JP5816504B2 - Semiconductor device - Google Patents
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Description
本発明は、半導体装置に関し、特に、半導体素子を有する半導体モジュールを備え、電動モータへの駆動電力を供給する半導体装置に関する。 The present invention relates to a semiconductor device, and more particularly, to a semiconductor device that includes a semiconductor module having a semiconductor element and supplies driving power to an electric motor.
近年、電動モータを駆動力源として備える電気自動車が普及してきている。電気自動車においては、バッテリから供給される直流電力を交流電力流に変換して電動モータに供給する制御を行うと共に、必要に応じて制動時等に回生機構により発電された交流電力を直流電力に変換してバッテリに蓄電する制御を行う電力制御装置(PEU:Power Electronic Unit)のような半導体装置が設けられている。 In recent years, electric vehicles equipped with an electric motor as a driving force source have become widespread. In an electric vehicle, the DC power supplied from the battery is converted into an AC power flow and supplied to the electric motor, and the AC power generated by the regenerative mechanism at the time of braking or the like is converted to DC power as necessary. A semiconductor device such as a power control unit (PEU: Power Electronic Unit) that performs control for conversion and storage in a battery is provided.
かかる電力制御装置は、バッテリから供給される直流電力を交流電力流に変換すると共に、必要に応じて回生機構により発電された交流電力を直流電力に変換するパワーモジュールを備える。このようなパワーモジュールは、複数個使用されることが多いため、複数のパワーモジュール同士を比較的近接して配置しながら、複数のパワーモジュール同士を電気的に接続する電気配線や、複数のパワーモジュールと他の構成部品や外部機器とを電気的に接続する電気配線を、パワーモジュールの周辺に配策している。また、パワーモジュールにおいては、比較的大きな電流が使用されているので、パワーMOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)やIGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)等のパワー系半導体素子がスイッチング素子として組み込まれることが多い。このようなパワー系半導体素子が動作すると大きな発熱を伴うので、その放熱経路を確保するために、パワーモジュールにはヒートシンクが装着されている。 Such a power control device includes a power module that converts DC power supplied from a battery into AC power flow, and converts AC power generated by the regenerative mechanism into DC power as necessary. Since a plurality of such power modules are often used, electrical wiring for electrically connecting a plurality of power modules while a plurality of power modules are disposed relatively close to each other, and a plurality of power modules. Electrical wiring that electrically connects the module to other components and external devices is routed around the power module. Further, since a relatively large current is used in the power module, a power semiconductor device such as a power MOSFET (Metal Oxide Field Effect Transistor) or an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) can be incorporated as a switching element. Many. When such a power semiconductor element is operated, a large amount of heat is generated. Therefore, a heat sink is attached to the power module in order to secure a heat dissipation path.
特許文献1は、電力変換装置に関し、半導体モジュールをベース板に固定すると共に、半導体モジュールと装置外部との導通を図る導通バスバーを入力側端子台に内包しながら半導体モジュールの上部に配置した構成を開示する。かかる電力変換装置においては、半導体モジュールは、半導体チップを樹脂でモールドした構成を有し、ベース板は、ヒートシンクとして機能している。 Patent Document 1 relates to a power conversion device, and has a configuration in which a semiconductor module is fixed to a base plate and a conductive bus bar for conducting electrical connection between the semiconductor module and the outside of the device is placed in an upper part of the semiconductor module while being included in an input side terminal block. Disclose. In such a power conversion device, the semiconductor module has a configuration in which a semiconductor chip is molded with resin, and the base plate functions as a heat sink.
しかしながら、本発明者の検討によれば、特許文献1が開示する構成では、半導体モジュールと装置外部との導通を図る導通バスバーを入力側端子台に内包しながら半導体モジュールの上部に配置することにより、導通バスバーを半導体モジュールの上方に立体的に配置して、少ない設置面積で配線を行うと共に、配線構造を高密度化しているものではあるが、入力側端子台にはそもそも導通バスバーを内包する必要があるから、かかる端子台は、樹脂製であると共に、必須の構成部品として別途設ける必要がある。更に、かかる端子台は、装置外部との導通を図ることが必要になるから、装置外部からの電気配線の端子を締結すべく、その内部にねじタップを一体成形する必要もあって、構成が煩雑である。 However, according to the study of the present inventor, in the configuration disclosed in Patent Document 1, the conductive bus bar for conducting the semiconductor module and the outside of the apparatus is disposed in the upper part of the semiconductor module while being included in the input side terminal block. Although the conductive bus bar is three-dimensionally arranged above the semiconductor module to perform wiring with a small installation area and the wiring structure has been densified, the input side terminal block originally contains the conductive bus bar. Since it is necessary, such a terminal block is made of resin and must be separately provided as an essential component. Furthermore, since it is necessary for such a terminal block to be electrically connected to the outside of the apparatus, it is necessary to integrally form a screw tap inside the terminal block in order to fasten the terminal of the electric wiring from the outside of the apparatus. It is complicated.
また、本発明者の更なる検討によれば、特に、付加的な端子台を省略する観点からは、半導体モジュールの出力側端子と電動モータ等の外部機器の入力側端子とを接続する接続
導体が、良好な機械的特性や電気的特性を呈しながら、これらの端子を機械的に支持すると共に電気的に接続する構成を有することが好ましい。ここで、かかる接続導体に求められる機械的特性には、これらの端子を機械的に締結して支持する強度や、ケースを補強する強度が含まれる。また、かかる接続導体に求められる電気的特性には、インダクタンスを不要に増加させることなく得られる良好な導電性が含まれる。更に、かかる接続導体に求められる特性には、これらの端子を締結するためのねじ孔等の締結孔を形成し得るサイズや、不要に熱をこもらせない放熱性等が挙げられる。ここで、特許文献1は、半導体モジュールと装置外部との導通を図る導通バスバーを入力側端子台に内包しながら半導体モジュールの上部に配置する構成を開示するものではあるが、付加的な端子台を省略すべく、半導体モジュールの出力側端子と外部機器の入力側端子とを接続する接続導体が、良好な機械的特性や電気的特性を呈する具体的構成については、何等の教示をしていない。
Further, according to further studies by the present inventor, particularly from the viewpoint of omitting an additional terminal block, a connection conductor for connecting the output side terminal of the semiconductor module and the input side terminal of an external device such as an electric motor. However, it is preferable to have a configuration in which these terminals are mechanically supported and electrically connected while exhibiting good mechanical characteristics and electrical characteristics. Here, the mechanical characteristics required for the connection conductor include the strength for mechanically fastening and supporting these terminals and the strength for reinforcing the case. Further, the electrical characteristics required for such a connection conductor include good conductivity obtained without unnecessarily increasing inductance. Furthermore, characteristics required for such a connection conductor include a size capable of forming a fastening hole such as a screw hole for fastening these terminals, and a heat dissipation property that does not unnecessarily retain heat. Here, although patent document 1 discloses the structure arrange | positioned in the upper part of a semiconductor module, including the conduction bus bar which makes conduction | electrical_connection between a semiconductor module and the exterior of an apparatus enclosed in an input side terminal block, additional terminal blocks are disclosed. Is not taught about a specific configuration in which the connection conductor connecting the output side terminal of the semiconductor module and the input side terminal of the external device exhibits good mechanical characteristics and electrical characteristics. .
本発明は、以上の検討を経てなされたものであり、付加的な端子台を省略しながら、半導体素子の出力側端子と外部機器の入力側端子とを機械的に締結して支持すると共に電気的に接続することが可能な半導体装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made through the above-described studies. While omitting an additional terminal block, the output side terminal of the semiconductor element and the input side terminal of the external device are mechanically fastened and supported and electrically It is an object of the present invention to provide a semiconductor device that can be connected to each other.
以上のような目的を達成するため、本発明の第1の局面は、半導体素子を備えた半導体装置であって、前記半導体素子の出力端子と外部機器の接続端子とを電気的に接続する接続導体を備え、前記接続導体は、水平ブロック部、及び前記水平ブロック部から起立すると共に前記半導体素子との間に間隙部を有する起立ブロック部を備えたブロック構造体であり、前記半導体素子の前記出力端子は、前記起立ブロック部に取り付けられて接続されると共に、前記外部端子の前記接続端子は、前記水平ブロックに取り付けられて接続される半導体装置である。 In order to achieve the above object, a first aspect of the present invention is a semiconductor device including a semiconductor element, wherein the output terminal of the semiconductor element and a connection terminal of an external device are electrically connected comprising a conductor, said connecting conductors are horizontal block portion, and Ri block structures der provided with a standing block portion having a gap between the semiconductor element with rising from the horizontal block portion, of the semiconductor element the output terminal is connected is attached to the standing block portion, the connection terminal of the external terminal is a semiconductor device that will be connected is attached to the horizontal block.
また、本発明の第2の局面は、かかる第1の局面に加えて、更に、前記半導体素子を収容する樹脂製のケースを備え、前記水平ブロック部は、前記ケースと一体成形されて前記ケースに固定される半導体装置である。 In addition to the first aspect, the second aspect of the present invention further includes a resin case that accommodates the semiconductor element, and the horizontal block portion is integrally formed with the case. It is a semiconductor device fixed to.
また、本発明の第3の局面は、かかる第2の局面に加えて、前記ケース内を延在する前記起立ブロック部の端部に、前記出力端子を締結するねじ締結部を設けると共に、前記ケースを貫通して延在する前記水平ブロックの前記ケース外の端部に前記接続端子を締結するねじ締結部を設ける半導体装置である。 A third aspect of the present invention, in addition to such a second aspect, the end portion of the upright block portion extending inside said casing, provided with a screw fastening unit for fastening the output terminal, wherein It is a semiconductor device in which a screw fastening portion for fastening the connection terminal is provided at an end portion outside the case of the horizontal block extending through the case .
また、本発明の第4の局面は、かかる第1から第3の局面のいずれかに加えて、前記接続導体は、アルミニウム材からなる半導体装置である。 According to a fourth aspect of the present invention, in addition to any one of the first to third aspects, the connection conductor is a semiconductor device made of an aluminum material.
本発明の第1の局面における半導体装置においては、半導体素子の出力端子と外部機器の接続端子とを電気的に接続する接続導体を備え、接続導体が、水平ブロック部、及び水平ブロック部から起立すると共に半導体素子との間に間隙部を有する起立ブロック部を備えたブロック構造体であり、半導体素子の出力端子は、起立ブロック部に取り付けられて接続されると共に、外部端子の接続端子は、水平ブロックに取り付けられて接続されることにより、付加的な端子台を省略しながら、半導体素子の出力側端子と外部機器の入力側端子とを機械的に締結して支持すると共に電気的に接続することができる。 The semiconductor device according to the first aspect of the present invention includes a connection conductor that electrically connects the output terminal of the semiconductor element and the connection terminal of the external device, and the connection conductor stands up from the horizontal block portion and the horizontal block portion. block structure der provided with a standing block portion having a gap between the semiconductor element as well as is, output terminals of the semiconductor element is connected is attached to the standing block portion, the connection terminals of the external terminals by Rukoto connected attached to a horizontal block, while omitting the additional terminal block, electrically as well as supported by mechanically fastening the input side terminal of the output-side terminal and the external device of the semiconductor element Can be connected.
本発明の第2の局面における半導体装置においては、更に、半導体素子を収容する樹脂製のケースを備え、水平ブロック部が、ケースと一体成形されてケースに固定されることにより、ケースを補強してその剛性を向上しながら、半導体素子の出力側端子と外部機器の入力側端子とを機械的に締結して支持すると共に電気的に接続することができる。 The semiconductor device according to the second aspect of the present invention further includes a resin case for housing the semiconductor element, and the horizontal block portion is integrally formed with the case and fixed to the case to reinforce the case. Thus, while improving the rigidity, the output side terminal of the semiconductor element and the input side terminal of the external device can be mechanically fastened and supported and electrically connected.
本発明の第3の局面における半導体装置においては、ケース内を延在する起立ブロック部の端部に、出力端子を締結するねじ締結部を設けると共に、ケースを貫通して延在する水平ブロックのケース外の端部に接続端子を締結するねじ締結部を設けることにより、簡便な構成で、半導体素子の出力側端子と外部機器の入力側端子とを機械的に確実に支持すると共に電気的に確実に接続することができる。 In the semiconductor device of the third aspect of the present invention, the end portion of the upright block portion extending through the casing, provided with a screw fastening unit for fastening the output terminal, the horizontal block extending through the case By providing a screw fastening part that fastens the connection terminal at the end outside the case , the output side terminal of the semiconductor element and the input side terminal of the external device are mechanically reliably supported and electrically connected with a simple configuration. It can be securely connected.
本発明の第4の局面における半導体装置においては、接続導体が、アルミニウム材からなることにより、接続導体の機械的特性、電気的特性及びサイズといった諸特性をバランスしながら、半導体モジュールの出力側端子と外部機器の入力側端子とを機械的に確実に
支持すると共に電気的に確実に接続することができる。
In the semiconductor device according to the fourth aspect of the present invention, since the connection conductor is made of an aluminum material, the output-side terminal of the semiconductor module is balanced while balancing various characteristics such as mechanical characteristics, electrical characteristics, and size of the connection conductor. And the input-side terminal of the external device can be reliably and mechanically supported and electrically connected.
以下、本発明の実施形態における半導体装置につき、電力制御装置を例に挙げ、適宜図面を参照して、詳細に説明する。なお、図中、x軸、y軸及びz軸は、3軸直交座標系を成し、z軸方向が上下方向であり、x−y平面が水平面である。 Hereinafter, a semiconductor device according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings as appropriate, taking a power control device as an example. In the figure, the x-axis, y-axis, and z-axis form a three-axis orthogonal coordinate system, the z-axis direction is the vertical direction, and the xy plane is the horizontal plane.
[制御システムの構成]
まず、本実施形態における半導体装置である電力制御装置が適用される制御システムの構成について、詳細に説明する。
[Control system configuration]
First, a configuration of a control system to which a power control device that is a semiconductor device in the present embodiment is applied will be described in detail.
図1から図4に示す本実施形態における電力制御装置1は、典型的には、いずれも図示を省略するが、駆動力源である電動モータ及び二次電池であるバッテリを搭載すると共に、減速時に回生電力を生成する回生機構を備えた電気自動車に搭載される。 The power control apparatus 1 according to the present embodiment shown in FIGS. 1 to 4 typically includes an electric motor that is a driving force source and a battery that is a secondary battery, but is not shown. Sometimes mounted on an electric vehicle equipped with a regenerative mechanism for generating regenerative power.
電力制御装置1は、電気自動車において、それ単独で、又は電動モータ、バッテリ及び回生機構を総合的に制御する図示を省略した制御装置の制御の下で、バッテリから電動モータへ駆動電力の供給を制御自在であると共に、回生機構からバッテリへ回生電力の供給を制御自在である。例えば、電動モータの駆動電流に三相交流電流を用いる場合、電力制御装置1は、バッテリから供給される直流電流をU相、V相及びW相の三相の交流電流に安定的に変換して、その交流電流を電動モータに供給するDC/ACコンバータの機能と、回生機構から生成された回生交流電流を直流電流に安定的に変換して、その直流電流をバッテリに供給するAC/DCコンバータの機能と、を併せ持つ。なお、電力制御装置1は、必要に応じて、バッテリから供給される直流電流を交流電流に安定的に変換して、その交流電流を電動モータに供給するDC/ACコンバータ機能のみを有していてもよい。 The power control device 1 supplies driving power from the battery to the electric motor in the electric vehicle alone or under the control of a control device (not shown) that comprehensively controls the electric motor, the battery, and the regeneration mechanism. In addition to being controllable, it is possible to control the supply of regenerative power from the regenerative mechanism to the battery. For example, when a three-phase AC current is used as the drive current of the electric motor, the power control device 1 stably converts the DC current supplied from the battery into a U-phase, V-phase, and W-phase three-phase AC current. The function of the DC / AC converter that supplies the alternating current to the electric motor and the AC / DC that stably converts the regenerative alternating current generated from the regenerative mechanism into a direct current and supplies the direct current to the battery. Combined with converter functions. The power control device 1 has only a DC / AC converter function that stably converts a direct current supplied from a battery into an alternating current and supplies the alternating current to the electric motor as necessary. May be.
電動モータは、例えば、三相交流の電力が供給されて動作する三相ブラシレス電動モータであり、電気自動車を駆動する駆動力を供給する。 The electric motor is, for example, a three-phase brushless electric motor that operates by supplying three-phase AC power, and supplies a driving force for driving an electric vehicle.
バッテリは、典型的にはニッケル水素系やリチウムイオン系の二次電池であり、電動モータやその他の補機に必要な電力を供給すると共に、回生機構から生成される回生電力を蓄電する。 The battery is typically a nickel metal hydride or lithium ion secondary battery, supplies electric power necessary for an electric motor and other auxiliary machines, and stores regenerative power generated from a regenerative mechanism.
なお、電力制御装置1は、電動モータに加えて内燃機関等のエンジンを搭載するハイブリッド自動車や、燃料電池を搭載する燃料電池自動車に適用することも可能である。電力制御装置1をハイブリッド自動車に適用した場合には、電力制御装置1は、バッテリから電動モータへの駆動電力の供給を制御自在であると共に、回生機構からバッテリへの回生
電力の供給及びエンジンの補機である発電機からバッテリへの発電電力の供給を制御自在である。また、電力制御装置1を燃料電池自動車に適用した場合には、電力制御装置1は、燃料電池から電動モータへの駆動電力の供給を制御自在であると共に、回生機構からバッテリへの回生電力の供給を制御自在である。また、電力制御装置1を電気自動車、ハイブリッド自動車及び燃料電池自動車のいずれに適用した場合においても、電力制御装置1は、必要に応じて、制動時等における電動モータからバッテリへの回生電力の供給を制御することも可能である。
Note that the power control apparatus 1 can also be applied to a hybrid vehicle equipped with an engine such as an internal combustion engine in addition to an electric motor, and a fuel cell vehicle equipped with a fuel cell. When the power control apparatus 1 is applied to a hybrid vehicle, the power control apparatus 1 can control the supply of drive power from the battery to the electric motor, and can supply the regenerative power from the regenerative mechanism to the battery and the engine. It is possible to control the supply of generated power from the generator, which is an auxiliary machine, to the battery. When the power control device 1 is applied to a fuel cell vehicle, the power control device 1 can control the supply of drive power from the fuel cell to the electric motor, and the regenerative power from the regenerative mechanism to the battery can be controlled. The supply can be controlled. In addition, when the power control device 1 is applied to any of an electric vehicle, a hybrid vehicle, and a fuel cell vehicle, the power control device 1 supplies regenerative power from the electric motor to the battery during braking or the like as necessary. It is also possible to control.
[電力制御装置の全体構成]
次に、本実施形態における電力制御装置1の全体構成につき、主としてバッテリからの直流電流を三相交流電流に変換して電動モータに供給する場合を例に挙げて、詳細に説明する。
[Entire configuration of power control device]
Next, the overall configuration of the power control apparatus 1 according to the present embodiment will be described in detail with reference to an example in which a direct current from a battery is converted into a three-phase alternating current and supplied to an electric motor.
図1から図4に示すように、電力制御装置1は、第1の冷却部材21の内側の表面としての一方の表面21A上にスイッチング機能を有する第1の半導体素子23(U)、24(V)及び25(W)をx軸方向に隣接並置して装着した第1の半導体モジュール2と、第2の冷却部材31の内側の表面としての一方の表面31A上にスイッチング機能を有する第2の半導体素子33(U)、34(V)及び35(W)をx軸方向に隣接並置して装着した第2の半導体モジュール3と、上下方向に延在する典型的には矩形筒状の側壁71を有し、かつ、側壁71により囲われた内部空間Sを画成すると共に、側壁71の上下方向の両端に画成されて互いに対向しながら内部空間Sを外部に開放する第1の開口7H1及び第2の開口7H2を有したケース7と、第1の半導体素子23(U)〜25(W)及び第2の半導体素子33(U)〜35(W)のスイッチング動作を制御する制御IC(Integrated Circuit)551等を実装する制御回路基板であって典型的には矩形平板状の回路基板55と、を主として備える。これらの構成部品は、上下方向で実質的に同軸に重層される。
As shown in FIGS. 1 to 4, the power control device 1 includes first semiconductor elements 23 (U) and 24 (24) having a switching function on one
電力制御装置1においては、第1の半導体素子23(U)〜25(W)を、ケース7の第1の開口7H1を介してそこからケース7の内部空間S内に侵入させた状態でケース7に収納すると共に、第1の冷却部材21の外側の表面である他方の表面21Bをケース7の外に露出させながら第1の冷却部材21の一方の表面21Aをケース7の下端に当接することにより、第1の冷却部材21で第1の開口7H1を閉じた状態で、ケース7に第1の半導体モジュール2を装着する。
In the power control device 1, the first semiconductor elements 23 (U) to 25 (W) are inserted into the internal space S of the
同様に、電力制御装置1においては、第2の半導体素子33(U)〜35(W)を、ケース7の第2の開口7H2を介してそこからケース7の内部空間S内に侵入させた状態でケース7に収納すると共に、第2の冷却部材31の外側の表面である他方の表面31Bをケース7の外に露出させながら第2の冷却部材31の一方の表面31Aをケース7の上端に当接することにより、第2の冷却部材31で第2の開口7H2を閉じた状態で、ケース7に第2の半導体モジュール3を装着する。
Similarly, in the power control device 1, the second semiconductor elements 33 (U) to 35 (W) are caused to enter the internal space S of the
回路基板55は、典型的にはPCB(Printed Circuit Board)であり、そのプリント配線に各々電気的に接続しながら、制御IC551に加え、図示を省略する抵抗素子、コンデンサ等の各種素子をおもて面(上側面)上に実装すると共に、その計3個の張り出し部553のおもて面上に対応して計3個の電流センサ552を実装する制御回路基板である。制御IC551は、第1の半導体素子23(U)〜25(W)及び第2の半導体素子33(U)〜35(W)のスイッチング動作の制御を行う。また、電流センサ552は、各々、非接触型の電流センサ、典型的にはホール素子を有するコアレス型の電流センサであり、各々、U相交流電流、V相交流電流、及びW相交流電流により発生する磁界を対応して検出し電流信号に変換する。
The
かかる回路基板55は、ケース7の内部空間S内において、第1の半導体モジュール2と第2の半導体モジュール3との間に、それらの第1の半導体素子23(U)〜25(W)及び第2の半導体素子33(U)〜35(W)からそれぞれ適度に離間した状態で、水平面と平行になるようにケース7に装着される。
The
具体的には、回路基板55は、ケース7の第1の開口7H1と第2の開口7H2との間であって、その裏面(下側面)を第1の冷却部材21の一方の表面21Aに対向させると共に、そのおもて面を第2の冷却部材31の一方の表面31Aに対向させた状態で、第1の冷却部材21及び第2の冷却部材31に対して上下方向で並置されて装着される。かかる構成により、回路基板55は、内部空間Sを有効に利用しながら、第1の半導体素子23(U)〜25(W)及び第2の半導体素子33(U)〜35(W)から必要な距離をとって適度に離間し配設されることになる。よって、第1の半導体素子23(U)〜25(W)及び第2の半導体素子33(U)〜35(W)自体及びそれらの動作時に相対的に大電流が流れる電流経路から、回路基板55、制御IC551及びその制御電流経路を遠ざけられて、かかる回路基板55等への不要な熱や電磁波の影響を低減すると共にそれらの耐久性を向上する。
Specifically, the
ここで、回路基板55が、ケース7の第1の開口7H1と第2の開口7H2との中間、つまり第1の半導体モジュール2と第2の半導体モジュール3との中間に配置されていれば、回路基板55を第1の半導体素子23(U)〜25(W)及び第2の半導体素子33(U)〜35(W)から適度にバランスよく離間しながら、電力制御装置1の全体構成をよりコンパクトにすることができるため、より好ましい。
Here, if the
更に、電力制御装置1は、いずれもケース7に装着された、1個の第1の接続導体81(N)と、1個の第2の接続導体82(P)と、計3個の第3の接続導体83(U)、84(V)及び85(W)と、を備える。
Further, the power control device 1 includes one first connection conductor 81 (N) and one second connection conductor 82 (P), all of which are attached to the
第1の接続導体81(N)及び第2の接続導体82(P)は、電動モータに電力を供給する場合には、バッテリに電気的に接続されてバッテリから電力が供給される場合の電源入力配線として機能する。具体的には、第1の接続導体81(N)は、バッテリのマイナス端子に電気的に接続され、第2の接続導体82(P)は、バッテリのプラス端子に電気的に接続される。なお、バッテリを充電する場合には、第1の接続導体81(N)及び第2の接続導体82(P)は、出力配線として機能する。 When the first connecting conductor 81 (N) and the second connecting conductor 82 (P) supply power to the electric motor, they are electrically connected to the battery and the power is supplied from the battery. Functions as input wiring. Specifically, the first connection conductor 81 (N) is electrically connected to the negative terminal of the battery, and the second connection conductor 82 (P) is electrically connected to the positive terminal of the battery. When charging the battery, the first connection conductor 81 (N) and the second connection conductor 82 (P) function as output wiring.
第3の接続導体83(U)、84(V)及び85(W)は、電動モータに電気的に接続されて電動モータに電力を供給する場合の三相交流電流の出力配線として機能する。具体的には、第3の接続導体83(U)は、電動モータのU相の駆動電流入力端子に電気的に接続され、第3の接続導体84(V)は、電動モータのV相の駆動電流入力端子に電気的に接続され、かつ、第3の接続導体85(W)は、電動モータのW相の駆動電流入力端子に電気的に接続される。なお、回生機構から回生電力が入力される場合には、第3の接続導体83(U)、84(V)及び85(W)は、入力配線として機能する。 The third connection conductors 83 (U), 84 (V), and 85 (W) function as output wiring for a three-phase alternating current when electrically connected to the electric motor to supply power to the electric motor. Specifically, the third connection conductor 83 (U) is electrically connected to the U-phase drive current input terminal of the electric motor, and the third connection conductor 84 (V) is connected to the V-phase of the electric motor. The third connecting conductor 85 (W) is electrically connected to the drive current input terminal, and is electrically connected to the W-phase drive current input terminal of the electric motor. When regenerative power is input from the regenerative mechanism, the third connection conductors 83 (U), 84 (V), and 85 (W) function as input wiring.
更に、電力制御装置1は、ケース7に装着されてその内部空間S内に収容される計2個の第1のコンデンサ91及び第2のコンデンサ92を備える。第1のコンデンサ91は、接続端子911及び912を有し、第2のコンデンサ92は、接続端子921及び922を有する。つまり、第1のコンデンサ91及び第2のコンデンサ92は、接続端子911及び912の配設位置と接続端子921及び922の配設位置とが上下方向で異なること以外は、それらの静電容量や形状を含めて同一の構成を有する。
Furthermore, the power control apparatus 1 includes a total of two
第1のコンデンサ91及び第2のコンデンサ92は、各々、第1の接続導体81(N)と第2の接続導体82(P)との間に互いに電気的に並列に接続されると共に、第1の半導体素子23(U)〜25(W)及び第2の半導体素子33(U)〜35(W)に対して電気的に並列に接続されて、電動モータに電力を供給する場合には、バッテリからの直流電流を平滑化する平滑コンデンサとして機能する。なお、バッテリを充電する場合には、第1のコンデンサ91及び第2のコンデンサ92は、第1の半導体素子23(U)〜25(W)及び第2の半導体素子33(U)〜35(W)からの直流電流を平滑化する平滑コンデンサとして機能する。また、必要に応じて、第1のコンデンサ91及び第2のコンデンサ92を統合して、単一のコンデンサを採用してもよいし、よりコンデンサの数を増やして、3個以上のコンデンサを採用してもよい。
The
このように、まず、電力制御装置1においては、筒状のケース7の上下両端に第1の半導体モジュール2及び第2の半導体モジュール3を対応して装着し、かつ、そのケース7の内部空間Sにおける第1の半導体モジュール2と第2の半導体モジュール3との間に回路基板55を配置した重層構造を採用すると共に、第3の接続導体83(U)、84(V)及び85(W)を採用しているため、内部空間Sを有効利用し装置全体の構成をコンパクトにして小型化しながら、電動モータのU相の駆動電流入力端子が、第3の接続導体83(U)に電気的に接続され、電動モータのV相の駆動電流入力端子が、第3の接続導体84(V)に電気的に接続され、かつ、電動モータのW相の駆動電流入力端子が、第3の接続導体85(W)に電気的に接続される。
As described above, first, in the power control device 1, the
以下、電力制御装置1の各構成要素につき、詳細に説明する。 Hereinafter, each component of the power control apparatus 1 will be described in detail.
[半導体モジュールに関する構成]
図1から図4に示すように、第1の半導体モジュール2は、第1の冷却部材21、並びに第1の半導体素子23(U)、24(V)及び25(W)を備えると共に、更に、フレーム41、押さえ部材42及び回路基板51を備える。
[Configuration of semiconductor module]
As shown in FIGS. 1 to 4, the
第1の冷却部材21は、典型的にはアルミニウム合金製でケース7に固定され、第1の半導体素子23(U)〜25(W)の動作時に発せられる熱を受けて外部に放熱するヒートシンクとしての機能と、第1の半導体素子23(U)〜25(W)を装着する装着部材としての機能と、ケース7の第1の開口7H1を塞ぐ蓋としての機能と、を有して、電力制御装置1の構造体の一部をなしている。
The
第1の冷却部材21の一方の表面21Aは、段差の無いフラットな平面として構成され、その反対側の他方の表面21Bには、放熱効率を高めるために複数枚の放熱フィン215が規則的に配列された態様で配設されている。第1の冷却部材21には、種々の取り付け用の貫通孔211や雌ねじを有する締結孔が配設されており、これらは必要に応じて防水や防塵のための図示を省略するプラグ等で塞がれることが好ましい。第1の冷却部材21の水平方向におけるサイズは、第1の半導体モジュール2、第2の半導体モジュール3及び回路基板55の水平方向における各々のサイズよりも大きい。
One
第1の半導体モジュール2の第1の半導体素子23(U)は、三相交流電流のうちのU相の低電位側交流電流を生成するローサイド側スイッチング機能を有する。第1の半導体素子23(U)は、図示を省略する半導体チップと、半導体チップを封止するパッケージであって符号を省略した封止体と、封止体の一端(y軸の正方向端)から延出したガルウィング状で板状の第1の電源入力端子231と、封止体の他端(y軸の負方向端)から延出したガルウィング状で板状の第1の出力端子232と、封止体の一端及び他端から上方に延出して符号を省略した接続リードと、を備える。
The first semiconductor element 23 (U) of the
半導体チップには、高耐圧特性を有するIGBT、パワーMOSFET等のパワー系半導体素子が使用される。封止体には、典型的にはエポキシ樹脂封止体等の樹脂封止体が使用される。第1の電源入力端子231のインナー側は、封止体内において半導体チップの入力端子に電気的に接続され、第1の電源入力端子231のアウター側は、第1の接続導体81(N)に電気的に接続される。第1の出力端子232のインナー側は、封止体内において半導体チップの出力端子に電気的に接続され、第1の出力端子232のアウター側は、第3の接続導体83(U)に電気的に接続される。
For semiconductor chips, power semiconductor elements such as IGBTs and power MOSFETs having high breakdown voltage characteristics are used. As the sealing body, a resin sealing body such as an epoxy resin sealing body is typically used. The inner side of the first
第1の半導体モジュール2のその他の第1の半導体素子24(V)及び第1の半導体素子25(W)は、第1の半導体素子23(U)と同一の構成を有するものであるため、同様の構成については適宜説明を簡略化又は省略する。具体的には、第1の半導体素子24(V)及び第1の半導体素子25(W)には、第1の半導体素子23(U)と同種の製品、典型的には同型番の製品が使用され、第1の半導体素子23(U)〜25(W)には互換性がある。
Since the other first semiconductor element 24 (V) and the first semiconductor element 25 (W) of the
つまり、第1の半導体素子24(V)は、三相交流電流のうちのV相の低電位側交流電流を生成するローサイド側スイッチング機能を有し、第1の半導体素子23(U)と同様に第1の電源入力端子241及び第1の出力端子242等を備え、これらは、第1の接続導体81(N)及び第3の接続導体84(V)等に対応して電気的に接続される。また、第1の半導体素子25(W)は、三相交流電流のうちのW相の低電位側交流電流を生成するローサイド側スイッチング機能を有し、第1の半導体素子23(U)と同様に第1の電源入力端子251及び第1の出力端子252等を備え、これらは、第1の接続導体81(N)及び第3の接続導体85(W)等に対応して電気的に接続される。なお、必要に応じて、第1の半導体素子23(U)〜25(W)を統合して、単一の半導体素子を採用してもよい。
That is, the first semiconductor element 24 (V) has a low-side switching function that generates a V-phase low-potential-side AC current of the three-phase AC current, and is the same as the first semiconductor element 23 (U). Includes a first
ここで、特に図1、図3及び図4に示すように、3個の第1の半導体素子23(U)〜25(W)は、フレーム41に取り付けられ、フレーム41に取り付けられた状態で第1の冷却部材21の一方の表面21A上に装着される。フレーム41は、枠体411と、枠体411に立設された計2本の位置決めピン412及び413と、を備える。なお、図3中では、位置決めピン413は手前にあるため、それを鎖線で仮想的に示している。
Here, in particular, as shown in FIGS. 1, 3, and 4, the three first semiconductor elements 23 (U) to 25 (W) are attached to the
枠体411は、第1の半導体素子23(U)〜25(W)を水平面と平行にx軸方向で隣接配置して保持すると共に、第1の電源入力端子231〜251を互いに平行な状態でx軸方向に整列して配置し、第1の電源入力端子231〜251の反対側で各々対応するように第1の出力端子232〜252を互いに平行な状態でx軸方向に整列して配置する。枠体411には、典型的には射出成形によって製作した樹脂製枠体が使用される。位置決めピン412及び413は、典型的には枠体411に一体成形されて上下方向に延在する。なお、枠体411、位置決めピン412及び413は、重量の増加等が許されれば金属製であってもよいし、構成の煩雑さが許されれば別体であってもよい。
The
また、特に図1及び図3に示すように、フレーム41の枠体411には、押さえ部材42が固定されて取り付けられる。押さえ部材42は、第1の半導体素子23(U)〜25(W)を枠体411に適度な押圧力で押圧した状態で、枠体411と第1の冷却部材21の一方の表面21Aとの間に第1の半導体素子23(U)〜25(W)を介装する。押さえ部材42は、符号を省略したねじ等の締結部材を用いて枠体411に固定される。押さえ部材42は、弾性を有し機械加工等の加工性に優れた典型的にはステンレス鋼等の金属材料により製作される。押さえ部材42には、枠体411への取り付け部分と第1の半導体素子23(U)〜25(W)の押さえ部分との間に所望のばね定数を付与するためのU字状断面等を有するリブが配設されている。
In particular, as shown in FIGS. 1 and 3, the pressing
また、特に図1及び図3に示すように、フレーム41は、第1の半導体素子23(U)〜25(W)を第1の冷却部材21の一方の表面21A上に載置された絶縁シート22に当接した状態で、押さえ部材42や回路基板51用の符号を省略したねじ等の締結部材を共用して、第1の冷却部材21の一方の表面21A上に固定される。絶縁シート22は、第1の冷却部材21と第1の半導体素子23(U)〜25(W)との間の電気的な絶縁性を確保しつつ、第1の半導体素子23(U)〜25(W)の動作によって発生する熱を効率良く第1の冷却部材21に伝達自在な伝熱性を有する。絶縁シート22には、典型的にはシリコーンゴム系シートが使用される。
In particular, as shown in FIGS. 1 and 3, the
また、特に図1及び図3に示すように、回路基板51は、典型的には矩形平板状であって、ケース7の内部空間S内において、第1の半導体素子23(U)〜25(W)と回路基板55との間でケース7に装着される。回路基板51は、第1の半導体素子23(U)〜25(W)のスイッチング動作を制御するために回路基板55の制御IC551から送出される制御信号に基づき、第1の半導体素子23(U)〜25(W)を駆動してスイッチング動作させる駆動IC511を実装する駆動回路基板である。なお、駆動IC511は、第1の半導体素子23(U)〜25(W)を各々駆動する複数の駆動ICに分割されていてもよい。
In particular, as shown in FIGS. 1 and 3, the
詳しくは、回路基板51は、フレーム41の位置決めピン412及び413に適合する一対の位置決め孔512を有して、位置決めピン412及び413を対応する位置決め孔512に挿通することによりフレーム41に位置決めされた状態で、符号を省略したねじ等の締結部材を用いてフレーム41に水平面と平行に装着される。この際、回路基板55の裏面と回路基板51のおもて面(上側面)とは、平行に対向する。
Specifically, the
かかる回路基板51は、典型的にはPCBであり、そのプリント配線に各々電気的に接続しながら、駆動IC511に加えて、図示を省略する抵抗素子、コンデンサ等の各種素子をおもて面上に実装すると共に、その配線基板から上方に引き出されてキンク形状が付与された符号を省略する接続リードを有する。回路基板51は、その接続リードを回路基板55のおもて面に実装された図示を省略するコネクタを介して回路基板55に電気的に接続すると共に、第1の半導体素子23(U)〜25(W)の接続リードに電気的に接続される。つまり、回路基板51は、その接続リードを介して、回路基板55の制御IC551から送出される制御信号を受け、その制御信号に基づいて作動する駆動IC511からの駆動信号を、第1の半導体素子23(U)〜25(W)の接続リードを介して、第1の半導体素子23(U)〜25(W)に送出することにより、第1の半導体素子23(U)〜25(W)をスイッチング動作させるためのものである。
The
一方で、図1から図4に示すように、第2の半導体モジュール3は、その取り付け位置が第1の半導体モジュール2よりも上方にあり、その取り付け姿勢が第1の半導体モジュール2とは天地が逆になり、かつ、その使用形態が第1の半導体モジュール2とは異なるものの、第1の半導体モジュール2と同一の構成を有するものであるため、同様の構成については適宜説明を簡略化又は省略する。具体的には、第2の半導体モジュール3は、第2の冷却部材31と、第2の半導体素子33(U)、34(V)及び35(W)と、を備えると共に、更に、フレーム43、押さえ部材44及び回路基板52等を備える。
On the other hand, as shown in FIGS. 1 to 4, the
つまり、第2の冷却部材31は、第1の冷却部材21と同一の構成を有し、第1の冷却部材21と同様にフラットな平面である一方の表面31A、放熱フィン315が配設された他方の表面31B及び貫通孔311等を有する。また、第2の半導体素子33(U)は、第1の半導体素子23(U)と同一の構成を有するものであるが、三相交流電流のうちのU相の高電位側交流電流を生成するハイサイド側スイッチング機能を有し、第1の半導
体素子23(U)と同様に第2の電源入力端子331及び第2の出力端子332等を備え、これらは、第2の接続導体82(P)及び第3の接続導体83(U)等に対応して電気的に接続される。また、第2の半導体素子34(V)は、第2の半導体素子33(U)と同一の構成を有するものであるが、V相の高電位側交流電流を生成するハイサイド側スイッチング機能を有し、第2の半導体素子33(U)と同様に第2の電源入力端子341及び第2の出力端子342等を備え、これらは、第2の接続導体82(P)及び第3の接続導体84(V)等に対応して電気的に接続される。また、第2の半導体素子35(W)は、第2の半導体素子33(U)と同一の構成を有するものであるが、三相交流電流のうちのW相の高電位側交流電流を生成するハイサイド側スイッチング機能を有し、第1の半導体素子23(U)と同様に第2の電源入力端子351及び第2の出力端子352等を備え、これらは、第2の接続導体82(P)及び第3の接続導体85(W)等に対応して電気的に接続される。
In other words, the
また、フレーム43は、フレーム41と同一の構成を有し、枠体431と、枠体431に立設された計2本の位置決めピン432及び433と、を備える。また、押さえ部材44は、押さえ部材42と同一の構成を有し、フレーム43の枠体431に固定されて取り付けられる。する。また、絶縁シート32は、絶縁シート22と同一の構成を有し、第2の冷却部材31の一方の表面31A上に載置される。また、回路基板52は、回路基板51と同一の構成を有し、第2の半導体素子33(U)〜35(W)を駆動してスイッチング動作させる駆動IC521を実装する駆動回路基板であって、フレーム43の位置決めピン432及び433に適合する一対の位置決め孔522等を配設する。
The
ここで、回路基板51及び52の間に配置される回路基板55は、フレーム41の位置決めピン412及び413、並びにフレーム43の位置決めピン432及び433に適合する計4個の位置決め孔555を対応して有する。
Here, the
つまり、回路基板55は、位置決めピン412、413、432及び432を、位置決め孔555に対応して挿通することにより、位置決めピン412及び413をその位置決め孔512に挿通することによりフレーム41に位置決めされた回路基板51と、位置決めピン432及び433をその位置決め孔522に挿通することによりフレーム43に位置決めされた回路基板52と、に対して共差し状態になってフレーム41及び43に位置決めされた状態で、符号を省略したねじ等の締結部材を用いてケース7に装着される。
That is, the
このように、更に、電力制御装置1においては、半導体モジュールを互いに同一の構成を有して互換性のある2個の第1の半導体モジュール2及び第2の半導体モジュール3に分割して構成し、それらをケース7の上下両端に対向して配置すると共に、第3の接続導体83(U)、84(V)及び85(W)を採用しているため、組み付け性を簡便にしながら、第1の半導体素子23(U)〜25(W)の第1の出力端子232〜252が、第3の接続導体83(U)〜85(W)に対して電気的に接続され、かつ、第2の半導体素子33(U)〜35(W)の第2の出力端子332〜352が、第3の接続導体83(U)〜85(W)に対して電気的に接続されて、第3の接続導体83(U)〜85(W)が、第1の半導体素子23(U)〜25(W)及び第2の半導体素子33(U)〜35(W)に対して共用される。
As described above, in the power control apparatus 1, the semiconductor module is further divided into two
[ケースに関する構成]
図1から図4に示すように、ケース7は、典型的にはPPS(ポリフェニレンサルファイド)樹脂等の樹脂製の一体成形品である。つまり、ケース7の側壁71は、上下方向に延在する典型的には矩形状の筒状部材として一体成形されて得られ、その内部に内部空間Sを画成すると共に、側壁71の上下方向の両端で互いに対向しながら内部空間Sを外部に開放する第2の開口7H2及び第1の開口7H1をかかる両端に画成する。
[Case configuration]
As shown in FIGS. 1 to 4, the
図1に符号を省略して図示するが、側壁71の上端の4隅には雌ねじを有する締結孔が配設されており、これらの締結孔に符号を省略したねじ等の締結部材を用いて、第2の半導体モジュール3の第2の冷却部材31が固定され、第2の開口7H2を閉じる。また、図示を省略するが、側壁71の下端の4隅にも雌ねじを有する締結孔が配設されており、これらの締結孔に符号を省略したねじ等の締結部材を用いて、第1の半導体モジュール2の第1の冷却部材21が固定され、第1の開口7H1を閉じる。なお、かかる場合の第1の冷却部材21及び第2の冷却部材31の装着時の位置決め性を向上するために、側壁71の上下両端と第1の冷却部材21及び第2の冷却部材31との間に対応して、溝部と突起との組み合わせといった凹凸形状等の嵌合構造を設けてもよい。
Although not shown in FIG. 1, fastening holes having female screws are provided at the four corners of the upper end of the
また、ケース7には、第1の接続導体81(N)及び第2の接続導体82(P)が取り付けられると共に、第3の接続導体83(U)〜85(W)は、ケース7の側壁71と一体成形されている。このため、第1の接続導体81(N)、第2の接続導体82(P)及び第3の接続導体83(U)〜85(W)は、側壁71に設けられた1個の貫通孔711、1個の貫通孔712及び計3個の貫通部713を対応して介して、ケース7外方に延出する。第1の接続導体81(N)及び第2の接続導体82(P)と対応する貫通孔711及び712との隙間にはシール部材が配設されていると共に、第3の接続導体83(U)〜85(W)と対応する貫通部713とは密着しているため、内部空間Sは封じられている。
In addition, the first connection conductor 81 (N) and the second connection conductor 82 (P) are attached to the
具体的には、図1及び図2(a)〜図2(c)に示すように、y−z平面に平行でx軸の正方向側の側壁71を、貫通孔712を介し貫通して外側に、第2の接続導体82(P)が延出して突出端をなして、この突出端は電力制御装置1の第2の電源入力端子73として機能する。具体的には、第2の電源入力端子73は、バッテリのプラス端子に電気的に接続される。更に、かかるy−z平面に平行でx軸の正方向側の側壁71には、回路基板55に電気的に接続される制御端子を有する制御用コネクタ75が配設されている。
Specifically, as shown in FIGS. 1 and 2 (a) to 2 (c), the
図1、図2(a)及び図2(c)に示すように、y−z平面に平行でx軸の負方向側の側壁71を、貫通孔711を介し貫通して外側に、第1の接続導体81(N)が延出して突出端をなし、この突出端は電力制御装置1の第1の電源入力端子72として機能する。具体的には、第1の電源入力端子72は、バッテリのマイナス端子に電気的に接続される。
As shown in FIG. 1, FIG. 2A and FIG. 2C, a
図1、図2(b)及び図3に示すように、各々、x−z平面に平行でy軸の負方向側の側壁71を対応する貫通部713を介し貫通して外側に、第3の接続導体83(U)〜85(W)が延出してx軸の方向に並置された突出端をなして、これらの突出端は電力制御装置1の出力端子74として機能する。具体的には、第3の接続導体83(U)に対応する出力端子74は、電動モータのU相の駆動電流入力端子に電気的に接続され、第3の接続導体84(V)に対応する出力端子74は、電動モータのV相の駆動電流入力端子に電気的に接続され、かつ、第3の接続導体85(W)に対応する出力端子74は、電動モータのW相の駆動電流入力端子に電気的に接続される。
As shown in FIG. 1, FIG. 2B and FIG. 3, the
詳しくは、第3の接続導体83(U)〜85(W)は、ケース7にインサート成形されており、ケース7の側壁71と一体化して成形されている。具体的には、第3の接続導体83(U)〜85(W)は、ケース7の成形時において、予め成形金型内に位置決めされた状態で設置されており、ケース7が成形される際に側壁71が成形されるのと同時に、これらは、側壁71に形成される貫通部713において側壁71に密着して固定される。
Specifically, the third connection conductors 83 (U) to 85 (W) are insert-molded in the
このように、更に、電力制御装置1においては、筒状のケース7の上下両端に第1の半
導体モジュール2及び第2の半導体モジュール3を対応して装着しながら、第1の接続導体81(N)、第2の接続導体82(P)及び第3の接続導体83(U)〜85(W)を互いに干渉しない態様でケース7外に対応して延出する一方で、第3の接続導体83(U)〜85(W)が、ケース7に一体成形されているため、これらは側壁71に形成される貫通部713において側壁71に密着して固定されて、ケース7を補強してその剛性を向上させる。
As described above, in the power control device 1, the first connecting conductor 81 (the first connecting conductor 81 (the
[接続導体に関する構成]
図1、図3及び図4に示すように、第1の接続導体81(N)は、相対的に大電流が流れる電流経路であり、ケース7の内部空間S内の間隙部を有効に利用し、この間隙部をx軸方向に延在すると共に、ケース7の側壁71から貫通孔711を介し延出してその突出端が第1の電源入力端子72として使用される。第1の電源入力端子72には、バッテリのマイナス端子からの電気配線の接続端子を締結して支持し電気的に接続する雌ねじを有した締結孔815が配設される。
[Configuration of connection conductor]
As shown in FIGS. 1, 3, and 4, the first connection conductor 81 (N) is a current path through which a relatively large current flows, and effectively uses the gap in the internal space S of the
具体的には、特に図3に示すように、第1の接続導体81(N)は、内部空間S内において、回路基板55に実装される制御IC551やその相対的な小電流経路である制御電流経路から適度に離間しながら、上下方向では回路基板55よりも下方であって、かつ、水平方向では第1の半導体モジュール2の内部空間S内の部分と第1のコンデンサ91及び第2のコンデンサ92との間における間隙部でx軸方向に延在する水平ブロック部を有するブロック構造体である。
Specifically, as shown in FIG. 3 in particular, the first connection conductor 81 (N) is a
つまり、第1の接続導体81(N)は、細線や板状等の部材ではなく、y−z平面における縦断面を略矩形状とした角柱状で直状の導電性ブロック構造体により構成されており、それ自体で第1の半導体素子23(U)〜25(W)の対応する電源入力端子や第1のコンデンサ91及び第2のコンデンサ92の対応する接続端子を載置して締結しながら支持する支持部材として、充分な体積及び強度を有するブロック構造体である。具体的には、第1の接続導体81(N)は、典型的にはアルミニウム合金製であり、その縦断面におけるy軸方向の幅寸法とz軸方向の厚さ寸法との比であるアスペクト比は、その締結孔の大きさや配置にもよるが1:5から5:1程度の範囲に設定されている。
That is, the first connection conductor 81 (N) is not a member such as a thin wire or a plate, but is formed of a rectangular columnar and straight conductive block structure whose longitudinal section in the yz plane is substantially rectangular. In itself, the corresponding power input terminals of the first semiconductor elements 23 (U) to 25 (W) and the corresponding connection terminals of the
かかる第1の接続導体81(N)は、導電性ブロック構造体であり十分な締結部の寸法を確保することができるので、各々が雌ねじを有する計3個の締結孔813がその下面から上方を向いて配設され、各々が雌ねじを有する計2個の締結孔814がその上面から下方を向いた締結孔及びその下面から上方を向いた締結孔として配設されている。第1の半導体素子25(W)の第1の電源入力端子251は、ねじ等の締結部材811を用いて、第1の接続導体81(N)の下面に締結孔813を介して機械的に締結されて支持されながら電気的に接続される。同様に、第1の半導体素子23(U)の第1の電源入力端子231及び第1の半導体素子24(V)の第1の電源入力端子241は、各々、同じ符号で図示する締結部材811を用いて、第1の接続導体81(N)の下面に同じ符号で図示する締結孔813を介して機械的に締結されて支持されながら電気的に接続される。ここで、締結部材811は、図示を省略する直状柄を有したドライバ等の締結工具を第1の冷却部材21の貫通孔211から内部空間S内に侵入させて締結される。また、第1のコンデンサ91の接続端子912が、締結部材812及び締結孔814を用いて第1の接続導体81(N)の上面に機械的に締結されて支持されながら電気的に接続されると共に、第2のコンデンサ92の接続端子922が、各々第1のコンデンサ91に関するものと同じ符号で図示する締結部材812及び締結孔814を用いて第1の接続導体81(N)の下面に機械的に締結されて支持されながら電気的に接続される。
Since the first connection conductor 81 (N) is a conductive block structure and can secure a sufficient size of the fastening portion, a total of three
ここで、第1の接続導体81(N)をブロック構造体とする場合には、その材質を、通
常考えられる銅合金や鉄合金とするのではなく、アルミ合金とすることが好ましい。
Here, when the first connecting conductor 81 (N) is a block structure, it is preferable to use an aluminum alloy instead of a copper alloy or an iron alloy which is usually considered.
というのは、第1の接続導体81(N)を銅合金製とした場合には、銅合金が、相対的に導電性に優れるために電流が流れる方向に対して垂直な断面における断面積を小さく設定できることや、そもそも高価であることに起因して、複数の細線からなるケーブル状や単なる薄板のバスバー状の構成を採用することになり、ブロック構造体の構成を採用する必然性もない。かかる場合には、第1の接続導体81(N)自体の強度が不足して第1の半導体素子23(U)〜25(W)の第1の電源入力端子231〜251や第1のコンデンサ91及び第2のコンデンサ92の対応する接続端子を充分に支持できないし、そもそも締結孔813及び814自体を直接設けることが難しい。更に、かかる場合には、その断面積が小さいことに起因して外周や外表面積も小さいから、そこを流れる電流に対するインダクタンスが大きくなって周辺の各素子に不要な影響が出る可能性もあるし、そこを流れる電流により発生する熱の放熱性にも劣る。
This is because when the first connecting conductor 81 (N) is made of a copper alloy, the copper alloy has a relatively high cross-sectional area in a cross section perpendicular to the direction in which the current flows because it is relatively excellent in conductivity. Due to the fact that it can be set small and is expensive in the first place, a cable-like configuration consisting of a plurality of thin wires or a simple bus bar-like configuration is adopted, and there is no necessity of adopting a block structure configuration. In such a case, the strength of the first connection conductor 81 (N) itself is insufficient, and the first
一方で、第1の接続導体81(N)を鉄合金製とした場合には、鉄合金が、相対的に導電性に劣るために電流が流れる方向に対して垂直な断面における断面積を大きく設定しなくてはならないことに起因して、大きな断面積を有する構成を採用することになる。かかる場合には、第1の接続導体81(N)自体のサイズが大きくなり過ぎるから、内部空間S内の間隙部を延在させることが困難になるし、仮にかかる間隙部を延在させようとするとケース7自体のサイズを大きくする必要がある。
On the other hand, when the first connecting conductor 81 (N) is made of an iron alloy, the iron alloy is relatively inferior in conductivity, so the cross-sectional area in the cross section perpendicular to the direction in which the current flows is increased. Due to the fact that it must be set, a configuration having a large cross-sectional area is adopted. In such a case, since the size of the first connecting conductor 81 (N) itself becomes too large, it is difficult to extend the gap portion in the internal space S, and let it be assumed that the gap portion is extended. Then, it is necessary to increase the size of the
そこで、第1の接続導体81(N)の電気的特性、機械的特性やサイズといった諸特性を最適化しながら充分な性能を確保すべく、第1の接続導体81(N)をブロック構造体とするには、その導電性の材質をアルミ合金製とすることが好ましい。かかる理由は、その他の第2の接続導体82(P)及び第3の接続導体83(U)〜85(W)においても同様である。特に、第3の接続導体83(U)〜85(W)においては、第1の半導体素子23(U)〜25(W)の第1の出力端子232〜252、第2の半導体素子33(U)〜35(W)の第2の出力端子332〜352、及び電動モータのU相〜W相の駆動電流入力端子を、第3の接続導体83(U)〜85(W)に対応して直接接続して機械的に支持すると共に電気的に接続できるため、付加的な端子台が省略できる。
Therefore, in order to ensure sufficient performance while optimizing various characteristics such as electrical characteristics, mechanical characteristics and size of the first connection conductor 81 (N), the first connection conductor 81 (N) is used as a block structure. For this purpose, the conductive material is preferably made of an aluminum alloy. The reason is the same for the other second connection conductors 82 (P) and the third connection conductors 83 (U) to 85 (W). In particular, in the third connection conductors 83 (U) to 85 (W), the
図1、図3及び図4に示すように、第2の接続導体82(P)は、相対的に大電流が流れる電流経路であり、その取り付け位置が第1の接続導体81(N)よりも上方にあり、かつ、その取り付け姿勢が第1の接続導体81(N)とは天地が逆になること以外は、第1の接続導体81(N)と同一の部材である。つまり、第2の接続導体82(P)は、第1の接続導体81(N)と同様に締結孔823、824及び825等を配設する。ここで、第2の半導体素子33(U)の第2の電源入力端子331、第2の半導体素子34(V)の第2の電源入力端子341及び第2の半導体素子35(W)の第2の電源入力端子351は、各々、同じ符号で図示する締結部材821を用いて、第2の接続導体82(P)の上面に同じ符号で図示する締結孔823を介して機械的に締結されて支持されながら電気的に接続される。また、第1のコンデンサ91の接続端子911が、締結部材822及び締結孔824を用いて第2の接続導体82(P)の上面に機械的に締結されて支持されながら電気的に接続されると共に、第2のコンデンサ92の接続端子921が、各々第1のコンデンサ91に関するものと同じ符号で図示する締結部材822及び締結孔824を用いて第2の接続導体82(P)の下面に機械的に締結されて支持されながら電気的に接続される。また、バッテリのプラス端子からの電気配線の接続端子は、締結孔825に締結されて支持されながら電気的に接続される。
As shown in FIG. 1, FIG. 3 and FIG. 4, the second connection conductor 82 (P) is a current path through which a relatively large current flows, and its attachment position is from the first connection conductor 81 (N). Is the same member as the first connection conductor 81 (N) except that the mounting posture is opposite to that of the first connection conductor 81 (N). That is, the second connection conductor 82 (P) is provided with the fastening holes 823, 824, 825, and the like in the same manner as the first connection conductor 81 (N). Here, the second
図1、図3及び図4に示すように、第3の接続導体85(W)は、相対的に大電流が流れる電流経路であり、第1の接続導体81(N)及び第2の接続導体82(P)に対して
、第1の半導体モジュール2の内部空間S内に位置する部分、回路基板55及び第2の半導体モジュール3の内部空間S内に位置する部分を介在させてy軸方向で反対側に配設され、ケース7の内部空間S内の間隙部を有効に利用し、この間隙部をy軸方向に延在すると共に、ケース7の側壁71から対応する貫通部713を介して延出してその突出端が出力端子74として使用される。第3の接続導体85(W)の出力端子74には、電動モータのW相の駆動電流入力端子を機械的に締結して支持する雌ねじを有した締結孔852が配設される。
As shown in FIGS. 1, 3, and 4, the third connection conductor 85 (W) is a current path through which a relatively large current flows, and the first connection conductor 81 (N) and the second connection are connected. With respect to the conductor 82 (P), a portion located in the internal space S of the
具体的には、特に図3に示すように、第3の接続導体85(W)は、ケース7の内部空間S内において、回路基板55に実装される制御IC551やその相対的な小電流経路である制御電流経路から適度に離間しながら、水平方向では、側壁71から第1の半導体モジュール2の内部空間S内に位置する部分に至る間隙部をy軸方向に延在して、x−z平面における縦断面を略矩形状とした角柱状で直状の水平ブロック部を有すると共に、上下方向では、第1の半導体モジュール2の内部空間S内に位置する部分の近傍から上方に起立し、回路基板55の対応する貫通孔554を貫通しながら第1の半導体素子25(W)の第1の出力端子252と第2の半導体素子35(W)の第2の出力端子352との間に跨るように、第1の半導体モジュール2の内部空間S内に位置する部分、回路基板55及び第2の半導体モジュール3の内部空間S内に位置する部分と、電流センサ552と、の間の間隙部をz軸方向に延在して、x−y平面における横断面を略矩形状とした角柱状で直状の起立ブロック部を水平ブロック部に対して一体に有するブロック構造体である。なお、かかる貫通孔554は、第3の接続導体83(U)〜85(W)の全てを挿通自在に1個のみ設けられていてもよい。
Specifically, as shown in FIG. 3 in particular, the third connection conductor 85 (W) is connected to the
つまり、第3の接続導体85(W)は、x軸方向に見てL字状であるが、第1の接続導体81(N)及び第2の接続導体82(P)と同様に、アルミ合金製の導電性ブロック構造体により構成され、そのy軸方向に延在する部分のx−z平面における縦断面のx軸方向の幅寸法とz軸方向の厚さ寸法との比であるアスペクト比及びそのz軸方向に延在する部分のx−y平面における横断面のx軸方向の幅寸法とy軸方向の奥行き寸法との比であるアスペクト比は、各々1:5から5:1程度の範囲に設定されている。 In other words, the third connection conductor 85 (W) is L-shaped when viewed in the x-axis direction, but is similar to the first connection conductor 81 (N) and the second connection conductor 82 (P). An aspect which is a ratio of a width dimension in the x-axis direction and a thickness dimension in the z-axis direction of a longitudinal section in the xz plane of a portion extending in the y-axis direction, which is configured by an alloy conductive block structure. The aspect ratio, which is the ratio of the width dimension in the x-axis direction and the depth dimension in the y-axis direction of the cross section in the xy plane of the portion extending in the z-axis direction, is 1: 5 to 5: 1, respectively. It is set to a range of about.
かかる第3の接続導体85(W)は、導電性ブロック構造体であり、十分な締結部の寸法を確保することができると共に、第2の半導体素子35(W)から第1の半導体素子25(W)に渡って十分な長さを確保することができるので、第3の接続導体85(W)には各々が雌ねじを有する上下一対の締結孔851を対向して配設することができる。特に図3に示すように、第2の半導体素子35(W)の第2の出力端子352は、締結部材855及び締結孔851を用いて第3の接続導体85(W)の起立ブロック部の上端面に機械的に締結されて支持されながら電気的に接続される。同様に、第1の半導体素子25(W)の第1の出力端子252は、各々同じ符号で図示する締結部材855及び締結孔851を用いて第3の接続導体85(W)の起立ブロック部の下端面に機械的に締結されて支持されながら電気的に接続される。ここで、締結部材855は、図示を省略する直状柄を有したドライバ等の締結工具を、第1の冷却部材21の対応する貫通孔211又は第2の冷却部材31の対応する貫通孔311から内部空間S内に侵入させて締結される。
The third connection conductor 85 (W) is a conductive block structure, can secure a sufficient fastening portion dimension, and can be secured from the second semiconductor element 35 (W) to the
第3の接続導体85(W)に対してx軸の負方向側に隣接並置される第3の接続導体84(V)、及び第3の接続導体84(V)に対してx軸の負方向側に隣接並置される第3の接続導体83(U)は、各々、相対的に大電流が流れる電流経路であり、それらの取り付け位置が第3の接続導体85(W)とは異なること以外は、第3の接続導体85(W)と同一の部材である。つまり、第3の接続導体83(U)及び第3の接続導体84(V)は、第3の接続導体85(W)と同様に、ケース7の内部空間S内の間隙部を有効に利用し、この間隙部をy軸方向に延在すると共に、ケース7の側壁71から延出してその突出
端が出力端子74として使用される。第3の接続導体83(U)及び84(V)の出力端子74には、電動モータのU相及びV相の駆動電流入力端子を対応して機械的に締結して支持する雌ねじを有した締結孔832及び842が対応して配設される。ここで、第2の半導体素子33(U)の第2の出力端子332は、締結部材835及び雌ねじを有する締結孔831を用いて第3の接続導体83(U)の起立ブロック部の上端面に機械的に締結されて支持されながら電気的に接続されると共に、第1の半導体素子23(U)の第1の出力端子232は、各々同じ符号で図示する締結部材835及び雌ねじを有する締結孔831を用いて第3の接続導体83(U)の起立ブロック部の下端面に機械的に締結されて支持されながら電気的に接続される。また、第2の半導体素子34(V)の第2の出力端子342は、締結部材845及び雌ねじを有する締結孔841を用いて第3の接続導体84(V)の起立ブロック部の上端面に機械的に締結されて支持されながら電気的に接続されると共に、第1の半導体素子24(V)の第1の出力端子242は、各々同じ符号で図示する締結部材845及び雌ねじを有する締結孔841を用いて第3の接続導体84(V)の起立ブロック部の下端面に機械的に締結されて支持されながら電気的に接続される。また、電動モータのU相の駆動電流入力端子は、第3の接続導体83(U)の出力端子74に配設された締結孔832を介して、機械的に締結されて支持されながら電気的に接続され、電動モータのV相の駆動電流入力端子は、第3の接続導体84(V)の出力端子74に配設された締結孔842を介して、機械的に締結されて支持されながら電気的に接続される。
The third connection conductor 84 (V) adjacently juxtaposed on the negative direction side of the x-axis with respect to the third connection conductor 85 (W), and the negative of the x-axis with respect to the third connection conductor 84 (V) The third connection conductors 83 (U) adjacent to each other on the direction side are current paths through which a relatively large current flows, and their attachment positions are different from those of the third connection conductor 85 (W). Other than this, the members are the same as the third connection conductor 85 (W). That is, the third connection conductor 83 (U) and the third connection conductor 84 (V) effectively use the gap in the internal space S of the
ここで、第1の接続導体81(N)、第2の接続導体82(P)及び第3の接続導体83(U)〜85(W)は、内部空間S内の対応する間隙部を延在して側壁71を貫通しケース7外方に突出でき、かつ、対応する相手端子を載置して機械的に締結しながら支持する支持部材として充分な強度及び体積を有し、かつ、相手端子を導通する充分な導電性を有するブロック構造体であればよい。よって、かかるブロック構造体は、単一のブロック部を含むものでもよいし、複数のブロック部を組み合わせたものであってもよく、同様のブロック部を適宜組み合わせることにより、その形状や電流の経路長を簡便に拡張し得るものであるといえる。また、かかるブロック部は、過大なインダクタンスや発熱を生じない断面積を有するものであれば、略矩形状の断面を有するものに限定されるものではなく、他の角形状や楕円状等の断面を有するものであってもよい。もちろん、かかるブロック部は、直状ブロック部として延在するものではなく、湾曲状ブロック部として延在するものであってもよく、又は、水平面に締結部を有するものではなく、傾斜面に締結部を有するものであってもよい。
Here, the first connection conductor 81 (N), the second connection conductor 82 (P), and the third connection conductors 83 (U) to 85 (W) extend the corresponding gaps in the internal space S. Existing through the
このように、更に、電力制御装置1においては、相対的に大電流が流れる第1の接続導体81(N)、第2の接続導体82(P)及び第3の接続導体83(U)〜85(W)と相対的に小電流が流れる制御電流経路とを互いに離間して効率的に分配しながら、第1の接続導体81(N)、第2の接続導体82(P)及び第3の接続導体83(U)〜85(W)を内部空間Sの間隙部中に対応して延在させると共に、第1の接続導体81(N)、第2の接続導体82(P)及び第3の接続導体83(U)〜85(W)をブロック構造体としているため、内部空間Sを有効利用して装置全体の構成をコンパクトにすると共に、付加的な端子台を省略しながら、第1の半導体素子23(U)〜25(W)の第1の出力端子232〜252が、第3の接続導体83(U)〜85(W)に対して機械的に締結して支持されながら電気的に接続され、かつ、第2の半導体素子33(U)〜35(W)の第2の出力端子332〜352が、第3の接続導体83(U)〜85(W)に対して機械的に締結して支持されながら電気的に接続される一方で、電動モータのU相の駆動電流入力端子が、第3の接続導体83(U)に機械的に締結して支持されながら電気的に接続され、電動モータのV相の駆動電流入力端子が、第3の接続導体84(V)に機械的に締結して支持されながら電気的に接続され、かつ、電動モータのW相の駆動電流入力端子が、第3の接続導体85(W)に機械的に締結して支持されながら電気的に接続される。
As described above, in the power control device 1, the first connection conductor 81 (N), the second connection conductor 82 (P), and the third connection conductor 83 (U) through which a relatively large current flows. The first connection conductor 81 (N), the second connection conductor 82 (P), and the third connection conductor 85 (W) and the control current path through which a relatively small current flows are separated and efficiently distributed. The connection conductors 83 (U) to 85 (W) extend correspondingly into the gap portion of the internal space S, and the first connection conductor 81 (N), the second connection conductor 82 (P), and the second Since the connection conductors 83 (U) to 85 (W) of FIG. 3 have a block structure, the internal space S can be effectively used to make the entire apparatus compact, and the additional terminal block can be omitted. The
[電力制御装置の組み立て]
以上の構成を有する電力制御装置1の組み立て方法につき、以下詳細に説明する。
[Assembly of power control device]
The assembly method of the power control apparatus 1 having the above configuration will be described in detail below.
まず、ケース7を成形して用意する。具体的には、第3の接続導体83(U)〜85(W)を予め成形金型内に位置決めした状態で設置した後、成形金型内に樹脂材を射出する。すると、側壁71が成形されるのと同時に、第3の接続導体83(U)〜85(W)は、側壁71に形成される貫通部713において側壁71を貫通する。そして、成形金型内への樹脂材の射出を所定時間行った後に停止して、成形金型を冷却すると、第3の接続導体83(U)〜85(W)は、側壁71の貫通部713において側壁71に密着して固定される。その後、成型金型から成形品を取り出すことにより、第3の接続導体83(U)〜85(W)を側壁71に固定したケース7が得られる。
First, the
また、第1の冷却部材21の一方の表面21A上に絶縁シート22を配設する一方で、第1の半導体素子23(U)〜25(W)を収容したフレーム41に対して押さえ部材42を取り付けると共に駆動IC511等が実装された回路基板51を取り付け、かかる状態のフレーム41を、絶縁シート22を介して、第1の冷却部材21の一方の表面21Aに対して締結して取り付けることにより、第1の半導体モジュール2を組み上げる。
In addition, while the insulating
この際、回路基板51の一対の位置決め孔512には、フレーム41の枠体411に立設された計2本の位置決めピン412及び413が対応して挿通することにより、回路基板51は、フレーム41に対して位置決めされて、第1の半導体モジュール2において所定の位置に取り付けられる。
At this time, a total of two positioning
同様に、第2の冷却部材31の一方の表面31A上に絶縁シート32を配設する一方で、第2の半導体素子33(U)〜35(W)を収容したフレーム43に対して押さえ部材44を取り付けると共に駆動IC521等が実装された回路基板52を取り付け、かかる状態のフレーム43を、絶縁シート32を介して、第3の冷却部材31の一方の表面31Aに対して締結して取り付けることにより、第2の半導体モジュール3を組み上げる。
Similarly, while the insulating
この際、回路基板52の一対の位置決め孔522には、フレーム43の枠体431に立設された計2本の位置決めピン432及び433が対応して挿通することにより、回路基板52は、フレーム43に対して位置決めされて、第2の半導体モジュール3において所定の位置に取り付けられる。
At this time, a total of two positioning
併せて、シール部材を介在させて貫通孔711を貫通させた状態の第1の接続導体81(N)、及びシール部材を介して貫通孔712を貫通させた状態の第2の接続導体82(P)を、ケース7の側壁71に各々設けられた図示を省略する固定部に対して対応して取り付ける。
In addition, the first connection conductor 81 (N) in a state where the through
更に、かかる状態の第1の接続導体81(N)及び第2の接続導体82(P)に対して、各々対応する締結部材812及び822、並びに締結孔814及び824を利用して、第1のコンデンサ91の接続端子911及び912、並びに第2のコンデンサ92の接続端子921及び922を締結することにより、第1のコンデンサ91及び第2のコンデンサ92を、ケース7の内部空間S内に収容した状態で第1の接続導体81(N)及び第2の接続導体82(P)に取り付ける。
Further, the first connecting conductor 81 (N) and the second connecting conductor 82 (P) in such a state are respectively connected to the first connecting
次に、かかる状態のケース7に対して、第1の半導体モジュール2を、第1の半導体素子23(U)〜25(W)を第1の開口7H1を介して内部空間S内に配置すると共に第1の冷却部材21の他方の表面21Bをケース7外に露出する状態で取り付けて、第1の
冷却部材21により第1の開口7H1を塞ぐ。
Next, with respect to the
この際、第1の半導体モジュール2の位置決めピン412及び413を、回路基板55の一対の位置決め孔555に対応して挿通することにより、回路基板55を、回路基板51の上方でケース7の側壁71に各々設けられた符号を省略する固定部上に載置しながら、ケース7に取り付けられた第1の半導体モジュール2に対して位置決めする。
At this time, by inserting the positioning pins 412 and 413 of the
次に、かかる状態のケース7に対して、第2の半導体モジュール3を、第2の半導体素子33(U)〜35(W)を第2の開口7H2を介して内部空間S内に配置すると共に第2の冷却部材21の他方の表面31Bをケース7外に露出する状態で取り付けて、第2の冷却部材31により第2の開口7H2を塞ぐ。
Next, with respect to the
この際、第2の半導体モジュール3の位置決めピン432及び433を、回路基板55の残余の一対の位置決め孔555に対応して挿通させることにより、回路基板55と第2の半導体モジュール3とを位置決めしながら、回路基板55をケース7の固定部に取り付ける。
At this time, the
次に、図示を省略する締結工具を第1の冷却部材21の貫通孔211から内部空間S内に順次侵入させながら、締結部材811を対応する締結孔813に締め込むことにより、第1の半導体素子23(U)〜25(W)の第1の電源入力端子231〜251は、第1の接続導体81(N)に対して締結されると共に、締結部材835〜855を対応する締結孔831〜851に締め込むことにより、第1の半導体素子23(U)〜25(W)の第1の出力端子232〜252は、第3の接続導体83(U)〜85(W)に対して締結される。
Next, by tightening the
次に、図示を省略する締結工具を第2の冷却部材31の貫通孔311から内部空間S内に順次侵入させながら、締結部材821を対応する締結孔823に締め込むことにより、第2の半導体素子33(U)〜35(W)の第2の電源入力端子331〜351は、第2の接続導体82(P)に対して締結されると共に、締結部材835〜855を対応する締結孔831〜851に締め込むことにより、第2の半導体素子33(U)〜35(W)の第2の出力端子332〜352は、第3の接続導体83(U)〜85(W)に対して締結される。
Next, a fastening tool (not shown) is inserted into the internal space S from the through
そして、必要に応じ、第1の冷却部材21の貫通孔211及び第2の冷却部材31の貫通孔311を、図示を省略するグロメット等で塞ぐことにより、電力制御装置1の組み立ては完了する。
And the assembly of the electric power control apparatus 1 is completed by closing the through-
なお、本発明は、部材の形状、配置、個数等は前述の実施形態に限定されるものではなく、その構成要素を同等の作用効果を奏するものに適宜置換する等、発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能であることはもちろんである。 In the present invention, the shape, arrangement, number, and the like of the members are not limited to the above-described embodiments, and the constituent elements thereof are appropriately replaced with those having the same operational effects, and the gist of the invention is not deviated. Of course, it can be appropriately changed within the range.
以上のように、本発明においては、付加的な端子台を省略しながら、半導体素子の出力側端子と外部機器の入力側端子とを機械的に締結して支持すると共に電気的に接続することが可能な半導体装置を提供することができるものであるため、その汎用普遍的な性格から広範に電力制御装置等の半導体装置の分野に適用され得るものと期待される。 As described above, in the present invention, the output side terminal of the semiconductor element and the input side terminal of the external device are mechanically fastened and supported and electrically connected while omitting an additional terminal block. Therefore, it is expected that the semiconductor device can be widely applied to the field of semiconductor devices such as a power control device because of its universality.
1…電力制御装置
2、3…半導体モジュール
21、31…冷却部材
211、311…貫通孔
215、315…放熱フィン
21A、21B、31A、31B…表面
22、32…絶縁シート
23、24、25、33、34、35…半導体素子
231、241、251、331、341、351…電源入力端子
232、242、252、332、342、352…出力端子
41、43…フレーム
411、431…枠体
412、413、432、433…位置決めピン
42、44…押さえ部材
51、52、55…回路基板
511、521…駆動IC
512、522、555…位置決め孔
551…制御IC
552…電流センサ
553…張り出し部
554…貫通孔
7…ケース
71…側壁
711、712…貫通孔
713…貫通部
7H1、7H2…開口
72、73…電源入力端子
74…出力端子
75…制御用コネクタ
81、82、83、84、85…接続導体
811、812、821、822、835、845、855…締結部材
813、814、815、823、824、825、831、832、841、842、851、852…締結孔
91、92…コンデンサ
911、912、921、922…接続端子
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ...
512, 522, 555 ... positioning
552 ...
Claims (4)
前記半導体素子の出力端子と外部機器の接続端子とを電気的に接続する接続導体を備え、
前記接続導体は、水平ブロック部、及び前記水平ブロック部から起立すると共に前記半導体素子との間に間隙部を有する起立ブロック部を備えたブロック構造体であり、
前記半導体素子の前記出力端子は、前記起立ブロック部に取り付けられて接続されると共に、前記外部端子の前記接続端子は、前記水平ブロックに取り付けられて接続されることを特徴とする半導体装置。 A semiconductor device including a semiconductor element,
A connection conductor for electrically connecting the output terminal of the semiconductor element and the connection terminal of the external device,
The connection conductor, Ri block structure der provided with a standing block portion having a gap between the semiconductor element with rising from the horizontal block portion, and the horizontal block portion,
The output terminal of the semiconductor element is connected is attached to the standing block portion, the connection terminals of said external terminals, wherein a Rukoto connected mounted on the horizontal block.
前記水平ブロック部は、前記ケースと一体成形されて前記ケースに固定されることを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。 Furthermore, a resin case for housing the semiconductor element is provided,
The semiconductor device according to claim 1, wherein the horizontal block portion is integrally formed with the case and fixed to the case.
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