电力转换装置的制作方法

本申请根据2018年3月15日申请的日本专利申请第2018-047616号主张优先权，将其内容引用于此。

本发明涉及电力转换装置。

背景技术：

以往，公知有在配置半导体元件时不需要将半导体元件上下反转的工序的半导体装置(例如参照日本特开2012-235081号)。在日本特开2012-235081号所记载的半导体装置中，第一半导体元件和第二半导体元件并列配置。另外，通过固定与第一半导体元件的上表面侧的电极电连接的导电体的薄板部和与第二半导体元件的下表面侧的电极电连接的导电体的薄板部，第一半导体元件的上表面侧的电极和第二半导体元件的下表面侧的电极电连接。

但是，在日本特开2012-235081号所记载的半导体装置中，正极侧导电体、负极侧导电体和输出侧导电体从第一半导体元件和第二半导体元件向第一方向的一侧延伸。另外，对第一半导体元件进行驱动的控制电极端子(驱动信号线)和对第二半导体元件进行驱动的控制电极端子(驱动信号线)从第一半导体元件和第二半导体元件向与第一方向的一侧相反的一侧即另一侧延伸。

即，在日本特开2012-235081号所记载的半导体装置中，作为正极侧导电体、负极侧导电体、输出侧导电体和控制电极端子(驱动信号线)延伸的方向，不使用与第一方向交叉的方向。

因此，在日本特开2012-235081号所记载的半导体装置中，与正极侧导电体和负极侧导电体电连接的部件、与输出侧导电体电连接的部件以及与控制电极端子(驱动信号线)电连接的部件集中配置。

其结果，在日本特开2012-235081号所记载的半导体装置中，配置这些部件的工序复杂化。详细地讲，对正极侧导电体、负极侧导电体、输出侧导电体和控制电极端子(驱动信号线)与上述多个部件进行布线连接的工序复杂化。

当要实现复杂的布线连接时，布线连接构件变长。另外，当要实现复杂的布线连接时，省空间性降低。

技术实现要素：

本发明的方式提供如下的电力转换装置：简化与正极侧导电体、负极侧导电体、输出侧导电体和元件的驱动信号线分别布线连接的部件的配置，能够容易地进行正极侧导电体、负极侧导电体、输出侧导电体和元件的驱动信号线与部件之间的布线连接。

(1)本发明的一个方式的电力转换装置具有：元件列，其具有高侧臂元件和低侧臂元件；正极侧导电体，其与所述高侧臂元件电连接；负极侧导电体，其与所述低侧臂元件电连接；输出侧导电体，其与所述高侧臂元件以及所述低侧臂元件电连接；高侧驱动信号线，其传递对所述高侧臂元件进行驱动控制的控制信号；以及低侧驱动信号线，其传递对所述低侧臂元件进行驱动控制的控制信号，所述正极侧导电体和所述负极侧导电体从所述元件列向第一方向的一侧延伸，所述输出侧导电体从所述元件列向与所述第一方向的所述一侧相反的一侧即另一侧延伸，所述高侧驱动信号线和所述低侧驱动信号线从所述元件列向与所述第一方向交叉的第二方向延伸。

(2)上述(1)所记载的电力转换装置还具有第一基板和第二基板，所述第一基板具有：第一导电层，其与所述高侧臂元件的一个面的电极对置配置；第二导电层，其与所述低侧臂元件的一个面的电极对置配置；第一电绝缘层，其与所述第一导电层以及所述第二导电层连接；第三导电层，其隔着所述第一电绝缘层配置在所述第一导电层以及所述第二导电层的相反侧；以及第二电绝缘层，其隔着所述第三导电层配置在所述第一电绝缘层的相反侧，所述第二基板具有：第四导电层，其与所述高侧臂元件的另一个面的电极对置配置；第五导电层，其与所述低侧臂元件的另一个面的电极对置配置；以及第三电绝缘层，其与所述第四导电层以及所述第五导电层连接，所述正极侧导电体和所述负极侧导电体中的一方与所述第一导电层和所述第二导电层中的任意一方连接，向所述第一方向的所述一侧延伸，所述正极侧导电体和所述负极侧导电体中的另一方与所述第三导电层连接，向所述第一方向的所述一侧延伸，所述输出侧导电体与所述第二导电层连接，向所述第一方向的所述另一侧延伸。

(3)在上述(2)所记载的电力转换装置中，所述第四导电层和所述第二导电层电连接，所述第五导电层和所述第三导电层电连接。

(4)在上述(2)或(3)所记载的电力转换装置中，所述第一基板具有由导电性材料构成的第一热传导部，所述第一热传导部隔着所述第二电绝缘层配置在所述第三导电层的相反侧，所述第二基板具有由导电性材料构成的第二热传导部，所述第二热传导部隔着所述第三电绝缘层配置在所述第四导电层以及所述第五导电层的相反侧。

(5)本发明的一个方式的电力转换装置具有：元件列，其具有高侧臂元件和低侧臂元件；正极侧导电体，其与所述高侧臂元件电连接；负极侧导电体，其与所述低侧臂元件电连接；输出侧导电体，其与所述高侧臂元件以及所述低侧臂元件电连接；第一基板；以及第二基板，所述第一基板具有：第一导电层，其与所述高侧臂元件的一个面的电极对置配置；第二导电层，其与所述低侧臂元件的一个面的电极对置配置；第一电绝缘层，其与所述第一导电层以及所述第二导电层连接；第三导电层，其隔着所述第一电绝缘层配置在所述第一导电层以及所述第二导电层的相反侧；以及第二电绝缘层，其隔着所述第三导电层配置在所述第一电绝缘层的相反侧，所述第二基板具有：第四导电层，其与所述高侧臂元件的另一个面的电极对置配置；第五导电层，其与所述低侧臂元件的另一个面的电极对置配置；以及第三电绝缘层，其与所述第四导电层以及所述第五导电层连接，所述正极侧导电体和所述负极侧导电体中的一方与所述第一导电层和所述第二导电层中的任意一方连接，所述正极侧导电体和所述负极侧导电体中的另一方与所述第三导电层连接。

在上述(1)所记载的电力转换装置中，正极侧导电体和负极侧导电体从元件列延伸的方向、输出侧导电体从元件列延伸的方向、高侧驱动信号线和低侧驱动信号线从元件列延伸的方向互不相同。

因此，在上述(1)所记载的电力转换装置中，能够简化与正极侧导电体和负极侧导电体布线连接的部件、与输出侧导电体布线连接的部件以及与高侧驱动信号线和低侧驱动信号线布线连接的部件的配置，能够抑制针对这些部件的布线连接构件的长度，能够提高省空间性。

在上述(2)所记载的电力转换装置中，第一基板具有第一电绝缘层和第二电绝缘层。

因此，在上述(2)所记载的电力转换装置中，能够实现正极侧导电体和负极侧导电体向第一方向的一侧延伸、输出侧导电体向第一方向的另一侧延伸、高侧驱动信号线和低侧驱动信号线向与第一方向交叉的第二方向延伸的结构。

在上述(3)所记载的电力转换装置中，第二基板的第四导电层和第一基板的第二导电层电连接。

因此，在上述(3)所记载的电力转换装置中，能够实现高侧臂元件和低侧臂元件电连接的元件列的结构。

在上述(3)所记载的电力转换装置中，第二基板的第五导电层和第一基板的第三导电层电连接。

因此，在上述(3)所记载的电力转换装置中，不会与高侧臂元件和低侧臂元件发生干涉，能够使负极侧导电体向与正极侧导电体相同的方向延伸。

在上述(4)所记载的电力转换装置中，第一基板具有由导电性材料构成的第一热传导部，第二基板具有由导电性材料构成的第二热传导部。

因此，在上述(4)所记载的电力转换装置中，与不具有第一热传导部和第二热传导部的情况相比，能够提高高侧臂元件和低侧臂元件的冷却性能。

在上述(5)所记载的电力转换装置中，第一基板具有第一电绝缘层和第二电绝缘层。

因此，在上述(5)所记载的电力转换装置中，能够实现正极侧导电体和负极侧导电体向第一方向的一侧延伸、输出侧导电体向第一方向的另一侧延伸、高侧驱动信号线和低侧驱动信号线向与第一方向交叉的第二方向延伸的结构。

在实现该结构的情况下，在上述(5)所记载的电力转换装置中，能够简化与正极侧导电体和负极侧导电体布线连接的部件、与输出侧导电体布线连接的部件以及与高侧驱动信号线和低侧驱动信号线布线连接的部件的配置，能够抑制针对这些部件的布线连接构件的长度，能够提高省空间性。

附图说明

图1a是示出第一实施方式的电力转换装置的一例的图。

图1b是示出第一实施方式的电力转换装置的一例的图。

图2是仅提取图1b中的高侧臂元件、低侧臂元件而示出的图。

图3是仅提取图1b中的上侧的基板而示出的图。

图4是图1a、图1b所示的下侧的基板的立体图。

图5是图1a、图1b所示的下侧的基板和散热部的主视图。

图6是示出第二实施方式的电力转换装置的一例的图。

图7a是图6所示的基板的部件图。

图7b是图6所示的基板的部件图。

图8是用于说明从正极侧导电体朝向输出侧导电体的电流路径的图。

图9是用于说明从输出侧导电体朝向负极侧导电体的电流路径的图。

图10是示出能够应用第一和第二实施方式的电力转换装置的车辆的一部分的一例的图。

具体实施方式

下面，参照附图对本发明的电力转换装置的实施方式进行说明。

<第一实施方式>

图1a、图1b是示出第一实施方式的电力转换装置1的一例的图。详细地讲，图1a是透视观察基板sb、间隔件spuh、spul的第一实施方式的电力转换装置1的俯视图。图1b是第一实施方式的电力转换装置1的主视图。图2是仅提取图1b中的高侧臂元件uh、低侧臂元件ul而示出的图。图3是仅提取图1b中的基板sb而示出的图。图4是图1a、图1b所示的基板sa的立体图。图5是图1a、图1b所示的基板sa和散热部wj的主视图。

在图1a～图5所示的例子中，电力转换装置1具有高侧臂元件uh、与高侧臂元件uh逆并联连接的续流二极管duh、低侧臂元件ul、与低侧臂元件ul逆并联连接的续流二极管dul、基板sa、基板sb、高侧驱动信号线sh、低侧驱动信号线sl、间隔件spuh、间隔件spul、连接部co、连接部cn、正极侧导电体(p母线)pi、负极侧导电体(n母线)ni、输出侧导电体(输出母线)51、散热部wj。

高侧臂元件uh和低侧臂元件ul分别例如是igbt(insulatedgatebipolartransistor)、mosfet(metaloxidesemi-conductorfieldeffecttransistor)等开关元件。

1个相的高侧臂元件uh也可以由并联连接的多个开关元件构成。同样，1个相的低侧臂元件ul也可以由并联连接的多个开关元件构成。

如图2所示，在高侧臂元件uh的一个(图2的下侧)面uha上配置有电极uha1。在高侧臂元件uh的另一个(图2的上侧)面uhb上配置有电极uhb1和被输入驱动信号的栅极电极(未图示)。在低侧臂元件ul的一个(图2的下侧)面ula上配置有电极ula1。在低侧臂元件ul的另一个(图2的上侧)面ulb上配置有电极ulb1和被输入驱动信号的栅极电极(未图示)。元件列uhl由高侧臂元件uh和低侧臂元件ul构成。即，元件列uhl具有高侧臂元件uh和低侧臂元件ul。

在图1a～图5所示的例子中，构成元件列uhl的高侧臂元件uh和低侧臂元件ul在图1a的左右方向(即正极侧导电体pi、负极侧导电体ni和输出侧导电体51延伸的方向)上进行排列。

如图3所示，基板sb具有与高侧臂元件uh的电极uhb1对置配置的导电层sb1、与低侧臂元件ul的电极ulb1对置配置的导电层sb2、与导电层sb1以及导电层sb2连接的电绝缘层sb3、隔着电绝缘层sb3配置在导电层sb1和导电层sb2的相反侧的热传导部sb4。热传导部sb4由导电性材料构成。

如图1b所示，在高侧臂元件uh的电极uhb1与基板sb的导电层sb1之间配置有间隔件spuh。在低侧臂元件ul的电极ulb1与基板sb的导电层sb2之间配置有间隔件spul。

在图1a～图5所示的例子中，高侧臂元件uh的栅极电极(未图示)例如经由接合线(未图示)等而与高侧驱动信号线sh电连接。高侧臂元件uh的电极uhb1经由间隔件spuh而与基板sb的导电层sb1电连接。

低侧臂元件ul的栅极电极(未图示)例如经由接合线(未图示)等而与低侧驱动信号线sl电连接。低侧臂元件ul的电极ulb1经由间隔件spul而与基板sb的导电层sb2电连接。

高侧驱动信号线sh和低侧驱动信号线sl从元件列uhl向图1a的上下方向(即与左右方向交叉的方向)的上方向延伸，与栅极驱动单元29(g/dvcuecu)(参照图10)布线连接。

即，高侧驱动信号线sh传递对高侧臂元件uh进行驱动控制的控制信号。低侧驱动信号线sl传递对低侧臂元件ul进行驱动控制的控制信号。

如图4和图5所示，基板sa具有导电层sa1、导电层sa2、电绝缘层sa3、导电层sa4、电绝缘层sa5、热传导部sa6。

导电层sa1与高侧臂元件uh的电极uha1对置配置。

导电层sa2与低侧臂元件ul的电极ula1对置配置。

电绝缘层sa3与导电层sa1以及导电层sa2连接。导电层sa4隔着电绝缘层sa3配置在导电层sa1和导电层sa2的相反侧。电绝缘层sa5隔着导电层sa4配置在电绝缘层sa3的相反侧。热传导部sa6隔着电绝缘层sa5配置在导电层sa4的相反侧，由导电性材料构成。热传导部sa6与散热部wj连接。

在图1a～图5所示的例子中，高侧臂元件uh的电极uha1与基板sa的导电层sa1电连接。低侧臂元件ul的电极ula1与基板sa的导电层sa2电连接。

如图1a所示，正极侧导电体pi与基板sa的导电层sa1电连接。即，正极侧导电体pi与高侧臂元件uh的电极uha1电连接。详细地讲，正极侧导电体pi从元件列uhl向图1a的左右方向的左方向延伸，与电容器单元23(参照图10)的正极母线50p(参照图10)布线连接。

如图1a和图1b所示，与高侧臂元件uh的电极uhb1电连接的基板sb的导电层sb1经由连接部co而与基板sa的导电层sa2电连接。输出侧导电体51与基板sa的导电层sa2电连接。另外，低侧臂元件ul的电极ula1与基板sa的导电层sa2电连接。即，输出侧导电体51与高侧臂元件uh的电极uhb1和低侧臂元件ul的电极ula1电连接。详细地讲，输出侧导电体51从元件列uhl向图1a的左右方向的右方向延伸，跟与电动机12(参照图10)连接的三相连接器1b(参照图10)布线连接。

在图1a、图1b所示的例子中，从正极侧导电体pi流向基板sa的导电层sa1的电流接着从高侧臂元件uh的电极uha1(参照图2)流向电极uhb1(参照图2)，接着从基板sb的导电层sb1(参照图3)流向连接部co，接着从基板sa的导电层sa2流向输出侧导电体51。

从输出侧导电体51流向基板sa的导电层sa2的电流接着从低侧臂元件ul的电极ula1(参照图2)流向电极ulb1(参照图2)，接着从基板sb的导电层sb2(参照图3)流向连接部cn，接着从基板sa的导电层sa4流向负极侧导电体ni。

在其他例子中，也可以构成为颠倒正极侧导电体pi的位置和负极侧导电体ni的位置，并且颠倒高侧臂元件uh的位置和低侧臂元件ul的位置(即，使正极侧导电体pi与导电层sa4连接)。

如图1a和图1b所示，与低侧臂元件ul的电极ulb1电连接的基板sb的导电层sb2经由连接部cn而与基板sa的导电层sa4电连接。负极侧导电体ni与基板sa的导电层sa4电连接。即，负极侧导电体ni与低侧臂元件ul的电极ulb1电连接。详细地讲，负极侧导电体ni从元件列uhl向图1a的左右方向的左方向延伸，与电容器单元23(参照图10)的负极母线50n(参照图10)布线连接。

即，如图1b和图5所示，与负极侧导电体ni电连接的导电层sa4配置在从高侧臂元件uh和低侧臂元件ul朝向散热部wj的散热路径(图1b和图5的从上侧向下侧延伸的散热路径)的中途，提高省空间性。

在第一实施方式的电力转换装置1中，如图1a所示，正极侧导电体pi和负极侧导电体ni从元件列uhl延伸的方向(图1a的左方向)、输出侧导电体51从元件列uhl延伸的方向(图1a的右方向)、高侧驱动信号线sh和低侧驱动信号线sl从元件列uhl延伸的方向(图1a的上方向)互不相同。

因此，在第一实施方式的电力转换装置1中，能够简化与正极侧导电体pi以及负极侧导电体ni布线连接的电容器单元23(参照图10)、与输出侧导电体51布线连接的三相连接器1b(参照图10)以及与高侧驱动信号线sh以及低侧驱动信号线sl布线连接的栅极驱动单元29(参照图10)的配置，能够抑制针对它们的布线连接构件的长度，能够提高省空间性。

另外，在第一实施方式的电力转换装置1中，能够抑制为了分别对正极侧导电体pi以及负极侧导电体ni与输出侧导电体51进行布线连接而需要复杂的母线构造的可能性，能够容易地进行电容器单元23相对于正极侧导电体pi和负极侧导电体ni的布线连接、以及三相连接器1b相对于输出侧导电体51的布线连接。

另外，在第一实施方式的电力转换装置1中，如图5所示，基板sa具有电绝缘层sa3和电绝缘层sa5。

因此，在第一实施方式的电力转换装置1中，能够实现正极侧导电体pi和负极侧导电体ni向图1a的左方向延伸、输出侧导电体51向图1a的右方向延伸、高侧驱动信号线sh和低侧驱动信号线sl向图1a的上方向延伸的结构。

详细地讲，在第一实施方式的电力转换装置1中，如图1a和图1b所示，基板sb的导电层sb1和基板sa的导电层sa2经由连接部co而电连接。因此，在第一实施方式的电力转换装置1中，能够实现高侧臂元件uh和低侧臂元件ul电连接的元件列uhl的结构。

另外，在第一实施方式的电力转换装置1中，基板sb的导电层sb2和基板sa的导电层sa4经由连接部cn而电连接。因此，在第一实施方式的电力转换装置1中，不会与高侧臂元件uh和低侧臂元件ul发生干涉，能够使负极侧导电体ni向与正极侧导电体pi相同的方向(图1a的左方向)延伸。

在第一实施方式的电力转换装置1中，如图5所示，基板sa具有由导电性材料构成的热传导部sa6。另外，如图1b和图3所示，基板sb具有由导电性材料构成的热传导部sb4。

因此，在第一实施方式的电力转换装置1中，与不具有热传导部sa6和热传导部sb4的情况相比，能够提高高侧臂元件uh和低侧臂元件ul的冷却性能。

换言之，在第一实施方式的电力转换装置1中，基板sa在图5的上下方向上具有5个层。详细地讲，最上侧的层是导电层sa1和导电层sa2，从上侧起第二个层是电绝缘层sa3，从上侧起第三个层是导电层sa4，从上侧起第四个层是电绝缘层sa5，最下侧的层是热传导部sa5。

通过使用该基板sa，在第一实施方式的电力转换装置1中，能够使正极侧导电体pi和负极侧导电体ni延伸的方向与输出侧导电体51延伸的方向不同。其结果，能够在较小的空间内进行电容器单元23相对于正极侧导电体pi和负极侧导电体ni(参照图10)的布线连接、以及三相连接器1b相对于输出侧导电体51(参照图10)的布线连接。

另外，与负极侧导电体ni电连接的导电层sa4被高侧臂元件uh和低侧臂元件ul与散热部wj夹持，配置在从高侧臂元件uh和低侧臂元件ul朝向散热部wj的散热路径上。因此，能够在较小的空间内形成电路。

在第一实施方式的电力转换装置1中，如图1a所示，在长方形的基板sa的左边进行针对正极侧导电体pi和负极侧导电体ni的电连接，在基板sa的右边进行针对输出侧导电体51的电连接，在基板sa的上边进行针对高侧驱动信号线sh和低侧驱动信号线sl的电连接。

因此，在第一实施方式的电力转换装置1中，能够抑制基板与电动机的路径发生干涉的可能性、在驱动信号中包含噪声的可能性、以及伴随着高侧驱动信号线和低侧驱动信号线向不同方向延伸而无法利用一枚基板进行控制从而在高侧臂和低侧臂中很难取得控制时机的可能性。

在第一实施方式的电力转换装置1中，能够以最短距离进行针对电容器单元23、三相连接器1b和栅极驱动单元29的布线连接，能够以简单的构造进行针对电容器单元23、三相连接器1b和栅极驱动单元29的布线连接。即，在第一实施方式的电力转换装置1中，能够容易地在电力转换装置1的周围配置电容器单元23、三相连接器1b和栅极驱动单元29。

另外，在第一实施方式的电力转换装置1中，如图5所示，基板sa的导电层sa4的右端部比电绝缘层sa3、sa5的右端部更靠右侧突出，从而露出。

导电层sa4的露出的右端部用于与连接部cn之间的电连接。

另外，基板sa的导电层sa4的左端部比电绝缘层sa3、sa5的左端部更靠左侧突出，从而露出。导电层sa4的露出的左端部用于与负极侧导电体ni之间的电连接。

在第一实施方式的电力转换装置1中，如图5所示，基板sa具有多个电绝缘层sa3、sa5。在电绝缘层sa3与电绝缘层sa5之间组入构成电路的导电层sa4。因此，如上所述，在长方形的基板sa的左边进行针对正极侧导电体pi和负极侧导电体ni的电连接。另外，在基板sa的与左边对置的右边进行针对输出侧导电体51的电连接。

在基板sa的既不是左边也不是右边的上边集中进行针对高侧驱动信号线sh和低侧驱动信号线sl的电连接。

如上所述，正极侧导电体pi和负极侧导电体ni与电容器单元23布线连接，输出侧导电体51与三相连接器1b布线连接。构成栅极驱动单元29的电路基板在与电力转换装置1的基板sa、sb正交的面内配置在比电力转换装置1的基板sa更靠图5的上侧或下侧。其结果，能够以短距离汇集从电力转换装置1朝向电容器单元23的布线连接、从电力转换装置1朝向三相连接器1b的布线连接以及从电力转换装置1朝向栅极驱动单元29的布线连接。

<第二实施方式>

下面，对本发明的电力转换装置1的第二实施方式进行说明。

第二实施方式的电力转换装置1除了后述的方面与上述第一实施方式的电力转换装置1同样构成。因此，根据第二实施方式的电力转换装置1，除了后述的方面，能够发挥与上述第一实施方式的电力转换装置1相同的效果。

图6是示出第二实施方式的电力转换装置1的一例的图。详细地讲，图6是透视观察基板sb、间隔件spuh、spul的第二实施方式的电力转换装置1的俯视图。图7a、图7b是图6所示的基板sa的部件图。详细地讲，图7a是基板sa的俯视图，图7b是基板sa的主视图。图8是用于说明从正极侧导电体pi朝向输出侧导电体51的电流路径的图。图9是用于说明从输出侧导电体51朝向负极侧导电体ni的电流路径的图。

在第一实施方式的电力转换装置1中，如图5所示，基板sa的导电层sa4的右端部比电绝缘层sa3、sa5的右端部更靠右侧突出，从而露出。基板sa的导电层sa4的左端部比电绝缘层sa3、sa5的左端部更靠左侧突出，从而露出。

在第二实施方式的电力转换装置1中，如图7b所示，基板sa的导电层sa4的右端部和电绝缘层sa3、sa5的右端部配置在图7b的左右方向的相同位置。基板sa的导电层sa4的左端部和电绝缘层sa3、sa5的左端部配置在图7b的左右方向的相同位置。

在第二实施方式的电力转换装置1中，如图6和图7a所示，为了进行导电层sa4与连接部cn的电连接，切掉电绝缘层sa3中的图6和图7a的左右方向的中央部，使导电层sa4中的图6和图7a的左右方向的中央部露出。另外，为了进行导电层sa4与负极侧导电体ni的电连接，切掉电绝缘层sa3中的图6和图7a的左右方向的左端部，使导电层sa4中的图6和图7a的左右方向的左端部露出。

即，在第二实施方式的电力转换装置1中，与第一实施方式的电力转换装置1相比，基板sa的宽度尺寸(图7a和图7b的左右方向尺寸)小型化。

与此相伴，在第二实施方式的电力转换装置1中，与第一实施方式的电力转换装置1相比，电力转换装置1的整体的宽度尺寸(图6的左右方向尺寸)小型化。

如图8所示，从正极侧导电体pi流向基板sa的导电层sa1的电流接着从高侧臂元件uh的电极uha1(参照图2)流向电极uhb1(参照图2)，接着从基板sb的导电层sb1流向连接部co，接着从基板sa的导电层sa2流向输出侧导电体51。

如图9所示，从输出侧导电体51流向基板sa的导电层sa2的电流接着从低侧臂元件ul的电极ula1(参照图2)流向电极ulb1(参照图2)，接着从基板sb的导电层sb2流向连接部cn，接着从基板sa的导电层sa4流向负极侧导电体ni。

在图8和图9中，省略基板sb的热传导部sb4的图示，透视基板sb的电绝缘层sb3而示出基板sb的导电层sb1的轮廓和基板sb的导电层sb2的轮廓。

在其他例子中，也可以构成为颠倒正极侧导电体pi的位置和负极侧导电体ni的位置，并且颠倒高侧臂元件uh的位置和低侧臂元件ul的位置(即，使正极侧导电体pi与导电层sa4连接)。

<应用例>

下面，参照附图对本发明的电力转换装置1的应用例进行说明。

图10是示出能够应用第一和第二实施方式的电力转换装置1的车辆10的一部分的一例的图。

在第一或第二实施方式的电力转换装置1应用于图10所示的例子的情况下，7个第一或第二实施方式的电力转换装置1应用于图10所示的车辆10。

在图10所示的例子中，车辆10在电力转换装置1的基础上，还具有电池11(batt)、行驶驱动用的第一电动机12(mot)、发电用的第二电动机13(gen)。

电池11具有电池壳体和收容在电池壳体内的多个电池模块。电池模块具有串联连接的多个电池单体。电池11具有与电力转换装置1的直流连接器1a连接的正极端子pb和负极端子nb。正极端子pb和负极端子nb在电池壳体内与串联连接的多个电池模块的正极端和负极端连接。

第一电动机12通过从电池11供给的电力产生旋转驱动力(动力运行动作)。第二电动机13通过输入到旋转轴的旋转驱动力产生发电电力。这里，构成为能够向第二电动机13传递内燃机的旋转动力。例如，第一电动机12和第二电动机13分别是三相交流的无刷dc电动机。三相是u相、v相和w相。第一电动机12和第二电动机13各自为内转子型。第一电动机12和第二电动机13分别具备具有励磁用的永久磁铁的转子、以及具有用于产生使转子旋转的旋转磁场的三相的定子绕组的定子。第一电动机12的三相的定子绕组与电力转换装置1的第一三相连接器1b连接。第二电动机13的三相的定子绕组与电力转换装置1的第二三相连接器1c连接。

图10所示的电力转换装置1具有功率模块21、电抗器22、电容器单元23、电阻器24、第一电流传感器25、第二电流传感器26、第三电流传感器27、电子控制单元28(motgenecu)、栅极驱动单元29。

功率模块21具有第一电力转换电路部31、第二电力转换电路部32、第三电力转换电路部33。

在7个第一或第二实施方式的电力转换装置1应用于图10所示的车辆10的情况下，第一电力转换电路部31由3个第一或第二实施方式的电力转换装置1构成。

详细地讲，第一个第一或第二实施方式的电力转换装置1构成第一电力转换电路部31的u相。第二个第一或第二实施方式的电力转换装置1构成第一电力转换电路部31的v相。第三个第一或第二实施方式的电力转换装置1构成第一电力转换电路部31的w相。

第一电力转换电路部31的输出侧导电体51汇集成u相、v相和w相这三个相，与第一三相连接器1b连接。即，第一电力转换电路部31的输出侧导电体51经由第一三相连接器1b而与第一电动机12的三相的定子绕组连接。

第一电力转换电路部31的正极侧导电体pi汇集成u相、v相和w相这三个相，与电池11的正极端子pb连接。

第一电力转换电路部31的负极侧导电体ni汇集成u相、v相和w相这三个相，与电池11的负极端子nb连接。

即，第一电力转换电路部31将从电池11经由第三电力转换电路部33输入的直流电力转换为三相交流电力。

在7个第一或第二实施方式的电力转换装置1应用于图10所示的车辆10的情况下，第二电力转换电路部32由3个第一或第二实施方式的电力转换装置1构成。

详细地讲，第一个第一或第二实施方式的电力转换装置1构成第二电力转换电路部32的u相。第二个第一或第二实施方式的电力转换装置1构成第二电力转换电路部32的v相。第三个第一或第二实施方式的电力转换装置1构成第二电力转换电路部32的w相。

第二电力转换电路部32的输出侧导电体(输出母线)52汇集成u相、v相和w相这三个相，与第二三相连接器1c连接。即，第二电力转换电路部32的输出侧导电体52经由第二三相连接器1c而与第二电动机13的三相的定子绕组连接。

第二电力转换电路部32的正极侧导电体pi汇集成u相、v相和w相这三个相，与电池11的正极端子pb和第一电力转换电路部31的正极侧导电体pi连接。

第二电力转换电路部32的负极侧导电体ni汇集成u相、v相和w相这三个相，与电池11的负极端子nb和第二电力转换电路部32的负极侧导电体ni连接。

第二电力转换电路部32将从第二电动机13输入的三相交流电力转换为直流电力。由第二电力转换电路部32转换后的直流电力能够供给到电池11和第一电力转换电路部31中的至少一方。

在图10所示的例子中，第一电力转换电路部31的u相高侧臂元件uh、v相高侧臂元件vh、w相高侧臂元件wh和第二电力转换电路部32的u相高侧臂元件uh、v相高侧臂元件vh、w相高侧臂元件wh与正极侧导电体pi连接。正极侧导电体pi与电容器单元23的正极母线50p连接。

第一电力转换电路部31的u相低侧臂元件ul、v相低侧臂元件vl、w相低侧臂元件wl和第二电力转换电路部32的u相低侧臂元件ul、v相低侧臂元件vl、w相低侧臂元件wl与负极侧导电体ni连接。负极侧导电体ni与电容器单元23的负极母线50n连接。

在图10所示的例子中，第一电力转换电路部31的u相高侧臂元件uh与u相低侧臂元件ul的连接点ti、v相高侧臂元件vh与v相低侧臂元件vl的连接点ti、w相高侧臂元件wh与w相低侧臂元件wl的连接点ti与输出侧导电体51连接。

第二电力转换电路部32的u相高侧臂元件uh与u相低侧臂元件ul的连接点ti、v相高侧臂元件vh与v相低侧臂元件vl的连接点ti、w相高侧臂元件wh与w相低侧臂元件wl的连接点ti与输出侧导电体52连接。

在图10所示的例子中，第一电力转换电路部31的输出侧导电体51与第一输入输出端子q1连接。第一输入输出端子q1与第一三相连接器1b连接。第一电力转换电路部31的各相的连接点ti经由输出侧导电体51、第一输入输出端子q1和第一三相连接器1b而与第一电动机12的各相的定子绕组连接。

第二电力转换电路部32的输出侧导电体52与第二输入输出端子q2连接。第二输入输出端子q2与第二三相连接器1c连接。第二电力转换电路部32的各相的连接点ti经由输出侧导电体52、第二输入输出端子q2和第二三相连接器1c而与第二电动机13的各相的定子绕组连接。

在图10所示的例子中，第一电力转换电路部31的高侧臂元件uh、vh、wh和低侧臂元件ul、vl、wl分别具有续流二极管。

同样，第二电力转换电路部32的高侧臂元件uh、vh、wh和低侧臂元件ul、vl、wl分别具有续流二极管。

在图10所示的例子中，栅极驱动单元29分别向第一电力转换电路部31的高侧臂元件uh、vh、wh和低侧臂元件ul、vl、wl输入栅极信号。

同样，栅极驱动单元29分别向第二电力转换电路部32的高侧臂元件uh、vh、wh和低侧臂元件ul、vl、wl输入栅极信号。

第一电力转换电路部31将从电池11经由第三电力转换电路部33输入的直流电力转换为三相交流电力，向第一电动机12的三相的定子绕组供给交流的u相电流、v相电流和w相电流。第二电力转换电路部32通过与第二电动机13的旋转取得了同步的第二电力转换电路部32的高侧臂元件uh、vh、wh和低侧臂元件ul、vl、wl各自的接通(导通)/断开(截止)驱动，将从第二电动机13的三相的定子绕组输出的三相交流电力转换为直流电力。

在7个第一或第二实施方式的电力转换装置1应用于图10所示的车辆10的情况下，第三电力转换电路部33的高侧臂元件s1和低侧臂元件s2由1个第一或第二实施方式的电力转换装置1的高侧臂元件uh和低侧臂元件ul构成。

第三电力转换电路部33是电压控制单元(vcu)。第三电力转换电路部33具有1个相的高侧臂元件s1和低侧臂元件s2。

高侧臂元件s1的正极侧的电极与正极母线pv连接。正极母线pv与电容器单元23的正极母线50p连接。低侧臂元件s2的负极侧的电极与负极母线nv连接。负极母线nv与电容器单元23的负极母线50n连接。电容器单元23的负极母线50n与电池11的负极端子nb连接。高侧臂元件s1的负极侧的电极与低侧臂元件s2的正极侧的电极电连接。高侧臂元件s1和低侧臂元件s2具有续流二极管。

构成第三电力转换电路部33的高侧臂元件s1与低侧臂元件s2的连接点的母线53与电抗器22的一端连接。电抗器22的另一端与电池11的正极端子pb连接。电抗器22具有线圈和检测线圈的温度的温度传感器。温度传感器通过信号线而与电子控制单元28连接。

第三电力转换电路部33根据从栅极驱动单元29输入到高侧臂元件s1的栅极电极和低侧臂元件s2的栅极电极的栅极信号，切换高侧臂元件s1和低侧臂元件s2的接通(导通)/断开(截止)。

第三电力转换电路部33在升压时，交替切换低侧臂元件s2设定为接通(导通)且高侧臂元件s1设定为断开(遮断)的第一状态以及低侧臂元件s2设定为断开(遮断)且高侧臂元件s1设定为接通(导通)的第二状态。在第一状态下，依次向电池11的正极端子pb、电抗器22、低侧臂元件s2、电池11的负极端子nb流过电流，电抗器22被直流励磁而蓄积磁能。在第二状态下，妨碍由于流过电抗器22的电流被遮断而引起的磁通变化，在电抗器22的两端之间产生起电电压(感应电压)。基于电抗器22中蓄积的磁能的感应电压与电池电压重叠，对第三电力转换电路部33的正极母线pv与负极母线nv之间施加比电池11的端子间电压高的升压电压。

第三电力转换电路部33在再生时交替切换第二状态和第一状态。在第二状态下，依次向第三电力转换电路部33的正极母线pv、高侧臂元件s1、电抗器22、电池11的正极端子pb流过电流，电抗器22被直流励磁而蓄积磁能。在第一状态下，妨碍由于流过电抗器22的电流被遮断而引起的磁通变化，在电抗器22的两端之间产生起电电压(感应电压)。基于电抗器22中蓄积的磁能的感应电压被降压，对电池11的正极端子pb与负极端子nb之间施加比第三电力转换电路部33的正极母线pv和负极母线nv之间的电压低的降压电压。

电容器单元23具有第一平滑电容器41、第二平滑电容器42、噪声滤波器43。

第一平滑电容器41连接在电池11的正极端子pb与负极端子nb之间。第一平滑电容器41对伴随第三电力转换电路部33的再生时的高侧臂元件s1和低侧臂元件s2的接通/断开的切换动作而产生的电压变动进行平滑化。

第二平滑电容器42连接在第一电力转换电路部31和第二电力转换电路部32各自的正极侧导电体pi和负极侧导电体ni之间、以及第三电力转换电路部33的正极母线pv和负极母线nv之间。第二平滑电容器42经由正极母线50p和负极母线50n而与多个正极侧导电体pi和负极侧导电体ni、以及正极母线pv和负极母线nv连接。第二平滑电容器42对伴随第一电力转换电路部31和第二电力转换电路部32的高侧臂元件uh、vh、wh和低侧臂元件ul、vl、wl各自的接通/断开的切换动作而产生的电压变动进行平滑化。第二平滑电容器42对伴随第三电力转换电路部33的升压时的高侧臂元件s1和低侧臂元件s2的接通/断开的切换动作而产生的电压变动进行平滑化。

噪声滤波器43连接在第一电力转换电路部31和第二电力转换电路部32各自的正极侧导电体pi和负极侧导电体ni之间、以及第三电力转换电路部33的正极母线pv和负极母线nv之间。噪声滤波器43具有串联连接的2个电容器。2个电容器的连接点与车辆10的车身搭铁等连接。

电阻器24连接在第一电力转换电路部31和第二电力转换电路部32各自的正极侧导电体pi和负极侧导电体ni之间、以及第三电力转换电路部33的正极母线pv和负极母线nv之间。

第一电流传感器25配置在构成第一电力转换电路部31的各相的连接点ti且与第一输入输出端子q1连接的输出侧导电体51上，检测u相、v相和w相各自的电流。第二电流传感器26配置在构成第二电力转换电路部32的各相的连接点ti且与第二输入输出端子q2连接的输出侧导电体52上，检测u相、v相和w相各自的电流。第三电流传感器27配置在构成高侧臂元件s1和低侧臂元件s2的连接点且与电抗器22连接的母线53上，检测流过电抗器22的电流。

第一电流传感器25、第二电流传感器26和第三电流传感器27分别通过信号线而与电子控制单元28连接。

电子控制单元28对第一电动机12和第二电动机13各自的动作进行控制。例如，电子控制单元28是通过cpu(centralprocessingunit)等处理器执行规定的程序而发挥功能的软件功能部。软件功能部是具有cpu等处理器、存储程序的rom(readonlymemory)、暂时存储数据的ram(randomaccessmemory)和计时器等电子电路的ecu(electroniccontrolunit)。需要说明的是，电子控制单元28中的至少一部分也可以是lsi(largescaleintegration)等集成电路。例如，电子控制单元28使用第一电流传感器25的电流检测值和与针对第一电动机12的转矩指令值对应的电流目标值执行电流的反馈控制等，生成输入到栅极驱动单元29的控制信号。例如，电子控制单元28使用第二电流传感器26的电流检测值和与针对第二电动机13的再生指令值对应的电流目标值执行电流的反馈控制等，生成输入到栅极驱动单元29的控制信号。控制信号是表示对第一电力转换电路部31和第二电力转换电路部32的高侧臂元件uh、vh、wh和低侧臂元件ul、vl、wl分别进行接通(导通)/断开(截止)驱动的时机的信号。例如，控制信号是进行脉冲宽度调制后的信号等。

栅极驱动单元29根据从电子控制单元28接收的控制信号，生成用于实际对第一电力转换电路部31和第二电力转换电路部32的高侧臂元件uh、vh、wh和低侧臂元件ul、vl、wl分别进行接通(导通)/断开(截止)驱动的栅极信号。例如，栅极驱动单元29执行控制信号的放大和电平移动等，生成栅极信号。

栅极驱动单元29生成用于对第三电力转换电路部33的高侧臂元件s1和低侧臂元件s2分别进行接通(导通)/断开(截止)驱动的栅极信号。例如，栅极驱动单元29生成与第三电力转换电路部33的升压时的升压电压指令或第三电力转换电路部33的再生时的降压电压指令对应的占空比的栅极信号。占空比是高侧臂元件s1和低侧臂元件s2的比率。

在图10所示的例子中，第一或第二实施方式的电力转换装置1应用于车辆10，但是，在其他例子中，也可以在具有交流电动机和直流电源的例如电梯、泵、风扇、铁道车辆、空调机、冰箱、洗衣机等车辆10以外的装置的交流电动机与直流电源之间应用第一或第二实施方式的电力转换装置1。

本发明的实施方式作为例子进行提示，并不意图限定发明的范围。这些实施方式能够以其他各种方式进行实施，能够在不脱离发明主旨的范围内进行各种省略、置换、变更。这些实施方式及其变形包含在发明的范围和主旨内，同样，包含在权利请求的范围所记载的发明及其等同的范围内。