WO2022180912A1 - 電力変換装置 - Google Patents

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WO2022180912A1
WO2022180912A1 PCT/JP2021/036280 JP2021036280W WO2022180912A1 WO 2022180912 A1 WO2022180912 A1 WO 2022180912A1 JP 2021036280 W JP2021036280 W JP 2021036280W WO 2022180912 A1 WO2022180912 A1 WO 2022180912A1
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case
leg
base plate
cover
circuit board
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PCT/JP2021/036280
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Inventor
宏文 清水
Original Assignee
日立Astemo株式会社
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    • 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

Definitions

  • the present invention relates to a power converter.
  • Patent Document 1 discloses a first substrate, a second substrate, a first connection portion provided on the first substrate for electrically connecting the first substrate and a control unit on the vehicle side, and the first substrate. a second connection portion provided on the substrate and electrically connecting the first substrate and the second substrate; and a region between the first connection portion and the second connection portion on the first substrate. a fixing portion for fixing the first substrate to a metal member, wherein the second connecting portion is positioned outside an area surrounded by all the fixing portions on the first substrate. It is
  • a power converter includes a case having a cover fixing surface at an opening, a cover fixed to the cover fixing surface, a control circuit board for controlling a power conversion circuit, and the control circuit board.
  • a base plate on which the control circuit board is mounted the base plate having a planar mounting portion on which the control circuit board is mounted, and a bar-shaped leg portion extending toward the cover fixing surface of the case; Both ends of the portion are a base-side end connected to the mounting portion and a leg distal end far from the mounting portion, and the leg distal end includes a first surface that contacts the cover fixing surface; and a second surface forming an acute angle with respect to the first surface. and an inclined surface abutting on the second surface of the leg portion is formed on the inner peripheral side of the case, and the mounting portion is arranged outside the plane where the case and the cover are joined.
  • the power conversion device can be downsized.
  • Front view of power converter Appearance perspective view of power converter An exploded perspective view of a power conversion device Appearance of base plate Enlarged cross-sectional view of the leg Diagram showing the configuration around the base plate Diagram showing comparative example case and comparative example base plate
  • FIG. 1 A first embodiment of a power converter will be described below with reference to FIGS. 1 to 7.
  • FIG. 1 A first embodiment of a power converter will be described below with reference to FIGS. 1 to 7.
  • FIG. 1 A first embodiment of a power converter will be described below with reference to FIGS. 1 to 7.
  • FIG. 1 is a front view of the power converter 700.
  • FIG. 1 the cover 402, the drive circuit board 600, the control circuit board 601, and the base plate 800 are removed in order to illustrate the internal configuration.
  • FIG. 2 is an external perspective view of the power conversion device 700.
  • FIG. 3 is an exploded perspective view of the power conversion device 700.
  • the busbar circuit section 100 shown in FIGS. 1 and 3 transmits DC power between the power semiconductor circuit section 200 and the capacitor circuit section 300 .
  • the AC busbar circuit unit 102 transmits AC signals from the power semiconductor circuit unit 200 to the external connection busbar circuit unit 101 .
  • the capacitor circuit section 300 includes capacitor modules 300a to 300e and smoothes the DC power.
  • the power semiconductor circuit section 200 includes the following three power modules that convert direct current to alternating current. That is, the power semiconductor circuit unit 200 includes a U-phase power module 200U that outputs a U-phase alternating current, a V-phase power module 200V that outputs a V-phase alternating current, and a W-phase power module 200W that outputs a W-phase alternating current. include. Power semiconductor circuit unit 200 is cooled by direct contact with a cooling medium for U-phase power module 200U and W-phase power module 200W.
  • the drive circuit board 600 outputs drive signals to the power semiconductor circuit section 200 .
  • the control circuit board 601 outputs a control signal for controlling the power semiconductor circuit section 200 to the drive circuit board 600 .
  • drive circuit board 600 is arranged at a position facing power semiconductor circuit section 200 with bus bar circuit section 100 interposed therebetween, and is fixed to base plate 800 .
  • the control circuit board 601 is arranged on the same plane as the drive circuit board 600 and fixed to the base plate 800 .
  • the base plate 800 is arranged between the busbar circuit section 100, the drive circuit board 600 and the control circuit board 601, and has a function of shielding radiated electromagnetic noise.
  • the Y capacitor circuit section 301 is composed of a first Y capacitor module 301a and a second Y capacitor module 301b.
  • the first Y capacitor module 301a and the second Y capacitor module 301b are capacitors having a capacity smaller than that of the capacitor modules 300a to 300f of the capacitor circuit section 300, and smooth the ripple current due to common mode noise.
  • the case 400 includes a channel forming portion that stores the power semiconductor circuit portion 200 and forms a channel, and a storage portion that stores the capacitor circuit portion 300 and the like.
  • Leaf spring 405 is arranged above power semiconductor circuit unit 200 to prevent U-phase power module 200U and W-phase power module 200W from popping out due to cooling water pressure.
  • a lower lid 406 is arranged at the bottom of the case 400 to form a flow path.
  • the seal ring 508 seals the flow path formed by the lower lid 406 to prevent leakage of cooling water and entry of water, dust, and the like from the outside.
  • Pipes 407a and 407b are formed in the lower lid 406 for inflow or outflow of cooling water.
  • the case 400 accommodates the capacitor circuit section 300, the power semiconductor circuit section 200, the busbar circuit section 100, the drive circuit board 600, the control circuit board 601, and the like.
  • the cover 402 closes the opening formed in the case 400 to form a storage section.
  • a screw 403 fastens the case 400 and the cover 402 .
  • the external connection busbar circuit unit 101 has external connection terminals 101 a , 101 b , and 101 c corresponding to the respective phases of UVW, and inputs and outputs AC power to and from the power converter 700 .
  • the external connector 511 is attached to the control circuit board 601 and transmits various signals from the outside to the control circuit board 601 .
  • a capacitor facing portion 500 indicated by a dashed box in FIG. 1 is a range in which the capacitor circuit portion 300 is projected onto the busbar circuit portion 100 when viewed from the Z-axis direction of the drive circuit board 600 and the busbar circuit portion 100 .
  • a power semiconductor facing portion 501 indicated by a dashed-dotted line in FIG. 1 is a range in which the power semiconductor circuit portion 200 is projected onto the busbar circuit portion 100 when viewed from the Z-axis direction.
  • a Y-capacitor-facing portion 502 shown in FIG. 1 by a middle-thick line encirclement is a range in which the Y-capacitor circuit portion 301 is projected onto the busbar circuit portion 100 described above when viewed from the Z-axis direction.
  • a ground 509 is a ground point through which common mode current enters the circuit.
  • the relay portion 503 is a region sandwiched between the capacitor facing portion 500 and the power semiconductor facing portion 501 .
  • the side 20 is the side of the busbar circuit section 100 that faces the capacitor facing section 500 at the shortest distance that does not sandwich the facing section with other electrical components.
  • the side 21 is the side of the busbar circuit section 100 facing the Y capacitor facing portion 502 at the shortest distance that does not sandwich the facing portion with the other electric component.
  • FIG. 4 is an external view of the base plate 800.
  • the base plate 800 includes a planar mounting portion 810 , a plurality of leg portions 820 extending from the mounting portion 810 mainly in the Z-axis direction, and a plurality of fixing portions 830 .
  • Each of the legs 820 also slightly extends in the negative direction of the Y-axis and contacts the case 400 and the cover 402 as will be described later.
  • the legs 820 are conductive and contact the case 400 and cover 402 on multiple surfaces to keep the ground impedance of the base plate 800 low.
  • a plurality of legs 820 are similarly provided on the positive side of the Y coordinate, that is, on the far right side in FIG.
  • leg tip portion 828 the side farther from the mounting portion 810
  • base side end portion 829 the root side, that is, the side closer to the mounting portion 810
  • a mounting portion 810 of the base plate 800 has a plurality of slits 811 .
  • the slit 811 is a notch long in the Y-axis direction, and is provided to locally limit the range of deformation of the base plate 800 when a strong force is applied to the leg 820 .
  • the deformation of the base plate 800 mainly occurs in the area on the left side of the left slit 811, and other areas are less affected.
  • the slits 811 absorb the difference in deformation between the adjacent leg portions 820, thereby preventing the base plate 800 from being complicatedly deformed and promoting unexpected deterioration.
  • the fixing part 830 extends from the mounting part 810 in the negative direction of the Z-axis, that is, toward the bottom surface of the case 400, and fixes the case 400 and the base plate 800 using screws.
  • a fixed portion 830 is also provided on the negative side of the X-axis in the base plate 800 .
  • the positive and negative ends of the X-axis of the base plate 800 are fixed to the case 400 by the fixing portions 830
  • the positive and negative ends of the Y-axis are fixed to the case 400 and the cover 402 by the legs 820 .
  • the leg portions 820 are arranged at the positive and negative ends of the Y coordinate on the base plate 800
  • the fixing portion 830 is arranged near the center of the Y coordinate on the base plate 800 .
  • a mounting portion 810 of the base plate 800 has a plurality of ground points 812 electrically connected to the ground potential of the control circuit board 601 .
  • some of the ground points 812 are not labeled for convenience of drawing.
  • a ground point 812 is positioned proximate to the leg portion 820 . The purpose of this is to connect the ground potential of the control circuit board 601 and the potential of the cover 402 and the case 400 with low impedance.
  • the distance between ground point 812 and leg 820 is less than the distance between fixed portion 830 and leg 820, for example. Note that these distances are distances in the XY plane.
  • the distance between the slits 811 is "2L”
  • the distance from the base-side end 829, which is the root of the leg 820, to the ground point 812 is shorter than "L”.
  • a ground point 812 that does not satisfy this relationship may be preliminarily provided.
  • FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view of the leg portion 820.
  • FIG. A region that is an edge of the case 400 and contacts the cover 402 is called a cover fixing surface 400F.
  • the leg portion 820 extends from the mounting portion 810 toward the cover fixing surface 400F.
  • the leg portion 820 has a first surface 821 contacting the cover 402 and a second surface 822 contacting the case on the tip side thereof.
  • a bent portion 45 is provided at the root of the base plate 800 in the leg 820 to facilitate deformation of the leg 820 independently of the mounting portion 810 . A function of the bending portion 45 will be described later.
  • the inclined surface 402S may be provided as a recess only at a position in contact with the first surface 821, or may be provided continuously in the X-axis direction.
  • the leg portion 820 contacts the cover 402 via the first surface 821 and contacts the case 400 via the second surface 822 . Therefore, the leg portion 820 is electrically connected to the case 400 and the cover 402 with low impedance by contacting with a surface rather than a point or line.
  • the leg portion 820, the case 400 and the cover 402 may be brought into contact with each other through a separate member such as conductive grease.
  • first surface 821 and the second surface 822 In order for the first surface 821 and the second surface 822 to reliably contact the cover 402 and the case 400, the dimensions and tolerances are designed to overlap. In other words, it is rational to design the gap formed by the case 400 and the cover 402 so that the tip of the leg 820 is rather difficult to insert. However, in this case, since force is applied to the tip of leg 820 during assembly, the angle ST between first surface 821 and second surface 822 is made larger than 45 degrees, thereby , a force is applied in the positive direction in the Y direction.
  • the leg portion 820 can easily bend in the Y-axis direction and absorb this force. It can also be said that the deformation of the leg 820 is such that the length of the leg 820 projected onto the XY plane where the case 400 and the cover 402 are joined is shortened.
  • a sealing member 400S is arranged on the inner peripheral side of the screw member 403 that fastens the case 400 and the cover 402 and on the outer peripheral side of the position where the leg portion 820 is held.
  • the seal member 400S is shown integrally with a seal groove for storing the seal member 400S, and the seal member 400S and the seal groove surround the entire circumference of the housing space of the case 400. As shown in FIG.
  • the tip of the leg 820 extending from the mounting portion 810 to the Z-axis negative side touches the joint surfaces of the case 400 and the cover 402, so the Z-axis coordinate of the mounting portion 810 is always positive.
  • mounting portion 810 is arranged outside the plane where case 400 and cover 402 are joined.
  • FIG. 6 is a diagram showing the configuration around the base plate 800.
  • FIG. 6 can also be said to be a diagram showing the case 400, the drive circuit board 600, and the control circuit board 601 in addition to the base plate 800 shown in FIG. 4 from substantially the same viewpoint as in FIG. 6, the second surface 822 of the leg 820 is in contact with the case 400 as shown in FIG. Since the cover 402 is not illustrated in FIG. 6, the first surface 821 is displayed as it is.
  • FIG. 6 also shows that the base plate 800 is connected to the drive circuit board 600 and the control circuit board 601 via ground points 812 .
  • FIG. 7 is a diagram showing a comparative example case 400Z and a comparative example base plate 800Z.
  • a difference between the case 400Z of the comparative example and the case 400 described above is that the case 400Z of the comparative example includes a plurality of side struts 700Z in addition to the configuration of the case 400.
  • FIG. The difference between the comparative base plate 800Z and the base plate 800 described above is that the comparative base plate 800Z does not have legs 820 and has side post fixing points 750Z corresponding to the side posts 700Z.
  • the side strut 700Z is a strut that rises from the bottom surface of the comparative example case 400Z in the direction of the comparative example base plate 800Z, that is, in the Z direction, and has a screw groove formed at its tip.
  • the comparative example base plate 800Z is arranged so that the side pillars 700Z and the side pillar fixing points 750Z overlap, and the side pillar fixing points 750Z and the comparative example base plate 800Z are attached using screws from above the side pillar fixing points 750Z. fixed.
  • the comparative example base plate 800Z requires arrangement of the side support fixing points 750Z in addition to the configuration of the base plate 800, the comparative example base plate 800Z requires a larger planar area than the base plate 800. Therefore, the comparative example base plate 800Z has to be larger than the base plate 800 in at least one of the X and Y directions. In other words, the base plate 800 can be made smaller by narrowing the planar mounting portion 810 compared to the comparative example base plate 800Z.
  • the leg portion 820 is removed from the configuration of the base plate 800.
  • the leg portion 820 is not included in the mounting portion 810, even if the leg portion 820 is removed, the required planar area is It does not change.
  • the power conversion device 700 includes a case 400 having a cover fixing surface 400F at an opening, a cover 402 fixed to the cover fixing surface 400F, a control circuit board 601 controlling a power conversion circuit, and a control circuit board 601 and a base plate 800 on which the is mounted.
  • the base plate 800 has a planar mounting portion 810 on which the control circuit board 601 is mounted, and a rod-like leg portion 820 extending toward the cover fixing surface 400F of the case 400 . Both ends of the leg 820 are a base end 829 connected to the mounting portion 810 and a leg tip 828 remote from the mounting portion 810 .
  • a first surface 821 abutting on the cover fixing surface 400 ⁇ /b>F and a second surface 822 forming an acute angle with respect to the first surface 821 are formed on the leg tip 828 .
  • the edge of the cover 402 includes a cover contact portion 402F that is fastened to the cover fixing surface 400F of the case 400, and an inclined surface 402S that contacts the second surface of the leg on the case inner peripheral side of the cover contact portion 402F. and are formed.
  • Case 400, cover 402, and base plate 800 are made of metal.
  • Base plate 800 is electrically connected to case 400 at first surface 821 of leg 820 and electrically connected to cover 402 at second surface 822 of leg 820 . Therefore, the base plate 800 can be electrically connected to the case 400 and the cover 402 with low impedance.
  • the leg 820 has the bent portion 45 so as to be deformable so that the length projected onto the plane where the case 400 and the cover 402 are joined is shortened. Therefore, the leg portion 820 can easily bend in the Y-axis direction, and can absorb the force generated in the Y-axis direction.
  • the angle formed by the first surface 821 and the second surface 822 at the leg tip 828 is larger than 45 degrees and smaller than 90 degrees. Therefore, it is possible to generate a force in the Y-axis direction rather than in the Z-axis direction on the leg portion 820 and absorb this force by deformation of the leg portion 820 .
  • the base plate 800 has a plurality of legs 820;
  • a mounting portion 810 of the base plate 800 has a slit 811 that is a notch between base-side end portions 829 . Therefore, when a strong force is applied to the leg portion 820, the range of deformation of the base plate 800 is locally limited, and deformation of the base plate 800 can be suppressed.
  • the base plate 800 includes a fixed portion 830 connected to the case 400 and a ground point 812 electrically connected to the ground potential of the control circuit board 601 .
  • the distance from ground point 812 to leg 820 is less than the distance from ground point 812 to fixed portion 830 . Since the distance from the ground point 812 to the leg portion 820 is short in this manner, the ground potential of the control circuit board 601 can be reduced in impedance with the case 400 .
  • the distance from the ground point 812 to the base-side end 829 is less than half the distance between the base-side ends 829 . Since the distance from the ground point 812 to the leg portion 820 is short in this manner, the impedance of the ground potential of the control circuit board 601 and the case 400 can be lowered.
  • the bent portion 45 may be provided at a location different from that of the embodiment described above, for example, at the center portion in the longitudinal direction of the leg portion 820 .
  • a portion of the leg portion 820 may be supplemented to function as the bent portion 45 .
  • the entire leg portion 820 may function as the bending portion 45 .
  • one slit 811 is provided between the leg distal ends 828 of the mounting portion 810 .
  • two or more slits 811 may be provided between the leg tip portions 828 .
  • the fixing portions 830 are provided at the positive and negative ends of the mounting portion 810 in the X-axis direction.
  • the fixing portion 830 may be provided near the center of the mounting portion 810 in the X-axis direction.
  • the base plate 800 may have a shield portion connecting the leg portions 820 and extending toward the cover fixing surface 400F. This shield part does not contact case 400 and cover 402 . Leakage of electromagnetic noise can be suppressed by having the shield portion.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Shielding Devices Or Components To Electric Or Magnetic Fields (AREA)

Abstract

電力変換装置は、開口部にカバー固定面を有するケースと、カバー固定面に固定されるカバーと、電力変換回路を制御する制御回路基板と、制御回路基板が搭載されるベースプレートと、を備え、ベースプレートは、制御回路基板が搭載される平面状の搭載部、およびケースのカバー固定面に向かって延びる棒状の脚部を有し、脚部の両端は、搭載部に接続されるベース側端部、および搭載部から遠い脚部先端部であり、脚部先端部には、カバー固定面に当接する第１面と、第１面に対して鋭角をなす第２面と、が形成され、カバーにおける縁部には、ケースのカバー固定面に締結されるカバー固定面と、カバー固定面よりもケースの内周側において脚部の第２面に当接する傾斜面と、が形成され、搭載部は、ケースとカバーとが接合する平面内以外に配される。

Description

電力変換装置
　本発明は、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多くの電装品が用いられ、電力変換装置は必要不可欠である。電力変換装置には様々な要求があり、性能だけでなく小型化も求められている。特許文献１には、第１基板と、第２基板と、上記第１基板に設けられ、上記第１基板と車両側の制御部とを電気的に接続する第１接続部と、上記第１基板に設けられ、上記第１基板と上記第２基板とを電気的に接続する第２接続部と、上記第１基板上の上記第１接続部と上記第２接続部との間の領域において上記第１基板を金属部材に固定する固定部と、を備え、上記第２接続部は、上記第１基板上における全ての上記固定部によって囲まれる領域の外側に位置する、電力変換装置が開示されている。
日本国特開２０１９－１９８２２９号公報
　特許文献１に記載されている発明では、電力変換装置の小型化に改善の余地がある。
　本発明の第１の態様による電力変換装置は、開口部にカバー固定面を有するケースと、前記カバー固定面に固定されるカバーと、電力変換回路を制御する制御回路基板と、前記制御回路基板が搭載されるベースプレートと、を備え、前記ベースプレートは、前記制御回路基板が搭載される平面状の搭載部、および前記ケースの前記カバー固定面に向かって延びる棒状の脚部を有し、前記脚部の両端は、前記搭載部に接続されるベース側端部、および前記搭載部から遠い脚部先端部であり、前記脚部先端部には、前記カバー固定面に当接する第１面と、前記第１面に対して鋭角をなす第２面と、が形成され、前記カバーにおける縁部には、前記ケースの前記カバー固定面に締結されるカバー固定面と、前記カバー固定面よりも前記ケースの内周側において前記脚部の前記第２面に当接する傾斜面と、が形成され、前記搭載部は、前記ケースと前記カバーとが接合する平面内以外に配される。
　本発明によれば、電力変換装置を小型化できる。
電力変換装置の正面図 電力変換装置の外観斜視図 電力変換装置の展開斜視図 ベースプレートの外観図 脚部の断面拡大図 ベースプレートの周辺の構成を示す図 比較例ケースおよび比較例ベースプレートを示す図
―第１の実施の形態―
　以下、図１～図７を参照して、電力変換装置の第１の実施の形態を説明する。
　図１は、電力変換装置７００の正面図である。ただし図１では内部構成を図示するために、カバー４０２、駆動回路基板６００、制御回路基板６０１、およびベースプレート８００を取り外している。図２は、電力変換装置７００の外観斜視図である。図３は、電力変換装置７００の展開斜視図である。
　本実施の形態では、図面間の相関を明示するために相互に直行するＸＹＺ軸を定義し、各図面に記載する。ケース４００およびカバー４０２の開口部はＸＹ平面に広がっており、本実施の形態ではケース４００およびカバー４０２の接合面のＺ軸座標をＺ＝０、すなわちＺ軸座標の原点と定義する。
　図１および図３に示されるバスバー回路部１００は、パワー半導体回路部２００とコンデンサ回路部３００の間で直流電力を伝達する。交流バスバー回路部１０２は、パワー半導体回路部２００からの交流信号を外部接続バスバー回路部１０１へ伝達する。
　コンデンサ回路部３００は、コンデンサモジュール３００ａ～３００ｅを含み、直流電力を平滑化する。パワー半導体回路部２００は、直流電流を交流電流に変換する次の３つのパワーモジュールを含む。すなわちパワー半導体回路部２００は、Ｕ相交流電流を出力するＵ相パワーモジュール２００Ｕと、Ｖ相交流電流を出力するＶ相パワーモジュール２００Ｖと、Ｗ相交流電流を出力するＷ相パワーモジュール２００Ｗとを含む。パワー半導体回路部２００は、Ｕ相パワーモジュール２００ＵおよびＷ相パワーモジュール２００Ｗは、直接的に冷却媒体と接触することによって冷却される。
　駆動回路基板６００は、パワー半導体回路部２００に駆動信号を出力する。制御回路基板６０１は、駆動回路基板６００にパワー半導体回路部２００を制御するための制御信号を出力する。図３に示されるように駆動回路基板６００は、バスバー回路部１００を挟んでパワー半導体回路部２００と対向する位置に配置され、かつベースプレート８００に固定される。制御回路基板６０１は、駆動回路基板６００と同一面に配置され、ベースプレート８００に固定される。
　ベースプレート８００は、バスバー回路部１００と、駆動回路基板６００および制御回路基板６０１との間に配置され、放射される電磁ノイズを遮蔽する機能を有する。Ｙコンデンサ回路部３０１は、第１Ｙコンデンサモジュール３０１ａと、第２Ｙコンデンサモジュール３０１ｂにより構成される。第１Ｙコンデンサモジュール３０１ａおよび第２Ｙコンデンサモジュール３０１ｂは、コンデンサ回路部３００のコンデンサモジュール３００ａ～３００ｆより小さい容量のコンデンサであり、コモンモードノイズによるリップル電流を平滑化する。
　ケース４００は、パワー半導体回路部２００を収納するとともに流路を形成する流路形成部と、コンデンサ回路部３００等を収納する収納部と、を含む。板ばね４０５は、パワー半導体回路部２００の上部に配置され、Ｕ相パワーモジュール２００ＵおよびＷ相パワーモジュール２００Ｗが冷却の水圧により飛び出すことを防止する。下蓋４０６は、ケース４００の底部に配置され流路を形成する。シールリング５０８は、下蓋４０６が形成する流路を密閉し、冷却水の漏れや、水や埃等の外部からの進入を防ぐ。パイプ４０７ａおよび４０７ｂは、下蓋４０６に形成され、冷却水を流入または流出させる。
　ケース４００は、コンデンサ回路部３００、パワー半導体回路部２００、バスバー回路部１００、駆動回路基板６００、および制御回路基板６０１などを収納する。カバー４０２は、ケース４００に形成された開口をふさぎ、収納部を形成する。ねじ４０３は、ケース４００とカバー４０２とを締結する。外部接続バスバー回路部１０１は、ＵＶＷの各相に対応する外部接続端子１０１ａ、１０１ｂ、および１０１ｃを有し、交流電力を電力変換装置７００に入出力する。外部コネクタ５１１は、制御回路基板６０１に付設され、外部からの各種信号を制御回路基板６０１に伝達する。
　図１の破線の囲みで示すコンデンサ対向部５００は、駆動回路基板６００とバスバー回路部１００のＺ軸方向から見た場合の、コンデンサ回路部３００がバスバー回路部１００に投影される範囲である。図１に一点鎖線の囲みで示すパワー半導体対向部５０１は、Ｚ軸方向から見た場合の、パワー半導体回路部２００がバスバー回路部１００に投影される範囲である。図１に中太線の囲みで示すＹコンデンサ対向部５０２は、Ｚ軸方向から見た場合の、Ｙコンデンサ回路部３０１が前述のバスバー回路部１００に投影される範囲である。
　グランド５０９は、コモンモード電流が回路内に侵入する接地点である。中継部５０３は、コンデンサ対向部５００とパワー半導体対向部５０１により挟まれる領域である。辺２０は、コンデンサ対向部５００との間に他の電気部品との対向部も挟まない最短距離で面するバスバー回路部１００の辺である。辺２１は、Ｙコンデンサ対向部５０２との間に他の電気部品との対向部も挟まない最短距離で面するバスバー回路部１００の辺である。以下では、ケース４００、カバー４０２、およびベースプレート８００の関係について詳しく説明する。
　図４は、ベースプレート８００の外観図である。ベースプレート８００は、平面状の搭載部８１０と、搭載部８１０から主にＺ軸方向に伸びる複数の脚部８２０と、複数の固定部８３０とを備える。脚部８２０のそれぞれは、Ｙ軸のマイナス方向にもわずかに伸びており、後述するようにケース４００およびカバー４０２に接する。脚部８２０は導電性であり、ケース４００およびカバー４０２と複数の面で接することでベースプレート８００のグランドインピーダンスを小さく保つ。なお図面には示されていないが、Ｙ座標のプラス側、すなわち図４における右奥の辺にも同様に複数の脚部８２０が設けられている。
　本実施の形態では、脚部８２０の両端のうち搭載部８１０から遠い側を脚部先端部８２８と呼び、根元側、すなわち搭載部８１０に近い側をベース側端部８２９と呼ぶ。脚部８２０の詳細な構成は後に詳述する。
　ベースプレート８００の搭載部８１０は、複数のスリット８１１を備える。スリット８１１は、Ｙ軸方向に長い切り欠きであり、脚部８２０に強い力が加わった際にベースプレート８００が変形する範囲を局所的に留めるために設けられる。たとえば図４の左端に示す脚部８２０に強い力が加わった際には、ベースプレート８００の変形は左側のスリット８１１の左側の領域が主に変形し、他の領域は影響を受けにくい。またこのスリット８１１は、隣接する脚部８２０同士の変形の差を吸収することで、ベースプレート８００が複雑に変形して想定外の劣化が促進することを防止できる。
　固定部８３０は、搭載部８１０からＺ軸のマイナス方向、すなわちケース４００の底面に向かって伸びており、ネジを用いてケース４００とベースプレート８００とを固定する。なお図４では作図の都合により記載していないが、ベースプレート８００におけるＸ軸のマイナス側にも固定部８３０が設けられている。すなわちベースプレート８００は、Ｘ軸の正負の端部が固定部８３０によりケース４００と固定され、Ｙ軸の正負の端部が脚部８２０によりケース４００およびカバー４０２と固定される。
　また、脚部８２０はベースプレート８００におけるＹ座標の正負の端部に配され、固定部８３０はベースプレート８００におけるＹ座標の中央付近に配される。固定部８３０を脚部８２０と離して配置することにより、脚部８２０の屈曲等による変形時の搭載部８１０へ発生する応力が局所に集中することなく、ベースプレート８００全体のたわみ等で受けることができる。
　ベースプレート８００の搭載部８１０は、制御回路基板６０１のグランド電位と電気的に接続されるグランド点８１２を複数備える。図４では作図の都合により一部のグランド点８１２には符号を付していない。搭載部８１０において、グランド点８１２は脚部８２０と近接して配される。これは、制御回路基板６０１のグランド電位と、カバー４０２およびケース４００の電位とを低いインピーダンスで接続することが目的である。グランド点８１２と脚部８２０との距離は、たとえば固定部８３０と脚部８２０との距離よりも短い。なおこれらの距離とは、ＸＹ平面内の距離である。
　また、スリット８１１同士の距離を「２Ｌ」とすると、脚部８２０の根元であるベース側端部８２９からグランド点８１２までの距離は、「Ｌ」よりも短い。ただしこの関係を満たさないグランド点８１２を予備的に設けてもよい。
　図５は、脚部８２０の断面拡大図である。ケース４００における縁部であって、カバー４０２と接する領域をカバー固定面４００Ｆと呼ぶ。脚部８２０は、搭載部８１０からカバー固定面４００Ｆに向かって延びている。脚部８２０は、その先端側において、カバー４０２と当接する第１面８２１と、ケースと当接する第２面８２２が形成される。また脚部８２０におけるベースプレート８００の付け根には、脚部８２０が搭載部８１０とは独立して変形することを容易にする屈曲部４５が設けられる。屈曲部４５の働きについては後述する。
　カバー４０２における縁部には、図５の右下に示すように、ケース４００のカバー固定面４００Ｆに締結されるカバー当接部４０２Ｆと、カバー当接部４０２Ｆよりもケース４００の内周側において脚部８２０の第１面８２１に当接する傾斜面４０２Ｓと、が形成される。傾斜面４０２Ｓは、第１面８２１と接する位置のみが凹部として設けられてもよいし、Ｘ軸方向に連続的に設けられてもよい。
　脚部８２０は、第１面８２１を介してカバー４０２と接触し、第２面８２２を介してケース４００と接触する。そのため脚部８２０は、点や線ではなく面で接触することにより、ケース４００およびカバー４０２と低いインピーダンスで電気的に接続される。なお脚部８２０とケース４００およびカバー４０２は、導電性のグリス等の別部材を介して接触してもよい。
　第１面８２１および第２面８２２が、カバー４０２およびケース４００と確実に接触するためには、寸法や公差を重複ぎみに設計することになる。換言すると、ケース４００およびカバー４０２により形成される隙間に対して、どちらかと言えば脚部８２０の先端が挿入しにくいようにきつめに設計することが合理的である。ただしこの場合には、組み立ての際に脚部８２０の先端には力が加わるため、第１面８２１と第２面８２２のなす角度ＳＴを４５度よりも大きくすることにより、脚部８２０の先端にはＹ方向プラス側に付勢する向きに力を働かせる。
　そして脚部８２０の付け根である屈曲部４５には切り欠きが設けられているので、脚部８２０はＹ軸方向に容易にたわむことができ、この力を吸収することができる。脚部８２０の変形は、ケース４００とカバー４０２とが接合するＸＹ平面に射影される脚部８２０の長さが短くなるように変形する、とも言える。
　ケース４００とカバー４０２とを締結するねじ部材４０３よりも内周側、かつ脚部８２０が挟持される位置よりも外周側には、シール部材４００Ｓが配置される。図５ではシール部材４００Ｓはシール部材４００Ｓを格納するためのシール溝と一体に記載されており、シール部材４００Ｓおよびシール溝は、ケース４００の収容空間全周を囲んでいる。
　前述のとおり、ケース４００およびカバー４０２の接合面のＺ軸座標をＺ＝０と定義した。図６に示すように、搭載部８１０からＺ軸マイナス側に伸びる脚部８２０の先端がケース４００およびカバー４０２の接合面に接するので、搭載部８１０のＺ軸座標は必ずプラスである。換言すると本実施の形態では、搭載部８１０はケース４００とカバー４０２とが接合する平面内以外に配されている。
　図６は、ベースプレート８００の周辺の構成を示す図である。図６は、図４と略同一の視点で図４に示すベースプレート８００に加えて、ケース４００、駆動回路基板６００、および制御回路基板６０１を示した図とも言える。図６では、図５に示したように脚部８２０の第２面８２２がケース４００に接している。図６ではカバー４０２を図示していないので、第１面８２１がそのまま表示されている。また図６では、グランド点８１２を介してベースプレート８００が駆動回路基板６００および制御回路基板６０１と接続されることが示されている。
（比較例）
　図７は、比較例ケース４００Ｚおよび比較例ベースプレート８００Ｚを示す図である。比較例ケース４００Ｚと、上述したケース４００との相違点は、比較例ケース４００Ｚはケース４００の構成に加えて側部支柱７００Ｚを複数備える点である。比較例ベースプレート８００Ｚと、上述したベースプレート８００との相違点は、比較例ベースプレート８００Ｚは脚部８２０を備えない点、および側部支柱７００Ｚに対応する側部支柱固定点７５０Ｚを備える点である。
　側部支柱７００Ｚは、比較例ケース４００Ｚの底面から比較例ベースプレート８００Ｚの方向、すなわちＺ方向に立ち上がる支柱であり、先端にはネジ溝が形成される。側部支柱７００Ｚと側部支柱固定点７５０Ｚとが重なるように比較例ベースプレート８００Ｚを配置し、側部支柱固定点７５０Ｚの上からネジを用いて側部支柱固定点７５０Ｚと比較例ベースプレート８００Ｚとを固定する。
　比較例ベースプレート８００Ｚは、ベースプレート８００の構成に加えて側部支柱固定点７５０Ｚを配置する必要があるので、比較例ベースプレート８００Ｚはベースプレート８００よりも広い平面状の面積が必要になる。そのため、比較例ベースプレート８００Ｚはベースプレート８００に比べてＸ方向およびＹ方向の少なくとも一方の寸法が大きくならざるを得ない。換言するとベースプレート８００は、比較例ベースプレート８００Ｚに比べて平面状の搭載部８１０を狭くすることができ、小型化できる。
　なお比較例ベースプレート８００Ｚは、ベースプレート８００の構成から脚部８２０が削除されているが、脚部８２０は搭載部８１０には含まれないので脚部８２０が削除されても必要な平面上の面積は変化しない。
　上述した第１の実施の形態によれば、次の作用効果が得られる。
（１）電力変換装置７００は、開口部にカバー固定面４００Ｆを有するケース４００と、カバー固定面４００Ｆに固定されるカバー４０２と、電力変換回路を制御する制御回路基板６０１と、制御回路基板６０１が搭載されるベースプレート８００と、を備える。ベースプレート８００は、制御回路基板６０１が搭載される平面状の搭載部８１０、およびケース４００のカバー固定面４００Ｆに向かって延びる棒状の脚部８２０を有する。脚部８２０の両端は、搭載部８１０に接続されるベース側端部８２９、および搭載部８１０から遠い脚部先端部８２８である。脚部先端部８２８には、カバー固定面４００Ｆに当接する第１面８２１と、第１面８２１に対して鋭角をなす第２面８２２と、が形成される。カバー４０２における縁部には、ケース４００のカバー固定面４００Ｆに締結されるカバー当接部４０２Ｆと、カバー当接部４０２Ｆよりもケース内周側において脚部の第２面に当接する傾斜面４０２Ｓと、が形成される。ベースプレート８００は、ケース４００とカバー４０２とが接合する平面内以外、すなわちＺ＝０のＸＹ平面以外に配される。そのため、図７に示した比較例のようにケース４００との固定のための領域を搭載部８１０に設ける必要がないため搭載部８１０を小さくでき、電力変換装置７００を小型化できる。なお、ベースプレート８００をケース４００とカバー４０２とが接合する平面内に配することで搭載部８１０を小さくする構成も考えられるが、この場合にはベースプレート８００のＺ方向の位置が制限され設計の自由度が低下するので好ましくない。
（２）ケース４００、カバー４０２、およびベースプレート８００は金属製である。ベースプレート８００は、脚部８２０の第１面８２１においてケース４００と電気的に導通され、かつ脚部８２０の第２面８２２においてカバー４０２と電気的に導通される。そのためベースプレート８００は、ケース４００およびカバー４０２と低いインピーダンスで電気的に接続できる。
（３）脚部８２０は屈曲部４５を有することで、ケース４００とカバー４０２とが接合する平面に射影される長さが短くなるように変形可能に構成される。そのため、脚部８２０はＹ軸方向に容易にたわむことができ、Ｙ軸方向に生じる力を吸収できる。
（４）脚部先端部８２８における第１面８２１と第２面８２２とがなす角は、４５度よりも大きく９０度よりも小さい。そのため、脚部８２０に対してＺ軸方向よりもＹ軸方向に力を生じさせ、脚部８２０の変形によりこの力を吸収させることができる。
（５）ベースプレート８００は複数の脚部８２０を有する。ベースプレート８００の搭載部８１０は、ベース側端部８２９同士の間に切れ込みであるスリット８１１を有する。そのため、脚部８２０に強い力が加わった際にベースプレート８００が変形する範囲を局所的に留め、ベースプレート８００の変形を抑制できる。
（６）ベースプレート８００は、ケース４００と接続される固定部８３０、および制御回路基板６０１のグランド電位と電気的に接続されるグランド点８１２を備える。グランド点８１２から脚部８２０までの距離は、グランド点８１２から固定部８３０までの距離よりも短い。このように、グランド点８１２から脚部８２０までの距離が短いので、制御回路基板６０１のグランド電位をケース４００とのインピーダンスを低くできる。
（７）グランド点８１２からベース側端部８２９までの距離は、ベース側端部８２９同士の距離の半分よりも短い。このようにグランド点８１２から脚部８２０までの距離が短いので、制御回路基板６０１のグランド電位をケース４００とのインピーダンスを低くできる。
（変形例１）
　屈曲部４５は、上述した実施の形態とは異なる場所、たとえば脚部８２０の長さ方向中央部に設けてもよい。また脚部８２０の一部分を補足することで屈曲部４５として機能させてもよい。さらに、脚部８２０の合成を搭載部８１０よりも弱くすることで、脚部８２０の全体を屈曲部４５として機能させてもよい。
（変形例２）
　上述した実施の形態では、搭載部８１０における脚部先端部８２８同士の間にスリット８１１を１つずつ設けた。しかし脚部先端部８２８同士の間にスリット８１１を２以上設けてもよい。
（変形例３）
　上述した実施の形態では、固定部８３０は搭載部８１０のＸ軸方向の正負の端部に設けられた。しかし固定部８３０を搭載部８１０のＸ軸方向中央付近に設けてもよい。
（変形例４）
　ベースプレート８００は、脚部８２０同士を接続しカバー固定面４００Ｆに向かって延びるシールド部を有してもよい。このシールド部はケース４００およびカバー４０２には接触しない。シールド部を有することにより、電磁ノイズの漏れ出しを抑制できる。
　上述した変形例は、それぞれ組み合わせてもよい。上記では、種々の実施の形態および変形例を説明したが、本発明はこれらの内容に限定されるものではない。本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の態様も本発明の範囲内に含まれる。
４５…屈曲部
４００…ケース
４０２…カバー
４０２Ｆ…カバー当接部
４０２Ｓ…傾斜面４０２Ｓ
６００…駆動回路基板
６０１…制御回路基板
７００…電力変換装置
８００…ベースプレート
８１０…搭載部
８１１…スリット
８１２…グランド点
８２０…脚部
８２１…第１面
８２２…第２面
８２８…脚部先端部
８２９…ベース側端部
８３０…固定部

Claims (8)

  1. 　開口部にカバー固定面を有するケースと、
    　前記カバー固定面に固定されるカバーと、
    　電力変換回路を制御する制御回路基板と、
    　前記制御回路基板が搭載されるベースプレートと、を備え、
    　前記ベースプレートは、前記制御回路基板が搭載される平面状の搭載部、および前記ケースの前記カバー固定面に向かって延びる棒状の脚部を有し、
    　前記脚部の両端は、前記搭載部に接続されるベース側端部、および前記搭載部から遠い脚部先端部であり、
    　前記脚部先端部には、前記カバー固定面に当接する第１面と、前記第１面に対して鋭角をなす第２面と、が形成され、
    　前記カバーにおける縁部には、前記ケースの前記カバー固定面に締結されるカバー固定面と、前記カバー固定面よりも前記ケースの内周側において前記脚部の前記第２面に当接する傾斜面と、が形成され、
    　前記搭載部は、前記ケースと前記カバーとが接合する平面内以外に配される電力変換装置。
  2. 　請求項１に記載の電力変換装置において、
    　前記ケース、前記カバー、および前記ベースプレートは金属製であり、
    　前記ベースプレートは、前記脚部の前記第１面において前記ケースと電気的に導通され、かつ前記脚部の前記第２面において前記カバーと電気的に導通される電力変換装置。
  3. 　請求項１に記載の電力変換装置において、
    　前記脚部は、前記ケースと前記カバーとが接合する平面に射影される長さが短くなるように変形可能に構成される電力変換装置。
  4. 　請求項３に記載の電力変換装置において、
    　前記脚部先端部における前記第１面と前記第２面とがなす角は、４５度よりも大きく９０度よりも小さい電力変換装置。
  5. 　請求項３に記載の電力変換装置において、
    　前記ベースプレートは複数の前記脚部を有し、
    　前記ベースプレートの前記搭載部は、前記ベース側端部同士の間に切れ込みであるスリットを有する電力変換装置。
  6. 　請求項４に記載の電力変換装置において、
    　前記ベースプレートは、前記ケースと接続される固定部、および前記制御回路基板のグランド電位と電気的に接続されるグランド点をさらに備え、
    　前記グランド点から前記脚部までの距離は、前記グランド点から前記固定部までの距離よりも短い電力変換装置。
  7. 　請求項３に記載の電力変換装置において、
    　前記ベースプレートは複数の前記脚部を有し、
    　前記ベースプレートは、前記ケースと接続される固定部、および前記制御回路基板のグランド電位と電気的に接続されるグランド点をさらに備え、
    　前記グランド点から前記ベース側端部までの距離は、前記ベース側端部同士の距離の半分よりも短い電力変換装置。
  8. 　請求項５に記載の電力変換装置において、
    　前記ベースプレートは、前記ケースと接続される固定部、および前記制御回路基板のグランド電位と電気的に接続されるグランド点をさらに備え、
    　前記グランド点から前記ベース側端部までの距離は、前記ベース側端部同士の距離の半分よりも短い電力変換装置。
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004221460A (ja) * 2003-01-17 2004-08-05 Matsushita Electric Ind Co Ltd 半導体部品、半導体装置、及び該半導体装置の製造方法
WO2015173855A1 (ja) * 2014-05-12 2015-11-19 三菱電機株式会社 制御装置一体型回転電機及びその製造方法
JP2019198229A (ja) * 2019-08-23 2019-11-14 株式会社デンソー 電力変換装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004221460A (ja) * 2003-01-17 2004-08-05 Matsushita Electric Ind Co Ltd 半導体部品、半導体装置、及び該半導体装置の製造方法
WO2015173855A1 (ja) * 2014-05-12 2015-11-19 三菱電機株式会社 制御装置一体型回転電機及びその製造方法
JP2019198229A (ja) * 2019-08-23 2019-11-14 株式会社デンソー 電力変換装置

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