(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の半導体素子（２０）と、
該半導体素子のスイッチング動作を制御する制御回路基板（３）とを備え、
該制御回路基板には、制御端子（２２）を介して上記半導体素子に電気接続した複数の制御回路（４）が形成され、個々の該制御回路によって個々の上記半導体素子のスイッチング動作を制御しており、
上記複数の制御回路は少なくとも２列に配列しており、上記制御回路基板は、上記制御回路の列（４１）がそれぞれ形成された第１領域（Ａ１）と第２領域（Ａ２）とに区画され、上記第１領域と上記第２領域とは、上記制御回路の配列方向と上記制御回路基板の厚さ方向との双方に直交する幅方向において互いに隣り合っており、
上記制御回路には、上アーム側の上記半導体素子に接続した上アーム制御回路（４ｕ）と、下アーム側の上記半導体素子に接続した下アーム制御回路（４ｄ）とがあり、上記第１領域と上記第２領域とのそれぞれに、複数の上記上アーム制御回路が上記配列方向に互いに隣り合うように形成されると共に、複数の上記下アーム制御回路が上記配列方向に互いに隣り合うように形成されている、電力変換装置（１）。
【請求項２】
複数の上記上アーム側の半導体素子及び複数の上記下アーム側の半導体素子からなると共に第１の交流負荷（８ａ）に接続された第１半導体素子群（５ａ）と、複数の上記上アーム側の半導体素子及び複数の上記下アーム側の半導体素子からなると共に第２の交流負荷（８ｂ）に接続された第２半導体素子群（５ｂ）とを有し、上記第１半導体素子群に接続した全ての上記上アーム制御回路と、上記第２半導体素子群に接続した全ての上記下アーム制御回路とが上記第１領域に形成され、上記第１半導体素子群に接続した全ての上記下アーム制御回路と、上記第２半導体素子群に接続した全ての上記上アーム制御回路とが上記第２領域に形成されている、請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項３】
上記上アーム側の半導体素子と上記下アーム側の半導体素子とからなり、昇圧回路（１０３）を構成する第３半導体素子群（５ｃ）が形成され、上記第１半導体素子群を構成する上記半導体素子の数は、上記第２半導体素子群を構成する半導体素子の数と上記第３半導体素子群を構成する上記半導体素子の数との和よりも多く、上記第１領域に、上記第１半導体素子群に接続する上記上アーム制御回路が形成され、上記第２領域に、上記第２半導体素子群及び上記第３半導体素子群に接続する上記上アーム制御回路が形成されている、請求項２に記載の電力変換装置。
【請求項４】
上記第１領域と上記第２領域との２つの領域の間に、上記制御回路に電力を供給する電源回路（３１）が複数個形成され、上記２つの領域のうち一方の領域に、同一の上記電源回路に接続した全ての上記上アーム制御回路が形成され、他方の上記領域に、上記同一の上記電源回路に接続した全ての上記下アーム制御回路が形成されている、請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の電力変換装置。
【請求項５】
上記配列方向に隣り合う２つの上記半導体素子を、上記幅方向において、互いにずれた位置に配置してある、請求項１〜請求項４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、複数の半導体素子と、該半導体素子の動作制御をする制御回路基板とを備える電力変換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
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、複数の半導体素子と、該半導体素子の動作制御をする制御回路基板とを備えるものが知られている（下記特許文献１参照）。制御回路基板には、制御端子を介して半導体素子に電気接続した、複数の制御回路が形成されている。個々の制御回路によって、個々の半導体素子のスイッチング動作を制御している。これにより、直流電源から供給される直流電力を交流電力に変換している。
【０００３】
上記制御回路には、上アーム側の半導体素子に接続した上アーム制御回路と、下アーム側の半導体素子に接続した下アーム制御回路とがある。上記電力変換装置では、全ての上アーム制御回路を、所定方向（配列方向）に一列に配列している（図１３参照）。同様に、全ての下アーム制御回路を上記配列方向に一列に配列している。上アーム制御回路と下アーム制御回路とは、制御回路基板の厚さ方向と配列方向との双方に直交する幅方向において、互いに隣り合っている。
【０００４】
後述するように、上アーム半導体素子は、オンしたときに、制御端子の電位が数百Ｖ程度まで上昇することがある。そのため、上記配列方向に隣り合う２つの上アーム制御回路の間には、充分に長い絶縁距離を設ける必要がある。
【０００５】
また、上記下アーム半導体素子は、オンしたときに、制御端子の電位が十数Ｖ程度までしか上昇しない。そのため、配列方向に隣り合う２つの下アーム制御回路の間には、特に長い絶縁距離を設ける必要はなく、２つの下アーム制御回路は接近させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１３−５１７４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記電力変換装置は、制御回路基板を小型化しにくいという問題がある。すなわち、上述したように、上記電力変換装置では、全ての上アーム制御回路を配列方向に一列に配列してある。また、配列方向に隣り合う２つの上アーム制御回路の間には、充分に長い絶縁距離を設ける必要がある。そのため、上記構成にすると、２つの上アーム制御回路間の絶縁距離が配列方向に累積してしまい、制御回路基板の配列方向長さが長くなってしまう。したがって、制御回路基板を小型化しにくい。
【０００８】
本発明は、かかる背景に鑑みてなされたものであり、制御回路基板を小型化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】
【０００９】
本発明の一態様は、複数の半導体素子（２０）と、
該半導体素子のスイッチング動作を制御する制御回路基板（３）とを備え、
該制御回路基板には、制御端子（２２）を介して上記半導体素子に電気接続した複数の制御回路（４）が形成され、個々の該制御回路によって個々の上記半導体素子のスイッチング動作を制御しており、
上記複数の制御回路は少なくとも２列に配列しており、上記制御回路基板は、上記制御回路の列（４１）がそれぞれ形成された第１領域（Ａ１）と第２領域（Ａ２）とに区画され、上記第１領域と上記第２領域とは、上記制御回路の配列方向と上記制御回路基板の厚さ方向との双方に直交する幅方向において互いに隣り合っており、
上記制御回路には、上アーム側の上記半導体素子に接続した上アーム制御回路（４ｕ）と、下アーム側の上記半導体素子に接続した下アーム制御回路（４ｄ）とがあり、上記第１領域と上記第２領域とのそれぞれに、複数の上記上アーム制御回路が上記配列方向に互いに隣り合うように形成されると共に、複数の上記下アーム制御回路が上記配列方向に互いに隣り合うように形成されている、電力変換装置（１）にある。
【発明の効果】
【００１０】
上記電力変換装置においては、上記第１領域と上記第２領域とのそれぞれに、複数の上アーム制御回路を配列方向に互いに隣り合うように形成してあると共に、複数の下アーム制御回路を配列方向に互いに隣り合うように形成してある。
そのため、制御回路基板を小型化できる。すなわち、上記構成にすると、上アーム制御回路が、第１領域と第２領域とに分けて配されるため、全ての上アーム制御回路が一列に配列しなくなる。そのため、２つの上アーム制御回路間の絶縁距離が配列方向に累積することを抑制できる。したがって、制御回路基板の配列方向長さを短くすることができ、制御回路基板を小型化できる。
【００１１】
以上のごとく、上記態様によれば、制御回路基板を小型化できる電力変換装置を提供することができる。
なお、特許請求の範囲及び課題を解決する手段に記載した括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであり、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施形態１における、電力変換装置の断面図であって、図３のI-I断面図。
【図２】実施形態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１のIII-III断面図。
【図４】実施形態１における、電力変換装置の回路図。
【図５】実施形態１における、制御回路基板の概念図。
【図６】実施形態１における、上アーム半導体素子間に高い電圧が加わる理由を説明するための図。
【図７】実施形態１における、電源回路の概念図。
【図８】実施形態２における、電力変換装置の断面図。
【図９】実施形態２における、電力変換装置の回路図。
【図１０】実施形態３における、電力変換装置の断面図。
【図１１】実施形態４における、電力変換装置の断面図。
【図１２】実施形態５における、電力変換装置の断面図。
【図１３】比較形態における、電力変換装置の断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
上記電力変換装置は、電気自動車やハイブリッド車に搭載するための、車載用電力変換装置とすることができる。
【００１４】
（実施形態１）
上記電力変換装置に係る実施形態について、図１〜図７を参照して説明する。図２、図３に示すごとく、本形態の電力変換装置１は、複数の半導体素子２０と、該半導体素子２０のスイッチング動作を制御する制御回路基板３とを備える。
図１に示すごとく、制御回路基板３には、制御端子２２を介して半導体素子２０に電気接続した複数の制御回路４が形成されている。個々の制御回路４によって個々の半導体素子２０のスイッチング動作を制御している。
【００１５】
複数の制御回路４は２列に配列している。制御回路基板３は、制御回路４の列４１がそれぞれ形成された第１領域Ａ１と第２領域Ａ２とに区画されている。第１領域Ａ１と第２領域Ａ２とは、制御回路４の配列方向（Ｘ方向）と制御回路基板３の厚さ方向（Ｚ方向）との双方に直交する幅方向（Ｙ方向）において互いに隣り合っている。
【００１６】
制御回路４には、上アーム側の半導体素子２０ｕ（図４参照）に接続した上アーム制御回路４ｕと、下アーム側の半導体素子２０ｄに接続した下アーム制御回路４ｄとがある。第１領域Ａ１と第２領域Ａ２とのそれぞれに、複数の上アーム制御回路４ｕをＸ方向に互いに隣り合うように形成してあると共に、複数の下アーム制御回路４ｄをＸ方向に互いに隣り合うように形成してある。
【００１７】
図２、図３に示すごとく、半導体素子２０は、半導体モジュール２の本体部２１に内蔵されている。この本体部２１から上記制御端子２２が突出し、制御回路４に接続している。また、図２に示すごとく、本形態では、半導体モジュール２と冷却管１２とを積層して、積層体１０を構成してある。積層体１０の積層方向は、上記配列方向（Ｘ方向）と一致している。
【００１８】
本形態の電力変換装置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。図４に示すごとく、本形態では、半導体素子２０としてＩＧＢＴ素子を用いている。個々の半導体素子２０は、正側バスバー６ｐ又は負側バスバー６ｎに電気接続している。また、電力変換装置１は、昇圧用のリアクトル７２と、平滑用のコンデンサ７１とを備える。
【００１９】
図４に示すごとく、電力変換装置１は、第１半導体素子群５ａと第２半導体素子群５ｂとを有する。第１半導体素子群５ａは、複数の上アーム半導体素子２０ｕと複数の下アーム半導体素子２０ｄとからなり、第１交流負荷８ａに接続している。第２半導体素子群５ｂは、複数の上アーム半導体素子２０ｕと複数の下アーム半導体素子２０ｄとからなり、第２交流負荷８ｂに接続している。これらの半導体素子群５ａ，５ｂは、それぞれインバータ回路１０１，１０２を構成している。
【００２０】
また、図４に示すごとく、上アーム半導体素子２０ｕと下アーム半導体２０ｄとによって、昇圧回路１０３を構成する第３半導体素子群５ｃが形成されている。本形態では、第３半導体素子群５ｃに含まれる半導体素子２０をスイッチング動作させることにより、直流電源８１の電圧を昇圧している。また、昇圧後の直流電圧を、コンデンサ７１によって平滑化している。そして、第１半導体素子群５ａ又は第２半導体素子群５ｂに含まれる半導体素子２０をスイッチング動作させることにより、昇圧後の直流電力を交流電力に変換している。これにより、交流負荷８（三相交流モータ）を駆動し、上記車両を走行させている。
【００２１】
図３に示すごとく、半導体モジュール２は、上記本体部２１から突出したパワー端子２３を備える。パワー端子２３には、正側バスバー６ｐ（図４参照）に接続する正極端子２３ｐと、負側バスバー６ｎに接続する負極端子２３ｎと、交流負荷８に接続する交流端子２３ｃとがある。
【００２２】
図２に示すごとく、積層体１０はケース１７内に配されている。Ｘ方向に隣り合う複数の冷却管１２は、Ｙ方向における両端にて、連結管１６によって連結されている。また、複数の冷却管１２のうち、Ｘ方向における一端に位置する端部冷却管１２ａには、冷媒１５を導入するための導入管１３と、冷媒１５を導出するための導出管１４とが形成されている。冷媒１５を導入管１３から導入すると、冷媒１５は連結管１６を通って全ての冷却管１２内を流れ、導出管１４から導出する。これにより、半導体モジュール２を冷却している。
【００２３】
また、積層体１０とケース１７の壁部１７０との間には、加圧部材１８（板ばね）が配されている。この加圧部材１８によって、積層体１０をコンデンサ７１に向けて加圧している。これにより、冷却管１２と半導体モジュール２との接触圧を確保しつつ、積層体１０をケース１７内に固定している。
【００２４】
図１に示すごとく、制御回路基板３には、制御回路４に電力を供給するための電源回路３１が形成されている。また、上述したように、制御回路４には、上アーム半導体素子２０ｕ（図２参照）に接続する上アーム制御回路４ｕと、下アーム半導体素子２０ｄに接続する下アーム制御回路４ｄとがある。第１領域Ａ１と第２領域Ａ２とのそれぞれに、Ｘ方向に互いに隣り合う複数の上アーム制御回路４ｕと、Ｘ方向に互いに隣り合う複数の下アーム制御回路４ｄとが形成されている。
【００２５】
Ｘ方向に隣り合う２つの上アーム制御回路４ｕの間には、相対的に幅が広い絶縁領域（幅広絶縁領域４８）が形成されている。上アーム制御回路４ｕと下アーム制御回路４ｄとの間にも、幅広絶縁領域４８が形成されている。また、Ｘ方向に隣り合う２つの下アーム制御回路４ｄの間には、幅広絶縁領域４８よりも幅が狭い絶縁領域（幅狭絶縁領域４９）が形成されている。
【００２６】
上述したように、本形態では、複数の半導体素子２０によって、第１半導体素子群５ａと第２半導体素子群５ｂとを形成してある。図１に示すごとく、第１半導体素子群５ａに接続した全ての上アーム制御回路４ｕaと、第２半導体素子群５ｂに接続した全ての下アーム制御回路４ｄbとが第１領域Ａ１に形成されている。また、第１半導体素子群５ａに接続した全ての下アーム制御回路４ｄaと、第２半導体素子群５ｂに接続した全ての上アーム制御回路４ｕbとが第２領域Ａ２に形成されている。
【００２７】
又、図１に示すごとく、制御回路基板３には、第１電源回路３１ａと第２電源回路３１ｂとの２個の電源回路３１が形成されている。これらの電源回路３１ａ，３１ｂは、第１領域Ａ１と第２領域Ａ２との間に形成されている。第１電源回路３１ａは、第１半導体素子群５ａ用の制御回路４ｕa，４ｄaに電力を供給している。また、他方の電源回路３１ｂは、第２半導体素子群５ｂ用の制御回路４ｕb，４ｄb、及び第３半導体素子群５ｃ用の制御回路４ｕc，４ｄcに電力を供給している。
【００２８】
図１に示すごとく、第１領域Ａ１と第２領域Ａ２との２つの領域Ａのうち、一方の領域Ａに、同一の電源回路３１に接続した全ての上アーム制御回路４ｕが形成され、他方の領域Ａに、上記同一の電源回路３１に接続した全ての下アーム制御回路４ｕが形成されている。例えば、第１領域Ａ１に、第１電源回路３１ａに接続した全ての上アーム制御回路４ｕaが形成され、第２領域Ａ２に、第１電源回路３１ａに接続した全ての下アーム制御回路４ｄaが形成されている。また、第１領域Ａ１に、第２電源回路３１ｂに接続した全ての下アーム制御回路４ｄｂ，４ｄcが形成され、第２領域Ａ２に、第２電源回路３１ｂに接続した全ての上アーム制御回路４ｕb，４ｕcが形成されている。
【００２９】
次に、Ｘ方向に隣り合う２つの上アーム制御回路４ｕ間に幅広絶縁領域４８を形成する必要がある理由について説明する。図６に示すごとく、上アーム半導体素子２０ｕと下アーム半導体素子２０ｄとは直列に接続されている。また、２つの上アーム半導体素子２０ｕｘ，２０ｕｙは隣り合っており、２つの下アーム半導体素子２０ｄｘ，２０ｄｙは隣り合っている。
【００３０】
ここで、一方のレグ９ｘに含まれる上アーム半導体素子２０ｕｘがオンになり、下アーム半導体素子２０ｄｘがオフなると共に、他方のレグ９ｙに含まれる上アーム半導体素子２０ｕｙがオフになり、下アーム半導体素子２０ｄｙがオンになった状態を考える。半導体素子２０のゲート端子２２ｇは、エミッタ端子Ｅを基準にして、電圧が加えられる。すなわち、エミッタ端子Ｅに対して例えば十数Ｖ高い電圧を加えると、半導体素子２０はオンになる。
【００３１】
一方の上アーム半導体素子２０ｕｘがオンになると、エミッタ端子Ｅは正側バスバー６ｐと略同じ電位になる。そのため、このエミッタ端子Ｅの電位は、例えば２００Ｖ程度になる。したがって、一方の上アーム半導体素子２０ｕｘのゲート端子２２ｇの電位は、２００Ｖにオン電圧（１０数Ｖ）を加えた値になる。また、他方の上アーム半導体素子２０ｕｙはオフしているため、他方の上アーム半導体素子２０ｕｙのゲート端子２２ｇの電位は殆ど０Ｖである。したがって、これらのゲート端子２２ｇ間に２００Ｖ以上の電圧が発生することになる。したがって、上アーム半導体素子２０のゲート端子２２ｇに接続する制御回路４（上アーム制御回路４ａ）は、隣の上アーム制御回路４ａと充分に絶縁する必要があり、幅広絶縁領域４８を形成する必要が生じる。
【００３２】
また、他方の下アーム半導体素子２０ｄyがオンすると、エミッタ端子Ｅは、負側バスバー６ｎと同じ電位、すなわちＧＮＤ電位になる。そのため、下アーム半導体素子２０ｄyのゲート端子２２ｇの電位は、オン電圧、すなわち１０数Ｖ程度しか上昇しない。また、隣の下アーム半導体素子２０ｄxはオフしているため、この下アーム半導体素子２０ｄxのゲート端子２２ｇの電位は、殆ど０Ｖである。したがって、隣り合う下アーム半導体素子２０のゲート端子２２ｇ間には、最大でも１０数Ｖ程度しか電圧が加わらない。したがって、下アーム半導体素子２０のゲート端子２２ｇに接続する制御回路４（下アーム制御回路４ｄ）は、隣の下アーム制御回路４ｄとの間に、幅狭絶縁領域４９を設ければ足りる。
【００３３】
次に、制御回路基板３の構成について説明する。図５に示すごとく、制御回路基板３には、上述した制御回路４と電源回路３１との他に、低電位回路４００が形成されている。低電位回路４００と制御回路４との間には、絶縁用のフォトカプラ３２が設けられている。また、制御回路４は、ゲートＩＣ４３と、温度検出回路４４と、プリドライブ回路４５と、短絡保護回路４６と、過電流保護回路４７とを備える。
【００３４】
ゲートＩＣ４３は、緊急時に半導体素子２０を遮断するか否かの判断を行う。ＥＣＵ９１から送信された駆動信号は、フォトカプラ３２を介してゲートＩＣ４３に入力され、その後、プリドライブ回路４５に入力される。本形態では、プリドライブ回路４５によって駆動電圧を増幅し、半導体素子２０をスイッチング動作させている。また、短絡保護回路４６及び過電流保護回路４７は、半導体素子２０のセンスエミッタＳＥに接続している。センスエミッタＳＥから、エミッタ電流ＩＥの一部を取り出して、短絡保護回路４６及び過電流保護回路４７によって検出している。半導体素子２０が短絡した場合、短絡保護回路４６がプリドライブ回路４５を遮断する。また、過電流保護回路４７が過電流を検出した場合、ゲートＩＣ４３が、半導体素子２０のスイッチング動作を停止させる。また、温度検出回路４４は、半導体モジュール２内の感温ダイオード２９に接続している。温度検出回路４４によって、半導体モジュール２が過熱していると判断した場合も、ゲートＩＣ４３が、半導体素子２０のスイッチング動作を停止させる。
【００３５】
過電流を検出した場合等には、ゲートＩＣ４３からフェール信号が発生し、このフェール信号が、フォトカプラ３２及び保持回路４０１を介してＥＣＵ９１に送信される。また、温度検出回路４４から発生した温度信号は、フォトカプラ３２及び温度信号Ｉ／Ｆ回路４０２を介して、ＥＣＵ９１に送信される。
【００３６】
次に、電源回路３１について説明する。図７に示すごとく、電源回路３１は、トランス３１０と、スイッチング回路３１１と、整流回路３１２と、平滑コンデンサ３１３とを備える。スイッチング回路３１１は、トランス３１０の一次コイル３１８に接続している。トランス３１０は、複数の二次コイル３１９を備える。個々の二次コイル３１９には、整流回路３１２及び平滑コンデンサ３１３が接続している。上アーム制御回路４ｕに電力を供給する二次コイル３１９は、Ｕ，Ｖ，Ｗ相、及び昇圧回路ごとに分かれている。これは、上述したように上アーム半導体素子２０ｕのゲート端子２２ｇ間には高い電圧が発生するため、充分に絶縁分離できるようにするためである。また、下アーム制御回路４ｄに電力を供給する二次コイル３１９は、Ｕ，Ｖ，Ｗ相、及び昇圧回路について共通化されている。下アーム半導体素子２０ｄのゲート端子２２ｇ間には高い電圧が発生しないため、下アーム制御回路４ｄ用の二次コイル３１９は共通化できる。
【００３７】
次に、本形態の作用効果について説明する。図１に示すごとく、本形態では、第１領域Ａ１と第２領域Ａ２とのそれぞれに、複数の上アーム制御回路４ｕをＸ方向に互いに隣り合うように形成してあると共に、複数の下アーム制御回路４ｄをＸ方向に互いに隣り合うように形成してある。
そのため、制御回路基板３を小型化できる。すなわち、上記構成にすると、上アーム制御回路４ｕが、第１領域Ａ１と第２領域Ａ２とに分けて配されるため、全ての上アーム制御回路４ｕが一列に配列しなくなる。そのため、２つの上アーム制御回路４ｕ間の絶縁距離がＸ方向に累積することを抑制できる。したがって、制御回路基板３のＸ方向長さを短くすることができ、制御回路基板３を小型化できる。
【００３８】
仮に、図１３に示すごとく、２つの領域Ａ（Ａ１，Ａ２）のうち一方の領域Ａ（第１領域Ａ１）に、全ての上アーム制御回路４ｕを形成したとすると、全ての上アーム制御回路４ｕが一列に配列してしまう。そのため、そのため、上アーム制御回路４ｕ間の絶縁距離ＷがＸ方向に累積し、制御回路基板３のＸ方向長さが長くなりやすい。したがって、制御回路基板３が大型化しやすくなる。これに対して、図１に示すごとく、本形態の構成を採用すれば、上アーム制御回路４ｕが一列に配列しなくなる。そのため、２つの上アーム制御回路４ｕ間の絶縁距離ＷがＸ方向に累積することを抑制でき、制御回路基板３のＸ方向長さを短くすることができる。
【００３９】
また、本形態では、図２、図４に示すごとく、複数の半導体素子２０によって、第１半導体素子群５ａと第２半導体素子群５ｂとを構成している。そして、図１に示すごとく、第１半導体素子群５ａに接続した全ての上アーム制御回路４ｕaと、第２半導体素子群５ｂに接続した全ての下アーム制御回路４ｄbとを第１領域Ａ１に形成し、第１半導体素子群５ａに接続した全ての下アーム制御回路４ｄaと、第２半導体素子群５ｂに接続した全ての上アーム制御回路４ｕbとを第２領域Ａ２に形成してある。
このようにすると、同一の半導体素子群５に接続する全ての上アーム制御回路４ｕをＹ方向における同じ側にまとめて形成しているため、これらの上アーム制御回路４ｕの配置レイアウトを簡素化できる。同様に、同一の半導体素子群５に接続する全ての下アーム制御回路４ｄをＹ方向における同じ側にまとめて形成しているため、これらの下アーム制御回路４ｄの配置レイアウトを簡素化できる。
【００４０】
また、図１に示すごとく、本形態では、第１領域Ａ１と第２領域Ａ２との２つの領域Ａのうち、一方の領域Ａに、同一の電源回路３１に接続した全ての上アーム制御回路４ｕを形成し、他方の領域Ａに、上記同一の電源回路３１に接続した全ての下アーム制御回路４ｄを形成してある。
そのため、制御回路基板３のレイアウトを簡素にすることができる。すなわち、上述しように、電源回路３１に含まれるトランス３１０は、上アーム制御回路４ｕに接続する二次コイル３１９ｕを相ごとに分ける必要があり（図７参照）、下アーム制御回路４ｄに接続する二次コイル３１９ｄは共通化できる。そのため、同一の電源回路３１に接続する全ての下アーム制御回路４ｄを、まとめて同じ領域Ａに形成すれば、下アーム制御回路４ｄを、共通化された二次コイル３１９ｄに容易に接続することが可能になる。同様に、同一の電源回路３１に接続する全ての上アーム制御回路４ｕを、まとめて同じ領域Ａに形成すれば、個々の上アーム制御回路４ｕを、上アーム用の二次コイル３１９ｕに接続しやすい。
【００４１】
以上のごとく、本形態によれば、制御回路基板を小型化できる電力変換装置を提供することができる。
【００４２】
なお、本形態では、図３、図４に示すごとく、１個の半導体モジュール２に１個の半導体素子２０を内蔵しているが、本発明はこれに限るものではなく、１個の半導体モジュール２に２個以上の半導体素子２０を内蔵していてもよい。
【００４３】
（実施形態２）
以下の実施形態においては、図面に用いた符号のうち、実施形態１において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、実施形態１と同様の構成要素等を表す。
【００４４】
本形態は、半導体素子２０の数を変更した例である。図９に示すごとく、本形態では、実施形態１と同様に、第１半導体素子群５ａと、第２半導体素子群５ｂと、第３半導体素子群５ｃとが形成されている。第１半導体素子群５ａを構成する半導体素子２０の総数（１２個）は、第２半導体素子群５ｂを構成する半導体素子２０の数（６個）と、第３半導体素子群５ｃを構成する半導体素子２０の数（２個）との和（８個）よりも多い。
【００４５】
第１半導体素子群５ａでは、２個の半導体素子２０を互いに並列接続してある。これにより、交流負荷８ａに多くの電流を流せるようにしている。
【００４６】
図８に示すごとく、第１半導体素子群５ａ用の上アーム制御回路４ｕaは、Ｘ方向に隣り合う２列の制御端子２２を介して、２個の上アーム半導体素子２０ｕに接続している。
【００４７】
本形態では、第１領域Ａ１に、第１半導体素子群５ａに接続する上アーム制御回路４ｕaを形成してある。また、第２領域Ａ２に、第２半導体素子群５ｂ及び第３半導体素子群５ｃに接続する上アーム制御回路４ｕb，４ｕcを形成してある。
このようにすると、制御回路基板３を小型化しやすい。すなわち、第１半導体素子群５ａ用の上アーム制御回路４ｕaのＸ方向長さＬ１は、他の上アーム制御回路４ｕb，４ｕcのＸ方向長さＬ２よりも長くなりやすい。したがって、仮に、第１領域Ａ１に、第１半導体素子群５ａ用の上アーム制御回路４ｕaと、他の上アーム制御回路４ｕcとを形成したとすると、Ｘ方向長さが長くなりやすい第１半導体素子群５ａ用の上アーム制御回路４ｕaと、別の上アーム制御回路４ｕcを絶縁するための幅広絶縁領域４８とが第１領域Ａ１に形成されることになり、制御回路基板３のＸ方向長さが過度に長くなるおそれがある。これに対して、本形態のように、第１半導体素子群５ａ用の上アーム制御回路４ｕaを第１領域Ａ１に形成し、他の上アーム制御回路４ｕb，４ｕcを第２領域Ａ２に形成すれば、第１領域Ａ１に形成される上アーム制御回路４ｕの数を減らすことができ、制御回路基板３のＸ方向長さを短くしやすくなる。
その他、実施形態１と同様の構成および作用効果を備える。
【００４８】
（実施形態３）
本形態は、制御端子２２が制御回路基板３に接続する位置を変更した例である。図１０に示すごとく、本形態では、Ｘ方向に互いに隣り合う２つの半導体素子２０を、Ｙ方向において互いにずれた位置に形成してある。
このようにすると、Ｘ方向に隣り合う２個の半導体素子２０にそれぞれ接続する制御端子２２間の距離Ｌ３を長くすることができる。そのため、幅広絶縁領域４８のＸ方向長さを短くしやすい。したがって、制御回路基板３のＸ方向長さを短くすることができ、制御回路基板３をより小型化できる。
その他、実施形態１と同様の構成および作用効果を備える。
【００４９】
（実施形態４）
本形態は、上アーム制御回路４ｕの配置位置を変更した例である。図１１に示すごとく、本形態では、第１半導体素子群５ａ及び第２半導体素子群５ｂに接続する上アーム制御回路４ｕa，４ｕbを、それぞれ第１領域Ａ１に形成し、下アーム制御回路４ｄa，４ｄbを、それぞれ第２領域Ａ２に形成してある。また、第３半導体素子群５ｃに接続する上アーム制御回路４ｕcを第２領域Ａ２に形成し、下アーム制御回路４ｄcを第１領域Ａ１に形成してある。
その他、実施形態１と同様の構成および作用効果を備える。
【００５０】
（実施形態５）
本形態は、制御回路４の配置位置を変更した例である。図１２に示すごとく、本形態では、第１領域Ａ１に、第２半導体素子群５ｂ用の上アーム制御回路４ｕbと、第３半導体素子群５ｃ用の下アーム制御回路４ｄcと、第１半導体素子群５ａ用の下アーム制御回路４ｄaとを形成してある。また、第２領域Ａ２に、第１半導体素子群５ａ用の上アーム制御回路４ｕaと、第３半導体素子群５ｃ用の上アーム制御回路４ｕcと、第２半導体素子群５ｂ用の下アーム制御回路４ｄbとを形成してある。
その他、実施形態１と同様の構成および作用効果を備える。
【符号の説明】
【００５１】
１  電力変換装置
２０  半導体素子
３  制御回路基板
４  制御回路
４ｕ  上アーム制御回路
４ｄ  下アーム制御回路
Ａ１  第１領域
Ａ２  第２領域
【図１】
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【図２】
0006451591.tif 000003
【図３】
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【図４】
0006451591.tif 000005
【図５】
0006451591.tif 000006
【図６】
0006451591.tif 000007
【図７】
0006451591.tif 000008
【図８】
0006451591.tif 000009
【図９】
0006451591.tif 000010
【図１０】
0006451591.tif 000011
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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