JP6451571B2 - Power converter - Google Patents
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Description
本発明は、半導体素子を内蔵した半導体モジュールと、該半導体モジュールを冷却する冷却器と、半導体モジュールに接続したコンデンサおよび制御回路基板と、これらを収容するケースとを備える電力変換装置に関する。 The present invention relates to a power conversion device including a semiconductor module incorporating a semiconductor element, a cooler for cooling the semiconductor module, a capacitor and a control circuit board connected to the semiconductor module, and a case for housing them.
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、半導体素子を内蔵した半導体モジュールと、該半導体モジュールを冷却する冷却器とからなる構造体を備えるものが知られている(下記特許文献1参照)。この構造体は、金属製のケースに収容されている。 2. Description of the Related Art As a power conversion device that performs power conversion between DC power and AC power, a power conversion device that includes a structure including a semiconductor module incorporating a semiconductor element and a cooler that cools the semiconductor module is known (described below) Patent Document 1). This structure is housed in a metal case.
上記ケースには、上記構造体の他に、コンデンサと、制御回路基板とが収容されている。コンデンサは、半導体モジュールに加わる直流電圧を平滑化している。また、制御回路基板は、半導体モジュールのスイッチング動作を制御している。上記電力変換装置は、制御回路基板によって半導体モジュールをスイッチング動作させることにより、直流電源から供給される直流電力を交流電力に変換するよう構成されている。 In addition to the structure, the case houses a capacitor and a control circuit board. The capacitor smoothes the DC voltage applied to the semiconductor module. The control circuit board controls the switching operation of the semiconductor module. The power conversion device is configured to convert DC power supplied from a DC power source into AC power by switching the semiconductor module with a control circuit board.
しかしながら、上記電力変換装置では、コンデンサ、半導体モジュール、制御回路基板等の電子部品が、互いに接近した状態でケース内に配されており、これらの間に熱を遮る部材が設けられていない。そのため、電子部品から発生した熱が隣の電子部品に伝わり、温度が上昇しやすい。そのため、電子部品の温度上昇を抑制しやすい電力変換装置が望まれている。 However, in the power converter, electronic components such as a capacitor, a semiconductor module, and a control circuit board are arranged in the case in a state of being close to each other, and no member that blocks heat is provided between them. Therefore, the heat generated from the electronic component is transmitted to the adjacent electronic component, and the temperature is likely to rise. Therefore, a power conversion device that can easily suppress the temperature rise of the electronic component is desired.
また、上記電力変換装置は、接近配置した複数の電子部品の間に、放射ノイズを遮る部材が設けられていない。そのため、例えばコンデンサから発生した放射ノイズの影響を、制御回路基板が受けやすい。 Moreover, the said power converter device is not provided with the member which interrupts | blocks a radiation noise between the some electronic components which were arrange | positioned closely. Therefore, for example, the control circuit board is easily affected by radiation noise generated from the capacitor.
また、上記ケースは、剛性に向上の余地があった。そのため、ケースの剛性をより向上できる電力変換装置が望まれている。 Further, the case has room for improvement in rigidity. Therefore, a power conversion device that can further improve the rigidity of the case is desired.
本発明は、かかる背景に鑑みてなされたものであり、コンデンサと半導体モジュールと制御回路基板との温度上昇を抑制でき、制御回路基板が放射ノイズの影響を受けにくく、かつケースの剛性を高めることができる電力変換装置を提供しようとするものである。 The present invention has been made in view of such a background, and can suppress an increase in temperature of the capacitor, the semiconductor module, and the control circuit board, the control circuit board is hardly affected by radiation noise, and increases the rigidity of the case. An object of the present invention is to provide a power conversion device capable of performing
本発明の一態様は、半導体素子(20)を内蔵する半導体モジュール(2)と、該半導体モジュールを冷却する冷却器(3)とを備える構造体(10)と、
上記半導体モジュールに接続したコンデンサ(4)と、
上記半導体モジュールのスイッチング制御をする制御回路基板(5)と、
上記構造体及び上記コンデンサ及び上記制御回路基板を収容する金属製のケース(6)とを備え、
上記制御回路基板の厚さ方向は、上記構造体と上記コンデンサとの配列方向に対して直交しており、上記構造体及び上記コンデンサは、上記厚さ方向において上記制御回路基板にそれぞれ隣り合う位置に配され、
上記ケースは、外郭をなす外壁部(61)と、該外壁部と一体的に形成されその主面(620)が上記厚さ方向に直交する主隔壁部(62)とを備え、該主隔壁部は、上記制御回路基板と上記構造体との間、および上記制御回路基板と上記コンデンサとの間に介在しており、
上記ケースは、上記主隔壁部から上記厚さ方向に立設した補助隔壁部(63)を有し、該補助隔壁部の少なくとも一部は、上記コンデンサと上記構造体との間に介在しており、
上記コンデンサ及び上記構造体は、上記補助隔壁部と上記外壁部とによってそれぞれ取り囲まれており、
上記外壁部の内側における、上記コンデンサを取り囲む上記補助隔壁部の一部を挟んで反対側に、上記制御回路基板に接続された信号線(51)が通過する空間が形成されている、電力変換装置(1)にある。
One aspect of the present invention is a structure (10) including a semiconductor module (2) containing a semiconductor element (20), and a cooler (3) for cooling the semiconductor module;
A capacitor (4) connected to the semiconductor module;
A control circuit board (5) for controlling the switching of the semiconductor module;
A metal case (6) for housing the structure, the capacitor, and the control circuit board;
The thickness direction of the control circuit board is orthogonal to the arrangement direction of the structure and the capacitor, and the structure and the capacitor are adjacent to the control circuit board in the thickness direction. Arranged
The case includes an outer wall portion (61) forming an outer shell and a main partition wall portion (62) formed integrally with the outer wall portion and having a main surface (620) orthogonal to the thickness direction. Is interposed between the control circuit board and the structure, and between the control circuit board and the capacitor ,
The case includes an auxiliary partition wall (63) standing in the thickness direction from the main partition wall, and at least a part of the auxiliary partition wall is interposed between the capacitor and the structure. And
The capacitor and the structure are respectively surrounded by the auxiliary partition wall and the outer wall,
On the inner side of the outer wall portion, a space through which the signal line (51) connected to the control circuit board passes is formed on the opposite side across a part of the auxiliary partition wall surrounding the capacitor. In the device (1).
上記電力変換装置においては、ケースに上記主隔壁部を形成してある。主隔壁部は、制御回路基板と構造体との間、および制御回路基板とコンデンサとの間に介在している。
そのため、コンデンサと半導体モジュールと制御回路基板との、温度上昇を抑制しやすくなる。すなわち、上記主隔壁部は制御回路基板とコンデンサとの間に介在しているため、この主隔壁部によって、制御回路基板およびコンデンサから発生した熱を遮蔽でき、これらの間で熱の移動が生じにくくなる。また、主隔壁部は、制御回路基板と構造体との間にも介在しているため、主隔壁部によって、構造体に含まれる半導体モジュールおよび制御回路基板から発生した熱を遮蔽でき、これらの間で熱の移動が生じにくくなる。また、主隔壁部は上記外壁部に接続しているため、主隔壁部に伝わった熱は外壁部に伝わり、この外壁部から放熱される。そのため、ケースの放熱性を高めることができる。このように、上記主隔壁部を設けることにより、電子部品間の熱の移動を抑制でき、かつ放熱性を高めることが可能になる。そのため、コンデンサと半導体モジュールと制御回路基板との温度上昇を抑制することができる。
In the power converter, the main partition wall is formed in the case. The main partition wall is interposed between the control circuit board and the structure, and between the control circuit board and the capacitor.
Therefore, it becomes easy to suppress the temperature rise of the capacitor, the semiconductor module, and the control circuit board. That is, since the main partition wall is interposed between the control circuit board and the capacitor, heat generated from the control circuit board and the capacitor can be shielded by the main partition wall, and heat transfer occurs between them. It becomes difficult. Since the main partition wall is also interposed between the control circuit board and the structure, the main partition wall can shield the heat generated from the semiconductor module and the control circuit board included in the structure. Heat transfer is less likely to occur between them. Further, since the main partition wall portion is connected to the outer wall portion, the heat transmitted to the main partition wall portion is transmitted to the outer wall portion and is radiated from the outer wall portion. Therefore, the heat dissipation of the case can be enhanced. Thus, by providing the main partition wall, it is possible to suppress heat transfer between electronic components and to improve heat dissipation. Therefore, the temperature rise of the capacitor, the semiconductor module, and the control circuit board can be suppressed.
また、上記電力変換装置では、コンデンサと制御回路基板との間に主隔壁部が介在しているため、コンデンサから発生した放射ノイズを、主隔壁部によって遮蔽できる。そのため、制御回路基板が放射ノイズの影響を受けにくくなる。 Further, in the power conversion device, since the main partition wall is interposed between the capacitor and the control circuit board, radiation noise generated from the capacitor can be shielded by the main partition wall. Therefore, the control circuit board is not easily affected by radiation noise.
また、上記電力変換装置は、ケースに上記主隔壁部を形成しているため、この主隔壁部によって、ケースの剛性を高めることが可能になる。 Moreover, since the said power converter device has formed the said main partition part in the case, it becomes possible to raise the rigidity of a case by this main partition part.
以上のごとく、上記態様によれば、コンデンサと半導体モジュールと制御回路基板との温度上昇を抑制でき、制御回路基板が放射ノイズの影響を受けにくく、かつケースの剛性をより高めることができる電力変換装置を提供することができる。
なお、特許請求の範囲及び課題を解決する手段に記載した括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであり、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
As described above, according to the above aspect, the power conversion can suppress the temperature rise of the capacitor, the semiconductor module, and the control circuit board, the control circuit board is hardly affected by the radiation noise, and can further increase the rigidity of the case. An apparatus can be provided.
In addition, the code | symbol in the parenthesis described in the means to solve a claim and a subject shows the correspondence with the specific means as described in embodiment mentioned later, and limits the technical scope of this invention. It is not a thing.
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.
(実施形態1)
上記電力変換装置に係る実施形態について、図1〜図14を参照して説明する。図1、図2に示すごとく、本形態の電力変換装置1は、構造体10と、コンデンサ4と、制御回路基板5と、ケース6とを備える。構造体10は、半導体モジュール2と冷却器3とを備える。半導体モジュール2は、半導体素子20(図12参照)を内蔵している。冷却器3は、半導体モジュール2を冷却するために設けられている。コンデンサ4は、図示しない直流バスバーによって、半導体モジュール2に接続している。
(Embodiment 1)
An embodiment according to the power conversion device will be described with reference to FIGS. As shown in FIGS. 1 and 2, the
制御回路基板5は、半導体モジュール2のスイッチング制御を行っている。構造体10とコンデンサ4と制御回路基板5とは、金属製のケース6に収容されている。
制御回路基板5の厚さ方向(Z方向)は、構造体10とコンデンサ4との配列方向(X方向)に対して直交している。構造体10及びコンデンサ4は、Z方向において制御回路基板5にそれぞれ隣り合う位置に配されている。
The
The thickness direction (Z direction) of the
ケース6は、外壁部61と主隔壁部62とを備える。外壁部61は、ケース6の外郭をなしている。主隔壁部62は、外壁部61と一体的に形成されている。主隔壁部62の主面620は、Z方向に直交している。図1、図3に示すごとく、主隔壁部62は、制御回路基板5と構造体10との間、および制御回路基板5とコンデンサ4との間に介在している。
The
本形態の電力変換装置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。図12に示すごとく、本形態の電力変換装置1は、複数の半導体モジュール2を備える。個々の半導体モジュール2は、半導体素子20(IGBT素子)を内蔵している。
The
コンデンサ4は、半導体モジュール2に並列接続されている。このコンデンサ4を用いて、直流電源11の直流電圧を平滑化している。また、制御回路基板5は、半導体モジュール2のスイッチング動作を制御する。これにより、直流電源11から供給される直流電力を交流電力に変換している。そして、得られた交流電力を用いて、三相交流モータ19を駆動し、上記車両を走行させている。
The
図4に示すごとく、本形態のケース6は、Z方向から見たときに四角形状を呈する。ケース6は、第1外壁部61a〜第4外壁部61dの、4枚の外壁部61を備える。これら4枚の外壁部61のうち、第4外壁部61dは、取り外し可能に構成されている。図7に示すごとく、ケース6内に、上記主隔壁部62が形成されている。主隔壁部62は、4枚の外壁部61(61a〜61d)にそれぞれ接続している。
As shown in FIG. 4, the
主隔壁部62には、第1貫通部621と、第2貫通部622と、第3貫通部623とが形成されている。第1貫通部621は、半導体モジュール2の制御端子23(図1参照)を挿通するために形成されている。第2貫通部622は、後述するボルト16(図14参照)を補助開口部66側から挿入して、分岐用電力線86と分岐用端子49とを締結するために形成されている。また、第3貫通部623は、後述する信号線51(図11参照)を通すために形成されている。
In the
図4〜図6に示すごとく、主隔壁部62から、補助隔壁部63がZ方向に立設している。補助隔壁部63及び主隔壁部62及び外壁部61によって、コンデンサ4を収容するためのコンデンサ収容空間SCと、構造体10を収容するための構造体収容空間SSと、後述する端子台7(図2参照)を収容するための端子台収容空間STとが形成されている。また、図5、図6に示すごとく、主隔壁部62と外壁部61とによって、制御回路基板5を収容するための基板収容空間SPが形成されている。
As shown in FIGS. 4 to 6, the
図4〜図6に示すごとく、主隔壁部62及び補助隔壁部63には、コンデンサ4や端子台7をケース6に固定するための固定部17(ボス)が形成されている。
As shown in FIGS. 4 to 6, the main
また、図3、図5、図6に示すごとく、ケース6には、主隔壁部62に平行な補強用隔壁部69が形成されている。図3に示すごとく、この補強用隔壁部69と主隔壁部62との間に、冷却器3の一部が介在している。後述するように、構造体収容空間SSには、加圧部材15が配されるため、ケース6には、この加圧部材15の加圧力によって変形しないように、高い剛性が要求される。本形態では、上記補強用隔壁部69によってケース6を補強し、剛性をより高めている。
Further, as shown in FIGS. 3, 5, and 6, a reinforcing
図2に示すごとく、本形態では、複数の半導体モジュール2と複数の冷却器3とをX方向に積層してある。複数の冷却器3は、X方向とZ方向との双方に直交する幅方向(Y方向)における両端にて、連結管18(図3参照)によって連結されている。また、複数の冷却器3のうち、X方向における一方の端部に位置する端部冷却器3aには、冷媒14を導入するための導入管12と、冷媒14を導出するための導出管13とが接続している。導入管12から冷媒14を導入すると、冷媒14は連結管18を通って全ての冷却器3内を流れ、導出管13から導出する。これにより、半導体モジュール2を冷却している。
As shown in FIG. 2, in this embodiment, a plurality of
また、構造体収容空間SS内には、X方向において構造体10に隣り合う位置に、加圧部材15(板ばね)が配されている。この加圧部材15によって、構造体10を第4外壁部61dに向けて加圧している。これにより、構造体10をケース6内に固定すると共に、半導体モジュール2と冷却器3との接触圧を確保している。
Further, the structure housing space S S, in a position adjacent to the
半導体モジュール2は、図3に示すごとく、本体部21と、該本体部21から突出した複数のパワー端子22と、制御端子23とを備える。本体部21は、上記半導体素子20を内蔵している。制御端子23は、制御回路基板5に接続している。
As shown in FIG. 3, the
図2に示すごとく、パワー端子22には、正極端子22pと、負極端子22nと、交流端子22cとがある。正極端子22p及び負極端子22nは、図示しない直流バスバーによって、コンデンサ出力端子43に接続している。交流端子22cには、交流バスバー720が接続している。交流バスバー720の端部は、三相交流モータ19(図12参照)に電気接続するための出力端子72となっている。
As shown in FIG. 2, the
図2に示すごとく、コンデンサ4には入力端子71が接続している。入力端子71と上記出力端子72とは、端子台7に載置されている。端子台7は、Y方向においてコンデンサ4に隣り合う位置に配されている。この端子台7において、入力端子71及び出力端子72を、図示しないコネクタに締結するよう構成されている。このコネクタを介して、入力端子71を直流電源11に電気接続し、出力端子72を三相交流モータ19に電気接続している。
As shown in FIG. 2, an
また、図2に示すごとく、端子台7は、該端子台7からX方向に延出した延出部79を備える。延出部79内に、交流バスバー720が封止されている。延出部79は、固定部17において、ケース6に固定されている。
Further, as shown in FIG. 2, the
また、図1に示すごとく、コンデンサ4は、コンデンサ素子41と、該コンデンサ素子41を収容するコンデンサケース40と、コンデンサ素子41をコンデンサケース40内に封止する封止部42とを備える。コンデンサ素子41は、フィルムコンデンサである。コンデンサ素子41には、電極板48が接続している。この電極板48から、分岐用端子49、コンデンサ出力端子43、コンデンサ入力端子44(図2参照)が延出している。コンデンサ4は、図2に示すごとく、固定部17において、ケース6に固定されている。
As shown in FIG. 1, the
また、図1に示すごとく、ケース6には、上記開口部60と、補助開口部66とが形成されている。補助開口部66は、Z方向において開口部60とは反対側に形成されている。ケース6には、第1カバー64と第2カバー65とを取り付けてある。第1カバー64は、開口部60を塞いでいる。第2カバー65は、補助開口部66を塞いでいる。
As shown in FIG. 1, the
第1カバー64には、直流電源11(図12参照)から供給される直流電力の一部を分岐して、外部機器89に送るための電力分岐部8が設けられている。図1に示すごとく、電力分岐部8は、分岐用電力線86と、ヒューズ84と、ヒューズ保持部85と、分岐用端子台87とを備える。分岐用電力線86は、コンデンサ4の分岐用端子49に接続している。ヒューズ84は、分岐用電力線86上に形成さられている。ヒューズ保持部85は、ヒューズ84を保持している。
The
分岐用電力線86と分岐用端子49とは、分岐用端子台87において互いに接続されている。後述するように、分岐用電力線86と分岐用端子49とを接続する際には、図14に示すごとく、ボルト16を補助開口部66から上記第2貫通部622に挿入する。そして、このボルト16を分岐用端子台87内のナット871に螺合する。これにより、分岐用電力線86と分岐用端子49とを接続している。
The
また、図10に示すごとく、分岐用電力線86は、バスバーからなる第1部分861と、被覆配線からなる第2部分862とを備える。第1部分861と第2部分862との間に、ヒューズ84が設けられている。
As shown in FIG. 10, the branching
図8、図9に示すごとく、第1カバー64には、分岐コネクタ81と、ヒューズカバー82と、制御コネクタ83とが形成されている。分岐コネクタ81は、第1カバー64内において、分岐用電力線86に接続している。分岐コネクタ81には、外部機器89(図12参照)のケーブルが接続する。本形態の外部機器89は、車載エアコンである。
As shown in FIGS. 8 and 9, the
分岐用電力線86に過電流が流れると、ヒューズ84が溶断する。これにより、外部機器89を過電流から保護している。ヒューズ84が溶断した場合、上記ヒューズカバー82を取り外し、ヒューズ84を交換するようになっている。
When an overcurrent flows through the
制御コネクタ83は、ECU等の外部制御装置88(図12参照)に接続する。制御コネクタ83は、図11に示すごとく、信号線51を介して、制御回路基板5に接続している。信号線51は、ケース6の第3貫通部623内を通っている。
The
第3貫通部623と第2貫通部622との間には、遮蔽板67が形成されている。この遮蔽板67によって、分岐用端子49から発生した放射ノイズを遮蔽している。これにより、放射ノイズが信号線51に鎖交することを抑制し、信号線51にノイズ電流が発生することを抑制している。
A shielding
また、図3、図4に示すごとく、ケース6には、該ケース6を車体に固定するための、複数のケース固定部682が形成されている。ケース固定部682には、ケース6の外壁部61(61b)を補強するためのリブ683が形成されている。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
図4に示すごとく、ケース6は、Z方向から見たときに長方形状を呈する。ケース6を構成する4枚の外壁部61a〜61dのうち、ケース6の長手方向(X方向)に延びる第2外壁部61bに、上記ケース固定部682が形成されている。
As shown in FIG. 4, the
同様に、本形態では、ケース6の長手方向(X方向)延びる外壁部61である第1外壁部61aに、複数のコネクタ締結部68を形成してある。このコネクタ締結部68を用いて、上記コネクタをケース6に締結するよう構成されている。また、図3、図8に示すごとく、コネクタ締結部68にも、補強用のリブ681が形成されている。
Similarly, in this embodiment, a plurality of
次に、電力変換装置1の製造方法について説明する。電力変換装置1を製造する際には、まず図13に示すごとく、ケース6内のコンデンサ収容空間SCにコンデンサ4を収容する。次いで、構造体収容空間SSに、構造体10を収容する。そして、雄螺子部101を用いて、第4外壁部6dを固定する。ケース6内には、図示しない雌螺子部が形成されている。この雌螺子部に上記雄螺子部101を螺合することにより、第4外壁部6dを固定する。
Next, the manufacturing method of the
次いで、図14に示すごとく、補助開口部66から制御回路基板5を収容し、半導体モジュール2の制御端子23に制御回路基板5を接続する。
Next, as shown in FIG. 14, the
その後、電力分岐部8が形成された第1カバー64をケース6に取り付ける。このようにすると、電力分岐部8の分岐用電力線86と分岐用端子49とが重なり合う。この後、ボルト16を補助開口部66から第2貫通部622に差し込み、分岐用端子台87内のナット871にボルト16を螺合する。これにより、分岐用電力線86と分岐用端子49とを締結する。
Thereafter, the
その後、信号線51を第3貫通部623(図11参照)に通し、この信号線51を用いて、制御コネクタ83と制御回路基板5とを接続する。次いで、第2カバー65(図1参照)をケース6に取り付ける。以上の工程を行うことにより、電力変換装置1を製造する。
Thereafter, the
本形態の作用効果について説明する。本形態の電力変換装置1においては、ケース6に上記主隔壁部62を形成してある。図1、図3に示すごとく、主隔壁部62は、制御回路基板5と構造体10との間、および制御回路基板5とコンデンサ4との間に介在している。
そのため、コンデンサ4と半導体モジュール2と制御回路基板5との、温度上昇を抑制しやすくなる。すなわち、図1に示すごとく、主隔壁部62は制御回路基板5とコンデンサ4との間に介在しているため、主隔壁部62によって、制御回路基板5およびコンデンサ4から発生した熱を遮蔽でき、これらの間で熱の移動が生じにくくなる。また、図3に示すごとく、主隔壁部62は、制御回路基板5と構造体10との間にも介在しているため、主隔壁部62によって、構造体10に含まれる半導体モジュール2および制御回路基板5から発生した熱を遮蔽でき、これらの間で熱の移動が生じにくくなる。つまり、半導体モジュール2から発生した熱が、冷却器3に伝わり、さらに制御回路基板5に移動したり、制御回路基板5から発生した熱が、冷却器3を介して半導体モジュール2に移動したりすることを抑制できる。
The effect of this form is demonstrated. In the
Therefore, it becomes easy to suppress the temperature rise of the
また、主隔壁部62は外壁部61に接続しているため、コンデンサ4等から主隔壁部62に伝わった熱は外壁部61に伝わり、この外壁部61から放熱される。そのため、ケース6の放熱性を高めることができる。このように、主隔壁部62を形成することにより、電子部品間の熱の移動を抑制でき、かつ放熱性を高めることが可能になる。そのため、コンデンサ4と半導体モジュール2と制御回路基板5との温度上昇を抑制することができる。
Further, since the
また、本形態では、コンデンサ4と制御回路基板5との間に主隔壁部62が介在しているため、コンデンサ4から発生した放射ノイズを、主隔壁部62によって遮蔽できる。そのため、制御回路基板5が放射ノイズの影響を受けにくくなる。
In this embodiment, since the
また、本形態では、ケース6に主隔壁部62を形成しているため、この主隔壁部62によって、ケース6の剛性を高めることが可能になる。
In this embodiment, since the
また、図4に示すごとく、ケース6は、Z方向から見たときに四角形状を呈する。図7に示すごとく、主隔壁部62は、4枚の外壁部61(61a〜61d)にそれぞれ接続している。
そのため、ケース6に対してX方向およびY方向に加わる力Fを、主隔壁部62によって受け止めることができる。これにより、ケース6の剛性をより高めることが可能になる。
Further, as shown in FIG. 4, the
Therefore, the force F applied to the
また、本形態では、コンデンサ4をケース6とは別部材として形成し、このコンデンサ4をケース6に固定している。すなわち、ケース6にコンデンサ素子41を直接、封止していない。コンデンサ4をケース6とは別部材として形成する場合は、コンデンサ素子41をケース6内に封止しないため、コンデンサ4と制御回路基板5との間の主隔壁部62は不要とも思われるが、本形態では、ケース6の剛性向上等の目的のために、ここに主隔壁部62を形成してある。また、コンデンサ素子41をケース6に直接、封止する場合は、熱硬化性樹脂からなる封止部42を硬化させるために、ケース6を硬化炉に入れる必要が生じる。ケース6は大きいため、ケース6を硬化炉に入れると、製造効率が低くなる。これに対して、コンデンサ4を別部品として形成すれば、大型のケース6を硬化炉に入れる必要がなくなり、製造効率を高めることができる。このように、コンデンサ4を別部材として構成し、かつ、コンデンサ4と制御回路基板5との間に主隔壁部62を介在させることにより、電力変換装置1の製造効率を高め、かつ、ケース6の剛性等を向上させることができる。
In this embodiment, the
また、図4〜図6に示すごとく、ケース6は、主隔壁部62からZ方向に立設した補助隔壁部63を有する。図1に示すごとく、補助隔壁部63の一部は、コンデンサ4と構造体10との間に介在している。
そのため、補助隔壁部63によって、コンデンサ4および半導体モジュール2から発生した熱を遮蔽することができる。したがって、これらの間で熱の移動が起きにくくなる。また、コンデンサ4および半導体モジュール2から補助隔壁部63に移動した熱は、外壁部61に伝わるため、この外壁部61から放熱することができる。したがって、放熱性を向上することができる。このように、補助隔壁部63によって、コンデンサ4と半導体モジュール2との間で熱が移動しにくくなり、また、ケース6の放熱性を向上することが可能になる。そのため、コンデンサ4および半導体モジュール2の温度上昇をより抑制できる。
また、補助隔壁部63をコンデンサ4及び半導体モジュール2の間に介在させると、コンデンサ4から発生した放射ノイズを、補助隔壁部63によって遮蔽できる。そのため、半導体モジュール2に伝わる放射ノイズを低減することができる。
さらに、補助隔壁部63を形成することにより、ケース6の剛性をより高めることが可能になる。
Further, as shown in FIGS. 4 to 6, the
Therefore, the heat generated from the
Further, when the
Furthermore, by forming the
また、本形態では、図2、図4に示すごとく、コンデンサ4及び構造体10は、補助隔壁部63と上記外壁部61とによって周囲を取り囲まれている。
このようにすると、構造体10中の半導体モジュール2やコンデンサ4から発生した熱を、補助隔壁部63および外壁部61によって充分に遮蔽することができる。そのため、コンデンサ4や半導体モジュール2の温度上昇をより抑制することができる。また、上記構成にすると、半導体モジュール2やコンデンサ4から発生した放射ノイズを補助隔壁部63及び外壁部61によって充分に遮蔽することができ、放射ノイズが他の部品に伝わりにくくなる。さらに、補助隔壁部63によって、ケース6の剛性を高めることができる。
In this embodiment, as shown in FIGS. 2 and 4, the
In this way, heat generated from the
また、ケース6内には、Z方向において制御回路基板5に隣り合う位置に、端子台7が配されている。この端子台7と制御回路基板5との間に、主隔壁部62の一部が介在している。
そのため、端子台7内の入力端子71や出力端子72から発生した熱を、主隔壁部62によって遮蔽できる。そのため、熱が制御回路基板5に伝わりにくくなり、制御回路基板5の温度上昇をより抑制できる。
A
Therefore, the heat generated from the
また、図2、図4に示すごとく、端子台7は、補助隔壁部63と外壁部61とによって周囲を取り囲まれている。
そのため、端子台7内の入力端子71や出力端子72から発生した熱を、補助隔壁部63及び外壁部61によって遮蔽することができる。したがって、熱がコンデンサ4や半導体モジュール2に伝わりにくくなり、これらコンデンサ4及び半導体モジュール2の温度上昇をより抑制することができる。また、上記補助隔壁部63によって、ケース6の剛性をより高めることができる。
As shown in FIGS. 2 and 4, the
Therefore, the heat generated from the
また、図4、図8に示すごとく、ケース6は、Z方向から見たときに長方形状を呈する。本形態では、4枚の外壁部61のうち、ケース6の長手方向(X方向)に延びる第1外壁部61aに、上記コネクタをケース6に締結するためのコネクタ締結部68を形成してある。そのため、このコネクタ締結部68により、第1外壁部61aの肉厚を局所的に厚くすることができ、第1外壁部61aが撓むことを抑制できる。これにより、ケース6の剛性をより高めることができる。特に、第1外壁部61aはケース6の長手方向に延びているため、撓みやすい。そのため、第1外壁部61aにコネクタ締結部68を形成し、第1外壁部61aの剛性を高めたことによる効果は大きい。
Moreover, as shown in FIGS. 4 and 8, the
また、本形態では、図4、図8に示すごとく、コネクタ締結部68にリブ681を形成してある。そのため、このリブ681により、第1外壁部61aの剛性をさらに高めることができる。
In this embodiment, as shown in FIGS. 4 and 8, a
また、図3、図4に示すごとく、本形態では、ケース6の第2外壁部61bに、ケース6を車体に固定するためのケース固定部682を形成してある。そのため、このケース固定部682により、第2外壁部61bの肉厚を局所的に厚くすることができ、第2外壁部61bが撓むことを抑制できる。したがって、ケース6の剛性をより高めることができる。特に、第2外壁部61bはケース6の長手方向(X方向)に延びているため、撓みやすい。そのため、第2外壁部61bにケース固定部682を形成し、第2外壁部61bの剛性を高めた効果は大きい。
As shown in FIGS. 3 and 4, in this embodiment, a
また、本形態では、図3に示すごとく、ケース固定部682に、リブ683を形成してある。そのため、このリブ683により、第2外壁部61bの剛性をさらに高めることができる。
In this embodiment, as shown in FIG. 3,
以上のごとく、本形態によれば、コンデンサと半導体モジュールと制御回路基板との温度上昇を抑制でき、制御回路基板が放射ノイズの影響を受けにくく、かつケースの剛性をより高めることが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 embodiment, the power conversion can suppress the temperature rise of the capacitor, the semiconductor module, and the control circuit board, the control circuit board is hardly affected by the radiation noise, and can further increase the rigidity of the case. An apparatus can be provided.
1 電力変換装置
10 構造体
2 半導体モジュール
20 半導体素子
3 冷却器
4 コンデンサ
5 制御回路基板
6 ケース
61 外壁部
62 主隔壁部
DESCRIPTION OF
Claims (3)
上記半導体モジュールに接続したコンデンサ(4)と、
上記半導体モジュールのスイッチング制御をする制御回路基板(5)と、
上記構造体及び上記コンデンサ及び上記制御回路基板を収容する金属製のケース(6)とを備え、
上記制御回路基板の厚さ方向は、上記構造体と上記コンデンサとの配列方向に対して直交しており、上記構造体及び上記コンデンサは、上記厚さ方向において上記制御回路基板にそれぞれ隣り合う位置に配され、
上記ケースは、外郭をなす外壁部(61)と、該外壁部と一体的に形成されその主面(620)が上記厚さ方向に直交する主隔壁部(62)とを備え、該主隔壁部は、上記制御回路基板と上記構造体との間、および上記制御回路基板と上記コンデンサとの間に介在しており、
上記ケースは、上記主隔壁部から上記厚さ方向に立設した補助隔壁部(63)を有し、該補助隔壁部の少なくとも一部は、上記コンデンサと上記構造体との間に介在しており、
上記コンデンサ及び上記構造体は、上記補助隔壁部と上記外壁部とによってそれぞれ取り囲まれており、
上記外壁部の内側における、上記コンデンサを取り囲む上記補助隔壁部の一部を挟んで反対側に、上記制御回路基板に接続された信号線(51)が通過する空間が形成されている、電力変換装置(1)。 A structure (10) comprising a semiconductor module (2) containing a semiconductor element (20) and a cooler (3) for cooling the semiconductor module;
A capacitor (4) connected to the semiconductor module;
A control circuit board (5) for controlling the switching of the semiconductor module;
A metal case (6) for housing the structure, the capacitor, and the control circuit board;
The thickness direction of the control circuit board is orthogonal to the arrangement direction of the structure and the capacitor, and the structure and the capacitor are adjacent to the control circuit board in the thickness direction. Arranged
The case includes an outer wall portion (61) forming an outer shell and a main partition wall portion (62) formed integrally with the outer wall portion and having a main surface (620) orthogonal to the thickness direction. Is interposed between the control circuit board and the structure, and between the control circuit board and the capacitor ,
The case includes an auxiliary partition wall (63) standing in the thickness direction from the main partition wall, and at least a part of the auxiliary partition wall is interposed between the capacitor and the structure. And
The capacitor and the structure are respectively surrounded by the auxiliary partition wall and the outer wall,
On the inner side of the outer wall portion, a space through which the signal line (51) connected to the control circuit board passes is formed on the opposite side across a part of the auxiliary partition wall surrounding the capacitor. Device (1).
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