JP4396623B2 - Power converter - Google Patents
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Description
本発明は、電力変換回路の一部を構成する半導体モジュールを含む主回路部と、上記半導体モジュールを制御する制御回路部とを有する電力変換装置に関する。 The present invention relates to a power conversion device including a main circuit unit including a semiconductor module that constitutes a part of a power conversion circuit, and a control circuit unit that controls the semiconductor module.
例えば、内燃機関と電気モータの両方を駆動源として有するハイブリッド自動車、その他、電気モータを駆動源として備えた自動車等では、直流電力と交流電力との間で双方向変換する大容量のインバータを必要とする。そのため、このインバータを含む電力変換装置が種々開発されてきた。 For example, in a hybrid vehicle having both an internal combustion engine and an electric motor as a drive source, and other vehicles having an electric motor as a drive source, a large-capacity inverter that performs bidirectional conversion between DC power and AC power is required. And Therefore, various power converters including this inverter have been developed.
該電力変換装置は、IGBT素子等を内蔵した半導体モジュールを用いて構成した主回路部と、半導体モジュールを制御する制御回路部とを有する。また、電力変換装置には、制御回路部に制御用の電源を供給するためのコネクタが配設され、該コネクタは、ケーブル等の接続配線を介して制御回路部に接続されている。
そして、電力変換装置の小型化を図るためには、これらの構成要素をコンパクトにケース内に収める必要がある。このとき、上記接続配線が上記主回路部の近傍を通るように配線せざるを得ない場合がある。
The power conversion apparatus includes a main circuit unit configured using a semiconductor module including an IGBT element and the like, and a control circuit unit that controls the semiconductor module. The power converter is provided with a connector for supplying control power to the control circuit unit, and the connector is connected to the control circuit unit via connection wiring such as a cable.
And in order to achieve size reduction of a power converter, it is necessary to store these components in a case compactly. At this time, there is a case where the connection wiring has to be routed so as to pass through the vicinity of the main circuit portion.
しかしながら、主回路部は、大電流が流れると共に電流の入り切りの切替が激しく行われるため、電磁ノイズを発生しやすい。一方、コネクタと制御回路部とを接続する接続配線に電磁ノイズが影響すると、制御回路部の誤動作等の不具合を招くおそれがある。
それ故、上記のごとく、接続配線が主回路部の近傍を通るよう配線されると、制御回路部の正常な動作を確保することが困難となるおそれがある。
However, the main circuit section easily generates electromagnetic noise because a large current flows and the on / off switching of the current is performed violently. On the other hand, if electromagnetic noise affects the connection wiring connecting the connector and the control circuit unit, there is a risk of causing problems such as malfunction of the control circuit unit.
Therefore, as described above, if the connection wiring is wired so as to pass through the vicinity of the main circuit unit, it may be difficult to ensure the normal operation of the control circuit unit.
本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、制御回路部の正常な動作を確保することができる小型化が容易な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 conventional problem, and an object of the present invention is to provide a power converter that can ensure a normal operation of a control circuit unit and can be easily downsized.
本発明は、電力変換回路の一部を構成する半導体モジュールと該半導体モジュールを冷却する冷却器とを含む主回路部と、上記半導体モジュールの信号端子に電気的に接続され上記半導体モジュールを制御する制御回路部と、該制御回路部へ制御用の電源を供給するためのコネクタとを有する電力変換装置であって、
上記コネクタと上記制御回路部とを電気的に接続する接続配線と上記主回路部との間には、該主回路部から発生する電磁ノイズを遮蔽する遮蔽板を配設してなり、
上記冷却器は、上記半導体モジュールを両面から挟持するように配された冷却管を有し、上記遮蔽板は、上記冷却管と上記半導体モジュールとを積層方向に加圧するためのばね部材によって構成されており、
該ばね部材からなる上記遮蔽板は、その中央部が主回路部側に向かうように湾曲してなり、
上記接続配線は、上記電力変換装置のケースの内壁と上記遮蔽板の湾曲部との間を通るよう配設されていることを特徴とする電力変換装置にある(請求項1)。
The present invention controls a semiconductor module electrically connected to a main circuit portion including a semiconductor module constituting a part of a power conversion circuit and a cooler for cooling the semiconductor module, and a signal terminal of the semiconductor module. A power conversion device having a control circuit unit and a connector for supplying control power to the control circuit unit,
Between the connection wiring for electrically connecting the connector and the control circuit unit and the main circuit unit, a shielding plate for shielding electromagnetic noise generated from the main circuit unit is disposed ,
The cooler includes a cooling pipe disposed so as to sandwich the semiconductor module from both sides, and the shielding plate is configured by a spring member for pressurizing the cooling pipe and the semiconductor module in the stacking direction. And
The shield plate made of the spring member is curved so that the center part is directed to the main circuit part side,
In the power converter, the connection wiring is arranged to pass between the inner wall of the case of the power converter and the curved portion of the shielding plate .
次に、本発明の作用効果につき説明する。
上記電力変換装置においては、上記接続配線と上記主回路部との間に上記遮蔽板を配設してある。これにより、主回路部から発生する電磁ノイズを遮蔽板によって遮蔽して、電磁ノイズが接続配線へ影響することを防ぐことができる。
上記接続配線は、上記制御回路部への制御用電源の供給経路であるため、この部分に電磁ノイズが影響すると制御回路部の正常な動作を妨げるおそれがあるが、上記のごとく、上記遮蔽板によって電磁ノイズの影響を遮断することにより、制御回路部の正常な動作を確保することができる。
Next, the effects of the present invention will be described.
In the power converter, the shielding plate is disposed between the connection wiring and the main circuit unit. Thereby, the electromagnetic noise generated from the main circuit portion can be shielded by the shielding plate, and the electromagnetic noise can be prevented from affecting the connection wiring.
Since the connection wiring is a supply path of control power to the control circuit unit, if electromagnetic noise affects this part, there is a risk of hindering normal operation of the control circuit unit. Therefore, the normal operation of the control circuit unit can be ensured by blocking the influence of electromagnetic noise.
また、上記接続配線と上記主回路部との間に上記遮蔽板を介設することにより、上記接続配線が主回路部の近傍を通るように配線することが可能となり、設計の自由度を増すことができる。これにより、電力変換装置の小型化、省スペース化を図ることが容易となる。 Further, by providing the shielding plate between the connection wiring and the main circuit portion, the connection wiring can be routed in the vicinity of the main circuit portion, and the degree of design freedom is increased. be able to. Thereby, it becomes easy to achieve size reduction and space saving of the power converter.
以上のごとく、本発明によれば、制御回路部の正常な動作を確保することができる小型化が容易な電力変換装置を提供することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to provide a power converter that can ensure normal operation of the control circuit unit and can be easily downsized.
本発明(請求項1)において、上記電力変換装置としては、例えば、DC−DCコンバータやインバータ等がある。また、上記電力変換装置は、例えば、電気自動車やハイブリッド自動車等の動力源である交流モータに通電する駆動電流の生成に用いることができる。 In the present invention (Claim 1), examples of the power converter include a DC-DC converter and an inverter. Moreover, the said power converter device can be used for the production | generation of the drive current which supplies with electricity to the alternating current motor which is power sources, such as an electric vehicle and a hybrid vehicle, for example.
また、上記接続配線は、上記電力変換装置のケースの内壁と上記遮蔽板との間を通るよう配設する。
これにより、上記接続配線は、電力変換装置における上記主回路部以外の部品からの電磁ノイズについても、影響を受け難くすることができる。
Also, the connection wiring, arranged to pass between the inner wall and the shielding plate of the case of the power converter.
Thereby , the said connection wiring can make it difficult to be influenced also about the electromagnetic noise from components other than the said main circuit part in a power converter device.
また、上記冷却器は、上記半導体モジュールを両面から挟持するように配された冷却管を有し、上記遮蔽板は、上記冷却管と上記半導体モジュールとを積層方向に加圧するためのばね部材によって構成されている。
これにより、上記ばね部材が上記遮蔽板の役割をも兼ねることとなるため、電力変換装置の部品点数を少なくすることができる。これにより、電力変換装置の一層の小型化、コスト低減を図ることができる。
Further, the cooler has a cooling pipe arranged so as to sandwich the semiconductor module from both sides, and the shielding plate is provided by a spring member for pressurizing the cooling pipe and the semiconductor module in the stacking direction. that has been configured.
Thereby, since the said spring member will also serve as the said shielding board, the number of parts of a power converter device can be decreased. Thereby, further size reduction and cost reduction of a power converter device can be aimed at.
本発明の実施例にかかる電力変換装置につき、図1、図2を用いて説明する。
本例の電力変換装置1は、電力変換回路の一部を構成する半導体モジュール2と該半導体モジュール21を冷却する冷却器22とを含む主回路部2と、上記半導体モジュール2の信号端子211に電気的に接続され上記半導体モジュール21を制御する制御回路部3と、該制御回路部3へ制御用の電源を供給するためのコネクタ4とを有する。
コネクタ4と制御回路部3とを電気的に接続する接続配線5と上記主回路部2との間には、該主回路部2から発生する電磁ノイズを遮蔽する遮蔽板6が配設してある。
該遮蔽板6は、炭素工具鋼(SK5)等の金属からなる。
A power converter according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
The
Between the connection wiring 5 for electrically connecting the
The
また、接続配線5は、電力変換装置1のケース11の内壁と遮蔽板6との間を通るよう配設されている。
電力変換装置1は、アルミニウム製のケース11内に主回路部2及び制御回路部3を有しており、また、コネクタ4をケース11の側面部に取付けてある。そして、ケーブル状の接続配線5の一端がコネクタ4に接続されており、接続配線5の他端がケース11内の制御回路部3に接続されている。
Further, the
The
コネクタ4は、主回路部2と略同等の高さ位置に配設されており、コネクタ4と主回路部2との間には、ケース11の一部が介在している。また、制御回路部3は、主回路部2の上方に配置されている。そして、接続配線5は、コネクタ4から一旦下方へ延びた後、ケース11の内側であって主回路部2の側方となる部分を上方へ通過して、制御回路部3に接続される。
The
また、主回路部2における冷却器22は、半導体モジュール21を両面から挟持するように配された冷却管221を複数有する。即ち、冷却管221と半導体モジュール21とが交互に積層されている。各冷却管221は、内部に冷媒流路(図示略)を設けてなり、これに冷却媒体を流通可能に構成してある。また、図2に示すごとく、複数の冷媒管221の両端をそれぞれ連結するように蛇腹パイプ222を配置し、2箇所のヘッダ部223を形成してある。また、該2箇所のヘッダ部223の端部には、冷却器22の一方の端部に配された冷媒管221に接続された、冷媒導入口224と冷媒排出口225とがそれぞれ設けてある。
そして、半導体モジュール21は、隣り合う冷却管221の間に2個づつ並列配置された状態で挟持されている。
The
Then, two
このように積層配置された半導体モジュール21と冷却管221とを、積層方向に加圧するためのばね部材12が、ケース11内に配設されている。そして、このばね部材12が上記遮蔽板6を構成している。
ばね部材12は、図2に示すごとく、その中央部が主回路部2側に向かうように湾曲してなり、ばね部材12の両端部をケース11内に固定された2個の固定ピン13に係止している。そして、ばね部材12は、中央部において、冷却管221と半導体モジュール21とを積層方向に押圧するように付勢された状態で配設されている。
このように配設されたばね部材12(即ち遮蔽板6)とケース4の内壁との間を、上記接続配線5が通っている。
A
As shown in FIG. 2, the
The connection wiring 5 passes between the spring member 12 (that is, the shielding plate 6) arranged in this way and the inner wall of the
次に、本例の作用効果につき説明する。
上記電力変換装置1においては、接続配線5と主回路部2との間に遮蔽板6を配設してある。これにより、主回路部2から発生する電磁ノイズを遮蔽板6によって遮蔽して、電磁ノイズが接続配線5へ影響することを防ぐことができる。
接続配線5は、制御回路部3への制御用電源の供給経路であるため、この部分に電磁ノイズが影響すると制御回路部3の正常な動作を妨げるおそれがあるが、上記のごとく、上記遮蔽板6によって電磁ノイズの影響を遮断することにより、制御回路部3の正常な動作を確保することができる。
Next, the function and effect of this example will be described.
In the
Since the
また、接続配線5と主回路部2との間に遮蔽板6を介設することにより、接続配線5が主回路部2の近傍を通るように配線することが可能となり、設計の自由度を増すことができる。これにより、電力変換装置1の小型化、省スペース化を図ることが容易となる。
Further, by providing the
また、接続配線5は、電力変換装置1のケース11の内壁と遮蔽板6との間を通るよう配設してある。そのため、接続配線5は、電力変換装置1における主回路部2以外の部品からの電磁ノイズについても、影響を受け難くすることができる。
また、遮蔽板6は上記ばね部材12によって構成されている。即ち、ばね部材12が遮蔽板6の役割をも兼ねることとなるため、電力変換装置1の部品点数を少なくすることができる。これにより、電力変換装置1の一層の小型化、低コスト化を図ることができる。
Further, the
Further, the shielding
以上のごとく、本例によれば、制御回路部の正常な動作を確保することができる小型化が容易な電力変換装置を提供することができる。 As described above, according to this example, it is possible to provide a power converter that can ensure normal operation of the control circuit unit and can be easily downsized.
1 電力変換装置
11 ケース
12 ばね部材
2 主回路部
21 半導体モジュール
211 信号端子
22 冷却器
221 冷却管
3 制御回路部
4 コネクタ
5 接続配線
6 遮蔽板
DESCRIPTION OF
Claims (1)
上記コネクタと上記制御回路部とを電気的に接続する接続配線と上記主回路部との間には、該主回路部から発生する電磁ノイズを遮蔽する遮蔽板を配設してなり、
上記冷却器は、上記半導体モジュールを両面から挟持するように配された冷却管を有し、上記遮蔽板は、上記冷却管と上記半導体モジュールとを積層方向に加圧するためのばね部材によって構成されており、
該ばね部材からなる上記遮蔽板は、その中央部が主回路部側に向かうように湾曲してなり、
上記接続配線は、上記電力変換装置のケースの内壁と上記遮蔽板の湾曲部との間を通るよう配設されていることを特徴とする電力変換装置。 A main circuit unit including a semiconductor module constituting a part of the power conversion circuit and a cooler for cooling the semiconductor module; a control circuit unit electrically connected to a signal terminal of the semiconductor module to control the semiconductor module; A power converter having a connector for supplying control power to the control circuit unit,
Between the connection wiring for electrically connecting the connector and the control circuit unit and the main circuit unit, a shielding plate for shielding electromagnetic noise generated from the main circuit unit is disposed ,
The cooler includes a cooling pipe disposed so as to sandwich the semiconductor module from both sides, and the shielding plate is configured by a spring member for pressurizing the cooling pipe and the semiconductor module in the stacking direction. And
The shield plate made of the spring member is curved so that the center part is directed to the main circuit part side,
The power converter according to claim 1, wherein the connection wiring is disposed so as to pass between an inner wall of the case of the power converter and the curved portion of the shielding plate .
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