CN209435132U - 电力转换装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种电力转换装置，既能确保必要的绝缘距离，又能使电力转换装置整体的尺寸小型化。电力转换装置包括：开关元件，在其中一面配置有第1电极与输入驱动信号的第2电极；第1基板，包括与所述第1电极相向的第1导电层、第1电绝缘层、及隔着所述第1电绝缘层而配置在所述第1导电层的相反侧的第2导电层；以及连接线，连接所述第2电极与驱动信号输入部，所述开关元件的所述第1电极电连接于所述第1基板的所述第1导电层，所述第1导电层中的所述驱动信号输入部侧的端部相较于所述第2导电层中的所述驱动信号输入部侧的端部而位于远离所述驱动信号输入部的一侧。

Description

电力转换装置

技术领域

本实用新型涉及一种电力转换装置。

背景技术

以往，已知有一种包含混合动力电源控制单元(hybrid power control unit)的混合动力车辆(例如参照专利文献1)。所述混合动力电源控制单元包括：电源模块，内部配置有在动作中产生热的芯片(chip)；以及冷却器，对来自电源模块的热进行冷却。在所述混合动力电源控制单元中，设有将芯片与电源模块予以接合的芯片焊接界面材料，形成内部焊料层。更低温的焊接界面材料将电力模块及冷却器予以粘合而形成外部焊料层。

[现有技术文献]

[专利文献]

专利文献1：美国专利申请公开第2017/0096066号说明书

实用新型内容

[实用新型所要解决的问题]

然而，所述混合动力车辆中，并未充分致力于应如何构成对开关元件的其中一面的第1电极电连接的构件、和与开关元件的其中一面的输入驱动信号的第2电极相连接的连接线，以既能确保必要的绝缘距离，又能使电源模块整体小型化。因而，所述混合动力车辆中，电源模块整体尚未充分小型化。

鉴于所述问题，本实用新型的目的在于提供一种电力转换装置，既能确保必要的绝缘距离，又能使电力转换装置的尺寸小型化。

[解决问题的技术手段]

(1)本实用新型的一实施例的电力转换装置包括：开关元件，在其中一面配置有第1电极与输入驱动信号的第2电极；第1基板，包括与所述第1电极相向的第1导电层、第1电绝缘层、及隔着所述第1电绝缘层而配置在所述第1导电层的相反侧的第2导电层；以及连接线，连接所述第2电极与驱动信号输入部，所述开关元件的所述第1电极电连接于所述第1基板的所述第1导电层，所述第1导电层中的所述驱动信号输入部侧的端部相较于所述第2导电层中的所述驱动信号输入部侧的端部而位于远离所述驱动信号输入部的一侧。

(2)所述(1)所述的电力转换装置中，也可为，在所述开关元件的另一面，配置有第3电极，所述电力转换装置还包括第2基板，所述第2基板包括与所述第3电极相向的第3导电层、第2电绝缘层、及隔着所述第2电绝缘层而配置在所述第3导电层的相反侧的第4导电层，所述第3电极电连接于所述第3导电层，所述第3导电层中的所述驱动信号输入部侧的端部相较于所述第4导电层中的所述驱动信号输入部侧的端部而位于远离所述驱动信号输入部的一侧。

(3)所述(2)所述的电力转换装置中，也可为，所述第1导电层中的所述驱动信号输入部侧的端部相较于所述第3导电层中的所述驱动信号输入部侧的端部而位于远离所述驱动信号输入部的一侧。

(4)所述(1)至(3)中任一项所述的电力转换装置也可还包括：间隔部(spacer)，具有电连接于所述第1导电层的其中一面、及电连接于所述第1电极的另一面，所述第1导电层的所述端部以所述第1导电层的厚度量以上，相较于所述间隔部中的所述驱动信号输入部侧的端部而位于所述驱动信号输入部侧。

[实用新型的效果]

所述(1)所述的电力转换装置中，第1基板包括第1导电层、第1电绝缘层、及隔着第1电绝缘层而配置在第1导电层的相反侧的第2导电层。第1导电层电连接于配置在开关元件的其中一面的第1电极。驱动信号输入部通过连接线而连接至配置于开关元件的其中一面的第2电极。第1导电层中的驱动信号输入部侧的端部相较于第2导电层中的驱动信号输入部侧的端部而位于远离驱动信号输入部的一侧。

因此，所述(1)所述的电力转换装置中，相较于第1导电层中的驱动信号输入部侧的端部与第2导电层中的驱动信号输入部侧的端部位于距驱动信号输入部为等距离处的情况，既能确保第1导电层与连接线之间的绝缘距离，又能使电力转换装置的尺寸小型化。详细而言，能够使电力转换装置的尺寸在开关元件的厚度方向上小型化。

即，所述(1)所述的电力转换装置中，既能确保必要的绝缘距离，又能使电力转换装置的尺寸小型化。

所述(2)所述的电力转换装置中，第2基板包括第3导电层、第2电绝缘层、及隔着第2电绝缘层而配置在第3导电层的相反侧的第4导电层。第3导电层电连接于配置在开关元件的另一面的第3电极。第3导电层中的驱动信号输入部侧的端部相较于第4导电层中的驱动信号输入部侧的端部而位于远离驱动信号输入部的一侧。

因此，所述(2)所述的电力转换装置中，相较于第3导电层中的驱动信号输入部侧的端部与第4导电层中的驱动信号输入部侧的端部位于距驱动信号输入部为等距离处的情况，既能确保第3导电层与连接线之间的绝缘距离，又能使电力转换装置的尺寸小型化。详细而言，能够使电力转换装置的尺寸在开关元件的宽度方向上小型化。

所述(3)所述的电力转换装置中，第1导电层中的驱动信号输入部侧的端部相较于第3导电层中的驱动信号输入部侧的端部而位于远离驱动信号输入部的一侧。

因此，所述(3)所述的电力转换装置中，相较于第1导电层中的驱动信号输入部侧的端部与第3导电层中的驱动信号输入部侧的端部位于距驱动信号输入部为等距离处的情况，能够确保第1导电层与连接线之间的绝缘距离。

所述(4)所述的电力转换装置还包括电连接第1导电层与第1电极的间隔部。所述(4)所述的电力转换装置中，第1导电层中的驱动信号输入部侧的端部以第1导电层的厚度量以上，相较于间隔部中的驱动信号输入部侧的端部而位于驱动信号输入部侧。

因此，所述(4)所述的电力转换装置中，能够抑制开关元件产生的热的扩散受到阻碍的可能。

附图说明

图1是表示第1实施方式的电力转换装置的主要部分的概略性的铅垂剖面的一例的图。

图2是仅提取图1中的开关元件而表示的图。

图3是用于说明第1实施方式的电力转换装置的特征的图。

图4是比较例的电力转换装置的主要部分的铅垂剖面图。

图5是第2实施方式的电力转换装置的一例的分解立体图。

图6(A)及图6(B)是表示第2实施方式的电力转换装置的主要部分的概略性的铅垂剖面的一例的图。

图7是仅提取图6(B)中的低侧开关元件而表示的图。

图8是表示第3实施方式的电力转换装置的高侧的主要部分的概略性的铅垂剖面的一例的图。

图9是表示第3实施方式的电力转换装置的低侧的主要部分的概略性的铅垂剖面的一例的图。

图10是表示可适用第1实施方式至第3实施方式的电力转换装置的车辆的一部的一例的图。

[符号的说明]

1：电力转换装置

UH：开关元件

UHA：面

UHA1：电极

UHB：面

UHB1：电极

UHB2：电极

UL：开关元件

ULA：面

ULA1：电极

ULB：面

ULB1：电极

ULB2：电极

SA：基板

SA1：电绝缘层

SA2A：导电层

SA2A1：端部

tSA2A：厚度

X：突出量

PSA：上端位置

SA2B：导电层

SA2B1：端部

SA3：导电层

SA3A：端部

SA3B：端部

SB：基板

SB1：电绝缘层

SB2：导电层

SB2A：端部

SB2B：端部

SB3A：导电层

SB3A1：端部

SB3B：导电层

SB3B1：端部

SH：驱动信号输入部

SL：驱动信号输入部

SPUH：间隔部

SUH1：端部

PSP：上端位置

SPUL：间隔部

SPUL1：端部

WH：连接线

WL：连接线

10：车辆

具体实施方式

以下，参照附图来说明本实用新型的电力转换装置的实施方式。

＜第1实施方式＞

图1是表示第1实施方式的电力转换装置1的主要部分的概略性的铅垂剖面的一例的图。图2是仅提取图1中的开关元件UH而表示的图。图3是用于说明第1实施方式的电力转换装置1的特征的图。图4是比较例的电力转换装置1的主要部分的铅垂剖面图。

图1至图3所示的示例中，电力转换装置1包括开关元件UH、基板SA、基板SB、驱动信号输入部SH、间隔部SPUH及连接线WH。

开关元件UH例如为绝缘栅双极晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor，IGBT)、金属氧化物半导体场效应晶体管(Metal Oxide Semi-conductor FieldEffectTransistor，MOSFET)等之类的开关元件。

如图2所示，在开关元件UH的其中一(图2的上侧)面UHB上，配置有电极UHB1、及输入驱动信号的电极UHB2。在开关元件UH的另一(图2的下侧)面UHA上，配置有电极UHA1。

图1至图3所示的示例中，基板SA包括与开关元件UH的电极UHB1相向的导电层SA2A、电绝缘层SA1、及隔着电绝缘层SA1而配置在导电层SA2A的相反侧的导电层SA3。开关元件UH的电极UHB2例如通过接合线(bonding wire)等之类的连接线WH而连接于驱动信号输入部SH。开关元件UH的电极UHB1经由以导电体所形成的间隔部SPUH而电连接于基板SA的导电层SA2A。

图1至图3所示的示例中，基板SB包括与开关元件UH的电极UHA1相向的导电层SB3A、电绝缘层SB1、及隔着电绝缘层SB1而配置在导电层SB3A的相反侧的导电层SB2。开关元件UH的电极UHA1电连接于基板SB的导电层SB3A。

基板SA及基板SB各自例如为直接覆铜(Direct Copper Bonding，DCB)基板。即，DCB基板是包括陶瓷基板、及设在陶瓷基板的厚度方向两侧的铜板而构成。两铜板从厚度方向的两侧包夹陶瓷基板，并且通过陶瓷基板而电绝缘。

在基板SA的外侧(图1的上侧)与基板SB的外侧(图1的下侧)，分别配置有散热器(未图示)，通过此散热器来冷却开关元件UH。

图1至图3所示的示例中，开关元件UH的电极UHA1电连接于具有电绝缘层SB1、导电层SB3A及导电层SB2的基板SB的导电层SB3A，但在其他例中，与开关元件UH的电极UHA1电连接的对象也可不具备电绝缘层SB1之类的电绝缘层和导电层SB2之类的不与开关元件UH的电极UHA1电连接的导电层。

图1至图3所示的示例中，基板SA的导电层SA2A中的驱动信号输入部SH侧(图1的右侧)的端部SA2A1相较于基板SA的导电层SA3中的驱动信号输入部SH侧(图1的右侧)的端部SA3A，而位于远离驱动信号输入部SH的一侧(图1的左侧)。因此，如图1中的双向箭头所示，基板SA的导电层SA2A与连接线WH之间的绝缘距离在开关元件UH的宽度方向(图1的左右方向)上得到确保。

另一方面，图4所示的比较例中，基板SA的导电层SA2A中的驱动信号输入部SH侧(图4的右侧)的端部SA2A1、与基板SA的导电层SA3中的驱动信号输入部SH侧(图4的右侧)的端部SA3A位于在开关元件UH的宽度方向(图4的左右方向)上距驱动信号输入部SH为等距离处。因此，如图4中的双向箭头所示，必须在开关元件UH的厚度方向(图4的上下方向)上确保基板SA的导电层SA2A与连接线WH之间的绝缘距离。而且，图4所示的比较例中，由于间隔部SPUH厚，因此电力转换装置1的电感Ls增加。

如上所述，图1至图3所示的示例中，基板SA的导电层SA2A与连接线WH之间的绝缘距离在开关元件UH的宽度方向(图1的左右方向)上得到确保，因此相较于图4所示的比较例，能够使电力转换装置1整体的尺寸在开关元件UH的厚度方向(图1的上下方向)上小型化。而且，图1至图3所示的示例中，相较于图4所示的比较例，由于间隔部SPUH薄，因此能够抑制电力转换装置1的电感Ls。

即，图1至图3所示的示例中，既能确保基板SA的导电层SA2A与连接线WH之间的绝缘距离，又能较图4所示的比较例而使电力转换装置1整体的尺寸小型化。

而且，图1至图3所示的示例中，能够使基板SA的导电层SA3的端部SA3A延伸到驱动信号输入部SH侧(图1的右侧)为止，因此能够确保高的冷却性能。

图1至图3所示的示例中，间隔部SPUH的其中一(图1的上侧)面电连接于基板SA的导电层SA2A。间隔部SPUH的另一(图1的下侧)面电连接于开关元件UH的电极UHB1。

如图3所示，基板SA的导电层SA2A中的驱动信号输入部SH侧(图3的右侧)的端部SA2A1相较于间隔部SPUH中的驱动信号输入部SH侧(图3的右侧)的端部SPUH1而位于驱动信号输入部SH侧(图3的右侧)。即，基板SA的导电层SA2A的端部SA2A1相较于间隔部SPUH的端部SPUH1而向驱动信号输入部SH侧(图3的右侧)突出。

经过本创作人的专心研究发现，若基板SA的导电层SA2A的端部SA2A1相对于间隔部SPUH的端部SPUH1的、朝向驱动信号输入部SH侧(图3的右侧)的突出量过小，则热阻将变大，其结果，开关元件UH所产生的热的扩散会受到阻碍。

鉴于此点，图1至图3所示的示例中，基板SA的导电层SA2A的端部SA2A1相对于间隔部SPUH的端部SPUH1的、朝向驱动信号输入部SH侧(图3的右侧)的突出量X被设定为导电层SA2A的厚度tSA2A以上的值。即，基板SA的导电层SA2A的端部SA2A1以导电层SA2A的厚度tSA2A以上，相较于间隔部SPUH的端部SPUH1而位于驱动信号输入部SH侧(图3的右侧)。即，连结图3中的间隔部SPUH的端部SPUH1的上端位置PSP和导电层SA2A的端部SA2A1的上端位置PSA的直线、与间隔部SPUH的上表面所成的角度θ被设定为45°以下的值。

因此，图1至图3所示的示例中，能够抑制开关元件UH所产生的热的扩散受到阻碍的可能。图1至图3所示的示例中，开关元件UH所产生的热经由间隔部SPUH、基板SA而扩散。

在图1至图3所示的电力转换装置1被适用于(例如U相等的)高侧的情况下，基板SB的导电层SB3A电连接于正极侧导电体(P母线)，基板SA的导电层SA2A电连接于输出侧导电体(输出母线)。

在图1至图3所示的电力转换装置1被适用于(例如U相等的)低侧的情况下，基板SB的导电层SB3A电连接于输出侧导电体(输出母线)，基板SA的导电层SA2A电连接于负极侧导电体(N母线)。

＜第2实施方式＞

以下，对本实用新型的电力转换装置1的第2实施方式进行说明。

第2实施方式的电力转换装置1除了后述的点以外，与所述第1实施方式的电力转换装置1同样地构成。因而，根据第2实施方式的电力转换装置1，除了后述的点以外，起到与所述第1实施方式的电力转换装置1同样的效果。

图5是第2实施方式的电力转换装置1的一例的分解立体图。

图5所示的示例中，电力转换装置1包括高侧开关元件UH、低侧开关元件UL、基板SA、基板SB、高侧驱动信号输入部SH、低侧驱动信号输入部SL、高侧间隔部SPUH、低侧间隔部SPUL、高侧连接线WH(参照图6(A))、及低侧连接线WL(参照图6(B))。

图6(A)及图6(B)是表示第2实施方式的电力转换装置1的主要部分的概略性的铅垂剖面的一例的图。详细而言，图6(A)是表示电力转换装置1的高侧的主要部分的铅垂剖面的图。图6(B)是表示电力转换装置1的低侧的主要部分的铅垂剖面的图。图7是仅提取图6(B)中的低侧开关元件UL而表示的图。

图5至图7所示的示例中，开关元件UL与开关元件UH同样地，例如为绝缘栅双极晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor，IGBT)、金属氧化物半导体场效应晶体管(Metal Oxide Semi-conductor Field Effect Transistor，MOSFET)等之类的开关元件。

如图7所示，在开关元件UL的其中一(图7的上侧)面ULB上，配置有电极ULB1、及输入驱动信号的电极ULB2。在开关元件UL的另一(图7的下侧)面ULA上，配置有电极ULA1。

图5至图7所示的示例中，基板SA包括与开关元件UH的电极UHB1相向的导电层SA2A、与开关元件UL的电极ULB1相向的导电层SA2B、电绝缘层SA1、及隔着电绝缘层SA1而配置在导电层SA2A、SA2B的相反侧的导电层SA3。

开关元件UH的电极UHB2例如通过接合线等之类的连接线WH而连接于驱动信号输入部SH。开关元件UH的电极UHB1经由间隔部SPUH而电连接于基板SA的导电层SA2A。

开关元件UL的电极ULB2例如通过接合线等之类的连接线WL而连接于驱动信号输入部SL。开关元件UL的电极ULB1经由间隔部SPUL而电连接于基板SA的导电层SA2B。

图5至图7所示的示例中，基板SB包括与开关元件UH的电极UHA1相向的导电层SB3A、与开关元件UL的电极ULA1相向的导电层SB3B、电绝缘层SB1、及隔着电绝缘层SB1而配置在导电层SB3A、SB3B的相反侧的导电层SB2。

开关元件UH的电极UHA1电连接于基板SB的导电层SB3A。开关元件UL的电极ULA1电连接于基板SB的导电层SB3B。

基板SA的导电层SA2A与基板SB的导电层SB3B经由连接部(未图示)而电连接。

图5至图7所示的示例中，基板SA的导电层SA2A中的驱动信号输入部SH侧(图6(A)的右侧)的端部SA2A1相较于基板SA的导电层SA3中的驱动信号输入部SH侧(图6(A)的右侧)的端部SA3A而位于远离驱动信号输入部SH的一侧(图6(A)的左侧)。因此，如图6(A)中的双向箭头所示，基板SA的导电层SA2A与连接线WH之间的绝缘距离在开关元件UH的宽度方向(图6(A)的左右方向)上得到确保。

基板SA的导电层SA2B中的驱动信号输入部SL侧(图6(B)的左侧)的端部SA2B1相较于基板SA的导电层SA3中的驱动信号输入部SL侧(图6(B)的左侧)的端部SA3B而位于远离驱动信号输入部SL的一侧(图6(B)的右侧)。因此，如图6(B)中的双向箭头所示，基板SA的导电层SA2B与连接线WL之间的绝缘距离在开关元件UL的宽度方向(图6(B)的左右方向)上得到确保。

如上所述，图5至图7所示的示例中，基板SA的导电层SA2A与连接线WH之间的绝缘距离在开关元件UH的宽度方向(图6(A)的左右方向)上得到确保，基板SA的导电层SA2B与连接线WL之间的绝缘距离在开关元件UL的宽度方向(图6(B)的左右方向)上得到确保，因此能够使电力转换装置1整体的尺寸在开关元件UH、UL的厚度方向(图6(A)及图6(B)的上下方向)上小型化。

图5至图7所示的示例中，间隔部SPUL的其中一(图6(B)的上侧)面电连接于基板SA的导电层SA2B。间隔部SPUL的另一(图6(B)的下侧)面电连接于开关元件UL的电极ULB1。

如图6(B)所示，基板SA的导电层SA2B中的驱动信号输入部SL侧(图6(B)的左侧)的端部SA2B1相较于间隔部SPUL中的驱动信号输入部SL侧(图6(B)的左侧)的端部SPUL1而位于驱动信号输入部SL侧(图6(B)的左侧)。即，基板SA的导电层SA2B的端部SA2B1相较于间隔部SPUL的端部SPUL1而向驱动信号输入部SL侧(图6(B)的左侧)突出。

图5至图7所示的示例中，基板SA的导电层SA2B的端部SA2B1相对于间隔部SPUL的端部SPUL1的、朝向驱动信号输入部SL侧(图6(B)的左侧)的突出量被设定为导电层SA2B的厚度以上的值。即，基板SA的导电层SA2B的端部SA2B1以导电层SA2B的厚度量以上，相较于间隔部SPUL的端部SPUL1而位于驱动信号输入部SL侧(图6(B)的左侧)。

因此，图5至图7所示的示例中，能够抑制开关元件UL所产生的热的扩散受到阻碍的可能。

图5至图7所示的示例中，基板SB的导电层SB3A连接于正极侧导电体(P母线)。基板SA的导电层SA2A与基板SB的导电层SB3B电连接于输出侧导电体(输出母线)。基板SA的导电层SA2A电连接于负极侧导电体(N母线)。

＜第3实施方式＞

以下，对本实用新型的电力转换装置1的第3实施方式进行说明。

第3实施方式的电力转换装置1除了后述的点以外，与所述第2实施方式的电力转换装置1同样地构成。因而，根据第3实施方式的电力转换装置1，除了后述的点以外，起到与所述第2实施方式的电力转换装置1同样的效果。

图8是表示第3实施方式的电力转换装置1的高侧的主要部分的概略性的铅垂剖面的一例的图。图9是表示第3实施方式的电力转换装置1的低侧的主要部分的概略性的铅垂剖面的一例的图。

图6(A)所示的第2实施方式的电力转换装置1中，开关元件UH的宽度方向(图6(A)的左右方向)上的基板SB的导电层SB3A的右端部的位置、与导电层SB2的右端部的位置一致。

另一方面，图8所示的第3实施方式的电力转换装置1中，开关元件UH的宽度方向(图8的左右方向)上的基板SB的导电层SB3A的右端部SB3A1的位置、与导电层SB2的右端部SB2A的位置不同。

详细而言，图8所示的示例中，基板SB的导电层SB3A中的驱动信号输入部SH侧(图8的右侧)的端部SB3A1相较于导电层SB2中的驱动信号输入部SH侧(图8的右侧)的端部SB2A而位于远离驱动信号输入部SH的一侧(图8的左侧)。

因此，图8所示的示例中，相较于开关元件UH的宽度方向(图6(A)的左右方向)上的基板SB的导电层SB3A的右端部的位置与导电层SB2的右端部的位置一致的图6(A)所示的示例，既能确保基板SB的导电层SB3A与连接线WH之间的绝缘距离，又能使开关元件UH的宽度方向(图8的左右方向)上的电力转换装置1的整体尺寸小型化。即，图8所示的示例中，相较于图6(A)所示的示例，能够使驱动信号输入部SH靠近开关元件UH的电极UHB2。

而且，图8所示的示例中，基板SA的导电层SA2A中的驱动信号输入部SH侧(图8的右侧)的端部SA2A1相较于基板SB的导电层SB3A中的驱动信号输入部SH侧(图8的右侧)的端部SB3A1而位于远离驱动信号输入部SH的一侧(图8的左侧)。

因此，相较于开关元件UH的宽度方向(图8的左右方向)上的基板SA的导电层SA2A的右端部的位置与基板SB的导电层SB3A的右端部的位置一致的情况，能够确保基板SA的导电层SA2A与连接线WH之间的绝缘距离。

图6(B)所示的第2实施方式的电力转换装置1中，开关元件UL的宽度方向(图6(B)的左右方向)上的基板SB的导电层SB3B的左端部的位置、与导电层SB2的左端部的位置一致。

另一方面，图9所示的第3实施方式的电力转换装置1中，开关元件UL的宽度方向(图9的左右方向)上的基板SB的导电层SB3B的左端部SB3B1的位置、与导电层SB2的左端部SB2B的位置不同。

详细而言，图9所示的示例中，基板SB的导电层SB3B中的驱动信号输入部SL侧(图9的左侧)的端部SB3B1相较于导电层SB2中的驱动信号输入部SL侧(图9的左侧)的端部SB2B而位于远离驱动信号输入部SL的一侧(图9的右侧)。

因此，图9所示的示例中，相较于开关元件UL的宽度方向(图6(B)的左右方向)上的基板SB的导电层SB3B的左端部的位置与导电层SB2的左端部的位置一致的图6(B)所示的示例，既能确保基板SB的导电层SB3B与连接线WL之间的绝缘距离，又能使开关元件UL的宽度方向(图9的左右方向)上的电力转换装置1的整体尺寸小型化。即，图9所示的示例中，相较于图6(B)所示的示例，能够使驱动信号输入部SL靠近开关元件UL的电极ULB2。

而且，图9所示的示例中，基板SA的导电层SA2B中的驱动信号输入部SL侧(图9的左侧)的端部SA2B1相较于基板SB的导电层SB3B中的驱动信号输入部SL侧(图9的左侧)的端部SB3B1而位于远离驱动信号输入部SL的一侧(图9的右侧)。

因此，相较于开关元件UL的宽度方向(图9的左右方向)上的基板SA的导电层SA2B的左端部的位置与基板SB的导电层SB3B的左端部的位置一致的情况，能够确保基板SA的导电层SA2B与连接线WL之间的绝缘距离。

＜适用例＞

以下，参照附图来说明本实用新型的电力转换装置1的适用例。

图10表示可适用第1实施方式至第3实施方式的电力转换装置1的车辆10的一部分的一例的图。

在将第1实施方式的电力转换装置1适用于图10所示的示例的情况下，将十四个第1实施方式的电力转换装置1用于图10所示的车辆10。

在将第2实施方式或第3实施方式的电力转换装置1适用于图10所示的示例的情况下，将七个第2实施方式或第3实施方式的电力转换装置1用于图10所示的车辆10。

图10所示的示例中，车辆10除了电力转换装置1以外，还包括电池(battery)11(BATT)、行驶驱动用的第1马达12(MOT)以及发电用的第2马达13(GEN)。

电池11包括电池壳体(battery case)、及收容在电池壳体内的多个电池模块(battery module)。电池模块包括串联连接的多个电池单元(battery cell)。电池11包括与电力转换装置1的直流连接器1a连接的正极端子PB及负极端子NB。正极端子PB及负极端子NB连接于在电池壳体内串联连接的多个电池模块的正极端及负极端。

第1马达12通过从电池11供给的电力来产生旋转驱动力(动力运行动作)。第2马达13通过输入至旋转轴的旋转驱动力来产生发电电力。此处，第2马达13中，是可传递内燃机的旋转动力地构成。例如，第1马达12及第2马达13各自为三相交流无刷(brush less)直流(Direct Current，DC)马达。三相为U相、V相及W相。第1马达12及第2马达13各自为内转子(inner rotor)型。第1马达12及第2马达13分别包括：转子，具有励磁用的永磁铁；以及定子，具有用于产生使转子旋转的旋转磁场的三相的定子绕组。第1马达12的三相的定子绕组连接于电力转换装置1的第1三相连接器1b。第2马达13的三相的定子绕组连接于电力转换装置1的第2三相连接器1c。

图10所示的电力转换装置1包括电源模块(power module)21、电抗器(reactor)22、电容器单元(condenser unit)23、电阻器24、第1电流传感器25、第2电流传感器26、第3电流传感器27、电子控制单元28(MOT GEN ECU)及栅极驱动单元(gate drive unit)29(G/DVCU ECU)。

电源模块21包括第1电力转换电路部31、第2电力转换电路部32及第3电力转换电路部33。

在将十四个第1实施方式的电力转换装置1用于图10所示的车辆10的情况下，第1电力转换电路部31包含六个图1至图3所示的第1实施方式的电力转换装置1。

在将七个第2实施方式或第3实施方式的电力转换装置1用于图10所示的车辆10的情况下，第1电力转换电路部31包含三个图5至图9所示的第2实施方式或第3实施方式的电力转换装置1。详细而言，一个图5至图9所示的第2实施方式或第3实施方式的电力转换装置1构成第1电力转换电路部31的U相。另一个图5至图9所示的第2实施方式或第3实施方式的电力转换装置1构成第1电力转换电路部31的V相。剩余一个图5至图9所示的第2实施方式或第3实施方式的电力转换装置1构成第1电力转换电路部31的W相。

第1电力转换电路部31的输出侧导电体(输出母线)51将U相、V相及W相这三相汇总地连接于第1三相连接器1b。即，第1电力转换电路部31的输出侧导电体51经由第1三相连接器1b而连接于第1马达12的三相的定子绕组。

第1电力转换电路部31的正极侧导电体(P母线)PI将U相、V相及W相这三相汇总而连接于电池11的正极端子PB。

第1电力转换电路部31的负极侧导电体(N母线)NI将U相、V相及W相这三相汇总而连接于电池11的负极端子NB。

即，第1电力转换电路部31将从电池11经由第3电力转换电路部33而输入的直流电力转换为三相交流电力。

在将十四个第1实施方式的电力转换装置1用于图10所示的车辆10的情况下，第2电力转换电路部32包含六个图1至图3所示的第1实施方式的电力转换装置1。

在将七个第2实施方式或第3实施方式的电力转换装置1用于图10所示的车辆10的情况下，第2电力转换电路部32包含三个图5至图9所示的第2实施方式或第3实施方式的电力转换装置1。详细而言，一个图5至图9所示的第2实施方式或第3实施方式的电力转换装置1构成第2电力转换电路部32的U相。另一个图5至图9所示的第2实施方式或第3实施方式的电力转换装置1构成第2电力转换电路部32的V相。剩余一个图5至图9所示的第2实施方式或第3实施方式的电力转换装置1构成第2电力转换电路部32的W相。

第2电力转换电路部32的输出侧导电体(输出母线)52将U相、V相及W相这三相汇总而连接于第2三相连接器1c。即，第2电力转换电路部32的输出侧导电体52经由第2三相连接器1c而连接于第2马达13的三相的定子绕组。

第2电力转换电路部32的正极侧导电体(P母线)PI将U相、V相及W相这三相汇总而连接于电池11的正极端子PB与第1电力转换电路部31的正极侧导电体PI。

第2电力转换电路部32的负极侧导电体(N母线)NI将U相、V相及W相这三相汇总而连接于电池11的负极端子NB与第2电力转换电路部32的负极侧导电体NI。

第2电力转换电路部32将从第2马达13输入的三相交流电力转换为直流电力。经第2电力转换电路部32转换的直流电力可供给至电池11及第1电力转换电路部31中的至少一者。

在将十四个第1实施方式的电力转换装置1用于图10所示的车辆10的情况下，第1电力转换电路部31的开关元件UH、UL、VH、VL、WH、WL包含六个图1至图3所示的第1实施方式的电力转换装置1的开关元件UH。

在将七个第2实施方式或第3实施方式的电力转换装置1用于图10所示的车辆10的情况下，第1电力转换电路部31的开关元件UH、UL包含第1个图5至图9所示的第2实施方式或第3实施方式的电力转换装置1的开关元件UH、UL，第1电力转换电路部31的开关元件VH、VL包含第2个图5至图9所示的第2实施方式或第3实施方式的电力转换装置1的开关元件UH、UL，第1电力转换电路部31的开关元件WH、WL包含第3个图5至图9所示的第2实施方式或第3实施方式的电力转换装置1的开关元件UH、UL。

图10所示的示例中，第1电力转换电路部31的U相开关元件UH、V相开关元件VH、W相开关元件WH以及第2电力转换电路部32的U相开关元件UH、V相开关元件VH、W相开关元件WH连接于正极侧导电体PI。正极侧导电体PI连接于电容器单元23的正极母线50p。

第1电力转换电路部31的U相开关元件UL、V相开关元件VL、W相开关元件WL以及第2电力转换电路部32的U相开关元件UL、V相开关元件VL、W相开关元件WL连接于负极侧导电体NI。负极侧导电体NI连接于电容器单元23的负极母线50n。

图10所示的示例中，第1电力转换电路部31的U相开关元件UH与U相开关元件UL的连接点TI、V相开关元件VH与V相开关元件VL的连接点TI、W相开关元件WH与W相开关元件WL的连接点TI连接于输出侧导电体51。

第2电力转换电路部32的U相开关元件UH与U相开关元件UL的连接点TI、V相开关元件VH与V相开关元件VL的连接点TI、W相开关元件WH与W相开关元件WL的连接点TI连接于输出侧导电体52。

图10所示的示例中，第1电力转换电路部31的输出侧导电体51连接于第1输入/输出端子Q1。第1输入/输出端子Q1连接于第1三相连接器1b。第1电力转换电路部31的各相的连接点TI经由输出侧导电体51、第1输入/输出端子Q1及第1三相连接器1b而连接于第1马达12的各相的定子绕组。

第2电力转换电路部32的输出侧导电体52连接于第2输入/输出端子Q2。第2输入/输出端子Q2连接于第2三相连接器1c。第2电力转换电路部32的各相的连接点TI经由输出侧导电体52、第2输入/输出端子Q2及第2三相连接器1c而连接于第2马达13的各相的定子绕组。

图10所示的示例中，第1电力转换电路部31的开关元件UH、UL、VH、VL、WH、WL各自具备续流二极管(flywheel diode)。

同样地，第2电力转换电路部32的开关元件UH、UL、VH、VL、WH、WL各自具备续流二极管。

图10所示的示例中，栅极驱动单元29对第1电力转换电路部31的开关元件UH、UL、VH、VL、WH、WL的各个输入栅极信号。

同样地，栅极驱动单元29对第2电力转换电路部32的开关元件UH、UL、VH、VL、WH、WL的各个输入栅极信号。

第1电力转换电路部31将从电池11经由第3电力转换电路部33而输入的直流电力转换为三相交流电力，并对第1马达12的三相的定子绕组供给交流的U相电流、V相电流及W相电流。第2电力转换电路部32通过跟第2马达13的旋转同步的第2电力转换电路部32的开关元件UH、UL、VH、VL、WH、WL各自的接通(导通)/断开(阻断)驱动，将从第2马达13的三相的定子绕组输出的三相交流电力转换为直流电力。

在将十四个第1实施方式的电力转换装置1用于图10所示的车辆10的情况下，第3电力转换电路部33的开关元件S1、S2包含两个图1至图3所示的第1实施方式的电力转换装置1的开关元件UH。

在将七个第2实施方式或第3实施方式的电力转换装置1用于图10所示的车辆10的情况下，第3电力转换电路部33的开关元件S1、S2包含一个图5至图9所示的第2实施方式或第3实施方式的电力转换装置1的开关元件UH、UL。

第3电力转换电路部33为电压控制单元(VCU)。第3电力转换电路部33包括1相的高侧的开关元件S1与低侧的开关元件S2。

开关元件S1的正极侧的电极连接于正极母线PV。正极母线PV连接于电容器单元23的正极母线50p。开关元件S2的负极侧的电极连接于负极母线NV。负极母线NV连接于电容器单元23的负极母线50n。电容器单元23的负极母线50n连接于电池11的负极端子NB。开关元件S1的负极侧的电极连接于开关元件S2的正极侧的电极。开关元件S1与开关元件S2具备续流二极管。

构成第3电力转换电路部33的开关元件S1与开关元件S2的连接点的母线53连接于电抗器22的一端。电抗器22的另一端连接于电池11的正极端子PB。电抗器22包括线圈、及对线圈的温度进行检测的温度传感器。温度传感器通过信号线而连接于电子控制单元28。

第3电力转换电路部33基于从栅极驱动单元29输入至开关元件S1的栅极与开关元件S2的栅极的栅极信号，来切换开关元件S1与开关元件S2的接通(导通)/断开(阻断)。

第3电力转换电路部33在升压时，在开关元件S2被设定为接通(导通)及开关元件S1被设定为断开(阻断)的第1状态、与开关元件S2被设定为断开(阻断)及开关元件S1被设定为接通(导通)的第2状态之间交替地切换。在第1状态下，电流依序流向电池11的正极端子PB、电抗器22、开关元件S2、电池11的负极端子NB，电抗器22受到直流励磁而蓄积磁能。在第2状态下，以妨碍因流至电抗器22的电流被阻断引起的磁通变化的方式而在电抗器22的两端间产生电动势(感应电压)。因蓄积在电抗器22中的磁能引起的感应电压重叠于电池电压，从而比电池11的端子间电压高的升压电压施加至第3电力转换电路部33的正极母线PV与负极母线NV之间。

第3电力转换电路部33在再生时，在第2状态与第1状态之间交替地切换。在第2状态下，电流依序流向第3电力转换电路部33的正极母线PV、开关元件S1、电抗器22、电池11的正极端子PB，电抗器22受到直流励磁而蓄积磁能。在第1状态下，以妨碍因流至电抗器22的电流被阻断引起的磁通变化的方式而在电抗器22的两端间产生电动势(感应电压)。因蓄积在电抗器22中的磁能引起的感应电压受到降压，比第3电力转换电路部33的正极母线PV及负极母线NV间的电压低的降压电压施加至电池11的正极端子PB与负极端子NB之间。

电容器单元23包括第1平滑电容器41、第2平滑电容器42及噪声滤波器(noisefilter)43。

第1平滑电容器41连接于电池11的正极端子PB与负极端子NB之间。第1平滑电容器41对伴随第3电力转换电路部33的再生时的开关元件S1及开关元件S2的接通/断开的切换动作而产生的电压变动进行平滑化。

第2平滑电容器42连接于第1电力转换电路部31及第2电力转换电路部32各自的正极侧导电体PI及负极侧导电体NI间、和第3电力转换电路部33的正极母线PV及负极母线NV间。第2平滑电容器42经由正极母线50p及负极母线50n而连接于多个正极侧导电体PI及负极侧导电体NI和正极母线PV及负极母线NV。第2平滑电容器42对伴随第1电力转换电路部31及第2电力转换电路部32的开关元件UH、UL、VH、VL、WH、WL各自的接通/断开的切换动作而产生的电压变动进行平滑化。第2平滑电容器42对伴随第3电力转换电路部33的升压时的开关元件S1及开关元件S2的接通/断开的切换动作而产生的电压变动进行平滑化。

噪声滤波器43连接于第1电力转换电路部31及第2电力转换电路部32各自的正极侧导电体PI及负极侧导电体NI间、和第3电力转换电路部33的正极母线PV及负极母线NV间。噪声滤波器43具备串联连接的两个电容器。两个电容器的连接点连接于车辆10的车身接地(body ground)等。

电阻器24连接于第1电力转换电路部31及第2电力转换电路部32各自的正极侧导电体PI及负极侧导电体NI间、和第3电力转换电路部33的正极母线PV及负极母线NV间。

第1电流传感器25配置于输出侧导电体51，对U相、V相及W相的各相的电流进行检测，所述输出侧导电体51构成第1电力转换电路部31的各相的连接点TI，且与第1输入/输出端子Q1连接。第2电流传感器26配置于输出侧导电体52，对U相、V相及W相的各相的电流进行检测，所述输出侧导电体52构成第2电力转换电路部32的各相的连接点TI，并且与第2输入/输出端子Q2连接。第3电流传感器27配置于母线53，对流至电抗器22的电流进行检测，所述母线53构成开关元件S1及开关元件S2的连接点，并且与电抗器22连接。

第1电流传感器25、第2电流传感器26及第3电流传感器27各自通过信号线而连接于电子控制单元28。

电子控制单元28对第1马达12及第2马达13各自的动作进行控制。例如，电子控制单元28是通过中央处理器(Central Processing Unit，CPU)等处理器执行规定程序而发挥功能的软件(software)功能部。软件功能部是包括CPU等处理器、保存程序的只读存储器(Read Only Memory，ROM)、暂时存储数据的随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、及计时器(timer)等电子电路的电控单元(Electronic Control Unit，ECU)。另外，电子控制单元28的至少一部分也可为大规模集成电路(Large Scale Integration，LSI)等集成电路。例如，电子控制单元28执行使用第1电流传感器25的电流检测值和与针对第1马达12的扭矩(torque)指令值相应的电流目标值的电流反馈(feedback)控制等，生成输入至栅极驱动单元29的控制信号。例如，电子控制单元28执行使用第2电流传感器26的电流检测值和与针对第2马达13的再生指令值相应的电流目标值的电流反馈控制等，生成输入至栅极驱动单元29的控制信号。控制信是表示对第1电力转换电路部31及第2电力转换电路部32的开关元件UH、UL、VH、VL、WH、WL的各个进行接通(导通)/断开(阻断)驱动的时机(timing)的信号。例如，控制信号是经脉宽调制的信号等。

栅极驱动单元29基于从电子控制单元28接收的控制信号，生成用于对第1电力转换电路部31及第2电力转换电路部32的开关元件UH、UL、VH、VL、WH、WL的各个实际进行接通(导通)/断开(阻断)驱动的栅极信号。例如，栅极驱动单元29执行控制信号的放大及电平转换(level shift)等而生成栅极信号。

栅极驱动单元29生成用于对第3电力转换电路部33的开关元件S1及开关元件S2的各个进行接通(导通)/断开(阻断)驱动的栅极信号。例如，栅极驱动单元29生成与第3电力转换电路部33的升压时的升压电压指令或第3电力转换电路部33的再生时的降压电压指令相应的占空比的栅极信号。占空比是开关元件S1及开关元件S2的比率。

图10所示的示例中，是将第1实施方式至第3实施方式的电力转换装置1适用于车辆10，但在其他例中，也可将第1实施方式至第3实施方式的电力转换装置1适用于例如电梯(elevator)、泵(pump)、风扇(fan)、铁路车辆、空调机、冰箱、洗衣机等之类的车辆10以外的设备。

本实用新型的实施方式仅为例示，并不意图限定实用新型的范围。这些实施方式能够以其他的各种方式来实施，在不脱离实用新型的主旨的范围内，能够进行各种省略、置换、变更。这些实施方式或所述变形包含在实用新型的范围或主旨内，同样包含在权利要求所记载的实用新型及其均等的范围内。

Claims (4)

1.一种电力转换装置，其特征在于，包括：

开关元件，在其中一面配置有第1电极与输入驱动信号的第2电极；

第1基板，包括与所述第1电极相向的第1导电层、第1电绝缘层、及隔着所述第1电绝缘层而配置在所述第1导电层的相反侧的第2导电层；以及

连接线，连接所述第2电极与驱动信号输入部，

所述开关元件的所述第1电极电连接于所述第1基板的所述第1导电层，

所述第1导电层中的所述驱动信号输入部侧的端部相较于所述第2导电层中的所述驱动信号输入部侧的端部而位于远离所述驱动信号输入部的一侧。

2.根据权利要求1所述的电力转换装置，其特征在于，

在所述开关元件的另一面，配置有第3电极，

所述电力转换装置还包括第2基板，所述第2基板包括与所述第3电极相向的第3导电层、第2电绝缘层、及隔着所述第2电绝缘层而配置在所述第3导电层的相反侧的第4导电层，

所述第3电极电连接于所述第3导电层，

所述第3导电层中的所述驱动信号输入部侧的端部相较于所述第4导电层中的所述驱动信号输入部侧的端部而位于远离所述驱动信号输入部的一侧。

3.根据权利要求2所述的电力转换装置，其特征在于，

所述第1导电层中的所述驱动信号输入部侧的端部相较于所述第3导电层中的所述驱动信号输入部侧的端部而位于远离所述驱动信号输入部的一侧。

4.根据权利要求1至3任一项所述的电力转换装置，其特征在于，还包括：

间隔部，具有电连接于所述第1导电层的其中一面、及电连接于所述第1电极的另一面，

所述第1导电层的所述端部以所述第1导电层的厚度量以上，相较于所述间隔部中的所述驱动信号输入部侧的端部而位于所述驱动信号输入部侧。