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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】P2024176163
(43)【公開日】2024-12-19
(54)【発明の名称】電力変換装置
(51)【国際特許分類】
H02M 7/48 20070101AFI20241212BHJP
【ＦＩ】
H02M7/48 Z
【審査請求】未請求
【請求項の数】12
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023094489
(22)【出願日】2023-06-08
(71)【出願人】
【識別番号】000006013
【氏名又は名称】三菱電機株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110002941
【氏名又は名称】弁理士法人ぱるも特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】中村 拓哉
【テーマコード（参考）】
5H770
【Ｆターム（参考）】
5H770AA21
5H770BA02
5H770DA03
5H770PA12
5H770PA21
5H770QA01
5H770QA02
5H770QA06
5H770QA08
5H770QA11
5H770QA13
5H770QA21
5H770QA27
(57)【要約】
【課題】耐振性を確保しつつ、小型化及び低コスト化した電力変換装置を得ること。
【解決手段】半導体チップを有し、並べて配置された、第一面、第一面とは反対側の第二面、及び第一面と第二面とを取り囲む４つの面を有する直方体状の複数のパワーモジュールと、複数のパワーモジュールの第二面に間隔を空けて配置され、複数のパワーモジュールのそれぞれが有したモジュール端子と電気的に接続された基板と、基板と複数のパワーモジュールとの間の間隔に配置され、基板を保持し、絶縁性を有した樹脂部材からなる基板保持部材とを備え、複数のパワーモジュールは第三面に平行な方向に並べられ、モジュール端子は、パワーモジュールの第二面、パワーモジュールの第三面、及び第三面とは反対側の第四面の少なくとも１つの面から突出した後、基板の方向に延出し、基板の方向に延出したモジュール端子の部分は、基板保持部材が有した貫通孔を貫通している。
【選択図】図１
【解決手段】半導体チップを有し、並べて配置された、第一面、第一面とは反対側の第二面、及び第一面と第二面とを取り囲む４つの面を有する直方体状の複数のパワーモジュールと、複数のパワーモジュールの第二面に間隔を空けて配置され、複数のパワーモジュールのそれぞれが有したモジュール端子と電気的に接続された基板と、基板と複数のパワーモジュールとの間の間隔に配置され、基板を保持し、絶縁性を有した樹脂部材からなる基板保持部材とを備え、複数のパワーモジュールは第三面に平行な方向に並べられ、モジュール端子は、パワーモジュールの第二面、パワーモジュールの第三面、及び第三面とは反対側の第四面の少なくとも１つの面から突出した後、基板の方向に延出し、基板の方向に延出したモジュール端子の部分は、基板保持部材が有した貫通孔を貫通している。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
半導体チップを有し、並べて配置された、第一面、前記第一面とは反対側の第二面、及び前記第一面と前記第二面とを取り囲む４つの面である、第三面、第四面、第五面、第六面を有する直方体状の複数のパワーモジュールと、
前記複数のパワーモジュールの前記第二面に間隔を空けて配置され、前記複数のパワーモジュールのそれぞれが有したモジュール端子と電気的に接続された基板と、
前記基板と前記複数のパワーモジュールとの間の前記間隔に配置され、前記基板を保持し、絶縁性を有した樹脂部材からなる基板保持部材と、を備え、
前記複数のパワーモジュールは、前記第三面に平行な方向に並べられ、
前記モジュール端子は、前記パワーモジュールの前記第二面、前記パワーモジュールの前記第三面、及び前記第三面とは反対側の前記第四面の少なくとも１つの面から突出した後、前記基板の方向に延出し、
前記基板の方向に延出した前記モジュール端子の部分は、前記基板保持部材が有した貫通孔を貫通している電力変換装置。
前記複数のパワーモジュールの前記第二面に間隔を空けて配置され、前記複数のパワーモジュールのそれぞれが有したモジュール端子と電気的に接続された基板と、
前記基板と前記複数のパワーモジュールとの間の前記間隔に配置され、前記基板を保持し、絶縁性を有した樹脂部材からなる基板保持部材と、を備え、
前記複数のパワーモジュールは、前記第三面に平行な方向に並べられ、
前記モジュール端子は、前記パワーモジュールの前記第二面、前記パワーモジュールの前記第三面、及び前記第三面とは反対側の前記第四面の少なくとも１つの面から突出した後、前記基板の方向に延出し、
前記基板の方向に延出した前記モジュール端子の部分は、前記基板保持部材が有した貫通孔を貫通している電力変換装置。
【請求項2】
前記複数のパワーモジュールの前記第一面が熱的に接続された冷却面を有した冷却器と、
前記冷却器を有し、前記冷却面が設けられた側と同じ側に配置面を有した筐体と、
バスバーを介して前記複数のパワーモジュールに電気的に接続され、前記複数のパワーモジュールに隣接し、前記筐体の前記配置面に熱的に接続されたフィルムコンデンサと、を備え、
前記配置面は、前記基板保持部材が有した固定ボスが固定されたボス固定部を有し、
前記ボス固定部は、前記冷却面、及び前記フィルムコンデンサと前記バスバーとを前記配置面に投影した前記配置面の投影部分を除いた前記配置面の部分に設けられている請求項１に記載の電力変換装置。
前記冷却器を有し、前記冷却面が設けられた側と同じ側に配置面を有した筐体と、
バスバーを介して前記複数のパワーモジュールに電気的に接続され、前記複数のパワーモジュールに隣接し、前記筐体の前記配置面に熱的に接続されたフィルムコンデンサと、を備え、
前記配置面は、前記基板保持部材が有した固定ボスが固定されたボス固定部を有し、
前記ボス固定部は、前記冷却面、及び前記フィルムコンデンサと前記バスバーとを前記配置面に投影した前記配置面の投影部分を除いた前記配置面の部分に設けられている請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項3】
前記貫通孔は、前記複数のパワーモジュールの側の開口が前記基板の側の開口よりも大きい漏斗形状である請求項１又は２に記載の電力変換装置。
【請求項4】
前記基板保持部材は、前記基板と機械的に接続された接続端子を有し、
前記接続端子は、前記基板保持部材に埋設された埋設部、及び前記基板の方向に延出し、前記基板に接続された延出部を有し、
前記基板は、前記接続端子により前記基板保持部材に保持されている請求項１又は２に記載の電力変換装置。
前記接続端子は、前記基板保持部材に埋設された埋設部、及び前記基板の方向に延出し、前記基板に接続された延出部を有し、
前記基板は、前記接続端子により前記基板保持部材に保持されている請求項１又は２に記載の電力変換装置。
【請求項5】
前記接続端子の部分が、電気回路用配線である請求項４に記載の電力変換装置。
【請求項6】
複数の前記基板を有し、
前記接続端子は、前記複数の基板に機械的に接続され、
前記接続端子の部分が、電気回路用配線である請求項４に記載の電力変換装置。
前記接続端子は、前記複数の基板に機械的に接続され、
前記接続端子の部分が、電気回路用配線である請求項４に記載の電力変換装置。
【請求項7】
前記複数のパワーモジュールの前記第二面に垂直な方向に見て、前記複数の基板の少なくとも一部が重複して配置されている請求項６に記載の電力変換装置。
【請求項8】
重複した前記複数の基板の間の部分に、追加の基板保持部材が設けられ、
前記追加の基板保持部材は、少なくとも一つの前記基板を保持している請求項７に記載の電力変換装置。
前記追加の基板保持部材は、少なくとも一つの前記基板を保持している請求項７に記載の電力変換装置。
【請求項9】
ＡＣバスバーを有し、前記ＡＣバスバーを介して前記複数のパワーモジュールに電気的に接続されたＡＣターミナルを備え、
前記基板と、前記バスバー及び前記ＡＣバスバーとの間の少なくとも一部に、前記基板保持部材が設けられている請求項２に記載の電力変換装置。
前記基板と、前記バスバー及び前記ＡＣバスバーとの間の少なくとも一部に、前記基板保持部材が設けられている請求項２に記載の電力変換装置。
【請求項10】
実装部品であり、前記パワーモジュールと電気的に接続された、トランス、アルミ電解コンデンサ、及びバックアップトランスの少なくとも一つが前記基板に設けられ、
前記基板保持部材に対向した前記実装部品の部分と、前記基板保持部材とが、接着剤を介して接着されている請求項１又は２に記載の電力変換装置。
前記基板保持部材に対向した前記実装部品の部分と、前記基板保持部材とが、接着剤を介して接着されている請求項１又は２に記載の電力変換装置。
【請求項11】
前記基板保持部材は、金属からなるプレートを内部に有し、
前記基板保持部材の前記固定ボス及び前記筐体は、金属からなり、
前記プレートと前記固定ボスと前記基板のグランドとが電気的に接続されている請求項２に記載の電力変換装置。
前記基板保持部材の前記固定ボス及び前記筐体は、金属からなり、
前記プレートと前記固定ボスと前記基板のグランドとが電気的に接続されている請求項２に記載の電力変換装置。
【請求項12】
前記筐体は、車両における振動発生源である、エンジン、トランスミッション、モータ、及びｅ－ａｘｌｅの少なくとも一つと剛体接続されている請求項２、９、１１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】
本願は、電力変換装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
ハイブリッド車（ＨＶ）、プラグインハイブリッド車（ＰＨＶ、ＰＨＥＶ）、電気自動車（ＥＶ）、及び燃料電池車（ＦＣＶ）といった電動化車両には、電動化の為のコンポーネントである電力変換装置が搭載されている。電力変換装置としては、バッテリからの直流電力をモータへの交流電力に変換して、交流電力を駆動用のモータに供給するインバータ、バッテリの電圧を昇圧するコンバータ等が挙げられる。電力変換装置は、近年、低コスト化が求められている。
【0003】
また、ＨＶ、ＰＨＶ，ＰＨＥＶにおいては、エンジンに加えて、電力変換装置がエンジンルーム内に搭載される。そのため、小型の電力変換装置が求められる傾向がある。また、ＥＶでもリア側に駆動モータ及びインバータが搭載されることがあり、トランクルーム及び乗員の居住空間を確保するために、小型の電力変換装置が求められる傾向がある。
【0004】
また、近年、各電力変換装置の接続ハーネスを短くする目的で、各電力変換装置の筐体の数を低減すると共に、低コスト化、小型化を図る目的で、モータ、エンジン、又はトランスミッション等の筐体にインバータ等の電力変換装置を直接剛体接続することが増えている。そのため、電力変換装置の内部部品が、厳しい振動スペックに耐えることが求められている。厳しい振動スペックに耐える一般的な電力変換装置の構造が開示されている（例えば特許文献１参照）。特許文献１に開示された構造では、基板が、放熱部材であるベース部材に、支持部材により直接固定されている。そのため、基板及び基板に実装された部品の耐振性が確保されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特許第６３６９３５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
電動化車両の電力変換装置、例えば、インバータは、様々なレイアウトが考えられる。レイアウトの一つに、ＵＶＷ相の各パワーモジュールを冷却器上に並べ、パワーモジュールの鉛直上方向に基板が設けられ、パワーモジュールから基板にパワーモジュールを制御する為の端子が伸びているレイアウトがある。冷却器上のパワーモジュールの実装面積を最小限にするためには、隣り合う２つのパワーモジュールの間に十分な隙間を設けることができない。上記特許文献１に記載された、基板を固定するボス固定部を冷却器に設けることができないため、基板及び基板に実装された部品が、振動スペックに耐えることは難しいという課題があった。
【0007】
上記特許文献１においては、基板がベース部材に固定されているため、基板及び基板に実装された部品は厳しい振動スペックに耐えることができる。しかしながら、ベース部材に基板を直接固定する構成であるため、基板に対向したベース部材の部分に基板を固定するスペースが必要になりベース部材が大型化するので、電力変換装置の小型化及び低コスト化が難しいという課題があった。
【0008】
そこで、本願は、耐振性を確保しつつ、小型化及び低コスト化した電力変換装置を得ることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本願に開示される電力変換装置は、半導体チップを有し、並べて配置された、第一面、第一面とは反対側の第二面、及び第一面と第二面とを取り囲む４つの面である、第三面、第四面、第五面、第六面を有する直方体状の複数のパワーモジュールと、複数のパワーモジュールの第二面に間隔を空けて配置され、複数のパワーモジュールのそれぞれが有したモジュール端子と電気的に接続された基板と、基板と複数のパワーモジュールとの間の間隔に配置され、基板を保持し、絶縁性を有した樹脂部材からなる基板保持部材と、を備え、複数のパワーモジュールは、第三面に平行な方向に並べられ、モジュール端子は、パワーモジュールの第二面、パワーモジュールの第三面、及び第三面とは反対側の第四面の少なくとも１つの面から突出した後、基板の方向に延出し、基板の方向に延出したモジュール端子の部分は、基板保持部材が有した貫通孔を貫通しているものである。
【発明の効果】
【0010】
本願に開示される電力変換装置によれば、半導体チップを有し、並べて配置された、第一面、第一面とは反対側の第二面、及び第一面と第二面とを取り囲む４つの面を有する直方体状の複数のパワーモジュールと、複数のパワーモジュールの第二面に間隔を空けて配置され、複数のパワーモジュールのそれぞれが有したモジュール端子と電気的に接続された基板と、基板と複数のパワーモジュールとの間の間隔に配置され、基板を保持し、絶縁性を有した樹脂部材からなる基板保持部材とを備え、複数のパワーモジュールは第三面に平行な方向に並べられ、モジュール端子は、パワーモジュールの第二面、パワーモジュールの第三面、及び第三面とは反対側の第四面の少なくとも１つの面から突出した後、基板の方向に延出し、基板の方向に延出したモジュール端子の部分は、基板保持部材が有した貫通孔を貫通しているため、基板が基板と複数のパワーモジュールとの間の間隔に配置された基板保持部材により保持されるので、基板及び基板に実装された部品の耐振性を確保することができる。並べて配置されたパワーモジュールの間に隙間を設けて基板を保持する必要がないため、電力変換装置を小型化及び低コスト化することができる。基板保持部材が有した貫通孔をモジュール端子が貫通して基板に接続されるため、モジュール端子を短縮できるので、電力変換装置を小型化及び低コスト化することができる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】実施の形態１に係る電力変換装置の概略を示す分解斜視図である。
【図2】実施の形態１に係る電力変換装置の概略を示す斜視図である。
【図5】実施の形態１に係る電力変換装置のパワーモジュールを示す斜視図である。
【図6】実施の形態１に係る電力変換装置の駆動回路用基板を示す斜視図である。
【図7】実施の形態１に係る電力変換装置の制御回路用基板を示す斜視図である。
【図8】実施の形態１に係る電力変換装置の設置状態の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、本願の実施の形態による電力変換装置を図に基づいて説明する。なお、各図において同一、又は相当部材、部位については同一符号を付して説明する。
【0013】
実施の形態１．
図１は実施の形態１に係る電力変換装置１の概略を示す分解斜視図、図２は電力変換装置１の概略を示す斜視図、図３は図２のＡ－Ａ断面位置で切断した電力変換装置１の断面図、図４は図２のＢ－Ｂ断面位置で切断した電力変換装置１の断面図、図５は電力変換装置１のパワーモジュール２を示す斜視図、図６は電力変換装置１の駆動回路用基板３ｂを示す斜視図、図７は電力変換装置１の制御回路用基板３ａを示す斜視図、図８は電力変換装置１の設置状態の例を示す図である。電力変換装置１は、入力電流を直流から交流、交流から直流、又は入力電圧を異なる電圧に変換する装置である。本実施の形態では、電力変換装置１を、直流電力を、パワーモジュール２で電力変換して３相交流を出力するインバータとして説明する。電力変換装置１の構成はこれに限るものではない。
図１は実施の形態１に係る電力変換装置１の概略を示す分解斜視図、図２は電力変換装置１の概略を示す斜視図、図３は図２のＡ－Ａ断面位置で切断した電力変換装置１の断面図、図４は図２のＢ－Ｂ断面位置で切断した電力変換装置１の断面図、図５は電力変換装置１のパワーモジュール２を示す斜視図、図６は電力変換装置１の駆動回路用基板３ｂを示す斜視図、図７は電力変換装置１の制御回路用基板３ａを示す斜視図、図８は電力変換装置１の設置状態の例を示す図である。電力変換装置１は、入力電流を直流から交流、交流から直流、又は入力電圧を異なる電圧に変換する装置である。本実施の形態では、電力変換装置１を、直流電力を、パワーモジュール２で電力変換して３相交流を出力するインバータとして説明する。電力変換装置１の構成はこれに限るものではない。
【0014】
＜電力変換装置１＞
電力変換装置１は、図１に示すように、複数のパワーモジュール２と、基板３と、基板保持部材４とを備える。パワーモジュール２は、半導体チップ１０（図１では図示せず）を有し、並べて配置される。パワーモジュール２のそれぞれは、図５に示すように、第一面２ａ、第一面２ａとは反対側の第二面２ｂ、及び第一面２ａと第二面２ｂとを取り囲む４つの面である、第三面２ｃ、第四面２ｄ、第五面２ｅ、第六面２ｆを有する直方体状である。基板３は、図１に示すように、複数のパワーモジュール２の第二面２ｂに間隔を空けて配置され、複数のパワーモジュール２のそれぞれが有したモジュール端子２ｇと電気的に接続される。基板保持部材４は、基板３と複数のパワーモジュール２との間の間隔に配置され、基板３を保持する。基板保持部材４は、絶縁性を有した樹脂部材からなる。
電力変換装置１は、図１に示すように、複数のパワーモジュール２と、基板３と、基板保持部材４とを備える。パワーモジュール２は、半導体チップ１０（図１では図示せず）を有し、並べて配置される。パワーモジュール２のそれぞれは、図５に示すように、第一面２ａ、第一面２ａとは反対側の第二面２ｂ、及び第一面２ａと第二面２ｂとを取り囲む４つの面である、第三面２ｃ、第四面２ｄ、第五面２ｅ、第六面２ｆを有する直方体状である。基板３は、図１に示すように、複数のパワーモジュール２の第二面２ｂに間隔を空けて配置され、複数のパワーモジュール２のそれぞれが有したモジュール端子２ｇと電気的に接続される。基板保持部材４は、基板３と複数のパワーモジュール２との間の間隔に配置され、基板３を保持する。基板保持部材４は、絶縁性を有した樹脂部材からなる。
【0015】
基板３は１枚に限るものではなく、本実施の形態では、電力変換装置１は、２枚の基板３を有する。２枚の基板３は、制御回路用基板３ａと、駆動回路用基板３ｂである。複数のパワーモジュール２は、第三面２ｃに平行な方向に並べられる。図では第三面２ｃに平行な方向をＸ方向とする。モジュール端子２ｇは、パワーモジュール２の第二面２ｂ、パワーモジュール２の第三面２ｃ、及び第三面２ｃとは反対側の第四面２ｄの少なくとも１つの面から突出した後、基板３の方向に延出する。基板３の方向に延出したモジュール端子２ｇの部分は、図４に示すように、基板保持部材４が有した貫通孔４ａを貫通している。本実施の形態では、モジュール端子２ｇは、パワーモジュール２の第三面２ｃ及び第四面２ｄのそれぞれに一つ設けられ、駆動回路用基板３ｂに接続される。モジュール端子２ｇを配置するパワーモジュール２の配置面、モジュール端子２ｇの本数、及びモジュール端子２ｇが接続される基板３はこれに限るものではない。本実施の形態では、基板３は、基板保持部材４が有した接続端子４ｃにより保持される。基板３を保持する接続端子４ｃの詳細については後述する。
【0016】
このように構成することで、基板３が基板３と複数のパワーモジュール２との間の間隔に配置された基板保持部材４により保持されるので、基板３及び基板３に実装された部品の耐振性を確保することができる。並べて配置されたパワーモジュール２の間に隙間を設けて基板３を保持する必要がないため、電力変換装置１を小型化及び低コスト化することができる。基板保持部材４が有した貫通孔４ａをモジュール端子２ｇが貫通して基板３に接続されるため、モジュール端子２ｇを短縮できるので、電力変換装置１を小型化及び低コスト化することができる。また、モジュール端子２ｇが短縮されるため、パワーモジュール２と駆動回路との間の距離が短縮できるので、パワーモジュール２の制御性を向上させることができる。
【0017】
モジュール端子２ｇは、駆動回路用基板３ｂに設けたスルーホール３ｇにおいて、駆動回路用基板３ｂに接続される。本実施の形態では、貫通孔４ａは、複数のパワーモジュール２の側の開口が駆動回路用基板３ｂの側の開口よりも大きい漏斗形状である。このように構成することで、モジュール端子２ｇとスルーホール３ｇとを接続する際に必要になる、モジュール端子２ｇをスルーホール３ｇに誘導するための追加のガイド部品が不要になるため、パワーモジュール２と駆動回路用基板３ｂと間の距離を短縮することができる。パワーモジュール２と駆動回路用基板３ｂと間の距離が短縮されるため、パワーモジュール２と駆動回路との間の距離が短縮できるので、パワーモジュール２の制御性を向上させることができる。また、電力変換装置１の高さが低減されるので、電力変換装置１を小型化することができる。
【0018】
＜冷却器９、筐体６、フィルムコンデンサ５＞
電力変換装置１は、図１に示すように、さらに、冷却器９と、筐体６と、フィルムコンデンサ５とを備える。冷却器９は、複数のパワーモジュール２の第一面２ａが熱的に接続された冷却面９ａを有する。冷却器９は、図３に示すように、冷媒が流れる流路部９ｂを有する。冷却面９ａは、流路部９ｂを覆う蓋部９ｃに形成される。冷媒には、例えば、水又はエチレングリコール液が使用される。筐体６は、図１に示すように、冷却器９を有し、冷却面９ａが設けられた側と同じ側に配置面６ａを有する。本実施の形態では、冷却面９ａと配置面６ａは、同一平面上に設けられる。筐体６は、アルミニウムなどの金属からダイカストにより作製される。蓋部９ｃは、例えば、鍛造アルミ合金である。フィルムコンデンサ５は、バスバー７を介して複数のパワーモジュール２に電気的に接続される。フィルムコンデンサ５は、複数のパワーモジュール２に隣接し、筐体６の配置面６ａに熱的に接続される。複数のパワーモジュール２及びフィルムコンデンサ５は、冷却器９により冷却される。バスバー７は、パワーモジュール２のパワー端子２ｈに、例えば、溶接により接続される。
電力変換装置１は、図１に示すように、さらに、冷却器９と、筐体６と、フィルムコンデンサ５とを備える。冷却器９は、複数のパワーモジュール２の第一面２ａが熱的に接続された冷却面９ａを有する。冷却器９は、図３に示すように、冷媒が流れる流路部９ｂを有する。冷却面９ａは、流路部９ｂを覆う蓋部９ｃに形成される。冷媒には、例えば、水又はエチレングリコール液が使用される。筐体６は、図１に示すように、冷却器９を有し、冷却面９ａが設けられた側と同じ側に配置面６ａを有する。本実施の形態では、冷却面９ａと配置面６ａは、同一平面上に設けられる。筐体６は、アルミニウムなどの金属からダイカストにより作製される。蓋部９ｃは、例えば、鍛造アルミ合金である。フィルムコンデンサ５は、バスバー７を介して複数のパワーモジュール２に電気的に接続される。フィルムコンデンサ５は、複数のパワーモジュール２に隣接し、筐体６の配置面６ａに熱的に接続される。複数のパワーモジュール２及びフィルムコンデンサ５は、冷却器９により冷却される。バスバー７は、パワーモジュール２のパワー端子２ｈに、例えば、溶接により接続される。
【0019】
配置面６ａは、基板保持部材４が有した固定ボス４ｂが固定されたボス固定部６ｂを有する。ボス固定部６ｂは、冷却面９ａ、及びフィルムコンデンサ５とバスバー７とを配置面６ａに投影した配置面６ａの投影部分を除いた配置面６ａの部分に設けられている。固定ボス４ｂとボス固定部６ｂとの固定方法は、例えば、ねじ止めである。このように構成することで、基板３を保持した基板保持部材４が、冷却面９ａ、及びフィルムコンデンサ５とバスバー７とを配置面６ａに投影した配置面６ａの投影部分を除いた配置面６ａの部分に固定されるため、並べて配置されたパワーモジュール２の間、流路部９ｂが内側に設けられた冷却面９ａ、及びパワーモジュール２とフィルムコンデンサ５との間にボス固定部６ｂを設ける必要がない。並べて配置されたパワーモジュール２の間、冷却面９ａ、及びパワーモジュール２とフィルムコンデンサ５との間にボス固定部６ｂを設ける必要がないので、電力変換装置１を小型化及び低コスト化することができる。基板３は基板保持部材４に保持されているため、基板３及び基板３に実装された部品の耐振性を確保することができる。
【0020】
また、複数のパワーモジュール２の第二面２ｂに垂直な方向に見て、高さが高い部品であるフィルムコンデンサ５とは重複しない位置に基板３を設置するため、無駄な空間が無くなり、電力変換装置１の高さを低くすることができる。なお、基板保持部材４の固定箇所は、筐体６の配置面６ａに限るものではない。例えば、パワーモジュール２が、半導体チップ１０をケースに収容し、ケースの内部にゲルを充填した構成である場合、ケースの内側であって基板保持部材４の側に、ボス固定部を設けた構成でも構わない。
【0021】
＜パワーモジュール２＞
パワーモジュール２について説明する。図５では、破線により１つの半導体チップ１０を示している。１つのパワーモジュール２が有する半導体チップ１０の個数は１つに限るものではなく、パワーモジュール２は複数の半導体チップ１０を有しても構わない。パワーモジュール２は、直流電力を電力変換して３相交流を出力する。本実施の形態では、図１に示すように、電力変換装置１は、各相に対応した３つのパワーモジュール２を備える。電力変換装置１が備えるパワーモジュール２の個数はこれに限るものではない。パワーモジュール２の個数は２つでもよく、４つ以上であっても構わない。接合部材（図示せず）を介して、パワーモジュール２の第一面２ａが冷却面９ａに熱的に接続される。接合部材は、例えば、半田である。
パワーモジュール２について説明する。図５では、破線により１つの半導体チップ１０を示している。１つのパワーモジュール２が有する半導体チップ１０の個数は１つに限るものではなく、パワーモジュール２は複数の半導体チップ１０を有しても構わない。パワーモジュール２は、直流電力を電力変換して３相交流を出力する。本実施の形態では、図１に示すように、電力変換装置１は、各相に対応した３つのパワーモジュール２を備える。電力変換装置１が備えるパワーモジュール２の個数はこれに限るものではない。パワーモジュール２の個数は２つでもよく、４つ以上であっても構わない。接合部材（図示せず）を介して、パワーモジュール２の第一面２ａが冷却面９ａに熱的に接続される。接合部材は、例えば、半田である。
【0022】
複数のパワーモジュール２の配置は、第三面２ｃに平行な方向であるＸ方向に、パワーモジュール２のそれぞれを同じ向きに並べた配置である。このように構成することで、複数のパワーモジュール２が同じ方向に整列して配置されるため、電力変換装置１を小型化することができる。なお、さらに複数のパワーモジュール２を設ける場合、パワーモジュール２を２列に整列させて配置しても構わない。
【0023】
モジュール端子２ｇ及びパワー端子２ｈは、例えば、電気抵抗率が小さく導電性に優れた銅から作製される。モジュール端子２ｇは、パワーモジュール２の駆動に係わる端子である。パワー端子２ｈは、パワーモジュール２の入出力に係わる端子である。例えば、一方のパワー端子２ｈは直流電源に接続され、他方のパワー端子２ｈは負荷であるモータに接続される。本実施の形態では、一方のパワー端子２ｈは、バスバー７を介してフィルムコンデンサ５に接続され、フィルムコンデンサ５を介して直流電源（図示せず）に接続される。フィルムコンデンサ５は、パワーモジュール２に入力される電力を平滑化する。
【0024】
パワーモジュール２は、トランスファーモールドにより成形されている。そのため、半導体チップ１０は、モールド樹脂により覆われている。このように構成することで、半導体チップ１０を外部から容易に保護することができる。また、トランスファーモールドにより成形されたパワーモジュール２において基板３を保持することは困難であるが、本願では、基板３を保持する基板保持部材４を設けたため、パワーモジュール２において基板３を保持しなくても基板３の耐振性を向上させることができる。なお、パワーモジュール２は、トランスファーモールドにより成形した構成に限るものではなく、半導体チップ１０をケースに収容し、ケースの内部にゲルを充填した構成でも構わない。ゲルにより半導体チップ１０を封止した構成であっても基板３の耐振性を向上させることができる。
【0025】
＜基板保持部材４＞
基板保持部材４における、基板３を保持する構成について、図４を用いて説明する。基板保持部材４は、基板３と機械的に接続された接続端子４ｃを有する。接続端子４ｃは、基板保持部材４に埋設された埋設部４ｃ１、及び基板３の方向に延出し、基板３に接続された延出部４ｃ２を有する。基板３は、接続端子４ｃにより基板保持部材４に保持されている。接続端子４ｃは、例えば、金属により作製される。本実施の形態では、制御回路用基板３ａ及び駆動回路用基板３ｂの双方が、複数の接続端子４ｃに接続されて、基板保持部材４に保持されている。また本実施の形態では、接続端子４ｃはＵ字状に形成され、Ｕ字の底部が埋設部４ｃ１であり、接続端子４ｃの一端と他端に延出部４ｃ２が形成される。制御回路用基板３ａは、複数のパワーモジュール２の第二面２ｂに垂直な方向に見て、制御回路用基板３ａが基板保持部材４に重複した部分で接続端子４ｃの一端に接続されている。駆動回路用基板３ｂは、複数のパワーモジュール２の第二面２ｂに垂直な方向に見て、駆動回路用基板３ｂが基板保持部材４に重複した部分で接続端子４ｃの他端に接続されている。基板３と接続端子４ｃとは、例えば、半田により接続される。接続端子４ｃは、例えば、基板保持部材４を樹脂により成形する際に、基板保持部材４に設けられる。
基板保持部材４における、基板３を保持する構成について、図４を用いて説明する。基板保持部材４は、基板３と機械的に接続された接続端子４ｃを有する。接続端子４ｃは、基板保持部材４に埋設された埋設部４ｃ１、及び基板３の方向に延出し、基板３に接続された延出部４ｃ２を有する。基板３は、接続端子４ｃにより基板保持部材４に保持されている。接続端子４ｃは、例えば、金属により作製される。本実施の形態では、制御回路用基板３ａ及び駆動回路用基板３ｂの双方が、複数の接続端子４ｃに接続されて、基板保持部材４に保持されている。また本実施の形態では、接続端子４ｃはＵ字状に形成され、Ｕ字の底部が埋設部４ｃ１であり、接続端子４ｃの一端と他端に延出部４ｃ２が形成される。制御回路用基板３ａは、複数のパワーモジュール２の第二面２ｂに垂直な方向に見て、制御回路用基板３ａが基板保持部材４に重複した部分で接続端子４ｃの一端に接続されている。駆動回路用基板３ｂは、複数のパワーモジュール２の第二面２ｂに垂直な方向に見て、駆動回路用基板３ｂが基板保持部材４に重複した部分で接続端子４ｃの他端に接続されている。基板３と接続端子４ｃとは、例えば、半田により接続される。接続端子４ｃは、例えば、基板保持部材４を樹脂により成形する際に、基板保持部材４に設けられる。
【0026】
このように構成することで、ボルトなどの締結部材を用いることなく、基板３を基板保持部材４に固定するための構造部材として接続端子４ｃを用いることができる。ボルトと比較して接続端子４ｃにより基板３を固定する場合、少ない面積での基板３の固定が可能になるので、電力変換装置１を小型化することができる。また、ボルトと比較して接続端子４ｃにより基板３を固定する場合、製造面において、短時間で基板３の固定が可能になるので、製造組立時の組立工数、及び組立設備の投資額の低減が可能になり、電力変換装置１の生産性を向上させることができる。
【0027】
上述した構成の効果についてさらに説明する。基板３の耐振性を向上させるには、基板３の剛性を確保することが望ましい。基板単体で剛性を確保するためには、式（１）で示される、断面２次モーメントを上げることが求められる。具体的には、基板３の長手方向である、Ｘ方向まわりの基板３の断面２次モーメントを上げることが求められる。基板３の長方形断面における断面２次モーメントＩの計算式を式（１）に示す。
Ｉ＝ｂ×ｈ3／１２ ・・・（１）
式（１）において、長方形の幅をｂ、高さをｈとする。長方形断面を有した構造において、幅ｂ、高さｈを大きくすることで断面２次モーメントを上げることができる。断面２次モーメントを上げる方策の１つとして、基板３の厚みを厚くする方法が考えられるが、基板３の厚みを一般に流通していない厚みにしてしまうと、基板３のコストが上がる要因となる。
Ｉ＝ｂ×ｈ3／１２ ・・・（１）
式（１）において、長方形の幅をｂ、高さをｈとする。長方形断面を有した構造において、幅ｂ、高さｈを大きくすることで断面２次モーメントを上げることができる。断面２次モーメントを上げる方策の１つとして、基板３の厚みを厚くする方法が考えられるが、基板３の厚みを一般に流通していない厚みにしてしまうと、基板３のコストが上がる要因となる。
【0028】
また、基板３の剛性を確保するためには、基板３の撓みを抑制することが求められる。基板３の中心部の撓みδの計算式を式（２）に示す。
δ＝ｗ×ｌ4／（３８４×Ｅ×Ｉ） ・・・（２）
式（２）において、等分布荷重（基板３の自重）をｗ、梁の長さ（基板３の長手方向の部分の長さ）をｌ、ヤング率をＥ、断面２次モーメントをＩとする。
δ＝ｗ×ｌ4／（３８４×Ｅ×Ｉ） ・・・（２）
式（２）において、等分布荷重（基板３の自重）をｗ、梁の長さ（基板３の長手方向の部分の長さ）をｌ、ヤング率をＥ、断面２次モーメントをＩとする。
【0029】
梁の長さｌは基板３に搭載される電気部品の大きさ及び回路の大きさに依存するため、梁の長さｌを減少させることは困難である。断面２次モーメントＩは、上述したように増加させることが困難である。そのため、式（２）における梁の長さｌ、及び断面２次モーメントＩは、本願の構成では制限されている。
【0030】
基板３の厚みを厚くする方法以外に、基板３を多くの箇所でボルトにより基板保持部材４に固定し、基板３と基板保持部材４とを１つの剛性部材とすることで、断面２次モーメントを上げる方法が考えられる。しかしながら、ボルトによる固定部の数を増やすと、電力変換装置１の大型化、製造組立時の組立工数の増加、及び組立設備の投資額の増加に繋がる。
【0031】
本願の構成では、樹脂で成形した基板保持部材４に接続端子４ｃを設け、接続端子４ｃにより基板３を固定しているため、構造部材である接続端子４ｃにより基板３の撓みを抑制することができる。本実施の形態では、基板保持部材４は複数の接続端子４ｃを有し、複数の接続端子４ｃは基板３の長手方向に並べられているため、さらに基板３の撓みを抑制することができる。基板３の撓みが抑制されるため、基板３及び基板３に実装されている部品の耐振性を向上させることができる。
【0032】
本実施の形態では、接続端子４ｃの部分が、電気回路用配線である。接続端子４ｃは、例えば、電気伝導性に優れた銅により作製される。接続端子４ｃと基板３とを、例えば半田により接続し、接続端子４ｃを電力変換装置１の電気回路の配線として利用する。接続端子４ｃが電気回路の配線として利用できるため、基板３上の配線パターンが削減されるので、電力変換装置１を小型化することができる。
【0033】
本実施の形態では、電力変換装置１は複数の基板３を有し、接続端子４ｃは、複数の基板３に機械的に接続され、接続端子４ｃの部分が、電気回路用配線である。電力変換装置１がインバータである場合、インバータに用いる基板は、大きく分けて、制御回路部と駆動回路部の２つの機能に分けられる。制御回路用の基板と駆動回路用の基板のそれぞれを準備し、それぞれの基板をコネクタとハーネスで接続する場合、コネクタとハーネスの費用が追加されることになる。コネクタとハーネスの費用を削減するために、制御回路用の基板と駆動回路用の基板に分けずに１枚の基板に制御回路部と駆動回路部とを設けることはできる。制御回路部と駆動回路部とを１枚の基板に設けた場合、基板の大きさが大きくなるため、高さが高い電気部品（例えばフィルムコンデンサ５）と基板とが干渉しないように、部品高さの高い部品の上に、基板を配置することになる。その場合、部品高さの低い部品（例えばパワーモジュール２）と基板との間に無駄な空間ができてしまう。
【0034】
本実施の形態では、電力変換装置１は、複数の基板３として、制御回路用基板３ａ及び駆動回路用基板３ｂを有する。複数の基板３の枚数は２枚に限るものではない。制御回路用基板３ａ及び駆動回路用基板３ｂの双方は、基板保持部材４に設けた接続端子４ｃにより機械的かつ電気的に接続されているため、高さが高い電気部品の上には基板を設置せず、高さが高い電気部品の周囲における高さが低い電気部品のエリアに制御回路用基板３ａ及び駆動回路用基板３ｂの双方を配置することができる。高さが高い電気部品の周囲に制御回路用基板３ａ及び駆動回路用基板３ｂの双方を設置するため、高さが高い電気部品の周囲の無駄な空間を無くすことができるので、電力変換装置１を小型化することができる。また、双方の基板を接続する基板接続用のコネクタとハーネスが不要になるため、電力変換装置１を小型化及び低コスト化することができる。
【0035】
本実施の形態では、複数のパワーモジュール２の第二面２ｂに垂直な方向に見て、複数の基板３の少なくとも一部が重複して配置されている。図１に示すように、電力変換装置１は、複数の基板３として、制御回路用基板３ａ及び駆動回路用基板３ｂを有する。制御回路用基板３ａと駆動回路用基板３ｂとは、接続端子４ｃに接続される制御回路用基板３ａの部分を除いて重複している。制御回路用基板３ａと駆動回路用基板３ｂとが重複する領域はこれに限るものではない。
【0036】
このように構成することで、複数のパワーモジュール２の第二面２ｂに垂直な方向に見て、電力変換装置１における基板３の占有する面積を縮小することができるので、電力変換装置１を小型化することができる。なお本願では、電力変換装置１が複数の基板３を備えた例を示したが、電力変換装置１の大型化が抑制されるのであれば、基板３は１枚であっても構わない。また、本願では、電力変換装置１が複数の基板３を備え、複数の基板３が重複して配置された例を示したが、電力変換装置１の大型化が抑制されるのであれば、複数の基板３は、複数のパワーモジュール２の第二面２ｂに垂直な方向に見て、重複せずに並べて配置しても構わない。
【0037】
本実施の形態では、重複した複数の基板３の間の部分に、追加の基板保持部材１１が設けられ、追加の基板保持部材１１は、少なくとも一つの基板３を保持している。電力変換装置１が複数の基板３を有した場合、図１に示すように、電力変換装置１は重複して設けた制御回路用基板３ａと駆動回路用基板３ｂとの間に追加の基板保持部材１１を設けても構わない。追加の基板保持部材１１は、絶縁性を有した樹脂部材により作製される。追加の基板保持部材１１は、基板固定部１１ａを有し、制御回路用基板３ａの固定部３ｈが基板固定部１１ａに固定される。また本実施の形態では、基板保持部材４は、基板固定部４ｅを有し、駆動回路用基板３ｂの固定部３ｈが基板固定部４ｅに固定される。これらの部分は一括して固定してもよく、固定方法は、例えば、ねじ止めである。
【0038】
このように構成することで、制御回路用基板３ａと駆動回路用基板３ｂとの間に絶縁性を有した追加の基板保持部材１１が設けられるので、制御回路用基板３ａと駆動回路用基板３ｂとの間の絶縁性を向上させることができる。制御回路用基板３ａは、接続端子４ｃに加えて、追加の基板保持部材１１の基板固定部１１ａで保持されるので、制御回路用基板３ａ及び制御回路用基板３ａに実装されている部品の耐振性をさらに向上させることができる。なお本実施の形態では、追加の基板保持部材１１は固定ボス１１ｃを有し、固定ボス１１ｃは、駆動回路用基板３ｂが有した固定補助部３ｉを介して、固定ボス４ｂと共にボス固定部６ｂに固定される。固定方法は、例えば、ねじ止めである。
【0039】
本実施の形態では、電力変換装置１は、ＡＣバスバー８ａを有し、ＡＣバスバー８ａを介して複数のパワーモジュール２に電気的に接続されたＡＣターミナル８を備える。ＡＣターミナル８は、複数のパワーモジュール２のフィルムコンデンサ５の側とは反対側の配置面６ａに配置される。ＡＣバスバー８ａは、パワーモジュール２のパワー端子２ｈに、例えば、溶接により接続される。ＡＣバスバー８ａのパワー端子２ｈの側とは反対側の端部は、例えば、モータ（図示せず）に接続される。基板３である駆動回路用基板３ｂと、バスバー７及びＡＣバスバー８ａとの間の少なくとも一部に、図４に示すように、基板保持部材４が設けられている。バスバー７及びＡＣバスバー８ａは、高電圧になる部材である。
【0040】
このように構成することで、高電圧になる、バスバー７及びＡＣバスバー８ａの部分と駆動回路用基板３ｂとの間に、絶縁性を有した基板保持部材４が設けられるので、バスバー７及びＡＣバスバー８ａの部分と駆動回路用基板３ｂとの間の絶縁を基板保持部材４により確保することができる。バスバー７及びＡＣバスバー８ａの部分と駆動回路用基板３ｂとの間の絶縁が確保されるので、バスバー７及びＡＣバスバー８ａの部分と駆動回路用基板３ｂとの間の距離を短縮することができる。バスバー７及びＡＣバスバー８ａの部分と駆動回路用基板３ｂとの間の距離が短縮できるので、電力変換装置１を小型化することができる。
【0041】
実装部品であり、パワーモジュール２と電気的に接続された、トランス、アルミ電解コンデンサ、及びバックアップトランスの少なくとも一つが基板３に設けられる。本実施の形態では、図６に示すように、駆動回路用基板３ｂにトランス３ｃ、及びアルミ電解コンデンサ３ｄが設けられる。図７に示すように、制御回路用基板３ａにバックアップトランス３ｅが設けられる。トランス３ｃ及びアルミ電解コンデンサ３ｄは、駆動回路用基板３ｂのパワーモジュール２の側とは反対側に設けられ、バックアップトランス３ｅは、制御回路用基板３ａのパワーモジュール２の側に設けられる。
【0042】
基板保持部材に対向した実装部品の部分と、基板保持部材とが、接着剤３ｆを介して接着されている。本実施の形態では、図３に示すように、追加の基板保持部材１１に対向したトランス３ｃ及びアルミ電解コンデンサ３ｄの部分と、追加の基板保持部材１１とが、接着剤３ｆを介して接着されている。図４に示すように、追加の基板保持部材１１に対向したバックアップトランス３ｅの部分と、追加の基板保持部材１１とが、接着剤３ｆを介して接着されている。
【0043】
このように構成することで、トランス３ｃ、アルミ電解コンデンサ３ｄ、及びバックアップトランス３ｅが基板保持部材である追加の基板保持部材１１に固定されるので、基板３及び基板３に実装される電気部品の耐振性をさらに確保することができる。基板３及び基板３に実装される電気部品の耐振性がさらに確保されるので、耐振性の要求が厳しい、自動車用モータに剛体接続される電力変換装置に本願で開示した電力変換装置１を用いることができる。剛体接続とは、振動吸収材を介さずに２つの部材を機械的に接続することを意味し、２つの部材が接続された部分において撓まない接続である。
【0044】
また本実施の形態では、図３に示すように、トランス３ｃ及びアルミ電解コンデンサ３ｄが対向した追加の基板保持部材１１の部分に凹部１１ｂが設けられ、凹部１１ｂの底部において、トランス３ｃ及びアルミ電解コンデンサ３ｄが接着剤３ｆを介して接着される。図４に示すように、バックアップトランス３ｅが対向した追加の基板保持部材１１の部分に凹部１１ｂが設けられ、凹部１１ｂの底部において、バックアップトランス３ｅが接着剤３ｆを介して接着される。このように構成することで、制御回路用基板３ａと駆動回路用基板３ｂとの間の距離を短くすることができるので、電力変換装置１を小型化することができる。
【0045】
基板保持部材４は、図４に示すように、金属からなるプレート４ｄを内部に有する。プレート４ｄは、例えば、基板保持部材４を樹脂により成形する際に、基板保持部材４に設けられる。基板保持部材４の固定ボス４ｂ及び筐体６は、金属からなり、プレート４ｄと固定ボス４ｂと基板３である駆動回路用基板３ｂのグランドとが電気的に接続されている。筐体６の電位はグランドであり、プレート４ｄと固定ボス４ｂと駆動回路用基板３ｂのグランドとは、筐体６の電位と同一になる。プレート４ｄと固定ボス４ｂと基板３のグランドとは、例えば、接続端子４ｃを利用して電気的に接続される。プレート４ｄと固定ボス４ｂとの接続には、基板保持部材４を樹脂により成形する際に接続配線４ｆを設けて、双方を接続しても構わない。
【0046】
このように構成することで、駆動回路用基板３ｂの駆動回路に接続されたトランス３ｃに必要なグランドパターンを容易に設けることができる。また、プレート４ｄが、パワーモジュール２の半導体チップ１０と駆動回路用基板３ｂとの間に設けられてグランドに接続されているため、半導体チップ１０のスイッチング時に発生されるノイズを遮断する、ノイズシールドとしてプレート４ｄを機能させることができる。プレート４ｄがノイズシールドとして機能するため、ノイズシールドを新たに追加する必要がないので、電力変換装置１の生産性を向上させることができる。また、プレート４ｄは基板保持部材４の樹脂材料と比較してヤング率が高いため、基板保持部材４の剛性を向上させることができる。また、基板保持部材４の剛性が向上するので、基板保持部材４に固定された基板３及び基板３に実装された電気部品の耐振性を向上させることができる。
【0047】
＜電力変換装置１の設置例＞
電力変換装置１は、例えば、車両１２に搭載される機器である。車両１２は、エンジン、トランスミッション、モータ、又はｅ－ａｘｌｅ等の振動発生源１３を有する。筐体６は、図８に示すように、車両１２における振動発生源１３である、エンジン、トランスミッション、モータ、及びｅ－ａｘｌｅの少なくとも一つと剛体接続されている。図８において、筐体６は破線で示した部分である。上述した構成の電力変換装置１であれば、耐振性の要求が厳しい車両１２が有した振動発生源１３に電力変換装置１の筐体６を剛体接続しても、電力変換装置１の耐振性を確保することができる。なお、パワーモジュール２は、トランスファーモールドにより成形された構成でも、ゲルにより封止された構成でも、耐振性の要求が厳しい車両１２が有した振動発生源１３に電力変換装置１の筐体６を剛体接続された状態において、電力変換装置１の耐振性を確保することができる。
電力変換装置１は、例えば、車両１２に搭載される機器である。車両１２は、エンジン、トランスミッション、モータ、又はｅ－ａｘｌｅ等の振動発生源１３を有する。筐体６は、図８に示すように、車両１２における振動発生源１３である、エンジン、トランスミッション、モータ、及びｅ－ａｘｌｅの少なくとも一つと剛体接続されている。図８において、筐体６は破線で示した部分である。上述した構成の電力変換装置１であれば、耐振性の要求が厳しい車両１２が有した振動発生源１３に電力変換装置１の筐体６を剛体接続しても、電力変換装置１の耐振性を確保することができる。なお、パワーモジュール２は、トランスファーモールドにより成形された構成でも、ゲルにより封止された構成でも、耐振性の要求が厳しい車両１２が有した振動発生源１３に電力変換装置１の筐体６を剛体接続された状態において、電力変換装置１の耐振性を確保することができる。
【0048】
以上のように、実施の形態１による電力変換装置１において、半導体チップ１０を有し、並べて配置された、第一面２ａ、第一面２ａとは反対側の第二面２ｂ、及び第一面２ａと第二面２ｂとを取り囲む４つの面を有する直方体状の複数のパワーモジュール２と、複数のパワーモジュール２の第二面２ｂに間隔を空けて配置され、複数のパワーモジュール２のそれぞれが有したモジュール端子２ｇと電気的に接続された基板３と、基板３と複数のパワーモジュール２との間の間隔に配置され、基板３を保持し、絶縁性を有した樹脂部材からなる基板保持部材４とを備え、複数のパワーモジュール２が、第三面２ｃに平行な方向に並べられ、モジュール端子２ｇが、第二面２ｂ、第三面２ｃ、及び第三面２ｃとは反対側の第四面２ｄの少なくとも１つの面から突出した後、基板３の方向に延出し、基板３の方向に延出したモジュール端子２ｇの部分が、基板保持部材４が有した貫通孔４ａを貫通しているため、基板３が基板３と複数のパワーモジュール２との間の間隔に配置された基板保持部材４により保持されるので、基板３及び基板３に実装された部品の耐振性を確保することができる。並べて配置されたパワーモジュール２の間に隙間を設けて基板３を保持する必要がないため、電力変換装置１を小型化及び低コスト化することができる。基板保持部材４が有した貫通孔４ａをモジュール端子２ｇが貫通して基板３に接続されるため、モジュール端子２ｇを短縮できるので、電力変換装置１を小型化及び低コスト化することができる。
【0049】
配置面６ａが、基板保持部材４が有した固定ボス４ｂが固定されたボス固定部６ｂを有し、ボス固定部６ｂが、冷却面９ａ、及びフィルムコンデンサ５とバスバー７とを配置面６ａに投影した配置面６ａの投影部分を除いた配置面６ａの部分に設けられている場合、基板３を保持した基板保持部材４が、冷却面９ａ、及びフィルムコンデンサ５とバスバー７とを配置面６ａに投影した配置面６ａの投影部分を除いた配置面６ａの部分に固定されるため、並べて配置されたパワーモジュール２の間、流路部９ｂが内側に設けられた冷却面９ａ、及びパワーモジュール２とフィルムコンデンサ５との間にボス固定部６ｂを設ける必要がない。並べて配置されたパワーモジュール２の間、冷却面９ａ、及びパワーモジュール２とフィルムコンデンサ５との間にボス固定部６ｂを設ける必要がないので、電力変換装置１を小型化及び低コスト化することができる。基板３は基板保持部材４に保持されているため、基板３及び基板３に実装された部品の耐振性を確保することができる。
【0050】
貫通孔４ａが、複数のパワーモジュール２の側の開口が駆動回路用基板３ｂの側の開口よりも大きい漏斗形状である場合、モジュール端子２ｇをスルーホール３ｇに誘導するための追加のガイド部品が不要になるため、パワーモジュール２と駆動回路用基板３ｂと間の距離を短縮することができる。パワーモジュール２と駆動回路用基板３ｂと間の距離が短縮されるため、パワーモジュール２と駆動回路との間の距離が短縮できるので、パワーモジュール２の制御性を向上させることができる。また、電力変換装置１の高さが低減されるので、電力変換装置１を小型化することができる。
【0051】
基板３が、接続端子４ｃにより基板保持部材４に保持されている場合、ボルトなどの締結部材を用いることなく、基板３を基板保持部材４に固定するための構造部材として接続端子４ｃを用いることができる。ボルトと比較して接続端子４ｃにより基板３を固定する場合、少ない面積での基板３の固定が可能になるので、電力変換装置１を小型化することができる。また、ボルトと比較して接続端子４ｃにより基板３を固定する場合、製造面において、短時間で基板３の固定が可能になるので、製造組立時の組立工数、及び組立設備の投資額の低減が可能になり、電力変換装置１の生産性を向上させることができる。
【0052】
接続端子４ｃの部分が、電気回路用配線である場合、接続端子４ｃが電気回路の配線として利用できるため、基板３上の配線パターンが削減されるので、電力変換装置１を小型化することができる。
【0053】
電力変換装置１が複数の基板３を有し、接続端子４ｃが、複数の基板３に機械的に接続され、接続端子４ｃの部分が、電気回路用配線である場合、高さが高い電気部品の上には基板を設置せず、高さが高い電気部品の周囲における高さが低い電気部品のエリアに複数の基板３を配置することができる。高さが高い電気部品の周囲に複数の基板３を設置するため、高さが高い電気部品の周囲の無駄な空間を無くすことができるので、電力変換装置１を小型化することができる。また、複数の基板３を接続する基板接続用のコネクタとハーネスが不要になるため、電力変換装置１を小型化及び低コスト化することができる。
【0054】
複数のパワーモジュール２の第二面２ｂに垂直な方向に見て、複数の基板３の少なくとも一部が重複して配置されている場合、複数のパワーモジュール２の第二面２ｂに垂直な方向に見て、電力変換装置１における基板３の占有する面積を縮小することができるので、電力変換装置１を小型化することができる。
【0055】
重複した複数の基板３の間の部分に、追加の基板保持部材１１が設けられ、追加の基板保持部材１１が、少なくとも一つの基板３を保持している場合、重複した複数の基板３の間の絶縁性を向上させることができる。少なくとも一つの基板３が、基板保持部材４の接続端子４ｃに加えて、追加の基板保持部材１１で保持されるので、少なくとも一つの基板３及び基板３に実装されている部品の耐振性をさらに向上させることができる。
【0056】
駆動回路用基板３ｂと、バスバー７及びＡＣバスバー８ａとの間の少なくとも一部に、基板保持部材４が設けられている場合、バスバー７及びＡＣバスバー８ａの高電圧の部分と駆動回路用基板３ｂとの間に、絶縁性を有した基板保持部材４が設けられるので、バスバー７及びＡＣバスバー８ａの部分と駆動回路用基板３ｂとの間の絶縁を基板保持部材４により確保することができる。バスバー７及びＡＣバスバー８ａの部分と駆動回路用基板３ｂとの間の絶縁が確保されるので、バスバー７及びＡＣバスバー８ａの部分と駆動回路用基板３ｂとの間の距離を短縮することができる。バスバー７及びＡＣバスバー８ａの部分と駆動回路用基板３ｂとの間の距離が短縮できるので、電力変換装置１を小型化することができる。
【0057】
基板保持部材に対向した実装部品の部分と、基板保持部材とが、接着剤３ｆを介して接着されている場合、実装部品が基板保持部材に固定されるので、基板３及び基板３に実装された実装部品の耐振性をさらに確保することができる。基板３及び基板３に実装された実装部品の耐振性がさらに確保されるので、耐振性の要求が厳しい、自動車用モータに剛体接続される電力変換装置に本願で開示した電力変換装置１を用いることができる。
【0058】
基板保持部材４の固定ボス４ｂ及び筐体６が金属からなり、プレート４ｄと固定ボス４ｂと基板３のグランドとが電気的に接続されている場合、プレート４ｄと固定ボス４ｂと基板３のグランドとが、筐体６の電位であるグランドと同一になるので、基板３の駆動回路に接続されたトランス３ｃに必要なグランドパターンを容易に設けることができる。また、プレート４ｄが、パワーモジュール２の半導体チップ１０と基板３との間に設けられてグランドに接続されているため、半導体チップ１０のスイッチング時に発生されるノイズを遮断する、ノイズシールドとしてプレート４ｄを機能させることができる。プレート４ｄがノイズシールドとして機能するため、ノイズシールドを新たに追加する必要がないので、電力変換装置１の生産性を向上させることができる。また、プレート４ｄは基板保持部材４の樹脂材料と比較してヤング率が高いため、基板保持部材４の剛性を向上させることができる。また、基板保持部材４の剛性が向上するので、基板保持部材４に固定された基板３及び基板３に実装された電気部品の耐振性を向上させることができる。
【0059】
筐体６が、車両１２における振動発生源１３である、エンジン、トランスミッション、モータ、及びｅ－ａｘｌｅの少なくとも一つと剛体接続されている場合、耐振性の要求が厳しい車両１２が有した振動発生源１３に電力変換装置１の筐体６を剛体接続しても、電力変換装置１の耐振性を確保することができる。
【0060】
また本願は、様々な例示的な実施の形態及び実施例が記載されているが、１つ、又は複数の実施の形態に記載された様々な特徴、態様、及び機能は特定の実施の形態の適用に限られるのではなく、単独で、又は様々な組み合わせで実施の形態に適用可能である。
従って、例示されていない無数の変形例が、本願明細書に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも１つの構成要素を変形する場合、追加する場合又は省略する場合、さらには、少なくとも１つの構成要素を抽出し、他の実施の形態の構成要素と組み合わせる場合が含まれるものとする。
従って、例示されていない無数の変形例が、本願明細書に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも１つの構成要素を変形する場合、追加する場合又は省略する場合、さらには、少なくとも１つの構成要素を抽出し、他の実施の形態の構成要素と組み合わせる場合が含まれるものとする。
【0061】
以下、本開示の諸態様を付記としてまとめて記載する。
（付記１）
半導体チップを有し、並べて配置された、第一面、前記第一面とは反対側の第二面、及び前記第一面と前記第二面とを取り囲む４つの面である、第三面、第四面、第五面、第六面を有する直方体状の複数のパワーモジュールと、
前記複数のパワーモジュールの前記第二面に間隔を空けて配置され、前記複数のパワーモジュールのそれぞれが有したモジュール端子と電気的に接続された基板と、
前記基板と前記複数のパワーモジュールとの間の前記間隔に配置され、前記基板を保持し、絶縁性を有した樹脂部材からなる基板保持部材と、を備え、
前記複数のパワーモジュールは、前記第三面に平行な方向に並べられ、
前記モジュール端子は、前記パワーモジュールの前記第二面、前記パワーモジュールの前記第三面、及び前記第三面とは反対側の前記第四面の少なくとも１つの面から突出した後、前記基板の方向に延出し、
前記基板の方向に延出した前記モジュール端子の部分は、前記基板保持部材が有した貫通孔を貫通している電力変換装置。
（付記２）
前記複数のパワーモジュールの前記第一面が熱的に接続された冷却面を有した冷却器と、
前記冷却器を有し、前記冷却面が設けられた側と同じ側に配置面を有した筐体と、
バスバーを介して前記複数のパワーモジュールに電気的に接続され、前記複数のパワーモジュールに隣接し、前記筐体の前記配置面に熱的に接続されたフィルムコンデンサと、を備え、
前記配置面は、前記基板保持部材が有した固定ボスが固定されたボス固定部を有し、
前記ボス固定部は、前記冷却面、及び前記フィルムコンデンサと前記バスバーとを前記配置面に投影した前記配置面の投影部分を除いた前記配置面の部分に設けられている付記１に記載の電力変換装置。
（付記３）
前記貫通孔は、前記複数のパワーモジュールの側の開口が前記基板の側の開口よりも大きい漏斗形状である付記１又は２に記載の電力変換装置。
（付記４）
前記基板保持部材は、前記基板と機械的に接続された接続端子を有し、
前記接続端子は、前記基板保持部材に埋設された埋設部、及び前記基板の方向に延出し、前記基板に接続された延出部を有し、
前記基板は、前記接続端子により前記基板保持部材に保持されている付記１から３のいずれか１項に記載の電力変換装置。
（付記５）
前記接続端子の部分が、電気回路用配線である付記４に記載の電力変換装置。
（付記６）
複数の前記基板を有し、
前記接続端子は、前記複数の基板に機械的に接続され、
前記接続端子の部分が、電気回路用配線である付記４に記載の電力変換装置。
（付記７）
前記複数のパワーモジュールの前記第二面に垂直な方向に見て、前記複数の基板の少なくとも一部が重複して配置されている付記６に記載の電力変換装置。
（付記８）
重複した前記複数の基板の間の部分に、追加の基板保持部材が設けられ、
前記追加の基板保持部材は、少なくとも一つの前記基板を保持している付記７に記載の電力変換装置。
（付記９）
ＡＣバスバーを有し、前記ＡＣバスバーを介して前記複数のパワーモジュールに電気的に接続されたＡＣターミナルを備え、
前記基板と、前記バスバー及び前記ＡＣバスバーとの間の少なくとも一部に、前記基板保持部材が設けられている付記２から８のいずれか１項に記載の電力変換装置。
（付記１０）
実装部品であり、前記パワーモジュールと電気的に接続された、トランス、アルミ電解コンデンサ、及びバックアップトランスの少なくとも一つが前記基板に設けられ、
前記基板保持部材に対向した前記実装部品の部分と、前記基板保持部材とが、接着剤を介して接着されている付記１から９のいずれか１項に記載の電力変換装置。
（付記１１）
前記基板保持部材は、金属からなるプレートを内部に有し、
前記基板保持部材の前記固定ボス及び前記筐体は、金属からなり、
前記プレートと前記固定ボスと前記基板のグランドとが電気的に接続されている付記２から１０のいずれか１項に記載の電力変換装置。
（付記１２）
前記筐体は、車両における振動発生源である、エンジン、トランスミッション、モータ、及びｅ－ａｘｌｅの少なくとも一つと剛体接続されている付記２、９、１１のいずれか１項に記載の電力変換装置。
（付記１）
半導体チップを有し、並べて配置された、第一面、前記第一面とは反対側の第二面、及び前記第一面と前記第二面とを取り囲む４つの面である、第三面、第四面、第五面、第六面を有する直方体状の複数のパワーモジュールと、
前記複数のパワーモジュールの前記第二面に間隔を空けて配置され、前記複数のパワーモジュールのそれぞれが有したモジュール端子と電気的に接続された基板と、
前記基板と前記複数のパワーモジュールとの間の前記間隔に配置され、前記基板を保持し、絶縁性を有した樹脂部材からなる基板保持部材と、を備え、
前記複数のパワーモジュールは、前記第三面に平行な方向に並べられ、
前記モジュール端子は、前記パワーモジュールの前記第二面、前記パワーモジュールの前記第三面、及び前記第三面とは反対側の前記第四面の少なくとも１つの面から突出した後、前記基板の方向に延出し、
前記基板の方向に延出した前記モジュール端子の部分は、前記基板保持部材が有した貫通孔を貫通している電力変換装置。
（付記２）
前記複数のパワーモジュールの前記第一面が熱的に接続された冷却面を有した冷却器と、
前記冷却器を有し、前記冷却面が設けられた側と同じ側に配置面を有した筐体と、
バスバーを介して前記複数のパワーモジュールに電気的に接続され、前記複数のパワーモジュールに隣接し、前記筐体の前記配置面に熱的に接続されたフィルムコンデンサと、を備え、
前記配置面は、前記基板保持部材が有した固定ボスが固定されたボス固定部を有し、
前記ボス固定部は、前記冷却面、及び前記フィルムコンデンサと前記バスバーとを前記配置面に投影した前記配置面の投影部分を除いた前記配置面の部分に設けられている付記１に記載の電力変換装置。
（付記３）
前記貫通孔は、前記複数のパワーモジュールの側の開口が前記基板の側の開口よりも大きい漏斗形状である付記１又は２に記載の電力変換装置。
（付記４）
前記基板保持部材は、前記基板と機械的に接続された接続端子を有し、
前記接続端子は、前記基板保持部材に埋設された埋設部、及び前記基板の方向に延出し、前記基板に接続された延出部を有し、
前記基板は、前記接続端子により前記基板保持部材に保持されている付記１から３のいずれか１項に記載の電力変換装置。
（付記５）
前記接続端子の部分が、電気回路用配線である付記４に記載の電力変換装置。
（付記６）
複数の前記基板を有し、
前記接続端子は、前記複数の基板に機械的に接続され、
前記接続端子の部分が、電気回路用配線である付記４に記載の電力変換装置。
（付記７）
前記複数のパワーモジュールの前記第二面に垂直な方向に見て、前記複数の基板の少なくとも一部が重複して配置されている付記６に記載の電力変換装置。
（付記８）
重複した前記複数の基板の間の部分に、追加の基板保持部材が設けられ、
前記追加の基板保持部材は、少なくとも一つの前記基板を保持している付記７に記載の電力変換装置。
（付記９）
ＡＣバスバーを有し、前記ＡＣバスバーを介して前記複数のパワーモジュールに電気的に接続されたＡＣターミナルを備え、
前記基板と、前記バスバー及び前記ＡＣバスバーとの間の少なくとも一部に、前記基板保持部材が設けられている付記２から８のいずれか１項に記載の電力変換装置。
（付記１０）
実装部品であり、前記パワーモジュールと電気的に接続された、トランス、アルミ電解コンデンサ、及びバックアップトランスの少なくとも一つが前記基板に設けられ、
前記基板保持部材に対向した前記実装部品の部分と、前記基板保持部材とが、接着剤を介して接着されている付記１から９のいずれか１項に記載の電力変換装置。
（付記１１）
前記基板保持部材は、金属からなるプレートを内部に有し、
前記基板保持部材の前記固定ボス及び前記筐体は、金属からなり、
前記プレートと前記固定ボスと前記基板のグランドとが電気的に接続されている付記２から１０のいずれか１項に記載の電力変換装置。
（付記１２）
前記筐体は、車両における振動発生源である、エンジン、トランスミッション、モータ、及びｅ－ａｘｌｅの少なくとも一つと剛体接続されている付記２、９、１１のいずれか１項に記載の電力変換装置。
【符号の説明】
【0062】
１ 電力変換装置、２ パワーモジュール、２ａ 第一面、２ｂ 第二面、２ｃ 第三面、２ｄ 第四面、２ｅ 第五面、２ｆ 第六面、２ｇ モジュール端子、２ｈ パワー端子、３ 基板、３ａ 制御回路用基板、３ｂ 駆動回路用基板、３ｃ トランス、３ｄ アルミ電解コンデンサ、３ｅ バックアップトランス、３ｆ 接着剤、３ｇ スルーホール、３ｈ 固定部、３ｉ 固定補助部、４ 基板保持部材、４ａ 貫通孔、４ｂ 固定ボス、４ｃ 接続端子、４ｃ１ 埋設部、４ｃ２ 延出部、４ｄ プレート、４ｅ 基板固定部、４ｆ 接続配線、５ フィルムコンデンサ、６ 筐体、６ａ 配置面、６ｂ ボス固定部、７ バスバー、８ ＡＣターミナル、８ａ ＡＣバスバー、９ 冷却器、９ａ 冷却面、９ｂ 流路部、９ｃ 蓋部、１０ 半導体チップ、１１ 追加の基板保持部材、１１ａ 基板固定部、１１ｂ 凹部、１１ｃ 固定ボス、１２ 車両、１３ 振動発生源
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】