JP4661966B2 - 電力変換装置 - Google Patents

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Description

本発明は、複数の半導体モジュールを有する電力変換装置に関する。
インバータやコンバータ等の電力変換装置は、複数の半導体素子のスイッチング動作によって電力の変換を行っている。かかる電力変換装置において、被制御電流の大電流化に対応すべく、複数の半導体モジュールを並列接続して用いることがある。
このように複数の半導体モジュールを並列接続する場合、従来は、効率の観点から、各半導体モジュールへ流れる被制御電流がなるべく均一になるように、各半導体モジュールの電極端子へ接続する接続導体の配線や形状が工夫されてきた(引用文献1参照)。
特開2002−44960号公報
しかしながら、複数の半導体モジュールを並列接続した場合、各半導体モジュールの配置などに応じて、放熱時の熱抵抗に偏りが生じることがある。その結果、上記のように、被制御電流の電流量が均一になるような配線としても、半導体モジュールの温度上昇に偏りが生じることがある。
たとえば、冷却管を複数の半導体モジュールに接触させると共に冷却管内に冷却媒体を巡らせて半導体モジュールを冷却する場合、冷媒流路の上流側と下流側とでは、その冷却媒体の温度の差や圧力損失等の影響により、その冷却効率が異なる。すなわち、各半導体モジュールごとに放熱時の熱抵抗が異なる。その結果、複数の半導体モジュールの間で温度に偏りが生じることがある。
本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、複数の半導体モジュールの間の温度の偏りを低減した電力変換装置を提供しようとするものである。
本発明は、互いに並列接続された複数の半導体モジュールを有する電力変換装置であって、
上記各半導体モジュールの電極端子に接続される接続導体は、その分岐点から互いに並列接続される上記各半導体モジュールの電極端子との接続点までの間の枝分れ導体部のインピーダンスが互いに異なるよう構成されており、
互いに並列接続された複数の上記半導体モジュールのうち放熱時の熱抵抗が大きい上記半導体モジュールに接続される上記枝分れ導体部ほど、インピーダンスが高くなるよう構成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)。
本発明においては、互いに並列接続された複数の上記半導体モジュールのうち放熱時の熱抵抗が大きい上記半導体モジュールに接続される上記枝分れ導体部ほど、インピーダンスが高くなるよう構成されている。すなわち、放熱し難い半導体モジュールほど、被制御電流が流れにくく発熱量が小さくなる構成となっている。そのため、互いに並列接続された複数の上記半導体モジュールの間の温度の偏りを効果的に低減することができる。
また、互いに並列接続した半導体モジュールの間で、インピーダンスを変化させるのみなので、電力変換装置の電気的特性に影響を与えるおそれもない。
以上のごとく、本発明によれば、複数の半導体モジュールの間の温度の偏りを低減した電力変換装置を提供することができる。
実施例1における、電力変換装置の一部であって中間バスバーと半導体モジュールとの接続状態を示す説明図。 実施例1における、電力変換装置の平面図。 実施例1における、電力変換装置の一部の回路図。 実施例1における、中間バスバー、正極バスバー及び負極バスバーと半導体モジュールとの接続状態を示す正面説明図。 実施例1における、正極バスバー及び負極バスバーと半導体モジュールとの接続状態を示す説明図。 実施例2における、電力変換装置の一部であって中間バスバーと半導体モジュールとの接続状態を示す説明図。 比較例における、電力変換装置の一部であって中間バスバーと半導体モジュールとの接続状態を示す説明図。 比較例における、半導体モジュールの配置段数と熱抵抗との関係を示す線図。
本発明において、上記電力変換装置としては、例えば、コンバータ、インバータ、或いは両者を組み合わせてなるものなどがある。
また、上記接続導体の分岐点とは、並列接続されたすべての半導体モジュールに接続される接続導体の共通部分の端部と一致する。また、複数の上記枝分れ導体部が、その一部を共有することもある。
また、互いに並列接続された複数の上記半導体モジュールのうち放熱時の熱抵抗が大きい上記半導体モジュールに接続される上記枝分れ導体部ほど長い構成としてもよい(請求項2)。
この場合には、容易に、放熱時の熱抵抗が大きい上記半導体モジュールに接続される上記枝分れ導体部ほど、インピーダンスが高くなるよう構成することができる。
また、互いに並列接続された複数の上記半導体モジュールのうち放熱時の熱抵抗が大きい上記半導体モジュールに接続される上記枝分れ導体部ほど、長手方向に直交する断面の断面積を小さくしてもよい(請求項3)。
この場合にも、容易に、放熱時の熱抵抗が大きい上記半導体モジュールに接続される上記枝分れ導体部ほど、インピーダンスが高くなるよう構成することができる。上記断面積を変化させる手段としては、例えば、枝分れ導体部の厚みを変化させたり、幅を変化させたりする手段がある。
また、互いに並列接続された複数の上記半導体モジュールのうち放熱時の熱抵抗が大きい上記半導体モジュールに接続される上記枝分れ導体部ほど、抵抗率の高い材料からなる構成としてもよい(請求項4)。
この場合にも、容易に、放熱時の熱抵抗が大きい上記半導体モジュールに接続される上記枝分れ導体部ほど、インピーダンスが高くなるよう構成することができる。
また、上記電力変換装置は、上記半導体モジュールをその両面から冷却する冷却器を備えていることが好ましい(請求項5)。
この場合には、半導体モジュールの温度上昇を効果的に防ぐことができる。また、かかる構成においては、冷媒流路の上流側と下流側、あるいは冷却器への冷却媒体の入口との距離の違いによって、冷却効率に偏りが生じることがある。すなわち、半導体モジュールの配置によって、放熱時の熱抵抗が変化しやすい。そこで、上記のごとく、熱抵抗に応じて上記半導体モジュールに接続される上記枝分れ導体部のインピーダンスを変化させて、温度の偏りを低減することによる効果が特に得られることとなる。
また、上記冷却器を構成する冷却管と上記半導体モジュールとは、交互に積層されていることが好ましい(請求項6)。
この場合には、電力変換装置の小型化を容易にすることができる。
また、積層方向の端部に配置された上記半導体モジュールに接続される上記枝分れ導体部は、並列接続された他の上記半導体モジュールに接続される上記枝分れ導体部よりもインピーダンスが低いことが好ましい(請求項7)。
この場合には、複数の半導体モジュールの間の温度の偏りを一層低減した電力変換装置を提供することができる。
すなわち、上記のごとく、冷却管と半導体モジュールとを交互に積層した積層体においては、積層方向の端部に配された冷却管は、片面にのみ半導体モジュールが配置されることとなり、他方の面には半導体モジュールは配置されない。それゆえ、この冷却管の内部を流れる冷却媒体は、他の冷却管を流れる冷却媒体に比べて温度上昇が小さい。その結果、この端部の冷却管によって冷却される積層方向端部の半導体モジュールは、放熱時の熱抵抗が小さく、温度上昇し難い。そこで、この積層方向端部の半導体モジュールに接続される上記枝分れ導体部を、並列接続された他の上記半導体モジュールに接続される上記枝分れ導体部よりもインピーダンスが低くなるように構成することにより、複数の半導体モジュールの間の温度の偏りを低減することができる。
(実施例1)
本発明の実施例にかかる電力変換装置につき、図1〜図5を用いて説明する。
本例の電力変換装置1は、図1〜図3に示すごとく、互いに並列接続された複数の半導体モジュール2を有する。
各半導体モジュール2の電極端子21に接続される接続導体である中間バスバー3cは、その分岐点31から互いに並列接続される各半導体モジュール2の電極端子21との接続点までの間の枝分れ導体部32のインピーダンスが互いに異なるよう構成されている。
互いに並列接続された複数の半導体モジュール2のうち放熱時の熱抵抗が大きい半導体モジュール2に接続される枝分れ導体部32ほど、インピーダンスが高くなるよう構成されている。
本例の電力変換装置1は、直流電源の電圧を昇圧する昇圧コンバータと、昇圧した直流電力を三相交流電力に変換するインバータとを組み合わせてなる。
昇圧コンバータは、図3に示すごとく、6個の半導体モジュール2を有し、正極側に配される3個の半導体モジュール2同士、及び負極側に配される3個の半導体モジュール2同士がそれぞれ並列接続されている。正極側の半導体モジュール2は、直流電源の正極と接続される正極バスバー3pに接続され、負極側の半導体モジュール2は、直流電源の負極と接続される負極バスバー3nに接続されている。また、半導体モジュール2は、正極バスバー3p又は負極バスバー3nに接続される電極端子21a、21cとは異なる他方の電極端子21b、21dにおいて、リアクトル5と接続される接続導体である中間バスバー3cに接続されている。これらの半導体モジュール2のスイッチング動作によって、直流電源の電圧を昇圧し、また、負荷からの回生電力を降圧する。半導体モジュール2は、図3に示すごとく、半導体素子21とダイオード22とを内蔵する。
また、インバータは、24個の半導体モジュール2から構成される。このうちの12個が正極側に配され、他の12個が負極側に配される。正極側の半導体モジュール2は、上記正極バスバー3pに接続され、負極側の半導体モジュール2は、上記負極バスバー3nに接続されている。正極側の半導体モジュール2と負極側の半導体モジュール2とは互いに直列接続され、両者間の接続部が、三相交流モーターのU端子、V端子、W端子の何れかに接続されている(図示略)。
また、図2に示すごとく、電力変換装置1は、半導体モジュール2をその両面から冷却する冷却器4を備えている。冷却器4は、複数の冷却管41を各冷却管41の長手方向の両端部付近において連結管42で接続した構成となっており、冷却管41と半導体モジュール2とは、交互に積層されている。また、積層方向の一端の冷却管41には、冷却媒体Wを冷却器4に導入する冷媒導入口431と、冷却媒体Wを冷却器4から排出する冷媒排出口432とが配設されている。
そして、冷媒導入口431から導入された冷却媒体Wは、連結管42を通じて各冷却管41に分配されると共に各冷却管41を流れる。ここで、冷却媒体Wは、半導体モジュール2との間で熱交換を行う。その後、冷却媒体Wは他方の連結管42を通じて冷媒排出口432から排出される。なお、冷却媒体Wとしては、例えば、水やアンモニア等の自然冷媒、エチレングリコール系の不凍液を混入した水、フロリナート等のフッ化炭素系冷媒、HCFC123、HFC134a等のフロン系冷媒、メタノール、アルコール等のアルコール系冷媒、アセトン等のケトン系冷媒等を用いることができる。
本例においては、昇圧コンバータを構成する半導体モジュール2(207、208、209)は、冷媒導入口431に近い側から7段目、8段目、9段目に配置している。この場合、冷媒導入口431に近い順、すなわち、7段目、8段目、9段目の順に、半導体モジュール2の放熱時の熱抵抗が小さい。これは、冷媒導入口431に近いほど、冷却媒体の圧力損失が小さく流量が大きくなると共に、冷却媒体の温度も低いからである。
そこで、本例においては、図1に示すごとく、中間バスバー3cの形状を、9段目、8段目、7段目の半導体モジュール2(209、208、207)に接続される枝分れ導体部32の順に、インピーダンスが高くなるような形状とした。すなわち、この順に、枝分れ導体部32の長さを長くしてある。
ここで、中間バスバー3cの分岐点31とは、並列接続されたすべての半導体モジュール2に接続される中間バスバー3cの共通部分の端部と一致する点である。また、複数の枝分れ導体部32が、その一部を共有することもある。すなわち、8段目の半導体モジュール208に接続される枝分れ導体部32と、9段目の半導体モジュール209に接続される枝分れ導体部32とは、その一部(分岐点31から、上記二つの枝分れ導体部32同士の分岐部分311までの間)を共有している。
各枝分れ導体部32は、正極側の半導体モジュール2の一方の電極端子21b及び負極側の半導体モジュール2の一方の電極端子21dに接続されている。
また、枝分れ導体部32同士は、正極側の半導体モジュール2との接続部分と負極側の半導体モジュール2との接続部分との間において、互いに連結導体部33によって連結されている。
また、中間バスバー3cは、半導体モジュール2との接続部分の反対側の端部においてリアクトル5(図2参照)に接続されている。
図4、図5に示すごとく、正極側の半導体モジュール2の他方の電極端子21aは、上記正極バスバー3pに接続され、負極側の半導体モジュール2の他方の電極端子21cは、上記負極バスバー3nに接続されている。
正極バスバー3p、負極バスバー3nについても、互いに並列接続される半導体モジュール2(207、208、209)へそれぞれ接続される枝分れ導体部32を有する。そして、正極バスバー3p及び負極バスバー3nの形状も、9段目、8段目、7段目の半導体モジュール209、208、207に接続される枝分れ導体部32の順に、インピーダンスが高くなるような形状とした。すなわち、この順に、枝分れ導体部32の長さを長くしてある。
次に、本例の作用効果につき説明する。
本例の電力変換装置1においては、互いに並列接続された複数の半導体モジュール2のうち放熱時の熱抵抗が大きい半導体モジュール2に接続される枝分れ導体部32ほど、インピーダンスが高くなるよう構成されている。すなわち、放熱し難い半導体モジュール2ほど、被制御電流が流れにくく発熱量が小さくなる構成となっている。そのため、互いに並列接続された複数の半導体モジュール2の間の温度の偏りを効果的に低減することができる。
また、互いに並列接続した半導体モジュール2の間で、インピーダンスを変化させるのみなので、電力変換装置1の電気的特性に影響を与えるおそれもない。
また、互いに並列接続された複数の半導体モジュール2のうち放熱時の熱抵抗が大きい半導体モジュール2に接続される枝分れ導体部32ほど長くしてあるため、容易に、放熱時の熱抵抗が大きい半導体モジュール2に接続される枝分れ導体部32ほど、インピーダンスを高くすることができる。
また、上記電力変換装置1は、半導体モジュール2をその両面から冷却する冷却器4を備えているため、半導体モジュール2の温度上昇を効果的に防ぐことができる。また、かかる構成においては、冷媒流路の上流側と下流側、あるいは冷却器4への冷媒導入口431との距離の違いによって、冷却効率に偏りが生じることがある。すなわち、半導体モジュール2の配置によって、放熱時の熱抵抗が変化しやすい。そこで、上記のごとく、熱抵抗に応じて半導体モジュール2に接続される枝分れ導体部32のインピーダンスを変化させて、温度の偏りを低減することによる効果が特に得られることとなる。
また、冷却器4を構成する冷却管41と半導体モジュール2とは、交互に積層されているため、電力変換装置1の小型化を容易にすることができる。
以上のごとく、本例によれば、複数の半導体モジュールの間の温度の偏りを低減した電力変換装置を提供することができる。
なお、本例においては、中間バスバー3c、正極バスバー3p、負極バスバー3nのすべてについて、枝分れ導体部32間のインピーダンスの差を設ける例を示したが、中間バスバー3c、正極バスバー3p、負極バスバー3nのいずれかのみ、或いは一部のみについて、枝分れ導体部32間のインピーダンスの差を設けてもよい。
(実施例2)
本例は、図6に示すごとく、互いに並列接続された複数の半導体モジュール2のうち放熱時の熱抵抗が大きい半導体モジュール2に接続される枝分れ導体部32ほど、長手方向に直交する断面の断面積を小さくした例である。
すなわち、中間バスバー3cの形状を、7段目、8段目、9段目の半導体モジュール2(207、208、209)に接続される枝分れ導体部32の順に、枝分れ導体部32を太くしている。
また、正極バスバー3p、負極バスバー3nについても、同様に、7段目、8段目、9段目の半導体モジュール2(207、208、209)に接続される枝分れ導体部32の順に、枝分れ導体部32を太くしてもよい。
その他は、実施例1と同様である。
本例の場合には、容易かつより効果的に、放熱時の熱抵抗が大きい半導体モジュール2に接続される枝分れ導体部32ほど、インピーダンスが高くなるよう構成することができる。
その他、実施例1と同様の作用効果を有する。
(実施例3)
本例は、互いに並列接続された複数の半導体モジュール2のうち放熱時の熱抵抗が大きい半導体モジュール2に接続される枝分れ導体部32ほど、抵抗率の高い材料からなる構成とした例である。本例において用いる符号は、実施例1(図1〜図5)に準ずる。
たとえば、上記7段目の半導体モジュール207に接続される枝分れ導体部32をワイヤ材C16200によって形成し、上記8段目の半導体モジュール208に接続される枝分れ導体部32を丹銅C2200によって形成し、上記9段目の半導体モジュール209に接続される枝分れ導体部32の一部(上記第8段目の半導体モジュール208に接続される枝分れ導体部32と共通する部分を除く)を7/3黄銅によって形成することができる。ここで、ワイヤ材C16200の電気抵抗率は1.92μΩ・cm、丹銅C2200の電気抵抗率は3.9μΩ・cm、7/3黄銅の電気抵抗率は6.2μΩ・cmである。
また、上記以外にも、例えば、展伸材ASTM−C14500(電気抵抗率1.86μΩ・cm)や、りん青銅(電気抵抗率8.7μΩ・cm)などを用いて、抵抗率の変化をつけることもできる。
その他は、実施例1と同様である。
この場合にも、容易に、放熱時の熱抵抗が大きい半導体モジュール2に接続される枝分れ導体部32ほど、インピーダンスが高くなるよう構成することができる。
その他、実施例1と同様の作用効果を有する。
(実施例4)
本例は、積層方向の端部に配置された半導体モジュール2(201、215)(図2参照)に接続される枝分れ導体部32が、並列接続された他の半導体モジュール2に接続される枝分れ導体部32よりもインピーダンスが低くなるように構成した例である。
すなわち、冷媒導入口431に最も近い1段目の半導体モジュール201が、2段目の半導体モジュール202と並列接続されている場合、1段目の半導体モジュール201に接続される枝分れ導体部32のインピーダンスを、2段目の半導体モジュール202に接続される枝分れ導体部32のインピーダンスよりも低くする。
同様に、冷媒導入口431から最も遠い15段目の半導体モジュール215が、14段目の半導体モジュール214と並列接続されている場合、15段目の半導体モジュール214に接続される枝分れ導体部32のインピーダンスを、14段目の半導体モジュール214に接続される枝分れ導体部32のインピーダンスよりも低くする。
なお、各枝分れ導体部32のインピーダンスに差をつける手段としては、例えば、実施例1〜3に示した手段がある。
その他は、実施例1と同様である。
本例の場合には、複数の半導体モジュール2の間の温度の偏りを一層低減した電力変換装置1を提供することができる。
すなわち、上記のごとく、冷却管41と半導体モジュール2とを交互に積層した積層体においては、積層方向の端部に配された冷却管41は、片面にのみ半導体モジュール2が配置されることとなり、他方の面には半導体モジュール2は配置されない。それゆえ、この冷却管41の内部を流れる冷却媒体は、他の冷却管41を流れる冷却媒体に比べて温度上昇が小さい。その結果、この端部の冷却管41によって冷却される積層方向端部の半導体モジュール2(201、215)は、放熱時の熱抵抗が小さく、温度上昇し難い。そこで、この積層方向端部の半導体モジュール2(201、215)に接続される枝分れ導体部32を、並列接続された他の半導体モジュール2(202、214)に接続される枝分れ導体部32よりもインピーダンスが低くなるように構成することにより、複数の半導体モジュール2の間の温度の偏りを低減することができる。
その他、実施例1と同様の作用効果を有する。
(比較例)
本例は、図7に示すごとく、昇圧コンバータを構成する上記7段目、8段目、9段目の半導体モジュール2(207、208、209)に対する中間バスバー9の接続状態を、なるべく各半導体モジュール2への電流が略均等に分配されるようにしたものである。
3個の半導体モジュール2の配置の関係上、8段目の半導体モジュール208の電極端子に接続される枝分れ導体部92の分岐点91からの長さは、他の半導体モジュール2(207、209)の電極端子21に接続される枝分れ導体部92の分岐点91からの長さよりも長いが、7段目と9段目の半導体モジュール207、209に接続される枝分れ導体部92の分岐点91からの長さは略同等となっている。
この場合には、7段目と9段目の半導体モジュール207、209には、略同等の電流が流れ、略同等の熱量が発生する。一方、上述のごとく、7段目の半導体モジュール207に比べ、9段目の半導体モジュール209の放熱時の熱抵抗は大きい。そのため、9段目の半導体モジュール209の温度上昇が7段目の半導体モジュール207の温度上昇に比べ大きくなる。また、8段目の半導体モジュール208の温度上昇も、7段目の半導体モジュール207の温度上昇に比べ大きくなる。
このように、半導体モジュール2の間の温度ばらつきが大きくなり、電力変換装置全体の温度上昇の抑制を効率的に行うことが困難となる。
なお、インバータ部も含めた本例の電力変換装置の全体に配置された半導体モジュール2の放熱時の熱抵抗をそれぞれ測定したところ、図8に示す結果が得られた。ここで測定した半導体モジュール2は、負極側(各冷却管41の下流側に接触配置される側)の半導体モジュール2である。なお、図8における縦軸は、1段目の半導体モジュール201の放熱時の熱抵抗を1としたときの各半導体モジュール2の熱抵抗の比を表す。
図8から分かるように、段数が増えるほど、すなわち冷媒導入口431から遠ざかるほど熱抵抗が大きくなる。
ただし、積層方向の一端である15段目の半導体モジュール215の放熱時の熱抵抗は、14段目の半導体モジュール214の放熱時の熱抵抗よりも小さい。一方、1段目の半導体モジュール201の放熱時の熱抵抗は、2段目の半導体モジュール202の放熱時の熱抵抗に比べて大きく低下している。この結果から、積層方向の両端の半導体モジュール201、215の放熱時の熱抵抗は、その内側の半導体モジュール202、214の放熱時の熱抵抗よりも低くなる傾向があることが分かる。これは、上述したごとく、両端の冷却管41は、片面のみに半導体モジュール2を配置しているため、内側を流れる冷却媒体の温度上昇が比較的しにくいためである。
1 電力変換装置
2 半導体モジュール
3c 中間バスバー
31 分岐点
32 枝分れ導体部
4 冷却器
41 冷却管

Claims (7)

  1. 互いに並列接続された複数の半導体モジュールを有する電力変換装置であって、
    上記各半導体モジュールの電極端子に接続される接続導体は、その分岐点から互いに並列接続される上記各半導体モジュールの電極端子との接続点までの間の枝分れ導体部のインピーダンスが互いに異なるよう構成されており、
    互いに並列接続された複数の上記半導体モジュールのうち放熱時の熱抵抗が大きい上記半導体モジュールに接続される上記枝分れ導体部ほど、インピーダンスが高くなるよう構成されていることを特徴とする電力変換装置。
  2. 請求項1において、互いに並列接続された複数の上記半導体モジュールのうち放熱時の熱抵抗が大きい上記半導体モジュールに接続される上記枝分れ導体部ほど長いことを特徴とする電力変換装置。
  3. 請求項1又は2において、互いに並列接続された複数の上記半導体モジュールのうち放熱時の熱抵抗が大きい上記半導体モジュールに接続される上記枝分れ導体部ほど、長手方向に直交する断面の断面積が小さいことを特徴とする電力変換装置。
  4. 請求項1〜3のいずれか一項において、互いに並列接続された複数の上記半導体モジュールのうち放熱時の熱抵抗が大きい上記半導体モジュールに接続される上記枝分れ導体部ほど、抵抗率の高い材料からなることを特徴とする電力変換装置。
  5. 請求項1〜4のいずれか一項において、上記電力変換装置は、上記半導体モジュールをその両面から冷却する冷却器を備えていることを特徴とする電力変換装置。
  6. 請求項5において、上記冷却器を構成する冷却管と上記半導体モジュールとは、交互に積層されていることを特徴とする電力変換装置。
  7. 請求項6において、積層方向の端部に配置された上記半導体モジュールに接続される上記枝分れ導体部は、並列接続された他の上記半導体モジュールに接続される上記枝分れ導体部よりもインピーダンスが低いことを特徴とする電力変換装置。
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Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101077997B1 (ko) 2010-09-30 2011-10-31 한국전력공사 전력 변환 장치
JP5626158B2 (ja) * 2011-08-03 2014-11-19 株式会社デンソー 電力変換装置
JP5899930B2 (ja) * 2012-01-06 2016-04-06 富士電機株式会社 半導体電力変換装置
JP5664578B2 (ja) 2012-03-13 2015-02-04 株式会社デンソー 電力変換装置
RU2597211C1 (ru) * 2012-12-28 2016-09-10 Фудзикура Лтд. Провод из оксидного сверхпроводника
JP5978151B2 (ja) * 2013-02-27 2016-08-24 日立オートモティブシステムズ株式会社 電力変換装置
DE112017008225T5 (de) * 2017-11-21 2020-08-20 Mitsubishi Electric Corporation Halbleitermodul, Leistungsumwandlungsvorrichtung und beweglicher Körper
JP6969502B2 (ja) * 2018-05-28 2021-11-24 トヨタ自動車株式会社 電力変換器
JP7110772B2 (ja) * 2018-07-06 2022-08-02 株式会社デンソー 電力変換器
KR20220079273A (ko) 2020-12-04 2022-06-13 주식회사 엘지에너지솔루션 다층 분기형 버스바 및 이의 제조 방법

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007006575A (ja) * 2005-06-22 2007-01-11 Denso Corp 三相インバータ装置
JP2007116840A (ja) * 2005-10-21 2007-05-10 Nichicon Corp インバータモジュールおよびそれを用いたインバータ一体型交流モータ
JP2007266634A (ja) * 2007-07-06 2007-10-11 Denso Corp パワースタック

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5797763A (en) * 1994-11-29 1998-08-25 Sumitomo Wiring Systems, Ltd. Electrical connection box
JPH11330134A (ja) * 1998-05-12 1999-11-30 Hitachi Ltd ワイヤボンディング方法およびその装置並びに半導体装置
JP2002044960A (ja) 2000-07-26 2002-02-08 Hitachi Ltd 電力変換装置
JP3673776B2 (ja) * 2002-07-03 2005-07-20 株式会社日立製作所 半導体モジュール及び電力変換装置
US7508290B2 (en) * 2002-07-19 2009-03-24 Siemens Aktiengesellschaft Inductive component and use of said component
JP2004228989A (ja) * 2003-01-23 2004-08-12 Renesas Technology Corp 半導体装置
DE102004059963A1 (de) * 2003-12-18 2005-08-11 Denso Corp., Kariya Einfach zusammengesetzter Kühler
US7881086B2 (en) * 2006-03-30 2011-02-01 Mitsubishi Electric Corporation Power conversion device and fabricating method for the same
TW200830246A (en) * 2007-01-08 2008-07-16 Wintek Corp LCD panel with anti-electrostatic measure
JP5120604B2 (ja) * 2007-05-22 2013-01-16 アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 半導体モジュール及びインバータ装置
JP4506848B2 (ja) * 2008-02-08 2010-07-21 株式会社デンソー 半導体モジュール

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007006575A (ja) * 2005-06-22 2007-01-11 Denso Corp 三相インバータ装置
JP2007116840A (ja) * 2005-10-21 2007-05-10 Nichicon Corp インバータモジュールおよびそれを用いたインバータ一体型交流モータ
JP2007266634A (ja) * 2007-07-06 2007-10-11 Denso Corp パワースタック

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