JP2011244640A

JP2011244640A - Circuit module, step-up converter, and vehicle

Info

Publication number: JP2011244640A
Application number: JP2010116212A
Authority: JP
Inventors: Tomohiko Kaneko; 智彦金子
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2010-05-20
Filing date: 2010-05-20
Publication date: 2011-12-01

Abstract

【課題】本発明は、ソフトスイッチング方式の昇圧コンバータにおけるスイッチング動作に伴うサージ電圧およびスナバ電圧を抑制することができる技術を提供する。
【解決手段】コンバータ４０に実装されるＩＰＭ４２は、複数の半導体モジュール４２０と、両面積層冷却構造の冷却部４３０と、導通部４６０とを備え、導通部４６０は、スリット４５０−１，２，３に収容された複数の半導体モジュール４２０の接続端子４２１，４２２を中間位置４６５で電気的に接続する接続部５１０，５２０，５３０を備える。
【選択図】図５The present invention provides a technique capable of suppressing a surge voltage and a snubber voltage associated with a switching operation in a soft switching boost converter.
An IPM mounted on a converter includes a plurality of semiconductor modules, a cooling unit having a double-sided laminated cooling structure, and a conduction unit 460. The conduction unit 460 includes slits 450-1, 2, and 3. Are provided with connection portions 510, 520, and 530 for electrically connecting the connection terminals 421 and 422 of the plurality of semiconductor modules 420 accommodated in the intermediate position 465.
[Selection] Figure 5

Description

本発明は、インテリジェントパワーモジュール（Intelligent Power Module、ＩＰＭ）とも呼ばれる回路モジュールに関し、特に、ソフトスイッチング方式の昇圧コンバータに実装される回路モジュールに関する。 The present invention relates to a circuit module that is also called an intelligent power module (IPM), and more particularly to a circuit module that is mounted on a soft-switching boost converter.

電動モータで車輪を駆動する車両（例えば、電気自動車、ハイブリッド自動車、燃料電池自動車など）には、電源から出力された直流電力の電圧を昇圧コンバータで昇圧し、その昇圧した直流電力をインバータで交流電力に変換して電動モータに供給するものが知られている。 For vehicles that drive wheels with an electric motor (for example, electric vehicles, hybrid vehicles, fuel cell vehicles, etc.), the voltage of DC power output from the power source is boosted by a boost converter, and the boosted DC power is AC converted by an inverter. What converts into electric power and supplies it to an electric motor is known.

このような車両に用いられる昇圧コンバータは、スイッチング素子やダイオードなどの複数の半導体素子を用いたソフトスイッチング方式の昇圧チョッパ回路を備える。従来、昇圧コンバータにおける半導体素子同士を接続する電路のインダクタンスを低減させることによって、サージ電圧およびスナバ電圧を抑制することが提案されていた（例えば、特許文献１を参照）。 A boost converter used in such a vehicle includes a soft switching boost chopper circuit using a plurality of semiconductor elements such as switching elements and diodes. Conventionally, it has been proposed to suppress the surge voltage and the snubber voltage by reducing the inductance of the electric circuit connecting the semiconductor elements in the boost converter (see, for example, Patent Document 1).

また、昇圧コンバータと共に車両に搭載されるインバータには、半導体スイッチング素子を用いたハードスイッチング方式のインバータ回路を備え、半導体スイッチング素子を予め組み込んだ回路モジュールを実装したものが知られている。従来、ハードスイッチング方式のインバータにおいて、回路モジュールの半導体スイッチング素子から熱を逃がす放熱対策として、板状に半導体スイッチング素子を封止した複数の半導体モジュールを積層状態で収容し、これらの半導体モジュールの両面を冷却する構造（以下、「両面積層冷却構造」と呼ぶ）が提案されていた（例えば、特許文献２を参照）。 In addition, an inverter mounted on a vehicle together with a boost converter is known which includes a hard switching type inverter circuit using a semiconductor switching element and is mounted with a circuit module in which the semiconductor switching element is incorporated in advance. Conventionally, in a hard switching type inverter, as a heat dissipation measure for releasing heat from the semiconductor switching elements of the circuit module, a plurality of semiconductor modules in which the semiconductor switching elements are sealed in a plate shape are accommodated in a stacked state, and both sides of these semiconductor modules are accommodated. Has been proposed (hereinafter referred to as “double-sided laminated cooling structure”) (see, for example, Patent Document 2).

特開２００２−４４９６０号公報JP 2002-44960 A 特開２００４−２４２０６５号公報JP 2004-242065 A

従来、ソフトスイッチング方式の昇圧コンバータにおける半導体素子の配置および電路について十分な検討がなされていなかった。例えば、ソフトスイッチング方式の昇圧コンバータに両面積層冷却構造を適用する場合、並列に設置した複数の半導体素子に接続された電路のインダクタンスが大きいと、これらの半導体素子に均等に電流が流れず、スイッチング動作に伴うサージ電圧およびスナバ電圧が増大してしまうという問題があった。 Conventionally, sufficient investigation has not been made on the arrangement of the semiconductor elements and the electric circuit in the step-up converter of the soft switching type. For example, when a double-sided laminated cooling structure is applied to a soft switching type boost converter, if the inductance of the electric circuit connected to a plurality of semiconductor elements installed in parallel is large, current does not flow evenly to these semiconductor elements, and switching There has been a problem that surge voltage and snubber voltage accompanying operation increase.

本発明は、上記した課題を踏まえ、ソフトスイッチング方式の昇圧コンバータにおけるスイッチング動作に伴うサージ電圧およびスナバ電圧を抑制することができる技術を提供することを目的とする。 In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a technique capable of suppressing a surge voltage and a snubber voltage associated with a switching operation in a soft switching boost converter.

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。 SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to solve at least a part of the problems described above, and the invention can be implemented as the following forms or application examples.

［適用例１］適用例１の回路モジュールは、ソフトスイッチング方式の昇圧コンバータに実装される回路モジュールであって、板状に半導体素子を封止した複数の半導体モジュールと、前記複数の半導体モジュールを積層状態で収容する複数のスリットを形成し、一つの前記スリットあたり二つの前記半導体モジュールを同一面上に並べて収容可能である収容部と、前記複数のスリットに収容された複数の半導体モジュールにおける少なくとも二つの半導体素子同士を電気的に接続する導通部とを備え、前記複数のスリットは、順に並ぶ第１のスリット、第２のスリットおよび第３のスリットを含み、前記第１のスリットおよび前記第３のスリットに収容された四つの半導体モジュールにおける四つの半導体素子は、前記昇圧コンバータにおける昇圧チョッパ回路を構成する四つのスイッチング素子（Ｓ１）として機能し、前記第２のスリットに収容された二つの半導体モジュールにおける二つの半導体素子は、前記昇圧チョッパ回路から出力される電流を整流するダイオードである二つの整流ダイオード（Ｄ５）として機能し、前記導通部は、前記四つのスイッチング素子（Ｓ１）のコレクタと、前記二つの整流ダイオード（Ｄ５）のアノードとを、前記第２のスリットに収容された二つの半導体モジュールの中間に対応する位置である中間位置で電気的に接続する第１の接続部と、前記第１の接続部から電気的に絶縁され、前記四つのスイッチング素子（Ｓ１）のエミッタを前記中間位置で電気的に接続する第２の接続部と、前記第１の接続部および前記第２の接続部から電気的に絶縁され、前記二つの整流ダイオード（Ｄ５）のカソードを前記中間位置で電気的に接続する第３の接続部とを含むことを特徴とする。適用例１の回路モジュールによれば、四つのスイッチング素子（Ｓ１）のコレクタと二つの整流ダイオード（Ｄ５）との間、四つのスイッチング素子（Ｓ１）のエミッタ同士の間、二つの整流ダイオード（Ｄ５）のカソード同士の間、の各々を接続する電路の長さを均等に配設することができる。これによって、これらの電路のインダクタンスを低減することができる。その結果、ソフトスイッチング方式の昇圧コンバータにおけるスイッチング動作に伴うサージ電圧およびスナバ電圧を抑制することができる。 Application Example 1 A circuit module of Application Example 1 is a circuit module mounted on a soft switching boost converter, and includes a plurality of semiconductor modules in which semiconductor elements are sealed in a plate shape, and the plurality of semiconductor modules. Forming a plurality of slits to be accommodated in a stacked state, and accommodating at least two semiconductor modules accommodated in the plurality of slits, an accommodating portion capable of accommodating two semiconductor modules arranged on the same plane per one slit And a plurality of slits including a first slit, a second slit, and a third slit arranged in order, the first slit and the first slit being electrically connected to each other. The four semiconductor elements in the four semiconductor modules housed in the three slits are connected to the boost converter. The two semiconductor elements in the two semiconductor modules housed in the second slit rectify the current output from the boost chopper circuit. It functions as two rectifier diodes (D5), which are diodes, and the conducting portion uses the collectors of the four switching elements (S1) and the anodes of the two rectifier diodes (D5) as the second slit. A first connection portion that is electrically connected at an intermediate position that is a position corresponding to an intermediate position between two housed semiconductor modules, and the four switching elements (S1) that are electrically insulated from the first connection portion. ) In the intermediate position, and the first connection portion and the second connection portion are electrically connected. And a third connection part electrically connecting the cathodes of the two rectifier diodes (D5) at the intermediate position. According to the circuit module of Application Example 1, between the collector of the four switching elements (S1) and the two rectifier diodes (D5), between the emitters of the four switching elements (S1), and between the two rectifier diodes (D5). ), The length of the electric circuit connecting each of the cathodes can be evenly arranged. Thereby, the inductance of these electric circuits can be reduced. As a result, the surge voltage and snubber voltage associated with the switching operation in the soft switching boost converter can be suppressed.

［適用例２］適用例１の回路モジュールにおいて、前記第１の接続部には、前記昇圧チョッパ回路を構成するリアクトル（Ｌ１）に接続される第１の端子が前記中間位置に設けられ、前記第２の接続部には、前記昇圧コンバータのグランドに接地される第２の端子が前記中間位置に設けられ、前記第３の接続部には、前記昇圧チョッパ回路から出力される電流のリップルを低減するコンデンサである平滑コンデンサ（Ｃ３）に接続される第３の端子が前記中間位置に設けられたとしても良い。適用例２の回路モジュールによれば、四つのスイッチング素子（Ｓ１）とリアクトル（Ｌ１）との間、二つの整流ダイオード（Ｄ５）とリアクトル（Ｌ１）との間、四つのスイッチング素子（Ｓ１）とグランドとの間、二つの整流ダイオード（Ｄ５）と平滑コンデンサ（Ｃ３）との間、の各々を接続する電路の長さを均等に配設することができる。これによって、これらの電路のインダクタンスを低減することができる。その結果、スイッチング動作に伴うサージ電圧およびスナバ電圧を一層抑制することができる。 Application Example 2 In the circuit module of Application Example 1, the first connection portion includes a first terminal connected to a reactor (L1) included in the boost chopper circuit at the intermediate position. A second terminal grounded to the ground of the boost converter is provided at the intermediate position in the second connection portion, and a ripple of current output from the boost chopper circuit is provided in the third connection portion. A third terminal connected to the smoothing capacitor (C3), which is a capacitor to be reduced, may be provided at the intermediate position. According to the circuit module of Application Example 2, between the four switching elements (S1) and the reactor (L1), between the two rectifier diodes (D5) and the reactor (L1), the four switching elements (S1) and The length of the electric circuit connecting each of the ground and the two rectifier diodes (D5) and the smoothing capacitor (C3) can be evenly arranged. Thereby, the inductance of these electric circuits can be reduced. As a result, the surge voltage and snubber voltage associated with the switching operation can be further suppressed.

［適用例３］適用例２の回路モジュールにおいて、前記第３の端子に接続した平滑コンデンサ（Ｃ３）を、前記第２の端子を介して前記グランドに接地しても良い。適用例３の回路モジュールによれば、スイッチング素子（Ｓ１）、整流ダイオード（Ｄ５）、平滑コンデンサ（Ｃ３）およびグランドで構成される電気的ループを短縮することができる。その結果、スイッチング動作に伴うスナバ電圧を一層抑制することができる。 Application Example 3 In the circuit module according to Application Example 2, the smoothing capacitor (C3) connected to the third terminal may be grounded to the ground via the second terminal. According to the circuit module of Application Example 3, an electrical loop including the switching element (S1), the rectifier diode (D5), the smoothing capacitor (C3), and the ground can be shortened. As a result, the snubber voltage associated with the switching operation can be further suppressed.

［適用例４］適用例１ないし適用例３のいずれかの回路モジュールにおいて、前記複数のスリットは、前記第３のスリットに続いて並ぶ第４のスリットおよび第５のスリットを含み、前記第４のスリットに収容された少なくとも一つの半導体モジュールにおける半導体素子は、前記昇圧チョッパ回路のスイッチング損失を低減するソフトスイッチング回路におけるスナバ回路を構成するダイオードであるスナバダイオード（Ｄ３）として機能し、前記第５のスリットに収容された少なくとも一つの半導体モジュールにおける半導体素子は、前記ソフトスイッチング回路において前記昇圧チョッパ回路へと電力を回生する電路に設けられたダイオードである回生ダイオード（Ｄ２）として機能し、前記導通部は、更に、前記第１の接続部、前記第２の接続部および前記第３の接続部から電気的に絶縁され、前記スナバダイオード（Ｄ３）のカソードと、前記回生ダイオード（Ｄ２）のアノードとを電気的に接続する第４の接続部を含み、前記第４の接続部には、前記ソフトスイッチング回路における共振回路を構成するコンデンサである共振コンデンサ（Ｃ２）に接続される第４の端子が設けられたとしても良い。適用例４の回路モジュールによれば、スイッチング素子（Ｓ１）、スナバダイオード（Ｄ３）、共振コンデンサ（Ｃ２）およびグランドで構成される電気的ループを短縮することができる。その結果、スイッチング動作に伴うサージ電圧を一層抑制することができる。 Application Example 4 In the circuit module according to any one of Application Examples 1 to 3, the plurality of slits include a fourth slit and a fifth slit arranged next to the third slit, and the fourth slit is provided. The semiconductor element in at least one semiconductor module accommodated in the slit functions as a snubber diode (D3) that is a diode constituting a snubber circuit in a soft switching circuit that reduces switching loss of the step-up chopper circuit. The semiconductor element in at least one semiconductor module accommodated in the slit functions as a regenerative diode (D2) which is a diode provided in an electric circuit for regenerating power to the boost chopper circuit in the soft switching circuit, and the conduction The portion further includes the first connecting portion, the front A fourth connecting portion electrically insulated from the second connecting portion and the third connecting portion and electrically connecting the cathode of the snubber diode (D3) and the anode of the regenerative diode (D2); In addition, the fourth connection portion may be provided with a fourth terminal connected to a resonance capacitor (C2) which is a capacitor constituting a resonance circuit in the soft switching circuit. According to the circuit module of Application Example 4, an electrical loop including the switching element (S1), the snubber diode (D3), the resonant capacitor (C2), and the ground can be shortened. As a result, the surge voltage associated with the switching operation can be further suppressed.

［適用例５］適用例１ないし適用例４のいずれかの回路モジュールにおいて、前記第１の接続部、前記第２の接続部および前記第３の接続部における電路の各々は相互に並走しても良い。適用例５の回路モジュールによれば、第１の接続部、第２の接続部および第３の接続部の各々のインダクタンスを低減することができる。その結果、スイッチング動作に伴うサージ電圧およびスナバ電圧を一層抑制することができる。 Application Example 5 In the circuit module according to Application Example 1 to Application Example 4, each of the electric circuits in the first connection unit, the second connection unit, and the third connection unit runs in parallel with each other. May be. According to the circuit module of Application Example 5, it is possible to reduce the inductance of each of the first connection portion, the second connection portion, and the third connection portion. As a result, the surge voltage and snubber voltage associated with the switching operation can be further suppressed.

［適用例６］適用例１ないし適用例５のいずれかの回路モジュールにおいて、前記収容部は、前記スリットに収容された半導体モジュールの両面を冷却する冷却部であっても良い。適用例６の回路モジュールによれば、両面積層冷却構造の回路モジュールを適用したソフトスイッチング方式の昇圧コンバータにおいて、スイッチング動作に伴うサージ電圧およびスナバ電圧を抑制することができる。 Application Example 6 In the circuit module according to any one of Application Examples 1 to 5, the housing unit may be a cooling unit that cools both surfaces of the semiconductor module housed in the slit. According to the circuit module of Application Example 6, the surge voltage and the snubber voltage accompanying the switching operation can be suppressed in the soft switching boost converter to which the circuit module having the double-sided laminated cooling structure is applied.

［適用例７］適用例７の昇圧コンバータは、適用例１ないし適用例６のいずれかの回路モジュールを備えることを特徴とする。適用例７の昇圧コンバータによれば、両面積層冷却構造によって半導体素子から熱を逃がす放熱性能を向上させつつ、スイッチング動作に伴うサージ電圧およびスナバ電圧を抑制することができる。その結果、昇圧コンバータの耐久性能を向上させることができる。 Application Example 7 A boost converter according to Application Example 7 includes the circuit module according to Application Example 1 to Application Example 6. According to the boost converter of Application Example 7, it is possible to suppress the surge voltage and the snubber voltage associated with the switching operation while improving the heat dissipation performance for releasing heat from the semiconductor element by the double-sided laminated cooling structure. As a result, the durability performance of the boost converter can be improved.

［適用例８］適用例８の車両は、適用例７の昇圧コンバータを搭載したことを特徴とする。適用例８の車両によれば、昇圧コンバータの耐久性能を向上させることができる。 Application Example 8 A vehicle according to Application Example 8 includes the boost converter according to Application Example 7. According to the vehicle of the application example 8, the durability performance of the boost converter can be improved.

［適用例９］適用例８の車両において、前記昇圧コンバータの前記収容部を構成する部品は、前記昇圧コンバータと共に搭載されるハードスイッチ方式のインバータと共通する部品であり、前記昇圧コンバータの前記半導体モジュールは、該半導体モジュールに封止された半導体素子を制御する制御端子を含み、前記昇圧コンバータにおける前記収容部に対する前記制御端子の位置関係は、前記インバータにおける半導体モジュールの制御端子と同じ位置関係であるとしても良い。適用例８の車両によれば、昇圧コンバータの回路モジュールに制御端子を介して制御基板を組み付ける工程を、インバータの回路モジュールに制御基板を組み付ける工程と同様に実施することができる。そのため、昇圧コンバータの製造工程とインバータの製造工程との共通化によって製造工数の低減を図ることができる。 Application Example 9 In the vehicle of Application Example 8, in the vehicle of the boost converter, the component that forms the housing portion is a component that is common to a hard switch type inverter mounted together with the boost converter, and the semiconductor of the boost converter The module includes a control terminal for controlling a semiconductor element sealed in the semiconductor module, and the positional relationship of the control terminal with respect to the housing portion in the boost converter is the same positional relationship as the control terminal of the semiconductor module in the inverter. May be. According to the vehicle of Application Example 8, the process of assembling the control board to the circuit module of the boost converter via the control terminal can be performed in the same manner as the process of assembling the control board to the circuit module of the inverter. Therefore, it is possible to reduce the number of manufacturing steps by sharing the manufacturing process of the boost converter and the manufacturing process of the inverter.

本発明の形態は、回路モジュール、昇圧コンバータおよび車両に限るものではなく、例えば、回路モジュールの製造方法、回路モジュールを備える装置など種々の形態に適用することも可能である。また、本発明は、前述の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内において様々な形態で実施し得ることは勿論である。 The form of the present invention is not limited to a circuit module, a boost converter, and a vehicle, and can be applied to various forms such as a method of manufacturing a circuit module and an apparatus including the circuit module. Further, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and it is needless to say that the present invention can be implemented in various forms without departing from the spirit of the present invention.

車両の構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the structure of a vehicle. コンバータの回路構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the circuit structure of a converter. コンバータに搭載されるＩＰＭの詳細構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the detailed structure of IPM mounted in a converter. 半導体モジュールの詳細構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the detailed structure of a semiconductor module. ＩＰＭの導通部における電路構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the electric circuit structure in the conduction | electrical_connection part of IPM. ＩＰＭの導通部における電路構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the electric circuit structure in the conduction | electrical_connection part of IPM. ＩＰＭの導通部における電路構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the electric circuit structure in the conduction | electrical_connection part of IPM. ＩＰＭの導通部における電路構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the electric circuit structure in the conduction | electrical_connection part of IPM.

以上説明した本発明の構成および作用を一層明らかにするために、以下本発明を適用した回路モジュールについて説明する。 In order to further clarify the configuration and operation of the present invention described above, a circuit module to which the present invention is applied will be described below.

図１は、車両１０の構成を示す説明図である。車両１０は、燃料電池自動車であり、燃料電池２０と、コンバータ４０と、インバータ５０と、電動モータ６０と、車輪９１，９２とを備える。車両１０の燃料電池２０は、車両１０の電源であり、電気化学反応に基づいて直流電力を生成する。車両１０のコンバータ４０は、燃料電池２０から出力された直流電力の電圧を昇圧するソフトスイッチング方式の昇圧コンバータ（ＤＣ／ＤＣコンバータ）である。車両１０のインバータ５０は、コンバータ４０で昇圧された直流電力を交流電力に変換するハードスイッチング方式のＤＣ／ＡＣインバータである。車両１０の電動モータ６０は、インバータ５０から出力された交流電力を回転動力に変換することによって、車輪９１，９２を駆動する。本実施例では、車両１０の電源に燃料電池２０を使用するが、他の実施形態において、燃料電池２０と併用して、または燃料電池２０に代えて、二次電池を車両１０の電源に使用しても良い。本実施例では、コンバータ４０は、車両１０に搭載されるが、車両に限らず、電気で作動する電気機械機器に搭載されても良い。 FIG. 1 is an explanatory diagram showing the configuration of the vehicle 10. The vehicle 10 is a fuel cell vehicle, and includes a fuel cell 20, a converter 40, an inverter 50, an electric motor 60, and wheels 91 and 92. The fuel cell 20 of the vehicle 10 is a power source of the vehicle 10 and generates DC power based on an electrochemical reaction. The converter 40 of the vehicle 10 is a soft switching type boost converter (DC / DC converter) that boosts the voltage of the DC power output from the fuel cell 20. The inverter 50 of the vehicle 10 is a hard switching DC / AC inverter that converts the DC power boosted by the converter 40 into AC power. The electric motor 60 of the vehicle 10 drives the wheels 91 and 92 by converting the AC power output from the inverter 50 into rotational power. In the present embodiment, the fuel cell 20 is used as the power source of the vehicle 10, but in another embodiment, a secondary battery is used as the power source of the vehicle 10 in combination with the fuel cell 20 or instead of the fuel cell 20. You may do it. In the present embodiment, converter 40 is mounted on vehicle 10, but is not limited to the vehicle, and may be mounted on an electromechanical device that operates by electricity.

車両１０のコンバータ４０は、インテリジェントパワーモジュール（Intelligent Power Module、以下、「ＩＰＭ」と呼ぶ）４２と、制御基板４８とを備える。コンバータ４０のＩＰＭ４２は、スイッチング素子やダイオードなどの複数の半導体素子を予め組み込んだ回路モジュールであり、コンバータ４０を構成する他の回路素子と共に実装される。コンバータ４０の制御基板４８は、ＩＰＭ４２に組み込まれた半導体素子を制御する制御回路であり、ＩＰＭ４２に組み付けられる。本実施例では、コンバータ４０におけるＩＰＭ４２と制御基板４８との組み付け構造は、インバータ５０におけるＩＰＭ５２と制御基板５８との組み付け構造と同様である。 The converter 40 of the vehicle 10 includes an intelligent power module (hereinafter referred to as “IPM”) 42 and a control board 48. The IPM 42 of the converter 40 is a circuit module in which a plurality of semiconductor elements such as switching elements and diodes are incorporated in advance, and is mounted together with other circuit elements constituting the converter 40. The control board 48 of the converter 40 is a control circuit that controls a semiconductor element incorporated in the IPM 42 and is assembled to the IPM 42. In this embodiment, the assembly structure of the IPM 42 and the control board 48 in the converter 40 is the same as the assembly structure of the IPM 52 and the control board 58 in the inverter 50.

図２は、コンバータ４０の回路構成を示す説明図である。コンバータ４０は、直流電力の電圧を昇圧する昇圧チョッパ回路を構成する回路素子として、リアクトルＬ１と、スイッチング素子Ｓ１と、ダイオードＤ４，Ｄ５と、コンデンサＣ１，Ｃ３，Ｃ４とを備え、昇圧チョッパ回路のスイッチング損失を低減するソフトスイッチング回路を構成する回路素子として、リアクトルＬ２と、スイッチング素子Ｓ２と、ダイオードＤ１，Ｄ２，Ｄ３と、コンデンサＣ２とを備える。スイッチング素子Ｓ１，Ｓ２およびダイオードＤ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４，Ｄ５は、ＩＰＭ４２に予め組み込まれた半導体素子である。本実施例では、スイッチング素子Ｓ１，Ｓ２は、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（Insulated Gate Bipolar Transistor、ＩＧＢＴ）であり、スイッチング素子Ｓ１，Ｓ２のベース電流は、制御基板４８によって制御される。本実施例では、コンバータ４０は、図２に示す回路構成を三組備え、三相の直流電力の電圧を昇圧する電力変換装置である。 FIG. 2 is an explanatory diagram showing a circuit configuration of the converter 40. The converter 40 includes a reactor L1, a switching element S1, diodes D4 and D5, and capacitors C1, C3, and C4 as circuit elements that constitute a boost chopper circuit that boosts the voltage of DC power. As circuit elements constituting a soft switching circuit for reducing switching loss, a reactor L2, a switching element S2, diodes D1, D2, D3, and a capacitor C2 are provided. The switching elements S1, S2 and the diodes D1, D2, D3, D4, D5 are semiconductor elements incorporated in the IPM 42 in advance. In the present embodiment, the switching elements S 1 and S 2 are insulated gate bipolar transistors (IGBTs), and the base current of the switching elements S 1 and S 2 is controlled by the control board 48. In this embodiment, the converter 40 is a power conversion device that includes three sets of the circuit configuration shown in FIG. 2 and boosts the voltage of three-phase DC power.

コンバータ４０は、入力端子Ｔ１，Ｔ２と、出力端子Ｔ３，Ｔ４とを備える。コンバータ４０の入力端子Ｔ１は、燃料電池２０の高電位側に接続される端子であり、コンバータ４０の出力端子Ｔ３は、インバータ５０の高電位側に接続される端子である。コンバータ４０の入力端子Ｔ２および出力端子Ｔ４は、低電位側の端子であり、車両１０のグランドに接地される。 Converter 40 includes input terminals T1 and T2 and output terminals T3 and T4. The input terminal T1 of the converter 40 is a terminal connected to the high potential side of the fuel cell 20, and the output terminal T3 of the converter 40 is a terminal connected to the high potential side of the inverter 50. An input terminal T2 and an output terminal T4 of the converter 40 are terminals on the low potential side and are grounded to the ground of the vehicle 10.

入力端子Ｔ１とグランドとの間には、コンデンサＣ１が接続され、コンデンサＣ１は、燃料電池２０から出力される電流のリップルを低減する平滑回路を構成する平滑コンデンサとして機能する。出力端子Ｔ３とグランドとの間には、コンデンサＣ３，Ｃ４がそれぞれ並列に接続されている。コンデンサＣ３は、出力端子Ｔ３を通じて出力される電流のリップルを低減する平滑回路を構成する平滑コンデンサとして機能する。コンデンサＣ４は、スイッチング素子Ｓ１による電流遮断時に生じる過渡的な高電圧を吸収するスナバ回路を構成するスナバコンデンサとして機能する。 A capacitor C1 is connected between the input terminal T1 and the ground, and the capacitor C1 functions as a smoothing capacitor that forms a smoothing circuit that reduces a ripple of current output from the fuel cell 20. Capacitors C3 and C4 are respectively connected in parallel between the output terminal T3 and the ground. The capacitor C3 functions as a smoothing capacitor that constitutes a smoothing circuit that reduces the ripple of the current output through the output terminal T3. The capacitor C4 functions as a snubber capacitor that constitutes a snubber circuit that absorbs a transient high voltage generated when the current is cut off by the switching element S1.

入力端子Ｔ１と出力端子Ｔ３との間には、入力端子Ｔ１側から順に、リアクトルＬ１、ダイオードＤ５が直列に接続されている。ダイオードＤ５のアノードは、リアクトルＬ１に接続され、ダイオードＤ５のカソードは、出力端子Ｔ３に接続されている。ダイオードＤ５は、出力端子Ｔ３を通じて出力される電流を整流する整流ダイオードとして機能する。 A reactor L1 and a diode D5 are connected in series between the input terminal T1 and the output terminal T3 in order from the input terminal T1 side. The anode of the diode D5 is connected to the reactor L1, and the cathode of the diode D5 is connected to the output terminal T3. The diode D5 functions as a rectifier diode that rectifies the current output through the output terminal T3.

スイッチング素子Ｓ１のコレクタは、リアクトルＬ１とダイオードＤ５のアノードとの間に接続され、スイッチング素子Ｓ１のエミッタはグランドに接続されている。ダイオードＤ４は、スイッチング素子Ｓ１と並列に接続され、スイッチング素子Ｓ１を保護する。 The collector of the switching element S1 is connected between the reactor L1 and the anode of the diode D5, and the emitter of the switching element S1 is connected to the ground. The diode D4 is connected in parallel with the switching element S1, and protects the switching element S1.

スイッチング素子Ｓ１のコレクタおよびダイオードＤ５のアノードには、ダイオードＤ３のアノードが接続され、ダイオードＤ３のカソードは、コンデンサＣ２を介してグランドに接続されている。ダイオードＤ３は、スイッチング素子Ｓ１による電流遮断時に生じる過渡的な高電圧を吸収するスナバ回路を構成するスナバダイオードとして機能する。コンデンサＣ２は、リアクトルＬ２と共に共振回路を構成してソフトスイッチングによる共振型コンバータを実現する共振コンデンサとして機能する。 The anode of the diode D3 is connected to the collector of the switching element S1 and the anode of the diode D5, and the cathode of the diode D3 is connected to the ground via the capacitor C2. The diode D3 functions as a snubber diode that constitutes a snubber circuit that absorbs a transient high voltage generated when the current is cut off by the switching element S1. Capacitor C2 functions as a resonant capacitor that forms a resonant circuit together with reactor L2 to realize a resonant converter by soft switching.

ダイオードＤ３のカソードには、ダイオードＤ２のアノードが接続され、ダイオードＤ２のカソードは、スイッチング素子Ｓ２のコレクタに接続されている。スイッチング素子Ｓ２のエミッタと入力端子Ｔ１との間には、リアクトルＬ２が接続されている。ダイオードＤ１は、スイッチング素子Ｓ２と並列に接続され、スイッチング素子Ｓ２を保護する。ダイオードＤ２は、ソフトスイッチング回路から昇圧チョッパ回路へと電力を回生する電路に設けられた回生ダイオードである。スイッチング素子Ｓ２のエミッタには、ダイオードＤ６のカソードが接続され、ダイオードＤ６のアノードは、グランドに接続されている。 The anode of the diode D2 is connected to the cathode of the diode D3, and the cathode of the diode D2 is connected to the collector of the switching element S2. A reactor L2 is connected between the emitter of the switching element S2 and the input terminal T1. The diode D1 is connected in parallel with the switching element S2, and protects the switching element S2. The diode D2 is a regenerative diode provided in an electric circuit that regenerates power from the soft switching circuit to the boost chopper circuit. The cathode of the diode D6 is connected to the emitter of the switching element S2, and the anode of the diode D6 is connected to the ground.

図３は、コンバータ４０に搭載されるＩＰＭ４２の詳細構成を示す説明図である。ＩＰＭ４２は、筐体４１０と、複数の半導体モジュール４２０と、冷却部４３０と、導通部４６０とを備える。ＩＰＭ４２の筐体４１０は、複数の半導体モジュール４２０、冷却部４３０および導通部４６０を収容する。ＩＰＭ４２の半導体モジュール４２０は、板状に半導体素子を封止したパワーモジュールである。本実施例では、コンバータ４０は、三相の直流電力の電圧を昇圧する電力変換装置であり、一相あたり１０個の半導体モジュール４２０が使用されるため、ＩＰＭ４２は、合計３０個の半導体モジュール４２０を備える。 FIG. 3 is an explanatory diagram showing a detailed configuration of the IPM 42 mounted on the converter 40. The IPM 42 includes a housing 410, a plurality of semiconductor modules 420, a cooling unit 430, and a conduction unit 460. The housing 410 of the IPM 42 accommodates a plurality of semiconductor modules 420, the cooling unit 430, and the conduction unit 460. The semiconductor module 420 of the IPM 42 is a power module in which a semiconductor element is sealed in a plate shape. In the present embodiment, the converter 40 is a power conversion device that boosts the voltage of three-phase DC power. Since ten semiconductor modules 420 are used per phase, the IPM 42 includes a total of 30 semiconductor modules 420. Is provided.

図４は、半導体モジュール４２０の詳細構成を示す説明図である。半導体モジュール４２０は、接続端子４２１と、接続端子４２２と、制御端子４２３と、絶縁部４２４と、半導体スイッチ素子４２８と、半導体ダイオード素子４２９とを備える。半導体モジュール４２０の絶縁部４２４は、半導体スイッチ素子４２８および半導体ダイオード素子４２９を内部に封入した絶縁部材である。本実施例では、絶縁部４２４は、絶縁樹脂で扁平の矩形板状に形成されている。半導体モジュール４２０の半導体スイッチ素子４２８は、コンバータ４０のスイッチング素子Ｓ１，Ｓ２として動作可能な半導体素子である。半導体モジュール４２０の半導体ダイオード素子４２９は、コンバータ４０のダイオードＤ１〜Ｄ６として動作可能な半導体素子である。 FIG. 4 is an explanatory diagram showing a detailed configuration of the semiconductor module 420. The semiconductor module 420 includes a connection terminal 421, a connection terminal 422, a control terminal 423, an insulating unit 424, a semiconductor switch element 428, and a semiconductor diode element 429. The insulating part 424 of the semiconductor module 420 is an insulating member in which the semiconductor switch element 428 and the semiconductor diode element 429 are enclosed. In this embodiment, the insulating portion 424 is formed in a flat rectangular plate shape with an insulating resin. The semiconductor switch element 428 of the semiconductor module 420 is a semiconductor element that can operate as the switching elements S 1 and S 2 of the converter 40. The semiconductor diode element 429 of the semiconductor module 420 is a semiconductor element that can operate as the diodes D 1 to D 6 of the converter 40.

半導体モジュール４２０の接続端子４２１は、絶縁部４２４の一辺に突設された板状の電気伝導体であり、絶縁部４２４の内部で半導体スイッチ素子４２８のコレクタおよび半導体ダイオード素子４２９のカソードに電気的に接続されている。半導体モジュール４２０の接続端子４２２は、絶縁部４２４の一辺に接続端子４２１と共に突設された板状の電気伝導体であり、絶縁部４２４の内部で半導体スイッチ素子４２８のエミッタおよび半導体ダイオード素子４２９のアノードに電気的に接続されている。半導体モジュール４２０の制御端子４２３は、接続端子４２１および接続端子４２２が設けられた辺に対向する絶縁部４２４の一辺に突設されたピン状の電気伝導体である。本実施例では、接続端子４２２は、五つ並設され、そのうちの一つは、絶縁部４２４の内部で半導体スイッチ素子４２８のベースに接続されている。制御端子４２３は、ＩＰＭ４２と共にコンバータ４０に実装される制御基板４８に接続される。 The connection terminal 421 of the semiconductor module 420 is a plate-like electric conductor protruding on one side of the insulating portion 424, and is electrically connected to the collector of the semiconductor switch element 428 and the cathode of the semiconductor diode element 429 inside the insulating portion 424. It is connected to the. The connection terminal 422 of the semiconductor module 420 is a plate-like electric conductor that protrudes together with the connection terminal 421 on one side of the insulating portion 424. The emitter of the semiconductor switch element 428 and the semiconductor diode element 429 are formed inside the insulating portion 424. It is electrically connected to the anode. The control terminal 423 of the semiconductor module 420 is a pin-shaped electric conductor protruding from one side of the insulating portion 424 opposite to the side where the connection terminal 421 and the connection terminal 422 are provided. In this embodiment, five connection terminals 422 are arranged in parallel, and one of them is connected to the base of the semiconductor switch element 428 inside the insulating portion 424. The control terminal 423 is connected to the control board 48 mounted on the converter 40 together with the IPM 42.

図３の説明に戻り、ＩＰＭ４２の冷却部４３０は、複数の半導体モジュール４２０を積層状態で収容する複数のスリット４５０を形成する収容部である。本実施例では、冷却部４３０は、複数のスリット４５０に収容された半導体モジュール４２０の両面を冷却する両面積層冷却構造の冷却装置である。冷却部４３０は、複数の冷却板４３２と、導入管４３４と、導出管４３５とを備える。冷却部４３０の冷却板４３２は、冷却水を流す流路が内部に形成された部材である。冷却部４３０の導入管４３４は、複数の冷却板４３２の各々に冷却媒体をＩＰＭ４２の外部から導入し、冷却部４３０の導出管４３５は、複数の冷却板４３２の各々から冷却媒体をＩＰＭ４２の外部へ導出する。複数の冷却板４３２は、相互に間隔を開けて積層され、冷却板４３２同士の間に形成される隙間がスリット４５０になる。 Returning to the description of FIG. 3, the cooling unit 430 of the IPM 42 is a housing unit that forms a plurality of slits 450 that houses a plurality of semiconductor modules 420 in a stacked state. In this embodiment, the cooling unit 430 is a cooling device having a double-sided laminated cooling structure that cools both sides of the semiconductor module 420 accommodated in the plurality of slits 450. The cooling unit 430 includes a plurality of cooling plates 432, an introduction pipe 434, and a lead-out pipe 435. The cooling plate 432 of the cooling unit 430 is a member in which a flow path for flowing cooling water is formed. The introduction pipe 434 of the cooling unit 430 introduces the cooling medium to each of the plurality of cooling plates 432 from the outside of the IPM 42, and the outlet pipe 435 of the cooling unit 430 supplies the cooling medium from each of the plurality of cooling plates 432 to the outside of the IPM 42. Derived to The plurality of cooling plates 432 are stacked with a space between each other, and a gap formed between the cooling plates 432 becomes a slit 450.

冷却部４３０における複数のスリット４５０には、一つのスリット４５０あたり二つの半導体モジュール４２０を同一面上に並べて収容可能である。本実施例では、冷却部４３０は、１６個の冷却板４３２を備え、これらの冷却板４３２の間に１５個のスリット４５０を形成し、合計３０個の半導体モジュール４２０を収容する。一つのスリット４５０に収容される二つの半導体モジュール４２０は、相互に表裏が逆向きであり、一つのスリット４５０には、一方の半導体モジュール４２０における接続端子４２１、接続端子４２２に続いて、他方の半導体モジュール４２０における接続端子４２２、接続端子４２１が並ぶ。 The plurality of slits 450 in the cooling unit 430 can accommodate two semiconductor modules 420 per slit 450 arranged on the same plane. In the present embodiment, the cooling unit 430 includes 16 cooling plates 432, 15 slits 450 are formed between these cooling plates 432, and a total of 30 semiconductor modules 420 are accommodated. The two semiconductor modules 420 housed in one slit 450 are opposite to each other, and the one slit 450 has the connection terminal 421 and the connection terminal 422 in one semiconductor module 420 followed by the other. The connection terminals 422 and the connection terminals 421 in the semiconductor module 420 are arranged.

本実施例の説明では、複数の冷却板４３２の積層方向をＸ軸方向と呼び、一つのスリット４５０に二つの半導体モジュール４２０が並ぶ方向をＹ軸方向と呼び、スリット４５０に半導体モジュール４２０を着脱する方向をＺ軸方向と呼ぶ。本実施例の説明では、冷却部４３０のスリットを一般的に示す場合には、「４５０」の符号を用い、特定のスリットを示す場合には、導入管４３４側からＸ軸方向に並ぶ順序を示す数字を「４５０−」の後に付した符号を用いる。例えば、導入管４３４側から１番目のスリットには「４５０−１」の符号を用い、２番目のスリットには「４５０−２」の符号を用い、３番目のスリットには「４５０−３」の符号を用いる。本実施例の説明では、冷却部４３０に収容された半導体モジュールを一般的に示す場合には、「４２０」の符号を用い、Ｘ軸方向に二列に並ぶ半導体モジュールのうち、一方の列に並ぶ半導体モジュールを示す場合には、「４２０−ａ」の符号を用い、他方の列に並ぶ半導体モジュールを示す場合には、「４２０−ｂ」の符号を用いる。 In the description of this embodiment, the stacking direction of the plurality of cooling plates 432 is referred to as the X-axis direction, the direction in which the two semiconductor modules 420 are aligned in one slit 450 is referred to as the Y-axis direction, and the semiconductor module 420 is attached to and detached from the slit 450. This direction is called the Z-axis direction. In the description of the present embodiment, the symbol “450” is used to generally indicate the slit of the cooling unit 430, and the order in which the slit is arranged in the X-axis direction from the introduction tube 434 side is used to indicate a specific slit. The numerals shown after “450-” are used as the numbers. For example, “450-1” is used for the first slit from the introduction pipe 434 side, “450-2” is used for the second slit, and “450-3” is used for the third slit. Is used. In the description of the present embodiment, when the semiconductor modules accommodated in the cooling unit 430 are generally indicated, the symbol “420” is used, and one of the semiconductor modules arranged in two rows in the X-axis direction is used. The reference numeral “420-a” is used to indicate the aligned semiconductor modules, and the reference numeral “420-b” is used to indicate the semiconductor modules aligned in the other column.

本実施例では、コンバータ４０におけるＩＰＭ４２の冷却部４３０に用いられる部品は、インバータ５０におけるＩＰＭ５２の冷却部に用いられる部品と共通であり、コンバータ４０におけるＩＰＭ４２の冷却部４３０に対する半導体モジュール４２０の制御端子４２３の位置関係は、インバータ５０における半導体モジュールの制御端子と同じ位置関係である。本実施例では、コンバータ４０のＩＰＭ４２に対する制御基板４８の組み付け工程は、インバータ５０のＩＰＭ５２に対する制御基板５８の組み付け工程と同じ製造設備で実施される。 In this embodiment, the components used for the cooling unit 430 of the IPM 42 in the converter 40 are the same as the components used for the cooling unit of the IPM 52 in the inverter 50, and the control terminal of the semiconductor module 420 with respect to the cooling unit 430 of the IPM 42 in the converter 40. The positional relationship 423 is the same positional relationship as the control terminal of the semiconductor module in the inverter 50. In this embodiment, the assembly process of the control board 48 to the IPM 42 of the converter 40 is performed by the same manufacturing equipment as the assembly process of the control board 58 to the IPM 52 of the inverter 50.

ＩＰＭ４２の導通部４６０は、冷却部４３０に収容された複数の半導体モジュール４２０における少なくとも二つの半導体素子同士を電気的に接続する。本実施例では、導通部４６０は、絶縁樹脂で複数の電路を封止した部品であるが、他の実施形態において、金属板を板金加工した複数のバスバーを組み合わせた部品であっても良い。 The conduction part 460 of the IPM 42 electrically connects at least two semiconductor elements in the plurality of semiconductor modules 420 accommodated in the cooling part 430. In the present embodiment, the conductive portion 460 is a component in which a plurality of electric paths are sealed with an insulating resin. However, in another embodiment, the conductive portion 460 may be a component in which a plurality of bus bars obtained by sheet metal processing are combined.

導通部４６０は、複数の係合部４６２と、５個の接続端子５１９，５２９，５３９，５４９，５５９とを備える。導通部４６０における複数の係合部４６２は、冷却部４３０に収容された複数の半導体モジュール４２０における接続端子４２１，４２２の各々に係合する。これによって、導通部４６０は、複数の係合部４６２を介して半導体モジュール４２０と電気的に接続される。導通部４６０の接続端子５１９は、コンバータ４０のリアクトルＬ１に接続される第１の端子である。導通部４６０の接続端子５２９は、コンバータ４０のグランドに接地される第２の端子である。導通部４６０の接続端子５３９は、コンバータ４０のコンデンサＣ３に接続される第３の端子であり、本実施例では、接続端子５３９に接続されるコンデンサＣ３のグランド端子は、接続端子５２９に接続される。導通部４６０の接続端子５４９は、コンバータ４０のコンデンサＣ２に接続される第４の端子である。導通部４６０の接続端子５５９は、リアクトルＬ２に接続される第５の端子である。 The conducting portion 460 includes a plurality of engaging portions 462 and five connection terminals 519, 529, 539, 549, and 559. The plurality of engaging portions 462 in the conducting portion 460 engage with the connection terminals 421 and 422 in the plurality of semiconductor modules 420 accommodated in the cooling portion 430. As a result, the conducting portion 460 is electrically connected to the semiconductor module 420 via the plurality of engaging portions 462. Connection terminal 519 of conduction unit 460 is a first terminal connected to reactor L 1 of converter 40. The connection terminal 529 of the conduction unit 460 is a second terminal that is grounded to the ground of the converter 40. The connection terminal 539 of the conduction unit 460 is a third terminal connected to the capacitor C3 of the converter 40. In this embodiment, the ground terminal of the capacitor C3 connected to the connection terminal 539 is connected to the connection terminal 529. The Connection terminal 549 of conduction unit 460 is a fourth terminal connected to capacitor C 2 of converter 40. The connection terminal 559 of the conduction part 460 is a fifth terminal connected to the reactor L2.

図５、図６，図７および図８は、ＩＰＭ４２の導通部４６０における電路構成を示す説明図である。図５〜図８に示すように、導通部４６０は、６系統の電路である接続部５１０，５２０，５３０，５４０，５５０，５６０を備え、本実施例では、これらの電路は絶縁樹脂で封止されている。図５〜図８には、ＩＰＭ４２に組み付けられた導通部４６０における各電路をＺ軸方向から見た位置関係を、スリット４５０に収容された半導体モジュール４２０の配置に重ね合わせて図示した。図５〜図８には、三相の直流電力のうち一相分に対応する１０個の半導体モジュール４２０を収容する５個のスリット４５０−１〜４５０−５に関する電路構成を図示した。スリット４５０−１〜４５０−５に続くスリット４５０−６〜４５０−１０およびスリット４５０−１１〜４５０〜１５に関する電路構成は、スリット４５０−１〜４５０−５の電路構成と同様である。 5, 6, 7, and 8 are explanatory diagrams illustrating an electric circuit configuration in the conduction unit 460 of the IPM 42. As shown in FIGS. 5 to 8, the conduction part 460 includes connection parts 510, 520, 530, 540, 550, and 560 that are six electric circuits. In this embodiment, these electric circuits are sealed with an insulating resin. It has been stopped. 5 to 8, the positional relationship of each electrical path in the conduction portion 460 assembled to the IPM 42 as viewed from the Z-axis direction is shown superimposed on the arrangement of the semiconductor module 420 accommodated in the slit 450. 5-8, the electric circuit structure regarding the five slits 450-1 to 450-5 which accommodates the ten semiconductor modules 420 corresponding to one phase among three-phase DC power was illustrated. The electric circuit configuration relating to the slits 450-6 to 450-10 and the slits 450-11 to 450-15 following the slits 450-1 to 450-5 is the same as the electric circuit configuration of the slits 450-1 to 450-5.

図５〜図８には、導通部４６０の中間位置４６５をハッチングで図示した。導通部４６０の中間位置４６５は、スリット４５０−２に収容された半導体モジュール４２０−ａと半導体モジュール４２０−ｂとの中間に対応する位置である。中間位置４６５のＸ軸方向の領域は、スリット４５０−１とスリット４５０−２との中心から、スリット４５０−２とスリット４５０−３との中心までの領域であり、中間位置４６５のＹ軸方向の領域は、半導体モジュール４２０−ａと半導体モジュール４２０−ｂとの間に挟まれた領域である。 5-8, the intermediate position 465 of the conduction | electrical_connection part 460 was shown in hatching. The intermediate position 465 of the conducting portion 460 is a position corresponding to the middle between the semiconductor module 420-a and the semiconductor module 420-b accommodated in the slit 450-2. The region in the X-axis direction of the intermediate position 465 is a region from the center of the slit 450-1 and the slit 450-2 to the center of the slit 450-2 and the slit 450-3, and the Y-axis direction of the intermediate position 465. This region is a region sandwiched between the semiconductor module 420-a and the semiconductor module 420-b.

図５〜図８に示すように、第１のスリットであるスリット４５０−１に収容された二つの半導体モジュール４２０における二つの半導体スイッチ素子４２８は、コンバータ４０のスイッチング素子Ｓ１として機能し、これら二つの半導体モジュール４２０における二つの半導体ダイオード素子４２９は、コンバータ４０のダイオードＤ４として機能する。第２のスリットであるスリット４５０−２に収容された二つの半導体モジュール４２０における二つの半導体スイッチ素子４２８は使用されず、これら二つの半導体モジュール４２０における二つの半導体ダイオード素子４２９は、コンバータ４０のダイオードＤ５として機能する。第３のスリットであるスリット４５０−３に収容された二つの半導体モジュール４２０における二つの半導体スイッチ素子４２８は、コンバータ４０のスイッチング素子Ｓ１として機能し、これら二つの半導体モジュール４２０における二つの半導体ダイオード素子４２９は、コンバータ４０のダイオードＤ４として機能する。 As shown in FIGS. 5 to 8, the two semiconductor switch elements 428 in the two semiconductor modules 420 housed in the slit 450-1 serving as the first slit function as the switching element S 1 of the converter 40. Two semiconductor diode elements 429 in one semiconductor module 420 function as the diode D 4 of the converter 40. The two semiconductor switch elements 428 in the two semiconductor modules 420 accommodated in the slit 450-2 that is the second slit are not used, and the two semiconductor diode elements 429 in the two semiconductor modules 420 are diodes of the converter 40. Functions as D5. The two semiconductor switch elements 428 in the two semiconductor modules 420 housed in the slit 450-3 serving as the third slit function as the switching element S1 of the converter 40, and the two semiconductor diode elements in the two semiconductor modules 420 429 functions as the diode D4 of the converter 40.

第４のスリットであるスリット４５０−４に収容された二つの半導体モジュール４２０における二つの半導体スイッチ素子４２８は使用されず、これら二つの半導体モジュール４２０のうち、半導体モジュール４２０−ａの半導体ダイオード素子４２９は、コンバータ４０のダイオードＤ３として機能し、半導体モジュール４２０−ｂの半導体ダイオード素子４２９は、コンバータ４０のダイオードＤ６として機能する。第５のスリットであるスリット４５０−５に収容された半導体モジュール４２０−ａの半導体スイッチ素子４２８は使用されず、その半導体モジュール４２０−ａの半導体ダイオード素子４２９は、コンバータ４０のダイオードＤ２として機能する。第５のスリットであるスリット４５０−５に収容された半導体モジュール４２０−ｂの半導体スイッチ素子４２８は、コンバータ４０のスイッチング素子Ｓ２として機能し、その半導体モジュール４２０−ｂの半導体ダイオード素子４２９は、コンバータ４０のダイオードＤ１として機能する。 The two semiconductor switch elements 428 in the two semiconductor modules 420 accommodated in the slit 450-4 that is the fourth slit are not used, and the semiconductor diode element 429 of the semiconductor module 420-a among these two semiconductor modules 420 is not used. Functions as the diode D3 of the converter 40, and the semiconductor diode element 429 of the semiconductor module 420-b functions as the diode D6 of the converter 40. The semiconductor switch element 428 of the semiconductor module 420-a accommodated in the slit 450-5 that is the fifth slit is not used, and the semiconductor diode element 429 of the semiconductor module 420-a functions as the diode D2 of the converter 40. . The semiconductor switch element 428 of the semiconductor module 420-b accommodated in the slit 450-5 that is the fifth slit functions as the switching element S2 of the converter 40, and the semiconductor diode element 429 of the semiconductor module 420-b is the converter. It functions as 40 diodes D1.

図５に示す導通部４６０の接続部５１０は、四つのスイッチング素子Ｓ１のコレクタと、二つのダイオードＤ５のアノードとを中間位置４６５で電気的に接続する第１の接続部である。接続部５１０は、Ｙ軸方向に沿った電路５１１，５１２，５１３と、Ｘ軸方向に沿った電路５１５とを備える。接続部５１０には、コンバータ４０のリアクトルＬ１に接続される接続端子５１９が中間位置４６５に設けられている。 The connection portion 510 of the conduction portion 460 shown in FIG. 5 is a first connection portion that electrically connects the collectors of the four switching elements S1 and the anodes of the two diodes D5 at the intermediate position 465. The connecting portion 510 includes electric paths 511, 512, and 513 along the Y-axis direction, and an electric path 515 along the X-axis direction. In connection portion 510, a connection terminal 519 connected to reactor L 1 of converter 40 is provided at intermediate position 465.

接続部５１０の電路５１１は、スリット４５０−１における半導体モジュール４２０−ａの接続端子４２１と、スリット４５０−１における半導体モジュール４２０−ｂの接続端子４２１との間をＹ軸方向に沿って電気的に接続する。接続部５１０の電路５１２は、中間位置４６５を通過して、スリット４５０−２における半導体モジュール４２０−ａの接続端子４２２と、スリット４５０−２における半導体モジュール４２０−ｂの接続端子４２２との間をＹ軸方向に沿って電気的に接続する。接続部５１０の電路５１３は、スリット４５０−３における半導体モジュール４２０−ａの接続端子４２１と、スリット４５０−３における半導体モジュール４２０−ｂの接続端子４２１との間をＹ軸方向に沿って電気的に接続する。接続部５１０の電路５１５は、中間位置４６５を通過して、Ｙ軸方向に沿った三つの電路５１１，５１２，５１３の各中点をＸ軸方向に沿って電気的に接続し、電路５１５の中点は、中間位置４６５にあり、電路５１２の中点に一致する。中間位置４６５における電路５１５の中点には、接続端子５１９が電気的に接続される。 The electric path 511 of the connection portion 510 is electrically connected along the Y-axis direction between the connection terminal 421 of the semiconductor module 420-a in the slit 450-1 and the connection terminal 421 of the semiconductor module 420-b in the slit 450-1. Connect to. The electric circuit 512 of the connection portion 510 passes through the intermediate position 465 and passes between the connection terminal 422 of the semiconductor module 420-a in the slit 450-2 and the connection terminal 422 of the semiconductor module 420-b in the slit 450-2. Electrical connection is made along the Y-axis direction. The electric circuit 513 of the connection portion 510 is electrically connected along the Y-axis direction between the connection terminal 421 of the semiconductor module 420-a in the slit 450-3 and the connection terminal 421 of the semiconductor module 420-b in the slit 450-3. Connect to. The electric path 515 of the connecting portion 510 passes through the intermediate position 465 and electrically connects the midpoints of the three electric paths 511, 512, and 513 along the Y-axis direction along the X-axis direction. The midpoint is at the intermediate position 465 and coincides with the midpoint of the electric circuit 512. A connection terminal 519 is electrically connected to the midpoint of the electric circuit 515 at the intermediate position 465.

図６に示す導通部４６０の接続部５２０は、接続部５１０から電気的に絶縁され、四つのスイッチング素子Ｓ１のエミッタを中間位置４６５で電気的に接続する第２の接続部である。接続部５２０は、Ｙ軸方向に沿った電路５２１，５２３と、Ｘ軸方向に沿った電路５２５とを備える。 The connection part 520 of the conduction part 460 shown in FIG. 6 is a second connection part that is electrically insulated from the connection part 510 and electrically connects the emitters of the four switching elements S1 at the intermediate position 465. The connection unit 520 includes electric circuits 521 and 523 along the Y-axis direction and electric circuits 525 along the X-axis direction.

接続部５２０には、コンバータ４０のグランドに接地される接続端子５２９が中間位置４６５に設けられている。接続部５２０の電路５２１は、スリット４５０−１における半導体モジュール４２０−ａの接続端子４２２と、スリット４５０−１における半導体モジュール４２０−ｂの接続端子４２２との間をＹ軸方向に沿って電気的に接続する。接続部５２０の電路５２３は、スリット４５０−３における半導体モジュール４２０−ａの接続端子４２２と、スリット４５０−３における半導体モジュール４２０−ｂの接続端子４２２との間をＹ軸方向に沿って電気的に接続する。接続部５２０の電路５２５は、中間位置４６５を通過して、Ｙ軸方向に沿った二つの電路５２１，５２３の各中点をＸ軸方向に沿って電気的に接続し、電路５２５の中点は、中間位置４６５にある。中間位置４６５における電路５２５の中点には、接続端子５２９が電気的に接続される。 The connection portion 520 is provided with a connection terminal 529 that is grounded to the ground of the converter 40 at an intermediate position 465. The electric path 521 of the connection portion 520 is electrically connected along the Y-axis direction between the connection terminal 422 of the semiconductor module 420-a in the slit 450-1 and the connection terminal 422 of the semiconductor module 420-b in the slit 450-1. Connect to. The electric path 523 of the connection part 520 is electrically connected along the Y-axis direction between the connection terminal 422 of the semiconductor module 420-a in the slit 450-3 and the connection terminal 422 of the semiconductor module 420-b in the slit 450-3. Connect to. The electric path 525 of the connecting portion 520 passes through the intermediate position 465 and electrically connects the midpoints of the two electric paths 521 and 523 along the Y-axis direction along the X-axis direction. Is in the intermediate position 465. A connection terminal 529 is electrically connected to the midpoint of the electric circuit 525 at the intermediate position 465.

図７に示す導通部４６０の接続部５３０は、接続部５１０および接続部５２０から電気的に絶縁され、二つのダイオードＤ５のカソードを中間位置４６５で電気的に接続する第３の接続部である。接続部５３０は、Ｙ軸方向に沿った電路５３２を備える。接続部５２０には、コンバータ４０のコンデンサＣ３に接続される接続端子５３９が中間位置４６５に設けられている。 The connection portion 530 of the conduction portion 460 shown in FIG. 7 is a third connection portion that is electrically insulated from the connection portion 510 and the connection portion 520 and electrically connects the cathodes of the two diodes D5 at the intermediate position 465. . The connection unit 530 includes an electric path 532 along the Y-axis direction. The connection portion 520 is provided with a connection terminal 539 connected to the capacitor C 3 of the converter 40 at the intermediate position 465.

接続部５３０の電路５３２は、スリット４５０−２における半導体モジュール４２０−ａの接続端子４２１と、スリット４５０−２における半導体モジュール４２０−ｂの接続端子４２１との間をＹ軸方向に沿って電気的に接続し、電路５３２の中点は、中間位置４６５にある。中間位置４６５における電路５３２の中点には、接続端子５３９が電気的に接続される。 The electrical path 532 of the connection portion 530 is electrically connected along the Y-axis direction between the connection terminal 421 of the semiconductor module 420-a in the slit 450-2 and the connection terminal 421 of the semiconductor module 420-b in the slit 450-2. , And the midpoint of the electrical path 532 is at an intermediate position 465. A connection terminal 539 is electrically connected to the midpoint of the electric circuit 532 at the intermediate position 465.

図８に示すように、第１の接続部である接続部５１０は、更に、Ｘ軸方向に沿った電路５１６を備え、第２の接続部である接続部５２０は、更に、Ｘ軸方向に沿った電路５２６を備える。接続部５１０の電路５１６は、スリット４５０−４における半導体モジュール４２０−ａの接続端子４２２と、接続端子５１９との間をＸ軸方向に沿って電気的に接続し、接続部５２０の電路５２６は、スリット４５０−４における半導体モジュール４２０−ｂの接続端子４２２と、接続端子５２９との間をＸ軸方向に沿って電気的に接続する。接続部５１０の電路５１６と、接続部５２０の電路５２６とは、半導体モジュール４２０−ａと半導体モジュール４２０−ｂとの中点をＸ軸方向に沿って通る直線を対称軸とする線対称の関係にある。 As shown in FIG. 8, the connection portion 510 serving as the first connection portion further includes an electric path 516 along the X-axis direction, and the connection portion 520 serving as the second connection portion is further disposed in the X-axis direction. An electrical path 526 is provided. The electric circuit 516 of the connection part 510 electrically connects the connection terminal 422 of the semiconductor module 420-a in the slit 450-4 and the connection terminal 519 along the X-axis direction, and the electric circuit 526 of the connection part 520 is The connection terminal 422 of the semiconductor module 420-b in the slit 450-4 and the connection terminal 529 are electrically connected along the X-axis direction. The electric circuit 516 of the connection part 510 and the electric circuit 526 of the connection part 520 are in a line-symmetric relationship with a straight line passing through the midpoint of the semiconductor module 420-a and the semiconductor module 420-b along the X-axis direction as an axis of symmetry. It is in.

図８に示す導通部４６０の接続部５４０は、接続部５１０、接続部５２０および接続部５３０から電気的に絶縁され、ダイオードＤ３のカソードとダイオードＤ２のアノードとの間を電気的に接続する第４の接続部である。接続部５４０には、コンバータ４０のコンデンサＣ２に接続される接続端子５４９が設けられている。接続部５４０は、スリット４５０−４における半導体モジュール４２０−ａの接続端子４２１と、スリット４５０−５における半導体モジュール４２０−ａの接続端子４２２との間をＹ軸方向に沿って電気的に接続する。 The connection part 540 of the conduction part 460 shown in FIG. 8 is electrically insulated from the connection part 510, the connection part 520, and the connection part 530, and is electrically connected between the cathode of the diode D3 and the anode of the diode D2. 4 connecting portions. The connection unit 540 is provided with a connection terminal 549 connected to the capacitor C2 of the converter 40. The connection unit 540 electrically connects the connection terminal 421 of the semiconductor module 420-a in the slit 450-4 and the connection terminal 422 of the semiconductor module 420-a in the slit 450-5 along the Y-axis direction. .

図８に示す導通部４６０の接続部５５０は、接続部５１０、接続部５２０、接続部５３０および接続部５４０から電気的に絶縁され、ダイオードＤ６のカソードとスイッチング素子Ｓ２のエミッタとの間を電気的に接続する第５の接続部である。接続部５５０には、コンバータ４０のリアクトルＬ２に接続される接続端子５５９が設けられている。接続部５５０は、スリット４５０−４における半導体モジュール４２０−ｂの接続端子４２１と、スリット４５０−５における半導体モジュール４２０−ｂの接続端子４２２との間をＹ軸方向に沿って電気的に接続する。接続部５４０と接続部５５０とは、半導体モジュール４２０−ａと半導体モジュール４２０−ｂとの中点をＸ軸方向に沿って通る直線を対称軸とする線対称の関係にある。 The connection part 550 of the conduction part 460 shown in FIG. 8 is electrically insulated from the connection part 510, the connection part 520, the connection part 530, and the connection part 540, and electrically connects the cathode of the diode D6 and the emitter of the switching element S2. It is the 5th connection part to connect automatically. Connection unit 550 is provided with a connection terminal 559 connected to reactor L 2 of converter 40. The connection part 550 electrically connects the connection terminal 421 of the semiconductor module 420-b in the slit 450-4 and the connection terminal 422 of the semiconductor module 420-b in the slit 450-5 along the Y-axis direction. . The connection portion 540 and the connection portion 550 are in a line-symmetric relationship with a straight line passing through the midpoint of the semiconductor module 420-a and the semiconductor module 420-b along the X-axis direction as the symmetry axis.

図８に示す導通部４６０の接続部５６０は、接続部５１０、接続部５２０、接続部５３０、接続部５４０および接続部５５０から電気的に絶縁され、ダイオードＤ６のアノードとスイッチング素子Ｓ２のコレクタとの間を電気的に接続する第６の接続部である。接続部５６０は、スリット４５０−５における半導体モジュール４２０−ａの接続端子４２１と、スリット４５０−５における半導体モジュール４２０−ｂの接続端子４２１との間をＹ軸方向に沿って電気的に接続する。 The connection part 560 of the conduction part 460 shown in FIG. 8 is electrically insulated from the connection part 510, the connection part 520, the connection part 530, the connection part 540, and the connection part 550, and the anode of the diode D6 and the collector of the switching element S2 It is the 6th connection part which electrically connects between. The connection part 560 electrically connects the connection terminal 421 of the semiconductor module 420-a in the slit 450-5 and the connection terminal 421 of the semiconductor module 420-b in the slit 450-5 along the Y-axis direction. .

以上説明したＩＰＭ４２によれば、四つのスイッチング素子Ｓ１のコレクタと二つのダイオードＤ５との間、四つのスイッチング素子Ｓ１のエミッタ同士の間、二つのダイオードＤ５のカソード同士の間、の各々を接続する接続部５１０，５２０，５３０における電路の長さを均等に配設することができる。これによって、接続部５１０，５２０，５３０における電路のインダクタンスを低減することができる。その結果、両面積層冷却構造のＩＰＭ４２を適用したコンバータ４０において、スイッチング動作に伴うサージ電圧およびスナバ電圧を抑制することができる。 According to the IPM 42 described above, the collectors of the four switching elements S1 and the two diodes D5, the emitters of the four switching elements S1, and the cathodes of the two diodes D5 are connected. The lengths of the electric paths in the connection portions 510, 520, and 530 can be evenly arranged. Thereby, the inductance of the electric circuit in connection part 510,520,530 can be reduced. As a result, in the converter 40 to which the IPM 42 having the double-sided laminated cooling structure is applied, the surge voltage and snubber voltage associated with the switching operation can be suppressed.

また、四つのスイッチング素子Ｓ１とリアクトルＬ１との間、二つのダイオードＤ５とリアクトルＬ１との間、四つのスイッチング素子Ｓ１とグランドとの間、二つのダイオードＤ５とコンデンサＣ３との間、の各々を接続する接続部５１０，５２０，５３０における電路の長さを均等に配設することができる。これによって、接続部５１０，５２０，５３０における電路のインダクタンスを低減することができる。その結果、スイッチング動作に伴うサージ電圧およびスナバ電圧を一層抑制することができる。 Further, between the four switching elements S1 and the reactor L1, between the two diodes D5 and the reactor L1, between the four switching elements S1 and the ground, and between the two diodes D5 and the capacitor C3, respectively. The length of the electric circuit in the connecting portions 510, 520, and 530 to be connected can be evenly arranged. Thereby, the inductance of the electric circuit in connection part 510,520,530 can be reduced. As a result, the surge voltage and snubber voltage associated with the switching operation can be further suppressed.

また、接続端子５３９に接続したコンデンサＣ３を、接続端子５２９を介してグランドに接地するため、スイッチング素子Ｓ１、ダイオードＤ５、コンデンサＣ３およびグランドで構成される電気的ループを短縮することができる。その結果、スイッチング動作に伴うスナバ電圧を一層抑制することができる。 In addition, since the capacitor C3 connected to the connection terminal 539 is grounded to the ground via the connection terminal 529, an electrical loop including the switching element S1, the diode D5, the capacitor C3, and the ground can be shortened. As a result, the snubber voltage associated with the switching operation can be further suppressed.

また、スイッチング素子Ｓ１、ダイオードＤ３、コンデンサＣ２およびグランドで構成される電気的ループを短縮することができる。その結果、スイッチング動作に伴うサージ電圧を一層抑制することができる。 In addition, an electrical loop including the switching element S1, the diode D3, the capacitor C2, and the ground can be shortened. As a result, the surge voltage associated with the switching operation can be further suppressed.

また、導通部４６０における接続部５１０、接続部５２０および接続部５３０をそれぞれ構成する電路はＸ軸方向およびＹ軸方向で相互に並走するため、接続部５１０、接続部５２０および接続部５３０の各々のインダクタンスを低減することができる。その結果、スイッチング動作に伴うサージ電圧およびスナバ電圧を一層抑制することができる。 In addition, since the electric paths constituting the connection portion 510, the connection portion 520, and the connection portion 530 in the conduction portion 460 run in parallel in the X-axis direction and the Y-axis direction, the connection portions 510, 520, and 530 Each inductance can be reduced. As a result, the surge voltage and snubber voltage associated with the switching operation can be further suppressed.

また、ＩＰＭ４２を実装するコンバータ４０によれば、両面積層冷却構造によって半導体素子から熱を逃がす放熱性能を向上させつつ、スイッチング動作に伴うサージ電圧およびスナバ電圧を抑制することができる。その結果、コンバータ４０の耐久性能を向上させることができる。 Moreover, according to the converter 40 which mounts IPM42, the surge voltage and snubber voltage accompanying switching operation | movement can be suppressed, improving the thermal radiation performance which escapes heat from a semiconductor element with a double-sided laminated cooling structure. As a result, the durability performance of the converter 40 can be improved.

また、コンバータ４０におけるＩＰＭ４２の冷却部４３０に対する半導体モジュール４２０の制御端子４２３の位置関係は、インバータ５０における半導体モジュールの制御端子と同じ位置関係であるため、コンバータ４０の回ＩＰＭ４２に制御端子４２３を介して制御基板４８を組み付ける工程を、インバータ５０のＩＰＭ５２に制御基板５８を組み付ける工程と同様に実施することができる。そのため、コンバータ４０の製造工程とインバータ５０の製造工程との共通化によって製造工数の低減を図ることができる。 In addition, since the positional relationship of the control terminal 423 of the semiconductor module 420 with respect to the cooling unit 430 of the IPM 42 in the converter 40 is the same positional relationship as the control terminal of the semiconductor module in the inverter 50, the control terminal 423 is connected to the rotary IPM 42 of the converter 40. Thus, the process of assembling the control board 48 can be performed in the same manner as the process of assembling the control board 58 to the IPM 52 of the inverter 50. Therefore, the number of manufacturing steps can be reduced by sharing the manufacturing process of converter 40 and the manufacturing process of inverter 50.

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこうした実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内において様々な形態で実施し得ることは勿論である。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to such embodiment at all, Of course, it can implement with various forms within the range which does not deviate from the meaning of this invention. is there.

例えば、導通部４６０の中間位置４６５における接続端子５１９，５２９，５３９の相互の位置関係は、実施例の位置関係に限るものではなく、接続端子５１９，５２９，５３９の全てが中間位置４６５に存在するのであれば、実施例の位置関係から、Ｘ軸方向および／またはＹ軸方向にずれても良い。 For example, the mutual positional relationship of the connection terminals 519, 529, and 539 at the intermediate position 465 of the conducting portion 460 is not limited to the positional relationship of the embodiment, and all of the connection terminals 519, 529, and 539 exist at the intermediate position 465. If it does, you may shift | deviate to the X-axis direction and / or the Y-axis direction from the positional relationship of an Example.

また、スリット４５０−４における半導体モジュール４２０−ａをダイオードＤ６として機能させ、スリット４５０−４における半導体モジュール４２０−ｂをダイオードＤ３として機能させるように電路を形成しても良い。また、スリット４５０−５における半導体モジュール４２０−ａをスイッチング素子Ｓ２として機能させ、スリット４５０−５における半導体モジュール４２０−ｂをダイオードＤ２として機能させるように電路を形成しても良い。 Further, the electric circuit may be formed so that the semiconductor module 420-a in the slit 450-4 functions as the diode D6 and the semiconductor module 420-b in the slit 450-4 functions as the diode D3. Further, the electric circuit may be formed so that the semiconductor module 420-a in the slit 450-5 functions as the switching element S2 and the semiconductor module 420-b in the slit 450-5 functions as the diode D2.

１０…車両
２０…燃料電池
４０…コンバータ
４２…インテリジェントパワーモジュール（ＩＰＭ）
４８…制御基板
５０…インバータ
５２…インテリジェントパワーモジュール（ＩＰＭ）
５８…制御基板
６０…電動モータ
９１，９２…車輪
４１０…筐体
４２０，４２０−ａ，４２０−ｂ…半導体モジュール
４２１…接続端子
４２２…接続端子
４２３…制御端子
４２４…絶縁部
４２８…半導体スイッチ素子
４２９…半導体ダイオード素子
４３０…冷却部
４３２…冷却板
４３４…導入管
４３５…導出管
４５０，４５０１〜１５…スリット
４６０…導通部
４６２…係合部
４６５…中間位置
５１０…接続部
５１１，５１２，５１３，５１５，５１６…電路
５１９…接続端子
５２０…接続部
５２１，５２３，５２５，５２６…電路
５２９…接続端子
５３０…接続部
５３２…電路
５３９…接続端子
５４０…接続部
５４９…接続端子
５５０…接続部
５５９…接続端子
５６０…接続部
Ｃ１〜Ｃ４…コンデンサ
Ｄ１〜６…ダイオード
Ｌ１，Ｌ２…リアクトル
Ｓ１，Ｓ２…スイッチング素子
Ｔ１，Ｔ２…入力端子
Ｔ３，Ｔ４…出力端子 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Vehicle 20 ... Fuel cell 40 ... Converter 42 ... Intelligent power module (IPM)
48 ... Control board 50 ... Inverter 52 ... Intelligent power module (IPM)
58 ... Control board 60 ... Electric motor 91, 92 ... Wheel 410 ... Housing 420, 420-a, 420-b ... Semiconductor module 421 ... Connection terminal 422 ... Connection terminal 423 ... Control terminal 424 ... Insulating part 428 ... Semiconductor switch element 429 ... Semiconductor diode element 430 ... Cooling part 432 ... Cooling plate 434 ... Introducing pipe 435 ... Deriving pipe 450, 4501-15 ... Slit 460 ... Conducting part 462 ... Engaging part 465 ... Intermediate position 510 ... Connection part 511, 512, 513 , 515, 516 ... Electric circuit 519 ... Connection terminal 520 ... Connection part 521, 523, 525, 526 ... Electric circuit 529 ... Connection terminal 530 ... Connection part 532 ... Electric circuit 539 ... Connection terminal 540 ... Connection part 549 ... Connection terminal 550 ... Connection part 559 ... connection terminal 560 ... connection part C1 to C4 ... capacitor D1 to 6 ... da Iode L1, L2 ... Reactor S1, S2 ... Switching element T1, T2 ... Input terminal T3, T4 ... Output terminal

Claims

A circuit module mounted on a soft switching boost converter,
A plurality of semiconductor modules in which semiconductor elements are sealed in a plate shape;
Forming a plurality of slits for accommodating the plurality of semiconductor modules in a stacked state, and accommodating the two semiconductor modules per one slit on the same surface;
A conductive portion for electrically connecting at least two semiconductor elements in the plurality of semiconductor modules accommodated in the plurality of slits,
The plurality of slits include a first slit, a second slit, and a third slit arranged in order,
Four semiconductor elements in the four semiconductor modules housed in the first slit and the third slit function as four switching elements (S1) constituting a boost chopper circuit in the boost converter,
Two semiconductor elements in the two semiconductor modules housed in the second slit function as two rectifier diodes (D5) that are diodes that rectify a current output from the boost chopper circuit,
The conduction part is
The collectors of the four switching elements (S1) and the anodes of the two rectifier diodes (D5) are electrically connected at an intermediate position that is a position corresponding to the middle of the two semiconductor modules housed in the second slit. A first connecting part to be connected
A second connection portion electrically insulated from the first connection portion and electrically connecting the emitters of the four switching elements (S1) at the intermediate position;
And a third connection part electrically insulated from the first connection part and the second connection part and electrically connecting the cathodes of the two rectifier diodes (D5) at the intermediate position. module.

The circuit module according to claim 1,
In the first connection portion, a first terminal connected to a reactor (L1) constituting the boost chopper circuit is provided at the intermediate position,
In the second connection portion, a second terminal grounded to the ground of the boost converter is provided at the intermediate position,
A circuit module, wherein a third terminal connected to a smoothing capacitor (C3), which is a capacitor for reducing a ripple of a current output from the boost chopper circuit, is provided at the intermediate position in the third connection portion .

The circuit module according to claim 2, wherein the smoothing capacitor (C3) connected to the third terminal is grounded to the ground via the second terminal.

A circuit module according to any one of claims 1 to 3,
The plurality of slits include a fourth slit and a fifth slit arranged next to the third slit,
A semiconductor element in at least one semiconductor module accommodated in the fourth slit functions as a snubber diode (D3) that is a diode constituting a snubber circuit in a soft switching circuit that reduces switching loss of the boost chopper circuit,
The semiconductor element in at least one semiconductor module accommodated in the fifth slit functions as a regenerative diode (D2) which is a diode provided in an electric circuit for regenerating power to the boost chopper circuit in the soft switching circuit. ,
The conduction portion is further electrically insulated from the first connection portion, the second connection portion, and the third connection portion, and a cathode of the snubber diode (D3) and the regenerative diode (D2) A fourth connection part for electrically connecting the anode of
The circuit module, wherein the fourth connection portion is provided with a fourth terminal connected to a resonance capacitor (C2) which is a capacitor constituting a resonance circuit in the soft switching circuit.

5. The circuit module according to claim 1, wherein each of the electric paths in the first connection portion, the second connection portion, and the third connection portion runs parallel to each other.

The circuit module according to claim 1, wherein the housing portion is a cooling portion that cools both sides of the semiconductor module housed in the slit.

A step-up converter comprising the circuit module according to any one of claims 1 to 6.

A vehicle equipped with the boost converter according to claim 7.

The vehicle according to claim 8,
The components constituting the accommodating portion of the boost converter are components common to the hard switch type inverter mounted together with the boost converter,
The semiconductor module of the boost converter includes a control terminal for controlling a semiconductor element sealed in the semiconductor module,
The circuit module in which the positional relationship of the control terminal with respect to the housing portion in the boost converter is the same positional relationship as the control terminal of the semiconductor module in the inverter.