JP5338639B2 - 電力変換装置 - Google Patents
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このように、バスバー94,95は、コンデンサ93とパワー端子92b,92cとを電気的に接続する機能と、電磁ノイズを遮蔽する機能との両方の機能を有している。
そのため、従来の電力変換装置90は、パワー端子92の長さの設計自由度が低いという問題があった。
該半導体モジュールを冷却する冷却チューブと、
上記パワー端子の突出方向に配置されたコンデンサと、
金属板から構成され、上記複数個の半導体モジュールからなる半導体モジュール群と上記コンデンサとの間に介在するとともに、個々の上記半導体モジュールの上記パワー端子と、上記コンデンサとに電気的に接続し、上記金属板の両主面が上記半導体モジュール群と上記コンデンサとに対向するよう配置されたバスバーとを備え、
上記半導体モジュールは、上記コンデンサに接続される上記パワー端子であるコンデンサ接続側パワー端子と、上記コンデンサに接続されない上記パワー端子であるコンデンサ非接続側パワー端子とを有し、上記バスバーは、上記パワー端子に直交すると共に上記コンデンサ接続側パワー端子に接続した第1部分と、該第1部分に平行に配されると共に該第1部分よりも上記コンデンサに近い側に配置された第2部分と、上記第1部分と上記第2部分とを繋ぐ第3部分とを有する段形状に形成されており、上記第2部分は上記コンデンサ非接続側パワー端子と上記コンデンサとの間に配置していることを特徴とする電力変換装置にある(請求項1)。
また、本発明の第2の態様は、電力変換回路を構成するスイッチング素子を内蔵する本体部を有し、該スイッチング素子に導通するパワー端子が上記本体部から突出した複数個の半導体モジュールと、該半導体モジュールを冷却する複数個の冷却チューブとを積層した積層体と、
上記パワー端子の突出方向に配置されたコンデンサと、
金属板から構成され、上記積層体と上記コンデンサとの間に介在するとともに、上記積層体の積層方向に並んだ複数個の上記パワー端子と、上記コンデンサとに電気的に接続し、上記金属板の両主面が上記積層体と上記コンデンサとに対向するよう配置されたバスバーとを備え、
直流電源の正極と電気的に接続される上記バスバーである正極バスバーと、上記直流電源の負極と電気的に接続される上記バスバーである負極バスバーとを備え、上記正極バスバーと上記負極バスバーとは、上記パワー端子が突出する方向と上記積層方向との双方に直交する方向に隣接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2)。
また、本発明の第3の態様は、電力変換回路を構成するスイッチング素子を内蔵する本体部を有し、該スイッチング素子に導通するパワー端子が上記本体部から突出した複数個の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チューブと、
上記パワー端子の突出方向に配置されたコンデンサと、
金属板から構成され、上記複数個の半導体モジュールからなる半導体モジュール群と上記コンデンサとの間に介在するとともに、個々の上記半導体モジュールの上記パワー端子と、上記コンデンサとに電気的に接続し、上記金属板の両主面が上記半導体モジュール群と上記コンデンサとに対向するよう配置されたバスバーとを備え、
上記バスバーは、上記パワー端子の突出方向へ上記スイッチング素子を投影した領域を少なくとも覆うように形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3)。
本発明によると、パワー端子の突出方向にコンデンサが配置されている。そして、積層体とコンデンサとの間に金属板からなるバスバーが、その両面を積層体とコンデンサとにそれぞれ対向させた状態で介在している。
このようにすると、バスバーの面積を少なくすることができ、バスバーの製造コストを下げることができる。
すなわち、上記構成にすると、複数個のパワー端子をバスバーによって電気的に接続できるとともに、この電気接続している部分自体を使って、半導体モジュールまたはコンデンサから放射される電磁ノイズを遮蔽することができる。そのためバスバーを、複数のパワー端子を接続する部分とは別個に、電磁ノイズを遮蔽する部分を特別に設ける必要がなくなり、バスバー全体の面積を小さくすることができる。これにより、バスバーの製造コストを下げることが可能となる。
本発明の上記第1の態様において、上記半導体モジュールは、上記コンデンサに接続される上記パワー端子であるコンデンサ接続側パワー端子と、上記コンデンサに接続されない上記パワー端子であるコンデンサ非接続側パワー端子とを有し、上記バスバーは、上記パワー端子に直交すると共に上記コンデンサ接続側パワー端子に接続した第1部分と、該第1部分に平行に配されると共に該第1部分よりも上記コンデンサに近い側に配置された第2部分と、上記第1部分と上記第2部分とを繋ぐ第3部分とを有する段形状に形成されており、上記第2部分は上記コンデンサ非接続側パワー端子と上記コンデンサとの間に配置している。
そのため、コンデンサ接続側パワー端子を特に長くしなくても、バスバーとコンデンサ非接続側パワー端子との干渉を防ぐことができる。そのため、パワー端子の長さの設計自由度を更に高めることができる。
したがって、正極バスバーと負極バスバーとが隣接配置されているため、これら正極バスバーと負極バスバーとの間の相互インダクタンスを低くすることができる。これにより、スイッチング素子がオンオフ動作した際に生じるサージ電圧を低くすることができ、スイッチング素子の破壊を防止することができる。
このようにすると、スイッチング素子とコンデンサとの間において、両者から生じる電磁ノイズによる互いの影響を効果的に防ぐことができる。
本発明の実施例にかかる電力変換装置につき、図1〜図7を用いて説明する。
図1〜図3に示すごとく、本例の電力変換装置1は、電力変換回路を構成するスイッチング素子22(図2参照)を内蔵する本体部24を有し、スイッチング素子22に導通するパワー端子20が本体部24から突出した複数個の半導体モジュール2と、半導体モジュール2を冷却する複数個の冷却チューブ3とを積層した積層体7を備える。
電力変換装置1は、パワー端子20の突出方向にコンデンサ4が配置されている。
また、電力変換装置1は、金属板から構成され、積層体7とコンデンサ4との間に介在するとともに、積層体7の積層方向Xに並んだ複数個のパワー端子20と、コンデンサ4とに電気的に接続し(図3参照)、金属板の両主面が積層体7とコンデンサ4とに対向するよう配置されたバスバー5とを備える。
以下、詳説する。
また、他方の半導体モジュール2bにおける一方のパワー端子20cは、負極バスバー5bを介してコンデンサ4に接続されたコンデンサ接続側パワー端子20cであり、他方のパワー端子20dは、コンデンサ4に接続されないコンデンサ非接続側パワー端子20dである。
バスバー5は、積層体7における複数の半導体モジュール2のうち積層方向Xの一端に配された半導体モジュール200よりも更に外側へ延びた接続部500を有し、この接続部500において、コンデンサ4のバスバー接続用端子41と接続されている。バスバー接続用端子41は2本存在し、一方は正極用であり、他方は負極用である。
複数の半導体モジュール2aのコンデンサ接続用パワー端子20aは、正極バスバー5aを介してコンデンサ4の正極用のバスバー接続用端子41と接続されている。また、複数の半導体モジュール2bのコンデンサ接続用パワー端子20cは、負極バスバー5bを介してコンデンサ4の負極用のバスバー接続用端子41と接続されている。
半導体モジュール2には、後述するフライホイールダイオード23も含まれている。バスバー5は、パワー端子20の突出方向Yへフライホイールダイオード23を投影した領域80をも覆っている。
本例によると、図1に示すごとく、パワー端子20の突出方向にコンデンサ4が配置されている。そして、積層体7とコンデンサ4との間に金属板からなるバスバー5が、その両面を積層体7とコンデンサ4とにそれぞれ対向させた状態で介在している。
このようにすると、バスバー5の面積を少なくすることができ、バスバー5の製造コストを下げることができる。
すなわち、上記構成にすると、複数個のパワー端子20をバスバー5によって電気的に接続できるとともに、この電気接続している部分自体を使って、半導体モジュール2またはコンデンサ4から放射される電磁ノイズを遮蔽することができる。そのためバスバー5を、複数のパワー端子20を接続する部分とは別個に、電磁ノイズを遮蔽する部分を特別に設ける必要がなくなり、バスバー5全体の面積を小さくすることができる。これにより、バスバー5の製造コストを下げることが可能となる。
このようにすると、正極バスバー5aと負極バスバー5bとが隣接配置されているため、これら正極バスバー5aと負極バスバー5bとの間の相互インダクタンスを低くすることができる。これにより、スイッチング素子22がオンオフ動作した際に生じるサージ電圧を低くすることができ、スイッチング素子22の破壊を防止することができる。
このようにすると、スイッチング素子22とコンデンサ4との間において、両者から生じる電磁ノイズによる互いの影響を効果的に防ぐことができる。
本例は、バスバー5の形状を変更した例である。図8に示すごとく、本例では、半導体モジュール2a,2bは、コンデンサ4に接続されるパワー端子であるコンデンサ接続側パワー端子20a,20cと、コンデンサ4に接続されないパワー端子であるコンデンサ非接続側パワー端子20b,20dとを有する。また、正極バスバー5aは、パワー端子20に直交すると共にコンデンサ接続側パワー端子20aに接続した第1部分51と、第1部分51に平行に配されると共に第1部分51よりもコンデンサ4に近い側に配置された第2部分52と、第1部分51と第2部分52とを繋ぐ第3部分53とを有する段形状に形成されている。また、第2部分52はコンデンサ非接続側パワー端子20bとコンデンサ4との間に配置している。
本例では、正極バスバー5aの第2部分52が、負極バスバー5bと隣接している。
その他、実施例1と同様の構成を備える。
本例では、バスバー5a,5bのうち、少なくとも一方のバスバー5は、第1部分51と、第2部分52と、第3部分53とを備える段形状になっている。
このようにすると、図8,図9に示すごとく、コンデンサ接続側パワー端子20aを特に長くしなくても、正極バスバー5aとコンデンサ非接続側パワー端子20bとの干渉を防ぐことができる。また、図10,図11に示すごとく、コンデンサ接続側パワー端子20cを特に長くしなくても、負極バスバー5bとコンデンサ非接続側パワー端子20dとの干渉を防ぐことができる。
そのため、パワー端子の長さの設計自由度を更に高めることができる。
本例は、バスバー5の形状を変更した例である。図12に示すごとく、本例の正極バスバー5aは、コンデンサ接続側パワー端子20aと接続し該コンデンサ接続側パワー端子20aと直交する平板部54と、該平板部54の側部からコンデンサ4側へ立設する立設部55とからなる。そして、立設部55の端部55aと、負極バスバー5bとが隣接している。
その他、実施例1と同様の構成を備える。
その他、実施例1と同様の作用効果を有する。
2 半導体モジュール
20 パワー端子
22 スイッチング素子
3 冷却チューブ
4 コンデンサ
5 バスバー
Claims (3)
- 電力変換回路を構成するスイッチング素子を内蔵する本体部を有し、該スイッチング素子に導通するパワー端子が上記本体部から突出した複数個の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チューブと、
上記パワー端子の突出方向に配置されたコンデンサと、
金属板から構成され、上記複数個の半導体モジュールからなる半導体モジュール群と上記コンデンサとの間に介在するとともに、個々の上記半導体モジュールの上記パワー端子と、上記コンデンサとに電気的に接続し、上記金属板の両主面が上記半導体モジュール群と上記コンデンサとに対向するよう配置されたバスバーとを備え、
上記半導体モジュールは、上記コンデンサに接続される上記パワー端子であるコンデンサ接続側パワー端子と、上記コンデンサに接続されない上記パワー端子であるコンデンサ非接続側パワー端子とを有し、上記バスバーは、上記パワー端子に直交すると共に上記コンデンサ接続側パワー端子に接続した第1部分と、該第1部分に平行に配されると共に該第1部分よりも上記コンデンサに近い側に配置された第2部分と、上記第1部分と上記第2部分とを繋ぐ第3部分とを有する段形状に形成されており、上記第2部分は上記コンデンサ非接続側パワー端子と上記コンデンサとの間に配置していることを特徴とする電力変換装置。 - 電力変換回路を構成するスイッチング素子を内蔵する本体部を有し、該スイッチング素子に導通するパワー端子が上記本体部から突出した複数個の半導体モジュールと、該半導体モジュールを冷却する複数個の冷却チューブとを積層した積層体と、
上記パワー端子の突出方向に配置されたコンデンサと、
金属板から構成され、上記積層体と上記コンデンサとの間に介在するとともに、上記積層体の積層方向に並んだ複数個の上記パワー端子と、上記コンデンサとに電気的に接続し、上記金属板の両主面が上記積層体と上記コンデンサとに対向するよう配置されたバスバーとを備え、
直流電源の正極と電気的に接続される上記バスバーである正極バスバーと、上記直流電源の負極と電気的に接続される上記バスバーである負極バスバーとを備え、上記正極バスバーと上記負極バスバーとは、上記パワー端子が突出する方向と上記積層方向との双方に直交する方向に隣接配置されていることを特徴とする電力変換装置。 - 電力変換回路を構成するスイッチング素子を内蔵する本体部を有し、該スイッチング素子に導通するパワー端子が上記本体部から突出した複数個の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チューブと、
上記パワー端子の突出方向に配置されたコンデンサと、
金属板から構成され、上記複数個の半導体モジュールからなる半導体モジュール群と上記コンデンサとの間に介在するとともに、個々の上記半導体モジュールの上記パワー端子と、上記コンデンサとに電気的に接続し、上記金属板の両主面が上記半導体モジュール群と上記コンデンサとに対向するよう配置されたバスバーとを備え、
上記バスバーは、上記パワー端子の突出方向へ上記スイッチング素子を投影した領域を少なくとも覆うように形成されていることを特徴とする電力変換装置。
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