JP6318563B2 - バスバー、およびそれを用いた電力変換装置 - Google Patents
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Description
(数1) ΔV=Ld×(dI/dt)
(数2) ΔV=I×√(Ld/Cs)+Ls×(dI/dt)
(数3) ζ=(Rs/2)×√(Cs/Ld)
(数4) Cs=Ld×(I/δV)2
(数5) Rs=√(Ld/Cs)
Ep P電極
Eps 素子側P電極部
En N電極
Ens 素子側N電極部
71 絶縁層
40,41a,41b スナバ回路
40c 容量素子
40r 抵抗層
90,100 電力変換装置
10 インバータ回路
1H,1L SW素子
11u,11v,11w,11n 第1放熱板
12p,12u,12v,12w 第2放熱板
18 モールド樹脂
19 中継電極
21 中継端子
Claims (15)
- 上アームと下アームの直列接続された2つのスイッチング素子(以下、SW素子と記載)(1H,1L)を備え、直流電源からの電圧および電流を変換して、前記2つのSW素子の接続点から負荷に電力を供給する電力変換装置であって、樹脂モールドされて、モジュールが構成される電力変換装置(100)に用いられるバスバー(70)であって、
前記バスバーが、平板状に形成されてなり、
一端が前記直流電源の高電位側に接続され、もう一端が前記上アームのSW素子(1H)の正電極側に接続される高電位電極(以下、P電極と記載)(Ep)と、一端が前記直流電源の低電位側に接続され、もう一端が前記下アームのSW素子の負電極側に接続される低電位電極(以下、N電極と記載)(En)とが、絶縁層(71)を挟んで、前記平板状のバスバーの厚さ方向において、少なくとも一部が互いに重なるように配置されてなり、
表面実装型の容量素子で構成されたスナバ回路(40)が、前記P電極とN電極の重なり部分の一部において前記絶縁層に代えて挿入され、前記P電極とN電極の間に電気接続され、
前記モジュールの内部に樹脂モールドされる前記P電極の素子側P電極部(Eps)と、前記モジュールの内部に樹脂モールドされる前記N電極の素子側N電極部(Ens)とが、互いに異なる長さの短冊形状であり、
前記素子側P電極部と前記素子側N電極部のうち、短いほうの短冊が、長いほうの短冊に対して、前記絶縁層を挟んで重なるように配置されてなることを特徴とするバスバー。 - 上アームと下アームの直列接続された2つのスイッチング素子(以下、SW素子と記載)(1H,1L)を備え、直流電源からの電圧および電流を変換して、前記2つのSW素子の接続点から負荷に電力を供給する電力変換装置であって、樹脂モールドされて、モジュールが構成される電力変換装置(100)に用いられるバスバー(70)であって、
前記バスバーが、平板状に形成されてなり、
一端が前記直流電源の高電位側に接続され、もう一端が前記上アームのSW素子(1H)の正電極側に接続される高電位電極(以下、P電極と記載)(Ep)と、一端が前記直流電源の低電位側に接続され、もう一端が前記下アームのSW素子の負電極側に接続される低電位電極(以下、N電極と記載)(En)とが、絶縁層(71)を挟んで、前記平板状のバスバーの厚さ方向において、少なくとも一部が互いに重なるように配置されてなり、
表面実装型の容量素子で構成されたスナバ回路(40)が、前記P電極とN電極の間に電気接続され、
前記モジュールの内部に樹脂モールドされる前記P電極の素子側P電極部と、前記モジュールの内部に樹脂モールドされる前記N電極の素子側N電極部とが、互いに異なる長さの短冊形状であり、
前記素子側P電極部と前記素子側N電極部のうち、短いほうの短冊が、長いほうの短冊に対して、前記絶縁層を挟んで重なるように配置されてなり、
前記スナバ回路が、
前記絶縁層を挟んでいない長いほうの短冊上に搭載されて、前記P電極とN電極の間に電気接続されてなることを特徴とするバスバー。 - 前記素子側P電極部と前記素子側N電極部のうち、長いほうの短冊が、前記厚さ方向において、短いほうの短冊を覆う配置関係にあることを特徴とする請求項1または2に記載のバスバー。
- 前記P電極とN電極が、それぞれ、金属板で構成されてなり、
前記P電極とN電極の金属板が、互いに平行に配置されてなることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載のバスバー。 - 前記容量素子(40c)が、扁平な直方体の形状を有してなり、
前記直方体の扁平な両表面に、電極層が形成されてなることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載のバスバー。 - 少なくとも一方の前記電極層上に、抵抗層(40r)が積層されてなり、
前記抵抗層による抵抗が、前記容量素子に直列接続されてなることを特徴とする請求項5に記載のバスバー。 - 前記容量素子の両方の電極層上に、前記抵抗層が積層されてなることを特徴とする請求項6に記載のバスバー。
- 前記絶縁層が、熱可塑性樹脂からなることを特徴とする請求項1乃至7のいずれか一項に記載のバスバー。
- 前記モジュールの外部に露出する前記P電極の電源側P電極部(Epe)、および前記モジュールの外部に露出する前記N電極の電源側N電極部(Ene)において、それぞれ、前記厚さ方向において、一部が互いに重ならないように構成されてなることを特徴とする請求項1乃至8のいずれか一項に記載のバスバー。
- 請求項1乃至9のいずれか一項に記載のバスバーを用いた電力変換装置であって、
前記P電極とN電極の一部を露出するようにして、前記バスバーと前記2つのSW素子が扁平な直方体の形状に樹脂モールドされて、前記モジュールが構成されてなり、
前記P電極とN電極の一部が、前記扁平な直方体の一つの側面(S1)から引き出されてなることを特徴とする電力変換装置。 - 前記スナバ回路が、前記直方体の内部に樹脂モールドされるように、前記バスバーのP電極とN電極の間に配置されてなることを特徴とする請求項10に記載の電力変換装置。
- 前記SW素子が、半導体チップの第1表面に負電極と制御パッドが形成され、第2表面に正電極が形成されてなる縦型の素子であり、
前記モジュールにおいて、
前記2つのSW素子の半導体チップが、それぞれ、前記扁平な直方体の上面(A1)に露出する第1放熱板(11u,11v,11w,11n)と下面(A2)に露出する第2放熱板(12p,12u,12v,12w)の間に、前記第2表面を下にして配置されてなり、
前記上アームと下アームのSW素子の正電極が、それぞれ、直下にある前記第2放熱板に電気接続され、前記上アームと下アームのSW素子の負電極が、それぞれ、上方にある前記第1放熱板に電気接続されてなり、
前記上アームのSW素子の上方にある第1放熱板(11u,11v,11w)と、前記下アームのSW素子の直下にある第2放熱板(12u,12v,12w)とが、中継端子(21)を介して、電気接続されてなり、
前記上アームのSW素子の直下にある第2放熱板(12p)に、前記バスバーのP電極が接続され、前記下アームのSW素子の直上にある第1放熱板(11n)に、前記バスバーのN電極が接続されてなることを特徴とする請求項10または11に記載の電力変換装置。 - 前記2つのSW素子が、前記扁平な直方体の一つの側面と直交する側面(S3,S4)に沿って、並べて配置されてなることを特徴とする請求項12に記載の電力変換装置。
- 前記モジュールが、絶縁層を介して、水冷冷却器で挟まれた構成を有してなることを特徴とする請求項12または13に記載の電力変換装置。
- 前記電力変換装置が、車載用であることを特徴とする請求項10乃至14のいずれか一項に記載の電力変換装置。
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