電源轉(zhuǎn)換器的制造方法
【專利摘要】一種電源轉(zhuǎn)換器具有堆疊本體（10）、電容器（3）以及正母線（4a）和負(fù)母線（4b），其中堆疊本體通過堆疊多個半導(dǎo)體模塊（2）和冷卻器（11）而形成。母線（4a、4b）中的每一個分別由兩片板構(gòu)件（40、41）形成。板構(gòu)件（40、41）中的每一個具有本體部（42）、多個延伸部（43）以及多個端子連接部（44）。端子連接部（44）連接至半導(dǎo)體模塊（2）的電源端子（21）。每個板構(gòu)件（40、41）的主本體部（42）接合至彼此，使得板構(gòu)件中的一個板構(gòu)件（40）的端子連接部（44）和板構(gòu)件中的另一個板構(gòu)件（41）的端子連接部（44）在堆疊本體（10）的堆疊方向上交替地設(shè)置。
【專利說明】電源轉(zhuǎn)換器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電源轉(zhuǎn)換器，該電源轉(zhuǎn)換器具有帶內(nèi)置半導(dǎo)體元件的半導(dǎo)體模塊、平流電容器、以及在半導(dǎo)體模塊與電容器之間電連接的母線。
【背景技術(shù)】
[0002]在AC電源與DC電源之間轉(zhuǎn)換電源的電源轉(zhuǎn)換器是已知的。這種電源轉(zhuǎn)換器具有堆疊的本體，通過堆疊具有內(nèi)置半導(dǎo)體元件的半導(dǎo)體模塊和用于冷卻半導(dǎo)體模塊的冷卻器獲得該本體(例如，參考日本專利申請?zhí)亻_公報N0.2011-109767)。
[0003]半導(dǎo)體模塊具有施加DC電源的DC電壓的正極端子和負(fù)極端子、以及連接至AC負(fù)載的AC端子。
[0004]此外，電源轉(zhuǎn)換器具有使DC電壓平滑的電容器。
[0005]多個正極端子沿堆疊本體的堆疊方向而設(shè)置成一行。
[0006]多個正極端子和電容器的正電極通過正母線而電連接。
[0007]相似地，多個負(fù)極端子也沿堆疊方向設(shè)置成一行。
[0008]那么，多個負(fù)極端子和電容器的負(fù)電極通過負(fù)母線而電連接。
[0009]正母線具有板形的主本體部、平行于彼此且從主本體部橫向延伸的多個延伸部、以及從延伸部沿本體部的板厚度方向延伸的端子連接部。
[0010]端子連接部接合至正極端子，并且端子連接部彼此連接。
[0011]負(fù)母線也具有與正母線相似的結(jié)構(gòu)。
[0012]正母線和負(fù)母線分別通過對單個金屬板進(jìn)行處理而形成。
[0013]S卩，當(dāng)制造這些母線時，首先，通過擠壓(或類似方法)單片金屬而形成平板構(gòu)件。該平板構(gòu)件具有成為端子連接部的部分、延伸部以及主本體部。在平板構(gòu)件的將成為端子連接部的部分與延伸部之間還未被彎曲(非彎曲構(gòu)件)。
[0014]此后，待成為端子連接部的部分中的每一個沿著彎曲線彎曲成直角，該彎曲線定位在待成為端子連接部的部分與延伸部之間并且平行于延伸部的延伸方向。
[0015]然而，在傳統(tǒng)的電源轉(zhuǎn)換器中具有這樣的問題:當(dāng)堆疊的本體的間距變窄時，延伸部在堆疊方向上的長度可能變短。
[0016]S卩，如上所述，當(dāng)制造母線時，首先使用單片金屬形成未彎曲構(gòu)件。
[0017]待成為端子連接部的部分與延伸部在堆疊方向上經(jīng)由未彎曲構(gòu)件中的狹縫而鄰近。
[0018]待成為端子連接部的部分在彎曲后連接至正極端子或類似物。
[0019]因此，為了確保足夠的接觸表面面積，需要確保該部分在堆疊方向上的長度達(dá)到
一定的量。
[0020]因此，當(dāng)使間距變窄時會迫使延伸部在堆疊方向上的長度縮短。
[0021]結(jié)果，延伸部變得細(xì)長，并且寄生電感可能增加。
[0022]因此，當(dāng)打開和關(guān)閉半導(dǎo)體元件時可能發(fā)生大的電壓沖擊。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0023]根據(jù)上述問題已做出本發(fā)明，并且本發(fā)明的目的是提供一種電源轉(zhuǎn)換器，該電源轉(zhuǎn)換器能夠延長延伸部在堆疊方向上的長度，并且能夠抑制延伸部中的寄生電感的增加。
[0024]在根據(jù)第一方面的電源轉(zhuǎn)換器中，電源轉(zhuǎn)換器包括通過堆疊本體、用于平滑DC電壓的電容器、以及將電源端子與電容器電連接的母線，該堆疊本體通過堆疊多個半導(dǎo)體模塊和用于冷卻半導(dǎo)體模塊的冷卻器而形成，該半導(dǎo)體模塊具有從密封有半導(dǎo)體元件的密封部突出的電源端子。
[0025]母線由電連接至彼此的多個板構(gòu)件制成，板構(gòu)件中的每一個設(shè)有本體部、多個延伸部和端子連接部，該本體部設(shè)置為使得其主表面相對于電源端子的突出方向垂直，延伸部從主本體部沿與堆疊本體的堆疊方向和突出方向垂直的延伸方向延伸，端子連接部從延伸部中的每一個沿突出方向豎立。
[0026]端子連接部的主表面相對于堆疊方向垂直。
[0027]端子連接部接合至電源端子并且彼此連接。
[0028]每個板構(gòu)件的主本體部接合至彼此以形成母線使得在相同板構(gòu)件中形成的端子連接部在堆疊方向上不會彼此鄰近。
[0029]通過結(jié)合多個板構(gòu)件，同時延伸部朝向相同方向延伸，形成母線。
[0030]根據(jù)上述電源轉(zhuǎn)換器，使用多片板構(gòu)件來形成單個母線。
[0031 ] 板構(gòu)件中的每一個具有本體部、延伸部以及端子連接部。
[0032]之后，每個板構(gòu)件的主本體部接合至彼此以形成單個母線使得在相同板構(gòu)件中形成的端子連接部在堆疊方向上不會彼此鄰近。
[0033]因此，即使當(dāng)通過接合多個板構(gòu)件形成母線時，端子連接部之間的間距狹窄，對于單獨的板構(gòu)件也可以在端子連接部之間獲得較寬的間距(堆疊方向上的間隔)。
[0034]因此，增加延伸部在堆疊方向上的長度變?yōu)榭赡堋?br> [0035]從而，可以防止延伸部變?yōu)榧?xì)長，并且能夠抑制延伸部中寄生電感的增加。
[0036]因此，本發(fā)明能夠提供這樣的電源轉(zhuǎn)換器:其能夠延長延伸部在堆疊方向上的長度并且能夠抑制延伸部中寄生電感的增加。
[0037]在根據(jù)第二方面的電源轉(zhuǎn)換器中，電源端子由施加DC電壓的正極端子和負(fù)極端子組成。
[0038]母線由正母線和負(fù)母線組成，正母線連接在電容器的正電極與正極端子之間，負(fù)母線連接在電容器的負(fù)電極與負(fù)極端子之間。
[0039]正母線和負(fù)母線由包括近側(cè)板構(gòu)件和遠(yuǎn)側(cè)板構(gòu)件的兩個板構(gòu)件構(gòu)成，其中近側(cè)板構(gòu)件設(shè)置在沿突出方向靠近于密封部的位置處，遠(yuǎn)側(cè)板構(gòu)件設(shè)置在距離密封部比近側(cè)板構(gòu)件更遠(yuǎn)的位置處。
[0040]一組端子對由延伸方向上鄰近于彼此設(shè)置的正極端子和負(fù)極端子形成。端子對采取第一連接態(tài)A或第二連接態(tài)B。
[0041]在第一連接態(tài)A中，正極端子連接至正母線的近側(cè)板構(gòu)件，并且負(fù)極端子連接至負(fù)母線的遠(yuǎn)側(cè)板構(gòu)件。
[0042]在第二連接態(tài)B中，正極端子連接至正母線的遠(yuǎn)側(cè)板構(gòu)件，并且負(fù)極端子連接至負(fù)母線的近側(cè)板構(gòu)件。
[0043]采取第一連接態(tài)A的端子對和采取第二連接態(tài)B的端子對在堆疊方向上交替地設(shè)置。
[0044]在根據(jù)第三方面的電源轉(zhuǎn)換器中，電容器具有彼此并聯(lián)連接的多個電容器元件，并且構(gòu)成母線的板構(gòu)件中的每一個連接至相應(yīng)的電容器元件。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0045]在附圖中:
[0046]圖1示出了第一實施方式中的電源轉(zhuǎn)換器的平面圖；
[0047]圖2示出了第一實施方式中的形成正母線的一個板構(gòu)件彎曲前的平面圖；
[0048]圖3示出了圖2中示出的板構(gòu)件彎曲后的平面圖；
[0049]圖4示出了第一實施方式中的形成正母線的另一板構(gòu)件彎曲前的平面圖；
[0050]圖5示出了圖4中示出的板構(gòu)件彎曲后的平面圖；
[0051]圖6示出了在第一實施方式中兩個板構(gòu)件接合在一起的正母線的平面圖；
[0052]圖7示出了圖6示出的正母線的立體圖；
[0053]圖8示出了第一實施方式中的形成負(fù)母線的一個板構(gòu)件彎曲前的平面圖；
[0054]圖9示出了圖8中示出的板構(gòu)件彎曲后的平面圖；
[0055]圖10示出了第一實施方式中的形成負(fù)母線的另一板構(gòu)件彎曲前的平面圖；
[0056]圖11示出了圖10中示出的板構(gòu)件彎曲后的平面圖；
[0057]圖12示出了在第一實施方式中兩個板構(gòu)件接合在一起的負(fù)母線的平面圖；
[0058]圖13示出了圖12示出的正母線的立體圖；
[0059]圖14示出了圖1中示出的電源轉(zhuǎn)換器在沒有負(fù)母線和正母線的情況下的平面圖；
[0060]圖15示出了沿著在沒有負(fù)母線的情況下的圖1示出的電源轉(zhuǎn)換器的XV-XV線截取的橫截面圖；
[0061]圖16示出了沿著圖1的XV1-XVI線截取的橫截面圖；
[0062]圖17示出了第一實施方式中的電源轉(zhuǎn)換器的電路圖；
[0063]圖18示出了第二實施方式中的電源轉(zhuǎn)換器的平面圖；
[0064]圖19示出了第二實施方式中的電源轉(zhuǎn)換器的電路圖；
[0065]圖20示出了第三實施方式中的電源轉(zhuǎn)換器的橫截面圖，在該電源轉(zhuǎn)換器中半導(dǎo)體模塊采取第三連接態(tài)；
[0066]圖21示出了第三實施方式中的電源轉(zhuǎn)換器的橫截面圖，在該電源轉(zhuǎn)換器中半導(dǎo)體模塊采取第四連接態(tài)；
[0067]圖22示出了第四實施方式中的電源轉(zhuǎn)換器的橫截面圖，在該電源轉(zhuǎn)換器中半導(dǎo)體模塊采取第三連接態(tài)；以及
[0068]圖23示出了第四實施方式中的電源轉(zhuǎn)換器的橫截面圖，在該電源轉(zhuǎn)換器中半導(dǎo)體模塊采取第四連接態(tài)。
【具體實施方式】[0069]參照圖1至圖17，在下文中將對關(guān)于電源轉(zhuǎn)換器的本發(fā)明的第一實施方式進(jìn)行描述。
[0070]本實施方式的電源轉(zhuǎn)換器I設(shè)計用于車輛使用，并且安裝在混合動力車輛、電動車輛以及類似物上。
[0071]如圖1和圖16所示，電源轉(zhuǎn)換器I具有堆疊的本體10、電容器3、以及母線4。堆疊的本體10通過堆疊多個半導(dǎo)體模塊2和冷卻器11而形成。母線4由正母線4a和負(fù)母線4b組成。
[0072]電容器3使施加至半導(dǎo)體模塊2的DC電壓平滑。
[0073]母線4電連接電源端子21和電容器3。
[0074]母線4由電連接至彼此的兩片板構(gòu)件40、41 (40a、41a、40b、41b)制成。
[0075]如圖7和圖13所示，板構(gòu)件40a、41a、40b、41b中的每一個具有本體部42、多個延伸部43以及多個端子連接部44。
[0076]如圖16所不,本體部42設(shè)置為使得其主表面429相對于電源端子21的突出方向(在下文中，該方向定義為Z方向)垂直。
[0077]此外，如圖1所示，延伸部43從主本體部42在延伸方向(在下文中，該方向定義為Y方向)上延伸，該延伸方向垂直于堆疊本體10的堆疊方向(在下文中，該方向定義為X方向)和Z方向。
[0078]端子連接部44中的每一個在Z方向上從延伸部43中的每一個豎立。
[0079]端子連接部44的主表面相對于X方向垂直。
[0080]端子連接部44接合至電源端子21，并且端子連接部44彼此連接。
[0081]此處,主表面意味著具有最大面積的表面。
[0082]如圖6和圖7所示，在母線4 (正母線4a)中，每個板構(gòu)件40a、41a的主本體部42接合至彼此使得在相同板構(gòu)件40a (41a)中形成的端子連接部44 (441)在X方向上彼此不鄰近。
[0083]此外,通過結(jié)合多個板構(gòu)件40a、41a,同時延伸部43朝向相同方向(Y方向)延伸，形成母線4 (正母線4a)。
[0084]相似地，如圖12和圖13所示，在負(fù)母線4b中，每個板構(gòu)件40b、41b的主本體部42接合至彼此使得在相同板構(gòu)件40b (41b)中形成的端子連接部44 (443)在X方向上彼此不鄰近。
[0085]此外,通過結(jié)合多個板構(gòu)件40b、41b,同時延伸部43朝向相同方向(Y方向)延伸，形成負(fù)母線4b。
[0086]如圖16所示，半導(dǎo)體模塊2具有密封部20，在密封部20中密封了半導(dǎo)體元件29(參照圖17)。
[0087]多個電源端子21從密封部20突出。
[0088]單個半導(dǎo)體模塊2的電源端子21由施加DC電壓的正極端子22和負(fù)極端子23、以及連接至AC負(fù)載81 (參照圖17)的AC端子24組成。
[0089]正母線4a連接在電容器3的正電極33與正極端子22之間，并且負(fù)母線4b連接在電容器3的負(fù)電極34與負(fù)極端子23之間。
[0090]如圖17所示，增壓電路111和逆變器電路112形成在電源轉(zhuǎn)換器I中。[0091]電源轉(zhuǎn)換器I通過使用增壓電路111使DC電源供應(yīng)8的電壓增壓，并且增壓的DC電壓通過電容器3而變平滑。
[0092]之后，通過打開和關(guān)閉逆變器電路112中的半導(dǎo)體元件29，平滑的DC電壓轉(zhuǎn)換成驅(qū)動AC負(fù)載81的AC電壓。
[0093]一對半導(dǎo)體元件29密封在單個半導(dǎo)體模塊2中。
[0094]半導(dǎo)體模塊2的正極端子22通過正母線4a連接至電容器3的正電極33。
[0095]此外，半導(dǎo)體模塊2的負(fù)極端子23通過負(fù)母線4b連接至電容器3的負(fù)電極34。
[0096]本實施方式的電源轉(zhuǎn)換器I能夠驅(qū)動兩個AC負(fù)載81，即第一 AC負(fù)載81a和第二AC負(fù)載81b。
[0097]如圖17所示，在本實施方式中，兩個半導(dǎo)體模塊2的AC端子24并聯(lián)連接，并且連接至第一 AC負(fù)載81a的輸入端子89a。
[0098]此外，第二 AC負(fù)載81b的輸入端子89b連接至單一的半導(dǎo)體模塊2的AC端子24。
[0099]如上所述，母線4中的每一個(正母線4a和負(fù)母線4b)通過兩片板構(gòu)件40和41即第一板構(gòu)件40和第二板構(gòu)件41而形成(參照圖6和圖7)。
[0100]如圖3所示,第一板構(gòu)件40a具有主本體部42、延伸部43、以及端子連接部44。
[0101]當(dāng)制造第一板構(gòu)件40a時，如圖2所示，首先準(zhǔn)備了由單個金屬板制成的在將要形成為端子連接部44的部分440與延伸部43之間還未彎曲(未彎曲構(gòu)件45、或第一未彎曲構(gòu)件45a和第二未彎曲構(gòu)件45b)的構(gòu)件。
[0102]之后，部分440沿著彎曲線F彎曲，該彎曲線F定位在延伸部43與將要形成為端子連接部44的部分440之間并且平行于Y方向。
[0103]已彎曲的部分440成為端子連接部44。
[0104]其它板構(gòu)件41a、40b以及41b以相同方式制造(參照圖4、圖8以及圖10)。
[0105]如圖3和圖5所示，在構(gòu)成正母線4a的兩片板構(gòu)件40a和41a中，第一板構(gòu)件40a的鄰近的延伸部43之間的間距Pl與第二板構(gòu)件41a的鄰近延伸部43之間的間距P2彼此相等。
[0106]此外，如圖2和圖4所示，第二未彎曲構(gòu)件45b中的部分440的X方向上的長度d2比第一未彎曲構(gòu)件45a中的部分440的X方向上的長度dl長了本體部42的厚度。
[0107]這確保了當(dāng)通過接合第一板構(gòu)件40a和第二板構(gòu)件41a形成正母線4a時，所有端子連接部44的端部表面449在Z方向上的高度變?yōu)橄嗟?參照圖7)。
[0108]此外，如圖6所示，當(dāng)接合兩個板構(gòu)件40a和41a時,在第一板構(gòu)件40a的端子連接部44與第二板構(gòu)件41a的延伸部43之間形成間隙S。
[0109]此外，在第一板構(gòu)件40a的延伸部43與第二板構(gòu)件41a的端子連接部44之間也形成間隙S。
[0110]當(dāng)將正極端子22連接至端子連接部44 (參照圖1)時，正極端子22穿過間隙S。
[0111]此外，如圖6所示，接合的板構(gòu)件40a和41a的間距P是每個板構(gòu)件40a、41a的間距P1、P2的一半(參照圖3、圖5)。
[0112]如圖7和圖16所示，在Y方向上位于與形成有第一板構(gòu)件40a和第二板構(gòu)件41a的延伸部43相反的一側(cè)的部分425和426彎曲以形成階梯形狀，并且這些部分425、426用作電容器連接部，電容器連接部用于連接至電容器3的正電極33。[0113]另一方面，如圖8至圖11所示，構(gòu)成負(fù)母線4b的第一板構(gòu)件40b和第二板構(gòu)件41b具有彼此形狀相同的本體部42。
[0114]多個通孔499在本體部42中形成。
[0115]提供這些通孔499以便使正極端子22穿過(參照圖1)。
[0116]如圖9和圖11所示，第一板構(gòu)件40b的鄰近的延伸部43之間的間距P3與第二板構(gòu)件41b的鄰近的延伸部43之間的間距P4彼此相等。
[0117]此外，如圖8和圖10所示，第二未彎曲構(gòu)件45d中的部分440的在X方向上的長度d4比第一未彎曲構(gòu)件45c中的部分440的在X方向上的長度d3長了本體部42的厚度。
[0118]這確保了當(dāng)通過接合第一板構(gòu)件40b和第二板構(gòu)件41b形成負(fù)母線4b時，所有端子連接部44的端部表面449在Z方向上的高度變?yōu)橄嗟?參照圖13)。
[0119]如圖12和圖13所示，當(dāng)接合兩個板構(gòu)件40b和41b時，在第一板構(gòu)件40b的端子連接部44與第二板構(gòu)件41b的延伸部43之間形成間隙S。
[0120]此外，在第一板構(gòu)件40b的延伸部43與第二板構(gòu)件41b的端子連接部44之間也形成間隙S。
[0121]當(dāng)將負(fù)極端子23連接至端子連接部44 (參照圖1)時，負(fù)極端子23穿過間隙S。
[0122]如圖13和圖16所示，在Y方向上位于與形成有第一板構(gòu)件40b和第二板構(gòu)件41b的延伸部43相反的一側(cè)的部分427和428彎曲以形成階梯形狀，并且這些部分427、428用作電容器連接部，電容器連接部用于連接至電容器3的負(fù)電極34。
[0123]同時，如圖1所示，本實施方式的電源轉(zhuǎn)換器I包括金屬制成的框架16。堆疊本體10固定至框架16中。
[0124]如圖14所示，在X方向上鄰近的兩個冷卻器11在其Y方向的端部通過連接管15而連接。
[0125]此外，用于引入制冷劑14的入口管12和用于排放制冷劑14的出口管13連接至多個冷卻器11中位于X方向的一端處的冷卻器11a。
[0126]當(dāng)制冷劑14從引入管12引入時，制冷劑14經(jīng)由連接管路15流動通過所有的冷卻器11并且從出口管13排放。從而，冷卻半導(dǎo)體模塊2。
[0127]此外，框架16的正交于X方向的兩個壁部161和162中，彈性構(gòu)件17 (例如板彈簧)插入在其中一個壁部161與堆疊本體10之間。
[0128]堆疊本體10由彈性構(gòu)件17而壓靠其中的另一壁部162(設(shè)置有出口管13和入口管12—側(cè)的壁部)。
[0129]因此，在確保半導(dǎo)體模塊2與冷卻器11之間的接觸壓力的同時，堆疊本體10被固定至框架16中。
[0130]雖然在本實施方式中，彈性構(gòu)件17插入在其中一個壁部161與堆疊本體10之間，但是彈性構(gòu)件17可插入在其中的另一壁部162與堆疊本體10之間。
[0131]如圖15和圖16所示,多個控制端子25從半導(dǎo)體模塊2的主本體部20突出。
[0132]這些控制端子25連接至控制電路板19。
[0133]通過由控制電路板19打開和關(guān)閉半導(dǎo)體元件29 (參照圖17)，在正極端子22與負(fù)極端子23之間施加的DC電壓被轉(zhuǎn)換成AC電壓，并且從AC端子24輸出。
[0134]如圖16所示，電容器3設(shè)置在Y方向上鄰近于堆疊本體10的位置。[0135]電容器3具有電容器元件30和樹脂構(gòu)件300。
[0136]電容器兀件30的一部分容納在與框架16成一體的電容器殼體部160中，并且該部分使用樹脂構(gòu)件300密封。電容器元件30是薄膜電容器。
[0137]電容器元件30的Z方向上的端部中的一個用作正電極33，而端部中的另一個用作負(fù)電極34。
[0138]正母線4a的電容器連接部425、426連接至正電極33，并且負(fù)母線4b的電容器連接部427、428連接至負(fù)電極34。
[0139]此外，如圖16所示，在構(gòu)成正母線4a的第一板構(gòu)件40a和第二板構(gòu)件41a中，存在近側(cè)板構(gòu)件41a，近側(cè)板構(gòu)件41a設(shè)置在沿Z方向靠近于半導(dǎo)體模塊2的密封部20的位置處，還存在遠(yuǎn)側(cè)板構(gòu)件40a，遠(yuǎn)側(cè)板構(gòu)件40a設(shè)置在沿Z方向比近側(cè)板構(gòu)件41a距離密封部20更遠(yuǎn)處的位置。
[0140]相似地，在構(gòu)成負(fù)母線4b的第一板構(gòu)件40b和第二板構(gòu)件41b中，存在近側(cè)板構(gòu)件41b和遠(yuǎn)側(cè)板構(gòu)件40b。
[0141]此外，如圖1所示，一組端子對49由在Y方向上鄰近于彼此設(shè)置的正極端子22和負(fù)極端子23形成。
[0142]構(gòu)成單一的端子對49的正極端子22和負(fù)極端子23從單一的密封部20突出。
[0143]在端子對49中，端子對中的一些采取第一連接態(tài)A，而其它端子對采取第二連接態(tài)B。
[0144]在第一連接態(tài)A中，正極端子22連接至正母線4a的近側(cè)板構(gòu)件41a的端子連接部442，并且負(fù)極端子23連接至負(fù)母線4b的遠(yuǎn)側(cè)板構(gòu)件40b的端子連接部443。
[0145]另外，在第二連接態(tài)B中，正極端子22連接至正母線4a的遠(yuǎn)側(cè)板構(gòu)件40a的端子連接部441，并且負(fù)極端子23連接至負(fù)母線4b的近側(cè)板構(gòu)件41b的端子連接部444。
[0146]之后，采取第一連接態(tài)A的端子對49和采取第二連接態(tài)B的端子對49在X方向上交替地設(shè)置。
[0147]接著，將對本實施方式的功能和效果進(jìn)行解釋。
[0148]如圖1、圖7以及圖13所示，本實施方式中，多片板構(gòu)件40、41用于形成單一的母線4。
[0149]板構(gòu)件40、41中的每一個具有本體部42a，延伸部43、以及端子連接部44。
[0150]之后，每個板構(gòu)件40、41的主本體部42接合至彼此以形成單個母線4，使得在相同板構(gòu)件40 (41)中形成的端子連接部44在X方向上不會鄰近彼此。
[0151]因此，即使當(dāng)通過接合多個板構(gòu)件40和41形成母線4時，端子連接部44之間的間距狹窄，但對于單獨的板構(gòu)件40、41在端子連接部44之間可以獲得較寬的間距。
[0152]因此，增加延伸部43在X方向上的長度變?yōu)榭赡堋?br> [0153]從而，可以防止延伸部43變?yōu)榧?xì)長，并且能夠抑制延伸部43中寄生電感的增加。
[0154]如圖2至圖5以及圖8至圖11所示，為了制造單獨的板構(gòu)件40、41，制造上述未彎曲構(gòu)件45作為中間步驟。
[0155]在本實施方式中，由于可以使板構(gòu)件40和41的端子連接部44的間距Pl至P4變寬，因此可以使未彎曲構(gòu)件45的將成為端子連接部44的部分440的間距變寬。
[0156]從而，可以使將成為端子連接部44的部分440與鄰近的延伸部43之間的在X方向上的間隔變寬。
[0157]因此，在確保部分440在X方向上的長度足夠的同時，延伸部43在X方向上的長度也能夠被充分加長。
[0158]從而，可以防止延伸部43變?yōu)榧?xì)長，并且能夠抑制延伸部43中寄生電感的增加。
[0159]此外，在本實施方式中，采取第一連接態(tài)A的端子對49和采取第二連接態(tài)B的端子對49如圖1所示在X方向上交替地設(shè)置。
[0160]以此方式，可以使所有端子對49的正極端子22和負(fù)極端子23中的寄生電感相
坐寸ο
[0161]S卩，由于連接至遠(yuǎn)側(cè)板構(gòu)件40的半導(dǎo)體模塊2的電源端子21 (正極端子22或負(fù)極端子23)中的從密封部20到遠(yuǎn)側(cè)板構(gòu)件40的長度是長的，因此可能增加寄生電感。
[0162]此外，由于將要連接至近側(cè)板構(gòu)件41的電源端子21中的從密封部20到近側(cè)板構(gòu)件41的長度是短的，因此寄生電感可能小。
[0163]因此，假設(shè)構(gòu)成端子對49的兩個電源端子21都連接至遠(yuǎn)側(cè)板構(gòu)件40，那么兩個電源端子21的寄生電感都增加。
[0164]另外，假設(shè)兩個電源端子21都連接至近側(cè)板構(gòu)件41，那么兩個電源端子21的寄生電感都減小。
[0165]當(dāng)存在具有大的寄生電感的端子對和具有小的寄生電感的端子對時，設(shè)計者可能需要設(shè)計與此有關(guān)的電路，使得增加設(shè)計者的負(fù)擔(dān)。
[0166]在本實施方式中，端子對49構(gòu)造為采取第一連接態(tài)A或第二連接態(tài)B中的任一個。
[0167]在這種連接條件下，兩個電源端子21中的其中一個電源端子21 (正極端子22或負(fù)極端子23)連接至近側(cè)板構(gòu)件41，并且電源端子21中的另一個連接至遠(yuǎn)側(cè)板構(gòu)件40。
[0168]因此，可以使所有端子對49中的電源端子21中的寄生電感相等。因此，使得設(shè)計者設(shè)計電路變得容易。
[0169]如圖17所示，在本實施方式中，兩鄰近的半導(dǎo)體模塊2的AC端子24并聯(lián)連接，并且該AC端子24連接至第一 AC負(fù)載81a的輸入端子89a。
[0170]因此，當(dāng)將半導(dǎo)體模塊2的兩鄰近的AC端子24并聯(lián)連接時，特別優(yōu)選地是電源端子21 (正極端子22和負(fù)極端子23)的寄生電感是相等的。
[0171]如上所述，根據(jù)本實施方式，可以提供能夠增加延伸部在堆疊方向上的長度并且能夠抑制延伸部中寄生電感增加的電源轉(zhuǎn)換器。
[0172]雖然在本實施方式中使用具有密封在密封部20中的兩組半導(dǎo)體元件29 (參照圖17)的半導(dǎo)體模塊2，但是也可使用具有密封在密封部20中的單一組的半導(dǎo)體元件29的半導(dǎo)體模塊2。
[0173]在這種情況中，兩個半導(dǎo)體模塊2布置在Y方向上，并且端子對49由半導(dǎo)體模塊2中的其中一個的正極端子22和半導(dǎo)體模塊2中的另一個的負(fù)極端子23構(gòu)成。
[0174]此外，雖然在本實施方式中單個母線4通過使用兩個板構(gòu)件40和41形成，但是也可使用三個或更多個板構(gòu)件來形成母線4。
[0175]此外，在本實施方式中，本發(fā)明的電源轉(zhuǎn)換器的冷卻器11并不限于在冷卻器11內(nèi)部形成制冷劑通道(冷卻管道)，并且并不限于使冷卻器11與半導(dǎo)體模塊2接觸。[0176]S卩，例如，也可以形成制冷劑通道使得冷卻劑14直接與半導(dǎo)體模塊2接觸。
[0177]應(yīng)當(dāng)理解，在下面的實施方式中，與第一實施方式中相同或相似的部件給予相同的附圖標(biāo)記，并且為避免冗余說明，將不再對其結(jié)構(gòu)和特征進(jìn)行描述。
[0178]第二實施方式
[0179]本實施方式是改變了母線4的形狀和端子對49的連接態(tài)的示例。
[0180]如圖18所示，在本實施方式中，端子對49將采取第三連接態(tài)C或第四連接態(tài)D中的任一個。
[0181]在第三連接態(tài)C中，正極端子22連接至正母線4a的遠(yuǎn)側(cè)板構(gòu)件40a的端子連接部441，并且負(fù)極端子23連接至負(fù)母線4b的遠(yuǎn)側(cè)板構(gòu)件40b的端子連接部443。
[0182]另外，在第四連接態(tài)D中，正極端子22連接至正母線4a的近側(cè)板構(gòu)件41a的端子連接部442，并且負(fù)極端子23連接至負(fù)母線4b的近側(cè)板構(gòu)件41b的端子連接部444。
[0183]如圖19所示，本實施方式的電源轉(zhuǎn)換器I構(gòu)造為驅(qū)動三個AC負(fù)載81。
[0184]每個AC負(fù)載81中的輸入端子89連接至相應(yīng)的半導(dǎo)體模塊2的AC端子24。
[0185]即，在本實施方式中，不像第一實施方式中，兩個鄰近的半導(dǎo)體模塊2的AC端子24不是并聯(lián)連接的。
[0186]因此，當(dāng)半導(dǎo)體模塊2的兩個鄰近的AC端子24不是并聯(lián)連接時，在多種情況中即使在兩個鄰近的半導(dǎo)體模塊2之間的電源端子21 (正極端子22和負(fù)極端子23)中的寄生電感不均一的情況下都將不會顯著影響電路操作。
[0187]因此，在該情況中，可以將端子對49構(gòu)造為交替地采取第三連接態(tài)C和第四連接態(tài)D。
[0188]這確保了端子對49不是必須采取第一連接態(tài)A和第二連接態(tài)B (參照圖1)，因此增加設(shè)計的靈活性，并且可以易于電路設(shè)計。
[0189]其它部分與第一實施方式中的相同。
[0190]第三實施方式
[0191]本實施方式是改變了電容器3的構(gòu)造的示例。
[0192]如圖20和圖21所示，本實施方式的電容器3具有彼此并聯(lián)連接的多個電容器元件 30 (30a、30b)。
[0193]之后，構(gòu)成母線4的板構(gòu)件40、41中的每一個分別連接至不同的電容器元件30a、30b。
[0194]電容器元件30包括近側(cè)電容器元件30b和遠(yuǎn)側(cè)電容器元件30a，近側(cè)電容器元件30b設(shè)置在沿Z方向靠近于密封部20的位置處，遠(yuǎn)側(cè)電容器元件30a設(shè)置在沿Z方向距離密封部20比近側(cè)電容器元件30b更遠(yuǎn)的位置處。
[0195]正母線4a的遠(yuǎn)側(cè)板構(gòu)件40a連接至遠(yuǎn)側(cè)電容器元件30a的正電極33，并且近側(cè)板構(gòu)件41a連接至近側(cè)電容器構(gòu)件30b的正電極33。
[0196]此外，負(fù)母線4b的遠(yuǎn)側(cè)板構(gòu)件40b連接至遠(yuǎn)側(cè)電容器元件30a的負(fù)電極34，并且近側(cè)板構(gòu)件41b連接至近側(cè)電容器元件30b的負(fù)電極34。
[0197]在本實施方式中，電容器元件30a、30b在Z方向上遠(yuǎn)離控制電路板19的端部表面成為正電極33，并且在Z方向上較靠近于控制電路板19的端部表面成為負(fù)電極34。
[0198]此外，在本實施方式中，采取第三連接態(tài)C (參照圖20)的端子對49和采取第四連接態(tài)D (參照圖21)的端子對49在X方向上交替地設(shè)置。
[0199]接著，將對本實施方式的功能和效果進(jìn)行解釋。
[0200]通過上述構(gòu)造，整體上可以減小電容器3的寄生電感。
[0201]即，形成電容器3的電容器元件30a、30b中的每一個均具有寄生電感。
[0202]電容器元件30的數(shù)量越大，越易于降低整個的寄生電感。
[0203]例如，當(dāng)η個電容器元件通過上述的板構(gòu)件并聯(lián)連接時，并且假定在每個電容器元件中的寄生電感是L，那么整個寄生電感變?yōu)長/n。
[0204]如上所述，當(dāng)構(gòu)造為使用由多個板構(gòu)件40和41制成的母線4，并且板構(gòu)件40、41中的每一個單獨地連接至電容器元件30時，可以連接更多個電容器元件30。
[0205]因此，可以進(jìn)一步降低整個電容器3的寄生電感，這將進(jìn)一步降低沖擊電壓。
[0206]此外，在本實施方式中由于兩塊電容器元件30，即遠(yuǎn)側(cè)電容器元件30a和近側(cè)電容器元件30b在Z方向上堆疊成兩級，因此可以縮短從每個電容器元件30a、30b到半導(dǎo)體模塊2的Y方向上的距離。
[0207]因此，可以縮短母線4a、4b在Y方向上的長度。
[0208]另外，雖然本實施方式的電容器3設(shè)置有單個遠(yuǎn)側(cè)電容器元件30a和單個近側(cè)電容器元件30b，但相應(yīng)的電容器元件30a、30b可分割，并且可在X方向上布置多個遠(yuǎn)側(cè)電容器元件30a和近側(cè)電容器元件30b。
[0209]此外，雖然本實施方式中端子對49采取第三連接態(tài)C(參照圖20)或第四連接態(tài)D(參照圖21)中的任一個，但也可采取第一連接態(tài)A或第二連接態(tài)(參照圖1)中的任一個。
[0210]其它部分與第一實施方式中的相同。
[0211]第四實施方式
[0212]本實施方式是改變電容器元件30a、30b的電極的位置的示例。
[0213]在本實施方式中，如圖22和圖23所示，近側(cè)電容器元件30b的在Z方向上較靠近于控制電路板19的端部表面和遠(yuǎn)側(cè)電容器元件30a的在Z方向上遠(yuǎn)離控制電路板19的端部表面構(gòu)造為正電極33。
[0214]此外，近側(cè)電容器元件30b的在Z方向上遠(yuǎn)離控制電路板19的端部表面和遠(yuǎn)側(cè)電容器元件30a的在Z方向上靠近于控制電路板19的端部表面構(gòu)造為負(fù)電極34。
[0215]正母線4a的遠(yuǎn)側(cè)板構(gòu)件40a連接至遠(yuǎn)側(cè)電容器元件30a的正電極33。
[0216]此外，正母線4a的近側(cè)板構(gòu)件41a連接至近側(cè)電容器元件30b的正電極33。
[0217]另外，負(fù)母線4b的遠(yuǎn)側(cè)板構(gòu)件40b連接至遠(yuǎn)側(cè)電容器元件30a的負(fù)電極34。
[0218]另外，負(fù)母線4b的近側(cè)板構(gòu)件41b連接至近側(cè)電容器元件30b的負(fù)電極34。
[0219]在本實施方式中，采取第三連接態(tài)C (參照圖22)的端子對49和采取第四連接態(tài)D (參照圖23)的端子對49在X方向上交替地設(shè)置。
[0220]其它部分與第三實施方式中的相同。
【權(quán)利要求】
1.一種電源轉(zhuǎn)換器,包括: 堆疊本體(10),所述堆疊本體(10)通過堆疊多個半導(dǎo)體模塊(2)和冷卻器(11)而形成，所述半導(dǎo)體模塊(2 )具有從密封部(20 )突出的電源端子(21)，在所述密封部(20 )處密封半導(dǎo)體元件(29)，所述冷卻器(11)冷卻所述半導(dǎo)體模塊(2); 電容器(3 )，所述電容器(3 )用于使DC電壓平滑；以及 母線(4)，所述母線(4)電連接所述電源端子(21)和所述電容器(3);其中 所述母線(4)由彼此電連接的多個板構(gòu)件(40、41)制成； 所述板構(gòu)件(40、41)中的每一個設(shè)有: 主本體部(42)，所述主本體部(42)設(shè)置為使得所述主本體部(42)的主表面相對于所述電源端子(21)的突出方向垂直， 多個延伸部(43)，所述延伸部(43)從所述主本體部(42)沿與所述堆疊本體(10)的堆疊方向和所述突出方向都垂直的延伸方向延伸，以及 端子連接部(44)，所述端子連接部(44)從所述延伸部(43)中的每一個沿所述突出方向豎立； 所述端子連接部(44)的主表面相對于所述堆疊方向垂直；其中，所述端子連接部(44 )接合至所述電源端子(21)，并且所述端子連接部(44 )彼此連接；每個板構(gòu)件(40、41)的所述主本體部(42)接合至彼此以形成所述母線(4)，使得在相同的板構(gòu)件(40、41)中形成·的所述端子連接部(44)在所述堆疊方向上彼此不鄰接；以及通過結(jié)合所述多個板構(gòu)件(40、41)，同時所述延伸部(43)朝向相同的方向延伸，形成所述母線(4)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電源轉(zhuǎn)換器，其中， 所述電源端子(21)包括施加DC電壓的正極端子(22)和負(fù)極端子(23)； 所述母線(4)包括正母線(4a)和負(fù)母線(4b)，其中所述正母線(4a)連接在所述電容器(3)的正電極(33)與所述正極端子(22)之間，所述負(fù)母線(4b)連接在所述電容器(3)的負(fù)電極(34)與所述負(fù)極端子(23)之間， 所述正母線(4a)和所述負(fù)母線(4b)由兩個板構(gòu)件(40、41)構(gòu)成，所述板構(gòu)件(40、41)包括近側(cè)板構(gòu)件(41a、41b)和遠(yuǎn)側(cè)板構(gòu)件(40a、40b)，所述近側(cè)板構(gòu)件(41a、41b)設(shè)置在沿所述突出方向靠近所述密封部(20)的位置處，所述遠(yuǎn)側(cè)板構(gòu)件(40a、40b)設(shè)置在比所述近側(cè)板構(gòu)件(41a、41b)離所述密封部(20)更遠(yuǎn)的位置處， 一組端子對(49)由在所述延伸方向上彼此鄰近設(shè)置的正極端子(22)和負(fù)極端子(23)形成， 所述端子對(49)采取第一連接態(tài)A或第二連接態(tài)B， 在所述第一連接態(tài)A中，所述正極端子(22 )連接至所述正母線(4a)的所述近側(cè)板構(gòu)件(41a)，并且所述負(fù)極端子(23)連接至所述負(fù)母線(4b)的所述遠(yuǎn)側(cè)板構(gòu)件(40b)， 在所述第二連接態(tài)B中，所述正極端子(22 )連接至所述正母線(4a)的所述遠(yuǎn)側(cè)板構(gòu)件(40a)，并且所述負(fù)極端子(23)連接至所述負(fù)母線(4b)的所述近側(cè)板構(gòu)件(41b)，以及采取所述第一連接態(tài)A的端子對(49)和采取所述第二連接態(tài)B的端子對(49)在所述堆疊方向上交替地設(shè)置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的電源轉(zhuǎn)換器，其中，所述電容器(3)具有彼此并聯(lián)連接的多個電容器元件(30)，以及構(gòu)成所述母線(4)的所述板構(gòu)件(40、41)中的每一個連接至相應(yīng)的電容器元件(30a、30b) 。
【文檔編號】H02M7/00GK103856074SQ201310647961
【公開日】2014年6月11日 申請日期:2013年12月4日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月4日
【發(fā)明者】岡村誠 申請人:株式會社電裝