JP2020184810A

JP2020184810A - 電力変換装置

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Publication number: JP2020184810A
Application number: JP2019086404A
Authority: JP
Inventors: 友久佐野; Tomohisa Sano; 優山平; Yu Yamahira
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2019-04-26
Filing date: 2019-04-26
Publication date: 2020-11-12
Anticipated expiration: 2039-04-26
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Abstract

【課題】コンデンサ素子の温度上昇を抑制することができる電力変換装置を提供すること。【解決手段】電力変換装置１は、半導体モジュール２と、コンデンサ素子３と、正極バスバー４Ｐ及び負極バスバー４Ｎと、半導体モジュール２を冷却する冷却部５と、を有する。正極バスバー４Ｐ及び負極バスバー４Ｎは、それぞれ、直流電源に接続される電源接続部４１と、コンデンサ素子３に接続される素子接続部４２と、半導体モジュール２のパワー端子２１に接続される端子接続部４３と、を有すると共に、電源接続部４１と端子接続部４３との間の電流経路である第１電流経路４０１と、電源接続部４１と素子接続部４２との間の電流経路である第２電流経路４０２と、を有する。正極バスバー４Ｐ及び負極バスバー４Ｎの少なくとも一方は、いずれの第２電流経路４０２よりも熱抵抗が小さい第１電流経路４０１を有する。【選択図】図４

Description

本発明は、電力変換装置に関する。

インバータ等の電力変換装置として、例えば、特許文献１に開示されているように、半導体モジュールと、コンデンサ素子と、両者を接続するバスバーとを備えたものがある。特許文献１に開示された電力変換装置においては、コンデンサ素子を備えたコンデンサ装置がスバーを有する。そして、コンデンサ素子は、バスバーを介して、半導体モジュールと電気的に接続されると共に、バスバーを介して、直流電源に電気的に接続される。

特開２０１４−４５０３５号公報

しかしながら、特許文献１に開示された電力変換装置においては、バスバーにおいて発熱する熱がコンデンサ素子に影響しやすいという課題がある。
コンデンサ素子には、直流電源に含まれるリプルなど、交流電流が流れるが、直流電流はほとんど流れない。そのため、コンデンサ素子の発熱による温度上昇は交流電流によるものが支配的である。ところが、バスバーにおける電源接続部と半導体モジュールとの間に流れる直流電流が大きくなると、この電流経路におけるバスバーの発熱が大きくなる。そして、この電流経路における熱が、バスバーを介してコンデンサ素子に伝わることが懸念される。特に、電源接続部と半導体モジュールとの間の電気抵抗が大きいと、その電流経路における発熱量が大きくなる。一方、この電流経路とコンデンサ素子との間の熱抵抗が小さいと、電源接続部と半導体モジュールとの間の電流経路における熱がコンデンサ素子に伝わりやすく、コンデンサ素子の温度上昇を抑制し難くなる。

本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、コンデンサ素子の温度上昇を抑制することができる電力変換装置を提供しようとするものである。

本発明の一態様は、直流電源（ＢＡＴ）に電気的に接続される半導体モジュール（２）と、
上記半導体モジュールに電気的に接続されるコンデンサ素子（３）と、
上記直流電源と上記半導体モジュールと上記コンデンサ素子とを電気的に接続する正極バスバー（４Ｐ）及び負極バスバー（４Ｎ）と、
上記半導体モジュールを冷却する冷却部（５）と、を有し、
上記正極バスバー及び上記負極バスバーは、それぞれ、上記直流電源に接続される電源接続部（４１）と、上記コンデンサ素子に接続される素子接続部（４２）と、上記半導体モジュールのパワー端子に接続される端子接続部（４３）と、を有すると共に、上記電源接続部と上記端子接続部との間の電流経路である第１電流経路（４０１）と、上記電源接続部と上記素子接続部との間の電流経路である第２電流経路（４０２）と、を有し、
上記正極バスバー及び上記負極バスバーの少なくとも一方は、いずれの上記第２電流経路よりも熱抵抗が小さい上記第１電流経路を有する、電力変換装置（１）にある。

上記電力変換装置において、正極バスバー及び負極バスバーの少なくとも一方は、いずれの上記第２電流経路よりも熱抵抗が小さい上記第１電流経路を有する。それゆえ、少なくとも一つの第１電流経路は、第２電流経路よりも熱抵抗が小さい。熱抵抗が小さいということは、電気抵抗も小さいため、当該第１電流経路に流れる直流電流に起因する発熱量を抑制することができる。その一方で、当該第１電流経路よりも、第２電流経路の熱抵抗が大きいため、第１電流経路からコンデンサ素子への伝熱量を抑制することができる。その結果、コンデンサ素子の温度上昇を抑制することができる。

以上のごとく、上記態様によれば、コンデンサ素子の温度上昇を抑制することができる電力変換装置を提供することができる。
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。

実施形態１における、電力変換装置の説明図。図１のII−II線矢視断面説明図。実施形態１における、電力変換装置の回路説明図。実施形態１における、電力変換装置の電流経路の説明図。実施形態１における、積層体及び冷却器の平面説明図。実施形態１における、正極バスバーを説明する断面説明図。実施形態１における、負極バスバーを説明する断面説明図。実施形態１における、コンデンサモジュールの斜視説明図。実施形態２における、電力変換装置の回路説明図。実施形態２における、レグ構造体の平面説明図。

（実施形態１）
電力変換装置に係る実施形態について、図１〜図８を参照して説明する。
本形態の電力変換装置１は、図１〜図３に示すごとく、半導体モジュール２と、コンデンサ素子３と、正極バスバー４Ｐ及び負極バスバー４Ｎと、冷却部５と、を有する。

半導体モジュール２は、直流電源ＢＡＴに電気的に接続される。コンデンサ素子３は、半導体モジュール２に電気的に接続される。正極バスバー４Ｐ及び負極バスバー４Ｎは、直流電源と半導体モジュール２とコンデンサ素子３とを電気的に接続する。冷却部５は、半導体モジュール２を冷却する。

図１、図４に示すごとく、正極バスバー４Ｐ及び負極バスバー４Ｎは、それぞれ、電源接続部４１と、素子接続部４２と、端子接続部４３と、を有すると共に、第１電流経路４０１と、第２電流経路４０２と、を有する。

電源接続部４１は、直流電源ＢＡＴに接続される。素子接続部４２は、コンデンサ素子３に接続される。端子接続部４３は、半導体モジュール２のパワー端子２１に接続される。図４に示すごとく、第１電流経路４０１は、電源接続部４１と端子接続部４３との間の電流経路である。第２電流経路４０２は、電源接続部４１と素子接続部４２との間の電流経路である。

正極バスバー４Ｐ及び負極バスバー４Ｎの少なくとも一方は、いずれの第２電流経路４０２よりも熱抵抗が小さい第１電流経路４０１を有する。本形態においては、少なくとも正極バスバー４Ｐは、いずれの第２電流経路４０２よりも熱抵抗が小さい第１電流経路４０１を有する。すなわち、本形態においては、図４に示すごとく、正極バスバー４Ｐが複数の第１電流経路４０１を有するが、その第１電流経路４０１のうちでも同図の左端の端子接続部４３と電源接続部４１との間の第１電流経路４０１は、いずれの第２電流経路４０２よりも、熱抵抗が小さくなっている。また、それ故に、当該第１電流経路４０１は、いずれの第２電流経路４０２よりも電気抵抗も小さくなっている。

なお、正極バスバー４Ｐ及び負極バスバー４Ｎにおいて、熱抵抗の大小は、電気抵抗の大小と、実質的に同義となる。それゆえ、熱抵抗が大きいというときは、電気抵抗も大きいことを示し、熱抵抗が小さいというときは、電気抵抗も小さいことを示す。
また、正極バスバー４Ｐ及び負極バスバー４Ｎにおける電流経路は、実際にはある程度の広がりをもっているが、その中でも電流密度の高い経路に基づいて、熱抵抗、電気抵抗等の比較を行う。

正極バスバー４Ｐ及び負極バスバー４Ｎの少なくとも一方は、いずれの第２電流経路４０２よりも経路長が短い第１電流経路４０１を有する。本形態においては、少なくとも正極バスバー４Ｐは、いずれの第２電流経路４０２よりも経路長が短い第１電流経路４０１を有する。すなわち、本形態においては、図４に示すごとく、正極バスバー４Ｐが複数の第１電流経路４０１を有するが、その第１電流経路４０１のうちでも同図の左端の端子接続部４３と電源接続部４１との間の第１電流経路４０１は、いずれの第２電流経路４０２よりも、経路長が短くなっている。
なお、以下において、正極バスバー４Ｐ及び負極バスバー４Ｎについて、共通する説明においては、これらを単にバスバー４ともいう。

図５に示すごとく、本例の電力変換装置１は、複数の半導体モジュール２が積層配置された積層体１１を有する。図１に示すごとく、積層体１１に対して、積層方向Ｘに直交する横方向Ｙにずれた位置に、コンデンサ素子３が配置されている。

図６〜図８に示すごとく、正極バスバー４Ｐ及び負極バスバー４Ｎは、第１電流経路４０１の一部と第２電流経路４０２の一部とを少なくとも構成する共通部４４と、共通部４４から分岐して端子接続部４３をそれぞれ備えた複数の分岐部４５とを有する。

正極バスバー４Ｐ及び負極バスバー４Ｎの少なくとも一方は、共通部４４における第１電流経路４０１を基準にして、横方向Ｙにおいて、端子接続部４３までの距離Ｌ１が、素子接続部４２までの距離Ｌ２よりも短い。
本形態においては、正極バスバー４Ｐ及び負極バスバー４Ｎの双方において、共通部４４における第１電流経路４０１を基準にして、端子接続部４３までの横方向Ｙの距離Ｌ１が、素子接続部４２までの横方向Ｙの距離Ｌ２よりも短い。

共通部４４における第１電流経路４０１は、図６、図７に示すごとく、共通部４４における、複数の分岐部４５との境界部分付近を繋ぐような経路となる。この経路の位置が、横方向Ｙにおいて、素子接続部４２よりも端子接続部４３の方に近い。
なお、以下において、積層方向Ｘを適宜Ｘ方向ともいう。また、横方向Ｙを適宜Ｙ方向ともいう。また、Ｘ方向とＹ方向との双方に直交する方向を、適宜、Ｚ方向ともいう。なお、後述の半導体モジュール２のパワー端子２１の突出方向は、Ｚ方向となる。

本形態において、図１、図２に示すごとく、半導体モジュール２は、ＩＧＢＴ（絶縁ゲートバイポーラトランジスタの略）、ＭＯＳＦＥＴ（ＭＯＳ型電界効果トランジスタの略）等からなるスイッチング素子を内蔵したモジュール本体部２０から、複数のパワー端子２１を突出してなる。本形態においては、互いに直列接続された２つのスイッチング素子を、一つの半導体モジュール２のモジュール本体部２０に内蔵している。そして、半導体モジュール２は、３本のパワー端子２１を突出してなる。これらのパワー端子２１としては、正極バスバー４Ｐに接続されるものと、負極バスバー４Ｎに接続されるものと、図示を省略する出力バスバーに接続されるものとがある。

コンデンサ素子３は、図２、図６に示すごとく、コンデンサケース３２内において、封止樹脂３１にて封止されている。また、正極バスバー４Ｐ及び負極バスバー４Ｎは、素子接続部４２を含む一部を、封止樹脂３１にて封止されている。このようにして、コンデンサ素子３とコンデンサケース３２と封止樹脂３１と正極バスバー４Ｐ及び負極バスバー４Ｎとが一体化されて、図６、図８に示すコンデンサモジュール３０が構成されている。

図２、図６に示すごとく、正極バスバー４Ｐ及び負極バスバー４Ｎの少なくとも一方は、その一部が封止樹脂３１にて封止されている。そして、図６、図７に示すごとく、第１電流経路４０１の少なくとも一部が封止樹脂３１から露出している。本形態においては、正極バスバー４Ｐ及び負極バスバー４Ｎのいずれもが、その一部において封止樹脂３１に封止されている。そして、各バスバー４において、実質的に第１電流経路４０１の全体が、封止樹脂３１から露出している。

図２、図６〜図８に示すごとく、封止樹脂３１は、Ｙ方向の一方にポッティング面３１１を向けて、コンデンサケース３２から露出している。このポッティング面３１１から、Ｙ方向に突出するように、正極バスバー４Ｐ及び負極バスバー４Ｎが延設されている。正極バスバー４Ｐ及び負極バスバー４Ｎは、ポッティング面３１１から延設した部分において、互いにＺ方向に対向して配置されている。

図２に示すごとく、この対向部分において、正極バスバー４Ｐと負極バスバー４Ｎとは、厚み方向に所定の間隔を設けて配置されている。そして、正極バスバー４Ｐは、負極バスバー４Ｎよりも、Ｙ方向においてポッティング面３１１から遠い位置まで延設されている。なお、バスバー４のＹ方向の延設長さの関係は、特に限定されるものではなく、正極バスバー４Ｐよりも負極バスバー４Ｎが長い態様とすることもできる。

また、図６、図７に示すごとく、正極バスバー４Ｐ及び負極バスバー４Ｎは、その延設方向の端部付近に、それぞれ複数の分岐部４５を有する。複数の分岐部４５は、Ｘ方向に配列している。Ｘ方向に配列された分岐部４５の間に、Ｚ方向に貫通した開口部４５０が形成されている。この開口部４５０の内側端縁の一部が、端子接続部４３となり、パワー端子２１が接続される。

開口部４５０のＹ方向における素子接続部４２に最も近い位置は、素子接続部４２よりも、端子接続部４３に近い。つまり、開口部４５０のＹ方向における素子接続部４２に最も近い位置と端子接続部４３との間のＹ方向の距離Ｌ３が、開口部４５０のＹ方向における素子接続部４２に最も近い位置と素子接続部４２との間の距離Ｌ４よりも、短い。

また、正極バスバー４Ｐ及び負極バスバー４Ｎにおける、封止樹脂３１から露出した部分において、Ｘ方向の一端側の辺に、電源接続部４１が設けてある。本形態においては、電源接続部４１は、正極バスバー４Ｐ及び負極バスバー４Ｎから、Ｘ方向に突出している。正極バスバー４Ｐの電源接続部４１と、負極バスバー４Ｎの電源接続部４１とは、Ｚ方向から見たとき、互いにＹ方向に並ぶように隣接配置されている。

図５に示すごとく、積層体１１を構成する複数の半導体モジュール２は、複数の冷却管５１と共にＸ方向に積層されている。半導体モジュール２は、Ｘ方向の両面から冷却管５１に挟持された状態となっており、両面から放熱できるよう構成されている。本形態において、半導体モジュール２を冷却する冷却部５は、複数の冷却管５１を積層配置してなる冷却器からなる。冷却管５１は、内部に冷媒を流通させる冷媒流路を備えている。

冷却器は、複数の冷却管５１と共に、これらを連結する複数の連結管５２と、内部に冷媒を導入する冷媒導入口５３１と、内部から冷媒を排出する冷媒排出口５３２と、を有する。冷却器は、冷媒導入口５３１から導入された冷媒が、各冷却管５１に分配されて流通するよう構成されている。これにより、冷却管５１において、冷媒と半導体モジュール２とが熱交換する。これにより、半導体モジュール２において発熱した熱の一部が、冷媒へ放熱される。

電力変換装置１は、図３に示すごとく、直流電源ＢＡＴからの直流電力を、複数の半導体モジュール２にて構成される電力変換部において交流電力に変換して、交流負荷ＭＧへ供給することができるよう構成されている。交流負荷ＭＧは、例えば、三相交流モーターであり、発電機としても機能する。発電機としての交流負荷ＭＧにおいて発電された交流電力は、電力変換部において直流電力に変換され、直流電源ＢＡＴに回収される。

ここで、直流電源ＢＡＴと電力変換部との間には、コンデンサ素子３が電気的に接続されている。コンデンサ素子３は、直流電源ＢＡＴからの電流に含まれるリプル電流を吸収して、電力変換部へ供給される電流が、リプルが除去された直流電流となるようにしている。また、コンデンサ素子３は、電力変換部から供給された回生電流に含まれるリプルを吸収して、リプルが除去された直流電流が直流電源ＢＡＴに回収されるにしている。

コンデンサ素子３には、リプル電流をはじめとする交流電流が流れるが、直流電流は流れない。それゆえ、素子接続部４２と電源接続部４１との間の電流経路、すなわち、第２電流経路４０２には、交流電流は流れるが、直流電流は流れない。

一方、直流電源ＢＡＴと半導体モジュール２との間には、直流電流が流れる。それゆえ、端子接続部４３と電源接続部４１との間の電流経路、すなわち第１電流経路４０１には、直流電流が流れる。また、コンデンサ素子３と半導体モジュール２との間の電流経路には、交流電流が流れる。

そして、バスバー４において、交流電流よりも、直流電流の方が、大きい電流が流れる。それゆえ、直流電流が流れる第１電流経路４０１においては、この直流電流に起因するジュール熱が発生しやすい。その結果、バスバー４における、第１電流経路４０１及びその近傍は高温となりやすい。なお、半導体モジュール２も高温となりやすいが、冷却器にて冷却され、温度上昇を抑制することができる。

一方、交流電流が流れる第２電流経路４０２においては、特に大きな発熱は生じない。しかし、第１電流経路４０１において発熱した熱が、伝熱によって第２電流経路４０２付近の部位を通じて、コンデンサ素子３に伝わることは考えられる。それゆえ、第２電流経路４０２における熱抵抗が小さいと、結局、第１電流経路４０１からの伝熱によって、コンデンサ素子３の温度が上昇することが懸念される。そこで、本形態においては、第２電流経路４０２の熱抵抗を、第１電流経路４０１よりも大きくしている。これにより、第１電流経路４０１の熱がコンデンサ素子３に移動することを抑制している。

また、第１電流経路４０１の熱抵抗を小さくすることで、その電気抵抗も小さくすることができる。それゆえ、この第１電流経路４０１において生じるジュール熱を抑制している。その結果、第１電流経路４０１から第２電流経路４０２を介してコンデンサ素子３へ伝わる熱を、極力抑制している。図３には、正極バスバー４Ｐにおける、第１電流経路４０１の一つと第２電流経路４０２とに、それぞれ相当する回路上の電流経路を、破線矢印にて示している。

なお、本形態において、正極バスバー４Ｐは、電源接続部４１と３つのパワー端子２１との間の第１電流経路４０１を３つ有する。これらの３つの第１電流経路４０１は、互いに熱抵抗が異なるが、いずれについても、極力熱抵抗が小さいことが好ましい。
また、正極バスバー４Ｐは、電源接続部４１と複数のコンデンサ素子３との間に、複数の第２電流経路４０２を有する。この複数の第２電流経路４０２における熱抵抗のいずれよりも、複数の第１電流経路４０１における熱抵抗の方が、小さいことが好ましい。さらに好ましくは、すべての第１電流経路４０１について、いずれの第２電流経路４０２よりも、熱抵抗が小さいことが好ましい。

また、本形態において、正極バスバー４Ｐは、その厚みが全体にわたって略同等である。それゆえ、第１電流経路４０１と第２電流経路４０２との関係は、その経路長についても同様である。すなわち、正極バスバー４Ｐは、いずれの第２電流経路４０２よりも経路長の短い第１電流経路４０１を有する。そして、複数の第１電流経路４０１が、いずれの第２電流経路４０２よりも経路長が短いことが好ましい。さらには、すべての第１電流経路４０１が、いずれの第２電流経路４０２よりも経路長が短いことが好ましい。

また、負極バスバー４Ｎにおいても、いずれの第２電流経路４０２よりも熱抵抗が小さい第１電流経路４０１を有することが好ましい。そして、負極バスバー４Ｎにおいても、複数の第２電流経路４０２と、複数の第１電流経路４０１が存在し、これらの熱抵抗、経路長についての関係も、上述の正極バスバー４Ｐにおけるものと同様に考えることができる。

すなわち、負極バスバー４Ｎにおいても、複数の第２電流経路４０２における熱抵抗のいずれよりも、複数の第１電流経路４０１における熱抵抗の方が、小さいことが好ましい。さらに好ましくは、すべての第１電流経路４０１について、いずれの第２電流経路４０２よりも、熱抵抗が小さいことが好ましい。また、負極バスバー４Ｎにおいても、複数の第１電流経路４０１が、いずれの第２電流経路４０２よりも経路長が短いことがより好ましい。さらには、すべての第１電流経路４０１が、いずれの第２電流経路４０２よりも経路長が短いことが好ましい。

次に、本実施形態の作用効果につき説明する。
上記電力変換装置１において、正極バスバー４Ｐ及び負極バスバー４Ｎの少なくとも一方は、いずれの第２電流経路４０２よりも熱抵抗が小さい第１電流経路４０１を有する。それゆえ、少なくとも一つの第１電流経路４０１は、第２電流経路４０２よりも熱抵抗が小さい。熱抵抗が小さいということは、電気抵抗も小さいため、当該第１電流経路４０１に流れる直流電流に起因する発熱量を抑制することができる。その一方で、当該第１電流経路４０１よりも、第２電流経路４０２の熱抵抗が大きいため、第１電流経路４０１からコンデンサ素子３への伝熱量を抑制することができる。その結果、コンデンサ素子３の温度上昇を抑制することができる。

また、正極バスバー４Ｐ及び負極バスバー４Ｎの少なくとも一方は、いずれの第２電流経路４０２よりも経路長が短い第１電流経路４０１を有する。これにより、コンデンサ素子３の温度上昇を抑制することができる電力変換装置１を容易に構成することができる。例えば、バスバー４を略均一な厚み、均質な材料にて構成する場合、経路長において、第１電流経路４０１を第２電流経路４０２よりも短くすることで、上述の効果を容易に得ることができる。

正極バスバー４Ｐ及び負極バスバー４Ｎの少なくとも一方は、共通部４４における第１電流経路４０１を基準にして、横方向Ｙにおいて、端子接続部４３までの距離Ｌ１が、素子接続部４２までの距離Ｌ２よりも短い。これにより、共通部４４における第１電流経路４０１の熱が、コンデンサ素子３に伝わることを効果的に抑制することができる。その結果、コンデンサ素子３の温度上昇をより効果的に抑制することができる。

また、第１電流経路４０１の少なくとも一部が封止樹脂３１から露出している。これにより、発熱しやすい第１電流経路４０１の熱が、封止樹脂３１内にこもることを防ぐことができる。それゆえ、バスバー４の放熱を効率的に行うことができ、コンデンサ素子３に伝わる熱を抑制することができる。

以上のごとく、本形態によれば、コンデンサ素子の温度上昇を抑制することができる電力変換装置を提供することができる。

（実施形態２）
本形態は、図９、図１０に示すごとく、コンデンサ素子３が、電力変換部の各レグを構成する半導体モジュール２のそれぞれに並列接続されたレグコンデンサである、電力変換装置１の形態である。
すなわち、本形態のコンデンサ素子３は、上アームスイッチング素子と下アームスイッチング素子との直列接続体に、並列接続されている。

かかる構成の電力変換装置１においても、正極バスバー４Ｐと負極バスバー４Ｎのうち少なくとも一方は、いずれの第２電流経路４０２よりも熱抵抗が小さい第１電流経路４０１を有する。特に、本形態においては、正極バスバー４Ｐと負極バスバー４Ｎの双方が、いずれの第２電流経路４０２よりも熱抵抗が小さい第１電流経路４０１を有する。また、これを実現するためのバスバー４の構造、半導体モジュール２及びコンデンサモジュール３ａの配置の一例が、図１０に示す態様である。

同図に示す１つの半導体モジュール２と１つのコンデンサモジュール３ａと、一対のバスバー４とによって、電力変換回路における１つのレグが構成される。この構造体を、便宜的に、レグ構造体１２という。

同図に示す態様は、各バスバー４が、半導体モジュール２の一つのパワー端子２１と、コンデンサモジュール３ａの端子との間に、両者を電気的に接続する連結部４６を有する。そして各バスバー４は、連結部４６の一部から電源接続部４１を突出してなる。この電源接続部４１は、連結部４６における素子接続部４２と端子接続部４３との間の中央よりも、端子接続部４３に近い位置に形成されている。これにより、電源接続部４１から端子接続部４３までの電流経路である第１電流経路４０１を、電源接続部４１から素子接続部４２までの電流経路である第２電流経路４０２よりも、経路長を短くし、その熱抵抗を小さくしている。図９には、正極バスバー４Ｐにおける、第１電流経路４０１の一つと第２電流経路４０２とに、それぞれ相当する回路上の電流経路を、破線矢印にて示している。

なお、図１０においては、１レグ分のレグ構造体１２を示したが、電力変換装置１は、略同様のレグ構造体１２を少なくとも３個備える。すなわち、三相交流負荷ＭＧを駆動するための電力変換装置１は、少なくとも３層分のレグ構造体１２を有する。そして、これらすべてのレグ構造体１２が、上述の構成を有することが好ましい。これにより、すべての第１電流経路４０１が、いずれの第２電流経路４０２よりも、経路長が短く、また、熱抵抗が小さい、という構成が得られる。
また、各レグ構造体１２における電源接続部４１は、他のバスバー（図示略）を介して、直流電源ＢＡＴの電極に接続された構成とすることができる。

なお、実施形態２以降において用いた符号のうち、既出の実施形態において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、既出の実施形態におけるものと同様の構成要素等を表す。

本発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の実施形態に適用することが可能である。

１電力変換装置
２半導体モジュール
３コンデンサ素子
４Ｐ正極バスバー
４Ｎ負極バスバー
４０１第１電流経路
４０２第２電流経路
４１電源接続部
４２素子接続部
４３端子接続部

Claims

直流電源（ＢＡＴ）に電気的に接続される半導体モジュール（２）と、
上記半導体モジュールに電気的に接続されるコンデンサ素子（３）と、
上記直流電源と上記半導体モジュールと上記コンデンサ素子とを電気的に接続する正極バスバー（４Ｐ）及び負極バスバー（４Ｎ）と、
上記半導体モジュールを冷却する冷却部（５）と、を有し、
上記正極バスバー及び上記負極バスバーは、それぞれ、上記直流電源に接続される電源接続部（４１）と、上記コンデンサ素子に接続される素子接続部（４２）と、上記半導体モジュールのパワー端子に接続される端子接続部（４３）と、を有すると共に、上記電源接続部と上記端子接続部との間の電流経路である第１電流経路（４０１）と、上記電源接続部と上記素子接続部との間の電流経路である第２電流経路（４０２）と、を有し、
上記正極バスバー及び上記負極バスバーの少なくとも一方は、いずれの上記第２電流経路よりも熱抵抗が小さい上記第１電流経路を有する、電力変換装置（１）。
上記正極バスバー及び上記負極バスバーの少なくとも一方は、いずれの上記第２電流経路よりも経路長が短い上記第１電流経路を有する、請求項１に記載の電力変換装置。
複数の上記半導体モジュールが積層配置された積層体（１１）を有し、該積層体に対して、積層方向（Ｘ）に直交する横方向（Ｙ）にずれた位置に、上記コンデンサ素子が配置されており、
上記正極バスバー及び上記負極バスバーは、上記第１電流経路の一部と上記第２電流経路の一部とを少なくとも構成する共通部（４４）と、上記共通部から分岐して上記端子接続部をそれぞれ備えた複数の分岐部（４５）とを有し、
上記正極バスバー及び上記負極バスバーの少なくとも一方は、上記共通部における上記第１電流経路を基準にして、上記横方向において、上記端子接続部までの距離（Ｌ１）が、上記素子接続部までの距離（Ｌ２）よりも短い、請求項１又は２に記載の電力変換装置。
上記正極バスバー及び上記負極バスバーの少なくとも一方は、その一部が封止樹脂（３１）にて封止されており、かつ、上記第１電流経路の少なくとも一部が上記封止樹脂から露出している、請求項１〜３のいずれか一項に記載の電力変換装置。