特開2024-162404IP Force 特許公報全文掲載

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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】製造コストの低減化、組み立て作業の低減化を図りながら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】パワー半導体モジュール１０及び平滑コンデンサ１２を電気的に接続する第１電気接続部８６と、パワー半導体モジュール及び交流出力部１５を電気的に接続する複数の第２電気接続部８７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４ａに熱的に接続されており、筐体カバー５の内壁に、第１電気接続部及び第２電気接続部を、冷却端子台に向けて押し付ける凸部５ｄ，５ｅが設けられている。
【選択図】図２２

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の電力変換装置で使用される固定板は、少なくとも第１電気接続部及び第２電気接続部を覆う大面積のものとなる。また、筐体には、半導体モジュールを駆動する制御基板が収納され、半導体モジュールと制御基板との間に配置した固定板で制御基板を支持することで、固定板に、半導体パワー半導体の制御ピンを制御基板に通過させる開口部を設ける必要がある。このように、特許文献１は、第１電気接続部及び第２電気接続部を押し付ける突起部、半導体パワー半導体の制御ピンを通過させる開口部を設けた複雑な形状であり、大面積の固定板を必要とするので、製造コストの面で問題がある。

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内部に設けて上部が開口している筐体ケースと、冷媒流路側の内壁に密着して筐体ケース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ケースに収納されている平滑コンデンサ及び交流出力部と、パワー半導体モジュール、平滑コンデンサ及び交流出力部を覆った状態で筐体ケースの開口周・・・　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[発明の詳細な説明]から抜粋

本発明の電力変換装置によれば、製造コストの低減化、組み立て作業の低減化を図りながら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実施形態の筐体ケース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実施形態の筐体カバーの天井壁に設けた凸部を示す図である。
【図8】 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9】 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10】 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11】 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12】 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13】 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14】 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15】 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16】 図１５のＣ－Ｃ矢視断面図である。
【図17】 図１５のＤ－Ｄ矢視断面図である。
【図18】 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実施形態の電力変換装置の横断面図である。
【図23】 本発明に係る第２実施形態の電力変換装置の横断面図である。
【図24】 本発明に係る第３実施形態の電力変換装置の横断面図である。
【図25】 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が冷却水循環部に接続している状態を示す図である。
【図26】 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27】 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28】 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22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 筐体ケース 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 筐体カバー ５ａ 天井壁 ５ｂ１～５ｂ４ 第１側壁～第４側壁 ５ｃ 開口部 ５ｄ 第１凸条 ５ｄ１ 第１弾性押圧部 ５ｄ２薄肉部 ５ｄ３ 当接部 ５ｅ 第２凸条 ５ｅ１ 第２弾性押圧部 ５ｅ２薄肉部 ５ｅ３ 当接部 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 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 ４７ａ 基板支持部材 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 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 ８６ 第１電気接続部 ８７ 第２電気接続部 ＣＬ 冷却水循環部 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

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