JP2022055480A - 電力変換ユニットおよび電力変換装置、電力変換ユニットの検査方法 - Google Patents

電力変換ユニットおよび電力変換装置、電力変換ユニットの検査方法 Download PDF

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【課題】低気圧環境下での部分放電を抑制できる電力変換ユニットおよび電力変換装置、電力変換ユニットの検査方法を提供する。【解決手段】本発明の電力変換ユニットＵは、一方側と他方側とに分かれ対向して設置される入力側電力変換部１４と出力側電力変換部１５との間に配置される冷却路１１を備え、入力側・出力側電力変換部１４、１５は、筐体５ａ、５ｂの内側の空間ｐに充填されるモールド樹脂９と、モールド樹脂９で覆われるスイッチング素子１およびスイッチング素子１に接続される上部電極板７および上部電極板７に接続される絶縁性を有する放熱板１２と、冷却路１１と近接して設けられる下部電極８とを備え、モールド樹脂９は、硬化後に三次元架橋構造を有するオルガノポリシロキサンであり、室温での弾性率は０．１ＭＰａ以上、かつ硬化後の硬度をデュロメータタイプＥで測定したときの値が１０以上のものである。【選択図】図１Ｂ

Description

本発明は、電力変換ユニットおよび電力変換装置、電力変換ユニットの検査方法
に関する。
近年の地球温暖化問題への意識の高まり、ＣＯ２排出量の削減のために、電動の乗り物として、エンジンとモータを動力源としたハイブリッド自動車や電気自動車の普及が急速に進んでいる。電動化によって動力は化石燃料を必要とするエンジンからモータに代わる。化石燃料を使用しないことで、ＣＯ２排出量が減り、地球温暖化の抑制に貢献することができる。
モータを動力源とする場合、モータの回転を制御するための電力変換装置が必要となる。電力変換装置はハイブリッド自動車や電気自動車、その他の製品でもモータの稼働効率を良くするには必要不可欠な装置である。様々な分野でモータ駆動による電動化が進むと、電力変換装置の使用環境も変化してくる。例えば、電力変換装置が使用される標高が高くなると、気圧が低下する。
パッシェンの法則より、気体は気圧が下がることで絶縁性能が低下することが知られている。絶縁性能が低下することで部分放電が起き易くなり、部分放電は絶縁破壊を引き起こす。よって、電力変換装置の信頼性を高めるには、低気圧環境下でも部分放電が起きないようにする対策が必要とされている。また、電力変換装置は稼働時にスイッチング素子、パワーモジュール等の電子部品が発熱するため、放熱も必要となる。
スイッチング素子やパワーモジュールの放熱性を向上させるために、放熱板を配置する方法が特許文献１、２に記載されている。
特開２０１５－５６９２５号公報(段落００１０、図１(ｃ)等) 特開２００５－２８７２６７号公報(段落００１４、図３等)
ところで、特許文献1では、サージ電圧の抑制、スイッチング素子の高い放熱性およびリンギングの抑制の３つの両立を目的としている。放熱性のための放熱対策ではスイッチング素子に放熱板(特許文献1の図１(ｃ)の放熱板３ｈ、４ｈ)を接続している。
特許文献２では、パワーモジュール間で発生する浮遊インダクタンスを減らすため、パワーモジュールの裏面に導体の放熱板(特許文献２の図２の冷却基板１０ｂ)を配置している。両文献1、２では放熱方法は示されているが、低気圧環境下での部分放電対策については記載がない。また、本発明と両文献1、２では対象とする装置の構造が異なっているため、開示内容を用いても課題は解決されず、新たな手法が必要となる。
本発明は上記実状に鑑み創案されたものであり、低気圧環境下での部分放電を抑制できる電力変換ユニットおよび電力変換装置、電力変換ユニットの検査方法の提供を目的とする。
前記課題を解決するため、本発明の電力変換ユニットは、一方側と他方側とに分かれ対向して設置される入力側電力変換部と出力側電力変換部との間に配置される冷却路を備え、前記入力側電力変換部及び前記出力側電力変換部は、配線板が配置される筐体の内側の空間に充填されるモールド樹脂と、前記空間内に設けられ前記モールド樹脂で覆われるスイッチング素子と、前記スイッチング素子に接続され、前記モールド樹脂で覆われる上部電極板と、前記上部電極板に接続され、前記モールド樹脂で覆われる絶縁性を有する放熱板と、前記冷却路と接してまたは近接して設けられる下部電極と、を備え、前記モールド樹脂は、硬化後に三次元架橋構造を有するオルガノポリシロキサンであって、室温での弾性率は０．１ＭＰａ以上、かつ硬化後の硬度をデュロメータタイプＥで測定したときの値が１０以上のものである。
本発明によれば、低気圧環境下での部分放電を抑制できる電力変換ユニットおよび電力変換装置、電力変換ユニットの検査方法を提供することができる。
本発明の実施形態１に係わる電力変換ユニットの斜視図。 発明の実施形態１の電力変換ユニットの図１ＡのＩ－Ｉ断面図。 スイッチング素子、上部電極板、放熱板の搭載状態の図１ＢのII方向矢視図。 本発明の実施形態１の他例の電力変換ユニットの図１ＡのＩ－Ｉ断面図。 実施形態１の電力変換ユニットを入力側ユニットと出力側ユニットとに分割した図。 実施形態２の電力変換ユニットの図１ＡのＩ－Ｉ断面相当図。 実施形態３の電力変換ユニットの図１ＡのＩ－Ｉ断面相当図。 実施形態４の電力変換装置の図１ＡのＩ－Ｉ断面相当図。 実施形態１～４の電力変換ユニットに適用される実施形態５の回路の一例を示す図。 実施形態６の電力変換ユニットのスクリーニング方法の流れを示す図。
以下、本発明を実施する上で好適な実施例について図面を用いて説明する。なお、下記はあくまでも実施の例に過ぎず、発明の内容が下記具体的態様に限定されるものではない。本発明は、下記態様を含めて種々の態様に変形することが無論可能である。
＜＜実施形態１＞＞
実施形態１では、上部電極板に絶縁性を有する放熱板を接続した電力変換ユニットについて説明する。
図１Ａに、本発明の実施形態１に係わる電力変換ユニットＵの斜視図を示す。図１Ｂに、本発明の実施形態１の電力変換ユニットＵの図１ＡのＩ－Ｉ断面図を示す。
実施形態１の電力変換ユニットＵは、入力側の入力側ユニット(入力側電力変換部)１４と出力側の出力側ユニット(出力側電力変換部)１５とを具備している。
電力変換ユニットＵは、スイッチング素子１(図１Ｂ参照)、配線板２、共振コンデンサ３(図８参照)、平滑コンデンサ４(図８参照)、筐体５ａ、５ｂ、筐体蓋６ａ、６ｂおよびそれらに準じる部品を含んで構成されている。電力変換ユニットＵは、入力側の筐体５ａおよび筐体蓋６ａと出力側の筐体５ｂおよび筐体蓋６ｂとで外郭が形成されている。
入力側ユニット１４と出力側ユニット１５とは、同様な構成であるから、出力側の出力側ユニット１５の構成要素には、入力側ユニット１４の符号と同じ符号を付して示し、詳細な説明は省略する。
図１Ｂに示す電力変換ユニットＵは、入力側の筐体５ａ、筐体蓋６ａと出力側の筐体５ｂ、筐体蓋６ｂの内部に、配線板２が設けられている。配線板２には、スイッチング素子１、共振コンデンサ３(図８参照)、平滑コンデンサ４(図８参照)等が実装されている。
図１Ｂに示すように、全てのスイッチング素子１は、上部電極板７に接続されている。
上部電極板７には、絶縁性を有する放熱板１２が接続されている。放熱板１２は、絶縁性を有し、熱伝導性が良い。放熱板１２は上部電極板７よりも幅広いものとしている(面積が広い)。これにより、上部電極板７から放熱板１２に伝わった熱が幅広い放熱板１２に広がり放熱され、スイッチング素子１の抜熱性、放熱性が向上する(詳細は後記)。
電力変換ユニットＵは、電力変換機能をもつ電力変換部を一方側の入力側ユニット１４と他方側の出力側ユニット１５とに分け、対向させて設置している。入力側ユニット１４と出力側ユニット１５とを対向させた間に、両ユニット(１４、１５)で形成される冷却路１１を配置している。冷却路１１は、入力側冷却路１１ａと出力側冷却路１１ｂとで形成されている。
冷却路１１は、両ユニット(１４、１５)を冷却するための冷却媒体が流れる。
冷却路１１を流れる冷却媒体の入力側ユニット１４と出力側ユニット１５との間からの漏れを防ぐため、入力側ユニット１４と出力側ユニット１５との間にはＯリング１０が配置されている。Ｏリング１０が介在することで、入・出力側ユニット１４、１５間からの冷却媒体の漏れを抑制できる。
冷却路１１と接する面には、入力側(図１Ｂの上側)と出力側(図１Ｂの下側)の両方に下部電極板８を設けている。なお、下部電極板８は冷却路１１と近接して設けてもよい。下部電極８は接地電位とする。
下部電極８に隣接して放熱板１２が設けられている。
放熱板１２に隣接して上部電極板７が設けられている。上部電極板７には、スイッチング素子１が電気的、熱的に接続されて設置されている。スイッチング素子１の端子が上部電極板７に接続されている。スイッチング素子１は、発熱部品であり、上部電極板７に接触して熱伝導される。スイッチング素子１の熱は、上部電極板７を介して、絶縁性を有する放熱板１２へ伝導され、冷却媒体と熱交換され抜熱される。
図２に、スイッチング素子１、上部電極板７、放熱板１２の搭載状態の図１ＢのII方向矢視図を示す。
上部電極板７はスイッチング素子１よりも幅広く、スイッチング素子１は上部電極板７の中央に配置してある。同じく放熱板１２は上部電極板７よりも幅広く(面積が広く)、上部電極板７は放熱板１２の辺縁から離れて中央寄りに配置している。これにより、上部電極板７と下部電極板間８(図１Ｂ参照)の沿面距離が長くなり、上部電極板７から下部電極板８間の絶縁性が向上する。
これにより、電力変換部の入力側(図１Ｂの上側)と出力側(図１Ｂの下側)の絶縁性を確保し、更にスイッチング素子１の熱を冷却路１１へ放熱しやすくなる。
放熱板１２としては、実施形態１ではアルミナを用いたが、絶縁性を有し放熱性が高い材料ならば特に限定されない。アルミナ以外の放熱板１２の材料としては、無機物では窒化アルミニウム、窒化ケイ素が挙げられ、有機物ではアルミナや窒化アルミを含有するエポキシ樹脂が挙げられる。
配線板２には、電力変換を行うために、スイッチング素子１に加えて、後記の図８に示す共振コンデンサ３、平滑コンデンサ４等の電子部品が実装されている。
図１Ｂに示す入力側(図１Ｂの上側)と出力側(図１Ｂの下側)のスイッチング素子１、配線板２、共振コンデンサ３、平滑コンデンサ４、上部電極板７等が配置される入・出力側ユニット１４、１５内の空間ｐには、モールド樹脂９が充填され固体絶縁されている。モールド樹脂９としては、未硬化状態で流動性を有し、硬化後に流動性を持たないシリコーンコーティング材である。
シリコーンコーティング材は、シリコーンゲルよりも硬い材料である。本明細書において、シリコーンコーティング材とは、硬化後に三次元架橋構造を有するオルガノポリシロキサンであり、室温での弾性率は０．１ＭＰａ以上、かつ硬化後の硬度がＪＩＳ Ｋ６２５３－３に記載されているデュロメータタイプEでの測定値が10以上のものである。
シリコーンコーティング材の硬度が高くデュロメータタイプEで測定できない場合は、デュロメータタイプＡ及びタイプＤでの測定値が硬度となる。なお、シリコーンゲルは柔らかいためデュロメータでの硬度測定ができず、硬度はＪＩＳ Ｋ６２４９で示している針入度試験で測定される。
一般的に、シリコーン系のモールド樹脂にはシリコーンゲルが用いられる。シリコーンコーティング材はシリコーンゲルに比べて低気圧環境下において気泡や剥離といった電気的弱点となる欠陥が起きにくい。その理由としてシリコーンコーティング材は自己接着性を有しており、接着性に優れている。これに対して、シリコーンゲルは非接着性であるため剥離が起きやすく、剥離によって気泡が発生する可能性がある。
さらに、シリコーンコーティング材の硬度はシリコーンゲルよりも高いため変形しにくい。このため、シリコーンコーティング材は、変形しにくい性質により、低気圧環境下において剥離によって生じる気泡を抑えることができる。
シリコーンコーティング材は未硬化状態では流動性を有するものであり、型成形時における注型性と型成形時の気泡発生を抑える脱気性の点から、未硬化の状態の粘度は室温で２０Pa・s以下のものが好ましい。モールド樹脂９が高粘度では、型成形時にモールド樹脂９の注型及びモールド樹脂９内に残る空気の脱気がしにくい。そのため硬化物内に気泡が残り、残った気泡により電気絶縁性が低下して電気的弱点部となる。
シリコーンコーティング材には付加反応型と縮合反応型の２種類あるが付加反応型が好ましい。縮合反応型は硬化反応時に低分子量の化合物が生成され、気泡発生の要因となる可能性がある。同様な理由で、シリコーンコーティング材は低分子量のシロキサン化合物が少ないものの方が良い。
電力変換ユニットＵで使用するスイッチング素子１の半導体素子及び半導体素子を配線板２に電気的に接続するボンディングワイヤはエポキシ樹脂等で封止されている。電力変換ユニットＵで、外部に露出しているのは導通部のリード１ｗ(図１Ｂ参照)である。そのため、スイッチング素子１ではボンディングワイヤの破損を考慮する必要がないため、シリコーンコーティング材の使用が可能となっている。ボンディングワイヤが露出した構造のスイッチング素子１では、ボンディングワイヤの破損を防ぐために、シリコーンコーティング材よりも柔らかく低弾性体であるシリコーンゲルが用いられる。モールド樹脂９にシリコーンゲルを用いることで、ボンディングワイヤ自身とボンディングワイヤのスイッチング素子１や配線板２との接合部に加わる力が緩和される。
シリコーンコーティング材としては、具体的には、ダウ・東レ株式会社の製品では、１８４、ＳＨ８５０、ＳＥ１８１６ＣＶ、ＳＥ１８１７ＣＶＭ(商品名)を用いることができる。特に、ＳＥ１８１６ＣＶ、ＳＥ１８１７ＣＶＭが好ましく用いられる。信越化学工業株式会社の製品では、ＫＥ－１２０４、ＫＥ－１２８２、ＫＥ－１０９Ｅ、ＫＥ－１８４６、ＫＥ－１８８６(商品名)を用いることができる。
絶縁性を有する放熱板１２は筐体５ａ、５ｂと一体成形されている。一体成形することで、製造が容易になり、電力変換ユニットＵの作製プロセスを短縮することができる。入・出力側の筐体５ａ、５ｂおよび入・出力側の筐体蓋６ａ、６ｂにはＰＰＳ(ガラス繊維強化ポリフェニレンスルフィド)を用いているが、材質は特に限定されない。筐体５ａ、５ｂおよび筐体蓋６ａ、６ｂを形成する他の材料としては、ＡＢＳ樹脂、ポリアミド、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂等が挙げられる。筐体材料の線膨張係数は、隣接する部品からのはく離やクラックを防止するため、上部電極板７、下部電極板８、および放熱板１２に近づけることが好ましい。
配線板２が配置される筐体５ａ、５ｂ内の空間ｐにモールド樹脂９を充填して固体絶縁したことで気圧が低下しても入・出力側ユニット１４、１５の内部の空間ｐの絶縁性が維持できる。そのため、配線板２に実装されるスイッチング素子１等の電子部品の部分放電の発生を抑えることができる。
図３に、本発明の実施形態１の他例の電力変換ユニットＵ１の図１ＡのＩ－Ｉ断面図を示す。
他例の電力変換ユニットＵ１は、配線板２が配置される空間ｐ内に、モールド樹脂９の未充填部１３を形成したものである。その他の構成は、図１Ａ、図１Ｂに示す電力変換ユニットＵと同様であり、同一の符号を付して示す。
電力変換ユニットＵ１は、未硬化状態のモールド樹脂９を、入力側、出力側とも、配線板２がある側から入れていき、反応させて固化させる。この際、モールド樹脂９を少な目にすることで、未充填部１３を形成してもよい。
これにより、スイッチング素子１の発熱によってモールド樹脂９が膨張しても、未充填部１３がモールド樹脂９の膨張を受け止められる(許容できる)。
図４に、実施形態１の電力変換ユニットＵ１を分割した図を示す。
電力変換ユニットＵ１、Ｕは、入力側ユニット１４と出力側ユニット１５とに分割できる構成である。入力側ユニット１４と出力側ユニット１５とは、Ｏリング１０(図３参照)を挟んでボルトｎ１(図１Ａ参照)で固定される。
これにより、入力側ユニット１４と出力側ユニット１５との個々についての絶縁性の試験が可能である。そのため、絶縁不良時やメンテナンス時は不良品のみ廃棄することで廃棄物の削減につながる。
＜＜実施形態２＞＞
図５に、実施形態２の電力変換ユニットＵ２の図１ＡのＩ－Ｉ断面相当図を示す。
実施形態２の電力変換ユニットＵ２は、シリカゲル等の吸湿剤１６を未充填部１３に配置した構成である。これ以外の構成は、図３の他例の電力変換ユニットＵ１と同様であり、同様な構成要素には同一の符号を付して示し、詳細な説明は省略する。
電力変換ユニットＵ２は、モールド樹脂９が充填される空間ｐと同一空間内にシリカゲル等の吸湿剤１６が入れられる場所１６ｂを設けている。具体的には、未充填部１３に吸湿剤１６が入れられる場所１６ｂを設けた。
吸湿剤１６が空間ｐ内の湿気を吸着することで、モールド樹脂９の吸湿を抑制できる。そのため、モールド樹脂９の絶縁性を維持することができる。
したがって、モールド樹脂９の絶縁性が保たれ、部分放電の抑止効果が維持される。
＜＜実施形態３＞＞
図６に、実施形態３の電力変換ユニットＵ３の図１ＡのＩ－Ｉ断面相当図を示す。
実施形態３の電力変換ユニットＵ３は、配線板２が配置される空間ｐ内の気密性を保持する構成である。これ以外の構成は、図３の他例の電力変換ユニットＵ１と同様であり、同様な構成要素には同一の符号を付して示し、詳細な説明は省略する。
電力変換ユニットＵ３は、入力側の筐体５ａと筐体蓋６ａが合わさる部分にＯリング１７を配置し、同様に、出力側の筐体５ｂと筐体蓋６ｂが合わさる部分にＯリング１７を配置している。
筐体蓋６ａ、６ｂと筐体５ａ、５ｂとの各間にＯリング１７を配置することで、入・出力側の筐体５ａ、５ｂと筐体蓋６ａ、６ｂとの内部の空間ｐの気密性が向上する
そのため、電力変換ユニットＵ３の内部への湿気の流入を抑制することができる。そのため、シリカゲル等の吸湿剤１６およびモールド樹脂９の吸湿も抑制できる。
これにより、モールド樹脂９の絶縁性が保たれ、部分放電の抑止効果が維持される。
＜＜実施形態４＞＞
図７に、実施形態４の電力変換装置Ｓの図１ＡのＩ－Ｉ断面相当図を示す。
実施形態４は、電力変換ユニットＵ１を適用した電力変換装置Ｓの構成である。
実施形態４の電力変換装置Ｓは、電力変換ユニットＵ１(図２)に盤内フレーム１８を配置している。
電力変換装置Ｓは、入力側ユニット１４と出力側ユニット１５の外側に、接地された盤内フレーム１８を設けている。盤内フレーム１８が接地されていることで、電力変換装置Ｓに触れた際の感電が防止できる。
また、電力変換ユニットＵ１は単体だけでなく、複数を接続して盤内フレーム１８に設置して使用することも可能である。これにより、電力変換ユニットＵ１が複数接続して盤内フレーム１８に設置した高電圧の電力変換装置Ｓに触れた際の感電が防止できる。
なお、電力変換装置Ｓは、前記した電力変換ユニットＵ、Ｕ２、Ｕ３が適用できるのは勿論である。
＜＜実施形態５＞＞
図８に、実施形態５の回路Ｋの一例を示す。
実施形態５では、実施形態１～３の電力変換ユニットＵ～Ｕ３に使用される回路Ｋについて説明する。
図１Ｂに示す入力側の入力側ユニット１４と出力側の出力側ユニット１５には、スイッチング素子１と平滑コンデンサ４が配置されている。スイッチング素子１には例えばＩＧＢＴ(Insulated Gate Bipolar Transistor)、ＭＯＳＦＥＴ(Ｍetal-Ｏxide-Ｓemiconductor Ｆield-Ｅffect Ｔransistor)、ＧａＮ、Ｓｉ、ＳｉＣ等が適用される。
共振コンデンサ３は入力側ユニット１４に配置され、入力側と出力側とは高周波トランス１９を介して接続されている。
以上の構成によれば、電力変換ユニットＵ～Ｕ３において、配線板２が配置される空間ｐ内にモールド樹脂９を充填することで部分放電を抑えることができる。
また、上部電極板７には、上部電極板７よりも幅広く絶縁性を有する放熱板１２を接続することで上部電極板７と下部電極板８間の絶縁と放熱を両立することができる。
更に、電力変換部の入力側ユニット１４と出力側ユニット１５との間に冷却路１１を配置したことで、1つの冷却路１１で入力側ユニット１４および出力側ユニット１５のスイッチング素子１等の電子部品を冷却することが可能となる。つまり、電力変換ユニットＵ～Ｕ３において、標高が高く低気圧環境下でも部分放電が起きない絶縁構造とスイッチング素子１から発する熱の放熱構造を両立できる。
＜＜実施形態６＞＞
図９に、実施形態６の電力変換ユニットＵのスクリーニング方法示す。
実施形態６は、電力変換ユニットＵ(Ｕ１、Ｕ２、Ｕ３)のスクリーニング方法を示すものである。
＜スクリーニング方法＞
電力変換ユニットＵのスクリーニング方法は以下のように行われる。
電力変換ユニットＵとして成形したシリコーンコーティング材が硬化した(図９のステップＳ１１)後、電力変換ユニットＵに１回以上の気圧サイクルを加える(図９のステップＳ１２)。気圧サイクルとは、電力変換ユニットＵを大気圧から大気圧よりも低気圧環境下に置き、再度大気圧に戻すことである。この過程を１サイクルとする。
ここで、低気圧環境下の気圧及び保持時間は特に限定されず、個々の目的に合わせ変えることができる。ただし、気圧サイクルは１回以上加える必要がある。何故なら、電力変換ユニットＵに気圧変化のストレスを加えることでシリコーンコーティング材が剥離し、気泡が発生する可能性があるためである。したがって、気圧サイクルを１サイクル以上加えることで、気泡発生品を見つけることができる。気圧サイクルの回数は、３サイクル以上が好ましい。
電力変換ユニットＵの気圧サイクル後、図９のステップＳ１３に示すように、シリコーンコーティング材の変化をカメラや目視で観察し、気泡の有無を確認する。または、電気試験として部分放電開始電圧を測定する。部分放電開始電圧の高低で気泡の有無が判定できるからである。例えば、部分放電開始電圧が高ければ絶縁性が高く気泡量が少なく、部分放電開始電圧が低くければ絶縁性が低く気泡量が多い傾向がある。
つまり、気圧サイクルを行うことで電力変換ユニットＵ内に気泡や剥離が生じた場合には部分放電開始電圧が低下することで不具合を確認することができる。
気圧サイクル後の電力変換ユニットＵを形成するシリコーンコーティング材の目視観察または電力変換ユニットＵに対する電気試験は自由に組み合わせることができる。例えば、電力変換ユニットＵのシリコーンコーティング材の観察のみ実施する、または電力変換ユニットＵの部分放電開始電圧の測定のみ実施する、またはこれら両方を実施しても良い。部分放電開始電圧はばらつくため、３回以上の測定が好ましい。
＜スクリーニングの実施例1＞
電力変換ユニットＵの低気圧環境の気圧は１９４ｈＰａとして１０分間保持し、電力変換ユニットＵに対する気圧サイクルは５回実施した。その後、電力変換ユニットＵを形成するシリコーンコーティング材(モールド樹脂９)の表面を目視で観察し、部分放電開始電圧は大気圧下で３回測定し、部分放電開始電圧は測定３回の平均値とする。
＜スクリーニングの実施例２＞
電力変換ユニットＵの低気圧環境の気圧は１９４ｈＰａとして１０分間保持し、電力変換ユニットＵに対する気圧サイクルは５回実施した。その後、シリコーンコーティング材(モールド樹脂９)の表面を目視で観察し、部分放電開始電圧は気圧サイクル時の低気圧環境と同じ１９４ｈＰａで３回測定し、部分放電開始電圧は測定３回の平均値とする。
＜＜その他の実施形態＞＞
１．前記実施形態で説明した電力変換ユニットＵ～Ｕ３はコンバータとして用いられる。
２．前記実施形態等では、様々な構成を説明したが、これらの構成を適宜組み合わせて構成してもよい。
３．前記実施形態等で説明した構成は、一例を示したものであり、特許請求の範囲内で様々な形態、変形形態が可能である。
１ スイッチング素子
２ 配線板
３ 共振コンデンサ
４ 平滑コンデンサ
５ａ、５ｂ 筐体
６ａ、６ｂ 筐体蓋
７ 上部電極板
８ 下部電極板(下部電極)
９ モールド樹脂
１０ Ｏリング(第２シール材)
１１ 冷却路
１２ 放熱板
１３ 未充填部(未充填空間)
１４ 入力側ユニット(入力側電力変換部)
１５ 出力側ユニット(出力側電力変換部)
１６ 吸湿剤
１７ 筐体蓋Ｏリング(第１シール材)
１８ 盤内フレーム(フレーム)
１９ 高周波トランス
ｐ 空間
Ｕ、Ｕ１、Ｕ２、Ｕ３、Ｕ４ 電力変換ユニット
Ｓ 電力変換装置

Claims (18)

  1. 一方側と他方側とに分かれ対向して設置される入力側電力変換部と出力側電力変換部との間に配置される冷却路を備え、
    前記入力側電力変換部及び前記出力側電力変換部は、
    配線板が配置される筐体の内側の空間に充填されるモールド樹脂と、
    前記空間内に設けられ前記モールド樹脂で覆われるスイッチング素子と、
    前記スイッチング素子に接続され、前記モールド樹脂で覆われる上部電極板と、
    前記上部電極板に接続され、前記モールド樹脂で覆われる絶縁性を有する放熱板と、
    前記冷却路と接してまたは近接して設けられる下部電極と、を備え、
    前記モールド樹脂は、硬化後に三次元架橋構造を有するオルガノポリシロキサンであって、室温での弾性率は０．１ＭＰａ以上、かつ硬化後の硬度をデュロメータタイプＥで測定したときの値が１０以上のものである
    ことを特徴とする電力変換ユニット。
  2. 請求項１に記載の電力変換ユニットにおいて、
    前記モールド樹脂は、未硬化の状態の粘度が室温で２０Pa・s以下のものである
    ことを特徴とする電力変換ユニット。
  3. 請求項１に記載の電力変換ユニットにおいて、
    前記モールド樹脂は、付加反応型の樹脂である
    ことを特徴とする電力変換ユニット。
  4. 請求項１に記載の電力変換ユニットにおいて、
    前記放熱板は、前記上部電極板よりも幅が広く、
    前記上部電極板は、前記放熱板の辺縁から離れて中央側寄りに配置されている
    ことを特徴とする電力変換ユニット。
  5. 請求項１に記載の電力変換ユニットにおいて、
    前記入力側電力変換部と前記出力側電力変換部とは分割して構成されている
    ことを特徴とする電力変換ユニット。
  6. 請求項１に記載の電力変換ユニットにおいて、
    前記下部電極は、接地電位とされている
    ことを特徴とする電力変換ユニット。
  7. 請求項１に記載の電力変換ユニットにおいて、
    前記スイッチング素子は、ＩＧＢＴ、ＭＯＳＦＥＴ、ＧａＮ、Ｓｉ、またはＳｉＣが用いられている
    ことを特徴とする電力変換ユニット。
  8. 請求項1に記載の電力変換ユニットにおいて、
    前記空間内に、前記モールド樹脂が充填されていない未充填空間が形成されている
    ことを特徴とする電力変換ユニット。
  9. 請求項８に記載の電力変換ユニットにおいて、
    前記未充填空間内に吸湿剤が配置されている
    ことを特徴とする電力変換ユニット。
  10. 請求項1に記載の電力変換ユニットにおいて、
    前記放熱板と前記筐体とが一体成形されている
    ことを特徴とする電力変換ユニット。
  11. 請求項1に記載の電力変換ユニットにおいて、
    前記筐体と前記筐体に固定される筐体蓋との間に第１シール材が配置されている
    ことを特徴とする電力変換ユニット。
  12. 請求項５に記載の電力変換ユニットにおいて、
    前記入力側電力変換部と前記出力側電力変換部との間に第２シール材が配置されている
    ことを特徴とする電力変換ユニット。
  13. 請求項1に記載の電力変換ユニットにおいて、
    前記電力変換ユニットは、
    大気圧よりも気圧が低い環境下におかれ、再度大気圧に戻す気圧サイクルが行われ、かつ部分放電試験が実施されている
    ことを特徴とする電力変換ユニット。
  14. 請求項1から請求項１３のうちの何れか一項に記載の電力変換ユニットを具備し、
    前記入力側電力変換部と前記出力側電力変換部との各筐体に固定される筐体蓋に接続され、かつ接地されるフレームを備えている
    ことを特徴とする電力変換装置。
  15. 請求項１から請求項１３のうちのいずれか一項に記載の電力変換ユニットの検査方法であって、
    前記モールド樹脂を硬化した後に、前記電力変換ユニットを大気圧よりも気圧が低い環境下におき、再度大気圧に戻す気圧サイクルを加える工程と、
    前記気圧サイクルを加えた後に、前記モールド樹脂の状態を観察する工程と、を備える
    ことを特徴とする電力変換ユニットの検査方法。
  16. 請求項１５に記載の電力変換ユニットの検査方法であって、
    前記モールド樹脂を硬化した後に、前記電力変換ユニットに部分放電試験を実施する工程を備える
    ことを特徴とする電力変換ユニットの検査方法。
  17. 請求項１から請求項１３のうちのいずれか一項に記載の電力変換ユニットの検査方法であって、
    前記モールド樹脂を硬化した後に、前記電力変換ユニットを大気圧よりも気圧が低い環境下におき、再度大気圧に戻す気圧サイクルを加える工程と、
    前記モールド樹脂を硬化した後に、前記電力変換ユニットに部分放電試験を実施する工程を備える
    ことを特徴とする電力変換ユニットの検査方法。
  18. 請求項１５または請求項１７記載の電力変換ユニットの検査方法において、
    前記気圧サイクルは、１回以上行われる
    ことを特徴とする電力変換ユニットの検査方法。
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