JP2018207718A - 電力変換装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】電力変換回路1は、半導体モジュール2と、平滑コンデンサ3と、一対の直流バスバー4と、放電抵抗5と、を備える。一対の直流バスバー4(4P,4N)は、半導体モジュール2に接続しており、所定間隔をおいて互いに重ね合されている。放電抵抗5は、平滑コンデンサ3に並列接続されている。放電抵抗5には、平滑コンデンサ3の放電電流が流れる。放電抵抗5は、一対の直流バスバー4に接続されており、該一対の直流バスバー4を介して平滑コンデンサ3に電気接続されている。放電抵抗5と平滑コンデンサ3との間に、一対の直流バスバー4が介在している。
【選択図】図1
Description
該半導体モジュールに加わる直流電圧を平滑化する平滑コンデンサ(3)と、
上記半導体モジュールと上記平滑コンデンサとを電気接続し、所定間隔をおいて互いに重ね合された、正極バスバー(4P)と負極バスバー(4N)との一対の直流バスバー(4)と、
上記平滑コンデンサに並列接続され該平滑コンデンサの放電電流が流れる放電抵抗(5)とを備え、
該放電抵抗は、上記一対の直流バスバーを介して上記平滑コンデンサに電気接続されており、
上記放電抵抗と上記平滑コンデンサとの間に、上記一対の直流バスバーが介在している、電力変換装置(1)にある。
そのため、放電抵抗から発生した輻射熱及び伝達熱を、直流バスバーによって遮蔽でき、平滑コンデンサの温度が上昇することを抑制できる。また、本形態では、放電抵抗と平滑コンデンサとの間に、直流バスバーを一枚だけ介在させるのではなく、一対の(すなわち2枚の)直流バスバーを介在させている。そのため、この一対の直流バスバーによって、放電抵抗から発生した輻射熱及び伝達熱を効果的に遮蔽できる。
なお、特許請求の範囲及び課題を解決する手段に記載した括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであり、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
上記電力変換装置に係る実施形態について、図1〜図9を参照して説明する。図1、図9に示すごとく、本形態の電力変換装置1は、半導体モジュール2と、平滑コンデンサ3と、一対の直流バスバー4と、放電抵抗5とを備える。半導体モジュール2は、電力変換回路10を構成する半導体素子20を内蔵している。平滑コンデンサ3は、半導体モジュール2に加わる直流電圧を平滑化する。
放電抵抗5は、平滑コンデンサ3に並列接続されている。放電抵抗5には、平滑コンデンサ3の放電電流が流れる。
図1、図2に示すごとく、放電抵抗5と平滑コンデンサ3との間に、一対の直流バスバー4が介在している。
そのため、放電抵抗5から発生した輻射熱及び伝達熱を、直流バスバー4によって遮蔽でき、平滑コンデンサ3の温度が上昇することを抑制できる。また、本形態では、放電抵抗5と平滑コンデンサ3との間に、直流バスバー4を一枚だけ介在させるのではなく、一対の(すなわち2枚の)直流バスバー4P,4Nを介在させている。そのため、この一対の直流バスバー4P,4Nによって、放電抵抗5から発生した輻射熱及び伝達熱を効果的に遮蔽できる。
そのため、放電抵抗5から発生した輻射熱及び伝達熱を、絶縁部材41によって遮蔽することができる。したがって、平滑コンデンサ3の温度上昇を、より効果的に抑制できる。また、絶縁部材41を介在させることにより、一対の直流バスバー4P,4Nを、互いの絶縁性を確保しつつ接近させることができる。そのため、直流バスバー4に寄生するインダクタンスをより低減できる。
このようにすると、直流バスバー4から平滑コンデンサ3に伝わる伝導熱を、より低減することができる。すなわち、後述するように、平滑コンデンサ3と直流バスバー4(4P,4N)を一体的に形成することも可能であるが(図11参照)、この場合、平滑コンデンサ3の端子32と直流バスバー4との間の熱抵抗が小さいため、放電抵抗5から直流バスバー4に伝わった熱が、端子32に伝わりやすくなる可能性がある。これに対して、本形態のように、平滑コンデンサ3と直流バスバー4とを別体にし、平滑コンデンサ3の端子32を直流バスバーに締結すれば、これら端子32と直流バスバー4との間の界面熱抵抗を大きくすることができる。そのため、放電抵抗5から直流バスバー4に伝わった熱が、端子32に伝わりにくくなり、平滑コンデンサ3の温度上昇をより効果的に抑制できる。
このようにすると、放電抵抗5から発生した輻射熱及び伝達熱を、固定台6によって遮蔽できる。そのため、平滑コンデンサ3の温度上昇をより効果的に抑制できる。
そのため、固定台6に、直流バスバー4と放電抵抗5とを両方とも固定でき、これらを固定する部材を別々にする必要が無くなる。そのため、部品点数を低減でき、電力変換装置1を小型化できる。
そのため、放電抵抗5の輻射熱及び伝達熱を、ブラケット52によって遮蔽できる。したがって、平滑コンデンサ3の温度上昇をさらに効果的に抑制できる。
そのため、半導体モジュール2を冷却でき、該半導体モジュール2に接続した直流バスバー4の温度を下げることができる。したがって、直流バスバー4から平滑コンデンサ3に熱が伝わりにくくなり、平滑コンデンサ3の温度上昇をより効果的に抑制できる。
そのため、放電抵抗5と冷却器11とを接近させることができ、冷却器11によって放電抵抗5を冷却することが可能になる。したがって、放電抵抗5から平滑コンデンサ3に伝わる熱を低減でき、平滑コンデンサ3の温度上昇をさらに効果的に抑制できる。
そのため、放電抵抗5をより効果的に冷却できる。すなわち、ケース7は冷却器11に熱的に接触しているため、ケース7を冷却することができる。したがって、この、冷却されたケース7の壁部70(70I,70S)と冷却器11とによって放電抵抗5を取り囲むことにより、放電抵抗5を効果的に冷却でき、放電抵抗5から平滑コンデンサ3に伝わる熱をより低減することが可能になる。
なお、上記「熱的に接触している」とは、直接接触しているか、又は空気よりも熱伝導率が高い部材を介在させていることを意味する。
そのため、放電抵抗5から発生した熱がワイヤー51を伝わる間に、この熱を放熱させることができる。したがって、放電抵抗5から平滑コンデンサ3に伝導熱が伝わりにくくなり、平滑コンデンサ3の温度上昇をより抑制できる。
放電抵抗5の熱によって暖められた空気は、対流によって重力方向上側に向かう。本形態では、重力方向における放電抵抗5の下側に平滑コンデンサ3を配置してあるため、暖められた空気が平滑コンデンサ3に向かうことを抑制できる。したがって、平滑コンデンサ3の温度上昇を効果的に抑制できる。
本形態は、平滑コンデンサ3と直流バスバー4の構成を変更した例である。図10、図11に示すごとく、本形態では、平滑コンデンサ3と直流バスバー4(4P,4N)とを一体的に形成してある。平滑コンデンサ3は、コンデンサケース33と、コンデンサ素子31と、封止部材34と、正極端子32Pと、負極端子32Nとを備える。正極端子32Pは、コンデンサ素子31の正電極30Pに電気接続している。また、負極端子32Nは、コンデンサ素子31の負電極30Nに電気接続している。正極端子32Pは正極バスバー4Pと一体に形成されており、負極端子32Nは負極バスバー4Nと一体に形成されている。
その他、実施形態1と同様の構成および作用効果を備える。
10 電力変換回路
2 半導体モジュール
20 半導体素子
3 平滑コンデンサ
4 直流バスバー
4P 正極バスバー
4N 負極バスバー
5 放電抵抗
Claims (8)
- 電力変換回路(10)を構成する半導体素子(20)を内蔵した半導体モジュール(2)と、
該半導体モジュールに加わる直流電圧を平滑化する平滑コンデンサ(3)と、
上記半導体モジュールと上記平滑コンデンサとを電気接続し、所定間隔をおいて互いに重ね合された、正極バスバー(4P)と負極バスバー(4N)との一対の直流バスバー(4)と、
上記平滑コンデンサに並列接続され該平滑コンデンサの放電電流が流れる放電抵抗(5)とを備え、
該放電抵抗は、上記一対の直流バスバーを介して上記平滑コンデンサに電気接続されており、
上記放電抵抗と上記平滑コンデンサとの間に、上記一対の直流バスバーが介在している、電力変換装置(1)。 - 上記一対の直流バスバーの間に絶縁部材(41)が介在している、請求項1に記載の電力変換装置。
- 上記平滑コンデンサは、上記直流バスバーとは別体に形成されており、上記放電抵抗の端子(510)を上記直流バスバーに締結してある、請求項1又は2に記載の電力変換装置。
- 上記一対のバスバーを固定する固定台(6)を備え、上記放電抵抗と上記一対のバスバーとの間に上記固定台が介在している、請求項1〜3のいずれか一項に記載の電力変換装置。
- 上記固定台に上記放電抵抗を固定してある、請求項4に記載の電力変換装置。
- 上記半導体モジュールを冷却する冷却器(11)を備える、請求項1〜5のいずれか一項に記載の電力変換装置。
- 上記冷却器は、上記直流バスバーの厚さ方向における、上記一対の直流バスバーの、上記放電抵抗を配した側に設けられており、上記放電抵抗と上冷却器とは、上記厚さ方向に直交する方向において互いに隣り合っている、請求項6に記載の電力変換装置。
- 上記半導体モジュールと、上記冷却器と、上記放電抵抗と、上記平滑コンデンサと、上記一対の直流バスバーとを収容する金属製のケース(7)を備え、該ケースは上記冷却器に熱的に接触しており、上記放電抵抗は、上記ケースの壁部(70)と上記冷却器とによって囲まれている、請求項7に記載の電力変換装置。
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