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公開番号2025124477
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-26
出願番号2024020561
出願日2024-02-14
発明の名称電力変換装置
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 20070101AFI20250819BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】コンデンサの品質劣化を抑制しつつインダクタンスを低減できる電力変換装置を提供すること
【解決手段】バスバーユニット60は、半導体モジュール40とコンデンサ50とを電気的に接続する連結バスバー61を有する。連結バスバー61は、コンデンサバスバー54よりも外力に対して変形しやすい構造を有する。連結バスバー61との接合面のなす角度が90度以上となるように、コンデンサバスバー54が設けられる。コンデンサバスバー54と連結バスバー61を含むP電流経路部80PおよびN電流経路部80Nは、P電流経路部80PとN電流経路部80Nとが並走するPN並走部81と、P電流経路部80PおよびN電流経路部80Nのひとつに設けられ、コンデンサバスバー54と連結バスバー61との接合箇所を折り返しとする同電位並走部82を有する。
【選択図】図5
特許請求の範囲【請求項１】
本体部（４１）と、前記本体部から突出する電源端子（４２）と、を有する半導体モジュール（４０）と、
コンデンサ素子（５２）と、前記コンデンサ素子を封止する封止樹脂体（５３）と、前記コンデンサ素子に接続された部分と前記封止樹脂体から突出する部分を含むコンデンサバスバー（５４）と、を有するコンデンサ（５０）と
前記コンデンサバスバーと前記電源端子とを電気的に接続する連結バスバー（６１）を有するバスバーユニット（６０）と、
を備え、
前記電源端子は、Ｐ端子（４２Ｐ）と、Ｎ端子（４２Ｎ）を含み、
前記コンデンサバスバーは、前記コンデンサ素子の正極に接続されたコンデンサＰバスバー（４２Ｐ）と、前記コンデンサ素子の負極に接続されたコンデンサＮバスバー（４２Ｎ）を含み、
前記連結バスバーは、前記コンデンサＰバスバーと前記Ｐ端子とを電気的に接続する連結Ｐバスバー（６１Ｐ）と、前記コンデンサＮバスバーと前記Ｎ端子とを電気的に接続する連結Ｎバスバー（６１Ｎ）を含み、
前記連結バスバーは、前記コンデンサバスバーよりも外力に対して変形しやすい構造を有し、
前記コンデンサＰバスバーにおける前記連結Ｐバスバーとの接合面と前記コンデンサＮバスバーにおける前記連結Ｎバスバーとの接合面とのなす角度が９０度以上となるように、前記コンデンサバスバーが設けられ、
前記コンデンサＰバスバーと前記連結Ｐバスバーを含むＰ電流経路部（８０Ｐ）、および、前記コンデンサＮバスバーと前記連結Ｎバスバーを含むＮ電流経路部（８０Ｎ）は、前記Ｐ電流経路部と前記Ｎ電流経路部とが並走するＰＮ並走部（８１）と、前記Ｐ電流経路部および前記Ｎ電流経路部のひとつに設けられ、前記コンデンサバスバーと前記連結バスバーとの接合箇所を折り返しとする同電位並走部（８２）と、を有する、電力変換装置。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記コンデンサは、前記コンデンサＰバスバーと前記コンデンサＮバスバーとの間に介在する第１絶縁体（５５）を有し、
前記バスバーユニットは、前記連結Ｐバスバーと前記連結Ｎバスバーとの間に介在する第２絶縁体（６２）を有し、
前記第１絶縁体と前記第２絶縁体とが、前記ＰＮ並走部の少なくとも一部において重なっている、請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項３】
前記コンデンサバスバーにおける前記連結バスバーとの接合面は、前記半導体モジュールの主面に対して平行である、請求項１または請求項２に記載の電力変換装置。
【請求項４】
前記連結バスバーにおける前記電源端子との接合面は、前記半導体モジュールの主面に対して平行である、請求項３に記載の電力変換装置。
【請求項５】
前記連結バスバーの板厚は、前記コンデンサバスバーの板厚よりも薄い、請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項６】
前記コンデンサバスバーと前記連結バスバーとの接合部である第１接合部と、前記電源端子と前記連結バスバーとの接合部である第２接合部とは、前記半導体モジュールの主面に直交する方向において位置が異なる、請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項７】
前記連結バスバーは、クランク形状の部分を含む、請求項６に記載の電力変換装置。
【請求項８】
前記半導体モジュールの駆動回路が形成された回路基板（７０）を備え、
前記バスバーユニットは、前記連結バスバーに連なり、前記回路基板に実装された検出端子（６４，６５）を有し、
前記検出端子は、前記半導体モジュールと前記コンデンサとの並び方向において、前記コンデンサに近い位置に設けられている、請求項６または請求項７に記載の電力変換装置。
【請求項９】
前記検出端子は、前記並び方向において、前記コンデンサＰバスバーと前記連結Ｐバスバーとの接合部と、前記コンデンサＮバスバーと前記連結Ｎバスバーとの接合部との間の位置に設けられている、請求項８に記載の電力変換装置。
【請求項１０】
前記コンデンサは、前記コンデンサバスバーの前記封止樹脂体から突出する部分に連なるＤＣ端子部（５６）を有する、請求項１に記載の電力変換装置。

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、電力変換装置に関する。
続きを表示（約 2,300 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、パワーモジュールとコンデンサモジュールを備える電力変換装置を開示している。コンデンサモジュールは、コンデンサ素子に接続され、コンデンサ素子を封止する封止樹脂体から突出するコンデンサバスバーを有している。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２０２３－１３３４５６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の構成では、パワーモジュールとコンデンサモジュールとを接続する際に、製造ばらつき、組み付けばらつきによってコンデンサバスバーの突出部分の根元に応力が集中し、封止樹脂体に剥離や亀裂が生じる虞がある。剥離や亀裂は、容量変化、絶縁不良などにつながる。応力集中を緩和するために、コンデンサバスバーを長くするとインダクタンスが増加してしまう。上述の観点において、または言及されていない他の観点において、電力変換装置にはさらなる改良が求められている。
【０００５】
本開示の目的のひとつは、コンデンサの品質劣化を抑制しつつインダクタンスを低減できる電力変換装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
開示のひとつの態様である電力変換装置は、
本体部（４１）と、本体部から突出する電源端子（４２）と、を有する半導体モジュール（４０）と、
コンデンサ素子（５２）と、コンデンサ素子を封止する封止樹脂体（５３）と、コンデンサ素子に接続された部分と封止樹脂体から突出する部分を含むコンデンサバスバー（５４）と、を有するコンデンサ（５０）と
コンデンサバスバーと電源端子とを電気的に接続する連結バスバー（６１）を有するバスバーユニット（６０）と、
を備え、
電源端子は、Ｐ端子（４２Ｐ）と、Ｎ端子（４２Ｎ）を含み、
コンデンサバスバーは、コンデンサ素子の正極に接続されたコンデンサＰバスバー（４２Ｐ）と、コンデンサ素子の負極に接続されたコンデンサＮバスバー（４２Ｎ）を含み、
連結バスバーは、コンデンサＰバスバーとＰ端子とを電気的に接続する連結Ｐバスバー（６１Ｐ）と、コンデンサＮバスバーとＮ端子とを電気的に接続する連結Ｎバスバー（６１Ｎ）を含み、
連結バスバーは、コンデンサバスバーよりも外力に対して変形しやすい構造を有し、
コンデンサＰバスバーにおける連結Ｐバスバーとの接合面とコンデンサＮバスバーにおける連結Ｎバスバーとの接合面とのなす角度が９０度以上となるように、コンデンサバスバーが設けられ、
コンデンサＰバスバーと連結Ｐバスバーを含むＰ電流経路部（８０Ｐ）、および、コンデンサＮバスバーと連結Ｎバスバーを含むＮ電流経路部（８０Ｎ）は、Ｐ電流経路部とＮ電流経路部とが並走するＰＮ並走部（８１）と、Ｐ電流経路部およびＮ電流経路部のひとつに設けられ、コンデンサバスバーと連結バスバーとの接合箇所を折り返しとする同電位並走部（８２）と、を有する。
【０００７】
開示の電力変換装置によれば、連結バスバーを有するバスバーユニットを備えており、連結バスバーがコンデンサバスバーよりも外力に対して変形しやすい構造を有している。よって、半導体モジュールとコンデンサとを電気的に接続する際に、製造ばらつき、組み付けばらつきがあると連結バスバーが変形する。これにより、コンデンサバスバーの突出部分の根元に応力が集中し、封止樹脂体に剥離や亀裂が生じるのを抑制することができる。つまり、コンデンサの品質劣化を抑制することができる。
【０００８】
バスバーユニットを備えることで接合箇所が増加する。しかしながら、コンデンサＰバスバーにおける連結Ｐバスバーとの接合面と、コンデンサＮバスバーにおける連結Ｎバスバーとの接合面とのなす角度が９０度以上となるように、コンデンサバスバーを設ける。これにより、Ｐ電流経路部とＮ電流経路部とが並走するＰＮ並走部と、Ｐ電流経路部およびＮ電流経路部のひとつに設けられ、コンデンサバスバーと連結バスバーとの接合箇所を折り返しとする同電位並走部を有することができる。ＰＮ並走部を構成するＰ電流経路部とＮ電流経路部には逆向きの電流が流れるため、磁界を相殺し、インダクタンスを低減することができる。同様に、同電位並走部を構成するコンデンサバスバーと連結バスバーには逆向きの電流が流れるため、磁界を相殺し、インダクタンスを低減することができる。
【０００９】
以上より、コンデンサの品質劣化を抑制しつつインダクタンスを低減できる電力変換装置を提供することができる。
【００１０】
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】
（【００１１】以降は省略されています）

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