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JP2019134608A - Electric power conversion apparatus - Google Patents

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JP2019134608A
JP2019134608A JP2018015540A JP2018015540A JP2019134608A JP 2019134608 A JP2019134608 A JP 2019134608A JP 2018015540 A JP2018015540 A JP 2018015540A JP 2018015540 A JP2018015540 A JP 2018015540A JP 2019134608 A JP2019134608 A JP 2019134608A
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discharge resistance
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discharge resistor
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貴幸 神田
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貴幸 神田
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Abstract

To provide an electric power conversion apparatus which can reduce a manufacturing cost and can realize further downsizing.SOLUTION: An electric power conversion apparatus has a semiconductor module 2, a control circuit board 3 controlling an operation of the semiconductor module, a smoothing capacitor 4, and a discharge resistance module 5. The discharge resistance module 5 has built-in constant discharge resistor R, rapid discharge resistor R, and rapid discharging switching element 51. The constant discharge resistor Ris connected to the capacitor 4 in parallel, and is provided for constantly discharging electric charge stored in the capacitor 4. A resistance value of the rapid discharge resistor Ris smaller than that of the constant discharge resistor R. A series body 50 is formed by connecting the constant discharge resistor Rand the rapid discharging switching element 51 in series. The series body 50 is connected to the constant discharge resistor Rin parallel.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、平滑用のコンデンサと、該コンデンサに蓄えられた電荷を放電するための放電抵抗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 smoothing capacitor and a discharge resistor for discharging a charge stored in the capacitor.

従来から、車両等に搭載される電力変換装置として、IGBT等のスイッチング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制御回路基板とを備えるものが知られている(下記特許文献1参照)。この電力変換装置は、上記制御回路基板を用いてスイッチング素子をオンオフ動作させ、これにより、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。   2. Description of the Related Art Conventionally, as a power conversion device mounted on a vehicle or the like, a device including a semiconductor module incorporating a switching element such as an IGBT and a control circuit board connected to the semiconductor module is known (see Patent Document 1 below) ). This power converter is configured to turn on and off the switching element using the control circuit board, thereby converting DC power supplied from a DC power source to AC power.

電力変換装置には、上記直流電源の電圧を平滑化するコンデンサと、該コンデンサの電荷を放電するための放電抵抗とが設けられている。放電抵抗には、コンデンサの電荷を常時放電する常時放電抵抗と、該常時放電抵抗よりも抵抗値が小さい急速放電抵抗とがある。   The power conversion device is provided with a capacitor that smoothes the voltage of the DC power supply and a discharge resistor that discharges the electric charge of the capacitor. The discharge resistance includes a constant discharge resistance that always discharges the charge of the capacitor and a rapid discharge resistance that has a resistance value smaller than that of the constant discharge resistance.

急速放電抵抗には、急速放電用スイッチング素子を直列に接続してある。緊急時(例えば上記車両が交通事故等を起こした場合)には、制御回路基板が急速放電用スイッチング素子をオンする。これにより、コンデンサを短時間で放電させ、安全性を確保している。また、何らかの原因で制御回路基板が急速放電用スイッチング素子をオンできなかった場合でも、コンデンサの電荷は、上記常時放電抵抗を介して放電される。そのため、暫く経過すると、コンデンサの電圧は低下する。上記電力変換装置では、常時放電抵抗と急速放電抵抗とを別々に設けてある。   A rapid discharge switching element is connected in series to the rapid discharge resistor. In an emergency (for example, when the vehicle causes a traffic accident or the like), the control circuit board turns on the rapid discharge switching element. This ensures the safety by discharging the capacitor in a short time. Even if the control circuit board cannot turn on the rapid discharge switching element for some reason, the charge of the capacitor is discharged through the above-described constant discharge resistor. Therefore, after a while, the capacitor voltage decreases. In the power converter, the constant discharge resistance and the rapid discharge resistance are provided separately.

特開2013−223273号公報JP 2013-223273 A

しかしながら、上記電力変換装置では、急速放電抵抗と常時放電抵抗とを別々に設けているため、部品点数が多くなりやすい。そのため、電力変換装置の製造コストが上昇したり、電力変換装置が大型化したりしやすくなる。   However, in the above power conversion device, the rapid discharge resistance and the constant discharge resistance are separately provided, and therefore the number of parts tends to increase. For this reason, the manufacturing cost of the power converter increases, and the power converter tends to increase in size.

本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、製造コストを低減でき、より小型化できる電力変換装置を提供しようとするものである。   This invention is made | formed in view of this subject, and it aims at providing the power converter device which can reduce manufacturing cost and can be reduced in size.

本発明の一態様は、スイッチング素子(21)を内蔵した半導体モジュール(2)と、
上記スイッチング素子のオンオフ動作を制御する制御回路基板(3)と、
上記半導体モジュールに加わる直流電圧を平滑化するコンデンサ(4)と、
該コンデンサに蓄えられた電荷を放電するための放電抵抗モジュール(5)とを備え、
該放電抵抗モジュールは、
上記コンデンサに並列接続され、該コンデンサに蓄えられた電荷を常時放電する常時放電抵抗(RA)と、
該常時放電抵抗よりも抵抗値が小さい急速放電抵抗(RB)と、該急速放電抵抗に直列に接続された急速放電用スイッチング素子(51)とからなり、上記常時放電抵抗に並列接続した直列体(50)と、
を内蔵している、電力変換装置(1)。
One aspect of the present invention is a semiconductor module (2) incorporating a switching element (21);
A control circuit board (3) for controlling the on / off operation of the switching element;
A capacitor (4) for smoothing a DC voltage applied to the semiconductor module;
A discharge resistance module (5) for discharging the charge stored in the capacitor;
The discharge resistance module is
A continuous discharge resistor (R A ) connected in parallel to the capacitor and constantly discharging the charge stored in the capacitor;
The normally when the discharge resistor rapid discharge resistance is less resistance than the (R B), it becomes from a rapid discharge switching element (51) which are connected in series to said acute speed discharge resistor, connected in parallel to the constant discharge resistor in series Body (50),
A power conversion device (1) incorporating

上記電力変換装置においては、常時放電抵抗と、急速放電抵抗と、急速放電用スイッチング素子とを一つの部品(放電抵抗モジュール)に内蔵させている。
そのため、部品点数を低減することができる。これにより、電力変換装置の製造コストを低減することが可能になる。また、常時放電抵抗と、急速放電抵抗と、急速放電用スイッチング素子とをまとめて一つの部品(すなわち放電抵抗モジュール)にすると、これらを別々に形成した場合と比べて、部品全体の体積を小さくしやすくなる。そのため、電力変換装置を小型化することができる。
In the power converter, the constant discharge resistor, the rapid discharge resistor, and the rapid discharge switching element are built in one component (discharge resistor module).
Therefore, the number of parts can be reduced. Thereby, it becomes possible to reduce the manufacturing cost of a power converter device. In addition, if the constant discharge resistance, the rapid discharge resistance, and the rapid discharge switching element are combined into one component (that is, a discharge resistance module), the volume of the entire component is reduced compared to the case where these components are formed separately. It becomes easy to do. Therefore, the power converter can be reduced in size.

以上のごとく、上記態様によれば、製造コストを低減でき、より小型化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, it is possible to provide a power conversion device that can reduce the manufacturing cost and can be further reduced in size.
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.

実施形態1における、電力変換装置の回路図。The circuit diagram of the power converter device in Embodiment 1. FIG. 実施形態1における、電力変換装置の断面図であって、図3のII-II断面図。It is sectional drawing of the power converter device in Embodiment 1, Comprising: II-II sectional drawing of FIG. 図2のIII-III断面図。III-III sectional drawing of FIG. 図2のIV-IV断面図。IV-IV sectional drawing of FIG. 図2のV-V断面図。VV sectional drawing of FIG. 実施形態1における、半導体モジュールの斜視図。1 is a perspective view of a semiconductor module in Embodiment 1. FIG. 図6のVII-VII断面図。VII-VII sectional drawing of FIG. 実施形態1における、半導体モジュールの詳細回路図。FIG. 3 is a detailed circuit diagram of the semiconductor module in the first embodiment. 実施形態1における、放電抵抗モジュールの斜視図。The perspective view of the discharge resistance module in Embodiment 1. FIG. 図9のX-X断面図。XX sectional drawing of FIG. 実施形態1における、放電抵抗モジュールの詳細回路図。FIG. 3 is a detailed circuit diagram of the discharge resistance module in the first embodiment. 実施形態2における、電力変換装置の断面図。Sectional drawing of the power converter device in Embodiment 2. FIG. 実施形態3における、電力変換装置の回路図。The circuit diagram of the power converter device in Embodiment 3. FIG. 実施形態3における、放電抵抗モジュールの一部透視斜視図。FIG. 5 is a partially transparent perspective view of a discharge resistance module in Embodiment 3. 実施形態4における、放電抵抗モジュールの断面図。Sectional drawing of the discharge resistance module in Embodiment 4. FIG. 実施形態5における、電力変換装置の回路図。The circuit diagram of the power converter device in Embodiment 5. FIG. 実施形態5における、放電抵抗モジュールの断面図。Sectional drawing of the discharge resistance module in Embodiment 5. FIG. 実施形態6における、放電抵抗モジュールの詳細回路図。The detailed circuit diagram of the discharge resistance module in Embodiment 6. FIG. 実施形態6における、電力変換装置の断面図。Sectional drawing of the power converter device in Embodiment 6. FIG. 実施形態7における、放電抵抗モジュールの詳細回路図。The detailed circuit diagram of the discharge resistance module in Embodiment 7. FIG. 実施形態7における、電力変換装置の断面図。Sectional drawing of the power converter device in Embodiment 7. FIG. 比較形態における、電力変換装置の断面図。Sectional drawing of the power converter device in a comparison form. 図22のXXIII-XXIII断面図。XXIII-XXIII sectional drawing of FIG. 比較形態における、電力変換装置の回路図。The circuit diagram of the power converter device in a comparison form.

(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11を参照して説明する。図1に示すごとく、本形態の電力変換装置1は、半導体モジュール2と、制御回路基板3と、コンデンサ4と、放電抵抗モジュール5とを備える。半導体モジュール2は、スイッチング素子21(本形態ではIGBT)を内蔵している。制御回路基板3は、スイッチング素子21のオンオフ動作を制御する。コンデンサ4は、半導体モジュール2に加わる直流電圧を平滑化する。放電抵抗モジュール5は、コンデンサ4に蓄えられた電荷を放電するために設けられている。
(Embodiment 1)
An embodiment according to the power conversion device will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 1, the power conversion device 1 of this embodiment includes a semiconductor module 2, a control circuit board 3, a capacitor 4, and a discharge resistance module 5. The semiconductor module 2 includes a switching element 21 (IGBT in this embodiment). The control circuit board 3 controls the on / off operation of the switching element 21. The capacitor 4 smoothes the DC voltage applied to the semiconductor module 2. The discharge resistance module 5 is provided for discharging the electric charge stored in the capacitor 4.

放電抵抗モジュール5は、常時放電抵抗RAと、急速放電抵抗RBと、急速放電用スイッチング素子51とを内蔵している。常時放電抵抗RAは、コンデンサ4に並列接続されており、コンデンサ4に蓄えられた電荷を常時放電する。また、急速放電抵抗RBは、常時放電抵抗RAよりも抵抗値が小さい。この常時放電抵抗RAと急速放電用スイッチング素子51とを直列に接続して直列体50を形成してある。直列体50は、常時放電抵抗RAに並列接続されている。 Discharge resistor module 5 incorporates a constant discharge resistor R A, a rapid discharge resistor R B, a rapid discharge switching element 51. The constant discharge resistor R A is connected in parallel to the capacitor 4 and always discharges the charge stored in the capacitor 4. Further, the rapid discharge resistance R B has a resistance value smaller than that of the constant discharge resistance R A. The continuous discharge resistor RA and the rapid discharge switching element 51 are connected in series to form a series body 50. The serial body 50 is always connected in parallel to the discharge resistor RA .

また、図1に示すごとく、放電抵抗モジュール5は、コンデンサ4の電極43P,43Nにそれぞれ電気接続した、一対の電圧検出用端子53P,53Nを備える。図5に示すごとく、制御回路基板3には、急速放電用ドライブ回路31と、電圧測定回路32とが形成されている。急速放電用ドライブ回路31は、急速放電用スイッチング素子51を駆動する。電圧測定回路32は、コンデンサ4の電圧を測定するために設けられている。電圧測定回路32は、放電抵抗モジュール5に設けた一対の電圧検出用端子53P,53Nに電気接続している。 As shown in FIG. 1, the discharge resistance module 5 includes a pair of voltage detection terminals 53 P and 53 N that are electrically connected to the electrodes 43 P and 43 N of the capacitor 4, respectively. As shown in FIG. 5, a rapid discharge drive circuit 31 and a voltage measurement circuit 32 are formed on the control circuit board 3. The rapid discharge drive circuit 31 drives the rapid discharge switching element 51. The voltage measurement circuit 32 is provided for measuring the voltage of the capacitor 4. The voltage measurement circuit 32 is electrically connected to a pair of voltage detection terminals 53 P and 53 N provided in the discharge resistance module 5.

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1に示すごとく、本形態の電力変換装置1は、複数個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、上アームスイッチング素子21Hと、下アームスイッチング素子21Lとの、一対のスイッチング素子21を内蔵している。制御回路基板3によってこれらのスイッチング素子21をオンオフ動作させ、これにより、直流電源8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81を駆動し、上記車両を走行させている。 The power conversion device 1 of this embodiment is a vehicle-mounted power conversion device to be mounted on a vehicle such as an electric vehicle or a hybrid vehicle. As shown in FIG. 1, the power conversion device 1 of this embodiment includes a plurality of semiconductor modules 2. Each semiconductor module 2 incorporates a pair of switching elements 21 of an upper arm switching element 21 H and a lower arm switching element 21 L. These switching elements 21 are turned on and off by the control circuit board 3, thereby converting the DC power supplied from the DC power supply 8 into AC power. And the three-phase alternating current motor 81 is driven using the obtained alternating current power, and the said vehicle is drive | worked.

図2、図3に示すごとく、本形態では、複数の半導体モジュール2と複数の冷却管60とを積層して積層体10を構成してある。また、積層体10の積層方向(X方向)において積層体10に隣り合う位置に、上記放電抵抗モジュール5を配置してある。本形態では、冷却管60を用いて半導体モジュール2と放電抵抗モジュール5とを冷却している。   As shown in FIGS. 2 and 3, in this embodiment, the stacked body 10 is configured by stacking a plurality of semiconductor modules 2 and a plurality of cooling pipes 60. Further, the discharge resistance module 5 is arranged at a position adjacent to the stacked body 10 in the stacking direction (X direction) of the stacked body 10. In this embodiment, the cooling module 60 is used to cool the semiconductor module 2 and the discharge resistance module 5.

冷却管60の長手方向(Y方向)における両端には、連結管15が配されている。この連結管15を用いて、X方向に隣り合う2本の冷却管60を連結している。また、図3に示すごとく、複数の冷却管60のうち、X方向における一端に配された端部冷却管60a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。冷媒14を導入管12から導入すると、冷媒14は連結管15を通って全ての冷却管60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と放電抵抗モジュール5とを冷却している。 Connecting pipes 15 are arranged at both ends of the cooling pipe 60 in the longitudinal direction (Y direction). Using this connecting pipe 15, two cooling pipes 60 adjacent in the X direction are connected. Further, as shown in FIG. 3, among the plurality of cooling pipes 60, the inlet pipe 12 for introducing the refrigerant 14 and the refrigerant 14 are led out to the end cooling pipe 60 a disposed at one end in the X direction. For this purpose, a lead-out pipe 13 is connected. When the refrigerant 14 is introduced from the introduction pipe 12, the refrigerant 14 flows through all the cooling pipes 60 through the connection pipe 15 and is led out from the outlet pipe 13. Thereby, the semiconductor module 2 and the discharge resistance module 5 are cooled.

また、電力変換装置1のケース11内には、加圧部材16(板ばね)を収容してある。この加圧部材16を用いて、放電抵抗モジュール5及び積層体10をX方向に加圧している。これにより、放電抵抗モジュール5及び放電抵抗モジュール5と、冷却管60との接触圧を確保すると共に、これらをケース11内に固定している。   Further, a pressure member 16 (plate spring) is accommodated in the case 11 of the power conversion device 1. Using this pressing member 16, the discharge resistance module 5 and the laminate 10 are pressed in the X direction. Accordingly, the contact pressure between the discharge resistance module 5 and the discharge resistance module 5 and the cooling pipe 60 is secured, and these are fixed in the case 11.

図2、図6に示すごとく、半導体モジュール2は、上記スイッチング素子21(図1参照)を収容した本体部28と、該本体部28から突出したパワー端子22と、制御端子23とを備える。パワー端子22には、直流電圧が加わる直流端子22P,22Nと、交流電力を出力する出力端子22Aとがある。直流端子22P,22Nは、図2に示すごとく、コンデンサ4に接続している。また、出力端子22Aは、交流バスバー220Aを介して、三相交流モータ81(図1参照)に電気接続している。制御端子23は、制御回路基板3に接続している。 As shown in FIGS. 2 and 6, the semiconductor module 2 includes a main body 28 that houses the switching element 21 (see FIG. 1), a power terminal 22 protruding from the main body 28, and a control terminal 23. The power terminal 22 includes DC terminals 22 P and 22 N to which a DC voltage is applied, and an output terminal 22 A that outputs AC power. The DC terminals 22 P and 22 N are connected to the capacitor 4 as shown in FIG. The output terminal 22 A, via the AC busbars 220 A, and is electrically connected to a three-phase AC motor 81 (see FIG. 1). The control terminal 23 is connected to the control circuit board 3.

図9に示すごとく、放電抵抗モジュール5も、半導体モジュール2と同様の構造になっている。すなわち、放電抵抗モジュール5は、上記常時放電抵抗RA(図1参照)等を内蔵した本体部58と、該本体部58から突出したパワー端子52と、複数の制御端子53とを備える。パワー端子52には、正極端子52Pと負極端子52Nとがある。これらのパワー端子52P,52Nは、コンデンサ4に電気接続される。また、複数の制御端子53の一部は、上述した、電圧検出用端子53P,53Nとなっている。制御端子53は、制御回路基板3(図2参照)に接続される。 As shown in FIG. 9, the discharge resistance module 5 has the same structure as the semiconductor module 2. That is, the discharge resistance module 5 includes a main body portion 58 incorporating the above-described constant discharge resistance R A (see FIG. 1), a power terminal 52 protruding from the main body portion 58, and a plurality of control terminals 53. The power terminal 52, there is a positive terminal 52 P and the negative terminal 52 N. These power terminals 52 P and 52 N are electrically connected to the capacitor 4. Further, a part of the plurality of control terminals 53 is the voltage detection terminals 53 P and 53 N described above. The control terminal 53 is connected to the control circuit board 3 (see FIG. 2).

図4、図5に示すごとく、放電抵抗モジュール5の制御端子53と、半導体モジュール2の制御端子23とは、それぞれ制御回路基板3に接続している。制御回路基板3には、図5に示すごとく、急速放電用ドライブ回路31と、電圧測定回路32と、ドライブ回路33とが形成されている。   As shown in FIGS. 4 and 5, the control terminal 53 of the discharge resistor module 5 and the control terminal 23 of the semiconductor module 2 are respectively connected to the control circuit board 3. As shown in FIG. 5, a rapid discharge drive circuit 31, a voltage measurement circuit 32, and a drive circuit 33 are formed on the control circuit board 3.

急速放電用ドライブ回路31は、急速放電用スイッチング素子51(図11参照)の、後述するゲート端子53G等に接続している。急速放電用ドライブ回路31は、緊急時(例えば上記車両が交通事故等を起こした場合)に、急速放電用スイッチング素子51をオンする。これにより、コンデンサ4に蓄えられた電荷を急速放電抵抗RBに流し、コンデンサ4の電圧を短時間で低下させる。また、電圧測定回路32は、放電抵抗モジュール5の電圧検出用端子53P,53Nに接続している。電圧測定回路32は、コンデンサ4の電圧を測定するために設けられている。また、ドライブ回路33は、半導体モジュール2の制御端子23に接続している。ドライブ回路33は、半導体モジュール2内のスイッチング素子21を駆動する。 Rapid discharging drive circuit 31, the rapid discharge switching element 51 (see FIG. 11), it is connected to the gate terminal 53 G to be described later. The rapid discharge drive circuit 31 turns on the rapid discharge switching element 51 in an emergency (for example, when the vehicle causes a traffic accident or the like). Thus, flowing charge stored in the capacitor 4 rapidly discharge resistor R B, it decreases in a short time a voltage of the capacitor 4. The voltage measurement circuit 32 is connected to the voltage detection terminals 53 P and 53 N of the discharge resistance module 5. The voltage measurement circuit 32 is provided for measuring the voltage of the capacitor 4. The drive circuit 33 is connected to the control terminal 23 of the semiconductor module 2. The drive circuit 33 drives the switching element 21 in the semiconductor module 2.

図5に示すごとく、制御回路基板3には、半導体モジュール2や放電抵抗モジュール5等の高圧部品に接続した高圧領域SHと、マイコン等の低圧部品(図示しない)が搭載された低圧領域SLとが形成されている。急速放電用ドライブ回路31と、電圧測定回路32と、ドライブ回路33とは、互いに接近しており、一つの高圧領域SH内に形成されている。 As shown in FIG. 5, the control circuit board 3, the semiconductor module 2 and the discharge and high pressure area S H which is connected to the high voltage parts and the like of the resistor module 5, a low pressure area low pressure part (not shown) is mounted such as a microcomputer S L is formed. And rapidly discharging drive circuit 31, a voltage measuring circuit 32, the drive circuit 33, they are close to each other, are formed in one of the high-pressure area S H.

次に、半導体モジュール2の構造について、より詳細に説明する。図8に示すごとく、本形態の半導体モジュール2は、上記スイッチング素子21と、該スイッチング素子21に逆並列接続したフリーホイールダイオード27と、感温ダイオード29とを備える。また、上記制御端子23として、カソード端子23Kと、アノード端子23Aと、ゲート端子23Gと、センス端子23Sと、エミッタ端子23Eとを備える。カソード端子23K及びアノード端子23Aは、感温ダイオード29に接続している。制御回路基板3によって感温ダイオード29の順方向電圧VFを測定することにより、スイッチング素子21の温度を測定している。そして、温度が高くなりすぎた場合は、スイッチング素子21をオフするよう構成してある。 Next, the structure of the semiconductor module 2 will be described in more detail. As shown in FIG. 8, the semiconductor module 2 of this embodiment includes the switching element 21, a free wheel diode 27 connected in reverse parallel to the switching element 21, and a temperature sensitive diode 29. The control terminal 23 includes a cathode terminal 23 K , an anode terminal 23 A , a gate terminal 23 G , a sense terminal 23 S, and an emitter terminal 23 E. The cathode terminal 23 K and the anode terminal 23 A are connected to the temperature sensitive diode 29. By measuring the forward voltage V F of the temperature-sensitive diode 29 by the control circuit board 3, it measures the temperature of the switching element 21. When the temperature becomes too high, the switching element 21 is turned off.

また、ゲート端子23G、センス端子23S、エミッタ端子23Eは、それぞれスイッチング素子21のゲート電極210G、センス電極210S、エミッタ電極210Eに接続している。スイッチング素子21を流れる電流の一部をセンス電極210Sから取り出して、制御回路基板3によって測定している。そして、過電流が流れた場合には、スイッチング素子21をオフするよう構成してある。 The gate terminal 23 G , sense terminal 23 S , and emitter terminal 23 E are connected to the gate electrode 210 G , sense electrode 210 S , and emitter electrode 210 E of the switching element 21, respectively. A part of the current flowing through the switching element 21 is extracted from the sense electrode 210 S and measured by the control circuit board 3. When an overcurrent flows, the switching element 21 is turned off.

図7に示すごとく、半導体モジュール2は、上記本体部28から露出した複数の電極板24と、Cu等の金属からなる金属ブロック25とを備える。一対の電極板24の間に、スイッチング素子21、金属ブロック25、フリーホイールダイオード27等が介在している。個々の電極板24は、それぞれパワー端子22に接続している。   As shown in FIG. 7, the semiconductor module 2 includes a plurality of electrode plates 24 exposed from the main body 28 and a metal block 25 made of a metal such as Cu. Between the pair of electrode plates 24, a switching element 21, a metal block 25, a free wheel diode 27, and the like are interposed. Each electrode plate 24 is connected to a power terminal 22.

一対の電極板24のうち、一方の電極板24Aとスイッチング素子21との間に、これらを電気接続するはんだ層26が介在している。またスイッチング素子21と金属ブロック25Aとの間、および金属ブロック25Aと他方の電極板24Nとの間にも、はんだ層26が介在している。同様に、一方の電極板24Aとフリーホイールダイオード27との間に、これらを電気接続するはんだ層26が介在している。また、フリーホイールダイオード27と金属ブロック25Bとの間、および金属ブロック25Bと他方の電極板24Nとの間にも、はんだ層26が介在している。 Of the pair of electrode plates 24, between the one electrode plate 24 A and the switching element 21, a solder layer 26 which these electrical connection is interposed. Also between the switching element 21 and the metal block 25 A, and also between the metal block 25 A and the other electrode plates 24 N, the solder layer 26 is interposed. Similarly, a solder layer 26 is interposed between one electrode plate 24 A and the free wheel diode 27 to electrically connect them. Further, the solder layer 26 is also interposed between the free wheel diode 27 and the metal block 25 B and between the metal block 25 B and the other electrode plate 24 N.

次に、放電抵抗モジュール5の構造について、詳細に説明する。図11に示すごとく、放電抵抗モジュール5は、上述したように、常時放電抵抗RAと、急速放電抵抗RBと、急速放電用スイッチング素子51とを備える。また、制御端子53として、上記電圧検出用端子53P,53Nと、ゲート端子53Gと、センス端子53Sと、エミッタ端子53Eとを備える。電圧検出用端子53P,53Nは、パワー端子52P,52Nに電気接続している。また、ゲート端子53G、センス端子53S、エミッタ端子53Eは、それぞれ急速放電用スイッチング素子51のゲート電極510G、センス電極510S、エミッタ電極510Eに接続している。 Next, the structure of the discharge resistance module 5 will be described in detail. As shown in FIG. 11, the discharge resistor module 5, as described above, it comprises a constant discharge resistor R A, a rapid discharge resistor R B, a rapid discharge switching element 51. The control terminal 53 includes the voltage detection terminals 53 P and 53 N , a gate terminal 53 G , a sense terminal 53 S, and an emitter terminal 53 E. The voltage detection terminals 53 P and 53 N are electrically connected to the power terminals 52 P and 52 N. The gate terminal 53 G , sense terminal 53 S , and emitter terminal 53 E are connected to the gate electrode 510 G , sense electrode 510 S , and emitter electrode 510 E of the rapid discharge switching element 51, respectively.

また、放電抵抗モジュール5は、図10に示すごとく、本体部58から露出した一対の電極板54(54P,54N)を備える。個々の電極板54P,54Nは、それぞれパワー端子52P,52Nに接続している。これらの電極板54P,54Nの間に、常時放電抵抗RA、急速放電抵抗RB、急速放電用スイッチング素子51が介在している。本形態では、常時放電抵抗RAと急速放電抵抗RBとを、それぞれ半導体材料(シリコン)を用いて構成している。常時放電抵抗RAは、例えば不純物を含有しない真性半導体によって形成することができる。また、急速放電抵抗RBには、P型又はN型の不純物を添加してある。これにより、急速放電抵抗RBの抵抗値を、常時放電抵抗RAよりも小さくしてある。 Further, as shown in FIG. 10, the discharge resistance module 5 includes a pair of electrode plates 54 (54 P and 54 N ) exposed from the main body portion 58. The individual electrode plates 54 P and 54 N are connected to power terminals 52 P and 52 N , respectively. Between these electrode plates 54 P and 54 N , a constant discharge resistance R A , a rapid discharge resistance R B , and a rapid discharge switching element 51 are interposed. In this embodiment, the constant discharge resistance R A and the rapid discharge resistance R B are each configured using a semiconductor material (silicon). The constant discharge resistance RA can be formed of an intrinsic semiconductor that does not contain impurities, for example. Furthermore, the rapid discharge resistor R B, are added P-type or N-type impurities. Accordingly, the resistance value of the rapid discharge resistor R B, are smaller than the constant discharge resistor R A.

図10に示すごとく、一対の電極板54のうち一方の電極板54Pと急速放電用スイッチング素子51との間に、これらを接続するはんだ層56が介在している。同様に、急速放電用スイッチング素子51と急速放電抵抗RBとの間、および急速放電抵抗RBと他方の電極板54Nとの間にも、はんだ層56が介在している。また、一方の電極板54Pと常時放電抵抗RAとの間、および常時放電抵抗RAと他方の電極板54Nとの間にも、これらを接続するはんだ層56が介在している。 As shown in FIG. 10, a solder layer 56 is interposed between one electrode plate 54 P of the pair of electrode plates 54 and the rapid discharge switching element 51. Similarly, between the rapid discharge resistor R B and rapid discharge switching element 51, and also between the rapid discharge resistor R B and the other electrode plate 54 N, the solder layer 56 is interposed. Also, a solder layer 56 is interposed between the one electrode plate 54 P and the constant discharge resistor RA and between the constant discharge resistor RA and the other electrode plate 54 N.

本形態の作用効果について説明する。本形態では図1、図10に示すごとく、常時放電抵抗RAと、急速放電抵抗RBと、急速放電用スイッチング素子51とを一つの部品(放電抵抗モジュール5)に内蔵させている。
そのため、部品点数を低減することができる。これにより、電力変換装置1の製造コストを低減することが可能になる。また、常時放電抵抗RAと、急速放電抵抗RBと、急速放電用スイッチング素子51をまとめて一つの部品(すなわち放電抵抗モジュール5)にすると、これらを別々に形成した場合と比べて、部品全体の体積を小さくしやすくなる。そのため、電力変換装置1を小型化することができる。
The effect of this form is demonstrated. Figure 1 In this embodiment, as shown in FIG. 10, and is incorporated and constantly discharge resistor R A, a rapid discharge resistor R B, a rapid discharge switching element 51 to one part (discharge resistor module 5).
Therefore, the number of parts can be reduced. Thereby, the manufacturing cost of the power converter device 1 can be reduced. Further, a constant discharge resistor R A, a rapid discharge resistor R B, when the rapid discharge switching element 51 are collectively one part (i.e. discharge resistor module 5), as compared with the case of forming these separately, component It becomes easy to make the whole volume small. Therefore, the power converter device 1 can be reduced in size.

また、図1に示すごとく、上記放電抵抗モジュール5は、コンデンサ4の電極43P,43Nに電気接続した、一対の電圧検出用端子53P,53Nを備える。これらの電圧検出用端子53P,53Nは、図5に示すごとく、制御回路基板3の電圧測定回路32に接続している。また、制御回路基板3には、放電抵抗モジュール5内の急速放電用スイッチング素子51に電気接続した急速放電用ドライブ回路31を形成してある。
このようにすると、急速放電用ドライブ回路31と電圧測定回路32とが、それぞれ放電抵抗モジュール5に電気接続しているため、これらの回路31,32を互いに近い位置に形成することができる。そのため、制御回路基板3の面積を小さくすることができる。
すなわち、これらの回路31,32は高い電圧が加わるため、低圧領域SLと充分に絶縁させる必要がある。そのため、これらの回路31,32と低圧領域SLとの間に、絶縁領域ISを形成する必要がある。これに対して、高い電圧が加わる回路31,32同士は、それぞれの電位が大きく異ならないため、接近させることができる。そのため、高い電圧が加わる回路31,32同士を接近させて一まとめにし、低圧領域SLとなるべく隣り合わないようにすれば、絶縁領域ISを小さくすることができ、制御回路基板3の面積を小さくすることができる。
As shown in FIG. 1, the discharge resistance module 5 includes a pair of voltage detection terminals 53 P and 53 N electrically connected to the electrodes 43 P and 43 N of the capacitor 4. These voltage detection terminals 53 P and 53 N are connected to the voltage measurement circuit 32 of the control circuit board 3 as shown in FIG. Further, a rapid discharge drive circuit 31 electrically connected to the rapid discharge switching element 51 in the discharge resistor module 5 is formed on the control circuit board 3.
In this case, since the rapid discharge drive circuit 31 and the voltage measurement circuit 32 are electrically connected to the discharge resistance module 5, respectively, these circuits 31 and 32 can be formed at positions close to each other. Therefore, the area of the control circuit board 3 can be reduced.
That is, these circuits 31 and 32 to join the high voltage, it is necessary to sufficiently insulated from the low pressure region S L. Therefore, between these circuits 31 and 32 and the low pressure area S L, it is necessary to form the insulating region IS. In contrast, the circuits 31 and 32 to which a high voltage is applied can be brought close to each other because their potentials do not differ greatly. Therefore, if the circuits 31 and 32 to which a high voltage is applied are brought close to each other so as not to be adjacent to the low voltage region S L as much as possible, the insulating region IS can be reduced, and the area of the control circuit board 3 can be reduced. Can be small.

従来の電力変換装置1は、図22〜図24に示すごとく、急速放電抵抗RBと常時放電抵抗RAとを別々に設けていた。そして、常時放電抵抗RAから電圧検出用端子53P,53Nを突出させ、図23に示すごとく、これらの電圧検出用端子53P,53Nを電圧測定回路32に接続していた。そのため、高い電圧が加わる、急速放電用ドライブ回路31と電圧測定回路32とが離れた位置に配されていた。したがって、個々の回路31,32が低圧領域SLと隣り合い、広い絶縁領域ISが必要になっていた。そのため、制御回路基板3の面積が大きくなりやすかった。
これに対して、本形態のように、急速放電抵抗RBと常時放電抵抗RAとを一つの部品(すなわち放電抵抗モジュール5)にし、この放電抵抗モジュール5から電圧検出用端子53P,53Nを突出させれば、図5に示すごとく、電圧測定回路32を急速放電用ドライブ回路31に近い位置に形成することができ、これら高い電圧が加わる回路31,32を一まとめにすることができる。したがって、個々の回路31,32が低圧領域SLと隣り合わずにすみ、広い絶縁領域ISを形成しなくてすむ。そのため、制御回路基板3の面積を小さくすることができる。
As shown in FIGS. 22 to 24, the conventional power converter 1 is provided with a rapid discharge resistance R B and a constant discharge resistance R A separately. Then, the voltage detection terminals 53 P and 53 N are protruded from the constant discharge resistor RA , and these voltage detection terminals 53 P and 53 N are connected to the voltage measurement circuit 32 as shown in FIG. Therefore, the rapid discharge drive circuit 31 and the voltage measurement circuit 32 to which a high voltage is applied are arranged at positions separated from each other. Therefore, the individual circuits 31 and 32 are adjacent to the low voltage region S L, and a wide insulating region IS is required. For this reason, the area of the control circuit board 3 tends to increase.
On the other hand, as in this embodiment, the rapid discharge resistor R B and the constant discharge resistor R A are made into one component (that is, the discharge resistor module 5), and the voltage detection terminals 53 P and 53 are connected to the discharge resistor module 5. If N is protruded, the voltage measuring circuit 32 can be formed at a position close to the rapid discharge drive circuit 31 as shown in FIG. 5, and the circuits 31 and 32 to which these high voltages are applied can be integrated. it can. Therefore, the individual circuits 31 and 32 do not have to be adjacent to the low voltage region S L, and it is not necessary to form a wide insulating region IS. Therefore, the area of the control circuit board 3 can be reduced.

また、本形態では図3、図4に示すごとく、半導体モジュール2と、放電抵抗モジュール5と、冷却管60とを積層してある。
そのため、半導体モジュール2と放電抵抗モジュール5とを接近させることができる。したがって、図5に示すごとく、半導体モジュール2に接続したドライブ回路33と、放電抵抗モジュール5に接続した急速放電用ドライブ回路31および電圧測定回路32を、互いに近い位置に形成することができる。これらの回路31〜33の電位は、互いに大きく異ならないため、個々の回路31〜33を接近させても、短絡等の問題は特に生じない。そのため、これらの回路31〜33を互いに接近させることにより、制御回路基板3にいわゆるデッドスペースが形成されることを抑制でき、制御回路基板3の面積をより小さくすることができる。
In this embodiment, as shown in FIGS. 3 and 4, the semiconductor module 2, the discharge resistance module 5, and the cooling pipe 60 are stacked.
Therefore, the semiconductor module 2 and the discharge resistance module 5 can be brought close to each other. Therefore, as shown in FIG. 5, the drive circuit 33 connected to the semiconductor module 2, the rapid discharge drive circuit 31 and the voltage measurement circuit 32 connected to the discharge resistor module 5 can be formed at positions close to each other. Since the potentials of these circuits 31 to 33 are not greatly different from each other, even if the individual circuits 31 to 33 are brought close to each other, a problem such as a short circuit does not occur. Therefore, by bringing these circuits 31 to 33 closer to each other, it is possible to suppress the formation of a so-called dead space in the control circuit board 3, and the area of the control circuit board 3 can be further reduced.

また、図3に示すごとく、本形態の電力変換装置1は、半導体モジュール2を冷却する冷却器6を備える。この冷却器6を用いて、放電抵抗モジュール5を冷却している。
そのため、コンデンサ4の放電電流が流れて発熱した放電抵抗RA,RBを、冷却器6を用いて冷却することができる。
Further, as shown in FIG. 3, the power conversion device 1 of the present embodiment includes a cooler 6 that cools the semiconductor module 2. The cooler 6 is used to cool the discharge resistance module 5.
Therefore, the discharge resistors R A and R B that have generated heat due to the discharge current of the capacitor 4 can be cooled using the cooler 6.

また、本形態では、常時放電抵抗RAおよび急速放電抵抗RBを、半導体材料によって構成している。
この場合は、半導体材料に添加する不純物の量を調整することにより、抵抗値を容易に調整することができる。そのため、放電抵抗モジュール5を設計しやすくなる。また、放電抵抗RA,RBの抵抗値を調整して、厚さを薄くすることができる。そのため、放電抵抗RA,RBを小型化でき、放電抵抗モジュール5を小型化することができる。
Further, in this embodiment, the constant discharge resistor R A and the rapid discharge resistor R B, is constituted by a semiconductor material.
In this case, the resistance value can be easily adjusted by adjusting the amount of impurities added to the semiconductor material. Therefore, it becomes easy to design the discharge resistance module 5. Further, the thickness can be reduced by adjusting the resistance values of the discharge resistors R A and R B. Therefore, the discharge resistances R A and R B can be downsized, and the discharge resistance module 5 can be downsized.

以上のごとく、本形態によれば、製造コストを低減でき、より小型化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 embodiment, it is possible to provide a power conversion device that can reduce the manufacturing cost and can be further reduced in size.

なお、本形態では、常時放電抵抗RAおよび急速放電抵抗RBをシリコンによって形成したが、これらをゲルマニウムによって形成してもよい。また、本形態では図1に示すごとく、スイッチング素子21としてIGBTを用いたが、本発明はこれに限るものではなく、MOSFETを用いてもよい。 In the present embodiment has formed the constant discharge resistor R A and the rapid discharge resistance R B of silicon, it may be those formed by germanium. In this embodiment, as shown in FIG. 1, the IGBT is used as the switching element 21. However, the present invention is not limited to this, and a MOSFET may be used.

以下の実施形態においては、図面に用いた符号のうち、実施形態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、実施形態1と同様の構成要素等を表す。   In the following embodiments, the same reference numerals used in the drawings among the reference numerals used in the drawings represent the same constituent elements as those in the first embodiment unless otherwise indicated.

(実施形態2)
本形態は、放電抵抗モジュール5の冷却方法を変更した例である。図12に示すごとく、本形態の電力変換装置1は、実施形態1と同様に、複数の冷却管60を備える。これら複数の冷却管60によって、半導体モジュール2を冷却する冷却器6を構成してある。そして、半導体モジュール2と冷却管60とを積層すると共に、放電抵抗モジュール5を一対の冷却管60によって挟持してある。
(Embodiment 2)
This embodiment is an example in which the cooling method of the discharge resistance module 5 is changed. As shown in FIG. 12, the power conversion device 1 of this embodiment includes a plurality of cooling pipes 60 as in the first embodiment. The plurality of cooling pipes 60 constitute a cooler 6 that cools the semiconductor module 2. The semiconductor module 2 and the cooling tube 60 are stacked, and the discharge resistance module 5 is sandwiched between the pair of cooling tubes 60.

本形態の作用効果について説明する。上記構成にすると、放電抵抗モジュール5を両面から冷却できる。そのため、放電抵抗モジュール5をより効率的に冷却することができる。
その他、実施形態1と同様の構成および作用効果を備える。
The effect of this form is demonstrated. If it is set as the said structure, the discharge resistance module 5 can be cooled from both surfaces. Therefore, the discharge resistance module 5 can be cooled more efficiently.
In addition, the same configuration and operational effects as those of the first embodiment are provided.

(実施形態3)
本形態は、放電抵抗モジュール5の構成を変更した例である。図13、図14に示すごとく、本形態の放電抵抗モジュール5は、常時放電抵抗RAと、直列体50とからなる放電回路59を2個備える。そして、これら2個の放電回路59を直列に接続してある。また、実施形態1と同様に、本形態の半導体モジュール2は、上アーム側に配された上アームスイッチング素子21Hと、下アーム側に配された下アームスイッチング素子21Lとを備える。
(Embodiment 3)
This embodiment is an example in which the configuration of the discharge resistance module 5 is changed. As shown in FIGS. 13 and 14, the discharge resistance module 5 of the present embodiment includes two discharge circuits 59 each composed of a constant discharge resistance RA and a series body 50. These two discharge circuits 59 are connected in series. Similarly to the first embodiment, the semiconductor module 2 of the present embodiment includes an upper arm switching element 21 H arranged on the upper arm side and a lower arm switching element 21 L arranged on the lower arm side.

上記構成にすると、半導体モジュール2においてフリーホイールダイオード27およびスイッチング素子21H,21L(図6参照)を配置した位置に、放電抵抗モジュール5の常時放電抵抗RAおよび直列体50(図14参照)を配置することができる。そのため、半導体モジュール2の製造方法と同様の方法を用いて放電抵抗モジュール5を製造することができ、放電抵抗モジュールを容易に製造することが可能になる。
その他、実施形態1と同様の構成および作用効果を備える。
With the above configuration, the continuous discharge resistor RA and the serial body 50 (see FIG. 14) of the discharge resistor module 5 are arranged at the positions where the free wheel diode 27 and the switching elements 21 H and 21 L (see FIG. 6) are arranged in the semiconductor module 2. ) Can be arranged. Therefore, the discharge resistance module 5 can be manufactured using a method similar to the manufacturing method of the semiconductor module 2, and the discharge resistance module can be easily manufactured.
In addition, the same configuration and operational effects as those of the first embodiment are provided.

(実施形態4)
本形態は、放電抵抗モジュール5の構造を変更した例である。図15に示すごとく、本形態の放電抵抗モジュール5は、実施形態1と同様に、一対の電極板54を備える。これら一対の電極板54の間に、常時放電抵抗RAと、導体ブロック55とが介在している。導体ブロック55は、導体(本形態では金属)からなり、常時放電抵抗RAに直列接続している。また、一対の電極板54のうち一方の電極板54Pと導体ブロック55との間に、これらを接続するはんだ層56が介在している。同様に、導体ブロック55と常時放電抵抗RAとの間、および常時放電抵抗RAと他方の電極板54Nとの間にも、はんだ層56が介在している。
(Embodiment 4)
This embodiment is an example in which the structure of the discharge resistance module 5 is changed. As shown in FIG. 15, the discharge resistance module 5 of this embodiment includes a pair of electrode plates 54 as in the first embodiment. A discharge resistor RA and a conductor block 55 are interposed between the pair of electrode plates 54. The conductor block 55 is made of a conductor (metal in this embodiment) and is always connected in series to the discharge resistor RA . In addition, a solder layer 56 is interposed between one electrode plate 54 P of the pair of electrode plates 54 and the conductor block 55. Similarly, between the constantly discharge resistor R A and the conductor block 55, and also between the constant discharge resistor R A and the other electrode plates 54 N, the solder layer 56 is interposed.

本形態の作用効果について説明する。上記構成にすると、一対の電極板54P,54Nの間に、はんだ層56を3層、形成することができる。そのため、はんだ層56の層数を実施形態1(図10参照)よりも多くすることができる。したがって、電流が流れて常時放電抵抗RA等が発熱し、膨張して応力が発生したとしても、その応力を多くのはんだ層56によって吸収することができる。そのため、個々のはんだ層56に加わる応力を低減でき、はんだ層56にクラック等が発生する可能性を低減できる。
その他、実施形態1と同様の構成および作用効果を備える。
The effect of this form is demonstrated. With the above configuration, three solder layers 56 can be formed between the pair of electrode plates 54 P and 54 N. Therefore, the number of solder layers 56 can be increased as compared with the first embodiment (see FIG. 10). Therefore, even if current flows and the discharge resistance RA and the like always generate heat and expand to generate stress, the stress can be absorbed by many solder layers 56. Therefore, the stress applied to each solder layer 56 can be reduced, and the possibility that cracks or the like occur in the solder layer 56 can be reduced.
In addition, the same configuration and operational effects as those of the first embodiment are provided.

(実施形態5)
本形態は、放電抵抗モジュール5の構造を変更した例である。図16に示すごとく、本形態では、常時放電抵抗RAにダイオード57を直列接続してある。また、図17に示すごとく、本形態の放電抵抗モジュール5は、実施形態4と同様に、一対の電極板54P,54Nを備える。これら一対の電極板54P,54Nの間に、ダイオード57と放電抵抗モジュール5とが介在している。一対の電極板54のうち一方の電極板54Pとダイオード57との間には、これらを接続するはんだ層56が介在している。同様に、ダイオード57と常時放電抵抗RAとの間、および常時放電抵抗RAと他方の電極板54Nとの間にも、はんだ層56が介在している。
(Embodiment 5)
This embodiment is an example in which the structure of the discharge resistance module 5 is changed. As shown in FIG. 16, in this embodiment, a diode 57 is connected in series to the constant discharge resistance RA . As shown in FIG. 17, the discharge resistance module 5 of this embodiment includes a pair of electrode plates 54 P and 54 N as in the fourth embodiment. Between the pair of electrode plates 54 P and 54 N , the diode 57 and the discharge resistance module 5 are interposed. Between one electrode plate 54 P of the pair of electrode plates 54 and the diode 57, a solder layer 56 that connects them is interposed. Similarly, the solder layer 56 is also interposed between the diode 57 and the constant discharge resistor R A and between the constant discharge resistor R A and the other electrode plate 54 N.

本形態の作用効果について説明する。上記構成にすると、一対の電極板54P,54Nの間に、はんだ層56を3層、形成することができる。そのため、はんだ層56の層数を実施形態1(図10参照)よりも多くすることができる。したがって、電流が流れて常時放電抵抗RA等が発熱し、膨張して応力が発生したとしても、その応力を多くのはんだ層56によって吸収することができる。そのため、個々のはんだ層56に加わる応力を低減でき、はんだ層56にクラック等が発生する可能性を低減できる。
その他、実施形態1と同様の構成および作用効果を備える。
The effect of this form is demonstrated. With the above configuration, three solder layers 56 can be formed between the pair of electrode plates 54 P and 54 N. Therefore, the number of solder layers 56 can be increased as compared with the first embodiment (see FIG. 10). Therefore, even if current flows and the discharge resistance RA and the like always generate heat and expand to generate stress, the stress can be absorbed by many solder layers 56. Therefore, the stress applied to each solder layer 56 can be reduced, and the possibility that cracks or the like occur in the solder layer 56 can be reduced.
In addition, the same configuration and operational effects as those of the first embodiment are provided.

(実施形態6)
本形態は、放電抵抗モジュール5の構成を変更した例である。図18に示すごとく、本形態の放電抵抗モジュール5は、感温ダイオード590を備える。また、制御端子53として、電圧検出用端子53P,53Nと、カソード端子53Kと、アノード端子53Aと、ゲート端子53Gと、センス端子53Sと、エミッタ端子53Eとを備える。カソード端子53K及びアノード端子53Aは、感温ダイオード590に接続している。制御回路基板3は、この感温ダイオード590の順方向電圧VFを測定することにより、放電抵抗モジュール5の温度を測定している。また、ゲート端子53G、センス端子53S、エミッタ端子53Eは、実施形態1と同様に、それぞれ急速放電用スイッチング素子51のゲート電極510G、センス電極510S、エミッタ電極510Eに接続している。
(Embodiment 6)
This embodiment is an example in which the configuration of the discharge resistance module 5 is changed. As shown in FIG. 18, the discharge resistance module 5 of this embodiment includes a temperature-sensitive diode 590. The control terminal 53 includes voltage detection terminals 53 P and 53 N , a cathode terminal 53 K , an anode terminal 53 A , a gate terminal 53 G , a sense terminal 53 S, and an emitter terminal 53 E. The cathode terminal 53 K and the anode terminal 53 A are connected to the temperature sensitive diode 590. The control circuit board 3, by measuring the forward voltage V F of the temperature sensing diode 590 measures the temperature of the discharge resistor module 5. Similarly to the first embodiment, the gate terminal 53 G , the sense terminal 53 S , and the emitter terminal 53 E are connected to the gate electrode 510 G , the sense electrode 510 S , and the emitter electrode 510 E of the rapid discharge switching element 51, respectively. ing.

図19に示すごとく、電圧検出用端子53P,53Nは、実施形態1と同様に、電圧測定回路32に電気接続している。他の制御端子53(53K,53A,53G,53S,53E)は、それぞれ急速放電用ドライブ回路31に電気接続している。
その他、実施形態1と同様の構成および作用効果を備える。
As shown in FIG. 19, the voltage detection terminals 53 P and 53 N are electrically connected to the voltage measurement circuit 32 as in the first embodiment. The other control terminals 53 (53 K , 53 A , 53 G , 53 S , 53 E ) are electrically connected to the rapid discharge drive circuit 31, respectively.
In addition, the same configuration and operational effects as those of the first embodiment are provided.

(実施形態7)
本形態は、放電抵抗モジュール5の構成を変更した例である。図20に示すごとく、本形態の放電抵抗モジュール5は、実施形態6と同様に、感温ダイオード590を備える。また、放電抵抗モジュール5は、制御端子53として、電圧検出用端子53P,53Nと、カソード端子53Kと、アノード端子53Aと、ゲート端子53Gと、エミッタ端子53Eとを備える。すなわち、本形態の放電抵抗モジュール5は、実施形態6と比較して、センス端子53Sを備えていない。
(Embodiment 7)
This embodiment is an example in which the configuration of the discharge resistance module 5 is changed. As shown in FIG. 20, the discharge resistance module 5 of this embodiment includes a temperature-sensitive diode 590 as in the sixth embodiment. The discharge resistor module 5 includes voltage detection terminals 53 P and 53 N , a cathode terminal 53 K , an anode terminal 53 A , a gate terminal 53 G, and an emitter terminal 53 E as control terminals 53. That is, the discharge resistance module 5 of this embodiment does not include the sense terminal 53 S as compared with the sixth embodiment.

図21に示すごとく、電圧検出用端子53P,53Nは、実施形態6と同様に、電圧測定回路32に電気接続している。他の制御端子53(53K,53A,53G,53E)は、それぞれ急速放電用ドライブ回路31に電気接続している。
その他、実施形態1と同様の構成および作用効果を備える。
As shown in FIG. 21, the voltage detection terminals 53 P and 53 N are electrically connected to the voltage measurement circuit 32 as in the sixth embodiment. The other control terminals 53 (53 K , 53 A , 53 G , 53 E ) are electrically connected to the rapid discharge drive circuit 31, respectively.
In addition, the same configuration and operational effects as those of the first embodiment are provided.

本発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の実施形態に適用することが可能である。   The present invention is not limited to the above embodiments, and can be applied to various embodiments without departing from the scope of the invention.

1 電力変換装置
2 半導体モジュール
21 スイッチング素子
3 制御回路基板
4 コンデンサ
5 放電抵抗モジュール
51 急速放電用スイッチング素子
A 常時放電抵抗
B 急速放電抵抗
1 power converter 2 semiconductor module 21 switching elements 3 control circuit board 4 capacitor 5 discharge resistor module 51 rapidly discharge switching element R A constantly discharge resistor R B rapid discharge resistor

Claims (8)

スイッチング素子(21)を内蔵した半導体モジュール(2)と、
上記スイッチング素子のオンオフ動作を制御する制御回路基板(3)と、
上記半導体モジュールに加わる直流電圧を平滑化するコンデンサ(4)と、
該コンデンサに蓄えられた電荷を放電するための放電抵抗モジュール(5)とを備え、
該放電抵抗モジュールは、
上記コンデンサに並列接続され、該コンデンサに蓄えられた電荷を常時放電する常時放電抵抗(RA)と、
該常時放電抵抗よりも抵抗値が小さい急速放電抵抗(RB)と、該急速放電抵抗に直列に接続された急速放電用スイッチング素子(51)とからなり、上記常時放電抵抗に並列接続した直列体(50)と、
を内蔵している、電力変換装置(1)。
A semiconductor module (2) having a built-in switching element (21);
A control circuit board (3) for controlling the on / off operation of the switching element;
A capacitor (4) for smoothing a DC voltage applied to the semiconductor module;
A discharge resistance module (5) for discharging the charge stored in the capacitor;
The discharge resistance module is
A continuous discharge resistor (R A ) connected in parallel to the capacitor and constantly discharging the charge stored in the capacitor;
The normally when the discharge resistor rapid discharge resistance is less resistance than the (R B), it becomes from a rapid discharge switching element (51) which are connected in series to said acute speed discharge resistor, connected in parallel to the constant discharge resistor in series Body (50),
A power conversion device (1) incorporating
上記放電抵抗モジュールは、上記コンデンサの正電極(43P)および負電極(43N)にそれぞれ電気接続した、一対の電圧検出用端子(53P,53N)を備え、上記制御回路基板には、上記急速放電用スイッチング素子を駆動する急速放電用ドライブ回路(31)と、上記コンデンサの電圧を測定する電圧測定回路(32)とが形成され、上記一対の電圧検出用端子を上記電圧測定回路に接続してある、請求項1に記載の電力変換装置(1)。 The discharge resistance module includes a pair of voltage detection terminals (53 P and 53 N ) electrically connected to the positive electrode (43 P ) and the negative electrode (43 N ) of the capacitor, respectively. A rapid discharge drive circuit (31) for driving the rapid discharge switching element and a voltage measurement circuit (32) for measuring the voltage of the capacitor are formed, and the pair of voltage detection terminals are connected to the voltage measurement circuit. The power converter device (1) of Claim 1 connected to. 上記半導体モジュールを冷却する冷却器(6)をさらに備え、上記放電抵抗モジュールを上記冷却器によって冷却するよう構成してある、請求項1又は2に記載の電力変換装置。   The power converter according to claim 1 or 2, further comprising a cooler (6) for cooling the semiconductor module, wherein the discharge resistance module is cooled by the cooler. 複数の上記半導体モジュールと、複数の冷却管(60)とを備え、該複数の冷却管によって上記冷却器が構成され、上記半導体モジュールと上記冷却管とを積層してあると共に、上記放電抵抗モジュールを一対の上記冷却管によって挟持してある、請求項3に記載の電力変換装置。   A plurality of the semiconductor modules and a plurality of cooling pipes (60), the cooler is constituted by the plurality of cooling pipes, the semiconductor module and the cooling pipes are stacked, and the discharge resistance module The power conversion device according to claim 3, wherein the power converter is sandwiched between the pair of cooling pipes. 上記常時放電抵抗と上記急速放電抵抗とは、それぞれ半導体材料によって構成されている、請求項1〜4のいずれか一項に記載の電力変換装置。   The said normal discharge resistance and the said rapid discharge resistance are the power converter devices as described in any one of Claims 1-4 comprised by the semiconductor material, respectively. 上記半導体モジュールは、上記スイッチング素子として、上アーム側に配された上アームスイッチング素子(21H)と、下アーム側に配された下アームスイッチング素子(21L)とを備え、上記放電抵抗モジュールは、上記常時放電抵抗と、該常時放電抵抗に並列接続した上記直列体とからなる放電回路(59)を2個備え、該2個の放電回路を直列に接続してある、請求項1〜5のいずれか一項に記載の電力変換装置。 The semiconductor module includes, as the switching element, an upper arm switching element (21 H ) disposed on the upper arm side and a lower arm switching element (21 L ) disposed on the lower arm side, and the discharge resistance module Comprising two discharge circuits (59) comprising the constant discharge resistor and the series body connected in parallel to the constant discharge resistor, wherein the two discharge circuits are connected in series. 5. The power conversion device according to claim 5. 上記放電抵抗モジュールは一対の電極板(54)を備え、該一対の電極板の間に、上記常時放電抵抗と、導体からなり上記常時放電抵抗に直列接続した導体ブロック(55)とが介在しており、上記一対の電極板のうち一方の電極板と上記導体ブロックとの間と、該導体ブロックと上記常時放電抵抗との間と、該常時放電抵抗と他方の上記電極板との間に、それぞれはんだ層(56)が介在している、請求項1〜6のいずれか一項に記載の電力変換装置。   The discharge resistance module includes a pair of electrode plates (54), and the constant discharge resistance and a conductor block (55) made of a conductor and connected in series to the constant discharge resistance are interposed between the pair of electrode plates. , Between one electrode plate of the pair of electrode plates and the conductor block, between the conductor block and the constant discharge resistance, and between the constant discharge resistance and the other electrode plate, respectively. The power converter according to any one of claims 1 to 6, wherein a solder layer (56) is interposed. 上記放電抵抗モジュールは一対の電極板を備え、該一対の電極板の間に、上記常時放電抵抗と、該常時放電抵抗に直列接続したダイオード(57)とが介在しており、上記一対の電極板のうち一方の電極板と上記ダイオードとの間と、該ダイオードと上記常時放電抵抗との間と、該常時放電抵抗と他方の上記電極板との間に、それぞれはんだ層が介在している、請求項1〜6のいずれか一項に記載の電力変換装置。   The discharge resistance module includes a pair of electrode plates, and the constant discharge resistance and a diode (57) connected in series to the constant discharge resistance are interposed between the pair of electrode plates. A solder layer is interposed between one electrode plate and the diode, between the diode and the constant discharge resistor, and between the constant discharge resistor and the other electrode plate, respectively. Item 7. The power conversion device according to any one of Items 1 to 6.
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