电力变换装置的制作方法

本发明涉及一种电力变换装置(powerconverter)。

背景技术：

现有技术中存在一种电力变换装置，其特征在于，包括：内部具有多个(plural)开关元件的多个半导体模块、一个表面上具有多个所述半导体模块的受热块、所述受热块的另一个表面上所具有的散热片、与所述半导体模块电气连接的旁路(bypass)电容器或缓冲(snubber)电容器、及向所述开关元件发送控制信号的栅极(gate)驱动装置。所述半导体模块的长度方向被配置为，朝向与经过所述散热片之间的冷却气流垂直的方向(例如，参照专利文献1)。

[现有技术文献]

[专利文献]

[专利文献1](日本)特开2016－213945号公报

技术实现要素：

[发明要解决的课题]

然而，以往的电力变换装置中，用于输出多个半导体模块的交流电力的端子在直线上排列成一列，直线状的母排(busbar)对各半导体模块的输入输出端子之间进行连接。半导体模块大多包含用于构成上臂(upperarm)的开关元件和用于构成下臂(lowerarm)的开关元件进行了串联的电路结构。例如，可通过并联三个半导体模块来构成三相交流电力变换装置的电路。此情况下，半导体模块在直线上进行排列，如果位于直线上的端部的半导体模块的上臂的开关元件因故障等发生了短路，导致短路电流进行流动，则由于母排上存在电阻和寄生电感(parasiticinductance)，所以多个半导体模块的下臂的开关元件中流动的短路电流距离出现了故障的开关元件越近越多、越远越少。

为此，多个半导体模块的下臂的开关元件中流动的短路电流变为不平衡，电力变换装置难以确保相对于短路电流的耐性。这在下臂的开关元件因故障等发生了短路的情况下也一样。

因此，本发明的目的在于提供一种可容易确保相对于短路电流的耐性的电力变换装置。

[用于解决课题的手段]

本发明的实施方式的电力变换装置包括第1半导体开关和第2半导体开关进行了串联的开关部，并具备设置有与所述第1半导体开关和所述第2半导体开关的连接点连接的输出端子的n(n为3以上的整数)个半导体模块，其中，所述n个半导体模块以所述输出端子相互接近的方式被配置，并具有以使得对所述n个半导体模块中的第1半导体模块的输出端子和第2半导体模块的输出端子进行连接的配线的电感和对所述n个半导体模块中的所述第1半导体模块的输出端子和第3半导体模块的输出端子进行连接的配线的电感大致相等的方式而连接的输出汇流排。

[发明效果]

能够提供一种容易确保相对于短路电流的耐性的电力变换装置。

附图说明

[图1]实施方式1的电力变换装置100的电路结构图。

[图2]电力变换装置100的平面图。

[图3]电力变换装置100的分解状态的平面图。

[图4]具有三相的构成的电力变换装置100m的示意图。

[图5]实施方式2的电力变换装置200的平面图。

[图6]电力变换装置200的分解状态的平面图。

[图7]一部分结构的放大图。

[图8]电力变换装置200的剖面图。

[图9]实施方式2的第1变形例的电力变换装置200m1的平面图。

[图10]实施方式2的第2变形例的电力变换装置200m2的平面图。

[符号说明]

100、100m、200、200m1、200m2电力变换装置

110半导体模块

111输出端子

112p端子

113n端子

120电容器

130p、130mp、230p、230m1pp汇流排

131p、131mp、231p1、231p2、231m1p2框部

132p、132mp、232p连接部

132pa、232pa孔部

130n、130mn、230n、230m1nn汇流排

131n、131mn、231n1、231n2、231m1n2框部

132n、132mn、232n连接部

132na、232na孔部

140、240、240m1、240m2输出汇流排

141、241中心部

142、242延伸部

143、243切口部

244、244m1连接部

150绝缘纸

m1、m2、m3、m4、m5、m6、m7、m8、m9、m10、m11、m12、m13、m14、m15、m16半导体开关

具体实施方式

以下，对使用了本发明的电力变换装置的实施方式进行说明。

＜实施方式1＞

图1是实施方式1的电力变换装置100的电路结构图。电力变换装置100包括4个半导体模块110、电容器120、p汇流排130p、n汇流排130n、及输出汇流排140。

作为一例，电力变换装置100是用于对三相交流电力的u相、v相、及w相中的u相进行输出的两电平逆变器(2-levelinverter)。另外，分别对v相和w相进行输出的两个电力变换装置的结构与电力变换装置100相同。

4个半导体模块110分别具有2个半导体开关m1和m2、m3和m4、m5和m6、及m7和m8。半导体开关m1、m3、m5、及m7位于(包含于)上臂，半导体开关m2、m4、m6、及m8位于(包含于)下臂。半导体开关m1、m3、m5、及m7是第1半导体开关的一例，半导体开关m2、m4、m6、及m8是第2半导体开关的一例。

半导体开关m1～m8分别具有n沟道mosfet(metaloxidesemiconductorfieldeffecttransistor)和回流二极管(refluxdiode)。半导体开关m1～m8的mosfet的漏极(drain)与回流二极管的阴极连接，源极(source)与阳极连接。回流二极管包括与mosfet独立或集成为一体的二极管、mosfet的寄生二极管、及肖特基势垒二极管(schottkybarrierdiode)。此外，本实施方式中，半导体开关尽管使用了mosfet，但如果是自消弧型半导体开关，则不限定于此。

上臂的半导体开关m1、m3、m5、及m7的mosfet的漏极与p汇流排130p连接，下臂的半导体开关m2、m4、m6、及m8的mosfet的源极与n汇流排130n连接。

半导体开关m1的mosfet的源极和半导体开关m2的mosfet的漏极之间设置用于输出交流电力的输出端子111。这在半导体开关m3和m4、m5和m6、及m7和m8中也一样。4个输出端子111与输出汇流排140连接。

半导体开关m1～m8的mosfet根据从未图示的栅极驱动电路输入至栅极的pwm(pulsewidthmodulation:脉冲宽度调制)驱动信号进行开关操作控制。

电容器120连接在p汇流排130p和n汇流排130n之间，作为直流电源来使用。电容器120的输出电压只要根据电力变换装置100的用途进行设定即可。需要说明的是，也可使用直流电源替代电容器120。电容器120可作为平滑电容器而使用。

p汇流排130p是对电容器120的正极(+)端子和各半导体模块110的上臂的半导体开关m1、m3、m5、及m7的mosfet的漏极进行连接的线路。

n汇流排130n是对电容器120的负极(－)端子和各半导体模块110的下臂的半导体开关m2、m4、m6、及m8的mosfet的源极进行连接的线路。作为一例，这样的p汇流排130p和n汇流排130n是由铜板金制作的母排。关于p汇流排130p和n汇流排130n的具体结构将在下面参照图2进行说明。

输出汇流排140对4个半导体模块110的输出端子111进行连接。作为一例，输出汇流排140是由铜板金制作的母排，并与交流电动机的u相端子连接。需要说明的是，图1中尽管好像示出了输出汇流排140设置在半导体开关m1和m2之间的输出端子111和半导体开关m3和m4之间的输出端子111、半导体开关m5和m6之间的输出端子111、及半导体开关m7和m8之间的输出端子111之间，但输出汇流排140是以大致相等的距离对4个半导体模块110的输出端子111之间的距离进行连接。关于输出汇流排140的具体结构将在下面参照图2进行说明。

需要说明的是，图1中，p汇流排130p、n汇流排130n、及输出汇流排140上示出了电阻器r和电感器(inductor)l。电阻器r将p汇流排130p、n汇流排130n、及输出汇流排140的电阻表示为电阻器，电感器l将寄生电感表示为电感器。这样，p汇流排130p、n汇流排130n、及输出汇流排140上就存在电阻和寄生电感。

实施方式1的电力变换装置100通过对输出汇流排140的结构和p汇流排130p、n汇流排130n的结构进行精心设计，可改善相对于短路电流的耐性的不平衡。

图2是电力变换装置100的平面图。图3是电力变换装置100的分解状态的平面图。下面使用共同的xyz坐标系进行说明。此外，尽管将z轴的正方向称为“上”，并将z轴的负方向称为“下”，但这并不代表一般意义的上下关系。

电力变换装置100包括4个半导体模块110、p汇流排130p、n汇流排130n、输出汇流排140、及绝缘纸150。需要说明的是，图2中对电容器120(参照图1)进行了省略。另外，图2中，绝缘纸150夹在p汇流排130p和n汇流排130n之间，并没有露出。此外，图3中还对半导体模块110进行了省略。

半导体模块110是在平面图中沿x轴方向具有长度方向、沿y轴方向具有宽度方向的长方体状的装置。如果沿x轴方向延伸的为行、沿y轴方向延伸的为列，则4个半导体模块110排列成2行×2列。4个半导体模块110分别包括半导体开关m1和m2、m3和m4、m5和m6、及m7和m8，为此，图2中以括号的形式对符号进行了标注。

半导体模块110具有半导体模块主体部110a、输出端子111、p端子112、n端子113、及端子114。p端子112是第1电位侧端子的一例，n端子113是第2电位侧端子的一例。高电位侧是第1电位侧的一例，低电位侧是第2电位侧的一例。

半导体模块主体部110a由树脂等绝缘体制成，上表面上设置有输出端子111、p端子112、n端子113、及端子114。4个半导体模块110被配置为，4个输出端子111之间与4个p端子112之间和4个n端子113之间相比更接近。

输出端子111是用于对交流电力进行输出的端子。4个输出端子111与半导体模块110同样地也按照2行×2列进行排列。

p端子112在半导体模块110的内部与上臂的半导体开关m1、m3、m5、及m7的mosfet的漏极连接，在半导体模块110的外部与p汇流排130p连接。

n端子113在半导体模块110的内部与下臂的半导体开关m2、m4、m6、及m8的mosfet的源极连接，在半导体模块110的外部与n汇流排130n连接。

端子114有4个，在半导体模块110的内部分别与上臂的半导体开关m1、m3、m5、及m7的mosfet的栅极和源极、以及下臂的半导体开关m2、m4、m6、及m8的mosfet的栅极和源极连接，在半导体模块110的外部分别与未图示的栅极驱动电路连接。

如图3的(a)所示，p汇流排130p在平面图中为矩形环状的框体，作为一例，可通过对铜板金进行冲压(press)加工而制作。p汇流排130p被设置为高电位侧的母排。p汇流排130p是第1电位侧汇流排的一例。

p汇流排130p具有沿x轴方向延伸的2个框部131p和沿y轴方向延伸并对2个框部131p之间进行连接的2个连接部132p。

框部131p是沿x轴方向具有长度方向且沿xy平面进行平面扩展的细长板状的部件，连接部132p是沿y轴方向具有长度方向且沿xy平面进行平面扩展的细长板状的部件。

另外，连接部132p具有使4个半导体模块110的p端子112插入(insert)的孔部132pa。孔部132pa在2个连接部132p上各设置了2个。

就p汇流排130p而言，在如图2所排列的4个半导体模块110的上方，在配置了n汇流排130n和绝缘纸150的状态下，并在从n汇流排130n和绝缘纸150的上侧如图2所示使孔部132pa与p端子112进行了位置对准的状态下进行配置。p端子112在插入孔部132pa的状态下藉由焊接(soldering)与孔部132pa进行接合。p汇流排130p和n汇流排130n之间通过绝缘纸150进行绝缘。

如图3的(b)所示，n汇流排130n在平面图中为矩形环状的框体，作为一例，可通过对铜板金进行冲压加工而制作。n汇流排130n被设置为低电位侧的母排。n汇流排130n是第2电位侧汇流排的一例。

n汇流排130n具有沿x轴方向延伸的2个框部131n和沿y轴方向延伸并对2个框部131n之间进行连接的2个连接部132n。2个连接部132n从框部131n的两端朝向x轴方向的内侧进行了偏移(offset)。

连接部132n具有使4个半导体模块110的n端子113插入的孔部132na。孔部132na在2个连接部132n上各设置了2个。就n汇流排130n而言，在如图2所排列的4个半导体模块110的上方，并在使孔部132na与n端子113进行了位置对准的状态下进行配置。n端子113在插入孔部132na的状态下藉由焊接与孔部132na进行接合。

另外，此时p汇流排130p的2个框部131p与2个框部131n分别在其间夹着2个绝缘纸150的状态下重叠配置。框部131n和框部131p在平面图中的尺寸(size)相等，并且相互之间位置对准地进行了配置。

另外，绝缘纸150在平面图中的尺寸比框部131p和131n大一点，在从框部131p和131n的四个边露出了一些的状态下配设在框部131p和131n之间。其目的在于，可切实地对框部131p和131n进行绝缘。

框部131p和131n介由绝缘纸150进行了重叠，所以具有静电容量。就框部131p和131n而言，由于具有寄生电感，所以通过对框部131p和131n在平面图中的尺寸和z轴方向的距离进行最优化，可消除或抑制当交流电力在p汇流排130p和n汇流排130n中流动时的寄生电感的影响。基于这样的观点，框部131p和131n在平面图中的尺寸和z轴方向的距离被进行了最优化。

需要说明的是，就p汇流排130p和n汇流排130n而言，以使得连接部132p和132n相对于半导体模块110的高度(z轴方向的位置)一致的方式，相对于框部131p和131n沿z轴方向被进行了弯折。

如图3的(c)所示，输出汇流排140是对4个半导体模块110的4个输出端子111进行连接的金属制部件，作为一例，可通过对铜板金进行冲压加工而制作。输出汇流排140是用于从半导体模块100输出交流电力的输出用母排。

输出汇流排140具有中心部141和4个延伸部142。延伸部142具有沿相对于中心部141进行了倾斜的4个方向延伸的形状，并且，x轴方向和y轴方向上相邻的延伸部142之间还设置了切口部143。为此，输出汇流排140在平面图中为x字形。x字形是指，四边形的四个边的中间部分向内侧进行了切去的形状。

这里，4个输出端子111被配置为位于四边形的顶点。图2中，作为一例，4个输出端子111被配置为位于正方形的顶点。与这样的4个输出端子111的位置相配合地，中心部141被配置为在平面图中位于4个输出端子111的中心。

另外，4个延伸部142从中心部141分别朝向4个输出端子111进行了延伸。各延伸部142上设置有孔部142a。输出端子111在插入孔部142a的状态下通过焊接与输出端子111进行接合。

输出汇流排140具有从中心部141沿倾斜的4个方向延伸的延伸部142，并且x轴方向和y轴方向上相邻的延伸部142之间具有切口部143的目的在于，尽可能地使对4个输出端子111之间进行连接的距离之差变小。对4个输出端子111之间进行连接的距离相等为理想的设计，输出汇流排140具有这样的形状。

例如，当在输出汇流排140上不设置切口部143，并且输出汇流排140为正方形的情况下，x轴方向和y轴方向上相邻的输出端子111之间的输出汇流排140的电流路径和位于斜向方向的输出端子111之间的输出汇流排140的电流路径大不相同，但通过设置切口部143，则可尽可能地使x轴方向和y轴方向上相邻的输出端子111之间的输出汇流排140的电流路径和位于斜向方向的输出端子111之间的输出汇流排140的电流路径之差变小(电流路径之间大致相等，理想的设计为完全相等)。

如图3的(d)所示，绝缘纸150为了对两对框部131p和131n进行绝缘而设置了2个。作为绝缘纸150，可使用市场上出售的绝缘纸。绝缘纸150是绝缘部的一例。

如上所述，电力变换装置100中，对4个半导体模块110进行了配置，以使得4个输出端子111之间与4个p端子112之间和4个n端子113之间相比更接近，此外，还藉由x字形的输出汇流排140对4个输出端子111进行了连接。

即，4个输出端子111之间的输出汇流排140的电流路径大致相等，由此可使4个输出端子111之间的输出汇流排140的电流路径上的电阻和寄生电感大致一致。

为此，例如在上臂的m1的mosfet因故障等发生了短路的情况下，可使下臂的半导体开关m2、m4、m6、及m8的mosfet中流动的短路电流保持一致，由此可容易地进行相对于短路电流的耐性的设计。这在上臂的m3、m5、及m7的mosfet发生了短路的情况和/或下臂的半导体开关m2、m4、m6、及m8的mosfet因故障等发生了短路的情况下也一样。

因此，可提供容易确保相对于短路电流的耐性的电力变换装置100。容易确保相对于短路电流的耐性是指，由于多个输出端子111之间的输出汇流排140的电流路径之差较小，所以发生故障时等多个半导体模块110中流动的电流之差也较小，例如，可使用相对于短路电流的耐性都相等的多个半导体模块110，或者，即使并不是多个半导体模块110的所有的半导体模块的相对于短路电流的耐性都相等，也可使用较少种类的半导体模块110。其原因在于，如果电流路径之差较大，则短路电流的电流值大不相同，难以使用相对于短路电流的耐性都相等的多个半导体模块110，并且也存在需要增加所使用的半导体模块110的种类的可能性。

另外，通过对框部131p和131n在平面图中的尺寸和z轴方向的距离进行最优化，还可消除或抑制当交流电力在p汇流排130p和n汇流排130n中流动时的寄生电感的影响。

需要说明的是，以上尽管对电力变换装置100为图1和图2所示那样的逆变器的形态进行了说明，但并不限定于这样的逆变器，也可为在相当于框部131p的高电位侧的线路和相当于框部131n的低电位侧的线路的中间对交流电力进行输出的变换器(converter)。

此外，以上尽管对输出汇流排140具有中心部141和4个延伸部142且为形成有切口部143的x字形的形态进行了说明，但如果是可减小4个输出端子111之间的电流路径之差的结构，并不限定于上述那样的结构，只要具有朝向4个输出端子111的中心被切下的切口部143即可。另外，切口部143的形状也可为上述形状之外的形状。

此外，以上尽管对藉由x字形的输出汇流排140来连接4个半导体模块110的输出端子111的形态进行了说明，但半导体模块110只要为3个以上即可。在半导体模块110为3个情况下，例如，只要从图2所示的半导体模块110中去掉一个并进行配置即可。此情况下，只要藉由从输出汇流排140上去掉一个延伸部142的形状的输出汇流排对3个输出端子111进行连接即可。

另外，在半导体模块110为5个的情况，只要以使得5个输出端子111之间所流动的电流路径之差为最小的方式追加延伸部142即可。在半导体模块110为3个、5个、或5个以上的情况下，只要将多个半导体模块110的输出端子111配置在与其数量相对应的多边形的顶点，就可容易地降低电流路径之差。

此外，以上尽管对使用绝缘纸150的形态进行了说明，但p汇流排130p和n汇流排130n之间的绝缘还可使用绝缘纸150之外的绝缘部件。

另外，以上尽管对用于输出u相的交流电力的电力变换装置100进行了说明，但u、v、及w的三相的构成如图4所示。图4是具有三相的构成的电力变换装置100m的示意图。

电力变换装置100m包括12个半导体模块110、p汇流排130mp、n汇流排130mn、及3个输出汇流排140。

p汇流排130mp具有沿x轴方向延伸的4个框部131mp和沿y轴方向延伸并对4个框部131mp之间进行连接的2个连接部132mp。连接部132mp从y轴正方向侧的端部至y轴负方向侧的端部对4个框部131mp之间进行连接。

同样，n汇流排130mn具有沿x轴方向延伸的4个框部131mn和沿y轴方向延伸并对4个框部131mn之间进行连接的2个连接部132mn。连接部132mn从y轴正方向侧的端部至y轴负方向侧的端部对4个框部131mn之间进行连接。需要说明的是，框部131mn位于框部131mp的下侧，在平面图中看不到，所以为了对其位置进行表示，也与框部131mp一起对其标注了符号。

就3个输出汇流排140而言，与图2所示的输出汇流排140同样地，对将12个半导体模块110分成4个一组的3组、且在各组内按照2行×2列进行排列的4个半导体模块110的输出端子111进行了连接。

为此，各组内4个输出端子111之间的输出汇流排140的电流路径大致相等，由此可使4个输出端子111之间的输出汇流排140的电流路径上的电阻和寄生电感大致一致，并能提供容易确保相对于短路电流的耐性的电力变换装置100m。

另外，通过对框部131mp和131mn在平面图中的尺寸和z轴方向的距离进行最优化，还可消除或抑制当交流电力在p汇流排130mp和n汇流排130mn中流动时的寄生电感的影响。

＜实施方式2＞

图5是实施方式2的电力变换装置200的平面图。图6是电力变换装置200的分解状态的平面图。图7是对一部分结构进行了放大的示意图。图8是电力变换装置200的剖面图。图8的(a)～(c)所示的剖面是图5中沿箭头a－a观察时的剖面、沿箭头b－b观察时的剖面、及沿箭头c－c观察时的剖面。下面，基本上使用图5和图6对各部分进行说明，图7和图8仅在对相关部分进行说明时使用。

电力变换装置200包括8个半导体模块110、p汇流排230p、n汇流排230n、及输出汇流排240。另外，尽管图5和图6中未图示，电力变换装置200也包括电容器120，其被连接在p汇流排230p和n汇流排230n之间。

作为一例，电力变换装置200为用于对三相交流电力的u相、v相、及w相中的u相进行输出的两电平逆变器。此外，分别对v相和w相进行输出的两个电力变换装置的结构也与电力变换装置200相同。

半导体模块110的结构与实施方式1同样，但数量增加至8个。8个半导体模块110的输出端子111藉由输出汇流排240进行了连接。如果以图1那样的电路来考虑，则是一种除了半导体开关m1～m8之外还追加了上臂的半导体开关m9、m11、m13、及m15和下臂的半导体开关m10、m12、m14、及m16的结构。

实施方式2中省略了电路图，所以图5中标注了8个半导体模块110各包含2个半导体开关的半导体开关的符号(m1～m16)。包含半导体开关m1～m8的4个半导体模块110的配置与图2所示的4个半导体模块110的配置相同。另外，包含半导体开关m9～m16的4个半导体模块110的配置也与图2所示的4个半导体模块110的配置相同。

包括半导体开关m3、m4、m7、及m8的2个半导体模块110和包括半导体开关m9、m10、m13、及m14的2个半导体模块110的y轴方向上的间隔被设定为，与包含半导体开关m1～m8的4个半导体模块110的组内的y轴方向上的间隔和包含半导体开关m9～m16的4个半导体模块110的组内的y轴方向上间隔相比稍大一些。

电力变换装置200包括8个半导体模块110、p汇流排230p、n汇流排230n、输出汇流排240、3张绝缘纸150、及1张绝缘纸151(参照图8的(c))。需要说明的是，图5和图6中尽管省略了3张绝缘纸150和1张绝缘纸151的图示，但绝缘纸150与图3的(d)所示的绝缘纸150相同。另外，就绝缘纸151而言，尽管尺寸不同，但也为与绝缘纸150同样的绝缘纸。此外，图6中还省略了半导体模块110。

8个半导体模块110被配置为，8个输出端子111之间与8个p端子112之间和8个n端子113之间相比更接近。

输出端子111是用于对交流电力进行输出的端子。8个输出端子111与半导体模块110同样地被分成4个一组的2组，并在各组的内部按照2行×2列进行了排列。

p端子112在半导体模块110的内部与上臂的半导体开关的mosfet的漏极进行了连接，在半导体模块110的外部与p汇流排230p进行了连接。

n端子113在半导体模块110的内部与下臂的半导体开关的mosfet的源极进行了连接，在半导体模块110的外部与n汇流排230n进行了连接。

如图6的(a)所示，p汇流排230p是在平面图中对2个矩形环状进行了组合那样的形状的框体，作为一例，可通过对铜板金进行冲压加工和切除加工而制作。p汇流排230p具有在y轴方向的两端沿x轴方向延伸的2个框部231p1和在y轴方向的中央处沿x轴方向延伸的一个框部231p2。p汇流排230p还具有沿y轴方向延伸并对2个框部231p1和框部231p2之间进行连接的4个连接部232p。

框部231p1是沿x轴方向具有长度方向且沿xy平面进行平面扩展的板状的部件。如图7的(a)所示，框部231p2具有将沿x轴方向具有长度方向且沿xy平面进行平面扩展的板状的部件的y轴方向的宽度的中央处作为沿着x轴方向的谷(valley)并藉由谷折(即，折成山谷状)沿z轴负方向进行了折叠的形状。框部231p2没有被折叠的状态下的平面图中的尺寸与框部231p1的尺寸相等。

这里，8个半导体模块110的y轴正方向侧是第1侧的一例，y轴负方向侧是第2侧的一例。另外，2个框部231p1中的位于y轴正方向侧的框部231p1是第一第1电位侧框部的一例，位于y轴负方向侧的框部231p1是第二第1电位侧框部的一例。此外，框部231p2是第1电位侧中间框部的一例，也是折叠部的一例。另外，连接部232p是第1电位侧连接部的一例。

此外，就框部231p2而言，为了防止与p汇流排230p的连接部232p和后述的n汇流排230n的连接部232n的高度方向(z轴方向)的接触，位于y轴方向的两端的2个连接部232p之间的区间的z轴方向的上部具有沿x轴负方向被切除了的凹部231p2a。这样的凹部231p2a可在对切除加工前的框部231p2进行折叠后通过实施切除加工而制作。

另外，连接部232p具有使8个半导体模块110的p端子112插入的孔部232pa。孔部232pa在4个连接部232p上各设置了2个。

就p汇流排230p而言，在如图5所排列的8个半导体模块110的上方，在配置了n汇流排230n和绝缘纸150的状态下，并在从n汇流排230n和绝缘纸150的上侧如图5所示使孔部232pa与p端子112进行了位置对准的状态下进行配置。p端子112在插入孔部232pa的状态下与孔部232pa通过焊接进行接合。p汇流排230p和n汇流排230n之间通过绝缘纸150进行绝缘。

如图6的(b)所示，n汇流排230n是在平面图中对2个矩形环状进行了组合那样的形状的框体，作为一例，可通过对铜板金进行冲压加工和切除加工而制作。n汇流排230n具有在y轴方向的两端沿x轴方向延伸的2个框部231n1和在y轴方向的中央处沿x轴方向延伸的一个框部231n2。n汇流排230n还具有沿y轴方向延伸并对2个框部231n1和框部231n2之间进行连接的4个连接部232n。4个连接部232n从框部231n1、231n2的两端朝向x轴方向的内侧进行了偏移(offset)。

2个框部231n1中的位于y轴正方向侧的框部231n1是第一第2电位侧框部的一例，位于y轴负方向侧的框部231n1是第二第2电位侧框部的一例。另外，框部231n2是第2电位侧中间框部的一例，也是折叠部的一例。此外，连接部232n是第2电位侧连接部的一例。

框部231n1是沿x轴方向具有长度方向且沿xy平面进行平面扩展的板状的部件。如图7的(b)所示，框部231n2具有将沿x轴方向具有长度方向且沿xy平面进行平面扩展的板状的部件的y轴方向的宽度的中央处作为沿着x轴方向的谷并藉由谷折沿z轴负方向进行了折叠的形状。框部231n2没有被折叠的状态下的平面图中的尺寸与框部231n1的尺寸相等。

另外，就框部231n2而言，为了防止与p汇流排230p的连接部232p和n汇流排230n的连接部232n的高度方向(z轴方向)的接触，2个连接部232n之间的区间和比2个连接部232n还靠近x轴方向的外侧的区间的z轴方向的上部具有沿x轴负方向被切除了的凹部231n2a。这样的凹部231n2a可在对切除加工前的框部231n2进行折叠后通过实施切除加工而制作。

另外，连接部232n具有用于使8个半导体模块110的n端子113插入的孔部232na。孔部232na在4个连接部232n上各设置了2个。

就n汇流排230n而言，在如图5所排列的8个半导体模块110的上方，并在如图5所示使孔部232na与n端子113进行了位置对准的状态下进行配置。n端子113在插入孔部232na的状态下与孔部232na通过焊接进行接合。n汇流排230n和n汇流排230n之间由绝缘纸150进行绝缘。p汇流排230p和n汇流排230n之间由绝缘纸150进行绝缘。

为此，图5中的从箭头a－a观察时的剖面和从箭头b－b观察时的视剖面分别如图8的(a)和(b)所示。

需要说明的是，使包括半导体开关m3、m4、m7、及m8的2个半导体模块110和包括半导体开关m9、m10、m13、及m14的2个半导体模块110的y轴方向的间隔稍大(稍宽)的目的在于，通过在它们之间的间隙内设置框部231p2和231n2，可消除或抑制包含半导体开关m1～m8的4个半导体模块110和包含半导体开关m9～m16的4个半导体模块110之间的p汇流排230p和n汇流排230n的寄生电感的影响。

绝缘纸150设置在2个框部231p1和2个框部231n1之间、以及一个框部231p2和一个框部231n2之间。框部231p1与框部231n1在其间夹着绝缘纸150的状态下重叠配置。框部231n1和框部231p1在平面图中的尺寸相等，相互之间位置对准地进行了配置。

另外，绝缘纸150在平面图中的尺寸与框部231p1和231n1相比稍大，并在从框部231p1和231n1的四个边露出了一些的状态下配设在框部231p1和231n1之间。其目的在于，可切实地对框部231p1和231n1进行绝缘。

此外，就与xy平面平行的剖面为u字形的框部231p2而言，由于能以嵌套的方式容纳在同样为u字形的框部231n2内，所以1张绝缘纸150可在弯折了的状态下插入框部231p2和框部231n2之间。另外，为了切实地进行绝缘，绝缘纸150也在露出了一些的状态下配设在框部231p2和框部231n2之间。

框部231p1和231n1以及框部231p2和231n2分别介由绝缘纸150进行重叠，所以具有静电容量。由于框部231p1、231p2、231n1、及231n2具有寄生电感，所以通过对框部231p1和231n1在平面图中的尺寸和z轴方向的距离以及框部231p2和231n2在折叠状态下的相对的部分的尺寸和间隔进行最优化，可消除或抑制当交流电力在p汇流排230p和n汇流排230n中流动时的寄生电感的影响。基于这样的观点，框部231p1和231n1在平面图中的尺寸和z轴方向的距离以及框部231p2和231n2在弯折状态下的相对的部分的尺寸和间隔被进行了最优化。

需要说明的是，就p汇流排230p和n汇流排230n而言，为了使连接部232p和232n相对于半导体模块110的高度(z轴方向的位置)一致，沿z轴方向相对于框部231p1和231n1被进行了弯折。

如图6的(c)所示，输出汇流排240是对8个半导体模块110的4个输出端子111进行连接的金属制部件，作为一例，可通过对铜板金进行冲压加工而制作。输出汇流排240具有2个中心部241、8个延伸部242、及连接部244。延伸部242具有沿相对于中心部241进行了倾斜的4个方向延伸的形状，孔部242a与输出端子111连接。x轴方向和y轴方向上相邻的延伸部242之间设置有切口部243。另外，连接部244是对相当于两个x字形的输出汇流排140(参照图3的(c))的部分进行连接的矩形形状的部分。

为此，输出汇流排240具有在平面图中藉由矩形形状的连接部244对两个x字形的输出汇流排140(参照图3的(c))进行了连接的形状。中心部241和延伸部242的位置关系与输出汇流排140的中心部141和延伸部142的位置关系(参照图3的(c))相同。

就输出汇流排240而言，为了尽可能地使对8个半导体模块110的8个输出端子111之间进行连接的距离之差变小，设置了6个切口部243。

例如，在输出汇流排240上没有设置切口部243的情况下，尽管夹着切口部243而相邻的输出端子111之间的输出汇流排240的电流路径会变短，但通过设置切口部243，可尽可能地使8个输出端子111之间的输出汇流排240的电流路径之差变小。

由于连接部244设置在p汇流排230p的框部231p2和n汇流排230n的框部231n2的上端的上方，所以如图8的(c)所示可在连接部244和框部231p2、231n2的上端之间设置绝缘纸151。绝缘纸151只要具有可对连接部244和框部231p2、231n2之间进行绝缘所需的平面图中的尺寸即可。

如上所述，电力变换装置200中，以8个输出端子111之间与8个p端子112之间和8个n端子113之间相比更接近的方式配置了8个半导体模块110，并藉由输出汇流排240对8个输出端子111进行了连接。

即，就8个输出端子111之间的输出汇流排240的电流路径而言，以其间的差尽可能小的方式进行了构成。

为此，例如在上臂的半导体开关m1的mosfet因故障等发生了短路的情况下，可降低下臂的半导体开关m2、m4、m6、m8、m10、m12、m14、及m16的mosfet中流动的短路电流之差，由此可容易地进行相对于短路电流的耐性的设计。这在上臂的半导体开关m3、m5、m7、m9、m11、m13、及m15的mosfet发生了短路的情况和/或下臂的半导体开关m2、m4、m6、m8、m10、m12、m14、及m16的mosfet因故障等发生了短路的情况下也一样。

另外，电力变换装置200中，藉由包含上述那样的输出汇流排240，并通过p汇流排230p和n汇流排230n具有在y轴方向的中间进行了折叠的框部231p2、231n2，可使包含半导体开关m3、m4、m7、及m8的2个半导体模块110和包含半导体开关m9、m10、m13、及m14的2个半导体模块110的y轴方向的间隔变短。

据此，不仅可在一定程度上确保框部231p2和231n2的尺寸(折叠部分的面积)，还可缩短y轴方向的距离。所以，实施方式2中，不仅可确保框部231p2、231n2与框部231p1、231n1相等的尺寸，还可缩短y轴方向的距离。

为此，可兼顾p汇流排230p和n汇流排230n上的寄生电感的消除或抑制、以及输出汇流排240的连接部244的y轴方向的长度的削减所导致的半导体开关m1～m8的组和m9～m16的组之间的电流路径的短缩化。

因此，能够提供容易确保相对于短路电流的耐性的电力变换装置200。

另外，通过对框部231p1、231p2、231n1、及231n2的尺寸和间隔进行最优化，还可消除或抑制当交流电力在p汇流排230p和n汇流排230n中流动时的寄生电感的影响。

需要说明的是，以上尽管对使用输出汇流排240(用于连接8个输出端子111)的形态进行了说明，但也可替代输出汇流排240而使用2个实施方式1的输出汇流排140分别对包含半导体开关m1～m8的4个半导体模块110的4个输出端子111和包含半导体开关m9～m16的4个半导体模块110的4个输出端子111进行连接。

另外，以上尽管对p汇流排230p和n汇流排230n具有折叠了的框部231p2和231n2的形态进行了说明，但也可不对框部231p2和231n2进行折叠而使其平坦化。图9是实施方式2的第1变形例的电力变换装置200m1的示意图。图9中，对与图5至图8所示的构成要素相同的构成要素赋予了相同的符号，并对其说明进行了省略。

电力变换装置200m1包括8个半导体模块110、p汇流排230m1p、n汇流排230m1n、及输出汇流排240m1。

p汇流排230m1p具有框部231p1、框部231m1p2、及连接部232p。p汇流排230m1p中，框部231m1p2没有被弯折而为平坦，这点与图5至图8所示的框部231p2不同。框部231m1p2是第1电位侧中间框部的一例。

n汇流排230m1n具有框部231n1、框部231m1n2、及连接部232n。n汇流排230m1n中，框部231m1n2没有被弯折而为平坦，这点与图5至图8所示的框部231n2不同。需要说明的是，框部231n1和框部231m1n2分别位于框部231p1和框部231m1p2的正下方，所以图9中看不到，但为了对其位置进行表示也标注了符号。框部231m1p2是第2电位侧中间框部的一例。框部231m1n2是第2电位侧中间框部的一例。

输出汇流排240m1具有中心部241、延伸部242、切口部243、及连接部244m1。就输出汇流排240m1而言，伴随p汇流排230m1p的框部231m1p2和n汇流排230m1n的框部231m1n2的平坦化，连接部244m1沿y轴方向也变长了，这点与图5至图8所示的连接部244不同。

尽管连接部244m1的长度与连接部244相比变长了，但在不会对相对于短路电流的耐性的确保产生影响那样的情况下，也可为电力变换装置200m1那样的构成。

图10是实施方式2的第2变形例的电力变换装置200m2的平面图。图10中，对与图5至图8所示的构成要素相同的构成要素赋予了相同的符号，并对其说明进行了省略。

电力变换装置200m2包含8个半导体模块110、p汇流排230p、n汇流排230n、及输出汇流排240m2。输出汇流排240m2是从输出汇流排240上去掉了切口部243的矩形形状的输出汇流排。

就电力变换装置200m2而言，p汇流排230p和n汇流排230n具有在y轴方向的中间处进行了折叠的框部231p2、231n2，由此可对输出汇流排240m2的连接部244的y轴方向的长度进行短缩化，即，通过减小电流路径之差，可为容易确保相对于短路电流的耐性的电力变换装置。在这样的输出汇流排240m2和p汇流排230p、n汇流排230n的组合不会对相对于短路电流的耐性的确保产生影响的情况下，也可为电力变换装置200m2那样的构成。

基于上述，提供一种电力变换装置，其包括第1半导体开关和第2半导体开关进行了串联的开关部，并具备设置有与所述第1半导体开关和所述第2半导体开关的连接点连接的输出端子的n个半导体模块，这里n为3以上的整数。所述n个半导体模块以所述输出端子相互接近的方式进行配置，并具有以使得对所述n个半导体模块中的第1半导体模块的输出端子和第2半导体模块的输出端子进行连接的配线的电感和对所述n个半导体模块中的所述第1半导体模块的输出端子和第3半导体模块的输出端子进行连接的配线的电感大致相等的方式而连接的输出汇流排。所述n个半导体模块以所述n个输出端子在平面图中排列于n边形的顶点的方式进行配置。

另外，还提供一种电力变换装置，其包含第1半导体开关和第2半导体开关进行了串联的开关部，并具备设置有与所述第1半导体开关和所述第2半导体开关的连接点连接的输出端子的n个半导体模块，这里n为3以上的整数。所述n个半导体模块以所述输出端子相互接近的方式进行配置，并具有以使得对所述n个半导体模块中的第1半导体模块的输出端子和第2半导体模块的输出端子进行连接的配线的电感和对所述n个半导体模块中的所述第1半导体模块的输出端子和第3半导体模块的输出端子进行连接的配线的电感大致相等的方式而连接的输出汇流排。所述n为4，4个所述半导体模块以4个输出端子在平面图中的2个轴方向上按照2行×2列排列的方式进行配置。

其中，所述输出汇流排是对按照所述2行×2列排列的4个输出端子进行连接、且在平面图中相邻的输出端子之间具有朝向所述4个输出端子的中心而设置的切口部的x字形的输出汇流排。

此外，还提供一种电力变换装置，其包括第1半导体开关和第2半导体开关进行了串联的开关部，并具备设置有与所述第1半导体开关和所述第2半导体开关的连接点连接的输出端子的n个半导体模块，这里n为3以上的整数。所述n个半导体模块以所述输出端子相互接近的方式进行配置，并具有以使得对所述n个半导体模块中的第1半导体模块的输出端子和第2半导体模块的输出端子进行连接的配线的电感和对所述n个半导体模块中的所述第1半导体模块的输出端子和第3半导体模块的输出端子进行连接的配线的电感大致相等的方式而连接的输出汇流排。所述n为4k，这里k为2以上的整数，4k个所述半导体模块以被分为4个一组的k个组、且各组内4个输出端子在平面图中的2个轴方向上按照2行×2列排列的方式进行配置。

其中，所述输出汇流排是对所述4k个输出端子进行连接、且在平面图中相邻的输出端子之间具有朝向4k个所述输出端子的中心而设置的切口部的输出汇流排，或者，所述输出汇流排是按照所述k个组的每个组对4个输出端子进行连接、且在平面图中相邻的输出端子之间具有朝向所述4个输出端子的中心而设置的所述切口部的x字形的输出汇流排。

另外，还提供一种电力变换装置，其包括第1半导体开关和第2半导体开关进行了串联的开关部，并具备设置有与所述第1半导体开关和所述第2半导体开关的连接点连接的输出端子的n个半导体模块，这里n为3以上的整数。所述n个半导体模块以所述输出端子相互接近的方式进行配置，并具有以使得对所述n个半导体模块中的第1半导体模块的输出端子和第2半导体模块的输出端子进行连接的配线的电感和对所述n个半导体模块中的所述第1半导体模块的输出端子和第3半导体模块的输出端子进行连接的配线的电感大致相等的方式而连接的输出汇流排。所述n为2l，这里l为2以上的整数，2l个所述半导体模块以2l个输出端子在平面图中的2个轴方向上按照2行×l列或l行×2列排列的方式进行配置。

其中，所述输出汇流排是对所述2l个输出端子进行连接的输出汇流排，且是在平面图中相邻的输出端子之间具有朝向2l个所述输出端子的中心而设置的切口部的输出汇流排。

所述电力变换装置还包含：对所述n个第1电位侧端子进行连接的第1电位侧汇流排；与所述第1电位侧汇流排重叠配置、且对所述n个第2电位侧端子进行连接的第2电位侧汇流排；及对所述第1电位侧汇流排和所述第2电位侧汇流排之间进行绝缘的绝缘部。

其中，所述第1电位侧汇流排、所述第2电位侧汇流排、及所述绝缘部在所述n个半导体模块的边界的一部分处且在所述半导体模块之间的间隙中具有折叠部。

其中，所述n个半导体模块以使长度方向和宽度方向对齐的方式被配置，所述输出汇流排在平面图中沿整个所述宽度方向被设置。

所述第1电位侧汇流排具有：在所述宽度方向的第1侧的所述n个半导体模块的外侧沿所述长度方向延伸的第一第1电位侧框部；在所述宽度方向的第2侧的所述n个半导体模块的外侧沿所述长度方向延伸的第二第1电位侧框部；位于所述第一第1电位侧框部和所述第二第1电位侧框部之间、并在平面图中设置在所述半导体模块之间、且沿所述长度方向延伸的第1电位侧中间框部；及沿所述宽度方向延伸、并对所述第一第1电位侧框部、所述第二第1电位侧框部、及所述第1电位侧中间框部进行连接、且对所述n个半导体模块的第1电位侧端子进行连接的第1电位侧连接部。

所述第2电位侧汇流排具有：在所述第1侧的所述n个半导体模块的外侧沿所述长度方向延伸、且介由所述绝缘部与所述第一第1电位侧框部重叠配置的第一第2电位侧框部；在所述第2侧的所述n个半导体模块的外侧沿所述长度方向延伸、且介由所述绝缘部与所述第二第1电位侧框部重叠配置的第二第2电位侧框部；位于所述第一第2电位侧框部和所述第二第2电位侧框部之间、并在平面图中设置在所述半导体模块之间、且沿所述长度方向延伸并介由所述绝缘部与所述第1电位侧中间框部重叠配置的第2电位侧中间框部；及沿所述宽度方向延伸、并对所述第一第2电位侧框部、所述第二第2电位侧框部、及所述第2电位侧中间框部进行连接、且对所述n个半导体模块的第2电位侧端子进行连接的第2电位侧连接部。

其中，所述第1电位侧中间框部和所述第2电位侧中间框部在被所述绝缘部绝缘了的状态下，在所述半导体模块之间的间隙中具有沿所述长度方向被谷折了的折叠部。

另外，还提供一种电力变换装置，其包括第1半导体开关和第2半导体开关进行了串联的开关部，并包括：设置有与所述第1半导体开关和所述第2半导体开关的连接点连接的输出端子、且以所述输出端子相互接近的方式被配置的n个半导体模块，这里n为3以上的整数；以使得对所述n个半导体模块中的第1半导体模块的输出端子和第2半导体模块的输出端子进行连接的配线的电感和对所述n个半导体模块中的所述第1半导体模块的输出端子和第3半导体模块的输出端子进行连接的配线的电感大致相等的方式而连接的输出汇流排；对与所述n个半导体模块的所述第1半导体开关连接的第1电位侧端子进行连接的第1电位侧汇流排；与所述第1电位侧汇流排重叠配置、且与所述n个半导体模块的所述第1半导体开关连接的第2电位侧汇流排；及对所述第1电位侧汇流排和所述第2电位侧汇流排之间进行绝缘的绝缘部。所述第1电位侧汇流排、所述第2电位侧汇流排、及所述绝缘部在所述n个半导体模块的边界的至少一部分处且在所述半导体模块之间的间隙中具有折叠部。

以上对本发明的例示实施方式的电力变换装置进行了说明，但本发明并不限定于具体公开的实施方式，只要不脱离权利要求书记载的范围，还可进行各种各样的变形和/或变更。