JP2013229983A

JP2013229983A - 電力変換装置

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Publication number: JP2013229983A
Application number: JP2012099691A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Inamura; 洋稲村
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2012-04-25
Filing date: 2012-04-25
Publication date: 2013-11-07
Anticipated expiration: 2032-04-25
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Abstract

【課題】信号端子の並び方向における回路基板の小型化を可能とすると共に、該回路基板における部品実装の自由度を向上することができる電力変換装置を提供すること。
【解決手段】複数の半導体モジュール２と、半導体モジュール２を制御する制御回路が形成された回路基板３とを備える電力変換装置１。半導体モジュール２は、回路基板３に接続される複数の信号端子２１を備える。複数の信号端子２１は、回路基板３側から見たとき一直線上に一列に並んで配設された端子列２２を構成している。複数の半導体モジュール２には、上アーム半導体モジュール２Ｈと下アーム半導体モジュール２Ｌとがある。上アーム半導体モジュール２Ｈに設けられた上アーム端子列２２Ｈと、下アーム半導体モジュール２Ｌに設けられた下アーム端子列２２Ｌとは、直交方向Ｘに互いにずれた状態で配置されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、スイッチング素子を内蔵した複数の半導体モジュールと、該半導体モジュールを制御する制御回路が形成された回路基板とを備える電力変換装置に関する。

インバータやコンバータ等の電力変換装置は、複数の半導体モジュールとこれらを制御する制御回路が形成された回路基板とを備えている。回路基板には、半導体モジュールの信号端子が接続されると共に、制御回路を構成する種々の電子部品が実装される。ところが、回路基板の面積が大きくなると、電力変換装置の小型化の妨げとなることがある。
特許文献１に記載の電力変換装置においては、回路基板に実装されてスイッチング素子のスイッチングスピードを調整する調整部材を、回路基板の表裏に分散させて配置することで、回路基板の小型化を図っている。

特開２００９−２１３３０７号公報

しかしながら、上記複数の半導体モジュールに設けられた複数の信号端子の配置によっては、回路基板の小型化に限界があり、充分な電力変換装置の小型化が困難となる場合がある。

すなわち、上記特許文献１に開示された複数の半導体モジュールの配置は、高電位側の上アーム半導体モジュールと低電位側の下アーム半導体モジュールとが各半導体モジュールにおける複数の信号端子の並び方向と平行な方向に並んだ配置となっている。それゆえ、複数の半導体モジュールの信号端子が接続される回路基板を、上記並び方向に小型化しようとする場合、上アーム半導体モジュールと下アーム半導体モジュールとを極力近付け、上アーム半導体モジュールにおける複数の信号端子からなる上アーム端子列と、下アーム半導体モジュールにおける複数の信号端子からなる下アーム端子列とを極力近付けることとなる。しかし、この場合、上アーム端子列と下アーム端子列との間の沿面距離を充分に確保することが困難となるおそれがある。

その一方で、上記沿面距離を確保するために、上アーム端子列と下アーム端子列とを、並び方向において互いに大きく引き離した構成とすると、回路基板を、上記並び方向に拡大する必要が生じるおそれがある。その結果、電力変換装置の小型化が困難となるおそれがある。また、回路基板における上アーム端子列及び下アーム端子列に対応する接続部を上記並び方向に分散配置することとなるため、回路基板における他の電子部品の搭載スペースに制約が生じやすい。

本発明は、かかる背景に鑑みてなされたもので、信号端子の並び方向における回路基板の小型化を可能とすると共に、該回路基板における部品実装の自由度を向上することができる電力変換装置を提供しようとするものである。

本発明の一態様は、スイッチング素子を内蔵した複数の半導体モジュールと、該半導体モジュールを制御する制御回路が形成された回路基板とを備える電力変換装置であって、
上記半導体モジュールは、上記回路基板に接続される複数の信号端子を備えると共に、該複数の信号端子は、上記回路基板側から見たとき一直線上に一列に並んで配設された端子列を構成しており、
上記複数の半導体モジュールには、電力変換回路における高電位側に接続される上アーム半導体モジュールと、該上アーム半導体モジュールと直列接続されると共に上記電力変換回路における低電位側に接続される下アーム半導体モジュールとがあり、
上記上アーム半導体モジュールに設けられた上記端子列である上アーム端子列と、上記下アーム半導体モジュールに設けられた上記端子列である下アーム端子列とは、上記各端子列における上記複数の信号端子の並び方向及び突出方向に直交する直交方向に、互いにずれた状態で配置されていることを特徴とする電力変換装置にある（請求項１）。

上記電力変換装置においては、上記上アーム端子列と上記下アーム端子列とが、上記直交方向に互いにずれた状態で配置されている。これにより、上記上アーム端子列と上記下アーム端子列とを上記並び方向に近付けても、両者間の沿面距離を確保することが可能となる。仮に、上アーム端子列と下アーム端子列とが上記直交方向における同じ位置に配置されている場合、すなわち上アーム端子列と下アーム端子列とが上記並び方向に一直線上に並んでいる場合、両者を上記並び方向に近付けると両者間の沿面距離が短くなってしまう。

これに対して、上アーム端子列と下アーム端子列とを上記直交方向にずらして配置することにより、上アーム端子列と下アーム端子列とを上記並び方向に近付けても、両者間の沿面距離を確保することができる。そのため、上アーム端子列及び下アーム端子列の配置スペースを、上記並び方向において縮小することが可能となる。その結果、上記並び方向における回路基板の小型化が可能となる。

また、これに伴い、回路基板における半導体モジュール以外の部品の実装スペースを確保しやすくなる。つまり、上記並び方向における上アーム端子列及び下アーム端子列の配置スペースを縮小することにより、上記並び方向における上アーム端子列及び下アーム端子列の両側において、回路基板における部品実装スペースを広げることができる。また、上アーム端子列と下アーム端子列とを上記直交方向にずらすことにより、上アーム端子列と下アーム端子列との間において、回路基板に部品を実装する領域を確保することも可能となる。このように、上記のような上アーム端子列と下アーム端子列との配置によって、回路基板における部品実装の自由度を向上することもできる。

以上のごとく、本発明によれば、信号端子の並び方向における回路基板の小型化を可能とすると共に、該回路基板における部品実装の自由度を向上することができる電力変換装置を提供することができる。

実施例１における、回路基板を省略して、電力変換装置を突出方向から見た平面図。実施例１における、冷却器を省略して、電力変換装置を直交方向から見た正面図。実施例１における、冷却器を省略して、電力変換装置を並び方向から見た側面図。実施例１における、回路基板の平面図。実施例１における、半導体モジュールの正面図。実施例１における、電力変換回路の説明図。実施例２における、回路基板を省略して、電力変換装置を突出方向から見た平面図。実施例２における、冷却器を省略して、電力変換装置を直交方向から見た正面図。実施例２における、回路基板の平面図。実施例３における、冷却器を省略して、電力変換装置を直交方向から見た正面図。実施例３における、回路基板の平面図。比較例１における、回路基板を省略して、電力変換装置を突出方向から見た平面図。比較例２における、回路基板を省略して、電力変換装置を突出方向から見た平面図。

上記電力変換装置は、例えば、電気自動車やハイブリッド自動車等に搭載されるインバータやコンバータ等とすることができる。
また、複数の上記上アーム端子列と複数の上記下アーム端子列とは、上記直交方向に交互に配置されていてもよい（請求項２）。この場合には、互いに直列接続される上記上アーム半導体モジュールと下アーム半導体モジュールとの間の配線を効率的に行うことができる。そして、この場合、上アーム端子列と下アーム端子列との沿面距離を考慮する必要が特に生じるが、上述のように両者の配置を上記直交方向にずらすことで、沿面距離を確保することができる。

また、上記直交方向から見たとき、上記上アーム端子列と上記下アーム端子列とは、互いに重ならない位置に配置されていることが好ましい（請求項３）。この場合には、上アーム端子列と下アーム端子列との沿面距離を確保しやすくなる。

また、上記直交方向から見たとき、上記上アーム半導体モジュールと上記下アーム半導体モジュールとは、少なくとも一部において重なっていることが好ましい（請求項４）。この場合には、複数の半導体モジュールの配置スペースを、上記並び方向においてより小さくすることができる。その結果、上記並び方向における電力変換装置の小型化を図ることができる。

また、複数の上記上アーム半導体モジュールと複数の上記下アーム半導体モジュールとは、上記直交方向に一列にかつ交互に配置されていることが好ましい（請求項５）。この場合には、複数の半導体モジュールの配置スペースを、上記並び方向において、更に小さくすることができ、上記並び方向における電力変換装置の一層の小型化を図ることができる。

また、上記上アーム半導体モジュールと上記下アーム半導体モジュールとは同一構造を有し、上記直交方向の向きが互いに反対向きとなるように配置されていることが好ましい（請求項６）。この場合には、上アーム半導体モジュールと下アーム半導体モジュールとの部品共通化を図ることができるため、電力変換装置の製造コストを低減することができる。

また、上記回路基板には、上記上アーム端子列と上記下アーム端子列との間の領域に、電子部品が実装されていてもよい（請求項７）。この場合には、上アーム端子列と下アーム端子列との間の領域を有効利用することができる。
上記電子部品としては、例えば、半導体モジュールにおけるスイッチング素子がノイズによってオンされることを防ぐためのオフ保持回路を構成するＭＯＳＦＥＴ等とすることができる。

（実施例１）
上記電力変換装置の実施例につき、図１〜図６を用いて説明する。
本例の電力変換装置１は、図１〜図３に示すごとく、スイッチング素子２０１を内蔵した複数の半導体モジュール２と、該半導体モジュール２を制御する制御回路が形成された回路基板３とを備える。

半導体モジュール２は、図１、図５に示すごとく、回路基板３に接続される複数の信号端子２１を備えると共に、該複数の信号端子２１は、回路基板３側から見たとき一直線上に一列に並んで配設された端子列２２を構成している。
複数の半導体モジュール２には、図６に示すごとく、電力変換回路における高電位側に接続される上アーム半導体モジュール２Ｈと、該上アーム半導体モジュール２Ｈと直列接続されると共に電力変換回路における低電位側に接続される下アーム半導体モジュール２Ｌとがある。

図１、図２に示すごとく、上アーム半導体モジュール２Ｈに設けられた端子列２２である上アーム端子列２２Ｈと、下アーム半導体モジュール２Ｌに設けられた端子列２２である下アーム端子列２２Ｌとは、各端子列２２における複数の信号端子２１の並び方向Ｙ及び突出方向Ｚに直交する直交方向Ｘに、互いにずれた状態で配置されている。

また、複数の上アーム端子列２２Ｈと複数の下アーム端子列２２Ｌとは、直交方向Ｘに交互に配置されている。また、図１、図２に示すごとく、直交方向Ｘから見たとき、上アーム端子列２２Ｈと下アーム端子列２２Ｌとは、互いに重ならない位置に配置されている。すなわち、上アーム端子列２２Ｈ及び下アーム端子列２２Ｌを含めた複数の端子列２２は、突出方向Ｚから見たとき、いわゆる千鳥配置されている。

本例の電力変換装置１は、例えば電気自動車やハイブリッド自動車に搭載されるインバータである。そして、上記複数の半導体モジュール２は、図６に示す電力変換回路（インバータ回路１２）を構成している。インバータ回路１２は、高電位ライン１２１と低電位ライン１２２との間に、上アーム半導体モジュール２Ｈと下アーム半導体モジュール２Ｌとの直列体を３本並列に接続して設けてある。各半導体モジュール２は、ＩＧＢＴ等のスイッチング素子２０１と、該スイッチング素子２０１に対して逆並列接続されたフリーホイールダイオード２０２とを内蔵している。

上記直列体を構成する上アーム半導体モジュール２Ｈと下アーム半導体モジュール２Ｌとの間には、出力ライン１２３の一端が接続され、三相交流回転電機１３の電極にそれぞれ接続されている。つまり、上アーム半導体モジュール２Ｈのエミッタと、下アーム半導体モジュール２Ｌのコレクタとの接続部に、出力ライン１２３が接続されている。そして、３つの直列体からそれぞれ引き出された出力ライン１２３は、それぞれ、三相交流回転電機１３のＵ相、Ｖ相、Ｗ相の電極に接続されている。

半導体モジュール２は、図５に示すごとく、スイッチング素子２０１とこれに逆並列接続されたフリーホイールダイオード２０２とを内蔵した本体部２００を有し、該本体部２００から複数の信号端子２１が突出している。本体部２００は、略直方体形状を有し、その６面のうちの最も面積の大きい一対の主面２０３が放熱面となっている。これらの主面２０３とは異なる本体部２００の一つの端面２０４から、５本の信号端子２１が平行に突出している。信号端子２１の本数は特に限定されるものではないが、本例においては、５本設けられており、そのうちの３本は、それぞれスイッチング素子２０１のゲート、エミッタ、センスエミッタに接続されている。さらに他の２本は、素子温度を検出するための温度センサの一対の電極に接続されている。

半導体モジュール２は、本体部２００における信号端子２１と反対側の端面２０５から、２本のパワー端子２３を突出している。これらのパワー端子２３は、本体部２００において、スイッチング素子２０１におけるコレクタとエミッタとにそれぞれ接続されている。

上記５本の信号端子２１からなる端子列２２は、並び方向Ｙにおいて、本体部２００の一方側に偏って形成されている。本例においては、本体部２００の中心よりも並び方向Ｙの一方側に集中してすべての信号端子２１が設けられている。
上アーム半導体モジュール２Ｈと下アーム半導体モジュール２Ｌとは、同一構造を有している。そして、図１、図２に示すごとく、上記直交方向Ｘの向きが互いに反対向きとなるように配置されている。つまり、上アーム半導体モジュール２Ｈ及び下アーム半導体モジュール２Ｌのいずれも、上述した構造の半導体モジュール２からなるが、その主面２０３の向きが互いに反対向きとなるように配置されている。そして、互いの端子列２２が互いに近接するように配置されている。

電力変換装置１は、図１に示すごとく、半導体モジュール２を冷却するための冷却器４を備えている。冷却器４は、並列配置された複数の冷却管４１を、その長手方向の両端部において互いに連結して構成されている。そして、複数の冷却管４１は、複数の半導体モジュール２と交互に積層されて積層体を構成している。冷却管４１は、半導体モジュール２を一対の主面２０３から挟持するように接触している。積層体の積層方向が直交方向Ｘとなり、冷却管４１の長手方向が並び方向Ｙとなる。

冷却器４は、積層体における積層方向の一端に、冷却媒体を導入する冷媒導入管４２１と、冷却媒体を排出する冷媒導入管４２２とを、それぞれ設けている。
半導体モジュール２は、隣り合う冷却管４１の間に、それぞれ１個ずつ配置されている。

図２、図３に示すごとく、半導体モジュール２の信号端子２１は、その突出方向Ｚに配置された回路基板３に接続されている。
図４に示すごとく、回路基板３は、信号端子２１を挿通して接続するための複数のスルーホール３１を有する。スルーホール３１は、上述のように配列された複数の半導体モジュール２における複数の信号端子２１に対応して形成されている。すなわち、複数のスルーホール３１は、端子列２２における複数の信号端子２１と同様に、一直線上に一列に並んだホール列３２を有する。そして、回路基板３は、複数の端子列２２に対応する複数のホール列３２を備えている。複数のホール列３２は、上アーム端子列２２Ｈに対応する上アームホール列３２Ｈと、下アーム端子列２２Ｌに対応する下アームホール列３２Ｌとが、直交方向Ｘに互いにずれた状態となるように配置されている。

複数の半導体モジュール２の複数の信号端子２１は、それぞれ回路基板３における複数のスルーホール３１に挿通されると共に、はんだ等によって接続されている。
回路基板３には、上アーム端子列２２Ｈと下アーム端子列２２Ｌとの間の領域に、電子部品１１が実装されている。つまり、図４に示すごとく、回路基板３における、上アームホール列３２Ｈと下アームホール列３２Ｌとの間に、電子部品１１が実装されている。

本例において、電子部品１１は、半導体モジュール２におけるスイッチング素子２０１が、ノイズによってオンされることを防ぐためのオフ保持回路を構成するＭＯＳＦＥＴである。すなわち、このオフ保持用ＭＯＳ（電子部品１１）は、各半導体モジュール２に対してそれぞれ設けられている。そして、当該半導体モジュール２に直列接続された他の半導体モジュール２のターンオン時に発生するコレクタ−エミッタ間のサージ電圧が、当該半導体モジュール２のスイッチング素子２０１のゲートに重畳して、当該半導体モジュール２をターンオンしてしまうことを防ぐ。つまり、当該半導体モジュール２がオフであるべき状態において、スイッチング素子２０１のゲート電位を強制的にエミッタ電位にし、半導体モジュール２の誤動作を防いでいる。かかる観点から、オフ保持用ＭＯＳ（電子部品１１）は、極力、半導体モジュール２における信号端子２１に近い位置に配置されることが望まれる。

回路基板３には、ホール列３２と、他のホール列３２やその他の配線との間で電気的絶縁を確保するための絶縁境界ライン３３が形成されている。つまり、絶縁境界ライン３３は、各ホール列３２を囲むように、回路基板３に形成されている。また、絶縁境界ライン３３に囲まれた領域には、ホール列３２の他に、当該ホール列３２と電気的に接続される電子部品１１（オフ保持用ＭＯＳ）が実装されている。

また、回路基板３には、高電圧が加わる高圧回路領域と、低電圧が加わる低圧回路領域とが、分かれて設けられており、複数のホール列３２は、高圧回路領域に形成されている。

次に、本例の作用効果につき説明する。
上記電力変換装置１においては、上アーム端子列２２Ｈと下アーム端子列２２Ｌとが、直交方向Ｘに互いにずれた状態で配置されている。これにより、上アーム端子列２２Ｈと下アーム端子列２２Ｌとを並び方向Ｙに近付けても、両者間の沿面距離を確保することが可能となる。仮に、上アーム端子列２２Ｈと下アーム端子列２２Ｌとが直交方向Ｘにおける同じ位置に配置されている場合、すなわち上アーム端子列２２Ｈと下アーム端子列２２Ｌとが並び方向Ｙに一直線上に並んでいる場合、両者を並び方向Ｙに近付けると両者間の沿面距離が短くなってしまう（比較例１、図１２参照）。

これに対して、上アーム端子列２２Ｈと下アーム端子列２２Ｌとを直交方向Ｘにずらして配置することにより、上アーム端子列２２Ｈと下アーム端子列２２Ｌとを並び方向Ｙに近付けても、両者間の沿面距離を確保することができる。そのため、上アーム端子列２２Ｈ及び下アーム端子列２２Ｌの配置スペースを、並び方向Ｙにおいて縮小することが可能となる。その結果、並び方向Ｙにおける回路基板３の小型化が可能となる。

また、これに伴い、回路基板３における半導体モジュール２以外の部品の実装スペースを確保しやすくなる。つまり、並び方向Ｙにおける上アーム端子列２２Ｈ及び下アーム端子列２２Ｌの配置スペースを縮小することにより、並び方向Ｙにおける上アーム端子列２２Ｈ及び下アーム端子列２２Ｌの両側において、回路基板３における部品実装スペースを広げることができる。また、上アーム端子列２２Ｈと下アーム端子列２２Ｌとを直交方向Ｘにずらすことにより、上アーム端子列２２Ｈと下アーム端子列２２Ｌとの間において、回路基板３に部品を実装する領域を確保することも可能となる。このように、上記のような上アーム端子列２２Ｈと下アーム端子列２２Ｌとの配置によって、回路基板３における部品実装の自由度を向上することもできる。

また、複数の上アーム端子列２２Ｈと複数の下アーム端子列２２Ｌとは、直交方向Ｘに交互に配置されている。これにより、互いに直列接続される上アーム半導体モジュール２Ｈと下アーム半導体モジュール２Ｌとの間の配線を効率的に行うことができる。そして、この場合、上アーム端子列２２Ｈと下アーム端子列２２Ｌとの沿面距離を考慮する必要が特に生じるが、上述のように両者の配置を直交方向Ｘにずらすことで、沿面距離を確保することができる。

また、直交方向Ｘから見たとき、上アーム端子列２２Ｈと下アーム端子列２２Ｌとは、互いに重ならない位置に配置されている。これにより、上アーム端子列２２Ｈと下アーム端子列２２Ｌとの沿面距離を確保しやすくなる。

また、上アーム半導体モジュール２Ｈと下アーム半導体モジュール２Ｌとは同一構造を有し、直交方向Ｘの向きが互いに反対向きとなるように配置されている。これにより、上アーム半導体モジュール２Ｈと下アーム半導体モジュール２Ｌとの部品共通化を図ることができるため、電力変換装置１の製造コストを低減することができる。
また、回路基板３には、上アーム端子列２２Ｈと下アーム端子列２２Ｌとの間の領域に、電子部品１１が実装されている。これにより、上アーム端子列２２Ｈと下アーム端子列２２Ｌとの間の領域を有効利用することができる。

以上のごとく、本例によれば、信号端子の並び方向における回路基板の小型化を可能とすると共に、該回路基板における部品実装の自由度を向上することができる電力変換装置を提供することができる。

（実施例２）
本例は、図７〜図９に示すごとく、直交方向Ｘから見たとき上アーム半導体モジュール２Ｈと下アーム半導体モジュール２Ｌとが一部において重なっている電力変換装置１の例である。
すなわち、実施例１においては、直交方向Ｘから見たとき上アーム半導体モジュール２Ｈと下アーム半導体モジュール２Ｌとが互いに重ならない配置（図１、図２参照）としたが、本例においては、図７、図８に示すごとく、両者が互いに部分的に重なる状態で配置されている。ただし、上アーム端子列２２Ｈと下アーム端子列２２Ｌとは、直交方向Ｘから見たとき互いに重ならないような配置となっている。

これに伴い、図９に示すごとく、回路基板３において、上アームホール列３２Ｈと下アームホール列３２Ｌとが、互いに並び方向Ｙに近付いた配置となっている。
その他は、実施例１と同様である。また、本例に関する図面に用いた符号のうち、実施例１において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、実施例１と同様の構成要素等を表す。

本例の場合には、複数の半導体モジュール２の配置スペースを、並び方向Ｙにおいてより小さくすることができる。その結果、並び方向Ｙにおける電力変換装置１の小型化を図ることができる。
また、回路基板３におけるホール列３２の形成領域を、並び方向Ｙにおいて小さくすることができる。その結果、回路基板３の並び方向Ｙの寸法を小さくしたり、回路基板３におけるホール列３２に対して並び方向Ｙの両側に部品実装スペースを確保したりすることが可能となる。
その他、実施例１と同様の作用効果を有する。

（実施例３）
本例は、図１０、図１１に示すごとく、複数の上アーム半導体モジュール２Ｈと複数の下アーム半導体モジュール２Ｌとは、直交方向Ｘに一列にかつ交互に配置されている例である。
すなわち、半導体モジュール２の本体部２００が、直交方向Ｘから見たとき、略完全に重なった状態で一列に配置されている。

本例においても、同一構造の半導体モジュール２を、上アーム半導体モジュール２Ｈ及び下アーム半導体モジュール２Ｌとして用い、直交方向Ｘの向き（両主面２０３の向き）が互いに反対向きとなるように配置してある。ここで、各半導体モジュール２においては、端子列２２が、本体部２００において並び方向Ｙに偏った配置となっているため、上アーム端子列２２Ｈと下アーム端子列２２Ｌとは、直交方向Ｘから見たとき、互いに重ならない。
その他は、実施例１と同様である。また、本例に関する図面に用いた符号のうち、実施例１において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、実施例１と同様の構成要素等を表す。

本例の場合には、複数の半導体モジュール２の配置スペースを、並び方向Ｙにおいて、更に小さくすることができ、並び方向Ｙにおける電力変換装置１の一層の小型化を図ることができる。
その他、実施例１と同様の作用効果を有する。

（比較例１）
本例は、図１２に示すごとく、上アーム端子列２２Ｈと下アーム端子列２２Ｌとが直交方向Ｘにおける同じ位置に配置されている電力変換装置９の例である。
すなわち、上アーム端子列２２Ｈの複数の信号端子２１と下アーム端子列２２Ｌの複数の信号端子２１とが並び方向Ｙに一直線上に並んでいる。

また、本例の電力変換装置９においては、隣り合う冷却管４１の間に、上アーム半導体モジュール２Ｈと下アーム半導体モジュール２Ｌとを、並び方向Ｙに並べて配置してある。
その他は、実施例１と同様である。また、本例に関する図面に用いた符号のうち、実施例１において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、実施例１と同様の構成要素等を表す。

本例の場合、上アーム端子列２２Ｈと下アーム端子列２２Ｌとを並び方向Ｙに近付けると両者間の沿面距離が短くなってしまう。そのため、上アーム端子列２２Ｈと下アーム端子列２２Ｌとを並び方向Ｙに近付けるには、限界がある。

一方、上記沿面距離を確保するために、上アーム端子列２２Ｈと下アーム端子列２２Ｌとを、並び方向Ｙにおいて互いに大きく引き離そうとすると、回路基板を、並び方向Ｙに拡大する必要が生じるおそれがある。その結果、電力変換装置９の小型化が困難となるおそれがある。
また、上アーム半導体モジュール２Ｈと下アーム半導体モジュール２Ｌとを、並び方向Ｙに大きく引き離すと、半導体モジュール２の配置スペースが大きくなるため、並び方向Ｙにおける電力変換装置９の大型化につながってしまうおそれがある。

（比較例２）
本例は、図１３に示すごとく、比較例１と同様に上アーム端子列２２Ｈと下アーム端子列２２Ｌとが直交方向Ｘにおける同じ位置に配置すると共に、上アーム端子列２２Ｈを、並び方向Ｙにおいて、本体部２００における下アーム半導体モジュール２Ｌと反対側の位置に配置した例である。

すなわち、本例の電力変換装置９０においては、上アーム半導体モジュール２Ｈと下アーム半導体モジュール２Ｌとを、同じ向きで配置している。
その他は、比較例１と同様である。また、本例に関する図面に用いた符号のうち、比較例１において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、比較例１と同様の構成要素等を表す。

本例の場合には、上アーム端子列２２Ｈと下アーム端子列２２Ｌとの間の沿面距離を確保しやすい。しかし、上アーム端子列２２Ｈと下アーム端子列２２Ｌとの形成領域が、並び方向Ｙにおいて大きくなり、これに伴い、回路基板におけるホール列が並び方向Ｙに分散配置されることとなる。そのため、複数のホール列の形成領域が、回路基板において並び方向Ｙにおいて大きくなり、回路基板における他の電子部品の搭載スペースに制約が生じやすい。

１電力変換装置
１１電子部品
２半導体モジュール
２０１スイッチング素子
２Ｈ上アーム半導体モジュール
２Ｌ下アーム半導体モジュール
２１信号端子
２２端子列
２２Ｈ上アーム端子列
２２Ｌ下アーム端子列
３回路基板
Ｘ直交方向
Ｙ並び方向
Ｚ突出方向

Claims

スイッチング素子（２０１）を内蔵した複数の半導体モジュール（２）と、該半導体モジュール（２）を制御する制御回路が形成された回路基板（３）とを備える電力変換装置（１）であって、
上記半導体モジュール（２）は、上記回路基板（３）に接続される複数の信号端子（２１）を備えると共に、該複数の信号端子（２１）は、上記回路基板（３）側から見たとき一直線上に一列に並んで配設された端子列（２２）を構成しており、
上記複数の半導体モジュール（２）には、電力変換回路における高電位側に接続される上アーム半導体モジュール（２Ｈ）と、該上アーム半導体モジュール（２Ｈ）と直列接続されると共に上記電力変換回路における低電位側に接続される下アーム半導体モジュール（２Ｌ）とがあり、
上記上アーム半導体モジュール（２Ｈ）に設けられた上記端子列（２２）である上アーム端子列（２２Ｈ）と、上記下アーム半導体モジュール（２Ｌ）に設けられた上記端子列（２２）である下アーム端子列（２２Ｌ）とは、上記各端子列（２２）における上記複数の信号端子（２１）の並び方向（Ｙ）及び突出方向（Ｚ）に直交する直交方向（Ｘ）に、互いにずれた状態で配置されていることを特徴とする電力変換装置（１）。
請求項１に記載の電力変換装置（１）において、複数の上記上アーム端子列（２２Ｈ）と複数の上記下アーム端子列（２２Ｌ）とは、上記直交方向（Ｘ）に交互に配置されていることを特徴とする電力変換装置（１）。
請求項１又は２に記載の電力変換装置（１）において、上記直交方向（Ｘ）から見たとき、上記上アーム端子列（２２Ｈ）と上記下アーム端子列（２２Ｌ）とは、互いに重ならない位置に配置されていることを特徴とする電力変換装置（１）。
請求項１〜３のいずれか一項に記載の電力変換装置（１）において、上記直交方向（Ｘ）から見たとき、上記上アーム半導体モジュール（２Ｈ）と上記下アーム半導体モジュール（２Ｌ）とは、少なくとも一部において重なっていることを特徴とする電力変換装置（１）。
請求項４に記載の電力変換装置（１）において、複数の上記上アーム半導体モジュール（２Ｈ）と複数の上記下アーム半導体モジュール（２Ｌ）とは、上記直交方向（Ｘ）に一列にかつ交互に配置されていることを特徴とする電力変換装置（１）。
請求項１〜５のいずれか一項に記載の電力変換装置（１）において、上記上アーム半導体モジュール（２Ｈ）と上記下アーム半導体モジュール（２Ｌ）とは同一構造を有し、上記直交方向（Ｘ）の向きが互いに反対向きとなるように配置されていることを特徴とする電力変換装置（１）。
請求項１〜６のいずれか一項に記載の電力変換装置（１）において、上記回路基板（３）には、上記上アーム端子列（２２Ｈ）と上記下アーム端子列（２２Ｌ）との間の領域に、電子部品（１１）が実装されていることを特徴とする電力変換装置（１）。