JP5505451B2 - 電力変換装置 - Google Patents
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Description
これによって、エンジン停止時等に、コンデンサの電荷を放電抵抗を介して放電することができるよう構成されている。
そこで、非常時用の放電のために、比較的抵抗値の小さい急速放電抵抗を、コンデンサに接続すると共に、放電制御回路によって急速放電抵抗へ流れる電流を制御することが考えられる。これにより、放電制御回路が非常時に急速放電抵抗からの放電を許容して、コンデンサに蓄積されていた電荷を短時間で放電するよう構成することができる。
すなわち、上記放電制御回路を形成するために新たな回路基板を設けると、電力変換装置の部品点数の増加、体格の大型化、組み付け工数の増加を招くこととなる。
また、急速放電抵抗と、放電制御回路を形成した回路基板や他の構成部品との位置関係によっては、回路基板を含めた部品間の接続手段が複雑となったり、組付工数が増加したりするおそれがある。
該半導体モジュールを冷却する冷却器と、
上記半導体モジュールを制御する半導体制御回路が形成された回路基板と、
上記半導体モジュールに電気的に接続されたコンデンサと、
該コンデンサに蓄積された電荷を放電するための急速放電抵抗とを備え、
上記回路基板には、上記急速放電抵抗へ流れる電流を制御する放電制御回路が形成されており、
上記半導体モジュール、上記冷却器、上記コンデンサ、及び上記急速放電抵抗は、上記回路基板における一方の面側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)。
上記電力変換装置の実施例につき、図1〜図4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、半導体素子を内蔵する半導体モジュール2と、半導体モジュール2を冷却する冷却器3と、半導体モジュール2を制御する半導体制御回路41が形成された回路基板4と、半導体モジュール2に電気的に接続されたコンデンサ5と、コンデンサ5に蓄積された電荷を放電するための急速放電抵抗6とを備えている。
半導体モジュール2、冷却器3、コンデンサ5、及び急速放電抵抗6は、回路基板4における一方の面側に配置されている。
なお、図4において、符号200にて示す構成要素は、上記複数の半導体モジュール2によって構成されるスイッチング回路部である。
上述の急速放電抵抗6の接続端子61は、半導体モジュール2の制御端子21と同じ方向に突出している。
定常放電抵抗は、急速放電抵抗6とは異なり、流れる電流を制御回路等によって制御されることなく、定常的に電荷が放電されるように設けられている。そのため、定常時の電力ロス等を防ぐために、定常放電抵抗は、抵抗値をある程度大きくしてある。それゆえ、定常放電抵抗においては、放電は徐々に行われる。
上記電力変換装置1は、急速放電抵抗6及び放電制御回路42を備えており、放電制御回路42によって、急速放電抵抗6へ流れる電流を制御することができる。これにより、急速放電抵抗6の抵抗値をある程度小さくしておくことが可能となり、非常時において、急速放電抵抗6からコンデンサ5に蓄積された電荷を急速放電することが可能となる。
本例は、図5に示すごとく、積層体10における積層方向の一端側に、積層体10を積層方向に押圧する押圧部材11を配置した電力変換装置1の例である。
押圧部材11は、積層体10を保持するフレーム12の一部と、積層体10との間に介在している。そして、フレーム12は、急速放電抵抗6を収容する抵抗収容部121を一体的に形成してなる。
板バネ110は、積層方向に弾性圧縮された状態で所定の位置に配設されており、これにより、積層体110を前方壁部123側へ押圧している。
その他は、実施例1と同様である。また、本例に関する図面において用いた符号のうち、実施例1において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、実施例1と同様の構成要素等を表す。なお、図5には、回路基板4の記載を省略したが、回路基板4の構成や配置等は、実施例1と同様である。
その他、実施例1と同様の作用効果を有する。
本例は、図6に示すごとく、積層体10と、フレーム12における前方壁部123との間に押圧部材11を配置した電力変換装置1の例である。
本例においては、押圧部材11として、コイルバネ113を用いている。このコイルバネ113を、冷媒導入管321と冷媒排出管322との間において、積層体10と前方壁部123との間に配置してある。また、コイルバネ113と積層体10との間には、当接板112が介在している。
コイルバネ113は、積層方向に弾性圧縮された状態で所定の位置に配設されており、これにより、積層体10を前方壁部123側へ押圧している。
その他は、実施例2と同様である。また、本例に関する図面において用いた符号のうち、実施例1、2において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、実施例1、2と同様の構成要素等を表す。
その他、実施例2と同様の作用効果を有する。
なお、本例においては、押圧部材11をコイルバネ113によって構成する例を示したが、コイルバネ113に代えて実施例2において示したような板バネを用いることもできる。
本例は、図7、図8に示すごとく、冷却器3の一つの面に、半導体モジュール2を接触配置した例である。
本例においては、実施例1とは異なり、複数の半導体モジュールと複数の冷却管とを積層した積層体(図1、図2における符号10参照)は構成されていない。そして、図8に示すごとく、冷却器3は、回路基板4に対向する冷却面32を備え、該冷却面32に、半導体モジュール2を接触させている。
また、本例において、半導体モジュール2は、一組のスイッチング回路200(図4参照)を構成する複数の半導体素子を内蔵して一体化している。
その他は、実施例1と同様である。また、本例に関する図面において用いた符号のうち、実施例1において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、実施例1と同様の構成要素等を表す。
なお、本例の図8には、急速放電抵抗6を冷却器3と接触させていない構成を示したが、急速放電抵抗6を冷却器3に接触させることにより、急速放電抵抗6の冷却をより効果的に行うことができる。
2 半導体モジュール
3 冷却器
4 回路基板
41 半導体制御回路
42 放電制御回路
5 コンデンサ
6 急速放電抵抗
Claims (8)
- 半導体素子を内蔵する半導体モジュール(2)と、
該半導体モジュール(2)を冷却する冷却器(3)と、
上記半導体モジュール(2)を制御する半導体制御回路(41)が形成された回路基板(4)と、
上記半導体モジュール(2)に電気的に接続されたコンデンサ(5)と、
該コンデンサ(5)に蓄積された電荷を放電するための急速放電抵抗(6)とを備え、
上記回路基板(4)には、上記急速放電抵抗(6)へ流れる電流を制御する放電制御回路(42)が形成されており、
上記半導体モジュール(2)、上記冷却器(3)、上記コンデンサ(5)、及び上記急速放電抵抗(6)は、上記回路基板(4)における一方の面側に配置されていることを特徴とする電力変換装置(1)。 - 請求項1に記載の電力変換装置(1)において、上記半導体モジュール(2)、上記コンデンサ(5)、及び上記急速放電抵抗(6)は、上記回路基板(4)の一方の面に沿って、並列的に配置されていることを特徴とする電力変換装置(1)。
- 請求項1又は2に記載の電力変換装置(1)において、上記急速放電抵抗(6)は、上記回路基板(4)の法線方向から見て、該回路基板(4)の内側に配置されていることを特徴とする電力変換装置(1)。
- 請求項3に記載の電力変換装置(1)において、上記急速放電抵抗(6)は、上記回路基板(4)と接続する接続端子(61)を、上記回路基板(4)側へ突出形成してなることを特徴とする電力変換装置(1)。
- 請求項1〜4のいずれか一項に記載の電力変換装置(1)において、複数の上記半導体モジュール(2)と、上記冷却器(3)を構成する複数の冷却管(31)とを積層して、積層体(10)が構成されており、該積層体(10)の積層方向の一端側に、上記急速放電抵抗(6)が配置されていることを特徴とする電力変換装置(1)。
- 請求項5に記載の電力変換装置(1)において、上記急速放電抵抗(6)は、上記積層体(10)における一端に配された上記冷却管(31)に隣接配置されていることを特徴とする電力変換装置(1)。
- 請求項5に記載の電力変換装置(1)において、上記積層体(10)における積層方向の一端側には、該積層体(10)を積層方向に押圧する押圧部材(11)が配置されており、該押圧部材(11)は、上記積層体(10)を保持するフレーム(12)の一部と、上記積層体(10)との間に介在しており、上記フレーム(12)は、上記急速放電抵抗(6)を収容する抵抗収容部(121)を一体的に形成してなることを特徴とする電力変換装置(1)。
- 請求項7に記載の電力変換装置(1)において、上記押圧部材(11)は、板バネ(110)によって構成されており、上記フレーム(12)は、上記板バネ(110)の両端部を支承する一対の支承部(125)を備え、上記抵抗収容部(121)は、上記一対の支承部(125)の間に形成されていることを特徴とする電力変換装置(1)。
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