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)明涉及具備三相逆變器電路的電力轉(zhuǎn)換裝置，特別是適合搭載在車輛中的電力轉(zhuǎn)換裝置。
背景技術(shù)：
專利文獻(xiàn)I記載了將半導(dǎo)體模塊插入冷卻介質(zhì)通路中進(jìn)行冷卻的結(jié)構(gòu)。但對于對電動機(jī)進(jìn)行控制的電力轉(zhuǎn)換裝置而言，更理想的是不僅使半導(dǎo)體模塊冷卻，也使電力轉(zhuǎn)換裝置中使用的部件一起冷卻。但是專利文獻(xiàn)I沒有涉及使電力轉(zhuǎn)換裝置中使用的電子部件也一起冷卻這一點(diǎn)。例如，在利用由電機(jī)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩使車輛行駛的電動車或基于發(fā)動機(jī)和電機(jī)兩者的輸出而行駛的混合動力車(本申請能夠應(yīng)用于這兩種方式的車，以下說明應(yīng)用于混合動力 車的情況作為代表例)中，希望不僅使半導(dǎo)體模塊冷卻，也使電力轉(zhuǎn)換裝置中使用的部件一起更高效地冷卻?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)I :日本特開2006-202899號公報

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的技術(shù)問題對電力轉(zhuǎn)換裝置而言,優(yōu)選不僅使功率模塊冷卻，也使電力轉(zhuǎn)換裝置所使用的部件一起更高效地冷卻。本發(fā)明的目的在于提供一種電力轉(zhuǎn)換裝置，能夠使電力轉(zhuǎn)換裝置中使用的部件與電力轉(zhuǎn)換裝置所使用的功率模塊一起高效地冷卻。解決問題的技術(shù)手段本發(fā)明第一方式的電力轉(zhuǎn)換裝置，包括按三相逆變器電路的三個相中的每一個相分別設(shè)置的、內(nèi)置上下臂串聯(lián)電路的第一、第二、第三半導(dǎo)體模塊；和包括電子部件收納空間和以包圍該電子部件收納空間的方式形成的冷卻介質(zhì)流路的長方體形狀的流路形成殼體，冷卻介質(zhì)流路包括沿著流路形成殼體的第一側(cè)面設(shè)置的第一流路，沿著與第一側(cè)面的一側(cè)鄰接的第二側(cè)面設(shè)置、并與第一流路的一端連接的第二流路，和沿著與第一側(cè)面的另一側(cè)鄰接的第三側(cè)面設(shè)置、并與第一流路的另一端連接的第三流路，第一半導(dǎo)體模塊以與第一側(cè)面平行的方式配置于第一流路，第二半導(dǎo)體模塊以與第二側(cè)面平行的方式配置于第二流路，第三半導(dǎo)體模塊以與第三側(cè)面平行的方式配置于第三流路。本發(fā)明第二方式的電力轉(zhuǎn)換裝置，在第一方式的電力轉(zhuǎn)換裝置中優(yōu)選的是，還包括在流路形成殼體的第四側(cè)面形成的冷卻介質(zhì)流入口和冷卻介質(zhì)流出口 ；連通冷卻介質(zhì)流入口與第二流路的第一連通路；和連通冷卻介質(zhì)流出口與第三流路的第二連通路，從冷卻介質(zhì)流入口被供給的冷卻介質(zhì)，按第二流路、第一流路、第三流路的順序流動，從冷卻介質(zhì)流出口排出。本發(fā)明第三方式的電力轉(zhuǎn)換裝置，在第一或第二方式的電力轉(zhuǎn)換裝置中優(yōu)選的是，分別設(shè)置有與第一、第二、第三半導(dǎo)體模塊各自的交流輸出端子連接，并且通過電子部件收納空間的上方，被引出到流路形成殼體的第四側(cè)面一側(cè)的第一、第二、第三匯流條。本發(fā)明第四方式的電力轉(zhuǎn)換裝置，在第一至第三方式的電力轉(zhuǎn)換裝置中，可以還包括設(shè)置于三相逆變器電路的直流輸入側(cè)的平滑用電容器，平滑用電容器被配置在電子部件收納空間中。本發(fā)明第五方式的電力轉(zhuǎn)換裝置，在第一至第四方式的電力轉(zhuǎn)換裝置中，可以以使得第一半導(dǎo)體模塊的至少一部分被配置于夾在第二和第三半導(dǎo)體模塊之間的區(qū)域中的方式，形成第一流路。本發(fā)明第六方式的電力轉(zhuǎn)換裝置，在第五方式的電力轉(zhuǎn)換裝置中，可以在第一連 通路的第二流路一側(cè)和第二連通路的第三流路一側(cè)，分別形成有用于調(diào)整冷卻介質(zhì)的流動的入口區(qū)間，根據(jù)第一、第二連通路的長度設(shè)定第一半導(dǎo)體模塊進(jìn)入?yún)^(qū)域的尺寸，以使得第一和第四側(cè)面的寬度尺寸與第二和第三側(cè)面的寬度尺寸的比為規(guī)定值。本發(fā)明第七方式的電力轉(zhuǎn)換裝置，在第三方式的電力轉(zhuǎn)換裝置中，可以在第四側(cè)面一側(cè)配置有用于使交流連接器與第一、第二、第三匯流條連接的連接器連接部。本發(fā)明第八方式的電力轉(zhuǎn)換裝置，在第七方式的電力轉(zhuǎn)換裝置中，可以還包括與連接器連接部連接、具有通過冷卻介質(zhì)流入口與冷卻介質(zhì)流出口之間而延伸到流路形成殼體的底面方向的交流配線的交流連接器。本發(fā)明第九方式的電力轉(zhuǎn)換裝置，在第三方式的電力轉(zhuǎn)換裝置中，可以沿著第四側(cè)面的延伸方向配置有分別檢測第一、第二、第三匯流條中流動的電流的第一、第二、第三電流傳感器。本發(fā)明第十方式的電力轉(zhuǎn)換裝置，在第三方式的電力轉(zhuǎn)換裝置中，優(yōu)選還包括輸出用于驅(qū)動第一、第二、第三功率模塊的驅(qū)動信號，并且配置在第一、第二、第三匯流條的上方的驅(qū)動器電路基板，第一、第二、第三功率模塊，具有傳遞驅(qū)動器電路基板的驅(qū)動信號的控制端子部，控制端子部延伸至驅(qū)動器電路基板，并且與驅(qū)動器電路基板連接。本發(fā)明第十一方式的電力轉(zhuǎn)換裝置，包括平滑用電容器模塊；電橋電路，與平滑用電容器模塊并聯(lián)連接、為了從直流電力轉(zhuǎn)換為交流電力或者從交流電力轉(zhuǎn)換為直流電力而由具備上下臂的U相串聯(lián)電路、V相串聯(lián)電路和W相串聯(lián)電路分別并聯(lián)連接構(gòu)成；和冷卻流路形成體，形成使冷卻電橋電路的冷卻介質(zhì)流通的冷卻介質(zhì)流路，在冷卻流路形成體中，在四邊形的一邊形成冷卻介質(zhì)的出入口，在四邊形的其他三邊形成流通冷卻介質(zhì)的冷卻介質(zhì)流路，在位于其他三邊的各邊的各冷卻介質(zhì)流路，配置U相串聯(lián)電路、V相串聯(lián)電路和W相串聯(lián)電路中的一個。本發(fā)明第十二方式的電力轉(zhuǎn)換裝置，包括平滑用電容器模塊；電橋電路，與平滑用電容器模塊并聯(lián)連接、為了從直流電力轉(zhuǎn)換為交流電力或者從交流電力轉(zhuǎn)換為直流電力而由具備上下臂的U相串聯(lián)電路、V相串聯(lián)電路和W相串聯(lián)電路分別并聯(lián)連接構(gòu)成；和冷卻流路形成體，形成使冷卻電橋電路的冷卻介質(zhì)流通的冷卻介質(zhì)流路，在四邊形的內(nèi)側(cè)配置平滑用電容器模塊，在冷卻流路形成體中，在四邊形的一邊形成冷卻介質(zhì)的出入口，在四邊形的其他三邊的平滑用電容器模塊的外周形成冷卻介質(zhì)流路，在位于其他三邊的各邊的各冷卻介質(zhì)流路，分別配置U相串聯(lián)電路、V相串聯(lián)電路和W相串聯(lián)電路中的一個，平滑用電容器模塊，包括設(shè)置在其內(nèi)部的各自并聯(lián)連接的多個薄膜電容器，和分別與U相串聯(lián)電路、V相串聯(lián)電路和W相串聯(lián)電路連接的U相端子、V相端子和W相端子。本發(fā)明第十三方式的電力轉(zhuǎn)換裝置，包括平滑用電容器模塊；電橋電路，與平滑用電容器模塊并聯(lián)連接、為了從直流電力轉(zhuǎn)換為交流電力或者從交流電力轉(zhuǎn)換為直流電力而由具備上下臂的U相串聯(lián)電路、V相串聯(lián)電路和W相串聯(lián)電路分別并聯(lián)連接構(gòu)成；和冷卻流路形成體，形成使冷卻電橋電路的冷卻介質(zhì)流通的冷卻介質(zhì)流路，在四邊形的內(nèi)側(cè)配置平滑用電容器模塊，在冷卻流路形成體，在四邊形的一邊形成冷卻介質(zhì)的出入口，在四邊形的其他三邊的平滑用電容器模塊的外周，在靠與四邊形的一邊相反的一側(cè)的位置分別形成冷卻介質(zhì)流路，在位于各邊的各冷卻介質(zhì)流路，分別配置U相串聯(lián)電路、V相串聯(lián)電路和W相串聯(lián)電路中的一個，平滑用電容器模塊，包括設(shè)置在其內(nèi)部的各自并聯(lián)連接的多個薄膜電容器，分別與U相串聯(lián)電路、V相串聯(lián)電路和W相串聯(lián)電路連接的U相端子、V相端子和W相端子，和用于與直流電源連接的電源端子，U相端子、V相端子和W相端子分別配置在靠與四邊形的一邊相反的一側(cè)的位置上，電源端子配置在四邊形的一邊一側(cè)?！?br> 本發(fā)明第十四方式的電力轉(zhuǎn)換裝置，在第十一至第十三方式的電力轉(zhuǎn)換裝置中，也可以還設(shè)置有對從U相串聯(lián)電路、V相串聯(lián)電路和W相串聯(lián)電路所各自具有的上下臂的連接點(diǎn)輸出的交流電流進(jìn)行檢測的電流傳感器，電流傳感器靠四邊形的一邊配置。本發(fā)明第十五方式的電力轉(zhuǎn)換裝置，在第十一至第十四方式的電力轉(zhuǎn)換裝置中，U相串聯(lián)電路、V相串聯(lián)電路和W相串聯(lián)電路，分別收納于在兩面具有冷卻面的各金屬外殼中，以從各金屬外殼突出的方式，設(shè)置有連接串聯(lián)電路與平滑電容器模塊的疊層結(jié)構(gòu)的直流端子，與串聯(lián)電路的上下臂的連接點(diǎn)連接的交流端子，和用于控制上下臂的開關(guān)動作的控制端子部，在四邊形的一邊配置輸出三相交流電的交流輸出連接器，在四邊形的一邊的交流輸出連接器的兩側(cè)設(shè)置用于進(jìn)行冷卻介質(zhì)的吸入或排出的冷卻管。本發(fā)明第十六方式的電力轉(zhuǎn)換裝置，在第十五方式的電力轉(zhuǎn)換裝置中，優(yōu)選使從金屬外殼突出的控制端子的突出長度比疊層結(jié)構(gòu)的直流端子更長，在平滑用電容器模塊上隔著空間配置直流匯流條，進(jìn)而以相對于直流匯流條設(shè)置有空間的方式配置用于控制上下臂的驅(qū)動器基板，將驅(qū)動器基板上設(shè)置的電路與控制端子連接。發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明，除了電力轉(zhuǎn)換裝置中使用的功率模塊外，還能夠使電力轉(zhuǎn)換裝置所使用的部件高效地冷卻。


圖I是表示應(yīng)用了本發(fā)明一實(shí)施方式的電力轉(zhuǎn)換裝置的情況下的混合動力車的控制模塊的圖。圖2是說明圖I所示的逆變器電路的電路結(jié)構(gòu)的圖。圖3是圖I所示的電力轉(zhuǎn)換裝置的外觀立體圖。圖4是圖I所示的電力轉(zhuǎn)換裝置的外觀立體圖。圖5是圖I所示的電力轉(zhuǎn)換裝置的分解立體圖。圖6是圖I所示的電力轉(zhuǎn)換裝置的分解立體圖。
圖7是圖I所示的電力轉(zhuǎn)換裝置的分解立體圖。圖8是組裝了功率模塊、電容器模塊、匯流條組件的流路形成體的外觀立體圖。圖9是表示卸下匯流條組件后的狀態(tài)的流路形成體的圖。圖10是流路形成體的立體圖。圖11是從背面(底面)一側(cè)觀看流路形成體的分解立體圖。圖12 (a)、(b)是表示功率模塊的圖。圖13 (a) (C)是表示去掉螺釘和第二密封樹脂后的功率模塊的圖。圖14 (a)、(b)是表示從圖13 (a) (C)所示的狀態(tài)下進(jìn)一步除去外殼后的功率 模塊的圖。圖15是從圖14 (a)、(b)所示的狀態(tài)進(jìn)一步除去第一密封樹脂和配線絕緣部后的功率模塊的立體圖。圖16 (a)、(b)是表示輔助模塑體的圖。圖17是用于說明模塊一次密封體的組裝工序的圖。圖18是用于說明模塊一次密封體的組裝工序的圖。圖19是用于說明模塊一次密封體的組裝工序的圖。圖20是用于說明模塊一次密封體的組裝工序的圖。圖21是用于說明模塊一次密封體的組裝工序的圖。圖22 (a)、(b)是用于說明第一密封樹脂的傳遞成型(transfermolding)工序的圖。圖23是表示功率半導(dǎo)體元件的控制電極與各端子的配置關(guān)系的圖。圖24是表示在直流負(fù)極配線一側(cè)的導(dǎo)體板上設(shè)置應(yīng)力緩和部的變形例的圖。圖25是表示功率模塊的內(nèi)置電路結(jié)構(gòu)的圖。圖26 (a)、(b)是用于說明功率模塊中的低電感化的圖。圖27是電容器模塊的外觀立體圖。圖28是匯流條組件的立體圖。圖29是表示安裝了功率模塊和電容器模塊的流路形成體的圖。圖30是流路形成體的水平截面圖。圖31是用于說明功率模塊的配置的示意圖。圖32是表示本發(fā)明一實(shí)施方式的電力轉(zhuǎn)換裝置的截面的圖。圖33是說明將本發(fā)明一實(shí)施方式的電力轉(zhuǎn)換裝置搭載到車輛上時的布局的圖。圖34是表示本實(shí)施方式的功率模塊的配置的變形例的圖。圖35是表示本實(shí)施方式的功率模塊的配置的變形例的圖。圖36是表示本實(shí)施方式的功率模塊的配置的變形例的圖。圖37是本實(shí)施方式的流路形成體的截面圖。圖38是表示將直流負(fù)極配線分割的情況下的變形例的圖。圖39是用于說明圖38所示的變形例中模塊一次密封體的組裝工序的圖。圖40是用于說明圖38所示的變形例中模塊一次密封體的組裝工序的圖。圖41是用于說明圖38所示的變形例中模塊一次密封體的組裝工序的圖。
具體實(shí)施例方式以下說明的實(shí)施方式，除了上述發(fā)明要解決的技術(shù)問題部分中記載的技術(shù)問題以夕卜，也解決了作為產(chǎn)品所需要解決的技術(shù)問題，同時還實(shí)現(xiàn)了除發(fā)明效果部分中記載的效果以外的效果。以下記載其代表性的問題和效果。其余在實(shí)施方式中說明?！窗l(fā)熱集中的降低〉以下實(shí)施方式中，例如如圖30所示，在電容器模塊500的周圍具有第一流路19a、第二流路19b和第三流路19c，使第二流路19b與第三流路19c相對地配置，在第一、第二和第三流路19a、19b、19c上分別配置功率模塊300V、300U、300W，用于形成供給三相交流的各相電流的上下臂。通過這樣在各流路中配置與各相對應(yīng)的功率模塊300U 300W，上述功率模塊300U 300W的發(fā)熱量傾向于變得大致相同。從而，由于第一 第三流路的各流路中配置的功率模塊的發(fā)熱量具有容易變得大致相同的趨勢，所以不容易產(chǎn)生發(fā)熱集中于一個流路的狀態(tài)。因此，電容器模塊500周圍的發(fā)熱容易變得平均，具有能夠抑制發(fā)熱集中在電 容器模塊500的一個邊上的效果。此處，通過使各功率模塊形成為各自收納了上下臂的串聯(lián)電路的結(jié)構(gòu)，如下文所述起到降低電感的效果。此外還具有提高生產(chǎn)效率的效果。關(guān)于上述抑制發(fā)熱集中的技術(shù)問題，也能夠采用將上臂和下臂收納在不同的模塊外殼中并在模塊外殼外部串聯(lián)連接的結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)會導(dǎo)致外部配線增加，但各功率模塊的結(jié)構(gòu)簡單，提高了功率模塊的生產(chǎn)效率。<電感的降低>在電容器模塊的外周設(shè)置冷卻回路，在被各冷卻回路冷卻的模塊外殼內(nèi)，如以下實(shí)施方式所說明的那樣，分別收納上下臂的串聯(lián)電路，由此能夠降低各功率模塊300U 300W的電感。進(jìn)而通過使用于與各功率模塊連接的疊層結(jié)構(gòu)的直流端子504、506從電容器模塊突出(參照圖27)，具有能夠降低電容器模塊500與各功率模塊300U 300W之間的電感的效果。<小型化>以下實(shí)施方式中，在電容器模塊500的周圍具有第一流路19a、第二流路19b、第三流路19c，使第二流路19b與第三流路19c相對地配置，在第一 第三流路的各流路中，分別配置功率模塊以構(gòu)成用于供給三相交流的各相電流的上下臂。通過這樣的結(jié)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)以下效果，即，能夠在流路的內(nèi)側(cè)配置各種要冷卻的部件，并且能夠沿著上述流路配置功率模塊，能夠使電力轉(zhuǎn)換裝置整體小型化。此外，能夠在電容器模塊500上方的空間中配置直流和交流匯流條，能夠使電力轉(zhuǎn)換裝置整體小型化。除此之外生產(chǎn)效率也得到提高。以下實(shí)施方式中，通過采用由支承部件支承交流匯流條的結(jié)構(gòu)而使其能夠被作為組件處理，交流匯流條的安裝作業(yè)變得容易，提高了生產(chǎn)效率。此外，交流匯流條的連接部朝向上方，焊接(熔焊)連接變得容易，提高了生產(chǎn)效率。<生廣效率的提聞〉如上所述，以下實(shí)施方式中采用使生產(chǎn)效率提高的各種改良方式。此外，由于各功率模塊的控制端子比直流端子或交流端子突出得更長，易于與驅(qū)動器基板連接，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)效率的提高和小型化的效果。〈可靠性的提高〉檢測交流輸出電流的電流傳感器180 (參照圖2)存在容易受到熱的影響的問題，而以下實(shí)施方式中，由于將上述電流傳感器180配置在流路形成體12的投影面上，抑制了電流傳感器180的溫度上升，提高了可靠性。以下實(shí)施方式中，使電容器模塊500的用于與功率模塊連接的連接端子504、506，配置在遠(yuǎn)離電容器模塊的用于與電源連接的端子500g、500h的位置，將收納在電容器模塊500的內(nèi)部的大量薄膜電容器單元并聯(lián)連接在上述端子504、506與端子500g、500h之間(參照圖27)，所以能夠減少因功率模塊的開關(guān)動作而產(chǎn)生的噪聲向端子500g、500h傳遞。以下實(shí)施方式進(jìn)一步解決了各種技術(shù)問題，并且實(shí)現(xiàn)了各種技術(shù)效果，對此在以下的實(shí)施方式中進(jìn)行說明。<實(shí)施方式>以下，參照

用于實(shí)施本發(fā)明的方式。圖I是應(yīng)用了本發(fā)明一實(shí)施方式的 電力轉(zhuǎn)換裝置的情況下的混合動力車(以下記作“HEV”)的控制模塊的圖。發(fā)動機(jī)EGN和電動發(fā)電機(jī)MGl產(chǎn)生車輛的行駛用轉(zhuǎn)矩。此外，電動發(fā)電機(jī)MGl不僅產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，還具有將從外部對電動發(fā)電機(jī)MGl施加的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電力的功能。電動發(fā)電機(jī)MGl例如是同步電機(jī)或感應(yīng)電機(jī)，如上所述，根據(jù)運(yùn)轉(zhuǎn)方法既作為電動機(jī)工作也作為發(fā)電機(jī)工作。在將電動發(fā)電機(jī)MGl搭載在機(jī)動車上的情況下，要求小型且能獲得聞輸出，優(yōu)選使用了欽等磁鐵的永磁鐵型的同步電動機(jī)。此外，永磁鐵型的同步電動機(jī)與感應(yīng)電動機(jī)相比，轉(zhuǎn)子的發(fā)熱較少，出于該觀點(diǎn)考慮也更適用于機(jī)動車。發(fā)動機(jī)EGN的輸出側(cè)的輸出轉(zhuǎn)矩通過動力分配機(jī)構(gòu)TSM被傳遞至電動發(fā)電機(jī)MG1，來自動力分配機(jī)構(gòu)TSM的轉(zhuǎn)矩或由電動發(fā)電機(jī)MGl產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩，通過變速器TM和差動齒輪DEF被傳遞至車輪。另一方面，再生制動運(yùn)轉(zhuǎn)時，轉(zhuǎn)矩從車輪被傳遞至電動發(fā)電機(jī)MG1，基于供給的轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生交流電力。產(chǎn)生的交流電力如后所述通過電力轉(zhuǎn)換裝置200被轉(zhuǎn)換為直流電力，對高電壓用的電池136進(jìn)行充電，充入的電力被重新用作行駛能量。接著，說明本實(shí)施方式的電力轉(zhuǎn)換裝置200。逆變器電路140與電池136通過直流連接器138電連接，電池136與逆變器電路140彼此進(jìn)行電力的授受。當(dāng)使電動發(fā)電機(jī)MGl作為電動機(jī)工作的情況下，逆變器電路140基于經(jīng)直流連接器138從電池136供給的直流電力而產(chǎn)生交流電力，通過交流端子188對電動發(fā)電機(jī)MGl供給。電動發(fā)電機(jī)MGl和逆變器電路140構(gòu)成的結(jié)構(gòu)作為第一電動發(fā)電單元工作。其中，本實(shí)施方式中利用電池136的電力使第一電動發(fā)電單元作為電動單元工作，因而能夠僅利用電動發(fā)電機(jī)MGl的動力進(jìn)行車輛的驅(qū)動。此外,本實(shí)施方式中,通過使第一電動發(fā)電單元作為發(fā)電單元在發(fā)動機(jī)120的動力或來自車輪的動力的作用下工作而發(fā)電，能夠進(jìn)行電池136的充電。此外，電池136還用作用于驅(qū)動圖I中未圖示的輔助設(shè)備用電機(jī)的電源。輔助設(shè)備用電機(jī)例如包括驅(qū)動空調(diào)壓縮機(jī)的電機(jī)、或驅(qū)動控制用油壓泵的電機(jī)。從電池136對輔助設(shè)備用功率模塊供給直流電力，輔助設(shè)備用功率模塊產(chǎn)生交流電力供給到輔助設(shè)備用電機(jī)。輔助設(shè)備用功率模塊具有與逆變器電路140基本相同的電路結(jié)構(gòu)和功能，用于控制對輔助設(shè)備用電機(jī)供給的交流電的相位和頻率、電力(功率)。此外，電力轉(zhuǎn)換裝置200具備電容器模塊500，用于使對逆變器電路140供給的直流電力變得平滑。電力轉(zhuǎn)換裝置200具備通信用的連接器21，用于接收來自上級控制裝置的指令或?qū)ι霞壙刂蒲b置發(fā)送表示狀態(tài)的數(shù)據(jù)。電力轉(zhuǎn)換裝置200中，控制電路172基于從連接器21輸入的指令對電動發(fā)電機(jī)MGl的控制量進(jìn)行運(yùn)算，進(jìn)而對使電動發(fā)電機(jī)MGl作為電動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)還是作為發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)進(jìn)行運(yùn)算，基于運(yùn)算結(jié)果產(chǎn)生控制脈沖，將該控制脈沖供給到驅(qū)動器電路174。驅(qū)動器電路174基于供給的控制脈沖，產(chǎn)生用于控制逆變器電路140的驅(qū)動脈沖。接著，使用圖2說明逆變器電路140的電路結(jié)構(gòu)。其中，以下使用絕緣柵型雙極晶體管作為半導(dǎo)體元件，以下簡稱為IGBT。由作為上臂工作的IGBT328和二極管156、與作為下臂工作的IGBT330和二極管166構(gòu)成上下臂的串聯(lián)電路150。逆變器電路140中，與要輸出的交流電力的U相、V相、W相三相對應(yīng)地具備該串聯(lián)電路150。這三相在本實(shí)施方式中與電動發(fā)電機(jī)MGl的電樞繞組的三相的各相繞組對應(yīng)。三相中各相的上下臂的串聯(lián)電路150，從作為串聯(lián)電路的中點(diǎn)部分的中間電極169輸出交流電流。該中間電極169，通過交流端子159和交流端子188，與通向電動發(fā)電機(jī)MGl的交流電力線即以下說明的交流匯流條802和804連接。
上臂的IGBT328的集電極153，通過正極端子157與電容器模塊500的正極一側(cè)的電容器端子506電連接。此外，下臂的IGBT330的發(fā)射極，通過負(fù)極端子158與電容器模塊500的負(fù)極一側(cè)的電容器端子504電連接。如上所述，控制電路172從上級控制裝置經(jīng)連接器21接受控制指令，基于該控制指令產(chǎn)生用于控制逆變器電路140的各相串聯(lián)電路150的上臂或下臂中的IGBT328、IGBT330的控制信號即控制脈沖，對驅(qū)動器電路174供給。驅(qū)動器電路174基于上述控制脈沖，將用于控制各相串聯(lián)電路150的上臂或下臂中的 IGBT328、IGBT330 的驅(qū)動脈沖對各相的 IGBT328、IGBT330 供給。IGBT328、IGBT330 基于來自驅(qū)動器電路174的驅(qū)動脈沖，進(jìn)行導(dǎo)通或斷路動作，將從電池136供給的直流電力轉(zhuǎn)換為三相交流電力，并將該轉(zhuǎn)換后的電力對電動發(fā)電機(jī)MGl供給。IGBT328具備集電極153、信號用發(fā)射極155、柵極154。IGBT330具備集電極163、信號用發(fā)射極165、柵極164。二極管156電連接在集電極153與發(fā)射極155之間。二極管166電連接在集電極163與發(fā)射極165之間。作為開關(guān)用功率半導(dǎo)體元件也可以使用金屬氧化物半導(dǎo)體型場效應(yīng)晶體管(以下簡稱為M0SFET)。該情況下不需要二極管156和二極管166。作為開關(guān)用功率半導(dǎo)體元件，IGBT適合直流電壓相對較高的情況，MOSFET適合直流電壓相對較低的情況。電容器模塊500具備正極一側(cè)的電容器端子506、負(fù)極一側(cè)的電容器端子504、正極一側(cè)的電源端子509和負(fù)極一側(cè)的電源端子508。來自電池136的高電壓的直流電力，通過直流連接器138對正極一側(cè)的電源端子509和負(fù)極一側(cè)的電源端子508供給，從電容器模塊500的正極一側(cè)的電容器端子506和負(fù)極一側(cè)的電容器端子504，供給到逆變器電路140。另一方面，經(jīng)逆變器電路140從交流電力轉(zhuǎn)換的直流電力，從正極一側(cè)的電容器端子506和負(fù)極一側(cè)的電容器端子504對電容器模塊500供給，從正極一側(cè)的電源端子509和負(fù)極一側(cè)的電源端子508通過直流連接器138供給到電池136，蓄積到電池136中?？刂齐娐?72具備用于對IGBT328和IGBT330的開關(guān)時刻(開頭時序)進(jìn)行運(yùn)算處理的微型計算機(jī)(以下記載為“微機(jī)”)。作為對微機(jī)輸入的信息，有對電動發(fā)電機(jī)MGl請求的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩值、從串聯(lián)電路150對電動發(fā)電機(jī)MGl供給的電流值、和電動發(fā)電機(jī)MGl的轉(zhuǎn)子的磁極位置。目標(biāo)轉(zhuǎn)矩值基于從未圖示的上級控制裝置輸出的指令信號而決定。電流值基于電流傳感器180的檢測信號進(jìn)行檢測而得。磁極位置基于從設(shè)置于電動發(fā)電機(jī)MGl中的旋轉(zhuǎn)變壓器等旋轉(zhuǎn)磁極傳感器(未圖示)輸出的檢測信號進(jìn)行檢測而得。本實(shí)施方式中，列舉了電流傳感器180檢測三相的電流值的情況為例，但也可以檢測兩個相的電流值，通過運(yùn)算求取三個相的電流?？刂齐娐?72內(nèi)的微機(jī)，基于目標(biāo)轉(zhuǎn)矩值計算電動發(fā)電機(jī)MGl的d軸、q軸的電流指令值，基于該計算出的d軸、q軸的電流指令值與檢測出的d軸、q軸的電流值的差來計算d軸、q軸的電壓指令值，將該計算出的d軸、q軸的電壓指令值，基于檢測出的磁極位置轉(zhuǎn)換為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相的電壓指令值而得的基本波(正弦波)與載波(三角波)的比較而生成脈沖狀的調(diào)制波，將該生成的調(diào)制波作為PWM (脈沖寬度調(diào)制)信號輸出至驅(qū)動器電路174。驅(qū)動器電路174在驅(qū)動下臂的情況下，將對PWM信號放大后的驅(qū)動信號，輸出至對·應(yīng)的下臂的IGBT330的柵極。此外，驅(qū)動器電路174在驅(qū)動上臂的情況下，使PWM信號的基準(zhǔn)電位的電平偏移至上臂的基準(zhǔn)電位的電平后將PWM信號放大，并將其作為驅(qū)動信號，分別輸出至對應(yīng)的上臂的IGBT328的柵極。此外，控制電路172內(nèi)的微機(jī)進(jìn)行異常檢測(過電流、過電壓、過熱等)，保護(hù)串聯(lián)電路150。因此，對控制電路172輸入傳感器信息。例如，從各臂的信號用發(fā)射極155和信號用發(fā)射極165向?qū)?yīng)的驅(qū)動部(IC)輸入各IGBT328和IGBT330的發(fā)射極中流過的電流的信息。由此，各驅(qū)動部(IC)進(jìn)行過電流檢測，檢測出過電流的情況下使對應(yīng)的IGBT328、IGBT330的開關(guān)動作停止，保護(hù)對應(yīng)的IGBT328、IGBT330不受過電流影響。從設(shè)置在串聯(lián)電路150中的溫度傳感器(未圖示)對微機(jī)輸入串聯(lián)電路150的溫度的信息。此外，對微機(jī)輸入串聯(lián)電路150的直流正極側(cè)的電壓的信息。微機(jī)基于這些信息進(jìn)行過熱檢測和過電壓檢測，在檢測出過熱或過電壓的情況下使所有IGBT328、IGBT330的開關(guān)動作停止。圖3、4是作為本發(fā)明實(shí)施方式的電力轉(zhuǎn)換裝置200的外觀立體圖，圖4表示卸下交流連接器187和直流連接器138后的狀態(tài)。本實(shí)施方式的電力轉(zhuǎn)換裝置200通過采用平面形狀為大致正方形的長方體形狀而實(shí)現(xiàn)小型化，此外，具有易于安裝到車輛上的效果。8為蓋，10為殼體，12為流路形成體，13為冷卻介質(zhì)的入口配管，14為出口配管,420為下蓋。連接器21是用于與外部連接而設(shè)置的信號用連接器。蓋8被固定在用于收納電力轉(zhuǎn)換裝置200所包括的電路部件的殼體10的上部開口部。固定在殼體10的下部的流路形成體12用于保持后述的功率模塊300和電容器模塊500，并且使用冷卻介質(zhì)將它們冷卻。例如大多情況下使用水作為冷卻介質(zhì)，以下按冷卻水進(jìn)行說明。入口配管13和出口配管14設(shè)置在流路形成體12的一個側(cè)面，從入口配管13供給的冷卻水流入流路形成體12內(nèi)的后述的流路19，從出口配管14排出。用于安裝交流連接器187的交流接口 185和用于安裝直流連接器138的直流接口137，分別設(shè)置在殼體10的側(cè)面。交流接口 185設(shè)置在設(shè)有配管13、14的側(cè)面，交流接口185上安裝的交流連接器187的交流配線187a通過配管13、14之間向下方延伸。直流接口 137設(shè)置在與設(shè)有交流接口 185的側(cè)面鄰接的側(cè)面上，直流接口 137上安裝的直流連接器138的直流配線138a也向電力轉(zhuǎn)換裝置200的下方延伸。這樣，交流接口 185與配管13、14配置在同一側(cè)面12d—側(cè)，交流配線187a以通過配管13、14之間的方式向下方引出，因此能夠使配管13、14、交流連接器187和交流配線187a占據(jù)的空間減小，能夠減小裝置整體的大型化。此外，由于交流配線187a相對于配管13,14向下方引出，因此交流配線187a的鋪設(shè)(繞線)變得容易，提高了生產(chǎn)效率。圖5是表示從圖4所示的電力轉(zhuǎn)換裝置200卸下蓋8、直流接口 137和交流接口185后的狀態(tài)的圖。在殼體10的一個側(cè)面形成用于固定交流接口 185的開口 10a，在鄰接的另一個側(cè)面形成用于固定直流接口 137的開口 10b。三根交流匯流條802——即U相交流匯流條802U、V相交流匯流條802V和W相交流匯流條802W從開口 IOa突出，直流電源端子508、509從開口 IOb突出。圖6是表示將圖5所示的流路形成體12與殼體10分離后的狀態(tài)的圖。殼體10具有兩個收納空間，通過隔板IOc劃分為上部收納空間和下部收納空間。在上部收納空間中 收納固定有連接器21的控制電路基板20，在下部收納空間中收納驅(qū)動器電路基板22和后述的匯流條組件800 (參照圖7)。在控制電路基板20上安裝有圖2所示的控制電路172，在驅(qū)動器電路基板22上安裝有驅(qū)動器電路基板174?？刂齐娐坊?0與驅(qū)動器電路基板22通過未圖示的扁平線纜(參照后述圖7)連接。扁平線纜穿過形成在隔板IOc上的縫隙狀的開口 IOd從下部收納空間引出到上部收納空間。圖7是電力轉(zhuǎn)換裝置200的分解立體圖。在蓋8內(nèi)側(cè)即殼體10的上部收納空間中，配置如上所述安裝了控制電路172的控制電路基板20。蓋8上形成有連接器21用的開口 8a。從連接器21供給使電力轉(zhuǎn)換裝置200內(nèi)的控制電路工作的低電壓的直流電力。流路形成體12中形成從入口配管13流入的冷卻水所流過的流路，詳細(xì)內(nèi)容將在后文中敘述。該流路形成為沿著流路形成體12的三個側(cè)面流動的匚字形的流路。從入口配管13流入的冷卻水從匚字形流路的一端流入到流路內(nèi)，在流經(jīng)流路內(nèi)后，從與流路的另一端連接的出口配管14流出。流路的上表面形成有三個開口部402a 402c，內(nèi)置了串聯(lián)電路150 (參照圖I)的功率模塊300V、300U、300W分別從開口部402a 402c插入流路內(nèi)。功率模塊300U內(nèi)置了 U相的串聯(lián)電路150，功率模塊300V內(nèi)置了 V相的串聯(lián)電路150，功率模塊300W內(nèi)置了W相的串聯(lián)電路150。這些功率模塊300U 300W采用相同結(jié)構(gòu)，外觀形狀也為同一形狀。開口部402a 402c被插入的功率模塊300V、300U、300W的凸緣部分別堵塞。在流路形成體12中，以被匚字形的流路包圍的方式，形成用于收納電子部件的收納空間405。本實(shí)施方式中，在該收納空間405中收納電容器模塊500。收納空間405中收納的電容器模塊500，被流路內(nèi)流過的冷卻水冷卻。在電容器模塊500的上方，配置安裝了交流匯流條802U 802W的匯流條組件800。匯流條組件800固定在流路形成體12的上表面。在匯流條組件800上，固定有電流傳感器模塊180。驅(qū)動器電路基板22固定在設(shè)置于匯流條組件800上的支承部件807a上，從而配置在匯流條組件800的上方。如上所述，控制電路基板20與驅(qū)動器電路基板22由扁平線纜23連接。扁平線纜23穿過形成在隔板IOc上的縫隙狀的開口 IOd從下部收納空間引出到上部收納空間。這樣，功率模塊300U 300W、驅(qū)動器電路基板22和控制電路基板20在高度方向上分層配置，由于控制電路基板20配置在距離強(qiáng)電類的功率模塊300U 300W最遠(yuǎn)的位置，所以能夠減少開關(guān)噪聲等混入到控制電路基板20 —側(cè)。進(jìn)而，由于驅(qū)動器電路基板22和控制電路基板20配置在被隔板IOc劃分的不同的收納空間中，所以隔板IOc起到電磁屏蔽的作用，能夠減少從驅(qū)動器電路基板22混入到控制電路基板20的噪聲。此外，殼體10由氧化鋁等金屬材料形成。進(jìn)而，由于控制電路基板20被固定在與殼體10 —體形成的隔板IOc上，所以對于來自外部的振動，控制電路基板20的機(jī)械的共振頻率較高。因此，不容易受到來自車輛方面的振動的影響，提高了可靠性。以下，更詳細(xì)地說明流路形成體12，和固定在流路形成體12上的功率模塊300U 300W、電容器模塊500和匯流條組件800。圖8是在流路形成體12上組裝了功率模塊300U 300W、電容器模塊500、匯流條組件800的外觀立體圖。此外，圖9表示從流路形成體12卸下匯流條組件800后的狀態(tài)。匯流條組件800通過螺栓固定在流路形成體12上。首先，參照圖10、11說明流路形成體12。圖10是流路形成體12的立體圖，圖11 是從背面(底面，下表面)一側(cè)觀看流路形成體12的分解立體圖。如圖10所示，流路形成體12呈平面形狀為大致正方形的長方體，在其側(cè)面12d上設(shè)置有入口配管13和出口配管14。其中，側(cè)面12d的設(shè)置了配管13、14的部分形成臺階狀。如圖11所示，流路19沿著剩余的三個側(cè)面12a 12c形成匚字形。在流路形成體12的背面(底面)一側(cè)，形成具有與流路19的橫截面形狀大致相同形狀的連成一體的匚字形的開口部404。該開口部404被匚字形的下蓋420堵塞。在下蓋420與流路形成體12之間設(shè)置有密封部件409a，用于保持氣密性。呈匚字形的流路19按照冷卻水的流動方向分為三個流路區(qū)間19a、19b、19c。第一流路區(qū)間19a沿著與設(shè)有配管13、14的側(cè)面12d相對的位置的側(cè)面12a設(shè)置，第二流路區(qū)間19b沿著與側(cè)面12a的一側(cè)鄰接的側(cè)面12b設(shè)置，第三流路區(qū)間19c沿著與側(cè)面12a的另一側(cè)鄰接的側(cè)面12c設(shè)置，詳細(xì)情形在后文中敘述。冷卻水從入口配管13流入流路區(qū)間1%，如虛線箭頭所示按流路區(qū)間19b、流路區(qū)間19a、流路區(qū)間19c的順序流動，從出口配管14流出。如圖10所示，在流路形成體12的上表面一側(cè)，在與流路區(qū)間19a相對的位置形成有與側(cè)面12a平行的長方形的開口部402a，在與流路區(qū)間19b相對的位置形成有與側(cè)面12b平行的長方形的開口部402b，在與流路區(qū)間19c相對的位置形成有與側(cè)面12c平行的長方形的開口部402c。通過這些開口部402a 402c，將功率模塊300U 300W插入流路19內(nèi)。如圖11所示，在下蓋420上與上述開口部402a 402c相對的位置，分別形成向流路19的下側(cè)突出的凸部406。這些凸部406從流路19 一側(cè)看來成為凹陷，從開口部402a 402c插入的功率模塊300U 300W的下端部分進(jìn)入該凹陷中。由于流路形成體12以開口部404與開口部402a 402c相對地的方式形成，因此是容易通過鑄鋁來制造的結(jié)構(gòu)。如圖10所示，在流路形成體12上設(shè)置了以三個邊被流路19包圍的方式形成的矩形的收納空間405。在該收納空間405中收納電容器模塊500。由于被流路19包圍的收納空間405是長方體形狀，因此能夠使電容器模塊500成為長方體形狀，電容器模塊500的生產(chǎn)效率變高。接著，使用圖12 (a) 圖26 (b)說明逆變器電路140中使用的功率模塊300U 300W和功率模塊30IU 30IW的詳細(xì)結(jié)構(gòu)。上述功率模塊300U 300W和功率模塊30IU 301W均為相同結(jié)構(gòu)，作為代表說明功率模塊300U的結(jié)構(gòu)。其中，圖12 圖26中，信號端子325U對應(yīng)圖2中公開的柵極154和信號用發(fā)射極155，信號端子325L對應(yīng)圖2中公開的柵極164和發(fā)射極165。此外，直流正極端子315B與圖2中公開的正極端子157相同，直流負(fù)極端子319B與圖2公開的負(fù)極端子158相同。此外，交流端子320B與圖2中公開的交流端子159相同。圖12 Ca)是本實(shí)施方式的功率模塊300U的立體圖。圖12 (b)是用截面D截斷本實(shí)施方式的功率模塊300U并從方向E觀看時的截面圖。圖13 (a) (C)是為了有助于理解，而表示從圖12 (a) (b)所示的狀態(tài)除去螺釘309和第二密封樹脂351后的功率模塊300U的圖。圖13 (a)是立體圖，圖13 (b)是與圖12 (b)同樣地用截面D截斷并從方向E觀看時的截面圖。此外，圖13 (c)是對翅片305加壓而使彎曲部304A變形前的截面圖。 圖14 (a) (b)是表示從圖13 (a) (C)所示的狀態(tài)進(jìn)一步除去了模塊外殼304后的功率模塊300U的圖。圖14 (a)是立體圖，圖14 (b)是與圖12 (b)、圖13 (b)同樣地用截面D截斷并從方向E觀看時的截面圖。圖15是從圖14 (a) (b)所示的狀態(tài)進(jìn)一步除去了第一密封樹脂348和配線絕緣部608后的功率模塊300U的立體圖。圖16 (a) (b)是表示功率模塊300U中的輔助模塑體600的圖。圖16 (a)是立體圖，圖16 (b)是與圖12 (b)、圖13 (b)和圖14 (b)同樣地用截面D截斷并從方向E觀看時的截面圖。構(gòu)成上下臂的串聯(lián)電路150的功率半導(dǎo)體元件(IGBT328、IGBT330、二極管156、二極管166)如圖14 (a) (b)和圖15所不,被導(dǎo)體板315和導(dǎo)體板318、或被導(dǎo)體板320和導(dǎo)體板319從兩面夾住固定。導(dǎo)體板315等在其散熱面露出的狀態(tài)下被第一密封樹脂348密封，并在該散熱面上熱壓接絕緣片333。第一密封樹脂348如圖14所示，具有多面體形狀(此處為大致長方體形狀)。被第一密封樹脂348密封的模塊一次密封體302,插入模塊外殼304中，隔著絕緣片333與作為CAN型冷卻器的模塊外殼304的內(nèi)面熱壓接。此處，CAN型冷卻器指的是一面具有插入口 306而另一面具有底的筒形的冷卻器。在殘留于模塊外殼304內(nèi)部的空隙中，填充第二密封樹脂351。模塊外殼304由具有導(dǎo)電性的部件——例如鋁合金材料(Al、AlSi, AlSiC, Al-C等)構(gòu)成，并且一體成形為沒有接縫的狀態(tài)。模塊外殼304除了插入口 306以外不設(shè)置開口，插入口 306的外周被凸緣304B包圍。此外，如圖12 (a)所示，具有比其他面更寬的面的第一散熱面307A和第二散熱面307B以彼此相對的狀態(tài)配置，以與這些散熱面相對的方式配置各功率半導(dǎo)體元件(IGBT328、IGBT330、二極管156、二極管166)。將該相對的第一散熱面307A和第二散熱面307B連接的三個面，以比該第一散熱面307A和第二散熱面307B更窄的寬度構(gòu)成密封的面，在剩余的一邊的面上形成插入口 306。模塊外殼304的形狀不需要是準(zhǔn)確的長方體，也可以使角形成為圖12 (a)所示的曲面。通過使用這樣形狀的金屬制的外殼，即使將模塊外殼304插入水或油等冷卻介質(zhì)流通的流路19內(nèi)，也能夠利用凸緣304B確保對于冷卻介質(zhì)的密封，因此能夠用簡易的結(jié)構(gòu)防止冷卻介質(zhì)進(jìn)入模塊外殼304的內(nèi)部。此外，在相對的第一散熱面307A和第二散熱面 307B上，分別均勻地形成有翅片305。進(jìn)而，在第一散熱面307A和第二散熱面307B的外周形成有厚度非常薄的彎曲部304A。由于彎曲部304A的厚度非常薄以至于達(dá)到了通過對翅片305加壓而就能夠簡單變形的程度，所以模塊一次密封體302被插入后的生產(chǎn)效率得到提聞。
通過如上所述使導(dǎo)體板315隔著絕緣片333與模塊外殼304的內(nèi)壁熱壓接，能夠減少導(dǎo)體板315等與模塊外殼304的內(nèi)壁之間的空隙，能夠使功率半導(dǎo)體元件的發(fā)熱高效率地傳遞到翅片305。進(jìn)而，由于絕緣片333具有一定程度的厚度和柔軟性，能夠利用絕緣片333吸收熱應(yīng)力的產(chǎn)生，適于在溫度變化劇烈的車輛用電力轉(zhuǎn)換裝置中使用。
在模塊外殼304的外部,設(shè)置用于與電容器模塊500電連接的金屬制的直流正極配線315A和直流負(fù)極配線319A，在它們的前端部分別形成直流正極端子315B (157)和直流負(fù)極端子319B (158)。此外，設(shè)置用于對電動發(fā)電機(jī)MGl供給交流電力的金屬制的交流配線320A，在其前端形成交流端子320B (159)。本實(shí)施方式中，如圖15所示，直流正極配線315A與導(dǎo)體板315連接，直流負(fù)極配線319A與導(dǎo)體板319連接，交流配線320A與導(dǎo)體板320連接。
在模塊外殼304的外部進(jìn)一步設(shè)置用于與驅(qū)動器電路174電連接的金屬制的信號配線324U和324L，在其前端部分別形成信號端子325U (154、155)和信號端子325L (164、 165)。本實(shí)施方式中，如圖15所示，信號配線324U與IGBT328連接，信號配線324L與 IGBT330 連接。
直流正極配線315A、直流負(fù)極配線319A、交流配線320A、信號配線324U和信號配線324L,在通過由樹脂材料成型的配線絕緣部608相互絕緣的狀態(tài)下,作為輔助模塑體(輔助成型體)600 —體成型。配線絕緣部608也起到用于支承各配線的支承部件的作用，其使用的樹脂材料，優(yōu)選具有絕緣性的熱固化性樹脂或熱塑性樹脂。由此，能夠確保直流正極配線315A、直流負(fù)極配線319A、交流配線320A、信號配線324U和信號配線324L之間的絕緣性，能夠進(jìn)行高密度配線。輔助模塑體600與模塊一次密封體302在連接部370進(jìn)行金屬接合，然后利用將設(shè)置在配線絕緣部608上的螺孔貫通的螺釘309固定到模塊外殼304上。 連接部370處的模塊一次密封體302與輔助模塑體600的金屬接合，例如能夠使用TIG焊接等。
直流正極配線315A和直流負(fù)極配線319A在中間夾著配線絕緣部608相對的狀態(tài)下彼此疊層，成為大致平行延伸的形狀。通過這樣的配置和形狀，功率半導(dǎo)體元件進(jìn)行開關(guān)動作時瞬間流過的電流相對地在相反方向上流動。由此，起到使電流產(chǎn)生的磁場彼此抵消的作用，利用該作用能夠?qū)崿F(xiàn)低電感化。此外，交流配線320A和信號端子325U、325L也與直流正極配線315A和直流負(fù)極配線319A向著相同的方向延伸。
模塊一次密封體302與輔助模塑體600通過金屬接合而連接的連接部370被第二密封樹脂351密封于模塊外殼304內(nèi)。由此，能夠在連接部370與模塊外殼304之間穩(wěn)定地確保必要的絕緣距離，與不密封的情況相比能夠?qū)崿F(xiàn)功率模塊300U的小型化。
如圖15、圖16 (a) (b)所示，在連接部370的輔助模塊600 —側(cè)，輔助模塊側(cè)直流正極連接端子315C、輔助模塊側(cè)直流負(fù)極連接端子319C、輔助模塊側(cè)交流連接端子320C、 輔助模塊側(cè)信號連接端子326U和輔助模塊側(cè)信號連接端子326L排成一列配置。另一方面，在連接部370的模塊一次密封體302 —側(cè)，沿著具有多面體形狀的第一密封樹脂348的一個面，元件側(cè)直流正極連接端子315D、元件側(cè)直流負(fù)極連接端子319D、元件側(cè)交流連接端子320D、元件側(cè)信號連接端子327U和元件側(cè)信號連接端子327L排成一列配置。通過采用像這樣在連接部370使各端子排成一列的結(jié)構(gòu)，通過傳遞成型進(jìn)行的模塊一次密封體302 的制造變得容易。
此處，對于模塊一次密封體302的從第一密封樹脂348向外側(cè)延伸的部分，說明按每一種類視為一個端子時的各端子的位置關(guān)系。以下說明中，將直流正極配線315A (包括直流正極端子315B和輔助模塊側(cè)直流正極連接端子315C)和元件側(cè)直流正極連接端子 315D構(gòu)成的端子稱為正極側(cè)端子，將直流負(fù)極配線319A (包括直流負(fù)極端子319B和輔助模塊側(cè)直流負(fù)極連接端子319C)和元件側(cè)直流負(fù)極連接端子319D構(gòu)成的端子稱為負(fù)極側(cè)端子，將交流配線320A (包括交流端子320B和輔助模塊側(cè)交流連接端子320C)和元件側(cè)交流連接端子320D構(gòu)成的端子稱為輸出端子，將信號配線324U (包括信號端子325U和輔助模塊側(cè)信號連接端子326U)和元件側(cè)信號連接端子327U構(gòu)成的端子稱為上臂用信號端子， 將信號配線324L (包括信號端子325L和輔助模塊側(cè)信號連接端子326L)和元件側(cè)信號連接端子327L構(gòu)成的端子稱為下臂用信號端子。此處，信號配線324U與信號端子325U、信號配線324L與信號端子325L分別作為控制端子部。
上述各端子均從第一密封樹脂348和第二密封樹脂351經(jīng)連接部370突出，從該第一密封樹脂348突出的各突出·部分(元件側(cè)直流正極連接端子315D、元件側(cè)直流負(fù)極連接端子319D、元件側(cè)交流連接端子320D、元件側(cè)信號連接端子327U和元件側(cè)信號連接端子 327L)，如上所述沿著具有多面體形狀的第一密封樹脂348的一個面排成一列。此外，正極側(cè)端子和負(fù)極側(cè)端子以疊層狀態(tài)從第二密封樹脂351突出，向模塊外殼304的外部延伸。通過采用這樣的結(jié)構(gòu)，利用第一密封樹脂348將功率半導(dǎo)體元件密封而制造模塊一次密封體 302時,能夠防止合模(clamping)時對功率半導(dǎo)體元件與該端子的連接部分的過大的應(yīng)力或模具產(chǎn)生間隙。此外，因疊層的正極側(cè)端子與負(fù)極側(cè)端子中流過的反方向的電流，產(chǎn)生相互抵消的方向的磁通，所以能夠?qū)崿F(xiàn)低電感化。
在輔助模塊600 —側(cè)，在直流正極配線315A、直流負(fù)極配線319A的與直流正極端子315B、直流負(fù)極端子319B相反一側(cè)的前端部分別形成輔助模塊側(cè)直流正極連接端子 315C、輔助模塊側(cè)直流負(fù)極連接端子319C。此外，輔助模塊側(cè)交流連接端子320C在交流配線320A上形成于與交流端子320B相反一側(cè)的前端部。輔助模塊側(cè)信號連接端子326U、 326L，在信號配線324U、324L上分別形成于與信號端子325U、325L相反一側(cè)的前端部。
另一方面，在模塊一次密封體302 —側(cè),在導(dǎo)體板315、319、320上分別形成兀件側(cè)直流正極連接端子31 、元件側(cè)直流負(fù)極連接端子319D、元件側(cè)交流連接端子320D。此外， 元件側(cè)信號連接端子327U、327L分別通過接合線371與IGBT328、330連接。
接著，使用圖17 圖21說明模塊一次密封體302的組裝工序。
如圖17所示，直流正極側(cè)的導(dǎo)體板315和交流輸出側(cè)的導(dǎo)體板320、與元件側(cè)信號連接端子327U和327L，在與共用的聯(lián)結(jié)桿(tiebar)372連接的狀態(tài)下，以使它們大致同一平面狀地配置的方式一體加工。上臂一側(cè)的IGBT328的集電極和上臂一側(cè)的二極管156的陰極緊貼在導(dǎo)體板315上。下臂一側(cè)的IGBT330的集電極和下臂一側(cè)的二極管166的陰極緊貼在導(dǎo)體板320上。在IGBT328、330和二極管155、166上，導(dǎo)體板318和導(dǎo)體板319配置在大致同一平面上。上臂一側(cè)的IGBT328的發(fā)射極和上臂一側(cè)的二極管156的陽極緊貼在導(dǎo)體板318上。下臂一側(cè)的IGBT330的發(fā)射極和下臂一側(cè)的二極管166的陽極緊貼在導(dǎo)體板319上。各功率半導(dǎo)體元件通過金屬接合材料160分別緊貼在設(shè)置于各導(dǎo)體板的元件粘合部322上。金屬接合材料160例如是焊錫材料或含有銀膜和金屬微粒的低溫?zé)Y(jié)接合材料等。
各功率半導(dǎo)體元件呈板狀的扁平結(jié)構(gòu)，該功率半導(dǎo)體元件的各電極在正反面形成。如圖17所示，功率半導(dǎo)體元件的各電極被導(dǎo)體板315和導(dǎo)體板318、或?qū)w板320和導(dǎo)體板319夾著。S卩，導(dǎo)體板315和導(dǎo)體板318形成隔著IGBT328和二極管156大致平行相對的疊層配置。同樣地，導(dǎo)體板320和導(dǎo)體板319形成隔著IGBT330和二極管166大致平行相對的疊層配置。此外，導(dǎo)體板320與導(dǎo)體板318通過中間電極329連接。通過該連接使上臂電路和下臂電路電連接，形成上下臂串聯(lián)電路。
如上所述，在導(dǎo)體板315與導(dǎo)體板318之間夾著IGBT328和二極管156，且在導(dǎo)體板320與導(dǎo)體板319之間夾著IGBT330和二極管166，并使導(dǎo)體板320與導(dǎo)體板318通過中間電極329連接，從而形成圖18所示的狀態(tài)。之后，使IGBT328的控制電極328A與元件側(cè)信號連接端子327U通過接合線371連接，且將IGBT330的控制電極330A與元件側(cè)信號連接端子327L也通過接合線371連接，成為圖19所示的狀態(tài)。
組裝至圖19所示的狀態(tài)后，利用第一密封樹脂348將包括功率半導(dǎo)體元件和接合線371的部分如圖20所示地密封。此時，在模具按壓面373上從上下用模具按壓，通過傳遞成型對模具內(nèi)填充第一密封樹脂348而成型。
利用第一密封樹脂348密封后，切除聯(lián)結(jié)桿372，將元件側(cè)直流正極連接端子 31 、元件側(cè)交流連接端子320D、元件側(cè)信號連接端子327U、327L分別分離。然后，使在模塊一次密封體302的一邊上排成一列的元件側(cè)直流正極連接端子315D、元件側(cè)直流負(fù)極連接端子319D、元件側(cè)交流連接端子320D、元件側(cè)信號連接端子327U、327L的各端部，如圖21 所示向同一方向分別彎曲。由此，能夠使在連接部370對模塊一次密封體302與輔助模塑體600進(jìn)行金屬接合時的作業(yè)變得容易，提高生產(chǎn)效率，并且能夠提高金屬接合的可靠性。
圖22 (a) (b)是用于說明第一密封樹脂348的傳遞成型工序的圖。圖22 (a)表示合模前的縱截面圖，(b)表示合模后的縱截面圖。
如圖22(a)所示，圖19所示的密封前的模塊一次密封體302設(shè)置在上側(cè)模具374A 與下側(cè)模具374B之間。上側(cè)模具374A和下側(cè)模具374B在模具按壓面373從上下方向?qū)⒛K一次密封體302夾入而合模，由此如圖22 (b)所示在模具內(nèi)形成模具空間375。通過對該模具空間375填充第一密封樹脂348進(jìn)行成型，而在模塊一次密封體302上使功率半導(dǎo)體元件(IGBT328、330和二極管155、166)被第一密封樹脂348密封。
此外,如圖20所示,在模具按壓面373上,元件側(cè)直流正極連接端子315D、元件側(cè)直流負(fù)極連接端子319D、元件側(cè)交流連接端子320D、元件側(cè)信號連接端子327U和元件側(cè)信號連接端子327L排成一列配置。通過采用這樣的端子配置，能夠使用上側(cè)模具374A和下側(cè)模具374B，能夠在各端子與功率半導(dǎo)體元件的連接部不產(chǎn)生多余的應(yīng)力、并且無間隙地進(jìn)行合模。從而，能夠不會導(dǎo)致功率半導(dǎo)體元件的破損、或使第一密封樹脂348從間隙漏出地進(jìn)行功率半導(dǎo)體元件的密封。
接著，參照圖23說明模塊一次密封體302中功率半導(dǎo)體元件的控制電極與各端子的配置關(guān)系。圖23中，為了容易理解，表示了從圖18的狀態(tài)除去了導(dǎo)體板318、319和中間電極329后的狀態(tài)。圖23中，在IGBT328、330的一邊側(cè)(圖中的上邊側(cè))，控制電極328A、 330A分別配置在關(guān)于中心線376、377偏向圖中左側(cè)的位置。中心線376、377與元件側(cè)直流正極連接端子315D、元件側(cè)直流負(fù)極連接端子319D、元件側(cè)交流連接端子320D、元件側(cè)信號連接端子327U和元件側(cè)信號連接端子327L的排列方向正交。
將IGBT328通過中心線376 —分為二，則元件側(cè)信號連接端子327U被配置在配置了控制電極328A的一側(cè)，元件側(cè)直流正極連接端子31 被配置在另一側(cè)。同樣地，將 IGBT330通過中心線377 —分為二，則元件側(cè)信號連接端子327L被配置在配置了控制電極 330A的一側(cè)，元件側(cè)交流連接端子320D被配置在另一側(cè)。此外，如圖18所示，元件側(cè)直流負(fù)極連接端子319D被配置在元件側(cè)直流正極連接端子31 與元件側(cè)信號連接端子327L 之間。通過這樣配置，能夠使分別連接控制電極328A、330A與元件側(cè)信號連接端子327U、 327L的接合線371的長度最小，提高連接的可靠性。此外，能夠使各端子集中化而實(shí)現(xiàn)模塊一次密封體302乃至功率模塊300U的小型化。
此外，如圖23所示，元件側(cè)直流正極連接端子31 、元件側(cè)交流連接端子320D、元件側(cè)信號連接端子327U和元件側(cè)信號連接端子327L，在與共用的聯(lián)結(jié)桿372連接的狀態(tài)下一體加工。由此，能夠在上述各端子之間將平面度和厚度的誤差抑制得非常小。但另一方面，由于一起組合的元件側(cè)直流負(fù)極連接端子319D是與上述各端子分開加工的，平面度和厚度的誤差與其他各端子相比較大，合模時可能會在該端子與功率半導(dǎo)體元·件的連接部上產(chǎn)生多余的應(yīng)力。
圖24是表示用于避免上述這樣的問題的變形例的圖。該變形例中，在設(shè)置了元件側(cè)直流負(fù)極連接端子319D的導(dǎo)體板319上，設(shè)置有用于吸收進(jìn)而緩和合模時的應(yīng)力的應(yīng)力緩和部319E。應(yīng)力緩和部319E的位置優(yōu)選為安裝功率半導(dǎo)體元件的部分(軟釬焊部分)至模具按壓面373之間。其中，關(guān)于應(yīng)力緩和部319E，也可以考慮單純使導(dǎo)體板319的一部分的厚度比其他部分薄，但該情況下該部分電流密度會增加，存在電性能降低的可能性。從而，優(yōu)選如圖24所示使導(dǎo)體板319的一部分彎曲而作為應(yīng)力緩和部319E。這樣，在應(yīng)力緩和部319E，電流密度不會增加，進(jìn)而在因彎曲產(chǎn)生折返的部分，電流的方向變得相對，因此也有助于抑制電感。
圖25是表示功率模塊300U的電路結(jié)構(gòu)的電路圖。上臂一側(cè)的IGBT328的集電極與上臂一側(cè)的二極管156的陰極通過導(dǎo)體板315連接。同樣地，下臂一側(cè)的IGBT330的集電極與下臂一側(cè)的二極管166的陰極通過導(dǎo)體板320連接。此外，上臂一側(cè)的IGBT328的發(fā)射極與上臂一側(cè)的二極管156的陽極通過導(dǎo)體板318連接。同樣地，下臂一側(cè)的IGBT330 的發(fā)射極與下臂一側(cè)的二極管166的陽極通過導(dǎo)體板319連接。導(dǎo)體板318與320通過中間電極329連接。通過這樣的電路結(jié)構(gòu)形成上下臂串聯(lián)電路。
接著，關(guān)于低電感化所產(chǎn)生的作用，參照圖26 (a) (b)說明。圖26 (a)是表示流過恢復(fù)電流時的等效電路的圖，圖26 (b)是表不恢復(fù)電流的路徑的圖。
圖26 (a)中，令下臂一側(cè)的二極管166是在正向偏置狀態(tài)下導(dǎo)通的狀態(tài)。該狀態(tài)下，當(dāng)上臂一側(cè)的IGBT328成為ON狀態(tài)時，下臂一側(cè)的二極管166成為反向偏置，因載流子移動而產(chǎn)生的恢復(fù)電流貫通上下臂。此時，各導(dǎo)體板315、318、319、320中，流過圖26 (b) 所示的恢復(fù)電流360?；謴?fù)電流360如虛線所示，通過與直流負(fù)極端子319B (158)相對配置的直流正極端子315B(157)，接著流過由各導(dǎo)體板315、318、319、320形成的環(huán)形的路徑， 再次通過與直流正極端子315B (157)相對配置的直流負(fù)極端子319B (158)如實(shí)線所示地流動。通過使電流在環(huán)形路徑中流動，模塊外殼304的第一散熱面307A和第二散熱面307B 中會流過渦動電流361。利用該渦動電流361的電流路徑之等效電路362所產(chǎn)生的磁場抵消效果，降低環(huán)形路徑中的配線電感363。
其中，恢復(fù)電流360的電流路徑越接近環(huán)形，電感降低作用越增大。本實(shí)施方式中，環(huán)形的電流路徑如虛線所示，在導(dǎo)體板315的接近直流正極端子315B (157) —側(cè)的路徑中流動，通過IGBT328和二極管156內(nèi)。然后，環(huán)形的電流路徑如實(shí)線所示，在導(dǎo)體板318 的遠(yuǎn)離直流正極端子315B (157)—側(cè)的路徑中流動，之后如虛線所示流經(jīng)導(dǎo)體板320的接近直流正極端子315B (157) 一側(cè)的路徑，通過IGBT330和二極管166內(nèi)。進(jìn)而，環(huán)形的電流路徑如實(shí)線所示，在導(dǎo)體板319的接近直流負(fù)極配線319A —側(cè)的路徑中流動。像這樣， 環(huán)形的電流路徑相對于直流正極端子315B (157)和直流負(fù)極端子319B (158)通過了較近一側(cè)和較遠(yuǎn)一側(cè)的路徑，形成更接近環(huán)形的電流路徑。
圖38是表示對直流負(fù)極配線進(jìn)行了分割的情況下的變形例的圖。其中，與上述附圖標(biāo)記相同標(biāo)記的結(jié)構(gòu)具有相同的功能。由于圖18所示作為元件側(cè)直流負(fù)極連接端子 319D組合的是與上述各端子分開加工的端子，平面度和厚度的誤差與其他各端子相比較大，在合模時可能 會在該端子與功率半導(dǎo)體元件的連接部上產(chǎn)生多余的應(yīng)力。
于是，如圖38所示，對圖18所示的元件側(cè)直流負(fù)極連接端子319D進(jìn)行分割，使負(fù)極側(cè)連接端子319F配置在與元件側(cè)交流連接端子320D和元件側(cè)直流正極連接端子31 大致同一個面上。
此外,如圖39所示,元件側(cè)直流負(fù)極連接端子319G從導(dǎo)體319的邊緣延伸至與負(fù)極側(cè)連接端子319F的一部分相對的位置。然后，元件側(cè)直流負(fù)極連接端子319G的端部，向負(fù)極側(cè)連接端子319F —側(cè)彎曲。
接著，如圖40所示，元件側(cè)直流負(fù)極連接端子319G的端部通過金屬接合材料161 與負(fù)極側(cè)連接端子319F連接。將各種半導(dǎo)體元件和端子利用金屬接合材料接合后，通過圖 22 (a) (b)所示的制造方法，利用第一密封樹脂348將圖40所示的模塊體密封，完成圖41 所示的模塊一次密封體303。如圖41所示，負(fù)極側(cè)連接端子319F和元件側(cè)直流正極連接端子315D、元件側(cè)交流連接端子320D、元件側(cè)信號連接端子327U —起，與聯(lián)結(jié)桿372 —體形成。這樣，聯(lián)結(jié)桿372的切斷，能夠包括與負(fù)極側(cè)連接端子319F的連接部分在內(nèi)一齊進(jìn)行。
由此，能夠在上述各端子之間將平面度和厚度的誤差抑制得非常小。
圖27是電容器模塊500的外觀立體圖。電容器模塊500內(nèi)設(shè)置有多個電容器單元。在電容器模塊500的上表面，接近電容器模塊500的與流路19相對的面，突出地設(shè)置電容器端子503a 503c。電容器端子503a 503c與各功率模塊300的正極端子157和負(fù)極端子158對應(yīng)地形成。電容器端子503a 503c呈同一形狀，在電容器端子503a 503c所包括的負(fù)極側(cè)電容器端子504與正極側(cè)電容器端子506之間設(shè)置有絕緣片，確保端子間的絕緣。
在電容器模塊500的側(cè)面500d—側(cè)的上部，形成有突出部500e、500f。突出部 500e內(nèi)安裝有放電電阻，突出部500f內(nèi)安裝有用于應(yīng)對共模噪聲的Y電容器。此外，在從突出部500f的上表面突出的端子500g、500h上，安裝圖5所示的電源端子508、509。如圖10所示，在開口 402b、402c與側(cè)面12d之間形成有凹部405a、405b，當(dāng)將電容器模塊500收納在流路形成體12的收納空間405中時，突出部500e被收納在凹部405a中，突出部500f 被收納在凹部405b中。
突出部500e內(nèi)安裝的放電電阻，是用于在逆變器停止時使電容器模塊500內(nèi)的電容器單元中蓄積的電荷放電的電阻。用于收納突出部500e的凹部405a設(shè)置在從入口配管 13流入的冷卻水的流路的正上方，所以能夠抑制放電時放電電阻的溫度上升。
圖28是匯流條組件800的立體圖。匯流條組件800包括U、V、W相的交流匯流條 802U、802V、802W，用于保持、固定交流匯流條802U 802W的保持部件803，用于檢測交流匯流條802U 802W中流過的交流電流的電流傳感器模塊180。交流匯流條802U 802W分別由寬幅導(dǎo)體形成。在由樹脂等絕緣材料形成的保持部件803上，以從保持部件803向上方突出的方式形成有多個用于保持驅(qū)動器電路基板22的支承部件807a。
電流傳感器模塊180，當(dāng)如上述圖8所示將匯流條組件800固定到了流路形成體12上時，以與側(cè)面12d平行的方式配置在匯流條組件800上接近流路形成體12的側(cè)面 12d的位置。如圖28所示，在電流傳感器模塊180的側(cè)面，分別形成用于貫通交流匯流條 802U 802W的貫通孔181。在電流傳感器模塊180的形成有貫通孔181的部分設(shè)置傳感器元件，各傳感器元件的信號線182a從電流傳感器模塊180的上表面突出。各傳感器元件 在電流傳感器模塊180的延伸方向、即流路形成體12的側(cè)面12d的延伸方向上并列配置。 交流匯流條802U 802W貫通各貫通孔181，其前端部分平行地突出。
在保持部件803上，以向上方突出的方式形成定位用的突起部806a、806b。電流傳感器模塊180通過螺合而固定在保持部件803上，此時通過使突起部806a、806b與形成在電流傳感器模塊180的殼體上的定位孔卡合，進(jìn)行電流傳感器模塊180的定位。進(jìn)而，在將驅(qū)動器電路基板22固定到支承部件807a時，通過使定位用突起部806a、806b與形成在驅(qū)動器電路基板22 —側(cè)的定位孔卡合，而將電流傳感器模塊180的信號線182a定位到驅(qū)動器電路基板22的通孔中。信號線182a與驅(qū)動器電路基板22的配線圖案通過軟釬焊接合。
本實(shí)施方式中，保持部件803、支承部件807a和突起部806a、806b由樹脂一體形成。這樣，由于保持部件803具備電流傳感器模塊180與驅(qū)動器電路基板22的定位功能， 所以信號線182a與驅(qū)動器電路基板22之間的組裝和軟釬焊連接作業(yè)變得容易。此外，通過在保持部件803上設(shè)置用于保持電流傳感器模塊180和驅(qū)動器電路基板22的機(jī)構(gòu)，能夠削減電力轉(zhuǎn)換裝置整體的部件個數(shù)。
交流匯流條802U 802W以寬幅面水平的方式被固定在保持部件803上，與功率模塊300U 300W的交流端子159連接的連接部805垂直地豎起。連接部805的前端呈凹凸形狀，熔焊時熱量集中在該凹凸部分。
如上所述，由于電流傳感器模塊180與流路形成體12的側(cè)面12d平行地配置，因此從電流傳感器模塊180的貫通孔181突出的各交流匯流條802U 802W配置在流路形成體12的側(cè)面12d上。由于各功率模塊300U 300W配置在沿著流路形成體12的側(cè)面12b、 12a、12c形成的流路區(qū)間19b、19a、19c中，所以交流匯流條802U 802W的連接部805配置在匯流條組件800的與側(cè)面12a 12c對應(yīng)的位置。結(jié)果，如圖8所示，U相交流匯流條 802U從配置在側(cè)面12b附近的功率模塊300U延伸設(shè)置至側(cè)面12d，V相交流匯流條802V從配置在側(cè)面12a附近的功率模塊300V延伸設(shè)置至側(cè)面12d，W相交流匯流條802W從配置在側(cè)面12c附近的功率模塊300W延伸設(shè)置至側(cè)面12d。
圖29是表示功率模塊300U 300W被固定于開口部402a 402c、電容器模塊500 被收納于收納空間405后的流路形成體12的圖。圖29所示的例子中，U相的功率模塊300U 被固定于開口部402b，V相的功率模塊300V被固定于開口部402a，W相的功率模塊300W被固定于開口部402c。之后,在收納空間405中收納電容器模塊500,將電容器一側(cè)的端子與各功率模塊的端子通過熔焊等連接。各端子從流路形成體12的上端面突出，從上方使焊接機(jī)靠近進(jìn)行焊接作業(yè)。
其中，匚字形配置的各功率模塊300U 300W的正極和負(fù)極端子157、158，與電容器模塊500的上表面上突出設(shè)置的電容器端子503a 503c連接。由于三個功率模塊 300U 300W以包圍電容器模塊500的方式設(shè)置，所以各功率模塊300U 300W對于電容器模塊500而言位置關(guān)系是同等的，能夠使用同一形狀的電容器端子503a 503c平衡性良好地與電容器模塊500連接。因此，電容器模塊500與功率模塊300U 300W的電路常數(shù)在三相的各個相中易于變得平衡，形成為電流容易導(dǎo)入導(dǎo)出的結(jié)構(gòu)。
圖30是將圖29所示配置了功率模塊300U 300W和電容器模塊500的流路形成體12水平地截斷的圖。如上所述，在流路形成體12上形成有匚字形的流路19，在沿著圖示左側(cè)的側(cè)面12b形成的流路區(qū)間19b中配置U相功率模塊300U。同樣地，在沿著與設(shè)有配管13、14的側(cè)面12d相反一側(cè)的側(cè)面12a形成的流路區(qū)間19a中，配置V相功率模塊300V， 在沿著右側(cè)的側(cè)面12形成的流路區(qū)間19c中配置W相功率模塊300W?！?br> 在流路形成體12的側(cè)面12d上形成有開口 12g、12h。開口 12g通過連通路12e與流路區(qū)間19b連通。開口 12h通過連通路12f與流路區(qū)間19c連通。配置于開口 12g、12h 的配管13、14，以被壓入連通路12e、12f的方式安裝。
圖37表示從圖30的A-A截面的箭頭方向觀看流路形成體12的截面圖。另外， 圖37表示了使A-A截面左右反轉(zhuǎn)的狀態(tài)。連通路12e沿著冷卻水的流動方向的流路截面的形狀有較大的變化。此外，本實(shí)施方式的冷卻水，在功率模塊300U的側(cè)面的作用下，其流動分支為兩部分，一方的流動朝向模塊外殼304的第一散熱面307A —側(cè)，另一方的流動朝向模塊外殼304的第二散熱面307B —側(cè)。其中，第一散熱面307A是與圖37所示的第二散熱面307B相反一側(cè)的散熱面，圖37中看不到。由此，由于本實(shí)施方式的冷卻水與功率模塊 300U的側(cè)面碰撞，存在用于使該冷卻水流動的壓力損失增大的趨勢。為了抑制該壓力損失的增大，在功率模塊300U的側(cè)面部附近，需要調(diào)整冷卻水的流動。于是，在從入口配管13 一側(cè)去往功率模塊300U的方向上，以高度方向上的寬度階梯性增大的方式形成有入口區(qū)間(entranceregion) 12j。此外,入口區(qū)間12j的形狀也可以不是如圖37所示地形成階梯狀，而是平滑的斜坡狀。
本實(shí)施方式中，沿著平面形狀為大致正方形的流路形成體12的三個側(cè)面12a 12c形成匚字形的流路19，在各流路區(qū)間19a 19c中配置功率模塊300U 300W時，使扁平的功率模塊300U 300W與各側(cè)面12a 12c平行地配置。然后，在被流路19包圍的中央?yún)^(qū)域(收納空間405)，收納作為電子部件的電容器模塊500。通過這樣的模塊配置，可以實(shí)現(xiàn)收納了功率模塊300U 300W以及電容器模塊500的流路形成體12的小型化。
另外，在將三個功率模塊300U 300W以匚字形配置的情況下，如圖30所示，通過使平行配置的一對功率模塊300U、300W之間配置的功率模塊300V的至少一部分進(jìn)入被功22率模塊300U和300W夾著的區(qū)域中，能夠進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)小型化。
圖31是用于說明三個功率模塊300U 300W的配置的示意圖。其中，功率模塊 300U 300W具有相同結(jié)構(gòu)、相同形狀。流路形成體的側(cè)面12b、12c的寬度至少需要為沿著功率模塊300U 300W的流路的長度LI與連通路的長度L2的和的程度。另一方面，關(guān)于側(cè)面12a，則至少需要為尺寸LI的程度。當(dāng)然，實(shí)際上需要如圖30所示，考慮流路區(qū)間的連接部分等冷卻水的流動對尺寸進(jìn)行一定的調(diào)整。
因此，在想要使電力轉(zhuǎn)換裝置20的設(shè)置面積盡可能小的情況下，可以考慮通過使其俯視下的形狀(平面形狀)為大致正方形，而實(shí)現(xiàn)電力轉(zhuǎn)換裝置200的小型化。如上所述， 由于沿著側(cè)面12b、12c的方向需要連通路，出于小型化的觀點(diǎn)，如圖31所示，優(yōu)選將功率模塊300V配置成使得一對功率模塊300U、300W之間的區(qū)域SI中包括功率模塊300V的一部分。
圖31中的配置空間的圖示橫向方向的尺寸(側(cè)面12a的寬度尺寸)，在設(shè)功率模塊的厚度是L3時，至少為L1+2 · L3左右。于是，如果設(shè)定L3和L4使得縱向的尺寸L1+L2+ (L3-L4)與L1+2 · L3為相同程度，則能夠使俯視下的面積更小，成為大致正方形。此時，流路區(qū)間 19a如圖30所示形成為在功率模塊300U、300W之間的區(qū)域中通過。此外，根據(jù)連通路的長度L2相應(yīng)地設(shè)定功率模塊300V進(jìn)入功率模塊300U、300W之間的區(qū)域的尺寸L4，使得側(cè)面12a、12d的寬度尺寸與側(cè)面12b、12c的寬度尺寸的比成為規(guī)定值。另外，圖30所示的例子中，由于電容器模塊500的尺寸的限制，功率模塊300U、300W的間隔比功率模塊300V 的尺寸LI大一些。
配管13、14和它們被壓入的孔12e、12f的上部區(qū)域是空閑的空間。于是，如圖10 所示，在該空間形成凹部405a、405b，如圖29所示地配置電容器模塊500的放電電阻安裝部即突出部500e、Y電容器安裝部即突出部500f，實(shí)現(xiàn)空閑空間的有效利用，并有助于電力轉(zhuǎn)換裝置200的小型化。通過使配管13、14的位置集中在一個側(cè)面12d，從入口配管13至流路區(qū)間1%、和從流路區(qū)間19c至出口配管14的冷卻水的水流成為直線狀，所以能夠盡量減小壓損。此外，能夠抑制因配管突出而引起的裝置的設(shè)置空間增大，并且能夠?qū)崿F(xiàn)車載性的提高。進(jìn)而，將配管13、14壓入孔12e、12f中時，由于僅在殼體的一個面上進(jìn)行壓入作業(yè)， 所以提高了作業(yè)性和生產(chǎn)效率。
此外，由于流路19以包圍電容器模塊500的三邊的方式設(shè)置，因此能夠有效地冷卻電容器模塊500。并且，本實(shí)施方式的電力轉(zhuǎn)換裝置200是車載使用的，一般情況下多配置在發(fā)動機(jī)室內(nèi)。發(fā)動機(jī)室內(nèi)因來自發(fā)動機(jī)和行駛用電機(jī)等的熱而相對溫度較高，從周圍對電力轉(zhuǎn)換裝置200的熱滲透(heat penetration)成為問題。但是,如圖30所示，由于電容器模塊500被流通冷卻水的流路19包圍了三邊，所以能夠有效地屏蔽來自裝置周圍的熱滲透。
如圖29所示在流路形成體12上配置了功率模塊300U 300W和電容器模塊500 后，如圖8所示地在電容器模塊500的上方固定匯流條組件800，進(jìn)行端子的焊接(熔焊) 作業(yè)。本實(shí)施方式中，使與以匚字形配置的功率模塊300U 300W的端子連接的匯流條 802U 802W，以遠(yuǎn)離各連接部的方式去往電容器模塊500的上方，從流路形成體12的側(cè)面12d—側(cè)引出。因此，匯流條不會跨越功率模塊，能夠確保足夠的絕緣性，同時使匯流條 802U 802W集中在一個部位、即安裝交流接口 185的殼體10的開口 IOa的區(qū)域(參照圖5)。
通過采用這樣的匯流條結(jié)構(gòu)，能夠使功率模塊300U 300W遠(yuǎn)離產(chǎn)生熱因而溫度容易上升的交流連接器部，能夠抑制通過匯流條802U 802W向功率模塊300U 300W導(dǎo)熱。此外，通過以避開流路19上方的方式設(shè)置匯流條802U 802W，即使從流路19發(fā)生漏水的情況下，也能夠降低因漏水而導(dǎo)致漏電的可能性。
此外，由于匯流條組件800固定在流通冷卻水的流路形成體12上，所以不僅能夠抑制匯流條組件800的溫度上升，還能夠抑制保持在匯流條組件800上的電流傳感器180 的溫度上升。電流傳感器180中設(shè)置的傳感器元件具有不耐熱的特性，通過采用上述這樣的結(jié)構(gòu)能夠提高電流傳感器180的可靠性。
在如圖8所示將匯流條組件800固定到流路形成體12上并進(jìn)行端子焊接作業(yè)后， 如圖6所示，將驅(qū)動器電路基板22固定在形成于匯流條組件800的保持部件803上的支承部件807a上。車輛上搭載的電力轉(zhuǎn)換裝置200易于受到來自車輛的振動的影響。因此，通過利用形成在保持部件803上的多個支承部件807a不僅對驅(qū)動器電路基板22的周邊部支承、也對中央部附近支承的結(jié)構(gòu)，減少了對驅(qū)動器電路基板22施加的振動的影響。
例如，通過利用支承部件807a支承驅(qū)動器電路基板22的中央部，能夠使驅(qū)動器電路基板22的共振頻率高于從車輛一側(cè)傳遞的振動的頻率，減少對驅(qū)動器電路基板22的振動的影響。其中，驅(qū)動器電路基板22通過螺釘固定在支承部件807a上。
將驅(qū)動器電路基板22固定到匯流條組件800的上方后，如圖6所示地將殼體10 通過螺栓固定到流路形成體12上，進(jìn)而，在殼體10的劃分出上部收納空間和下部收納空間的隔板IOc上固定控制電路基板20。下部收納空間的驅(qū)動器電路基板22與上部收納空間的控制電路基板20如圖7所示用扁平線纜23連接。如上所述，在隔板IOc上，形成有用于將扁平線纜23從下部收納空間向上部收納空間引出的縫隙狀開口 10d。
功率模塊300U 300W沿著流路形成體12的三個側(cè)面12b、12a、12c以匚字形配置，因此與驅(qū)動器電路基板22連接的來自各功率模塊300U 300W的控制端子也如圖6所示地沿著驅(qū)動器電路基板22的與側(cè)面12b、12a、12c對應(yīng)的邊以匚字形排列。用于對功率模塊300U 300W進(jìn)行驅(qū)動控制的控制信號為高電壓，而電流傳感器180的傳感器信號和扁平線纜23的信號為低電壓。為了減少高電壓系統(tǒng)的噪聲對于低電壓系統(tǒng)的影響，優(yōu)選使高電壓系統(tǒng)的配線與低電壓系統(tǒng)的配線分離開配置。
本實(shí)施方式中，由于使功率模塊300U 300W沿著側(cè)面12b、12a、12c以匚字形配置，所以能夠?qū)Ⅱ?qū)動器電路基板22上的與側(cè)面12d對應(yīng)的邊的附近的區(qū)域，作為遠(yuǎn)離控制端子的空間使用。本實(shí)施方式中，由于電流傳感器180的檢測對象即匯流條802U 802W 集中在側(cè)面12d—側(cè)，所以電流傳感器180在側(cè)面12d的附近平行地配置。因此，信號端子 182a配置在上述驅(qū)動器電路基板22的與側(cè)面12d對應(yīng)的邊的附近的區(qū)域，能夠與高電壓系統(tǒng)的控制端子之間確保充足的距離。此外，在驅(qū)動器電路基板22上，扁平線纜23配置在驅(qū)動器電路基板22的與側(cè)面12c對應(yīng)的邊上，但為了減少來自控制端子的影響，將其連接在遠(yuǎn)離控制端子的側(cè)面12d附近的基板上。由此，在驅(qū)動器電路基板22上，能夠容易地使低電壓信號用的圖案和高電壓信號用的圖案分離。
此外，使低電壓系統(tǒng)的控制電路基板20配置在由隔板IOc分離的上部收納空間中，且使扁平線纜23經(jīng)過細(xì)長的縫隙狀的開口 IOd從下部收納空間引入，從而減少噪聲對于控制電路基板20的影響。這樣，本實(shí)施方式的電力轉(zhuǎn)換裝置200中，能夠充分實(shí)現(xiàn)噪聲的應(yīng)對。
此外，本實(shí)施方式的電力轉(zhuǎn)換裝置200，構(gòu)成為在流路形成體12上配置電容器模塊500和功率模塊300U 300W，從下方起依次進(jìn)行固定匯流條組件800、基板等必要的部件的作業(yè)，因此提高了生產(chǎn)效率和可靠性。
圖32是表示電力轉(zhuǎn)換裝置200的截面的圖，是從配管13、14的方向觀看電力轉(zhuǎn)換裝置200的截面圖。形成在流路形成體12上的開口 402a 402c，被設(shè)置于功率模塊300V、 300U、300W的模塊外殼304上的凸緣304b堵塞。此外，在凸緣304b與流路形成體12之間設(shè)置有密封材料以確保氣密性，不過此處省略了圖示。關(guān)于功率模塊300U 300W，其設(shè)置了散熱用翅片305的散熱面區(qū)域配置在流路19內(nèi)，未設(shè)置翅片305的下端部分收納在形成于下蓋420上的凸部406的內(nèi)側(cè)凹陷部分的內(nèi)部。由此，能夠防止冷卻水流入未形成有翅片305的空間。本實(shí)施方式的電力轉(zhuǎn)換裝置200中，如圖32所示將重量相對較重的電容器模塊500配置在電力轉(zhuǎn)換裝置200的下部中央，所以電力轉(zhuǎn)換裝置200的重心平衡，被施加振動時電力轉(zhuǎn)換裝置200不容易晃動。
圖33是說明將本實(shí)施方式的電力轉(zhuǎn)換裝置200搭載于車輛中的情況下的配置的圖。圖33表示配置在發(fā)動機(jī)室1000內(nèi)的情況，在該圖中表示了 A C三個布局模式。圖示下方對應(yīng)車輛前方，在發(fā)動機(jī)室1000的前方一側(cè)配置有散熱器(radiator) 1001。在散熱器1001的后方 ，配置內(nèi)置有電動發(fā)電機(jī)MGl的變速器TM。此外，信號用連接器21與發(fā)動機(jī)室1000內(nèi)的車輛信號線束連接。其中，圖33中未圖示電池136，由于電池136是重物，一般配置在車輛中央附近、即比發(fā)動機(jī)室1000更靠車輛后方的位置。
電力轉(zhuǎn)換裝置200與車輛一側(cè)的連接，與冷卻水的配管13、14的配置、用于對電動發(fā)電機(jī)MGl供給交流電力的交流連接器187的配置、以及與設(shè)置于車輛一側(cè)的上級控制電路連接的通信用連接器21的配置有關(guān)。本實(shí)施方式中，在流路形成體12的側(cè)面12d—側(cè)配置交流連接器187和配管13、14，在側(cè)面12b上配置信號用連接器21，在側(cè)面12c上配置直流連接器138。此外，從交流連接器187引出的交流配線187a通過配管13、14之間向電力轉(zhuǎn)換裝置200的下側(cè)引出。同樣地，直流連接器138的直流配線138a也向電力轉(zhuǎn)換裝置 200的下側(cè)引出。
圖33的布局模式A C中任意一種情況下，電力轉(zhuǎn)換裝置200均比變速器TM更靠上方配置。此外，對流路形成體12的流路19供給散熱器1001的冷卻水。因此，考慮電力轉(zhuǎn)換裝置200的配置時，考慮到冷卻配管和交流配線187a的作業(yè)性，優(yōu)選使設(shè)有配管13、 14和交流連接器187的側(cè)面12d朝向散熱器1001或變速器TM的方向配置。進(jìn)而，由于作為直流電源的電池136比發(fā)動機(jī)室1000更靠后方配置，考慮到直流配線138a的鋪設(shè)，優(yōu)選使安裝直流連接器138的側(cè)面12c朝向后方配置。
將電力轉(zhuǎn)換裝置200配置在發(fā)動機(jī)室1000內(nèi)的情況下，考慮圖33所示的三種布局模式A C。并且，考慮上述與散熱器1001、電池136和變速器TM的連接關(guān)系時，在布局模式A中使側(cè)面12d朝向變速器TM的方向配置較好，在布局模式B、C中使側(cè)面12d朝向散熱器1001的方向配置較好。
在布局模式A中，直流連接器138、交流連接器187和信號用連接器21朝向在配線布局觀點(diǎn)上看來合適的方向。此外，配管13、14朝向變速器TM的方向，因此需要使冷卻配管向散熱器1001的方向彎曲，但由于交流配線187a從交流連接器187向下方引出，所以能夠避免冷卻配管與交流配線187a的干涉，防止作業(yè)性惡化。
布局模式B的情況下，配管13、14、交流連接器187和信號用連接器21朝向合適的方向。此外，直流連接器138朝向車輛側(cè)方，只要使從直流連接器138向下方引出的直流配線138a繞向后方即可，避免了作業(yè)性的降低。
布局模式C的情況下，優(yōu)先了冷卻配管的布局，使側(cè)面12d朝向散熱器1001的方向配置。該情況下，雖然使交流配線187a繞向變速器TM的方向，但由于交流配線187a通過配管13、14之間向下方引出，所以交流配線187a與冷卻配管不會發(fā)生干涉。因此，對配管作業(yè)和配線作業(yè)沒有妨礙。
這樣，本實(shí)施方式的電力轉(zhuǎn)換裝置200中，配管13、14、直流連接器138、交流連接器187和信號用連接器21的配置是適于配置在發(fā)動機(jī)室1000中的配置。因此，能夠如布局模式A C所示對應(yīng)各種狀況，提供車載性優(yōu)良的電力轉(zhuǎn)換裝置200。
此外，上述實(shí)施方式中，功率模塊300U 300W的結(jié)構(gòu)為，將由導(dǎo)體板夾持功率半導(dǎo)體元件而形成的單元收納在正反兩面具有形成了翅片305的散熱面的模塊外殼304中。 因此，將功率模塊300U 300W設(shè)置在流路19中時，使其配置在流路的中央。但是，功率模塊的配置方法不限于以上說明，能夠使用各種配置。
圖34和圖35所不的變形例表不模塊外殼僅有一面構(gòu)成散熱面的功率模塊的情況下的配置方法。功率模塊301U 301W對應(yīng)上述功率模塊300U 300W，僅在扁平狀的功率模塊的一面上形成有用于散熱的翅片305。
圖34的情況下，功率模塊301V、301U、301W以與流路區(qū)間19a 19c的內(nèi)周面、即包圍電容器模塊500的壁面密合的方式分別配置。冷卻水沿著形成有翅片305的散熱面流動。另一方面，圖35所示的例子中，與圖34的情況相反，功率模塊301V、301U、301W以與流路區(qū)間19a 19c的外周面密合的方式分別配置。
此外，圖34、35所示的變形例中將功率模塊301U 301W的整體配置在流路19內(nèi)， 但也可以如圖36的變形例所示以僅使散熱面露出到流路19內(nèi)的方式配置。圖36所示的例子中的結(jié)構(gòu)為，在散熱板3010上設(shè)置功率半導(dǎo)體元件，并在該散熱板3010的背面一側(cè)形成翅片305，而即使是圖34、35所示用外殼覆蓋的結(jié)構(gòu)，也能夠同樣地配置。
如以上說明，本實(shí)施方式記載的電力轉(zhuǎn)換裝置200實(shí)現(xiàn)了以下的作用效果。
電力轉(zhuǎn)換裝置200，包括按三相逆變器電路140的三個相中的每一個相分別設(shè)置的、內(nèi)置串聯(lián)電路150的扁平狀的半導(dǎo)體模塊即功率模塊300U 300W，和具有收納電子部件的收納空間405和以包圍該收納空間405的方式形成的冷卻介質(zhì)流路的長方體形狀的流路形成體12。冷卻介質(zhì)流路即流路19具有沿著流路形成體12的側(cè)面12a設(shè)置的流路區(qū)間 19a，沿著與側(cè)面12a的一側(cè)鄰接的側(cè)面12b設(shè)置并與流路區(qū)間19a的一端連接的流路區(qū)間 1%，和沿著與側(cè)面12a的另一側(cè)鄰接的側(cè)面12c設(shè)置并與流路區(qū)間19a的另一端連接的流路區(qū)間19c。進(jìn)而，功率模塊300V以與側(cè)面12a平行的方式配置在流路區(qū)間19a中，功率模塊300U以與側(cè)面12b平行的方式配置在流路區(qū)間19b中，功率模塊300W以與側(cè)面12c平行的方式配置在流路區(qū)間19c中。
因此，三個功率模塊300U 300W匚字形地將收納空間405包圍，能夠使流路形成體12的俯視形狀為大致正方形。由此，能夠使流路形成體12更小，實(shí)現(xiàn)電力轉(zhuǎn)換裝置200的小型化。
如上所述,在混合動力車等之中，電力轉(zhuǎn)換裝置大多載置在發(fā)動機(jī)室內(nèi)，電力轉(zhuǎn)換裝置的氣氛溫度會因發(fā)動機(jī)和行駛用電機(jī)產(chǎn)生的熱而變得相當(dāng)高。因此，在車載用電力轉(zhuǎn)換裝置中，存在不僅需要冷卻內(nèi)置半導(dǎo)體元件的功率模塊，還需要冷卻電力轉(zhuǎn)換裝置中包括的其他電子部件的情況。
本實(shí)施方式中，例如通過使電容器模塊500等電子部件收納在被流路19包圍了三面的收納空間405中，不僅能夠使電子部件自身發(fā)出的熱被高效率地散熱，還能夠防止周圍環(huán)境對電子部件的熱滲透。
此外，通過將配管13、14設(shè)置在一個面12d上，配管13、14的壓入作業(yè)變得易于進(jìn)行，并且與車輛一側(cè)的冷卻配管的連接作業(yè)變得容易。此外，從流入開口 12g至流路區(qū)間 19b、和從流路區(qū)間19c至流出開口 12h的流路成為直線狀，能夠減少該區(qū)間中的壓力損失。
進(jìn)而，設(shè)置有與功率模塊300U 300W的交流輸出端子連接，且通過收納空間405 的上方引出到流路形成體12的側(cè)面12d的匯流條802U 802W。由此，從流路形成體12的側(cè)面突出設(shè)置的部件、即與匯流條802U 802W連接的交流連接器807和配管13、14集中在一個面12d上，能夠使電力轉(zhuǎn)換裝置200小型化。此外，搭載到車輛上時的冷卻配管和交流配線的布局變得容易進(jìn)行，提高了車載性。此外，由于使匯流條802U 802W不跨越流路 19而是繞向作為空閑空間的側(cè)面12d，因此能夠?qū)崿F(xiàn)匯流條802U 802W的絕緣性的提高。 此外，由于匯流條802U 802W的連接器部與功率模塊300U 300W的距離較遠(yuǎn)，能夠減少連接器部產(chǎn)生的熱傳遞到功率模塊300U 300W。
此外，通過使作為重物的電容器模塊500形成在流路形成體12的大致中央，收納在被流路19包圍了三面的收納空間405中，能夠防止從外部對電容器模塊500的熱滲透。 此外，由于重物配置在流路形成體12上，重心平衡性較高，能夠防止從外部施加振動的情況下電力轉(zhuǎn)換裝置200發(fā)生晃動。進(jìn)而，能夠使電容器模塊500與三個功率模塊300U 300W的連接關(guān)系變得相同，電流的導(dǎo)出導(dǎo)入變得容易。
由于將與三個匯流條802U 802W連接的交流接口 185設(shè)置在側(cè)面12d的一側(cè)， 所以冷卻配管連接部位和交流配線連接部位集中在同一個面上，能夠使它們緊湊地集中。 此外，通過使交流配線187a從與交流接口 185連接的交流連接器187通過冷卻介質(zhì)流入口 (開口 12g)與冷卻介質(zhì)流出口(開口 12h)之間向流路形成體12的底面方向延伸，實(shí)現(xiàn)車載性的提高。此外，雖然交流連接器187與配管13、14配置在同一個側(cè)面12d上，但由于交流配線187a在配管13、14之間向底面方向延伸，所以作業(yè)性良好，易于進(jìn)行冷卻配管和交流配線的鋪設(shè)。
此外，由于電流傳感器模塊180的配置方式使得對匯流條802U 802W中流動的電流進(jìn)行檢測的傳感器元件沿著側(cè)面12d的延伸方向配置，因此能夠使弱電系統(tǒng)的傳感器信號線遠(yuǎn)離強(qiáng)電系統(tǒng)的功率模塊300U 300W配線，減少噪聲的影響。
上述各實(shí)施方式可以分別單獨(dú)使用，也可以組合使用。這是由于各實(shí)施方式的效果能夠單獨(dú)或疊加實(shí)現(xiàn)。此外，只要不損害本發(fā)明的特征，本發(fā)明就不限于上述實(shí)施方式。 在本發(fā)明的技術(shù)思想的范圍內(nèi)考慮的其他方式也包括在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
本申請以日本專利申請2010-140724號(2010年6月21日遞交)為基礎(chǔ)，其內(nèi)容通過援弓I的方式被弓I入本發(fā)明。
權(quán)利要求
1.一種電力轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，包括 按三相逆變器電路的三個相中的每一個相分別設(shè)置的、內(nèi)置上下臂串聯(lián)電路的第一、第二、第三半導(dǎo)體模塊；和 包括電子部件收納空間和以包圍該電子部件收納空間的方式形成的冷卻介質(zhì)流路的長方體形狀的流路形成殼體， 所述冷卻介質(zhì)流路包括沿著所述流路形成殼體的第一側(cè)面設(shè)置的第一流路，沿著與所述第一側(cè)面的一側(cè)鄰接的第二側(cè)面設(shè)置、并與所述第一流路的一端連接的第二流路，和沿著與所述第一側(cè)面的另一側(cè)鄰接的第三側(cè)面設(shè)置、并與所述第一流路的另一端連接的第三流路， 所述第一半導(dǎo)體模塊以與所述第一側(cè)面平行的方式配置于所述第一流路， 所述第二半導(dǎo)體模塊以與所述第二側(cè)面平行的方式配置于所述第二流路， 所述第三半導(dǎo)體模塊以與所述第三側(cè)面平行的方式配置于所述第三流路。
2.如權(quán)利要求I所述的電力轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，還包括 在所述流路形成殼體的第四側(cè)面形成的冷卻介質(zhì)流入口和冷卻介質(zhì)流出口 ； 連通所述冷卻介質(zhì)流入口與所述第二流路的第一連通路；和 連通所述冷卻介質(zhì)流出口與所述第三流路的第二連通路， 從所述冷卻介質(zhì)流入口被供給的冷卻介質(zhì)，按所述第二流路、所述第一流路、所述第三流路的順序流動，從所述冷卻介質(zhì)流出口排出。
3.如權(quán)利要求I或2所述的電力轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于 分別設(shè)置有與所述第一、第二、第三半導(dǎo)體模塊各自的交流輸出端子連接，并且通過所述電子部件收納空間的上方，被引出到所述流路形成殼體的第四側(cè)面一側(cè)的第一、第二、第二匯流條。
4.如權(quán)利要求I 3中任意一項(xiàng)所述的電力轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，還包括 設(shè)置于所述三相逆變器電路的直流輸入側(cè)的平滑用電容器， 所述平滑用電容器被配置在所述電子部件收納空間中。
5.如權(quán)利要求I 4中任意一項(xiàng)所述的電力轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于 以使得所述第一半導(dǎo)體模塊的至少一部分被配置于夾在所述第二和第三半導(dǎo)體模塊之間的區(qū)域中的方式，形成所述第一流路。
6.如權(quán)利要求5所述的電力轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于 在所述第一連通路的所述第二流路一側(cè)和所述第二連通路的所述第三流路一側(cè)，分別形成有用于調(diào)整冷卻介質(zhì)的流動的入口區(qū)間， 根據(jù)所述第一、第二連通路的長度設(shè)定所述第一半導(dǎo)體模塊進(jìn)入所述區(qū)域的尺寸，以使得所述第一和第四側(cè)面的寬度尺寸與所述第二和第三側(cè)面的寬度尺寸的比為規(guī)定值。
7.如權(quán)利要求3所述的電力轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于 在所述第四側(cè)面一側(cè)配置有用于使交流連接器與所述第一、第二、第三匯流條連接的連接器連接部。
8.如權(quán)利要求7所述的電力轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，還包括 與所述連接器連接部連接、具有通過所述冷卻介質(zhì)流入口與所述冷卻介質(zhì)流出口之間而延伸到所述流路形成殼體的底面方向的交流配線的交流連接器。
9.如權(quán)利要求3所述的電力轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于 沿著所述第四側(cè)面的延伸方向配置有分別檢測所述第一、第二、第三匯流條中流動的電流的第一、第二、第三電流傳感器。
10.如權(quán)利要求3所述的電力轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，還包括 輸出用于驅(qū)動所述第一、第二、第三功率模塊的驅(qū)動信號，并且配置在所述第一、第二、第三匯流條的上方的驅(qū)動器電路基板， 所述第一、第二、第三功率模塊，具有傳遞所述驅(qū)動器電路基板的驅(qū)動信號的控制端子部， 所述控制端子部延伸至所述驅(qū)動器電路基板，并且與所述驅(qū)動器電路基板連接。
11.一種電力轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，包括 平滑用電容器模塊； 電橋電路，與所述平滑用電容器模塊并聯(lián)連接、為了從直流電力轉(zhuǎn)換為交流電力或者從交流電力轉(zhuǎn)換為直流電力而由具備上下臂的U相串聯(lián)電路、V相串聯(lián)電路和W相串聯(lián)電路分別并聯(lián)連接構(gòu)成；和 冷卻流路形成體，形成使冷卻所述電橋電路的冷卻介質(zhì)流通的冷卻介質(zhì)流路， 在所述冷卻流路形成體中，在四邊形的一邊形成所述冷卻介質(zhì)的出入口，在所述四邊形的其他三邊形成流通所述冷卻介質(zhì)的所述冷卻介質(zhì)流路， 在位于所述其他三邊的各邊的各冷卻介質(zhì)流路，配置所述U相串聯(lián)電路、所述V相串聯(lián)電路和所述W相串聯(lián)電路中的一個。
12.一種電力轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，包括 平滑用電容器模塊； 電橋電路，與所述平滑用電容器模塊并聯(lián)連接、為了從直流電力轉(zhuǎn)換為交流電力或者從交流電力轉(zhuǎn)換為直流電力而由具備上下臂的U相串聯(lián)電路、V相串聯(lián)電路和W相串聯(lián)電路分別并聯(lián)連接構(gòu)成；和 冷卻流路形成體，形成使冷卻所述電橋電路的冷卻介質(zhì)流通的冷卻介質(zhì)流路， 在四邊形的內(nèi)側(cè)配置所述平滑用電容器模塊， 在所述冷卻流路形成體中，在四邊形的一邊形成所述冷卻介質(zhì)的出入口，在所述四邊形的其他三邊的所述平滑用電容器模塊的外周形成所述冷卻介質(zhì)流路， 在位于所述其他三邊的各邊的各冷卻介質(zhì)流路，分別配置所述U相串聯(lián)電路、所述V相串聯(lián)電路和所述w相串聯(lián)電路中的Iv， 所述平滑用電容器模塊，包括設(shè)置在其內(nèi)部的各自并聯(lián)連接的多個薄膜電容器，和分別與所述U相串聯(lián)電路、所述V相串聯(lián)電路和所述W相串聯(lián)電路連接的U相端子、V相端子和W相端子。
13.一種電力轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，包括 平滑用電容器模塊； 電橋電路，與所述平滑用電容器模塊并聯(lián)連接、為了從直流電力轉(zhuǎn)換為交流電力或者從交流電力轉(zhuǎn)換為直流電力而由具備上下臂的U相串聯(lián)電路、V相串聯(lián)電路和W相串聯(lián)電路分別并聯(lián)連接構(gòu)成；和 冷卻流路形成體，形成使冷卻所述電橋電路的冷卻介質(zhì)流通的冷卻介質(zhì)流路，在四邊形的內(nèi)側(cè)配置所述平滑用電容器模塊， 在所述冷卻流路形成體，在四邊形的一邊形成所述冷卻介質(zhì)的出入口，在所述四邊形的其他三邊的所述平滑用電容器模塊的外周，在靠與所述四邊形的一邊相反的一側(cè)的位置分別形成所述冷卻介質(zhì)流路， 在位于所述各邊的各冷卻介質(zhì)流路，分別配置所述U相串聯(lián)電路、所述V相串聯(lián)電路和所述W相串聯(lián)電路中的一個， 所述平滑用電容器模塊，包括設(shè)置在其內(nèi)部的各自并聯(lián)連接的多個薄膜電容器，分別與所述U相串聯(lián)電路、所述V相串聯(lián)電路和所述W相串聯(lián)電路連接的U相端子、V相端子和W相端子，和用于與直流電源連接的電源端子，所述U相端子、所述V相端子和所述W相端子分別配置在靠與所述四邊形的一邊相反的一側(cè)的位置上，所述電源端子配置在所述四邊形的一邊一側(cè)。
14.如權(quán)利要求11 13中任意一項(xiàng)所述的電力轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于 還設(shè)置有對從所述U相串聯(lián)電路、所述V相串聯(lián)電路和所述W相串聯(lián)電路所各自具有的上下臂的連接點(diǎn)輸出的交流電流進(jìn)行檢測的電流傳感器，所述電流傳感器靠所述四邊形的一邊配置。
15.如權(quán)利要求11 14中任意一項(xiàng)所述的電力轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于 所述U相串聯(lián)電路、所述V相串聯(lián)電路和所述W相串聯(lián)電路，分別收納于在兩面具有冷卻面的各金屬外殼中， 以從各金屬外殼突出的方式，設(shè)置有連接所述串聯(lián)電路與所述平滑電容器模塊的疊層結(jié)構(gòu)的直流端子，與所述串聯(lián)電路的上下臂的連接點(diǎn)連接的交流端子，和用于控制所述上下臂的開關(guān)動作的控制端子部， 在所述四邊形的一邊配置輸出三相交流電的交流輸出連接器， 在所述四邊形的一邊的所述交流輸出連接器的兩側(cè)設(shè)置用于進(jìn)行所述冷卻介質(zhì)的吸入或排出的冷卻管。
全文摘要
一種電力轉(zhuǎn)換裝置，包括按三相逆變器電路的三個相中的每一個相分別設(shè)置的、內(nèi)置上下臂串聯(lián)電路的第一、第二、第三半導(dǎo)體模塊；和包括電子部件收納空間和以包圍該電子部件收納空間的方式形成的冷卻介質(zhì)流路的長方體形狀的流路形成殼體，冷卻介質(zhì)流路包括沿著流路形成殼體的第一側(cè)面設(shè)置的第一流路，沿著與第一側(cè)面的一側(cè)鄰接的第二側(cè)面設(shè)置、并與第一流路的一端連接的第二流路，和沿著與第一側(cè)面的另一側(cè)鄰接的第三側(cè)面設(shè)置、并與第一流路的另一端連接的第三流路，第一半導(dǎo)體模塊以與第一側(cè)面平行的方式配置于第一流路，第二半導(dǎo)體模塊以與第二側(cè)面平行的方式配置于第二流路，第三半導(dǎo)體模塊以與第三側(cè)面平行的方式配置于第三流路。
文檔編號H02M7/48GK102948064SQ20118003078
公開日2013年2月27日 申請日期2011年6月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月21日
發(fā)明者篠原秀一, 中嶋賢市郎, 佐佐木要 申請人:日立汽車系統(tǒng)株式會社