电力变换装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及电力变换装置。在电力变换装置的转换器电路中，调整部利用串联连接的第1电容元件和第2电容元件来分割被输入到半导体模块的电池的电压。并且，将上述第1电容元件和上述第2电容元件的中点与冷却器连接，由此，固定冷却器的电位。根据电力变换装置，能够使在引线框端子与冷却器之间的爬电表面产生的浪涌电压的波形成为具有负电压区域(施加偏移电压的区域)的波形。

Power conversion device

The invention relates to a power conversion device. In the converter circuit of the power conversion device, the adjustment part divides the voltage of the battery which is input to the semiconductor module by means of first capacitor elements connected in series and second capacitance elements. In addition, the middle point of the first capacitance element and the second capacitance element are connected with the cooler, thus the potential of the cooler is fixed. According to the power conversion device, we can make the waveform of surge voltage generated by the creepage surface between the lead frame terminal and the cooler become the waveform with negative voltage region (the area where the offset voltage is applied).

【技术实现步骤摘要】
电力变换装置
本专利技术涉及电力变换装置。
技术介绍
一般来说，在车辆等中，将电池的电压用电力变换装置升压并供给用于车辆等的驱动的电机。这样的电力变换装置具有变换器电路和转换器电路。变换器电路和转换器电路中，采用被称为所谓功率卡的半导体模块。该半导体模块包括串联连接的2个开关元件、以及与该开关元件的各自反并联连接的整流元件。另外，半导体模块一般来说通过树脂模制而被密封(封止)。密封状态的半导体模块经由绝缘板而层叠于冷却器。在电力变换装置中，存在由于包含于半导体模块的开关元件的接通、断开的动作、配线的寄生电感等而会产生浪涌电压、噪声这样的问题。对于该问题，日本特开2013－106503中公开了如下的技术：在电力变换装置中，具有配置于正电极框和负电极框与冷却器之间并对正电极框和负电极框与冷却器进行电容耦合的噪声旁通机构，由此降低产生的噪声。另外，日本特开2015－95963中公开了如下的技术：在电力变换装置中，在母线之间设有缓冲电路，由此抑制浪涌电压、振铃。
技术实现思路
但是，在上述现有技术中，当使半导体模块小型化时，为了连接半导体模块和电池、电机等而设置于半导体模块的端子与冷却器之间的距离靠近，所以，有时绝缘性能会降低。这样，在现有技术中，由于半导体模块的绝缘性能和半导体模块的大小存在相反关系，所以，半导体模块的小型化存在障碍。本专利技术通过提高绝缘性能而使得半导体模块比现有的要小型化。本专利技术的第1形态是电力变换装置。所述电力变换装置包括半导体模块和调整部。所述半导体模块包括第1开关元件、第2开关元件、第1整流元件、第2整流元件、输出端子、以及低电位侧端子。所述第1开关元件和所述第2开关元件在高电位侧端子与所述低电位侧端子之间串联连接。所述第1整流元件与所述第1开关元件反并联连接。所述第2整流元件与所述第2开关元件反并联连接。所述输出端子与所述第1开关元件和所述第2开关元件的中点连接，所述输出端子与电池的高电位侧连接。所述低电位侧端子与所述电池的低电位侧连接。所述调整部包括第1电容元件、第2电容元件以及冷却器。所述调整部构成为所述第1电容元件和所述第2电容元件的中点的电位成为与所述冷却器的电位相同的电位。所述第1电容元件和所述第2电容元件在所述输出端子与所述低电位侧端子之间串联连接。所述冷却器经由绝缘板而与由模制树脂(moldresin)密封的状态的所述半导体模块连接。本专利技术的第2形态是电力变换装置。所述电力变换装置包括变换器电路和调整部。所述变换器电路包括多个半导体模块。所述多个所半导体模块包括第1开关元件、第2开关元件、第1整流元件、第2整流元件、输出端子、以及低电位侧端子。所述第1开关元件和所述第2开关元件在高电位侧端子与所述低电位侧端子之间串联连接。所述第1整流元件与所述第1开关元件反并联连接。所述第2整流元件与所述第2开关元件反并联连接。所述输出端子与所述第1开关元件和所述第2开关元件的中点连接。所述输出端子与电池的高电位侧连接。所述低电位侧端子与所述电池的低电位侧连接。所述调整部包括第1电容元件和第2电容元件的串联电路、以及冷却器。所述调整部构成为所述第1电容元件和所述第2电容元件的中点的电位成为与所述冷却器的电位相同的电位。所述串联电路与所述变换器电路并联连接。所述冷却器经由绝缘板而与由模制树脂密封的状态的所述多个半导体模块连接。在所述电力变换装置中，所述冷却器经由绝缘板而设置于所述半导体模块的两面。在所述电力变换装置中，所述第1电容元件的电容可以与所述第2电容元件的电容不同。本专利技术的第3形态是电力变换装置。所述电力变换装置包括转换器电路、变换器电路、以及多个冷却器。所述转换器电路包括第1半导体模块。所述第1半导体模块包括第1开关元件、第2开关元件、第1整流元件、第2整流元件、第1输出端子、以及第1低电位侧端子。所述第1开关元件和所述第2开关元件在第1高电位侧端子与所述第1低电位侧端子之间串联连接。所述第1整流元件与所述第1开关元件反并联连接。所述第2整流元件与所述第2开关元件反并联连接。所述第1输出端子与所述第1开关元件和所述第2开关元件的中点连接。所述第1输出端子与第1电池和第2电池串联连接的电源部的高电位侧连接。所述第1低电位侧端子与所述电源部的低电位侧连接。所述变换器电路包括多个第2半导体模块。所述多个第2半导体模块包括第3开关元件、第4开关元件、第3整流元件、第4整流元件、第2输出端子、以及第2低电位侧端子。所述第3开关元件和所述第4开关元件在第2高电位侧端子与所述第2低电位侧端子之间串联连接。所述第3整流元件与所述第3开关元件反并联连接。所述第4整流元件与所述第4开关元件反并联连接。所述第2输出端子与所述第3开关元件和所述第4开关元件的中点连接。所述第2输出端子与所述电源部的高电位侧连接。所述第2低电位侧端子与所述电源部的低电位侧连接。所述多个冷却器经由绝缘板而设置于由模制树脂密封的状态的所述第1半导体模块的每一个和所述第2半导体模块的每一个。所述多个冷却器的电位成为与所述电源部的所述第1电池和所述第2电池的中点的电位相同的电位。在所述电力变换装置中，所述冷却器可以经由绝缘板而设置于由模制树脂密封的状态的所述第1半导体模块的两面和所述第2半导体模块的两面。根据所述构成，使绝缘性能提高，由此能够获得与现有相比能使半导体模块小型化的效果。附图说明以下将参照附图来描述本专利技术的实施方式的特征、优点和技术产业意义，其中，类似的标号表示类似的元件。图1是表示第1实施方式的电力变换装置的构成的一个例子的框图。图2是第1实施方式的电力变换装置的立体图。图3是示意地示出沿着图2的x轴方向剖切第1实施方式的层叠单元而得到的剖面的示意图。图4是说明由第1实施方式的调整部的电容元件所分割的电压的说明图。图5是表示在第1实施方式的电力变换装置的P端子与冷却器之间产生的浪涌电压的波形的一个例子的波形图。图6是表示在第1实施方式的电力变换装置的O端子与冷却器之间产生的浪涌电压的波形的一个例子的波形图。图7是表示在第1实施方式的电力变换装置的N端子与冷却器之间产生的浪涌电压的波形的一个例子的波形图。图8是表示在第1实施方式的电力变换装置产生的浪涌电压的波形的波形图。图9是说明图8所示的浪涌电压的A点处的电荷的行为的说明图。图10是说明图8所示的浪涌电压的B点处的电荷的行为的说明图。图11是说明图8所示的浪涌电压的C点处的电荷的行为的说明图。图12是说明图8所示的浪涌电压的D点处的电荷的行为的说明图。图13是作为比较例而示出了不具有负电压区域的浪涌电压的波形的波形图。图14是说明图13所示的浪涌电压的E点处的电荷的行为的说明图。图15是说明图13所示的浪涌电压的F点处的电荷的行为的说明图。图16是说明图13所示的浪涌电压的G点处的电荷的行为的说明图。图17是表示第2实施方式的电力变换装置的构成的一个例子的框图。图18是表示第3实施方式的电力变换装置的构成的一个例子的框图。具体实施方式以下，参照附图对本专利技术的实施方式进行详细说明。图1所示的第1实施方式的电力变换装置10A变换电池14的电力并将其作为电机(motor)12的驱动电力进行供给。如图1所示，本实施方式的电力变换装置10A具有变换器电路20、转换器电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电力变换装置，其特征在于，包括：半导体模块，该半导体模块包括第1开关元件、第2开关元件、第1整流元件、第2整流元件、输出端子、以及低电位侧端子，所述第1开关元件和所述第2开关元件在高电位侧端子与所述低电位侧端子之间串联连接，所述第1整流元件与所述第1开关元件反并联连接，所述第2整流元件与所述第2开关元件反并联连接，所述输出端子与所述第1开关元件和所述第2开关元件的中点连接，所述输出端子与电池的高电位侧连接，所述低电位侧端子与所述电池的低电位侧连接；以及调整部，该调整部包括第1电容元件、第2电容元件、以及冷却器，所述调整部构成为所述第1电容元件和所述第2电容元件的中点的电位成为与所述冷却器的电位相同的电位，所述第1电容元件和所述第2电容元件在所述输出端子与所述低电位侧端子之间串联连接，所述冷却器经由绝缘板而与所述半导体模块连接，所述半导体模块由模制树脂密封。

【技术特征摘要】
2016.07.07 JP 2016-1352331.一种电力变换装置，其特征在于，包括：半导体模块，该半导体模块包括第1开关元件、第2开关元件、第1整流元件、第2整流元件、输出端子、以及低电位侧端子，所述第1开关元件和所述第2开关元件在高电位侧端子与所述低电位侧端子之间串联连接，所述第1整流元件与所述第1开关元件反并联连接，所述第2整流元件与所述第2开关元件反并联连接，所述输出端子与所述第1开关元件和所述第2开关元件的中点连接，所述输出端子与电池的高电位侧连接，所述低电位侧端子与所述电池的低电位侧连接；以及调整部，该调整部包括第1电容元件、第2电容元件、以及冷却器，所述调整部构成为所述第1电容元件和所述第2电容元件的中点的电位成为与所述冷却器的电位相同的电位，所述第1电容元件和所述第2电容元件在所述输出端子与所述低电位侧端子之间串联连接，所述冷却器经由绝缘板而与所述半导体模块连接，所述半导体模块由模制树脂密封。2.一种电力变换装置，其特征在于，包括：变换器电路，该变换器电路包括多个半导体模块，所述多个半导体模块包括第1开关元件、第2开关元件、第1整流元件、第2整流元件、输出端子、以及低电位侧端子，所述第1开关元件和所述第2开关元件在高电位侧端子与所述低电位侧端子之间串联连接，所述第1整流元件与所述第1开关元件反并联连接，所述第2整流元件与所述第2开关元件反并联连接，所述输出端子与所述第1开关元件和所述第2开关元件的中点连接，所述输出端子与电池的高电位侧连接，所述低电位侧端子与所述电池的低电位侧连接；以及调整部，该调整部包括第1电容元件和第2电容元件的串联电路、以及冷却器；所述调整部构成为所述第1电容元件和所述第2电容元件的中点的电位成为与所述冷却器的电位相同的电位，所述串联电路与所述变换器电路并联连接，所述冷却器经由绝缘板而与所述多个半导体模块连接，所述半导体模块由模...

【专利技术属性】
技术研发人员：西部祐司，斋藤康善，和田贤介，三浦进一，吉田忠史，长尾雅行，村上义信，川岛朋裕，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP