JP5725067B2

JP5725067B2 - 電力変換装置

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Publication number: JP5725067B2
Application number: JP2013061467A
Authority: JP
Inventors: 裕也木内; 彰中坂
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2013-03-25
Filing date: 2013-03-25
Publication date: 2015-05-27
Anticipated expiration: 2033-03-25
Also published as: US8963322B2; US20140284765A1; JP2014187827A

Description

本発明は、半導体モジュールおよび冷却器を積層してなる積層体と、コンデンサと、金属製のフレームとを有する電力変換装置に関する。

例えば直流電力と交流電力との間で電力変換を行う電力変換装置として、半導体素子を内蔵した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積層した積層体を備えたものが知られている（下記特許文献１参照）。

この電力変換装置は、金属製のフレームを備えており、該フレーム内に上記積層体を配置し、固定してある。また、上記電力変換装置は、半導体モジュールに加わる直流電圧を、コンデンサによって平滑化している。コンデンサは、フレームの外側に配されている。

これらコンデンサとフレームと積層体とは、収容ケースに収容されている。そして、この収容ケースを、電力変換装置を使用する場所、例えばハイブリッド車や電気自動車等に固定してある。

特開２０１１−１８２６２６号公報

しかしながら、上記電力変換装置は、例えば、近傍に配された電子機器等から熱が発生したときに、この熱が収容ケースを介してコンデンサに伝わり、コンデンサの温度が上昇することがある。温度が上昇すると、コンデンサの寿命が低下しやすくなる。そのため、コンデンサの温度上昇をより抑制できる電力変換装置が望まれている。

また、上記電力変換装置は、上記フレームを収容ケースに収容しているため、フレームを用いない電力変換装置と比べて、収容ケースが大型化しやすい。そのため、フレームをなるべくコンパクトに形成して、収容ケース、すなわち電力変換装置全体を小型化できる電力変換装置が望まれている。

本発明は、かかる背景に鑑みてなされたもので、小型化でき、かつコンデンサの温度上昇をより抑制できる電力変換装置を提供しようとするものである。

本発明の一態様は、半導体素子を内蔵する本体部から制御端子が突出した複数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の冷却器とを積層してなる積層体と、
上記半導体モジュールに加わる直流電圧を平滑化するコンデンサと、
上記積層体および上記コンデンサを内側に固定する金属製のフレームと、
該フレーム、上記積層体および上記コンデンサを収容する収容ケースとを備え、
上記フレームは、上記積層体と上記コンデンサとの間に介在する中壁と、該中壁に連結し該中壁と共に上記制御端子の突出方向に直交する方向から上記積層体を取り囲む積層体囲繞外壁と、上記中壁に連結し該中壁と共に上記突出方向に直交する方向から上記コンデンサを取り囲むコンデンサ囲繞外壁とを有し、
上記突出方向における、上記コンデンサの一方の端部の少なくとも一部と、他方の端部の少なくとも一部とが、それぞれ上記コンデンサ囲繞外壁から露出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）。

上記電力変換装置においては、フレームの一部（コンデンサ囲繞外壁）を用いて、コンデンサを取り囲んでいる。そのため、外部から収容ケースを介してコンデンサに伝わる熱を、このコンデンサ囲繞外壁によって遮蔽することができる。したがって、コンデンサの温度が上昇することを抑制できる。

また、上記電力変換装置では、フレームの一部（積層体囲繞外壁）を使って積層体を取り囲んでいる。積層体は冷却器を含んでいるため、この冷却器によって、フレームを冷却することができる。したがって、フレームの一部である上記コンデンサ囲繞外壁も冷却することができる。このように、上記電力変換装置では、コンデンサを取り囲むコンデンサ囲繞外壁を冷却できるようになっている。そのため、コンデンサの温度上昇を効果的に抑制できる。

また、上記電力変換装置においては、コンデンサ囲繞外壁によってコンデンサを全て取り囲むのではなく、コンデンサの一部のみを取り囲んでいる。つまり、上記突出方向におけるコンデンサの両端部を、それぞれ少なくとも一部、コンデンサ囲繞外壁から露出させている。
そのため、コンデンサ囲繞外壁を小さくすることができ、コンデンサ囲繞外壁と収容ケースとを干渉させずに、収容ケースを小型化することが可能になる。

また、上記構成にすると、コンデンサ囲繞外壁によって、コンデンサの上記両端部の間の部位（中央部）を取り囲むことになる。中央部は、コンデンサ自身の発熱により温度が特に上昇しやすい部位なので、この中央部をコンデンサ囲繞外壁によって取り囲むことにより、コンデンサの温度上昇を効果的に抑制することができる。

以上のごとく、本発明によれば、小型化でき、かつコンデンサの温度上昇をより抑制できる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、電力変換装置の断面図。図１のII-II断面図。図１のIII-III断面図。実施例１における、電力変換装置の回路図。実施例１における、電力変換装置の全体斜視図。実施例１における、コンデンサの斜視図。図６のVII-VII断面図。実施例２における、電力変換装置の断面図。実施例３における、電力変換装置の断面図。実施例４における、電力変換装置の断面図。

上記電力変換装置は、例えば電気自動車やハイブリッド車等の車両に搭載するための、車載用電力変換装置とすることができる。

また、上記収容ケースの壁部と上記コンデンサ囲繞外壁とは離隔しており、かつ、該コンデンサ囲繞外壁と上記コンデンサとは離隔していることが好ましい（請求項２）。
この場合には、収容ケースの壁部とコンデンサ囲繞外壁との間に第１の空気層が形成され、コンデンサ囲繞外壁とコンデンサとの間に第２の空気層が形成されることになる。そのため、電力変換装置の近傍に存在する電子部品等から熱が発生し、収容ケースに伝わっても、上記２つの空気層によって熱を遮断することができる。そのため、熱がコンデンサにより伝わりにくくなり、コンデンサの温度上昇をより抑制することが可能になる。

また、加圧部材を使って、上記積層体を該積層体の積層方向に押圧することにより、該積層体を上記フレーム内に固定してあり、上記コンデンサ囲繞外壁の少なくとも一部は、上記積層体囲繞外壁と上記中壁とのうち最も薄い部位よりも、厚さが薄いことが好ましい（請求項３）。
この場合には、フレームを軽量化でき、また、電力変換装置をより小型化することができる。すなわち、積層体は、半導体モジュールと冷却器とを積層したものなので、これを一体化して固定するためには、上記加圧部材を使って積層体を強く押圧する必要がある。そのため、積層体囲繞外壁や中壁は、加圧部材の押圧力に耐えることができるように、厚肉にする必要がある。これに対して、コンデンサは一部品であるため、固定するために押圧する必要はない。したがってコンデンサ囲繞外壁は、積層体囲繞外壁や中壁よりも薄肉化することができる。これにより、フレームを軽量化することが可能になる。また、コンデンサ囲繞外壁をより小型化できるため、収容ケースをより小型化することが可能になる。

また、上記コンデンサ囲繞外壁のうち上記厚さを薄くした部位は、上記積層体囲繞外壁と上記中壁とのうち上記突出方向における長さが最も長い部位よりも、該突出方向における長さが短いことが好ましい（請求項４）。
この場合には、コンデンサ囲繞外壁の一部を薄肉化するだけでなく、上記突出方向における長さを短くしてあるので、フレームをより軽量化することができる。また、コンデンサ囲繞外壁を小型化できるため、収容ケースをより小型化することができる。

また、上記制御端子に、上記半導体モジュールのスイッチング動作を制御する制御回路基板を接続してあり、上記突出方向から見たときに、上記制御回路基板と上記コンデンサとが重なっており、上記突出方向における、上記コンデンサと上記制御回路基板との間の間隔は、上記制御回路基板と上記中壁との間の間隔よりも広いことが好ましい（請求項５）。
この場合には、制御回路基板とコンデンサとの間隔が広いため、制御回路基板が、コンデンサから放射される電磁ノイズの影響を受けにくい。そのため、制御回路基板が誤動作することを抑制できる。

（実施例１）
上記電力変換装置に係る実施例について、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、積層体１０と、コンデンサ４と、金属製のフレーム５と、収容ケース６とを備える。積層体２０は、複数の半導体モジュール２と複数の冷却器３とを積層してなる。半導体モジュール２は、半導体素子２０（図４参照）を内蔵する本体部２１と、該本体部２１から突出した制御端子２２とを備える。冷却器３は、半導体モジュール２を冷却している。

コンデンサ４は、半導体モジュール２に加わる直流電圧を平滑化する。また、フレーム５は枠状に形成されており、その内側に積層体１０およびコンデンサ４を固定している。フレーム５と積層体１０とコンデンサ４は、収容ケース６に収容されている。

フレーム５は、中壁５１と、積層体囲繞外壁５２と、コンデンサ囲繞外壁５３とを有する。中壁５１は、積層体１０とコンデンサ４との間に介在している。積層体囲繞外壁５２は、中壁５１に連結し、該中壁５１と共に、制御端子２２の突出方向（Ｚ方向）に直交する方向から積層体１０を取り囲んでいる。また、コンデンサ囲繞外壁５３は、中壁５１に連結し、該中壁５１と共に、Ｚ方向に直交する方向からコンデンサ４を取り囲んでいる。

図３に示すごとく、コンデンサ囲繞外壁５３は、Ｚ方向におけるコンデンサ４の中央部４１を取り囲んでいる。Ｚ方向における、コンデンサ４の一方の端部４２と、他方の端部４３とは、それぞれコンデンサ囲繞外壁５３から露出している。

本例の電力変換装置１は、ハイブリッド車や電気自動車等の車両に搭載するための車両用電力変換装置である。電力変換装置１の近傍には、モータやエンジン等の、発熱する部品が存在している。

図１に示すごとく、フレーム５は、Ｚ方向から見たときに略長方形状を呈する。フレーム５の積層体囲繞外壁５２には、中壁５１から、積層体１０の積層方向（Ｘ方向）に延出する第１部分５２ａおよび第２部分５２ｂと、これらを繋ぐ第３部分５２ｃとがある。また、コンデンサ囲繞外壁５３には、中壁５１からＸ方向に延出する第１外壁部５３ａ及び第２外壁部５３ｂと、これらを繋ぐ第３外壁部５３ｃとがある。

図３に示すごとく、コンデンサ囲繞外壁５３は、Ｚ方向の長さが、積層体囲繞外壁５２よりも短い。また、図１に示すごとく、コンデンサ囲繞外壁５３は、積層体囲繞外壁５２よりも薄肉に形成されている。

また、本例では上述したように、半導体モジュール２と冷却器３とを積層して積層体１０を構成してある。冷却器３は、冷媒１６が通る冷媒流路３００を内部に形成した冷却管である。また、コンデンサ４は、積層体１０に対して、Ｘ方向に隣り合う位置に配されている。コンデンサ４と積層体１０との間には中壁５１が介在している。中壁５１と積層体１０との間には加圧部材１７（板ばね）を設けてある。この加圧部材１７を使って、積層体１０を積層体囲繞外壁５２の第３部分５２ｃに向けて押圧することにより、半導体モジュール２と冷却器３との接触圧を確保しつつ、積層体１０をフレーム５内に固定している。

Ｘ方向とＺ方向との双方に直交する方向（Ｙ方向）における冷却器３の両端部には、連結管１８を設けてある。この連結管１８によって、Ｘ方向に隣り合う２つの冷却器３を連結している。また、複数の冷却器３のうち、加圧部材１７から最も離れた冷却器３ａには、冷媒１６を導入するための導入パイプ１４と、冷媒１６を導出するための導出パイプ１５とを取り付けてある。導入パイプ１４から冷媒１６を導入すると、冷媒１６は連結管１８を通って全ての冷却器３内を流れ、導出パイプ１５から導出する。これにより、半導体モジュール２を冷却している。

図１、図３に示すごとく、コンデンサ囲繞外壁５３の第１外壁部５３ａ及び第２外壁部５３ｂには、ボス５３０を形成してある。また、コンデンサ４には、Ｙ方向に突出する突部４１０を形成してある。この突部４１０に形成した貫通孔４１５（図６参照）にボルト４１１を挿入し、ボス５３０の雌螺子部に螺合してある。これにより、コンデンサ４をフレーム５に固定している。

フレーム５は、積層体１０およびコンデンサ４と共に、収容ケース６内に収容されている。図２に示すごとく、収容ケース６の壁部６０から、ケース用ボス６９が突出している。また、フレーム５から突出部５９が突出している。ケース用ボス６９上に突出部５９を配置し、ボルト６８を使ってこれらを締結してある。これにより、フレーム５を収容ケース６に固定している。

図１に示すごとく、収容ケース６の壁部６０とコンデンサ囲繞外壁５３とは離隔している。また、コンデンサ囲繞外壁５３とコンデンサ４とは離隔している。コンデンサ４は中壁５１に接触している。

また、図３に示すごとく、収容ケース６のうち、コンデンサ４の両端部４２，４３の近傍に位置する部位６５、６６は、コンデンサ４側に凹んでいる。

図２に示すごとく、半導体モジュール２は、半導体素子２０（図４参照）を封止した本体部２１と、該本体部２１から突出した制御端子２２およびパワー端子２３を備える。制御端子２２には、半導体モジュール２のスイッチング動作を制御する制御回路基板７が接続している。また、パワー端子２３には、図示しないバスバーが接続している。

図３に示すごとく、本例の制御回路基板７はＸ方向に長い形状をしている。制御回路基板７は、Ｘ方向において、コンデンサ４を配置した側まで延出している。Ｚ方向から見ると、制御回路基板７とコンデンサ４とは重なっている。

本例では、積層体１０に含まれる半導体モジュール２の数が６個と少ないため、積層体１０のＸ方向長さが短い。そのため、コンデンサ４を、積層体１０に対してＸ方向に隣り合う位置に配置しても、電力変換装置１全体のＸ方向長さは、大幅に長くならない。

また、制御回路基板７には、制御端子２２に接続し、比較的高い電圧が加わる領域（高電圧領域７１）と、スイッチング制御等を行うための、比較的低い電圧で動作する領域（低電圧領域７２）とがある。本例では低電圧領域７２を、高電圧領域７１に対してＸ方向に隣接する位置に形成してある。Ｚ方向から見たときに、この低電圧領域７２が、コンデンサ４と重なるようになっている。

図４に示すごとく、個々の半導体モジュール２には、スイッチング素子２０ａ（ＩＧＢＴ素子）と、このスイッチング素子２０ａに逆並列接続したフリーホイールダイオード２０ｂとが封止されている。そして、６個の半導体モジュール２を用いてインバータ回路１０１を構成している。このインバータ回路１０１によって、直流電源８の直流電圧を交流電圧に変換し、三相交流モータ８０を駆動させている。

コンデンサ４は、半導体モジュール２に加わる直流電圧を平滑化している。また、コンデンサ４に、ＤＣ−ＤＣコンバータ１９を並列接続してある。このＤＣ−ＤＣコンバータ１９によって、直流電源８の直流電圧を降圧し、図示しない低圧バッテリーを充電するよう構成されている。

一方、図５に示すごとく、本例の収容ケース６は、第１ケース６ａと、第２ケース６ｂと、第３ケース６ｃとを組み合わせてなる。第１ケース６ａには、上述した制御回路基板７を収容してある。第２ケース６ｂには、フレーム５と積層体１０とコンデンサ４とを収容してある。また、第３ケース６ｃには、上記ＤＣ−ＤＣコンバータ１９を収容してある。

図６、図７に示すごとく、コンデンサ４は、コンデンサケース４０と、該コンデンサケース４０内に配されたコンデンサ素子４６と、該コンデンサ素子４６を封止する封止部材４７とを備える。コンデンサ素子４６はフイルムコンデンサである。コンデンサ素子４６の一方の端面４８０に正電極板４８が接続し、他方の端面４９０に負電極板４９が接続している。正電極板４８から正入力端子４４ａと正出力端子４５ａとが延出し、コンデンサケース４０の開口部４００からケース外へ突出している。また、負電極板４９から負入力端子４４ｂと負出力端子４５ｂとが延出し、上記開口部４００からケース外へ突出している。入力端子４４ａ，４４ｂは、図示しないバスバーを介して、直流電源８（図４参照）に接続している。また、出力端子４５ａ，４５ｂは、バスバーを介して、半導体モジュール２のパワー端子２３（図３参照）に接続している。

本例の作用効果について説明する。本例では図１に示すごとく、フレーム５の一部（コンデンサ囲繞外壁５３）を用いて、コンデンサ４を取り囲んでいる。そのため、外部から収容ケース６を介してコンデンサ４に伝わる熱を、コンデンサ囲繞外壁５３によって遮蔽することができる。したがって、コンデンサ４の温度が上昇することを抑制できる。

また、本例では、フレーム５の一部（積層体囲繞外壁５２）を使って、積層体１０を取り囲んでいる。積層体１０は冷却器３を含んでいるため、この冷却器３によって、フレーム５を冷却することができる。したがって、フレーム５の一部であるコンデンサ囲繞外壁５３も冷却できる。このように、本例では、コンデンサ４を取り囲むコンデンサ囲繞外壁５３を冷却できるようになっている。そのため、コンデンサ４の温度上昇を効果的に抑制できる。

また、本例では、コンデンサ囲繞外壁５３によってコンデンサ４を全て取り囲むのではなく、コンデンサ４の一部のみを取り囲んでいる。つまり、図３に示すごとく、Ｚ方向におけるコンデンサ４の両端部４２，４３を、それぞれコンデンサ囲繞外壁５３から露出させている。
そのため、コンデンサ囲繞外壁５３を小さくすることができ、コンデンサ囲繞外壁５３と収容ケース６とを干渉させずに、収容ケース６を小型化することが可能になる。つまり、仮に、コンデンサ囲繞外壁５３によってコンデンサ４を全て取り囲んだとすると、コンデンサ囲繞外壁５３が大きくなって、収容ケース６に干渉しやすくなる。そのため、収容ケース６が大型化しやすくなる。しかし、上述のようにコンデンサ囲繞外壁５３によってコンデンサ４の一部（中央部４１）のみ取り囲めば、コンデンサ囲繞外壁５３が大型化しなくてすみ、収容ケース６を小型化することが可能になる。例えば図３に示すごとく、収容ケース６のうち、コンデンサ４の上記両端部４２，４３の近傍に位置する部位６５，６６を、コンデンサ４側に凹ますことができる。

また、本例では図３に示すごとく、コンデンサ囲繞外壁５３によって、コンデンサ４の両端部４２，４３の間の部位（中央部４１）を取り囲んでいる。中央部４１は、コンデンサ４自身の発熱により温度が特に上昇しやすい部位なので、この中央部４１をコンデンサ囲繞外壁５３によって取り囲むことにより、コンデンサ４の温度上昇を効果的に抑制することが可能になる。

また、本例では図１に示すごとく、収容ケース６の壁部６０とコンデンサ囲繞外壁５３とは離隔しており、かつ、コンデンサ囲繞外壁５３とコンデンサ４とは離隔している。
このようにすると、収容ケース６の壁部６０とコンデンサ囲繞外壁５３との間に第１の空気層Ａ１が形成され、コンデンサ囲繞外壁５３とコンデンサ４との間に第２の空気層Ａ２が形成されることになる。そのため、電力変換装置１の近傍に存在する電子部品等から熱が発生し、この熱が収容ケース６に伝わっても、２つの空気層Ａ１，Ａ２によって熱を遮断することができる。そのため、熱がコンデンサ４により伝わりにくくなり、コンデンサ４の温度上昇をより抑制することができる。

また、本例では図１に示すごとく、加圧部材１７を使って積層体１０をＸ方向に押圧することにより、積層体１０をフレーム５内に固定してある。コンデンサ囲繞外壁５３は、積層体囲繞外壁５２と中壁５１とのうち最も薄い部位よりも、厚さが薄くなっている。
そのため、フレーム５を軽量化でき、また、電力変換装置１をより小型化することができる。すなわち、積層体１０は、半導体モジュール２と冷却器３とを積層したものなので、これを一体化して固定するためには、加圧部材１７を使って積層体１０を強く押圧する必要がある。そのため、積層体囲繞外壁５２や中壁５１は、加圧部材１７の強い押圧力に耐えることができるように、厚肉にする必要がある。これに対して、コンデンサ４は一部品であるため、固定するために押圧する必要はない。したがってコンデンサ囲繞外壁５３は、積層体囲繞外壁５２や中壁５１よりも薄肉化することができる。これにより、フレーム５を軽量化することが可能になる。また、コンデンサ囲繞外壁５３をより小型化できるため、収容ケース６をより小型化することが可能になる。

また、図３に示すごとく、本例のコンデンサ囲繞外壁５３は、積層体囲繞外壁５２と中壁５１とのうちＺ方向における長さが最も長い部位よりも、Ｚ方向における長さが短い。
このようにすると、コンデンサ囲繞外壁５３を薄肉化するだけでなく、Ｚ方向における長さを短くしてあるので、フレーム５をより軽量化することができる。また、コンデンサ囲繞外壁５３をより小型化できるため、収容ケース６をより小型化することが可能になる。

以上のごとく、本例によれば、小型化でき、かつコンデンサの温度上昇をより抑制できる電力変換装置を提供することができる。

なお、本例では図１に示すごとく、コンデンサ囲繞外壁５３の全ての部分を薄肉にしたが、必ずしも全てを薄肉にする必要はなく、一部分のみ薄肉にしてもよい。また、本例では図３に示すごとく、コンデンサ囲繞外壁５３の全ての部位について、積層体囲繞外壁５２と中壁５１とのうちＺ方向長さが最も長い部位よりも、Ｚ方向長さを短くしているが、必ずしも全てを短くする必要はなく、一部分のみ短くしてもよい。

また、本例においては、加圧部材１７を中壁５１と積層体１０との間に配したが、これに限るものではない。例えば、積層体囲繞外壁５２の第３部分５２ｃと積層体１０との間に加圧部材１７を配し、この加圧部材１７によって、積層体１０を中壁５１側に押圧するよう構成してもよい。

また、上記実施例においては、内部に冷媒流路３００を有する冷却管によって、冷却器３を形成し、この冷却管を半導体モジュール２に接触させたが、本発明の電力変換装置１はこれに限られるものではない。すなわち、例えば、冷媒１６が半導体モジュール２に直接、接触するように冷媒流路３００を設けることもできる。

（実施例２）
本例は、フレーム５の形状を変更した例である。図８に示すごとく、本例のコンデンサ囲繞外壁５３は、Ｚ方向における中壁５１の中心位置Ｃよりも、制御回路基板７から離れた位置に形成されている。これにより、コンデンサ４を制御回路基板７から離し、コンデンサ４と制御回路基板７との間の間隔Ｄ１を広くしてある。この間隔Ｄ１は、制御回路基板７と中壁５１との間の間隔Ｄ２よりも広い。

また、制御回路基板７には、実施例１と同様に、比較的高い電圧で動作する高電圧領域７１と、これよりも低い電圧で動作する低電圧領域７２とがある。コンデンサ４は、間隔Ｄ１をおいて、低電圧領域７２と対向している。

本例の作用効果について説明する。本例では、制御回路基板７とコンデンサ４との間隔Ｄ１が広いため、制御回路基板７が、コンデンサ４から放射される電磁ノイズの影響を受けにくい。そのため、制御回路基板７が誤動作することを抑制できる。

低電圧領域７２は低い電圧で動作するため、電磁ノイズの影響を受けやすい部位である。そのため、この低電圧領域７２をコンデンサ４から離したことによる効果は大きい。

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。

（実施例３）
本例は、コンデンサ４及び制御回路基板７の大きさを変更した例である。図９に示すごとく、本例の制御回路基板７は、Ｘ方向において、中壁５１よりも積層体１０側にのみ設けられており、中壁５１よりもコンデンサ４側には制御回路基板７を設けていない。また、本例のコンデンサ４は、実施例１のコンデンサ４よりも若干大きい。本例のコンデンサ４は、Ｚ方向における一方の端面４２０が、Ｚ方向において、制御回路基板７と略同じ高さに位置している。

本例の作用効果について説明する。上記構成にした場合でも、コンデンサ４を制御回路基板７から離すことができる。そのため、コンデンサ４から放射される電磁ノイズによって、制御回路基板７が誤動作することを抑制できる。

（実施例４）
本例は、フレーム５の形状を変更した例である。本例では図１０に示すごとく、Ｚ方向における、コンデンサ４の一方の端部４２の一部分のみをコンデンサ囲繞外壁５３から露出させている。すなわち、コンデンサ囲繞外壁５３によって、上記一方の端部４２の一部を覆っている。また、実施例１と同様に、Ｚ方向における、コンデンサ４の他方の端部４３は、全てコンデンサ囲繞外壁５３から露出している。

本例の作用効果について説明する。上記構成にすると、コンデンサ４の上記一方の端部４２の一部分を、コンデンサ囲繞外壁５３によって覆っているため、フレーム５による、コンデンサ４の冷却効率を高めることができる。

また、コンデンサ４の両端部４２，４３は、それぞれ、少なくとも一部が露出しているため、コンデンサ４を全て取り囲んだ場合と比べて、コンデンサ囲繞外壁５３を小型化することができる。そのため、収容ケース６とコンデンサ囲繞外壁５３とが干渉しにくくなり、収容ケース６を小型化しやすくなる。

１電力変換装置
１０積層体
２半導体モジュール
２０半導体素子
２１本体部
２２制御端子
３冷却器
４コンデンサ
５フレーム
５１中壁
５２積層体囲繞外壁
５３コンデンサ囲繞外壁
６収容ケース

Claims

半導体素子（２０）を内蔵する本体部（２１）から制御端子（２２）が突出した複数の半導体モジュール（２）と、該半導体モジュール（２）を冷却する複数の冷却器（３）とを積層してなる積層体（１０）と、
上記半導体モジュール（２）に加わる直流電圧を平滑化するコンデンサ（４）と、
上記積層体（１０）および上記コンデンサ（４）を内側に固定する金属製のフレーム（５）と、
該フレーム（５）、上記積層体（１０）および上記コンデンサ（４）を収容する収容ケース（６）とを備え、
上記フレーム（５）は、上記積層体（１０）と上記コンデンサ（４）との間に介在する中壁（５１）と、該中壁（５１）に連結し該中壁（５１）と共に上記制御端子（２２）の突出方向に直交する方向から上記積層体（１０）を取り囲む積層体囲繞外壁（５２）と、上記中壁（５１）に連結し該中壁（５１）と共に上記突出方向に直交する方向から上記コンデンサ（４）を取り囲むコンデンサ囲繞外壁（５３）とを有し、
上記突出方向における、上記コンデンサ（４）の一方の端部（４２）の少なくとも一部と、他方の端部（４３）の少なくとも一部とが、それぞれ上記コンデンサ囲繞外壁（５３）から露出し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、上記収容ケース（６）の壁部（６０）と上記コンデンサ囲繞外壁（５３）とは離隔しており、かつ、該コンデンサ囲繞外壁（５３）と上記コンデンサ（４）とは離隔していることを特徴とする電力変換装置（１）。
請求項１又は請求項２に記載の電力変換装置（１）において、加圧部材（１７）を使って、上記積層体（１０）を該積層体（１０）の積層方向に押圧することにより、該積層体（１０）を上記フレーム（５）内に固定してあり、上記コンデンサ囲繞外壁（５３）の少なくとも一部は、上記積層体囲繞外壁（５２）と上記中壁（５１）とのうち最も薄い部位よりも、厚さが薄い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、上記コンデンサ囲繞外壁（５３）のうち上記厚さを薄くした部位は、上記積層体囲繞外壁（５２）と上記中壁（５１）とのうち上記突出方向における長さが最も長い部位よりも、該突出方向における長さが短いことを特徴とする電力変換装置（１）。
請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の電力変換装置（１）において、上記制御端子（２２）に、上記半導体モジュール（２）のスイッチング動作を制御する制御回路基板（７）を接続してあり、上記突出方向から見たときに、上記制御回路基板（７）と上記コンデンサ（４）とが重なっており、上記突出方向における、上記コンデンサ（４）と上記制御回路基板（７）との間の間隔（Ｄ１）は、上記制御回路基板（７）と上記中壁（５１）との間の間隔（Ｄ２）よりも広いことを特徴とする電力変換装置（１）。