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公開番号2024117421
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-08-29
出願番号2023023516
出願日2023-02-17
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 20070101AFI20240822BHJP(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装置を提供すること。
【解決手段】電力変換装置4は、第1冷却器21、半導体モジュール30、および第2冷却器40を備える。Z方向において、第1冷却器、半導体モジュール、第2冷却器の順に積層されている。半導体モジュールが有する外部接続端子は、コンデンサ50に電気的に接続される主端子と、屈曲端子である信号端子32Sを有する。信号端子は、主端子と同じ側に延びる第1延設部321と、第1延設部に対して屈曲してZ方向に延び、Y方向において第2冷却器と対向する第2延設部322を有する。Y方向において、第2冷却器の長さL2は、第1冷却器の長さL1よりも短い。Y方向において、第2延設部と第2冷却器との間隔D2は、第2延設部と第1冷却器との間隔D1よりも短い。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項１】
第１冷却器（２１）と、
前記第１冷却器に対向する一面に第１主電極が形成され、前記一面とは反対の裏面に第２主電極および信号用のパッドが形成された半導体素子（３３）を含む本体部（３１）と、前記半導体素子に電気的に接続された複数の外部接続端子（３２）と、を有し、前記第１冷却器に積層配置された半導体モジュール（３０）と、
前記裏面に対向するように、前記第１冷却器とは反対側で前記半導体モジュールに対して積層配置された第２冷却器（４０）と、
を備え、
前記半導体モジュール、前記第１冷却器、および前記第２冷却器の積層方向に直交する一方向において、前記第２冷却器の長さは、前記第１冷却器の長さよりも短く、
複数の前記外部接続端子は、前記一方向に延びる部分を有し、平滑コンデンサに電気的に接続される主端子（３２Ｐ，３２Ｎ）と、前記一方向であって前記半導体素子に対して前記主端子と同じ側に延びる第１延設部（３２１）、および、前記第１延設部に対して屈曲して前記積層方向に延び、前記一方向において前記第２冷却器と対向する第２延設部（３２２）を有する屈曲端子（３２Ｓ，３２Ｏ）と、を含み、
前記一方向において、前記第２延設部と前記第２冷却器との間隔が、前記第２延設部と前記第１冷却器との間隔よりも短い、電力変換装置。
続きを表示（約 990 文字）【請求項２】
前記屈曲端子は、信号端子（３２Ｓ）である、請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項３】
前記本体部は、前記半導体素子を封止する封止体（３４）を含み、
前記主端子および前記屈曲端子は、前記封止体の互いに共通する側面から前記封止体の外に突出している、請求項２に記載の電力変換装置。
【請求項４】
前記本体部は、前記半導体素子を封止する封止体（３４）を含み、
前記屈曲端子は、前記封止体における前記第２冷却器との対向面から前記封止体の外に突出している、請求項２に記載の電力変換装置。
【請求項５】
前記一方向において、前記第１冷却器は前記本体部よりも長く、
前記主端子は、前記積層方向において前記第１冷却器を構成するベース（２０）と対向している、請求項３または請求項４に記載の電力変換装置。
【請求項６】
前記主端子とは別の前記外部接続端子である出力端子（３２Ｏ）を備え、
前記主端子は、前記平滑コンデンサに正極に電気的に接続される正極端子（３２Ｐ）と、前記平滑コンデンサの負極に電気的に接続される負極端子（３２Ｎ）と、を含み、
前記正極端子および前記負極端子は、前記封止体の互いに共通する側面から前記封止体の外に突出し、前記出力端子は前記正極端子および前記負極端子とは異なる面から前記封止体の外に突出している、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】
前記第２延設部と前記第２冷却器との間に配置された絶縁部材（９０）を備える、請求項３または請求項４に記載の電力変換装置。
【請求項８】
前記第１冷却器を構成するベース（２０）に、直接的または熱伝導部材を介して間接的に接触する発熱部品（５０，８０）を備える、請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項９】
前記発熱部品は、前記一方向において前記半導体モジュールと並んで配置され、前記平滑コンデンサを提供するコンデンサ部品（５０）である、請求項８に記載の電力変換装置。
【請求項１０】
前記発熱部品は、前記ベースとの接触面に凹凸を有する、請求項８または請求項９に記載の電力変換装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
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 2,000 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。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２０２１－９７１０１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に開示の電力変換装置は、パワー半導体素子を樹脂封止してなる本体部と、パワー半導体素子のコレクタ側に設けられた第１の冷却器と、エミッタ側に設けられた第２の冷却器を備えている。パワー半導体素子に電気的に接続された複数の外部接続端子のうち、平滑コンデンサに電気的に接続される主端子である正極側端子および負極側端子は、一方向に延び、封止樹脂の互いに共通する側面から突出している。信号端子の一部も、一方向に延び、正極側端子および負極側端子と共通の側面から突出している。信号端子は、封止樹脂の外で屈曲して積層方向に延び、一方向において第２冷却器に対向している。
【０００５】
信号端子のような屈曲端子を備えるため、パワー半導体素子と平滑コンデンサとの距離を短くすることが困難である。つまり、パワー半導体素子と平滑コンデンサとをつなぐ配線のインダクタンスを低減することが困難である。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。
【０００６】
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装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
ここに開示された電力変換装置は、
第１冷却器（２１）と、
第１冷却器に対向する一面に第１主電極が形成され、一面とは反対の裏面に第２主電極および信号用のパッドが形成された半導体素子（３３）を含む本体部（３１）と、半導体素子に電気的に接続された複数の外部接続端子（３２）と、を有し、第１冷却器に積層配置された半導体モジュール（３０）と、
裏面に対向するように、第１冷却器とは反対側で半導体モジュールに対して積層配置された第２冷却器（４０）と、
を備え、
半導体モジュール、第１冷却器、および第２冷却器の積層方向に直交する一方向において、第２冷却器の長さは第１冷却器の長さよりも短く、
複数の外部接続端子は、一方向に延びる部分を有し、平滑コンデンサに電気的に接続される主端子（３２Ｐ，３２Ｎ）と、一方向であって半導体素子に対して主端子と同じ側に延びる第１延設部（３２１）、および、第１延設部に対して屈曲して積層方向に延び、一方向において第２冷却器と対向する第２延設部（３２２）を有する屈曲端子（３２Ｓ，３２Ｏ）と、を含み、
一方向において、第２延設部と第２冷却器との間隔が、第２延設部と第１冷却器との間隔よりも短い。
【０００８】
開示の電力変換装置によれば、一方向において第２冷却器を第１冷却器よりも短くし、その上で屈曲端子の第２延設部を第２冷却器に近づけている。これにより、平滑コンデンサを、屈曲端子との干渉を避けつつ半導体モジュールの本体部に近づけることができる。よって、半導体素子と平滑コンデンサとをつなぐ配線のインダクタンスを低減することができる。
【０００９】
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】
【００１０】
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。
信号端子、第１冷却器、および第２冷却器の位置関係を示す図である。
変形例を示す断面図である。
変形例を示す断面図である。
第２実施形態に係る電力変換装置において、出力端子、第１冷却器、および第２冷却器の位置関係を示す図である。
第３実施形態に係る電力変換装置において、信号端子、第１冷却器、および第２冷却器の位置関係を示す図である。
第４実施形態に係る電力変換装置において、信号端子、第１冷却器、および第２冷却器の位置関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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