JP2015006033A - 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、積層配置された複数の半導体モジュール2と、これらを接続するバスバー3とを備えている。半導体モジュール2はモジュール本体部21と主電極端子22とを有する。バスバー3は、バスバー本体部31と複数のバスバー端子部32とを備えている。複数のバスバー端子部32は積層方向Xに一直線状に並んで配置されている。バスバー端子部32と主電極端子22とは、積層方向Xに重なり合って接触して、接続部11を構成している。積層方向Xに隣り合う接続部11の間には、スペーサ4が介設されている。複数の接続部11を貫通するボルト51と、ボルト51と締結されるナット52と、スペーサ4とによって、複数の接続部11におけるバスバー端子部32と主電極端子22とが互いに圧接されている。
【選択図】図1
Description
上記電力変換装置において、バスバーには、各主電極端子を接続するためのバスバー端子部が形成されている。そして、各バスバー端子部に主電極端子が接合されている。
該複数の半導体モジュールを接続するバスバーと、を備え、
上記半導体モジュールは、スイッチング素子を内蔵したモジュール本体部と、該モジュール本体部から積層方向に直交する方向に突出した主電極端子とを有し、
上記バスバーは、積層方向に伸びるように形成されたバスバー本体部と、複数の上記半導体モジュールの上記主電極端子をそれぞれ接続する複数のバスバー端子部とを備え、
該複数のバスバー端子部は積層方向に一直線状に並んで配置されており、
上記バスバー端子部と上記主電極端子とは、積層方向に重なり合って接触して、接続部を構成しており、
積層方向に隣り合う上記接続部の間には、スペーサが介設されており、
上記複数の接続部を貫通する締結部材と、該締結部材と締結される被締結部材と、上記スペーサとによって、複数の上記接続部における上記バスバー端子部と上記主電極端子とが互いに圧接されていることを特徴とする電力変換装置にある。
また、積層方向に一直線状に並んだ複数の接続部を貫通する締結部材は、1本であっても、複数本であってもよい。
この場合には、正極バスバー及び負極バスバーに対して、半導体モジュールを容易に着脱可能となり、電力変換装置のメンテナンス性を充分に確保することができる。また、正極バスバーと負極バスバーとが、積層方向に直交する方向に互いに近接配置されているため、正極バスバー及び負極バスバーのインダクタンスを低減することができる。そして、これに加えて、正極締結体と負極締結体とが積層方向に直交する方向に互いに近接配置されているため、これによってもインダクタンスの低減効果を得ることができる。すなわち、バスバー本体部のみならず、正極締結体と負極締結体とにも積層方向に電流が流れ、これらが互いに近接していることにより、インダクタンスを効果的に低減することができる。その結果、電力変換装置は、電力損失を抑制すると共に、サージ電圧を抑制することができる。
上記電力変換装置の実施例につき、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に示すごとく、互いに積層配置された複数の半導体モジュール2と、複数の半導体モジュール2を接続するバスバー3と、を備えている。
図2に示すごとく、半導体モジュール2は、スイッチング素子を内蔵したモジュール本体部21と、モジュール本体部21から積層方向Xに直交する方向に突出した主電極端子22とを有する。
また、正極バスバー3pと負極バスバー3nとは、互いに鏡像関係にある形状である。つまり、正極バスバー3pにおけるバスバー本体部31の主面311を対称面として反転させた立体形状が、負極バスバー3nの立体形状となっている。
上記電力変換装置1においては、複数の接続部11を貫通する1本のボルト51によって、複数の接続部11が接続されている。それゆえ、複数の半導体モジュール2のうちの一部を交換する場合等において、ボルト51を外すことにより、当該一部の半導体モジュール2を、電力変換装置1から取り外すことができる。そして、新たな半導体モジュール2を電力変換装置1に組み付ける際に、ボルト51を複数の接続部11に挿通し直すことができる。このように、電力変換装置1のメンテナンス性を向上させることができる。
また、正極バスバー3pと負極バスバー3nとは、互いに鏡像関係にある形状であるため、一対のバスバー3の製造コストを低減することができる。
本例は、図6〜図10に示すごとく、一枚の導体板を曲げ加工することにより形成してあるバスバー3を用いた例である。
すなわち、本例の電力変換装置1におけるバスバー3は、図6、図7に示すごとく、曲げ加工によって、バスバー本体部31と、該バスバー本体部31から横方向Yに突出した複数のバスバー端子部32とを形成している。より具体的には、バスバー本体部31の高さ方向Zの両端からは、適宜横方向Yへ曲げられた上板部33と下板部34とがそれぞれ複数個突出している。これらの上板部33及び下板部34は、主面311が高さ方向Zを向いている。そして、上板部33及び下板部34における、積層方向Xの一端から、高さ方向Zへ曲げられた部分が、バスバー端子部32となる。ここで、上板部33及び下板部34は、特に上下の位置関係が限定されるものではなく、上下の表現は、便宜的な表現である。
一対のバスバー3(正極バスバー3p及び負極バスバー3n)は、実施例1と同様に、図8、図9に示すごとく、複数の冷却管12と共に積層された複数の半導体モジュール2における主電極端子22に接続されている。半導体モジュール2と冷却管12との積層体10の構造は、実施例1と同様である。
その他は、実施例1と同様である。なお、本例又は本例に関する図面において用いた符号のうち、実施例1において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、実施例1と同様の構成要素等を表す。
また、バスバー3が端子当接面331を有するため、上述のように、バスバー3を半導体モジュール2に対して配置する際に、高さ方向Zの位置決めを容易かつ正確に行うことができる。その結果、電力変換装置1の生産効率を向上させることができる。
その他、実施例1と同様の作用効果を有する。
11 接続部
2 半導体モジュール
21 モジュール本体部
22 主電極端子
3 バスバー
31 バスバー本体部
32 バスバー端子部
4 スペーサ
51 ボルト(締結部材)
52 ナット(被締結部材)
Claims (8)
- 互いに積層配置された複数の半導体モジュール(2)と、
該複数の半導体モジュール(2)を接続するバスバー(3)と、を備え、
上記半導体モジュール(2)は、スイッチング素子を内蔵したモジュール本体部(21)と、該モジュール本体部(21)から積層方向(X)に直交する方向に突出した主電極端子(22)とを有し、
上記バスバー(3)は、積層方向(X)に伸びるように形成されたバスバー本体部(31)と、複数の上記半導体モジュール(2)の上記主電極端子(22)をそれぞれ接続する複数のバスバー端子部(32)とを備え、
該複数のバスバー端子部(32)は積層方向(X)に一直線状に並んで配置されており、
上記バスバー端子部(32)と上記主電極端子(22)とは、積層方向(X)に重なり合って接触して、接続部(11)を構成しており、
積層方向(X)に隣り合う上記接続部(11)の間には、スペーサ(4)が介設されており、
上記複数の接続部(11)を貫通する締結部材(51)と、該締結部材(51)と締結される被締結部材(52)と、上記スペーサ(4)とによって、複数の上記接続部(11)における上記バスバー端子部(32)と上記主電極端子(22)とが互いに圧接されていることを特徴とする電力変換装置(1)。 - 上記締結部材(51)及び上記スペーサ(4)は導体であることを特徴とする請求項1に記載の電力変換装置(1)。
- 上記半導体モジュール(2)は、上記主電極端子(22)として正極端子(22p)と負極端子(22n)とを有し、上記バスバー(3)としては、上記正極端子(22p)及び上記負極端子(22n)にそれぞれ接続する正極バスバー(3p)及び負極バスバー(3n)が配設されており、上記正極バスバー(3p)及び上記負極バスバー(3n)は、積層方向(X)に直交する方向に互いに近接配置されており、上記正極バスバー(3p)における複数の上記接続部(11)と該接続部(11)に配された複数の上記スペーサ(4)と上記接続部(11)を貫通する上記締結部材(51)と上記被締結部材(52)とからなる正極締結体(37p)と、上記負極バスバー(3n)における複数の上記接続部(11)と該接続部(11)に配された複数の上記スペーサ(4)と上記接続部(11)を貫通する上記締結部材(51)と上記被締結部材(52)とからなる負極締結体(37n)とが、積層方向(X)に直交する方向に互いに近接配置されていることを特徴とする請求項2に記載の電力変換装置(1)。
- 上記正極バスバー(3p)と上記負極バスバー(3n)とは、上記バスバー本体部(31)の主面(311)が互いに対向するように隣接配置されており、上記正極締結体(37p)及び上記負極締結体(37n)は、上記一対のバスバー本体部(31)の並び方向における外側に配置されていることを特徴とする請求項3に記載の電力変換装置(1)。
- 上記正極バスバー(3p)と上記負極バスバー(3n)とは、互いに鏡像関係にある形状であることを特徴とする請求項3又は4のいずれか一項に記載の電力変換装置(1)。
- 上記バスバー(3)は、一枚の導体板を曲げ加工することにより形成してあることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の電力変換装置(1)。
- 上記バスバー(3)は、上記主電極端子(22)の先端を当接させる端子当接面(331)を有することを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載の電力変換装置(1)。
- 上記バスバー端子部(32)は、上記半導体モジュール(2)側の端縁に、上記主電極端子(22)との接触面から滑らかに連続する曲面部(35)を有することを特徴とする請求項1〜7のいずれか一項に記載の電力変換装置(1)。
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