JP6451379B2 - Power converter - Google Patents

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本発明は、複数の電子部品と、該電子部品を冷却する複数の冷却管とを備え、電子部品と冷却管とを積層して積層体を構成した電力変換装置に関する。   The present invention relates to a power conversion device that includes a plurality of electronic components and a plurality of cooling pipes that cool the electronic components, and includes a stacked body formed by stacking the electronic components and the cooling pipes.

直流電力と交流電力との間で電力変換を行う電力変換装置として、複数の電子部品と、該電子部品を冷却する複数の冷却管と、複数の電子部品を互いに電気接続するバスバーとを備え、上記電子部品と上記冷却管とを積層して積層体を構成したものが知られている（下記特許文献１参照）。   As a power conversion device that performs power conversion between DC power and AC power, a plurality of electronic components, a plurality of cooling pipes that cool the electronic components, and a bus bar that electrically connects the plurality of electronic components to each other, A structure in which a laminate is formed by laminating the electronic component and the cooling pipe is known (see Patent Document 1 below).

上記電子部品には、半導体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に接続した平滑コンデンサと、リアクトルと、フィルタコンデンサとがある。上記複数の半導体モジュールのうち一部の半導体モジュールと、上記リアクトルとによって、昇圧回路が形成されている。上記フィルタコンデンサは、ノイズ電流を除去するために設けられており、上記リアクトルに接続している。   The electronic component includes a plurality of semiconductor modules containing semiconductor elements, a smoothing capacitor connected to the semiconductor module, a reactor, and a filter capacitor. A booster circuit is formed by a part of the plurality of semiconductor modules and the reactor. The filter capacitor is provided to remove noise current and is connected to the reactor.

また、他の一部の半導体モジュールと、上記平滑コンデンサとにより、インバータ回路が構成されている。このインバータ回路により、直流電力を交流電力に変換し、得られた交流電力を用いて交流負荷を駆動するよう構成されている。   In addition, an inverter circuit is constituted by another part of the semiconductor modules and the smoothing capacitor. The inverter circuit is configured to convert DC power into AC power and drive the AC load using the obtained AC power.

特開２００７−１７４７６０号公報JP 2007-174760 A

しかしながら、上記電力変換装置は、上記バスバーに大きなインダクタンスが寄生することがあった。すなわち、上記電力変換装置では、半導体モジュール同士の間や、半導体モジュールと平滑コンデンサとの間に、リアクトルやフィルタコンデンサが介在する場合がある（図９、図１０参照）。この場合、半導体モジュールと平滑コンデンサとを接続するバスバーが、リアクルやフィルタコンデンサを跨ぐ必要が生じ、長くなってしまう。そのため、このバスバーに大きなインダクタンスが寄生しやすくなる。したがって、半導体モジュールをオンオフ動作させたときに、上記インダクタンスが原因となって、大きなサージが発生しやすくなる。   However, in the power conversion device, a large inductance may be parasitic on the bus bar. That is, in the power converter, a reactor or a filter capacitor may be interposed between semiconductor modules or between a semiconductor module and a smoothing capacitor (see FIGS. 9 and 10). In this case, the bus bar that connects the semiconductor module and the smoothing capacitor needs to straddle the re-cle and the filter capacitor, and becomes long. Therefore, a large inductance tends to be parasitic on the bus bar. Therefore, when the semiconductor module is turned on / off, a large surge is likely to occur due to the inductance.

本発明は、かかる背景に鑑みてなされたもので、バスバーに寄生するインダクタンスをより低減できる電力変換装置を提供しようとするものである。   The present invention has been made in view of such a background, and an object of the present invention is to provide a power converter that can further reduce the inductance parasitic on the bus bar.

本発明の一態様は、複数の電子部品と、
該電子部品を冷却する複数の冷却管と、
上記複数の電子部品を互いに電気接続するバスバーとを備え、
上記電子部品と上記冷却管とを積層して積層体を構成してあり、
上記複数の電子部品によって、直流電源の電圧を昇圧する昇圧回路と、該昇圧回路によって昇圧された直流電力を交流電力に変換する、第１インバータ回路と第２インバータ回路との２つのインバータ回路とが形成され、
上記電子部品には、半導体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に接続した、第１平滑コンデンサと第２平滑コンデンサとの２個の平滑コンデンサと、上記昇圧回路を構成するリアクトルと、該リアクトルに接続したフィルタコンデンサとがあり、
上記半導体モジュールと上記平滑コンデンサとによって部品群が構成され、
該部品群を構成する複数の上記電子部品は、上記冷却管を介して互いに隣り合うように配されており、
上記半導体モジュールには、上記第１インバータ回路を構成し、上記積層体の積層方向に配列した複数の第１インバータ用半導体モジュールと、上記第２インバータ回路を構成し、上記積層方向に配列した複数の第２インバータ用半導体モジュールと、上記リアクトルと共に上記昇圧回路を構成する昇圧用半導体モジュールとがあり、
上記積層方向において、上記第１平滑コンデンサと、上記昇圧用半導体モジュールと、上記複数の第１インバータ用半導体モジュールと、上記第２平滑コンデンサと、上記複数の第２インバータ用半導体モジュールとがこの順に配されていることを特徴とする電力変換装置にある。 One embodiment of the present invention includes a plurality of electronic components;
A plurality of cooling pipes for cooling the electronic component;
A bus bar for electrically connecting the plurality of electronic components to each other;
The electronic component and the cooling pipe are laminated to form a laminate.
A booster circuit for boosting a voltage of a DC power supply by the plurality of electronic components; and two inverter circuits of a first inverter circuit and a second inverter circuit for converting DC power boosted by the booster circuit into AC power; Formed,
It said electronic component includes a plurality of semiconductor modules with a built-in semiconductor element was connected to the semiconductor module, and two smoothing capacitors between the first smoothing capacitor and second smoothing capacitor, a reactor constituting the step-up circuit And a filter capacitor connected to the reactor,
A group of parts is constituted by the semiconductor module and the smoothing capacitor.
The plurality of electronic components constituting the component group are arranged adjacent to each other via the cooling pipe ,
The semiconductor module comprises the first inverter circuit, a plurality of first inverter semiconductor modules arranged in the laminating direction of the laminate, and the second inverter circuit, and a plurality arranged in the laminating direction. A semiconductor module for the second inverter, and a boosting semiconductor module that constitutes the boosting circuit together with the reactor,
In the stacking direction, the first smoothing capacitor, the boosting semiconductor module, the plurality of first inverter semiconductor modules, the second smoothing capacitor, and the plurality of second inverter semiconductor modules in this order. It exists in the power converter device characterized by being arranged .

上記電力変換装置においては、半導体モジュールと平滑コンデンサとによって上記部品群を構成してある。この部品群を構成する複数の電子部品（半導体モジュール及び平滑コンデンサ）は、冷却管を介して互いに隣り合うように配されている。
このようにすると、部品群を構成する複数の電子部品（半導体モジュール及び平滑コンデンサ）の間に、部品群に含まれないリアクトルやフィルタコンデンサが介在しなくなる。そのため、上記部品群を構成する半導体モジュールと平滑コンデンサとを互いに接近させることができる。したがって、バスバーのうち、半導体モジュールと平滑コンデンサとを繋ぐ部位を短くすることができ、この部位に寄生するインダクタンスを低減できる。そのため、半導体モジュールをオンオフ動作させたときに、上記インダクタンスが原因となって大きなサージが発生することを抑制できる。 In the power converter, the component group is constituted by a semiconductor module and a smoothing capacitor. A plurality of electronic components (semiconductor module and smoothing capacitor) constituting this component group are arranged adjacent to each other via a cooling pipe.
If it does in this way, a reactor and a filter capacitor which are not contained in a part group will not intervene between a plurality of electronic parts (semiconductor module and smoothing capacitor) which constitute a part group. Therefore, the semiconductor module and the smoothing capacitor constituting the component group can be brought close to each other. Therefore, the part which connects a semiconductor module and a smoothing capacitor among bus bars can be shortened, and the inductance parasitic on this part can be reduced. Therefore, when the semiconductor module is turned on / off, it is possible to suppress the occurrence of a large surge due to the inductance.

以上のごとく、本発明によれば、バスバーに寄生するインダクタンスをより低減できる電力変換装置を提供することができる。   As described above, according to the present invention, it is possible to provide a power converter that can further reduce the inductance parasitic on the bus bar.

実施例１における、電力変換装置の断面図であって、図２のI-I断面図。It is sectional drawing of the power converter device in Example 1, Comprising: II sectional drawing of FIG. 図１のII-II断面図。II-II sectional drawing of FIG. 実施例１における、電力変換装置の回路図。The circuit diagram of the power converter device in Example 1. FIG. 参考例１における、電力変換装置の断面図。Sectional drawing of the power converter device in the reference example 1. FIG. 実施例２における、電力変換装置の断面図。Sectional drawing of the power converter device in Example 2. FIG. 参考例２における、電力変換装置の断面図。Sectional drawing of the power converter device in the reference example 2. FIG. 参考例３における、電力変換装置の断面図。Sectional drawing of the power converter device in the reference example 3. FIG. 参考例３における、電力変換装置の回路図。The circuit diagram of the power converter device in the reference example 3. FIG. 比較例１における、電力変換装置の断面図。Sectional drawing of the power converter device in the comparative example 1. FIG. 比較例２における、電力変換装置の断面図。Sectional drawing of the power converter device in the comparative example 2. FIG.

上記電力変換装置は、電気自動車やハイブリッド車等の車両に搭載するための、車載用電力変換装置とすることができる。   The power conversion device can be a vehicle-mounted power conversion device to be mounted on a vehicle such as an electric vehicle or a hybrid vehicle.

（実施例１）
上記電力変換装置に係る実施例について、図１〜図３を用いて説明する。図１に示すごとく、本例の電力変換装置１は、複数の電子部品２と、複数の冷却管３と、バスバー４（４ｐ，４ｎ，４ｂ，４ｉ）とを備える。冷却管３は、電子部品３を冷却する。バスバー４は、複数の電子部品２を互いに電気接続している。電子部品２と冷却管３とは積層され、積層体１０を構成している。 Example 1
The Example which concerns on the said power converter device is described using FIGS. 1-3. As shown in FIG. 1, the power conversion device 1 of this example includes a plurality of electronic components 2, a plurality of cooling pipes 3, and bus bars 4 (4p, 4n, 4b, 4i). The cooling pipe 3 cools the electronic component 3. The bus bar 4 electrically connects the plurality of electronic components 2 to each other. The electronic component 2 and the cooling pipe 3 are laminated to form a laminated body 10.

電子部品２には、半導体モジュール２ｍと、平滑コンデンサ２ｃと、リアクトル２ｒと、フィルタコンデンサ２ｆとがある。半導体モジュール２ｍは、半導体素子２１（図３参照）を内蔵している。平滑コンデンサ２ｃは、半導体モジュール２ｍに接続しており、該半導体モジュール２ｍに加わる電圧を平滑化する。リアクトル２ｒは、昇圧回路１２を構成している。フィルタコンデンサ２ｆは、リアクトル２ｒに接続している。フィルタコンデンサ２ｆは、直流電源８（図３参照）から供給される直流電流Ｉに含まれるノイズ電流を除去するために設けられている。   The electronic component 2 includes a semiconductor module 2m, a smoothing capacitor 2c, a reactor 2r, and a filter capacitor 2f. The semiconductor module 2m includes a semiconductor element 21 (see FIG. 3). The smoothing capacitor 2c is connected to the semiconductor module 2m and smoothes the voltage applied to the semiconductor module 2m. The reactor 2r constitutes a booster circuit 12. The filter capacitor 2f is connected to the reactor 2r. The filter capacitor 2f is provided to remove a noise current included in the DC current I supplied from the DC power supply 8 (see FIG. 3).

バスバー４には、正極バスバー４ｐと、負極バスバー４ｎと、昇圧バスバー４ｂと、入力バスバー４ｉとがある。半導体モジュール２ｍと平滑コンデンサ２ｃとによって、部品群５が構成されている。
該部品群５を構成する複数の電子部品２（２ｍ，２ｃ）は、冷却管３を介して互いに隣り合うように配されている。 The bus bar 4 includes a positive bus bar 4p, a negative bus bar 4n, a boost bus bar 4b, and an input bus bar 4i. The semiconductor module 2m and the smoothing capacitor 2c constitute a component group 5.
The plurality of electronic components 2 (2m, 2c) constituting the component group 5 are arranged adjacent to each other via the cooling pipe 3.

本例の電力変換装置１は、電気自動車やハイブリッド車等の車両に搭載するための、車載用電力変換装置である。   The power conversion device 1 of this example is a vehicle-mounted power conversion device to be mounted on a vehicle such as an electric vehicle or a hybrid vehicle.

図１に示すごとく、半導体モジュール２ｍには、インバータ用半導体モジュール２ｍｉと、昇圧用半導体モジュール２ｍｂとがある。図３に示すごとく、インバータ用半導体モジュール２ｍｉと平滑コンデンサ２ｃとによって、インバータ回路１１が形成されている。また、リアクトル２ｒと昇圧用半導体モジュール２ｍｂとによって、昇圧回路１２が形成されている。 As shown in FIG. 1, the semiconductor module 2m, and the semiconductor module 2m i inverter, there is a booster semiconductor module 2m b. As shown in FIG. 3, by the semiconductor module inverter 2m i and a smoothing capacitor 2c, the inverter circuit 11 is formed. Also, by the boosting semiconductor module 2m b a reactor 2r, the booster circuit 12 is formed.

本例では、昇圧回路１２を用いて、直流電源８の電圧を昇圧している。そして、昇圧した後、インバータ回路１１を用いて直流電力を交流電力に変換し、得られた交流電力を用いて、三相交流モータ８１を駆動している。これにより、上記車両を走行させている。   In this example, the booster circuit 12 is used to boost the voltage of the DC power supply 8. After boosting, the inverter circuit 11 is used to convert DC power into AC power, and the three-phase AC motor 81 is driven using the obtained AC power. As a result, the vehicle is running.

本例の電力変換装置１には、第１インバータ回路１１１と第２インバータ回路１１２とが形成されている。第１インバータ回路１１１と第２インバータ回路１１２とは、それぞれ別の三相交流モータ８１（８１ａ，８１ｂ）に接続している。また、本例の電力変換装置１は、第１平滑コンデンサ２ｃａと第２平滑コンデンサ２ｃｂとの、２個の平滑コンデンサ２ｃ（２ｃａ，２ｃｂ）を備えている。 In the power conversion device 1 of this example, a first inverter circuit 111 and a second inverter circuit 112 are formed. The first inverter circuit 111 and the second inverter circuit 112 are connected to different three-phase AC motors 81 (81a, 81b), respectively. The power conversion device 1 of the present embodiment includes a first smoothing capacitor 2c a and the second smoothing capacitor 2c b, 2 pieces of the smoothing capacitor 2c (2c a, 2c b) a.

図２に示すごとく、インバータ用半導体モジュール２ｍｉは、半導体素子２１（図３参照）を内蔵した本体部２２と、該本体部２２から突出したパワー端子２３と、制御端子２４とを備える。パワー端子２３には、直流電圧が加わる正極端子２３ｐ及び負極端子２３ｎと、三相交流モータ８１に接続される交流端子２３ａとがある。正極端子２３ｐには、正極バスバー４ｐが接続している。また、負極端子２３ｎには、負極バスバー４ｎが接続している。交流端子２３ａには、図示しない交流バスバーが接続される。
なお、昇圧用半導体モジュール２ｍｂも、インバータ用半導体モジュール２ｍｉと同様の構造になっている。 As shown in FIG. 2, the inverter semiconductor module 2 mi includes a main body portion 22 including a semiconductor element 21 (see FIG. 3), a power terminal 23 protruding from the main body portion 22, and a control terminal 24. The power terminal 23 includes a positive electrode terminal 23 p and a negative electrode terminal 23 n to which a DC voltage is applied, and an AC terminal 23 a connected to the three-phase AC motor 81. The positive electrode bus bar 4p is connected to the positive electrode terminal 23p. The negative electrode bus bar 4n is connected to the negative electrode terminal 23n. An AC bus bar (not shown) is connected to the AC terminal 23a.
Incidentally, the step-up semiconductor module 2m b also has a semiconductor module 2m i structure similar inverter.

また、制御端子２４には、制御回路基板１９が接続している。この制御回路基板１９を用いて、半導体モジュール２ｍ（２ｍｉ，２ｍｂ）のオンオフ動作を制御している。 The control circuit board 19 is connected to the control terminal 24. The control circuit board 19 is used to control the on / off operation of the semiconductor module 2m (2m i , 2m b ).

また、上述したように、本例の電力変換装置１は、バスバー４として、正極バスバー４ｐと、負極バスバー４ｎと、昇圧用バスバー４ｂと、入力バスバー４ｉとを備える。図１に示すごとく、入力バスバー４ｉは、フィルタコンデンサ２ｆの正端子２１０と、リアクトル２ｒの入力端子２３０とに接続している。また、昇圧用バスバー４ｂは、リアクトル２ｒの出力端子２４０と、昇圧用半導体モジュール２ｍｂの交流端子２３ａとに接続している。 Further, as described above, the power conversion device 1 of this example includes the positive bus bar 4p, the negative bus bar 4n, the boosting bus bar 4b, and the input bus bar 4i as the bus bar 4. As shown in FIG. 1, the input bus bar 4i is connected to the positive terminal 210 of the filter capacitor 2f and the input terminal 230 of the reactor 2r. Also, the boost bus bar 4b includes an output terminal 240 of the reactor 2r, are connected to the AC terminals 23a of the booster semiconductor module 2m b.

正極バスバー４ｐは、全ての半導体モジュール２ｍの正極端子２３ｐと、平滑コンデンサ２ｃの正端子２５０とに接続している。また、負極バスバー４ｎは、全ての半導体モジュール２ｍの負極端子２３ｎと、平滑コンデンサ２ｃの負端子２６０と、フィルタコンデンサ２ｆの負端子２２０とに接続している。   The positive bus bar 4p is connected to the positive terminals 23p of all the semiconductor modules 2m and the positive terminal 250 of the smoothing capacitor 2c. The negative bus bar 4n is connected to the negative terminals 23n of all the semiconductor modules 2m, the negative terminal 260 of the smoothing capacitor 2c, and the negative terminal 220 of the filter capacitor 2f.

入力バスバー４ｉの端部４１０と、負極バスバー４ｎの端部４２０とは、それぞれケース１３の外側に突出している。これらの端部４１０，４２０は、上記直流電源８（図３参照）に電気接続される。   An end portion 410 of the input bus bar 4i and an end portion 420 of the negative electrode bus bar 4n protrude outside the case 13, respectively. These end portions 410 and 420 are electrically connected to the DC power source 8 (see FIG. 3).

一方、図１に示すごとく、積層体１０の積層方向（Ｘ方向）に隣り合う２つの冷却管３は、２個の連結管１７によって連結されている。連結管１７は、パワー端子２３の突出方向（Ｚ方向）とＸ方向との双方に直交する幅方向（Ｙ方向）における、冷却管３の両端部に取り付けられている。   On the other hand, as shown in FIG. 1, two cooling pipes 3 adjacent in the stacking direction (X direction) of the stacked body 10 are connected by two connecting pipes 17. The connecting pipe 17 is attached to both ends of the cooling pipe 3 in the width direction (Y direction) orthogonal to both the protruding direction (Z direction) of the power terminal 23 and the X direction.

また、複数の冷却管３のうち、Ｘ方向における一端に位置する端部冷却管３ａには、冷媒１６を導入するための導入管１４と、冷媒１６を導出するための導出管１５とが取り付けられている。冷媒１６を導入管１４から導入すると、冷媒１６は、連結管１７を通って全ての冷却管３内を流れ、導出管１５から導出する。これにより、個々の電子部品２を冷却するようになっている。   In addition, an inlet pipe 14 for introducing the refrigerant 16 and an outlet pipe 15 for leading the refrigerant 16 are attached to the end cooling pipe 3a located at one end in the X direction among the plurality of cooling pipes 3. It has been. When the refrigerant 16 is introduced from the introduction pipe 14, the refrigerant 16 flows through all the cooling pipes 3 through the connecting pipe 17 and is led out from the outlet pipe 15. Thereby, each electronic component 2 is cooled.

また、ケース１３の第１壁部１３１と積層体１０との間には、加圧部材１８（板ばね）が介在している。この加圧部材１８を用いて、積層体１０を、ケース１３の第２壁部１３２へ向けて加圧している。これにより、電子部品２と冷却管３との間の接触圧を確保すると共に、積層体１０をケース１３内に固定している。   Further, a pressure member 18 (plate spring) is interposed between the first wall 131 of the case 13 and the laminated body 10. Using this pressure member 18, the laminate 10 is pressurized toward the second wall 132 of the case 13. Thereby, while ensuring the contact pressure between the electronic component 2 and the cooling pipe 3, the laminated body 10 is being fixed in the case 13. FIG.

また、図１に示すごとく、本例では、複数の半導体モジュール２ｍのうち、Ｘ方向において導入管１４及び導出管１５から最も離れた位置に配された半導体モジュール２ｍを、昇圧用半導体モジュール２ｍｂとしている。そして、上記第１平滑コンデンサ２ｃａを、冷却管３を介して、昇圧用半導体モジュール２ｍｂに隣り合う位置に配置してある。また、上記第２平滑コンデンサ２ｃｂを、第１インバータ回路１１１（図３参照）を構成するインバータ用半導体モジュール２ｍｉと、第２インバータ回路１１２を構成するインバータ用半導体モジュール２ｍｉとの間に配置してある。 Further, as shown in FIG. 1, in this example, among the plurality of semiconductor modules 2m, the semiconductor module 2m disposed farthest from the inlet tube 14 and outlet tube 15 in the X direction, the step-up semiconductor module 2m b It is said. Then, the first smoothing capacitor 2c a, through the cooling tube 3, is arranged at a position adjacent to the boosting semiconductor module 2m b. Also, the second smoothing capacitor 2c b, and the semiconductor module 2m i inverter constituting the first inverter circuit 111 (see FIG. 3), between the semiconductor module 2m i inverter constituting the second inverter circuit 112 It is arranged.

リアクトル２ｒは、冷却管３を介して、平滑コンデンサ２ｃ（第１平滑コンデンサ２ｃａ）に隣り合う位置に配されている。また、フィルタコンデンサ２ｆは、冷却管３を介して、リアクトル２ｒに隣り合う位置に配されている。 The reactor 2r is disposed at a position adjacent to the smoothing capacitor 2c (first smoothing capacitor 2c a ) via the cooling pipe 3. Further, the filter capacitor 2f is arranged at a position adjacent to the reactor 2r through the cooling pipe 3.

本例の作用効果について説明する。図１に示すごとく、本例では、半導体モジュール２ｍと平滑コンデンサ２ｃとによって部品群５が構成されている。部品群５を構成する複数の電子部品２（２ｍ，２ｃ）は、冷却管３を介して互いに隣り合うように配されている。
このようにすると、部品群５を構成する複数の電子部品２（２ｍ，２ｃ）の間に、部品群５に含まれないリアクトル２ｒやフィルタコンデンサ２ｆが介在しなくなる。そのため、部品群５を構成する半導体モジュール２ｍと平滑コンデンサ２ｃとを互いに接近させることができる。したがって、正極バスバー４ｐ及び負極バスバー４ｎのうち、半導体モジュール２ｍと平滑コンデンサ２ｃとを繋ぐ部位を短くすることができ、該部位に寄生するインダクタンスを低減することができる。そのため、半導体モジュール２ｍをオンオフ動作させたときに、上記インダクタンスが原因となって大きなサージが発生することを抑制できる。 The effect of this example will be described. As shown in FIG. 1, in this example, the component group 5 is comprised by the semiconductor module 2m and the smoothing capacitor 2c. A plurality of electronic components 2 (2m, 2c) constituting the component group 5 are arranged adjacent to each other via the cooling pipe 3.
In this way, the reactor 2r and the filter capacitor 2f that are not included in the component group 5 do not intervene between the plurality of electronic components 2 (2m, 2c) constituting the component group 5. Therefore, the semiconductor module 2m and the smoothing capacitor 2c constituting the component group 5 can be brought close to each other. Therefore, the part which connects the semiconductor module 2m and the smoothing capacitor 2c among the positive electrode bus bar 4p and the negative electrode bus bar 4n can be shortened, and the parasitic inductance at the part can be reduced. Therefore, when the semiconductor module 2m is turned on / off, it is possible to suppress the occurrence of a large surge due to the inductance.

ここで仮に、図９、図１０に示すごとく、部品群９５を構成する複数の電子部品９２（９２ｃ，９２ｍ）が、冷却管９３を介して互いに隣り合っておらず、これらの間に、部品群９５に含まれないフィルタコンデンサ９２ｆが介在していたとすると、平滑コンデンサ９２ｃと半導体モジュール９２ｍとが離れてしまう。そのため、バスバー９４ｐ，９４ｎのうち、平滑コンデンサ９２ｃと半導体モジュール９２ｍとを繋ぐ部位９９が、フィルタコンデンサ９２ｆを跨ぐことになり、この部位９９にインダクタンスが寄生しやすくなる。したがって、半導体モジュール９２ｍをオンオフ動作させたときに、上記インダクタンスが原因となって、大きなサージが発生しやすくなる。   Here, as shown in FIGS. 9 and 10, a plurality of electronic components 92 (92 c and 92 m) constituting the component group 95 are not adjacent to each other via the cooling pipe 93, and there is no component between them. If a filter capacitor 92f not included in the group 95 is present, the smoothing capacitor 92c and the semiconductor module 92m are separated from each other. Therefore, a portion 99 of the bus bars 94p and 94n that connects the smoothing capacitor 92c and the semiconductor module 92m straddles the filter capacitor 92f, and the inductance is easily parasitic on the portion 99. Therefore, when the semiconductor module 92m is turned on / off, a large surge is likely to occur due to the inductance.

これに対して、図１に示すごとく、本例のように、部品群５を構成する複数の電子部品２（２ｃ，２ｍ）を、冷却管３を介して互いに隣り合うように配置すれば、平滑コンデンサ２ｃと半導体モジュール２ｍとを接近させることができる。そのため、バスバー４ｐ，４ｎのうち、平滑コンデンサ２ｃと半導体モジュール２ｍとを繋ぐ部位を短くすることができ、この部位に寄生するインダクタンスを低減できる。そのため、半導体モジュール２ｍをオンオフ動作させたときに大きなサージが発生することを抑制できる。   On the other hand, as shown in FIG. 1, as in this example, if a plurality of electronic components 2 (2c, 2m) constituting the component group 5 are arranged adjacent to each other via the cooling pipe 3, The smoothing capacitor 2c and the semiconductor module 2m can be brought close to each other. Therefore, the part which connects smoothing capacitor 2c and semiconductor module 2m among bus bars 4p and 4n can be shortened, and the inductance parasitic on this part can be reduced. Therefore, it is possible to suppress the occurrence of a large surge when the semiconductor module 2m is turned on / off.

また、図１に示すごとく、本例の半導体モジュール２ｍには、上記インバータ用半導体モジュール２ｍｉと上記昇圧用半導体モジュール２ｍｂとがある。上記平滑コンデンサ２ｃは、冷却管３を介して、昇圧用半導体モジュール２ｍｂに隣り合う位置に配されている。
そのため、昇圧用半導体モジュール２ｍｂと平滑コンデンサ２ｃとを近づけることができる。したがって、バスバー４ｐ，４ｎのうち、昇圧用半導体モジュール２ｍｂと平滑コンデンサ２ｃとを繋ぐ部位４９を短くすることができ、この部位４９に寄生するインダクタンスを低減できる。そのため、半導体モジュール２ｍをオンオフ動作させたときに大きなサージが発生することを抑制できる。 Further, as shown in FIG. 1, a semiconductor module 2m of this example, there are a semiconductor module 2m i and semiconductor module 2m b for the step-up the inverter. The smoothing capacitor 2c through the cooling pipes 3 are arranged in positions adjacent to the boosting semiconductor module 2m b.
Therefore, it is possible to make the step-up semiconductor module 2m b and the smoothing capacitor 2c. Therefore, the bus bar 4p, among 4n, it is possible to shorten the boost semiconductor module 2m b and part 49 connecting the smoothing capacitor 2c, thereby reducing the inductance parasitic on the site 49. Therefore, it is possible to suppress the occurrence of a large surge when the semiconductor module 2m is turned on / off.

また、本例では図１に示すごとく、リアクトル２ｒを、冷却管３を介して平滑コンデンサ２ｃ（第１平滑コンデンサ２ｃａ）に隣り合う位置に配置してある。そのため、昇圧用半導体モジュール２ｍｂと、平滑コンデンサ２ｃと、リアクトル２ｒとがこの順に配されることになる。したがって、昇圧用半導体モジュール２ｍｂとリアクトル２ｒとを近づけることができ、これらを接続する昇圧用バスバー４ｂの長さを短くすることができる。そのため、昇圧用バスバー４ｂに寄生するインダクタンスを低減できる。 Further, in this example, as shown in FIG. 1, the reactor 2 r is disposed at a position adjacent to the smoothing capacitor 2 c (first smoothing capacitor 2 c a ) via the cooling pipe 3. Therefore, a step-up semiconductor module 2m b, a smoothing capacitor 2c, a reactor 2r is to be arranged in this order. Therefore, it is possible to close the boosting semiconductor module 2m b and the reactor 2r, it is possible to shorten the length of the boost bus bar 4b that connects these. Therefore, it is possible to reduce the inductance parasitic on the boosting bus bar 4b.

また、本例の電力変換装置１は、図１に示すごとく、第１平滑コンデンサ２ｃａと第２平滑コンデンサ２ｃｂとの２個の平滑コンデンサ２ｃ（２ｃａ，２ｃｂ）を備える。上記第２平滑コンデンサ２ｃｂは、第１インバータ回路１１１（図３参照）を構成するインバータ用半導体モジュール２ｍｉと、第２インバータ回路１１２を構成するインバータ用半導体モジュール２ｍｉとの間に配されている。
このようにすると、第１インバータ回路１１１を構成するインバータ用半導体モジュール２ｍｉから第２平滑コンデンサ２ｃｂまでの距離と、第２インバータ回路１１２を構成するインバータ用半導体モジュール２ｍｉから第２平滑コンデンサ２ｃｂまでの距離とを、略均等にすることができる。そのため、バスバー４（４ｐ，４ｎ）に寄生するインダクタンスを、個々のインバータ用半導体モジュール２ｍｉについて略均等にすることができる。したがって、電力変換装置１を稼働したときに、一部のインバータ用半導体モジュール２ｍｉにのみ大きなサージが加わることを抑制できる。 The power conversion apparatus 1 according to this embodiment, as shown in FIG. 1, comprises a first smoothing capacitor 2c a and two smoothing capacitors 2c of the second smoothing capacitor 2c b (2c a, 2c b) a. The second smoothing capacitor 2c b includes a semiconductor module 2m i inverter constituting the first inverter circuit 111 (see FIG. 3), disposed between the semiconductor module 2m i inverter constituting the second inverter circuit 112 ing.
In this way, the distance from the inverter semiconductor module 2m i constituting the first inverter circuit 111 to the second smoothing capacitor 2c b and the inverter semiconductor module 2m i constituting the second inverter circuit 112 to the second smoothing capacitor a distance to 2c b, can be made substantially uniform. Therefore, the bus bar 4 (4p, 4n) the inductance parasitic on, can be made substantially uniform semiconductor module 2m i for each inverter. Therefore, when operating the power conversion apparatus 1 can be suppressed only large surge applied to the part of the semiconductor module 2m i inverter.

以上のごとく、本例によれば、バスバーに寄生するインダクタンスをより低減できる電力変換装置を提供することができる。   As described above, according to this example, it is possible to provide a power conversion device that can further reduce inductance parasitic on the bus bar.

（参考例１）
以下の例においては、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。 ( Reference Example 1 )
In the following examples , the same reference numerals used in the drawings among the reference numerals used in the drawings represent the same constituent elements as those in the first embodiment unless otherwise indicated.

本例は、電子部品２の配置位置を変更した例である。図４に示すごとく、本例では、平滑コンデンサ２ｃ（第１平滑コンデンサ２ｃａ）と、昇圧用半導体モジュール２ｍｂと、リアクトル２ｒと、フィルタコンデンサ２ｆとを、この順に配置してある。 In this example, the arrangement position of the electronic component 2 is changed. As shown in FIG. 4, in this embodiment, a smoothing capacitor 2c (first smoothing capacitor 2c a), a step-up semiconductor module 2m b, a reactor 2r, and a filter capacitor 2f, are arranged in this order.

上記構成にすると、昇圧用半導体モジュール２ｍｂとリアクトル２ｒとを、より接近させることができる。そのため、これらを繋ぐ昇圧用バスバー４ｂをより短くすることができ、該昇圧用バスバー４ｂに寄生するインダクタンスをより低減できる。
その他、実施例１と同様の構成および作用効果を備える。 With the above configuration, a step-up semiconductor module 2m b and the reactor 2r, can be brought closer. Therefore, the boosting bus bar 4b connecting them can be made shorter, and the parasitic inductance of the boosting bus bar 4b can be further reduced.
In addition, the configuration and operational effects similar to those of the first embodiment are provided.

（実施例２）
本例は、電子部品２の配置位置を変更した例である。図５に示すごとく、本例では、昇圧用半導体モジュール２ｍｂと、平滑コンデンサ２ｃ（第１平滑コンデンサ２ｃａ）と、フィルタコンデンサ２ｆと、リアクトル２ｒとを、この順に配してある。 (Example 2 )
In this example, the arrangement position of the electronic component 2 is changed. As shown in FIG. 5, in this embodiment, a step-up semiconductor module 2m b, a smoothing capacitor 2c (first smoothing capacitor 2c a), a filter capacitor 2f, and a reactor 2r, are arranged in this order.

上記構成にした場合も、リアクトル２ｒと昇圧用半導体モジュール２ｍｂとを、互いに比較的近い位置に配置することができる。そのため、これらリアクトル２ｒと昇圧用半導体モジュール２ｍｂとを繋ぐ昇圧用バスバー４ｂの長さを比較的短くすることができ、該昇圧用バスバー４ｂに寄生するインダクタンスを低減することができる。
その他、実施例１と同様の構成および作用効果を備える。 It may have the above configuration, a step-up semiconductor module 2m b a reactor 2r, can be arranged relatively close to each other. Therefore, it is possible to reduce the inductance the length of the step-up bus bar 4b connecting these reactors 2r and the boosting semiconductor module 2m b can be relatively short things, parasitic on the boost bus bar 4b.
In addition, the configuration and operational effects similar to those of the first embodiment are provided.

（参考例２）
本例は、平滑コンデンサ２ｃの数を変更した例である。図６に示すごとく、本例では、平滑コンデンサ２ｃの数を一個にしてある。そして、この平滑コンデンサ２ｃを、第１インバータ回路１１１（図３参照）を構成するインバータ用半導体モジュール２ｍｉと、第２インバータ回路１１２を構成するインバータ用半導体モジュール２ｍｉとの間に配置してある。 ( Reference Example 2 )
In this example, the number of smoothing capacitors 2c is changed. As shown in FIG. 6, in this example, the number of smoothing capacitors 2c is one. Then, the smoothing capacitor 2c, a semiconductor module 2m i inverter constituting the first inverter circuit 111 (see FIG. 3), arranged between the inverter semiconductor module 2m i constituting the second inverter circuit 112 is there.

上記構成にすると、平滑コンデンサ２ｃの数を一個にしているため、電子部品２の数を減らすことができ、電力変換装置１の製造コストを低減できる。また、電力変換装置１のＸ方向長さを短くすることができ、電力変換装置１を小型化することができる。   With the above configuration, since the number of smoothing capacitors 2c is one, the number of electronic components 2 can be reduced, and the manufacturing cost of the power converter 1 can be reduced. Moreover, the X direction length of the power converter device 1 can be shortened, and the power converter device 1 can be reduced in size.

また、本例では上述したように、平滑コンデンサ２ｃを、第１インバータ回路１１１を構成するインバータ用半導体モジュール２ｍｉと、第２インバータ回路１１２を構成するインバータ用半導体モジュール２ｍｉとの間に配置している。そのため、第１インバータ回路１１１を構成するインバータ用半導体モジュール２ｍｉから平滑コンデンサ２ｃまでの距離と、第２インバータ回路１１２を構成するインバータ用半導体モジュール２ｍｉから平滑コンデンサ２ｃまでの距離とを、略均等にすることができる。そのため、バスバー４ｐ，４ｎに寄生するインダクタンスを、個々のインバータ用半導体モジュール２ｍｉについて均等にすることができる。したがって、電力変換装置１を稼働したときに、一部のインバータ用半導体モジュール２ｍｉにのみ大きなサージが加わることを抑制できる。
その他、実施例１と同様の構成および作用効果を備える。 Further, as described above in this example, the smoothing capacitor 2c, a semiconductor module 2m i inverter constituting the first inverter circuit 111, disposed between the inverter semiconductor module 2m i constituting the second inverter circuit 112 doing. Therefore, the distance from the inverter semiconductor module 2m i constituting the first inverter circuit 111 to the smoothing capacitor 2c and the distance from the inverter semiconductor module 2m i constituting the second inverter circuit 112 to the smoothing capacitor 2c are approximately Can be even. Therefore, the bus bar 4p, an inductance parasitic to 4n, can be made uniform for the semiconductor module 2m i for each inverter. Therefore, when operating the power conversion apparatus 1 can be suppressed only large surge applied to the part of the semiconductor module 2m i inverter.
In addition, the configuration and operational effects similar to those of the first embodiment are provided.

（参考例３）
本例は、電子部品２の数を変更した例である。図７、図８に示すごとく、本例の電力変換装置１は、１個の平滑コンデンサ２ｃと、３個のインバータ用半導体モジュール２ｍｉと、１個の昇圧用半導体モジュール２ｍｂとを備える。図８に示すごとく、１個の平滑コンデンサ２ｃと３個のインバータ用半導体モジュール２ｍｉとによって、インバータ回路１１を構成している。インバータ回路１１は、一個の三相交流モータ８１に接続している。 ( Reference Example 3 )
In this example, the number of electronic components 2 is changed. 7, as shown in FIG. 8, the power converter 1 of the present embodiment comprises a single smoothing capacitor 2c, a semiconductor module 2m i for three inverters, a semiconductor module 2m b for one boost. As shown in FIG. 8, by the semiconductor module 2m i for one smoothing capacitor 2c and three inverters, and an inverter circuit 11. The inverter circuit 11 is connected to one three-phase AC motor 81.

また、図７に示すごとく、実施例１と同様に、本例では、半導体モジール２ｍ及び平滑コンデンサ２ｃによって、部品群５が構成されている。部品群５を構成する複数の電子部品２（２ｍ，２ｃ）は、冷却管３を介して互いに隣り合うように配されている。   Further, as shown in FIG. 7, in the same manner as in the first embodiment, in this example, the component group 5 is configured by the semiconductor module 2m and the smoothing capacitor 2c. A plurality of electronic components 2 (2m, 2c) constituting the component group 5 are arranged adjacent to each other via the cooling pipe 3.

上記構成にすると、実施例１と同様に、半導体モジュール２ｍと平滑コンデンサ２ｃとを接近させることができる。そのため、バスバー４（４ｐ，４ｎ）のうち、半導体モジュール２ｍと平滑コンデンサ２ｃとを繋ぐ部位を短くすることができ、該部位に寄生するインダクタンスを低減することができる。したがって、半導体モジュール２ｍをオンオフ動作させたときに大きなサージが発生することを抑制できる。   With the above configuration, the semiconductor module 2m and the smoothing capacitor 2c can be brought close to each other as in the first embodiment. Therefore, a portion of the bus bar 4 (4p, 4n) that connects the semiconductor module 2m and the smoothing capacitor 2c can be shortened, and inductance that is parasitic on the portion can be reduced. Therefore, it is possible to suppress a large surge from occurring when the semiconductor module 2m is turned on / off.

１ 電力変換装置
１０ 積層体
２ 電子部品
２１ 半導体素子
２ｍ 半導体モジュール
２ｃ 平滑コンデンサ
２ｒ リアクトル
２ｆ フィルタコンデンサ
３ 冷却管
４ バスバー
５ 電子部品群 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Power converter 10 Laminate 2 Electronic component 21 Semiconductor element 2m Semiconductor module 2c Smoothing capacitor 2r Reactor 2f Filter capacitor 3 Cooling pipe 4 Bus bar 5 Electronic component group

Claims (2)

複数の電子部品（２）と、
該電子部品（２）を冷却する複数の冷却管（３）と、
上記複数の電子部品（２）を互いに電気接続するバスバー（４）とを備え、
上記電子部品（２）と上記冷却管（３）とを積層して積層体（１０）を構成してあり、
上記複数の電子部品（２）によって、直流電源（８）の電圧を昇圧する昇圧回路（１２）と、該昇圧回路（１２）によって昇圧された直流電力を交流電力に変換する、第１インバータ回路（１１１）と第２インバータ回路（１１２）との２つのインバータ回路（１１）とが形成され、
上記電子部品（２）には、半導体素子（２１）を内蔵した複数の半導体モジュール（２ｍ）と、該半導体モジュール（２ｍ）に接続した、第１平滑コンデンサ（２ｃ a ）と第２平滑コンデンサ（２ｃ b ）との２個の平滑コンデンサ（２ｃ）と、上記昇圧回路（１２）を構成するリアクトル（２ｒ）と、該リアクトル（２ｒ）に接続したフィルタコンデンサ（２ｆ）とがあり、
上記半導体モジュール（２ｍ）と上記平滑コンデンサ（２ｃ）とによって部品群（５）が構成され、
該部品群（５）を構成する複数の上記電子部品（２，２ｍ，２ｃ）は、上記冷却管（３）を介して互いに隣り合うように配されており、
上記半導体モジュール（２ｍ）には、上記第１インバータ回路（１１１）を構成し、上記積層体（１０）の積層方向（Ｘ）に配列した複数の第１インバータ用半導体モジュールと、上記第２インバータ回路（１１２）を構成し、上記積層方向（Ｘ）に配列した複数の第２インバータ用半導体モジュールと、上記リアクトル（２ｒ）と共に上記昇圧回路（１２）を構成する昇圧用半導体モジュール（２ｍ ｂ ）とがあり、
上記積層方向（Ｘ）において、上記第１平滑コンデンサ（２ｃ a ）と、上記昇圧用半導体モジュール（２ｍ b ）と、上記複数の第１インバータ用半導体モジュールと、上記第２平滑コンデンサ（２ｃ b ）と、上記複数の第２インバータ用半導体モジュールとがこの順に配されていることを特徴とする電力変換装置（１）。 A plurality of electronic components (2);
A plurality of cooling pipes (3) for cooling the electronic component (2);
A bus bar (4) for electrically connecting the plurality of electronic components (2) to each other;
The electronic component (2) and the cooling pipe (3) are laminated to form a laminate (10),
A booster circuit (12) that boosts the voltage of the DC power supply (8) by the plurality of electronic components (2), and a first inverter circuit that converts the DC power boosted by the booster circuit (12) into AC power Two inverter circuits (11) of (111) and a second inverter circuit (112) are formed,
The electronic component (2) includes a plurality of semiconductor modules (2m) containing a semiconductor element (21), and a first smoothing capacitor (2c a ) and a second smoothing capacitor ( 2m) connected to the semiconductor module (2m). and 2c b) and two smoothing capacitors (2c), a reactor (2r) constituting the booster circuit (12), there is a filter connected to the reactor (2r) capacitor (2f),
The semiconductor module (2m) and the smoothing capacitor (2c) constitute a component group (5),
The plurality of electronic components (2, 2m, 2c) constituting the component group (5) are arranged adjacent to each other via the cooling pipe (3) ,
The semiconductor module (2m) includes a plurality of first inverter semiconductor modules that constitute the first inverter circuit (111) and are arranged in the stacking direction (X) of the stacked body (10), and the second inverter. A plurality of second inverter semiconductor modules constituting the circuit (112) and arranged in the stacking direction (X), and the boost semiconductor module (2m b ) constituting the boost circuit (12) together with the reactor (2r ) And
In the stacking direction (X), the first smoothing capacitor (2c a ), the boosting semiconductor module (2m b ), the plurality of first inverter semiconductor modules, and the second smoothing capacitor (2c b ). And the plurality of second inverter semiconductor modules are arranged in this order . 上記リアクトル（２ｒ）は、上記第１平滑コンデンサ（２ｃ a ）に対して、上記積層方向（Ｘ）において上記昇圧用半導体モジュール（２ｍ b ）を配した側とは反対側であって、上記冷却管（３）を介して隣り合う位置に配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）。 The reactor (2r), relative to the first smoothing capacitor (2c a), the side which arranged the step-up semiconductor module (2m b) in the lamination direction (X) a side opposite to the cooling 2. The power conversion device (1) according to claim 1 , wherein the power conversion device (1) is arranged adjacent to each other via a pipe (3 ).
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