JP7191157B1

JP7191157B1 - switching device

Info

Publication number: JP7191157B1
Application number: JP2021094879A
Authority: JP
Inventors: 徹醍醐; 泰介岩切; 聡石井
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2021-06-07
Filing date: 2021-06-07
Publication date: 2022-12-16
Anticipated expiration: 2041-06-07
Also published as: CN115514211A; JP2022190189A

Abstract

【課題】スイッチ素子からコンデンサ素子への伝熱を抑制し、スイッチ素子から放射される電磁ノイズを抑制できるスイッチング装置を提供する。【解決手段】コンデンサ素子（２）の正極側接続部（２１）の幅より大きな幅を有し、スイッチ素子（１）に接続される正極側バスバー通電部（３０）が、スイッチ素子（１）の少なくとも一部分に重なるように配置されていること、および、コンデンサ素子（２）の負極側接続部（２２）の幅より大きな幅を有し、スイッチ素子（１）に接続される負極側バスバー通電部（４０）が、スイッチ素子（１）の少なくとも一部分に重なるように配置されていること、のうちの少なくとも一方を備えているスイッチング装置。【選択図】図２A switching device capable of suppressing heat transfer from a switch element to a capacitor element and suppressing electromagnetic noise radiated from the switch element is provided. A positive-side busbar current-carrying part (30) connected to a switch element (1), having a width larger than a width of a positive-side connection part (21) of a capacitor element (2), is connected to the switch element (1). and a negative bus bar energization connected to the switch element (1) having a width larger than the width of the negative electrode side connection portion (22) of the capacitor element (2) A switching device, comprising at least one of: a portion (40) is arranged to overlap at least a portion of the switch element (1). [Selection drawing] Fig. 2

Description

本願は、スイッチング装置に関するものである。 The present application relates to switching devices.

例えば、電源と回転電機との間の電力を変換するスイッチング装置は、スイッチ素子のスイッチングを制御することで、電源から供給される電流供給経路を切り替え、回転電機を制御する電流を制御するように構成される。前述のスイッチング装置は、電源から供給される電流を平滑するために、コンデンサ素子と、電源とコンデンサ素子とを接続するバスバーと、スイッチ素子を制御する制御装置と、を備えている。 For example, a switching device that converts power between a power source and a rotating electrical machine controls switching of a switching element to switch a current supply path supplied from the power source, thereby controlling a current that controls the rotating electrical machine. Configured. The switching device described above includes a capacitor element, a bus bar connecting the power supply and the capacitor element, and a control device for controlling the switch element in order to smooth the current supplied from the power supply.

高出力のスイッチング装置では、スイッチ素子と、コンデンサ素子と、バスバーと、に高電流が流れるため、バスバーに接続されるスイッチ素子とコンデンサ素子とが発熱する。特にコンデンサ素子が発熱した場合、コンデンサ素子が溶解して短絡故障に至り、最悪の場合、スイッチング装置が破壊されるという課題がある。 In a high-output switching device, a high current flows through a switch element, a capacitor element, and a busbar, so that the switch element and the capacitor element connected to the busbar generate heat. In particular, when the capacitor element heats up, the capacitor element melts, resulting in a short-circuit failure, and in the worst case, the switching device is destroyed.

さらに、スイッチ素子がスイッチングを行う際に、スイッチ素子から電磁ノイズが放射される。このとき、スイッチング装置の近くに、スイッチ素子を制御する制御部もしくはスイッチング装置を制御する制御装置が配置されている場合、電磁ノイズにより制御部若しくは制御装置が誤動作し、スイッチ素子が意図しない短絡状態に至り、最悪の場合スイッチング装置が破壊されるという課題がある。 Furthermore, electromagnetic noise is radiated from the switching element when the switching element performs switching. At this time, if a control unit that controls the switching device or a control device that controls the switching device is arranged near the switching device, electromagnetic noise may cause the control unit or the control device to malfunction, resulting in an unintended short-circuit state of the switching device. In the worst case, there is a problem that the switching device is destroyed.

そのため、例えば特許文献１に開示されたＤＣ／ＤＣコンバータでは、コンデンサ素子ケースの中に収納されたコンデンサ素子とスイッチ素子とを接続する正極側バスバー及び負極側バスバーの、一方又は双方をコンデンサ素子ケースの内部表面に絶縁材を介して接触させることで、コンデンサ素子が発生した熱がコンデンサ素子ケースへ容易に熱伝導できる構造とし、コンデンサ素子ケースの外表面から放熱させることによって、コンデンサ素子を効果的に冷却するようにしている。また、例えば特許文献２に開示された電力変換器では、主回路が発生する電磁ノイズの遮蔽機能を有する薄板状に形成された遮蔽部材を追加することで、主回路から放射される電磁ノイズをシールドするようにしている。 Therefore, for example, in the DC/DC converter disclosed in Patent Document 1, one or both of the positive side bus bar and the negative side bus bar that connect the capacitor element and the switch element housed in the capacitor element case are connected to the capacitor element case. By contacting the inner surface of the capacitor via an insulating material, the heat generated by the capacitor element can be easily conducted to the capacitor element case, and by releasing heat from the outer surface of the capacitor element case, the capacitor element can be effectively is cooled to Further, for example, in the power converter disclosed in Patent Document 2, by adding a thin plate-shaped shielding member having a function of shielding the electromagnetic noise generated by the main circuit, the electromagnetic noise radiated from the main circuit is suppressed. I try to shield it.

特開２０１４―０１７９８８号公報JP 2014-017988 A 特開２００５―２３５９２９号公報JP-A-2005-235929

特許文献１に開示された従来のスイッチング装置としてのＤＣ／ＤＣコンバータは、高電流を通電する場合、バスバー自体も発熱し、その熱がコンデンサ素子に伝わり、コンデンサ素子の冷却が十分に行われない可能性がある。したがって、コンデンサ素子の冷却を行なうための別に冷却手段を用いる必要があり、スイッチング装置が大型化してしまうという課題があった。 In the conventional DC/DC converter as a switching device disclosed in Patent Document 1, when a high current is passed through, the bus bar itself also generates heat, and the heat is transmitted to the capacitor elements, so that the capacitor elements are not sufficiently cooled. there is a possibility. Therefore, it is necessary to use a separate cooling means for cooling the capacitor element, which poses a problem of increasing the size of the switching device.

また、特許文献２に開示された従来のスイッチング装置としての電力変換器は、コンデンサ素子と、スイッチ素子と、バスバーとは別に、薄板状に形成された遮蔽部材である電磁シールドを設置する必要があり、スイッチング装置が大型化してしまうという課題があった。特に、ハイブリッドカーに搭載されるスイッチング装置としてのインバータは、燃費の観点から、高効率、軽量であることが求められるが、特許文献１又は特許文献２に開示された従来の装置の場合、前述の課題から、高効率および軽量を実現することは難しく、また、その結果、燃費も悪化してしまうという課題があった。 In addition, the power converter as a conventional switching device disclosed in Patent Document 2 requires an electromagnetic shield, which is a thin-plate shielding member, to be installed separately from the capacitor element, the switch element, and the bus bar. However, there is a problem that the size of the switching device is increased. In particular, an inverter as a switching device mounted on a hybrid car is required to be highly efficient and lightweight from the viewpoint of fuel efficiency. Due to the above problem, it is difficult to achieve high efficiency and light weight, and as a result, there is a problem that fuel consumption deteriorates.

本願は、前述の課題を解決するための技術を開示するものであり、スイッチ素子からコンデンサ素子への伝熱を抑制するとともに、スイッチ素子から放射される電磁ノイズを抑制できるスイッチング装置を提供することを目的とする。 The present application discloses a technique for solving the aforementioned problems, and provides a switching device capable of suppressing heat transfer from a switch element to a capacitor element and suppressing electromagnetic noise radiated from the switch element. With the goal.

本願に開示されるスイッチング装置は、
電流経路を切り替えるときに電磁ノイズを発生するスイッチ素子と、
前記スイッチ素子に並列に接続され、前記スイッチ素子により制御される電流を平滑するコンデンサ素子と、
前記スイッチ素子の正極側接続部と前記コンデンサ素子の正極側接続部とに接続され、前記スイッチ素子に直流電流を通流させる正極側バスバーと、
前記スイッチ素子の負極側接続部と前記コンデンサ素子の負極側接続部とに接続され、前記スイッチ素子に直流電流を通流させる負極側バスバーと、
を備え、
構成（１）を、
前記正極側バスバーは、前記コンデンサ素子の前記正極側接続部の幅より大きな幅の平面部を有する正極側バスバー通電部と、前記正極側バスバー通電部の前記平面部に対する第１の側部から延出された第１の正極側接続部と、前記正極側バスバー通電部の前記平面部に対する第２の側部から延出された第２の正極側接続部と、を備え、前記第１の正極側接続部は、前記コンデンサ素子の前記正極側接続部と、前記スイッチ素子の前記正極側接続部と、に接続され、前記第２の正極側接続部は、前記スイッチ素子に前記直流電流を通流させる電源の正極端子に接続され、前記正極側バスバー通電部の前記平面部は、前記スイッチ素子の少なくとも一部分に重なるように配置されていること、
とし、
構成（２）を、
前記負極側バスバーは、前記コンデンサ素子の前記負極側接続部の幅より大きな幅の平面部を有する負極側バスバー通電部と、前記負極側バスバー通電部の前記平面部に対する第１の側部から延出された第１の負極側接続部と、前記負極側バスバー通電部の前記平面部に対する第２の側部から延出された第２の負極側接続部と、を備え、前記第１の負極側接続部は、前記コンデンサ素子の前記負極側接続部と、前記スイッチ素子の前記負極側接続部と、に接続され、前記第２の負極側接続部は、前記スイッチ素子に前記直流電流を通流させる電源の負極端子に接続され、前記負極側バスバー通電部の平面部は、前記スイッチ素子の少なくとも一部分に重なるように配置されている、
と、したとき、
前記構成（１）と前記構成（２）と、のうちの少なくとも一方を有する、
ことを特徴とする。 The switching device disclosed in the present application is
a switching element that generates electromagnetic noise when switching current paths;
a capacitor element connected in parallel to the switch element for smoothing the current controlled by the switch element;
a positive-side bus bar connected to the positive-side connecting portion of the switch element and the positive-side connecting portion of the capacitor element and allowing a direct current to flow through the switch element;
a negative bus bar connected to the negative connection portion of the switch element and the negative connection portion of the capacitor element, and allowing a direct current to flow through the switch element;
with
Configuration (1),
The positive electrode side bus bar includes a positive electrode side bus bar conducting portion having a flat portion having a width larger than the width of the positive electrode side connecting portion of the capacitor element, and a first side portion of the positive side bus bar conducting portion with respect to the flat portion. and a second positive electrode side connection portion extending from a second side portion of the positive electrode side busbar current-carrying portion with respect to the flat portion , wherein the first positive electrode side connection portion A side connection portion is connected to the positive electrode side connection portion of the capacitor element and the positive electrode side connection portion of the switch element, and the second positive electrode side connection portion supplies the DC current to the switch element. connected to a positive electrode terminal of a power source for causing the current to flow , and the flat portion of the positive electrode side bus bar current-carrying portion is arranged so as to overlap at least a portion of the switch element;
year,
Configuration (2),
The negative bus bar includes a negative bus bar current-carrying portion having a flat portion with a width larger than the width of the negative connection portion of the capacitor element, and a first side portion of the negative bus bar current-carrying portion with respect to the flat portion. and a second negative electrode side connection portion extending from a second side portion of the negative electrode side busbar current-carrying portion with respect to the flat portion , wherein the first negative electrode a side connection portion is connected to the negative electrode side connection portion of the capacitor element and the negative electrode side connection portion of the switch element, and the second negative electrode side connection portion supplies the direct current to the switch element; It is connected to a negative electrode terminal of a power source that allows current to flow, and the flat portion of the negative electrode side bus bar current-carrying portion is arranged so as to overlap at least a portion of the switch element.
and when
having at least one of the configuration (1) and the configuration (2);
It is characterized by

また、本願に開示されるスイッチング装置は、
電流経路を切り替えるときに電磁ノイズを発生するスイッチ素子が少なくとも２つ直列に接続された１つの直列体、又は並列接続された複数の前記直列体、により構成されたスイッチ部と、
前記スイッチ素子により制御される電流を平滑するコンデンサ素子と、
を備え、
前記スイッチ部は、前記１つの直列体に対応した１つの正極側接続部と１つの負極側接続部、又は前記複数の直列体にそれぞれ対応した複数の正極側接続部と複数の負極側接続部、を有し、
前記スイッチ部の前記正極側接続部は、前記コンデンサ素子の正極側接続部に接続され、
前記スイッチ部の前記負極側接続部は、前記コンデンサ素子の負極側接続部に接続され、
さらに、前記スイッチ部の前記正極側接続部と前記コンデンサ素子の前記正極側接続部とに接続され、前記スイッチ部に直流電流を通流させる正極側バスバーと、
前記スイッチ部の前記負極側接続部と前記コンデンサ素子の前記負極側接続部とに接続され、前記スイッチ部に直流電流を通流させる負極側バスバーと、
を備え、
構成（１）を、
前記正極側バスバーは、前記コンデンサ素子の前記正極側接続部の幅より大きな幅の平面部を有する正極側バスバー通電部と、前記正極側バスバー通電部の前記平面部に対する第１の側部から延出された第１の正極側接続部と、前記正極側バスバー通電部の前記平面部に対する第２の側部から延出された第２の正極側接続部と、を備え、前記第１の正極側接続部は、前記コンデンサ素子の前記正極側接続部と、前記スイッチ部の前記正極側接続部と、に接続され、前記第２の正極側接続部は、前記スイッチ部に前記直流電流を通流させる電源の正極端子に接続され、前記正極側バスバー通電部の前記平面部は、前記スイッチ部の少なくとも一部分に重なるように配置されていること、
とし、
構成（２）を、
前記負極側バスバーは、前記コンデンサ素子の前記負極側接続部の幅より大きな幅の平面部を有する負極側バスバー通電部と、前記負極側バスバー通電部の前記平面部に対する第１の側部から延出された第１の負極側接続部と、前記負極側バスバー通電部の前記平面部に対する第２の側部から延出された第２の負極側接続部と、を備え、前記第１の負極側接続部は、前記コンデンサ素子の前記負極側接続部と、前記スイッチ部の前記負極側接続部と、に接続され、前記第２の負極側接続部は、前記スイッチ部に前記直流電流を通流させる電源の負極端子に接続され、前記負極側バスバー通電部の平面部は、前記スイッチ部の少なくとも一部分に重なるように配置されている、
と、したとき、
前記構成（１）と前記構成（２）と、のうちの少なくとも一方を有する、
ことを特徴とする。
Further, the switching device disclosed in the present application is
a switch unit composed of one series body in which at least two switch elements that generate electromagnetic noise when switching current paths are connected in series, or a plurality of the series bodies connected in parallel;
a capacitor element that smoothes the current controlled by the switch element;
with
The switch unit includes one positive electrode side connection portion and one negative electrode side connection portion corresponding to the one series body, or a plurality of positive electrode side connection portions and a plurality of negative electrode side connection portions respectively corresponding to the plurality of series bodies. , has
the positive electrode side connection portion of the switch portion is connected to the positive electrode side connection portion of the capacitor element;
the negative electrode side connection portion of the switch portion is connected to the negative electrode side connection portion of the capacitor element;
a positive-side bus bar that is connected to the positive-side connection portion of the switch portion and the positive-side connection portion of the capacitor element and that allows a direct current to flow through the switch portion;
a negative electrode side bus bar connected to the negative electrode side connection portion of the switch portion and the negative electrode side connection portion of the capacitor element and allowing a direct current to flow through the switch portion;
with
Configuration (1),
The positive electrode side bus bar includes a positive electrode side bus bar conducting portion having a flat portion having a width larger than the width of the positive electrode side connecting portion of the capacitor element, and a first side portion of the positive side bus bar conducting portion with respect to the flat portion. and a second positive electrode side connection portion extending from a second side portion of the positive electrode side busbar current-carrying portion with respect to the flat portion , wherein the first positive electrode side connection portion The side connection portion is connected to the positive electrode side connection portion of the capacitor element and the positive electrode side connection portion of the switch portion, and the second positive electrode side connection portion supplies the DC current to the switch portion. connected to a positive electrode terminal of a power supply for causing the current to flow , and the flat portion of the positive electrode side bus bar current-carrying portion is arranged so as to overlap at least a portion of the switch portion ;
year,
Configuration (2),
The negative bus bar includes a negative bus bar current-carrying portion having a flat portion with a width larger than the width of the negative connection portion of the capacitor element, and a first side portion of the negative bus bar current-carrying portion with respect to the flat portion. and a second negative electrode side connection portion extending from a second side portion of the negative electrode side busbar current-carrying portion with respect to the flat portion , wherein the first negative electrode a side connection portion is connected to the negative electrode side connection portion of the capacitor element and the negative electrode side connection portion of the switch portion, and the second negative electrode side connection portion supplies the DC current to the switch portion; It is connected to a negative terminal of a power source that allows current to flow, and the flat portion of the negative bus bar conducting portion is arranged so as to overlap at least a portion of the switch portion .
and when
having at least one of the configuration (1) and the configuration (2);
It is characterized by

本願に開示されるスイッチング装置によれば、スイッチ素子からコンデンサ素子への伝熱を抑制するとともに、スイッチ素子から放射される電磁ノイズを抑制できるスイッチング装置が得られる。 According to the switching device disclosed in the present application, it is possible to obtain a switching device capable of suppressing heat transfer from the switching element to the capacitor element and suppressing electromagnetic noise radiated from the switching element.

実施の形態１によるスイッチング装置の構成を示す側面図である。1 is a side view showing the configuration of a switching device according to Embodiment 1; FIG. 実施の形態１によるスイッチング装置の構成を示す平面図である。2 is a plan view showing the configuration of the switching device according to Embodiment 1; FIG. 実施の形態２によるスイッチング装置の構成を示す平面図である。FIG. 8 is a plan view showing the configuration of a switching device according to Embodiment 2; 実施の形態４によるスイッチング装置の構成を示す側面図である。FIG. 14 is a side view showing the configuration of a switching device according to Embodiment 4; 実施の形態５によるスイッチング装置の構成を示す側面図である。FIG. 14 is a side view showing the configuration of a switching device according to Embodiment 5;

以下、本願によるスイッチング装置の好適な実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、各図面中、同一又は相当する部分には、同一符号を付して示している。 Preferred embodiments of the switching device according to the present application will be described below with reference to the drawings. In each drawing, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals.

実施の形態１．
図１は、実施の形態１によるスイッチング装置の構成を示す側面図、図２は、実施の形態１によるスイッチング装置の構成を示す平面図である。図１および図２において、スイッチング装置１００は、半導体からなるスイッチ素子１と、コンデンサ素子２と、正極側バスバー３と、負極側バスバー４と、を備えている。スイッチング装置１００は、例えば電源と回転電機との間の電力を変換する電力変換装置である。スイッチ素子１は、制御部（図示せず）からのスイッチング信号によりスイッチン制御され、スイッチング装置１００の電流経路を切替える。 Embodiment 1.
1 is a side view showing the configuration of the switching device according to the first embodiment, and FIG. 2 is a plan view showing the configuration of the switching device according to the first embodiment. 1 and 2, the switching device 100 includes a switch element 1 made of a semiconductor, a capacitor element 2, a positive electrode side busbar 3, and a negative electrode side busbar 4. As shown in FIG. The switching device 100 is, for example, a power conversion device that converts power between a power supply and a rotating electric machine. The switch element 1 is controlled by a switching signal from a control section (not shown) to switch the current path of the switching device 100 .

スイッチ素子１は、側部から延出されたスイッチ素子の正極側接続部１１と負極側接続部１２とを備えている。スイッチ素子の正極側接続部１１と負極側接続部１２とは、それぞれＬ字形に折り曲げられ、それぞれの自由端が図１に示すように、スイッチ素子１の表面部に対して垂直方向の上側に延びている。 The switch element 1 includes a positive electrode side connection portion 11 and a negative electrode side connection portion 12 of the switch element extending from the side portion. The positive electrode side connection portion 11 and the negative electrode side connection portion 12 of the switch element are each bent into an L-shape, and the free ends thereof extend vertically upward with respect to the surface portion of the switch element 1 as shown in FIG. extended.

正極側バスバー３は、スイッチ素子１の表面部に対して間隔を介して平行に配置された正極側バスバー通電部３０と、正極側バスバー通電部３０の第１の側部３０１から延出された第１の正極側接続部３１と、正極側バスバー通電部３０の第２の側部３０２から延出された第２の正極側接続部３２と、を備えている。正極側バスバー通電部３０の第１の側部３０１と第２の側部３０２は、例えば９０度の角度を介して隣接している。 The positive bus bar 3 extends from a positive bus bar current-carrying portion 30 arranged parallel to the surface of the switch element 1 with a gap therebetween and from a first side portion 301 of the positive bus bar current-carrying portion 30 . It has a first positive electrode side connection portion 31 and a second positive electrode side connection portion 32 extending from a second side portion 302 of the positive electrode side busbar conducting portion 30 . The first side portion 301 and the second side portion 302 of the positive electrode side busbar conducting portion 30 are adjacent to each other at an angle of 90 degrees, for example.

図２に示すように、正極側バスバー通電部３０の幅Ｗ３０は、コンデンサ素子の正極側接続部２１における幅Ｗ２１より大きく構成されており、かつ正極側バスバー通電部３０は、スイッチ素子１の表面部に対して間隔を介して重なり、スイッチ素子１の少なくとも一部分を覆うように配置されている。 As shown in FIG. 2, the width W30 of the positive busbar conducting portion 30 is larger than the width W21 of the positive connecting portion 21 of the capacitor element. It overlaps with the part with a space therebetween and is arranged so as to cover at least a part of the switch element 1 .

負極側バスバー４は、スイッチ素子１の表面部に対して間隔を介して平行に配置された負極側バスバー通電部４０と、負極側バスバー通電部４０の第１の側部４０１から延出された第１の負極側接続部４１と、負極側バスバー通電部４０の第２の側部４０２から延出された第２の負極側接続部４２と、を備えている。負極側バスバー通電部４０の第１の側部４０１と第２の側部４０２は、例えば９０度の角度を介して隣接している。 The negative busbar 4 extends from a negative busbar current-carrying portion 40 arranged parallel to the surface of the switch element 1 with a gap therebetween and a first side portion 401 of the negative busbar current-carrying portion 40 . A first negative connection portion 41 and a second negative connection portion 42 extending from a second side portion 402 of the negative busbar conducting portion 40 are provided. The first side portion 401 and the second side portion 402 of the negative busbar conducting portion 40 are adjacent to each other at an angle of 90 degrees, for example.

図２に示すように、負極側バスバー通電部４０における幅Ｗ４０は、コンデンサ素子の負極側接続部２２における幅Ｗ２２より大きく構成されており、かつ負極側バスバー通電部４０は、正極側バスバー通電部３０の表面部に対して間隔を介して重なり、結果としてスイッチ素子１の少なくとも一部分に重なってこれを覆うように配置されている。 As shown in FIG. 2, the width W40 of the negative busbar conducting portion 40 is larger than the width W22 of the negative connecting portion 22 of the capacitor element. 30 with a space therebetween, and as a result, it is arranged to overlap and cover at least a portion of the switch element 1 .

負極側バスバー通電部４０とスイッチ素子１の表面部との間の間隔は、図１に示されているように、正極側バスバー通電部３０とスイッチ素子１の表面部との間の間隔よりも大きく設定されている。 The distance between the negative busbar conducting portion 40 and the surface portion of the switch element 1 is larger than the distance between the positive busbar conducting portion 30 and the surface portion of the switch element 1, as shown in FIG. set large.

第１の正極側接続部３１と、第１の負極側接続部４１とは、それぞれＬ字形に折り曲げられ、それぞれの自由端が、図１に示すように、スイッチ素子１の表面部に対して垂直方向の上側に延びている。第２の正極側接続部３２と、第２の負極側接続部４２は、バッテリなどの電源（図示せず）の正極端子と負極端子に、それぞれ接続される。 The first positive electrode-side connection portion 31 and the first negative electrode-side connection portion 41 are each bent into an L shape, and the free ends thereof are bent against the surface portion of the switch element 1 as shown in FIG. It extends vertically upwards. The second positive terminal 32 and the second negative terminal 42 are connected to a positive terminal and a negative terminal of a power supply (not shown) such as a battery, respectively.

電源の正極端子からの電流は、第２の正極側接続部３２、正極側バスバー通電部３０、第１の正極側接続部３１、およびスイッチ素子の正極側接続部１１、を経由してスイッチ素子１に至り、スイッチ素子１から、スイッチ素子の負極側接続部１２、第１の負極側接続部４１、負極側バスバー通電部４０、および第２の負極側接続部４２、を経由して電源の負極端子に流れる。 The current from the positive terminal of the power supply passes through the second positive terminal 32, the positive busbar conducting section 30, the first positive terminal 31, and the positive terminal 11 of the switch element. 1, the power supply is supplied from the switch element 1 via the negative electrode side connection portion 12 of the switch element, the first negative electrode side connection portion 41, the negative electrode side bus bar conducting portion 40, and the second negative electrode side connection portion 42. flows to the negative terminal.

コンデンサ素子２は、側部から導出された、前述のコンデンサ素子の正極側接続部２１とコンデンサ素子の負極側接続部２２とを備えている。コンデンサ素子の正極側接続部２１とコンデンサ素子の負極側接続部２２とは、それぞれＬ字形に折り曲げられ、それぞれの自由端が、図１に示すように、スイッチ素子１の表面部に対して垂直方向の上側に延びている。 Capacitor element 2 includes a capacitor element positive electrode side connection portion 21 and a capacitor element negative electrode side connection portion 22 led out from the side. The positive electrode side connection portion 21 of the capacitor element and the negative electrode side connection portion 22 of the capacitor element are each bent in an L shape, and each free end is perpendicular to the surface portion of the switch element 1 as shown in FIG. It extends upward in the direction.

スイッチ素子の正極側接続部１１の自由端は、第１の正極側接続部３１の自由端と、コンデンサ素子の正極側接続部２１の自由端との間に配置され、ハンダ付けもしくはロウ付けなどの接合手段により、第１の正極側接続部３１とコンデンサ素子の正極側接続部２１とに接合されている。スイッチ素子の負極側接続部１２の自由端は、第１の負極側接続部４１の自由端と、コンデンサ素子の負極側接続部２２の自由端との間に配置され、ハンダ付けもしくはロウ付けなどの接合手段により、第１の負極側接続部４１とコンデンサ素子の負極側接続部２２とに接合されている。 The free end of the positive electrode connection portion 11 of the switch element is arranged between the free end of the first positive electrode connection portion 31 and the free end of the positive electrode connection portion 21 of the capacitor element, and is soldered or brazed. is joined to the first positive electrode side connection portion 31 and the positive electrode side connection portion 21 of the capacitor element. The free end of the negative connection portion 12 of the switch element is arranged between the free end of the first negative connection portion 41 and the free end of the negative connection portion 22 of the capacitor element, and is soldered or brazed. is joined to the first negative electrode side connection portion 41 and the negative electrode side connection portion 22 of the capacitor element by the bonding means of .

コンデンサ素子２は、スイッチ素子１と並列に接続され、スイッチ素子１で制御される電流を平滑する。正極側バスバー通電部３０と負極側バスバー通電部４０は、スイッチ素子１から放射される電磁ノイズをシールドすることができる。したがって、スイッチ素子１のスイッチング動作により発生する電磁ノイズを受ける位置に、スイッチ素子１を制御する制御部と、スイッチ素子１以外の他の機器を制御する制御装置が配置されていても、スイッチ素子１が発生する電磁ノイズにより、これらの制御部と制御装置が誤動作することはない。 Capacitor element 2 is connected in parallel with switch element 1 and smoothes the current controlled by switch element 1 . The positive-side busbar conducting portion 30 and the negative-side busbar conducting portion 40 can shield electromagnetic noise radiated from the switch element 1 . Therefore, even if a control unit that controls the switch element 1 and a control device that controls devices other than the switch element 1 are arranged at positions receiving electromagnetic noise generated by the switching operation of the switch element 1, the switch element Electromagnetic noise generated by 1 does not cause these controllers and controllers to malfunction.

また、正極側バスバー３および負極側バスバー４は、直流電流が通電され、スイッチング装置１００におけるスイッチ素子１のスイッチング動作により発生する交流電流は、正極側バスバー３および負極側バスバー４には通電しない。すなわち、スイッチ素子１から発生される電磁ノイズよりも大きな電磁ノイズは、正極側バスバー３および負極側バスバー４から発生することはない。 A DC current is applied to the positive bus bar 3 and the negative bus bar 4 , and the AC current generated by the switching operation of the switch element 1 in the switching device 100 does not flow through the positive bus bar 3 and the negative bus bar 4 . That is, electromagnetic noise larger than the electromagnetic noise generated from switch element 1 is not generated from positive bus bar 3 and negative bus bar 4 .

ここで、熱抵抗について説明する、一般に、熱抵抗は、同じ熱伝導物質では表面積が広いほど低く、熱抵抗が低いほど放熱量は増大する。また、同じ厚さのバスバーであれば、幅が広い方が表面積は大きくなり、熱抵抗が低くなる。このことから、正極側バスバー３は、前述のように、コンデンサ素子の正極側接続部２１における幅Ｗ２１よりも大きな幅Ｗ３０を有する正極側バスバー通電部３０を有するので、正極側バスバー通電部３０からの放熱量が増大し、正極側バスバー３で発生する熱がコンデンサ素子２に伝わる前に放熱されることになる。 Thermal resistance will be explained here. In general, for the same thermally conductive material, the larger the surface area, the lower the thermal resistance, and the lower the thermal resistance, the greater the amount of heat released. Also, if the thickness of the bus bar is the same, the wider the bus bar, the larger the surface area and the lower the thermal resistance. As described above, the positive busbar 3 has the positive busbar conducting portion 30 having a width W30 larger than the width W21 of the positive electrode connecting portion 21 of the capacitor element. , the heat generated in the positive electrode side bus bar 3 is radiated before it is transmitted to the capacitor element 2 .

同様に、負極側バスバー４は、前述のように、コンデンサ素子の負極側接続部２２における幅Ｗ２２よりも大きな幅Ｗ４０を有する負極側バスバー通電部４０を有するので、負極側バスバー通電部４０からの放熱量が増大し、負極側バスバー４で発生する熱がコンデンサ素子２に伝わる前に放熱されることになる。 Similarly, since the negative busbar 4 has the negative busbar current-carrying portion 40 having a width W40 larger than the width W22 of the negative connection portion 22 of the capacitor element, as described above, the negative busbar current-carrying portion 40 The amount of heat released increases, and the heat generated by the negative bus bar 4 is released before it is transmitted to the capacitor element 2 .

さらに、抵抗率は、導電体の厚さが大きいほど小さくなるため、正極側バスバー３および負極側バスバー４の厚さを大きくすることで、抵抗率をちいさくすることができ、正極側バスバー３および負極側バスバー４自体の電力損失を小さくして、発熱を抑えることもできる。 Furthermore, the resistivity decreases as the thickness of the conductor increases. Heat generation can also be suppressed by reducing the power loss of the negative electrode side bus bar 4 itself.

次に、電磁シールドについて説明する。一般に、バスバーの素材には導電率の高い銅、もしくはアルミニウムが使用されるが、銅もしくはアルミニウムは、スイッチ素子１のスイッチング動作により発生する電磁ノイズに対するシールド効果を有する。また、スイッチ素子１から放射される電磁ノイズは、スイッチ素子１のスイッチング周波数に依存する。スイッチ素子１のスイッチング周波数ｆの周期は、［１／ｆ］となる。したがって、電磁ノイズをシールドするためには、幅が［１／ｆ］よりも大きな銅もしくはアルミニウムからなるバスバーを、スイッチ素子１と重なるように配置することで、バスバーによるシールド効果を得ることができる。 Next, the electromagnetic shield will be explained. In general, copper or aluminum with high conductivity is used as the material of the bus bar. Also, the electromagnetic noise radiated from the switch element 1 depends on the switching frequency of the switch element 1 . The period of the switching frequency f of the switch element 1 is [1/f]. Therefore, in order to shield against electromagnetic noise, a bus bar made of copper or aluminum and having a width greater than [1/f] is arranged so as to overlap with the switch element 1, thereby obtaining the shielding effect of the bus bar. .

例えば、スイッチング装置１００に、１００［Ａｒｍｓ］の電流を通電する場合を考える。スイッチ素子１のスイッチング損失および発熱を抑えるため、スイッチング周波数を２［ｋＨｚ］とする。すなわち、電磁ノイズをシールドの観点からみれば、バスバーは少なくとも２［ｍｍ］の幅があればよい。一方で、導電材料に電流を通流させた際に、導電材料の溶断もしくは異常発熱などを起こすことなく使用できる限界の電流値を考えた場合、電流１００［Ａｒｍｓ］では電流密度を２．５［Ａ／ｍｍ^２］以下とするのが望ましい。したがって、バスバーの幅が２［ｍｍ］とすると、バスバーは２０［ｍｍ］程度の厚さが必要となる。これは、正極側バスバー３および負極側バスバー４に接続された、コンデンサ素子の正極側接続部２１とコンデンサ素子の負極側接続部２２、およびスイッチ素子の正極側接続部１１とスイッチ素子の負極側接続部１２にも同様のことが言える。 For example, consider a case where a current of 100 [Arms] is applied to the switching device 100 . In order to suppress switching loss and heat generation of the switch element 1, the switching frequency is set to 2 [kHz]. That is, from the viewpoint of electromagnetic noise shielding, the width of the bus bar should be at least 2 [mm]. On the other hand, when considering the limit current value that can be used without causing melting or abnormal heat generation of the conductive material when a current is passed through the conductive material, the current density is 2.5 at a current of 100 [Arms]. [A/mm ² ] or less is desirable. Therefore, if the width of the busbar is 2 [mm], the thickness of the busbar is required to be about 20 [mm]. This is connected to the positive side bus bar 3 and the negative side bus bar 4, the positive side connection part 21 of the capacitor element and the negative side connection part 22 of the capacitor element, and the positive side connection part 11 of the switch element and the negative side of the switch element. The same can be said for the connecting portion 12 .

すわなち、正極側バスバー３は、少なくとも、コンデンサ素子の正極側接続部２１の幅Ｗ２１よりも、大きい幅Ｗ３０の部位を有していれば、正極側バスバー３によるシールド効果を得ることができる。同様に、負極側バスバー４は、少なくとも、コンデンサ素子の負極側接続部２２の幅Ｗ２２よりも、大きい幅Ｗ４０の部位を有していれば、負極側バスバー４によるシールド効果を得ることができる。 That is, if the positive bus bar 3 has at least a portion with a width W30 larger than the width W21 of the positive connection portion 21 of the capacitor element, the positive bus bar 3 can provide a shielding effect. . Similarly, if the negative bus bar 4 has at least a portion with a width W40 larger than the width W22 of the negative connection portion 22 of the capacitor element, the negative bus bar 4 can provide a shielding effect.

以上述べたように、実施の形態１によるスイッチング装置１００によれば、正極側バスバー３の正極側バスバー通電部３０における幅Ｗ３０が、コンデンサ素子の正極側接続部２１における幅Ｗ２１よりも大きく構成され、かつスイッチ素子１の少なくとも一部に重なるように正極側バスバー通電部３０が配置され、また、負極側バスバー４の負極側バスバー通電部４０における幅Ｗ４０が、コンデンサ素子の負極側接続部２２における幅Ｗ２２よりも大きく構成され、かつスイッチ素子１の少なくとも一部に重なるように負極側バスバー通電部４０が配置されているので、正極側バスバー３および負極側バスバー４で発生した熱がコンデンサ素子２に伝わる前に放熱され、かつ、スイッチ素子１が放射する電磁ノイズを正極側バスバー通電部３０および負極側バスバー通電部４０によりシールドがすることができる。 As described above, according to the switching device 100 according to the first embodiment, the width W30 of the positive electrode side busbar conducting portion 30 of the positive electrode side busbar 3 is configured to be larger than the width W21 of the positive electrode side connection portion 21 of the capacitor element. , and the positive electrode side busbar conducting portion 30 is disposed so as to overlap at least a portion of the switch element 1, and the width W40 of the negative electrode side busbar conducting portion 40 of the negative electrode side busbar 4 is equal to the width of the negative electrode side connecting portion 22 of the capacitor element. Negative busbar current-carrying portion 40 is arranged to be larger than width W22 and overlap at least a portion of switch element 1 , so that heat generated in positive busbar 3 and negative busbar 4 is transferred to capacitor element 2 . Electromagnetic noise radiated by the switch element 1 can be shielded by the positive electrode side busbar conducting portion 30 and the negative electrode side busbar conducting portion 40 .

従って、高電流を通電した場合でもコンデンサ素子２が溶解することがなく、さらに、スイッチ素子１を制御する制御部もしくはスイッチ素子１以外の他の機器を制御する制御装置が配置されていても、これらを誤動作させることはない。また、コンデンサ素子に対する余分な冷却装置などを設ける必要がないので、スイッチング装置が大型化、重量化することはなく、スイッチング装置の小型化、軽量化が図れる。 Therefore, even when a high current is applied, the capacitor element 2 does not melt. They do not malfunction. Moreover, since there is no need to provide an extra cooling device for the capacitor element, the size and weight of the switching device are not increased, and the size and weight of the switching device can be reduced.

なお、電磁ノイズは放射状に広がるため、正極側バスバー３における正極側バスバー通電部３０の幅Ｗ３０、又は負極側バスバー４における負極側バスバー通電部４０の幅Ｗ４０、は広い方がシールド効果は高くなる。したがって、正極側バスバー３における正極側バスバー通電部３０と、負極側バスバー４における負極側バスバー通電部４０と、のうちの少なくとも一方がスイッチ素子１の全体を覆うようにすれば、より高いシールド効果を得ることができる。 Since the electromagnetic noise spreads radially, the wider the width W30 of the positive busbar conducting portion 30 of the positive busbar 3 or the width W40 of the negative busbar conducting portion 40 of the negative busbar 4, the higher the shielding effect. . Therefore, if at least one of the positive busbar conducting portion 30 in the positive busbar 3 and the negative busbar conducting portion 40 in the negative busbar 4 covers the entire switch element 1, the shielding effect is enhanced. can be obtained.

実施の形態２．
電磁ノイズが放射されるノイズの経路をバスバーでシールドすることができればよいため、実施の形態２によるスイッチング装置は、正極側バスバー通電部３０、又は負極側バスバー通電部４０のうちの何れか一方が、スイッチ素子１の少なくとの一部分と重なるように構成したものである。その他の構成及び作用は、実施の形態1によるスイッチング装置と同様である。 Embodiment 2.
Since it is sufficient to shield the noise path through which the electromagnetic noise is radiated by the busbar, the switching device according to the second embodiment has either the positive side busbar current-carrying section 30 or the negative side busbar current-carrying section 40. , at least a part of the switch element 1. FIG. Other configurations and actions are the same as those of the switching device according to the first embodiment.

図３は、実施の形態２によるスイッチング装置の構成を示す平面図である。図３において、負極側バスバー４は、コンデンサ素子の負極側接続部２２の幅Ｗ２２と同じ幅の負極側バスバー通電部４０を有している。正極側バスバー３は、実施の形態1の場合と同様に、正極側バスバー通電部３０における幅Ｗ３０が、コンデンサ素子の正極側接続部２１における幅Ｗ２１よりも大きく構成されている。 FIG. 3 is a plan view showing the configuration of the switching device according to the second embodiment. In FIG. 3, the negative bus bar 4 has a negative bus bar conducting portion 40 having the same width as the width W22 of the negative connecting portion 22 of the capacitor element. As in the case of the first embodiment, the positive bus bar 3 is configured such that the width W30 of the positive bus bar conducting portion 30 is larger than the width W21 of the positive connecting portion 21 of the capacitor element.

正極側バスバー通電部３０は、スイッチ素子１の表面部に対して間隔を介して重なり、スイッチ素子１の少なくとも一部分を覆うように配置されている。負極側バスバー通電部４０は、スイッチ素子１の表面部に対して間隔を介して重なり、スイッチ素子１の一部分を覆うように配置されている。負極側バスバー通電部４０とスイッチ素子１の表面部との間の間隔は、実施の形態１の場合と同様に、正極側バスバー通電部３０とスイッチ素子１の表面部との間の間隔よりも大きく設定されている。 The positive-side busbar current-carrying portion 30 overlaps the surface portion of the switch element 1 with a gap therebetween, and is arranged so as to cover at least a portion of the switch element 1 . The negative busbar current-carrying portion 40 overlaps the surface portion of the switch element 1 with a gap therebetween, and is arranged so as to partially cover the switch element 1 . The distance between the negative busbar conducting portion 40 and the surface portion of the switch element 1 is larger than the distance between the positive busbar conducting portion 30 and the surface portion of the switch element 1, as in the first embodiment. set large.

負極側バスバー通電部４０は、正極側バスバー通電部３０の表面部に対して間隔を介して重なり、結果としてスイッチ素子１の一部分を覆うように配置されている。 The negative busbar current-carrying portion 40 overlaps the surface portion of the positive busbar current-carrying portion 30 with a gap therebetween, and as a result, is arranged so as to partially cover the switch element 1 .

負極側バスバー４は、電磁ノイズに対するシールド効果は低いが、正極側バスバー３の正極側バスバー通電部３０がスイッチ素子１と重なっており、実施の形態１の場合と同様の効果を得ることができる。 Although the negative electrode side bus bar 4 has a low shielding effect against electromagnetic noise, the positive electrode side bus bar conducting portion 30 of the positive electrode side bus bar 3 overlaps with the switch element 1, and the same effect as in the case of the first embodiment can be obtained. .

実施の形態２によるスイッチング装置の変形例として、正極側バスバー３は、コンデンサ素子２のコンデンサ素子の正極側接続部２１の幅Ｗ２１と同じ幅Ｗ３０の正極側バスバー通電部３０を有していてもよい。負極側バスバー４は、実施の形態１の場合と同様に、負極側バスバー通電部４０における幅Ｗ４０が、コンデンサ素子の負極側接続部２２における幅Ｗ４０よりも大きく構成される。 As a modification of the switching device according to the second embodiment, the positive bus bar 3 may have a positive bus bar conductive portion 30 having a width W30 that is the same as the width W21 of the positive connection portion 21 of the capacitor element 2. good. As in the case of the first embodiment, negative bus bar 4 is configured such that width W40 at negative bus bar conducting portion 40 is larger than width W40 at negative connecting portion 22 of the capacitor element.

実施の形態２の変形例において、正極側バスバー通電部３０は、スイッチ素子１の表面部に対して間隔を介して重なり、スイッチ素子１の一部分を覆うように配置され、負極側バスバー通電部４０は、スイッチ素子１の表面部に対して間隔を介して重なり、スイッチ素子１の少なくとも一部分を覆うように配置される。負極側バスバー通電部４０とスイッチ素子１の表面部との間の間隔は、実施の形態１の場合と同様に、正極側バスバー通電部３０とスイッチ素子１の表面部との間の間隔よりも大きく設定される。 In the modification of the second embodiment, the positive busbar conducting portion 30 overlaps the surface portion of the switch element 1 with a gap therebetween and is arranged so as to partially cover the switch element 1 . overlaps the surface of the switch element 1 with a gap therebetween and is arranged to cover at least a portion of the switch element 1 . The distance between the negative busbar conducting portion 40 and the surface portion of the switch element 1 is larger than the distance between the positive busbar conducting portion 30 and the surface portion of the switch element 1, as in the first embodiment. set large.

負極側バスバー通電部４０は、正極側バスバー通電部３０の表面部に対して間隔を介して重なり、結果としてスイッチ素子１の一部分を覆うように配置される。 The negative busbar current-carrying portion 40 overlaps the surface portion of the positive busbar current-carrying portion 30 with a gap therebetween, and as a result, is arranged so as to partially cover the switch element 1 .

実施の形態２の変形例の場合、正極側バスバー３は、電磁ノイズに対するシールド効果は低いが、負極側バスバー４の負極側バスバー通電部４０がスイッチ素子１と重なっており、実施の形態１の場合と同様の効果を得ることができる。 In the case of the modification of the second embodiment, although the positive electrode side bus bar 3 has a low shielding effect against electromagnetic noise, the negative electrode side bus bar conducting portion 40 of the negative electrode side bus bar 4 overlaps with the switch element 1, and thus the positive electrode side bus bar 3 has a low shielding effect against the electromagnetic noise. The same effect as in the case can be obtained.

なお、シールド効果は、接地電位部に接続された導電体の方が効果は高いため、よりシールド効果を得るためには、一般に接地電位側に接続される負極側バスバーの幅を広くすることが望ましい。 Since the shielding effect is higher in the conductor connected to the ground potential part, the width of the negative electrode side bus bar connected to the ground potential side is generally widened in order to obtain a better shielding effect. desirable.

以上述べた実施の形態１および実施の形態２によるスイッチング装置では、正極側バスバー３の上方に負極側バスバー４を重ねる配置としているが、負極側バスバー４を正極側バスバー３の上方に配置するようにしてもよい。すなわち、スイッチ素子１と正極側バスバー３と負極側バスバー４とのうちの何れか一方が重なっていれば、電磁ノイズをシールドできるため、正極側バスバー３と負極側バスバー４との配置の上下関係は特に問わない。 In the switching devices according to the first and second embodiments described above, the negative bus bar 4 is arranged above the positive bus bar 3 . can be That is, if any one of the switch element 1, the positive electrode side bus bar 3, and the negative electrode side bus bar 4 overlaps, electromagnetic noise can be shielded. does not matter.

さらに、前述の実施の形態１および実施の形態２では、スイッチ素子１が用いられている場合を示したが、これに限らず、インバータ、変圧器の回路構成などのように、スイッチ素子１の代わりにスイッチ部を有し、そのスイッチ部はスイッチ素子が少なくも２つ直列に接続された直列体が１つ、又はその直列体が複数個並列に接続されるインバータなどの構成であってもよい。 Furthermore, in the first and second embodiments described above, the case where the switch element 1 is used has been shown, but the switch element 1 is not limited to this, as in the circuit configuration of an inverter or a transformer. Instead, it has a switch section, and the switch section has one series body in which at least two switch elements are connected in series, or a configuration such as an inverter in which a plurality of such series bodies are connected in parallel. good.

この場合、スイッチ部は、１つの直列体又は複数の直列体を有するため、１つ又は複数の正極側接続部、および１つ又は複数の負極側接続部を有するので、コンデンサ素子２は、スイッチ部の１つ又は複数の正極側接続部と、１つ又は複数の負極側接続部の数と同数の、コンデンサ素子の正極側接続部とコンデンサ素子の負極側接続部とを有する。 In this case, the switch unit has one or more series bodies, and thus has one or more positive-side connection parts and one or more negative-side connection parts. and one or more positive connection portions of the capacitor element and the same number of positive connection portions of the capacitor element and negative connection portions of the capacitor element as the number of the one or more negative connection portions of the capacitor element.

この場合でも、正極側バスバー通電部３０又は負極側バスバー通電部４０のうちの少なくとも一方の幅を、対応するコンデンサ素子の正極側接続部又はコンデンサ素子の負極側接続部における幅より大きくし、その正極側バスバー通電部３０又は負極側バスバー通電部４０を、電磁ノイズの発生源であるスイッチ部の少なくとも一部分に重なるように配置することで、電磁ノイズをシールドすることができるため、前述の実施の形態１および実施の形態２に場合と同様の効果を得ることができる。 In this case as well, the width of at least one of the positive busbar current-carrying portion 30 and the negative busbar current-carrying portion 40 is made larger than the width of the corresponding positive electrode connection portion of the capacitor element or the negative electrode connection portion of the capacitor element. Electromagnetic noise can be shielded by arranging the positive busbar current-carrying part 30 or the negative busbar current-carrying part 40 so as to overlap at least a part of the switch part, which is the source of the electromagnetic noise. Effects similar to those in the first and second embodiments can be obtained.

さらに、ＤＣ／ＤＣコンバータ、インバータなどでは、スイッチ素子の直列体におけるスイッチ素子同士の接続点が出力端となり、その出力端にはスイッチ素子が生成する交流電流が通電される。例えば、インバータなどでは、前述の出力端に出力バスバーを介してモータが接続される。そのモータは、前述の出力バスバーを介して供給される交流電流により駆動される。このとき、出力バスバーには交流電流が通電するが、この交流電流通電部分では電磁ノイズを発生する。 Furthermore, in a DC/DC converter, an inverter, or the like, a connection point between switch elements in a series body of switch elements serves as an output terminal, and an alternating current generated by the switch elements is supplied to the output terminal. For example, in an inverter or the like, a motor is connected to the aforementioned output end via an output bus bar. The motor is driven by alternating current supplied via the aforementioned output busbars. At this time, an alternating current is applied to the output bus bar, and electromagnetic noise is generated in the portion where the alternating current is applied.

したがって、この電磁ノイズ発生源である交流電流通電部分としての出力バスバーを、正極側バスバー通電部３０と負極側バスバー通電部４０とのうちの少なくとも一方で覆うことで、より効果的に電磁ノイズをシールドすることができる。 Therefore, by covering at least one of the positive side bus bar conducting section 30 and the negative side bus bar conducting section 40, the output bus bar as the alternating current conducting section, which is the source of the electromagnetic noise, can more effectively suppress the electromagnetic noise. can be shielded.

実施の形態３．
前述の実施の形態２によるスイッチング装置では、負極側バスバー４は、コンデンサ素子の負極側接続部２２の幅Ｗ２２と同じ幅Ｗ４０の負極側バスバー通電部４０を有し、正極側バスバー３は、コンデンサ素子の正極側接続部２１の幅Ｗ２１より大きい幅Ｗ３０の正極側バスバー通電部３０を有していたが、正極側バスバー３又は負極側バスバー４の位置関係によっては、寄生インダクタンスが増加する場合がある。この場合、電磁ノイズをシールドすることができても、寄生インダクタンスが増加してしまうと、スイッチ素子１がスイッチングを行う場合に損失が増加し、コンデンサ素子２への伝熱量が増加してしまうことがある。 Embodiment 3.
In the switching device according to the second embodiment described above, the negative bus bar 4 has the negative bus bar conducting portion 40 having the same width W40 as the width W22 of the negative connection portion 22 of the capacitor element, and the positive bus bar 3 has a capacitor Although the positive electrode side busbar current-carrying portion 30 has a width W30 larger than the width W21 of the positive electrode side connection portion 21 of the element, the parasitic inductance may increase depending on the positional relationship of the positive electrode side busbar 3 or the negative electrode side busbar 4. be. In this case, even if the electromagnetic noise can be shielded, if the parasitic inductance increases, the loss increases when the switch element 1 performs switching, and the amount of heat transferred to the capacitor element 2 increases. There is

そこで、実施の形態３によるスイッチング装置は、正極側バスバー３と負極側バスバー４とを、スイッチ素子１の表面部に対して同一高さで互いに平行して配置される平板形状とするようにしたものである。その他の構成は、実施の形態１又は実施の形態２によるスイッチング装置と同様である。 Therefore, in the switching device according to Embodiment 3, the positive electrode side bus bar 3 and the negative electrode side bus bar 4 are formed in flat plate shapes arranged parallel to each other at the same height with respect to the surface portion of the switch element 1. It is. Other configurations are the same as those of the switching device according to the first or second embodiment.

実施の形態３によるスイッチング装置によれば、実施の形態１又は実施の形態２によるスイッチング装置と同様の効果のほかに、正極側バスバー３と負極側バスバー４とが互いに平行して配置された平板形状であることにより、寄生インダクタンスの増加を抑制することができる効果がある。 According to the switching device according to the third embodiment, in addition to the same effects as those of the switching device according to the first or second embodiment, the positive electrode side bus bar 3 and the negative electrode side bus bar 4 are arranged in parallel with each other. The shape has the effect of suppressing an increase in parasitic inductance.

実施の形態４．
図４は、実施の形態４によるスイッチング装置の構成を示す側面図である。図４において、スイッチ素子１を制御する制御部５は、スイッチ素子１の上部に、スイッチ素子１と平行に配置されている。制御部５がスイッチ素子１の上部に配置されている場合、制御部５は、スイッチ素子１から放射される電磁ノイズを受ける。そこで、実施の形態４では、スイッチ素子１から放射される電磁ノイズを、正極側バスバー通電部３０と負極側バスバー通電部４０とのうちの少なくとも一方によりシールドできるように、スイッチ素子１と制御部５との間に、正極側バスバー通電部３０と負極側バスバー通電部４０とのうちの少なくとも一方を配置するようにしたものである。その他の構成は、実施の形態１又は実施の形態２によるスイッチング装置と同様である。 Embodiment 4.
FIG. 4 is a side view showing the configuration of the switching device according to the fourth embodiment. In FIG. 4 , the control unit 5 for controlling the switch element 1 is arranged above the switch element 1 and in parallel with the switch element 1 . When the control unit 5 is arranged above the switch element 1 , the control unit 5 receives electromagnetic noise radiated from the switch element 1 . Therefore, in the fourth embodiment, the switch element 1 and the control section are arranged so that the electromagnetic noise radiated from the switch element 1 can be shielded by at least one of the positive side busbar conducting section 30 and the negative side busbar conducting section 40. 5, at least one of the positive electrode side busbar conducting portion 30 and the negative electrode side busbar conducting portion 40 is arranged. Other configurations are the same as those of the switching device according to the first or second embodiment.

実施の形態４によるスイッチング装置によれば、実施の形態１又は実施の形態２によるスイッチング装置と同様の効果の他、制御部５が受ける電磁ノイズを低減することができ、制御部５の誤動作を抑制することができる。 According to the switching device according to the fourth embodiment, in addition to the same effect as the switching device according to the first or second embodiment, the electromagnetic noise received by the control unit 5 can be reduced, and the malfunction of the control unit 5 can be prevented. can be suppressed.

実施の形態５．
ＤＣ／ＤＣコンバータ、あるいはインバータのようなスイッチング装置では、大電流を扱うため、スイッチ素子１を冷却する必要がある。実施の形態５によるスイッチング装置は、スイッチ素子１を冷却する冷却器を設けたものである。 Embodiment 5.
A switching device such as a DC/DC converter or an inverter handles a large current, so it is necessary to cool the switch element 1 . The switching device according to Embodiment 5 is provided with a cooler for cooling the switch element 1 .

図５は、実施の形態５によるスイッチング装置の構成を示す側面図である。図５において、冷却器６は、スイッチ素子１を冷却するためにスイッチ素子１の裏面部に当接するように配置されている。正極側バスバー３は、スイッチ素子１の表面部に当接してスイッチ素子１を冷却器６の方向に押圧するように構成されている。その他の構成は、実施の形態１、実施の形態２、実施の形態４のうちの何れかによるスイッチング装置と同様である。 FIG. 5 is a side view showing the configuration of the switching device according to the fifth embodiment. In FIG. 5, the cooler 6 is arranged so as to contact the back surface of the switch element 1 in order to cool the switch element 1 . The positive electrode side bus bar 3 is configured to contact the surface portion of the switch element 1 and press the switch element 1 toward the cooler 6 . Other configurations are the same as those of the switching device according to any one of the first, second and fourth embodiments.

冷却器６は、スイッチ素子１と接触しており、スイッチ素子１は冷却器６との接触面積が大きいほど冷却効果が高い。そのため、例えば、スイッチ素子１に反り返りがある場合、スイッチ素子１と冷却器６との間に隙間が発生し、両者の接触面積が小さくなりスイッチ素子１と冷却器６との間の熱抵抗が、想定した熱抵抗以上となる場合がある。この場合、スイッチ素子１の放熱が十分でなくなり、スイッチ素子１が熱破壊に至る場合もある。したがって、スイッチ素子１の表面部を冷却器６側へ押圧し、スイッチ素子１と冷却器の間の熱抵抗に想定した熱抵抗以下になるようにする必要がある。 The cooler 6 is in contact with the switch element 1, and the larger the contact area of the switch element 1 with the cooler 6, the higher the cooling effect. Therefore, for example, when the switch element 1 is warped, a gap is generated between the switch element 1 and the cooler 6, the contact area between the two becomes smaller, and the thermal resistance between the switch element 1 and the cooler 6 increases. , the thermal resistance may exceed the assumed value. In this case, the heat dissipation of the switch element 1 becomes insufficient, and the switch element 1 may be thermally destroyed. Therefore, it is necessary to press the surface portion of the switch element 1 toward the cooler 6 so that the thermal resistance between the switch element 1 and the cooler is equal to or less than the assumed thermal resistance.

スイッチ素子１の表面部を冷却器６側へ押圧する手段としては、一般的には押さえバネがあるが、その場合に押さえバネが必要になり、スイッチング装置が大型化してしまう。そこで、実施の形態５では、押さえバネの代わりに正極側バスバー３を用いてスイッチ素子１を冷却器６の方向へ押圧するように構成している。 As a means for pressing the surface portion of the switch element 1 toward the cooler 6 side, a pressure spring is generally used. Therefore, in the fifth embodiment, the switch element 1 is pressed toward the cooler 6 by using the positive electrode side bus bar 3 instead of the pressing spring.

具体的には、正極側バスバー通電部３０によりスイッチ素子１を押圧するように、正極側バスバー通電部３０をスイッチ素子１の表面部に接触させて押圧するように構成している。この構成により、スイッチ素子１と冷却器６との間に隙間が生じることが防止され、両者の間の熱抵抗を想定値以下とすることができる。 Specifically, the positive electrode side busbar conducting portion 30 is configured to contact and press the surface portion of the switch element 1 so that the positive electrode side busbar conducting portion 30 presses the switch element 1 . With this configuration, a gap is prevented from being generated between the switch element 1 and the cooler 6, and the thermal resistance between the two can be reduced to an assumed value or less.

以上述べた実施の形態５によるスイッチング装置によれば、スイッチ素子１で発生した熱を冷却器６に効果的に放熱することができ、スイッチ素子１を熱破壊から防ぐことができる。また、スイッチ素子１からコンデンサ素子２への伝熱を防止することができる。また、前述の実施の形態１、実施の形態２、実施の形態４と同様の効果を奏することができる。 According to the switching device according to the fifth embodiment described above, heat generated in switch element 1 can be effectively radiated to cooler 6, and switch element 1 can be prevented from being thermally destroyed. Moreover, heat transfer from the switch element 1 to the capacitor element 2 can be prevented. In addition, the same effects as those of the first, second, and fourth embodiments can be obtained.

本願は、様々な例示的な複数の実施の形態が記載されているが、１つ、または複数の実施の形態に記載された様々な特徴、態様、及び機能は特定の実施の形態の適用に限られるのではなく、単独で、または様々な組み合わせで実施の形態に適用可能である。したがって、例示されていない無数の変形例が、本願に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも１つの構成要素を変形する場合、追加する場合、又は省略する場合、さらには、少なくとも１つの構成要素を抽出し、他の実施の形態の構成要素と組み合わせる場合が含まれるものとする。 While this application describes various exemplary embodiments, various features, aspects, and functions described in one or more embodiments may apply to particular embodiments. The embodiments are applicable singly or in various combinations without limitation. Therefore, countless modifications not illustrated are envisioned within the scope of the technology disclosed in the present application. For example, when at least one component is modified, added, or omitted, and at least one component is extracted and combined with the components of other embodiments. .

１００スイッチング装置、１スイッチ素子、１１スイッチ素子の正極側接続部、１２スイッチ素子の負極側接続部、２コンデンサ素子、２１コンデンサ素子の正極側接続部、２２コンデンサ素子の負極側接続部、３正極側バスバー、３０正極側バスバー通電部、３０１、４０１第１の側部、３０２、４０２第２の側部、３１第１の正極側接続部、３２第２の正極側接続部、４負極側バスバー、４０負極側バスバー通電部、４１第１の負極側接続部、４２第２の負極側接続部、５制御部、６冷却器 REFERENCE SIGNS LIST 100 switching device 1 switch element 11 positive terminal of switch element 12 negative terminal of switch element 2 capacitor element 21 positive terminal of capacitor element 22 negative terminal of capacitor element 3 positive electrode side bus bar 30 positive electrode side bus bar conducting portion 301, 401 first side portion 302, 402 second side portion 31 first positive electrode side connection portion 32 second positive electrode side connection portion 4 negative electrode side bus bar , 40 Negative electrode side busbar conducting part, 41 First negative electrode side connection part, 42 Second negative electrode side connection part, 5 Control part, 6 Cooler

Claims

a switching element that generates electromagnetic noise when switching current paths;
a capacitor element connected in parallel to the switch element for smoothing the current controlled by the switch element;
a positive-side bus bar connected to the positive-side connecting portion of the switch element and the positive-side connecting portion of the capacitor element and allowing a direct current to flow through the switch element;
a negative bus bar connected to the negative connection portion of the switch element and the negative connection portion of the capacitor element, and allowing a direct current to flow through the switch element;
with
Configuration (1),
The positive electrode side bus bar includes a positive electrode side bus bar conducting portion having a flat portion having a width larger than the width of the positive electrode side connecting portion of the capacitor element, and a first side portion of the positive side bus bar conducting portion with respect to the flat portion. and a second positive electrode side connection portion extending from a second side portion of the positive electrode side busbar current-carrying portion with respect to the flat portion , wherein the first positive electrode side connection portion A side connection portion is connected to the positive electrode side connection portion of the capacitor element and the positive electrode side connection portion of the switch element, and the second positive electrode side connection portion supplies the DC current to the switch element. connected to a positive electrode terminal of a power source for causing the current to flow , and the flat portion of the positive electrode side bus bar current-carrying portion is arranged so as to overlap at least a portion of the switch element;
year,
Configuration (2),
The negative bus bar includes a negative bus bar current-carrying portion having a flat portion with a width larger than the width of the negative connection portion of the capacitor element, and a first side portion of the negative bus bar current-carrying portion with respect to the flat portion. and a second negative electrode side connection portion extending from a second side portion of the negative electrode side busbar current-carrying portion with respect to the flat portion , wherein the first negative electrode a side connection portion is connected to the negative electrode side connection portion of the capacitor element and the negative electrode side connection portion of the switch element, and the second negative electrode side connection portion supplies the direct current to the switch element; It is connected to a negative electrode terminal of a power source that allows current to flow, and the flat portion of the negative electrode side bus bar current-carrying portion is arranged so as to overlap at least a portion of the switch element.
and when
having at least one of the configuration (1) and the configuration (2);
A switching device characterized by:

a switch unit composed of one series body in which at least two switch elements that generate electromagnetic noise when switching current paths are connected in series, or a plurality of the series bodies connected in parallel;
a capacitor element that smoothes the current controlled by the switch element;
with
The switch unit includes one positive electrode side connection portion and one negative electrode side connection portion corresponding to the one series body, or a plurality of positive electrode side connection portions and a plurality of negative electrode side connection portions respectively corresponding to the plurality of series bodies. , has
the positive electrode side connection portion of the switch portion is connected to the positive electrode side connection portion of the capacitor element;
the negative electrode side connection portion of the switch portion is connected to the negative electrode side connection portion of the capacitor element;
a positive-side bus bar that is connected to the positive-side connection portion of the switch portion and the positive-side connection portion of the capacitor element and that allows a direct current to flow through the switch portion;
a negative electrode side bus bar connected to the negative electrode side connection portion of the switch portion and the negative electrode side connection portion of the capacitor element and allowing a direct current to flow through the switch portion;
with
Configuration (1),
The positive electrode side bus bar includes a positive electrode side bus bar conducting portion having a flat portion having a width larger than the width of the positive electrode side connecting portion of the capacitor element, and a first side portion of the positive side bus bar conducting portion with respect to the flat portion. and a second positive electrode side connection portion extending from a second side portion of the positive electrode side busbar current-carrying portion with respect to the flat portion , wherein the first positive electrode side connection portion The side connection portion is connected to the positive electrode side connection portion of the capacitor element and the positive electrode side connection portion of the switch portion, and the second positive electrode side connection portion supplies the DC current to the switch portion. connected to a positive electrode terminal of a power supply for causing the current to flow , and the flat portion of the positive electrode side bus bar current-carrying portion is arranged so as to overlap at least a portion of the switch portion ;
year,
Configuration (2),
The negative bus bar includes a negative bus bar current-carrying portion having a flat portion with a width larger than the width of the negative connection portion of the capacitor element, and a first side portion of the negative bus bar current-carrying portion with respect to the flat portion. and a second negative electrode side connection portion extending from a second side portion of the negative electrode side busbar current-carrying portion with respect to the flat portion, wherein the first negative electrode side connection portion extends from a side connection portion is connected to the negative electrode side connection portion of the capacitor element and the negative electrode side connection portion of the switch portion, and the second negative electrode side connection portion supplies the direct current to the switch portion; It is connected to a negative terminal of a power supply that allows current to flow, and the flat portion of the negative bus bar conducting portion is arranged so as to overlap at least a portion of the switch portion .
and when
having at least one of the configuration (1) and the configuration (2);
A switching device characterized by:

The positive electrode side busbar current-carrying portion and the negative electrode side busbar current-carrying portion are configured in a flat plate shape arranged in parallel to each other,
3. A switching device according to claim 1 or 2, characterized in that:

Having a cooler in contact with the back surface of the switch element,
The positive electrode side bus bar or the negative electrode side bus bar is configured to press the switch element toward the cooler,
4. A switching device according to any one of claims 1 to 3, characterized in that:

Having a control unit that controls the switch element,
At least one of the positive electrode side bus bar and the negative electrode side bus bar is arranged between the switch element and the control unit,
5. A switching device according to any one of claims 1 to 4, characterized in that: