JP2018197720A - 検査システム - Google Patents

Abstract

【課題】同時にオンオフする複数のスイッチング素子を互いに並列に接続した電力変換装置でも、基準制御端子と制御基板との間に接続不良が発生したか否かを容易に検査できる検査システムを提供すること。【解決手段】複数の半導体素子４と制御基板６とを備える電力変換装置１０と、これを検査する検査装置２とを備える。同時にオンオフする複数の半導体素子４を互いに並列に接続してある。検査装置２は、２本の基準制御端子５Ea，５Ebの間に、これらの基準制御端子５Ea，５Ebと制御基板６との接続部７Ea，７Ebを介して直流電圧を加え、直流抵抗Ｒを測定する。そして、直流抵抗Ｒの測定値が予め定められた閾値ＲTHよりも高い場合は、基準制御端子５Eと制御基板６との間に接続不良が発生していると判断する。【選択図】図１

Description

本発明は、電力変換装置と、該電力変換装置を検査する検査装置とを備える検査システムに関する。

従来から、ＩＧＢＴ等のスイッチング素子を内蔵した半導体モジュールと、上記スイッチング素子のオンオフ動作を制御する制御基板とを備えた電力変換装置が知られている（下記特許文献１参照）。上記半導体モジュールは、スイッチング素子を内蔵した本体部と、該本体部から突出した複数の制御端子とを備える（図１３参照）。これらの制御端子は、上記制御基板に接続している。

上記半導体モジュールは、上記制御端子として、スイッチング素子のゲートに接続したゲート端子と、エミッタに接続したエミッタ端子（基準制御端子）と、スイッチング素子を流れるオン電流の一部を取り出すためのセンス端子とを備える。センス端子とエミッタ端子との間にはセンス抵抗が設けられている。

上記電力変換装置を製造した後、該電力変換装置の検査工程が行われる。この検査工程では、様々な検査が行われる。例えば、上記基準制御端子（エミッタ端子）と制御基板との間に接続不良が発生しているか否かの検査を行う（図１３、図１４参照）。この検査は、例えば以下のようにして行われる。すなわち、まず制御基板から、ゲート端子と基準制御端子（エミッタ端子）との間に電圧を加える（図１３参照）。基準制御端子と制御基板とが正常に接続していれば、スイッチング素子がオンし、オン電流の一部がセンス抵抗を流れる。そのため、センス抵抗に電圧降下が発生する。また、基準制御端子と制御基板との間に接続不良が生じている場合は、スイッチング素子がオンしないため（図１４参照）、オン電流が流れず、センス抵抗に電圧降下が発生しない。そのため、センス抵抗に所定の電圧降下が発生しているか否かを検査することにより、基準制御端子と制御基板との間に接続不良が発生しているか否かを検査できる。

近年、より大きな電流を出力できる電力変換装置の開発が進められている。そのため、複数のスイッチング素子を互いに並列に接続し、同時にオンオフ動作させることが検討されている。このようにすると、個々のスイッチング素子に流れる電流の量は少なくても、電力変換装置全体として大きな電流を出力することが可能になる。この電力変換装置では、複数のスイッチング素子の基準電極（エミッタ）を、バスバーを介して互いに電気接続する（図１５参照）と共に、個々のスイッチング素子に接続した基準制御端子を、制御基板において互いに電気接続する。

特許第４００３７１９号公報

しかしながら、複数のスイッチング素子を互いに並列に接続した場合、従来の検査方法では、基準制御端子と制御基板との間に接続不良が発生したか否かを検査できなくなる。すなわち、接続不良が発生していない場合、ゲート端子に電圧を加えると、スイッチング素子がオンし、オン電流の一部がセンス抵抗を流れて、電圧降下が発生する（図１５参照）。しかし、上記電力変換装置では、複数のスイッチング素子の基準電極（エミッタ）が、制御基板及びバスバーを介して互いに接続されている。そのため、測定対象となる基準制御端子と制御基板との間に接続不良が発生している場合でも（図１６参照）、スイッチング素子がオンしてしまい、センス抵抗に電圧降下が発生する。したがって、接続不良の有無にかかわらず、センス抵抗に電圧降下が発生してしまう。そのため、基準制御端子と制御基板との間に接続不良が発生したか否かを検査できない。

本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、同時にオンオフする複数のスイッチング素子を互いに並列に接続した電力変換装置でも、基準制御端子と制御基板との間に接続不良が発生したか否かを容易に検査できる検査システムを提供しようとするものである。

本発明の一態様は、電力変換装置（１０）と、該電力変換装置を検査する検査装置（２）とを備える検査システム（１）であって、
上記電力変換装置は、
スイッチング素子（４）と、該スイッチング素子を内蔵した本体部（３０）と、上記スイッチング素子に接続し上記本体部から突出した複数の制御端子（５）とを備える半導体モジュール（３）と、
上記制御端子に接続し、上記スイッチング素子のオンオフ動作を制御する制御基板（６）とを備え、
上記スイッチング素子は、上記制御基板から電圧を加えられる被制御電極（４０_G）と、該被制御電極の電位の基準になる基準電極（４０_E）とを有し、上記半導体モジュールは、上記制御端子として、上記被制御電極に接続した被制御端子（５_G）と、上記基準電極に接続した基準制御端子（５_E）とを備え、
同時にオンオフ動作する、第１スイッチング素子（４ａ）と第２スイッチング素子（４ｂ）との少なくとも２個の上記スイッチング素子を互いに並列に接続してあり、複数の上記スイッチング素子の上記基準電極は、バスバー（１１）を介して互いに電気接続され、個々の上記スイッチング素子に接続した上記基準制御端子は、上記制御基板において互いに電気接続されており、
上記検査装置は、
上記第１スイッチング素子に接続した上記基準制御端子と、上記第２スイッチング素子に接続した上記基準制御端子との間に、これらと上記制御基板との接続部（７_Ea，７_Eb）を介して直流電圧を加え、直流抵抗（Ｒ）を測定する抵抗測定部（２１）と、
上記直流抵抗の測定値が予め定められた閾値（Ｒ_TH）よりも高い場合には、上記基準制御端子と上記制御基板との間に接続不良が発生していると判断する判断部（２２）とを備える、検査システムにある。

上記検査システムは、上記抵抗測定部と上記判断部とを有する検査装置を備える。
そのため、同時にオンオフする複数のスイッチング素子を互いに並列に接続した電力変換装置でも、基準制御端子と制御基板との間に接続不良が発生したか否かを容易に検査することができる。すなわち、基準制御端子と制御基板とが正常に接続されていた場合（図１参照）、電流が第１経路と第２経路との、２つの経路に分かれて流れる。第１経路は、電流が、上記接続部を介して、第１スイッチング素子の基準制御端子、第１スイッチング素子の基準電極、バスバー、第２スイッチング素子の基準電極、第２スイッチング素子の基準制御端子を流れる経路である。第２経路は、電流が制御基板を流れる経路である。したがって上記抵抗測定部は、第１経路に寄生する抵抗と、第２経路に寄生する抵抗とを両方とも測定することになる。これらの抵抗は互いに並列に接続されているため、全体の抵抗値は比較的低い。
また、基準制御端子と制御基板との間に接続不良が発生した場合（図２参照）、電流は第１経路に流れず、第２経路にのみ流れる。そのため抵抗測定部は、第２経路に寄生する抵抗のみを測定することになる。したがって、接続不良が発生していない場合と比べて、全体の抵抗値が高くなる。
そのため、抵抗測定部によって測定した抵抗（直流抵抗）の値が、予め定められた閾値よりも高いか否かを判断することにより、基準制御端子と制御基板との間に接続不良が発生したか否かを判断することができる。

なお、２本の上記基準制御端子の間に交流電圧を加え、インピーダンスを測定することも可能であるが、この場合、基準制御端子等にインダクタンスや浮遊容量が寄生しているため、交流電圧の周波数によって、測定されるインピーダンスの値が変化してしまう。したがって、接続不良が発生しているか否かを判断するための閾値の設定が困難になる。これに対して、本形態のように直流電圧を測定すれば、周波数の影響を受けないため、直流抵抗を安定して測定することができる。そのため、閾値を設定しやすい。

以上のごとく、上記態様によれば、同時にオンオフする複数のスイッチング素子を互いに並列に接続した電力変換装置でも、基準制御端子と制御基板との間に接続不良が発生したか否かを容易に検査できる検査システムを提供することができる。
なお、特許請求の範囲及び課題を解決する手段に記載した括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであり、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

実施形態１における、基準制御端子と制御基板との間に接続不良が発生していない場合での、検査システムの概念図。 実施形態１における、基準制御端子と制御基板との間に接続不良が発生している場合での、検査システムの概念図。 実施形態１における、電力変換装置の回路図。 実施形態１における、電力変換装置の断面図であって、図５のIV-IV断面図。 図４のV-V断面図。 実施形態１における、制御基板および半導体モジュールの断面図であって、図７のVI-VI断面図。 実施形態１における、制御基板の平面図であって、図６のVII矢視図。 実施形態１における、検査装置のフローチャート。 実施形態１における、基準制御端子と制御基板との間に接続不良が発生していない場合での、電流経路の概念図。 実施形態１における、基準制御端子と制御基板との間に接続不良が発生している場合での、電流経路の概念図。 実施形態２における、検査システムの概念図。 実施形態３における、半導体モジュール及び制御基板の断面図。 比較形態１における、基準制御端子と制御基板との間に接続不良が発生していない場合での、検査システムの概念図。 比較形態１における、基準制御端子と制御基板との間に接続不良が発生している場合での、検査システムの概念図。 比較形態２における、基準制御端子と制御基板との間に接続不良が発生していない場合での、検査システムの概念図。 比較形態２における、基準制御端子と制御基板との間に接続不良が発生している場合での、検査システムの概念図。

上記電力変換装置は、ハイブリッド車や電気自動車等の車両に搭載するための、車載用電力変換装置とすることができる。

（実施形態１）
上記検査システムに係る実施形態について、図１〜図１０を参照して説明する。本形態の検査システム１は、電力変換装置１０（図３参照）と、該電力変換装置１０を検査する検査装置２（図１参照）とを備える。電力変換装置１０は、図３に示すごとく、半導体モジュール３と、制御基板６とを備える。

図１、図４に示すごとく、半導体モジュール３は、スイッチング素子４と、該スイッチング素子４を内蔵した本体部３０と、スイッチング素子４に接続し本体部３０から突出した複数の制御端子５とを備える。
制御基板６は、制御端子５に接続しており、スイッチング素子４のオンオフ動作を制御する。

図１に示すごとく、スイッチング素子４は、制御基板６から電圧を加えられる被制御電極４０_G（すなわちゲート電極）と、該被制御電極４０_Gの電位の基準になる基準電極４０_E（すなわちエミッタ電極）とを有する。半導体モジュール３は、制御端子５として、被制御電極４０_Gに接続した被制御端子５_G（すなわちゲート端子）と、基準電極４０_Eに接続した基準制御端子５_Eとを備える。

図１に示すごとく、同時にオンオフ動作する、第１スイッチング素子４ａと第２スイッチング素子４ｂとの、少なくとも２個のスイッチング素子４を互いに並列に接続してある。複数のスイッチング素子４の基準電極４０_Eは、バスバー１１を介して互いに電気接続されている。個々のスイッチング素子４（４ａ，４ｂ）に接続した基準制御端子５_E（５_Ea，５_Eb）は、制御基板６に形成された配線６９を介して互いに電気接続されている。

図１に示すごとく、検査装置２は、抵抗測定部２１と判断部２２とを備える。抵抗測定部２１は、第１スイッチング素子４ａに接続した基準制御端子５_Eaと、第２スイッチング素子４ｂに接続した基準制御端子５_Ebとの間に、これらと制御基板６との接続部７_Ea，７_Ebを介して直流電圧を加え、直流抵抗Ｒを測定する。

判断部２２は、直流抵抗Ｒ（以下、単に「抵抗Ｒ」とも記す）の測定値が予め定められた閾値Ｒ_THよりも高い場合には、２本の基準制御端子５_Ea，５_Ebのうち少なくとも一方の基準制御端子５_Eと、制御基板６との間に接続不良が発生していると判断する。

本形態の電力変換装置１０は、ハイブリッド車や電気自動車等に搭載するための、車載用電力変換装置である。図３に示すごとく、電力変換装置１０は、複数の半導体モジュール３を備える。個々の半導体モジュール３は、互いに直列に接続された、上アームスイッチング素子４_Hと下アームスイッチング素子４_Lとを内蔵している。本形態では、スイッチング素子４として、ＩＧＢＴを用いている。これらのスイッチング素子４によって、インバータ回路１００を構成してある。スイッチング素子４をオンオフ動作させることにより、直流電源８０の直流電力を交流電力に変換し、交流負荷８１（三相交流モータ）を駆動させている。これにより、上記車両を走行させている。

また、本形態では、図１に示すごとく、複数のスイッチング素子４を互いに並列に接続し、同時にオンオフさせている。これにより、個々のスイッチング素子４に流れる電流は少なくても、電力変換装置１０全体として大きな出力電流を流せるよう構成してある。

図１に示すごとく、スイッチング素子４は、上記基準電極４０_E（エミッタ電極）と被制御電極４０_G（ゲート電極）の他に、コレクタ電極４０_C、センス電極４０_Sを備える。センス電極４０_Sにはセンス端子５_Sが接続している。本形態では、スイッチング素子４のオン電流の一部をセンス端子５_Sから取り出し、制御基板６においてこの電流を測定している。そして、電流が予め定められた上限値を超えた場合は、スイッチング素子４を強制的にオフしている。これにより、スイッチング素子４を過電流から保護している。

また、半導体モジュール３には、感温ダイオード３９を設けてある。半導体モジュール３は、制御端子５として、感温ダイオード３９のアノードに接続したアノード端子５_Aと、カソードに接続したカソード端子５_Kとを備える。制御基板６を用いて感温ダイオード３９の順方向電圧を測定し、これにより、スイッチング素子４の温度を測定するよう構成してある。

スイッチング素子４の基準電極４０_E（エミッタ電極）には、基準制御端子５_E（５_Ea，５_Eb）が接続している。同時にオンオフ動作する一対のスイッチング素子４ａ，４ｂにそれぞれ接続した基準制御端子５_E（５_Ea，５_Eb）は、制御基板６に形成した配線６９を介して、互いに電気接続されている。個々のスイッチング素子４の基準電極４０_Eは、バスバー１１を介して互いに電気接続されている。また、一対のスイッチング素子４ａ，４ｂにそれぞれ接続した被制御端子５_Gも、制御基板６上において互いに電気接続されている。被制御端子５_Gは、制御基板６に設けられた駆動回路（図示しない）に接続している。駆動回路は、基準電極４０_E（エミッタ電極）の電位、すなわちグランド電位を基準にして、被制御電極４０_G（ゲート電極）に電圧を加える。これにより、スイッチング素子４をオンさせている。

図１、図６に示すごとく、制御基板６は、上記接続部７と、該接続部７に接続した配線６９とを備える。接続部７に隣り合う位置において、配線６９を露出させ、露出部６８を形成してある。図１に示すごとく、検査装置２は、抵抗Ｒを測定するための一対の測定針２８，２９を備える。これらの測定針２８，２９は、上記露出部６８に接続する。

電力変換装置１を製造した後、該電力変換装置１の検査を行う。このとき、検査装置２は図１に示すごとく、第１基準制御端子５_Eaと第２基準制御端子５_Ebとの間に、これらと制御基板６との接続部７_Ea，７_Ebを介して直流電圧を加え、抵抗Ｒを測定する。

基準制御端子５_Eb，５_Eaと制御基板６とが正常に接続している場合は、電流Ｉは図１に示すごとく、第１経路Ｐ₁と第２経路Ｐ₂とに分かれて流れる。第１経路Ｐ₁は、電流Ｉが、第１接続部７_Ea、第１基準制御端子５_Ea、第１スイッチング素子４ａの基準電極４０_Ea、バスバー１１、第２スイッチング素子４ｂの基準電極４０_Eb、第２基準制御端子５_Eb、第２接続部７_Ebを流れる経路である。また、第２経路Ｐ₂は、電流Ｉが、制御基板６に形成した配線６９を流れる経路である。各経路Ｐ₁，Ｐ₂には抵抗Ｒ₁，Ｒ₂が寄生している。また、これらの経路Ｐ₁，Ｐ₂は互いに並列に接続されている。したがって図９に示すごとく、抵抗測定部２１は、各経路Ｐ₁，Ｐ₂に寄生し互いに並列に接続された２つの抵抗Ｒ₁，Ｒ₂の合成抵抗Ｒ（＝Ｒ₁Ｒ₂／（Ｒ₁＋Ｒ₂））を測定することになる。そのため、測定される抵抗値は比較的小さくなる。

また、図２に示すごとく、接続部７_Eに接続不良が生じていると、電流Ｉは第１経路Ｐ₁に流れなくなり、第２経路Ｐ₂にのみ流れるようになる。そのため図１０に示すごとく、第２経路Ｐ₂に寄生した抵抗Ｒ₂のみを測定することになる。このとき測定される抵抗Ｒ（＝Ｒ₂）は、接続不良が発生していないときの抵抗Ｒ（＝Ｒ₁Ｒ₂／（Ｒ₁＋Ｒ₂））より高い値になる。検査装置２の判断部２２は、抵抗Ｒの測定値が閾値Ｒ_THよりも高い場合には、基準制御端子５_Eと制御基板６との間に接続不良が発生していると判断する。

なお、本形態では、抵抗Ｒを測定する際、定電流測定法を用いている。図２に示すごとく、接続不良が発生した場合は、電流Ｉが全て配線６９に流れるが、定電流で測定していれば、配線６９に高い電流Ｉが流れることを抑制できる。そのため、配線６９の劣化を抑制できる。

次に、図６、図７を用いて、制御基板６の構造について、より詳細に説明する。制御基板６には貫通孔６５が形成されており、この貫通孔６５に制御端子５を挿入してある。制御端子５に隣り合う位置には、金属製の接続部７が設けられている。接続部７から配線６９が延出している。接続部７に隣り合う位置において、配線６９の一部を露出させ、上記露出部６８を形成してある。また、制御端子５と接続部７とには、カバー７１が取り付けられている。このカバー７１の壁部７１０と制御端子５との間に、ばね部材７２が配されている。このばね部材７２によって制御端子５を接続部７側に加圧している。これにより、制御端子５と接続部７とを電気接続している。このような構成にすることにより、外部から振動が加わった場合でも、制御端子５と接続部７との接続状態を維持できるようにしてある。すなわち、図１２に示すごとく、制御基板６と制御端子５とをはんだ７７によって接続することも可能であるが、この場合、外部から強い振動が加わると、はんだ７７に応力が加わり、接続状態が良好でなくなる可能性が考えられる。しかしながら、図６に示すように、ばね部材７２を用いて制御端子５を接続部７に加圧すれば、外部から振動が加わっても、制御端子５と接続部７との接続状態を良好に維持しやすい。

次に、検査装置２のフローチャートの説明をする。図８に示すごとく、検査装置２は、まずステップＳ１を行う。ここでは、２本の基準制御端子５_Ea，５_Ebの間に、接続部７_Ea，７_Ebを介して直流電圧を加える。その後、ステップＳ２に移り、抵抗Ｒを測定する。

その後、ステップＳ３に移る。ここでは、抵抗Ｒの測定値は、予め定められた閾値Ｒ_TH以下か否かを判断する。ここでＮｏと判断した場合は、ステップＳ４に移る。ステップＳ４では、２本の基準制御端子５_Ea，５_Ebのうち少なくとも一方の基準制御端子５_Eと、制御基板６との間に接続不良が発生していると判断し、報知する。また、ステップＳ３においてＹｅｓと判断した場合は、接続不良が発生していないと判断し、終了する。

次に、電力変換装置１０の構造について、より詳細に説明する。図４、図５に示すごとく、本形態では、複数の半導体モジュール３と、該半導体モジュール３を冷却する複数の冷却管１２とを積層して積層体１０９を形成してある。積層体１０９はケース１４に収容されている。

半導体モジュール３は、上述したように、スイッチング素子４を内蔵した本体部３０と、該本体部３０から突出した制御端子５とを備える。制御端子５は制御基板６に接続している。また、本体部３０から、複数のパワー端子３８が突出している。パワー端子３８には、直流電源８０（図３参照）に接続される正極端子３８_P、及び負極端子３８_Nと、交流電力を出力する出力端子３８_Oとがある。出力端子３８_Oには出力バスバー１１_Oが接続しており、負極端子３８_Nには負極バスバー１１_Nが接続している。また、正極端子３８_Pには、正極バスバー１９が接続している。

ケース１４内には、直流電源８０の直流電圧を平滑化するためのコンデンサ８２が設けられている。このコンデンサ８２と半導体モジュール３とは、バスバー１１_N，１９によって電気接続されている。

図５に示すごとく、ケース１４内には、加圧部材１７が配されている。この加圧部材１７を用いて、積層体１０９を積層方向（Ｘ方向）に加圧し、ケース１４の壁部１４１に押し当てている。これにより、半導体モジュール３と冷却管１２との接触圧を確保しつつ、積層体１０９をケース１４内に固定している。

また、図４、図５に示すごとく、冷却管１２の長手方向（Ｙ方向）における、冷却管１２の両端部には、連結管１３が設けられている。この連結管１３によって、Ｘ方向に隣り合う２つの冷却管１２を連結している。また、図５に示すごとく、Ｘ方向における一端に位置する端部冷却管１２ａには、冷媒１８を導入するための導入管１５と、冷媒１８を導出するための導出管１６とが接続している。導入管１５から冷媒１８を導入すると、冷媒１８は連結管１３を通って全ての冷却管１２を流れ、導出管１６から導出される。これにより、半導体モジュール３を冷却している。

次に、本形態の作用効果について説明する。本形態の検査システム１は、図１に示すごとく、抵抗測定部２１と判断部２２とを有する検査装置２を備える。
そのため、同時にオンオフする複数のスイッチング素子を互いに並列に接続した電力変換装置１０でも、基準制御端子５_Eと制御基板６との間に接続不良が発生したか否かを容易に検査することができる。すなわち、基準制御端子５_Eと制御基板６とが正常に接続されていた場合（図１参照）、電流Ｉが第１経路Ｐ₁と第２経路Ｐ₂との、２つの経路に分かれて流れる。したがって抵抗測定部２１は、第１経路Ｐ₁に寄生する抵抗Ｒ₁と、第２経路Ｐ₂に寄生する抵抗Ｒ₂との合成抵抗を測定することになる。図９に示すごとく、これらの抵抗Ｒ₁，Ｒ₂は互いに並列に接続されているため、測定される抵抗値は比較的低くなる。
また、基準制御端子５_Eと制御基板６との間に接続不良が発生した場合（図２参照）、電流Ｉは第１経路Ｐ₁に流れず、第２経路Ｐ₂のみ流れる。そのため抵抗測定部２１は、図１０に示すごとく、第２経路Ｐ₂に寄生する抵抗Ｒ₂のみを測定することになる。したがって、接続不良が発生していない場合（図９参照）と比べて、全体の抵抗値が高くなる。
そのため、抵抗測定部２１によって測定した抵抗値が、予め定められた閾値Ｒ_THよりも高いか否かを判断することにより、基準制御端子５_Eと制御基板６との間に接続不良が発生したか否かを判断することができる。

従来は図１３に示すごとく、スイッチング素子４を並列接続していない電力変換装置１０の検査を行う際には、基準制御端子５_Eとゲート端子５_Gとの間に、スイッチング素子４の閾電圧Ｖ_TH以上の電圧を加えていた。基準制御端子５_Eと制御基板６とが正常に接続していれば、スイッチング素子４がオンし、オン電流の一部がセンス抵抗ｒに流れる。そのため、センス抵抗ｒに電圧降下が生じる。また、基準制御端子５_Eと制御基板６との間に接続不良が発生した場合は、図１４に示すごとく、スイッチング素子４がオンしないため、オン電流が流れず、センス抵抗ｒに電圧降下が生じない。したがって、センス抵抗ｒに電圧降下が発生したか否かを確認することにより、基準制御端子５_Eと制御基板６との間に接続不良が発生したか否かを検査できる。
しかしながら、複数のスイッチング素子４を並列接続すると、上記方法では検査できなくなる。すなわち、図１５に示すごとく、基準制御端子５_Eと制御基板６とが正常に接続している場合には、ゲート端子５_Gに電圧を加えると、スイッチング素子４ａオンし、センス抵抗ｒにオン電流の一部が流れて、電圧降下が生じる。しかしながら、図１６に示すごとく、この電力変換装置１０は、複数のスイッチング素子４の基準電極４０_Eが、バスバー１１を介して電気接続され、かつ制御基板６において互いに接続されている。そのため、第１基準制御端子５_Eaと制御基板６との間に接続不良が生じた場合でも、第２基準制御端子５_Ebと制御基板６とが正常に接続されていれば、スイッチング素子４ａがオンしてしまう。そのため、オン電流が流れ、センス抵抗ｒに電圧降下が発生する。したがって、接続不良の有無にかかわらず、電圧降下が発生してしまい、第１基準制御端子５_Eaと制御基板６との間に接続不良が生じているか否かを検査できない。

これに対して、本形態では、図１に示すごとく、２本の基準制御端子５_Ea，５_Ebの間に、これらと制御基板６との接続部７_Ea，７_Ebを介して直流電圧を加え、抵抗Ｒを測定している。このようにすると、基準制御端子５_Ea，５_Ebと制御基板６との間に接続不良が生じた場合、抵抗Ｒの測定値が高くなるため（図９、図１０参照）、接続不良が発生しているか否かを判断することができる。

なお、直流電圧の代わりに交流電圧を印加し、インピーダンスを測定することも可能であるが、この場合、基準制御端子５_E等にインダクタンスや浮遊容量が寄生しているため、交流電圧の周波数によってインピーダンスの測定値が変わってしまう。そのため、接続不良が発生しているか否かを判定するための閾値を設定しにくくなる。これに対して、直流電圧を用いれば、周波数の影響を受けないため、抵抗Ｒを安定して測定でき、閾値Ｒ_THを容易に設定できる。

また、本形態の電力変換装置１０は、図６に示すごとく、制御基板６と制御端子５との接続状態が、外部から視認できないよう構成されている。つまり、これらの接続状態を、目視によって検査できない構造になっている。そのため、検査装置２を用いて、基準制御端子５_Eと制御基板６との接続状態を検査できるようにした効果は大きい。

また、本形態では、スイッチング素子４としてＩＧＢＴを用いている。ＩＧＢＴはコレクタ−エミッタ間の耐圧が高く、かつオン抵抗が低いため、電力変換装置１０用のスイッチング素子４として好適に用いることができる。

また、本形態では、抵抗Ｒを測定する際、定電流測定法を用いている。基準制御端子５_Eと制御基板６との間に接続不良が発生した場合、上述したように、電流Ｉは第１経路Ｐ₁に流れず、第２経路Ｐ₂を構成する配線６９にのみ流れる（図２参照）。そのため、定電流で測定した方が、配線６９に高い電流が流れることを抑制でき、配線６９の劣化を抑制できる。

以上のごとく、本形態によれば、同時にオンオフする複数のスイッチング素子を互いに並列に接続した電力変換装置でも、基準制御端子と制御基板との間に接続不良が発生したか否かを容易に検査できる検査システムを提供することができる。

なお、本形態では、スイッチング素子４としてＩＧＢＴを用いたが、本発明はこれに限るものではなく、ＭＯＳＦＥＴを用いることもできる。この場合、ＭＯＳＦＥＴのソース電極が上記基準電極４０_Eとなる。

また、本形態では２個のスイッチング素子４を互いに並列に接続したが、本発明はこれに限るものではなく、３個以上のスイッチング素子４を互いに並列に接続しても良い。

以下の実施形態においては、図面に用いた符号のうち、実施形態１において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、実施形態１と同様の構成要素等を表す。

（実施形態２）
本形態は、電力変換装置１０の回路構成を変更した例である。図１１に示すごとく、本形態の電力変換装置１０は、スイッチング素子４と、リアクトル８４と、ダイオード８５と、平滑コンデンサ８２と、制御基板６とを備える。これらの電子部品によって、昇圧回路１０８を構成してある。本形態では、実施形態１と同様に、複数のスイッチング素子４（４ａ，４ｂ）を互いに並列に接続し、同時にオンオフさせている。これにより、直流電源８０の直流電圧を昇圧し、出力端子８６，８７から出力している。

電力変換装置１０を製造した後、該電力変換装置１０の検査を行う。この際、実施形態１１と同様に、第１基準制御端子５_Eaと第２基準制御端子５_Ebとの間に、これらと制御基板６との接続部７_Ea，７_Ebを介して直流電圧を加え、抵抗Ｒを測定する。そして、抵抗Ｒの測定値が、予め定められた閾値Ｒ_THより高い場合は、２本の基準制御端子５_Ea，５_Ebのうち少なくとも一方の基準制御端子５_Eと、制御基板６との間に接続不良が発生していると判断する。
その他、実施形態１と同様の構成および作用効果を備える。

（実施形態３）
本形態は、制御端子５と制御基板６との接続方法を変更した例である。図１２に示すごとく、本形態では、制御端子５と制御基板６とを、はんだ７７によって接続してある。
その他、実施形態１と同様の構成および作用効果を備える。

１ 検査システム
１０ 電力変換装置
２ 検査装置
２１ 抵抗測定部
２２ 判断部
３ 半導体モジュール
４ スイッチング素子
５ 制御端子
５_E 基準制御端子
６ 制御基板

Claims (3)

1. 電力変換装置（１０）と、該電力変換装置を検査する検査装置（２）とを備える検査システム（１）であって、
   上記電力変換装置は、
   スイッチング素子（４）と、該スイッチング素子を内蔵した本体部（３０）と、上記スイッチング素子に接続し上記本体部から突出した複数の制御端子（５）とを備える半導体モジュール（３）と、
   上記制御端子に接続し、上記スイッチング素子のオンオフ動作を制御する制御基板（６）とを備え、
   上記スイッチング素子は、上記制御基板から電圧を加えられる被制御電極（４０_G）と、該被制御電極の電位の基準になる基準電極（４０_E）とを有し、上記半導体モジュールは、上記制御端子として、上記被制御電極に接続した被制御端子（５_G）と、上記基準電極に接続した基準制御端子（５_E）とを備え、
   同時にオンオフ動作する、第１スイッチング素子（４ａ）と第２スイッチング素子（４ｂ）との少なくとも２個の上記スイッチング素子を互いに並列に接続してあり、複数の上記スイッチング素子の上記基準電極は、バスバー（１１）を介して互いに電気接続され、個々の上記スイッチング素子に接続した上記基準制御端子は、上記制御基板において互いに電気接続されており、
   上記検査装置は、
   上記第１スイッチング素子に接続した上記基準制御端子と、上記第２スイッチング素子に接続した上記基準制御端子との間に、これらと上記制御基板との接続部（７_Ea，７_Eb）を介して直流電圧を加え、直流抵抗（Ｒ）を測定する抵抗測定部（２１）と、
   上記直流抵抗の測定値が予め定められた閾値（Ｒ_TH）よりも高い場合には、上記基準制御端子と上記制御基板との間に接続不良が発生していると判断する判断部（２２）とを備える、検査システム。
2. 上記制御端子と上記制御基板との接続状態は、外部から視認できないよう構成されている、請求項１に記載の検査システム。
3. 上記スイッチング素子はＩＧＢＴであり、上記基準電極は上記ＩＧＢＴのエミッタ電極である、請求項１に記載の検査システム。

Images