JP6117362B2 - 電力変換装置 - Google Patents

電力変換装置 Download PDF

Info

Publication number
JP6117362B2
JP6117362B2 JP2015532746A JP2015532746A JP6117362B2 JP 6117362 B2 JP6117362 B2 JP 6117362B2 JP 2015532746 A JP2015532746 A JP 2015532746A JP 2015532746 A JP2015532746 A JP 2015532746A JP 6117362 B2 JP6117362 B2 JP 6117362B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
flow path
capacitor
circuit board
power
conversion device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2015532746A
Other languages
English (en)
Other versions
JPWO2015025594A1 (ja
Inventor
総徳 錦見
総徳 錦見
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Astemo Ltd
Original Assignee
Hitachi Automotive Systems Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Automotive Systems Ltd filed Critical Hitachi Automotive Systems Ltd
Publication of JPWO2015025594A1 publication Critical patent/JPWO2015025594A1/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6117362B2 publication Critical patent/JP6117362B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • H05K7/2089—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating for power electronics, e.g. for inverters for controlling motor
    • H05K7/209—Heat transfer by conduction from internal heat source to heat radiating structure
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/34—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
    • H01L23/46—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements involving the transfer of heat by flowing fluids
    • H01L23/473—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements involving the transfer of heat by flowing fluids by flowing liquids
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/003—Constructional details, e.g. physical layout, assembly, wiring or busbar connections
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/02—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal
    • H02M7/04—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/12—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/21—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M7/217—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • H05K7/20845—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating for automotive electronic casings
    • H05K7/20854—Heat transfer by conduction from internal heat source to heat radiating structure
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • H05K7/2089—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating for power electronics, e.g. for inverters for controlling motor
    • H05K7/20927—Liquid coolant without phase change
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H9/00—Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
    • H01H9/52—Cooling of switch parts
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/28—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/29—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process of an individual layer connector
    • H01L2224/29001—Core members of the layer connector
    • H01L2224/29099—Material
    • H01L2224/291—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/31—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process
    • H01L2224/32—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process of an individual layer connector
    • H01L2224/321—Disposition
    • H01L2224/32151—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/32221—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/32245—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/31—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process
    • H01L2224/33—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process of a plurality of layer connectors
    • H01L2224/331—Disposition
    • H01L2224/3318—Disposition being disposed on at least two different sides of the body, e.g. dual array
    • H01L2224/33181—On opposite sides of the body
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
    • H01L25/03—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes
    • H01L25/10—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices having separate containers
    • H01L25/11—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L29/00
    • H01L25/117—Stacked arrangements of devices
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/11—Device type
    • H01L2924/13—Discrete devices, e.g. 3 terminal devices
    • H01L2924/1304—Transistor
    • H01L2924/1305—Bipolar Junction Transistor [BJT]
    • H01L2924/13055—Insulated gate bipolar transistor [IGBT]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/11—Device type
    • H01L2924/13—Discrete devices, e.g. 3 terminal devices
    • H01L2924/1304—Transistor
    • H01L2924/1306—Field-effect transistor [FET]
    • H01L2924/13091—Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor [MOSFET]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Description

本発明は直流電力を交流電力に変換する、或いは交流電力を直流電力に変換する電力変換装置に係り、特にハイブリッド自動車や電気自動車に用いられる電力変換装置である。
電力変換装置においては電力変換性能を向上や小型化を図るためには、電力変換装置の内部部品の冷却性の向上が重要である。電力変換装置の筐体に収容されている制御回路基板に実装される電子部品は熱的に弱いため、この電子部品を安価で性能を確保するためには、制御回路基板は冷却を効率的に行うことが求められる。
特許文献１には、制御素子の熱が、当該制御素子を支持する熱伝導板と、当該熱伝導板を支持する棚受け部と、当該棚受け部を形成する筐体とを介して冷却器に伝達される構成が記載されている。しかしながら電力変換装置の小型化の要望に伴い、制御素子の熱を冷却器に伝達するまでの伝熱経路を短くして、制御素子の放熱性能を向上することが求められる。
ＷＯ２０００／１７９９４
本発明の課題は、制御回路基板の冷却性を向上させることである。
本発明に係る電力変換装置は、直流電流を交流電流に変換するパワー半導体素子を有するパワー半導体モジュールと、流路空間を形成する流路形成体と、前記パワー半導体素子を駆動するドライバ回路基板と、前記ドライバ回路基板を制御する制御回路基板と、を備え、前記流路形成体は、第１面と、前記第１面の垂直方向と平行に形成された側面部と、を有し、前記ドライバ回路基板は、前記第１面と対向する位置に配置され、前記制御回路基板は、前記流路形成体の前記側面部の垂直方向から投影した場合、当該制御回路基板の射影部が前記流路空間の射影部と重なるように、当該側面部に配置される。
本発明により、制御回路基板の冷却性を向上させることができる。
ハイブリッド自動車のシステムを示すシステム図である。 図１に示す電気回路の構成を示す回路図である。 電力変換装置２００の外観図である。 電力変換装置２００の外観図である。 パワー半導体モジュール３００ａの全体斜視図である。 本実施形態のパワー半導体モジュール３００ａを断面Ｄで切断して方向Ｅから見たときの断面図である。 図３に示された平面Ａで電力変換装置２００を切断した断面図である。 図７の電力変換装置２００を構成する部品を抜き取り、流路形成体４００、上部カバー４１９、側部カバー４２２のみで構成した断面図である。 側面カバー４２２を取り除き、制御回路基板４２１を電力変換装置２００から分解した分解斜視図である。 側面カバー４２２を取り除き、制御回路基板４２１が配置された側から見た側面図である。 コンデンサ端子が形成された側から見たコンデンサモジュール５００の外観斜視図である。 図１１に示されたコンデンサモジュール５００のコンデンサケース５０１を取り除いた外観斜視図である。 コンデンサ端子が形成されていない側から見たコンデンサモジュール５００の外観斜視図である。 図１３に示されたコンデンサモジュール５００のコンデンサケース５０１を取り除いた外観斜視図である。 図３の平面Ｂで切断した電力変換装置２００の断面図である。 冷却ボード４１３を上面側からみた全体斜視図である。 冷却ボード４１３を下面側からみた全体斜視図である。
次に図面を使用して本発明に係る実施の形態を説明するが、図１は内燃機関と電動機の両方を使用して走行するいわゆるハイブリッド方式の自動車に本発明が対象とする電力変換装置を適用した場合のシステム図である。
尚、本発明に係る電力変換装置はハイブリッド方式の自動車のみならず、電動機のみで走行するいわゆる電気自動車にも適用可能であり、また一般産業機械に使用されている電動機を駆動するための電力変換装置としても使用可能であるが、代表例としてハイブリッド方式の自動車に適用した電力変換装置について説明する。
図１はハイブリッド方式の自動車の制御ブロックを示す図であり、内燃機関ＥＧＮおよびモータジェネレータＭＧは自動車の走行用トルクを発生する動力源である。また、モータジェネレータＭＧは回転トルクを発生するだけでなく、モータジェネレータＭＧに外部から加えられる機械エネルギ(回転力)を電力に変換する機能を有する。モータジェネレータＭＧは、例えば同期電動/発電機あるいは誘導電動/発電機であり、上述のごとく運転方法により電動機としても発電機としても動作する。
内燃機関ＥＧＮの出力側は動力分配機構ＴＳＭを介してモータジェネレータＭＧに伝達され、動力分配機構ＴＳＭからの回転トルクあるいはモータジェネレータＭＧが発生する回転トルクは、トランスミッションＴＭおよびデファレンシャルギアＤＥＦを介して車輪に伝達される。
一方、回生制動の運転時には、車輪から回転トルクがモータジェネレータＭＧに伝達され、伝達されてきた回転トルクに基づいて交流電力を発生する。発生した交流電力は後述するように電力変換装置２００により直流電力に変換され、高電圧用のバッテリ１３６を充電し、充電された電力は再び走行エネルギとして使用される。
次に電力変換装置２００について説明する。インバータ回路部１４０はバッテリ１３６と直流コネクタ１３８を介して電気的に接続されており、バッテリ１３６とインバータ回路部１４０との相互において電力の授受が行われる。
モータジェネレータＭＧを電動機として動作させる場合には、インバータ回路部１４０は直流コネクタ１３８を介してバッテリ１３６から供給された直流電力に基づき交流電力を発生し、交流端子１８８を介してモータジェネレータＭＧに供給する。モータジェネレータＭＧとインバータ回路部１４０からなる構成は電動/発電ユニットとして動作する。
電動/発電ユニットは、運転状態に応じて電動機として、或いは発電機として運転する場合、或いはこれらを使い分けて運転する場合がある。尚、本実施形態では、バッテリ１３６の電力によって電動/発電ユニットを電動ユニットとして作動させることにより、モータジェネレータＭＧの動力のみによって車両の駆動ができる。更に、本実施形態では、電動/発電ユニットを発電ユニットとして内燃機関ＥＧＮの動力或いは車輪からの動力によって作動させて発電させることにより、バッテリ１３６の充電ができるようになっている。
電力変換装置２００は、インバータ回路部１４０に供給される直流電力を平滑化するためのコンデンサモジュール５００を備えている。
電力変換装置２００は上位の制御装置から指令を受け、あるいは上位の制御装置に状態を表すデータを送信したりするための通信用のコネクタ２１を備えている。コネクタ２１から入力される指令に基づいて制御回路部１７２でモータジェネレータＭＧの制御量を演算する。
更に電動機として運転するか発電機として運転するかを演算し、演算結果に基づいて制御パルスを発生してドライバ回路１７４へ制御パルスを供給する。この制御パルスに基づいてドライバ回路１７４がインバータ回路部１４０を制御するための駆動パルスを発生する。
次に、図２を用いてインバータ回路部１４０の回路構成を説明するが、半導体素子として絶縁ゲート型バイポーラトランジスタを使用しており、以下略してＩＧＢＴと表現している。
インバータ回路部１４０は、上アームとして動作するＩＧＢＴ３２８及びダイオード１５６と、下アームとして動作するＩＧＢＴ３３０及びダイオード１６６と、からなる上下アームのパワー半導体モジュール３００aないし３００ｃを、出力しようとする交流電力のＵ相，Ｖ相，Ｗ相からなる３相に対応して備えている。
これらの３相はこの実施の形態では、モータジェネレータＭＧの電機子巻線の３相の各相巻線に対応している。３相のそれぞれの上下アームのパワー半導体モジュール３００aないし３００ｃは、パワー半導体モジュール３００aないし３００ｃのそれぞれのＩＧＢＴ３２８とそれぞれのＩＧＢＴ３３０の中点部分である中間電極１６９から交流電流が出力され、この交流電流は交流端子１５９及び交流コネクタ１８８を通して、モータジェネレータＭＧへの交流電力線である交流バスバーと接続される。
上アームのＩＧＢＴ３２８のコレクタ電極１５３は正極端子１５７を介してコンデンサモジュール５００の正極側のコンデンサ端子５０６に、下アームのＩＧＢＴ３３０のエミッタ電極は負極端子１５８を介してコンデンサモジュール５００の負極側のコンデンサ端子５０４にそれぞれ電気的に接続されている。
上述のように、制御回路部１７２は上位の制御装置からコネクタ２１を介して制御指令を受け、これに基づいてインバータ回路部１４０を構成する各相のパワー半導体モジュール３００aないし３００ｃの上アームあるいは下アームを構成するＩＧＢＴ３２８やＩＧＢＴ３３０を制御するための制御信号である制御パルスを発生し、ドライバ回路１７４に供給する。
ドライバ回路１７４は制御パルスに基づき各相のパワー半導体モジュール１５０の上アームあるいは下アームを構成するＩＧＢＴ３２８やＩＧＢＴ３３０を制御するための駆動パルスを各相のＩＧＢＴ３２８やＩＧＢＴ３３０に供給する。
ＩＧＢＴ３２８やＩＧＢＴ３３０はドライバ回路１７４からの駆動パルスに基づき、導通あるいは遮断動作を行い、バッテリ１３６から供給された直流電力を三相交流電力に変換し、この変換された電力はモータジェネレータＭＧ１に供給される。
ＩＧＢＴ３２８はコレクタ電極１５３と、信号用エミッタ電極１５５と、ゲート電極１５４を備えている。また、ＩＧＢＴ３３０はコレクタ電極１６３と、信号用のエミッタ電極１６５と、ゲート電極１６４を備えている。
ダイオード１５６がコレクタ電極１５３とエミッタ電極との間に電気的に接続されている。また、ダイオード１６６がコレクタ電極１６３とエミッタ電極との間に電気的に接続されている。
スイッチング用パワー半導体素子としては金属酸化物半導体型電界効果トランジスタ（以下略してＭＯＳＦＥＴと記す）を用いてもよい、この場合はダイオード１５６やダイオード１６６は不要となる。スイッチング用パワー半導体素子としてＩＧＢＴは直流電圧が比較的高い場合に適していて、ＭＯＳＦＥＴは直流電圧が比較的低い場合に適している。
コンデンサモジュール５００は、複数の正極側コンデンサ端子５０６と複数の負極側コンデンサ端子５０４と、正極側電源端子５０９と負極側電源端子５０８とを備えている。バッテリ１３６からの高電圧の直流電力は直流コネクタ１３８を介して、正極側電源端子５０９や負極側電源端子５０８に供給され、コンデンサモジュール５００の複数の正極側コンデンサ端子５０６や複数の負極側のコンデンサ端子５０４から、インバータ回路部１４０へ供給される。
一方、交流電力からインバータ回路部１４０によって変換された直流電力は正極側コンデンサ端子５０６や負極側コンデンサ端子５０４からコンデンサモジュール５００に供給され、正極側電源端子５０９や負極側電源端子５０８から直流コネクタ１３８を介してバッテリ１３６に供給されてバッテリ１３６に蓄積される。
制御回路部１７２はＩＧＢＴ３２８及びＩＧＢＴ３３０のスイッチングタイミングを演算処理するためのマイクロコンピュータ（以下、「マイコン」と記述する）を備えている。マイコンへの入力情報として、モータジェネレータＭＧに対して要求される目標トルク値、上下アームパワー半導体モジュール１５０からモータジェネレータＭＧに供給される電流値、及びモータジェネレータＭＧ１の回転子の磁極位置がある。
目標トルク値は図示しない上位の制御装置から出力された指令信号に基づくものであり、電流値は電流センサによる検出信号に基づいて検出されたものである。磁極位置は、モータジェネレータＭＧに設けられたレゾルバなどの回転磁極センサ（図示せず）から出力された検出信号に基づいて検出されたものである。
図３は電力変換装置２００の外観図である。図４は、電力変換装置２００の外観図である。
筐体４００は、金属製、例えばアルミニウム合金より構成され、一対の短辺壁部と長辺壁部とを有する箱状の直方体である。筐体４００は、コンデンサモジュール５００やパワー半導体モジュール３００ａないし３００ｃ、制御回路部１７２、及びドライバ回路１７４等を収納する。筐体４００は、コンデンサモジュール５００やパワー半導体モジュール３００ａないし３００ｃ等を挿入するための開口部を形成する第１長辺側壁部４００Ａと、下部カバー４０４が固定される第２長辺側壁部４００Ｂと、側部カバー４２２が固定される第１短辺側壁部４００Ｃと、第１短辺側壁部４００Ｃと対向する第２短辺側壁部４００Ｄと、を有する。パイプ４０６は、下部カバー４０４に設けられ、冷却媒体を流入又は流出させる。
流路形成体４４０は、筐体４００の底部に配置される。流路形成体４４０は、本実施形態においては、アルミ鋳造や樹脂成形等により、筐体４００と一体に形成される。冷却媒体は、パイプ４０６に流入し、下部カバー４０４と流路形成体４４０との間に形成された流路空間を流れ、さらに流路形成体４４０内の流路空間（後述する）を通って、パイプ４０６から流出する。
コンデンサモジュール５００は、流路形成体４４０の側部に設けられた収納部４０２に配置される。放熱シート４０７は、収納部４０２の低壁部とコンデンサモジュール５００と間に配置される。放熱シート４０７は、筐体４００や下部カバー４０４や流路形成体４４０にコンデンサモジュール５００の熱を逃がす放熱機能と備え、さらに筐体４００や下部カバー４０４や流路形成体４４０との絶縁機能を有する。
開口部４０３は、流路形成体４４０の上面に、３つ形成される。開口部４０３は、流路形成体４４０内の流路空間（後述する）と繋がっている。
パワー半導体モジュール３００ａないし３００ｃのそれぞれは、３つの開口部４０３から流路空間に挿入される。したがって、パワー半導体モジュール３００ａないし３００ｃは、自身で液密的な構成を備えており、流路形成体４４０との間でシールパッキン等によって流路空間内を封止している。よって、パワーモジュール３００ａないし３００ｃは、直接的に冷却媒体と接触することによって冷却される構成となっている。
直流側収納口４０９及び交流側収納口４１０は、流路形成体４４０の近くに設けられた側壁部４００Ｅに形成される。直流ターミナル４０８は、直流側収納口４０９に収納される。３個の交流ターミナル４７０は、交流側収納口４１０に収納される。
３個の交流接続バスバー４１６は、交流ターミナル４７０とそれぞれのパワー半導体モジュール３００ａないし３００ｃとを接続する。電流センサ４１１は、パワー半導体モジュール３００ａないし３００ｃと側壁部４００Ｅの間の空間に、配置される。
冷却ボード４１３は、コンデンサモジュール５００やパワー半導体モジュール３００ａないし３００ｃや電流センサ４１１の上部を覆うように配置されている。冷却ボード４１３は、本実施形態においては、筐体４００に固定され、この筐体４００に熱を伝達する。なお、冷却ボード４１３は、流路形成体４４０に直接に固定されていても良い。これにより、冷却ボード４１３は、コンデンサモジュール５００からの熱、及び交流接続バスバー４１６からの熱を流路形成体４４０に逃がすようにしている。放熱シート４１５は、コンデンサモジュール５００と冷却ボード４１３の間に配置され、コンデンサモジュール５００の熱を冷却ボード４１３に逃がす。
放熱シート４１７は、交流接続バスバー４１６と冷却ボード４１３の間に配置され、交流ターミナル４０８から流入してくる電動機の熱を交流接続バスバー４１６、及び放熱シート４１７を介して冷却ボード４１３に逃がす。
ドライバ回路基板４１８は、冷却ボード４１３を挟んでパワー半導体モジュール３００ａないし３００ｃとは反対側に配置される。上部カバー４１９は、第１長辺側壁部４００Ａの開口部を塞ぐように、筐固定ネジ４２０によって筐体４００に固定されている。
制御回路基板４２１は、第１短辺側壁部４００Ｃに設けられた側面部４３０に配置される。
図５は、パワー半導体モジュール３００ａの全体斜視図である。図６は、本実施形態のパワー半導体モジュール３００ａを断面Ｄで切断して方向Ｅから見たときの断面図である。パワー半導体モジュール３００ａ〜３００ｃはいずれも同じ構造であり、代表してパワー半導体モジュール３００ａの構造を説明する。なお、図５において信号端子３２５Ｕは、図２に開示したゲート電極１５４および信号用エミッタ電極１５５に対応する。信号端子３２５Ｌは、図２に開示したゲート電極１６４およびエミッタ電極１６５に対応する。また直流正極端子３１５Ｂは、図２に開示した正極端子１５７と同一のものであり、直流負極端子３１９Ｂは、図２に開示した負極端子１５８と同一のものである。また交流端子３２０Ｂは、図２に開示した交流端子１５９と同じものである。
図６に示されるように、ＩＧＢＴ３２８、ＩＧＢＴ３３０、ダイオード１５６及びダイオード１６６は、導体板３４１と導体板３４２によって挟まれ、半田材を介して導体板３４１と導体板３４２と固着される。本実施例では、ＩＧＢＴ３２８、ＩＧＢＴ３３０、ダイオード１５６及びダイオード１６６は、パワー半導体素子として機能する。
図６に示されるように、モジュールケース３０４は、電気伝導性を有する部材、例えばアルミ合金材料（Ａｌ，ＡｌＳｉ，ＡｌＳｉＣ，Ａｌ−Ｃ等）で構成される。挿入口３０６は、モジュールケース３０４の一面に形成され、挿導体板３４１と導体板３４２等が挿入される。フランジ３０４Ｂは、挿入口３０６の外周を囲むように形成される。第１放熱面３０７Ａは、ＩＧＢＴ３２８やＧＢＴ３３０等を介して第２放熱面３０７Ｂと対向する位置に配置される。
第１放熱部３０７Ａ及び第２放熱面３０７Ｂは、モジュールケース３０４の他の面より広い面積を有し、放熱性を高めている。このような形状の金属製のモジュールケース３０４を用いることで、モジュールケース３０４を水や油などの冷媒が流れる冷媒流路１９内に挿入しても、冷媒に対するシールをフランジ３０４Ｂにて確保できるため、冷却媒体がモジュールケース３０４の内部に侵入するのを簡易な構成で防ぐことができる。 フィン３０５は、第１放熱部３０７Ａと第２放熱部３０７Ｂのそれぞれに形成される。薄肉部３０４Ａは、第１放熱面３０７Ａ及び第２放熱面３０７Ｂの外周に形成され、第１放熱面３０７Ａ及び第２放熱面３０７Ｂよりも極端に薄く形成されている。薄肉部３０４Ａは、第１放熱部３０７Ａや第２放熱部３０７Ｂを加圧することで簡単に変形する程度まで厚みを極端に薄くしてあるため、導体板３４１と導体板３４２等が挿入された後の生産性が向上する。
導体板３４１と導体板３４２は、一部が露出した状態で第一封止樹脂３４８によって封止される。導体板３４１と導体板３４２の露出面は、絶縁シート３３３と熱圧着される。これにより、導体板３１５等とモジュールケース３０４の内壁の間の空隙を少なくすることができ、パワー半導体素子の発生熱を効率良くフィン３０５へ伝達できる。さらに絶縁シート３３３にある程度の厚みと柔軟性を持たせることにより、熱応力の発生を絶縁シート３３３で吸収することができ、温度変化の激しい車両用の電力変換装置に使用するのに良好となる。
図５に示されるように、直流正極配線３１５Ａおよび直流負極配線３１９Ａは、挿入口３０６から突出し、コンデンサモジュール５００と電気的に接続する。直流正極端子３１５Ｂ（１５７）は、直流正極配線３１５Ａの先端に形成される。直流負極端子３１９Ｂ（１５８）は、直流負極配線３１９Ａの先端に形成される。交流配線３２０Ａは、挿入口３０６から突出し、モータジェネレータＭＧ１あるいはＭＧ２に交流電力を供給する。交流端子３２０Ｂ（１５９）は、交流配線３２０Ａの先端に形成される。
信号配線３２４Ｕおよび信号配線３２４Ｌは、挿入口３０６から突出し、ドライバ回路１７４と電気的に接続する。信号端子３２５Ｕ（１５４，１５５）と信号端子３２５Ｌ（１６４，１６５）は、信号配線３２４Ｕおよび信号配線３２４Ｌの先端に形成される。図６に示されるように、配線絶縁部６０８は、直流正極配線３１５Ａと直流負極配線３１９Ａの間に配置される。これにより、パワー半導体素子のスイッチング動作時に瞬間的に流れる電流が、対向してかつ逆方向に流れる。これにより、電流が作る磁界が互いに相殺する作用をなし、この作用により低インダクタンス化が可能となる。なお、交流配線３２０Ａや信号端子３２５Ｕ，３２５Ｌも、直流正極配線３１５Ａ及び直流負極配線３１９Ａと同様の方向に向かって延びている。
図７は、図３に示された平面Ａで電力変換装置２００を切断した断面図である。図８は、図７の電力変換装置２００を構成する部品を抜き取り、流路形成体４００、上部カバー４１９、側部カバー４２２のみで構成した断面図である。
パワー半導体モジュール３００ａ〜３００ｃは、開口部４０３から挿入され、流路形成体４４０の流路空間４８０に配置される。これにより、パワー半導体モジュールは、前記流路空間４８０と対向させるように配置させることができる。本実施形態においては、パワー半導体モジュール３００ａ〜３００ｃを流路空間４８０内に配置するようにしたが、流路が内部に形成された流路配管を複数設け、流路配管がパワー半導体モジュール３００ａ〜３００ｃを挟むように構成してもよい。
ドライバ回路基板４１８は、開口部４０３が形成された流路形成体４４０の面と対向する位置に配置される。流路形成体４４０は、パワー半導体モジュール３００ａとドライバ回路基板４１８の配列方向と平行に形成された側面部４３０を形成する。本実施形態においては、側面部４３０は流路形成体４４０と一体に形成されているが、側面部４３０が流路形成体４４０と別々に構成されて、流路形成体４４０と放熱シート等により熱的に接続されるように構成してもよい。
突出部４８５Ａは、側面部４３０に形成され、制御回路基板４２１が配置された方向に向かって突出する。突出部４８５Ａは、その端部が制御回路基板４２１と熱的に接触する。例えば、放熱シートや放熱グリースが、突出部４８５Ａと制御回路基板４２１との間に配置される。
さらにパワー半導体モジュール３００ａは、第１流路空間４８１が図８に示される流路空間４８０の一方の内壁とパワー半導体モジュール３００ａの第１放熱部３０７Ａの間に設けられるようにかつ、第２流路空間４８２が流路空間４８０の他方の内壁と第２放熱部０７Ｂの間に設けられるように、流路空間４８０に配置される。
そして、側面部４３０は、第１流路空間４８１を挟んでパワー半導体モジュール３００ａと対向するように形成される。
これにより、側面部４３０は、第１流路空間４８１を形成する流路空間４８０の一方の内壁によって効率良く冷却されることができ、制御回路基板４２１の冷却性を向上させることができる。
図９は、側面カバー４２２を取り除き、制御回路基板４２１を電力変換装置２００から分解した分解斜視図である。
本実施形態においては、突出部４８５Ｂが、突出部４８５Ａとは別に、側面部４３０に形成される。これにより、制御回路基板４２１の放熱性をさらに向上させているが、突出部４８５Ａと突出部４８５Ｂのいずれか一方であってもよい。
また、図７に示されるように、第１収納空間４７１は、流路形成体４４０の開口部４０３が形成された面と筐体４００の内壁と上部カバー４１９との間に設けられる。ドライバ回路基板４１８は、第１収納空間４７０に配置される。第２収納空間４７２は、流路形成体４４０の側面部４３０と側面カバー４２２との間に設けられる。制御回路基板４２１は、第２収納空間４７２に配置される。
壁４７３は、第１収納空間４７１と第２収納空間４７２を仕切る。図９に示されるように、開口部４７４は、第１収納空間４７１と第２収納空間４７２を繋ぐように、壁４７３に形成される。
配線４９０は、開口部４７４を通って、ドライバ回路基板４１８と制御回路基板４２１とを電気的に接続する。これにより、ドライバ回路基板４１８は放射される電磁ノイズを壁４７３によって遮蔽することができ、制御回路基板４２１を電磁ノイズから保護することができる。
図１０は、側面カバー４２２を取り除き、制御回路基板４２１が配置された側から見た側面図である。
射影部４２１Ｓは、側面部４３０の垂直方向から投影した場合における、制御回路基板４２１の射影部である。射影部４８０Ｓは、側面部４３０の垂直方向から投影した場合における、流路空間４８０の射影部である。
制御回路基板４２１は、制御回路基板４２１の射影部４２１Ｓが流路空間４８０の射影部４８０Ｓと重なるように、側面部４３０から突出する突出部４８５Ａや突出部４８５Ｂを介して側面部４３０に配置される。
これにより、制御回路基板４２１は冷却効率の良い空間に配置することができるため、制御回路基板４２１上の電子部品の信頼性を向上させることができる。
また、射影部４８５ＡＳは、突出部４８５Ａの射影部である。射影部４８５ＢＳは、突出部４８５Ｂの射影部である。突出部４８５Ａ又は突出部４８５Ｂは、これらの射影部４８５ＡＳまたは射影部４８５ＢＳが制御回路基板４２１の射影部４２１Ｓ及び流路空間４８０の射影部４８０Ｓと重なるように、形成される。これにより、さらに制御回路基板４２１の冷却効率を高めることができる。
さらに、制御回路基板４２１は、電力変換装置２００の面において、ドライバ回路基板４１８は配置された面とは異なる面に配置される。これにより、制御回路基板４２１は、ドライバ回路基板４１８から発生する電磁ノイズから保護される。
また、電力変換装置２００は、制御回路基板４２１とドライバ回路基板４１８との間に配置される電磁シールド用金属板等が不要になり、部品点数を低減することができ、小型化及び低コスト化を図ることができる。
図８に示されるように、突出部４８５Ａ及び突出部４８５Ｂは、流路形成体４４０と同一材料により一体成形される。これにより突出部４８５Ａ及び突出部４８５Ｂは、冷却冷媒によって冷却され、制御回路基板４２１の冷却性能をさらに向上させることができる。
また、図１０に示されるように、制御回路基板４２１は、開口部４７４の開口面と対向する第１領域４７５を有する。さらに、制御回路基板４２１は、第１領域４７５と重なる位置に、配線４９０と接続される接続部４７６を設ける。これにより、制御回路基板４２１とドライバ回路基板４１８をつなぐ配線４９０を短くすることができ、配線４９０に外部からの電磁ノイズが乗り難くなる。また配線４９０が短くなることにより配線インピーダンスが低減される効果もある。
また、図１０に示されるように、制御回路基板４２１は、パワー半導体素子のスイッチング動作の演算を行うマイクロコンピュータ１７３を有する。マイクロコンピュータ１７３は、このマイクロコンピュータ１７３の射影部１７３Ｓが流路空間４８０の射影部４８０Ｓと重なるように配置される。これにより、制御回路基板４２１に搭載されている回路部品の中でも比較的発熱量の大きいマイクロコンピュータ１７３を効率的に冷却することができる。
図１１は、コンデンサ端子が形成された側から見たコンデンサモジュール５００の外観斜視図である。図１２は、図１１に示されたコンデンサモジュール５００のコンデンサケース５０１を取り除いた外観斜視図である。図１３は、コンデンサ端子が形成されていない側から見たコンデンサモジュール５００の外観斜視図である。図１４は、図１３に示されたコンデンサモジュール５００のコンデンサケース５０１を取り除いた外観斜視図である。図１５は、図３の平面Ｂで切断した電力変換装置２００の断面図である。
コンデンサ素子５０１は、直流電力を平滑化し、パワー半導体モジュール３００ａないし３００ｃに直流電力を供給する。正極側コンデンサ導体板５０２は、コンデンサ素子５０１の正極側電極とリード端子５０４を介して接続される。負極側コンデンサ導体板５０３は、コンデンサ素子５０１の負極側電極とリード端子（不図示）を介して接続される。
ノイズ除去用コンデンサ５０８は、コンデンサ素子５０１よりも小さい容量のコンデンサであり、ノイズによるリップル電流を平滑化する。コンデンサケース５０７は、コンデンサ素子５０１と正極側コンデンサ導体板５０２と負極側コンデンサ導体板５０３とノイズ除去用コンデンサ５０８を収納する。
図１１に示される封止材５０９は、コンデンサケース５０７の収納空間に充填される。コンデンサケース５０７は、一面に開口部５１０を形成する。導体突出部５１１は、開口部５１０から突出する。正極側コンデンサ端子５０５ａないし５０５ｃ及び負極側コンデンサ端子５０６ａないし５０６ｃは、導体突出部５１１から分岐される。
正極側コンデンサ端子５０５ａは、パワー半導体モジュール３００ａの直流正極端子３１５Ｂと接続される。正極側コンデンサ端子５０５ｂは、パワー半導体モジュール３００ｂの直流正極端子３１５Ｂと接続される。正極側コンデンサ端子５０５ｃは、パワー半導体モジュール３００ｃの直流正極端子３１５Ｂと接続される。
負極側コンデンサ端子５０６ａは、パワー半導体モジュール３００ａの直流負極端子３１９Ｂと接続される。負極側コンデンサ端子５０６ｂは、パワー半導体モジュール３００ｂの直流負極端子３１９Ｂと接続される。負極側コンデンサ端子５０６ｃは、パワー半導体モジュール３００ｃの直流負極端子３１９Ｂと接続される。
正極側電源端子５１２は、正極側コンデンサ導体板５０２と接続されるとともに、開口部５１０から突出する。負極側電源端子５１３は、負極側コンデンサ導体板５０３と接続されるとともに、開口部５１０から突出する。正極側コンデンサ導体板５０２は、開口部５１０から突出する導体放熱部５１４を有する。
図１５に示されるように、導体放熱部５１４は、パイプ４０６と繋がる流路空間を形成する流路形成体に、流路側の放熱シート４０７を介して熱的に接触する。これにより、正極側電源端子５１２や直流正極端子３１５Ｂから伝達される熱やコンデンサ素子５０１から伝達される熱を、効率的に放熱することができる。
また、図１５に示されるようにコンデンサケース５０７は、開口部５１０がパワー半導体モジュール３００ａないし３００ｃと対向するように、流路形成体に配置される。導体放熱部５１４は、コンデンサケース５０７と流路形成体の間の空間に配置されるように、コンデンサケース５０７の外壁に沿って形成される。
これにより、正極側コンデンサ端子５０５ａないし５０５ｃ及び負極側コンデンサ端子５０６ａないし５０６ｃの長さを短くすることができるとともに、 導体放熱部５１４の伝熱距離を短くすることができ、コンデンサモジュール５００の放熱性をさらに向上させることができる。
図１６は、冷却ボード４１３を上面側からみた全体斜視図である。図１７は、冷却ボード４１３を下面側からみた全体斜視図である。
冷却ボード４１３は、コンデンサモジュール５００の導体突出部５１１と放熱シート４１５を介して熱的に接触する受熱面６００を有する。導体突出部５１１は、一枚の板状で開口部５１０から突出し、その先端で正極側コンデンサ端子５０５ａないし５０５ｃに分岐する。
このように構成することにより、導体突出部５１１は、冷却ボード４１３の受熱面６００と広い面積で接触することができ、冷却性能を向上させることができる。特に、導体突出部５１１は、複数のパワー半導体モジュール３００ａないし３００ｃとの間のスイッチング時の還流電流が流れる部分であり、この部分を開口部５１０から突出させて、冷却ボード４１３と接触させることは、冷却性能の向上に大きく寄与する。
また、図１１に示される接地用端子５２０は、ノイズ除去用コンデンサ５０８と接続される。接地用端子５２０は、開口部５１０において、冷却ボード４１３に近い側から突出する。本実施形態では、接地用端子５２０は、導体突出部５１１と冷却ボード４１３との間に空間に配置されるように、開口部５１０から突出する。
接地用接続部６０１が、冷却ボード４１３に形成され、接地用端子５２０と接続される。接地用接続部６０１は、接地用端子５２０と対向する位置に形成される。冷却ボード４１３は、金属製の筐体４００と接続されている。これにより、ノイズ除去用コンデンサ５０８は、冷却ボード４１３を介して接地することができ、冷却ボード４１３は放熱機能と接地機能を有し、電力変換装置２００の部品点数の削減や小型化に寄与する。
１４０…インバータ回路部、１５６…ダイオード、１６６…ダイオード、１７２…制御回路部、１７３…マイコン、１７４…ドライバ回路、２００…電力変換装置、３００a 〜３００ｃ…パワー半導体モジュール、３０４…モジュールケース、３０４Ａ…薄肉部、３０５…フィン、３０６…挿入口、３０７Ａ…第１放熱部、３０７Ｂ…第２放熱部、３１５Ａ…直流正極配線、３１５Ｂ…直流正極端子、３１９Ａ…直流負極配線、３１９Ｂ…直流負極端子、３２４…信号導体、３２５Ｕ，３２５Ｌ…信号端子、３２８…ＩＧＢＴ、３３０…ＩＧＢＴ、３３３…絶縁シート、３４１…導体板、３４２…導体板、３４８…第一封止樹脂、
４００…筐体、４００Ａ…第１長辺側壁部、４００Ｂ…第２長辺側壁部、４００Ｃ…第１短辺側壁部、４００Ｄ…第２短辺側壁部、４００Ｅ…側壁部、４０２…収納部、４０３…開口部、４０６…パイプ、４０７…放熱シート、４０８…交流ターミナル、４０９…直流側収納口、４１０…交流側収納口、４１１…電流センサ、４１３…冷却ボード、４１６…交流接続バスバー、４１８…ドライバ回路基板、４１９…上部カバー、４２１…制御回路基板、４２１Ｓ…射影部、４３０…側面部、４４０…流路形成体、４７０…交流ターミナル、４７３…壁、４７４…開口部、４７５…第１領域、４８０…流路空間、４８０Ｓ…射影部、４８１…第１流路空間、４８２…第２流路空間、４８５Ａ…突出部、４８５B…突出部、４８５ＡＳ…射影部、４８５ＢＳ…射影部、４９０…配線、５００…コンデンサモジュール、５０１…コンデンサ素子、５０２…正極側コンデンサ導体板、５０３…負極側コンデンサ導体板、５０４…負極側コンデンサ端子、５０５ａないし５０５ｃ…正極側コンデンサ端子、５０６ａないし５０６ｃ…負極側コンデンサ端子、５０７…コンデンサケース、５０８…ノイズ除去用コンデンサ、５０９…封止材、５１０…開口部、５１１…導体突出部、５１２…正極側電源端子、５１３…負極側電源端子、５１４…導体放熱部、５２０…接地用端子、６００…受熱面、６０１…接地用接続部

Claims (11)

  1. 直流電流を交流電流に変換するパワー半導体素子を有するパワー半導体モジュールと、
    流路空間を形成する流路形成体と、
    前記パワー半導体素子を駆動するドライバ回路基板と、
    前記ドライバ回路基板を制御する制御回路基板と、を備え、
    前記流路形成体は、第１面と、前記第１面の垂直方向と平行に形成された側面部と、を有し、
    前記ドライバ回路基板は、前記第１面と対向する位置に配置され、
    前記制御回路基板は、前記流路形成体の前記側面部の垂直方向から投影した場合、当該制御回路基板の射影部が前記流路空間の射影部と重なるように、当該側面部に配置される電力変換装置。
  2. 請求項１に記載された電力変換装置であって、
    前記流路形成体は、前記パワー半導体モジュールを前記流路空間と対向させるように配置させるための第１開口部を形成し、
    前記ドライバ回路基板は、前記第１開口部が形成された前記流路形成体の第１面と対向する位置に配置される電力変換装置。
  3. 請求項２に記載された電力変換装置であって、
    前記制御回路基板は、当該側面部から突出する突出部を介して、前記流路形成体の前記側面部に配置される電力変換装置。
  4. 請求項３に記載された電力変換装置であって、
    前記流路形成体は、前記第１開口部が前記流路空間に繋がるように形成され、
    前記パワー半導体モジュールは、前記パワー半導体素子と対向する第１放熱面と、当該パワー半導体素子を挟んで当該第１放熱面と対向する第２放熱面と、を有し、
    さらに前記パワー半導体モジュールは、前記流路空間の内壁の一方と前記第１放熱面の間に第１流路空間を形成するようにかつ前記流路空間の前記内壁の他方と前記第２放熱面の間に第２流路空間を形成するように、前記流路空間を配置され、
    前記側面部は、前記第１流路空間を挟んで前記パワー半導体モジュールと対向するように形成される電力変換装置。
  5. 請求項３または４に記載されたいずれかの電力変換装置であって、
    前記突出部は、前記流路形成体と同一材料により一体成形される電力変換装置。
  6. 請求項１ないし５に記載されたいずれかの電力変換装置であって、
    前記ドライバ回路基板と前記制御回路基板とを電気的に接続する配線と、
    前記流路形成体を収納する筐体と、
    前記流路形成体の前記側面部を覆うように前記筐体に固定されるカバーと、を備え、
    前記筐体は、前記筐体の内壁と前記流路形成体の前記第１面との間に設けられる第１収納空間と、前記流路形成体の前記側面部と前記カバーとの間に設けられる第２収納空間と、当該第１収納空間と当該第２収納空間を仕切る壁と、当該壁に形成された第２開口部と、を形成し、
    前記ドライバ回路基板は、前記第１収納空間に配置され、
    前記制御回路基板は、前記第２収納空間に配置され、
    前記配線は、前記第２開口部を介して、前記ドライバ回路基板と前記制御回路基板を接続する電力変換装置。
  7. 請求項６に記載された電力変換装置であって、
    前記制御回路基板は、前記第２開口部の開口面と対向する第１領域を有し、
    前記配線は、前記制御回路基板の前記第１領域と重なる位置に接続される電力変換装置。
  8. 請求項１ないし７に記載されたいずれかの電力変換装置であって、
    前記制御回路基板は、前記パワー半導体素子のスイッチング動作の演算を行うマイクロコンピュータを有し、
    前記マイクロコンピュータは、前記マイクロコンピュータの射影部が前記流路空間の射影部と重なるように配置される電力変換装置。
  9. 請求項１ないし８に記載されたいずれかの電力変換装置であって、
    直流電力を平滑化するコンデンサモジュールと、
    前記流路形成体に配置される流路側放熱シートと、を備え、
    前記コンデンサモジュールは、コンデンサ素子と、当該コンデンサ素子の電極と電気的に接続されるコンデンサ側導体部と、当該コンデンサ側導体部の一部及び当該コンデンサ素子を収納するコンデンサケースと、を備え、
    前記コンデンサ側導体部は、前記コンデンサケースの開口部から突出してかつ前記流路側放熱シートと接触する導体放熱部を有する電力変換装置。
  10. 請求項９に記載された電力変換装置であって、
    前記コンデンサケースは、当該コンデンサケースの前記開口部が前記パワー半導体モジュールと対向するように、前記流路形成体に配置され、
    前記導体放熱部は、前記コンデンサケースと前記流路形成体の間の空間に配置されるように、当該コンデンサケースの外壁に沿って形成される電力変換装置。
  11. 請求項１ないし５に記載されたいずれかの電力変換装置であって、
    直流電力を平滑化するコンデンサモジュールと、
    前記流路形成体を収納する筐体と、
    前記筐体に電気的かつ熱的に接触する金属製冷却ボードと、
    前記金属製冷却ボードと接触するボード側放熱シートと、を備え、
    前記コンデンサモジュールは、コンデンサ素子と、当該コンデンサ素子の電極と電気的に接続される第１コンデンサ側導体部と、当該コンデンサ素子よりも静電容量が小さいノイズ除去用コンデンサ素子と、当該ノイズ除去用コンデンサ素子と接続される接地用端子と、当該コンデンサ側導体部の一部及び当該コンデンサ素子を収納するコンデンサケースと、を備え、
    前記コンデンサケースは、当該コンデンサケースの開口部が前記パワー半導体モジュールと対向するように、前記流路形成体に配置され、
    前記第１コンデンサ側導体部は、前記コンデンサケースの開口部から突出してかつ前記ボード側放熱シートと接触し、さらに前記パワー半導体モジュールの配置方向に向かって形成され、
    前記接地用端子は、前記コンデンサケースの開口部から突出してかつ前記金属製冷却ボードと接触する電力変換装置。
JP2015532746A 2013-08-20 2014-06-13 電力変換装置 Active JP6117362B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013170047 2013-08-20
JP2013170047 2013-08-20
PCT/JP2014/065673 WO2015025594A1 (ja) 2013-08-20 2014-06-13 電力変換装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2015025594A1 JPWO2015025594A1 (ja) 2017-03-02
JP6117362B2 true JP6117362B2 (ja) 2017-04-19

Family

ID=52483379

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015532746A Active JP6117362B2 (ja) 2013-08-20 2014-06-13 電力変換装置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9717167B2 (ja)
EP (1) EP3038245B1 (ja)
JP (1) JP6117362B2 (ja)
CN (1) CN105474767B (ja)
WO (1) WO2015025594A1 (ja)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014111421A1 (de) * 2014-08-11 2016-02-11 Woodward Kempen Gmbh Niederinduktive Schaltungsanordnung eines Umrichters
US10137798B2 (en) * 2015-08-04 2018-11-27 Ford Global Technologies, Llc Busbars for a power module assembly
WO2018008424A1 (ja) * 2016-07-08 2018-01-11 三菱電機株式会社 半導体装置および電力変換装置
JP6678770B2 (ja) * 2016-12-22 2020-04-08 日立オートモティブシステムズ株式会社 電力変換装置
JPWO2018190184A1 (ja) * 2017-04-14 2020-02-20 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 電力変換装置
IT201700070324A1 (it) * 2017-06-23 2018-12-23 Meta System Spa Apparecchiatura elettronica di potenza per auto elettriche o ibride e relativo procedimento di realizzazione
DE112018005094T5 (de) * 2017-11-02 2020-07-16 Hitachi Automotive Systems, Ltd. Leistungsumsetzer
JP7065595B2 (ja) * 2017-12-13 2022-05-12 株式会社Soken フィルムコンデンサモジュール
WO2020211034A1 (zh) * 2019-04-18 2020-10-22 威刚科技股份有限公司 控制器装置
US10665398B1 (en) * 2019-09-23 2020-05-26 GM Global Technology Operations LLC Direct current solid-state switch
CN110932529B (zh) * 2019-12-17 2021-03-16 国网江苏省电力有限公司检修分公司 三电平功率模块装置
JP7180631B2 (ja) * 2020-03-27 2022-11-30 株式会社デンソー コンデンサモジュールおよび電力変換装置
KR20220145653A (ko) * 2021-04-22 2022-10-31 현대자동차주식회사 전력 변환 장치
JP2024073864A (ja) * 2022-11-18 2024-05-30 株式会社デンソー コンデンサ装置

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW283274B (ja) 1994-11-08 1996-08-11 Sansha Denki Seisakusho Co Ltd
JP2907753B2 (ja) * 1995-03-31 1999-06-21 株式会社三社電機製作所 電源装置
JP4231626B2 (ja) 1998-09-18 2009-03-04 株式会社日立製作所 自動車用モータ駆動装置
US6898072B2 (en) * 2002-01-16 2005-05-24 Rockwell Automation Technologies, Inc. Cooled electrical terminal assembly and device incorporating same
US7177153B2 (en) * 2002-01-16 2007-02-13 Rockwell Automation Technologies, Inc. Vehicle drive module having improved cooling configuration
JP4848187B2 (ja) * 2006-01-17 2011-12-28 日立オートモティブシステムズ株式会社 電力変換装置
JP4751810B2 (ja) 2006-11-02 2011-08-17 日立オートモティブシステムズ株式会社 電力変換装置
JP4994123B2 (ja) * 2007-06-18 2012-08-08 ニチコン株式会社 パワー半導体モジュール
JP4452953B2 (ja) * 2007-08-09 2010-04-21 日立オートモティブシステムズ株式会社 電力変換装置
JP4797077B2 (ja) * 2009-02-18 2011-10-19 株式会社日立製作所 半導体パワーモジュール、電力変換装置、および、半導体パワーモジュールの製造方法
JP5481148B2 (ja) * 2009-10-02 2014-04-23 日立オートモティブシステムズ株式会社 半導体装置、およびパワー半導体モジュール、およびパワー半導体モジュールを備えた電力変換装置
JP5592496B2 (ja) * 2010-09-30 2014-09-17 日立オートモティブシステムズ株式会社 電力変換装置
JP5647633B2 (ja) * 2012-02-15 2015-01-07 日立オートモティブシステムズ株式会社 電力変換装置
JP5738794B2 (ja) * 2012-03-30 2015-06-24 日立オートモティブシステムズ株式会社 電力変換装置

Also Published As

Publication number Publication date
EP3038245A4 (en) 2017-05-03
US20160374229A1 (en) 2016-12-22
CN105474767B (zh) 2017-10-13
EP3038245B1 (en) 2018-11-14
CN105474767A (zh) 2016-04-06
JPWO2015025594A1 (ja) 2017-03-02
EP3038245A1 (en) 2016-06-29
WO2015025594A1 (ja) 2015-02-26
US9717167B2 (en) 2017-07-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6117362B2 (ja) 電力変換装置
JP6072492B2 (ja) コンデンサモジュール及び電力変換装置
JP5855899B2 (ja) Ｄｃ−ｄｃコンバータ及び電力変換装置
JP5506740B2 (ja) 電力変換装置
JP5738817B2 (ja) 電力変換装置
CN103597729B (zh) 功率模块和使用它的电力转换装置
JP5647633B2 (ja) 電力変換装置
JP5789576B2 (ja) 電力変換装置
JP5455888B2 (ja) 車両用電力変換装置
JP5506741B2 (ja) 電力変換装置
JP5455887B2 (ja) 電力変換装置
CN103703667A (zh) 电力变换装置
JP6039356B2 (ja) 電力変換装置
JP2013192367A (ja) 電力変換装置
JP2014050209A (ja) 電力変換装置
JP5378293B2 (ja) パワーモジュール及びそれを用いた電力変換装置
JP6219442B2 (ja) 電力変換装置
JP5568511B2 (ja) 電力用変換装置
JP6035615B2 (ja) 電力変換装置
JP5925863B2 (ja) 電力変換装置
JP5966065B2 (ja) 電力変換装置

Legal Events

Date Code Title Description
RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20170126

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20170221

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20170322

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6117362

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20170927

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250