(57)【要約】【課題】浮遊インダクタンスの増大を抑制する。【解決手段】素子ユニット６０は、ハイサイドアーム及びローサイドアームの各トランジスタＵＨ，ＵＬと、正極バスバーＰＩ及び負極バスバーＮＩがＺ軸方向で離間して互いに向かい合って配置されて成る導電体組６７と、第１バスバー５１とを備える。第１バスバー５１は、第１絶縁基板６１と第２絶縁基板６２との間をＺ軸方向に延びて、第１絶縁基板６１及び第２絶縁基板６２の各銅板と電気的に接続されている。【選択図】図１
2019140254.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハイサイドアーム素子と、
ローサイドアーム素子と、
前記ハイサイドアーム素子の第１面と電気的に接続される正極側導電体と、前記ローサイドアーム素子の第１面と電気的に接続される負極側導電体とが、所定方向で離間して互いに向かい合って配置されて成る導電体組と、
前記ハイサイドアーム素子の第２面と電気的に接続される第１導電体と、
前記ローサイドアーム素子の第２面と電気的に接続される第２導電体と、
前記ハイサイドアーム素子及び前記ローサイドアーム素子と電気的に接続される入出力導電体と、
を備え、
前記入出力導電体は、前記第１導電体と前記第２導電体との間を前記所定方向に延びて、前記第１導電体及び前記第２導電体と電気的に接続されている、
ことを特徴とする素子ユニット。
【請求項２】
前記所定方向において、前記第２導電体と、前記ローサイドアーム素子と、前記負極側導電体と、前記正極側導電体と、前記ハイサイドアーム素子と、前記第１導電体と、が順に配置されている、
ことを特徴とする請求項１に記載の素子ユニット。
【請求項３】
前記所定方向から見て、前記ハイサイドアーム素子、前記導電体組、及び前記ローサイドアーム素子は、互いに重なる部分を有し、
ことを特徴とする請求項２に記載の素子ユニット。
【請求項４】
前記所定方向から見て、前記導電体組は、前記ハイサイドアーム素子及び前記ローサイドアーム素子に重なる部分を有し、
前記所定方向から見て、前記ハイサイドアーム素子及び前記ローサイドアーム素子は、互いに重ならない位置に配置されている、
ことを特徴とする請求項２に記載の素子ユニット。
【請求項５】
前記所定方向から見て、前記入出力導電体は、前記正極側導電体及び前記負極側導電体に重ならない位置に配置されている、
ことを特徴とする請求項１から請求項４の何れか１項に記載の素子ユニット。
【請求項６】
前記ハイサイドアーム素子の前記第１面及び前記正極側導電体と電気的に接続される第３導電体と、
前記ローサイドアーム素子の前記第１面及び前記負極側導電体と電気的に接続される第４導電体と、
を備え、
前記所定方向において、前記第３導電体と、前記正極側導電体と、前記負極側導電体と、前記第４導電体と、が順に配置され、
前記所定方向から見て、前記第３導電体と、前記ハイサイドアーム素子と、前記第１導電体と、が順に重なる部分を有し、
前記所定方向から見て、前記第２導電体と、前記ローサイドアーム素子と、前記第４導電体と、が順に重なる部分を有している、
ことを特徴とする請求項１に記載の素子ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、素子ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、第１方向（積層方向）に積層して配置された複数の半導体モジュールを備えるパワーコントロールユニットが知られている（例えば、特許文献１参照）。このパワーコントロールユニットの各半導体モジュールは、第１方向に直交する第２方向（配列方向）に並んで配置された第１半導体素子及び第２半導体素子を備えている。第１半導体素子及び第２半導体素子は、互いの表面（例えば、ゲート電極が設けられるアクティブ面など）を第１方向に直交させて配置されている。各半導体モジュールは、第１方向及び第２方向に直交するとともに各素子の表面に平行な第３方向に向かって引き出された３つのバスバー、つまり２つの電源接続端子用のバスバー及び出力端子用のバスバーを備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−２３５０８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記従来技術に係るパワーコントロールユニットにおいて、各半導体モジュールの２つの電源接続端子用のバスバー（つまり正極側バスバー及び負極側バスバー）が外部のコンデンサ及び電源に接続されると、コンデンサ、第１半導体素子、及び第２半導体素子による直列回路が形成される。この直列回路においては、浮遊インダクタンスを低減することによって、第１半導体素子及び第２半導体素子のスイッチング動作に伴うサージ電圧を小さくすることが望まれている。
【０００５】
しかしながら、上記従来技術の各半導体モジュールのように、正極側バスバー及び負極側バスバーが、第１半導体素子及び第２半導体素子の配列方向に離れた位置から引き出された場合、各バスバーの自己インダクタンスに起因して直列回路の全浮遊インダクタンスが増大するという問題が生じる。
【０００６】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、浮遊インダクタンスの増大を抑制することが可能な素子ユニットを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決して係る目的を達成するために、本発明は以下の態様を採用した。
（１）本発明の一態様に係る素子ユニットは、ハイサイドアーム素子（例えば、実施形態での各トランジスタＵＨ，ＶＨ，ＷＨ，Ｓ１）と、ローサイドアーム素子（例えば、実施形態での各トランジスタＵＬ，ＶＬ，ＷＬ，Ｓ２）と、前記ハイサイドアーム素子の第１面（例えば、実施形態でのコレクタ側の表面ＣＳ）と電気的に接続される正極側導電体（例えば、実施形態での各正極バスバーＰＩ，ＰＶ）と、前記ローサイドアーム素子の第１面（例えば、実施形態でのエミッタ側の表面ＥＳ）と電気的に接続される負極側導電体（例えば、実施形態での各負極バスバーＮＩ，ＮＶ）とが、所定方向（例えば、実施形態でのＺ軸方向）で離間して互いに向かい合って配置されて成る導電体組（例えば、実施形態での導電体組６７，７９，８７）と、前記ハイサイドアーム素子の第２面（例えば、実施形態でのエミッタ側の表面ＥＳ）と電気的に接続される第１導電体（例えば、実施形態での第２銅板６１ｃ，７１ｃ，８１ｃ）と、前記ローサイドアーム素子の第２面（例えば、実施形態でのコレクタ側の表面ＣＳ）と電気的に接続される第２導電体（例えば、実施形態での第２銅板６２ｃ，７２ｃ，８２ｃ）と、前記ハイサイドアーム素子及び前記ローサイドアーム素子と電気的に接続される入出力導電体（例えば、実施形態での第１バスバー５１、第２バスバー５２、第３バスバー５３）と、を備え、前記入出力導電体は、前記第１導電体と前記第２導電体との間を前記所定方向に延びて、前記第１導電体及び前記第２導電体と電気的に接続されている。
【０００８】
（２）上記（１）に記載の素子ユニットでは、前記所定方向において、前記第２導電体と、前記ローサイドアーム素子と、前記負極側導電体と、前記正極側導電体と、前記ハイサイドアーム素子と、前記第１導電体と、が順に配置されてもよい。
【０００９】
（３）上記（２）に記載の素子ユニットでは、前記所定方向から見て、前記ハイサイドアーム素子、前記導電体組、及び前記ローサイドアーム素子は、互いに重なる部分を有してもよい。
【００１０】
（４）上記（２）に記載の素子ユニットでは、前記所定方向から見て、前記導電体組は、前記ハイサイドアーム素子及び前記ローサイドアーム素子に重なる部分を有し、前記所定方向から見て、前記ハイサイドアーム素子及び前記ローサイドアーム素子は、互いに重ならない位置に配置されてもよい。
【００１１】
（５）上記（１）から（４）の何れか１つに記載の素子ユニットでは、前記所定方向から見て、前記入出力導電体は、前記正極側導電体及び前記負極側導電体に重ならない位置に配置されてもよい。
【００１２】
（６）上記（１）に記載の素子ユニットでは、前記ハイサイドアーム素子の前記第１面及び前記正極側導電体と電気的に接続される第３導電体（例えば、実施形態での第３銅板８２ｄ）と、前記ローサイドアーム素子の前記第１面及び前記負極側導電体と電気的に接続される第４導電体（例えば、実施形態での第３銅板８１ｄ）と、を備え、前記所定方向において、前記第３導電体と、前記正極側導電体と、前記負極側導電体と、前記第４導電体と、が順に配置され、前記所定方向から見て、前記第３導電体と、前記ハイサイドアーム素子と、前記第１導電体と、が順に重なる部分を有し、前記所定方向から見て、前記第２導電体と、前記ローサイドアーム素子と、前記第４導電体と、が順に重なる部分を有してもよい。
【発明の効果】
【００１３】
上記（１）によれば、正極側導電体及び負極側導電体は、互いに向かい合って延びているので、相互の電流の流れる向きが逆方向となることで、相互の磁束の打ち消し作用によって浮遊インダクタンスを低減することができる。また、正極側導電体及び負極側導電体の各々は、互いに向かい合っていない部位での長さが増大することは抑制されている。つまり、正極側導電体及び負極側導電体は、相互の磁束の打ち消し作用及び長さの増大抑制によって、浮遊インダクタンスを低減することができる。
【００１４】
上記（２）の場合、第２導電体と、ローサイドアーム素子と、負極側導電体と、正極側導電体と、ハイサイドアーム素子と、第１導電体と、を効率的に配置しながら電気的接続を行うことができ、浮遊インダクタンスの増大を抑制することができる。
【００１５】
上記（３）の場合、ハイサイドアーム素子と、導電体組と、ローサイドアーム素子とが、互いに重なる位置に配置されているので、素子ユニットの平面的なサイズ（面積）が増大することを抑制することができる。
【００１６】
上記（４）の場合、ハイサイドアーム素子及びローサイドアーム素子は、互いに重ならない位置に配置されているので、相互の熱的な干渉を抑制することができる。例えば、ハイサイドアーム素子及びローサイドアーム素子の何れかの発熱が、他の素子に伝わってしまうことを抑制することができる。
【００１７】
上記（５）の場合、入出力導電体は、正極側導電体及び負極側導電体とは干渉しない位置に配置されているので、入出力導電体を素子ユニットの外部に容易に引き出すことができる。
【００１８】
上記（６）の場合、ハイサイドアーム素子及びローサイドアーム素子の各々は、所定方向から見て正極側導電体と負極側導電体とを絶縁する絶縁部材とは重ならない位置に配置されているとともに、所定方向の両側から冷却することが可能となり、熱抵抗の増大を抑制して冷却性能を向上させることができる。また、素子ユニットの所定方向の厚みが増大することを抑制し、コンパクトな配置とすることで、浮遊インダクタンスの増大を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施形態の第１実施例に係る素子ユニットの構成を模式的に示す斜視図である。
【図２】図１に示すＡ−Ａ線の位置でＹ−Ｚ平面により切断した断面図において電流経路を示す図である。
【図３】本発明の実施形態の第１実施例に係る素子ユニットの構成を模式的に示す分解斜視図である。
【図４】本発明の実施形態の第１実施例に係る素子ユニットを備える電力変換装置を搭載する車両の一部の構成を示す図である。
【図５】本発明の実施形態の第１実施例に係る素子ユニットのハイサイドアーム素子及びローサイドアーム素子と平滑コンデンサとによって形成される直列回路における全浮遊インダクタンスを模式的に示す図である。
【図６】本発明の実施形態の第１実施例に係る素子ユニットのハイサイドアーム素子及びローサイドアーム素子の電流、電圧、及びスイッチング損失の一例を示す図であり、サージ電圧の変化に伴うスイッチング損失の変化を示す図である。
【図７】本発明の実施形態の第２実施例に係る素子ユニットの構成を模式的に示す斜視図である。
【図８】図７に示すＢ−Ｂ線の位置でＹ−Ｚ平面により切断した断面図である。
【図９】本発明の実施形態の第２実施例に係る素子ユニットの構成を模式的に示す分解斜視図において電流経路を示す図である。
【図１０】本発明の実施形態の第３実施例に係る素子ユニットの構成を模式的に示す斜視図である。
【図１１】図１０に示すＣ−Ｃ線の位置でＹ−Ｚ平面により切断した断面図である。
【図１２】図１０に示すＤ−Ｄ線の位置でＹ−Ｚ平面により切断した断面図である。
【図１３】本発明の実施形態の第３実施例に係る素子ユニットの構成を模式的に示す分解斜視図において正極側の電流経路を示す図である。
【図１４】本発明の実施形態の第３実施例に係る素子ユニットの構成を模式的に示す分解斜視図において負極側の電流経路を示す図である。
【図１５】本発明の実施形態の第３実施例に係る素子ユニットの組み立て工程における第１の状態を模式的に示す斜視図である。
【図１６】本発明の実施形態の第３実施例に係る素子ユニットの組み立て工程における第２の状態を模式的に示す斜視図である。
【図１７】本発明の実施形態の第３実施例に係る素子ユニットの組み立て工程における第３の状態を模式的に示す斜視図である。
【図１８】本発明の実施形態の第３実施例に係る素子ユニットの組み立て工程における第４の状態を模式的に示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の素子ユニットの実施形態について添付図面を参照しながら説明する。
【００２１】
本実施形態による素子ユニットは、例えば電力変換装置の一部を構成している。電力変換装置は、モータとバッテリとの間の電力授受を制御する。例えば、電力変換装置は、電動車両等に搭載されている。電動車両は、電気自動車、ハイブリッド車両、及び燃料電池車両等である。電気自動車は、バッテリを動力源として駆動する。ハイブリッド車両は、バッテリ及び内燃機関を動力源として駆動する。燃料電池車両は、燃料電池を駆動源として駆動する。
【００２２】
（第１実施例）
図１は、本発明の実施形態の第１実施例に係る素子ユニット６０の構成を模式的に示す斜視図である。図２は、図１に示すＡ−Ａ線の位置でＹ−Ｚ平面により切断した断面図において電流経路を示す図である。図３は、本発明の実施形態の第１実施例に係る素子ユニット６０の構成を模式的に示す分解斜視図である。図４は、本発明の実施形態に係る素子ユニット６０を備える電力変換装置１を搭載する車両１０の一部の構成を示す図である。
【００２３】
＜車両＞
図４に示すように、車両１０は、電力変換装置１に加えて、バッテリ１１（ＢＡＴＴ）と、走行駆動用の第１モータ１２（ＭＯＴ）、発電用の第２モータ１３（ＧＥＮ）と、を備えている。
バッテリ１１は、バッテリケースと、バッテリケース内に収容される複数のバッテリモジュールと、を備えている。バッテリモジュールは、直列に接続される複数のバッテリセルを備えている。バッテリ１１は、電力変換装置１の直流コネクタ１ａに接続される正極端子ＰＢ及び負極端子ＮＢを備えている。正極端子ＰＢ及び負極端子ＮＢは、バッテリケース内において直列に接続される複数のバッテリモジュールの正極端及び負極端に接続されている。
【００２４】
第１モータ１２は、バッテリ１１から供給される電力によって回転駆動力（力行動作）を発生させる。第２モータ１３は、回転軸に入力される回転駆動力によって発電電力を発生させる。ここで、第２モータ１３には、内燃機関の回転動力が伝達可能に構成されている。例えば、第１モータ１２及び第２モータ１３の各々は、３相交流のブラシレスＤＣモータである。３相は、Ｕ相、Ｖ相、及びＷ相である。第１モータ１２及び第２モータ１３の各々は、インナーロータ型である。各モータ１２，１３は、界磁用の永久磁石を有する回転子と、回転子を回転させる回転磁界を発生させるための３相のステータ巻線を有する固定子と、をそれぞれ備えている。第１モータ１２の３相のステータ巻線は、電力変換装置１の第１の３相コネクタ１ｂに接続されている。第２モータ１３の３相のステータ巻線は、電力変換装置１の第２の３相コネクタ１ｃに接続されている。
【００２５】
＜電力変換装置＞
電力変換装置１は、パワーモジュール２１と、リアクトル２２と、コンデンサユニット２３と、抵抗器２４と、第１電流センサ２５と、第２電流センサ２６と、第３電流センサ２７と、電子制御ユニット２８（ＭＯＴ  ＧＥＮ  ＥＣＵ）と、ゲートドライブユニット２９（Ｇ／Ｄ  ＶＣＵ  ＥＣＵ）と、を備えている。
パワーモジュール２１は、第１電力変換回路部３１と、第２電力変換回路部３２と、第３電力変換回路部３３と、を備えている。第１電力変換回路部３１は、第１の３相コネクタ１ｂによって第１モータ１２の３相のステータ巻線に接続されている。第１電力変換回路部３１は、バッテリ１１から第３電力変換回路部３３を介して入力される直流電力を３相交流電力に変換する。第２電力変換回路部３２は、第２の３相コネクタ１ｃによって第２モータ１３の３相のステータ巻線に接続されている。第２電力変換回路部３２は、第２モータ１３から入力される３相交流電力を直流電力に変換する。第２電力変換回路部３２によって変換された直流電力は、バッテリ１１及び第１電力変換回路部３１の少なくとも一方に供給することが可能である。
【００２６】
第１電力変換回路部３１及び第２電力変換回路部３２の各々は、ブリッジ接続される複数のスイッチング素子によって形成されるブリッジ回路を備えている。例えば、スイッチング素子は、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）、又はＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semi-conductor Field Effect Transistor）等のトランジスタである。例えば、ブリッジ回路においては、対を成すハイサイドアーム及びローサイドアームＵ相トランジスタＵＨ，ＵＬと、対を成すハイサイドアーム及びローサイドアームＶ相トランジスタＶＨ，ＶＬと、対を成すハイサイドアーム及びローサイドアームＷ相トランジスタＷＨ，ＷＬとが、それぞれブリッジ接続されている。本実施形態では、Ｕ、Ｖ、Ｗ相のそれぞれにおいて、ハイサイドアーム及びローサイドアームのトランジスタ同士（例えば、Ｕ相のハイサイドアームＵ相トランジスタＵＨ及びローサイドアームＵ相トランジスタＵＬ同士）が、１つの素子ユニット６０を構成している。
【００２７】
ハイサイドアームの各トランジスタＵＨ，ＶＨ，ＷＨは、コレクタが正極バスバーＰＩに接続されてハイサイドアームを構成している。各相においてハイサイドアームの各正極バスバーＰＩは、コンデンサユニット２３の正極バスバー５０ｐに接続されている。
ローサイドアームの各トランジスタＵＬ，ＶＬ，ＷＬは、エミッタが負極バスバーＮＩに接続されてローサイドアームを構成している。各相においてローサイドアームの各負極バスバーＮＩは、コンデンサユニット２３の負極バスバー５０ｎに接続されている。
【００２８】
各相においてハイサイドアームの各トランジスタＵＨ，ＶＨ，ＷＨのエミッタは、接続点ＴＩにおいてローサイドアームの各トランジスタＵＬ，ＶＬ，ＷＬのコレクタに接続されている。
第１電力変換回路部３１の各相において接続点ＴＩを形成する第１バスバー５１は第１入出力端子Ｑ１に接続されている。第１入出力端子Ｑ１は、第１の３相コネクタ１ｂに接続されている。第１電力変換回路部３１の各相の接続点ＴＩは、第１バスバー５１、第１入出力端子Ｑ１、及び第１の３相コネクタ１ｂを介して第１モータ１２の各相のステータ巻線に接続されている。
【００２９】
第２電力変換回路部３２の各相において接続点ＴＩを形成する第２バスバー５２は第２入出力端子Ｑ２に接続されている。第２入出力端子Ｑ２は、第２の３相コネクタ１ｃに接続されている。第２電力変換回路部３２の各相の接続点ＴＩは、第２バスバー５２、第２入出力端子Ｑ２、及び第２の３相コネクタ１ｃを介して第２モータ１３の各相のステータ巻線に接続されている。
ブリッジ回路は、各トランジスタＵＨ，ＵＬ，ＶＨ，ＶＬ，ＷＨ，ＷＬのコレクタ−エミッタ間においてエミッタからコレクタに向けて順方向となるように接続されるダイオードを備えている。
【００３０】
第１電力変換回路部３１及び第２電力変換回路部３２の各々は、ゲートドライブユニット２９から各トランジスタＵＨ，ＶＨ，ＷＨ，ＵＬ，ＶＬ，ＷＬのゲートに入力されるスイッチング指令であるゲート信号に基づき、各相のトランジスタ対のオン（導通）／オフ（遮断）を切り替える。第１電力変換回路部３１は、バッテリ１１から第３電力変換回路部３３を介して入力される直流電力を３相交流電力に変換し、第１モータ１２の３相のステータ巻線への通電を順次転流させることで、３相のステータ巻線に交流のＵ相電流、Ｖ相電流、及びＷ相電流を通電する。第２電力変換回路部３２は、第２モータ１３の回転に同期がとられた各相のトランジスタ対のオン（導通）／オフ（遮断）駆動によって、第２モータ１３の３相のステータ巻線から出力される３相交流電力を直流電力に変換する。
【００３１】
第３電力変換回路部３３は、電圧コントロールユニット（ＶＣＵ）である。第３電力変換回路部３３は、対を成すハイサイドアーム及びローサイドアームのスイッチング素子を備えている。例えば、第３電力変換回路部３３は、ハイサイドアームの第１トランジスタＳ１及びローサイドアームの第２トランジスタＳ２を備えている。本実施形態では、第１トランジスタＳ１及び第２トランジスタＳ２は、１つの素子ユニット６０を構成している。
【００３２】
第１トランジスタＳ１は、コレクタが正極バスバーＰＶに接続されてハイサイドアームを構成している。ハイサイドアームの正極バスバーＰＶは、コンデンサユニット２３の正極バスバー５０ｐに接続されている。第２トランジスタＳ２は、エミッタが負極バスバーＮＶに接続されてローサイドアームを構成している。ローサイドアームの負極バスバーＮＶは、コンデンサユニット２３の負極バスバー５０ｎに接続されている。コンデンサユニット２３の負極バスバー５０ｎは、バッテリ１１の負極端子ＮＢに接続されている。ハイサイドアームの第１トランジスタＳ１のエミッタはローサイドアームの第２トランジスタＳ２のコレクタに接続されている。第３電力変換回路部３３は、第１トランジスタＳ１及び第２トランジスタＳ２の各々のコレクタ−エミッタ間においてエミッタからコレクタに向けて順方向となるように接続されるダイオードを備えている。
【００３３】
ハイサイドアームの第１トランジスタＳ１とローサイドアームの第２トランジスタＳ２との接続点を形成する第３バスバー５３は、リアクトル２２に接続されている。リアクトル２２の両端は、第１トランジスタＳ１及び第２トランジスタＳ２の接続点と、バッテリ１１の正極端子ＰＢとに接続されている。リアクトル２２は、コイルと、コイルの温度を検出する温度センサとを備えている。温度センサは、信号線によって電子制御ユニット２８に接続されている。
【００３４】
第３電力変換回路部３３は、ゲートドライブユニット２９から第１トランジスタＳ１及び第２トランジスタＳ２の各々のゲートに入力されるスイッチング指令であるゲート信号に基づき、トランジスタ対のオン（導通）／オフ（遮断）を切り替える。
【００３５】
第３電力変換回路部３３は、昇圧時において、第２トランジスタＳ２がオン（導通）及び第１トランジスタＳ１がオフ（遮断）に設定される第１状態と、第２トランジスタＳ２がオフ（遮断）及び第１トランジスタＳ１がオン（導通）に設定される第２状態とを交互に切り替える。第１状態では、順次、バッテリ１１の正極端子ＰＢ、リアクトル２２、第２トランジスタＳ２、バッテリ１１の負極端子ＮＢへと電流が流れ、リアクトル２２が直流励磁されて磁気エネルギーが蓄積される。第２状態では、リアクトル２２に流れる電流が遮断されることに起因する磁束の変化を妨げるようにしてリアクトル２２の両端間に起電圧（誘導電圧）が発生する。リアクトル２２に蓄積された磁気エネルギーによる誘導電圧はバッテリ電圧に重畳されて、バッテリ１１の端子間電圧よりも高い昇圧電圧が第３電力変換回路部３３の正極バスバーＰＶと負極バスバーＮＶとの間に印加される。
【００３６】
第３電力変換回路部３３は、回生時において、第２状態と、第１状態とを交互に切り替える。第２状態では、順次、第３電力変換回路部３３の正極バスバーＰＶ、第１トランジスタＳ１、リアクトル２２、バッテリ１１の正極端子ＰＢへと電流が流れ、リアクトル２２が直流励磁されて磁気エネルギーが蓄積される。第１状態では、リアクトル２２に流れる電流が遮断されることに起因する磁束の変化を妨げるようにしてリアクトル２２の両端間に起電圧（誘導電圧）が発生する。リアクトル２２に蓄積された磁気エネルギーによる誘導電圧は降圧されて、第３電力変換回路部３３の正極バスバーＰＶ及び負極バスバーＮＶ間の電圧よりも低い降圧電圧がバッテリ１１の正極端子ＰＢと負極端子ＮＢとの間に印加される。
【００３７】
コンデンサユニット２３は、第１平滑コンデンサ４１と、第２平滑コンデンサ４２と、ノイズフィルタ４３と、を備えている。
【００３８】
第１平滑コンデンサ４１は、バッテリ１１の正極端子ＰＢと負極端子ＮＢとの間に接続されている。第１平滑コンデンサ４１は、第３電力変換回路部３３の回生時における第１トランジスタＳ１及び第２トランジスタＳ２のオン／オフの切換動作に伴って発生する電圧変動を平滑化する。
第２平滑コンデンサ４２は、第１電力変換回路部３１及び第２電力変換回路部３２の各々の正極バスバーＰＩ及び負極バスバーＮＩ間、並びに第３電力変換回路部３３の正極バスバーＰＶ及び負極バスバーＮＶ間に接続されている。第２平滑コンデンサ４２は、正極バスバー５０ｐ及び負極バスバー５０ｎを介して、複数の正極バスバーＰＩ及び負極バスバーＮＩ、並びに正極バスバーＰＶ及び負極バスバーＮＶに接続されている。第２平滑コンデンサ４２は、第１電力変換回路部３１及び第２電力変換回路部３２の各々の各トランジスタＵＨ，ＵＬ，ＶＨ，ＶＬ，ＷＨ，ＷＬのオン／オフの切換動作に伴って発生する電圧変動を平滑化する。第２平滑コンデンサ４２は、第３電力変換回路部３３の昇圧時における第１トランジスタＳ１及び第２トランジスタＳ２のオン／オフの切換動作に伴って発生する電圧変動を平滑化する。
【００３９】
ノイズフィルタ４３は、第１電力変換回路部３１及び第２電力変換回路部３２の各々の正極バスバーＰＩ及び負極バスバーＮＩ間、並びに第３電力変換回路部３３の正極バスバーＰＶ及び負極バスバーＮＶ間に接続されている。ノイズフィルタ４３は、直列に接続される２つのコンデンサを備えている。２つのコンデンサの接続点は、車両１０のボディグラウンド等に接続されている。
抵抗器２４は、第１電力変換回路部３１及び第２電力変換回路部３２の各々の正極バスバーＰＩ及び負極バスバーＮＩ間、並びに第３電力変換回路部３３の正極バスバーＰＶ及び負極バスバーＮＶ間に接続されている。
【００４０】
第１電流センサ２５は、第１電力変換回路部３１の各相の接続点ＴＩを成し、第１入出力端子Ｑ１と接続される第１バスバー５１に配置され、Ｕ相、Ｖ相、及びＷ相の各々の電流を検出する。第２電流センサ２６は、第２電力変換回路部３２の各相の接続点ＴＩを成すとともに第２入出力端子Ｑ２と接続される第２バスバー５２に配置され、Ｕ相、Ｖ相、及びＷ相の各々の電流を検出する。第３電流センサ２７は、第１トランジスタＳ１及び第２トランジスタＳ２の接続点を成すとともにリアクトル２２と接続される第３バスバー５３に配置され、リアクトル２２に流れる電流を検出する。
第１電流センサ２５、第２電流センサ２６、及び第３電流センサ２７の各々は、信号線によって電子制御ユニット２８に接続されている。
【００４１】
電子制御ユニット２８は、第１モータ１２及び第２モータ１３の各々の動作を制御する。例えば、電子制御ユニット２８は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサによって所定のプログラムが実行されることにより機能するソフトウェア機能部である。ソフトウェア機能部は、ＣＰＵ等のプロセッサ、プログラムを格納するＲＯＭ（Read Only Memory）、データを一時的に記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）、及びタイマー等の電子回路を備えるＥＣＵ（Electronic Control Unit）である。なお、電子制御ユニット２８の少なくとも一部は、ＬＳＩ（Large Scale Integration）等の集積回路であってもよい。例えば、電子制御ユニット２８は、第１電流センサ２５の電流検出値と第１モータ１２に対するトルク指令値に応じた電流目標値とを用いる電流のフィードバック制御等を実行し、ゲートドライブユニット２９に入力する制御信号を生成する。例えば、電子制御ユニット２８は、第２電流センサ２６の電流検出値と第２モータ１３に対する回生指令値に応じた電流目標値とを用いる電流のフィードバック制御等を実行し、ゲートドライブユニット２９に入力する制御信号を生成する。制御信号は、第１電力変換回路部３１及び第２電力変換回路部３２の各々の各トランジスタＵＨ，ＶＨ，ＷＨ，ＵＬ，ＶＬ，ＷＬをオン（導通）／オフ（遮断）駆動するタイミングを示す信号である。例えば、制御信号は、パルス幅変調された信号等である。
【００４２】
ゲートドライブユニット２９は、電子制御ユニット２８から受け取る制御信号に基づいて、第１電力変換回路部３１及び第２電力変換回路部３２の各々の各トランジスタＵＨ，ＶＨ，ＷＨ，ＵＬ，ＶＬ，ＷＬを実際にオン（導通）／オフ（遮断）駆動するためのゲート信号を生成する。例えば、ゲートドライブユニット２９は、制御信号の増幅及びレベルシフト等を実行して、ゲート信号を生成する。
ゲートドライブユニット２９は、第３電力変換回路部３３の第１トランジスタＳ１及び第２トランジスタＳ２の各々をオン（導通）／オフ（遮断）駆動するためのゲート信号を生成する。例えば、ゲートドライブユニット２９は、第３電力変換回路部３３の昇圧時における昇圧電圧指令又は第３電力変換回路部３３の回生時における降圧電圧指令に応じたデューティー比のゲート信号を生成する。デューティー比は、第１トランジスタＳ１及び第２トランジスタＳ２の比率である。
【００４３】
なお、電力変換装置１は、パワーモジュール２１を冷却する放熱部（図示略）を備えている。例えば、放熱部には、内部において冷媒が流通する冷媒流路と、ヒートシンクとして機能するフィンとのうち、少なくとも何れかが設けられている。
【００４４】
＜素子ユニット＞
パワーモジュール２１の第１電力変換回路部３１及び第２電力変換回路部３２の各々において、３相の各相に対応するハイサイドアームスイッチング素子及びローサイドアームスイッチング素子（例えば、Ｕ相のハイサイドアームＵ相トランジスタＵＨ及びローサイドアームＵ相トランジスタＵＬなど）は、各素子ユニット６０を構成している。また、第３電力変換回路部３３において、ハイサイドアーム及びローサイドアームのスイッチング素子（つまり、第１トランジスタＳ１及び第２トランジスタＳ２）は、１つの素子ユニット６０を構成している。各素子ユニット６０は、例えば、同一の構成を有しているので、代表の一例として第１電力変換回路部３１のＵ相のハイサイドアームＵ相トランジスタＵＨ及びローサイドアームＵ相トランジスタＵＬから成る素子ユニット６０の構成について説明する。
なお、以下において、３次元空間で互いに直交するＸ軸、Ｙ軸、及びＺ軸の各軸方向は、各軸に平行な方向である。
【００４５】
素子ユニット６０は、樹脂モールド体Ｍと、ハイサイドアーム及びローサイドアームＵ相トランジスタＵＨ，ＵＬと、ハイサイドアームゲート電極ＥＨ及びローサイドアームゲート電極ＥＬと、第１絶縁基板６１及び第２絶縁基板６２と、第１導電スペーサー６３及び第２導電スペーサー６４と、正極バスバーＰＩ及び負極バスバーＮＩと、絶縁部材６５と、第１バスバー５１と、を備えている。
【００４６】
樹脂モールド体Ｍは、電気的絶縁性の樹脂材料を用いたモールド成型によって形成されている。樹脂モールド体Ｍは、素子ユニット６０の全ての構成部品を、樹脂材料によって固定している。
【００４７】
ハイサイドアーム及びローサイドアームＵ相トランジスタＵＨ，ＵＬは、Ｚ軸方向において互いに表裏が同じ向きの状態でＺ軸方向から見て重なる位置に位置されている。例えば、各トランジスタＵＨ，ＵＬは、Ｚ軸方向における第１絶縁基板６１と第２絶縁基板６２との間において、エミッタ側の表面ＥＳを第１絶縁基板６１側に向け、コレクタ側の表面ＣＳを第２絶縁基板６２側に向けて配置されている。
【００４８】
ハイサイドアームゲート電極ＥＨ及びローサイドアームゲート電極ＥＬの各々は、樹脂モールド体Ｍ内において、ハイサイドアーム及びローサイドアームＵ相トランジスタＵＨ，ＵＬの各エミッタ側の表面ＥＳからＺ軸方向（例えば、Ｚ軸の正方向）に突出するとともに、Ｙ軸方向（例えば、Ｙ軸の負方向）に向かって湾曲している。ハイサイドアームゲート電極ＥＨ及びローサイドアームゲート電極ＥＬの各々は、樹脂モールド体ＭからＹ軸方向の外方（例えば、Ｙ軸の負方向）に突出する端部を備え、各端部は、ゲートドライブユニット２９に接続されている。
【００４９】
第１絶縁基板６１及び第２絶縁基板６２は、樹脂モールド体ＭにおけるＺ軸方向の両端において、Ｚ軸方向から見て重なる位置に配置さている。第１絶縁基板６１及び第２絶縁基板６２の各々は、電気的に絶縁性の基板と、基板の両面に設けられる導電体とによって構成されている。例えば、第１絶縁基板６１及び第２絶縁基板６２の各々は、ＤＣＢ（Direct Copper Bonding）基板である。ＤＣＢ基板は、セラミックス基板と、セラミックス基板の厚さ方向の両面に設けられる第１銅板及び第２銅板とを備えている。第１銅板及び第２銅板は、セラミックス基板を厚さ方向の両側から挟み込むとともに、セラミックス基板によって電気的に絶縁されている。
【００５０】
第１絶縁基板６１のセラミックス基板６１ａに設けられる第１銅板６１ｂ及び第２銅板６１ｃのうち、第１銅板６１ｂは、樹脂モールド体ＭからＺ軸方向の外方（例えば、Ｚ軸の正方向）に向かって露出している。第１銅板６１ｂは、例えば、導電性の接合材６６によって放熱部（図示略）に接合されている。第２銅板６１ｃは、各接合材６６によって第１導電スペーサー６３及び第１バスバー５１と電気的に接合されている。例えば、接合材６６は、はんだなどである。
第２絶縁基板６２のセラミックス基板６２ａに設けられる第１銅板６２ｂ及び第２銅板６２ｃのうち、第１銅板６２ｂは、樹脂モールド体ＭからＺ軸方向の外方（例えば、Ｚ軸の負方向）に向かって露出している。第１銅板６２ｂは、例えば、接合材６６によって放熱部（図示略）に接合されている。第２銅板６２ｃは、各接合材６６によってローサイドアームＵ相トランジスタＵＬのコレクタ側の表面ＣＳ及び第１バスバー５１と電気的に接合されている。
【００５１】
第１導電スペーサー６３及び第２導電スペーサー６４の各々は、例えば、銅板などのように、板状に形成された導電体である。第１導電スペーサー６３は、Ｚ軸方向における第１絶縁基板６１とハイサイドアームＵ相トランジスタＵＨとの間に配置され、各接合材６６によって第１絶縁基板６１の第２銅板６１ｃ及びハイサイドアームＵ相トランジスタＵＨのエミッタ側の表面ＥＳと電気的に接合されている。第２導電スペーサー６４は、Ｚ軸方向におけるローサイドアームＵ相トランジスタＵＬと負極バスバーＮＩとの間に配置され、各接合材６６によってローサイドアームＵ相トランジスタＵＬのエミッタ側の表面ＥＳ及び負極バスバーＮＩと電気的に接合されている。
【００５２】
正極バスバーＰＩ及び負極バスバーＮＩと、絶縁部材６５とは、導電体組６７を構成している。例えば、導電体組６７は、ＤＣＢ（Direct Copper Bonding）基板であり、正極バスバーＰＩ及び負極バスバーＮＩの各々は、銅板であり、絶縁部材６５は、セラミックス基板である。正極バスバーＰＩ及び負極バスバーＮＩは、Ｚ軸方向で離間して互いに向かい合って配置され、絶縁部材６５をＺ軸方向の両側から挟み込むとともに、絶縁部材６５によって電気的に絶縁されている。正極バスバーＰＩ及び負極バスバーＮＩの各々は、樹脂モールド体ＭからＸ軸方向の外方（例えば、Ｘ軸の正方向）に突出する端部を備え、各端部は、コンデンサユニット２３の正極バスバー５０ｐ及び負極バスバー５０ｎの各々に接続されている。
【００５３】
樹脂モールド体Ｍ内における第１絶縁基板６１の第２銅板６１ｃと第２絶縁基板６２の第２銅板６２ｃとの間をＺ軸方向から見て、導電体組６７には一部が切り欠かれた切り欠き部６７ａが形成されている。つまり、第１絶縁基板６１の第２銅板６１ｃの一部及び第２絶縁基板６２の第２銅板６２ｃの一部は、導電体組６７の切り欠き部６７ａを通して、Ｚ軸方向で向かい合っている。
正極バスバーＰＩは、樹脂モールド体Ｍ内において、接合材６６によってハイサイドアームＵ相トランジスタＵＨのコレクタ側の表面ＣＳと電気的に接合されている。負極バスバーＮＩは、樹脂モールド体Ｍ内において、接合材６６によって第２導電スペーサー６４と電気的に接合されている。
【００５４】
素子ユニット６０のＺ軸方向において、第２絶縁基板６２の第２銅板６２ｃと、ローサイドアームＵ相トランジスタＵＬと、第２導電スペーサー６４と、負極バスバーＮＩと、絶縁部材６５と、正極バスバーＰＩと、ハイサイドアームＵ相トランジスタＵＨと、第１導電スペーサー６３と、第１絶縁基板６１の第２銅板６１ｃと、が順に配置されている。
Ｚ軸方向から見て、第１導電スペーサー６３、ハイサイドアームＵ相トランジスタＵＨ、導電体組６７、第２導電スペーサー６４、及びローサイドアームＵ相トランジスタＵＬは、互いに重なる部分を有している。
【００５５】
第１バスバー５１は、例えば、銅板などのように、板状に形成された導電体である。第１バスバー５１は、樹脂モールド体Ｍ内における導電体組６７の切り欠き部６７ａに配置されている。つまり、Ｚ軸方向から見て、第１バスバー５１は、正極バスバーＰＩ及び負極バスバーＮＩに重ならない位置に配置されている。第１バスバー５１は、導電体組６７の切り欠き部６７ａを通して、第１絶縁基板６１と第２絶縁基板６２との間をＺ軸方向に延びて、各接合材６６によって第１絶縁基板６１の第２銅板６１ｃ及び第２絶縁基板６２の第２銅板６２ｃと電気的に接合されている。
第１バスバー５１は、樹脂モールド体ＭからＹ軸方向の外方（例えば、Ｙ軸の正方向）に突出する突出部を備え、この突出部は、第１入出力端子Ｑ１及び第１の３相コネクタ１ｂを介して第１モータ１２のＵ相のステータ巻線に接続されている。
【００５６】
第１実施例の素子ユニット６０における正極側の電流経路は、順次、正極バスバーＰＩと、ハイサイドアームＵ相トランジスタＵＨと、第１導電スペーサー６３と、第１絶縁基板６１の第２銅板６１ｃと、第１バスバー５１と、である。負極側の電流経路は、順次、第１バスバー５１と、第２絶縁基板６２の第２銅板６２ｃと、ローサイドアームＵ相トランジスタＵＬと、第２導電スペーサー６４と、負極バスバーＮＩと、である。
【００５７】
第１実施例の素子ユニット６０において、正極バスバーＰＩ及び負極バスバーＮＩは、Ｚ軸方向から見て、少なくとも一部が重なり合うように配置され、この重なり部分において相互の電流の流れる向きが逆方向となるように配置されている。このような正極バスバーＰＩ及び負極バスバーＮＩの相対的な配置状態に応じて、磁気的な相互作用、つまり相互の磁束の打ち消し作用が生じている。これにより、正極バスバーＰＩ及び負極バスバーＮＩ間の相互インダクタンスが、正極バスバーＰＩ及び負極バスバーＮＩの各々の自己インダクタンスを低減することによって、全体としての浮遊インダクタンスが低減されている。
【００５８】
図５は、ハイサイドアーム及びローサイドアームＵ相トランジスタＵＨ，ＵＬと、第２平滑コンデンサ４２と、によって形成される直列回路における全浮遊インダクタンスＬｔｏｔａｌを模式的に示す図である。図６は、図５に示す直列回路におけるハイサイドアーム及びローサイドアームＵ相トランジスタＵＨ，ＵＬの電流、電圧、及びスイッチング損失の一例を示す図であり、サージ電圧の変化に伴うスイッチング損失の変化を示す図である。
図５に示すように、ハイサイドアーム及びローサイドアームＵ相トランジスタＵＨ，ＵＬ並びに第２平滑コンデンサ４２によって形成される直列回路における全浮遊インダクタンスＬｔｏｔａｌと、ハイサイドアーム及びローサイドアームＵ相トランジスタＵＨ，ＵＬの各々のスイッチングに伴う電流変化（ｄｉ／ｄｔ）とにより、サージ電圧ΔＶは、
ΔＶ＝Ｌｔｏｔａｌ×（ｄｉ／ｄｔ）、と記述される。
【００５９】
したがって、正極バスバーＰＩ及び負極バスバーＮＩの相対的な配置状態に応じた磁気的な相互作用によって、この直列回路の浮遊インダクタンスＬｔｏｔａｌが低減されることによってサージ電圧ΔＶは低下させられる。図６に示すように、ハイサイドアーム及びローサイドアームＵ相トランジスタＵＨ，ＵＬの各々のスイッチングに伴う電流変化に対して、正極バスバーＰＩ及び負極バスバーＮＩの相対的な配置状態に応じてサージ電圧ΔＶがΔＶ１からΔＶ２に低下させられることに応じて、ハイサイドアーム及びローサイドアームＵ相トランジスタＵＨ，ＵＬの各々のスイッチング損失が低減される。
【００６０】
以上において、第１電力変換回路部３１のＵ相の素子ユニット６０について説明したが、第１電力変換回路部３１のＶ相及びＷ相の各素子ユニット６０は、各Ｕ相トランジスタＵＨ，ＵＬの代わりに、各Ｖ相トランジスタＶＨ，ＶＬ又は各Ｗ相トランジスタＷＨ，ＷＬを備えている。さらに、第２電力変換回路部３２の各相の素子ユニット６０は、第１バスバー５１の代わりに、第２バスバー５２を備えている。
また、第３電力変換回路部３３の素子ユニット６０は、第１電力変換回路部３１のＵ相の素子ユニット６０に比べて、各Ｕ相トランジスタＵＨ，ＵＬの代わりに、第１及び第２トランジスタＳ１，Ｓ２を備え、正極バスバーＰＩ及び負極バスバーＮＩの代わりに、正極バスバーＰＶ及び負極バスバーＮＶを備え、第１バスバー５１の代わりに、第３バスバー５３を備えている。
【００６１】
上述したように、本実施形態の第１実施例に係る素子ユニット６０によれば、樹脂モールド体Ｍの内外において正極バスバーＰＩ（ＰＶ）及び負極バスバーＮＩ（ＮＶ）は互いに向かい合って延び、相互の電流の流れる向きが逆方向となっているので、相互の磁束の打ち消し作用によって浮遊インダクタンスを低減することができる。さらに、正極バスバーＰＩ（ＰＶ）及び負極バスバーＮＩ（ＮＶ）の各々は、互いに向かい合っていない部位での長さが増大することは抑制されている。つまり、正極バスバーＰＩ（ＰＶ）及び負極バスバーＮＩ（ＮＶ）は、相互の磁束の打ち消し作用及び長さの増大抑制によって浮遊インダクタンスを低減することができる。
また、正極バスバーＰＩ（ＰＶ）及び負極バスバーＮＩ（ＮＶ）は、素子ユニット６０の外側でも、互いに向かい合った状態でコンデンサユニット２３に向かって延びているので、コンデンサユニット２３に接続されるまでの間において正極バスバーＰＩ（ＰＶ）及び負極バスバーＮＩ（ＮＶ）の各々の長さが増大することを抑制し、浮遊インダクタンスの増大を抑制することができる。
これらの浮遊インダクタンスの低減及び増大抑制により、各トランジスタＵＨ，ＶＨ，ＷＨ，Ｓ１，ＵＬ，ＶＬ，ＷＬ，Ｓ２のスイッチングに伴うサージ電圧を低減することができ、スイッチング損失を低減させることができる。
【００６２】
さらに、Ｚ軸方向において、各第２銅板６１ｃ，６２ｃ、各トランジスタＵＨ（ＶＨ，ＷＨ，Ｓ１），ＵＬ（ＶＬ，ＷＬ，Ｓ２）、各スペーサー６３，６４、及び導電体組６７を、効率的にコンパクトに配置しながら電気的接続を行うことができる。
さらに、Ｚ軸方向から見て、ハイサイドアームの各トランジスタＵＨ（ＶＨ，ＷＨ，Ｓ１）と、ローサイドアームの各トランジスタＵＬ（ＶＬ，ＷＬ，Ｓ２）と、が互いに重なる位置に配置されているので、素子ユニット６０のＸ軸方向及びＹ軸方向の平面的なサイズ（面積）が増大することを抑制することができる。これに伴い、正極バスバーＰＩ（ＰＶ）及び負極バスバーＮＩ（ＮＶ）が長くなることを抑制し、浮遊インダクタンスの増大を抑制することができる。
さらに、第１から第３バスバー５１，５２，５３の各々は、２つの第２銅板６１ｃ，６２ｃ間を接続しながら、導電体組６７とは干渉せずに配置されているので、樹脂モールド体Ｍの外部に容易に引き出すことができる。
【００６３】
（第２実施例）
図７は、本発明の実施形態の第２実施例に係る素子ユニット７０の構成を模式的に示す斜視図である。図８は、図７に示すＢ−Ｂ線の位置でＹ−Ｚ平面により切断した断面図である。図９は、本発明の実施形態の第２実施例に係る素子ユニットの構成を模式的に示す分解斜視図において電流経路を示す図である。
【００６４】
＜素子ユニット＞
以下において、第１実施例と同様に、第２実施例に係る素子ユニット７０の代表の一例として第１電力変換回路部３１のＵ相のハイサイドアームＵ相トランジスタＵＨ及びローサイドアームＵ相トランジスタＵＬから成る素子ユニット７０の構成について説明する。
【００６５】
素子ユニット７０は、樹脂モールド体Ｍと、ハイサイドアーム及びローサイドアームＵ相トランジスタＵＨ，ＵＬと、ハイサイドアームゲート電極ＥＨ及びローサイドアームゲート電極ＥＬと、第１絶縁基板７１及び第２絶縁基板７２と、第１導電スペーサー７３及び第２導電スペーサー７４と、正極バスバーＰＩ及び負極バスバーＮＩと、絶縁部材７５と、第１スペーサー７６及び第２スペーサー７７と、第１バスバー５１と、を備えている。
【００６６】
樹脂モールド体Ｍは、電気的絶縁性の樹脂材料を用いたモールド成型によって形成されている。樹脂モールド体Ｍは、素子ユニット７０の全ての構成部品を、樹脂材料によって固定している。
【００６７】
ハイサイドアーム及びローサイドアームＵ相トランジスタＵＨ，ＵＬは、Ｚ軸方向において互いに表裏が同じ向きの状態で、Ｚ軸方向から見て互いに重ならない位置に配置されている。例えば、各トランジスタＵＨ，ＵＬは、Ｚ軸方向における第１絶縁基板７１と第２絶縁基板７２との間において、エミッタ側の表面ＥＳを第１絶縁基板７１側に向け、コレクタ側の表面ＣＳを第２絶縁基板７２側に向けて配置されている。ハイサイドアーム及びローサイドアームＵ相トランジスタＵＨ，ＵＬは、例えば、Ｙ軸方向の同一位置でＺ軸方向及びＸ軸方向に離れて配置されている。
【００６８】
ハイサイドアームゲート電極ＥＨ及びローサイドアームゲート電極ＥＬの各々は、樹脂モールド体Ｍ内において、ハイサイドアーム及びローサイドアームＵ相トランジスタＵＨ，ＵＬの各エミッタ側の表面ＥＳからＺ軸方向（例えば、Ｚ軸の正方向）に突出するとともに、Ｙ軸方向（例えば、Ｙ軸の負方向）に向かって湾曲している。ハイサイドアームゲート電極ＥＨ及びローサイドアームゲート電極ＥＬの各々は、樹脂モールド体ＭからＹ軸方向の外方（例えば、Ｙ軸の負方向）に突出する端部を備え、各端部は、ゲートドライブユニット２９に接続されている。
【００６９】
第１絶縁基板７１及び第２絶縁基板７２は、樹脂モールド体ＭにおけるＺ軸方向の両端において、Ｚ軸方向から見て重なる位置に配置さている。第１絶縁基板７１及び第２絶縁基板７２の各々は、電気的に絶縁性の基板と、基板の両面に設けられる導電体とによって構成されている。例えば、第１絶縁基板７１及び第２絶縁基板７２の各々は、ＤＣＢ（Direct Copper Bonding）基板である。ＤＣＢ基板は、セラミックス基板と、セラミックス基板の厚さ方向の両面に設けられる第１銅板と第２銅板及び第３銅板と、を備えている。第１銅板と、第２銅板及び第３銅板とは、セラミックス基板を厚さ方向の両側から挟み込むとともに、セラミックス基板によって電気的に絶縁されている。第２銅板及び第３銅板は、相互に所定間隔を置いて離れて配置されることによって、電気的に絶縁されている。
【００７０】
第１絶縁基板７１のセラミックス基板７１ａに設けられる第１銅板７１ｂと、第２銅板７１ｃ及び第３銅板７１ｄとのうち、第１銅板７１ｂは、樹脂モールド体ＭからＺ軸方向の外方（例えば、Ｚ軸の正方向）に向かって露出している。第１銅板７１ｂは、例えば、導電性の接合材７８によって放熱部（図示略）に接合されている。例えば、接合材７８は、はんだなどである。
第２銅板７１ｃ及び第３銅板７１ｄの各々の外形は、例えば、異なる形状の板状に形成されている。第２銅板７１ｃは、第１板状部ｃ１と、第１板状部ｃ１から突出する第２板状部ｃ２と、を備えている。例えば、第２銅板７１ｃの第１板状部ｃ１と第３銅板７１ｄとは、Ｘ軸方向に所定間隔を置いて並んで配置され、第２銅板７１ｃの第２板状部ｃ２と第３銅板７１ｄとは、Ｙ軸方向に所定間隔を置いて並んで配置されている。
第２銅板７１ｃにおいて、第１板状部ｃ１は接合材７８によって第１導電スペーサー７３と電気的に接合され、第２板状部ｃ２は接合材７８によって第１バスバー５１と電気的に接合されている。
第３銅板７１ｄは、接合材７８によって第１スペーサー７６と電気的及び熱的に接合されている。
【００７１】
第２絶縁基板７２のセラミックス基板７２ａに設けられる第１銅板７２ｂと、第２銅板７２ｃ及び第３銅板７２ｄとのうち、第１銅板７２ｂは、樹脂モールド体ＭからＺ軸方向の外方（例えば、Ｚ軸の負方向）に向かって露出している。第１銅板７２ｂは、例えば、接合材７８によって放熱部（図示略）に接合されている。
第２銅板７２ｃ及び第３銅板７２ｄの各々の外形は、例えば、同一形状の板状に形成されている。第２銅板７２ｃ及び第３銅板７２ｄは、例えば、Ｘ軸方向に所定間隔を置いて並んで配置されている。
第２銅板７２ｃは、各接合材７８によってローサイドアームＵ相トランジスタＵＬのコレクタ側の表面ＣＳ及び第１バスバー５１と電気的に接合されている。第３銅板７２ｄは、接合材７８によって第２スペーサー７７と電気的及び熱的に接合されている。
【００７２】
第１導電スペーサー７３及び第２導電スペーサー７４の各々は、例えば、銅板などのように、板状に形成された導電体である。第１導電スペーサー７３は、Ｚ軸方向における第１絶縁基板７１とハイサイドアームＵ相トランジスタＵＨとの間に配置され、各接合材７８によって第１絶縁基板７１の第２銅板７１ｃの第１板状部ｃ１及びハイサイドアームＵ相トランジスタＵＨのエミッタ側の表面ＥＳと電気的に接合されている。第２導電スペーサー７４は、Ｚ軸方向におけるローサイドアームＵ相トランジスタＵＬと負極バスバーＮＩとの間に配置され、各接合材７８によってローサイドアームＵ相トランジスタＵＬのエミッタ側の表面ＥＳ及び負極バスバーＮＩと電気的に接合されている。
【００７３】
正極バスバーＰＩ及び負極バスバーＮＩと、絶縁部材７５とは、導電体組７９を構成している。例えば、導電体組７９は、ＤＣＢ（Direct Copper Bonding）基板であり、正極バスバーＰＩ及び負極バスバーＮＩの各々は、銅板であり、絶縁部材７５は、セラミックス基板である。正極バスバーＰＩ及び負極バスバーＮＩは、Ｚ軸方向で離間して互いに向かい合って配置され、絶縁部材７５をＺ軸方向の両側から挟み込むとともに、絶縁部材７５によって電気的に絶縁されている。正極バスバーＰＩ及び負極バスバーＮＩの各々は、樹脂モールド体ＭからＸ軸方向の外方（例えば、Ｘ軸の正方向）に突出する端部を備え、各端部は、コンデンサユニット２３の正極バスバー５０ｐ及び負極バスバー５０ｎの各々に接続されている。
【００７４】
樹脂モールド体Ｍ内における少なくとも第１絶縁基板７１の第２銅板７１ｃの第２板状部ｃ２と第２絶縁基板７２の第２銅板７２ｃとの間をＺ軸方向から見て、導電体組７９には一部が切り欠かれた切り欠き部７９ａが形成されている。つまり、第１絶縁基板７１の第２銅板７１ｃの第２板状部ｃ２及び第２絶縁基板７２の第２銅板７２ｃの一部は、導電体組７９の切り欠き部７９ａを通して、Ｚ軸方向で向かい合っている。
正極バスバーＰＩは、樹脂モールド体Ｍ内において、各接合材７８によってハイサイドアームＵ相トランジスタＵＨのコレクタ側の表面ＣＳ及び第１スペーサー７６と電気的に接合されている。負極バスバーＮＩは、樹脂モールド体Ｍ内において、各接合材７８によって第２導電スペーサー７４及び第２スペーサー７７と電気的に接合されている。
【００７５】
第１スペーサー７６及び第２スペーサー７７の各々は、例えば、銅板などのように、板状に形成された熱伝導率が高い導電体である。第１スペーサー７６は、Ｚ軸方向における第１絶縁基板７１と正極バスバーＰＩとの間に配置され、各接合材７８によって第１絶縁基板７１の第３銅板７１ｄ及び正極バスバーＰＩと電気的及び熱的に接合されている。第２スペーサー７７は、Ｚ軸方向における負極バスバーＮＩと第２絶縁基板７２との間に配置され、各接合材７８によって負極バスバーＮＩ及び第２絶縁基板７２の第３銅板７２ｄと電気的及び熱的に接合されている。
【００７６】
素子ユニット７０のＺ軸方向において、第２絶縁基板７２の第２銅板７２ｃ及び第３銅板７２ｄと、ローサイドアームＵ相トランジスタＵＬ及び第２導電スペーサー７４並びに第２スペーサー７７と、負極バスバーＮＩと、絶縁部材７５と、正極バスバーＰＩと、ハイサイドアームＵ相トランジスタＵＨ及び第１導電スペーサー７３並びに第１スペーサー７６と、第１絶縁基板７１の第２銅板７１ｃ及び第３銅板７１ｄと、が順に配置されている。
Ｚ軸方向から見て、導電体組７９は、第１導電スペーサー７３及び第２導電スペーサー７４、ハイサイドアーム及びローサイドアームＵ相トランジスタＵＨ，ＵＬ、並びに第１スペーサー７６及び第２スペーサー７７と互いに重なる部分を有している。
Ｚ軸方向から見て、第１導電スペーサー７３、ハイサイドアームＵ相トランジスタＵＨ、及び第２スペーサー７７は、互いに重なる部分を有している。Ｚ軸方向から見て、第１スペーサー７６、第２導電スペーサー７４、及びローサイドアームＵ相トランジスタＵＬは、互いに重なる部分を有している。Ｚ軸方向から見て、第１導電スペーサー７３、ハイサイドアームＵ相トランジスタＵＨ、及び第２スペーサー７７と、第１スペーサー７６、第２導電スペーサー７４、及びローサイドアームＵ相トランジスタＵＬとは、Ｚ軸方向から見て互いに重ならないように（例えば、Ｘ軸方向に離れて、互いに重なる部分を有しないように）に配置されている。
【００７７】
第１バスバー５１は、例えば、銅板などのように、板状に形成された導電体である。第１バスバー５１は、樹脂モールド体Ｍ内における導電体組７９の切り欠き部７９ａに配置されている。つまり、Ｚ軸方向から見て、第１バスバー５１は、正極バスバーＰＩ及び負極バスバーＮＩに重ならないように配置されている。第１バスバー５１は、導電体組７９の切り欠き部７９ａを通して、第１絶縁基板７１と第２絶縁基板７２との間をＺ軸方向に延びて、各接合材７８によって第１絶縁基板７１の第２銅板７１ｃの第２板状部ｃ２及び第２絶縁基板７２の第２銅板７２ｃと電気的に接合されている。
第１バスバー５１は、樹脂モールド体ＭからＹ軸方向の外方（例えば、Ｙ軸の正方向）に突出する突出部を備え、この突出部は、第１入出力端子Ｑ１及び第１の３相コネクタ１ｂを介して第１モータ１２のＵ相のステータ巻線に接続されている。
【００７８】
第２実施例の素子ユニット７０における正極側の電流経路は、図９に示される通り、順次、正極バスバーＰＩと、ハイサイドアームＵ相トランジスタＵＨと、第１導電スペーサー７３と、第１絶縁基板７１の第２銅板７１ｃと、第１バスバー５１と、によって構成されている。負極側の電流経路は、図９に示される通り、順次、第１バスバー５１と、第２絶縁基板７２の第２銅板７２ｃと、ローサイドアームＵ相トランジスタＵＬと、第２導電スペーサー７４と、負極バスバーＮＩと、によって構成されている。
【００７９】
以上において、第１電力変換回路部３１のＵ相の素子ユニット７０について説明したが、第１電力変換回路部３１のＶ相及びＷ相の各素子ユニット７０は、各Ｕ相トランジスタＵＨ，ＵＬの代わりに、各Ｖ相トランジスタＶＨ，ＶＬ又は各Ｗ相トランジスタＷＨ，ＷＬを備えている。さらに、第２電力変換回路部３２の各相の素子ユニット７０は、第１バスバー５１の代わりに、第２バスバー５２を備えている。
また、第３電力変換回路部３３の素子ユニット７０は、第１電力変換回路部３１のＵ相の素子ユニット７０に比べて、各Ｕ相トランジスタＵＨ，ＵＬの代わりに、第１及び第２トランジスタＳ１，Ｓ２を備え、正極バスバーＰＩ及び負極バスバーＮＩの代わりに、正極バスバーＰＶ及び負極バスバーＮＶを備え、第１バスバー５１の代わりに、第３バスバー５３を備えている。
【００８０】
上述したように、本実施形態の第２実施例に係る素子ユニット７０によれば、Ｚ軸方向から見て、ハイサイドアームの各トランジスタＵＨ（ＶＨ，ＷＨ，Ｓ１）と、ローサイドアームの各トランジスタＵＬ（ＶＬ，ＷＬ，Ｓ２）と、が互いに重ならない位置に配置されているので、相互の熱的な干渉を抑制することができる。例えば、ハイサイドアーム及びローサイドアームの何れかのトランジスタの発熱が、他のトランジスタに伝わってしまうことを抑制することができる。
さらに、素子ユニット７０における電流経路から独立して放熱用の第１スペーサー７６及び第２スペーサー７７を備えるので、ハイサイドアームの各トランジスタＵＨ（ＶＨ，ＷＨ，Ｓ１）及びローサイドアームの各トランジスタＵＬ（ＶＬ，ＷＬ，Ｓ２）の冷却性能を向上させることができる。
【００８１】
（第３実施例）
図１０は、本発明の実施形態の第２実施例に係る素子ユニット８０の構成を模式的に示す斜視図である。図１１は、図１０に示すＣ−Ｃ線の位置でＹ−Ｚ平面により切断した断面図である。図１２は、図１０に示すＤ−Ｄ線の位置でＹ−Ｚ平面により切断した断面図である。図１３は、本発明の実施形態の第３実施例に係る素子ユニットの構成を模式的に示す分解斜視図において正極側の電流経路を示す図である。図１４は、本発明の実施形態の第３実施例に係る素子ユニットの構成を模式的に示す分解斜視図において負極側の電流経路を示す図である。
【００８２】
＜素子ユニット＞
以下において、第１実施例及び第２実施例と同様に、第３実施例に係る素子ユニット８０の代表の一例として第１電力変換回路部３１のＵ相のハイサイドアームＵ相トランジスタＵＨ及びローサイドアームＵ相トランジスタＵＬから成る素子ユニット８０の構成について説明する。
【００８３】
素子ユニット８０は、樹脂モールド体Ｍと、ハイサイドアーム及びローサイドアームＵ相トランジスタＵＨ，ＵＬと、ハイサイドアームゲート電極ＥＨ及びローサイドアームゲート電極ＥＬと、第１絶縁基板８１及び第２絶縁基板８２と、第１導電スペーサー８３及び第２導電スペーサー８４と、正極バスバーＰＩ及び負極バスバーＮＩと、絶縁部材８５と、第１バスバー５１と、を備えている。
【００８４】
樹脂モールド体Ｍは、電気的絶縁性の樹脂材料を用いたモールド成型によって形成されている。樹脂モールド体Ｍは、素子ユニット８０の全ての構成部品を、樹脂材料によって固定している。
【００８５】
ハイサイドアーム及びローサイドアームＵ相トランジスタＵＨ，ＵＬは、Ｚ軸方向において互いに表裏が同じ向きの状態で、Ｚ軸方向から見て互いに重ならない位置に配置されている。例えば、各トランジスタＵＨ，ＵＬは、Ｚ軸方向における第１絶縁基板８１と第２絶縁基板８２との間において、エミッタ側の表面ＥＳを第１絶縁基板８１側に向け、コレクタ側の表面ＣＳを第２絶縁基板８２側に向けて配置されている。ハイサイドアーム及びローサイドアームＵ相トランジスタＵＨ，ＵＬは、例えば、Ｚ軸方向及びＸ軸方向の同一位置でＹ軸方向に離れて配置されている。
【００８６】
ハイサイドアームゲート電極ＥＨ及びローサイドアームゲート電極ＥＬの各々は、樹脂モールド体Ｍ内において、ハイサイドアーム及びローサイドアームＵ相トランジスタＵＨ，ＵＬの各エミッタ側の表面ＥＳからＺ軸方向（例えば、Ｚ軸の正方向）に突出するとともに、Ｙ軸方向（例えば、Ｙ軸の負方向及び正方向の各々）に向かって湾曲している。ハイサイドアームゲート電極ＥＨ及びローサイドアームゲート電極ＥＬの各々は、樹脂モールド体ＭからＹ軸方向の外方（例えば、Ｙ軸の負方向及び正方向の各々）に突出する端部を備え、各端部は、ゲートドライブユニット２９に接続されている。
【００８７】
第１絶縁基板８１及び第２絶縁基板８２は、樹脂モールド体ＭにおけるＺ軸方向の両端において、Ｚ軸方向から見て重なる位置に配置さている。第１絶縁基板８１及び第２絶縁基板８２の各々は、電気的に絶縁性の基板と、基板の両面に設けられる導電体とによって構成されている。例えば、第１絶縁基板８１及び第２絶縁基板８２の各々は、ＤＣＢ（Direct Copper Bonding）基板である。ＤＣＢ基板は、セラミックス基板と、セラミックス基板の厚さ方向の両面に設けられる第１銅板と第２銅板及び第３銅板と、を備えている。第１銅板と、第２銅板及び第３銅板とは、セラミックス基板を厚さ方向の両側から挟み込むとともに、セラミックス基板によって電気的に絶縁されている。第２銅板及び第３銅板は、相互に所定間隔を置いて離れて配置されることによって、電気的に絶縁されている。
【００８８】
第１絶縁基板８１のセラミックス基板８１ａに設けられる第１銅板８１ｂと、第２銅板８１ｃ及び第３銅板８１ｄとのうち、第１銅板８１ｂは、樹脂モールド体ＭからＺ軸方向の外方（例えば、Ｚ軸の正方向）に向かって露出している。第１銅板８１ｂは、例えば、導電性の接合材８６によって放熱部（図示略）に接合されている。例えば、接合材８６は、はんだなどである。
第２銅板８１ｃ及び第３銅板８１ｄの各々の外形は、例えば、同一形状の板状に形成されている。第２銅板８１ｃ及び第３銅板８１ｄの各々は、第１板状部８８ａと、第１板状部８８ａから突出する第２板状部８８ｂと、を備えている。第２銅板８１ｃ及び第３銅板８１ｄは、Ｚ軸方向から見て、点対称に配置されている。例えば、第２銅板８１ｃ及び第３銅板８１ｄは、Ｙ軸方向に所定間隔を置いて並んで配置されるとともに、相互の第２板状部８８ｂ，８８ｂをＸ軸方向に所定間隔を置いて並べるように配置されている。
第２銅板８１ｃにおいて、第１板状部８８ａは接合材８６によって第１導電スペーサー８３と電気的に接合され、第２板状部８８ｂは接合材８６によって第１バスバー５１と電気的に接合されている。
第３銅板８１ｄにおいて、第１板状部８８ａは接合材８６によって第２導電スペーサー８４と電気的に接合され、第２板状部８８ｂは接合材８６によって負極バスバーＮＩと電気的に接合されている。
【００８９】
第２絶縁基板８２のセラミックス基板８２ａに設けられる第１銅板８２ｂと、第２銅板８２ｃ及び第３銅板８２ｄとのうち、第１銅板８２ｂは、樹脂モールド体ＭからＺ軸方向の外方（例えば、Ｚ軸の負方向）に向かって露出している。第１銅板８２ｂは、例えば、接合材８６によって放熱部（図示略）に接合されている。
第２銅板８２ｃ及び第３銅板８２ｄの各々の外形は、例えば、同一形状の板状に形成されている。第２銅板８２ｃ及び第３銅板８２ｄの各々は、第１板状部８９ａと、第１板状部８９ａから突出する第２板状部８９ｂと、を備えている。第２銅板８２ｃ及び第３銅板８２ｄは、Ｚ軸方向から見て、点対称に配置されている。例えば、第２銅板８２ｃ及び第３銅板８２ｄは、Ｙ軸方向に所定間隔を置いて並んで配置されるとともに、相互の第２板状部８９ｂ，８９ｂをＸ軸方向に所定間隔を置いて並べるように配置されている。
第２銅板８２ｃにおいて、第１板状部８９ａは接合材８６によってローサイドアームＵ相トランジスタＵＬのコレクタ側の表面ＣＳと電気的に接合され、第２板状部８９ｂは接合材８６によって第１バスバー５１と電気的に接合されている。
第３銅板８２ｄにおいて、第１板状部８９ａは接合材８６によってハイサイドアームＵ相トランジスタＵＨのコレクタ側の表面ＣＳと電気的に接合され、第２板状部８９ｂは接合材８６によって正極バスバーＰＩと電気的に接合されている。
【００９０】
第１導電スペーサー８３及び第２導電スペーサー８４の各々は、例えば、銅板などのように、板状に形成された導電体である。第１導電スペーサー８３は、Ｚ軸方向における第１絶縁基板８１とハイサイドアームＵ相トランジスタＵＨとの間に配置され、各接合材８６によって第１絶縁基板８１の第２銅板８１ｃの第１板状部８８ａ及びハイサイドアームＵ相トランジスタＵＨのエミッタ側の表面ＥＳと電気的に接合されている。第２導電スペーサー８４は、Ｚ軸方向におけるローサイドアームＵ相トランジスタＵＬと第１絶縁基板８１との間に配置され、各接合材８６によってローサイドアームＵ相トランジスタＵＬのエミッタ側の表面ＥＳ及び第１絶縁基板８１の第３銅板８１ｄの第１板状部８８ａと電気的に接合されている。
【００９１】
正極バスバーＰＩ及び負極バスバーＮＩと、絶縁部材８５とは、導電体組８７を構成している。例えば、導電体組８７は、ＤＣＢ（Direct Copper Bonding）基板であり、正極バスバーＰＩ及び負極バスバーＮＩの各々は、銅板であり、絶縁部材８５は、セラミックス基板である。正極バスバーＰＩ及び負極バスバーＮＩは、Ｚ軸方向で離間して互いに向かい合って配置され、絶縁部材８５をＺ軸方向の両側から挟み込むとともに、絶縁部材８５によって電気的に絶縁されている。正極バスバーＰＩ及び負極バスバーＮＩの各々は、樹脂モールド体ＭからＸ軸方向の外方（例えば、Ｘ軸の正方向）に突出する端部を備え、各端部は、コンデンサユニット２３の正極バスバー５０ｐ及び負極バスバー５０ｎの各々に接続されている。
【００９２】
正極バスバーＰＩは、樹脂モールド体Ｍ内において、接合材８６によって第２絶縁基板８２の第３銅板８２ｄの第２板状部８９ｂと電気的に接合されている。負極バスバーＮＩは、樹脂モールド体Ｍ内において、接合材８６によって第１絶縁基板８１の第３銅板８１ｄの第２板状部８８ｂと電気的に接合されている。
【００９３】
素子ユニット８０のＺ軸方向において、第２絶縁基板８２の第２銅板８２ｃ及び第３銅板８２ｄと、ハイサイドアーム及びローサイドアームＵ相トランジスタＵＨ，ＵＬと、第１導電スペーサー８３及び第２導電スペーサー８４と、第１絶縁基板８１の第２銅板８１ｃ及び第３銅板８１ｄと、が順に配置されている。
素子ユニット８０のＺ軸方向において、第２絶縁基板８２の第３銅板８２ｄと、正極バスバーＰＩと、絶縁部材８５と、負極バスバーＮＩと、第１絶縁基板８１の第３銅板８１ｄと、が順に配置されている。
Ｚ軸方向から見て、第２絶縁基板８２の第３銅板８２ｄと、ハイサイドアームＵ相トランジスタＵＨと、第１導電スペーサー８３と、第１絶縁基板８１の第２銅板８１ｃと、が順に重なる部分を有している。
Ｚ軸方向から見て、第２絶縁基板８２の第２銅板８２ｃと、ローサイドアームＵ相トランジスタＵＬと、第２導電スペーサー８４と、第１絶縁基板８１の第３銅板８１ｄと、が順に重なる部分を有している。
Ｚ軸方向から見て、第１導電スペーサー８３及びハイサイドアームＵ相トランジスタＵＨと、第２導電スペーサー８４及びローサイドアームＵ相トランジスタＵＬとは、Ｚ軸方向から見て互いに重ならないように（例えば、Ｙ軸方向に離れて、互いに重なる部分を有しないように）に配置されている。
【００９４】
第１バスバー５１は、例えば、銅板などのように、板状に形成された導電体である。Ｚ軸方向から見て、第１バスバー５１は、正極バスバーＰＩ及び負極バスバーＮＩに重ならない位置に配置されている。第１バスバー５１は、樹脂モールド体Ｍ内において、第１絶縁基板８１と第２絶縁基板８２との間をＺ軸方向に延びて、各接合材８６によって第１絶縁基板８１の第２銅板８１ｃ及び第２絶縁基板８２の第２銅板８２ｃと電気的に接合されている。
第１バスバー５１は、樹脂モールド体ＭからＸ軸方向の外方（例えば、Ｘ軸の正方向）に突出する突出部を備え、この突出部は、第１入出力端子Ｑ１及び第１の３相コネクタ１ｂを介して第１モータ１２のＵ相のステータ巻線に接続されている。
【００９５】
第３実施例の素子ユニット８０における正極側の電流経路は、図１３に示される通り、順次、正極バスバーＰＩと、第２絶縁基板８２の第３銅板８２ｄと、ハイサイドアームＵ相トランジスタＵＨと、第１導電スペーサー８３と、第１絶縁基板８１の第２銅板８１ｃと、第１バスバー５１と、によって構成されている。負極側の電流経路は、図１４に示される通り、順次、第１バスバー５１と、第２絶縁基板８２の第２銅板８２ｃと、ローサイドアームＵ相トランジスタＵＬと、第２導電スペーサー８４と、第１絶縁基板８１の第３銅板８１ｄと、負極バスバーＮＩと、によって構成されている。
【００９６】
以下に、第３実施例に係る素子ユニット８０の組み立て工程について説明する。図１５から図１８は、素子ユニット８０の組み立て工程における第１から第４の状態を模式的に示す斜視図である。
先ず、図１５に示すように、ハイサイドアームＵ相トランジスタＵＨのコレクタ側の表面ＣＳを、接合材８６によって第２絶縁基板８２の第３銅板８２ｄの第１板状部８９ａに接合する。ローサイドアームＵ相トランジスタＵＬのコレクタ側の表面ＣＳを、接合材８６によって第２絶縁基板８２の第２銅板８２ｃの第１板状部８９ａに接合する。
次に、図１６に示すように、ハイサイドアームＵ相トランジスタＵＨのエミッタ側の表面ＥＳからハイサイドアームゲート電極ＥＨを接合材８６によって接合する。ローサイドアームＵ相トランジスタＵＬのエミッタ側の表面ＥＳからローサイドアームゲート電極ＥＬを接合材８６によって接合する。第１バスバー５１を、接合材８６によって第２絶縁基板８２の第２銅板８２ｃの第２板状部８９ｂに接合する。
【００９７】
次に、図１７に示すように、導電体組８７の正極バスバーＰＩを、接合材８６によって第２絶縁基板８２の第３銅板８２ｄの第２板状部８９ｂに接合する。第１導電スペーサー８３を、接合材８６によってハイサイドアームＵ相トランジスタＵＨのエミッタ側の表面ＥＳに接合する。第２導電スペーサー８４を、接合材８６によってローサイドアームＵ相トランジスタＵＬのエミッタ側の表面ＥＳに接合する。
次に、図１８に示すように、第１絶縁基板８１の第２銅板８１ｃの第１板状部８８ａを、接合材８６によって第１導電スペーサー８３に接合する。第１絶縁基板８１の第３銅板８１ｄの第１板状部８８ａを、接合材８６によって第２導電スペーサー８４に接合する。以上により、一連の工程を終了する。
【００９８】
以上において、第１電力変換回路部３１のＵ相の素子ユニット８０について説明したが、第１電力変換回路部３１のＶ相及びＷ相の各素子ユニット８０は、各Ｕ相トランジスタＵＨ，ＵＬの代わりに、各Ｖ相トランジスタＶＨ，ＶＬ又は各Ｗ相トランジスタＷＨ，ＷＬを備えている。さらに、第２電力変換回路部３２の各相の素子ユニット８０は、第１バスバー５１の代わりに、第２バスバー５２を備えている。
また、第３電力変換回路部３３の素子ユニット８０は、第１電力変換回路部３１のＵ相の素子ユニット８０に比べて、各Ｕ相トランジスタＵＨ，ＵＬの代わりに、第１及び第２トランジスタＳ１，Ｓ２を備え、正極バスバーＰＩ及び負極バスバーＮＩの代わりに、正極バスバーＰＶ及び負極バスバーＮＶを備え、第１バスバー５１の代わりに、第３バスバー５３を備えている。
【００９９】
上述したように、本実施形態の第３実施例に係る素子ユニット８０によれば、Ｚ軸方向から見て、ハイサイドアームの各トランジスタＵＨ（ＶＨ，ＷＨ，Ｓ１）と、ローサイドアームの各トランジスタＵＬ（ＶＬ，ＷＬ，Ｓ２）と、が互いに重ならない位置に配置されているので、相互の熱的な干渉を抑制することができる。
さらに、ハイサイドアームの各トランジスタＵＨ（ＶＨ，ＷＨ，Ｓ１）及びローサイドアームの各トランジスタＵＬ（ＶＬ，ＷＬ，Ｓ２）は、第１導電スペーサー８３及び第２導電スペーサー８４並びに第２絶縁基板８２の第２銅板８２ｃ及び第３銅板８２ｄによってＺ軸方向の両側から冷却することが可能となり、熱抵抗の増大を抑制して冷却性能を向上させることができる。
さらに、ハイサイドアームの各トランジスタＵＨ（ＶＨ，ＷＨ，Ｓ１）及びローサイドアームの各トランジスタＵＬ（ＶＬ，ＷＬ，Ｓ２）は、Ｚ軸方向から見て、導電体組８７とは重ならない位置に配置されているので、熱抵抗の増大を抑制しながら、Ｚ軸方向の厚みの増大を抑制することができる。素子ユニット８０のZ軸方向の厚みが増大することを抑制し、コンパクトな配置とすることで、浮遊インダクタンスの増大を抑制することができる。
【０１００】
なお、上述した実施形態において、電力変換装置１は車両１０に搭載されるとしたが、これに限定されず、他の機器に搭載されてもよい。
【０１０１】
本発明の実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【０１０２】
１…電力変換装置、１０…車両、１１…バッテリ、１２…第１モータ、１３…第２モータ、２１…パワーモジュール、２２…リアクトル、３１…第１電力変換回路部、３２…第２電力変換回路部、３３…第３電力変換回路部、５１…第１バスバー（入出力導電体）、５２…第２バスバー（入出力導電体）、５３…第３バスバー（入出力導電体）、６０，７０，８０…素子ユニット、６１ｃ，７１ｃ，８１ｃ…第２銅板（第１導電体）、６２ｃ，７２ｃ，８２ｃ…第２銅板（第２導電体）、６７，７９，８７…導電体組、８１ｄ…第３銅板（第４導電体），８２ｄ…第３銅板（第３導電体）、ＣＳ…コレクタ側の表面、ＥＳ…エミッタ側の表面、ＮＩ，ＮＶ…負極バスバー（負極側導電体）、ＰＩ，ＰＶ…正極バスバー（正極側導電体）、ＵＨ，ＶＨ，ＷＨ，Ｓ１…ハイサイドアームの各トランジスタ（ハイサイドアーム素子）、ＵＬ，ＶＬ，ＷＬ，Ｓ２…ローサイドアームの各トランジスタ（ローサイドアーム素子）
【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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