JP2017208958A - 電力変換装置 - Google Patents

Abstract

【課題】並列接続された２つの半導体素子に流れる電流の差を抑制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】互いに並列接続された２つの上アーム半導体素子と、互いに並列接続された２つの下アーム半導体素子とが、正極配線と負極配線との間において直列接続された構成を有する。電力変換装置は、正極バスバー３と負極バスバー４と２つの正極端子２１と２つの負極端子２２とを有する。正極バスバー３及び負極バスバー４は、バスバー本体３１、４１と、２つのバスバー突出部３２、４２とを、それぞれ有する。２つの正極突出部３２は、２つの正極端子２１にそれぞれ接続され、２つの負極突出部４２は、２つの負極端子２２にそれぞれ接続されている。４つのバスバー突出部３２、４２は、突出方向Ｘに直交する方向に並んで配され、並び方向Ｙの両端に、２つの正極突出部３２又は２つの負極突出部４２が配されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、半導体素子を用いた電力変換装置に関する。

例えば電気自動車やハイブリッド自動車等には、直流電力を交流電力に変換する電力変換装置が搭載されている。かかる電力変換装置においては、複数の半導体素子によって電力変換回路を構成している。半導体素子には大電流が流れるため、その発熱による高温化を抑制すべく、半導体素子を内蔵する半導体モジュールを冷却する構造が種々採用されている。

ここで、複数の半導体素子にそれぞれ流れる電流に差があると、その発熱量に差が生じるため、熱設計が難しくなる。特許文献１に開示された電力変換装置は、冷却管と共に積層配置された複数の半導体モジュールに接続する正極バスバー及び負極バスバーのバスバー枝部の形状を、同一形状としている。これにより、各半導体モジュールへ供給される電流のうち、直流成分に対する抵抗値を同等とすることは可能である。

特開２０１５−１３９２９９号公報

しかしながら、正極バスバー及び負極バスバーに交流電流が流れる場合、そのインピーダンスには、直流成分に対する抵抗に加え、インダクタンスも影響する。それゆえ、半導体素子を２つ並列接続して両者に同じタイミングで交流電流が流れるような回路構成においては、各半導体モジュールに接続されるバスバー枝部の間の相互作用も、各半導体素子に供給される交流電流のインピーダンスに影響する。すなわち、複数のバスバー枝部の配置関係によっては、各バスバー枝部におけるインダクタンスに差が生じ、インピーダンスに差が生じる。そうすると、並列接続された２つの半導体素子の間で、流れる電流に差が生じ、発熱量に差が生じるおそれがある。

それゆえ、例えば２つの半導体素子として同じ耐熱性のものを用いた場合、電流がより多く流れる半導体素子を基準に熱設計を行う必要が生じる。その結果、半導体素子の大型化、高コスト化を招き、ひいては、電力変換装置全体の大型化、高コスト化を招くおそれがある。

本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、並列接続された２つの半導体素子に流れる電流の差を抑制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、互いに並列接続された２つの上アーム半導体素子（２ｕ）と、互いに並列接続された２つの下アーム半導体素子（２ｄ）とが、正極配線（３０）と負極配線（４０）との間において直列接続された構成を有する、電力変換装置（１）であって、
上記正極配線を構成する正極バスバー（３）と、
上記負極配線を構成する負極バスバー（４）と、
上記２つの上アーム半導体素子にそれぞれ導通した２つの正極端子（２１）と、
上記２つの下アーム半導体素子にそれぞれ導通した２つの負極端子（２２）と、を有し、
上記正極バスバー及び上記負極バスバーは、互いに主面方向に重なり合って配設されたバスバー本体（３１、４１）と、該バスバー本体から一つの方向に突出した２つのバスバー突出部（３２、４２）とを、それぞれ有し、
上記正極バスバーの上記バスバー突出部である２つの正極突出部（３２）は、上記２つの正極端子にそれぞれ接続され、
上記負極バスバーの上記バスバー突出部である２つの負極突出部（４２）は、上記２つの負極端子にそれぞれ接続され、
上記４つのバスバー突出部は、これらの突出方向（Ｘ）に直交する方向に並んで配されており、
かつ、上記４つのバスバー突出部のうち、これらの並び方向（Ｙ）の両端に、上記２つの正極突出部又は上記２つの負極突出部が配されている、電力変換装置にある。

上記電力変換装置においては、４つのバスバー突出部のうち、これらの並び方向の両端に、２つの正極突出部又は２つの負極突出部が配されている。これにより、複数のバスバー突出部の間の相互インダクタンスの影響を加味しても、２つの正極突出部の間においても、２つの負極突出部の間においても、インダクタンスの差を小さくすることができる。

すなわち、各バスバー突出部におけるインダクタンスは、当該バスバー突出部における自己インダクタンスと、他のバスバー突出部から受ける相互インダクタンスとの合成となる。ここで、４つのバスバー突出部が上記のような順序で配列していることにより、他のバスバー突出部から受ける相互インダクタンスの影響を、２つの正極突出部同士、２つの負極突出部同士において、近付けることができる。これにより、自己インダクタンスと相互インダクタンスとの合成のインダクタンスを、２つの正極突出部同士においても、２つの負極突出部同士においても、差を小さくすることができる。

これにより、互いに並列接続された２つの半導体素子をそれぞれ含む回路同士において、インピーダンスの差を抑制することができる。それゆえ、各半導体素子に流れる電流の差を抑制することができる。
その結果、電力変換装置の熱設計を容易にすることができ、半導体素子の小型化、低コスト化を可能とし、ひいては、電力変換装置全体の小型化、低コスト化を容易にすることができる。

以上のごとく、上記態様によれば、並列接続された２つの半導体素子に流れる電流の差を抑制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。
なお、特許請求の範囲及び課題を解決する手段に記載した括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであり、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

実施形態１における、電力変換装置の一部の斜視図。 実施形態１における、電力変換装置の一部の平面図。 実施形態１における、電力変換装置の平面図。 実施形態１における、電力変換装置の回路図。 実施形態１における、４つのバスバー突出部のインダクタンスの説明図。 実施形態２における、電力変換装置の回路図。 実施形態３における、電力変換装置の一部の平面図。 比較形態における、電力変換装置の一部の斜視図。 比較形態における、電力変換装置の一部の平面図。 比較形態における、４つのバスバー突出部のインダクタンスの説明図。

（実施形態１）
電力変換装置の実施形態につき、図１〜図５を用いて説明する。
本実施形態の電力変換装置１は、図４に示すごとく、互いに並列接続された２つの上アーム半導体素子２ｕと、互いに並列接続された２つの下アーム半導体素子２ｄとが、正極配線３０と負極配線４０との間において直列接続された構成を有する。

電力変換装置１は、図１、図２に示すごとく、正極バスバー３と、負極バスバー４と、２つの正極端子２１と、２つの負極端子２２と、を有する。正極バスバー３は、正極配線３０を構成するバスバーである。負極バスバー４は、負極配線４０を構成するバスバーである。２つの正極端子２１は、２つの上アーム半導体素子２ｕにそれぞれ導通した端子である。２つの負極端子２２は、２つの下アーム半導体素子２ｄにそれぞれ導通した端子である。

正極バスバー３及び負極バスバー４は、バスバー本体３１、４１と、２つのバスバー突出部３２、４２とを、それぞれ有する。すなわち、正極バスバー３は、バスバー本体３１と、２つのバスバー突出部３２とを有する。負極バスバー４は、バスバー本体４１と、２つのバスバー突出部４２とを有する。バスバー本体３１、４１は、互いに主面方向に重なり合って配設されている。各２つのバスバー突出部３２、４２は、バスバー本体３１、４１から一つの方向に突出している。

正極バスバー３のバスバー突出部である２つの正極突出部３２は、２つの正極端子２１にそれぞれ接続されている。負極バスバー４のバスバー突出部である２つの負極突出部４２は、２つの負極端子２２にそれぞれ接続されている。
４つのバスバー突出部３２、４２は、これらの突出方向Ｘに直交する方向に並んで配されている。

４つのバスバー突出部３２、４２のうち、これらの並び方向Ｙの両端に、２つの正極突出部３２又は２つの負極突出部４２が配されている。本実施形態においては、並び方向Ｙの両端に、２つの負極突出部４２が配されている。そして、並び方向Ｙにおける２つの負極突出部４２の間に、２つの正極突出部３２が配されている。

正極端子２１は、少なくとも上アーム半導体素子２ｕを内蔵した半導体モジュール２０から延出している。負極端子２２は、少なくとも下アーム半導体素子２ｄを内蔵した半導体モジュール２０から延出している。正極端子２１及び負極端子２２の延出方向Ｚとバスバー突出部３２、４２の突出方向Ｘとは、互いに直交している。

本実施形態において、図４に示すごとく、上アーム半導体素子２ｕと下アーム半導体素子２ｄとは、互いに同じ半導体モジュール２０に内蔵されている。図１、図２に示すごとく、半導体モジュール２０からは正極端子２１及び負極端子２２が延出している。また、半導体モジュール２０からは、上アーム半導体素子２ｕと下アーム半導体素子２ｄとの接続点に導通する中間端子２３も、延出している。正極端子２１と負極端子２２と中間端子２３とは、同じ延出方向Ｚに延出している。また、正極端子２１、負極端子２２、及び中間端子２３は、板状体からなり、厚み方向が並び方向Ｙを向くように配されている。

本実施形態の電力変換装置１は、図４に示すごとく、直流電源５１と三相交流の回転電機５２との間において、電力変換するよう構成されている。電力変換装置１は、平滑コンデンサ１１と、インバータ回路部１２とを有する。インバータ回路部１２は、直流電力を三相交流電力に変換して、回転電機５２を駆動するよう構成されている。また、回転電機５２において発電された電力を、インバータ回路部１２において直流に変換して、回生することもできる。

インバータ回路部１２は、上アーム半導体素子２ｕと下アーム半導体素子２ｄとを直列接続してなるレッグを、３相分備えている。また、上アーム半導体素子２ｕ及び下アーム半導体素子２ｄには、それぞれフライホイールダイオードが逆並列接続されている。各レッグにおける上アーム半導体素子２ｕと下アーム半導体素子２ｄとの接続点が、それぞれ回転電機５２の３つの電極に接続される。

本実施形態において、インバータ回路部１２における各相を構成する上アーム半導体素子２ｕ及び下アーム半導体素子２ｄも、それぞれ２つの半導体素子の並列構造となっている。そして、並列接続された２つの上アーム半導体素子２ｕと接続される正極バスバー３、及び並列接続された２つの下アーム半導体素子２ｄと接続される負極バスバー４は、いずれも、上述したような構成となっている。また、正極突出部３２及び負極突出部４２は、それぞれ平滑コンデンサ１１の一対の電極に接続されている。この接続構造は、図示を省略する。

図４に示すごとく、２つの上アーム半導体素子２ｕ同士は、互いに並列接続された異なる半導体モジュール２０に内蔵されている。２つの下アーム半導体素子２ｄ同士は、互いに並列接続された異なる半導体モジュール２０に内蔵されている。互いに並列接続された半導体モジュール２０は、並び方向Ｙに積層配置される。

また、上述のように、半導体モジュール２０には、互いに直列接続された一つの上アーム半導体素子２ｕと一つの下アーム半導体素子２ｄとが内蔵されている。各半導体素子は、ＩＧＢＴ、すなわち絶縁ゲートバイポーラトランジスタからなる。そして、上アーム半導体素子２ｕのエミッタと、下アーム半導体素子２ｄのコレクタとが、半導体モジュール２０内において互いに接続されている。そして、この接続点が、中間端子２３に導通している。また、上アーム半導体素子２ｕのコレクタが正極端子２１に導通し、下アーム半導体素子２ｄのエミッタが負極端子２２に導通している。
なお、半導体素子としては、ＩＧＢＴに限らず、例えば、ＭＯＳＦＥＴ、すなわちＭＯＳ型電界効果トランジスタを用いることもできる。

上記のように構成された半導体モジュール２０が２つ、互いに並列接続されている。具体的には、図１、図２に示すごとく、２つの半導体モジュール２０が、正極端子２１、負極端子２２、中間端子２３において、それぞれ同電位となるように接続されている。そして、正極端子２１が正極バスバー３に接続され、負極端子２２が負極バスバー４に接続されている。図示を省略するが、中間端子２３が、回転電機に接続されるバスバーに接続されている。

図１〜図３に示すごとく、互いに並列接続された半導体モジュール２０は、互いに並び方向Ｙに隣り合うように配置されている。
また、図３に示すごとく、半導体モジュール２０は、冷却管６と共に積層配置されている。冷却管６は、半導体モジュール２０を並び方向Ｙの両面から冷却する。すなわち、本実施形態においては、複数の冷却管６と複数の半導体モジュール２０とが交互に積層されている。そして、各半導体モジュール２０の厚み方向の両面に、冷却管６が密着するように配置されている。

複数の冷却管６は、積層方向に隣り合う冷却管６同士が、その長手方向の両端部において互いに連結されている。また、積層方向の一端に配された冷却管６には、その長手方向の両端部に、冷媒導入管６１及び冷媒排出管６２が接続されている。これにより、冷媒導入管６１から導入された冷媒が、複数の冷却管６に分岐して流れ、冷媒排出管６２から排出される。そして、冷媒が複数の冷却管６を流通する間に、半導体モジュール２０と冷媒とが熱交換することにより、半導体モジュール２０が冷却される。

バスバー突出部３２、４２の突出方向Ｘは、冷却管６の長手方向と一致している。また、バスバー突出部３２、４２の並び方向Ｙは、複数の冷却管６の積層方向に一致している。また、正極バスバー３のバスバー本体３１と負極バスバー４のバスバー本体４１との積層方向は、延出方向Ｚと一致している。

正極バスバー３及び負極バスバー４は、それぞれ１枚の金属板を切り曲げ加工することにより、形成されている。
本実施形態において、正極バスバー３は、平板状のバスバー本体３１から、図３に示すごとく、６本のバスバー突出部である正極突出部３２を突出形成してなる。図１〜図３に示すごとく、並列接続される２つの半導体モジュール２０に接続される正極突出部３２は、根元部分において一つの共通突出部３２０を共有している。この共通突出部３２０は、その主面の方向がバスバー本体３１と同じである。そして、正極突出部３２は、共通突出部３２０から２本に分岐した分岐部３２１を有する。分岐部３２１は、共通突出部３２０における並び方向Ｙの両端から略直角に曲げられている。それゆえ、分岐部３２１の主面は、並び方向Ｙを向いている。分岐部３２１は、突出方向Ｘに延びると共に、途中でクランク状に屈曲している。そして、正極突出部３２は、分岐部３２１の先端部付近において、半導体モジュール２０の正極端子２１に接続されている。正極端子２１と分岐部３２１とは、並び方向Ｙに重なり合うように接続されている。

また、負極バスバー４は、平板状のバスバー本体３１から、６本のバスバー突出部である負極突出部４２を突出形成してなる。負極突出部４２は、根元部４２０と、この根元部４２０からさらに突出方向Ｘに延びる延設部４２１とを有する。根元部４２０は、その主面の方向がバスバー本体４１と同じである。延設部４２１は、根元部４２０における並び方向Ｙの一端から略直角に曲げられている。それゆえ、延設部４２１の主面は、並び方向Ｙを向いている。負極突出部４２は、延設部４２１の先端部付近において、半導体モジュール２０の負極端子２２に接続されている。負極端子２２と延設部４２１とは、並び方向Ｙに重なり合うように接続されている。

図２に示すごとく、上記４つのバスバー突出部３２、４２は、並び方向Ｙに直交する仮想平面Ｓを基準とした面対称形状を構成している。すなわち、２つの正極突出部３２は、互いに鏡像関係の形状を有し、２つの負極突出部４２も互いに鏡像関係の形状を有する。そして、２つの正極突出部３２は、並び方向Ｙにおける共通突出部３２０の中央を通ると共に並び方向Ｙに直交する仮想平面Ｓを基準に、面対称形状となっている。同様に、２つの負極突出部４２は、仮想平面Ｓを基準に、面対称形状となっている。

次に、本実施形態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、４つのバスバー突出部３２、４２のうち、これらの並び方向Ｙの両端に、２つの負極突出部４２が配されている。これにより、複数のバスバー突出部３２、４２の間の相互インダクタンスの影響を加味しても、２つの正極突出部３２の間においても、２つの負極突出部４２の間においても、インダクタンスの差を小さくすることができる。

すなわち、各バスバー突出部３２、４２におけるインダクタンスは、当該バスバー突出部における自己インダクタンスと、他のバスバー突出部から受ける相互インダクタンスとの合成となる。ここで、４つのバスバー突出部３２、４２が上記のような順序で配列していることにより、他のバスバー突出部３２、４２から受ける相互インダクタンスの影響を、２つの正極突出部３２同士、２つの負極突出部４２同士において、近付けることができる。これにより、自己インダクタンスと相互インダクタンスとの合成のインダクタンスを、２つの正極突出部３２同士においても、２つの負極突出部４２同士においても、差を小さくすることができる。

図５に示すごとく、各バスバー突出部３２、４２には、同じタイミングで、矢印ｉに示す方向に電流が流れる。この場合、２つの正極突出部３２のうちの一方の正極突出部３２ａにおけるインダクタンスＬ３２ａと、他方の正極突出部３２ｂにおけるインダクタンスＬ３２ｂは、それぞれ以下のように表せる。
Ｌ３２ａ＝Ｌｐａ−Ｍｐａｎａ＋Ｍｐａｐｂ−Ｍｐａｎｂ ・・・（１）
Ｌ３２ｂ＝Ｌｐｂ−Ｍｐｂｎａ＋Ｍｐｂｐａ−Ｍｐｂｎｂ ・・・（２）

ここで、Ｌｐａは、正極突出部３２ａの自己インダクタンス、−Ｍｐａｎａは、正極突出部３２ａと負極突出部４２ａとの間の相互インダクタンス、Ｍｐａｐｂは、正極突出部３２ａと正極突出部３２ｂとの間の相互インダクタンス、−Ｍｐａｎｂは、正極突出部３２ａと負極突出部４２ｂとの間の相互インダクタンスをそれぞれ表す。また、Ｌｐｂは、正極突出部３２ｂの自己インダクタンス、−Ｍｐｂｎａは、正極突出部３２ｂと負極突出部４２ａとの間の相互インダクタンス、Ｍｐｂｐａは、正極突出部３２ｂと正極突出部３２ａとの間の相互インダクタンス、−Ｍｐｂｎｂは、正極突出部３２ｂと負極突出部４２ｂとの間の相互インダクタンスをそれぞれ表す。

同様に、２つの負極突出部４２のうちの一方の負極突出部４２ａにおけるインダクタンスＬ４２ａと、他方の負極突出部４２ｂにおけるインダクタンスＬ４２ｂは、以下のように表せる。
Ｌ４２ａ＝Ｌｎａ−Ｍｎａｐａ＋Ｍｎａｎｂ−Ｍｎａｐｂ ・・・（３）
Ｌ４２ｂ＝Ｌｎｂ−Ｍｎｂｐａ＋Ｍｎｂｎａ−Ｍｎｂｐｂ ・・・（４）

ここで、Ｌｎａは、負極突出部４２ａの自己インダクタンス、−Ｍｎａｐａは、負極突出部４２ａと正極突出部３２ａとの間の相互インダクタンス、Ｍｎａｎｂは、負極突出部４２ａと負極突出部４２ｂとの間の相互インダクタンス、−Ｍｎａｐｂは、負極突出部４２ａと正極突出部３２ｂとの間の相互インダクタンスをそれぞれ表す。Ｌｎｂは、負極突出部４２ｂの自己インダクタンス、−Ｍｎｂｐａは、負極突出部４２ｂと正極突出部３２ａとの間の相互インダクタンス、Ｍｎｂｎａは、負極突出部４２ｂと負極突出部４２ａとの間の相互インダクタンス、−Ｍｎｂｐｂは、負極突出部４２ｂと正極突出部３２ｂとの間の相互インダクタンスをそれぞれ表す。

そして、４つのバスバー突出部３２ａ、３２ｂ、４２ａ、４２ｂは、並び方向Ｙに直交する仮想平面Ｓを基準とした面対称形状を構成している。それゆえ、上記の自己インダクタンス及び相互インダクタンスは、以下の関係を有する。
Ｌｐａ＝Ｌｐｂ
Ｍｐａｎａ＝Ｍｐｂｎｂ
Ｍｐａｐｂ＝Ｍｐｂｐａ
Ｍｐａｎｂ＝Ｍｐｂｎａ
Ｌｎａ＝Ｌｎｂ
Ｍｎａｐａ＝Ｍｎｂｐｂ
Ｍｎａｎｂ＝Ｍｎｂｎａ
Ｍｎａｐｂ＝Ｍｎｂｐａ

これらの関係を式（１）〜（４）に代入すると、Ｌ３２ａ＝Ｌ３２ｂ、Ｌ４２ａ＝Ｌ４２ｂ、がそれぞれ成り立つ。つまり、２つの正極突出部３２におけるインダクタンス同士は同等であり、２つの負極突出部４２におけるインダクタンス同士は同等である。

これにより、互いに並列接続された２つの半導体素子をそれぞれ含む回路同士において、インピーダンスの差を抑制することができる。それゆえ、各半導体素子に流れる電流の差を抑制することができる。
その結果、電力変換装置１の熱設計を容易にすることができ、半導体素子の小型化、低コスト化を可能とし、ひいては、電力変換装置１全体の小型化、低コスト化を容易にすることができる。

また、上アーム半導体素子２ｕと下アーム半導体素子２ｄとは、互いに同じ半導体モジュール２０に内蔵されている。それゆえ、半導体素子の間の配線を短くすることができ、インピーダンスをより低減することができる。

また、互いに並列接続された半導体モジュール２０は、互いに並び方向Ｙに隣り合うように配置されている。それゆえ、相互インダクタンスを考慮した上述のバスバー突出部３２、４２の配列による効果を有効に得ることができる。

以上のごとく、本実施形態によれば、並列接続された２つの半導体素子に流れる電流の差を抑制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。

（実施形態２）
本実施形態の電力変換装置１は、図６に示すごとく、昇圧回路部１３と、インバータ回路部１２とを有する。
昇圧回路部１３は、直流電源５１の電圧を昇圧して、インバータ回路部１２に電力供給するよう構成されている。

昇圧回路部１３は、上アーム半導体素子２ｕと下アーム半導体素子２ｄと、両者の接続点に接続されるリアクトル５３とによって構成されている。また、上アーム半導体素子２ｕ及び下アーム半導体素子２ｄには、それぞれフライホイールダイオードが逆並列接続されている。

昇圧回路部１３を構成する上アーム半導体素子２ｕ及び下アーム半導体素子２ｄは、それぞれ２つの半導体素子の並列構造となっている。
その他の構成は、実施形態１と同様である。
なお、実施形態２以降において用いた符号のうち、既出の実施形態において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、既出の実施形態におけるものと同様の構成要素等を表す。

本実施形態においては、昇圧回路部１３においても、並列接続された２つの半導体素子に流れる電流の差を抑制することができる。
その他、実施形態１と同様の作用効果を有する。

（実施形態３）
本実施形態は、図７に示すごとく、正極端子２１を設けた半導体モジュール２０１と、負極端子２２を設けた半導体モジュール２０２とを、互いに個別の半導体モジュールとした形態である。
すなわち、本実施形態においては、一つの半導体素子を内蔵した半導体モジュール２０１、２０２を直列接続している。そして、一方の半導体モジュール２０１に内蔵した半導体素子を上アーム半導体素子２ｕとし、他方の半導体モジュール２０２に内蔵した半導素子を、下アーム半導体素子２ｄとしている。２つの半導体モジュール２０１、２０２は、互いに同様の構造を備えたものとすることができる。

これらの半導体モジュール２０１、２０２は、それぞれ２つのパワー端子を備える。そして、半導体モジュール２０１における一方のパワー端子が正極端子２１となり、他方のパワー端子が中間端子２３となる。また、半導体モジュール２０２における一方のパワー端子が負極端子２２となり、他方のパワー端子が中間端子２３となる。２つの半導体モジュール２０１、２０２における中間端子２３は、例えば回転電機５２に接続されるバスバーに接続される。この中間端子２３の接続構造は、図示を省略する。

互いに直列接続される２つの半導体モジュール２０１、２０２は、突出方向Ｘに並んでいる。また、並び方向Ｙに隣り合う２個の半導体モジュール２０１同士と、並び方向Ｙに隣り合う２個の半導体モジュール２０２同士とが、それぞれ並列接続されている。そして、正極バスバー３の正極突出部３２が、半導体モジュール２０１の正極端子２１に接続されている。また、負極バスバー４の負極突出部４２が、半導体モジュール２０２の負極端子２２に接続されている。

４つのバスバー突出部３２、４２のうち、２つの負極突出部４２が、並び方向Ｙの両端に配されるように配列されている。そして、並び方向Ｙにおける２つの負極突出部４２の間に、２本の正極突出部３２が配されている。
その他の構成は、実施形態１と同様である。
本実施形態においても、実施形態１と同様の作用効果を得ることができる。

（比較形態）
図８〜図１０に、比較形態として、正極突出部３２と負極突出部４２とを交互に並べた構成を示す。
本比較形態においては、図９に示すごとく、２つの正極突出部３２同士が同じ形状を有し、２つの負極突出部４２同士が同じ形状を有する。そして、正極突出部３２と負極突出部４２とが交互に配列され、並び方向Ｙにおける一端に負極突出部４２が配され、他端に正極突出部３２が配されている。
このような４つのバスバー突出部３２、４２の配列とすると、２つの正極突出部３２同士においても、２つの負極突出部４２同士においても、インダクタンスに差が生じやすい。

実施形態１と同様に、自己インダクタンスと相互インダクタンスとを考慮して、各バスバー突出部におけるインダクタンスＬ３２ａ、Ｌ３２ｂ、Ｌ４２ａ、Ｌ４２ｂは、それぞれ上記式（１）〜（４）のように表すことができる。

しかし、４つのバスバー突出部３２ａ、３２ｂ、４２ａ、４２ｂは、並び方向Ｙに交互に並んでいる。それゆえ、上記の相互インダクタンスは、実施形態１の場合とは異なり、アンバランスとなる。すなわち、インダクタンスＬ３２ａとインダクタンスＬ３２ｂとの間に差が生じ、インダクタンスＬ４２ａとインダクタンスＬ４２ｂとの間にも差が生じる。

具体的には、各自己インダクタンス及び各相互インダクタンスの関係は、以下のようになる。
Ｌｐａ＝Ｌｐｂ
Ｍｐａｎａ＝Ｍｐｂｎｂ
Ｍｐａｐｂ＝Ｍｐｂｐａ
Ｍｐａｎｂ＞Ｍｐｂｎａ
Ｌｎａ＝Ｌｎｂ
Ｍｎａｐａ＝Ｍｎｂｐｂ
Ｍｎａｎｂ＝Ｍｎｂｎａ
Ｍｎａｐｂ＜Ｍｎｂｐａ

これらの関係を、上記式（１）〜（４）に代入すると、Ｌ３２ａ＜Ｌ３２ｂ、Ｌ４２ａ＞Ｌ４２ｂ、となる。

それゆえ、本比較形態においては、互いに並列接続された２つの半導体素子をそれぞれ含む回路同士において、インピーダンスの差が生じることとなる。
これに対し、実施形態１〜３の電力変換装置においては、上述のように、２つの正極突出部３２のインダクタンスの差｜Ｌ３２ａ−Ｌ３２ｂ｜、及び、２つの負極突出部４２のインダクタンスの差｜Ｌ４２ａ−Ｌ４２ｂ｜を抑制することができる。それゆえ、インピーダンスの差を抑制し、並列接続された２つの半導体素子に流れる電流の差を抑制することができる。

本発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の実施形態に適用することが可能である。
例えば、実施形態２の電力変換装置において、昇圧回路部１３を構成する上アーム半導体素子２ｕ及び下アーム半導体素子２ｄのみを、それぞれ２つの半導体素子の並列構造としてもよい。
また、上記実施形態１、３においては、４つのバスバー突出部のうち、これらの並び方向の両端に、２つの負極突出部が配されている構成を示したが、これに限られない。すなわち、４つのバスバー突出部の並び方向の両端に、２つの正極突出部を配置した構成とすることもできる。

１ 電力変換装置
２ｕ 上アーム半導体素子
２ｄ 下アーム半導体素子
２０、２０１、２０２ 半導体モジュール
２１ 正極端子
２２ 負極端子
３ 正極バスバー
３２ 正極突出部（バスバー突出部）
４ 負極バスバー
４２ 負極突出部（バスバー突出部）

Claims (7)

1. 互いに並列接続された２つの上アーム半導体素子（２ｕ）と、互いに並列接続された２つの下アーム半導体素子（２ｄ）とが、正極配線（３０）と負極配線（４０）との間において直列接続された構成を有する、電力変換装置（１）であって、
   上記正極配線を構成する正極バスバー（３）と、
   上記負極配線を構成する負極バスバー（４）と、
   上記２つの上アーム半導体素子にそれぞれ導通した２つの正極端子（２１）と、
   上記２つの下アーム半導体素子にそれぞれ導通した２つの負極端子（２２）と、を有し、
   上記正極バスバー及び上記負極バスバーは、互いに主面方向に重なり合って配設されたバスバー本体（３１、４１）と、該バスバー本体から一つの方向に突出した２つのバスバー突出部（３２、４２）とを、それぞれ有し、
   上記正極バスバーの上記バスバー突出部である２つの正極突出部（３２）は、上記２つの正極端子にそれぞれ接続され、
   上記負極バスバーの上記バスバー突出部である２つの負極突出部（４２）は、上記２つの負極端子にそれぞれ接続され、
   上記４つのバスバー突出部は、これらの突出方向（Ｘ）に直交する方向に並んで配されており、
   かつ、上記４つのバスバー突出部のうち、これらの並び方向（Ｙ）の両端に、上記２つの正極突出部又は上記２つの負極突出部が配されている、電力変換装置。
2. 上記４つのバスバー突出部は、上記並び方向に直交する仮想平面（Ｓ）を基準とした面対称形状を構成している、請求項１に記載の電力変換装置。
3. 上記正極端子は、少なくとも上記上アーム半導体素子を内蔵した半導体モジュール（２０、２０１）から延出しており、上記負極端子は、少なくとも上記下アーム半導体素子を内蔵した半導体モジュール（２０、２０２）から延出しており、上記正極端子及び上記負極端子の延出方向と上記バスバー突出部の突出方向とは、互いに直交している、請求項１又は２に記載の電力変換装置。
4. 上記上アーム半導体素子と上記下アーム半導体素子とは、互いに同じ上記半導体モジュールに内蔵されており、該半導体モジュールからは上記正極端子及び上記負極端子が延出している、請求項３に記載の電力変換装置。
5. 上記２つの上アーム半導体素子同士は、互いに並列接続された異なる上記半導体モジュールに内蔵され、上記２つの下アーム半導体素子同士は、互いに並列接続された異なる上記半導体モジュールに内蔵されており、互いに並列接続された上記半導体モジュールは、上記並び方向に積層配置されている、請求項３又は４に記載の電力変換装置。
6. 互いに並列接続された上記半導体モジュールは、互いに上記並び方向に隣り合うように配置されている、請求項５に記載の電力変換装置。
7. 上記半導体モジュールは、該半導体モジュールを上記並び方向の両面から冷却する冷却管（６）と共に積層配置されている、請求項５又は６に記載の電力変換装置。

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