JP2013187998A

JP2013187998A - 電力変換装置

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Publication number: JP2013187998A
Application number: JP2012050627A
Authority: JP
Inventors: Yusuke Nakayama; 裕介中山; Sumiyuki Nagai; 純之長井
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2012-03-07
Filing date: 2012-03-07
Publication date: 2013-09-19
Also published as: EP2824821A4; EP2824821A1; WO2013133104A1; US20150029672A1; CN104205600A

Abstract

【課題】耐久性を向上することができる電力変換装置を提供する。
【解決手段】パワーモジュール（１１０）と、冷却器（１００）を備える基部と、第２の基板（１５０）と、第１のバスバー（１２０）と、第２のバスバー（１１４）と、平滑コンデンサ（４０）と、第１の基板（１３０）と、を備え、基部の上面にパワーモジュール（１１０）が載置されると共に、パワーモジュール（１１０）の上方側に、第１のバスバー（１２０）と、平滑コンデンサ（４０）と、第１の基板（１３０）と、が順に積層して備えられ、第２の基板（１５０）は、基部に対して立設方向に備えられ、パワーモジュール（１１０）と第１の基板（１３０）とにそれぞれ固定される。
【選択図】図２

Description

本発明は、半導体素子により電量を変換する電力変換装置に関する。

電動機等のインバータ制御に用いられる電力変換装置は、スイッチング素子等のパワー−半導体と、このパワー半導体装置の動作を制御する制御回路とを備えて構成される。パワー半導体は熱を多く発するため、熱によって制御回路が影響を受けないように構成する必要がある。

このような電力変換装置として、パワー半導体素子を実装した第１の回路基板に対して、パワー半導体素子を制御する回路構成部品を実装した第２の回路基板を垂直方向に配置し、その一端を第１の回路基板に電気的に接合したものが開示されている（特許文献１参照）。

特許第４６０９５０４号公報

前述のように構成される従来の電力変換装置では、パワー半導体素子を実装した第１の回路基板に、第２の回路基板がその一端側のみで接続されているので、振動や衝撃などの外部からの応力により、第１の回路基板と第２の回路基板とに応力が生じる。この応力により電力変換装置の耐久信頼性が低下するという問題があった。

本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、パワー半導体素子を備える電力変換装置において、耐久性を向上することができる電力変換装置を提供することを目的とする。

本発明の一実施態様によると、パワー半導体を備えるパワーモジュールと、パワーモジュールを冷却する冷却器を備える基部と、パワーモジュールを制御する制御回路が実装される制御基板と、パワーモジュールに電力を供給する第１のバスバーと、パワーモジュールからの電力を出力する第２のバスバーと、第１のバスバーの電力を平滑化する平滑コンデンサと、信号配線を備える第１の基板と、を備える電力変換装置に適用される。

この電力変換装置において、基部の上面にパワーモジュールが載置されると共に、パワーモジュールの上方側に、第１のバスバーと、平滑コンデンサと、第１の基板と、が順に積層して備えられ、制御基板は、基部に対して立設方向に備えられ、パワーモジュールと第１の基板とにそれぞれ固定されることを特徴とする。

本発明によると、制御回路が実装される制御基板が、パワーモジュールと第１の基板とにそれぞれ固定されるので、振動や衝撃などの外部からの応力に対して、制御基板の耐久信頼性を向上することができる。また、パワーモジュール、制御基板及び第１の基板をそれぞれ別に構成するとともに、制御基板を立設方向に備えたので、これら各部に発生する熱による干渉を抑制することができる。

本発明の第１の実施形態の半導体モジュールを含む駆動システムの説明図である。本発明の第１の実施形態の電力変換装置の説明図である。本発明の第１の実施形態の電力変換装置の説明図であり、図２における断面図を示す。本発明の第２の実施形態の電力変換装置の説明図である。本発明の第２の実施形態の電力変換装置の説明図であり、図４における断面図を示す。本発明の第３の実施形態の電力変換装置の説明図である。本発明の第３の実施形態の電力変換装置の説明図であり、図６における断面図を示す。本発明の第４の実施形態の電力変換装置の説明図である。本発明の第４の実施形態の電力変換装置の説明図であり、図８における断面図を示す。本発明の第５の実施形態の電力変換装置の説明図である。本発明の第５の実施形態の電力変換装置の説明図であり、図１０における断面図を示す。本発明の第６の実施形態の電力変換装置の説明図である。本発明の第６の実施形態の電力変換装置の説明図であり、図１２における断面図を示す。本発明の第７の実施形態の電力変換装置の説明図である。本発明の第７の実施形態の電力変換装置の説明図であり、図１４における断面図を示す。本発明の第８の実施形態の電力変換装置の説明図である。本発明の第８の実施形態の電力変換装置の説明図であり、図１６における断面図を示す。本発明の第９の実施形態の電力変換装置の説明図である。本発明の第９の実施形態の電力変換装置の説明図であり、図１８における断面図を示す。

以下に、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。

図１は、本発明の第１の実施形態の駆動システム１の説明図である。

駆動システム１は、電力変換装置５０、バッテリ２０及び駆動用モータＭによって構成される。電力変換装置５０は、制御回路１０、パワー半導体３１、ダイオード３２、平滑コンデンサ４０等を備え、制御回路１０によってパワー半導体３１の出力を制御して、駆動用モータＭを制御する。

バッテリ２０は駆動用モータＭに電力を供給するとともに、駆動用モータＭの回生電力を蓄電する。バッテリ２０は、例えば、鉛電池、ニッケル水素電池又はリチウムイオン電池等の二次電池が複数直列又は並列に接続されたバッテリモジュールとして構成されている。

パワー半導体３１は、例えばＩＧＢＴ等の半導体素子によって構成される。ダイオード３２は、例えばファーストリカバリダイオード（ＦＲＤ）等の半導体素子によって構成される。ダイオード３２は、パワー半導体３１に逆電流が加わることを防止してパワー半導体３１を保護する。また、平滑コンデンサ４０は、パワー半導体３１の出力電力を平滑化する。

制御回路１０は、例えば駆動用モータＭの出力を上昇させるときは、各パワー半導体３１にゲート電流を印可する。これにより、バッテリ２０からの高電流を駆動用モータＭに供給する。

制御回路１０は、このゲート電流をデューティ比等によって制御することで、駆動用モータＭの出力を制御する。また、駆動用モータＭの回生時には、電力変換装置５０を介して電力をバッテリ２０へと回生する。

次に、本発明の第１の実施形態の電力変換装置５０の構造を説明する。

図２及び図３は、本発明の第１の実施形態の電力変換装置５０の説明図である。図２（Ａ）は、電力変換装置５０の上面図を示す。図２（Ｂ）は、パワーモジュール１１０の構成をしめる。図３（Ａ）は、電力変換装置５０の図２（Ａ）におけるＡ−Ａ断面図を示す。図３（Ｂ）は、電力変換装置５０の図２（Ａ）におけるＢ−Ｂ断面図をそれぞれ示す。

電力変換装置５０は、円筒形状であってその上面に平らな頂部を有する冷却器１００を基部として、この冷却器１００の頂部側に各部位が積層して配置される。

電力変換装置５０は、例えば、同様に円筒形状を有する駆動用モータＭの軸方向の一端側に備えられる。なお、冷却器１００及びその他の構成は、その外周形状が必ずしも円形である必要はなく、多角形でもよい。

冷却器１００の頂部には、頂部の円形状に沿って、複数のパワーモジュール１１０が周方向に所定の間隔で載置される。パワーモジュール１１０は、パワー半導体３１、ダイオード３２等を同一パッケージに封入してモジュール化したものである。本実施形態では、冷却器１００の頂部に、１０個のパワーモジュール１１０が載置されている。

パワーモジュール１１０は、高電圧の直流電力の供給を受けるＰＮ端子１１１、交流の高周波電力を出力するＡＣ端子１１２及び後述する制御基板１５０に接続する複数の制御信号端子１１３を備えている。

パワーモジュール１１０は、冷却器１００の頂部に、ＰＮ端子１１１を内周側に、ＡＣ端子１１２及び制御信号端子１１３を外周側に向けて、載置されている。なお、ＡＣ端子１１２は、冷却器１００の外周側に向かうとともに、冷却器１００の上方へと延設されるＡＣバスバー１１４が備えられている。ＡＣバスバー１１４は駆動用モータＭに電気的に接続される。

パワーモジュール１１０の上部側には、パワーモジュール１１０に直流電力を供給するＤＣバスバー１２０が配置される。ＤＣバスバー１２０は、冷却器１００の頂部の形状に沿った円環形状を有する。ＤＣバスバー１２０は正極と負極とを有する。正極及び負極は、パワーモジュール１１０に備えられるＰＮ端子にそれぞれ接続する。

ＤＣバスバー１２０の周方向外側の２箇所には、これら正極と負極とに連通する一組のピン１２１、１２２が上方向に延設される。

ＤＣバスバー１２０の上面には、複数の平滑コンデンサ４０が、周方向に所定の間隔で載置される。平滑コンデンサ４０は、それぞれ、ＤＣバスバー１２０の正極と負極とに電気的に接続する。

ＤＣバスバー１２０のさらに上方側には、ＤＣバスバー１２０と略同形状の円環形状を有する第１の基板１３０が配置される。第１の基板１３０には、電流センサ１３１、パッド１３２等の弱電部品が実装され、弱電基板を構成する。また、第１の基板１３０には、ＤＣバスバー１２０の上方側に延設されるピン１２１、１２２に接触することを避けるための切欠部１３５、１３６が形成される。

これらＤＣバスバー１２０と第１の基板１３０とは、内周側に円形の空洞部分１２０ａが形成されている。

電流センサ１３１は、パワーモジュール１１０のＡＣバスバー１１４からの出力電流を検出する。電流センサ１３１は、例えばホール素子を備えて構成され、上方側に延設されるＡＣバスバー１１４の磁束変化によってＡＣバスバー１１４の電流を検出する。

パッド１３２は、第１の基板１３０の内周側に円環状に備えられており、図示しない駆動用モータＭと電気的に接続する接続用配線を接続される接続部として機能する。パッド１３２は、例えば駆動用モータＭが備えるコントローラとケーブルによって電気的に接続し、駆動用モータＭに入力される電力や回転速度、温度等の値が入力される。

冷却器１００に載置された複数のパワーモジュール１１０のそれぞれの外周側には、制御基板１５０（第２の基板）が備えられる。制御基板１５０は、制御回路１０を備え、パワーモジュール１１０のパワー半導体３１の動作を制御する。

制御基板１５０は、冷却器１００の頂部から鉛直方向に備えられる。制御基板１５０の下方側はパワーモジュール１１０の制御信号端子１１３に接続される、制御基板１５０の上方側は、第１の基板１３０の信号端子１３３に接続される。従って、制御基板１５０は、下方側をパワーモジュール１１０の制御信号端子１１３に支持され、上方側を第１の基板１３０の信号端子１３３に支持される。

以上のように、本発明の第１の実施形態では、電力変換装置５０は、基部となる冷却器１００の上面にパワーモジュール１１０が載置される。パワーモジュール１１０の上方側には、ＤＣバスバー１２０と、弱電基板としての第１の基板１３０と、が順に積層して備えられる。そして、制御基板１５０は、パワーモジュール１１０と第１の基板１３０とにそれぞれ固定されて、それぞれに電気的に接続される。

このような構成により、制御基板１５０が、パワーモジュール１１０と第１の基板１３０との上下二ヶ所でそれぞれ固定されるので、振動や衝撃などの外部からの応力に対して、制御基板１５０の耐久信頼性を向上することができる。

また、制御基板１５０は、パワー半導体３１を備えるパワーモジュール１１０の設置方向に対して垂直となるように配置されるので、パワーモジュール１１０のノイズや熱の影響が加わることが抑制できる。

また、電流センサ１３１やパッド１３２等の弱電機器が実装される弱電基板としての第１の基板１３０が、パワーモジュール１１０や制御基板１５０とは分離されているので、ノイズや熱が弱電機器に影響することを抑制できる。

また、パワーモジュール１１０と弱電基板としての第１の基板１３０との間に、ＤＣバスバー１２０に実装された平滑コンデンサ４０が配置されるので、ノイズや熱が弱電機器に影響することを抑制できる。

また、駆動用モータＭとで信号を送受信するための信号線が接続されるパッド１３２が、第１の基板１３０の内周側に備えられ、パワーモジュール１１０の高周波高電圧が出力されるＡＣバスバー１１４が、第１の基板１３０よりも外周側に備えられる。この構成により、信号線にＡＣバスバー１１４のノイズや熱の影響が加わることが抑制される。さらに、電力変換装置５０の上方側に信号線が集中して配置できるので、駆動用モータＭとの接続の作業性が向上する。

次に、本発明の第２の実施形態の電力変換装置５０を説明する。

図４及び図５は、本発明の第２の実施形態の電力変換装置５０の説明図である。図４は、電力変換装置５０の上面図を示す。図５（Ａ）は、電力変換装置５０の図４におけるＡ−Ａ断面図を示す。図５（Ｂ）は、電力変換装置５０の図４におけるＢ−Ｂ断面図をそれぞれ示す。

なお、第２の実施形態の基本構成は第１の実施形態と同様であり、第１の実施形態と同一の構成には同一の符号を付して、その説明は省略する。

第２の実施形態では、制御回路１０を搭載する制御基板１５０を、フレキシブル基板で構成し、パワーモジュール１１０及び第１の基板１３０の外周側に、円筒状に配置した。

このように構成することによって、電力変換装置５０において、制御基板１５０を一体形状とすることができ、さらに、パワーモジュール１１０と第１の基板１３０との上下二ヶ所でそれぞれ固定されるので、振動や衝撃などの外部からの応力に対して、制御基板１５０の耐久信頼性を向上することができる。

次に、本発明の第３の実施形態の電力変換装置５０を説明する。

図６及び図７は、本発明の第３の実施形態の電力変換装置５０の説明図である。図６は、電力変換装置５０の上面図を示す。図７（Ａ）は、電力変換装置５０の図６（Ａ）におけるＡ−Ａ断面図を示す。図７（Ｂ）は、電力変換装置５０の図６（Ａ）におけるＢ−Ｂ断面図をそれぞれ示す。

なお、第３の実施形態の基本構成は第１の実施形態と同様であり、第１または第２の実施形態と同一の構成には同一の符号を付して、その説明は省略する。

第３の実施形態では、制御回路１０を搭載する制御基板１５０に、ＡＣバスバー１１４の電流を検出する電流センサ１３１を実装した。

このように、本発明の第３の実施形態では、ＡＣバスバー１１４の電流を検出する電流センサ１３１を制御基板１５０側に実装することにより、ＡＣバスバー１１４と電流センサ１３１をより近接できるので、振動等の影響により検出値がばらつくことを防止できる。

また、ＡＣバスバー１１４と弱電基板である第１の基板１３０とを離間させることができるので、第１の基板１３０にＡＣバスバー１１４の高周波高電圧による影響を受けにくくなる。

次に、本発明の第４の実施形態の電力変換装置５０を説明する。

図８及び図９は、本発明の第４の実施形態の電力変換装置５０の説明図である。図８は、電力変換装置５０の上面図を示す。図９（Ａ）は、電力変換装置５０の図８におけるＡ−Ａ断面図を示す。図９（Ｂ）は、電力変換装置５０の図８におけるＢ−Ｂ断面図をそれぞれ示す。

なお、第４の実施形態の基本構成は第１の実施形態と同様であり、第１ないし第３の実施形態と同一の構成には同一の符号を付して、その説明は省略する。

第４の実施形態では、電流センサ１３１及びパッド１３２を実装する基板１３０に加えて、さらに、これら電流センサ１３１及びパッド１３２からの信号を制御基板１５０に接続する信号配線を備えた第３の基板１６０を備えた。

より具体的には、第１の基板１３０は、電流センサ１３１及びパッド１３２を実装し、これらの信号線を第３の基板１６０に配線し、この第３の基板１６０に接続される信号端子１６１を、制御基板１５０に接続するように構成した。

第４の実施形態では、このように、弱電基板である第１の基板１３０と強電基板である制御基板とを、第３の基板１６０を介して分離することができるので、制御基板１５０によるノイズが弱電機器に影響することを抑制できる。

また、パワーモジュール１１０と第１の基板１３０との間に、平滑コンデンサ４０に加えて第３の基板１６０が介装されることにより、パワーモジュール１１０のノイズや熱が第１の基板１３０の弱電機器に影響することを抑制できる。

次に、本発明の第５の実施形態の電力変換装置５０を説明する。

図１０及び図１１は、本発明の第５の実施形態の電力変換装置５０の説明図である。図１０は、電力変換装置５０の上面図を示す。図１１（Ａ）は、電力変換装置５０の図１０（Ａ）におけるＡ−Ａ断面図を示す。図１１（Ｂ）は、電力変換装置５０の図１０（Ａ）におけるＢ−Ｂ断面図をそれぞれ示す。

なお、第５の実施形態の基本構成は第１の実施形態と同様であり、第１ないし第４の実施形態と同一の構成には同一の符号を付して、その説明は省略する。

第５の実施形態では、前述の第４の実施形態の変形例であり、第１の基板１３０に電流センサ１３１が実装され、第３の基板１６０にパッド１３２が実装される構成である。

第５の実施形態では、このような構成によって、特にノイズや熱の影響を受けやすい電流センサ１３１を制御基板１５０と分離することができる。また、パワーモジュール１１０と第１の基板１３０との間に、平滑コンデンサ４０に加えて第３の基板１６０が介装されることにより、パワーモジュール１１０のノイズや熱が第１の基板１３０の電流センサ１３１に影響することを抑制できる。

また、パッド１３２の配置を変更することができるので、駆動用モータＭとの接続性を改善することができる。

次に、本発明の第６の実施形態の電力変換装置５０を説明する。

図１２及び図１３は、本発明の第６の実施形態の電力変換装置５０の説明図である。図１２は、電力変換装置５０の上面図を示す。図１３（Ａ）は、電力変換装置５０の図１２におけるＡ−Ａ断面図を示す。図１１（Ｂ）は、電力変換装置５０の図１２におけるＢ−Ｂ断面図をそれぞれ示す。

なお、第６の実施形態の基本構成は第１の実施形態と同様であり、第１ないし第５の実施形態と同一の構成には同一の符号を付して、その説明は省略する。

第６の実施形態では、前述の第４の実施形態及び第５の実施形態の変形例であり、第１の基板１３０に電流センサ１３１が実装され、この第１の基板１３０と第３の基板１６０とにそれぞれ第１のパッド１３２Ａ、第２のパッド１３２Ｂが実装される構成である。

第６の実施形態では、このように複数の基板に異なるパッド１３２を備えることによって、信号線の取り回しの自由度が向上し、駆動用モータＭとの接続性を改善することができる。

次に、本発明の第７の実施形態の電力変換装置５０を説明する。

図１４及び図１５は、本発明の第７の実施形態の電力変換装置５０の説明図である。図１４は、電力変換装置５０の上面図を示す。図１５（Ａ）は、電力変換装置５０の図１４におけるＡ−Ａ断面図を示す。図１５（Ｂ）は、電力変換装置５０の図１４におけるＢ−Ｂ断面図をそれぞれ示す。

なお、第７の実施形態の基本構成は第１の実施形態と同様であり、第１ないし第６の実施形態と同一の構成には同一の符号を付して、その説明は省略する。

第７の実施形態では、前述の第１から第６の実施形態と異なり、冷却器１００の上面に載置するパワーモジュール１１０を、ＡＣバスバー１１４及び制御信号端子１１３が内周側に、ＰＮ端子１１１が外周側となるように配置した。このパワーモジュール１１０が、冷却器１００の頂部の円形状に沿って周方向に所定の間隔で１０個載置される。

また、パワーモジュール１１０の位置に対応して、制御基板１５０を、パワーモジュール１１０が配置される円周の内周側にそれぞれ配置した。

また、パワーモジュール１１０の上方側にはＤＣバスバー１２０が配置され、円環状のＤＣバスバー１２０の内周側の二ヶ所に、ピン１２１、１２２が上方向に延設される。

また、ＤＣバスバー１２０の上方側には第１の基板１３０が配置され、第１の基板１３０の内周側の二ヶ所に、ＤＣバスバー１２０のピン１２１、１２２に接触することを避けるための切欠部１３５、１３６が形成される。第１の基板１３０に備えられるパッド１３２は、第１の基板１３０の外周側に、円環状に備えられる。

パワーモジュール１１０から上方側に延設されるＡＣバスバー１１４は、ＤＣバスバー１２０及び第１の基板１３０の内周側の円形の空洞部分１２０ａから上方へと延設される。同様に、ＤＣバスバー１２０のピン１２１、１２２も、ＤＣバスバー１２０及び第１の基板１３０の内周側の円形の空洞部分１２０ａから上方へと延設される。

制御基板１５０は、この空洞部分１２０ａに沿って、下方側はパワーモジュール１１０の制御信号端子１１３に、上方側は第１の基板１３０の信号端子１３３に、それぞれ固定される。

第７の実施の形態では、このように、ＡＣバスバー１１４及びＤＣバスバー１２０を、内周側から上方へと延設し、外周側に駆動用モータＭとの信号線を接続するパッド１３２を備えるように構成した。このような構成によって、ＤＣバスバー１２０、ＡＣバスバー１１４及びパッド１３２に接続される信号線等の取り回しの自由度が向上し、駆動用モータＭとの接続性を改善することができる。

次に、本発明の第８の実施形態の電力変換装置５０を説明する。

図１６及び図１７は、本発明の第８の実施形態の電力変換装置５０の説明図である。図１６は、電力変換装置５０の上面図を示す。図１７（Ａ）は、電力変換装置５０の図１６におけるＡ−Ａ断面図を示す。図１７（Ｂ）は、電力変換装置５０の図１６におけるＢ−Ｂ断面図をそれぞれ示す。

なお、第８の実施形態の基本構成は第１の実施形態と同様であり、第１ないし第７の実施形態と同一の構成には同一の符号を付して、その説明は省略する。

第８の実施形態は、前述の第７の実施形態の変形例であり、制御基板１５０を、パワーモジュール１１０が配置される円周の内周側にそれぞれ配置し、ＡＣバスバー１１４を内周側から上方へと延設するように構成した。

そしてさらに、第８の実施形態では、前述の第４の実施形態と同様に、電流センサ１３１及びパッド１３２を実装する基板１３０に加えて、さらに、これら電流センサ１３１及びパッド１３２からの信号を制御基板１５０に接続する第３の基板１６０を備えた。

制御基板１５０は、ＤＣバスバー１２０及び第１の基板１３０の内周側の円形の空洞部分１２０ａに沿って、下方側はパワーモジュール１１０の制御信号端子１１３に、上方側は第３の基板１６０に、それぞれ固定される。

なお、第８の実施形態では、ＤＣバスバー１２０のピン１２１、１２２は及び第１の基板１３０の切欠部１３４、１３５は外周側に備えたが、前述の第７の実施形態のように内周側に備えてもよい。

第８の実施形態では、このように、第１の基板１３０に加えて、第３の基板１６０を備えることによって、前述の第７の実施形態の効果に加えて、前述の第４の実施形態と同様の効果を奏することができる。

次に、本発明の第９の実施形態の電力変換装置５０を説明する。

図１８及び図１９は、本発明の第９の実施形態の電力変換装置５０の説明図である。図１８は、電力変換装置５０の上面図を示す。図１９（Ａ）は、電力変換装置５０の図１８におけるＡ−Ａ断面図を示す。図１９（Ｂ）は、電力変換装置５０の図１８におけるＢ−Ｂ断面図をそれぞれ示す。

なお、第９の実施形態の基本構成は第１の実施形態と同様であり、第１ないし第８の実施形態と同一の構成には同一の符号を付して、その説明は省略する。

第９の実施形態は、第７の実施形態の変形例であり、冷却器１００の上面に載置するパワーモジュール１１０を、それぞれ向きが互い違いとなるように配置した。すなわち、ＡＣバスバー１１４及び制御信号端子１１３が内周側となるパワーモジュール１１０と、ＡＣバスバー１１４及び制御信号端子１１３が外周側となるパワーモジュール１１０と、を、交互に配置した。

第７の実施の形態では、このように、ＡＣバスバー１１４を内周側から上方へと延設するように構成した。このような構成によって、ＤＣバスバー１２０、ＡＣバスバー１１４及びパッド１３２に接続される信号線等の取り回しの自由度が向上し、駆動用モータＭとの接続性を改善することができる。

なお、以上説明した本発明の実施形態は、本発明を示す構成の一例を示しただけであり、必ずしもこの構成にとらわれるものではない。また、これら第１から第９の実施形態の構成を組み合わせてもよい。

また、本発明の実施形態では、パワー半導体３１及びダイオード３２を備えて、インバータを構成する電力変換装置５０について説明したが、この構成に限られるものではない。半導体素子と、当該半導体素子の動作に関わる制御基板、弱電基板とを有する半導体装置において、前述の実施形態を同様に適用することができる。

また、以上説明した本発明の実施形態において、制御基板１５０を柔軟性を有するフレキシブル基板で構成してもよい。

１駆動システム
１０制御回路
４０平滑コンデンサ
５０電力変換装置
１００冷却器
１１０パワーモジュール
１１１ＰＮ端子
１１２ＡＣ端子
１１３制御信号端子
１１４ＡＣバスバー
１２０ＤＣバスバー
１２０ａ空洞部分
１２１ピン
１３０第１の基板
１３１電流センサ
１３２パッド
１３３信号端子
１３４、１３５切欠部
１５０制御基板
１６０第３の基板

Claims

パワー半導体を備えるパワーモジュールと、
前記パワーモジュールを冷却する冷却器を備える基部と、
前記パワーモジュールを制御する制御回路が実装される第２の基板と、
前記パワーモジュールに電力を供給する第１のバスバーと、
前記パワーモジュールからの電力を出力する第２のバスバーと、
前記第１のバスバーの電力を平滑化する平滑コンデンサと、
信号配線を備える第１の基板と、を備え、
前記基部の上面に前記パワーモジュールが載置されると共に、前記パワーモジュールの上方側に、前記第１のバスバーと、前記平滑コンデンサと、前記第１の基板と、が順に積層して備えられ、
前記第２の基板は、前記基部に対して立設方向に備えられ、前記パワーモジュールと前記第１の基板とにそれぞれ固定されることを特徴とする電力変換装置。
前記第２のバスバーの電流を検出する電流検出部を備える第３の基板をさらに備え、
前記第１のバスバーは、上方側にピンが延設され、
前記第３の基板は、前記ピンに対応する位置が切り欠かれた切り欠き部を有することを特徴とする請求項１に記載の電力変換装置。
前記平滑コンデンサは、前記第１のバスバーに実装される共に、前記パワーモジュールと前記第１の基板との間に配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の電力変換装置。
前第１の基板又は前記第３の基板には、外部装置との信号を送受信する信号線が接続される接続部を備え、
前記接続部は、前記第１の基板又は前記第３の基板の、内周側又は内周側に備えられることを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載の電力変換装置。