(57)【要約】【課題】広い周波数帯域のノイズ電流を除去できる電力変換装置を提供する。【解決手段】半導体モジュール２と、冷却器と、一対の直流バスバー６（６ｐ，６ｎ）とを備える。直流バスバー６は、半導体２に接続している。直流バスバー６は、直流電源８とスイッチング素子２１との間の電流経路になっている。冷却器３は金属製であり、グランドに電気接続されている。半導体モジュール２に内蔵した放熱板と、冷却器と、これらの間に介在する絶縁層とによって、スイッチング素子２１に近接した近接バイパスコンデンサ５が形成されている。また、電力変換装置１は、近接バイパスコンデンサ５よりも静電容量が大きく、スイッチング素子２１までの電流経路の長さが近接バイパスコンデンサ５よりも長い一対の遠方バイパスコンデンサ７を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
スイッチング素子（２１）を内蔵した半導体モジュール（２）と、
該半導体モジュール（２）を冷却する冷却器（３）と、
上記スイッチング素子（２１）の動作を制御する制御回路基板（４）と、
上記半導体モジュール（２）に接続し、直流電源（８）と上記スイッチング素子（２１）との間の電流経路になる一対の直流バスバー（６，６ｐ，６ｎ）とを備え、
上記冷却器（３）は金属製であり、グランドに電気接続されており、
上記半導体モジュール（２）は、上記スイッチング素子（２１）に接続した金属製の放熱板（２４）を有し、該放熱板（２４）と上記冷却器（３）との間に、これらを絶縁する絶縁層（１１）が介在し、上記放熱板（２４）と上記絶縁層（１１）と上記冷却器（３）とによって、上記スイッチング素子（２１）に近接した近接バイパスコンデンサ（５）が形成されており、
該近接バイパスコンデンサ（５）よりも静電容量が大きく、個々の上記直流バスバー（６ｐ，６ｎ）とグランドとを接続すると共に、上記スイッチング素子（２１）までの電流経路の長さが上記近接バイパスコンデンサ（５）よりも長い、少なくとも一対の遠方バイパスコンデンサ（７）を設けてあることを特徴とする電力変換装置（１）。
【請求項２】
上記一対の遠方バイパスコンデンサ（７）は上記制御回路基板（４）上に設けられ、上記制御回路基板（４）には、上記一対の直流バスバー（６ｐ，６ｎ）の間の電位差を測定する電位差測定回路（４０）を形成してあり、上記制御回路基板（４）上に形成した配線（４１ａ）により、上記電位差測定回路（４０）と個々の上記遠方バイパスコンデンサ（７）とを接続してあることを特徴とする請求項１に記載の電力変換装置（１）。
【請求項３】
上記遠方バイパスコンデンサ（７）は上記制御回路基板（４）上に設けられ、上記一対の直流バスバー（６ｐ，６ｎ）の一部をそれぞれ上記制御回路基板（４）上に載置してあり、その載置した部位（６９ｐ，６９ｎ）をそれぞれ上記遠方バイパスコンデンサ（７）に接続してあることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電力変換装置（１）。
【請求項４】
上記遠方バイパスコンデンサ（７）は上記制御回路基板（４）に表面実装されていることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の電力変換装置（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スイッチング素子を内蔵した半導体モジュールと、該半導体モジュールを冷却する冷却器とを備える電力変換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、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、ＩＧＢＴ素子等のスイッチング素子を内蔵した複数の半導体モジュールと、一対の直流バスバー（正極バスバーおよび負極バスバー）とを備えるものが知られている（下記特許文献１参照）。この電力変換装置では、上記一対の直流バスバーを介して、直流電源の直流電力を上記半導体モジュールに供給している。そして、上記スイッチング素子をオンオフ動作させることにより、上記直流電力を交流電力に変換し、得られた交流電力を用いて、交流負荷を駆動するよう構成されている。
【０００３】
スイッチング素子をオンオフ動作させると、ノイズ電流が発生する。このノイズ電流は、充分に除去しないと、直流バスバーを通って、上記直流電源等の外部機器へ伝わってしまうことがある。そのため、ノイズ電流を充分に除去する工夫が検討されている。
【０００４】
例えば、電力変換装置内にバイパスコンデンサを設け、このバイパスコンデンサを介して、直流バスバーとグランドとを接続する。このようにすると、スイッチング素子から発生したノイズ電流が直流バスバーを流れ、バイパスコンデンサを通ってグランドに流れる。そのため、ノイズ電流が外部機器へ伝わる不具合を抑制することが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−２４００３７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、上記バイパスコンデンサを設けても、除去できるノイズ電流の周波数帯域が狭いという問題がある。すなわち、ノイズ電流の発生源となるスイッチング素子と、バイパスコンデンサとを繋ぐ直流バスバー等には、比較的大きな寄生インダクタンスＬがついている。バイパスコンデンサの静電容量をＣとし、ノイズ電流の周波数をｆとした場合、スイッチング素子からグランドまでのインピーダンスＺは、下記式によって表される。
Ｚ＝２πｆＬ＋１／（２πｆＣ）
【０００７】
この式から分かるように、寄生インダクタンスＬが大きいときは、ノイズ電流の周波数ｆが低い場合であれば、２πｆＬの項を小さくすることができる。また、周波数ｆが低くても、バイパスコンデンサの静電容量Ｃを充分に大きくしておけば、１／（２πｆＣ）の項も小さくすることができる。そのため、周波数ｆが低いノイズ電流に対しては、全体のインピーダンスＺを小さくすることができ、このノイズ電流を、バイパスコンデンサを介してグランドへ流すことができる。
【０００８】
しかし、ノイズ電流の周波数ｆが高くなると、２πｆＬの項が大きくなるため、全体のインピーダンスＺが大きくなる。そのため、周波数ｆが高いノイズ電流はグランドへ流れにくくなる。したがって、周波数ｆが低いノイズ電流だけでなく、高いノイズ電流も除去できる電力変換装置、すなわち、より広い周波数帯域のノイズ電流を除去できる電力変換装置が望まれている。
【０００９】
本発明は、かかる背景に鑑みてなされたもので、広い周波数帯域のノイズ電流を除去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】
【００１０】
本発明の一態様は、スイッチング素子を内蔵した半導体モジュールと、
該半導体モジュールを冷却する冷却器と、
上記スイッチング素子の動作を制御する制御回路基板と、
上記半導体モジュールに接続し、直流電源と上記スイッチング素子との間の電流経路になる一対の直流バスバーとを備え、
上記冷却器は金属製であり、グランドに電気接続されており、
上記半導体モジュールは、上記スイッチング素子に接続した金属製の放熱板を有し、該放熱板と上記冷却器との間に、これらを絶縁する絶縁層が介在し、上記放熱板と上記絶縁層と上記冷却器とによって、上記スイッチング素子に近接した近接バイパスコンデンサが形成されており、
該近接バイパスコンデンサよりも静電容量が大きく、個々の上記直流バスバーとグランドとを接続すると共に、上記スイッチング素子までの電流経路の長さが上記近接バイパスコンデンサよりも長い、少なくとも一対の遠方バイパスコンデンサを設けてあることを特徴とする電力変換装置にある。
【発明の効果】
【００１１】
上記電力変換装置においては、上記近接バイパスコンデンサと上記遠方バイパスコンデンサとの、２種類のバイパスコンデンサを設けてある。
このようにすると、除去できるノイズ電流の周波数帯域を広げることが可能になる。すなわち、近接バイパスコンデンサは、半導体モジュール内の放熱板と、上記冷却器と、これらの間に介在する絶縁層とによって形成されている。そのため、近接バイパスコンデンサは、ノイズ電流の発生源であるスイッチング素子の直近に存在している。したがって、スイッチング素子から近接バイパスコンデンサまでの間につく寄生インダクタンスは、無視できるほど小さくすることができる。その場合、近接バイパスコンデンサの静電容量をＣ１とすると、スイッチング素子からグランドまでの間のインピーダンスＺ１は、以下の式によって近似的に表すことができる。
Ｚ１＝１／（２πｆＣ１）
このように、寄生インダクタンスが無視できるほど小さいため、ノイズ電流の周波数ｆが高くても、寄生インダクタンスによる項（２πｆＬ）は大きくならず、インピーダンスＺ１は小さな値となる。そのため、近接バイパスコンデンサを介して、周波数ｆの高いノイズ電流を、グランドに流すことができる。
【００１２】
一方、遠方バイパスコンデンサは、スイッチング素子までの電流経路の長さが近接バイパスコンデンサよりも長いため、この電流経路に、比較的大きな寄生インダクタンスＬがつく。したがって、遠方バイパスコンデンサの静電容量をＣ２とした場合、スイッチング素子からグランドまでの間のインピーダンスＺ２は、以下の式によって表される。
Ｚ２＝２πｆＬ＋１／（２πｆＣ２）
遠方バイパスコンデンサは、近接バイパスコンデンサと異なり、専用の電子部品を用いて形成できるため、その静電容量Ｃ２を大きくすることができる。そのため、ノイズ電流の周波数ｆが低くても、１／（２πｆＣ２）の項を小さくすることができる。また、周波数ｆが低いノイズ電流に対しては、２πｆＬの項も小さくなるため、全体のインピーダンスＺ２を小さくすることができる。そのため、遠方バイパスコンデンサを介して、周波数ｆが低いノイズ電流を、グランドに流すことができる。
【００１３】
以上説明したように、周波数ｆが高いノイズ電流は近接バイパスコンデンサによって除去でき、周波数ｆが低いノイズ電流は遠方バイパスコンデンサによって除去することができる。そのため、広い周波数帯域のノイズ電流を除去することが可能となる。
【００１４】
以上のごとく、本発明によれば、広い周波数帯域のノイズ電流を除去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】
【００１５】
【図１】実施例１における、電力変換装置の回路図。
【図２】実施例１における、電力変換装置の断面図であって、図３のII-II断面図。
【図３】図２のIII-III断面図。
【図４】図３のIV-IV断面図。
【図５】図２のV-V断面図。
【図６】図３のVI-VI断面図。
【図７】図２のVII-VII断面図。
【図８】実施例１における、半導体モジュールの斜視図。
【図９】図８のIX-IX断面図。
【図１０】実施例２における、電力変換装置の回路図。
【図１１】実施例２における、電力変換装置の上面図。
【図１２】実施例３における、電力変換装置の上面図。
【図１３】実施例４における、電力変換装置の回路図。
【図１４】実施例５における、電力変換装置の回路図。
【図１５】実施例６における、電力変換装置の回路図。
【図１６】実施例７における、半導体モジュールおよび冷却器の分解断面図。
【図１７】実施例８における、電力変換装置の回路図。
【図１８】実施例８における、コンデンサモジュールの平面図であって、図１９のXVIII矢視図。
【図１９】図１８のXIX-XIX断面図。
【図２０】図１８のXX-XX断面図。
【図２１】実施例８における、昇圧回路を有さない電力変換装置の回路図。
【図２２】比較例における、制御回路基板の断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
上記電力変換装置は、例えば電気自動車やハイブリッド車等の車両に搭載される、車両用電力変換装置とすることができる。
【実施例】
【００１７】
（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７を用いて説明する。図３、図５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、冷却器３と、制御回路基板４と、一対の直流バスバー６（６ｐ，６ｎ）とを備える。
【００１８】
半導体モジュール２は、スイッチング素子２１（図１参照）を内蔵している。冷却器３は管状の部材であり、この冷却器３を使って、半導体モジュール２を冷却している。また、制御回路基板４は、スイッチング素子２１のオンオフ動作を制御している。直流バスバー６は、半導体２のパワー端子２３に接続している。直流バスバー６は、直流電源８（図１参照）とスイッチング素子２１との間の電流経路になっている。
【００１９】
冷却器３は金属製である。冷却器３は、ケース１５を介してグランドに接続されている。図６に示すごとく、半導体モジュール２は、スイッチング素子２１に接続した金属製の放熱板２４を備える。放熱板２４と冷却器３との間には、これらを絶縁する絶縁層１１が介在している。放熱板２４と絶縁層１１と冷却器３とによって、スイッチング素子２１に近接した近接バイパスコンデンサ５が形成されている。
【００２０】
図１、図２に示すごとく、電力変換装置１には、一対の遠方バイパスコンデンサ７を設けてある。個々の遠方バイパスコンデンサ７は、近接バイパスコンデンサ５よりも静電容量が大きい。また、個々の遠方バイパスコンデンサ７は、直流バスバー６ｐ，６ｎとグランドとを接続している。遠方バイパスコンデンサ７は、スイッチング素子２１までの電流経路の長さが、近接バイパスコンデンサ５よりも長い。
【００２１】
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。
【００２２】
図１に示すごとく、本例の電力変換装置１では、複数のスイッチング素子２１（ＩＧＢＴ素子）を使って、インバータ回路１９を構成してある。そして、スイッチング素子２１をオンオフ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、この交流電力を使って、三相交流モータ８０を駆動するよう構成されている。
【００２３】
上述したように、本例では、直流電源８とスイッチング素子２１とを、一対の直流バスバー６によって接続してある。直流バスバー６には、直流電源８の正電極８１に接続する正極バスバー６ｐと、直流電源８の負電極８２に接続する負極バスバー６ｎとがある。
【００２４】
図１、図２に示すごとく、本例では、遠方バイパスコンデンサ７を、制御回路基板４に設けてある。遠方バイパスコンデンサ７は、セラミックコンデンサによって構成されている。制御回路基板４には、制御本体部４３と電位差測定回路４０とを形成してある。制御本体部４３は、スイッチング素子２１の動作制御を行う。電位差測定回路４０は、一対の直流バスバー６ｐ，６ｎ間の電位差、すなわち直流電源８の電圧を測定している。この電位差測定回路４０によって測定した電位差を、制御本体部４３が、スイッチング素子２１の動作制御に利用するよう構成してある。
【００２５】
図１、図２に示すごとく、遠方バイパスコンデンサ７の一方の電極７１は、直流バスバー６ｐ，６ｎにそれぞれ接続している。また、他方の電極７２は、グランドに接続している。図２に示すごとく、制御回路基板４の表面には、配線４１ａ，４１ｂを形成してある。配線４１ａ，４１ｂはプリント配線である。２種類の配線４１ａ，４１ｂのうち、一方の配線４１ａによって、遠方バイパスコンデンサ７と電位差測定回路４０とを接続している。
【００２６】
また、他方の配線４１ｂによって、遠方バイパスコンデンサ７をボルト４５に接続してある。ボルト４５は、図３に示すごとく、ケース１５に形成したリブ１５１に螺合している。ケース１５は金属製であり、グランドに接続されている。このように、配線４１ｂ、ボルト４５、ケース１５を介して、遠方バイパスコンデンサ７をグランドに接続するよう構成されている。
【００２７】
また、図３、図７に示すごとく、制御回路基板４の主面のうち、遠方バイパスコンデンサ７を設けた側の主面４９とは反対側の主面（以下、裏面４０とも記す）には、コネクタ６１が取り付けられている。このコネクタ６１と直流バスバー６ｐ，６ｎとを、ワイヤー６０によって接続している。コネクタ６１の接続ピン６２は、制御回路基板４を貫通し、図２に示すごとく、上記配線４１ａに接続している。このように、直流バスバー６ｐ，６ｎを配線４１ａに電気接続することにより、直流バスバー６ｐ，６ｎを電位差測定回路４０に電気接続しつつ、遠方バイパスコンデンサ７にも電気接続するよう構成されている。
【００２８】
次に、半導体モジュール２の構造について説明する。図８に示すごとく、本例の半導体モジュール２は、スイッチング２１（図１参照）を内蔵する本体部２０と、該本体部２０から突出した制御端子２２と、パワー端子２３とを備える。本体部２０は四辺形板状に形成されている。本体部２０は、上記スイッチング素子２１の他に、該スイッチング素子２１に逆並列接続したフリーホイールダイオード２５（図１、図６参照）を内蔵している。本体部２０の表面からは、放熱板２４が露出している。
【００２９】
図６に示すごとく、個々の半導体モジュール２は、２枚の放熱板２４を備える。この２枚の放熱板２４の間に、スイッチング素子２１とフリーホイールダイオード２５とが介在している。各々の放熱板２４は、スイッチング素子２１とフリーホイールダイオード２５の電極にはんだ付けされている。
【００３０】
図９に示すごとく、本例では、金属板２９０を用いて、放熱板２４とパワー端子２３とを一体的に形成してある。金属板２９０は、本体部２０内において折り曲げられている。金属板２９０の一部は、放熱板２４となっており、スイッチング素子２１及びフリーホイールダイオード２５に接続している。また、金属板２９０の他の一部は、本体部２０から突出して、上記パワー端子２３となっている。
【００３１】
２枚の放熱板２４（２４ａ，２４ｂ）のうち、一方の放熱板２４ａは、スイッチング素子２１（ＩＧＢＴ素子）のコレクタ電極と、フリーホイールダイオード２５のカソード電極とに接続している。他方の放熱板２４ｂは、スイッチング素子２１のエミッタ電極と、フリーホイールダイオード２５のアノード電極とに接続している。放熱板２４ａ，２４ｂとスイッチング素子２１とは、はんだ（図示しない）によって接続されている。同様に、放熱板２４ａ，２４ｂとフリーホイールダイオード２５とも、はんだ（図示しない）によって接続されている。
【００３２】
図６に示すごとく、本例では、複数の半導体モジュール２と複数の冷却器３とを交互に積層して積層体１００を構成してある。冷却器３と放熱板２４との間には、これらを絶縁する絶縁層１１が介在している。冷却器３は、後述する導入管３１、導出管３２等を介して、ケース１５に電気接続している。ケース１５はグランドに接続されている。このように、導入管３１やケース１５を介して、冷却器３をグランドに電気接続するよう構成されている。また、上述したように、冷却器３と、放熱板２４と、絶縁層１１とによって、近接バイパスコンデンサ５を形成してある。
【００３３】
図３に示すごとく、半導体モジュール２の制御端子２２は、制御回路基板４に接続している。また、半導体モジュール２の上記パワー端子２３には、直流電圧が加わる正極端子２３ｐ及び負極端子２３ｎと、交流端子２３ａとがある。正極端子２３ｐに正極バスバー６ｐが接続し、負極端子２３ｎに負極バスバー６ｎが接続している。また、交流端子２３ａにも、図示しない交流バスバーが接続する。この交流バスバーを介して、交流端子２３ａを三相交流モータ８０（図１参照）に接続するよう構成されている。
【００３４】
図４に示すごとく、積層体１００の積層方向（Ｘ方向）に隣り合う２つの冷却器３を、連結管３４によって連結してある。また、複数の冷却器３のうち、Ｘ方向における一端に位置する冷却器３ａには、冷媒３３を導入するための導入管３１と、冷媒３３を導出する導出管３２とが接続している。導入管３１から冷媒３３を導入すると、冷媒３３は上記連結管３４を通って全ての冷却器３内を流れ、導出管３２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。
【００３５】
また、積層体１００に対してＸ方向に隣り合う位置には、加圧部材１７（板ばね）を設けてある。この加圧部材１７を使って、積層体１００をＸ方向に加圧し、ケース１５の壁部１５０に押し付けている。これにより、冷却器３と半導体モジュール２との接触圧を確保しつつ、積層体１００をケース１５内に固定している。
【００３６】
また、図５に示すごとく、ケース１５には、直流電圧を平滑化する平滑コンデンサ１３と、入力コネクタ１６とを設けてある。入力コネクタ１６には、直流電源８（図１参照）の接続ケーブル（図示しない）が取り付けられる。また、入力コネクタ１６と直流バスバー６ｐ，６ｎを、図示しない導電部材によって接続してある。これにより、直流バスバー６ｐ，６ｎを直流電源８に電気接続している。
【００３７】
本例の作用効果について説明する。図１に示すごとく、本例においては、近接バイパスコンデンサ５と遠方バイパスコンデンサ７との、２種類のバイパスコンデンサを設けてある。
このようにすると、除去できるノイズ電流の周波数帯域を広げることが可能になる。すなわち、図６に示すごとく、近接バイパスコンデンサ５は、半導体モジュール２内の放熱板２４と、冷却器３と、これらの間に介在する絶縁層１１とによって形成されている。そのため、近接バイパスコンデンサ５は、ノイズ電流の発生源であるスイッチング素子２４の直近に存在している。したがって、スイッチング素子２４から近接バイパスコンデンサ５までの間につく寄生インダクタンスは、無視できるほど小さくすることができる。その場合、近接バイパスコンデンサ５の静電容量をＣ１とすると、スイッチング素子２４からグランドまでの間のインピーダンスＺ１は、以下の式によって近似的に表すことができる。
Ｚ１＝１／（２πｆＣ１）
このように、寄生インダクタンスが無視できるほど小さいため、ノイズ電流の周波数ｆが高くても、寄生インダクタンスによる項（２πｆＬ）は大きくならず、インピーダンスＺ１は小さな値となる。そのため、近接バイパスコンデンサ５を介して、周波数ｆの高いノイズ電流を、グランドに流すことができる。
【００３８】
一方、図１に示すごとく、遠方バイパスコンデンサ７は、スイッチング素子２１までの電流経路の長さが近接バイパスコンデンサ５よりも長いため、この電流経路、特にワイヤー６０に、比較的大きな寄生インダクタンスＬがつく。したがって、遠方バイパスコンデンサの静電容量をＣ２とした場合、スイッチング素子２１からグランドまでの間のインピーダンスＺ２は、以下の式によって表される。
Ｚ２＝２πｆＬ＋１／（２πｆＣ２）
遠方バイパスコンデンサ７は、近接バイパスコンデンサ５と異なり、専用の電子部品を使って形成できるため、その静電容量Ｃ２を大きくすることができる。そのため、ノイズ電流の周波数ｆが低くても、１／（２πｆＣ２）の項を小さくすることができる。また、周波数ｆが低いノイズ電流に対しては、２πｆＬの項も小さくなるため、全体のインピーダンスＺ２を小さくすることができる。そのため、遠方バイパスコンデンサ７を介して、周波数ｆが低いノイズ電流を、グランドに流すことができる。
【００３９】
以上説明したように、周波数ｆが高いノイズ電流は近接バイパスコンデンサ５によって除去でき、周波数ｆが低いノイズ電流は遠方バイパスコンデンサ７によって除去することができる。そのため、広い周波数帯域のノイズ電流を除去することが可能となる。
【００４０】
なお、本例では、絶縁層１１（図６参照）を用いて、放熱板２４と冷却器３との間を絶縁している。そのため、放熱板２４と冷却器３との間を充分に絶縁するためには、厚い絶縁層１１を使う必要がある。したがって、近接バイパスコンデンサ５の静電容量Ｃ１は低くならざるを得ない。具体的には、近接バイパスコンデンサ５の静電容量Ｃ１は、１００〜１０００ｐＦである。これに対して、遠方バイパスコンデンサ５は電子部品を用いて構成できるため、静電容量Ｃ２を大きくすることができる。具体的には、静電容量Ｃ２は、１０００ｐＦ以上にすることができる。
【００４１】
また、図２に示すごとく、本例では、制御回路基板４上に遠方バイパスコンデンサ７を設けてある。そして、制御回路基板４に形成した配線４１ａによって、電位差測定回路４０と遠方バイパスコンデンサ７を接続している。
このようにすると、直流バスバー６を電位差測定回路４０に接続する部材（ワイヤー６０）と、直流バスバー６を遠方バイパスコンデンサ７に接続する部材（ワイヤー６０）とを別々にする必要がなくなり、これらの部材を共通化することができる。つまり、共通のワイヤー６０を用いて、直流バスバー６を、電位差測定回路４０と遠方バイパスコンデンサ７とにそれぞれ接続することができる。そのため、部品点数を少なくすることができ、電力変換装置１の製造コストを低減することが可能になる。
【００４２】
また、本例では、遠方バイパスコンデンサ７を、セラミックコンデンサによって構成してある。セラミックコンデンサは、単位体積あたりの静電容量が大きい。そのため、セラミックコンデンサを用いれば、遠方バイパスコンデンサ７を小型化することができる。
【００４３】
また、本例では図７に示すごとく、遠方バイパスコンデンサ７を、制御回路基板４上に表面実装してある。仮に図２２に示すごとく、遠方バイパスコンデンサ９７を、制御回路基板９４にスルーホール実装したとすると、遠方バイパスコンデンサ９７の端子９９が、制御回路基板９４の裏面９４０から突出することになる。そのため、制御回路基板９４の裏面９４０に他の電子部品等を配置しにくくなる。そのため、裏面９４０を有効活用しにくくなる。これに対して、本例のように、遠方バイパスコンデンサ７を制御回路基板４上に表面実装すれば、遠方バイパスコンデンサ７の端子が裏面４０から突出する不具合が生じなくなり、この裏面４０に他の電子部品等を配置しやすくなる。そのため、裏面４０を有効活用しやすくなる。
【００４４】
以上のごとく、本例によれば、広い周波数帯域のノイズ電流を除去できる電力変換装置を提供することができる。
【００４５】
（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。
【００４６】
本例は、図１０、図１１に示すごとく、遠方バイパスコンデンサ７と直流バスバー６ｐ，６ｎとの接続構造を変更した例である。図１１に示すごとく、本例では、直流バスバー６の一部を制御回路基板４上に載置してある。そして、この載置した部位６９ｐ，６９ｎを、それぞれ遠方バイパスコンデンサ７に接続してある。直流バスバー６は、それぞれ入力コネクタ１６に接続している。
【００４７】
本例では、実施例１と同様に、制御回路基板４に配線４１を印刷形成してある。この配線４１によって、電位差測定回路４０と遠方バイパスコンデンサ７とを接続している。また、この配線４１に、直流バスバー６の上記部位６９ｐ，６９ｎをそれぞれ接続している。これにより、直流バスバー６を遠方バイパスコンデンサ７に電気接続すると共に、電位差測定回路４０にも電気接続するよう構成してある。
【００４８】
本例の作用効果について説明する。本例では、直流バスバー６の一部を制御回路基板４上に直接、載置してあるため、直流バスバー６と制御回路基板４とを接続するための専用の部品を用いる必要がない。そのため、部品点数を少なくすることができ、電力変換装置１の製造コストを低減することができる。
その他、実施例１と同様の構成および作用効果を有する。
【００４９】
（実施例３）
本例は、遠方バイパスコンデンサ７と直流バスバー６との接続構造を変更した例である。図１２に示すごとく、本例では、直流バスバー６のうち入力コネクタ１６に接続する部位（コネクタ接続部６８）を、制御回路基板４の厚さ方向において、該制御回路基板４と同じ高さ位置に配置してある。また、実施例１と同様に、電位差測定回路４０と遠方バイパスコンデンサ７とを、制御回路基板４に印刷形成した配線４１によって接続してある。そして、上記コネクタ接続部６８と配線４１とを、金属製の接続部材６５によって接続している。接続部材６５の一端は、コネクタ接続部６８にボルト固定されている。また、接続部材６５の他端は、配線４１に半田付けされている。
その他、実施例１と同様の構成および作用効果を有する。
【００５０】
（実施例４）
本例は、制御回路基板４の回路構成を変更した例である。本例では図１３に示すごとく、制御回路基板４に電位差測定回路４０を形成していない。制御回路基板４には配線４１を形成してあり、この配線４１によって、コネクタ６１と遠方バイパスコンデンサ７とを接続している。また、コネクタ６１と直流バスバー６とを、ワイヤー６０によって接続している。これにより、直流バスバー６を遠方バイパスコンデンサ７に電気接続するよう構成してある。
その他、実施例１と同様の構成および作用効果を有する。
【００５１】
（実施例５）
本例は、電力変換装置１の回路構成を変更した例である。本例では図１４に示すごとく、電力変換装置１に昇圧回路１８を設けてある。昇圧回路１８は、フィルタコンデンサ１２と、リアクトル１４と、昇圧用のスイッチング素子２１ａとを有する。この昇圧回路１８を使って直流電源８の直流電圧を昇圧し、インバータ回路１９のスイッチング素子２１ｂをオンオフ動作させることにより、昇圧した直流電圧を交流電圧に変換している。
【００５２】
本例の正極バスバー６ｐには、昇圧回路１８を構成する第１部分６３と、インバータ回路１９を構成する第２部分６４とがある。上記第１部分６３によって、直流電源８とリアクトル１４とを接続している。また、上記第２部分６４によって、昇圧回路１８とインバータ回路１９とを接続している。第１部分６３は、遠方バイパスコンデンサ７及び電位差測定回路４０に接続している。電位差測定回路４０によって、直流電源８の電圧を測定している。
その他、実施例１と同様の構成および作用効果を有する。
【００５３】
（実施例６）
本例は、電力変換装置１の回路構成を変更した例である。本例では図１５に示すごとく、実施例５と同様に、昇圧回路１８とインバータ回路１９とを形成してある。また、本例では制御回路基板４に、第１電位差測定回路４０ａと第２電位差測定回路４０ｂとの、２つの電位差測定回路４０を形成してある。第１電位差測定回路４０ａは、正極バスバー６ｐの第１部分６３と、負極バスバー６ｎとに接続している。この第１電位差測定回路４０ａによって、直流電源８の電圧を測定している。また、正極バスバー６ｐの第２部分６４は第２電位差測定回路４０ｂに接続している。昇圧回路１８によって昇圧した電圧を、第２電位差測定回路４０ｂによって測定している。
【００５４】
また、本例では制御回路基板４に、第１遠方バイパスコンデンサ７ａと、第２遠方バイパスコンデンサ７ｂとの、２種類の遠方バイパスコンデンサ７を設けてある。第１遠方バイパスコンデンサ７ａは、昇圧回路１８を構成する直流バスバー６（６３，６ｎ）とグランドと接続している。また、第２遠方バイパスコンデンサ７ｂは、正極バスバー６ｐの第２部分６４とグランドとを接続している。第１遠方バイパスコンデンサ７ａを用いて、昇圧回路１８のスイッチング素子２１ａから発生したノイズ電流をグランドに流している。また、第２遠方バイパスコンデンサ７ｂを用いて、インバータ回路１９のスイッチング素子２１ｂから発生したノイズ電流をグランドに流すよう構成されている。
その他、実施例５と同様の構成および作用効果を有する。
【００５５】
（実施例７）
本例は、半導体モジュール２および冷却器３の構造を変更した例である。図１６に示すごとく、本例の半導体モジュール２は、実施例１と同様に、スイッチング素子２１と、フリーホイールダイオード２５と、放熱板２４と、パワー端子２３と、制御端子２２と、樹脂製の本体部２０とを備える。放熱板２４とパワー端子２３とは、金属板２９０によって一体的に形成されている。実施例１（図９参照）と異なり、本例では、金属板２９０を折り曲げていない。パワー端子２３は、放熱板２４よりも薄く形成されている。また、スイッチング素子２１と放熱板２４（２４ａ，２４ｂ）との間には、これらを接続するはんだ層（図示しない）が介在している。同様に、フリーホイールダイオード２５と放熱板２４（２４ａ，２４ｂ）との間にも、これらを接続するはんだ層（図示しない）が介在している。
【００５６】
冷却器３は、流路形成部３８と、該流路形成部３８に取り付けられたヒートシンク３９とを備える。流路形成部３８内には、冷媒流路３８０が形成されている。ヒートシンク３９は、流路形成部３８から、半導体モジュール２側に突出している。ヒートシンク３９と放熱板２４との間には、絶縁層１１が介在している。冷却器３のヒートシンク３９と、絶縁層１１と、放熱板２４とによって、近接バイパスコンデンサ５が形成されている。
【００５７】
本例の作用効果を説明する。本例では、金属板２９０を本体部２０内において折り曲げていない。そのため、半導体モジュール２を容易に製造することができる。また、本例の冷却器３は、ヒートシンク３９を備える。そのため、スイッチング素子２１が瞬間的に大きく発熱した場合でも、その熱を、ヒートシンク３９によって吸収することができる。したがって、この場合に、スイッチング素子２１の温度が過度に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。
【００５８】
（実施例８）
本例は、遠方バイパスコンデンサ７の取り付け位置を変更した例である。図１７に示すごとく、本例の電力変換装置１は、実施例５と同様に、インバータ回路１９と、昇圧回路１８とを備える。昇圧回路１８は、フィルタコンデンサ１２と、リアクトル１４と、昇圧用のスイッチング素子２１ａとによって構成されている。本例では、遠方バイパスコンデンサ７（７ｐ，７ｎ）を制御回路基板４に搭載していない。遠方バイパスコンデンサ７（７ｐ，７ｎ）は、フィルタコンデンサ１２と共に一部品化され、コンデンサモジュール７９となっている。
【００５９】
遠方バイパスコンデンサ７には、正極バスバー６ｐとグランドとの間に設けられた正側遠方バイパスコンデンサ７ｐと、負極バスバー６ｎとグランドとの間に設けられた負側遠方バイパスコンデンサ７ｎとがある。
【００６０】
図１７、図１８に示すごとく、コンデンサモジュール７９は、入力端子７９１，７９２と、出力端子７９３，７９４と、グランド端子７９５，７９６とを備える。入力端子７９１，７９２は、直流電源８に接続している。また、２つの出力端子７９３，７９４のうち一方の出力端子７９３は、リアクトル１４に接続している。他方の出力端子７９４は、昇圧用の半導体モジュール２ａに接続している。グランド端子７９５，７９６は、電力変換装置１のケース１５に接続されている。このケース１５を介して、グランド端子７９５，７９６をグランドに接続してある。
【００６１】
図１８に示すごとく、コンデンサモジュール７９は、コンデンサケース７９８を備える。このコンデンサケース７９８内に、フィルタコンデンサ１２と、遠方バイパスコンデンサ７（７ｐ，７ｎ）とを収容し、樹脂製の封止部材７９７によってこれらを封止してある。フィルタコンデンサ１２及び遠方バイパスコンデンサ７（７ｐ，７ｎ）は、いわゆるフィルムコンデンサからなる。
【００６２】
図１９に示すごとく、正側遠方バイパスコンデンサ７ｐ及びフィルタコンデンサ１２は、正極バスバー６ｐによって互いに接続されている。また、図２０に示すごとく、負側遠方バイパスコンデンサ７ｎ及びフィルタコンデンサ１２は、負極バスバー６ｎによって互いに接続されている。正極バスバー６ｐからは、正側の入力端子７９１及び出力端子７９３が延出している。また、負極バスバー６ｎからは、負側の入力端子７９２及び出力端子７９４が延出している。
【００６３】
図１９に示すごとく、正側遠方バイパスコンデンサ７ｐの、正極バスバー６ｐを接続した側とは反対側には、正側グランド電極板７８１が接続している。この正側グランド電極板７８１から、正側グランド端子７９５が延出している。また、図２０に示すごとく、負側遠方バイパスコンデンサ７ｎの、負極バスバー６ｎを接続した側とは反対側には、負側グランド電極板７８２が接続している。この負側グランド電極板７８２から、負側グランド端子７９６（図１８参照）が延出している。
【００６４】
図１８に示すごとく、コンデンサケース７９８には、該コンデンサケース７９８を電力変換装置１のケース１５に固定するための複数の固定部７９９が形成されている。複数の固定部７９９のうち一部の固定部７９９ａに、正側グランド端子７９５を重ね合せてある。そして、図示しないボルトを用いて、固定部７９９ａと正側グランド端子７９５とを共締めし、ケース１５に固定してある。負側グランド端子７９６も同様に、別の固定部７９９ｂにおいて共締めされている。
このように構成することにより、コンデンサケース７９９をケース１５に固定すると共に、グランド端子７９５，７９６をグランドに接続してある。
【００６５】
本例の作用効果について説明する。本例では、遠方バイパスコンデンサ７を制御回路基板４に搭載していない。そのため、遠方バイパスコンデンサ７を大型化することができ、その静電容量を大きくすることができる。したがって、周波数の低いノイズ電流を、遠方バイパスコンデンサ７を用いて効率的に除去することができる。
【００６６】
また、本例では、遠方バイパスコンデンサ７をフィルタコンデンサ１２と共に一部品化し、一つのコンデンサモジュール７９を構成してある。そのため、部品点数を低減でき、電力変換装置１の製造コストを低減できる。
その他、実施例１と同様の構成および作用効果を備える。
【００６７】
なお、本例では、平滑コンデンサ１３をコンデンサモジュール１３とは別部品にしてあるが、本発明はこれに限るものではない。すなわち、平滑コンデンサ１３を、フィルタコンデンサ１２及び遠方バイパスコンデンサ７と共に一部品化してコンデンサモジュール１３にすることもできる。また、遠方バイパスコンデンサ７を、遠方バイパスコンデンサ７および平滑コンデンサ１３とは別部品とすることもできる。
【００６８】
また、本例では図１７に示すごとく、電力変換装置１に昇圧回路１８を設けたが、本発明はこれに限るものではなく、図２１に示すごとく、昇圧回路１８を有さない電力変換装置１に適用することもできる。
【符号の説明】
【００６９】
１  電力変換装置
１１  絶縁層
２  半導体モジュール
２１  スイッチング素子
２４  放熱板
３  冷却器
４  制御回路基板
５  近接バイパスコンデンサ
６  直流バスバー
７  遠方バイパスコンデンサ
【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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