电力变换装置制造方法及图纸

本发明专利技术的目的是提高采用树脂材料的电力变换装置的抗噪性。本发明专利技术的电力变换装置具备：功率半导体模块、控制电路基板、以及框体，上述功率半导体模块具备：开关元件、以及形成收纳上述开关元件的收纳空间的金属制的模块壳，上述框体构成为包含：收纳上述功率半导体模块的树脂壳、收纳上述控制电路基板的金属壳、以及以对上述树脂壳的收纳空间与上述金属壳的收纳空间进行分隔的方式配置的金属基座，上述树脂壳形成制冷剂流路，上述金属基座形成有第一开口部，上述功率半导体模块以上述模块壳的上述收纳空间与上述金属壳的上述收纳空间经由上述金属基座的上述第一开口部连通的方式配置。

Electric Power Converter

The aim of the invention is to improve the noise resistance of the electric power conversion device using resin material. The power conversion device of the invention comprises a power semiconductor module, a control circuit substrate and a frame body. The power semiconductor module comprises a switch element and a metal module shell forming a receiving space for the above-mentioned switching elements. The frame body is composed of a resin shell containing the above-mentioned power semiconductor module and a metal shell containing the above-mentioned control circuit substrate. The resin shell forms a refrigerant flow path, the metal base forms a first opening, and the power semiconductor module uses the above storage space of the module shell and the above storage space of the metal shell through the above mentioned metal base. An opening is connected in a manner of configuration.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电力变换装置
本专利技术涉及电力变换装置，尤其涉及车辆用的电力变换装置。
技术介绍
在日本特开2010－110143号中说明的专利技术，是在图5及图6所示那样的利用金属制的散热基座304设置的收纳空间中收纳功率半导体元件，并以使功率半导体元件的收纳部向水路侧突出的方式将该散热基座收纳于框体12的冷却套19，框体12的上下的开口部分别被上部罩10和下部罩16封闭。近年来，为了降低混合动力车、电动车的燃料消耗，对车辆搭载部件提出了轻量化要求，对电力变换装置也提出了轻量化要求。在进行轻量化时，有时在车辆搭载部件中采用比金属材料轻的树脂材料。另一方面，在电力变换装置中，与驱动用马达进行电力输入输出的强电系统、以及驱动控制电路的弱电系统在装置内混在一起，需要充分地考虑针对噪声的应对处理。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2010－110143号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的课题本专利技术所要解决的课题是提高采用树脂材料的电力变换装置的抗噪性。解决解决课题的方案本专利技术的电力变换装置具备：功率半导体模块，其用于将直流电变换为交流电；控制电路基板，其用于控制上述功率半导体模块；以及框体，其收纳上述功率半导体模块和上述控制电路基板，上述功率半导体模块具有：开关元件；以及金属制的模块壳，其形成收纳上述开关元件的收纳空间，上述框体构成为包含：树脂壳，其收纳上述功率半导体模块；金属壳，其收纳上述控制电路基板；以及金属基座，其配置为对上述树脂壳的收纳空间和上述金属壳的收纳空间进行分隔，上述树脂壳形成制冷剂流路，该制冷剂流路供用于冷却上述功率半导体模块的制冷剂流通，上述功率半导体模块以上述模块壳向上述制冷剂流路内突出的方式配置，上述金属基座形成有第一开口部，上述功率半导体模块以上述模块壳的上述收纳空间与上述金属壳的上述收纳空间经由上述金属基座的上述第一开口部连通的方式配置，将上述金属壳、上述金属基座以及上述模块壳电连接。专利技术效果通过本专利技术，能够提高采用树脂材料的电力变换装置的抗噪性。附图说明图1是本实施方式的电力变换装置100的外观立体图。图2是表示从图1的电力变换装置100取下了顶盖111的状态的立体图。图3是拆除了图2的控制基板30和基板基座34的电力变换装置100的立体图。图4是从图3所示的电力变换装置100除去了直流侧汇流条35的俯视图。图5是从图1的平面A的箭头方向观察的电力变换装置100的剖视图。图6是从图1的平面B的箭头方向观察的电力变换装置100的剖视图。图7是从配置有顶盖111的一侧观察金属基座20的示意图。图8是另一实施方式的电力变换装置100的剖视图。本实施方式的外观图与图1是同样的。具体实施方式下面，参照附图对本专利技术的实施方式进行说明。图1是本实施方式的电力变换装置100的外观立体图。本实施方式的电力变换装置100从上部到下部大致为三段结构，从上方起组合有顶盖111、中间壳112、树脂壳12。顶盖111由金属构成，配置在中间壳112的上部。另外，顶盖111具有向上方突出的信号连接器121。根据需要，对信号连接器121与顶盖111的间隙实施了密封，以满足防水和防尘的要求。在顶盖111的与中间壳112对合的对合面上形成凸缘101，该凸缘101与中间壳112对合并能够进行密封。将顶盖111固定于中间壳112的方法，可以是在它们之间夹入垫圈等并以螺栓进行紧固，或者是采用粘接材料等进行粘接而不使用螺栓。中间壳112由金属构成，与顶盖111对合而在其中形成被金属覆盖的收纳空间119(将参照图5在后面叙述)。在该收纳空间119中收纳：控制基板30、电流传感器37、功率半导体模块2的一部分(将参照图5在后面叙述)。为了能够将电力变换装置100主体固定于车辆内的任意位置，在中间壳112上设置固定用的固定部117。在固定部117的中央形成固定用的螺栓孔。在中间壳112的侧面具有强电的交流侧接口115(参照图4)和直流侧接口116。交流侧接口115经由强电连接器即交流端子与马达连接。直流侧接口116经由强电连接器即直流侧电源端子与电池连接。树脂壳12隔着中间壳112配置在与顶盖111相对的位置。树脂的树脂壳12与中间壳112的接合例如能够通过对中间壳112侧的表面进行化学处理或以机械方式进行粗化，并在该中间壳112侧的表面将树脂注射成型。或者，也能够各自分别形成并以粘接剂等进行接合。在树脂壳12的内部形成用于冷却功率半导体模块2的流路。图2是表示从图1的电力变换装置100取下了顶盖111的状态的立体图。在电流传感器37贯通有三个交流侧汇流条36，在该交流侧汇流条36中流过从电力变换装置100流向马达的三相交流电流，电流传感器37检测该三相交流电流的电流值并传送至控制基板30。控制基板30具备信号连接器121，该信号连接器121用于与电力变换装置100外部的马达、车辆交换信息。另外，控制基板30划分为马达控制电路部和栅极驱动电路部，所述马达控制电路部计算应当向马达输出的电流值，并根据该电流值的计算结果来运算使功率半导体模块2的开关元件通断的定时，所述栅极驱动电路部按照该确定的定时使开关元件通断。来自功率半导体模块2的控制管脚122在栅极驱动电路部上贯通并电连接。基板基座34以覆盖控制电路基板30下方的方式配置，具有控制电路基板30的电气接地、以及屏蔽来自配置于基板基座34下部的汇流条等的噪声的功能。图3是拆除了图2的控制基板30和基板基座34的电力变换装置100的立体图。直流侧汇流条35具有极性不同的两块导体板。两块导体板隔着具有一定厚度的绝缘层层叠，通过在两块导体板的表面以树脂进行模塑而使两块汇流条一体化。另外，直流侧汇流条35由与电容器导线351连接的宽平的第一区域35A、以及与功率半导体模块2的直流端子2A连接且形成为比第一区域35A窄的第二区域35B构成。在第二区域35B，两块导体板各自的一部分从模塑树脂突出并与直流端子2A连接。图4是从图3所示的电力变换装置100除去了直流侧汇流条35的俯视图。图5是从图1的平面A的箭头方向观察的电力变换装置100的剖视图。图6是从图1的平面B的箭头方向观察的电力变换装置100的剖视图。图7是从配置有顶盖111的一侧观察金属基座20的示意图。中间壳112形成有开口部202，用于供与平滑电容器38连接的电容器导线351贯通。由于平滑电容器38自身也有可能成为噪声源，因此优选在电容器导线351与开口部202的侧缘之间确保必要的绝缘距离且开口部202的尺寸最小。功率半导体模块2与电容器导线351突出的区域相邻地并排配置有三个，每一个功率半导体模块2具有逆变器电路的上臂及下臂以输出一相的交流电流。本实施方式的功率半导体模块例如在内部作为开关元件收纳有IGBT和二极管。如图7所示，在中间壳112设置有开口部201，以使该功率半导体模块2能够向树脂壳12侧突出。如图5所示，框体10由中间壳112和树脂壳12构成。中间壳112以金属基座20为底面并通过与顶盖111组合而在内部形成收纳控制电路基板30的空间。基板基座34配置在控制电路基板30与直流侧汇流条35之间，将控制电路基板30相对于直流侧汇流条35电磁屏蔽，并且，控制电路基板30的接地经由基板基座34而与中间壳112连接。另外，如图5所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电力变换装置，其特征在于，具备：功率半导体模块，其将功率半导体元件收纳于金属制模块壳；控制电路基板，其输出上述功率半导体元件的控制信号；树脂制壳，其划分出冷却上述金属制模块壳的制冷剂流路空间；以及金属基座，其对配置上述控制电路基板的空间和上述制冷剂流路空间进行分隔，上述金属基座具有第一开口部，该第一开口部对收纳上述功率半导体元件的上述金属制模块壳的内部空间和配置上述控制电路基板的空间进行连通，上述功率半导体元件与上述控制电路基板经由上述第一开口部连接，将上述金属基座以及上述金属制模块壳电连接。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.09.25 JP 2014-1946251.一种电力变换装置，其特征在于，具备：功率半导体模块，其将功率半导体元件收纳于金属制模块壳；控制电路基板，其输出上述功率半导体元件的控制信号；树脂制壳，其划分出冷却上述金属制模块壳的制冷剂流路空间；以及金属基座，其对配置上述控制电路基板的空间和上述制冷剂流路空间进行分隔，上述金属基座具有第一开口部，该第一开口部对收纳上述功率半导体元件的上述金属制模块壳的内部空间和配置上述控制电路基板的空间进行连通，上述功率半导体元件与上述控制电路基板经由上述第一开口部连接，将上述金属基座以及上述金属制模块壳电连接。2.根据权利要求1所述的电力变换装置，其特征在于，具备：使直流电平滑化的平滑电容器；以及收纳上述平滑电容器的金属制的电容器壳，上述平滑电容器配置于在上述树脂制壳中形成的收纳空间，上述平滑电容器的端子经由上述金属基座的与上述第一开口部不同的贯通孔，而相对于上述金属基座向配置上述控制电路基板的空间侧突出，上述电容器壳与上述金属基座连接。3.一种电力变换装置，其特征在于，具备：功率半导体模块，其用于将直流电变换为交流电；控制电路基板，其用于控制上述功率半导...

【专利技术属性】
技术研发人员：松尾壮志，
申请(专利权)人：日立汽车系统株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP