(57)【要約】【課題】半導体モジュールに対する冷却効率、冷却性能に優れた電力変換装置を提供すること。【解決手段】電力変換装置１、複数の半導体モジュール２と、半導体モジュール２を冷却する複数の冷却管（冷媒流路）８１とを交互に積層してなる。半導体モジュール２は、半導体素子３ａと、半導体素子３ａの積層方向Ｘの両側に配置されると共に半導体モジュール２の両主面２０１、２０２にそれぞれ放熱面２１１ａ、２２１ａを露出させた一対の放熱部２０ａと、半導体素子３ａ及び一対の放熱部２０ａを封止する封止部２００とを有する。一対の放熱部２０ａは、放熱面２１１ａ、２２１ａから半導体素子３ａまでの距離が近い側の近接放熱部２１ａと遠い側の遠隔放熱部２２ａとからなる。積層方向Ｘに隣り合う半導体モジュール２の半導体素子３ａ同士の間において、冷却管８１を挟んで積層方向Ｘに向かい合う放熱部２０ａ同士のうち、一方が遠隔放熱部２２ａである。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力変換回路の一部を構成する複数の半導体モジュールと、該半導体モジュールを冷却するための冷媒を流通させる複数の冷媒流路とを交互に積層してなる電力変換装置であって、
上記半導体モジュールは、半導体素子と、該半導体素子の積層方向の両側に配置されると共に上記半導体モジュールの両主面にそれぞれ放熱面を露出させた一対の放熱部と、上記半導体素子及び上記一対の放熱部を封止する封止部とを有し、
上記一対の放熱部は、上記放熱面から上記半導体素子までの距離が近い側の近接放熱部と遠い側の遠隔放熱部とからなり、
上記積層方向に隣り合う上記半導体モジュールの上記半導体素子同士の間において、上記冷媒流路を挟んで上記積層方向に向かい合う上記放熱部同士のうち、少なくとも一方が上記遠隔放熱部であることを特徴とする電力変換装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電力変換装置において、上記半導体モジュールは、互いに直列接続された２つの上記半導体素子を有し、上記半導体モジュールの上記積層方向に直交する幅方向の一方側及び他方側には、それぞれ正極側の上記半導体素子及び負極側の上記半導体素子が配置されていることを特徴とする電力変換装置。
【請求項３】
請求項２に記載の電力変換装置において、上記半導体モジュールの上記積層方向の一方側には、正極側の上記半導体素子における上記近接放熱部及び負極側の上記半導体素子における上記遠隔放熱部が配置され、他方側には、正極側の上記半導体素子における上記遠隔放熱部及び負極側の上記半導体素子における上記近接放熱部が配置されていることを特徴とする電力変換装置。
【請求項４】
請求項２又は３に記載の電力変換装置において、正極側の上記半導体素子における上記積層方向の一方側の上記放熱部は、正極端子に接続されており、負極側の上記半導体素子における上記積層方向の一方側の上記放熱部は、負極端子に接続されており、正極側の上記半導体素子における上記積層方向の他方側の上記放熱部と負極側の上記半導体素子における上記積層方向の他方側の上記放熱部とは、互いに接続されて１つの中間放熱部を形成しており、該中間放熱部は、出力端子に接続されていることを特徴とする電力変換装置。
【請求項５】
請求項４に記載の電力変換装置において、上記正極端子に接続された上記放熱部と上記負極端子に接続された上記放熱部との間には、上記封止部の一部を構成すると共に上記両放熱部の上記放熱面よりも突出してなる突出封止部が形成されていることを特徴とする電力変換装置。
【請求項６】
請求項２又は３に記載の電力変換装置において、正極側の上記半導体素子における上記積層方向の一方側の上記放熱部は、正極端子に接続されており、負極側の上記半導体素子における上記積層方向の他方側の上記放熱部は、負極端子に接続されており、正極側の上記半導体素子における上記積層方向の他方側の上記放熱部と負極側の上記半導体素子における上記積層方向の一方側の上記放熱部とは、互いに接続されていると共にいずれか一方が出力端子に接続されていることを特徴とする電力変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体素子を内蔵した半導体モジュールと、その半導体モジュールを冷却するための冷媒を流通させる冷媒流路とを積層してなる電力変換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、電気自動車やハイブリッド自動車等の動力源である交流モータと、車両に搭載された直流バッテリーとの間において、電力の変換を行うための電力変換装置がある。
この電力変換装置は、半導体素子を内蔵した半導体モジュールを複数個有しているが、これらの半導体モジュールは、そこに流れる被制御電流によって発熱する。特に、近年、交流モータに要求される駆動力の上昇に伴って被制御電流が大きくなり、半導体モジュールの発熱量が大きくなる傾向にある。そのため、発熱に伴う半導体モジュールの温度上昇を抑制する必要がある。
【０００３】
例えば、特許文献１には、複数の半導体モジュールとその半導体モジュールを冷却するための冷媒を流通させる複数の冷却管（冷媒流路）とを交互に積層した電力変換装置が開示されている。これによれば、半導体モジュールをその両側に配置された冷却管によって冷却し、温度上昇を抑制することができる。また、発熱量の多い半導体モジュール同士が冷却管を挟んで隣り合わないようにすることで、電力変換装置全体における冷却効率の偏在を抑制することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−３３２８６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、電力変換装置において、各半導体モジュールには、内蔵されている半導体素子の位置等によって冷却管等との接触面からの放熱量が大きい部分と小さい部分とが生じる。そのため、半導体モジュールと冷却管等とを交互に積層して構成する場合、積層方向に隣り合う半導体モジュール同士の間において放熱量が大きい部分が向かい合うと、両者の間での熱干渉が大きくなり、放熱性が低下するといった問題が生じるおそれがあった。
【０００６】
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたもので、半導体モジュールに対する冷却効率、冷却性能に優れた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】
【０００７】
本発明は、電力変換回路の一部を構成する複数の半導体モジュールと、該半導体モジュールを冷却するための冷媒を流通させる複数の冷媒流路とを交互に積層してなる電力変換装置であって、
上記半導体モジュールは、半導体素子と、該半導体素子の上記積層方向の両側に配置されると共に上記半導体モジュールの両主面にそれぞれ放熱面を露出させた一対の放熱部と、上記半導体素子及び上記一対の放熱部を封止する封止部とを有し、
上記一対の放熱部は、上記放熱面から上記半導体素子までの距離が近い側の近接放熱部と遠い側の遠隔放熱部とからなり、
上記積層方向に隣り合う上記半導体モジュールの上記半導体素子同士の間において、上記冷媒流路を挟んで上記積層方向に向かい合う上記放熱部同士のうち、少なくとも一方が上記遠隔放熱部であることを特徴とする電力変換装置にある（請求項１）。
【発明の効果】
【０００８】
上記電力変換装置において、半導体モジュールにおける半導体素子の積層方向の両側には、一対の放熱部が配置されている。また、一対の放熱部は、放熱面から半導体素子までの距離が近い側の近接放熱部と遠い側の遠隔放熱部とからなる。ここで、近接放熱部は、放熱面と半導体素子との間の距離が近いため、放熱面からの放熱量が大きくなりやすい。一方、遠隔放熱部は、放熱面と半導体素子との間の距離が近接放熱部よりも遠いので、放熱面からの放熱量も近接放熱部に比べて小さくなりやすい。
【０００９】
そして、積層方向に隣り合う半導体モジュールの半導体素子同士の間において、冷媒流路を挟んで積層方向に向かい合う放熱部同士のうち、少なくとも一方が遠隔放熱部である。すなわち、放熱面からの放熱量が大きくなる近接放熱部同士が冷媒流路を挟んで積層方向に向かい合わないようにしている。そのため、隣り合う半導体モジュール同士の間の熱干渉を抑制することができ、半導体モジュールを偏りなく、効率よく冷却することができる。これにより、装置全体としての冷却性能を向上させることができる。
【００１０】
このように、本発明によれば、半導体モジュールに対する冷却効率、冷却性能に優れた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】
【００１１】
【図１】実施例１における、電力変換装置を示す斜視説明図。
【図２】実施例１における、電力変換装置の構成を示す断面説明図。
【図３】実施例１における、半導体モジュールの構成を示す断面説明図。
【図４】実施例１における、（ａ）半導体モジュールを第１主面側から見た正面図、（ｂ）半導体モジュールを第２主面側から見た正面図。
【図５】実施例１における、半導体モジュールの構成を示す分解斜視図。
【図６】実施例１における、電力変換装置の回路図。
【図７】実施例２における、半導体モジュールの構成を示す断面説明図。
【図８】実施例３における、半導体モジュールの構成を示す断面説明図。
【図９】実施例４における、電力変換装置の構成を示す断面説明図。
【図１０】実施例４における、半導体モジュールの構成を示す断面説明図。
【図１１】実施例４における、電力変換装置の別構成を示す断面説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
上記電力変換装置は、複数の半導体モジュールと、該半導体モジュールを冷却するための冷媒を流通させる複数の冷媒流路とを交互に積層してなる。例えば、半導体モジュールの両主面と冷却管とを接触させ、その冷却管内を流通する冷媒によって半導体モジュールを間接的に冷却する構成であってもよいし、冷媒を半導体モジュールの両主面に直接接触するように流通させ、その流通する冷媒によって半導体モジュールを直接的に冷却する構成であってもよい。
【００１３】
また、上記半導体モジュールにおいて、半導体素子の積層方向の両側には、一対の放熱部が配置されている。この放熱部は、半導体素子から発生した熱を放熱するために設けられており、半導体素子と熱的に接続されている。ここで、熱的に接続されているとは、放熱部が半導体素子に対して直接的又は間接的に（熱伝導性を有する他の部材を介して）接しており、半導体素子の熱が放熱部に伝達される構成であることをいう。
【００１４】
また、上記半導体モジュールは、互いに直列接続された２つの上記半導体素子を有し、上記半導体モジュールの上記積層方向に直交する幅方向の一方側及び他方側には、それぞれ正極側の上記半導体素子及び負極側の上記半導体素子が配置されていることが好ましい（請求項２）。
この場合には、半導体モジュールの幅方向の一方側において、すべての正極側の半導体素子が積層方向に並んで配置され、他方側において、すべての負極側の半導体素子が積層方向に並んで配置されることになる。これにより、他の部品との接続性を向上させることができる。
【００１５】
また、上記半導体モジュールの上記積層方向の一方側には、正極側の上記半導体素子における上記近接放熱部及び負極側の上記半導体素子における上記遠隔放熱部が配置され、他方側には、正極側の上記半導体素子における上記遠隔放熱部及び負極側の上記半導体素子における上記近接放熱部が配置されていることが好ましい（請求項３）。
この場合には、正極側の半導体素子及び負極側の半導体素子における近接放熱部同士、すなわち放熱面からの放熱量が大きい近接放熱部同士が半導体モジュールの同一主面に配置されないようにすることができる。これにより、各冷媒流路における冷却効率を高めることができる。
【００１６】
例えば、冷媒流路内において、２つの半導体素子が並んでいる方向、すなわち幅方向に冷媒が流通する場合、半導体モジュールの同一主面に近接放熱部同士が配置されると、上流側の半導体素子における近接放熱部の放熱面からの放熱によって冷媒の温度が上昇し、下流側の半導体素子における近接放熱部の放熱面から十分な放熱を行うことができないおそれがある。しかしながら、上記構成では、放熱量が大きい近接放熱部同士が半導体モジュールの同一主面に配置されないため、このような問題を解消することができ、各冷媒流路における冷却効率を高めることができる。
【００１７】
また、正極側の上記半導体素子における上記積層方向の一方側の上記放熱部は、正極端子に接続されており、負極側の上記半導体素子における上記積層方向の一方側の上記放熱部は、負極端子に接続されており、正極側の上記半導体素子における上記積層方向の他方側の上記放熱部と負極側の上記半導体素子における上記積層方向の他方側の上記放熱部とは、互いに接続されて１つの中間放熱部を形成しており、該中間放熱部は、出力端子に接続されていることが好ましい（請求項４）。
この場合には、半導体モジュールの一方の主面に放熱面の面積が大きな中間放熱部が配置されることになる。これにより、半導体モジュールの放熱性を高めることができる。
【００１８】
また、上記正極端子に接続された上記放熱部と上記負極端子に接続された上記放熱部との間には、上記封止部の一部を構成すると共に上記両放熱部の上記放熱面よりも突出してなる突出封止部が形成されていることが好ましい（請求項５）。
この場合には、例えば、半導体モジュールと冷媒流路となる冷却管等とを積層した場合に、冷却管の一方側が半導体モジュールの突出封止部によってその突出方向に押され、他方側が半導体モジュールの中間放熱部が形成されている主面に押し付けられる。そのため、半導体モジュールの中間放熱部が形成されている主面と冷却管との密着性を高めることができる。これにより、半導体モジュールの放熱性を向上させることができる。
【００１９】
また、上記半導体モジュールの一方の主面に上記突出封止部を形成し、さらにその反対側の主面を凹面状に形成することが好ましい。
この場合には、半導体モジュールの中間放熱部が形成されている主面と冷却管等との密着性をさらに高めることができる。これにより、半導体モジュールの放熱性をさらに向上させることができる。
【００２０】
また、正極側の上記半導体素子における上記積層方向の一方側の上記放熱部は、正極端子に接続されており、負極側の上記半導体素子における上記積層方向の他方側の上記放熱部は、負極端子に接続されており、正極側の上記半導体素子における上記積層方向の他方側の上記放熱部と負極側の上記半導体素子における上記積層方向の一方側の上記放熱部とは、互いに接続されていると共にいずれか一方が出力端子に接続されていることが好ましい（請求項６）。
この場合にも、上記と同様に、積層方向に隣り合う半導体モジュールの半導体素子同士の間において、放熱面からの放熱量が大きくなる近接放熱部同士が冷媒流路を挟んで積層方向に向かい合わないようにしている。そのため、隣り合う半導体モジュール同士の間の熱干渉を抑制することができ、半導体モジュールを偏りなく、効率よく冷却することができる。これにより、装置全体としての冷却性能を向上させることができる。
【実施例】
【００２１】
（実施例１）
本発明の実施例にかかる電力変換装置について、図を用いて説明する。
本例の電力変換装置１、図１〜図５に示すごとく、電力変換回路の一部を構成する複数の半導体モジュール２と、半導体モジュール２を冷却するための冷媒を流通させる複数の冷却管（冷媒流路）８１とを交互に積層してなる。
半導体モジュール２は、半導体素子３ａ（３ｂ）と、半導体素子３ａ（３ｂ）の積層方向Ｘの両側に配置されると共に半導体モジュール２の両主面２０１、２０２にそれぞれ放熱面２１１ａ、２２１ａ（２１１ｂ、２２１ｂ）を露出させた一対の放熱部２０ａ（２０ｂ）と、半導体素子３ａ（３ｂ）及び一対の放熱部２０ａ（２０ｂ）を封止する封止部２００とを有する。
【００２２】
一対の放熱部２０ａ（２０ｂ）は、放熱面２１１ａ、２２１ａ（２１１ｂ、２２１ｂ）から半導体素子３ａ（３ｂ）までの距離が近い側の近接放熱部２１ａ（２１ｂ）と遠い側の遠隔放熱部２２ａ（２２ｂ）とからなる。
積層方向Ｘに隣り合う半導体モジュール２の半導体素子３ａ（３ｂ）同士の間において、冷却管（冷媒流路）８１を挟んで積層方向Ｘに向かい合う放熱部２０ａ（２０ｂ）同士のうち、一方が遠隔放熱部２２ａ（２２ｂ）である。
以下、これを詳説する。
【００２３】
図１、図２に示すごとく、電力変換装置１は、複数の半導体モジュール２と複数の冷却管８１とを交互に積層してなる。
各半導体モジュール２は、半導体モジュール２と冷却管８１との積層方向Ｘの両側から冷却管８１によって挟持されている。また、隣り合う冷却管８１同士の間には、１個の半導体モジュール２が挟持されている。なお、半導体モジュール２と冷却管８１とは、直接密着させてもよいし、絶縁材等を介して密着させてもよい。
【００２４】
同図に示すごとく、複数の冷却管８１は、その長手方向（幅方向Ｙ）の両端部８１１、８１２において、隣り合う冷却管８１同士が変形可能な連結管８２によって連結されている。また、積層方向Ｘの一端に配設された冷却管８１の両端部８１１、８１２には、外部から冷媒を導入する冷媒導入管８３と、外部に冷媒を排出する冷媒排出管８４とが連結されている。また、冷却管８１、連結管８２、冷媒導入管８３及び冷媒排出管８４は、アルミニウム又はその合金からなる。
【００２５】
そして、冷媒導入管８３から導入された冷媒は、冷媒導入管８３側の連結管８２を適宜通り、各冷却管８１に分配されると共にその長手方向（幅方向Ｙ）に流通する。そして、冷媒は、各冷却管８１を流れる間に、半導体モジュール２との間で熱交換を行う。熱交換により温度上昇した冷媒は、冷媒排出管８４側の連結管８２を適宜通り、冷媒排出管８４から排出される。
【００２６】
なお、冷却管８１等に流通させる冷媒としては、例えば、水やアンモニア等の自然冷媒、エチレングリコール系の不凍液を混入した水、フロリナート等のフッ化炭素系冷媒、ＨＣＦＣ１２３、ＨＦＣ１３４ａ等のフロン系冷媒、メタノール、アルコール等のアルコール系冷媒、アセトン等のケトン系冷媒等の冷媒を用いることができる。
【００２７】
図２、図３に示すごとく、半導体モジュール２は、２個の半導体素子３ａ、３ｂを有している。２個の半導体素子３ａ、３ｂは、幅方向Ｙに並んで配置されている。
同図に示すごとく、一方の半導体素子３ａの積層方向Ｘの両側には、一対の放熱部２０ａが配置されている。一対の放熱部２０ａは、放熱面２１１ａ、２２１ａから半導体素子３ａまでの距離が近い側の近接放熱部２１ａと遠い側の遠隔放熱部２２ａとからなる。
【００２８】
図４（ａ）に示すごとく、近接放熱部２１ａは、放熱面２１１ａを半導体モジュール２の第１主面２０１に露出させている。また、図４（ｂ）に示すごとく、遠隔放熱部２２ａは、放熱面２２１ａを半導体モジュール２の第２主面２０２に露出させている。
また、一対の放熱部２０ａ（近接放熱部２１ａ、遠接放熱部２２ａ）は、半導体素子３ａから発生した熱を放熱するために設けられており、半導体素子３ａと熱的に接続されている。
【００２９】
図２、図３に示すごとく、もう一方の半導体素子３ｂの積層方向Ｘの両側には、一対の放熱部２０ｂが配置されている。一対の放熱部２０ｂは、放熱面２１１ｂ、２２１ｂから半導体素子３ｂまでの距離が近い側の近接放熱部２１ｂと遠い側の遠隔放熱部２２ｂとからなる。
【００３０】
図４（ｂ）に示すごとく、近接放熱部２１ｂは、放熱面２１１ｂを半導体モジュール２の第２主面２０２に露出させている。また、図４（ａ）に示すごとく、遠隔放熱部２２ｂは、放熱面２２１ｂを半導体モジュール２の第１主面２０１に露出させている。
また、一対の放熱部２０ｂ（近接放熱部２１ｂ、遠接放熱部２２ｂ）は、半導体素子３ｂから発生した熱を放熱するために設けられており、半導体素子３ｂと熱的に接続されている。
【００３１】
図２〜図４に示すごとく、本例では、半導体モジュール２の第２主面２０２に放熱面２２１ａを露出させている遠隔放熱部２２ａと、同じく第２主面２０２に放熱面２１１ｂを露出させている近接放熱部２１ｂとは、互いに接続されて１つの中間放熱部２９を形成している。すなわち、中間放熱部２９の一部が遠隔放熱部２２ａを形成しており、他の一部が近接放熱部２１ｂを形成している。また、中間放熱部２９は、半導体モジュール２の第２主面２０２に、遠隔放熱部２２ａの放熱面２２１ａと近接放熱部２１ｂの放熱面２１１ｂとからなる放熱面２９１を形成している。
また、近接放熱部２１ａ、遠接放熱部２２ｂ及び中間放熱部２９は、金属板により構成されている。
【００３２】
図５に示すごとく、半導体素子３ａの第１表面３０１ａと近接放熱部２１ａとは、はんだにより接合されている。また、半導体素子３ａの第２表面３０２ａと中間放熱部２９（遠隔放熱部２２ａ）との間には、熱伝導性及び導電性に優れた銅からなるスペーサ部２３ａが介設されている。また、半導体素子３ａの第２主面３０２ａとスペーサ部２３ａとは、はんだにより接合されている。また、中間放熱部２９（遠隔放熱部２２ａ）とスペーサ部２３ａとは、はんだにより接合されている。
【００３３】
同図に示すごとく、半導体素子３ｂの第２表面３０２ｂと中間放熱部２９（近接放熱部２１ｂ）とは、はんだにより接合されている。また、半導体素子３ｂの第１表面３０１ｂと遠隔放熱部２２ｂとの間には、熱伝導性及び導電性に優れた銅からなるスペーサ部２３ｂが介設されている。また、半導体素子３ｂの第１主面３０１ｂとスペーサ部２３ｂとは、はんだにより接合されている。また、遠隔放熱部２２ｂとスペーサ部２３ｂとは、はんだにより接合されている。
【００３４】
図２〜図４に示すごとく、半導体モジュール２は、半導体素子３ａ、３ｂ、近接放熱部２１ａ、遠隔放熱部２２ｂ、中間放熱部２９（遠隔放熱部２２ａ、近接放熱部２１ｂ）、スペーサ部２３ａ、２３ｂを樹脂からなる封止部２００によってモールドしてなり、一体的に構成されている。
【００３５】
図４、図５に示すごとく、近接放熱部２１ａは、正極端子４１に接続されている。また、遠隔放熱部２２ｂは、負極端子４２に接続されている。また、中間放熱部２９（遠隔放熱部２２ａ、近接放熱部２１ｂ）は、出力端子４３に接続されている。また、正極端子４１、負極端子４２及び出力端子４３は、半導体モジュール２の封止部２００における高さ方向Ｚの一方の端面２０３から突出している。また、正極端子４１、負極端子４２及び出力端子４３は、バスバー（図示略）に接続されており、このバスバーを介して被制御電力が半導体モジュール２に入出力される。
【００３６】
同図に示すごとく、半導体素子３ａ、３ｂは、それぞれ制御端子５１ａ、５１ｂに接続されている。制御端子５１ａ、５１ｂは、半導体モジュール２の封止部２００における高さ方向Ｚのもう一方の端面２０４から突出している。また、制御端子５１ａ、５１ｂは、制御回路基板（図示略）に接続されており、半導体素子３ａ、３ｂに内蔵された後述するスイッチング素子を制御する制御電流が入力される。制御回路基板が半導体モジュール２内の半導体素子３ａ、３ｂを制御することにより、正極端子４１と負極端子４２との間に印加される直流電圧を交流電圧に変換し、出力端子４３から出力している。
【００３７】
次に、本例の電力変換装置１の回路図について、図６を用いて説明する。なお、同図は、簡単のために、半導体モジュール２を３つとした回路構成を示しているが、各半導体モジュール２に対してさらに１つ以上の半導体モジュール２を並列接続してもよい。
本例の電力変換装置１は、同図に示すごとく、直流電源６１と三相交流モータ６２との間に配線され、直流電力を三相交流電力に変換して三相交流モータ６２を駆動するものである。
【００３８】
また、電力変換装置１は、直流電源６１の正極に接続される正極ライン６１１と、直流電源６１の負極に接続される負極ライン６１２との間に、２つの半導体素子３ａ、３ｂを互いに直列接続してなるアーム６３が３つ接続されている。また、半導体素子３ａ、３ｂは、スイッチング素子（ＩＧＢＴ素子）３１ａ、３１ｂとフリーホイールダイオード３２ａ、３２ｂとからなる。
【００３９】
また、各アーム６３を構成する２つの半導体素子３ａ、３ｂは、１つの半導体モジュール２を構成している。また、半導体モジュール２における正極端子４１と負極端子４２とがそれぞれ正極ライン６１１と負極ライン６１２とに接続されている。
また、半導体モジュール２における出力端子４３が各アーム６３を構成する２つの半導体素子３ａ、３ｂの間の接続点に相当し、この接続点が三相交流モータ６２の各電極に接続されている。つまり、３つのアーム６３は、それぞれの接続点（出力端子４３）において、それぞれ三相交流モータ６２のＵ相、Ｖ相、Ｗ相の電極端子に接続されたＵ相アーム、Ｖ相アーム、Ｗ相アームとなっている。
【００４０】
また、互いに並列接続された３つのアーム６３（Ｕ相アーム、Ｖ相アーム、Ｗ相アーム）によって、インバータ部６４が構成されている。
また、直流電源６１とインバータ部６４との間において、正極ライン６１１と負極ライン６１２とを接続するように、平滑コンデンサ６５が配置されている。
【００４１】
次に、本例の電力変換装置１における作用効果について説明する。
本例の電力変換装置１において、半導体モジュール２における半導体素子３ａ（３ｂ）の積層方向Ｘの両側には、一対の放熱部２０ａ（２０ｂ）が配置されている。また、一対の放熱部２０ａ（２０ｂ）は、放熱面２１１ａ、２２１ａ（２１１ｂ、２２１ｂ）から半導体素子３ａ（３ｂ）までの距離が近い側の近接放熱部２１ａ（２１ｂ）と遠い側の遠隔放熱部２２ａ（２２ｂ）とからなる。ここで、近接放熱部２１ａ（２１ｂ）は、放熱面２１１ａ（２１１ｂ）と半導体素子３ａ（３ｂ）との間の距離が近いため、放熱面２１１ａ（２１１ｂ）からの放熱量が大きくなりやすい。一方、遠隔放熱部２２ａ（２２ｂ）は、放熱面２２１ａ（２２１ｂ）と半導体素子３ａ（３ｂ）との間の距離が近接放熱部２１ａ（２１ｂ）よりも遠いので、放熱面２２１ａ（２２１ｂ）からの放熱量も近接放熱部２１ａ（２１ｂ）に比べて小さくなりやすい。
【００４２】
そして、積層方向Ｘに隣り合う半導体モジュール２の半導体素子３ａ（３ｂ）同士の間において、冷却管８１を挟んで積層方向Ｘに向かい合う放熱部２０ａ（２０ｂ）同士のうち、一方が遠隔放熱部２２ａ（２２ｂ）である。すなわち、放熱面からの放熱量が大きくなる近接放熱部２１ａ（２１ｂ）同士が冷却管８１を挟んで積層方向Ｘに向かい合わないようにしている。そのため、隣り合う半導体モジュール２同士の間の熱干渉を抑制することができ、半導体モジュール２を偏りなく、効率よく冷却することができる。これにより、装置全体としての冷却性能を向上させることができる。
【００４３】
また、本例では、半導体モジュール２は、互いに直列接続された２つの半導体素子３ａ、３ｂを有し、半導体モジュール２の幅方向Ｙの一方側及び他方側には、それぞれ正極側の半導体素子３ａ及び負極側の半導体素子３ｂが配置されている。そのため、半導体モジュール２の幅方向Ｙの一方側において、すべての正極側の半導体素子３ａが積層方向Ｘに並んで配置され、他方側において、すべての負極側の半導体素子３ｂが積層方向Ｘに並んで配置されることになる。これにより、他の部品との接続性を向上させることができる。
【００４４】
また、半導体モジュール２の積層方向Ｘの一方側には、正極側の半導体素子３ａにおける近接放熱部２１ａ及び負極側の半導体素子３ｂにおける遠隔放熱部２２ｂが配置され、他方側には、正極側の半導体素子３ａにおける遠隔放熱部２２ａ及び負極側の半導体素子３ｂにおける近接放熱部２１ｂが配置されている。そのため、正極側の半導体素子３ａ及び負極側の半導体素子３ｂにおける近接放熱部２１ａ、２１ｂ同士、すなわち半導体素子３ａ、３ｂによる発熱が大きい近接放熱部２１ａ、２１ｂ同士が半導体モジュール２の同一主面に配置されないようにすることができる。これにより、各冷却管８１における冷却効率を高めることができる。
【００４５】
また、正極側の半導体素子３ａにおける積層方向Ｘの一方側の放熱部２０ａ（近接放熱部２１ａ）は、正極端子４１に接続されており、負極側の半導体素子３ｂにおける積層方向Ｘの一方側の放熱部２０ｂ（遠隔放熱部２２ｂ）は、負極端子４２に接続されており、正極側の半導体素子３ａにおける積層方向Ｘの他方側の放熱部２０ａ（遠隔放熱部２２ａ）と負極側の半導体素子３ｂにおける積層方向Ｘの他方側の放熱部２０ｂ（近接放熱部２１ｂ）とは、互いに接続されて１つの中間放熱部２９を形成しており、中間放熱部２９は、出力端子４３に接続されている。そのため、半導体モジュール２の一方の主面（第１主面２０１）に放熱面の面積が大きな中間放熱部２９が配置されることになる。これにより、半導体モジュール２の放熱性を高めることができる。
【００４６】
このように、本例によれば、半導体モジュール２に対する冷却効率、冷却性能に優れた電力変換装置１を提供することができる。
【００４７】
（実施例２）
本例は、図７に示すごとく、半導体モジュール２の構成を変更した例である。
本例では、同図に示すごとく、半導体モジュール２の第１主面２０１において、半導体素子３ａにおける近接放熱部２１ａと半導体素子３ｂにおける遠隔放熱部２２ｂとの間には、封止部２００の一部を構成すると共に近接放熱部２１ａ及び遠隔放熱部２２ｂの放熱面２１１ａ、２２１ｂよりも突出してなる突出封止部２０９が形成されている。突出封止部２０９は、半導体モジュール２の第１主面２０１から数十μｍ程度突出している。
その他は、実施例１と同様の構成である。
【００４８】
本例の場合には、半導体モジュール２と冷却管８１とを積層した場合に、冷却管８１の一方側が半導体モジュール２の第１主面２０１の突出封止部２０９によってその突出方向に押され、他方側が半導体モジュール２の中間放熱部２９が形成されている第２主面２０２に押し付けられる。そのため、半導体モジュール２の第２主面２０２と冷却管８１との密着性を高めることができる。これにより、半導体モジュール２の放熱性を向上させることができる。
その他、実施例１と同様の作用効果を有する。
【００４９】
（実施例３）
本例は、図８に示すごとく、半導体モジュール２の構成を変更した例である。
本例では、同図に示すごとく、半導体モジュール２の第１主面２０１は、凸面状に形成されている。また、半導体素子３ａにおける近接放熱部２１ａと半導体素子３ｂにおける遠隔放熱部２２ｂとの間には、実施例２と同様に、突出封止部２０９が形成されている。
また、半導体モジュール２の第２主面２０２は、第１主面２０１とは逆に凹面状に形成されている。
その他は、実施例２と同様の構成である。
【００５０】
本例の場合には、半導体モジュール２の第１主面２０１を凸面状とし、第２主面２０２を凹面状とすることにより、半導体モジュール２同士に挟まれた冷却管８１も半導体モジュール２の両主面２０１、２０２に沿って変形し、両者の密着性がさらに高まる。これにより、半導体モジュール２の放熱性をさらに向上させることができる。
その他、実施例２と同様の作用効果を有する。
【００５１】
（実施例４）
本例は、図９、図１０に示すごとく、半導体モジュール２の構成を変更した例である。
本例では、同図に示すごとく、一方の半導体素子３ａの積層方向Ｘの両側には、一対の放熱部２０ａが配置されている。一対の放熱部２０ａのうち、正極端子４１（図６参照）に接続される近接放熱部２１ａは、放熱面２１１ａを半導体モジュール２の第１主面２０１に露出させている。また、遠隔放熱部２２ａは、放熱面２２１ａを半導体モジュール２の第２主面２０２に露出させている。
【００５２】
また、同図に示すごとく、もう一方の半導体素子３ｂの積層方向Ｘの両側には、一対の放熱部２０ｂが配置されている。一対の放熱部２０ｂのうち、近接放熱部２１ｂは、放熱面２１１ｂを半導体モジュール２の第１主面２０１に露出させている。また、負極端子４２（図６参照）に接続される遠隔放熱部２２ｂは、放熱面２２１ｂを半導体モジュール２の第２主面２０２に露出させている。
【００５３】
また、同図に示すごとく、半導体素子３ａの第２表面３０２ａと遠隔放熱部２２ａとの間には、スペーサ部２３ａが介設されている。また、半導体素子３ｂの第２表面３０２ｂと遠隔放熱部２２ｂとの間には、スペーサ部２３ｂが介設されている。
また、半導体素子３ａにおける遠隔放熱部２２ａと半導体素子３ｂにおける近接放熱部２１ｂとは、接続部２４を介して互いに接続されている。また、遠隔放熱部２２ａ又は近接放熱部２１ｂは、出力端子４３（図６参照）に接続されている。
その他は、実施例１と同様の構成であり、同様の作用効果を有する。
【００５４】
また、本例では、図９に示すごとく、同じ構成の半導体モジュール２を同じ向きに積層しているが、例えば、図１１に示すごとく、半導体素子３ａ、３ｂ等の配置が積層方向Ｘに対称となっている異なる構成の半導体モジュール２ａ、２ｂを準備し、積層方向Ｘの一方側半分に一方の半導体モジュール２ａを積層し、他方側半分に他方の半導体モジュール２ｂを積層する構成とすることもできる。
この場合にも、実施例１と同様の作用効果を得ることができる。
【符号の説明】
【００５５】
１  電力変換装置
２  半導体モジュール
２０ａ  放熱部
２００  封止部
２０１、２０２  主面
２１ａ  近接放熱部
２１１ａ  放熱面
２２ａ  遠隔放熱部
２２１ａ  放熱面
３ａ  半導体素子
８１  冷却管（冷媒流路）
【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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