JP6920247B2 - 電力変換装置 - Google Patents

Description

本発明は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、モータ駆動用のインバータ、商用電源から高電圧バッテリに充電する充電器、および補機バッテリに給電するＤＣＤＣコンバータ等、種々の電力変換装置が搭載されている。インバータやコンバータ等の電力変換装置は、金属ケース内に収納されたスイッチング素子を有するパワーモジュールを備え、スイッチング素子から発生されるＥＭＩ(Electro Magnetic Interference 電磁波妨害)を防止する構造を備えている。

モータ駆動用のインバータ等において、グランド線を有する回路基板と金属ケースとの間に金属ベースを配置することによりＥＭＩを防止する構造が知られている。この構造では、回路基板の周縁部に、第１の締結部材を貫通させて金属ケースに固定する。このとき、第１の締結部材をグランド線に接触させてグランド線と金属ケースとを電気的に接続する。次に、金属ケースの周縁部に、第２の締結部材を貫通させて金属ケースに固定する。このとき、第１の締結部材と第２の締結部材とは、両締結部材間の距離が最小となる位置に配置される。このため、金属ケース内に生じる電磁ノイズを抑制することができる。

一方、金属ケースと外部機器との接続は、金属ケース内に光ファイバを配設し、金属ケースに設けた開口の内側に光ファイバポートを設け、金属ケースの開口の外側に光ファイバコネクタを取り付ける構造とされている。これにより、金属ケース内に生じた電磁ノイズの外部への放射を低減し、電磁ノイズによる外部機器への影響を抑制する（例えば、特許文献１参照）。

米国特許第７，９１１，８０６号明細書

特許文献１に記載された電力変換装置では、金属ケース内に光ファイバを配設し、外部との接続部は光ファイバポートと光ファイバコネクタによる光通信構造とされている。このため、コストが高く、生産性が低いものであった。

本発明の一態様によると、電力変換装置は、スイッチング素子を有する回路体と、外部機器に接続するためのコネクタが接続される接続部、前記接続部の外周側に設けられたグランド線、および前記回路体を制御する制御回路を有する制御基板と、前記回路体を収納する導電性のケースと、前記回路体と前記制御基板との間に配置された導電性のベースとを備え、前記ケースは、前記ベースを支持する複数のベース支持部を有し、前記ベースは、前記制御基板を支持する複数の基板支持部を有し、前記複数の基板支持部のうち、前記接続部の最寄りの端部に最も近い第１の基板支持部は、前記複数のベース支持部の一つである第１のベース支持部と重なる位置に配置され、前記第１の基板支持部と前記第１のベース支持部とが前記グランド線に電気的に接続されている。

本発明によれば、電気的な接続により外部機器への電流ノイズの影響を抑制することが可能となり、コスト低減、生産性の向上を図ることができる。

図１は、電力変換装置の電気回路の構成を示す回路図。 図２は、本発明の一実施の形態としての電力変換装置の外観斜視図。 図３は、図２に図示された電力変換装置の分解斜視図。 図４は、図３に図示されたケースの斜視図。 図５は、図３に図示されたベースの斜視図。 図６は、図５に図示されたベースの領域ＶＩの平面図。 図７は、図３に図示された制御基板を上方からみた平面図。 図８は、図２に図示された電力変換装置の上カバーを取り外し、内部を図示した上面図。 図９は、図８のＩＸ−ＩＸ線断面図。 図１０は、図９の領域Ｘの拡大図。 図１１（ａ）は、導電性部材が回路部材間に電磁ノイズが遮蔽されるように配置された構成の一例を示す模式図、図１１（ｂ）は、導電性部材が回路部材間に電磁ノイズを遮蔽するようには配置されていない構成の一例を示す模式図。

以下、図面を参照して、本発明の電力変換装置の一実施の形態を説明する。
図１は、電力変換装置の電気回路の構成を示す回路図である。
電力変換装置７００は、バッテリ７０１と、平滑コンデンサ７０３と、インバータ回路２０１と、直流電源端子７０４と、外部コネクタ７０５と、交流ターミナル７０６とを備える。
インバータ回路２０１は、直流電源端子７０４および平滑コンデンサ７０３を介してバッテリ７０１と電気的に接続されており、バッテリ７０１とインバータ回路２０１との相互において電力の授受が行われる。
平滑コンデンサ７０３は、インバータ回路２０１に供給される直流電力を平滑化する。

インバータ回路２０１は、パワー半導体回路部２００と、駆動基板６００と、制御基板６０１とを備える。
制御基板６０１は、外部コネクタ７０５を介して上位の制御装置から指令を受けたり、上位の制御装置に状態を表すデータを送信する制御回路を有する。また、制御基板６０１の制御回路は、交流ターミナル７０６を介してモータジェネレータ７０２に電気的に接続されており、入力される指令に基づいて、モータジェネレータ７０２の制御量を演算し、演算結果に基づいて制御信号を発生し、駆動基板６００へ制御信号を供給する。
駆動基板６００は、制御基板６０１から受け取った制御信号に基づいてインバータ回路２０１を制御するための駆動信号を発生し、交流電力のＵ相、Ｖ相、Ｗ相からなる３相のそれぞれを並列駆動する。

パワー半導体回路部２００は、半導体モジュール２００ａ、２００ｂ、２００ｃを有する。半導体モジュール２００ａ、２００ｂ、２００ｃは、それぞれ、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）等のスイッチング素子５０１およびダイオード５０２と、下アームとして動作するＩＧＢＴ等のスイッチング素子５０３およびダイオード５０４とを有する。上アームのスイッチング素子５０１と下アームのスイッチング素子５０３は、直流電力を交流電力に変換する。ダイオード５０２、５０４は回生時には、交流電力を直流電力に変換する機能も有する。
半導体モジュール２００ａ、２００ｂ、２００ｃは、それぞれ、交流ターミナル７０６を介してモータジェネレータ７０２のＵ相、Ｖ相、Ｗ相と接続される。

図２は、本発明の一実施の形態としての電力変換装置の外観斜視図であり、図３は、図２に図示された電力変換装置の分解斜視図である。
電力変換装置７００は、ケース４００と、上カバー４０１とから構成される筐体を有する。ケース４００および上カバー４０１は、アルミニウム合金等の金属により形成されている。ケース４００には、外部コネクタ７０５が取り付けられている。外部コネクタ７０５は、ケース４００に設けられた開口部４００ａ（図４参照）を覆って取り付けられている。外部コネクタ７０５は、開口部４００ａ内に挿通されるフレキシブルコネクタ６０２(図８、図１０参照)によりケース４００内に収容された内部回路に接続されている。

ケース４００内には、図３に図示されるように、制御基板６０１と、駆動基板６００と、ベース４０２と、パワー半導体回路部２００とが収容されている。パワー半導体回路部２００は、半導体モジュール２００ａ、２００ｂ、２００ｃにより構成される。図示はしないが、パワー半導体回路部２００の半導体モジュール２００ａ、２００ｂ、２００ｃは、それぞれ、バスバーにより駆動基板６００に電気的に接続されている。

制御基板６０１と駆動基板６００とは、ほぼ同一平面に配置され、接続コネクタ８０３により相互に電気的に接続された状態で一体化されている。
ベース４０２は、金属などの導電性部材により形成されている。ベース４０２は、制御基板６０１と駆動基板６００とが一体化された基板領域と、パワー半導体回路部２００との間に電磁ノイズを遮蔽するように配置されている。以下に、電磁ノイズを遮蔽するように配置することについて説明する。

図１１（ａ）は、導電性部材が回路部材間に電磁ノイズが遮蔽されるように配置された構成の一例を示す模式図であり、図１１（ｂ）は、導電性部材が回路部材間に電磁ノイズを遮蔽するようには配置されていない構成の一例を示す模式図である。
図１１（ａ）では、導電性部材８１３は、回路部材Ａ８１１の面の中心Ｏ₁と回路部材Ｂ８１２の面の中心Ｏ₂とを結ぶ直線Ｃに交差する領域を有し、かつ、回路部材Ａ８１１と回路部材Ｂ８１２とが直接対向する領域が無いように延在されて配置されている。
図１１（ｂ）においても、導電性部材８１３は、回路部材Ａ８１１の面の中心Ｏ₁と回路部材Ｂ８１２の面の中心Ｏ₂とを結ぶ直線Ｃに交差する領域を有して配置されている。しかし、図１１（ｂ）では、導電性部材８１３の一端側に、回路部材Ｂ８１２の一端縁と回路部材Ａ８１１とが直接対向する領域８１４があり、また、導電性部材８１３の他端側に、回路部材Ａ８１１の他端縁と回路部材Ｂ８１２とが直接対向する領域８１５がある。図１１（ｂ）のように、導電性部材８１３の一端側または他端側に回路部材Ａ８１１と回路部材Ｂ８１２が直接対向する領域８１４、８１５があると、電磁ノイズの遮蔽効果は低減する。
本明細書では、導電性部材を、電磁ノイズを遮蔽するように配置するとは、図１１（ａ）に示される構成、すなわち、導電性部材を、各回路部材の面の中心を結ぶ直線に交差する領域を有し、かつ、回路部材が直接対向する領域が無いように延在して配置することと定義される。

図４は、図３に図示されたケースの斜視図である。
ケース４００は、アルミダイキャスト等により形成され、半導体モジュール２００ａ、２００ｂ、２００ｃを収容する半導体モジュール収容部８０１および平滑コンデンサ７０３を収容するコンデンサ収容部８０２を有する。ケース４００には、半導体モジュール収容部８０１内に収容された半導体モジュール２００ａ、２００ｂ、２００ｃを冷却するための冷却水等の冷媒が流れる冷却流路が形成されている。
ケース４００には、複数のベース支持部４０８が形成されている。各ベース支持部４０８は、上方、すなわち、上カバー４０１側に向けて突き出して設けられており、その上端部の中央には、雌ねじ部が設けられている。各べース支持部４０８の上端側には、後述するように、ベース４０２が配置され、ボルト等の導電性締結部材４０６（図１０参照）により、ベース４０２がケース４００に固定される。
なお、上述したように、ケース４００の一側辺には、外部コネクタ７０５に接続されるフレキシブルコネクタ６０２(図８、図１０参照)が挿通される開口部４００ａが設けられている。

図５は、図３に図示されたベースの斜視図である。
ベース４０２は、一体化された制御基板６０１および駆動基板６００の合計面積とほぼ同じか、それ以上の大きさの面積を有する。ベース４０２には、複数の基板支持部４０７および複数の貫通孔４１０が設けられている。各基板支持部４０７は、上方、すなわち、上カバー４０１側に向けて突き出して設けられており、その上端部の中央には、雌ねじ部が設けられている。各基板支持部４０７の上端側には、制御基板６０１および駆動基板６００が配置され、ボルト等の導電性締結部材４０５（図１０参照）により、制御基板６０１および駆動基板６００がベース４０２に固定される。

なお、詳細は後述するが、ベース４０２の基板支持部４０７は、第１、第２の基板支持部４０７ａ、４０７ｂを含み、ケース４００のベース支持部４０８は、第１、第２のベース支持部４０８ａ、４０８ｂを含む。第１、第２の基板支持部４０７ａ、４０７ｂと第１、第２のベース支持部４０８ａ、４０８ｂとは、それぞれ、同軸に配置される。第１、第２の基板支持部４０７ａ、４０７ｂ以外の基板支持部４０７と、第１、第２のベース支持部４０８ａ、４０８ｂ以外のベース支持部４０８とは、それぞれ、平面視で少しずれた位置に配置される。制御基板６０１は、同軸に配置された第１、第２の基板支持部４０７ａ、４０７ｂと第１、第２のベース支持部４０８ａ、４０８ｂのそれぞれに貫通するボルト等の共締め用の第１、第２の導電性締結部材４０５ａ、４０５ｂ(図１０参照)によっても、ベース４０２に固定される。この構造の詳細については後述する。

図６は、図５に図示されたベースの領域ＶＩの平面図であり、図７は、図３に図示された制御基板を上方からみた平面図である。
図７に図示されるように、制御基板６０１は、平面視で、ほぼ長方形状に形成されている。制御基板６０１の上面側、すなわち、ベース４０２側と反対側の面の外周縁には、全周に亘りグランド線４３が設けられている。グランド線４３は、制御基板６０１の回路部を囲む閉ループ状に形成されている。制御基板６０１の一側辺６０１ａ側（図７における上辺側）のほぼ中央部には、コネクタ３００（図１０参照）が接続される接続部３０１が設けられている。接続部３０１は、グランド線４３の内側に配置されており、平面視で長方形を形成するように配列された複数のコネクタピン３０１ａ(図１０も参照)により構成されている。制御基板６０１には、グランド線４３の領域内に複数の貫通孔４４が設けられている。以下の説明では、貫通孔４４のうち、接続部３０１の一端側に最も近い貫通孔を第１の貫通孔４４ａとし、接続部３０１の一端側に対向する他端側に最も近い貫通孔を第２の貫通孔４４ｂとする。第１の貫通孔４４ａの接続部３０１の一端側からの距離と、第２の貫通孔４４ｂの接続部３０１からの距離とは、同一であってもよいし、一方が他方より大きくてもよい。

図６に示されるようにベース４０２の一側辺４０２ａ側（図６における上辺側）のほぼ中央部には、第１の基板支持部４０７ａおよび第２の基板支持部４０７ｂが形成されている。第１の基板支持部４０７ａおよび第２の基板支持部４０７ｂのそれぞれには、中央部に貫通孔が形成されている。ベース４０２の一側辺４０２ａは、制御基板６０１の一側辺６０１ａに対応する位置に配置される。第１の基板支持部４０７ａは、制御基板６０１の第１の貫通孔４４ａと同軸に配置され、第２の基板支持部４０７ｂは、制御基板６０１の第２の貫通孔４４ｂと同軸に配置されている。

図４に図示されるように、ケース４００の開口部４００ａの近傍には、第１のベース支持部４０８ａと第２のベース支持部４０８ｂが設けられている。第１のベース支持部４０８ａは、ベース４０２の第１の基板支持部４０７ａおよび制御基板６０１の第１の貫通孔４４ａと同軸に配置されている。第２のベース支持部４０８ｂは、ベース４０２の第２の基板支持部４０７ｂおよび制御基板６０１の第２の貫通孔４４ｂと同軸に配置されている。

図８は、図２に図示された電力変換装置の上カバーを取り外し、内部を図示した上面図であり、図９は、図８のＩＸ−ＩＸ線断面図である。
ケース４００の半導体モジュール収容部８０１(図８、図９では図示されていない。図４参照)内に半導体モジュール２００ａ、２００ｂ、２００ｃが収容され、コンデンサ収容部８０２内に平滑コンデンサ７０３が収容されている。
図９に図示されるように、半導体モジュール２００ａ、２００ｂ、２００ｃおよび平滑コンデンサ７０３の上方にベース４０２が配置されている。ベース４０２の上部に制御基板６０１および駆動基板６００が配置されている。ケース４００に取り付けられた外部コネクタ７０５は、ケース４００の開口部４００ａ内に挿通されたフレキシブルコネクタ６０２を介してコネクタ３００に接続されている。コネクタ３００は、雌型のコネクタであり、制御基板６０１の接続部３０１のコネクタピン３０１ａ(図１０参照)に接続されている。

図１０は、図９の領域Ｘの拡大図である。
ベース４０２は、ケース４００の第１のベース支持部４０８ａおよび第２のベース支持部４０８ｂを含むベース支持部４０８の上端面上に載置される。制御基板６０１は、ベース４０２の第１の基板支持部４０７ａおよび第２の基板支持部４０７ｂを含む基板支持部４０７の上端面上に配置される。
上述したように、ケース４００の第１のベース支持部４０８ａ、第２のベース支持部４０８ｂと、ベース４０２の第１の基板支持部４０７ａ、第２の基板支持部４０７ｂとは、それぞれ、同軸に配置されている。ケース４００の第１、第２のベース支持部４０８ａ、４０８ｂ以外のベース支持部４０８は、ベース４０２の第１、第２の基板支持部４０７ａ、４０７ｂ以外の基板支持部４０７とは、それぞれ、平面視で、少しずれた位置に配置されている。

ベース４０２は、導電性締結部材４０６をベース４０２の貫通孔４１０に挿通してケース４００のベース支持部４０８の雌ねじ部に締結することによりケース４００に固定される。制御基板６０１は、導電性締結部材４０５を制御基板６０１の貫通孔４４に挿通してベース４０２の基板支持部４０７の雌ねじ部に締結することによりベース４０２に固定される。制御基板６０１をベース４０２に固定した状態では、導電性締結部材４０５の頭部下面が制御基板６０１のグランド線４３に接触する。このため、導電性締結部材４０５および導電性締結部材４０６を介してベース４０２およびケース４００がグランド線４３に電気的に接続される。
なお、図示はしないが、駆動基板６００も同様に、導電性締結部材４０５によりベース４０２に固定され、ベース４０２は導電性締結部材４０６によりケース４００に固定され
る。また、導電性締結部材４０５の頭部下面が駆動基板６００のグランド線(図示せず)に接触し、ベース４０２およびケース４００は、駆動基板６００のグランド線に電気的に接続される。

制御基板６０１の第１の貫通孔４４ａ、ベース４０２の第１の基板支持部４０７ａおよびケース４００の第１のベース支持部４０８ａは、上述したように、同軸に配置されている。制御基板６０１は、第１の導電性締結部材４０５ａを、制御基板６０１の第１の貫通孔４４ａおよびベース４０２の第１の基板支持部４０７ａの貫通孔に挿通して第１のベース支持部４０８ａの雌ねじ部に締結することによりベース４０２に固定される。
同様に、制御基板６０１の第２の貫通孔４４ｂ、ベース４０２の第２の基板支持部４０７ｂおよびケース４００の第２のベース支持部４０８ｂは、上述したように、同軸に配置されている。制御基板６０１は、第２の導電性締結部材４０５ｂ、制御基板６０１の第２の貫通孔４４ｂおよびベース４０２の第２の基板支持部４０７ｂの貫通孔に挿通して第２のベース支持部４０８ｂの雌ねじ部に締結することによりベース４０２に固定される。

すなわち、制御基板６０１、ベース４０２の第１の基板支持部４０７ａおよびケース４００の第１のベース支持部４０８ａは、第１の導電性締結部材４０５ａにより共締めされる。また、制御基板６０１、ベース４０２の第２の基板支持部４０７ｂおよびケース４００の第２のベース支持部４０８ｂは、第２の導電性締結部材４０５ｂにより共締めされる。
制御基板６０１がベース４０２に固定された状態では、第１の導電性締結部材４０５ａおよび第２の導電性締結部材４０５ｂの頭部下面が制御基板６０１のグランド線４３に接触する。このため、第１の導電性締結部材４０５ａおよび第２の導電性締結部材４０５ｂを介してベース４０２およびケース４００がグランド線４３に電気的に接続される。

制御基板６０１を、図１０に図示されるように実装するには下記の手順により行う。
ベース４０２をケース４００上に配置し、ベース４０２の貫通孔４１０、第１、第２の基板支持部４０７ａ、４０７ｂの各貫通孔を、それぞれ、ケース４００のベース支持部４０８の雌ねじ部、第１、第２のベース支持部４０８ａ、４０８ｂのそれぞれの雌ねじ部に位置合わせする。そして、導電性締結部材４０６をベース４０２の貫通孔４１０に挿通してベース４０２のベース支持部４０８の雌ねじ部に締結する。

次に、制御基板６０１を、ベース４０２上に配置し、制御基板６０１の貫通孔４４、第１の貫通孔４４ａ、第２の貫通孔４４ｂを、それぞれ、ベース４０２の基板支持部４０７の雌ねじ部、第１、第２の基板支持部４０７ａ、４０７ｂのそれぞれの雌ねじ部に位置合わせをする。
そして、導電性締結部材４０５を制御基板６０１の貫通孔４４に挿通して、ベース４０２の基板支持部４０７の雌ねじ部に締結する。また、第１の導電性締結部材４０５ａを、制御基板６０１の第１の貫通孔４４ａおよびベース４０２の第１の基板支持部４０７ａの貫通孔に挿通し、第１のベース支持部４０８ａの雌ねじ部に締結する。同様に、第２の導電性締結部材４０５ｂを、制御基板６０１の第２の貫通孔４４ｂおよびベース４０２の第２の基板支持部４０７ｂの貫通孔に挿通し、第２のベース支持部４０８ｂの雌ねじ部に締結する。これにより、図５に図示される制御基板６０１の実装構造が得られる。
なお、導電性締結部材４０５により制御基板６０１をベース４０２の基板支持部４０７に締結する工程と、第１、第２の導電性締結部材４０５ａ、４０５ｂにより制御基板６０１をベース４０２の第１、第２の基板支持部４０７ａ、４０７ｂに締結する工程とは、逆の順序で行うようにしてもよい。

電流ノイズは、パワー半導体回路部２００のスイッチング素子５０１、５０３のスイッチング動作により発生し、駆動基板６００および制御基板６０１を伝達して接続部３０１の周縁部に集中する。そして、接続部３０１に接続されるコネクタ３００および外部コネクタ７０５を介して電力変換装置７００の外部に伝達される。
本実施形態においては、制御基板６０１のグランド線４３は、導電性締結部材４０５を介してベース４０２の基板支持部４０７に電気的に接続され、ベース４０２は、導電性締結部材４０６を介してケース４００のベース支持部４０８に電気的に接続されている。従って、制御基板６０１に伝達された電流ノイズのケース４００への戻り経路は、図１０に示すように、導電性締結部材４０５−基板支持部４０７−ベース４０２における基板支持部４０７とベース支持部４０８間の領域を介してケース４００に戻る第１の経路３１を有する。

本実施形態においては、ベース４０２の第１の基板支持部４０７ａは、平面視で、基板支持部４０７のうち、制御基板６０１の接続部３０１の最寄りの端部である一端に最も近い位置に配置されている。また、ケース４００の第１のベース支持部４０８ａは、平面視で、ベース支持部４０８のうち、接続部３０１の最寄りの端部である一端に最も近い位置に配置されている。さらに、ケース４００の第１のベース支持部４０８ａとベース４０２の第１の基板支持部４０７ａとは、平面視で、重なる位置に配置されている。
そして、ケース４００の第１のベース支持部４０８ａとベース４０２の第１の基板支持部４０７ａとは、図１０に示す配列方向２０、すなわち、制御基板６０１とベース４０２が積層して配置された方向において、積層して配置され、第１の導電性締結部材４０５ａにより共締めされている。
従って、制御基板６０１に伝達された電流ノイズのケース４００への戻り経路は、第１の導電性締結部材４０５ａを介して、直接、ケース４００に戻る第２の経路３０を有する。

同様に、ベース４０２の第２の基板支持部４０７ｂは、平面視で、基板支持部４０７のうち、制御基板６０１の接続部３０１の最寄りの端部である他端に最も近い位置に配置されている。また、ケース４００の第２のベース支持部４０８ｂは、平面視で、ベース支持部４０８のうち、接続部３０１の最寄りの端部である他端に最も近い位置に配置されている。さらに、ケース４００の第２のベース支持部４０８ｂとベース４０２の第２の基板支持部４０７ｂとは、平面視で、重なる位置に配置されている。
そして、ケース４００の第２のベース支持部４０８ｂとベース４０２の第２の基板支持部４０７ｂとは、図１０に示す配列方向２０、すなわち、制御基板６０１とベース４０２が積層して配置された方向において、積層して配置され、第２の導電性締結部材４０５ｂにより共締めされている。
従って、制御基板６０１に伝達された電流ノイズは、第２の導電性締結部材４０５ｂを介して、直接、ケース４００に戻る第２の経路３０を有する。

第２の経路３０は、制御基板６０１に伝達された電流ノイズを第２の導電性締結部材４０５ｂを介して、直接、ケース４００に伝達する経路であるので、電流ノイズをケース４００に戻す最短経路を形成する。つまり、第２の経路３０は、第１の経路３１に対し、ベース４０２の、基板支持部４０７とベース支持部４０８間の領域の長さ分、電流ノイズをケース４００に戻す経路が短い。このため、経路中におけるインピーダンスが低減され、電力変換装置７００の制御基板６０１の接続部３０１に接続されるコネクタ３００、外部コネクタ７０５から外部に伝達される電流ノイズを低減することができ、以って、電流ノイズによる影響を低減することが可能となる。
なお、特定する意図ではなく、参考として記載すると、第１、第２の導電性締結部材４０５ａ、４０５ｂと、接続部３０１の最寄りの端部である一端または他端との距離は、それぞれ、１５ｍｍ以下、より好ましくは５ｍｍ以下とすることが好ましい。

上記一実施の形態によれば、下記の効果を奏する。
（１）電力変換装置７００は、スイッチング素子５０１、５０３を有するパワー半導体回路部（回路体）２００と、外部機器に接続するための外部コネクタ７０５が接続される接続部３０１および該接続部３０１の外周側に設けられたグランド線４３を有する制御基板６０１と、複数のベース支持部４０８を有するケース４００と、複数の基板支持部４０７を有するベース４０２とを備える。複数の基板支持部４０７のうち、接続部の最寄りの端部に最も近い第１の基板支持部４０７ａは、複数のベース支持部４０８の一つである第１のベース支持部４０８ａと重なる位置に配置され、第１の基板支持部４０７ａと第１のベース支持部４０８ａとがグランド線４３に電気的に接続されている。このため、接続部３０１の近傍に、スイッチング素子５０１、５０３から制御基板６０１に伝達される電流ノイズをケース４００に戻す最短経路である第２の経路３０が形成され、経路中におけるインピーダンスが低減される。これにより、電力変換装置７００から外部に伝達される電流ノイズを低減することができ、以って、電流ノイズによる影響を低減することが可能となる。

（２）複数の基板支持部４０７は、接続部３０１の最寄りの他の端部との距離が第１の基板支持部４０７ａと接続部３０１の最寄りの端部との距離と等しいか、またはそれよりも大きい位置に配置された第２の基板支持部４０７ｂを含み、複数のベース支持部４０８は、第２の基板支持部４０７ｂと重なる位置に配置された第２のベース支持部４０８ｂを含み、第２の基板支持部４０７ｂと第２のベース支持部４０８ｂとがグランド線４３に電気的に接続されている。この構成では、制御基板６０１に伝達される電流ノイズをケース４００に戻す第２の経路３０が、さらに形成されるため、経路中におけるインピーダンスがさらに低減される。

（３）電力変換装置７００は、第１の基板支持部４０７ａと第１のベース支持部４０８ａとを共締めし、グランド線４３に電気的に接続する第１の導電性締結部材４０５ａと、第２の基板支持部４０７ｂと第２のベース支持部４０８ｂとを共締めし、グランド線４３に電気的に接続する第２の導電性締結部材４０５ｂとをさらに備える。第１の基板支持部４０７ａと第１のベース支持部４０８ａとを１本の第１の導電性締結部材４０５ａにより共締めし、第２の基板支持部４０７ｂと第２のベース支持部４０８ｂとを１本の第２の導電性締結部材４０５ｂにより共締めするので、生産効率を高めることができる。

なお、上記実施形態では、電力変換装置７００はインバータ回路２０１を有するものとして例示した。しかし、本発明は、ＤＣＤＣコンバータ等、電磁ノイズを発生するスイッチング素子を有する回路体を備える電力変換装置に幅広く適用することができる。

上記実施形態では、ケース４００は、半導体モジュール２００ａ、２００ｂ、２００ｃを収容する半導体モジュール収容部８０１を有し、かつ、半導体モジュール２００ａ、２００ｂ、２００ｃを冷却するための冷媒が流れる冷却流路が形成されている構造を有するものとして例示した。しかし、本発明は、ケース４００に、半導体モジュール収容部８０１や冷却流路が形成されていない電力変換装置に適用することができる。

上記実施形態では、制御基板６０１とベース４０２との固定、ベース４０２とケース４００との固定は、ボルト等の導電性締結部材４０５、４０６により行う構造として例示した。しかし、制御基板６０１とベース４０２との固定や、ベース４０２とケース４００との固定は、ピン等の圧入や、かしめによる構造としてもよい。また、ベース４０２とケース４００との共締めを第１、第２の導電性締結部材４０５ａ、４０５ｂにより行うこととして例示したが、同様に、ピン等の圧入や、かしめによる構造としてもよい。

上記実施形態では、制御基板６０１のグランド線４３は、ベース４０２側と反対側の面に設けられている構成として例示した。しかし、制御基板６０１のグランド線４３は、ベース４０２側に形成してもよい。

本発明は、上記実施形態および変形例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。

２０ 配列方向
３０ 第２の経路
３１ 第１の経路
４３ グランド線
２００ パワー半導体回路部(回路体)
３００ コネクタ
３０１ 接続部
４００ ケース
４０２ ベース
４０５ 導電性締結部材
４０５ａ 第１の導電性締結部材
４０５ｂ 第２の導電性締結部材
４０６ 導電性締結部材
４０７ 基板支持部
４０７ａ 第１の基板支持部
４０７ｂ 第２の基板支持部
４０８ ベース支持部
４０８ａ 第１のベース支持部
４０８ｂ 第２のベース支持部
４１０ 貫通孔
５０１、５０３ スイッチング素子
６００ 駆動基板
６０１ 制御基板
６０１ａ 一側辺
７００ 電力変換装置
７０５ 外部コネクタ

Claims (5)

1. スイッチング素子を有する回路体と、
   外部機器に接続するためのコネクタが接続される接続部、前記接続部の外周側に設けられたグランド線、および前記回路体を制御する制御回路を有する制御基板と、
   前記回路体を収納する導電性のケースと、
   前記回路体と前記制御基板との間に配置された導電性のベースとを備え、
   前記ケースは、前記ベースを支持する複数のベース支持部を有し、
   前記ベースは、前記制御基板を支持する複数の基板支持部を有し、
   前記複数の基板支持部のうち、前記接続部の最寄りの端部に最も近い第１の基板支持部は、前記複数のベース支持部の一つである第１のベース支持部と重なる位置に配置され、
   前記第１の基板支持部と前記第１のベース支持部とが前記グランド線に電気的に接続されている電力変換装置。
2. 請求項１に記載の電力変換装置において、
   前記複数の基板支持部は、接続部の最寄りの他の端部との距離が前記第１の基板支持部と前記接続部の最寄りの端部との距離と等しいか、またはそれよりも大きい位置に配置された第２の基板支持部を含み、
   前記複数のベース支持部は、前記第２の基板支持部と重なる位置に配置された第２のベース支持部を含み、
   前記第２の基板支持部と前記第２のベース支持部とが前記グランド線に電気的に接続されている電力変換装置。
3. 請求項２に記載の電力変換装置において、
   前記第１の基板支持部と前記第１のベース支持部とを共締めし、前記グランド線に電気的に接続する第１の締結部材と、
   前記第２の基板支持部と前記第２のベース支持部とを共締めし、前記グランド線に電気的に接続する第２の締結部材とを、さらに備える電力変換装置。
4. 請求項２に記載の電力変換装置において、
   前記第１の基板支持部および前記第２の基板支持部は、前記制御基板の一側部に沿って配置され、
   前記複数の基板支持部は、前記制御基板の前記一側部に対向する対向側部側に配置された第３の基板支持部を含み、
   前記複数のベース支持部は、前記第３の基板支持部と重ならない位置に配置された第３のベース支持部を含み、
   前記第３の基板支持部を前記グランド線に電気的に接続する第１の締結部材と、
   前記ベースと前記第３のベース支持部とを電気的に接続する第２の締結部材とを、さらに備える電力変換装置。
5. 請求項１に記載の電力変換装置において、
   前記グランド線は、前記制御基板の回路部を囲む閉ループ状に形成されている電力変換装置。
   
   

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