスバー3は、基板部30と、該基板部30から突出したバスバー端子31とを有する。
上記電力変換装置に係る実施例について、図1〜図8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、半導体モジュール2と、金属板からなるバスバー3とを備える。半導体モジュール2は、半導体素子を内蔵した本体部20と、該本体部20から突出したパワー端子21とを有する。バスバー3は、基板部30と、該基板部30から突出したバスバー端子31とを有する。
図3に示すごとくパワー端子21は、バスバー端子31に対して、突出方向(Z方向)を揃えた状態で厚さ方向(X方向)に対向配置されている。互いに対向したパワー端子21とバスバー端子31とは部分的に接続している。パワー端子21とバスバー端子31とが互いに接続した接続部5よりも基端側(Z方向における本体部20側または基板部30側)において、パワー端子21とバスバー端子31とは厚さ方向(X方向)に所定の間隔Sをあけて互いに離隔している。
パワー端子21を流れる電流Iの向きと、バスバー端子31を流れる電流Iの向きとは、接続部5を挟んで逆向きである。電流Iが流れている間、パワー端子21とバスバー端子31とに電磁力に基づく斥力Fが作用するよう構成されている。
そして、接続部5よりも基端側において、パワー端子21とバスバー端子31とが互いに接触することを防止する接触防止手段4が設けられている。
そして、接続部5よりも基端側において、パワー端子21とバスバー端子31とが互いに接触することを防止する接触防止手段4が設けられている。
本例の接触防止手段4は、接続部5よりも基端側において、パワー端子21とバスバー端子31との間に介在する絶縁性接着剤40である。絶縁性接着剤40は、パワー端子21とバスバー端子31とを互いに接着している。絶縁性接着剤40は、Z方向において、基板部30よりも接続部5側に位置している。Z方向における、絶縁性接着剤40と接続部5との間には、パワー端子21とバスバー端子31とが接着されていない非接着領域151が存在している。
本例では、パワー端子21とバスバー端子31とを溶接することにより、接続部5を形成してある。接続部5の電気抵抗は、バスバー端子31やパワー端子21の電気抵抗よりも高くなっている。
電力変換装置1の電流Iは、本体部20内の半導体素子23(図8参照)からパワー端子21、接続部5、バスバー端子31を通り、バスバー3の基板部30に流れる。また、電流Iは、図3に示す向きとは逆向きに流れることもある。
電流Iが流れると、パワー端子21とバスバー端子31の周囲に、互いに逆向きの磁界H(図7参照)が発生する。この逆向きの磁界Hによって、パワー端子21とバスバー端子31とに、電磁力に基づく斥力Fが発生する。
電力変換装置1を稼動している間に、何らかの原因で、過電流が流れることがある。図4に示すごとく、過電流が流れると、斥力Fによってパワー端子21がバスバー端子31から引き離され、接続部5が破断する。本例では、パワー端子21は薄く形成されており、バスバー端子31は厚く形成されているため、主にパワー端子21が曲がる。また、上述したように、本例では絶縁性接着剤40によって、パワー端子21とバスバー端子31とを部分的に接着してある。そのため、パワー端子21は、上記非接着領域151において、斥力Fによって曲がるようになっている。
一方、図1に示すごとく、本例では、複数の半導体モジュール2を使って電力変換装置1を構成してある。半導体モジュール2は、それぞれ2個のパワー端子21を備える。また、本例の電力変換装置1は、直流電源7(図8参照)の正電極に接続される正極バスバー3aと、直流電源7の負電極に接続される負極バスバー3bと、交流負荷72(図8参照)に接続される交流バスバー3cとの、3種類のバスバー3を備える。交流バスバー3cは、3個設けられている。バスバー3の基板部30の主面は、Z方向に対して直交している。また、交流バスバー3cは、上記交流負荷72に接続するための接続端子39を有する。接続端子39は、2個のパワー端子21の間から、X方向に延出している。
図5、図6に示すごとく、本例では、複数の半導体モジュール2と複数の冷却管10とを積層して、積層体100を構成してある。半導体モジュール2の本体部20から、パワー端子21の突出方向とは反対方向に、制御端子22が突出している。制御端子22に、制御回路基板12が接続している。
また、パワー端子21には、正極バスバー3aに接続する正極端子21a(図1参照)と、負極バスバー3bに接続する負極端子21b(図1参照)と、交流バスバー3cに接続する交流端子21c(図1参照)とがある。制御回路基板12に形成された制御回路によって、半導体モジュール2のスイッチング動作を制御することにより、正極端子21aと負極端子21bとの間に印加される直流電圧を交流電圧に変換し、交流端子21cから出力している。
また、図6に示すごとく、X方向に隣り合う2個の冷却管10は、該冷却管10の長手方向(Y方向)における両端部にて、連結管16によって連結されている。複数の冷却管10のうち、X方向における一端に位置する冷却管10aには、冷媒17を導入するための導入管13と、冷媒17を導出する導出管14とが取り付けられている。導入管13から冷媒17を導入すると、冷媒17は連結管16を通って全ての冷却管10を流れ、導出管14から導出する。これにより、半導体モジュール2を冷却するようになっている。
また、積層体100は、金属製のフレーム11内に収納されている。フレーム11の、X方向に直交する2つの壁部111,112のうち、一方の壁部111と積層体100との間には、弾性部材15(板ばね)が介在している。この弾性部材15によって、積層体10をフレーム11の他方の壁部112へ向けて押圧している。これにより、冷却管10と半導体モジュール2との接触圧を確保しつつ、積層体10をフレーム11内に固定している。
図5に示すごとく、交流バスバー3cは、X方向に隣り合う2個のパワー端子21の間に介在している。交流バスバー3cの基板部30と、隣り合うパワー端子21との間には、僅かな隙間dが設けられている。半導体モジュール2に過電流が流れ、接続部5が破断した場合、上記斥力Fによってパワー端子21の先端は曲がるが(図4参照)、パワー端子21の基板部30付近は、絶縁性接着剤40によってバスバー端子31に接着しているため大きく曲がらない。そのためパワー端子21は、隣接配置された交流バスバー3cの基板部30に接触しない。
また、図1に示すごとく、正極バスバー3aおよび負極バスバー3bは、電力変換装置1の全ての正極端子21aおよび負極端子21bにそれぞれ接続している。負極バスバー3bの基板部30には切欠部38を形成してある。複数の負極端子21bのうち一部の負極端子21bは、この切欠部38に嵌入されている。切欠部38付近には、バスバー端子31が突出形成されている。そして、上記一部の負極端子21bを切欠部38に嵌入した状態で、負極端子21bとバスバー端子31とを溶接し、接続してある。また、正極バスバー3aも同様の構造になっている。
次に、電力変換装置1の電気回路の説明をする。図8に示すごとく、本例の電力変換装置1は6個の半導体素子23(IGBT素子)を有する。個々の半導体素子23は、半導体モジュール2の本体部20(図1参照)内に封止されている。半導体素子23には、正極バスバー3aに接続した上アーム側半導体素子23aと、負極バスバー3bに接続した下アーム側半導体素子23bとがある。上アーム側半導体素子23aのコレクタ端子は、正極端子21aに接続している。下アーム側半導体素子23bのエミッタ端子は、負極端子21bに接続している。また、上アーム側半導体素子23aのエミッタ端子と下アーム側半導体素子23bのコレクタ端子は、それぞれ交流端子21cに接続している。半導体素子23のゲート端子は、制御回路基板12(図5参照)に接続している。
正極バスバー3aは直流電源7の正電極に接続しており、負極バスバー3bは直流電源7の負電極に接続している。また、正極バスバー3aと負極バスバー3bとの間に、平滑コンデンサ71を接続してある。制御回路基板12が半導体素子23のスイッチング動作を制御することにより、直流電源7の直流電力を交流電力に変換し、三相交流モータ72を駆動している。
本例の作用効果について説明する。図3に示すごとく、本例の電力変換装置1は、接続部5よりも基端側において、パワー端子21とバスバー端子31とが互いに接触することを防止する接触防止手段4を備える。このようにすると、接触防止手段4を設けた部分はパワー端子21とバスバー端子31とが絶縁されるため、電流Iは接触防止手段4よりも接続部5側を通ることになる。そのため、対向配置されたパワー端子21とバスバー端子31とに、互いに逆向きの電流Iを確実に流すことができる。これにより、電流Iが流れている間は、パワー端子21とバスバー端子31とに、電磁力に基づく斥力Fを常に発生させることが可能となる。そのため、過電流が流れた場合に、斥力Fによってパワー端子21とバスバー端子31とを引き離し、接続部5を破断することができる。これにより、過電流を確実に遮断することができる。
また、本例では、接続部5は、パワー端子21とバスバー端子31との先端部に形成されている。
このようにすると、パワー端子21とバスバー端子31との基端部から、接続部5までの距離を長くすることができる。そのため、互いに対向配置されたパワー端子21とバスバー端子31とにおいて、電流Iが流れる経路が長くなり、斥力Fを強くすることが可能になる。したがって、過電流が流れた場合に、パワー端子21とバスバー端子31とを強い斥力Fによって引き離すことができる。
このようにすると、パワー端子21とバスバー端子31との基端部から、接続部5までの距離を長くすることができる。そのため、互いに対向配置されたパワー端子21とバスバー端子31とにおいて、電流Iが流れる経路が長くなり、斥力Fを強くすることが可能になる。したがって、過電流が流れた場合に、パワー端子21とバスバー端子31とを強い斥力Fによって引き離すことができる。
また、本例では、接触防止手段4として絶縁性接着剤40を用いている。
このようにすると、図4に示すごとく、過電流が流れ、斥力Fによってパワー端子21がバスバー端子31から引き離された場合でも、絶縁性接着剤40によって接着されているため、パワー端子21が大きく曲がることを防止できる。そのため、パワー端子21が近傍に存在するバスバー3等に接触する不具合を防止できる。
このようにすると、図4に示すごとく、過電流が流れ、斥力Fによってパワー端子21がバスバー端子31から引き離された場合でも、絶縁性接着剤40によって接着されているため、パワー端子21が大きく曲がることを防止できる。そのため、パワー端子21が近傍に存在するバスバー3等に接触する不具合を防止できる。
以上のごとく、本例によれば、過電流を確実に遮断できる電力変換装置を提供することができる。
なお、本例では、接触防止手段4として絶縁性接着剤40を用いているが、セラミックやガラス、絶縁樹脂等の、接着性を有さない絶縁部材を接触防止手段4としてもよい。この場合、過電流が流れ、斥力Fによってパワー端子21が曲がった場合でも、パワー端子21が隣のバスバー3に接触しないように、これらの間隔を充分に確保しておく必要がある。
(実施例2)
本例は、図9、図10に示すごとく、パワー端子21とバスバー端子31とに、絶縁材料からなる環状部材6を外嵌し、この環状部材6によってパワー端子21とバスバー端子31とを拘束した例である。本例では、接触防止手段4として、接着性を有さない絶縁部材41を用いている。環状部材6は、絶縁部材41付近に取り付けられている。Z方向における、環状部材6と接続部5との間には、パワー端子21とバスバー端子31とを拘束していない非拘束領域150が形成されている。
その他、実施例1と同様の構成を備える。
本例は、図9、図10に示すごとく、パワー端子21とバスバー端子31とに、絶縁材料からなる環状部材6を外嵌し、この環状部材6によってパワー端子21とバスバー端子31とを拘束した例である。本例では、接触防止手段4として、接着性を有さない絶縁部材41を用いている。環状部材6は、絶縁部材41付近に取り付けられている。Z方向における、環状部材6と接続部5との間には、パワー端子21とバスバー端子31とを拘束していない非拘束領域150が形成されている。
その他、実施例1と同様の構成を備える。
本例の作用効果について説明する。上記構成にすると、過電流が流れ、斥力Fによってパワー端子21とバスバー端子31とが引き離された場合でも、パワー端子21とバスバー端子31とは、これらを拘束する環状部材6を支点として曲がるため、その変位量を小さくすることができる。そのため、パワー端子21が隣のバスバー3等に接触する不具合を防止できる。
その他、実施例1と同様の作用効果を有する。
その他、実施例1と同様の作用効果を有する。
(実施例3)
本例は、接触防止手段4の構成を変更した例である。図11、図12に示すごとく、本例では、パワー端子21に半球状の突部42を形成してある。突部42は、Z方向における基板部30と略同じ位置から、バスバー端子31側へ突出するよう形成されている。この突部42の表面に絶縁材料からなる被膜43がコーティングされている。これら突部42と被膜43により、接触防止手段4を構成してある。すなわち、突部42(被膜43)にバスバー端子31が当接することにより、バスバー端子31とパワー端子21との間に空隙が形成されるようになっている。
その他、実施例1と同様の構成および作用効果を有する。
本例は、接触防止手段4の構成を変更した例である。図11、図12に示すごとく、本例では、パワー端子21に半球状の突部42を形成してある。突部42は、Z方向における基板部30と略同じ位置から、バスバー端子31側へ突出するよう形成されている。この突部42の表面に絶縁材料からなる被膜43がコーティングされている。これら突部42と被膜43により、接触防止手段4を構成してある。すなわち、突部42(被膜43)にバスバー端子31が当接することにより、バスバー端子31とパワー端子21との間に空隙が形成されるようになっている。
その他、実施例1と同様の構成および作用効果を有する。
(実施例4)
本例は、接触防止手段4の構成を変更した例である。図13に示すごとく、本例の接触防止手段4は、接続部5よりも基端側において、パワー端子21に、バスバー端子31から遠ざかる方向に屈曲形成した屈曲部44である。本例のパワー端子21は、半導体モジュール2の本体部20から、バスバー端子31と同一方向(Z方向)に突出した第1部分211と、該第1部分211の厚さ方向(X方向)における、バスバー3とは反対側に突出した第2部分212と、該第2部分212から接続部5に向って斜め方向に延びる第3部分213とを有する。バスバー端子31は、基板部30の主面に直交する方向に突出している。パワー端子21の第3部分213は、第2部分212から接続部5に近づくほど、バスバー端子31との間の間隔Sが狭くなるように傾斜している。また、第2部分212は、Z方向において、基板部30よりも本体部20側に位置している。
その他、実施例1と同様の構成を備える。
本例は、接触防止手段4の構成を変更した例である。図13に示すごとく、本例の接触防止手段4は、接続部5よりも基端側において、パワー端子21に、バスバー端子31から遠ざかる方向に屈曲形成した屈曲部44である。本例のパワー端子21は、半導体モジュール2の本体部20から、バスバー端子31と同一方向(Z方向)に突出した第1部分211と、該第1部分211の厚さ方向(X方向)における、バスバー3とは反対側に突出した第2部分212と、該第2部分212から接続部5に向って斜め方向に延びる第3部分213とを有する。バスバー端子31は、基板部30の主面に直交する方向に突出している。パワー端子21の第3部分213は、第2部分212から接続部5に近づくほど、バスバー端子31との間の間隔Sが狭くなるように傾斜している。また、第2部分212は、Z方向において、基板部30よりも本体部20側に位置している。
その他、実施例1と同様の構成を備える。
本例の作用効果について説明する。本例では、絶縁性接着剤40(図3参照)等の部材を用いなくても、接続部5よりも基端側において、パワー端子21とバスバー端子31との接触を防止することができる。そのため、電力変換装置1の部品点数を少なくすることができ、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。
その他、実施例1と同様の作用効果を有する。
その他、実施例1と同様の作用効果を有する。
(実施例5)
本例は、接触防止手段4の構成を変更した例である。図14に示すごとく、本例の接触防止手段4は、接続部5よりも基端側において、バスバー端子31に、パワー端子21から遠ざかる方向に屈曲形成したバスバー屈曲部45である。バスバー端子31は、基板部30との間の角度θが鈍角となるように、屈曲形成されている。
その他、実施例4と同様の構成および作用効果を有する。
本例は、接触防止手段4の構成を変更した例である。図14に示すごとく、本例の接触防止手段4は、接続部5よりも基端側において、バスバー端子31に、パワー端子21から遠ざかる方向に屈曲形成したバスバー屈曲部45である。バスバー端子31は、基板部30との間の角度θが鈍角となるように、屈曲形成されている。
その他、実施例4と同様の構成および作用効果を有する。
(実施例6)
本例は、接触防止手段4の構成を変更した例である。図15に示すごとく、本例の接触防止手段4は、接続部5よりも基端側に向うほど、パワー端子21との間の間隔Sが広くなるように、バスバー端子31に形成した傾斜面46である。バスバー端子31の、傾斜面46とは反対側の主面310と、基板部30の主面350とは直交している。このようにバスバー端子31は、接続部5よりも基端側に向うほど、厚さが薄くなるように形成されている。
その他、実施例4と同様の構成および作用効果を有する。
本例は、接触防止手段4の構成を変更した例である。図15に示すごとく、本例の接触防止手段4は、接続部5よりも基端側に向うほど、パワー端子21との間の間隔Sが広くなるように、バスバー端子31に形成した傾斜面46である。バスバー端子31の、傾斜面46とは反対側の主面310と、基板部30の主面350とは直交している。このようにバスバー端子31は、接続部5よりも基端側に向うほど、厚さが薄くなるように形成されている。
その他、実施例4と同様の構成および作用効果を有する。
(実施例7)
本例は、接続部5の構成を変更した例である。本例では図16に示すごとく、リベット50によって、パワー端子21とバスバー端子31とを締結し、接続してある。リベット50は、パワー端子21とバスバー端子31との先端部18よりも僅かに基端側に設けられている。リベット50は、パワー端子21とバスバー端子31とをそれぞれ貫通する円柱状の貫通部59と、該貫通部59の両端に形成された拡径部58とを有する。この拡径部58によって、パワー端子21とバスバー端子31とを加締め、締結してある。
その他、実施例1と同様の構成および作用効果を有する。
本例は、接続部5の構成を変更した例である。本例では図16に示すごとく、リベット50によって、パワー端子21とバスバー端子31とを締結し、接続してある。リベット50は、パワー端子21とバスバー端子31との先端部18よりも僅かに基端側に設けられている。リベット50は、パワー端子21とバスバー端子31とをそれぞれ貫通する円柱状の貫通部59と、該貫通部59の両端に形成された拡径部58とを有する。この拡径部58によって、パワー端子21とバスバー端子31とを加締め、締結してある。
その他、実施例1と同様の構成および作用効果を有する。
なお、本例では接続部5をリベット50によって構成したが、半田付けやロウ付けによって構成してもよい。
(実施例8)
本例は、接触防止手段4の位置を変更した例である。図17に示すごとく、本例では、基板部30の、接続部5側の主面350をX方向に延長した仮想面Hと交差する位置に、接触防止手段4を設けた。本例の接触防止手段4は、絶縁性接着剤40である。
その他、実施例1と同様の構成および作用効果を有する。
本例は、接触防止手段4の位置を変更した例である。図17に示すごとく、本例では、基板部30の、接続部5側の主面350をX方向に延長した仮想面Hと交差する位置に、接触防止手段4を設けた。本例の接触防止手段4は、絶縁性接着剤40である。
その他、実施例1と同様の構成および作用効果を有する。
(実施例9)
本例は、絶縁性接着剤40を塗布する範囲を変更した例である。図18に示すごとく、本例では、パワー端子21とバスバー端子31とがX方向に相対向する領域全てに、絶縁性接着剤40を介在させた。
このようにすると、電力変換装置1の製造時に、公差等によって、パワー端子21とバスバー端子31とが位置ずれした場合でも、これらパワー端子21とバスバー端子31との間に、必ず絶縁性接着剤40を介在させることができる。そのため、パワー端子21とバスバー端子31とが接触することを確実に防止できる。
その他、実施例1と同様の構成および作用効果を有する。
本例は、絶縁性接着剤40を塗布する範囲を変更した例である。図18に示すごとく、本例では、パワー端子21とバスバー端子31とがX方向に相対向する領域全てに、絶縁性接着剤40を介在させた。
このようにすると、電力変換装置1の製造時に、公差等によって、パワー端子21とバスバー端子31とが位置ずれした場合でも、これらパワー端子21とバスバー端子31との間に、必ず絶縁性接着剤40を介在させることができる。そのため、パワー端子21とバスバー端子31とが接触することを確実に防止できる。
その他、実施例1と同様の構成および作用効果を有する。
1 電力変換装置
2 半導体モジュール
21 パワー端子
3 バスバー
30 基板部
31 バスバー端子
4 接触防止手段
40 絶縁性接着剤
5 接続部
6 環状部材
2 半導体モジュール
21 パワー端子
3 バスバー
30 基板部
31 バスバー端子
4 接触防止手段
40 絶縁性接着剤
5 接続部
6 環状部材
Claims (6)
- 半導体素子を内蔵した本体部と、該本体部から突出したパワー端子とを有する半導体モジュールと、
金属板からなるバスバーとを備え、
該バスバーは、基板部と、該基板部から突出したバスバー端子とを有し、
上記パワー端子は、上記バスバー端子に対して、突出方向を揃えた状態で上記バスバー端子の厚さ方向に対向配置され、
互いに対向した上記パワー端子と上記バスバー端子とは部分的に接続しており、上記パワー端子と上記バスバー端子とが互いに接続した接続部よりも基端側において、上記パワー端子と上記バスバー端子とは上記厚さ方向に所定の間隔をあけて互いに離隔し、
上記パワー端子を流れる電流の向きと、上記バスバー端子を流れる電流の向きとは、上記接続部を挟んで逆向きであり、上記電流が流れている間、上記パワー端子と上記バスバー端子とに電磁力に基づく斥力が作用するよう構成され、
上記接続部よりも上記基端側において、上記パワー端子と上記バスバー端子とが互いに接触することを防止する接触防止手段が設けられていることを特徴とする電力変換装置。 - 請求項1に記載の電力変換装置において、上記接続部は、上記パワー端子と上記バスバー端子との先端部に形成され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、上記接触防止手段は、上記接続部よりも上記基端側において上記パワー端子と上記バスバー端子との間に介在した絶縁部材であ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、上記絶縁部材は絶縁性接着剤であ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、上記接触防止手段は、上記接続部よりも上記基端側において、上記パワー端子に、上記バスバー端子から遠ざかる方向に屈曲形成した屈曲部であ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、上記接続部よりも上記基端側において、上記パワー端子と上記バスバー端子とに、絶縁材料からなる環状部材を外嵌してあり、該環状部材によって上記パワー端子と上記バスバー端子とを拘束するよう構成されていることを特徴とする電力変換装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012007142A JP2013150389A (ja) | 2012-01-17 | 2012-01-17 | 電力変換装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2012007142A JP2013150389A (ja) | 2012-01-17 | 2012-01-17 | 電力変換装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2013150389A true JP2013150389A (ja) | 2013-08-01 |
Family
ID=49047402
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2012007142A Pending JP2013150389A (ja) | 2012-01-17 | 2012-01-17 | 電力変換装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2013150389A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017073920A (ja) * | 2015-10-08 | 2017-04-13 | トヨタ自動車株式会社 | 電力変換装置 |
CN113541507A (zh) * | 2020-04-20 | 2021-10-22 | 三菱电机株式会社 | 电力转换装置 |
WO2024062649A1 (ja) * | 2022-09-22 | 2024-03-28 | 株式会社レゾナック | 積層体、積層体の製造方法、及び導電積層体 |
-
2012
- 2012-01-17 JP JP2012007142A patent/JP2013150389A/ja active Pending
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