JP4466558B2 - Power converter - Google Patents

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本発明は、半導体モジュールを用いたインバータ装置等の電力変換装置に関する。   The present invention relates to a power conversion device such as an inverter device using a 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.

インバータ回路(電力変換回路)は、IGBT素子等を内蔵した半導体モジュールを用いて構成するが、上記のごとく大容量であるため、発熱量も大きい。そのため、電力変換装置は、上記半導体モジュールを冷却する冷却器を組み込んで構成する。   The inverter circuit (power conversion circuit) is configured using a semiconductor module incorporating an IGBT element or the like, but has a large capacity as described above, and therefore generates a large amount of heat. Therefore, the power converter is configured by incorporating a cooler that cools the semiconductor module.

また、電力変換装置は、半導体モジュールに対して電流を入出させるパワー配線部と、半導体モジュールを制御する制御回路部とを有する。
そして、パワー配線部に流れる大電流に起因する電磁ノイズの影響を、制御回路部に与えないようにするために、図4に示すごとく、主回路部92を、パワー配線部94と制御回路部93との間に配置した電力変換装置9が開示されている(特許文献1)。そして、該電力変換装置9においては、制御回路部93を主回路部92の下方に配置し、パワー配線部94を主回路部92の上方に配置している(特許文献1における図1、図5参照)。なお、パワー配線部94は、バスバー941によって主回路部92と接続されたコンデンサ942及びリアクトル943を有する。
In addition, the power conversion apparatus includes a power wiring unit that inputs and outputs current to and from the semiconductor module, and a control circuit unit that controls the semiconductor module.
And in order not to give the influence of the electromagnetic noise resulting from the large current which flows into a power wiring part on a control circuit part, as shown in FIG. 4, the main circuit part 92 is made into the power wiring part 94 and the control circuit part. The power converter device 9 arrange | positioned between 93 is disclosed (patent document 1). In the power converter 9, the control circuit unit 93 is disposed below the main circuit unit 92, and the power wiring unit 94 is disposed above the main circuit unit 92 (see FIG. 1 and FIG. 1 in Patent Document 1). 5). The power wiring unit 94 includes a capacitor 942 and a reactor 943 connected to the main circuit unit 92 by a bus bar 941.

しかしながら、制御回路部93が主回路部92の下方に配されていると、制御回路部93のメンテナンスを行うことが極めて困難となるおそれがある。即ち、制御回路部93は、弱電流によって動作する精密な電子部品を搭載した制御回路基板によって構成されるため、電子部品の交換等のメンテナンスが必要となる場合がある。かかる場合に、制御回路部93が主回路部92の下方に配されていると、上記のメンテナンスを容易に行うことができないという問題がある。   However, if the control circuit unit 93 is disposed below the main circuit unit 92, it may be extremely difficult to perform maintenance of the control circuit unit 93. That is, since the control circuit unit 93 is configured by a control circuit board on which precise electronic components that operate with a weak current are mounted, maintenance such as replacement of electronic components may be required. In such a case, if the control circuit unit 93 is arranged below the main circuit unit 92, there is a problem that the above maintenance cannot be easily performed.

また、上記制御回路部93への外部からの電源供給を行うためのコネクタは、相手方のコネクタとの接続等の作業性の観点から、電力変換装置9における上部位置に配置することが望ましい。しかしながら、制御回路部93が主回路部92の下方にあると、コネクタと制御回路部93との位置が遠くなってしまい、両者をつなぐケーブルを長くする必要が生ずる。そして、ケーブルが主回路部92の近傍等を通過するように配線せざるを得なくなり、ケーブルを通じて制御回路部93へ供給される制御回路用電流が、主回路部92に流れる大電流の影響を受けるおそれがある。これにより、制御回路部93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という問題もある。   Moreover, it is desirable that the connector for supplying power from the outside to the control circuit unit 93 is disposed at an upper position in the power conversion device 9 from the viewpoint of workability such as connection with the other connector. However, when the control circuit unit 93 is below the main circuit unit 92, the position of the connector and the control circuit unit 93 is far away, and it is necessary to lengthen the cable connecting the two. Then, the cable must be routed so as to pass through the vicinity of the main circuit unit 92, and the control circuit current supplied to the control circuit unit 93 through the cable is affected by the large current flowing in the main circuit unit 92. There is a risk of receiving. Accordingly, there is a problem that it may be difficult to ensure the normal operation of the control circuit unit 93.

更に、パワー配線部94が電力変換装置9の上部位置に配されていると、電力変換装置9の内部の上方部分の温度が上昇してしまうという問題がある。即ち、パワー配線部94には大電流が流れるため発熱量が大きい。しかし、パワー配線部94におけるコンデンサ942等には、主回路部92の冷却器のように直接冷却する手段がない。そのため、パワー配線部94の発熱は、電力変換装置9のケース(図示略)内におけるコンデンサ942等の周囲の空気に放熱される。これにより、パワー配線部94の周囲の空気の温度が上昇する。ここで、パワー配線部94がケース内の上部位置に配されていると、ケース内の上部位置に高温の空気が滞留し、局部的な温度上昇を招くおそれがある。   Furthermore, when the power wiring part 94 is arranged at the upper position of the power conversion device 9, there is a problem that the temperature of the upper part inside the power conversion device 9 rises. That is, since a large current flows through the power wiring portion 94, the amount of heat generated is large. However, the capacitor 942 and the like in the power wiring unit 94 do not have a means for directly cooling, unlike the cooler of the main circuit unit 92. Therefore, the heat generated by the power wiring portion 94 is radiated to the surrounding air such as the capacitor 942 in the case (not shown) of the power converter 9. As a result, the temperature of the air around the power wiring portion 94 increases. Here, if the power wiring portion 94 is arranged at the upper position in the case, high-temperature air stays at the upper position in the case, which may cause a local temperature increase.

また、重量の大きいパワー配線部94が電力変換装置9の上部位置に配されることにより、電力変換装置9の重心が高くなり、エンジンルーム等に設置されたときに、不安定となるおそれがある。   Further, since the heavy power wiring portion 94 is arranged at the upper position of the power converter 9, the center of gravity of the power converter 9 is increased and may become unstable when installed in an engine room or the like. is there.

特開2005−073374号公報JP 2005-073374 A

本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、内部の温度上昇を効果的に抑制すると共に、メンテナンスがし易く、正常な動作を確保することができる電力変換装置を提供しようとするものである。   The present invention has been made in view of such conventional problems, and it is intended to provide a power conversion device that can effectively suppress an internal temperature rise, can be easily maintained, and can ensure normal operation. To do.

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、
上記半導体モジュールの主電極端子に接続され、上記半導体モジュールに対して電流を入出させるバスバーと、該バスバーを介して上記主電極端子に接続されたコンデンサとを有するパワー配線部とを有し、
上記制御回路部は、上記主回路部の上方に配置してあり、
上記パワー配線部は、上記主回路部の下方に配置してあり、
かつ、上記制御回路部への外部からの電源供給を行うためのコネクタは、上記主回路部よりも上方に配置されていると共に、上記冷却器に設けられた冷媒導入口及び冷媒排出口よりも上方に配置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 includes a main circuit unit including a semiconductor module constituting a part of a power conversion circuit, and a cooler for cooling the semiconductor module;
A control circuit unit that is electrically connected to a signal terminal of the semiconductor module and controls the semiconductor module;
A power bar having a bus bar connected to the main electrode terminal of the semiconductor module and allowing current to flow into and out of the semiconductor module, and a capacitor connected to the main electrode terminal via the bus bar;
The control circuit unit is disposed above the main circuit unit,
The power wiring portion is disposed below the main circuit portion,
And the connector for performing the power supply from the outside to the said control circuit part is arrange | positioned above the said main circuit part, and is rather than the refrigerant | coolant inlet and the refrigerant | coolant discharge port provided in the said cooler. It exists in the power converter device arrange | positioned upwards (Claim 1).

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、上記制御回路部が上記主回路部の上方に配置してある。そのため、制御回路部のメンテナンスを容易に行うことができる。制御回路部は、弱電流によって動作する精密な電子部品を搭載した制御回路基板によって構成されるため、電子部品の交換等のメンテナンスが必要となる場合がある。かかる場合に、制御回路部が主回路部の上方に配されていることにより、上記のメンテナンスを容易に行うことができる。
Next, the effects of the present invention will be described.
In the power converter, the control circuit unit is disposed above the main circuit unit. Therefore, maintenance of the control circuit unit can be easily performed. Since the control circuit unit is configured by a control circuit board on which precise electronic components that operate with a weak current are mounted, maintenance such as replacement of electronic components may be required. In such a case, the maintenance can be easily performed by arranging the control circuit section above the main circuit section.

また、上記制御回路部への外部からの電源供給を行うためのコネクタは、相手方のコネクタとの接続等の作業性の観点から、電力変換装置における上部位置に配置することが望ましい。そこで、制御回路部が主回路部の上方にあることにより、コネクタと制御回路部との位置を近付けることができ、両者をつなぐケーブル等を短くすることができる。そのため、制御回路部へ供給される電源にノイズが入ることを防ぐことができる。特に、ケーブル等が主回路部の近傍等を通過しないように配線することが可能となるため、制御回路部へ供給される制御回路用電流が、主回路部に流れる大電流の影響を受けることを防ぐことができる。これにより、制御回路部の正常な動作を確保することができ、ひいては電力変換装置の正常な動作を確保することができる。   In addition, it is desirable that the connector for supplying power from the outside to the control circuit unit is disposed at an upper position in the power converter from the viewpoint of workability such as connection with the other connector. Therefore, when the control circuit unit is above the main circuit unit, the position of the connector and the control circuit unit can be brought close to each other, and the cable or the like connecting the two can be shortened. Therefore, noise can be prevented from entering the power supply supplied to the control circuit unit. In particular, since it is possible to wire so that cables do not pass near the main circuit, etc., the control circuit current supplied to the control circuit is affected by the large current flowing in the main circuit. Can be prevented. Thereby, the normal operation of the control circuit unit can be ensured, and as a result, the normal operation of the power converter can be ensured.

また、パワー配線部が主回路部の下方に配されているため、電力変換装置の内部の温度上昇を効果的に抑制することができる。即ち、パワー配線部には大電流が流れるため発熱量が大きいが、パワー配線部におけるコンデンサ等には、主回路部の冷却器のように直接冷却する手段がない。そのため、パワー配線部の発熱は、電力変換装置内におけるコンデンサ等の周囲の空気に放熱される。これにより、パワー配線部の周囲の空気の温度が上昇し、この高温となった温度が上昇し、主回路部における冷却器の近傍を通過する。このとき、高温の空気が冷却器によって冷却される。それ故、電力変換装置の内部の温度上昇を効果的に抑制することができる。   Moreover, since the power wiring part is arranged under the main circuit part, the temperature rise inside the power converter can be effectively suppressed. That is, although a large amount of current flows through the power wiring portion, the amount of heat generated is large. However, a capacitor or the like in the power wiring portion does not have a means for directly cooling unlike the cooler of the main circuit portion. Therefore, the heat generated in the power wiring portion is radiated to the surrounding air such as a capacitor in the power conversion device. As a result, the temperature of the air around the power wiring portion rises, and this high temperature rises and passes through the vicinity of the cooler in the main circuit portion. At this time, hot air is cooled by the cooler. Therefore, the temperature rise inside the power conversion device can be effectively suppressed.

また、重量の大きいパワー配線部が電力変換装置の下部位置に配されることにより、電力変換装置を低重心とすることができる。これにより、電力変換装置をエンジンルーム等に安定して設置することができる。   Moreover, a power converter can be made into a low gravity center by arranging a heavy power wiring part in the lower position of a power converter. Thereby, a power converter device can be stably installed in an engine room or the like.

以上のごとく、本発明によれば、内部の温度上昇を効果的に抑制すると共に、メンテナンスがし易く、正常な動作を確保することができる電力変換装置を提供することができる。   As described above, according to the present invention, it is possible to provide a power conversion device that can effectively suppress an internal temperature rise, can be easily maintained, and can ensure normal operation.

本発明(請求項1)の電力変換装置において、上記パワー配線部におけるバスバーは、例えば三相の交流モータに連結される。そして、パワー配線部は、制御すべき電流を半導体モジュールに入力すると共に半導体モジュールから出力する。また、パワー配線部は、バスバーを介して主電極端子に接続されるコンデンサを含み、該コンデンサとしては、例えば、スナバコンデンサ、平滑コンデンサ、フィルタコンデンサ等がある。   In the power converter of the present invention (claim 1), the bus bar in the power wiring section is connected to, for example, a three-phase AC motor. The power wiring unit inputs the current to be controlled to the semiconductor module and outputs it from the semiconductor module. The power wiring portion includes a capacitor connected to the main electrode terminal via the bus bar. Examples of the capacitor include a snubber capacitor, a smoothing capacitor, and a filter capacitor.

また、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。
また、上記半導体モジュールは、例えばIGBT素子等の半導体素子を内蔵してなり、電力変換回路の一部を構成する。
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 motive power sources, such as an electric vehicle and a hybrid vehicle, for example.
Moreover, the said semiconductor module incorporates semiconductor elements, such as an IGBT element, for example, and comprises a part of power converter circuit.

また、上記冷却器の上下方向の中心は、上記電力変換装置の上下方向の中心よりも上方に位置していることが好ましい(請求項2)。
この場合には、電力変換装置における上部の温度上昇を一層効果的に抑制することができ、制御回路部の正常な動作を一層効果的に確保することができる。
Moreover, it is preferable that the vertical center of the cooler is located above the vertical center of the power converter.
In this case, the temperature rise of the upper part in the power converter can be more effectively suppressed, and normal operation of the control circuit unit can be more effectively ensured.

本発明の実施例にかかる電力変換装置につき、図1〜図3を用いて説明する。
本例の電力変換装置1は、図1、図2に示すごとく、主回路部2と制御回路部3とパワー配線部4とを有する。
主回路部2は、電力変換回路の一部を構成する半導体モジュール21と、該半導体モジュール21を冷却する冷却器22とを含む。
制御回路部3は、上記半導体モジュール21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。
パワー配線部4は、半導体モジュール21の主電極端子212に接続され、上記半導体モジュール21に対して電流を入出させるバスバー41と、該バスバー41を介して主電極端子212に接続されたコンデンサ42とを有する。
A power converter according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
As shown in FIGS. 1 and 2, the power conversion device 1 of this example includes a main circuit unit 2, a control circuit unit 3, and a power wiring unit 4.
The main circuit unit 2 includes a semiconductor module 21 that constitutes a part of the power conversion circuit, and a cooler 22 that cools the semiconductor module 21.
The control circuit unit 3 is electrically connected to the signal terminal 211 of the semiconductor module 21 and controls the semiconductor module 21.
The power wiring portion 4 is connected to the main electrode terminal 212 of the semiconductor module 21, and has a bus bar 41 that inputs and outputs current to the semiconductor module 21, and a capacitor 42 that is connected to the main electrode terminal 212 via the bus bar 41. Have

そして、制御回路部3は主回路部2の上方に配置してあり、パワー配線部4は主回路部2の下方に配置してある。
また、冷却器22の上下方向の中心Cは、電力変換装置1の上下方向の中心Dよりも上方に位置している。ここで、上記中心Cは、冷却器22の上端22tと下端22bとの間を高さ方向に二等分する位置であり、上記中心Dは電力変換装置1のケース10の上端10tと下端10bとの間を高さ方向に二等分する位置である。
The control circuit unit 3 is disposed above the main circuit unit 2, and the power wiring unit 4 is disposed below the main circuit unit 2.
Further, the vertical center C of the cooler 22 is located above the vertical center D of the power converter 1. Here, the center C is a position that bisects the space between the upper end 22t and the lower end 22b of the cooler 22 in the height direction, and the center D is the upper end 10t and the lower end 10b of the case 10 of the power converter 1. It is a position which bisects between the two in the height direction.

本例の電力変換装置1は、図3に示すごとく、昇圧コンバータ部(DC−DCコンバータ)11とインバータ部12とを有するインバータ回路100を構成した自動車用のインバータである。即ち、電力変換装置1は、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51に通電する駆動電流の生成に用いることができる。   As shown in FIG. 3, the power conversion device 1 of this example is an inverter for an automobile that includes an inverter circuit 100 having a boost converter unit (DC-DC converter) 11 and an inverter unit 12. That is, the power conversion device 1 can be used to generate a drive current for energizing the AC motor 51 that is a power source of an electric vehicle, a hybrid vehicle, or the like.

上記昇圧コンバータ部11及びインバータ部12には、IGBT素子213とダイオード214とを内蔵した半導体モジュール21がそれぞれ複数配設されている。半導体モジュール21は、制御回路部3による制御によりスイッチング動作を行い、主電極端子212に入出する被制御電流を制御する。   The boost converter unit 11 and the inverter unit 12 are provided with a plurality of semiconductor modules 21 each including an IGBT element 213 and a diode 214. The semiconductor module 21 performs a switching operation under the control of the control circuit unit 3 and controls a controlled current that enters and exits the main electrode terminal 212.

昇圧コンバータ部11には、入力電圧を昇圧するためのリアクトル43が配設されている。
また、昇圧コンバータ部11の外部電源52側には、フィルタコンデンサ421が接続されている。該フィルタコンデンサ421は、直流の外部電源52から昇圧コンバータ部11に入力される電源電流に含まれるリプル電流を吸収して、電源電流を安定化する。
The boost converter unit 11 is provided with a reactor 43 for boosting the input voltage.
In addition, a filter capacitor 421 is connected to the external power supply 52 side of the boost converter unit 11. The filter capacitor 421 absorbs a ripple current included in the power supply current input from the DC external power supply 52 to the boost converter unit 11 and stabilizes the power supply current.

また、昇圧コンバータ部11とインバータ部12との間には、平滑コンデンサ422が接続されている。平滑コンデンサ422は、断続電流となる昇圧コンバータ部11の出力電流を平滑化して、安定した直流電流をインバータ部12に入力させる。
また、インバータ部12には、スナバコンデンサ423が配設されている。スナバコンデンサ423は、半導体モジュール21のスイッチング動作時に発生する電圧サージを抑制して、過電圧による半導体モジュール21の破損を防止している。
また、インバータ部12には、パワー配線部4のバスバー41を介して、三相の交流モータ51が接続され、インバータ部12によって生成された駆動電流を交流モータ51に供給する。
A smoothing capacitor 422 is connected between the boost converter unit 11 and the inverter unit 12. The smoothing capacitor 422 smoothes the output current of the boost converter unit 11 that becomes an intermittent current, and causes the inverter unit 12 to input a stable DC current.
The inverter unit 12 is provided with a snubber capacitor 423. The snubber capacitor 423 suppresses a voltage surge generated during the switching operation of the semiconductor module 21 to prevent the semiconductor module 21 from being damaged due to overvoltage.
Further, a three-phase AC motor 51 is connected to the inverter unit 12 via the bus bar 41 of the power wiring unit 4, and the drive current generated by the inverter unit 12 is supplied to the AC motor 51.

図1に示すごとく、主回路部2を構成する半導体モジュール21は、半導体素子を内蔵したモジュール本体部210と、該モジュール本体部210から突出させた主電極端子212と、該主電極端子212の突出方向と略180度異なる方向へ突出させた信号端子211とよりなる。そして、モジュール本体部210は、その主面に放熱板を露出させてある(図示略)。   As shown in FIG. 1, the semiconductor module 21 constituting the main circuit unit 2 includes a module main body 210 containing a semiconductor element, a main electrode terminal 212 protruding from the module main body 210, and the main electrode terminal 212. The signal terminal 211 protrudes in a direction different from the protruding direction by approximately 180 degrees. And the module main-body part 210 has exposed the heat sink on the main surface (not shown).

冷却器22は、図1、図2に示すごとく、モジュール本体部210を両面から挟持するように配置される冷却管221を複数有している。本例では、隣り合う冷却管221の間に2つの半導体モジュール21を並べて挟持させている。そして、全体的には、冷却管221と半導体モジュール21の列とを交互に積層して上記主回路部2を構成している。これにより、すべての半導体モジュール21は、その両主面を冷却管221により挟持された状態となる。   As shown in FIGS. 1 and 2, the cooler 22 has a plurality of cooling pipes 221 arranged so as to sandwich the module main body 210 from both sides. In this example, two semiconductor modules 21 are arranged side by side between adjacent cooling pipes 221. As a whole, the main circuit portion 2 is configured by alternately stacking the cooling pipes 221 and the rows of the semiconductor modules 21. As a result, all the semiconductor modules 21 are in a state in which both main surfaces are sandwiched between the cooling pipes 221.

各冷却管221は、その内部に冷媒流路222を有しており、これに冷却媒体を流通させることができるよう構成してある。また、複数の冷却管221の両端をそれぞれ連結するように蛇腹構造或いはダイアフラム構造を設けた連結パイプ223を配置し、2箇所のヘッダ部224を形成してある。また、該2箇所のヘッダ部224の端部には、冷却器22の積層方向の一端に配された冷却管221に接続された冷媒導入口225と冷媒排出口226とがそれぞれ設けてある。   Each cooling pipe 221 has a refrigerant flow path 222 therein, and is configured to allow a cooling medium to flow through it. Further, a connection pipe 223 provided with a bellows structure or a diaphragm structure is arranged so as to connect both ends of the plurality of cooling pipes 221, and two header portions 224 are formed. In addition, a refrigerant introduction port 225 and a refrigerant discharge port 226 connected to a cooling pipe 221 disposed at one end of the cooler 22 in the stacking direction are provided at the end portions of the two header portions 224, respectively.

そして、冷却管221内に冷却媒体を流通させることにより、モジュール本体部210を両面から冷却することができる。また、図1に示すごとく、各半導体モジュール21は、冷却管221の長手方向(水平方向)に対して略直角の互いに異なる方向に主電極端子212と信号端子211とがそれぞれ突出するように配置される。即ち、主電極端子212を下方に、信号端子211を上方に、それぞれ突出させる。   And the module main-body part 210 can be cooled from both surfaces by distribute | circulating a cooling medium in the cooling pipe 221. FIG. Further, as shown in FIG. 1, each semiconductor module 21 is arranged such that the main electrode terminal 212 and the signal terminal 211 protrude in different directions substantially perpendicular to the longitudinal direction (horizontal direction) of the cooling pipe 221. Is done. That is, the main electrode terminal 212 protrudes downward and the signal terminal 211 protrudes upward.

そして、信号端子211には、主回路部2の上方に配置された制御回路部3の制御回路基板31が接続されている。
また、主電極端子212には、主回路部2の下方に配置されたパワー配線部4のバスバー41が接続されている。バスバー41には、その下方に配されたスナバコンデンサ423、フィルタコンデンサ421、及び平滑コンデンサ422が接続されている。図1はフィルタコンデンサ421と平滑コンデンサ422を別体として設けた例であるが、これらを一体としてパッケージすることも可能である。
The control circuit board 31 of the control circuit unit 3 disposed above the main circuit unit 2 is connected to the signal terminal 211.
The main electrode terminal 212 is connected to the bus bar 41 of the power wiring portion 4 disposed below the main circuit portion 2. A snubber capacitor 423, a filter capacitor 421, and a smoothing capacitor 422 arranged below the bus bar 41 are connected. Although FIG. 1 shows an example in which the filter capacitor 421 and the smoothing capacitor 422 are provided separately, it is also possible to package them together.

また、上記冷却器22における積層方向の端部であって、冷媒導入口225と冷媒排出口226との間の空間には、リアクトル43が配設されている。
また、ケース10の上部の側面には、外部電源から制御回路部3への電源供給のためのコネクタ14が配設されている。即ち、コネクタ14は、制御回路部3と同等の高さ位置に配置している。
A reactor 43 is disposed in the space between the refrigerant inlet 225 and the refrigerant outlet 226 at the end of the cooler 22 in the stacking direction.
Further, a connector 14 for supplying power from an external power source to the control circuit unit 3 is disposed on the upper side surface of the case 10. That is, the connector 14 is arranged at a height position equivalent to that of the control circuit unit 3.

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、制御回路部3が主回路部2の上方に配置してある。そのため、制御回路部3のメンテナンスを容易に行うことができる。制御回路部3は、弱電流によって動作する精密な電子部品を搭載した制御回路基板31によって構成されるため、電子部品の交換等のメンテナンスが必要となる場合がある。かかる場合に、制御回路部3が主回路部2の上方に配されていることにより、上記のメンテナンスを容易に行うことができる。
Next, the function and effect of this example will be described.
In the power converter 1, the control circuit unit 3 is disposed above the main circuit unit 2. Therefore, maintenance of the control circuit unit 3 can be easily performed. Since the control circuit unit 3 is configured by the control circuit board 31 on which precise electronic components that operate with a weak current are mounted, maintenance such as replacement of electronic components may be required. In such a case, since the control circuit unit 3 is disposed above the main circuit unit 2, the above-described maintenance can be easily performed.

また、制御回路部3への外部からの電源供給を行うためのコネクタ14は、相手方のコネクタとの接続等の作業性の観点から、電力変換装置1における上部位置に配置されている。そこで、制御回路部3が主回路部2の上方にあることにより、コネクタ14と制御回路部3との位置を近付けることができ、両者をつなぐケーブルを短くすることができる。そのため、制御回路部3へ供給される電源にノイズが入ることを防ぐことができる。特に、ケーブルが主回路部2の近傍等を通過しないように配線することが可能となるため、制御回路部3へ供給される制御回路用電流が、主回路部2に流れる大電流の影響を受けることを防ぐことができる。これにより、制御回路部3の正常な動作を確保することができ、ひいては電力変換装置1の正常な動作を確保することができる。   In addition, the connector 14 for supplying power from the outside to the control circuit unit 3 is disposed at an upper position in the power conversion device 1 from the viewpoint of workability such as connection with a counterpart connector. Therefore, since the control circuit unit 3 is located above the main circuit unit 2, the positions of the connector 14 and the control circuit unit 3 can be brought close to each other, and the cable connecting the two can be shortened. Therefore, noise can be prevented from entering the power supply supplied to the control circuit unit 3. In particular, since the cable can be wired so as not to pass through the vicinity of the main circuit unit 2 or the like, the control circuit current supplied to the control circuit unit 3 is affected by the large current flowing in the main circuit unit 2. You can prevent it. Thereby, normal operation | movement of the control circuit part 3 can be ensured, and by extension, normal operation | movement of the power converter device 1 can be ensured.

また、パワー配線部4が主回路部2の下方に配されているため、電力変換装置1の内部の温度上昇を効果的に抑制することができる。即ち、パワー配線部4には大電流が流れるため発熱量が大きいが、パワー配線部4におけるコンデンサ42には、主回路部2の冷却器22のように直接冷却する手段がない。そのため、パワー配線部4の発熱は、電力変換装置1のケース10内におけるコンデンサ42の周囲の空気に放熱される。これにより、パワー配線部4の周囲の空気の温度が上昇し、この高温となった温度が上昇し、主回路部2における冷却器22の近傍を通過する。このとき、高温の空気が冷却器22によって冷却される。それ故、電力変換装置1の内部の温度上昇を効果的に抑制することができる。   Moreover, since the power wiring part 4 is arranged under the main circuit part 2, the temperature rise inside the power converter device 1 can be effectively suppressed. That is, although a large amount of current flows through the power wiring unit 4, the amount of heat generated is large, but the capacitor 42 in the power wiring unit 4 does not have a means for directly cooling, unlike the cooler 22 of the main circuit unit 2. Therefore, the heat generated in the power wiring unit 4 is radiated to the air around the capacitor 42 in the case 10 of the power conversion device 1. As a result, the temperature of the air around the power wiring portion 4 rises, and the temperature at which the temperature becomes high rises, and passes near the cooler 22 in the main circuit portion 2. At this time, hot air is cooled by the cooler 22. Therefore, the temperature rise inside the power conversion device 1 can be effectively suppressed.

また、重量の大きいパワー配線部4が電力変換装置1の下部位置に配されることにより、電力変換装置1を低重心とすることができる。これにより、電力変換装置1をエンジンルーム等に安定して設置することができる。   Moreover, since the heavy power wiring part 4 is arranged at the lower position of the power converter 1, the power converter 1 can have a low center of gravity. Thereby, the power converter device 1 can be stably installed in an engine room or the like.

また、冷却器22の上下方向の中心Cは、電力変換装置1の上下方向の中心Dよりも上方に位置しているため、電力変換装置1における上部の温度上昇を一層効果的に抑制することができ、制御回路部3の正常な動作を一層効果的に確保することができる。   Moreover, since the center C in the vertical direction of the cooler 22 is located above the center D in the vertical direction of the power converter 1, the temperature rise at the top of the power converter 1 can be more effectively suppressed. Thus, the normal operation of the control circuit unit 3 can be more effectively ensured.

以上のごとく、本例によれば、内部の温度上昇を効果的に抑制すると共に、メンテナンスがし易く、正常な動作を確保することができる電力変換装置を提供することができる。   As described above, according to this example, it is possible to provide a power conversion device that can effectively suppress an internal temperature rise, can be easily maintained, and can ensure normal operation.

実施例における、電力変換装置の縦断面説明図。The longitudinal cross-sectional explanatory drawing of the power converter device in an Example. 図1のA−A断面説明図。AA sectional explanatory drawing of FIG. 実施例における、電力変換回路の説明図。Explanatory drawing of the power converter circuit in an Example. 従来例における、電力変換装置の斜視説明図。The perspective explanatory drawing of the power converter device in a prior art example.

符号の説明Explanation of symbols

1 電力変換装置
2 主回路部
21 半導体モジュール
211 信号端子
212 主電極端子
22 冷却器
3 制御回路部
4 パワー配線部
41 バスバー
42 コンデンサ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Power converter 2 Main circuit part 21 Semiconductor module 211 Signal terminal 212 Main electrode terminal 22 Cooler 3 Control circuit part 4 Power wiring part 41 Bus bar 42 Capacitor

Claims (2)

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、
上記半導体モジュールの主電極端子に接続され、上記半導体モジュールに対して電流を入出させるバスバーと、該バスバーを介して上記主電極端子に接続されたコンデンサとを有するパワー配線部とを有し、
上記制御回路部は、上記主回路部の上方に配置してあり、
上記パワー配線部は、上記主回路部の下方に配置してあり、
かつ、上記制御回路部への外部からの電源供給を行うためのコネクタは、上記主回路部よりも上方に配置されていると共に、上記冷却器に設けられた冷媒導入口及び冷媒排出口よりも上方に配置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 that is electrically connected to a signal terminal of the semiconductor module and controls the semiconductor module;
A power bar having a bus bar connected to the main electrode terminal of the semiconductor module and allowing current to flow into and out of the semiconductor module, and a capacitor connected to the main electrode terminal via the bus bar;
The control circuit unit is disposed above the main circuit unit,
The power wiring portion is disposed below the main circuit portion,
And the connector for performing the power supply from the outside to the said control circuit part is arrange | positioned above the said main circuit part, and is rather than the refrigerant | coolant inlet and the refrigerant | coolant discharge port provided in the said cooler. A power conversion device arranged above .
請求項1において、上記冷却器の上下方向の中心は、上記電力変換装置の上下方向の中心よりも上方に位置していることを特徴とする電力変換装置。   The power converter according to claim 1, wherein the center of the cooler in the vertical direction is located above the center of the power converter in the vertical direction.
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