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公開番号2024093781
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-07-09
出願番号2022210361
出願日2022-12-27
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 20070101AFI20240702BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】絶縁信頼性の高い電力変換装置を提供すること。
【解決手段】電力変換装置は、第1冷却器21を有するベース20、第1冷却器21に積層配置された半導体モジュール30、半導体モジュール30を取り囲むように配置され、ベース20に固定された枠体40、枠体40により囲まれる領域内に充填され、主端子34を封止する封止部材50を備える。枠体34は、平面視において半導体モジュール30を取り囲む外周壁部41と、延設部42を有する。延設部42は、電気絶縁性の材料を用いて形成されており、外周壁部41から平面視において半導体モジュール30と重なる位置まで延び、積層方向において半導体モジュール30と第1冷却器21との間に配置されている。
【選択図】図6
特許請求の範囲【請求項１】
冷却器（２１）を有するベース（２０）と、
半導体素子を含む本体部（３１）と、互いに並んで配置された並設端子を含み、前記本体部から突出する複数の主端子（３４）と、を有し、前記冷却器に積層配置された半導体モジュール（３０）と、
前記冷却器と前記半導体モジュールとの積層方向の平面視において前記半導体モジュールを取り囲むように配置され、前記ベースに固定された枠体（４０）と、
前記枠体により囲まれる領域内に充填され、前記主端子を封止する電気絶縁性の封止部材（５０）と、
を備え、
前記枠体は、前記平面視において前記半導体モジュールを取り囲む外周壁部（４１）と、電気絶縁性の材料を用いて形成されており、前記外周壁部から前記平面視において前記半導体モジュールと重なる位置まで延び、前記積層方向において前記半導体モジュールと前記冷却器との間に配置された延設部（４２）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】
前記冷却器は、前記平面視において前記本体部を支持する凸部（２１３）を有し、
前記本体部は、前記平面視において前記凸部と重なる領域である中央領域（３１１）と、前記中央領域よりも外側の領域であり、前記平面視において前記凸部と重ならない端領域（３１２）と、を有し、
前記延設部は、前記平面視において前記端領域と重なる位置まで入り込んでいる、請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項３】
前記延設部は、前記冷却器および／または前記本体部に接触している、請求項２に記載の電力変換装置。
【請求項４】
前記延設部は、前記冷却器および／または前記本体部に接着固定されている、請求項３に記載の電力変換装置。
【請求項５】
前記冷却器の前記凸部と前記本体部との間に介在する熱伝導部材（１００）を備え、
前記封止部材は、前記外周壁部、前記延設部、および前記本体部の側面を含んで規定され、前記主端子が配置される第１領域（Ｒ１）、前記本体部の前記端領域、前記冷却器、および前記延設部の先端を含んで規定される第２領域（Ｒ２）、および前記第１領域と前記第２領域との間に位置して、前記第１領域と前記第２領域とに連通する連通領域（Ｒ３）に連続的に配置されている、請求項３または請求項４に記載の電力変換装置。
【請求項６】
前記冷却器の前記凸部と前記本体部との間に介在する熱伝導部材（１００）を備え、
前記延設部の先端が、前記凸部の側面に接触している、請求項３または請求項４に記載の電力変換装置。
【請求項７】
前記積層方向において、前記冷却器である第１冷却器との間に前記本体部を挟むように配置された第２冷却器（８０）を備え、
前記外周壁部は、前記第２冷却器よりも前記ベースに近い位置で、前記積層方向の平面視において前記第２冷却器を横切るように配置されており、
前記封止部材の表面は、前記積層方向において、前記第２冷却器の前記本体部側の面である下面よりも前記第１冷却器に近い、請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項８】
前記外周壁部は、前記第２冷却器との対向部分に凹部（４３）を有し、
前記凹部の壁面と前記第２冷却器との隙間を埋めるように配置された閉塞材（１０１）を備える、請求項７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 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、電力変換装置を開示している。この電力変換装置は、パワーモジュールと、パワーモジュールを冷却する冷却流路形成体（冷却器）を備えている。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２０１９－６８５３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
パワーモジュールは、複数の主端子を備えている。主端子は、パワー半導体素子を含む本体部から突出している。複数の主端子は、互いに並んで配置された並設端子を含んでいる。並設端子間のギャップを小さくすることでインダクタンスを低減することができるが、並設端子間の絶縁を確保するために、主端子をゲルなどの封止部材によって封止する必要がある。このような封止構造において、封止部材のボイドや未充填部分により、主端子と冷却器との間の絶縁を確保できない虞がある。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、電力変換装置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、絶縁信頼性の高い電力変換装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
ここに開示された電力変換装置は、
冷却器（２１）を有するベース（２０）と、
半導体素子を含む本体部（３１）と、互いに並んで配置された並設端子を含み、本体部から突出する複数の主端子（３４）と、を有し、冷却器に積層配置された半導体モジュール（３０）と、
冷却器と半導体モジュールとの積層方向の平面視において半導体モジュールを取り囲むように配置され、ベースに固定された枠体（４０）と、
枠体により囲まれる領域内に充填され、主端子を封止する電気絶縁性の封止部材（５０）と、
を備え、
枠体は、平面視において半導体モジュールを取り囲む外周壁部（４１）と、電気絶縁性の材料を用いて形成されており、外周壁部から平面視において半導体モジュールと重なる位置まで延び、積層方向において半導体モジュールと冷却器との間に配置された延設部（４２）と、を有する。
【０００７】
開示された電力変換装置によれば、封止部材にボイドや未充填などの空隙が生じても、枠体の延設部により、主端子と冷却器との間の沿面距離を長くすることができる。この結果、絶縁信頼性の高い電力変換装置を提供することができる。
【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】
第１実施形態に係る電力変換装置の回路構成および駆動システムを示す図である。
電力変換装置を示す平面図である。
図２のIII-III線に沿う断面図である。
図２のIV-IV線に沿う断面図である。
図３の領域Vを拡大した図である。
空隙が生じたときの沿面距離を示す図である。
参考例を示す図である。
第２実施形態に係る電力変換装置を示す図である。
接着領域と、領域Ｒ３を提供する連通孔を示す図である。
第３実施形態に係る電力変換装置を示す図である。
第４実施形態に係る電力変換装置を示す図である。
第５実施形態に係る電力変換装置を示す図である。
【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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