WO2016158259A1 - 電力変換装置 - Google Patents

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WO2016158259A1
WO2016158259A1 PCT/JP2016/057266 JP2016057266W WO2016158259A1 WO 2016158259 A1 WO2016158259 A1 WO 2016158259A1 JP 2016057266 W JP2016057266 W JP 2016057266W WO 2016158259 A1 WO2016158259 A1 WO 2016158259A1
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semiconductor module
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power
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雄太 沼倉
旭 石井
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日立オートモティブシステムズ株式会社
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/003—Constructional details, e.g. physical layout, assembly, wiring or busbar connections
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H—ELECTRICITY
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    • H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • H05K7/2089—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating for power electronics, e.g. for inverters for controlling motor
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    • H05K7/20845—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating for automotive electronic casings

Definitions

  • the present invention relates to a power converter that converts DC power into AC power or converts AC power into DC power, and more particularly to a power converter that is suitable for being mounted on a vehicle.
  • Hybrid vehicles and electric vehicles are provided with a power conversion device that drives and controls a driving motor.
  • This power conversion device is arranged at various positions of the vehicle, but depending on the arrangement location, it is required to be reduced in the height direction of the power conversion device or to be reduced in the width direction of the power conversion device. Or A typical case of the former is that the power conversion device is arranged directly below the driver's seat or the passenger seat.
  • Patent Document 1 attempts to reduce the height of the power converter by arranging three power semiconductor modules in a line.
  • Patent Document 2 In the power conversion device described in Japanese Patent Laid-Open No. 2013-233052 (Patent Document 2), two power semiconductor modules are arranged in a line, and the remaining one power semiconductor module is disposed above the two power semiconductor modules.
  • the power converter according to the present invention is to reduce the height of the power converter while maintaining a high-performance power converter.
  • a power converter includes a first power semiconductor module that outputs a U-phase alternating current, a second power semiconductor module that outputs a V-phase alternating current, and a third power semiconductor module that outputs a W-phase alternating current.
  • An AC circuit body that transmits or detects the U-phase AC current, the V-phase AC current, and the W-phase AC current, and is arranged along an arrangement direction of the first power semiconductor module and the second power semiconductor module.
  • the direction is defined as the first row
  • the third power semiconductor module and the AC circuit body are arranged along a second row that is parallel to the first row, and the AC circuit body is the first row. It is arranged in a space perpendicular to the row and facing the second power semiconductor module, and parallel to the second row and facing the third power semiconductor module.
  • FIG. 1 is a perspective view of the AC circuit body 150, the first AC relay bus bar 104, the second AC relay bus bar 105, the third AC relay bus bar 106, and other components.
  • FIG. 2 is a perspective view of the internal component of the power converter device shown by FIG. 2 .
  • FIG. 3 is an exploded perspective view of a circuit body 330 excluding a sealing resin 331.
  • FIG. 1 shows an AC circuit body 150, a first AC relay bus bar 104, a second AC relay bus bar 105, a third AC relay bus bar 106, and other components among the internal components of the power converter according to the present embodiment. It is a disassembled perspective view regarding components.
  • FIG. 2 is a perspective view of internal components of the power conversion apparatus shown in FIG.
  • FIG. 3 is an exploded perspective view of the internal components of the power conversion device according to the present embodiment.
  • FIG. 4 is a perspective view of internal components of the power conversion apparatus shown in FIG.
  • a first power semiconductor module 101 includes a plurality of switching elements that configure an upper arm and a lower arm of the U phase of the inverter circuit in order to output a U phase alternating current.
  • the second power semiconductor module 102 includes a plurality of switching elements that constitute an upper arm and a lower arm of the V phase of the inverter circuit in order to output a V phase alternating current.
  • the third power semiconductor module 103 includes a plurality of switching elements that constitute an upper arm and a lower arm of the W phase of the inverter circuit in order to output a W phase alternating current.
  • FIG. 5 is an external perspective view of the first power semiconductor module 101.
  • the first power semiconductor module 101 inputs and outputs DC power through the positive terminal 311 and the negative terminal 312.
  • the AC terminal 313 outputs AC power.
  • Signal terminals 314 and 315 receive control signals from the driver circuit.
  • Sealing resin 331 seals a part of positive electrode terminal 311, a part of negative electrode terminal 312, a part of signal terminals 314 and 315, and a switching element.
  • the case 341 stores a part of the sealing resin 331.
  • the case 341 includes a first heat dissipating base part 344a in which the first fins 343a are formed, a second heat dissipating base part 344b that is disposed opposite to the first heat dissipating base part 344a and that forms the second fins 343b, And a frame body 342 connecting the heat radiation base part 344a and the second heat radiation base part 344b.
  • the frame body 342 is connected to the first heat dissipation base portion 344a via the connection portion 305.
  • the second heat radiating base portion 344b is connected to the frame body 342.
  • the first fin 343a, the second fin 343b, the first heat dissipation base portion 344a, and the second heat dissipation base portion 344b are preferably made of a material having good thermal conductivity, and are formed of pure aluminum material, pure copper, copper alloy, or the like.
  • the frame body 342 is preferably made of a material that is easy to produce and has rigidity, and is formed of an aluminum die-cast material, duralumin, or the like.
  • the connecting portion 305 is joined by FSW or brazing, and seals the frame body 342 and the first heat dissipation base portion 344a, and the frame body 342 and the second heat dissipation base portion 344b.
  • the seal here may be an O-ring or an adhesive.
  • FIG. 6 is an exploded perspective view of the circuit body 330 with the sealing resin 331 removed.
  • the circuit body 330 constitutes an upper arm and a lower arm of the inverter circuit, and includes an upper arm side semiconductor element 323 and a lower arm side semiconductor element 324.
  • the upper arm side semiconductor element 323 includes an IGBT 321U and a diode 322U.
  • the IGBT 321U and the diode 322U are connected to the positive-side conductor plate 334 and the first intermediate conductor plate 335 via the solder 360.
  • the IGBT 321U is connected to the signal terminal 314 via the bonding wire 363, and receives a control signal from the driver circuit via the signal terminal 314.
  • the lower arm side semiconductor element 324 includes an IGBT 321L and a diode 322L.
  • the IGBT 321L and the diode 322L are connected via the second intermediate conductor plate 336, the negative electrode conductor plate 337, and the solder 360.
  • the IGBT 321L is connected to the signal terminal 315 via the bonding wire 363 and receives a control signal from the driver circuit via the signal terminal 315.
  • MOSFET metal oxide semiconductor field effect transistor
  • the first intermediate conductor plate 335 is connected to the second intermediate conductor plate 336 via the solder 361.
  • the negative electrode side conductor plate 337 includes an intermediate DC negative electrode terminal 316.
  • the intermediate DC negative terminal 316 is connected to the negative terminal 312 via the solder 362.
  • the positive electrode side conductor plate 334 is connected to the positive electrode terminal 311.
  • the second intermediate conductor plate 336 is connected to the AC terminal 313.
  • the AC terminal 313 may be formed on the first intermediate conductor plate 335.
  • the positive conductor plate 334, the first intermediate conductor plate 335, the second intermediate conductor plate 336, and the negative conductor plate 337 are made of copper or the like.
  • the AC circuit body 150 includes an AC bus bar 107, a current sensor 109, and a terminal block 110.
  • the AC bus bar 107 is connected to each of the first AC relay bus bar 104, the second AC relay bus bar 105, and the third AC relay bus bar 106.
  • the terminal block 110 is disposed at a position facing the connecting portion between the AC bus bar 107 and the first AC relay bus bar 104 and receives stress at the time of connection or heat of the connecting portion to the flow path forming body 100 described later. To communicate.
  • Current sensor 109 is configured to penetrate AC bus bar 107.
  • the flow path forming body 100 includes a first storage portion 112 that stores the first power semiconductor module 101, a second storage portion 113 that stores the second power semiconductor module 102, and a third storage portion that stores the third power semiconductor module 103.
  • Storage portion 114 In the present embodiment, the first storage portion 112, the second storage portion 113, and the third storage portion 114 also serve as a flow path space for flowing the refrigerant, but a pipe for flowing the refrigerant to the first storage portion 112. You may comprise so that it may contact.
  • the first pressing plate 117 presses the first power semiconductor module 101 and the second power semiconductor module 102 against the flow path forming body 100.
  • the second pressing plate 118 presses the third power semiconductor module 103 against the flow path forming body 100.
  • the insulating member 119 includes a space in which the first pressing plate 117 and the second pressing plate 118 are disposed, and a space in which the first AC relay bus bar 104, the second AC relay bus bar 105, and the third AC relay bus bar 106 are disposed. Arranged between.
  • the insulating member 119 has an insulating function between the first pressing plate 117 and the first AC relay bus bar 104 and the like, and heat generated in the first AC relay bus bar 104 and the like forms a flow path via the first pressing plate 117 and the like. It has a transmission function to the body 100.
  • the capacitor 116 that smoothes the DC power is stored in a capacitor storage unit 140 formed in the flow path forming body 100.
  • the first DC bus bar 115a is connected to the capacitor 116.
  • the first DC bus bar 115a in the present embodiment is configured by a positive electrode side bus bar, a negative electrode side bus bar, and an insulating layer disposed between the positive electrode side bus bar and the negative electrode side bus bar.
  • the second DC bus bar 115b is connected to the first DC bus bar 115a, the first power semiconductor module 101, and the like. Similarly to the first DC bus bar 115a, the second DC bus bar 115b in this embodiment includes a positive electrode bus bar, a negative electrode bus bar, and an insulating layer disposed between the positive electrode bus bar and the negative electrode bus bar. Composed.
  • the connecting portion 115d is composed of a terminal of the first DC bus bar 115a and a terminal of the second DC bus bar 115b.
  • the connecting portion 115 is formed with a width smaller than the width of the first DC bus bar 115a and the width of the second DC bus bar 115b.
  • the DC bus bar is divided into the first DC bus bar 115a and the second DC bus bar 115b and connected to each other via the connecting portion 115d, the connection tolerance from the capacitor 116 to the first power semiconductor module 101, etc. It becomes easy to absorb.
  • the longitudinal dimensions of the three power semiconductor modules are reflected in the size of the casing of the power converter, so the size of the power converter in a predetermined direction increases. Since arrangement efficiency also falls, there exists a possibility of leading to the enlargement of a power converter as a result.
  • the third The power semiconductor module 103 and the AC circuit body 150 are arranged along a second row 152 that is parallel to the first row 151.
  • the AC circuit body 150 is perpendicular to the first row 151 and faces the second power semiconductor module 102, and is parallel to the second row 152 and faces the third power semiconductor module 103. Placed in.
  • the wiring distance to the AC circuit body 150 for each of the first power semiconductor module 101, the second power semiconductor module 102, and the third power semiconductor module 103 tends to be uniform, improving the wiring efficiency of the AC wiring, Contributes to miniaturization of the converter. Further, improving the wiring efficiency of the AC wiring can reduce the heat generation amount of the AC wiring.
  • the flow path forming body 100 is configured such that the first power semiconductor module 101 is stored so that the first power semiconductor module 101 is sandwiched between the flow paths, and the second power semiconductor module 102 is sandwiched between the flow paths.
  • a second storage portion 113 for storage and a third storage portion 114 for storing the third power semiconductor module 103 so as to be sandwiched between the flow paths are formed.
  • the current sensor 109 among the components constituting the AC circuit body 150 needs to be protected preferentially from a heat source, and thus is positioned at a position surrounded by the first storage unit 112, the second storage unit 113, and the third storage unit 114. Be placed. Further, the AC bus bar 107 is bent along a predetermined surface from the predetermined surface of the flow path forming body 100 in order to increase thermal contact with the flow path forming body 100. A part of the AC bus bar 107 protrudes from a position surrounded by the first storage part 112, the second storage part 113, and the third storage part 114 to form a terminal.
  • DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Flow path formation body, 101 ... 1st power semiconductor module, 102 ... 2nd power semiconductor module, 103 ... 3rd power semiconductor module, 104 ... 1st alternating current relay bus bar, 105 ... 2nd alternating current relay bus bar, 106 ... 1st 3 AC relay bus bars, 107 ... AC bus bars, 108 ... space, 109 ... current sensor, 110 ... terminal block, 112 ... first storage part, 113 ... second storage part, 114 ... third storage part, 115a ... first DC Bus bar, 115b ... second DC bus bar, 115d ... connecting portion, 116 ... capacitor, 117 ... first pressing plate, 118 ...
  • second pressing plate 119 ... insulating member, 140 ... capacitor housing portion 140, 141 ... capacitor for noise removal 150 ... AC circuit body 151 ... first row 152 ... second row 305 ... connecting portion 311 ... positive electrode terminal 312 ... negative Terminal 313 ... AC terminal 314 ... Signal terminal 315 ... Signal terminal 316 ... Intermediate DC negative terminal 321L ... IGBT 321U ... IGBT 322L ... Diode 322U ... Diode 323 ... Upper arm side semiconductor element 324 ... Lower arm side semiconductor element, 330 ... circuit body, 331 ... sealing resin, 333 ... insulating sheet, 334 ... positive electrode side conductor plate, 335 ... first intermediate conductor plate, 336 ...
  • second intermediate conductor plate 337 ... negative electrode side conductor Plate, 341 ... Case, 342 ... Frame, 343a ... First fin, 343b ... Second fin, 344a ... First heat radiating base, 344b ... Second heat radiating base, 350 ... Seal part, 351 ... Seal member, 360 ... solder, 361 ... solder, 362 ... solder, 363 ... bonding wire

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Abstract

　本発明の目的は、高性能な電力変換装置を維持しながら、電力変換装置の高さの低減を図ることである。　本発明に係る電力変換装置は、第１パワー半導体モジュールと、第２パワー半導体モジュールと、第３パワー半導体モジュールと、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相交流電流を伝達又は検出する交流回路体と、を備え、前記第１パワー半導体モジュールと前記第２パワー半導体モジュールの配列方向に沿った方向を第１列と定義した場合、前記第３パワー半導体モジュールと前記交流回路体は、前記第１列と平行方向である第２列に沿って配置され、前記交流回路体は、前記第１列と直角方向であって前記第２パワー半導体モジュールと対向するとともに、前記第２列と平行方向であって前記第３パワー半導体モジュールと対向する空間に配置される。

Description

電力変換装置
　本発明は直流電力を交流電力に変換しあるいは交流電力を直流電力に変換する電力変換装置に関し、特に車両に搭載されるのに適する電力変換装置に関する。
　ハイブリッド自動車や電気自動車には、駆動用のモータを駆動及び制御する電力変換装置が設けられる。この電力変換装置は、車両の様々な位置に配置されるが、配置場所によっては、電力変換装置の高さ方向に小さくすることが求められたり、電力変換装置の幅方向に小さくすることが求められたりする。前者の代表的なケースは、電力変換装置が運転席や助手席に直下に配置されることである。
　特開２０１３－０２７２１８号公報（特許文献１）には、３つのパワー半導体モジュールを一列に並べることにより、電力変換装置の高さの低減を図っている。
　特開２０１３－２３３０５２号公報（特許文献２）に記載の電力変換装置は、２つのパワー半導体モジュールを一列に並べるかつ残り一つのパワー半導体モジュールを２つのパワー半導体モジュールの上方に配置している。
　特許文献１及び特許文献２に記載された電力変換装置では、高性能な電力変換装置を維持しながら、電力変換装置の高さの低減を図ることが十分に考慮されていない。
　
特開２０１３－０２７２１８号公報 特開２０１３－２３３０５２号公報
　本発明に係る電力変換装置は、高性能な電力変換装置を維持しながら、電力変換装置の高さの低減を図ることである。
本発明に係る電力変換装置は、Ｕ相交流電流を出力する第１パワー半導体モジュールと、Ｖ相交流電流を出力する第２パワー半導体モジュールと、Ｗ相交流電流を出力する第３パワー半導体モジュールと、前記Ｕ相交流電流と前記Ｖ相交流電流と前記Ｗ相交流電流を伝達又は検出する交流回路体と、を備え、前記第１パワー半導体モジュールと前記第２パワー半導体モジュールの配列方向に沿った方向を第１列と定義した場合、前記第３パワー半導体モジュールと前記交流回路体は、前記第１列と平行方向である第２列に沿って配置され、前記交流回路体は、前記第１列と直角方向であって前記第２パワー半導体モジュールと対向するとともに、前記第２列と平行方向であって前記第３パワー半導体モジュールと対向する空間に配置される。
　本発明により、高性能な電力変換装置を維持しながら、電力変換装置の高さの低減を図ることができる。
本実施形態に係る電力変換装置の内部部品のうち、交流回路体１５０と、第１交流中継バスバー１０４と、第２交流中継バスバー１０５と、第３交流中継バスバー１０６と、その他の部品に関する分解斜視図である。 図１に示された電力変換装置の内部部品の斜視図である。 本実施形態に係る電力変換装置の内部部品の分解斜視図である。 図３に示された電力変換装置の内部部品の斜視図である。 第１パワー半導体モジュール１０１の外観斜視図である。 封止樹脂３３１を除した回路体３３０の分解斜視図である。
　本発明に係る実施形態を、図面を用いて説明する。
　図１は、本実施形態に係る電力変換装置の内部部品のうち、交流回路体１５０と、第１交流中継バスバー１０４と、第２交流中継バスバー１０５と、第３交流中継バスバー１０６と、その他の部品に関する分解斜視図である。図２は、図１に示された電力変換装置の内部部品の斜視図である。図３は、本実施形態に係る電力変換装置の内部部品の分解斜視図である。図４は、図３に示された電力変換装置の内部部品の斜視図である。
　図３に示されるように、インバータ回路として、第１パワー半導体モジュール１０１と第２パワー半導体モジュール１０２と第３パワー半導体モジュール１０３が設けられる。例えば、第１パワー半導体モジュール１０１は、Ｕ相交流電流を出力するために、インバータ回路のＵ相の上アーム及び下アームを構成する複数のスイッチング素子を備える。同様に第２パワー半導体モジュール１０２は、Ｖ相交流電流を出力するために、インバータ回路のＶ相の上アーム及び下アームを構成する複数のスイッチング素子を備える。第３パワー半導体モジュール１０３は、Ｗ相交流電流を出力するために、インバータ回路のＷ相の上アーム及び下アームを構成する複数のスイッチング素子を備える。
　図５は、第１パワー半導体モジュール１０１の外観斜視図である。第１パワー半導体モジュール１０１は、正極端子３１１と負極端子３１２を通して直流電力を入出力する。交流端子３１３は、交流電力を出力する。信号端子３１４及び３１５は、ドライバ回路からの制御信号を受ける。
　封止樹脂３３１は、正極端子３１１の一部、負極端子３１２の一部、信号端子３１４及び３１５の一部、さらにスイッチング素子を封止する。ケース３４１は、封止樹脂３３１の一部を収納する。
　ケース３４１は、第１フィン３４３ａを形成した第１放熱ベース部３４４ａと、この第１放熱ベース部３４４ａと対向して配置されかつ第２フィン３４３ｂを形成した第２放熱ベース部３４４ｂと、第１放熱ベース部３４４ａと第２放熱ベース部３４４ｂを接続する枠体３４２と、を備える。
　枠体３４２は、第１放熱ベース部３４４ａと接続部３０５を介して接続される。第２放熱ベース部３４４ｂも同様に枠体３４２と接続される。
　第１フィン３４３ａ及び第２フィン３４３ｂや第１放熱ベース部３４４ａ及び第２放熱ベース部３４４ｂは、熱伝導の良い材料のほうが好ましく、純アルミ材や純銅、銅合金などで形成される。枠体３４２は、生産性しやすく剛性のある材料のほうが好ましく、アルミダイカスト材やジュラルミンなどで形成される。
　接続部３０５は、ＦＳＷやろう付けによって接合され、枠体３４２と第１放熱ベース部３４４ａ、枠体３４２と第２放熱ベース部３４４ｂをシールする。なおここでのシールは、Ｏリングや接着剤でもよい。
　図６は、封止樹脂３３１を除した回路体３３０の分解斜視図である。回路体３３０は、インバータ回路の上アーム及び下アームを構成し、上アーム側半導体素子３２３と下アーム側半導体素子３２４を備える。
　上アーム側半導体素子３２３は、ＩＧＢＴ３２１Ｕとダイオード３２２Ｕで構成される。ＩＧＢＴ３２１Ｕ及びダイオード３２２Ｕは、正極側導体板３３４および第１中間導体板３３５とはんだ３６０を介して接続される。
　ＩＧＢＴ３２１Ｕは、ボンディングワイヤ３６３を介して信号端子３１４と接続され、信号端子３１４を介してドライバ回路から制御信号を受ける。
　下アーム側半導体素子３２４は、ＩＧＢＴ３２１Ｌとダイオード３２２Ｌで構成される。ＩＧＢＴ３２１Ｌ及びダイオード３２２Ｌは、第２中間導体板３３６と負極側導体板３３７とはんだ３６０を介して接続される。
　ＩＧＢＴ３２１Ｌは、ボンディングワイヤ３６３を介して信号端子３１５と接続され、信号端子３１５を介してドライバ回路から制御信号を受ける。
　ＩＧＢＴ３２１Ｕ及びＩＧＢＴ３２１Ｌは、金属酸化物半導体型電界効果トランジスタ（以下略してＭＯＳＦＥＴと記す）を用いてもよい。
　第１中間導体板３３５は、はんだ３６１を介して第２中間導体板３３６と接続される。負極側導体板３３７は、中間直流負極端子３１６を備える。中間直流負極端子３１６は、はんだ３６２を介して負極端子３１２と接続される。
　正極側導体板３３４は、正極端子３１１と接続される。第２中間導体板３３６は、交流端子３１３と接続される。交流端子３１３は、第１中間導体板３３５に形成されてもよい。正極側導体板３３４および第１中間導体板３３５および第２中間導体板３３６および負極側導体板３３７は、銅などで形成される。
　図３に示されるように、交流回路体１５０は、交流バスバー１０７と、電流センサ１０９と、端子台１１０と、により構成される。交流バスバー１０７は、第１交流中継バスバー１０４と第２交流中継バスバー１０５と第３交流中継バスバー１０６のそれぞれに接続される。端子台１１０は、交流バスバー１０７と第１交流中継バスバー１０４等との接続部と対向する位置に配置され、接続の際の応力を受けたり、接続部の熱を後述する流路形成体１００へ伝達させたりする。電流センサ１０９は、交流バスバー１０７を貫通するように構成される。
　流路形成体１００は、第１パワー半導体モジュール１０１を収納する第１収納部１１２と、第２パワー半導体モジュール１０２を収納する第２収納部１１３と、第３パワー半導体モジュール１０３を収納する第３収納部１１４と、を形成する。本実施形態においては、これら第１収納部１１２と第２収納部１１３と第３収納部１１４は、冷媒を流すための流路空間も兼ねているが、第１収納部１１２に冷媒を流す配管を接触させるように構成してもよい。
　第１押さえ板１１７は、第１パワー半導体モジュール１０１及び第２パワー半導体モジュール１０２を流路形成体１００に押さえつける。第２押さえ板１１８は、第３パワー半導体モジュール１０３を流路形成体１００に押さえつける。
　絶縁部材１１９は、第１押さえ板１１７及び第２押さえ板１１８が配置された空間と、第１交流中継バスバー１０４と第２交流中継バスバー１０５及び第３交流中継バスバー１０６が配置さえた空間との間に配置される。絶縁部材１１９は、第１押さえ板１１７等と第１交流中継バスバー１０４等との絶縁機能を有するとともに、第１交流中継バスバー１０４等で生じる熱を第１押さえ板１１７等を介して流路形成体１００へ伝達機能を有する。
　直流電力を平滑化するコンデンサ１１６は、流路形成体１００に形成されたコンデンサ収納部１４０に収納される。
　第１直流バスバー１１５ａは、コンデンサ１１６と接続される。本実施形態における第１直流バスバー１１５ａは、正極側バスバーと、負極側バスバーと、これら正極側バスバーと負極側バスバーとの間に配置される絶縁層と、により構成される。
　第２直流バスバー１１５ｂは、第１直流バスバー１１５ａと第１パワー半導体モジュール１０１等と接続される。本実施形態における第２直流バスバー１１５ｂは、第１直流バスバー１１５ａと同様に、正極側バスバーと、負極側バスバーと、これら正極側バスバーと負極側バスバーとの間に配置される絶縁層と、により構成される。
　接続部１１５ｄは、第１直流バスバー１１５ａの端子と第２直流バスバー１１５ｂの端子とにより構成される。この接続部１１５は、矢印Ａの方向から見た場合に、第１直流バスバー１１５ａの幅及び第２直流バスバー１１５ｂの幅よりも小さい幅で形成される。これにより、第１パワー半導体モジュール１０１と第２パワー半導体モジュール１０２と第３パワー半導体モジュール１０３の相互に流れるスイッチング時の還流電流が、第２直流バスバー１１５ｂに流れ易くなる。また、電源端子１１５ｃからのノイズを除去するノイズ除去用コンデンサ１４１に、第１パワー半導体モジュール１０１等のスイッチングノイズが混入することを抑制することができる。
　また、直流バスバーを第１直流バスバー１１５ａと第２直流バスバー１１５ｂとを２つに分けかつ接続部１１５ｄを介して互いに接続されているので、コンデンサ１１６から第１パワー半導体モジュール１０１等までの接続公差を吸収しやすくなる。
　３つのパワー半導体モジュールを一列に並べて配置すると、パワー半導体モジュールの３個分の長手寸法が電力変換装置の筐体のサイズに反映されるため、電力変換装置の所定一方向のサイズが大きくなり、配置効率も低下するため、結果として電力変換装置の大型化に繋がるおそれがある。
　そこで本実施形態においては、図１及び図２に示されるように、第１パワー半導体モジュール１０１と第２パワー半導体モジュール１０２の配列方向に沿った方向を第１列１５１と定義した場合、第３パワー半導体モジュール１０３と交流回路体１５０は、第１列１５１と平行方向である第２列１５２に沿って配置される。また、交流回路体１５０は、第１列１５１と直角方向であって第２パワー半導体モジュール１０２と対向するとともに、第２列１５２と平行方向であって第３パワー半導体モジュール１０３と対向する空間１０８に配置される。
　これにより、電力変換装置の長手方向及び高さ方向の小型化を図ることができる。また第１パワー半導体モジュール１０１と第２パワー半導体モジュール１０２と第３パワー半導体モジュール１０３のそれぞれに対する交流回路体１５０までの配線距離が均一化される傾向なり、交流配線の配線効率を向上させ、電力変換装置の小型化に寄与する。また交流配線の配線効率を向上させることは、交流配線の発熱量の低減を図ることができる。
　また本実施形態に係る流路形成体１００は、第１パワー半導体モジュール１０１が流路に挟まれるように収納する第１収納部１１２と、第２パワー半導体モジュール１０２が流路に挟まれるように収納する第２収納部１１３と、第３パワー半導体モジュール１０３が流路に挟まれるように収納する第３収納部１１４と、を形成している。これにより、交流回路体１５０は、第１収納部１１２と第２収納部１１３と第３収納部１１４によって囲まれる位置に配置されるため、交流回路体１５０の冷却性能を大きく向上させることができる。
　特に交流回路体１５０を構成する部品のうちの電流センサ１０９は、熱源から優先的に守る必要があるため、第１収納部１１２と第２収納部１１３と第３収納部１１４によって囲まれる位置に配置される。また、交流バスバー１０７は、流路形成体１００への熱的接触を大きくするために、流路形成体１００の所定の一面から他の一面に沿うように屈曲している。交流バスバー１０７の一部は、第１収納部１１２と第２収納部１１３と第３収納部１１４によって囲まれる位置から突出して、端子を形成する。
１００…流路形成体、１０１…第１パワー半導体モジュール、１０２…第２パワー半導体モジュール、１０３…第３パワー半導体モジュール、１０４…第１交流中継バスバー、１０５…第２交流中継バスバー、１０６…第３交流中継バスバー、１０７…交流バスバー、１０８…空間、１０９…電流センサ、１１０…端子台、１１２…第１収納部、１１３…第２収納部、１１４…第３収納部、１１５ａ…第１直流バスバー、１１５ｂ…第２直流バスバー、１１５ｄ…接続部、１１６…コンデンサ、１１７…第１押さえ板、１１８…第２押さえ板、１１９…絶縁部材、１４０…コンデンサ収納部１４０、１４１…ノイズ除去用コンデンサ、１５０…交流回路体、１５１…第１列、１５２…第２列、３０５…接続部、３１１…正極端子、３１２…負極端子、３１３…交流端子、３１４…信号端子、３１５…信号端子、３１６…中間直流負極端子、３２１Ｌ…ＩＧＢＴ、３２１Ｕ…ＩＧＢＴ、３２２Ｌ…ダイオード、３２２Ｕ…ダイオード、３２３…上アーム側半導体素子、３２４…下アーム側半導体素子、３３０…回路体、３３１…封止樹脂、３３３…絶縁シート、３３４…正極側導体板、３３５…第１中間導体板、３３６…第２中間導体板、３３７…負極側導体板、３４１…ケース、３４２…枠体、３４３ａ…第１フィン、３４３ｂ…第２フィン、３４４ａ…第１放熱ベース部、３４４ｂ…第２放熱ベース部、３５０…シール部、３５１…シール部材、３６０…はんだ、３６１…はんだ、３６２…はんだ、３６３…ボンディングワイヤ

Claims (5)

  1. 　Ｕ相、Ｖ相、及びＷ相の交流電流を出力する３つのパワー半導体モジュールと、
    　前記交流電流を伝達又は検出する交流回路体と、を備え、
    　前記３つのパワー半導体モジュール及び前記交流回路体は、２行２列で区画される４領域のそれぞれの領域に配置される電力変換装置。
  2. 　請求項１に記載された電力変換装置であって、
    　前記３つのパワー半導体モジュールは、Ｕ相交流電流を出力する第１パワー半導体モジュールと、Ｖ相交流電流を出力する第２パワー半導体モジュールと、Ｗ相交流電流を出力する第３パワー半導体モジュールと、で構成され、
    　前記交流回路体は、前記Ｕ相交流電流と前記Ｖ相交流電流と前記Ｗ相交流電流を伝達又は検出し、
    　前記第１パワー半導体モジュールと前記第２パワー半導体モジュールの配列方向に沿った方向を第１列と定義した場合、
    　前記第３パワー半導体モジュールと前記交流回路体は、前記第１列と平行方向である第２列に沿って配置され、
    　前記交流回路体は、前記第１列と直角方向であって前記第２パワー半導体モジュールと対向するとともに、前記第２列と平行方向であって前記第３パワー半導体モジュールと対向する空間に配置される電力変換装置。
  3. 　請求項２に記載された電力変換装置であって、
    　冷媒を流れる流路を形成する流路形成体を備え、
    　前記流路形成体は、前記第１パワー半導体モジュールを前記流路に挟まれるように収納する第１収納部と、前記第２パワー半導体モジュールを前記流路に挟まれるように収納する第２収納部と、前記第３パワー半導体モジュールを前記流路に挟まれるように収納する第３収納部と、を形成する電力変換装置。
  4. 　請求項２または３に記載された電力変換装置であって、
    　前記交流回路体は、前記Ｕ相交流電流と前記Ｖ相交流電流と前記Ｗ相交流電流のうち少なくとも２つを検出する電流センサと、前記Ｕ相交流電流と前記Ｖ相交流電流と前記Ｗ相交流電流を伝達する交流バスバーを支持する端子台と、により構成される電力変換装置。
  5. 　請求項４に記載の電力変換装置であって、
    　前記交流バスバーは、少なくともその一部が前記空間に納まるように配置される電力変換装置。
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