JP2016100913A - 電力変換装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＤＣ−ＤＣコンバータを効果的に冷却でき、かつＤＣ−ＤＣコンバータから発生する放射ノイズの影響を制御回路基板が受けにくい電力変換装置を提供すること。
【解決手段】半導体モジュール２と冷却器３とを有する構造体１０と、制御回路基板４と、ＤＣ−ＤＣコンバータ５とを備える。ＤＣ−ＤＣコンバータ５は、入力フィルタ部５１とコンバータ本体部５２と出力フィルタ部５３とを備える。構造体１０は、制御回路基板４の厚さ方向において該制御回路基板４に隣り合う位置に配置されている。コンバータ本体部５２は、構造体１０に対して制御回路基板４を配した側とは反対側に隣り合う位置に設けられている。Ｚ方向から見たときに、コンバータ本体部５２は、その全ての部位が、構造体１０と重なるよう構成されている。
【選択図】図２

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、上記半導体モジュールに接続した制御回路基板と、ＤＣ−ＤＣコンバータとを備える電力変換装置に関する。

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、上記半導体モジュールに接続した制御回路基板と、ＤＣ−ＤＣコンバータとを備えるものが知られている（下記特許文献１参照）。

半導体モジュールと冷却器とは組み合わされ、一つの構造体を構成している。また、制御回路基板は、上記半導体素子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、制御回路基板を用い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、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。

ＤＣ−ＤＣコンバータは、上記直流電源に接続している。ＤＣ−ＤＣコンバータは、例えば、直流電源の電圧を降圧して、直流電源とは別に設けられた低圧バッテリーを充電するために用いられる。

また、上記電力変換装置は、半導体モジュールに接続した、コンデンサやリアクトル等の電子部品を備える。制御回路基板と上記構造体と電子部品とＤＣ−ＤＣコンバータとは、制御回路基板の厚さ方向においてこの順に配されている（図１２参照）。ＤＣ−ＤＣコンバータを稼働すると放射ノイズが発生する。上記電力変換装置では、構造体とＤＣ−ＤＣコンバータとの間に上記電子部品を配置することにより、ＤＣ−ＤＣコンバータから発生する放射ノイズを、電子部品によって遮蔽している。これにより、ＤＣ−ＤＣコンバータの放射ノイズが制御回路基板に伝わって、該制御回路基板の動作に影響を与えることを抑制している。

特許第５４８８５６５号公報

しかしながら、上記電力変換装置は、構造体とＤＣ−ＤＣコンバータとの間に上記電子部品が介在しているため、この電子部品から発生する熱をＤＣ−ＤＣコンバータが受けやすく、ＤＣ−ＤＣコンバータの温度が上昇しやすいという問題がある。

電子部品を別の場所に移動して、構造体とＤＣ−ＤＣコンバータとを隣り合わせれば（図１３参照）、電子部品からの熱の影響を、ＤＣ−ＤＣコンバータが受けにくくなる。また、構造体に含まれる冷却器によって、ＤＣ−ＤＣコンバータを冷却することができる。そのため、ＤＣ−ＤＣコンバータの温度上昇を抑制できる。しかしながら、この場合、制御回路基板とＤＣ−ＤＣコンバータの間に上記電子部品が介在しなくなるため、ＤＣ−ＤＣコンバータから発生する放射ノイズの影響を、制御回路基板が受けやすくなる。

すなわち、上記電力変換装置では、ＤＣ−ＤＣコンバータのサイズが比較的大きく、ＤＣ−ＤＣコンバータに、上記厚さ方向において構造体と重ならない部位が存在している。そして、この部位から放射ノイズが発生することがある。そのため、上記電子部品を移動させて、構造体とＤＣ−ＤＣコンバータとを厚さ方向に隣り合わせると、ＤＣ−ＤＣコンバータのうち構造体と厚さ方向に重ならない部位から発生した放射ノイズが、構造体の横を通って制御回路基板に伝わり、該制御回路基板の動作に影響を与えるおそれが考えられる。

本発明は、かかる背景に鑑みてなされたもので、ＤＣ−ＤＣコンバータを効果的に冷却でき、かつＤＣ−ＤＣコンバータから発生する放射ノイズの影響を制御回路基板が受けにくい電力変換装置を提供しようとするものである。

本発明の一態様は、半導体素子を内蔵し、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インバータ回路を構成する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を有する構造体と、
上記半導体モジュールに接続し、上記半導体素子のスイッチング動作を制御する制御回路基板と、
上記直流電源に接続したＤＣ−ＤＣコンバータとを備え、
該ＤＣ−ＤＣコンバータは、該ＤＣ−ＤＣコンバータの主回路を構成するコンバータ本体部と、該コンバータ本体部の入力側に接続され上記直流電源から供給される入力電流に含まれるノイズ電流を除去する入力フィルタ部と、上記コンバータ本体部の出力側に接続され該コンバータ本体部の出力電流からノイズ電流を除去する出力フィルタ部とを備え、
上記構造体は、上記制御回路基板の厚さ方向において該制御回路基板に隣り合う位置に配置され、
上記コンバータ本体部は、上記構造体に対して上記制御回路基板を配した側とは反対側に隣り合う位置に設けられ、
上記厚さ方向から見たときに、上記コンバータ本体部は、上記構造体と全て重なるよう構成されていることを特徴とする電力変換装置にある。

上記電力変換装置においては、上記コンバータ本体部を、上記構造体に対して制御回路基板を配した側とは反対側に隣り合う位置に設けてある。そして、コンバータ本体部を、厚さ方向から見たときに全て構造体と重なるようにしてある。
コンバータ本体部は、ＤＣ−ＤＣコンバータのうち発熱量が特に多い部分である。そのため、上記構成にすることにより、発熱量が多いコンバータ本体部を構造体の冷却器に接近させることができ、ＤＣ−ＤＣコンバータを効率的に冷却することができる。
また、コンバータ本体部は、放射ノイズの発生量が多い部分でもある。そのため、上記構成にすることにより、ＤＣ−ＤＣコンバータから発生し制御回路基板に向かう放射ノイズを、殆ど構造体によって遮蔽することができる。したがって、ＤＣ−ＤＣコンバータの放射ノイズが制御回路基板に影響を与えることを抑制できる。

以上のごとく、本発明によれば、ＤＣ−ＤＣコンバータを効果的に冷却でき、かつＤＣ−ＤＣコンバータから発生する放射ノイズの影響を制御回路基板が受けにくい電力変換装置を提供することができる。

実施例１における、電力変換装置の断面図であって、図２のI-I断面図。 図１のII-II断面図。 図１のIII-III断面図。 図１のIV-IV断面図。 図１のV-V断面図。 図１のIV-IV断面図。 実施例１における、電力変換装置の一部の斜視図。 実施例１における、電力変換装置の回路図。 実施例１における、ＤＣ−ＤＣコンバータの回路図。 実施例１における、入力フィルタ部とコンバータ本体部と出力フィルタ部とを一体化した電力変換装置の断面図。 図１０に、構造体等を重ねた図。 比較例１における、電力変換装置の断面図。 比較例２における、電力変換装置の断面図。

上記電力変換装置は、電気自動車やハイブリッド車等に搭載するための、車載用電力変換装置とすることができる。

（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９を用いて説明する。本例の電力変換装置１は、図１、図４に示すごとく、半導体モジュール２と冷却器３とを有する構造体１０と、制御回路基板４と、ＤＣ−ＤＣコンバータ５とを備える。

半導体モジュール２は、半導体素子２０（図８参照）を内蔵している。冷却器３は、半導体モジュール２を冷却している。図８に示すごとく、半導体モジュール２は、直流電源８から供給される直流電力を交流電力に変換するインバータ回路１００を構成している。

制御回路基板４は、半導体モジュール２に接続しており、半導体素子２０の上記スイッチング動作を制御している。
ＤＣ−ＤＣコンバータ５は、直流電源８に接続している。

図３、図９に示すごとく、ＤＣ−ＤＣコンバータ５は、入力フィルタ部５１とコンバータ本体部５２と出力フィルタ部５３とを備える。図９に示すごとく、コンバータ本体部５２は、ＤＣ−ＤＣコンバータ５の主回路５２０を構成している。入力フィルタ部５１は、コンバータ本体部５２の入力側に設けられており、直流電源８から供給される直流電流Ｉに含まれるノイズ電流を除去している。また、出力フィルタ部５３は、コンバータ本体部５２の出力側に接続されており、コンバータ本体部５２の出力電流ｉに含まれるノイズ電流を除去している。

図１、図４に示すごとく、構造体１０は、制御回路基板４の厚さ方向（Ｚ方向）において該制御回路基板４に隣り合う位置に配置されている。
コンバータ本体部５２は、構造体１０に対して、制御回路基板４を配した側とは反対側に隣り合う位置に設けられている。
図２に示すごとく、Ｚ方向から見たときに、コンバータ本体部５２は、構造体１０と全て重なるよう構成されている。

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。

図８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と、リアクトル７_Ｌと、フィルタコンデンサ１２１と、平滑コンデンサ１２２とを備える。リアクトル７_Ｌと半導体モジュール２（２ａ）とによって、インバータ回路１００の昇圧部１０１が形成されている。また、平滑コンデンサ１２２と半導体モジュール２（２ｂ）とによって、インバータ回路１００の変換部１０２が形成されている。本例の電力変換装置１は、昇圧部１０１を用いて、直流電源８の電圧を昇圧し、変換部１０２を用いて、昇圧後の直流電力を交流電力に変換している。そして、得られた交流電力によって三相交流モータ８１を駆動し、上記車両を走行させている。

ＤＣ−ＤＣコンバータ５は、直流電源８に接続されている。図９に示すごとく、ＤＣ−ＤＣコンバータ５は、入力フィルタ部５１と、コンバータ本体部５２と、出力フィルタ部５３とを備える。ＤＣ−ＤＣコンバータ５は、直流電源８の電圧を降圧して、図示しない低圧バッテリーを充電するために用いられる。

入力フィルタ部５１は、入力フィルタコイル５１２と、入力フィルタコンデンサ５１３とを備える。これら入力フィルタコイル５１２と入力フィルタコンデンサ５１３とは、フィルタ用筐体５１９（図３参照）に収容されている。

また、コンバータ本体部５２は、複数のＭＯＳトランジスタ５２１と、トランス５２２と、整流ダイオード５２３と、チョークコイル５２４と、コンバータ制御部５２５と、コンバータ用平滑コンデンサ５２６とを備える。これらの部品５２１〜５２６によって、主回路５２０が形成されている。ＭＯＳトランジスタ５２１と、トランス５２２と、整流ダイオード５２３と、チョークコイル５２４と、コンバータ用平滑コンデンサ５２６とは、メイン筐体５２９（図１参照）に収納されている。コンバータ制御部５２５は、メイン筐体５２９上に固定されている。

また、出力フィルタ部５３は、出力フィルタコイル５３１と、出力フィルタコンデンサ５３２とを備える。出力フィルタコイル５３１と出力フィルタコンデンサ５３２とは、上記メイン筐体５２９に収納されている。

図１、図３に示すごとく、メイン筐体５２９からは、出力端子５５が延出している。メイン筐体５２９、及び後述する電力変換装置１のケース６は、グランドに接続している。上記低圧バッテリーの正電極を出力端子５５に接続し、負電極をグランドに接続して、低圧バッテリーを充電するよう構成されている。

上述したように、メイン筐体５２９上には、上記コンバータ制御部５２５が取り付けられている。コンバータ制御部５２５には、信号線５４が接続している。信号線５４は、コンバータ本体部５２の制御回路基板４に電気接続している。信号線５４には、コンバータ本体部５２を制御する制御信号電流が流れる。

また、入力フィルタ部５１には、一対の入力線５９（５９ｐ，５９ｎ）が接続している。入力線５９は、入力フィルタ部５１と直流電源８とを繋いでいる。入力線５９には、上記入力電流Ｉが流れる。

図２に示すごとく、電力変換装置１は、金属製のケース６を備える。このケース６に、構造体１０と、ＤＣ−ＤＣ−コンバータ５と、制御回路基板４と、コンデンサモジュール１２と、リアクトル７_Ｌと、入力端子台１４と、出力端子台１５とが収容されている。

本例では、複数の半導体モジュール２と複数の冷却器３とを積層して、上記構造体１０を形成してある。個々の冷却器３は、管状に形成されている。複数の半導体モジュール２の積層方向（Ｘ方向）において構造体１０に隣り合う位置には、リアクトル７_Ｌが配されている。また、図３、図４に示すごとく、Ｘ方向とＺ方向との双方に直交する幅方向（Ｙ方向）において、コンバータ本体部５２に隣り合う位置に、入力フィルタ部５１が配されている。

また、図２に示すごとく、Ｘ方向においてリアクトル７_Ｌに隣り合う位置に、出力端子台１４が配されている。また、構造体１０とリアクトル７_Ｌと出力端子台１４とに対してＹ方向に隣り合う位置に、コンデンサモジュール１２が配されている。図４に示すごとく、コンデンサモジュール１２は、コンデンサケース１２０と、該コンデンサケース１２０内に収容されたフィルタコンデンサ１２１（図８参照）及び平滑コンデンサ１２２と、これらのコンデンサ１２１，１２２を封止する封止部材１２３とを備える。

図２に示すごとく、構造体１０とリアクトル７_Ｌとの間には、加圧部材１３（板ばね）が介在している。この加圧部材１３により、構造体１０をＸ方向に加圧し、ケース６の外壁部６１ａに押し付けている。これにより、半導体モジュール２と冷却器３との接触圧を確保しつつ、構造体１０をケース６内に固定している。

複数の冷却器３は、Ｙ方向における両端にて、連結管３９によって連結されている。また、複数の冷却器３のうち、Ｘ方向における一端に位置する端部冷却器３ａには、冷媒１１を導入するためのインバータ用導入管１８と、冷媒１１を導出するためのインバータ用導出管１９とが接続している。インバータ用導入管１８から冷媒１１を導入すると、冷媒１１は連結管３９を通って全ての冷却器３を流れ、インバータ用導出管１９から導出する。これにより、半導体モジュール２を冷却するようになっている。

図１、図４に示すごとく、ケース６は、外郭をなす外壁部６１と、該外壁部６１の内側に形成された隔壁部６２とを備える。隔壁部６２は、外壁部６１と一体的に形成されている。隔壁部６２は、ケース６内の空間Ｓを、第１空間Ｓ１と第２空間Ｓ２とに区画している。第１空間Ｓ１には、構造体１０と制御回路基板４とＤＣ−ＤＣコンバータ５とが収容されている。第２空間Ｓ２には、コンバータ本体部５２を冷却する冷媒１１が流れる。ＤＣ−ＤＣコンバータ５は、隔壁部６２の、第１空間Ｓ１側の主面６２０に搭載されている。第２空間Ｓ２に冷媒１１を流すことにより、コンバータ本体部５２を、構造体１０を配した側とは反対側から冷却するよう構成されている。

ケース６の外壁部６１には、カバープレート６９が取り付けられている。このカバープレート６９によって、第２空間Ｓ２を、Ｚ方向における第１空間Ｓ１側とは反対側から塞いである。

図４、図６に示すごとく、第２空間Ｓ２内には、仕切壁６２２が形成されている。この仕切壁６２２によって、第２空間Ｓ２を、導入側部分Ｓ２１と、導出側部分Ｓ２２とに分けている。第２空間Ｓ２の周囲には、第２空間Ｓ２から冷媒１１が漏出することを防止するためのシール部材６８が配されている。

図６、図７に示すごとく、ケース６には、コンバータ用導入管１６とコンバータ用導出管１７とが取り付けられている。冷媒１１をコンバータ用導入管１６から導入すると、冷媒１１は第２空間Ｓ２を流れ、コンバータ用導出管１７から導出する。これにより、コンバータ本体部５２を冷却している。また、本例では、第２空間Ｓ２を流れる冷媒１１によって、リアクトル７_Ｌをも冷却している。

図７に示すごとく、コンバータ用導出管１７とインバータ用導入管１８とは、連結ホース６７によって接続されている。コンバータ用導出管１７から導出した冷媒１１は、連結ホース６７を通ってインバータ用導入管１８に導入される。そして、上記構造体１０の冷却器３内を流れてインバータ導出管１９から導出される。なお、コンバータ用導入管１６とインバータ用導出管１９にも、図示しないホースが取り付けられる。

一方、図４に示すごとく、半導体モジュール２は、モジュール本体部２１と、該モジュール本体部２１から突出したパワー端子２２と、制御端子２３とを備える。モジュール本体部２１には、半導体素子２０（図８参照）が内蔵されている。また、制御端子２３は、制御回路基板４に接続している。パワー端子２２には、平滑コンデンサ１２１に電気接続される直流端子２２ｐ，２２ｎと、交流電力を出力する出力端子２２ｃとがある。直流端子２２ｐ，２２ｎは、正極バスバー２９ｐ、および負極バスバー２９ｎを介して、平滑コンデンサ１２２に電気接続されている。また、出力端子２２ｃには、出力バスバー２９ｃが接続している。出力バスバー２９ｃの端部２９０は、出力端子台２９０において、図示しないコネクタに締結される。このコネクタを介して、出力バスバー２９ｃを三相交流モータ８１（図８参照）に電気接続している。

また、図２に示すごとく、Ｘ方向において構造体１０に隣り合う位置には、電子部品７（リアクトル７_Ｌ）が配されている。図３に示すごとく、電子部品７は、Ｙ方向において、一対の入力線５９（５９ｐ，５９ｎ）と信号線５４との間に介在している。電子部品７によって、入力線５９から発生し信号線５４に向かう放射ノイズを遮蔽している。

図５に示すごとく、入力線５９の先端部５９０は、入力端子台１４に固定されている。一対の入力線５９ｐ，５９ｎのうち、正側入力線５９ｐは、この入力端子台１４において、図示しないバスバーによって、フィルタコンデンサ１２１（図８参照）の正極端子１２１、およびリアクトル７_Ｌの正端子７８に接続されている。また、負側入力線５９ｎは、入力端子台１４において、図示しないバスバーによって、フィルタコンデンサ１２１の負極端子１２１２、および負極バスバー２９ｎ（図８参照）に接続されている。

また、図５に示すごとく、信号線５４は、入力端子台１４に取り付けられている。入力端子台１４には導線１４９が埋設されている。この導線１４９を介して、信号線５４を制御回路基板４に接続してある。

本例の作用効果について説明する。図４に示すごとく、本例においては、コンバータ本体部５２を、構造体１０に対して制御回路基板４を配した側とは反対側に隣り合う位置に設けてある。そして図２に示すごとく、コンバータ本体部５２を、Ｚ方向から見たときに全て構造体１０と重なるようにしてある。
コンバータ本体部５２は、ＤＣ−ＤＣコンバータ５のうち発熱量が特に多い部分である。そのため、上記構成を採用することにより、発熱量が多いコンバータ本体部５２を構造体１０の冷却器３に接近させることができ、ＤＣ−ＤＣコンバータ５を効率的に冷却することができる。
また、コンバータ本体部５２は、放射ノイズの発生量が多い部分でもある。そのため、上記構成を採用することにより、ＤＣ−ＤＣコンバータ５から発生し制御回路基板４に向かう放射ノイズを、殆ど構造体１０によって遮蔽することができる。したがって、ＤＣ−ＤＣコンバータ５の放射ノイズが制御回路基板４に影響を与えることを抑制できる。

仮に、図１２に示すごとく、制御回路基板９４と、構造体９１０と、コンデンサ９１２と、ＤＣ−ＤＣコンバータ９５とを、Ｚ方向においてこの順に配置したとすると、ＤＣ−ＤＣコンバータ９５から発生する放射ノイズＮを、コンデンサ９１２によって遮蔽できるものの、コンデンサ９１２から発生した熱ＨによってＤＣ−ＤＣコンバータ９５の温度が上昇しやすくなるという問題が生じる。また、仮に図１３に示すごとく、コンデンサ９１２を別の場所に移動して、ＤＣ−ＤＣコンバータ９５を構造体９１０に隣り合わせたとすると、ＤＣ−ＤＣコンバータ９５が比較的大きく形成されているため、ＤＣ−ＤＣコンバータ９５に、Ｚ方向において構造体９１０と重ならない部位９５０が形成されてしまう。そのため、この部位９５０から放射ノイズＮが発生し、制御回路基板９５に伝わって、その動作に影響が生じる不具合が考えられる。

これに対して、図２、図３に示すごとく、本例のように、放射ノイズの発生量が多いコンバータ本体部５２を、Ｚ方向において全て構造体１０と重ね合わせれば、ＤＣ−ＤＣコンバータ５から発生する放射ノイズを殆ど構造体１０によって遮蔽でき、放射ノイズによって制御回路基板４が影響を受けることを抑制できる。また、ＤＣ−ＤＣコンバータ５のうち発熱量が特に多い部分であるコンバータ本体部５２全体を、構造体１０の冷却器３に近づけることができ、ＤＣ−ＤＣコンバータ５を効率的に冷却することができる。

また、図１に示すごとく、本例のケース６は、外壁部６１と隔壁部６２とを備える。この隔壁部６２によって、ケース６内の空間Ｓを、上記第１空間Ｓ１と第２空間Ｓ２とに区画し、この第２空間Ｓ２に、コンバータ本体部５２を冷却する冷媒１１を流している。そして、隔壁部６２にコンバータ本体部５２を搭載してある。
このようにすると、コンバータ本体部５２を、構造体１０の冷却器３によって冷却するだけでなく、構造体１０を設けた側とは反対側、すなわち隔壁部６２側からも冷却することができる。そのため、コンバータ本体部５２の冷却効率を、より高めることができる。
また、発熱量が多い機器、例えば上記三相交流モータ８１等に、カバープレート６９が接触するように電力変換装置１を固定した場合、この機器から発生する熱を、第２空間Ｓ２を流れる冷媒１１によって遮蔽することができる。そのため、熱が第１空間Ｓ１へ伝わりにくくなり、ＤＣ−ＤＣコンバータ５等の温度上昇を効果的に抑制できる。
また、本例では、隔壁部６２を外壁部６１と一体的に形成してあるため、第２空間Ｓ２内の冷媒１１は、カバープレート６９側から漏洩することはあっても、ＤＣ−ＤＣコンバータ５を収容した第１空間Ｓ１側には漏洩しない。そのため、第２空間Ｓ２から第１空間Ｓ１に冷媒１１が漏れて、ＤＣ−ＤＣコンバータ５等が故障する不具合が生じにくい。

また、本例では、図２に示すごとく、Ｘ方向において構造体１０に隣り合う位置に、電子部品７（リアクトル７_Ｌ）を配してある。図３に示すごとく、電子部品７は、Ｙ方向において、ＤＣ−ＤＣコンバータ５の一対の入力線５９（５９ｐ，５９ｎ）と信号線５４との間に配されている。この電子部品７によって、入力線５９から信号線５４に向かって放射される放射ノイズを遮蔽している。
そのため、入力線５９から発生する放射ノイズが信号線５４に鎖交しにくくなる。したがって、信号線５４にノイズ電流が誘起されて、コンバータ本体部の動作に影響が生じることを抑制できる。

以上のごとく、本例によれば、ＤＣ−ＤＣコンバータを効果的に冷却でき、かつＤＣ−ＤＣコンバータから発生する放射ノイズの影響を制御回路基板が受けにくい電力変換装置を提供することができる。

なお、本例では図３に示すごとく、入力フィルタ部５１を、コンバータ本体部５２を収納したメイン筐体５２９とは別に設けられたフィルタ筐体５１９に収納したが、本発明はこれに限るものではない。すなわち、図１０、図１１に示すごとく、入力フィルタ部５１とコンバータ本体部５２と出力フィルタ部５３とを、全てメイン筐体５２９に収納してもよい。そして、Ｚ方向から見たときに、ＤＣ−ＤＣコンバータ５全体が、構造体１０と重なるようにしてもよい。

また、本例では、電子部品７としてリアクトル７_Ｌを配置したが、本発明はこれに限るものではなく、電子部品７としてコンデンサモジュールを配置してもよい。

１ 電力変換装置
１０ 構造体
１００ インバータ回路
２ 半導体モジュール
２０ 半導体素子
３ 冷却器
４ 制御回路基板
５ ＤＣ−ＤＣコンバータ
５１ 入力フィルタ部
５２ コンバータ本体部
５２０ 主回路
５３ 出力フィルタ部

Claims (3)

1. 半導体素子（２０）を内蔵し、直流電源（８）から供給される直流電力を交流電力に変換するインバータ回路（１００）を構成する半導体モジュール（２）と、該半導体モジュール（２）を冷却する冷却器（３）とを有する構造体（１０）と、
   上記半導体モジュール（２）に接続し、上記半導体素子（２０）のスイッチング動作を制御する制御回路基板（４）と、
   上記直流電源（８）に接続したＤＣ−ＤＣコンバータ（５）とを備え、
   該ＤＣ−ＤＣコンバータ（５）は、該ＤＣ−ＤＣコンバータ（５）の主回路（５２０）を構成するコンバータ本体部（５２）と、該コンバータ本体部（５２）の入力側に接続され上記直流電源（８）から供給される入力電流（Ｉ）に含まれるノイズ電流を除去する入力フィルタ部（５１）と、上記コンバータ本体部（５２）の出力側に接続され該コンバータ本体部（５２）の出力電流（ｉ）からノイズ電流を除去する出力フィルタ部（５３）とを備え、
   上記構造体（１０）は、上記制御回路基板（４）の厚さ方向において該制御回路基板（４）に隣り合う位置に配置され、
   上記コンバータ本体部（５２）は、上記構造体（１０）に対して上記制御回路基板（４）を配した側とは反対側に隣り合う位置に設けられ、
   上記厚さ方向から見たときに、上記コンバータ本体部（５２）は、上記構造体（１０）と全て重なるよう構成されていることを特徴とする電力変換装置（１）。
2. 金属製のケース（６）を備え、該ケース（６）は、外郭をなす外壁部（６１）と、該外壁部（６１）の内側に設けられ該外壁部（６１）と一体的に形成された隔壁部（６２）とを有し、該隔壁部（６２）によって、上記ケース（６）内の空間（Ｓ）を、上記構造体（１０）と上記制御回路基板（４）と上記ＤＣ−ＤＣコンバータ（５）とを収容する第１空間（Ｓ１）と、上記コンバータ本体部（５２）を冷却する冷媒（１１）が流れる第２空間（Ｓ２）とに区画しており、上記コンバータ本体部（５２）は、上記隔壁部（６２）に搭載されていることを特徴とする請求項１に記載の電力変換装置（１）。
3. 複数の上記半導体モジュール（２）と複数の冷却器（３）とを積層して上記構造体（１０）を形成してあり、上記複数の半導体モジュール（２）の積層方向において上記構造体（１０）に隣り合う位置に電子部品（７）が配されており、上記入力フィルタ部（５１）には、上記入力電流（Ｉ）が流れる一対の入力線（５９）が接続し、上記コンバータ本体部（５２）には、該コンバータ本体部（５２）を制御するための制御信号電流が流れる信号線（５４）が接続し、上記電子部品（７）は、上記積層方向と上記厚さ方向との双方に直交する幅方向において、上記一対の入力線（５９）と上記信号線（５４）との間に介在し、上記電子部品（７）によって、上記入力線（５９）から上記信号線（５４）へ向かって放射される放射ノイズを遮蔽するよう構成され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）。

Images