專利名稱：具有排列成多個(gè)連續(xù)層的多個(gè)半導(dǎo)體模塊的電力轉(zhuǎn)換器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有排列成多個(gè)連續(xù)層的多個(gè)半導(dǎo)體模塊的電力轉(zhuǎn)換器，其中每個(gè)半導(dǎo)體模塊具有內(nèi)部半導(dǎo)體元件和兩個(gè)電力端子。
背景技術(shù)：
已經(jīng)知道用于基于堆疊層單元在DC電力與AC電力之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換的多種類型的電力轉(zhuǎn)換器，其中堆疊層單元具有:多個(gè)連續(xù)層的半導(dǎo)體模塊，其中每個(gè)半導(dǎo)體模塊包含內(nèi)部半導(dǎo)體元件和兩個(gè)電力端子；以及被布置成與半導(dǎo)體模塊所構(gòu)成的多個(gè)層對(duì)應(yīng)的多個(gè)層的多個(gè)冷卻管，用于冷卻半導(dǎo)體模塊。這種電力轉(zhuǎn)換器的例子記載于下面被稱為參考文獻(xiàn)Dl的日本專利公布號(hào)2011-135737中。圖9是示出了參考文獻(xiàn)Dl的電力轉(zhuǎn)換器的平面圖，而圖8是去除了正極母線93a和負(fù)極母線93b的對(duì)應(yīng)平面圖。如圖9中所示，電力轉(zhuǎn)換器9包含堆疊層單元910，堆疊層單元910具有交替層的冷卻管911和半導(dǎo)體模塊92并且被保持在矩形框架96內(nèi)，其中半導(dǎo)體模塊92每個(gè)都具有由標(biāo)號(hào)921統(tǒng)一表不的一對(duì)電力端子。每個(gè)半導(dǎo)體模塊92的電力端子由AC端子921c (用于向負(fù)載供應(yīng)AC電力)以及正極電力端子921a或負(fù)極電力端子921b (用于分別連接到DC電源的正極側(cè)或負(fù)極側(cè))組成。半導(dǎo)體模塊92被布置成每個(gè)都包含兩個(gè)半導(dǎo)體模塊的多個(gè)連續(xù)層，從而形成每個(gè)都沿著X方向(即，堆疊方向)延伸的兩列半導(dǎo)體模塊。在每層中，一個(gè)半導(dǎo)體模塊92的正極電力端子921a連接到正極母線93a，另一個(gè)半導(dǎo)體模塊92的負(fù)極電力端子921b連接到負(fù)極母線93b，并且該層的兩個(gè)AC電力端子921c共同連接到一組三個(gè)AC母線94中對(duì)應(yīng)的一個(gè)。AC母線的相應(yīng)端部940構(gòu)成外部連接端子940，外部連接端子940安裝在端子條95上，用于連接到諸如3相AC電動(dòng)機(jī)的外部設(shè)備(未在附圖中示出)。平滑電容器(未在附圖中示出)的兩個(gè)端子950也安裝在端子條95上，其中外部連接端子940和電容器端子950沿著如所示出的X方向排列成單個(gè)列。端子條95相鄰于框架96的一側(cè)(關(guān)于y方向即寬度方向的一側(cè))而定位、沿著x方向定向。歸因于安裝在端子條95上的端子列以及這些端子之間的必要間隔，端子條95沿著X方向的長度必須制作得相對(duì)大。然而，由于半導(dǎo)體模塊92被布置成兩列，所以堆疊層單元910在沿著X方向測(cè)量時(shí)相對(duì)短，使得框架96的長度LI相對(duì)小。因此，端子條95的長度L2與框架96的長度LI之間存在失配。這導(dǎo)致圖9中所示的死空間(未被占用的空間)S，其妨礙了最小化電力轉(zhuǎn)換器9的總體尺寸。另外，對(duì)于這種構(gòu)造，AC母線必須形成有各自不同的形狀。這妨礙了通過最小化不同組成部分的數(shù)目來降低電力轉(zhuǎn)換器9的制造成本。另外，由于每個(gè)AC母線必須觸及對(duì)應(yīng)層半導(dǎo)體模塊92中的兩個(gè)AC電力端子921c，所以AC母線是相當(dāng)細(xì)長的。此外，如果電力轉(zhuǎn)換器9的總體(y方向)寬度被盡可能地最小化，則AC母線變得靠攏。因此，每個(gè)AC母線的至少一部分必須制作得相當(dāng)窄，以防止相鄰母線之間的接觸。AC母線的這種細(xì)長的窄形狀從電阻被增大以及難以形成AC母線(例如，由金屬片形成AC母線)這些方面來看是不利的。

發(fā)明內(nèi)容
因此，希望通過提供一種電力轉(zhuǎn)換器來克服上述問題，該電力轉(zhuǎn)換器能夠制作得更緊湊，并且能夠以比利用諸如上述構(gòu)造的現(xiàn)有技術(shù)構(gòu)造所可能花費(fèi)的成本更低的成本來制造。在以下描述和所附權(quán)利要求書中，除非另作說明，“連接的”應(yīng)被理解為表示“電連接的”。術(shù)語“管”被用來指代一種結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)形成用于冷卻劑的流通道并且不限于任何特定的內(nèi)部或外部形狀。本發(fā)明提供了一種基于堆疊層單元的電力轉(zhuǎn)換器，堆疊層單元由沿著堆疊方向排列為多個(gè)層的多個(gè)半導(dǎo)體模塊以及以冷卻劑管形成的多個(gè)冷卻劑流通道組成，被設(shè)置成使得半導(dǎo)體模塊由通過冷卻劑流通道的冷卻劑的流來冷卻。每個(gè)半導(dǎo)體模塊包含內(nèi)部半導(dǎo)體器件以及沿著與堆疊方向(列方向)成直角的突出方向向外突出的一對(duì)電力端子，每對(duì)電力端子關(guān)于寬度方向(即，與堆疊方向成直角并且與突出方向成直角的方向)相互相鄰。該轉(zhuǎn)換器還包括承載DC電流的正極母線和負(fù)極母線以及用于承載AC電流的多個(gè)AC母線，其中所述母線連接到電力端子中的預(yù)定電力端子。端子條相鄰于堆疊層單元的關(guān)于寬度方向的一側(cè)而設(shè)置，其上安裝有AC母線的相應(yīng)外部連接端子，沿著堆疊方向排列成單個(gè)列。該電力轉(zhuǎn)換器的特征在于:半導(dǎo)體模塊形成單個(gè)列，沿著堆疊方向延伸。兩列電力端子由此形成，每列都沿著堆疊方向延伸，其中第一電力端子列相鄰于堆疊層單元的第一側(cè)(即，靠近端子條)而定位，且第二電力端子列相鄰于堆疊層單元的與第一側(cè)相對(duì)的側(cè)。每個(gè)AC母線連接到對(duì)應(yīng)對(duì)的層相鄰半導(dǎo)體模塊的相應(yīng)AC端子(S卩，第一電力端子列內(nèi)的相應(yīng)AC端子)。在第二電力端子列中，正極電力端子和負(fù)極電力端子以連續(xù)交替方式出現(xiàn)。負(fù)極母線和正極母線關(guān)于突出方向被相互分開固定的間隔，相鄰于堆疊層單元的第一側(cè)而定位，并且分別連接到每個(gè)負(fù)極電力端子和每個(gè)正極電力端子。對(duì)于這種構(gòu)造，與如同上述現(xiàn)有技術(shù)例子那樣半導(dǎo)體模塊被排列為每個(gè)都沿堆疊方向延伸的多個(gè)(并排)列的情況相比，堆疊層單元沿著堆疊方向的長度變得長很多。同時(shí)，堆疊層單元的寬度減小。由于能夠消除上文中所述的被浪費(fèi)的空間(死空間)，電力轉(zhuǎn)換器由此變得更緊湊。另外，由對(duì)實(shí)施例的以下描述可知，這種構(gòu)造使得每個(gè)AC母線能夠以相同形狀和尺寸制成從而制造成本能夠降低，并且還使得每個(gè)AC母線的長度能夠變短從而降低了電阻。此外，歸因于減小的長度，用于形成每個(gè)AC母線的金屬的量能夠減少，從而進(jìn)一步使得制造成本能夠降低。此外，在制造期間，在安裝正極母線、負(fù)極母線和AC母線并連接到半導(dǎo)體模塊的電力端子的時(shí)候，變得可以將這些母線的組合作為單個(gè)部件來處理。制造效率由此能夠提聞。


圖1是從圖2中所示的線B-B看到的電力轉(zhuǎn)換器的第一實(shí)施例的平面圖；圖2是沿通過圖1中的線A-A的平面截取的第一實(shí)施例的橫截面圖3是第一實(shí)施例的平面圖，其中去除了負(fù)極母線、AC母線和端子條；圖4是與圖3對(duì)應(yīng)的平面圖，其中還去除了正極母線；圖5是第一實(shí)施例的電路圖；圖6是從圖7中所示的線D-D看到的電力轉(zhuǎn)換器的第二實(shí)施例的平面圖；圖7是沿通過圖6中的線C-C的平面截取的第二實(shí)施例的橫截面圖；圖8是現(xiàn)有技術(shù)電力轉(zhuǎn)換器的例子的平面圖；圖9是與圖8對(duì)應(yīng)的平面圖，其中去除了負(fù)極母線和正極母線。
具體實(shí)施例方式第一實(shí)施例將參照?qǐng)D1至圖5描述由標(biāo)號(hào)I表不的電力轉(zhuǎn)換器的第一實(shí)施例。電力轉(zhuǎn)換器I包括由沿著X方向(堆疊方向)排列為多個(gè)連續(xù)層的六個(gè)半導(dǎo)體模塊2形成的堆疊層單元
10。半導(dǎo)體模塊的層位置與接觸半導(dǎo)體模塊的多個(gè)冷卻管110的層位置交替。冷卻劑14通過在冷卻管110的內(nèi)部形成的流通道11以冷卻半導(dǎo)體模塊2。每個(gè)半導(dǎo)體模塊2具有包含內(nèi)部半導(dǎo)體模塊23 (見圖5)的本體20，其中兩個(gè)電力端子從本體20突出，電力端子由標(biāo)號(hào)21統(tǒng)一表不。電力端子21每個(gè)都沿與X方向成直角的z方向(突出方向)延伸。如下文所述，多個(gè)母線(正極母線3a、負(fù)極母線3b和三個(gè)AC母線4)連接到電力端子21。端子條5相鄰于堆疊層單兀10的關(guān)于y方向(即，與X方向和z方向成直角的寬度方向)的一側(cè)而定位。AC母線4的相應(yīng)外部連接端子40安裝在端子條5的安裝面50上。DC電流流過正極母線3a和負(fù)極母線3b，而AC電流流過AC母線4。如圖所示，半導(dǎo)體模塊2排列成沿著X方向延伸的單個(gè)列(與冷卻管110交替)。取決于半導(dǎo)體模塊2的層位置，半導(dǎo)體模塊2的電力端子21由正極電力端子21a和AC端子21c、或者負(fù)極電力端子21b和AC端子21c組成。每對(duì)層相鄰半導(dǎo)體模塊2的AC端子21c共同連接到AC母線4中對(duì)應(yīng)的一個(gè)。每個(gè)都沿X方向延伸的正極電力端子21a和負(fù)極電力端子21b靠近堆疊層單元10的與相鄰于端子條5的側(cè)相對(duì)的側(cè)(關(guān)于y方向)而定位于堆疊層單元10中。AC端子21c靠近堆疊層單元110的相鄰于端子條5的側(cè)而定位，排列成沿X方向延伸的單個(gè)列。每個(gè)正極電力端子21a連接到正極母線3a，而每個(gè)負(fù)極電力端子21b連接到負(fù)極母線3b。正極母線3a和負(fù)極母線3b關(guān)于z方向(突出方向)被分開固定的間隔。更具體地，負(fù)極母線3b位于正極母線3a的正上方(平行于正極母線3a)，如圖2中所示。如圖1中所示，堆疊層單元10被保持在平的矩形框架6 (S卩，具有平的上和下表面以及矩形的內(nèi)和外周緣)的內(nèi)周緣內(nèi)。端子條5具有沿X方向延伸的細(xì)長直形狀，并且相鄰于框架6的一側(cè)(即，相鄰于堆疊層單元10的關(guān)于y方向的一側(cè))而附接到框架6?？蚣?和端子條5沿著X方向的相應(yīng)長度基本上相同。三個(gè)外部連接端子40與平滑電容器7的端子71和72 —起安裝在端子條5的安裝面50上。外部連接端子40和電容器端子71、72沿著X方向排列為單個(gè)列。相應(yīng)半導(dǎo)體模塊2的正極電力端子21a和負(fù)極電力端子21b沿著x方向以連續(xù)交替方式定位，如圖1中所示。如圖2中所示，除了電力端子21以外，每個(gè)半導(dǎo)體模塊2還設(shè)有多個(gè)控制端子22，控制端子22連接到控制電路板16。在控制電路板16上形成的控制電路(未在附圖中示出)經(jīng)由控制端子22發(fā)送控制信號(hào)，用于控制由半導(dǎo)體模塊2執(zhí)行的開關(guān)操作。來自DC電源8 (見圖5)的DC電力由此被轉(zhuǎn)換成從半導(dǎo)體模塊2的AC端子21c輸出的AC電力。如圖3中所示，正極母線3a形成有呈扁平形狀的主體32、每個(gè)都從主體32沿著y方向延伸的三個(gè)端子連接部33、以及用于將正極母線3a連接到平滑電容器7 (見圖2)的電容器連接部36。如圖1中所示，負(fù)極母線3b類似地設(shè)有呈扁平形狀的主體34、每個(gè)都從主體34沿著y方向延伸的三個(gè)端子連接部35、以及用于將負(fù)極母線3b連接到平滑電容器7的電容器連接部37。正極母線3a的一部分密封在由電絕緣合成樹脂形成的密封構(gòu)件31內(nèi)。負(fù)極母線3b安裝在密封構(gòu)件31的外表面上。平滑電容器7通過多個(gè)柱60附接到框架6，柱60安裝在框架6上，每個(gè)都沿z方向突出，如圖2中所示。設(shè)置在平滑電容器7上的端子71和72用于將平滑電容器7連接到DC電源8 (在圖5中示出)，而平滑電容器7的兩個(gè)母線連接部73分別用于將平滑電容器7連接到正極母線3a和負(fù)極母線3b。母線連接部73通過螺栓分別附接到正極母線3a的電容器連接器36和負(fù)極母線3b的電容器連接器37。電容器端子71和72安裝在端子條5的安裝面50上。三個(gè)AC母線4的外部連接端子40構(gòu)成由電力轉(zhuǎn)換器I產(chǎn)生的3相AC電壓的U相、V相和W相輸出端子。每個(gè)AC母線4形成有兩個(gè)端子連接部41、耦接部42、突出部43、延伸部44和端子形成部45。每個(gè)突出部43具有兩個(gè)端子連接部41，其中每個(gè)端子連接部41連接到半導(dǎo)體模塊2的對(duì)應(yīng)AC端子21c。每個(gè)突出部43從耦接部42沿著y方向朝著框架6的相鄰于端子條5的側(cè)突出。每個(gè)延伸部44從對(duì)應(yīng)的突出部43沿X方向延伸。每個(gè)端子形成部45從對(duì)應(yīng)的延伸部44沿y方向延伸到端子條5。每個(gè)端子形成部45的頂部構(gòu)成外部連接端子40。AC母線4的每對(duì)端子連接部41連接到兩個(gè)層相鄰半導(dǎo)體模塊2 (S卩，沿著x方向相鄰)的相應(yīng)AC端子21c，如圖1中所示。三個(gè)AC母線4具有相同的形狀。三個(gè)AC母線4中的被表示為4b和4c的兩個(gè)AC母線4附接到霍爾效應(yīng)型電流傳感器15。如圖2中所示，電流傳感器15和控制電路板16通過引線17電連接?？刂齐娐钒?6的電路使用由電流傳感器15檢測(cè)到的AC母線4中的電流的值來控制半導(dǎo)體模塊2的操作。電流傳感器15關(guān)于y方向被定位在端子條5與框架6之間。在電流傳感器15中形成兩個(gè)通孔150，每個(gè)都沿y方向延伸，用于容納AC母線4b和4c。沿z方向延伸的通孔49在AC母線4的外部連接端子40中形成，并且螺母50被保留在端子條5中、與通孔49對(duì)應(yīng)的位置，如圖2中所示。3相AC電動(dòng)機(jī)80 (見圖5)的相應(yīng)電力供應(yīng)端子(未在附圖中示出)被疊加在外部連接端子40上，并且螺栓經(jīng)由相應(yīng)的通孔49被插入并旋擰到相應(yīng)的螺母50中并擰緊，用于將3相AC電動(dòng)機(jī)80的電力供應(yīng)端子連接到相應(yīng)的外部連接端子40。參照?qǐng)D4，位于冷卻管110所構(gòu)成的列的一端(關(guān)于z方向)的被表示為IlOa的冷卻管與進(jìn)入管12和排出管13連通，冷卻劑14分別通過進(jìn)入管12和排出管13進(jìn)入和退出。如圖所示，每個(gè)冷卻管110的端部(y方向端部)經(jīng)由連接管18與其它冷卻管110連通。冷卻劑14由此流過每個(gè)冷卻管110以經(jīng)由排出管13排出，由此冷卻半導(dǎo)體模塊2。框架6包含定位在框架6的壁部62與堆疊層單元10之間的片簧19，其中片簧19被保持于壓縮狀態(tài)，如圖4中所示。堆疊層單元10由此通過如下方式被保持在框架6內(nèi):用恒定的接觸壓力將堆疊層單元10壓在框架6的相對(duì)壁部63上。對(duì)于該實(shí)施例，片簧19被設(shè)置在堆疊層單元10與壁部62之間。然而，同樣可以將片簧19設(shè)置在堆疊層單元10與壁部63之間，其中堆疊層單元10由此被保持壓在壁部62上。圖5中示出了電力轉(zhuǎn)換器I的電路。該電路包含六個(gè)半導(dǎo)體元件23，對(duì)于該實(shí)施例，這六個(gè)半導(dǎo)體元件23是包含在相應(yīng)半導(dǎo)體模塊2的本體內(nèi)的相應(yīng)IGBT (絕緣柵雙極型晶體管)。半導(dǎo)體元件23由每個(gè)都連接到正極母線3a的三個(gè)上臂側(cè)半導(dǎo)體元件23a以及每個(gè)都連接到負(fù)極母線3b的三個(gè)下臂側(cè)半導(dǎo)體元件23b組成。每個(gè)上臂側(cè)半導(dǎo)體元件23a的集電極連接到對(duì)應(yīng)半導(dǎo)體模塊2的正極電力端子21a，而每個(gè)下臂側(cè)半導(dǎo)體元件23b的發(fā)射極連接到對(duì)應(yīng)半導(dǎo)體模塊2的負(fù)極電力端子21b。對(duì)于每對(duì)層相鄰半導(dǎo)體模塊2，該對(duì)半導(dǎo)體模塊的上臂側(cè)半導(dǎo)體元件23a的發(fā)射極和下臂側(cè)半導(dǎo)體元件23b的集電極連接到相應(yīng)AC端子21c，相應(yīng)AC端子21c共同連接到對(duì)應(yīng)AC母線4。正極母線3a和負(fù)極母線3b分別連接到DC電源8的正極電力端子和負(fù)極電力端子，而三個(gè)AC母線4連接到3相AC電動(dòng)機(jī)80的相應(yīng)相引線(U、V、W)?？刂齐娐钒?6經(jīng)由控制端子22連接到半導(dǎo)體模塊23的相應(yīng)控制極(柵極)。通過該實(shí)施例獲得的效果如下。如圖1中所示，每個(gè)都具有一對(duì)電力端子21的半導(dǎo)體模塊2排列為多個(gè)連續(xù)層，該多個(gè)連續(xù)層被堆疊為單個(gè)列半導(dǎo)體模塊。半導(dǎo)體模塊2的該對(duì)電力端子由此形成第一電力端子列和第二電力端子列，其中第一電力端子列由AC端子組成、位于堆疊層單元10的相鄰于端子條5的一側(cè)，第二電力端子列由交替的正極電力端子和負(fù)極電力端子組成、位于堆疊層單元10的與第一電力端子列相對(duì)的側(cè)(關(guān)于寬度方向)，其中第一電力端子列和第二電力端子列每個(gè)都沿堆疊方向延伸。每個(gè)AC母線共同連接到一對(duì)層相鄰半導(dǎo)體模塊(即，它們關(guān)于堆疊方向相互相鄰)的AC端子。結(jié)果，與這種半導(dǎo)體模塊被布置成多個(gè)相鄰列的情況相比，堆疊層單元10的寬度(即，沿著y方向的長度)減小，并且沿著X方向的長度對(duì)應(yīng)地增大。端子條5的必要長度由外部連接端子40和電容器端子71、72的數(shù)目以及它們之間的所需(X方向)間隔來決定。特別地，相鄰?fù)獠窟B接端子40之間的分隔由在電流傳感器15中形成的通孔150的節(jié)距固定地決定。然而，對(duì)于上述實(shí)施例，歸因于堆疊層單元10的增大的(X方向)長度，框架6的長度可與端子條5的長度接近。由此，消除了上面參照?qǐng)D9描述的死空間S。由此，能夠減小電力轉(zhuǎn)換器的總體尺寸。此外，對(duì)于如圖2中所示的該實(shí)施例，正極母線3a和負(fù)極母線3b彼此相對(duì)(S卩，相互平行)地定位，它們之間有固定的(z方向)間隔。因此，能夠使母線3a、3b的雜散電感的量保持較小，從而能夠使從這些母線向半導(dǎo)體元件23施加的任何浪涌電壓的幅度保持較小。此外，對(duì)于如圖1中所示的該實(shí)施例，所有AC端子21c排列成單個(gè)列。因此，與如圖9中的例子的AC端子921c排列成兩個(gè)(并排)列的情況相比，能夠?qū)C母線4的每個(gè)端子連接部41制作得較短。結(jié)果，減少了生產(chǎn)AC母線4所需的金屬的量，從而使得能夠降低AC母線4的制造成本，并且減小了 AC母線4的雜散電感的量。此外，對(duì)于如圖3中所示的該實(shí)施例，正極電力端子21a和負(fù)極電力端子21b沿著X方向交替排列。對(duì)于這種布置，由于每個(gè)負(fù)極端子21b位于兩個(gè)正極電力端子21a之間，所以能夠?qū)⒚繉?duì)正極電力端子21a之間的間隔(沿著X方向)制作得較寬。結(jié)果，在正極母線3a上形成以用于連接到正極電力端子21a的端子連接部33能夠沿著x方向較寬地間隔開。這是有利的，因?yàn)槿绻撻g隔窄，則難以加工金屬片以形成正極母線，導(dǎo)致制造這些母線的難度增大。類似地，歸因于沿著X方向的每對(duì)負(fù)極電力端子21b之間的寬間隔，便利了負(fù)極母線的制造。另外，由于每個(gè)AC母線4 (4a 4c)連接到沿著X方向相互相鄰的對(duì)應(yīng)對(duì)的AC端子21c，所以能夠?qū)⒃搶?duì)端子連接部41之間的間隔(X方向)制作得較小。因此，能夠?qū)⒚總€(gè)耦接部42制作得較短。由此能夠減少形成每個(gè)AC母線所需的金屬的量，并相應(yīng)地降低了制造成本。此外，相應(yīng)AC母線4的延伸部44具有相同的尺寸和形狀。這使得每個(gè)AC母線4能夠具有相同的尺寸和形狀，從而能夠進(jìn)一步降低AC母線的制造成本。然而，如果圖9中的現(xiàn)有技術(shù)例子的AC母線形成有相等長度的延伸部，S卩，具有與上述實(shí)施例的延伸部44相同的X方向長度，則相鄰AC母線之間會(huì)發(fā)生接觸。這歸因于 與上述實(shí)施例相比，現(xiàn)有技術(shù)例子的堆疊層單元的X方向長度較短。更具體地，對(duì)于圖9中所示的半導(dǎo)體模塊和AC母線的布置，如果半導(dǎo)體模塊層的節(jié)距小于AC母線的外部連接端子的節(jié)距，則每個(gè)AC母線不可能具有相同的形狀。上述實(shí)施例的又一基本優(yōu)點(diǎn)在于:AC端子21c或AC母線4的任何部分都沒有被正極母線3a或負(fù)極母線3b遮蔽。因此，在制造期間，能夠以單個(gè)操作安裝母線，并且能夠類似地以單個(gè)操作執(zhí)行半導(dǎo)體模塊的電力端子與母線之間的連接。然而，對(duì)于圖9中的現(xiàn)有技術(shù)例子，必須首先安裝AC母線94，然后將它們連接到AC端子921c，然后安裝正極母線93a和負(fù)極母線93b，然后將它們分別連接到正極電力端子921a和負(fù)極電力端子921b。因此，上述實(shí)施例提供了更聞的制造效率。對(duì)于上述實(shí)施例，冷卻劑流通道11在冷卻管110內(nèi)形成，冷卻管110被設(shè)置成與半導(dǎo)體模塊2接觸。然而，本發(fā)明并不限于此，例如，同樣可以以使得冷卻劑14直接接觸半導(dǎo)體模塊2的方式形成冷卻劑流通道11。因此，本發(fā)明不限于用于形成冷卻劑流通道的任何特定構(gòu)造。第二實(shí)施例將參照?qǐng)D6和圖7描述第二實(shí)施例。與第一實(shí)施例的部件對(duì)應(yīng)的部件由與第一實(shí)施例中的標(biāo)號(hào)相同的標(biāo)號(hào)來表不，并且將僅詳細(xì)描述與第一實(shí)施例的不同點(diǎn)。如圖所不，第一實(shí)施例的密封構(gòu)件31被密封構(gòu)件131所替換，密封構(gòu)件131具有平的開放矩形形狀(即，具有沿著z方向平視的基本上矩形的外周緣和內(nèi)周緣)。密封構(gòu)件131不僅保留了與第一實(shí)施例一樣的正極母線3a和負(fù)極母線3b，而且還用于保留每個(gè)AC母線4 (4a 4b)。具體地，AC母線4的端子形成部45以及正極母線3a的多個(gè)部分被密封在密封構(gòu)件131中，而負(fù)極母線3b被安裝在密封構(gòu)件131的上表面上。被表示為母線模塊300的單個(gè)一體化單元(單個(gè)部件)由此由密封構(gòu)件131、正極母線3a、負(fù)極母線3b以及AC母線4的組合形成。密封構(gòu)件131 (以及因此母線模塊300)通過螺栓350附接到框架6。第二實(shí)施例的效果如下。由于多個(gè)母線形成單個(gè)單元(單個(gè)部件)的一部分， 所以必須在制造期間(即，在組裝操作期間)處理的單獨(dú)部件的數(shù)目減少。對(duì)于圖9中的現(xiàn)有技術(shù)例子，在組裝電力轉(zhuǎn)換器9時(shí)，正極母線93a、負(fù)極母線93b以及三個(gè)AC母線94必須作為各自獨(dú)立的部件來處理。另外，在那時(shí)(由于在被安裝之后，AC母線94變得被正極母線93a和負(fù)極母線93b部分地遮蔽)，必須首先將每個(gè)AC母線94單獨(dú)地安裝并連接到AC端子921c，然后單獨(dú)地安裝正極母線93a和負(fù)極母線93b，然后將它們連接到正極電力端子921a和負(fù)極電力端子921b。然而，對(duì)于本發(fā)明的第二實(shí)施例，母線模塊300能夠以與單個(gè)部件相同的方式安裝和連接。因此，能夠相當(dāng)大地提高制造效率。 在其它方面，第二實(shí)施例的特征和優(yōu)點(diǎn)與上面針對(duì)第一實(shí)施例所描述的一樣。
權(quán)利要求
1.一種電力轉(zhuǎn)換器，包括: 堆疊層單元，所述堆疊層單元包括:沿著堆疊方向排列成多個(gè)層的多個(gè)半導(dǎo)體模塊；以及相鄰于所述多個(gè)半導(dǎo)體模塊而形成并且被構(gòu)造用于使冷卻劑的流通過以冷卻所述多個(gè)半導(dǎo)體模塊的多個(gè)冷卻劑通道，每個(gè)所述半導(dǎo)體模塊包括內(nèi)部半導(dǎo)體元件和一對(duì)電力端子，每個(gè)所述電力端子沿著與所述堆疊方向成直角的突出方向向外突出； 用于承載DC電流的正極母線和負(fù)極母線，所述正極母線和所述負(fù)極母線分別連接到所述電力端子中的預(yù)定電力端子；以及用于承載AC電流的多個(gè)AC母線，所述多個(gè)AC母線分別連接到所述電力端子中的預(yù)定電力端子；以及 端子條，所述端子條相鄰于所述堆疊層單元的關(guān)于寬度方向的第一側(cè)而設(shè)置，所述寬度方向與所述堆疊方向成直角并且與所述突出方向成直角，所述端子條包括安裝面，所述安裝面上安裝有所述AC母線的相應(yīng)外部連接端子， 其中: 所述多個(gè)半導(dǎo)體模塊沿著所述堆疊方向排列為單個(gè)列，其中所述多個(gè)半導(dǎo)體模塊中的所述對(duì)電力端子中的每一對(duì)電力端子沿著所述寬度方向排列，所述電力端子由此形成相鄰于所述堆疊層單元的所述第一側(cè)、沿著所述堆疊方向延伸的第一列電力端子，并且形成相鄰于所述堆疊層單元的第二側(cè)、沿著所述堆疊方向延伸的第二列電力端子，所述第二側(cè)與關(guān)于所述寬度方向的所述第一側(cè)相對(duì)； 所述負(fù)極母線和所述正極母線關(guān)于所述突出方向被分開固定的間隔，并且分別連接到所述第二列電力端子。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力轉(zhuǎn)換器，其中，半導(dǎo)體模塊中的所述對(duì)電力端子中的第一個(gè)電力端子包括AC端子，并且所述對(duì)電力端子中的第二個(gè)電力端子包括正極電力端子或負(fù)極電力端子，并且其中: 所述多個(gè)半導(dǎo)體模塊被這樣設(shè)置:所述AC端子形成所述第一電力端子列，并且所述正極電力端子和所述負(fù)極電力端子形成所述第二電力端子列，相應(yīng)半導(dǎo)體模塊的所述正極電力端子和所述負(fù)極電力端子沿著所述堆疊方向位于連續(xù)交替的位置。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電力轉(zhuǎn)換器，其中，每個(gè)所述AC母線連接到所述第一列電力端子內(nèi)的對(duì)應(yīng)對(duì)AC端子，所述對(duì)應(yīng)對(duì)AC端子分別從關(guān)于所述堆疊方向相互相鄰的一對(duì)半導(dǎo)體模塊突出。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電力轉(zhuǎn)換器，其中，每個(gè)所述AC母線包括第一端部、第二端部、以及位于所述第一端部與所述第二端部之間并且沿所述堆疊方向延伸的延伸部，其中: 所述第一端部構(gòu)成所述外部連接端子中對(duì)應(yīng)的一個(gè)外部連接端子；并且 所述第二端部形成有用于連接到所述對(duì)應(yīng)對(duì)AC端子的一對(duì)端子連接部。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電力轉(zhuǎn)換器，其中，所述多個(gè)AC母線分別具有相同的構(gòu)造。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力轉(zhuǎn)換器，包括平滑電容器，所述平滑電容器相鄰于所述堆疊層單元的與所述電力端子從其突出的一側(cè)相同的一側(cè)而設(shè)置，所述平滑電容器包括分別安裝在所述端子條的所述安裝面上的一對(duì)端子，所述平滑電容器的所述對(duì)端子以及所述多個(gè)外部連接端子沿著所述堆疊方向排列成單個(gè)列。
全文摘要
在一種電力轉(zhuǎn)換器中，堆疊層單元具有沿著堆疊方向排列為多個(gè)層的多個(gè)半導(dǎo)體模塊，每個(gè)半導(dǎo)體模塊包含半導(dǎo)體元件以及沿與堆疊方向成直角的突出方向向外突出的一對(duì)電力端子，每對(duì)電力端子由AC端子以及正極或負(fù)極電力端子組成。半導(dǎo)體模塊被這樣布置正極和負(fù)極電力端子處于堆疊層單元的一側(cè)的單個(gè)列中、并且分別連接到位于該側(cè)并且在突出方向上被分開固定的間隔的正極母線和負(fù)極母線，而每個(gè)層相鄰對(duì)的半導(dǎo)體模塊的AC端子共同連接到多個(gè)AC母線中對(duì)應(yīng)的一個(gè)。
文檔編號(hào)H02M7/48GK103107721SQ20121044384
公開日2013年5月15日 申請(qǐng)日期2012年11月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月11日
發(fā)明者山浦慧 申請(qǐng)人:株式會(huì)社電裝