JP5930835B2 - 電力変換装置 - Google Patents
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Description
第i相(1≦i≦L)のP極ブスバーは、第i相のパワーモジュール群と、第(i−1)相のパワーモジュール群の間の領域に第2方向に延設されている。第i相(1≦i≦L)のN極ブスバーは、第i相のパワーモジュール群と、第(i−1)相のパワーモジュール群の間の領域に第2方向に延設されている。第i相(1≦i≦L)の出力ブスバーは、第i相のパワーモジュール群と、第(i+1)相のパワーモジュール群の間の領域に第2方向に延設されている。3相の場合、第1相はU相に、第2相はV相に、第3相はW相に対応する。かかる構成では、各相のパワーモジュール群の間には、ブスバーを配置する空間が必要となる。電力変換装置は、このように配置されるパワーモジュールを好適に冷却できる。
ハイサイドスイッチMHUおよびローサイドスイッチMLUは、M個のパワーモジュールPMで構成される。パワーモジュールの個数Mは、電力変換装置2の電流容量に応じて定められ、図2にはM=3の場合が示される。
P極直流端子20はP極電源ラインLPと電気的に接続され、N極直流端子22はN極電源ラインLNと電気的に接続される。上アームトランジスタ28は交流端子24、26と、P極直流端子20の間に設けられ、下アームトランジスタ30は交流端子24、26と、N極直流端子22の間に設けられる。パワーモジュールPMの交流端子24、26は、出力端子OUTUと電気的に接続される。
電力変換装置2が始動すると、吸気ファン42および排気ファン44が回転し、風が筐体40の内部を第2方向(y軸方向)に流れる。風は、平滑コンデンサ48を通過した風は、冷却フィン50U〜50Wに供給される。第1遮蔽手段74は、風が冷却フィン50U〜50W間のスペースに入り込むのを遮蔽する。その結果、第1遮蔽手段74を設けない場合に比べて、冷却フィン50U〜50Wに供給される風量は増大する。その結果、冷却フィン50U〜50Wを効率的に冷却することができる。
第1の比較技術においては、単一の冷却フィン50に、すべてのパワーモジュールを搭載される。この場合、冷却フィン50が大型化し、コストが高くなる。実施の形態に係る電力変換装置2では、冷却フィンを複数に分けて構成するため、量産効果によって、個々の冷却フィンのコストを下げることができる。
実施の形態では、第1遮蔽手段74として遮蔽プレートを用いる場合を説明したが本発明はそれに限定されない。図10(a)は、第1の変形例に係る電力変換装置2aを示す平面図である。第1の変形例では、第1遮蔽手段74aとして複数の平滑コンデンサ48が利用される。平滑コンデンサ48を、冷却フィン50の上流部のスペースSP1、SP2に近接して配置することにより、風が冷却フィン50の間のスペースSP1、SP2に入り込むのを防止できる。
図10(b)は、第2の変形例に係る電力変換装置2bを示す平面図である。第2の変形例では、第1遮蔽手段74bとしてブロック状の部材が用いられる。これにより、風が冷却フィン50の間のスペースSP1、SP2に入り込むのを防止できる。
実施の形態では、ひとつのパワーモジュール群に対する冷却フィン50が一体に形成される場合を説明したが、本発明はそれに限定されない。図11は、第3の変形例に係る電力変換装置2cを示す平面図である。第3の変形例において、冷却フィン50U〜50Wはそれぞれ、複数に分割して形成される。たとえば冷却フィン50は、それに搭載される対応する相のパワーモジュール群に含まれるパワーモジュールPMごとに分割されてもよい。
Claims (8)
- L相(Lは2以上の整数)の負荷を駆動する電力変換装置であって、
L相に対応し、第1方向に他相と離間して配置されるL個の冷却フィンと、
L相に対応し、前記第1方向と垂直な第2方向に延びるL本のP極ブスバーと、
L相に対応し、前記第2方向に延びるL本のN極ブスバーと、
L相に対応し、前記第2方向に延びるL本の出力ブスバーと、
L相に対応し、それぞれが同相の前記冷却フィンに搭載されるL相のパワーモジュール群と、
前記L個の冷却フィンに前記第2方向に向かって風を供給する送風手段と、
を備え、
(i)各相のパワーモジュール群は、同相の冷却フィンの上に、前記第2方向に配置されたM個(Mは2以上の整数)のパワーモジュールを含み、
(ii)各パワーモジュールは、前記第2方向の第1辺またはそれに対向する第2辺に設けられたP極直流端子、N極直流端子および交流端子と、モジュール内に内蔵される上アームトランジスタおよび下アームトランジスタと、を有しており、
(iii)各パワーモジュールのP極直流端子およびN極直流端子はそれぞれ、同相のP極ブスバーおよびN極ブスバーと接続され、各パワーモジュールの交流端子は、同相の出力ブスバーと接続され、
(iv)前記L個の冷却フィンの間隔は、前記P極ブスバー、前記N極ブスバー、前記出力ブスバーを配置するためのスペースに応じて生じており、
前記電力変換装置には、前記L個の冷却フィンの上流部に、風が隣接する冷却フィンの間隔に入り込むのを遮蔽する第1遮蔽手段が設けられることを特徴とする電力変換装置。 - 第i相(1≦i≦L)のP極ブスバーは、第i相の前記パワーモジュール群と、第(i−1)相の前記パワーモジュール群の間の領域に前記第2方向に延設され、
第i相(1≦i≦L)のN極ブスバーは、第i相の前記パワーモジュール群と、第(i−1)相の前記パワーモジュール群の間の領域に前記第2方向に延設され、
第i相(1≦i≦L)の出力ブスバーは、第i相の前記パワーモジュール群と、第(i+1)相の前記パワーモジュール群の間の領域に前記第2方向に延設されており、
前記第i相と第(i−1)相の冷却フィンの間には、前記第i相のP極ブスバー、前記第i相のN極ブスバーおよび第(i−1)相の出力ブスバーを延設するためのスペースに応じた間隔が生じていることを特徴とする請求項1に記載の電力変換装置。 - 前記第1遮蔽手段は、板状部材であることを特徴とする請求項1または2に記載の電力変換装置。
- 前記P極ブスバーと前記N極ブスバーの間に電気的に設けられる複数の平滑コンデンサをさらに備え、
前記複数の平滑コンデンサが、前記第1遮蔽手段として機能することを特徴とする請求項1に記載の電力変換装置。 - 前記第1遮蔽手段は、ブロック状部材であることを特徴とする請求項1または2に記載の電力変換装置。
- 前記L個の冷却フィンの底部と対向して設けられ、前記冷却フィンを通過する風が下側に逃げるのを遮蔽する第2遮蔽手段をさらに備えることを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載の電力変換装置。
- 前記L個の冷却フィンはそれぞれ、複数に分割されていることを特徴とする請求項1から6のいずれかに記載の電力変換装置。
- 前記L個の冷却フィンはそれぞれ、それぞれに搭載される同相のパワーモジュール群に含まれるパワーモジュールごとに分割されていることを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載の電力変換装置。
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