电力转换装置的制作方法

1.本发明涉及电力转换装置。


背景技术：

2.公知有包括安装于电路基板的电气部件、对由电气部件产生的热量进行散热的散热器、以及用于容纳电气部件和散热器的箱状的壳体的电力转换装置(例如,参照专利文献1)。另外,公知有包括用于对多个半导体模块进行冷却的冷却器以及设于冷却器之上的支承框架,并且多个半导体模块被支承框架支承的电力转换装置(例如,参照专利文献2)。而且,公知有包括多个半导体模块、用于对多个半导体模块进行冷却的冷却器、以及用于容纳多个半导体模块和冷却器的箱体的电力转换装置(例如,参照专利文献3)。
3.《现有技术文献》
4.《专利文献》
5.专利文献1:日本国特开2018-191388号公报
6.专利文献2:日本国特开2016-15863号公报
7.专利文献3:日本国特开2011-182628号公报


技术实现要素：

8.《本发明要解决的问题》
9.有时终端用户等要求自电力转换装置的壳体露出的连接器的位置变更。但是,伴随连接器的位置变更,若新产生电力转换装置的内部部件的布局变更等的设计变更,则产生起因于新的设计变更的时间、成本的损失等。
10.本发明提供一种电力转换装置,其能够灵活应对伴随连接器的位置变更的设计变更。
11.《用于解决问题的手段》
12.本发明提供一种电力转换装置,包括:
13.电容器；
14.基板,其用于安装用于电力转换的多个开关元件；
15.冷却器,其用于对上述多个开关元件进行冷却；
16.壳体,其用于容纳上述电容器、上述基板以及上述冷却器；
17.电源连接器,其自上述壳体露出；
18.输出连接器,其自上述壳体露出；以及
19.多个配线,其包括:
20.多个电源配线,其与上述电容器、上述多个开关元件、以及上述电源连接器电连接的；以及
21.多个输出配线,其与上述多个开关元件和上述输出连接器电连接,
22.上述多个配线中的至少一者是包括形成于上述基板的导电图案的配线。
23.《发明的效果》
24.根据本发明,提供一种电力转换装置,其能够灵活应对伴随连接器的位置变更的设计变更。
附图说明
25.图1是示出一个实施方式中的电力转换装置的构成例的电路图。
26.图2是示出一个比较方式中的电力转换装置的第一构造例的分解立体图。
27.图3是示出一个比较方式中的电力转换装置的第一构造例的俯视图。
28.图4是示出一个比较方式中的电力转换装置的第二构造例的俯视图。
29.图5是示出一个实施方式中的电力转换装置的第一构造例的分解立体图。
30.图6是示出一个实施方式中的电力转换装置的第一构造例的俯视图。
31.图7是示出一个实施方式中的电力转换装置的第二构造例的俯视图。
32.图8是示出一个实施方式中的电力转换装置的第一变形例的分解立体图。
33.图9是示出开关元件的方式的立体图。
34.图10是示出一个实施方式中的电力转换装置的第二变形例的分解立体图。
35.图11是示出一个实施方式中的电力转换装置的第二变形例的主视图。
36.图12是示出一个实施方式中的电力转换装置的第三变形例的分解立体图。
37.图13是示出一个实施方式中的电力转换装置的第四变形例的主视图。
具体实施方式
38.以下,参照附图对本发明的实施方式进行说明。需要说明的是,对于平行、直角、正交、水平、垂直、上下、左右等的方向,可以允许不损害本发明的效果程度的偏差。另外,x轴方向、y轴方向、z轴方向分别表示与x轴平行的方向、与y轴平行的方向、与z轴平行的方向。x轴方向、y轴方向以及z轴方向彼此正交。xy平面、yz平面、zx平面分别表示与x轴方向和y轴方向平行的假想平面、与y轴方向和z轴方向平行的假想平面、以及与z轴方向和x轴方向平行的假想平面。另外,在各图中示出的各部分的形状为一个例子,本发明不限于该一个例子。
39.图1是示出一个实施方式中的电力转换装置的构成例的电路图。图1所示电力转换装置101是将自一对电源端子即正极端子8p和负极端子9n供给的直流的输入电力转换为期望的交流的输出电力的逆变器。电力转换装置101用作例如用于对使车辆的车轮旋转的电动机m2进行驱动的逆变器。本发明的电力转换装置的用途不限于此。
40.电力转换装置101包括正极端子8p、负极端子9n、多个输出端子2u、2v、2w、电容器56、电力转换电路20、正极配线83、负极配线93、多个电流传感器28u、28v、28w、控制电路17以及驱动电路18。正极配线83具有第一正极配线80以及第二正极配线57。负极配线93具有第一负极配线90以及第二负极配线58。控制电路17、或者控制电路17和驱动电路18这两者可以设于与电力转换装置101不同的外部装置。
41.正极端子8p以及负极端子9n是通过未图示的直流电源被施加直流的电源电压的外部端子。正极端子8p的电位比负极端子9n的电位高。作为直流电源的具体例子,可以举出电池、转换器、调节器等。
42.多个输出端子2u、2v、2w是用于输入输出三相交流电的外部端子,其与电动机m2连接。
43.电容器56是使施加于正极端子8p和负极端子9n之间的直流的电源电压平滑化的电容元件,作为其具体例子,可以举出电解电容器等。电容器56具有第一电容器电极51和第二电容器电极52。第一电容器电极51是与正极配线83(第一正极配线80以及第二正极配线57)电连接的端子,第二电容器电极52是与负极配线93(第一负极配线90以及第二负极配线58)电连接的端子。
44.电力转换电路20是用于将自正极端子8p以及负极端子9n输入正极配线83以及负极配线93的直流电转换为供给至电动机m2的三相交流电的逆变器电路。
45.电力转换电路20是具有多个开关元件21u、21v、21w、22u、22v、22w的三相桥电路,其通过多个开关元件21u、21v、21w、22u、22v、22w的开关来生成三相交流电。电力转换电路20具有多个开关元件21u、21v、21w、22u、22v、22w以及多个输出配线1u、1v、1w。
46.u相的开关元件21u、22u彼此串联连接,其中间的连接节点连接于与电动机m2的u相线圈连接的u相的输出端子2u。v相的开关元件21v、22v彼此串联连接,其中间的连接节点连接于与电动机m2的v相线圈连接的v相的输出端子2v。w相的开关元件21w、22w彼此串联连接,其中间的连接节点连接于与电动机m2的w相线圈连接的w相的输出端子2w。
47.开关元件21u、21v、21w是分别具有第一主电极23u、23v、23w、第二主电极25u、25v、25w以及第一控制电极14u、14v、14w的半导体元件。第一主电极23u、23v、23w均与第二正极配线57电连接。第二主电极25u、25v、25w分别与对应的输出配线1u、1v、1w电连接,并且经由对应的输出配线1u、1v、1w与对应的输出端子2u、2v、2w电连接。第一控制电极14u、14v、14w均与驱动电路18电连接。
48.开关元件22u、22v、22w是分别具有第三主电极29u、29v、29w、第四主电极24u、24v、24w以及第二控制电极15u、15v、15w的半导体元件。第三主电极29u、29v、29w分别与对应的输出配线1u、1v、1w电连接,并且经由对应的输出配线1u、1v、1w与对应的输出端子2u、2v、2w电连接。第四主电极24u、24v、24w均与第二负极配线58电连接。第二控制电极15u、15v、15w均与驱动电路18电连接。
49.对于各个开关元件21u、21v、21w,二极管在第一主电极和第二主电极之间反向并联连接。对于各个开关元件22u、22v、22w,二极管在第三主电极和第四主电极之间反向并联连接。
50.开关元件21u、21v、21w是具有控制电极(门极)、第一主电极(集电极或漏极)以及第二主电极(发射极或源极)的电压驱动型的半导体元件。开关元件22u、22v、22w是具有控制电极(门极)、第三主电极(集电极或漏极)以及第四主电极(发射极或源极)的电压驱动型的半导体元件。作为开关元件的具体例子,可以举出mosfet(metal oxide semiconductor field effect transistor)、igbt(insulated gate bipolar transistor)等。图1举例示出了开关元件21u、21v、21w、22u、22v、22w为具有门极、集电极以及发射极的igbt的情况。
51.开关元件21u、21v、21w、22u、22v、22w可以是包括si(硅)等的半导体的开关元件,也可以是包括sic(碳化硅)、gan(氮化镓)、ga2o3(氧化镓)、金刚石等的宽带隙半导体的开关元件。通过将宽带隙半导体应用于开关元件,开关元件的损失降低的效果提高。
52.正极配线83以及负极配线93是经由正极端子8p以及负极端子9n而被施加直流的
电源电压的导电性的配线部件,其被供给来自经由正极端子8p以及负极端子9n连接的未图示的直流电源的直流电。
53.正极配线83是与正极端子8p、第一电容器电极51以及第一主电极23u、23v、23w电连接的导电性部件。正极配线83由一个或多个部件形成,在该例子中,其包括第一正极配线80和第二正极配线57。第一正极配线80是在正极端子8p和第一电容器电极51之间电连接的配线部件。第二正极配线57是在第一电容器电极51和第一主电极23u、23v、23w之间电连接的配线部件。
54.负极配线93是与负极端子9n、第二电容器电极52、以及第四主电极24u、24v、24w电连接的导电性部件。负极配线93由一个或多个部件形成,在该例子中,其包括第一负极配线90和第二负极配线58。第一负极配线90是在负极端子9n和第二电容器电极52之间电连接的配线部件。第二负极配线58是在第二电容器电极52和第四主电极24u、24v、24w之间电连接的配线部件。
55.输出配线1u是与输出端子2u、第二主电极25u以及第三主电极29u电连接的导电性的配线部件。输出配线1v是与输出端子2v、第二主电极25v以及第三主电极29v电连接的导电性的配线部件。输出配线1w是与输出端子2w、第二主电极25w以及第三主电极29w电连接的导电性的配线部件。输出配线1u、1v、1w分别由一个或多个部件形成。
56.用于u相的电流传感器28u对流过u相的输出配线1u的u相电流进行检测,并且将表示检测到的u相电流的大小的u相电流检测信号输出至控制电路17。用于v相的电流传感器28v对流过v相的输出配线1v的v相电流进行检测,并且将表示检测到的v相电流的大小的v相电流检测信号输出至控制电路17。用于w相的电流传感器28w对流过w相的输出配线1v的w相电流进行检测,并且将表示检测到的w相电流的大小的w相电流检测信号输出至控制电路17。
57.控制电路17使用u相电流检测信号、v相电流检测信号以及w相电流检测信号中的、至少两个电流检测信号,通过公知的方法生成用于自直流电生成三相交流电的控制信号(例如,脉冲宽度调制信号)。
58.驱动电路18依据自控制电路17供给的控制信号,以生成三相交流电的方式,通过公知的方法生成用于驱动开关元件21u、21v、21w、22u、22v、22w的多个驱动信号。驱动电路18将该多个驱动信号供给至对应的控制电极14u、14v、14w、15u、15v、15w。由此,能够使三相交流电流流过电动机m2。
59.接下来,在进行一个实施方式中的电力转换装置的说明之前,参照图2、3对一个比较方式中的电力转换装置的第一构造例进行说明。图2是示出一个比较方式中的电力转换装置的第一构造例的分解立体图。图3是示出一个比较方式中的电力转换装置的第一构造例的俯视图。为了明确示出形成电力转换装置的外形的壳体6的内部的构造,为了方便,图2省略了壳体6的图示,图3省略了控制基板16的图示。图2、3所示的一个比较方式中的电力转换装置100具有图1所示电路构成。
60.电力转换装置100包括壳体6、电源连接器7、输出连接器2、电容器56、电力转换模块19、控制基板16、第一正极母线80b等的多个母线、电流传感器模块28以及冷却器30。
61.壳体6用于容纳电力转换装置100的各种的内部部件。电源连接器7与未图示的电源线束连接,经由该电源线束与未图示的直流电源连接。输出连接器2与未图示的输出线束
连接,经由该输出线束与电动机m2(参照图1)连接。在该例子中,电源连接器7以及输出连接器2为分开的部件,但是其也可以为一体的部件。
62.电源连接器7自壳体6露出,并且固定于壳体6。电源连接器7具有正极端子8p以及负极端子9n。
63.输出连接器2自壳体6露出,并且固定于壳体6。输出连接器2具有多个输出端子2u、2v、2w。
64.电容器56容纳于壳体6内。电容器56具有在y轴方向彼此分离设置的第一电容器电极51以及第二电容器电极52。
65.电力转换模块19是用于内置开关元件21u、21v、21w、22u、22v、22w的封装部件。
66.控制基板16供驱动电路18以及控制电路17安装。驱动电路18依据自控制电路17供给的控制信号,以生成三相交流电的方式,对电力转换模块19内的开关元件21u、21v、21w、22u、22v、22w进行驱动。
67.第一正极母线80b是用于形成在正极端子8p和第一电容器电极51之间电连接的第一正极配线80(图1)的部件。第一负极母线90b是用于形成在负极端子9n和第二电容器电极52之间电连接的第一负极配线90(图1)的部件。
68.第二正极母线23ub、第三正极母线23vb以及第四正极母线23wb是用于形成在第一电容器电极51和第一主电极23u、23v、23w之间电连接的第二正极配线57的部件。用于形成第二正极配线57的母线的至少一部分被电容器56覆盖。
69.第二负极母线24ub、第三负极母线24vb以及第四负极母线24wb是用于形成在第二电容器电极52和第四主电极24u、24v、24w之间电连接的第二负极配线58的部件。用于形成第二负极配线58的母线的是找一部分被电容器56覆盖。
70.第一u相条27ub以及第二u相条26ub是用于形成将输出端子2u与第二主电极25u和第三主电极29u电连接的输出配线1u(图1)的部件。第一v相条27vb以及第二v相条26vb是用于形成将输出端子2v与第二主电极25v和第三主电极29v电连接的输出配线1v(图1)的部件。第一w相条27wb以及第二w相条26wb是用于形成将输出端子2w与第二主电极25w和第三主电极29w电连接的输出配线1w(图1)的部件。
71.电流传感器模块28是用于内置电流传感器28u、28v、28w的封装部件。
72.冷却器30用于对电力转换模块19进行冷却。冷却器30具有冷却管33、供给管34以及排出管35。冷却管33在y轴方向延伸,其具有供冷却水等的制冷剂流过的一个或多个流路。供给管34是用于将自流入口流入的制冷剂供给冷却管33的部件。排出管35是用于将自冷却管33流出的制冷剂自流出口排出的部件。
73.在电力转换装置100中,由于将电容器56和电力转换模块19以最短距离连接,并且将电力转换模块19的输出侧经由电流传感器模块28与输出连接器2连接,因此各种内部部件如图2、3所示那样排列配置。但是,存在顾客要求输入输出连接器(电源连接器7以及输出连接器2)的位置变更的情况。在该情况下,为了应对输入输出连接器的位置变更,有时需要对部件、母线等的布局、电力转换模块19的端子位置等进行变更。
74.例如,假设存在以下顾客要求:希望将输入输出连接器的位置自面向壳体6的正的x轴方向的侧面(图3)变更为面向壳体6的正的y轴方向的侧面(图4)。在该情况下,除了冷却器30、电力转换模块19、电流传感器模块28以及各母线等的布局变更之外,有时还需要对电
力转换模块19的端子位置进行定制。如此,在一个比较方式中的电力转换装置100中,伴随输入输出连接器的位置变更,会产生起因于新的设计变更的时间、成本的损失等。
75.与此相对,在本发明的一个实施方式中的电力转换装置中,多个配线的至少一部分不通过母线形成,而是通过形成于基板的导电图案形成。由此,对于连接器的位置变更,能够通过形成于基板的导电图案的变更进行应对,从而与通过母线的变更进行应对的方式相比,能够灵活应对伴随连接器的位置变更的设计变更。接下来,对于一个实施方式中的电力转换装置的各构造例进行详细说明。
76.图5是示出一个实施方式中的电力转换装置的第一构造例的分解立体图。图6是示出一个实施方式中的电力转换装置的第一构造例的俯视图。为了明确示出形成电力转换装置的外形的壳体6的内部的构造,为了方便,图5省略了壳体6的图示。图5、6所示一个实施方式中的电力转换装置101具有图1所示电路构成。
77.电力转换装置101包括壳体6、电源连接器7、输出连接器2、电容器56、开关元件21u、21v、21w、22u、22v、22w、基板40、第一正极图案80p等的多个图案、电流传感器电路28p以及冷却器30。
78.壳体6用于容纳电力转换装置101的各种内部部件(在该情况下,电容器56、冷却器30、以及供开关元件21u等安装的基板40)。在该例子中,壳体6为六面体状的盒体,但是也可以为六面体之外的多面体状的盒体。壳体6具有在x轴方向相对的壳体面6a、6b、在y轴方向相对的6c、6d、以及在z轴方向相对的壳体面。壳体6例如具有包括供各种内部部件直接或间接安装的箱体、以及覆盖箱体上的各种内部部件的盖体的构成。
79.电源连接器7与未图示的电源线束连接,并且经由该电源线束与未图示的直流电源连接。输出连接器2与未图示的输出线束连接,并且经由该输出线束与电动机m2(参照图1)连接。在该例子中,电源连接器7以及输出连接器2是分开的部件,但是其可以为一体的部件。
80.电源连接器7是以自壳体面6a突出的方式配置于壳体面6a侧的部件。电源连接器7自壳体6的壳体面6a露出,并且固定于壳体面6a。电源连接器7具有正极端子8p以及负极端子9n。正极端子8p以及负极端子9n自壳体6的壳体面6a露出。
81.输出连接器2是以自壳体面6a突出的方式配置于壳体面6a侧的部件。也就是说,输出连接器2配置于与电源连接器7相同的壳体面6a侧。输出连接器2自壳体6的壳体面6a露出,并且固定于壳体面6a。输出连接器2具有多个输出端子2u、2v、2w。多个输出端子2u、2v、2w自壳体6的壳体面6a露出。
82.电容器56容纳于壳体6内。电容器56具有在y轴方向彼此分离设置的第一电容器电极51和第二电容器电极52。第一电容器电极51是设于电容器56的负的y轴方向一侧的端子,其自电容器56的正的z轴方向的电容器正面56a突出。第二电容器电极52是设于电容器56的正的y轴方向一侧的端子,其自电容器56的正的z轴方向的电容器正面56a突出。
83.开关元件21u、21v、21w在y轴方向排列配置。开关元件22u、22v、22w相对于开关元件21u、21v、21w在x轴方向(在该例子中为正的x轴方向)一侧于y轴方向排列配置。用于电力转换的多个开关元件21u、21v、21w、22u、22v、22w是安装于基板40的下表面46的芯片型的表面安装件。
84.基板40具有与冷却器30的上表面33a相对的下表面46以及与下表面46相反侧的上
表面47。基板40例如供驱动电路18以及控制电路17进行安装。驱动电路18依据自控制电路17供给的控制信号,以生成三相交流电的方式,对开关元件21u、21v、21w、22u、22v、22w进行驱动。
85.第一正极图案80p用于形成在正极端子8p和第一电容器电极51之间电连接的第一正极配线80(图1)。第一正极图案80p是形成于基板40的导电性的电源配线图案。第一负极图案90p用于形成在负极端子9n和第二电容器电极52之间电连接的第一负极配线90(图1)。第一负极图案90p是形成于基板40的导电性的电源配线图案。
86.第二正极图案23up、第三正极图案23vp以及第四正极图案23wp用于形成在第一电容器电极51和第一主电极23u、23v、23w之间电连接的第二正极配线57。第二正极图案23up、第三正极图案23vp以及第四正极图案23wp是形成于基板40的导电性的电源配线图案。
87.第二负极图案24up、第三负极图案24vp以及第四负极图案24wp用于形成在第二电容器电极52和第四主电极24u、24v、24w之间电连接的第二负极配线58。第二负极图案24up、第三负极图案24vp以及第四负极图案24wp是形成于基板40的导电性的电源配线图案。
88.u相图案27up用于形成与输出端子2u、第二主电极25u以及第三主电极29u电连接的输出配线1u(图1)。v相图案27vp用于形成与输出端子2v、第二主电极25v以及第三主电极29v电连接的输出配线1v(图1)。w相图案27wp用于形成与输出端子2w、第二主电极25w以及第三主电极29w电连接的输出配线1w(图1)。u相图案27up、v相图案27vp以及w相图案27wp是形成于基板40的导电性的电源配线图案。
89.电流传感器电路28p用于对流过u相图案27up的u相电流、流过v相图案27vp的w相电流、以及流过w相图案27wp的w相电流进行检测。电流传感器电路28p与控制电路17电连接,其将各相的电流检测信号输出至控制电路17。
90.冷却器30用于对开关元件21u、21v、21w以及开关元件22u、22v、22w进行冷却。冷却器30在y轴方向延伸,并且位于电容器56和输入输出连接器(电源连接器7以及输出连接器2)之间。冷却器30具有冷却管33、供给管34以及排出管35。
91.冷却管33在y轴方向延伸,其仅具有供冷却水等的制冷剂流过的一个或多个流路。供给管34是用于将自流入口流入的制冷剂供给冷却管33的部件。排出管35是用于将自冷却管33流出的制冷剂自流出口排出的部件。
92.冷却管33具有在z轴方向与基板40的下表面46相对的上表面33a。冷却器30的上表面33a与多个开关元件21u、21v、21w、22u、22v、22w(具体而言为与安装面相反侧的背面)接触,从而能够通过与多个开关元件21u、21v、21w、22u、22v、22w进行热交换来高效地进行冷却。
93.如此,电力转换装置101包括多个配线,该多个配线包括与电容器56、多个开关元件、电源连接器7电连接的多个电源配线、以及与多个开关元件、输出连接器2电连接的多个输出配线。并且,该多个配线中的至少一者是包括形成于基板40的导电图案的配线。
94.更具体而言,在电力转换装置101中,在电源连接器7和电容器56之间电连接的多个第一电源配线是包括形成于基板40的导电性的电源配线图案的配线。在该例子中,多个第一电源配线(第一正极配线80以及第一负极配线90)是包括形成于基板40的导电性的电源配线图案(第一正极图案80p以及第一负极图案90p)的配线。由此,对于电源连接器7的位置变更,能够通过第一正极图案80p以及第一负极图案90p的变更来进行应对,因此能够灵
活应对伴随电源连接器7的位置变更的设计变更。例如,对于将电源连接器7的位置自壳体6的正的x轴方向一侧的壳体面6a(图6)变更为壳体6的正的y轴方向一侧的壳体面6c(图7),能够通过第一正极图案80p以及第一负极图案90p的配线布局的变更来灵活应对。需要说明的是,第一正极配线80以及第一负极配线90中的至少一者可以是包括形成于基板40的导电性的电源配线图案的配线。或者,第一正极配线80以及第一负极配线90均可以不是包括形成于基板40的导电性的电源配线图案的配线。
95.另外,在电力转换装置101中,在电容器56和多个开关元件之间电连接的多个第二电源配线是包括形成于基板40的导电性的电源配线图案的配线。在该例子中,多个第二电源配线(第二正极配线57以及第二负极配线58)是包括形成于基板40的导电性的电源配线图案(第二正极图案23up、第三正极图案23vp、第四正极图案23wp、第二负极图案24up、第三负极图案24vp以及第四负极图案24wp)的配线。由此,对于电源连接器7的位置变更,能够通过第二正极图案23up等的变更来进行应对,从而能够灵活应对伴随电源连接器7的位置变更的设计变更。例如,对于将电源连接器7的位置自壳体6的正的x轴方向一侧的壳体面6a(图6)变更为壳体6的正的y轴方向一侧的壳体面6c(图7),能够通过第二正极图案23up等的配线布局的变更来灵活应对。需要说明的是,第二正极配线57以及第二负极配线58的至少一者可以为包括形成于基板40的导电性的电源配线图案的配线。或者,第二正极配线57以及第二负极配线58均可以不是包括形成于基板40的导电性的电源配线图案的配线。
96.另外,在电力转换装置101中,在输出连接器2和多个开关元件之间电连接的多个输出配线是包括形成于基板40的导电性的输出配线图案的配线。在该例子中,多个输出配线(输出配线1u、1v、1w)是包括形成于基板40的导电性的输出配线图案(u相图案27up、v相图案27vp以及w相图案27wp)的配线。由此,对于输出连接器2的位置变更,能够通过u相图案27up、v相图案27vp以及w相图案27wp的变更来进行应对,从而能够灵活应对伴随输出连接器2的位置变更的设计变更。例如,对于将输出连接器2的位置自壳体6的正的x轴方向一侧的壳体面6a(图6)变更为壳体6的正的y轴方向一侧的壳体面6c(图7),能够通过u相图案27up等的配线布局的变更来灵活应对。需要说明的是,输出配线1u、1v、1w中的至少一者可以是包括形成于基板40的导电性的电源配线图案的配线。或者,输出配线1u、1v、1w均可以不是包括形成于基板40的导电性的电源配线图案的配线。
97.另外,电流传感器电路28p是安装于基板40的电流传感器,其用于对流过u相图案27up、v相图案27vp以及w相图案27wp的电流进行检测。通过采用这样的电流传感器电路28p,能够灵活应对伴随输出连接器2的位置变更的设计变更。
98.另外,电容器56具有设于与基板40的下表面46相对的上表面(在该例子中为电容器正面56a)的多个电容器电极(第一电容器电极51以及第二电容器电极52)。第一电容器电极51与多个第二电源配线的电源配线图案(在该例子中为第二正极图案23up、第三正极图案23vp以及第四正极图案23wp)电连接。第二电容器电极52与多个第二电源配线的电源配线图案(在该例子中为第二负极图案24up、第三负极图案24vp以及第四负极图案24wp)电连接。如此,由于多个电容器电极与多个第二电源配线的电源配线图案电连接,因此能够灵活应对伴随电源连接器7的位置变更的设计变更。
99.另外,基板40具有与冷却器30的上表面33a相对的下表面46,多个开关元件21u等安装于下表面46。由此,能够容易变更下表面46中的多个开关元件21u等的各自的配置位
置,从而能够灵活应对伴随电源连接器7或输出连接器2的位置变更的设计变更。
100.另外,用于驱动多个开关元件21u等的驱动电路18可以安装于供多个开关元件21u等进行安装的共用的基板40,也可以安装于其他的基板。通过驱动电路18安装于与多个开关元件21u等共用的基板40,与安装于其他的基板的方式相比,能够使电力转换装置101小型化。
101.另外,用于向驱动电路18供给控制信号的控制电路17可以安装于供多个开关元件21u等进行安装的共用的基板40,也可以安装于其他的基板。通过控制电路17安装于与多个开关元件21u等共用的基板40安装,与安装于其他的基板的方式相比,能够使电力转换装置101小型化。
102.图8是示出一个实施方式中的电力转换装置的第一变形例的分解立体图。图8所示电力转换装置101a是上述电力转换装置101的第一变形例。需要说明的是,图8省略了形成于基板40的导电图案的图示。
103.冷却器30的上表面33a具有供多个开关元件21u、21v、21w、22u、22v、22w分别插入的凹部33aa。通过在多个开关元件21u等分别插入凹部33aa的状态下,基板40相对于冷却器30被固定,从而能够将多个开关元件21u等自其周围进行高效冷却。凹部33aa可以为孔,也可以为槽。在图5的构成中,开关元件的冷却方式为在与冷却器30接触的单面之间进行热交换的单面冷却。与此相对,在图8的构成中,由于将开关元件插入冷却器30,因此开关元件的冷却方式为在与至少两个面之间进行热交换的双面冷却。因此,与图5的构成相比,图8的构成中,冷却效率提高。
104.图8所示多个开关元件21u等是以z轴方向为长度方向的通孔安装件,其各自通过焊接等在形成于基板40的多个通孔48中电接合。如图9所示,多个开关元件21u等可以为以z轴方向为长度方向的表面安装件。
105.图10是示出一个实施方式中的电力转换装置的第二变形例的分解立体图。图11是示出一个实施方式中的电力转换装置的第二变形例的主视图。图10、11所示电力转换装置101b是上述电力转换装置101的第二变形例。需要说明的是,图10省略了形成于基板40的第二正极图案23up等的图示。另外,虽然图10示出了电源连接器7以及输出连接器2为一体的部件的方式,但是其也可以为分开的部件。
106.连接器10是电源连接器7以及输出连接器2一体化的部件,其安装于基板40的下表面46侧。连接器10具有用于与形成于基板40的多个配线的导电图案电连接的多个端子。连接器10具有正极端子8p、负极端子9n以及输出端子2u、2v、2w,并且具有多个连接端子10p、10n、10u、10v、10w。多个连接端子10p、10n、10u、10v、10w分别是与正极端子8p、负极端子9n以及输出端子2u、2v、2w电连接的电极,其设于连接器10的面向正的z轴方向的连接器面10a。
107.连接器10与基板40通过第一固定部件彼此固定,在该例子中,通过多个螺杆等的紧固部件44彼此紧固连接。多个连接端子10p、10n、10u、10v、10w通过紧固部件44等的导电性的第一固定部件与多个配线的导电图案电连接。由此,能够将导电性的第一固定部件兼用于机械连接和电连接。多个连接端子10p、10n、10u、10v、10w分别与第一正极图案80p、第一负极图案90p、u相图案27up、v相图案27vp以及w相图案27wp电连接。
108.例如,外螺纹的紧固部件44插入分别形成于多个连接端子10p、10n、10u、10v、10w
的多个内螺纹孔、以及形成于基板40的多个基板贯通孔。由此,连接器10和基板40被紧固连接,并且,多个连接端子10p、10n、10u、10v、10w分别与第一正极图案80p、第一负极图案90p、u相图案27up、v相图案27vp以及w相图案27wp电连接。需要说明的是,多个连接端子10p、10n、10u、10v、10w可以电连接于在基板40的下表面46形成的未图示的多个焊盘。
109.基板40和电容器56通过第二固定部件彼此固定,在该例子中,其通过多个螺杆等的紧固部件43彼此紧固连接。第一电容器电极51以及第二电容器电极52通过紧固部件43等的导电性的第二固定部件与多个第二电源配线的电源配线图案电连接。由此,能够将导电性的第二固定部件兼用于机械连接和电连接。第一电容器电极51与形成于基板40的第一基板电极41电连接,第二电容器电极52与形成于基板40的第二基板电极42电连接。第一基板电极41与用于形成第二正极配线57的导电性的电源配线图案电连接,第二基板电极42与用于形成第二负极配线58的导电性的电源配线图案电连接。
110.例如,外螺纹的紧固部件43插入形成于第一电容器电极51的内螺纹孔以及形成于第一基板电极41的基板贯通孔。由此,基板40和电容器56紧固连接,第一电容器电极51与第一基板电极41电连接。同样,外螺纹的紧固部件43插入形成于第二电容器电极52的内螺纹孔以及形成于第二基板电极42的基板贯通孔。由此,基板40与电容器56紧固连接,第二电容器电极52与第二基板电极42电连接。需要说明的是,第一电容器电极51以及第二电容器电极52可以电连接于在基板40的下表面46形成的未图示的多个焊盘。
111.另外,虽然未图示,但是第一正极图案80p和第一负极图案90p可以与第二正极配线57和第二负极配线58相同地,通过第二固定部件与和第一电容器电极51以及第二电容器电极52相同地设于电容器56的多个电极电连接。由此,能够将导电性的第二固定部件兼用于机械连接和电连接。
112.图12是示出一个实施方式中的电力转换装置的第三变形例的分解立体图。图12所示电力转换装置101c是上述电力转换装置101的第三变形例。第三变形例中的连接器11代替第二变形例中的连接器10的多个连接端子10p、10n、10u、10v、10w而具有多个引线端子11p、11n、11u、11v、11w。
113.多个引线端子11p、11n、11u、11v、11w通过焊锡等的导电性的第一固定部件被固定于形成于基板40的未图示的多个贯通孔中,从而连接器11与基板40彼此固定。
114.图13是示出一个实施方式中的电力转换装置的第四变形例的主视图。图13所示电力转换装置101d是上述电力转换装置101的第四变形例。在第四变形例中,多个连接端子10p、10n、10u、10v、10w通过导电性的多个母线12分别与第一正极图案80p、第一负极图案90p、u相图案27up、v相图案27vp以及w相图案27wp电连接。多个母线12的各自的一端通过多个螺杆等的紧固部件45与多个连接端子10p、10n、10u、10v、10w紧固连接。多个母线12的各自的另一端通过多个螺杆等的导电性的紧固部件44(第一固定部件的一个例子)与第一正极图案80p、第一负极图案90p、u相图案27up、v相图案27vp以及w相图案27wp电连接。
115.以上,虽然通过实施方式对电力转换装置进行了说明,但是本发明不限于上述实施方式。在本发明的范围内,与其他的实施方式的一部分或全部的组合、置换等各种变形以及改良是可能的。
116.例如,本发明的电力转换装置不限于用于生成三相交流的逆变器,也可以是用于生成三相之外的交流的逆变器。
117.另外,本发明的电力转换装置不限于用于将直流转换为交流的逆变器,也可以为用于将直流转换为直流的转换器。作为其具体例子,可以举出对输入电压进行升压输出的升压转换器、对输入电压进行降压输出的降压转换器、以及对输入电压进行升压或降压输出的升降压转换器等。
118.本国际申请要求基于2020年3月5日申请的日本国专利申请第2020-038108号的优先权,并且在本国际申请中引用日本国专利申请第2020-038108号的全部内容。
119.附图标记说明
120.1u、1v、1w 输出配线
121.2 输出连接器
122.2u、2v、2w 输出端子
123.6 壳体
124.7 电源连接器
125.8p 正极端子
126.9n 负极端子
127.10,11 连接器
128.12 母线
129.14u、14v、14w 第一控制电极
130.15u、15v、15w 第二控制电极
131.16 控制基板
132.17 控制电路
133.18 驱动电路
134.19 电力转换模块
135.20 电力转换电路
136.21u、21v、21w、22u、22v、22w 开关元件
137.23u、23v、23w 第一主电极
138.23up 第二正极图案
139.23vp 第三正极图案
140.23wp 第四正极图案
141.24u、24v、24w 第四主电极
142.24up 第二负极图案
143.24vp 第三负极图案
144.24wp 第四负极图案
145.25u、25v、25w 第二主电极
146.27up u相图案
147.27vp v相图案
148.27wp w相图案
149.28 电流传感器模块
150.28p 电流传感器电路
151.28u、28v、28w 电流传感器
152.29u、29v、29w 第三主电极
153.30 冷却器
154.33a 上表面
155.33aa 凹部
156.40 基板
157.46 下表面
158.48 通孔
159.51 第一电容器电极
160.52 第二电容器电极
161.56 电容器
162.56a 电容器正面
163.57 第二正极配线
164.58 第二负极配线
165.80 第一正极配线
166.80p 第一正极图案
167.83 正极配线
168.90 第一负极配线
169.90p 第一负极图案
170.93 负极配线
171.100、101、101a、101b、101c、101d 电力转换装置