JP6479644B2

JP6479644B2 - Power converter

Info

Publication number: JP6479644B2
Application number: JP2015243075A
Authority: JP
Inventors: 篠原　秀一; 秀一篠原; 賢市郎中嶋; 雄太沼倉; 旭石井
Original assignee: Hitachi Automotive Systems Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2015-12-14
Filing date: 2015-12-14
Publication date: 2019-03-06
Anticipated expiration: 2035-12-14
Also published as: JP2017112656A

Description

本発明は、電力変換装置に関する。 The present invention relates to a power conversion device.

ハイブリッド自動車や電気自動車等の車両駆動用の電力変換装置は、インバータ回路の上・下アーム直列回路を内蔵する、例えば、３相分のパワー半導体モジュールを有する。パワー半導体モジュールの電源用端子は電源用基板に接続され、信号端子は制御回路基板に接続される。電源用基板および制御回路基板には、各端子を挿通するスルーホールが形成され、パワー半導体モジュールの各端子は、開口に挿通された状態ではんだ付けや溶接により接合される。 A power conversion device for driving a vehicle such as a hybrid vehicle or an electric vehicle includes, for example, a power semiconductor module for three phases that incorporates an upper / lower arm series circuit of an inverter circuit. The power semiconductor module has a power supply terminal connected to the power supply board and a signal terminal connected to the control circuit board. The power supply board and the control circuit board are formed with through holes through which the respective terminals are inserted, and the respective terminals of the power semiconductor module are joined by soldering or welding while being inserted into the openings.

パワー半導体モジュールの信号端子を制御回路基板のスルーホールに挿通する構造では、信号端子と制御回路基板のスルーホールとの位置ずれが生じる。このため、信号端子挿入を自動化することが困難となる。
これに対応するために、制御回路基板に接続される複数の信号中継端子がインサートされたモジュール押え部材を形成し、パワー半導体モジュールと制御回路基板との間に配置したインバータ装置が知られている。この構造では、パワー半導体モジュールの一面上に配列された複数の信号端子を該パワー半導体モジュールの一側面から側方に突出し、モジュール押え部材の各信号中継端子の一端を、該モジュール押え部材の側方から突出させ、信号端子側に向けて屈曲する。そして、各信号中継端子の一端と各信号端子とをはんだ付けする（例えば、特許文献１の図５参照）。 In the structure in which the signal terminal of the power semiconductor module is inserted into the through hole of the control circuit board, the signal terminal and the through hole of the control circuit board are misaligned. For this reason, it becomes difficult to automate signal terminal insertion.
In order to cope with this, an inverter device is known in which a module pressing member in which a plurality of signal relay terminals connected to a control circuit board are inserted is formed and disposed between the power semiconductor module and the control circuit board. . In this structure, a plurality of signal terminals arranged on one surface of the power semiconductor module protrude sideways from one side surface of the power semiconductor module, and one end of each signal relay terminal of the module pressing member is connected to the side of the module pressing member. Project from the side and bend toward the signal terminal side. And one end of each signal relay terminal and each signal terminal are soldered (for example, refer to Drawing 5 of patent documents 1).

特開２００２−３２０３９２号公報JP 2002-320392 A

上記特許文献１に記載された構造では、パワー半導体モジュールの複数の信号端子は、該パワー半導体モジュールの一側面上に、空間を介して配列される。換言すれば、信号端子間には空気のみが介在する。このため、信号端子間の空間距離は小さい。パワー半導体モジュールでは、入出力端子には強電が印加されるため、この構造を、電源用端子等の入出力端子に適用すると、絶縁性が確保することができず、短絡する可能性がある。このため、入出力端子間を小さくすることができず、電力変換装置の小型化を図ることができない。 In the structure described in Patent Document 1, the plurality of signal terminals of the power semiconductor module are arranged on one side surface of the power semiconductor module via a space. In other words, only air is interposed between the signal terminals. For this reason, the spatial distance between the signal terminals is small. In the power semiconductor module, since strong electric power is applied to the input / output terminals, if this structure is applied to the input / output terminals such as the power supply terminals, insulation cannot be ensured, and there is a possibility of short-circuiting. For this reason, the space between the input and output terminals cannot be reduced, and the power converter cannot be reduced in size.

本発明の一態様によると、電力変換装置は、一面上に配列された複数の入出力端子を有するパワー半導体モジュールと、前記入出力端子間に配置される絶縁性部材で形成された仕切り部を有する端子カバーと、前記パワー半導体モジュールを制御する回路基板と、前記回路基板を支持する基板支持部材と、を備え、前記端子カバーは、前記基板支持部材に一体的に設けられている。 According to one aspect of the present invention, a power converter includes: a power semiconductor module having a plurality of input / output terminals arranged on one surface; and a partition formed by an insulating member disposed between the input / output terminals. A terminal cover having a circuit board for controlling the power semiconductor module; and a board support member for supporting the circuit board. The terminal cover is provided integrally with the board support member.

本発明によれば、入出力端子間の間隔を小さくして小型化を図ることができる。 According to the present invention, it is possible to reduce the size by reducing the interval between the input and output terminals.

本発明の電力変換装置の一実施の形態を示し、カバーを外した状態の外観斜視図。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The external appearance perspective view of the state which showed one Embodiment of the power converter device of this invention, and removed the cover. 図１に図示された電力変換装置の筐体内部に収容された部品の分解斜視図。The disassembled perspective view of the components accommodated in the housing | casing of the power converter device shown in FIG. （Ａ）は、図１に図示されたパワー半導体モジュールの端子部周辺の拡大図、（Ｂ）は、パワー半導体モジュールに内蔵された回路の一例を示す回路図。(A) is an enlarged view of the periphery of the terminal portion of the power semiconductor module shown in FIG. 1, and (B) is a circuit diagram showing an example of a circuit built in the power semiconductor module. 図１のＩＶ−ＩＶ線断面の一部。Part of the IV-IV line cross section of FIG. 図２に図示された端子カバーの拡大図。FIG. 3 is an enlarged view of a terminal cover illustrated in FIG. 2. （Ａ）は、図５に図示された端子カバーの正面図、（Ｂ）は（Ａ）のＶＩB−ＶＩB線断面図。(A) is a front view of the terminal cover illustrated in FIG. 5, (B) is a cross-sectional view taken along the line VIB-VIB of (A). 図６（Ｂ）の領域ＶＩＩの拡大図。The enlarged view of the area | region VII of FIG. 6 (B). （Ａ）は、図５に図示された端子カバーのインサート品である金属板の斜視図、（Ｂ）は、（Ａ）に図示された金属板がインサート成型された端子カバーの外観斜視図。5A is a perspective view of a metal plate that is an insert product of the terminal cover shown in FIG. 5, and FIG. 図４の領域ＩＸの拡大図。The enlarged view of the area | region IX of FIG. 本発明の第２の実施形態を示し、第１の実施形態の図４の一部に対応する断面図。Sectional drawing which shows the 2nd Embodiment of this invention and respond | corresponds to a part of FIG. 4 of 1st Embodiment. 本発明の変形例１を示し、基板支持部材の実装構造の側面図。The side view which shows the modification 1 of this invention, and the mounting structure of a board | substrate support member. 本発明の変形例２を示し、図４に対応する領域の実装構造を示す図。The figure which shows the modification 2 of this invention, and shows the mounting structure of the area | region corresponding to FIG.

−第１の実施形態−
図１は、本発明の電力変換装置の一実施の形態を示し、カバーを外した状態の外観斜視図であり、図２は、図１に図示された電力変換装置の筐体内部に収容された部品の分解斜視図である。
電力変換装置１０は、筐体本体１１とカバー１５とにより構成される筐体を備えている。筐体本体１１は、例えば、アルミニウム合金等の金属の鋳造により形成され、上部に開口部１１ａが形成されたボックス状の部材である。カバー１５は、筐体本体１１の開口部１１ａを封口する。筐体本体１１の側部には、流路形成体４０（図２参照）に連通する冷媒導入管１３が設けられている。図示はしないが、筐体本体１１の冷媒導入管１３の反対側の側部には、冷媒導出管が設けられている。また、筐体本体１１の側部には、交流ターミナル１２および不図示のＤＣターミナルが設けられている。筐体本体１１とカバー１５は、密封構造を構成する。 -First embodiment-
FIG. 1 shows an embodiment of the power conversion device of the present invention, and is an external perspective view with a cover removed, and FIG. 2 is housed inside the casing of the power conversion device shown in FIG. FIG.
The power conversion device 10 includes a housing configured by a housing body 11 and a cover 15. The housing body 11 is a box-shaped member that is formed, for example, by casting a metal such as an aluminum alloy and has an opening 11a formed in the upper part. The cover 15 seals the opening 11 a of the housing body 11. A refrigerant introduction pipe 13 communicating with the flow path forming body 40 (see FIG. 2) is provided on the side of the housing body 11. Although not shown, a refrigerant outlet pipe is provided on the side of the housing body 11 opposite to the refrigerant introduction pipe 13. An AC terminal 12 and a DC terminal (not shown) are provided on the side of the housing body 11. The housing body 11 and the cover 15 constitute a sealing structure.

筐体本体１１とカバー１５内には、図２に図示される、流路形成体４０、３つのパワー半導体モジュール３０、基板支持部材２５、制御用回路基板２０、ＡＣバスバー５１、ＤＣバスバーがインサート成型されたバスバーモールド５２、コンデンサモジュール５３、電流センサ５４等が収容されている。
流路形成体４０は、アルミニウム合金等の金属の鋳造等により形成される。流路形成体４０の一側面４１には、３つの開口部４２が設けられている。各開口部４２にはパワー半導体モジュール３０が挿通される。パワー半導体モジュール３０は、多数の放熱フィンが形成された本体部３１、フランジ部３２および端子部３３を有する。パワー半導体モジュール３０は、本体部３１が流路形成体４０の開口部４２から挿入され、流路形成体４０の内側に配置される。パワー半導体モジュール３０のフランジ部３２と流路形成体４０とは、シール部材３４（図４参照）により密封される。３つのパワー半導体モジュール３０は、例えば、ジェネレータを駆動するためのＵ相、Ｖ相、Ｗ相用の上下アーム回路を内蔵し、三相の交流電力を出力する。 In the housing body 11 and the cover 15, a flow path forming body 40, three power semiconductor modules 30, a substrate support member 25, a control circuit board 20, an AC bus bar 51, and a DC bus bar are inserted as shown in FIG. A molded bus bar mold 52, a capacitor module 53, a current sensor 54, and the like are accommodated.
The flow path forming body 40 is formed by casting a metal such as an aluminum alloy. Three openings 42 are provided on one side surface 41 of the flow path forming body 40. The power semiconductor module 30 is inserted through each opening 42. The power semiconductor module 30 includes a main body portion 31, a flange portion 32, and a terminal portion 33 in which a large number of heat radiation fins are formed. In the power semiconductor module 30, the main body 31 is inserted from the opening 42 of the flow path forming body 40 and is disposed inside the flow path forming body 40. The flange portion 32 and the flow path forming body 40 of the power semiconductor module 30 are sealed by a seal member 34 (see FIG. 4). The three power semiconductor modules 30 include, for example, U-phase, V-phase, and W-phase upper and lower arm circuits for driving the generator, and output three-phase AC power.

図示はしないが、流路形成体４０の内部には、各パワー半導体モジュール３０の本体部３１の周囲を流通する冷却流路が形成されている。冷却水などの冷媒は、冷媒導入管１３から流路形成体４０の内部に導入され、各パワー半導体モジュール３０を冷却し、冷媒導出管から導出される。 Although not shown, a cooling flow path that circulates around the main body 31 of each power semiconductor module 30 is formed inside the flow path forming body 40. A coolant such as cooling water is introduced into the flow path forming body 40 from the coolant introduction pipe 13, cools each power semiconductor module 30, and is led out from the coolant lead-out pipe.

ＡＣバスバー５１は、パワー半導体モジュール３０の交流出力端子１０２（図３（Ａ）、（Ｂ）参照）に接続される。バスバーモールド５２のＤＣバスバーは、パワー半導体モジュール３０の直流正・負極性入力端子１０１ａ、１０１ｂ、１０３ａ、１０３ｂ（図３（Ａ）、（Ｂ）参照）に接続される。コンデンサモジュール５３は、流路形成体４０の一側面４１に対向する側面に密着して配置され、流路形成体４０により冷却される。電流センサ５４は、各半導体モジュール３０と交流ターミナル１２との間に配置され、各半導体モジュール３０から出力される電流を検出する。制御用回路基板２０は、パワー半導体モジュール３０を制御する。パワー半導体モジュール３０の信号端子１１１〜１１３および１２１〜１２５（図３（Ａ）、（Ｂ）参照）は、制御用回路基板２０に設けられたスルーホールに挿通され、制御用回路基板２０の電極パッドにはんだ付けされる。基板支持部材２５は、３つのパワー半導体モジュール３０と制御用回路基板２０との間に配置される。基板支持部材２５はボス部に設けられた貫通孔に挿通されるボルト等の締結部材９１（図４参照）により流路形成体４０に固定される。制御用回路基板２０には、貫通孔が設けられており、該貫通孔に挿通されるねじ等の締結部材により基板支持部材２５に固定され、支持される。基板支持部材２５には、パワー半導体モジュール３０の交流出力端子１０２および直流正・負極性入力端子１０１ａ、１０１ｂ、１０３ａ、１０３ｂを覆う端子カバー１が設けられている。基板支持部材２５および端子カバー１の詳細については後述する。 AC bus bar 51 is connected to AC output terminal 102 of power semiconductor module 30 (see FIGS. 3A and 3B). The DC bus bar of the bus bar mold 52 is connected to the DC positive / negative input terminals 101a, 101b, 103a, 103b of the power semiconductor module 30 (see FIGS. 3A and 3B). The capacitor module 53 is disposed in close contact with the side surface facing the one side surface 41 of the flow path forming body 40 and is cooled by the flow path forming body 40. The current sensor 54 is disposed between each semiconductor module 30 and the AC terminal 12 and detects a current output from each semiconductor module 30. The control circuit board 20 controls the power semiconductor module 30. The signal terminals 111 to 113 and 121 to 125 (see FIGS. 3A and 3B) of the power semiconductor module 30 are inserted into through holes provided in the control circuit board 20, and electrodes of the control circuit board 20 are inserted. Soldered to the pad. The board support member 25 is disposed between the three power semiconductor modules 30 and the control circuit board 20. The substrate support member 25 is fixed to the flow path forming body 40 by a fastening member 91 (see FIG. 4) such as a bolt inserted through a through hole provided in the boss portion. The control circuit board 20 is provided with a through hole, and is fixed to and supported by the board support member 25 by a fastening member such as a screw inserted through the through hole. The substrate support member 25 is provided with a terminal cover 1 that covers the AC output terminal 102 and the DC positive / negative input terminals 101a, 101b, 103a, 103b of the power semiconductor module 30. Details of the substrate support member 25 and the terminal cover 1 will be described later.

図３（Ａ）は、図１に図示されたパワー半導体モジュール３０の端子部３３周辺の拡大図であり、図３（Ｂ）は、パワー半導体モジュール３０に内蔵された回路の一例を示す回路図である。
図３（Ｂ）に図示されるように、パワー半導体モジュール３０には、２つのＩＧＢＴ１１０、１２０と２つのダイオード１３０、１４０とが内蔵されている。ＩＧＢＴ１１０とダイオード１３０とは上アーム回路を構成する。ＩＧＢＴ１２０とダイオード１４０とは、下アーム回路を構成する。
ＩＧＢＴ１１０のエミッタとＩＧＢＴ１２０のコレクタが接続される。この接続点にはダイオード１３０のアノードとダイオード１４０のカソードの接続点とが接続され、また、交流出力端子１０２が接続される。ＩＧＢＴ１１０のコレクタおよびダイオード１３０のカソードは直流正極性入力端子１０１に接続される。ＩＧＢＴ１２０のエミッタおよびダイオード１４０のアノードは直流負極性入力端子１０３に接続される。また、ＩＧＢＴ１１０、１２０のゲートは、それぞれ、信号端子であるゲート端子１１１、１２１に接続され、ＩＧＢＴ１１０、１２０のエミッタは、それぞれ、信号端子であるエミッタ端子１１２、１２２に接続される。
なお、図３（Ｂ）におけるＴは、ＩＧＢＴを示し、Ｄはダイオードを示す。 3A is an enlarged view around the terminal portion 33 of the power semiconductor module 30 shown in FIG. 1, and FIG. 3B is a circuit diagram showing an example of a circuit built in the power semiconductor module 30. It is.
As illustrated in FIG. 3B, the power semiconductor module 30 includes two IGBTs 110 and 120 and two diodes 130 and 140. The IGBT 110 and the diode 130 constitute an upper arm circuit. The IGBT 120 and the diode 140 constitute a lower arm circuit.
The emitter of IGBT 110 and the collector of IGBT 120 are connected. The connection point is connected to the connection point of the anode of the diode 130 and the cathode of the diode 140, and the AC output terminal 102 is connected. The collector of IGBT 110 and the cathode of diode 130 are connected to DC positive input terminal 101. The emitter of IGBT 120 and the anode of diode 140 are connected to DC negative input terminal 103. The gates of the IGBTs 110 and 120 are connected to gate terminals 111 and 121, which are signal terminals, respectively, and the emitters of the IGBTs 110 and 120 are connected to emitter terminals 112 and 122, which are signal terminals, respectively.
Note that T in FIG. 3B represents an IGBT, and D represents a diode.

図３（Ｂ）に図示された入出力端子１０１〜１０３、および信号端子１１１、１１２、１２１、１２２は、図３（Ａ）に図示されるようにパワー半導体モジュール３０のフランジ部３２の開口から外部に導出される。但し、図３（Ａ）に図示されるように、直流負極性入力端子１０３は、１０３ａ、１０３ｂとして２つに分岐して形成され、パワー半導体モジュール３０の内部で電気的に接続される。また、直流正極性入力端子１０１は、１０１ａ、１０１ｂとして２つに分岐して形成され、パワー半導体モジュール３０の内部で電気的に接続される。フランジ部３２は、樹脂等の絶縁性部材により形成されており、内部に封止樹脂３２ａが充填されている。なお、図３（Ａ）において、図３（Ｂ）には図示されていない４つの信号端子１１３、１２３〜１２５は、ＩＧＢＴ１１０、１２０の過電流や過温度を検出するためのセンサ信号用の端子である。 The input / output terminals 101 to 103 and the signal terminals 111, 112, 121, and 122 illustrated in FIG. 3B are opened from the opening of the flange portion 32 of the power semiconductor module 30 as illustrated in FIG. Derived externally. However, as illustrated in FIG. 3A, the DC negative input terminal 103 is formed to be branched into two as 103 a and 103 b and is electrically connected inside the power semiconductor module 30. Further, the DC positive input terminal 101 is formed as two branches 101 a and 101 b and is electrically connected inside the power semiconductor module 30. The flange portion 32 is formed of an insulating member such as resin, and is filled with a sealing resin 32a. In FIG. 3A, four signal terminals 113, 123 to 125 not shown in FIG. 3B are sensor signal terminals for detecting overcurrent and overtemperature of the IGBTs 110 and 120. It is.

図４は、図１のＩＶ−ＩＶ線断面の一部を示す。
上述したように、パワー半導体モジュール３０は、そのフランジ部３２が流路形成体４０の開口部４２にシール部材３４により密封して取り付けられる。パワー半導体モジュール３０の上方には基板支持部材２５が配置されている。基板支持部材２５は、締結部材９１により流路形成体４０に固定されている。基板支持部材２５の上方には、制御用回路基板２０が配置されている。制御用回路基板２０は、不図示の締結部材により基板支持部材２５に固定されている。
パワー半導体モジュール３０の信号端子１１１〜１１３および１２１〜１２５は、制御用回路基板２０に設けられたスルーホールに挿通され、制御用回路基板２０の不図示の電極パッドにはんだ付けされている。 FIG. 4 shows a part of a cross section taken along line IV-IV in FIG.
As described above, the power semiconductor module 30 is attached with the flange portion 32 sealed to the opening 42 of the flow path forming body 40 by the seal member 34. A substrate support member 25 is disposed above the power semiconductor module 30. The substrate support member 25 is fixed to the flow path forming body 40 by a fastening member 91. A control circuit board 20 is disposed above the board support member 25. The control circuit board 20 is fixed to the board support member 25 by a fastening member (not shown).
The signal terminals 111 to 113 and 121 to 125 of the power semiconductor module 30 are inserted into through holes provided in the control circuit board 20 and soldered to electrode pads (not shown) of the control circuit board 20.

図５は、図２示された端子カバーの拡大図であり、図６（Ａ）は、図５に図示された端子カバーの正面図であり、図６（Ｂ）は図６（Ａ）のＶＩB−ＶＩB線断面図であり、図７は、図６（Ｂ）の領域ＶＩＩの拡大図である。また、図８（Ａ）は、図５に図示された端子カバーのインサート品である金属板の斜視図であり、図８（Ｂ）は、図８（Ａ）に図示された金属板がインサート成型された端子カバーの外観斜視図である。なお、図６（Ｂ）に図示された基板支持部材２５は、図４および図７に図示された基板支持部材２５とは上下が逆に図示されている。
基板支持部材２５には、端子カバー１が一体に設けられている。基板支持部材２５は、図８（Ａ）に図示される金属板２６をインサート品として端子カバー１を含む全体をインサート成型により作製される。金属板２６には、複数の貫通孔２６ａが形成されており、インサート成型は、金属板２６の各貫通孔２６ａの周辺部分が絶縁性の樹脂から露出されるように行う。この金属板２６の貫通孔２６ａ内に締結部材９１等のねじ部を挿通して、締結部材９１等を流路形成体４０のねじ孔（図示せず）に締結する。流路形成体４０は、電力変換装置１０の接地電位となっているので、金属板２６は接地電位となる。なお、図８（Ａ）に図示された金属板２６は、図８（Ｂ）に図示された端子カバー１とは、異なる方向から見た図として示されている。 5 is an enlarged view of the terminal cover shown in FIG. 2, FIG. 6 (A) is a front view of the terminal cover shown in FIG. 5, and FIG. 6 (B) is a diagram of FIG. 6 (A). FIG. 7 is a cross-sectional view taken along the line VIB-VIB, and FIG. 7 is an enlarged view of a region VII in FIG. 8A is a perspective view of a metal plate which is an insert product of the terminal cover shown in FIG. 5, and FIG. 8B is an insert of the metal plate shown in FIG. It is an external appearance perspective view of the molded terminal cover. Note that the substrate support member 25 illustrated in FIG. 6B is illustrated upside down from the substrate support member 25 illustrated in FIGS. 4 and 7.
The terminal cover 1 is integrally provided on the substrate support member 25. The substrate support member 25 is manufactured by insert molding as a whole including the terminal cover 1 using the metal plate 26 shown in FIG. A plurality of through holes 26a are formed in the metal plate 26, and the insert molding is performed so that the peripheral portion of each through hole 26a of the metal plate 26 is exposed from the insulating resin. A screw portion such as a fastening member 91 is inserted into the through hole 26a of the metal plate 26, and the fastening member 91 and the like are fastened to a screw hole (not shown) of the flow path forming body 40. Since the flow path forming body 40 is at the ground potential of the power conversion device 10, the metal plate 26 is at the ground potential. The metal plate 26 shown in FIG. 8A is shown as a view seen from a different direction from the terminal cover 1 shown in FIG. 8B.

金属板２６には、図８（Ａ）に示されるように、各パワー半導体モジュール３０の入出力端子１０１〜１０３に対応する部分が、周囲から上方に向けて突出され、コ字形状に屈曲された屈曲部２６ｂが形成されている。従って、基板支持部材２５の屈曲部２６ｂに対応する端子覆い部２７は、図７、図８（Ｂ）に図示されるように、周囲より厚く形成され、図４に図示されるように、制御用回路基板２０側に向けて周囲の領域よりも隆起している。また、基板支持部材２５の屈曲部２６ｂに対応する部分には、図４、図６（Ｂ）、図７に図示されるように、制御用回路基板２０側と反対側に向けて突出する複数の仕切り部２８が絶縁性の樹脂により形成されている。 As shown in FIG. 8A, the metal plate 26 has portions corresponding to the input / output terminals 101 to 103 of each power semiconductor module 30 protruding upward from the periphery and bent into a U-shape. A bent portion 26b is formed. Accordingly, the terminal cover portion 27 corresponding to the bent portion 26b of the substrate support member 25 is formed thicker than the periphery as shown in FIGS. 7 and 8B, and the control is performed as shown in FIG. It protrudes from the surrounding area toward the circuit board 20 side. Further, as shown in FIG. 4, FIG. 6B, and FIG. 7, a plurality of portions that protrude toward the side opposite to the control circuit board 20 side are formed on the portion corresponding to the bent portion 26b of the substrate support member 25. The partition portion 28 is made of an insulating resin.

つまり、基板支持部材２５の端子覆い部２７が形成された領域は、各パワー半導体モジュール３０の入出力端子１０１〜１０３を覆う端子カバー１として設けられている。端子カバー１は、図６（Ａ）において点線の枠内の領域内に設けられている。
基板支持部材２５の周縁部には、補強リブ２９が設けられている。補強リブ２９は、図４、図７に図示されるように、制御用回路基板２０側に向けて突出して形成されている。図６に図示されるように、端子カバー１の基板支持部材２５との境界部には、補強リブ２９に連接する補強リブ２９ａが設けられている。補強リブ２９ａは、補強リブ２９と同一の高さに形成されている。
補強リブ２９、２９ａは、端子カバー１を含む基板支持部材２５に外力が作用した場合、基板支持部材２５の捩りや反り等の変形を抑制する。 That is, the region where the terminal cover 27 of the substrate support member 25 is formed is provided as the terminal cover 1 that covers the input / output terminals 101 to 103 of each power semiconductor module 30. The terminal cover 1 is provided in a region within a dotted line frame in FIG.
Reinforcing ribs 29 are provided on the peripheral edge of the substrate support member 25. As shown in FIGS. 4 and 7, the reinforcing rib 29 is formed so as to protrude toward the control circuit board 20. As shown in FIG. 6, reinforcing ribs 29 a connected to the reinforcing ribs 29 are provided at the boundary between the terminal cover 1 and the substrate support member 25. The reinforcing rib 29 a is formed at the same height as the reinforcing rib 29.
The reinforcing ribs 29 and 29a suppress deformation of the substrate support member 25 such as twisting and warping when an external force is applied to the substrate support member 25 including the terminal cover 1.

図４に図示されるように、端子カバー１の各仕切り部２８は、パワー半導体モジュール３０の各入出力端子１０１〜１０３の間に配置されている。仕切り部２８は、また、入出力端子１０２および１０３ａの外側に設けられている。端子カバー１の端子覆い部２７は、パワー半導体モジュール３０の入出力端子１０１〜１０３の先端１５０（図４参照）側を覆っている。パワー半導体モジュール３０の各入出力端子１０１〜１０３は、先端１５０側が根元側より幅狭に形成されており、各仕切り部２８は、端子覆い部２７から各入出力端子１０１〜１０３の幅狭の先端１５０側のほぼ全長に亘って延在されている。基板支持部材２５にインサートされた金属板２６は、制御用回路基板２０とパワー半導体モジュール３０の入出力端子１０１〜１０３との間に介在されている。 As shown in FIG. 4, each partition 28 of the terminal cover 1 is disposed between the input / output terminals 101 to 103 of the power semiconductor module 30. The partition portion 28 is also provided outside the input / output terminals 102 and 103a. The terminal cover 27 of the terminal cover 1 covers the tip 150 (see FIG. 4) side of the input / output terminals 101 to 103 of the power semiconductor module 30. Each of the input / output terminals 101 to 103 of the power semiconductor module 30 is formed so that the distal end 150 side is narrower than the base side, and each partition portion 28 is narrower than the terminal cover portion 27 to each input / output terminal 101 to 103. It extends over almost the entire length on the tip 150 side. The metal plate 26 inserted into the board support member 25 is interposed between the control circuit board 20 and the input / output terminals 101 to 103 of the power semiconductor module 30.

パワー半導体モジュール３０の各入出力端子１０１〜１０３には、高電位が印加される。このため、パワー半導体モジュール３０の入出力端子１０１〜１０３の間の間隔を小さくすると絶縁性を確保することができず、短絡する可能性がある。上記実施形態では、パワー半導体モジュール３０の入出力端子１０１〜１０３の間に絶縁性の仕切り部２８が挿入されており、電磁波の伝播距離を大きくする構造を有する。このため、パワー半導体モジュール３０の各入出力端子１０１〜１０３間の間隔を小さくすることができ、これより、電力変換装置１０の小型化を図ることができる。
なお、パワー半導体モジュール３０の信号端子１１１〜１１２および１２１〜１２５には、低電位、低電流が供給されるため、短絡の可能性が小さく、入出力端子１０１〜１０３の間隔より小さい間隔とすることができる。 A high potential is applied to the input / output terminals 101 to 103 of the power semiconductor module 30. For this reason, if the interval between the input / output terminals 101 to 103 of the power semiconductor module 30 is reduced, insulation cannot be ensured and there is a possibility of short circuit. In the said embodiment, the insulating partition part 28 is inserted between the input / output terminals 101-103 of the power semiconductor module 30, and it has the structure which enlarges the propagation distance of electromagnetic waves. For this reason, the space | interval between each input / output terminal 101-103 of the power semiconductor module 30 can be made small, and size reduction of the power converter device 10 can be achieved from this.
The signal terminals 111 to 112 and 121 to 125 of the power semiconductor module 30 are supplied with a low potential and a low current. be able to.

また、制御用回路基板２０とパワー半導体モジュール３０の入出力端子１０１〜１０３との間には、基板支持部材２５にインサートされた金属板２６が配置されている。金属板２６は、接地電位とされており、シールド部材としの作用を有する。このため、パワー半導体モジュール３０に内蔵されたＩＧＢＴ１１０、１２００等のスイッチング素子のスイッチング動作時等に発生する放射ノイズのシールド効果を得ることができる。 Further, a metal plate 26 inserted in the board support member 25 is disposed between the control circuit board 20 and the input / output terminals 101 to 103 of the power semiconductor module 30. The metal plate 26 is at a ground potential and functions as a shield member. For this reason, the shielding effect of the radiation noise generated at the time of switching operation of switching elements such as IGBTs 110 and 1200 incorporated in the power semiconductor module 30 can be obtained.

図９は、図４の領域ＩＸの拡大図である。
パワー半導体モジュール３０の各入出力端子１０１〜１０３は、各端子カバー１の端子覆い部２７と各仕切り部２８とにより囲まれる空間部Ｓ内に配置されている。端子覆い部２７と各入出力端子１０１〜１０３の先端１５０との間には空隙Ｇが設けられている。各入出力端子１０１〜１０３には、ＤＣバスバーまたはＡＣバスバー５１が溶接により接合される。各入出力端子１０１〜１０３とＤＣバスバーまたはＡＣバスバー５１とを溶接する際に発生するスパッタ（導電性異物）Ｍは、空隙Ｇを含む空間部Ｓ内に落下する。これにより、スパッタＭが制御用回路基板２０等の電子部品に付着し、電気的不具合の要因となるのを抑制することができる。 FIG. 9 is an enlarged view of the region IX in FIG.
The input / output terminals 101 to 103 of the power semiconductor module 30 are arranged in a space S surrounded by the terminal cover portion 27 and the partition portion 28 of each terminal cover 1. A gap G is provided between the terminal cover 27 and the tip 150 of each of the input / output terminals 101 to 103. A DC bus bar or an AC bus bar 51 is joined to each of the input / output terminals 101 to 103 by welding. Spatter (conductive foreign matter) M generated when welding each of the input / output terminals 101 to 103 and the DC bus bar or AC bus bar 51 falls into the space S including the gap G. As a result, it is possible to suppress the spatter M from adhering to electronic components such as the control circuit board 20 and causing electrical problems.

上記第１の実施形態によれば、下記の効果を奏する。
（１）端子カバー１に設けた絶縁性部材で形成された仕切り部２８を、パワー半導体モジュール３０の各入出力端子１０１〜１０３の間に配置した。これにより、パワー半導体モジュール３０の各入出力端子１０１〜１０３の絶縁性を確保することが可能となるため、入出力端子１０１〜１０３の間隔を小さくすることができる。これ伴って、電力変換装置１０の小型化を図ることができる。 According to the first embodiment, the following effects are obtained.
(1) The partition portion 28 formed of an insulating member provided on the terminal cover 1 is disposed between the input / output terminals 101 to 103 of the power semiconductor module 30. Thereby, since it is possible to ensure the insulation of the input / output terminals 101 to 103 of the power semiconductor module 30, the interval between the input / output terminals 101 to 103 can be reduced. In connection with this, size reduction of the power converter device 10 can be achieved.

（２）端子カバー１は、パワー半導体モジュール３０の各入出力端子１０１〜１０３の先端１５０上を覆う端子覆い部２７を有している。このため、制御用回路基板２０がパワー半導体モジュール３０の各入出力端子１０１〜１０３に近接して配置される構造であっても、制御用回路基板２０と各入出力端子１０１〜１０３との絶縁性を確保することができる。 (2) The terminal cover 1 has a terminal cover 27 that covers the tops 150 of the input / output terminals 101 to 103 of the power semiconductor module 30. For this reason, even if the control circuit board 20 is arranged close to the input / output terminals 101 to 103 of the power semiconductor module 30, the control circuit board 20 and the input / output terminals 101 to 103 are insulated from each other. Sex can be secured.

（３）基板支持部材２５は、端子カバー１が一体成型された１つの部材として形成されている。このため、部品点数を削減することができる。 (3) The board support member 25 is formed as one member in which the terminal cover 1 is integrally molded. For this reason, the number of parts can be reduced.

（４）基板支持部材２５は端子カバー１を含み、金属板２６がインサートされたインサート成型により形成される。このため、基板支持部材２５すべてを金属で形成せずとも、基板支持部材２５の強度を確保し、かつ、軽量化を図ることができる。 (4) The substrate support member 25 includes the terminal cover 1 and is formed by insert molding in which a metal plate 26 is inserted. Therefore, the strength of the substrate support member 25 can be ensured and the weight can be reduced without forming all of the substrate support member 25 from metal.

（５）金属板２６は接地電位とされている。このため、パワー半導体モジュール３０に内蔵されたスイッチング素子のスイッチング動作時等に発生する放射ノイズのシールド効果を得ることができる。 (5) The metal plate 26 is at ground potential. For this reason, the shielding effect of the radiation noise generated at the time of switching operation of the switching element incorporated in the power semiconductor module 30 can be obtained.

（６）端子カバー１は、端子覆い部２７と仕切り部２８により構成される空間部Ｓを有し、空間部Ｓは、端子覆い部２７の内面と入出力端子１０１〜１０３の先端１５０との間に設けられる空隙Ｇを含んでいる。このため、各入出力端子１０１〜１０３とＤＣバスバーまたはＡＣバスバー５１とを溶接する際に発生するスパッタを、空隙Ｇを含む空間部Ｓ内に留保することができる。これにより、スパッタが制御用回路基板２０等の電子部品に付着し、電気的不具合の要因となるのを抑制することができる。 (6) The terminal cover 1 has a space portion S constituted by the terminal cover portion 27 and the partition portion 28, and the space portion S is formed between the inner surface of the terminal cover portion 27 and the tips 150 of the input / output terminals 101 to 103. The space | gap G provided in between is included. For this reason, it is possible to retain the spatter generated when welding the input / output terminals 101 to 103 and the DC bus bar or the AC bus bar 51 in the space S including the gap G. As a result, it is possible to suppress spatter from adhering to electronic components such as the control circuit board 20 and causing electrical defects.

（７）基板支持部材２５の周縁部および各端子カバー１と基板支持部材２５との境界部には、補強リブ２９、２９ａが設けられている。このため、端子カバー１を含む基板支持部材２５に外力が作用した場合でも、基板支持部材２５の捩りや反り等の変形を抑制することができる。 (7) Reinforcing ribs 29 and 29 a are provided at the peripheral edge of the substrate support member 25 and at the boundary between each terminal cover 1 and the substrate support member 25. For this reason, even when an external force is applied to the substrate support member 25 including the terminal cover 1, deformations such as twisting and warping of the substrate support member 25 can be suppressed.

−第２の実施形態−
図１０は、本発明の第２の実施形態を示し、第１の実施形態の図４の一部に対応する断面図である。
第２の実施形態では、端子カバー１は、基板支持部材２５とは別体に形成され、基板支持部材２５に取付けられる構造を有する。
端子カバー１は、基板支持部材２５に貫通孔または凹部を設け、この貫通孔または凹部に端子カバー１を嵌合して、固定される。端子カバー１と基板支持部材２５との固定は、例えば、締結部材による締結や、圧入等により行うことができる。また、端子カバー１と基板支持部材２５とに係合片と係合部を設けて係合するようにしてもよい。 -Second Embodiment-
FIG. 10 shows a second embodiment of the present invention and is a cross-sectional view corresponding to a part of FIG. 4 of the first embodiment.
In the second embodiment, the terminal cover 1 is formed separately from the substrate support member 25 and has a structure attached to the substrate support member 25.
The terminal cover 1 is fixed by providing a through hole or a recess in the substrate support member 25 and fitting the terminal cover 1 into the through hole or the recess. The terminal cover 1 and the substrate support member 25 can be fixed by, for example, fastening with a fastening member, press fitting, or the like. Further, the terminal cover 1 and the substrate support member 25 may be engaged by providing an engagement piece and an engagement portion.

第２の実施形態における他の構造は、第１の実施形態と同様であり、対応する部材に同一の符号を付し、説明を省略する。
第２の実施形態においても、第１の実施形態の効果（１）〜（２）、（４）〜（７）を奏する。 Other structures in the second embodiment are the same as those in the first embodiment, and the corresponding members are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
Also in the second embodiment, the effects (1) to (2) and (4) to (7) of the first embodiment are achieved.

−変形例１−
図１１は、本発明の変形例１を示し、基板支持部材の実装構造の側面図である。
変形例１は、制御用回路基板２０の一面に端子カバー１の上面を密着させる構造を有する。
上述したように、端子カバー１は、その厚さＴが基板支持部材２５の厚さｔより厚く形成され、制御用回路基板２０側に向けて隆起している。このため、図１１に図示されるように、制御用回路基板２０（点線で示す）の下面を、端子カバー１、すなわち、基板支持部材２５の端子覆い部２７の上面に密着させる構造を採用することができる。 -Modification 1-
FIG. 11 shows a first modification of the present invention and is a side view of a substrate support member mounting structure.
The first modification has a structure in which the upper surface of the terminal cover 1 is brought into close contact with one surface of the control circuit board 20.
As described above, the terminal cover 1 is formed such that the thickness T is thicker than the thickness t of the substrate support member 25 and protrudes toward the control circuit board 20 side. Therefore, as shown in FIG. 11, a structure is adopted in which the lower surface of the control circuit board 20 (indicated by a dotted line) is in close contact with the terminal cover 1, that is, the upper surface of the terminal cover portion 27 of the substrate support member 25. be able to.

電力変換装置１０に振動が作用すると、制御用回路基板２０および基板支持部材２５に捩りや反り等の変形が生じる可能性がある。基板支持部材２５より厚く形成された端子カバー１と制御用回路基板２０とを密着する構造とすることで、端子カバー１のがたつきを抑制する。これにより、端子カバー１に振動が作用した場合における入出力端子１０１〜１０３間の絶縁の信頼性を向上することができる。また、基板支持部材２５の割れや破損の防止を図ることができる。
変形例１は、上記第１の実施形態および第２の実施形態の双方に適用することができる。 When vibration acts on the power conversion device 10, deformation such as twisting or warping may occur in the control circuit board 20 and the board support member 25. The terminal cover 1 and the control circuit board 20 that are formed thicker than the substrate support member 25 are in close contact with each other, thereby suppressing the rattling of the terminal cover 1. Thereby, the reliability of the insulation between the input-output terminals 101-103 when a vibration acts on the terminal cover 1 can be improved. Further, it is possible to prevent the substrate support member 25 from being broken or damaged.
Modification 1 can be applied to both the first embodiment and the second embodiment.

−変形例２−
図１２は、本発明の変形例２を示し、図４に対応する領域の実装構造を示す図である。
図１２に示す変形例では、端子カバー１と制御用回路基板２０との間に放熱シート等の放熱部材３８が介装された構造を有する。放熱部材３８がシート状である場合には、端子カバー１の上面または制御用回路基板２０の下面に貼りつけて実装することができる。
変形例２の構造とすると、制御用回路基板２０に実装された発熱素子が放出する熱を、放熱部材３８および端子カバー１を介して流路形成体４０に放出して冷却することができる。
変形例２は、上記第１の実施形態および第２の実施形態の双方に適用することができる。 -Modification 2-
12 shows a second modification of the present invention and is a diagram showing a mounting structure of an area corresponding to FIG.
The modification shown in FIG. 12 has a structure in which a heat dissipation member 38 such as a heat dissipation sheet is interposed between the terminal cover 1 and the control circuit board 20. When the heat radiating member 38 has a sheet shape, it can be mounted by being attached to the upper surface of the terminal cover 1 or the lower surface of the control circuit board 20.
With the structure of the modified example 2, the heat released from the heating element mounted on the control circuit board 20 can be released to the flow path forming body 40 via the heat radiating member 38 and the terminal cover 1 to be cooled.
Modification 2 can be applied to both the first embodiment and the second embodiment.

上記実施形態では、三相のアーム回路としての機能を備える３つのパワー半導体モジュール３０を備える電力変換回路として例示した。しかし、本発明は、１つのパワー半導体モジュール３０や６つのパワー半導体モジュール３０を備える電力変換装置１０に適用することができる。 In the said embodiment, it illustrated as a power converter circuit provided with the three power semiconductor modules 30 provided with the function as a three-phase arm circuit. However, the present invention can be applied to the power conversion device 10 including one power semiconductor module 30 or six power semiconductor modules 30.

上記実施形態では、電力変換装置１０として、ＩＧＢＴ１１０、１２０を用いたインバータ装置として例示した。しかし、ＩＧＢＴ１１０、１２０に代えて、サイリスタや、ＧＴＯ（Gate Turn Off Thyristor）等を用いたインバータ回路にも適用することができる。 In the said embodiment, it illustrated as an inverter apparatus using IGBT110,120 as the power converter device 10. FIG. However, the present invention can be applied to an inverter circuit using a thyristor, a GTO (Gate Turn Off Thyristor) or the like instead of the IGBTs 110 and 120.

また、直流−交流変換を行うインバータ装置に限らず、交流−交流変換を行うマトリックスコンバータ等、他の電力変換装置にも適用することができる。 Further, the present invention can be applied not only to an inverter device that performs DC-AC conversion but also to other power conversion devices such as a matrix converter that performs AC-AC conversion.

上記では、種々の実施の形態および変形例を説明したが、本発明はこれらの内容に限定されるものではない。本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の態様も本発明の範囲内に含まれる。 Although various embodiments and modifications have been described above, the present invention is not limited to these contents. Other embodiments conceivable within the scope of the technical idea of the present invention are also included in the scope of the present invention.

１端子カバー
１０電力変換装置
２０制御用回路基板
２５基板支持部材
２６金属板
２７端子覆い部
２８仕切り部
２９、２９ａ補強リブ
３０パワー半導体モジュール
３８放熱部材
４０流路形成体
１０１入力端子
１０１ａ、１０１ｂ直流正極性入力端子
１０２交流出力端子
１０３入力端子
１０３ａ、１０３ｂ直流負極性入力端子
１１０ＩＧＢＴ
１１１〜１１３、１２１〜１２５信号端子
１５０先端
Ｓ空間部
Ｇ空隙
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Terminal cover 10 Power converter 20 Control circuit board 25 Board | substrate support member 26 Metal plate 27 Terminal cover part 28 Partition part 29, 29a Reinforcement rib 30 Power semiconductor module 38 Heat radiation member 40 Flow path formation body 101 Input terminal 101a, 101b DC Positive input terminal 102 AC output terminal 103 Input terminals 103a and 103b DC negative input terminal 110 IGBT
111 to 113, 121 to 125 Signal terminal 150 Tip S Space G Gap

Claims

A power semiconductor module having a plurality of input / output terminals arranged on one surface;
A terminal cover having a partition portion formed of an insulating member disposed between the input / output terminals;
A circuit board for controlling the power semiconductor module;
A board support member for supporting the circuit board,
The power conversion device, wherein the terminal cover is provided integrally with the substrate support member.

The power conversion device according to claim 1,
The said terminal cover is a power converter device which is arrange | positioned between the front-end | tip of these input / output terminals and the said circuit board, and has a terminal cover part provided integrally with the said partition part.

The power conversion device according to claim 1,
The said terminal cover and the said board | substrate support member are power converters currently formed as one member with resin.

The power conversion device according to claim 1,
The said terminal cover is a power converter device which is formed as a member different from the said board | substrate support member, and is attached to the said board | substrate support member.

The power conversion device according to claim 1,
The said board | substrate support member and the said terminal cover are power converters which have a shield member which shields the said input / output terminal and the said circuit board.

The power conversion device according to claim 5,
The power conversion apparatus, wherein the board support member and the shield member of the terminal cover are connected to a member having a ground potential.

The power conversion device according to claim 2,
The power conversion device, wherein the terminal cover portion of the terminal cover is formed to protrude toward the circuit board side from the upper surface of the board support member.

The power conversion device according to claim 2,
The terminal cover includes a space portion constituted by the terminal cover portion and the partition portion, and the space portion includes a gap provided between an inner surface of the terminal cover portion and a tip of the input / output terminal. , Power conversion device.

The power conversion device according to claim 3,
A plurality of the power semiconductor modules are provided,
The terminal cover is formed on the substrate support member corresponding to each of the power semiconductor modules,
A power conversion device, wherein reinforcing ribs are provided at a peripheral edge portion of the substrate support member and a boundary portion between each terminal cover and the substrate support member.

The power conversion device according to claim 1,
Furthermore, a power converter device provided with the heat radiating member interposed between the said terminal cover and the said circuit board.

In the power converter according to any one of claims 1 to 10,
Furthermore, a bus bar to which the input / output terminal is connected is provided,
The power semiconductor module further has a signal terminal,
The power conversion device, wherein the signal terminal is connected to a circuit unit provided on the circuit board.