JP7259686B2

JP7259686B2 - power converter

Info

Publication number: JP7259686B2
Application number: JP2019181662A
Authority: JP
Inventors: 正彦延原
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2019-10-01
Filing date: 2019-10-01
Publication date: 2023-04-18
Anticipated expiration: 2039-10-01
Also published as: JP2021058050A

Description

この明細書による開示は、電力変換装置に関する。 The disclosure according to this specification relates to a power converter.

直流電力と交流電力との間で電力変換を行う電力変換装置として、複数の電子回路基板と複数の半導体モジュールとを有するものが知られている。 2. Description of the Related Art As a power conversion device that converts power between DC power and AC power, one that has a plurality of electronic circuit boards and a plurality of semiconductor modules is known.

例えば特許文献１では、複数の電子回路基板は、互いの間に空間を設けながら厚み方向に積層配置されており、また、複数の電子回路基板の間には、電子回路基板における互いに対向する辺を構成する一対の端縁に沿って配された金属製の一対のステーが配置されている。複数の電子回路基板は、その端縁において、上記一対のステーに互いに固定されている。また、金属製の一対のステーは連結部を有している。 For example, in Patent Document 1, a plurality of electronic circuit boards are stacked in the thickness direction with a space provided between each other, and between the plurality of electronic circuit boards, sides facing each other in the electronic circuit boards are provided. A pair of stays made of metal are arranged along a pair of edges forming the . A plurality of electronic circuit boards are fixed to the pair of stays at their edges. Also, the pair of metal stays has a connecting portion.

複数の電子回路基板は、高圧系の電子回路基板と低圧系の電子回路基板とを有する。高圧系の電子回路基板は、複数の半導体モジュールをスイッチング駆動させるための駆動回路を有する。また、低圧系の電子回路基板は、半導体モジュールの駆動状態を制御するための制御回路を有する。 The plurality of electronic circuit boards includes a high-voltage electronic circuit board and a low-voltage electronic circuit board. A high-voltage electronic circuit board has a drive circuit for switching driving of a plurality of semiconductor modules. Further, the low-voltage electronic circuit board has a control circuit for controlling the driving state of the semiconductor module.

特開２００９－１５９７６７号公報JP 2009-159767 A

しかしながら、複数の電子回路基板を積層配置すると、例えば一方の電子回路基板に変圧器が搭載された構成では、変圧器を流れる電流によって発生した磁束によって、他方の電子回路基板が備える制御回路でノイズが生じ、制御回路の動作性能が低下する虞がある。 However, when a plurality of electronic circuit boards are stacked, for example, in a configuration in which a transformer is mounted on one electronic circuit board, the magnetic flux generated by the current flowing through the transformer causes noise in the control circuit of the other electronic circuit board. may occur, and the operating performance of the control circuit may be degraded.

本実施形態はかかる問題点に鑑みてなされたもので、制御回路の動作性能低下を抑制する電力変換装置を提供しようとするものである。 The present embodiment has been made in view of such problems, and is intended to provide a power converter that suppresses deterioration in the operating performance of the control circuit.

本実施形態の一態様は、第１基板（８）と、第２基板（９）と、複数の半導体モジュール（４）とを有する電力変換装置であって、
第１基板及び第２基板は、第１基板の厚み方向（Ｚ）に並んで配置されており、
半導体モジュールは、半導体素子（５）を有し、
第１基板は、半導体素子の駆動電圧を作る変圧器（１４）を有し、
第２基板は半導体素子の駆動状態を制御する制御部（１７）を有し、
第１基板と第２基板との間には導電性の基板間ステー（１０）が配置されており、
変圧器及び制御部の少なくとも一方を、第１基板の厚み方向に投影した範囲内には、基板間ステーの少なくとも一部が存在、
第１基板と基板間ステーとを接続する複数の第１固定部（１１、２９、３３）と、第２基板と基板間ステーとを接続する複数の第２固定部（１２、３０、３３）と、を有し、
複数の第２固定部の数は、複数の第１固定部の数よりも多い、電力変換装置にある。 One aspect of the present embodiment is a power conversion device having a first substrate (8), a second substrate (9), and a plurality of semiconductor modules (4),
The first substrate and the second substrate are arranged side by side in the thickness direction (Z) of the first substrate,
The semiconductor module has a semiconductor element (5),
The first substrate has a transformer (14) that produces a driving voltage for the semiconductor device,
The second substrate has a control section (17) for controlling the driving state of the semiconductor element,
A conductive inter-board stay (10) is arranged between the first board and the second board,
At least part of the inter-substrate stay exists within a range obtained by projecting at least one of the transformer and the control unit in the thickness direction of the first substrate ,
A plurality of first fixing parts (11, 29, 33) connecting the first board and the inter-board stays, and a plurality of second fixing parts (12, 30, 33) connecting the second board and the inter-board stays. and
The number of the plurality of second fixtures is in the power conversion device greater than the number of the plurality of first fixtures .

上記態様によれば、変圧器及び制御部の少なくとも一方が、基板間ステーと厚み方向に並んでいる。そのため、基板間ステーによって、変圧器から制御部に向かって伝播する磁束を遮蔽できる。すなわち、基板間ステーを有さない場合と比べて、変圧器から発生する磁束によって制御部でノイズが生じることを抑制できる。したがって、制御部の動作性能が低下することを抑制できる。 According to the above aspect, at least one of the transformer and the controller is arranged in the thickness direction with the inter-substrate stay. Therefore, the inter-substrate stay can shield the magnetic flux propagating from the transformer toward the control unit. That is, it is possible to suppress the generation of noise in the control section due to the magnetic flux generated from the transformer, as compared with the case where the inter-board stay is not provided. Therefore, it is possible to suppress the deterioration of the operating performance of the control unit.

なお、特許請求の範囲およびこの項に記載した括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものにすぎず、本開示の技術的範囲を限定するものではない。 It should be noted that the symbols in parentheses described in the claims and this section only indicate the correspondence with specific means described in the embodiments described later, and do not limit the technical scope of the present disclosure. do not have.

第１実施形態における電力変換装置１の断面図。Sectional drawing of the power converter device 1 in 1st Embodiment. 第１実施形態における半導体モジュール４の平面図。2 is a plan view of the semiconductor module 4 according to the first embodiment; FIG. 図１のＩＩＩ－ＩＩＩ断面図。III-III sectional view of FIG. 第１実施形態における第１基板８の平面図。The top view of the 1st board|substrate 8 in 1st Embodiment. 第１実施形態におけるトランス１４の平面図。2 is a plan view of the transformer 14 in the first embodiment; FIG. 第１実施形態における第２基板９の平面図。The top view of the 2nd board|substrate 9 in 1st Embodiment. 第１実施形態における基板間ステー１０の平面図。FIG. 2 is a plan view of the inter-board stay 10 according to the first embodiment; 第２実施形態における電力変換装置１の断面図。Sectional drawing of the power converter device 1 in 2nd Embodiment. 図８のＩＸ－ＩＸ断面図。IX-IX cross-sectional view of FIG. 第２実施形態における基板間ステー１０の平面図。The top view of the stay 10 between board|substrates in 2nd Embodiment. 第３実施形態における電力変換装置１の断面図。Sectional drawing of the power converter device 1 in 3rd Embodiment. 図１１のＸＩＩ－ＸＩＩ断面図。XII-XII sectional view of FIG. 他の実施形態における基板間ステー１０の平面図。The top view of the stay 10 between board|substrates in other embodiment. 他の実施形態における基板間ステー１０の平面図。The top view of the stay 10 between board|substrates in other embodiment.

以下、本開示の複数の実施形態を図面に基づいて説明する。尚、各実施形態において対応する構成要素には同一の符号を付すことにより、重複する説明を省略する場合がある。各実施形態において構成の一部分のみを説明している場合、当該構成の他の部分については、先行して説明した他の実施形態の構成を適用することができる。また、各実施形態の説明において明示している構成の組み合わせだけではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても複数の実施形態の構成同士を部分的に組み合わせることができる。そして、複数の実施形態及び変形例に記述された構成同士の明示されていない組み合わせも、以下の説明によって開示されているものとする。 A plurality of embodiments of the present disclosure will be described below based on the drawings. Note that redundant description may be omitted by assigning the same reference numerals to corresponding components in each embodiment. When only a part of the configuration is described in each embodiment, the configurations of other embodiments previously described can be applied to other portions of the configuration. In addition to the combination of the configurations explicitly specified in the description of each embodiment, it is possible to partially combine the configurations of a plurality of embodiments even if they are not explicitly specified, as long as there is no particular problem with the combination. Also, unspecified combinations of configurations described in a plurality of embodiments and modifications are also disclosed by the following description.

上記電力変換装置は、電気自動車やハイブリッド車等に搭載するための、車載用電力変換装置とすることができる。 The power conversion device can be an in-vehicle power conversion device to be mounted on an electric vehicle, a hybrid vehicle, or the like.

（第１実施形態）
図面を参照しながら、複数の実施形態を説明する。以下において、第１基板８の厚み方向をＺ方向、複数の冷却器３と複数の半導体モジュール４とが積層し、かつＺ方向と直行する方向をＸ方向、Ｘ方向及びＺ方向の両方向に直行する方向をＹ方向と定義する。 (First embodiment)
A number of embodiments will be described with reference to the drawings. In the following description, the Z direction is the thickness direction of the first substrate 8, the X direction is the direction in which the plurality of coolers 3 and the plurality of semiconductor modules 4 are stacked, and the direction perpendicular to the Z direction is the direction perpendicular to both the X direction and the Z direction. We define the Y direction as the direction in which

上記電力変換装置にかかる実施形態について、図１～図７を用いて説明する。本例において、変圧器はトランス１４、制御部はマイコン（マイクロコンピュータ、Micro computer）１７である。よって以下では、変圧器のことをトランス１４、制御部のことをマイコン１７、と記載する。また、本例において、第１固定部は、基板側第１締結孔１１、ステー側第１締結孔２９、及びねじ３３である。第２固定部は、基板側第２締結孔１２、ステー側第２締結孔３０、及びねじ３３である。よって以下では、第１固定部のことを基板側第１締結孔１１、ステー側第１締結孔２９、及びねじ３３と記載し、第２固定部のことを基板側第２締結孔１２、ステー側第２締結孔３０、及びねじ３３と記載する。本例の電力変換装置１は、電気自動車やハイブリッド車等の車両に搭載する車載用電力変換装置である。 An embodiment of the above power converter will be described with reference to FIGS. 1 to 7. FIG. In this example, the transformer is a transformer 14 and the controller is a microcomputer 17 . Therefore, hereinafter, the transformer will be referred to as the transformer 14 and the control unit as the microcomputer 17 . Also, in this example, the first fixing portions are the board-side first fastening hole 11 , the stay-side first fastening hole 29 , and the screw 33 . The second fixing parts are the board-side second fastening hole 12 , the stay-side second fastening hole 30 , and the screw 33 . Therefore, hereinafter, the first fixing portion is referred to as the board-side first fastening hole 11, the stay-side first fastening hole 29, and the screw 33, and the second fixing portion is referred to as the substrate-side second fastening hole 12, the stay-side first fastening hole 12, and the stay-side first fastening hole 29. The side second fastening hole 30 and the screw 33 are described. The power conversion device 1 of this example is an in-vehicle power conversion device mounted in a vehicle such as an electric vehicle or a hybrid vehicle.

図１は、電力変換装置１における各部品の配置を説明するための模式的な図である。図１に示すごとく、電力変換装置１は、構造体２０と、第１基板８と、第２基板９と、基板間ステー１０と、を有する。また、電力変換装置１は構造体２０と、第１基板８と、第２基板９と、基板間ステー１０とを収容するケース２を有する。ケース２は、熱伝導性を有する材料によって形成される。具体的には、アルミニウム等の金属によって形成される。ケース２は電力変換装置１の最外部に配置されており、電力変換装置１の外部空気と接している。 FIG. 1 is a schematic diagram for explaining the arrangement of components in a power conversion device 1. As shown in FIG. As shown in FIG. 1 , the power converter 1 has a structure 20 , a first substrate 8 , a second substrate 9 , and an inter-substrate stay 10 . The power conversion device 1 also has a case 2 that accommodates the structure 20 , the first substrate 8 , the second substrate 9 , and the inter-substrate stay 10 . The case 2 is made of a thermally conductive material. Specifically, it is made of metal such as aluminum. The case 2 is arranged at the outermost part of the power conversion device 1 and is in contact with the outside air of the power conversion device 1 .

構造体２０は、複数の冷却器３と複数の半導体モジュール４とを有する。冷却器３は、熱伝導性の高い材料によって形成される。具体的にはアルミニウム等の金属によって形成される。冷却器３は扁平形状の管状体になっており、管内部には冷媒が流れる。 The structure 20 has multiple coolers 3 and multiple semiconductor modules 4 . Cooler 3 is made of a material with high thermal conductivity. Specifically, it is made of metal such as aluminum. The cooler 3 is a flat tubular body, and a refrigerant flows inside the tube.

図２は、半導体モジュール４の平面図である。半導体モジュール４は、１つの半導体素子５に１つの還流ダイオード３９を逆並列に接続した素子カップル４０を２つ有する。素子カップル４０をＹ方向に２組並べて１つの半導体モジュール４とすることで、素子カップル４０を１組で１つの半導体モジュール４とする場合と比べて、電力変換装置１の省スペース化を図ることができる。本例の電力変換装置１においては、半導体素子５はＩＧＢＴを用いているが、ＭＯＳＦＥＴといった他の半導体素子を用いても良い。また、電力変換装置１は図示しない直流電源２１と接続されており、半導体素子５がスイッチング駆動することで、直流電源２１の直流電圧は交流電圧に変換される。 FIG. 2 is a plan view of the semiconductor module 4. FIG. The semiconductor module 4 has two element couples 40 in which one free wheel diode 39 is connected in anti-parallel to one semiconductor element 5 . By arranging two sets of the element couples 40 in the Y direction to form one semiconductor module 4, the space of the power conversion device 1 can be reduced compared to the case where one set of the element couples 40 forms one semiconductor module 4. can be done. In the power conversion device 1 of this example, the semiconductor element 5 uses an IGBT, but other semiconductor elements such as a MOSFET may be used. Further, the power converter 1 is connected to a DC power supply 21 (not shown), and the semiconductor element 5 is switchingly driven to convert the DC voltage of the DC power supply 21 into an AC voltage.

図１に示すごとく、複数の冷却器３と複数の半導体モジュール４とは積層されている。そのため、冷却器３はＸ方向の両面から半導体モジュール４に接している。よって、１つの半導体モジュール４で発生した熱は、２つの冷却器３の内部を流れる冷媒へと放熱され、その結果半導体モジュール４は冷却される。 As shown in FIG. 1, a plurality of coolers 3 and a plurality of semiconductor modules 4 are stacked. Therefore, the cooler 3 is in contact with the semiconductor module 4 from both sides in the X direction. Therefore, the heat generated in one semiconductor module 4 is radiated to the coolant flowing inside the two coolers 3, and as a result the semiconductor module 4 is cooled.

また、図３は電力変換装置１の断面図であり、図１のＩＩＩ－ＩＩＩ断面図である。電力変換装置１は、半導体モジュール４と第１基板８とを接続する端子７を有する。端子７は金属製の直線棒状体である。１つの半導体モジュール４は、２つの素子カップル４０を有する。そのため、端子７は、２つの素子カップル４０にそれぞれ接続される第１端子７ａと、第２端子７ｂと、を有する。第１端子７ａおよび第２端子７ｂは、絶縁距離を設けるため、Ｙ方向に一定間隔をあけて配置される。 3 is a cross-sectional view of the power conversion device 1, which is a cross-sectional view taken along line III-III in FIG. The power conversion device 1 has terminals 7 that connect the semiconductor module 4 and the first substrate 8 . The terminal 7 is a straight rod-shaped body made of metal. One semiconductor module 4 has two element couples 40 . Therefore, the terminal 7 has a first terminal 7a and a second terminal 7b that are connected to the two element couples 40, respectively. The first terminal 7a and the second terminal 7b are arranged at a constant interval in the Y direction in order to provide an insulation distance.

図４は、第１基板８の平面図である。第１基板８は、半導体モジュール４をスイッチング駆動させるための駆動回路を有する高圧系の電子回路基板である。第１基板８は、トランス１４と、コンデンサ１５と、基板側第１締結孔１１と、端子接続部２２と、コネクタ１６と、を有する。端子接続部２２は、第１端子接続部２２ａと第２端子接続部２２ｂと含む。また、第１基板８は、基板の周縁部である第１基板端部８ａと、基板の中心部である第１基板中心部８ｂとを有する。 FIG. 4 is a plan view of the first substrate 8. FIG. The first substrate 8 is a high-voltage electronic circuit substrate having a driving circuit for switching driving the semiconductor module 4 . The first board 8 has a transformer 14 , a capacitor 15 , a board-side first fastening hole 11 , a terminal connection portion 22 , and a connector 16 . The terminal connection portion 22 includes a first terminal connection portion 22a and a second terminal connection portion 22b. Further, the first substrate 8 has a first substrate edge portion 8a that is the peripheral portion of the substrate and a first substrate central portion 8b that is the central portion of the substrate.

図５は、トランス１４の平面図である。トランス１４は、コア２５と、コア２５を中心に巻かれた一次コイル２３と二次コイル２４と、によって形成されており、上記車両のＥＣＵ（Engine Control Unit）の電圧を、半導体素子５を駆動する、より高い電圧へと変換するために用いられる。本実施形態における電力変換装置１は、一次コイル２３及び二次コイル２４の磁気飽和を防ぐため、一次コイル２３及び二次コイル２４内部のコア２５にそれぞれ隙間２６を設けている。ここで、一次コイル２３及び二次コイル２４で発生した磁束が、隙間２６を飛び越えようとする際に、もれ磁束２８が生じる。 5 is a plan view of the transformer 14. FIG. The transformer 14 is formed by a core 25, and a primary coil 23 and a secondary coil 24 wound around the core 25. The voltage of the ECU (Engine Control Unit) of the vehicle is used to drive the semiconductor element 5. used to convert to a higher voltage. In order to prevent magnetic saturation of the primary coil 23 and the secondary coil 24 , the power conversion device 1 according to the present embodiment has gaps 26 in the cores 25 inside the primary coil 23 and the secondary coil 24 . Here, when the magnetic flux generated by the primary coil 23 and the secondary coil 24 attempts to jump over the gap 26, leakage magnetic flux 28 is generated.

また、コンデンサ１５は、電子回路を流れる伝導ノイズを除去する。コネクタ１６は、第１基板８と第２基板９とを電気的に接続する。 Capacitor 15 also removes conduction noise that flows through the electronic circuit. The connector 16 electrically connects the first board 8 and the second board 9 .

半導体モジュール４及び冷却器３は、Ｘ方向に積層して配置される。そのため、複数の第１端子７ａ及び複数の第２端子７ｂもＸ方向に並んで配置される。第１端子７ａ及び第２端子７ｂがＸ方向に並んで配置されると、それぞれの端子７ａ、７ｂに接続される第１端子接続部２２ａ及び第２端子接続部２２ｂも、第１基板８上で、Ｘ方向に並んで配置される。また、第１端子７ａ及び第２端子７ｂはＹ方向に一定距離を設けて配置されるため、第１端子接続部２２ａ及び第２端子接続部２２ｂも、Ｙ方向に一定距離を設けて第１基板８上に配置される。トランス１４は、第１端子接続部２２ａ及び第２端子接続部２２ｂがＹ方向に設けた一定距離の間に配置される。すなわち、第１基板８は、Ｙ方向の各両端に第１端子７ａもしくは第２端子７ｂを有し、Ｙ方向の中心部にトランス１４を有する。 The semiconductor modules 4 and coolers 3 are stacked in the X direction. Therefore, the plurality of first terminals 7a and the plurality of second terminals 7b are also arranged side by side in the X direction. When the first terminal 7a and the second terminal 7b are arranged side by side in the X direction, the first terminal connection portion 22a and the second terminal connection portion 22b connected to the respective terminals 7a and 7b are also formed on the first substrate 8. are arranged side by side in the X direction. In addition, since the first terminal 7a and the second terminal 7b are arranged with a certain distance in the Y direction, the first terminal connection portion 22a and the second terminal connection portion 22b are also arranged with a certain distance in the Y direction. It is arranged on the substrate 8 . The transformer 14 is arranged between the first terminal connection portion 22a and the second terminal connection portion 22b at a fixed distance in the Y direction. That is, the first substrate 8 has the first terminal 7a or the second terminal 7b at each end in the Y direction, and the transformer 14 at the center in the Y direction.

第１基板８は、第１端子接続部２２ａ及び第２端子接続部２２ｂを有することから、半導体モジュール４と近接する必要がある。そのため、図１に示すごとく、第１基板８は第２基板９と比べ、半導体モジュール４に近い位置に配置される。 Since the first substrate 8 has the first terminal connection portion 22a and the second terminal connection portion 22b, it needs to be close to the semiconductor module 4. As shown in FIG. Therefore, as shown in FIG. 1, the first substrate 8 is arranged closer to the semiconductor module 4 than the second substrate 9 is.

図６は、第２基板９の平面図である。第２基板９は、半導体素子５の駆動状態を制御するための制御回路を有する低圧系の電子回路基板である。本例の電力変換装置１は、高圧系の第１基板８及び低圧系の第２基板９を有する。そのため、１枚の電子回路基板が高圧系の電子回路と低圧系の電子回路との両方を備える場合と比べ、１枚当たりの電子回路基板の面積を小さくすることができる。よって、電力変換装置１のＸ方向及びＹ方向の長さを小さくすることができる。また、高圧系の電子回路と低圧系の電子回路とをそれぞれ別の基板に配置することで、高圧系の電子回路と低圧系の電子回路とが離間して配置されるため、第１基板８及び第２基板９の絶縁性を向上させることができる。第２基板９は、マイコン１７と、コンデンサ１５と、基板側第２締結孔１２と、を有する。 6 is a plan view of the second substrate 9. FIG. The second board 9 is a low-voltage electronic circuit board having a control circuit for controlling the drive state of the semiconductor element 5 . The power conversion device 1 of this example has a high-voltage first substrate 8 and a low-voltage second substrate 9 . Therefore, the area of each electronic circuit board can be reduced compared to the case where one electronic circuit board includes both high-voltage electronic circuits and low-voltage electronic circuits. Therefore, the length of the power conversion device 1 in the X direction and the Y direction can be reduced. Further, by arranging the high-voltage electronic circuit and the low-voltage electronic circuit on different substrates, the high-voltage electronic circuit and the low-voltage electronic circuit are arranged apart from each other. And the insulation of the second substrate 9 can be improved. The second board 9 has a microcomputer 17 , a capacitor 15 , and a board-side second fastening hole 12 .

マイコン１７は、ＥＣＵの指示を基に半導体素子５のスイッチング制御を行う。また、第２基板９は、基板の周縁部である第２基板端部９ａと、基板の中心部である第２基板中心部９ｂとを有する。基板側第２締結孔１２は、基板側端部第２締結孔１２ａと、基板側中心第２締結孔１２ｂと、を有する。基板側端部第２締結孔１２ａは、第２基板端部９ａに配置され、基板側中心第２締結孔１２ｂは、第２基板中心部９ｂに配置される。基板側端部第２締結孔１２ａは、第２基板端部９ａの外周縁に沿って並んでいる。基板側端部第２締結孔１２ａは、基板側中心第２締結孔１２ｂよりも、第２基板９の外周縁に近い位置にある。 The microcomputer 17 performs switching control of the semiconductor element 5 based on instructions from the ECU. Further, the second substrate 9 has a second substrate edge portion 9a that is the peripheral portion of the substrate and a second substrate central portion 9b that is the central portion of the substrate. The substrate-side second fastening hole 12 has a substrate-side end second fastening hole 12a and a substrate-side central second fastening hole 12b. The board-side end second fastening hole 12a is arranged at the second board end 9a, and the board-side center second coupling hole 12b is arranged at the second board central part 9b. The board-side end second fastening holes 12a are arranged along the outer peripheral edge of the second board end 9a. The substrate-side end second fastening hole 12a is located closer to the outer peripheral edge of the second substrate 9 than the substrate-side central second fastening hole 12b.

第２基板９は、電力変換装置１の外部のＥＣＵと電気的に接続される。そのため、図１に示すごとく、第１基板８よりも、半導体モジュール４から遠い位置に配置される。 The second board 9 is electrically connected to an ECU outside the power converter 1 . Therefore, as shown in FIG. 1, it is arranged farther from the semiconductor module 4 than the first substrate 8 is.

図７は、基板間ステー１０の平面図である。基板間ステー１０は、導電性を有する材料によって構成される。具体的には、アルミニウム等の金属が用いられる。また、基板間ステー１０はダイカストによって形成される。基板間ステー１０は枠部１８と、橋部１９と、穴部４５と、ステー側第２締結孔３０と、を有する。 FIG. 7 is a plan view of the inter-board stay 10. FIG. The inter-board stay 10 is made of a conductive material. Specifically, a metal such as aluminum is used. Further, the inter-substrate stay 10 is formed by die casting. The inter-board stay 10 has a frame portion 18 , a bridge portion 19 , a hole portion 45 , and a stay-side second fastening hole 30 .

ステー側第２締結孔３０は、ステー側端部第２締結孔３０ａと、ステー側中心第２締結孔３０ｂと、を有する。枠部１８は、基板接触部４２と、ケース接触部４３と、脚部４４と、を有する。基板接触部４２は、ステー側第１締結孔２９と、ステー側端部第２締結孔３０ａと、を有する。ケース接触部４３は、ステー側第３締結孔３１を有する。基板接触部４２とケース接触部４３とは、脚部４４を介して接続されている。橋部１９は、ステー側中心第２締結孔３０ｂを有する。また、穴部４５は、基板間ステー１０のうち、金属が存在しない部分である。 The stay-side second fastening hole 30 has a stay-side end second fastening hole 30a and a stay-side center second fastening hole 30b. The frame portion 18 has a board contact portion 42 , a case contact portion 43 and leg portions 44 . The board contact portion 42 has a first stay-side fastening hole 29 and a second stay-side end fastening hole 30a. The case contact portion 43 has a stay-side third fastening hole 31 . The board contact portion 42 and the case contact portion 43 are connected via the leg portion 44 . The bridge portion 19 has a stay-side central second fastening hole 30b. Further, the hole portion 45 is a portion of the inter-substrate stay 10 where no metal is present.

図１に示すごとく、基板間ステー１０は、第１基板８と第２基板９との間に配置される。すなわち、第１基板８、基板間ステー１０、第２基板９の順に、Ｚ方向に並んで配置される。また、基板接触部４２のＺ方向の大きさは、橋部１９のＺ方向の大きさに比べて大きい。よって、基板接触部４２は第１基板８及び第２基板９に接触しており、橋部１９は第２基板９とは接触しているが、第１基板８とは接触しない。また、基板接触部４２のＺ方向の大きさは、橋部１９及びトランス１４のＺ方向の大きさの合計よりも大きい。そのため、橋部１９は、トランス１４とは接触しない。 As shown in FIG. 1, the inter-board stay 10 is arranged between the first board 8 and the second board 9 . That is, the first substrate 8, the inter-substrate stay 10, and the second substrate 9 are arranged in this order in the Z direction. Also, the size of the substrate contact portion 42 in the Z direction is larger than the size of the bridge portion 19 in the Z direction. Therefore, the substrate contact portion 42 is in contact with the first substrate 8 and the second substrate 9 , and the bridge portion 19 is in contact with the second substrate 9 but not in contact with the first substrate 8 . Also, the size of the substrate contact portion 42 in the Z direction is larger than the sum of the sizes of the bridge portion 19 and the transformer 14 in the Z direction. Therefore, the bridge portion 19 does not contact the transformer 14 .

図１及び図７に示すごとく、第１基板端部８ａ及び基板接触部４２は、基板側第１締結孔１１とステー側第１締結孔２９と、にねじ３３が挿通され、互いに固定されている。そのため、第１基板端部８ａ及び基板接触部４２は、直に接している。第１基板端部８ａをＺ方向に投影した範囲内には枠部１８が存在する。 As shown in FIGS. 1 and 7, the first substrate end portion 8a and the substrate contact portion 42 are fixed to each other by inserting screws 33 into the substrate side first fastening hole 11 and the stay side first fastening hole 29. there is Therefore, the first substrate end portion 8a and the substrate contact portion 42 are in direct contact with each other. A frame portion 18 exists within a range obtained by projecting the first substrate end portion 8a in the Z direction.

第２基板端部９ａ及び基板接触部４２は、基板側端部第２締結孔１２ａとステー側端部第２締結孔３０ａと、にねじ３３が挿通されることで固定される。そのため、第２基板端部９ａ及び基板接触部４２は直に接している。第２基板端部９ａをＺ方向に投影した範囲内には枠部１８が存在する。また、第１基板端部８ａ、基板接触部４２、及び第２基板端部９ａは記載した順に、Ｚ方向に並んで配置される。 The second board end portion 9a and the board contact portion 42 are fixed by inserting the screw 33 through the board side end second fastening hole 12a and the stay side end second fastening hole 30a. Therefore, the second substrate end portion 9a and the substrate contact portion 42 are in direct contact. A frame portion 18 exists within a range obtained by projecting the second substrate end portion 9a in the Z direction. Also, the first substrate end portion 8a, the substrate contact portion 42, and the second substrate end portion 9a are arranged side by side in the Z direction in the described order.

第２基板中心部９ｂ及び橋部１９は、基板側中心第２締結孔１２ｂとステー側中心第２締結孔３０ｂと、にねじ３３が挿通されることで固定される。そのため、第２基板中心部９ｂ及び橋部１９は直に接している。 The second substrate center portion 9b and the bridge portion 19 are fixed by inserting screws 33 through the substrate side center second fastening hole 12b and the stay side center second fastening hole 30b. Therefore, the second substrate central portion 9b and the bridge portion 19 are in direct contact.

本例の電力変換装置１においては、ステー側第２締結孔３０及び基板側第２締結孔１２の数は、ステー側第１締結孔２９及び基板側第１締結孔１１の数よりも多い。具体的には、ステー側第１締結孔２９及び基板側第１締結孔１１の数は、ステー側端部第２締結孔３０ａ及び基板側端部第２締結孔１２ａの数と等しく４つである。さらに、ステー側中心第２締結孔３０ｂ及び基板側中心第２締結孔１２ｂの数は１つである。よって、ステー側第２締結孔３０及び基板側第２締結孔１２の数は、ステー側第１締結孔２９及び基板側第１締結孔１１の数と比べ、ステー側中心第２締結孔３０ｂ及び基板側中心第２締結孔１２ｂの数の分、１つ多い。 In the power conversion device 1 of this example, the number of stay-side second fastening holes 30 and board-side second fastening holes 12 is greater than the number of stay-side first fastening holes 29 and board-side first fastening holes 11 . Specifically, the number of stay-side first fastening holes 29 and board-side first fastening holes 11 is four, which is equal to the number of stay-side end second fastening holes 30a and board-side end second fastening holes 12a. be. Furthermore, the number of the stay side center second fastening hole 30b and the board side center second fastening hole 12b is one. Therefore, the number of stay-side second fastening holes 30 and board-side second fastening holes 12 is greater than the number of stay-side first fastening holes 29 and board-side first fastening holes 11 . It is one more than the number of board-side center second fastening holes 12b.

第１基板８及び第２基板９と、基板間ステー１０の枠部１８とは、ねじ３３によって互いに固定されているため、それぞれの電子回路基板のＺ方向の剛性が高まる。よって、外力が作用しても、第１基板８と第２基板９とが大きく変形することを抑制することができる。また、このようにそれぞれの電子回路基板の変形を抑制できることにより、第１基板８と第２基板９との間隔を小さくすることができ、電力変換装置１の小型化を図ることができる。 Since the first board 8 and the second board 9 and the frame portion 18 of the inter-board stay 10 are fixed to each other by screws 33, the rigidity of each electronic circuit board in the Z direction is increased. Therefore, even if an external force acts, large deformation of the first substrate 8 and the second substrate 9 can be suppressed. In addition, since the deformation of each electronic circuit board can be suppressed in this way, the distance between the first board 8 and the second board 9 can be reduced, and the size of the power converter 1 can be reduced.

また、第２基板中心部９ｂ及び橋部１９は、基板側中心第２締結孔１２ｂとステー側中心第２締結孔３０ｂと、にねじ３３が挿通され互いに固定されている。そのため、第２基板中心部９ｂ及び橋部１９は直に接している。第２基板中心部９ｂをＺ方向に投影した範囲内には橋部１９が存在する。 Further, the second substrate center portion 9b and the bridge portion 19 are fixed to each other by inserting a screw 33 through the substrate side center second fastening hole 12b and the stay side center second fastening hole 30b. Therefore, the second substrate central portion 9b and the bridge portion 19 are in direct contact. A bridge portion 19 exists within a range obtained by projecting the second substrate central portion 9b in the Z direction.

ケース２及びケース接触部４３は、ケース側第３締結孔１３とステー側第３締結孔３１と、にねじ３３が挿通されることで固定される。そのため、ケース２及びケース接触部４３は直に接している。 The case 2 and the case contact portion 43 are fixed by inserting the screws 33 through the case-side third fastening hole 13 and the stay-side third fastening hole 31 . Therefore, the case 2 and the case contact portion 43 are in direct contact.

トランス１４をＺ方向に投影した範囲内には、基板間ステー１０の少なくとも一部が存在する。具体的には、トランス１４をＺ方向に投影した範囲内には、橋部１９の少なくとも一部が存在する。また、トランス１４をＺ方向に投影した範囲内には、ステー側中心第２締結孔３０ｂ及び基板側中心第２締結孔１２ｂが存在する。すなわち、トランス１４、ステー側中心第２締結孔３０ｂ、基板側中心第２締結孔１２ｂ、の順にＺ方向に並んでいる。 At least part of the inter-substrate stay 10 exists within the range of the transformer 14 projected in the Z direction. Specifically, at least part of the bridge 19 exists within a range of the transformer 14 projected in the Z direction. Further, the stay-side center second fastening hole 30b and the substrate-side center second fastening hole 12b are present within the range of the transformer 14 projected in the Z direction. That is, the transformer 14, the stay-side center second fastening hole 30b, and the board-side center second fastening hole 12b are arranged in this order in the Z direction.

端子７をＺ方向に投影した範囲内には、穴部４５が存在する。すなわち、端子７、端子接続部２２、及び穴部４５はＺ方向に並んで配置される。また、端子７をＺ方向に投影した範囲内には、マイコン１７が存在する。 A hole 45 exists within a range of the terminal 7 projected in the Z direction. That is, the terminals 7, the terminal connection portions 22, and the hole portions 45 are arranged side by side in the Z direction. Further, the microcomputer 17 exists within the range of the terminals 7 projected in the Z direction.

本例の作用効果について説明する。トランス１４内の一次コイル２３及び二次コイル２４に電流が流れると、磁束が発生する。この際に、もれ磁束２８がマイコン１７に伝播すると、もれ磁束２８によって電流が発生し、マイコン１７における放射ノイズとなり、マイコン１７が、半導体素子５のスイッチング駆動の誤作動を起こす虞がある。そこで、図１に示すごとく、本例における電力変換装置１においては、トランス１４をＺ方向に投影した範囲内には、基板間ステー１０の少なくとも一部が存在する。そのため、基板間ステー１０は、トランス１４から発生するもれ磁束２８によって、マイコン１７で放射ノイズが生じることを抑制できる。したがって、基板間ステー１０を有さない場合と比べて、マイコン１７が半導体素子５のスイッチング駆動の誤作動を起こすことを抑制できる。 The effects of this example will be described. Magnetic flux is generated when a current flows through the primary coil 23 and the secondary coil 24 in the transformer 14 . At this time, if the leaked magnetic flux 28 propagates to the microcomputer 17 , a current is generated by the leaked magnetic flux 28 and becomes radiation noise in the microcomputer 17 . . Therefore, as shown in FIG. 1, in the power conversion device 1 of this example, at least part of the inter-board stay 10 exists within a range of the transformer 14 projected in the Z direction. Therefore, the inter-board stay 10 can suppress the generation of radiation noise in the microcomputer 17 due to the leakage magnetic flux 28 generated from the transformer 14 . Therefore, compared with the case where the inter-substrate stay 10 is not provided, it is possible to prevent the microcomputer 17 from malfunctioning in the switching drive of the semiconductor element 5 .

なお、基板間ステー１０を、Ｚ方向に投影した範囲内に含まれるトランス１４の面積がより大きいほど、作用効果は顕著に表れる。具体的には、基板間ステー１０を、第１基板８に対してＺ方向に投影した範囲内に、トランス１４が全て含まれることが好ましい。また、第１基板８が複数のトランス１４を有する場合、より多くのトランス１４をＺ方向に投影した範囲内に、基板間ステー１０がすることが好ましい。特に、全てのトランス１４をＺ方向に投影した範囲内に、基板間ステー１０が配置されることが好ましい。 The larger the area of the transformer 14 included in the range of the inter-substrate stay 10 projected in the Z direction, the more remarkable the action and effect. Specifically, it is preferable that all the transformers 14 are included within a range in which the inter-substrate stay 10 is projected onto the first substrate 8 in the Z direction. Further, when the first substrate 8 has a plurality of transformers 14, it is preferable that the inter-substrate stay 10 be within a range where more transformers 14 are projected in the Z direction. In particular, it is preferable that the inter-substrate stay 10 is arranged within a range obtained by projecting all the transformers 14 in the Z direction.

また、図７に示すごとく、トランス１４をＺ方向に投影した範囲内には、橋部１９の少なくとも一部が存在し、端子７をＺ方向に投影した範囲内には、穴部４５が存在する。そのため、基板間ステー１０が板状のプレートである場合（図１３参照）と比べ、トランス１４からマイコン１７に向かって伝播するもれ磁束２８を遮蔽しつつ、基板間ステー１０を小型化及び軽量化することができる。 Further, as shown in FIG. 7, at least a portion of the bridge portion 19 exists within the range of the transformer 14 projected in the Z direction, and the hole portion 45 exists within the range of the terminal 7 projected in the Z direction. do. Therefore, compared to the case where the inter-board stay 10 is a plate-like plate (see FIG. 13), the inter-board stay 10 can be made smaller and lighter while shielding the leakage magnetic flux 28 propagating from the transformer 14 toward the microcomputer 17. can be

また、基板間ステー１０が板状のプレートである場合（図１３参照）、第１基板８と基板間ステー１０とに囲まれた空間が形成される。そのため、端子接続部２２で発生した熱は、第１基板８と基板間ステー１０とに囲まれた空間の中にこもってしまう。そこで、本例の電力変換装置１においては、端子７をＺ方向に投影した範囲内には穴部４５が存在する。そのため、基板間ステー１０が板状のプレートである場合（図１３参照）と異なり、基板間ステー１０と第１基板８とに囲まれた空間が形成されないため、第１基板８と基板間ステー１０との間に熱がこもりにくい。 When the inter-board stay 10 is a plate (see FIG. 13), a space surrounded by the first board 8 and the inter-board stay 10 is formed. Therefore, the heat generated at the terminal connection portion 22 is trapped in the space surrounded by the first substrate 8 and the inter-substrate stay 10 . Therefore, in the power conversion device 1 of this example, the hole portion 45 exists within a range of the terminals 7 projected in the Z direction. Therefore, unlike the case where the inter-board stay 10 is a plate-like plate (see FIG. 13), a space surrounded by the inter-board stay 10 and the first board 8 is not formed. It is difficult for heat to stay between 10 and 10.

また、本例の電力変換装置１においては、基板接触部４２を介して第１基板８と第２基板９とが接続されることで、第１基板８と第２基板９との絶縁距離を保つことができる。一方、橋部１９のＺ方向の大きさは、基板接触部４２のＺ方向の大きさに比べて小さい。そのため、橋部１９とトランス１４との絶縁距離を保ちつつ、トランス１４のもれ磁束２８を遮蔽することができる。 Further, in the power conversion device 1 of the present example, the first substrate 8 and the second substrate 9 are connected via the substrate contact portion 42, so that the insulation distance between the first substrate 8 and the second substrate 9 is reduced to can keep. On the other hand, the size of the bridge portion 19 in the Z direction is smaller than the size of the substrate contact portion 42 in the Z direction. Therefore, the leakage magnetic flux 28 of the transformer 14 can be shielded while maintaining the insulating distance between the bridge portion 19 and the transformer 14 .

また、図１に示すごとく、第１基板８は、基板間ステー１０の枠部１８と接続されることに加え、端子７によって半導体モジュール４とも接続されている。一方で、第２基板９は基板間ステー１０の枠部１８と接続されるのみの場合（図８～ｊ参照）、第２基板９は、第１基板８と比べ、固定点が少なく、耐振性が低い。そこで、第２基板９と基板間ステー１０との固定点の数を、第１基板８と基板間ステー１０との固定点の数よりも多くする。具体的には、第１基板８は、基板間ステー１０と接続するための基板側第１締結孔１１を４つ有する。一方、第２基板９は、基板間ステー１０の枠部１８と接続するための基板側端部第２締結孔１２ａを４つ有することに加え、橋部１９と接続するための基板側中心第２締結孔１２ｂを１つ有する。第２基板９は、基板側中心第２締結孔１２ｂを有するため、第１基板８と比べ、基板間ステー１０により強く固定される。そのため、第２基板９の耐振性を向上させることができる。 Further, as shown in FIG. 1 , the first board 8 is connected not only to the frame portion 18 of the inter-board stay 10 but also to the semiconductor module 4 via the terminals 7 . On the other hand, when the second substrate 9 is only connected to the frame portion 18 of the inter-board stay 10 (see FIGS. 8 to j), the second substrate 9 has fewer fixing points than the first substrate 8 and is vibration resistant. low sex. Therefore, the number of fixing points between the second board 9 and the inter-board stay 10 is made larger than the number of fixing points between the first board 8 and the inter-board stay 10 . Specifically, the first board 8 has four board-side first fastening holes 11 for connecting with the inter-board stay 10 . On the other hand, the second board 9 has four board-side end second fastening holes 12 a for connecting with the frame part 18 of the inter-board stay 10 , and also has board-side center second fastening holes 12 a for connecting with the bridge part 19 . It has one 2 fastening hole 12b. Since the second board 9 has the board-side central second fastening hole 12b, compared to the first board 8, the second board 9 is fixed by the inter-board stay 10 more strongly. Therefore, the vibration resistance of the second substrate 9 can be improved.

また、図１に示すごとく、基板間ステー１０は熱伝導性を有するケース２に接続されている。そのため、基板間ステー１０からケース２への放熱経路ができる。また、ケース２は電力変換装置１の最外部に配置されており、電力変換装置１の外部空気と接している。すなわち、基板間ステー１０から電力変換装置１外部の空気への放熱経路ができる。よって、ケース２と基板間ステー１０とが接続されていない場合と比べ、基板間ステー１０が放熱されやすい。さらに、第１基板８及び第２基板９は基板間ステー１０に固定されているため、第１基板８及び第２基板９から基板間ステー１０を介して電力変換装置１外部への空気への放熱経路ができる。よって、第１基板８及び第２基板９も冷却されやすい。 Further, as shown in FIG. 1, the inter-substrate stay 10 is connected to the case 2 having thermal conductivity. Therefore, a heat radiation path from the inter-substrate stay 10 to the case 2 is formed. Moreover, the case 2 is arranged at the outermost part of the power conversion device 1 and is in contact with the outside air of the power conversion device 1 . That is, a heat radiation path from the inter-board stay 10 to the air outside the power converter 1 is formed. Therefore, compared to the case where the case 2 and the inter-board stay 10 are not connected, the inter-board stay 10 is more likely to dissipate heat. Furthermore, since the first board 8 and the second board 9 are fixed to the inter-board stay 10, the air from the first board 8 and the second board 9 to the outside of the power converter 1 through the inter-board stay 10 A heat dissipation path is created. Therefore, the first substrate 8 and the second substrate 9 are also easily cooled.

（第２実施形態）
上記電力変換装置にかかる実施形態について、図８～図１０を用いて説明する。図８は、電力変換装置１における各部品の配置を説明するための模式的な図である。本例の電力変換装置１においては、ステー側中心第２締結孔３０ｂ及び基板側中心第２締結孔１２ｂに代えて、くぼみ部４６を有する。くぼみ部４６は、橋部１９に配置される。 (Second embodiment)
An embodiment of the power converter will be described with reference to FIGS. 8 to 10. FIG. FIG. 8 is a schematic diagram for explaining the arrangement of components in the power converter 1. As shown in FIG. In the power conversion device 1 of this example, a depression 46 is provided in place of the stay-side center second fastening hole 30b and the board-side center second fastening hole 12b. A depression 46 is located in the bridge 19 .

くぼみ部４６は、橋部１９の一部がＺ方向の第２基板９側に向けて凹んでいることで形成される。くぼみ部４６と第１基板８とのＺ方向の間隔は、橋部１９のうち、くぼみ部４６以外の部分と第１基板８とのＺ方向の間隔よりも大きい。また、くぼみ部４６は、橋部１９のくぼみ部４６以外の部分と比べて、Ｚ方向の厚みが小さい。 The recessed portion 46 is formed by partially recessing the bridge portion 19 toward the second substrate 9 side in the Z direction. The Z-direction spacing between the recess 46 and the first substrate 8 is greater than the Z-direction spacing between the first substrate 8 and the portion of the bridge 19 other than the recess 46 . In addition, the recessed portion 46 has a smaller thickness in the Z direction than the portion of the bridge portion 19 other than the recessed portion 46 .

また、基板間ステー１０とトランス１４とは当接している。具体的には、基板間ステー１０の橋部１９とトランス１４が直に接している。特に、くぼみ部４６とトランス１４とが直に接している。本例の電力変換装置１においては、トランス１４は、くぼみ部４６をＺ方向に投影した範囲内に配置される。 Further, the inter-substrate stay 10 and the transformer 14 are in contact with each other. Specifically, the bridge portion 19 of the inter-board stay 10 and the transformer 14 are in direct contact with each other. In particular, the recess 46 and the transformer 14 are in direct contact. In the power conversion device 1 of this example, the transformer 14 is arranged within a range of the depression 46 projected in the Z direction.

図９は、電力変換装置１における各部品の配置を説明するための模式的な図であり、図８のＩＸ―ＩＸ断面図である。図８及び図９に示すごとく、基板間ステー１０とマイコン１７とは、Ｚ方向に並んで配置される。また、基板間ステー１０とトランス１４とは、Ｚ方向に並んで配置される。すなわち、橋部１９をＺ方向に投影した範囲内には、マイコン１７及びトランス１４が存在する。 FIG. 9 is a schematic diagram for explaining the arrangement of each component in the power conversion device 1, and is a cross-sectional view taken along line IX-IX in FIG. As shown in FIGS. 8 and 9, the inter-substrate stay 10 and the microcomputer 17 are arranged side by side in the Z direction. Further, the inter-substrate stay 10 and the transformer 14 are arranged side by side in the Z direction. That is, the microcomputer 17 and the transformer 14 are present within the range of the bridge portion 19 projected in the Z direction.

その他、第１実施形態と同様の構成を有する。 In addition, it has the same configuration as the first embodiment.

本実施形態の作用効果について説明する。本例の電力変換装置１においては、トランス１４及びマイコン１７をＺ方向に投影した範囲内には、基板間ステー１０の少なくとも一部が存在する。そのため、トランス１４をＺ方向に投影した範囲内には基板間ステー１０が存在し、マイコン１７をＺ方向に投影した範囲内には基板間ステーが存在しない場合（図３参照）と比べて、トランス１４から発生するもれ磁束２８をより遮蔽することができる。よって、トランス１４及びマイコン１７の双方をＺ方向に投影した範囲内に基板間ステー１０の少なくとも一部が存在するほうが、トランス１４から発生するもれ磁束２８によって、マイコン１７で放射ノイズが生じることをより抑制できる。したがって、マイコン１７が半導体素子５のスイッチング駆動の誤作動を起こすことを抑制できる。なお、基板間ステー１０を、Ｚ方向に投影した範囲内に含まれるマイコン１７の面積がより大きいほど、作用効果は顕著に表れる。具体的には、基板間ステー１０を、第２基板９に対してＺ方向に投影した範囲内に、マイコン１７が全て含まれることが好ましい。なお、基板間ステー１０を、Ｚ方向に投影した範囲内に含まれるトランス１４の面積がより大きいほど、作用効果は顕著に表れる。具体的には、基板間ステー１０を、第１基板８に対してＺ方向に投影した範囲内に、トランス１４が全て含まれることが好ましい。 The effects of this embodiment will be described. In the power conversion device 1 of this example, at least part of the inter-board stay 10 exists within a range where the transformer 14 and the microcomputer 17 are projected in the Z direction. Therefore, compared to the case where the inter-board stay 10 exists within the range of the transformer 14 projected in the Z direction and the inter-board stay does not exist within the range projected of the microcomputer 17 in the Z direction (see FIG. 3), Leakage magnetic flux 28 generated from transformer 14 can be further shielded. Therefore, if at least part of the inter-substrate stay 10 exists within a range in which both the transformer 14 and the microcomputer 17 are projected in the Z direction, radiation noise will occur in the microcomputer 17 due to the leakage magnetic flux 28 generated from the transformer 14. can be further suppressed. Therefore, it is possible to prevent the microcomputer 17 from malfunctioning in the switching drive of the semiconductor element 5 . It should be noted that the greater the area of the microcomputer 17 included in the range of the inter-board stay 10 projected in the Z direction, the more pronounced the action and effect. Specifically, it is preferable that the entire microcomputer 17 is included within a range obtained by projecting the inter-board stay 10 onto the second board 9 in the Z direction. The larger the area of the transformer 14 included in the range of the inter-substrate stay 10 projected in the Z direction, the more remarkable the action and effect. Specifically, it is preferable that all the transformers 14 are included within a range in which the inter-substrate stay 10 is projected onto the first substrate 8 in the Z direction.

また、基板間ステー１０とトランス１４とは当接している。そのため、基板間ステー１０とトランス１４とが離間している場合（図１）と比べ、トランス１４から発生するノイズがマイコン１７に到達する経路をより減らすことができる。なお、基板間ステー１０とトランス１４との距離が小さいほど、本作用効果は顕著に表れる。具体的には基板間ステー１０とトランス１４とが直に接していることが望ましい。 Further, the inter-substrate stay 10 and the transformer 14 are in contact with each other. Therefore, compared to the case where the inter-substrate stay 10 and the transformer 14 are spaced apart (FIG. 1), the paths through which the noise generated from the transformer 14 reaches the microcomputer 17 can be further reduced. It should be noted that the smaller the distance between the inter-substrate stay 10 and the transformer 14, the more pronounced this effect is. Specifically, it is desirable that the inter-substrate stay 10 and the transformer 14 are in direct contact with each other.

また、基板間ステー１０とトランス１４とが当接することで、トランス１４で発生した熱を、基板間ステー１０へ放熱することができる。そのため、基板間ステー１０とトランス１４とが当接していない場合と比べ、冷却性能を向上させることができる。 Further, the heat generated in the transformer 14 can be dissipated to the inter-board stay 10 by the contact between the inter-board stay 10 and the transformer 14 . Therefore, the cooling performance can be improved as compared with the case where the inter-substrate stay 10 and the transformer 14 are not in contact with each other.

基板間ステー１０はくぼみ部４６を有し、トランス１４をＺ方向に投影した範囲内には、くぼみ部４６が存在する。また、くぼみ部４６と第１基板８とのＺ方向の間隔は、橋部１９のうち、くぼみ部４６以外の部分と第１基板８とのＺ方向の間隔よりも大きい。そのため、くぼみ部４６を有さない場合と比べ、第１基板８と第２基板９との距離を小さくすることができ、電力変換装置１を小型化することができる。また、くぼみ部４６は、橋部１９のくぼみ部４６以外の部分と比べて、Ｚ方向の厚みが小さい。そのため、第１基板８と第２基板９との距離を小さくしつつ、電力変換装置１を軽量化することができる。 The inter-substrate stay 10 has a recessed portion 46, and the recessed portion 46 exists within a range of the transformer 14 projected in the Z direction. The Z-direction spacing between the recessed portion 46 and the first substrate 8 is greater than the Z-direction spacing between the portion of the bridge portion 19 other than the recessed portion 46 and the first substrate 8 . Therefore, the distance between the first substrate 8 and the second substrate 9 can be reduced compared to the case where the recessed portion 46 is not provided, and the power conversion device 1 can be miniaturized. In addition, the recessed portion 46 has a smaller thickness in the Z direction than the portion of the bridge portion 19 other than the recessed portion 46 . Therefore, the distance between the first substrate 8 and the second substrate 9 can be reduced, and the weight of the power conversion device 1 can be reduced.

その他、第１実施形態と同様の作用効果を有する。 In addition, it has the same effects as the first embodiment.

（第３実施形態）
上記電力変換装置にかかる実施形態について、図１１～図１２を用いて説明する。図１１は、電力変換装置１における各部品の配置を説明するための模式的な図である。図１１に示すごとく、電力変換装置１は、弾性体４７を有する。弾性体４７は、弾性を有する樹脂によって形成される。トランス１４と基板間ステー１０とは弾性体４７を介して当接する。また、トランス１４をＺ方向に投影した範囲内には、弾性体４７及びくぼみ部４６が存在する。トランス１４、弾性体４７及びくぼみ部４６は、トランス１４、弾性体４７、くぼみ部４６の順でＺ方向に並んで配置される。 (Third embodiment)
An embodiment of the power converter will be described with reference to FIGS. 11 and 12. FIG. FIG. 11 is a schematic diagram for explaining the arrangement of components in the power converter 1. As shown in FIG. As shown in FIG. 11 , the power conversion device 1 has elastic bodies 47 . The elastic body 47 is made of elastic resin. The transformer 14 and the inter-substrate stay 10 are brought into contact with each other via the elastic body 47 . In addition, the elastic body 47 and the depression 46 are present within the range of the transformer 14 projected in the Z direction. The transformer 14 , the elastic body 47 and the recessed portion 46 are arranged side by side in the Z direction in the order of the transformer 14 , the elastic body 47 and the recessed portion 46 .

本実施形態の作用効果について説明する。本例の電力変換装置１においては、トランス１４と基板間ステー１０とは弾性体４７を介して当接する。そのため、弾性体４７を介さない場合（図８）と比べ、基板間ステー１０とトランス１４とを組み付ける際の公差を小さくすることができる。 The effects of this embodiment will be described. In the power conversion device 1 of this example, the transformer 14 and the inter-substrate stay 10 are brought into contact with each other via the elastic body 47 . Therefore, compared to the case where the elastic body 47 is not interposed (FIG. 8), the tolerance when the inter-board stay 10 and the transformer 14 are assembled can be reduced.

その他、第２実施形態と同様の作用効果を有する。 In addition, it has the same effects as those of the second embodiment.

なお、第１～３実施形態においては、基板間ステー１０は穴部４５を有するが、図１３に示すごとく、基板間ステー１０が穴部４５を有さなくてもよい。この場合、トランス１４だけでなく、コンデンサ１５といった他の電子部品から発生する磁束も、基板間ステー１０によって遮蔽することができる。 Although the inter-board stay 10 has the hole 45 in the first to third embodiments, the inter-board stay 10 may not have the hole 45 as shown in FIG. In this case, not only the transformer 14 but also the magnetic flux generated from other electronic components such as the capacitor 15 can be shielded by the inter-board stay 10 .

なお、第１～３実施形態においては、橋部１９は、枠部１８のＸ方向の一端から他端に向かって延出しているが、図１４に示すごとく、橋部１９は、枠部１８のＹ方向の一端から他端に向かって延出してもよい。 In the first to third embodiments, the bridge portion 19 extends from one end of the frame portion 18 in the X direction toward the other end. may extend from one end in the Y direction toward the other end.

なお、第１～３実施形態においては、トランス１４をＺ方向に投影した範囲内に、基板間ステー１０が存在する。しかし、図１４に示すごとく、トランス１４をＺ方向に投影した範囲内には、基板間ステー１０は存在せず、マイコン１７をＺ方向に投影した範囲内のみに、基板間ステー１０が存在してもよい。トランス１４は、コンデンサ１５やコネクタ１６といった第１基板８上に搭載される他の電子部品と比べて、Ｚ方向の高さが大きい。そのため、基板間ステー１０とトランス１４とをＺ方向に並べて配置すると、第１基板８と第２基板９とのＺ方向の間隔が大きくなってしまう。そこで、トランス１４をＺ方向に投影した範囲内には、基板間ステー１０は存在せず、マイコン１７をＺ方向に投影した範囲内のみに、基板間ステー１０が存在することで、第１基板８と第２基板９との間隔を小さくすることができる。すなわち、マイコン１７の動作性能が低下することを抑制しつつ、電力変換装置１のＺ方向の大きさをより小さくすることができる。 In the first to third embodiments, the inter-substrate stay 10 exists within a range of the transformer 14 projected in the Z direction. However, as shown in FIG. 14, the board-to-board stay 10 does not exist within the range of the transformer 14 projected in the Z direction, and the board-to-board stay 10 exists only within the range of the microcomputer 17 projected in the Z direction. may The transformer 14 has a larger height in the Z direction than other electronic components mounted on the first substrate 8 such as the capacitor 15 and the connector 16 . Therefore, if the inter-board stay 10 and the transformer 14 are arranged side by side in the Z direction, the distance between the first board 8 and the second board 9 in the Z direction becomes large. Therefore, the inter-board stay 10 does not exist within the range of the transformer 14 projected in the Z direction, and the inter-board stay 10 exists only within the range of the microcomputer 17 projected in the Z direction. 8 and the second substrate 9 can be reduced. That is, it is possible to reduce the size of the power conversion device 1 in the Z direction while suppressing deterioration in the operating performance of the microcomputer 17 .

なお、第１～３実施形態においては、基板間ステー１０と第１基板８もしくは第２基板９を接続する手段としてねじ３３による締結を用いたが、本実施形態はこれに限るものではなく、ねじ締結以外の固定手段を用いても良い。具体的には、はんだ付けや、接着剤を用いた固定手段でも良い。 In the first to third embodiments, fastening by screws 33 is used as means for connecting the inter-board stay 10 and the first board 8 or the second board 9, but this embodiment is not limited to this. Fixing means other than screw fastening may be used. Specifically, fixing means using soldering or an adhesive may be used.

なお、第１～３実施形態においては、制御部をマイコン１７と表記しているが、本実施形態はこれに限るものではなく、半導体素子の制御を行う電子部品であればよい。具体的には、半導体素子の信号の演算を行うプロセッサや、制御信号のデータを記憶するメモリや、制御を行う集積回路でもよい。 In addition, in the first to third embodiments, the controller is described as the microcomputer 17, but the present embodiment is not limited to this, and any electronic component that controls the semiconductor element may be used. Specifically, it may be a processor for calculating signals of semiconductor elements, a memory for storing control signal data, or an integrated circuit for control.

なお、第１～３実施形態においては、変圧器をトランス１４と表記しているが、本実施形態はこれに限るものではなく、磁束が発生する電子部品であっても、同様の作用効果を有する。具体的には、内部にコイルを有するコンデンサや、スイッチング駆動を行う駆動回路でもよい。 In the first to third embodiments, the transformer is referred to as the transformer 14, but the present embodiment is not limited to this, and the same effect can be achieved even with an electronic component that generates magnetic flux. have. Specifically, it may be a capacitor having a coil inside, or a drive circuit that performs switching drive.

なお、第２実施形態においては、基板間ステー１０とトランス１４とは直接しているが、接続部材や樹脂を介して接してもよい。 In the second embodiment, the inter-substrate stay 10 and the transformer 14 are in direct contact with each other, but they may be in contact with each other via a connecting member or resin.

なお、第２実施形態においては、電力変換装置１は、基板側中心第２締結孔１２ｂ及びステー側中心第２締結孔３０ｂを有さないが、本実施形態はこれに限るものではなく、基板側中心第２締結孔１２ｂ及びステー側中心第２締結孔３０ｂを有しても良い。 In the second embodiment, the power converter 1 does not have the substrate-side center second fastening hole 12b and the stay-side center second fastening hole 30b, but this embodiment is not limited to this. A side center second fastening hole 12b and a stay side center second fastening hole 30b may be provided.

１…電力変換装置、２…ケース、３…冷却器、４…半導体モジュール、５…半導体素子、７…端子、８…第１基板、９…第２基板、１０…基板間ステー、１１…第１固定部を構成する基板側第１締結部、１２…第２固定部を構成する基板側第２締結部、１４…変圧器としてのトランス、１７…制御部としてのマイコン、２９…第１固定部を構成するステー側第１締結孔、３０…第２固定部を構成するステー側第２締結孔、３３…第１固定部及び第２固定部を構成するねじ、４６…くぼみ部、４７…弾性体、Ｚ…厚み方向としてのＺ方向。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Power converter, 2... Case, 3... Cooler, 4... Semiconductor module, 5... Semiconductor element, 7... Terminal, 8... First substrate, 9... Second substrate, 10... Inter-substrate stay, 11... Second 1 Board-side first fastening portion constituting a fixing portion, 12 .. Board-side second fastening portion constituting a second fixing portion, 14 . A stay-side first fastening hole that constitutes a part, 30 ... a stay-side second fastening hole that constitutes a second fixing part, 33 ... a screw that constitutes a first fixing part and a second fixing part, 46 ... a depression part, 47 ... Elastic body, Z...Z direction as a thickness direction.

Claims

A power conversion device (1) having a first substrate (8), a second substrate (9) and a plurality of semiconductor modules (4),
The first substrate and the second substrate are arranged side by side in the thickness direction (Z) of the first substrate,
The semiconductor module has a semiconductor element (5),
said first substrate having a transformer (14) for producing a driving voltage for said semiconductor device;
The second substrate has a control section (17) for controlling the driving state of the semiconductor element,
A conductive inter-board stay (10) is arranged between the first board and the second board,
At least part of the inter-substrate stay exists within a range obtained by projecting at least one of the transformer and the control unit in the thickness direction ,
A plurality of first fixing parts (11, 29, 33) connecting the first board and the inter-board stays, and a plurality of second fixing parts (12, 12, 33) connecting the second board and the inter-board stays. 30, 33) and
The power conversion device , wherein the number of the plurality of second fixed parts is greater than the number of the plurality of first fixed parts .

2. The power converter according to claim 1 , wherein said inter-board stay and said transformer are in contact with each other.

A power conversion device (1) having a first substrate (8), a second substrate (9) and a plurality of semiconductor modules (4),
The first substrate and the second substrate are arranged side by side in the thickness direction (Z) of the first substrate,
The semiconductor module has a semiconductor element (5),
said first substrate having a transformer (14) for producing a driving voltage for said semiconductor device;
The second substrate has a control section (17) for controlling the driving state of the semiconductor element,
A conductive inter-board stay (10) is arranged between the first board and the second board,
At least part of the inter-substrate stay exists within a range obtained by projecting at least one of the transformer and the control unit in the thickness direction,
The power conversion device , wherein the inter-substrate stay and the transformer are in contact with each other via an elastic body .

The inter-substrate stay has a recess (46),
The recessed portion exists within a range in which the transformer is projected in the thickness direction,
4. The method according to claim 3 , wherein the distance between said recessed portion and said first substrate in the thickness direction of said first substrate is greater than the distance between said portion of said inter-substrate stay other than said recessed portion and said first substrate. A power converter as described.

A power conversion device (1) having a first substrate (8), a second substrate (9) and a plurality of semiconductor modules (4),
The first substrate and the second substrate are arranged side by side in the thickness direction (Z) of the first substrate,
The semiconductor module has a semiconductor element (5),
said first substrate having a transformer (14) for producing a driving voltage for said semiconductor device;
The second substrate has a control section (17) for controlling the driving state of the semiconductor element,
A conductive inter-board stay (10) is arranged between the first board and the second board,
At least part of the inter-substrate stay exists within a range obtained by projecting at least one of the transformer and the control unit in the thickness direction,
The inter-board stay and the transformer are in contact,
The inter-substrate stay has a recess (46),
The recessed portion exists within a range in which the transformer is projected in the thickness direction,
A power conversion device, wherein a distance between the recessed portion and the first substrate in a thickness direction of the first substrate is larger than a distance between a portion of the inter-substrate stay other than the recessed portion and the first substrate.

A plurality of first fixing parts (11, 29, 33) connecting the first board and the inter-board stays, and a plurality of second fixing parts (12, 12, 33) connecting the second board and the inter-board stays. 30, 33) and
The power converter according to any one of claims 3 to 5 , wherein the number of said plurality of second fixed parts is greater than the number of said plurality of first fixed parts.

The power converter according to any one of claims 1 to 6 , wherein at least part of said inter-substrate stay exists within a range obtained by projecting said transformer and said control unit in said thickness direction.

The semiconductor module has a terminal that connects the first substrate and the semiconductor element,
The inter-substrate stay is present within a range obtained by projecting the transformer in the thickness direction,
The power converter according to any one of claims 1 to 7 , wherein said inter-substrate stay does not exist within a range of said terminal projected in said thickness direction.

The first substrate and the second substrate are fixed to the inter-substrate stay,
Having a thermally conductive case (2) that houses the semiconductor module,
The case is in contact with the air outside the power conversion device,
The power converter according to any one of claims 1 to 8 , wherein said inter-board stay is connected to said case.