(57)【要約】【課題】パワーモジュールのスイッチング損失を抑制できる電力変換装置を提供する。【解決手段】少なくとも１つのパワー半導体Ｑ１〜Ｑ６を含むパワーモジュール４０と、前記パワーモジュールと電気的に接続された平滑コンデンサ３７と、前記パワー半導体を駆動する駆動回路部品が実装された回路基板４１と、前記パワーモジュールを冷却する冷却器４２と、を有する電力変換装置３０において、パワーモジュール４０の高圧端子部４０１と、平滑コンデンサ３７の高圧端子部３７１とが、パワーモジュール４０及び平滑コンデンサ３７主面に沿って重ね合わされている。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つのパワー半導体を含むパワーモジュールと、
前記パワーモジュールと電気的に接続された平滑コンデンサと、
前記パワー半導体を駆動する駆動回路部品が実装された回路基板と、
前記パワーモジュールを冷却する冷却器と、を有する電力変換装置において、
前記パワーモジュールの高圧端子部と、前記平滑コンデンサの高圧端子部とが、前記パワーモジュール及び前記平滑コンデンサの主面に沿って重ね合わされている電力変換装置。
【請求項２】
前記冷却器の第１面側に前記回路基板が配置され、前記冷却器の前記第１面側とは反対側の第２面側に前記パワーモジュール及び前記平滑コンデンサが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】
前記冷却器と前記平滑コンデンサの間に、前記パワーモジュールが配置されている請求項２に記載の電力変換装置。
【請求項４】
前記パワーモジュール、前記平滑コンデンサ、前記回路基板及び前記冷却器を収容する、底面及び側面を有する筐体をさらに有し、
前記パワーモジュールの高圧端子部と前記平滑コンデンサの高圧端子部が、前記筐体の底面と前記冷却器との間に配置されている請求項２又は３に記載の電力変換装置。
【請求項５】
前記冷却器の冷却面と前記パワーモジュールの被冷却面は熱的に接触し、
前記パワーモジュールの被冷却面は前記冷却器の冷却面に対して鉛直方向下側に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。
【請求項６】
前記パワーモジュールは、前記平滑コンデンサの高圧端子部と接続するための接続部と、前記回路基板から前記パワー半導体に対する駆動信号を入力するための駆動信号入力端子部とを有し、
前記接続部と前記駆動信号入力端子部は、前記パワーモジュールの対向する面からそれぞれ導出されている請求項１〜５のいずれか一項に記載の電力変換装置。
【請求項７】
前記接続部と前記駆動信号入力端子部は、互いに逆方向に折り曲げて導出されている請求項６に記載の電力変換装置。
【請求項８】
前記接続部は、前記冷却器の冷却面に対して非平行の方向に折り曲げられている請求項６又は７に記載の電力変換装置。
【請求項９】
前記冷却器は、その電位が前記筐体の電位に対して異なる電位になるように配置されている請求項４に記載の電力変換装置。
【請求項１０】
複数のパワーモジュールを有し、
前記複数のパワーモジュールは、前記冷却器の冷却面に一列に配置されている請求項１〜９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ものである。
【背景技術】
【０００２】
大電流を流すことができるパワー半導体より構成されるパワーモジュールと、パワー半導体の駆動制御を行う駆動回路基板との間にパワーモジュール冷却用の冷却器を設けることで、パワーモジュールの発熱から熱的に弱い駆動回路を保護する電力変換装置が知られている（特許文献１の［００５１］〜及び図８〜１２の実施形態３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−１０５４１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来技術では、平滑コンデンサについてもパワーモジュールからの熱的保護を行うために、パワーモジュールとの間に冷却器及び駆動回路を配置する構造とされている。しかしながら、平滑コンデンサは大電流が流れる強電部品であるため、その電流が作る磁界の影響によってインダクタンスが大きくなり、パワーモジュールのスイッチング損失が大きくなるという問題がある。
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、パワーモジュールのスイッチング損失を抑制できる電力変換装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、パワー半導体を含むパワーモジュール、平滑コンデンサ、パワー半導体を駆動する駆動回路部品が実装された回路基板及びパワーモジュールを冷却する冷却器を有する電力変換装置において、パワーモジュールの高圧端子部と、平滑コンデンサの高圧端子部とが、パワーモジュール及び平滑コンデンサの主面に沿って重ね合わされていることによって上記課題を解決する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、強電部品であるパワーモジュールの高圧端子部と平滑コンデンサの高圧端子部が重ね合わされるので、これらの電流が作る磁界の影響が打ち消し合い、インダクタンスが小さくなるので、パワーモジュールのスイッチング損失を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施の形態に係る電力変換装置を適用したモータ制御システムを示す電気回路図である。
【図２】本発明の一実施の形態に係る電力変換装置の筐体内部を示す正面図である。
【図３】図２の側面図である。
【図４】本発明の他の実施の形態に係る電力変換装置の筐体内部を示す正面図である。
【図５】本発明のさらに他の実施の形態に係る電力変換装置の筐体内部を示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図１は、本例の電力変換装置３０を直流−三相交流変換装置として具現化したものをモータ制御システム１に適用した実施形態を示す電気回路図である。詳細な図示は省略するが、本例のモータ制御システム１は、電気自動車の走行駆動装置のほか、交流無停電電源装置等にも適用することができる。本例のモータ制御システム１を電気自動車、ハイブリッド車両、燃料電池自動車に適用する場合は、図１に示す三相の交流負荷２０が走行駆動用モータに相当し、二次電池などで構成される直流電源１０が走行駆動用バッテリに相当する。
【００１０】
本例のモータ制御システム１は、直流電源１０と、三相の交流負荷２０と、直流電源１０の直流電力を三相交流電力に変換するインバータ３０とを備える。直流電源１０は、たとえばリチウムイオン電池などの二次電池、太陽電池、燃料電池、ＰＦＣ（力率改善，Power factor correction）コンバータなどで構成することができる。交流負荷２０に回生機能がある場合には、交流負荷２０の交流電力をインバータ３０により直流電力に変換し、直流電源１０を充電するように構成してもよい。
【００１１】
インバータ３０は、上アーム回路３１，３３，３５と、下アーム回路３２，３４，３６と、平滑コンデンサ３７と、コントローラ３８とを含み、直流電源１０の直流電力を三相交流電力に変換して、これを三相の交流負荷２０に供給する。上アーム回路３１，３３，３５は、パワーデバイスとしてのスイッチング素子Ｑ１、Ｑ３、Ｑ５と、ダイオードＤ１、Ｄ３、Ｄ５とをそれぞれ並列に接続した回路を主要な構成とする。下アーム回路３２，３４，３６は、同じくパワーデバイスとしてのスイッチング素子Ｑ２、Ｑ４、Ｑ６と、ダイオードＤ２、Ｄ４、Ｄ６とをそれぞれ並列に接続した回路を主要な構成とする。
【００１２】
本例では、２つのスイッチング素子Ｑ１とＱ２，Ｑ３とＱ４，Ｑ５とＱ６をそれぞれ直列に接続した３対の回路が、電源線Ｐ及び電源線Ｎとの間に接続されることにより、直流電源１０に並列に接続され、各対のスイッチング素子Ｑ１とＱ２，Ｑ３とＱ４，Ｑ５とＱ６を接続する各接続中間点と、三相の交流負荷２０の三相入力部とがそれぞれ電気的に接続されている。すなわち本例のインバータ３０は、上アーム回路３１と下アーム回路３２、上アーム回路３３と下アーム回路３４、上アーム回路３５と下アーム回路３６が、それぞれ対になって直列に接続され、上アーム回路３１と下アーム回路３２との接続中間点と交流負荷２０のＵ相が接続され、上アーム回路３３と下アーム回路３４との接続中間点と交流負荷２０のＶ相が接続され、上アーム回路３５と下アーム回路３６との接続中間点と交流負荷２０のＷ相が接続されている。
【００１３】
これら上アーム回路及び下アーム回路３１〜３６は、コントローラ３８により高周波でスイッチング制御される。コントローラ３８は、上アーム回路３１及び下アーム回路３２を交互にＯＮ／ＯＦＦして、オン時間比率を増減させて、インバータ３０からの出力を制御する。上アーム回路３１は、スイッチング素子Ｑ１、ダイオードＤ１及びゲート駆動回路で構成され、スイッチング素子Ｑ１のドレイン電極はダイオードＤ１のカソード端子に接続され、スイッチング素子Ｑ１のソース電極はダイオードＤ１のアノード端子に接続されている。またスイッチング素子Ｑ１のゲート電極は、ゲート駆動回路を介してコントローラ３８に接続されている。他の上アーム回路及び下アーム回路３２〜３６の各端子も同様の構成でコントローラ３８に接続されている。
【００１４】
本例のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６としては、ワイドギャップ半導体デバイス（ＳｉＣデバイス、ＧａＮデバイス、ダイヤモンドデバイス）またはＳｉデバイスであって、たとえば、接合型電界効果トランジスタ（ＪＦＥＴ）、ＭＯＳＦＥＴ又は絶縁ゲートパイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）を用いることができる。また本例の各ダイオードＤ１〜Ｄ６としては、たとえばＦＲＤ（高速整流素子，Ｆａｓｔ  Ｒｅｃｏｖｅｒｙ  Ｄｉｏｄｅ）、ＳＢＤ（ショットキーバリアダイオード，Ｓｃｈｏｔｔｋｙ  Ｂａｒｒｉｅｒ  Ｄｉｏｄｅ）などを用いることができる。
【００１５】
本例のインバータ３０は、１つの平滑コンデンサ３７を有し、電源線Ｐ及び電源線Ｎとの間に、対をなす上アーム回路と下アーム回路３１と３２，３３と３４，３５と３６に対してそれぞれ並列に接続されている。なお、本例のインバータ３０では、コンデンサ容量が大きい１つの平滑コンデンサ３７を設けたが、対をなす３つの上アーム回路と下アーム回路３１と３２，３３と３４，３５と３６のそれぞれに対して１つずつ、都合３つの平滑コンデンサ３７を設けてもよい。この場合に３つの平滑コンデンサをトランスファモールド等により１つの平滑コンデンサモジュールとしてもよい。後述するインバータ３０のレイアウトに応じて適宜選択することができる。
【００１６】
以上が本例のインバータ３０の電気的構成であり、本発明の実施形態に共通するものであるが、次にインバータ３０の構成部品の外形形状やレイアウトその他の機械的構造について説明する。以下の説明において「上下」又は「鉛直」といった方向を示す場合は、本例のインバータ３０が車両や無停電電源装置に装着された状態における方向を意味するものとする。以下に説明する筐体３９の内部における配置構造は、各実施形態により相違するので実施形態ごとに説明する。
【００１７】
《第１実施形態》
図２は、本例のインバータ３０の筐体３９の内部を示す正面図、図３は同じく側面図である。本例のインバータ３０は、上述した平滑コンデンサ３７と、上アーム回路及び下アーム回路３１〜３６がモジュール化されたパワーモジュール４０と、冷却器４２が筐体３９に収容され、さらにコントローラ３８を構成するプリント回路基板ＰＣＢやプリント配線基板ＰＷＢなどの回路基板４１も筐体３９内に収容されている。図２，図３に示すように本例の筐体３９は、上面が開口した略直方体形状とされ、筐体３９の４つの側壁面を構成する筐体側面３９１と、筐体３９の底壁面を構成する蓋体底面３９２とを有し、絶縁性材料により構成されている。なお、筐体３９の上面開口に蓋体を設けてもよい。
【００１８】
平滑コンデンサ３７は、直流電源１０からの高圧電力が供給される一対の高圧端子部３７１と、この高圧端子部３７１に電気的に接続されてパワーモジュール４０と電気的に接続するための接続部３７２とを有する。図２及び図３には一つの高圧端子部３７１を示すが、図１の電源線Ｐ，Ｎが一対の高圧端子部３７１の図示しない接続部に接続される。本例の平滑コンデンサ３７は容量が大きい一つのコンデンサ体で構成されているので、図２及び図３に示すように筐体３９の底面３９２の全体にわたってボス部などを介して固定されている。
【００１９】
本例のパワーモジュール４０は、１つのスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６と１つのダイオードＤ１〜Ｄ６を内蔵し、内部において図１に示すとおりの並列配線がされた、略直方体形状のトランスファモールドで構成されている。そして、一つのパワーモジュール４０の上面には、直流電源１０からの高圧電力が供給される高圧端子部と、対をなす上アーム回路又は下アーム回路３１と３２，３３と３４，３５と３６と電気的に接続するための高圧端子部と、図１に示す交流負荷２０のＵ相，Ｖ相，Ｗ相にそれぞれ接続される高圧端子部が、モールドから露出するように設けられている。これらの高圧端子部は、一つのパワーモジュール４０において互いに絶縁されて設けられているが、本例ではこれらを総称して、図２及び図３に高圧端子部４０１で示す。
【００２０】
また、この高圧端子部４０１に電気的に接続されて平滑コンデンサ３７と電気的に接続するための接続部４０２がモールドの一方の側面から突出して設けられ、さらにスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６の駆動信号を入力するために回路基板４１と電気的に接続される駆動信号入力端子部４０３がモールドの他方の側面から突出して設けられている。本例では６つのパワーモジュール４０を有する。パワーモジュール４０としてトランスファモールドで樹脂成形されたパワーモジュールを採用することで、モジュール自体を薄型とすることが可能となり、インバータ３０を小型化することができる。また、本例のようにパワーモジュール４０が冷却器４２の鉛直方向下側に実装される場合には、放熱用グリースなどの潤滑剤を使用しないため、熱性能の悪化を防ぐことができ、熱に強いインバータ３０を提供することができる。
【００２１】
なお、詳細な図示は省略するが、各パワーモジュール４０のモールドの底部には取付部が設けられ、図２及び図３に示すように平滑コンデンサ３７の上面に一列に配置されたうえで取付部の通孔にボルト等を挿通させて締め付けることにより、平滑コンデンサ３７の上面に固定される。また図２に示すように、平滑コンデンサ３７の接続部３７２は、図において右側から突出して下側に折り曲げられ、パワーモジュール４０の接続部４０２も同様に右側に突出して下側に折り曲げられ、これら一対の接続部３７２，４０２は導電性を有するボルト４４で締め付けることにより両者は電気的に接続されている。後述する実施形態も同様に、平滑コンデンサ３７の接続部３７２とパワーモジュール４０の接続部４０２との接続手段は図示するボルト４４にのみ限定されず、導電性を有する材料による溶接など従来公知の手段を用いることができる。
【００２２】
パワーモジュール４０の駆動信号入力端子部４０３は、図２に示すように接続部４０２とは反対に図において左側に突出して上側に折り曲げられ、回路基板４１の接続端子に電気的に接続されている。
【００２３】
本例の冷却器４２は、銅、アルミニウム、ニッケルのような熱伝導性が良好な材料であって電磁波シールド性が良好な材料から構成され、放熱面積を大きくするために内部に複数の通孔が形成されている。なお、銅、アルミニウム、ニッケルは、電磁波の反射損失及び吸収損失の何れも大きくシールド性が高い材料である。特にアルミニウムのような成形時の材料流動性に富んだ材料を用いて押出成形などにより形成すると、冷却器４２の厚さを薄くすることができ、パワーモジュール４０と回路基板４１とを接続する駆動信号配線の長さを極力短くすることができる。なお、冷却器４２は空冷式、水冷式のどちらであってもよい。本例の冷却器４２は、図２及び図３に示すように、６つのパワーモジュール４０が一列に並んだ上面の、表面に絶縁処理が施された高圧端子部４０１に、はんだなどの接続手段（同図にはんだ部４３にて示す。）により固定されている。
【００２４】
本例の回路基板４１は、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６のゲート電極に駆動信号を出力する駆動回路部品が実装されたプリント回路基板ＰＣＢやプリント配線基板ＰＷＢで構成され、図示しないボス部等を介して冷却器４２の上面に固定されている。
【００２５】
以上のように、本例のインバータ３０では、図２及び図３に示すように、直流電源１０からの高圧電力が供給される平滑コンデンサ３７と、同じく高圧電力が供給されるパワーモジュール４０を、電磁波シールド性に富んだ材料で構成された冷却器４２の下面側に配置する一方で、電磁波ノイズの影響を受け易い駆動回路部品が実装された回路基板４１を冷却器４２の上面側に配置する。これにより、平滑コンデンサ３７又はパワーモジュール４０にて強電による電磁波ノイズが発生しても、これが冷却器４２によって反射または吸収されるので、回路基板４１に実装された駆動回路部品への影響を抑制することができ、駆動回路の誤作動を低減することができる。
【００２６】
また本例のインバータ３０では、冷却器４２と平滑コンデンサ３７の間にパワーモジュール４０を配置しているので、パワーモジュール４０の冷却面となる高圧端子部４０１と、平滑コンデンサ３７の内部に設けられた高圧端子部３７１とを、パワーモジュール４０及び平滑コンデンサ３７の主面に沿って重ね合わせることが可能となる。このため、これらの電流が作る磁界の影響が打ち消し合い、インダクタンスが小さくなるので、パワーモジュール４０のスイッチング損失が低減することになる。
【００２７】
また本例のインバータ３０では、電気自動車などに搭載される車載用電力変換装置であれば筐体３９を車両本体に接地して車両本体と同電位にするとともに、パワーモジュール４０の高圧端子部４０１と、平滑コンデンサ３７の高圧端子部３７１とを、筐体３９の底面３９２と冷却器４２との間に配置する。これにより、ノイズ源となる高圧端子部４０１，３７１が、筐体３９の底面３９２と作る容量結合の大きさをバランスさせることができ、コモンモードノイズの大きさを低減させることができる。すなわち、平滑コンデンサ３７やパワーモジュール４０などの強電部品が筐体３９との間で形成する容量結合がアンバランスであるとコモンモードノイズが発生するという問題があるが、本例では、パワーモジュール４０や平滑コンデンサ３７といった強電部品の電流を通電させる高圧端子部４０１及び接続部３７２の、直流電源１０のＰ端子（正極）に接続される側の高圧端子部と、Ｎ端子（負極）に接続される側の高圧端子部とのそれぞれが、電位の基準となる筐体３９との間で形成する容量結合の大きさがバランスするので、駆動時に生じるコモンモードノイズの大きさを低減させることが可能となる。
【００２８】
また本例のインバータ３０では、冷却器４２の冷却面とパワーモジュール４０の被冷却面とをはんだ部４３によって熱的に接合し、パワーモジュール４０の被冷却面を冷却器４２の冷却面に対して鉛直方向下側に配置したので、必然的に重量のある平滑コンデンサ３７が筐体３９の底面３９２側に配置される。このため、筐体３９の重心が低くなって安定するので、平滑コンデンサ３７を支持するボス部を小さくすることができ、インバータ３０全体を小型化することができる。ちなみに、冷却効果を得るパワーモジュール４０の被冷却面と冷却器４２の冷却面との接合には、上述したとおりはんだなどの金属接合がされていることが望ましく、またパワーモジュール４０は樹脂で封止成形されたトランスファモールドタイプであることが望ましい。この場合、パワーモジュール４０は、パワーモジュール内部に絶縁基板を内在したものであっても、絶縁基板を内在せず冷却器４２とパワーモジュール４０との間に絶縁基板を介在させるものであっても、ともに冷却効果を得ることができる。この種の絶縁基板は、窒化珪素やアルミナなどの材料により構成される基板が望ましいが、これに限定される趣旨ではない。また、はんだ部４３の接合に用いるはんだ材料は、パワーモジュール４０の内部に使用されているものと比較して融点が低いものであることが実装工程上、望ましいといえる。
【００２９】
また本例のインバータ３０では、パワーモジュール４０の接続部４０２と平滑コンデンサ３７の接続部３７２は、図２に示すように右側面から導出される一方で、パワーモジュール４０の駆動信号入力端子部４０３は左側面から導出されている。すなわち、高圧電力が供給される接続部４０２，３７２と、そのノイズの影響を受ける駆動信号入力端子部４０３は、パワーモジュール４０の対向する両側面からそれぞれ導出されているので、接続部４０２，３７２が駆動信号入力端子部４０３に及ぼすノイズの影響を抑制することができる。
【００３０】
さらに本例のインバータ３０では、パワーモジュール４０の接続部４０２及び平滑コンデンサ３７の接続部３７２は図２に示すように下側に向かって折り曲げられる一方で、駆動信号入力端子部４０３は上側に向かって折り曲げられている。すなわち、パワーモジュール４０の接続部４０２及び平滑コンデンサ３７の接続部３７２と、駆動信号入力端子部４０３は互いに逆方向に折り曲げて導出されているので、接続部４０２，３７２及び駆動信号入力端子部４０３それぞれが作る磁界の渦が平面状で重なることがなくなり、これによっても接続部４０２，３７２が駆動信号入力端子部４０３に及ぼすノイズの影響を低減させることができる。
【００３１】
また本例のインバータ３０では、パワーモジュール４０の接続部４０２及び平滑コンデンサ３７の接続部３７２は図２に示すように下側に向かって折り曲げられる一方で、冷却器４２の冷却面は水平に延在している。これにより、パワーモジュール４０の接続部４０２と平滑コンデンサ３７の接続部３７２とをボルト４４で締め付けた時に生じる応力が、パワーモジュール４０の被冷却面と冷却器４２の冷却面との接合面であるはんだ部に及ぼす影響を低減させることができる。その結果、はんだ部４３の接合面にクラックが生じるなどの不具合が抑制され、熱性能がよい冷却構造を有するインバータ３０を提供することができる。
【００３２】
また本例のインバータ３０では、図３に示すように、６つのパワーモジュール４０は冷却器４２の冷却面に一列に配置されているので、複数のパワーモジュール４０を有する場合であっても、高圧電力が供給されるパワーモジュール４０の接続部４０２と、この影響を受ける駆動信号入力端子部４０３とが冷却器４２を隔てて分離されることになる。これにより、接続部４０２，３７２が駆動信号入力端子部４０３に及ぼすノイズの影響を低減することができる。
【００３３】
《第２実施形態》
図４は、第２実施形態に係るインバータ３０の筐体３９の内部を示す正面図である。本例のインバータ３０は、上述した第１実施形態のインバータ３０に比べ、筐体３９に対する平滑コンデンサ３７、パワーモジュール４０、冷却器４２及び回路基板４１の配置順序が異なる。すなわち、本例のインバータ３０では、筐体３９の底面３９２から上方に向かって、回路基板４１、冷却器４２、パワーモジュール４０、平滑コンデンサ３７の順に積層して配置されている。また、上述した第１実施形態のパワーモジュール４０はトランスファモールドで構成したが、本例のパワーモジュール４０はパッケージ型モジュールで構成されている点で異なる。その他の構成については上述した第１実施形態と同様であるためその説明をここに援用する。
【００３４】
本例のパッケージ型パワーモジュール４０は、図４に示すようにパッケージング４０４内に半導体チップ４０５が内蔵され、当該半導体チップ４０５の端子がパッケージング４０４から露出する高圧端子部４０１に接続され、さらにパッケージング４０４の内部が絶縁性ゲル材４０６によって封止されている。本例のパッケージ型パワーモジュール４０と冷却器４２との接合は、第１実施形態と同様にはんだ部４３にて接合してもよいし、これに代えてグリースを用いていてもよい。なお、パッケージ型パワーモジュール４０の被冷却面が絶縁されている場合を除いては、パワーモジュール４０と冷却器４２との間に、絶縁性を有する窒化珪素やアルミナなどの絶縁基板やシリコンシートなどの絶縁材を介在させる必要がある。
【００３５】
本例のインバータ３０では、上述した第１実施形態と同様に、直流電源１０からの高圧電力が供給される平滑コンデンサ３７と、同じく高圧電力が供給されるパワーモジュール４０を、電磁波シールド性に富んだ材料で構成された冷却器４２の上面側に配置する一方で、電磁波ノイズの影響を受け易い駆動回路部品が実装された回路基板４１を冷却器４２の下面側に配置する。これにより、平滑コンデンサ３７又はパワーモジュール４０にて強電による電磁波ノイズが発生しても、これが冷却器４２によって反射または吸収されるので、回路基板４１に実装された駆動回路部品への影響を抑制することができ、駆動回路の誤作動を低減することができる。
【００３６】
《第３実施形態》
図５は、第３実施形態に係るインバータ３０の筐体３９の内部を示す正面図である。本例のインバータ３０は、上述した第１実施形態のインバータ３０に比べ、パワーモジュール４０と平滑コンデンサ３７が冷却器４２の上面に沿って並んで配置されている点が異なる。また、冷却器４２は、その電位が筐体３９の電位に対して異なる電位になるように配置されている点が異なる。さらに、筐体３９の底面３９２から上方に向かって、回路基板４１、冷却器４２、パワーモジュール４０及び平滑コンデンサ３７の順に積層して配置されている点が相違する。その他の構成については上述した第１実施形態と同様であるためその説明をここに援用する。
【００３７】
本例のインバータ３０では、平滑コンデンサ３７とパワーモジュール４０とを冷却器４２の上面に沿って並べて配置するため、上述した第１実施形態や第２実施形態のインバータ３０に比べてより高い冷却効果を得ることができる。その結果、インバータ３０の熱性能が向上し、部品の小型化が可能となる。
【００３８】
また本例のインバータ３０において、パワーモジュール４０は、その放熱性能を向上させるためにはんだ部４３を介して冷却器４２と接合されるが、これにより、高圧端子部４０１と冷却器４２との距離は、高圧端子部４０１と筐体３９との距離よりも小さくなる。そのため、冷却器４２が筐体３９と同電位であると、冷却器４２とパワーモジュール４０又は平滑コンデンサ３７の高圧端子部４０１，３７１によって形成される容量結合に差が生じコモンモードノイズが発生するという問題がある。そこで、本例のインバータ３０では、冷却器４２が筐体３９と同電位にならないように、冷却器４２と筐体３９とを電気的に絶縁して機械的に締結することで、コモンモードノイズの影響を低減させることが可能となる。
【００３９】
上記インバータ３０は本発明に係る電力変換装置に相当する。
【符号の説明】
【００４０】
１…モータ制御システム
１０…直流電源
２０…交流負荷
３０…インバータ（電力変換装置）
３１，３３，３５…上アーム回路
３２，３４，３６…下アーム回路
Ｑ１〜Ｑ６…スイッチング素子
Ｄ１〜Ｄ６…ダイオード
Ｐ，Ｎ…電源線
３７…平滑コンデンサ
３７１…高圧端子部
３７２…接続部
３８…コントローラ
３９…筐体
３９１…側面
３９２…底面
４０…パワーモジュール
４０１…高圧端子部
４０２…接続部
４０３…駆動信号入力端子部
４０４…パッケージング
４０５…半導体チップ
４０６…ゲル材
４１…回路基板
４２…冷却器
４３…はんだ部
【図１】
2019062739.tif 000003
【図２】
2019062739.tif 000004
【図３】
2019062739.tif 000005
【図４】
2019062739.tif 000006
【図５】
2019062739.tif 000007