(57)【要約】【課題】必要な絶縁距離を確保しつつ、電力変換装置全体の寸法を小型化することができる電力変換装置を提供する。【解決手段】電力変換装置は、一方の面に、第１電極と、駆動信号が入力される第２電極とが配置されたスイッチング素子と、前記第１電極に対向する第１導電層と、第１電気絶縁層と、前記第１電気絶縁層を隔てて前記第１導電層の反対側に配置された第２導電層とを備える第１基板と、前記第２電極と駆動信号入力部とを接続する接続線とを備え、前記スイッチング素子の前記第１電極は、前記第１基板の前記第１導電層に電気的に接続されており、前記第１導電層のうちの前記駆動信号入力部の側の端部は、前記第２導電層のうちの前記駆動信号入力部の側の端部よりも、前記駆動信号入力部から離れる側に位置する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方の面に、第１電極と、駆動信号が入力される第２電極とが配置されたスイッチング素子と、
前記第１電極に対向する第１導電層と、第１電気絶縁層と、前記第１電気絶縁層を隔てて前記第１導電層の反対側に配置された第２導電層とを備える第１基板と、
前記第２電極と駆動信号入力部とを接続する接続線とを備え、
前記スイッチング素子の前記第１電極は、前記第１基板の前記第１導電層に電気的に接続されており、
前記第１導電層のうちの前記駆動信号入力部の側の端部は、前記第２導電層のうちの前記駆動信号入力部の側の端部よりも、前記駆動信号入力部から離れる側に位置する、
電力変換装置。
【請求項２】
前記スイッチング素子の他方の面には、第３電極が配置され、
前記第３電極に対向する第３導電層と、第２電気絶縁層と、前記第２電気絶縁層を隔てて前記第３導電層の反対側に配置された第４導電層とを備える第２基板を更に備え、
前記第３電極は、前記第３導電層に電気的に接続されており、
前記第３導電層のうちの前記駆動信号入力部の側の端部は、前記第４導電層のうちの前記駆動信号入力部の側の端部よりも、前記駆動信号入力部から離れる側に位置する、
請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項３】
前記第１導電層のうちの前記駆動信号入力部の側の端部は、
前記第３導電層のうちの前記駆動信号入力部の側の端部よりも、前記駆動信号入力部から離れる側に位置する、
請求項２に記載の電力変換装置。
【請求項４】
前記第１導電層に電気的に接続される一方の面と、前記第１電極に電気的に接続される他方の面とを有するスペーサを更に備え、
前記第１導電層の前記端部は、
前記第１導電層の厚さ分以上、
前記スペーサのうちの前記駆動信号入力部の側の端部よりも前記駆動信号入力部の側に位置する、
請求項１から請求項３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、電力変換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ハイブリッドパワーコントロールユニットを含むハイブリッド車両が知られている（例えば、特許文献１参照）。このハイブリッドパワーコントロールユニットは、動作中に熱を発生するチップが内部に配置されたパワーモジュールと、パワーモジュールからの熱を冷却する冷却器とを含む。このハイブリッドパワーコントロールユニットには、チップとパワーモジュールとを接合するチップはんだ付け界面材料が設けられ、内部はんだ層を形成する。より低温のはんだ付け界面材料は、電力モジュールおよび冷却器を接着して外部はんだ層を形成する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１７／００９６０６６号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上述したハイブリッド車両では、必要な絶縁距離を確保しつつパワーモジュール全体を小型化するために、スイッチング素子の一方の面の第１電極に対して電気的に接続される部材と、スイッチング素子の一方の面の駆動信号が入力される第２電極に接続される接続線とを、どのように構成すべきかについて十分に工夫されていない。従って、上述したハイブリッド車両では、パワーモジュール全体が十分に小型化されていない。
【０００５】
上述した問題点に鑑み、本発明は、必要な絶縁距離を確保しつつ、電力変換装置の寸法を小型化することができる電力変換装置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】
【０００６】
（１）本発明の一態様に係る電力変換装置は、一方の面に、第１電極と、駆動信号が入力される第２電極とが配置されたスイッチング素子と、前記第１電極に対向する第１導電層と、第１電気絶縁層と、前記第１電気絶縁層を隔てて前記第１導電層の反対側に配置された第２導電層とを備える第１基板と、前記第２電極と駆動信号入力部とを接続する接続線とを備え、前記スイッチング素子の前記第１電極は、前記第１基板の前記第１導電層に電気的に接続されており、前記第１導電層のうちの前記駆動信号入力部の側の端部は、前記第２導電層のうちの前記駆動信号入力部の側の端部よりも、前記駆動信号入力部から離れる側に位置する。
【０００７】
（２）上記（１）に記載の電力変換装置では、前記スイッチング素子の他方の面には、第３電極が配置され、前記第３電極に対向する第３導電層と、第２電気絶縁層と、前記第２電気絶縁層を隔てて前記第３導電層の反対側に配置された第４導電層とを備える第２基板を更に備え、前記第３電極は、前記第３導電層に電気的に接続されており、前記第３導電層のうちの前記駆動信号入力部の側の端部は、前記第４導電層のうちの前記駆動信号入力部の側の端部よりも、前記駆動信号入力部から離れる側に位置してもよい。
【０００８】
（３）上記（２）に記載の電力変換装置では、前記第１導電層のうちの前記駆動信号入力部の側の端部は、前記第３導電層のうちの前記駆動信号入力部の側の端部よりも、前記駆動信号入力部から離れる側に位置してもよい。
【０００９】
（４）上記（１）から（３）のいずれかに記載の電力変換装置は、前記第１導電層に電気的に接続される一方の面と、前記第１電極に電気的に接続される他方の面とを有するスペーサを更に備え、前記第１導電層の前記端部は、前記第１導電層の厚さ分以上、前記スペーサのうちの前記駆動信号入力部の側の端部よりも前記駆動信号入力部の側に位置してもよい。
【発明の効果】
【００１０】
上記（１）に記載の電力変換装置では、第１基板が、第１導電層と、第１電気絶縁層と、第１電気絶縁層を隔てて第１導電層の反対側に配置された第２導電層とを備える。第１導電層は、スイッチング素子の一方の面に配置された第１電極に電気的に接続される。駆動信号入力部は、スイッチング素子の一方の面に配置された第２電極に対して、接続線によって接続されている。第１導電層のうちの駆動信号入力部の側の端部は、第２導電層のうちの駆動信号入力部の側の端部よりも、駆動信号入力部から離れる側に位置する。
そのため、上記（１）に記載の電力変換装置では、第１導電層のうちの駆動信号入力部の側の端部と、第２導電層のうちの駆動信号入力部の側の端部とが、駆動信号入力部から等距離に位置する場合よりも、第１導電層と接続線との間の絶縁距離を確保しつつ、電力変換装置の寸法を小型化することができる。詳細には、電力変換装置の寸法を、スイッチング素子の厚さ方向に小型化することができる。
つまり、上記（１）に記載の電力変換装置では、必要な絶縁距離を確保しつつ、電力変換装置の寸法を小型化することができる。
【００１１】
上記（２）に記載の電力変換装置では、第２基板が、第３導電層と、第２電気絶縁層と、第２電気絶縁層を隔てて第３導電層の反対側に配置された第４導電層とを備える。第３導電層は、スイッチング素子の他方の面に配置された第３電極に電気的に接続される。第３導電層のうちの駆動信号入力部の側の端部は、第４導電層のうちの駆動信号入力部の側の端部よりも、駆動信号入力部から離れる側に位置する。
そのため、上記（２）に記載の電力変換装置では、第３導電層のうちの駆動信号入力部の側の端部と、第４導電層のうちの駆動信号入力部の側の端部とが、駆動信号入力部から等距離に位置する場合よりも、第３導電層と接続線との間の絶縁距離を確保しつつ、電力変換装置の寸法を小型化することができる。詳細には、電力変換装置の寸法を、スイッチング素子の幅方向に小型化することができる。
【００１２】
上記（３）に記載の電力変換装置では、第１導電層のうちの駆動信号入力部の側の端部は、第３導電層のうちの駆動信号入力部の側の端部よりも、駆動信号入力部から離れる側に位置する。
そのため、上記（３）に記載の電力変換装置では、第１導電層のうちの駆動信号入力部の側の端部と、第３導電層のうちの駆動信号入力部の側の端部とが、駆動信号入力部から等距離に位置する場合よりも、第１導電層と接続線との間の絶縁距離を確保することができる。
【００１３】
上記（４）に記載の電力変換装置は、第１導電層と第１電極とを電気的に接続するスペーサを更に備える。上記（４）に記載の電力変換装置では、第１導電層のうちの駆動信号入力部の側の端部が、第１導電層の厚さ分以上、スペーサのうちの駆動信号入力部の側の端部よりも駆動信号入力部の側に位置する。
そのため、上記（４）に記載の電力変換装置では、スイッチング素子が発生する熱の広がりが阻害されてしまうおそれを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第１実施形態の電力変換装置の主要部の概略的な鉛直断面の一例を示す図である。
【図２】図１中のスイッチング素子のみを抽出して示した図である。
【図３】第１実施形態の電力変換装置の特徴を説明するための図である。
【図４】比較例の電力変換装置の主要部の鉛直断面図である。
【図５】第２実施形態の電力変換装置の一例の分解斜視図である。
【図６】第２実施形態の電力変換装置の主要部の概略的な鉛直断面の一例を示す図である。
【図７】図６（Ｂ）中のローサイドスイッチング素子のみを抽出して示した図である。
【図８】第３実施形態の電力変換装置のハイサイドの主要部の概略的な鉛直断面の一例を示す図である。
【図９】第３実施形態の電力変換装置のローサイドの主要部の概略的な鉛直断面の一例を示す図である。
【図１０】第１から第３実施形態の電力変換装置を適用可能な車両の一部の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の電力変換装置の実施形態について添付図面を参照しながら説明する。
【００１６】
＜第１実施形態＞
図１は第１実施形態の電力変換装置１の主要部の概略的な鉛直断面の一例を示す図である。図２は図１中のスイッチング素子ＵＨのみを抽出して示した図である。図３は第１実施形態の電力変換装置１の特徴を説明するための図である。図４は比較例の電力変換装置１の主要部の鉛直断面図である。
【００１７】
図１〜図３に示す例では、電力変換装置１が、スイッチング素子ＵＨと、基板ＳＡと、基板ＳＢと、駆動信号入力部ＳＨと、スペーサＳＰＵＨと、接続線ＷＨとを備えている。
スイッチング素子ＵＨは、例えばＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）、ＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semi-conductor Field Effect Transistor）等のようなスイッチング素子である。
図２に示すように、スイッチング素子ＵＨの一方（図２の上側）の面ＵＨＢには、電極ＵＨＢ１と、駆動信号が入力される電極ＵＨＢ２とが配置されている。スイッチング素子ＵＨの他方（図２の下側）の面ＵＨＡには、電極ＵＨＡ１が配置されている。
【００１８】
図１〜図３に示す例では、基板ＳＡが、スイッチング素子ＵＨの電極ＵＨＢ１に対向する導電層ＳＡ２Ａと、電気絶縁層ＳＡ１と、電気絶縁層ＳＡ１を隔てて導電層ＳＡ２Ａの反対側に配置された導電層ＳＡ３とを備えている。スイッチング素子ＵＨの電極ＵＨＢ２は、例えばボンディングワイヤなどのような接続線ＷＨによって、駆動信号入力部ＳＨに接続されている。スイッチング素子ＵＨの電極ＵＨＢ１は、導電体で形成されたスペーサＳＰＵＨを介して基板ＳＡの導電層ＳＡ２Ａに電気的に接続されている。
【００１９】
図１〜図３に示す例では、基板ＳＢが、スイッチング素子ＵＨの電極ＵＨＡ１に対向する導電層ＳＢ３Ａと、電気絶縁層ＳＢ１と、電気絶縁層ＳＢ１を隔てて導電層ＳＢ３Ａの反対側に配置された導電層ＳＢ２とを備えている。スイッチング素子ＵＨの電極ＵＨＡ１は、基板ＳＢの導電層ＳＢ３Ａに電気的に接続されている。
基板ＳＡ及び基板ＳＢの各々は、例えばＤＣＢ（Direct Copper Bonding）基板である。すなわち、ＤＣＢ基板は、セラミック基板と、セラミック基板の厚さ方向の両側に設けられる銅板とを備えて構成されている。両銅板は、セラミック基板を厚さ方向の両側から挟み込むとともに、セラミック基板によって電気的に絶縁されている。
基板ＳＡの外側（図１の上側）と基板ＳＢの外側（図１の下側）には、それぞれヒートシンクが配置されており（不図示）、該ヒートシンクによってスイッチング素子ＵＨが冷却される。
図１〜図３に示す例では、スイッチング素子ＵＨの電極ＵＨＡ１が、電気絶縁層ＳＢ１と導電層ＳＢ３Ａと導電層ＳＢ２とを有する基板ＳＢの導電層ＳＢ３Ａに電気的に接続されるが、他の例では、スイッチング素子ＵＨの電極ＵＨＡ１に電気的に接続される対象が、電気絶縁層ＳＢ１のような電気絶縁層と、導電層ＳＢ２のような、スイッチング素子ＵＨの電極ＵＨＡ１に電気的に接続されない導電層とを備えていなくてもよい。
【００２０】
図１〜図３に示す例では、基板ＳＡの導電層ＳＡ２Ａのうちの駆動信号入力部ＳＨの側（図１の右側）の端部ＳＡ２Ａ１が、基板ＳＡの導電層ＳＡ３のうちの駆動信号入力部ＳＨの側（図１の右側）の端部ＳＡ３Ａよりも、駆動信号入力部ＳＨから離れる側（図１の左側）に位置する。そのため、図１に双方向矢印で示すように、基板ＳＡの導電層ＳＡ２Ａと接続線ＷＨとの間の絶縁距離は、スイッチング素子ＵＨの幅方向（図１の左右方向）に確保される。
一方、図４に示す比較例では、基板ＳＡの導電層ＳＡ２Ａのうちの駆動信号入力部ＳＨの側（図４の右側）の端部ＳＡ２Ａ１と、基板ＳＡの導電層ＳＡ３のうちの駆動信号入力部ＳＨの側（図４の右側）の端部ＳＡ３Ａとが、スイッチング素子ＵＨの幅方向（図４の左右方向）に駆動信号入力部ＳＨから等距離に位置する。そのため、図４に双方向矢印で示すように、基板ＳＡの導電層ＳＡ２Ａと接続線ＷＨとの間の絶縁距離を、スイッチング素子ＵＨの厚さ方向（図４の上下方向）に確保する必要がある。また、図４に示す比較例では、スペーサＳＰＵＨが厚いため、電力変換装置１のインダクタンスＬｓが増加してしまう。
上述したように、図１〜図３に示す例では、基板ＳＡの導電層ＳＡ２Ａと接続線ＷＨとの間の絶縁距離がスイッチング素子ＵＨの幅方向（図１の左右方向）に確保されるため、図４に示す比較例よりも、電力変換装置１全体の寸法を、スイッチング素子ＵＨの厚さ方向（図１の上下方向）に小型化することができる。また、図１〜図３に示す例では、図４に示す比較例よりも、スペーサＳＰＵＨが薄いため、電力変換装置１のインダクタンスＬｓを抑制することができる。
つまり、図１〜図３に示す例では、基板ＳＡの導電層ＳＡ２Ａと接続線ＷＨとの間の絶縁距離を確保しつつ、図４に示す比較例よりも、電力変換装置１の全体の寸法を小型化することができる。
また、図１〜図３に示す例では、基板ＳＡの導電層ＳＡ３の端部ＳＡ３Ａを、駆動信号入力部ＳＨの側（図１の右側）まで延ばすことができるため、高い冷却性能を確保することができる。
【００２１】
図１〜図３に示す例では、スペーサＳＰＵＨの一方（図１の上側）の面が、基板ＳＡの導電層ＳＡ２Ａに電気的に接続されている。スペーサＳＰＵＨの他方（図１の下側）の面は、スイッチング素子ＵＨの電極ＵＨＢ１に電気的に接続されている。
図３に示すように、基板ＳＡの導電層ＳＡ２Ａのうちの駆動信号入力部ＳＨの側（図３の右側）の端部ＳＡ２Ａ１は、スペーサＳＰＵＨのうちの駆動信号入力部ＳＨの側（図３の右側）の端部ＳＰＵＨ１よりも駆動信号入力部ＳＨの側（図３の右側）に位置する。つまり、基板ＳＡの導電層ＳＡ２Ａの端部ＳＡ２Ａ１は、スペーサＳＰＵＨの端部ＳＰＵＨ１よりも駆動信号入力部ＳＨの側（図３の右側）に突出している。
本発明者の鋭意研究において、スペーサＳＰＵＨの端部ＳＰＵＨ１に対する基板ＳＡの導電層ＳＡ２Ａの端部ＳＡ２Ａ１の、駆動信号入力部ＳＨの側（図３の右側）への突出量が小さすぎると、熱抵抗が大きくなってしまい、その結果、スイッチング素子ＵＨが発生する熱の広がりが阻害されてしまうことが見いだされた。
その点に鑑み、図１〜図３に示す例では、スペーサＳＰＵＨの端部ＳＰＵＨ１に対する基板ＳＡの導電層ＳＡ２Ａの端部ＳＡ２Ａ１の駆動信号入力部ＳＨの側（図３の右側）への突出量Ｘが、導電層ＳＡ２Ａの厚さｔＳＡ２Ａ以上の値に設定されている。すなわち、基板ＳＡの導電層ＳＡ２Ａの端部ＳＡ２Ａ１は、導電層ＳＡ２Ａの厚さｔＳＡ２Ａ分以上、スペーサＳＰＵＨの端部ＳＰＵＨ１よりも駆動信号入力部ＳＨの側（図３の右側）に位置する。つまり、図３中のスペーサＳＰＵＨの端部ＳＰＵＨ１の上端位置ＰＳＰと導電層ＳＡ２Ａの端部ＳＡ２Ａ１の上端位置ＰＳＡとを結ぶ直線と、スペーサＳＰＵＨの上面とがなす角度θが、４５°以下の値に設定されている。
そのため、図１〜図３に示す例では、スイッチング素子ＵＨが発生する熱の広がりが阻害されてしまうおそれを抑制することができる。図１〜図３に示す例では、スイッチング素子ＵＨが発生する熱は、スペーサＳＰＵＨ、基板ＳＡを介して拡散される。
【００２２】
図１〜図３に示す電力変換装置１が（例えばＵ相などの）ハイサイドに適用される場合には、基板ＳＢの導電層ＳＢ３Ａが、正極側導電体（Ｐバスバー）に電気的に接続され、基板ＳＡの導電層ＳＡ２Ａが、出力側導電体（出力バスバー）に電気的に接続される。
図１〜図３に示す電力変換装置１が（例えばＵ相などの）ローサイドに適用される場合には、基板ＳＢの導電層ＳＢ３Ａが、出力側導電体（出力バスバー）に電気的に接続され、基板ＳＡの導電層ＳＡ２Ａが、負極側導電体（Ｎバスバー）に電気的に接続される。
【００２３】
＜第２実施形態＞
以下、本発明の電力変換装置１の第２実施形態について説明する。
第２実施形態の電力変換装置１は、後述する点を除き、上述した第１実施形態の電力変換装置１と同様に構成されている。従って、第２実施形態の電力変換装置１によれば、後述する点を除き、上述した第１実施形態の電力変換装置１と同様の効果を奏することができる。
【００２４】
図５は第２実施形態の電力変換装置１の一例の分解斜視図である。
図５に示す例では、電力変換装置１が、ハイサイドスイッチング素子ＵＨと、ローサイドスイッチング素子ＵＬと、基板ＳＡと、基板ＳＢと、ハイサイド駆動信号入力部ＳＨと、ローサイド駆動信号入力部ＳＬと、ハイサイドスペーサＳＰＵＨと、ローサイドスペーサＳＰＵＬと、ハイサイド接続線ＷＨ（図６（Ａ）参照）と、ローサイド接続線ＷＬ（図６（Ｂ）参照）とを備えている。
【００２５】
図６は第２実施形態の電力変換装置１の主要部の概略的な鉛直断面の一例を示す図である。詳細には、図６（Ａ）は電力変換装置１のハイサイドの主要部の鉛直断面を示す図である。図６（Ｂ）は電力変換装置１のローサイドの主要部の鉛直断面を示す図である。図７は図６（Ｂ）中のローサイドスイッチング素子ＵＬのみを抽出して示した図である。
【００２６】
図５〜図７に示す例では、スイッチング素子ＵＬが、スイッチング素子ＵＨと同様に、例えばＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）、ＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semi-conductor Field Effect Transistor）等のようなスイッチング素子である。
図７に示すように、スイッチング素子ＵＬの一方（図７の上側）の面ＵＬＢには、電極ＵＬＢ１と、駆動信号が入力される電極ＵＬＢ２とが配置されている。スイッチング素子ＵＬの他方（図７の下側）の面ＵＬＡには、電極ＵＬＡ１が配置されている。
【００２７】
図５〜図７に示す例では、基板ＳＡが、スイッチング素子ＵＨの電極ＵＨＢ１に対向する導電層ＳＡ２Ａと、スイッチング素子ＵＬの電極ＵＬＢ１に対向する導電層ＳＡ２Ｂと、電気絶縁層ＳＡ１と、電気絶縁層ＳＡ１を隔てて導電層ＳＡ２Ａ、ＳＡ２Ｂの反対側に配置された導電層ＳＡ３とを備えている。
スイッチング素子ＵＨの電極ＵＨＢ２は、例えばボンディングワイヤなどのような接続線ＷＨによって、駆動信号入力部ＳＨに接続されている。スイッチング素子ＵＨの電極ＵＨＢ１は、スペーサＳＰＵＨを介して基板ＳＡの導電層ＳＡ２Ａに電気的に接続されている。
スイッチング素子ＵＬの電極ＵＬＢ２は、例えばボンディングワイヤなどのような接続線ＷＬによって、駆動信号入力部ＳＬに接続されている。スイッチング素子ＵＬの電極ＵＬＢ１は、スペーサＳＰＵＬを介して基板ＳＡの導電層ＳＡ２Ｂに電気的に接続されている。
【００２８】
図５〜図７に示す例では、基板ＳＢが、スイッチング素子ＵＨの電極ＵＨＡ１に対向する導電層ＳＢ３Ａと、スイッチング素子ＵＬの電極ＵＬＡ１に対向する導電層ＳＢ３Ｂと、電気絶縁層ＳＢ１と、電気絶縁層ＳＢ１を隔てて導電層ＳＢ３Ａ、ＳＢ３Ｂの反対側に配置された導電層ＳＢ２とを備えている。
スイッチング素子ＵＨの電極ＵＨＡ１は、基板ＳＢの導電層ＳＢ３Ａに電気的に接続されている。スイッチング素子ＵＬの電極ＵＬＡ１は、基板ＳＢの導電層ＳＢ３Ｂに電気的に接続されている。
基板ＳＡの導電層ＳＡ２Ａと、基板ＳＢの導電層ＳＢ３Ｂとは、接続部（図示せず）を介して電気的に接続されている。
【００２９】
図５〜図７に示す例では、基板ＳＡの導電層ＳＡ２Ａのうちの駆動信号入力部ＳＨの側（図６（Ａ）の右側）の端部ＳＡ２Ａ１が、基板ＳＡの導電層ＳＡ３のうちの駆動信号入力部ＳＨの側（図６（Ａ）の右側）の端部ＳＡ３Ａよりも、駆動信号入力部ＳＨから離れる側（図６（Ａ）の左側）に位置する。そのため、図６（Ａ）に双方向矢印で示すように、基板ＳＡの導電層ＳＡ２Ａと接続線ＷＨとの間の絶縁距離は、スイッチング素子ＵＨの幅方向（図６（Ａ）の左右方向）に確保される。
基板ＳＡの導電層ＳＡ２Ｂのうちの駆動信号入力部ＳＬの側（図６（Ｂ）の左側）の端部ＳＡ２Ｂ１が、基板ＳＡの導電層ＳＡ３のうちの駆動信号入力部ＳＬの側（図６（Ｂ）の左側）の端部ＳＡ３Ｂよりも、駆動信号入力部ＳＬから離れる側（図６（Ｂ）の右側）に位置する。そのため、図６（Ｂ）に双方向矢印で示すように、基板ＳＡの導電層ＳＡ２Ｂと接続線ＷＬとの間の絶縁距離は、スイッチング素子ＵＬの幅方向（図６（Ｂ）の左右方向）に確保される。
上述したように、図５〜図７に示す例では、基板ＳＡの導電層ＳＡ２Ａと接続線ＷＨとの間の絶縁距離がスイッチング素子ＵＨの幅方向（図６（Ａ）の左右方向）に確保され、基板ＳＡの導電層ＳＡ２Ｂと接続線ＷＬとの間の絶縁距離がスイッチング素子ＵＬの幅方向（図６（Ｂ）の左右方向）に確保されるため、電力変換装置１全体の寸法を、スイッチング素子ＵＨ、ＵＬの厚さ方向（図６（Ａ）および図６（Ｂ）の上下方向）に小型化することができる。
【００３０】
図５〜図７に示す例では、スペーサＳＰＵＬの一方（図６（Ｂ）の上側）の面が、基板ＳＡの導電層ＳＡ２Ｂに電気的に接続されている。スペーサＳＰＵＬの他方（図６（Ｂ）の下側）の面は、スイッチング素子ＵＬの電極ＵＬＢ１に電気的に接続されている。
図６（Ｂ）に示すように、基板ＳＡの導電層ＳＡ２Ｂのうちの駆動信号入力部ＳＬの側（図６（Ｂ）の左側）の端部ＳＡ２Ｂ１は、スペーサＳＰＵＬのうちの駆動信号入力部ＳＬの側（図６（Ｂ）の左側）の端部ＳＰＵＬ１よりも駆動信号入力部ＳＬの側（図６（Ｂ）の左側）に位置する。つまり、基板ＳＡの導電層ＳＡ２Ｂの端部ＳＡ２Ｂ１は、スペーサＳＰＵＬの端部ＳＰＵＬ１よりも駆動信号入力部ＳＬの側（図６（Ｂ）の左側）に突出している。
図５〜図７に示す例では、スペーサＳＰＵＬの端部ＳＰＵＬ１に対する基板ＳＡの導電層ＳＡ２Ｂの端部ＳＡ２Ｂ１の駆動信号入力部ＳＬの側（図６（Ｂ）の左側）への突出量が、導電層ＳＡ２Ｂの厚さ以上の値に設定されている。すなわち、基板ＳＡの導電層ＳＡ２Ｂの端部ＳＡ２Ｂ１は、導電層ＳＡ２Ｂの厚さ分以上、スペーサＳＰＵＬの端部ＳＰＵＬ１よりも駆動信号入力部ＳＬの側（図６（Ｂ）の左側）に位置する。
そのため、図５〜図７に示す例では、スイッチング素子ＵＬが発生する熱の広がりが阻害されてしまうおそれを抑制することができる。
【００３１】
図５〜図７に示す例では、基板ＳＢの導電層ＳＢ３Ａが、正極側導電体（Ｐバスバー）に電気的に接続される。基板ＳＡの導電層ＳＡ２Ａと、基板ＳＢの導電層ＳＢ３Ｂとが、出力側導電体（出力バスバー）に電気的に接続される。基板ＳＡの導電層ＳＡ２Ａは、負極側導電体（Ｎバスバー）に電気的に接続される。
【００３２】
＜第３実施形態＞
以下、本発明の電力変換装置１の第３実施形態について説明する。
第３実施形態の電力変換装置１は、後述する点を除き、上述した第２実施形態の電力変換装置１と同様に構成されている。従って、第３実施形態の電力変換装置１によれば、後述する点を除き、上述した第２実施形態の電力変換装置１と同様の効果を奏することができる。
【００３３】
図８は第３実施形態の電力変換装置１のハイサイドの主要部の概略的な鉛直断面の一例を示す図である。図９は第３実施形態の電力変換装置１のローサイドの主要部の概略的な鉛直断面の一例を示す図である。
【００３４】
図６（Ａ）に示す第２実施形態の電力変換装置１では、スイッチング素子ＵＨの幅方向（図６（Ａ）の左右方向）における基板ＳＢの導電層ＳＢ３Ａの右端部の位置と、導電層ＳＢ２の右端部の位置とが一致している。
一方、図８に示す第３実施形態の電力変換装置１では、スイッチング素子ＵＨの幅方向（図８の左右方向）における基板ＳＢの導電層ＳＢ３Ａの右端部ＳＢ３Ａ１の位置と、導電層ＳＢ２の右端部ＳＢ２Ａの位置とが異なっている。
【００３５】
詳細には、図８に示す例では、基板ＳＢの導電層ＳＢ３Ａのうちの駆動信号入力部ＳＨの側（図８の右側）の端部ＳＢ３Ａ１は、導電層ＳＢ２のうちの駆動信号入力部ＳＨの側（図８の右側）の端部ＳＢ２Ａよりも、駆動信号入力部ＳＨから離れる側（図８の左側）に位置する。
そのため、図８に示す例では、スイッチング素子ＵＨの幅方向（図６（Ａ）の左右方向）における基板ＳＢの導電層ＳＢ３Ａの右端部の位置と、導電層ＳＢ２の右端部の位置とが一致している図６（Ａ）に示す例よりも、基板ＳＢの導電層ＳＢ３Ａと接続線ＷＨとの間の絶縁距離を確保しつつ、スイッチング素子ＵＨの幅方向（図８の左右方向）における電力変換装置１の全体の寸法を小型化することができる。つまり、図８に示す例では、図６（Ａ）に示す例よりも、駆動信号入力部ＳＨをスイッチング素子ＵＨの電極ＵＨＢ２に近づけることができる。
【００３６】
また、図８に示す例では、基板ＳＡの導電層ＳＡ２Ａのうちの駆動信号入力部ＳＨの側（図８の右側）の端部ＳＡ２Ａ１は、基板ＳＢの導電層ＳＢ３Ａのうちの駆動信号入力部ＳＨの側（図８の右側）の端部ＳＢ３Ａ１よりも、駆動信号入力部ＳＨから離れる側（図８の左側）に位置する。
そのため、スイッチング素子ＵＨの幅方向（図８の左右方向）における基板ＳＡの導電層ＳＡ２Ａの右端部の位置と基板ＳＢの導電層ＳＢ３Ａの右端部の位置とが一致している場合よりも、基板ＳＡの導電層ＳＡ２Ａと接続線ＷＨとの間の絶縁距離を確保することができる。
【００３７】
図６（Ｂ）に示す第２実施形態の電力変換装置１では、スイッチング素子ＵＬの幅方向（図６（Ｂ）の左右方向）における基板ＳＢの導電層ＳＢ３Ｂの左端部の位置と、導電層ＳＢ２の左端部の位置とが一致している。
一方、図９に示す第３実施形態の電力変換装置１では、スイッチング素子ＵＬの幅方向（図９の左右方向）における基板ＳＢの導電層ＳＢ３Ｂの左端部ＳＢ３Ｂ１の位置と、導電層ＳＢ２の左端部ＳＢ２Ｂの位置とが異なっている。
【００３８】
詳細には、図９に示す例では、基板ＳＢの導電層ＳＢ３Ｂのうちの駆動信号入力部ＳＬの側（図９の左側）の端部ＳＢ３Ｂ１は、導電層ＳＢ２のうちの駆動信号入力部ＳＬの側（図９の左側）の端部ＳＢ２Ｂよりも、駆動信号入力部ＳＬから離れる側（図９の右側）に位置する。
そのため、図９に示す例では、スイッチング素子ＵＬの幅方向（図６（Ｂ）の左右方向）における基板ＳＢの導電層ＳＢ３Ｂの左端部の位置と、導電層ＳＢ２の左端部の位置とが一致している図６（Ｂ）に示す例よりも、基板ＳＢの導電層ＳＢ３Ｂと接続線ＷＬとの間の絶縁距離を確保しつつ、スイッチング素子ＵＬの幅方向（図９の左右方向）における電力変換装置１の全体の寸法を小型化することができる。つまり、図９に示す例では、図６（Ｂ）に示す例よりも、駆動信号入力部ＳＬをスイッチング素子ＵＬの電極ＵＬＢ２に近づけることができる。
【００３９】
また、図９に示す例では、基板ＳＡの導電層ＳＡ２Ｂのうちの駆動信号入力部ＳＬの側（図９の左側）の端部ＳＡ２Ｂ１は、基板ＳＢの導電層ＳＢ３Ｂのうちの駆動信号入力部ＳＬの側（図９の左側）の端部ＳＢ３Ｂ１よりも、駆動信号入力部ＳＬから離れる側（図９の右側）に位置する。
そのため、スイッチング素子ＵＬの幅方向（図９の左右方向）における基板ＳＡの導電層ＳＡ２Ｂの左端部の位置と基板ＳＢの導電層ＳＢ３Ｂの左端部の位置とが一致している場合よりも、基板ＳＡの導電層ＳＡ２Ｂと接続線ＷＬとの間の絶縁距離を確保することができる。
【００４０】
＜適用例＞
以下、本発明の電力変換装置１の適用例について添付図面を参照しながら説明する。
図１０は第１から第３実施形態の電力変換装置１を適用可能な車両１０の一部の一例を示す図である。
【００４１】
第１実施形態の電力変換装置１が図１０に示す例に適用される場合には、１４個の第１実施形態の電力変換装置１が図１０に示す車両１０に用いられる。
第２または第３実施形態の電力変換装置１が図１０に示す例に適用される場合には、７個の第２または第３実施形態の電力変換装置１が図１０に示す車両１０に用いられる。
【００４２】
図１０に示す例では、車両１０が、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。
【００４３】
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。第１モータ１２及び第２モータ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。
【００４４】
図１０に示す電力変換装置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。
【００４５】
１４個の第１実施形態の電力変換装置１が、図１０に示す車両１０に用いられる場合には、第１電力変換回路部３１が、６個の図１〜図３に示す第１実施形態の電力変換装置１によって構成される。
７個の第２または第３実施形態の電力変換装置１が、図１０に示す車両１０に用いられる場合には、第１電力変換回路部３１が、３個の図５〜図９に示す第２または第３実施形態の電力変換装置１によって構成される。詳細には、１個の図５〜図９に示す第２または第３実施形態の電力変換装置１が、第１電力変換回路部３１のＵ相を構成する。他の１個の図５〜図９に示す第２または第３実施形態の電力変換装置１が、第１電力変換回路部３１のＶ相を構成する。残りの１個の図５〜図９に示す第２または第３実施形態の電力変換装置１が、第１電力変換回路部３１のＷ相を構成する。
第１電力変換回路部３１の出力側導電体（出力バスバー）５１は、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の３相分まとめられて、第１の３相コネクタ１ｂに接続されている。すなわち、第１電力変換回路部３１の出力側導電体５１は、第１の３相コネクタ１ｂを介して第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の正極側導電体（Ｐバスバー）ＰＩは、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の３相分まとめられて、バッテリ１１の正極端子ＰＢに接続されている。
第１電力変換回路部３１の負極側導電体（Ｎバスバー）ＮＩは、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の３相分まとめられて、バッテリ１１の負極端子ＮＢに接続されている。
つまり、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。
【００４６】
１４個の第１実施形態の電力変換装置１が、図１０に示す車両１０に用いられる場合には、第２電力変換回路部３２が、６個の図１〜図３に示す第１実施形態の電力変換装置１によって構成される。
７個の第２または第３実施形態の電力変換装置１が、図１０に示す車両１０に用いられる場合には、第２電力変換回路部３２が、３個の図５〜図９に示す第２または第３実施形態の電力変換装置１によって構成される。詳細には、１個の図５〜図９に示す第２または第３実施形態の電力変換装置１が、第２電力変換回路部３２のＵ相を構成する。他の１個の図５〜図９に示す第２または第３実施形態の電力変換装置１が、第２電力変換回路部３２のＶ相を構成する。残りの１個の図５〜図９に示す第２または第３実施形態の電力変換装置１が、第２電力変換回路部３２のＷ相を構成する。
第２電力変換回路部３２の出力側導電体（出力バスバー）５２は、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の３相分まとめられて、第２の３相コネクタ１ｃに接続されている。すなわち、第２電力変換回路部３２の出力側導電体５２は、第２の３相コネクタ１ｃを介して第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の正極側導電体（Ｐバスバー）ＰＩは、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の３相分まとめられて、バッテリ１１の正極端子ＰＢと、第１電力変換回路部３１の正極側導電体ＰＩとに接続されている。
第２電力変換回路部３２の負極側導電体（Ｎバスバー）ＮＩは、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の３相分まとめられて、バッテリ１１の負極端子ＮＢと、第２電力変換回路部３２の負極側導電体ＮＩとに接続されている。
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。
【００４７】
１４個の第１実施形態の電力変換装置１が、図１０に示す車両１０に用いられる場合には、第１電力変換回路部３１のスイッチング素子ＵＨ、ＵＬ、ＶＨ、ＶＬ、ＷＨ、ＷＬが、６個の図１〜図３に示す第１実施形態の電力変換装置１のスイッチング素子ＵＨによって構成される。
７個の第２または第３実施形態の電力変換装置１が、図１０に示す車両１０に用いられる場合には、第１電力変換回路部３１のスイッチング素子ＵＨ、ＵＬが、１つ目の図５〜図９に示す第２または第３実施形態の電力変換装置１のスイッチング素子ＵＨ、ＵＬによって構成され、第１電力変換回路部３１のスイッチング素子ＶＨ、ＶＬが、２つ目の図５〜図９に示す第２または第３実施形態の電力変換装置１のスイッチング素子ＵＨ、ＵＬによって構成され、第１電力変換回路部３１のスイッチング素子ＷＨ、ＷＬが、３つ目の図５〜図９に示す第２または第３実施形態の電力変換装置１のスイッチング素子ＵＨ、ＵＬによって構成される。
【００４８】
図１０に示す例では、第１電力変換回路部３１のＵ相スイッチング素子ＵＨ、Ｖ相スイッチング素子ＶＨ、Ｗ相スイッチング素子ＷＨ、および、第２電力変換回路部３２のＵ相スイッチング素子ＵＨ、Ｖ相スイッチング素子ＶＨ、Ｗ相スイッチング素子ＷＨが、正極側導電体ＰＩに接続されている。正極側導電体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。
第１電力変換回路部３１のＵ相スイッチング素子ＵＬ、Ｖ相スイッチング素子ＶＬ、Ｗ相スイッチング素子ＷＬ、および、第２電力変換回路部３２のＵ相スイッチング素子ＵＬ、Ｖ相スイッチング素子ＶＬ、Ｗ相スイッチング素子ＷＬが、負極側導電体ＮＩに接続されている。負極側導電体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。
【００４９】
図１０に示す例では、第１電力変換回路部３１のＵ相スイッチング素子ＵＨとＵ相スイッチング素子ＵＬとの接続点ＴＩと、Ｖ相スイッチング素子ＶＨとＶ相スイッチング素子ＶＬとの接続点ＴＩと、Ｗ相スイッチング素子ＷＨとＷ相スイッチング素子ＷＬとの接続点ＴＩとが、出力側導電体５１に接続されている。
第２電力変換回路部３２のＵ相スイッチング素子ＵＨとＵ相スイッチング素子ＵＬとの接続点ＴＩと、Ｖ相スイッチング素子ＶＨとＶ相スイッチング素子ＶＬとの接続点ＴＩと、Ｗ相スイッチング素子ＷＨとＷ相スイッチング素子ＷＬとの接続点ＴＩとは、出力側導電体５２に接続されている。
【００５０】
図１０に示す例では、第１電力変換回路部３１の出力側導電体５１が、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、出力側導電体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。
第２電力変換回路部３２の出力側導電体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、出力側導電体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。
【００５１】
図１０に示す例では、第１電力変換回路部３１のスイッチング素子ＵＨ、ＵＬ、ＶＨ、ＶＬ、ＷＨ、ＷＬのそれぞれが、フライホイールダイオードを備えている。
同様に、第２電力変換回路部３２のスイッチング素子ＵＨ、ＵＬ、ＶＨ、ＶＬ、ＷＨ、ＷＬのそれぞれが、フライホイールダイオードを備えている。
【００５２】
図１０に示す例では、ゲートドライブユニット２９が、第１電力変換回路部３１のスイッチング素子ＵＨ、ＵＬ、ＶＨ、ＶＬ、ＷＨ、ＷＬのそれぞれにゲート信号を入力する。
同様に、ゲートドライブユニット２９は、第２電力変換回路部３２のスイッチング素子ＵＨ、ＵＬ、ＶＨ、ＶＬ、ＷＨ、ＷＬのそれぞれにゲート信号を入力する。
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相のステータ巻線に交流のＵ相電流、Ｖ相電流、及びＷ相電流を供給する。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第２電力変換回路部３２のスイッチング素子ＵＨ、ＵＬ、ＶＨ、ＶＬ、ＷＨ、ＷＬのそれぞれのオン（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。
【００５３】
１４個の第１実施形態の電力変換装置１が、図１０に示す車両１０に用いられる場合には、第３電力変換回路部３３のスイッチング素子Ｓ１、Ｓ２が、２個の図１〜図３に示す第１実施形態の電力変換装置１のスイッチング素子ＵＨによって構成される。
７個の第２または第３実施形態の電力変換装置１が、図１０に示す車両１０に用いられる場合には、第３電力変換回路部３３のスイッチング素子Ｓ１、Ｓ２が、１個の図５〜図９に示す第２または第３実施形態の電力変換装置１のスイッチング素子ＵＨ、ＵＬによって構成される。
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、１相分のハイサイドのスイッチング素子Ｓ１と、ローサイドのスイッチング素子Ｓ２とを備えている。
【００５４】
スイッチング素子Ｓ１の正極側の電極は、正極バスバーＰＶに接続されている。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。スイッチング素子Ｓ２の負極側の電極は、負極バスバーＮＶに接続されている。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。スイッチング素子Ｓ１の負極側の電極は、スイッチング素子Ｓ２の正極側の電極に接続されている。スイッチング素子Ｓ１と、スイッチング素子Ｓ２とは、フライホイールダイオードを備えている。
【００５５】
第３電力変換回路部３３のスイッチング素子Ｓ１とスイッチング素子Ｓ２との接続点を構成するバスバー５３は、リアクトル２２の一端に接続されている。リアクトル２２の他端は、バッテリ１１の正極端子ＰＢ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。
【００５６】
第３電力変換回路部３３は、ゲートドライブユニット２９からスイッチング素子Ｓ１のゲート電極とスイッチング素子Ｓ２のゲート電極とに入力されるゲート信号に基づき、スイッチング素子Ｓ１とスイッチング素子Ｓ２とのオン（導通）／オフ（遮断）を切り替える。
【００５７】
第３電力変換回路部３３は、昇圧時において、スイッチング素子Ｓ２がオン（導通）及びスイッチング素子Ｓ１がオフ（遮断）に設定される第１状態と、スイッチング素子Ｓ２がオフ（遮断）及びスイッチング素子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、スイッチング素子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。
【００５８】
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、スイッチング素子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。
【００５９】
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。
【００６０】
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の回生時におけるスイッチング素子Ｓ１及びスイッチング素子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の各々の正極側導電体ＰＩ及び負極側導電体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、複数の正極側導電体ＰＩ及び負極側導電体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のスイッチング素子ＵＨ、ＵＬ、ＶＨ、ＶＬ、ＷＨ、ＷＬのそれぞれのオン／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の昇圧時におけるスイッチング素子Ｓ１及びスイッチング素子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。
【００６１】
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の各々の正極側導電体ＰＩ及び負極側導電体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の各々の正極側導電体ＰＩ及び負極側導電体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。
【００６２】
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と接続される出力側導電体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と接続される出力側導電体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、スイッチング素子Ｓ１及びスイッチング素子Ｓ２の接続点を成すとともにリアクトル２２と接続されるバスバー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。
【００６３】
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のスイッチング素子ＵＨ、ＵＬ、ＶＨ、ＶＬ、ＷＨ、ＷＬのそれぞれをオン（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。
【００６４】
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のスイッチング素子ＵＨ、ＵＬ、ＶＨ、ＶＬ、ＷＨ、ＷＬのそれぞれを実際にオン（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のスイッチング素子Ｓ１及びスイッチング素子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、スイッチング素子Ｓ１及びスイッチング素子Ｓ２の比率である。
【００６５】
図１０に示す例では、第１から第３実施形態の電力変換装置１が車両１０に適用されるが、他の例では、例えばエレベータ、ポンプ、ファン、鉄道車両、空気調和機、冷蔵庫、洗濯機などのような車両１０以外のものに対して第１から第３実施形態の電力変換装置１を適用してもよい。
【００６６】
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】
【００６７】
１…電力変換装置、ＵＨ…スイッチング素子、ＵＨＡ…面、ＵＨＡ１…電極、ＵＨＢ…面、ＵＨＢ１…電極、ＵＨＢ２…電極、ＵＬ…スイッチング素子、ＵＬＡ…面、ＵＬＡ１…電極、ＵＬＢ…面、ＵＬＢ１…電極、ＵＬＢ２…電極、ＳＡ…基板、ＳＡ１…電気絶縁層、ＳＡ２Ａ…導電層、ＳＡ２Ａ１…端部、ｔＳＡ２Ａ…厚さ、Ｘ…突出量、ＰＳＡ…上端位置、ＳＡ２Ｂ…導電層、ＳＡ２Ｂ１…端部、ＳＡ３…導電層、ＳＡ３Ａ…端部、ＳＡ３Ｂ…端部、ＳＢ…基板、ＳＢ１…電気絶縁層、ＳＢ２…導電層、ＳＢ２Ａ…端部、ＳＢ２Ｂ…端部、ＳＢ３Ａ…導電層、ＳＢ３Ａ１…端部、ＳＢ３Ｂ…導電層、ＳＢ３Ｂ１…端部、ＳＨ…駆動信号入力部、ＳＬ…駆動信号入力部、ＳＰＵＨ…スペーサ、ＳＵＨ１…端部、ＰＳＰ…上端位置、ＳＰＵＬ…スペーサ、ＳＰＵＬ１…端部、ＷＨ…接続線、ＷＬ…接続線、１０…車両
【図１】
2019160968.tif 000003
【図２】
2019160968.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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【図９】
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【図１０】
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