JP2005328651A

JP2005328651A - 電力変換装置

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Publication number: JP2005328651A
Application number: JP2004145141A
Authority: JP
Inventors: Toshinori Yamane; 敏則山根; Ryuichi Ishii; 隆一石井; Seiji Ishibashi; 誠司石橋
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2004-05-14
Filing date: 2004-05-14
Publication date: 2005-11-24
Anticipated expiration: 2024-05-14
Also published as: JP3856799B2

Abstract

【課題】平滑用コンデンサ基板と直流入力配線との接続部の発熱を抑え、信頼性の高い電力変換装置を得る。
【解決手段】絶縁基板１１上にフリーホイールダイオード３と共に搭載されて、スイッチングにより電力変換を行うスイッチング素子２と、スイッチング素子２の駆動回路部及び制御回路部を両面に組み込んだ駆動制御回路基板１６と、スイッチング素子２に供給する直流電源の電圧変動を抑制する平滑用コンデンサ４と、平滑用コンデンサ４を実装する平滑用コンデンサ基板１７とを備えた電力変換装置において、直流入力配線１３と接続する平滑用コンデンサ基板１７の直流入力配線接続部に金属ブッシュ２１を取り付け、金属ブッシュ２１を介して接続するように構成した。
【選択図】図２

Description

この発明は、スイッチングにより電力変換を行うスイッチング素子を備えた電力変換装置に関するものである。

直流電源を三相交流に変換して三相交流モータ等の交流負荷を駆動する従来の電力変換装置は、スイッチングにより電力変換を行うスイッチング素子と、このスイッチング素子を駆動する駆動回路部と、スイッチング素子に供給する電源の電圧変動を抑制する平滑用コンデンサと、駆動回路部に制御信号を出力してスイッチング素子を制御する制御回路部とを備えて構成されている。具体的な部品の構成例としては、例えば、主要部はケース内にスイッチングパワーモジュールとして収納されており、このスイッチングパワーモジュールは、銅などで構成されたベース上に、スイッチング素子及びフリーホイールダイオードを搭載するセラミック基板等の絶縁基板が配置され、これらを収納する樹脂部が同じくベース上に形成され、この樹脂部には、直流入力配線（Ｐ、Ｎ）と交流出力配線（Ｕ，Ｖ，Ｗ）と駆動制御回路基板接続配線とがインサート成形されている。セラミック基板の上方に、平滑用コンデンサを実装した平滑用コンデンサ基板が配置され、樹脂部にインサート成形された直流入力配線（Ｐ，Ｎ）の接続部に、ねじ止めにより電気的に接続されている。更にその上部には、駆動回路部及び制御回路部が両面に組み込まれた駆動制御回路基板が、樹脂部にインサート成形された駆動制御回路基板接続配線に半田付けによって固定されて構成されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０００−３３３４７６号公報（第４頁、図２）

従来のように構成された電力変換装置では、平滑用コンデンサ基板と樹脂部にインサート成形された直流入力配線との接続部は、ねじによって直接平滑用コンデンサ基板を直流入力配線に締め付けて固定されている。通常、この接続部分には数十Ａ程度の大電流が流れる場合があるので、この発熱により、長期間使用しているうちに平滑用コンデンサ基板の樹脂部が劣化して、ねじの締め付けトルクが低下してくる場合がある。締め付けトルクが低下すると、締付部で異常発熱を起こし、それが更に樹脂部の劣化を促進させるという問題点があった。

この発明の電力変換装置は、上記のような問題点を解消するためになされたもので、平滑用コンデンサ基板と直流入力配線との接続部の発熱を抑制できる、信頼性の高い電力変換装置を得ることを目的としている。

この発明に係わる電力変換装置は、スイッチングにより電力変換を行うスイッチング素子と、スイッチング素子を駆動する駆動回路部と、スイッチング素子に供給する直流電源の電圧変動を抑制する平滑用コンデンサと、駆動回路部に制御信号を出力してスイッチング素子を制御する制御回路部とを備えた電力変換装置において、平滑用コンデンサを実装した平滑用コンデンサ基板の正極及び負極の各直流入力配線接続部に金属ブッシュを取り付け、直流電源へ接続される直流入力配線に、金属ブッシュを介して直流入力配線接続部を接続したものである。

この発明の電力変換装置によれば、平滑用コンデンサを実装した平滑用コンデンサ基板の正極（Ｐ）及び負極（Ｎ）の各直流入力配線接続部に金属ブッシュを取り付け、金属ブッシュを介して直流入力配線に接続するようにしたので、長期間使用しても平滑用コンデンサ基板の樹脂部が劣化してねじの締め付けトルクが低下してしまうことがなく、従って、この接続部分で異常発熱を起こすのを防止することができる。

実施の形態１．
本発明の一実施の形態を図に基づいて説明する。以下の説明では、三相交流モータを駆動するインバータに関する実施の形態を述べるが、本発明はこれ以外の電力変換装置に対しても適用可能である。
図１は、この発明の実施の形態１の電力変換装置を示す回路ブロック図である。図に示すように、電力変換装置は、スイッチングにより電力変換を行うスイッチング素子２を有するスイッチングパワーモジュール１を備えており、直流電源７からの直流電力を三相交流に変換して三相交流モータ等の三相交流負荷８に供給するものである。
これを電気自動車に利用した場合を例にとると、車両を始動または加速する際には、バッテリである直流電源７の放電出力を直流から三相交流に変換して三相交流モータである交流負荷８を駆動する。また、車両を回生制動する際には、交流負荷８からの回生電力を三相交流から直流に変換してバッテリである直流電源７に戻す。

まず、図に従って全体の構成を説明する。スイッチングパワーモジュール１は、直流から三相交流へ電力変換を行うトランジスタやＩＧＢＴ、ＭＯＳＦＥＴ等のスイッチング素子２と、このスイッチング素子２に逆並列接続されたフリーホイールダイオード３との組が２組直列に接続されて１アームをなし、三相分として３アームでひとつのブリッジを構成している。そして、アームの一端が直流電源７の正極（Ｐ）に、他端が負極（Ｎ）に接続され、直列接続された二つのスイッチング素子２の接続点が交流出力の端子となっている。また、スイッチング素子２に供給する直流電源７の電圧変動を抑制し、電圧の跳ね上がり等を平滑する平滑用コンデンサ４が直流電源７に並列に接続されている。更に、スイッチング素子２を駆動する駆動回路部５と、駆動回路部５に制御信号を出力してスイッチング素子２を制御する制御回路部６とを備えている。
なお、駆動回路部５及び制御回路部６は、三相交流モータ等の交流負荷８を駆動及び制御する一般的な回路であるため、詳細図示及び説明は省略する。

図２は、図１の電力変換装置の内部構成を示す側面断面図である。図において、ケース９内のスイッチングパワーモジュール１は、例えば銅で構成されたベース板１０と、このベース板１０上に設けられてスイッチング素子２及びフリーホイールダイオード３を搭載するセラミック等でできた絶縁基板１１と、ベース板１０上に設けられて絶縁基板１１を収納する樹脂部１２と、樹脂部１２にインサート成型された直流入力配線１３（Ｐ，Ｎ），交流出力配線１４（Ｕ，Ｖ，Ｗ）及び駆動制御回路基板接続配線１５と、駆動回路部５及び制御回路部６が両面に組み込まれた駆動制御回路基板１６と、絶縁基板１１と駆動制御回路基板１６との間に取り付けられて平滑用コンデンサ４を実装した平滑用コンデンサ基板１７と、絶縁基板１１と平滑用コンデンサ基板１７との間に充填されたシリコン系ゲルからなるゲル状充填材１８とを備えている。このゲル状充填材１８は、湿気や塵埃などによりスイッチング素子２が故障または誤動作しないように、スイッチング素子２，フリーホイールダイオード３及び接続導体１９を保護する役目を持つものである。

ケース９には、空冷，水冷，油冷等でスイッチング素子２を冷却する冷却部材２０が取り付けられている。スイッチング素子２から発生するジュール熱は、絶縁基板１１及びベース板１０を介して冷却部材２０に放熱されて、スイッチング素子２は冷却されるようになっている。

スイッチング素子２及びフリーホイールダイオード３は、図では１組のみ見えているが、２組を１セットとして、図の紙面に垂直方向にＵ，Ｖ，Ｗと三相分並置されており、これに対応する平滑用コンデンサ４と平滑用コンデンサ基板１７に接続される直流入力配線１３（Ｐ，Ｎ）とが、同じく三相分、交流出力Ｕ，Ｖ，Ｗ各相に対応させて紙面に垂直方向に分割配置されている。なお、直流入力配線１３は、平滑用コンデンサ基板１７との接続部では各相に分割配置されているが、樹脂部１２の内部で組み替えて、スイッチングパワーモジュール１の端子として外部に現れる部分ではＰとＮの２端子としてよい。

次に、各構成部品の接続方法を説明する。スイッチング素子２及びフリーホイールダイオード３は、ベース板１０上に設けられた導体パターン付きの絶縁基板１１に半田等の接着部材で固定されている。このスイッチング素子２及びフリーホイールダイオード３と直流入力配線１３（Ｐ，Ｎ），交流出力配線１４（Ｕ，Ｖ，Ｗ）及び駆動制御回路基板接続配線１５とは、ワイヤボンディング等の接続導体１９によって接続されている。また、駆動制御回路基板接続配線１５と駆動制御回路基板１６とは、半田等にて電気的に接続されている。

平滑用コンデンサ４は、複数個のコンデンサが並列接続されて構成され、これら複数個のコンデンサは、平滑用コンデンサ基板１７の絶縁基板１１と対向する面に実装されている。なお、平滑用コンデンサとしてはセラミックコンデンサやフィルムコンデンサ、アルミ電解コンデンサ等が使用されるが、図は汎用的な表面実装型のセラミックコンデンサで構成した場合を示している。

平滑用コンデンサ４はジュール熱により自己発熱するので、この発熱を放熱させるために、平滑用コンデンサ基板１７の、平滑用コンデンサ４の実装面とは反対側の面に、銅ベタパターンを設けている。実際に電流を流したときに、電流が集中する平滑用コンデンサ基板１７の直流入力配線接続部には比較的大きな熱が発生するが、この熱も銅ベタパターンにより放熱させることができる。また、この銅ベタパターンは、直流電源のＧＮＤ（Ｎ）に電気的に接続し、直流電源ＧＮＤ（Ｎ）の全面アースにすることで、電力変換時にスイッチング素子２から発生する放射ノイズを駆動回路部５及び制御回路部６に伝達させない、電磁シールド板の役目も兼ねている。

次に、本実施の形態の発明の特徴部である、平滑用コンデンサ基板１７の取付部について説明する。平滑用コンデンサ基板１７の正極（Ｐ）側及び負極（Ｎ）側の各直流入力配線接続部には、金属ブッシュ２１を取り付けている。図３は金属ブッシュ２１の形状の一例を示す図である。中心に取付用のねじが貫通する貫通孔を有する円筒部２１ａの一端に、端面が平面のつば部２１ｂが設けられている。円筒部２１ａの外径は平滑用コンデンサ基板１７の直流入力配線接続部の取付穴に嵌合する大きさとし、長さは平滑用コンデンサ基板１７の厚さより少しだけ長くしている。

金属ブッシュ２１は、あらかじ平滑用コンデンサ基板１７に取り付けておく。取付方法は、まず平滑用コンデンサ基板１７の正極（Ｐ）及び負極（Ｎ）側の直流入力配線接続部に設けられている取付穴に、金属ブッシュ２１の円筒部２１ａを、つば部２１ｂが基板面へ当接するまで圧入または挿入する。圧入または挿入の方向は、つば部２１ｂの端面が直流入力配線１３との接続面側になるような向きとする。圧入または挿入後、つば部２１ｂの外周部にワッシャ型の半田を置き、例えば、リフロー半田付けによって、金属ブッシュ２１と平滑用コンデンサ基板１７に設けた基板配線パターンとを電気的に接続する。
なお、半田付けによって接続する以外に、かしめによって固定する方法でもよい。

次に、平滑用コンデンサ基板１７を樹脂部１２にインサート成形した直流入力配線１３へ取り付ける。図４は平滑用コンデンサ基板１７を直流入力配線１３（Ｐ，Ｎ）に締結した状態を示す図である。図のように、平滑用コンデンサ基板１７の金属ブッシュ２１を直流入力配線１３（Ｐ，Ｎ）のねじ部に合わせて、ねじ２２によって固定する。このように金属ブッシュ２１を介し直流入力配線１３に接続することにより、平滑用コンデンサ基板１７に実装されている平滑用コンデンサ４は、基板配線パターンと金属ブッシュ２１を介し、直流入力配線１３と電気的に接続されることになる。

前述のように、金属ブッシュ２１の円筒部２１ａの長さを平滑用コンデンサ基板１７の厚さより長くしているので、平滑用コンデンサ基板１７を直接ねじ２２で締め付けるのではなく、平滑用コンデンサ基板１７に取り付けた金属ブッシュ２１のみをねじ２２で締め付けることになる。一般に、ガラスエポキシ樹脂材等を使用した基板をねじで締め付け、その状態で長時間使用し続けると、ねじの締付応力により基板の樹脂部分が圧縮変形してくるが、本実施の形態による構造では、平滑用コンデンサ基板１７を直接ねじで締め付けていないので、長期間使用中にコンデンサ基板１７の樹脂部が劣化して固定部の締め付けトルクが低下することがない。

図５は金属ブッシュの他の例を示す図であり、図６はその組立図である。図５の場合の金属ブッシュ２３は、基本的には先の図３の金属ブッシュ２１と同じであるが、異なる部分は、円筒部２３ａに続くつば部を小径部つば部２３ｂと大径つば部２３ｃとの２段に構成した点である。このような構成により、金属ブッシュ２３を平滑用コンデンサ基板１７の正極（Ｐ）側及び負極（Ｎ）側の直流入力配線接続部に圧入または挿入した場合、小径つば部２３ｂの平面部が当たり面となって基板の接続部に当接し、大径つば部２３ｃと基板の接続部とは接触せずに、小径つば部２３ｂの段差分だけ隙間が形成されることになる。金属ブッシュ２３を所定の方向から圧入または挿入後、ワッシャ型の半田を置き、例えば、リフロー半田付けによって金属ブッシュ２３を直流入力配線接続部の基板配線パターンに接続する。このとき、図６に示すように、隙間部分を半田付けによって埋めるようにしたものである。このような構成により、所定の半田代を確保することができ、確実に半田付けすることができるので、半田接続の信頼性が向上する。

なお、金属ブッシュのつば部は、図５では小径つば部と大径つば部との２段構成としたが、中心側より外周側を薄く形成して、取り付け後に外周側と直流入力配線接続部の基板配線パターンとの間に隙間を形成させる構造であれば、段付構成でなくてもよい。例えば、外周側に向けてテーパ状に薄くし、断面が台形となるような形状でもよい。

この金属ブッシュの使用箇所は、平滑用コンデンサ基板１７の直流入力配線接続部、すなわち、直流入力配線１３（Ｐ、Ｎ）と接続する部分のみでよい。図２の場合では、平滑用コンデンサ基板１７を固定している左右両側のねじのうち、符号２２を付した左側のねじ部である。右側のねじ部は電気的接続に関係しないので、金属ブッシュを使用する必要はなく、基板を直接、樹脂部１２へねじ止めするだけでよい。

以上のように、本実施の形態の発明によれば、平滑用コンデンサを実装した平滑用コンデンサ基板の正極（Ｐ）側及び負極（Ｎ）側の各直流入力配線接続部に金属ブッシュを取り付けて、平滑用コンデンサ基板を直接ねじで締め付けるのではなく、金属ブッシュを介して直流入力配線に接続するようにしたので、長期間使用しても平滑用コンデンサ基板の樹脂部が劣化してねじの締め付けトルクが低下することがなく、従って、この部分で異常発熱を起こすのを防止することができ、信頼性の高い電力変換装置を提供することができる。

また、平滑用コンデンサ基板に形成された基板配線パターンと直流入力配線接続部に取り付けた金属ブッシュとを、半田付けにより接続したので、接続を確実に行うことができる。

また、金属ブッシュをつば付形状とし、つば部の外周と直流入力配線接続部の基板配線パターンとを半田付けにより接続したので、上記効果に加え、基板配線パターンと金属ブッシュ部との接続部、及び金属ブッシュと直流入力配線との接続部の接続を確実に行うことができる。

また、金属ブッシュのつば部を、中心側より外周側を薄く形成し、直流入力配線接続部に取り付けたときにつば部の外周側と直流入力配線接続部の基板配線パターンとの間に形成される隙間を半田付けして埋めるようにしたので、半田接続の信頼性が向上し、耐久性を向上させることができる。

また、平滑用コンデンサ基板に実装する平滑用コンデンサと、平滑用コンデンサ基板に接続される直流入力配線とを、交流出力の各相に対応させて分割配置したので、交流出力Ｕ，Ｖ，Ｗ各相でのスイッチング素子と平滑用コンデンサとの配線インダクタンスが大幅に低減され、スイッチング時に発生するサージを大幅に抑制することができる。また、スイッチング時に流れる過渡電流の経路が最短になるため、スイッチングノイズも低減される。

更にまた、平滑用コンデンサ基板に銅ベタパターンを形成し、この銅ベタパターンにより金属ブッシュの取付部に発生する熱を放熱させるようにしたので、使用時に平滑用コンデンサからの発熱や金属ブッシュ取付部での発熱を、簡単な構成で放熱させることができる。また、この銅ベタパターンは直流電源のＧＮＤ（Ｎ）側に接続されているので、電磁シールドとしての効果も期待できる。

実施の形態２．
図７は、実施の形態２による電力変換装置の内部構成を示す断面図である。全体の回路構成は、実施の形態１で説明した図１と同様なので、説明は省略する。また、実施の形態１と同一または相当部は同一符号を付し、説明は省略する。
実施の形態２の電力変換装置は、平滑用コンデンサをスイッチング素子の上方に重ねて配置するのではなく、横方向に並べた場合の構成例であり、スイッチング素子部をモジュール化したものを示している。平滑用コンデンサの種類が、例えばフィルムコンデンサのような場合は、一般的にセラミックコンデンサよりサイズが大きいので、そのような場合の配置構成の一例である。

図において、トランスファパワーモジュール２４は、ベース板２５上に絶縁基板１１を介してスイッチング素子２及びフリーホイールダイオード３を搭載し、これらの素子とトランスファパワーモジュール２４の直流入力配線２６（Ｐ，Ｎ），交流出力配線２７（Ｕ，Ｖ，Ｗ）及び駆動制御回路基板接続配線１５とを接続導体１９にて接続し、これら全体を樹脂部２８にインサート成型して構成している。このトランスファパワーモジュール２４には、１相分（図１の１アーム分）の素子及び配線が内蔵されており、本電力変換装置では、Ｕ，Ｖ，Ｗ相に各１個使用するため、３個のトランスファパワーモジュール２４が搭載される。図７は側面方向から見た図なので一部しか表示されていないが、実際は、その位置の紙面の垂直方向に３個並置されている。

シールド板２９は、電力変換時にトランスファパワーモジュール２４内の素子から発生する放射ノイズを駆動回路部５及び制御回路部６に伝達させないようにするとともに、ねじ３０を使用してトランスファパワーモジュール２４を均一に押さえる役目を持ち、これによりトランスファパワーモジュール２４で発生する熱を冷却部材２０に確実に伝達させ、放熱させるようにしている。

平滑用コンデンサ３１は、複数個のリードタイプのコンデンサが並列接続されて構成されている。なお、図では、例えばフィルムコンデンサのように、実施の形態１に比べてサイズが大きいコンデンサを例示しているが、平滑用コンデンサの種類としては、セラミックコンデンサやアルミ電解コンデンサ等でもよい。

図８は平滑用コンデンサ基板３２の平面図であり、図７に示す平滑用コンデンサ基板３２の上面を上方から見た図を、９０度時計方向へ回転させて拡大表示したものである。図中に一点鎖線で示す矩形部は平滑用コンデンサ３１の実装位置であり、リード取付部３３にコンデンサのリード部が取り付けられる。また、網掛けで示す部分は基板配線パターン３４である。基板の片面に正極（Ｐ）、反対面に（図示を省略しているが）負極（Ｎ）の基板配線パターンを形成しており、電流容量の確保と配線インダクタンスの低減のため、面積の広い銅のベタパターンで形成している。

また、先に説明したように、トランスファパワーモジュール２４は三相分並置されているので、平滑用コンデンサ３１もそれに対応させて図のように三相に分割配置し、また、直流入力配線接続部（Ｐ，Ｎ）も三相に分割配置している。従って、図７には現れていないが、平滑用コンデンサ基板３２の直流入力配線接続部（Ｐ，Ｎ）に接続される直流入力配線１３も、交流出力Ｕ，Ｖ，Ｗ各相に対応させて分割配置している。但し、インサート成型している樹脂部１２の内部で組み替えて、スイッチングパワーモジュール１の端子として外部に現れる部分ではＰとＮの２端子としてよい。

本実施の形態の発明の特徴とするところは、実施の形態1と同様に平滑用コンデンサ基板３２の正極（Ｐ）及び負極（Ｎ）の各直流入力配線接続部に金属ブッシュ２１を設けている点である。金属ブッシュ２１の形状は、実施の形態1で説明した図３の金属ブッシュ２１と同様なので、形状の説明は省略する。また、図５に示す金属ブッシュ２３を用いてもよい。金属ブッシュ２１の取り付けも実施の形態１と同様である。すなわち、つば部の端面が直流入力配線１３と対向するように、平滑用コンデンサ基板３２の正極（Ｐ）及び負極（Ｎ）の各直流入力配線接続部に圧入または挿入する。次に、金属ブッシュ２１の外周部にワッシャ型の半田を置き、リフロー半田付けによって基板配線パターン３４と接続する。なお、金属ブッシュの取り付けは、直流入力配線接続部のみで良く、図７の場合では、平滑用コンデンサ基板３２の左右の取付部うち、右側のねじ部のみである。

樹脂部１２への組み付けは、平滑用コンデンサ基板３２の正極（Ｐ）及び負極（Ｎ）の直流入力配線接続部に取り付けられた金属ブッシュ２１を、ねじ２２によって、トランスファパワーモジュール２４の直流入力配線２６と共に、樹脂部１２にインサート成形された直流入力配線１３（Ｐ，Ｎ）へねじ締めする。これにより、樹脂部１２に固定されると共に直流入力配線１３及び直流入力配線２６と電気的に接続される。
このような構造を採用した本発明では、平滑用コンデンサ基板３２を直接ねじ２２で締め付けるのではなく、金属ブッシュ２１のみがねじ２２で締め付けられて、平滑用コンデンサ基板３２が固定されることになる。

以上のように、本実施の形態の発明によれば、平滑用コンデンサをスイッチング素子の横方向に並べて配置した電力変換装置において、平滑用コンデンサを実装した平滑用コンデンサ基板の正極及び負極の各直流入力配線接続部に金属ブッシュを取り付け、平滑用コンデンサ基板を、金属ブッシュを介して直流入力配線接続部に接続したので、実施の形態１と同様に、長期間使用しても平滑用コンデンサ基板の樹脂部が劣化してねじの締め付けトルクが低下することがなく、取付部分で異常発熱を起こすのを防止でき、特に、平滑用コンデンサがフィルムコンデンサのように大型の場合に適用して効果をあげることができる。

また、実施の形態１と同様に、金属ブッシュを半田付けしたことにより接続が確実となる。金属ブッシュをつば付とすることで、半田付けと接続を確実に行うことができ、更に、つば部の中心側より外周側を薄く形成した金属ブッシュを使用してつば部外周側と基板配線パターンとの隙間を半田で埋めることにより、半田接続の信頼性と耐久性を一層向上させることができる。
更に、平滑用コンデンサと直流入力配線とを交流出力の相数に合わせ交流出力の各相に対応させて分割配置したので、交流出力Ｕ，Ｖ，Ｗ各相でのスイッチング素子２と平滑用コンデンサ３１間の配線インダクタンスが大幅に低減され、スイッチング時に発生するサージを大幅に抑制することができ、また、スイッチング時に流れる過渡電流の経路が最短になるため、スイッチングノイズも低減される。
更にまた、平滑用コンデンサ基板の基板配線パターンを、銅ベタパターンで形成したので、平滑用コンデンサの発熱や金属ブッシュ取付部の発熱を放熱させることができ、簡単な構成で放熱効果を得ることができる。

電気自動車等の移動体に搭載するインバータなどの電力変換装置や、その他の電力変換装置に幅広く適用できる。

この発明の実施の形態１による電力変換装置を示す回路ブロック図である。図１の電力変換装置の内部構成を示す側面断面図である。金属ブッシュの形状の一例を示す図である。図３の金属ブッシュを使用した平滑用コンデンサ基板の、締結部の組立図である。金属ブッシュの他の例を示す図である。図５の金属ブッシュを使用した平滑用コンデンサ基板の、締結部の組立図である。この発明の実施の形態２による電力変換装置の内部構成を示す側面断面図である。図７の平滑用コンデンサ基板の平面図である。

符号の説明

１スイッチングパワーモジュール２スイッチング素子
４，３１平滑用コンデンサ５駆動回路部
６制御回路部７直流電源
８交流負荷１３直流入力配線
１４交流出力配線１６駆動制御回路基板
１７，３２平滑用コンデンサ基板２１，２３金属ブッシュ
２１ａ，２３ａ円筒部２１ｂつば部
２３ｂ小径つば部２３ｃ大径つば部
２４トランスファパワーモジュール３４基板配線パターン。

Claims

スイッチングにより電力変換を行うスイッチング素子と、上記スイッチング素子を駆動する駆動回路部と、上記スイッチング素子に供給する直流電源の電圧変動を抑制する平滑用コンデンサと、上記駆動回路部に制御信号を出力して上記スイッチング素子を制御する制御回路部とを備えた電力変換装置において、上記平滑用コンデンサを実装した平滑用コンデンサ基板の正極及び負極の各直流入力配線接続部に金属ブッシュを取り付け、上記直流電源へ接続される直流入力配線に、上記金属ブッシュを介して上記直流入力配線接続部を接続したことを特徴とする電力変換装置。
請求項１記載の電力変換装置において、上記平滑用コンデンサ基板に形成された基板配線パターンと上記直流入力配線接続部に取り付けた上記金属ブッシュとを、半田付けにより接続したことを特徴とする電力変換装置。
請求項２記載の電力変換装置において、上記金属ブッシュは、円筒部の一端に端面が平面のつば部を設けて構成されており、上記つば部の上記端面が接続面側となるように上記直流入力配線接続部に取り付け、上記つば部の外周と上記直流入力配線接続部の上記基板配線パターンとを半田付けしたことを特徴とする電力変換装置。
請求項３記載の電力変換装置において、上記金属ブッシュの上記つば部は、中心側より外周側を薄く形成し、上記直流入力配線接続部に取り付けたときに上記つば部の上記外周側と上記直流入力配線接続部の上記基板配線パターンとの間に隙間を形成させ、上記隙間を埋めるように半田付けしたことを特徴とする電力変換装置。
請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の電力変換装置において、上記平滑用コンデンサと、上記直流入力配線接続部に接続する直流入力配線とを、交流出力の相数に合わせて複数個用意し、上記交流出力の各相に対応させて分割配置したことを特徴とする電力変換装置。
請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の電力変換装置において、上記平滑用コンデンサ基板に銅ベタパターンを形成し、上記銅ベタパターンにより上記金属ブッシュの取付部に発生する熱を放熱させることを特徴とする電力変換装置。