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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024101332
(43)【公開日】2024-07-29
(54)【発明の名称】電力変換装置
(51)【国際特許分類】
H02M 7/48 20070101AFI20240722BHJP
H02M 7/487 20070101ALI20240722BHJP
【ＦＩ】
H02M7/48 Z
H02M7/487
【審査請求】未請求
【請求項の数】8
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023005267
(22)【出願日】2023-01-17
(71)【出願人】
【識別番号】000004260
【氏名又は名称】株式会社デンソー
(74)【代理人】
【氏名又は名称】矢作 和行
(74)【代理人】
【識別番号】100121991
【弁理士】
【氏名又は名称】野々部 泰平
(74)【代理人】
【識別番号】100145595
【弁理士】
【氏名又は名称】久保 貴則
(72)【発明者】
【氏名】荒木 清道
(72)【発明者】
【氏名】佐藤 弘明
(72)【発明者】
【氏名】日南 圭二
【テーマコード（参考）】
5H770
【Ｆターム（参考）】
5H770AA04
5H770AA05
5H770AA21
5H770BA01
5H770CA06
5H770DA03
5H770DA33
5H770DA34
5H770DA41
5H770JA11W
5H770JA18W
5H770PA11
5H770PA42
5H770PA43
5H770QA01
5H770QA06
5H770QA12
5H770QA14
5H770QA16
5H770QA22
5H770QA27
(57)【要約】
【課題】インダクタンスが低減された電力変換装置を提供することである。
【解決手段】インバータ回路は、３レベルインバータ回路である。インバータ回路は、バッテリの高電位側端子に接続されたＰバスバ７１と、バッテリの低電位側端子に接続されたＮバスバ７２と、Ｐバスバ７１とＮバスバ７２との間の電位となるＭバスバ７３を備えている。インバータ回路は、ＰバスバとＭバスバに接続されたＰＭコンデンサ３０と、ＮバスバとＭバスバに接続されたＭＮコンデンサ４０と、Ｍバスバに接続された半導体装置２０と、を備えている。Ｍバスバは、半導体装置２０と、ＰＭコンデンサおよびＭＮコンデンサとの間の一部であり、ＰバスバとＮバスバとの間に配置され、かつ、ＰバスバとＮバスバに対向したベース部７３ａを有している。
【選択図】図２
【解決手段】インバータ回路は、３レベルインバータ回路である。インバータ回路は、バッテリの高電位側端子に接続されたＰバスバ７１と、バッテリの低電位側端子に接続されたＮバスバ７２と、Ｐバスバ７１とＮバスバ７２との間の電位となるＭバスバ７３を備えている。インバータ回路は、ＰバスバとＭバスバに接続されたＰＭコンデンサ３０と、ＮバスバとＭバスバに接続されたＭＮコンデンサ４０と、Ｍバスバに接続された半導体装置２０と、を備えている。Ｍバスバは、半導体装置２０と、ＰＭコンデンサおよびＭＮコンデンサとの間の一部であり、ＰバスバとＮバスバとの間に配置され、かつ、ＰバスバとＮバスバに対向したベース部７３ａを有している。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
入力の直流電圧を複数の値に分割し、出力配線を介して複数レベルの電圧を出力可能な電力変換装置であって、
電源の正極に接続された高電位配線（７１）と、
前記電源の負極に接続された低電位配線（７２）と、
前記高電位配線と前記低電位配線の間の電位となる少なくとも一つの中点配線（７３）と、
前記高電位配線と前記低電位配線と前記出力配線に接続された第１パワーモジュール（１０）と、
前記高電位配線に接続された高電位側電極と、前記中点配線に接続された第１中点電極とを有した第１コンデンサ（３０）と、
前記低電位配線に接続された低電位側電極と、前記中点配線に接続された第２中点電極とを有した第２コンデンサ（４０）と、
前記中点配線と前記出力配線に接続された第２パワーモジュール（２０）と、を備え、
少なくとも一つの前記中点配線は、前記第２パワーモジュールと、前記第１コンデンサおよび前記第２コンデンサとの間の一部であり、前記高電位配線と前記低電位配線との間に配置され、かつ、前記高電位配線と前記低電位配線に対向した対向部（７３ａ）を有している、電力変換装置。
電源の正極に接続された高電位配線（７１）と、
前記電源の負極に接続された低電位配線（７２）と、
前記高電位配線と前記低電位配線の間の電位となる少なくとも一つの中点配線（７３）と、
前記高電位配線と前記低電位配線と前記出力配線に接続された第１パワーモジュール（１０）と、
前記高電位配線に接続された高電位側電極と、前記中点配線に接続された第１中点電極とを有した第１コンデンサ（３０）と、
前記低電位配線に接続された低電位側電極と、前記中点配線に接続された第２中点電極とを有した第２コンデンサ（４０）と、
前記中点配線と前記出力配線に接続された第２パワーモジュール（２０）と、を備え、
少なくとも一つの前記中点配線は、前記第２パワーモジュールと、前記第１コンデンサおよび前記第２コンデンサとの間の一部であり、前記高電位配線と前記低電位配線との間に配置され、かつ、前記高電位配線と前記低電位配線に対向した対向部（７３ａ）を有している、電力変換装置。
【請求項2】
前記第１コンデンサと前記第２コンデンサは、前記第１中点電極と前記第２中点電極とが対向配置され、
前記中点配線は、前記第１コンデンサと前記第２コンデンサとに挟み込まれ、前記第１中点電極と前記第２中点電極とに接続された接続部（７３ｃ）を有している、請求項１に記載の電力変換装置。
前記中点配線は、前記第１コンデンサと前記第２コンデンサとに挟み込まれ、前記第１中点電極と前記第２中点電極とに接続された接続部（７３ｃ）を有している、請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項3】
前記中点配線は、前記第１中点電極と前記第２中点電極とに接続された接続部（７３ｃ）と、前記接続部から突出し前記第１コンデンサと前記第２コンデンサとに挟み込まれた部位を有している、請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項4】
前記第１コンデンサと前記第２コンデンサは、前記第１中点電極と前記高電位側電極に連なる側面と、前記第２中点電極と前記低電位側電極に連なる側面とが対向するように配置され、
前記中点配線は、前記第１中点電極と前記第２中点電極とに接続された二つの接続部（７３ｃ）を有しており、二つの前記接続部を連結する部位が前記第１コンデンサと前記第２コンデンサとの間に配置されている、請求項１に記載の電力変換装置。
前記中点配線は、前記第１中点電極と前記第２中点電極とに接続された二つの接続部（７３ｃ）を有しており、二つの前記接続部を連結する部位が前記第１コンデンサと前記第２コンデンサとの間に配置されている、請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項5】
前記第１コンデンサと前記第２コンデンサは、前記第１中点電極と前記低電位側電極、もしくは、前記第２中点電極と前記高電位側電極とが対向するように配置され、
前記中点配線は、前記第１中点電極と前記第２中点電極とに接続された二つの接続部（７３ｃ）を有しており、
一方の前記接続部は、前記第１コンデンサと前記第２コンデンサの対向領域に配置されている、請求項１に記載の電力変換装置。
前記中点配線は、前記第１中点電極と前記第２中点電極とに接続された二つの接続部（７３ｃ）を有しており、
一方の前記接続部は、前記第１コンデンサと前記第２コンデンサの対向領域に配置されている、請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項6】
前記第１コンデンサと前記第２コンデンサは、前記第１中点電極と前記高電位側電極に連なる側面と、前記第２中点電極と前記低電位側電極に連なる側面とが対向するように配置され、
前記中点配線は、前記第１中点電極と前記第２中点電極とに接続された二つの接続部（７３ｃ）を有しており、二つの前記接続部を連結する部位が前記第１コンデンサと前記第２コンデンサの並び方向に沿って配置されている、請求項１に記載の電力変換装置。
前記中点配線は、前記第１中点電極と前記第２中点電極とに接続された二つの接続部（７３ｃ）を有しており、二つの前記接続部を連結する部位が前記第１コンデンサと前記第２コンデンサの並び方向に沿って配置されている、請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項7】
二つ以上の前記中点配線は、それぞれ前記対向部（７３ａ）を有している、請求項１～６のいずれか１項に記載の電力変換装置。
【請求項8】
前記高電位配線と前記低電位配線に接続された少なくとも一つの第３コンデンサ（５０）を備えている、請求項１～６のいずれか１項に記載の電力変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、電力変換装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、マルチレベルインバータの一例として、特許文献１に開示された３レベルインバータがある。３レベルインバータは、冷却用フィンベース、第１のスイッチング機能素子、第１のダイオード、第２のスイッチング機能素子、第４のスイッチング機能素子、第２のダイオード、第３のスイッチング機能素子、接続板を備えている。また、３レベルインバータは、冷却用フィンベースの両面にそれぞれ背面を対向させて第１のスイッチング機能素子、第１のダイオード、第２のスイッチング機能素子と、第４のスイッチング機能素子、第２のダイオード、第３のスイッチング機能素子とが配設されている。そして、３レベルインバータは、冷却用フィンベースの三面と対向するように設けられた接続板によって、各スイッチング機能素子と各ダイオードが接続されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開平１０－２０１２４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
３レベルインバータは、冷却用フィンベースを挟んで中点配線が二手に分割されている。このため、３レベルインバータは、高電位配線と低電位配線との間のインダクタンスが大きくなるという問題がある。また、上記観点において、または言及されていない他の観点において、電力変換装置にはさらなる改良が求められている。
【0005】
開示される一つの目的は、インダクタンスが低減された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】
ここに開示された電力変換装置は、
入力の直流電圧を複数の値に分割し、出力配線を介して複数レベルの電圧を出力可能な電力変換装置であって、
電源の正極に接続された高電位配線（７１）と、
電源の負極に接続された低電位配線（７２）と、
高電位配線と低電位配線の間の電位となる少なくとも一つの中点配線（７３）と、
高電位配線と低電位配線と出力配線に接続された第１パワーモジュール（１０）と、
高電位配線に接続された高電位側電極と、中点配線に接続された第１中点電極とを有した第１コンデンサ（３０）と、
低電位配線に接続された低電位側電極と、中点配線に接続された第２中点電極とを有した第２コンデンサ（４０）と、
中点配線と出力配線に接続された第２パワーモジュール（２０）と、を備え、
少なくとも一つの中点配線は、第２パワーモジュールと、第１コンデンサおよび第２コンデンサとの間の一部であり、高電位配線と低電位配線との間に配置され、かつ、高電位配線と低電位配線に対向した対向部（７３ａ）を有していることを特徴とする。
入力の直流電圧を複数の値に分割し、出力配線を介して複数レベルの電圧を出力可能な電力変換装置であって、
電源の正極に接続された高電位配線（７１）と、
電源の負極に接続された低電位配線（７２）と、
高電位配線と低電位配線の間の電位となる少なくとも一つの中点配線（７３）と、
高電位配線と低電位配線と出力配線に接続された第１パワーモジュール（１０）と、
高電位配線に接続された高電位側電極と、中点配線に接続された第１中点電極とを有した第１コンデンサ（３０）と、
低電位配線に接続された低電位側電極と、中点配線に接続された第２中点電極とを有した第２コンデンサ（４０）と、
中点配線と出力配線に接続された第２パワーモジュール（２０）と、を備え、
少なくとも一つの中点配線は、第２パワーモジュールと、第１コンデンサおよび第２コンデンサとの間の一部であり、高電位配線と低電位配線との間に配置され、かつ、高電位配線と低電位配線に対向した対向部（７３ａ）を有していることを特徴とする。
【0007】
ここに開示された電力変換装置は、中点配線が高電位配線と低電位配線との間に配置され、かつ、高電位配線と低電位配線に対向した対向部を有している。このため、電力変換装置は、高電位配線と中点配線の対向部との間、および中点配線の対向部と低電位配線との間で磁界を打ち消すことができる。よって、電力変換装置は、インダクタンスを低減できる。
【0008】
この明細書において開示された複数の態様は、それぞれの目的を達成するために、互いに異なる技術的手段を採用する。請求の範囲およびこの項に記載した括弧内の符号は、後述する実施形態の部分との対応関係を例示的に示すものであって、技術的範囲を限定することを意図するものではない。この明細書に開示される目的、特徴、および効果は、後続の詳細な説明、および添付の図面を参照することによってより明確になる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】第１実施形態におけるインバータ回路の概略構成を示す回路図である。
【図2】インバータ回路の概略構成を示す断面図である。
【図5】インバータ回路の概略構成を示す透視図である。
【図6】第２実施形態におけるコンデンサ装置の概略構成を示す断面図である。
【図7】第３実施形態におけるコンデンサ装置の概略構成を示す断面図である。
【図8】第４実施形態におけるコンデンサ装置の概略構成を示す断面図である。
【図9】第５実施形態におけるコンデンサ装置の概略構成を示す平面図である。
【図12】第６実施形態におけるコンデンサ装置の概略構成を示す平面図である。
【図13】第７実施形態におけるインバータ回路の概略構成を示す回路図である。
【図14】インバータ回路の概略構成を示す断面図である。
【図15】コンデンサ装置の配置を示す斜視図である。
【図16】第８実施形態におけるコンデンサ装置の配置を示す斜視図である。
【図17】第９実施形態におけるインバータ回路の概略構成を示す断面図である。
【図18】第１０実施形態におけるインバータ回路の概略構成を示す断面図である。
【図19】第１１実施形態におけるインバータ回路の概略構成を示す断面図である。
【図20】第１２実施形態におけるインバータ回路の概略構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下において、図面を参照しながら、本開示を実施するための複数の形態を説明する。各形態において、先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において、構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を参照し適用することができる。
【0011】
（第１実施形態）
図１～図５を用いて、第１実施形態のインバータ回路１００に関して説明する。インバータ回路１００は、入力の直流電圧を複数の値に分割し、複数レベルの電圧が出力可能に構成されている。インバータ回路１００は、所謂マルチレベルインバータである。マルチレベルインバータは、２レベルのインバータがバッテリ２００の電圧をＥとすると＋Ｅ、－Ｅ、０と０以外に２レベルの電圧出力ができるのに対して、３レベル以上の電圧出力ができる。本実施形態では、一例として、３レベルのインバータ回路１００を採用している。
図１～図５を用いて、第１実施形態のインバータ回路１００に関して説明する。インバータ回路１００は、入力の直流電圧を複数の値に分割し、複数レベルの電圧が出力可能に構成されている。インバータ回路１００は、所謂マルチレベルインバータである。マルチレベルインバータは、２レベルのインバータがバッテリ２００の電圧をＥとすると＋Ｅ、－Ｅ、０と０以外に２レベルの電圧出力ができるのに対して、３レベル以上の電圧出力ができる。本実施形態では、一例として、３レベルのインバータ回路１００を採用している。
【0012】
インバータ回路１００は、たとえば、車両や飛行体などの移動体に搭載可能である。図１に示すように、インバータ回路１００は、バッテリ２００とモータ３００と電気的に接続されている。モータ３００は、Ｕ相コイル３０１、Ｖ相コイル３０２、Ｗ相コイル３０３を備えた三相モータである。モータ３００は、たとえば、モータジェネレータなどを採用できる。インバータ回路１００は、バッテリ２００が出力する直流電力を三相交流電力に変換し、三相交流電力をモータ３００に供給する。インバータ回路１００は、電力変換装置に相当する。
【0013】
＜インバータ回路１００の回路構成＞
図１を用いて、インバータ回路１００の回路構成に関して説明する。インバータ回路１００は、スイッチング素子１１～１６、Ｕ相ミドル部２１、Ｖ相ミドル部２２、Ｗ相ミドル部２３、コンデンサ装置６０などを備えている。なお、図１では、コンデンサ装置６０に含まれているＰＭコンデンサ３０、ＭＮコンデンサ４０を図示している。
図１を用いて、インバータ回路１００の回路構成に関して説明する。インバータ回路１００は、スイッチング素子１１～１６、Ｕ相ミドル部２１、Ｖ相ミドル部２２、Ｗ相ミドル部２３、コンデンサ装置６０などを備えている。なお、図１では、コンデンサ装置６０に含まれているＰＭコンデンサ３０、ＭＮコンデンサ４０を図示している。
【0014】
スイッチング素子１１～１６は、ＭＯＳＦＥＴやＩＧＢＴなどを採用できる。また、スイッチング素子１１～１６は、Ｓｉや、ＳｉＣなどのワイドバンドギャップ半導体を主成分として構成されたものを採用できる。スイッチング素子１１～１６は、図示を省略している電子制御装置に各ゲート電極が接続されている。そして、スイッチング素子１１～１６は、電子制御装置によって駆動制御される。
【0015】
スイッチング素子１１～１６は、Ｕ相上アーム素子１１、Ｕ相下アーム素子１２、Ｖ相上アーム素子１３、Ｖ相下アーム素子１４、Ｗ相上アーム素子１５、Ｗ相下アーム素子１６を含んでいる。
【0016】
Ｕ相上アーム素子１１、Ｕ相下アーム素子１２は、バッテリ２００の高電位側端子（Ｐ）と、低電位側端子（Ｎ）との間で直列に接続されている。Ｕ相上アーム素子１１のソース端子とＵ相下アーム素子１２のドレイン端子は、Ｕ相コイル３０１に接続されている。Ｕ相上アーム素子１１とＵ相下アーム素子１２をまとめてＵ相アームともいえる。
【0017】
Ｖ相上アーム素子１３、Ｖ相下アーム素子１４は、バッテリ２００の高電位側端子と、低電位側端子との間で直列に接続されている。Ｖ相上アーム素子１３のソース端子とＶ相下アーム素子１４のドレイン端子は、Ｖ相コイル３０２に接続されている。Ｖ相上アーム素子１３とＶ相下アーム素子１４をまとめてＶ相アームともいえる。
【0018】
Ｗ相上アーム素子１５、Ｗ相下アーム素子１６は、バッテリ２００の高電位側端子と、低電位側端子との間で直列に接続されている。Ｗ相上アーム素子１５のソース端子とＷ相下アーム素子１６のドレイン端子は、Ｗ相コイル３０３に接続されている。Ｗ相上アーム素子１５とＷ相下アーム素子１６をまとめてＶ相アームともいえる。
【0019】
このように、各アームは、後ほど説明するＰバスバ７１とＮバスバ７２との間で直列に接続されている。なお、スイッチング素子１１～１６の構造に関しては、後ほど説明するバッテリ２００は、電源に相当する。高電位側端子は、正極に相当する。低電位側端子は、負極に相当する。
【0020】
Ｕ相ミドル部２１、Ｖ相ミドル部２２、Ｗ相ミドル部２３は、高電位と低電位との間の中点（中性点）Ｍと各アームとに接続されている。各ミドル部２１～２３は、二つのスイッチング素子を含んでいる。スイッチング素子は、上記スイッチング素子１１～１６と同様のものを採用できる。スイッチング素子は、電子制御装置に各ゲート電極が接続されている。そして、スイッチング素子は、電子制御装置によって駆動制御される。なお、中点Ｍは、高電位と低電位との中間電位の部位といえる。また、中点Ｍは、ＰＭコンデンサ３０とＭＮコンデンサ４０との間の部位である。
【0021】
Ｕ相ミドル部２１は、スイッチング素子として第１Ｕ相ミドル素子２１ａと第２Ｕ相ミドル素子２１ｂとを含んでいる。第１Ｕ相ミドル素子２１ａは、ドレイン端子が中点Ｍに接続され、ソース端子が第２Ｕ相ミドル素子２１ｂのソース端子に接続されている。第２Ｕ相ミドル素子２１ｂのドレイン端子は、Ｕ相上アーム素子１１のソース端子とＵ相下アーム素子１２のドレイン端子に接続されている。
【0022】
Ｖ相ミドル部２２は、スイッチング素子として第１Ｖ相ミドル素子２２ａと第２Ｖ相ミドル素子２２ｂとを含んでいる。第１Ｖ相ミドル素子２２ａは、ドレイン端子が中点Ｍに接続され、ソース端子が第２Ｖ相ミドル素子２２ｂのソース端子に接続されている。第２Ｖ相ミドル素子２２ｂのドレイン端子は、Ｖ相上アーム素子１３のソース端子とＶ相下アーム素子１４のドレイン端子に接続されている。
【0023】
Ｗ相ミドル部２３は、スイッチング素子として第１Ｗ相ミドル素子２３ａと第２Ｗ相ミドル素子２３ｂとを含んでいる。第１Ｗ相ミドル素子２３ａは、ドレイン端子が中点Ｍに接続され、ソース端子が第２Ｗ相ミドル素子２３ｂのソース端子に接続されている。第２Ｗ相ミドル素子２３ｂのドレイン端子は、Ｗ相上アーム素子１５のソース端子とＷ相下アーム素子１６のドレイン端子に接続されている。なお、Ｕ相ミドル部２１、Ｖ相ミドル部２２、Ｗ相ミドル部２３の構造に関しては、後ほど説明する。
【0024】
コンデンサ装置６０は、平滑コンデンサとして、ＰＭコンデンサ３０、ＭＮコンデンサ４０を含んでいる。ＰＭコンデンサ３０は、高電位側端子と中点Ｍとに接続されている。ＭＮコンデンサ４０は、中点Ｍと低電位側端子とに接続されている。よって、ＰＭコンデンサ３０とＭＮコンデンサ４０は、直列に接続されている。
【0025】
ＰＭコンデンサ３０とＭＮコンデンサ４０は、主に、電圧安定化と電流リプル吸収のために設けられている。言い換えると、ＰＭコンデンサ３０とＭＮコンデンサ４０は、中点Ｍの許容電圧変動を抑えるため、およびインバータ回路１００の外部に流出する電流リプルを減らすために設けられている。ＰＭコンデンサ３０は第１コンデンサに相当する。ＭＮコンデンサ４０は第２コンデンサに相当する。
【0026】
なお、本開示は、ダイオードクランプ型（Ｔ形）のインバータ回路１００であっても適用できる。本開示、Ｎレベル（Ｎ＝４）以上のインバータ回路１００であっても採用できる。この場合、中間電位は、Ｎ－２となる。
【0027】
＜インバータ回路１００の構造＞
図２～図５を用いて、インバータ回路１００の構造に関して説明する。インバータ回路１００は、コンデンサ装置６０と、半導体装置１０，２０と冷却器９０とが一体的に組付けられた構造体とが並んで配置されている。図面では、コンデンサ装置６０と構造体の並び方向を矢印ＡＤで示している。
図２～図５を用いて、インバータ回路１００の構造に関して説明する。インバータ回路１００は、コンデンサ装置６０と、半導体装置１０，２０と冷却器９０とが一体的に組付けられた構造体とが並んで配置されている。図面では、コンデンサ装置６０と構造体の並び方向を矢印ＡＤで示している。
【0028】
また、図２～図５などに示すように、インバータ回路１００は、各コンデンサ３０～５０と各半導体装置１０，２０とを接続するバスバ７１～７４を備えている。バスバ７１～７４は、銅などを主成分とする導電性の部材である。バスバ７１～７４は、平板形状の部材である。バスバ７１～７４のそれぞれは、一枚の平板形状の部材で構成されている。また、バスバ７１～７４のそれぞれは、たとえば、一枚の金属板を屈曲させて形成されているともいえる。
【0029】
Ｐバスバ７１は、高電位側端子に接続されている。高電位側端子に接続されている端子は、Ｐバスバ７１に接続されていることになる。Ｐバスバ７１は、高電位配線に相当する。
【0030】
図２、図４に示すように、Ｐバスバ７１は、ベース部７１ａと、ベース部７１ａに連なるスイッチ側接続部７１ｂと、ベース部７１ａに連なるコンデンサ側接続部７１ｃとを有している。ベース部７１ａは、スイッチ側接続部７１ｂとコンデンサ側接続部７１ｃとに連なる基部である。スイッチ側接続部７１ｂは、後ほど説明する半導体装置１０のＰ端子１に接続される。コンデンサ側接続部７１ｃは、後ほど説明するＰＭコンデンサ３０の第１ＰＭ端子３１に接続される。
【0031】
Ｎバスバ７２は、低電位側端子に接続されている。低電位側端子に接続されている端子は、Ｎバスバ７２に接続されていることになる。Ｎバスバ７２は、低電位配線に相当する。
【0032】
図２、図４に示すように、Ｎバスバ７２は、ベース部７２ａと、ベース部７２ａに連なるスイッチ側接続部７２ｂと、ベース部７２ａに連なるコンデンサ側接続部７２ｃとを有している。ベース部７２ａは、スイッチ側接続部７２ｂとコンデンサ側接続部７２ｃとに連なる基部である。スイッチ側接続部７２ｂは、半導体装置１０のＮ端子２に接続される。コンデンサ側接続部７２ｃは、後ほど説明するＭＮコンデンサ４０の第２ＭＮ端子４２に接続される。
【0033】
さらに、図５に示すように、Ｎバスバ７２は、延設部７２ｄを有している。延設部７２ｄは、ベース部７２ａに連なる部位であり、かつ、Ｏバスバ７４上まで延設された部位である。延設部７２ｄは、Ｏバスバ７４と対向配置されている。なお、図４では、図面を簡略化するために、延設部７２ｄの図示を省略している。Ｎバスバ７２は、延設部７２ｄを有していなくてもよい。
【0034】
Ｍバスバ７３は、中点Ｍを構成している。Ｍバスバ７３は、Ｐバスバ７１とＮバスバ７２の間の電位となる。Ｍバスバ７３は、ＰＭコンデンサ３０とＭＮコンデンサ４０とに接続されている。中点Ｍに接続されている端子は、Ｍバスバ７３に接続されていることになる。Ｍバスバ７３は、中点配線に相当する。本実施形態では、一つのＭバスバ７３を備えた構成を採用している。しかしながら、本開示は、これに限定されない。Ｍバスバ７３は、少なくとも一つ備えていればよい。Ｍバスバ７３は、インバータ回路１００の出力レベル数に応じて数が異なる。
【0035】
図２、図４に示すように、Ｍバスバ７３は、ベース部７３ａと、ベース部７３ａに連なるスイッチ側接続部７３ｂと、ベース部７３ａに連なるコンデンサ側接続部７３ｃとを有している。ベース部７３ａは、スイッチ側接続部７３ｂとコンデンサ側接続部７３ｃとに連なる基部である。スイッチ側接続部７３ｂは、後ほど説明する半導体装置２０のＭ端子４に接続される。
【0036】
コンデンサ側接続部７３ｃは、ＰＭコンデンサ３０の第２ＰＭ端子３２およびＭＮコンデンサ４０の第１ＭＮ端子４１に接続される。つまり、コンデンサ側接続部７３ｃは、一方の面が第２ＰＭ端子３２に接続され、反対面が第１ＭＮ端子４１に接続される。コンデンサ側接続部７３ｃは、ＰＭコンデンサ３０ＭＮコンデンサ４０に共通に接続されている。このように、本実施形態では、一例として、コンデンサ側接続部７３ｃが一つのみ設けられたＭバスバ７３を採用している。なお、各バスバ７１～７３の位置関係に関して、後ほど詳しく説明する。
【0037】
Ｏバスバ７４は、半導体装置１０のＯ端子３に接続される。出力配線である。インバータ回路１００は、Ｕ相コイル３０１、Ｖ相コイル３０２、Ｗ相コイル３０３のそれぞれと接続されたＯバスバ７４を備えている。Ｏバスバ７４は、出力配線に相当する。
【0038】
なお、本実施形態では、一例として、構成要素間を電気的に絶縁するために、絶縁部材８０が設けられた例を採用している。絶縁部材８０は、Ｐバスバ７１とＭバスバ７３との間、および各バスバ７１，７３とＰＭコンデンサ３０との間に設けられている。また、絶縁部材８０は、Ｍバスバ７３とＮバスバ７２との間、および各バスバ７２，７３とＭＮコンデンサ４０との間に設けられている。しかしながら、電気的に絶縁可能であれば絶縁部材８０を設ける必要はない。
【0039】
半導体装置１０，２０は、たとえば、ベアチップ状の二つのスイッチング素子が接続された状態で、電気絶縁性の封止樹脂で覆われている。また、図２、図４などに示すように、半導体装置１０，２０は、各端子１～５の先端が封止樹脂から突出して設けられている。インバータ回路１００は、複数の半導体装置１０と、複数の半導体装置２０とを備えている。各半導体装置１０，２０は、並んで配置され、冷却器９０に組付けられている。なお、図４では、図面を簡略化するために、冷却器９０を省略している。
【0040】
インバータ回路１００は、各アームを構成する三つの半導体装置１０を備えている。Ｕ相アームの半導体装置１０は、Ｕ相上アーム素子１１とＵ相下アーム素子１２とを備えている。Ｖ相アームの半導体装置１０は、Ｖ相上アーム素子１３とＶ相下アーム素子１４とを備えている。Ｗ相アームの半導体装置１０は、Ｗ相上アーム素子１５とＷ相下アーム素子１６とを備えている。また、半導体装置１０は、Ｐ端子１、Ｎ端子２、Ｏ端子３、信号端子５を備えている。なお、半導体装置１０は、アーム装置ともいえる。半導体装置１０は、第１パワーモジュールに相当する。
【0041】
インバータ回路１００は、各ミドル部２１～２３を構成する三つの半導体装置２０を備えている。Ｕ相ミドル部２１の半導体装置２０は、第１Ｕ相ミドル素子２１ａと第２Ｕ相ミドル素子２１ｂとを備えている。Ｖ相ミドル部２２の半導体装置２０は、第１Ｖ相ミドル素子２２ａと第２Ｖ相ミドル素子２２ｂとを備えている。Ｗ相ミドル部２３の半導体装置２０は、第１Ｗ相ミドル素子２３ａと第２Ｗ相ミドル素子２３ｂとを備えている。また、半導体装置２０は、Ｏ端子３、Ｍ端子４、信号端子５を備えている。なお、半導体装置２０は、ミドル装置ともいえる。半導体装置２０は、第２パワーモジュールに相当する。
【0042】
図４に示すように、Ｐ端子１は、Ｐバスバ７１に接続されている。Ｎ端子２は、Ｎバスバ７２に接続されている。Ｏ端子３は、Ｏバスバ７４に接続されている。Ｍ端子４は、Ｍバスバ７３に接続されている。図２に示すように、信号端子５は、配線基板１１０に接続されている。なお、配線基板１１０は、樹脂などの絶縁基材に導電性の配線が設けられた基板である。配線基板１１０は、電子制御装置と接続されている。
【0043】
冷却器９０は、各半導体装置１０，２０を冷却するために、水などの冷媒が循環するように構成されている。冷却器９０は、冷媒が流れる部位によって各半導体装置１０，２０を挟み込んでいる。
【0044】
このため、バスバ７１～７４は、各端子１～４との接続部位であるスイッチ側接続部７１ｂ～７３ｂが冷却器９０の近くに配置されることになる。また、バスバ７１～７４は、上記のように、冷却器９０で冷却されている半導体装置１０，２０の各端子１～４と接続されている。そのため、バスバ７１～７４は、半導体装置１０，２０とともに、冷却器９０によって冷却される。なお、バスバ７１～７３は、一端が構造体に接続され、他端がコンデンサ装置６０に接続されているともいえる。
【0045】
図２、図３に示すように、コンデンサ装置６０は、コンデンサ３０，４０とコンデンサケース６１と封止樹脂部６３とを備えている。コンデンサケース６１は、コンデンサ３０，４０を収容するものであり、一部に開口部６２が設けられたケースである。コンデンサケース６１は、コンデンサ３０，４０を収容した状態で封止樹脂部６３が設けられている。つまり、コンデンサケース６１は、収容空間に、コンデンサ３０，４０と封止樹脂部６３とが設けられている。コンデンサ３０，４０は、封止樹脂部６３で封止されている。
【0046】
また、コンデンサケース６１内には、コンデンサ３０，４０と接続するために、Ｐバスバ７１、Ｎバスバ７２、Ｍバスバ７３の一部が配置されている。Ｐバスバ７１、Ｎバスバ７２、Ｍバスバ７３は、コンデンサケース６１内に配置された部位が封止樹脂部６３で封止されている。また、図３に示すように、Ｐバスバ７１、Ｎバスバ７２、Ｍバスバ７３は、開口部６２から突出している。
【0047】
このように、コンデンサ装置６０は、二つのコンデンサ３０，４０が一体的に保持されている。コンデンサ装置６０は、コンデンサ構造体ともいえる。また、コンデンサ３０，４０は、一つのコンデンサ素子で構成されていてもよいし、複数のコンデンサ素子で構成されていてもよい。なお、ここでのコンデンサ素子は、フィルムコンデンサである。
【0048】
図２に示すように、ＰＭコンデンサ３０は、第１ＰＭ端子３１、第２ＰＭ端子３２を備えている。第１ＰＭ端子３１は、Ｐバスバ７１に接続されている。第２ＰＭ端子３２は、Ｍバスバ７３に接続されている。ＰＭコンデンサ３０は、第１コンデンサに相当する。第１ＰＭ端子３１は、高電位側電極に相当する。第２ＰＭ端子３２は、第１中点電極に相当する。
【0049】
ＭＮコンデンサ４０は、第１ＭＮ端子４１、第２ＭＮ端子４２を備えている。第１ＭＮ端子４１は、Ｍバスバ７３に接続されている。第２ＭＮ端子４２は、Ｎバスバ７２に接続されている。ＭＮコンデンサ４０は、第２コンデンサに相当する。第１ＭＮ端子４１は、第２中点電極に相当する。第２ＭＮ端子４２は、低電位側電極に相当する。
【0050】
さらに、図２、図５に示すように、ＰＭコンデンサ３０とＭＮコンデンサ４０は、並び方向ＡＤに交差する方向に積層配置されている。本実施形態では、一例として、ＰＭコンデンサ３０とＭＮコンデンサ４０は、並び方向ＡＤに直交する方向に積層配置されている。
【0051】
詳述すると、ＰＭコンデンサ３０とＭＮコンデンサ４０は、ＰＭコンデンサ３０の第２ＰＭ端子３２と、ＭＮコンデンサ４０の第１ＭＮ端子４１とが対向するように積層配置されている。つまり、第２ＰＭ端子３２と第１ＭＮ端子４１は、対向配置されている。
【0052】
ＰＭコンデンサ３０とＭＮコンデンサ４０の間には、Ｍバスバ７３の一部であるコンデンサ側接続部７３ｃが配置されている。コンデンサ側接続部７３ｃは、ＰＭコンデンサ３０とＭＮコンデンサ４０とに挟み込まれている。コンデンサ側接続部７３ｃは、第２ＰＭ端子３２と第１ＭＮ端子４１とに接続されている。つまり、第２ＰＭ端子３２と第１ＭＮ端子４１は、同一のＭバスバ７３に接続されている。コンデンサ側接続部７３ｃは、接続部に相当する。
【0053】
よって、図２の二点鎖線で示すように、Ｍバスバ７３は、ＰＭコンデンサ３０とＭＮコンデンサ４０と並走するコンデンサ側接続部７３ｃを備えている。つまり、コンデンサ側接続部７３ｃは、ＰＭコンデンサ３０とＭＮコンデンサ４０とに対向配置されている。また、コンデンサ側接続部７３ｃは、ＰＭコンデンサ３０とＭＮコンデンサ４０とに接続されている。このため、コンデンサ側接続部７３ｃとＰＭコンデンサ３０、コンデンサ側接続部７３ｃとＭＮコンデンサ４０は、磁界を打ち消せる程度の位置に配置されているといえる。これにより、インバータ回路１００は、第２ＰＭ端子３２と第１ＭＮ端子４１間におけるインダクタンスを低減できる。
【0054】
このため、インバータ回路１００は、ＰＭコンデンサ３０とＭＮコンデンサ４０が並び方向ＡＤに沿って配置された構成よりも、並び方向ＡＤに沿う体格を小型化できる。また、インバータ回路１００は、ＰＭコンデンサ３０とＭＮコンデンサ４０の積層方向に直交する方向の体格を小型化できるともいえる。なお、ＰＭコンデンサ３０とＭＮコンデンサ４０は、両コンデンサ３０，４０の厚み方向に積層されているともいえる。さらに、単に、ＰＭコンデンサ３０とＭＮコンデンサ４０は、積層配置されているともいえる。
【0055】
厚み方向は、各端子３１，３２におけるバスバ７１，７３との接続面に直交する方向である。また、厚み方向は、各端子４１，４２におけるバスバ７２，７３との接続面に直交する方向でもある。
【0056】
＜各バスバ７１～７３の位置関係＞
図２、図３、図５に示すように、Ｍバスバ７３のベース部７３ａは、半導体装置２０とコンデンサ３０，４０との間の配置されている。ベース部７３ａの一部は、Ｐバスバ７１とＮバスバ７２との間に配置され、かつ、Ｐバスバ７１とＮバスバ７２に対向している。また、ベース部７３ａは、Ｐバスバ７１のベース部７１ａおよびＮバスバ７２のベース部７２ａと対向する部位を含んでいる。ベース部７３ａの一部は、封止樹脂部６３の外部において、ベース部７１ａおよびベース部７２ａと対向配置されている。さらに、ベース部７３ａの一部は、封止樹脂部６３の内部においても、ベース部７１ａおよびベース部７２ａと対向配置されている。
図２、図３、図５に示すように、Ｍバスバ７３のベース部７３ａは、半導体装置２０とコンデンサ３０，４０との間の配置されている。ベース部７３ａの一部は、Ｐバスバ７１とＮバスバ７２との間に配置され、かつ、Ｐバスバ７１とＮバスバ７２に対向している。また、ベース部７３ａは、Ｐバスバ７１のベース部７１ａおよびＮバスバ７２のベース部７２ａと対向する部位を含んでいる。ベース部７３ａの一部は、封止樹脂部６３の外部において、ベース部７１ａおよびベース部７２ａと対向配置されている。さらに、ベース部７３ａの一部は、封止樹脂部６３の内部においても、ベース部７１ａおよびベース部７２ａと対向配置されている。
【0057】
ベース部７３ａの一部は、Ｐバスバ７１の一部およびＮバスバ７２の一部と並走しているともいえる。ベース部７３ａは、絶縁部材８０を介して、ベース部７１ａおよびベース部７２ａと積層配置されているともいえる。ベース部７３ａは、ベース部７１ａおよびベース部７２ａと近距離で積層配置（対向配置）されている。近距離とは、磁界を打ち消すことができる程度の距離である。ベース部７３ａの一部は、対向部に相当するとみなせる。また、ベース部７３ａにおける対向部に相当する部位は、ベース部７１ａおよびベース部７２ａと近距離となる範囲内において対向している部位とみなせる。
【0058】
＜効果＞
インバータ回路１００は、図２の二点鎖線で示すように、Ｍバスバ７３がＰバスバ７１とＮバスバ７２との間に配置され、かつ、Ｐバスバ７１とＮバスバ７２に対向したベース部７３ａを有している。このため、インバータ回路１００は、Ｐバスバ７１とＭバスバ７３のベース部７３ａとの間、およびベース部７３ａとＮバスバ７２との間で磁界を打ち消すことができる。よって、インバータ回路１００は、インダクタンスを低減できる。つまり、インバータ回路１００は、Ｐバスバ７１とＭバスバ７３間、およびＭバスバ７３とＮバスバ７２間のそれぞれでインダクタンスを低減できる。また、インバータ回路１００は、インダクタンスを低減できるためサージ電圧を抑えることができる。よって、インバータ回路１００は、損失を低減できる。
インバータ回路１００は、図２の二点鎖線で示すように、Ｍバスバ７３がＰバスバ７１とＮバスバ７２との間に配置され、かつ、Ｐバスバ７１とＮバスバ７２に対向したベース部７３ａを有している。このため、インバータ回路１００は、Ｐバスバ７１とＭバスバ７３のベース部７３ａとの間、およびベース部７３ａとＮバスバ７２との間で磁界を打ち消すことができる。よって、インバータ回路１００は、インダクタンスを低減できる。つまり、インバータ回路１００は、Ｐバスバ７１とＭバスバ７３間、およびＭバスバ７３とＮバスバ７２間のそれぞれでインダクタンスを低減できる。また、インバータ回路１００は、インダクタンスを低減できるためサージ電圧を抑えることができる。よって、インバータ回路１００は、損失を低減できる。
【0059】
なお、ベース部７３ａの一部が、Ｐバスバ７１とＮバスバ７２との間に配置され、かつ、Ｐバスバ７１とＮバスバ７２に対向している点は、他の実施形態でも同様である。よって、他の実施形態は、本実施形態と同様、インダクタンスを低減できる。
【0060】
以上、本開示の好ましい実施形態について説明した。しかしながら、本開示は、上記実施形態に何ら制限されることはなく、本開示の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の変形が可能である。以下に、本開示のその他の形態として、第２実施形態～第１２実施形態に関して説明する。上記実施形態および第２実施形態～第１２実施形態は、それぞれ単独で実施することも可能であるが、適宜組み合わせて実施することも可能である。本開示は、実施形態において示された組み合わせに限定されることなく、種々の組み合わせによって実施可能である。
【0061】
なお、以下の実施形態では、主に、先行して説明している実施形態との相違点に関して説明する。第２実施形態～第６実施形態は、主に、ＰＭコンデンサ３０とＭＮコンデンサ４０の位置関係、バスバ７１～７３の構成が第１実施形態と異なる。第７実施形態は、主に、ＰＮコンデンサ５０を備えている点が第１実施形態と異なる。
【0062】
（第２実施形態）
図６を用いて、第２実施形態のインバータ回路１００に関して説明する。なお、図６では、バスバ７１～７３を部分的に図示している。この点は、後ほど説明する第３実施形態～第６実施形態でも同様である。
図６を用いて、第２実施形態のインバータ回路１００に関して説明する。なお、図６では、バスバ７１～７３を部分的に図示している。この点は、後ほど説明する第３実施形態～第６実施形態でも同様である。
【0063】
ＰＭコンデンサ３０とＭＮコンデンサ４０は、並び方向ＡＤに対する直交方向に積層配置されている。また、ＰＭコンデンサ３０とＭＮコンデンサ４０は、側壁が対向するように配置されている。ＰＭコンデンサ３０の側壁は、第１ＰＭ端子３１と第２ＰＭ端子３２とに連なる壁面である。ＭＮコンデンサ４０は、第１ＭＮ端子４１と第２ＭＮ端子４２とに連なる壁面である。
【0064】
第２ＰＭ端子３２と第１ＭＮ端子４１は、並び方向ＡＤに直交する仮想平面に沿って配置されている。同様に、第１ＰＭ端子３１と第２ＭＮ端子４２は、並び方向ＡＤに直交する別の仮想平面に沿って配置されている。第２ＰＭ端子３２と第１ＭＮ端子４１は、第１ＰＭ端子３１と第２ＭＮ端子４２よりもコンデンサケース６１の底側に配置されている。コンデンサケース６１の底は、開口部６２に対向する部位である。
【0065】
Ｐバスバ７１は、ベース部７１ａの一端から屈曲してコンデンサ側接続部７１ｃが設けられている。コンデンサ側接続部７１ｃは、第１ＰＭ端子３１に接続されている。コンデンサ側接続部７１ｃと第１ＰＭ端子３１は、溶接などによって接続されている。
【0066】
Ｎバスバ７２は、ベース部７２ａの一端から屈曲してコンデンサ側接続部７２ｃが設けられている。コンデンサ側接続部７２ｃは、第２ＭＮ端子４２に接続されている。コンデンサ側接続部７２ｃと第２ＭＮ端子４２は、溶接などによって接続されている。
【0067】
Ｍバスバ７３は、ベース部７３ａの一部が並び方向ＡＤに沿って設けられている。Ｍバスバ７３は、ベース部７３ａの先端にコンデンサ側接続部７３ｃが設けられている。Ｍバスバ７３は、第２ＰＭ端子３２に接続されたコンデンサ側接続部７３ｃと、第１ＭＮ端子４１に接続されたコンデンサ側接続部７３ｃとが設けられている。つまり、Ｍバスバ７３は、二つのコンデンサ側接続部７３ｃが設けられている。二つのコンデンサ側接続部７３ｃは、並び方向ＡＤに直行して設けられている。コンデンサ側接続部７３ｃは、第２ＰＭ端子３２および第１ＭＮ端子４１と溶接によって接続されている。
【0068】
ベース部７３ａは、二つのコンデンサ側接続部７３ｃの間から突出して設けられている。ベース部７３ａは、ＰＭコンデンサ３０とＭＮコンデンサ４０とに挟み込まれた部位を有している。つまり、ベース部７３ａの一部は、ＰＭコンデンサ３０の側壁とＭＮコンデンサ４０の側壁との間に配置されている。なお、ベース部７３ａは、その側壁には接触していない。
【0069】
インバータ回路１００は、ＰＭコンデンサ３０の端子３１，３２とＭＮコンデンサ４０の端子４１，４２とが対向配置されていない。このため、インバータ回路１００は、各端子３１，３２，４１，４２と各コンデンサ側接続部７１ｃ～７３ｃとを接続しやすい。
【0070】
（第３実施形態）
図７を用いて、第３実施形態のインバータ回路１００に関して説明する。ＰＭコンデンサ３０とＭＮコンデンサ４０は、並び方向ＡＤに沿って横並びで配置されている。また、ＰＭコンデンサ３０とＭＮコンデンサ４０は、側壁が対向するように配置されている。第２ＰＭ端子３２と第２ＭＮ端子４２は、並び方向ＡＤに沿って配置されている。同様に、第１ＰＭ端子３１と第１ＭＮ端子４１は、並び方向ＡＤに沿って配置されている。つまり、第２ＰＭ端子３２と第２ＭＮ端子４２は、並び方向ＡＤに沿う同一仮想平面上に配置されている。第１ＰＭ端子３１と第１ＭＮ端子４１は、並び方向ＡＤに沿う同一仮想平面上に配置されている。両仮想平面は、並び方向ＡＤに直交する方向における位置が異なる。ＭＮコンデンサ４０は、ＰＭコンデンサ３０よりもコンデンサケース６１の底側に配置されている。
図７を用いて、第３実施形態のインバータ回路１００に関して説明する。ＰＭコンデンサ３０とＭＮコンデンサ４０は、並び方向ＡＤに沿って横並びで配置されている。また、ＰＭコンデンサ３０とＭＮコンデンサ４０は、側壁が対向するように配置されている。第２ＰＭ端子３２と第２ＭＮ端子４２は、並び方向ＡＤに沿って配置されている。同様に、第１ＰＭ端子３１と第１ＭＮ端子４１は、並び方向ＡＤに沿って配置されている。つまり、第２ＰＭ端子３２と第２ＭＮ端子４２は、並び方向ＡＤに沿う同一仮想平面上に配置されている。第１ＰＭ端子３１と第１ＭＮ端子４１は、並び方向ＡＤに沿う同一仮想平面上に配置されている。両仮想平面は、並び方向ＡＤに直交する方向における位置が異なる。ＭＮコンデンサ４０は、ＰＭコンデンサ３０よりもコンデンサケース６１の底側に配置されている。
【0071】
Ｍバスバ７３は、第２ＰＭ端子３２に接続されたコンデンサ側接続部７３ｃと、第１ＭＮ端子４１に接続されたコンデンサ側接続部７３ｃとが設けられている。つまり、Ｍバスバ７３は、二つのコンデンサ側接続部７３ｃが設けられている。Ｍバスバ７３は、一方のコンデンサ側接続部７３ｃに対して屈曲した部位を介して他方のコンデンサ側接続部７３ｃが設けられている。Ｍバスバ７３は、二つのコンデンサ側接続部７３ｃを連結する部位（連結部）を有している。連結部は、ＰＭコンデンサ３０とＭＮコンデンサ４０との間に配置されている。なお、二つのコンデンサ側接続部７３ｃは、一枚の金属板の異なる部位である。よって、連結部は、二つのコンデンサ側接続部７３ｃの間にある中間部ともいえる。
【0072】
インバータ回路１００は、図７の二点鎖線で示すように、ＰＭコンデンサ３０上において、ベース部７２ａとコンデンサ側接続部７３ｃとを対向配置できる。よって、インバータ回路１００は、Ｎバスバ７２とＭバスバ７３間のインダクタンスをより一層低減できる。
【0073】
さらに、インバータ回路１００は、ＰＭコンデンサ３０とＭＮコンデンサ４０が並び方向ＡＤに沿って配置されている。このため、インバータ回路１００は、並び方向ＡＤに対する直交方向において低背化できる。
【0074】
（第４実施形態）
図８を用いて、第４実施形態のインバータ回路１００に関して説明する。ＰＭコンデンサ３０とＭＮコンデンサ４０は、並び方向ＡＤに対する直交方向に積層配置されている。また、ＰＭコンデンサ３０とＭＮコンデンサ４０は、第１ＰＭ端子３１と第１ＭＮ端子４１とが対向するように積層配置されている。
図８を用いて、第４実施形態のインバータ回路１００に関して説明する。ＰＭコンデンサ３０とＭＮコンデンサ４０は、並び方向ＡＤに対する直交方向に積層配置されている。また、ＰＭコンデンサ３０とＭＮコンデンサ４０は、第１ＰＭ端子３１と第１ＭＮ端子４１とが対向するように積層配置されている。
【0075】
Ｍバスバ７３は、第２ＰＭ端子３２に接続されたコンデンサ側接続部７３ｃと、第１ＭＮ端子４１に接続されたコンデンサ側接続部７３ｃとが設けられている。Ｍバスバ７３は、二つのコンデンサ側接続部７３ｃを連結する部位（連結部）を有している。第１ＭＮ端子４１に接続されたコンデンサ側接続部７３ｃは、ＰＭコンデンサ３０とＭＮコンデンサ４０の対向領域に配置されている。また、連結部およびベース部７２ａは、コンデンサ３０，４０とコンデンサケース６１の底との間に配置されている。
【0076】
インバータ回路１００は、図８の二点鎖線で示すように、コンデンサ３０，４０間において、コンデンサ側接続部７１ｃとコンデンサ側接続部７３ｃとを対向配置できる。よって、インバータ回路１００は、Ｐバスバ７１とＭバスバ７３間のインダクタンスをより一層低減できる。
【0077】
さらに、インバータ回路１００は、コンデンサ３０，４０とコンデンサケース６１の底との間において、Ｎバスバ７２のベース部７２ａとＭバスバ７３の連結部とを対向配置できる。よって、インバータ回路１００は、Ｎバスバ７２とＭバスバ７３間のインダクタンスをより一層低減できる。なお、インバータ回路１００は、ＰＭコンデンサ３０とＭＮコンデンサ４０が、第２ＰＭ端子３２と第２ＭＮ端子４２とが対向するように積層配置されていても同様の効果を奏することができる。
【0078】
【0079】
図９に示すように、ＰＭコンデンサ３０とＭＮコンデンサ４０は、並び方向ＡＤに対する直交方向に横並びで配置されている。また、ＰＭコンデンサ３０とＭＮコンデンサ４０は、側壁が対向するように配置されている。第２ＰＭ端子３２と第２ＭＮ端子４２は、直交方向に沿って配置されている。同様に、第１ＰＭ端子３１と第１ＭＮ端子４１は、直交方向に沿って配置されている。ＰＭコンデンサ３０とＭＮコンデンサ４０は、コンデンサケース６１の深さ方向において同等の位置に配置されている。
【0080】
図１０、図１１に示すように、Ｍバスバ７３は、第２ＰＭ端子３２に接続されたコンデンサ側接続部７３ｃと、第１ＭＮ端子４１に接続されたコンデンサ側接続部７３ｃとが設けられている。Ｍバスバ７３は、二つのコンデンサ側接続部７３ｃを連結する部位（連結部）を有している。連結部は、ＰＭコンデンサ３０とＭＮコンデンサ４０の並び方向に沿って配置されている。インバータ回路１００は、第１実施形態よりも小型化できる。
【0081】
（第６実施形態）
図１２を用いて、第６実施形態のインバータ回路１００に関して説明する。本実施形態では、４レベルのインバータ回路１００を採用している。インバータ回路１００は、ＰＭコンデンサ３０、ＭＮコンデンサ４０に加えて、ＭＭコンデンサ４０ａを備えている。ＭＭコンデンサ４０ａは、ＰＭコンデンサ３０、ＭＮコンデンサ４０と直列に接続されている。ＭＭコンデンサ４０ａは、第１ＭＭ端子４１ａと第２ＭＭ端子４２ａとを備えている。第１ＭＭ端子４１ａは、第２ＰＭ端子３２と対向配置されている。第２ＭＭ端子４２ａは、第１ＭＮ端子４１と対向配置されている。
図１２を用いて、第６実施形態のインバータ回路１００に関して説明する。本実施形態では、４レベルのインバータ回路１００を採用している。インバータ回路１００は、ＰＭコンデンサ３０、ＭＮコンデンサ４０に加えて、ＭＭコンデンサ４０ａを備えている。ＭＭコンデンサ４０ａは、ＰＭコンデンサ３０、ＭＮコンデンサ４０と直列に接続されている。ＭＭコンデンサ４０ａは、第１ＭＭ端子４１ａと第２ＭＭ端子４２ａとを備えている。第１ＭＭ端子４１ａは、第２ＰＭ端子３２と対向配置されている。第２ＭＭ端子４２ａは、第１ＭＮ端子４１と対向配置されている。
【0082】
インバータ回路１００は、二つのＭバスバ７３を備えている。一方のＭバスバ７３は、コンデンサ側接続部７３ｃが第２ＰＭ端子３２と第１ＭＭ端子４１ａとに接続されている。他方のＭバスバ７３は、コンデンサ側接続部７３ｃが第１ＭＮ端子４１と第２ＭＭ端子４２ａとに接続されている。
【0083】
二つのＭバスバ７３のベース部７３ａは、半導体装置２０とコンデンサ３０，４０との間の配置されている。ベース部７３ａの一部は、Ｐバスバ７１とＮバスバ７２との間に配置され、かつ、Ｐバスバ７１とＮバスバ７２に対向している。よって、二つのＭバスバ７３は、それぞれ対向部を有しているといえる。インバータ回路１００は、４レベル以上のマルチレベルインバータであっても適用できる。
【0084】
（第７実施形態）
図１３～図１５を用いて、第７実施形態のインバータ回路１００ａの構造に関して説明する。インバータ回路１００ａは、ＰＮコンデンサ５０を備える点がインバータ回路１００と異なる。なお、図１５では、バスバ７１～７３、絶縁部材８０などの図示を省略している。後ほど説明する図１６に関しても同様である。
図１３～図１５を用いて、第７実施形態のインバータ回路１００ａの構造に関して説明する。インバータ回路１００ａは、ＰＮコンデンサ５０を備える点がインバータ回路１００と異なる。なお、図１５では、バスバ７１～７３、絶縁部材８０などの図示を省略している。後ほど説明する図１６に関しても同様である。
【0085】
図１３、図１４に示すように、インバータ回路１００ａは、Ｐバスバ７１とＮバスバ７２との間に、ＰＮコンデンサ５０が接続されている。ＰＮコンデンサ５０は、高電位側端子と低電位側端子とに接続されている。よって、ＰＮコンデンサ５０は、ＰＭコンデンサ３０とＭＮコンデンサ４０に対して並列に接続されている。ＰＮコンデンサ５０は、電流リプル吸収のために設けられている。言い換えると、ＰＮコンデンサ５０は、インバータ回路１００ａの外部に流出する電流リプルを減らすために設けられている。ＰＮコンデンサ５０は、第３コンデンサに相当する。
【0086】
インバータ回路１００ａでは、中点Ｍの許容電圧変動を抑えるために必要なコンデンサ容量が低いのに対し、外部に流出する電流リプルを減らすために必要なコンデンサ容量が大きい。そこで、インバータ回路１００ａは、ＰＮコンデンサ５０が設けられている。このＰＮコンデンサ５０は、上記のようにＰＭコンデンサ３０とＭＮコンデンサ４０と並列に接続されている。このため、インバータ回路１００ａは、ＰＭコンデンサ３０、ＭＮコンデンサ４０、ＰＮコンデンサ５０の総容量を低減できる。よって、インバータ回路１００ａは、ＰＭコンデンサ３０、ＭＮコンデンサ４０、ＰＮコンデンサ５０の体格を小型化できる。
【0087】
図１４に示すように、コンデンサ装置６０は、ＰＭコンデンサ３０と、ＭＮコンデンサ４０と、コンデンサケース６１と、封止樹脂部６３に加えて、ＰＮコンデンサ５０を備えている。ＰＮコンデンサ５０は、ＰＭコンデンサ３０とＭＮコンデンサ４０とともにコンデンサケース６１に収容されている。ＰＮコンデンサ５０は、封止樹脂部６３で封止されている。さらに、図１４、図１５に示すように、ＰＮコンデンサ５０は、ＰＭコンデンサ３０とＭＮコンデンサ４０に対して、並び方向ＡＤに配置されている。
【0088】
ＰＮコンデンサ５０は、第１ＰＮ端子５１、第２ＰＮ端子５２を備えている。第１ＰＮ端子５１は、Ｐバスバ７１に接続されている。第２ＰＮ端子５２は、Ｎバスバ７２に接続されている。
【0089】
ＰＭコンデンサ３０とＭＮコンデンサ４０は、ＰＮコンデンサ５０よりも冷却器９０の近くに配置されている。本実施形態では、一例として、並び方向ＡＤに沿って、冷却器９０、ＰＭコンデンサ３０とＭＮコンデンサ４０、ＰＮコンデンサ５０の順で配列されている。このため、ＰＭコンデンサ３０とＭＮコンデンサ４０は、ＰＮコンデンサ５０よりも、冷却器９０によって冷却されやすい。なお、インバータ回路１００ａは、ＰＮコンデンサ５０よりも、ＰＭコンデンサ３０とＭＮコンデンサ４０の方が、冷却力が強化されているといえる。
【0090】
また、Ｐバスバ７１は、構造体との接続部位からＰＭコンデンサ３０との接続部位までの長さが、構造体との接続部位からＰＮコンデンサ５０との接続部位までの長さよりも短い。よって、ＰＭコンデンサ３０は、冷却器９０で冷却されたＰバスバ７１によって、ＰＮコンデンサ５０よりも冷却されやすい。
【0091】
一方、Ｎバスバ７２は、構造体との接続部位からＭＮコンデンサ４０との接続部位までの長さが、構造体との接続部位からＰＮコンデンサ５０との接続部位までの長さよりも短い。よって、ＭＮコンデンサ４０は、冷却器９０で冷却されたＮバスバ７２によって、ＰＮコンデンサ５０よりも冷却されやすい。
【0092】
ところで、発熱に起因するリプル電流は、ＰＮコンデンサ５０よりも、ＰＭコンデンサ３０とＭＮコンデンサ４０の方が大きい。そこで、本開示では、ＰＮコンデンサ５０よりもＰＭコンデンサ３０とＭＮコンデンサ４０を冷却器９０の近くに配置している。このため、インバータ回路１００ａは、ＰＭコンデンサ３０とＭＮコンデンサ４０の熱を抑えることができる。よって、インバータ回路１００ａは、ＰＭコンデンサ３０とＭＮコンデンサ４０の許容電流を増加できる。つまり、インバータ回路１００ａは、ＰＭコンデンサ３０とＭＮコンデンサ４０よりもＰＮコンデンサ５０の方が冷却器９０に近い構成よりも許容電流を増加できる。なお、ここまでに説明した、冷却器９０と各コンデンサ３０～５０との位置関係は、他の実施形態にも適用できる。
【0093】
Ｐバスバ７１とＮバスバ７２は、ＰＮコンデンサ５０に接続された部位の熱伝導率よりも、ＰＭコンデンサ３０およびＭＮコンデンサ４０に接続された部位の熱伝導率の方が高いものであってもよい。たとえば、ＰＮコンデンサ５０に接続された部位は、銅を主成分として構成される。一方、ＰＭコンデンサ３０およびＭＮコンデンサ４０に接続された部位は、銀を主成分として構成される。これによっても、インバータ回路１００ａは、ＰＭコンデンサ３０とＭＮコンデンサ４０の許容電流を増加できる。
【0094】
以下の実施形態では、主に、第７実施形態と異なる箇所に関して説明する。
【0095】
（第８実施形態）
図１６を用いて、第８実施形態のインバータ回路１００ａに関して説明する。本実施形態は、ＰＭコンデンサ３０とＭＮコンデンサ４０の位置関係が第７実施形態と異なる。
図１６を用いて、第８実施形態のインバータ回路１００ａに関して説明する。本実施形態は、ＰＭコンデンサ３０とＭＮコンデンサ４０の位置関係が第７実施形態と異なる。
【0096】
ＰＭコンデンサ３０とＭＮコンデンサ４０は、並列配置されている。ＰＭコンデンサ３０とＭＮコンデンサ４０は、第１ＰＭ端子３１と第１ＭＮ端子４１とが同一仮想平面上に配置されている。ＰＭコンデンサ３０とＭＮコンデンサ４０は、第２ＰＭ端子３２と第２ＭＮ端子４２とが別の同一仮想平面上に配置されている。
【0097】
よって、インバータ回路１００ａは、両コンデンサ３０，４０が積層配置された構成よりも、ＰＭコンデンサ３０とＭＮコンデンサ４０のコンデンサ配置方向に直交する方向の体格を小型化できる。また、インバータ回路１００ａは、第１実施形態と同様、各コンデンサ３０～５０の体格を小型化できる。なお、ＰＮコンデンサ５０は、ＰＭコンデンサ３０とＭＮコンデンサ４０の両方と並列配置されている。第１ＰＮ端子５１は、第１ＰＭ端子３１と第１ＭＮ端子４１と同一仮想平面上に配置されている。第２ＰＮ端子５２は、第２ＰＭ端子３２と第２ＭＮ端子４２と同一仮想平面上に配置されている。
【0098】
（第９実施形態）
図１７を用いて、第９実施形態のインバータ回路１００ａに関して説明する。本実施形態は、ＰＭコンデンサ３０とＭＮコンデンサ４０の位置関係が第１実施形態と異なる。ＰＭコンデンサ３０とＭＮコンデンサ４０は、並び方向ＡＤにおいてずらして配置されている。インバータ回路１００ａは、第７実施形態と同様、各コンデンサ３０～５０の体格を小型化できる。
図１７を用いて、第９実施形態のインバータ回路１００ａに関して説明する。本実施形態は、ＰＭコンデンサ３０とＭＮコンデンサ４０の位置関係が第１実施形態と異なる。ＰＭコンデンサ３０とＭＮコンデンサ４０は、並び方向ＡＤにおいてずらして配置されている。インバータ回路１００ａは、第７実施形態と同様、各コンデンサ３０～５０の体格を小型化できる。
【0099】
（第１０実施形態）
図１８を用いて、第１０実施形態のインバータ回路１００ａに関して説明する。本実施形態では、主に、第８実施形態と異なる箇所に関して説明する。本実施形態は、ＰＭコンデンサ３０とＭＮコンデンサ４０に対するＰＮコンデンサ５０の位置関係が第８実施形態と異なる。
図１８を用いて、第１０実施形態のインバータ回路１００ａに関して説明する。本実施形態では、主に、第８実施形態と異なる箇所に関して説明する。本実施形態は、ＰＭコンデンサ３０とＭＮコンデンサ４０に対するＰＮコンデンサ５０の位置関係が第８実施形態と異なる。
【0100】
ＰＮコンデンサ５０は、ＰＭコンデンサ３０とＭＮコンデンサ４０とともに並列配置されている。つまり、ＰＭコンデンサ３０とＭＮコンデンサ４０とＰＮコンデンサ５０は、直線状に配置されている。
【0101】
よって、インバータ回路１００ａは、コンデンサ３０～５０が積層配置された構成よりも、コンデンサ３０～５０のコンデンサ配置方向に直交する方向の体格を小型化できる。また、インバータ回路１００ａは、第７実施形態と同様、各コンデンサ３０～５０の体格を小型化できる。
【0102】
（第１１実施形態）
図１９を用いて、第１１実施形態のインバータ回路１００ａに関して説明する。本実施形態は、ＰＭコンデンサ３０とＭＮコンデンサ４０に対するＰＮコンデンサ５０の位置関係が第７実施形態と異なる。
図１９を用いて、第１１実施形態のインバータ回路１００ａに関して説明する。本実施形態は、ＰＭコンデンサ３０とＭＮコンデンサ４０に対するＰＮコンデンサ５０の位置関係が第７実施形態と異なる。
【0103】
ＰＮコンデンサ５０は、ＰＭコンデンサ３０とＭＮコンデンサ４０とともに積層配置されている。また、各コンデンサ３０～５０は、互いの端子が対向しないように配置されている。第１ＰＮ端子５１は、第１ＰＭ端子３１と第１ＭＮ端子４１と同一仮想平面に対して平行に配置されている。第２ＰＮ端子５２は、第２ＰＭ端子３２と第２ＭＮ端子４２と同一仮想平面に対して平行に配置されている。インバータ回路１００ａは、コンデンサ３０～５０が並列配置された構成よりも、コンデンサ３０～５０のコンデンサ配置方向に直交する方向の体格を小型化できる。また、インバータ回路１００ａは、第７実施形態と同様、各コンデンサ３０～５０の体格を小型化できる。
【0104】
（第１２実施形態）
図２０を用いて、第１２実施形態のインバータ回路１００ａに関して説明する。本実施形態は、Ｐバスバ７１とＮバスバ７２の構成が第７実施形態と異なる。
図２０を用いて、第１２実施形態のインバータ回路１００ａに関して説明する。本実施形態は、Ｐバスバ７１とＮバスバ７２の構成が第７実施形態と異なる。
【0105】
Ｐバスバ７１は、ＰＭコンデンサ３０に接続されたＰＭバスバ部７１ｍと、ＰＮコンデンサ５０に接続されたＰＮバスバ部７１ｐとを含んでいる。Ｎバスバ７２は、ＭＮコンデンサ４０に接続されたＭＮバスバ部７２ｍと、ＰＮコンデンサ５０に接続されたＰＮバスバ部７２ｐとを含んでいる。ＰＭバスバ部７１ｍは、ＰＮバスバ部７１ｐよりも断面積が大きい。ＭＮバスバ部７２ｍは、ＰＮバスバ部７２ｐよりも断面積が大きい。
【0106】
これによっても、インバータ回路１００ａは、ＰＭコンデンサ３０とＭＮコンデンサ４０の許容電流を増加できる。また、インバータ回路１００ａは、第７実施形態と同様、各コンデンサ３０～５０の体格を小型化できる。
【0107】
本開示は、実施形態に準拠して記述されたが、本開示は当該実施形態や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態が本開示に示されているが、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範畴や思想範囲に入るものである。
【符号の説明】
【0108】
１００…インバータ回路、１…Ｐ端子、２…Ｎ端子、３…Ｏ端子、４…Ｍ端子、５…信号端子、１０，２０…半導体装置、１１～１６…スイッチング素子、１１…Ｕ相上アーム素子、１２…Ｕ相下アーム素子、１３…Ｖ相上アーム素子、１４…Ｖ相下アーム素子、１５…Ｗ相上アーム素子、１６…Ｗ相下アーム素子、２１…Ｕ相ミドル部、２２…Ｖ相ミドル部、２３…Ｗ相ミドル部、２１ａ…第１Ｕ相ミドル素子、２１ｂ…第２Ｕ相ミドル素子、２２ａ…第１Ｖ相ミドル素子、２２ｂ…第２Ｖ相ミドル素子、２３ａ…第１Ｗ相ミドル素子、２３ｂ…第２Ｗ相ミドル素子、３０…ＰＭコンデンサ、３１…第１ＰＭ端子、３２…第２ＰＭ端子、４０…ＭＮコンデンサ、４１…第１ＭＮ端子、４２…第２ＭＮ端子、５０…ＰＮコンデンサ、５１…第１ＰＮ端子、５２…第２ＰＮ端子、６０…コンデンサ装置、６１…コンデンサケース、６２…開口部、６３…封止樹脂部、７１…Ｐバスバ、７１ｍ…ＰＭバスバ部、７１ｐ…ＰＮバスバ部、７２…Ｎバスバ、７２ｍ…ＭＮバスバ部、７２ｐ…ＰＮバスバ部、７３…Ｍバスバ、７４…Ｏバスバ、８０…絶縁部材、９０…冷却器、１１０…配線基板、２００…バッテリ、３００…モータ、３０１…Ｕ相コイル、３０２…Ｖ相コイル、３０３…Ｗ相コイル
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】