JP2014220916A - 電力変換装置 - Google Patents
電力変換装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2014220916A JP2014220916A JP2013098687A JP2013098687A JP2014220916A JP 2014220916 A JP2014220916 A JP 2014220916A JP 2013098687 A JP2013098687 A JP 2013098687A JP 2013098687 A JP2013098687 A JP 2013098687A JP 2014220916 A JP2014220916 A JP 2014220916A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- substrate
- control terminal
- semiconductor
- control
- cooler
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 title claims abstract description 28
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 118
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 72
- 238000003475 lamination Methods 0.000 claims abstract description 7
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 7
- 238000003780 insertion Methods 0.000 claims description 5
- 230000037431 insertion Effects 0.000 claims description 5
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 13
- 238000009499 grossing Methods 0.000 description 9
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 7
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 7
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 description 3
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- 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
Landscapes
- Dc-Dc Converters (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
Abstract
Description
例えば、特許文献1の電力変換装置においては、半導体素子を内蔵する半導体モジュールと、半導体モジュールを冷却する冷却器とが交互に複数積層され、複数の半導体モジュール及び冷却器に対して直交して制御回路部を配置することが記載されている。また、半導体モジュールにおける複数の信号端子は、制御回路部における制御基板に接続され、半導体モジュールにおける主電極端子は、バスバーによって電源回路等に接続されている。
該半導体モジュールに接触して、該半導体モジュールを冷却する冷却器と、
上記半導体素子の動作を制御する制御基板、及び該制御基板の基板本体部を内包する基板内包部を有し、上記制御基板の基板制御端子が上記基板内包部の外部に引き出され、上記半導体モジュールと上記冷却器との積層方向に積層された制御回路部と、
上記素子制御端子と上記基板制御端子とを接続する接続部材と、を備え、
上記素子制御端子及び上記基板制御端子は、上記積層方向に直交する方向に引き出されており、
上記接続部材は、上記素子制御端子と上記基板制御端子とを上記積層方向に接続していることを特徴とする電力変換装置にある。
これにより、電力変換装置が大型化することを防止して、互いに積層された半導体モジュールと制御回路部との接続を簡単に行うことができる。
上記電力変換装置においては、上記制御回路部は、上記冷却器同士の間に挟まれていてもよく、上記半導体モジュール同士の間に挟まれていてもよく、上記冷却器と上記半導体モジュールとの間に挟まれていてもよく、上記半導体モジュール及び上記冷却器の積層方向の端部に配置されていてもよい。
この場合には、絶縁性基板の厚みが可撓性を有する程度に薄く、軽量化を図ることができる。また、絶縁性基板が、素子制御端子と基板制御端子とに接続されることによって保持され、絶縁性基板を別途固定することが不要になる。
絶縁性基板は、可撓性を有する程度に、例えば、0.05〜0.2mmの厚みに形成することができる。
本例の電力変換装置1は、図1、図2に示すごとく、半導体モジュール2A1,2A2,2B、冷却器4、制御回路部3、加圧手段5及び接続部材6を備えている。
半導体モジュール2A1,2A2,2Bは、図5に示すごとく、半導体素子21A,21B、及び半導体素子21A,21Bの素子本体部211を内包する素子内包部22を有している。半導体素子21A,21Bの素子制御端子23A,23Bは、素子内包部22の外部に引き出されている。冷却器4は、図1に示すごとく、半導体モジュール2A1,2A2,2Bに接触して、半導体モジュール2A1,2A2,2Bを冷却するものである。
図7に示すごとく、本例の電力変換装置1は、半導体モジュール2A1,2A2,2Bの半導体素子(スイッチング素子)21を用いて、直流電力を交流電力に変換するインバータ回路10を構成する。インバータ回路10においては、半導体素子21Aの他に、直流電源(バッテリー)13、直流電源13に生ずるノイズを除去するフィルタコンデンサ131、電源電圧を昇圧する昇圧回路14を構成する昇圧用半導体素子21B及びリアクトル15、直流電力から変換される交流電力の平滑化を行う平滑コンデンサ16が設けられている。
インバータ回路10は、駆動用半導体素子21Aによって、3相モータ(モータジェネレータ)12を駆動する3相ブリッジ回路11を形成している。3相ブリッジ回路11は、3相モータ12における3相のコイル121に合わせて、直列に接続された2つの駆動用半導体素子21Aが、平滑コンデンサ16に対して3組並列に接続されて構成されている。
本例の半導体モジュール2A1,2A2,2Bには、2つの3相ブリッジ回路11を形成するための2つの駆動用半導体モジュール2A1,2A2と、昇圧回路14を形成するための1つの昇圧用半導体モジュール2Bとがある。
2つの駆動用半導体モジュール2A1,2A2及び1つの昇圧用半導体モジュール2Bにおける各半導体素子21A,21Bは、IGBT(絶縁ゲートバイポーラトランジスタ)であり、IGBTは、トランジスタ212と、トランジスタ212をサージ電圧から保護するためのダイオード213とを用いて構成されている。
また、昇圧用半導体モジュール2Bにおいては、素子制御端子23Bは、素子内包部22の一方の側面201と、一方の側面201とは反対側に位置する他方の側面202とから引き出されている。一対の電源端子24Bは、素子内包部22の一方の側面201から引き出されており、中間端子25Bは、他方の側面202から引き出されている。
基板制御端子33は、基板本体部311から基板本体部311の側方に突出する突出部312にまとめて設けられている。突出部312は、基板本体部311から、積層方向Lに直交する方向における左右両側の端部に突出して形成されている。なお、突出部312は、左右両側の端部として、積層方向Lに直交する方向における一方の端部と、この一方の端部とは180°反対側に位置する他方の端部とから突出している。
また、突出部312は、積層方向Lに直交する方向における一方の端部と、この一方の端部とは90°位置が異なる端部とから突出していてもよい。
各半導体モジュール2A1,2A2,2B及び制御回路部3は、冷却器4の間に挟持されている。すなわち、各半導体モジュール2A1,2A2,2B及び制御回路部3は、冷却器4と交互に配置されることによって、冷却器4の間に挟持されている。制御回路部3は、第1の駆動用半導体モジュール2A1と第2の駆動用半導体モジュール2A2との間に、冷却器4を介して積層されている。なお、制御回路部3は、第1の駆動用半導体モジュール2A1又は第2の駆動用半導体モジュール2A2と、昇圧用半導体モジュール2Bとの間に、冷却器4を介して積層することもできる。
また、加圧プレート5は、加圧弾性体51を用いずに、ベース部材52に対してボルト521を締め付けて取り付けることもできる。また、電力変換装置1においては、加圧プレート5及び加圧弾性体52を用いずに、各半導体モジュール2A1,2A2,2B、冷却器4及び制御回路部3を積層方向Lに積層して保持することもできる。
また、制御回路部3が半導体モジュール2A1,2A2,2B及び冷却器4に対して積層されることにより、制御回路部3を保持するための部材が不要となる。そして、制御回路部3が半導体モジュール2A1,2A2,2B及び冷却器4とともに一体化されることにより、制御回路部3の耐振性を確保することができる。
また、制御回路部3が半導体モジュール2A1,2A2,2B及び冷却器4に対して積層されることにより、冷却器4によって、半導体モジュール2A1,2A2,2Bを冷却するとともに制御回路部3も冷却することができる。
2A1,2A2,2B 半導体モジュール
21A,21B 半導体素子
211 素子本体部
22 素子内包部
23A,23B 素子制御端子
3 制御回路部
31 制御基板
311 基板本体部
32 基板内包部
33 基板制御端子
4 冷却器
5 加圧手段
6 接続部材
Claims (5)
- 半導体素子(21A,21B)、及び該半導体素子(21A,21B)の素子本体部(211)を内包する素子内包部(22)を有し、上記半導体素子(21A,21B)の素子制御端子(23A,23B)が上記素子内包部(22)の外部に引き出された半導体モジュール(2A1,2A2,2B)と、
該半導体モジュール(2A1,2A2,2B)に接触して、該半導体モジュール(2A1,2A2,2B)を冷却する冷却器(4)と、
上記半導体素子(21A,21B)の動作を制御する制御基板(31)、及び該制御基板(31)の基板本体部(311)を内包する基板内包部(32)を有し、上記制御基板(31)の基板制御端子(33)が上記基板内包部(32)の外部に引き出され、上記半導体モジュール(2A1,2A2,2B)と上記冷却器(4)との積層方向(L)に積層された制御回路部(3)と、
上記素子制御端子(23A,23B)と上記基板制御端子(33)とを接続する接続部材(6)と、を備え、
上記素子制御端子(23A,23B)及び上記基板制御端子(33)は、上記積層方向(L)に直交する方向に引き出されており、
上記接続部材(6)は、上記素子制御端子(23A,23B)と上記基板制御端子(33)とを上記積層方向(L)に接続していることを特徴とする電力変換装置(1)。 - 上記接続部材(6)は、上記積層方向(L)に対して板面(601)が平行に配置された、可撓性を有する絶縁性基板(61)に対して、上記素子制御端子(23A,23B)と上記基板制御端子(33)とを接続する導体部(62)を設けて形成されていることを特徴とする請求項1に記載の電力変換装置(1)。
- 上記基板制御端子(33)は、上記基板本体部(311)の側方に突出する突出部(312)にまとめて設けられており、
上記接続部材(6)は、上記突出部(312)が差し込まれるコネクタ部(611)と、上記素子制御端子(23A,23B)が差し込まれる差込み穴(612)とを有しており、
上記導体部(62)は、上記コネクタ部(611)と上記差込み穴(612)とを接続する状態に形成されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の電力変換装置(1)。 - 上記基板制御端子(33)と上記素子制御端子(23A,23B)とは、上記積層方向(L)に直交する方向における左右両側に引き出されており、かつ、上記積層方向(L)に対して直交する方向における左右両側において接続されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の電力変換装置(1)。
- 上記半導体モジュール(2A1,2A2,2B)の上記素子内包部(22)、上記冷却器(4)、及び上記制御回路部(3)の上記基板内包部(32)が積層方向(L)に積層された状態を加圧する加圧手段(5)を備えることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の電力変換装置(1)。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013098687A JP6142654B2 (ja) | 2013-05-08 | 2013-05-08 | 電力変換装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013098687A JP6142654B2 (ja) | 2013-05-08 | 2013-05-08 | 電力変換装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2014220916A true JP2014220916A (ja) | 2014-11-20 |
JP6142654B2 JP6142654B2 (ja) | 2017-06-07 |
Family
ID=51938903
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2013098687A Active JP6142654B2 (ja) | 2013-05-08 | 2013-05-08 | 電力変換装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6142654B2 (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016152637A (ja) * | 2015-02-16 | 2016-08-22 | トヨタ自動車株式会社 | 電力変換器 |
JP2017093271A (ja) * | 2015-11-17 | 2017-05-25 | 株式会社デンソー | 電力変換装置 |
WO2018043535A1 (ja) * | 2016-09-02 | 2018-03-08 | ローム株式会社 | パワーモジュール、駆動回路付パワーモジュール、および産業機器、電気自動車またはハイブリッドカー |
CN110165913A (zh) * | 2018-02-16 | 2019-08-23 | 株式会社电装 | 电力转换装置 |
WO2021048944A1 (ja) * | 2019-09-11 | 2021-03-18 | 株式会社デンソー | 電力変換器および電気自動車 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08191195A (ja) * | 1995-01-11 | 1996-07-23 | Hitachi Ltd | 電子回路装置 |
JP2005149445A (ja) * | 2003-11-20 | 2005-06-09 | Hitachi Communication Technologies Ltd | 電子装置の端子群割付設計方法 |
JP2006121861A (ja) * | 2004-10-25 | 2006-05-11 | Fuji Electric Fa Components & Systems Co Ltd | 電力変換装置 |
JP2011259544A (ja) * | 2010-06-07 | 2011-12-22 | Denso Corp | 電力変換装置 |
JP2012070509A (ja) * | 2010-09-22 | 2012-04-05 | Hitachi Automotive Systems Ltd | 電子制御装置 |
JP2013070028A (ja) * | 2011-09-07 | 2013-04-18 | Hitachi Automotive Systems Ltd | 電子制御装置 |
-
2013
- 2013-05-08 JP JP2013098687A patent/JP6142654B2/ja active Active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08191195A (ja) * | 1995-01-11 | 1996-07-23 | Hitachi Ltd | 電子回路装置 |
JP2005149445A (ja) * | 2003-11-20 | 2005-06-09 | Hitachi Communication Technologies Ltd | 電子装置の端子群割付設計方法 |
JP2006121861A (ja) * | 2004-10-25 | 2006-05-11 | Fuji Electric Fa Components & Systems Co Ltd | 電力変換装置 |
JP2011259544A (ja) * | 2010-06-07 | 2011-12-22 | Denso Corp | 電力変換装置 |
JP2012070509A (ja) * | 2010-09-22 | 2012-04-05 | Hitachi Automotive Systems Ltd | 電子制御装置 |
JP2013070028A (ja) * | 2011-09-07 | 2013-04-18 | Hitachi Automotive Systems Ltd | 電子制御装置 |
Cited By (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016152637A (ja) * | 2015-02-16 | 2016-08-22 | トヨタ自動車株式会社 | 電力変換器 |
JP2017093271A (ja) * | 2015-11-17 | 2017-05-25 | 株式会社デンソー | 電力変換装置 |
CN106787620A (zh) * | 2015-11-17 | 2017-05-31 | 株式会社电装 | 电力转换器 |
CN106787620B (zh) * | 2015-11-17 | 2020-02-28 | 株式会社电装 | 电力转换器 |
WO2018043535A1 (ja) * | 2016-09-02 | 2018-03-08 | ローム株式会社 | パワーモジュール、駆動回路付パワーモジュール、および産業機器、電気自動車またはハイブリッドカー |
CN110165913A (zh) * | 2018-02-16 | 2019-08-23 | 株式会社电装 | 电力转换装置 |
JP2019146307A (ja) * | 2018-02-16 | 2019-08-29 | 株式会社デンソー | 電力変換装置 |
JP7047445B2 (ja) | 2018-02-16 | 2022-04-05 | 株式会社デンソー | 電力変換装置 |
CN110165913B (zh) * | 2018-02-16 | 2023-08-25 | 株式会社电装 | 电力转换装置 |
WO2021048944A1 (ja) * | 2019-09-11 | 2021-03-18 | 株式会社デンソー | 電力変換器および電気自動車 |
JPWO2021048944A1 (ja) * | 2019-09-11 | 2021-11-18 | 株式会社デンソー | 電力変換器および電気自動車 |
JP7078182B2 (ja) | 2019-09-11 | 2022-05-31 | 株式会社デンソー | 電力変換器および電気自動車 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP6142654B2 (ja) | 2017-06-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5699995B2 (ja) | 電力変換装置 | |
JP6349275B2 (ja) | 電力変換装置 | |
JP5212088B2 (ja) | 半導体モジュール冷却装置 | |
JP5760985B2 (ja) | 電力変換装置 | |
JP6142654B2 (ja) | 電力変換装置 | |
JP6075227B2 (ja) | 電力変換装置 | |
JP4492695B2 (ja) | 半導体モジュールの実装構造 | |
JP2014187827A (ja) | 電力変換装置 | |
WO2016158259A1 (ja) | 電力変換装置 | |
JP6169181B2 (ja) | Dc−dcコンバータ装置 | |
JP6421055B2 (ja) | 電力変換装置 | |
JP6435905B2 (ja) | 電力変換装置 | |
JP2015023619A (ja) | 電力変換装置 | |
JPWO2017072870A1 (ja) | 電力変換装置 | |
JP2013074722A (ja) | 電力変換装置 | |
JP5760995B2 (ja) | 電力変換装置 | |
JP6098341B2 (ja) | 電力変換装置 | |
JP5644643B2 (ja) | 負荷駆動装置 | |
JP2016149836A (ja) | 電力変換装置 | |
CN115039189B (zh) | 电容器模块和电力转换装置 | |
JP6119419B2 (ja) | 電力変換装置 | |
JP2019154158A (ja) | 電力変換装置 | |
JP6589801B2 (ja) | 電力変換装置 | |
JP6314784B2 (ja) | 電力変換装置 | |
JP2016101071A (ja) | 半導体装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20150817 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20160518 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20160531 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20160727 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20161115 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20161223 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20170411 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20170424 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 6142654 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |