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公開番号2025134610
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-17
出願番号2024163236
出願日2024-09-20
発明の名称電力変換装置
出願人株式会社明電舎
代理人個人,個人,個人,個人
主分類H02M 7/48 20070101AFI20250909BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】複数の半導体モジュールを冷却器で冷却する電力変換装置において、小型化、組立工数の削減、冷却効率の改善、高出力密度化を図る。
【解決手段】冷却器6は複数の半導体モジュール10a、10b、10cを冷却する。複数の半導体モジュール10a、10b、10cは冷却器6上に配置される。固定部材12は、半導体モジュール10a、10b、10cの冷却器6の反対側に配置され、複数の半導体モジュール10a、10b、10cを覆う。バネ部7a、7b、7cは、固定部材12の半導体モジュール10a、10b、10c側の面、かつ、半導体モジュール10a、10b、10cと重なる位置にインサート成型される。固定部材12は、バネ部7a、7b、7cと重なる箇所に開口部13a、13b、13cが形成される。冷却器6を電力変換装置の筐体に固定し、固定部材12を電力変換装置の筐体に固定する。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
複数の半導体モジュールを冷却する冷却器と、
前記冷却器上に配置された複数の前記半導体モジュールと、
前記半導体モジュールの前記冷却器の反対側に配置され、複数の前記半導体モジュールを覆う固定部材と、
前記固定部材の前記半導体モジュール側の面、かつ、前記半導体モジュールと重なる位置にインサート成型されたバネ部と、
を備え、
前記固定部材は、前記バネ部と重なる箇所に開口部が形成され、
前記冷却器を電力変換装置の筐体に固定し、前記固定部材を前記電力変換装置の前記筐体に固定したことを特徴とする電力変換装置。
続きを表示（約 370 文字）【請求項２】
前記固定部材に基板を固定する固定機構を設けたことを特徴とする請求項１記載の電力変換装置。
【請求項３】
前記固定部材は樹脂であることを特徴とする請求項１記載の電力変換装置。
【請求項４】
前記固定部材に、前記半導体モジュールの交流端子に接続される導体と、前記導体に流れる電流を検出する電流センサがインサート成型されたことを特徴とする請求項１記載の電力変換装置。
【請求項５】
前記固定部材に平滑コンデンサを固定する機構を設けたことを特徴とする請求項１記載の電力変換装置。
【請求項６】
前記平滑コンデンサの一方側の正極端子と一方側の負極端子は、前記半導体モジュールの正極端子および負極端子とネジまたは溶接で固定されたことを特徴とする請求項５記載の電力変換装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本願発明は、電力変換装置の半導体モジュールの固定技術に係り、特に、カード型タイプの半導体モジュールをヒートシンク（冷却器）に固定する技術に関する。
続きを表示（約 1,000 文字）【背景技術】
【０００２】
一般的なインバータは、直流入力側に平滑コンデンサが接続され、交流出力側に導体が接続され、その導体に電流センサを設けて電流検出を行い、インバータ制御を行う場合が多い。
【０００３】
車載用などのインバータでは、従来平型タイプのピンフィン付き半導体モジュールが主に使われていた。今後は、従来平型タイプの半導体モジュールに加え、カード型タイプの半導体モジュールも普及していくと予想されている。
【０００４】
カード型タイプの半導体モジュールは、図１に示すように高さ方向の寸法が低いモジュール形状をしており、半導体モジュール１０の側面部から各端子（正極端子１、負極端子２、制御端子３、ＡＣ端子４）が突出している。
【０００５】
このようなカード型タイプの半導体モジュールでは、半導体モジュールのベースプレートをヒートシンク（ピンフィン、くし形等）へ密着、固定させ、冷却する必要が有る。なお、バネ部品を用いて半導体モジュールをヒートシンクに固定する先行技術として、特許文献１が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特開２０１２－２２２０６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
バネ部品を用いてカード型タイプのパワー半導体をヒートシンクに密着させる構造として、特許文献１を応用した図２のような構成が考えられる。図２に示すように、バネ部品７ａ、７ｂ、７ｃをヒートシンク６へボルト８で締結する。バネ部品７ａ、７ｂ、７ｃからの押圧によって、半導体モジュール１０ａ、１０ｂ、１０ｃがヒートシンク６に圧接された状態で固定される。
【０００８】
なお、図２の丸孔９を用いて、ヒートシンク６はインバータ回路全体を収容する筐体（ケース）にネジ固定される。
【０００９】
この場合、各半導体モジュール１０ａ、１０ｂ、１０ｃに対して、それぞれバネ部品７ａ、７ｂ、７ｃを配置する必要が有り、インバータを小型化、組立簡易化を行う上で課題となっている。
【００１０】
また、バネ部品７ａ、７ｂ、７ｃを固定するために、ヒートシンク６にボルト８受けの雌ネジ部が形成されてしまうため、ヒートシンク６が液冷式の場合は流路設計の最適化が妨げられ、冷媒の圧力損失が増加し、冷却性能の低下にもつながっていた。
（【００１１】以降は省略されています）

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