电力转换装置的制作方法

本公开涉及在各种电子设备中使用的电力转换装置。

背景技术：

以下，使用附图，对以往的电力转换装置进行说明。图5是表示以往的电力转换装置的结构的外观立体图。电力转换装置1具有负侧输入部2、正侧输入部3、直流交流转换部4、三相交流输出端子5以及冷却部6。

从负侧输入部2和正侧输入部3输入的直流电力经由输入端子2a以及3a向直流交流转换部4供给。然后，直流电力通过直流交流转换部4转换为三相交流，并从三相交流输出端子5输出。

另外，作为与本公开相关的在先技术文献信息，例如已知有专利文献1。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2013-176297号公报

技术实现要素：

本发明的一方式的电力转换装置具备：正电极部，具有：正极主导体部；正极端部，与所述正极主导体部连接；第1正极结合导体部，与所述正极主导体部连接；第2正极结合导体部，与所述正极主导体部连接；以及第3正极结合导体部，与所述正极主导体部连接；负电极部，具有：负极主导体部；负极端部，与所述负极主导体部连接；第1负极结合导体部，与所述负极主导体部连接；第2负极结合导体部，与所述负极主导体部连接；以及第3负极结合导体部，与所述负极主导体部连接；电容器电路部，与所述正电极部和所述负电极部连接；电力转换部，与所述第1正极结合导体部、所述第2正极结合导体部、所述第3正极结合导体部、所述第1负极结合导体部、所述第2负极结合导体部、所述第3负极结合导体部连接；第1输出端部，与所述电力转换部连接；第2输出端部，与所述电力转换部连接；第3输出端部，与所述电力转换部连接；以及散热部，与所述电容器电路部和所述电力转换部结合。所述正极主导体部和所述负极主导体部被相互绝缘且被面对面配置，所述第1正极结合导体部和所述第1负极结合导体部被相互绝缘且被面对面配置，所述第2正极结合导体部和所述第2负极结合导体部被相互绝缘且被面对面配置，所述第3正极结合导体部和所述第3负极结合导体部被相互绝缘且被面对面配置。

附图说明

图1是表示本公开的实施方式中的电力转换装置的结构的外观立体图。

图2是表示本公开的实施方式中的电力转换装置的截面的结构的概略图。

图3a是表示本公开的实施方式中的电力转换装置的结构的一部分的分解外观立体图。

图3b是表示本公开的实施方式中的电力转换装置的结构的一部分的分解外观立体图。

图3c是表示本公开的实施方式中的电力转换装置的结构的一部分的侧视图。

图4a是表示本公开的实施方式中的其他电力转换装置的结构的外观立体图。

图4b是本公开的实施方式中的在其他电力转换装置搭载有控制基板34的外观立体图。

图5是表示以往的电力转换装置的结构的外观立体图。

具体实施方式

例如，在参照图5说明的以往的电力转换装置1中，如与负侧输入部2连接的负侧输入端2a以及与正侧输入部3连接的正侧3a那样，存在很多未成为面对面配置的部位。因此，在负侧输入端2a以及正侧3a产生的寄生电感分量不易被存在于负侧输入端2a与正侧3a之间的电容分量抵消。其结果是，在负侧输入部2和正侧输入部3以及直流交流转换部4中存在很多不需要的阻抗分量，各个三相交流输出端子5中的输出电压有可能产生偏差。

因此，本公开的目的在于输出稳定的电压。

以下，使用附图对本公开的实施方式进行说明。

另外，在本公开中，使用表示“上”、“下”、“上表面”、“侧面”等方向的用语进行说明，但这些仅表示相对的位置关系，本公开并不限定于此。

(实施方式)

图1是表示本公开的实施方式中的电力转换装置的结构的外观立体图，图2是表示本公开的实施方式中的电力转换装置的截面的结构的概略图。

电力转换装置11包含正电极部12、负电极部13、电容器电路部14、电力转换部15、第1输出端部16、第2输出端部17、第3输出端部18以及散热部19。正电极部12具有：正极主导体部20；正极端部21，与正极主导体部20连接；第1正极结合导体部22，与正极主导体部20连接；第2正极结合导体部23，与正极主导体部20连接；以及第3正极结合导体部24，与正极主导体部20连接。负电极部13具有：负极主导体部25；负极端部26，与负极主导体部25连接；第1负极结合导体部27，与负极主导体部25连接；第2负极结合导体部28，与负极主导体部25连接；以及第3负极结合导体部29，与负极主导体部25连接。

电容器电路部14与正电极部12和负电极部13连接。电力转换部15与第1正极结合导体部22、第2正极结合导体部23、第3正极结合导体部24、第1负极结合导体部27、第2负极结合导体部28、第3负极结合导体部29连接。第1输出端部16、第2输出端部17、第3输出端部18与电力转换部15连接。散热部19与电容器电路部14和电力转换部15结合。

正极主导体部20和负极主导体部25以相互绝缘且面对面的状态配置。第1正极结合导体部22与第1负极结合导体部27以相互绝缘且面对面的状态配置。第2正极结合导体部23和第2负极结合导体部28以相互绝缘且面对面的状态配置。第3正极结合导体部24和第3负极结合导体部29以相互绝缘且面对面的状态配置。

如以上的说明那样，在电力转换装置11中，正极主导体部20和负极主导体部25相互面对面地配置，第1正极结合导体部22与第1负极结合导体部27相互面对面地配置，第2正极结合导体部23和第2负极结合导体部28相互面对面地配置，第3正极结合导体部24和第3负极结合导体部29相互面对面地配置。

在正电极部12和负电极部13分别存在寄生电感。上述寄生电感特别是随着用于电力转换部15的开关元件(未图示)的动作频率变高，成为伴随导体的瞬间的阻抗上升而在电力转换部15内产生浪涌电压的重要因素。然而，通过如上述那样反转的极性的导体面对面地配置，在正电极部12和负电极部13各自产生的寄生电感被抵消而容易降低。进而，通过在正电极部12与负电极部13之间积极地存在静电电容，能够降低电感分量的影响，抑制导体的瞬间阻抗的上升以及电力转换部15内的浪涌电压产生。

其结果是，主要是电力转换部15动作时的来自电力转换装置11的输出电压稳定。此外，电力转换部15的动作可靠性提高。

以下，对电力转换装置11的详细情况进行说明。如上所述，正电极部12具有正极主导体部20、正极端部21、第1正极结合导体部22、第2正极结合导体部23以及第3正极结合导体部24。此外，负电极部13具有负极主导体部25、负极端部26、第1负极结合导体部27、第2负极结合导体部28以及第3负极结合导体部29。

而且，正电极部12和负电极部13相互面对面地配置。特别是，正极主导体部20和负极主导体部25被设置成板状，并且以彼此的一面正对的方式被面对面配置。同样地，第1正极结合导体部22和第1负极结合导体部27被设置为板状，并且以彼此的一面正对的方式被面对面配置。第2正极结合导体部23和第2负极结合导体部28被设置为板状，并且以彼此的一面正对的方式被面对面配置。第3正极结合导体部24和第3负极结合导体部29被设置为板状，并且以彼此的一面正对的方式被面对面配置。

此外，电力转换部15具有：第1电力转换部15a，与第1输出端部16对应；第2电力转换部15b，与第2输出端部17对应；以及第3电力转换部15c，与第3输出端部18对应。而且，虽未图示，但在第1电力转换部15a中的正负的输入侧连接有第1正极结合导体部22和第1负极结合导体部27。同样地，在第2电力转换部15b中的正负的输入侧连接有第2正极结合导体部23和第2负极结合导体部28。进而，同样地，在第3电力转换部15c中的正负的输入侧连接有第3正极结合导体部24和第3负极结合导体部29。

第1电力转换部15a、第2电力转换部15b和第3电力转换部15c分别将直流输入转换为交流输出。例如，第1输出端部16、第2输出端部17和第3输出端部18相当于三相交流中的u相、v相、w相。

在此，第1电力转换部15a与第1正极结合导体部22以及第1负极结合导体部27通过焊料接合等焊接而接合，并被电接合。

假设在第1电力转换部15a与第1正极结合导体部22以及第1负极结合导体部27通过螺钉等固定构件结合的情况下，需要用于使固定构件卡合的贯通孔等。因此，为了使从正极主导体部20和负极主导体部25引出的第1正极结合导体部22与第1负极结合导体部27面对面，需要在正极主导体部20与负极主导体部25之间夹有较大的距离。换句话说，第1正极结合导体部22和第1负极结合导体部27需要具有较长的尺寸。

此外，为了使第1正极结合导体部22与第1负极结合导体部27靠近地面对面，因存在固定构件的影响，有时需要使第1正极结合导体部22和第1负极结合导体部27在正电极部12与负电极部13的层叠方向上处于不重叠的位置关系。

另一方面，在电力转换装置11中，第1电力转换部15a与第1正极结合导体部22以及第1负极结合导体部27通过焊料接合等焊接而接合。由此，第1正极结合导体部22和第1负极结合导体部27在正电极部12和负电极部13的层叠方向上为重叠的位置关系，并且在靠近的状态下以彼此的一面正对的方式被面对面配置。第1电力转换部15a和第1正极结合导体部22或者正电极部12与负电极部13，隔着能够得到所需的绝缘耐压的绝缘层或者绝缘树脂而面对面配置为好。当然，第1正极结合导体部22与第1电力转换部15a焊接接合的位置和第1负极结合导体部27与第1电力转换部15a焊接接合的位置，成为在正电极部12与负电极部13的层叠方向上大致重叠的位置关系。

此外，在此，第1电力转换部15a与第1正极结合导体部22以及第1负极结合导体部27通过焊料接合等焊接而接合，但也可以通过铆钉而将第1电力转换部15a、第1正极结合导体部22、第1负极结合导体部27电结合以及机械结合。虽然未图示，但通过使用铆钉，铆钉的两头部的直径能够比螺钉更小。作为其结果，第1正极结合导体部22和第1负极结合导体部27在正电极部12与负电极部13的层叠方向上，能够增大重叠的面积。当然，第1正极结合导体部22与第1负极结合导体部27也能够在靠近的状态下以彼此的一面正对的方式面对面配置。

在上述中，对第1电力转换部15a与第1正极结合导体部22以及第1负极结合导体部27的接合、位置关系进行了叙述。在此省略说明，但第2电力转换部15b与第2正极结合导体部23以及第2负极结合导体部28的接合、位置关系也相同。进而，对于第3电力转换部15c与第3正极结合导体部24以及第3负极结合导体部29的接合、位置关系也是相同的。

如上所述，正极主导体部20和负极主导体部25面对面地配置，并且，第1正极结合导体部22和第1负极结合导体部27、第2正极结合导体部23和第2负极结合导体部28、第3正极结合导体部24和第3负极结合导体部29被设置成板状，并以各自的一面正对且靠近的方式被面对面配置。因此，在正电极部12和负电极部13各自产生的寄生电感被抵消而容易降低。进而，在正电极部12与负电极部13之间存在较多的静电电容。该静电电容抵消在正电极部12、负电极部13中产生的寄生电感分量。其结果是，主要在电力转换部15动作时由电力转换部、正电极部12和负电极部13产生的阻抗被抑制，来自电力转换装置11的输出电压稳定。

[电力转换装置11的结构的详细情况]

图3a是表示本公开的实施方式中的电力转换装置的结构的一部分的第1分解外观立体图，图3b是表示本公开的实施方式中的电力转换装置的结构的一部分的分解外观立体图，图3c是表示本公开的实施方式中的电力转换装置的结构的一部分的侧视图。

如上所述，正电极部12具有正极主导体部20、正极端部21、第1正极结合导体部22、第2正极结合导体部23以及第3正极结合导体部24。此外，负电极部13具有负极主导体部25、负极端部26、第1负极结合导体部27、第2负极结合导体部28以及第3负极结合导体部29。

在此，对正极侧面电极30以及负极侧面电极31进行说明。正电极部12还可以具有正极侧面电极30。负电极部13还可以具有负极侧面电极31。也可以仅设置正极侧面电极30或者负极侧面电极31中的任一方。也可以设置正极侧面电极30以及负极侧面电极31这两者。

正极侧面电极30相对于大致在相同平面上设置成板状的正极主导体部20、第1正极结合导体部22、第2正极结合导体部23和第3正极结合导体部24，由大致直角弯曲的面形成来设置。换言之，正电极部12通过加工单一的板状的导体而形成。而且，正极侧面电极30从正极主导体部20相对于设置有正极主导体部20的面沿垂直方向延伸而设置。

负极侧面电极31相对于大致在相同平面上设置成板状的负极主导体部25、第1负极结合导体部27、第2负极结合导体部28和第3负极结合导体部29，由大致直角弯曲的面形成来设置。换言之，负电极部13通过加工单一的板状的导体而形成。而且，负极侧面电极31从负极主导体部25相对于设置有负极主导体部25的面沿垂直方向延伸而设置。此外，同时，负极侧面电极31相对于第1负极结合导体部27、第2负极结合导体部28和第3负极结合导体部29，沿垂直方向从负极主导体部25延伸设置。按照负极侧面电极31、第1负极结合导体部27、负极侧面电极31、第2负极结合导体部28、负极侧面电极31、第3负极结合导体部29的顺序，负极侧面电极31、第1负极结合导体部27、第2负极结合导体部28、第3负极结合导体部29从负极主导体部25延伸设置。换句话说，侧面电极和结合导体部交替地从负极主导体部25延伸。

而且，负极主导体部25配置于与电容器电路部14热结合的位置，进而正极主导体部20与负极主导体部25电绝缘，并且配置于负极主导体部25中的设有电容器电路部14的相反面。在此，进而，除了设置于形成为长方体状或立方体状并具有多个外表面的电容器电路部14的上表面14a的负极主导体部25之外，在电容器电路部14的与上表面14a相邻的侧面14b还设置有负极侧面电极31。换句话说，负极主导体部25保持电容器电路部14的上表面14a，负极侧面电极31保持电容器电路部14的与上表面14a不同的侧面14b。由此，负电极部13和电容器电路部14彼此由多个面保持。其结果是，负电极部13在电力转换装置11中配置的位置稳定，因此与正电极部12的位置关系也稳定。因此，在正电极部12与负电极部13之间产生的电感分量以及电容分量的值也稳定，从而稳定地抑制由电力转换部15、正电极部12和负电极部13产生的阻抗，来自电力转换装置11的输出电压稳定。

此外，如图3b以及图3c所示，除了设置于负极主导体部25的上表面的正极主导体部20以外，在电容器电路部14的与上表面14a相邻的侧面14c还设置有正极侧面电极30。换句话说，正极主导体部20保持电容器电路部14的上表面14a，正极侧面电极30保持电容器电路部14的与上表面14a不同的侧面14c。由此，正电极部12在正极主导体部20与电容器电路部14之间夹持负极主导体部25。此外，正电极部12也由正极侧面电极30从侧面14c保持电容器电路部14。换言之，电容器电路部14直接以及间接地由多个面保持。其结果是，正电极部12在电力转换装置11中配置的位置稳定，因此与负电极部13的位置关系也稳定。因此，在正电极部12与负电极部13的每一个中产生的寄生电感被稳定地抵消。进而，在正电极部12与负电极部13之间产生的电容分量的值也稳定，从而稳定地抑制由电力转换部15、正电极部12和负电极部13产生的阻抗，来自电力转换装置11的输出电压稳定。

此外，电容器电路部14主要为了输入电流、输入电压的平滑化而被连接配置。因此，在电力转换装置11进行动作时，并不局限于电力转换部15而会引起相应的发热。而且，在此，在电容器电路部14的外侧面以热结合的状态配置有正电极部12、负电极部13的大部分部位。因此，在电力转换装置11中，能够避免电容器电路部14、正电极部12、负电极部13或者电力转换部15中的任一个集中引起温度上升。因此，电力转换装置11的动作可靠性提高。

另外，正极侧面电极30也可以配置于电容器电路部14的对置的侧面14b以及侧面14c，通过正极侧面电极30和正极主导体部20从三个面保持电容器电路部14。同样地，负极侧面电极31也可以配置于电容器电路部14的对置的侧面14b以及侧面14c，通过负极侧面电极31和负极主导体部25从三个面保持电容器电路部14。

此外，如图3a以及图3b所示，第1正极结合导体部22与第1负极结合导体部27为不同形状，但也可以是相同尺寸且相同形状。而且，第1正极结合导体部22和第1负极结合导体部27，优选配置为在从正极主导体部20和负极主导体部25层叠的方向俯视观察时对置的面积极大。

换言之，在第1正极结合导体部22与第1负极结合导体部27为相同尺寸且相同形状的情况下，优选第1正极结合导体部22与第1负极结合导体部27以在上述方向的俯视观察下完全一致的状态重叠。如图3a以及图3b所示，在第1正极结合导体部22与第1负极结合导体部27为不同形状的情况下，第1正极结合导体部22和第1负极结合导体部27在俯视观察下不完全重叠，但优选配置为对置的面积极大。在第1正极结合导体部22与第1负极结合导体部27为不同形状的情况下，优选配置为非对置的区域的面积极小。

根据该结构，反转的极性的导体面对面地配置，由此在正电极部12和负电极部13各自产生的寄生电感被抵消而容易降低，进而，在第1正极结合导体部22与第1负极结合导体部27之间产生的电容分量极大化。如上所述，电容分量会抵消在正电极部12以及负电极部13产生的电感分量，但一般而言在第1正极结合导体部22以及第1负极结合导体部27中产生的电感分量容易成为较大的值，因此随着电力转换部15所使用的开关元件(未图示)的动作频率变高，由电容分量极大化带来的抵消电感分量的效果变大。作为其结果，抑制由电力转换部15、正电极部12和负电极部13产生的阻抗，其结果是，抑制了电力转换部15中的浪涌电压产生，来自电力转换装置11的输出电压稳定。此外，电力转换部15的动作可靠性提高。

在此，对关于第1正极结合导体部22与第1负极结合导体部27之间的形状、尺寸的关系进行了说明，关于正极主导体部20和负极主导体部25，关于第2正极结合导体部23和第2负极结合导体部28，进一步关于第3正极结合导体部24和第3负极结合导体部29也是同样的，配置为分别面对面的区域的面积成为极大即可。

图4a是表示本公开的实施方式中的电力转换装置11的结构的另一外观立体图。图4b是在图4a所示的电力转换装置11中搭载有控制基板34的图。在图4a所示的电力转换装置11中，正极端部21、负极端部26、第1输出端部16、第2输出端部17、第3输出端部18、散热部19以及电力转换部15的控制端子32露出。其他结构由外装树脂33密封。根据该结构，如图4b所示，在电力转换装置11中的散热部19的相反面，容易载置用于控制电力转换装置11的控制基板34。

此外，在第1正极结合导体部22与第1负极结合导体部27之间、第2正极结合导体部23与第2负极结合导体部28之间、第3正极结合导体部24与第3负极结合导体部29之间，分别夹有外装树脂33的一部分。因此，第1正极结合导体部22与第1负极结合导体部27之间、第2正极结合导体部23与第2负极结合导体部28之间、第3正极结合导体部24与第3负极结合导体部29之间分别为绝缘状态。进而，第1正极结合导体部22以及第1负极结合导体部27、第2正极结合导体部23以及第2负极结合导体部28、第3正极结合导体部24以及第3负极结合导体部29分别正对地面对面配置。因此，第1正极结合导体部22以及第1负极结合导体部27、第2正极结合导体部23以及第2负极结合导体部28、第3正极结合导体部24以及第3负极结合导体部29分别维持沿面距离地配置，因此能够抑制由浪涌电压引起的短路。

此外，第1正极结合导体部22以及第1负极结合导体部27、第2正极结合导体部23以及第2负极结合导体部28、第3正极结合导体部24以及第3负极结合导体部29各自能够进行靠近的面对面配置。其结果是，寄生电感被抵消而容易降低。进而，由电容分量带来的电感分量的抵消效果提高，并且能够实现电力转换装置11的小型化。

散热部19可以是板状。散热部19也可以是块状的金属体。散热部19还可以是金属化合物。散热部19也可以是金属体的内部或者沿金属体设置有流路(未图示)的液冷器。

在图2所示的电力转换装置11中，散热部19具有散热基台部19a、和在图中的左右方向上与散热基台部19a排列设置的收容部19b。而且，散热基台部19a与收容部19b为了提高相互间的传热特性而作为单一的金属成形体构成散热部19。因此，收容部19b也可以是形成于散热部19的凹部、槽部。

此外，电力转换部15层叠配置在散热基台部19a的图中上方。进而，电容器电路部14配置于收容部19b。根据这些结构，散热部19对电力转换部15和电容器电路部14双方具有散热功能。进而，能够实现电力转换部15与电容器电路部14的靠近配置。因此，由第1正极结合导体部22以及第1负极结合导体部27、第2正极结合导体部23以及第2负极结合导体部28、第3正极结合导体部24以及第3负极结合导体部29产生的电感分量分别被抑制。

另外，在本实施方式中，以在电容器电路部14与正电极部12之间配置有负电极部13的结构为一例进行了说明，但正电极部12和负电极部13相对于电容器电路部14的位置关系不限于图3所示的顺序，也可以是相反的顺序。

产业上的可利用性

本公开的电力转换装置具有能够输出稳定的电压的效果，在各种电子设备中是有用的。

符号说明

1电力转换装置

2负侧输入部

3正侧输入部

4直流交流转换部

5三相交流输出端子

6冷却部

11电力转换装置

12正电极部

13负电极部

14电容器电路部

14a上表面

14b侧面

14c侧面

15电力转换部

15a第1电力转换部

15b第2电力转换部

15c第3电力转换部

16第1输出端部

17第2输出端部

18第3输出端部

19散热部

20正极主导体部

21正极端部

22第1正极结合导体部

23第2正极结合导体部

24第3正极结合导体部

25负极主导体部

26负极端部

27第1负极结合导体部

28第2负极结合导体部

29第3负极结合导体部

30正极侧面电极

31负极侧面电极

32控制端子

33外装树脂

34控制基板