JP6926638B2 - Power converter - Google Patents

Power converter Download PDF

Info

Publication number
JP6926638B2
JP6926638B2 JP2017088808A JP2017088808A JP6926638B2 JP 6926638 B2 JP6926638 B2 JP 6926638B2 JP 2017088808 A JP2017088808 A JP 2017088808A JP 2017088808 A JP2017088808 A JP 2017088808A JP 6926638 B2 JP6926638 B2 JP 6926638B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
housing
terminal
module
flow path
terminals
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2017088808A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2018186686A (en
Inventor
新谷 貴範
貴範 新谷
辰川 昌弘
昌弘 辰川
靖 近藤
靖 近藤
小高 章弘
章弘 小高
功 岡
功 岡
竜太朗 沼田
竜太朗 沼田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Electric Co Ltd filed Critical Fuji Electric Co Ltd
Priority to JP2017088808A priority Critical patent/JP6926638B2/en
Publication of JP2018186686A publication Critical patent/JP2018186686A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6926638B2 publication Critical patent/JP6926638B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Inverter Devices (AREA)

Description

本発明は、電力変換用のパワー半導体モジュールと、パワー半導体モジュールを冷却する冷却器とを備えた電力変換装置に関する。 The present invention relates to a power conversion device including a power semiconductor module for power conversion and a cooler for cooling the power semiconductor module.

この種の電力変換装置としては、特許文献1に記載された電力変換装置が知られている。
この電力変換装置は、電力変換用のパワー半導体モジュール、平滑コンデンサ、直流入力コネクタ、交流出力コネクタ、冷却媒体が内部を循環する冷却器、収納空間を形成した筐体など、を備えている。そして、筐体の収納空間に、平滑コンデンサ、直流入力コネクタ、交流出力コネクタを収納するとともに、筐体の外壁に収納空間に連通する開口部が形成されており、冷却器を接合したパワー半導体モジュールを、開口部から挿入して収納空間に配置した状態で開口部を冷却器で閉塞して固定する。そして、冷却器の冷却室に冷却媒体を流すことで、パワー半導体モジュールの素子がスイッチング動作する際の発熱を冷却器で冷却している。
この特許文献1の電力変換装置は、開口部を閉塞して固定される冷却器を筐体の一部として使用しているので、製造コストの低減化を図ることができる。
As a power conversion device of this type, the power conversion device described in Patent Document 1 is known.
This power conversion device includes a power semiconductor module for power conversion, a smoothing capacitor, a DC input connector, an AC output connector, a cooler in which a cooling medium circulates inside, a housing forming a storage space, and the like. A power semiconductor module in which a smoothing capacitor, a DC input connector, and an AC output connector are stored in the storage space of the housing, and an opening communicating with the storage space is formed on the outer wall of the housing, and a cooler is joined. Is inserted through the opening and placed in the storage space, and the opening is closed and fixed with a cooler. Then, by flowing a cooling medium through the cooling chamber of the cooler, the cooler cools the heat generated when the elements of the power semiconductor module perform the switching operation.
Since the power conversion device of Patent Document 1 uses a cooler that closes and fixes the opening as a part of the housing, the manufacturing cost can be reduced.

特開2017−60291号公報JP-A-2017-60291

ところで、特許文献1の電力変換装置は、パワー半導体モジュールと平滑コンデンサとを電気的に接続する接続部と、パワー半導体モジュールと交流出力部とを電気的に接続する接続部との電力損失による発熱も大きいが、冷却器がパワー半導体のみを冷却する構造としているので、電力変換の際の冷却効率が低下するおそれがある。
そこで、本発明は、パワー半導体モジュールに電気的に接続する平滑コンデンサ及び交流出力部の発熱部を確実に冷却することができる電力変換装置を提供することを目的としている。
By the way, the power conversion device of Patent Document 1 generates heat due to power loss between a connection portion that electrically connects a power semiconductor module and a smoothing capacitor and a connection portion that electrically connects a power semiconductor module and an AC output unit. However, since the cooler has a structure that cools only the power semiconductor, the cooling efficiency at the time of power conversion may decrease.
Therefore, an object of the present invention is to provide a power conversion device capable of reliably cooling a smoothing capacitor electrically connected to a power semiconductor module and a heat generating portion of an AC output unit.

上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る電力変換装置は、冷却媒体が流れる冷媒流路を設けた筐体と、冷媒流路側の内壁に密着して筐体に収納されているパワー半導体モジュールと、パワー半導体モジュールに電気的に接続されて筐体に収納されている平滑コンデンサ及び交流出力部と、を備え、パワー半導体モジュール及び平滑コンデンサを電気的に接続する複数の第1電気接続部と、パワー半導体モジュール及び交流出力部を電気的に接続する複数の第2電気接続部との少なくとも一方が、冷却端子台を介して冷媒流路側の内壁に熱的に接続されており、冷却端子台は、筐体の一部から第1電気接続部及び第2電気接続部に向けて立ち上がっている立上がり部と、立上がり部の上部を覆った状態で筐体、或いは立上がり部に固定され、第1電気接続部及び第2電気接続部に接触している絶縁カバーと、を備えている。 In order to achieve the above object, the power conversion device according to one aspect of the present invention is housed in a housing provided with a refrigerant flow path through which a cooling medium flows and in close contact with an inner wall on the refrigerant flow path side. A plurality of first electric units including a power semiconductor module and a smoothing capacitor and an AC output unit electrically connected to the power semiconductor module and housed in a housing, and electrically connecting the power semiconductor module and the smoothing capacitor. At least one of the connection portion and the plurality of second electrical connection portions that electrically connect the power semiconductor module and the AC output unit is thermally connected to the inner wall on the refrigerant flow path side via the cooling terminal block . The cooling terminal block is fixed to the housing or the rising portion while covering the rising portion rising from a part of the housing toward the first electrical connection portion and the second electrical connecting portion and the upper portion of the rising portion. , An insulating cover in contact with the first electrical connection and the second electrical connection.

本発明に係る電力変換装置によれば、パワー半導体モジュールに電気的に接続する平滑コンデンサ及び交流出力部の発熱部を確実に冷却することができる。 According to the power conversion device according to the present invention, the smoothing capacitor electrically connected to the power semiconductor module and the heat generating portion of the AC output unit can be reliably cooled.

本発明に係る第1実施形態の電力変換装置の外観を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the appearance of the power conversion apparatus of 1st Embodiment which concerns on this invention. 第1実施形態の電力変換装置を構成する部品の展開斜視図である。It is a developed perspective view of the component which comprises the power conversion apparatus of 1st Embodiment. 第1実施形態の筐体の底壁の内側を示す図である。It is a figure which shows the inside of the bottom wall of the housing of 1st Embodiment. 第1実施形態の筐体の底壁を外側から示した図である。It is a figure which showed the bottom wall of the housing of 1st Embodiment from the outside. (a)が図3の要部を拡大して示した図であり、(b)が(a)のA−A線矢視図である。(A) is an enlarged view of a main part of FIG. 3, and (b) is a view taken along the line AA of (a). 第1実施形態の筐体の底壁の外側に流路カバーを装着した状態を示す図である。It is a figure which shows the state which attached the flow path cover to the outside of the bottom wall of the housing of 1st Embodiment. 第1実施形態の電力変換装置を構成するパワー半導体モジュールの表側を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the front side of the power semiconductor module which comprises the power conversion apparatus of 1st Embodiment. 第1実施形態のパワー半導体モジュールの裏側を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the back side of the power semiconductor module of 1st Embodiment. 第1実施形態の電力変換装置を構成する平滑コンデンサを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the smoothing capacitor which comprises the power conversion apparatus of 1st Embodiment. 第1実施形態の平滑コンデンサの要部を示す図である。It is a figure which shows the main part of the smoothing capacitor of 1st Embodiment. 第1実施形態の電力変換装置を構成する直流入力部を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the DC input part which comprises the power conversion apparatus of 1st Embodiment. 第1実施形態の電力変換装置を構成する電流検出器を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the current detector which comprises the power conversion apparatus of 1st Embodiment. 第1実施形態の電力変換装置を構成する交流出力コネクタを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the AC output connector which comprises the power conversion apparatus of 1st Embodiment. 第1実施形態の筐体の底壁の内側に冷却端子台を装着した状態を示す図である。It is a figure which shows the state which attached the cooling terminal block to the inside of the bottom wall of the housing of 1st Embodiment. 図14のC−C矢視断面図である。FIG. 14 is a cross-sectional view taken along the line CC of FIG. 図14のD−D矢視断面図である。FIG. 14 is a cross-sectional view taken along the line DD of FIG. 第1実施形態の筐体の内部に、電力変換装置の主要部品を配置した状態を示す図である。It is a figure which shows the state which arranged the main component of the power conversion apparatus inside the housing of 1st Embodiment. 第1実施形態の冷却水循環部とパワー半導体モジュールの冷却器との接続構造を示した図である。It is a figure which showed the connection structure of the cooling water circulation part of 1st Embodiment, and a cooler of a power semiconductor module. 第1実施形態のパワー半導体モジュール及び交流出力部の電気的に接続されている箇所に配置されている冷却端子台を示す図である。It is a figure which shows the cooling terminal block arranged in the place where the power semiconductor module of 1st Embodiment and an AC output part are electrically connected. 第1実施形態のパワー半導体モジュール及び平滑コンデンサの電気的に接続されている箇所に配置されている冷却端子台を示す図である。It is a figure which shows the cooling terminal block arranged in the place where the power semiconductor module and the smoothing capacitor of 1st Embodiment are electrically connected. 第1実施形態の筐体の内部に配置した電力変換装置の主要部品の上部に樹脂シートを配置した状態を示す図である。It is a figure which shows the state which arranged the resin sheet on the upper part of the main component of the power conversion apparatus arranged inside the housing of 1st Embodiment. 第1実施形態の筐体の内部に配置した伝熱シートの上部に固定板を配置した状態を示す図である。It is a figure which shows the state which arranged the fixing plate on the upper part of the heat transfer sheet arranged inside the housing of 1st Embodiment. 第1実施形態の筐体の内部に配置した固定板の上部に制御回路基板を配置した状態を示す図である。It is a figure which shows the state which arranged the control circuit board on the upper part of the fixing plate arranged inside the housing of 1st Embodiment. 第1実施形態の電力変換装置の横断面図である。It is a cross-sectional view of the power conversion apparatus of 1st Embodiment. 図24の符号Gで示した箇所の拡大図である。It is an enlarged view of the part indicated by reference numeral G in FIG. 24. 図24の符号Hで示した箇所の拡大図である。It is an enlarged view of the part indicated by reference numeral H in FIG. 24. 本発明に係る第2実施形態の電力変換装置の電気的に接続されている箇所を示すものである。It shows the electrically connected part of the power conversion apparatus of the 2nd Embodiment which concerns on this invention. 本発明に係る第3実施形態の電力変換装置の電気的に接続されている箇所を示すものである。It shows the electrically connected part of the power conversion apparatus of the 3rd Embodiment which concerns on this invention. 本発明に係る第4実施形態のパワー半導体モジュールの冷却器を示す図である。It is a figure which shows the cooler of the power semiconductor module of 4th Embodiment which concerns on this invention. 第4実施形態のパワー半導体モジュールの冷却器が冷却水循環部に接続している状態を示す図である。It is a figure which shows the state which the cooler of the power semiconductor module of 4th Embodiment is connected to the cooling water circulation part. 本発明に係る第5実施形態の電力変換装置の電気的に接続されている箇所示す図である。It is a figure which shows the electric connection part of the power conversion apparatus of 5th Embodiment which concerns on this invention. 本発明に係る第6実施形態の電力変換装置の電気的に接続されている箇所示す図である。It is a figure which shows the electric connection part of the power conversion apparatus of 6th Embodiment which concerns on this invention. 本発明に係る第7実施形態の電力変換装置の電気的に接続されている箇所示す図である。It is a figure which shows the electric connection part of the power conversion apparatus of 7th Embodiment which concerns on this invention.

次に、図面を参照して、本発明の第1から第7実施形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係、各層の厚みの比率等は現実のものとは異なることに留意すべきである。したがって、具体的な厚みや寸法は以下の説明を参酌して判断すべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることはもちろんである。 Next, the first to seventh embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the description of the drawings below, the same or similar parts are designated by the same or similar reference numerals. However, it should be noted that the drawings are schematic, and the relationship between the thickness and the plane dimensions, the ratio of the thickness of each layer, etc. are different from the actual ones. Therefore, the specific thickness and dimensions should be determined in consideration of the following explanation. In addition, it goes without saying that the drawings include parts having different dimensional relationships and ratios from each other.

また、以下に示す第1から第7実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記のものに特定するものでない。本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された請求項が規定する技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。
以下、本発明を実施するための形態(以下、実施形態という。)を、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の説明で記載されている「上」、「下」、「底」、「前」、「後」、「左右」等の方向を示す用語は、添付図面の方向を参照して用いられている。
Further, the first to seventh embodiments shown below exemplify devices and methods for embodying the technical idea of the present invention, and the technical idea of the present invention is based on the material of the component parts. The shape, structure, arrangement, etc. are not specified as follows. The technical idea of the present invention may be modified in various ways within the technical scope specified by the claims stated in the claims.
Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention (hereinafter referred to as embodiments) will be described in detail with reference to the drawings. In addition, the terms indicating the directions such as "top", "bottom", "bottom", "front", "rear", and "left and right" described in the following description are used with reference to the directions in the attached drawings. Has been done.

[第1実施形態の電力変換装置]
以下、本発明の一態様に係る第1実施形態の電力変換装置について、図面を適宜参照しつつ説明する。
図1に示すように、本発明に係る第1実施形態の電力変換装置1は、筐体2と、筐体2の底部に設けた冷却水循環部CLとを備えている。筐体2は、ケース4及びカバー5で構成されている。
[Power conversion device of the first embodiment]
Hereinafter, the power conversion device of the first embodiment according to one aspect of the present invention will be described with reference to the drawings as appropriate.
As shown in FIG. 1, the power conversion device 1 of the first embodiment according to the present invention includes a housing 2 and a cooling water circulation unit CL provided at the bottom of the housing 2. The housing 2 is composed of a case 4 and a cover 5.

ケース4には、冷却水供給パイプ6a及び冷却水排出パイプ6bが接続しているとともに、外部入力接続口4eと外部出力接続口4fが開口している。
筐体2の内部には、図2に示すように、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ(IGBT)モジュール10と、IGBTモジュール10を駆動する駆動回路等が実装された制御回路基板11と、平滑コンデンサ12と、直流入力コネクタ13と、交流出力コネクタ14と、電流検出器15とが収納される。
The cooling water supply pipe 6a and the cooling water discharge pipe 6b are connected to the case 4, and the external input connection port 4e and the external output connection port 4f are open.
Inside the housing 2, as shown in FIG. 2, an insulated gate bipolar transistor (IGBT) module 10, a control circuit board 11 on which a drive circuit for driving the IGBT module 10 and the like are mounted, a smoothing capacitor 12, and a smoothing capacitor 12 are provided. The DC input connector 13, the AC output connector 14, and the current detector 15 are housed.

[筐体]
筐体2のケース4及びカバー5は、アルミニウム、又はアルミニウム合金を材料とした鋳造品である。
図3はケース4の内側を示し、図4はケース4を外側から示したものである。
図3に示すように、ケース4は、長方形状の底壁4aと、底壁4aの全周から立ち上がる第1側壁〜第4側壁4b1〜4b4と、第1側壁〜第4側壁4b1〜4b4の上端で開口する開口部4cと、を備えている。
[Case]
The case 4 and the cover 5 of the housing 2 are cast products made of aluminum or an aluminum alloy.
FIG. 3 shows the inside of the case 4, and FIG. 4 shows the case 4 from the outside.
As shown in FIG. 3, the case 4 has a rectangular bottom wall 4a, first side wall to fourth side wall 4b1 to 4b4 rising from the entire circumference of the bottom wall 4a, and first side wall to fourth side wall 4b1 to 4b4. It includes an opening 4c that opens at the upper end.

そして、第2側壁4b2に冷却水供給パイプ6a及び冷却水排出パイプ6bが圧入或いは溶接で接続されているとともに、第3側壁4b4に外部入力接続口4eと外部出力接続口4fが形成されている。
ケース4の底壁4aの外側には、図4において左右方向に延在する入側溝7aと、入側溝7aより長尺に左右方向に延在する出側溝7bが形成されている。入側溝7aの左側端部は、冷却水供給パイプ6aに連通路8aを介して連通しているとともに、出側溝7bの左側端部も、冷却水排出パイプ6bに連通路8bを介して連通している。また、入側溝7aの右側端部側に底壁4aを貫通して入側開口部9aが形成され、出側溝7bの右側端部側に底壁4aを貫通して出側開口部9bが形成されている。
The cooling water supply pipe 6a and the cooling water discharge pipe 6b are connected to the second side wall 4b2 by press fitting or welding, and the external input connection port 4e and the external output connection port 4f are formed on the third side wall 4b4. ..
On the outside of the bottom wall 4a of the case 4, an entry gutter 7a extending in the left-right direction and an exit gutter 7b extending in the left-right direction longer than the entry groove 7a are formed in FIG. The left end of the inlet gutter 7a communicates with the cooling water supply pipe 6a via the communication passage 8a, and the left end of the outlet gutter 7b also communicates with the cooling water discharge pipe 6b via the communication passage 8b. ing. Further, an entry side opening 9a is formed by penetrating the bottom wall 4a on the right end side of the entry side groove 7a, and an exit side opening 9b is formed by penetrating the bottom wall 4a on the right end side of the exit side groove 7b. Has been done.

図5(a),(b)に示すように、入側開口部9aの外側には周溝9a1が形成されており、この周溝9a1にOリング16が装着されている。また、出側開口部9bの外側にも周溝(不図示)が形成され、この周溝にOリング16が装着されている。
これらOリングは、必要に応じて周溝を増やして二重以上に装着してもよい。
As shown in FIGS. 5A and 5B, a peripheral groove 9a1 is formed on the outside of the entrance side opening 9a, and an O-ring 16 is mounted on the peripheral groove 9a1. Further, a peripheral groove (not shown) is also formed on the outside of the exit side opening 9b, and the O-ring 16 is mounted on the peripheral groove.
These O-rings may be mounted in a double or more manner by increasing the number of peripheral grooves as necessary.

そして、図6に示すように、ケース4の底壁4aの外側に、入側溝7a及び出側溝7bの開口部を閉塞するように流路カバー17が固定されており、冷却水供給パイプ6a及び入側開口部9aに連通する入側流路18aと、冷却水排出パイプ6b及び出側開口部9bに連通する出側流路18bとが形成される。
これにより、前述した冷却水循環部CLは、冷却水供給パイプ6a、連通路8a、入側流路18a、入側開口部9a、冷却水排出パイプ6b、連通路8b、出側流路18b及び出側開口部9bで構成されている。
Then, as shown in FIG. 6, a flow path cover 17 is fixed to the outside of the bottom wall 4a of the case 4 so as to close the openings of the entrance side groove 7a and the exit side groove 7b, and the cooling water supply pipe 6a and the cooling water supply pipe 6a and An inlet side flow path 18a communicating with the inlet side opening 9a and an outlet side flow path 18b communicating with the cooling water discharge pipe 6b and the outlet side opening 9b are formed.
As a result, the cooling water circulation unit CL described above includes the cooling water supply pipe 6a, the communication passage 8a, the inlet side flow path 18a, the inlet side opening 9a, the cooling water discharge pipe 6b, the communication passage 8b, the outlet side flow path 18b, and the outlet. It is composed of a side opening 9b.

[IGBTモジュール]
図7及び図8は、IGBTモジュール10を示すものであり、モジュール本体19と、モジュール本体19に一体に設けられ、筐体2に設けた冷却水循環部CLに接続して冷却水が循環する冷却器3と、を備えている。
モジュール本体19は、直方体形状の樹脂パッケージ19aと、樹脂パッケージ19aの底面に配置された金属ベース板(不図示)とを備え、金属ベース板側に冷却器3が一体に設けられている。
[IGBT module]
7 and 8 show the IGBT module 10, and is a cooling system that is integrally provided with the module main body 19 and the module main body 19 and is connected to the cooling water circulation unit CL provided in the housing 2 to circulate the cooling water. It is equipped with a vessel 3.
The module main body 19 includes a rectangular parallelepiped resin package 19a and a metal base plate (not shown) arranged on the bottom surface of the resin package 19a, and a cooler 3 is integrally provided on the metal base plate side.

樹脂パッケージ19aには、図示しない3個のIGBTの上アーム半導体チップ、上アーム用配線パターン部、上アーム配線用導体板、下アーム半導体チップ、下アーム用配線パターン部、下アーム配線用導体板及び接地用配線パターン部などが埋め込まれているとともに、上アーム半導体チップ及び下アーム半導体チップが金属ベース板に接触している。 The resin package 19a includes three IGBT upper arm semiconductor chips, an upper arm wiring pattern portion, an upper arm wiring conductor plate, a lower arm semiconductor chip, a lower arm wiring pattern portion, and a lower arm wiring conductor plate (not shown). The grounding wiring pattern portion and the like are embedded, and the upper arm semiconductor chip and the lower arm semiconductor chip are in contact with the metal base plate.

樹脂パッケージ19aには、長尺方向の一方の側面20aから平板形状の正極側端子21U,21V,21W及び負極側端子22U,22V,22Wが、互いの板幅方向の端部を対向させた状態で一列に突出して設けられているとともに、長尺方向の他方の側面20bから平板形状の出力端子23U,23V,23Wが、互いの板幅方向の端部を対向させた状態で一列に突出して設けられている。 In the resin package 19a, flat plate-shaped positive electrode side terminals 21U, 21V, 21W and negative electrode side terminals 22U, 22V, 22W face each other in the plate width direction from one side surface 20a in the long direction. The flat plate-shaped output terminals 23U, 23V, and 23W project in a row from the other side surface 20b in the long direction so that the ends in the plate width direction face each other. It is provided.

正極側端子21U,21V,21Wは、上アーム用配線パターン部を介して上アーム半導体チップのコレクタに接続しており、負極側端子22U,22V,22Wは、接地用配線パターン部と下アーム配線用導体板を介して下アーム半導体チップのエミッタに接続しており、出力端子23U,23V,23Wは、下アーム用配線パターン部と上アーム配線用導体板を介して上アーム半導体チップのエミッタ及び下アーム半導体チップのコレクタに接続している。 The positive side terminals 21U, 21V, 21W are connected to the collector of the upper arm semiconductor chip via the upper arm wiring pattern part, and the negative side terminals 22U, 22V, 22W are the grounding wiring pattern part and the lower arm wiring. It is connected to the emitter of the lower arm semiconductor chip via the conductor plate for the lower arm, and the output terminals 23U, 23V, 23W are the emitter of the upper arm semiconductor chip and the emitter of the upper arm semiconductor chip via the wiring pattern portion for the lower arm and the conductor plate for the upper arm wiring. It is connected to the collector of the lower arm semiconductor chip.

また、樹脂パッケージ19aの上面には、上アーム用の複数の制御電極に接続する複数本の上アーム用リードフレーム24U,24V,24Wと、下アーム用の複数の制御電極に接続する複数本の下アーム用リードフレーム25U,25V,25Wが上方に突出して設けられている。
冷却器3は、図8に示すように、樹脂パッケージ19aの底面に接合されている。
この冷却器3の底壁3aには、ケース4の入側開口部9aに接続する入側開口部3eと、ケース4の出側開口部9bに接続する出側開口部3fが形成されている。
Further, on the upper surface of the resin package 19a, a plurality of lead frames 24U, 24V, 24W for the upper arm connected to a plurality of control electrodes for the upper arm, and a plurality of lead frames 24U, 24V, 24W connected to the plurality of control electrodes for the lower arm. Lead frames 25U, 25V, and 25W for the lower arm are provided so as to project upward.
As shown in FIG. 8, the cooler 3 is joined to the bottom surface of the resin package 19a.
The bottom wall 3a of the cooler 3 is formed with an inlet opening 3e connected to the inlet 9a of the case 4 and an outlet 3f connected to the outlet 9b of the case 4. ..

[平滑コンデンサ]
平滑コンデンサ12は、直流入力コネクタ13から入力した直流電圧を平滑化する装置であり、図9に示すように、略直方体形状のコンデンサ本体12aと、コンデンサ本体12aの長尺方向(矢印B方向)に延在する側面12bから突出して設けられている複数の端子と、を備えている。
[Smoothing capacitor]
The smoothing capacitor 12 is a device that smoothes the DC voltage input from the DC input connector 13, and as shown in FIG. 9, the substantially rectangular shape of the capacitor body 12a and the long direction of the capacitor body 12a (direction of arrow B). It is provided with a plurality of terminals provided so as to project from the side surface 12b extending to the surface.

平滑コンデンサ12の複数の端子は、側面12bの右側に寄った位置に設けられており、平板形状の正極側出力端子26U,26V,26W及び負極側出力端子27U,27V,27Wが、互いの板幅方向の端部を対向させた状態で長尺方向に沿って一列に突出して設けられている。
また、側面12bの左側に寄った位置には、図9及び図10に示すように、正極側入力端子28と、負極側入力端子29とが突出して設けられている。
A plurality of terminals of the smoothing capacitor 12 are provided at positions closer to the right side of the side surface 12b, and the flat plate-shaped positive electrode side output terminals 26U, 26V, 26W and the negative electrode side output terminals 27U, 27V, 27W are plates of each other. It is provided so as to project in a row along the elongated direction with the ends in the width direction facing each other.
Further, as shown in FIGS. 9 and 10, the positive electrode side input terminal 28 and the negative electrode side input terminal 29 are provided so as to protrude to the left side of the side surface 12b.

負極側入力端子29は平板形状の端子であり、平面方向が長尺方向に延在して突出して設けられている。
正極側入力端子28は、側面12bから長尺方向に直交した方向に平面方向が延在して突出している平板形状の基部28aと、この基部28aの先端側から長尺方向に折曲されて形成された接続部28bと、を備えた端子である。
The negative electrode side input terminal 29 is a flat plate-shaped terminal, and is provided so as to extend in the long plane direction and project.
The positive electrode side input terminal 28 has a flat plate-shaped base portion 28a extending in a plane direction extending in a direction orthogonal to the elongated direction from the side surface 12b and being bent in the elongated direction from the tip end side of the base portion 28a. It is a terminal provided with the formed connecting portion 28b.

[直流入力コネクタ]
図11は、直流入力コネクタ13を示すものであり、樹脂モールド製の入力コネクタ本体13aと、入力コネクタ本体13aの内部に長尺方向に延在して配置されている2本の板状の正極側バスバー30及び負極側バスバー31と、を備えている。
正極側バスバー30の一端が平滑コンデンサ12の正極側入力端子28に接続するコンデンサ側端子30aであり、他端が外部入力コンバータ(不図示)の正極側端子に接続する外部入力側端子30bである。また、負極側バスバー31の一端が平滑コンデンサ12の負極側入力端子29に接続するコンデンサ側端子31aであり、他端が外部入力コンバータの負極側端子に接続する外部入力側端子31bである。
[DC input connector]
FIG. 11 shows a DC input connector 13, a resin-molded input connector main body 13a, and two plate-shaped positive electrodes extending in the long direction inside the input connector main body 13a. A side bus bar 30 and a negative electrode side bus bar 31 are provided.
One end of the positive electrode side bus bar 30 is a capacitor side terminal 30a connected to the positive electrode side input terminal 28 of the smoothing capacitor 12, and the other end is an external input side terminal 30b connected to the positive electrode side terminal of an external input converter (not shown). .. Further, one end of the negative electrode side bus bar 31 is a capacitor side terminal 31a connected to the negative electrode side input terminal 29 of the smoothing capacitor 12, and the other end is an external input side terminal 31b connected to the negative electrode side terminal of the external input converter.

[電流検出機器]
電流検出器15は、IGBTモジュール10の交流出力電流を検出する装置であり、図12に示すように、直方体形状の検出器本体32と、検出器本体32の長手方向に離間して配置されている3本の板状の検出器バスバー33U,33V,33Wと、を備えている。
[Current detection device]
The current detector 15 is a device for detecting the AC output current of the IGBT module 10, and as shown in FIG. 12, the rectangular parallelepiped detector main body 32 and the detector main body 32 are arranged apart from each other in the longitudinal direction. It is equipped with three plate-shaped detector bus bars 33U, 33V, 33W.

そして、検出器バスバー33Uの一端がIGBTモジュール10の出力端子23Uに接続するIGBT側端子33Uaであり、検出器バスバー33Uの他端が交流出力コネクタ14の出力端子33Ubとなる。また、検出器バスバー33Vの一端がIGBTモジュール10の出力端子23Vに接続するIGBT側端子33Vaであり、検出器バスバー33Vの他端が交流出力コネクタ14の出力端子33Vbとなる。さらに、検出器バスバー33Wの一端がIGBTモジュール10の出力端子23Wに接続するIGBT側端子33Waであり、検出器バスバー33Wの他端が交流出力コネクタ14の出力端子33Wbとなる。 One end of the detector bus bar 33U is the IGBT side terminal 33Ua connected to the output terminal 23U of the IGBT module 10, and the other end of the detector bus bar 33U is the output terminal 33Ub of the AC output connector 14. Further, one end of the detector bus bar 33V is an IGBT side terminal 33V connected to the output terminal 23V of the IGBT module 10, and the other end of the detector bus bar 33V is an output terminal 33Vb of the AC output connector 14. Further, one end of the detector bus bar 33W is an IGBT side terminal 33W connected to the output terminal 23W of the IGBT module 10, and the other end of the detector bus bar 33W is an output terminal 33Wb of the AC output connector 14.

[交流出力コネクタ]
図13は、交流出力コネクタ14を示すものであり、検出器バスバー33U,33V,33Wの出力端子33Ub,33Vb,33Wbが上部から差し込まれて装着される装着穴34a,34b、34cが形成されている。
[AC output connector]
FIG. 13 shows the AC output connector 14, and mounting holes 34a, 34b, 34c are formed in which the output terminals 33Ub, 33Vb, 33Wb of the detector bus bars 33U, 33V, 33W are inserted from above and mounted. There is.

[第1実施形態の電力変換装置の組み立て]
次に、第1実施形態の電力変換装置1の組み立てについて説明する。
先ず、ケース4内に収納する部品の収納空間を図14に示す。
図14に示すように、ケース4内には、平滑コンデンサ12を収納する第1収納空間S1と、直流入力コネクタ13を収納する第2収納空間S2と、電流検出器15及び交流出力コネクタを収納する第3収納空間S3と、IGBTモジュール10を収納する第4収納空間S4と、が設けられている。
[Assembly of the power conversion device of the first embodiment]
Next, the assembly of the power conversion device 1 of the first embodiment will be described.
First, FIG. 14 shows a storage space for parts to be stored in the case 4.
As shown in FIG. 14, the case 4 houses a first storage space S1 for storing the smoothing capacitor 12, a second storage space S2 for storing the DC input connector 13, a current detector 15, and an AC output connector. A third storage space S3 and a fourth storage space S4 for storing the IGBT module 10 are provided.

第1収納空間S1は、第1側壁4b1に沿って延在し、互いに対向する第2側壁b2及び第4側壁4b4まで長尺空間として設けられている。
第2収納空間S2は、第4側壁4b4に沿って延在する長尺空間であり、この空間の長尺方向の一端が第1収納空間S1に対向し、長尺方向の他端が第3側壁4b3まで設けられている。
The first storage space S1 extends along the first side wall 4b1 and is provided as a long space up to the second side wall b2 and the fourth side wall 4b4 facing each other.
The second storage space S2 is a long space extending along the fourth side wall 4b4, one end of this space in the long direction faces the first storage space S1, and the other end in the long direction is the third. It is provided up to the side wall 4b3.

第3収納空間S3は、第4側壁4b4に沿って延在する長尺空間であり、この空間の長尺方向の一端が第2収納空間S2に対向し、長尺方向の他端が第2側壁4b2まで設けられている。
第4収納空間S4は、第1収納空間S1、第2収納空間S2、第3収納空間S3及び第2側壁4b2に囲まれた空間である。
The third storage space S3 is a long space extending along the fourth side wall 4b4, one end of this space in the long direction faces the second storage space S2, and the other end in the long direction is the second. Up to the side wall 4b2 is provided.
The fourth storage space S4 is a space surrounded by the first storage space S1, the second storage space S2, the third storage space S3, and the second side wall 4b2.

ここで、第1収納空間S1と第4収納空間S4との間の底壁4aには冷却端子台35が固定され、第3収納空間S3と第4収納空間S4との間の底壁4aには冷却端子台36が固定されている。
冷却端子台35は、図14及び図15に示すように、底壁4a上に電気絶縁性の伝熱シート37を介して載置され、長手方向の両端が固定ねじ38で底壁4aに固定された部材である。この冷却端子台35は、熱伝導性が良好な黄銅製で丸棒形状の6個の冷却端子39と、これら冷却端子39を所定間隔を開けて上下端面を外部に露出させた状態でインサート成形している熱可塑性樹脂からなる端子台本体40と、を備えている。
Here, the cooling terminal block 35 is fixed to the bottom wall 4a between the first storage space S1 and the fourth storage space S4, and is attached to the bottom wall 4a between the third storage space S3 and the fourth storage space S4. The cooling terminal block 36 is fixed.
As shown in FIGS. 14 and 15, the cooling terminal block 35 is placed on the bottom wall 4a via an electrically insulating heat transfer sheet 37, and both ends in the longitudinal direction are fixed to the bottom wall 4a with fixing screws 38. It is a member that has been made. The cooling terminal block 35 is insert-molded with six round bar-shaped cooling terminals 39 made of brass having good thermal conductivity and the upper and lower end surfaces exposed to the outside at predetermined intervals. It is provided with a terminal block main body 40 made of a thermoplastic resin.

また。冷却端子台36も、図14及び図16に示すように、底壁4a上に電気絶縁性の伝熱シート41を介して載置され、長手方向に離間した位置において固定ねじ38で底壁4aに固定された部材であり、黄銅製で丸棒形状の3個の冷却端子42と、これら冷却端子42を所定間隔を開けて上下端面を外部に露出させた状態でインサート成形している熱可塑性樹脂からなる端子台本体43と、を備えている。 Also. As shown in FIGS. 14 and 16, the cooling terminal block 36 is also placed on the bottom wall 4a via the electrically insulating heat transfer sheet 41, and is separated from the bottom wall 4a in the longitudinal direction by the fixing screw 38. It is a member fixed to, and is made of brass and is insert-molded with three round bar-shaped cooling terminals 42 and these cooling terminals 42 with the upper and lower end surfaces exposed to the outside at predetermined intervals. It includes a terminal block main body 43 made of resin.

これら冷却端子台35,36の冷却端子39,42は、端子台本体40,43からの抜けを防止するために軸方向中央部に縮径部39a,42aが形成されている。
そして、図17に示すように、ケース4内の第2収納空間S2に直流入力コネクタ13を収納し、第3収納空間S3に交流出力コネクタ14及び電流検出器15を収納し、第4収納空間S4にIGBTモジュール10を収納し、第1収納空間S1に平滑コンデンサ12を収納し、これらの部品を底壁4aに固定する。
The cooling terminals 39, 42 of the cooling terminal blocks 35, 36 are formed with diameter-reduced portions 39a, 42a at the central portion in the axial direction in order to prevent the cooling terminals 39, 42 from coming off from the terminal block main bodies 40, 43.
Then, as shown in FIG. 17, the DC input connector 13 is housed in the second storage space S2 in the case 4, the AC output connector 14 and the current detector 15 are housed in the third storage space S3, and the fourth storage space is stored. The IGBT module 10 is housed in S4, the smoothing capacitor 12 is housed in the first storage space S1, and these parts are fixed to the bottom wall 4a.

ここで、図1で示したケース4の外部入力接続口4eの内部に直流入力コネクタ13の外部入力側端子30b,31bが位置し、ケース4の外部出力接続口4fの内部に、交流出力コネクタ14に一体に装着した電流検出器15の出力端子33Ub,33Vb,Wbが位置する。
そして、IGBTモジュール10を第4収納空間S4に収納して固定すると、図18に示すように、IGBTモジュール10に一体化された冷却器3の入側開口部3eと、第4収納空間S4の底壁4aに形成されている入側開口部9aが対向するとともに、入側開口部9aの外側の周溝9a1に装着したOリング16が冷却器3の入側開口部3eの周壁に押し潰されることで、入側開口部3e、9aは液密が保持された状態で接続される。また、図示しないが、互いに対向する冷却器3の出側開口部3f及び第4収納空間S4の出側開口部9bも、出側開口部9bの外側の周溝9a1に装着したOリング16が冷却器3の出側開口部3fの周壁に押し潰されることで、出側開口部3f、9bは液密が保持された状態で接続される。
Here, the external input side terminals 30b and 31b of the DC input connector 13 are located inside the external input connection port 4e of the case 4 shown in FIG. 1, and the AC output connector is inside the external output connection port 4f of the case 4. The output terminals 33Ub, 33Vb, and Wb of the current detector 15 integrally mounted on the 14 are located.
Then, when the IGBT module 10 is stored and fixed in the fourth storage space S4, as shown in FIG. 18, the entrance side opening 3e of the cooler 3 integrated in the IGBT module 10 and the fourth storage space S4 The entrance side opening 9a formed in the bottom wall 4a faces each other, and the O-ring 16 mounted on the outer peripheral groove 9a1 of the entrance side opening 9a is crushed by the peripheral wall of the entrance side opening 3e of the cooler 3. As a result, the inlet openings 3e and 9a are connected in a state where the liquid tightness is maintained. Further, although not shown, the outlet side opening 3f of the cooler 3 and the outlet side opening 9b of the fourth storage space S4, which face each other, also have an O-ring 16 mounted on the outer peripheral groove 9a1 of the outlet side opening 9b. By being crushed by the peripheral wall of the outlet side opening 3f of the cooler 3, the outlet side openings 3f and 9b are connected in a state where liquid tightness is maintained.

これにより、前述した冷却水循環部CLの冷却水供給パイプ6aから供給された冷却水が入側開口部3e、9aを通過してIGBTモジュール10の冷却器3の内部に供給され、冷却器3から排出された水が出側開口部3f、9bを通過して冷却水排出パイプ6bから外部に排出可能とされる。
次いで、図17に示すように、直流入力コネクタ13の平滑コンデンサ12側で突出しているコンデンサ側端子30aと、平滑コンデンサ12の正極側入力端子28の接続部28bとが重なり、直流入力コネクタ13のコンデンサ側端子31aと、平滑コンデンサ12の負極側入力端子29も重なるので、これらの重なっている部分を溶接することで電気的に接続する。
As a result, the cooling water supplied from the cooling water supply pipe 6a of the cooling water circulation unit CL described above passes through the inlet side openings 3e and 9a and is supplied to the inside of the cooler 3 of the IGBT module 10 from the cooler 3. The discharged water passes through the outlet side openings 3f and 9b and can be discharged to the outside from the cooling water discharge pipe 6b.
Next, as shown in FIG. 17, the capacitor side terminal 30a protruding on the smoothing capacitor 12 side of the DC input connector 13 and the connection portion 28b of the positive electrode side input terminal 28 of the smoothing capacitor 12 overlap, and the DC input connector 13 Since the capacitor side terminal 31a and the negative electrode side input terminal 29 of the smoothing capacitor 12 also overlap, these overlapping portions are electrically connected by welding.

また、図19に示すように、電流検出器15のIGBT側端子33Ua,33Va,33Waと、IGBTモジュール10の出力端子23U,23V,23Wも重なるので、これらの重なっている部分を溶接することで電気的に接続する。これら電気的に接続した部分の下面は、冷却端子台36の冷却端子39が熱的に接触する。
さらに、図20に示すように、平滑コンデンサ12の正極側出力端子26U,26V,26W、負極側出力端子27U,27V,27Wと、IGBTモジュール10の正極側端子21U,21V,21W、負極側端子22U,22V,22Wも重なるので、これらの重なっている部分を溶接することで電気的に接続する。そして、これら電気的に接続した部分の下面は、冷却端子台35の冷却端子39が熱的に接触する。
Further, as shown in FIG. 19, the IGBT side terminals 33Ua, 33V, 33Wa of the current detector 15 and the output terminals 23U, 23V, 23W of the IGBT module 10 also overlap, so by welding these overlapping portions. Connect electrically. The cooling terminals 39 of the cooling terminal block 36 are in thermal contact with the lower surface of these electrically connected portions.
Further, as shown in FIG. 20, the positive electrode side output terminals 26U, 26V, 26W of the smoothing capacitor 12, the negative electrode side output terminals 27U, 27V, 27W, and the positive electrode side terminals 21U, 21V, 21W, the negative electrode side terminal of the IGBT module 10 Since 22U, 22V, and 22W also overlap, they are electrically connected by welding these overlapping portions. Then, the cooling terminals 39 of the cooling terminal block 35 are in thermal contact with the lower surface of these electrically connected portions.

次いで、図21に示すように、IGBTモジュール10及び平滑コンデンサ12が電気的に接続している部位の上部と、電流検出器15及びIGBTモジュール10が電気的に接続している部位の上部と、直流入力コネクタ13及び平滑コンデンサ12が電気的に接続している部位の上部を樹脂シート44,45,46で覆う。
次いで、図22に示すように、直流入力コネクタ13及びIGBTモジュール10の上部を覆う固定板47をケース4に固定した後、図2で示す絶縁紙48aを固定板47の上面に貼る。次いで、図23に示すように、固定板47の上方に制御回路基板11を配置する。
Next, as shown in FIG. 21, the upper part of the part where the IGBT module 10 and the smoothing capacitor 12 are electrically connected, and the upper part of the part where the current detector 15 and the IGBT module 10 are electrically connected, The upper part of the portion where the DC input connector 13 and the smoothing capacitor 12 are electrically connected is covered with the resin sheets 44, 45, 46.
Next, as shown in FIG. 22, the fixing plate 47 covering the upper part of the DC input connector 13 and the IGBT module 10 is fixed to the case 4, and then the insulating paper 48a shown in FIG. 2 is attached to the upper surface of the fixing plate 47. Next, as shown in FIG. 23, the control circuit board 11 is arranged above the fixing plate 47.

固定板47は、図24に示すように、金属板49と、金属板49の略全域を被覆した状態でインサート成形している熱可塑性樹脂からなる被覆部50と、を備えている。
固定板47の金属板49は、絞り加工により凸部49a,49bを形成することで高剛性の部材としている。
また、固定板47の被覆部50には、図25に示すように、電流検出器15及びIGBTモジュール10が電気的に接続している部位(IGBT側端子33Ua,33Va,33Waと、出力端子23U,23V,23Wの接続部)に向けて突出する突起部50aが設けられている。
As shown in FIG. 24, the fixing plate 47 includes a metal plate 49 and a covering portion 50 made of a thermoplastic resin that is insert-molded in a state of covering substantially the entire area of the metal plate 49.
The metal plate 49 of the fixing plate 47 is made into a highly rigid member by forming convex portions 49a and 49b by drawing.
Further, as shown in FIG. 25, the covering portion 50 of the fixing plate 47 is electrically connected to the current detector 15 and the IGBT module 10 (IGBT side terminals 33Ua, 33Va, 33Wa and the output terminal 23U). , 23V, 23W connection portion), and a protrusion 50a protruding toward the connection portion) is provided.

また、被覆部50には、図26に示すように、IGBTモジュール10及び平滑コンデンサ12の電気的に接続している部位(正極側出力端子26U,26V,26W、負極側出力端子27U,27V,27Wと、正極側端子21U,21V,21W、負極側端子22U,22V,22Wの接続部)に向けて突出する突起部50bが設けられている。
さらに、図26に示すように、被覆部50にはIGBTモジュール10の上面に向けて突出する突起部50cも設けられている。
Further, as shown in FIG. 26, the covering portion 50 is electrically connected to the IGBT module 10 and the smoothing capacitor 12 (positive electrode side output terminals 26U, 26V, 26W, negative electrode side output terminals 27U, 27V, 27W and a protrusion 50b protruding toward the positive electrode side terminals 21U, 21V, 21W and the negative electrode side terminals 22U, 22V, 22W) are provided.
Further, as shown in FIG. 26, the covering portion 50 is also provided with a protruding portion 50c protruding toward the upper surface of the IGBT module 10.

これにより、固定板47をケース4に固定すると、被覆部50の突起部50aが、電流検出器15及びIGBTモジュール10が電気的に接続している部位を樹脂シート45を介して押し付け、被覆部50の突起部50bが、IGBTモジュール10及び平滑コンデンサ12の電気的に接続している部位を樹脂シート44を介して押し付け、被覆部50の突起部50cがIGBTモジュール10を押し付ける。 As a result, when the fixing plate 47 is fixed to the case 4, the protrusion 50a of the covering portion 50 presses the portion where the current detector 15 and the IGBT module 10 are electrically connected via the resin sheet 45, and the covering portion The protrusion 50b of the 50 presses the electrically connected portion of the IGBT module 10 and the smoothing capacitor 12 via the resin sheet 44, and the protrusion 50c of the covering portion 50 presses the IGBT module 10.

ここで、図22に示すように、固定板47は、表裏に連通する長尺なリードフレーム通過穴51が形成されており、IGBTモジュール10の上面から突出している上アーム用リードフレーム24U,24V,24W、下アーム用リードフレーム25U,25V,25Wがリードフレーム通過穴51を通過して制御回路基板11のランドを有するスルーホール(不図示)に挿通され、各リードフレームとスルーホールの間が半田付けされる。
そして、図2に示す絶縁紙48bを裏面に貼ったカバー5をケースの開口部4cの周縁に固定する。これにより、筐体2に収納されたIGBTモジュール10、制御回路基板11、平滑コンデンサ12、直流入力コネクタ13、交流出力コネクタ14及び電流検出器15に対して、外気との液密封止が施される。
Here, as shown in FIG. 22, the fixing plate 47 is formed with long lead frame through holes 51 communicating with each other on the front and back surfaces, and the lead frames 24U, 24V for the upper arm projecting from the upper surface of the IGBT module 10 , 24W, lower arm lead frames 25U, 25V, 25W pass through the lead frame passage hole 51 and are inserted into a through hole (not shown) having a land of the control circuit board 11, and between each lead frame and the through hole. It will be soldered.
Then, the cover 5 on which the insulating paper 48b shown in FIG. 2 is attached to the back surface is fixed to the peripheral edge of the opening 4c of the case. As a result, the IGBT module 10, the control circuit board 11, the smoothing capacitor 12, the DC input connector 13, the AC output connector 14, and the current detector 15 housed in the housing 2 are hermetically sealed with the outside air. NS.

[第1実施形態の電力変換装置の動作]
この状態で、外部の入力コンバータ(図示せず)から直流入力コネクタ13を介して直流電力が供給された平滑コンデンサ12は、入力した直流電圧の平滑化を行ってIGBTモジュール10に出力する。そして、制御回路基板11から例えばパルス幅変調信号からなるゲート信号がIGBTモジュール10に供給されることで3個のIGBTに対して120度ずれたゲート信号でオン・オフ制御されると、IGBTモジュール10からU相、V相及びW相の3相交流が、電流検出器15及び交流出力コネクタ14を介して負荷に出力される。
[Operation of the power conversion device of the first embodiment]
In this state, the smoothing capacitor 12 to which DC power is supplied from an external input converter (not shown) via the DC input connector 13 smoothes the input DC voltage and outputs it to the IGBT module 10. Then, when a gate signal composed of, for example, a pulse width modulation signal, is supplied from the control circuit board 11 to the IGBT module 10 and on / off control is performed with the gate signals shifted by 120 degrees with respect to the three IGBTs, the IGBT module Three-phase ACs from 10 to U-phase, V-phase and W-phase are output to the load via the current detector 15 and the AC output connector 14.

IGBTモジュール10の3つのIGBTが動作状態となると、樹脂パッケージ19aに埋め込まれている3つのIGBTの上アーム半導体チップ、下アーム半導体チップが発熱状態となる。
また、IGBTモジュール10の樹脂パッケージ19aに埋め込まれている上アーム半導体チップ、下アーム半導体チップの発熱とともに、直流電圧の平滑化を行っている平滑コンデンサ12及びIGBTモジュール10の3相交流の出力電流を検出している電流検出器15も発熱状態となる。
When the three IGBTs of the IGBT module 10 are in the operating state, the upper arm semiconductor chips and the lower arm semiconductor chips of the three IGBTs embedded in the resin package 19a are in the heat generating state.
Further, the output currents of the three-phase AC of the smoothing capacitor 12 and the IGBT module 10 that smooth the DC voltage as well as the heat generated by the upper arm semiconductor chip and the lower arm semiconductor chip embedded in the resin package 19a of the IGBT module 10. The current detector 15 that detects the above is also in a heat generating state.

IGBTモジュール10の上アーム半導体チップ、下アーム半導体チップの発熱は、IGBTモジュール10のモジュール本体19に一体に設けた冷却器3に熱伝導される。
IGBTモジュール10の冷却器3に伝熱された熱は、冷却器3を循環する冷却水によって移動するので、IGBTモジュール10の上アーム半導体チップ、下アーム半導体チップは、効率良く冷却されていく。
The heat generated by the upper arm semiconductor chip and the lower arm semiconductor chip of the IGBT module 10 is thermally conducted to the cooler 3 integrally provided in the module body 19 of the IGBT module 10.
Since the heat transferred to the cooler 3 of the IGBT module 10 is transferred by the cooling water circulating in the cooler 3, the upper arm semiconductor chip and the lower arm semiconductor chip of the IGBT module 10 are efficiently cooled.

一方、IGBTモジュール10及び平滑コンデンサ12の接続端子(平滑コンデンサ12の正極側出力端子26U,26V,26W、負極側出力端子27U,27V,27Wと、IGBTモジュール10の正極側端子21U,21V,21W、負極側端子22U,22V,22W)の下部には、冷却端子39の上端が熱的に接触した状態で冷却端子台35が配置されている。このため、IGBTモジュール10及び平滑コンデンサ12の接続端子の発熱は、冷却端子39、冷却端子39の下部に配置した伝熱シート37を介してケース4の底壁4aに熱伝導される(図20参照)。 On the other hand, the connection terminals of the IGBT module 10 and the smoothing capacitor 12 (positive electrode side output terminals 26U, 26V, 26W of the smoothing capacitor 12, negative electrode side output terminals 27U, 27V, 27W, and positive electrode side terminals 21U, 21V, 21W of the IGBT module 10). , Negative electrode side terminals 22U, 22V, 22W), a cooling terminal block 35 is arranged in a state where the upper ends of the cooling terminals 39 are in thermal contact. Therefore, the heat generated by the connection terminals of the IGBT module 10 and the smoothing capacitor 12 is thermally conducted to the bottom wall 4a of the case 4 via the cooling terminal 39 and the heat transfer sheet 37 arranged below the cooling terminal 39 (FIG. 20). reference).

また、IGBTモジュール10及び電流検出器15の接続端子(電流検出器15のIGBT側端子33Ua,33Va,33Waと、IGBTモジュール10の出力端子23U,23V,23W)の下部にも、冷却端子42の上端が熱的に接触した状態で冷却端子台36が配置されているので、IGBTモジュール10及び電流検出器15の接続端子の発熱は、冷却端子42、冷却端子42の下部に配置した伝熱シート41を介してケース4の底壁4aに熱伝導される(図19参照)。 Further, a cooling terminal 42 is also provided below the connection terminals of the IGBT module 10 and the current detector 15 (the IGBT side terminals 33Ua, 33V, 33Wa of the current detector 15 and the output terminals 23U, 23V, 23W of the IGBT module 10). Since the cooling terminal block 36 is arranged with the upper ends in thermal contact, the heat generated by the connection terminals of the IGBT module 10 and the current detector 15 is generated by the heat transfer sheet arranged below the cooling terminal 42 and the cooling terminal 42. Heat is conducted to the bottom wall 4a of the case 4 via 41 (see FIG. 19).

そして、ケース4の底壁4aは、図6で示したように冷却水が循環する冷却水循環部CLの入側流路18a、出側流路18bが設けられているので底壁4aの放熱性が高い。したがって、冷却端子台35に伝達された熱及び冷却端子台36を介して伝達された熱は、放熱性が高い底壁4aに移動していくので、IGBTモジュール10及び平滑コンデンサ12の接続端子及びIGBTモジュール10及び電流検出器15の接続端子は、効率良く冷却されていく。
ここで、本発明に係るパワー半導体モジュールがIGBTモジュール10に対応し、本発明に係る筐体がケース4に対応し、本発明に係る交流出力部が電流検出器15に対応し、本発明に係る第1突起が突起部50cに対応し、本発明に係る第2突起が突起部50a,50bに対応し、本発明に係る直流入力部が直流入力コネクタ13に対応している。
As shown in FIG. 6, the bottom wall 4a of the case 4 is provided with an entry side flow path 18a and an exit side flow path 18b of the cooling water circulation portion CL in which the cooling water circulates, so that the bottom wall 4a has heat dissipation. Is high. Therefore, the heat transferred to the cooling terminal block 35 and the heat transferred through the cooling terminal block 36 move to the bottom wall 4a having high heat dissipation, so that the connection terminals of the IGBT module 10 and the smoothing capacitor 12 and the smoothing capacitor 12 and the heat can be transferred. The connection terminals of the IGBT module 10 and the current detector 15 are efficiently cooled.
Here, the power semiconductor module according to the present invention corresponds to the IGBT module 10, the housing according to the present invention corresponds to the case 4, and the AC output unit according to the present invention corresponds to the current detector 15, according to the present invention. The first protrusion corresponds to the protrusion 50c, the second protrusion according to the present invention corresponds to the protrusions 50a and 50b, and the DC input portion according to the present invention corresponds to the DC input connector 13.

[第1実施形態の電力変換装置の効果]
次に、第1実施形態の電力変換装置1の効果について説明する。
IGBTモジュール10の3つのIGBTが動作状態となり、樹脂パッケージ19aに埋め込まれている3つのIGBTの上アーム半導体チップ、下アーム半導体チップが発熱状態となっても、IGBTモジュール10の冷却器3に冷却水循環部CLから冷却水を循環させることで、IGBTモジュール10の上アーム半導体チップ、下アーム半導体チップを効率良く冷却することができる。
[Effect of the power conversion device of the first embodiment]
Next, the effect of the power conversion device 1 of the first embodiment will be described.
Even if the three IGBTs of the IGBT module 10 are in the operating state and the upper arm semiconductor chips and the lower arm semiconductor chips of the three IGBTs embedded in the resin package 19a are in a heat generating state, the cooler 3 of the IGBT module 10 is cooled. By circulating the cooling water from the water circulation unit CL, the upper arm semiconductor chip and the lower arm semiconductor chip of the IGBT module 10 can be efficiently cooled.

また、IGBTモジュール10及び平滑コンデンサ12の接続端子(平滑コンデンサ12の正極側出力端子26U,26V,26W、負極側出力端子27U,27V,27Wと、IGBTモジュール10の正極側端子21U,21V,21W、負極側端子22U,22V,22W)と、IGBTモジュール10及び電流検出器15の接続端子(電流検出器15のIGBT側端子33Ua,33Va,33Waと、IGBTモジュール10の出力端子23U,23V,23W)とが電力損失により発熱状態となると、これら接続端子の下部に配置した冷却端子台35,36が接続部の熱を底壁4aに伝導していくが、底壁4aは、冷却水が循環する冷却水循環部CLの入側流路18a、出側流路18bが設けられて放熱性が高くなっているので、接続部を効率良く冷却することができる。 Further, the connection terminals of the IGBT module 10 and the smoothing capacitor 12 (positive electrode side output terminals 26U, 26V, 26W of the smoothing capacitor 12, negative electrode side output terminals 27U, 27V, 27W, and positive electrode side terminals 21U, 21V, 21W of the IGBT module 10). , Negative electrode side terminals 22U, 22V, 22W), connection terminals for the IGBT module 10 and the current detector 15 (IGBT side terminals 33Ua, 33V, 33Wa for the current detector 15 and output terminals 23U, 23V, 23W for the IGBT module 10). ) And the heat generation state due to power loss, the cooling terminal bases 35 and 36 arranged below these connection terminals conduct the heat of the connection portion to the bottom wall 4a, but the cooling water circulates in the bottom wall 4a. Since the inlet side flow path 18a and the exit side flow path 18b of the cooling water circulation portion CL are provided to improve heat dissipation, the connection portion can be efficiently cooled.

また、IGBTモジュール10及び平滑コンデンサ12の接続端子、IGBTモジュール10及び電流検出器15の接続端子は溶接で接合されているが、溶接時に接続端子で発生した熱は、冷却端子台35,36を介して底壁4aに逃がすことができるので、溶接時の熱によるIGBTモジュール10、平滑コンデンサ12及び電流検出器15に対して影響を与えることがない。 Further, the connection terminals of the IGBT module 10 and the smoothing capacitor 12, and the connection terminals of the IGBT module 10 and the current detector 15 are joined by welding, but the heat generated at the connection terminals during welding is applied to the cooling terminal bases 35 and 36. Since it can be released to the bottom wall 4a through the method, it does not affect the IGBT module 10, the smoothing capacitor 12, and the current detector 15 due to the heat generated during welding.

また、IGBTモジュール10をケース4の底壁4aに固定すると、底壁4aの入側開口部9aの外側に装着したOリング16が冷却器3の入側開口部3eの周壁に押し潰されることで、入側開口部3e、9aは液密が保持された状態で接続される。また、底壁4aの出側開口部9bの外側に装着したOリング16が冷却器3の出側開口部3fの周壁に押し潰されることで、出側開口部3f、9bは液密が保持された状態で接続されるので、底壁4aに設けた冷却水循環部CLと冷却器3との冷却水の流路を簡単に接続することができる。 Further, when the IGBT module 10 is fixed to the bottom wall 4a of the case 4, the O-ring 16 mounted on the outside of the entrance side opening 9a of the bottom wall 4a is crushed by the peripheral wall of the entrance side opening 3e of the cooler 3. Then, the entrance side openings 3e and 9a are connected in a state where the liquidtightness is maintained. Further, the O-ring 16 mounted on the outside of the outlet side opening 9b of the bottom wall 4a is crushed by the peripheral wall of the outlet side opening 3f of the cooler 3, so that the outlet side openings 3f and 9b are kept liquidtight. Since it is connected in this state, the cooling water flow path between the cooling water circulation unit CL provided on the bottom wall 4a and the cooler 3 can be easily connected.

また、図17に示すように、ケース4に収納されている直流入力コネクタ13及びIGBTモジュール10は、平滑コンデンサ12の長手方向に並んで配置されているが、平滑コンデンサ12の長手寸法以下で並んで配置されている。また、電流検出器15は、平滑コンデンサ12の長手方向に直交する方向にIGBTモジュール10に並んで配置されている。これにより、電力変換装置1を構成する部品の中で一番大型の部品である平滑コンデンサ12の長手方向以下に他の部品を並べて配置することで、底壁4aの小面積化を図っている。 Further, as shown in FIG. 17, the DC input connector 13 and the IGBT module 10 housed in the case 4 are arranged side by side in the longitudinal direction of the smoothing capacitor 12, but are arranged below the longitudinal dimension of the smoothing capacitor 12. It is arranged in. Further, the current detector 15 is arranged side by side with the IGBT module 10 in a direction orthogonal to the longitudinal direction of the smoothing capacitor 12. As a result, the area of the bottom wall 4a is reduced by arranging other parts side by side in the longitudinal direction or less of the smoothing capacitor 12, which is the largest part among the parts constituting the power conversion device 1. ..

また、図24に示すように、ケース4に収納されている直流入力コネクタ13、IGBTモジュール10、電流検出器15及び交流出力コネクタ14の高さ位置は略同一に設定されており、それらの上部に、制御回路基板11が配置されている。そして、制御回路基板11の高さ位置が、平滑コンデンサ12の高さ以下に設定されていることから、ケース4の第1〜第4収納空間S1〜S4を小スペースに設定することができる。
このように、ケース4の底壁4aの小面積化を図り、第1〜第4収納空間S1〜S4の小スペースに設定した第1実施形態の電力変換装置は小型化を図ることができる。
Further, as shown in FIG. 24, the height positions of the DC input connector 13, the IGBT module 10, the current detector 15, and the AC output connector 14 housed in the case 4 are set to be substantially the same, and the height positions thereof are set to be substantially the same. The control circuit board 11 is arranged there. Since the height position of the control circuit board 11 is set to be equal to or lower than the height of the smoothing capacitor 12, the first to fourth storage spaces S1 to S4 of the case 4 can be set to a small space.
As described above, the power conversion device of the first embodiment set in the small space of the first to fourth storage spaces S1 to S4 by reducing the area of the bottom wall 4a of the case 4 can be reduced in size.

さらに、直流入力コネクタ13及びIGBTモジュール10の上部を覆った状態でケース4に固定された固定板47には、IGBTモジュール10を底壁4a側に押し付ける突起部50cが設けられているので、IGBTモジュール10をケース4に固定しているねじの振動の伝達による緩みを確実に防止することができる。
また、固定板47には、IGBTモジュール10及び平滑コンデンサ12の接続端子を底壁4a側に押し付ける突起部50aと、電流検出器15及びIGBTモジュール10の接続端子を底壁4a側に押し付ける突起部50bも設けられているので、接続端子の接触不良を確実に防止することができる。
Further, the fixing plate 47 fixed to the case 4 while covering the upper parts of the DC input connector 13 and the IGBT module 10 is provided with a protrusion 50c for pressing the IGBT module 10 toward the bottom wall 4a, so that the IGBT is provided. Looseness due to transmission of vibration of the screw fixing the module 10 to the case 4 can be reliably prevented.
Further, the fixing plate 47 has a protrusion 50a that pushes the connection terminals of the IGBT module 10 and the smoothing capacitor 12 toward the bottom wall 4a, and a protrusion that pushes the connection terminals of the current detector 15 and the IGBT module 10 toward the bottom wall 4a. Since 50b is also provided, it is possible to reliably prevent poor contact of the connection terminals.

[第2実施形態の電力変換装置]
次に、図27に示すものは、第2実施形態の電力変換装置の要部を示すものである。なお、第1実施形態と同一構成部分には、同一符号を付してその説明は省略する。
第2実施形態のIGBTモジュール10は、モジュール本体19の長尺方向の一方の側面に正極側ねじ穴端子55U,55V,55W及び負極側ねじ穴端子56U,56V,56Wが長手方向に所定間隔をあけて形成されているとともに、長尺方向の他方の側面に、出力ねじ穴端子57U,57V,57Wが長手方向に所定間隔をあけて形成されている。
[Power conversion device of the second embodiment]
Next, what is shown in FIG. 27 shows a main part of the power conversion device of the second embodiment. The same components as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
In the IGBT module 10 of the second embodiment, the positive electrode side screw hole terminals 55U, 55V, 55W and the negative electrode side screw hole terminals 56U, 56V, 56W are spaced apart from each other in the longitudinal direction on one side surface of the module body 19 in the long direction. The output screw hole terminals 57U, 57V, 57W are formed at predetermined intervals in the longitudinal direction on the other side surface in the elongated direction.

平滑コンデンサ12は、長尺方向の一側に、先端が直角に折り曲げられた平板形状の正極側出力端子58U,58V,58W及び負極側出力端子59U,59V,59Wが設けられている。
また、電流検出器15は、先端が直角に折り曲げられた板状の検出器バスバー60U,60V,60Wが設けられている。
The smoothing capacitor 12 is provided with flat plate-shaped positive electrode side output terminals 58U, 58V, 58W and negative electrode side output terminals 59U, 59V, 59W whose tips are bent at right angles on one side in the elongated direction.
Further, the current detector 15 is provided with plate-shaped detector bus bars 60U, 60V, 60W whose tips are bent at right angles.

そして、平滑コンデンサ12の正極側出力端子58U,58V,58W及び負極側出力端子59U,59V,59Wの先端に形成した貫通穴に固定ねじ61を貫通し、それら固定ねじ61を、IGBTモジュール10の正極側ねじ穴端子55U,55V,55W及び負極側ねじ穴端子56U,56V,56Wにねじ込むことで、正極側出力端子58U,58V,58W及び負極側出力端子59U,59V,59Wを正極側ねじ穴端子55U,55V,55W及び負極側ねじ穴端子56U,56V,56Wを電気的に接続する。これら電気的に接続した部分の下面は、冷却端子台35の冷却端子39が熱的に接触する。 Then, the fixing screw 61 is passed through the through holes formed at the tips of the positive electrode side output terminals 58U, 58V, 58W and the negative electrode side output terminals 59U, 59V, 59W of the smoothing capacitor 12, and the fixing screw 61 is inserted into the IGBT module 10. By screwing into the positive electrode side screw hole terminals 55U, 55V, 55W and the negative electrode side screw hole terminals 56U, 56V, 56W, the positive electrode side output terminals 58U, 58V, 58W and the negative electrode side output terminals 59U, 59V, 59W can be screwed into the positive electrode side screw holes. The terminals 55U, 55V, 55W and the negative electrode side screw hole terminals 56U, 56V, 56W are electrically connected. The cooling terminals 39 of the cooling terminal block 35 are in thermal contact with the lower surface of these electrically connected portions.

また、電流検出器15の検出器バスバー60U,60V,60Wの先端に形成した貫通穴に固定ねじ62を貫通し、これら固定ねじ62を、IGBTモジュール10の出力ねじ穴端子57U,57V,57Wねじ込むことで、出力ねじ穴端子57U,57V,57W及び検出器バスバー60U,60V,60Wを電気的に接続する。これら電気的に接続した部分の下面は、冷却端子台36の冷却端子42が熱的に接触する。 Further, the fixing screws 62 are passed through the through holes formed at the tips of the detector bus bars 60U, 60V, 60W of the current detector 15, and these fixing screws 62 are screwed into the output screw hole terminals 57U, 57V, 57W of the IGBT module 10. As a result, the output screw hole terminals 57U, 57V, 57W and the detector bus bar 60U, 60V, 60W are electrically connected. The cooling terminals 42 of the cooling terminal block 36 are in thermal contact with the lower surface of these electrically connected portions.

第2実施形態の電力変換装置によると、IGBTモジュール10及び平滑コンデンサ12の接続端子とIGBTモジュール10及び電流検出器15の接続端子とを、固定ねじ61,62を使用したねじ止めで簡単に固定することができるとともに、接続端子の電力損失による発熱を冷却端子台35,36が底壁4aに伝導していき、冷却効率を高めることができる。 According to the power conversion device of the second embodiment, the connection terminals of the IGBT module 10 and the smoothing capacitor 12 and the connection terminals of the IGBT module 10 and the current detector 15 are easily fixed by screwing using fixing screws 61 and 62. In addition, the cooling terminal blocks 35 and 36 conduct the heat generated by the power loss of the connection terminals to the bottom wall 4a, so that the cooling efficiency can be improved.

[第3実施形態の電力変換装置]
次に、図28に示すものは、第3実施形態の電力変換装置の要部を示すものである。なお、第1実施形態と同一構成部分には、同一符号を付してその説明は省略する。
第2実施形態のIGBTモジュール10は、モジュール本体19の長尺方向の一方の側面に平板形状の正極側端子63U,63V,63W及び負極側端子64U,64V,64Wが長手方向に所定間隔をあけて形成されているとともに、長尺方向の他方の側面に、平板形状の出力端子65U,65V,65Wが長手方向に所定間隔をあけて形成されている。
[Power conversion device of the third embodiment]
Next, what is shown in FIG. 28 shows a main part of the power conversion device of the third embodiment. The same components as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
In the IGBT module 10 of the second embodiment, the flat plate-shaped positive electrode side terminals 63U, 63V, 63W and the negative electrode side terminals 64U, 64V, 64W are spaced apart from each other in the longitudinal direction on one side surface of the module body 19 in the long direction. On the other side surface in the elongated direction, flat plate-shaped output terminals 65U, 65V, 65W are formed at predetermined intervals in the longitudinal direction.

平滑コンデンサ12は、長尺方向の一側に、平板形状の正極側出力端子66U,66V,66W及び負極側出力端子67U,67V,67Wが設けられている。
また、電流検出器15は、先平板形状の検出器バスバー68U,68V,68Wが設けられている。
また、IGBTモジュール10の正極側端子63U,63V,63W及び負極側端子64U,64V,64Wに貫通穴が形成され、これらの接続端子に対応する平滑コンデンサ12の正極側出力端子66U,66V,66W及び負極側出力端子67U,67V,67Wにも貫通穴が形成されている。そして、IGBTモジュール10の接続端子の貫通穴と平滑コンデンサ12の接続端子の貫通穴を対応させ、これらを貫通した固定ねじ69を、冷却端子台35の冷却端子39に形成したねじ穴にねじ込むことで、正極側端子63U,63V,63W及び負極側端子64U,64V,64Wと、正極側出力端子66U,66V,66W及び負極側出力端子67U,67V,67Wを電気的に接続する。
The smoothing capacitor 12 is provided with flat plate-shaped positive electrode side output terminals 66U, 66V, 66W and negative electrode side output terminals 67U, 67V, 67W on one side in the elongated direction.
Further, the current detector 15 is provided with a flat tip-shaped detector bus bar 68U, 68V, 68W.
Further, through holes are formed in the positive electrode side terminals 63U, 63V, 63W and the negative electrode side terminals 64U, 64V, 64W of the IGBT module 10, and the positive electrode side output terminals 66U, 66V, 66W of the smoothing capacitor 12 corresponding to these connection terminals. Through holes are also formed in the output terminals 67U, 67V, and 67W on the negative electrode side. Then, the through hole of the connection terminal of the IGBT module 10 and the through hole of the connection terminal of the smoothing capacitor 12 are made to correspond to each other, and the fixing screw 69 penetrating these is screwed into the screw hole formed in the cooling terminal 39 of the cooling terminal block 35. The positive electrode side terminals 63U, 63V, 63W and the negative electrode side terminals 64U, 64V, 64W are electrically connected to the positive electrode side output terminals 66U, 66V, 66W and the negative electrode side output terminals 67U, 67V, 67W.

また、IGBTモジュール10の出力端子65U,65V,65Wに貫通穴が形成され、これらの接続端子に対応する電流検出器15の検出器バスバー68U,68V,68Wにも貫通穴が形成されている。そして、IGBTモジュール10の接続端子の貫通穴と電流検出器15の接続端子の貫通穴を対応させ、これらを貫通した固定ねじ70を、冷却端子台36の冷却端子42に形成したねじ穴にねじ込むことで、出力端子65U,65V,65W及び検出器バスバー68U,68V,68Wを電気的に接続する。 Further, through holes are formed in the output terminals 65U, 65V, 65W of the IGBT module 10, and through holes are also formed in the detector bus bars 68U, 68V, 68W of the current detector 15 corresponding to these connection terminals. Then, the through hole of the connection terminal of the IGBT module 10 and the through hole of the connection terminal of the current detector 15 are made to correspond to each other, and the fixing screw 70 penetrating these is screwed into the screw hole formed in the cooling terminal 42 of the cooling terminal block 36. As a result, the output terminals 65U, 65V, 65W and the detector bus bars 68U, 68V, 68W are electrically connected.

第3実施形態の電力変換装置によると、IGBTモジュール10及び平滑コンデンサ12の接続端子の接続作業と、IGBTモジュール10及び電流検出器15の接続端子の接続作業と、接続端子を冷却端子台35,36に接触させる作業とを、固定ねじ69,70のねじ込みだけで同時に行うことができる。 According to the power conversion device of the third embodiment, the connection work of the connection terminals of the IGBT module 10 and the smoothing capacitor 12, the connection work of the connection terminals of the IGBT module 10 and the current detector 15, and the connection terminal of the cooling terminal block 35, The work of contacting the 36 can be performed at the same time only by screwing the fixing screws 69 and 70.

[第4実施形態の電力変換装置]
次に、図29及び図30に示すものは、第4実施形態の電力変換装置の要部を示すものである。
第4実施形態のIGBTモジュール10のケース4の冷却水循環部CLに接続して冷却水が循環する冷却器3の底壁3aには、入側パイプ71aと、出側パイプ71bとが形成されている。
[Power conversion device of the fourth embodiment]
Next, what is shown in FIGS. 29 and 30 shows a main part of the power conversion device of the fourth embodiment.
An inlet pipe 71a and an outlet pipe 71b are formed on the bottom wall 3a of the cooler 3 connected to the cooling water circulation portion CL of the case 4 of the IGBT module 10 of the fourth embodiment to circulate the cooling water. There is.

そして、図30に示すように、入側パイプ71aの外周にはOリング72が装着されており、IGBTモジュール10を第4収納空間S4に収納して固定すると、入側パイプ71aが、第4収納空間S4の底壁4aに形成されている入側開口部9aの内部に入り込みOリング72が入側開口部9aの内壁に押し潰されることで、入側パイプ71a及び入側開口部9aは液密が保持された状態で接続される。 Then, as shown in FIG. 30, an O-ring 72 is mounted on the outer periphery of the entry-side pipe 71a, and when the IGBT module 10 is stored and fixed in the fourth storage space S4, the entry-side pipe 71a becomes the fourth. The entry-side pipe 71a and the entry-side opening 9a are formed by entering the inside of the entry-side opening 9a formed in the bottom wall 4a of the storage space S4 and crushing the O-ring 72 into the inner wall of the entry-side opening 9a. Connected while maintaining liquidtightness.

また、図示しないが、出側パイプ71bの外周にもOリング72が装着され、IGBTモジュール10を第4収納空間S4に収納して固定すると、出側パイプ71bが、第4収納空間S4の底壁4aに形成されている出側開口部9bの内部に入り込みOリング72が出側開口部9bの内壁に押し潰されることで、出側パイプ71b及び出側開口部9bは液密が保持された状態で接続される。 Although not shown, an O-ring 72 is also attached to the outer periphery of the output pipe 71b, and when the IGBT module 10 is stored and fixed in the fourth storage space S4, the output pipe 71b becomes the bottom of the fourth storage space S4. The O-ring 72 enters the inside of the exit side opening 9b formed in the wall 4a and is crushed by the inner wall of the exit side opening 9b, so that the exit side pipe 71b and the exit side opening 9b are kept liquidtight. It is connected in the state of being connected.

したがって、IGBTモジュール10をケース4の底壁4aに固定すると、Oリング72を外周に装着した入側パイプ71a及び出側パイプ71bが底壁4aの入側開口部9a及び出側開口部9bに入り込んでOリング72が入側開口部9a及び出側開口部9bの内壁に押し潰され、入側パイプ71a及び入側開口部9a、出側パイプ71b及び出側開口部9bは液密が保持された状態で接続されるので、底壁4aに設けた冷却水循環部CLと冷却器3との冷却水の流路を簡単に接続することができる。 Therefore, when the IGBT module 10 is fixed to the bottom wall 4a of the case 4, the entry-side pipe 71a and the exit-side pipe 71b having the O-ring 72 mounted on the outer periphery are connected to the entry-side opening 9a and the exit-side opening 9b of the bottom wall 4a. The O-ring 72 enters and is crushed by the inner walls of the inlet side opening 9a and the outlet side opening 9b, and the inlet side pipe 71a and the inlet side opening 9a, the outlet side pipe 71b and the outlet side opening 9b are kept liquid-tight. Since it is connected in this state, the cooling water flow path between the cooling water circulation unit CL provided on the bottom wall 4a and the cooler 3 can be easily connected.

[第5実施形態の電力変換装置]
次に、図31に示すものは、第5実施形態の電力変換装置の要部を示すものである。
平滑コンデンサ12の正極側出力端子26U,26V,26W、負極側出力端子27U,27V,27Wと、IGBTモジュール10の正極側端子21U,21V,21W、負極側端子22U,22V,22Wが溶接により電気的に接続されている箇所の下面に、第5実施形態の冷却端子台75が接触している。
[Power conversion device of the fifth embodiment]
Next, what is shown in FIG. 31 shows a main part of the power conversion device of the fifth embodiment.
The positive electrode side output terminals 26U, 26V, 26W of the smoothing capacitor 12, the negative electrode side output terminals 27U, 27V, 27W, and the positive electrode side terminals 21U, 21V, 21W of the IGBT module 10 and the negative electrode side terminals 22U, 22V, 22W are electrically connected by welding. The cooling terminal block 75 of the fifth embodiment is in contact with the lower surface of the portion that is specifically connected.

この冷却端子台75は、図14で示した第1実施形態の冷却端子台35,36と同様に長手方向の両端が固定ねじ38で底壁4aに固定された部材である。
冷却端子台75は、熱伝導性が良好な黄銅製であり、横断面U字形状の6個の冷却端子76と、これら冷却端子76を長手方向に所定間隔をあけてインサート成形している熱可塑性樹脂からなる端子台本体77と、を備えている。
The cooling terminal block 75 is a member fixed to the bottom wall 4a with fixing screws 38 at both ends in the longitudinal direction, similarly to the cooling terminal blocks 35 and 36 of the first embodiment shown in FIG.
The cooling terminal block 75 is made of copper having good thermal conductivity, and heat is formed by insert-molding six cooling terminals 76 having a U-shaped cross section and these cooling terminals 76 at predetermined intervals in the longitudinal direction. It includes a terminal block main body 77 made of a plastic resin.

6個の冷却端子76は、逆U字形状に配置され、端子台本体77の上端から平坦部76aが外部に露出し、一対の対向片部76b,76cが端子台本体77内に埋め込まれている。
第5実施形態によると、IGBTモジュール10及び平滑コンデンサ12の接続端子が発熱状態となると、冷却端子台75の冷却端子76から端子台本体77を介してケース4の底壁4aに熱伝導されていき、底壁4aが冷却水循環部CLの入側流路18a、出側流路18bが設けられて冷却水循環により放熱性が高くなっているので、IGBTモジュール10及び平滑コンデンサ12の接続部を効率良く冷却することができる。
The six cooling terminals 76 are arranged in an inverted U shape, the flat portion 76a is exposed to the outside from the upper end of the terminal block main body 77, and the pair of opposing piece portions 76b, 76c are embedded in the terminal block main body 77. There is.
According to the fifth embodiment, when the connection terminals of the IGBT module 10 and the smoothing capacitor 12 are in a heat generating state, heat is conducted from the cooling terminal 76 of the cooling terminal block 75 to the bottom wall 4a of the case 4 via the terminal block main body 77. Since the bottom wall 4a is provided with the inlet side flow path 18a and the exit side flow path 18b of the cooling water circulation portion CL to improve heat dissipation due to the cooling water circulation, the connection portion between the IGBT module 10 and the smoothing capacitor 12 is made efficient. Can be cooled well.

[第6実施形態の電力変換装置]
次に、図32に示すものは、第6実施形態の電力変換装置の要部を示すものである。
第6実施形態の冷却端子台78は、第5実施形態と同様に、IGBTモジュール10及び平滑コンデンサ12が電気的に接続されている箇所の下面に長手方向に延在して設けた部材であるとともに、図14と同様に長手方向の両端が固定ねじ38で底壁4aに固定された部材である。
[Power conversion device of the sixth embodiment]
Next, what is shown in FIG. 32 shows a main part of the power conversion device of the sixth embodiment.
Similar to the fifth embodiment, the cooling terminal block 78 of the sixth embodiment is a member extending in the longitudinal direction on the lower surface of the portion where the IGBT module 10 and the smoothing capacitor 12 are electrically connected. At the same time, both ends in the longitudinal direction are fixed to the bottom wall 4a with fixing screws 38 as in FIG.

冷却端子台78は、ケース4の底壁4aから突出している長尺な立上がり部79と、この立上がり部79全体を覆う長尺な合成樹脂性の絶縁カバー80と、を備えている。
この第6実施形態に冷却端子台78によると、IGBTモジュール10及び平滑コンデンサ12の接続端子が発熱状態となると、冷却端子台78の絶縁カバー80を介して立上がり部79に熱伝導されていき、底壁4aが冷却水循環部CLの入側流路18a、出側流路18bが設けられて冷却水循環により放熱性が高くなっているので、IGBTモジュール10及び平滑コンデンサ12の接続部を効率良く冷却することができる。
The cooling terminal block 78 includes a long rising portion 79 protruding from the bottom wall 4a of the case 4, and a long synthetic resin insulating cover 80 that covers the entire rising portion 79.
According to the cooling terminal block 78 in the sixth embodiment, when the connection terminals of the IGBT module 10 and the smoothing capacitor 12 are in a heat generating state, heat is conducted to the rising portion 79 through the insulating cover 80 of the cooling terminal block 78. Since the bottom wall 4a is provided with the inlet side flow path 18a and the exit side flow path 18b of the cooling water circulation portion CL to improve heat dissipation due to the cooling water circulation, the connection portion between the IGBT module 10 and the smoothing capacitor 12 can be efficiently cooled. can do.

[第7実施形態の電力変換装置]
さらに、図33に示すものは、第7実施形態の電力変換装置の要部を示すものである。
第7実施形態の冷却端子台81も、IGBTモジュール10及び平滑コンデンサ12が電気的に接続されている箇所の下面に長手方向に延在して設けた部材である。
冷却端子台81は、ケース4の底壁4aから突出している立上がり部82と、この立上がり部82の上側の外周を覆う合成樹脂性の絶縁カバー83と、を備えている。
[Power conversion device of the seventh embodiment]
Further, what is shown in FIG. 33 shows a main part of the power conversion device of the seventh embodiment.
The cooling terminal block 81 of the seventh embodiment is also a member extending in the longitudinal direction on the lower surface of the portion where the IGBT module 10 and the smoothing capacitor 12 are electrically connected.
The cooling terminal block 81 includes a rising portion 82 protruding from the bottom wall 4a of the case 4, and a synthetic resin insulating cover 83 covering the outer periphery of the upper side of the rising portion 82.

立上がり部82の長手方向の両端側には、高さ方向の略中間位置に係合凹部84が形成されている。
絶縁カバー83の長手方向の両端側にはスナップフィット部85が設けられており、スナップフィット部85が弾性変形しながら係合凹部84に嵌まり込むことで、立上がり部82の上側の外周に絶縁カバー83が装着される。
Engagement recesses 84 are formed at substantially intermediate positions in the height direction on both ends of the rising portion 82 in the longitudinal direction.
Snap-fit portions 85 are provided on both ends of the insulating cover 83 in the longitudinal direction, and the snap-fit portion 85 is elastically deformed and fitted into the engaging recess 84 to insulate the outer periphery of the upper side of the rising portion 82. The cover 83 is attached.

第7実施形態によると、IGBTモジュール10及び平滑コンデンサ12の接続端子が発熱状態となると、冷却端子台81の絶縁カバー83を介して立上がり部82に熱伝導されていき、底壁4aが冷却水循環部CLの入側流路18a、出側流路18bが設けられて冷却水循環により放熱性が高くなっているので、IGBTモジュール10及び平滑コンデンサ12の接続部を効率良く冷却することができる。 According to the seventh embodiment, when the connection terminals of the IGBT module 10 and the smoothing capacitor 12 are in a heat generating state, heat is conducted to the rising portion 82 through the insulating cover 83 of the cooling terminal block 81, and the bottom wall 4a circulates the cooling water. Since the inlet side flow path 18a and the exit side flow path 18b of the part CL are provided and the heat dissipation is improved by the cooling water circulation, the connection portion between the IGBT module 10 and the smoothing capacitor 12 can be efficiently cooled.

また、第7実施形態の冷却端子台81は、ケース4の底壁4aから突出している長尺な立上がり部82に、スナップフィット部85を使用して長尺な絶縁カバー83を装着するという簡便な作業なので、製造コストの低減化を図ることができる。
なお、第5〜第7実施形態は、IGBTモジュール10及び平滑コンデンサ12の電気的な接続端子に接触する冷却端子台75,78,81について説明したが、IGBTモジュール10及び電流検出器15の電気的な接続端子に接触する冷却端子台に適用しても同様の効果を奏することができる。
Further, the cooling terminal block 81 of the seventh embodiment is as simple as attaching a long insulating cover 83 to a long rising portion 82 protruding from the bottom wall 4a of the case 4 by using a snap-fit portion 85. Because it is a simple work, it is possible to reduce the manufacturing cost.
In the fifth to seventh embodiments, the cooling terminal blocks 75, 78, 81 that come into contact with the electrical connection terminals of the IGBT module 10 and the smoothing capacitor 12 have been described, but the electricity of the IGBT module 10 and the current detector 15 has been described. The same effect can be obtained even if it is applied to a cooling terminal block that comes into contact with a typical connection terminal.

また、図19では冷却端子台36が電流検出器15及びIGBTモジュール10の接続端子の接続部分直下に配置され、図20では冷却端子台35がIGBTモジュール10及び平滑コンデンサ12の接続端子の接続部分直下に配置され、図31から図33では、IGBTモジュール10及び平滑コンデンサ12の接続端子の接続部分直下に冷却端子台75,78,81が配置されているが、溶接した接続端子のうち下側の接続端子を冷却端子台が支持しているのであれば、接続端子の接続部分直下に配置する必要はない。 Further, in FIG. 19, the cooling terminal block 36 is arranged directly below the connection portion of the connection terminal of the current detector 15 and the IGBT module 10, and in FIG. 20, the cooling terminal block 35 is the connection portion of the connection terminal of the IGBT module 10 and the smoothing capacitor 12. Directly below, in FIGS. 31 to 33, cooling terminal blocks 75, 78, 81 are arranged directly below the connection portion of the connection terminals of the IGBT module 10 and the smoothing capacitor 12, but the lower side of the welded connection terminals. If the cooling terminal block supports the connection terminal of, it is not necessary to arrange it directly under the connection part of the connection terminal.

また、冷却端子台35,36,75,78,81が熱的に接触しているケース4の位置は冷却水循環路CLの入側流路18a,出側流路18bを形成している底壁4aに限らず、入側流路18a,出側流路18bの近くの側壁であってもよく、例えば図15で示した冷却端子台35の冷却端子39が、側壁側にL字状に屈曲した部材であってよい。
また、図24で示した固定板47の金属板49に形成した絞り加工による凸部49a,49bの形状は、形状、向き、本数などを変化させることで、電力変換装置1が搭載される自動車などの装置で生じる様々な振動への耐性や剛性を高めることができる。
Further, the position of the case 4 in which the cooling terminal blocks 35, 36, 75, 78, 81 are in thermal contact is the bottom wall forming the inlet side flow path 18a and the exit side flow path 18b of the cooling water circulation path CL. Not limited to 4a, it may be a side wall near the inlet side flow path 18a and the exit side flow path 18b. For example, the cooling terminal 39 of the cooling terminal block 35 shown in FIG. 15 is bent in an L shape on the side wall side. It may be a member.
Further, the shapes of the convex portions 49a and 49b formed on the metal plate 49 of the fixed plate 47 shown in FIG. 24 by drawing are changed in shape, orientation, number, etc., so that the automobile on which the power conversion device 1 is mounted is mounted. It is possible to increase the resistance and rigidity to various vibrations generated by such devices.

また、図15で示したように冷却端子台35は底壁4a上に伝熱シート37を介して載置され、図16で示したように、冷却端子台36は底壁4a上に伝熱シート41を介して載置されているが、冷却端子台35の冷却端子39の下面、或いは底壁4aに溝を切ったり、凹凸を設けると伝熱シート37のずれを防止することができ、冷却端子台36の冷却端子42の下面、或いは底壁4aに溝を切ったり、凹凸を設けると伝熱シート41のずれを防止することができる。 Further, as shown in FIG. 15, the cooling terminal block 35 is placed on the bottom wall 4a via the heat transfer sheet 37, and as shown in FIG. 16, the cooling terminal block 36 transfers heat on the bottom wall 4a. Although it is mounted via the sheet 41, the heat transfer sheet 37 can be prevented from slipping by cutting a groove or providing unevenness on the lower surface of the cooling terminal 39 of the cooling terminal block 35 or the bottom wall 4a. By cutting a groove or providing unevenness on the lower surface of the cooling terminal 42 of the cooling terminal block 36 or the bottom wall 4a, it is possible to prevent the heat transfer sheet 41 from shifting.

また、これらの溝や凹凸の形状を、固定板47の金属板49に形成した絞り加工の形状に合わせて適切に調整することで、ずれ防止をより効果的にできることもある。
また、図2で示したように、筐体2の一側(第3側壁4b4)に直流入力コネクタ13が配置される外部入力接続口4eと、交流出力コネクタ14が配置される外部出力接続口4fが形成されているが、直流入力コネクタ13、交流出力コネクタ14の配置位置はこれに限ることではない。
Further, by appropriately adjusting the shapes of these grooves and irregularities according to the shape of the drawing process formed on the metal plate 49 of the fixing plate 47, it may be possible to prevent the displacement more effectively.
Further, as shown in FIG. 2, an external input connection port 4e in which the DC input connector 13 is arranged on one side (third side wall 4b4) of the housing 2 and an external output connection port in which the AC output connector 14 is arranged are arranged. Although 4f is formed, the arrangement positions of the DC input connector 13 and the AC output connector 14 are not limited to this.

さらに、図9及び図10で示したように、平滑コンデンサ12の正極側入力端子28は、側面12bから長尺方向に直交した方向に平面方向が延在して突出している平板形状の基部28aを備えているが、端子形状をこのようにすると、この基部28aが存在せず、接続部28bが側面12bから長尺方向に延在しているものと比較して、平滑コンデンサの長尺方向の短尺化を図ることができる。 Further, as shown in FIGS. 9 and 10, the positive electrode side input terminal 28 of the smoothing capacitor 12 has a flat plate-shaped base 28a extending in a plane direction extending in a direction orthogonal to the long direction from the side surface 12b. However, when the terminal shape is made in this way, the base portion 28a does not exist, and the connecting portion 28b extends in the elongated direction from the side surface 12b, as compared with the one in which the smoothing capacitor extends in the elongated direction. Can be shortened.

1 電力変換装置
2 筐体
3 冷却器
3a 底壁
3e 入側開口部
3f 出側開口部
4 ケース
4a 底壁
4b1〜4b4 第1側壁〜第4側壁
4c 開口部
4e 外部入力接続口
4f 外部出力接続口
5 カバー
6a 冷却水供給パイプ
6b 冷却水排出パイプ
7a 入側溝
7b 出側溝
8a 連通路
8b 連通路
9a 入側開口部
9a1 周溝
9b 出側開口部
10 IGBTモジュール
11 制御回路基板
12 平滑コンデンサ
12a コンデンサ本体
12b 側面
13 直流入力コネクタ
13a 入力コネクタ本体
14 交流出力コネクタ
15 電流検出器
16 Oリング
17 流路カバー
18a 入側流路
18b 出側流路
19 モジュール本体
19a 樹脂パッケージ
20a 一方の側面
20b 他方の側面
21U,21V,21W 正極側端子
22U,22V,22W 負極側端子
23U,23V,23W 出力端子
24U,24V,24W 上アーム用リードフレーム
25U,25V,25W 下アーム用リードフレーム
26U,26V,26W 正極側出力端子
27U,27V,27W 負極側出力端子
28 正極側入力端子
28a 平板形状の基部
28b 接続部
29 負極側入力端子
30 正極側バスバー
31 負極側バスバー
30a コンデンサ側端子
30b 外部入力側端子
31a コンデンサ側端子
31b 外部入力側端子
32 検出器本体
33U,33V,33W 検出器バスバー
33Ua,33Va,33Wa IGBT側端子
33Ub,33Vb,33Wb 出力端子
34a,34b、34c 装着穴
S1 第1収納空間
S2 第2収納空間
S3 第3収納空間
S4 第4収納空間
35,36 冷却端子台
37、41 伝熱シート
38 固定ねじ
39、42 冷却端子
39a,42a 縮径部
40,43 端子台本体
44,45、46 樹脂シート
47 固定板
48a,48b 絶縁紙
49 金属板
50 被覆部
50a,50b,50c 突起部
51 リードフレーム通過穴
55U,55V,55W 正極側ねじ穴端子
56U,56V,56W 負極側ねじ穴端子
57U,57V,57W 出力ねじ穴端子
58U,58V,58W 正極側出力端子
59U,59V,59W 負極側出力端子
60U,60V,60W 検出器バスバー
61,62 固定ねじ
63U,63V,63W 正極側端子
64U,64V,64W 負極側端子
65U,65V,65W 出力端子
66U,66V,66W 正極側出力端子
67U,67V,67W 負極側出力端子
68U,68V,68W 検出器バスバー
69、70 固定ねじ
71a 入側パイプ
71b 出側パイプ
72 Oリング
75 冷却端子台
76 冷却端子
77 端子台本体
76a 平坦部
76b,76c 一対の対向片部
78 冷却端子台
79 立上がり部
80 絶縁カバー
81 冷却端子台
82 立上がり部
83 絶縁カバー
84 係合凹部
85 スナップフィット部
CL 冷却水循環部
1 Power converter 2 Housing 3 Cooler 3a Bottom wall 3e Enter side opening 3f Out side opening 4 Case 4a Bottom wall 4b1 to 4b4 1st side wall to 4th side wall 4c Opening 4e External input connection port 4f External output connection Port 5 Cover 6a Cooling water supply pipe 6b Cooling water discharge pipe 7a Inlet side groove 7b Outside groove 8a Linkage passage 8b Linkage passage 9a Inlet side opening 9a1 Circumferential groove 9b Outlet side opening 10 IGBT module 11 Control circuit board 12 Smoothing capacitor 12a Condenser Main body 12b Side surface 13 DC input connector 13a Input connector main body 14 AC output connector 15 Current detector 16 O ring 17 Flow path cover 18a Inlet side flow path 18b Out side flow path 19 Module body 19a Resin package 20a One side surface 20b The other side 21U, 21V, 21W Positive electrode side terminal 22U, 22V, 22W Negative electrode side terminal 23U, 23V, 23W Output terminal 24U, 24V, 24W Upper arm lead frame 25U, 25V, 25W Lower arm lead frame 26U, 26V, 26W Positive electrode side Output terminals 27U, 27V, 27W Negative electrode side output terminal 28 Positive electrode side input terminal 28a Flat plate-shaped base 28b Connection part 29 Negative electrode side input terminal 30 Positive electrode side bus bar 31 Negative electrode side bus bar 30a Condenser side terminal 30b External input side terminal 31a Condenser side terminal 31b External input side terminal 32 Detector body 33U, 33V, 33W Detector bus bar 33Ua, 33Va, 33W IGBT side terminal 33Ub, 33Vb, 33Wb Output terminal 34a, 34b, 34c Mounting hole S1 First storage space S2 Second storage space S3 3rd storage space S4 4th storage space 35,36 Cooling terminal block 37, 41 Heat transfer sheet 38 Fixing screw 39, 42 Cooling terminal 39a, 42a Reduced diameter portion 40,43 Terminal stand body 44, 45, 46 Resin sheet 47 fixed Plate 48a, 48b Insulation paper 49 Metal plate 50 Coating part 50a, 50b, 50c Projection part 51 Lead frame passage hole 55U, 55V, 55W Positive electrode side screw hole terminal 56U, 56V, 56W Negative electrode side screw hole terminal 57U, 57V, 57W Output Screw hole terminal 58U, 58V, 58W Positive electrode side output terminal 59U, 59V, 59W Negative electrode side output terminal 60U, 60V, 60W Detector bus bar 61, 62 Fixing screw 63U, 63V, 63W Positive electrode side terminal 64U, 64V, 64W Negative electrode side terminal 65U, 65V, 65W Output terminal 66U, 66V, 6 6W Positive electrode side output terminal 67U, 67V, 67W Negative electrode side output terminal 68U, 68V, 68W Detector bus bar 69, 70 Fixing screw 71a Input side pipe 71b Out side pipe 72 O ring 75 Cooling terminal block 76 Cooling terminal 77 Terminal block body 76a Flat part 76b, 76c Pair of facing pieces 78 Cooling terminal block 79 Rising part 80 Insulation cover 81 Cooling terminal block 82 Rising part 83 Insulation cover 84 Engagement recess 85 Snap fit part CL Cooling water circulation part

Claims (14)

冷却媒体が流れる冷媒流路を設けた筐体と、
前記冷媒流路側の内壁に密着して前記筐体に収納されているパワー半導体モジュールと、
前記パワー半導体モジュールに電気的に接続されて前記筐体に収納されている平滑コンデンサ及び交流出力部と、を備え、
前記パワー半導体モジュール及び前記平滑コンデンサを電気的に接続する複数の第1電気接続部と、前記パワー半導体モジュール及び前記交流出力部を電気的に接続する複数の第2電気接続部との少なくとも一方が、冷却端子台を介して前記冷媒流路側の前記内壁に熱的に接続されており、
前記冷却端子台は、
前記筐体の一部から前記第1電気接続部及び前記第2電気接続部に向けて立ち上がっている立上がり部と、
前記立上がり部の上部を覆った状態で前記筐体、或いは前記立上がり部に固定され、前記第1電気接続部及び前記第2電気接続部に接触している絶縁カバーと、を備えていることを特徴とする電力変換装置。
A housing provided with a refrigerant flow path through which the cooling medium flows, and
A power semiconductor module housed in the housing in close contact with the inner wall on the refrigerant flow path side,
A smoothing capacitor and an AC output unit electrically connected to the power semiconductor module and housed in the housing are provided.
At least one of a plurality of first electrical connection portions for electrically connecting the power semiconductor module and the smoothing capacitor and a plurality of second electrical connection portions for electrically connecting the power semiconductor module and the AC output unit. , It is thermally connected to the inner wall on the refrigerant flow path side via the cooling terminal block .
The cooling terminal block
A rising portion that rises from a part of the housing toward the first electrical connection portion and the second electrical connection portion, and a rising portion.
It is provided with an insulating cover fixed to the housing or the rising portion while covering the upper portion of the rising portion and in contact with the first electrical connection portion and the second electrical connection portion. Characterized power conversion device.
前記パワー半導体モジュールは、モジュール本体の一側から突出した平板形状の第1モジュール側端子と、前記モジュール本体の他側から突出した複数の平板形状の第2モジュール側端子と、を備え、
前記平滑コンデンサは、コンデンサ本体から突出した複数の平板形状のコンデンサ側端子を備えており、
前記交流出力部は、出力部本体から突出した複数の平板形状の出力部側端子を備え、
前記第1電気接続部は、対応する前記第1モジュール側端子と前記コンデンサ側端子とを重ねて溶接で接合してなり、
前記第2電気接続部は、対応する前記第2モジュール側端子及び前記出力部側端子を重ねて溶接で接合してなることを特徴とする請求項1記載の電力変換装置。
The power semiconductor module includes a flat plate-shaped first module-side terminal protruding from one side of the module body, and a plurality of flat-plate-shaped second module-side terminals protruding from the other side of the module body.
The smoothing capacitor includes a plurality of flat plate-shaped capacitor-side terminals protruding from the capacitor body.
The AC output unit includes a plurality of flat plate-shaped output unit side terminals protruding from the output unit main body.
The first electrical connection portion is formed by overlapping the corresponding first module side terminal and the capacitor side terminal and joining them by welding.
The power conversion device according to claim 1, wherein the second electrical connection portion is formed by overlapping the corresponding second module side terminal and the output portion side terminal and joining them by welding.
前記パワー半導体モジュールを覆った状態で前記筐体に固定された固定板を備え、
前記固定板は、前記パワー半導体モジュールを前記筐体の内壁に向けて押し付ける第1突起が設けられていることを特徴とする請求項1又は2記載の電力変換装置。
A fixing plate fixed to the housing while covering the power semiconductor module is provided.
The power conversion device according to claim 1 or 2, wherein the fixing plate is provided with a first protrusion that presses the power semiconductor module toward the inner wall of the housing.
前記固定板に、前記複数の第1電気接続部及び前記複数の第2電気接続部を、前記筐体の内壁に向けて押し付ける第2突起が設けられていることを特徴とする請求項3記載の電力変換装置。 3. The third aspect of the present invention, wherein the fixing plate is provided with a second protrusion for pressing the plurality of first electrical connection portions and the plurality of second electrical connection portions toward the inner wall of the housing. Power converter. 前記パワー半導体モジュールは、モジュール本体の一側に形成した複数の第1ねじ穴端子と、前記モジュール本体の他側に形成した複数の第2ねじ穴端子と、を備え、
前記平滑コンデンサは、コンデンサ本体から突出した複数の平板形状のコンデンサ側端子と、前記コンデンサ側端子に形成した第1貫通穴と、を備え、
前記交流出力部は、出力部本体から突出した複数の平板形状の出力部側端子と、前記出力部側端子に形成した第2貫通穴と、を備え、
前記第1電気接続部は、第1ねじを前記コンデンサ側端子の前記第1貫通穴を通過して対応する前記第1ねじ穴端子にねじ込むことで前記第1ねじ穴端子及び前記コンデンサ側端子を接続してなり、
前記第2電気接続部は、第2ねじを前記出力部側端子の第2貫通穴を通過して対応する前記第2ねじ穴端子にねじ込むことで、前記第2ねじ穴端子及び前記出力部側端子を接続してなることを特徴とする請求項1記載の電力変換装置。
The power semiconductor module includes a plurality of first screw hole terminals formed on one side of the module body and a plurality of second screw hole terminals formed on the other side of the module body.
The smoothing capacitor includes a plurality of flat plate-shaped capacitor-side terminals protruding from the capacitor body, and a first through hole formed in the capacitor-side terminal.
The AC output unit includes a plurality of flat plate-shaped output unit side terminals protruding from the output unit main body, and a second through hole formed in the output unit side terminal.
The first electrical connection portion allows the first screw hole terminal and the capacitor side terminal to be screwed into the corresponding first screw hole terminal by passing the first screw through the first through hole of the capacitor side terminal. Connected and
The second electrical connection portion passes through the second through hole of the output unit side terminal and is screwed into the corresponding second screw hole terminal, whereby the second screw hole terminal and the output unit side are screwed into the second screw hole terminal. The power conversion device according to claim 1, wherein the terminals are connected.
前記平滑コンデンサは、コンデンサ本体から突出した複数の平板形状のコンデンサ側端子と、前記コンデンサ側端子の先端側に形成した複数の第1貫通穴と、を備え、
前記交流出力部は、出力部本体から突出した複数の平板形状の出力部側端子と、前記出力部側端子の先端側に形成した第2貫通穴と、を備え、
前記パワー半導体モジュールは、モジュール本体の一側から突出した複数の平板形状の第1モジュール側端子と、前記第1モジュール側端子の先端側に形成した第3貫通穴と、
前記モジュール本体の他側から突出した複数の平板形状の第2モジュール側端子と、前記第2モジュール側端子の先端側に形成した第4貫通穴と、を備え、
前記第1電気接続部は、第1ねじを対応する前記コンデンサ側端子の前記第1貫通穴及び前記第1モジュール側端子の前記第3貫通穴を通過して第1端子台に設けた第1ねじ穴にねじ込むことで、前記コンデンサ側端子及び第1モジュール側端子を接続してなり、
前記第2電気接続部は、第2ねじを対応する前記出力部側端子の前記第2貫通穴及び前記第2モジュール側端子の前記第4貫通穴を通過して第2端子台に設けた第2ねじ穴にねじ込むことで、前記出力部側端子及び第2モジュール側端子を接続してなり、
前記第1端子台及び前記第2端子台の少なくとも一方が前記冷却端子台であることを特徴とする請求項1記載の電力変換装置。
The smoothing capacitor includes a plurality of flat plate-shaped capacitor-side terminals protruding from the capacitor body, and a plurality of first through holes formed on the tip side of the capacitor-side terminal.
The AC output unit includes a plurality of flat plate-shaped output unit-side terminals protruding from the output unit main body, and a second through hole formed on the tip end side of the output unit-side terminal.
The power semiconductor module includes a plurality of flat plate-shaped first module side terminals protruding from one side of the module body, and a third through hole formed on the tip end side of the first module side terminal.
A plurality of flat plate-shaped second module side terminals protruding from the other side of the module body and a fourth through hole formed on the tip end side of the second module side terminal are provided.
The first electrical connection portion is provided on the first terminal block by passing through the first through hole of the capacitor side terminal corresponding to the first screw and the third through hole of the first module side terminal. By screwing it into the screw hole, the capacitor side terminal and the first module side terminal are connected.
The second electrical connection portion is provided on the second terminal block by passing through the second through hole of the output unit side terminal corresponding to the second screw and the fourth through hole of the second module side terminal. By screwing into the two screw holes, the output unit side terminal and the second module side terminal are connected.
The power conversion device according to claim 1, wherein at least one of the first terminal block and the second terminal block is the cooling terminal block.
前記パワー半導体モジュールに冷却器が一体に設けられており、前記筐体に設けた前記冷媒流路から前記冷却媒体が前記冷却器の内部を循環するようにしたことを特徴とする請求項1から6の何れか1項に記載の電力変換装置。 According to claim 1, a cooler is integrally provided with the power semiconductor module, and the cooling medium circulates inside the cooler from the refrigerant flow path provided in the housing. 6. The power conversion device according to any one of 6. 前記冷却器は、前記冷媒流路側の前記内壁に接合する面に、前記冷却媒体が出入りする冷却器入側開口部及び冷却器出側開口部が形成され、
前記筐体の前記冷媒流路は、外部から前記冷却媒体が供給される筐体入側流路と、外部に前記冷却媒体を排出する筐体出側流路とが形成されているとともに、前記内壁に、前記筐体入側流路に連通する筐体入側開口部と、前記筐体出側流路に連通する筐体出側開口部とが形成され、
前記冷却器入側開口部及び筐体入側開口部の一方の外周と、前記冷却器出側開口部及び筐体出側開口部の一方の外周とに、Oリングを装着した周溝が形成されており、
前記冷却器を前記内壁に接合する際に、前記Oリングが押し潰された状態で前記冷却器入側開口部及び前記筐体入側開口部と、前記冷却器出側開口部及び前記筐体出側開口部とが連通することを特徴とする請求項7記載の電力変換装置。
In the cooler, a cooler inlet side opening and a cooler outlet side opening through which the cooling medium enters and exits are formed on a surface joined to the inner wall on the refrigerant flow path side.
The refrigerant flow path of the housing is formed with a housing inlet-side flow path to which the cooling medium is supplied from the outside and a housing exit-side flow path for discharging the cooling medium to the outside. A housing entry-side opening communicating with the housing entry-side flow path and a housing exit-side opening communicating with the housing exit-side flow path are formed on the inner wall.
A peripheral groove equipped with an O-ring is formed on one outer circumference of the cooler inlet side opening and the housing inlet side opening and one outer circumference of the cooler outlet side opening and the housing outer side opening. Has been
When the cooler is joined to the inner wall, the cooler entry side opening and the housing entry side opening, the cooler exit side opening and the housing are in a state where the O-ring is crushed. The power conversion device according to claim 7, wherein the power conversion device communicates with the outlet side opening.
前記冷却器は、前記冷媒流路側の前記内壁に接合する面に、前記冷却媒体が出入りする冷却器入側パイプ及び冷却器出側パイプが形成され、
前記筐体の前記冷媒流路は、外部から前記冷却媒体が供給される筐体入側流路と、外部に前記冷却媒体を排出する筐体出側流路とが形成されているとともに、前記冷媒流路側の前記内壁に、前記筐体入側流路に連通する筐体入側開口部と、前記筐体出側流路に連通する筐体出側開口部とが形成され、
前記冷却器入側パイプと前記冷却器出側パイプとの外周にOリングが装着され、
前記冷却器を前記冷媒流路側の前記内壁に接合する際に、前記Oリングが押し潰された状態で前記冷却器入側パイプが前記筐体入側開口部に挿入され、前記冷却器出側パイプが筐体出側開口部に挿入されることを特徴とする請求項7記載の電力変換装置。
In the cooler, a cooler inlet pipe and a cooler outlet pipe through which the cooling medium enters and exits are formed on a surface joined to the inner wall on the refrigerant flow path side.
Wherein the refrigerant flow path of the housing, a housing inlet side flow passage and the cooling medium is supplied from the outside, said with a housing outlet side passage for discharging cooling medium is formed externally, the On the inner wall on the refrigerant flow path side, a housing entry-side opening communicating with the housing entry-side flow path and a housing exit-side opening communicating with the housing exit-side flow path are formed.
An O-ring is attached to the outer circumference of the cooler inlet pipe and the cooler outlet pipe.
When the cooler is joined to the inner wall on the refrigerant flow path side, the cooler inlet side pipe is inserted into the housing inlet side opening in a state where the O ring is crushed, and the cooler outlet side is inserted. The power conversion device according to claim 7, wherein the pipe is inserted into the opening on the exit side of the housing.
前記冷却端子台は、
前記冷媒流路側の前記内壁に固定されている樹脂製の端子台本体と、
両端が外部に露出した状態で前記端子台本体に所定間隔をあけて埋め込まれている金属製の複数の冷却端子と、を備え、
前記複数の冷却端子の一端が前記第1電気接続部及び前記第2電気接続部に接触し、他端側が電気絶縁性の伝熱シートを介して前記筐体に接触していることを特徴とする請求項1から9の何れか1項に記載の電力変換装置。
The cooling terminal block
A resin terminal block body fixed to the inner wall on the refrigerant flow path side,
It is provided with a plurality of metal cooling terminals embedded in the terminal block main body at predetermined intervals with both ends exposed to the outside.
One end of the plurality of cooling terminals is in contact with the first electrical connection portion and the second electrical connection portion, and the other end side is in contact with the housing via an electrically insulating heat transfer sheet. The power conversion device according to any one of claims 1 to 9.
前記冷却端子台は、
前記冷媒流路側の前記内壁に固定されている樹脂製の端子台本体と、
一端が外部に突出し、他端が突出せずに前記端子台本体に所定間隔をあけて埋め込まれている金属製の複数の冷却端子と、を備え、
前記複数の冷却端子の一端が前記第1電気接続部及び前記第2電気接続部に接触し、他端側が前記筐体に接触していることを特徴とする請求項1から9の何れか1項に記載の電力変換装置。
The cooling terminal block
A resin terminal block body fixed to the inner wall on the refrigerant flow path side,
It is provided with a plurality of metal cooling terminals, one end of which protrudes to the outside and the other end of which is embedded in the terminal block body at predetermined intervals without protruding.
Any one of claims 1 to 9, wherein one end of the plurality of cooling terminals is in contact with the first electrical connection portion and the second electrical connection portion, and the other end side is in contact with the housing. The power converter according to the section.
前記平滑コンデンサに直流入力部が電気的に接続され、
前記筐体に収納されている前記平滑コンデンサの長手方向の寸法以下で、前記直流入力部及び前記パワー半導体モジュールが前記長手方向に並んで収納されているとともに、
記交流出力部は、前記平滑コンデンサの長手方向に直交する方向に前記パワー半導体モジュールに並んで収納されていることを特徴とする請求項1から11の何れか1項に記載の電力変換装置。
A DC input is electrically connected to the smoothing capacitor.
The DC input unit and the power semiconductor module are housed side by side in the longitudinal direction within the longitudinal dimension of the smoothing capacitor housed in the housing.
Before SL AC output unit, a power conversion apparatus according to any one of claims 1 to 11, characterized in that it is housed side by side in the power semiconductor module in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the smoothing capacitor ..
前記筐体に収納されている前記直流入力部、前記パワー半導体モジュール及び交流出力部の高さ位置が略同一に設定されており、それらの上部に、前記パワー半導体モジュールを駆動制御する制御基板が配置されていることを特徴とする請求項12に記載の電力変換装置。 The height positions of the DC input unit, the power semiconductor module, and the AC output unit housed in the housing are set to be substantially the same, and a control board for driving and controlling the power semiconductor module is placed above them. The power conversion device according to claim 12 , wherein the power conversion device is arranged. 前記筐体内の前記制御基板の高さ位置は、前記平滑コンデンサの高さ以下に設定されていることを特徴とする請求項13に記載の電力変換装置。 The power conversion device according to claim 13, wherein the height position of the control board in the housing is set to be equal to or lower than the height of the smoothing capacitor.
JP2017088808A 2017-04-27 2017-04-27 Power converter Active JP6926638B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017088808A JP6926638B2 (en) 2017-04-27 2017-04-27 Power converter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017088808A JP6926638B2 (en) 2017-04-27 2017-04-27 Power converter

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2018186686A JP2018186686A (en) 2018-11-22
JP6926638B2 true JP6926638B2 (en) 2021-08-25

Family

ID=64355252

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017088808A Active JP6926638B2 (en) 2017-04-27 2017-04-27 Power converter

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6926638B2 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7183363B1 (en) 2021-09-10 2022-12-05 三菱電機株式会社 power converter
DE202024102077U1 (en) 2023-04-28 2024-05-07 Nidec Corporation Power conversion device and motor drive unit

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4293246B2 (en) * 2007-02-19 2009-07-08 株式会社日立製作所 Power converter
JP2010104135A (en) * 2008-10-23 2010-05-06 Hitachi Ltd Power conversion apparatus and electrical machine system for mobile
JP5740986B2 (en) * 2010-03-17 2015-07-01 株式会社安川電機 Power converter
JP5381903B2 (en) * 2010-06-03 2014-01-08 株式会社豊田自動織機 Electronic component equipment
JP5445377B2 (en) * 2010-07-27 2014-03-19 株式会社デンソー Power converter
JP5455887B2 (en) * 2010-12-27 2014-03-26 日立オートモティブシステムズ株式会社 Power converter
JP5737275B2 (en) * 2012-11-29 2015-06-17 株式会社豊田自動織機 Inverter device
JP5714077B2 (en) * 2013-10-25 2015-05-07 三菱電機株式会社 Cooling device for connecting conductor and power conversion device using the same
JP2015130735A (en) * 2014-01-07 2015-07-16 トヨタ自動車株式会社 Electric power conversion system
WO2015162712A1 (en) * 2014-04-23 2015-10-29 株式会社日立製作所 Semiconductor module and power converter using same
JP2016101071A (en) * 2014-11-26 2016-05-30 株式会社豊田自動織機 Semiconductor device
JP6606938B2 (en) * 2015-09-16 2019-11-20 富士電機株式会社 Power converter

Also Published As

Publication number Publication date
JP2018186686A (en) 2018-11-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7710721B2 (en) Power inverter
US7742303B2 (en) Electric power converter
WO2005020276A2 (en) Power converter and semiconductor device mounting structure
WO2018198522A1 (en) Electronic component and power conversion device
JP6926638B2 (en) Power converter
JP4075734B2 (en) Mounting structure of semiconductor device
JP7052447B2 (en) Power converter
JP5471888B2 (en) Power converter
WO2021149352A1 (en) Power conversion device
JP5188530B2 (en) Power module and power conversion device using the same
JP6606938B2 (en) Power converter
JP6777203B2 (en) Power converter
JP6233541B1 (en) Power converter
JP2017060292A (en) Electric power conversion system
WO2014020807A1 (en) Cooling structure and power converter
JP2017060291A (en) Electric power conversion equipment
JP7218828B2 (en) power converter
JP6233543B1 (en) Electronic component with heat dissipation member
WO2020195141A1 (en) Power converter and method for manufacturing power converter
JP6589782B2 (en) Power converter

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20200313

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20210129

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20210202

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20210405

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20210706

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20210719

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6926638

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150