JP6390317B2 - Power converter - Google Patents
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Description
本発明は、半導体素子を内蔵した半導体モジュールと、該半導体モジュールに接続した電子部品および制御回路基板と、これらを収納するケースとを備える電力変換装置に関する。 The present invention relates to a power conversion device including a semiconductor module incorporating a semiconductor element, an electronic component and a control circuit board connected to the semiconductor module, and a case for housing them.
直流電力と交流電力との間で電力変換を行う電力変換装置として、半導体素子を内蔵した半導体モジュールと、該半導体モジュールに電気接続した、コンデンサ等の電子部品とからなる主回路部を備えるものが知られている(下記特許文献1参照)。上記半導体モジュールには、該半導体モジュールのスイッチング動作を制御する制御回路基板が接続している。上記電力変換装置は、制御回路基板を用いて半導体モジュールをスイッチング動作させることにより、直流電源から供給される直流電力を交流電力に変換するよう構成されている。
As a power conversion device that performs power conversion between direct current power and alternating current power, a device having a main circuit unit including a semiconductor module incorporating a semiconductor element and an electronic component such as a capacitor electrically connected to the semiconductor module. It is known (see
上記主回路部と制御回路基板とは、ケースに収納されている。ケースには、制御回路基板を外部制御装置に電気接続するための信号コネクタを設けてある。 The main circuit unit and the control circuit board are housed in a case. The case is provided with a signal connector for electrically connecting the control circuit board to the external control device.
また、上記ケース内には、上記直流電源に電気接続したヒューズが収納されている。ケースには、このヒューズを覆うヒューズカバーが取り付けられている。ヒューズに過電流が流れて溶断した場合には、ヒューズカバーを取り外して、ヒューズを交換するようになっている。 A fuse electrically connected to the DC power supply is housed in the case. A fuse cover that covers the fuse is attached to the case. When an overcurrent flows through the fuse and blows, the fuse cover is removed and the fuse is replaced.
また、電力変換装置には、ヒューズカバーが取り外されたときに、上記直流電源からの電力供給を停止するインターロック機構が設けられている。これにより、ヒューズの交換作業を行う際に、作業者がケース内の部品に触れて感電する事故を防止している。インターロック機構は、ヒューズカバーが取り外されたか否かを検出するためのインターロックコネクタと、該インターロックコネクタ及び上記制御回路基板を互いに接続するインターロック配線とを備える。インターロックコネクタは、上記主回路部に対して、上記制御回路基板の厚さ方向において、制御回路基板を設けた側とは反対側に設けられている(図14、図15参照)。 The power converter is provided with an interlock mechanism that stops power supply from the DC power supply when the fuse cover is removed. This prevents an accident in which an operator touches a part in the case and receives an electric shock when replacing the fuse. The interlock mechanism includes an interlock connector for detecting whether or not the fuse cover has been removed, and an interlock wiring for connecting the interlock connector and the control circuit board to each other. The interlock connector is provided on the opposite side of the main circuit portion from the side on which the control circuit board is provided in the thickness direction of the control circuit board (see FIGS. 14 and 15).
しかしながら、上記電力変換装置は、半導体モジュールと電子部品との配列方向における、全体の長さが長くなりやすいという問題があった。すなわち、上述したように、インターロックコネクタは、主回路部に対して、上記厚さ方向において制御回路基板を設けた側とは反対側に設けられている。つまり、制御回路基板とインターロックコネクタとは、互いに離れた位置に設けられ、これらの間に主回路部が存在している。そのため、制御回路基板とインターロックコネクタとを繋ぐ上記インターロック配線を、上記主回路部を迂回しつつ引き回すための隙間(以下、配線挿通隙間とも記す)を、ケース内に形成する必要がある。上記電力変換装置では、上記配列方向において主回路部に隣り合う位置に、上記配線挿通隙間を形成してある。また、上記配列方向において配線挿通隙間に隣り合う位置に、上記信号コネクタを設けてある(図14参照)。そのため、信号コネクタと配線挿通隙間と主回路部とが上記配列方向に並ぶことになり、配列方向における電力変換装置の長さが長くなりやすい。 However, the power conversion device has a problem that the entire length in the arrangement direction of the semiconductor module and the electronic component tends to be long. That is, as described above, the interlock connector is provided on the opposite side of the main circuit portion from the side on which the control circuit board is provided in the thickness direction. That is, the control circuit board and the interlock connector are provided at positions separated from each other, and the main circuit portion exists between them. Therefore, it is necessary to form a gap (hereinafter also referred to as a wiring insertion gap) in the case for routing the interlock wiring connecting the control circuit board and the interlock connector while bypassing the main circuit portion. In the power converter, the wiring insertion gap is formed at a position adjacent to the main circuit portion in the arrangement direction. Further, the signal connector is provided at a position adjacent to the wiring insertion gap in the arrangement direction (see FIG. 14). Therefore, the signal connector, the wiring insertion gap, and the main circuit portion are arranged in the arrangement direction, and the length of the power conversion device in the arrangement direction tends to be long.
本発明は、かかる背景に鑑みてなされたもので、制御回路基板とインターロックコネクタとを接続することを可能にしつつ、半導体モジュールと電子部品との配列方向における長さを短くすることができる電力変換装置を提供しようとするものである。 The present invention has been made in view of such a background, and allows the control circuit board and the interlock connector to be connected while reducing the length in the arrangement direction of the semiconductor module and the electronic component. A conversion device is to be provided.
本発明の一態様は、半導体素子を内蔵した半導体モジュールと、該半導体モジュールに接続した電子部品とからなる主回路部と、
上記半導体モジュールに接続し該半導体モジュールのスイッチング動作を制御する制御回路基板と、
上記主回路部と上記制御回路基板とを収納するケースと、
該ケースに設けられ、該ケース外に配された外部制御装置に接続する信号コネクタと、
上記ケース内に設けられ、上記信号コネクタと上記制御回路基板とを繋ぐ信号配線と、
上記ケース内に設けられ、上記主回路部に電力を供給する直流電源に接続されるヒューズとを備え、
上記ケースは、上記主回路部及び上記制御回路基板を収容するケース本体部と、上記主回路部に対して、上記制御回路基板の厚さ方向において該制御回路基板を設けた側とは反対側に配され、その内部に上記ヒューズを収納したヒューズ収納部と、該ヒューズ収納部の開口を塞ぐヒューズカバーとを有し、
上記ヒューズ収納部には、上記ヒューズカバーが上記ヒューズ収納部から取り外されたか否かを検出するためのインターロックコネクタが配され、該インターロックコネクタと上記制御回路基板とはインターロック配線によって接続されており、
上記信号コネクタは上記ヒューズ収納部に設けられ、
上記ヒューズは、上記ケース外に設けられた外部機器へ上記直流電源から電力を分岐して供給するために上記ケースに設けられた分岐コネクタと、上記直流電源との間に接続しており、
上記ケース本体部内には、上記半導体モジュールと上記電子部品との配列方向において上記主回路部に隣り合う位置に、上記信号配線および上記インターロック配線を挿通した配線挿通隙間が形成されていることを特徴とする電力変換装置にある。
One aspect of the present invention is a main circuit unit including a semiconductor module including a semiconductor element and an electronic component connected to the semiconductor module;
A control circuit board connected to the semiconductor module to control the switching operation of the semiconductor module;
A case for storing the main circuit unit and the control circuit board;
A signal connector provided on the case and connected to an external control device disposed outside the case;
A signal wiring provided in the case and connecting the signal connector and the control circuit board;
A fuse provided in the case and connected to a DC power source for supplying power to the main circuit unit;
The case includes a case main body portion that houses the main circuit portion and the control circuit board, and a side opposite to the side on which the control circuit board is provided in the thickness direction of the control circuit board with respect to the main circuit portion. A fuse housing part that houses the fuse therein, and a fuse cover that closes the opening of the fuse housing part,
The fuse housing part is provided with an interlock connector for detecting whether the fuse cover is removed from the fuse housing part, and the interlock connector and the control circuit board are connected by an interlock wiring. And
The signal connector is provided in the fuse housing part,
The fuse is connected between the DC power supply and a branch connector provided in the case for branching and supplying power from the DC power supply to an external device provided outside the case,
In the case main body, a wiring insertion gap is formed through the signal wiring and the interlock wiring at a position adjacent to the main circuit portion in the arrangement direction of the semiconductor module and the electronic component. The power converter is a feature.
上記電力変換装置のケースは、上記主回路部および制御回路基板を収納するケース本体部と、上記ヒューズを収納するヒューズ収納部とを備える。ヒューズ収納部は、主回路部に対して、上記厚さ方向において制御回路基板を設けた側とは反対側に設けられている。このヒューズ収納部に、上記信号コネクタを形成してある。
そのため、信号コネクタと上記配線挿通隙間と主回路部とが、上記配列方向に並ばなくなる。そのため、電力変換装置全体の配列方向長さが特に長くなることを抑制できる。
The case of the power converter includes a case main body that stores the main circuit unit and the control circuit board, and a fuse storage unit that stores the fuse. The fuse housing portion is provided on the opposite side of the main circuit portion from the side on which the control circuit board is provided in the thickness direction. The signal connector is formed in the fuse housing portion.
For this reason, the signal connector, the wiring insertion gap, and the main circuit portion do not line up in the arrangement direction. Therefore, it can suppress that the array direction length of the whole power converter device becomes especially long.
また、上記電力変換装置においては、ヒューズ収納部に、上記インターロックコネクタを収納してある。そのため、インターロックコネクタと制御回路基板とが、上記厚さ方向において互いに離れた位置に配され、かつ、これらの間に上記主回路部が存在することになる。しかしながら、上記電力変換装置では、ケース内に上記配線挿通隙間を形成してあるため、上記インターロック配線をこの配線挿通隙間に挿通して、インターロックコネクタと制御回路基板とを互いに接続することができる。 Moreover, in the said power converter device, the said interlock connector is accommodated in the fuse accommodating part. Therefore, the interlock connector and the control circuit board are arranged at positions separated from each other in the thickness direction, and the main circuit portion exists between them. However, in the power conversion device, since the wiring insertion gap is formed in the case, it is possible to connect the interlock connector and the control circuit board to each other by inserting the interlock wiring into the wiring insertion gap. it can.
また、ケース内に配線挿通隙間を形成すれば、この配線挿通隙間に上記信号配線を挿通して、信号コネクタと制御回路基板とを互いに接続することができる。そのため、信号コネクタを制御回路基板から遠い位置、すなわちヒューズ収納部に設けたとしても、これら信号コネクタと制御回路基板とを接続することができる。 Further, if a wiring insertion gap is formed in the case, the signal connector and the control circuit board can be connected to each other by inserting the signal wiring into the wiring insertion gap. Therefore, even if the signal connector is provided at a position far from the control circuit board, that is, in the fuse housing portion, the signal connector and the control circuit board can be connected.
以上のごとく、本発明によれば、制御回路基板とインターロックコネクタとを接続することを可能にしつつ、半導体モジュールと電子部品との配列方向における長さを短くすることができる電力変換装置を提供することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to provide a power conversion device capable of shortening the length in the arrangement direction of the semiconductor module and the electronic component while allowing the control circuit board and the interlock connector to be connected. can do.
上記電力変換装置は、電気自動車やハイブリッド車等の車両に搭載するための、車載用電力変換装置とすることができる。 The power conversion device can be a vehicle-mounted power conversion device to be mounted on a vehicle such as an electric vehicle or a hybrid vehicle.
(実施例1)
上記電力変換装置に係る実施例について、図1〜図8を用いて説明する。図1に示すごとく、本例の電力変換装置1は、主回路部11と、制御回路基板3と、ケース4と、信号コネクタ5と、信号配線51と、ヒューズ6とを備える。主回路部11は、半導体素子20(図5参照)を内蔵した半導体モジュール2と、半導体モジュール2に接続した電子部品10とからなる。本例の電子部品10は、平滑用のコンデンサCである。制御回路基板3は、半導体モジュール2に接続しており、該半導体モジュール2のスイッチング動作を制御している。ヒューズ6は、主回路部11に電力を供給する直流電源8(図5参照)に接続している。
Example 1
The Example which concerns on the said power converter device is described using FIGS. As shown in FIG. 1, the
主回路部11と制御回路基板3とは、ケース4に収納されている。ケース4には、上記信号コネクタ5が設けられている。信号コネクタ5は、ケース4外に配された外部制御装置12(図7参照)に接続している。上記信号配線51は、ケース4内に配され、信号コネクタ5と制御回路基板3とを接続している。
The
図1に示すごとく、ケース4は、ケース本体部41と、ヒューズ収納部42と、ヒューズカバー43とを有する。主回路部11と制御回路基板3とは、ケース本体部41に収容されている。ヒューズ収納部42は、主回路部11に対して、制御回路基板3の厚さ方向(Z方向)において制御回路基板3を設けた側とは反対側に配されている。ヒューズ収納部42には、上記ヒューズ6が収納されている。ヒューズカバー43は、ヒューズ収納部42の開口420を塞いでいる。
As shown in FIG. 1, the
ヒューズ収納部42には、ヒューズカバー43がヒューズ収納部42から取り外されたか否かを検出するためのインターロックコネクタ7が配されている。インターロックコネクタ7と制御回路基板3とはインターロック配線71によって接続されている。
An
信号コネクタ5は、ヒューズ収納部42に設けられている。
ケース本体部41内には、半導体モジュール2と電子部品10との配列方向(X方向)において主回路部11に隣り合う位置に、信号配線51およびインターロック配線71を挿通した配線挿通隙間Gが形成されている。
The
In the case
本例の電力変換装置1は、電気自動車やハイブリッド車等の車両に搭載するための、車載用電力変換装置である。
The
図1に示すごとく、本例の電力変換装置1は、複数の半導体モジュール2を備える。図5に示すごとく、これら複数の半導体モジュール2によって、インバータ回路200を形成してある。電力変換装置1は、制御回路基板3を用いて、半導体モジュール2内の半導体素子20(IGBT素子)をスイッチング動作させることにより、直流電源8から供給される直流電力を交流電力に変換するよう構成されている。そして、得られた交流電力を用いて三相交流モータ81を駆動し、上記車両を走行させている。
As shown in FIG. 1, the
本例の電力変換装置1は、上記コンデンサCを用いて、半導体モジュール2に加わる直流電圧を平滑化するよう構成されている。コンデンサCには、放電抵抗Rが並列接続している。コンデンサCと放電抵抗Rとの間には、スイッチが設けられていない。コンデンサCに電荷が蓄えられている間は、常に、この電荷を放電抵抗Rに流し続け、放電するようになっている。これにより、何らかの理由によりリレー82,83がオフになった場合に、コンデンサCの電荷を短時間で放電し、感電事故等が起きることを防止している。
The
また、電力変換装置1には、直流電源8から供給される直流電流Iの一部を分岐して、ケース4外に配された外部機器14に供給する電流分岐経路15が形成されている。この電流分岐経路15上に、ヒューズ6が設けられている。外部機器14は、車載用の電動エアコンである。外部機器14に過電流が流れると、ヒューズ6が溶断する。これにより、外部機器14を過電流から保護している。
Further, the
図3に示すごとく、本例の電力変換装置1は、上記直流電源8に接続される入力端子84(84p,84n)と、三相交流モータ81に接続される出力端子85とを備える。これら入力端子84及び出力端子85は、端子台17上に載置されている。入力端子84はコンデンサCに接続している。また、入力端子84には、上記電流分岐経路15を構成する分岐配線151,152が接続している。分岐配線151,152は、図1に示すごとく、ケース4のヒューズ収納部42内に配されている。
As shown in FIG. 3, the
また、ヒューズ収納部42には、外部ケーブル13に接続される分岐コネクタ72が設けられている。本例では、分岐コネクタ72、外部ケーブル13、分岐配線151〜153、ヒューズ6によって、上記電流分岐経路15を構成してある。
The
図1に示すごとく、ヒューズ収納部42には、樹脂製の載置台61が配されている。この載置台61にヒューズ6を載置し、固定してある。
As shown in FIG. 1, a resin mounting table 61 is disposed in the
上述したように、外部機器14に過電流が流れると、ヒューズ6が溶断する。そのため、ヒューズカバー43を取り外して、ヒューズ6を交換する作業が行われる。図4に示すごとく、ヒューズカバー43を取り外すと、ヒューズ6が露出する。このヒューズ6を固定するボルト69を緩めて、ヒューズ6を交換することになる。この際、作業者がボルト69等に触れても感電しないように、電力変換装置1には、ヒューズカバー43が取り外されたときにリレー82,83をオフにするインターロック機構70(図7参照)が設けられている。
As described above, when an overcurrent flows through the
図7に示すごとく、本例のインターロック機構70は、外部制御装置12と、制御ケーブル52と、信号コネクタ5と、信号配線51と、制御回路基板3と、インターロック配線71と、インターロックコネクタ7と、コネクタ接続部431とから構成されている。
As shown in FIG. 7, the
コネクタ接続部431は、ヒューズカバー43(図1参照)に設けられている。ヒューズカバー43をヒューズ収納部42に取り付けた状態では、コネクタ接続部431はインターロックコネクタ7に接続する。また、図6に示すごとく、ヒューズカバー43を取り外すと、コネクタ接続部431とインターロックコネクタ7とが非接続になる。
The
図7に示すごとく、制御ケーブル52と、信号コネクタ5と、信号配線51と、制御回路基板3と、インターロック配線71と、インターロックコネクタ7とは、それぞれ2本の導線19(19a〜19f)を備える。これらの導線19a〜19fは互いに接続している。制御回路基板3には、導線19d上に電気抵抗rを設けてある。外部制御装置12は、2本の導線19間の抵抗値を測定している。
As shown in FIG. 7, the
ヒューズカバー43をヒューズ収納部42に取り付けた状態では、コネクタ接続部431内の導体部432が、インターロックコネクタ7の導線19fに接続する。そのため、2本の導線19fがショートし、外部制御装置12によって測定される、導線19間の抵抗値は、上記電気抵抗rの抵抗値と略等しくなる。この場合は、外部制御装置12は、ヒューズカバー43がヒューズ収納部42に取り付けられていると判断する。
In a state where the
また、ヒューズカバー43を取り外すと、上記導体部432が、インターロックコネクタ7の導線19fから離隔する(図6参照)。そのため、2本の導線19fがオープンになり、外部制御装置12によって測定される、導線19間の抵抗値は、電気抵抗rの抵抗値よりも遥かに大きくなる。この場合は、外部制御装置12は、ヒューズカバー43がヒューズ収納部42から取り外されたと判断し、リレー82,83(図5参照)をオフにする。この際、コンデンサCに電荷が蓄えられているが、この電荷は、上記放電抵抗Rを流れるため、コンデンサCは短時間で放電される。そのため、作業者がヒューズ収納部42(図4参照)内の部品に触れたとしても、感電しなくなる。
Further, when the
一方、図1に示すごとく、ヒューズ収納部42には、上記信号コネクタ5が設けられている。信号コネクタ5は、上記制御ケーブル52を介して、外部制御装置12に接続している。信号コネクタ5と制御回路基板3とは、上記信号配線51によって接続されている。信号配線51内には、インターロック機構70用の導線19c(図7参照)以外にも、制御回路基板3と低圧電源(図示しない)とを繋ぐ電力線や、三相交流モータ81に設けられた回転角センサ(図示しない)に接続した通信線等が含まれる。
On the other hand, as shown in FIG. 1, the
図1に示すごとく、ケース本体部41には、配線挿通隙間Gが形成されている。配線挿通隙間Gは、X方向において、ケース本体部41の壁部419と、電子部品10(コンデンサC)との間に形成されている。この配線挿通隙間G内を、インターロック配線71と信号配線51とが通っている。
As shown in FIG. 1, a wiring insertion gap G is formed in the case
また、図2に示すごとく、本例の半導体モジュール2は、半導体素子20(図5参照)を内蔵した本体部21と、該本体部21から突出したパワー端子22と、制御端子23とを備える。パワー端子22には、コンデンサCに接続する直流端子22p,22nと、三相交流モータ81に接続される交流端子22cとがある。制御端子23は、制御回路基板3に接続している。この制御回路基板3によって、半導体素子20をスイッチング動作させることにより、直流端子22p,22nから供給される直流電力を交流電力に変換し、交流端子22cから出力するよう構成されている。
As shown in FIG. 2, the
図3に示すごとく、本例では、複数の半導体モジュール2と複数の冷却管44とを積層して積層体29を構成してある。複数の冷却管44は、連結管49(図2参照)によって連結されている。複数の冷却管44のうち、X方向における一端に位置する端部冷却管44aには、冷媒16を導入するための導入管47と、冷媒16を導出するための導出管48とが取り付けられている。導入管47から冷媒16を導入すると、冷媒16は上記連結管49を通って全ての冷却管44内を流れ、導出管48から導出する。これにより、半導体モジュール2を冷却するよう構成されている。
As shown in FIG. 3, in this example, a
また、積層体29とコンデンサCとの間には、加圧部材45(板ばね)を設けてある。この加圧部材45によって、積層体29をX方向に加圧し、ケース4の壁部418に押し当てている。これにより、半導体モジュール2と冷却管44との接触圧を確保しつつ、積層体29をケース4内に固定している。
Further, a pressure member 45 (plate spring) is provided between the laminate 29 and the capacitor C. With this pressing
図6に示すごとく、コンデンサCは、コンデンサ収納壁105と、該コンデンサ収納壁105内に配されたコンデンサ素子101と、該コンデンサ素子101を封止する封止部材102と、コンデンサ素子101に接続した金属板103,104とを備える。コンデンサ収納壁105は、ケース4と一体に形成されている。金属板103,104の一部はZ方向に延出し、封止部材102から突出している。金属板103,104は、上記直流端子22p,22n(図2参照)に接続するための直流バスバー106と一体的に形成されている。
As shown in FIG. 6, the capacitor C is connected to the
一方、図6に示すごとく、ケース本体部41は、Z方向におけるヒューズ収納部42側に配された第1部分411と、該第1部分411よりもZ方向においてヒューズ収納部42から遠い位置に配された第2部分412とからなる。第1部分411にはケース開口部417が形成されている。ケース開口部417は、電力変換装置1を製造する際に制御回路基板3を第1部分411内に収納するために形成されている。このケース開口部417を、第2部分412によって塞いである。
On the other hand, as shown in FIG. 6, the
図8に示すごとく、ケース本体部41は、上記コンデンサ収納壁105の他に、複数の補強壁46を備える。この補強壁46によって、ケース本体部41の剛性を高めている。これにより、加圧部材45(図3参照)の加圧力が加わってもケース本体部41が変形しないようにしてある。
As shown in FIG. 8, the
また、ケース本体部41の壁部のうち、上記導入管47及び導出管48を取り付けた壁部418は、内側壁部418aと外側壁部418bとを備える二重構造になっている。内側壁部418aには、X方向に貫通した貫通孔490が形成されている。この貫通孔490を、外側壁部418bによって塞いでいる。
Of the wall portions of the case
図2に示すごとく、X方向とZ方向との双方に直交する幅方向(Y方向)における、2枚の補強板46の間隔Dは、冷却管44のY方向長さよりも短い。そのため、電力変換装置1を製造する際に、冷却管44を、2枚の補強板46の隙間gからケース本体部41内に入れることはできない。したがって本例では、上記内側壁部418a(図8参照)に形成した貫通孔490から、冷却管44をケース本体部41内に入れるようにしてある。
As shown in FIG. 2, the distance D between the two reinforcing
また、図3に示すごとく、ケース本体部41内には、上記配線挿通隙間Gが形成されている。そして、電子部品10(コンデンサC)に対してY方向に隣り合う位置には、端子台収容空間S1が形成されている。この端子台収容空間S1には、上記端子台17が配される。そのため、仮に、配線挿通隙間Gを形成せず、インターロック配線71と信号配線51とを、端子台収容空間S1に挿通させようとしても、端子台17が邪魔になって、挿通できないようになっている。
As shown in FIG. 3, the wiring insertion gap G is formed in the case
本例の作用効果について説明する。図1に示すごとく、本例のケース4は、主回路部11および制御回路基板3を収納するケース本体部41と、ヒューズ6を収納するヒューズ収納部42とを備える。ヒューズ収納部42は、主回路部11に対して、Z方向において制御回路基板3を設けた側とは反対側に設けられている。このヒューズ収納部42に、信号コネクタ5を形成してある。
そのため、信号コネクタ5と配線挿通隙間Gと主回路部11とが、X方向に並ばなくなる。そのため、電力変換装置1全体のX方向長さが特に長くなることを抑制できる。
The effect of this example will be described. As shown in FIG. 1, the
Therefore, the
また、本例では図1に示すごとく、ヒューズ収納部42に、インターロックコネクタ7を収納してある。そのため、インターロックコネクタ7と制御回路基板3とが、Z方向において互いに離れた位置に配され、かつ、これらの間に主回路部11が存在することになる。しかしながら、本例では、ケース4内に配線挿通隙間Gを形成してあるため、インターロック配線71をこの配線挿通隙間Gに挿通して、インターロックコネクタ7と制御回路基板3とを互いに接続することができる。
Further, in this example, as shown in FIG. 1, the
また、ケース4内に配線挿通隙間Gを形成すれば、この配線挿通隙間Gに信号配線51を挿通して、信号コネクタ5と制御回路基板3とを互いに接続することができる。そのため、信号コネクタ5を制御回路基板3から遠い位置、すなわちヒューズ収納部42に設けたとしても、これら信号コネクタ5と制御回路基板3とを互いに接続することができる。
If the wiring insertion gap G is formed in the
図14に示すごとく、仮に、信号コネクタ95をケース本体部41に形成し、かつインターロック配線971を通す配線挿通隙間Gを形成したとすると、信号コネクタ95と配線挿通隙間Gと主回路部11とがX方向に配され、電力変換装置91のX方向長さL’が、本例の電力変換装置1のX方向長さL(図1参照)よりも長くなってしまう。また、仮に、図15に示すごとく、信号コネクタ95をケース本体部41に形成し、かつ配線挿通隙間Gを形成しなかったとすると、電力変換装置91のX方向長さLは短くできるが、インターロック配線971を配線挿通隙間Gに通すことができないため、制御回路基板93とインターロックコネクタ97とを接続できなくなる。
As shown in FIG. 14, if the
これに対して、図1に示すごとく、本例のように、信号コネクタ5をヒューズ収納部42に形成し、かつ配線挿通隙間GをX方向において主回路部11に隣り合う位置に形成すれば、図14の構造と比べて、電力変換装置1全体のX方向長さLを短くすることができる。また、配線挿通隙間Gを形成してあるため、インターロック配線71を配線挿通隙間Gに通して、制御回路基板3とインターロックコネクタ7とを互いに接続することができる。
On the other hand, as shown in FIG. 1, if the
以上のごとく、本例によれば、制御回路基板とインターロックコネクタとを接続することを可能にしつつ、半導体モジュールと電子部品との配列方向における長さを短くすることができる電力変換装置を提供することができる。 As described above, according to this example, it is possible to provide a power conversion device capable of shortening the length in the arrangement direction of the semiconductor module and the electronic component while allowing the control circuit board and the interlock connector to be connected. can do.
なお、本例では、電子部品10としてコンデンサCを用いているが、本発明はこれに限るものではなく、電子部品10として例えば昇圧用のリアクトルを用いてもよい。
In this example, the capacitor C is used as the
(実施例2)
以下の実施例においては、図面に用いた符号のうち実施例1において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、実施例1と同様の構成要素等を表す。
(Example 2)
In the following embodiments, the same reference numerals used in the drawings among the reference numerals used in the drawings represent the same constituent elements as those in the first embodiment unless otherwise specified.
本例は、インターロック機構70の回路構成を変更した例である。図9に示すごとく、本例では、実施例1と同様に、ヒューズ収納部42に、外部ケーブル13に接続される分岐コネクタ72を設けてある。また、本例は実施例1と同様に、直流電源8(図5参照)から主回路部10に供給される直流電流の一部を分岐し、分岐コネクタ72および外部ケーブル13を介して外部機器14へ供給するよう構成されている。
In this example, the circuit configuration of the
上記分岐コネクタ72には、外部ケーブル13が取り外されたか否かを検出するための分岐用インターロックコネクタ73が設けられている。電力変換装置1は、分岐用インターロックコネクタ73と制御回路基板3とを繋ぐ分岐用インターロック配線74を備える。該分岐用インターロック配線74は、上記配線挿通隙間Gに挿通されている。
The
本例では、図10に示すごとく、外部ケーブル13が取り外されたときに、リレー82,83(図5参照)をオフし、直流電源8からの電力供給を停止するよう構成されている。これにより、作業者が分岐コネクタ72に触れて感電することを防止している。
In this example, as shown in FIG. 10, when the
図11に示すごとく、本例のインターロック機構70は、実施例1と同様に、制御ケーブル52、信号コネクタ5、信号配線51、制御回路基板3、インターロック配線71、インターロックコネクタ7を備える。これらは、それぞれ導線19(19a〜19f)を内蔵している。また、本例のインターロック機構70は、上記分岐用インターロック配線74と、分岐用インターロックコネクタ73とを備える。これらも、導線19(19g,19h)を内蔵している。
As shown in FIG. 11, the
外部ケーブル13を分岐用インターロックコネクタ73に取り付けると、分岐用インターロックコネクタ73内の導線19hと、外部ケーブル13内の導体部131とが接続する。この場合は、2本の導線19hがショートするため、外部制御装置12によって検出される、導線19間の抵抗値は、電気抵抗rの抵抗値と略等しくなる。このときには、外部制御装置12は、外部ケーブル13が分岐用インターロックコネクタ73に取り付けられていると判断する。
When the
また、ヒューズカバー43又は外部ケーブル13が取り外されると、インターロックコネクタ7内の導線19f、又は分岐用インターロックコネクタ73内の導線19hがオープンになる。そのため、外部制御装置12によって検出される、導線19間の抵抗値は、上記電気抵抗rの抵抗値よりも遥かに大きくなる。このときには、外部制御装置12は、外部ケーブル13又はヒューズカバー43が取り外されたと判断し、リレー82,83(図5参照)をオフにする。
When the
本例の作用効果について説明する。図9に示すごとく、本例では、分岐用インターロック配線74を、配線挿通隙間Gに挿通してある。そのため、配線挿通隙間Gを、信号配線51、及びインターロック配線71だけでなく、分岐用インターロック配線74を挿通させるために用いることができ、配線挿通隙間Gを有効活用することができる。
その他、実施例1と同様の構成および作用効果を有する。
The effect of this example will be described. As shown in FIG. 9, in this example, the
In addition, it has the same configuration and operational effects as the first embodiment.
(実施例3)
本例は、インターロック機構70の回路構成を変更した例である。図12、図13に示すごとく、本例では、インターロック配線71と分岐用インターロック配線74とを連結して、一本の連結配線79としてある。この連結配線79を、配線挿通隙間Gに挿通してある。また、図13に示すごとく、連結配線79の途中から導線19eを引き出して、インターロックコネクタ7に接続してある。
(Example 3)
In this example, the circuit configuration of the
ヒューズカバー43又は外部ケーブル13が取り外されると、インターロックコネクタ7内の導線19f、又は分岐用インターロックコネクタ73内の導線19hがオープンになる。そのため、外部制御装置12によって検出される、導線19間の抵抗値は、電気抵抗rの抵抗値よりも大きくなる。そのため実施例2と同様に、この場合には、外部制御装置12は、ヒューズカバー43又は外部ケーブル13が取り外されたと判断し、リレー82,83(図5参照)をオフにする。
When the
本例の作用効果について説明する。本例では、インターロック配線71と分岐用インターロック配線74とを連結して、一本の連結配線79としてある。そのため、インターロック機構70に用いられる配線の本数を少なくすることができる。したがって、電力変換装置1の製造コストを低減することができる。
その他、実施例1と同様の構成および作用効果を備える。
The effect of this example will be described. In this example, the
In addition, the configuration and operational effects similar to those of the first embodiment are provided.
1 電力変換装置
10 電子部品
11 主回路部
2 半導体モジュール
3 制御回路基板
4 ケース
41 ケース本体部
42 ヒューズ収納部
43 ヒューズカバー
5 信号コネクタ
51 信号配線
6 ヒューズ
7 インターロックコネクタ
71 インターロック配線
8 直流電源
G 配線挿通隙間
DESCRIPTION OF
Claims (2)
上記半導体モジュール(2)に接続し該半導体モジュール(2)のスイッチング動作を制御する制御回路基板(3)と、
上記主回路部(11)と上記制御回路基板(3)とを収納するケース(4)と、
該ケース(4)に設けられ、該ケース(4)外に配された外部制御装置(12)に接続する信号コネクタ(5)と、
上記ケース(4)内に設けられ、上記信号コネクタ(5)と上記制御回路基板(3)とを繋ぐ信号配線(51)と、
上記ケース(4)内に設けられ、上記主回路部(11)に電力を供給する直流電源(8)に接続されるヒューズ(6)とを備え、
上記ケース(4)は、上記主回路部(11)及び上記制御回路基板(3)を収容するケース本体部(41)と、上記主回路部(11)に対して、上記制御回路基板(3)の厚さ方向において該制御回路基板(3)を設けた側とは反対側に配され、その内部に上記ヒューズ(6)を収納したヒューズ収納部(42)と、該ヒューズ収納部(42)の開口(420)を塞ぐヒューズカバー(43)とを有し、
上記ヒューズ収納部(42)には、上記ヒューズカバー(43)が上記ヒューズ収納部(42)から取り外されたか否かを検出するためのインターロックコネクタ(7)が配され、該インターロックコネクタ(7)と上記制御回路基板(3)とはインターロック配線(71)によって接続されており、
上記信号コネクタ(5)は上記ヒューズ収納部(42)に設けられ、
上記ヒューズ(6)は、上記ケース(4)外に設けられた外部機器(14)へ上記直流電源(8)から電力を分岐して供給するために上記ケース(4)に設けられた分岐コネクタ(72)と、上記直流電源(8)との間に接続しており、
上記ケース本体部(41)内には、上記半導体モジュール(2)と上記電子部品(10)との配列方向において上記主回路部(11)に隣り合う位置に、上記信号配線(51)および上記インターロック配線(71)を挿通した配線挿通隙間(G)が形成されていることを特徴とする電力変換装置(1)。 A main circuit section (11) comprising a semiconductor module (2) containing a semiconductor element (20) and an electronic component (10) connected to the semiconductor module (2);
A control circuit board (3) connected to the semiconductor module (2) to control the switching operation of the semiconductor module (2);
A case (4) for housing the main circuit portion (11) and the control circuit board (3);
A signal connector (5) provided in the case (4) and connected to an external control device (12) disposed outside the case (4);
A signal wiring (51) provided in the case (4) and connecting the signal connector (5) and the control circuit board (3);
A fuse (6) provided in the case (4) and connected to a DC power supply (8) for supplying power to the main circuit section (11),
The case (4) has a case main body (41) for housing the main circuit (11) and the control circuit board (3), and the control circuit board (3) with respect to the main circuit (11). ) In the thickness direction on the side opposite to the side where the control circuit board (3) is provided, and a fuse housing portion (42) housing the fuse (6) therein, and the fuse housing portion (42) A fuse cover (43) for closing the opening (420) of
The fuse housing part (42) is provided with an interlock connector (7) for detecting whether or not the fuse cover (43) has been removed from the fuse housing part (42). 7) and the control circuit board (3) are connected by an interlock wiring (71),
The signal connector (5) is provided in the fuse housing (42),
The fuse (6) includes a branch connector provided in the case (4) for branching and supplying power from the DC power supply (8) to an external device (14) provided outside the case (4). (72) and the DC power source (8),
In the case main body portion (41), the signal wiring (51) and the above-described signal are disposed at positions adjacent to the main circuit portion (11) in the arrangement direction of the semiconductor module (2) and the electronic component (10). A power converter (1), wherein a wiring insertion gap (G) is formed through the interlock wiring (71).
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