WO2020012936A1 - スイッチング素子ユニット及びスイッチング素子モジュール - Google Patents

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Abstract

第1スイッチング素子(31)と第2スイッチング素子(32)とは、第1方向(X)に並んで配置される。出力バスバー(40)は、第1方向(X)に沿って配置される。第1スイッチング素子(31)及び第2スイッチング素子(32)は、モールド部(2)に埋没するように配置される。出力バスバー(40)は、モールド部(2)に埋没する埋没部(40c)と、スイッチング素子組(20)に対して第1方向(X)の一方側においてモールド部(2)から露出する第1露出部(40a)と、スイッチング素子組(20)に対して第1方向(X)の他方側においてモールド部(2)から露出する第2露出部(40b)とを備える。

Description

スイッチング素子ユニット及びスイッチング素子モジュール
 本発明は、インバータ回路を構成するためのスイッチング素子組を備えたスイッチング素子ユニット、及び、そのようなスイッチング素子ユニットを複数備えたスイッチング素子モジュールに関する。
 上記のようなスイッチング素子ユニットの一例が、特開2002-369496号公報(特許文献1)に記載されている。特許文献1には、インバータ回路を構成するためのインテリジェントパワーモジュール(IPM)を並列接続して用いる場合に、パワー素子のスイッチング時のアンバランスによる誤った過電流検出や熱集中の防止を図るための技術が開示されている。特許文献1には明記されていないが、このようにIPMを並列接続することで、インバータ回路全体としての電流容量を増大させて、大容量の交流機器を駆動することが可能となる。
 ところで、並列接続するスイッチング素子ユニットの数を変更することで、複数のスイッチング素子ユニットを備えたスイッチング素子モジュール全体としての電流容量が可変な構成とする場合、コストの低減や配置スペースの小型化の観点から、互いに異なるスイッチング素子ユニットが備えるスイッチング素子同士を電気的に並列接続するための電気的接続構造が、簡素であることが望ましい。しかしながら、特許文献1には、このような電気的接続構造についての具体的な開示がない。
特開2002-369496号公報
 そこで、複数のスイッチング素子ユニットを並列接続する場合に、互いに異なるスイッチング素子ユニットが備えるスイッチング素子同士を電気的に並列接続するための電気的接続構造の簡素化を図ることが可能な技術の実現が望まれる。
 本開示に係るスイッチング素子ユニットは、インバータ回路を構成するためのスイッチング素子組と、直流電源の正極及び負極の一方に接続される第1バスバーと、前記直流電源の正極及び負極の他方に接続される第2バスバーと、交流機器に接続される出力バスバーと、モールド部と、を備え、前記スイッチング素子組は、前記第1バスバー及び前記出力バスバーに接続される第1スイッチング素子と、前記第2バスバー及び前記出力バスバーに接続される第2スイッチング素子と、を含み、前記第1スイッチング素子と前記第2スイッチング素子とは、第1方向に並んで配置され、前記出力バスバーは、前記第1スイッチング素子における前記第1バスバーに接する面とは反対側の面に接すると共に、前記第2スイッチング素子における前記第2バスバーに接する面とは反対側の面に接する状態で、前記第1方向に沿って配置され、前記第1スイッチング素子及び前記第2スイッチング素子が、前記モールド部に埋没するように配置され、前記出力バスバーが、前記モールド部に埋没する埋没部と、前記スイッチング素子組に対して前記第1方向の一方側において前記モールド部から露出する第1露出部と、前記スイッチング素子組に対して前記第1方向の他方側において前記モールド部から露出する第2露出部とを備える。
 このような構成のスイッチング素子ユニットを複数並列接続する場合、互いに異なるスイッチング素子ユニットが備える出力バスバー同士、第1バスバー同士、及び第2バスバー同士を接続することで、互いに異なるスイッチング素子ユニットが備えるスイッチング素子同士を電気的に並列接続することができる。上記の構成によれば、出力バスバーが、スイッチング素子組に対して第1方向の両側に、モールド部から露出する露出部を備えるため、接続対象の複数のスイッチング素子ユニットを同じ向きで第1方向に並べて配置することで、出力バスバー同士を接続するための電気的接続構造を簡素なものとすることができる。具体的には、第1方向に隣接する2つのスイッチング素子ユニットの一方のスイッチング素子ユニットの出力バスバーの第1露出部と、他方のスイッチング素子ユニットの出力バスバーの第2露出部とを接続することで、これら2つのスイッチング素子ユニットのいずれのスイッチング素子組も跨ぐことなく出力バスバー同士を接続することができるため、出力バスバー同士を接続するための電気的接続構造を簡素なものとすることができる。
 なお、このように複数のスイッチング素子ユニットを第1方向に並べて配置して、隣接する2つのスイッチング素子ユニットの出力バスバー同士を接続する場合、いずれか1つのスイッチング素子ユニットの出力バスバーを交流機器に接続することで、これら複数のスイッチング素子ユニットの全ての出力バスバーを交流機器に電気的に接続することができる。この際、第1方向の端部に配置されるスイッチング素子ユニットの出力バスバーの露出部のうちの、第1方向に隣接する他のスイッチング素子ユニットの出力バスバーに接続されない露出部を交流機器に接続することで、出力バスバー同士を接続するための電気的接続構造との干渉を避けて、スイッチング素子ユニットと交流機器との電気的接続構造を設けることができる。
 以上のように、上記の構成によれば、複数のスイッチング素子ユニットを並列接続する場合に、互いに異なるスイッチング素子ユニットが備えるスイッチング素子同士を電気的に並列接続するための電気的接続構造の簡素化を図ることが可能となる。
 スイッチング素子ユニットの更なる特徴と利点は、図面を参照して説明する実施形態についての以下の記載から明確となる。
実施形態に係るモールドユニットの斜視図 実施形態に係るモールドユニットの一部の斜視部 実施形態に係るモールドユニットの一部の分解斜視図 実施形態に係るモールドユニットの断面図 実施形態に係るスイッチング素子ユニットの斜視図 実施形態に係るスイッチング素子モジュールの斜視図 実施形態に係るインバータ回路の構成図 その他の実施形態に係るスイッチング素子モジュールの斜視図
 スイッチング素子ユニット及びスイッチング素子モジュールの実施形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の説明における、各部材についての寸法、配置方向、配置位置等に関する用語は、誤差(製造上許容され得る程度の誤差)による差異を有する状態を含む概念である。また、本明細書では、「回転電機」は、モータ(電動機)、ジェネレータ(発電機)、及び必要に応じてモータ及びジェネレータの双方の機能を果たすモータ・ジェネレータのいずれをも含む概念として用いている。
 スイッチング素子ユニット10は、直流電力と交流電力との間の電力変換を行うインバータ回路100(図7参照)に用いられる。図7に示すように、インバータ回路100は、直流電源6(直流電圧の供給源)と回転電機MGとの間に設けられている。直流電源6は、例えば、バッテリやキャパシタ等を用いて構成される。直流電源6とインバータ回路100との間には、コンデンサ7(平滑コンデンサ)が設けられている。コンデンサ7は、インバータ回路100の直流側の電圧を平滑化する。回転電機MGは、交流電力で駆動される交流回転電機であり、インバータ回路100から回転電機MGに交流電力が供給されて回転電機MGが駆動される。回転電機MGは、例えば、電動車両やハイブリッド車両等において車両(車輪)の駆動力源として用いられる回転電機とされる。詳細は後述するが、スイッチング素子ユニット10は、単体で用いることも(図5参照)、複数を並列接続(電気的に並列接続)して用いることもできる(図6参照)。図7では、単体で1つのインバータ回路100を構成するスイッチング素子ユニット10が、2つ並列接続される場合を例示しており、直流電源6に対して2つのインバータ回路100が電気的に並列接続されている。本実施形態では、回転電機MGが「交流機器」に相当する。
 図7に示すように、インバータ回路100は、ブリッジ回路により構成される。本実施形態では、このブリッジ回路は、相数と同数のアームが電気的に並列接続されて構成されている。本実施形態では、回転電機MGは、3相(複数相の一例)の交流電力で駆動される交流回転電機であり、ブリッジ回路は、3つのアームが電気的に並列接続されて構成されている。1つのアームは、上段アームを構成する上段側スイッチング素子30Uと下段アームを構成する下段側スイッチング素子30Lとの直列回路により構成される。この直列回路の正極側の端部は、直流電源6の正極6Pに接続される正極バスバー70Pに接続され、この直列回路の負極側の端部は、直流電源6の負極6Nに接続される負極バスバー70Nに接続されている。そして、複数のアームのそれぞれの中間点(上段側スイッチング素子30Uと下段側スイッチング素子30Lとの接続点)が、回転電機MGの対応する相のコイル(ここでは、ステータコイル)に電気的に接続されている。なお、スイッチング素子(30U,30L)のそれぞれには、整流用のダイオード素子33(フリーホイールダイオード)が並列接続されている。
 スイッチング素子(30U,30L)の制御端子(ここでは、ゲート端子)は、駆動回路5を介して制御装置4に接続されている。そして、制御装置4が生成するスイッチング制御信号に従ってスイッチング素子(30U,30L)のそれぞれがスイッチング制御されることで、インバータ回路100から回転電機MGに交流電力が供給される。なお、図7に示す例とは異なり、直流電源6の正負極間の電圧が、昇圧又は降圧されて、正極バスバー70Pと負極バスバー70Nとの間に印加される構成とすることもできる。この場合、正極バスバー70Pは、昇圧回路又は降圧回路を介して直流電源6の正極6Pに接続される。
 図1~図4に示すように、スイッチング素子ユニット10は、スイッチング素子組20と、第1バスバー71と、第2バスバー72と、出力バスバー40と、モールド部2と、を備えている。図5に示すように、本実施形態では、スイッチング素子ユニット10は、コンデンサ7やコンデンサ7を収容するケース92と一体化されたユニットであるが、図1及び図4ではその一部のみ(主にモールドユニット3のみ)を示している。ここで、モールドユニット3は、モールド部2により一体化されたユニットである。具体的には、モールド部2により互いに一体化された、スイッチング素子組20、第1バスバー71、第2バスバー72、及び出力バスバー40により、モールドユニット3が構成されている。モールド部2は、モールド材料(具体的には、樹脂)で形成されており、スイッチング素子組20、第1バスバー71、第2バスバー72、及び出力バスバー40を保持するように設けられている。
 スイッチング素子組20は、インバータ回路100(図7参照)を構成するためのスイッチング素子の組である。図4に示すように、スイッチング素子組20は、第1バスバー71及び出力バスバー40に接続される第1スイッチング素子31と、第2バスバー72及び出力バスバー40に接続される第2スイッチング素子32と、を含む。本実施形態では、スイッチング素子組20は、第1スイッチング素子31及び第2スイッチング素子32を1つずつ含んでいる。図1及び図4に示すように、第1スイッチング素子31及び第2スイッチング素子32は、モールド部2に埋没するように配置されている。出力バスバー40は、第1スイッチング素子31及び第2スイッチング素子32の双方に接続される。すなわち、出力バスバー40は、第1スイッチング素子31と第2スイッチング素子32とを電気的に接続するように設けられており、出力バスバー40の電位は、インバータ回路100のアームの中間点の電位となる。
 第1スイッチング素子31及び第2スイッチング素子32として、例えば、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)やMOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)等の、パワー半導体素子を用いることができる。本実施形態では、第1スイッチング素子31及び第2スイッチング素子32は、ダイオード素子33(図7参照)を内蔵したチップ型素子である。このチップ型素子は、外形が平板状に形成されており、板面に直交する方向が後述する第3方向Zに沿う向きで配置されている。
 第1バスバー71は、直流電源6の正極6P及び負極6Nの一方に接続され、第2バスバー72は、直流電源6の正極6P及び負極6Nの他方に接続される。本実施形態では、スイッチング素子ユニット10は、第1バスバー71及び第2バスバー72を1つずつ備えている。上述したように、第1スイッチング素子31は、第1バスバー71及び出力バスバー40に接続され、第2スイッチング素子32は、第2バスバー72及び出力バスバー40に接続される。よって、第1バスバー71が直流電源6の正極6Pに接続され、第2バスバー72が直流電源6の負極6Nに接続される場合には、すなわち、第1バスバー71が正極バスバー70Pであり、第2バスバー72が負極バスバー70Nである場合には、第1スイッチング素子31は上段側スイッチング素子30Uとされ、第2スイッチング素子32は下段側スイッチング素子30Lとされる。また、第1バスバー71が直流電源6の負極6Nに接続され、第2バスバー72が直流電源6の正極6Pに接続される場合には、すなわち、第1バスバー71が負極バスバー70Nであり、第2バスバー72が正極バスバー70Pである場合には、第1スイッチング素子31は下段側スイッチング素子30Lとされ、第2スイッチング素子32は上段側スイッチング素子30Uとされる。本実施形態では、第1バスバー71を負極バスバー70Nとし、第2バスバー72を正極バスバー70Pとしているが、第1バスバー71を正極バスバー70Pとし、第2バスバー72を負極バスバー70Nとしてもよい。
 出力バスバー40は、交流機器(本実施形態では、回転電機MG)に接続される。本実施形態では、出力バスバー40は、機器接続バスバー91(図5~図7参照)を介して回転電機MGに電気的に接続される。本実施形態では、スイッチング素子ユニット10は、スイッチング素子組20を複数備えると共に、複数のスイッチング素子組20のそれぞれに対応するように複数の出力バスバー40を備えている。ここでは、スイッチング素子ユニット10は、相数と同数のスイッチング素子組20と、相数と同数の出力バスバー40とを備えている。具体的には、図3に示すように、スイッチング素子ユニット10は、第1スイッチング素子組21、第2スイッチング素子組22、及び第3スイッチング素子組23の、3つのスイッチング素子組20を備えると共に、第1出力バスバー41、第2出力バスバー42、及び第3出力バスバー43の、3つの出力バスバー40を備えている。よって、本実施形態では、図7に示すように、1つのスイッチング素子ユニット10により1つのインバータ回路100が構成される。
 図3及び図4に示すように(図2も参照)、1つのスイッチング素子組20に含まれる第1スイッチング素子31と第2スイッチング素子32とは、第1方向Xに並んで配置されている。そして、出力バスバー40は、対応するスイッチング素子組20に含まれる第1スイッチング素子31及び第2スイッチング素子32に接するように配置されている。具体的には、出力バスバー40は、第1スイッチング素子31における第1バスバー71に接する面とは反対側の面に接すると共に、第2スイッチング素子32における第2バスバー72に接する面とは反対側の面に接する状態で、第1方向Xに沿って配置されている。なお、本明細書では、「接する」は、直接接すること、及び、接合層を介して接することの、双方を含む概念として用いている。以下では、第1方向Xの一方側(具体的には、スイッチング素子組20に対して後述する第1露出部40aが配置される側)を第3側X1とし、第1方向Xにおける第3側X1とは反対側を第4側X2とする。
 図示は省略するが、第1スイッチング素子31及び第2スイッチング素子32のそれぞれは、一対の主端子(スイッチング素子としてIGBTが用いられる場合には、エミッタ端子及びコレクタ端子)を備えている。そして、第1スイッチング素子31における第1バスバー71に接する面には、一対の主端子の一方が第1バスバー71と電気的に接続されるように形成されており、第1スイッチング素子31における出力バスバー40に接する面には、一対の主端子の他方が出力バスバー40と電気的に接続されるように形成されている。また、第2スイッチング素子32における第2バスバー72に接する面には、一対の主端子の一方が第2バスバー72と電気的に接続されるように形成されており、第2スイッチング素子32における出力バスバー40に接する面には、一対の主端子の他方が出力バスバー40と電気的に接続されるように形成されている。
 上述したように、本実施形態では、スイッチング素子ユニット10は、スイッチング素子組20を複数備えている。よって、スイッチング素子ユニット10は、複数の第1スイッチング素子31と複数の第2スイッチング素子32とを備えている。本実施形態では、スイッチング素子ユニット10は、スイッチング素子組20と同数の第1スイッチング素子31と、スイッチング素子組20と同数の第2スイッチング素子32とを備えている。図3に示すように、複数の第1スイッチング素子31は、第2方向Yに並んで配置され、複数の第2スイッチング素子32は、第2方向Yに並んで配置されている。そして、複数の出力バスバー40が、複数のスイッチング素子組20の配置に対応して、第2方向Yに並んで配置されている。ここで、第2方向Yは、第1方向Xに交差する方向である。本実施形態では、第2方向Yは、第1方向Xに直交する方向である。以下では、第2方向Yの一方側を第5側Y1とし、第2方向Yにおける第5側Y1とは反対側を第6側Y2とする。
 図4に示すように、本実施形態では、1つのスイッチング素子組20に含まれる第1スイッチング素子31と第2スイッチング素子32とは、共通の基準面である第1基準面S1上に配置されている。ここでは、スイッチング素子ユニット10が備える全ての第1スイッチング素子31及び全ての第2スイッチング素子32が、第1基準面S1上に配置されている。ここで、第1基準面S1に直交する直交方向を第3方向Zとし、第3方向Zの一方側を第1側Z1とし、第3方向Zにおける第1側Z1とは反対側を第2側Z2とする。第3方向Zは、第1方向X及び第2方向Yの双方に直交する方向と一致する。
 図4に示すように、出力バスバー40は、第1スイッチング素子31に接する第1接合部51bと、第2スイッチング素子32に接する第2接合部52bと、を備えている。そして、本実施形態では、第1接合部51bは、第1スイッチング素子31の第1側Z1の面に接するように配置され、第2接合部52bは、第2スイッチング素子32の第2側Z2の面に接するように配置されている。そのため、本実施形態では、出力バスバー40は、当該出力バスバー40の延在方向における第1接合部51bと第2接合部52bとの間に、第1接合部51bを第2接合部52bよりも第1側Z1に配置するための屈曲部53を備えている。図4に示すように、本実施形態では、第1接合部51bにおける第1側Z1の面と、第2バスバー72における第1側Z1の面とが、第1基準面S1に平行な同一平面上(後述する第3基準面S3上)に配置され、第2接合部52bにおける第2側Z2の面と、第1バスバー71における第2側Z2の面とが、第1基準面S1に平行な同一平面上(後述する第2基準面S2上)に配置されるように、屈曲部53が形成されている。
 図1~図3に示すように、第1バスバー71及び第2バスバー72は、第2方向Yに沿って配置されている。具体的には、第1バスバー71は、全ての第1スイッチング素子31(ここでは、3つの第1スイッチング素子31)に接する状態で、第2方向Yに沿って配置されている。本実施形態では、出力バスバー40の第1接合部51bが、第1スイッチング素子31の第1側Z1の面に接するため、第1バスバー71は、第1スイッチング素子31の第2側Z2の面に接するように配置されている。また、第2バスバー72は、全ての第2スイッチング素子32(ここでは、3つの第2スイッチング素子32)に接する状態で、第2方向Yに沿って配置されている。本実施形態では、出力バスバー40の第2接合部52bが、第2スイッチング素子32の第2側Z2の面に接するため、第2バスバー72は、第2スイッチング素子32の第1側Z1の面に接するように配置されている。
 このスイッチング素子ユニット10は、単体で用いるだけでなく、複数個を並列接続(電気的に並列接続)して用いることも想定している。並列接続するスイッチング素子ユニット10の数や組み合わせを変更することで、全体としての電流容量を調整することができる。例えば、電流容量がC1[A]のスイッチング素子ユニット10(以下、「第1種ユニット」という。)と、電流容量がC2[A]のスイッチング素子ユニット10(以下、「第2種ユニット」という。)とを製造し、ユニット単体で用い、或いは2つのユニットを並列接続して用いる場合、調整可能な電流容量のバリエーションは、第1種ユニットを単体で用いた場合のC1[A]、第2種ユニットを単体で用いた場合のC2[A]、2つの第1種ユニットを並列接続した場合の(2×C1)[A]、1つの第1種ユニットと1つの第2種ユニットとを並列接続した場合の(C1+C2)[A]、及び、2つの第2種ユニットを並列接続した場合の(2×C2)[A]の、5種類とすることができる。
 このように、スイッチング素子ユニット10を、単体で用いるだけでなく、複数個を並列接続して用いる場合には、複数のスイッチング素子ユニット10を並列接続するための電気的接続構造が簡素であることが望ましい。以下、本実施形態に係るスイッチング素子ユニット10における、複数のスイッチング素子ユニット10を並列接続するための電気的接続構造の簡素化を図るための構成について説明する。
 図1及び図4に示すように、出力バスバー40は、モールド部2に埋没する埋没部40cと、対応するスイッチング素子組20に対して第1方向Xの一方側(第3側X1)においてモールド部2から露出する第1露出部40aと、対応するスイッチング素子組20に対して第1方向Xの他方側(第4側X2)においてモールド部2から露出する第2露出部40bとを備えている。本実施形態では、第1露出部40a及び第2露出部40bの双方が、出力バスバー40におけるモールド部2から第2側Z2に露出する領域により構成されている。
 具体的には、図4に示すように、出力バスバー40は、当該出力バスバー40の延在方向の一方側から順に、第1延在部51aと、上述した第1接合部51bと、上述した第2接合部52bと、第2延在部52aと、を備えている。そして、第1延在部51aは、第1接合部51bから第1方向Xに沿って第3側X1に向かって延びる第1部分61と、第1部分61の第1接合部51b側とは反対側の端部(すなわち、第3側X1の端部)から第2側Z2に向かって延びる第2部分62と、を備えている。なお、第2部分62は、モールド部2から第2側Z2に露出するまで第2側Z2に向かって延びている。また、第2延在部52aは、第2接合部52bから第1方向Xに沿って第4側X2に向かって延びる第3部分63を備えている。なお、第2接合部52bにおける第2側Z2の面は、モールド部2から第2側Z2に露出しており、第3部分63は、モールド部2から第2側Z2に露出した状態で第2接合部52bから第1方向Xに沿って延びている。そして、第2部分62におけるモールド部2から第2側Z2に露出している領域が第1露出部40aを構成し、第3部分63におけるモールド部2から第2側Z2に露出している領域が第2露出部40bを構成している。
 図1に示すように、本実施形態では、第1バスバー71は、複数の第1スイッチング素子31(ここでは、3つの第1スイッチング素子、以下同様)に対して第2方向Yの両側において、モールド部2から露出するように設けられている。具体的には、第1バスバー71は、複数の第1スイッチング素子31に対して第5側Y1においてモールド部2から露出する第3露出部71aと、複数の第1スイッチング素子31に対して第6側Y2においてモールド部2から露出する第4露出部71bと、を備えている。本実施形態では、第1バスバー71は、図1に示すように、複数の第1スイッチング素子31が配置される第2方向Yの領域の全域に亘って、モールド部2から第2側Z2に露出するように配置されている。そして、第1バスバー71における複数の第1スイッチング素子31に対して第5側Y1においてモールド部2から第2側Z2に露出している領域が、第3露出部71aを構成し、第1バスバー71における複数の第1スイッチング素子31に対して第6側Y2においてモールド部2から第2側Z2に露出している領域が、第4露出部71bを構成している。
 また、図1に示すように、本実施形態では、第2バスバー72は、複数の第2スイッチング素子32(ここでは、3つの第2スイッチング素子32、以下同様)に対して第2方向Yの両側において、モールド部2から露出するように設けられている。具体的には、第2バスバー72は、複数の第2スイッチング素子32に対して第5側Y1においてモールド部2から露出する第5露出部72aと、複数の第2スイッチング素子32に対して第6側Y2においてモールド部2から露出する第6露出部72bと、を備えている。本実施形態では、第2バスバー72は、図2に示すように、第5側Y1の端部が、複数の第2スイッチング素子32に対して第5側Y1において、モールド部2から第2側Z2に露出するまで第2側Z2に向かって延びるように形成されており、第2バスバー72の第5側Y1の端部におけるモールド部2から第2側Z2に露出している領域が、第5露出部72aを構成している。また、第2バスバー72は、第6側Y2の端部が、複数の第2スイッチング素子32に対して第6側Y2において、モールド部2から第2側Z2に露出するまで第2側Z2に向かって延びるように形成されており、第2バスバー72の第6側Y2の端部におけるモールド部2から第2側Z2に露出している領域が、第6露出部72bを構成している。
 上記のように出力バスバー40は、スイッチング素子組20に対して第1方向Xの両側に、モールド部2から露出する露出部(40a,40b)を備えている。また、本実施形態では、第1バスバー71は、複数の第1スイッチング素子31に対して第2方向Yの両側に、モールド部2から露出する露出部(71a,71b)を備え、第2バスバー72は、複数の第2スイッチング素子32に対して第2方向Yの両側に、モールド部2から露出する露出部(72a,72b)を備えている。スイッチング素子ユニット10をこのように構成することで、以下に述べるように、複数のスイッチング素子ユニット10を並列接続するための電気的接続構造の簡素化を図ることが可能となっている。
 図6に示すように、スイッチング素子モジュール1は、スイッチング素子ユニット10を複数備えるモジュールである。なお、図5、図6、及び後に参照する図8では、出力バスバー40等の配置構成の理解を容易にするために、モールド部2を省略して示している。このスイッチング素子モジュール1が備える複数のスイッチング素子ユニット10には、第1方向Xに並んで配置される第1スイッチング素子ユニット11及び第2スイッチング素子ユニット12が含まれる。第1スイッチング素子ユニット11は、第2スイッチング素子ユニット12に対して第1方向Xにおける第3側X1に配置されている。図6に示すように、第1スイッチング素子ユニット11と第2スイッチング素子ユニット12とは、第2スイッチング素子ユニット12のみに、機器接続バスバー91を流れる電流を検出する電流センサ8が設けられる点以外は、基本的に同じ構成を備えている。そして、第1スイッチング素子ユニット11と第2スイッチング素子ユニット12とは、第2方向Yの同じ位置で第1方向Xに並んで配置されている。よって、第1スイッチング素子ユニット11の第1出力バスバー41と第2スイッチング素子ユニット12の第1出力バスバー41とが第1方向Xに並び、第1スイッチング素子ユニット11の第2出力バスバー42と第2スイッチング素子ユニット12の第2出力バスバー42とが第1方向Xに並び、第1スイッチング素子ユニット11の第3出力バスバー43と第2スイッチング素子ユニット12の第3出力バスバー43とが第1方向Xに並んでいる。
 そして、図6に示すように(図2も参照)、第1スイッチング素子ユニット11の第2露出部40b(第1スイッチング素子ユニット11が備える出力バスバー40の第2露出部40b)と、第2スイッチング素子ユニット12の第1露出部40a(第2スイッチング素子ユニット12が備える出力バスバー40の第1露出部40a)とが、第1方向Xに沿って配置された接続バスバー90により接続されている。具体的には、第1スイッチング素子ユニット11が備える第1出力バスバー41の第2露出部40bと、第2スイッチング素子ユニット12が備える第1出力バスバー41の第1露出部40aとが、接続バスバー90(第1接続バスバー)により接続されている。また、第1スイッチング素子ユニット11が備える第2出力バスバー42の第2露出部40bと、第2スイッチング素子ユニット12が備える第2出力バスバー42の第1露出部40aとが、接続バスバー90(第2接続バスバー)により接続されている。更に、第1スイッチング素子ユニット11が備える第3出力バスバー43の第2露出部40bと、第2スイッチング素子ユニット12が備える第3出力バスバー43の第1露出部40aとが、接続バスバー90(第3接続バスバー)により接続されている。
 このように、複数のスイッチング素子ユニット10を第1方向Xに並べて配置し、隣接する2つのスイッチング素子ユニット10のうちの、第3側X1に配置されるスイッチング素子ユニット10(図6に示す例では、第1スイッチング素子ユニット11)の第2露出部40bと、第4側X2に配置されるスイッチング素子ユニット10(図6に示す例では、第2スイッチング素子ユニット12)の第1露出部40aとを接続することで、これら2つのスイッチング素子ユニット10のいずれのスイッチング素子組20も跨ぐことなく出力バスバー40同士を接続することができる。更には、接続対象の2つの出力バスバー40が第1方向Xに並んで配置されるため、他の出力バスバー40同士の電気的接続構造も跨ぐことなく、出力バスバー40同士を接続することができる。これにより、出力バスバー40同士を接続するための電気的接続構造を簡素なものとすることが可能となっている。
 なお、図6に示す例では、第2スイッチング素子ユニット12が備える出力バスバー40の第2露出部40bに、機器接続バスバー91が接続されている。具体的には、第2スイッチング素子ユニット12が備える複数の出力バスバー40(ここでは、3つの出力バスバー40)のそれぞれの第2露出部40bに、機器接続バスバー91が接続されている。以上のように2つのスイッチング素子ユニット10(第1スイッチング素子ユニット11及び第2スイッチング素子ユニット12)を並列接続することで、図7に示すように、2つのインバータ回路100が電気的に並列接続された回路が形成される。
 図6に示すように、本実施形態では、第1スイッチング素子ユニット11及び第2スイッチング素子ユニット12のそれぞれが、スイッチング素子組20を構成する第1スイッチング素子31と第2スイッチング素子32との直列回路に対して電気的に並列に接続されるコンデンサ7と一体化されたユニットとされている。すなわち、本実施形態では、スイッチング素子ユニット10を、コンデンサ7と一体化されたユニットとしている。
 具体的には、図5に示すように、スイッチング素子ユニット10は、モールドユニット3に加えて、コンデンサ7と、コンデンサ7を収容するケース92とを備えている。詳細は省略するが、本実施形態では、ケース92には、コンデンサ7を構成する複数のコンデンサ素子が収容されている。そして、モールドユニット3は、ケース92に形成された固定部93に固定されている。図4に示すように、固定部93の上面は平坦面に形成されており、モールドユニット3は、固定部93に対して第2側Z2から固定されている。図示は省略するが、本実施形態では、モールドユニット3と固定部93との間に、絶縁樹脂シート(接着シート)が介在している。また、本実施形態では、固定部93は、ケース92に設けられた冷却装置によって冷却されるように構成されている。すなわち、固定部93は、ヒートシンクとして機能するように構成されており、固定部93に固定されたモールドユニット3を構成する各部材を、冷却装置により冷却することが可能となっている。すなわち、モールドユニット3における第1側Z1の面は、冷却装置により冷却される冷却面3aとされている。
 図5に示すように、コンデンサ7は、第1バスバー71に接続される第1端子7aと、第2バスバー72に接続される第2端子7bとを備えている。第1バスバー71が正極バスバー70Pであり、第2バスバー72が負極バスバー70Nである場合には、第1端子7aはコンデンサ7の正極端子7Pとされ、第2端子7bはコンデンサ7の負極端子7Nとされる。また、第1バスバー71が負極バスバー70Nであり、第2バスバー72が正極バスバー70Pである場合には、第1端子7aはコンデンサ7の負極端子7Nとされ、第2端子7bはコンデンサ7の正極端子7Pとされる。本実施形態では、コンデンサ7は、モールドユニット3に対して第2方向Yの両側のそれぞれに、第1端子7aと第2端子7bとの組を備えている。そして、図5に示すように(図2も参照)、第1バスバー71の第3露出部71aと第5側Y1の第1端子7aとが接続され(ここでは、第1電極バスバー81により接続され)、第1バスバー71の第4露出部71bと第6側Y2の第1端子7aとが接続されている(ここでは、別の第1電極バスバー81により接続されている)。また、第2バスバー72の第5露出部72aと第5側Y1の第2端子7bとが接続され(ここでは、第2電極バスバー82により接続され)、第2バスバー72の第6露出部72bと第6側Y2の第2端子7bとが接続されている(ここでは、別の第2電極バスバー82により接続されている)。このように、本実施形態では、第1バスバー71及び第2バスバー72が、スイッチング素子組20に対して第2方向Yの両側でコンデンサ7に接続されており、これにより、スイッチング素子組20とコンデンサ7との有効配線長を短く抑えてインダクタンスを低減することが可能となっている。
 なお、図示は省略するが、スイッチング素子モジュール1が備える複数のスイッチング素子ユニット10に、第2方向Yに並んで配置される2つのスイッチング素子ユニット10が含まれる構成とすることもできる。この場合、第2方向Yに隣接する2つのスイッチング素子ユニット10のうちの、第5側Y1に配置されるスイッチング素子ユニット10が備える第1バスバー71の第4露出部71bと、第6側Y2に配置されるスイッチング素子ユニット10が備える第1バスバー71の第3露出部71aとを接続することで、第1バスバー71同士を接続するための電気的接続構造を簡素なものとすることができる。同様に、第2方向Yに隣接する2つのスイッチング素子ユニット10のうちの、第5側Y1に配置されるスイッチング素子ユニット10が備える第2バスバー72の第6露出部72bと、第6側Y2に配置されるスイッチング素子ユニット10が備える第2バスバー72の第5露出部72aとを接続することで、第2バスバー72同士を接続するための電気的接続構造を簡素なものとすることができる。
 ところで、図4に示すように、本実施形態では、第2部分62の先端部(第2側Z2の端面)である第1先端部62aと、第2接合部52bにおける第2側Z2の面と、第3部分63における第2側Z2の面とが、第1基準面S1に平行な同一平面上(ここでは、第2基準面S2上)に配置されている。第2基準面S2は、モールド部2の第2側Z2の端面よりも第2側Z2に配置される。本実施形態では、第1バスバー71における第2側Z2の面、及び、第2バスバー72の第2方向Yの両端部における第2側Z2の面(露出部(72a,72b)を構成する部分の先端部(第2側Z2の端面))も、第2基準面S2上に配置されている。これにより、スイッチング素子ユニット10の製造時においてモールドユニット3が固定部93に対して第2側Z2から圧着固定される場合には、第2基準面S2に配置されるこれら複数の部分を、治具等により第1側Z1に向けて押圧される被押圧部とすることができる。この際、複数の被押圧部が同一平面上に配置されるため、これら複数の被押圧部に対して均等に荷重をかけて、モールドユニット3を固定部93に対して適切に圧着させることが容易となっている。
 また、図4に示すように、本実施形態では、出力バスバー40の第2延在部52aは、第3部分63の第2接合部52b側とは反対側の端部(すなわち、第4側X2の端部)から第1側Z1に向かって延びる第4部分64を備えている。そして、第4部分64の先端部(第1側Z1の端面)である第2先端部64aと、第1接合部51bにおける第1側Z1の面と、第1部分61における第1側Z1の面とが、第1基準面S1に平行な同一平面上(ここでは、第3基準面S3上)に配置されている。図4では、第3基準面S3が、モールド部2の第1側Z1の端面と同じ位置に配置される場合を例示しているが、第3基準面S3を、モールド部2の第1側Z1の端面に対して第1側Z1又は第2側Z2にずれた面としてもよい。本実施形態では、第2バスバー72における第1側Z1の面、第1バスバー71の第3先端部71c、及び、第1バスバー71の第4先端部71dも、第3基準面S3上に配置されている。図2に示すように、本実施形態では、第1バスバー71は、第5側Y1の端部が、複数の第1スイッチング素子31に対して第5側Y1において、第1側Z1に向かって延びるように形成されており、第1バスバー71の第5側Y1の端部における第1側Z1の端面が、第3先端部71cを構成している。また、第1バスバー71は、第6側Y2の端部が、複数の第1スイッチング素子31に対して第6側Y2において、第1側Z1に向かって延びるように形成されており、第1バスバー71の第6側Y2の端部における第1側Z1の端面が、第4先端部71dを構成している。
 このように、本実施形態では、第2先端部64a、第1接合部51bにおける第1側Z1の面、及び、第1部分61における第1側Z1の面が、第3基準面S3上に配置されるため、これらの各部を、冷却面3aを冷却する冷却装置(固定部93)に近づけて配置して(例えば、固定部93に対向するように配置して)、出力バスバー40を効率的に冷却することが可能となっている。本実施形態では、更に、第2バスバー72における第1側Z1の面、第1バスバー71の第3先端部71c、及び、第1バスバー71の第4先端部71dも、第3基準面S3上に配置されるため、これらの各部を、冷却面3aを冷却する冷却装置(固定部93)に近づけて配置して(例えば、固定部93に対向するように配置して)、第1バスバー71や第2バスバー72を効率的に冷却することも可能となっている。
 更には、スイッチング素子ユニット10の製造時においてモールドユニット3が固定部93に対して第2側Z2から圧着固定される場合には、第3基準面S3上に配置される複数の部分を、モールドユニット3に対する押圧荷重を受ける支持部とすることができる。すなわち、出力バスバー40、第1バスバー71、及び第2バスバー72のそれぞれを、第2側Z2の端面を上述した被押圧部として機能させると共に、第1側Z1の端面をここで述べた支持部として機能させることができる。これにより、圧着固定時にスイッチング素子組20に対して押圧荷重が作用し難くして、スイッチング素子組20を適切に保護することが可能となっている。
〔その他の実施形態〕
 次に、スイッチング素子ユニット及びスイッチング素子モジュールのその他の実施形態について説明する。
(1)上記の実施形態では、1つのスイッチング素子ユニット10が、相数と同数の第1スイッチング素子31と、相数と同数の第2スイッチング素子32とを備える構成を例として説明した。しかし、そのような構成に限定されることなく、1つのスイッチング素子ユニット10が、相数とは異なる数の第1スイッチング素子31と、相数とは異なる数の第2スイッチング素子32とを備える構成とすることもできる。このような構成の例を図8に示す。
 図8に示す例では、スイッチング素子ユニット10は、図6に示す2つのスイッチング素子ユニット10のケース92を共通化してこれら2つのスイッチング素子ユニット10を一体化したものに相当する。そのため、図8に示すスイッチング素子ユニット10は、図1に示すモールドユニット3を2つ備えており、相数の2倍の第1スイッチング素子31と、相数の2倍の第2スイッチング素子32とを備えている。この場合、1つのスイッチング素子ユニット10により、互いに電気的に並列接続される2つのインバータ回路100(図7参照)が形成される。また、この場合、上記の実施形態とは異なり、1つのスイッチング素子ユニット10は、相数の2倍の数のスイッチング素子組20と、相数の2倍の出力バスバー40とを備える。
 なお、図8に示す構成において、第1方向Xに並ぶ2つの出力バスバー40を一体的に形成し、接続バスバー90が設けられない構成とすることもできる。この場合、上記の実施形態とは異なり、出力バスバー40の第1露出部40aは、第1スイッチング素子31と第2スイッチング素子32とを2つずつ含むスイッチング素子組20に対して第3側X1においてモールド部2から露出するように形成され、出力バスバー40の第2露出部40bは、第1スイッチング素子31と第2スイッチング素子32とを2つずつ含むスイッチング素子組20に対して第4側X2においてモールド部2から露出するように形成される。このように、1つのスイッチング素子組20が、複数の第1スイッチング素子31と複数の第2スイッチング素子32とを含む構成とすることもできる。
(2)上記の実施形態では、回転電機MGを、複数相の交流電力で駆動される交流回転電機としたが、回転電機MGを、単相の交流電力で駆動される交流回転電機とすることもできる。この場合、スイッチング素子ユニット10が、上記の実施形態のように相数と同数(具体的には3つ)ではなく、2つのスイッチング素子組20を備える構成とすることができる。
(3)上記の実施形態では、1つのスイッチング素子ユニット10が、1つのインバータ回路100を構成するために必要な個数(上記の実施形態では、3つ)のスイッチング素子組20を備える構成を例として説明した。しかし、そのような構成に限定されることなく、1つのスイッチング素子ユニット10が、1つのインバータ回路100を構成するために必要な個数未満のスイッチング素子組20(例えば、1つのスイッチング素子組20)を備え、複数のスイッチング素子ユニット10(例えば、第2方向Yに並んで配置される複数のスイッチング素子ユニット10)によって1つのインバータ回路100が形成される構成としてもよい。
(4)上記の実施形態では、第1スイッチング素子ユニット11の第2露出部40bと、第2スイッチング素子ユニット12の第1露出部40aとが、第1方向Xに沿って配置された接続バスバー90により接続される構成を例として説明した。しかし、そのような構成に限定されることなく、出力バスバー40を、第1スイッチング素子ユニット11の第2露出部40bと第2スイッチング素子ユニット12の第1露出部40aとを接触させることができるような形状に形成し、第1スイッチング素子ユニット11の第2露出部40bと第2スイッチング素子ユニット12の第1露出部40aとが、直接接続される構成とすることもできる。
(5)上記の実施形態では、第2部分62の先端部である第1先端部62aと、第2接合部52bにおける第2側Z2の面と、第3部分63における第2側Z2の面とが、第1基準面S1に平行な同一平面上(第2基準面S2上)に配置される構成を例として説明した。しかし、そのような構成に限定されることなく、例えば、第1先端部62aが、第3方向Zにおいて、第2接合部52bにおける第2側Z2の面や第3部分63における第2側Z2の面とは異なる位置に配置される構成とすることもできる。
(6)上記の実施形態では、出力バスバー40の第2延在部52aが第4部分64を備える構成を例として説明した。しかし、そのような構成に限定されることなく、第2延在部52aが第4部分64を備えない構成とすることもできる。
(7)上記の実施形態では、第1露出部40a及び第2露出部40bの双方が、出力バスバー40におけるモールド部2から第2側Z2に露出する領域により構成される例を説明した。しかし、そのような構成に限定されることなく、第1露出部40aが、出力バスバー40におけるモールド部2から第3側X1に露出する領域により構成され、或いは、第1露出部40aが、出力バスバー40におけるモールド部2から第2側Z2に露出する領域と第3側X1に露出する領域との双方により構成されてもよい。また、第2露出部40bが、出力バスバー40におけるモールド部2から第4側X2に露出する領域により構成され、或いは、第2露出部40bが、出力バスバー40におけるモールド部2から第2側Z2に露出する領域と第4側X2に露出する領域との双方により構成されてもよい。
(8)上記の実施形態では、第3露出部71a及び第4露出部71bの双方が、第1バスバー71におけるモールド部2から第2側Z2に露出する領域により構成される例を説明した。しかし、そのような構成に限定されることなく、第3露出部71aが、第1バスバー71におけるモールド部2から第5側Y1に露出する領域により構成され、或いは、第3露出部71aが、第1バスバー71におけるモールド部2から第2側Z2に露出する領域と第5側Y1に露出する領域との双方により構成されてもよい。また、第4露出部71bが、第1バスバー71におけるモールド部2から第6側Y2に露出する領域により構成され、或いは、第4露出部71bが、第1バスバー71におけるモールド部2から第2側Z2に露出する領域と第6側Y2に露出する領域との双方により構成されてもよい。
(9)上記の実施形態では、第5露出部72a及び第6露出部72bの双方が、第2バスバー72におけるモールド部2から第2側Z2に露出する領域により構成される例を説明した。しかし、そのような構成に限定されることなく、第5露出部72aが、第2バスバー72におけるモールド部2から第5側Y1に露出する領域により構成され、或いは、第5露出部72aが、第2バスバー72におけるモールド部2から第2側Z2に露出する領域と第5側Y1に露出する領域との双方により構成されてもよい。また、第6露出部72bが、第2バスバー72におけるモールド部2から第6側Y2に露出する領域により構成され、或いは、第6露出部72bが、第2バスバー72におけるモールド部2から第2側Z2に露出する領域と第6側Y2に露出する領域との双方により構成されてもよい。
(10)上記の実施形態では、第1バスバー71が、複数の第1スイッチング素子31に対して第2方向Yの両側において、モールド部2から露出するように設けられ、第2バスバー72が、複数の第2スイッチング素子32に対して第2方向Yの両側において、モールド部2から露出するように設けられる構成を例として説明した。しかし、そのような構成に限定されることなく、第1バスバー71が、複数の第1スイッチング素子31に対して第2方向Yの一方側のみにおいて、モールド部2から露出するように設けられる構成とすることもできる。また、第2バスバー72が、複数の第2スイッチング素子32に対して第2方向Yの一方側のみにおいて、モールド部2から露出するように設けられる構成とすることもできる。
(11)上記の実施形態では、第1スイッチング素子31と第2スイッチング素子32とが、共通の基準面上(第1基準面S1上)に配置される構成を例として説明した。しかし、そのような構成に限定されることなく、第1スイッチング素子31と第2スイッチング素子32とが、第3方向Z(第1方向X及び第2方向Yの双方に直交する方向)における互いに異なる位置に配置される構成とすることもできる。このような場合等において、上記の実施形態とは異なり、出力バスバー40が屈曲部53を備えず、第1接合部51bと第2接合部52bとが同一平面上に配置される構成とすることもできる。
(12)上記の実施形態では、第1接合部51bが、第1スイッチング素子31の第1側Z1の面に接するように配置され、第2接合部52bが、第2スイッチング素子32の第2側Z2の面に接するように配置される構成を例として説明した。しかし、そのような構成に限定されることなく、第1接合部51bが、第1スイッチング素子31の第2側Z2の面に接するように配置され、第2接合部52bが、第2スイッチング素子32の第1側Z1の面に接するように配置される構成とすることもできる。また、第1接合部51bが、第1スイッチング素子31の第2側Z2の面に接するように配置されると共に、第2接合部52bが、第2スイッチング素子32の第2側Z2の面に接するように配置される構成とし、或いは、第1接合部51bが、第1スイッチング素子31の第1側Z1の面に接するように配置されると共に、第2接合部52bが、第2スイッチング素子32の第1側Z1の面に接するように配置される構成とすることも可能である。このような場合等において、上記の実施形態とは異なり、出力バスバー40が屈曲部53を備えず、第1接合部51bと第2接合部52bとが同一平面上に配置される構成とすることもできる。
(13)上記の実施形態では、スイッチング素子ユニット10が、ケース92によりコンデンサ7と一体化されたユニットである構成を例として説明した。しかし、そのような構成に限定されることなく、コンデンサ7とスイッチング素子ユニット10とが別のケースに収容された構成等、これらが一体化されていない構成とすることもできる。
(14)なお、上述した各実施形態で開示された構成は、矛盾が生じない限り、他の実施形態で開示された構成と組み合わせて適用すること(その他の実施形態として説明した実施形態同士の組み合わせを含む)も可能である。その他の構成に関しても、本明細書において開示された実施形態は全ての点で単なる例示に過ぎない。従って、本開示の趣旨を逸脱しない範囲内で、適宜、種々の改変を行うことが可能である。
〔上記実施形態の概要〕
 以下、上記において説明したスイッチング素子ユニット及びスイッチング素子モジュールの概要について説明する。
 スイッチング素子ユニット(10)は、インバータ回路(100)を構成するためのスイッチング素子組(20)と、直流電源(6)の正極(6P)及び負極(6N)の一方に接続される第1バスバー(71)と、前記直流電源(6)の正極(6P)及び負極(6N)の他方に接続される第2バスバー(72)と、交流機器(MG)に接続される出力バスバー(40)と、モールド部(2)と、を備え、前記スイッチング素子組(20)は、前記第1バスバー(71)及び前記出力バスバー(40)に接続される第1スイッチング素子(31)と、前記第2バスバー(72)及び前記出力バスバー(40)に接続される第2スイッチング素子(32)と、を含み、前記第1スイッチング素子(31)と前記第2スイッチング素子(32)とは、第1方向(X)に並んで配置され、前記出力バスバー(40)は、前記第1スイッチング素子(31)における前記第1バスバー(71)に接する面とは反対側の面に接すると共に、前記第2スイッチング素子(32)における前記第2バスバー(72)に接する面とは反対側の面に接する状態で、前記第1方向(X)に沿って配置され、前記第1スイッチング素子(31)及び前記第2スイッチング素子(32)が、前記モールド部(2)に埋没するように配置され、前記出力バスバー(40)が、前記モールド部(2)に埋没する埋没部(40c)と、前記スイッチング素子組(20)に対して前記第1方向(X)の一方側において前記モールド部(2)から露出する第1露出部(40a)と、前記スイッチング素子組(20)に対して前記第1方向(X)の他方側において前記モールド部(2)から露出する第2露出部(40b)とを備える。
 このような構成のスイッチング素子ユニット(10)を複数並列接続する場合、互いに異なるスイッチング素子ユニット(10)が備える出力バスバー(40)同士、第1バスバー(71)同士、及び第2バスバー(72)同士を接続することで、互いに異なるスイッチング素子ユニット(10)が備えるスイッチング素子同士を電気的に並列接続することができる。上記の構成によれば、出力バスバー(40)が、スイッチング素子組(20)に対して第1方向(X)の両側に、モールド部(2)から露出する露出部(40a,40b)を備えるため、接続対象の複数のスイッチング素子ユニット(10)を同じ向きで第1方向(X)に並べて配置することで、出力バスバー(40)同士を接続するための電気的接続構造を簡素なものとすることができる。具体的には、第1方向(X)に隣接する2つのスイッチング素子ユニット(10)の一方のスイッチング素子ユニット(10)の出力バスバー(40)の第1露出部(40a)と、他方のスイッチング素子ユニット(10)の出力バスバー(40)の第2露出部(40b)とを接続することで、これら2つのスイッチング素子ユニット(10)のいずれのスイッチング素子組(20)も跨ぐことなく出力バスバー(40)同士を接続することができるため、出力バスバー(40)同士を接続するための電気的接続構造を簡素なものとすることができる。
 なお、このように複数のスイッチング素子ユニット(10)を第1方向(X)に並べて配置して、隣接する2つのスイッチング素子ユニット(10)の出力バスバー(40)同士を接続する場合、いずれか1つのスイッチング素子ユニット(10)の出力バスバー(40)を交流機器(MG)に接続することで、これら複数のスイッチング素子ユニット(10)の全ての出力バスバー(40)を交流機器(MG)に電気的に接続することができる。この際、第1方向(X)の端部に配置されるスイッチング素子ユニット(10)の出力バスバー(40)の露出部(40a,40b)のうちの、第1方向(X)に隣接する他のスイッチング素子ユニット(10)の出力バスバー(40)に接続されない露出部を交流機器(MG)に接続することで、出力バスバー(40)同士を接続するための電気的接続構造との干渉を避けて、スイッチング素子ユニット(10)と交流機器(MG)との電気的接続構造を設けることができる。
 以上のように、上記の構成によれば、複数のスイッチング素子ユニット(10)を並列接続する場合に、互いに異なるスイッチング素子ユニット(10)が備えるスイッチング素子同士を電気的に並列接続するための電気的接続構造の簡素化を図ることが可能となる。
 ここで、前記第1スイッチング素子(31)と前記第2スイッチング素子(32)とは、共通の基準面(S1)上に配置され、前記基準面(S1)に直交する直交方向(Z)の一方側を第1側(Z1)とし、前記直交方向(Z)における前記第1側(Z1)とは反対側を第2側(Z2)として、前記出力バスバー(40)は、当該出力バスバー(40)の延在方向の一方側から順に、第1延在部(51a)と、前記第1スイッチング素子(31)の前記第1側(Z1)の面に接する第1接合部(51b)と、前記第2スイッチング素子(32)の前記第2側(Z2)の面に接する第2接合部(52b)と、第2延在部(52a)と、を備え、前記第1延在部(51a)は、前記第1接合部(51b)から前記第1方向(X)に沿って延びる第1部分(61)と、前記第1部分(61)の前記第1接合部(51b)側とは反対側の端部から前記第2側(Z2)に向かって延びる第2部分(62)と、を備え、前記第2延在部(52a)は、前記第2接合部(52b)から前記第1方向(X)に沿って延びる第3部分(63)を備え、前記第2部分(62)における前記モールド部(2)から前記第2側(Z2)に露出している領域が前記第1露出部(40a)を構成し、前記第3部分(63)における前記モールド部(2)から前記第2側(Z2)に露出している領域が前記第2露出部(40b)を構成していると好適である。
 この構成によれば、出力バスバー(40)が、第1スイッチング素子(31)の第1側(Z1)の面に接する第1接合部(51b)と、第2スイッチング素子(32)の第1側(Z1)とは反対側の第2側(Z2)の面に接する第2接合部(52b)とを備える。よって、第1スイッチング素子(31)と第2スイッチング素子(32)とが共通の基準面(S1)上に配置される場合であっても、第1スイッチング素子(31)と第2スイッチング素子(32)とを、同一の面を直交方向(Z)の同じ側に向けて(例えば、ゲート端子等の制御用端子が設けられた面を第2側(Z2)に向けて)配置することができる。そして、上記の構成によれば、第1スイッチング素子(31)及び第2スイッチング素子(32)のこのような配置を実現可能な形状に出力バスバー(40)を形成する場合であっても、第1露出部(40a)及び第2露出部(40b)の双方を備えるように出力バスバー(40)を形成することができる。
 上記のように、前記第2部分(62)における前記モールド部(2)から前記第2側(Z2)に露出している領域が前記第1露出部(40a)を構成し、前記第3部分(63)における前記モールド部(2)から前記第2側(Z2)に露出している領域が前記第2露出部(40b)を構成する構成において、前記第2部分(62)の先端部(62a)と、前記第2接合部(52b)における前記第2側(Z2)の面と、前記第3部分(63)における前記第2側(Z2)の面とが、前記基準面(S1)に平行な同一平面上に配置されていると好適である。
 この構成によれば、スイッチング素子組(20)及び出力バスバー(40)がモールド部(2)によって一体化されたモールドユニット(3)が、固定部(93)に対して第2側(Z2)から圧着固定される場合に、第2部分(62)の先端部(62a)、第2接合部(52b)における第2側(Z2)の面、及び、第3部分(63)における第2側(Z2)の面を、治具等により第1側(Z1)に向けて押圧される被押圧部とすることができる。そして、上記の構成によれば、これら3つの被押圧部が同一平面上に配置されるため、これら3つの被押圧部に対して均等に荷重をかけて、モールドユニット(3)を固定部(93)に対して適切に圧着させることが容易となる。
 また、前記第2延在部(52a)は、前記第3部分(63)の前記第2接合部(52b)側とは反対側の端部から前記第1側(Z1)に向かって延びる第4部分(64)を備え、前記第4部分(64)の先端部(64a)と、前記第1接合部(51b)における前記第1側(Z1)の面と、前記第1部分(61)における前記第1側(Z1)の面とが、前記基準面(S1)に平行な同一平面上に配置されていると好適である。
 この構成によれば、スイッチング素子組(20)及び出力バスバー(40)がモールド部(2)によって一体化されたモールドユニット(3)の第1側(Z1)の面が、冷却装置により冷却される冷却面(3a)とされる場合に、第1接合部(51b)における第1側(Z1)の面や第1部分(61)における第1側(Z1)の面だけでなく、第4部分(64)の先端部(64a)も冷却装置に近づけて(例えば、冷却装置に対向するように)配置することができるため、出力バスバー(40)を効率的に冷却することが可能となる。また、上記の構成によれば、モールドユニット(3)が固定部(93)に対して第2側(Z2)から圧着固定される場合に、圧着固定時のモールドユニット(3)に対する押圧荷重を、第4部分(64)の先端部(64a)と、第1接合部(51b)における第1側(Z1)の面と、第1部分(61)における第1側(Z1)の面とで受けることができる。よって、圧着固定時にスイッチング素子組(20)に対して押圧荷重が作用し難くして、スイッチング素子組(20)を適切に保護することができる。
 上記の各構成のスイッチング素子ユニット(10)において、前記スイッチング素子組(20)を複数備えると共に、複数の前記スイッチング素子組(20)のそれぞれに対応するように複数の前記出力バスバー(40)を備え、複数の前記第1スイッチング素子(31)が、前記第1方向(X)に交差する第2方向(Y)に並んで配置され、複数の前記第2スイッチング素子(32)が、前記第2方向(Y)に並んで配置され、複数の前記出力バスバー(40)が、複数の前記スイッチング素子組(20)の配置に対応して、前記第2方向(Y)に並んで配置されていると好適である。
 この構成によれば、スイッチング素子ユニット(10)が、複数(例えば、インバータ回路(100)の相数と同数)のスイッチング素子組(20)を備える場合であっても、接続対象の複数のスイッチング素子ユニット(10)を同じ向きで第1方向(X)に並べて配置して、隣接する2つのスイッチング素子ユニット(10)における第2方向(Y)の同じ位置に配置された出力バスバー(40)同士を接続することで、出力バスバー(40)同士を接続するための電気的接続構造を簡素なものとすることができる。具体的には、第1方向(X)に隣接する2つのスイッチング素子ユニット(10)の一方のスイッチング素子ユニット(10)の出力バスバー(40)の第1露出部(40a)と、他方のスイッチング素子ユニット(10)の第2方向(Y)の同じ位置に配置された出力バスバー(40)の第2露出部(40b)とを接続することで、これら2つのスイッチング素子ユニット(10)のいずれのスイッチング素子組(20)も跨ぐことなく、更には、他の出力バスバー(40)同士の電気的接続構造も跨ぐことなく、出力バスバー(40)同士を接続することができるため、出力バスバー(40)同士を接続するための電気的接続構造を簡素なものとすることができる。
 上記のように、複数の前記第1スイッチング素子(31)が、前記第2方向(Y)に並んで配置され、複数の前記第2スイッチング素子(32)が、前記第2方向(Y)に並んで配置される構成において、前記第1バスバー(71)及び前記第2バスバー(72)が、前記第2方向(Y)に沿って配置され、前記第1バスバー(71)は、複数の前記第1スイッチング素子(31)に対して前記第2方向(Y)の両側において、前記モールド部(2)から露出するように設けられ、前記第2バスバー(72)は、複数の前記第2スイッチング素子(32)に対して前記第2方向(Y)の両側において、前記モールド部(2)から露出するように設けられていると好適である。
 この構成によれば、接続対象の複数のスイッチング素子ユニット(10)を、第1方向(X)だけでなく第2方向(Y)にも並べて配置する場合に、第2方向(Y)に隣接する2つのスイッチング素子ユニット(10)の第1バスバー(71)同士や第2バスバー(72)同士を接続するための電気的接続構造を簡素なものとすることができる。また、第1バスバー(71)及び第2バスバー(72)をコンデンサ(7)に接続する場合に、第1バスバー(71)及び第2バスバー(72)を第2方向(Y)の両側においてコンデンサ(7)に接続することができるため、スイッチング素子組(20)とコンデンサ(7)との有効配線長を短く抑えてインダクタンスを低減しやすいという利点もある。
 スイッチング素子モジュール(1)は、前記スイッチング素子ユニット(10)を複数備え、複数の前記スイッチング素子ユニット(10)には、前記第1方向(X)に並んで配置される第1スイッチング素子ユニット(11)及び第2スイッチング素子ユニット(12)が含まれ、前記第1方向(X)における前記スイッチング素子組(20)に対して前記第1露出部(40a)が配置される側を第3側(X1)として、前記第2スイッチング素子ユニット(12)に対して前記第1方向(X)における前記第3側(X1)に前記第1スイッチング素子ユニット(11)が配置され、前記第1スイッチング素子ユニット(11)の前記第2露出部(40b)と、前記第2スイッチング素子ユニット(12)の前記第1露出部(40a)とが、前記第1方向(X)に沿って配置された接続バスバー(90)により接続されていると好適である。
 この構成によれば、第1スイッチング素子ユニット(11)及び第2スイッチング素子ユニット(12)のいずれのスイッチング素子組(20)も跨ぐことなく、第1露出部(40a)と第2露出部(40b)とを接続バスバー(90)を介して接続することができるため、第1スイッチング素子ユニット(11)と第2スイッチング素子ユニット(12)との間での出力バスバー(40)同士の電気的接続構造を簡素なものとすることができる。また、上記の構成によれば、第1露出部(40a)と第2露出部(40b)とが直接接続される場合に比べて、第1露出部(40a)や第2露出部(40b)のモールド部(2)からの露出量を小さく抑えることができるため、第1スイッチング素子ユニット(11)や第2スイッチング素子ユニット(12)を単体で用いる場合の配置スペースの小型化を図ることができるという利点もある。
 ここで、前記第1スイッチング素子ユニット(11)及び前記第2スイッチング素子ユニット(12)のそれぞれが、前記スイッチング素子組(20)を構成する前記第1スイッチング素子(31)と前記第2スイッチング素子(32)との直列回路に対して電気的に並列に接続されるコンデンサ(7)と一体化されたユニットであると好適である。
 この構成によれば、第1スイッチング素子ユニット(11)と第2スイッチング素子ユニット(12)とを並列接続することで、コンデンサ(7)の容量も含めてスイッチング素子モジュール(1)全体としての容量を増加させることができる。よって、コンデンサ(7)がスイッチング素子ユニット(10)と一体化されない場合に比べて、複数のスイッチング素子ユニット(10)を並列接続する場合の設計作業や実際の接続作業の簡素化を図ることができる。
 本開示に係るスイッチング素子ユニット及びスイッチング素子モジュールは、上述した各効果のうち、少なくとも1つを奏することができれば良い。
1:スイッチング素子モジュール
2:モールド部
6:直流電源
6P:正極
6N:負極
7:コンデンサ
10:スイッチング素子ユニット
11:第1スイッチング素子ユニット
12:第2スイッチング素子ユニット
20:スイッチング素子組
31:第1スイッチング素子
32:第2スイッチング素子
40:出力バスバー
40a:第1露出部
40b:第2露出部
40c:埋没部
51a:第1延在部
51b:第1接合部
52a:第2延在部
52b:第2接合部
61:第1部分
62:第2部分
62a:第1先端部(第2部分の先端部)
63:第3部分
64:第4部分
64a:第2先端部(第4部分の先端部)
71:第1バスバー
72:第2バスバー
90:接続バスバー
100:インバータ回路
MG:回転電機(交流機器)
S1:第1基準面(基準面)
X:第1方向
X1:第3側
Y:第2方向
Z:第3方向(直交方向)
Z1:第1側
Z2:第2側

Claims (8)

  1.  インバータ回路を構成するためのスイッチング素子組と、直流電源の正極及び負極の一方に接続される第1バスバーと、前記直流電源の正極及び負極の他方に接続される第2バスバーと、交流機器に接続される出力バスバーと、モールド部と、を備えたスイッチング素子ユニットであって、
     前記スイッチング素子組は、前記第1バスバー及び前記出力バスバーに接続される第1スイッチング素子と、前記第2バスバー及び前記出力バスバーに接続される第2スイッチング素子と、を含み、
     前記第1スイッチング素子と前記第2スイッチング素子とは、第1方向に並んで配置され、
     前記出力バスバーは、前記第1スイッチング素子における前記第1バスバーに接する面とは反対側の面に接すると共に、前記第2スイッチング素子における前記第2バスバーに接する面とは反対側の面に接する状態で、前記第1方向に沿って配置され、
     前記第1スイッチング素子及び前記第2スイッチング素子が、前記モールド部に埋没するように配置され、
     前記出力バスバーが、前記モールド部に埋没する埋没部と、前記スイッチング素子組に対して前記第1方向の一方側において前記モールド部から露出する第1露出部と、前記スイッチング素子組に対して前記第1方向の他方側において前記モールド部から露出する第2露出部とを備える、スイッチング素子ユニット。
  2.  前記第1スイッチング素子と前記第2スイッチング素子とは、共通の基準面上に配置され、
     前記基準面に直交する直交方向の一方側を第1側とし、前記直交方向における前記第1側とは反対側を第2側として、
     前記出力バスバーは、当該出力バスバーの延在方向の一方側から順に、第1延在部と、前記第1スイッチング素子の前記第1側の面に接する第1接合部と、前記第2スイッチング素子の前記第2側の面に接する第2接合部と、第2延在部と、を備え、
     前記第1延在部は、前記第1接合部から前記第1方向に沿って延びる第1部分と、前記第1部分の前記第1接合部側とは反対側の端部から前記第2側に向かって延びる第2部分と、を備え、
     前記第2延在部は、前記第2接合部から前記第1方向に沿って延びる第3部分を備え、
     前記第2部分における前記モールド部から前記第2側に露出している領域が前記第1露出部を構成し、
     前記第3部分における前記モールド部から前記第2側に露出している領域が前記第2露出部を構成している、請求項1に記載のスイッチング素子ユニット。
  3.  前記第2部分の先端部と、前記第2接合部における前記第2側の面と、前記第3部分における前記第2側の面とが、前記基準面に平行な同一平面上に配置されている、請求項2に記載のスイッチング素子ユニット。
  4.  前記第2延在部は、前記第3部分の前記第2接合部側とは反対側の端部から前記第1側に向かって延びる第4部分を備え、
     前記第4部分の先端部と、前記第1接合部における前記第1側の面と、前記第1部分における前記第1側の面とが、前記基準面に平行な同一平面上に配置されている、請求項2又は3に記載のスイッチング素子ユニット。
  5.  前記スイッチング素子組を複数備えると共に、複数の前記スイッチング素子組のそれぞれに対応するように複数の前記出力バスバーを備え、
     複数の前記第1スイッチング素子が、前記第1方向に交差する第2方向に並んで配置され、
     複数の前記第2スイッチング素子が、前記第2方向に並んで配置され、
     複数の前記出力バスバーが、複数の前記スイッチング素子組の配置に対応して、前記第2方向に並んで配置されている、請求項1から4のいずれか一項に記載のスイッチング素子ユニット。
  6.  前記第1バスバー及び前記第2バスバーが、前記第2方向に沿って配置され、
     前記第1バスバーは、複数の前記第1スイッチング素子に対して前記第2方向の両側において、前記モールド部から露出するように設けられ、
     前記第2バスバーは、複数の前記第2スイッチング素子に対して前記第2方向の両側において、前記モールド部から露出するように設けられている、請求項5に記載のスイッチング素子ユニット。
  7.  請求項1から6のいずれか一項に記載のスイッチング素子ユニットを複数備え、
     複数の前記スイッチング素子ユニットには、前記第1方向に並んで配置される第1スイッチング素子ユニット及び第2スイッチング素子ユニットが含まれ、
     前記第1方向における前記スイッチング素子組に対して前記第1露出部が配置される側を第3側として、
     前記第2スイッチング素子ユニットに対して前記第1方向における前記第3側に前記第1スイッチング素子ユニットが配置され、
     前記第1スイッチング素子ユニットの前記第2露出部と、前記第2スイッチング素子ユニットの前記第1露出部とが、前記第1方向に沿って配置された接続バスバーにより接続されている、スイッチング素子モジュール。
  8.  前記第1スイッチング素子ユニット及び前記第2スイッチング素子ユニットのそれぞれが、前記スイッチング素子組を構成する前記第1スイッチング素子と前記第2スイッチング素子との直列回路に対して電気的に並列に接続されるコンデンサと一体化されたユニットである、請求項7に記載のスイッチング素子モジュール。
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