WO2017051639A1 - 電力変換装置 - Google Patents

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WO2017051639A1
WO2017051639A1 PCT/JP2016/074115 JP2016074115W WO2017051639A1 WO 2017051639 A1 WO2017051639 A1 WO 2017051639A1 JP 2016074115 W JP2016074115 W JP 2016074115W WO 2017051639 A1 WO2017051639 A1 WO 2017051639A1
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potential side
terminal
high potential
low potential
main surface
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PCT/JP2016/074115
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光利 白田
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三菱電機株式会社
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    • H01L25/03—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes
    • H01L25/04—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers
    • H01L25/07—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L29/00
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    • 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

Definitions

  • the present invention relates to a power conversion device including a power module and a snubber capacitor.
  • a surge voltage is generated due to the parasitic inductance of the wiring of the main circuit connected to the power semiconductor element. May occur. Due to the surge voltage, a surge current may flow into the power semiconductor element and the power semiconductor element may overheat.
  • a snubber capacitor is connected in parallel between main circuit terminals and the snubber capacitor absorbs a surge voltage. Further, in the conventional power converter, the surge absorption characteristics between products may not be stable because the wiring length from the main circuit terminal to the snubber capacitor varies between products.
  • a wiring connecting a snubber capacitor and a main circuit terminal may be formed with a conductor pattern of a printed wiring board.
  • the wiring length from the snubber capacitor to the main circuit terminal is constant as compared with the case where a lead wire is used for the wiring, so that stable surge absorption characteristics with less variation among products are ensured (for example, patent documents) 1.).
  • a small chip-shaped snubber capacitor may be mounted between conductor patterns on the substrate connected to the main circuit terminals. .
  • the operating frequency tends to increase in order to improve the operating speed of the power converter.
  • the wiring connecting the snubber capacitor and the main circuit terminal shown in Patent Document 1 is formed with the conductor pattern of the printed wiring board, if the operating frequency is increased, the parasitic of the conductor pattern of the printed wiring board is achieved. A surge voltage is generated due to the inductance, the power semiconductor element is overheated, and the power semiconductor element may malfunction.
  • the small chip-shaped snubber capacitor shown in Patent Document 2 is mounted on the same substrate as the power semiconductor element, the small chip-shaped snubber capacitor is precisely mounted on the substrate, and the small chip-shaped snubber capacitor is mounted. Since a fine portion between the snubber capacitor and the substrate is soldered, the assembly process may be complicated.
  • the present invention has been made to solve the above-described problems. Even when the operating frequency is increased without complicating the assembly process, the power semiconductor element malfunctions due to the parasitic inductance of the wiring.
  • the present invention provides a highly reliable power conversion device that is suppressed.
  • the power conversion device of the present invention includes a power module having a high potential side DC terminal (high potential side main circuit terminal) and a low potential side DC terminal (low potential side main circuit terminal), a conductive plate, and a dielectric. And a capacitance element (snubber capacitor) having a high potential side electrode and a low potential side electrode on the main surface. Further, the high potential side electrode of the snubber capacitor is placed on the main surface of the high potential side DC terminal of the power module, and the low potential side electrode of the snubber capacitor is placed on the main surface of the low potential side DC terminal of the power module. Placed.
  • the power module high-potential side DC terminal and the high-potential side electrode of the snubber capacitor are electrically connected via a conductor fixed perpendicularly to the main surface of the high-potential side DC terminal of the power module.
  • the low potential side DC terminal of the power module and the low potential side electrode of the snubber capacitor are electrically connected through a conductor fixed perpendicularly to the main surface of the low potential side DC terminal.
  • the high potential side electrode of the snubber capacitor is placed on the main surface of the high potential side DC terminal of the power module, the high potential side electrode of the snubber capacitor and the high potential side DC terminal of the power module And the distance between the low potential side electrode of the snubber capacitor and the low potential side DC terminal of the power module can be reduced. Therefore, the length of the conductor that electrically connects the high potential side electrode of the snubber capacitor and the high potential side DC terminal of the power module and the low potential side electrode of the snubber capacitor and the low potential side DC terminal of the power module are electrically connected. Each of the lengths of the conductors to be connected can be shortened.
  • the value of the parasitic inductance of these conductors is low. Further, the power module and the snubber capacitor can be easily connected without complicating the assembly process. Therefore, even when the operation speed of the power conversion device is improved, the above-described snubber capacitor suppresses generation of a surge voltage and provides a highly reliable power conversion device without complicating the assembly process. be able to.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of the snubber capacitor according to Embodiment 1 of the present invention taken along the broken line AA in FIG.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of the snubber capacitor according to Embodiment 1 of the present invention, taken along a broken line BB in FIG.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of a snubber capacitor according to a fourth embodiment.
  • FIG. It is a front view of the state which removed the housing cover part of the power module which concerns on Embodiment 5.
  • FIG. 10 is a perspective view of a power conversion device according to a sixth embodiment.
  • FIG. 1 to 5 show a first embodiment for carrying out the present invention.
  • FIG. 1 is an electric circuit diagram showing the electrical connection of the power converter of the present invention.
  • FIG. 2 is a front view of a snubber capacitor which is a component of the present invention.
  • 3 is a cross-sectional view taken along the broken line AA of the snubber capacitor shown in FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the broken line BB of the snubber capacitor shown in FIG.
  • FIG. 5 is a perspective view showing the connection between the snubber capacitor and the power module, which are components of the present invention.
  • a power conversion device 100 includes a power module 8 and a snubber capacitor 2.
  • the power module 8 is a power module as a component of the present invention
  • the snubber capacitor 2 is a capacitance element as a component of the present invention. It is.
  • the electrolytic capacitor 3 is an electric capacitor described in the claims.
  • the inverter circuit 1 shows a circuit configuration of the power module 8 and is built in a casing 81 of the power module 8 described later.
  • the high potential side DC terminal 1p of the inverter circuit 1 is connected to one end of the high potential side DC line 6p of the DC line 6, and the other end of the high potential side DC line 6p is connected to the high potential side electrode of the electrolytic capacitor 3 and an external power source. 4 to the high potential side electrode.
  • the low potential side DC terminal 1n of the inverter circuit 1 is connected to one end of the low potential side DC line 6n of the DC line 6, and the other end of the low potential side DC line 6n is connected to the low potential side electrode of the electrolytic capacitor 3 and the outside. It is connected to the low potential side electrode of the power source 4.
  • the high potential side DC terminal 1 p is connected to the high potential side electrode 26 p of the snubber capacitor 2 via the high potential side connection wire 7 p of the connection wire 7, and the low potential side DC terminal 1 n is connected to the low potential side connection wire 7. It is connected to the low potential side electrode 26n of the snubber capacitor 2 via the potential side connection wiring 7n.
  • the u-phase AC line terminal 1u of the inverter circuit 1 is connected to the u-phase terminal (not shown) of the motor 5, and the v-phase AC line terminal 1v of the inverter circuit 1 is connected to the v-phase terminal (see FIG.
  • the w-phase AC line terminal 1 w of the inverter circuit 1 is connected to a w-phase terminal (not shown) of the motor 5.
  • the electrical connection inside the inverter circuit 1 will be described.
  • the high potential side DC terminal 1p is connected to the high potential side main wiring 11p, and the low potential side DC terminal 1n is connected to the low potential side main wiring 11n.
  • the collector side of the IGBT 12a is connected to the high potential side main wiring 11p, and the emitter side of the IGBT 12a is connected to the collector side of the IGBT 12b. Further, the emitter side of the IGBT 12b is connected to the low potential side main wiring 11n.
  • the diode 13a is connected in antiparallel with the IGBT 12a, and the diode 13b is connected in antiparallel with the IGBT 12b.
  • the connection point between IGBT 12a and IGBT 12b is connected to one of u-phase AC line 11u, and the other end of u-phase AC line 11u is connected to u-phase AC line terminal 1u.
  • the collector side of the IGBT 12c is connected to the high potential side main wiring 11p, and the emitter side of the IGBT 12c is connected to the collector side of the IGBT 12d. Further, the emitter side of the IGBT 12d is connected to the low potential side main wiring 11n.
  • the diode 13c is connected in antiparallel with the IGBT 12c, and the diode 13d is connected in antiparallel with the IGBT 12d. Note that a connection point between the IGBT 12c and the IGBT 12d is connected to one of the v-phase AC lines 11v, and the other of the v-phase AC lines 11v is connected to the v-phase AC line terminal 1v.
  • the collector side of the IGBT 12e is connected to the high potential side main wiring 11p, and the emitter side of the IGBT 12e is connected to the collector side of the IGBT 12f. Further, the emitter side of the IGBT 12f is connected to the low potential side main wiring 11n.
  • the diode 13e is connected in antiparallel with the IGBT 12e, and the diode 13f is connected in antiparallel with the IGBT 12f.
  • the connection point of IGBT12e and IGBT12f is connected with one side of w phase alternating current line 11w, and the other side of w phase alternating current line 11w is connected with w phase alternating current line terminal 1w.
  • the control circuit (not shown) is connected to the gate side of the IGBT 12a, the gate side of the IGBT 12b, the gate side of the IGBT 12c, the gate side of the IGBT 12d, the gate side of the IGBT 12e, and the gate side of the IGBT 12f.
  • the structure of the snubber capacitor 2 in the power conversion device according to the first embodiment will be described with reference to FIG. 2, FIG. 3, and FIG. 2, 3, and 4 are different from the actual aspect ratio of the snubber capacitor 2 of the present invention in order to clearly explain the structure of the snubber capacitor 2.
  • the distance between the main surfaces of the capacitor 2 that is, the thickness of the snubber capacitor 2 is shorter than the width of the snubber capacitor 2, and the snubber capacitor 2 has a thin plate shape.
  • a high potential side mounting hole 2p and a low potential side mounting hole 2n are formed on the main surface of snubber capacitor 2, and a snubber other than high potential side mounting hole 2p and low potential side mounting hole 2n is formed. Almost the entire surface of the capacitor 2 is covered with the mold resin 20.
  • the high potential side mounting hole 2p penetrates to the main surface opposite to the main surface shown in FIG. 2, and a part of the high potential side first layer 21p is exposed at the inner peripheral portion to form the high potential side electrode 26p.
  • the low-potential side mounting hole 2n penetrates to the main surface facing the surface shown in FIG. 2, and a part of the low-potential side first layer 21n is exposed at the inner peripheral portion, and the low-potential-side electrode 26n.
  • high potential side mounting hole 2p and low potential side mounting hole 2n each penetrate between two main surfaces, and an insulating film 25 is formed on each inner wall.
  • the high potential side first layer 21p, the low potential side first layer 21n, the high potential side second layer 22p, and the low potential side second layer 22n are conductive plates, These are stacked via a dielectric layer 23.
  • the high potential side first layer 21p and the high potential side second layer 22p are connected via a conductive high potential side connection column 24p that passes through the hole of the low potential side first layer 21n.
  • the low potential side first layer 21n and the low potential side second layer 22n are connected through a conductive low potential side connection column 24n that passes through a hole in the low potential side second layer 22p. Therefore, the high potential side second layer 22p has the same potential as the high potential side electrode 26p, and the low potential side second layer 22n becomes the low potential side electrode 26n. That is, the snubber capacitor 2 has a structure of a capacitance element in which a layer having the same potential as the high potential side electrode 26p and a layer having the same potential as the low potential side electrode 26n are alternately arranged.
  • the power module 8 incorporates the inverter circuit 1 in the housing 81.
  • the high potential side DC terminal 8p on the casing 81 is the high potential side DC terminal 1p of FIG.
  • the low potential side DC terminal 8n indicates the low potential side DC terminal 1n.
  • the u-phase AC terminal 8u indicates the u-phase AC terminal 1u
  • the v-phase AC terminal 8v indicates the v-phase AC terminal 1v
  • the w-phase AC terminal 8w indicates the w-phase AC terminal 1w.
  • Screw holes 82 are formed in the high potential side DC terminal 8p and the low potential side DC terminal 8n, respectively.
  • the high potential side electrode 26p of the snubber capacitor 2 is placed on the main surface of the high potential side DC terminal 8p of the power module 8, and the low potential side electrode is placed on the main surface of the low potential side DC terminal 8n. 26n is placed on each.
  • metal screws (not shown) are inserted into the high-potential side mounting holes 2p and the low-potential side mounting holes 2n from the direction of arrow C, and are inserted into the screw holes 82 and tightened. Therefore, the high potential side electrode 26p is fixed on the main surface of the high potential side DC terminal 8p, and the low potential side electrode 26n is fixed on the main surface of the low potential side DC terminal 8n. Attached to.
  • the high potential side electrode 26p and the metal screw are electrically connected, and the high potential side DC terminal 8p and the metal screw are electrically connected. That is, the high potential side electrode 26p and the high potential side DC terminal 8p are electrically connected via the metal screw.
  • This metal screw plays a role of the high potential side connection wiring 7p.
  • the low potential side electrode 26n and the metal screw are electrically connected, and the low potential side DC terminal 8n and the metal screw are electrically connected. That is, the low potential side electrode 26n and the low potential side DC terminal 8n are electrically connected via the metal screw.
  • This metal screw plays a role of the low potential side connection wiring 7n.
  • a DC voltage is supplied from the external power source 4 to the inverter circuit 1 through the high potential side DC line 6p and the low potential side DC line 6n which are the DC lines 6.
  • the control circuit determines the IGBT 12a to IGBT 12f based on the motor operation command value.
  • An on / off operation is performed, and a three-phase AC voltage having an amplitude and frequency corresponding to the motor operation is output to the motor 5 via the u-phase AC line 11u, the v-phase AC line 11v, and the w-phase AC line 11w.
  • the motor 5 rotates by converting the transmitted power into electromagnetic force.
  • the electrolytic capacitor 3 smoothes the ripple voltage generated in the DC wire 6.
  • the effect of suppressing the surge current of the snubber capacitor 2 will be described. Due to the on / off operation of the IGBTs 12a to 12f, the currents flowing through the IGBTs 12a to 12f change rapidly. At that time, a surge voltage is generated in the wiring of the current path according to the amount obtained by multiplying the value of the parasitic inductance of the wiring of the current path and the rate of change of the current.
  • the current path wiring is mainly wiring from the external power supply 4 to the IGBTs 12a to 12f, and means the high potential side main wiring 11p, the low potential side main wiring 11n, and the DC line 6.
  • the surge voltage causes a change in voltage between the high-potential side main wiring 11p and the low-potential side main wiring 11n, and the surge current flows through the IGBTs 12a to 12f in accordance with the surge voltage, and the IGBTs 12a to IGBT 12f generate heat. .
  • the snubber capacitor 2 Since the snubber capacitor 2 is connected between the high potential side DC terminal 1p and the low potential side DC terminal 1n, the surge voltage is absorbed by the charging / discharging current flowing through the snubber capacitor 2. That is, the installation of the snubber capacitor 2 has the effect of reducing the surge current flowing through the IGBTs 12a to 12f and suppressing heat generation.
  • a surge voltage corresponding to the amount obtained by multiplying the parasitic inductance of the connection wiring 7 and the rate of change of the charge / discharge current of the snubber capacitor 2 is generated in the wiring of the connection wiring 7.
  • the operating frequency of a power converter device is high, it is also considered that a surge voltage becomes a higher value according to the operating frequency.
  • the values of the parasitic inductance and the parasitic impedance of the connection wiring 7 can be reduced, and the surge voltage can be suppressed.
  • the snubber capacitor 2 has a thin plate shape, and the high potential side electrode 26p of the snubber capacitor 2 is the main surface of the high potential side DC terminal 8p of the power module 8. Placed directly above. Further, the high potential side DC terminal 8p and the high potential side electrode 26p are electrically joined via a conductor (metal screw) fixed perpendicularly to the main surface of the high potential side DC terminal 8p. Therefore, the portion corresponding to the wiring length of the high potential side connection wiring 7p can be shortened.
  • the low potential side electrode 26n of the snubber capacitor 2 is placed directly on the main surface of the low potential side DC terminal 8n of the power module 8. Furthermore, the low potential side DC terminal 8n and the low potential side electrode 26n are electrically joined via a conductor (metal screw) fixed perpendicularly to the main surface of the low potential side DC terminal 8n. Therefore, the portion corresponding to the wiring length of the high potential side connection wiring 7p can be shortened.
  • connection wiring 7p and the low potential side connection wiring 7n of the connection wiring 7 are each formed of a metal screw. As a result, the cross-sectional area through which the current flows can be increased as compared with the case where the conductor pattern of the lead wire and the printed wiring board is used, so that the values of parasitic inductance and parasitic impedance can be reduced.
  • the contact area is wider than when a conventional snubber capacitor is soldered. Therefore, the value of the connection resistance between the high potential side electrode 26p and the metal screw can be reduced. Similarly, the value of the connection resistance between the low potential side electrode 26n and the metal screw can be reduced. Further, in the connection between the high potential side DC terminal 8p and the metal screw, since the screw portion of the metal screw is tightened into the screw hole 82 of the high potential side DC terminal 8p, the conventional snubber capacitor is soldered. The contact area is wider than the case. Therefore, the value of the connection resistance between the high potential side DC terminal 8p and the metal screw can be reduced. Similarly, the value of the connection resistance between the low potential side DC terminal 8n and the metal screw can be reduced.
  • the power conversion device of the present invention has a larger cross-sectional area of the connection wiring 7 and a shorter wiring length than that of the conventional product, and can further reduce the contact resistance value. Inductance and parasitic impedance can be very low.
  • the snubber capacitor 2 is electrically connected and fixed to the power module 8, so that the assembly process is smaller than when a small chip-shaped snubber capacitor is soldered to the substrate. It is not complicated and does not lead to high cost of the assembly process. Further, disconnection between the power module 8 and the snubber capacitor 2 due to vibration during use is less likely to occur than when a small chip-shaped snubber capacitor is soldered to the substrate.
  • the power conversion device even when the operating frequency is high, heat generation due to generation of a surge voltage is suppressed, and a power conversion device having high reliability can be obtained.
  • FIG. 6 is a perspective view showing the structure of the power conversion device according to the second embodiment.
  • the same reference numerals or reference numerals as those in FIGS. 1 to 5 are the same or equivalent to the components shown in the first embodiment, and thus detailed description thereof is omitted.
  • the second embodiment shows a form in which two electrolytic capacitors 3 are used. In FIG. 1, two electrolytic capacitors 3 are simply illustrated as one symbol.
  • the snubber capacitor 2 is disposed on the electrolytic capacitor 3 and, similarly to FIG. 5, metal screws (not shown) are inserted into the high potential side mounting holes 2p and the low potential side mounting holes 2n, respectively. Tighten in 82.
  • the snubber capacitor 2 is electrically connected and fixed to the power module 8.
  • the high potential side terminal 3p and the low potential side terminal 3n of the electrolytic capacitor 3 are exposed from a rectangular opening 28 penetrating the main surface of the snubber capacitor 2.
  • the high potential side terminal 3p of the electrolytic capacitor 3 and the high potential side DC terminal 8p (high potential side DC terminal 1p) of the power module 8 are connected via a high potential side DC line 6p (not shown).
  • the low potential side terminal 3n and the low potential side DC terminal 8n (low potential side DC terminal 1n) are connected via a low potential side DC line 6n (not shown).
  • the snubber capacitor 2 can be disposed above the electrolytic capacitor 3. That is, if the surface opposite to the surface having the high potential side terminal 3p and the low potential side terminal 3n of the electrolytic capacitor 3 is the installation surface, the snubber capacitor 2 and the electrolytic capacitor 3 are disposed separately, compared with the snubber capacitor 2 and The installation area of the electrolytic capacitor 3 can be reduced, and the apparatus including the power conversion device and the electrolytic capacitor 3 according to the present invention can be downsized.
  • FIG. 7 is a perspective view showing a structure of a power conversion device of an example different from FIG. 6 according to the second embodiment.
  • the same reference numerals or reference numerals as those in FIG. 6 are the same as or equivalent to the components shown in the first embodiment, and thus detailed description thereof is omitted.
  • a circular opening 28 is provided on the main surface of the snubber capacitor 2, and the electrolytic capacitor 3 is disposed within the inner diameter of the circular opening 28. Further, the high potential side terminal 3p and the high potential side DC terminal 1p are connected via a high potential side DC line 6p (not shown), and the low potential side terminal 3n and the low potential side DC terminal 1n are It is connected via a low potential side DC line 6n (not shown).
  • the electrolytic capacitor 3 can be disposed within the inner periphery of the opening 28 of the snubber capacitor 2. That is, compared with the arrangement of the snubber capacitor 2 and the electrolytic capacitor 3 separately, the installation area of the snubber capacitor 2 and the electrolytic capacitor 3 is reduced, and the size of the device including the power conversion device and the electrolytic capacitor 3 according to the present invention can be reduced. Can be planned.
  • the snubber capacitor 2 is electrically connected and fixed to the power module 8 by tightening a metal screw. Compared with the case where a chip-like snubber capacitor is solder-bonded to the substrate, the assembly process is not complicated, and the cost of the assembly process is not increased. Further, disconnection between the power module 8 and the snubber capacitor 2 due to vibration during use is less likely to occur than when a small chip-shaped snubber capacitor is soldered to the substrate.
  • Embodiment 3 FIG.
  • an opening 28 is provided on the main surface of the snubber capacitor 2, the snubber capacitor 2 is disposed on the electrolytic capacitor 3, and an electrolytic capacitor is provided in the inner periphery of the opening 28 of the snubber capacitor 2.
  • the signal wiring connector 83 of the power module 8 is disposed in the opening 28 of the snubber capacitor 2, and the signal wiring 84 of the power module 8 can be easily connected to an external control device. A form is demonstrated.
  • FIG. 8 is a perspective view showing a connection between the snubber capacitor 2 and the power module 8 which are components of the power conversion device 100 according to the third embodiment.
  • the power module 8 has a signal wiring connector 83 on the main surface, and is connected to a control circuit in the power module 8. Further, the signal wiring connector 83 is connected to an external control device via the signal wiring connector 83, and transmits and receives signals such as an operation command of the power module 8 and an operation state of the power module 8.
  • the snubber capacitor 2 has a rectangular opening 28.
  • a metal screw (not shown) is inserted from the direction of arrow C, and the metal screw is inserted into the screw hole 82 and tightened, whereby the snubber capacitor 2 is attached to the power module 8.
  • the signal wiring connector 83 is disposed so as to pass through the opening 28 from the direction of the arrow D and protrude from the opening 28 or from the opening 28. Therefore, the signal wiring 84 can be easily connected to the signal wiring connector 83 from the main surface of the snubber capacitor 2. That is, the power module 8 and an external control device can be easily connected through the inner periphery of the opening 28, and the installation position of the signal wiring connector 83 on the casing 81 of the power module 8 is restricted. There is no.
  • the snubber capacitor 2 is electrically connected and fixed to the power module 8 by tightening a metal screw. Therefore, as compared with the case where a small chip-shaped snubber capacitor is solder-bonded to the substrate, the assembly process is not complicated and the cost of the assembly process is not increased. Further, disconnection between the power module 8 and the snubber capacitor 2 due to vibration during use is less likely to occur than when a small chip-shaped snubber capacitor is soldered to the substrate.
  • Embodiment 4 FIG.
  • the form using one snubber capacitor 2 has been described.
  • the snubber capacitor 2 having a larger electric capacity may be required. Therefore, in the fourth embodiment, a mode in which a plurality of snubber capacitors 2 are connected to the power module 8 to increase the capacity of the snubber capacitor 2 without increasing the installation area will be described.
  • FIG. 9 is a perspective view showing the structure of the power conversion device according to the fourth embodiment.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view of one snubber capacitor 2 according to the fourth embodiment.
  • the same reference numerals or the same reference numerals as those in FIGS. 3 and 7 are the same as or equivalent to the components shown in the first and second embodiments, and thus detailed description thereof is omitted.
  • a plurality of snubber capacitors 2 are arranged in an overlapping manner.
  • a circular opening 28 is provided on the main surface of the snubber capacitor 2, and the electrolytic capacitor 3 is disposed within the inner diameter of the opening 28.
  • FIG. 7 similarly to FIG.
  • metal screws (not shown) are inserted into the high potential side mounting holes 2 p and the low potential side mounting holes 2 n, respectively, and are inserted into the screw holes 82.
  • the plurality of snubber capacitors 2 are fixed to the power module 8 by tightening metal screws.
  • the high potential side surface electrode 27p is formed on both main surfaces of the snubber capacitor 2, and the high potential side surface electrode 27p on the one main surface is already formed in the high potential side mounting hole 2p.
  • One high potential side electrode 27p is connected, and further connected to the high potential electrode 26p.
  • the low potential side surface electrode 27n is formed on two main surfaces of the snubber capacitor 2, and is connected to each other in the low potential side mounting hole 2n. The low potential side surface electrode 27n and the other low potential side surface electrode 27n are connected, and further connected to the low potential side electrode 26n.
  • the high potential side electrodes 26p of the adjacent snubber capacitors 2 are connected via the high potential side surface electrodes 27p, and the adjacent snubber capacitors are similarly arranged.
  • Two low potential side electrodes 26n are connected via a low potential side surface electrode 27n. That is, the plurality of snubber capacitors 2 are connected in parallel, and the electric capacity of the snubber capacitor 2 can be easily increased. Furthermore, the installation area is not increased as in the second embodiment.
  • the snubber capacitor 2 is electrically connected and fixed to the power module 8 by tightening a metal screw. Therefore, as compared with the case where a small chip-shaped snubber capacitor is solder-bonded to the substrate, the assembly process is not complicated and the cost of the assembly process is not increased. Further, disconnection between the power module 8 and the snubber capacitor 2 due to vibration during use is less likely to occur than when a small chip-shaped snubber capacitor is soldered to the substrate.
  • Embodiment 5 FIG.
  • the configuration in which the snubber capacitor 2 is disposed outside the casing 81 of the power module 8 has been described.
  • the snubber capacitor 2 is arranged inside the housing 81.
  • FIG. 11 is a front view showing a state in which a case lid 81b of the power module 8 to be described later is removed.
  • FIG. 12 is a perspective view showing a connection between the snubber capacitor 2 and the power module 8 which are components of the power conversion device 100 according to the fifth embodiment. 11 and 12, the same reference numerals or reference numerals as those in FIGS. 5 and 8 are the same as or equivalent to the components shown in the first to third embodiments, and detailed description thereof is omitted. .
  • the circuit board 9 is housed inside the housing body 81 a of the power module 8.
  • a high potential side DC terminal 9p and a low potential side DC terminal 9n are formed on the main surface of the circuit board 9.
  • the high potential side DC terminal 9p is the same as the high potential side DC terminal 1p of FIG. 1 and is connected to the high potential side DC terminal 8p on the housing 81.
  • the low potential side DC terminal 9n indicates the low potential side DC terminal 1n of FIG. 1 and is connected to the low potential side DC terminal 8n on the housing 81.
  • a screw hole 93 is formed in the high potential side DC terminal 9p and the low potential side DC terminal 9n.
  • a plurality of substrate terminals 91 are provided on the circuit board 9 in order to transmit and receive signals between an external control device and the control circuit.
  • the plurality of substrate terminals 91 and the control circuit include a wiring pattern 92. Connected through.
  • the u-phase AC terminal 8u indicates the u-phase AC terminal 1u
  • the v-phase AC terminal 8v indicates the v-phase AC terminal 1v
  • the w-phase AC terminal 8w indicates the w-phase AC terminal 1w.
  • the housing 81 includes a housing body 81a and a housing lid 81b.
  • the high potential side electrode 26p is placed on the high potential side DC terminal 9p
  • the low potential side electrode 26n is placed on the low potential side DC terminal 9n.
  • metal screws (not shown) are respectively inserted into the high potential side mounting holes 2p and the low potential side mounting holes 2n and inserted into the screw holes 93. Each metal screw is tightened, and the snubber capacitor 2 is fixed to the power module 8.
  • the high potential side electrode 26p and the high potential side DC terminal 9p are electrically connected via a metal screw.
  • the low potential side electrode 26n and the low potential side DC terminal 9n are electrically connected to each other.
  • the housing lid portion 81 b is put on the housing main body portion 81 a, and the snubber capacitor 2 is housed in the housing 81.
  • the board terminal 91 passes through the opening 28 of the snubber capacitor 2 and the lid opening 85 of the housing lid part 81b in the direction of arrow D, and is exposed from the lid opening 85. It is possible to send and receive signals.
  • the power converter 100 can be downsized by incorporating the snubber capacitor 2 in the casing 81 of the power module 8.
  • casing 81 of the power module 8 was demonstrated, this Embodiment 5 does not restrict
  • a plurality of snubber capacitors 2 may be incorporated.
  • the snubber capacitor 2 is electrically connected and fixed to the power module 8 by tightening a metal screw. Therefore, as compared with the case where a small chip-shaped snubber capacitor is solder-bonded to the substrate, the assembly process is not complicated and the cost of the assembly process is not increased. Further, disconnection between the power module 8 and the snubber capacitor 2 due to vibration during use is less likely to occur than when a small chip-shaped snubber capacitor is soldered to the substrate.
  • Embodiment 6 FIG.
  • a configuration has been described in which a plurality of snubber capacitors 2 are stacked in order to increase the capacity of the snubber capacitor 2 without increasing the installation area.
  • a mode in which the heat dissipation of the plurality of snubber capacitors 2 is improved will be described.
  • FIG. 13 is a perspective view showing the structure of the power conversion device according to the sixth embodiment.
  • the same reference numerals or the same reference numerals in FIG. 9 are the same as or equivalent to the components shown in the fourth embodiment, and detailed description thereof will be omitted.
  • spacer 29 between adjacent snubber capacitors 2
  • a plurality of snubber capacitors 2 are arranged at intervals. As described above, by providing the gap between the adjacent snubber capacitors 2, the heat generated in the snubber capacitor 2 can be efficiently released without increasing the installation area.
  • the snubber capacitor 2 is electrically connected and fixed to the power module 8 by tightening a metal screw. Therefore, as compared with the case where a small chip-shaped snubber capacitor is solder-bonded to the substrate, the assembly process is not complicated and the cost of the assembly process is not increased. Further, disconnection between the power module 8 and the snubber capacitor 2 due to vibration during use is less likely to occur than when a small chip-shaped snubber capacitor is soldered to the substrate.
  • the inverter circuit 1 is a three-phase AC inverter that converts DC power into three-phase AC power, but may be a single-phase AC inverter.
  • the IGBT of the inverter circuit 1 may be constituted by a MOSFET or other switching element.
  • the detailed structure of the snubber capacitor 2 has been described.
  • the present invention is not limited to these detailed structures.
  • the snubber capacitor 2 is composed of two high potential layers and two low potential layers, but the number of layers is not limited.
  • the outer shape of the snubber capacitor 2 is a rectangular shape, it is not limited to the outer shape. For example, it may be circular or elliptical.
  • the shape should be appropriately selected according to the installation situation.
  • the snubber capacitor 2 may be a laminate of a conductive foil and a dielectric on a substrate such as a printed circuit board.
  • the metal screw was used for the conductor which electrically connects the power module 8 and the snubber capacitor 2
  • this invention is not limited to a metal screw.
  • the value of the parasitic inductance between the power module 8 and the snubber capacitor 2 can be reduced, and the assembly process is not complicated.
  • it is not limited to metal, and any conductive material may be used.
  • the bonding area is increased and the assembly process is not complicated as compared with the case where the snubber capacitor 2 is a small chip shape, and the assembly between the power module 8 and the snubber capacitor 2 is not complicated.
  • the value of the parasitic inductance can be lowered.
  • the embodiments can be freely combined, or the embodiments can be appropriately changed or omitted.
  • the high potential side DC terminal 8p and the high potential side surface electrode 27p are composed of the low potential side DC terminal 8n and the low potential side surface. Since the electrodes 27n are electrically connected to each other, the high potential side DC terminal 8p and the high potential side electrode 26p are connected via a metal screw, and the low potential side DC terminal 8n and the low potential side electrode 26n are connected to each other.
  • the connection resistance can be lowered as compared with the case where each is electrically connected. Further, the screw in this case may not be conductive. Further, the high potential side surface electrode 27p and the low potential side surface electrode 27n may be formed on one of the main surfaces of the snubber capacitor to which the high potential side DC terminal 8p and the low potential side DC terminal 8n are connected, respectively. .

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Abstract

高電位側直流端子と低電位側直流端子とを有するパワーモジュールと、導電性板材と誘電体層とを積層して形成され、主面上に高電位側電極と低電位側電極とを有する電気容量素子とを備える。スナバコンデンサの高電位側電極は、パワーモジュールの高電位側直流端子の主面上に載置され、高電位側直流端子の主面に垂直に固定される導体を介して高電位側直流端子に電気的に接続され、スナバコンデンサの低電位側電極は、パワーモジュールの低電位側直流端子の主面上に載置され、低電位側直流端子の主面に垂直に固定される導体を介して、低電位側直流端子に電気的に接続される。

Description

電力変換装置
　この発明は、パワーモジュールとスナバコンデンサとを備える電力変換装置に関わる。
　パワー半導体素子をスイッチング素子に用いて、インバータ回路を構成する従来のパワーモジュールでは、パワー半導体素子がスイッチングする際に、パワー半導体素子に接続する主回路の配線の寄生インダクタンスに起因してサージ電圧が発生する場合がある。このサージ電圧に起因して、パワー半導体素子にサージ電流が流入し、パワー半導体素子が過熱することがある。
　パワー半導体素子の過熱を抑制するため、主回路端子間に並列にスナバコンデンサを接続し、このスナバコンデンサにサージ電圧を吸収させる方法がある。また、従来の電力変換装置では、主回路端子からスナバコンデンサまでの配線長が製品間でばらつくことにより製品間のサージ吸収特性が安定しないことがある。製品間におけるサージ吸収特性を安定させるため、スナバコンデンサと主回路端子とを接続する配線をプリント配線基板の導体パターンで形成する場合がある。この場合、スナバコンデンサから主回路端子までの配線長さが、配線にリード線を使う場合に比べ一定となるため、製品間においてばらつきの少なく安定したサージ吸収特性が確保される（例えば、特許文献１。）。
　また、複数のパワー半導体素子が同一基板に実装されたパワーモジュールを用いる電力変換装置では、主回路端子に接続される基板上の導体パターン間に小型のチップ状のスナバコンデンサを実装する場合がある。この場合、スナバコンデンサをパワー半導体モジュールの近傍に配するので、パワー半導体モジュールとスナバコンデンサとの間の配線が比較的短くなる。そのため、この配線の寄生インダクタンスの値が低くなるので、効果的にサージ電圧が抑制される（例えば、特許文献２。）。
特開平８－３２０２１ 特開２０１１－１８７４０
　近年、電力変換装置の動作速度の向上を図るため、動作周波数が高周波化する傾向にある。特許文献１に示すスナバコンデンサと主回路端子とを接続する配線をプリント配線基板の導体パターンで形成した場合であっても、動作周波数の高周波化を図ると、このプリント配線基板の導体パターンの寄生インダクタンスに起因してサージ電圧が発生し、パワー半導体素子が過熱され、パワー半導体素子の誤作動を招く場合がある。
　また、特許文献２に示す小型のチップ状のスナバコンデンサをパワー半導体素子と同一基板に実装する電力変換装置の場合、小型のチップ状のスナバコンデンサを精密に基板に装着し、小型のチップ状のスナバコンデンサと基板との間の微細な箇所を半田接合するため、組立工程が複雑になってしまう場合がある。
　この発明は、前述の課題を解決するためになされたもので、組立工程を複雑にすることなく、動作周波数を高周波化した場合にも、配線の寄生インダクタンスに起因するパワー半導体素子の誤作動を抑止し、信頼性の高い電力変換装置を提供するものである。
　この発明の電力変換装置は、高電位側直流端子（高電位側の主回路端子）と低電位側直流端子（低電位側の主回路端子）とを有するパワーモジュールと、導電性板材と誘電体層とを積層して形成され、主面上に高電位側電極と低電位側電極とを有する電気容量素子（スナバコンデンサ）とを備える。
　さらに、スナバコンデンサの高電位側電極は、パワーモジュールの高電位側直流端子の主面上に載置され、スナバコンデンサの低電位側電極は、パワーモジュールの低電位側直流端子の主面上に載置される。
　また、パワーモジュールの高電位側直流端子の主面に垂直に固定される導体を介して、パワーモジュールの高電位側直流端子とスナバコンデンサの高電位側電極とが電気的に接続され、パワーモジュールの低電位側直流端子の主面に垂直に固定される導体を介して、パワーモジュールの低電位側直流端子とスナバコンデンサの低電位側電極とが電気的に接続される。
　この発明によれば、スナバコンデンサの高電位側電極は、パワーモジュールの高電位側直流端子の主面上に載置されるので、スナバコンデンサの高電位側電極とパワーモジュールの高電位側直流端子との距離を近づけることができ、同様にスナバコンデンサの低電位側電極とパワーモジュールの低電位側直流端子との距離を近づけることができる。
　したがって、スナバコンデンサの高電位側電極とパワーモジュールの高電位側直流端子とを電気的に接続する導体の長さとスナバコンデンサの低電位側電極とパワーモジュールの低電位側直流端子とを電気的に接続する導体の長さを、それぞれ短くすることができる。そのため、これらの導体の寄生インダクタンスの値は低くなる。また、組立工程が複雑になることなく、容易にパワーモジュールとスナバコンデンサを接続することができる。
　そのため、電力変換装置の動作速度の向上を図った場合でも、上述したスナバコンデンサにより、サージ電圧の発生を抑止し、また組立工程を複雑にすることなく、信頼性の高い電力変換装置を提供することができる。
この発明の実施の形態１に係る電力変換装置の電気接続を示す電気回路図である。 この発明の実施の形態１に係る電力変換装置におけるスナバコンデンサを示す平面図である。 この発明の実施の形態１に係るスナバコンデンサの図２の破線Ａ－Ａ間の断面図である。 この発明の実施の形態１に係るスナバコンデンサの図２の破線Ｂ－Ｂ間の断面図である。 実施の形態１に係る電力変換装置の構成要素であるスナバコンデンサとパワーモジュールとの接続を示す斜視図である。 実施の形態２に係る電力変換装置の斜視図である。 実施の形態２に係る図６とは別の例の電力変換装置の斜視図である。 実施の形態３に係る電力変換装置の構成要素であるスナバコンデンサとパワーモジュールとの接続を示す斜視図である。 実施の形態４に係る電力変換装置の斜視図である。 実施の形態４に係るスナバコンデンサの断面図である。 実施の形態５に係るパワーモジュールの筐体フタ部を取り外した状態の正面図である。 実施の形態５に係るスナバコンデンサとパワーモジュールとの接続を示す斜視図である。 実施の形態６に係る電力変換装置の斜視図である。
実施の形態１．
　図１から図５は、この発明を実施するための実施の形態１を示すものである。図１はこの発明の電力変換装置の電気接続を示す電気回路図である。図２はこの発明の構成要素であるスナバコンデンサの正面図である。図３は図２に示すスナバコンデンサの破線Ａ－Ａ間の断面図である。図４は図２に示すスナバコンデンサの破線Ｂ－Ｂ間の断面図である。なお、図５は、この発明の構成要素であるスナバコンデンサとパワーモジュールとの接続を示す斜視図である。
　図１を参照して、本実施の形態１における電力変換装置の電気接続を説明する。
　この発明の電力変換装置１００は、パワーモジュール８とスナバコンデンサ２とを含み、パワーモジュール８は、この発明の構成要素のパワーモジュールであり、スナバコンデンサ２は、この発明の構成要素の電気容量素子である。また、電解コンデンサ３は、特許請求の範囲に記す電気容量器である。
　さらに、インバータ回路１は、パワーモジュール８の回路構成を示し、後述するパワーモジュール８の筐体８１に内蔵される。
　インバータ回路１の高電位側直流端子１ｐは、直流線６の高電位側直流線６ｐの一端に接続され、高電位側直流線６ｐのもう一端は、電解コンデンサ３の高電位側電極と外部電源４の高電位側電極とに接続される。また、インバータ回路１の低電位側直流端子１ｎは直流線６の低電位側直流線６ｎの一端に接続され、低電位側直流線６ｎのもう一端は、電解コンデンサ３の低電位側電極と外部電源４の低電位側電極とに接続される。
　さらに、高電位側直流端子１ｐは、接続配線７の高電位側接続配線７ｐを介して、スナバコンデンサ２の高電位側電極２６ｐに接続され、低電位側直流端子１ｎは、接続配線７の低電位側接続配線７ｎを介して、スナバコンデンサ２の低電位側電極２６ｎに接続される。
　また、インバータ回路１のｕ相交流線端子１ｕは、モータ５のｕ相端子（図示せず。）に接続され、インバータ回路１のｖ相交流線端子１ｖは、モータ５のｖ相端子（図示せず。）に接続され、インバータ回路１のｗ相交流線端子１ｗは、モータ５のｗ相端子（図示せず。）に接続される。
　インバータ回路１内部の電気接続を説明する。
　高電位側直流端子１ｐは、高電位側主配線１１ｐに接続され、低電位側直流端子１ｎは、低電位側主配線１１ｎに接続される。
　ＩＧＢＴ１２ａのコレクタ側は、高電位側主配線１１ｐと接続され、ＩＧＢＴ１２ａのエミッタ側は、ＩＧＢＴ１２ｂのコレクタ側と接続される。さらに、ＩＧＢＴ１２ｂのエミッタ側は、低電位側主配線１１ｎと接続される。また、ダイオード１３ａは、ＩＧＢＴ１２ａと逆並列に接続され、ダイオード１３ｂは、ＩＧＢＴ１２ｂと逆並列に接続される。なお、ＩＧＢＴ１２ａとＩＧＢＴ１２ｂとの接続点は、ｕ相交流線１１ｕの一方と接続され、ｕ相交流線１１ｕのもう一方は、ｕ相交流線端子１ｕに接続される。
　ＩＧＢＴ１２ｃのコレクタ側は、高電位側主配線１１ｐと接続され、ＩＧＢＴ１２ｃのエミッタ側は、ＩＧＢＴ１２ｄのコレクタ側と接続される。さらに、ＩＧＢＴ１２ｄのエミッタ側は、低電位側主配線１１ｎと接続される。また、ダイオード１３ｃは、ＩＧＢＴ１２ｃと逆並列に接続され、ダイオード１３ｄは、ＩＧＢＴ１２ｄと逆並列に接続される。なお、ＩＧＢＴ１２ｃとＩＧＢＴ１２ｄとの接続点は、ｖ相交流線１１ｖの一方と接続され、ｖ相交流線１１ｖのもう一方は、ｖ相交流線端子１ｖに接続される。
　ＩＧＢＴ１２ｅのコレクタ側は、高電位側主配線１１ｐと接続され、ＩＧＢＴ１２ｅのエミッタ側は、ＩＧＢＴ１２ｆのコレクタ側と接続される。さらに、ＩＧＢＴ１２ｆのエミッタ側は、低電位側主配線１１ｎと接続される。また、ダイオード１３ｅは、ＩＧＢＴ１２ｅと逆並列に接続され、ダイオード１３ｆは、ＩＧＢＴ１２ｆと逆並列に接続される。なお、ＩＧＢＴ１２ｅとＩＧＢＴ１２ｆとの接続点は、ｗ相交流線１１ｗの一方と接続され、ｗ相交流線１１ｗのもう一方は、ｗ相交流線端子１ｗに接続される。
　また、制御回路（図示せず）は、ＩＧＢＴ１２ａのゲート側、ＩＧＢＴ１２ｂのゲート側、ＩＧＢＴ１２ｃのゲート側、ＩＧＢＴ１２ｄのゲート側、ＩＧＢＴ１２ｅのゲート側、およびＩＧＢＴ１２ｆのゲート側にそれぞれ接続される。
　つぎに、図２、図３、および図４を参照して、本実施の形態１に係る電力変換装置におけるスナバコンデンサ２の構造を説明する。
　なお、図２、図３および図４の縦横比は、スナバコンデンサ２の構造を明瞭に説明するため、実際のこの発明品のスナバコンデンサ２の縦横比とは異なり図示されており、後述するスナバコンデンサ２の主面間の距離（すなわち、スナバコンデンサ２の厚さ）は、スナバコンデンサ２の幅よりも短く、スナバコンデンサ２は薄板状である。
　図２を参照して、スナバコンデンサ２の主面上に、高電位側取付穴２ｐと低電位側取付穴２ｎとが形成され、高電位側取付穴２ｐおよび低電位側取付穴２ｎ以外のスナバコンデンサ２のほぼ全面は、モールド樹脂２０で覆われる。高電位側取付穴２ｐは、図２に示す主面に対向する主面まで貫通しており、内周部に高電位側第１層２１ｐの一部が露出し、高電位側電極２６ｐを形成する。同様に、低電位側取付穴２ｎは、図２に示す面に対向する主面まで貫通しており、内周部に低電位側第１層２１ｎの一部が露出し、低電位側電極２６ｎを形成する。
　図３を参照して、上述したように高電位側取付穴２ｐと低電位側取付穴２ｎとは、それぞれ２つの主面間を貫通しており、それぞれの内壁には、絶縁膜２５が形成される。
　図３と図４とを参照して、高電位側第１層２１ｐ、低電位側第１層２１ｎ、高電位側第２層２２ｐおよび低電位側第２層２２ｎは、導電性板材であり、これらは誘電体層２３を介して積層される。
　さらに、高電位側第１層２１ｐと高電位側第２層２２ｐとは、低電位側第１層２１ｎの穴部を通る導電性の高電位側接続柱２４ｐを介して接続される。同様に、低電位側第１層２１ｎと低電位側第２層２２ｎとは、低電位側第２層２２ｐの穴部を通る導電性の低電位側接続柱２４ｎを介して接続される。
　よって、高電位側第２層２２ｐとは、高電位側電極２６ｐと同電位となり、低電位側第２層２２ｎとは、低電位側電極２６ｎとなる。
　すなわち、スナバコンデンサ２は、高電位側電極２６ｐと同電位の層と、低電位側電極２６ｎとの同電位の層とを、交互に配する電気容量素子の構造を有する。
　つぎに、図５を参照して、電力変換装置１００の構造を説明する。
　パワーモジュール８は、筐体８１内にインバータ回路１を内蔵する。さらに、本実施の形態１では、筐体８１上の高電位側直流端子８ｐは、図１の高電位側直流端子１ｐを示す。同様に、低電位側直流端子８ｎは低電位側直流端子１ｎを示す。また、ｕ相交流端子８ｕはｕ相交流端子１ｕを、ｖ相交流端子８ｖはｖ相交流端子１ｖを、ｗ相交流端子８ｗはｗ相交流端子１ｗを、それぞれ示す。なお、高電位側直流端子８ｐと低電位側直流端子８ｎとに、ネジ穴８２がそれぞれ形成される。
　つぎに、スナバコンデンサ２を、パワーモジュール８に取り付ける方法を説明する。
　はじめに、矢印Ｃ方向から、パワーモジュール８の高電位側直流端子８ｐの主面上に、スナバコンデンサ２の高電位側電極２６ｐを、低電位側直流端子８ｎの主面上に、低電位側電極２６ｎを、それぞれ載せ置く。つぎに、矢印Ｃ方向から高電位側取付穴２ｐと低電位側取付穴２ｎとに、それぞれ金属製ネジ（図示せず。）を挿入し、ネジ穴８２に入れて締め付ける。よって、高電位側直流端子８ｐの主面上に高電位側電極２６ｐが、低電位側直流端子８ｎの主面上に低電位側電極２６ｎが、それぞれ固定され、スナバコンデンサ２は、パワーモジュール８に取り付けられる。
　また、高電位側取付穴２ｐ中で、高電位側電極２６ｐと金属製ネジとが電気的に接続され、高電位側直流端子８ｐと金属製ネジとが電気的に接続される。すなわち、金属製ネジを介して高電位側電極２６ｐと高電位側直流端子８ｐとが、電気的に接続される。この金属製ネジは、高電位側接続配線７ｐの役割を担う。同様に、低電位側電極２６ｎと金属製ネジとが電気的に接続され、低電位側直流端子８ｎと金属製ネジとが電気的に接続される。すなわち、金属製ネジを介して低電位側電極２６ｎと低電位側直流端子８ｎとが、電気的に接続される。この金属製ネジは、低電位側接続配線７ｎの役割を担う。
　つぎに、図１を参照して本実施の形態１における電力変換装置の動作について説明する。
　外部電源４から、直流線６である高電位側直流線６ｐと低電位側直流線６ｎとを介して、インバータ回路１に直流電圧が供給される。外部の制御装置からパワーモジュール８の制御回路にモータ５のモータ動作指令値（回転速度、トルクなど）に相当する信号が与えられると、制御回路はそのモータ動作指令値に基づき、ＩＧＢＴ１２ａ～ＩＧＢＴ１２ｆのオンオフ動作を実行し、そのモータ動作に相当する振幅および周波数の３相交流電圧は、ｕ相交流線１１ｕ、ｖ相交流線１１ｖ、およびｗ相交流線１１ｗを介してモータ５へ出力される。モータ５は、送電された電力を電磁力に変換して回転する。なお、電解コンデンサ３は、直流線６に発生するリップル電圧を平滑化する。
　スナバコンデンサ２のサージ電流の抑制効果について説明する。ＩＧＢＴ１２ａ～ＩＧＢＴ１２ｆのオンオフ動作により、ＩＧＢＴ１２ａ～ＩＧＢＴ１２ｆを流れる電流が急激に変化する。その際、電流経路の配線の寄生インダクタンスの値と電流の変化率とを乗じた量に応じサージ電圧が電流経路の配線に発生する。なお、電流経路の配線とは、主に外部電源４からＩＧＢＴ１２ａ～ＩＧＢＴ１２ｆまでの配線であり、高電位側主配線１１ｐ、低電位側主配線１１ｎ、および直流線６のことである。
　すなわち、サージ電圧は、高電位側主配線１１ｐと低電位側主配線１１ｎとの間の電圧の変化を招き、サージ電圧に応じて、サージ電流がＩＧＢＴ１２ａ～ＩＧＢＴ１２ｆに流れ、ＩＧＢＴ１２ａ～ＩＧＢＴ１２ｆが発熱する。
　スナバコンデンサ２は、高電位側直流端子１ｐと低電位側直流端子１ｎとの間に接続されるので、スナバコンデンサ２に充放電電流が流れることにより、サージ電圧が吸収される。すなわち、スナバコンデンサ２を設置することにより、ＩＧＢＴ１２ａ～ＩＧＢＴ１２ｆに流れるサージ電流が低減し発熱を抑制する効果がある。
　一般的に接続配線７の寄生インダクタンスの値が高い場合、接続配線７の寄生インダクタンスとスナバコンデンサ２の充放電電流の変化率とを乗じた量に応じたサージ電圧が接続配線７の配線に発生し、ＩＧＢＴ１２ａ～ＩＧＢＴ１２ｆに発熱を招く要因になることが考えられる。また、電力変換装置の動作周波数が高い場合、その動作周波数に応じて、サージ電圧がより高い値となることも考えられる。
　この発明の電力変換装置によれば、動作周波数が高い場合においても、接続配線７の寄生インダクタンスおよび寄生インピーダンスの値を低くできるで、サージ電圧を抑制することができる。
　つぎに、接続配線７の寄生インダクタンスの値および寄生インピーダンスの値をそれぞれ低くできる理由を説明する。
　本実施の形態１における電力変換装置では、上述したように、スナバコンデンサ２は、薄板状であり、スナバコンデンサ２の高電位側電極２６ｐは、パワーモジュール８の高電位側直流端子８ｐの主面の直上に載置される。さらに、高電位側直流端子８ｐの主面に垂直に固定される導体（金属製ネジ）を介して、高電位側直流端子８ｐと高電位側電極２６ｐとが電気的に接合する。よって、高電位側接続配線７ｐの配線長に相当する部分を短くすることができる。
　同様に、スナバコンデンサ２の低電位側電極２６ｎは、パワーモジュール８の低電位側直流端子８ｎの主面の直上に載置される。さらに、低電位側直流端子８ｎの主面に垂直に固定される導体（金属製ネジ）を介して、低電位側直流端子８ｎと低電位側電極２６ｎとが電気的に接合する。よって、高電位側接続配線７ｐの配線長に相当する部分を短くすることができる。
　また、接続配線７の高電位側接続配線７ｐと低電位側接続配線７ｎとは、それぞれ金属製ネジで形成される。そのため、リード線およびプリント配線基板の導体パターンで形成する場合に比べ、電流が流れる断面積を大きくすることができるので、寄生インダクタンスおよび寄生インピーダンスの値を低くすることができる。
　さらに、スナバコンデンサ２の高電位側電極２６ｐは、金属製ネジの頭部の表面と接触するので、従来品のスナバコンデンサを半田接合する場合に比べ接触面積が広くなる。よって、高電位側電極２６ｐと金属製ネジとの接続抵抗の値を小さくすることができる。同様に、低電位側電極２６ｎと金属製ネジとの接続抵抗の値も小さくすることができる。
　また、高電位側直流端子８ｐと金属製ネジとの接続においては、高電位側直流端子８ｐのネジ穴８２に金属製ネジのネジ部が締め込まれるので、従来品のスナバコンデンサを半田接合する場合に比べ接触面積が広い。よって、高電位側直流端子８ｐと金属製ネジとの接続抵抗の値を小さくすることができる。同様に、低電位側直流端子８ｎと金属製ネジとの接続抵抗の値も小さくすることができる。
　すなわち、この発明の電力変換装置は、従来品に比べ、接続配線７の断面積を大きく、かつ、配線長を短くすることができ、さらに、接触抵抗の値も低くすることができるので、寄生インダクタンスおよび寄生インピーダンスをきわめて低くすることができる。
　この発明の電力変換装置と従来品との寄生インダクタンスを比較した一例を示す。
　パワーモジュール８の高電位側直流端子８ｐと低電位側直流端子８ｎとの間の距離が２３ｍｍである場合に、スナバコンデンサとしてセラミックコンデンサを高電位側直流端子１ｐと低電位側直流端子１ｎとの間に配置すると配線長（接続配線７の長さ）は１３ｍｍとなり、寄生インダクタンスは、９．２ｎHと見積もられる。一方、本実施の形態１に示すスナバコンデンサ２を適応した場合、接続配線７の寄生容量は、０．７ｎHと見積もられ、従来品に比べ、低い寄生インダクタンスの値となる。
　また、金属製ネジを締め込むことにより、スナバコンデンサ２は、パワーモジュール８に電気的に接続され固定されるので、小型のチップ状のスナバコンデンサを基板に半田接合する場合に比べ、組立工程が複雑にならず、組立工程のコスト高を招くことがない。さらに、使用時における振動によるパワーモジュール８とスナバコンデンサ２との断線に関しても小型のチップ状のスナバコンデンサを基板に半田接合する場合に比べ起こりにくい。
　さらに、本実施形態１の電力変換装置では、動作周波数が高い場合においても、サージ電圧の発生による発熱は抑制され、高い信頼性を有する電力変換装置を得ることができる。
実施の形態２．
　実施の形態１では、スナバコンデンサ２とパワーモジュール８との配置を説明した。
　本実施の形態２では、スナバコンデンサ２の主面に開口部２８を設けることにより、この発明の電力変換装置と電解コンデンサ３とを合わせた設置面積を小さくし、この発明の電力変換装置を含む装置の小型化を図る形態を説明する。
　図６は、本実施の形態２に係る電力変換装置の構造を示す斜視図である。図６において、図１から図５と同一番号あるいは同一符号は、実施の形態１に示す構成要素と同一品あるいは同等品であるので、その詳細な説明は省略する。
　なお、本実施の形態２は、電解コンデンサ３を２台用いる形態を示す。図１において、２台の電解コンデンサ３を、１つの記号に簡略して図示するものである。
　スナバコンデンサ２は、電解コンデンサ３上に配置され、図５と同様に、高電位側取付穴２ｐおよび低電位側取付穴２ｎに、それぞれ金属製ネジ（図示せず。）を挿入し、ネジ穴８２に入れて締め付ける。スナバコンデンサ２は、パワーモジュール８に電気的に接続され固定される。
　スナバコンデンサ２の主面を貫通する矩形の開口部２８から、電解コンデンサ３の高電位側端子３ｐと低電位側端子３ｎとが露出する。
　さらに、電解コンデンサ３の高電位側端子３ｐとパワーモジュール８の高電位側直流端子８ｐ（高電位側直流端子１ｐ）とが、高電位側直流線６ｐ（図示せず。）を介して接続され、低電位側端子３ｎと低電位側直流端子８ｎ（低電位側直流端子１ｎ）とが、低電位側直流線６ｎ（図示せず。）を介して接続される。
　このように、スナバコンデンサ２の主面上に開口部２８を設けることにより、スナバコンデンサ２を電解コンデンサ３の上方に配置することができる。すなわち、電解コンデンサ３の高電位側端子３ｐおよび低電位側端子３ｎを有する面と対抗する面側を設置面とすると、スナバコンデンサ２と電解コンデンサ３とを別々に配置する比べ、スナバコンデンサ２と電解コンデンサ３との設置面積を縮小し、この発明による電力変換装置と電解コンデンサ３とを含む装置の小型化を図ることができる。
　図７は、本実施の形態２に係る図６とは別の例の電力変換装置の構造を示す斜視図である。図６と同一番号あるいは同一符号は、実施の形態１に示す構成要素と同一品あるは同等品であるので、その詳細な説明は省略する。
　スナバコンデンサ２の主面上には、円形の開口部２８が設けられており、電解コンデンサ３は、円形の開口部２８の内径内に配置される。
　さらに、高電位側端子３ｐと高電位側直流端子１ｐとが、高電位側直流線６ｐ（図示せず。）を介して接続され、低電位側端子３ｎと低電位側直流端子１ｎとが、低電位側直流線６ｎ（図示せず。）を介して接続される。
　このように、スナバコンデンサ２の主面上に開口部２８を設けることのより、電解コンデンサ３をスナバコンデンサ２の開口部２８の内周内に配することができる。すなわち、スナバコンデンサ２と電解コンデンサ３とを別々に配置する比べ、スナバコンデンサ２と電解コンデンサ３との設置面積を縮小し、この発明による電力変換装置と電解コンデンサ３とを含む装置の小型化を図ることができる。
　また、実施の形態１と同様に本実施の形態２の電力変換装置では、金属製ネジを締め込むことにより、スナバコンデンサ２は、パワーモジュール８に電気的に接続され固定されるので、小型のチップ状のスナバコンデンサを基板に半田接合する場合に比べ、組立工程が複雑にならず、組立工程のコスト高を招くことがない。さらに、使用時における振動によるパワーモジュール８とスナバコンデンサ２との断線に関しても小型のチップ状のスナバコンデンサを基板に半田接合する場合に比べ起こりにくい。
　なお、動作周波数が高い場合においても、サージ電圧の発生による発熱は抑制され、高い信頼性を有する電力変換装置を得ることができる。
実施の形態３．
　実施の形態２では、スナバコンデンサ２の主面上に開口部２８を有し、スナバコンデンサ２を電解コンデンサ３上に配置する形態と、スナバコンデンサ２の開口部２８の内周内に、電解コンデンサ３を配置する形態とを説明した。
　本実施の形態３では、スナバコンデンサ２の開口部２８に、パワーモジュール８の信号配線用コネクタ８３が配置され、パワーモジュール８の信号配線８４を、外部の制御機器と容易に接続することができる形態を説明する。
　図８は、本実施の形態３に係る電力変換装置１００の構成要素であるスナバコンデンサ２とパワーモジュール８との接続を示す斜視図である。図８において、図６および図７と同一番号あるいは同一符号は、実施の形態２に示す構成要素と同一品あるは同等品であるので、その詳細な説明は省略する。
　パワーモジュール８は、主面上に信号配線用コネクタ８３を有しており、パワーモジュール８内の制御回路に接続される。さらに、信号配線用コネクタ８３は、信号配線用コネクタ８３を介して外部の制御機器に接続され、パワーモジュール８の動作指令、パワーモジュール８動作状態等の信号の送受信を行う。なお、スナバコンデンサ２は、矩形の開口部２８を有する。
　つぎに、スナバコンデンサ２を、パワーモジュール８に取り付ける方法を説明する。
　実施の形態１と同様に、矢印Ｃ方向から、それぞれ金属製ネジ（図示せず。）を挿入し、この金属製ネジをネジ穴８２に入れて締め付けることで、パワーモジュール８にスナバコンデンサ２を固定する。
　なお、信号配線用コネクタ８３は、矢印Ｄ方向から開口部２８を通り、開口部２８内あるいは開口部２８から突出して配置される。このため、容易にスナバコンデンサ２主面上から信号配線８４を信号配線用コネクタ８３に接続することができる。すなわち、開口部２８の内周内を通して、パワーモジュール８と外部の制御機器とを容易に接続することができ、パワーモジュール８の筐体８１上における信号配線用コネクタ８３の設置位置を制約することがない。
　また、実施形態１および実施形態２と同様に、本実施の形態３の電力変換装置では、金属製ネジを締め込むことにより、スナバコンデンサ２は、パワーモジュール８に電気的に接続され固定されるので、小型のチップ状のスナバコンデンサを基板に半田接合する場合に比べ、組立工程が複雑にならず、組立工程のコスト高を招くことがない。さらに、使用時における振動によるパワーモジュール８とスナバコンデンサ２との断線に関しても小型のチップ状のスナバコンデンサを基板に半田接合する場合に比べ起こりにくい。
　さらに、動作周波数が高い場合においても、サージ電圧の発生による発熱は抑制され、高い信頼性を有する電力変換装置を得ることができる。
実施の形態４．
　実施の形態１から３では、１つのスナバコンデンサ２を用いる形態を説明した。パワーモジュール８および負荷の仕様等によっては、より電気容量の大きいスナバコンデンサ２が必要になることがある。そのため、本実施の形態４では、複数のスナバコンデンサ２をパワーモジュール８に接続し、設置面積を広げることなくスナバコンデンサ２の大容量化を図る形態を説明する。
　図９は、本実施の形態４に係る電力変換装置の構造を示す斜視図である。図１０は、本実施の形態４に係る１つのスナバコンデンサ２の断面図である。図９および図１０において、図３および図７に同一番号あるいは同一符号は、実施の形態１および２に示す構成要素と同一品あるは同等品であるので、その詳細な説明は省略する。
　図９を参照して、複数のスナバコンデンサ２が重ねて配置される。なお、図７と同様にスナバコンデンサ２の主面上には、円形の開口部２８が設けられており、電解コンデンサ３は、開口部２８の内径内に配される。さらに、図７と同様に、高電位側取付穴２ｐおよび低電位側取付穴２ｎに、それぞれ金属製ネジ（図示せず。）を挿入し、ネジ穴８２に入れる。金属製ネジを締め付けることにより、複数のスナバコンデンサ２はパワーモジュール８に固定される。
　図１０を参照して、高電位側表面電極２７ｐは、スナバコンデンサ２の両方の主面上に形成され、高電位側取付穴２ｐ内にて、一主面の高電位側表面電極２７ｐともう一方の高電位側表面電極２７ｐとが接続され、さらに高電位側電極２６ｐと接続される。同様に、低電位側表面電極２７ｎは、スナバコンデンサ２の２つの主面上に形成され、低電位側取付穴２ｎ内でお互いに接続され、低電位側取付穴２ｎ内にて、一主面の低電位側表面電極２７ｎともう一方の低電位側表面電極２７ｎとが接続され、さらに低電位側電極２６ｎと接続される。
　図１０に示すスナバコンデンサ２を図９に示すように重ねて配置した場合、隣合うスナバコンデンサ２の高電位側電極２６ｐが高電位側表面電極２７ｐを介して接続し、同様に隣合うスナバコンデンサ２の低電位側電極２６ｎが低電位側表面電極２７ｎを介して接続する。すなわち、複数のスナバコンデンサ２は、並列に接続され、容易にスナバコンデンサ２の電気容量を増大することができる。さらに、実施の形態２と同様に設置面積を増やすこともない。
　また、実施形態１から実施形態３と同様に、本実施の形態４の電力変換装置では、金属製ネジを締め込むことにより、スナバコンデンサ２は、パワーモジュール８に電気的に接続され固定されるので、小型のチップ状のスナバコンデンサを基板に半田接合する場合に比べ、組立工程が複雑にならず、組立工程のコスト高を招くことがない。さらに、使用時における振動によるパワーモジュール８とスナバコンデンサ２との断線に関しても小型のチップ状のスナバコンデンサを基板に半田接合する場合に比べ起こりにくい。
　なお、動作周波数が高い場合においても、サージ電圧の発生による発熱を抑制され、高い信頼性を有する電力変換装置を得ることができる。
実施の形態５．
　実施の形態１から４では、スナバコンデンサ２をパワーモジュール８の筐体８１の外側に配置する形態を説明した。
　本実施の形態５では、スナバコンデンサ２を筐体８１の内側に配置する実施の形態を説明する。スナバコンデンサ２を筐体８１の内側に配置することにより、この発明の電力変換装置の小型化を図ることができる。
　図１１は、後述するパワーモジュール８の筐体フタ部８１ｂを取り外した状態の正面図である。図１２は、本実施施の形態５に係る電力変換装置１００の構成要素であるスナバコンデンサ２とパワーモジュール８との接続を示す斜視図である。なお、図１１および図１２において、図５および図８と同一番号あるいは同一符号は、実施の形態１から３に示す構成要素と同一品あるは同等品であるので、その詳細な説明は省略する。
　図１１を参照して、パワーモジュール８の内部構造を説明する。
　パワーモジュール８の筐体本体部８１ａの内部には、回路基板９が収納される。回路基板９の主面には、高電位側直流端子９ｐと低電位側直流端子９ｎとが形成される。本実施の形態５では、高電位側直流端子９ｐは、図１の高電位側直流端子１ｐを示し、筐体８１上の高電位側直流端子８ｐに接続される。同様に、低電位側直流端子９ｎは、図１の低電位側直流端子１ｎを示し、筐体８１上の低電位側直流端子８ｎに接続される。
　なお、高電位側直流端子９ｐと低電位側直流端子９ｎとには、ネジ穴９３が形成される。さらに、回路基板９上には、外部の制御機器と制御回路との信号の送受信を行うために、複数の基板端子９１が設けられ、複数の基板端子９１と制御回路とは、配線パターン９２を介して接続される。
　回路基板９のもう一方の主面には、インバータ回路１を構成するＩＧＢＴ１２ａ～ＩＧＢＴ１２ｆとダイオード１３ａ～ダイオード１３ｆとが実装され、インバータ回路１を構成する。
　なお、ｕ相交流端子８ｕはｕ相交流端子１ｕを、ｖ相交流端子８ｖはｖ相交流端子１ｖを、ｗ相交流端子８ｗはｗ相交流端子１ｗを、それぞれ示す。
　図１２を参照して、スナバコンデンサ２をパワーモジュール８に取り付ける方法、およびこの発明の電力変換装置１００の構造を説明する。
　筐体８１は、筐体本体部８１ａと筐体フタ部８１ｂとで構成される。高電位側電極２６ｐは、高電位側直流端子９ｐ上に載置され、低電位側電極２６ｎは、低電位側直流端子９ｎ上に載置される。矢印Ｃ方向から、高電位側取付穴２ｐと低電位側取付穴２ｎとに、それぞれ金属製ネジ（図示せず。）が挿入されネジ穴９３に入れられる。それぞれ金属製ネジは締め付けられ、スナバコンデンサ２は、パワーモジュール８に固定される。なお、金属製ネジを介して、高電位側電極２６ｐと高電位側直流端子９ｐとは、電気的に接続され、同様に、低電位側電極２６ｎと低電位側直流端子９ｎとは、電気的に接続される。
　さらに、筐体フタ部８１ｂを筐体本体部８１ａに被せ、スナバコンデンサ２は、筐体８１に収納される。この際、基板端子９１は、矢印Ｄ方向に、スナバコンデンサ２の開口部２８および筐体フタ部８１ｂのフタ開口部８５を通り、フタ開口部８５から露出し、外部の制御機器と制御回路との信号の送受信を可能にする。
　本実施の形態５によれば、スナバコンデンサ２をパワーモジュール８の筐体８１に内蔵することで、電力変換装置１００の小型化を図ることができる。また、一つのスナバコンデンサ２をパワーモジュール８の筐体８１に内蔵する形態を説明したが、本実施の形態５は、スナバコンデンサ２を一つに制限するもではなく、スナバコンデンサ２の内部形状等に応じ複数のスナバコンデンサ２を内蔵しても良い。
　また、実施形態１から実施形態４と同様に、本実施の形態５の電力変換装置では、金属製ネジを締め込むことにより、スナバコンデンサ２は、パワーモジュール８に電気的に接続され固定されるので、小型のチップ状のスナバコンデンサを基板に半田接合する場合に比べ、組立工程が複雑にならず、組立工程のコスト高を招くことがない。さらに、使用時における振動によるパワーモジュール８とスナバコンデンサ２との断線に関しても小型のチップ状のスナバコンデンサを基板に半田接合する場合に比べ起こりにくい。
　なお、動作周波数が高い場合においても、サージ電圧の発生による発熱は抑制され、高い信頼性を有する電力変換装置を得ることができる。
実施の形態６．
　実施の形態４では、設置面積を広げることなくスナバコンデンサ２の大容量化を図るため、複数のスナバコンデンサ２を重ねて配置する形態を説明した。さらに、本実施の形態６では、複数のスナバコンデンサ２の放熱性を向上させた形態を説明する。
　図１３は、本実施の形態６に係る電力変換装置の構造を示す斜視図である。図１３において、図９に同一番号あるいは同一符号は、実施の形態４に示す構成要素と同一品あるは同等品であるので、その詳細な説明は省略する。
　図１３を参照して、隣り合うスナバコンデンサ２の間にスペーサ２９を挿入することにより、複数のスナバコンデンサ２は、間隔を設けて配置される。このように、隣り合うスナバコンデンサ２の間に空隙を設けることにより、設置面積を広げることなくスナバコンデンサ２で発生した熱を効率よく放出することができる。
　また、実施形態１から実施形態５と同様に、本実施の形態５の電力変換装置では、金属製ネジを締め込むことにより、スナバコンデンサ２は、パワーモジュール８に電気的に接続され固定されるので、小型のチップ状のスナバコンデンサを基板に半田接合する場合に比べ、組立工程が複雑にならず、組立工程のコスト高を招くことがない。さらに、使用時における振動によるパワーモジュール８とスナバコンデンサ２との断線に関しても小型のチップ状のスナバコンデンサを基板に半田接合する場合に比べ起こりにくい。
　なお、動作周波数が高い場合においても、サージ電圧の発生による発熱は抑制され、高い信頼性を有する電力変換装置を得ることができる。
　実施形態１から実施形態６では、電力変換装置１００のインバータ回路１の詳細な構造を説明したが、この発明はこれらの詳細な構造に限定されるものではない。例えば、インバータ回路１は、直流電力を三相の交流電力に変換する三相交流インバータとしたが、単相交流インバータで構成しても良い。さらに、インバータ回路１のＩＧＢＴをＭＯＳＦＥＴあるいはその他のスイッチング素子で構成してもよい。
　また、スナバコンデンサ２の構造の詳細な構造を説明した。この発明はこれらの詳細な構造に限定されるものではない。例えば、スナバコンデンサ２は、高電位側の層を2層、低電位側の層を２層で構成されたが、層の枚数に限定されるものではない。
　さらに、スナバコンデンサ２の外形を矩形状の形状としたが、外形に限定するものではない。例えば、円形または楕円形でも良い。また、パワーモジュール８内蔵する場合など、設置状況等に応じて、適宜形状を選択するべきである。
　また、スナバコンデンサ２は、プリント基板等の基板上に導体箔と誘電体を積層したものでも良い。
　なお、パワーモジュール８とスナバコンデンサ２とを電気的に接続する導体に、金属製ネジを用いたが、この発明は金属製ネジに限定されるものではない。例えば、導体にリベットを用いても、パワーモジュール８とスナバコンデンサ２との間の寄生インダクタンスの値を低くすることができ、組立工程も複雑になることはない。
　さらに、金属製に限定されるものではなく、導電性の材質であればよい。
　また、半田接合を用いても、スナバコンデンサ２が小型のチップ状である場合に比べ、接合面積が大きくなり、組立工程が複雑になることはなく、パワーモジュール８とスナバコンデンサ２との間の寄生インダクタンスの値を低くすることができる。
　さらに、この発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせた
り、各実施の形態を適宜変更、省略することが可能である。例えば、実施の形態１に、図１０に示す断面構造のスナバコンデンサ２を適用した場合、高電位側直流端子８ｐと高電位側表面電極２７ｐとが、低電位側直流端子８ｎと低電位側表面電極２７ｎとが、それぞれ電気的に接続されるので、金属製ネジを介して、高電位側直流端子８ｐと高電位側電極２６ｐとが、低電位側直流端子８ｎと低電位側電極２６ｎとが、それぞれ電気的に接続される場合に比べ接続抵抗を低くすることができる。また、この場合のネジは、導電性でなくても良い。さらに、高電位側表面電極２７ｐと低電位側表面電極２７ｎとは、それぞれ高電位側直流端子８ｐと低電位側直流端子８ｎが接続されるスナバコンデンサの主面の一方に形成されていても良い。
　１ｐ　高電位側直流端子、１ｎ　低電位側直流端子、２　スナバコンデンサ、３　電界コンデンサ、８　パワーモジュール、８ｐ　高電位側直流端子、８ｎ　低電位側直流端子、９ｐ　高電位側直流端子、９ｎ　低電位側直流端子、２１ｐ　高電位側第１層、２１ｎ　低電位側第１層、２２ｐ　高電位側第２層、２２ｎ　低電位側第２層、２３　誘電体層、２６ｐ　高電位側電極、２６ｎ　低電位側電極、２８　開口部、８１　筐体、１００　電力変換装置。

Claims (11)

  1. 高電位側直流端子と低電位側直流端子とを有するパワーモジュールと、
    導電性板材と誘電体層とを積層して形成され、主面上に高電位側電極と低電位側電極とを有し、前記高電位側電極は前記高電位側直流端子の主面上に載置され、前記低電位側電極は前記低電位側直流端子の主面上に載置され、前記高電位側直流端子の主面に垂直に固定される導体を介して前記高電位側直流端子と前記高電位側電極とを電気的に接続し、前記低電位側直流端子の主面に垂直に固定される導体を介して前記低電位側直流端子と前記低電位側電極とを電気的に接続する電気容量素子と、
    を備えることを特徴とする電力変換装置。
  2. 前記電気容量素子は、前記主面上と反対側の主面上とに、前記高電位側電極に接続される電極と、前記低電位側電極に接続される電極とを有することを特徴とする請求項１に記載の電力変換装置。
  3. 前記電気容量素子は前記パワーモジュールの筐体に内蔵されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電力変換装置。
  4. 前記電気容量素子は、前記主面を貫通する開口部を有し、電気容量器の上に配置され、前記開口部を貫通する配線を介して前記パワーモジュールと前記電気容量器とが接続されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電力変換装置。
  5. 前記電気容量素子は、前記主面を貫通する開口部を有し、前記開口部の内周内に、電気容量器を配置することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電力変換装置。
  6. 前記電気容量素子は、前記主面を貫通する開口部を有し、前記開口部を貫通する配線を介して外部の制御機器と前記パワーモジュールとが接続することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の電力変換装置。
  7. 前記高電位側直流端子の主面に垂直に固定される前記導体は、前記電気容量素子の前記主面上に形成され、前記高電位側電極と電気的に接続された高電位側表面電極であり、
    前記低電位側直流端子の主面に垂直に固定される前記導体は、前記電気容量素子の前記主面上に形成され、前記低電位側電極と電気的に接続された低電位側表面電極であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電力変換装置。
  8. 前記高電位側直流端子の主面に垂直に接合する前記導体と前記低電位側直流端子の主面に垂直に固定される前記導体は、ネジ、リベット、あるいは半田であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電力変換装置。
  9. 前記電気容量素子を２つ以上備え、前記２以上の前記電気容量素子は、重ねて配置されることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の電力変換装置。
  10. 前記電気容量素子を２つ以上備え、１つの前記電気容量素子の上に他の前記電気容量素子が間隔を設け配置されることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の電力変換装置。
  11. 前記電気容量素子は、基板上に形成された前記導電性板材である導体箔と前記誘電体層とを積層した構造を有することを特徴とする請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の電力変換装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2019159316A1 (ja) * 2018-02-16 2019-08-22 三菱電機株式会社 電力変換装置および冷凍サイクル装置
WO2019159317A1 (ja) * 2018-02-16 2019-08-22 三菱電機株式会社 電力変換装置およびこれを用いた空気調和装置
CN111800020A (zh) * 2019-04-03 2020-10-20 Abb瑞士股份有限公司 开关模块组件及其制造方法
EP3930167A1 (de) * 2020-06-22 2021-12-29 Bombardier Transportation GmbH Elektrische schaltungsanordnung, schienenfahrzeug und verfahren zur herstellung einer elektrischen schaltungsanordnung
EP3955453A1 (en) * 2020-08-11 2022-02-16 Fuji Electric Co., Ltd. Power conversion device
WO2023066621A1 (de) * 2021-10-21 2023-04-27 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Stromschieneneinrichtung und zwischenkreiskondensatorvorrichtung mit snubber-wirkung und kraftfahrzeug

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007053839A (ja) * 2005-08-17 2007-03-01 Toshiba Corp スナバ回路及びこれを用いた電力変換装置
JP2008295227A (ja) * 2007-05-25 2008-12-04 Toyota Motor Corp コンデンサ一体バスバーの製造方法および電力変換装置
JP2014128066A (ja) * 2012-12-25 2014-07-07 Mitsubishi Electric Corp 半導体モジュール

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6127485U (ja) * 1984-07-23 1986-02-19 富士電機株式会社 スナバ回路
JP3293335B2 (ja) * 1994-07-20 2002-06-17 株式会社デンソー インバータ装置
JP3550970B2 (ja) * 1997-09-19 2004-08-04 株式会社日立製作所 電力変換装置並びに多層積層導体と電気部品接続体

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007053839A (ja) * 2005-08-17 2007-03-01 Toshiba Corp スナバ回路及びこれを用いた電力変換装置
JP2008295227A (ja) * 2007-05-25 2008-12-04 Toyota Motor Corp コンデンサ一体バスバーの製造方法および電力変換装置
JP2014128066A (ja) * 2012-12-25 2014-07-07 Mitsubishi Electric Corp 半導体モジュール

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019159316A1 (ja) * 2018-02-16 2019-08-22 三菱電機株式会社 電力変換装置および冷凍サイクル装置
WO2019159317A1 (ja) * 2018-02-16 2019-08-22 三菱電機株式会社 電力変換装置およびこれを用いた空気調和装置
JPWO2019159317A1 (ja) * 2018-02-16 2020-12-03 三菱電機株式会社 電力変換装置およびこれを用いた空気調和装置
JP7012754B2 (ja) 2018-02-16 2022-01-28 三菱電機株式会社 電力変換装置およびこれを用いた空気調和装置
US11509232B2 (en) 2018-02-16 2022-11-22 Mitsubishi Electric Corporation Power converter and air-conditioning apparatus using the same
CN111800020A (zh) * 2019-04-03 2020-10-20 Abb瑞士股份有限公司 开关模块组件及其制造方法
EP3930167A1 (de) * 2020-06-22 2021-12-29 Bombardier Transportation GmbH Elektrische schaltungsanordnung, schienenfahrzeug und verfahren zur herstellung einer elektrischen schaltungsanordnung
EP4224690A1 (de) * 2020-06-22 2023-08-09 Bombardier Transportation GmbH Elektrische schaltungsanordnung, schienenfahrzeug und verfahren zur herstellung einer elektrischen schaltungsanordnung
EP3955453A1 (en) * 2020-08-11 2022-02-16 Fuji Electric Co., Ltd. Power conversion device
WO2023066621A1 (de) * 2021-10-21 2023-04-27 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Stromschieneneinrichtung und zwischenkreiskondensatorvorrichtung mit snubber-wirkung und kraftfahrzeug

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