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JP2015015787A - Power conversion device - Google Patents

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JP2015015787A
JP2015015787A JP2013139539A JP2013139539A JP2015015787A JP 2015015787 A JP2015015787 A JP 2015015787A JP 2013139539 A JP2013139539 A JP 2013139539A JP 2013139539 A JP2013139539 A JP 2013139539A JP 2015015787 A JP2015015787 A JP 2015015787A
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negative electrode
positive electrode
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大喜 澤田
Hiroyoshi Sawada
大喜 澤田
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Denso Corp
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Denso Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a power conversion device that can easily manufacture a positive electrode bus bar and a negative electrode bus bar having narrow pitches of a terminal connection portion, and can prevent a large surge voltage from being applied to a semiconductor element through which a large current passes.SOLUTION: A power conversion device 1 includes: a laminate 10 in which a plurality of semiconductor modules 2 are laminated; a positive electrode bus bar 3; and a negative electrode bus bar 4. The positive electrode bus bar 3 and the negative electrode bus bar 4 are formed of a plurality of bus bar pieces 30 and 40 overlapping each other. The respective bus bar pieces 30 and 40 have substrate portions 31 and 41. The substrate portions 31 and 41 are large-current substrate portions 31a and 41a connected to a large-current semiconductor module 2a, and small-current substrate portions 31b and 41b connected to a small-current semiconductor module 2b. A distance D1 between the large-current substrate portions 31a and 41a in a Z direction is narrower than a distance D2 between the small-current substrate portions 31b and 41b.

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に接続した正極バスバー及び負極バスバーを備える電力変換装置に関する。   The present invention relates to a semiconductor module incorporating a semiconductor element, and a power conversion device including a positive bus bar and a negative bus bar connected to the semiconductor module.

例えば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管とを積層したものが知られている(下記特許文献1参照)。   For example, as a power conversion device that performs power conversion between DC power and AC power, a device in which a semiconductor module incorporating a semiconductor element and a cooling pipe that cools the semiconductor module are stacked is known (Patent Documents below) 1).

半導体モジュールは、半導体素子を内蔵した本体部と、該本体部から突出した正極端子と負極端子と交流端子とを備える。正極端子には正極バスバーが接続し、負極端子には負極バスバーが接続している。これらのバスバーを介して正極端子と負極端子とに直流電圧を印加している。そして、上記半導体素子をスイッチング動作させることにより、正極端子と負極端子との間に加えられた直流電圧を交流電圧に変換し、上記交流端子から出力するよう構成されている。   The semiconductor module includes a main body portion incorporating a semiconductor element, and a positive terminal, a negative terminal, and an AC terminal protruding from the main body portion. A positive electrode bus bar is connected to the positive electrode terminal, and a negative electrode bus bar is connected to the negative electrode terminal. A DC voltage is applied to the positive terminal and the negative terminal through these bus bars. By switching the semiconductor element, a DC voltage applied between the positive terminal and the negative terminal is converted into an AC voltage and output from the AC terminal.

正極バスバーおよび負極バスバーは、それぞれ板状の基板部と、該基板部から延出した複数本の端子接続部とを有する。この端子接続部を、上記正極端子または負極端子に接続してある。   Each of the positive electrode bus bar and the negative electrode bus bar has a plate-like substrate portion and a plurality of terminal connection portions extending from the substrate portion. This terminal connection portion is connected to the positive terminal or the negative terminal.

特開2010−115061号公報JP 2010-115061 A

しかしながら、上記電力変換装置は、上記スイッチング動作に伴って、特定の半導体素子に大きなサージ電圧が加わりやすいという問題がある。すなわち、半導体素子には、接続する負荷が異なる等の理由により、大きな電流が流れるものと、小さな電流が流れるものとがある。大きな電流Iが流れる半導体素子は、小さな電流が流れる半導体素子と比べて、電流遮断時における、電流Iの時間変化量dI/dtが大きくなりやすい。半導体素子に加わるサージ電圧Vは、上記時間変化量dI/dtと、回路につくインダクタンスLとの積(LdI/dt)になる。そのため、大きな電流が流れ、電流Iの時間変化量dI/dtが大きな値になる半導体素子には、大きなサージ電圧V(=LdI/dt)が加わりやすい。   However, the power conversion device has a problem that a large surge voltage is easily applied to a specific semiconductor element with the switching operation. In other words, there are semiconductor devices in which a large current flows and a semiconductor device in which a small current flows due to different loads to be connected. A semiconductor element in which a large current I flows is likely to have a large amount of time change dI / dt of the current I when the current is interrupted, compared to a semiconductor element in which a small current flows. The surge voltage V applied to the semiconductor element is the product (LdI / dt) of the time variation dI / dt and the inductance L attached to the circuit. Therefore, a large surge voltage V (= LdI / dt) is likely to be applied to a semiconductor element in which a large current flows and the time change amount dI / dt of the current I has a large value.

一方、近年、電力変換装置を小型化するために、半導体モジュール又は冷却管を薄型化することが望まれている。しかしながら、薄型化すると、半導体モジュール同士の、積層方向における間隔が狭くなるため、上記端子接続部のピッチを狭くする必要が生じる。そのため、正極バスバーおよび負極バスバーを製造しにくくなるという問題が生じる。   On the other hand, in recent years, it has been desired to reduce the thickness of a semiconductor module or a cooling pipe in order to reduce the size of a power converter. However, when the thickness is reduced, the distance between the semiconductor modules in the stacking direction is narrowed, and thus the pitch of the terminal connection portions needs to be narrowed. Therefore, the problem that it becomes difficult to manufacture a positive electrode bus bar and a negative electrode bus bar arises.

本発明は、かかる背景に鑑みてなされたもので、端子接続部のピッチが狭い正極バスバー及び負極バスバーを容易に製造することができ、かつ、大電流が流れる半導体素子に大きなサージ電圧が加わることを抑制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 easily manufacture a positive electrode bus bar and a negative electrode bus bar having a narrow pitch of terminal connection portions, and a large surge voltage is applied to a semiconductor element through which a large current flows. An object of the present invention is to provide a power conversion device that can suppress the above.

本発明の一態様は、半導体素子を内蔵した本体部からパワー端子が突出した複数の半導体モジュールを、各々の上記パワー端子を同一方向に向けた状態で積層した積層体と、
上記半導体モジュールにそれぞれ電気接続し、互いの間に直流電圧が加わる正極バスバーおよび負極バスバーとを備え、
上記正極バスバーと上記負極バスバーとは、互いに重ね合わされた複数枚のバスバー片からなり、各々の上記バスバー片は、その主面が上記パワー端子の突出方向に直交するよう配された基板部と、該基板部から上記積層体の積層方向と上記突出方向との双方に直交する幅方向に延出し上記パワー端子に接続した複数の端子接続部とを有し、
上記正極バスバーと上記負極バスバーとは、同一の上記バスバー片に形成された上記端子接続部が上記積層方向において互いに隣り合うことがないように、それぞれの上記基板部を重ね合わせて構成されており、
上記半導体モジュールには、上記半導体素子に流れる電流が相対的に大きい大電流半導体モジュールと、該大電流半導体モジュールよりも上記半導体素子に流れる電流が少ない小電流半導体モジュールとがあり、
上記正極バスバーと上記負極バスバーとをそれぞれ構成する複数枚の上記バスバー片の上記基板部には、上記端子接続部が上記大電流半導体モジュールに接続した大電流基板部と、上記小電流半導体モジュールに接続した小電流基板部とがあり、
上記正極バスバーに含まれる上記大電流基板部と上記負極バスバーに含まれる上記大電流基板部との、上記突出方向における間隔は、上記正極バスバーに含まれる上記小電流基板部と上記負極バスバーに含まれる上記小電流基板部との、上記突出方向における間隔よりも狭いことを特徴とする電力変換装置にある。
One aspect of the present invention is a stacked body in which a plurality of semiconductor modules in which power terminals protrude from a body portion incorporating a semiconductor element are stacked in a state where each of the power terminals faces in the same direction;
Each of the semiconductor modules is electrically connected, and includes a positive electrode bus bar and a negative electrode bus bar to which a DC voltage is applied between each other,
The positive electrode bus bar and the negative electrode bus bar are composed of a plurality of bus bar pieces superposed on each other, and each of the bus bar pieces has a substrate portion arranged so that a main surface thereof is orthogonal to a protruding direction of the power terminal, A plurality of terminal connecting portions extending from the substrate portion in the width direction perpendicular to both the stacking direction of the laminate and the protruding direction and connected to the power terminals;
The positive electrode bus bar and the negative electrode bus bar are configured by superimposing the respective substrate portions so that the terminal connection portions formed on the same bus bar piece are not adjacent to each other in the stacking direction. ,
The semiconductor module includes a large current semiconductor module in which a current flowing through the semiconductor element is relatively large and a small current semiconductor module in which a current flowing through the semiconductor element is less than that of the large current semiconductor module.
The substrate portion of the plurality of bus bar pieces constituting the positive electrode bus bar and the negative electrode bus bar respectively includes a large current substrate portion in which the terminal connection portion is connected to the large current semiconductor module, and a small current semiconductor module. There is a small current board part connected,
An interval in the protruding direction between the large current substrate portion included in the positive electrode bus bar and the large current substrate portion included in the negative electrode bus bar is included in the small current substrate portion included in the positive electrode bus bar and the negative electrode bus bar. The power converter is characterized by being narrower than the distance between the small current substrate portion and the protruding direction.

上記電力変換装置の正極バスバー及び上記負極バスバーは、それぞれ複数枚の上記バスバー片からなる。個々のバスバー片は、上記基板部と上記端子接続部とを有する。そして、同一のバスバー片に形成された端子接続部が積層方向において隣り合うことがないように、上記基板部を重ね合わせることにより、正極バスバー及び負極バスバーを構成してある。
このようにすると、端子接続部のピッチが狭い正極バスバー及び負極バスバーを容易に製造することができる。すなわち、1枚の金属板をプレス加工等して、端子接続部のピッチが狭い正極バスバー又は負極バスバーを製造することは難しいが、端子接続部のピッチが広いバスバー片は、製造が容易である。上記電力変換装置によると、端子接続部のピッチが広いバスバー片を複数枚、製造しておき、このバスバー片を組み合わせて、組み合わせ後の状態における、端子接続部のピッチを狭くすることができる。そのため、端子接続部のピッチが狭い正極バスバー及び負極バスバーを容易に製造することが可能になる。
また、上記構成にすると、個々の端子接続部の幅(上記積層方向における長さ)を長くすることができる。そのため、正極バスバー及び負極バスバーの自己インダクタンスを低減することができる。
Each of the positive electrode bus bar and the negative electrode bus bar of the power conversion device includes a plurality of bus bar pieces. Each bus bar piece has the substrate portion and the terminal connection portion. The positive electrode bus bar and the negative electrode bus bar are configured by overlapping the substrate parts so that the terminal connection parts formed on the same bus bar piece are not adjacent to each other in the stacking direction.
If it does in this way, the positive electrode bus bar and negative electrode bus bar with which the pitch of a terminal-connection part is narrow can be manufactured easily. That is, it is difficult to manufacture a positive electrode bus bar or a negative electrode bus bar with a narrow pitch of terminal connection parts by pressing one metal plate or the like, but a bus bar piece with a wide pitch of terminal connection parts is easy to manufacture. . According to the above power converter, a plurality of bus bar pieces with a wide terminal connection portion pitch can be manufactured, and the bus bar pieces can be combined to reduce the terminal connection portion pitch in the combined state. Therefore, it is possible to easily manufacture a positive electrode bus bar and a negative electrode bus bar having a narrow pitch of terminal connection portions.
Moreover, if it is set as the said structure, the width | variety (length in the said lamination direction) of each terminal connection part can be lengthened. Therefore, the self-inductance of the positive electrode bus bar and the negative electrode bus bar can be reduced.

また、上記電力変換装置は、大きな電流が流れる半導体素子に加わるサージ電圧を低減することができる。すなわち、上記構成では、正極バスバーに含まれる上記大電流基板部と負極バスバーに含まれる大電流基板部との間隔を相対的に狭くしてあるため、これら大電流基板部同士の間につく寄生インダクタンスLを小さくすることができる。大電流基板部に電気接続した半導体素子、すなわち大きな電流が流れる半導体素子は、電流遮断時における電流Iの時間変化量dI/dtが大きいが、大電流基板部につく寄生インダクタンスLを小さくしてあるため、サージ電圧V(=LdI/dt)は特に大きくならずにすむ。
また、正極バスバーに含まれる上記小電流基板部と負極バスバーに含まれる小電流基板部との間隔は相対的に広くなっているため、これら小電流基板部同士の間につく寄生インダクタンスLは大きくなりやすい。しかし、小電流基板部に電気接続した半導体素子、すなわち流れる電流が少ない半導体素子は、電流遮断時における電流Iの時間変化量dI/dtが小さいため、この半導体素子に加わるサージ電圧V(=LdI/dt)は、特に大きくならない。
In addition, the power conversion device can reduce a surge voltage applied to a semiconductor element through which a large current flows. In other words, in the above configuration, since the interval between the large current substrate portion included in the positive electrode bus bar and the large current substrate portion included in the negative electrode bus bar is relatively narrow, the parasitic current between the large current substrate portions is limited. The inductance L can be reduced. A semiconductor element electrically connected to a large current substrate portion, that is, a semiconductor element through which a large current flows, has a large time change amount dI / dt of the current I at the time of current interruption, but reduces the parasitic inductance L attached to the large current substrate portion. Therefore, the surge voltage V (= LdI / dt) does not have to be particularly large.
Moreover, since the space | interval of the said small electric current board part contained in a positive electrode bus bar and the small electric current board part contained in a negative electrode bus bar is relatively wide, the parasitic inductance L attached between these small electric current board parts is large. Prone. However, a semiconductor element electrically connected to the small current substrate portion, that is, a semiconductor element with a small flowing current has a small amount of time change dI / dt of the current I at the time of current interruption, and therefore, a surge voltage V (= LdI) applied to the semiconductor element. / Dt) is not particularly large.

以上のごとく、本発明によれば、端子接続部のピッチが狭い正極バスバー及び負極バスバーを容易に製造することができ、かつ、大電流が流れる半導体素子に大きなサージ電圧が加わることを抑制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 easily manufacture a positive electrode bus bar and a negative electrode bus bar with a narrow pitch of terminal connection portions, and to suppress the application of a large surge voltage to a semiconductor element through which a large current flows. A conversion device can be provided.

実施例1における、電力変換装置の断面図であって、図3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の要部拡大図。The principal part enlarged view of FIG. 図1のIII矢視図。FIG. 3 is a view taken in the direction of arrow III in FIG. 1. 図3のIV-IV断面図。IV-IV sectional drawing of FIG. 図4の要部拡大図。The principal part enlarged view of FIG. 実施例1における、正極バスバーを構成する一方のバスバー片の、折り曲げ前の平面図。The top view before the bending of one bus-bar piece which comprises a positive electrode bus bar in Example 1. FIG. 図6に示すバスバー片の、折り曲げ後の平面図。The top view after bending of the bus-bar piece shown in FIG. 実施例1における、正極バスバーを構成する他方のバスバー片の、折り曲げ前の平面図。The top view before bending of the other bus-bar piece which comprises a positive electrode bus bar in Example 1. FIG. 図8に示すバスバー片の、折り曲げ後の平面図。The top view after bending of the bus-bar piece shown in FIG. 実施例1における、2つのバスバー片を重ね合わせた状態での、正極バスバーの平面図。The top view of the positive electrode bus bar in the state which piled up two bus-bar pieces in Example 1. FIG. 図10に示す正極バスバーの斜視図。The perspective view of the positive electrode bus bar shown in FIG. 実施例1における、負極バスバーを構成する一方のバスバー片の、折り曲げ前の平面図。The top view before the bending of one bus-bar piece which comprises the negative electrode bus bar in Example 1. FIG. 図12に示すバスバー片の、折り曲げ後の平面図。The top view after bending of the bus-bar piece shown in FIG. 実施例1における、負極バスバーを構成する他方のバスバー片の、折り曲げ前の平面図。The top view before the bending of the other bus-bar piece which comprises a negative electrode bus bar in Example 1. FIG. 図14に示すバスバー片の、折り曲げ後の平面図。The top view after bending of the bus-bar piece shown in FIG. 実施例1における、2つのバスバー片を重ね合わせた状態での、負極バスバーの平面図。The top view of the negative electrode bus bar in the state which piled up two bus-bar pieces in Example 1. FIG. 図16に示す負極バスバーの斜視図。The perspective view of the negative electrode bus bar shown in FIG. 図3に示す電力変換装置から、正極バスバーおよび負極バスバーを除いた状態における平面図。The top view in the state which excluded the positive electrode bus bar and the negative electrode bus bar from the power converter device shown in 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. 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. 実施例2における、正極バスバーの平面図。The top view of the positive electrode bus bar in Example 2. FIG. 実施例3における、電力変換装置の要部拡大断面図。The principal part expanded sectional view of the power converter device in Example 3. FIG. 実施例4における、電力変換装置の要部拡大断面図。The principal part expanded sectional view of the power converter device in Example 4. FIG.

上記電力変換装置は、例えばハイブリッド車や電気自動車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, for example, a hybrid vehicle or an electric 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19を用いて説明する。図3、図4に示すごとく、本例の電力変換装置1は、複数の半導体モジュール2を積層した積層体10と、正極バスバー3と、負極バスバー4とを備える。半導体モジュール2は、半導体素子29(図19参照)を内蔵した本体部20を有する。この本体部20からパワー端子21が突出している。半導体モジュール2は、パワー端子21を同一方向に向けた状態で積層されている。正極バスバー3と負極バスバー4とは、それぞれ半導体モジュール2に電気接続している。
Example 1
The Example which concerns on the said power converter device is described using FIGS. As shown in FIGS. 3 and 4, the power conversion device 1 of this example includes a stacked body 10 in which a plurality of semiconductor modules 2 are stacked, a positive bus bar 3, and a negative bus bar 4. The semiconductor module 2 has a main body portion 20 in which a semiconductor element 29 (see FIG. 19) is built. A power terminal 21 protrudes from the main body 20. The semiconductor module 2 is stacked with the power terminals 21 facing in the same direction. The positive electrode bus bar 3 and the negative electrode bus bar 4 are electrically connected to the semiconductor module 2, respectively.

図1、図3に示すごとく、正極バスバー3は、互いに重ね合わされた複数枚のバスバー片30(30a,30b)からなる。各々のバスバー片30a,30bは、基板部31(31a,31b)と、端子接続部32とを有する。基板部31は、その主面310がパワー端子21の突出方向(Z方向)に直交するよう配されている。端子接続部32は、基板部31から積層体10の積層方向(X方向)とZ方向との双方に直交する幅方向(Y方向)に延出し、パワー端子21に接続している。
同様に、負極バスバー4も、複数枚のバスバー片40(40a,40b)からなる。各々のバスバー片40a,40bは、基板部41(41a,41b)と、端子接続部42とを有する。基板部41は、その主面410がZ方向に直交するよう配されている。端子接続部42は、基板部41からY方向に延出し、パワー端子21に接続している。
As shown in FIGS. 1 and 3, the positive electrode bus bar 3 includes a plurality of bus bar pieces 30 (30a, 30b) overlapped with each other. Each bus bar piece 30a, 30b has a substrate part 31 (31a, 31b) and a terminal connection part 32. The substrate part 31 is arranged such that its main surface 310 is orthogonal to the protruding direction (Z direction) of the power terminal 21. The terminal connection portion 32 extends from the substrate portion 31 in the width direction (Y direction) perpendicular to both the stacking direction (X direction) and the Z direction of the stacked body 10 and is connected to the power terminal 21.
Similarly, the negative electrode bus bar 4 also includes a plurality of bus bar pieces 40 (40a, 40b). Each bus bar piece 40 a, 40 b has a substrate part 41 (41 a, 41 b) and a terminal connection part 42. The substrate part 41 is arranged such that its main surface 410 is orthogonal to the Z direction. The terminal connection portion 42 extends in the Y direction from the substrate portion 41 and is connected to the power terminal 21.

図3に示すごとく、正極バスバー3は、同一のバスバー片30に形成された端子接続部32がX方向において互いに隣り合うことがないように、それぞれの基板部31a,31bを重ね合わせて構成されている。負極バスバー4も同様である。   As shown in FIG. 3, the positive electrode bus bar 3 is configured by superimposing the respective substrate portions 31 a and 31 b so that the terminal connection portions 32 formed on the same bus bar piece 30 are not adjacent to each other in the X direction. ing. The same applies to the negative electrode bus bar 4.

半導体モジュール2には、半導体素子29に流れる電流が相対的に大きい大電流半導体モジュール2aと、大電流半導体モジュール2aよりも半導体素子29に流れる電流が少ない小電流半導体モジュール2bとがある。
図3、図4に示すごとく、正極バスバー3と負極バスバー4とをそれぞれ構成する複数枚の基板部31,41には、端子接続部32,42が大電流半導体モジュール2aに接続した大電流基板部31a,41aと、小電流半導体モジュール2bに接続した小電流基板部31b,41bとがある。
The semiconductor module 2 includes a large current semiconductor module 2a in which a current flowing in the semiconductor element 29 is relatively large and a small current semiconductor module 2b in which a current flowing in the semiconductor element 29 is smaller than that in the large current semiconductor module 2a.
As shown in FIGS. 3 and 4, a large current substrate in which terminal connection portions 32 and 42 are connected to the large current semiconductor module 2 a is connected to the plurality of substrate portions 31 and 41 that respectively constitute the positive electrode bus bar 3 and the negative electrode bus bar 4. There are portions 31a and 41a and small current substrate portions 31b and 41b connected to the small current semiconductor module 2b.

図2、図5に示すごとく、正極バスバー3に含まれる大電流基板部31aと負極バスバー4に含まれる大電流基板部41aとの、Z方向における間隔D1は、正極バスバー3に含まれる小電流基板部31bと負極バスバー4に含まれる小電流基板部41bとの、Z方向における間隔D2よりも狭い。   As shown in FIGS. 2 and 5, the distance D <b> 1 in the Z direction between the large current substrate portion 31 a included in the positive electrode bus bar 3 and the large current substrate portion 41 a included in the negative electrode bus bar 4 is a small current included in the positive electrode bus bar 3. It is narrower than the distance D2 in the Z direction between the substrate portion 31b and the small current substrate portion 41b included in the negative electrode bus bar 4.

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19に示すごとく、本例の電力変換装置1には、2個の三相交流モータ81,82が接続している。そして、半導体モジュール2をスイッチング動作させることにより、直流電源80の直流電圧を交流電圧に変換し、三相交流モータ81,82を駆動するよう構成されている。   As shown in FIG. 19, two three-phase AC motors 81 and 82 are connected to the power conversion device 1 of this example. Then, by switching the semiconductor module 2, the DC voltage of the DC power supply 80 is converted into an AC voltage, and the three-phase AC motors 81 and 82 are driven.

上記2個の三相交流モータ81,82のうち、一方の三相交流モータ81は消費電力が高く、他方の三相交流モータ82は消費電力が低い。一方の三相交流モータ81は大電流半導体モジュール2aに接続し、他方の三相交流モータ82は小電流半導体モジュール2bに接続している。   Of the two three-phase AC motors 81 and 82, one three-phase AC motor 81 has high power consumption, and the other three-phase AC motor 82 has low power consumption. One three-phase AC motor 81 is connected to the high-current semiconductor module 2a, and the other three-phase AC motor 82 is connected to the small-current semiconductor module 2b.

一方、図1に示すごとく、本例の電力変換装置1は、直流電圧を平滑化するためのコンデンサ5を備える。コンデンサ5は、コンデンサ素子50と、該コンデンサ素子50を封止する封止部材500とを有する。Z方向におけるコンデンサ素子50の両端面は、電極面53,54となっている。
また、正極バスバー3及び負極バスバー4は、基板部30,40からZ方向に延出する延出部38,48と、該延出部38,48からY方向に突出したコンデンサ接続部39,49とを備える。コンデンサ接続部39,49は、コンデンサ5の上記電極面53,54に接続している。
On the other hand, as shown in FIG. 1, the power conversion device 1 of this example includes a capacitor 5 for smoothing a DC voltage. The capacitor 5 includes a capacitor element 50 and a sealing member 500 that seals the capacitor element 50. Both end surfaces of the capacitor element 50 in the Z direction are electrode surfaces 53 and 54.
The positive electrode bus bar 3 and the negative electrode bus bar 4 include extended portions 38 and 48 extending in the Z direction from the substrate portions 30 and 40, and capacitor connecting portions 39 and 49 protruding in the Y direction from the extended portions 38 and 48. With. The capacitor connecting portions 39 and 49 are connected to the electrode surfaces 53 and 54 of the capacitor 5.

また、図4、図5に示すごとく、バスバー3,4の端子接続部32,42は、Z方向に突出した突出部33,43を備える。この突出部33,43をパワー端子21に重ね合わせて溶接してある。   As shown in FIGS. 4 and 5, the terminal connection portions 32 and 42 of the bus bars 3 and 4 include projecting portions 33 and 43 that project in the Z direction. The protrusions 33 and 43 are superposed on the power terminal 21 and welded.

図5に示すごとく、本例では、2枚のバスバー片30(30a,30b)を重ね合わせて、正極バスバー3を形成してある。同様に、2枚のバスバー片40(40a,40b)を重ね合わせて負極バスバー4を形成してある。これらのバスバー片30,40のうち、一方のバスバー片30a,40aは、その端子接続部32,42が大電流半導体モジュール2aに接続している。また、他方のバスバー片30b,40bは、その端子接続部32,42が小電流半導体モジュール2bに接続している。   As shown in FIG. 5, in this example, the positive bus bar 3 is formed by overlapping two bus bar pieces 30 (30a, 30b). Similarly, the negative electrode bus bar 4 is formed by overlapping two bus bar pieces 40 (40a, 40b). Of these bus bar pieces 30 and 40, one of the bus bar pieces 30a and 40a has terminal connection portions 32 and 42 connected to the high-current semiconductor module 2a. The other bus bar pieces 30b and 40b have terminal connection portions 32 and 42 connected to the small current semiconductor module 2b.

図1、図2に示すごとく、正極バスバー3を構成する大電流基板部31aと小電流基板部31bは、Z方向に重ね合されている。これらの基板部31a,31bは金属製であり、その表面には自然酸化膜が形成されている。また、大電流基板部31aと小電流基板部31bとは、製造時に形成された歪みが残っていたり、組み付け時に応力が加わったりするため、その表面は完全な平坦面ではない。そのため、2つの基板部31a,31b間には隙間が形成されている。これらの理由により、2つの基板部31a,31bは、その表面が全面にわたって互いに電気接続しているのではなく、絶縁されている箇所が比較的多い。そのため、大電流基板部31aと小電流基板部31bとは、電流が別々に流れる箇所が多い。また、2つの基板部31a,31bは、電流密度が互いに異なる。負極バスバー3の大電流基板部41aと小電流基板部41bも同様の構造になっている。
これらの理由により、大電流基板部31a,41aにつく寄生インダクタンスLと、小電流基板部31b,41bにつく寄生インダクタンスLとは、その値が互いに異なる。図2に示すごとく、大電流基板部31a,41aの間隔D1は狭いため、大電流基板部31a,41aにつく寄生インダクタンスLは小さい。また、小電流基板部31b,41bの間隔D2は広いため、小電流基板部31b,41bにつく寄生インダクタンスLは大きい。
As shown in FIGS. 1 and 2, the large current substrate portion 31 a and the small current substrate portion 31 b constituting the positive electrode bus bar 3 are overlapped in the Z direction. These substrate portions 31a and 31b are made of metal, and a natural oxide film is formed on the surface thereof. Further, since the large current substrate portion 31a and the small current substrate portion 31b are left with distortions formed during manufacture or stress is applied during assembly, the surfaces thereof are not completely flat surfaces. Therefore, a gap is formed between the two substrate portions 31a and 31b. For these reasons, the two substrate portions 31a and 31b are not electrically connected to each other over the entire surface, but are relatively insulated. For this reason, the large current substrate portion 31a and the small current substrate portion 31b have many portions where current flows separately. The two substrate portions 31a and 31b have different current densities. The large current substrate portion 41a and the small current substrate portion 41b of the negative electrode bus bar 3 have the same structure.
For these reasons, the values of the parasitic inductance L attached to the large current substrate portions 31a and 41a and the parasitic inductance L attached to the small current substrate portions 31b and 41b are different from each other. As shown in FIG. 2, since the interval D1 between the large current substrate portions 31a and 41a is narrow, the parasitic inductance L attached to the large current substrate portions 31a and 41a is small. Moreover, since the space | interval D2 of the small current board parts 31b and 41b is wide, the parasitic inductance L attached to the small current board parts 31b and 41b is large.

なお、正極バスバー3を構成する2枚の基板部31a,31bは、図示しないボルトによって締結されている。これにより、2枚の基板部31a,31bを一体化すると共に、ボルト締結した部位において、2枚の基板部31a,31bを電気的に接続している。なお、基板部31a,31bは、ボルト締結の他に、プレスかしめや、溶接によって、互いに接続することができる。また、負極バスバー4の2枚の基板部41a,41bも、正極バスバー3と同様の構造になっている。   In addition, the two board | substrate parts 31a and 31b which comprise the positive electrode bus bar 3 are fastened with the volt | bolt which is not shown in figure. As a result, the two board portions 31a and 31b are integrated, and the two board portions 31a and 31b are electrically connected at the site where the bolts are fastened. The substrate portions 31a and 31b can be connected to each other by press caulking or welding in addition to bolt fastening. Further, the two substrate portions 41 a and 41 b of the negative electrode bus bar 4 have the same structure as the positive electrode bus bar 3.

一方、図1に示すごとく、負極バスバー4の基板部41には、Z方向に貫通した貫通孔499を形成してある。半導体モジュール2のパワー端子21(正極端子21a)は、この貫通孔499を通り、正極バスバー3に接続している。   On the other hand, as shown in FIG. 1, a through hole 499 penetrating in the Z direction is formed in the substrate portion 41 of the negative electrode bus bar 4. The power terminal 21 (positive electrode terminal 21 a) of the semiconductor module 2 passes through the through hole 499 and is connected to the positive electrode bus bar 3.

半導体モジュール2のパワー端子21には、正極バスバー3に接続する正極端子21aと、負極バスバー4に接続する負極端子21bと、三相交流モータ81,82(図19参照)に電気接続する交流端子21cとがある。また、半導体モジュール2は、本体部20から突出した制御端子22を有する。制御端子22は制御回路基板19に接続している。この制御回路基板19によって、半導体モジュール2のスイッチング動作を制御している。   The power terminal 21 of the semiconductor module 2 includes a positive terminal 21a connected to the positive bus bar 3, a negative terminal 21b connected to the negative bus bar 4, and an AC terminal electrically connected to the three-phase AC motors 81 and 82 (see FIG. 19). 21c. In addition, the semiconductor module 2 has a control terminal 22 protruding from the main body 20. The control terminal 22 is connected to the control circuit board 19. This control circuit board 19 controls the switching operation of the semiconductor module 2.

図18に示すごとく、本例では、半導体モジュール2と冷却管11とを交互に積層して積層体10を構成してある。X方向に隣り合う2つの冷却管11は、Y方向における両端部にて、連結管15によって連結されている。また、複数の冷却管11のうち、X方向における一端に位置する冷却管11aには、冷媒14を導入するための導入パイプ12と、冷媒14を導出するための導出パイプ13とが接続している。導入パイプ12から冷媒14を導入すると、冷媒14は連結管15を通って全ての冷却管11内を流れ、導出管13から導出される。これにより、半導体モジュール2を冷却するよう構成されている。   As shown in FIG. 18, in this example, the stacked body 10 is configured by alternately stacking the semiconductor modules 2 and the cooling pipes 11. Two cooling pipes 11 adjacent to each other in the X direction are connected by connecting pipes 15 at both ends in the Y direction. In addition, among the plurality of cooling pipes 11, an inlet pipe 12 for introducing the refrigerant 14 and an outlet pipe 13 for leading the refrigerant 14 are connected to the cooling pipe 11 a positioned at one end in the X direction. Yes. When the refrigerant 14 is introduced from the introduction pipe 12, the refrigerant 14 flows through all the cooling pipes 11 through the connecting pipe 15 and is led out from the outlet pipe 13. Thereby, the semiconductor module 2 is configured to be cooled.

また、積層体10とケース16の壁部161との間には、加圧部材17(板ばね)が介在している。この加圧部材17によって、積層体10をケース16の他方の壁部162に向けて押圧している。これにより、半導体モジュール2と冷却管11との接触圧を確保しつつ、積層体10をケース16内に固定している。   Further, a pressure member 17 (plate spring) is interposed between the laminate 10 and the wall portion 161 of the case 16. The pressing member 17 presses the laminate 10 toward the other wall 162 of the case 16. Thereby, the laminated body 10 is fixed in the case 16 while ensuring a contact pressure between the semiconductor module 2 and the cooling pipe 11.

次に、正極バスバー3の製造方法について説明する。まず、図6に示すごとく、金属板を加工して、板状部316と、複数の櫛歯状部321とを備える部材306を形成する。そして、予め定められた折り曲げ予定線Fに沿って櫛歯状部321を折り曲げ、図7に示すごとく、突出部33を形成する。また、板状部316を2箇所折り曲げて、基板部31(大電流基板部31a)と、延出部38と、コンデンサ接続部39とを形成する。これにより、一方のバスバー片30aを製造する。
同様に、図8、図9に示すごとく、別の金属板を加工して、他方のバスバー片30bを製造する。
Next, a method for manufacturing the positive electrode bus bar 3 will be described. First, as shown in FIG. 6, a metal plate is processed to form a member 306 including a plate-like portion 316 and a plurality of comb-like portions 321. Then, the comb-like portion 321 is bent along a predetermined bending line F to form the protruding portion 33 as shown in FIG. Further, the plate-like portion 316 is bent at two places to form the substrate portion 31 (large current substrate portion 31a), the extending portion 38, and the capacitor connecting portion 39. Thereby, one bus-bar piece 30a is manufactured.
Similarly, as shown in FIGS. 8 and 9, another metal plate is processed to produce the other bus bar piece 30b.

その後、図10、図11に示すごとく、一方のバスバー片30aに形成した端子接続部32aと、他方のバスバー片30bに形成した端子接続部32bとがX方向に隣り合わないように、2つのバスバー片30a,30bを重ね合わせる。重ね合わせた状態では、端子接続部32と、隣の突出部33との間に隙間Sが形成される。この隙間Sに、正極端子21a(図3参照)が挿入される。   Thereafter, as shown in FIGS. 10 and 11, two terminal connection portions 32a formed on one bus bar piece 30a and two terminal connection portions 32b formed on the other bus bar piece 30b are not adjacent to each other in the X direction. The bus bar pieces 30a and 30b are overlapped. In the overlapped state, a gap S is formed between the terminal connecting portion 32 and the adjacent protruding portion 33. The positive electrode terminal 21a (see FIG. 3) is inserted into the gap S.

次に、負極バスバー4の製造方法について説明する。図12に示すごとく、まず、金属板を加工して、板状部415と、複数の櫛歯状部420とを備える部材405を形成する。板状部材415には、貫通孔499を形成しておく。そして、予め定められた折り曲げ予定線Fに沿って櫛歯状部420を折り曲げ、図13に示すごとく、突出部43を形成する。また、板状部415を2箇所折り曲げて、基板部41(大電流基板部41a)と、延出部48と、コンデンサ接続部49とを形成する。これにより、一方のバスバー片40aを製造する。
同様に、図14、図15に示すごとく、別の金属板を加工して、他方のバスバー片40bを製造する。
Next, a method for manufacturing the negative electrode bus bar 4 will be described. As shown in FIG. 12, first, a metal plate is processed to form a member 405 including a plate-like portion 415 and a plurality of comb-tooth-like portions 420. A through hole 499 is formed in the plate member 415. Then, the comb-shaped portion 420 is bent along a predetermined bending line F to form the protruding portion 43 as shown in FIG. Further, the plate-like portion 415 is bent at two places to form the substrate portion 41 (large current substrate portion 41a), the extending portion 48, and the capacitor connecting portion 49. Thereby, one bus-bar piece 40a is manufactured.
Similarly, as shown in FIGS. 14 and 15, another metal plate is processed to produce the other bus bar piece 40b.

その後、図16、図17に示すごとく、一方のバスバー片40aに形成した端子接続部42aと、他方のバスバー片40bに形成した端子接続部42bとがX方向に隣り合わないように、2つのバスバー片40a,40bを重ね合わせる。重ね合わせた状態では、端子接続部42と、隣の突出部43との間に隙間Sが形成される。この隙間Sに、負極端子21b(図3参照)が挿入される。   Thereafter, as shown in FIGS. 16 and 17, two terminal connection portions 42a formed on one bus bar piece 40a and two terminal connection portions 42b formed on the other bus bar piece 40b are not adjacent to each other in the X direction. The bus bar pieces 40a and 40b are overlapped. In the overlapped state, a gap S is formed between the terminal connection portion 42 and the adjacent protrusion 43. In this gap S, the negative electrode terminal 21b (see FIG. 3) is inserted.

本例の作用効果について説明する。図3に示すごとく、本例では、同一のバスバー片30(30a,30b)に形成された端子接続部32がX方向において隣り合うことがないように、基板部31a,31bを重ね合わせることにより、正極バスバー3を構成してある。負極バスバー4も同様の構成になっている。
本例では、端子接続部32のピッチが狭い正極バスバー3を容易に製造することができる。すなわち、1枚の金属板をプレス加工等して、端子接続部32のピッチが狭い正極バスバー3を製造することは難しいが、端子接続部32のピッチが広いバスバー片30は、製造が容易である。本例では図6〜図11に示すごとく、端子接続部32のピッチが広いバスバー片30を複数枚、製造しておき、この複数枚のバスバー片30(30a,30b)を組み合わせて、組み合わせ後の状態における、端子接続部32のピッチを狭くすることができる。そのため、端子接続部32のピッチが狭い正極バスバー3を容易に製造することが可能になる。同様に、本例では、端子接続部42のピッチが狭い負極バスバー4を容易に製造することができる。
また、上記構成にすると、個々の端子接続部32,42の幅(X方向長さ)を長くすることができる。そのため、バスバー3,4の自己インダクタンスを低減することができる。
The effect of this example will be described. As shown in FIG. 3, in this example, the board portions 31a and 31b are overlapped so that the terminal connection portions 32 formed on the same bus bar piece 30 (30a and 30b) are not adjacent in the X direction. The positive electrode bus bar 3 is configured. The negative electrode bus bar 4 has the same configuration.
In this example, the positive electrode bus bar 3 with a narrow pitch of the terminal connection portions 32 can be easily manufactured. That is, it is difficult to manufacture the positive electrode bus bar 3 with a narrow pitch of the terminal connection portions 32 by pressing one metal plate or the like, but the bus bar piece 30 with a wide pitch of the terminal connection portions 32 is easy to manufacture. is there. In this example, as shown in FIGS. 6 to 11, a plurality of bus bar pieces 30 having a wide pitch between the terminal connection portions 32 are manufactured, and the plurality of bus bar pieces 30 (30a, 30b) are combined and combined. In this state, the pitch of the terminal connection portions 32 can be reduced. Therefore, it is possible to easily manufacture the positive electrode bus bar 3 in which the pitch of the terminal connection portions 32 is narrow. Similarly, in this example, the negative electrode bus bar 4 in which the pitch of the terminal connection portions 42 is narrow can be easily manufactured.
Moreover, if it is set as the said structure, the width | variety (X direction length) of each terminal connection part 32 and 42 can be lengthened. Therefore, the self inductance of the bus bars 3 and 4 can be reduced.

また、本例では、大電流半導体モジュール2aに含まれる半導体素子29に加わるサージ電圧を低減できる。すなわち、本例では図2に示すごとく、2つの大電流基板部31a,41a間の間隔D1を狭くしてあるため、これら大電流基板部31a,41aの間につく寄生インダクタンスLを小さくすることができる。大電流半導体モジュール2a内の半導体素子29は、電流遮断時における電流Iの時間変化量dI/dtが大きいが、大電流基板部31a,41aにつく寄生インダクタンスLを小さくしてあるため、サージ電圧V(=LdI/dt)は特に大きくならずにすむ。
また、本例では図2に示すごとく、2つの小電流基板部31b,41b間の間隔D2は相対的に広くなっているため、これら小電流基板部31b,41b同士の間につく寄生インダクタンスLは大きくなりやすい。しかし、小電流半導体モジュール2b内の半導体素子29は、電流遮断時における電流Iの時間変化量dI/dtが小さいため、この半導体素子29に加わるサージ電圧V(=LdI/dt)は、特に大きくならずにすむ。
In this example, the surge voltage applied to the semiconductor element 29 included in the large current semiconductor module 2a can be reduced. That is, in this example, as shown in FIG. 2, since the distance D1 between the two large current substrate portions 31a and 41a is narrowed, the parasitic inductance L between the large current substrate portions 31a and 41a is reduced. Can do. The semiconductor element 29 in the large current semiconductor module 2a has a large amount of time change dI / dt of the current I at the time of current interruption, but since the parasitic inductance L attached to the large current substrate portions 31a and 41a is small, the surge voltage V (= LdI / dt) need not be particularly large.
Further, in this example, as shown in FIG. 2, since the distance D2 between the two small current substrate portions 31b and 41b is relatively wide, a parasitic inductance L between the small current substrate portions 31b and 41b is obtained. Tends to grow. However, since the semiconductor element 29 in the small current semiconductor module 2b has a small time variation dI / dt of the current I at the time of current interruption, the surge voltage V (= LdI / dt) applied to the semiconductor element 29 is particularly large. I'm sorry.

以上のごとく、本例によれば、端子接続部のピッチが狭い正極バスバー及び負極バスバーを容易に製造することができ、かつ、大電流が流れる半導体素子に大きなサージ電圧が加わることを抑制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 easily manufacture a positive electrode bus bar and a negative electrode bus bar with a narrow pitch of terminal connection portions, and to suppress the application of a large surge voltage to a semiconductor element through which a large current flows. A conversion device can be provided.

(実施例2)
本例は、バスバー3,4の形状を変更した例である。図20に示すごとく、本例の電力変換装置1は、正極バスバー3に含まれる一つの端子接続部32が、X方向に隣り合う2個のパワー端子21に接続するよう構成されている。図20、図21に示すごとく、正極バスバー3の端子接続部32は、Z方向へ突出した突出部33を備える。1個の突出部33の、X方向における両端部に、それぞれ突出部33が形成されている。この突出部33をパワー端子21に重ね合わせ、溶接してある。また、負極バスバー4も同様の構造になっている。
(Example 2)
In this example, the shape of the bus bars 3 and 4 is changed. As shown in FIG. 20, the power conversion device 1 of this example is configured such that one terminal connection portion 32 included in the positive electrode bus bar 3 is connected to two power terminals 21 adjacent in the X direction. As shown in FIGS. 20 and 21, the terminal connection portion 32 of the positive electrode bus bar 3 includes a protruding portion 33 protruding in the Z direction. The protrusions 33 are respectively formed at both ends of the single protrusion 33 in the X direction. This protrusion 33 is superposed on the power terminal 21 and welded. The negative electrode bus bar 4 has the same structure.

このようにすると、端子接続部32,42の数が少なくても、多くのパワー端子21に接続することが可能になる。そのため、バスバー3,4の構造を簡素にすることができ、バスバー3,4の製造コストを低減することが可能になる。   If it does in this way, even if there are few terminal connection parts 32 and 42, it will become possible to connect to many power terminals 21. FIG. Therefore, the structure of the bus bars 3 and 4 can be simplified, and the manufacturing cost of the bus bars 3 and 4 can be reduced.

その他は、実施例1と同様である。また、本例に関する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。   Others are the same as in the first embodiment. Moreover, among the symbols used in the drawings relating to this example, the same symbols as those used in the first embodiment represent the same components as those in the first embodiment unless otherwise indicated.

(実施例3)
本例は、バスバー3,4の構造を変更した例である。図22に示すごとく、本例では、3枚のバスバー片30(30a〜30c)を重ね合わせて、正極バスバー3を形成してある。同様に、3枚のバスバー片40(40a〜40c)を重ね合わせて、負極バスバー4を形成してある。
Example 3
In this example, the structure of the bus bars 3 and 4 is changed. As shown in FIG. 22, in this example, three bus bar pieces 30 (30a to 30c) are overlapped to form the positive electrode bus bar 3. Similarly, the negative electrode bus bar 4 is formed by superimposing three bus bar pieces 40 (40a to 40c).

本例の半導体モジュール2には、実施例1と同様に、大電流半導体モジュール2aと、小電流半導体モジュール2bとがある。また、本例の半導体モジュール2には、半導体素子に流れる電流量が、大電流半導体モジュール2aと小電流半導体モジュール2bとの中間程度である、中電流半導体モジュール2cがある。   As in the first embodiment, the semiconductor module 2 of this example includes a large current semiconductor module 2a and a small current semiconductor module 2b. In addition, the semiconductor module 2 of this example includes a medium current semiconductor module 2c in which the amount of current flowing through the semiconductor element is about the middle between the large current semiconductor module 2a and the small current semiconductor module 2b.

本例の基板部31,41には、実施例1と同様に、大電流半導体モジュール2aに接続した大電流基板部31a,41aと、小電流半導体モジュール2bに接続した小電流基板部31b,41bとがある。また、本例の基板部31,41には、中電流半導体モジュール2cに接続した中電流基板部31c,41cがある。   Similarly to the first embodiment, the substrate portions 31 and 41 of this example include large current substrate portions 31a and 41a connected to the large current semiconductor module 2a and small current substrate portions 31b and 41b connected to the small current semiconductor module 2b. There is. In addition, the substrate portions 31 and 41 of this example include medium current substrate portions 31c and 41c connected to the medium current semiconductor module 2c.

Z方向における、大電流基板部31a,41a間の間隔D1は、小電流基板部31b,41b間の間隔D2よりも狭い。また、Z方向における、中電流基板部31c,41c間の間隔D3は、上記間隔D1よりも広く、上記間隔D2よりも狭い。すなわち、D1<D3<D2になっている。   An interval D1 between the large current substrate portions 31a and 41a in the Z direction is narrower than an interval D2 between the small current substrate portions 31b and 41b. Further, the distance D3 between the medium current substrate portions 31c and 41c in the Z direction is wider than the distance D1 and narrower than the distance D2. That is, D1 <D3 <D2.

このようにすると、大電流基板部31a,41aにつく寄生インダクタンスL1は小さくなり、小電流基板部31b,41bにつく寄生インダクタンスL2は大きくなる。また、中電流基板部31c,41cにつく寄生インダクタンスL3は、上記2つの寄生インダクタンスL1,L2の中間程度の値となる。そのため、3種類の半導体モジュール2(2a,2b,2c)に加わるサージ電圧を均等化することができる。   In this way, the parasitic inductance L1 attached to the large current substrate portions 31a and 41a is reduced, and the parasitic inductance L2 attached to the small current substrate portions 31b and 41b is increased. In addition, the parasitic inductance L3 attached to the medium current board portions 31c and 41c is a value approximately in the middle of the two parasitic inductances L1 and L2. Therefore, the surge voltage applied to the three types of semiconductor modules 2 (2a, 2b, 2c) can be equalized.

その他は、実施例1と同様である。また、本例に関する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。   Others are the same as in the first embodiment. Moreover, among the symbols used in the drawings relating to this example, the same symbols as those used in the first embodiment represent the same components as those in the first embodiment unless otherwise indicated.

(実施例4)
本例は、バスバー3,4の構造を変更した例である。図23に示すごとく、本例では、3枚のバスバー片30を重ね合わせて、正極バスバー3を形成してある。同様に、3枚のバスバー片40を重ね合わせて、負極バスバー4を形成してある。
Example 4
In this example, the structure of the bus bars 3 and 4 is changed. As shown in FIG. 23, in this example, three bus bar pieces 30 are overlapped to form the positive electrode bus bar 3. Similarly, the negative electrode bus bar 4 is formed by superimposing three bus bar pieces 40.

本例の半導体モジュール2には、実施例1と同様に、大電流半導体モジュール2aと、小電流半導体モジュール2bとがある。大電流半導体モジュール2aと小電流半導体モジュール2bの個数の割合は、2:1である。   As in the first embodiment, the semiconductor module 2 of this example includes a large current semiconductor module 2a and a small current semiconductor module 2b. The ratio of the number of large current semiconductor modules 2a and small current semiconductor modules 2b is 2: 1.

正極バスバー3を構成する3枚の基板部31のうち2枚の基板部31は、大電流半導体モジュール2aに接続する大電流基板部31aである。また、残りの1枚の基板部31は、小電流半導体モジュール2bに接続する小電流基板部31bである。同様に、負極バスバー4を構成する3枚の基板部41のうち、2枚の基板部41は大電流基板部41aであり、1枚の基板部41は小電流基板部41bである。   Of the three substrate portions 31 constituting the positive electrode bus bar 3, the two substrate portions 31 are large current substrate portions 31a connected to the large current semiconductor module 2a. The remaining one substrate portion 31 is a small current substrate portion 31b connected to the small current semiconductor module 2b. Similarly, of the three substrate portions 41 constituting the negative electrode bus bar 4, two substrate portions 41 are large current substrate portions 41a, and one substrate portion 41 is a small current substrate portion 41b.

Z方向における、大電流基板部31a,41a間の間隔D1は、2つの大電流半導体モジュール2aについて互いに等しい。また、Z方向における、小電流基板部31b,41b間の間隔D2は、上記間隔D1よりも広い。   The interval D1 between the large current substrate portions 31a and 41a in the Z direction is equal to each other for the two large current semiconductor modules 2a. Further, the distance D2 between the small current substrate portions 31b and 41b in the Z direction is wider than the distance D1.

上記構成にすると、大電流半導体モジュール2aに加わるサージ電圧を低減しつつ、大電流半導体モジュール2aの数を、小電流半導体モジュール2bの数よりも多くすることができる。そのため、大電流半導体モジュール2aに流れる電流を分散でき、個々の大電流半導体モジュール2aに大きな電流が流れすぎることを防止できる。   With the above configuration, the number of large current semiconductor modules 2a can be made larger than the number of small current semiconductor modules 2b while reducing the surge voltage applied to the large current semiconductor module 2a. Therefore, the current flowing through the large current semiconductor module 2a can be dispersed, and it is possible to prevent an excessively large current from flowing through each large current semiconductor module 2a.

その他は、実施例1と同様である。また、本例に関する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。   Others are the same as in the first embodiment. Moreover, among the symbols used in the drawings relating to this example, the same symbols as those used in the first embodiment represent the same components as those in the first embodiment unless otherwise indicated.

1 電力変換装置
10 積層体
2 半導体モジュール
2a 大電流半導体モジュール
2b 小電流半導体モジュール
20 本体部
21 パワー端子
3 正極バスバー
30a,30b バスバー片
31 基板部
31a 大電流基板部
31b 小電流基板部
32 端子接続部
4 負極バスバー
40a,40b バスバー片
41 基板部
41a 大電流基板部
41b 小電流基板部
42 端子接続部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Power converter 10 Laminate body 2 Semiconductor module 2a Large current semiconductor module 2b Small current semiconductor module 20 Main part 21 Power terminal 3 Positive electrode bus bar 30a, 30b Bus bar piece 31 Substrate part 31a Large current substrate part 31b Small current substrate part 32 Terminal connection Part 4 Negative bus bar 40a, 40b Bus bar piece 41 Board part 41a High current board part 41b Small current board part 42 Terminal connection part

Claims (3)

半導体素子(29)を内蔵した本体部(20)からパワー端子(21)が突出した複数の半導体モジュール(2)を、各々の上記パワー端子(21)を同一方向に向けた状態で積層した積層体(10)と、
上記半導体モジュール(2)にそれぞれ電気接続し、互いの間に直流電圧が加わる正極バスバー(3)および負極バスバー(4)とを備え、
上記正極バスバー(3)と上記負極バスバー(4)とは、互いに重ね合わされた複数枚のバスバー片(30,40)からなり、各々の上記バスバー片(30,40)は、その主面(310,410)が上記パワー端子(21)の突出方向に直交するよう配された基板部(31,41)と、該基板部(31,41)から上記積層体(10)の積層方向と上記突出方向との双方に直交する幅方向に延出し上記パワー端子(21)に接続した複数の端子接続部(32,42)とを有し、
上記正極バスバー(3)と上記負極バスバー(4)とは、同一の上記バスバー片(30,40)に形成された上記端子接続部(32,42)が上記積層方向において互いに隣り合うことがないように、それぞれの上記基板部(31,41)を重ね合わせて構成されており、
上記半導体モジュール(2)には、上記半導体素子(29)に流れる電流が相対的に大きい大電流半導体モジュール(2a)と、該大電流半導体モジュール(2a)よりも上記半導体素子(29)に流れる電流が少ない小電流半導体モジュール(2b)とがあり、
上記正極バスバー(3)と上記負極バスバー(4)とをそれぞれ構成する複数枚の上記バスバー片(30,40)の上記基板部(31,41)には、上記端子接続部(32)が上記大電流半導体モジュール(2a)に接続した大電流基板部(31a,41a)と、上記小電流半導体モジュール(2b)に接続した小電流基板部(31b,41b)とがあり、
上記正極バスバー(3)に含まれる上記大電流基板部(31a)と上記負極バスバー(4)に含まれる上記大電流基板部(41a)との、上記突出方向における間隔(D1)は、上記正極バスバー(3)に含まれる上記小電流基板部(31b)と上記負極バスバー(4)に含まれる上記小電流基板部(41b)との、上記突出方向における間隔(D2)よりも狭いことを特徴とする電力変換装置(1)。
A stack in which a plurality of semiconductor modules (2) having power terminals (21) projecting from a main body (20) containing a semiconductor element (29) are stacked with each of the power terminals (21) facing in the same direction. Body (10);
A positive bus bar (3) and a negative electrode bus bar (4), each of which is electrically connected to the semiconductor module (2) and receives a DC voltage between them;
The positive electrode bus bar (3) and the negative electrode bus bar (4) are composed of a plurality of bus bar pieces (30, 40) overlapped with each other, and each of the bus bar pieces (30, 40) has its main surface (310 , 410) are arranged so as to be orthogonal to the protruding direction of the power terminal (21), the stacking direction of the stacked body (10) and the protruding from the substrate section (31, 41). A plurality of terminal connecting portions (32, 42) extending in the width direction orthogonal to both the direction and connected to the power terminal (21),
In the positive electrode bus bar (3) and the negative electrode bus bar (4), the terminal connection portions (32, 42) formed on the same bus bar piece (30, 40) are not adjacent to each other in the stacking direction. As described above, each of the above-mentioned substrate parts (31, 41) is configured to overlap,
The semiconductor module (2) includes a large current semiconductor module (2a) in which a current flowing in the semiconductor element (29) is relatively large, and a current flowing in the semiconductor element (29) from the large current semiconductor module (2a). There is a small current semiconductor module (2b) with low current,
The terminal connection portion (32) is connected to the substrate portion (31, 41) of the plurality of bus bar pieces (30, 40) constituting the positive electrode bus bar (3) and the negative electrode bus bar (4), respectively. There are a large current substrate part (31a, 41a) connected to the large current semiconductor module (2a) and a small current substrate part (31b, 41b) connected to the small current semiconductor module (2b),
The distance (D1) in the protruding direction between the large current substrate portion (31a) included in the positive electrode bus bar (3) and the large current substrate portion (41a) included in the negative electrode bus bar (4) is the positive electrode The distance between the small current substrate part (31b) included in the bus bar (3) and the small current substrate part (41b) included in the negative electrode bus bar (4) is narrower than the distance (D2) in the protruding direction. A power converter (1).
上記正極バスバー(3)と上記負極バスバー(4)とは、それぞれ3枚のバスバー片(30,40)を組み合わせて形成されており、上記正極バスバー(3)と上記負極バスバー(4)にそれぞれ含まれる3枚の上記基板部(31,41)のうち、2枚の上記基板部(31,41)は上記大電流基板部(31a,41a)であり、1枚の上記基板部(31,41)は上記小電流基板部(31b,41b)であることを特徴とする請求項1に記載の電力変換装置。   The positive electrode bus bar (3) and the negative electrode bus bar (4) are each formed by combining three bus bar pieces (30, 40), and the positive electrode bus bar (3) and the negative electrode bus bar (4) are respectively provided. Of the three substrate portions (31, 41) included, two of the substrate portions (31, 41) are the large current substrate portions (31a, 41a), and one of the substrate portions (31, 41). 41. The power converter according to claim 1, wherein 41) is the small current substrate portion (31b, 41b). 1個の上記端子接続部(32,42)が、上記積層方向に隣り合う2つの上記パワー端子(21)に接続していることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の電力変換装置(1)。   3. The power conversion according to claim 1, wherein one terminal connection portion (32, 42) is connected to two power terminals (21) adjacent to each other in the stacking direction. Device (1).
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