JP7282148B1 - power converter - Google Patents
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Abstract
【課題】床面積の増加を抑制しつつ、低コストで生産性を向上させた電力変換装置を得ること。【解決手段】半導体素子、第1の電極端子、及び第2の電極端子を有した半導体パッケージ部品の複数と、第1の電極端子が接続された板状の第1のベース部材と、第1のベース部材と間隔を空けて配置され、第2の電極端子が接続された板状の第2のベース部材とを有するベース部材セットの単数または複数とを備え、複数の半導体パッケージ部品はベース部材セットのそれぞれの一方の面側または他方の面側または双方の面側に単数または複数の横配置数ずつ接続され、複数の半導体パッケージ部品のそれぞれは、ベース部材セットの部分の面の法線方向に見て少なくとも一部が互いに重複する位置に配置され、複数のベース部材セットが備えられる場合は、複数のベース部材セットは、法線方向に並べられている。【選択図】図3An object of the present invention is to obtain a power conversion device that is low in cost and has improved productivity while suppressing an increase in floor area. A plurality of semiconductor package parts having a semiconductor element, a first electrode terminal, and a second electrode terminal; a plate-shaped first base member to which the first electrode terminal is connected; and a plate-like second base member spaced apart and connected to the second electrode terminal, wherein the plurality of semiconductor package components are composed of the base member Each of the plurality of semiconductor package components is connected to one surface side, the other surface side, or both surface sides of each set by a single or a plurality of horizontal arrangement numbers, and each of the plurality of semiconductor package components is arranged in the normal direction of the surface of the portion of the base member set. In the case where a plurality of base member sets are provided, at least a portion of which overlaps each other as seen from above, the plurality of base member sets are aligned in the normal direction. [Selection drawing] Fig. 3
Description
本願は、電力変換装置に関するものである。 The present application relates to a power converter.
近年の自動車を取りまく環境規制及び技術進歩により、さまざまな車格において電気自動車またはハイブリット自動車が開発され、普及が進んでいる。ハイブリッド自動車または電気自動車のように、駆動源にモータが用いられている電動車両には、複数の電力変換装置が搭載されている。電力変換装置は、入力電流を直流から交流、交流から直流、または入力電圧を異なる電圧に変換する装置である。電動化車両に搭載される電力変換装置として、具体的には、商用の交流電力を直流電力に変換して高圧バッテリに充電する充電器、高圧バッテリの直流電力を異なる電圧の直流電力に変換するDC/DCコンバータ、高圧バッテリからの直流電力をモータへの交流電力に変換するインバータ等が挙げられる。 Due to environmental regulations and technological progress surrounding automobiles in recent years, electric automobiles or hybrid automobiles have been developed and become widespread in various vehicle classes. 2. Description of the Related Art An electric vehicle that uses a motor as a drive source, such as a hybrid vehicle or an electric vehicle, is equipped with a plurality of power converters. A power converter is a device that converts an input current from DC to AC, AC to DC, or an input voltage to a different voltage. As a power converter installed in an electric vehicle, specifically, a charger that converts commercial AC power into DC power and charges the high-voltage battery, and a charger that converts the DC power of the high-voltage battery into DC power of a different voltage. Examples include a DC/DC converter, an inverter that converts DC power from a high-voltage battery into AC power for a motor, and the like.
自動車に搭載された電力変換装置においては、車格または車種によってバッテリ電圧などが異なるため、例えば入出力電力の異なる複数の仕様が求められている。入出力電力などの仕様が異なる場合、電力変換装置が有する基板、半導体素子、バスバー、及びコイル等に流れる電流が仕様ごとに異なるため、仕様ごとに部品を設計する必要がある。半導体素子を例にとると、流れる電流が増加する仕様では、半導体素子の温度を定格温度以下に抑えるために、抵抗の低い低損素子を使用する、もしくは複数の素子を並列接続するなどの対応が必要になる。 In power converters mounted on automobiles, a plurality of specifications, for example, different input and output powers, are required because the battery voltage and the like differ depending on the vehicle class or vehicle type. If the specifications such as input/output power are different, the current flowing through the board, the semiconductor element, the bus bar, the coil, etc. of the power converter differs according to the specifications, so it is necessary to design the parts according to the specifications. Taking a semiconductor element as an example, in order to keep the temperature of the semiconductor element below the rated temperature, it is necessary to use a low-loss element with low resistance or connect multiple elements in parallel in order to keep the temperature of the semiconductor element below the rated temperature. is required.
複数の半導体素子を並列接続する構成の例として、半導体素子が実装される基板またはモジュールの基材の面内方向に複数の半導体素子を並べて配置し、並列に接続した構成が知られている。しかしながら、基板またはモジュールの基材の面内方向に複数の半導体素子を並べて配置した場合、電力変換装置の床面積が増加するという課題があった。この課題を解決するために、端子の長さの異なる別の部材をそれぞれが有した2つのパワー半導体モジュールを重ねて配置し、それぞれの端子を接続することで並列接続した構成が開示されている(例えば特許文献1参照)。 As an example of a configuration in which a plurality of semiconductor elements are connected in parallel, a configuration in which a plurality of semiconductor elements are arranged side by side in the in-plane direction of a base material of a substrate or module on which the semiconductor elements are mounted and connected in parallel is known. However, when a plurality of semiconductor elements are arranged side by side in the in-plane direction of the base material of the substrate or module, there is a problem that the floor area of the power converter increases. In order to solve this problem, a configuration is disclosed in which two power semiconductor modules each having a separate member with a different terminal length are stacked and connected in parallel by connecting the respective terminals. (See Patent Document 1, for example).
上記特許文献1においては、2つのパワー半導体モジュールを重ねて配置したため、電力変換装置の床面積の増加を抑制することができる。しかしながら、端子の長さの異なる個別の接続部材をそれぞれが有した異なる仕様のパワー半導体モジュールが必要であるため、電力変換装置のコストが増加するという課題があった。また、端子の接続のために半田付けまたは溶接などの加工を追加する必要があるため、電力変換装置の生産性が悪化するという課題があった。 In Patent Literature 1, two power semiconductor modules are arranged in an overlapping manner, so an increase in the floor area of the power converter can be suppressed. However, since power semiconductor modules with different specifications each having individual connecting members with different terminal lengths are required, there is a problem that the cost of the power converter increases. Moreover, since it is necessary to add processing such as soldering or welding to connect the terminals, there is a problem that the productivity of the power converter deteriorates.
そこで、本願は、床面積の増加を抑制しつつ、低コストで、生産性を向上させた電力変換装置を得ることを目的としている。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present application is to obtain a power conversion apparatus that is low in cost and improves productivity while suppressing an increase in floor area.
本願に開示される電力変換装置は、半導体素子、及び少なくとも第1の電極端子及び第2の電極端子を有し、樹脂によりモールドされた半導体パッケージ部品の複数と、少なくとも一つの第1の電極端子が接続された板状の第1のベース部材と、第1のベース部材の沿面方向に第1のベース部材と間隔を空けて配置され、少なくとも一つの第2の電極端子が接続された板状の第2のベース部材とを有するベース部材セットの単数または複数と、第1の導電接続部材及び第2の導電接続部材の一方または双方と、第1の固定部材及び第2の固定部材の一方または双方とを備え、複数の半導体パッケージ部品は、単数または複数のベース部材セットのそれぞれの一方の面側または他方の面側または双方の面側に単数または複数の横配置数ずつ接続され、一方の面側または他方の面側または双方の面側に接続された横配置数の半導体パッケージ部品のそれぞれは、第1の電極端子または第2の電極端子が接続されたベース部材セットの部分の面の法線方向に見て、少なくとも一部が互いに重複する位置に配置され、複数のベース部材セットが備えられる場合は、複数のベース部材セットは、法線方向に並べられ、第1の導電接続部材が備えられる場合は第1の固定部材が備えられ、第1の固定部材により、第1のベース部材と第1の導電接続部材とが接続され、第2の導電接続部材が備えられる場合は第2の固定部材が備えられ、第2の固定部材により、第2のベース部材と第2の導電接続部材とが接続され、ベース部材セットの第1のベース部材及び第2のベース部材の側面部分を取り囲み、一体化した樹脂枠を備えたものである。
A power conversion device disclosed in the present application includes a plurality of semiconductor package parts having a semiconductor element, at least a first electrode terminal and a second electrode terminal, and molded with resin, and at least one first electrode terminal. a plate-shaped first base member connected to the first base member, and a plate-shaped first base member arranged with a gap from the first base member in the creeping direction of the first base member and connected to at least one second electrode terminal a second base member, one or both of the first conductive connecting member and the second conductive connecting member, and one of the first securing member and the second securing member or both, wherein the plurality of semiconductor package components are connected to one surface side or the other surface side or both surface sides of one or more base member sets by one or more horizontal arrangement numbers, Each of the horizontally arranged number of semiconductor package components connected to one surface side or the other surface side or both surface sides is connected to the surface of the portion of the base member set to which the first electrode terminal or the second electrode terminal is connected When viewed in the normal direction of the base member set, at least a portion of which overlaps each other, and a plurality of base member sets are provided, the plurality of base member sets are aligned in the normal direction and the first conductive connection When the member is provided, a first fixing member is provided, the first fixing member connects the first base member and the first conductive connection member, and when the second conductive connection member is provided, A second fixation member is provided, the second fixation member connects the second base member and the second conductive connection member , and the sides of the first base member and the second base member of the base member set It is provided with a resin frame that surrounds and integrates the part .
本願に開示される電力変換装置によれば、複数の半導体パッケージ部品が、単数または複数のベース部材セットのそれぞれの一方の面側または他方の面側または双方の面側に単数または複数の横配置数ずつ接続され、一方の面側または他方の面側または双方の面側に接続された横配置数の半導体パッケージ部品のそれぞれが、第1の電極端子または第2の電極端子が接続されたベース部材セットの部分の面の法線方向に見て、少なくとも一部が互いに重複する位置に配置され、複数のベース部材セットが備えられる場合は、複数のベース部材セットが法線方向に並べられているため、電力変換装置の床面積の増加を抑制することができる。また、単数または複数のベース部材セットにおける第1のベース部材が第1の固定部材により第1の導電接続部材に接続され、第2のベース部材が第2の固定部材により第2の導電接続部材に接続されるため、追加の加工が不要で、接続用の部品を別途設ける必要がなく部品点数が削減され、容易に半導体パッケージ部品が並列に接続されるので、低コストで、生産性を向上させた電力変換装置を得ることができる。 According to the power converter disclosed in the present application, a plurality of semiconductor package components are horizontally arranged on one surface side, the other surface side, or both surface sides of a single or a plurality of base member sets. A base to which a first electrode terminal or a second electrode terminal is connected to each of the laterally arranged number of semiconductor package components connected to one surface side, the other surface side, or both surface sides. When viewed in the normal direction of the surface of the part of the member set, at least a portion of the member set overlaps each other, and when a plurality of base member sets are provided, the plurality of base member sets are aligned in the normal direction. Therefore, an increase in the floor area of the power converter can be suppressed. Also, the first base member in the base member set or sets is connected to the first conductive connecting member by the first fixing member, and the second base member is connected to the second conductive connecting member by the second fixing member. Since it is connected to , there is no need for additional processing, there is no need to provide separate parts for connection, the number of parts is reduced, and semiconductor package parts can be easily connected in parallel, resulting in low cost and improved productivity. It is possible to obtain a power conversion device with
以下、本願の実施の形態による電力変換装置を図に基づいて説明する。なお、各図において同一、または相当部材、部位については同一符号を付して説明する。 Power converters according to embodiments of the present application will be described below with reference to the drawings. In each figure, the same or corresponding members and parts are denoted by the same reference numerals.
実施の形態1.
図1は実施の形態1に係る電力変換装置100の概略を示す斜視図、図2は電力変換装置100の概略を示す正面図、図3は図2のA-A断面位置で切断した電力変換装置100の概略を示す断面図、図4及び図5は実施の形態1に係る別の電力変換装置100の概略を示す断面図で、図2と同等の位置で切断した図、図6は実施の形態1に係る別の電力変換装置100の概略を示す正面図、図7は図6のB-B断面位置で切断した電力変換装置100の概略を示す断面図、図8は実施の形態1に係る別の電力変換装置100の概略を示す正面図、図9は図8のC-C断面位置で切断した電力変換装置100の概略を示す断面図、図10は図8のD-D断面位置で切断した電力変換装置の概略を示す断面図である。電力変換装置100は、入力電流を直流から交流、交流から直流、または入力電圧を異なる電圧に変換する装置である。
Embodiment 1.
1 is a perspective view showing an outline of the
<電力変換装置100>
電力変換装置100は、複数の半導体パッケージ部品2a、2bと、単数または複数のベース部材セット3と、樹脂枠4と、第1の導電接続部材である第1のバスバー5aと、第2の導電接続部材である第2のバスバー5bと、筐体6と、第1の固定部材7aと、第2の固定部材7bとを備える。半導体パッケージ部品2aは、半導体素子(図示せず)、及び少なくとも第1の電極端子11a及び第2の電極端子11bを有し、樹脂11cによりモールドされている。半導体パッケージ部品2bも同様の構成である。半導体パッケージ部品2a、2bの有する電極端子は2つに限るものではなく、さらに複数の電極端子を有しても構わない。
<
The
ベース部材セット3は、第1のベース部材3a及び第2のベース部材3bを有する。第1のベース部材3aは、板状に形成され、少なくとも一つの第1の電極端子11a及び第1のバスバー5aが接続される。第2のベース部材3bは、第1のベース部材3aの沿面方向に第1のベース部材3aと間隔を空けて配置される。第2のベース部材3bは、板状に形成され、少なくとも一つの第2の電極端子11b及び第2のバスバー5bが接続される。図3において、第1のベース部材3a及び第2のベース部材3bの上方向を一方の面側とし、下方向を他方の面側とする。ここでは電力変換装置100が2つの半導体パッケージ部品2a、2bを有している。半導体パッケージ部品2aの第1の電極端子11aは第1のベース部材3aに接続され、半導体パッケージ部品2aの第2の電極端子11bは第2のベース部材3bに接続される。半導体パッケージ部品2bの第1の電極端子11aは第1のベース部材3aに接続され、半導体パッケージ部品2bの第2の電極端子11bは第2のベース部材3bに接続される。
The
樹脂枠4は、ベース部材セット3の第1のベース部材3a及び第2のベース部材3bの側面部分を取り囲み、第1のベース部材3a及び第2のベース部材3bを一体化する。樹脂枠4により一体化されたベース部材セット3と半導体パッケージ部品2aとから構成された部分を第一モジュール1aと称する。樹脂枠4により一体化されたベース部材セット3と半導体パッケージ部品2bとから構成された部分を第二モジュール1bと称する。第一モジュール1aまたは第二モジュール1bは、樹脂枠4を有した構成に限るものではなく、樹脂枠4を有さない構成でも構わない。樹脂枠4を有した場合、第1のベース部材3aと第2のベース部材3bとの間の絶縁を容易に確保することができる。また、第一モジュール1a及び第二モジュール1bの取り扱いが容易になるため、電力変換装置100の生産性を向上させることができる。
The
第1の固定部材7aは、第1のベース部材3aと第1のバスバー5aとを接続する。第2の固定部材7bは、第2のベース部材3bと第2のバスバー5bとを接続する。ここでは電力変換装置100が2つのベース部材セット3を有するため、第1の固定部材7aは2つの第1のベース部材3aと第1のバスバー5aとを接続する。また、第2の固定部材7bは2つの第2のベース部材3bと第2のバスバー5bとを接続する。第1の固定部材7a及び第2の固定部材7bは、例えば鉄合金からなるねじ及びナットで構成される。第1の固定部材7a及び第2の固定部材7bは鉄合金に限るものではなく、鉄、アルミニウム合金、または銅合金であっても構わない。第1の固定部材7aまたは第2の固定部材7bを筐体6に直接固定する場合、ナットは不要である。図3では、第1の固定部材7aは筐体6に直接固定される。第1の固定部材7a及び第2の固定部材7bにねじを用いる場合、第1のベース部材3a、第1のバスバー5a、第2のベース部材3b、及び第2のバスバー5bにはねじを貫通させる貫通孔が設けられる。
The
筐体6は、単数または複数のベース部材セット3の他方の面側に対向して配置される。第1の固定部材7a、第2の固定部材7b、及びベース部材セット3の少なくとも1つ以上は、筐体6に熱的に接続されている。本実施の形態では、第1の固定部材7aが筐体6に熱的かつ電気的に接続されている。図1では第1のバスバー5a及び第2のバスバー5bの部分のみが示されているが、第1のバスバー5a及び第2のバスバー5bに接続された電力変換部品は、筐体6の部品搭載面6aに搭載される。図1に示した部品搭載面6aは周囲に延出して設けられ、延出した部品搭載面6aの部分に電力変換部品が搭載される。なお、第1のバスバー5a及び第2のバスバー5bが電力変換部品の一部であっても構わない。また、第1の固定部材7a及び第2の固定部材7bの一方を備えた構成でも構わない。第1のバスバー5a及び第2のバスバー5bの一方を備えた構成でも構わない。第1のバスバー5aが備えられる場合は第1の固定部材7aが備えられ、第1の固定部材7aにより、第1のベース部材3aと第1のバスバー5aとが接続される。第2のバスバー5bが備えられる場合は第2の固定部材7bが備えられ、第2の固定部材7bにより、第2のベース部材3bと第2のバスバー5bとが接続される。第1のバスバー5aまたは第2のバスバー5bを備えない場合、筐体6が第1の導電接続部材または第2の導電接続部材であって構わない。この場合、第1の固定部材7aまたは第2の固定部材7bは、筐体6に電気的に接続される。筐体6が導電接続部材である場合、電力変換装置100の配線が簡略化されるので、電力変換装置100を小型化することができる。
The
<半導体パッケージ部品の配置と接続>
複数の半導体パッケージ部品は、単数または複数のベース部材セット3のそれぞれの一方の面側または他方の面側または双方の面側に単数または複数の横配置数ずつ接続される。横配置数とは、同じ面側に並べて配置される半導体パッケージ部品の数である。図1から図3に示した実施の形態では、半導体パッケージ部品2a、2bの横配置数は1である。半導体パッケージ部品2aは、1つのベース部材セット3の他方の面側に接続される。半導体パッケージ部品2bは、1つのベース部材セット3の一方の面側に接続される。一方の面側または他方の面側または双方の面側に接続された横配置数の半導体パッケージ部品のそれぞれは、第1の電極端子11aまたは第2の電極端子11bが接続されたベース部材セット3の部分の面の法線方向に見て、少なくとも一部が互いに重複する位置に配置される。本実施の形態では、横配置数が単数である半導体パッケージ部品2a、2bが、ベース部材セット3の部分の面の法線方向に見て、互いに重複する位置に配置される。
<Layout and connection of semiconductor package components>
A plurality of semiconductor package components are connected to one side, the other side, or both sides of each of the base member sets 3 in a single or a plurality of horizontal arrangement numbers. The number of laterally arranged parts is the number of semiconductor package parts arranged side by side on the same side. In the embodiment shown in FIGS. 1 to 3, the number of horizontally arranged
このように構成することで、半導体パッケージ部品2a、2bのそれぞれがベース部材セット3の部分の面の法線方向に見て互いに少なくとも一部が重複する位置に配置されるため、電力変換装置100の床面積の増加を抑制することができる。電力変換装置100の床面積の増加が抑制されるので、電力変換装置100は小型化され、電力変換装置100を軽量化することができる。
By configuring in this way, the
複数のベース部材セット3が備えられる場合は、複数のベース部材セット3は、法線方向に並べられている。本実施の形態では、二つのベース部材セット3が、第1のベース部材3aにおける第1の電極端子11aの接続された部分を互いに当接させ、第2のベース部材3bにおける第2の電極端子11bの接続された部分を互いに当接させ、第1のベース部材3aと第2のベース部材3bとの間隔を空けた部分を互いに法線方向に並べた状態で配置される。2つのベース部材セット3の接続された部分の面の法線方向に見て、少なくとも一部が互いに重複する位置に配置された二つの半導体パッケージ部品2a、2bが、重なった二つのベース部材セット3の双方の面側に接続されている。
When multiple base member sets 3 are provided, the multiple base member sets 3 are arranged in the normal direction. In this embodiment, the two base member sets 3 are arranged such that the portions of the
このように構成することで、二つのベース部材セット3における第1のベース部材3aが第1の固定部材7aにより第1のバスバー5aに接続され、第2のベース部材3bが第2の固定部材7bにより第2のバスバー5bに接続されるため、半田または溶接などの追加の加工が不要で、二つのベース部材セット3の間を接続する接続用の部品を別途設ける必要がなく部品点数が削減され、容易に半導体パッケージ部品2a、2bが並列に接続されるので、低コストで、生産性を向上させた電力変換装置100を得ることができる。また、第1のベース部材3a及び第2のベース部材3bは板状に形成されているため、複数の第1のベース部材3a及び第2のベース部材3bを容易に重ねて接続できるので、二つのベース部材セット3の間を接続する接続用部品を別途設ける必要がなく部品点数が削減され、電力変換装置100を低コスト化することができる。また、2つのベース部材セット3における第1のベース部材3a及び第2のベース部材3bが当接しているので、ベース部材セット3の部分の面の法線方向に、電力変換装置100を小型化することができる。
With this configuration, the
また、第一モジュール1a及び第二モジュール1bは、単品で汎用な半導体パッケージ部品2a、2bをベース部材セット3に接続した構成なため、製造工程が複雑かつ高額なカスタム仕様の半導体パッケージ部品を並列接続用に個別に作製する必要がないので、電力変換装置100を低コスト化することができる。また、第一モジュール1aと第1のバスバー5aもしくは筐体6とを接続する箇所で、第二モジュール1bを並列接続できるため、並列接続のための追加部材、追加工程が不要であり、部品点数は削減され、製造工程も削減されるので、電力変換装置100を低コスト化することができる。
In addition, since the
<電力変換装置100の構成部材>
電力変換装置100を構成する各部材の詳細について説明する。第1のバスバー5a及び第2のバスバー5bは、例えば、電気伝導度が高い銅、アルミニウムから作製される。第1のバスバー5a及び第2のバスバー5bは、一定の厚みを有した金属平板をプレス金型などにより打ち抜いた板金により作製される。第1のバスバー5a及び第2のバスバー5bに接続される電力変換部品は、例えば、トランジスタ、ダイオード、抵抗、コンデンサ、リアクトル、トランスに相当するものである。
<Constituent members of
Details of each member constituting the
筐体6は、例えば、アルミニウム合金からダイカストにて作製される。筐体6はアルミニウム合金に限るものではなく、アルミニウムまたはマグネシウム合金であっても構わない。筐体6は、部品搭載面6aを覆って、電力変換部品、第一モジュール1a、及び第二モジュール1bを収容する蓋を備えても構わない。筐体6の部品搭載面6aとは反対側の面に、冷媒が流れる冷却構造を設けても構わない。冷却構造を設けることで、電力変換部品、及び半導体パッケージ部品2a、2bから発生する熱を効率よく冷却することができる。
The
半導体パッケージ部品2a、2bにおいて、半導体素子の電極と、半導体素子の電極の数に応じて設けられた電極端子の一端とは、半田、Agペースト、または金属ワイヤーなどで接続される。電極端子の他端は、樹脂11cから露出する。本実施の形態では、半導体パッケージ部品2a、2bのそれぞれは、電極端子として第1の電極端子11a及び第2の電極端子11bを有する。半導体素子は、例えばトランジスタ、ダイオードなどに相当するものである。半導体パッケージ部品2a、2bは同一形状で設けてもよく、同一の半導体素子を有した同一部品であっても構わない。
In the
第1のベース部材3a及び第2のベース部材3bは、例えば、銅の板金で作製される。第1のベース部材3a及び第2のベース部材3bは、銅に限るものではなく、銅合金、アルミニウム、またはアルミニウム合金としても構わない。第1のベース部材3a及び第2のベース部材3bは、プレス加工、または曲げ加工などにより作製しても構わない。第1のベース部材3a及び第2のベース部材3bに、半田めっき、錫めっき、またはニッケルめっきなどの表面処理を行っても構わない。表面処理を行うことで、半田の濡れ性が向上する。また、表面処理を行うことで、第1のベース部材3a及び第2のベース部材3bと、これらと接続される他の部材のイオン化傾向が異なる場合に発生する電蝕を防止することができる。
The
第1のベース部材3aにおける第2のベース部材3bの側の一方の面または他方の面において、第1のベース部材3aは、例えば半田または導電性接着剤により第1の電極端子11aと接続される。第2のベース部材3bにおける第1のベース部材3aの側の一方の面または他方の面において、第2のベース部材3bは、例えば半田または導電性接着剤により第2の電極端子11bと接続される。第1のベース部材3aにおける第2のベース部材3bの側とは反対側の部分において、第1のベース部材3aは、第1の固定部材7aにより第1のバスバー5a及び筐体6と接続される。第2のベース部材3bにおける第1のベース部材3aの側とは反対側の部分において、第2のベース部材3bは、第2の固定部材7bにより第2のバスバー5bと接続される。ベース部材と電極端子とが接続される箇所に、双方が嵌め合える構造、またはめっき、レジストなどによる枠部などによる壁構造を設けても構わない。壁構造を設けることで、半田の濡れ拡がりを抑制することができ、双方の接合位置を制限することができる。
The
樹脂枠4は、例えば、ポリフェニレンサルファイド樹脂である。図3に示すように、第2の固定部材7bのナット7b1を樹脂枠4により保持しても構わない。樹脂枠4がナット7b1を保持した場合、第2の固定部材7bにより容易に第2のベース部材3bと第2のバスバー5bとを接続することができる。また、樹脂枠4を筐体6にねじなどにより固定するための貫通孔を、樹脂枠4に設けても構わない。また、他の部材との位置決め機構として、2か所以上の凹部または突起部を樹脂枠4に設けても構わない。また、樹脂枠4に設けた位置決め機構により、半導体パッケージ部品2a、2bの位置もしくは半導体パッケージ部品2a、2bの接合の位置を制限しても構わない。
The
本実施の形態では、第1のベース部材3a、筐体6、及び第1の固定部材7aが電気的かつ熱的に接続され、第2のベース部材3b及び第2の固定部材7bが電気的かつ熱的に接続されている。第1のベース部材3a及び筐体6が接続された第1の固定部材7aの周囲の部分以外の第1のベース部材3a及び筐体6の相互に接した部分は、必ずしも電気的に接続されていなくてもよく、熱的に接続されていればよい。そのため、熱的に接続されていればよい接続部分には、放熱性を向上させるために、シリコーングリスまたはシリコーンシートなどの放熱部材を設けても構わない。第2のベース部材3bが接続された第2の固定部材7bの周囲の部分以外の第2のベース部材3bの相互に接した部分も熱的に接続されていればよい。そのため、これらの接続部分にも、放熱性を向上させるために、シリコーングリスまたはシリコーンシートなどの放熱部材を設けても構わない。また、シリコーンシートなどの絶縁部材を介して、第2のベース部材3bと筐体6とを熱的に接続しても構わない。
In this embodiment, the
本実施の形態では、第一モジュール1aと第二モジュール1bとは同一の形態で設けられる。第一モジュール1aと第二モジュール1bとは同一の形態に限るものではないが、同一の形態で設けた場合、容易に重ねることができると共に、部品の種類を削減できるので、電力変換装置100を低コスト化することができる。
In this embodiment, the
<変形例1>
本実施の形態の変形例について説明する。図3に示した本実施の形態では、電力変換装置100は筐体6を備えたが、筐体6を備えた構成に限るものではなく、図4に示した筐体6を備えない構成でも構わない。図4に示した電力変換装置100において、第1の固定部材7aは筐体6には固定されず、樹脂枠4により保持されたナット7a1で固定される。電力変換装置100が筐体6を備えた場合、例えばシリコーンシートなどの絶縁部材を介してベース部材セット3と熱的に接続された筐体6において、電力変換部品、及び半導体パッケージ部品2a、2bから発生する熱を容易に放熱することができる。
<Modification 1>
A modification of this embodiment will be described. In the embodiment shown in FIG. 3, the
<変形例2>
図3に示した本実施の形態では、電力変換装置100は2つのベース部材セット3を備えたが、複数のベース部材セット3を備えた構成に限るものではなく、図5に示した単数のベース部材セット3を備えた構成でも構わない。図5に示した電力変換装置100は、単数のベース部材セット3を備える。前述した法線方向に見て、少なくとも一部が互いに重複する位置に配置された二つの半導体パッケージ部品2a、2bが、一つのベース部材セット3の双方の面側に接続されている。このように構成することで、ベース部材セット3が一つでよいため部品点数が削減され、容易に半導体パッケージ部品2a、2bが並列に接続されるので、低コストで、生産性を向上させた電力変換装置100を得ることができる。
<
In the present embodiment shown in FIG. 3, the
<変形例3>
図3に示した本実施の形態では、半導体パッケージ部品2a、2bの横配置数は単数であったが、電力変換装置100は横配置数が単数である構成に限るものではなく、図6及び図7に示した横配置数が複数である構成でも構わない。図6及び図7に示した電力変換装置100の半導体パッケージ部品2a、2bの横配置数は2である。このように横配置数を複数としてさらに複数の半導体パッケージ部品2a、2bを備えることで、電力変換装置100をより高出力の仕様に対応させることができる。なお、半導体パッケージ部品2a、2bの横配置数は2に限るものではなく、3以上であっても構わない。
<
In the embodiment shown in FIG. 3, the number of horizontally arranged
<変形例4>
半導体パッケージ部品2a、2bの横配置数が複数である場合、単数または複数のベース部材セット3のそれぞれは、横配置数の半導体パッケージ部品2a、2bのそれぞれの第2の電極端子11bが接続される横配置数の第2のベース部材3bを有し、横配置数の第2のベース部材3bのそれぞれに接続される横配置数の第2のバスバー5bが備えられている。図8から図10に示した電力変換装置100の半導体パッケージ部品2a、2bの横配置数は2である。これらの図において、第1のバスバー5a及び第2のバスバー5bを省略している。半導体パッケージ部品2aのそれぞれを半導体パッケージ部品2a1、2a2とする。半導体パッケージ部品2bのそれぞれを半導体パッケージ部品2b1、2b2とする。電力変換装置100は、半導体パッケージ部品2a1、2a2のそれぞれの第2の電極端子11bが接続される第2のベース部材3b1、3b2を有する。同様に2つの半導体パッケージ部品2b1、2b2のそれぞれの第2の電極端子11bが接続される第2のベース部材3b1、3b2を有する。第2のベース部材3b1、3b2は、樹脂枠4により絶縁されている。
<
When the number of horizontally arranged
半導体パッケージ部品2a1、2a2、2b1、2b2の第1の電極端子11aは、第1の固定部材7aにより第1のベース部材3aにおいて電気的に接続される。半導体パッケージ部品2a1、2b1の第2の電極端子11bは、第2の固定部材70bにより第2のベース部材3b1において電気的に接続される。半導体パッケージ部品2a2、2b2の第2の電極端子11bは、第2の固定部材71bにより第2のベース部材3b2において電気的に接続される。このように構成することで、第1の電極端子11aの全てを並列に接続し、第2の電極端子11bは2つずつ並列に接続することができるので、例えばセンタータップ方式のトランスに接続する回路を容易に構成することができる。なお、半導体パッケージ部品2a、2bの横配置数は、3以上であっても構わない。第1の電極端子11aの側の接続構成と第2の電極端子11bの側の接続構成は逆であっても構わない。
The
以上のように、実施の形態1による電力変換装置100において、複数の半導体パッケージ部品2a、2bが、単数または複数のベース部材セット3のそれぞれの一方の面側または他方の面側または双方の面側に単数または複数の横配置数ずつ接続され、一方の面側または他方の面側または双方の面側に接続された横配置数の半導体パッケージ部品2a、2bのそれぞれが、第1の電極端子11aまたは第2の電極端子11bが接続されたベース部材セット3の部分の面の法線方向に見て、少なくとも一部が互いに重複する位置に配置され、複数のベース部材セット3が備えられる場合は、複数のベース部材セット3が法線方向に並べられているため、電力変換装置100の床面積の増加を抑制することができる。また、単数または複数のベース部材セット3における第1のベース部材3aが第1の固定部材7aにより第1のバスバー5aに接続され、第2のベース部材3bが第2の固定部材7bにより第2のバスバー5bに接続されるため、半田または溶接などの追加の加工が不要で、二つのベース部材セット3の間を接続する接続用の部品を別途設ける必要がなく部品点数が削減され、容易に半導体パッケージ部品2a、2bが並列に接続されるので、低コストで、生産性を向上させた電力変換装置100を得ることができる。
As described above, in the
ベース部材セット3の第1のベース部材3a及び第2のベース部材3bの側面部分を取り囲み、一体化した樹脂枠4を備えた場合、第1のベース部材3aと第2のベース部材3bとの間の絶縁を容易に確保することができると共に、第一モジュール1a及び第二モジュール1bの取り扱いが容易になるので、電力変換装置100の生産性を向上させることができる。
When the
二つのベース部材セット3が、第1のベース部材3aにおける第1の電極端子11aの接続された部分を互いに当接させ、第2のベース部材3bにおける第2の電極端子11bの接続された部分を互いに当接させ、第1のベース部材3aと第2のベース部材3bとの間隔を空けた部分を互いに法線方向に並べた状態で配置され、ベース部材セット3の部分の面の法線方向に見て、少なくとも一部が互いに重複する位置に配置された二つの半導体パッケージ部品2a、2bが、重なった二つのベース部材セット3の双方の面側に接続されている場合、第1のベース部材3a及び第2のベース部材3bは板状に形成されているため、複数の第1のベース部材3a及び複数の第2のベース部材3bを容易に重ねて接続できるので、二つのベース部材セット3の間を接続する接続用部品を別途設ける必要がなく部品点数が削減され、電力変換装置100を低コスト化することができる。また、2つのベース部材セット3における第1のベース部材3a及び第2のベース部材3bが当接しているので、ベース部材セット3の部分の面の法線方向に、電力変換装置100を小型化することができる。
The two base member sets 3 bring the connected portions of the
電力変換装置100が単数のベース部材セット3を備え、法線方向に見て、少なくとも一部が互いに重複する位置に配置された二つの半導体パッケージ部品2a、2bが、一つのベース部材セット3の双方の面側に接続されている場合、ベース部材セット3が一つでよいため部品点数が削減され、容易に半導体パッケージ部品2a、2bが並列に接続されるので、低コストで、生産性を向上させた電力変換装置100を得ることができる。
The
半導体パッケージ部品2a、2bの横配置数が複数であり、単数または複数のベース部材セット3のそれぞれが横配置数の半導体パッケージ部品2a、2bのそれぞれの第2の電極端子11bが接続される横配置数の第2のベース部材3bを有し、横配置数の第2のベース部材3bのそれぞれに接続される横配置数の第2のバスバー5bが備えられている場合、第1の電極端子11aの全てを並列に接続し、第2の電極端子11bは2つずつ並列に接続することができるので、例えばセンタータップ方式のトランスに接続する回路を容易に構成することができる。
The number of horizontally arranged
単数または複数のベース部材セット3の他方の面側に対向して配置された筐体6を備え、第1の固定部材7a、第2の固定部材7b、及びベース部材セット3の少なくとも1つ以上が、筐体6に熱的に接続されている場合、筐体6を介して、電力変換部品、及び半導体パッケージ部品2a、2bから発生する熱を容易に放熱することができる。筐体6が導電接続部材である場合、電力変換装置100の配線が簡略化されるので、電力変換装置100を小型化することができる。
At least one or more of the first fixing
実施の形態2.
実施の形態2に係る電力変換装置100について説明する。図11は実施の形態2に係る電力変換装置100の概略を示す断面図、図12は実施の形態2に係る別の電力変換装置100の概略を示す正面図、図13は図12のE-E断面位置で切断した電力変換装置100の概略を示す断面図、図14は図12のF-F断面位置で切断した電力変換装置100の概略を示す断面図、図15から図17は実施の形態2に係る別の電力変換装置100の概略を示す断面図である。図11及び図15から図17は、図2と同等の位置で切断した図である。実施の形態2に係る電力変換装置100は、複数のベース部材セット3が離間して設けられた構成になっている。
A
複数のベース部材セット3が、図11に示すように、第1のベース部材3aにおける第1の電極端子11aの接続された部分を互いに離間させ、第2のベース部材3bにおける第2の電極端子11bの接続された部分を互いに離間させた状態で配置される。第1の電極端子11aまたは第2の電極端子11bが接続されたベース部材セット3の部分の面の法線方向に見て、少なくとも一部が互いに重複する位置に配置された複数の半導体パッケージ部品2a、2bが、複数のベース部材セット3のそれぞれの一方の面側または他方の面側または双方の面側に接続される。図11に示した電力変換装置100では、半導体パッケージ部品2aはベース部材セット3の一方の面側に接続され、半導体パッケージ部品2bは他方の面側に接続される。このように構成することで、離間させたベース部材セット3の内側に半導体パッケージ部品2a、2bを配置できるため、筐体6の側に配置されたベース部材セット3における第1のベース部材3aの筐体6と当接する面積を容易に増加させることができるので、半導体パッケージ部品2aから発生する熱をさらに容易に放熱することができる。
As shown in FIG. 11, the plurality of base member sets 3 separate the connected portions of the
複数のベース部材セット3が、第1のベース部材3aにおける第1の固定部材7aの接続された部分を互いに当接させ、第2のベース部材3bにおける第2の固定部材7bの接続された部分を互いに当接させた状態で配置される。第1の固定部材7aは、複数のベース部材セット3の第1のベース部材3aをまとめて、第1のバスバー5aに固定している。第2の固定部材7bは、複数のベース部材セット3の第2のベース部材3bをまとめて、第2のバスバー5bに固定している。このように構成することで、二つのベース部材セット3の間を接続する接続用の部品を別途設ける必要がなく部品点数が削減され、電力変換装置100を低コスト化することができる。また、部品点数が削減されるため、製造工程を削減できるので、電力変換装置100の生産性を向上させることができる。
A plurality of base member sets 3 abut the connected portions of the
他のベース部材セット3に対して前述した法線方向の一方側または他方側に配置されたベース部材セット3では、第1のベース部材3aは、第1の固定部材7aの接続された部分と第1の電極端子11aの接続された部分との間に、第1の固定部材7aの接続された部分から少なくとも法線方向の一方側または他方側に延出した第1の折り曲げ部を有し、第2のベース部材3bは、第2の固定部材7bの接続された部分と第2の電極端子11bの接続された部分との間に、第2の固定部材7bの接続された部分から少なくとも法線方向の一方側または他方側に延出した第2の折り曲げ部を有している。図11に示した電力変換装置100では、半導体パッケージ部品2bの接続されたベース部材セット3は、法線方向の一方側に延出した第1の折り曲げ部20a、及び法線方向の一方側延出した第2の折り曲げ部20bを有する。
In the base member set 3 arranged on one side or the other side in the normal direction described above with respect to the other base member set 3, the
第1の折り曲げ部20aは、プレス加工または曲げ加工などを用いて、板状の第1のベース部材3aに形成することができる。第2の折り曲げ部20bも同様に、プレス加工または曲げ加工などを用いて、板状の第2のベース部材3bに形成することができる。このように構成することで、複数のベース部材セット3が離間して設けられた構成を容易に設けることができる。
The first
<変形例1>
本実施の形態の変形例について説明する。電力変換装置100において、他のベース部材セット3に対して前述した法線方向の一方側または他方側に配置されたベース部材セット3における、第1の折り曲げ部20a、第1の電極端子11aの接続された部分、第2の電極端子11bの接続された部分、及び第2の折り曲げ部20bと、他のベース部材セット3とに囲まれた筒状の部分の両側の開口を覆う側壁が設けられている。図12から図14に示した電力変換装置100では、半導体パッケージ部品2bの接続されたベース部材セット3の第1のベース部材3aと第2のベース部材3bとが、半導体パッケージ部品2aの接続された他のベース部材セット3の方向に延出して、側壁である遮蔽壁21a、21bが形成される。半導体パッケージ部品2bの接続されたベース部材セット3と、半導体パッケージ部品2aの接続されたベース部材セット3とにより、半導体パッケージ部品2a、2bが収容された空間12が形成される。遮蔽壁21a、21bの構成はこれに限るものではなく、樹脂枠4または筐体6により遮蔽壁21a、21bを構成しても構わない。また、側壁は開口の全てを覆う構成に限るものではなく、側壁に隙間を設けても構わない。側壁に隙間を設けることで、半導体パッケージ部品2a、2bで生じた熱を外部に放熱することができる。
<Modification 1>
A modification of this embodiment will be described. In the
このように構成することで、外部から遮蔽された空間12に半導体パッケージ部品2a、2bが収容されるため、過電流によって半導体素子が破損した場合に飛散物を外部に放出しない機能を電力変換装置100に持たせることができる。この機能により、電力変換装置100の空間12の外部に設けられた部品を保護することができる。ここで飛散物とは、半導体パッケージ部品2a、2bを構成する樹脂、金属ワイヤー、半導体素子などである。またこれらに加えて、半導体素子の破損に火が伴う場合は、炎および煤に相当するものである。
With this configuration, the
<変形例2>
図11に示した本実施の形態では、半導体パッケージ部品2aはベース部材セット3の一方の面側に接続され、半導体パッケージ部品2bは他方の面側に接続されたが、半導体パッケージ部品2a、2bの接続構成はこれに限るものではなく、図15に示した構成でも構わない。図15に示した電力変換装置100は、半導体パッケージ部品2aはベース部材セット3の一方の面側に接続され、半導体パッケージ部品2bも一方の面側に接続される。このように構成することで、半導体パッケージ部品2bが接続されたベース部材セット3における第1の折り曲げ部20a及び第2の折り曲げ部20bの部分を短くすることができるため、折り曲げ部を有したベース部材セット3の発熱を抑制することができる。
<
In this embodiment shown in FIG. 11, the
<変形例3>
図11に示した本実施の形態では、半導体パッケージ部品2aはベース部材セット3の一方の面側に接続され、半導体パッケージ部品2bは他方の面側に接続されたが、半導体パッケージ部品2a、2bの接続構成はこれに限るものではなく、図16に示した構成でも構わない。図16に示した電力変換装置100は、半導体パッケージ部品2aはベース部材セット3の一方の面側に接続され、半導体パッケージ部品2bは双方の面側に接続される。このように構成することで、電力変換装置100の床面積の増加させることなく、さらに複数の半導体パッケージ部品2a、2bを備えることができるので、電力変換装置100をより高出力の仕様に対応させることができる。図16では半導体パッケージ部品2bをベース部材セット3の双方の面側に接続したが、半導体パッケージ部品2aをベース部材セット3の双方の面側に接続しても構わない。
<
In this embodiment shown in FIG. 11, the
ベース部材セット3の双方の面側に半導体パッケージ部品2bを接続した場合、ベース部材セット3における熱流束が増加する。熱流束が増加は、ベース部材セット3の熱抵抗を低減することで抑制される。ベース部材セット3の熱抵抗を低減するために、第1のベース部材3a及び第2のベース部材3bの断面積を拡大しても構わない。また、双方の面側に半導体パッケージ部品2bを接続したベース部材セット3の材料を熱伝導率の高い材料としてもよい。材料例としては、図16における下側のベース部材セット3の材料はアルミニウム、上側のベース部材セット3の材料は銅である。
When the
<変形例4>
図11に示した本実施の形態では、電力変換装置100は2つのベース部材セット3を備えたが、ベース部材セット3の数は2つに限るものではなく、図17に示した構成でも構わない。図17に示した電力変換装置100は、3つのベース部材セット3を備える。図17に示した電力変換装置100は、半導体パッケージ部品2aはベース部材セット3の一方の面側に接続され、半導体パッケージ部品2bは一方の面側に接続され、半導体パッケージ部品2cは一方の面側に接続される。樹脂枠4により一体化されたベース部材セット3と半導体パッケージ部品2cとから構成された部分を第三モジュール1cと称する。このように構成することで、電力変換装置100の床面積の増加させることなく、さらに複数の半導体パッケージ部品2a、2b、2cを備えることができるので、電力変換装置100をより高出力の仕様に対応させることができる。ベース部材セット3の数をさらに増加させても構わない。
<
In this embodiment shown in FIG. 11, the
以上のように、実施の形態2による電力変換装置100において、複数のベース部材セット3が、第1のベース部材3aにおける第1の電極端子11aの接続された部分を互いに離間させ、第2のベース部材3bにおける第2の電極端子11bの接続された部分を互いに離間させた状態で配置され、第1の電極端子11aまたは第2の電極端子11bが接続されたベース部材セット3の部分の面の法線方向に見て、少なくとも一部が互いに重複する位置に配置された複数の半導体パッケージ部品2a、2bが、複数のベース部材セット3のそれぞれの一方の面側または他方の面側または双方の面側に接続されるため、離間させたベース部材セット3の内側に半導体パッケージ部品2a、2bを配置でき、筐体6の側に配置されたベース部材セット3における第1のベース部材3aの筐体6と当接する面積を容易に増加させることができるので、半導体パッケージ部品2aから発生する熱をさらに容易に放熱することができる。
As described above, in the
複数のベース部材セット3が第1のベース部材3aにおける第1の固定部材7aの接続された部分を互いに当接させ、第2のベース部材3bにおける第2の固定部材7bの接続された部分を互いに当接させた状態で配置され、第1の固定部材7aが複数のベース部材セット3の第1のベース部材3aをまとめて第1のバスバー5aに固定し、第2の固定部材7bが複数のベース部材セット3の第2のベース部材3bをまとめて第2のバスバー5bに固定している場合、二つのベース部材セット3の間を接続する接続用の部品を別途設ける必要がなく部品点数が削減され、電力変換装置100を低コスト化することができる。
A plurality of base member sets 3 bring the connected portions of the
他のベース部材セット3に対して前述した法線方向の一方側または他方側に配置されたベース部材セット3において、第1のベース部材3aが第1の折り曲げ部20aを有し、第2のベース部材3bが第2の折り曲げ部20bを有している場合、複数のベース部材セット3が離間して設けられた構成を容易に設けることができる。
In the base member set 3 arranged on one side or the other side of the normal direction with respect to the other base member set 3, the
他のベース部材セット3に対して前述した法線方向の一方側または他方側に配置されたベース部材セット3における、第1の折り曲げ部20a、第1の電極端子11aの接続された部分、第2の電極端子11bの接続された部分、及び第2の折り曲げ部20bと、他のベース部材セット3とに囲まれた部分が外部から遮蔽されている場合、外部から遮蔽された空間12に半導体パッケージ部品2a、2bが収容されるので、過電流によって半導体素子が破損した場合に飛散物を外部に放出しない機能を電力変換装置100に持たせることができる。
In the base member set 3 arranged on one side or the other side of the normal direction described above with respect to the other base member set 3, the first
実施の形態3.
実施の形態3に係る電力変換装置100について説明する。図18は実施の形態3に係る電力変換装置100の概略を示す断面図で、図2と同等の位置で切断した図である。実施の形態3に係る電力変換装置100は、複数のベース部材セット3におけるそれぞれの断面積が異なった構成になっている。
A
複数のベース部材セット3において、第1の固定部材7aの接続された部分と第1の電極端子11aの接続された部分との間の距離、及び第2の固定部材7bの接続された部分と第2の電極端子11bの接続された部分との間の距離が長くなるベース部材セット3ほど、第1のベース部材3a及び第2のベース部材3bの断面積が大きくなっている。図18に示した電力変換装置100は、2つのベース部材セット3を有する。半導体パッケージ部品2aが接続されたベース部材セット3における前述した距離よりも、半導体パッケージ部品2bが接続されたベース部材セット3における前述した距離が長いため、半導体パッケージ部品2bが接続されたベース部材セット3における第1のベース部材3a及び第2のベース部材3bの断面積が大きくなっている。電力変換装置100はさらに複数のベース部材セット3を有してもよく、前述した距離が長いほどベース部材セット3における第1のベース部材3a及び第2のベース部材3bの断面積は大きくなる。
In the plurality of base member sets 3, the distance between the connected portion of the first fixing
以上のように、実施の形態3による電力変換装置100において、複数のベース部材セット3では、第1の固定部材7aの接続された部分と第1の電極端子11aの接続された部分との間の距離、及び第2の固定部材7bの接続された部分と第2の電極端子11bの接続された部分との間の距離が長くなるベース部材セット3ほど、第1のベース部材3a及び第2のベース部材3bの断面積が大きくなっているため、距離が長いほど増加する第1のベース部材3a及び第2のベース部材3bの熱抵抗を断面積の拡大により低減することができる。第1のベース部材3a及び第2のベース部材3bの熱抵抗の増加が抑制されるので、第1のベース部材3a及び第2のベース部材3bの発熱を抑制することができる。
As described above, in the
第1のベース部材3a及び第2のベース部材3bの発熱を抑制は、第1のベース部材3a及び第2のベース部材3bの断面積の拡大に限るものではない。複数のベース部材セット3において、第1の固定部材7aの接続された部分と第1の電極端子11aの接続された部分との間の距離、及び第2の固定部材7bの接続された部分と第2の電極端子11bの接続された部分との間の距離が長くなるベース部材セット3ほど、第1のベース部材3a及び第2のベース部材3bの熱伝導率が高くなっている構成でも構わない。材料例としては、距離の短い第1のベース部材3a及び第2のベース部材3bの材料はアルミニウム、距離の長い第1のベース部材3a及び第2のベース部材3bの材料は銅である。
Suppression of heat generation of the
実施の形態4.
実施の形態4に係る電力変換装置100について説明する。図19は実施の形態4に係る電力変換装置100の概略を示す斜視図、図20は電力変換装置100の概略を示す正面図、図21は図20のG-G断面位置で切断した電力変換装置100の概略を示す断面図で、図19及び図20では筐体6を省略している。実施の形態4に係る電力変換装置100は、1つの第2のベース部材3bが第2のバスバー5bとして機能するコイル部9を有した構成になっている。本実施の形態では、第一モジュール1a及び第二モジュール1bのセットを並べて設けているが、第一モジュール1a及び第二モジュール1bのセットを並べて設けた構成に限るものではない。
A
電力変換装置100は、磁気回路が形成されたコアである磁性体コア8を備える。1つの第2のベース部材3bは、磁性体コア8の一部を巻回する。本実施の形態では、電力変換装置100は、環状の外周コア10aと、外周コア10aにおける対向する二つの部分の間を接続した柱状の中心コア10とを有する磁性体コア8を備える。中心コア10は、前述した法線方向に延出する。磁性体コア8は、フェライトなどの磁性材料により作製される。磁性体コア8はフェライトに限るものではなく、ダストコア、アモルファス磁性体、または電磁鋼板であっても構わない。本実施の形態では、E型に形成された2つの分割コアを法線方向に重ねることで、閉磁路構造を有した磁性体コア8が形成される。磁性体コア8は2つのE型の分割コアに限るものではなく、E型とI型の組み合わせ、またはU型とU型の組み合わせなど、閉磁路が構成できれば他の形態であっても構わない。磁性体コア8は、部品搭載面6aに熱的に接続されている。
The
1つの第2のベース部材3bは、磁性体コア8の一部である中心コア10の周りを湾曲し、中心コア10を巻回するように設けられ、第2のバスバー5bとして機能するコイル部9を有している。単数の第1のベース部材3a及び単数の第2のベース部材3bが備えられる場合は、第2の固定部材7bは備えられない。複数の第1のベース部材3a及び複数の第2のベース部材3bが備えられる場合は第2の固定部材7bが備えられ、第2の固定部材7bにより、複数の第2のベース部材3bが接続されている。コイル部9は、プレス加工、または曲げ加工などにより作製される。磁性体コア8とコイル部9とから、電力変換部品であるトランスが形成される。電力変換部品はトランスに限るものではなく、コイル部9を有した電力変換部品であればリアクトルなど他の部品であっても構わない。
One
以上のように、実施の形態4による電力変換装置100において、1つの第2のベース部材3bは、中心コア10の周りを湾曲し、第2のバスバー5bとして機能するコイル部9を有しているため、半導体パッケージ部品2a、2bが接続された第1のベース部材3aまたは第2のベース部材3bとコイル部9とを別部品にする必要がないので、電力変換装置100の部品点数を削減することができる。電力変換装置100の部品点数が削減されるので、電力変換装置100は小型化され、電力変換装置100を低コスト化することができる。
As described above, in the
第1のベース部材3a及び第2のベース部材3bを一体化した樹脂枠4が、コイル部9及び磁性体コア8の少なくとも一方を保持するように構成しても構わない。このように構成することで、コイル部9を保持する部材、または磁性体コア8を保持する部材が削減されるため、電力変換装置100は小型化され、電力変換装置100を低コスト化することができる。
The
また本願は、様々な例示的な実施の形態及び実施例が記載されているが、一つ、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。
従って、例示されていない無数の変形例が、本願明細書に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも一つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合、さらには、少なくとも一つ構成要素を抽出し、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。
Also, while this application has described various exemplary embodiments and examples, the various features, aspects, and functions described in one or more embodiments may not be consistent with particular embodiments. The embodiments are applicable singly or in various combinations without being limited to the application.
Accordingly, numerous variations not illustrated are envisioned within the scope of the technology disclosed herein. For example, modification, addition or omission of at least one component, extraction of at least one component, and combination with components of other embodiments are included.
1a 第一モジュール、1b 第二モジュール、1c 第三モジュール、2a 半導体パッケージ部品、2b 半導体パッケージ部品、2c 半導体パッケージ部品、3 ベース部材セット、3a 第1のベース部材、3b 第2のベース部材、4 樹脂枠、5a 第1のバスバー、5b 第2のバスバー、6 筐体、6a 部品搭載面、7a 第1の固定部材、7a1 ナット、7b 第2の固定部材、7b1 ナット、8 磁性体コア、9 コイル部、10 中心コア、10a 外周コア、11a 第1の電極端子、11b 第2の電極端子、11c 樹脂、12 空間、20a 第1の折り曲げ部、20b 第2の折り曲げ部、21a 遮蔽壁、21b 遮蔽壁、100 電力変換装置
1a
Claims (13)
少なくとも一つの前記第1の電極端子が接続された板状の第1のベース部材と、前記第1のベース部材の沿面方向に前記第1のベース部材と間隔を空けて配置され、少なくとも一つの前記第2の電極端子が接続された板状の第2のベース部材とを有するベース部材セットの単数または複数と、
第1の導電接続部材及び第2の導電接続部材の一方または双方と、
第1の固定部材及び第2の固定部材の一方または双方と、を備え、
複数の前記半導体パッケージ部品は、単数または複数の前記ベース部材セットのそれぞれの一方の面側または他方の面側または双方の面側に単数または複数の横配置数ずつ接続され、
一方の面側または他方の面側または双方の面側に接続された前記横配置数の前記半導体パッケージ部品のそれぞれは、前記第1の電極端子または前記第2の電極端子が接続された前記ベース部材セットの部分の面の法線方向に見て、少なくとも一部が互いに重複する位置に配置され、
複数の前記ベース部材セットが備えられる場合は、複数の前記ベース部材セットは、前記法線方向に並べられ、
前記第1の導電接続部材が備えられる場合は前記第1の固定部材が備えられ、前記第1の固定部材により、前記第1のベース部材と前記第1の導電接続部材とが接続され、
前記第2の導電接続部材が備えられる場合は前記第2の固定部材が備えられ、前記第2の固定部材により、前記第2のベース部材と前記第2の導電接続部材とが接続され、
前記ベース部材セットの前記第1のベース部材及び前記第2のベース部材の側面部分を取り囲み、一体化した樹脂枠を備えた電力変換装置。 a plurality of semiconductor package parts having a semiconductor element and at least a first electrode terminal and a second electrode terminal and molded with a resin;
A plate-like first base member to which at least one of the first electrode terminals is connected; a single or a plurality of base member sets having a plate-shaped second base member to which the second electrode terminal is connected;
one or both of the first conductive connecting member and the second conductive connecting member;
one or both of the first securing member and the second securing member;
a plurality of the semiconductor package components are connected to one surface side, the other surface side, or both surface sides of each of the one or more base member sets by a single or a plurality of horizontal arrangement numbers;
Each of the horizontally arranged number of semiconductor package components connected to one surface side, the other surface side, or both surface sides is connected to the base to which the first electrode terminal or the second electrode terminal is connected. are arranged such that at least a portion thereof overlaps each other when viewed in the normal direction of the faces of the parts of the member set;
When a plurality of the base member sets are provided, the plurality of base member sets are arranged in the normal direction,
When the first conductive connecting member is provided, the first fixing member is provided, and the first fixing member connects the first base member and the first conductive connecting member,
the second fixing member is provided when the second conductive connecting member is provided, and the second base member and the second conductive connecting member are connected by the second fixing member ;
A power converter comprising a resin frame that surrounds and integrates side portions of the first base member and the second base member of the base member set.
少なくとも一つの前記第1の電極端子が接続された板状の第1のベース部材と、前記第1のベース部材の沿面方向に前記第1のベース部材と間隔を空けて配置され、少なくとも一つの前記第2の電極端子が接続された板状の第2のベース部材とを有するベース部材セットの単数または複数と、
第1の導電接続部材及び第2の導電接続部材の一方または双方と、
第1の固定部材及び第2の固定部材の一方または双方と、を備え、
複数の前記半導体パッケージ部品は、単数または複数の前記ベース部材セットのそれぞれの一方の面側または他方の面側または双方の面側に単数または複数の横配置数ずつ接続され、
一方の面側または他方の面側または双方の面側に接続された前記横配置数の前記半導体パッケージ部品のそれぞれは、前記第1の電極端子または前記第2の電極端子が接続された前記ベース部材セットの部分の面の法線方向に見て、少なくとも一部が互いに重複する位置に配置され、
複数の前記ベース部材セットが備えられる場合は、複数の前記ベース部材セットは、前記法線方向に並べられ、
前記第1の導電接続部材が備えられる場合は前記第1の固定部材が備えられ、前記第1の固定部材により、前記第1のベース部材と前記第1の導電接続部材とが接続され、
前記第2の導電接続部材が備えられる場合は前記第2の固定部材が備えられ、前記第2の固定部材により、前記第2のベース部材と前記第2の導電接続部材とが接続され、
二つの前記ベース部材セットが、前記第1のベース部材における前記第1の電極端子の接続された部分を互いに当接させ、前記第2のベース部材における前記第2の電極端子の接続された部分を互いに当接させ、前記第1のベース部材と前記第2のベース部材との間隔を空けた部分を互いに前記法線方向に並べた状態で配置され、
前記法線方向に見て、少なくとも一部が互いに重複する位置に配置された二つの前記半導体パッケージ部品が、重なった二つの前記ベース部材セットの双方の面側に接続されている電力変換装置。 a plurality of semiconductor package parts having a semiconductor element and at least a first electrode terminal and a second electrode terminal and molded with a resin;
A plate-like first base member to which at least one of the first electrode terminals is connected; a single or a plurality of base member sets having a plate-shaped second base member to which the second electrode terminal is connected;
one or both of the first conductive connecting member and the second conductive connecting member;
one or both of the first securing member and the second securing member;
a plurality of the semiconductor package components are connected to one surface side, the other surface side, or both surface sides of each of the one or more base member sets by a single or a plurality of horizontal arrangement numbers;
Each of the horizontally arranged number of semiconductor package components connected to one surface side, the other surface side, or both surface sides is connected to the base to which the first electrode terminal or the second electrode terminal is connected. arranged at positions at least partially overlapping with each other when viewed in the normal direction of the faces of the parts of the member set;
When a plurality of the base member sets are provided, the plurality of base member sets are arranged in the normal direction,
When the first conductive connecting member is provided, the first fixing member is provided, and the first fixing member connects the first base member and the first conductive connecting member,
When the second conductive connecting member is provided, the second fixing member is provided, and the second base member and the second conductive connecting member are connected by the second fixing member,
Two of the base member sets abut connected portions of the first electrode terminals on the first base member and connected portions of the second electrode terminals on the second base member. are in contact with each other, and the spaced portions of the first base member and the second base member are arranged in the normal direction,
A power conversion device in which the two semiconductor package components arranged at positions at least partially overlapping each other when viewed in the normal direction are connected to both surface sides of the two overlapping base member sets. .
少なくとも一つの前記第1の電極端子が接続された板状の第1のベース部材と、前記第1のベース部材の沿面方向に前記第1のベース部材と間隔を空けて配置され、少なくとも一つの前記第2の電極端子が接続された板状の第2のベース部材とを有するベース部材セットの単数または複数と、
第1の導電接続部材及び第2の導電接続部材の一方または双方と、
第1の固定部材及び第2の固定部材の一方または双方と、を備え、
複数の前記半導体パッケージ部品は、単数または複数の前記ベース部材セットのそれぞれの一方の面側または他方の面側または双方の面側に単数または複数の横配置数ずつ接続され、
一方の面側または他方の面側または双方の面側に接続された前記横配置数の前記半導体パッケージ部品のそれぞれは、前記第1の電極端子または前記第2の電極端子が接続された前記ベース部材セットの部分の面の法線方向に見て、少なくとも一部が互いに重複する位置に配置され、
複数の前記ベース部材セットが備えられる場合は、複数の前記ベース部材セットは、前記法線方向に並べられ、
前記第1の導電接続部材が備えられる場合は前記第1の固定部材が備えられ、前記第1の固定部材により、前記第1のベース部材と前記第1の導電接続部材とが接続され、
複数の前記ベース部材セットが、前記第1のベース部材における前記第1の電極端子の接続された部分を互いに離間させ、前記第2のベース部材における前記第2の電極端子の接続された部分を互いに離間させた状態で配置され、
前記法線方向に見て、少なくとも一部が互いに重複する位置に配置された複数の前記半導体パッケージ部品が、複数の前記ベース部材セットのそれぞれの一方の面側または他方の面側または双方の面側に接続されている電力変換装置。 a plurality of semiconductor package parts having a semiconductor element and at least a first electrode terminal and a second electrode terminal and molded with a resin;
A plate-like first base member to which at least one of the first electrode terminals is connected; a single or a plurality of base member sets having a plate-shaped second base member to which the second electrode terminal is connected;
one or both of the first conductive connecting member and the second conductive connecting member;
one or both of the first securing member and the second securing member;
a plurality of the semiconductor package components are connected to one surface side, the other surface side, or both surface sides of each of the one or more base member sets by a single or a plurality of horizontal arrangement numbers;
Each of the horizontally arranged number of semiconductor package components connected to one surface side, the other surface side, or both surface sides is connected to the base to which the first electrode terminal or the second electrode terminal is connected. are arranged such that at least a portion thereof overlaps each other when viewed in the normal direction of the faces of the parts of the member set;
When a plurality of the base member sets are provided, the plurality of base member sets are arranged in the normal direction,
When the first conductive connecting member is provided, the first fixing member is provided, and the first fixing member connects the first base member and the first conductive connecting member,
A plurality of the base member sets space apart the connected portions of the first electrode terminals on the first base member and separate the connected portions of the second electrode terminals on the second base member from each other. placed apart from each other,
When viewed in the normal direction, the plurality of semiconductor package components arranged at positions at least partially overlapping with each other are arranged on one surface side, the other surface side, or both surfaces of the plurality of base member sets. Power conversion equipment connected to the side.
複数の前記ベース部材セットが、前記第1のベース部材における前記第1の固定部材の接続された部分を互いに当接させ、前記第2のベース部材における前記第2の固定部材の接続された部分を互いに当接させた状態で配置され、
前記第1の固定部材は、複数の前記ベース部材セットの前記第1のベース部材をまとめて、前記第1の導電接続部材に固定し、
前記第2の固定部材は、複数の前記ベース部材セットの前記第2のベース部材をまとめて、前記第2の導電接続部材に固定している請求項4に記載の電力変換装置 the first conductive connecting member, the second conductive connecting member, the first fixing member, and the second fixing member;
A plurality of said base member sets abuts connected portions of said first fixing members on said first base member and connected portions of said second fixing members on said second base members. are placed in contact with each other,
The first fixing member collectively fixes the first base members of the plurality of base member sets to the first conductive connection member,
5. The power converter according to claim 4 , wherein the second fixing member collectively fixes the second base members of the plurality of base member sets to the second conductive connection member.
他の前記ベース部材セットに対して前記法線方向の一方側または他方側に配置された前記ベース部材セットでは、
前記第1のベース部材は、前記第1の固定部材の接続された部分と前記第1の電極端子の接続された部分との間に、前記第1の固定部材の接続された部分から少なくとも前記法線方向の一方側または他方側に延出した第1の折り曲げ部を有し、前記第2のベース部材は、前記第2の固定部材の接続された部分と前記第2の電極端子の接続された部分との間に、前記第2の固定部材の接続された部分から少なくとも前記法線方向の一方側または他方側に延出した第2の折り曲げ部を有している請求項4または5に記載の電力変換装置。 The first fixing member and the second fixing member are provided,
In the base member set arranged on one side or the other side in the normal direction with respect to the other base member set,
The first base member has at least the distance from the connected portion of the first fixing member to the connected portion of the first electrode terminal, between the connected portion of the first fixing member and the connected portion of the first electrode terminal. The second base member has a first bent portion extending to one side or the other side in the normal direction, and the second base member connects the portion to which the second fixing member is connected and the second electrode terminal. 6. A second bent portion extending from the connected portion of the second fixing member to at least one side or the other side in the normal direction between the second fixing member and the connected portion . The power conversion device according to .
少なくとも一つの前記第1の電極端子が接続された板状の第1のベース部材と、前記第1のベース部材の沿面方向に前記第1のベース部材と間隔を空けて配置され、少なくとも一つの前記第2の電極端子が接続された板状の第2のベース部材とを有するベース部材セットの単数または複数と、
第1の導電接続部材及び第2の導電接続部材の一方または双方と、
第1の固定部材及び第2の固定部材の一方または双方と、を備え、
複数の前記半導体パッケージ部品は、単数または複数の前記ベース部材セットのそれぞれの一方の面側または他方の面側または双方の面側に単数または複数の横配置数ずつ接続され、
一方の面側または他方の面側または双方の面側に接続された前記横配置数の前記半導体パッケージ部品のそれぞれは、前記第1の電極端子または前記第2の電極端子が接続された前記ベース部材セットの部分の面の法線方向に見て、少なくとも一部が互いに重複する位置に配置され、
複数の前記ベース部材セットが備えられる場合は、複数の前記ベース部材セットは、前記法線方向に並べられ、
前記第1の導電接続部材が備えられる場合は前記第1の固定部材が備えられ、前記第1の固定部材により、前記第1のベース部材と前記第1の導電接続部材とが接続され、
前記横配置数は、複数であり、
単数または複数の前記ベース部材セットのそれぞれは、前記横配置数の前記半導体パッケージ部品のそれぞれの第2の電極端子が接続される前記横配置数の前記第2のベース部材を有し、
前記横配置数の前記第2のベース部材のそれぞれに接続される前記横配置数の前記第2の導電接続部材が備えられている電力変換装置。 a plurality of semiconductor package parts having a semiconductor element and at least a first electrode terminal and a second electrode terminal and molded with a resin;
A plate-like first base member to which at least one of the first electrode terminals is connected; a single or a plurality of base member sets having a plate-shaped second base member to which the second electrode terminal is connected;
one or both of the first conductive connecting member and the second conductive connecting member;
one or both of the first securing member and the second securing member;
a plurality of the semiconductor package components are connected to one surface side, the other surface side, or both surface sides of each of the one or more base member sets by a single or a plurality of horizontal arrangement numbers;
Each of the horizontally arranged number of semiconductor package components connected to one surface side, the other surface side, or both surface sides is connected to the base to which the first electrode terminal or the second electrode terminal is connected. are arranged such that at least a portion thereof overlaps each other when viewed in the normal direction of the faces of the parts of the member set;
When a plurality of the base member sets are provided, the plurality of base member sets are arranged in the normal direction,
When the first conductive connecting member is provided, the first fixing member is provided, and the first fixing member connects the first base member and the first conductive connecting member,
The horizontal arrangement number is plural,
each of the one or more base member sets has the horizontally arranged number of the second base members to which the second electrode terminals of the semiconductor package components of the horizontally arranged number are connected;
A power converter comprising the horizontally arranged number of the second conductive connection members connected to each of the horizontally arranged number of the second base members.
単数または複数の前記ベース部材セットの他方の面側に対向して配置された筐体を備え、
前記第1の固定部材、前記第2の固定部材、及び前記ベース部材セットの少なくとも1つ以上は、前記筐体に熱的に接続されている請求項1から10のいずれか1項に記載の電力変換装置。 one or both of the first fixing member and the second fixing member are provided;
A housing arranged facing the other surface side of one or more of the base member sets,
11. The apparatus according to any one of claims 1 to 10 , wherein at least one of said first fixing member, said second fixing member, and said base member set is thermally connected to said housing. Power converter.
単数または複数の前記ベース部材セットの他方の面側に対向して配置された筐体を備え、
前記筐体は、前記第1の導電接続部材または前記第2の導電接続部材であり、
前記第1の固定部材または前記第2の固定部材は、前記筐体に電気的に接続されている請求項1から11のいずれか1項に記載の電力変換装置。 The first fixing member or the second fixing member is provided,
A housing arranged facing the other surface side of one or more of the base member sets,
the housing is the first conductive connection member or the second conductive connection member;
The power converter according to any one of claims 1 to 11 , wherein the first fixing member or the second fixing member is electrically connected to the housing.
少なくとも一つの前記第1の電極端子が接続された板状の第1のベース部材と、前記第1のベース部材の沿面方向に前記第1のベース部材と間隔を空けて配置され、少なくとも一つの前記第2の電極端子が接続された板状の第2のベース部材とを有するベース部材セットの単数または複数と、
第1の導電接続部材及び第2の導電接続部材の一方または双方と、
第1の固定部材及び第2の固定部材の一方または双方と、を備え、
複数の前記半導体パッケージ部品は、単数または複数の前記ベース部材セットのそれぞれの一方の面側または他方の面側または双方の面側に単数または複数の横配置数ずつ接続され、
一方の面側または他方の面側または双方の面側に接続された前記横配置数の前記半導体パッケージ部品のそれぞれは、前記第1の電極端子または前記第2の電極端子が接続された前記ベース部材セットの部分の面の法線方向に見て、少なくとも一部が互いに重複する位置に配置され、
複数の前記ベース部材セットが備えられる場合は、複数の前記ベース部材セットは、前記法線方向に並べられ、
前記第1の導電接続部材が備えられる場合は前記第1の固定部材が備えられ、前記第1の固定部材により、前記第1のベース部材と前記第1の導電接続部材とが接続され、
磁気回路が形成されたコアをさらに備え、
1つの前記第2のベース部材は、前記コアの一部を巻回し、前記第2の導電接続部材として機能するコイル部を有し、
単数の前記第1のベース部材及び単数の前記第2のベース部材が備えられる場合は、前記第2の固定部材は備えられず、
複数の前記第1のベース部材及び複数の前記第2のベース部材が備えられる場合は前記第2の固定部材が備えられ、前記第2の固定部材により、複数の前記第2のベース部材が接続される電力変換装置。 a plurality of semiconductor package parts having a semiconductor element and at least a first electrode terminal and a second electrode terminal and molded with a resin;
A plate-like first base member to which at least one of the first electrode terminals is connected; a single or a plurality of base member sets having a plate-shaped second base member to which the second electrode terminal is connected;
one or both of the first conductive connecting member and the second conductive connecting member;
one or both of the first securing member and the second securing member;
a plurality of said semiconductor package parts are connected to one side or the other side or both side of said base member set by one or more lateral arrangement number,
Each of the horizontally arranged number of semiconductor package components connected to one surface side, the other surface side, or both surface sides is connected to the base to which the first electrode terminal or the second electrode terminal is connected. are arranged such that at least a portion thereof overlaps each other when viewed in the normal direction of the faces of the parts of the member set;
When a plurality of the base member sets are provided, the plurality of base member sets are arranged in the normal direction,
When the first conductive connecting member is provided, the first fixing member is provided, and the first fixing member connects the first base member and the first conductive connecting member,
further comprising a core in which a magnetic circuit is formed,
one of the second base members has a coil portion wound around a portion of the core and functioning as the second conductive connection member;
if a single first base member and a single second base member are provided, no second fixing member is provided;
When a plurality of the first base members and a plurality of the second base members are provided, the second fixing member is provided, and the plurality of the second base members are connected by the second fixing member. power converters.
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