特開2018-186686IP Force 特許公報全文掲載

技術分野

電力変換用のパワー半導体モジュールと、パワー半導体モジュールを冷却する冷却器とを備えた電力変換装置

要約特許出願時に添付された[要約書]

【課題】パワー半導体モジュールに電気的に接続する平滑コンデンサ及び交流出力部の発熱部を確実に冷却することができる電力変換装置を提供する。
【解決手段】冷却媒体が流れる冷媒流路CLを設けた筐体4と、冷媒流路側の内壁4aに密着して筐体に収納されているパワー半導体モジュール10と、パワー半導体モジュールに電気的に接続されて筐体に収納されている平滑コンデンサ12及び交流出力部15と、を備えている。そして、パワー半導体モジュール及び平滑コンデンサを電気的に接続する複数の第1電気接続部と、パワー半導体モジュール及び交流出力部を電気的に接続する複数の第2電気接続部との少なくとも一方が、冷却端子台35,36を介して冷媒流路側の内壁に熱的に接続されている。
【選択図】図17

発明が解決しようとする課題[発明の詳細な説明]から抜粋

ところで、特許文献1の電力変換装置は、パワー半導体モジュールと平滑コンデンサとを電気的に接続する接続部と、パワー半導体モジュールと交流出力部とを電気的に接続する接続部との電力損失による発熱も大きいが、冷却器がパワー半導体のみを冷却する構造としているので、電力変換の際の冷却効率が低下するおそれがある。
そこで、本発明は、パワー半導体モジュールに電気的に接続する平滑コンデンサ及び交流出力部の発熱部を確実に冷却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している。

課題を解決するための手段[発明の詳細な説明]から抜粋

目的を達成するために、本発明の一態様に係る電力変換装置は、冷却媒体が流れる冷媒流路を設けた筐体と、冷媒流路側の内壁に密着して筐体に収納されているパワー半導体モジュールと、パワー半導体モジュールに電気的に接続されて筐体に収納されている平滑コンデンサ及び交流出力部と、を備え、パワー半導体モジュール及び平滑コンデンサを電気的に接続する複数の第1電気接続部と、パワー半導体モジュール及び交流出力部・・・ 続きを知財ポータルサイト IP Force にログインして見る
【発明の効果】
本発明に係る電力変換装置によれば、パワー半導体モジュールに電気的に接続する平滑コンデンサ及び交流出力部の発熱部を確実に冷却することができる。

この発明についての権利主張の範囲[特許請求の範囲]

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この特許公報に記載されている図面[図面の簡単な説明]から抜粋

【図1】本発明に係る第1実施形態の電力変換装置の外観を示す斜視図である。

【図2】第1実施形態の電力変換装置を構成する部品の展開斜視図である。

【図3】第1実施形態の筐体の底壁の内側を示す図である。

【図4】第1実施形態の筐体の底壁を外側から示した図である。

【図5】(a)が図3の要部を拡大して示した図であり、(b)が(a)のA−A線矢視図である。

【図6】第1実施形態の筐体の底壁の外側に流路カバーを装着した状態を示す図である。

【図7】第1実施形態の電力変換装置を構成するパワー半導体モジュールの表側を示す斜視図である。

【図8】第1実施形態のパワー半導体モジュールの裏側を示す斜視図である。

【図9】第1実施形態の電力変換装置を構成する平滑コンデンサを示す斜視図である。

【図10】第1実施形態の平滑コンデンサの要部を示す図である。

【図11】第1実施形態の電力変換装置を構成する直流入力部を示す斜視図である。

【図12】第1実施形態の電力変換装置を構成する電流検出器を示す斜視図である。

【図13】第1実施形態の電力変換装置を構成する交流出力コネクタを示す斜視図である。

【図14】第1実施形態の筐体の底壁の内側に冷却端子台を装着した状態を示す図である。

【図15】図14のC−C矢視断面図である。

【図16】図14のD−D矢視断面図である。

【図17】第1実施形態の筐体の内部に、電力変換装置の主要部品を配置した状態を示す図である。

【図18】第1実施形態の冷却水循環部とパワー半導体モジュールの冷却器との接続構造を示した図である。

【図19】第1実施形態のパワー半導体モジュール及び交流出力部の電気的に接続されている箇所に配置されている冷却端子台を示す図である。

【図20】第1実施形態のパワー半導体モジュール及び平滑コンデンサの電気的に接続されている箇所に配置されている冷却端子台を示す図である。

【図21】第1実施形態の筐体の内部に配置した電力変換装置の主要部品の上部に樹脂シートを配置した状態を示す図である。

【図22】第1実施形態の筐体の内部に配置した伝熱シートの上部に固定板を配置した状態を示す図である。

【図23】第1実施形態の筐体の内部に配置した固定板の上部に制御回路基板を配置した状態を示す図である。

【図24】第1実施形態の電力変換装置の横断面図である。

【図25】図24の符号Gで示した箇所の拡大図である。

【図26】図24の符号Hで示した箇所の拡大図である。

【図27】本発明に係る第2実施形態の電力変換装置の電気的に接続されている箇所を示すものである。

【図28】本発明に係る第3実施形態の電力変換装置の電気的に接続されている箇所を示すものである。

【図29】本発明に係る第4実施形態のパワー半導体モジュールの冷却器を示す図である。

【図30】第4実施形態のパワー半導体モジュールの冷却器が冷却水循環部に接続している状態を示す図である。

【図31】本発明に係る第5実施形態の電力変換装置の電気的に接続されている箇所示す図である。

【図32】本発明に係る第6実施形態の電力変換装置の電気的に接続されている箇所示す図である。

【図33】本発明に係る第7実施形態の電力変換装置の電気的に接続されている箇所示す図である。

選択図 図17出願人が指定した本件の代表的な図

1 電力変換装置   2 筐体   3 冷却器   3a 底壁   3e 入側開口部   3f 出側開口部   4 ケース   4a 底壁   4b1〜4b4 第1側壁〜第4側壁   4c 開口部   4e 外部入力接続口   4f 外部出力接続口   5 カバー   6a 冷却水供給パイプ   6b 冷却水排出パイプ   7a 入側溝   7b 出側溝   8a 連通路   8b 連通路   9a 入側開口部   9a1 周溝   9b 出側開口部   10 IGBTモジュール   11 制御回路基板   12 平滑コンデンサ   12a コンデンサ本体   12b 側面   13 直流入力コネクタ   13a 入力コネクタ本体   14 交流出力コネクタ   15 電流検出器   16 Oリング   17 流路カバー   18a 入側流路   18b 出側流路   19 モジュール本体   19a 樹脂パッケージ   20a 一方の側面   20b 他方の側面   21U,21V,21W 正極側端子   22U,22V,22W 負極側端子   23U,23V,23W 出力端子   24U,24V,24W 上アーム用リードフレーム   25U,25V,25W 下アーム用リードフレーム   26U,26V,26W 正極側出力端子   27U,27V,27W 負極側出力端子   28 正極側入力端子   28a 平板形状の基部   28b 接続部   29 負極側入力端子   30 正極側バスバー   31 負極側バスバー   30a コンデンサ側端子   30b 外部入力側端子   31a コンデンサ側端子   31b 外部入力側端子   32 検出器本体   33U,33V,33W 検出器バスバー   33Ua,33Va,33Wa IGBT側端子   33Ub,33Vb,33Wb 出力端子   34a,34b、34c 装着穴   S1 第1収納空間   S2 第2収納空間   S3 第3収納空間   S4 第4収納空間   35,36 冷却端子台   37、41 伝熱シート   38 固定ねじ   39、42 冷却端子   39a,42a 縮径部   40,43 端子台本体   44,45、46 樹脂シート   47 固定板   48a,48b 絶縁紙   49 金属板   50 被覆部   50a,50b,50c 突起部   51 リードフレーム通過穴   55U,55V,55W 正極側ねじ穴端子   56U,56V,56W 負極側ねじ穴端子   57U,57V,57W 出力ねじ穴端子   58U,58V,58W 正極側出力端子   59U,59V,59W 負極側出力端子   60U,60V,60W 検出器バスバー   61,62 固定ねじ   63U,63V,63W 正極側端子   64U,64V,64W 負極側端子   65U,65V,65W 出力端子   66U,66V,66W 正極側出力端子   67U,67V,67W 負極側出力端子   68U,68V,68W 検出器バスバー   69、70 固定ねじ   71a 入側パイプ   71b 出側パイプ   72 Oリング   75 冷却端子台   76 冷却端子   77 端子台本体   76a 平坦部   76b,76c 一対の対向片部   78 冷却端子台   79 立上がり部   80 絶縁カバー   81 冷却端子台   82 立上がり部   83 絶縁カバー   84 係合凹部   85 スナップフィット部   CL 冷却水循環部

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