电力转换装置的制造方法_4

文档序号:8303608阅读:来源:国知局
置。同样,导体板320和导体板319成为隔着IGBT330和二极管166大致平行地相对的叠层配置。此外,导体板320与导体板318通过中间电极329连接。通过该连接使上臂电路与下臂电路电连接,形成上下臂串联电路。如上所述,在导体板315与导体板318之间夹着IGBT328和二极管156,并且在导体板320与导体板319之间夹着IGBT330和二极管166,导体板320与导体板318通过中间电极329连接。之后,将IGBT328的控制电极328A与元件侧信号连接端子327U通过接合线371连接,并且将IGBT330的控制电极330A与元件侧信号连接端子327L通过接合线371连接。
[0087]图11(a)是表示电容器模块500的外观的立体图。图11(b)是用于说明电容器模块500的内部结构的分解立体图。叠层导体板501由用板状的宽幅导体形成的负极导体板505和正极导体板507、以及被负极导体板505和正极导体板507夹着的绝缘片550构成。叠层导体板501对于各相的上下臂的串联电路150中流动的电流使磁通相互抵消,因此对于上下臂的串联电路150中流动的电流能够实现低电感化。
[0088]电池负极侧端子508和电池正极侧端子509,以从叠层导体板501的长边方向的一方的边立起的状态形成,分别与正极导体板507和负极导体板505连接。辅机用电容器端子516和517以从叠层导体板501的长边方向的一方的边立起的状态形成,分别与正极导体板507和负极导体板505连接。
[0089]中继导体部530以从叠层导体板501的长边方向(也称为“长度方向”或“较长方向”)的一方的边立起的状态形成。电容器端子503a?503c从中继导体部530的端部突出,与各功率半导体模块300a?300c对应地形成。此外,电容器端子503d?503f也从中继导体部530的端部突出,与各功率半导体模块301a?301c对应地形成。中继导体部530和电容器端子503a?503c均以夹着绝缘片500的叠层状态构成,能够对于上下臂的串联电路150中流动的电流实现低电感化。此外,中继导体部530构成为完全不形成妨碍电流流动的贯通孔等、或妨碍电流流动的贯通孔等尽可能地形成得少。
[0090]根据这样的结构,开关时在按每相设置的功率半导体模块300a?300c之间产生的回流电流易于流向中继导体部530,难以流向叠层导体部501—侧。由此,能够减少回流电流引起的叠层导体板501的发热。
[0091]另外,本实施方式中,负极导体板505、正极导体板507、电池负极侧端子508、电池正极侧端子509、中继导体部530和电容器端子503a?503f由一体成形的金属制的板构成,对于上下臂的串联电路150中流动的电流具有降低电感的效果。
[0092]电容器单元514在叠层导体板501的下方设置有多个。本实施方式中,3个电容器单元514沿着叠层导体板501的长边方向的一方的边排成一列,进而,另外3个电容器单元514沿着叠层导体板501的长边方向的另一方的边排成一列,设置合计6个电容器单元。
[0093]沿着叠层导体板501的长边方向的各个边排列的电容器单元514以图11(a)所示的虚线A-A为界对称地排列。由此,在对功率半导体模块300a?300c和功率半导体模块301a?301c供给由电容器单元514平滑后的直流电流的情况下,电容器端子503a?503c与电容器端子503d?503f之间的电流均衡变得均匀,能够实现叠层导体板501的电感降低。此外,能够防止电流在叠层导体板501中局部地流动,因此也能够使热均衡变得均匀而提尚耐热性。
[0094]电容器单元514是电容器模块500的蓄电部的单位结构体,使用将2片在单面蒸镀有铝等金属的薄膜叠层卷绕、并将2片金属分别作为正极、负极而形成的薄膜电容器。关于电容器单元514的电极,卷绕的轴面分别成为正极、负极电极,通过喷锡等导电体而制造。
[0095]电容器壳体502具备用于收纳电容器单元514的收纳部511,收纳部511的上表面和下表面成大致长方形状。在电容器壳体502设置有用于使固定单元例如螺钉贯通的孔520a?520d,该固定单元例如螺钉用于将电容器模块500固定在流路形成体12。本实施方式的电容器壳体502为了提高导热性,由导热性高的树脂构成,但也可以由金属等构成。
[0096]此外,在叠层导体板501和电容器单元514被收纳在电容器壳体502中后,除了电容器端子503a?503f、电池负极侧端子508和电池正极侧端子509之外,以使得叠层导体板501被覆盖的方式对电容器壳体502内填充填充材料551。
[0097]此外,因开关时的纹波电流(ripple current),电容器单元514因内部的薄膜上蒸镀的金属薄膜、以及内部导体的电阻而发热。于是,为了使电容器单元514的热易于通过电容器壳体502散去,使用填充材料对电容器单元514进行铸模。进而,通过使用树脂制的填充材料,还能够提高电容器单元514的耐湿性。
[0098]本实施方式中,沿着电容器模块500的收纳部511的长边方向设置有第七流路部19g(参考图5),提高了冷却效率。
[0099]此外,噪声滤波器用电容器单元515a与正极导体板507连接,除去正极与地之间产生的规定噪声。噪声滤波器用电容器单元515b与负极导体板505连接,除去负极与地之间产生的规定噪声。噪声滤波器用电容器单元515a和515b设定为电容(S卩,容量)比电容器单元514小。此外,噪声滤波器用电容器单元515a和515b,与电容器端子503a?503f相比更接近电池负极侧端子508和电池正极侧端子509地配置。由此,能够早期除去混入电池负极侧端子508和电池正极侧端子509的规定噪声,能够减小噪声对于功率半导体模块的影响。
[0100]图12是在图3的A-A面切断的电力转换装置200的截面图。
[0101]功率半导体模块300b被收纳在图5中所示的第二流路部19b内。模块壳体304的外壁与第二流路部1%内流动的冷却介质直接接触。其他功率半导体模块300a和300c以及功率半导体模块301a?301c也与功率半导体模块300b同样地被收纳在各流路部的内部。
[0102]功率半导体模块300b配置在电容器模块500的侧部。电容器模块的高度540形成得比功率半导体模块的高度360小。此处,电容器模块的高度540是从电容器壳体502的底面部513至电容器端子503b的高度,功率半导体模块的高度360是从模块壳体304的底面部至信号端子325U的前端(顶端)的高度。
[0103]第二流路形成体442设置有在电容器模块500的下部配置的第七流路部19g。艮P,第七流路部19g沿着功率半导体模块300b的高度方向,与电容器模块500并列地配置。该第七流路部的高度443比功率半导体模块的高度360与电容器模块的高度540之差小。此夕卜,第七流路部的高度443也可以和功率半导体模块的高度360与电容器模块的高度540之差相同。
[0104]通过使功率半导体模块300b与电容器模块500相邻,连接距离缩短,因此能够实现低电感和低损失。
[0105]此外,另一方面,功率半导体模块300b与电容器模块500能够进行在同一个面上的固定、连接作业,因此能够提高组装效率。
[0106]此外,另一方面,通过将电容器模块的高度540抑制得比功率半导体模块的高度360低,能够将第七流路部19g配置在电容器模块500的下部,因此能够冷却电容器模块500。此外,由于电容器模块500的上部与功率半导体模块300b的上部的高度为近距离,因此能够抑制电容器端子503b在电容器模块500的高度方向变长的情况。
[0107]此外,另一方面,通过将第七流路部19g配置在电容器模块500的下部从而避免在电容器模块500的侧部配置冷却流路,能够使电容器模块500与功率半导体模块300b接近,抑制电容器模块500与功率半导体模块300b的配线距离变长的情况。
[0108]此外,驱动电路基板22搭载生成驱动电路的驱动电源的变压器24。该变压器24的高度形成为比驱动电路基板22上搭载的电路部件的高度大。驱动电路基板22与功率半导体模块300a?300c以及功率半导体模块301a?301c之间的空间中配置信号端子325U和直流正极端子315B。另一方面,在驱动电路基板22与电容器模块500之间的空间中,配置变压器24。由此,能够有效利用驱动电路基板22与电容器模块500之间的空间。此外,通过在驱动电路基板22的与配置有变压器24的面相反侧的面,安装高度一致的电路部件,能够抑制驱动电路基板22与金属底板11的距尚。
[0109]图13是除去盖8和控制电路基板20,将驱动电路基板22与金属底板11分解后的立体图。
[0110]驱动电路基板22配置在功率半导体模块300a?300c和功率半导体模块301a?301c的上部。金属底板11隔着(即,夹着)驱动电路基板22配置在与功率半导体模块300a?300c以及功率半导体模块301a?301c相反的一侧。
[0111]驱动电路基板22分别形成被交流侧中继导体802a贯通的贯通孔22a、被交流侧中继导体802b贯通的贯通孔22b、被交流侧中继导体802c贯通的贯通孔22c、被交流侧中继导体802d贯通的贯通孔22d、被交流侧中继导体802e贯通的贯通孔22e、和被交流侧中继导体802f贯通的贯通孔22f。其中,本实施方式中使电流传感器180a与贯通孔22a嵌合,电流传感器180c与贯通孔22c嵌合,电流传感器180d与贯通孔22d嵌合,电流传感器180f与贯通孔22f嵌合。但是也可以对全部贯通孔22a?22f设置电流传感器。
[0112]通过在驱动电路基板22设置贯通孔22a?22f,能够将电流传感器直接配置在驱动电路基板22,能够使交流侧中继导体802a?802f的配线简单,有助于小型化。
[0113]此外,电流传感器180a等配置在驱动电路基板22与功率半导体模块300a?300c以及功率半导体模块301a?301c之间的空间中。功率半导体模块300a?300c和功率半导体模块301a?301c具有直流正极端子315B等,该直流正极端子315B等需要在与驱动电路基板22之间确保充分的绝缘距离。
[0114]通过在用于确保该绝缘距离的空间内配置电流传感器180a等,能够将电力转换装置内的空间共用作绝缘空间和电流传感器的配置空间。因此有助于电力转换装置的小型化。
[0115]金属底板11在与贯通孔22a?22c相对的位置形成贯通孔I Ia,在与贯通孔22d?22f相对的位置形成贯通孔lib。此外,如图3所示,盖8在与贯通孔Ila相对的位置形成第三开口 204a,形成交流连接器188。此外,盖8在与贯通孔Ilb相对的位置形成第四开口204b,形成交流连接器159。
[0116]由此,即使是在交流连接器188与功率半导体模块301a?301c之间配置驱动电路基板22的情况下,也能够抑制交流侧
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