本申请以2016年3月28日申请的日本专利申请号2016-63541号专利和2017年2月28日申请的日本专利申请号2017-36745号专利为基础，在此援引其记载内容。
本发明涉及一种包括多个半导体元件以及控制该半导体元件的开关动作的控制电路部的电路转换装置。
背景技术：
作为在直流电和交流电之间进行电力转换的电力转换装置，已知一种包括igbt等半导体元件以及与该半导体元件电连接的控制电路部的装置(参照下述专利文献1)。上述电力转换装置构成为：利用上述控制电路部使半导体元件开关动作，从而将直流电转换为交流电。
对半导体元件进行驱动的驱动电路形成于控制电路部。此外，控制电路部包括将半导体元件的基准电极(即，发射极)和上述驱动电路连接的基准配线以及将半导体元件的控制电极(即，栅极)和驱动电路连接的控制配线。驱动电路构成为以上述基准电极的电位为基准，将预先确定的控制电压施加于控制电极。藉此，接通半导体元件。
近年，期望一种能得到更高的输出电流的电力转换装置。因此，对将多个半导体元件并联连接、使上述多个半导体元件同时开关动作的课题进行了研究。藉此，对即使流过每个半导体元件的电流变小，作为电力转换装置整体，也能使很多电流流过的课题进行了研究。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开2015－139299号公报
技术实现要素：
然而，使多个半导体元件同时开关动作时，施加于半导体元件的控制电极的电压容易出现偏差。即，在上述结构的情况下，一个驱动电路与多个半导体元件电连接。此外，使多个半导体元件同时开关动作时，如后述所述，由于与半导体元件反向并联连接的续流二极管的恢复特性存在偏差等原因，半导体元件的上述基准电极的电位(以下，也记作基准电位)存在发生偏差的可能性。因此，存在会有电流i经由上述基准配线，从基准电位高的半导体元件向基准电位低的半导体元件流动的可能性。在上述情况下，因寄生于基准配线的电感lke会产生感应电动势δv(＝lkedi/dt)。
因此，从基准电位低的半导体元件的基准电极来看，驱动电路的基准电位会高δv(参照图39)。因此，在基准电位低的半导体元件的控制电极上施加有由驱动电路产生的控制电压vg和δv之和(vg+δv)。因此，可以想到比通常的控制电压vg高的电压施加于控制电极，上述半导体元件可能发生劣化。
此外，若在基准配线产生有感应电动势δv，则从基准电位高的半导体元件的基准电极来看，驱动电路的基准电位会低δv(参照图39)。因此，在基准电位高的半导体元件的控制电极只施加有vg－δv的电压。因此，上述半导体元件接通不充分，容易使电流量低下。
本发明的目的在于提供一种电力转换装置，能使多个半导体元件同时开关动作，且能降低施加于每个半导体元件的控制电极的电压的偏差。
本发明第一方式的电力转换装置包括：多个半导体元件；以及
控制电路部，上述控制电路部对上述半导体元件的开关动作进行控制，
上述半导体元件存在配置于上桥臂侧的上桥臂半导体元件和配置于下桥臂侧的下桥臂半导体元件，构成为：利用上述控制电路部，使彼此并联连接的多个上述上桥臂半导体元件同时开关动作，并且使彼此并联连接的多个上述下桥臂半导体元件同时开关动作，
上述控制电路部包括分别与同时开关动作的多个上述半导体元件电连接的驱动电路、将上述半导体元件的控制电极和上述驱动电路连接的控制配线以及将上述半导体元件的基准电极和上述驱动电路连接的基准配线，
使寄生于上述基准配线的电感比寄生于上述控制配线的电感小。
在上述电力转换装置中，使寄生于基准配线的电感比寄生于控制配线的电感小。
因此，能降低施加于每个半导体元件的控制电极的电压的偏差。即，如上所述，当使彼此并联连接的多个半导体元件同时开关动作时，每个半导体元件的基准电位容易出现偏差。其结果是，会有电流经由基准配线，从基准电位高的半导体元件向基准电位低的半导体元件流动。但是，在本方式中，减小寄生于基准配线的电感，因此，当电流流过时，能减小基准配线中产生的感应电动势δv。如上所述，在基准电位低的半导体元件的控制电极施加有vg+δv，在基准电位高的半导体元件施加有vg－δv，但在本方式中，由于能减小δv，因此，能抑制施加于各半导体元件的控制电极的电压的偏差。因此，能对以下不良情况进行抑制：在基准电位低的半导体元件的控制电极过度施加高电压而使上述半导体元件劣化的不良情况，或者向基准电位高的半导体元件的控制电极只施加低电压而导致接通不充分的不良情况。
如以上所述，根据本方式，能提供一种电力转换装置，能使多个半导体元件同时开关动作，且能降低施加于每个半导体元件的控制电极的电压的偏差。
附图说明
参照附图和以下详细的记述，可以更明确本发明的上述目的、其他目的、特征和优点。
图1是实施方式一的上桥臂半导体元件接通时的电力转换装置的一部分的电路图。
图2是实施方式一的下桥臂半导体元件接通时的电力转换装置的一部分的电路图。
图3是实施方式一的控制电路部的一部分的俯视图。
图4是实施方式一的电力转换装置的整体电路图。
图5是实施方式一的上桥臂半导体元件和控制电路部的更详细的电路图。
图6是实施方式一的电力转换装置的剖视图，是图7的vi-vi线剖视图。
图7是图6的vii-vii线剖视图。
图8是实施方式二的控制电路部的一部分的俯视图。
图9是实施方式三的控制电路部的一部分的俯视图。
图10是实施方式四的控制电路部的一部分的俯视图。
图11是实施方式五的控制电路部的一部分的俯视图。
图12是实施方式六的上桥臂半导体元件接通时的电力转换装置的一部分的电路图。
图13是实施方式六的下桥臂半导体元件接通时的电力转换装置的一部分的电路图。
图14是实施方式七的电力转换装置的示意剖视图。
图15是实施方式七的控制电路部的一部分的俯视图。
图16是实施方式七的半导体模块的示意图。
图17是实施方式八的电力转换装置的示意剖视图。
图18是实施方式八的控制电路部的一部分的俯视图。
图19是实施方式九的电力转换装置的示意剖视图。
图20是实施方式九的控制电路部的一部分的俯视图。
图21是实施方式九的半导体模块的示意图。
图22是实施方式十的半导体元件的俯视图。
图23是实施方式十的上桥臂半导体模块以及控制电路部的剖视图。
图24是实施方式十的下桥臂半导体模块以及控制电路部的剖视图。
图25是实施方式十一的电力转换装置的示意剖视图。
图26是实施方式十二的电力转换装置的示意剖视图。
图27是实施方式十二的半导体模块的示意图。
图28是实施方式十三的电力转换装置的示意剖视图。
图29是实施方式十四的电力转换装置的示意剖视图。
图30是实施方式十五的电力转换装置的示意剖视图。
图31是实施方式十六的电力转换装置的示意剖视图。
图32是实施方式十七的电力转换装置的示意剖视图。
图33是实施方式十八的电力转换装置的示意剖视图。
图34是实施方式十九的电力转换装置的示意剖视图。
图35是实施方式二十的电力转换装置的示意剖视图。
图36是实施方式二十一的电力转换装置的示意剖视图。
图37是实施方式二十二的电力转换装置的示意剖视图。
图38是实施方式二十三的电力转换装置的示意剖视图。
图39是对比方式的上桥臂半导体元件接通时的电力转换装置的一部分的电路图。
图40是对比方式的下桥臂半导体元件接通时的电力转换装置的一部分的电路图。
具体实施方式
上述电力转换装置可以作为用于装设于电动汽车、混合动力车等车辆的车载用电力转换装置。
(实施方式一)
使用图1～图7，对上述电力转换装置的实施方式进行说明。如图4所示，本方式的电力转换装置1包括多个半导体元件2和控制电路部3。半导体元件2中存在有配置于上桥臂侧的上桥臂半导体元件2h和配置于下桥臂侧的下桥臂半导体元件2l。通过控制电路部3，使彼此并联连接的多个上桥臂半导体元件2h同时开关动作。此外，通过控制电路部3，使彼此并联连接的多个下桥臂半导体元件2l同时开关动作。
如图1所示，控制电路部3包括与同时开关动作的多个半导体元件2连接的驱动电路30、控制配线4g及基准配线4ke。控制配线4g将半导体元件2的控制电极21g(即，栅极)与驱动电路30电连接。此外，基准配线4ke将半导体元件2的基准电极21ke(即，发射极)与驱动电路30电连接。
使寄生于基准配线4ke的电感lke比寄生于控制配线4g的电感lg小。
本实施方式的电力转换装置1是用于装设于电动汽车、混合动力车等车辆的车载用电力转换装置。如图4所示，在本实施方式中，上桥臂半导体元件2h和下桥臂半导体元件2l分别两两并联连接。本方式的半导体元件2是igbt。半导体元件2内置于半导体模块20(参照图7)。一个半导体模块2内置有上桥臂半导体元件2h和下桥臂半导体元件2l。
半导体模块20中存在u相用半导体模块20u、v相用半导体模块20v、w相用半导体模块20w。通过控制电路部3使半导体模块20内的半导体元件2开关动作，从而将由直流电源8供给的直流电转换为交流电。接着，用上述交流电来驱动三相交流电动机81，从而使上述车辆行驶。
如图7所示，半导体模块20包括将半导体元件2内置的主体部200、从该主体部200突出的功率端子24及控制端子25。功率端子24中存在施加有直流电压的正极端子24p和负极端子24n以及输出交流电的输出端子24o。上述控制端子25与控制电路部3连接。
如图5所示，半导体元件2除了具有上述控制电极21g和基准电极21ke，还具有感应电极21se。此外，半导体模块20内置有热敏二极管29。热敏二极管29的阴极21k与基准电极21ke连接。热敏二极管29的阳极21a以及阴极21k和半导体元件2的各电极21g、21ke、21se经由控制端子25，与控制电路部3电连接。阳极21a以及阴极21k与温度检测电路38连接，感应电极21se与电流检测电路39连接。温度检测电路38通过测定热敏二极管29的正向电压，来测定半导体元件2的温度。此外，电流检测电路39通过测定流过感应电极21se的电流，来测定流过半导体元件2整体的电流。
如图3所示，控制电流部3中形成有用于将该控制电流部3与半导体元件2电连接的多个连接部5(在本方式中为贯通孔)。将控制端子25插入上述连接部5，进行锡焊。作为连接部5，控制电路部3包括用于与基准电极21ke连接的基准用连接部5ke、用于与控制电极21g连接的控制用连接部5g、用于与感应电极21se连接的感应用连接部5se。此外，控制电流部3包括用于与阳极21a连接的阳极用连接部5a、用于与阴极21k连接的阴极用连接部5k。驱动电路30和基准用连接部5ke由基准配线4ke连接。驱动电路30和控制用连接部5g由控制配线4g连接。在本方式中，使基准配线4ke的配线长度比控制配线4g的配线长度短。藉此，使寄生于基准配线4ke的电感lke比寄生于控制配线4g的电感lg小。
接着，对使多个半导体元件2同时开关动作的情况下，施加于各半导体元件2的控制电极21g的电压存在差异的理由进行说明。如图1所示，两个上桥臂半导体元件2h的基准电极21ke由交流母线7a电连接。上述交流母线7a中寄生有电感。此外，每个半导体元件2与续流二极管28反并联连接。
在此，想到从上桥臂半导体元件2h和下桥臂半导体元件2l两方都处于断开的状态切换到使上桥臂半导体元件2h为接通状态的情况。在使上桥臂半导体元件2h接通之前，由于三相交流电动机81(参照图4)的电感的影响，会有返回电流(未图示)沿正向流过下桥臂半导体元件2l的续流二极管28。当使上桥臂半导体元件2h接通时，电流i流过，返回电流随之降低。然后，续流二极管28恢复，恢复电流ir流过。
在此，由于两个续流二极管28a、28b的恢复特性的差异，存在一方的续流二极管28a迅速恢复，另一方的续流二极管28b没有恢复的情况。在上述情况下，两个上桥臂半导体元件2h的电流i都流过一方的续流二极管28a。因此，流过另一方的上桥臂半导体元件2hb的电流i通过交流母线7a流向一方的续流二极管28a。如上所述，交流母线7a中寄生有电感，因该电感而产生感应电动势vke。因此，另一方的上桥臂半导体元件2hb的基准电极21keb的电位比一方的上桥臂半导体元件2ha的基准电极21kea的电位仅高vke。
因此，电流i通过基准配线4ke，从基准电位高的上桥臂半导体元件2hb向基准电位低的上桥臂半导体元件2ha流动。因此，因寄生于基准配线4ke的电感lke会产生感应电动势δv(＝lkedi/dt)。因此，驱动电路30的基准电位eh比基准电位低的半导体元件2ha的基准电极21kea仅高δv。驱动电路30以上述电位eh为基准，向控制电极21g施加控制电压vg。因此，基准电位低的半导体元件2ha的控制电极21g施加有控制电压vg和δv之和vg+δv。
此外，当感应电动势δv产生，驱动电路30的基准电位eh与基准电位高的半导体元件2hb的基准电极21keb相比仅低δv。因此，对基准电位高的半导体元件2hb的控制电极21g只施加有vg－δv。这样，在多个半导体元件2同时开关动作的情况下，施加于控制电压21g的电压容易出现偏差。然而，在本方式中，如上所述，减小寄生于基准配线4ke的电感lke，从而能减小感应电动势δv。因此，能抑制施加于控制电压21g的电压出现大的偏差。
另一方面，在下桥臂半导体元件2l接通时，也会发生施加于控制电极21g的电压出现差异的情况。如图2所示，下桥臂半导体元件2l与半导体模块20的负极端子24n连接。上述负极端子24n中寄生有电感ln。存在两个负极端子24n的电感ln彼此不同的情况。例如，存在寄生于另一方的负极端子24nb的电感lnb比寄生于一方的负极端子24na的电感lna高的情况。在上述情况下，当使两个下桥臂半导体元件2la、2lb两方都接通时，会有电流i流过负极端子24na、24nb，因电感的差异而使产生于负极端子24na、24nb的感应电动势发生差异。因此，另一方的下桥臂半导体元件2lb的基准电极21keb的电位比一方的下桥臂半导体元件2la的基准电极21kea的电位高。
因此，电流i通过基准配线4ke，从另一方的下桥臂半导体元件2lb向一方的下桥臂半导体元件2la流动。因此，与使上桥臂半导体元件2h接通时(参照图1)相同，施加于控制电极21g的电压出现差异。即，对一方的下桥臂半导体元件2la的控制电极21g施加有vg+δv，对另一方的下桥臂半导体元件2lb的控制电极21g仅施加有vg－δv。然而，在本方式中，如上所述，减小寄生于基准配线4ke的电感lke。因此，能抑制施加于控制电极21g的电压出现大的偏差。
接着，对电力转换装置1的立体结构进行说明。如图6、图7所示，在本方式中，将半导体模块20和冷却管11相互层叠而构成层叠体10。在层叠体10的层叠方向(以下，也记作x方向)上，在与层叠体10相邻的位置，配置有加压构件17(例如，板簧)。利用上述加压构件17，将层叠体10朝向壳体16的壁部161加压。藉此，能确保半导体模块20与冷却管11之间的接触压力，并将层叠体10固定于壳体16内。
x方向上相邻的两个冷却管11通过连结管15彼此连结。此外，在多个冷却管11中的、位于x方向的一端的端部冷却管11a，连接有用于导入制冷剂12的导入管13以及用于导出制冷剂12的导出管14。当制冷剂12从导入管13导入时，制冷剂12穿过连结管15而在全部的冷却管11中流动。藉此，对半导体模块20进行冷却。
此外，如上所述，半导体模块20包括正极端子24p、负极端子24n、输出端子24o及控制端子25。正极端子24p和电容器72由正极母线7p连接。此外，负极端子24n和电容器72由负极母线7n连接。
如图3所示，控制端子25与控制电路部3的连接部5连接。连接部组50由多个连接部5构成。控制电路30形成于在多个连接部5的排列方向(以下，也记作y方向)上、与连接部组50相邻的位置。此外，如上所述，作为连接部5，控制电路部3包括基准用连接部5ke以及控制用连接部5g。驱动电路30和基准用连接部5ke由基准配线4ke连接。驱动电路30和控制用连接部5g由控制配线4g连接。基准用连接部5ke形成于y方向上比控制用连接部5g更靠近供上述它们连接的驱动电路30的位置。更详细而言，将多个连接部5中的、形成于y方向上最靠近驱动电路30的位置的连接部5作为基准用连接部5ke。
如图3所示，连接部组50中存在有用于与上桥臂半导体元件2h连接的上桥臂连接部组50h以及用于与下桥臂半导体元件2l连接的下桥臂连接部组50l。上述上桥臂连接部组50h和下桥臂连接部组50l在y方向上彼此相邻。此外，驱动电路30中存在有与上桥臂半导体元件2h连接的上桥臂驱动电路30h以及与下桥臂半导体元件2l连接的下桥臂驱动电路30l。上桥臂驱动电路30h和下桥臂驱动电路30l形成于从y方向将上桥臂连接部组50h和下桥臂连接部组50l夹住的位置。
对本实施方式的作用效果进行说明。如图1、图2所示，在本方式中，使寄生于基准配线4ke的电感lke比寄生于控制配线4g的电感lke小。
因此，能降低施加于每个半导体元件2的控制电极21g的电压的偏差。即，如上所述，当使并联连接的多个半导体元件2同时开关动作时，每个半导体元件2的基准电位容易出现偏差。其结果是，会有电流i经由基准配线4ke从基准电位高的半导体元件2流向基准电位低的半导体元件2。然而，在本方式中，减小寄生于基准配线4ke的电感lke，从而能减小基准配线4ke中产生的感应电动势δv。在基准电位低的半导体元件2的控制电极21g会施加vg+δv，在基准电位高的半导体元件2会施加vg－δv，但在本方式中，由于能减小δv，从而能抑制施加于各半导体元件2的控制电极21g的电压的偏差。因此，能对以下不良情况进行抑制：对基准电位低的半导体元件2的控制电极21g过度施加高电压而使上述半导体元件2劣化的不良情况，或者向基准电位高的半导体元件2的控制电极21只施加低电压而导致接通不充分的不良情况。
如图39所示，现有的电力转换装置1中，寄生于基准配线4ke的电感lke比寄生于控制配线4g的电感lg大。因此，当电流i流过基准配线4ke时，会产生有高的感应电动势δv。因此，当使多个上桥臂半导体元件2h同时接通时，会出现一部分的上桥臂半导体元件2ha施加有高电压vg+δv，上述上桥臂半导体元件2ha容易劣化，或者对其它上桥臂半导体元件2hb只施加vg－δv而导致接通不充分的问题。此外，如图40所示，当使多个下桥臂半导体元件2la、2lb同时接通时，也会出现同样的问题。与此相对，在本方式中，减小基准配线4ke的电感lke，从而能减小δv。因此，能降低施加于每个半导体元件2的控制端子21g的电压的偏差。
此外，在本方式中，如图3所示，使基准配线4ke的配线长度比控制配线4g的配线长度短。
因此，能可靠地使寄生于基准配线4ke的电感lke比寄生于控制配线4g的电感lg小。
此外，在本方式中，在控制电路部3形成有多个连接部5。驱动电路30形成于y方向上、与连接部组50相邻的位置。基准用连接部5ke形成于y方向上比控制用连接部5g更靠近驱动电路30的位置。因此，能缩短连接驱动电路30和基准用连接部5ke的基准配线4ke的长度，从而能减小寄生于基准配线4ke的电感lke。
此外，如图3所示，在本方式中，将多个连接部5中的、形成于y方向上最靠近驱动电路30的位置的连接部5作为基准用连接部5ke。
因此，能进一步缩短基准配线4ke的长度，从而能有效地降低基准配线4ke的电感。
此外，如图1、图2所示，在本方式中，上桥臂半导体元件2h和下桥臂半导体元件2l内置于同一个半导体模块20。
因此，能特别显著地发挥出本发明的效果。即，如图12所示，也可以将上桥臂半导体元件2h和下桥臂半导体元件2l分别内置于不同的半导体模块20，但在这种情况下，施加于上桥臂半导体元件2h的控制电极21g的电压不易出现很大偏差。也就是说，在这种情况下，两个上桥臂半导体元件2h不是分别单独与下桥臂半导体元件2l连接，而是仅通过共用的交流母线7a与下桥臂半导体元件2l电连接。因此，在仅一方的续流二极管28a恢复，另一方的续流二极管28b没有恢复的情况下，分别流过两个上桥臂半导体元件2h的电流i两方都经由交流母线7a而向一方的续流二极管28a流动。因此，两方的电流i都会穿过交流母线7a，所以，寄生于电流路径的电感的大小几乎相同，由该电感而产生的感应电动势几乎相同。因此，两个上桥臂半导体元件2ha、2hb的基准电极21ke的电位几乎相同。所以，基准配线4ke中不会有很大的电流i流过，基准配线4ke上几乎不会产生感应电动势δv。因此，施加于两个上桥臂半导体元件2ha、2hb的控制电极21g的电压几乎相同。
与此相对，如图1所示，如本方式这样，在将上桥臂半导体元件2h和下桥臂半导体元件2l内置于一个的半导体模块20的情况下，上桥臂半导体元件2h和下桥臂半导体元件2l在半导体模块20内单独连接。因此，在仅一方的续流二极管28a恢复的情况下，一方的上桥臂半导体元件2ha的电流i不穿过交流母线7a，仅另一方的上桥臂半导体元件2hb的电流i穿过交流母线7a。因此，寄生于电流路径的电感会产生很大差异，由于该差异会导致两个上桥臂半导体元件2ha、2hb的基准电位相差很大。因此，会有电流i流过基准配线4ke，从而基准配线4ke上容易产生感应电动势δv。因此，如本方式这样，在将上桥臂半导体元件2h和下桥臂半导体元件2l内置于一个半导体模块20的情况下，通过减小寄生于基准配线4ke的电感lke，能特别显著地发挥抑制施加于上桥臂半导体元件2h的控制电极21g的电压出现偏差的效果。
如以上所述，根据本方式，能提供一种电力转换装置，能使多个半导体元件同时开关动作且能降低施加于每个半导体元件的控制电极的电压的偏差。
另外，在本方式中，对于上桥臂侧和下桥臂侧这两方，都使基准配线4ke的电感lke比控制配线4g的电感lg小，但本发明并不局限于此。即，也可以仅使上桥臂侧和下桥臂侧中的任一方的基准配线4ke的电感lke比控制配线4g的电感lg小。
在以下的实施方式中，若无特别指出，则附图符号中与实施方式一使用的符号相同的符号表示与实施方式一相同的构成要素等。
(实施方式二)
本实施方式是对控制电路部5的结构进行了改变的示例。如图8所示，在本方式中，使基准配线4ke的直径比控制配线4g的直径大。藉此，使寄生于基准配线4ke的电感lke比寄生于控制配线4g的电感lg小。
这样，即使在控制用连接部5g形成于比基准用连接部5ke更靠近驱动电路30的位置的情况下，也能使基准配线4ke的电感lke比控制配线4g的电感lg小。
除此以外，具有与实施方式一相同的结构和作用效果。
另外，在本方式中，是使控制配线4g比基准配线4ke短，但本发明并不局限于此。即，如实施方式一(参照图3)那样，也可以使基准配线4ke比控制配线4g短，此外，使基准配线4ke的直径比控制配线4g的直径更大。这样，由于能使基准配线4ke的配线长度缩短，且使直径增大，因此，能有效地减小基准配线4ke的电感lke。
(实施方式三)
本实施方式是对控制电路部3的结构进行了改变的示例。如图9所示，在本方式中，在上桥臂连接部组50h与下桥臂连接部组50l之间，形成有两个驱动电路30h、30l。每个驱动电路30h、30l形成于y方向上、与连接部组50相邻的位置。
除此以外，具有与实施方式一相同的结构和作用效果。
(实施方式四)
本实施方式是对控制电路部3的结构进行了改变的示例。如图10所示，在本方式中，将每个驱动电路30h、30l配置于y方向上的、连接部组50的一侧。即，将上桥臂驱动电路30h配置于y方向上的上桥臂连接部组50h的一侧，并且将下桥臂驱动电路30l配置于y方向上的下桥臂连接部组50l的一侧。
除此以外，具有与实施方式一相同的结构和作用效果。
(实施方式五)
本实施方式是对控制电路部3的结构进行了改变的示例。如图11所示，在本方式中，将上桥臂连接部组50h与下桥臂连接部组50l在x方向上交替配置。驱动电路30h、30l配置于y方向上的连接部组50h、50l的一侧。此外，在本方式中，与实施方式一相同，使基准配线4ke比控制配线4g短。藉此，使寄生于基准配线4ke的电感lke比寄生于控制配线4g的电感lg小。
除此以外，具有与实施方式一相同的结构和作用效果。
(实施方式六)
本实施方式是对半导体模块20的结构进行了改变的示例。如图12、图13所示，在本方式中，上桥臂半导体元件2h和下桥臂半导体元件2l各自内置于不同的半导体模块20。在这种情况下，如上所述，多个上桥臂半导体元件2h的基准电极21ke的电位不易发生差异(参照图12)，但存在下桥臂半导体元件2l的基准电极21ke的电位发生差异的情况。即，下桥臂半导体元件2l的基准电极21ke与负极端子24n连接，存在该负极端子24n的电感ln发生偏差的情况。例如，存在另一方的下桥臂半导体元件2lb的电感lnb比一方的下桥臂半导体元件2la的电感lna大的情况。在这种情况下，同时接通两个下桥臂半导体元件2la、2lb时，因电感lna、lnb不同而使另一方的下桥臂半导体元件2lb的基准电极21ke的电位比一方的下桥臂半导体元件2la的基准电极21ke的电位高。因此，会有电流i通过基准配线4ke，从另一方的下桥臂半导体元件2lb向一方的下桥臂半导体元件2la流动，从而在基准配线4ke产生感应电动势δv。然而，在本方式中，通过减小寄生于基准配线4ke的电感lke，从而能减小δv。因此，能抑制施加于各半导体元件2la、2lb的电压产生偏差。
除此以外，具有与实施方式一相同的结构和作用效果。
(实施方式七)
本实施方式是对控制电路部30的配置位置等进行了改变的示例。如图14所示，在本方式中，上桥臂半导体元件2h和下桥臂半导体元件2l各自设置于不同的半导体模块20(20h、20l)。此外，如图14、图16所示，本方式的上桥臂半导体模块20h内置有彼此并联连接、同时开关动作的多个上桥臂半导体元件2h(2ha、2hb)。同样地，下桥臂半导体模块20l内置有彼此并联连接、同时开关动作的多个下桥臂半导体元件2l(2la、2lb)。
如图14、图15所示，在y方向上、在上桥臂连接部组50h与下桥臂连接部组50l之间，配置有上桥臂驱动电路30h以及下桥臂驱动电路30l。
如图15所示，在本方式中，与实施方式一相同，基准用连接部5ke和驱动电路30由基准配线4ke连接。此外，控制用连接部5g和驱动电路30由控制配线4g连接。此外，基准用连接部5ke形成于y方向上比控制用连接部5g更靠近与它们连接的驱动电路30的位置。更详细而言，将多个连接部5中的、形成于y方向上最靠近驱动电路30的位置的连接部5作为基准用连接部5ke。
如图15所示，在y方向上、在上桥臂连接部组50h与下桥臂连接部组50l之间，配置有上桥臂驱动电路30h以及下桥臂驱动电路30l。此外，在上桥臂驱动电路30h以及下桥臂驱动电路30l之间，设置有与它们连接的电源电路31。电源电路31共用于两个驱动电路30h、30l。此外，本方式的驱动电路30由专用的ic构成。在驱动电路30与连接部组50之间以及驱动电路30与电源电路31之间，形成有用于确保它们之间绝缘的绝缘空间si。在控制电路部3的边缘部35设置有低压配线89。在上述低压配线89与连接部组50之间，也形成有绝缘空间si。
对本实施方式的作用效果进行说明。如图15所示，本方式与实施方式一相同，使基准用连接部5ke形成于比控制用连接部5g更靠近驱动电路30的位置。因此，能使基准配线4ke比控制配线4g短，从而能降低寄生于基准配线4ke的电感lke。
此外，在本方式中，将两个驱动电路30h、30l配置于y方向上、上桥臂连接部组50h与下桥臂连接部组50l之间的位置。因此，能使上桥臂驱动电路30h和下桥臂驱动电路30l靠近，从而能使电源电路31在两个驱动电路30h、30l中共用。因此，能减少电源电路31的数量，从而能降低控制电路部3的制造成本。此外，能减小控制电路部3的面积。
此外，各连接部5与半导体元件2的、彼此不同的电极21(21ke、21se、21g、21a、21k，参照图5)连接。如图15所示，从y方向的一侧(例如图的左侧)朝向另一侧(例如图的右侧)时的、构成上桥臂连接部组50h的各连接部5的与上述电极21的连接顺序(5k、5a、5g、5se、5ke)与构成下桥臂连接部组50l的各连接部5的与上述电极21的连接顺序(5ke、5se、5g、5a、5k)互为相反。
因此，对于各上桥臂侧和下桥臂侧，能使基准用连接部5ke与控制电路30靠近，并且能使上桥臂连接部组50h以及下桥臂连接部组50l左右对称。因此，能简化控制电路基板3的结构，从而能使设计容易。
除此以外，具有与实施方式一相同的结构和作用效果。
(实施方式八)
本实施方式是对驱动电路30的配置位置进行了改变的示例。如图17、图18所示，本方式与实施方式七相同，使基准用连接部5ke形成于比控制用连接部5g更靠近与它们连接的驱动电路30的位置。藉此，能使基准配线4ke比控制配线4g短，从而能减小寄生于基准配线4ke的电感lke。
此外，如图18所示，在本方式中，在y方向上，按顺序配置上桥臂驱动电路30h、上桥臂连接部组50h、下桥臂连接部组50l、下桥臂驱动电路30l。
在连接部组50与驱动电路30之间以及上桥臂连接部组50h与下桥臂连接部组50l之间，形成有用于使它们绝缘的绝缘区域si。此外，与实施方式七相同，在控制电路部3的边缘部35设置有低压配线89。在上述低压配线89与驱动电路30h之间，也形成有绝缘区域si。
对本实施方式的作用效果进行说明。如图18所示，在本方式中，在y方向上，按顺序配置上桥臂驱动电路30h、上桥臂连接部组50h、下桥臂连接部组50l、下桥臂驱动电路30l。
因此，能使控制电路部3的上桥臂侧与下桥臂侧相对称，能使控制电路部3的电路结构简化。因此，能容易地进行控制电路部3的设计。
另外，根据上述结构，可以使控制电路部3进一步小型化。也就是说，如图15所示，也可以在两个连接部组50h、50l之间，设置驱动电路30h、30l，但在这种情况下，需要确保连接部组50与低压配线89之间的绝缘区域si。与此相对，如本方式这样，如果在y方向上、连接部组50的外侧配置驱动电路30，那么由于在连接部组50与低压配线89的之间存在驱动电路30，因此，能使低压配线89远离连接部组50。因此，如实施方式七(参照图15)所示，不需要形成用于将连接部组50与低压配线89之间绝缘的专用的绝缘区域si’，从而能使控制电路部3的面积更小。
除此以外，具有与实施方式一相同的结构和作用效果。
(实施方式九)
本方式是对半导体模块20的结构以及驱动电路30的配置位置进行了改变的示例。如图21所示，在本方式中，将彼此并联连接的多个上桥臂半导体元件2h(2ha、2hb)与彼此并联连接的多个下桥臂半导体元件2l(2la、2lb)设置于同一个半导体模块20内。
此外，如图19、图20所示，在本方式中，在y方向上，按顺序配置上桥臂驱动电路30h、上桥臂连接部组50h、下桥臂连接部组30l、下桥臂驱动电路50l。此外，本方式与实施方式一相同，使基准用连接部5ke配置于比控制用连接部5g更靠近控制电路30的位置。藉此，使基准配线4ke比控制配线4g短，从而减小基准配线4ke的电感lke。
对本实施方式的作用效果进行说明。如图19、图21所示，在本方式中，将彼此并联连接的多个上桥臂半导体元件2h(2ha、2hb)与彼此并联连接的多个下桥臂半导体元件2l(2la、2lb)设置于同一个半导体模块20内。
因此，能减少半导体模块20的个数。因此，能减少电力转换装置1的零件个数，从而能降低制造成本。
除此以外，具有与实施方式一相同的结构和作用效果。
另外，如图21所示，在本方式中，将彼此并联连接的多个上桥臂半导体元件2h(2ha、2hb)与多个下桥臂半导体元件2l(2la、2lb)设置于同一个半导体模块20内，但本发明并不局限于此。即，也可以使每个半导体元件2(2h、2l)分别内置于不同的半导体模块20，使上述半导体模块20与图20所示的控制电路部3连接。此外，也可以使上桥臂半导体元件2h和下桥臂半导体元件2l分别一个一个地内置于一个半导体模块20，使上述半导体模块20与图20所示的控制电路部3连接。
(实施方式十)
本实施方式是对半导体元件2的结构进行了改变的示例。如图22所示，本方式的半导体元件2包括用于与控制电路部3电连接的多个焊盘26。上述多个焊盘26沿y方向排列。多个焊盘26中的两个焊盘26是用于将半导体元件2的基准电极21ke与控制电路部3电连接的基准用焊盘26ke(26kea、26keb)。如图23、图24所示，使多个基准用焊盘26ke(26kea、26keb)中的、配置于y方向上靠近驱动电路30位置的基准用焊盘26ke与控制电路部3电连接。
如图23所示，半导体模块20包括内置有半导体元件2的主体部200。多个控制端子25从上述主体部200突出。如上所述，半导体元件2形成有第一基准用焊盘26kea与第二基准用焊盘26keb这两个基准用焊盘26ke。如图23所示，在上桥臂半导体模块20h中，第二基准用焊盘26keb配置于在y方向上比第一基准用焊盘26kea更靠近上桥臂驱动电路30h的位置。使用线材201将上述第二基准用焊盘26keb与基准用控制端子25ke连接。藉此，将第二基准用焊盘26keb与控制电路部3电连接。
此外，如图24所示，在下桥臂半导体元件2l中，第一基准用焊盘26kea配置于比第二基准用焊盘26keb更靠近下桥臂驱动电路30l的位置。使用线材201将上述第一基准用焊盘26kea与基准用控制端子25ke连接。藉此，将第一基准用焊盘26kea与控制电路部3电连接。
对本实施方式的作用效果进行说明。根据上述结构，能使上桥臂半导体元件2h和下桥臂半导体元件2l的结构相同，且对于上桥臂侧和下桥臂侧，都能使基准用控制端子25ke设置于靠近驱动电路30的位置。因此，能使用相同种类的半导体元件2h、2l并且能分别缩短上桥臂侧和下桥臂侧的基准配线4ke的长度。因此，能减少使用的半导体元件2的种类，能降低电力转换装置1的制造成本，并且能降低基准配线4ke的电感lke。
除此以外，具有与实施方式一相同的结构和作用效果。
(实施方式十一)
本实施方式是对半导体模块20的结构进行了改变的示例。如图25所示，在本方式中与实施方式一相同，在y方向上，将基准用连接部5ke配置于比控制用连接部5g更靠近供它们连接的驱动电路30的位置。藉此，缩短基准配线4ke的长度，降低基准配线4ke的电感lke。
此外，如图25所示，在本方式中，上桥臂半导体模块20h和下桥臂半导体模块20l沿y方向排列。此外，以存在于上述两个半导体模块20h、20l之间、与控制端子25的突出方向(以下，也记作z方向)平行的旋转轴a为中心，使上桥臂半导体模块20h反转180°，以该姿势使下桥臂半导体模块20l与控制电路部3连接。
这样，能将同一种类的半导体模块20作为上桥臂半导体模块20h以及下桥臂半导体模块20l来使用。因此，能减少使用的半导体模块20的种类，能降低电力转换装置1的制造成本。
此外，根据上述结构，能使用同一种类的半导体模块20，并且对于各上桥臂侧和下桥臂侧，都能使基准用控制端子25ke与驱动电路30靠近。因此，能缩短基准配线4ke的长度，从而能降低基准配线4ke的电感lke。
除此以外，具有与实施方式一相同的结构和作用效果。
(实施方式十二)
本实施方式是对半导体模块20的种类进行了改变的示例。如图27所示，在本方式中，使彼此并联连接的两个上桥臂半导体元件2h设置于一个上桥臂半导体模块20h。此外，使彼此并联连接的两个下桥臂半导体元件2l设置于一个下桥臂半导体模块20l。上述半导体模块20h、20l包括两个集电极端子24c(24ca、24cb)以及一个发射极端子24e。这样，通过设置两个集电极端子24c，从而能使寄生于半导体元件2的集电极21c的电感均等化。如图26所示，发射极端子24e配置于两个集电极端子24c之间。
此外，如图26所示，在本方式中，与实施方式十一相同，上桥臂半导体模块20h和下桥臂半导体模块20l沿y方向排列。此外，以存在于上述两个半导体模块20h、20l之间、与z方向平行的旋转轴a为中心，使上桥臂半导体模块20h反转180°，以该姿势使下桥臂半导体模块20l与控制电路部3连接。
除此以外，具有与实施方式一相同的结构和作用效果。
(实施方式十三)
本方式是对驱动电路30以及电源电路31的配置位置进行了改变的示例。如图28所示，在本方式中，将驱动电路30以及电源电路31配置于控制电路部3的半导体模块20侧的面s1。
除此以外，具有与实施方式一相同的结构和作用效果。
(实施方式十四)
本方式是对半导体模块20的结构进行了改变的示例。如图29所示，在本方式中，将彼此并联连接的两个上桥臂半导体元件2h(2ha、2hb)与彼此并联连接的两个下桥臂半导体模块2l(2la、2lb)设置于一个半导体模块20。半导体模块20的输出端子24o包括从主体部200向与控制电路部3相反一侧突出的第一部分241、从该第一部分241沿y方向延伸的第二部分242以及从该第二部分242向z方向上的控制电路部3侧突出的第三部分243。控制电路部3形成有贯通孔37。将第三部分243插入上述贯通孔37。将用于测定输出电流的电流传感器88安装于第三部分243。
除此以外，具有与实施方式一相同的结构和作用效果。
(实施方式十五)
本方式是对半导体模块20的结构进行了改变的示例。如图30所示，在本方式中，与实施方式十四相同，彼此并联连接的两个上桥臂半导体元件2h与彼此并联连接的两个下桥臂半导体元件2l设置于一个半导体模块20。输出端子24o从主体部200向z方向上的控制电路部3侧突出。贯通孔37形成于控制电路部3，将输出端子24o插入上述贯通孔37。此外，将用于测定输出电流的电流传感器88安装于输出端子24o。
除此以外，具有与实施方式一相同的结构和作用效果。
(实施方式十六)
本方式是对半导体模块20的结构进行了改变的示例。如图31所示，本方式的输出端子24o从主体部200的侧面209突出并弯曲形成。将上述输出端子24o的前端插入控制电路部3的贯通孔37。此外，将电流传感器88安装于输出端子24o。
除此以外，具有与实施方式一相同的结构和作用效果。
(实施方式十七)
本方式是对半导体模块20的结构进行了改变的示例。如图32所示，在本方式中，将上桥臂半导体元件2h和下桥臂半导体元件2l分别设置于不同的半导体模块20。通过交流母线7a将上桥臂半导体模块20h的发射极端子24e与下桥臂半导体模块20l的集电极端子24c彼此连接。上桥臂半导体模块的发射极端子24e弯曲形成，插入控制电路部3的贯通孔37。将用于测定输出电流的电流传感器88安装于上述发射极端子24e。
除此以外，具有与实施方式一相同的结构和作用效果。
(实施方式十八)
本方式是对半导体模块20的结构进行了改变的示例。如图33所示，在本方式中，将上桥臂半导体元件2h和下桥臂半导体元件2l分别设置于不同的半导体模块20。上桥臂半导体模块20h包括第一发射极端子24ea和第二发射极端子24eb这两个发射极端子24e。通过交流母线7a将上述第一发射极端子24ea和下桥臂半导体模块20l的集电极端子24c连接。第二发射极端子24eb从上桥臂半导体模块20h的主体部200向z方向上的控制电路部3侧突出。第二发射极端子24eb插入控制电路部3的贯通孔37。将电流传感器88安装于第二发射极端子24eb。
除此以外，具有与实施方式一相同的结构和作用效果。
(实施方式十九)
本方式是对半导体模块20的结构进行了改变的示例。如图34所示，在本方式中，将上桥臂半导体元件2h和下桥臂半导体元件2l分别设置于不同的半导体模块20。通过交流母线7a将上桥臂半导体模块20h的第一发射极端子24ea与下桥臂半导体模块20l的集电极端子24c连接。第二发射极端子24eb从上桥臂半导体模块20h的主体部200的侧面209突出。第二发射极端子24eb弯曲，插入控制电路部3的贯通孔37。将电流传感器88安装于第二发射极端子24eb。
除此以外，具有与实施方式一相同的结构和作用效果。
(实施方式二十)
本方式是对半导体模块20的结构进行了改变的示例，如图35所示，在本方式中，将上桥臂半导体元件2h和下桥臂半导体元件2l分别设置于不同的半导体模块20。下桥臂半导体元件2l的集电极端子24c从主体部200突出并弯曲。将上述集电极端子24c插入控制电路部3的贯通孔37。将电流传感器88安装于集电极端子24。
除此以外，具有与实施方式一相同的结构和作用效果。
(实施方式二十一)
本方式是对半导体模块20的结构进行了改变的示例。如图36所示，在本方式中，将上桥臂半导体元件2h和下桥臂半导体元件2l分别设置于不同的半导体模块20。下桥臂半导体模块2l包括第一集电极端子24ca和第二集电极端子24cb这两个集电极端子24c。通过交流母线7a将上桥臂半导体模块20h的发射极端子24e与下桥臂半导体模块20l的第一集电极端子24ca连接。下桥臂半导体模块20l的第二集电极端子24cb从主体部200向控制电路部3侧突出，插入贯通孔37。将电流传感器88安装于第二集电极端子24cb。
除此以外，具有与实施方式一相同的结构和作用效果。
(实施方式二十二)
本方式是对半导体模块20的结构进行了改变的示例。如图37所示，本方式的下桥臂半导体模块20l包括第一集电极端子24ca和第二集电极端子24cb这两个集电极端子24c。第一集电极端子24ca与上桥臂半导体模块20h的发射极端子24e连接。第二集电极端子24cb从主体部200的侧面209突出并弯曲形成。将上述第二集电极端子24cb插入控制电路部3的贯通孔37。将电流传感器88安装于第二集电极端子24cb。
除此以外，具有与实施方式一相同的结构和作用效果。
(实施方式二十三)
本方式是对交流母线7a的结构进行了改变的示例。如图38所示，本方式的交流母线7a将上桥臂半导体模块20h的发射极端子24e与下桥臂半导体模块20l的集电极端子24c连接。交流母线7a弯曲形成，插入控制电路部3的贯通孔37。将电流传感器88安装于交流母线7a。
除此以外，具有与实施方式一相同的结构和作用效果。
虽然根据实施例对本发明进行了记述，但是应当理解为本发明并不限定于上述实施例、结构。本发明也包含各种各样的变形例、等同范围内的变形。除此之外，各种各样的组合、方式、进一步包含有仅一个要素、一个以上或一个以下的其它组合、方式也属于本发明的范畴、思想范围。