JP2019103285A - Power conversion device - Google Patents

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JP2019103285A JP2017233046A JP2017233046A JP2019103285A JP 2019103285 A JP2019103285 A JP 2019103285A JP 2017233046 A JP2017233046 A JP 2017233046A JP 2017233046 A JP2017233046 A JP 2017233046A JP 2019103285 A JP2019103285 A JP 2019103285A
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新之介 安徳
Shinnosuke Antoku
新之介 安徳
裕 大久保
Yutaka Okubo
裕 大久保
太星 金
Taisei Kin
太星 金
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Abstract

To improve noise resistance performance while suppressing upsizing of a power conversion device.SOLUTION: A power conversion device comprises a power semiconductor module including a power terminal, a smoothing capacitor including a capacitor terminal, a filter circuit, a case housing the power semiconductor module and the filter circuit, and a first wall. When viewed from a right angle direction with respect to an arrangement direction of the filter circuit and the smoothing capacitor, the power semiconductor module is arranged at a position at which it overlaps the filter circuit, the power terminal is provided in the first space between the filter circuit and the power semiconductor module, the capacitor terminal is extended to the first space and connected to the power terminal via the connection unit provided in the first space, and the first wall is arranged between the connection unit and the filter circuit and connected to the case.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、電力変換装置に係り、特に特にハイブリッド自動車や電気自動車に関する電力変換装置に係る。   The present invention relates to a power converter, and more particularly to a power converter for a hybrid car and an electric car.

電気自動車やハイブリッド自動車においては、バッテリの電力により走行用回転電機を駆動するための電力変換装置を搭載している。電気自動車あるいはハイブリッド自動車用の電力変換装置においては、居住スペースの確保などの観点から、装置の小型化に対する要求が強い。   In an electric car or a hybrid car, a power conversion device for driving a traveling rotary electric machine by the power of a battery is mounted. In power converters for electric vehicles or hybrid vehicles, there is a strong demand for downsizing of the devices from the viewpoint of securing a living space and the like.

装置の小型化とともに部品が集積化され、部品間に送受する可能性があるノイズの伝播を抑制する必要が生じる。   With the miniaturization of the device, parts are integrated, and it becomes necessary to suppress the propagation of noise that may be transmitted and received between the parts.

ノイズ伝播を抑制には、導電性の遮蔽壁を用いる場合があるが、この遮蔽壁を用いた場合でも電力変換装置の大型化を抑制することが求められている。   Although there are cases where a conductive shielding wall is used to suppress the noise propagation, it is required to suppress the increase in size of the power conversion device even when this shielding wall is used.

特開2013−031330号公報JP, 2013-031330, A

本発明の課題は、電力変換装置の大型化を抑制しながら耐ノイズ性能を向上させることである。   An object of the present invention is to improve noise resistance performance while suppressing an increase in size of a power conversion device.

本発明に係る電力変換装置は、直流電力を交流電力に変換しかつパワー端子を有するパワー半導体モジュールと、前記直流電力を平滑化しかつコンデンサ端子を有する平滑コンデンサと、前記平滑コンデンサとは異なる部品により構成されるフィルタ回路と、前記パワー半導体モジュールと前記フィルタ回路を収納するケースと、前記ケースとは別体により形成される第1壁と、を備え、前記フィルタ回路と前記平滑コンデンサの配列方向に対して直角方向から見た場合、前記パワー半導体モジュールは前記フィルタ回路と重なる位置に配置され、前記パワー端子は、前記フィルタ回路と前記パワー半導体モジュールの間の第1空間に設けられ、前記コンデンサ端子は、前記第1空間まで延ばされかつ当該第1空間に設けられた接続部を介して前記パワー端子と接続され、前記第1壁は、前記接続部と前記フィルタ回路との間に配置されかつ前記ケースに接続される。   A power conversion device according to the present invention includes a power semiconductor module which converts direct current power into alternating current power and has a power terminal, a smoothing capacitor which smoothes the direct current power and has a capacitor terminal, and parts different from the smoothing capacitor. A filter circuit, a case for housing the power semiconductor module and the filter circuit, and a first wall formed separately from the case, in the arrangement direction of the filter circuit and the smoothing capacitor The power semiconductor module is disposed at a position overlapping the filter circuit when viewed from the right angle direction, and the power terminal is provided in a first space between the filter circuit and the power semiconductor module, and the capacitor terminal Is extended to the first space and provided via the connection provided in the first space. Which is connected to the power terminal, wherein the first wall is connected to the arranged and the casing between said connecting portion and the filter circuit.

本発明により、電力変換装置の大型化を抑制しながら耐ノイズ性能を向上させることができる。   According to the present invention, it is possible to improve the noise resistance performance while suppressing the increase in size of the power conversion device.

本実施形態に係るパワー半導体モジュール300と平滑コンデンサ200との接続部周辺の拡大斜視図である。FIG. 5 is an enlarged perspective view of the vicinity of a connection portion between a power semiconductor module 300 and a smoothing capacitor 200 according to the present embodiment. 本実施形態に係る電力変換装置の分解斜視図である。It is an exploded perspective view of a power converter concerning this embodiment. 図2の電力変換装置を組み上げ、モータに取り付けた状態の斜視図である。FIG. 3 is a perspective view of a state in which the power conversion device of FIG. 2 is assembled and attached to a motor. 図3の面701の直角方向から見た電力変換装置とモータの断面図である。It is sectional drawing of the power converter device and motor seen from the orthogonal direction of the surface 701 of FIG. 、図4(a)のフィルタ回路103と平滑コンデンサ200とパワー半導体モジュール300付近を拡大した断面図である。FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view of the vicinity of the filter circuit 103, the smoothing capacitor 200, and the power semiconductor module 300 in FIG. 図3を第2方向801から見て平面701で断面を切った電力変換装置の断面斜視図である。FIG. 4 is a cross-sectional perspective view of the power conversion device, the cross-section of which is cut along a plane 701 when FIG. 3 is viewed from a second direction 801; フィルタ回路103を除き、第1空間700の端子接合部分を目視可能な角度から視た電力変換層の全体斜視図である。FIG. 16 is an overall perspective view of the power conversion layer, as viewed from an angle at which the terminal connection portion of the first space 700 is visible, except for the filter circuit 103. フィルタ回路103をケース400に組み入れ、第1空間700の端子接合部分を目視可能な角度から視た電力変換装置の全体斜視図である。FIG. 16 is an overall perspective view of the power conversion device, in which the filter circuit 103 is incorporated in a case 400, and the terminal connection portion of the first space 700 is viewed from a visible angle. フィルタケース102がケース400に取付けられた状態を示す全体斜視図である。FIG. 6 is an overall perspective view showing a state in which the filter case 102 is attached to the case 400. 本実施形態に係る平滑コンデンサ200の分解斜視図である。It is an exploded perspective view of smoothing capacitor 200 concerning this embodiment. 図9の平滑コンデンサ200の分解斜視図を組み付けた斜視図である。It is the perspective view which assembled | assembled the exploded perspective view of the smoothing capacitor 200 of FIG. パワー半導体モジュール300を駆動及び制御するための駆動回路基板501と制御回路基板502をベース部500に組み付けた斜視図である。FIG. 6 is a perspective view of a drive circuit board 501 and a control circuit board 502 for driving and controlling the power semiconductor module 300 assembled to a base portion 500. 図11に示された基板回路503の分解斜視図である。FIG. 12 is an exploded perspective view of a substrate circuit 503 shown in FIG.

本発明に係る実施形態を図面を用いて説示する。   Embodiments of the present invention will be described using the drawings.

図2は、本実施形態に係る電力変換装置の分解斜視図である。   FIG. 2 is an exploded perspective view of the power conversion device according to the present embodiment.

直流コネクタ403は、バッテリから直流電力を受け、この直流電力をフィルタ回路103に伝達する。直流コネクタ403は、ケース400の側面に配置される。   DC connector 403 receives DC power from the battery and transmits the DC power to filter circuit 103. The direct current connector 403 is disposed on the side of the case 400.

フィルタ回路103は、直流電源から供給される直流電力に含まれる電磁ノイズを除去し、この直流電力を平滑コンデンサ200に伝達する。フィルタ回路103は、フィルタコンデンサ100と、フィルタバスバー101と、フィルタカバー102と、により構成される。   The filter circuit 103 removes electromagnetic noise included in DC power supplied from the DC power supply, and transmits the DC power to the smoothing capacitor 200. The filter circuit 103 includes a filter capacitor 100, a filter bus bar 101, and a filter cover 102.

フィルタコンデンサ100は、フィルタバスバー101から直流電力を受け、この直流電力に含まれる電磁ノイズを除去するためのローパスフィルタとして機能する。   Filter capacitor 100 receives DC power from filter bus bar 101, and functions as a low pass filter for removing electromagnetic noise included in the DC power.

フィルタバスバー101は、直流コネクタ403から直流電力を受け、フィルタコンデンサ100で電磁ノイズが除去された直流電力を平滑コンデンサ200に伝達する。   Filter bus bar 101 receives DC power from DC connector 403, and transmits DC power from which electromagnetic noise has been removed by filter capacitor 100 to smoothing capacitor 200.

平滑コンデンサ200は、直流電力の脈動電流を吸収し脈動成分を減少させ、電流を平滑化させる機能を有する。パワー半導体モジュール300は、直流電力を交流電力へ変換する。   The smoothing capacitor 200 has a function of absorbing the pulsating current of the DC power, reducing the pulsating component, and smoothing the current. The power semiconductor module 300 converts DC power into AC power.

ケース400は、直流コネクタ403と、フィルタ回路103と、基板回路503と、パワー半導体モジュール300と、交流ターミナル405と、平滑コンデンサ200と、放電抵抗402と、低電圧側コネクタ404と、を内部に備える。   The case 400 includes a DC connector 403, a filter circuit 103, a substrate circuit 503, a power semiconductor module 300, an AC terminal 405, a smoothing capacitor 200, a discharge resistor 402, and a low voltage side connector 404. Prepare.

トップカバー401は、ケース400の上面側の開口を塞ぎ、蓋としてケース400内の部品を保護する。放電抵抗402は、回路内のコンデンサを無電荷にさせ無電圧にする機能を有する。   The top cover 401 closes the opening on the upper surface side of the case 400 and protects the components in the case 400 as a lid. The discharge resistor 402 has a function of making the capacitor in the circuit non-charged and non-charged.

低電圧側コネクタ404は、外部から信号を受け、この信号を、後述する基板回路503に伝達する。交流ターミナル405は、パワー半導体モジュール300から直流電力を受け、これをモータに伝達する。水路パイプ406a及び406bは、冷媒を流すための流路を構成する。アンダーカバー408は、ケース400の下面側の開口を塞ぎ、平滑コンデンサ200を保護する。   The low voltage side connector 404 receives a signal from the outside and transmits the signal to a substrate circuit 503 described later. AC terminal 405 receives DC power from power semiconductor module 300 and transmits it to the motor. The water channel pipes 406 a and 406 b constitute a flow path for the refrigerant to flow. Undercover 408 blocks the opening on the lower surface side of case 400 and protects smoothing capacitor 200.

図3は、図2の電力変換装置を組み上げ、モータに取り付けた状態の斜視図である。   FIG. 3 is a perspective view of a state in which the power conversion device of FIG. 2 is assembled and attached to a motor.

本実施形態に係る電力変換装置は、下にモータを配置した機電一体型の電力変換装置である。モータのケース600は、ステータが円筒状であることに合わせて、略円筒状を為す。本実施形態に係る電力変換装置は、ケース600の円筒の曲面部に沿うように、平滑コンデンサ200が収納されたケース部400Cがモータ側に突出して形成される。   The power conversion device according to the present embodiment is a mechanical-electrical integrated power conversion device in which a motor is disposed below. The motor case 600 has a substantially cylindrical shape in accordance with the cylindrical shape of the stator. In the power conversion device according to the present embodiment, a case portion 400C in which the smoothing capacitor 200 is housed is formed to project to the motor side along the curved surface portion of the cylinder of the case 600.

この構造は、円筒形状のケース600周辺に生じるスペースを使用してモータと干渉をせずに主電気経路を短縮することが可能となる。その結果、機電一体構造の小型化が出来、かつ主電気経路が受ける電磁ノイズのリスクを減らす効果も得られる。   This configuration allows the use of the space around the cylindrical case 600 to shorten the main electrical path without interference with the motor. As a result, the mechanical-electrical integrated structure can be miniaturized, and the effect of reducing the risk of electromagnetic noise received by the main electrical path can also be obtained.

図4(a)は、図3の面701の直角方向から見た電力変換装置とモータの断面図である。   FIG. 4A is a cross-sectional view of the power conversion device and the motor viewed from the perpendicular direction of the surface 701 of FIG. 3.

フィルタコア104は、高周波電流に対して高インピーダンスを持ち、ローパスフィルタとして機能することで直流電力に含まれる電磁ノイズを除去する。フィルタコア104は、フィルタバスバー101を貫通させる。   The filter core 104 has high impedance to high frequency current, and functions as a low pass filter to remove electromagnetic noise included in DC power. The filter core 104 penetrates the filter bus bar 101.

第1方向800は、フィルタ回路103と平滑コンデンサ200の配列方向を表す。第3方向802は、第1方向800に対して直角方向を表す。   The first direction 800 represents the arrangement direction of the filter circuit 103 and the smoothing capacitor 200. The third direction 802 represents a direction perpendicular to the first direction 800.

第3方向802から見た場合、パワー半導体モジュール300はフィルタ回路103と重なる位置に配置される。この配置は平滑コンデンサ200とパワー半導体モジュール300の主電気経路を短縮する効果がある。   When viewed from the third direction 802, the power semiconductor module 300 is disposed at a position overlapping the filter circuit 103. This arrangement has the effect of shortening the main electrical path of the smoothing capacitor 200 and the power semiconductor module 300.

第1空間700は、フィルタ回路103とパワー半導体モジュール300の間に設けられている。第1空間700において、図9にて説示するコンデンサ端子209と図1にて説示するパワー端子301が溶接によって接合される。   The first space 700 is provided between the filter circuit 103 and the power semiconductor module 300. In the first space 700, the capacitor terminal 209 illustrated in FIG. 9 and the power terminal 301 illustrated in FIG. 1 are joined by welding.

フィルタカバー102は、パワー半導体モジュール300から発生する電磁ノイズを遮断し、フィルタコンデンサ100と、フィルタバスバー101を電磁ノイズから保護する。このフィルターカバー102は、ケース400に対して取り外し可能な構造となっている。これにより、第1空間700において、フィルターカバー102を取り外した状態の場合、溶接が困難な極狭い空間でのンデンサ端子209とパワー端子301の溶接を容易に可能となる。   The filter cover 102 blocks electromagnetic noise generated from the power semiconductor module 300 and protects the filter capacitor 100 and the filter bus bar 101 from electromagnetic noise. The filter cover 102 is removable from the case 400. Thereby, in the first space 700, when the filter cover 102 is removed, welding of the condenser terminal 209 and the power terminal 301 in an extremely narrow space where welding is difficult becomes easy.

図1は、本実施形態に係るパワー半導体モジュール300と平滑コンデンサ200との接続部周辺の拡大斜視図である。   FIG. 1 is an enlarged perspective view around a connection portion between a power semiconductor module 300 and a smoothing capacitor 200 according to the present embodiment.

第1壁105は、本実施形態においてはフィルタケース102の一部として形成されている。第1壁105は、図4(a)にて説示した第1方向800に平行な面でフィルタ回路103と第1空間700の間に設けられる。   The first wall 105 is formed as part of the filter case 102 in the present embodiment. The first wall 105 is provided between the filter circuit 103 and the first space 700 in a plane parallel to the first direction 800 described in FIG. 4A.

パワー端子301は、パワー半導体モジュール300において平滑コンデンサ200からの直流電力を受ける側に配置される。   Power terminal 301 is arranged on the side of power semiconductor module 300 to receive DC power from smoothing capacitor 200.

図4(b)は、図4(a)のフィルタ回路103と平滑コンデンサ200とパワー半導体モジュール300付近を拡大した断面図である。   FIG. 4B is an enlarged cross-sectional view of the filter circuit 103, the smoothing capacitor 200, and the power semiconductor module 300 in FIG. 4A.

直流バスバー210は、ケース400の底部に接触する絶縁部材に接続しており、放熱性を向上させている。第1接触部411は、直流バスバー210とケース400の底部の接触部である。
第1放熱経路412は第1接触部411とパワーモジュール半導体300の間に位置する。直流バスバー210において発生した熱は、第6方向805に沿って第1接触部411から第1放熱経路412に伝達され、第1放熱経路412からパワーモジュール半導体300の冷却水路に伝達され、放熱される。
The direct current bus bar 210 is connected to an insulating member in contact with the bottom of the case 400 to improve heat dissipation. The first contact portion 411 is a contact portion between the DC bus bar 210 and the bottom of the case 400.
The first heat radiation path 412 is located between the first contact portion 411 and the power module semiconductor 300. The heat generated in the DC bus bar 210 is transmitted from the first contact portion 411 to the first heat radiation path 412 along the sixth direction 805, transmitted from the first heat radiation path 412 to the cooling water channel of the power module semiconductor 300, and dissipated. Ru.

図5は、図3を第2方向801から見て平面701で断面を切った電力変換装置の断面斜視図である。   FIG. 5 is a cross-sectional perspective view of the power conversion device in which the cross section is taken along plane 701 when FIG. 3 is viewed from the second direction 801.

ケース400は、図4(a)に示される第1空間700と対向する部分に第1貫通孔703を形成する。コンデンサ端子209は、第1貫通孔703を介して第1空間700に延ばされる。   The case 400 forms a first through hole 703 in a portion facing the first space 700 shown in FIG. 4A. The capacitor terminal 209 is extended to the first space 700 via the first through hole 703.

コネクタ側遮蔽壁431は、ケース400に一体成形される。コネクタ側遮蔽壁431は、ケース400に一体成形されることで、部品点数減少に効果がありかつ生産性の低下を抑制する効果を持つ。   The connector side shielding wall 431 is integrally formed on the case 400. The connector side shielding wall 431 is formed integrally with the case 400, and has an effect of reducing the number of parts and an effect of suppressing a decrease in productivity.

またコネクタ側遮蔽壁431は、低電圧側コネクタ404を接続するためのコネクタ接続部を囲み、かつ第1空間700以外のケース400内の空間に設けられる。   Further, the connector side shielding wall 431 is provided in a space in the case 400 other than the first space 700, surrounding the connector connection portion for connecting the low voltage side connector 404.

またコネクタ側遮蔽壁431は、制御回路基板502のグラウンドとして機能する。低電圧側コネクタ404が外部から受ける信号に含まれるノイズは、コネクタ側遮蔽壁431内のコネクタ接続部に設けられるコンデンサにより吸収される。   The connector side shielding wall 431 functions as a ground of the control circuit board 502. The noise contained in the signal that the low voltage side connector 404 receives from the outside is absorbed by the capacitor provided in the connector connection portion in the connector side shielding wall 431.

図6は、フィルタ回路103を除き、第1空間700の端子接合部分を目視可能な角度から視た電力変換層の全体斜視図である。図8は、フィルタケース102がケース400に取付けられた状態を示す全体斜視図である。   FIG. 6 is an overall perspective view of the power conversion layer where the terminal junction portion of the first space 700 is viewed from a visible angle except for the filter circuit 103. FIG. 8 is an overall perspective view showing the filter case 102 attached to the case 400. As shown in FIG.

ねじ締結部201は、フィルタ回路103と平滑コンデンサ209の電気的な接続部を構成する。   The screw fastening portion 201 constitutes an electrical connection portion between the filter circuit 103 and the smoothing capacitor 209.

フィルタ回路配置空間409は、図8に示される上面部106及び第1壁105から成るフィルタケース102と、図5に示されたコネクタ側遮蔽壁431の一部と、により形成される。   The filter circuit arrangement space 409 is formed by the filter case 102 including the upper surface portion 106 and the first wall 105 shown in FIG. 8 and a part of the connector side shielding wall 431 shown in FIG.

ねじ締結部201は、フィルタ回路収納スペース409の底部に設けた穴410からフィルタ回路配置空間409側に突出している。   The screw fastening portion 201 protrudes from the hole 410 provided at the bottom of the filter circuit storage space 409 toward the filter circuit disposition space 409.

図7は、フィルタ回路103をケース400に組み入れ、第1空間700の端子接合部分を目視可能な角度から視た電力変換装置の全体斜視図である。   FIG. 7 is an overall perspective view of the power conversion device in which the filter circuit 103 is incorporated in the case 400 and the terminal connection portion of the first space 700 is viewed from a visible angle.

第1空間700において、以下の工程で端子間の接合がなされる。   In the first space 700, bonding between the terminals is made in the following process.

第1工程として、パワーモジュール半導体300と平滑コンデンサ200を組み付ける。   As a first step, the power module semiconductor 300 and the smoothing capacitor 200 are assembled.

第2工程として、第1空間700でパワー端子301とコンデンサ端子209の溶接面が向かい合う。   As a second step, the welding surfaces of the power terminal 301 and the capacitor terminal 209 face each other in the first space 700.

第3工程として、第1空間700内に溶接用の治具を入れ、パワー端子301とコンデンサ端子209を挟むことで溶接面を密着させかつ固定する。   In the third step, a welding jig is placed in the first space 700, and the power terminal 301 and the capacitor terminal 209 are held in close contact with and fixed to the welding surface.

第4工程として、パワー端子301とコンデンサ端子209の直上からアーク溶接を行い、両端子を接合する。   As a fourth step, arc welding is performed from directly above the power terminal 301 and the capacitor terminal 209 to join the two terminals.

図9は、本実施形態に係る平滑コンデンサ200の分解斜視図である。図10は、図9の平滑コンデンサ200の分解斜視図を組み付けた斜視図である。   FIG. 9 is an exploded perspective view of the smoothing capacitor 200 according to the present embodiment. FIG. 10 is a perspective view in which the exploded perspective view of the smoothing capacitor 200 of FIG. 9 is assembled.

直流バスバー210は、正極側直流バスバー202と負極側直流バスバー203により構成される。正極側直流バスバー202は、フィルタ回路103から直流電力を受け、これを平滑コンデンサセル206に伝達する。平滑コンデンサセル206は、平滑コンデンサ200の基幹部品である。   The direct current bus bar 210 is configured by the positive electrode side direct current bus bar 202 and the negative electrode side direct current bus bar 203. The positive side DC bus bar 202 receives DC power from the filter circuit 103 and transmits it to the smoothing capacitor cell 206. The smoothing capacitor cell 206 is a key component of the smoothing capacitor 200.

平滑コンデンサセル206は、電力に含まれる脈動電流成分を吸収し、減少させる。   The smoothing capacitor cell 206 absorbs and reduces the pulsating current component contained in the power.

正極側直流バスバー202は、平滑コンデンサセル206から平滑化された電流を受け、これをパワー半導体モジュール300に伝達する。   The positive side DC bus bar 202 receives the smoothed current from the smoothing capacitor cell 206 and transmits it to the power semiconductor module 300.

負極側直流バスバー203は、パワー半導体モジュール300から電流を受け、これを平滑コンデンサセル206に伝達する。平滑コンデンサセル206はこの電流をフィルタ回路103に伝達する。   Negative electrode side direct current bus bar 203 receives current from power semiconductor module 300 and transmits it to smoothing capacitor cell 206. The smoothing capacitor cell 206 transmits this current to the filter circuit 103.

平滑コンデンサケース204は、平滑コンデンサセル206を収納する。平滑コンデンサカバー205は、平滑コンデンサセル206を平滑コンデンサケース204に収納後、平滑コンデンサケース204上部の開口部を塞ぎ平滑コンデンサセル206を保護する。平滑コンデンサカバー205は、樹脂製の充填材を主に用いられる。   The smoothing capacitor case 204 accommodates the smoothing capacitor cell 206. After the smoothing capacitor cell 206 is housed in the smoothing capacitor case 204, the smoothing capacitor cover 205 closes the opening at the top of the smoothing capacitor case 204 to protect the smoothing capacitor cell 206. The smoothing capacitor cover 205 mainly uses a filler made of resin.

コンデンサ端子209は、正極側直流バスバー202に設けられる正極側コンデンサ端子207と、負極側直流バスバー203に設けられる負極側コンデンサ端子208と、から構成される。正極側コンデンサ端子207と負極側コンデンサ端子208はそれぞれパワー端子301と溶接で接合される部位である。   The capacitor terminal 209 includes a positive electrode capacitor terminal 207 provided on the positive electrode DC bus bar 202 and a negative electrode capacitor terminal 208 provided on the negative electrode DC bus bar 203. The positive side capacitor terminal 207 and the negative side capacitor terminal 208 are portions that are respectively joined to the power terminal 301 by welding.

直流バスバー210は、パワー半導体モジュール300から熱を受けるとともに直流バスバー210自身が発熱する。モータと一体に形成された電力変換装置の集約化を図りながら直流バスバー210の放熱性を向上させるために、直流バスバー210がケース400の底面と絶縁部材を介して熱的に接続されるように放熱される。   The DC bus bar 210 receives heat from the power semiconductor module 300 and the DC bus bar 210 itself generates heat. The DC bus bar 210 is thermally connected to the bottom surface of the case 400 via the insulating member in order to improve the heat dissipation of the DC bus bar 210 while integrating the power conversion device integrally formed with the motor. Heat is dissipated.

図11は、パワー半導体モジュール300を駆動及び制御するための駆動回路基板501と制御回路基板502をベース部500に組み付けた斜視図である。図12は、図11に示された基板回路503の分解斜視図である。   FIG. 11 is a perspective view in which a drive circuit board 501 and a control circuit board 502 for driving and controlling the power semiconductor module 300 are assembled to a base portion 500. FIG. FIG. 12 is an exploded perspective view of the substrate circuit 503 shown in FIG.

制御回路基板502は、パワー半導体モジュール300のスイッチング駆動を制御する信号を生成する回路基板である。駆動回路基板501は、制御回路基板502から受けたスイッチング駆動させる信号を変換し、パワー半導体モジュール300に伝達しスイッチング駆動させる回路基板である。ベース部500は駆動回路基板501と制御回路基板502の間に設けられる。   The control circuit board 502 is a circuit board that generates a signal for controlling the switching drive of the power semiconductor module 300. The drive circuit board 501 is a circuit board that converts the switching drive signal received from the control circuit board 502 and transmits the converted signal to the power semiconductor module 300 to perform switching drive. The base portion 500 is provided between the drive circuit board 501 and the control circuit board 502.

第4方向803は、駆動回路基板501がベース部500に配置される方向を表す。第5方向804は、制御回路基板502がベース部500に配置される方向を表す。   The fourth direction 803 represents the direction in which the drive circuit board 501 is disposed on the base unit 500. The fifth direction 804 represents the direction in which the control circuit board 502 is disposed on the base unit 500.

形状505は、第4方向803から見た場合に形成される凹部505aと第5方向804から見た場合に形成される凸部505bから成る。   The shape 505 is composed of a recess 505 a formed when viewed from the fourth direction 803 and a protrusion 505 b formed when viewed from the fifth direction 804.

ベース部500は、駆動回路基板501が配置された側に、マイコンや電源回路部等の回路部品504を収納するための空間を形成する凹部505aを設けている。   The base portion 500 is provided with a recess 505 a on the side where the drive circuit board 501 is disposed, which forms a space for housing a circuit component 504 such as a microcomputer and a power supply circuit portion.

またベース部500は、制御回路基板502が配置された側に凹部505aに対応した凸部505bを形成している。制御回路基板502は、ベース部500に設けられた凸部505の一部を収納する貫通孔506を形成する。   Further, the base portion 500 forms a convex portion 505b corresponding to the concave portion 505a on the side where the control circuit board 502 is disposed. The control circuit board 502 forms a through hole 506 for housing a part of the convex portion 505 provided in the base portion 500.

形状505は、駆動回路基板501と制御回路基板502をベース部500に組み付けた際、駆動回路基板501とベース部500と制御回路基板502の第4方向803の部品間距離を小さくする効果がある。   The shape 505 has an effect of reducing the distance between components of the drive circuit substrate 501, the base portion 500, and the control circuit substrate 502 in the fourth direction 803 when the drive circuit substrate 501 and the control circuit substrate 502 are assembled to the base portion 500. .

放電抵抗402は、第4方向803からベース部500に配置される。これにより、ベース部500は、放電抵抗402の温度上昇時に、放熱経路として機能する。   The discharge resistor 402 is disposed in the base unit 500 from the fourth direction 803. Thus, the base portion 500 functions as a heat radiation path when the temperature of the discharge resistor 402 rises.

100…フィルタコンデンサ、101…フィルタバスバー、102…フィルタカバー、103…フィルタ回路、104…フィルタコア、105…第1壁、106…上面部、200…平滑コンデンサ、201…ねじ締結部、202…正極側直流バスバー、203…負極側直流バスバー、204…平滑コンデンサケース、205…平滑コンデンサカバー、206…平滑コンデンサセル、207…正極側コンデンサ端子、208…負極側コンデンサ端子、209…コンデンサ端子、210…直流バスバー、300…パワー半導体モジュール、301…パワー端子、400…ケース、400C…ケース部、401…トップカバー、402…放電抵抗、403…直流コネクタ、404…低電圧側コネクタ、405…交流ターミナル、406a…水路パイプ、406b…水路パイプ、408…アンダーカバー、409…フィルタ回路配置空間、410…穴、411…第1接触部、412…第1放熱経路、431…コネクタ側遮蔽壁、500…ベース部、501…駆動回路基板、502…制御回路基板、503…基板回路、504…回路部品、505…形状、505a…凹部、505b…凸部、506…貫通孔、600…モータのケース、700…第1空間、703…第1貫通孔、800…第1方向、802…第3方向、803…第4方向、804…第5方向、805…第6方向 DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Filter capacitor, 101 ... Filter bus bar, 102 ... Filter cover, 103 ... Filter circuit, 104 ... Filter core, 105 ... 1st wall, 106 ... Upper surface part, 200 ... Smoothing capacitor, 201 ... Screw fastening part, 202 ... Positive electrode Side DC bus bar 203: negative electrode side DC bus bar 204: smoothing capacitor case 205: smoothing capacitor cover 206: smoothing capacitor cell 207: positive electrode side capacitor terminal 208: negative electrode side capacitor terminal 209: capacitor terminal 210: 210 DC bus bar, 300: power semiconductor module, 301: power terminal, 400: case, 400C: case portion, 401: top cover, 402: discharge resistance, 403: DC connector, 404: low voltage side connector, 405: AC terminal, 406a ... waterway pie , 406b: water channel pipe, 408: undercover, 409: filter circuit arrangement space, 410: hole, 411: first contact portion, 412: first heat radiation path, 431: connector side shielding wall, 500: base portion, 501: ... Drive circuit board 502: control circuit board 503: board circuit 504: circuit component 505: shape: 505a: concave portion 505b: convex portion 506: through hole 600: motor case 700: first space 703: first through hole, 800: first direction, 802: third direction, 803: fourth direction, 804: fifth direction, 805: sixth direction

Claims (7)

直流電力を交流電力に変換しかつパワー端子を有するパワー半導体モジュールと、
前記直流電力を平滑化しかつコンデンサ端子を有する平滑コンデンサと、
前記平滑コンデンサとは異なる部品により構成されるフィルタ回路と、
前記パワー半導体モジュールと前記フィルタ回路を収納するケースと、
前記ケースとは別体により形成される第1壁と、を備え、
前記フィルタ回路と前記平滑コンデンサの配列方向に対して直角方向から見た場合、前記パワー半導体モジュールは前記フィルタ回路と重なる位置に配置され、
前記パワー端子は、前記フィルタ回路と前記パワー半導体モジュールの間の第1空間に設けられ、
前記コンデンサ端子は、前記第1空間まで延ばされかつ当該第1空間に設けられた接続部を介して前記パワー端子と接続され、
前記第1壁は、前記接続部と前記フィルタ回路との間に配置されかつ前記ケースに接続される電力変換装置。
A power semiconductor module for converting direct current power into alternating current power and having a power terminal;
A smoothing capacitor for smoothing the DC power and having a capacitor terminal;
A filter circuit composed of parts different from the smoothing capacitor;
A case for housing the power semiconductor module and the filter circuit;
And a first wall formed separately from the case.
When viewed in a direction perpendicular to the arrangement direction of the filter circuit and the smoothing capacitor, the power semiconductor module is disposed at a position overlapping the filter circuit,
The power terminal is provided in a first space between the filter circuit and the power semiconductor module.
The capacitor terminal is extended to the first space and connected to the power terminal through a connection provided in the first space.
The said 1st wall is a power converter device arrange | positioned between the said connection part and the said filter circuit, and being connected to the said case.
請求項1に記載された電力変換装置であって、
前記平滑コンデンサは、前記ケースの底部を挟んで前記フィルタ回路と対向する位置に配置され、
前記底部は、前記第1空間と対向する部分に第1貫通孔を形成し、
前記コンデンサ端子は、前記第1貫通孔を介して前記第1空間まで延ばされる電力変換装置。
A power converter according to claim 1, wherein
The smoothing capacitor is disposed at a position facing the filter circuit across the bottom of the case,
The bottom portion forms a first through hole in a portion facing the first space,
The power conversion device, wherein the capacitor terminal is extended to the first space via the first through hole.
請求項2に記載された電力変換装置であって、
前記コンデンサ端子は、前記底部に接触する絶縁部材に接続される電力変換装置。
The power converter according to claim 2, wherein
The said converter terminal is a power converter device connected to the insulation member which contacts the said bottom part.
請求項1ないし3に記載のいずれかの電力変換装置であって、
前記パワー半導体モジュールのスイッチング動作に係る信号を伝達する制御コネクタを備え、
前記ケースは、前記制御コネクタを接続するためのコネクタ接続部と、当該コネクタ接続部を囲みかつ前記第1空間以外の当該ケース内の空間に設けられるコネクタ側遮蔽壁と、を有し、
前記コネクタ側遮蔽壁は、前記ケースに一体成形される電力変換装置。
The power converter according to any one of claims 1 to 3, wherein
A control connector for transmitting a signal related to the switching operation of the power semiconductor module;
The case includes a connector connection portion for connecting the control connector, and a connector side shielding wall which surrounds the connector connection portion and is provided in a space in the case other than the first space.
The connector side shielding wall is a power conversion device integrally formed in the case.
請求項4に記載の電力変換装置であって、
前記第1壁と前記コネクタ側遮蔽壁の一部により、前記フィルタ回路が配置される空間を形成する電力変換装置。
The power converter according to claim 4, wherein
The power converter which forms the space where the said filter circuit is arrange | positioned by a part of said 1st wall and the said connector side shielding wall.
請求項1ないし5に記載のいずれかの電力変換装置であって、
前記パワー半導体モジュールに駆動信号を出力する駆動回路基板と、
前記パワー半導体モジュールを制御する制御信号を出力する制御回路基板と、
前記駆動回路基板と前記制御回路基板の間に設けられるベース部と、を備え、
前記駆動回路基板は、回路部品を前記ベース部側に設け、
前記ベース部は、前記駆動回路基板が配置された側に前記回路部品の一部を収納するための空間を形成する凹部と、前記制御回路基板が配置された側に当該凹部に対応して設けられた凸部と、を形成し、
前記制御回路基板は、前記凸部の一部を収納する貫通孔を形成する電力変換装置。
The power converter according to any one of claims 1 to 5, wherein
A drive circuit substrate for outputting a drive signal to the power semiconductor module;
A control circuit board that outputs a control signal for controlling the power semiconductor module;
A base portion provided between the drive circuit board and the control circuit board;
The drive circuit board is provided with circuit components on the base portion side.
The base portion is provided on the side where the drive circuit board is disposed, in a recess that forms a space for storing a part of the circuit component, and on the side where the control circuit board is disposed, corresponding to the recess. Form a raised portion,
The said control circuit board is a power converter which forms the through-hole which accommodates a part of said convex part.
請求項1ないし5に記載のいずれかの電力変換装置であって、
前記パワー半導体モジュールに駆動信号を出力する駆動回路基板と、
前記パワー半導体モジュールを制御する制御信号を出力する制御回路基板と、
前記駆動回路基板と前記制御回路基板の間に設けられるベース部と、を備え、
前記平滑コンデンサの電荷を放電する放電抵抗と、を備え、
前記放電抵抗は、前記駆動回路基板が配置された側の前記ベース部の面に配置され、
前記ベース部は、前記ケースに接続される電力変換装置。
The power converter according to any one of claims 1 to 5, wherein
A drive circuit substrate for outputting a drive signal to the power semiconductor module;
A control circuit board that outputs a control signal for controlling the power semiconductor module;
A base portion provided between the drive circuit board and the control circuit board;
A discharge resistor for discharging the charge of the smoothing capacitor;
The discharge resistor is disposed on the surface of the base portion on the side where the drive circuit substrate is disposed,
The said base part is a power converter device connected to the said case.
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