JP7418255B2 - 電力変換装置 - Google Patents

Description

本発明は、電力変換装置に関する。

近年、電力変換装置が変換する電力量が増大する傾向にあるが、自動車全体では小型化や軽量化が求められており、電力変換装置の大型化や重量の増加は抑えられている。また車載用の電力変換装置は産業用などと比較すると温度変化の大きい環境で使用されることが要求されており、高温の環境に置かれていながら高い信頼性を維持できる電力変換装置が要求されている。

電力変換を行うためにはインバータ回路の上下アームを構成する半導体モジュールが遮断状態と導通状態を繰り返すスイッチング動作が必要である。スイッチング動作時は、上下アームを貫通する過渡電流が流れ、これが配線の寄生インダクタンスの影響を受けてサージ電圧の原因となる。これにより、半導体モジュールの損失が増大し、半導体モジュールのチップ温度が上昇する。このため温度上昇を抑えるために、温度上昇の原因となるインダクタンスを低減することと、冷却性能を向上することが重要な課題となる。

特許文献１には、インバータ回路を構成する上アーム回路及び下アーム回路の直列回路を内蔵した半導体モジュールと、前記半導体モジュールに供給する直流電圧を平滑化するための平滑コンデンサと、を備え、前記半導体モジュールは複数個設けられ、かつそれぞれの半導体モジュールは、前記上アーム回路を構成する第１パワー半導体素子と、前記下アーム回路を構成する第２パワー半導体素子と、前記第１パワー半導体素子の一方の側に配置されるとともに当該第１パワー半導体素子の一方の電極とはんだを介して接続される第１導体板と、前記第１パワー半導体素子の他方の側に配置されるとともに当該第１パワー半導体素子の他方の電極とはんだを介して接続される第２導体板と、前記第２パワー半導体素子の一方の側に配置されるとともに当該第２パワー半導体素子の一方の電極とはんだを介して接続される第３導体板と、前記第２パワー半導体素子の他方の側に配置されるとともに当該第２パワー半導体素子の他方の電極とはんだを介して接続される第４導体板と、第１絶縁部材を介して前記第１導体板及び前記第３導体板と対向する位置に配置される金属製の第１放熱板と、第２絶縁部材を介して前記第２導体板及び前記第４導体板と対向する位置に配置される金属製の第２放熱板と、前記直列回路に電流を供給する正極端子及び負極端子と、を備え、前記第１パワー半導体素子と前記第２パワー半導体素子と前記第１導体板と前記第２導体板と前記第３導体板と前記第４導体板は、前記リカバリ電流が当該第１導体板、当該第１パワー半導体素子、当該第２導体板、当該第３導体板、当該第２パワー半導体素子、当該第４導体板の順に流れた時に、ループ形状のリカバリ電流経路を形成するように配置され、前記第１放熱板と前記第２放熱板には、前記ループ形状のリカバリ電流によって渦電流が誘起される電力変換装置が開示されている。

特開２０１５－４３６９０号公報

特許文献１に記載されている発明では、冷却およびインダクタンスの低減の両立に改善の余地がある。

本発明の第１の態様による電力変換装置は、直流電力を交流電力に変換するパワーモジュールと、前記パワーモジュールが配され、前記パワーモジュールに直流電力を伝達する直流経路が含まれ、第１面および前記第１面と正対する第２面を有し、前記第１面から前記第２面に貫通する複数の主流路孔を有する基板と、前記複数の主流路孔を覆うように前記基板の前記第１面および前記第２面の少なくとも一部を覆い、前記パワーモジュールを冷却する冷媒の流路を形成する流路形成体と、を備え、前記複数の主流路孔は、前記直流経路を横切る位置に配され、前記冷媒は、前記主流路孔を通過して前記第１面から前記第２面に移動する。

本発明によれば、冷却およびインダクタンスの低減を両立できる。

第１の実施の形態における電力変換装置の平面図 図１から流路形成体を消去した電力変換装置の平面図 図２からモールド樹脂を消去した電力変換装置の平面図 図１～図３におけるＩＶ－ＩＶ断面を示す電力変換装置の断面図 第１の実施の形態における電力変換装置の電気回路図 パワーモジュールの平面図 パワーモジュールの斜視図 パワーモジュールの正面図 第２の実施の形態にかかる電力変換装置の平面図 図９におけるＸ－Ｘ断面を示す断面図 第３の実施の形態における電力変換装置の平面図 第３の実施の形態における電力変換装置の電気回路図

―第１の実施の形態―
以下、図１～図８を参照して、電力変換装置の第１の実施の形態を説明する。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。ただし、本発明は下記の実施形態に限定解釈されるものではなく、公知の他の構成要素を組み合わせて本発明の技術思想を実現してもよい。なお、各図において同一要素については同一の符号を記し、重複する説明は省略する。

図１は電力変換装置１００の平面図、図２は図１から流路形成体２５を消去した図、図３は図２からモールド樹脂２３を消去した図である。電力変換装置１００は、バッテリなどから得た直流電力を電動機などに供給する交流電力に変換する電力変換装置であり、１相分の上アーム回路および下アーム回路を構成する。ただし図１ではパワーモジュールはモールド樹脂２３に隠れているので図示されていない。

図１に示すように、電力変換装置１００は、正極導体層３１と、負極導体層３２と、交流出力端子導体３３と、コンデンサ４０と、制御信号を生成する制御回路５０と、流路形成体２５とを備える。流路形成体２５は、図示手前側に延びる冷媒入口２５１を備える。正極導体層３１、負極導体層３２、および交流出力端子導体３３は、平板状の多層基板である基板３０のいずれかの層に含まれる。なお図１～図３では、後に示す断面図との対応を明示するためにハッチングを施している。

前述のように図２は図１から流路形成体２５を消去した図であり、図１では流路形成体２５の内側に存在していた構成が明示されている。図２に示すように、基板３０はさらに、第１パワーモジュール２０１と、第２パワーモジュール２０２とを備える。第１パワーモジュール２０１および第２パワーモジュール２０２のそれぞれは放熱フィン２４を備え、図２および図３の視点では奥行き方向に第１パワーモジュール２０１および第２パワーモジュール２０２と重なっている。

第１パワーモジュール２０１および第２パワーモジュール２０２はモールド樹脂２３で密閉され、放熱フィン２４の一面はモールド樹脂２３の外部に露出している。モールド樹脂２３は周囲を流路形成体２５により囲まれているので、放熱フィン２４の表面は冷媒により冷却される。なお第１パワーモジュール２０１および第２パワーモジュール２０２は、モールド樹脂２３により冷媒とは電気的に絶縁される。以下では、第１パワーモジュール２０１および第２パワーモジュール２０２をまとめて、パワーモジュール２０と呼ぶ。

図２に示すように、基板３０は４種類の孔を有する。４種類とは、主流路孔３０１と、副流路孔３０２と、直流側樹脂充填孔３０４と、交流側樹脂充填孔３０５とである。以下では、基板３０の図示手前側の面を第１面Ｓ１、図示奥側の面を第２面Ｓ２と呼ぶ。また以下では、直流側樹脂充填孔３０４と交流側樹脂充填孔３０５とをあわせて樹脂充填孔３０３と呼ぶ。主流路孔３０１、副流路孔３０２、および樹脂充填孔３０３はいずれも、基板３０の第１面Ｓ１から第２面Ｓ２までを貫通する孔である。主流路孔３０１と、副流路孔３０２の形状は略同一である。樹脂充填孔３０３の直径は、主流路孔３０１および副流路孔３０２の直径よりも小さい。

主流路孔３０１および副流路孔３０２は、冷媒が第１面Ｓ１から第２面Ｓ２に移動するための流路としての役割を有する。ただし主流路孔３０１は後述する別の役割も有する。主流路孔３０１、副流路孔３０２、および樹脂充填孔３０３はいずれも内壁に導体を有するので、多層基板である基板３０の各層を接続する機能も有する。基板３０は複数の層を備え、基板３０と様々な電子装置が接続されるので、複雑な形状のバスバーが不要となり、生産性が向上する。

第１パワーモジュール２０１は、正極電源端子３１１を有する正極導体層３１と、交流出力端子３３１を有する交流出力端子導体３３と、に接続される。第２パワーモジュール２０２は、負極電源端子３２１を有する負極導体層３２と、交流出力端子導体３３と、に接続される。これにより、バッテリから電気エネルギーが第１パワーモジュール２０１および第２パワーモジュール２０２に供給される。また第１パワーモジュール２０１および第２パワーモジュール２０２は、交流出力端子導体３３に設けられた交流出力端子３３１から交流電力を出力する。

基板３０は、銅材などにより構成される複数の導体層、およびガラスエポキシ樹脂などの絶縁部材で構成される。本実施の形態では基板３０は導体層を４層有する。正極電源端子３１１が設けられた正極導体層３１は、基板３０の下面と第２内層が主な電流経路となるが、基板３０の上面に接続される第１パワーモジュール２０１との接続部付近では、樹脂充填孔３０３を介して第１パワーモジュール２０１に接続される。一方で、負極電源端子３２１が設けられた負極導体層３２は、基板３０の上面と第３内層が主な電流経路となる。このように、正極導体層３１と負極導体層３２の積層構造によりそれぞれの導体を流れる電流が対向し、磁束打ち消し効果によりインダクタンスを低減できる。

交流出力端子導体３３は、樹脂充填孔３０３を介して各層に形成され、電動機に交流電力を出力する交流出力端子３３１を有する。これにより、導体の断面積が拡大され、インダクタンスを低減できる。

コンデンサ４０は、フィルムコンデンサなどで構成される。コンデンサ４０は、物理的および電気的に、第１パワーモジュール２０１および第２パワーモジュール２０２と、正極電源端子３１１および負極電源端子３２１と、の間に搭載される。コンデンサ４０は、正極端子４０１および負極端子４０２を有し、第１パワーモジュール２０１および第２パワーモジュール２０２に対して、正極端子４０１および負極端子４０２が並列に配置される。これにより、コンデンサ４０から第１パワーモジュール２０１に流入する電流経路と、第２パワーモジュール２０２からコンデンサ４０に流出する電流経路と、を均一にできインダクタンスを低減できる。

制御回路５０は、ワイヤボンディングなどの制御信号配線５１を介して第１パワーモジュール２０１および第２パワーモジュール２０２に接続され、それぞれ隣接して配置される。これにより、制御信号配線５１のインダクタンスを低減し、素子駆動性能の低下を防ぐことで損失増加を防止する。制御信号配線５１は、基板３０に設けられた流路内基板配線５２を介して制御回路５０に接続される。

前述の主流路孔３０１は、物理的に第１パワーモジュール２０１および第２パワーモジュール２０２と、コンデンサ４０との間に設けられる。前述の副流路孔３０２は、物理的に第１パワーモジュール２０１および第２パワーモジュール２０２と、交流出力端子３３１との間に設けられる。

主流路孔３０１は、基板３０に設けられた全ての導体層を連通し、第１パワーモジュール２０１および第２パワーモジュール２０２に対して並列に複数設けられる。基板３０は、４層全ての導体が正極導体層３１および負極導体層３２のどちらか一方の導体で構成され、隣り合う主流路孔３０１がそれぞれ交互に導体層を形成する。これにより、正極導体層３１および負極導体層３２を流れる電流経路が広範囲になり、磁束の打ち消し効果が強まることでインダクタンスを低減できる。

図４は、図１～図３に示すＩＶ－ＩＶ断面を示す断面図である。図示上部が基板３０の第１面Ｓ１、図示下部が基板３０の第２面Ｓ２である。図４の中央にはモールド樹脂２３に封止された第１パワーモジュール２０１が示されており、モールド樹脂２３の周囲を流路形成体２５が囲っている。そのためモールド樹脂２３と流路形成体２５との間に冷媒の流路が形成されている。また図４では、説明のために冷媒の流路を符号２５９で示す一点鎖線で表している。冷媒は、図４の右上に示す冷媒入口２５１から左下に示す冷媒出口２５２に流れる。冷媒は、時計回りと反時計回りに分かれて流れる。

ここで、反時計回りの上部の流路の断面積をＡ１、時計回りの上部の流路の断面積をＡ３とする。たとえば断面積Ａ１は、流路が矩形の場合は図示高さ方向の寸法Ｌ１と、奥行き方向の寸法との積として求められる。この断面積Ａ１は、主流路孔３０１の断面積の和と等しいことが望ましい。たとえば主流路孔３０１の内径を「ｒ１」、主流路孔３０１の総数を「Ｎ１」とおく場合に、次の数式１が成り立つことが望ましい。なおＮ１は、図２～図３に示す例では「６」である。この等式が成り立てば、反時計回りの流路において主流路孔３０１の面積が小さいことによる冷媒の流れの阻害を防止できる。

Ａ１＝ｒ１・ｒ１・π×Ｎ１ ・・・（数式１）

また副流路孔３０２の内径を「ｒ２」、副流路孔３０２の総数を「Ｎ２」とおく場合に、次の数式２が成り立つことが望ましい。なおＮ２は、図２～図３に示す例では「６」である。この等式が成り立てば、時計回りの流路において副流路孔３０２の面積が小さいことによる冷媒の流れの阻害を防止できる。
Ａ３＝ｒ２・ｒ２・π×Ｎ２ ・・・（数式２）

第１パワーモジュール２０１および第２パワーモジュール２０２は、基板３０内にあるパワーモジュール組込孔３０８に組み込まれ、モールド樹脂２３により密閉される。第１パワーモジュール２０１および第２パワーモジュール２０２は、図４に示すように上下面にハンダを介して放熱フィン２４と接する。放熱フィン２４の表面が露出するモールド樹脂２３の外周を流路形成体２５が覆うので、放熱フィン２４の表面は冷媒に接触する。そのため、第１パワーモジュール２０１および第２パワーモジュール２０２の半導体素子から放熱フィン２４まで絶縁部材を介さない放熱経路が形成され、油などの冷媒により放熱フィン２４が直接冷却される。これにより熱抵抗の増加を抑制し、電力変換装置の出力増大を図ることが可能となる。また、主流路孔３０１および副流路孔３０２をモールド樹脂２３に近接して設けることで、冷媒の流路を短縮でき、圧力損失が低減することで冷却効率が向上する。

図５は、電力変換装置１００の電気回路図である。これまで説明したように、コンデンサ４０は、第１パワーモジュール２０１および第２パワーモジュール２０２と並列に接続される。コンデンサ４０と第１パワーモジュール２０１との間の経路を「Ｐ１」、コンデンサ４０と第２パワーモジュール２０２との間の経路を「Ｐ２」と呼ぶ。また、第１パワーモジュール２０１および第２パワーモジュール２０２と交流出力端子３３１との間の経路を「Ｐ３」と呼ぶ。Ｐ１およびＰ２は、直流が流れるので「直流経路」と呼ぶことができ、Ｐ３は交流が流れるので「交流経路」と呼ぶことができる。

これらの経路と前述の４種類の孔との位置関係は次のとおりである。正流路孔３０１の列および直流側樹脂充填孔３０４の列は、直流経路Ｐ１およびＰ２を横切る位置に配される。副流路孔３０２の列および交流側樹脂充填孔３０５の列は、交流経路Ｐ３を横切る位置に配される。

直流経路Ｐ１および直流経路Ｐ２では、次に説明する理由により主流路孔３０１および樹脂充填孔３０３が存在するためにインダクタンスが低減される。基板３０に主流路孔３０１や樹脂充填孔３０３が存在しない場合には、基板３０上の電流の経路は端子間を直線で結んだ経路のみとなり、１つの経路に電流が集中する。しかし本実施の形態では、前述の直線経路上に主流路孔３０１や樹脂充填孔３０３が存在するので、電流はその孔を迂回する経路をとる。たとえばこの電流は、進行方向右側に迂回する経路と進行方向左側に迂回する経路をとるので、主流路孔３０１および樹脂充填孔３０３が存在するために電流の経路が分散する。これは、実質的に電流の経路が広がること、すなわちインダクタンスが低減されることに等しい。

なお、経路の分散は孔の径が小さいほど効果が高いが、次の理由により主流路孔３０１よりも樹脂充填孔３０３の方が経路の分散の効果が高い。すなわち主流路孔３０１は、径が小さいと冷媒が流れる際の抵抗が大きくなるので径を小さくする点では限界がある。その一方で樹脂充填孔３０３は、製造工程で樹脂が通過できればよいので主流路孔３０１に比べて径を小さくすることができる。

図６～図８は、パワーモジュール２の概略を示す図である。図６はパワーモジュール２０の平面図、図７はパワーモジュール２０の斜視図、図８はパワーモジュール２０の正面図である。ただし図６では、構成を明示するために陰になっている構成を破線で示している。

パワーモジュール２０は、直流電力を交流電力に変換する電力変換装置における１相分の上アーム回路または下アーム回路を構成する。パワーモジュール２０は、ＩＧＢＴ１０と、ダイオード１１と、コレクタ導体板２１と、エミッタ導体板２２とを備える。板形状を有するＩＧＢＴ１０は、主電極１０１と、当該主電極１０１に流れる主電流を制御する制御電極１０２とを有する。コレクタ導体板２１およびエミッタ導体板２２は、銅材で構成される。ＩＧＢＴ１０およびダイオード１１は、コレクタ導体板２１とエミッタ導体板２２により両面からそれぞれ挟まれている。ＩＧＢＴ１０及びダイオード１１は、はんだなどの金属接合材１２を介してコレクタ導体板２１及びエミッタ導体板２２に接続される。

上述した第１の実施の形態によれば、次の作用効果が得られる。
（１）電力変換装置１００は、直流電力を交流電力に変換するパワーモジュール２０と、パワーモジュール２０が配され、パワーモジュール２０に直流電力を伝達する直流経路が含まれ、第１面Ｓ１および第１面Ｓ１と正対する第２面Ｓ２を有し、第１面Ｓ１から第２面Ｓ２に貫通する複数の主流路孔３０１を有する基板３０と、複数の主流路孔３０１を覆うように基板の第１面Ｓ１および第２面Ｓ２の少なくとも一部を覆い、パワーモジュール２０を冷却する冷媒の流路を形成する流路形成体２５と、を備える。複数の主流路孔３０１は、直流経路Ｐ１およびＰ２を横切る位置に配される。冷媒は、主流路孔３０１を通過して第１面Ｓ１から第２面Ｓ２に移動する。そのため、パワーモジュール２０を冷媒により冷却でき、なおかつ主流路孔３０１の存在により直流経路が分散するので広範囲化され、磁束の打ち消し効果が強まることでインダクタンスを低減できる。すなわち電力変換装置１００は、冷却およびインダクタンスの低減を両立できる。

（２）パワーモジュール２０は、第１面Ｓ１に沿って流れる冷媒、および第２面Ｓ２に沿って流れる冷媒によって冷却される。そのため電力変換装置１００は、パワーモジュール２０を両面から冷却できる。

（３）基板３０は、パワーモジュール２０に交流電力を伝達する交流経路Ｐ３を横切り、第１面Ｓ１から第２面Ｓ２に貫通する複数の副流路孔３０２を有する。そのため、パワーモジュール２０を冷却する冷媒を上面冷却用と下面冷却用の２つの経路に分けることができ、流路を短くすることで圧力損失を低減できる。換言すると、同一の圧力差を有する場合に経路を２つに分けることで流量を増やすことができ、冷却能力を強化できる。

（４）基板３０は、パワーモジュール２０に流入する電流が流れる正極導体層３１と、パワーモジュールから流出する電流が流れる負極導体層３２とが積層して構成される。そのため、磁束の打消しによりインダクタンスが低減される。

（５）直流経路Ｐ１およびＰ２には、流路形成体２５に覆われない位置にコンデンサ４０が配される。コンデンサ４０は、パワーモジュール２０と電気的に並列に接続される。そのため、コンデンサ４０から第１パワーモジュール２０１に流入する電流経路と、第２パワーモジュール２０２からコンデンサ４０に流出する電流経路と、を均一にできインダクタンスを低減できる。

（６）パワーモジュール２０は、上アームを構成する第１パワーモジュール２０１と、下アームを構成する第２パワーモジュール２０２とを含む。

（７）パワーモジュール２０はモールド樹脂２３により封止される。流路形成体２５はモールド樹脂２３の外周を覆う。基板３０は、モールド樹脂２３が充填され、第１面Ｓ１から第２面Ｓ２に貫通する複数の直流側樹脂充填孔３０４を有する。直流側樹脂充填孔３０４は、直流経路Ｐ１およびＰ２を横切る位置に配される。そのため、直流側樹脂充填孔３０４も直流経路を分散させる効果を有し、インダクタンスを低減できる。

（８）樹脂充填孔３０３の直径は、主流路孔３０１の直径よりも小さい。そのため、直流経路をより分散させることができ、インダクタンスをより低減することができる。

（変形例）
電力変換装置１００は、パワーモジュールを１つのみ備えてもよい。電力変換装置１００は、直流側樹脂充填孔３０４および交流側樹脂充填孔３０５の少なくとも一方を備えなくてもよい。パワーモジュール２０は、片面のみに放熱フィン２４を備えてもよい。すなわち基板３０の第１面Ｓ１および第２面Ｓ２の片面のみからパワーモジュール２０を冷却する構成でもよい。主流路孔３０１および副流路孔３０２の形状は異なっていてもよく、たとえば両者の直径の大きさが異なってもよい。

―第２の実施の形態―
図９～図１０を参照して、電力変換装置の第２の実施の形態を説明する。以下の説明では、第１の実施の形態と同じ構成要素には同じ符号を付して相違点を主に説明する。特に説明しない点については、第１の実施の形態と同じである。本実施の形態では、主に、副流路孔を備えない点で、第１の実施の形態と異なる。

図９は、第２の実施の形態にかかる電力変換装置１００Ａの平面図である。ただし図９では流路形成体２５を消去して示している。すなわち図９は、第１の実施の形態の図２に相当する。図９に示す電力変換装置１００Ａは、図２には存在していた副流路孔３０２を備えない点が第１の実施の形態の電力変換装置１００とは異なる。また図９の視点では基板３０の背後にあり図示されていないが、冷媒出口２５２の位置が第１の実施の形態とは異なる。構成の違いによる動作の違いを次の図１０を参照して説明する。

図１０は、図９におけるＸ－Ｘ断面を示す断面図である。図１０は、第１の実施の形態における図４に相当する。第１の実施の形態では図４において図示左下に存在していた冷媒出口２５２が、図１０では図示右下に移動している。第２の実施の形態にかかる電力変換装置１００Ａは、前述のとおり副流路孔３０２を備えないので、図１０では反時計周りの流路のみが存在する。第１の実施の形態では、図示下部の放熱フィン２４は時計回りの流路を流れる冷媒により冷却されたが、本実施の形態では全ての放熱フィン２４が反時計回りの流路を流れる冷媒により冷却される。

上述した第２の実施の形態によれば、第１の実施の形態に比べて基板３０の加工時に副流路孔３０２の形成が不要なので、工数が減少し生産性が向上する。

―第３の実施の形態―
図１１～図１２を参照して、電力変換装置の第３の実施の形態を説明する。以下の説明では、第１の実施の形態と同じ構成要素には同じ符号を付して相違点を主に説明する。特に説明しない点については、第１の実施の形態と同じである。本実施の形態では、主に、コンデンサを複数備える点で、第１の実施の形態と異なる。

図１１は、第３の実施の形態における電力変換装置１００Ｂの平面図である。図１１は、第１の実施の形態における図１に相当する。電力変換装置１００Ｂは、セラミックコンデンサなどの端子間隔の狭いコンデンサ４０を複数搭載する。これらのコンデンサ４０は、第１パワーモジュール２０１及び第２パワーモジュール２０２に対して並列に形成する。

図１２は、電力変換装置１００Ｂの電気回路図である。電力変換装置１００Ｂは、図１２に示すように並列に接続されるコンデンサ４０を複数備える。

上述した第３の実施の形態によれば、第１の実施の形態における作用効果に加えて次の作用効果が得られる。
（９）電力変換装置１００Ｂの直流経路Ｐ１およびＰ２には、流路形成体２５に覆われない位置に複数のコンデンサ４０が配される。複数のコンデンサ４０のそれぞれは、パワーモジュール２０と電気的に並列に接続される。そのため、電流経路を複数確保でき、正極導体層３１及び負極導体層３２間の磁束打ち消し効果が強まりインダクタンスを低減できる。

上述した各実施の形態および変形例において、機能ブロックの構成は一例に過ぎない。別々の機能ブロックとして示したいくつかの機能構成を一体に構成してもよいし、１つの機能ブロック図で表した構成を２以上の機能に分割してもよい。また各機能ブロックが有する機能の一部を他の機能ブロックが備える構成としてもよい。

上述した各実施の形態および変形例は、それぞれ組み合わせてもよい。上記では、種々の実施の形態および変形例を説明したが、本発明はこれらの内容に限定されるものではない。本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の態様も本発明の範囲内に含まれる。

１００、１００Ａ、１００Ｂ…電力変換装置
２０…パワーモジュール
２０１…第１パワーモジュール
２０２…第２パワーモジュール
２３…モールド樹脂
２５…流路形成体
３０…基板
３１…正極導体層
３２…負極導体層
３３…交流出力端子導体
３０１…正流路孔
３０２…副流路孔
３０３…樹脂充填孔
３０４…直流側樹脂充填孔
３０５…交流側樹脂充填孔
４０…コンデンサ
５０…制御回路
５１…制御信号配線
５２…流路内基板配線

Claims (9)

1. 直流電力を交流電力に変換するパワーモジュールと、
   前記パワーモジュールが配され、前記パワーモジュールに直流電力を伝達する直流経路が含まれ、第１面および前記第１面と正対する第２面を有し、前記第１面から前記第２面に貫通する複数の主流路孔を有する基板と、
   前記複数の主流路孔を覆うように前記基板の前記第１面および前記第２面の少なくとも一部を覆い、前記パワーモジュールを冷却する冷媒の流路を形成する流路形成体と、を備え、
   前記複数の主流路孔は、前記直流経路を横切る位置に配され、
   前記冷媒は、前記主流路孔を通過して前記第１面から前記第２面に移動する、電力変換装置。
2. 請求項１に記載の電力変換装置において、
   前記パワーモジュールは、前記第１面に沿って流れる前記冷媒、および前記第２面に沿って流れる前記冷媒によって冷却される、電力変換装置。
3. 請求項２に記載の電力変換装置において、
   前記基板は、前記パワーモジュールに交流電力を伝達する交流経路を横切り、前記第１面から前記第２面に貫通する複数の副流路孔をさらに有する、電力変換装置。
4. 請求項１に記載の電力変換装置において、
   前記基板は、前記パワーモジュールに流入する電流が流れる正極導体層と、前記パワーモジュールから流出する電流が流れる負極導体層とが積層して構成される、電力変換装置。
5. 請求項１に記載の電力変換装置において、
   前記直流経路には、前記流路形成体に覆われない位置にコンデンサが配され、
   前記コンデンサは、前記パワーモジュールと電気的に並列に接続される、電力変換装置。
6. 請求項１に記載の電力変換装置において、
   前記パワーモジュールは、上アームを構成する第１パワーモジュールと、下アームを構成する第２パワーモジュールとを含んで構成される、電力変換装置。
7. 請求項１に記載の電力変換装置において、
   前記パワーモジュールは樹脂により封止され、
   前記流路形成体は前記樹脂の外周を覆い、
   前記基板は、前記樹脂が充填され、前記第１面から前記第２面に貫通する複数の樹脂充填孔をさらに有し、
   前記複数の樹脂充填孔は、前記直流経路を横切る位置に配される、電力変換装置。
8. 請求項７に記載の電力変換装置において、
   前記樹脂充填孔の直径は、前記主流路孔の直径よりも小さい、電力変換装置。
9. 請求項１に記載の電力変換装置において、
   前記直流経路には、前記流路形成体に覆われない位置に複数のコンデンサが配され、
   前記複数のコンデンサのそれぞれは、前記パワーモジュールと電気的に並列に接続される、電力変換装置。
   

Images