[发明专利]允许减小尺寸且以降低的成本制造的电力变换器

说明书

技术领域

本申请总体上涉及一种电力变换器，该电力变换器配备有半导体模块和电容器，在半导体模块中制造有半导体装置并且电容器工作以使施加给半导体模块的电压平滑。

背景技术

图11至图13示出了传统的电力变换器9，如在日本专利首次公布第2009-5462号中所教导的，电力变换器9工作以执行DC（直流）电力与AC（交流）电力之间的电力变换。电力变换器9由安装有半导体装置的多个半导体模块92构成。每个半导体模块92包括电力端子920。半导体模块92和用于冷却半导体模块92的冷却管98被放置成彼此交叠以形成半导体堆910。半导体堆910与其它部件一起被布置在壳体96中。

电力端子920耦合到汇流总线93，汇流总线93由正汇流总线93a、负汇流总线93b和ac汇流总线93c构成。具体地，正汇流总线93a连接到dc电源（未示出）的正电极。负汇流总线93b连接到dc电源的负电极。ac汇流总线93c接合到ac负载。ac汇流总线93c具有安装在输出端子台913上的端子939，如图13所示。

如图11和图12所示，电力变换器9还配备有电容器94。电容器94工作以具有两个汇流总线连接器端子940和两个输入端子941。汇流总线连接器端子940分别耦合到正汇流总线93a和负汇流总线93b。输入端子941耦合到dc电源。电容器94工作以使施加给正汇流总线93a和负汇流总线93b的dc电压平滑。电容器94在电力端子920延伸的方向（即图11和图12中的Z方向）上位于邻近半导体堆910。

电容器94具有输入端子941，连接构件99接合到输入端子941用于连接到dc电源。连接构件99具有安装在输入端子台912上的端部990。使用螺栓（未示出）将dc电源的连接器端子（未示出）放置在端部990上并接合到端部990。通过开口960将螺栓插入到壳体96中。输入端子台912被布置成接近开口960以利于螺栓被紧固到输入端子台912中的便利。

然而，电力变换器9面临以下缺点。在Z方向上，输入端子台912被布置成远离电容器94，由此导致需要增加连接构件99在Z方向上的长度，这导致增加制造连接构件99时使用的金属材料的量以及电力变换器9的制造成本。

连接构件99的长度增加还导致连接构件99所占用的壳体96中的空间增大，从而增加了电力变换器9的整体尺寸。

发明内容

因此，本公开的目的是提供一种改进结构的电力变换器，该电力变换器易于以降低的成本制造并且允许减小其尺寸。

根据实施例的一个方面，提供了一种可以在诸如电动车或混合动力车的机动车辆中使用的电力变换器。该电力变换器包括：（a）半导体堆，其由多个半导体模块和多个冷却路径构成，每个半导体模块包括安装有半导体装置的主单元和从半导体模块延伸的电力端子，冷却路径具有流经该冷却路径的冷却介质以冷却半导体模块；（b）耦合到电力端子的多个汇流总线，所述汇流总线包括与直流电源的正电极连接的正汇流总线、与直流电源的负电极连接的负汇流总线、以及与交流负载连接的交流汇流总线；（c）电容器，其包括分别连接到正汇流总线和负汇流总线的第一汇流总线连接器端子和第二汇流总线连接器端子、以及连接到直流电源的第一输入端子和第二输入端子，电容器工作以使正汇流总线与负汇流总线之间形成的直流电压平滑；以及（d）输入端子台，其上安装有输入端子。

电容器被布置成与第一方向对准，在该第一方向上半导体模块被堆叠以形成半导体堆。电容器在第二方向上具有第一端部和与第一端部相对的第二端部，在该第二方向上电力端子从半导体模块延伸。第一端部面向第二方向。输入端子台位于电容器的第二端部附近。

在电力变换器的以上结构中，电容器被布置成在半导体模块被堆叠的第一方向上邻近半导体堆。换言之，不同于图11中的现有技术电力变换器9，电容器在电力端子延伸的第二方向上没有位于半导体堆的附近，由此允许减小电力变换器在第二方向上的尺寸或厚度。这为在第二方向上在电力变换器外部安装其它外围部件提供了增加的空间。

另外，输入端子台位于电容器的第二端部附近。换言之，输入端子台被布置成靠近电容器的这样的端部，该端部在第二方向上位于电容器的与电力端子相反的侧上，由此允许减小电容器的输入端子的长度。这消除了对诸如图11的现有技术电力变换器1的连接构件99的长连接器的需要，由此导致了电力变换器的制造成本降低并且还允许减小其尺寸。