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公開番号2025113867
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-04
出願番号2024008244
出願日2024-01-23
発明の名称電力変換モジュール
出願人株式会社デンソー
代理人個人,個人,個人
主分類H02M 7/48 20070101AFI20250728BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】インダクタンスを低減できる電力変換モジュールを提供すること。
【解決手段】半導体素子60は、相ごとに設けられた上アーム素子61H,62Hおよび下アーム素子61L,62Lを有する。配線は、上アーム素子の高電位側端子に接続されたP配線101,103,105,106,514,524,534,931と、下アーム素子の低電位側端子に接続されたN配線102,104,107,108,515,525,535,912,922,932を有する。P配線は、所定方向に並ぶ複数の第1配線514と、複数の第1配線を電気的に接続する第2配線101,103を含む。N配線は、所定方向に並ぶ複数の第1配線515B,525Bと、複数の第1配線を電気的に接続する第2配線102,104,515A,525Aを含む。
【選択図】図8
特許請求の範囲【請求項１】
配線（９０，１００，５１２，５２２，５３２）と、
前記配線とともに、回転電機（３）の巻線の一端に接続される第１インバータ（８）および前記巻線の他端に接続される第２インバータ（９）を構成する複数の半導体素子（６０）と、
閉状態で直流電源（２）と前記第２インバータとを接続し、開状態で前記直流電源と前記第２インバータとの接続を遮断する切替スイッチ（８０）と、
を備え、
前記半導体素子は、相ごとに設けられた上アーム素子（６１Ｈ，６２Ｈ）および下アーム素子（６１Ｌ，６２Ｌ）を有し、
前記配線は、前記上アーム素子の高電位側の端子に電気的に接続されたＰ配線（１０１，１０３，１０５，１０６，５１４，５２４，５３４，９３１）と、前記下アーム素子の低電位側の端子に電気的に接続されたＮ配線（１０２，１０４，１０７，１０８，５１５，５２５，５３５，９１２，９２２，９３２）と、を有し、
前記Ｐ配線および前記Ｎ配線の少なくともひとつは、前記半導体素子に対応して複数設けられ、所定方向に並ぶ第１配線（５１４，５１５Ｂ，５２４，５２５Ｂ）と、複数の前記第１配線を電気的に接続する第２配線（１０１，１０２，１０３，１０４，５１５Ａ，５２５Ａ）と、を含む、電力変換モジュール。
続きを表示（約 980 文字）【請求項２】
前記Ｐ配線は、前記第１配線である第１Ｐ配線（５１４，５２４）を有し、
前記Ｎ配線は、前記第１配線である第１Ｎ配線（５１５Ｂ，５２５Ｂ）を有し、
前記第１Ｐ配線と前記第１Ｎ配線とが、前記所定方向において交互に配置されている、請求項１に記載の電力変換モジュール。
【請求項３】
前記第１Ｐ配線および前記第１Ｎ配線のひとつは相数と等しい配線数であり、前記第１Ｐ配線および前記第１Ｎ配線の他のひとつは相数から１を減算した配線数である、請求項２に記載の電力変換モジュール。
【請求項４】
前記第１インバータを構成する前記配線は、前記第１Ｐ配線および前記第１Ｎ配線を有し、
前記第２インバータを構成する前記配線は、前記第１Ｐ配線および前記第１Ｎ配線を有し、
前記第１Ｐ配線同士または前記第１Ｎ配線同士が前記所定方向において対向しており、
前記切替スイッチは、対向配置された前記第１Ｐ配線同士のそれぞれ、または、前記第１Ｎ配線同士のそれぞれに電気的に接続されている、請求項３に記載の電力変換モジュール。
【請求項５】
前記Ｐ配線は、前記第２配線である第２Ｐ配線（１０１，１０３）を有し、
前記Ｎ配線は、前記第２配線である第２Ｎ配線（１０２，１０４，５１５Ａ，５２５Ａ）を有し、
前記第２Ｐ配線と前記第２Ｎ配線とは、前記所定方向に直交する直交方向において並んでいる、請求項１～４いずれか１項に記載の電力変換モジュール。
【請求項６】
前記第２配線は、前記第１インバータおよび前記第２インバータにおいて複数の前記第１配線を電気的に接続するとともに、前記所定方向に延びて前記第１インバータと前記第２インバータとをつなぐ繋ぎ配線（１０７，１０８，５１５Ａ，５２５Ａ，５３５，９３２）を含む、請求項５に記載の電力変換モジュール。
【請求項７】
前記配線は、前記上アーム素子の低電位側の端子および前記下アーム素子の高電位側の端子に電気的に接続されたＯ配線（５１６，５２６）を有し、
前記繋ぎ配線は、前記直交方向において、第１Ｐ配線および第１Ｎ配線と前記Ｏ配線との間に配置されている、請求項６に記載の電力変換モジュール。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
この明細書における開示は、電力変換モジュールに関する。
続きを表示（約 2,300 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、回転電機の巻線の一端に接続される第１インバータ、巻線の他端に接続される第２インバータ、および切替スイッチを備えた電力変換モジュールを開示している。切替スイッチは、第１インバータと第２インバータとをつなぐ経路に配置され、閉状態で直流電源と第２インバータとを接続し、開状態で直流電源と第２インバータとの接続を遮断する。先行技術文献の記載内容は、この明細書における技術的要素の説明として、参照により援用される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２２－１７９９６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１では、第１インバータの外部接続端子である電源端子と、第２インバータの外部接続端子である電源端子との間に切替スイッチを配置し、電源端子のそれぞれと切替スイッチとをバスバーによって電気的に接続している。このため、配線長が長くなり、インダクタンスが増加するという問題がある。上記した観点において、または言及されていない他の観点において、電力変換モジュールにはさらなる改良が求められている。
【０００５】
開示されるひとつの目的は、インダクタンスを低減できる電力変換モジュールを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
開示のひとつの態様は、電力変換モジュールであって、
配線（９０，１００，５１２，５２２，５３２）と、
配線とともに、回転電機（３）の巻線の一端に接続される第１インバータ（８）および巻線の他端に接続される第２インバータ（９）を構成する複数の半導体素子（６０）と、
閉状態で直流電源（２）と第２インバータとを接続し、開状態で直流電源と第２インバータとの接続を遮断する切替スイッチ（８０）と、
を備え、
半導体素子は、相ごとに設けられた上アーム素子（６１Ｈ，６２Ｈ）および下アーム素子（６１Ｌ，６２Ｌ）を有し、
配線は、上アーム素子の高電位側の端子に電気的に接続されたＰ配線（１０１，１０３，１０５，１０６，５１４，５２４，５３４，９３１）と、下アーム素子の低電位側の端子に電気的に接続されたＮ配線（１０２，１０４，１０７，１０８，５１５，５２５，５３５，９１２，９２２，９３２）と、を有し、
Ｐ配線およびＮ配線の少なくともひとつは、半導体素子に対応して複数設けられ、所定方向に並ぶ第１配線（５１４，５１５Ｂ，５２４，５２５Ｂ）と、複数の第１配線を電気的に接続する第２配線（１０１，１０２，１０３，１０４，５１５Ａ，５２５Ａ）と、を含む。
【０００７】
開示の電力変換モジュールによれば、配線、半導体素子、および切替スイッチをモジュール化している。配線は、相ごとに設けた半導体素子に対応して設けられ、所定方向に並ぶ複数の第１配線を、電気的に接続する第２配線を含んでいる。このように、モジュール内部で複数の第１配線を接続しているため、配線長を短くし、インダクタンスを低減することができる。
【０００８】
この明細書における開示された複数の態様は、それぞれの目的を達成するために、互いに異なる技術的手段を採用する。請求の範囲およびこの項に記載した括弧内の符号は、後述する実施形態の部分との対応関係を例示的に示すものであって、技術的範囲を限定することを意図するものではない。この明細書に開示される目的、特徴、および効果は、後続の詳細な説明、および添付の図面を参照することによってより明確になる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
電力変換回路および駆動システムを示す図である。
回転電機の動作点マップの一例を示す図である。
スター結線駆動を示す図である。
オープン結線駆動を示す図である。
外部機器が接続された状態を示す回路図である。
電力変換モジュールと外部機器との接続構造を示す図である。
第１実施形態に係る電力変換モジュールを示す平面図である。
図７に対して、冷却器およびハウジングを省略した図である。
図７のIX-IX線に沿う断面図である。
図７のX-X線に沿う断面図である。
参考例を示す図である。
参考例を示す図である。
第２実施形態に係る電力変換モジュールが提供する電力変換回路を示す図である。
電力変換モジュールを示す図である。
第３実施形態に係る電力変換モジュールが提供する電力変換回路を示す図である。
電力変換モジュールを示す図である。
第４実施形態に係る電力変換モジュールが提供する電力変換回路を示す図である。
電力変換モジュールを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面に基づいて複数の実施形態を説明する。なお、各実施形態において対応する構成要素には同一の符号を付すことにより、重複する説明を省略する場合がある。各実施形態において構成の一部分のみを説明している場合、当該構成の他の部分については、先行して説明した他の実施形態の構成を適用することができる。また、各実施形態の説明において明示している構成の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても複数の実施形態の構成同士を部分的に組み合せることができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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