JP2014161159A - 電力変換装置 - Google Patents

Abstract

【課題】大きな扁平率を有するフィルムコンデンサ素子を電力変換装置に適用した場合において、フィルムコンデンサのフィルム間に隙間が開くのを防止し、容量低下を抑制した小型で高容量かつ信頼性高いフィルムコンデンサを用いた小型高信頼な電力変換装置を提供する。
【解決手段】複数の部屋が形成された筺体の第１の部屋に直流と交流の変換を行うパワー半導体モジュールを収納し、第２の部屋に直流電圧を平滑化する巻回型の扁平状フィルムコンデンサを収納し、パワー半導体モジュールとフィルムコンデンサとを導体板により電気的に接続し、導体板を筺体に固定するとともに、扁平状フィルムコンデンサは、第２の部屋の台座部材上に扁平面を上下にして据えられ、その上部扁平面が前記導体板に当接し、かつ導体板を筺体に固定することで導体板と台座部材の間に押圧固定されていることを特徴とする電力変換装置。
【選択図】図１

Description

本発明は、インバータ装置等の電力変換装置に使用されるフィルムコンデンサを用いた電力変換装置に関する。

近年、地球規模での環境や資源問題がクローズアップされており、資源の有効活用、省エネルギー化の推進、地球温暖化ガスの排出抑制のため、インバータ装置を代表とする電力変換装置が、各種電気機器、産業機器をはじめ、ハイブリッド自動車（ＨＥＶ）、電気自動車（ＥＶ）の自動車機器等に応用展開されている。

ここ数年では、中でも特に、ＨＥＶ、ＥＶの市場が急速な普及と発展を見せており、この分野での省エネルギー化と高効率化に関する技術開発が活発化している。これらＨＥＶ、ＥＶに使用されるインバータ装置は、低燃費化、低電費化と小スペース化実現のため、装置の高電圧化と小型高密度化が求められている。

インバータ装置は、ＩＧＢＴ等のパワー半導体素子を内蔵したパワーモジュール、バスバー、コイル等の他、直流電力を平滑化させるためのコンデンサ等の部品から成り立っている。特にＨＥＶ、ＥＶ用インバータ装置のコンデンサとしては、使用される電圧が数百ボルトと高いため、高耐圧なフィルムコンデンサが主として使用されるケースが多い。

また、フィルムコンデンサは高耐圧である特徴を有する他、低損失、メンテナンスフリーで高寿命、フィルム絶縁破壊時に自己回復性（セルフヒーリング性）を有し安全性が高い等、他のコンデンサに無い長所を有していることもＨＥＶ、ＥＶ用に多く採用されている理由として挙げられる。

このフィルムコンデンサは、一般的には図８の処理手順に示すように、有機誘電体フィルムの形成（処理段階Ｓ１）、金属膜蒸着（処理段階Ｓ２）、素子巻回（処理段階Ｓ３）、メタリコン形成（処理段階Ｓ４）、リード取り付け（処理段階Ｓ５）、素子封止（処理段階Ｓ６）、コンデンサ完成（処理段階Ｓ７）という一連の処理手順により製作される。

図８の処理手順例のうち素子巻回（処理段階Ｓ３）では、ＰＥＴ（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）、ＰＰ（ｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ）等の有機誘電体フィルム１の少なくとも一方の面に、アルミニウムなどの金属を蒸着させた蒸着金属膜２を形成して金属化フィルム３とする。さらに金属化フィルム３を２枚重ねて巻回してコンデンサ素子４を得る。

また図８の処理手順例のうちメタリコン形成（処理段階Ｓ４）では、電気回路素子として使用するために、巻回されたコンデンサ素子４の端面４ａにアルミニウムや亜鉛等の金属を溶射し、電極を引き出すためのメタリコン５を形成して製作される。

然るに、現在実用化されている有機誘電体フィルムコンデンサの比誘電率εは、２〜３程度と小さく、他のコンデンサに比べて単位体積当りの容量が小さいのがフィルムコンデンサの短所である。このため、上記フィルムコンデンサの製作過程においては、従来、少しでも小スペース化を図るために、金属化フィルムを巻回（処理段階Ｓ３）した後、メタリコンを形成（処理段階Ｓ４）する前に、円柱形状のコンデンサ素子４を小判型に潰し、図９のように扁平形状としていた。

また最近では、さらに小スペース化を達成するために、小判型よりもさらに扁平率の大きい図１０のような超扁平型コンデンサを形成させる技術開発が進められている。

超扁平型コンデンサを形成させる技術として、特許文献１が知られている。特許文献１には、「扁平化して断面を小判形に形成したコンデンサ素子の長径をａ、短径をｂとした場合、ａ／ｂ＝３以上でａ＝６０ｍｍ以上、巻芯から素子外周面までの寸法を１４ｍｍ以下、かつ誘電体フィルム厚の３〜１０倍厚のＰＰフィルムを５〜１０ターン巻回した巻芯を用いた構成により、扁平率を大きくした大容量化を図っても巻芯の強度を最適な値に設定できるため、大容量で小型薄型化を図って体積効率を向上させ、しかも生産性、放熱性、信頼性に優れた金属化フィルムコンデンサを実現できる」と記載されている。

特開２００７−８１００７号公報

しかしながら、特許文献１の金属化フィルムコンデンサでは、大きな扁平率を有するコンデンサ素子を得ようとした場合、図１１のように扁平加工後にコンデンサ素子４が元に戻ろうとする力Ｆｂが働き、それによって重なりなった金属化フィルム間に隙間が開き、空隙が形成されることから所定の容量値が得られないという問題がある。

また、大きな扁平率を持つフィルムコンデンサをインバータ装置に組み込んで使用した場合、特にＨＥＶ、ＥＶ用インバータにおいては、装置の置かれる環境温度と動作温度によって、温度差が大きいことから、材料の熱膨張と熱収縮によって、フィルムコンデンサ素子が変形しやすく、その結果、フィルム間に部分的に隙間が生じ、容量値が変化しやすいという問題がある。

さらには、金属化フィルム間に空隙が形成された場合、フィルム間に高電圧が印加されると、その空隙部で部分放電（コロナ放電）が発生し、金属化フィルムを絶縁破壊させ、さらにコンデンサ容量が低下するという問題が生じる可能性があった。

以上のことから本発明の目的は、大きな扁平率を有するフィルムコンデンサ素子を電力変換装置に適用した場合において、フィルムコンデンサのフィルム間に隙間が開くのを防止し、容量低下を抑制した小型で高容量かつ信頼性高いフィルムコンデンサを用いた小型高信頼な電力変換装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、例えば特許請求の範囲に記載の構成を採用する。

本願は、上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、複数の部屋が形成された筺体の第１の部屋に直流と交流の変換を行うパワー半導体モジュールを収納し、第２の部屋に直流電圧を平滑化する巻回型の扁平状フィルムコンデンサを収納し、パワー半導体モジュールとフィルムコンデンサとを導体板により電気的に接続し、導体板を筺体に固定するとともに、扁平状フィルムコンデンサは、第２の部屋の台座部材上に扁平面を上下にして据えられ、その上部扁平面が前記導体板に当接し、かつ導体板を筺体に固定することで導体板と台座部材の間に押圧固定されていることを特徴とする電力変換装置である。

本発明によれば、扁平率の高いフィルムコンデンサをインバータ装置等の電力変換装置に適用した場合において、フィルムコンデンサが台座部材と導体板との間に配置され、かつ台座部材と導体板でフィルムコンデンサの扁平上下面に押圧力を形成しているため、扁平化されたフィルムコンデンサが元に戻ろうとする力が働いても、フィルム間に隙間が開くのを防止でき、フィルムコンデンサの容量低下と部分放電の発生を防止することができ、信頼性の高いフィルムコンデンサ及びそれを用いた電力変換装置を得ることができる。

扁平率の高いフィルムコンデンサを使用した実施例１の電力変換装置の断面構造を示す図。 図１のコンデンサ部１０２を矢視Ａの方向から見た図。 扁平率の高いフィルムコンデンサを使用した実施例２の電力変換装置の断面構造を示す図。 扁平率の高いフィルムコンデンサを使用した実施例２の他の例の電力変換装置の断面構造を示す図。 扁平率の高いフィルムコンデンサを使用した実施例３の電力変換装置の断面構造を示す図。 扁平率の高いフィルムコンデンサを非押圧状態とした電力変換装置の断面構造を示す図。 温度サイクル試験によるフィルムコンデンサの容量変化を示す図。 従来の一般的なフィルムコンデンサの製作方法の一例を示す図。 扁平型（小判型）フィルムコンデンサの一例を示す図。 扁平率の高いフィルムコンデンサの一例を示す図。 扁平率の高いコンデンサの問題点を説明するための図。

以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。

図１は、本発明の実施例１に関わる扁平率の高いフィルムコンデンサを使用した電力変換装置の断面構造を示す図である。

図１の電力変換装置１００の構成は、変換装置部１０１とコンデンサ部１０２と冷却部１０３に大別して説明される。このうち変換装置部１０１はパワー半導体モジュール２０を主体に構成されており、パワー半導体モジュール２０自体は台座１１や支持部材１２により形成された空間内に周囲が覆われて固定配置されている。またパワー半導体モジュール２０の上部には、パワー半導体モジュール２０の図示せぬ電極に接続されたパワー半導体モジュールリード２１、２９が取り出されている。

コンデンサ部１０２は扁平率の高いフィルムコンデンサ１０を主体に構成されている。フィルムコンデンサ１０は、底部の台座１１と、側面部の支持部材１２と、上部の導体板６により形成された空間内に周囲が覆われて扁平面を上下にして配置されている。

このうち上部の導体板６は、Ｐ極導体８、導体固定材７、Ｎ極導体９の３層に構成されており、導体固定材７によりＰ極導体８とＮ極導体９を絶縁している。また上部の導体板６は、導体固定材７の一部がねじなどの固定部材１３とバネ部材１４により支持部材１２に数点で固定され、これにより導体板６がフィルムコンデンサ１０を上部から圧着している。図の例では導体板６のＮ極導体９側の面がフィルムコンデンサ１０の外装絶縁材１６と接し、ねじ止めする時の押圧力によりフィルムコンデンサ１０の剥離を阻止している。

なお図１の場合にフィルムコンデンサ１０の図示手前面は、図１０に示したように扁平化して断面を小判形に形成したコンデンサ素子の長径ａと短径ｂを含む面を示しており、この面は図８の電極を引き出すためのメタリコン５を形成した面である。図示の例ではメタリコン５を形成した面（電極面）から４本のコンデンサリード１５が取り出されており、これらは例えば上部の導体板６の３層の部材の内、Ｐ極導体８に接続されている。またＰ極導体８は、パワー半導体モジュール２０のパワー半導体モジュールリード２９に接続されている。

また図１に図示していないが、反対側の面も電極を引き出すためのメタリコン５を形成した面（電極面）であり、ここからもコンデンサリード１５により上部の導体板６の３層の部材の内、Ｎ極導体９に接続されている。Ｎ極導体９は、パワー半導体モジュール２０のパワー半導体モジュールリード２１に接続されている。

図２はコンデンサ部１０２を矢視Ａの方向から見た図であり、フィルムコンデンサ１０は上部の導体板６に押圧された状態で底部の台座１１と、側面部の支持部材１２と、上部の導体板６により形成された空間内に周囲が覆われて固定配置されている。フィルムコンデンサ１０右側面には第１電極２２が形成され、左側面には第２電極２３が形成されている。第１電極２２はコンデンサリード１５によりＰ極導体８に接続され、第２電極２３はコンデンサリード１５によりＮ極導体９に接続されている。また第１電極２２、第２電極２３の外側が封止部材２４により封止されている。

フィルムコンデンサ１０の上記構成のうち、電極形成は図８の処理段階Ｓ４におけるメタリコン形成処理の中で行われ、コンデンサリード１５接続は図８の処理段階Ｓ５におけるリード取付処理の中で行われ、電極外側封止は図８の処理段階Ｓ６における阻止封止処理の中で行われたものである。

図１に戻り冷却部１０３は、第１流路１７と第２流路１８で形成されている。このうち第１流路１７はコンデンサ部１０２に接して形成され例えばコンデンサ部１０２の下部に冷却空気の通風流路を形成することでフィルムコンデンサ１０の発熱量を外部除去しこれを冷却する。第２流路１８は変換装置部１０１の中に形成され、例えばパワー半導体モジュール２０の周囲に冷却空気の通風流路を形成することでパワー半導体モジュール２０の発熱量を外部除去しこれを冷却する。なお第１流路１７と第２流路１８は図１に示すように連通していてもよい。

上記した実施例１で使用可能な扁平率の高いフィルムコンデンサ１０は以下のようにして得ることができる。例えば厚さ３．０μｍのポリプロピレン（ＰＰ）フィルムの片面に真空蒸着機で、膜厚抵抗が約１５Ω／ｍ^２となるようにアルミニウム蒸着を施し、金属化フィルムを形成した後、前記金属化フィルム２枚を重ねて所定の容量値が得られる長さのフィルムを巻回し、円筒状のコンデンサ素子を形成する。その後、熱プレス機によりコンデンサ素子を扁平形状に潰し、長径ａと短径ｂとの比が５となる扁平率の高いコンデンサ素子を形成する。そしてコンデンサ素子の両端面に金属溶射を施し、集電用のメタリコンを形成し、メタリコン上に電力変換装置の導体板に電気的に接続するためのコンデンサリードをはんだにて接続する。そして、コンデンサ素子の周囲を片面に粘着性を有するポリイミドテープでコンデンサ素子の周囲を巻回、外装絶縁被覆を形成させ、最後にコンデンサ素子を湿気から守るために、コンデンサ素子の両端面をエポキシ樹脂による封止を施し、扁平率の高いフィルムコンデンサを完成させる。

実施例１では、扁平率の高いフィルムコンデンサ１０を電力変換装置１００のケース内の台座１１に、パワー半導体モジュール２０を流路１８の開口部１９に配置し、そしてフィルムコンデンサ１０の上に導体板６を配置し、ケースの一部である支持枠１２にばね部材１４と固定部材１３であるネジでフィルムコンデンサ１０に押圧力がかかるように固定した。

そして最後に、導体板６とパワー半導体モジュール２０のリード２１，２９、フィルムコンデンサ１０のリード１５を、それぞれ溶接にて電気的に接続し、その他回路に必要な回路基板や部品等を取り付け、電力変換装置を完成させた。

実施例１に示す本発明の電力変換装置１００は、それ自体が１つの箱体、筺体、ケース、ユニットあるいはブロック内に形成されているが、ここではこれらを総称して電力変換装置ユニットと称することにする。電力変換装置ユニット１００は、台座部分１１や支持枠１２により複数の部屋に区分されており、この部屋が変換装置部１０１であり、コンデンサ部１０２である。各部屋には電力機器としてのパワー半導体モジュール２０やフィルムコンデンサ１０が収納されており、電力機器間を電力変換装置ユニット上部のブスバーにて接続する。ブスバーは、Ｐ極導体８、導体固定材７、Ｎ極導体９の３層に構成された導体板６のことである。ブスバーは、導体固定材７により電力変換装置ユニットに取り付けられ、その際フィルムコンデンサ１０をその扁平方向に押圧しながら固定する。

なお図１には１つのパワー半導体モジュール２０と１つのフィルムコンデンサ１０が収納された図示をしているが、これは１つの箱体の中に３相分のパワー半導体モジュール２０と３相分のフィルムコンデンサ１０を収納するようにレイアウトすることもできる。いずれの場合であっても、パワー半導体モジュール２０とフィルムコンデンサ１０を接続する導体板６（ブスバー）が、フィルムコンデンサ１０をその扁平方向に押圧しながら固定するように利用されることが重要である。

図３と図４は、本発明の一実施例である実施例２の扁平率の高いフィルムコンデンサを使用した電力変換装置の断面構造を示す図である。実施例１では導体板６がフィルムコンデンサ１０の外装絶縁材１６と直接接していたのに対し、実施例２では導体板６が介在物３０を介してフィルムコンデンサ１０の外装絶縁材１６と間接的に接するように構成している。

より具体的に述べると、図３では介在物は弾性部材であり、例えば厚さ３ｍｍのシリコーンゴムシート３０を介して間接的に接している。図４では介在物は断熱材３１であり、フィルムコンデンサ１０での発熱により加熱されることを抑えている。それ以外の点では、実施例１と実施例２は同じ構造、機能とされている。

実施例２の扁平率の高いフィルムコンデンサ１０の仕様及び製作方法は、実施例１と同様であり、電力変換装置１００の組み立て工程は以下のようにされる。

組立工程では、扁平率の高いフィルムコンデンサ１０を電力変換装置のケース内の台座１１に、パワー半導体モジュール２０を流路１８の開口部１９に配置し、そしてフィルムコンデンサ１０の上に弾性部材３０として厚さ３ｍｍのシリコーンゴムシート（図３の場合）、あるいは断熱材３１（図４の場合）を載せ、その上に導体板６を配置した。そして、ケースの一部である支持枠１２にばね部材１４と固定部材１３であるネジでフィルムコンデンサ１０に押圧力がかかるように固定した。

そして最後に、導体板６とパワー半導体モジュールのリード２１，２９、フィルムコンデンサ１０のリード１５を、それぞれ溶接にて電気的に接続し、その他回路に必要な回路基板や部品等を取り付け、電力変換装置を完成させた。

図５は、本発明の一実施例である実施例３の扁平率の高いフィルムコンデンサを使用した電力変換装置１００の断面構造を示す図である。実施例３ではフィルムコンデンサ１０が高熱伝導シート２７を介して台座１１上に間接的に接するように構成している。

扁平率の高いフィルムコンデンサの仕様及び製作方法は、実施例１と同様であり説明を省略するが、電力変換装置１００の組み立て工程は以下のようである。

電力変換装置１００のケース内のフィルムコンデンサ１０が配置される台座部分１１にあらかじめ厚さ２ｍｍ、熱伝導率１．０Ｗ／ｍＫを有するシリコーン系高熱伝導シート２７を敷き、その上に扁平率の高いフィルムコンデンサ１０を配置する。そしてパワー半導体モジュール１０１を流路１８の開口部１９に配置し、フィルムコンデンサ１０の上に導体板６を配置しケースの一部である支持枠１２にスプリング部材１４とネジ１３でフィルムコンデンサ１０に押圧力がかかるように固定する。

そして最後に、導体板６とパワー半導体モジュールのリード、フィルムコンデンサのリードを、それぞれ溶接にて電気的に接続し、その他回路に必要な回路基板や部品等を取り付け、電力変換装置を完成させた。

以上詳細に述べたように、実施例１は直接押圧事例、実施例２と実施例３は間接押圧事例であり、実施例２はフィルムコンデンサ１０の上部に介在物を介した例、実施例３はフィルムコンデンサ１０の下部に介在物を介した例を示している。また介在物は目的に応じたものが選択可能であり、これは振動防止（実施例２の図３）、導体板６側への伝熱阻止（実施例２の図４、断熱材）、第２流路への積極的な放熱（実施例３）などである。

次に説明するように本発明では、フィルムコンデンサ１０を押圧状態で使用することによりコンデンサ容量低減防止の効果を得ており、そのうえでさらにこの性能を維持しながら介在物による効果を併せ持つことができる。

フィルムコンデンサ１０を押圧状態で使用する点に特徴を有する本発明を、フィルムコンデンサ１０を押圧状態で使用しない比較事例と比較して本発明の効果を明確にする。この比較例を図６に示す。

図６は比較例としての扁平率の高いフィルムコンデンサを用いた電力変換装置の断面構造を示す図である。図示明らかなように、フィルムコンデンサは押圧状態にされていない。扁平率の高いフィルムコンデンサの仕様及び製作方法は、実施例１と同様であり、説明を省略する。

比較例での電力変換装置１００の製作は、まずは、扁平率の高いフィルムコンデンサ１０を導体板６の所定の位置に配置し、フィルムコンデンサ１０のリード１５と導体板６を溶接で電気的に接続した。そして、電力変換装置１００の流路１８の開口部１９に、パワー半導体モジュール２０を配置し、その上にフィルムコンデンサ１０を取り付けた導体板６を配置し、導体板６を電力変換装置１００の支持部材１１に固定部材１３であるネジで固定した。

そして最後に、導体板６とパワー半導体モジュール２０のリード１９，２１を溶接にて電気的に接続し、その他回路に必要な回路基板や部品等を取り付け、電力変換装置を完成させた。

この図６の比較例では扁平率の高いフィルムコンデンサ１０の扁平上面と導体板６間、扁平下面と台座部材１１間には空間が形成されており、実施例１から実施例３とは異なり、フィルムコンデンサには押圧力がかかっていない状態にある。

実施例１から実施例３、及び比較例に対し、本発明の効果を検証するために、下記の温度サイクル試験を実施し、フィルムコンデンサ１０の容量の変化を測定した。具体的には以下の方法で本発明の効果を検証した。

まずは、電力変換装置１００が製作完成された後、フィルムコンデンサ１０の対を成す両方のリード１５にそれぞれＬＣＲメータの測定リードを接続し、初期の容量値を測定した。

そして、電力変換装置１００を温度サイクル試験槽に入れ、温度サイクル試験条件として、低温側（−４０℃）１時間、高温側（１２５℃）１時間を１サイクルとし、前記条件を繰り返すように試験槽をセットし、温度サイクル試験を実施した。

そして、温度サイクル試験の所定の回数毎に、試験槽より電力変換装置１００を取り出し、ＬＣＲメータでフィルムコンデンサ１０の容量の測定を繰り返した。

温度サイクル試験結果を以下説明する。図７に、実施例１から実施例３、及び比較例に対し、温度サイクル試験を実施し、所定サイクル毎にコンデンサの容量測定した結果を示す。図７において、横軸は温度サイクル試験数、縦軸は各温度サイクル時点でのコンデンサ容量を表わしており、本試験に用いたコンデンサの所定（目標）の容量値を１とした場合の比で表示した。

図７からわかるように、比較例では、温度サイクル試験前の初期時（図７のサイクル数０の時点）において、所定の容量の９０％の容量しか有していなかった。これは、扁平率の高いフィルムコンデンサの押し潰された扁平部分が元に戻ろうとする力が働き、重なり合うフィルム間に隙間が生じ、その結果、容量が低下したものである。

これに対し、実施例１から実施例３では、フィルムコンデンサの扁平部分が台座と導体板間に押圧力を持って挟まれているので、重なりあうフィルム間に隙間が生じることなく、所定の容量（１．０）を得ることが出来ている。

次に、温度サイクル試験各サイクル時点の容量変化を見てみると、比較例においては、温度サイクル数が増える毎に、容量が低下傾向にあり、温度サイクル２０００回実施後には、所定容量の８０％までに容量が低下した。これは、温度サイクル試験により材料の熱膨張と熱収縮が繰り返され、その結果、フィルム間の隙間が初期に比較してさらに広がったことと、フィルム間に隙間が空き、その隙間部分で試験電圧の６００Ｖで部分放電が発生し、フィルムが部分的に絶縁破壊、セルフヒーリングを繰返し、容量が低下したものである。

これに対し、実施例１から実施例３では、温度サイクルによる材料に熱膨張と熱収縮があっても、フィルムコンデンサの扁平部分が台座と導体板間に押圧力を持って挟まれているので、重なりあるフィルム間に隙間が生じることなく、所定の容量からの変化が小さく抑えられた。

以上詳細に説明した本発明の実施例では、扁平率の高いフィルムコンデンサを台座１１上に扁平面を上下にして配置し、かつ上面からＰ極導体８、導体固定材７、Ｎ極導体９の３層に構成された導体板６により押圧しながら固定している。これにより扁平率の高いフィルムコンデンサの剥離、空隙の発生を抑止することで性能を維持している。

この実施例では、フィルム巻回により作成した扁平率の高いフィルムコンデンサを対象にしたが、導体板６による押圧固定の手法は、有機誘電体フィルムを多数枚積層して形成した平板状のフィルムコンデンサに適用することもできる。平板状のフィルムコンデンサを導体板６により押圧しながら固定することで、剥離、空隙の発生を抑止することで性能を維持することができる。

１：誘電体フィルム
２：蒸着金属膜
３：金属化フィルム
４：コンデンサ素子
５：メタリコン
６：導体板
７：導体固定材
８：Ｐ極導体
９：Ｎ極導体
１０：（扁平率の高い）フィルムコンデンサ
１１：台座
１２：支持部材
１３：固定部材
１４：バネ部材
１５：コンデンサリード
１６：外装絶縁材
１７：流路（第１流路）
１８：流路（第２流路）
１９：開口部
２０：パワー半導体モジュール
２１、２９：パワー半導体モジュールリード
２２：第１電極
２３：第２電極
２４：封止部材
２７：高熱伝導部材
２８：空間
３０：弾性部材（シリコーンゴムシート）
３１：断熱材

Claims (9)

1. 複数の部屋が形成された筺体の第１の部屋に直流と交流の変換を行うパワー半導体モジュールを収納し、第２の部屋に直流電圧を平滑化する巻回型の扁平状フィルムコンデンサを収納し、前記パワー半導体モジュールと前記フィルムコンデンサとを導体板により電気的に接続し、導体板を筺体に固定するとともに、
   前記扁平状フィルムコンデンサは、第２の部屋の台座部材上に扁平面を上下にして据えられ、その上部扁平面が前記導体板に当接し、かつ導体板を筺体に固定することで導体板と台座部材の間に押圧固定されていることを特徴とする電力変換装置。
2. 請求項１記載の電力変換装置であって、
   前記導体板は、Ｐ極導体、導体固定材、Ｎ極導体の３層に構成されており、導体固定材によりＰ極導体とＮ極導体を絶縁し、導体板は、導体固定材の一部がねじなどの固定部材とバネ部材により支持部材に数点で固定され、これにより導体板が前記扁平状フィルムコンデンサを上部から圧着していることを特徴とする電力変換装置。
3. 請求項１または請求項２記載の電力変換装置であって、
   前記扁平状フィルムコンデンサは、その上面が第１の介在物を介して前記導体板に押圧固定されていることを特徴とする電力変換装置。
4. 請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の電力変換装置であって、
   前記扁平状フィルムコンデンサは、その下面が第２の介在物を介して前記台座に据えられていることを特徴とする電力変換装置。
5. 請求項３または請求項４記載の電力変換装置であって、
   前記第１の介在物は、弾性部材であることを特徴とする電力変換装置。
6. 請求項３または請求項４記載の電力変換装置であって、
   前記第１の介在物は、断熱材であることを特徴とする電力変換装置。
7. 請求項４記載の電力変換装置であって、
   前記第２の介在物は、高熱伝導シートであることを特徴とする電力変換装置。
8. 請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の電力変換装置であって、
   前記筺体に形成された部屋に収納された前記パワー半導体モジュール及び前記フィルムコンデンサが発する熱を除去するための冷却冷媒が流れる流路を形成されていることを特徴とする電力変換装置。
9. 請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の電力変換装置であって、
   前記フィルムコンデンサに代えて有機誘電体フィルムを多数枚積層して形成した平板状のフィルムコンデンサとすることを特徴とする電力変換装置。

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