(57)【要約】【課題】直流バスバー及びコンデンサ端子に寄生するインダクタンスをより低減できる電力変換装置を提供する。【解決手段】電力変換装置１は半導体モジュール２とコンデンサ３とを有する。複数の半導体モジュールの正極端子２２ｐは正側直流バスバー５ｐによって接続され、負極端子２２ｎは負側直流バスバー５ｎによって接続されている。半導体モジュールの直流端子はコンデンサに向って突出し、コンデンサ端子４は半導体モジュールに向って突出し、正側直流バスバー及び負側直流バスバーが半導体モジュールとコンデンサとの間に介在している。正側直流バスバー及び負側直流バスバーは、直流端子の突出方向における半導体モジュールの投影面外、及び、コンデンサ端子の突出方向におけるコンデンサの投影面外まで延設される延設部６ｂを有する。延設部において、正側直流バスバーと負側直流バスバーとは互いに逆向きに電流が流れる状態で対向している。【選択図】図１
2020025464.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体素子（２０）を内蔵し、三相交流モータ（８１）の各相に交流電力を供給する複数の半導体モジュール（２）と、
正負電極を備えるコンデンサ素子（３０）と、前記コンデンサ素子（３０）を封止する封止部材（３２）と、前記正負電極のそれぞれに接続されて前記封止部材から突出して形成されるコンデンサ端子（４）とを有するコンデンサ（３）と、を有し、
前記半導体モジュールは、前記半導体素子を封止する封止部（２１）と、前記封止部から突出する正極端子（２２ｐ）及び負極端子（２２ｎ）を含む直流端子とを有し、
前記複数の半導体モジュールの前記正極端子は、一体の正側直流バスバー（５ｐ）によって電気的に接続されており、前記複数の半導体モジュールの前記負極端子は、一体の負側直流バスバー（５ｎ）によって電気的に接続されており、
前記半導体モジュールの直流端子は前記コンデンサに向って突出し、前記コンデンサ端子は前記半導体モジュールに向って突出し、
前記正側直流バスバー及び前記負側直流バスバーが、前記半導体モジュールと前記コンデンサとの間に介在し、
前記正側直流バスバー及び前記負側直流バスバーは、前記直流端子と接続される領域から、前記直流端子の突出方向における前記半導体モジュールの投影面外、及び、前記コンデンサ端子の突出方向における前記コンデンサの投影面外まで延設される延設部（６ｂ）を有しており、
前記延設部において、前記正側直流バスバーと前記負側直流バスバーとは、互いに逆向きに電流が流れる状態で対向している、電力変換装置（１）。
【請求項２】
前記正側直流バスバー及び前記負側直流バスバーは、前記直流端子の突出方向における前記半導体モジュールの投影面内、及び、前記コンデンサ端子の突出方向における前記コンデンサの投影面内において、互いに逆向きに電流が流れる状態で対向配置されている、請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項３】
前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（１２）を備え、前記延設部は、前記正側直流バスバー及び前記負側直流バスバーにおける他の部位よりも、前記制御回路基板から遠ざかる方向に延設されている、請求項１又は２に記載の電力変換装置。
【請求項４】
前記延設部は、前記正側直流バスバー及び前記負側直流バスバーが前記コンデンサ端子と接続される接続部を有する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の電力変換装置。
【請求項５】
前記半導体モジュールを冷却する冷媒が流通する冷媒流路を内部に備えた冷却器、をさらに有し、前記延設部の少なくとも一部は、前記冷却器における前記冷媒流路が形成された部位との間に、発熱部品を介在させることなく配置されている、請求項１〜４のいずれか一項に記載の電力変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体素子を内蔵した半導体モジュールと、コンデンサと、これらを電気接続する直流バスバーとを備えた電力変換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
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、コンデンサと、これらを電気接続する一対の直流バスバーとを備えるものが知られている（下記特許文献１参照）。
【０００３】
この電力変換装置では、上記コンデンサを用いて、直流電源の電圧を平滑化している。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、上記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。
【０００４】
コンデンサは、コンデンサ素子と、該コンデンサ素子に接続したコンデンサ端子とを備える。このコンデンサ端子に、上記直流バスバーを接続してある。上記電力変換装置では、ボルト等を用いて、直流バスバーとコンデンサ端子とを一箇所のみ接続してある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−１８３７４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記電力変換装置は、直流バスバー及びコンデンサ端子に大きなインダクタンスが寄生する可能性がある。すなわち、上記電力変換装置では、直流バスバーとコンデンサ端子とを一箇所のみ接続している。そのため、直流バスバーとコンデンサ端子との間を流れる電流は、１個の接続部を必ず通ることになり、電流が流れる経路の数が１つしかない。電流経路の数が少ないと、大きなインダクタンスが寄生しやすくなる。そのため、上記電力変換装置は、直流バスバー及びコンデンサ端子に大きなインダクタンスが寄生する可能性があった。したがって、半導体素子をスイッチング動作させたときに、上記インダクタンスが原因となって比較的大きなサージが発生する可能性が考えられた。
【０００７】
本発明は、かかる背景に鑑みてなされたもので、直流バスバー及びコンデンサ端子に寄生するインダクタンスをより低減できる電力変換装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様は、半導体素子（２０）を内蔵し、三相交流モータ（８１）の各相に交流電力を供給する複数の半導体モジュール（２）と、
正負電極を備えるコンデンサ素子（３０）と、前記コンデンサ素子（３０）を封止する封止部材（３２）と、前記正負電極のそれぞれに接続されて前記封止部材から突出して形成されるコンデンサ端子（４）とを有するコンデンサ（３）と、を有し、
前記半導体モジュールは、前記半導体素子を封止する封止部（２１）と、前記封止部から突出する正極端子（２２ｐ）及び負極端子（２２ｎ）を含む直流端子とを有し、
前記複数の半導体モジュールの前記正極端子は、一体の正側直流バスバー（５ｐ）によって電気的に接続されており、前記複数の半導体モジュールの前記負極端子は、一体の負側直流バスバー（５ｎ）によって電気的に接続されており、
前記半導体モジュールの直流端子は、前記コンデンサに向って突出し、前記コンデンサ端子は前記半導体モジュールに向って突出し、
前記正側直流バスバー及び前記負側直流バスバーが、前記半導体モジュールと前記コンデンサとの間に介在し、
前記正側直流バスバー及び前記負側直流バスバーは、前記直流端子と接続される領域から、前記直流端子の突出方向における前記半導体モジュールの投影面外、及び、前記コンデンサ端子の突出方向における前記コンデンサの投影面外まで延設される延設部（６ｂ）を有しており、
前記延設部において、前記正側直流バスバーと前記負側直流バスバーとは、互いに逆向きに電流が流れる状態で対向している、電力変換装置（１）にある。
【発明の効果】
【０００９】
上記電力変換装置においては、直流バスバーとコンデンサ端子とを、少なくとも２個の接続部において、互いに接続してある。上記直流バスバーは、半導体モジュールに接続したバスバー本体部を備え、このバスバー本体部の少なくとも一部によって、２個の接続部を連結している。また、コンデンサ端子は、コンデンサ素子に接続した端子本体部を備え、この端子本体部の少なくとも一部によって、２個の接続部を連結している。
そのため、直流バスバー及びコンデンサ端子に寄生するインダクタンスをより低減できる。すなわち、上記構成にすると、半導体モジュールとコンデンサ素子との間を流れる電流を、２個の接続部のうち一方の接続部を通る経路と、他方の接続部を通る経路との、少なくとも２つの電流経路に分けて流すことが可能になる。そのため、電流経路の数を増やすことができる。個々の電流経路にはインダクタンスが寄生するが、これらのインダクタンスは互いに並列に接続されている。そのため、各インダクタンスを合成した合成インダクタンスの値は、個々のインダクタンスの値よりも小さくなる。したがって、直流バスバー及びコンデンサ端子に寄生するインダクタンス（合成インダクタンス）を低減でき、半導体素子をオンオフ動作させたときに、このインダクタンスが原因となって大きなサージが発生することを抑制できる。
【００１０】
以上のごとく、本発明によれば、直流バスバー及びコンデンサ端子に寄生するインダクタンスをより低減できる電力変換装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】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２】図１のII-II断面図。
【図３】図１のIII-III断面図。
【図４】実施例１における、直流バスバーとコンデンサの斜視図。
【図５】図２のV-V断面図。
【図６】実施例１における、電力変換装置の、第２接続部付近の拡大断面図。
【図７】実施例１における、電力変換装置の、第１接続部付近の拡大断面図。
【図８】実施例１における、電力変換装置の回路図。
【図９】実施例１における、電力変換装置の製造工程説明図。
【図１０】図９に続く図。
【図１１】図１０に続く図。
【図１２】図１１に続く図。
【図１３】実施例１における、バスバー連結部と端子連結部とが接触した状態での、電力変換装置の拡大断面図。
【図１４】実施例２における、電力変換装置の断面図であって、図１５のXIV-XIV断面図。
【図１５】図１４のXV-XV断面図。
【図１６】実施例３における、電力変換装置の断面図であって、図１７のXVI-XVI断面図。
【図１７】図１６のXVII-XVII断面図。
【図１８】実施例４における、電力変換装置の断面図であって、図１９のXVIII-XVIII断面図。
【図１９】図１８のXIX-XIX断面図。
【図２０】実施例５における、電力変換装置の断面図であって、図２１のXX-XX断面図。
【図２１】図２０のXXI-XXI断面図。
【図２２】実施例６における、電力変換装置の要部拡大断面図。
【図２３】図２２のXXIII矢視図。
【図２４】実施例７における、電力変換装置の断面図。
【図２５】実施例８における、電力変換装置の断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
上記電力変換装置は、電気自動車やハイブリッド車等の車両に搭載するための、車載用電力変換装置とすることができる。
【実施例】
【００１３】
（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１２を用いて説明する。図１に示すごとく、本例の電力変換装置１は、半導体モジュール２と、コンデンサ３と、直流バスバー５（５ｐ，５ｎ）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。コンデンサ３は、コンデンサ素子３０と、該コンデンサ素子３０に接続したコンデンサ端子４とを有する。直流バスバー５（５ｐ，５ｎ）は、半導体モジュール２とコンデンサ端子４とを電気接続している。
【００１４】
コンデンサ端子４と直流バスバー５とは、２個の接続部６（第１接続部６ａ、第２接続部６ｂ）において、互いに接続されている。
直流バスバー５は、半導体モジュール２に接続したバスバー本体部５１を備える。バスバー本体部５１の一部によって、２個の接続部６ａ，６ｂを連結している。
また、コンデンサ端子４は、コンデンサ素子３０に接続した端子本体部４１を備える。端子本体部４１の一部によって、２個の接続部６ａ，６ｂを連結している。
【００１５】
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。
【００１６】
図２に示すごとく、コンデンサ３は、直流電源８（図８参照）の正電極８８に電気接続した正側コンデンサ端子４ｐと、直流電源８の負電極８９に電気接続した負側コンデンサ端子４ｎとの、２つのコンデンサ端子４（４ｐ，４ｎ）を備える。また、電力変換装置１は、正側コンデンサ端子４ｐに接続した正側直流バスバー５ｐと、負側コンデンサ端子４ｎに接続した負側直流バスバー５ｎとの、２つの直流バスバー５（５ｐ，５ｎ）を備える。
【００１７】
また、図１に示すごとく、本例では、複数の半導体モジュール２と、該半導体モジュール２を冷却する複数の冷却管１１とを積層して積層体１０を形成してある。
【００１８】
図１、図４に示すごとく、バスバー本体部５１は、２個の接続部６ａ，６ｂを連結するバスバー連結部５１１と、該バスバー連結部５１１から立設するバスバー立設部５１２とを有する。バスバー連結部５１１は、積層体１０の積層方向（Ｘ方向）に長い長尺形状を呈する。バスバー立設部５１２は、バスバー連結部５１１から、接続部６の厚さ方向（Ｚ方向）における、半導体モジュール２側に立設している。
【００１９】
また、端子本体部４１は、２個の接続部６ａ，６ｂを連結する端子連結部４１１と、該端子連結部４１１から立設する端子立設部４１２とを有する。端子立設部４１２は、Ｘ方向に長い長尺形状を呈する。端子立設部４１２は、端子連結部４１１から、Ｚ方向における、コンデンサ素子３０側に立設している。
【００２０】
図２に示すごとく、２つの直流バスバー５ｐ，５ｎにそれぞれ形成されたバスバー立設部５１２（５１２ｐ，５１２ｎ）は、所定間隔をおいて互いに隣り合うように配されている。
【００２１】
図８に示すごとく、本例では、複数の半導体モジュール２によって、インバータ回路２００を構成してある。個々の半導体モジュール２に内蔵された半導体素子２０（ＩＧＢＴ素子）をスイッチング動作させることにより、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。
【００２２】
図２に示すごとく、コンデンサ３は、上記コンデンサ素子３０と、該コンデンサ素子３０を収納するコンデンサケース３１と、コンデンサ素子３０をコンデンサケース３１内に封止する封止部材３２と、上記コンデンサ端子４とを備える。
【００２３】
図６、図７に示すごとく、本例では、バスバー連結部５１１と端子連結部４１１とを、互いに重ね合わせてある。バスバー連結部５１１と端子連結部４１１との間には、隙間Ｓが形成されている。そのため、電流Ｉは、２つの接続部６ａ，６ｂのうち一方の接続部６ａを通る経路と、他方の接続部６ｂを通る経路との、２つの経路に分かれて流れる。また、バスバー連結部５１１を流れる電流Ｉの向きと、端子連結部４１１を流れる電流Ｉの向きとは、互いに逆向きになる。
【００２４】
また、図１、図４に示すごとく、本例ではコンデンサケース３１内に、筒状部３４を形成してある。この筒状部３４内には、貫通孔３３が形成されている。貫通孔３３は、コンデンサケース３１の底壁部３１１（図１参照）から開口部３１２へＺ方向に貫通している。第１接続部６ａは、Ｚ方向において貫通孔３３と重なる位置に形成されている。後述するように本例では、電力変換装置１を製造する際に、締結部材１３を上記底壁部３１１側から貫通孔３３内に挿入し、第１接続部６ａを締結している。また、第２接続部６ｂは、コンデンサケース３１の外側に形成されている。
【００２５】
一方、図３に示すごとく、本例では上述したように、複数の半導体モジュール２と複数の冷却管１１とをＸ方向に積層して積層体１０を構成してある。Ｘ方向に隣り合う２つの冷却管１１は、Ｘ方向とＺ方向との双方に直交する幅方向（Ｙ方向）における両端部にて、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端部冷却管１１ａには、冷媒１８を導入するための導入管１６と、冷媒１８を導出するための導出管１７とが取り付けられている。冷媒１８を導入管１６から導入すると、冷媒１８は連結管１５を通って全ての冷却管１１を流れ、導出管１７から導出する。これにより、半導体モジュール２を冷却するよう構成されている。
【００２６】
積層体１０は、フレーム７０内に固定されている。Ｘ方向において積層体１０に隣り合う位置には、加圧部材１４（板ばね）が配されている。この加圧部材１４によって、積層体１０をフレーム７０の壁部７００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との接触圧を確保すると共に、積層体１０をフレーム７０内に固定している。フレーム７０は、ケース７１に固定されている。
【００２７】
図２に示すごとく、半導体モジュール２は、半導体素子２０を内蔵する封止部２１と、該封止部２１から突出する複数のパワー端子２２と、制御端子２３とを備える。パワー端子２２には、正側直流バスバー５ｐに接続される正極端子２２ｐと、負側直流バスバー５ｎに接続される負極端子２２ｎと、交流電力を出力する交流端子２２ｃとがある。交流端子２２ｃには、図示しない交流バスバーが接続される。この交流バスバーを介して、交流端子２２ｃと三相交流モータ８１（図８参照）とを電気的に接続してある。
【００２８】
また、制御端子２３は、制御回路基板１２に接続している。この制御回路基板１２によって、半導体素子２０のスイッチング動作を制御している。これにより、直流電源８（図８参照）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。
【００２９】
図５に示すごとく、パワー端子２２は、半導体モジュール２の封止部２１からＺ方向に突出した突出部２２１と、該突出部２２１の先端からＸ方向に延出した延出部２２２とを備える。
【００３０】
また、直流バスバー５ｐ，５ｎの上記バスバー立設部５１２には、櫛歯状部５２１（図４参照）が形成されている。図５に示すごとく、この櫛歯状部５２１と、パワー端子２２の延出部２２２とを重ね合わせてある。延出部２２２の先端２２９は、櫛歯状部５２１に重ね合わされていない。この先端２２９と櫛歯状部５２１とにレーザ光線Ｌを照射し、これらを溶接してある。
【００３１】
次に、電力変換装置１の製造方法について説明する。電力変換装置１を製造するにあたって、まず図９に示すごとく、半導体モジュール２と冷却管１１とを積層して積層体１０を構成し、加圧部材１４（図３参照）を用いて、積層体１０をフレーム７０内に固定する。そして、半導体モジュール２の制御端子２３に制御回路基板１２を接続する。
【００３２】
次いで、図１０に示すごとく、半導体モジュール２の負極端子２２ｎに、負側直流バスバー５ｎを接続する。この際、負側直流バスバー５ｎの櫛歯状部５２１（図５参照）と、負極端子２２ｎの延出部２２２とにレーザ光線Ｌを照射し、これらを溶接する。
【００３３】
次いで、図１１に示すごとく、半導体モジュール２の正極端子２２ｐに、正側直流バスバー５ｐを接続する。この際、正側直流バスバー５ｐの櫛歯状部５２１（図５参照）と、正極端子２２ｐの延出部２２２とにレーザ光線Ｌを照射し、これらを溶接する。
【００３４】
その後、図１２に示すごとく、直流バスバー５のバスバー連結部５１１と、コンデンサ端子４の端子連結部４１１とを重ね合わせる。そして、上記接続部６ａ，６ｂ（図１参照）を締結する。この際、第１接続部６ａについては、コンデンサケース３１の底壁部３１１側から締結部材１３を貫通孔３３に挿入して、締結する。
【００３５】
次いで、積層体１０とコンデンサ３とをケース７１内に収容する。そして、フレーム７０とコンデンサ３とをそれぞれケース７１に固定する。以上の工程を行うことにより、電力変換装置１を製造する。
【００３６】
次に、本例の作用効果について説明する。図１に示すごとく、本例では、直流バスバー５とコンデンサ端子４とを、少なくとも２個の接続部６ａ，６ｂにおいて、接続してある。直流バスバー５は、半導体モジュール２に接続したバスバー本体部５１を備える。バスバー本体部５１の一部によって、２個の接続部６ａ，６ｂを連結してある。また、コンデンサ端子４は、コンデンサ素子３０に接続した端子本体部４１を備える。端子本体部４１の一部によって、２個の接続部６ａ，６ｂを連結している。
そのため、直流バスバー５及びコンデンサ端子４に寄生するインダクタンスをより低減できる。すなわち、上記構成にすると、図６、図７に示すごとく、半導体モジュール２とコンデンサ素子３０との間を流れる電流Ｉを、２個の接続部６ａ，６ｂのうち一方の接続部６ａを通る経路と、他方の接続部６ｂを通る経路との、少なくとも２つの電流経路に分けて流すことができる。そのため、電流経路の数を増やすことができる。個々の電流経路にはインダクタンスが寄生するが、これらのインダクタンスは互いに並列に接続されているため、複数のインダクタンスを合成した合成インダクタンスの値は、個々のインダクタンスの値よりも小さくなる。したがって、直流バスバー５及びコンデンサ端子４に寄生するインダクタンス（合成インダクタンス）を低減でき、半導体素子２０をオンオフ動作させたときに、このインダクタンスが原因となって大きなサージが発生することを抑制できる。
【００３７】
また、図１３に示すごとく、バスバー本体部５１と端子本体部４１とが接触した場合には、電流Ｉは、接続部６ａ，６ｂを通ることなく、バスバー本体部５１と端子本体部４１との間を直接、流れる。そのため、電流経路の長さが短くなる。したがって、この場合も、直流バスバー５及びコンデンサ端子４に寄生するインダクタンスを低減できる。
【００３８】
また、図１に示すごとく、本例では、バスバー連結部５１１と端子連結部４１１とを、互いに重ね合わせてある。
そのため、図６、図７に示すごとく、バスバー連結部５１１と端子連結部４１１とを接近させることができる。バスバー連結部５１１を流れる電流Ｉの向きと、端子連結部４１１を流れる電流Ｉの向きとは逆向きである。したがって、バスバー連結部５１１と端子連結部４１１とを接近させることにより、バスバー連結部５１１を流れる電流Ｉによって発生した磁界と、端子連結部４１１を流れる電流Ｉによって発生した磁界とを、互いに打消し合わせることができる。そのため、バスバー連結部５１１と端子連結部４１１との間に寄生する相互インダクタンスを低減できる。
【００３９】
また、本例では図１に示すごとく、コンデンサ３に、Ｚ方向に貫通する貫通孔３３を形成してある。２個の接続部６（６ａ，６ｂ）のうち一部の接続部６（第１接続部６ａ）は、Ｚ方向において貫通孔３３と重なる位置に配置されている。そして、締結部材１３を貫通孔３３に、第１接続部６ａを配した側とは反対側から挿入して、第１接続部６ａを締結してある。
そのため、第１接続部６ａを、Ｚ方向から見たときに、コンデンサ３の外縁の内側に配置することができる。したがって、端子連結部４１１およびバスバー連結部５１１のＸ方向長さを短くでき、直流バスバー５やコンデンサ端子４を軽量化することできる。また、本例では締結部材１３を貫通孔３３に入れて第１接続部６ａを締結しているため、締結作業を行う際に、フレーム７０や加圧部材１４等が邪魔にならず、締結作業をスムーズに行うことができる。
【００４０】
また、上述のように、コンデンサケース３１内に貫通孔３３を形成すれば、封止部材３２の表面積を増やすことができる。そのため、コンデンサ素子３０の冷却効率を高めることができる。
【００４１】
また、図２に示すごとく、本例では、一対の直流バスバー５ｐ，５ｎを隣接配置し、各直流バスバー５ｐ，５ｎのバスバー立設部５１２ｐ，５１２ｎを、所定間隔をおいて近接配置してある。
そのため、正側直流バスバー５ｐのバスバー立設部５１２ｐと、負側直流バスバー５ｎのバスバー立設部５１２ｎとの間に寄生する相互インダクタンスを低減することができる。したがって、半導体素子２０をスイッチング動作させたときに生じるサージを、より低減することができる。
【００４２】
また、図１に示すごとく、本例では、第２接続部６ｂを、Ｚ方向から見たときにコンデンサ３と重ならない位置に形成してある。
そのため、第２接続部６ｂを締結する際、コンデンサ３が邪魔になりにくくなり、締結作業をスムーズに行うことができる。
【００４３】
また、図１、図２に示すごとく、本例の直流バスバー５は、上記バスバー立設部５１２を備える。バスバー立設部５１２は、バスバー連結部５１１からＺ方向に立設している。
このようにすると、バスバー立設部５１２に接続される半導体モジュール２を、接続部６ａ，６ｂから離れた位置に配することができる。そのため、接続部６ａ，６ｂを接続する作業を行う際に、半導体モジュール２等が邪魔になりにくく、接続作業を容易に行うことが可能になる。
【００４４】
また、本例では、半導体モジュール２のパワー端子２２と直流バスバー５とを、レーザ光線Ｌを用いて溶接してある。
従来は、パワー端子２２と直流バスバー５とをＴＩＧ溶接によって溶接していたため、溶接時に大きな熱が発生しやすかった。そのため、パワー端子２２を短くすると、溶接によって発生した熱がパワー端子２２を通って半導体素子２０に伝わり、半導体素子２０の特性が変化する可能性があった。したがって、パワー端子２２を長く形成せざるを得ず、パワー端子２２に大きなインダクタンスが寄生しやすかった。しかしながら、本例ではパワー端子２２と直流バスバー５とをレーザ溶接によって溶接してあるため、このような問題を抑制できる。すなわち、レーザ溶接は、狭い範囲に高いエネルギーを集中できるため、余分な熱が発生しにくい。そのため、パワー端子２２の長さを短くしても、大きな熱がパワー端子２２を通って半導体素子２０に伝わり、半導体素子２０の特性が変化することを抑制できる。したがって、パワー端子２２を短くでき、パワー端子２２に寄生するインダクタンスを低減することができる。そのため、半導体素子２０に加わるサージをより低減することができる。
【００４５】
以上のごとく、本例によれば、直流バスバー及びコンデンサ端子に寄生するインダクタンスをより低減できる電力変換装置を提供することができる。
【００４６】
なお、本例では図１に示すごとく、締結部材１３を用いて接続部６を締結したが、本発明はこれに限るものではなく、例えば接続部６を溶接することもできる。
【００４７】
また、本例では、第１接続部６ａと第２接続部６ｂとの２個の接続部６を形成したが、本発明はこれに限るものではない。すなわち、バスバー連結部５１１と端子連結部４１１とをＹ方向に延出し、これらを接続して別の接続部６を形成してもよい。これにより、３個以上の接続部６を形成してもよい。
【００４８】
また、本例では、接続部６をＺ方向に締結しているが、本発明はこれに限るものではない。すなわち、接続部６を折り曲げ、Ｙ方向又はＺ方向から締結するよう構成してもよい。
【００４９】
また、本例の直流バスバー５は、バスバー連結部５１１と、バスバー立設部５１２とを備えるが、本発明はこれに限るものではない。すなわち、バスバー立設部５１２を形成せず、バスバー連結部５１１に半導体モジュール２を直接、接続してもよい。つまり、バスバー本体部５１の全ての部位によって、２個の接続部６ａ，６ｂを連結するようにしてもよい。
同様に、本例のコンデンサ端子４は、端子連結部４１１と端子立設部４１２とを備えるが、本発明はこれに限るものではない。すなわち、端子立設部４１２を形成せず、端子連結部４１１にコンデンサ素子３０を直接、接続してもよい。つまり、端子本体部４１の全ての部位によって、２個の接続部６ａ，６ｂを連結するようにしてもよい。
【００５０】
（実施例２）
以下の実施例においては、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。
【００５１】
本例は、コンデンサ端子４の形状を変更した例である。図１４、図１５に示すごとく、本例では、端子連結部４１１を、コンデンサケース３１内に配してある。端子連結部４１１は、封止部材３２に封止されていない。また、バスバー連結部５１１は、コンデンサケース３１の外側に配されている。
【００５２】
本例の作用効果について説明する。本例では、端子連結部４１１をコンデンサケース３１内に配してある。そのため、端子立設部４１２のＺ方向長さを短くすることができ、コンデンサ端子４を軽量化することが可能になる。
【００５３】
また、本例では、バスバー連結部５１１を、コンデンサケース３１の外側に配してある。そのため、バスバー連結部５１１と端子連結部４１１との間に、比較的広い隙間Ｓを形成することができる。電力変換装置１を稼働すると、半導体モジュール２が発熱し、この熱が直流バスバー５に伝わる。そのため、バスバー連結部５１１の温度が上昇する。しかしながら、本例のように、バスバー連結部５１１と端子連結部４１１との間に広い隙間Ｓを形成すれば、バスバー連結部５１１の熱が端子連結部４１１に伝わりにくくなる。そのため、コンデンサ素子３０の温度が上昇することを抑制できる。
その他、実施例１と同様の構成および作用効果を備える。
【００５４】
（実施例３）
本例は、コンデンサ端子４の形状を変更した例である。図１６、図１７に示すごとく、本例では、実施例２と同様に、端子連結部４１１をコンデンサケース３１内に収納してある。端子連結部４１１は、封止部材３２によって封止されている。端子連結部４１１とバスバー連結部５１１との間には、封止部材３２の一部が存在している。また、バスバー連結部５１１は、コンデンサケース３１の外側に配されている。
【００５５】
本例の作用効果について説明する。本例では、端子連結部４１１とバスバー連結部５１１との間に、封止部材３２の一部が存在している。上述したように、電力変換装置１を稼働すると、半導体モジュール２が発熱し、この熱が伝わって、バスバー連結部５１１の温度が上昇する。本例のように、端子連結部４１１とバスバー連結部５１１との間に封止部材３２の一部を設ければ、バスバー連結部５１１から放射される熱を、封止部材３２によって遮蔽できる。そのため、バスバー連結部５１１から端子連結部４１１に熱が伝わりにくくなり、コンデンサ素子３０の温度上昇を効果的に抑制できる。
【００５６】
また、本例では、バスバー連結部５１１を、コンデンサケース３１の外側に配してある。そのため、バスバー連結部５１１と封止部材３２との間に広い隙間Ｓを形成することができる。したがって、バスバー連結部５１１から端子連結部４１１へ伝わる熱を、上記隙間Ｓによって、効果的に抑制できる。
その他、実施例１と同様の構成および作用効果を備える。
【００５７】
（実施例４）
本例は、コンデンサ３の配置位置を変更した例である。図１８、図１９に示す如く、本例では、コンデンサ３を、積層体１０に対してＸ方向に隣り合う位置に配置してある。コンデンサ端子４の端子連結部４１１と、直流バスバー５のバスバー連結部５１１とは、それぞれＹ方向に細長い長尺形状を呈している。これら端子連結部４１１とバスバー連結部５１１とをＹ方向から挟む位置に、２つの接続部６ａ，６ｂが形成されている。また、本例では、締結部材１３を用いて、接続部６をＸ方向から締結している。
その他、実施例１と同様の構成および作用効果を備える。
【００５８】
（実施例５）
本例は、コンデンサ３の配置位置を変更した例である。図２０、図２１に示すごとく、本例では、コンデンサ３を、積層体１０に対してＹ方向に隣り合う位置に配置してある。コンデンサ端子４の端子連結部４１１と、直流バスバー５のバスバー連結部５１１とは、それぞれＸ方向に細長い長尺形状を呈している。これら端子連結部４１１とバスバー連結部５１１とをＸ方向から挟む位置に、２つの接続部６ａ，６ｂが形成されている。また、本例では、締結部材１３を用いて、接続部６をＹ方向から締結している。
その他、実施例１と同様の構成および作用効果を備える。
【００５９】
（実施例６）
本例は、直流バスバー５の形状を変更した例である。図２２、図２３に示すごとく、本例では、直流バスバー５の櫛歯状部５２１に、クリップ部５９を形成してある。このクリップ部５９によって、パワー端子２２の延出部２２２をＺ方向から挟持している。これにより、延出部２２２と櫛歯状部５２１とを溶接する際に、これらがＺ方向に離れないようにしてある。そのため、延出部２２２と櫛歯状部５２１との間に隙間が形成されにくくなり、これらを容易に溶接することができる。
その他、実施例１と同様の構成および作用効果を備える。
【００６０】
（実施例７）
本例は、第１接続部６ａの形成位置を変更した例である。図２４に示すごとく、本例では、第１接続部６ａを、Ｚ方向から見たときにコンデンサ３と重ならない位置に形成してある。
そのため、コンデンサ３に貫通孔３３を形成しなくても、第１接続部６ａを容易に接続することができる。そのため、コンデンサ３の構造を簡素にすることができる。
その他、実施例１と同様の構成および作用効果を備える。
【００６１】
（実施例８）
本例は、コンデンサ３の形状、および第２接続部６ｂの形成位置を変更した例である。図２５に示すごとく、本例のコンデンサ３は、２つの筒状部３４（３４ａ，３４ｂ）を備える。各筒状部３４ａ，３４ｂ内には、貫通孔３３（３３ａ，３３ｂ）が形成されている。２つの接続部６ａ，６ｂは、それぞれ、Ｚ方向において貫通孔３３ａ，３３ｂと重なる位置に形成されている。電力変換装置１を製造する際には、これら２つの貫通孔３３ａ，３３ｂに、底壁部３１１側から締結部材１３を挿入し、２つの接続部６ａ，６ｂをそれぞれ締結する。
【００６２】
このように構成すると、封止部材３２の表面積をより増やすことができるため、コンデンサ素子３０の冷却効率をより高めることができる。また、２つの接続部６ａ，６ｂの接続作業をそれぞれ行うときに、積層体１０やフレーム７０等が邪魔になりにくい。そのため、接続作業を容易に行うことができる。
その他、実施例１と同様の構成および作用効果を備える。
【符号の説明】
【００６３】
１  電力変換装置
２  半導体モジュール
２０  半導体素子
３  コンデンサ
３０  コンデンサ素子
４  コンデンサ端子
４１  端子本体部
５  直流バスバー
５１  バスバー本体部
６  接続部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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