專利名稱：電力轉(zhuǎn)換裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種將直流電轉(zhuǎn)換為交流電，或者將交流電轉(zhuǎn)換為直流電的電力轉(zhuǎn)換
直O(jiān)
背景技術(shù)：
電力轉(zhuǎn)換裝置，具備將直流電源供給的直流電轉(zhuǎn)換成用來(lái)提供給旋轉(zhuǎn)電機(jī)等交流電負(fù)載的交流電的功能，或者具備將由旋轉(zhuǎn)電機(jī)發(fā)電的交流電轉(zhuǎn)換成用來(lái)提供給直流電源的直流電的功能。為了實(shí)現(xiàn)上述轉(zhuǎn)換功能，電力轉(zhuǎn)換裝置具有包括開(kāi)關(guān)元件的逆變電路，它通過(guò)上述開(kāi)關(guān)元件反復(fù)進(jìn)行導(dǎo)通操作和關(guān)斷操作，來(lái)進(jìn)行直流電向交流電或者交流電向直流電的上述電力轉(zhuǎn)換。由于電流被上述開(kāi)關(guān)動(dòng)作截止，所以電路中存在的電感就會(huì)產(chǎn)生尖峰(spike)電壓。為了降低該尖峰電壓，優(yōu)選在設(shè)置平滑電容的同時(shí)，降低直流電路的電感。通過(guò)降低電感來(lái)抑制尖峰電壓的技術(shù)，已經(jīng)在專利文獻(xiàn)1(特開(kāi)2002-34268號(hào)公報(bào))中有所記載。據(jù)上述專利文獻(xiàn)1記載，縮短平滑電容與開(kāi)關(guān)元件間的布線長(zhǎng)度，可以降低電感，減小尖峰電壓。搭載在車輛上的電力轉(zhuǎn)換裝置接受來(lái)自車載電源的直流電，并將該直流電轉(zhuǎn)換成例如提供給車輛驅(qū)動(dòng)用旋轉(zhuǎn)電機(jī)的3相交流電。由于對(duì)車輛驅(qū)動(dòng)用旋轉(zhuǎn)電機(jī)產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的要求比初期的旋轉(zhuǎn)電機(jī)大，因此，電力轉(zhuǎn)換裝置所轉(zhuǎn)換的電力存在變大的傾向。此外，由于與設(shè)置在工廠內(nèi)的一般工業(yè)機(jī)械的電力轉(zhuǎn)換裝置相比，搭載在車輛上的電力轉(zhuǎn)換裝置被使用在較高的溫度環(huán)境中，因此，與一般電力轉(zhuǎn)換裝置相比，優(yōu)選車輛用電力轉(zhuǎn)換裝置盡可能降低電力轉(zhuǎn)換裝置本身所產(chǎn)生的熱。在電力轉(zhuǎn)換裝置本身所產(chǎn)生的熱當(dāng)中，構(gòu)成逆變電路的開(kāi)關(guān)元件所產(chǎn)生的熱占較大比重，所以優(yōu)選盡可能降低開(kāi)關(guān)元件的發(fā)熱。由于上述開(kāi)關(guān)元件在從關(guān)斷狀態(tài)切換到導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)、或者從導(dǎo)通狀態(tài)切換到關(guān)斷狀態(tài)時(shí)發(fā)熱量增大，所以優(yōu)選降低上述切換操作時(shí)的發(fā)熱。為了降低該發(fā)熱量，減少上述開(kāi)關(guān)元件的上述切換操作時(shí)間是第1對(duì)策。此外，通過(guò)延長(zhǎng)開(kāi)關(guān)元件的上述開(kāi)關(guān)動(dòng)作的間隔、 即減少單位時(shí)間的開(kāi)關(guān)元件的操作次數(shù)來(lái)減少總發(fā)熱量是第2對(duì)策。在上述第2對(duì)策中， 過(guò)份延長(zhǎng)開(kāi)關(guān)元件的上述開(kāi)關(guān)動(dòng)作的間隔，有可能使控制精度下降，所以大幅減少單位時(shí)間的開(kāi)關(guān)元件的操作次數(shù)是有限度的。專利文獻(xiàn)2 (特開(kāi)2007-143272號(hào)公報(bào))公開(kāi)了通過(guò)實(shí)現(xiàn)低電感化，來(lái)減少逆變電路的開(kāi)關(guān)元件進(jìn)行切換所需的時(shí)間、降低開(kāi)關(guān)元件1次開(kāi)關(guān)動(dòng)作當(dāng)中的發(fā)熱量的技術(shù)。專利文獻(xiàn)1特開(kāi)2002-0；34268號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2特開(kāi)2007-143272號(hào)公報(bào)像上述背景技術(shù)所述的那樣，上述專利文獻(xiàn)1所述技術(shù)存在欠缺的一面，它沒(méi)有考慮在上述開(kāi)關(guān)元件進(jìn)行切換操作時(shí)降低發(fā)熱。上述專利文獻(xiàn)2雖然記載了低電感化可以降低開(kāi)關(guān)元件1次操作的發(fā)熱量以及用來(lái)實(shí)現(xiàn)低電感化的技術(shù)，但是對(duì)于電力轉(zhuǎn)換裝置尤其是車載用電力轉(zhuǎn)換裝置，由于車載內(nèi)部空間狹小，所以優(yōu)選在降低發(fā)熱量的同時(shí)，要進(jìn)一步使電力轉(zhuǎn)換裝置小型化，在這一點(diǎn)上，專利文獻(xiàn)2仍存在課題。當(dāng)電力轉(zhuǎn)換裝置所轉(zhuǎn)換的電力量增大時(shí)，裝置出現(xiàn)大型化傾向，所以優(yōu)選即使電力量增大，也能盡量抑制裝置體積增大。例如優(yōu)選設(shè)法使電力轉(zhuǎn)換裝置單位體積的可轉(zhuǎn)換的最大電力值增大。為此，優(yōu)選同時(shí)實(shí)現(xiàn)低電感化和小型化。這里所謂小型化是指盡可能增大電力轉(zhuǎn)換裝置單位體積的可轉(zhuǎn)換的最大電力值。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供同時(shí)實(shí)現(xiàn)低電感化和小型化的電力轉(zhuǎn)換裝置。本發(fā)明的電力轉(zhuǎn)換裝置的一個(gè)特征如下。電力轉(zhuǎn)換裝置的特征是具備功率組件，其具有構(gòu)成逆變電路的上臂用和下臂用的多個(gè)開(kāi)關(guān)元件、用來(lái)使所述多個(gè)開(kāi)關(guān)元件產(chǎn)生的熱散熱的金屬基板、直流端子和交流端子；電容組件，其具有直流端子，用于進(jìn)行平滑；驅(qū)動(dòng)電路部，用來(lái)驅(qū)動(dòng)所述功率組件；冷卻水流路，用來(lái)通行冷卻水；和框體，其內(nèi)置所述功率組件、所述電容組件、所述驅(qū)動(dòng)電路部和所述冷卻水流路，并且，以使所述框體被所述冷卻水流路冷卻的方式，將所述冷卻水流路固定在所述框體上，通過(guò)將所述冷卻水流路配置在所述框體內(nèi)，所述框體內(nèi)被分為第1和第2 的2個(gè)區(qū)域，在所述第1區(qū)域內(nèi)，所述功率組件被配置成固定在所述冷卻水流路上，在所述第2區(qū)域內(nèi)配置所述電容組件，所述電容組件的直流端子與所述功率組件的直流端子被直接連接。本發(fā)明的電力轉(zhuǎn)換裝置的另一個(gè)特征是，在上述特征的基礎(chǔ)上，所述框體，形成框體的下部和上部開(kāi)口的形狀，所述第1區(qū)域位于所述冷卻水流路與所述上部開(kāi)口之間，所述第2區(qū)域位于所述冷卻水流路與所述下部開(kāi)口之間，所述下部開(kāi)口和所述上部開(kāi)口，分別被下部外殼和上部外殼堵塞，熱傳導(dǎo)路徑在所述下部外殼與所述電容組件之間形成。本發(fā)明的電力轉(zhuǎn)換裝置的一個(gè)特征如下。電力轉(zhuǎn)換裝置的特征是具有在上部和下部具有開(kāi)口的框體；分別堵塞所述上部和下部開(kāi)口的上部外殼和下部外殼；具有構(gòu)成逆變電路的上臂用和下臂用的多個(gè)開(kāi)關(guān)元件、用來(lái)使所述多個(gè)開(kāi)關(guān)元件的熱散熱的金屬基板、直流端子和交流端子，并被配置在所述框體內(nèi)的功率組件；具有與所述功率組件的直流端子電連接的直流端子，并用來(lái)平滑施加在所述直流端子上的直流電壓的電容組件；被配置在所述框體內(nèi)，用來(lái)驅(qū)動(dòng)所述功率組件的驅(qū)動(dòng)電路部；和與所述上部外殼或所述下部外殼大致并列地設(shè)置于所述框體內(nèi)，并搭載所述功率組件的冷卻水流路，通過(guò)將所述冷卻水流路設(shè)置在所述框體內(nèi)，在所述上部外殼與所述冷卻水流路之間形成第1區(qū)域，此外，在所述下部外殼與所述冷卻水流路之間形成第2區(qū)域，所述功率組件被配置在所述第1區(qū)域，輔機(jī)用半導(dǎo)體組件和所述電容組件被配置在所述第2區(qū)域，在所述冷卻水流路的側(cè)部與所述框體之間，形成連接所述第1區(qū)域和所述第2區(qū)域的空間，通過(guò)所述空間，將所述電容組件的直流端子和所述功率組件的直流端子電連接。在具有上述特征的電力轉(zhuǎn)換裝置中，進(jìn)一步所述框體的上面?zhèn)刃螤顬榇笾碌拈L(zhǎng)方形，在所述冷卻水流路內(nèi)部形成水路，其為從所述長(zhǎng)方形的短邊側(cè)側(cè)面沿所述長(zhǎng)方形的長(zhǎng)邊延伸、返回、并再次沿長(zhǎng)邊返回所述短邊側(cè)側(cè)面的形狀，在所述框體內(nèi)部，在比沿所述長(zhǎng)
5邊延伸的水路更靠所述框體的長(zhǎng)邊側(cè)，形成連接所述第1區(qū)域和所述第2區(qū)域的所述空間， 所述功率組件被固定在沿所述長(zhǎng)方形的長(zhǎng)邊往返的水路上，所述功率組件的直流端子位于所述空間，通過(guò)所述空間，與所述電容組件的直流端子電連接另外，在具有上述特征的電力轉(zhuǎn)換裝置中，與所述功率組件的直流端子電連接的所述電容組件的直流端子具有正極導(dǎo)體板和負(fù)極導(dǎo)體板，所述正極導(dǎo)體板和所述負(fù)極導(dǎo)體板通過(guò)被配置成疊層構(gòu)造，而形成疊層導(dǎo)體板，形成所述疊層導(dǎo)體板的所述正極導(dǎo)體板和所述負(fù)極導(dǎo)體板，分別具有連接部，所述正極導(dǎo)體板的連接部與所述負(fù)極導(dǎo)體板的連接部彼此在相反的方向上形成彎曲的形狀，通過(guò)該彼此在相反方向上彎曲的形狀，所述正極導(dǎo)體板和所述負(fù)極導(dǎo)體板的疊層構(gòu)造中的內(nèi)側(cè)面在所述連接部為相互打開(kāi)的狀態(tài)，形成連接面，通過(guò)所述正極導(dǎo)體板與所述負(fù)極導(dǎo)體板的所述各連接面，與所述功率組件的直流端子電連接。另外，在具有上述特征的電力轉(zhuǎn)換裝置中，所述電容組件，具有電容外殼；疊層導(dǎo)體板，將絕緣材料夾在正極導(dǎo)體板和負(fù)極導(dǎo)體板之間，配置成疊層狀態(tài)，并且，上述疊層狀態(tài)的正極導(dǎo)體板和負(fù)極導(dǎo)體板在疊層狀態(tài)下，其外側(cè)面具有平坦的平面部；和多個(gè)電容單元，被排列配置在所述疊層導(dǎo)體板的平面部，其正極端和負(fù)極端分別與所述正極導(dǎo)體板和所述負(fù)極導(dǎo)體板連接，所述疊層導(dǎo)體板的所述平面部和所述多個(gè)電容單元，被配置在所述電容外殼內(nèi)，所述疊層導(dǎo)體板進(jìn)一步伸展，從所述電容外殼向外突出，形成突出的構(gòu)成所述疊層導(dǎo)體板的所述正極導(dǎo)體板的前端和構(gòu)成所述疊層導(dǎo)體板的所述負(fù)極導(dǎo)體板的前端彼此在相反方向上彎曲的形狀，通過(guò)該彼此在相反方向上彎曲的形狀，所述正極導(dǎo)體板和所述負(fù)極導(dǎo)體板的疊層構(gòu)造的前端的內(nèi)側(cè)面變成相互打開(kāi)狀態(tài)，分別形成連接面，通過(guò)所述正極導(dǎo)體板與所述負(fù)極導(dǎo)體板的各自的所述連接面，與所述功率組件的直流端子電連接。另外，在具有上述特征的電力轉(zhuǎn)換裝置中，所述功率組件的直流端子，具有由正極導(dǎo)體板和負(fù)極導(dǎo)體板組成的疊層導(dǎo)體板，形成所述疊層導(dǎo)體板的所述正極導(dǎo)體板和所述負(fù)極導(dǎo)體板分別具有連接部，所述正極導(dǎo)體板的連接部和所述負(fù)極導(dǎo)體板的連接部，形成彼此在相反方向上彎曲的形狀，通過(guò)該彼此在相反方向上彎曲的形狀，所述正極導(dǎo)體板和所述負(fù)極導(dǎo)體板的疊層構(gòu)造的內(nèi)側(cè)面在所述連接部變成相互打開(kāi)狀態(tài)，形成連接面，通過(guò)所述正極導(dǎo)體板與所述負(fù)極導(dǎo)體板的所述各連接面，與所述電容組件的直流端子電連接。在具有上述特征的電力轉(zhuǎn)換裝置中，進(jìn)一步所述功率組件，具有從所述功率組件向外突出的板狀交流端子，對(duì)所述板狀交流端子，形成插通至設(shè)于所述功率組件外殼上的凸部或栓部的孔，對(duì)于緊固在所述功率組件的所述基板上的對(duì)所述交流端子上被施加的外部振動(dòng)，借助所述凸部或栓部和所述孔來(lái)支撐所述交流端子。另外，本發(fā)明的電力轉(zhuǎn)換裝置的另一個(gè)特征在于，具有冷卻水路框體，包括上部外殼和下部外殼；功率組件，包括用于所述逆變電路的多個(gè)開(kāi)關(guān)元件、用來(lái)使所述多個(gè)開(kāi)關(guān)元件的熱散熱的板狀金屬基板、直流端子和交流端子，并被配置在所述冷卻水路框體內(nèi)； 平滑用電容組件，被配置在所述冷卻水路框體內(nèi)，包括與所述功率組件的直流端子電連接的直流端子；驅(qū)動(dòng)電路部，被配置在所述冷卻水路框體內(nèi)，用來(lái)驅(qū)動(dòng)所述功率組件；和冷卻部，具有被配置在所述冷卻水路框體內(nèi)的冷卻水流路，通過(guò)在所述冷卻部框體內(nèi)設(shè)置所述冷卻水流路，在所述冷卻水流路的一側(cè)形成第1區(qū)域，此外，在所述冷卻水流路的另一側(cè)形成第2區(qū)域，在所述第1區(qū)域，所述功率組件的金屬基板被固定并配置在所述冷卻部，在所述第2區(qū)域配置所述電容組件，在所述冷卻部的冷卻水流路的側(cè)部，形成連接所述第1區(qū)域和所述第2區(qū)域的空間，通過(guò)所述空間，將所述電容組件的直流端子和所述功率組件的直流端子電連接。在上述特征的電力轉(zhuǎn)換裝置中，所述電容組件的直流端子，由正極導(dǎo)體板和負(fù)極導(dǎo)體板組成，包括從所述電容組件的內(nèi)部向外部突出的疊層導(dǎo)體板，在所述電容組件內(nèi)部的所述疊層導(dǎo)體板的一側(cè)配置電容單元，所述電容組件的外部的所述疊層導(dǎo)體板，通過(guò)連接所述第1區(qū)域和所述第2區(qū)域的空間，在所述第1區(qū)域內(nèi)延伸，與所述功率組件的直流端子連接。在上述特征的電力轉(zhuǎn)換裝置中，所述電容組件的直流端子的前端部，形成有所述疊層導(dǎo)體板的所述正極導(dǎo)體板和所述負(fù)極導(dǎo)體板彼此在相反方向上彎曲，所述疊層導(dǎo)體板的內(nèi)側(cè)的所述正極導(dǎo)體板和所述負(fù)極導(dǎo)體板的面分別形成連接面，所述功率組件的直流端子的前端部，形成有所述疊層導(dǎo)體板的所述正極導(dǎo)體板和所述負(fù)極導(dǎo)體板彼此在相反方向上彎曲，所述疊層導(dǎo)體板的內(nèi)側(cè)的所述正極導(dǎo)體板和所述負(fù)極導(dǎo)體板的面分別形成連接面，所述電容組件的直流端子的連接面與功率組件的直流端子的連接面相互連接。根據(jù)本發(fā)明，可以降低平滑電容和逆變電路的電感，同時(shí)可以抑制電力轉(zhuǎn)換裝置體積的增大，增大電力轉(zhuǎn)換裝置單位體積的最大轉(zhuǎn)換電力值。其它效果在以下說(shuō)明的實(shí)施方式的說(shuō)明中敘述。


圖1是表示混合動(dòng)力汽車的控制框圖。圖2是表示具備由含有上下臂的串聯(lián)電路和控制部的逆變裝置、和與逆變裝置的直流側(cè)連接的電容組成的電力轉(zhuǎn)換裝置、電池和電動(dòng)機(jī)發(fā)電機(jī)的車輛驅(qū)動(dòng)用電機(jī)系統(tǒng)的電路構(gòu)成圖。圖3是本發(fā)明的實(shí)施方式下的電力轉(zhuǎn)換裝置的整體構(gòu)成的外觀立體圖。圖4是將本發(fā)明的實(shí)施方式下的電力轉(zhuǎn)換裝置的整體構(gòu)成分解為各構(gòu)成要素的立體圖。圖5是表示與本發(fā)明的實(shí)施方式有關(guān)的框體以及冷卻水流路內(nèi)的冷卻水的流動(dòng)的圖。圖6是從下方觀察搭載與本實(shí)施方式有關(guān)的功率組件的框體的平面圖。圖7是與本實(shí)施方式有關(guān)的截?cái)鄨D3和圖4所示的電力轉(zhuǎn)換裝置整體構(gòu)成時(shí)的截面圖。圖8是將圖7所示的電力轉(zhuǎn)換裝置的主要部分提出的截面圖。圖9是從左側(cè)觀察圖3的左側(cè)面的左側(cè)面圖。圖10是從右側(cè)觀察圖3的右側(cè)面的右側(cè)面圖。圖11是從背面?zhèn)扔^察圖3的背面的背面圖。圖12是從與本實(shí)施方式有關(guān)的功率組件的上方觀察到的立體圖。圖13是從與本實(shí)施方式有關(guān)的功率組件的下方觀察到的立體圖。圖14是與本實(shí)施方式有關(guān)的功率組件的截面圖。
圖15是搭載了與本實(shí)施方式有關(guān)的功率組件的框體的平面圖。圖16是表示與本實(shí)施方式有關(guān)的IGBT在導(dǎo)通時(shí)的電流的流動(dòng)的圖。圖17是表示與本實(shí)施方式有關(guān)的IGBT在導(dǎo)通時(shí)的電流和電壓波形圖。圖18是表示與本實(shí)施方式有關(guān)的IGBT在關(guān)斷時(shí)的電流的流動(dòng)的圖。圖19是表示與本實(shí)施方式有關(guān)的IGBT在關(guān)斷時(shí)的電流和電壓波形圖。圖20是表示在與本實(shí)施方式有關(guān)的功率組件中、表示設(shè)于金屬基片上的絕緣基板上的上下臂串聯(lián)電路具體設(shè)置的配置構(gòu)成及其功能或作用的說(shuō)明圖。圖21是表示從上方觀察與本實(shí)施方式有關(guān)的功率組件的配置構(gòu)成的平面圖。圖22是表示與本實(shí)施方式相關(guān)的電容組件中帶有填充材料的外觀構(gòu)成立體圖。圖23是從上方觀察與本實(shí)施方式有關(guān)的功率組件和電容組件的結(jié)合構(gòu)造的立體圖。圖M是表示與本實(shí)施方式有關(guān)的功率組件的直流端子與電容端子的連接部附近的電流的流動(dòng)的圖。圖25是表示從上方觀察到的與本實(shí)施方式有關(guān)的電容組件中沒(méi)有填充材料的外觀構(gòu)成立體圖。圖沈是表示與本實(shí)施方式有關(guān)的電容組件中形成一對(duì)負(fù)極側(cè)電容端子和正極側(cè)電容端子的電容組件的基本單位的構(gòu)成圖。圖中9-冷卻部，10-上部外殼，11-金屬基板，12-框體，13-冷卻水入口配管， 14-冷卻水出口配管，16-下部外殼，17-交流接線端頭外殼，18-交流接線端頭，19-冷卻水流路，20-控制電路基板，21-接頭，22-驅(qū)動(dòng)電路基板，23-基板間接頭，43-逆變器(包含功率組件的輔機(jī)用)，49_鑄造倒凹，110-混合動(dòng)力電動(dòng)汽車，112-前輪，114-前輪車軸， 116-前輪側(cè)DEF，118-變速機(jī)，120-發(fā)動(dòng)機(jī)，122-動(dòng)力分配機(jī)構(gòu)，123、124、125-齒輪，126、 127、128-齒輪，129、130-齒輪，136-電池，138-直流接頭，140、142-逆變裝置，144-逆變電路，150-上下臂的串聯(lián)電路，153-上臂的集電極，154-上臂的柵極端子，155-上臂的信號(hào)用發(fā)射極端子，156-上臂的二極管，157-正極(P)端子，158-負(fù)極(N)端子，159-交流端子，163-下臂的集電極，164-下臂的柵極端子，165-下臂的信號(hào)用發(fā)射極端子，166-下臂的二極管，169-中間電極，170-控制部，172-控制電路，174-驅(qū)動(dòng)電路，176-信號(hào)線，180-檢測(cè)出部，182-信號(hào)線，186-交流電線，188-交流接頭，192、194-電動(dòng)機(jī)發(fā)電機(jī)，195-電動(dòng)機(jī)(輔機(jī)用=空調(diào)、油泵、冷卻泵)，200-電力轉(zhuǎn)換裝置，300-功率組件(半導(dǎo)體組件)， 302-功率組件外殼，304-金屬基片，305-冷卻器，308-U相交流母線，310-V相交流母線， 312-W相交流母線，314-直流正極端子，315-正極導(dǎo)體板，316-直流負(fù)極端子，317-負(fù)極導(dǎo)體板，318-絕緣紙，320-功率組件控制端子，322-芯片保護(hù)用樹(shù)脂或硅膠，324-交流母線保持用(定位)栓，326-IGBT，328-上臂用IGBT，329、331_導(dǎo)體，333、337_導(dǎo)體，330-下臂用 IGBT，334-絕緣基板，335-電感成分(等價(jià)電路)，336-連線，338-電流的流動(dòng)，339-接合部(直流正極母線用)，；340_渦電流，341-接合部(直流負(fù)極母線用)，400、402、404-開(kāi)口部，401-入口孔，403-出口孔，406-貫通孔，408-隔壁，410-支撐部，412、414_螺絲孔(功率組件固定用)，416-螺絲孔(水路外罩固定用)，418-冷媒的流動(dòng)(流入方向)，420_外罩， 421-冷媒的流動(dòng)(掉頭部)，422-冷媒的流動(dòng)(流出方向)，500_電容組件，502-電容盒， 504-負(fù)極側(cè)電容端子，505-負(fù)極導(dǎo)體板，506-正極側(cè)電容端子，507-正極導(dǎo)體板，508-導(dǎo)電材料，509、511_開(kāi)口部(端子固定用)，510-直流(電池)負(fù)極側(cè)連接端子部，512-直流 (電池)正極側(cè)連接端子部，514-電容單元，515-薄膜電容，516-端子，517-絕緣片，518-端子，520-端子外罩，521-絕緣片，522-填充材料，532-輔機(jī)用正極端子，534-輔機(jī)用負(fù)極端子，600-集電極電流，602-導(dǎo)通時(shí)柵極電壓波形，604-導(dǎo)通時(shí)集電極電壓波形，606-導(dǎo)通時(shí)集電極電流波形，608-二極管，610-電感負(fù)載，612-環(huán)流，614-電流峰值，616-磁鏡期間，618-電流的流動(dòng)(正極側(cè))，620_電流的流動(dòng)(負(fù)極側(cè))，622_關(guān)斷時(shí)柵極電壓波形， 624-關(guān)斷時(shí)集電極電流波形，626-關(guān)斷時(shí)集電極電壓波形，6 -電壓峰值。
具體實(shí)施例方式下面，參照附圖，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式的電力轉(zhuǎn)換裝置進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，首先，第一步對(duì)本實(shí)施方式的電力轉(zhuǎn)換裝置中的、要改善改良的技術(shù)課題和用來(lái)解決該技術(shù)課題的技術(shù)概要進(jìn)行說(shuō)明。[與降低電感有關(guān)的說(shuō)明]設(shè)法降低電路的電感，存在以下3個(gè)觀點(diǎn)。第1個(gè)觀點(diǎn)是降低功率組件(power module)的電感。第2個(gè)觀點(diǎn)是降低電容組件(condencer module)的電感。第3個(gè)觀點(diǎn)是降低功率組件與電容組件的連接電路的電感。優(yōu)選將上述觀點(diǎn)1至觀點(diǎn)3全部付諸實(shí)施， 但實(shí)施3個(gè)觀點(diǎn)中的1個(gè)觀點(diǎn)也具有效果，另外，實(shí)施3個(gè)觀點(diǎn)中的2個(gè)觀點(diǎn)具有更佳的效果。下面，對(duì)作為第1觀點(diǎn)的降低功率組件的電感進(jìn)行說(shuō)明。功率組件內(nèi)置有用于逆變電路的半導(dǎo)體元件芯片，上述功率組件設(shè)置有用來(lái)交接直流電的直流端子。從上述直流端子到上述半導(dǎo)體元件的直流導(dǎo)體，形成正極用導(dǎo)體板與負(fù)極用導(dǎo)體板夾有絕緣材料重疊而成的疊層構(gòu)造。利用該疊層構(gòu)造，可以大幅降低從直流端子到半導(dǎo)體元件的電路的電感。另外，在功率組件的內(nèi)部，以逆變電路的上臂用半導(dǎo)體芯片和逆變電路的下臂用半導(dǎo)體芯片的串聯(lián)電路為單位，并聯(lián)配置有3組上述串聯(lián)電路。在以下的實(shí)施方式中，用來(lái)向上述各串聯(lián)電路供給直流電的正極端和負(fù)極端被相接近地配置。由于用來(lái)供給直流電的上述正極端和負(fù)極端被接近配置，所以由上述正極端供給、通過(guò)上臂用半導(dǎo)體芯片和下臂用半導(dǎo)體芯片并返回上述負(fù)極端的電流就會(huì)形成近似于環(huán)狀的形狀。由于電流形成為近似于環(huán)狀，所以在半導(dǎo)體芯片的金屬冷卻板上就會(huì)感應(yīng)渦流，該渦流感應(yīng)帶來(lái)電感下降。在以下實(shí)施方式中，由于用來(lái)向由上臂和下臂組成的各串聯(lián)電路供給直流電的正極端和負(fù)極端被相接近地設(shè)置，所以可以降低電感。另外，在上臂用半導(dǎo)體芯片和下臂用半導(dǎo)體芯片的中央部，配置上臂用半導(dǎo)體芯片和下臂用半導(dǎo)體芯片的串聯(lián)電路的正極端子和負(fù)極端子，在正極端子和負(fù)極端子的位置的一側(cè)配置上臂用半導(dǎo)體芯片，在另一側(cè)配置下臂用半導(dǎo)體芯片。這樣，通過(guò)從中央供給電流并在一側(cè)和另一側(cè)上配置上述串聯(lián)電路，電流的流動(dòng)容易形成環(huán)狀的形態(tài)。由此，可以得到進(jìn)一步降低電感的特性。在以下的實(shí)施方式中，如上所述，由于在功率組件的直流端子與上述串聯(lián)電路的正極端子與負(fù)極端子之間，使用了疊層構(gòu)造的導(dǎo)體板，所以可以降低電感，另外，由于上述串聯(lián)電路內(nèi)部電流以畫(huà)出環(huán)狀的方式流動(dòng)，所以電感降低。這樣，能從功率組件的直流端子降低內(nèi)部的電感。
對(duì)作為第2觀點(diǎn)的降低電容組件的電感進(jìn)行說(shuō)明。采取的構(gòu)造是，電容組件設(shè)有包括正極導(dǎo)體板和負(fù)極導(dǎo)體板的疊層導(dǎo)體、在該疊層導(dǎo)體的平面部并列配置多個(gè)電容單元、將各電容單元的兩端電極連接在上述正極導(dǎo)體板和負(fù)極導(dǎo)體板。利用該構(gòu)造，可以降低電容組件內(nèi)部的電感。此外，在后述的實(shí)施方式中，包括上述正極導(dǎo)體板和負(fù)極導(dǎo)體板的疊層導(dǎo)體以疊層狀態(tài)從電容組件向外突出并延伸，形成電容組件的直流端子。由于內(nèi)部為疊層構(gòu)造的導(dǎo)體板連續(xù)延伸并形成電容組件的端子，所以可以降低電感。對(duì)作為第3觀點(diǎn)的降低功率組件與電容組件的連接電路的電感進(jìn)行說(shuō)明。在以下實(shí)施方式中，由于功率組件和電容組件的端子分別形成疊層構(gòu)造，另外這些端子是直接連接的，所以可以降低功率組件和電容組件的連接電路的電感。如上所述，雖然優(yōu)選功率組件和電容組件直接連接，但是在不直接連接的情況下， 使用由正極導(dǎo)體板和負(fù)極導(dǎo)體板組成的疊層構(gòu)造的導(dǎo)體板來(lái)連接功率組件和電容組件的直流端子，也可以降低電感。另外，對(duì)于功率組件和電容組件的直接連接部分，或者是使用疊層構(gòu)造的導(dǎo)體板時(shí)的連接部分，優(yōu)選降低各連接部分的電感。在后述的實(shí)施方式中，連接部中，疊層構(gòu)造的正極和負(fù)極的導(dǎo)體板彼此向相反方向彎曲，疊層構(gòu)造的各導(dǎo)體內(nèi)側(cè)面打開(kāi)，形成連接面，與形成同樣形狀的連接對(duì)象的連接面相接。通過(guò)采取這種連接構(gòu)造，連接部分的電感就會(huì)變得很低，可以大幅降低功率組件和電容組件之間的電感。[與電力轉(zhuǎn)換裝置的小型化有關(guān)的說(shuō)明]與電力轉(zhuǎn)換裝置小型化相關(guān)的努力，用以下5個(gè)觀點(diǎn)進(jìn)行說(shuō)明。第1觀點(diǎn)是通過(guò)將冷卻水流路配置在電力轉(zhuǎn)換裝置框體的中間，利用上述冷卻水流路的兩面進(jìn)行冷卻，來(lái)實(shí)現(xiàn)電力轉(zhuǎn)換裝置的小型化。第2觀點(diǎn)是通過(guò)在冷卻水流路的側(cè)部與上述框體之間設(shè)置用來(lái)電連接功率組件和電容組件的空間，來(lái)實(shí)現(xiàn)電力轉(zhuǎn)換裝置的小型化。第3觀點(diǎn)是通過(guò)沿冷卻水流路的冷卻水的流路方向并列設(shè)置2組功率組件，來(lái)簡(jiǎn)化布線實(shí)現(xiàn)小型化。第4觀點(diǎn)是功率組件的構(gòu)造改善。第5觀點(diǎn)是電容組件的構(gòu)造改善。上述觀點(diǎn)分別具有效果，此外，將這些觀點(diǎn)進(jìn)行組合并實(shí)施，可以進(jìn)一步得到更大效果。對(duì)上述第1觀點(diǎn)進(jìn)行說(shuō)明。后述的實(shí)施方式中，具有將冷卻水流路配置在電力轉(zhuǎn)換裝置的框體中間并利用上述冷卻水流路的兩面進(jìn)行冷卻的構(gòu)造。通過(guò)該構(gòu)造，可以提高冷卻效率，實(shí)現(xiàn)小型化。另外，以下實(shí)施方式中，還可以在冷卻水流路的一側(cè)配置功率組件， 在冷卻水流路的另一側(cè)配置電容組件，可以減小功率組件和電容組件的冷卻構(gòu)造所必要的體積，結(jié)果實(shí)現(xiàn)電力轉(zhuǎn)換裝置的小型化。另外，作為另一努力重點(diǎn)，是在對(duì)冷卻水流路的位置配置有功率組件的一側(cè)上，配置用來(lái)驅(qū)動(dòng)功率組件內(nèi)部的半導(dǎo)體元件的驅(qū)動(dòng)電路，由此實(shí)現(xiàn)功率組件與驅(qū)動(dòng)電路之間連接的簡(jiǎn)化，實(shí)現(xiàn)小型化。另外，作為另一努力重點(diǎn)，是在冷卻水流路的一面配置功率組件，在冷卻水流路的另一面配置輔機(jī)用逆變裝置，由此提高冷卻效率，結(jié)果實(shí)現(xiàn)電力轉(zhuǎn)換裝置的小型化。這里， 輔機(jī)用逆變裝置是指例如用于車輛用空調(diào)的驅(qū)動(dòng)用馬達(dá)的逆變裝置或用于油泵用馬達(dá)的逆變裝置等。另外，通過(guò)在上述冷卻水流路的另一側(cè)設(shè)置輔機(jī)用逆變裝置和電容組件，不僅可以將上述電容組件作為車輛驅(qū)動(dòng)用旋轉(zhuǎn)電機(jī)的平滑用電容使用，而且還可以作為上述輔機(jī)用逆變器的平滑電容使用。這樣，電路構(gòu)成就可以被簡(jiǎn)化，可以使電力轉(zhuǎn)換裝置進(jìn)一步小型化。對(duì)第2觀點(diǎn)進(jìn)行說(shuō)明。采取的結(jié)構(gòu)是，沿大致形成為長(zhǎng)方形的框體的一邊形成冷卻水流路，在與上述一邊垂直的方向上的流路側(cè)部與框體之間，設(shè)置連接冷卻水流路的一側(cè)空間和另一側(cè)空間的孔即貫通空間，通過(guò)上述空間，對(duì)設(shè)于冷卻水流路一側(cè)的電子部件和設(shè)于冷卻水流路另一側(cè)的電子部件進(jìn)行電連接?？梢酝ㄟ^(guò)該貫通空間進(jìn)行必要的電連接，實(shí)現(xiàn)連接的簡(jiǎn)化，同時(shí)，實(shí)現(xiàn)電力變換裝置的小型化。對(duì)第3觀點(diǎn)進(jìn)行說(shuō)明。以下的實(shí)施方式中，沿大致形成為長(zhǎng)方形的框體的一個(gè)邊形成冷卻水流路，在該冷卻水流路的冷卻水的流動(dòng)方向上并列配置2組功率組件。另外，在與上述冷卻水的流動(dòng)方向相垂直的方向上設(shè)置上述2組功率組件的直流側(cè)端子和交流側(cè)端子。通過(guò)這種配置和構(gòu)造，可以將上述冷卻水流路與框體之間的空間用于端子的配置，實(shí)現(xiàn)電力轉(zhuǎn)換裝置的小型化。此外，2組功率組件的端子，處于并列設(shè)置2組功率組件方向的垂直方向，所以相互干擾的可能性很小，能夠?qū)崿F(xiàn)小型化。此外，如上所述，由于上述2組功率組件的直流側(cè)端子位于上述冷卻水流路與框體之間，所以在作為上述功率組件的直流側(cè)端子的位置的冷卻水流路與框體之間，可以形成連接冷卻水流路的一側(cè)和另一側(cè)的空間。 可以通過(guò)該空間來(lái)連接冷卻水流路一側(cè)的上述功率組件的直流側(cè)端子和電容組件的直流側(cè)端子，簡(jiǎn)化布線，所以可以實(shí)現(xiàn)電力轉(zhuǎn)換裝置的小型化。此外，可靠性也得到提高。對(duì)作為第4觀點(diǎn)的功率組件的小型化進(jìn)行說(shuō)明。后述的2組功率組件具有相同構(gòu)造。在各功率組件中，設(shè)置由逆變電路的上臂和下臂組成的串聯(lián)電路，使其對(duì)應(yīng)3相交流的 U相、V相和W相。由于是并列設(shè)置上述串聯(lián)電路，所以各串聯(lián)電路的半導(dǎo)體芯片可以整齊地并列配置，實(shí)現(xiàn)功率組件的小型化。此外，以下實(shí)施方式中形成了以下構(gòu)造構(gòu)成逆變電路的半導(dǎo)體元件隔著絕緣層被固定在散熱用金屬板，用來(lái)向功率組件供給直流電的直流導(dǎo)體被從上述半導(dǎo)體元件上提供。即，形成了在半導(dǎo)體元件的一側(cè)設(shè)置散熱用金屬板、在半導(dǎo)體元件的另一側(cè)配置上述直流導(dǎo)體。通過(guò)該構(gòu)造，功率組件本身就成為小型，可以實(shí)現(xiàn)電力轉(zhuǎn)換裝置的小型化。進(jìn)一步，在下述的實(shí)施方式中，功率組件的交流側(cè)端子從功率組件進(jìn)一步延伸，被作為電力轉(zhuǎn)換裝置的交流輸出端子使用。通過(guò)該構(gòu)造，組裝部件的數(shù)量就會(huì)減少，不僅可以提高生產(chǎn)率，而且可以實(shí)現(xiàn)電力轉(zhuǎn)換裝置的小型化。對(duì)作為第5觀點(diǎn)的關(guān)于電容組件的改善進(jìn)行說(shuō)明。電容組件具有將多個(gè)電容單元并列設(shè)置在疊層構(gòu)造的正極和負(fù)極導(dǎo)體板，將各電容單元的正極和負(fù)極電連接在上述正極和負(fù)極導(dǎo)體板上的構(gòu)造。具有在固定電容單元的上述疊層構(gòu)造的導(dǎo)體板上，進(jìn)行更多并列設(shè)置的構(gòu)成，可以以比較小型的形狀制作大容量的電容組件。此外，電容組件的小型化可以實(shí)現(xiàn)電力轉(zhuǎn)換裝置的小型化。另外，使用將薄膜和薄的絕緣材料卷繞而成的薄膜電容作為電容單元，使薄膜電容的外周面與上述疊層構(gòu)造的導(dǎo)體板面相對(duì)而進(jìn)行固定，不但可以實(shí)現(xiàn)電容組件本身的小型化，還可以形成抗振動(dòng)等的構(gòu)造，使可靠性提高。另外，通過(guò)采取將多個(gè)電容單元在上述疊層構(gòu)造的導(dǎo)體板的長(zhǎng)邊方向上排列，并將電容單元的電極在上述導(dǎo)體板的寬度方向上配置的構(gòu)造，就會(huì)使電容單元和上述導(dǎo)體板的連接變得容易，使生產(chǎn)率提高。對(duì)不同于上述發(fā)明所要解決的課題和目的效果的其它課題，以下說(shuō)明的實(shí)施方式中，將在予以解決的同時(shí)完成新的效果。下面，對(duì)新的要解決的課題進(jìn)行說(shuō)明。[可靠性的提高]在以下所述的實(shí)施方式中，形成了貫通冷卻水流路的側(cè)部與框體之間的空間，對(duì)功率組件和電容組件進(jìn)行了連接。由于是在與冷卻水流路不同的位置上形成了空間并通過(guò)該空間進(jìn)行了上述連接，所以上述的組件不易受冷卻水影響，使可靠性提高。此外，對(duì)作為功率組件的交流輸出端子、連接在電動(dòng)機(jī)發(fā)電機(jī)的U相、V相、W相的交流母線(bus bar)采取引腳結(jié)合，防止由電動(dòng)機(jī)發(fā)電機(jī)的振動(dòng)所帶來(lái)的交流母線與功率組件基板之間的焊接脫落的不良影響，提高電力轉(zhuǎn)換裝置的可靠性。進(jìn)而，使用引腳結(jié)合這種簡(jiǎn)易的結(jié)合方法，來(lái)提高可加工性和可裝配性。[生產(chǎn)率的提高]另外，冷卻部的框體，在用于冷卻功率組件的散熱器的冷卻水通路的冷卻水空間以外，具有包圍空間，包圍連接功率組件和電容的直流連接端子構(gòu)造，用框體包圍該連接端子構(gòu)造，電力轉(zhuǎn)換裝置的整體構(gòu)造就可以實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)易化、小型化，可裝配性也會(huì)提高。此外，冷卻水空間內(nèi)的冷卻水通過(guò)冷卻部框體，也有助于電容的冷卻。此外，就功率組件與電容的連接而言，設(shè)法延設(shè)彼此的連接端，采用不通過(guò)連接部件而直接連接彼此的連接端的構(gòu)成，連接端子構(gòu)造就會(huì)變得簡(jiǎn)單，這有助于小型化，可以提高可加工性、可裝配性。[冷卻效率的提高]本實(shí)施方式下的電力轉(zhuǎn)換裝置，具備將逆變裝置的上下臂的串聯(lián)電路容納在單側(cè)具有散熱器的功率組件(半導(dǎo)體組件)內(nèi)部，將功率組件插入冷卻部?jī)?nèi)，用冷卻水直接冷卻散熱器的構(gòu)造。此外，通過(guò)采用以將功率組件和直流電源的平滑用電容內(nèi)包在形成冷卻水流路的冷卻部的框體內(nèi)的方式進(jìn)行疊層的構(gòu)成，即采用將水路夾在功率組件和電容中的三明治構(gòu)造，可以提高冷卻效率，通過(guò)提高冷卻效率，實(shí)現(xiàn)電力轉(zhuǎn)換裝置的小型化。此外，冷卻水從長(zhǎng)方形的框體的短邊側(cè)被插入到冷卻水流路中，上述冷卻水流路形成了沿長(zhǎng)方形框體的長(zhǎng)邊延伸，同時(shí)再沿框體長(zhǎng)邊返回的形狀。2組功率組件被分別配置成被往返的上述冷卻水流路冷卻，使冷卻效率提高。此外，由于構(gòu)成逆變電路的上臂的芯片位置和構(gòu)成下臂的芯片位置，分別是對(duì)應(yīng)來(lái)回的上述冷卻水流路的位置，所以使冷卻效率提高。該冷卻效率的提高也有利于可靠性的提高和裝置的小型化。以上說(shuō)明是針對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式的效果和被解決的課題進(jìn)行的說(shuō)明。下面對(duì)本實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。下面，參照附圖，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式下的電力轉(zhuǎn)換裝置進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。本發(fā)明的實(shí)施方式下的電力轉(zhuǎn)換裝置適用于混合動(dòng)力用汽車和純粹的電動(dòng)汽車，利用圖1和圖2，以將本發(fā)明的實(shí)施方式下的電力轉(zhuǎn)換裝置應(yīng)用于混合動(dòng)力汽車情況下的控制構(gòu)成和電力轉(zhuǎn)換裝置的電路構(gòu)成為代表，進(jìn)行說(shuō)明。圖1是表示混合動(dòng)力汽車的控制框圖。圖2是表示具備電力轉(zhuǎn)換裝置、電池、電動(dòng)機(jī)發(fā)電機(jī)的車輛驅(qū)動(dòng)用電機(jī)系統(tǒng)的電路構(gòu)成圖。其中，電力轉(zhuǎn)換裝置具備包含上下臂串聯(lián)電路和控制部的逆變裝置；和與逆變裝置的直流側(cè)相連的電容組件。對(duì)于本發(fā)明的實(shí)施方式下的電力轉(zhuǎn)換裝置，以搭載在汽車上的車載電機(jī)系統(tǒng)的車載用電力轉(zhuǎn)換裝置、尤其是用于車輛驅(qū)動(dòng)用電機(jī)系統(tǒng)的搭載環(huán)境和工作環(huán)境等極其嚴(yán)格的車輛驅(qū)動(dòng)用逆變裝置為例，進(jìn)行說(shuō)明。車輛驅(qū)動(dòng)用逆變裝置在車輛驅(qū)動(dòng)用電機(jī)系統(tǒng)上具備
12控制車輛驅(qū)動(dòng)用電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)的控制裝置，它將構(gòu)成車載電源的車載電池或由車載發(fā)電裝置供給的直流電轉(zhuǎn)換成規(guī)定的交流電，將得到的交流電供給到車輛驅(qū)動(dòng)用電動(dòng)機(jī)并控制車輛驅(qū)動(dòng)用電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)。此外，由于車輛驅(qū)動(dòng)用電動(dòng)機(jī)也具有發(fā)電機(jī)的功能，所以車輛驅(qū)動(dòng)用逆變裝置也具有按運(yùn)行模式將車輛驅(qū)動(dòng)用電動(dòng)機(jī)所產(chǎn)生的交流電轉(zhuǎn)換成直流電的功能。 轉(zhuǎn)換后的直流電被供給到車載電池上。另外，本實(shí)施方式的構(gòu)成最適合汽車和卡車等車輛驅(qū)動(dòng)用電力轉(zhuǎn)換裝置，但對(duì)于除此之外的電力轉(zhuǎn)換裝置，例如電車或船舶、飛機(jī)等電力轉(zhuǎn)換裝置、被用做驅(qū)動(dòng)工廠設(shè)備的電動(dòng)機(jī)的控制裝置的生產(chǎn)用電力轉(zhuǎn)換裝置、或者被用于驅(qū)動(dòng)家用太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)或家用電器的電動(dòng)機(jī)的控制裝置的家用電力轉(zhuǎn)換裝置也可以使用。在圖1中，混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(下記為“HEV”) 110是一個(gè)電動(dòng)車輛，具備2個(gè)車輛驅(qū)動(dòng)用系統(tǒng)。其中之一是作為內(nèi)燃機(jī)的將發(fā)動(dòng)機(jī)120作為動(dòng)力源的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)。發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)主要被用作HEV驅(qū)動(dòng)源。另外一個(gè)是將電動(dòng)機(jī)發(fā)電機(jī)192、194作為動(dòng)力源的車載電機(jī)系統(tǒng)。車載電機(jī)系統(tǒng)主要被用作HEV的驅(qū)動(dòng)源和HEV的電力發(fā)生源。電動(dòng)機(jī)發(fā)電機(jī)192、194 是例如同步電機(jī)或感應(yīng)電機(jī)，由于它們根據(jù)運(yùn)行方法既可以作為電動(dòng)機(jī)工作也可以作為發(fā)電機(jī)工作，所以，這里規(guī)定將其記作電動(dòng)機(jī)發(fā)電機(jī)。前輪車軸114被可旋轉(zhuǎn)地軸支在車體的前部。前輪車軸114的兩端設(shè)有1對(duì)前輪 112。后輪車軸(圖示省略)被可旋轉(zhuǎn)地軸支在車體后部。后輪車軸的兩端設(shè)有1對(duì)后輪。 本實(shí)施方式的HEV采用的是將由動(dòng)力驅(qū)動(dòng)的主動(dòng)輪作為前輪112，將被帶動(dòng)的從動(dòng)輪作為后輪的所謂前輪驅(qū)動(dòng)方式，也可以反過(guò)來(lái)，也就是說(shuō)采用后輪驅(qū)動(dòng)方式。在前輪車軸114的中央部設(shè)有前輪側(cè)差速齒輪(下稱為“前輪側(cè)DEF”) 116。前輪車軸114被機(jī)械連接在前輪側(cè)DEF116的輸出側(cè)。變速機(jī)118的輸出軸被機(jī)械連接在前輪側(cè)DEF116的輸入側(cè)。前輪側(cè)DEF116是將變速機(jī)118變速傳遞的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力分配給左右前輪車軸114的差動(dòng)式動(dòng)力分配機(jī)構(gòu)。電動(dòng)機(jī)發(fā)電機(jī)192的輸出側(cè)被機(jī)械連接在變速機(jī)118 的輸入側(cè)。通過(guò)動(dòng)力分配機(jī)構(gòu)122，發(fā)動(dòng)機(jī)120的輸出側(cè)和電動(dòng)機(jī)發(fā)電機(jī)194的輸出側(cè)被機(jī)械連接在電動(dòng)機(jī)發(fā)電機(jī)192的輸入側(cè)。另外，電動(dòng)機(jī)發(fā)電機(jī)192、194和動(dòng)力分配機(jī)構(gòu)被容納在變速機(jī)118的框體內(nèi)部。動(dòng)力分配機(jī)構(gòu)122是由齒輪123 130構(gòu)成的差動(dòng)機(jī)構(gòu)。齒輪125 1 是傘齒輪。齒輪123、124、129、130是平齒輪。電動(dòng)機(jī)發(fā)電機(jī)192的動(dòng)力被直接傳遞到變速機(jī)118。 電動(dòng)機(jī)發(fā)電機(jī)192的軸與齒輪129同軸。通過(guò)這種構(gòu)成，在不供給電動(dòng)機(jī)發(fā)電機(jī)192驅(qū)動(dòng)電力的情況下，傳遞到齒輪1 的動(dòng)力就會(huì)原樣被傳遞到變速機(jī)118的輸入側(cè)。如果齒輪123因發(fā)動(dòng)機(jī)120的工作而被驅(qū)動(dòng)，那么發(fā)動(dòng)機(jī)120的動(dòng)力就會(huì)從齒輪 123傳遞到齒輪124，接著從齒輪IM傳遞到齒輪1 和齒輪128，然后從齒輪1 和齒輪 128分別傳遞到齒輪130，最終傳遞至齒輪129。如果齒輪125因電動(dòng)機(jī)發(fā)電機(jī)194的工作而被驅(qū)動(dòng)，那么電動(dòng)機(jī)發(fā)電機(jī)194的旋轉(zhuǎn)就會(huì)從齒輪125傳遞到齒輪1 和齒輪128，然后從齒輪1 和齒輪1 傳遞到各個(gè)齒輪130，最終傳遞至齒輪129。另外，作為動(dòng)力分配機(jī)構(gòu)122，也可以取代上述的差動(dòng)機(jī)構(gòu)而使用行星齒輪機(jī)構(gòu)等其它機(jī)構(gòu)。電動(dòng)機(jī)發(fā)電機(jī)192、194是在轉(zhuǎn)子上具備永久磁鐵的同步電機(jī)。供給定子的電樞繞組的交流電，由逆變裝置140、142控制，由此，電動(dòng)機(jī)發(fā)電機(jī)192、194的驅(qū)動(dòng)就得到控制。電池136與逆變裝置140、142電連接，電池136與逆變裝置140、142之間可以相互傳遞電力。
本實(shí)施方式中，具備2個(gè)電動(dòng)發(fā)電單元由電動(dòng)機(jī)發(fā)電機(jī)192和逆變裝置140組成的第1電動(dòng)發(fā)電單元、和由電動(dòng)機(jī)發(fā)電機(jī)194和逆變裝置142組成的第2電動(dòng)發(fā)電單元，它們按運(yùn)行狀態(tài)被區(qū)別使用。也就是說(shuō)，在由發(fā)動(dòng)機(jī)120的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)車輛的情況下，在對(duì)車輛的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩提供輔助時(shí)將第2電動(dòng)發(fā)電單元作為發(fā)電單元，利用發(fā)動(dòng)機(jī)120的動(dòng)力使其工作并發(fā)電，將第1電動(dòng)發(fā)電單元作為電動(dòng)單元，利用上述發(fā)電得到的電力使其工作。此外， 在相同情況下，在對(duì)車輛的車速提供輔助時(shí)，將第1電動(dòng)發(fā)電單元作為發(fā)電單元，利用發(fā)動(dòng)機(jī)120的動(dòng)力使其工作并發(fā)電，將第2電動(dòng)發(fā)電單元作為電動(dòng)單元，利用上述發(fā)電得到的電力使其工作。此外，本實(shí)施方式中，通過(guò)將第1電動(dòng)發(fā)電單元作為電動(dòng)單元，通過(guò)電池136的電力使其工作，可以僅僅利用電動(dòng)機(jī)發(fā)電機(jī)192的動(dòng)力來(lái)驅(qū)動(dòng)車輛。另外，本實(shí)施方式中，通過(guò)將第1電動(dòng)發(fā)電單元或第2電動(dòng)發(fā)電單元作為發(fā)電單元，利用發(fā)動(dòng)機(jī)120的動(dòng)力或來(lái)自車輪的動(dòng)力使其工作并發(fā)電，可以實(shí)現(xiàn)電池136的充電。另外，電池136還被作為驅(qū)動(dòng)輔機(jī)用馬達(dá)195的電源來(lái)使用。作為輔機(jī)，例如是驅(qū)動(dòng)空調(diào)壓縮機(jī)的電動(dòng)機(jī)或者是驅(qū)動(dòng)控制用油泵的電動(dòng)機(jī)。直流電從電池136供給至逆變裝置43，在逆變裝置43上被轉(zhuǎn)換成交流電并供給至馬達(dá)195。上述逆變裝置43與逆變裝置 140和142具有相同的功能，控制提供給馬達(dá)195的交流的相位和頻率、電力。例如，對(duì)于馬達(dá)195轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)提供超前相位的交流電，馬達(dá)195就會(huì)產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。另一方面，產(chǎn)生滯后相位的交流電，馬達(dá)195就會(huì)具有發(fā)電機(jī)的作用，馬達(dá)195就會(huì)在再生制動(dòng)狀態(tài)下運(yùn)行。逆變裝置43的這種控制功能與逆變裝置140和142的控制功能相同。由于馬達(dá)195的容量比電動(dòng)機(jī)發(fā)電機(jī)192或194的容量小，所以，逆變裝置43的最大轉(zhuǎn)換電力就比逆變裝置140 和142小。逆變裝置43的電路構(gòu)成基本上與逆變裝置140和142電路構(gòu)成相同。逆變裝置140和142和逆變裝置43還有電容組件500，在電性上關(guān)系密切。另外， 對(duì)于發(fā)熱的對(duì)策，要點(diǎn)是通用的。此外，期望盡可能小地制作裝置的體積?；谶@些點(diǎn)，以下詳述的電力轉(zhuǎn)換裝置中，將逆變裝置140和142和逆變裝置43還有電容組件500內(nèi)置于電力轉(zhuǎn)換裝置的框體內(nèi)。通過(guò)上述構(gòu)成，就可以實(shí)現(xiàn)小型且可靠性高的裝置。 此外，將逆變裝置140和142和逆變裝置43還有電容組件500內(nèi)置于一個(gè)框體中， 就會(huì)在布線簡(jiǎn)化和噪聲對(duì)策上產(chǎn)生效果。此外，還可以降低電容組件500與逆變裝置140 和142以及逆變裝置43之間的連接電路的電感，在降低尖峰電壓的同時(shí)減少發(fā)熱和提高散熱效率。下面，利用圖2，說(shuō)明逆變裝置140和142或者逆變裝置43的電路構(gòu)成。另外，圖 1 圖2所示的實(shí)施方式中，是以單獨(dú)構(gòu)成逆變裝置140和142或者逆變裝置43的情況為例進(jìn)行的說(shuō)明。由于使用相同的構(gòu)成，逆變裝置140和142或者逆變裝置43就發(fā)揮相同的作用，具有相同的功能，所以，這里將逆變裝置140作為代表例進(jìn)行說(shuō)明。本實(shí)施方式下的電力轉(zhuǎn)換裝置200，具備逆變裝置140和電容組件500，逆變裝置 140具有逆變電路144和控制部170。此外，逆變電路144的構(gòu)成是具有多個(gè)由作為上臂動(dòng)作的IGBT3^(絕緣柵型雙極晶體管)及二極管156、和作為下臂動(dòng)作的IGBT330及二極管 166組成的上下臂串聯(lián)電路150(在圖2的例子中，是3個(gè)上下臂串聯(lián)電路150、150、150)，從各個(gè)上下臂串聯(lián)電路150的中點(diǎn)部分(中間電極169)，通過(guò)交流端子159，與去往電動(dòng)機(jī)發(fā)電機(jī)192的交流電線(交流母線)186連接。此外，控制部170具有驅(qū)動(dòng)控制逆變電路144的驅(qū)動(dòng)電路174、和通過(guò)信號(hào)線176向驅(qū)動(dòng)電路174供給控制信號(hào)的控制電路172。上臂和下臂的IGBT3^和330，是開(kāi)關(guān)用功率半導(dǎo)體元件，它們接收控制部170輸出的驅(qū)動(dòng)信號(hào)并進(jìn)行動(dòng)作，將電池136供給的直流電轉(zhuǎn)換成3相交流電。該被轉(zhuǎn)換的電力被供給到電動(dòng)機(jī)發(fā)電機(jī)192的電樞繞組上。如上所述，逆變裝置140，也可以將電動(dòng)機(jī)發(fā)電機(jī)192產(chǎn)生的3相交流電轉(zhuǎn)換成直流電。本實(shí)施方式下的電力轉(zhuǎn)換裝置200，具有圖1所示的逆變裝置140和142還有逆變裝置43和電容組件500，如上所述，由于逆變裝置140和142還有逆變裝置43具有相同的電路構(gòu)成，所以就將逆變裝置140作為代表進(jìn)行記述，對(duì)于逆變裝置142和逆變裝置43，按照已經(jīng)記述的那樣予以省略。逆變電路144由3相橋電路構(gòu)成，3相的上下臂串聯(lián)電路150、150、150分別被在電連接到電池136的正極側(cè)和負(fù)極側(cè)的直流正極端子314與直流負(fù)極端子316之間，并列電連接。這里，上下臂串聯(lián)電路150被稱為臂。具備上臂側(cè)的開(kāi)關(guān)用功率半導(dǎo)體元件328 及二極管156 ；和下臂側(cè)的開(kāi)關(guān)用功率半導(dǎo)體元件330及二極管166。本實(shí)施方式中，表示了將IGBT3^和330用作開(kāi)關(guān)用功率半導(dǎo)體元件的例子。 IGBT328和330具備集電極153、163、發(fā)射極(信號(hào)用發(fā)射電極端子155、165)、柵極(柵電極端子154、164)。如圖所示，在IGBT328.330的集電極153、163與發(fā)射極之間，二極管156、 166被電連接。二極管156、166具備陰極和陽(yáng)極這2個(gè)電極，以使從IGBT3^、330的發(fā)射極朝向集電極的方向?yàn)轫槙r(shí)針?lè)较虻姆绞?，陰極與IGBT3^、330的集電極電連接，陽(yáng)極與 IGBT328.330的發(fā)射極電連接。作為開(kāi)關(guān)用功率半導(dǎo)體元件可以使用MOSFET(金屬氧化物半導(dǎo)體型場(chǎng)效應(yīng)晶體管)，在這種情況下，不需要二極管156和二極管166。上下臂串聯(lián)電路150，對(duì)應(yīng)電動(dòng)機(jī)發(fā)電機(jī)192的電樞繞組的各相繞組設(shè)置了 3個(gè)相。3個(gè)上下臂串聯(lián)電路150、150、150，分別經(jīng)連接IGBT3^的發(fā)射極和IGBT330的集電極 163的中間電極169、交流端子159，形成去往電動(dòng)機(jī)發(fā)電機(jī)192的U相、V相、W相。上下臂串聯(lián)電路之間被并列電連接。上臂的IGBT3^的集電極153，通過(guò)正極端子(P端子)157 與電容組件500的正極側(cè)電容電極電連接，下臂的IGBT300的發(fā)射極通過(guò)負(fù)極端子(N端子)158與電容組件500的負(fù)極側(cè)電容電極電連接(用直流母線連接)。相當(dāng)于各臂的中點(diǎn)部分(上臂的IGBT3^的發(fā)射極與下臂的IGBT330的集電極的連接部分)的中間電極169， 通過(guò)交流接頭188，與電動(dòng)機(jī)發(fā)電機(jī)192的電樞繞組的對(duì)應(yīng)的相繞組電連接。電容組件500用來(lái)構(gòu)成平滑電路，抑制IGBT3^、330的開(kāi)關(guān)動(dòng)作產(chǎn)生的直流電壓的變動(dòng)。通過(guò)直流接頭138，電容組件500的正極側(cè)電容電極與電池136的正極側(cè)電連接， 電容組件500的負(fù)極側(cè)電容電極與電池136的負(fù)極側(cè)電連接。由此，電容組件500就在上臂IGBT3^的集電極153與電池136的正極側(cè)之間，和在下臂IGBT300的發(fā)射極與電池136 的負(fù)極側(cè)之間被連接，并相對(duì)電池136和上下臂串聯(lián)電路150，被并列電連接?？刂撇?70是用來(lái)使IGBT3^、330工作的部分，具備控制電路172，根據(jù)來(lái)自其它的控制裝置和傳感器等的輸入信息，生成用來(lái)控制IGBT3^、330的開(kāi)關(guān)定時(shí)的定時(shí)信號(hào)；和驅(qū)動(dòng)電路174，根據(jù)控制電路172輸出的定時(shí)信號(hào)，生成用來(lái)使IGBT3^、330進(jìn)行開(kāi)關(guān)動(dòng)作的驅(qū)動(dòng)信號(hào)?？刂齐娐?72，具備用來(lái)對(duì)IGBT3^、330的開(kāi)關(guān)定時(shí)進(jìn)行運(yùn)算處理的微型計(jì)算機(jī) (下記為“微機(jī)”)。作為輸入信息，微機(jī)被輸入對(duì)電動(dòng)機(jī)發(fā)電機(jī)192要求的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩值、從上下臂串聯(lián)電路150向電動(dòng)機(jī)發(fā)電機(jī)192的電樞繞組供給的電流值、和電動(dòng)機(jī)發(fā)電機(jī)192 的轉(zhuǎn)子的磁極位置。目標(biāo)轉(zhuǎn)矩值，是基于未圖示的上位控制裝置所輸出的指令信號(hào)的值。電流值，根據(jù)電流傳感器180輸出的檢測(cè)出信號(hào)而檢測(cè)出來(lái)。磁極位置，根據(jù)設(shè)于電動(dòng)機(jī)發(fā)電機(jī)192上的旋轉(zhuǎn)磁極傳感器(未圖示)所輸出的檢測(cè)出信號(hào)而檢測(cè)出來(lái)。本實(shí)施方式中， 以檢測(cè)出3相電流值的情況為例進(jìn)行的說(shuō)明，但也可以檢測(cè)出2相電流值?？刂齐娐?72內(nèi)的微機(jī)根據(jù)目標(biāo)轉(zhuǎn)矩值對(duì)電動(dòng)機(jī)發(fā)電機(jī)192的d、q軸的電流指令值進(jìn)行運(yùn)算，根據(jù)該運(yùn)算的d、q軸的電流指令值與檢測(cè)出的d、q軸的電流值的差值來(lái)運(yùn)算 d、q軸的電壓指令值，根據(jù)檢測(cè)出的磁極位置，將上述運(yùn)算的d、q軸電壓指令值轉(zhuǎn)換成U相、 V相、W相的電壓指令值。然后，微機(jī)根據(jù)基于U相、V相、W相的電壓指令值的基本波(正弦波)與載波(三角波)所進(jìn)行的比較，生成脈沖狀調(diào)制波，將該生成的調(diào)制波作為PWM(脈沖調(diào)寬)信號(hào)向驅(qū)動(dòng)電路174輸出。驅(qū)動(dòng)電路174在驅(qū)動(dòng)下臂的情況下，放大PWM信號(hào)，并以此作為驅(qū)動(dòng)信號(hào)向?qū)?yīng)的下臂的IGBT330的柵極輸出；在驅(qū)動(dòng)上臂的情況下，將PWM信號(hào)的基準(zhǔn)電位電平移至上臂基準(zhǔn)電位電平，然后放大PWM信號(hào)，并以此作為驅(qū)動(dòng)信號(hào)分別向?qū)?yīng)的上臂的IGBT3^的柵極輸出。由此，各IGBT3^、330，根據(jù)輸入的驅(qū)動(dòng)信號(hào)進(jìn)行開(kāi)關(guān)動(dòng)作。此外，控制部170還進(jìn)行異常檢測(cè)(過(guò)電流、過(guò)電壓、過(guò)溫度等)，保護(hù)上下臂串聯(lián)電路150。為此，傳感器信息被輸出至控制部170。例如，在各IGBT3^、330的發(fā)射極上流動(dòng)的電流信息，被從各臂的信號(hào)用發(fā)射極端子155、165輸入至對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)部(IC)。由此， 各驅(qū)動(dòng)部(IC)進(jìn)行過(guò)電流檢測(cè)，如果檢測(cè)到過(guò)電流，就停止對(duì)應(yīng)的IGBT3^、330的開(kāi)關(guān)動(dòng)作，對(duì)對(duì)應(yīng)的IGBT3^、330進(jìn)行過(guò)電流保護(hù)。上下臂串聯(lián)電路150的溫度的信息，被從設(shè)置在上下臂串聯(lián)電路150的溫度傳感器(未圖示)輸入至微機(jī)。此外，還有上下臂串聯(lián)電路 150的直流正極側(cè)的電壓信息被輸入至微機(jī)。微機(jī)根據(jù)這些信息進(jìn)行過(guò)溫度檢測(cè)和過(guò)電壓檢測(cè)，如果檢測(cè)到過(guò)溫度或者過(guò)電壓，就停止IGBT3^、330的所有開(kāi)關(guān)動(dòng)作，對(duì)上下臂串聯(lián)電路150(甚至是包含該電路150的半導(dǎo)體組件)進(jìn)行過(guò)溫度或過(guò)電壓保護(hù)。在圖2中，上下臂串聯(lián)電路150是上臂的IGBT3^和上臂的二極管156、與下臂的 IGBT330和下臂的二極管166的串聯(lián)電路，IGBT328.330是半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件。逆變電路144 的上下臂的IGBT3^、330的導(dǎo)通和關(guān)斷動(dòng)作以一定順序切換，在進(jìn)行該切換時(shí)，電動(dòng)機(jī)發(fā)電機(jī)192的定子繞組的電流，在二極管156、166形成的電路中流動(dòng)。如圖所示，上下臂串聯(lián)電路150具備Positive端子(P端子、正極端子)157、 Negative端子(N端子158、負(fù)極端子)、來(lái)自上下臂中間電極169的交流端子159、上臂的信號(hào)用端子(信號(hào)用發(fā)射極端子)155、上臂的柵極端子154、下臂的信號(hào)用端子(信號(hào)用發(fā)射極端子)165、下臂的柵極端子164。此外，電力轉(zhuǎn)換裝置200，還在輸入側(cè)具有直流接頭 138，在輸出側(cè)具有交流接頭188，它分別通過(guò)接頭138和188與電池136和電動(dòng)機(jī)發(fā)電機(jī) 192連接。此外，作為產(chǎn)生向電動(dòng)機(jī)發(fā)電機(jī)輸出的3相交流的各相輸出的電路，也可以是具有在各相上并聯(lián)連接2個(gè)上下臂串聯(lián)電路的電路結(jié)構(gòu)的電力轉(zhuǎn)換裝置。下面，參照?qǐng)D3 圖7對(duì)圖1和圖2所述的電力轉(zhuǎn)換裝置200的整體構(gòu)成進(jìn)行說(shuō)明，另外，與圖1或圖2相同的參照符號(hào)表示相同的部件，所以省略說(shuō)明已經(jīng)說(shuō)明的內(nèi)容。 圖3是電力轉(zhuǎn)換裝置200的整體構(gòu)成的外觀立體圖。圖4是將本實(shí)施方式下的電力轉(zhuǎn)換裝置200的整體構(gòu)成分解為各構(gòu)成要素的立體圖。圖5是表示作為圖3和圖4所示的電力轉(zhuǎn)
16換裝置的外箱的框體和設(shè)置在上述框體內(nèi)部的冷卻水流路的說(shuō)明圖。圖6是從框體底部側(cè)觀察冷卻水流路的說(shuō)明圖。圖7是在圖6所示的A-A的位置上對(duì)電力轉(zhuǎn)換裝置200進(jìn)行截面、從中央側(cè)觀察到的截面圖。圖3 圖7中，分別表示以下內(nèi)容200是電力轉(zhuǎn)換裝置；10是上部外殼；11是金屬基板；12是框體；13是冷卻水入口配管；14是冷卻水出口配管；420是外罩；16是下部外殼；17是交流接線端頭外殼；18是交流接線端頭；19是冷卻水流路；20是控制電路基板，并保持有圖2所示的控制電路172。21是用來(lái)與外部連接的接頭；22是驅(qū)動(dòng)電路基板，保持有圖2所示的驅(qū)動(dòng)電路174。23是基板間接頭，是為了與設(shè)置在上述控制電路基板20上的控制電路172電連接而設(shè)置，用于圖2所示的信號(hào)線176的連接。另外，信號(hào)線的圖示省略。 300是功率組件(半導(dǎo)體組件部)，設(shè)有2個(gè)，圖2所示的逆變電路144被內(nèi)置于各個(gè)功率組件中。302是功率組件外殼；304是金屬基片；188是交流接頭；314是直流正極端子；316是直流負(fù)極端子；49是鑄造倒凹；500是電容組件；502是電容外殼；504是正極側(cè)電容端子； 506是負(fù)極側(cè)電容端子；514是電容單元。對(duì)于本實(shí)施方式下的電力轉(zhuǎn)換裝置200，如果將構(gòu)成要素進(jìn)行大致劃分，則是由如下各部構(gòu)成進(jìn)行直流電和交流電轉(zhuǎn)換的功率組件(半導(dǎo)體組件部)300 ；直流電源的電壓平滑用電壓組件500 ；和用來(lái)冷卻功率組件300等的冷卻水流路19。如圖3所示，本實(shí)施方式下的電力轉(zhuǎn)換裝置200的外觀，通過(guò)固定上面或下面大致為長(zhǎng)方形的框體12、被在上述框體12的短邊側(cè)的一外周上設(shè)置的冷卻水入口配管13和冷卻水出口配管14、用來(lái)堵塞上述框體12的上部開(kāi)口的上部外殼10、用來(lái)堵塞上述框體12的下部開(kāi)口的下部外殼16而形成。在上述電力轉(zhuǎn)換裝置200的長(zhǎng)邊側(cè)的外周上，設(shè)有用來(lái)輔助電動(dòng)機(jī)發(fā)電機(jī)192和194 連接的3組交流接線端頭外殼17。將框體12的底面圖或上面圖的形狀設(shè)置成大致為長(zhǎng)方形，就比較容易在車輛上安裝，并具有易于生產(chǎn)的效果。如圖4所示，框體12中設(shè)有冷卻水流路19，在上述冷卻水流路19的上部在流動(dòng)方向上排列形成有2組開(kāi)口 400和402。2個(gè)功率組件300被固定在上述冷卻水流路19的上面，使上述2組開(kāi)口 400和402分別被功率組件300堵塞。在各功率組件300上設(shè)有用于散熱的冷卻器305，各功率組件300的冷卻器305，分別從上述冷卻水流路19的開(kāi)口 400和 402向冷卻水的流動(dòng)之中突出。在上述冷卻水流路19的下側(cè)形成有用來(lái)容易進(jìn)行鋁鑄造的開(kāi)口 404，上述開(kāi)口 404被外罩420堵塞。此外，上述冷卻水流路19的下側(cè)安裝有輔機(jī)用逆變裝置43，上述輔機(jī)用逆變裝置43，內(nèi)置有與圖2所示的逆變電路144同樣的電路，具有內(nèi)置構(gòu)成上述逆變電路144的電源半導(dǎo)體元件的功率組件。通過(guò)使上述內(nèi)置的上述功率組件的散熱金屬面與上述冷卻水流路19的下面相對(duì)，輔機(jī)用逆變裝置43就會(huì)被固定在上述冷卻水流路19的下另外，起到散熱作用的下部外殼16設(shè)置在上述冷卻水流路19的下部，對(duì)于上述下部外殼16，通過(guò)使電容組件500的金屬材料組成的外殼的散熱面與上述下部外殼的面相對(duì)，來(lái)將電容組件500固定在上述下部外殼16的面上。通過(guò)該構(gòu)造，利用冷卻水流路19的上面和下面，可以進(jìn)行高效冷卻，實(shí)現(xiàn)電力轉(zhuǎn)換裝置整體的小型化。通過(guò)使來(lái)自入出口配管13、14的冷卻水在冷卻水流路19中通行，被并列設(shè)置的2 個(gè)功率組件300所具有的散熱器就會(huì)得到冷卻，上述2個(gè)功率組件300整體得到冷卻。設(shè)置在冷卻水流路19的下面的輔機(jī)用逆變裝置43也同時(shí)冷卻。另外，由于通過(guò)設(shè)有冷卻水流路19的框體12被冷卻，所以設(shè)在框體12下部的下部外殼16就被冷卻。通過(guò)該冷卻，電容組件500的熱被經(jīng)下部外殼16和框體12熱傳導(dǎo)至冷卻水，使電容組件500得到冷卻。詳細(xì)內(nèi)容將在后面敘述，在本實(shí)施方式中，功率組件300的直流正極母線314、直流負(fù)極母線316，分別在框體12內(nèi)與電容組件500的正極側(cè)電容端子504、負(fù)極側(cè)電容端子 506直接電連接和機(jī)械連接。用于該連接的貫通孔406被形成。在功率組件300的上方，配置有控制電路基板20和驅(qū)動(dòng)電路基板22，驅(qū)動(dòng)電路基板22上搭載了圖2所示的驅(qū)動(dòng)電路174，控制電路基板20上搭載了圖2所示的具有CPU的控制電路172。此外，在驅(qū)動(dòng)電路基板22與控制電路基板20之間，配置有金屬基板11，金屬基板11的作用是完成搭載在兩個(gè)基板22、20上的電路群的電磁屏蔽的功能，并且，使驅(qū)動(dòng)電路基板22和控制電路基板20所產(chǎn)生的熱量逸散、冷卻。通過(guò)這樣在框體12的中央部設(shè)置冷卻水流路19，在其一側(cè)配置車輛驅(qū)動(dòng)用功率組件300，并在另一側(cè)配置輔機(jī)用功率組件43，可以用較少的空間完成高效冷卻，實(shí)現(xiàn)電力轉(zhuǎn)換裝置的小型化。此外，通過(guò)鋁材鑄造使框體中央部的冷卻水流路19的主構(gòu)造與框體12形成為一體，冷卻水流路19就會(huì)具有除冷卻效果，除此之外還會(huì)具有增強(qiáng)機(jī)械強(qiáng)度的效果。此外，以鋁鑄造的方式進(jìn)行制作，框體12和冷卻水流路19就會(huì)形成一體構(gòu)造，使熱傳導(dǎo)改善，冷卻效率提高。在驅(qū)動(dòng)電路基板22上，穿過(guò)金屬基板11，設(shè)有與控制電路20的電路群連接的基板間接頭23。此外，在控制電路基板20上，設(shè)有與外部進(jìn)行電連接的接頭21。利用接頭21， 可以與電力轉(zhuǎn)換裝置之外的、例如作為電池136搭載在車上的鋰電池組件之間進(jìn)行信號(hào)傳送，從鋰電池組件傳來(lái)表示電池狀態(tài)的信號(hào)和鋰電池充電狀態(tài)等的信號(hào)。為了進(jìn)行與保持在上述控制電路基板20上的控制電路172之間的信號(hào)交換，設(shè)置有上述基板間接頭23，并且雖然圖示省略但設(shè)置圖2所示的信號(hào)線176，逆變電路的開(kāi)關(guān)定時(shí)的信號(hào)，通過(guò)該信號(hào)線 176和基板間接頭23，從控制電路基板20被傳至驅(qū)動(dòng)電路基板22，在驅(qū)動(dòng)電路基板22上產(chǎn)生作為驅(qū)動(dòng)信號(hào)的柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)，并被分別施加在功率組件的柵極上。在框體12的上部和下部形成開(kāi)口，這些開(kāi)口因上部外殼10和下部外殼16被例如螺絲等分別固定在框體12上而被堵塞。在框體12的中央，設(shè)有冷卻水流路19，將功率組件 300和外罩420固定在上述冷卻水流路19上。以這種方式完成冷卻水流路19，進(jìn)行水路的漏水實(shí)驗(yàn)。在漏水實(shí)驗(yàn)合格的情況下，接下來(lái)，可以進(jìn)行從上述框體12的上部和下部的開(kāi)口安裝基板和電容組件500的作業(yè)。這樣，構(gòu)造是在中央配置冷卻水流路19，然后進(jìn)行從上述框體12的上部和下部的開(kāi)口固定必要的部件的作業(yè)，使生產(chǎn)率提高。此外，可以一開(kāi)始就完成冷卻水流路19，在漏水實(shí)驗(yàn)之后安裝其它部件，使生產(chǎn)率和可靠性同時(shí)提高。圖5是表示具有冷卻水流路19的框體12的鋁鑄造品的圖，圖5 (A)是框體12的立體圖，圖5(B)是框體12的上面圖，圖5(C)是框體12的下面圖。如圖5所示，框體12和被設(shè)于上述框體12內(nèi)部的冷卻水流路19被一體鑄造。框體12的上面或下面形成大致為長(zhǎng)方形的形狀，在長(zhǎng)方形的短邊一側(cè)的框體側(cè)面上，設(shè)有用來(lái)導(dǎo)入冷卻水的入口孔401，在相同側(cè)面設(shè)有出口孔403。從上述入口孔401流入冷卻水流路19的冷卻水，沿箭頭418方向的長(zhǎng)方形的長(zhǎng)邊流動(dòng)，在長(zhǎng)方形的短邊的另一側(cè)側(cè)面的跟前附近，像箭頭421那樣返回，再次沿長(zhǎng)方形的長(zhǎng)邊按箭頭422的方向流動(dòng)，從出口孔403流出。在冷卻水流路19的離去側(cè)和返回側(cè)各形成有2個(gè)開(kāi)口 400和402。上述開(kāi)口分別固定有后述的圖13所示的功率組件300，用來(lái)對(duì)各功率組件300散熱的冷卻器形成從各個(gè)開(kāi)口向冷卻水水流中突出的構(gòu)造。功率組件300被排列固定在上述框體12的流動(dòng)方向、即沿長(zhǎng)邊的方向上，以可以通過(guò)上述固定使用上述各功率組件300完全堵塞冷卻水流路19的開(kāi)口的方式，支撐部410被與框體成形為一體。該支撐部410位于大致中央，相對(duì)于支撐部410，1個(gè)功率組件300被固定在冷卻水的出入口側(cè)， 此外，相對(duì)于上述支撐部410，另1個(gè)功率組件300被固定在冷卻水返回的一側(cè)。圖5(B)所示的螺絲孔412用來(lái)將上述出入口側(cè)的功率組件300固定在冷卻水流路19，該固定使開(kāi)口 400封閉。此外，螺絲孔414用來(lái)將上述返回一側(cè)的功率組件300固定在冷卻水流路19，該固定使開(kāi)口 402封閉。上述出入口側(cè)的功率組件300，被來(lái)自入口孔401的較冷的冷卻水和因在出口側(cè)附近而被暖化的冷卻水冷卻。另一方面，雖然上述返回一側(cè)的功率組件300被稍暖的冷卻水冷卻，但溫度比出口孔403附近的冷卻水低。結(jié)果，返回的冷卻通路和2個(gè)功率組件300 的配置關(guān)系的優(yōu)點(diǎn)是2個(gè)功率組件300的冷卻效率形成均衡狀態(tài)。上述支撐部410被用于固定功率組件300，對(duì)密封開(kāi)口 400和402非常必要。另外，上述支撐部410對(duì)框體12強(qiáng)度的強(qiáng)化具有很大效果。冷卻水流路19如上所述是返回的形狀，設(shè)有隔開(kāi)離去側(cè)流路和返回側(cè)流路的隔壁408，該隔壁408與上述支撐部410被制作成一體。隔壁408除了具有隔開(kāi)離去側(cè)流路和返回側(cè)流路的作用，還具有強(qiáng)化框體機(jī)械強(qiáng)度的作用。此外，它還具有作為返回通路間的熱傳導(dǎo)通路的作用，還具有使冷卻水溫度均衡的作用。當(dāng)冷卻水的入口側(cè)和出口側(cè)的溫度差較大時(shí)，冷卻效率的偏差就會(huì)變大。雖然產(chǎn)生某種程度的溫度差是不可避免的，但由于上述隔壁408與上述支撐部410被制作成一體，所以具有抑制冷卻水溫度差的效果。圖5 (C)表示上述冷卻水流路19的背面，開(kāi)口 404形成在與上述支撐部410對(duì)應(yīng)的背面。該開(kāi)口 404，用來(lái)提高由框體鑄造而形成的上述支撐部410和框體12—體構(gòu)造的成品率。通過(guò)形成開(kāi)口 404，在鑄造品中，消除了上述支撐部410與冷卻水流路19的底部的
二重構(gòu)造，使鑄造變得容易，生產(chǎn)率提高。在上述冷卻水流路19的側(cè)部與長(zhǎng)方形的長(zhǎng)邊之間，形成有貫通通路上側(cè)和下側(cè)的貫通孔406。由于夾著上述冷卻水流路19在兩側(cè)安裝電子部件，所以就需要進(jìn)行上述兩側(cè)電子部件的電連接。貫通孔406是用來(lái)進(jìn)行冷卻水流路19的兩側(cè)的電子部件的電連接的孔。圖5所示的框體構(gòu)造，采取適于鑄造生產(chǎn)特別是適于鋁壓鑄生產(chǎn)的構(gòu)造。也就是說(shuō)，所具有的效果是，可以以近乎于完成的形狀制造冷卻水流路19和框體12的一體構(gòu)造。 通過(guò)將箭頭421所示的水路的返回部分作為開(kāi)口 402的一部分，可以進(jìn)行返回部分的一體鑄造。也就是說(shuō)，將功率組件300固定在開(kāi)口 402上來(lái)完成返回通路。另外，由于返回通路可以用于冷卻，所以可以實(shí)現(xiàn)良好的小型化。冷卻水流路19的周邊對(duì)開(kāi)口面幾乎垂直，上述隔壁408的側(cè)面也幾乎垂直。通過(guò)采取這種形狀，來(lái)在上面將功率組件300固定在開(kāi)口 400和402上，通過(guò)將外罩420固定在背面來(lái)完成水路。在該時(shí)間點(diǎn)進(jìn)行水路的漏水檢查， 然后安裝部件，就可以產(chǎn)生及早剔除次品，提高生產(chǎn)率的效果。圖6中，表示將功率組件300固定在冷卻水流路19的上面開(kāi)口，將外罩420固定在背面開(kāi)口的狀態(tài)。在框體12的長(zhǎng)方形一方的長(zhǎng)邊側(cè)，交流電線186和交流接頭188向框體12外突出。另外，圖7的截面圖是表示在電力裝換裝置200的交流接頭188側(cè)安裝了用來(lái)連接電動(dòng)機(jī)發(fā)電機(jī)192和194的交流端子與上述交流接頭188的交流接線端頭外殼17 的狀態(tài)。在圖6中，在框體12的長(zhǎng)方形另一方的長(zhǎng)邊側(cè)內(nèi)部形成有上述貫通孔406，通過(guò)上述貫通孔406可以看到功率組件300的直流正極端子314和直流負(fù)極端子316。虛線表示的輔機(jī)用逆變裝置43，將在其后被安裝。此外，在圖6中，冷卻水入口配管13和冷卻水出口配管14被螺絲固定。在圖6的狀態(tài)下可以實(shí)施漏水檢查。對(duì)該檢查合格者安裝上述輔機(jī)用逆變裝置43，然后安裝電容組件500。圖7是表示安裝了必要的部件和布線的狀態(tài)的電力轉(zhuǎn)換裝置200的截面圖?；緲?gòu)造，是根據(jù)圖3 圖6，就像已經(jīng)說(shuō)明的那樣。圖7中，與圖3 圖6所述內(nèi)容的不同點(diǎn)是在電力轉(zhuǎn)換裝置200的交流接頭188側(cè)設(shè)有用來(lái)連接電動(dòng)機(jī)發(fā)電機(jī)192的端子與交流接頭188的交流接線端頭外殼17。在圖7中，在框體12的截面的上下方向的中央部，設(shè)有按照鋁壓鑄方式與框體12 一體制作的2個(gè)冷卻水流路19，在形成于冷卻水流路19的上面?zhèn)鹊拈_(kāi)口設(shè)置有功率組件 300。圖7的左側(cè)是離去側(cè)的冷卻水流路19，右側(cè)是返回側(cè)的冷卻水流路19。離去側(cè)和返回側(cè)的冷卻水流路19如上所述，分別設(shè)有開(kāi)口，上述開(kāi)口被用來(lái)使功率組件300散熱的金屬基片304堵塞，設(shè)于上述金屬基片304上的散熱用冷卻器305，從上述開(kāi)口向冷卻水的水流中突出。在上述冷卻水流路19的下面?zhèn)龋潭ㄓ休o機(jī)用逆變裝置43。在圖7的左側(cè)，截面為長(zhǎng)方體形狀即母線形狀的交流電線186，從功率組件300內(nèi)部伸展，形成交流接頭188。在圖7的右側(cè)，長(zhǎng)方體形狀即母線形狀的直流正極/負(fù)極端子 314、316被分別配置。此外，在框體12內(nèi)冷卻水流路19的右端側(cè)形成有貫通孔406，功率組件300的上述直流正極/負(fù)極端子314、316，直接與從電容組件500延伸出來(lái)的電容正極 /負(fù)極電連接和機(jī)械連接。由于是在框體12的大致中央處配置了在長(zhǎng)方形的長(zhǎng)邊方向上往復(fù)的冷卻水流路19，在與上述冷卻水的流動(dòng)方向大致垂直的方向上配置交流接頭188和直流正極/負(fù)極端子314、316的構(gòu)造，所以電布線被整齊配置，可以實(shí)現(xiàn)電力轉(zhuǎn)換裝置200 的小型化。另外，由于功率組件300的直流側(cè)的正極/負(fù)極導(dǎo)體板315、317和交流側(cè)電力線186向功率組件300外突出，形成了連接端子，所以構(gòu)造非常簡(jiǎn)單，此外，沒(méi)有使用其它的連接導(dǎo)體，所以已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了小型化。上述構(gòu)造使生產(chǎn)率提高，可靠性也提高。連接功率組件 300的直流正極/負(fù)極端子314、316與電容組件500的負(fù)極側(cè)/正極側(cè)端子504、506的貫通孔406，是通過(guò)框體12內(nèi)部的框件與上述冷卻水流路19隔絕的構(gòu)造，因而可靠性提高。在框體12的下側(cè)開(kāi)口設(shè)有熱傳導(dǎo)性突出的鋁制下部外殼16。下部外殼16上，固定有電容組件500的金屬制電容外殼502。由于上述下部外殼16通過(guò)框體12被流動(dòng)在冷卻水流路19中的冷卻水冷卻，所以電容組件500內(nèi)部所產(chǎn)生的熱就會(huì)通過(guò)上述下部外殼16 散熱。采取的構(gòu)造是，通過(guò)將發(fā)熱量較大的功率組件300固定在冷卻水流路19的一面上，并且功率組件300的冷卻器305從冷卻水流路19的開(kāi)口向水路內(nèi)突出來(lái)進(jìn)行高效冷卻，然后將散熱量較大的輔機(jī)用逆變裝置43在冷卻水流路19的另一面上冷卻，進(jìn)而將發(fā)熱量較大的電容組件500通過(guò)框體12和下部外殼16進(jìn)行冷卻。這樣，由于采取了匹配散熱量多少的冷卻構(gòu)造，所以可以提高冷卻效率和可靠性，并且可以進(jìn)一步使電力轉(zhuǎn)換裝置200 小型化。另外，由于將輔機(jī)用逆變裝置43固定在了冷卻水流路19的電容組件500的側(cè)面， 所以可以將電容組件500作為輔機(jī)用逆變裝置43的平滑用電容來(lái)使用，在這種情況下，產(chǎn)生的效果是布線距離縮短。此外，由于布線距離縮短，又會(huì)產(chǎn)生電感減小的效果。在固定在冷卻水流路19的一面上的、在本例中為上方、功率組件300的更上方，配置保持圖2的驅(qū)動(dòng)電路174的驅(qū)動(dòng)電路基板22，在其更上方，隔著具有散熱和電磁屏蔽作用的金屬基板11，附設(shè)接頭21配置有控制電路基板20。另外，在控制電路基板20上搭載有圖2的控制電路172。通過(guò)將上部外殼10固定在框體12，構(gòu)成本實(shí)施方式下的電力轉(zhuǎn)換裝置 200。如上所述，由于控制電路基板20與功率組件300之間配置了驅(qū)動(dòng)電路基板22，所以逆變電路的動(dòng)作定時(shí)就背從控制電路基板20傳至驅(qū)動(dòng)電路基板22，據(jù)此，柵極信號(hào)就在驅(qū)動(dòng)電路基板22上被生成，并分別被施加在功率組件300的柵極上。這樣，由于按電連接關(guān)系，配置有控制電路基板20和驅(qū)動(dòng)電路基板22，可以簡(jiǎn)化電布線，實(shí)現(xiàn)電力轉(zhuǎn)換裝置200 的小型化。圖8是關(guān)于上述冷卻的考量的說(shuō)明圖。通過(guò)在冷卻水流路19的一面固定功率組件300，在另一面固定輔機(jī)用逆變裝置43，來(lái)用冷卻水流路19同時(shí)冷卻功率組件300和輔機(jī)用逆變裝置43。在這種情況下，由于功率組件300的散熱用冷卻器與冷卻水流路19的冷卻水直接接觸，所以冷卻效果較大。進(jìn)一步，通過(guò)用冷卻水流路19冷卻框體12，在框體 12上固定下部外殼16和金屬基板11，來(lái)隔著下部外殼16和金屬基板11進(jìn)行冷卻。在下部外殼16上，由于電容組件500的金屬外殼是固定的，所以電容組件500隔著下部外殼16 和框體12被冷卻。另外，通過(guò)金屬基板11，對(duì)控制電路基板20和驅(qū)動(dòng)電路基板22進(jìn)行冷卻，這樣，通過(guò)在中央設(shè)置冷卻水流路19、在一方設(shè)置金屬基板11、在另一方設(shè)置下部外殼 16，可以按照發(fā)熱量，對(duì)構(gòu)成電力轉(zhuǎn)換裝置200所需要的部件進(jìn)行高效冷卻。此外，在電力轉(zhuǎn)換裝置200的內(nèi)部，部件被整齊配置，因而可以實(shí)現(xiàn)小型化。另外，可以在功率組件300安裝在中央部的冷卻水流路19的狀態(tài)下進(jìn)行漏水測(cè)試。由于在測(cè)試結(jié)束之后，可以從框體12的上和下對(duì)需要的部件進(jìn)行固定，所以生產(chǎn)率優(yōu)
已對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式下的電力轉(zhuǎn)換裝置的特征進(jìn)行進(jìn)一步說(shuō)明。就本實(shí)施方式下的電力轉(zhuǎn)換裝置的整體疊層構(gòu)成和冷卻構(gòu)造而言，作為主發(fā)熱體的功率組件300，被流動(dòng)在冷卻水流路19中的冷卻水直接冷卻，作為發(fā)熱體的電容組件500，將冷卻水流路19夾在其中，與功率組件300形成三明治構(gòu)造，通過(guò)該三明治疊層構(gòu)造，可以實(shí)現(xiàn)電力轉(zhuǎn)換裝置的薄型化、小型化。就完成電力轉(zhuǎn)換裝置的散熱功能的散熱體而言，雖然第一是冷卻水流路19，但另外金屬基板11也具有上述功能(為完成散熱功能設(shè)置了金屬基板11)。金屬基板11在完成電磁屏蔽功能的同時(shí)，接收來(lái)自控制電路基板20和驅(qū)動(dòng)電路基板22的熱，并向框體12 傳導(dǎo)熱，被冷卻水流路19的冷卻水散熱。另外，下部外殼16也是由熱傳導(dǎo)性良好的材料制成，它接收來(lái)自電容組件500的發(fā)熱并向框體12傳導(dǎo)熱，被冷卻水流路19的冷卻水散熱。 此外，在作為冷卻水流路19的下部外罩15側(cè)的另一側(cè)，也可以設(shè)置車內(nèi)用空調(diào)、油泵、和其它用途的泵使用的較小容量的輔機(jī)用逆變裝置43。來(lái)自該輔機(jī)用逆變裝置43的發(fā)熱，通過(guò)上述框體12的中間框件被冷卻水流路19的冷卻水散熱。這樣，對(duì)于本實(shí)施方式下的電力轉(zhuǎn)換裝置，散熱體就形成了 3層疊層體，即形成金屬基板11、冷卻部9的冷卻水流路19、下部外殼16這樣的疊層構(gòu)造，這些散熱體分別與發(fā)熱體(功率組件300、電路基板20、22、電容組件500)相鄰，而被階層設(shè)置。形成的結(jié)構(gòu)是， 在階層構(gòu)造的中央部存在作為主散熱體的冷卻水流路19，金屬基板11和下部外殼16通過(guò)框體12將熱傳至冷卻水流路19的冷卻水中?？蝮w12內(nèi)容納了 3個(gè)散熱體(冷卻水流路 19、金屬基板11、下部外殼16)，它們?cè)谔岣呱嵝缘耐瑫r(shí)，還有助于薄型化、小型化。下面，參照?qǐng)D9、圖10和圖11，對(duì)本實(shí)施方式下的電力轉(zhuǎn)換裝置的整體構(gòu)成中的各側(cè)面的外觀構(gòu)造進(jìn)行說(shuō)明。圖9是從左側(cè)觀察與本實(shí)施方式相關(guān)的圖3的左側(cè)面的左側(cè)面圖。圖10是從右側(cè)觀察與本實(shí)施方式相關(guān)的圖3的右側(cè)面的右側(cè)面圖。圖11是從背面?zhèn)扔^察與本實(shí)施方式相關(guān)的圖3的背面的背面圖。在圖9中，在框體12的上下方向的中央部分并列設(shè)有冷卻水入口配管13和出口配管14，通過(guò)這些配管13、14使冷卻水循環(huán)，功率組件300通過(guò)金屬基片304被冷卻。電磁屏蔽用金屬基板11被配置在框體12的上緣部，上部外殼10被固定在其上部，下部外殼16 被固定在其下部，本實(shí)施方式的電力轉(zhuǎn)換裝置形成為一體構(gòu)造。為了通過(guò)框體12使來(lái)自冷卻水流路的冷源高效傳至電容組件500，對(duì)于框體12，選定的是熱傳導(dǎo)率優(yōu)良的材料，例如由鋁材制成。由于在形狀為長(zhǎng)方形的框體12的短邊側(cè)的側(cè)面并列設(shè)置了入口配管13和出口配管14，所以產(chǎn)生了可以延長(zhǎng)內(nèi)部冷卻通路的效果。此外，在將電力轉(zhuǎn)換裝置200搭載在汽車上，并使冷卻水流動(dòng)的配管連接作業(yè)中，使入口配管13和出口配管14相鄰設(shè)置，可以產(chǎn)生易于進(jìn)行上述連接作業(yè)的效果。圖10是表示圖9所示側(cè)面的相反側(cè)的側(cè)面，圖4所示的控制電路基板20的接頭 21被設(shè)置在上部外殼10上。該接頭21，是圖2所示的控制部170用來(lái)進(jìn)行與外部的信號(hào)交換的連接端子。在框體12上，設(shè)有與電池連接的直流正極側(cè)連接端子510和直流負(fù)極側(cè)連接端子512，這些連接端子510、512，與圖2所示的直流接頭138對(duì)應(yīng)。另外，交流電線186 從框體12中突出，其前端形成交流接頭188。由于在與冷卻水的出入側(cè)相反的一側(cè)設(shè)置了與電池的連接端子、和用來(lái)進(jìn)行通信的信號(hào)線用接頭21，所以可靠性得到提高，同時(shí)，在將電力轉(zhuǎn)換裝置200搭載在汽車上時(shí)， 可操作性也得到提高。圖11是從背面觀察圖3的背面圖，設(shè)置有形成去往電動(dòng)機(jī)的交流連接端子的交流接頭188。來(lái)自控制電路基板20的接頭21和冷卻水入口配管13分別在圖的左右被突出設(shè)置。此外，在框體12上，形成有鑄造框體材料時(shí)的鑄造倒凹49。另外，在圖11的例子當(dāng)中，表示了并列設(shè)置2個(gè)功率組件(半導(dǎo)體組件)300的構(gòu)造例，該功率組件具備由圖2所示的3個(gè)上下臂串聯(lián)電路組成的U相、V相和W相的交流電線186。由圖11可知，由于冷卻水的供給和排出、信號(hào)，和直流電的交換以及交流電的交換，分別在框體12的不同側(cè)面進(jìn)行，所以在可提高作業(yè)性的同時(shí)，提高可靠性。下面參照?qǐng)D12 圖14和圖21，對(duì)本實(shí)施方式下的電力轉(zhuǎn)換裝置中的功率組件 300的詳細(xì)構(gòu)造進(jìn)行說(shuō)明。圖12是從上方觀察到的與本實(shí)施方式相關(guān)的功率組件的立體圖。圖13是從下方觀察到的與本實(shí)施方式相關(guān)的功率組件的立體圖。圖14是與本實(shí)施方式相關(guān)的功率組件的截面圖。圖21是與本實(shí)施方式相關(guān)的功率組件的平面圖。利用圖12 圖14和圖21，對(duì)功率組件300的構(gòu)造進(jìn)行說(shuō)明。上述圖中分別表示了以下內(nèi)容300是功率組件(半導(dǎo)體組件)；302是功率組件外殼；304是金屬基片；305 是冷卻器；186是截面大致為長(zhǎng)方形的交流電線；314是直流正極端子；316是直流負(fù)極端子；318是薄絕緣材料；1M/155是功率組件300的上臂用IGBT的控制端子；164/165是功率組件300的上下臂用IGBT的控制端子；322是芯片保護(hù)用樹(shù)脂或硅膠；3M是具有交流母線作用的交流電線保持用栓(Pin) ；3 是IGBT ；3 是上臂用IGBT ；330是下臂用IGBT ； 156/166是二極管；334是絕緣基板；337是導(dǎo)體。如果對(duì)功率組件300進(jìn)行大致劃分，則它是由以下各部組成包含例如樹(shù)脂材料的功率組件外殼302內(nèi)的布線的半導(dǎo)體組件；由金屬材料、例如Cu、Al、AlSiC等組成的金屬基片304 ；和與外部的連接端子。而且，作為與外部連接的端子，功率組件300具有用來(lái)連接電動(dòng)機(jī)的U、V、W相的交流接頭188 ；與電容組件500連接的直流正極端子314和直流負(fù)極端子316。此外，半導(dǎo)體組件在絕緣基板334上，設(shè)有上下臂IGBT3^、330、二極管156/166 等，被樹(shù)脂或硅膠322保護(hù)。絕緣基板334既可以是陶瓷基板，另外也可是是薄絕緣片。金屬基片304被浸泡在冷卻水流路中，在絕緣基板334的相反側(cè)具有冷卻器305，用來(lái)對(duì)冷卻水進(jìn)行高效散熱。與電容組件500相連的直流端子314和316，在圖示例子中，在基板334的中央部分，被焊料或超聲波接合緊固在要連接的部位(參照?qǐng)D14)，在端子314和316之間介插薄絕緣材料318來(lái)使兩者絕緣，將直流正極端子314上移，放在功率組件300的右端，將兩導(dǎo)體板與絕緣材料318絞繞在一起，最終如圖21所示，使連接電容端子部的端子部形成在一列上。在圖12至圖14和圖21中，在金屬基片304的一面上具有內(nèi)置有構(gòu)成逆變電路 IGBT和二極管的樹(shù)脂制的功率組件外殼302，在金屬基片304的另一面上，冷卻器305被圖13所示那樣地釬焊。在金屬基片304的一面上，固定有如圖14和圖21所示的絕緣基板 334，在絕緣基板334上貼附有薄導(dǎo)體337，在其上通過(guò)焊料等，固定有上臂用IGBT3^和上臂用二極管156、還有下臂用IGBT330和下臂用二極管166的芯片。如圖14所示，從疊層構(gòu)造的直流正極/負(fù)極端子314、316起通過(guò)夾有絕緣材料318的疊層構(gòu)造的正極導(dǎo)體板315 和負(fù)極導(dǎo)體板317引導(dǎo)至大致中央處。在圖14中，上臂的芯片被固定在疊層狀導(dǎo)體板315 和317的金屬基片304 —側(cè)即圖14上的直流端子側(cè)，下臂的芯片被固定在交流接頭188側(cè)。 這樣，通過(guò)采取從大致中央處供給直流電流的構(gòu)造，就可以如后所述地那樣降低電感。冷卻器305夾著金屬基片304被釬焊在對(duì)應(yīng)上臂芯片的位置上。此外，冷卻器305 夾著金屬基片304被釬焊在對(duì)應(yīng)下臂芯片的位置上。如圖13和圖14所示，冷卻器305被分別與上下臂對(duì)應(yīng)地設(shè)置，這些冷卻器305從往復(fù)的冷卻水流路19的開(kāi)口向水路內(nèi)突出。 金屬基片304周邊的金屬面被用來(lái)關(guān)閉設(shè)于上述冷卻水流路19的開(kāi)口。在圖14中，交流電線186與作為上下臂連接點(diǎn)的交流端子159(參照?qǐng)D2)連接， 上述交流電線186從功率組件300向外突出，其前端部形成交流接頭188。圖12和圖13表示對(duì)應(yīng)U相、V相、W相的交流電線186從功率組件外殼302中突出并延伸、形成交流接頭 188的狀態(tài)。
此外，參照?qǐng)D14，說(shuō)明交流電線186對(duì)功率組件300的緊固形態(tài)。對(duì)于截面大致為長(zhǎng)方體的交流電線186，參照?qǐng)D示例可知，其右端側(cè)被焊料等緊固在絕緣基板334的適當(dāng)?shù)倪B接部位，通過(guò)其左端側(cè)的交流接頭188與來(lái)自電動(dòng)機(jī)發(fā)電機(jī)192的連接端部相連(未圖示)。交流電線186的左端側(cè)會(huì)受到來(lái)自于搭載在汽車上的電動(dòng)機(jī)的振動(dòng)影響。交流電線186是對(duì)應(yīng)于大電流的截面大致為長(zhǎng)方體的牢固導(dǎo)體，如果來(lái)自電動(dòng)機(jī)的振動(dòng)通過(guò)交流電線186傳遞至絕緣基板334的連接部位，就有可能在該連接部位產(chǎn)生不良的連接。因此， 如圖21所示，本實(shí)施方式中，在該連接部位與交流接頭188的半途中，設(shè)置保持交流電線 186的保持用栓324，通過(guò)該保持用栓324，使得來(lái)自電動(dòng)機(jī)的振動(dòng)不直接傳達(dá)至與絕緣基板334的連接部位。這里，保持用栓324，與功率組件外殼302形成為一體或被一體形成，可以使交流電線186插通到該保持用栓324并進(jìn)行定位。另外，也可以將保持用栓324與交流電線 186(彎曲的平板狀的條)形成為一體或采用一體構(gòu)造，將上述的栓嵌入功率組件外殼302 的孔中并進(jìn)行定位?？傊?，用保持用栓3M來(lái)?yè)踝?lái)自于包含電動(dòng)機(jī)的外部的振動(dòng)等所帶來(lái)的應(yīng)力，只要采取不使交流電線186與絕緣基板334的連接部位受到外部應(yīng)力影響的構(gòu)造即可，不一定要使用栓。在圖21的例子中，各相的交流電線186各設(shè)有2根栓。該栓既可以是圓柱栓，還可以是十字栓。此外，由圖6和圖11可知，交流電線186形成為從框體12的外框突出并延伸的構(gòu)造，構(gòu)成為可自由地與來(lái)自電動(dòng)機(jī)側(cè)的連接部件端子連接的形狀。與交流電線186的端子固定并收納在功率組件300的外框中的現(xiàn)有例相比，上述延伸構(gòu)造，不需要連接交流接頭 188與功率組件300的交流輸出端的中間部件，由于交流電線186向框體外部突出，所以與電動(dòng)機(jī)側(cè)連接部件端子的結(jié)合連接就會(huì)變得容易，使操作性提高。此外，部件數(shù)量也有所減少，由于連接點(diǎn)減少，所以可靠性提高。這樣，交流電線186的突出的延伸構(gòu)造與保持用栓 324的關(guān)聯(lián)構(gòu)成，達(dá)到了一種防止因外部應(yīng)力和振動(dòng)而造成的對(duì)絕緣基板334的影響，并且容易與電動(dòng)機(jī)側(cè)連接部件端子進(jìn)行接合連接的相乘效果。絕緣基板334，是將陶瓷夾在中間，在其兩側(cè)形成Cu或Al膜來(lái)得到，在圖14的圖示例中，冷卻器或者帶栓的金屬基板304(Cu、Al或AlSiC)被通過(guò)焊料緊固在絕緣基板334 的下側(cè)，IGBT326和二極管332被焊料緊固在其上側(cè)，直流端子314、316通過(guò)焊料或超聲波接合而被緊固。此外，圖21圖示了功率組件的控制端子154、155、164、165，但它們是圖2中已經(jīng)說(shuō)明的上·下臂的柵極端子154、164和發(fā)射極端子155、165，被施加用來(lái)控制IGBT的開(kāi)關(guān)動(dòng)作的信號(hào)。如果對(duì)圖21所示的功率組件300上的上下臂串聯(lián)電路的配置構(gòu)成進(jìn)行的進(jìn)一步說(shuō)明如下。當(dāng)觀察功率組件300的截面構(gòu)造時(shí)，如圖14所示，由在上下兩面形成了 Cu膜的由陶瓷組成的絕緣基板334，被焊接在具備冷卻器305的金屬基片304上。金屬基片304本身和冷卻器305具備較高的熱傳導(dǎo)性，具有散熱功能。IGBT3^5和二極管332等發(fā)熱體，被焊接并搭載在金屬基片304的上面的Cu膜上。圖20是表示上下臂串聯(lián)電路具體是以怎樣的配置被設(shè)置在設(shè)于金屬基片304上的由陶瓷組成的絕緣基板334上的配置構(gòu)成圖及其功能和作用的說(shuō)明圖。這里，對(duì)功率組件的電感降低進(jìn)行概略說(shuō)明。根據(jù)圖20(A)可知，構(gòu)成功率組件300的連接端子的直流正極端子314與正極導(dǎo)體板315被一體制作，通過(guò)上臂的上方延伸，用焊料等形成與導(dǎo)體3 連接的接合部339。直流負(fù)極端子316同樣，被與負(fù)極導(dǎo)體板317 —體制作，通過(guò)上臂的上方延伸，用焊料等形成用于與導(dǎo)體337連接的接合部341。這里，接合部339和接合部341，在本實(shí)施方式中被與絕緣基板334的大致中央部且靠左端側(cè)相鄰地配置(參照?qǐng)D20(A))。直流端子314和316同接合部339和341之間的連接，由隔著薄絕緣材料318形成疊層構(gòu)造的正極導(dǎo)體板315和負(fù)極導(dǎo)體板317進(jìn)行。這些正極導(dǎo)體板315和負(fù)極導(dǎo)體板317的彼此的電流流向是逆向的(參照電流流動(dòng)338的箭頭方向)。圖20所示的IGBT3^、330和二極管327、332，分別搭載有并聯(lián)連接的2組臂，使流至上下臂的電流增大。此外，如后面使用圖20記述的那樣，接合部339和接合部341被接近配置。通過(guò)將接合部339和接合部341接近配置，流至上述上下臂的恢復(fù)電流，從接合部339畫(huà)一個(gè)圓返回到接合部341。通過(guò)該畫(huà)圓的電流，金屬基片304上就感生出渦電流， 使對(duì)恢復(fù)電流的電感降低。下面，利用圖16 圖20和圖21對(duì)功率組件300內(nèi)部的電感降低進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。使用圖16 圖20對(duì)恢復(fù)電流與尖峰電壓之間的關(guān)系、還有發(fā)熱、電感降低的效果進(jìn)行說(shuō)明。 在先前說(shuō)明動(dòng)作的圖2的逆變電路144中，上臂和下臂的串聯(lián)電路150被與3相的各相相對(duì)應(yīng)地設(shè)置。在通常的動(dòng)作中，當(dāng)上下臂串聯(lián)電路150的上臂的IGBT3^或下臂的IGBT330 任意一方的IGBT導(dǎo)通時(shí)，另一方的IGBT就會(huì)關(guān)斷。也就是說(shuō)，上下的IGBT不會(huì)同時(shí)導(dǎo)通。 因此不存在使上下IGBT短路的電流。但是，使用IGBT的逆變電路或使用MOSFET的逆變電路中，發(fā)生在上下臂串聯(lián)電路150中短路地流動(dòng)的電流。該電流，引起例如被稱為恢復(fù)電流的電流，引起與IGBT并聯(lián)連接的二極管156和二極管166的電流。另外，對(duì)于使用MOSFET 的逆變電路，由于對(duì)各MOSFET內(nèi)部制作了與二極管156和二極管166同等的二極管，所以現(xiàn)象是相同的。以下，以使用IGBT的電路為代表進(jìn)行說(shuō)明。根據(jù)圖16和圖17說(shuō)明上述恢復(fù)電流的一例。圖16㈧表示多個(gè)IGBT3^中的一個(gè)。IGBT3^的集電極，通過(guò)逆向連接的二極管156和電動(dòng)機(jī)發(fā)電機(jī)192與電池136的正極連接，下臂用IGBT330的發(fā)射極與電池136的負(fù)極連接。在該電路中，圖16(A)表示了下臂用IGBT330在關(guān)斷狀態(tài)下電動(dòng)機(jī)發(fā)電機(jī)192的定子的環(huán)流電流經(jīng)二極管156流動(dòng)的狀態(tài)。在圖16⑶中，當(dāng)下臂用IGBT330導(dǎo)通時(shí)，電流就會(huì)從電池136的正極經(jīng)寄生電感 335和電動(dòng)機(jī)發(fā)電機(jī)192的定子、下臂用IGBT330，流至電池136的負(fù)極。這時(shí)，雖然上臂用二極管156為逆向偏置，但有恢復(fù)電流614通過(guò)，加上流動(dòng)在電動(dòng)機(jī)發(fā)電機(jī)192中的電流 600，在與恢復(fù)電流614相加的狀態(tài)下，作為IGBT的集電極電流流動(dòng)。這里，在上臂用二極管156的積蓄載流子作為恢復(fù)電流614流動(dòng)時(shí)，積蓄載流子消失，在二極管156上形成耗盡層，然后電流614消失。下臂用IGBT330的集電極電流如圖16(C)所示，僅為電流600。圖17表示下臂用IGBT330的集電極電流606和集電極電壓604，圖16(A)的狀態(tài)是圖17圖線的時(shí)間軸上最左端的狀態(tài)。如果驅(qū)動(dòng)電壓被加在IGBT330的柵極，柵極電流就開(kāi)始流動(dòng)。通過(guò)該電流，將柵極-發(fā)射極間的容量和柵極-集電極間的電容充電，伴隨它們的充電，下臂用IGBT330的柵極電壓就會(huì)增加。在上臂用二極管156上有電動(dòng)機(jī)發(fā)電機(jī)192 的環(huán)流電流流動(dòng)。下臂用IGBT330的集電極電流606，從柵極電壓602超過(guò)閾值Vthl的時(shí)間點(diǎn)to起開(kāi)始流動(dòng)。這時(shí)，在下臂用IGBT330中，二極管156的恢復(fù)電流614與電動(dòng)機(jī)發(fā)電機(jī)192中流動(dòng)的電流600所疊加的電流，作為IGBT330的集電極電流602流動(dòng)。在時(shí)間點(diǎn)tl以后，
25IGBT330形成導(dǎo)通狀態(tài)，集電極與發(fā)射極間的電壓604急劇減少。由于在IGBT330中流動(dòng)的是對(duì)電動(dòng)機(jī)發(fā)電機(jī)192中流動(dòng)電流600加上恢復(fù)電流614得到的電流，所以集電極電流 606就具有大于電流600的峰值電流614。另一方面，如果二極管156的積蓄載流子消失， 恢復(fù)電流614就會(huì)消失，IGBT330的集電極電流606成為在電動(dòng)機(jī)發(fā)電機(jī)192中流動(dòng)的電流 600。在時(shí)間t0至t2期間，由于集電極-發(fā)射極間的電壓604為較高的狀態(tài)，因此就會(huì)產(chǎn)生所謂的導(dǎo)通損失，在IGBT330上產(chǎn)生大量的熱。此外，由在電流600上加上恢復(fù)電流 614的集電極電流606的變化電流和電感335產(chǎn)生電壓。特別是由于恢復(fù)電流614是在上下臂中流動(dòng)，所以在通過(guò)上下臂的直流電路的電感335，產(chǎn)生峰值電壓。上述說(shuō)明是流動(dòng)在上下臂中的電流的一例。對(duì)于逆變電路144的控制方法或者控制狀態(tài)，不存在上下臂的IGBT同時(shí)導(dǎo)通的情況，但通過(guò)上下臂的電流實(shí)際上會(huì)產(chǎn)生多種多樣的流動(dòng)狀態(tài)。使用圖18和圖19，對(duì)IGBT的關(guān)斷動(dòng)作的狀況進(jìn)行說(shuō)明。在圖18中，附加了與圖16 相同編號(hào)的部件就是與圖16相同的部件，完成相同的動(dòng)作。在圖18(A)中，下臂用IGBT330 是導(dǎo)通狀態(tài)，集電極電流從電池136經(jīng)寄生電感335和電動(dòng)機(jī)發(fā)電機(jī)192的定子流動(dòng)。這時(shí)，下臂用IGBT330是導(dǎo)通狀態(tài)，下臂用IGBT330的集電極電壓很低，正如圖19的圖線中點(diǎn)劃線的左端所示。另外，圖線6M表示集電極電流的變化。如圖19的圖線所示，如果降低功率組件300的柵極電壓、使柵極電壓622低于閾值Vth2，集電極電流624開(kāi)始減少，與此同時(shí)，施加在集電極上的由點(diǎn)劃線表示的電壓上升。當(dāng)下臂用IGBT330的集電極電流開(kāi)始減少時(shí)，根據(jù)其減少率di/dt和存在于直流電路中的電感成分335，產(chǎn)生尖峰電壓(LXdi/dt)，下臂用IGBT330的集電極電壓與上述尖峰電壓的合成矢量，成為例如直流正極端子314和直流負(fù)極端子316之間等的直流電路上產(chǎn)生的電壓。由于IGBT330的集電極-發(fā)射極之間施加了尖峰電壓，所以集電極電壓就變?yōu)榇箅妷?。通過(guò)進(jìn)一步使柵極電壓622低于閾值Vth2，加在下臂用IGBT330集電極上的電壓 6 就會(huì)上升，它包括如圖19中用點(diǎn)劃線表示的尖峰電壓628。接下來(lái)，如果IGBT330的通道消失，集電極電流就會(huì)消失。如圖18(B)所示，電動(dòng)機(jī)發(fā)電機(jī)192的電流通過(guò)二極管156 形成環(huán)流而得以維持。圖19所示的集電極電流具有變化幅度Δ i，該變化幅度Δ i是導(dǎo)通時(shí)的集電極電流的變化，At是集電極電流從減少10%到90%的時(shí)間，是所謂的切換動(dòng)作時(shí)間。如上所述，如果電流的時(shí)間變化率Ai/At大，IGBT330的電路上就會(huì)存在寄生電感335(電感成分L)，所以就會(huì)隨流入電感335的電流的時(shí)間變化而產(chǎn)生尖峰電壓(LXAi/At)。另外， 省略了矢量方向。通過(guò)上述的尖峰電壓，導(dǎo)致元件和裝置被施以較大的電壓，這會(huì)成為破壞電壓的原因和噪聲的原因。損耗也就是熱，根據(jù)下臂用IGBT330的集電極電流和集電極電壓的積而產(chǎn)生。為了降低上述尖峰電壓，就要減小時(shí)間變化率Δ i/ Δ t，也就是說(shuō)要緩和柵極電壓的變化。由此，集電極電流的時(shí)間變化率AiMt就會(huì)變小，尖峰電壓就會(huì)變小。但是，發(fā)熱時(shí)間At+τ會(huì)變長(zhǎng)，發(fā)熱量會(huì)變大。因此，希望即使減小寄生電感335 (L值)，并因電感 L減少而減小時(shí)間變化率Ai/At，也不產(chǎn)生較大的尖峰電壓，并通過(guò)減小時(shí)間變化率Ai/Δ t，來(lái)縮短發(fā)熱期間T+ Δ t的時(shí)間。此外，以往雖然使單位時(shí)間的逆變電路144的IGBT的動(dòng)作次數(shù)減少并降低了單位時(shí)間的發(fā)熱量，但如果考慮控制響應(yīng)性，這并不優(yōu)選。也就是說(shuō)，雖然降低了控制IGBT柵極的PWM(脈寬調(diào)制)頻率，但對(duì)于控制響應(yīng)性和控制精度這一點(diǎn)，降低上述頻率并不優(yōu)選。本實(shí)施方式中，可以將逆變電路的直流側(cè)電路的電感降得很小，例如很容易實(shí)現(xiàn) 60納亨以下，并較為容易實(shí)現(xiàn)30納亨以下，如果進(jìn)行適當(dāng)設(shè)計(jì)，可以實(shí)現(xiàn)20納亨以下。通過(guò)減少電感成分可以增大時(shí)間變化率Ai/At。此外可以增大IGBT330等的開(kāi)關(guān)頻率(PWM 的基本頻率)。例如，可以使開(kāi)關(guān)頻率達(dá)到IkHz以上，優(yōu)選達(dá)到IOkHz以上?？梢詫⑶袚Q動(dòng)作時(shí)間(圖19的At 集電極電流從90%減少到10%的時(shí)間)設(shè)為Iy s以下，優(yōu)選設(shè)為 0. 5μ s以下，更優(yōu)選設(shè)為0. 2μ s以下。在具有這種特性的電力轉(zhuǎn)換裝置200中，可以適當(dāng)抑制尖峰電壓，進(jìn)而確保高性能的控制性，同時(shí)使發(fā)熱量極小。由此，就有可能將發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水作為冷卻水使用。下面，根據(jù)圖20和圖21，對(duì)功率組件300的電感降低進(jìn)行說(shuō)明。就像已經(jīng)說(shuō)明的那樣，圖21是功率組件300的上面圖，圖20是將圖21中與3相中的1相有關(guān)的上下臂串聯(lián)電路150作為代表說(shuō)明電感降低作用的說(shuō)明圖。另外，可以說(shuō)圖20是以1相為代表進(jìn)行的說(shuō)明，3相中的其它相是相同的。圖20 (A)是表示上下臂串聯(lián)電路150的芯片的配置狀態(tài)和二極管的恢復(fù)電流的流動(dòng)的圖，圖20(B)是產(chǎn)生二極管的恢復(fù)電流的電路圖，圖20(C)表示金屬基片304上產(chǎn)生的感應(yīng)電流。圖21所示的功率組件300的構(gòu)造就像已經(jīng)說(shuō)明的那樣。金屬基片304的背面，如圖14說(shuō)明的那樣具備冷卻器305。陶瓷基板等薄絕緣材料334通過(guò)焊接等手段被固定在上述金屬基片304的表面。在上述薄絕緣材料334的面上，固定例如由銅膜等制成的導(dǎo)體 329和導(dǎo)體331、導(dǎo)體333、導(dǎo)體337。在構(gòu)成上臂的IGBT3^的芯片與二極管156的芯片并列電連接在上述導(dǎo)體329的狀態(tài)下，IGBT芯片的集電極面和二極管芯片的陰極面被固定在導(dǎo)體329的面上。此外，在構(gòu)成下臂的IGBT330的芯片與二極管166的芯片并列電連接在上述導(dǎo)體333的面上的狀態(tài)下，IGBT芯片的集電極面和二極管芯片的陰極面被固定在導(dǎo)體 333的面上。與功率組件300的直流正極端子314成為一體的正極導(dǎo)體板315、和與直流負(fù)極端子成為一體的負(fù)極導(dǎo)體板317，隔著絕緣材料形成疊層構(gòu)造，上述疊層構(gòu)造的導(dǎo)體板通過(guò)上臂被配置的部分的上方而延伸至大致中央處，上述正極導(dǎo)體板315通過(guò)連接部339與上述導(dǎo)體3 連接，此外，負(fù)極導(dǎo)體板317，通過(guò)導(dǎo)體337和連接部341連接。上述接合部339和接合部341，在本實(shí)施方式下，被接近于上臂用導(dǎo)體3 和下臂用導(dǎo)體337的大致中央部配置。通過(guò)接近接合部339和接合部341來(lái)進(jìn)行配置，流至上述上下臂的恢復(fù)電流，從接合部 339畫(huà)了一個(gè)封閉的圓流到接合部341。這樣，由于逆變電路144的二極管的恢復(fù)電流以畫(huà)圓的方式流動(dòng)，所以在金屬基片304上就會(huì)感應(yīng)渦電流，由于上述感應(yīng)電流引起的磁通與恢復(fù)電流引起的磁通相互抵消，所以與恢復(fù)電流相關(guān)的電感就會(huì)降低。在圖20中連結(jié)上臂和下臂的連接端端子，在圖20中用端子A和端子B表示。端子A和B，被在絕緣基板334的大致中央部且與作為左右的一方的右側(cè)(本實(shí)施方式下的例示)相鄰地配置。端子A和B相當(dāng)于圖2所示的中間電極169，用引線336連接。像本實(shí)施方式那樣，通過(guò)將連接部339和連接部341配置在左右的一方，此外將上臂和下臂的連接部配置在左右的另一方，恢復(fù)電流的流動(dòng)很容易畫(huà)一個(gè)圓，使電感降低得更多。如圖所示，逆變電路144的二極管的恢復(fù)電流的流動(dòng)338，從直流正極端子314通過(guò)接合部339，經(jīng)上臂的IGBT3^或二極管156到達(dá)端子A，經(jīng)引線336，從端子B經(jīng)下臂的 IGBT330或二極管166到達(dá)端子接合部341，形成從接合部341巡弋至直流負(fù)極端子316的路徑。該電流的流動(dòng)338具有以下特征形成圓環(huán)狀，且使接合部339和接合部341的距離接近，盡量使上述圓成為閉合的圓。另外，直流正極端子314和接合部339之間、直流負(fù)極端子與接合部341之間的導(dǎo)體，在圖20中被示意的表示為條狀，實(shí)際上它就像圖21和其它圖中說(shuō)明的那樣是板狀導(dǎo)體的疊層構(gòu)造，采取疊層構(gòu)造的正極導(dǎo)體板315和負(fù)極導(dǎo)體板 317中流過(guò)的電流338由于彼此為逆向且大小大致相同，所以磁通相互抵消，電感被降低。如圖所示，由于大致為圓環(huán)狀的電流路徑已經(jīng)形成，所以如圖20(C)所示，由該電流感生的渦電流340在電流基片304中流動(dòng)。由于該渦流340再次產(chǎn)生磁通，具有抵消上述大致為圓環(huán)狀的電流所產(chǎn)生的磁通的作用，所以上述大致為圓環(huán)狀的電流路徑(route) 的電感就會(huì)降低。此外，通過(guò)使接合部339與接合部341的距離接近，對(duì)比接合部339、341 間隔離開(kāi)來(lái)的情況，上述金屬基片304上容易流過(guò)感應(yīng)電流，上述電感會(huì)進(jìn)一步減小。通過(guò)降低與上述芯片配置有關(guān)的電感，并進(jìn)一步在直流正極/負(fù)極端子314、316 與接合部339、341之間進(jìn)行并列的導(dǎo)體配置以及形成逆向電流，就可以減少其間所產(chǎn)生的電感，降低與恢復(fù)電流有關(guān)的功率組件300的整體電感。圖20⑶表示逆變電路的三相中的1相的上下臂串聯(lián)電路150。由于上臂用 IGBT328和下臂用IGBT330不會(huì)同時(shí)導(dǎo)通，所以上下IGBT不出現(xiàn)短路電流，但是由于二極管 156和二極管166上有恢復(fù)電流流過(guò)，該恢復(fù)電流與二極管極性相對(duì)地逆向流動(dòng)，所以在用二極管和導(dǎo)通狀態(tài)下的上或下IGBT3^、330構(gòu)成的直流正極端子314與直流負(fù)極端子316 之間的串聯(lián)電路上，就會(huì)產(chǎn)生恢復(fù)電流。要想降低由于逆變器的開(kāi)關(guān)動(dòng)作而導(dǎo)致的突跳電壓(尖峰電壓)的不良影響，就需要考慮降低直流正極端子314與直流負(fù)極端子316之間的串聯(lián)電路的整體電感，利用圖20(A)的構(gòu)造就可以降低電感。針對(duì)本實(shí)施方式下的半導(dǎo)體組件的低電感化和降低發(fā)熱進(jìn)行進(jìn)一步概略說(shuō)明。由于過(guò)渡性的電壓上升或半導(dǎo)體芯片的大量發(fā)熱在構(gòu)成逆變電路的上或下臂進(jìn)行開(kāi)關(guān)動(dòng)作時(shí)產(chǎn)生，所以，優(yōu)選尤其要降低進(jìn)行開(kāi)關(guān)動(dòng)作時(shí)的電感，使突跳電壓(尖峰電壓)降低，并據(jù)此縮短開(kāi)關(guān)動(dòng)作的時(shí)間。簡(jiǎn)單地將流過(guò)IGBT等開(kāi)關(guān)元件的電流變化，看作是進(jìn)行開(kāi)關(guān)動(dòng)作時(shí)的突跳電壓(尖峰電壓)不能說(shuō)充分。在過(guò)渡時(shí)產(chǎn)生二極管的恢復(fù)電流，并實(shí)施針對(duì)該恢復(fù)電流的對(duì)策更為重要。以下臂的二極管的恢復(fù)電流為例對(duì)電感降低的作用進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明并進(jìn)行功能性說(shuō)明。所謂二極管的恢復(fù)電流是指，即使為逆向偏置卻仍然在二極管中流動(dòng)的電流，可以認(rèn)為是在二極管正向狀態(tài)下二極管內(nèi)充滿的載流子所引起的。通過(guò)按照規(guī)定順序進(jìn)行構(gòu)成逆變電路的上或下臂的導(dǎo)通動(dòng)作或關(guān)斷動(dòng)作，在逆變電路的交流端子上產(chǎn)生三相交流電。在上述開(kāi)關(guān)動(dòng)作中，對(duì)于電動(dòng)機(jī)發(fā)電機(jī)的定子繞組的電流而言，環(huán)流電流因上述定子繞組的大電感而在維持電流值的方向上經(jīng)構(gòu)成逆變器的二極管流動(dòng)。該環(huán)流電流是二極管的正向電流，二極管內(nèi)部被載流子充滿。接下來(lái)，如果作為上臂操作的半導(dǎo)體芯片3 從關(guān)斷狀態(tài)再次切換至導(dǎo)通狀態(tài)，在下臂的二極管上引起上述載流子的恢復(fù)電流就會(huì)產(chǎn)生。在通常的動(dòng)作中，上下臂串聯(lián)電路的任何一方一定是處于關(guān)斷狀態(tài)，在上下臂上不會(huì)有短路電流產(chǎn)生，過(guò)渡狀態(tài)的電流例如二極管的恢復(fù)電流，在由上下臂構(gòu)成的串聯(lián)電路中流動(dòng)。這一流動(dòng)在串聯(lián)電路中的電流，有可能產(chǎn)生大的尖峰電壓。例如，在作為上下臂串聯(lián)電路的上臂動(dòng)作的IGBT3^從關(guān)斷變成導(dǎo)通時(shí)，有可能產(chǎn)生下臂二極管166的恢復(fù)電流的流動(dòng)，從正極端子314通過(guò)IGBT3^、下臂二極管166流向負(fù)極端子316。另外，這時(shí)IGBT330是處于關(guān)斷狀態(tài)，如果觀察該恢復(fù)電流的流動(dòng)，如圖 20 (A)所示，在端子P與接合部339、端子N與接合部341之間，導(dǎo)體被并列配置且有逆向的相同電流流過(guò)。這樣，在導(dǎo)體間的空間中，彼此的電流所產(chǎn)生的磁場(chǎng)發(fā)生抵消，結(jié)果電流所經(jīng)線路的電感就會(huì)降低。也就是說(shuō)，通過(guò)形成讓上述端子間的導(dǎo)體接近并被排斥地配置的層壓(laminate)狀態(tài)，來(lái)產(chǎn)生電感降低的作用(因?qū)訅盒Чa(chǎn)生的電感降低的效果)。另外，觀察恢復(fù)電流的路徑可知，接著逆向且平行的電流路徑，產(chǎn)生環(huán)狀路徑。由于電流在該環(huán)狀路徑中流過(guò)，所以渦電流340就會(huì)在金屬基片304上流動(dòng)，借助因該渦電流帶來(lái)的磁場(chǎng)的抵消效果，在環(huán)狀路徑中產(chǎn)生降低電感的作用。上述說(shuō)明中，雖然是以二極管166的恢復(fù)電流為例，但二極管156的恢復(fù)電流也有可能因下臂用IGBT330的導(dǎo)通而產(chǎn)生。在這種情況下，對(duì)于流動(dòng)在圖20(B)中的電流，以與上述相同的構(gòu)成、作用，降低電感。此外，在不使用IGBT而使用MOS晶體管的情況下，外觀上雖然不使用二極管，但在MOS晶體管的內(nèi)部存在二極管156和166，所以會(huì)產(chǎn)生與上述說(shuō)明內(nèi)容相同的現(xiàn)象。使用圖20的構(gòu)造以及其它圖來(lái)說(shuō)明的構(gòu)成，在使用MOS晶體管的情況下也會(huì)產(chǎn)生上述的作用、效果。如上，通過(guò)與本實(shí)施方式有關(guān)的半導(dǎo)體組件的電路構(gòu)成的配置，可以借助因?qū)訅号渲盟鶐?lái)的效果和渦電流所帶來(lái)的效果而降低電感。在進(jìn)行開(kāi)關(guān)動(dòng)作時(shí)降低電感是很重要的，本實(shí)施方式的半導(dǎo)體組件中，將上臂和下臂的串聯(lián)電路容納在半導(dǎo)體組件內(nèi)，所以， 例如有可能對(duì)流動(dòng)在上下臂串聯(lián)電路中的二極管的恢復(fù)電流實(shí)現(xiàn)低電感化，使過(guò)渡狀態(tài)下的電感降低效果很大。如果電感降低，半導(dǎo)體組件所產(chǎn)生的感應(yīng)電壓就會(huì)變小，可以獲得低損耗的電路結(jié)構(gòu)，此外，由于電感較小，可以實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)速度的提升，縮短發(fā)熱期間。在圖6、圖13、圖15、圖21中，功率組件300的直流正極端子314和直流負(fù)極端子 316的連接部向相反方向彎曲，疊層構(gòu)造的內(nèi)側(cè)面打開(kāi)形成為與其它直流布線的連接面。該構(gòu)造對(duì)降低連接部的電感非常有效。其作用將在以后敘述。本實(shí)施方式下的電容組件500具有可大幅降低電感的效果。此外，上述電容組件 500在生產(chǎn)率方面突出，另外它是具有很大散熱效果的構(gòu)造。因此，下面參照?qǐng)D22 圖沈?qū)﹄娙萁M件500的具體構(gòu)造進(jìn)行說(shuō)明。圖22是表示與本實(shí)施方式相關(guān)的電容組件的外觀構(gòu)成的立體圖。圖23是從上方觀察到的說(shuō)明上述電容組件500的與功率組件300連接狀態(tài)的立體圖。圖M是表示可降低電感的連接部的構(gòu)成圖。圖25是為了清楚了解圖22所示的電容組件500的內(nèi)部，而表示填充樹(shù)脂等填充材料522之前的狀態(tài)的立體圖。圖沈是進(jìn)一步表示作為電容組件500的具體構(gòu)造的對(duì)疊層導(dǎo)體固定電容單元514的結(jié)構(gòu)的圖。圖22 圖沈中，分別表示了以下內(nèi)容500是電容組件；502是電容外殼；504是負(fù)極側(cè)電容端子；506是正極側(cè)電容端子；510是直流(電池)負(fù)極側(cè)連接端子部；512是直流(電池)正極側(cè)連接端子部；532是輔機(jī)用正極端子；534是輔機(jī)用負(fù)極端子；514是電容單元。
在圖25和圖沈中，由負(fù)極導(dǎo)體505和正極導(dǎo)體507組成的疊層導(dǎo)體為多組，本實(shí)施方式為4組，相對(duì)于電流(電池)負(fù)極側(cè)連接端子部510和直流(電池)正極側(cè)連接端子部512并列電連接。在上述負(fù)極導(dǎo)體505和正極導(dǎo)體507上，設(shè)有多個(gè)用來(lái)分別并聯(lián)多個(gè)電容單元514的正極和負(fù)極的端子516和端子518。作為電容組件500的蓄電部的單位構(gòu)造體的電容單元514，分別具有薄膜電容 515，它是將絕緣薄膜夾在作為正極的薄膜與作為負(fù)極的薄膜的兩種導(dǎo)電膜之間并卷繞而成的。具有卷繞構(gòu)造的薄膜電容515，在一端設(shè)有與上述正極薄膜電連接的正極側(cè)導(dǎo)電材料508，在另一端設(shè)有與上述負(fù)極薄膜電連接的負(fù)極側(cè)導(dǎo)電材料508。但是，負(fù)極側(cè)導(dǎo)電材料508在暗處，在圖中沒(méi)有表示。上述正極側(cè)和負(fù)極側(cè)的導(dǎo)電材料508，通過(guò)焊料或蒸鍍與上述被卷繞的各個(gè)薄膜連接。負(fù)極導(dǎo)體505和正極導(dǎo)體507形成為疊層構(gòu)造，負(fù)極導(dǎo)體505和正極導(dǎo)體507所組成的疊層的平面形狀是細(xì)長(zhǎng)的形狀，是接近于長(zhǎng)方形的形狀。上述平面的較短一側(cè)的長(zhǎng)度即平面的寬度，幾乎與上述電容單元514的卷起軸方向的長(zhǎng)度接近，在上述負(fù)極導(dǎo)體505 和正極導(dǎo)體507所組成的疊層的較短一側(cè)的端的兩端上，分別設(shè)有端子516和端子518。在圖沈中負(fù)極側(cè)的端子516和端子518處于暗處中沒(méi)有被表示出來(lái)。設(shè)于由上述負(fù)極導(dǎo)體 505和正極導(dǎo)體507組成的疊層的2端上的端子516和端子518，分別通過(guò)焊料或焊接，與被并列配置的2個(gè)電容單元514的2端的導(dǎo)電材料508連接。如上所述，卷繞的薄膜電容515的一側(cè)端面為+電極(圖沈中端子516、518被緊固的電容的面是+電極)，另一側(cè)端面為-電極，在由負(fù)極導(dǎo)體505和正極導(dǎo)體507組成的疊層導(dǎo)體的平面部上配置有薄膜電容515，本實(shí)施方式是在朝著電容端子504、506 —側(cè)的方向上排列2個(gè)的例子。然后，如圖所示，2個(gè)單元群被縱向配置為4列，設(shè)置了總共8個(gè)電容單元514。2 個(gè)單元的各一側(cè)端面為+電極，該+電極通過(guò)各端子516、518與連接在正極側(cè)電容端子506 上的正極導(dǎo)體板507相連。電容單元514的另一側(cè)端面是-電極，該-電極在正極導(dǎo)體板 507上，隔著絕緣片517與負(fù)極導(dǎo)體板505連接，連接到負(fù)極側(cè)電容端子504。此外，在圖沈中，正極導(dǎo)體板507與直流(電池)正極側(cè)連接端子部512連接，負(fù)極導(dǎo)體板505與直流 (電池)負(fù)極側(cè)連接端子部510連接，最終與電池相連。電容單元514的正極通過(guò)端子516、518(參照?qǐng)D26)和正極導(dǎo)體板507與正極側(cè)電容端子506相連，電容單元的負(fù)極通過(guò)端子(在圖沈中為背面?zhèn)?和負(fù)極導(dǎo)體板505與負(fù)極側(cè)電容端子504相連。在圖示的例子當(dāng)中，1對(duì)電容端子504、506，并聯(lián)連接有2個(gè)電容單元514。1對(duì)電容端子504、506在圖示的例子中雖然設(shè)置了 4對(duì)，但也可以根據(jù)容量對(duì)這些縱列和橫列的電容單元采取任意數(shù)量。為了能夠直接用螺絲來(lái)固定功率組件300的直流正負(fù)極端子316、314，各端子504、506上形成有開(kāi)口部509、511。對(duì)電容組件500的制法進(jìn)行說(shuō)明。首先通過(guò)將絕緣片夾在正極和負(fù)極的薄膜中并卷繞制作薄膜電容515，將導(dǎo)電材料508固定在其2端使上述正極和負(fù)極電連接來(lái)制作電容單元514。進(jìn)行具有上述端子516和端子518的疊層構(gòu)造的平的導(dǎo)體板的制作。在該疊層構(gòu)造的導(dǎo)體板上，一體形成豎直伸展的正極側(cè)電容端子506和負(fù)極側(cè)電容端子504。上述疊層構(gòu)造的導(dǎo)體板，具有大致為長(zhǎng)方形的平面，寬度與薄膜電容515的卷繞軸方向上的長(zhǎng)度大致相等，長(zhǎng)邊方向上的長(zhǎng)度與被并列配置的薄膜電容515的長(zhǎng)度大致相等。以在上述平面上，上述電容單元514的外周面相對(duì)的方式，并列配置多個(gè)電容單元514，它們的兩端分別與上述端子516和端子518連接，由此電容的單元群就被制作出來(lái)。如上所述來(lái)制作圖沈所示的電容的單元群。該單元群可以與正極側(cè)電容端子506和正極導(dǎo)體507進(jìn)行一體的機(jī)械加工，還可以與負(fù)極側(cè)電容端子504和負(fù)極導(dǎo)體505進(jìn)行一體的機(jī)械加工?？梢詫⒈〗^緣材料夾入其中機(jī)械組裝成疊層構(gòu)造，另外，在將多個(gè)電容單元514連接到端子516和端子 518的工序中，由于端子516和端子518的兩邊不存在生產(chǎn)障礙，所以可以實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的機(jī)械制造。用例如熱傳導(dǎo)性突出的金屬材料制作具備端子外罩520的電容外殼502，在電容外殼502中插入多個(gè)上述電容的單元群。上述各電容單元514，被配置在金屬性電容外殼 502的內(nèi)側(cè)底面，與電容單元514的外周面相對(duì)地配置。如圖25所示，插入規(guī)定的電容的單元群，填充由絕緣性樹(shù)脂組成的填充材料522，圖22所示的電容組件500就被制作出來(lái)。 以上述電容的單元群為單位進(jìn)行生產(chǎn)，然后將必要數(shù)量的上述電容的單元群插入電容外殼 502制作電容組件500。結(jié)合汽車的型號(hào)改變所利用的電容單元群的數(shù)量，可以使上述電容單元群通用。如上所述，上述電容的電源群在生產(chǎn)率上具有突出效果。此外，功率組件500的規(guī)格因汽車種類的不同而不同，對(duì)此，上述電容的單元群可以通用，在生產(chǎn)率上具有突出效^ ο此外，電容單元514的外周被配置成與電容外殼502的內(nèi)面幾乎相接，可以將電容單元514所產(chǎn)生的熱通過(guò)電容外殼502散熱。本實(shí)施方式的電容組件500具有良好的散熱特性。像圖8說(shuō)明的那樣，電容外殼502被保持在下部外殼16上，熱通過(guò)下部外殼16和框體12被良好地傳導(dǎo)至冷卻水流路19，可以獲得良好的散熱特性。此外，電容組件500，不僅具有正極側(cè)電容端子506和負(fù)極側(cè)電容端子504，還具有輔機(jī)用正極端子532和輔機(jī)用負(fù)極端子，這些端子分別與直流(電池)正極側(cè)連接端子部512和直流(電池)負(fù)極側(cè)連接端子部510電連接。保持這種輔機(jī)用端子，就可以使電容組件500同時(shí)也可以用于輔機(jī)，作為電力轉(zhuǎn)換裝置的整體功能，不僅是用于車輛驅(qū)動(dòng)，另外，也可以取出輔機(jī)用的交流輸出，使功能提高。電容外殼502具有端子外罩520，在制造工序中或在電容組件500的運(yùn)送途中，保護(hù)負(fù)極側(cè)電容端子504和正極側(cè)電容端子506，可以提高可靠性和提高生產(chǎn)率。下面，參照?qǐng)D23，對(duì)本實(shí)施方式的電力轉(zhuǎn)換裝置的功率組件和電容部的結(jié)合構(gòu)造進(jìn)行說(shuō)明。圖23是從上方觀察與本實(shí)施方式有關(guān)的功率組件和電容部的結(jié)合構(gòu)造的立體圖。被固定在下部外殼16上的電容外殼502內(nèi)，容納有多個(gè)電容單元514，其負(fù)極側(cè)和正極側(cè)的電容端子504、506，沿電容外殼502的一側(cè)排列。由于在該一側(cè)，電容端子504、 506被配置在比電容單元514的上面立起來(lái)的位置上，所以外殼也與該形狀對(duì)應(yīng)地成為立起形狀。與該電容端子504、506的排列相對(duì)，排列有圖13和圖15所示的功率組件300的直流負(fù)極端子/正極端子314、316。而且，如果將功率組件300安裝在電容500上，直流負(fù)極端子/正極端子314、316的端部，可以不用通過(guò)其它連接體，而是直接與電容端子504、
31506相對(duì)地而設(shè)置。也就是說(shuō)，如圖13和圖15所示，功率組件300的直流正極端子314和直流負(fù)極端子316從功率組件外殼502突出形成。另外，如圖22所示，正極側(cè)電容端子506和負(fù)極側(cè)而電容端子504，形成了從電容單元群的填充材料522的平面的側(cè)部立起的L字構(gòu)造，該L 字構(gòu)造的電容端子506、504，在組合電力轉(zhuǎn)換裝置時(shí)，直接抵接在從功率組件外殼302突出的功率組件的直流端子314、316上，并被用螺栓連接。這里，在端子與端子的連接部上有可能產(chǎn)生較大電感。本實(shí)施方式的功率組件300 與電容組件500的端子構(gòu)造，是可降低電感的構(gòu)造。在圖M中對(duì)降低電感進(jìn)行說(shuō)明。圖M表示在負(fù)極側(cè)電容端子504或正極側(cè)電容端子506與功率組件300的直流負(fù)極端子316或直流正極端子314的連接部上的電流的流動(dòng)。負(fù)極側(cè)電容端子504或正極側(cè)電容端子506以及功率組件300的直流負(fù)極端子316或直流正極端子314，由夾著薄絕緣材料的疊層構(gòu)造的導(dǎo)體部和用于與對(duì)象連接的連接部構(gòu)成，上述導(dǎo)體部的端部分別形成彎向相反方向的形狀，疊層構(gòu)造的內(nèi)側(cè)面打開(kāi)，形成與連接對(duì)象相接的連接面。在圖M中，以上述疊層構(gòu)造為中心，上述連接面向左右打開(kāi)。該打開(kāi)的連接面之間相互接觸，通過(guò)上述接觸面，電流在正極和負(fù)極的導(dǎo)體中流動(dòng)。圖對(duì)表示正極側(cè)的電流的流動(dòng)618和負(fù)極側(cè)的電流的流動(dòng)620。在上述接觸面上的電流分布，是隨接觸面狀態(tài)的不同而不同，形成從中央的疊層部向左右打開(kāi)而分布的電流再回到中央部的疊層部的構(gòu)造。對(duì)于流向左右的電流和通過(guò)連接面后又再次回到中央疊層部的電流，其大小相等方向相反，產(chǎn)生的磁通相互抵消。因此，連接部的電感就變得很小。以前存在的課題是，疊層構(gòu)造導(dǎo)體部分的電感很小，與其相比連接部分的電感很大。如果使用圖M所示構(gòu)造進(jìn)行連接，連接部的電感就會(huì)變得非常小。在本實(shí)施方式中， 雖然優(yōu)選直接連接功率組件300的直流端子和電容組件500的直流端子，但由于在上述說(shuō)明中連接部的電感很小，所以，不一定是直接連接的構(gòu)造，即使是使用其它部件的疊層構(gòu)造的連接導(dǎo)體，也可以通過(guò)采取降低連接部電感的構(gòu)造來(lái)獲得良好的特性。在本實(shí)施方式中，通過(guò)直接連接電容500和功率組件300的直流端子，可以減少部件數(shù)量，提高裝配加工性，實(shí)現(xiàn)小型化。另外，現(xiàn)有技術(shù)中因連接電容組件與功率組件的端子之間的中間部件的存在而帶來(lái)的寄生電感，在本實(shí)施方式中得以消除，由此可以減小尖峰電壓，提高作為產(chǎn)品的電力轉(zhuǎn)換裝置的可靠性。如使用了圖M的上述說(shuō)明那樣，本實(shí)施方式中，由于形成了連接部向彼此相反方向打開(kāi)，電流的流動(dòng)在與對(duì)象導(dǎo)體的連接面前后返回的構(gòu)造，所以，連接面前后的電流磁通相抵消，可以抑制連接部上的電感的增加。端子連接部通過(guò)具有這種構(gòu)造可以降低連接部電感，因此優(yōu)選直接連接功率組件300和電容組件500的直流端子，即便在兩端子間使用其它部件的疊層導(dǎo)體，也可以抑制整個(gè)電路電感的增大。
權(quán)利要求
1.一種電力轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，具備第1功率組件，具有將直流電流轉(zhuǎn)換為交流電流的第1半導(dǎo)體元件、直流側(cè)正極端子和直流側(cè)負(fù)極端子；第2功率組件，具有第2半導(dǎo)體元件； 電容組件，對(duì)所述直流電流進(jìn)行平滑化；正極導(dǎo)體板，連接所述第1功率組件的所述直流側(cè)正極端子和所述電容組件的一個(gè)電極；負(fù)極導(dǎo)體板，連接所述第1功率組件的所述直流側(cè)負(fù)極端子和所述電容組件的另一個(gè)電極；流路形成體，形成流動(dòng)冷卻媒質(zhì)的流路；以及，框體，收納所述第1功率組件、所述第2功率組件、所述電容組件、所述正極導(dǎo)體板、所述負(fù)極導(dǎo)體板以及所述流路形成體，所述框體的收納空間，由所述流路形成體分為第1區(qū)域和第2區(qū)域，所述第1功率組件，配置在所述第1區(qū)域內(nèi)，所述第2功率組件和所述電容組件，配置在所述第2區(qū)域內(nèi)，所述正極導(dǎo)體板和所述負(fù)極導(dǎo)體板，配置為橫切所述第1區(qū)域和所述第2區(qū)域之間設(shè)置的空間，所述第2功率組件的最大變換電力，比所述第1功率組件的最大變換電力小。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于， 所述流路形成體的一部分，固定于所述框體。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電力轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于， 所述第1功率組件和所述第2功率組件，固定于所述流路形成體。
4.根據(jù)權(quán)利要求1 3的任一項(xiàng)所述的電力轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，設(shè)置于所述第1區(qū)域和所述第2區(qū)域之間的空間，設(shè)置于所述流路形成體的側(cè)部與所述框體的內(nèi)壁之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求1 4的任一項(xiàng)所述的電力轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于， 具備所述正極導(dǎo)體板和所述負(fù)極導(dǎo)體板之間配置的絕緣片，所述正極導(dǎo)體板和所述負(fù)極導(dǎo)體板，在所述第1區(qū)域和所述第2區(qū)域之間設(shè)置的空間中，與所述絕緣片形成疊層狀態(tài)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1 5的任一項(xiàng)所述的電力轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于， 所述第2功率組件，具有與所述電容組件連接的直流端子。
7.根據(jù)權(quán)利要求1 6的任一項(xiàng)所述的電力轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于， 所述第1功率組件，具有安裝所述第1半導(dǎo)體元件的金屬基片， 所述流路形成體，具有與所述流路連結(jié)的開(kāi)口，所述金屬基片，以堵塞所述開(kāi)口的方式固定在所述流路形成體。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電力轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于， 所述金屬基片，具有從所述開(kāi)口向所述流路突出的散熱器。
9.根據(jù)權(quán)利要求1 8的任一項(xiàng)所述的電力轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于， 具有控制電路基板，控制所述第1半導(dǎo)體元件的開(kāi)關(guān)動(dòng)作；以及，基板，搭載所述控制電路裝置， 所述框體，在所述第1區(qū)域一側(cè)具有開(kāi)口，所述基板，以堵塞所述第1區(qū)域一側(cè)的所述開(kāi)口的方式固定在所述框體。
10.根據(jù)權(quán)利要求1 9的任一項(xiàng)所述的電力轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于， 具有下側(cè)外殼，所述框體在所述第2區(qū)域一側(cè)具有開(kāi)口，所述下側(cè)外殼，以堵塞所述第2區(qū)域一側(cè)的所述開(kāi)口的方式固定在所述框體， 所述電容組件，固定在所述下側(cè)外殼。
11.根據(jù)權(quán)利要求1 10的任一項(xiàng)所述的電力轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于， 具有入口配管，與所述流路連結(jié)并且連接至所述框體，出口配管，與所述流路連結(jié)并且連接至所述框體。
12.根據(jù)權(quán)利要求1 11的任一項(xiàng)所述的電力轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于， 所述第1功率組件，對(duì)輸出車輛的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩的驅(qū)動(dòng)用電動(dòng)機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，所述第2功率組件，對(duì)輸出與所述驅(qū)動(dòng)用電動(dòng)機(jī)不同的輔機(jī)的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩的輔機(jī)用電動(dòng)機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種電力轉(zhuǎn)換裝置，具備具有上下臂串聯(lián)電路的功率組件、電源平滑用電容組件、和包含冷卻水流路的冷卻部，可以提高可靠性，實(shí)現(xiàn)小型輕量化和提高可組裝性。電力轉(zhuǎn)換裝置(200)，具備包括逆變電路和金屬基片的功率組件(300)、平滑用電容組件(500)、和具有冷卻水流路(19)的的冷卻部(9)，其中，功率組件(300)和電容組件(500)，是夾有冷卻水流路(19)的三明治構(gòu)造，功率組件的直流正極·負(fù)極端子(314、316)，相對(duì)于電容組件的電容端子(504、506)，不通過(guò)其它連接體直接連接。通過(guò)使設(shè)在功率組件(300)的交流母線(306)上的孔與設(shè)在外殼上的凸部嵌合，支撐交流母線(306)不受外部振動(dòng)的影響。
文檔編號(hào)H02M7/00GK102355143SQ20111030464
公開(kāi)日2012年2月15日 申請(qǐng)日期2008年8月11日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月9日
發(fā)明者中津欣也, 錦見(jiàn)總德 申請(qǐng)人:株式會(huì)社日立制作所