JP5768839B2

JP5768839B2 - 電力変換装置

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Inventors: 陽介朝子
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Description

本発明は、平滑コンデンサと、前記平滑コンデンサに並列接続された放電抵抗体と、を備える電力変換装置に関する。

従来、例えば下記特許文献１に見られるように、平滑コンデンサと、平滑コンデンサに蓄積された電荷を放電するための放電抵抗体とを備える電力変換装置（３相インバータ装置）が知られている。平滑コンデンサは、電力変換装置を構成するスイッチング素子に対して直流電源から印加される直流電圧を平滑化する機能を有する。

特開２０１２−３９７１５号公報

ここで、直流電源及び平滑コンデンサを電気的に切り離した状態で、平滑コンデンサ及び放電抵抗体を含む閉回路を形成することで、平滑コンデンサに蓄積された電荷を放電することができる。この場合、電荷の放電に伴い放電抵抗体が発熱する。発熱した放電抵抗体を適切に冷却することができなければ、電力変換装置の信頼性が低下する懸念がある。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、平滑コンデンサに蓄積された電荷の放電に伴って発熱する放電抵抗体を適切に冷却できる電力変換装置を提供することにある。

上記課題を解決すべく、請求項１記載の発明は、スイッチング素子（Ｓ￥＃）を内蔵した本体部（５２）を有し、前記本体部から制御端子（ＫＥ＃）が突出した複数の半導体モジュール（５０￥）と、前記スイッチング素子をオンオフ駆動する回路基板（２０）と、前記半導体モジュールを冷却する冷却器（３０）と、前記スイッチング素子に印加される直流電圧を平滑化する平滑コンデンサ（６４）と、前記回路基板の板面に設けられ、前記平滑コンデンサに並列接続された放電抵抗体（９４）と、を備え、前記半導体モジュールは、前記制御端子を介して前記回路基板に取り付けられ、前記放電抵抗体は、自身の両端である第１の接続部（Ｔ１）及び第２の接続部（Ｔ２）を有し、前記第１の接続部は、前記回路基板の板面に設けられた配線パターン（９０）を介して前記制御端子に接続されていることを特徴とする。

制御端子は、冷却器によって冷却される半導体モジュールの構成部品である。このため、制御端子の温度は、放電抵抗体の温度よりも低い。したがって、放電抵抗体の第１の接続部が配線パターンを介して制御端子に接続されている上記発明によれば、放電抵抗体で発生した熱の大部分を配線パターンを介して制御端子側へと導くことができる。これにより、放電抵抗体を適切に冷却することができ、ひいては電力変換装置の信頼性の低下を好適に回避することができる。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記放電抵抗体は、互いに並列接続された複数の抵抗体（９５ａ〜９９ａ，９５ｂ〜９９ｂ）の直列接続体を備え、当該電力変換装置は、前記回路基板の板面の正面視において、前記放電抵抗体の少なくとも一部と、前記冷却器とが重なるように構成されていることを特徴とする。

上記発明では、放電抵抗体の少なくとも一部と、冷却器とが重なるように電力変換装置が構成されている。このため、放電抵抗体と冷却器との距離を短くすることができ、放電抵抗体の冷却効果を大きくすることができる。こうした構成を前提として、上記発明では、放電抵抗体の放熱性と、放電抵抗体のオープン故障時におけるフェールセーフとの観点から、上記構成の放電抵抗体を採用している。上記放電抵抗体は、互いに並列接続された抵抗体を備えている。このため、互いに並列接続された抵抗体が並ぶ方向について、回路基板の板面において放電抵抗体が占める面積が大きくなる。面積が大きくなると、回路基板の板面の正面視において、放電抵抗体と冷却器とが重なる面積を大きくすることができる。これにより、放電抵抗体の冷却効果をより大きくすることができる。

請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の発明において、前記スイッチング素子は、上アーム側スイッチング素子（Ｓ￥ｐ）及び下アーム側スイッチング素子の直列接続体を備え、前記回路基板は、当該電力変換装置に入力される直流電圧を交流電圧に変換して出力すべく、前記上アーム側スイッチング素子及び下アーム側スイッチング素子をオンオフ駆動し、前記平滑コンデンサは、前記上アーム側スイッチング素子及び前記下アーム側スイッチング素子の直列接続体に並列接続され、前記第２の接続部は、前記回路基板に設けられたコネクタ（７６）と、前記コネクタに接続された接続用導電部材（７４）とを介して、前記平滑コンデンサの一端に接続され、前記制御端子は、前記上アーム側スイッチング素子及び前記下アーム側スイッチング素子の直列接続体の両端のうち前記第２の接続部が接続されていない側と短絡された端子（ＫＥｎ）を含み、前記第１の接続部は、前記配線パターン及び前記短絡された端子を介して、前記平滑コンデンサの両端のうち前記第２の接続部が接続されていない側に接続されていることを特徴とする。

電荷の放電時における平滑コンデンサの両端の電位差が大きいことから、放電抵抗体の両端の電位差も大きくなる。ここで、放電抵抗体及び平滑コンデンサを接続する構成として、放電抵抗体の第１の接続部及び第２の接続部のそれぞれをコネクタ及び接続用導電部材を介して平滑コンデンサに接続する構成を採用することも考えられる。この場合、第１の接続部及び第２の接続部の間の電位差が大きくなることから、コネクタにおいて、第１の接続部に接続される部分と、第２の接続部に接続される部分との絶縁距離を長くすることが要求される。この場合、コネクタが大きくなる懸念がある。

ここで、上記発明では、放電抵抗体の第１の接続部を上記態様にて平滑コンデンサに接続する。このため、放電抵抗体において、コネクタ及び接続用導電部材を介して平滑コンデンサに接続する部分を第２の接続部のみとすることができる。こうした構成によれば、コネクタにおいて上記絶縁距離を確保する必要がない。このため、コネクタが大きくなることを好適に回避することができる。

第１の実施形態にかかる３相インバータ装置の断面図であって、図２の１−１線断面図。図１の２−２線断面図。図１の３−３線断面図。第１の実施形態にかかる半導体モジュールの構成を示す斜視図。同実施形態にかかる半導体モジュールの内部構成を示す回路図。同実施形態にかかるモータ制御システムの全体構成図。同実施形態にかかる回路基板のケース側の平面図。同実施形態にかかる放電抵抗体の詳細を示す図。

以下、本発明にかかる電力変換装置を３相インバータ装置として具体化した一実施形態について、図面を参照しつつ説明する。

まず、図１〜図３を用いて、本実施形態にかかる３相インバータ装置の全体構成について説明する。

図示されるように、３相インバータ装置１０は、単一の回路基板２０、冷却器３０、フレーム４０、Ｕ〜Ｗ相半導体モジュール５０Ｕ，５０Ｖ，５０Ｗ、「正極側導電部材」としての正極側バスバー６０ｐ、「負極側導電部材」としての負極側バスバー６０ｎ、Ｕ〜Ｗ相交流バスバー６２Ｕ〜６２Ｗ、平滑コンデンサ６４、及びこれらを収容する筐体（ケース７０）を備えている。

ケース７０は、蓋体７０ａと、ケース本体７０ｂとを備えている。ケース７０は、スイッチングノイズ（電磁波）を遮断する材料（例えば、金属や導電性樹脂）によって形成されている。スイッチングノイズは、Ｕ〜Ｗ相半導体モジュール５０Ｕ〜５０Ｗに内蔵されたスイッチング素子のオンオフ駆動に伴って発生する。ケース本体７０ｂは、一面が開口する箱状の部材である。ケース本体７０ｂの開口部は、蓋体７０ａがケース本体７０ｂに固定手段によって固定されることで、蓋体７０ａによって閉塞される。なお、本実施形態では、固定手段として、ボルト７２ａ及びナット７２ｂを用いている。

フレーム４０は、ケース本体７０ｂに収容された状態で図示しない固定手段（例えばボルト）によってケース本体７０ｂに固定されている。フレーム４０の上部には、回路基板２０が固定されている。

フレーム４０は、Ｕ〜Ｗ相半導体モジュール５０Ｕ〜５０Ｗを収容する。フレーム４０は、ケース７０と同様に、スイッチングノイズを遮断する材料（例えば、金属や導電性樹脂）によって形成されている。

ケース７０内において、フレーム４０の下方には、Ｕ〜Ｗ相半導体モジュール５０Ｕ〜５０Ｗに印加される直流電圧を平滑化する平滑コンデンサ６４が配置されている。

回路基板２０は、その板面の正面視において矩形状をなしている。回路基板２０は、Ｕ〜Ｗ相半導体モジュール５０Ｕ〜５０Ｗに内蔵されたスイッチング素子をオンオフ駆動する機能を有する。この機能は、回路基板２０に実装された集積回路やワンチップマイコン等の電子部品によって実現される。なお、回路基板２０については、後に詳述する。

平滑コンデンサ６４の正極端子は、「接続用導電部材」としてのワイア７４と、回路基板２０に設けられたコネクタ７６とを介して、後述する放電抵抗体の第２の接続部に接続されている。

冷却器３０は、冷却流体を３相インバータ装置１０側に導入する導入管３０ａ、３相インバータ装置１０側から外部へと冷却流体を導出する導出管３０ｂ及び複数の冷却部３０ｃを備えている。複数の冷却部３０ｃのそれぞれは、導入管３０ａ及び導出管３０ｂを連結する部材である。複数の冷却部３０ｃのそれぞれと、Ｕ〜Ｗ相半導体モジュール５０Ｕ〜５０Ｗのそれぞれとは交互に積層されている。このため、冷却部３０ｃのそれぞれは、自身に隣接する一対の冷却部３０ｃによって挟まれることとなる。こうした構成の冷却器３０において、導入管３０ａから冷却流体を導入すると、冷却流体は複数の冷却部３０ｃ内のそれぞれを流れる。複数の冷却部３０ｃのそれぞれを流れた冷却流体は、導出管３０ｂから導出される。これにより、Ｕ〜Ｗ相半導体モジュール５０Ｕ〜５０Ｗが冷却される。なお、冷却器３０は、フレーム４０に固定されている。

Ｕ〜Ｗ相半導体モジュール５０Ｕ〜５０Ｗは、スイッチング素子、及びこれに逆並列に接続されたフリーホイールダイオード等がモジュール化された部材である。以下、図４及び図５を用いて、￥相半導体モジュール５０￥（￥＝Ｕ，Ｖ，Ｗ）の構成について説明する。

￥相半導体モジュール５０￥は、￥相上アームスイッチング素子Ｓ￥ｐ、これに逆並列に接続された￥相上アームフリーホイールダイオードＤ￥ｐ、￥相下アームスイッチング素子Ｓ￥ｎ、これに逆並列に接続された￥相下アームフリーホイールダイオードＤ￥ｎ、￥相上アームスイッチング素子Ｓ￥ｐの温度を検出する￥相上アーム感温ダイオードＤｔ￥ｐ、及び￥相下アームスイッチング素子Ｓ￥ｎの温度を検出する￥相下アーム感温ダイオードＤｔ￥ｎがモジュール化された部材である。￥相半導体モジュール５０￥は、これら部材Ｓ￥ｐ，Ｄ￥ｐ，Ｓ￥ｎ，Ｄ￥ｎ，Ｄｔ￥ｐ，Ｄｔ￥ｎを内蔵した本体部５２と、本体部５２から突出した複数の制御端子と、本体部５２から突出した複数のパワー端子とを備えている。なお、本実施形態では、スイッチング素子Ｓ￥＃（＃＝ｐ、ｎ）として、ＩＧＢＴを用いている。

複数の制御端子は、ケルビンエミッタ端子ＫＥ＃、センス端子ＳＥ＃、スイッチング素子Ｓ￥＃のゲートＧ＃、感温ダイオードＤｔ￥＃のアノードＡ＃及びカソードＫ＃である。ここで、ケルビンエミッタ端子ＫＥ＃とは、スイッチング素子Ｓ￥＃の出力端子（エミッタ）と同電位の端子であり、センス端子ＳＥ＃とは、スイッチング素子Ｓ￥＃の入力端子（コレクタ）及びエミッタ間を流れる電流（コレクタ電流）と相関を有する微小電流を出力するための端子である。

パワー端子は、￥相上アームスイッチング素子Ｓ￥ｐのコレクタに短絡されるコレクタ端子ＴＣ、￥相下アームスイッチング素子Ｓ￥ｎのエミッタに短絡されるエミッタ端子ＴＥ、及び交流端子ＴＡである。
である。

本体部５２は、扁平な直方体形状をなしている。本体部５２の対向する一対の表面のうち一方の面には、この表面から垂直に突出するように複数の制御端子が設けられている。また、他方の面には、この表面から垂直に突出するようにパワー端子が設けられている。

先の図１〜図３に戻り、Ｕ〜Ｗ相半導体モジュール５０Ｕ〜５０Ｗのそれぞれは、制御端子を介して回路基板２０に取り付けられている。詳しくは、これら半導体モジュール５０Ｕ〜５０Ｗのそれぞれは、半田付けにて回路基板２０に取り付けられている。また、これら半導体モジュールは、回路基板２０のケース７０側の板面の正面視において、５０Ｗ，５０Ｖ，５０Ｕの順でＸ軸の正方向に一列に並んで取り付けられている。

続いて、図６を用いて、本実施形態にかかるモータ制御システムの全体構成について説明する。

図６に示すように、モータ制御システムは、３相インバータ装置１０、モータジェネレータ８０及び制御装置８２を備えている。モータジェネレータ８０は、図示しない駆動輪に連結され、車載主機等の役割を果たす。本実施形態では、モータジェネレータ８０として、永久磁石同期モータ（例えば、ＩＰＭＳＭやＳＰＭＳＭ）を用いている。

３相インバータ装置１０は、メインリレー８４を介して「直流電源」としての高電圧バッテリ８６（例えば、リチウムイオン２次電圧やニッケル水素２次電池）に接続されている。メインリレー８４は、通電操作によって高電圧バッテリ８６及び３相インバータ装置１０の間を電気的に遮断状態又は導通状態に切り替える機能を有する。なお、３相インバータ装置１０、モータジェネレータ８０及び高電圧バッテリ８６が車載高電圧システムを構成する。

Ｕ〜Ｗ相上アームスイッチング素子ＳＵｐ〜ＳＷｐのそれぞれに接続されたコレクタ端子ＴＣ同士は、正極側バスバー６０ｐによって接続されている。正極側バスバー６０ｐは、平滑コンデンサ６４の正極端子に接続され、また、メインリレー８４を介して高電圧バッテリ８６の正極端子に接続されている。一方、Ｕ〜Ｗ相下アームスイッチング素子ＳＵｎ〜ＳＷｎのそれぞれに接続されたエミッタ端子ＴＥ同士は、負極側バスバー６０ｎによって接続されている。負極側バスバー６０ｎは、平滑コンデンサ６４の負極端子に接続され、また、メインリレー８４を介して高電圧バッテリ８６の負極端子に接続されている。なお、正極側バスバー６０ｐ及び負極側バスバー６０ｎとしては、１の導電部材で形成されたものであってもよいし、２以上の導電部材が一体化されて形成されたものであってもよい。

￥相上アームスイッチング素子Ｓ￥ｐ及び￥相下アームスイッチング素子Ｓ￥ｎの接続点は、交流端子ＴＡ及び￥相交流バスバー６２￥を介してモータジェネレータ８０の￥相に接続されている。

制御装置８２は、ＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭ等からなるマイクロコンピュータを主体として構成され、車載低電圧システムを構成する。制御装置８２は、モータジェネレータ８０の制御量（トルク）をその指令値（以下、トルク指令値Ｔｒｑ＊）に制御すべく、スイッチング素子Ｓ￥＃をオンオフ駆動する。詳しくは、モータジェネレータ８０の制御は、トルク指令値Ｔｒｑ＊を実現するための指令電流とモータジェネレータ８０に流れる電流とが一致するように、スイッチング素子Ｓ￥＃をオンオフ駆動する制御となる。すなわち、本実施形態では、モータジェネレータ８０の出力トルクが最終的な制御量となるものであるが、出力トルクを制御すべく、モータジェネレータ８０に流れる電流を直接の制御量として、これを指令電流に制御する。特に、本実施形態では、モータジェネレータ８０に流れる電流を指令電流に制御すべく、電流ベクトル制御を行う。

制御装置８２は、電流ベクトル制御によって、３相インバータ装置１０の３相の出力電圧を指令電圧を模擬した電圧とするための駆動信号ｇ￥＃を生成する。制御装置８２によって生成された駆動信号ｇ￥＃は、回路基板２０の板面に設けられた駆動回路Ｄｒ￥＃に対して出力される。駆動回路Ｄｒ￥＃は、駆動信号ｇ￥＃に従ってスイッチング素子Ｓ￥＃のゲートを充放電するためのゲート駆動回路である。駆動回路Ｄｒ￥＃により、スイッチング素子Ｓ￥＃はオンオフ駆動される。これにより、モータジェネレータ８０には、互いに位相が１２０度ずれた正弦波状の電流が流れる。

また、制御装置８２は、放電制御を行う。この制御は、メインリレー８４をオフ状態に切り替えて３相インバータ装置１０の動作を停止させた後に、平滑コンデンサ６４に蓄積された電荷を放電するための制御である。以下、この制御に関わる放電抵抗体の回路基板２０における配置手法等について説明する。

図７に、回路基板２０の板面をケース７０側から見た平面図を示す。なお、図７には、隣接する領域間を電気的に絶縁する絶縁領域も示してある。

図示されるように、回路基板２０の板面には、第１の配線パターン９０、放電抵抗体９４、第２の配線パターン９２及びコネクタ７６が設けられている。スイッチング素子Ｓ￥＃のうち、３相インバータ装置１０内において冷却流体の最上流側に配置されたＷ相下アームスイッチング素子ＳＷｎに対応するケルビンエミッタ端子ＫＥｎは、第１の配線パターン９０を介して放電抵抗体９４の一端（第１の接続部）に接続されている。放電抵抗体９４の他端（第２の接続部）は、第２の配線パターン９２を介してコネクタ７６に接続されている。なお、本実施形態において、上記ケルビンエミッタ端子ＫＥｎが「上アーム側スイッチング素子及び下アーム側スイッチング素子の直列接続体の両端のうち第２の接続部Ｔ２が接続されていない側と短絡された端子」に相当する。

図８に、放電抵抗体９４の詳細を示す。

図示されるように、放電抵抗体９４は、第１〜第１０の抵抗体９５ａ〜９９ａ，９５ｂ〜９９ｂ（具体的には、表面実装型（ＳＭＤ）の抵抗体）と、第１〜第６の抵抗用パターン１００ａ〜１００ｆとを備えている。詳しくは、第１，第２の抵抗体９５ａ，９５ｂは、第１，第２の抵抗用パターン１００ａ，１００ｂによって互いに並列接続され、第３，第４の抵抗体９６ａ，９６ｂは、第２，第３の抵抗用パターン１００ｂ，１００ｃによって互いに並列接続されている。また、第５，第６の抵抗体９７ａ，９７ｂは、第３，第４の抵抗用パターン１００ｃ，１００ｄによって互いに並列接続され、第７，第８の抵抗体９８ａ，９８ｂは、第４，第５の抵抗用パターン１００ｄ，１００ｅによって互いに並列接続されている。さらに、第９，第１０の抵抗体９９ａ，９９ｂは、第５，第６の抵抗用パターン１００ｅ，１００ｆによって互いに並列接続されている。そして、これら並列接続体は、直列接続されている。なお、第１〜第６の抵抗用パターン１００ａ〜１００ｆは、換言すれば、抵抗体の複数の並列接続体のうち隣接する並列接続体同士を接続する配線パターンである。

上記放電抵抗体９４は、放電抵抗体９４の放熱性と、放電抵抗体９４のオープン故障時におけるフェールセーフとの観点から採用された。ここで、本実施形態では、放電抵抗体９４の両端（１００ａ，１００ｆの一部分）のそれぞれを、便宜上、第１の接続部Ｔ１及び第２の接続部Ｔ２と称すこととする。

第２の接続部Ｔ２は、第２の配線パターン９２、コネクタ７６、及びコネクタ７６に接続されたワイア７４を介して、平滑コンデンサ６４の正極端子に接続されている。一方、第１の接続部Ｔ１は、第１の配線パターン９０及びケルビンエミッタ端子ＫＥｎを介して、平滑コンデンサ６４の負極端子に接続されている。

ちなみに、回路基板２０の一対の表面のうち放電抵抗体９４の設けられた面とは反対側の面に放熱用パターンを設けてもよい。ここでは、例えば、第１〜第６の抵抗用パターン１００ａ〜１００ｆのうち少なくとも１つを、ビアを介して放熱用パターンに接続すればよい。

先の図７に戻り、本実施形態では、回路基板２０の板面の正面視において、放電抵抗体９４の一部及び第１の配線パターン９０の一部と、冷却器３０を構成する導入管３０ａとが重なるように３相インバータ装置１０が構成されている。また、本実施形態では、回路基板２０の板面の正面視において、放電抵抗体９４の一部と、複数の冷却部３０ｃのそれぞれの導入管３０ａ側の部分（図中、冷却部３０ｃのＹ方向における中央よりも導入管３０ａ側の部分）とが重なるように３相インバータ装置１０が構成されている。

以上詳述した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。

（１）放電抵抗体９４の第１の接続部Ｔ１を、回路基板２０の板面に設けられた第１の配線パターン９０を介してケルビンエミッタ端子ＫＥｎに接続した。ケルビンエミッタ端子ＫＥｎは、冷却器３０によって冷却されるＷ相半導体モジュール５０Ｗの構成部品である。このため、ケルビンエミッタ端子ＫＥｎの温度は、放電抵抗体９４の温度よりも十分低い。したがって、本実施形態によれば、放電抵抗体９４で発生した熱の大部分を第１の配線パターン９０を介してケルビンエミッタ端子ＫＥｎ側へと導くことができる。これにより、放電抵抗体９４を適切に冷却することができ、ひいては３相インバータ装置１０の信頼性の低下を好適に回避することができる。

（２）放電抵抗体９４として先の図８に示した構成を採用した。また、回路基板２０の板面の正面視において、放電抵抗体９４の一部及び第１の配線パターン９０の一部と、冷却器３０とが重なるように３相インバータ装置１０を構成した。放電抵抗体９４は、互いに並列接続された抵抗体９５ａ〜９９ａ，９５ｂ〜９９ｂを備えている。このため、互いに並列接続された抵抗体が並ぶ方向（Ｙ方向）について、回路基板２０の板面において放電抵抗体９４が占める面積が大きくなる。面積が大きくなると、回路基板２０の板面の正面視において、放電抵抗体９４と冷却器３０とが重なる面積を大きくすることができる。これにより、放電抵抗体９４の冷却効果をより大きくすることができる。

（３）回路基板２０の板面の正面視において、放電抵抗体９４の一部及び第１の配線パターン９０の一部と、冷却器３０を構成する導入管３０ａとが重なるように３相インバータ装置１０を構成した。冷却流体は、導入管３０ａを通って冷却部３０ｃ内に導入され、半導体モジュールと熱交換を行って温度が上昇した後、導出管３０ｂを通って冷却器３０外へと導出される。このため、冷却流体の温度は、導出管３０ｂよりも導入管３０ａの方が低くなる。したがって、本実施形態によれば、冷却流体の温度が導出管３０ｂよりも低い導入管３０ａに放電抵抗体９４及び第１の配線パターン９０を接近させることができる。これにより、放電抵抗体９４の冷却効果をより大きくすることができる。

（４）回路基板２０の板面の正面視において、放電抵抗体９４の一部と、複数の冷却部３０ｃのそれぞれの導入管３０ａ側の部分とが重なるように３相インバータ装置１０を構成した。冷却部３０ｃのうち導入管３０ａ側の部分の冷却流体の温度は、導出管３０ｂ側の部分の冷却流体の温度よりも低い。このため、本実施形態によれば、放電抵抗体９４の冷却効果をより大きくすることができる。

（５）放電抵抗体９４の第１の接続部Ｔ１を、第１の配線パターン９０及びケルビンエミッタ端子ＫＥｎを介して平滑コンデンサ６４の負極端子に接続した。一方、放電抵抗体９４の第２の接続部Ｔ２を、第２の配線パターン９２、コネクタ７６及びワイア７４を介して平滑コンデンサ６４の正極端子に接続した。これにより、コネクタ７６において絶縁距離を確保する必要がなくなることから、コネクタ７６が大きくなることを好適に回避することができる。

（６）第１の接続部Ｔ１を、Ｕ〜Ｗ相下アーム側スイッチング素子ＳＵｎ〜ＳＷｎに対応するケルビンエミッタ端子のうちＷ相下アーム側スイッチング素子ＳＷｎに対応するケルビンエミッタ端子ＫＥｎのみと接続した。Ｕ〜Ｗ相下アーム側スイッチング素子ＳＵｎ〜ＳＷｎに対応するケルビンエミッタ端子のそれぞれと第１の接続部Ｔ１とを第１の配線パターン９０によって接続する構成を採用する場合、放電抵抗体９４の放熱性は向上するものの、以下に説明する不都合が生じ得る。詳しくは、上記構成を採用する場合、第１の配線パターン９０、Ｕ〜Ｗ相下アーム側スイッチング素子に対応するケルビンエミッタ端子及び負極側バスバー６０ｎによって、Ｕ〜Ｗ相のそれぞれに対応した閉回路（電流ループ）が形成される。上記閉回路を磁束が通過すると、閉回路に電流が流れることに起因して、ノイズが発生するといった不都合が生じ得る。これに対し、本実施形態によれば、第１の配線パターン９０、ケルビンエミッタ端子及び負極側バスバー６０ｎによる閉回路が形成されない。このため、上記ノイズが発生するといった不都合を回避することができる。

（その他の実施形態）
なお、上記実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。

・上記実施形態では、回路基板２０の板面の正面視において、放電抵抗体９４の一部及び第１の配線パターン９０の一部と、冷却器３０とが重なるように３相インバータ装置１０を構成したがこれに限らない。例えば、回路基板２０の板面の正面視において、放電抵抗体９４の全部及び第１の配線パターン９０の全部と、冷却器３０とが重なるように３相インバータ装置１０を構成してもよい。また、例えば、回路基板２０の板面の正面視において冷却器３０と重ねる対象を、放電抵抗体９４のみとしてもよい。

・「上アーム側スイッチング素子及び下アーム側スイッチング素子の直列接続体の両端のうち第２の接続部Ｔ２が接続されていない側と短絡された端子」としては、下アーム側スイッチング素子Ｓ￥ｎに対応するケルビンエミッタ端子ＫＥｎに限らない。例えば、上アーム側スイッチング素子Ｓ￥ｐのコレクタに短絡された端子（以下、コレクタ制御端子）を制御端子に含む半導体モジュールがあるなら、コレクタ制御端子であってもよい。この場合、第２の接続部Ｔ２を、コネクタと、コネクタに接続されたワイアとを介して平滑コンデンサの負極端子に接続し、第１の接続部Ｔ１を、回路基板２０の板面に設けられた第１の配線パターン及びコレクタ制御端子を介して平滑コンデンサ６４の正極端子に接続すればよい。

・「放電抵抗体」としては、先の図８に示したものに限らず、例えば上記特許文献１の図２に記載されたものであってもよい。また、「放電抵抗体」を構成する抵抗体の並列接続数としては、３つ以上であってもよい。

・「接続用導電部材」としては、ワイア７４に限らず、他の導電部材であってもよい。

・「半導体モジュール」としては、上アーム側スイッチング素子及び下アーム側スイッチング素子の双方がモジュール化された部材に限らない。例えば、上アーム側スイッチング素子及び下アーム側スイッチング素子のそれぞれが各別にモジュール化された部材であってもよい。

・「直流電源」としては、バッテリに限らない。例えば、交流電源と、交流電源から出力される交流電圧を直流電圧に変換する全波整流回路とを備えるものであってもよい。

・「回転機」としては、永久磁石同期モータに限らず、他の同期機であってもよい。また、「回転機」としては、同期機に限らず、例えば誘導機であってもよい。

・「スイッチング素子」としては、ＩＧＢＴに限らず、例えばＭＯＳＦＥＴであってもよい。

・「インバータ装置」としては、３相インバータ装置に限らず、例えば、ハーフブリッジインバータ装置やフルブリッジインバータ装置であってもよい。また、「電力変換装置」としては、インバータ装置に限らない。例えば、ＤＣＤＣコンバータ等、他の電力変換装置であってもよい。

２０…回路基板、３０…冷却器、５０￥…半導体モジュール、６４…平滑コンデンサ、９４…放電抵抗体。

Claims

スイッチング素子（Ｓ￥＃）を内蔵した本体部（５２）を有し、前記本体部から制御端子（ＫＥ＃）が突出した複数の半導体モジュール（５０￥）と、
前記スイッチング素子をオンオフ駆動する回路基板（２０）と、
前記半導体モジュールを冷却する冷却器（３０）と、
前記スイッチング素子に印加される直流電圧を平滑化する平滑コンデンサ（６４）と、
前記回路基板の板面に設けられ、前記平滑コンデンサに並列接続された放電抵抗体（９４）と、
を備え、
前記半導体モジュールは、前記制御端子を介して前記回路基板に取り付けられ、
前記放電抵抗体は、自身の両端である第１の接続部（Ｔ１）及び第２の接続部（Ｔ２）を有し、
前記第１の接続部は、前記回路基板の板面に設けられた配線パターン（９０）を介して前記制御端子に接続されていることを特徴とする電力変換装置。
前記放電抵抗体は、互いに並列接続された複数の抵抗体（９５ａ〜９９ａ，９５ｂ〜９９ｂ）の直列接続体を備え、
当該電力変換装置は、前記回路基板の板面の正面視において、前記放電抵抗体の少なくとも一部と、前記冷却器とが重なるように構成されていることを特徴とする請求項１記載の電力変換装置。
前記スイッチング素子は、上アーム側スイッチング素子（Ｓ￥ｐ）及び下アーム側スイッチング素子の直列接続体を備え、
前記回路基板は、当該電力変換装置に入力される直流電圧を交流電圧に変換して出力すべく、前記上アーム側スイッチング素子及び下アーム側スイッチング素子をオンオフ駆動し、
前記平滑コンデンサは、前記上アーム側スイッチング素子及び前記下アーム側スイッチング素子の直列接続体に並列接続され、
前記第２の接続部は、前記回路基板に設けられたコネクタ（７６）と、前記コネクタに接続された接続用導電部材（７４）とを介して、前記平滑コンデンサの一端に接続され、
前記制御端子は、前記上アーム側スイッチング素子及び前記下アーム側スイッチング素子の直列接続体の両端のうち前記第２の接続部が接続されていない側と短絡された端子（ＫＥｎ）を含み、
前記第１の接続部は、前記配線パターン及び前記短絡された端子を介して、前記平滑コンデンサの両端のうち前記第２の接続部が接続されていない側に接続されていることを特徴とする請求項２記載の電力変換装置。
前記スイッチング素子は、前記上アーム側スイッチング素子及び前記下アーム側スイッチング素子の直列接続体を複数備え、
前記第１の接続部は、前記配線パターンと、複数の前記短絡された端子のいずれか１つのみとを介して、前記平滑コンデンサの両端のうち前記第２の接続部が接続されていない側に接続されていることを特徴とする請求項３記載の電力変換装置。
前記冷却器は、
前記半導体モジュールを冷却する冷却流体を導入する導入管（３０ａ）と、
前記冷却流体を導出する導出管（３０ｂ）と、
前記導入管及び前記導出管を接続し、前記導入管から前記導出管へと前記冷却流体を導く複数の冷却部（３０ｃ）と、
を備え、
複数の前記冷却部のそれぞれと、複数の前記半導体モジュールのそれぞれとは、交互に積層され、
当該電力変換装置は、前記回路基板の板面の正面視において、前記放電抵抗体の少なくとも一部と、前記導入管とが重なるように構成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の電力変換装置。
当該電力変換装置は、前記回路基板の板面の正面視において、前記放電抵抗体の少なくとも一部と、前記冷却部のうち前記導入管側の部分と重なるように構成されていることを特徴とする請求項５記載の電力変換装置。