JP2022142594A - Power conversion device - Google Patents

Power conversion device Download PDF

Info

Publication number
JP2022142594A
JP2022142594A JP2021042821A JP2021042821A JP2022142594A JP 2022142594 A JP2022142594 A JP 2022142594A JP 2021042821 A JP2021042821 A JP 2021042821A JP 2021042821 A JP2021042821 A JP 2021042821A JP 2022142594 A JP2022142594 A JP 2022142594A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
capacitor
power
module
conversion device
capacitor module
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2021042821A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
政宏 妹尾
Masahiro Senoo
健 徳山
Takeshi Tokuyama
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP2021042821A priority Critical patent/JP2022142594A/en
Publication of JP2022142594A publication Critical patent/JP2022142594A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Inverter Devices (AREA)

Abstract

To provide a power conversion device in which improvement of the mounting density, improvement of the cooling performance, and vibration control of a capacitor and a capacitor terminal are all achieved.SOLUTION: A power conversion device includes a power module, a capacitor module, a case that houses the power module and the capacitor module, and a cover. The capacitor module includes a capacitor terminal that is electrically connected to the power module. On the upper surface of the capacitor module, a first recessed portion is formed on a first side on which the capacitor terminal is disposed while a second recessed portion is formed on a second side opposed to the first side. The cover is provided with a first projected portion that is fitted to the first recessed portion, and a second projected portion that is fitted to the second recessed portion. The upper surface excluding the first recessed portion and the second recessed portion, has a non-contact region that does not come into contact with the cover.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、電力変換装置に関する。 The present invention relates to power converters.

近年、産業機械や車両(例えば、自動車、鉄道車両)において、省エネルギーの観点や精密な運転制御の観点から、動力源の電動化および電子制御化が急速に進展している。それに伴って、該動力源の電力制御を行うためのパワーモジュールや、該パワーモジュールを用いた電力を変換する電子回路装置について、改善の重要性が高まっている。 2. Description of the Related Art In recent years, in industrial machines and vehicles (for example, automobiles and railroad vehicles), the electrification and electronic control of power sources are rapidly progressing from the viewpoint of energy saving and precise operation control. Along with this, the importance of improving power modules for controlling the power of the power source and electronic circuit devices for converting power using the power modules is increasing.

例えば、車両の駆動装置は、電力変換装置により変換された電力がモータを駆動させる機能を有しているが、とりわけ自動車においては、車内にバッテリと電力変換装置とモータとを搭載した電動車両が一般的である。よって、車内のスペース拡大のため、電力変換装置は薄型にすることが望まれており、さらに電力変換装置の冷却性の向上も望まれている。 For example, a vehicle driving device has a function of driving a motor with electric power converted by a power conversion device. Common. Therefore, in order to expand the space inside the vehicle, it is desired to make the power conversion device thinner, and it is also desired to improve the cooling performance of the power conversion device.

このような観点を踏まえ、本願発明の背景技術として下記の特許文献1には、半導体チップに接続された板状導体が半導体チップの両面に熱的に接続されて、その両面から熱を放出できるように、かつそのうちの直流正極用板状導体と直流負極用板状導体との導体面同士が対向するように、構成されている電力回路装置が示されている。これにより、冷却性能の向上と配線インダクタンスに起因する作動時の損失の低減とを両立できる技術が開示されている。 Based on this point of view, as a background art of the present invention, the following patent document 1 discloses that a plate-shaped conductor connected to a semiconductor chip is thermally connected to both sides of the semiconductor chip, and heat can be emitted from both sides. and such that the conductor surfaces of the DC positive plate conductor and the DC negative plate conductor are opposed to each other. Thus, a technique is disclosed that can achieve both an improvement in cooling performance and a reduction in operating loss caused by wiring inductance.

特開2007-299781号公報JP 2007-299781 A

特許文献1に記載された従来の構造では、半導体モジュールを冷却する流路を平滑コンデンサに接触させる構造としている。しかし、さらなる小型化および搭載部品実装の容易化を目的にすると、平滑コンデンサ端子および主回路の結線構造の簡略化や固定部品数の低減が必要であり、同時に、振動の影響等による結線部の固定性の悪化が課題になる。 In the conventional structure described in Patent Literature 1, the structure is such that the flow path for cooling the semiconductor module is in contact with the smoothing capacitor. However, in order to further reduce the size and facilitate the mounting of mounted parts, it is necessary to simplify the connection structure of the smoothing capacitor terminals and the main circuit, and to reduce the number of fixed parts. Deterioration of fixation becomes an issue.

上記を鑑みて、本発明は、実装密度の向上と冷却性の向上とキャパシタ及びキャパシタ端子の振動防止と、を並立させた電力変換装置を提供することが目的である。 SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above, an object of the present invention is to provide a power converter in which improvement in packaging density, improvement in cooling performance, and prevention of vibration of capacitors and capacitor terminals are achieved in parallel.

本発明の電力変換装置は、直流電力を交流電力に変換するパワーモジュールと、前記直流電力を平滑化するキャパシタモジュールと、前記パワーモジュールと前記キャパシタモジュールとを収納するケースと、前記ケース上に固定されるカバーと、を備え、前記キャパシタモジュールは、キャパシタセルと、前記キャパシタセルから延伸し、前記パワーモジュールと電気的に接続されるキャパシタ端子と、を有し、前記キャパシタモジュールにおいて、前記キャパシタモジュールが前記ケースと接触する面とは反対の面であり、前記カバーと対向面である上面では、前記キャパシタ端子が設けられている第1辺には第1凹部が形成され、前記キャパシタセルを間に挟んで前記第1辺と対向している第2辺には第2凹部が形成され、前記カバーは、前記第1凹部に嵌め合わされる第1凸部と、前記第2凹部に嵌め合わされる第2凸部と、が設けられており、前記上面において、前記第1凹部及び前記第2凹部以外の面は、前記カバーとは接触しない非接触領域を有する。 A power conversion device according to the present invention comprises: a power module for converting DC power into AC power; a capacitor module for smoothing the DC power; a case for housing the power module and the capacitor module; the capacitor module having a capacitor cell and a capacitor terminal extending from the capacitor cell and electrically connected to the power module; is the surface opposite to the surface in contact with the case, and on the upper surface, which is the surface facing the cover, a first concave portion is formed in the first side where the capacitor terminal is provided, and the capacitor cell is interposed between the capacitor cells. A second recess is formed on a second side facing the first side across the cover, and the cover includes a first protrusion fitted in the first recess and a first protrusion fitted in the second recess. A second convex portion is provided, and the surface of the upper surface other than the first concave portion and the second concave portion has a non-contact region that does not contact the cover.

本発明によれば、実装密度の向上と冷却性の向上とキャパシタ及びキャパシタ端子の振動防止と、を並立させた電力変換装置を提供できる。 According to the present invention, it is possible to provide a power conversion device in which improvement in packaging density, improvement in cooling performance, and prevention of vibration of capacitors and capacitor terminals are achieved in parallel.

本発明の電力変換装置の電気回路図である。1 is an electric circuit diagram of a power conversion device of the present invention; FIG. 本発明の第1の実施形態に係る、キャパシタモジュールの斜視図である。1 is a perspective view of a capacitor module according to a first embodiment of the invention; FIG. 本発明の第1の実施形態に係る、キャパシタモジュールの断面図である。1 is a cross-sectional view of a capacitor module according to a first embodiment of the invention; FIG. 本発明の第1の実施形態に係る、電力変換装置の断面図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is sectional drawing of the power converter device which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 図4の上面図である。FIG. 5 is a top view of FIG. 4; 図5のキャパシタモジュール周辺のねじ締結部を説明する図である。FIG. 6 is a diagram illustrating a screw fastening portion around the capacitor module of FIG. 5; 本発明の第2の実施形態に係る、キャパシタモジュールの断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view of a capacitor module according to a second embodiment of the invention; 本発明の第3の実施形態に係る、キャパシタモジュールの断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view of a capacitor module according to a third embodiment of the invention; 本発明の第4の実施形態に係る、キャパシタモジュールの断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view of a capacitor module according to a fourth embodiment of the invention; 本発明の第5の実施形態に係る、電力変換装置の上面図である。It is a top view of a power conversion device according to a fifth embodiment of the present invention. 本発明の第6の実施形態に係る、電力変換装置の断面図である。It is a sectional view of a power converter concerning a 6th embodiment of the present invention. 本発明の第7の実施形態に係る、キャパシタモジュールの断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view of a capacitor module according to a seventh embodiment of the invention;

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下の記載および図面は、本発明を説明するための例示であって、説明の明確化のため、適宜、省略および簡略化がなされている。本発明は、他の種々の形態でも実施する事が可能である。特に限定しない限り、各構成要素は単数でも複数でも構わない。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. The following description and drawings are examples for explaining the present invention, and are appropriately omitted and simplified for clarity of explanation. The present invention can also be implemented in various other forms. Unless otherwise specified, each component may be singular or plural.

図面において示す各構成要素の位置、大きさ、形状、範囲などは、発明の理解を容易にするため、実際の位置、大きさ、形状、範囲などを表していない場合がある。このため、本発明は、必ずしも、図面に開示された位置、大きさ、形状、範囲などに限定されない。 The position, size, shape, range, etc. of each component shown in the drawings may not represent the actual position, size, shape, range, etc., in order to facilitate understanding of the invention. As such, the present invention is not necessarily limited to the locations, sizes, shapes, extents, etc., disclosed in the drawings.

(第1の実施形態および本発明の全体構成)
図1は、本発明の電力変換装置の電気回路図である。
(First embodiment and overall configuration of the present invention)
FIG. 1 is an electric circuit diagram of the power converter of the present invention.

電力変換装置は、インバータ101(制御回路103を含む)とキャパシタモジュール3とで構成され、車両に搭載されたバッテリ100から供給される直流電力を交流電力に変換して、モータ200へ出力している。バッテリ100とインバータ101と並列につながれたキャパシタモジュール3は、バッテリ100から供給される直流電力を平滑化している。 The power conversion device is composed of an inverter 101 (including a control circuit 103) and a capacitor module 3, converts DC power supplied from a battery 100 mounted on a vehicle into AC power, and outputs the AC power to a motor 200. there is A capacitor module 3 connected in parallel with a battery 100 and an inverter 101 smoothes the DC power supplied from the battery 100 .

インバータ101は、半導体素子23を2つ直列接続した半導体装置である1レグパワーモジュール104(以下パワーモジュール104)と、制御回路103と、のセット108を三相分備えている。なお、パワーモジュール104と制御回路103のセット108は、1相分のみを詳細に示し、他の2相分については図示を省略している。 The inverter 101 includes three-phase sets 108 of one-leg power modules 104 (hereinafter referred to as power modules 104 ), which are semiconductor devices in which two semiconductor elements 23 are connected in series, and control circuits 103 . A set 108 of the power module 104 and the control circuit 103 is shown in detail for only one phase, and illustration of the other two phases is omitted.

パワーモジュール104の上下アームの半導体素子23は、制御回路103から出力される制御信号によって、スイッチングのON・OFFがそれぞれ切り替えられる。制御回路103から出力される制御信号は、信号配線を通じゲート抵抗105を介して、上下アームの半導体素子23にそれぞれ入力されている。 The semiconductor elements 23 on the upper and lower arms of the power module 104 are switched between ON and OFF by control signals output from the control circuit 103 . A control signal output from the control circuit 103 is input to the semiconductor elements 23 of the upper and lower arms via the gate resistor 105 through the signal wiring.

三相のパワーモジュール104は、それぞれ高圧側入力配線106と低圧側入力配線107とに並列に接続されている。また、三相のパワーモジュール104は、それぞれ上下アームで直列接続した半導体素子23の中間点で、モータ200の各相のステータ巻線と接続されている。また、パワーモジュール104と制御回路103との三相分のセット108は、それぞれスイッチングのON・OFFの切り替えをすることで、モータ200へ交流電力を出力している。 The three-phase power modules 104 are connected in parallel to the high-voltage side input wiring 106 and the low-voltage side input wiring 107, respectively. The three-phase power module 104 is connected to the stator windings of each phase of the motor 200 at the intermediate points of the semiconductor devices 23 connected in series with the upper and lower arms. A three-phase set 108 including the power module 104 and the control circuit 103 outputs AC power to the motor 200 by switching between ON and OFF switching.

半導体素子23は、例えばIGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)とダイオードを組み合わせたものや、MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor)により構成される。 The semiconductor element 23 is composed of, for example, a combination of an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) and a diode, or a MOSFET (Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor).

図2は、本発明の第1の実施形態に係る電力変換装置におけるキャパシタモジュールの斜視図である。なお、以降の説明ではこの斜視図上方向の面をキャパシタモジュール3の上面(第1の面)、下方向の面をキャパシタモジュール3の下面(第2の面)とする。また、図2では説明の都合上、パワーモジュール104とキャパシタモジュール3を収納するケース6の一部を図示するとともに、本来はキャパシタモジュール3の上面に設置されるカバーを省略している。 FIG. 2 is a perspective view of a capacitor module in the power converter according to the first embodiment of the invention. In the following description, the upper surface of the perspective view is the upper surface (first surface) of the capacitor module 3, and the lower surface thereof is the lower surface (second surface) of the capacitor module 3. FIG. For convenience of explanation, FIG. 2 shows a part of the case 6 that houses the power module 104 and the capacitor module 3, and omits the cover that is originally placed on the upper surface of the capacitor module 3. As shown in FIG.

図1の電気回路図において、インバータ101の各パワーモジュール104では、半導体素子23のスイッチングのON・OFF切り替えの際に、急峻な電流の変化による電圧の変動が起こる。これを抑制するために、図2に示す長方形状のキャパシタモジュール3は、高圧側入力配線106および低圧側入力配線107に流れる電流を吸収して直流電力を平滑化したり、これらの直流配線を介して電流を各パワーモジュール104へと流したりする機能を持つ。 In the electric circuit diagram of FIG. 1 , in each power module 104 of the inverter 101 , when the switching of the semiconductor element 23 is turned ON/OFF, the voltage fluctuates due to the steep current change. In order to suppress this, the rectangular capacitor module 3 shown in FIG. 2 absorbs the current flowing through the high-voltage side input wiring 106 and the low-voltage side input wiring 107, smoothes the DC power, and passes through these DC wirings. It has a function of passing a current to each power module 104 through the power module 104 .

キャパシタモジュール3と接続されている高圧側入力配線106および低圧側入力配線107の一部は、図2においてキャパシタモジュール3から延伸したキャパシタ端子1に相当する。キャパシタ端子1は、キャパシタモジュール3の封止樹脂2から外部に突出しており、パワーモジュール104の絶縁基板12(図4に後述)と接続されている。 A part of the high voltage side input wiring 106 and the low voltage side input wiring 107 connected to the capacitor module 3 corresponds to the capacitor terminal 1 extending from the capacitor module 3 in FIG. Capacitor terminal 1 protrudes outside from sealing resin 2 of capacitor module 3 and is connected to insulating substrate 12 (described later in FIG. 4) of power module 104 .

キャパシタモジュール3の第1の面のうち、キャパシタ端子1が設けられている側の一辺に凹部4(第1凹部)が形成されている。また、同じ第1の面において、凹部4とは反対側の一辺に凹部5(第2凹部)が形成されている。この二つの凹部4,5は、第2の面から(ケース6から)の高さが同じである。 A concave portion 4 (first concave portion) is formed on one side of the first surface of the capacitor module 3 on which the capacitor terminal 1 is provided. Also, on the same first surface, a recess 5 (second recess) is formed on one side opposite to the recess 4 . The two recesses 4 and 5 have the same height from the second surface (from the case 6).

図3は、本発明の第1の実施形態に係る、キャパシタモジュール3の断面図である。なお図3では、キャパシタモジュール3の断面とともに、キャパシタモジュール3の第1の面に取り付けられるカバー7の断面と、キャパシタモジュール3を収納するケース6の断面と、を示している。 FIG. 3 is a cross-sectional view of the capacitor module 3 according to the first embodiment of the invention. Note that FIG. 3 shows a cross section of the capacitor module 3 , a cross section of the cover 7 attached to the first surface of the capacitor module 3 , and a cross section of the case 6 that houses the capacitor module 3 .

キャパシタモジュール3の第1の面は、キャパシタモジュール3がケース6と接触する面(第2の面)とは反対の面であり、カバー7と対向する上面である。キャパシタモジュール3の内部にはキャパシタセル102(以下キャパシタ102)が設けられており、このキャパシタ102からキャパシタモジュール3の外部へとキャパシタ端子1が延伸している。 The first surface of the capacitor module 3 is the surface opposite to the surface (second surface) of the capacitor module 3 in contact with the case 6 and the upper surface facing the cover 7 . A capacitor cell 102 (hereinafter referred to as a capacitor 102 ) is provided inside the capacitor module 3 , and a capacitor terminal 1 extends from the capacitor 102 to the outside of the capacitor module 3 .

キャパシタモジュール3の第2の面がケース6と接触することで、キャパシタモジュール3はケース6に設置されている。カバー7には、キャパシタモジュール3の封止樹脂2に形成されている凹部4,5にそれぞれ接触して嵌め合わされる凸部8(第1凸部),凸部9(第2凸部)が設けられている。凹部4と凹部5は、キャパシタ102を間に挟んで対向する位置に形成されている。 The capacitor module 3 is installed in the case 6 by the second surface of the capacitor module 3 coming into contact with the case 6 . The cover 7 has a convex portion 8 (first convex portion) and a convex portion 9 (second convex portion) that are fitted in contact with the concave portions 4 and 5 formed in the sealing resin 2 of the capacitor module 3, respectively. is provided. The recess 4 and the recess 5 are formed at positions facing each other with the capacitor 102 interposed therebetween.

凸部8が凹部4にあたることで、キャパシタモジュール3のキャパシタ端子1付近が加圧される。また、凸部9が凹部5にあたることで、凸部8による凹部4の加圧と合わせてキャパシタモジュール3の両端の2辺が押され、第1の面全体で圧力がかかる。そのため、キャパシタモジュール3全体がケース6に押し付けられ、固定性が高まる。 The vicinity of the capacitor terminal 1 of the capacitor module 3 is pressurized by the convex portion 8 coming into contact with the concave portion 4 . In addition, since the convex portion 9 hits the concave portion 5, the two sides of both ends of the capacitor module 3 are pressed together with the pressure of the concave portion 4 by the convex portion 8, and pressure is applied to the entire first surface. As a result, the entire capacitor module 3 is pressed against the case 6, improving fixability.

キャパシタモジュール3がケース6と凸部8,9とに接触することで、キャパシタモジュール3から発生する熱がケース6に移動するとともに、凸部8,9を介してカバー7に移動して、放熱される仕組みになっている。これにより、キャパシタモジュール3が直流電流を平滑化する際に、キャパシタ102が、自身の損失により加熱されて高温になる懸念を解消できる。 Since the capacitor module 3 is in contact with the case 6 and the protrusions 8 and 9, the heat generated from the capacitor module 3 is transferred to the case 6 and transferred to the cover 7 via the protrusions 8 and 9 to dissipate the heat. It is a mechanism to be done. As a result, when the capacitor module 3 smoothes the direct current, it is possible to eliminate the concern that the capacitor 102 will be heated due to its own loss and reach a high temperature.

非接触領域10は、キャパシタモジュール3の第1の面において、凹部4および凹部5を除いてカバー7とは接触しない領域である。この領域は従来技術であれば接触している領域であるが、接触状況によって2か所の凸部8,9と凹部4,5とが接触できなくなる可能性がある。そこで、凸部8,9と凹部4,5とを確実に接触できるようにするために、本発明ではこの領域に空気層である非接触領域10を設けて、凸部8,9と凹部4,5とが接触できない状態となるのを防いでいる。以上のように、キャパシタモジュール3が構成されていることで、固定性を維持しつつ固定用の部品の削減に貢献できるため、キャパシタモジュールおよび電力変換装置の小型化に貢献できる。 Non-contact region 10 is a region on the first surface of capacitor module 3 that does not come into contact with cover 7 except for recesses 4 and 5 . This area is a contact area in the conventional technology, but there is a possibility that the two protrusions 8 and 9 and the recesses 4 and 5 cannot contact each other depending on the contact situation. Therefore, in order to ensure contact between the projections 8, 9 and the recesses 4, 5, in the present invention, a non-contact region 10, which is an air layer, is provided in this region so that the projections 8, 9 and the recesses 4 are separated from each other. , 5 are prevented from being in contact with each other. By configuring the capacitor module 3 as described above, it is possible to contribute to a reduction in the number of fixing parts while maintaining the fixability, thereby contributing to miniaturization of the capacitor module and the power converter.

図4は、本発明の第1の実施形態に係る、電力変換装置の断面図である。 FIG. 4 is a cross-sectional view of the power converter according to the first embodiment of the present invention.

図4は、キャパシタモジュール3とパワーモジュール104を備えた電力変換装置の断面図である。パワーモジュール104は、主回路配線(図示せず)を備えた絶縁基板12と、パワーモジュール104で変換した電力を外部へ出力するAC出力配線19と、接続されている。ケース6には、AC出力配線19を支えている配線キャップ20が備えられている。 FIG. 4 is a cross-sectional view of a power converter including the capacitor module 3 and the power module 104. As shown in FIG. The power module 104 is connected to an insulating substrate 12 having main circuit wiring (not shown) and an AC output wiring 19 for outputting power converted by the power module 104 to the outside. The case 6 is provided with a wiring cap 20 supporting the AC output wiring 19 .

回路体であるパワーモジュール104は、リードフレーム13、ワイヤ14a,14b、半導体素子23、封止樹脂15を含んで構成され、キャパシタモジュール3で平滑化された直流電力を交流電力に変換している。 A power module 104, which is a circuit body, includes a lead frame 13, wires 14a and 14b, a semiconductor element 23, and a sealing resin 15, and converts the DC power smoothed by the capacitor module 3 into AC power. .

パワーモジュール104は、リードフレーム13と接続するワイヤ14aと、リードフレーム13上にある半導体素子23に接続するワイヤ14bと、を介して、絶縁基板12の主回路配線と接続されている。 The power module 104 is connected to the main circuit wiring of the insulating substrate 12 via wires 14a that connect to the leadframe 13 and wires 14b that connect to the semiconductor element 23 on the leadframe 13 .

封止樹脂15は、半導体素子23とリードフレーム13とワイヤ14a,14bと絶縁基板12と、のそれぞれの接続部分を封止する役割を持つモールド材である。 The sealing resin 15 is a molding material that serves to seal the connection portions of the semiconductor element 23 , the lead frame 13 , the wires 14 a and 14 b and the insulating substrate 12 .

キャパシタ端子1は、絶縁基板12の主回路配線とはんだ(図示せず)を介して接続されている。これにより、キャパシタモジュール3内のキャパシタセル102とパワーモジュール104とが電気的に接続されている。この接続部分は、封止樹脂15等でモールドされていないことによる固定性への懸念があるが、本発明によって、カバー7に凸部8と凸部9との両方を備えているため、キャパシタモジュール3の固定性を高められる。この構成であれば、車両のホイールに実装される電力変換装置であっても、この接続部に対しての回転応力も抑制でき、接続部が寸断されることを防止できる。 The capacitor terminal 1 is connected to the main circuit wiring of the insulating substrate 12 via solder (not shown). Thereby, the capacitor cells 102 in the capacitor module 3 and the power module 104 are electrically connected. Since this connection portion is not molded with the sealing resin 15 or the like, there is concern about its fixability. Fixability of the module 3 can be enhanced. With this configuration, even in a power conversion device mounted on a wheel of a vehicle, it is possible to suppress rotational stress applied to the connecting portion, and to prevent the connecting portion from being severed.

なお、凸部8、9と凹部4、5(図2参照)の寸法差によって起こる密着性の不均一さを解消するため、凸部8、9と凹部4、5のそれぞれの嵌合部分の間に、伸縮性と伝熱性とを持つ接着材(放熱部材)を挟んで密着性の補強を行ってもよい。また同様に、キャパシタモジュール3とカバー7との間の非接触領域10にも、伸縮性と伝熱性とを持つ接着材を挟んで密着性の補強を行っても良い。 In addition, in order to eliminate the non-uniform adhesion caused by the dimensional difference between the projections 8, 9 and the recesses 4, 5 (see FIG. 2), the respective fitting portions of the projections 8, 9 and the recesses 4, 5 are Adhesion may be reinforced by interposing an adhesive material (heat radiation member) having stretchability and heat transfer properties between them. Similarly, the non-contact area 10 between the capacitor module 3 and the cover 7 may be reinforced with an elastic and heat-conducting adhesive material.

パワーモジュール104とケース6との間には、流路形成体17が形成されている。リードフレーム13は、伝熱性の絶縁層であるグリス16aを介して流路形成体17に対して熱的に接続することで、半導体素子23が発生する熱を放熱している。流路形成体17は、内部に流れている冷媒18を用いてパワーモジュール104の発生熱を放熱する役割を持つ。 A channel forming body 17 is formed between the power module 104 and the case 6 . The lead frame 13 dissipates the heat generated by the semiconductor element 23 by thermally connecting the lead frame 13 to the flow path forming body 17 via the grease 16a, which is a heat conductive insulating layer. The flow path forming body 17 has a role of dissipating the heat generated by the power module 104 using the coolant 18 flowing inside.

ケース6とカバー7は、それぞれの両端部で接触しており、カバー7側の熱はケース6へ移動する。流路形成体17は、ケース6との間に伸縮性と伝熱性とを持つ接着剤であるグリス16bを有しており、このグリス16bを介してカバー7からケース6に移動した熱も冷却している。 Both ends of the case 6 and the cover 7 are in contact with each other, and the heat on the cover 7 side moves to the case 6 . The flow path forming body 17 has grease 16b, which is an adhesive having stretchability and heat conductivity, between the flow path forming body 17 and the case 6, and the heat transferred from the cover 7 to the case 6 is also cooled through this grease 16b. is doing.

図5は、図4の上面図である。 5 is a top view of FIG. 4. FIG.

複数のキャパシタモジュール3a~3cの各キャパシタ端子1a~1cは、一列に並べてケース6内に配置されている。3つのキャパシタモジュール3a~3cのうち、中央のキャパシタモジュール3bは、左右をキャパシタモジュール3a、3cに囲まれている。詳細は後述するが、このとき、中央のキャパシタモジュール3bとキャパシタモジュール3a、3cとで寸法差がある場合に、カバー7(図示せず)に形成された凸部がキャパシタモジュール3bの凹部に接触しない可能性があるため、図8や図9の変形例の構造を用いて、できる限り中央のキャパシタモジュール3bの凹部に凸部が接触しやすくしている。 The capacitor terminals 1a to 1c of the plurality of capacitor modules 3a to 3c are arranged in a line inside the case 6. As shown in FIG. Among the three capacitor modules 3a to 3c, the central capacitor module 3b is surrounded on the left and right by the capacitor modules 3a and 3c. Although the details will be described later, at this time, if there is a dimensional difference between the central capacitor module 3b and the capacitor modules 3a and 3c, the protrusions formed on the cover 7 (not shown) come into contact with the recesses of the capacitor module 3b. 8 and 9 are used to make it easier for the protrusions to come into contact with the recesses of the central capacitor module 3b as much as possible.

図6は、図5のキャパシタモジュール周辺のねじ締結部を説明する図である。 FIG. 6 is a diagram for explaining a screw fastening portion around the capacitor module in FIG. 5. FIG.

半導体装置11は、ケース6の角部にねじ締結部であるねじ穴21a~21dを形成している。以下に、ねじ穴21a~21dの形成位置の決め方について説明する。 In the semiconductor device 11, screw holes 21a to 21d, which are screw fastening portions, are formed in the corners of the case 6. As shown in FIG. How to determine the formation positions of the screw holes 21a to 21d will be described below.

まず、キャパシタモジュール3bの中心点から、紙面横方向に分割線22a、紙面縦方向に分割線22bを定義する。さらに、分割線22aに対して所定の等距離の位置に直線24a,24bを、分割線22bに対して所定の等距離の位置に直線24c,24dを、定義する。また、それぞれのキャパシタモジュール3a~3cの中心位置から等距離であり、互いに対向する辺のうち横方向の辺でありキャパシタ端子1が設けられている側を第1辺、第1辺に対向する辺を第2辺、第1辺と第2辺とに直角に接している縦方向の辺を第3辺,第4辺と、それぞれ定義する。直線24a~24dは、第1辺~第4辺にそれぞれ平行である。 First, from the center point of the capacitor module 3b, a dividing line 22a is defined in the horizontal direction of the paper, and a dividing line 22b is defined in the vertical direction of the paper. Furthermore, straight lines 24a and 24b are defined at positions equidistant from the dividing line 22a, and straight lines 24c and 24d are defined at positions equidistant from the dividing line 22b. Among the sides that are equidistant from the center positions of the respective capacitor modules 3a to 3c and are opposite to each other, the lateral side on which the capacitor terminals 1 are provided is the first side. A side is defined as a second side, and a vertical side perpendicular to the first side and the second side is defined as a third side and a fourth side, respectively. The straight lines 24a-24d are parallel to the first to fourth sides, respectively.

3つのキャパシタモジュール3a~3cにそれぞれ形成されている凹部4a~4cおよび凹部5a~5cは、直線24a、24b上に形成されている。キャパシタモジュール3a~3cにおいて、それぞれの中心点からの紙面上下方向の封止樹脂2の厚みが一様であれば、凹部4a~4cと凹部5a~5cの紙面上下方向のそれぞれの幅は等しくなる。 Recesses 4a-4c and recesses 5a-5c respectively formed in three capacitor modules 3a-3c are formed on straight lines 24a, 24b. In the capacitor modules 3a to 3c, if the thickness of the sealing resin 2 in the vertical direction of the paper from the respective center points is uniform, the widths of the recesses 4a to 4c and the recesses 5a to 5c in the vertical direction of the paper are equal. .

次に、直線24a,24bから平行で所定の等距離の位置に直線25a(第1直線),25b(第2直線)を、直線24c,24dから所定の等距離の位置に直線26a(第3直線),26b(第4直線)を、定義する。このとき、直線25bと直線26aと直線26bとは、ケース6の壁部上に定義される。 Next, straight lines 25a (first straight lines) and 25b (second straight lines) are placed at positions equidistant from the straight lines 24a and 24b, and straight lines 26a (third straight lines) are placed at positions equidistant from the straight lines 24c and 24d. straight line), 26b (fourth straight line). At this time, the straight lines 25 b , 26 a and 26 b are defined on the wall of the case 6 .

ケース6において、第1直線から第4直線のうち、いずれか2つの直線によって形成される交点上で、ケース6とカバー7(図6では図示せず)を固定するためのねじ穴21a~21dを形成する。 In case 6, screw holes 21a to 21d for fixing case 6 and cover 7 (not shown in FIG. 6) are provided at intersections formed by any two of the first to fourth straight lines. to form

ケース6上に固定されるカバー7には、3つのキャパシタモジュール3a~3cにそれぞれ形成されている凹部4a~4cおよび凹部5a~5cに接触する一定の高さの凸部8,9が、ケース6の壁部に接触しないように形成されている。また、カバー7には、ねじ穴21a~21dのねじ締結に対応できるように、ねじ穴21a~21dと重なる位置に貫通孔を設けている。 A cover 7 fixed on the case 6 has projections 8 and 9 of a certain height contacting the recesses 4a to 4c and the recesses 5a to 5c formed in the three capacitor modules 3a to 3c, respectively. 6 is formed so as not to come into contact with the wall portion. Further, the cover 7 is provided with through holes at positions overlapping with the screw holes 21a to 21d so as to correspond to screw fastening of the screw holes 21a to 21d.

このようにすることで、ケース6とカバー7をねじ穴21a~21dと貫通孔を通じて、均等な締結力でねじ締結した場合、キャパシタモジュール3bの凹部4bと凹部5bにかかる力は等しくなり、ケース6とカバー7を固定したときに、キャパシタモジュール3bの固定性が高まる。また、これに伴い、3つのキャパシタモジュール3a~3cにそれぞれ接続されているキャパシタ端子1a~1cの振動を防止し、キャパシタ端子1a~1cと絶縁基板12とのそれぞれの接続部の寸断を回避することができるため、電力変換装置の安定性と信頼性が向上する。 By doing so, when the case 6 and the cover 7 are screw-fastened through the screw holes 21a to 21d and the through-holes with a uniform fastening force, the force applied to the recess 4b and the recess 5b of the capacitor module 3b becomes equal, and the case When 6 and cover 7 are fixed, the fixability of capacitor module 3b is enhanced. In addition, along with this, the capacitor terminals 1a to 1c connected to the three capacitor modules 3a to 3c are prevented from vibrating, and the connecting portions between the capacitor terminals 1a to 1c and the insulating substrate 12 are prevented from breaking. Therefore, the stability and reliability of the power converter are improved.

なお、カバー7に設けられる凸部8,9は一続きにつながっている形状にする必要はなく、凹部4a~4cおよび凹部5a~5cの形状やサイズ、位置に対応させて、途中で途切れている形状にしてもよい。 It should be noted that the projections 8 and 9 provided on the cover 7 do not need to have a shape that is continuous, but are interrupted in the middle according to the shape, size, and position of the recesses 4a to 4c and the recesses 5a to 5c. It may be in the shape of

(第2の実施形態)
図7は、本発明の第2の実施形態に係る電力変換装置におけるキャパシタモジュールの断面図である。なお、図7の断面図は、図6の分割線22aを断線とした断面図である。
(Second embodiment)
FIG. 7 is a cross-sectional view of a capacitor module in a power converter according to a second embodiment of the invention. Note that the cross-sectional view of FIG. 7 is a cross-sectional view in which the dividing line 22a of FIG. 6 is broken.

本実施形態において、キャパシタモジュール3a~3cは、直線24a,24b(図6参照)上に設けられている凹部4a~4cおよび凹部5a~5cと、それに対応するカバー7に設けられた凸部によって、図6の紙面上下方向への応力に対応した固定がなされている。しかし、紙面左右方向においての振動によってキャパシタモジュール3a~3cのズレや接続部の寸断等の可能性があるため、横揺れの振動を抑えるための構造を設ける必要がある。 In this embodiment, the capacitor modules 3a to 3c are formed by recesses 4a to 4c and recesses 5a to 5c provided on straight lines 24a and 24b (see FIG. 6) and projections provided on the cover 7 corresponding thereto. , and is fixed in response to the stress in the vertical direction of the paper surface of FIG. However, since there is a possibility that the capacitor modules 3a to 3c may be displaced or the connecting portions may be cut off due to vibrations in the horizontal direction of the paper surface, it is necessary to provide a structure for suppressing lateral vibrations.

キャパシタモジュール3a~3cの間にはそれぞれ隙間27があり、その隙間27に嵌め合わされるように、本実施形態ではカバー7に凸部28(第3凸部)がさらに形成されている。凸部28は、図6の上下方向においてキャパシタモジュール3a~3cの辺と同じ長さの凸部である。この凸部28は、図6の左右方向に形成されている凸部8,9と接続する形状でもよい。このようにすることで、キャパシタモジュール3a~3cは紙面左右方向への振動を凸部28により防ぐことができる。 A gap 27 is provided between each of the capacitor modules 3a to 3c, and a protrusion 28 (third protrusion) is further formed on the cover 7 in this embodiment so as to fit into the gap 27. As shown in FIG. The convex portion 28 has the same length as the sides of the capacitor modules 3a to 3c in the vertical direction in FIG. The convex portion 28 may have a shape that connects with the convex portions 8 and 9 formed in the horizontal direction in FIG. By doing so, the capacitor modules 3a to 3c can be prevented from vibrating in the lateral direction of the paper surface by the projections 28. FIG.

(第3の実施形態)
図8は、本発明の第3の実施形態に係る、キャパシタモジュールの断面図である。なお、キャパシタモジュール3Bの断面図は、図6の直線24aを断線とした断面図である。
(Third Embodiment)
FIG. 8 is a cross-sectional view of a capacitor module according to a third embodiment of the invention. The cross-sectional view of the capacitor module 3B is a cross-sectional view taken along the straight line 24a in FIG.

図8は、キャパシタモジュール3a~3cにおいて、たとえば、カバー7の変形により、中央のキャパシタモジュール3bに対して凸部8(9)の嵌め合わせが悪く、力が加わらないケースを防止するため、中央のキャパシタモジュール3bに対応した凸部8bの高さ(凸部の長さ)が、キャパシタモジュール3aおよび3cの凸部8aの高さよりも大きく形成されている。 FIG. 8 shows that, in the capacitor modules 3a to 3c, for example, due to deformation of the cover 7, the projection 8 (9) is poorly fitted to the capacitor module 3b in the center, and in order to prevent a case where force is not applied, the center The height (the length of the protrusion) of the protrusion 8b corresponding to the capacitor module 3b is formed to be greater than the height of the protrusions 8a of the capacitor modules 3a and 3c.

これにより、凸部8bに対応する中央のキャパシタモジュール3bの凹部4bは嵌め合わされているが、凸部8aはキャパシタモジュール3aおよび3cのそれぞれの凹部4a、4cには完全に嵌め合わされていない。この状態で、カバー7をねじ締結等でケース6と締結すると、カバー7は凸部8bを中心として変形するため、完全に嵌め合わされていない凸部8aと凹部4a、4cとのそれぞれの間隔が狭まり接触する。このようにすることで、中央のキャパシタモジュール3bをより強く固定しつつ、キャパシタモジュール3a~3cすべての固定性が高まる。 As a result, the concave portion 4b of the central capacitor module 3b corresponding to the convex portion 8b is fitted, but the convex portion 8a is not completely fitted into the concave portions 4a and 4c of the capacitor modules 3a and 3c. In this state, when the cover 7 is fastened to the case 6 by screwing or the like, the cover 7 is deformed around the convex portion 8b. narrow and come into contact. By doing so, the fixability of all the capacitor modules 3a to 3c is enhanced while the central capacitor module 3b is fixed more strongly.

(第4の実施形態)
図9は、本発明の第4の実施形態に係る、キャパシタモジュールの断面図である。
(Fourth embodiment)
FIG. 9 is a cross-sectional view of a capacitor module according to a fourth embodiment of the invention.

キャパシタモジュール3aおよび3cのそれぞれの凹部は、本実施形態では、凹部4dと凹部4eのように、キャパシタモジュール3bの凹部4よりも深く形成されている。言い換えれば、中央に配置されるキャパシタモジュール3bの凹部の深さは、キャパシタモジュール3aおよび3cのそれぞれの凹部4d,4eの深さよりも小さい。 In this embodiment, the recesses of capacitor modules 3a and 3c are formed deeper than recesses 4 of capacitor module 3b, like recesses 4d and 4e. In other words, the depth of the recess of centrally arranged capacitor module 3b is smaller than the depth of recesses 4d and 4e of capacitor modules 3a and 3c, respectively.

このようにすることで、第3実施形態(図8)と同様に、カバー7がケース6と締結されるときに、カバー7がキャパシタモジュール3bの凹部に嵌め合わされる凸部を中心に変形する。よって、完全に嵌め合わされていない凸部8と凹部4d、4eとの間隔が狭まり接触することで、中央のキャパシタモジュール3bをより強く固定しつつ、キャパシタモジュール3a~3cすべての固定性が高まる。 By doing so, similarly to the third embodiment (FIG. 8), when the cover 7 is fastened to the case 6, the cover 7 is deformed around the convex portion fitted to the concave portion of the capacitor module 3b. . Therefore, the distance between the convex portion 8 and the concave portions 4d and 4e, which are not completely fitted, is narrowed and brought into contact with each other, so that the central capacitor module 3b is more firmly fixed, and the fixability of all the capacitor modules 3a to 3c is enhanced.

なお、図8および図9に示した例では、キャパシタモジュール3a~3cの3つの構成の場合で説明したが、これに限らず3つ以上のキャパシタモジュール3でありかつ奇数個で並列方向に複数配置した形態であれば、同様に効果を奏することができる。 In the example shown in FIGS. 8 and 9, the case of the three capacitor modules 3a to 3c has been described, but the invention is not limited to this, and the number of the capacitor modules 3 is not limited to three, and an odd number of capacitor modules 3 are arranged in parallel. A similar effect can be achieved with the form in which they are arranged.

(第5の実施形態)
図10は、本発明の第5の実施形態に係る、電力変換装置の上面図である。
(Fifth embodiment)
FIG. 10 is a top view of a power conversion device according to a fifth embodiment of the present invention.

本実施形態と図5に示した第1の実施形態との違いは、キャパシタ端子1と絶縁基板12との接続の向きが異なるキャパシタモジュール3dが、キャパシタモジュール3a~3cとは別に、ケース6に配置されている点である。キャパシタモジュール3dにおいて、キャパシタ端子1dが突出している辺には凹部4fが設けられ、その対向する辺に凹部5fが設けられている。この凹部4f,5fは、凹部4a~4c及び凹部5a~5cとは垂直方向に形成され、凹部4f,5fに嵌め合わせて接触するように、カバー7に凸部が設けられる。このようにすることで、ケース6に異なる向きで絶縁基板12に接続されたキャパシタ端子1dに対しての振動を抑制し、キャパシタモジュール3dの安定性を向上させることができる。 A difference between this embodiment and the first embodiment shown in FIG. It is the point where it is arranged. In the capacitor module 3d, a concave portion 4f is provided on the side from which the capacitor terminal 1d protrudes, and a concave portion 5f is provided on the opposite side. The concave portions 4f and 5f are formed in a direction perpendicular to the concave portions 4a to 4c and the concave portions 5a to 5c, and the cover 7 is provided with convex portions so as to fit and contact the concave portions 4f and 5f. By doing so, it is possible to suppress the vibration of the capacitor terminals 1d connected to the insulating substrate 12 in different directions in the case 6, thereby improving the stability of the capacitor module 3d.

(第6の実施形態)
図11は、第6の実施形態に係る、電力変換装置の断面図である。
(Sixth embodiment)
FIG. 11 is a cross-sectional view of a power converter according to the sixth embodiment.

本実施形態と図4の電力変換装置に示す実施形態との違いは、パワーモジュール104Eの絶縁基板12との接続をワイヤ14a,14bではなくリードフレーム13bにした上で、リードフレーム13bは伝熱性の絶縁層であるグリス16cを介して、新たに設けた流路形成体17bと熱的に接続している点である。流路形成体17bの内部に流れる冷媒18により、パワーモジュール104Eは両面から冷却される。 The difference between this embodiment and the embodiment shown in the power conversion apparatus of FIG. It is thermally connected to the newly provided flow path forming body 17b through the grease 16c which is an insulating layer. The power module 104E is cooled from both sides by the coolant 18 flowing inside the passage forming body 17b.

また、流路形成体17bおよびキャパシタモジュール3Eとカバー7との間に、伸縮性のある放熱部材29をそれぞれ設ける。これにより、キャパシタモジュール3Eにおけるカバー7とキャパシタモジュール3との凸部・凹部の接触を保ちつつ、キャパシタモジュール3からの流路形成体17bへのカバー7を介した放熱性能を高めることができる。 Further, elastic heat radiation members 29 are provided between the flow path forming body 17b and the capacitor module 3E and the cover 7, respectively. As a result, it is possible to improve the heat radiation performance from the capacitor module 3 to the flow path forming body 17b through the cover 7 while maintaining the contact between the cover 7 and the capacitor module 3 of the capacitor module 3E.

(第7の実施形態)
図12は、第7実施形態に係る、キャパシタモジュールの断面図である。
(Seventh embodiment)
FIG. 12 is a cross-sectional view of a capacitor module according to a seventh embodiment;

本実施形態のキャパシタモジュール3Fと図3のキャパシタモジュール3との違いは、まずキャパシタ102がキャパシタモジュール3Fの内部で2つに同寸法で分かれている点である。さらに、2つのキャパシタ102の間に、それぞれのキャパシタ102同士が対向する面と平行で所定の等距離である中線30を定義し、キャパシタモジュール3Fにおける中線30の第1面付近には、第2凹部5Fおよび第2凸部9Fが形成されている。 The difference between the capacitor module 3F of this embodiment and the capacitor module 3 of FIG. 3 is that the capacitor 102 is divided into two with the same dimensions inside the capacitor module 3F. Furthermore, between the two capacitors 102, a median line 30 is defined that is parallel to the surfaces facing each other and is equidistant from each other. A second concave portion 5F and a second convex portion 9F are formed.

このようにしたので、キャパシタ102が複数でキャパシタモジュール3Fの一相分を担う場合、カバー7の凸部8および9Fによるキャパシタモジュール3Fの固定はキャパシタモジュール3Fの両端ではなく、キャパシタ102同士の間(キャパシタモジュール3Fの真ん中)に凸部9Fおよび凹部の嵌め合わせによって固定することで、安定性を高めることができる。また、キャパシタモジュール3Fのケース6への固定方法(カバー7に設ける凸部9Fの形成)の選択肢も増える。 Thus, when a plurality of capacitors 102 serve for one phase of the capacitor module 3F, the capacitor module 3F is fixed by the projections 8 and 9F of the cover 7 not at both ends of the capacitor module 3F, but between the capacitors 102. Stability can be enhanced by fixing the capacitor module 3F (in the middle of the capacitor module 3F) by fitting the convex portion 9F and the concave portion. Moreover, the number of options for fixing the capacitor module 3F to the case 6 (formation of the convex portion 9F provided on the cover 7) is increased.

以上説明した本発明の第1~第7の実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。 According to the first to seventh embodiments of the present invention described above, the following effects are obtained.

(1)電力変換装置は、直流電力を交流電力に変換するパワーモジュール104と、直流電力を平滑化するキャパシタモジュール3と、パワーモジュール104とキャパシタモジュール3とを収納するケース6と、ケース6上に固定されるカバー7と、を備える。このキャパシタモジュール3は、キャパシタセル102と、キャパシタセル102から延伸し、パワーモジュール104と電気的に接続されるキャパシタ端子1と、を有し、キャパシタモジュール3において、キャパシタモジュール3がケース6と接触する面とは反対の面であり、カバー7と対向面である上面では、キャパシタ端子1が設けられている第1辺には第1凹部4が形成され、キャパシタセル102を間に挟んで第1辺と対向している第2辺には第2凹部5が形成され、カバー7は、第1凹部4に嵌め合わされる第1凸部8と、第2凹部5に嵌め合わされる第2凸部9と、が設けられており、上面において、第1凹部4及び第2凹部5以外の面は、カバー7とは接触しない非接触領域10を有する。このようにしたことで、実装密度の向上と冷却性の向上とキャパシタ102及びキャパシタ端子1の振動防止と、を並立させた電力変換装置を提供できる。 (1) The power converter includes a power module 104 that converts DC power into AC power, a capacitor module 3 that smoothes the DC power, a case 6 that houses the power module 104 and the capacitor module 3, and a and a cover 7 fixed to the . The capacitor module 3 has a capacitor cell 102 and a capacitor terminal 1 extending from the capacitor cell 102 and electrically connected to the power module 104 . On the top surface, which is the surface opposite to the surface facing the cover 7 and the surface facing the cover 7, the first recess 4 is formed on the first side where the capacitor terminal 1 is provided, and the capacitor cell 102 is sandwiched between the first recesses 4. A second recess 5 is formed on a second side facing the first side, and the cover 7 includes a first protrusion 8 that fits into the first recess 4 and a second protrusion that fits into the second recess 5 . A portion 9 is provided, and the surface other than the first concave portion 4 and the second concave portion 5 on the upper surface has a non-contact area 10 that does not contact the cover 7 . By doing so, it is possible to provide a power conversion device in which improvement in mounting density, improvement in cooling performance, and prevention of vibration of the capacitor 102 and the capacitor terminal 1 are achieved in parallel.

(2)電力変換装置が有する複数のキャパシタモジュール3a~3cの各キャパシタ端子1は一列に並べて配置され、キャパシタモジュール3a~3cは長方形状であり、それぞれのキャパシタモジュール3a~3cの中心位置から等距離であり互いに対向する第1辺24aと第2辺24bと、第1辺24aと第2辺24bとに直角に接している第3辺24cと第4辺24dと、が設けられる。さらに、第1辺24aと第2辺24bとからそれぞれ平行で所定の等距離である直線を第1直線25aと第2直線25b、第3辺24cと第4辺24dとからそれぞれ平行で所定の等距離である直線を第3直線26aと第4直線26b、と定義する。これらの直線のうち、第2直線25bと第3直線26aと第4直線26bとは、ケース6の壁部上にあり、第1直線25aから第4直線26bのうちいずれか2つの直線によって形成される交点上で、ケース6とカバー7を固定するためのねじ締結部が形成されている。このようにしたことで、キャパシタモジュール3a~3cの固定性が高まる。 (2) Each capacitor terminal 1 of a plurality of capacitor modules 3a to 3c possessed by the power conversion device is arranged in a line, the capacitor modules 3a to 3c are rectangular, and the center position of each capacitor module 3a to 3c, etc. There are provided a first side 24a and a second side 24b that are separated from each other and face each other, and a third side 24c and a fourth side 24d that are perpendicular to the first side 24a and the second side 24b. Furthermore, straight lines that are parallel and equidistant from the first side 24a and the second side 24b, respectively, are drawn from the first straight line 25a and the second straight line 25b, and from the third side 24c and the fourth side 24d, parallel and at a predetermined distance. Equidistant straight lines are defined as a third straight line 26a and a fourth straight line 26b. Among these straight lines, the second straight line 25b, the third straight line 26a and the fourth straight line 26b are on the wall of the case 6 and formed by any two of the first straight line 25a to the fourth straight line 26b. A screw fastening portion for fixing the case 6 and the cover 7 is formed on the intersection of the two. By doing so, the fixability of the capacitor modules 3a to 3c is enhanced.

(3)電力変換装置が有する複数のキャパシタモジュール3a~3cは一列に並べて配置され、カバー7は、それぞれのキャパシタモジュール3a~3cの間隙27に対して嵌め合わされる第3凸部28が設けられている。このようにしたことで、縦揺れだけでなく横揺れにも対応した振動対策を施した電力変換装置を提供できる。 (3) A plurality of capacitor modules 3a to 3c of the power conversion device are arranged in a line, and the cover 7 is provided with a third protrusion 28 that fits into the gap 27 of each of the capacitor modules 3a to 3c. ing. By doing so, it is possible to provide a power conversion device that has anti-vibration measures against not only vertical shaking but also horizontal shaking.

(4)キャパシタモジュール3を3つ以上の奇数個で一列に並べて複数配置した場合、並列方向の配置のうち、中央に配置される中央キャパシタモジュール3bの当該第1凸部8bおよび当該第2凸部のそれぞれの高さは、中央キャパシタモジュール3b以外のキャパシタモジュール3の当該第1凸部8および第2凸部9のそれぞれの高さよりも大きい。このようにしたことで、中央のキャパシタモジュール3bをより強く固定しつつ、ケース6に設置されるキャパシタモジュール3すべての固定性が高まる。 (4) When an odd number of three or more capacitor modules 3 are arranged in a row, the first convex portion 8b and the second convex portion 8b of the central capacitor module 3b arranged in the center of the arrangement in the parallel direction The height of each portion is greater than the height of each of the first convex portion 8 and the second convex portion 9 of the capacitor modules 3 other than the central capacitor module 3b. By doing so, the fixability of all the capacitor modules 3 installed in the case 6 is enhanced while the central capacitor module 3b is fixed more strongly.

(5)キャパシタモジュール3を3つ以上の奇数個で一列に並べて複数配置した場合、並列方向の配置のうち、中央に配置される中央キャパシタモジュール3bの当該第1凹部および当該第2凹部のそれぞれの深さは、中央キャパシタモジュール3b以外のキャパシタモジュール3の当該第1凹部4d,4eおよび当該第2凹部のそれぞれの深さよりも小さい。このようにしたことで、中央のキャパシタモジュール3bをより強く固定しつつ、ケース6に設置されるキャパシタモジュール3すべての固定性が高まる。 (5) When an odd number of three or more capacitor modules 3 are arranged in a row, each of the first recess and the second recess of the central capacitor module 3b arranged in the center of the arrangement in the parallel direction is smaller than the depth of each of the first recesses 4d and 4e and the second recesses of the capacitor modules 3 other than the central capacitor module 3b. By doing so, the fixability of all the capacitor modules 3 installed in the case 6 is enhanced while the central capacitor module 3b is fixed more strongly.

(6)パワーモジュール104とケース6との間には第1流路形成体17が形成されている。このようにしたことで、パワーモジュール104から伝達される熱を放熱できる。 (6) A first flow path forming body 17 is formed between the power module 104 and the case 6 . By doing so, the heat transferred from the power module 104 can be radiated.

(7)第1流路形成体17とケース6との間には、伸縮性の放熱部材16bが備えられている。このようにしたことで、ケース6から伝達される熱を放熱できる。 (7) Between the first flow path forming body 17 and the case 6, a stretchable heat radiating member 16b is provided. By doing so, the heat transferred from the case 6 can be dissipated.

(8)パワーモジュール104Eとカバー7との間には第2流路形成体17bが形成されている。このようにしたことで、パワーモジュール104から伝達される熱を、その両面に設けた流路形成体17a,17bで放熱できる。 (8) A second flow path forming body 17b is formed between the power module 104E and the cover 7 . By doing so, the heat transmitted from the power module 104 can be radiated by the flow path forming bodies 17a and 17b provided on both sides thereof.

(9)第2流路形成体17bとカバー7との間には、伸縮性の放熱部材29が備えられている。このようにしたことで、カバー7から伝達される熱を放熱できる。 (9) A stretchable heat radiating member 29 is provided between the second flow path forming body 17b and the cover 7 . By doing so, the heat transferred from the cover 7 can be radiated.

(10)非接触領域10には、伸縮性の放熱部材29が備えられている。このようにしたことで、キャパシタモジュール3Eから伝達される熱を、カバー7を介して流路形成体17bに伝えて放熱できる。 (10) The non-contact area 10 is provided with a stretchable heat dissipation member 29 . By doing so, the heat transmitted from the capacitor module 3E can be transmitted to the flow path forming body 17b through the cover 7 and radiated.

(11)パワーモジュール104Eと第1流路形成体17aとの間には、伝熱性の絶縁層16a,16cが備えられている。このようにしたことで、パワーモジュール104Eを第1流路形成体17aによって冷却できる。 (11) Heat conductive insulating layers 16a and 16c are provided between the power module 104E and the first flow path forming body 17a. By doing in this way, the power module 104E can be cooled by the 1st flow-path formation body 17a.

(12)パワーモジュール104Eと第1流路形成体17aおよび第2流路形成体17bとの間には、伝熱性の絶縁層16a,16cがそれぞれ備えられている。このようにしたことで、パワーモジュール104Eを第1流路形成体17aと第2流路形成体17bとによって両面冷却できる。 (12) Heat conductive insulating layers 16a and 16c are provided between the power module 104E and the first flow path forming body 17a and the second flow path forming body 17b, respectively. By doing so, the power module 104E can be double-sided cooled by the first flow path forming body 17a and the second flow path forming body 17b.

(13)第1凹部と第1凸部との間、および第2凹部と第2凸部との間には、伸縮性の放熱部材(接着剤)がそれぞれ備えられている。このようにしたことで、カバー7とキャパシタモジュール3の密着性の補強ができる。 (13) A stretchable heat dissipation member (adhesive) is provided between the first concave portion and the first convex portion and between the second concave portion and the second convex portion, respectively. By doing so, the adhesion between the cover 7 and the capacitor module 3 can be reinforced.

(14)キャパシタモジュール3Fは、その内部に同寸法である2つのキャパシタセル102を備え、2つのキャパシタセル102の間に、それぞれのキャパシタセル102同士が対向する面と平行で所定の等距離である中線30を定義し、キャパシタモジュール3Fにおいて、第2凹部5Fは中線30上に形成されている。このようにしたことで、キャパシタモジュール3Fの固定方法の選択肢が増え、設計要求に対応できる。 (14) The capacitor module 3F has two capacitor cells 102 of the same size inside, and between the two capacitor cells 102, the respective capacitor cells 102 are parallel to the facing surfaces and at a predetermined equal distance. A midline 30 is defined, and the second recess 5F is formed on the midline 30 in the capacitor module 3F. By doing so, the options for fixing the capacitor module 3F are increased, and design requirements can be met.

(15)ケース6内には、第1凹部4a~4c及び第2凹部5a~5cとは垂直方向に形成される第3凹部4f及び第4凹部5fを有する別体のキャパシタモジュール3dが備えられている。このようにしたことで、別体で異なる向きで搭載されているキャパシタモジュール3dがあっても、絶縁基板12に接続されたキャパシタ端子3dに対しての振動が抑制され、キャパシタモジュール1dの安定性が確保される。 (15) A separate capacitor module 3d having a third recess 4f and a fourth recess 5f formed in a direction perpendicular to the first recesses 4a to 4c and the second recesses 5a to 5c is provided in the case 6. ing. By doing so, even if there is a capacitor module 3d that is separately mounted in a different direction, the vibration of the capacitor terminal 3d connected to the insulating substrate 12 is suppressed, and the stability of the capacitor module 1d is improved. is ensured.

なお、本発明は上記の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内で様々な変形や他の構成を組み合わせることができる。また本発明は、上記の実施形態で説明した全ての構成を備えるものに限定されず、その構成の一部を削除したものも含まれる。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and other configurations can be combined without departing from the scope of the invention. Moreover, the present invention is not limited to those having all the configurations described in the above embodiments, and includes those having some of the configurations omitted.

1・・・キャパシタ端子
2・・・封止樹脂(キャパシタモジュール)
3、3a~3d、3A~3F・・・キャパシタモジュール
4、4a、4b、4c、4d、4e・・・(第1)凹部
4f・・・(第3)凹部
5、5a、5b、5c・・・(第2)凹部
5f・・・(第4)凹部
6・・・ケース
7・・・カバー
8、8a、8b・・・(第1)凸部
9・・・(第2)凸部
10・・・非接触領域
12・・・絶縁基板
13・・・リードフレーム
14a、14b・・・ワイヤ
15・・・封止樹脂(パワーモジュール)
16a、16b、16c・・・グリス
17、17a、17b・・・流路形成体
18・・・冷媒
19・・・AC出力配線
20・・・配線キャップ
21a、21b、21c、21d・・・ねじ穴
22a、22b・・・分割線
23・・・半導体素子
24a・・・直線(第1辺)
24b・・・直線(第2辺)
24c・・・直線(第3辺)
24d・・・直線(第4辺)
25a・・・第1直線
25b・・・第2直線
26a・・・第3直線
26b・・・第4直線
27・・・間隙
28・・・(第3)凸部
29・・・放熱部材
30・・・中線
102・・・キャパシタセル
104、104E・・・1レグパワーモジュール
1: Capacitor terminal 2: Sealing resin (capacitor module)
3, 3a to 3d, 3A to 3F Capacitor modules 4, 4a, 4b, 4c, 4d, 4e (first) recess 4f (third) recess 5, 5a, 5b, 5c (Second) concave portion 5f (fourth) concave portion 6 case 7 cover 8, 8a, 8b (first) convex portion 9 (second) convex portion Reference Signs List 10 Non-contact area 12 Insulating substrate 13 Lead frames 14a, 14b Wires 15 Sealing resin (power module)
16a, 16b, 16c Grease 17, 17a, 17b Flow path forming body 18 Refrigerant 19 AC output wiring 20 Wiring caps 21a, 21b, 21c, 21d Screws Holes 22a, 22b Dividing line 23 Semiconductor element 24a Straight line (first side)
24b... straight line (second side)
24c... straight line (third side)
24d... straight line (fourth side)
25a First straight line 25b Second straight line 26a Third straight line 26b Fourth straight line 27 Gap 28 (third) projection 29 Heat dissipation member 30 ... Middle line 102 ... Capacitor cells 104, 104E ... 1 leg power module

Claims (15)

直流電力を交流電力に変換するパワーモジュールと、
前記直流電力を平滑化するキャパシタモジュールと、
前記パワーモジュールと前記キャパシタモジュールとを収納するケースと、
前記ケース上に固定されるカバーと、を備え、
前記キャパシタモジュールは、
キャパシタセルと、
前記キャパシタセルから延伸し、前記パワーモジュールと電気的に接続されるキャパシタ端子と、を有し、
前記キャパシタモジュールにおいて、前記キャパシタモジュールが前記ケースと接触する面とは反対の面であり、前記カバーと対向面である上面では、前記キャパシタ端子が設けられている第1辺には第1凹部が形成され、前記キャパシタセルを間に挟んで前記第1辺と対向している第2辺には第2凹部が形成され、
前記カバーは、前記第1凹部に嵌め合わされる第1凸部と、前記第2凹部に嵌め合わされる第2凸部と、が設けられており、
前記上面において、前記第1凹部及び前記第2凹部以外の面は、前記カバーとは接触しない非接触領域を有する
電力変換装置。
a power module that converts DC power into AC power;
a capacitor module that smoothes the DC power;
a case that houses the power module and the capacitor module;
a cover fixed on the case,
The capacitor module is
a capacitor cell;
a capacitor terminal extending from the capacitor cell and electrically connected to the power module;
In the capacitor module, the upper surface, which is the surface opposite to the surface in contact with the case and faces the cover, has a first recess on the first side where the capacitor terminals are provided. a second recess is formed in a second side facing the first side with the capacitor cell interposed therebetween;
The cover is provided with a first protrusion that fits into the first recess and a second protrusion that fits into the second recess,
In the upper surface, a surface other than the first recess and the second recess has a non-contact region that does not contact the cover. Power conversion device.
請求項1に記載の電力変換装置であって、
前記キャパシタモジュールを複数有し、
複数の前記キャパシタモジュールは一列に並べて配置され、
前記キャパシタモジュールは長方形状であり、それぞれの前記キャパシタモジュールの中心位置から等距離であり互いに対向する前記第1辺と前記第2辺と、前記第1辺と前記第2辺とに直角に接している第3辺と第4辺と、が設けられ、
前記第1辺と前記第2辺とからそれぞれ平行で所定の等距離である直線を第1直線と第2直線、前記第3辺と前記第4辺とからそれぞれ平行で所定の等距離である直線を第3直線と第4直線、と定義すると、
前記第2直線と前記第3直線と前記第4直線とは、前記ケースの壁部上にあり、
前記第1直線から前記第4直線のうちいずれか2つの直線によって形成される交点上で、前記ケースと前記カバーを固定するためのねじ締結部が形成されている
電力変換装置。
The power converter according to claim 1,
Having a plurality of the capacitor modules,
the plurality of capacitor modules are arranged in a row,
The capacitor module has a rectangular shape, and the first side and the second side are equidistant from the center position of each capacitor module and face each other, and the first side and the second side are in contact with each other at right angles. a third side and a fourth side are provided,
A straight line that is parallel and equidistant from the first side and the second side is a straight line that is parallel and equidistant from the first side and the second side, and a straight line is parallel and equidistant from the third side and the fourth side. If the straight lines are defined as the 3rd straight line and the 4th straight line,
the second straight line, the third straight line and the fourth straight line are on the wall of the case;
A power conversion device, wherein a screw fastening portion for fixing the case and the cover is formed on an intersection formed by any two of the first straight line to the fourth straight line.
請求項1に記載の電力変換装置であって、
前記複数のキャパシタモジュールを複数有し、
複数の前記キャパシタモジュールは一列に並べて配置され、
前記カバーは、それぞれの前記キャパシタモジュールの間隙に対して嵌め合わされる第3凸部が設けられている
電力変換装置。
The power converter according to claim 1,
Having a plurality of the plurality of capacitor modules,
the plurality of capacitor modules are arranged in a row,
The power conversion device, wherein the cover is provided with a third projection that fits into the gap of each of the capacitor modules.
請求項1に記載の電力変換装置であって、
前記キャパシタモジュールを3つ以上の奇数個で一列に並べて複数配置した場合、
前記並列方向の配置のうち、中央に配置される中央キャパシタモジュールの当該第1凸部および当該第2凸部のそれぞれの高さは、前記中央キャパシタモジュール以外の前記キャパシタモジュールの当該第1凸部および当該第2凸部のそれぞれの高さよりも大きい
電力変換装置。
The power converter according to claim 1,
When an odd number of three or more of the capacitor modules are arranged in a row,
In the arrangement in the parallel direction, the heights of the first protrusions and the second protrusions of the central capacitor module arranged in the center are equal to the heights of the first protrusions of the capacitor modules other than the central capacitor module. and greater than the height of each of the second protrusions.
請求項1に記載の電力変換装置であって、
前記キャパシタモジュールを3つ以上の奇数個で一列に並べて複数配置した場合、
前記並列方向の配置のうち、中央に配置される中央キャパシタモジュールの当該第1凹部および当該第2凹部のそれぞれの深さは、前記中央キャパシタモジュール以外の前記キャパシタモジュールの当該第1凹部および当該第2凹部のそれぞれの深さよりも小さい
電力変換装置。
The power converter according to claim 1,
When an odd number of three or more of the capacitor modules are arranged in a row,
In the arrangement in the parallel direction, the depths of the first recesses and the second recesses of the central capacitor module arranged in the center are the same as the depths of the first recesses and the second recesses of the capacitor modules other than the central capacitor module. A power conversion device that is smaller than the depth of each of the two recesses.
請求項1に記載の電力変換装置であって、
前記パワーモジュールと前記ケースとの間には第1流路形成体が形成されている
電力変換装置。
The power converter according to claim 1,
A power conversion device, wherein a first flow path forming body is formed between the power module and the case.
請求項6に記載の電力変換装置であって、
前記第1流路形成体と前記ケースとの間には、伸縮性の放熱部材が備えられている
電力変換装置。
The power converter according to claim 6,
A power conversion device, wherein a stretchable heat dissipation member is provided between the first flow path forming body and the case.
請求項6に記載の電力変換装置であって、
前記パワーモジュールと、前記第1流路形成体との間には、伝熱性の絶縁層が備えられている
電力変換装置。
The power converter according to claim 6,
A power conversion device, wherein a heat conductive insulating layer is provided between the power module and the first flow path forming body.
請求項6に記載の電力変換装置であって、
前記パワーモジュールと前記カバーとの間には第2流路形成体が形成されている
電力変換装置。
The power converter according to claim 6,
A power conversion device, wherein a second flow path forming body is formed between the power module and the cover.
請求項9に記載の電力変換装置であって、
前記第2流路形成体と前記カバーとの間には、伸縮性の放熱部材が備えられている
電力変換装置。
The power converter according to claim 9,
A power conversion device, wherein a stretchable heat dissipation member is provided between the second flow path forming body and the cover.
請求項9に記載の電力変換装置であって、
前記パワーモジュールと前記第1流路形成体および前記第2流路形成体との間には、伝熱性の絶縁層がそれぞれ備えられている
電力変換装置。
The power converter according to claim 9,
A power conversion device, wherein a heat conductive insulating layer is provided between the power module and the first flow path forming body and the second flow path forming body, respectively.
請求項1に記載の電力変換装置であって、
前記非接触領域には、伸縮性の放熱部材が備えられている
電力変換装置。
The power converter according to claim 1,
The power conversion device, wherein the non-contact area is provided with a stretchable heat dissipation member.
請求項1に記載の電力変換装置であって、
前記第1凹部と前記第1凸部との間、および前記第2凹部と前記第2凸部との間には、伸縮性の放熱部材がそれぞれ備えられている
電力変換装置。
The power converter according to claim 1,
A power conversion device, wherein a stretchable heat dissipation member is provided between the first concave portion and the first convex portion and between the second concave portion and the second convex portion.
請求項1に記載の電力変換装置であって、
前記キャパシタモジュールは、その内部に2つの前記キャパシタセルを備え、
2つの前記キャパシタセルの間に、それぞれの前記キャパシタセル同士が対向する面と平行で所定の等距離である中線を定義し、
前記キャパシタモジュールにおいて、前記第2凹部は前記中線上に形成されている
電力変換装置。
The power converter according to claim 1,
the capacitor module includes two of the capacitor cells therein;
defining a median line between two of the capacitor cells that is parallel to the planes of the capacitor cells facing each other and is a predetermined equidistant distance;
The power conversion device, wherein the second recess is formed on the midline in the capacitor module.
請求項1に記載の電力変換装置であって、
前記第1凹部及び前記第2凹部とは垂直方向に形成される第3凹部及び第4凹部を有する別体の前記キャパシタモジュールを備える
電力変換装置。
The power converter according to claim 1,
A power converter comprising the separate capacitor module having a third recess and a fourth recess formed in a direction perpendicular to the first recess and the second recess.
JP2021042821A 2021-03-16 2021-03-16 Power conversion device Pending JP2022142594A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021042821A JP2022142594A (en) 2021-03-16 2021-03-16 Power conversion device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021042821A JP2022142594A (en) 2021-03-16 2021-03-16 Power conversion device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2022142594A true JP2022142594A (en) 2022-09-30

Family

ID=83420606

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2021042821A Pending JP2022142594A (en) 2021-03-16 2021-03-16 Power conversion device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2022142594A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5289348B2 (en) Automotive power converter
JP5120604B2 (en) Semiconductor module and inverter device
JP5351107B2 (en) Capacitor cooling structure and inverter device
JP6263311B2 (en) Power converter
JP2007209184A (en) Power converter
WO2019123818A1 (en) Power converter
JP6075227B2 (en) Power converter
JP2017188998A (en) Power conversion device
JP5664472B2 (en) Power converter
JP2015099846A (en) Semiconductor device, and method of manufacturing the same
JP6422592B2 (en) Power converter
WO2013111234A1 (en) Power conversion device
WO2013105166A1 (en) Power conversion apparatus
JP6945671B2 (en) Power converter
JP2009246063A (en) Cooling structure of power module and semiconductor device using same
JPWO2013145508A1 (en) Power converter
JP6934992B1 (en) Power converter
JP2012151342A (en) Semiconductor device
JPWO2020174584A1 (en) Semiconductor devices, semiconductor device manufacturing methods and power conversion devices
WO2013084417A1 (en) Power conversion apparatus
JP2018181919A (en) Semiconductor device and power conversion device
JP2022142594A (en) Power conversion device
JP2016149836A (en) Electric power conversion system
JP2021082804A (en) Semiconductor module
JP2015079773A (en) Cooling device of electronic component and heat source machine of refrigeration cycle device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20230704

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20240206

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20240207

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20240311

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20240625