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公開番号2025113863
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-04
出願番号2024008240
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】電力変換モジュール20は、回転電機の巻線の一端に接続される第1インバータを構成する半導体素子61H,61Lと、巻線の他端に接続される第2インバータを構成する半導体素子62H,62Lを備える。電力変換モジュール20は、切替スイッチ80と、支持部材である冷却器30を備える。切替スイッチ80は、第1インバータと第2インバータとをつなぐ電源経路に設けられ、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。冷却器30の一面301に、半導体素子61H,61L,62H,62Lおよび切替スイッチ80が配置されている。
【選択図】図7
特許請求の範囲【請求項１】
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）を構成する第１半導体素子（６１Ｈ，６１Ｌ）と、
前記巻線の他端に接続される第２インバータ（９）を構成する第２半導体素子（６２Ｈ，６２Ｌ）と、
前記第１インバータと前記第２インバータとをつなぐ電源経路に設けられ、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、
一面（３０１）を有する支持部材（３０）と、
を備え、
前記第１半導体素子、前記第２半導体素子、および前記切替スイッチは、互いに共通の前記一面上に配置されている、電力変換モジュール。
続きを表示（約 830 文字）【請求項２】
前記切替スイッチは、前記第１半導体素子と前記第２半導体素子との並び方向において、前記第１半導体素子と前記第２半導体素子との間に配置されている、請求項１に記載の電力変換モジュール。
【請求項３】
前記切替スイッチは、前記電源経路のひとつである第１電源経路に設けられた第１切替スイッチ（８１）と、前記電源経路の他のひとつである第２電源経路に設けられた第２切替スイッチ（８２）と、を含み、
前記第１切替スイッチと前記第２切替スイッチとが、前記並び方向に直交する直交方向に並んでいる、請求項２に記載の電力変換モジュール。
【請求項４】
前記支持部材の前記一面上に配置され、前記支持部材とともに前記第１半導体素子、前記第２半導体素子、および前記切替スイッチの収容空間を構成する枠体（４１）と、
前記収容空間に充填され、前記第１半導体素子、前記第２半導体素子、および前記切替スイッチを封止する封止体（４３）と、を備える、請求項１～３いずれか１項に記載の電力変換モジュール。
【請求項５】
前記枠体に連なり、前記枠体により規定される領域を区画する仕切り壁（４２）を備える、請求項４に記載の電力変換モジュール。
【請求項６】
前記支持部材は、内部に流路（３３）を有する冷却器であり、
前記流路は、前記第１半導体素子と前記第２半導体素子との並び方向に沿って延びている、請求項１～３いずれか１項に記載の電力変換モジュール。
【請求項７】
前記流路を流れる冷媒は、前記並び方向において、前記第１半導体素子から前記第２半導体素子に向けて流れる、請求項６に記載の電力変換モジュール。
【請求項８】
前記流路を流れる冷媒は、前記並び方向において、前記第２半導体素子から前記第１半導体素子に向けて流れる、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 2,100 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、第１インバータと第２インバータとをつなぐ経路が長くなり、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、
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）を構成する第１半導体素子（６１Ｈ，６１Ｌ）と、
巻線の他端に接続される第２インバータ（９）を構成する第２半導体素子（６２Ｈ，６２Ｌ）と、
第１インバータと第２インバータとをつなぐ電源経路に設けられ、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、
一面（３０１）を有する支持部材（３０）と、
を備え、
第１半導体素子、第２半導体素子、および切替スイッチは、互いに共通の一面上に配置されている。
【０００７】
開示の電力変換モジュールによれば、第１半導体素子、第２半導体素子、および切替スイッチを支持部材の一面上に配置している。つまり、モジュール化（パッケージ化）している。モジュール内で、切替スイッチを介して第１インバータと第２インバータとをつないでいるため、電源経路の長さを短くし、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。
変形例を示す図である。
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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