JP4052205B2 - 電力変換装置 - Google Patents
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Description
上記半導体モジュールは、上記半導体素子の主電極に接続された主電極端子と、上記半導体素子の制御電極に接続された制御電極端子とを有する。
そして、該制御電極端子は、上記半導体モジュールを制御するための制御回路基板に接続される。
このように、上記半導体装置の製造を正確かつ容易に行うことが困難となるという問題がある。
また、組み立て後においても、上記半導体モジュールと制御回路基板との相対位置がずれる方向に負荷が掛かった場合に、上記制御電極端子に負荷が掛かり、接続不良の原因となるおそれがある。
上記複数の半導体モジュールは、該半導体モジュールの両主面から上記冷却チューブによって挟み込まれるように配設されており、
上記半導体モジュール及び上記制御回路基板のいずれか一方には、互いの位置決めを行うための第1凸部を設けてあり、
上記半導体モジュールと上記バスバアッセンブリのいずれか一方には、互いの位置決めを行うための第2凸部を設けてあることを特徴とする電力変換装置にある(請求項1)。
上記のごとく、上記電力変換装置は、上記半導体モジュール及び上記制御回路基板のいずれか一方に、互いの位置決めを行うための第1凸部を設けてなる。そのため、上記第1凸部を半導体モジュール又は制御回路基板に当接させたり、嵌入させたりすることにより、半導体モジュールと制御回路基板との互いの位置決めをすることができる。
また、組み立て後においても、上記第1凸部によって、上記半導体モジュールと制御回路基板とが互いに位置決めされているため、両者の相対位置がずれる方向に負荷が掛かった場合に、上記制御電極端子に負荷が掛かることを防ぎ、接続信頼性を確保することができる。
この場合には、上記第1凸部を上記第1嵌入部に嵌入することにより、上記半導体モジュールと制御回路基板との位置決めを、より正確に行うことができる。
上記第1嵌入部は、例えば、上記制御回路基板を貫通する貫通孔、制御回路基板の表面を窪ませた凹部、制御回路基板を切欠いた切欠部等、或いは半導体モジュールの表面を窪ませた凹部、半導体モジュールを切欠いた切欠部等によって構成することができる。
この場合には、上記第1嵌入部を、上記制御回路基板を貫通する貫通孔とした場合であっても、嵌入方向についての上記半導体モジュールと制御回路基板との位置決めをも容易かつ正確に行うことができる。
この場合には、上記第1凸部を軸とした回転方向について、上記半導体モジュールと制御回路基板との位置ずれを防ぐことができる。
この場合には、たとえ上記第1凸部が、上記半導体モジュールの制御電極端子や上記制御回路基板の配線等に接触したとしても、短絡等の問題が生ずることを確実に防ぐことができる。
これにより、上記半導体モジュールと上記バスバアッセンブリとの互いの位置決めを容易かつ正確に行うことができる。これにより、上記半導体モジュールの主電極端子と上記バスバアッセンブリのバスバーとの接続を容易かつ正確に行うことができ、両者の接続信頼性を確保することができる。
2凸部を嵌入する第2嵌入部を設けてなることが好ましい(請求項6)。
この場合には、上記半導体モジュールと上記バスバアッセンブリとの互いの位置決めを
より容易かつ正確に行うことができる。
上記第2嵌入部は、例えば、上記バスバアッセンブリを貫通する貫通孔、バスバアッセ
ンブリの表面を窪ませた凹部、バスバアッセンブリを切欠いた切欠部等、或いは半導体モ
ジュールの表面を窪ませた凹部、半導体モジュールを切欠いた切欠部等によって構成する
ことができる。
この場合には、上記第2凸部を軸とした回転方向について、上記半導体モジュールとバスバアッセンブリとの位置ずれを防ぐことができる。
この場合には、上記半導体モジュール及びバスバアッセンブリにおける短絡等の問題が生ずることを確実に防ぐことができる。
この場合には、隣り合う上記半導体モジュール同士の互いの位置決めを容易かつ正確に行うことができる。これにより、上記半導体モジュールと、上記制御回路基板等、周囲の部品との位置決めをも一層正確かつ容易に行うことができる。
この場合には、隣り合う上記半導体モジュール同士の互いの位置決めをより容易かつ正
確に行うことができる。
上記第3嵌入部は、例えば、半導体モジュールの表面を窪ませた凹部、半導体モジュー
ルを切欠いた切欠部等によって構成することができる。
この場合には、上記第3凸部を軸とした回転方向について、隣り合う上記半導体モジュール同士の位置ずれを防ぐことができる。
この場合には、上記半導体モジュールにおける短絡等の問題が生ずることを確実に防ぐことができる。
この場合には、上記半導体モジュールと上記冷却チューブとの間の位置決めを容易かつ
正確に行うことができる。これにより、上記半導体モジュールの冷却を確実に行うことが
できる。
この場合には、上記冷却チューブと半導体モジュールとをより容易かつ正確に位置決めすることができる。
上記第4嵌入部は、例えば、冷却チューブ又は半導体モジュールの表面を窪ませた凹部、半導体モジュールを切欠いた切欠部等によって構成することができる。
この場合には、上記第1凸部を軸とした回転方向について、上記半導体モジュールと制御回路基板との位置ずれを防ぐことができる。
この場合には、上記半導体モジュールにおける短絡等の問題が生ずることを確実に防ぐことができる。
本発明の実施例にかかる電力変換装置につき、図1〜図4を用いて説明する。
本例の電力変換装置1は、図1に示すごとく、半導体モジュール2と、制御回路基板3と、バスバアッセンブリ4と、複数の冷却チューブ5とを備えている。
上記半導体モジュール2は、IGBT等の半導体素子を内蔵してなると共に、図3に示すごとく、主電極端子21と制御電極端子22とを有する。図1、図2に示すごとく、上記制御回路基板3には、上記半導体モジュール2の制御電極端子22が接続されている。
図1〜図3に示すごとく、上記半導体モジュール2には、上記制御回路基板3との互いの位置決めを行うための第1凸部231を設けてある。図3に示すごとく、上記第1凸部231は、上記制御電極端子22が突出した上記半導体モジュール2の下面201の端部に設けてある。なお、「下面」とは便宜的な名称であり、特にその向きが限定されるものではない。以下における「上」、「下」の表現についても同様であり、便宜的に制御電極端子22側を「下」、主電極端子21側を「上」として説明する。
また、上記半導体モジュール2には、隣り合う他の半導体モジュール2の上記第3凸部233を嵌入する第3嵌入部29を設けてある。該第3嵌入部29は、半導体モジュール2の側面203を窪ませた凹部からなる。
図3に示すごとく、上記第3凸部233及び上記第3嵌入部29は、上記半導体モジュール2の2つの側面203にそれぞれ1個ずつ形成されている。
図1〜図4に示すごとく、上記第1凸部231及び第2凸部232は、それぞれ上記半導体モジュール2の制御電極端子22及び主電極端子21よりも長く形成してある。
上記冷却チューブ5は、図1、図2、図4に示すごとく、冷却媒体を流通させる冷媒流路51を複数設けてなる。
次いで、上記冷却チューブ5を上記半導体モジュール2の両主面204から、上記絶縁板6を介して挟み込むように配設する。
その後、上記主電極端子21とバスバー41、上記制御電極端子22と接続端子部とを、それぞれ、溶接、ビス止め、はんだ付け等の手段を用いて接続する。
上記のごとく、上記電力変換装置1は、上記半導体モジュール2に、上記制御回路基板3との互いの位置決めを行うための第1凸部231を設けてなる。そのため、図1、図2に示すごとく、上記第1凸部231を制御回路基板3に嵌入させることにより、半導体モジュール2と制御回路基板3との互いの位置決めをすることができる。
また、組み立て後においても、上記第1凸部231によって、上記半導体モジュール2と制御回路基板3とが互いに位置決めされているため、両者の相対位置がずれる方向に負荷が掛かった場合に、上記制御電極端子22に負荷が掛かることを防ぎ、接続信頼性を確保することができる。
また、上記第1凸部33は角柱形状を有するため、上記第1凸部231を軸とした回転方向について、上記半導体モジュール2と制御回路基板3との位置ずれを防ぐことができる。
また、上記第2凸部232は角柱形状を有するため、上記第2凸部232を軸とした回転方向について、上記半導体モジュール2とバスバアッセンブリ4との位置ずれを防ぐことができる。
また、上記第2凸部232は絶縁部材からなるため、上記半導体モジュール2及びバスバアッセンブリ4における短絡等の問題が生ずることを確実に防ぐことができる。
また、上記第3凸部233は角柱形状を有するため、上記第3凸部233を軸とした回転方向について、隣り合う上記半導体モジュール2同士の位置ずれを防ぐことができる。
また、上記第3凸部233は絶縁部材からなるため、上記半導体モジュール2における短絡等の問題が生ずることを確実に防ぐことができる。
本例は、図5に示すごとく、半導体モジュール2に設けた第1凸部231を、先端小径部235と該先端小径部235よりも外径の大きい大径部236とによって構成した例である。
半導体モジュール2と制御回路基板3とを組付けるに当っては、上記先端小径部235を制御回路基板4に設けた第1嵌入部33に挿入し、上記大径部236と上記先端小径部235との間に形成された段部237を、上記第1嵌入部33の周りにおける上記制御回路基板4の表面に当接させる。
上記第1嵌入部33は、上記大径部236の外径よりも小さく、上記先端小径部235の外径よりも若干大きめの内径を有する貫通孔からなる。
その他は、実施例1と同様である。
その他、実施例1と同様の作用効果を有する。
本例は、図6〜図10に示すごとく、半導体モジュール2に、冷却チューブ5との互いの位置決めを行うための第4凸部234を設けてある。
該第4凸部234は、上記半導体モジュール2の本体部の主面204から例えば2mm程度突出した角柱形状を有し、絶縁部材からなる。
その他は、実施例1と同様である。
その他、実施例1と同様の作用効果を有する。
2 半導体モジュール
21 主電極端子
22 制御電極端子
231 第1凸部
232 第2凸部
233 第3凸部
234 第4凸部
29 第3嵌入部
3 制御回路基板
33 第1嵌入部
4 バスバアッセンブリ
43 第2嵌入部
5 冷却チューブ
53 第4嵌入部
Claims (16)
- 半導体素子を内蔵してなると共に主電極端子と制御電極端子とを有する複数の半導体モジュールと、該半導体モジュールの上記制御電極端子が接続される制御回路基板と、上記半導体モジュールの主電極端子が接続される複数のバスバーにより構成されたバスバアッセンブリと、上記半導体モジュールをその両面から冷却するための複数の冷却チューブとを備えた電力変換装置であって、
上記複数の半導体モジュールは、該半導体モジュールの両主面から上記冷却チューブによって挟み込まれるように配設されており、
上記半導体モジュール及び上記制御回路基板のいずれか一方には、互いの位置決めを行うための第1凸部を設けてあり、
上記半導体モジュールと上記バスバアッセンブリのいずれか一方には、互いの位置決めを行うための第2凸部を設けてあることを特徴とする電力変換装置。 - 請求項1において、上記制御回路基板及び上記半導体モジュールのいずれか一方には、上記第1凸部を嵌入する第1嵌入部を設けてなることを特徴とする電力変換装置。
- 請求項2において、上記第1凸部は上記半導体モジュールに設けてあり、上記第1嵌入部は上記制御回路基板に設けてあり、上記第1凸部は、上記第1嵌入部に嵌入する先端小径部と、該先端小径部よりも外径の大きい大径部とを有し、該大径部と上記先端小径部との間に形成された段部は、上記第1嵌入部の周りにおける上記制御回路基板の表面に当接していることを特徴とする電力変換装置。
- 請求項2又は3において、上記第1凸部は角柱形状を有することを特徴とする電力変換装置。
- 請求項1〜4のいずれか1項において、上記第1凸部は電気絶縁性を有する絶縁部材からなることを特徴とする電力変換装置。
- 請求項1〜5のいずれか一項において、上記バスバアッセンブリ及び上記半導体モジュールのいずれか一方には、上記第2凸部を嵌入する第2嵌入部を設けてなることを特徴とする電力変換装置。
- 請求項6において、上記第2凸部は角柱形状を有することを特徴とする電力変換装置。
- 請求項5〜7のいずれか1項において、上記第2凸部は電気絶縁性を有する絶縁部材からなることを特徴とする電力変換装置。
- 請求項1〜8のいずれか1項において、上記半導体モジュールは、複数配設されており、各半導体モジュールには、隣り合う他の半導体モジュールとの間の位置決めを行うための第3凸部を設けてなることを特徴とする電力変換装置。
- 請求項9において、上記半導体モジュールには、隣り合う他の半導体モジュールの上記第3凸部を嵌入する第3嵌入部を設けてなることを特徴とする電力変換装置。
- 請求項10において、上記第3凸部は角柱形状を有することを特徴とする電力変換装置。
- 請求項9〜11のいずれか1項において、上記第3凸部は電気絶縁性を有する絶縁部材からなることを特徴とする電力変換装置。
- 請求項1〜12のいずれか1項において、上記半導体モジュール及び上記冷却チューブのいずれか一方には、互いの位置決めを行うための第4凸部を設けてなることを特徴とする電力変換装置。
- 請求項13において、上記冷却チューブ及び上記半導体モジュールのいずれか一方には、上記第4凸部を嵌入する第4嵌入部を設けてなることを特徴とする電力変換装置。
- 請求項14において、上記第4凸部は角柱形状を有することを特徴とする電力変換装置。
- 請求項13〜15のいずれか1項において、上記第4凸部は電気絶縁性を有する絶縁部材からなることを特徴とする電力変換装置。
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