(57)【要約】      （修正有）【課題】スイッチング素子の短絡時にモータの回生電力の発生を抑えることのできるインバータを提供する。【解決手段】電気自動車１００において、インバータ１０は、走行用のモータ５に交流電力を供給するデバイスであって、上アームスイッチング素子１２ａ−１２ｃと下アームスイッチング素子１３ａ−１３ｃの直列接続の複数の組が並列に接続されている。インバータ１０は、複数の上アーム遮断スイッチ１４ａ−１４ｃと、複数の下アーム遮断スイッチ１５ａ−１５ｃと、コントローラ９を備えている。それぞれの上アーム遮断スイッチは、対応する上アームスイッチング素子に直列に接続されている。それぞれの下アーム遮断スイッチは、対応する下アームスイッチング素子に直列に接続されている。コントローラ９は、いずれかのスイッチング素子が短絡した場合に対応する遮断スイッチを開くことで、短絡したスイッチング素子を回路から遮断する。【選択図】図１
2020054146.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行用のモータに交流電力を供給するインバータであって、上アームスイッチング素子と下アームスイッチング素子の直列接続の複数の組が並列に接続されているインバータであり、
それぞれの前記上アームスイッチング素子に直列に接続されている上アーム遮断スイッチと、
それぞれの前記下アームスイッチング素子に直列に接続されている下アーム遮断スイッチと、
いずれかの前記上アームスイッチング素子が短絡した場合に対応する前記上アーム遮断スイッチを開き、いずれかの前記下アームスイッチング素子が短絡した場合に対応する前記下アーム遮断スイッチを開くコントローラと、
を備えているインバータ。
【請求項２】
前記上アームスイッチング素子に並列に接続されている別の上アームスイッチング素子を備えているとともに並列に接続されている複数の前記上アームスイッチング素子が第１半導体モジュールに収容されており、
前記下アームスイッチング素子に並列に接続されている別の下アームスイッチング素子を備えているとともに並列に接続されている複数の前記下アームスイッチング素子が第２半導体モジュールに収容されており、
前記第１半導体モジュールに含まれている前記上アームスイッチング素子に対応する前記上アーム遮断スイッチと、前記第２半導体モジュールに含まれている前記下アームスイッチング素子に対応する前記下アーム遮断スイッチが第３半導体モジュールに収容されているとともに前記第３半導体モジュール内にて前記上アーム遮断スイッチと前記下アーム遮断スイッチが直列に接続されており、
前記第３半導体モジュールが前記第１半導体モジュールと前記第２半導体モジュールに挟まれている、請求項１に記載のインバータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書が開示する技術は、直流電力を、走行用のモータを駆動するための交流電力に変換するインバータに関する。
【背景技術】
【０００２】
インバータでは、上アームスイッチング素子と下アームスイッチング素子の直列接続の複数の組が並列に接続されている。走行用のモータに交流電力を供給するインバータでは、いずれかのスイッチング素子が短絡故障を生じた際、走行中の車両の慣性力によってモータが回生電力を発生する。回生電力は、短絡故障したスイッチング素子を通じてインバータを含む電気系統に流れ、電子部品に過大な負荷を加えるおそれがある。従って、スイッチング素子が短絡故障を生じた際、回生電力を抑制できることが望ましい。特許文献１に開示された技術では、短絡故障が検知された場合、検知した側（上アームあるいは下アーム）の残りの相のスイッチング素子もオンにすることで回生電力の発生を抑制する。特許文献２に開示された技術では、短絡故障が検知された場合、同相の異極のスイッチング素子をオンに保持し、残りの相のスイッチング素子をオフに保持することで、回生電力の発生を抑制する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２７８７９１号公報
【特許文献２】特開２０１６−２２０４４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本明細書は、特許文献１、２の技術とは異なる技術で、スイッチング素子の短絡時に回生電力の発生を抑制する技術を提供する。また、本明細書は、回生電力抑制の仕組みを実装するのに好適なインバータのハードウエア構成も提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本明細書が開示するインバータは、走行用のモータに交流電力を供給するデバイスであって、上アームスイッチング素子と下アームスイッチング素子の直列接続の複数の組が並列に接続されている。そのインバータは、複数の上アーム遮断スイッチと、複数の下アーム遮断スイッチと、コントローラを備えている。それぞれの上アーム遮断スイッチは、それぞれの上アームスイッチング素子に対応しており、対応する上アームスイッチング素子に直列に接続されている。それぞれの下アーム遮断スイッチは、それぞれの下アームスイッチング素子に対応しており、対応する下アームスイッチング素子に直列に接続されている。コントローラは、いずれかの上アームスイッチング素子が短絡した場合に対応する上アーム遮断スイッチを開き、いずれかの下アームスイッチング素子が短絡した場合に対応する下アーム遮断スイッチを開く。短絡検知の技術は、例えば特許文献１、２に開示の方法を採用すればよい。本明細書が開示するインバータは、それぞれのスイッチング素子に対して遮断スイッチを備え、遮断スイッチを開くことで、短絡したスイッチング素子を回路から切り離すことができる。残りのスイッチング素子を使って、回生電力の発生を抑制することができる。また、短絡したスイッチング素子を回路から切り離すので、残りの相のスイッチング素子を使って走行用モータに交流電力を供給し続けることも可能である。
【０００６】
本明細書は、複数の遮断スイッチを備えるのに好適なインバータのハードウエア構造も提供する。そのインバータは、上アームスイッチング素子に並列に接続されている別の上アームスイッチング素子と、下アームスイッチング素子に並列に接続されている別の下アームスイッチング素子を備えている。別の上アームスイッチング素子、および、別の下アームスイッチング素子は、複数個であってもよい。インバータは、第１−第３半導体モジュールを備えている。第１半導体モジュールには、並列に接続されている複数の上アームスイッチング素子が収容されている。第２半導体モジュールには、並列に接続されている複数の下アームスイッチング素子が収容されている。第３半導体モジュールには、第１半導体モジュールに含まれている上アームスイッチング素子に対応する上アーム遮断スイッチと、第２半導体モジュールに含まれている下アームスイッチング素子に対応する下アーム遮断スイッチが収容されている。第３半導体モジュール内にて上アーム遮断スイッチと下アーム遮断スイッチは直列に接続されている。第３半導体モジュールは、第１半導体モジュールと第２半導体モジュールに挟まれている。
【０００７】
上記の構造によると、第１−第３半導体モジュールの結線がシンプルになる（詳しくは実施例にて説明する）。本明細書が開示する技術の詳細とさらなる改良は以下の「発明を実施するための形態」にて説明する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１実施例のインバータを含む電気自動車のブロック図である。
【図２】コントローラが実行する異常発生時の処理のフローチャートである。
【図３】第２実施例のインバータを含む電気自動車のブロック図である。
【図４】第１半導体モジュールの斜視図である。
【図５】第１半導体モジュール内部の回路図である。
【図６】第３半導体モジュールの斜視図である。
【図７】第３半導体モジュール内部の回路図である。
【図８】第２実施例のインバータのハードウエアの平面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
（第１実施例）図１を参照して第１実施例のインバータ１０を説明する。インバータ１０は、電気自動車１００に搭載されている。図１に、インバータ１０を含む電気自動車１００のブロック図を示す。電気自動車１００は、メインバッテリ２、昇圧コンバータ３、インバータ１０、走行用モータ５を備えている。昇圧コンバータ３は、メインバッテリ２の出力電圧を昇圧する。昇圧された直流電力は、インバータ１０に入力される。インバータ１０は、入力された直流電力をモータ５の駆動に適した交流電力に変換する。昇圧コンバータ３とインバータ１０の間には平滑コンデンサ４が接続されている。
【００１０】
インバータ１０は、６個のスイッチング素子１２ａ−１２ｃ、１３ａ−１３ｃ、６個の遮断スイッチ１４ａ−１４ｃ、１５ａ−１５ｃ、６個の還流ダイオード８、電流センサ６、コントローラ９を備えている。スイッチング素子１２ａ−１２ｃ、１３ａ−１３ｃはトランジスタであり、典型的にはＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）である。遮断スイッチ１４ａ−１４ｃ、１５ａ−１５ｃもトランジスタであるが、それらにはノーマルクローズタイプのトランジスタが使われている。ノーマルクローズタイプのトランジスタとは、ゲートに電圧が印加されていないときにドレインとソース間が導通し、ゲートに所定の電圧を印加すると、ドレインとソースの間が遮断されるデバイスである。
【００１１】
スイッチング素子１２ａとスイッチング素子１３ａは、２個の遮断スイッチ１４ａ、１５ａを介して直列に接続されている。スイッチング素子１２ａ、１３ａのそれぞれに還流ダイオード８が逆並列に接続されている。スイッチング素子１２ａとスイッチング素子１３ａの直列接続は、インバータ１０の内部で高電圧の直流電力を伝送する正極線１１ａと負極線１１ｂの間に接続されている。正極線１１ａの側のスイッチング素子１２ａは、上アームスイッチング素子と呼ばれ、負極線１１ｂの側のスイッチング素子１３ａは、下アームスイッチング素子と呼ばれる。以下では、スイッチング素子１２ａを上アームＳＷ素子１２ａと称し、スイッチング素子１３ａを下アームＳＷ素子１３ａと称する。ここで、記号「ＳＷ」は「スイッチング」の略である。コントローラ９が、上アームＳＷ素子１２ａと下アームＳＷ素子１３ａを交互に開閉することで、上アームＳＷ素子１２ａと下アームＳＷ素子１３ａの直列接続の中点Ｑａから交流が出力される。
【００１２】
上アーム遮断スイッチ１４ａは、上アームＳＷ素子１２ａと中点Ｑａの間に接続されており、下アーム遮断スイッチ１５ａは、下アームＳＷ素子１３ａと中点Ｑａの間に接続されている。コントローラ９は、上アームＳＷ素子１２ａの短絡を検知すると、上アームＳＷ素子１２ａに対応する上アーム遮断スイッチ１４ａを開く。同様に、コントローラ９は、下アームＳＷ素子１３ａの短絡を検知すると、下アームＳＷ素子１３ａに対応する下アーム遮断スイッチ１５ａを開く。コントローラ９が実行する処理については後述する。
【００１３】
上アームＳＷ素子１２ｂ、下アームＳＷ素子１３ｂ、上アーム遮断スイッチ１４ｂ、下アーム遮断スイッチ１５ｂについても同様である。すなわち、上アームＳＷ素子１２ｂと下アームＳＷ素子１３ｂが遮断スイッチ１４ｂ、１５ｂを介して直列に接続されている。それぞれのＳＷ素子１２ｂ、１３ｂに還流ダイオード８が逆並列に接続されている。コントローラ９が、上アームＳＷ素子１２ｂと下アームＳＷ素子１３ｂを交互に開閉することで、上アームＳＷ素子１２ｂと下アームＳＷ素子１３ｂの直列接続の中点Ｑｂから交流が出力される。上アーム遮断スイッチ１４ｂは、上アームＳＷ素子１２ｂと中点Ｑｂの間に接続されており、下アーム遮断スイッチ１５ｂは、下アームＳＷ素子１３ｂと中点Ｑｂの間に接続されている。コントローラ９は、上アームＳＷ素子１２ｂの短絡を検知すると、上アームＳＷ素子１２ｂに対応する上アーム遮断スイッチ１４ｂを開く。同様に、コントローラ９は、下アームＳＷ素子１３ｂの短絡を検知すると、下アームＳＷ素子１３ｂに対応する下アーム遮断スイッチ１５ｂを開く。
【００１４】
上アームＳＷ素子１２ｃ、下アームＳＷ素子１３ｃ、上アーム遮断スイッチ１４ｃ、下アーム遮断スイッチ１５ｃについても同様であるので、説明は省略する。インバータ１０では、上アームＳＷ素子１２ａ（１２ｂ、１２ｃ）と下アームＳＷ素子１３ａ（１３ｂ、１３ｃ）の直列接続の複数の組が、正極線１１ａと負極線１１ｂの間で並列に接続されている。
【００１５】
上アームＳＷ素子１２ａ−１２ｃと下アームＳＷ素子１３ａ−１３ｃのそれぞれの直列接続の中点Ｑａ、Ｑｂ、Ｑｃから交流が出力される。コントローラ９は、３相の交流が相互に１２０度の位相差で出力されるように、各ＳＷ素子を制御する。直列接続の中点Ｑａ、Ｑｂ、Ｑｃからモータ５へ電力を送る送電経路には電流センサ６が備えられている。電流センサ６は三相各相の電流を計測してコントローラ９へ送る。コントローラ９は、電流センサ６の計測値をモニタしながら、ＳＷ素子１２ａ−１２ｃ、１３ａ−１３ｃをフィードバック制御する。
【００１６】
コントローラ９は、走行中にインバータ１０の異常を検知すると、図２の処理を実行する。図２に、異常発生時の処理のフローチャートを示す。図２の処理は、コントローラ９がインバータ１０になんらかの異常を検知すると開始される。走行中にいずれかのＳＷ素子が短絡故障を生じると、車両の慣性力によってモータ５に回生電力が発生する。短絡故障によって発生した回生電力は、短絡したＳＷ素子を通じてインバータ１０および、昇圧コンバータ３に流れ込む。回生電力が特定の電子部品に集中するとその電子部品がダメージを受けるおそれがある。また、回生電力の発生は、モータ５の回転に対する制動力となって現れる。したがって、短絡故障が生じたときには回生電力の発生を抑制することが望ましい。図２の処理は、短絡故障に対する処理を表している。
【００１７】
インバータ１０で異常が検知されるとコントローラ９は、まず、すべてのＳＷ素子１２ａ−１２ｃ、１３ａ−１３ｃを開く（ステップＳ２）。次に、電流センサ６の計測値使って三相各相の電流をチェックする（ステップＳ３）。三相とも電流がゼロであれば（ステップＳ３：ＹＥＳ）、短絡は生じていないことになるので、コントローラ９は、短絡以外の故障対応処理を実行する。短絡以外の故障対応処理については説明を省略する。
【００１８】
２相、または３相に電流が流れている場合には、複数相で短絡が生じていることを意味する。そのような場合（ステップＳ４：ＹＥＳ）には、コントローラ９は、多相同時の短絡対策処理を実行する。多相同時の短絡対策処理についても説明は省略する。
【００１９】
全てのＳＷ素子を開いたにも関わらず、特定の相で電流が流れている場合には、その相で短絡故障が発生していると判断することができる（ステップＳ５）。その場合、コントローラ９は、流れている電流の方向から、短絡しているのが上アームＳＷ素子であるのか、下アームＳＷ素子であるのかを判別する（ステップＳ６）。ステップＳ６の処理により短絡故障しているＳＷ素子が特定できると、コントローラ９は、特定されたＳＷ素子に対応する遮断スイッチを開く（ステップＳ７）。短絡したＳＷ素子への電流が遮断できるので、回生電力の発生を抑制できる。
【００２０】
図２の処理が終了したのち、コントローラ９は、可能であれば、正常な２相のＳＷ素子と、短絡したＳＷ素子とは反対側のアームのＳＷ素子を使って走行を継続する。その場合、正常な２相では通常の交流を出力し、一方のアームが遮断された相では半波の交流を出力する。一つの相が半波の交流しか出力できなので、モータ５を円滑に回転させることはできないが、トルクを出力させることは可能であるので、走行を継続することはできる。
【００２１】
あるいは、コントローラ９は、短絡故障したＳＷ素子に対応する遮断スイッチを開状態に保持したまま、他のＳＷ素子も開状態に保持し、車両を停止する。
【００２２】
インバータ１０は、短絡故障したＳＷ素子に対応した遮断スイッチを開くことで、回生電力の発生を抑制することができる。
【００２３】
（第２実施例）次に、図３−図８を参照して第２実施例のインバータ１０ａを説明する。図３に、インバータ１０ａを含む電気自動車１００のブロック図を示す。図３の回路は、図１の回路に対して、上アームＳＷ素子１２ａ−１２ｃの箇所がそれぞれ第１半導体モジュール２０ａ−２０ｃに置き換えられ、下アームＳＷ素子１３ａ−１３ｃの箇所がそれぞれ第２半導体モジュール２９ａ−２９ｃに置き換えられている点で相違するのみである。第１、第２半導体モジュール２０ａ、２９ａは、複数のスイッチング素子を収容しているモジュールである。第１、第２半導体モジュール２０ａ、２９ａの内部で複数のスイッチング素子は並列に接続されている。第２実施例のインバータ１０ａは、第１実施例のインバータ１０の上アームＳＷ素子と下アームＳＷ素子のそれぞれに別のＳＷ素子が並列に接続されたものである。各相の上アームＳＷ素子と下アームＳＷ素子をそれぞれ複数のＳＷ素子の並列接続で構成することで、１個当たりのＳＷ素子の負荷が軽減され、インバータ１０ａの全体での許容電力を大きくすることができる。
【００２４】
本実施例では、遮断スイッチを追加するのに好適なインバータのハードウエアを提示する。なお、図３に示した昇圧コンバータ３、インバータ１０ａ、平滑コンデンサ４は、一つの筐体に収容されている。
【００２５】
後に説明するが、直列に接続されている上アーム遮断スイッチ１４ａと下アーム遮断スイッチ１５ａも、一つの半導体モジュール（第３半導体モジュール３０ａ）に収容されている。遮断スイッチ１４ｂ、１５ｂも、一つの半導体モジュール（第３半導体モジュール３０ｂ）に収容されており、遮断スイッチ１４ｃ、１５ｃも、一つの半導体モジュール３０ｃに収容されている。
【００２６】
図４に、第１半導体モジュール２０ａの斜視図を示し、図５に第１半導体モジュール２０ａの内部の回路図を示す。
【００２７】
第１半導体モジュール２０ａは、扁平な樹脂製のパッケージ２１の内部に２個の半導体チップ２２ａ、２２ｂが埋設されたデバイスである。半導体チップ２２ａ、２２ｂは、それぞれ、ＳＷ素子とダイオードの逆並列接続回路を実現している。図５に示すように、半導体チップ２２ａでは、上アームＳＷ素子１２ａと還流ダイオード８が逆並列に接続されている。半導体チップ２２ｂでは、別の上アームＳＷ素子１２ｄと還流ダイオード８が逆並列に接続されている。そして、半導体チップ２２ａ、２２ｂが並列に接続されている。すなわち、第１半導体モジュール２０ａの内部で、上アームＳＷ素子１２ａと、別の上アームＳＷ素子１２ｄが並列に接続されている。
【００２８】
説明の便宜上、図４の座標系における＋Ｚ方向を「上」と定義する。パッケージ２１の上面から２個のパワー端子（負極パワー端子２４Ｎ、正極パワー端子２４Ｐ）が伸びており、パッケージ２１の下面からは複数の制御端子２３ａ、２３ｂが伸びている。負極パワー端子２４Ｎは、パッケージ２１の長手方向（図中のＹ方向）の中央に位置している。
【００２９】
正極パワー端子２４Ｐは、２個の上アームＳＷ素子１２ａ、１２ｄの並列接続の正極側に接続されており、負極パワー端子２４Ｎは、２個の上アームＳＷ素子１２ａ、１２ｄの並列接続の負極側に接続されている。図５では図示を省略しているが、制御端子２３ａは、半導体チップ２２ａに接続されており、上アームＳＷ素子１２ａのゲート電極に接続されているゲート端子、上アームＳＷ素子１２ａのセンスエミッタ電極に接続されている端子、あるいは、半導体チップ２２ａが内蔵する温度センサの電極に接続されている端子などが含まれている。制御端子２３ｂは、半導体チップ２２ｂに関する電極などに接続されている。第１半導体モジュール２０ｂ、２０ｃの構造は、第１半導体モジュール２０ａの構造と同じであるので図示と説明は省略する。
【００３０】
また、第２半導体モジュール２９ａ−２９ｃの構造も第１半導体モジュール２０ａと同じであるので図示と説明は省略する。なお、第２半導体モジュール２９ａ−２９ｃでは、図５の上アームＳＷ素子１２ａ、１２ｄを、下アームＳＷ素子と読み替えるものとする。
【００３１】
図６に、第３半導体モジュール３０ａの斜視図を示し、図７に第３半導体モジュール３０ａの内部の回路図を示す。
【００３２】
第３半導体モジュール３０ａは、扁平な樹脂製のパッケージ３１の内部に２個のスイッチ（上アーム遮断スイッチ１４ａと下アーム遮断スイッチ１５ａ）が埋設されたデバイスである。パッケージ３１の上面から３個のパワー端子（出力パワー端子３４Ｏ、負極パワー端子３４Ｎ、正極パワー端子３４Ｐ）が伸びており、下面からは複数の制御端子３３ａ、３３ｂが伸びている。負極パワー端子３４Ｎは、パッケージ３１の長手方向（図中のＹ方向）の中央に位置している。
【００３３】
図７に示すように、上アーム遮断スイッチ１４ａと下アーム遮断スイッチ１５ａはいずれもトランジスタである。上アーム遮断スイッチ１４ａと下アーム遮断スイッチ１５ａは、ノーマルクローズ型のトランジスタである。上アーム遮断スイッチ１４ａと下アーム遮断スイッチ１５ａはパッケージ３１の内部で直列に接続されており、直列接続の高電位端が正極パワー端子３４Ｐに接続されており、低電位端が負極パワー端子３４Ｎに接続されている。直列接続の中点は出力パワー端子３４Ｏに接続されている。出力パワー端子３４Ｏは、図３の中点Ｑａに対応する。
【００３４】
制御端子３３ａは、上アーム遮断スイッチ１４ａのゲート電極やセンスエミッタに接続されている端子群であり、制御端子３３ｂは、下アーム遮断スイッチ１５ａのゲート電極やセンスエミッタに接続されている端子群である。図７では制御端子３３ａ、３３ｂの図示は省略した。他の第３半導体モジュール３０ｂ、３０ｃの構造は、第３半導体モジュール３０ａの構造と同じであるので図示と説明は省略する。
【００３５】
図３に示したように、インバータ１０ａは、３個の第１半導体モジュール２０ａ−２０ｃ、３個の第２半導体モジュール２９ａ−２９ｃ、３個の第３半導体モジュール３０ａ−３０ｃを含んでいる。それら半導体モジュールの配置を、図８を参照して説明する。
【００３６】
図８は、図３に示したインバータ１０ａと電流センサ６と平滑コンデンサ４のアセンブリの平面図である。先に述べたように、図３に示した昇圧コンバータ３と平滑コンデンサ４とインバータ１０ａは、ひとつの筐体に収容されており、図８はその筐体の内部の一部を示した平面図に相当する。複数の半導体モジュール２０ａ、２９ａ、３０ａは、複数の扁平な冷却器４１とともに積層されている。図８では、積層体の両端の冷却器のみに符号４１を付し、残りの冷却器には符号を省略した。図８では、理解を助けるため、バスバ（後述）はグレーで示してある。
【００３７】
複数の半導体モジュールは、複数の冷却器４１と１個ずつ交互に積層されている。それぞれの半導体モジュールは、先に述べたように、扁平であり、両側の幅広面に冷却器４１が接している。それぞれの半導体モジュールは両方の幅広面に冷却器４１が接しているので効率よく冷却される。
【００３８】
第２半導体モジュール３０ａは、第１半導体モジュール２０ａと第３半導体モジュール２９ａに挟まれている。第１、第２半導体モジュール２０ａ、２９ａにおいて、負極パワー端子２４Ｎはパッケージの長手方向の中央に位置しており、第３半導体モジュール３０ａの負極パワー端子３４Ｎも、パッケージの長手方向の中央に位置している。したがって、第１−第３半導体モジュール２０ａ、３０ａ、２９ａの負極パワー端子２４Ｎ、３４Ｎ、は、半導体モジュールと冷却器の積層方向（図中のＸ方向）で一列に並ぶ。一方、第１半導体モジュール２０ａの正極パワー端子２４Ｐは、負極パワー端子２４Ｎの図中の下側に位置しており、第２半導体モジュール２９ａの正極パワー端子２４Ｐは、負極パワー端子２４Ｎの図中の上側に位置している。すなわち、第１半導体モジュール２０ａと第２半導体モジュール２９ａは背中合わせに配置されている。
【００３９】
上アームＳＷ素子を収容している第１半導体モジュール２０ａの正極パワー端子２４Ｐと平滑コンデンサ４（の正極）が、直線的なバスバ４２で接続されている。なお、バスバとは、内部抵抗の小さい金属板で作られた導体である。バスバは、大電力を伝送するのに用いられる導体の総称である。下アームＳＷ素子を収容している第２半導体モジュール２９ａの負極パワー端子２４Ｎと平滑コンデンサ４（の負極）が、直線的なバスバ４６で接続されている。
【００４０】
第１半導体モジュール２０ａの負極パワー端子２４Ｎと第３半導体モジュール３０ａの正極パワー端子３４Ｐは、クランク形状のバスバ４３で接続されており、第２半導体モジュール２９ａの正極パワー端子２４Ｐと第３半導体モジュール３０ａの負極パワー端子３４Ｎはクランク形状のバスバ４５で接続されている。図３の中点Ｑａに相当する第３半導体モジュール３０ａの出力パワー端子３４Ｏは、バスバ４４で電流センサ６に接続されている。バスバ４４は電流センサ６を貫通している。電流センサ６を貫通しているバスバ４４の先端４４ａは、モータ５（図３参照）に電力を伝送するパワーケーブルと接続される端子となる。
【００４１】
図８に示されているように、第１−第３半導体モジュール２０ａ、３０ａ、２９ａは、いくつかのバスバ４２−４６により、簡潔に接続される。これは、遮断スイッチ１４ａ、１５ａを収容した第３半導体モジュール３０ａを、第１半導体モジュール２０ａと第２半導体モジュール２９ａで挟むレイアウトによって得られる。
【００４２】
図８では符号を省略しているが、第１−第３半導体モジュール２０ｂ、３０ｂ、２９ｂとそれらを接続するバスバのレイアウトについても同様である。第１−第３半導体モジュール２０ｃ、３０ｃ、２９ｃとそれらを接続するバスバのレイアウトについても同様である。
【００４３】
実施例で説明した技術に関する留意点を述べる。第２実施例のインバータでは、上アームと下アームのそれぞれで２個のＳＷ素子が並列に接続されている。上アームと下アームのそれぞれで３個以上のＳＷ素子が並列に接続されていてもよい。その場合でも、図８に示したレイアウトが実現できる。第２実施例のインバータ１０ａでは、直角にクランク状に屈曲したバスバ４３、４５が用いられている。バスバ４３、４５は、直角に折れ曲がっていなくともよい。バスバ４３、４５は、角度の浅いクランク状に屈曲していてもよい。
【００４４】
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
【符号の説明】
【００４５】
２：メインバッテリ
３：昇圧コンバータ
４：平滑コンデンサ
５：モータ
６：電流センサ
８：還流ダイオード
９：コントローラ
１０、１０ａ：インバータ
１２ａ−１２ｄ：上アームスイッチング素子
１３ａ−１３ｃ：下アームＳＷ素子
１４ａ−１４ｃ：上アーム遮断スイッチ
１５ａ−１５ｃ：下アーム遮断スイッチ
２０ａ−２０ｃ：第１半導体モジュール
２１、３１：パッケージ
２２ａ、２２ｂ：半導体チップ
２４Ｎ、２４Ｐ、３４Ｎ、３４Ｐ、３４Ｏ：パワー端子
２９ａ−２９ｃ：第２半導体モジュール
３０ａ−３０ｃ：第３半導体モジュール
４１：冷却器
４２−４６：バスバ
１００：電気自動車
【図１】
2020054146.tif 000003
【図２】
2020054146.tif 000004
【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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