JP6383408B2 - コンバータ及び電力変換装置 - Google Patents
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Description
本発明は、コンバータに関し、特に、車両等に搭載されるコンバータおよびコンバータを含む電力変換装置に関する。
ハイブリッド車やプラグインハイブリッド車、電気自動車などの車両には、動力駆動用の高電圧蓄電池と、インバータ装置と、ＤＣ−ＤＣコンバータと、低電圧負荷の補助電源としての低電圧蓄電池とが搭載されている。
インバータ装置やコンバータは、車両に対する専有容積の割合を小さくして、室外の小さいスペースに搭載可能とするため、小型化が図られる。コンバータには、インダクタ素子や、平滑用およびフィルタ用のコンデンサ素子が搭載されている。コンデンサ素子は、インダクタ素子等の発熱体が発する熱により悪影響を受けるが、小型化により一層、熱影響を受け易くなるため、その対応が重要な課題となる。
インバータ装置やコンバータは、車両に対する専有容積の割合を小さくして、室外の小さいスペースに搭載可能とするため、小型化が図られる。コンバータには、インダクタ素子や、平滑用およびフィルタ用のコンデンサ素子が搭載されている。コンデンサ素子は、インダクタ素子等の発熱体が発する熱により悪影響を受けるが、小型化により一層、熱影響を受け易くなるため、その対応が重要な課題となる。
従来の電力変換装置として、発熱の多い順であるパワー半導体素子、ヒートシンク、リアクトル、コンデンサの順に上から並べ、縦方向に積層配列して筐体内に収納した構造が知られている。この構造によれば、パワー半導体素子で加熱された空気が、下方側に配置されたコンデンサ付近に移動するのを抑制するので信頼性が向上するとされている（例えば、特許文献１参照）。
上記特許文献１に記載された電力変換装置では、部品を発熱の多い順に縦方向に積層配列して筐体内に収納する構造を採用している。しかし、一般には、コンバータでは、部品は水平方向に支持されて筐体内に収納されている。このように、発熱部品とコンデンサが水平方向に配設される構造では、コンデンサに対する発熱体による熱の悪影響を抑制することができない。
本発明によるコンバータは、金属ベースに搭載され冷却される平滑用インダクタと、コンデンサ基板に実装された平滑用コンデンサと、コンデンサ基板と金属ベースとの間に所定の空間が確保されるようにコンデンサ基板を金属ベースに設置する設置部材とを備え、コンデンサ基板には、平滑用コンデンサの一端が接続されたグランドパターンが設けられ、設置部材は導電性材料で形成され、グランドパターンは設置部材により金属ベースに電気的に接続され、コンデンサ基板に実装されたフィルタ用コンデンサと、金属ベースに搭載され、フィルタ用コンデンサとともにノイズフィルタを構成するフィルタ用インダクタとをさらに備え、グランドパターンは、平滑用コンデンサの一端が接続された第１のグランドパターンおよびフィルタ用コンデンサの一端が接続された第２のグランドパターンを含み、第１および第２のグランドパターンは設置部材を介して金属ベースに電気的に接続されている。
本発明による電力変換装置は、前述のコンバータと、直流電力を交流電力に変換し、金属ベースの冷媒流路に挿入されて冷却されるパワーモジュールと、パワーモジュールの前段に設けられ、冷媒流路の冷媒で冷却される平滑用コンデンサとを備える。
本発明による電力変換装置は、前述のコンバータと、直流電力を交流電力に変換し、金属ベースの冷媒流路に挿入されて冷却されるパワーモジュールと、パワーモジュールの前段に設けられ、冷媒流路の冷媒で冷却される平滑用コンデンサとを備える。
本発明によれば、周囲の熱による平滑用コンデンサ素子への悪影響を抑制することができる。
［電力変換装置を備えるハイブリッド自動車のシステムの一例］
ＤＣ−ＤＣコンバータは、ハイブリッド自動車のシステムに搭載される電力変換装置に適用される。
先ず、ハイブリッド自動車のシステムについて説明する。
図１は、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。
ハイブリッド車やプラグインハイブリッド車、電気自動車などの車両１０には、動力駆動用の高電圧蓄電池２０と、インバータ装置２００と、ＤＣ−ＤＣコンバータ１００と、低電圧負荷５０の補助電源としての低電圧蓄電池３０とが搭載されている。
高電圧蓄電池２０は、インバータ装置２００とＤＣ−ＤＣコンバータ１００に接続されている。インバータ装置２００は、高電圧蓄電池２０の直流高電圧出力を交流高電圧出力に電力変換して、モータ４０を駆動する。
ＤＣ−ＤＣコンバータは、ハイブリッド自動車のシステムに搭載される電力変換装置に適用される。
先ず、ハイブリッド自動車のシステムについて説明する。
図１は、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。
ハイブリッド車やプラグインハイブリッド車、電気自動車などの車両１０には、動力駆動用の高電圧蓄電池２０と、インバータ装置２００と、ＤＣ−ＤＣコンバータ１００と、低電圧負荷５０の補助電源としての低電圧蓄電池３０とが搭載されている。
高電圧蓄電池２０は、インバータ装置２００とＤＣ−ＤＣコンバータ１００に接続されている。インバータ装置２００は、高電圧蓄電池２０の直流高電圧出力を交流高電圧出力に電力変換して、モータ４０を駆動する。
ＤＣ−ＤＣコンバータ１００は、高電圧蓄電池２０からの高電圧の直流電圧を交流高電圧に変換する変換部と、交流高電圧を交流低電圧に変換する変換部と、交流低電圧を直流低電圧に変換する変換部と、電圧変換された電圧を出力する出力端子とを備えている。
ＤＣ−ＤＣコンバータ１００の出力端子は、低電圧蓄電池３０および低電圧負荷５０に接続されており、車両１０のライト、ラジオ、ＥＣＵなどの低電圧負荷５０へ電力供給を行ったり、低電圧蓄電池３０を充電したりする。
ＤＣ−ＤＣコンバータ１００の出力端子は、低電圧蓄電池３０および低電圧負荷５０に接続されており、車両１０のライト、ラジオ、ＥＣＵなどの低電圧負荷５０へ電力供給を行ったり、低電圧蓄電池３０を充電したりする。
インバータ装置２００とＤＣ−ＤＣコンバータ１００とは、後述するように電力変換装置３００として一体化して組み付けられる。電力変換装置３００は、車両１０全体に対する室内のスペースの割合をできる限り大きくして居住性をよくするために、できるだけ小さいスペースに搭載することができる構造とすることが望ましい。
［インバータ回路部］
図２を参照してインバータ装置２００を説明する。インバータ装置２００は、インバータ回路部２００Ｋと、コンデンサモジュール２３０と、直流ターミナル２６０ａと、交流ターミナル２７０ａとを備えている。インバータ回路部２００Ｋは、上アームとして動作するＩＧＢＴ（絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ）３２８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半導体モジュール２２０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。
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２３０の正極側コンデンサ端子２３０ｈに、下アームのＩＧＢＴ３３０は、のエミッタ電極１６５は、負極端子１５８を介してコンデンサモジュール２３０の負極側コンデンサ端子２３０ｉにそれぞれ電気的に接続されている。
図２を参照してインバータ装置２００を説明する。インバータ装置２００は、インバータ回路部２００Ｋと、コンデンサモジュール２３０と、直流ターミナル２６０ａと、交流ターミナル２７０ａとを備えている。インバータ回路部２００Ｋは、上アームとして動作するＩＧＢＴ（絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ）３２８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半導体モジュール２２０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。
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２３０の正極側コンデンサ端子２３０ｈに、下アームのＩＧＢＴ３３０は、のエミッタ電極１６５は、負極端子１５８を介してコンデンサモジュール２３０の負極側コンデンサ端子２３０ｉにそれぞれ電気的に接続されている。
インバータ用制御回路部２０５は、上位の制御装置（図示せず）からコネクタ２０１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２００Ｋを構成する各相の半導体モジュール２２０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、ドライバ回路部２５０に供給する。
ドライバ回路部２５０は制御パルスに基づき各相の半導体モジュール２２０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。
ドライバ回路部２５０は制御パルスに基づき各相の半導体モジュール２２０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はドライバ回路部２５０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、高電圧蓄電池２０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を、３つの交流ターミナル２７０ａを介してモータジェネレータＭＧ１に供給する。
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１５５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１６５との間に電気的に接続されている。
各半導体モジュール２２０と交流ターミナル２７０ａとの間には、各半導体モジュール２２０から出力される電流を検出するための電流センサ２８０が配置されている。
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１５５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１６５との間に電気的に接続されている。
各半導体モジュール２２０と交流ターミナル２７０ａとの間には、各半導体モジュール２２０から出力される電流を検出するための電流センサ２８０が配置されている。
コンデンサモジュール２３０は、正極側コンデンサ端子２３０ｈと負極側コンデンサ端子２３０ｉと、正極側電源端子２３０ｊと負極側電源端子２３０ｋとを備えている。高電圧蓄電池２０からの高電圧の直流電力は、直流ターミナル２６０ａを介して、正極側電源端子２３０ｊや負極側電源端子２３０ｋに供給され、コンデンサモジュール２３０の正極側コンデンサ端子２３０ｈや負極側コンデンサ端子２３０ｉから、インバータ回路部２００Ｋへ供給される。
［ＤＣ−ＤＣコンバータ回路部］
図３は、ＤＣ−ＤＣコンバータ１００の電気回路の構成を示す回路図である。
ＤＣ−ＤＣコンバータ１００は、高電圧蓄電池２０からの高電圧の直流電圧を交流高電圧に変換する高電圧回路部１１０と、交流高電圧を交流低電圧に変換するトランスＴｒ（１５０）と、低電圧の交流電圧を直流電圧に変換する低電圧回路部１２０と、コンバータ用制御回路部１４０とを備えている。
図３は、ＤＣ−ＤＣコンバータ１００の電気回路の構成を示す回路図である。
ＤＣ−ＤＣコンバータ１００は、高電圧蓄電池２０からの高電圧の直流電圧を交流高電圧に変換する高電圧回路部１１０と、交流高電圧を交流低電圧に変換するトランスＴｒ（１５０）と、低電圧の交流電圧を直流電圧に変換する低電圧回路部１２０と、コンバータ用制御回路部１４０とを備えている。
高電圧回路部１１０は、Ｈブリッジ型として接続された４つのＭＯＳＦＥＴ（電界効果トランジスタ） Ｈ１〜Ｈ４を有している。
通常、ＤＣ−ＤＣコンバータは、平滑入力用コンデンサとして、ＨＶ+とＨＶ-との相間に介挿されるＸキャパシタＣｉ１および各相とシャーシとの間に介挿される２つのＹキャパシタＣｉ２とを有している。また、ノーマルモードコイルＬｉ１と２つのコモンモールドコイルＬｉ２とが必要とされる。
しかし、後述するように、本発明の一実施の形態では、インバータ装置２００のコンデンサモジュール２３０と高電圧回路部１１０を近接して配置する構成とすることで、接続のための配線インダクタを低減できるようにしている。この構成により、ＸキャパシタＣｉ１と２つの２つのＹキャパシタＣｉ２の機能をインバータ装置２００のコンデンサモジュール２３０で兼用することを可能としている。このため、ＤＣ−ＤＣコンバータ１００の高電圧回路部１１０からＸ・ＹキャパシタＣｉ１、Ｃｉ２を削除することが可能となっている。また、入力時のノイズを低減できることで、ノーマルモードコイルＬｉ１と、２つのコモンモードコイルＬｉ２についても、ＤＣ−ＤＣコンバータ１００の高電圧回路部１１０から削除することを可能としている。つまり、本発明の一実施の形態としてのＤＣ−ＤＣコンバータ１００では、図３において、点線で囲まれた領域Ａ内の回路要素を削減している。
通常、ＤＣ−ＤＣコンバータは、平滑入力用コンデンサとして、ＨＶ+とＨＶ-との相間に介挿されるＸキャパシタＣｉ１および各相とシャーシとの間に介挿される２つのＹキャパシタＣｉ２とを有している。また、ノーマルモードコイルＬｉ１と２つのコモンモールドコイルＬｉ２とが必要とされる。
しかし、後述するように、本発明の一実施の形態では、インバータ装置２００のコンデンサモジュール２３０と高電圧回路部１１０を近接して配置する構成とすることで、接続のための配線インダクタを低減できるようにしている。この構成により、ＸキャパシタＣｉ１と２つの２つのＹキャパシタＣｉ２の機能をインバータ装置２００のコンデンサモジュール２３０で兼用することを可能としている。このため、ＤＣ−ＤＣコンバータ１００の高電圧回路部１１０からＸ・ＹキャパシタＣｉ１、Ｃｉ２を削除することが可能となっている。また、入力時のノイズを低減できることで、ノーマルモードコイルＬｉ１と、２つのコモンモードコイルＬｉ２についても、ＤＣ−ＤＣコンバータ１００の高電圧回路部１１０から削除することを可能としている。つまり、本発明の一実施の形態としてのＤＣ−ＤＣコンバータ１００では、図３において、点線で囲まれた領域Ａ内の回路要素を削減している。
高電圧回路部１１０の４つのＭＯＳＦＥＴ Ｈ１〜Ｈ４を位相シフトＰＷＭ制御することで、トランスＴｒ（１５０）の一次側には交流電圧が発生する。高電圧回路部１１０とトランスＴｒ（１５０）との間には、共振チョークコイルＬｒ（１６０）が接続されており、この共振チョークコイルＬｒ（１６０）のインダクタとトランスＴｒ（１５０）の漏れインダクタの合成インダクタを用いて、高電圧回路部１１０を構成するＭＯＳＦＥＴＨ１〜Ｈ４のゼロ電圧スイッチングを可能としている。
低電圧回路部１２０は、ＭＯＳＦＥＴ Ｓ１、Ｓ２で構成される二つの整流相と、平滑用インダクタＬ０（１３０）および平滑用コンデンサＣ０（１７０）から構成される平滑回路とを有している。それぞれの整流相の高電位側、すなわちＭＯＳＦＥＴ Ｓ１、Ｓ２のドレイン側配線は、トランスＴｒ（１５０）の二次側へ接続されている。トランスＴｒ（１５０）の二次側センタタップ端子は、平滑用インダクタＬ０（１３０）に接続され、平滑用インダクタＬ０（１３０）の出力側に平滑用コンデンサＣ０（１７０）が接続されている。
低電圧回路部１２０は、ＭＯＳＦＥＴＳ１、Ｓ２にかかるサージ電圧を抑制するためのアクティブクランプ回路を備えている。アクティブクランプ回路は、アクティブクランプ用ＭＯＳＦＥＴ Ｓ３、Ｓ４、およびアクティブクランプ用コンデンサＣｃを備えている。
低電圧回路部１２０の出力側には出力電圧に重畳するノイズを除去するために、フィルタ用インダクタＬ１（１８０）とフィルタ用コンデンサＣ１（１９０）が設けられている。高電圧回路部１１０、低電圧回路部１２０およびアクティブクランプ回路は、コンバータ用制御回路部１４０によりスイッチ制御が行われる。
低電圧回路部１２０の出力側には出力電圧に重畳するノイズを除去するために、フィルタ用インダクタＬ１（１８０）とフィルタ用コンデンサＣ１（１９０）が設けられている。高電圧回路部１１０、低電圧回路部１２０およびアクティブクランプ回路は、コンバータ用制御回路部１４０によりスイッチ制御が行われる。
［電力変換装置３００の全体構造］
図４は、電力変換装置３００の上方からの外観斜視図であり、図４（Ａ）は、一側面を前面側とし、図４（Ｂ）は、図４（Ａ）の対向側面を前面側とする図である。
電力変換装置３００は、筐体３１０内に収容されたインバータ装置２００と、ＤＣ−ＤＣコンバータ１００とを備える（図５参照）。筐体３１０は、例えば、アルミニウム合金等の金属の鋳造等により形成され、上部に上部開口部３１１（図５参照）が形成され、一つの側面に側部開口部３１２（図５参照）が形成されたボックス状の本体部３１０Ａと、本体部３１０Ａの上部開口部３１１を封口する上部カバー３２０と、側部開口部３１２を封口する側部カバー３３０とを備えている。本体部３１０Ａの一側部３１５には、後述する直流ターミナル２６０ａを収納する直流側収納部２６０と、交流ターミナル２７０ａを収納する交流側収納部２７０とが設けられている。上部カバー３２０および側部カバー３３０は、ねじ等の締結部材により、不図示のシール部材を介在して本体部３１０Ａに固定される。筐体３１０の一側面からは、後述する流路形成体２４０（図５参照）の冷媒導入パイプ２４０ｅと冷媒導出パイプ２４０ｄとが引き出されている。
図４は、電力変換装置３００の上方からの外観斜視図であり、図４（Ａ）は、一側面を前面側とし、図４（Ｂ）は、図４（Ａ）の対向側面を前面側とする図である。
電力変換装置３００は、筐体３１０内に収容されたインバータ装置２００と、ＤＣ−ＤＣコンバータ１００とを備える（図５参照）。筐体３１０は、例えば、アルミニウム合金等の金属の鋳造等により形成され、上部に上部開口部３１１（図５参照）が形成され、一つの側面に側部開口部３１２（図５参照）が形成されたボックス状の本体部３１０Ａと、本体部３１０Ａの上部開口部３１１を封口する上部カバー３２０と、側部開口部３１２を封口する側部カバー３３０とを備えている。本体部３１０Ａの一側部３１５には、後述する直流ターミナル２６０ａを収納する直流側収納部２６０と、交流ターミナル２７０ａを収納する交流側収納部２７０とが設けられている。上部カバー３２０および側部カバー３３０は、ねじ等の締結部材により、不図示のシール部材を介在して本体部３１０Ａに固定される。筐体３１０の一側面からは、後述する流路形成体２４０（図５参照）の冷媒導入パイプ２４０ｅと冷媒導出パイプ２４０ｄとが引き出されている。
［インバータ装置２００］
図５は、図４に図示された電力変換装置３００の内部構造を示す分解斜視図である。また、図９は、図５に図示された電力変換装置３００をさらに分解した斜視図である。
インバータ装置２００は、流路形成体２４０、複数個（本実施形態では３個）の半導体モジュール２２０、コンデンサモジュール２３０およびインバータ用制御回路基板２０５Ａを備えている。また、インバータ装置２００は、直流ターミナル２６０ａ、３つの交流ターミナル２７０ａおよび電流センサ２８０を備えている。
流路形成体を構成する金属ベース２４０は、アルミニウム合金等の金属の鋳造などにより形成される。流路形成体２４０には、複数個の半導体モジュール２２０、コンデンサモジュール２３０およびインバータ用制御回路基板２０５Ａが取付けられる。直流ターミナル２６０ａは、筐体３１０の本体部３１０Ａの直流側収納部２６０に収納され、コンデンサモジュール２３０に接続される。３つの交流ターミナル２７０ａは、それぞれ、筐体３１０の本体部３１０Ａの交流側収納部２７０に収納され、交流接続バスバー２７０ｂを介して、対応する半導体モジュール２２０に接続される。
インバータ用制御回路基板２０５Ａは、図２のドライバ回路部２５０およびインバータ用制御回路部２０５を構成する回路部を備えている。
図５は、図４に図示された電力変換装置３００の内部構造を示す分解斜視図である。また、図９は、図５に図示された電力変換装置３００をさらに分解した斜視図である。
インバータ装置２００は、流路形成体２４０、複数個（本実施形態では３個）の半導体モジュール２２０、コンデンサモジュール２３０およびインバータ用制御回路基板２０５Ａを備えている。また、インバータ装置２００は、直流ターミナル２６０ａ、３つの交流ターミナル２７０ａおよび電流センサ２８０を備えている。
流路形成体を構成する金属ベース２４０は、アルミニウム合金等の金属の鋳造などにより形成される。流路形成体２４０には、複数個の半導体モジュール２２０、コンデンサモジュール２３０およびインバータ用制御回路基板２０５Ａが取付けられる。直流ターミナル２６０ａは、筐体３１０の本体部３１０Ａの直流側収納部２６０に収納され、コンデンサモジュール２３０に接続される。３つの交流ターミナル２７０ａは、それぞれ、筐体３１０の本体部３１０Ａの交流側収納部２７０に収納され、交流接続バスバー２７０ｂを介して、対応する半導体モジュール２２０に接続される。
インバータ用制御回路基板２０５Ａは、図２のドライバ回路部２５０およびインバータ用制御回路部２０５を構成する回路部を備えている。
各半導体モジュール２２０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）で構成されたモジュールケース２２４を有する。モジュールケース２２４は、薄箱形状のケース本体２２４ａと、上部側に形成されたフランジ２２４ｂとを備えている。フランジ２２４ｂの外周側縁は、ケース本体２２４ａの外周側面よりも一回り大きく形成され、ケース本体２２４ａの外周側面から突出している。図示はしないが、ケース本体２２４ａには、表裏両面に、多数の放熱用フィンが形成されており、放熱性を高めている。ケース本体２２４ａ内には、ＩＧＢＴ３２８、３３０およびダイオード１５６、１６６が収容され、絶縁樹脂（図示せず）が充填されている。
半導体モジュール２２０は、絶縁樹脂２２９の上面から外部に延出されＩＧＢＴ３２８、３３０に接続された複数の信号端子２２１、２２２を有している。信号端子２２１、２２２のそれぞれは、ケース本体２２４ａ内で、ＩＧＢＴ３２８、３３０にボンディングワイヤにより接続されている。
信号端子２２１は、図２に図示されたゲート電極１５４および信号用エミッタ電極１５５に対応する。信号端子２２２は、図２に図示されたゲート電極１６４およびエミッタ電極１６５に対応する。また、直流正極端子２２６は、図２に図示された正極端子１５７に対応し、直流負極端子２２８は、図２に図示された負極端子１５８に対応する。また、交流端子２２３は、図２に図示された交流端子１５９に対応する。
信号端子２２１は、図２に図示されたゲート電極１５４および信号用エミッタ電極１５５に対応する。信号端子２２２は、図２に図示されたゲート電極１６４およびエミッタ電極１６５に対応する。また、直流正極端子２２６は、図２に図示された正極端子１５７に対応し、直流負極端子２２８は、図２に図示された負極端子１５８に対応する。また、交流端子２２３は、図２に図示された交流端子１５９に対応する。
直流正極端子２２６は、コンデンサモジュール２３０の正極側コンデンサ端子２３０ｈ（図２参照）に接続される。直流負極端子２２８は、コンデンサモジュール２３０の負極側コンデンサ端子２３０ｉ（図２参照）に接続される。また、交流端子２２３は、交流ターミナル２７０ａを介して、モータジェネレータＭＧ１に交流電力を供給する。さらに、信号端子２２１、２２２は、それぞれ、ドライバ回路部２５０に接続される。
信号端子２２１、２２２、直流正・負極端子２２６、２２８、交流端子２２３は、樹脂成形により一体化されて、ねじ等の締結部材によりモジュールケース２２４のフランジ２２４ｂに固定されている。
半導体モジュール２２０における金属製のモジュールケース２２４のケース本体２２４ａは、それぞれ、水や油などの冷媒が流れる流路形成体２４０の冷却流路に連通する開口部２４０ｂ内に挿入され、フランジ２２４ｂが流路形成体２４０の上面に、不図示のシール部材を介在して固定される。
半導体モジュール２２０における金属製のモジュールケース２２４のケース本体２２４ａは、それぞれ、水や油などの冷媒が流れる流路形成体２４０の冷却流路に連通する開口部２４０ｂ内に挿入され、フランジ２２４ｂが流路形成体２４０の上面に、不図示のシール部材を介在して固定される。
（流路形成体２４０）
図６は、流路形成体２４０の図であり、図６（Ａ）は上方から観た平面図であり、図６（Ｂ）は上方から観た斜視図であり、図６（Ｃ）は底面側から観た斜視図である。
流路形成体２４０は、半導体モジュール２２０が取り付けられる半導体モジュール取付部２４１と、コンデンサモジュール２３０が取り付けられるコンデンサモジュール取付部２４２とを有する。
半導体モジュール取付部２４１は、コンデンサモジュール取付部２４２より厚く形成されている。半導体モジュール取付部２４１の上部側には、半導体モジュール２２０が挿入される３つの開口部２４０ｂが形成されている。
コンデンサモジュール取付部２４２の先端側には、冷媒導入パイプ２４０ｅと、冷媒導出パイプ２４０ｄとが形成されている。また、コンデンサモジュール取付部２４２のほぼ中央には、溝部２４２ａが形成されている。
図６は、流路形成体２４０の図であり、図６（Ａ）は上方から観た平面図であり、図６（Ｂ）は上方から観た斜視図であり、図６（Ｃ）は底面側から観た斜視図である。
流路形成体２４０は、半導体モジュール２２０が取り付けられる半導体モジュール取付部２４１と、コンデンサモジュール２３０が取り付けられるコンデンサモジュール取付部２４２とを有する。
半導体モジュール取付部２４１は、コンデンサモジュール取付部２４２より厚く形成されている。半導体モジュール取付部２４１の上部側には、半導体モジュール２２０が挿入される３つの開口部２４０ｂが形成されている。
コンデンサモジュール取付部２４２の先端側には、冷媒導入パイプ２４０ｅと、冷媒導出パイプ２４０ｄとが形成されている。また、コンデンサモジュール取付部２４２のほぼ中央には、溝部２４２ａが形成されている。
流路形成体２４０の内部には、水や油等の冷媒が流れる冷却流路２４３が形成されている。冷却流路２４３は、３つの開口部２４０ｂをジグザグ状に蛇行して形成された半導体モジュール冷却流路２４３ｂと、冷媒導入パイプ２４０ｅから半導体モジュール冷却流路２４３ｂまでの流路を形成する導入側冷却流路２４３ａと、半導体モジュール冷却流路２４３ｂから冷媒導出パイプ２４０ｄまでの流路を形成する導出側冷却流路２４３ｃとを備えている。導入側冷却流路２４３ａおよび導出側冷却流路２４３ｃのそれぞれは、流路形成体２４０の下面から露出している。導入側冷却流路２４３ａおよび導出側冷却流路２４３ｃの露出面は、不図示の覆い板で封止される。
また、冷却流路２４３は、半導体モジュール取付部２４１の第１の側壁２４１ａの外側に導出される半導体素子冷却流路２４３ｄを有している。つまり、流路形成体２４０の第１の側壁２４１ａの外面には凹部２４０ｆが形成されており、冷却流路２４３は、この凹部２４０ｆに連通されている。従って、冷却流路２４３を流れる冷媒は、流路形成体２４０の内部から、第１の側壁２４１ａの外面に形成された凹部２４０ｆに流れ、再び、流路形成体２４０の内部に導入される。第１の側壁２４１ａの凹部２４０ｆは、カバー部材２４０ａ（図８（Ｂ）参照）により密封され、ＭＯＳＦＥＴ Ｈ１〜Ｈ４を冷却する領域ＩＩとされている。
３つの半導体モジュール２２０は、流路形成体２４０の半導体モジュール取付部２４１の上面側の領域Ｉに取り付けられる。領域Ｉには、冷却流路２４３に連通する３つの開口部２４０ｂが設けられており、各半導体モジュール２２０のモジュールケース２２４のケース本体２２４ａは、各開口部２４０ｂ内に挿通される。各半導体モジュール２２０は、不図示のシール部材を介して、流路形成体２４０の開口部２４０ｂの周縁部に固定される。上述した通り、モジュールケース２２４のケース本体２２４ａの外周側縁は、フランジ２２４ｂより一回り大きく形成されているので、流路形成体２４０の開口部２４０ｂは確実に封口される。
図６（Ａ）、図６（Ｂ）、図６（Ｃ）に矢印により図示されているように、冷媒導入パイプ２４０ｅから導入された冷媒は、導入側冷却流路２４３ａから、流路形成体２４０の領域Ｉに形成された半導体モジュール冷却流路２４３ｂに導かれる。半導体モジュール冷却流路２４３ｂでは、冷媒は、各半導体モジュール２２０の周囲をジグザグに蛇行して流れ、３つの半導体モジュール２２０を冷却する。冷媒は、さらに、半導体モジュール冷却流路２４３ｂから、流路形成体２４０の領域ＩＩに形成された半導体素子冷却流路２４３ｄに流れる。この後、導出側冷却流路２４３ｃから冷媒導出パイプ２４０ｄに流れ、流路形成体２４０から外部に導出される。
流路形成体２４０は、さらに、コンデンサモジュール２３０を冷却する領域ＩＩＩ、トランス１５０（Ｔｒ）等を冷却する領域ＩＶ、および低電圧回路部１２０の構成部品を冷却する領域Ｖを備えている。領域ＩＩＩは、コンデンサモジュール取付部２４２の上面２４２ｂに、領域ＩＶは、半導体モジュール取付部２４１のコンデンサモジュール取付部２４２の反対側の側面である第２の側壁２４１ｂに、領域Ｖは、流路形成体２４０の底面に、それぞれ、設けられている。
冷媒による冷却能力は、冷媒の流量に比例して大きくなる。そこで、大きい冷却能力が必要とされる冷却流路２４３の領域の深さを、他の領域よりも浅く形成し、流速を大きくする。流速が大きくなると、冷媒の流量が増大し、冷却能力を大きくすることができる。半導体モジュール２２０から発生する熱量は大きいので、半導体モジュール冷却流路２４３ｂは、流路内が流れる冷媒の流量が大きくなるように形成されている。冷却流路２４３は、領域Ｉ〜ＶＩのそれぞれに対応する部分を流れる冷媒が適切な流量となるように設定することが可能である。
図５を参照して、コンデンサモジュール２３０は、金属製のコンデンサケース２３０ｃ内に、平滑用およびノイズ除去用のコンデンサセルを収容している。
コンデンサケース２３０ｃは、下側面に形成された凹部２３０ｄが流路形成体２４０のコンデンサモジュール取付部２４２の溝部２４２ａ（図６（Ａ）参照）内に収容され、凹部２３０ｄの両側部分をコンデンサモジュール取付部２４２の上面２４２ｂに接触させた状態で、ねじ等の締結部材により流路形成体２４０に取り付けられる。このように、金属により形成されたコンデンサケース２３０ｃは、流路形成体２４０に熱伝導可能に取り付けられている。
コンデンサモジュール２３０の半導体モジュール２２０に対向する面側には、内部に収容されたコンデンサの正極が接続された正極側電源端子２３０ｊ、正極側コンデンサ端子２３０ｈおよび正極側コンバータ端子２３０ｌが形成される。正極側電源端子２３０ｊは、高電圧蓄電池２０の正極に接続されている。正極側コンデンサ端子２３０ｈは、インバータ装置２００を構成する半導体モジュール２２０それぞれのＩＧＢＴ３２８のコレクタ電極１５３に接続される。また、正極側コンバータ端子２３０ｌは、後述する高電圧回路基板１１０Ａの入力側高電圧端子１１１に接続される。
コンデンサモジュール２３０の半導体モジュール２２０に対向する面側には、内部に収容されたコンデンサ素子の負極が接続された負極側電源端子２３０ｋ、負極側コンデンサ端子２３０ｉおよび負極側コンバータ端子２３０ｍが形成されている。負極側電源端子２３０ｋは、高電圧蓄電池２０の負極に接続される。負極側コンデンサ端子２３０ｉは、インバータ装置２００を構成する半導体モジュール２２０それぞれのＩＧＢＴ３３０のエミッタ電極１６５に接続される。また、負極側コンバータ端子２３０ｍは、後述する高電圧回路基板１１０Ａの入力側低電圧端子１１２に接続される。
流路形成体２４０に取り付けられた半導体モジュール２２０およびコンデンサモジュール２３０の上部に、インバータ用制御回路基板２０５Ａが配置される。各半導体モジュール２２０の信号端子２２１、２２２は、インバータ用制御回路基板２０５Ａに半田付けされ、ドライバ回路部２５０に接続される。インバータ用制御回路基板２０５Ａは、ねじ等の締結部材により、コンデンサモジュール２３０に固定される。すなわち、インバータ用制御回路基板２０５Ａは、コンデンサケース２３０ｃに熱伝導可能に結合されている。これにより、インバータ用制御回路基板２０５Ａに実装された電子部品から発生される熱は、コンデンサケース２３０ｃから放熱されると共に、流路形成体２４０によっても冷却される。
流路形成体２４０に取り付けられた各半導体モジュール２２０は、半導体モジュール冷却流路２４３ｂ（図６（Ａ）参照）に浸漬され、冷却流路２４３内を流れる冷媒により冷却される。また、流路形成体２４０の第１の側壁２４１ａに設けられた凹部２４０ｆは、不図示のシール部材を介してカバー部材２４０ａ（図８（Ｂ）参照）により封止されており、凹部２４０ｆとカバー部材２４０ａとにより半導体素子冷却流路２４３ｄが形成されている。
［ＤＣ−ＤＣコンバータ１００］
図７は、本発明のコンバータの一実施の形態の上方からの斜視図である。図８（Ａ）は、図７に図示されたコンバータを流路形成体に取り付けた状態の斜視図であり、図８（Ｂ）は、図８（Ａ）に図示された状態から高電圧回路部を取り外した状態の斜視図である。
なお、以下の説明では、図９も参照する。
図７は、本発明のコンバータの一実施の形態の上方からの斜視図である。図８（Ａ）は、図７に図示されたコンバータを流路形成体に取り付けた状態の斜視図であり、図８（Ｂ）は、図８（Ａ）に図示された状態から高電圧回路部を取り外した状態の斜視図である。
なお、以下の説明では、図９も参照する。
ＤＣ−ＤＣコンバータ１００は、高電圧回路部１１０と、低電圧回路部１２０と、コンバータ用制御回路基板１４０Ａとを備えている。
高電圧回路部１１０は、高電圧回路基板１１０Ａと、高電圧回路基板１１０Ａに実装される４つのＭＯＳＦＥＴ Ｈ１〜Ｈ４、抵抗等の電子部品（図示せず）により構成されている。
高電圧回路部１１０は、高電圧回路基板１１０Ａと、高電圧回路基板１１０Ａに実装される４つのＭＯＳＦＥＴ Ｈ１〜Ｈ４、抵抗等の電子部品（図示せず）により構成されている。
ＭＯＳＦＥＴ Ｈ１〜Ｈ４は、流路形成体２４０の第１の側壁２４１ａに設けられた凹部２４０ｆを覆うカバー部材２４０ａ（図８（Ｂ）参照）に、熱導電性シート５１１を介して、弾性板５１５により圧接される。ＭＯＳＦＥＴ Ｈ１〜Ｈ４は、接続リードにより高電圧回路基板１１０Ａに接続される。流路形成体２４０の第１の側壁２４１ａに設けられた凹部２４０ｆとカバー部材２４０ａとは、上述した通り、冷媒が流れる半導体素子冷却流路２４３ｄを形成している。従って、ＭＯＳＦＥＴ Ｈ１〜Ｈ４は、半導体素子冷却流路２４３ｄを流れる冷媒により効率的に冷却される。高電圧回路基板１１０Ａは、流路形成体２４０の第１の側壁２４１ａに、ねじ等の締結部材により取り付けられる。高電圧回路基板１１０Ａと流路形成体２４０との結合は、熱伝導可能な熱結合である。従って、高電圧回路基板１１０Ａから発生される熱は、流路形成体２４０により効率的に冷却される。
高電圧回路基板１１０Ａには、コンデンサモジュール２３０側の側縁に、コンデンサモジュール２３０に接続される入力側高・低電圧端子１１１、１１２が設けられている。入力側高電圧端子１１１には、コンデンサモジュール２３０の正極側コンバータ端子２３０ｌが接続される。入力側低電圧端子１１２には、コンデンサモジュール２３０の負極側コンバータ端子２３０ｍが接続される。
高電圧回路基板１１０Ａは、半導体モジュール２２０の配列方向に対してほぼ直交する方向に配置されており、コンデンサモジュール２３０が取り付けられた流路形成体２４０のコンデンサモジュール取付部２４２に隣接する第１の側壁２４１ａに取り付けられている。従って、コンデンサモジュール２３０と高電圧回路基板１１０Ａの入力側高・低電圧端子１１１、１１２との距離は小さくなりコンデンサモジュール２３０の正・負極側コンバータ端子２３０ｌ、２３０ｍの長さを短くすることができる。
高電圧回路基板１１０Ａは、半導体モジュール２２０の配列方向に対してほぼ直交する方向に配置されており、コンデンサモジュール２３０が取り付けられた流路形成体２４０のコンデンサモジュール取付部２４２に隣接する第１の側壁２４１ａに取り付けられている。従って、コンデンサモジュール２３０と高電圧回路基板１１０Ａの入力側高・低電圧端子１１１、１１２との距離は小さくなりコンデンサモジュール２３０の正・負極側コンバータ端子２３０ｌ、２３０ｍの長さを短くすることができる。
半導体モジュール２２０の直流正負極端子２２６、２２８（図５参照）は、高電圧回路基板１１０Ａの部品実装面とは対向して平行に配置されている。
また、コンデンサモジュール２３０の正・負極側コンデンサ端子２３０ｈ、２３０ｉ（図５参照）およびコンデンサモジュール２３０の正・負極側コンバータ端子２３０ｌ、２３０ｍは、それぞれ、直流正負極端子２２６、２２８の接続面とは対向して平行に配置されている。
また、コンデンサモジュール２３０の正・負極側コンデンサ端子２３０ｈ、２３０ｉ（図５参照）およびコンデンサモジュール２３０の正・負極側コンバータ端子２３０ｌ、２３０ｍは、それぞれ、直流正負極端子２２６、２２８の接続面とは対向して平行に配置されている。
コンデンサモジュール２３０の正・負極側コンバータ端子２３０ｌ、２３０ｍの長さを短くすることにより、接続のための配線インダクタを小さくすることができる。このため、ＸキャパシタＣｉ１、２つのＹキャパシタＣｉ２の機能を、コンデンサモジュール２３０の容量で兼用することにより、３つのキャパシタＣｉ１、Ｃｉ２を省略することができる。また、入力側のノイズを低減ことができるため、ノーマルモードコイルＬｉ１およびコモンモードコイルＬｉ２を削除することが可能である。
すなわち、図３における、ＤＣ−ＤＣコンバータ１００の回路部において、領域Ａ内のＸ・ＹキャパシタＣｉ１、Ｃｉ２およびノーマル・コモンモードコイルＬｉ１、Ｌｉ２は、高電圧回路基板１１０Ａには実装されていない。
すなわち、図３における、ＤＣ−ＤＣコンバータ１００の回路部において、領域Ａ内のＸ・ＹキャパシタＣｉ１、Ｃｉ２およびノーマル・コモンモードコイルＬｉ１、Ｌｉ２は、高電圧回路基板１１０Ａには実装されていない。
低電圧回路部１２０は、低電圧回路基板１２０Ａと、低電圧回路基板１２０Ａに実装されるＭＯＳＦＥＴ Ｓ１、Ｓ２、アクティブクランプ回路を構成するアクティブクランプ用ＭＯＳＦＥＴ Ｓ３、Ｓ４、アクティブクランプ用コンデンサＣｃおよびゲート抵抗等（図示せず）により構成されている。
低電圧回路基板１２０Ａは、例えば、金属基板の一面に絶縁膜を形成し、絶縁膜上に配線パターンが形成された構造を有する。
図示はしないが、ＭＯＳＦＥＴ Ｓ１〜Ｓ４は、スイッチング部が樹脂で封止され、樹脂の一面にドレイン電極に接続されたドレイン端子が設けられたパッケージ構造を有し、各ＭＯＳＦＥＴ Ｓ１〜Ｓ４のドレイン端子は、金属基板のドレインパターンに半田付けされている。
低電圧回路基板１２０Ａは、例えば、金属基板の一面に絶縁膜を形成し、絶縁膜上に配線パターンが形成された構造を有する。
図示はしないが、ＭＯＳＦＥＴ Ｓ１〜Ｓ４は、スイッチング部が樹脂で封止され、樹脂の一面にドレイン電極に接続されたドレイン端子が設けられたパッケージ構造を有し、各ＭＯＳＦＥＴ Ｓ１〜Ｓ４のドレイン端子は、金属基板のドレインパターンに半田付けされている。
低電圧回路基板１２０Ａは、ＭＯＳＦＥＴ Ｓ１〜Ｓ４等の電子部品の実装面を下方に向けて取付部材５１２（図９、図１１参照）に取り付けられる。取付部材５１２に取り付けられた低電圧回路基板１２０Ａは、実装面の反対面を、直接、または熱伝導部材を介して流路形成体２４０の底面である領域Ｖ（図６（Ｃ）参照）に接触して固定されている。流路形成体２４０の下面内側には、冷媒が流れる冷却流路２４３が形成されている。従って、各ＭＯＳＦＥＴ Ｓ１〜Ｓ４から発生する熱は、金属基板を介して、流路形成体２４０に伝達され、流路形成体２４０に設けられた冷却流路２４３を流れる冷媒により冷却される。
第２の側壁２４１ｂ（図６（Ｂ）参照）のほぼ中央には凹部２４５が形成されており、この凹部２４５周辺が流路形成体２４０の領域ＩＶとなっている。図９に示されているように、トランス１５０（Ｔｒ）の一部と共振チョークコイル素子１６０（Ｌｒ）は凹部２４５内に収容され、それぞれの一側面を凹部２４５の底面に接触させた状態で、実装されている。
トランス１５０（Ｔｒ）は、一次巻線を巻いたボビンと、上下一対の二次巻線とを、一対のＥ型コアで挟み込んだ構造を有する。トランス１５０（Ｔｒ）は、固定用部材５１３（図９参照）により流路形成体２４０のボス部に締結部材により固定される。トランス１５０（Ｔｒ）は、さらに、固定用部材５１３の外側から弾性を有するトランス取付板５１４で加圧されている。これにより、耐振動性が大きい構造とされている。共振チョークコイル素子１６０（Ｌｒ）は、トランス１５０（Ｔｒ）に隣接して配置されている。
トランス１５０（Ｔｒ）は、一次巻線を巻いたボビンと、上下一対の二次巻線とを、一対のＥ型コアで挟み込んだ構造を有する。トランス１５０（Ｔｒ）は、固定用部材５１３（図９参照）により流路形成体２４０のボス部に締結部材により固定される。トランス１５０（Ｔｒ）は、さらに、固定用部材５１３の外側から弾性を有するトランス取付板５１４で加圧されている。これにより、耐振動性が大きい構造とされている。共振チョークコイル素子１６０（Ｌｒ）は、トランス１５０（Ｔｒ）に隣接して配置されている。
図９に示されているように、インバータ装置２００を構成する電流センサ２８０は、流路形成体２４０のトランス１５０（Ｔｒ）および共振チョークコイル１６０（Ｌｒ）が配置された側の半導体モジュール２２０と交流ターミナル２７０ａとの間の空間に配置される。電流センサ２８０の開口部を挿通される交流接続バスバー２７０ｂを有する交流ターミナル２７０ａは、電流センサ２８０の外側に配置される。直流ターミナル２６０ａは、交流ターミナル２７０ａの下方に交流ターミナル２７０ａと並んで配置される（図４（Ａ）参照）。上述したように、第２の側壁２４１ｂに形成された凹部２４５内にトランス１５０（Ｔｒ）の一部と共振チョークコイル１６０（Ｌｒ）が収容され、図８にも示されるように、凹部２４５から突出したトランス１５０（Ｔｒ）の一部分は、直流ターミナル２６０ａおよび交流ターミナル２７０ａとの間の隙間に配置されている。このような構造とすることにより、電力変換装置３００の小型化が図られている。
トランス１５０（Ｔｒ）および共振チョークコイル１６０（Ｌｒ）が接する第２の側壁２４１ｂの内側には、半導体モジュール冷却流路２４３ｂが形成されている。半導体モジュール２２０から発生する熱は大きいので、半導体モジュール冷却流路２４３ｂは、冷却能力が大きくなるように形成されている。従って、第２の側壁２４１ｂに接するトランス１５０（Ｔｒ）および共振チョークコイル１６０（Ｌｒ）は、半導体モジュール冷却流路２４３ｂを流れる冷媒により、第２の側壁２４１ｂを介して効率的に冷却される。
流路形成体２４０に設けたコンデンサモジュール取付部２４２の反対側、すなわち、コンバータ用制御回路基板１４０Ａ側には、コンデンサ基板１７０Ａとフィルタ用インダクタ素子１８０（Ｌ１）が配置されている。コンデンサ基板１７０Ａには、平滑用コンデンサ素子１７０（Ｃ０）とフィルタ用コンデンサ素子１９０（Ｃ１）が実装されている。フィルタ用インダクタ素子１８０（Ｌ１）とコンデンサ基板１７０Ａは、流路形成体２４０の底面である領域Ｖに、低電圧回路基板１２０Ａに隣接して配置されている。フィルタ用インダクタ素子１８０（Ｌ１）は、流路形成体２４０の底面に接触するように、あるいは、熱伝導性部材を介して、流路形成体２４０に熱伝導可能に実装され、流路形成体２４０により冷却される。フィルタ用インダクタ素子１８０（Ｌ１）とフィルタ用コンデンサ素子１９０（Ｃ１）は、出力電圧に重畳するノイズを除去する。
流路形成体２４０に設けた半導体モジュール取付部２４1の反対側、すなわち、コンバータ用制御回路基板１４０Ａ側には、流路形成体２４０の側壁２４０ａに設置された高電圧回路基板１１０Ａとは反対側に平滑用インダクタ素子１３０（Ｌ０）が配置される。
コンバータ用制御回路基板１４０Ａには、コンバータ用制御回路部１４０を構成する電子部品が実装されている。コンバータ用制御回路基板１４０Ａは、低電圧回路基板１２０Ａの下方に配置される。
コンバータ用制御回路基板１４０Ａには、コンバータ用制御回路部１４０を構成する電子部品が実装されている。コンバータ用制御回路基板１４０Ａは、低電圧回路基板１２０Ａの下方に配置される。
以下の説明では、図１０〜図１４を参照する。
図１０は、図７に図示されたコンバータを底面側から観た分解斜視図であり、図１１は、図１０に図示されたコンバータを、さらに分解した状態を示す分解斜視図である。図１２は、図１０に図示されたコンバータの組付け状態を説明するための斜視図である。図１３は、図７に図示されたコンバータからコンバータ用制御回路基板１４０Ａを取り外してＸＩＩＩ方向から観た平面図であり、図１４は、図１３のＸＩＶ−ＸＩＶ線断面図である。なお、図１２では、図１１に図示された端子取付座６６０は図示を省略されている。
図１０は、図７に図示されたコンバータを底面側から観た分解斜視図であり、図１１は、図１０に図示されたコンバータを、さらに分解した状態を示す分解斜視図である。図１２は、図１０に図示されたコンバータの組付け状態を説明するための斜視図である。図１３は、図７に図示されたコンバータからコンバータ用制御回路基板１４０Ａを取り外してＸＩＩＩ方向から観た平面図であり、図１４は、図１３のＸＩＶ−ＸＩＶ線断面図である。なお、図１２では、図１１に図示された端子取付座６６０は図示を省略されている。
流路形成体２４０のコンバータ用制御回路基板１４０Ａとの対向面には、コンデンサ基板１７０Ａに実装されたコンデンサを金属ベースである流路形成体２４０に接続するための突起部４１１、４１２，４１３を含む多数の突起部がアルミニウムダイキャスト等により流路形成体２４０と一体に形成されている。
コンデンサ基板１７０Ａに実装した平滑用コンデンサ素子１７０（Ｃ０）は突起部４１１を経由してグランド電圧に設定され、コンデンサ基板１７０Ａに実装したフィルタ用コンデンサ素子１９０（Ｃ１）は突起部４１１を経由してグランド電圧に設定される。
突起部４１３は、絶縁性取付部材４２０の取付ボスとして使用される。絶縁性取付部材４２０は、第１バスバー取付部４２１と第２バスバー取付部４２２とが一体化された部材である。第１バスバー取付部４２１は、平滑用インダクタ素子１３０（Ｌ０）の一方の端子１３０ａとフィルタ用インダクタ素子１８０（Ｌ１）の一方の端子１８０ａとを接続する第１バスバー６４０を固定する部材である。第２バスバー取付部４２２は、フィルタ用インダクタ素子１８０（Ｌ１）の他方の端子１８０ｂを端子取付座６６０の出力端子６６１に接続する第２バスバー６５０を固定する部材である。
突起部４１３は、絶縁性取付部材４２０の取付ボスとして使用される。絶縁性取付部材４２０は、第１バスバー取付部４２１と第２バスバー取付部４２２とが一体化された部材である。第１バスバー取付部４２１は、平滑用インダクタ素子１３０（Ｌ０）の一方の端子１３０ａとフィルタ用インダクタ素子１８０（Ｌ１）の一方の端子１８０ａとを接続する第１バスバー６４０を固定する部材である。第２バスバー取付部４２２は、フィルタ用インダクタ素子１８０（Ｌ１）の他方の端子１８０ｂを端子取付座６６０の出力端子６６１に接続する第２バスバー６５０を固定する部材である。
なお、コンデンサ基板１７０Ａのコンデンサ１７０，１９０がそれぞれ電気的に接続される第１および第２バスバー６４０，６５０は絶縁性取付部材４２０に保持されるので、まず、絶縁性取付部材４２０とバスバー６４０，６５０の構造について説明する。
図１１に示すように、絶縁性取付部材４２０は、第１バスバー取付部４２１と第２バスバー取付部４２２とが絶縁性樹脂により一体成型された部材である。絶縁性取付部材４２０は、図１２に示すように、複数の貫通孔４２０ａ（図１１参照）にねじ４２０Ｂ（図１３参照）を挿通して突起部４１３の上面に設けた雌ねじに螺合することにより、流路形成体２４０の底面に取り付けられる。
図１１に示すように、絶縁性取付部材４２０は、第１バスバー取付部４２１と第２バスバー取付部４２２とが絶縁性樹脂により一体成型された部材である。絶縁性取付部材４２０は、図１２に示すように、複数の貫通孔４２０ａ（図１１参照）にねじ４２０Ｂ（図１３参照）を挿通して突起部４１３の上面に設けた雌ねじに螺合することにより、流路形成体２４０の底面に取り付けられる。
第１バスバー取付部４２１には、平滑用インダクタ素子１３０（Ｌ０）の一方の端子１３０ａとフィルタ用インダクタ素子１８０（Ｌ１）の一方の端子１８０ａとを接続する第１バスバー６４０が保持されている。第１バスバー６４０は、例えば、銅により形成される。
第１バスバー取付部４２１の両端には雌ねじ部４２０ｂ、４２０ｃが設けられている。平滑用インダクタ素子１３０（Ｌ０）の一方の端子１３０ａに挿通したボルト６４０Ｂ（図１３参照）を雌ねじ部４２０ｂに螺合することにより、平滑用インダクタ素子１３０（Ｌ０）の一方の端子１３０ａと第１バスバー６４０が結合される。また、フィルタ用インダクタ素子１８０（Ｌ１）の一方の端子１８０ａに挿通したボルト６４０Ｂ（図１３参照）を雌ねじ部４２０ｃに螺合することにより、フィルタ用インダクタ素子１８０（Ｌ１）の一方の端子１８０ａと第１バスバー６４０が結合される。
平滑用インダクタ素子１３０（Ｌ０）はその上面から第１板ばね６２０により押圧され流路形成体２４０に保持される。
平滑用インダクタ素子１３０（Ｌ０）はその上面から第１板ばね６２０により押圧され流路形成体２４０に保持される。
第２バスバー取付部４２２上には、例えば、銅により形成された第２バスバー６５０が配置されている。第２バスバー取付部４２２には、雌ねじ部４２２ｂ、４２２ｃが形成されている。
フィルタ用インダクタ素子１８０（Ｌ１）の他方の端子１８０ｂおよび第２バスバー６５０それぞれの貫通孔にボルト６５０Ｂを挿通し、第２バスバー取付部４２２の雌ねじ部４２２ｃに螺合する。これにより、第２バスバー６５０が第２バスバー取付部４２２上に配設される。フィルタ用インダクタ素子１８０（Ｌ１）は第２板ばね６３０により流路形成体２４０に押圧されて保持される。
なお、第１バスバー取付部４２１と第２バスバー取付部４２２には、それぞれ、第１バスバー６４０、第２バスバー６５０を嵌合するための案内側壁４２１ａ、４２２ａが形成されている。第１バスバー６４０および第２バスバー６５０を、それぞれ、案内側壁４２１ａ、４２２ａの内側に沿って配置することにより、第１バスバー取付部４２１、第２バスバー取付部４２２に対する位置決めを能率的に行うことができる。
図１１を参照すると、第２バスバー６５０には、Ｙ字状に分離した枝部が形成され、枝部の先端側に雌ねじ付きボス部６５３が設けられている。雌ねじ付きボス部６５３は下面側に突出しており、この雌ねじ付きボス部６５３の突出部は第２バスバー取付部４２２に設けられた凹部４２０ｄに嵌合される。図１１と図１３を参照すると、第２バスバー取付部４２２上に配設された第２バスバー６５０の雌ねじ付きボス部６５３上に、端子取付座６６０が配置される。
端子取付座６６０は、絶縁性材料で形成されており、端子取付座６６０には、導電性部材で形成された出力端子６６１が、図１１において端子取付座６６０の上方に突き出して設けられている。また、端子取付座６６０の出力端子６６１の、図１１において、右側には蓋部６６２が設けられている。蓋部６６２の内側には、図示はされないが、雄ねじ付き端子と、雄ねじ付き端子と端子出力端子６６１とを電気的に接続する接続導体が設けられている。雄ねじ付き端子を雌ねじ付きボス部６５３の雌ねじ部に螺合することにより、第２バスバー６５０と出力端子６６１とが電気的に接続される。
なお、第１バスバー６４０、第２バスバー６５０、出力端子６６１それぞれの回路図における部位は、図３に図示されている。
なお、第１バスバー６４０、第２バスバー６５０、出力端子６６１それぞれの回路図における部位は、図３に図示されている。
上述した如く、コンデンサ基板１７０Ａは、流路形成体２４０のコンデンサモジュール取付部２４２とコンバータ用制御回路基板１４０Ａとの間の空間に配置される。
図１５は、コンデンサ基板１７０Ａを流路形成体２４０側から観た斜視図である。
コンデンサ基板１７０Ａの一面には、複数個の平滑用コンデンサ素子１７０（Ｃ０）と、複数個のフィルタ用コンデンサ素子１９０（Ｃ１）が実装されている。また、コンデンサ基板１７０Ａの一面には、第１グランドパターン１７１と第２グランドパターン１９１が形成されている。各平滑用コンデンサ素子１７０（Ｃ０）の一端は、第１グランドパターン１７１に接続され、各フィルタ用コンデンサ素子１９０（Ｃ１）の一端は第２グランドパターン１９１に接続されている。
図１５は、コンデンサ基板１７０Ａを流路形成体２４０側から観た斜視図である。
コンデンサ基板１７０Ａの一面には、複数個の平滑用コンデンサ素子１７０（Ｃ０）と、複数個のフィルタ用コンデンサ素子１９０（Ｃ１）が実装されている。また、コンデンサ基板１７０Ａの一面には、第１グランドパターン１７１と第２グランドパターン１９１が形成されている。各平滑用コンデンサ素子１７０（Ｃ０）の一端は、第１グランドパターン１７１に接続され、各フィルタ用コンデンサ素子１９０（Ｃ１）の一端は第２グランドパターン１９１に接続されている。
コンデンサ基板１７０Ａには、第１グランドパターン１７１の領域内に設けられた貫通孔１７２と、第２グランドパターン１９１の領域内に設けられた貫通孔１９２とが設けられている。また、コンデンサ基板１７０Ａには、３つの貫通孔１７３ａ，１７３ｂが設けられている。コンデンサ基板１７０Ａは、その一面を、第１バスバー６４０と第２バスバー６５０上に載置して絶縁性取付部材４２０に固定保持される。
すなわち、コンデンサ基板１７０Ａの貫通孔１７３ａと、第１バスバー６４０の２つの貫通孔６４１とにねじ６４０Ｎ（図１３参照）を挿通させ、コンデンサ基板１７０Ａと絶縁性取付部材４２０の間に第１バスバー６４０を挟持する。これにより、平滑用コンデンサ素子１７０（Ｃ０）の正極が第１バスバー６４０に電気的に接続される。
また、コンデンサ基板１７０Ａの貫通孔１７３ｂと、第２バスバー６５０の１つの貫通孔６５１とにねじ６５０Ｎ（図１３参照）を挿通させ、コンデンサ基板１７０Ａと絶縁性取付部材４２０の間に第２バスバー６５０を挟持する。これにより、フィルタ用コンデンサ素子１９０（Ｃ１）が第２バスバー６５０に電気的に接続される。
また、コンデンサ基板１７０Ａの貫通孔１７３ｂと、第２バスバー６５０の１つの貫通孔６５１とにねじ６５０Ｎ（図１３参照）を挿通させ、コンデンサ基板１７０Ａと絶縁性取付部材４２０の間に第２バスバー６５０を挟持する。これにより、フィルタ用コンデンサ素子１９０（Ｃ１）が第２バスバー６５０に電気的に接続される。
さらに、コンデンサ基板１７０Ａは、その一面を流路形成体２４０側に向け、第１グランドパターン１７１の貫通孔１７２の周縁部を突起部４１１の上面に接触させ、第２グランドパターン１９１の貫通孔１９２の周縁部を突起部４１２の上面に接触させた状態で、ネジ１７０Ｎ（図１３参照）により、突起部４１１、４１２に締結される。コンデンサ基板１７０Ａを突起部４１１、４１２に固定した状態の平面図を図１３に示す。
これにより、各平滑用コンデンサ素子１７０（Ｃ０）の一端が接続された第１グランドパターン１７１は、突起部４１１を介して流路形成体２４０に電気的に接続される。また、各フィルタ用コンデンサ素子１９０（Ｃ１）の一端が接続された第２グランドパターン１９１は、突起部４１２を介して流路形成体２４０に電気的に接続される。各平滑用コンデンサ素子１７０（Ｃ０）および各フィルタ用コンデンサ素子１９０（Ｃ１）は、流路形成体２４０を介して接地される。つまり、各平滑用コンデンサ素子１７０（Ｃ０）と各フィルタ用コンデンサ素子１９０（Ｃ１）とは、異なる経路を経由して流路形成体２４０に電気的に接続される。
突起部４１１、４１２の長さは、コンデンサ基板１７０Ａが突起部４１１、４１２上に固定された状態で、コンデンサ基板１７０Ａに実装された各フィルタ用コンデンサ素子１９０（Ｃ１）および各平滑用コンデンサ素子１７０（Ｃ０）が、流路形成体２４０に接触しない長さとされている。
従って、図１４に図示されるように、フィルタ用コンデンサ素子１９０（Ｃ１）および各平滑用コンデンサ素子１７０（Ｃ０）と流路形成体２４０との間には空間が形成される。
従って、図１４に図示されるように、フィルタ用コンデンサ素子１９０（Ｃ１）および各平滑用コンデンサ素子１７０（Ｃ０）と流路形成体２４０との間には空間が形成される。
上記一実施の形態のＤＣ−ＤＣコンバータ１００によれば、下記の効果を奏する。
（１）各平滑用コンデンサ素子１７０（Ｃ０）および各フィルタ用コンデンサ素子１９０（Ｃ１）はコンデンサ基板１７０Ａに纏めて設置され、発熱体である平滑用インダクタ素子１３０（Ｌ０）およびフィルタ用インダクタ素子１８０（Ｌ１）から隔離されている。また、各平滑用コンデンサ素子１７０（Ｃ０）および各フィルタ用コンデンサ素子１９０（Ｃ１）のそれぞれと流路形成体２４０との間には空間が形成されている。つまり、流路形成体２４０との間に空気層が介在されている。このため、平滑用インダクタ素子１３０（Ｌ０）およびフィルタ用インダクタ素子１８０（Ｌ１）等の発熱体で発生した流路形成体２４０の熱は、直接、各平滑用コンデンサ素子１７０（Ｃ０）および各フィルタ用コンデンサ素子１９０（Ｃ１）に伝達されず、突起部４１１、４１２を介して伝達される。これにより、各平滑用コンデンサ素子１７０（Ｃ０）および各フィルタ用コンデンサ素子１９０（Ｃ１）に伝達される熱量を低減することができ、熱による、各平滑用コンデンサ素子１７０（Ｃ０）および各フィルタ用コンデンサ素子１９０（Ｃ１）への悪影響を抑制することができる。
（１）各平滑用コンデンサ素子１７０（Ｃ０）および各フィルタ用コンデンサ素子１９０（Ｃ１）はコンデンサ基板１７０Ａに纏めて設置され、発熱体である平滑用インダクタ素子１３０（Ｌ０）およびフィルタ用インダクタ素子１８０（Ｌ１）から隔離されている。また、各平滑用コンデンサ素子１７０（Ｃ０）および各フィルタ用コンデンサ素子１９０（Ｃ１）のそれぞれと流路形成体２４０との間には空間が形成されている。つまり、流路形成体２４０との間に空気層が介在されている。このため、平滑用インダクタ素子１３０（Ｌ０）およびフィルタ用インダクタ素子１８０（Ｌ１）等の発熱体で発生した流路形成体２４０の熱は、直接、各平滑用コンデンサ素子１７０（Ｃ０）および各フィルタ用コンデンサ素子１９０（Ｃ１）に伝達されず、突起部４１１、４１２を介して伝達される。これにより、各平滑用コンデンサ素子１７０（Ｃ０）および各フィルタ用コンデンサ素子１９０（Ｃ１）に伝達される熱量を低減することができ、熱による、各平滑用コンデンサ素子１７０（Ｃ０）および各フィルタ用コンデンサ素子１９０（Ｃ１）への悪影響を抑制することができる。
（２）第１バスバー６４０および第２バスバー６５０を配設するための絶縁性取付部材４２０は、第１バスバー取付部４２１と第２バスバー取付部４２２とが一体に形成されている。このため、組付けが容易となり、作業性が向上する。この構造において、第１バスバー取付部４２１と第２バスバー取付部４２２には、それぞれ、第１バスバー６４０および第２バスバー６５０を嵌合するための案内側壁４２１ａ、４２２ａが形成されている。第１バスバー６４０および第２バスバー６５０を、それぞれ、案内側壁４２１ａ、４２２ａの内側に沿って配置することにより、第１バスバー取付部４２１、第２バスバー取付部４２２に対する位置決めを能率的に行うことができる。
（３）各平滑用コンデンサ素子１７０（Ｃ０）および各フィルタ用コンデンサ素子１９０（Ｃ１）を１つのコンデンサ基板１７０Ａに実装した。コンデンサ基板１７０Ａには、各平滑用コンデンサ素子１７０（Ｃ０）および各フィルタ用コンデンサ素子１９０（Ｃ１）それぞれの一端が接続される第１、第２のグランドパターン１７１、１９１が形成されている。各平滑用コンデンサ素子１７０（Ｃ０）および各フィルタ用コンデンサ素子１９０（Ｃ１）は、コンデンサ基板１７０Ａを、締結部材、すなわちねじ１７０Ａにより突起部４１１、４１２上に締結するだけで、突起部４１１、４１２および流路形成体２４０を介して接地される。このため、作業性が良い。
（４）第１のバスバー６４０と第２のバスバー６５０は一つの部材に一体化された絶縁性取付部材４２０に取り付けられている。したがって、組み立て作業性がよい。
（５）一つの部材に一体化された絶縁性取付部材４２０は金属ベース２４０から突設する突起部４１３により支持され、第１のバスバー６４０と第２のバスバー６５０は絶縁性取付部材４２０に取り付けられている。また、コンデンサ基板１７０は、絶縁性取付部材４２０に保持される第１のバスバー６４０と第２のバスバー６５０に固定され、両バスバー間に架け渡されている。第１のバスバー６４０と第２のバスバー６５０との間に位置する金属ベース２４０の底面から突起部４１１，４１２が突設されている。コンデンサ基板１７０Ａの中央部に設けられた第１および第２のグランドパターン１７１，１９１は突起部４１１，４１２に電気的に接続されている。
このように構成されているので、コンデンサ１７０，１９０のグランドパターンを金属ベース２４０に電気的に接続する際の組み立て作業性が良い。
（５）一つの部材に一体化された絶縁性取付部材４２０は金属ベース２４０から突設する突起部４１３により支持され、第１のバスバー６４０と第２のバスバー６５０は絶縁性取付部材４２０に取り付けられている。また、コンデンサ基板１７０は、絶縁性取付部材４２０に保持される第１のバスバー６４０と第２のバスバー６５０に固定され、両バスバー間に架け渡されている。第１のバスバー６４０と第２のバスバー６５０との間に位置する金属ベース２４０の底面から突起部４１１，４１２が突設されている。コンデンサ基板１７０Ａの中央部に設けられた第１および第２のグランドパターン１７１，１９１は突起部４１１，４１２に電気的に接続されている。
このように構成されているので、コンデンサ１７０，１９０のグランドパターンを金属ベース２４０に電気的に接続する際の組み立て作業性が良い。
（６）各平滑用コンデンサ素子１７０（Ｃ０）の一端は突起部４１１を介して、また、各フィルタ用コンデンサ素子１９０（Ｃ１）の一端は突起部４１２を介して、それぞれ、流路形成体２４０に電気的に接続されて、接地される。つまり、各平滑用コンデンサ素子１７０（Ｃ０）と各フィルタ用コンデンサ素子１９０（Ｃ１）の流路形成体２４０までの接地の経路は異なる。平滑用コンデンサ素子１７０（Ｃ０）のグランドパターンとフィルタ用コンデンサ素子１９０（Ｃ１）のグランドパターンが同一であると、ノイズが干渉するため、ノイズ電流が出力端子６６１から放出され易くなる。これに対し、上記一実施の形態では、平滑用コンデンサ素子１７０（Ｃ０）とフィルタ用コンデンサ素子１９０（Ｃ１）のグランドパターンが独立しているため、ノイズの干渉が無くなり、出力されるノイズを低減することができる。
但し、平滑用コンデンサ素子１７０（Ｃ０）とフィルタ用コンデンサ素子１９０（Ｃ１）との干渉ノイズが小さい場合には、両者に共通な１本のグランドパターンを設けるようにしてもよい。
図１６は、そのような、コンデンサ基板１７０Ｂの一例を示す斜視図である。
図１６に図示されたコンデンサ基板１７０Ｂには、各平滑用コンデンサ素子１７０（Ｃ０）の一端と各フィルタ用コンデンサ素子１９０（Ｃ１）の一端とのすべてが接続される共通のグランドパターン１７４が１本形成されている。コンデンサ基板１７０Ｂには、グランドパターン１７４の領域内に２つの貫通孔１７２が形成されている。コンデンサ基板１７０Ｂは、コンデンサ基板１７０Ａと同様、コンデンサ基板１７０Ｂの貫通孔１７２それぞれに挿通される締結部材により、突起部４１１、４１２上に固定される。
コンデンサ基板１７０Ｂのグランドパターン１７４の領域内に設ける貫通孔１７２を１つとしてもよい。その場合には、突起部４１１、４１２も、どちらか１つのみでよい。
図１６は、そのような、コンデンサ基板１７０Ｂの一例を示す斜視図である。
図１６に図示されたコンデンサ基板１７０Ｂには、各平滑用コンデンサ素子１７０（Ｃ０）の一端と各フィルタ用コンデンサ素子１９０（Ｃ１）の一端とのすべてが接続される共通のグランドパターン１７４が１本形成されている。コンデンサ基板１７０Ｂには、グランドパターン１７４の領域内に２つの貫通孔１７２が形成されている。コンデンサ基板１７０Ｂは、コンデンサ基板１７０Ａと同様、コンデンサ基板１７０Ｂの貫通孔１７２それぞれに挿通される締結部材により、突起部４１１、４１２上に固定される。
コンデンサ基板１７０Ｂのグランドパターン１７４の領域内に設ける貫通孔１７２を１つとしてもよい。その場合には、突起部４１１、４１２も、どちらか１つのみでよい。
各平滑用コンデンサ素子１７０（Ｃ０）と各フィルタ用コンデンサ素子１９０（Ｃ１）は、コンデンサ基板１７０Ａ、１７０Ｂの流路形成体２４０とは反対側の面に実装する構造としてもよい。また、各平滑用コンデンサ素子１７０（Ｃ０）と各フィルタ用コンデンサ素子１９０（Ｃ１）の一方をコンデンサ基板１７０Ａ、１７０Ｂの流路形成体２４０との対面側に実装し、他方をその反対面側に実装してもよい。
上記一実施の形態では、コンデンサ基板１７０Ａを取り付けるための突起部４１１、４１２を、流路形成体２４０と一体に形成されている構造とした。しかし、突起部４１１、４１２は、流路形成体２４０とは、別部材として形成し、流路形成体２４０に取り付ける構造としてもよい。
突起部４１１、４１２を絶縁部材により形成してもよい。
突起部４１１、４１２を絶縁部材により形成した場合、コンデンサ基板１７０Ａ、１７０Ｂに形成したグランドパターン１７１、１９１、１７４と流路形成体２４０とを、導電体により接続するようにしてもよい。その場合、平滑用コンデンサ素子１７０（Ｃ０）が接続される第１グランドパターン１７１とフィルタ用コンデンサ素子１９０（Ｃ１）が接続される第２グランドパターン１９１とを分離し、それぞれ、別の導電体により接続する構造としてもよい。
突起部４１１、４１２を絶縁部材により形成した場合、コンデンサ基板１７０Ａ、１７０Ｂに形成したグランドパターン１７１、１９１、１７４と流路形成体２４０とを、導電体により接続するようにしてもよい。その場合、平滑用コンデンサ素子１７０（Ｃ０）が接続される第１グランドパターン１７１とフィルタ用コンデンサ素子１９０（Ｃ１）が接続される第２グランドパターン１９１とを分離し、それぞれ、別の導電体により接続する構造としてもよい。
上記一実施の形態では、平滑用コンデンサ素子１７０（Ｃ０）とフィルタ用コンデンサ素子１９０（Ｃ１）が実装されたコンデンサ基板１７０Ａ、１７０Ｂを、突起部４１１、４１２の上面に載置した構造として例示した。しかし、突起部４１１、４１２の長さ方向の中間部に段部を設け、この段部にコンデンサ基板１７０Ａ、１７０Ｂを載置するようにしてもよい。
本発明は、コンデンサ基板１７０Ａと金属ベース２４０との間に所定の空間を確保してコンデンサ１７０，１９０への熱の影響を低減するものであり、コンデンサ基板１７０Ａを金属ベース２４０から浮かす構造はどのような設置部材を用いてもよい。
本発明は、コンデンサ基板１７０Ａと金属ベース２４０との間に所定の空間を確保してコンデンサ１７０，１９０への熱の影響を低減するものであり、コンデンサ基板１７０Ａを金属ベース２４０から浮かす構造はどのような設置部材を用いてもよい。
上記一実施の形態では、流路形成体２４０に冷却水等の冷却液が流れる冷却流路が設けられている構造として例示した。しかし、流路形成体２４０を空気等の冷却気体により冷却される金属ベース部材としてもよい。
上記一実施の形態におけるＤＣ−ＤＣコンバータ１００は、平滑用インダクタ素子１３０（Ｌ０）、フィルタ用インダクタ素子１８０（Ｌ１）、平滑用コンデンサ素子１７０（Ｃ０）、フィルタ用コンデンサ素子１９０（Ｃ１）を備えている。しかし、フィルタ用インダクタ素子１８０（Ｌ１）やフィルタ用コンデンサ素子１９０（Ｃ１）を備えていないＤＣ−ＤＣコンバータもあり、本発明は、そのようなＤＣ−ＤＣコンバータに適用することができる。また、本発明は、ＤＣ−ＤＣコンバータに限られるものではなく、ＡＣ−ＤＣコンバータなどのコンバータに適用することができる。
上述したＤＣ−ＤＣコンバータ１００における、高電圧回路基板１１０Ａを有する高電圧回路部１１０、低電圧回路基板１２０Ａを有する低電圧回路部１２０、コンバータ用制御回路基板１４０Ａ等の組付け構造は、一例として示すものであり、本発明はこのような一例に示された構造に限定されるものではない。各部材の構造、形状は、種々、変形して適用することが可能であり、また、採用される電子部品の形状、構造、性能あるいは個数に応じて、好適な態様に変形することができる。
したがって、本発明は、金属ベース２４０に搭載され冷却される平滑用インダクタ１３０と、コンデンサ基板１７０に実装された平滑用コンデンサ１１７０と、コンデンサ基板１７０と金属ベース２４０との間に所定の空間が確保されるようにコンデンサ基板１７０を金属ベース２４０に設置する設置部材１４１，１４２とを備えるコンバータも含む。
したがって、本発明は、金属ベース２４０に搭載され冷却される平滑用インダクタ１３０と、コンデンサ基板１７０に実装された平滑用コンデンサ１１７０と、コンデンサ基板１７０と金属ベース２４０との間に所定の空間が確保されるようにコンデンサ基板１７０を金属ベース２４０に設置する設置部材１４１，１４２とを備えるコンバータも含む。
また、本発明による電力変換装置３００は、冷媒流路が設けられた金属ベース２４０、金属ベース２４０に搭載され、冷媒流路の冷媒で冷却される平滑用インダクタ１３０、コンデンサ基板１７０に実装された平滑用コンデンサ１７０、およびコンデンサ基板１７０Ａと金属ベース２４０との間に所定の空間が確保されるようにコンデンサ基板１７０Ａを金属ベース２４０に設置する設置部材１４１，１４２を備える、たとえばＤＣ−ＤＣコンバータ１００と、直流電力から交流電力に変換し、また、交流電力を直流電力に変換し、金属ベース２４０の冷媒流路に挿入されて冷却されるパワーモジュール２２０と、パワーモジュール２２０の前段に設けられ、冷媒流路の冷媒で冷却される平滑用コンデンサ２３０とを備える。
このように構成された電力変換装置３００も、コンバータ１００のコンデンサ１７０，１９０が金属ベース２４０からの熱で加熱されることが防止される。
このように構成された電力変換装置３００も、コンバータ１００のコンデンサ１７０，１９０が金属ベース２４０からの熱で加熱されることが防止される。
１０ 車両
１００ ＤＣ−ＤＣコンバータ
１１０ 高電圧回路部
１１０Ａ 高電圧回路基板
１２０ 低電圧回路部
１２０Ａ 低電圧回路基板
１３０ 平滑用インダクタ素子
１４０ コンバータ用制御回路部
１４０Ａ コンバータ用制御回路基板
１５０ トランス
１６０ 共振チョークコイル
１７０ 平滑用コンデンサ素子
１７０Ａ、１７０Ｂ コンデンサ基板
１７１ 第１グランドパターン
１７４ グランドパターン
１８０ フィルタ用インダクタ素子
１９０ フィルタ用コンデンサ素子
１９１ 第２グランドパターン
２００ インバータ装置
２０５ インバータ用制御回路部
２０５Ａ インバータ用制御回路基板
２２０ 半導体モジュール
２３０ コンデンサモジュール
２３０ｃ コンデンサケース
２３０ｄ 凹部
２３０ｈ 正極側コンデンサ端子
２３０ｉ 負極側コンデンサ端子
２３０ｊ 正極側電源端子
２３０ｋ 負極側電源端子
２３０ｌ 正極側コンバータ端子
２３０ｍ 負極側コンバータ端子
２４０ 流路形成体（金属ベース）
２４３ 冷却流路
３００ 電力変換装置
４１１、４１２ 突起部（設置部材）
４２０ 絶縁性取付部材
４２１ 第１バスバー取付部
４２２ 第２バスバー取付部
６４０ 第１バスバー
６５０ 第２バスバー
６６０ 端子取付座
６６１ 出力端子
Ｈ１〜Ｈ４ ＭＯＳＦＥＴ
Ｓ１〜Ｓ４ ＭＯＳＦＥＴ
１００ ＤＣ−ＤＣコンバータ
１１０ 高電圧回路部
１１０Ａ 高電圧回路基板
１２０ 低電圧回路部
１２０Ａ 低電圧回路基板
１３０ 平滑用インダクタ素子
１４０ コンバータ用制御回路部
１４０Ａ コンバータ用制御回路基板
１５０ トランス
１６０ 共振チョークコイル
１７０ 平滑用コンデンサ素子
１７０Ａ、１７０Ｂ コンデンサ基板
１７１ 第１グランドパターン
１７４ グランドパターン
１８０ フィルタ用インダクタ素子
１９０ フィルタ用コンデンサ素子
１９１ 第２グランドパターン
２００ インバータ装置
２０５ インバータ用制御回路部
２０５Ａ インバータ用制御回路基板
２２０ 半導体モジュール
２３０ コンデンサモジュール
２３０ｃ コンデンサケース
２３０ｄ 凹部
２３０ｈ 正極側コンデンサ端子
２３０ｉ 負極側コンデンサ端子
２３０ｊ 正極側電源端子
２３０ｋ 負極側電源端子
２３０ｌ 正極側コンバータ端子
２３０ｍ 負極側コンバータ端子
２４０ 流路形成体（金属ベース）
２４３ 冷却流路
３００ 電力変換装置
４１１、４１２ 突起部（設置部材）
４２０ 絶縁性取付部材
４２１ 第１バスバー取付部
４２２ 第２バスバー取付部
６４０ 第１バスバー
６５０ 第２バスバー
６６０ 端子取付座
６６１ 出力端子
Ｈ１〜Ｈ４ ＭＯＳＦＥＴ
Ｓ１〜Ｓ４ ＭＯＳＦＥＴ
Claims (6)
- 金属ベースに搭載され冷却される平滑用インダクタと、
コンデンサ基板に実装された平滑用コンデンサと、
前記コンデンサ基板と前記金属ベースとの間に所定の空間が確保されるように前記コンデンサ基板を前記金属ベースに設置する設置部材とを備え、
前記コンデンサ基板には、前記平滑用コンデンサの一端が接続されたグランドパターンが設けられ、
前記設置部材は導電性材料で形成され、
前記グランドパターンは前記設置部材により前記金属ベースに電気的に接続され、前記コンデンサ基板に実装されたフィルタ用コンデンサと、
前記金属ベースに搭載され、前記フィルタ用コンデンサとともにノイズフィルタを構成するフィルタ用インダクタとをさらに備え、
前記グランドパターンは、前記平滑用コンデンサの一端が接続された第１のグランドパターンおよび前記フィルタ用コンデンサの一端が接続された第２のグランドパターンを含み、
前記第１および第２のグランドパターンは前記設置部材を介して前記金属ベースに電気的に接続されている、コンバータ。 - 請求項１に記載のコンバータにおいて、
前記設置部材は、前記第１のグランドパターンを前記金属ベースに接続する第１の設置部材と、前記第２のグランドパターンを前記金属ベースに接続する第２の設置部材とを含み、
前記第１のグランドパターンと前記第２のグランドパターンは、それぞれ、異なる経路で前記金属ベースに電気的に接続されている、コンバータ。 - 請求項１に記載のコンバータにおいて、
前記平滑用インダクタと前記フィルタ用インダクタとを接続するとともに、前記平滑用コンデンサの他端が接続される第１のバスバーと、
前記フィルタ用インダクタを出力端子に接続するとともに、前記フィルタ用コンデンサの他端が接続される第２のバスバーと、
前記金属ベースに固定され、前記第１のバスバーを保持する第１の絶縁性取付部材と、
前記金属ベースに固定され、前記第２のバスバーを保持する第２の絶縁性取付部材とを備え、
前記第１の絶縁性取付部材と前記第２の絶縁性取付部材とは１つの部材として一体化されて形成されているコンバータ。 - 請求項２に記載のコンバータにおいて、
前記平滑用インダクタと前記フィルタ用インダクタとを接続するとともに、前記平滑用コンデンサの他端が接続される第１のバスバーと、
前記フィルタ用インダクタを出力端子に接続するとともに、前記フィルタ用コンデンサの他端が接続される第２のバスバーと、
前記金属ベースに固定され、前記第１のバスバーを保持する第１の絶縁性取付部材と、
前記金属ベースに固定され、前記第２のバスバーを保持する第２の絶縁性取付部材とを備え、
前記コンデンサ基板は、前記第１のバスバーと前記第２のバスバーとの間に掛け渡され、
前記第１の設置部材と第２の設置部材は、前記第１のバスバーと前記第２のバスバーとの間に掛け渡された前記コンデンサ基板の中央部で前記第１のグランドパターンおよび前記第２のグランドパターンに電気的に接続されている、コンバータ。 - 請求項１に記載のコンバータにおいて、
前記金属ベースには冷媒が流通する流路が形成されている、コンバータ。 - 請求項５に記載のコンバータと、
前記金属ベースの冷媒流路に挿入され、直流電力と交流電力との間で電力変換するパワーモジュールと、
前記金属ベースに接して配設され、前記パワーモジュールの前段に設けられる平滑用コンデンサとを備える、電力変換装置。
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