JP2021072724A - Power conversion device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電力変換装置に関する。 The present invention relates to a power converter.
従来、電気自動車やハイブリッド自動車等には、車両走行用のモータを駆動させるために、バッテリからの直流電力を交流電力に変換する電力変換装置が搭載されている。下記特許文献1には、この種の電力変換装置の一例として、半導体素子を内蔵した複数の半導体モジュールと、複数の半導体モジュールのそれぞれの半導体素子に流れる電流をそれぞれが検出する複数の電流センサと、を備える電力変換装置が開示されている。
Conventionally, electric vehicles, hybrid vehicles, and the like are equipped with a power conversion device that converts DC power from a battery into AC power in order to drive a motor for traveling a vehicle. In
上記の電力変換装置は、複数の電流センサが複数の半導体モジュールとともに樹脂ケースに埋め込まれるように構成されている。本構成のように、複数の電流センサと複数の半導体モジュールを樹脂成型で一体化する場合には、半導体モジュールに対する電流センサの位置ズレや半導体モジュールの組付け不良などによって製造上の歩留まりが悪くなるという問題が生じ得る。 The power conversion device described above is configured such that a plurality of current sensors are embedded in a resin case together with a plurality of semiconductor modules. When a plurality of current sensors and a plurality of semiconductor modules are integrated by resin molding as in this configuration, the manufacturing yield deteriorates due to the misalignment of the current sensors with respect to the semiconductor modules and improper assembly of the semiconductor modules. The problem can occur.
本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、製造上の歩留まりを向上させ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。 The present invention has been made in view of such a problem, and an object of the present invention is to provide a power conversion device capable of improving a manufacturing yield.
本発明の一態様は、
半導体素子(11)を有する複数の半導体モジュール(10,110,210,310,410)と、
上記複数の半導体モジュールに電気的に接続されるコンデンサモジュール(20)と、
を備え、
上記複数の半導体モジュールのそれぞれは、上記半導体素子を内蔵する本体部(12)と、上記半導体素子を電源(B)の正極側に電気的に接続するための正極端子(13P)と、上記半導体素子を上記電源の負極側に電気的に接続するための負極端子(13N)と、上記本体部に内蔵され上記半導体素子に流れる電流を検出する電流センサ素子(14)と、を有し、上記正極端子及び上記負極端子がいずれも上記本体部のうち上記コンデンサモジュールに対向する対向面(12a)から上記コンデンサモジュールに向けて突出している、電力変換装置(1,101,201,301,401)、
にある。
One aspect of the present invention is
A plurality of semiconductor modules (10, 110, 210, 310, 410) having a semiconductor element (11), and
A capacitor module (20) electrically connected to the plurality of semiconductor modules,
With
Each of the plurality of semiconductor modules includes a main body (12) containing the semiconductor element, a positive electrode terminal (13P) for electrically connecting the semiconductor element to the positive electrode side of the power supply (B), and the semiconductor. It has a negative electrode terminal (13N) for electrically connecting the element to the negative electrode side of the power supply, and a current sensor element (14) built in the main body and detecting a current flowing through the semiconductor element. A power conversion device (1,101,201,301,401) in which both the positive electrode terminal and the negative electrode terminal project from the facing surface (12a) of the main body portion facing the capacitor module toward the capacitor module. ,
It is in.
上記態様の電力変換装置において、半導体素子を有する複数の半導体モジュールは、コンデンサモジュールに電気的に接続される。各半導体モジュールの本体部には、半導体素子とともに、この半導体素子に流れる電流を検出する電流センサ素子が内蔵されている。半導体モジュールの本体部に半導体素子と電流センサ素子が予め組み込まれている。このため、電流センサ素子を内蔵する電流センサと半導体モジュールを樹脂成型で一体化するような場合に発生する、半導体モジュールに対する電流センサの位置ズレを防ぐことができる。
また、各半導体モジュールの本体部の対向面から正極端子及び負極端子がいずれもコンデンサモジュールに向けて同一の突出方向に突出している。このため、各半導体モジュールの正極端子及び負極端子を突出方向についてコンデンサモジュールに近い位置で接続することができ、各半導体モジュールの組付け作業が簡単になり組付け不良の発生を防ぐことができる。
In the power conversion device of the above aspect, a plurality of semiconductor modules having semiconductor elements are electrically connected to the capacitor module. In the main body of each semiconductor module, a current sensor element for detecting the current flowing through the semiconductor element is built in together with the semiconductor element. A semiconductor element and a current sensor element are preliminarily incorporated in the main body of the semiconductor module. Therefore, it is possible to prevent the position shift of the current sensor with respect to the semiconductor module, which occurs when the current sensor incorporating the current sensor element and the semiconductor module are integrated by resin molding.
Further, both the positive electrode terminal and the negative electrode terminal project from the facing surface of the main body of each semiconductor module in the same protruding direction toward the capacitor module. Therefore, the positive electrode terminal and the negative electrode terminal of each semiconductor module can be connected at a position close to the capacitor module in the protruding direction, the assembly work of each semiconductor module can be simplified, and the occurrence of assembly failure can be prevented.
以上のごとく、上記態様によれば、製造上の歩留まりを向上させることができる電力変換装置を提供することができる。 As described above, according to the above aspect, it is possible to provide a power conversion device capable of improving the manufacturing yield.
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。 The reference numerals in parentheses described in the scope of claims and the means for solving the problem indicate the correspondence with the specific means described in the embodiments described later, and limit the technical scope of the present invention. It's not a thing.
以下、電力変換装置に係る実施形態について、図面を参照しつつ説明する。この電力変換装置は、電気自動車やハイブリッド車等の車両に搭載され、直流電力と交流電力との間で電力変換を行う車載用電力変換装置として構成される。 Hereinafter, embodiments relating to the power conversion device will be described with reference to the drawings. This power conversion device is mounted on a vehicle such as an electric vehicle or a hybrid vehicle, and is configured as an in-vehicle power conversion device that converts power between DC power and AC power.
なお、本明細書では、特に断わらない限り、第1方向を矢印Xで示し、第1方向と直交する第2方向を矢印Yで示し、第1方向及び第2方向の双方に直交する第3方向を矢印Zで示すものとする。また、電力変換装置の上下については特に限定されないが、以下では、説明の便宜上、図1の上側を電力変換装置の上側とし、図1の下側を電力変換装置の下側とする。 In the present specification, unless otherwise specified, the first direction is indicated by an arrow X, the second direction orthogonal to the first direction is indicated by an arrow Y, and a third direction orthogonal to both the first direction and the second direction is indicated. The direction is indicated by an arrow Z. The upper and lower sides of the power conversion device are not particularly limited, but in the following, for convenience of explanation, the upper side of FIG. 1 is the upper side of the power conversion device, and the lower side of FIG. 1 is the lower side of the power conversion device.
(実施形態1)
図1及び図2に示されるように、実施形態1の電力変換装置1は、3つの半導体モジュール10と、コンデンサモジュール20と、制御回路基板30(図2を参照)と、冷却器40(図2を参照)と、を備え、これらの要素がケース2の内部空間に収容されている。ケース2として、樹脂材料からなる樹脂ケースを採用して軽量化を図るのが好ましい。
(Embodiment 1)
As shown in FIGS. 1 and 2, the
本実施形態では、同一構造を有する3つの半導体モジュール10が設けられている。各半導体モジュール10は、2つの半導体素子11と、本体部12と、正極端子13Pと、負極端子13Nと、出力端子13Oと、電流センサ素子14と、制御端子15と、を有する。
In this embodiment, three
半導体素子11は、第3方向Zを厚み方向とした略平板形状をなしている。この半導体素子11は、「スイッチング素子」或いは「半導体チップ」とも称呼される。半導体素子11として典型的には、IGBT(すなわち、絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ)、MOSFET(すなわち、MOS型電界効果トランジスタ)等の任意の半導体素子が使用される。詳細については後述するが互いに隣接する2つの半導体素子11のうち下方側の半導体素子11が上アーム半導体素子11uとなり、上方側の半導体素子11が下アーム半導体素子11dとなる。
The
本体部12は、樹脂材料を主体に構成されており、2つの半導体素子11(上アーム半導体素子11u及び下アーム半導体素子11d)と、電流センサ素子14と、を内蔵するように構成されている。この本体部12は、第3方向Zを厚み方向とした略直方体形状をなしている。上アーム半導体素子11u及び下アーム半導体素子11dは、互いに隣接して第1方向Xに並置されている。
The
正極端子13Pは、半導体素子11を後述の電源(図3中の「電源B」を参照)の正極側に電気的に接続するための金属製の端子であり、負極端子13Nは、半導体素子11をこの電源の負極側に電気的に接続するための金属製の端子である。正極端子13Pは、コンデンサモジュール20側の金属製の正極バスバ16に電気的に接続され、負極端子13Nは、コンデンサモジュール20側の金属製の負極バスバ17に電気的に接続される。
The
正極端子13P及び負極端子13Nは、第2方向Yを板幅方向とし第3方向Zを板厚方向とした平板形状をなしており、本体部12のうちコンデンサモジュール20に対向する下側の対向面12aからコンデンサモジュール20に向けて下向きの突出方向X1に直線状に突出している。このとき、正極端子13P及び負極端子13Nは、互いに平行配置されている。
The
出力端子13Oは、半導体素子11を電力機器(図3中の「モータM」を参照)に電気的に接続するための金属製の端子である。この出力端子13Oは、第2方向Yを板幅方向とし第3方向Zを板厚方向とした平板形状をなしており、本体部12の上面12bから上向きの突出方向X2に突出している。即ち、出力端子13Oは、本体部12から正極端子13P及び負極端子13Nとは逆向きに突出している。
The output terminal 13O is a metal terminal for electrically connecting the
電流センサ素子14は、半導体素子11に流れる電流を検出する電流センサを構成するものであり、そのセンサ端子14aが金属製の出力バスバ18に電気的に接続されるように構成されている。この電流センサ素子14は、第1方向Xについて下アーム半導体素子11dを挟んで上アーム半導体素子11uとは反対側に設けられており、本体部12の上面12bのうち出力端子13Oと制御端子15との間の箇所から突出方向X2に突出している。このため、電流センサ素子14は、2つの半導体素子11に対して第1方向Xに直線的に配列されている。
The
なお、この電流センサ素子14を備える電流センサとして、既知の検出方式を利用した種々の電流センサを使用することができる。この場合、電流センサは、集磁コアを備える検出方式のものであってもよいし、或いは集磁コアを備えていない検出方式のものであってもよい。
As the current sensor including the
制御端子15は、2つ半導体素子11のそれぞれに対して設けられた金属製の端子である。一方の半導体素子11の制御端子15は、本体部12の対向面12aから突出方向X1に突出している。これに対して、他方の半導体素子11の制御端子15は、本体部12の上面12bから突出方向X1とは逆向きである突出方向X2に突出している。
The
コンデンサモジュール20は、3つの半導体モジュール10に電気的に接続されている。このコンデンサモジュール20は、平滑コンデンサのコンデンサ素子21と、このコンデンサ素子21を収容する樹脂製のコンデンサケース22と、を有し、コンデンサ素子21がコンデンサケース22に収容されてポッティング樹脂で固められている。
The
図1に示されるように、3つの半導体モジュール10は、突出方向X1と直交する第2方向Yを配列方向として配列されている。各半導体モジュール10の本体部12を突出方向X1及び第2方向(配列方向)Yの両方と直交する第3方向(直交方向)Zから見たとき、本体部12において各半導体素子11と電流センサ素子14が互いに重ならないように配置されている。このとき、第3方向Zは、本体部12の表面12cの法線方向と一致する。
As shown in FIG. 1, the three
ここで、図1に示されるように、3つの半導体モジュール10のうち第2方向Yの一端側に配列された半導体モジュール10を第1半導体モジュール10Aとし他端側に配列された半導体モジュール10を第2半導体モジュール10Bとする。
Here, as shown in FIG. 1, among the three
第1半導体モジュール10Aの正極端子13P及び負極端子13Nのうち第2方向Yの外側に位置する正極端子13Pを第1電極端子13Aとする。また、第2半導体モジュール10Bの正極端子13P及び負極端子13Nのうち第2方向Yの外側に位置する負極端子13Nを第2電極端子13Bとする。このとき、第1電極端子13Aと第2電極端子13Bとの端子離間距離Dがコンデンサモジュール20の第2方向Yのコンデンサ寸法Lを下回るようになっている。
Of the
端子離間距離Dは、図1において第1電極端子13Aの第2方向Yの右端面と第2電極端子13Bの第2方向Yの左端面との間の距離に相当する。また、コンデンサ寸法Lは、コンデンサケース22の第2方向Yの寸法に相当する。
The terminal separation distance D corresponds to the distance between the right end surface of the
図2に示されるように、各半導体モジュール10の本体部12の第3方向Zの一方の面を表面12cとし他方の面を裏面12dとしたとき、本体部12の裏面12d側に制御回路基板30が配置されている。この制御回路基板30は、各半導体モジュール10の制御端子15及び電流センサ素子14のセンサ端子14aのそれぞれと電気的に接続されおり、各半導体素子11のスイッチング制御を行う機能を有する。
As shown in FIG. 2, when one surface of the third direction Z of the
このとき、制御回路基板30は、第3方向Zを厚み方向として仮想平面Aに沿って配置されている。ここで、仮想平面Aは、第3方向Zを法線方向として本体部12の裏面12dに平行に対向する面である。この仮想平面Aを突出方向X1及び第2方向Yによって規定することができる。この制御回路基板30は、第3方向Zについて各半導体素子11及び電流センサ素子14と重なるように配置されている。
At this time, the
本実施形態では、各半導体モジュール10の本体部12の表面12cを被冷却面として、この被冷却面に当接する冷却器40が設けられている。冷却器40は、冷却媒体(以下、単に「冷媒」という。)を利用して3つの半導体モジュール10を冷却する機能を有する。この冷却器40の構造は特に限定されるものではないが、一例として、金属製のハウジング内に冷媒流路41を有し、第3方向Zについて各半導体素子11及び電流センサ素子14と重なるように寸法設定されている。これにより、半導体素子11及び電流センサ素子14は、冷却器40の冷媒流路41を流れる冷媒との間で熱交換されて冷却される。
In the present embodiment, the
この冷却器40で使用する典型的な冷媒として、エチレングリコール系の不凍液を混入した水、水やアンモニア等の自然冷媒、フロリナート等のフッ化炭素系冷媒、HCFC123、HFC134a等のフロン系冷媒、メタノール、アルコール等のアルコール系冷媒、アセトン等のケトン系冷媒などを採用することができる。 Typical refrigerants used in the cooler 40 include water mixed with ethylene glycol-based antifreeze, natural refrigerants such as water and ammonia, fluorocarbon-based refrigerants such as Florinate, fluorocarbon refrigerants such as HCFC123 and HFC134a, and methanol. , Alcohol-based refrigerants such as alcohol, ketone-based refrigerants such as acetone, and the like can be adopted.
図3に示されるように、電力変換装置1のインバータ回路は、電源Bの正極側と負極側との間に並列接続された3相(U相、V相、W相)のレグを備える。各レグにおいて、本体部12に内蔵されている2つの半導体素子11は、互いに直列接続された上アーム半導体素子11u及び下アーム半導体素子11dからなる。
As shown in FIG. 3, the inverter circuit of the
上アーム半導体素子11uは、電源Bの高電位側端子に電気的に接続されている。下アーム半導体素子11dは、電源Bの低電位側端子に電気的に接続されている。上アーム半導体素子11uと下アーム半導体素子11dとの接続点は、出力バスバ18及び三相コネクタ(図示省略)を介して電力機器としてのモータMの3つの電極に接続されている。また、各半導体素子11には、フライホイールダイオードが逆並列接続されている。
The upper
次に、上述の実施形態1の作用効果について説明する。 Next, the effects of the above-described first embodiment will be described.
上記の電力変換装置1において、半導体素子11を有する各半導体モジュール10は、コンデンサモジュール20に電気的に接続されている。各半導体モジュール10の本体部12は、半導体素子11とともに、この半導体素子11に流れる電流を検出する電流センサ素子14が内蔵されている。半導体モジュール10の本体部12に半導体素子11と電流センサ素子14が予め組み込まれている。このため、電流センサ素子14を内蔵する電流センサと半導体モジュール10を樹脂成型で一体化するような場合に発生する、半導体モジュール10に対する電流センサの位置ズレを防ぐことができる。
In the
また、各半導体モジュール10の本体部12の対向面12aから正極端子13P及び負極端子11Nがいずれもコンデンサモジュール20に向けて同一の突出方向X1に突出している。このため、各半導体モジュール10の正極端子13P及び負極端子13Nを突出方向X1についてコンデンサモジュール20に近い位置で接続することができ、各半導体モジュール10の組付け作業が簡単になり組付け不良の発生を防ぐことができる。
Further, both the
以上のごとく、上述の実施形態1によれば、製造上の歩留まりを向上させることができる電力変換装置1を提供することができる。
As described above, according to the above-described first embodiment, it is possible to provide the
上記の電力変換装置1によれば、各半導体モジュール10の正極端子13P及び負極端子13Nをコンデンサモジュール20に近い位置で接続することで、回路インダクタンスを低減させて半導体素子11のスイッチング動作時に高いサージ電圧が生じるのを防ぐことができる。
また、半導体モジュール10同士がコンデンサモジュール20を介して電気的に接続されるため、1つの半導体モジュール10から別の半導体モジュール10にノイズの影響が及ぶのを抑制することができる。
According to the
Further, since the
上記の電力変換装置1によれば、各半導体モジュール10において第3方向Zを法線方向とする本体部12の表面12cを冷却器40で冷却することにより、半導体素子11と電流センサ素子14のそれぞれを独立して冷却することができ、各半導体モジュール10の冷却の自由度を向上させることができる。
According to the
上記の電力変換装置1によれば、端子離間距離Dがコンデンサ寸法Lを下回る(図1参照)ため、コンデンサモジュール20の第2方向Yの寸法の範囲内に3つの半導体モジュール10を配置することが可能になる。これにより、電力変換装置1の体格の小型化を図るのに有効である。
According to the
上記の電力変換装置1によれば、制御回路基板30を各半導体モジュール10の本体部12の裏面12dに平行に配置し、しかも第3方向Zについて各半導体素子11及び電流センサ素子14と重なるように配置することによって、制御回路基板30と半導体素子11及び電流センサ素子14のそれぞれとの間の電気的な接続距離を短く抑えることができる。これにより、半導体素子11の制御遅れを防ぐとともに、電流センサ素子14による検出精度を向上させることができる。
According to the
なお、上述の実施形態1に特に関連する変更例として、各半導体モジュール10において2つの半導体素子11の間に電流センサ素子14を配置する構造を採用することもできる。
As a modification particularly related to the above-described first embodiment, a structure in which the
また、別の変更例では、各半導体モジュール10において本体部12の表面12cに代えて或いは加えて裏面12dを冷却する冷却器を設ける構造を採用することもできる。
Further, in another modification, a structure in which a cooler for cooling the
また、別の変更例では、各半導体モジュール10の冷却のために、冷却器40に代えて或いは加えて、ケース2の一部を利用して冷媒が流れる冷媒流路が形成された構造を採用することもできる。
Further, in another modification, a structure is adopted in which a refrigerant flow path through which the refrigerant flows is formed by using a part of the
以下、上記の実施形態1に関連する他の実施形態について図面を参照しつつ説明する。他の実施形態において、実施形態1の要素と同一の要素には同一の符号を付しており、当該同一の要素についての説明を省略する。 Hereinafter, other embodiments related to the above-described first embodiment will be described with reference to the drawings. In other embodiments, the same elements as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals, and the description of the same elements will be omitted.
(実施形態2)
図4に示されるように、実施形態2の電力変換装置101は、各半導体モジュール110の構成が実施形態1のものと相違している。この電力変換装置101において、各半導体モジュール110は、本体部12に内蔵されている2つの半導体素子11が第2方向Yに並置されるように構成されている。
(Embodiment 2)
As shown in FIG. 4, the
その他は、実施形態1と同様である。 Others are the same as in the first embodiment.
実施形態2の電力変換装置101によれば、2つの半導体素子11の配置を変更することによって、実施形態1に比べて各半導体モジュール110の第1方向Xの寸法を小さく抑えることができる。
According to the
その他、実施形態1と同様の作用効果を有する。 In addition, it has the same effect as that of the first embodiment.
(実施形態3)
図5に示されるように、実施形態3の電力変換装置201は、各半導体モジュール210の構成が実施形態1のものと相違している。この電力変換装置201において、各半導体モジュール210は、本体部12のうち第2方向Yの一方の側面から出力端子13Oが突出するように構成されている。
(Embodiment 3)
As shown in FIG. 5, in the
その他は、実施形態1と同様である。 Others are the same as in the first embodiment.
実施形態3の電力変換装置201によれば、出力端子13Oの突出位置を変更することによって、実施形態1に比べて各半導体モジュール210の第1方向Xの寸法を小さく抑えることができる。
According to the
その他、実施形態1と同様の作用効果を有する。 In addition, it has the same effect as that of the first embodiment.
(実施形態4)
図6及び図7に示されるように、実施形態4の電力変換装置301は、各半導体モジュール310の構成、及びコンデンサモジュール20の周辺構造が実施形態1のものと相違している。
(Embodiment 4)
As shown in FIGS. 6 and 7, the
この電力変換装置301において、各半導体モジュール310は、出力端子13Oが本体部12のうちコンデンサモジュール20に対向する下側の対向面12aから突出方向X1に突出するように構成されている。即ち、出力端子13Oは、本体部12から正極端子13P及び負極端子11Nと同一の突出方向X1に突出している。
In the
図7に示されるように、この出力端子13Oに電気的に接続される出力バスバ18は、出力端子13Oとの接続部分である一端部18aと他端部18bとの間でコンデンサモジュールと20の干渉を回避するように延びている。出力バスバ18は、その一部が樹脂製のケース2にインサートされるように構成されている。このとき、回路インダクタンスを低減させるために、出力バスバ18によって形成される通電経路をより短く抑えるのが好ましい。
As shown in FIG. 7, the
電力変換装置301は、コンデンサモジュール20を冷却するための冷却部としての冷却器50を備えている。この冷却器50は、コンデンサモジュール20と出力バスバ18との間に、特にはコンデンサモジュール20と出力バスバ18のうちケース2にインサートされている部位との間に設けられている。
The
なお、冷却器50の構造は特に限定されるものではないが、一例として、前述の冷却器40と同様に、金属製のハウジング内に冷媒が並流する冷媒流路51を有するものを使用することができる。必要に応じて、この冷却器50を、実施形態1の電力変換装置1に適用することもできる。
The structure of the cooler 50 is not particularly limited, but as an example, like the above-mentioned
このとき、冷却器50は、コンデンサケース22に対して隙間を隔てて配置されていてもよいし、或いはコンデンサ素子21の冷却性能を高めるためにコンデンサケース22に当接していてもよい。また、冷却器50は、ケース2のうち出力バスバ18のインサート部に対して隙間を隔てて配置されていてもよいし、或いは出力バスバ18の冷却性能を高めるためにこのインサート部に当接していてもよい。
At this time, the cooler 50 may be arranged with a gap from the
その他は、実施形態1と同様である。 Others are the same as in the first embodiment.
実施形態4の電力変換装置301によれば、コンデンサモジュール20のコンデンサ素子21は、冷却器50の冷媒流路51を流れる冷媒との間で熱交換されて冷却される。このとき、冷却器50が出力バスバ18の冷却を兼務することができる。
According to the
また、この電力変換装置301によれば、出力端子13Oを本体部12の対向面12aから正極端子13P及び負極端子11Nと同一の突出方向X1に突出させるよう変更することによって、実施形態1に比べて各半導体モジュール310の第1方向Xの寸法を小さく抑えることができる。この場合、本体部12の上面12b側のスペースについて省スペース化を図ることができる。
Further, according to the
その他、実施形態1と同様の作用効果を有する。 In addition, it has the same effect as that of the first embodiment.
なお、上述の実施形態4に特に関連する変更例として、コンデンサモジュール20の冷却のために、冷却器50に代えて或いは加えて、ケース2の一部を利用して冷媒が流れる冷媒流路を形成された構造を採用することもできる。
As an example of modification particularly related to the above-described fourth embodiment, in order to cool the
また、別の変更例では、コンデンサモジュール20を第3方向Zの両面側から冷却するように冷却器を設けることもできる。
Further, in another modification, a cooler may be provided so as to cool the
また、別の変更例では、実施形態3の半導体モジュール210のように、半導体モジュール310の本体部12のうち第2方向Yの一方の側面から出力端子13Oが突出する構造を採用することもできる。
Further, in another modification, a structure in which the output terminal 13O protrudes from one side surface of the second direction Y of the
(実施形態5)
図8に示されるように、実施形態5の電力変換装置401は、各半導体モジュール410の構成が実施形態4のものと相違している。この電力変換装置401において、各半導体モジュール310は、本体部12に内蔵されている2つの半導体素子11が第2方向Yに並置されるように構成されている。
(Embodiment 5)
As shown in FIG. 8, in the
その他は、実施形態4と同様である。 Others are the same as in the fourth embodiment.
実施形態5の電力変換装置401によれば、2つの半導体素子11の配置を変更することによって、実施形態4に比べて各半導体モジュール410の第1方向Xの寸法をより小さく抑えることができる。
According to the
その他、実施形態4と同様の作用効果を有する。 In addition, it has the same effect as that of the fourth embodiment.
本発明は、上記の典型的な実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の応用や変形が考えられる。例えば、上記の実施形態を応用した次の各形態を実施することもできる。 The present invention is not limited to the above-mentioned typical embodiments, and various applications and modifications can be considered as long as the object of the present invention is not deviated. For example, the following embodiments to which the above embodiments are applied can also be implemented.
上述の実施形態では、3つの半導体モジュール10,110,210,310,410のそれぞれの本体部12に2つの半導体素子11が内蔵される場合について例示したが、半導体モジュール10,110,210,310,410や半導体素子11の数はこれに限定されるものではなく、必要に応じて適宜に変更が可能である。一例として、各半導体モジュールの本体部12に内蔵される半導体素子11の数を1つとすることもできる。
In the above-described embodiment, the case where the two
上述の実施形態では、各半導体モジュールの本体部12において各半導体素子11と電流センサ素子14が互いに重ならないような配置関係について例示したが、これに代えて、各半導体素子11と電流センサ素子14が互いに重なるような配置関係を持つ変更例を採用することもできる。
In the above-described embodiment, the arrangement relationship in which each
上述の実施形態では、第1電極端子13Aと第2電極端子13Bとの端子離間距離Dがコンデンサモジュール20の第2方向Yのコンデンサ寸法Lを下回る場合について例示したが、これに代えて、端子離間距離Dがコンデンサ寸法Lと概ね一致するような構造の変更例や、端子離間距離Dがコンデンサ寸法Lを上回るような構造の変更例を採用することもできる。
In the above-described embodiment, the case where the terminal separation distance D between the
上述の実施形態では、第1方向X及び第2方向Yによって定まる仮想平面Aに沿って制御回路基板30が配置される場合について例示したが、制御回路基板30の配置はこれに限定されるものではなく、必要に応じてその配置を変更することができる。
In the above-described embodiment, the case where the
1,101,201,301,401…電力変換装置、10,110,210,310,410…半導体モジュール、10A…第1半導体モジュール、10B…第2半導体モジュール、11…半導体素子、12…本体部、12a…対向面、13A…第1電極端子、13B…第2電極端子、13P…正極端子、13N…負極端子、13O…出力端子、14…電流センサ素子、14a…センサ端子、15…制御端子、18…出力バスバ、18a…一端部、18b…他端部、20…コンデンサモジュール、30…制御回路基板、50…冷却器(冷却部)、A…仮想平面、B…電源、D…端子離間距離、L…コンデンサ寸法、M…モータ(電力機器)、X1…突出方向、Y…第2方向(配列方向)
1,101,201,301,401 ... Power converter, 10,110,210,310,410 ... Semiconductor module, 10A ... First semiconductor module, 10B ... Second semiconductor module, 11 ... Semiconductor element, 12 ... Main body , 12a ... facing surface, 13A ... first electrode terminal, 13B ... second electrode terminal, 13P ... positive electrode terminal, 13N ... negative electrode terminal, 13O ... output terminal, 14 ... current sensor element, 14a ... sensor terminal, 15 ... control terminal , 18 ... output bus bar, 18a ... one end, 18b ... other end, 20 ... capacitor module, 30 ... control circuit board, 50 ... cooler (cooling part), A ... virtual plane, B ... power supply, D ... terminal separation Distance, L ... Capacitor size, M ... Motor (power equipment), X1 ... Protruding direction, Y ... Second direction (arrangement direction)
Claims (7)
上記複数の半導体モジュールに電気的に接続されるコンデンサモジュール(20)と、
を備え、
上記複数の半導体モジュールのそれぞれは、上記半導体素子を内蔵する本体部(12)と、上記半導体素子を電源(B)の正極側に電気的に接続するための正極端子(13P)と、上記半導体素子を上記電源の負極側に電気的に接続するための負極端子(13N)と、上記本体部に内蔵され上記半導体素子に流れる電流を検出する電流センサ素子(14)と、を有し、上記正極端子及び上記負極端子がいずれも上記本体部のうち上記コンデンサモジュールに対向する対向面(12a)から上記コンデンサモジュールに向けて突出している、電力変換装置(1,101,201,301,401)。 A plurality of semiconductor modules (10, 110, 210, 310, 410) having a semiconductor element (11), and
A capacitor module (20) electrically connected to the plurality of semiconductor modules,
With
Each of the plurality of semiconductor modules includes a main body (12) containing the semiconductor element, a positive electrode terminal (13P) for electrically connecting the semiconductor element to the positive electrode side of the power supply (B), and the semiconductor. It has a negative electrode terminal (13N) for electrically connecting the element to the negative electrode side of the power supply, and a current sensor element (14) built in the main body and detecting a current flowing through the semiconductor element. A power conversion device (1,101,201,301,401) in which both the positive electrode terminal and the negative electrode terminal project from the facing surface (12a) of the main body portion facing the capacitor module toward the capacitor module. ..
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