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公開番号2025137212
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-19
出願番号2024036280
出願日2024-03-08
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
主分類H02M 7/48 20070101AFI20250911BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】半導体素子の故障を抑制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は、複数の架橋部材90を備える。架橋部材90は、クリップ91,92,93,94と、ボンディングワイヤ95,96を含む。クリップ91は、半導体素子61HとO配線516を架橋する。クリップ92は、半導体素子61LとN配線515を架橋する。クリップ93は、半導体素子62HとO配線526を架橋する。クリップ94は、半導体素子62LとN配線525を架橋する。ボンディングワイヤ95は、切替スイッチ81とP配線534を架橋する。ボンディングワイヤ96は、切替スイッチ82とN配線535を架橋する。第2架橋部材であるボンディングワイヤ95,96は、第1架橋部材であるクリップ91,92,93,94よりも溶断し易い。
【選択図】図8
特許請求の範囲【請求項１】
第１配線（５１５，５１６，５２５，５２６）と、第２配線（５３４，５３５）と、含む配線（５１２，５２２，５３２）と、
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、を含む複数の半導体素子（６０）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半導体スイッチである切替スイッチ（８０）と、
前記半導体素子と前記第１配線とをつなぐ第１架橋部材（９１，９２，９３，９４）と、前記切替スイッチと前記第２配線とをつなぐ第２架橋部材（９５，９６，９７，９８）と、を含む複数の架橋部材（９０）と、
を備え、
前記第２架橋部材は、前記第１架橋部材よりも溶断し易い、電力変換モジュール。
続きを表示（約 520 文字）【請求項２】
前記第１架橋部材は、金属板材であり、
前記第２架橋部材は、ボンディングワイヤである、請求項１に記載の電力変換モジュール。
【請求項３】
前記第２架橋部材は、前記第１架橋部材における断面積の最小部分よりも断面積の小さい部分を含む、請求項１または請求項２に記載の電力変換モジュール。
【請求項４】
前記第１架橋部材の主たる金属と前記第２架橋部材の主たる金属とが同一である、請求項３に記載の電力変換モジュール。
【請求項５】
前記第２架橋部材の融点は、前記第１架橋部材の融点よりも低い、請求項１または請求項２に記載の電力変換モジュール。
【請求項６】
前記第１架橋部材の材料と前記第２架橋部材の材料とが異なる、請求項１または請求項２に記載の電力変換モジュール。
【請求項７】
前記配線は、基板（５０）において絶縁基材（５１１，５２１，５３１）の一面上に配置されており、
前記架橋部材は、前記半導体素子および前記切替スイッチにおいて基板実装面とは反対の面に接続されている、請求項１または請求項２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２０２２－１７７３４２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２インバータの上下短絡、切替スイッチよりも第２インバータ側における電源線の短絡などが生じると、切替スイッチを介して大電流が流れ、半導体素子が故障する虞がある。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、半導体素子の故障を抑制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、
第１配線（５１５，５１６，５２５，５２６）と、第２配線（５３４，５３５）と、含む配線（５１２，５２２，５３２）と、
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、を含む複数の半導体素子（６０）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半導体スイッチである切替スイッチ（８０）と、
半導体素子と第１配線とをつなぐ第１架橋部材（９１，９２，９３，９４）と、切替スイッチと第２配線とをつなぐ第２架橋部材（９５，９６，９７，９８）と、を含む複数の架橋部材（９０）と、
を備え、
第２架橋部材は、第１架橋部材よりも溶断し易い。
【０００７】
開示の電力変換モジュールによれば、第２インバータの上下短絡などが生じて電流経路に大電流が流れると、第２架橋部材が溶断し、大電流を遮断する。よって、半導体素子の故障を抑制することができる。
【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。
第２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。
変形例を示す平面図である。
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平面図である。
【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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