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公開番号2025176510
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-12-04
出願番号2024082710
出願日2024-05-21
発明の名称電力変換モジュール及び電力変換装置
出願人株式会社デンソー
代理人個人,個人
主分類H02M 7/48 20070101AFI20251127BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】体格を小型化することができる電力変換モジュール及び電力変換装置を提供する。
【解決手段】電力変換モジュール20は、回路ユニット201,202及びセンサ部131,132を有している。回路ユニット201は、半導体素子61H,61LやO配線516、第1センサ部131を有している。回路ユニット202は、半導体素子62H,62LやO配線526、第2センサ部132を有している。第1センサ部131は、O配線516に設けられている。第1センサ部131では、シャント抵抗部141がO配線516に含まれている。第2センサ部132は、O配線526に設けられている。第2センサ部132では、シャント抵抗部141がO配線526に含まれている。半導体素子61H,61L,62H,62L及びシャント抵抗部141は、冷却器の一面上に配置されている。
【選択図】図8
特許請求の範囲【請求項１】
回転電機（３）に供給される電力を変換する電力変換モジュール（２０）であって、
出力経路（１３，１４）を介して前記回転電機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、
前記出力経路を介して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、
前記出力経路の少なくとも一部を形成している出力導体部（１１５，１１６，５１６，５２６）と、
前記出力導体部に含まれ、前記出力導体部に流れる電流を検出するためのシャント抵抗を形成しているシャント抵抗部（１４１）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半導体素子及び前記シャント抵抗部は、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 1,700 文字）【請求項２】
前記一面上に配置され、前記第１半導体素子、前記第２半導体素子及び前記シャント抵抗部を収容したハウジング（４０）、を備えている請求項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、及び前記シャント抵抗部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、及び前記シャント抵抗部を封止する封止体（４３）と、
を備えている請求項１又は２に記載の電力変換モジュール。
【請求項４】
前記支持部材は、内部に流路（３３）を有する冷却器であり、
前記第１半導体素子、前記第２半導体素子及び前記シャント抵抗部は、前記一面を介して前記流路に沿って並べられている、請求項１又は２に記載の電力変換モジュール。
【請求項５】
前記シャント抵抗部の少なくとも一部は、前記一面に直交する方向において前記流路に並ぶ位置に設けられている、請求項４に記載の電力変換モジュール。
【請求項６】
前記第１半導体素子が設けられた第１基板（５１）に含まれ、前記出力導体部の一部を形成している第１基板配線（５１６）と、
前記第２半導体素子が設けられた第２基板（５２）に含まれ、前記出力導体部の一部を形成している第２基板配線（５２６）と、
を備え、
前記シャント抵抗部は、前記第１基板配線及び前記第２基板配線の少なくとも一方に含まれている、請求項１又は２に記載の電力変換モジュール。
【請求項７】
前記出力経路の一部を形成するように前記第１半導体素子に電気的に接続され、前記第１インバータを前記一端に接続するための第１バスバー（１１５）と、
前記出力経路の一部を形成するように前記第２半導体素子に電気的に接続され、前記第２インバータを前記他端に接続するための第２バスバー（１１６）と、
を備え、
前記シャント抵抗部は、前記第１バスバー及び前記第２バスバーの少なくとも一方に含まれている、請求項１又は２に記載の電力変換モジュール。
【請求項８】
前記シャント抵抗部を有し、前記シャント抵抗部に流れる電流を検出する電流検出部（１３０）、を備えている請求項１又は２に記載の電力変換モジュール。
【請求項９】
回転電機（３）に供給される電力を変換する電力変換モジュール（２０）であって、
出力経路（１３，１４）を介して前記回転電機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、
前記出力経路を介して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、
前記出力経路の少なくとも一部を形成している出力導体部（１１５，１１６，５１６，５２６）と、
前記出力導体部に流れる電流を検出する電流検出部（１３０）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半導体素子及び前記電流検出部は、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。
【請求項１０】
電力変換モジュール（２０）を備え、回転電機（３）に供給される電力を前記電力変換モジュールにより変換する電力変換装置（１８）であって、
前記電力変換モジュールに含まれ、出力経路（１３，１４）を介して前記回転電機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、
前記電力変換モジュールに含まれ、前記出力経路を介して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、
前記出力経路の少なくとも一部を形成している出力導体部（１１５，１１６，５１６，５２６）と、
前記出力導体部に含まれ、前記出力経路に流れる電流を検出するためのシャント抵抗を形成しているシャント抵抗部（１４１）と、
を備えている電力変換装置。

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、電力変換モジュール及び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、回転電機の巻線の一端に接続される第１インバータと、巻線の他端に接続される第２インバータと、を備えた電力変換モジュールや電力変換装置を開示している。第１インバータと巻線とを接続する接続経路には、電流センサが設けられている。電流センサは、３相の接続経路のそれぞれに１個ずつ設けられている。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２０２２－１７７３４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１では、電流センサが設けられていることで電力変換モジュールや電力変換装置の体格が大きくなるということが懸念される。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及び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、体格を小型化することができる電力変換モジュール及び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】
開示された第１の態様は、
回転電機（３）に供給される電力を変換する電力変換モジュール（２０）であって、
出力経路（１３，１４）を介して回転電機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、
出力経路を介して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、
出力経路の少なくとも一部を形成している出力導体部（１１５，１１６，５１６，５２６）と、
出力導体部に含まれ、出力導体部に流れる電流を検出するためのシャント抵抗を形成しているシャント抵抗部（１４１）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半導体素子及びシャント抵抗部は、互いに共通の一面上に配置されている、電力変換モジュールである。
【０００７】
第１の態様によれば、シャント抵抗を形成しているシャント抵抗部が出力導体部に含まれている。この構成では、電流を検出するための専用素子を出力導体部に設ける必要がない。また、第１半導体素子、第２半導体素子及びシャント抵抗部は、支持部材の一面上に配置されている。この構成では、シャント抵抗部を支持するための専用部品を電力変換モジュールに設ける必要がない。したがって、電力変換モジュールの体格を小型化することができる。
【０００８】
開示された第２の態様は、
回転電機（３）に供給される電力を変換する電力変換モジュール（２０）であって、
出力経路（１３，１４）を介して回転電機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、
出力経路を介して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、
出力経路の少なくとも一部を形成している出力導体部（１１５，１１６，５１６，５２６）と、
出力導体部に流れる電流を検出する電流検出部（１３０）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半導体素子及び電流検出部は、互いに共通の一面上に配置されている、電力変換モジュールである。
【０００９】
第２の態様によれば、第１半導体素子、第２半導体素子及びシャント抵抗部が支持部材の一面上に配置されている。したがって、上記第１の態様と同様に、電力変換モジュールの体格を小型化することができる。
【００１０】
開示された第３の態様は、
電力変換モジュール（２０）を備え、回転電機（３）に供給される電力を電力変換モジュールにより変換する電力変換装置（１８）であって、
電力変換モジュールに含まれ、出力経路（１３，１４）を介して回転電機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、
電力変換モジュールに含まれ、出力経路を介して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、
出力経路の少なくとも一部を形成している出力導体部（１１５，１１６，５１６，５２６）と、
出力導体部に含まれ、出力経路に流れる電流を検出するためのシャント抵抗を形成しているシャント抵抗部（１４１）と、
を備えている電力変換装置である。
（【００１１】以降は省略されています）

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