電力変換装置
【課題】冷却媒体の循環システムのコスト低減及びコンパクト化を容易にする電力変換装置を提供すること。
【解決手段】スイッチング素子を内蔵した半導体モジュール２と、半導体モジュール２を冷却するための冷却器３と、スイッチング素子を駆動制御するスイッチング駆動回路４１とを備えた電力変換装置１。電力変換装置１は、冷却器３と外部の熱交換器との間で冷却媒体ｗを循環させるための循環ポンプ５を一体的に有している。循環ポンプ５を駆動制御するポンプ駆動回路４２とスイッチング駆動回路４１とは、一つの共有回路部４に形成されている。
【解決手段】スイッチング素子を内蔵した半導体モジュール２と、半導体モジュール２を冷却するための冷却器３と、スイッチング素子を駆動制御するスイッチング駆動回路４１とを備えた電力変換装置１。電力変換装置１は、冷却器３と外部の熱交換器との間で冷却媒体ｗを循環させるための循環ポンプ５を一体的に有している。循環ポンプ５を駆動制御するポンプ駆動回路４２とスイッチング駆動回路４１とは、一つの共有回路部４に形成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スイッチング素子を内蔵した半導体モジュールと、該半導体モジュールを冷却するための冷却器と、上記スイッチング素子を駆動制御するスイッチング駆動回路とを備えた電力変換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、電気自動車やハイブリッド自動車等に搭載され、直流電源と交流負荷との間で電力の変換を行う電力変換装置がある。かかる電力変換装置は、スイッチング素子を内蔵した半導体モジュールと、該半導体モジュールを冷却するための冷却器と、上記スイッチング素子を駆動制御するスイッチング駆動回路とを備えている。そして、冷却器には水等の冷却媒体が流通し、冷却媒体と半導体モジュールとの間で熱交換を行うことによって、半導体モジュールの温度上昇を防いでいる。
【０００３】
図７に示すごとく、冷却器９３において半導体モジュールから受熱して高温となった冷却媒体ｗは、電力変換装置９の外部に配置された熱交換器９４において冷却される（特許文献１参照）。この熱交換器９４において空冷等によって冷却媒体ｗが冷却され、再び冷却器９３へ戻されて半導体モジュールを冷却する。このように、冷却媒体ｗは、冷却器９３と外部の熱交換器９４との間を循環しながら、半導体モジュールを冷却している。
そして、上記のような冷却媒体ｗの循環は、その循環経路に設けられた循環ポンプ９５によって行われる。つまり、電力変換装置９における冷却器９３と、循環ポンプ９５と、熱交換器９４とは、互いの間を冷媒配管９６によって連結されており、循環ポンプ９５は電力変換装置９の外部に別体として設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１１９２７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、循環ポンプ９５が電力変換装置９と別体として配置されている構成においては、以下のような課題がある。
すなわち、循環ポンプ９５には、該循環ポンプ９５を駆動制御するためのポンプ駆動回路９５１が接続される。一方、電力変換装置９は、スイッチング素子を駆動制御するスイッチング駆動回路９１を備えている。そこで、これらの駆動回路を一つの回路基板等に集約してコストの低減等を図ることが考えられるが、上記のように循環ポンプ９５が電力変換装置９と別体となっていると、これらの駆動回路を一体化することはできない。その結果、電力変換装置９とこれを冷却する冷却システム９０のコスト低減を図ることが困難となる。
【０００６】
また、循環ポンプ９５が電力変換装置９と別体として配置されている構成においては、上記のごとく、冷却器９３と循環ポンプ９５との間に冷媒配管９６を設ける必要がある。そうすると、冷却器９３と循環ポンプ９５との間における冷却媒体ｗの圧力損失が大きくなる。それゆえ、冷却媒体ｗの循環効率が低下すると共に、圧力損失を考慮して循環ポンプ９５の能力を大きくする必要が生じる。その結果、循環ポンプ９５の小型化が困難となり、コスト低減および循環システム９０のコンパクト化が困難となる。
【０００７】
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたもので、冷却媒体の循環システムのコスト低減及びコンパクト化を容易にする電力変換装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、スイッチング素子を内蔵した半導体モジュールと、該半導体モジュールを冷却するための冷却器と、上記スイッチング素子を駆動制御するスイッチング駆動回路とを備えた電力変換装置であって、
該電力変換装置は、上記冷却器と外部の熱交換器との間で冷却媒体を循環させるための循環ポンプを一体的に有しており、
該循環ポンプを駆動制御するポンプ駆動回路と上記スイッチング駆動回路とは、一つの共有回路部に形成されていることを特徴とする電力変換装置にある（請求項１）。
【発明の効果】
【０００９】
上記電力変換装置は、上記循環ポンプを一体的に有しており、該循環ポンプを駆動制御するポンプ駆動回路と上記スイッチング駆動回路とが一つの共有回路部に形成されている。すなわち、ポンプ駆動回路とスイッチング駆動回路とが一体化され、一つの共有回路部に集約されるため、コストの低減を図ることできる。その結果、電力変換装置とこれを冷却する冷却システムのコスト低減を図ることができる。
【００１０】
また、上記電力変換装置が上記循環ポンプを一体的に有していることにより、循環ポンプが電力変換装置と別体として配置されている構成において必要であった両者間の冷媒配管を設ける必要がない。なお、電力変換装置内において冷却器と循環ポンプとの間に冷媒配管を設ける必要がある場合もあるが、その冷媒配管は極めて短くすることができる。そのため、冷却器と循環ポンプとの間における冷却媒体の圧力損失を小さくすることができる。それゆえ、冷却媒体の循環効率を向上させることができる。また、これに伴い、循環ポンプの能力を大きくする必要がなくなり、循環ポンプの小型化が可能となり、コスト低減および循環システムのコンパクト化が容易となる。
【００１１】
以上のごとく、本発明によれば、冷却媒体の循環システムのコスト低減及びコンパクト化を容易にする電力変換装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施例１における、電力変換装置を含めた冷却媒体の循環システムの概念図。
【図２】実施例１における、電力変換装置の説明図。
【図３】図２のＡ−Ａ線矢視断面説明図。
【図４】実施例２における、循環ポンプを含めた電力変換装置の簡易回路図。
【図５】直流電源とポンプ用の電力変換回路との間に電圧変換器を介在させた場合の、循環ポンプを含めた電力変換装置の簡易回路図。
【図６】実施例２における、直流モータを用いた循環ポンプを含めた電力変換装置の簡易回路図。
【図７】背景技術における、電力変換装置を含めた冷却媒体の循環システムの概念図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
上記電力変換装置は、例えば、電気自動車やハイブリッド自動車等に搭載されたインバータ、コンバータとすることができ、直流電源と交流負荷との間の電力変換を行うよう構成されたものとすることができる。
【００１４】
上記電力変換装置において、上記共有回路部は、上記ポンプ駆動回路と上記スイッチング駆動回路とが形成された共有回路基板を備えていることが好ましい（請求項２）。この場合には、上記ポンプ駆動回路と上記スイッチング駆動回路とを一枚の共有回路基板に集約することができるため、上記２つの駆動回路をより安価に形成することができると共に、一層のコンパクト化を図ることができる。
【００１５】
また、上記共有回路部は、上記ポンプ駆動回路と上記スイッチング駆動回路とに共通する一つのマイコンを備えていることが好ましい（請求項３）。この場合には、電力変換装置のコスト低減を一層図ることができる。
【００１６】
また、上記半導体モジュールは、該半導体モジュールの温度を検出するモジュール温度センサを備え、上記共有回路部における上記ポンプ駆動回路は、上記モジュール温度センサの検出信号を利用して上記循環ポンプの駆動制御を行うよう構成してあることが好ましい（請求項４）。この場合には、上記半導体モジュールの温度情報に基づいて上記冷却媒体の温度を間接的に把握して、循環ポンプの駆動制御を行うことができる。そして、上記共有回路部において、上記スイッチング駆動回路と上記ポンプ駆動回路との間で電気信号を授受して、半導体モジュールの温度情報をポンプ駆動回路における駆動制御に利用することができる。それゆえ、冷却媒体の温度を推測した循環ポンプの効率的な駆動制御を、容易に行うことができる。
【００１７】
また、上記ポンプ駆動回路は、上記スイッチング駆動回路におけるスイッチング制御信号を利用して、上記循環ポンプの駆動制御を行うよう構成してあることが好ましい（請求項５）。この場合には、半導体モジュールの駆動状況に応じて、すなわち、半導体モジュールの発熱状態に応じて、循環ポンプを駆動制御することができる。例えば、被制御電流が半導体モジュールに流れるタイミングや時間に応じて、循環ポンプの出力を調整することができる。
【００１８】
また、上記循環ポンプの内部もしくは出入口に、上記冷却媒体の温度を検出するための冷媒温度センサが配設されており、該冷媒温度センサの検出信号を利用して、上記ポンプ駆動回路が上記循環ポンプを駆動制御するよう構成してあることが好ましい（請求項６）。この場合には、冷却媒体の温度に応じて循環ポンプの駆動制御を行うことができる。また、上記冷媒温度センサが上記循環ポンプの内部もしくは出入口に配設されていることにより、冷媒温度センサとポンプ駆動回路との距離を短くすることができ、両者間の配線を短くすることができる。
【００１９】
また、上記循環ポンプは、上記冷却器における冷媒出口に連結されていることが好ましい（請求項７）。この場合には、上記循環ポンプにおいて冷却媒体に空気が混入しても、再び冷却媒体が冷却器に導入されるまでの循環経路において冷却媒体から空気を抜くことが可能となる。それゆえ、冷却器への空気の混入を抑制し、冷却器による半導体モジュールの冷却性能を向上することができる。
【００２０】
また、上記循環ポンプのモータは、上記冷却媒体が流通する冷媒流路に接触していることが好ましい（請求項８）。この場合には、上記冷却媒体によって上記循環ポンプのモータを冷却することができる。これにより、循環ポンプの耐久性を容易に向上させることができる。
【００２１】
また、上記電力変換装置によって制御される被制御電力と、上記循環ポンプを駆動するポンプ駆動電力とは、同一の電圧であることが好ましい（請求項９）。この場合には、上記被制御電力をそのままの電圧でポンプ駆動電力として利用することができる。そのため、電圧変換器等を設ける必要がなくなり、電力変換装置および冷却媒体の循環システムのコスト低減及びコンパクト化を容易にすることができる。
【実施例】
【００２２】
（実施例１）
本発明の実施例にかかる電力変換装置につき、図１〜図３を用いて説明する。
本例の電力変換装置１は、図２、図３に示すごとく、スイッチング素子を内蔵した半導体モジュール２と、該半導体モジュール２を冷却するための冷却器３と、スイッチング素子を駆動制御するスイッチング駆動回路４１とを備えている。
電力変換装置１は、図１に示すごとく、冷却器３と外部の熱交換器１４との間で冷却媒体ｗを循環させるための循環ポンプ５を一体的に有している。
【００２３】
図３に示すごとく、循環ポンプ５を駆動制御するポンプ駆動回路４２とスイッチング駆動回路４１とは、一つの共有回路部４に形成されている。
共有回路部４は、ポンプ駆動回路４２とスイッチング駆動回路４１とが形成された共有回路基板４０からなる。また、共有回路部４は、ポンプ駆動回路４２とスイッチング駆動回路４１とに共通する一つのマイコン（マイクロコンピュータ）を備えている。つまり、ポンプ駆動回路４２とスイッチング駆動回路４１とが一つの共有回路基板４０に形成されており、該共有回路基板４０にマイコンが搭載され、上記二つの駆動回路の制御を行っている。
【００２４】
冷却器３は、内部に冷却媒体ｗを流通させる複数の冷却管３１を有する。そして、複数の半導体モジュール２と複数の冷却管３１とが交互に積層されて、半導体積層ユニット１０が構成されている。
図２に示すごとく、冷却管３１は、冷却媒体ｗの流通方向に長い長尺形状を有し、その両端部付近において積層方向に隣り合う冷却管３１と、連結管３２によって連結されている。また、積層方向の一端に配された冷却管３１には、冷却媒体ｗを冷却器３に導入する冷媒導入管３３１と、冷却媒体ｗを冷却器３から排出する冷媒排出管３３２とが取り付けられている。
【００２５】
図３に示すごとく、半導体モジュール２は、積層方向及び冷却管３１の長手方向の双方に直交する方向に突出した制御端子２１を備える。制御端子２１は、共有回路基板４０に接続され、スイッチング駆動回路４１に接続されている。
また、図２、図３に示すごとく、循環ポンプ５は、冷却器３における冷媒出口、すなわち冷媒排出管３３２に連結されている。循環ポンプ５の電極端子５１も共有回路基板４０に接続され、ポンプ駆動回路４２に接続されている。
【００２６】
半導体積層ユニット１０、循環ポンプ５、及び共有回路基板４０は、アルミニウム等からなるケース１２内に収容され、電力変換装置１を構成している。循環ポンプ５の吐出側の吐出配管５２及び冷却器３の冷媒導入管３３１は、ケース１２の外へ突出している。
そして、図１に示すごとく、吐出配管５２及び冷媒導入管３３１は、冷媒配管１３１、１３２によって、電力変換装置１の外部に設けられた熱交換器（ラジエータ）１４に接続されている。熱交換器１４は、例えば車両における電力変換装置１から離れた位置に配置され、空冷等によって冷却媒体ｗを冷却できるよう構成されている。
【００２７】
上記のように構成された冷却媒体の循環システム１４０においては、以下のように冷却媒体ｗが循環する。つまり、冷媒導入管３３１から冷却器３に導入された冷却媒体ｗは、複数の冷却管３１に分岐してそれぞれの冷却管３１内を流通する。このとき、冷却媒体ｗは、半導体モジュール２を冷却し、この熱交換によって温度上昇する。温度上昇した冷却媒体ｗは、冷却器３の冷媒排出管３３２から排出され、循環ポンプ５に導かれる。循環ポンプ５によって冷却媒体ｗは、吐出配管５２、冷媒配管１３１を通り、熱交換器１４へ導かれる。そして、熱交換器１４において冷却媒体ｗは冷却され、低温となった冷却媒体ｗは、冷媒配管１３２、冷媒導入管３３１を通じて、再び冷却器３へ導入され、半導体モジュール２の冷却を行う。
【００２８】
上記のような冷却媒体ｗの流れが繰返されることによって、電力変換装置１の温度上昇を防ぎ、正常な運転を可能にしている。
また、冷却媒体ｗとしては、例えば、水やアンモニア等の自然冷媒、エチレングリコール系の不凍液を混入した水、フロリナート等のフッ化炭素系冷媒、ＨＣＦＣ１２３、ＨＦＣ１３４ａ等のフロン系冷媒、メタノール、アルコール等のアルコール系冷媒、アセトン等のケトン系冷媒等を用いることができる。
【００２９】
次に、本例の作用効果につき説明する。
電力変換装置１は、循環ポンプ５を一体的に有しており、該循環ポンプ５を駆動制御するポンプ駆動回路４２とスイッチング駆動回路４１とが一つの共有回路部４に形成されている。すなわち、ポンプ駆動回路４２とスイッチング駆動回路４１とが一体化され、一つの共有回路部４に集約されるため、コストの低減を図ることできる。その結果、電力変換装置１とこれを冷却する冷却システム１４０のコスト低減を図ることができる。
【００３０】
また、電力変換装置１が循環ポンプ５を一体的に有していることにより、循環ポンプ５が電力変換装置１と別体として配置されている構成（図７参照）において必要であった両者間の冷媒配管を設ける必要がない。そのため、冷却器３と循環ポンプ５との間における冷却媒体ｗの圧力損失を小さくすることができる。それゆえ、冷却媒体ｗの循環効率を向上させることができる。また、これに伴い、循環ポンプ５の能力を大きくする必要がなくなり、循環ポンプ５の小型化が可能となり、コスト低減および循環システム１４０のコンパクト化が容易となる。
【００３１】
また、共有回路部４は、ポンプ駆動回路４２とスイッチング駆動回路４１とが形成された共有回路基板４０を備えている。それゆえ、ポンプ駆動回路４２とスイッチング駆動回路４１とを一枚の共有回路基板４０に集約することができるため、上記２つの駆動回路をより安価に形成することができると共に、一層のコンパクト化を図ることができる。
【００３２】
また、共有回路部４は、ポンプ駆動回路４２とスイッチング駆動回路４１とに共通する一つのマイコンを備えている。そのため、電力変換装置１のコスト低減を一層図ることができる。
【００３３】
また、循環ポンプ５は、冷却器３における冷媒出口（冷媒排出管３３２）に連結されている。そのため、循環ポンプ５において冷却媒体ｗに空気が混入しても、再び冷却媒体ｗが冷却器３に導入されるまでの循環経路において冷却媒体ｗから空気を抜くことが可能となる。それゆえ、冷却器３への空気の混入を抑制し、冷却器３による半導体モジュール２の冷却性能を向上することができる。
【００３４】
また、本例の構成をとることにより、例えば、さらに以下の構成を採用しやすくなる。
すなわち、半導体モジュール２は、半導体モジュール２の温度を検出するモジュール温度センサを備え、共有回路部４におけるポンプ駆動回路４２は、モジュール温度センサの検出信号を利用して循環ポンプ５の駆動制御を行うよう構成することができる。
【００３５】
この場合には、半導体モジュール２の温度情報に基づいて冷却媒体ｗの温度を間接的に把握して、循環ポンプ５の駆動制御を行うことができる。そして、共有回路部４において、スイッチング駆動回路４１とポンプ駆動回路４２との間で電気信号を授受して、半導体モジュール２の温度情報をポンプ駆動回路４２における駆動制御に利用することができる。それゆえ、冷却媒体ｗの温度を推測した循環ポンプ５の効率的な駆動制御を、容易に行うことができる。
【００３６】
具体的には、例えば、モジュール温度センサによって計測された温度が高いときには、循環ポンプ５の出力を高くして冷却媒体ｗの循環速度を高め、逆に、計測された温度が低いときには、循環ポンプ５の出力を低くして冷却媒体ｗの循環速度を低下させるといった制御が可能となる。これにより、循環ポンプ５の効率的な駆動制御を、容易に行うことができる。
【００３７】
また、ポンプ駆動回路４２は、スイッチング駆動回路４１におけるスイッチング制御信号を利用して、循環ポンプ５の駆動制御を行うよう構成することもできる。
この場合には、半導体モジュール２の駆動状況に応じて、すなわち、半導体モジュール２の発熱状態に応じて、循環ポンプ５を駆動制御することができる。
例えば、被制御電流が半導体モジュール２に流れるタイミングや時間に応じて、循環ポンプ５の出力を調整することができる。すなわち、半導体モジュール２に大きな被制御電流が流れるタイミングと同期して、或いはそのタイミングに先立って、冷却器３に冷却媒体ｗを多く供給するように制御することが可能となる。これによって、適切なタイミングで適切な量の冷却媒体ｗを冷却器３に供給することができ、効率的な電力変換装置１の冷却が可能となる。
【００３８】
また、循環ポンプ５の内部もしくは出入口に、冷却媒体ｗの温度を検出するための冷媒温度センサを配設し、冷媒温度センサの検出信号を利用して、ポンプ駆動回路４２が循環ポンプ５を駆動制御するよう構成してもよい。
この場合には、冷却媒体ｗの温度に応じて循環ポンプ５の駆動制御を行うことができる。また、冷媒温度センサが循環ポンプ５の内部もしくは出入口に配設されていることにより、冷媒温度センサとポンプ駆動回路４２との距離を短くすることができ、両者間の配線を短くすることができる。
【００３９】
なお、本例において、冷媒温度センサは循環ポンプ５の入口部分、すなわち冷却器３の冷媒排出口３３２付近に配置されていることが好ましい。これにより、半導体モジュール２と熱交換した直後の冷却媒体ｗの温度を正確に測定することができる。そのため、この部分の温度を制御することが可能となり、電力変換装置の温度上昇を効率的に防ぐことができる。
【００４０】
以上のごとく、本例によれば、冷却媒体の循環システムのコスト低減及びコンパクト化を容易にする電力変換装置を提供することができる。
【００４１】
（実施例２）
本例は、図４に示すごとく、電力変換装置１によって制御される被制御電力と、循環ポンプ５を駆動するポンプ駆動電力とを、同一の電圧となるように構成した例である。
電力変換装置１は、直流電源６１から供給される直流電力を三相交流電力に変換して、三相交流の回転電機６２へ供給するよう構成されている。すなわち、電力変換装置１の電力変換回路６３は、直流電源６１の正極に接続された高電位ライン６３１と、直流電源６１の負極に接続された低電位ライン６３２との間に、２つの半導体モジュール（スイッチング素子）２を直列接続してなるアームを少なくとも３つ並列接続してなる。そして、各アームにおける一対の半導体モジュール２の間に、それぞれ出力ライン６３３が接続され、各接続ライン６３３は回転電機６２に接続されている。
【００４２】
これにより、各半導体モジュール２をスイッチング駆動制御することにより、直流電源６１の直流電力を三相交流電力に変換して、回転電機６２を駆動することができる。
本例においては、直流電源６１は車両に搭載された車載バッテリであり、回転電機６２は車両駆動用のモータである。
【００４３】
このように構成された電力変換回路６３と直流電源６１との間に、循環ポンプ５の三相交流のモータ６２０を駆動するための電力変換回路６３０が並列接続されている。この電力変換回路６３０の回路構成は、上記車両駆動用の回転電機６２を駆動するための電力変換回路６３と同様に、複数のスイッチング素子２０によって構成されている。
これにより、直流電源６１を用いて、車両駆動用のモータのみならず、循環ポンプ５のモータ６２０をも駆動することができる。
その他は、実施例１と同様である。
【００４４】
本例の場合には、被制御電力をそのままの電圧でポンプ駆動電力として利用することができる。そのため、電圧変換器等を設ける必要がなくなり、電力変換装置１および冷却媒体の循環システム１４のコスト低減及びコンパクト化を容易にすることができる。
すなわち、被制御電力の電圧とポンプ駆動電力の電圧とが異なる場合、図５に示すごとく、循環ポンプ５のモータ６２０を駆動するための電力変換回路６３０と直流電源６１との間にＤＣ−ＤＣコンバータ等の電圧変換器６４を設ける必要がある。そうすると、電圧変換器６４を設ける分、電力変換装置１および冷却媒体の循環システム１４のコスト低減及びコンパクト化が困難となる。それゆえ、電力変換装置１の被制御電力と循環ポンプ５のポンプ駆動電力とを同一の電圧とすることにより、電力変換装置１および冷却媒体の循環システム１４のコスト低減及びコンパクト化を容易にすることができる。
その他、実施例１と同様の作用効果を有する。
【００４５】
また、循環ポンプ５のモータ６２０としては、交流モータに限らず、直流モータを用いてもよい。この場合、図６に示すごとく、循環ポンプ５のモータ６２０と直流電源６１との間に電力変換回路（図４における符号６３０参照）を設ける必要はない。そして、モータ６２０の電圧を回転電機６２の駆動電圧（直流電源６１の電圧）と同一とすることにより、直流電源６１とモータ６２０との間に電圧変換器（図５における符号６４）を設ける必要もない。
【００４６】
上記実施例以外にも、本発明は種々の態様を採り得る。
例えば、循環ポンプ５のモータを、冷却媒体ｗが流通する冷媒流路に接触させるよう構成してもよい。この場合には、冷却媒体ｗによって循環ポンプ５のモータを冷却することができる。これにより、循環ポンプ５の耐久性を容易に向上させることができる。
【００４７】
また、実施例１、２においては、スイッチング駆動回路４１とポンプ駆動回路４２とが１枚の共有回路基板４０に集約された例を示したが、スイッチング駆動回路４１とポンプ駆動回路４２との構成は、これに限定されるものではない。例えば、スイッチング駆動回路４１が複数の回路基板にわたって形成された構成を採用することもできる。この場合、スイッチング駆動回路４１の一部が、ポンプ駆動回路４２の少なくとも一部と、一つの共有回路基板４０を共有した構成とすることもできる。
【符号の説明】
【００４８】
１ 電力変換装置
１４ 熱交換器
２ 半導体モジュール
３ 冷却器
４ 共有回路部
４１ スイッチング駆動回路
４２ ポンプ駆動回路
５ 循環ポンプ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スイッチング素子を内蔵した半導体モジュールと、該半導体モジュールを冷却するための冷却器と、上記スイッチング素子を駆動制御するスイッチング駆動回路とを備えた電力変換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、電気自動車やハイブリッド自動車等に搭載され、直流電源と交流負荷との間で電力の変換を行う電力変換装置がある。かかる電力変換装置は、スイッチング素子を内蔵した半導体モジュールと、該半導体モジュールを冷却するための冷却器と、上記スイッチング素子を駆動制御するスイッチング駆動回路とを備えている。そして、冷却器には水等の冷却媒体が流通し、冷却媒体と半導体モジュールとの間で熱交換を行うことによって、半導体モジュールの温度上昇を防いでいる。
【０００３】
図７に示すごとく、冷却器９３において半導体モジュールから受熱して高温となった冷却媒体ｗは、電力変換装置９の外部に配置された熱交換器９４において冷却される（特許文献１参照）。この熱交換器９４において空冷等によって冷却媒体ｗが冷却され、再び冷却器９３へ戻されて半導体モジュールを冷却する。このように、冷却媒体ｗは、冷却器９３と外部の熱交換器９４との間を循環しながら、半導体モジュールを冷却している。
そして、上記のような冷却媒体ｗの循環は、その循環経路に設けられた循環ポンプ９５によって行われる。つまり、電力変換装置９における冷却器９３と、循環ポンプ９５と、熱交換器９４とは、互いの間を冷媒配管９６によって連結されており、循環ポンプ９５は電力変換装置９の外部に別体として設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１１９２７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、循環ポンプ９５が電力変換装置９と別体として配置されている構成においては、以下のような課題がある。
すなわち、循環ポンプ９５には、該循環ポンプ９５を駆動制御するためのポンプ駆動回路９５１が接続される。一方、電力変換装置９は、スイッチング素子を駆動制御するスイッチング駆動回路９１を備えている。そこで、これらの駆動回路を一つの回路基板等に集約してコストの低減等を図ることが考えられるが、上記のように循環ポンプ９５が電力変換装置９と別体となっていると、これらの駆動回路を一体化することはできない。その結果、電力変換装置９とこれを冷却する冷却システム９０のコスト低減を図ることが困難となる。
【０００６】
また、循環ポンプ９５が電力変換装置９と別体として配置されている構成においては、上記のごとく、冷却器９３と循環ポンプ９５との間に冷媒配管９６を設ける必要がある。そうすると、冷却器９３と循環ポンプ９５との間における冷却媒体ｗの圧力損失が大きくなる。それゆえ、冷却媒体ｗの循環効率が低下すると共に、圧力損失を考慮して循環ポンプ９５の能力を大きくする必要が生じる。その結果、循環ポンプ９５の小型化が困難となり、コスト低減および循環システム９０のコンパクト化が困難となる。
【０００７】
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたもので、冷却媒体の循環システムのコスト低減及びコンパクト化を容易にする電力変換装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、スイッチング素子を内蔵した半導体モジュールと、該半導体モジュールを冷却するための冷却器と、上記スイッチング素子を駆動制御するスイッチング駆動回路とを備えた電力変換装置であって、
該電力変換装置は、上記冷却器と外部の熱交換器との間で冷却媒体を循環させるための循環ポンプを一体的に有しており、
該循環ポンプを駆動制御するポンプ駆動回路と上記スイッチング駆動回路とは、一つの共有回路部に形成されていることを特徴とする電力変換装置にある（請求項１）。
【発明の効果】
【０００９】
上記電力変換装置は、上記循環ポンプを一体的に有しており、該循環ポンプを駆動制御するポンプ駆動回路と上記スイッチング駆動回路とが一つの共有回路部に形成されている。すなわち、ポンプ駆動回路とスイッチング駆動回路とが一体化され、一つの共有回路部に集約されるため、コストの低減を図ることできる。その結果、電力変換装置とこれを冷却する冷却システムのコスト低減を図ることができる。
【００１０】
また、上記電力変換装置が上記循環ポンプを一体的に有していることにより、循環ポンプが電力変換装置と別体として配置されている構成において必要であった両者間の冷媒配管を設ける必要がない。なお、電力変換装置内において冷却器と循環ポンプとの間に冷媒配管を設ける必要がある場合もあるが、その冷媒配管は極めて短くすることができる。そのため、冷却器と循環ポンプとの間における冷却媒体の圧力損失を小さくすることができる。それゆえ、冷却媒体の循環効率を向上させることができる。また、これに伴い、循環ポンプの能力を大きくする必要がなくなり、循環ポンプの小型化が可能となり、コスト低減および循環システムのコンパクト化が容易となる。
【００１１】
以上のごとく、本発明によれば、冷却媒体の循環システムのコスト低減及びコンパクト化を容易にする電力変換装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施例１における、電力変換装置を含めた冷却媒体の循環システムの概念図。
【図２】実施例１における、電力変換装置の説明図。
【図３】図２のＡ−Ａ線矢視断面説明図。
【図４】実施例２における、循環ポンプを含めた電力変換装置の簡易回路図。
【図５】直流電源とポンプ用の電力変換回路との間に電圧変換器を介在させた場合の、循環ポンプを含めた電力変換装置の簡易回路図。
【図６】実施例２における、直流モータを用いた循環ポンプを含めた電力変換装置の簡易回路図。
【図７】背景技術における、電力変換装置を含めた冷却媒体の循環システムの概念図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
上記電力変換装置は、例えば、電気自動車やハイブリッド自動車等に搭載されたインバータ、コンバータとすることができ、直流電源と交流負荷との間の電力変換を行うよう構成されたものとすることができる。
【００１４】
上記電力変換装置において、上記共有回路部は、上記ポンプ駆動回路と上記スイッチング駆動回路とが形成された共有回路基板を備えていることが好ましい（請求項２）。この場合には、上記ポンプ駆動回路と上記スイッチング駆動回路とを一枚の共有回路基板に集約することができるため、上記２つの駆動回路をより安価に形成することができると共に、一層のコンパクト化を図ることができる。
【００１５】
また、上記共有回路部は、上記ポンプ駆動回路と上記スイッチング駆動回路とに共通する一つのマイコンを備えていることが好ましい（請求項３）。この場合には、電力変換装置のコスト低減を一層図ることができる。
【００１６】
また、上記半導体モジュールは、該半導体モジュールの温度を検出するモジュール温度センサを備え、上記共有回路部における上記ポンプ駆動回路は、上記モジュール温度センサの検出信号を利用して上記循環ポンプの駆動制御を行うよう構成してあることが好ましい（請求項４）。この場合には、上記半導体モジュールの温度情報に基づいて上記冷却媒体の温度を間接的に把握して、循環ポンプの駆動制御を行うことができる。そして、上記共有回路部において、上記スイッチング駆動回路と上記ポンプ駆動回路との間で電気信号を授受して、半導体モジュールの温度情報をポンプ駆動回路における駆動制御に利用することができる。それゆえ、冷却媒体の温度を推測した循環ポンプの効率的な駆動制御を、容易に行うことができる。
【００１７】
また、上記ポンプ駆動回路は、上記スイッチング駆動回路におけるスイッチング制御信号を利用して、上記循環ポンプの駆動制御を行うよう構成してあることが好ましい（請求項５）。この場合には、半導体モジュールの駆動状況に応じて、すなわち、半導体モジュールの発熱状態に応じて、循環ポンプを駆動制御することができる。例えば、被制御電流が半導体モジュールに流れるタイミングや時間に応じて、循環ポンプの出力を調整することができる。
【００１８】
また、上記循環ポンプの内部もしくは出入口に、上記冷却媒体の温度を検出するための冷媒温度センサが配設されており、該冷媒温度センサの検出信号を利用して、上記ポンプ駆動回路が上記循環ポンプを駆動制御するよう構成してあることが好ましい（請求項６）。この場合には、冷却媒体の温度に応じて循環ポンプの駆動制御を行うことができる。また、上記冷媒温度センサが上記循環ポンプの内部もしくは出入口に配設されていることにより、冷媒温度センサとポンプ駆動回路との距離を短くすることができ、両者間の配線を短くすることができる。
【００１９】
また、上記循環ポンプは、上記冷却器における冷媒出口に連結されていることが好ましい（請求項７）。この場合には、上記循環ポンプにおいて冷却媒体に空気が混入しても、再び冷却媒体が冷却器に導入されるまでの循環経路において冷却媒体から空気を抜くことが可能となる。それゆえ、冷却器への空気の混入を抑制し、冷却器による半導体モジュールの冷却性能を向上することができる。
【００２０】
また、上記循環ポンプのモータは、上記冷却媒体が流通する冷媒流路に接触していることが好ましい（請求項８）。この場合には、上記冷却媒体によって上記循環ポンプのモータを冷却することができる。これにより、循環ポンプの耐久性を容易に向上させることができる。
【００２１】
また、上記電力変換装置によって制御される被制御電力と、上記循環ポンプを駆動するポンプ駆動電力とは、同一の電圧であることが好ましい（請求項９）。この場合には、上記被制御電力をそのままの電圧でポンプ駆動電力として利用することができる。そのため、電圧変換器等を設ける必要がなくなり、電力変換装置および冷却媒体の循環システムのコスト低減及びコンパクト化を容易にすることができる。
【実施例】
【００２２】
（実施例１）
本発明の実施例にかかる電力変換装置につき、図１〜図３を用いて説明する。
本例の電力変換装置１は、図２、図３に示すごとく、スイッチング素子を内蔵した半導体モジュール２と、該半導体モジュール２を冷却するための冷却器３と、スイッチング素子を駆動制御するスイッチング駆動回路４１とを備えている。
電力変換装置１は、図１に示すごとく、冷却器３と外部の熱交換器１４との間で冷却媒体ｗを循環させるための循環ポンプ５を一体的に有している。
【００２３】
図３に示すごとく、循環ポンプ５を駆動制御するポンプ駆動回路４２とスイッチング駆動回路４１とは、一つの共有回路部４に形成されている。
共有回路部４は、ポンプ駆動回路４２とスイッチング駆動回路４１とが形成された共有回路基板４０からなる。また、共有回路部４は、ポンプ駆動回路４２とスイッチング駆動回路４１とに共通する一つのマイコン（マイクロコンピュータ）を備えている。つまり、ポンプ駆動回路４２とスイッチング駆動回路４１とが一つの共有回路基板４０に形成されており、該共有回路基板４０にマイコンが搭載され、上記二つの駆動回路の制御を行っている。
【００２４】
冷却器３は、内部に冷却媒体ｗを流通させる複数の冷却管３１を有する。そして、複数の半導体モジュール２と複数の冷却管３１とが交互に積層されて、半導体積層ユニット１０が構成されている。
図２に示すごとく、冷却管３１は、冷却媒体ｗの流通方向に長い長尺形状を有し、その両端部付近において積層方向に隣り合う冷却管３１と、連結管３２によって連結されている。また、積層方向の一端に配された冷却管３１には、冷却媒体ｗを冷却器３に導入する冷媒導入管３３１と、冷却媒体ｗを冷却器３から排出する冷媒排出管３３２とが取り付けられている。
【００２５】
図３に示すごとく、半導体モジュール２は、積層方向及び冷却管３１の長手方向の双方に直交する方向に突出した制御端子２１を備える。制御端子２１は、共有回路基板４０に接続され、スイッチング駆動回路４１に接続されている。
また、図２、図３に示すごとく、循環ポンプ５は、冷却器３における冷媒出口、すなわち冷媒排出管３３２に連結されている。循環ポンプ５の電極端子５１も共有回路基板４０に接続され、ポンプ駆動回路４２に接続されている。
【００２６】
半導体積層ユニット１０、循環ポンプ５、及び共有回路基板４０は、アルミニウム等からなるケース１２内に収容され、電力変換装置１を構成している。循環ポンプ５の吐出側の吐出配管５２及び冷却器３の冷媒導入管３３１は、ケース１２の外へ突出している。
そして、図１に示すごとく、吐出配管５２及び冷媒導入管３３１は、冷媒配管１３１、１３２によって、電力変換装置１の外部に設けられた熱交換器（ラジエータ）１４に接続されている。熱交換器１４は、例えば車両における電力変換装置１から離れた位置に配置され、空冷等によって冷却媒体ｗを冷却できるよう構成されている。
【００２７】
上記のように構成された冷却媒体の循環システム１４０においては、以下のように冷却媒体ｗが循環する。つまり、冷媒導入管３３１から冷却器３に導入された冷却媒体ｗは、複数の冷却管３１に分岐してそれぞれの冷却管３１内を流通する。このとき、冷却媒体ｗは、半導体モジュール２を冷却し、この熱交換によって温度上昇する。温度上昇した冷却媒体ｗは、冷却器３の冷媒排出管３３２から排出され、循環ポンプ５に導かれる。循環ポンプ５によって冷却媒体ｗは、吐出配管５２、冷媒配管１３１を通り、熱交換器１４へ導かれる。そして、熱交換器１４において冷却媒体ｗは冷却され、低温となった冷却媒体ｗは、冷媒配管１３２、冷媒導入管３３１を通じて、再び冷却器３へ導入され、半導体モジュール２の冷却を行う。
【００２８】
上記のような冷却媒体ｗの流れが繰返されることによって、電力変換装置１の温度上昇を防ぎ、正常な運転を可能にしている。
また、冷却媒体ｗとしては、例えば、水やアンモニア等の自然冷媒、エチレングリコール系の不凍液を混入した水、フロリナート等のフッ化炭素系冷媒、ＨＣＦＣ１２３、ＨＦＣ１３４ａ等のフロン系冷媒、メタノール、アルコール等のアルコール系冷媒、アセトン等のケトン系冷媒等を用いることができる。
【００２９】
次に、本例の作用効果につき説明する。
電力変換装置１は、循環ポンプ５を一体的に有しており、該循環ポンプ５を駆動制御するポンプ駆動回路４２とスイッチング駆動回路４１とが一つの共有回路部４に形成されている。すなわち、ポンプ駆動回路４２とスイッチング駆動回路４１とが一体化され、一つの共有回路部４に集約されるため、コストの低減を図ることできる。その結果、電力変換装置１とこれを冷却する冷却システム１４０のコスト低減を図ることができる。
【００３０】
また、電力変換装置１が循環ポンプ５を一体的に有していることにより、循環ポンプ５が電力変換装置１と別体として配置されている構成（図７参照）において必要であった両者間の冷媒配管を設ける必要がない。そのため、冷却器３と循環ポンプ５との間における冷却媒体ｗの圧力損失を小さくすることができる。それゆえ、冷却媒体ｗの循環効率を向上させることができる。また、これに伴い、循環ポンプ５の能力を大きくする必要がなくなり、循環ポンプ５の小型化が可能となり、コスト低減および循環システム１４０のコンパクト化が容易となる。
【００３１】
また、共有回路部４は、ポンプ駆動回路４２とスイッチング駆動回路４１とが形成された共有回路基板４０を備えている。それゆえ、ポンプ駆動回路４２とスイッチング駆動回路４１とを一枚の共有回路基板４０に集約することができるため、上記２つの駆動回路をより安価に形成することができると共に、一層のコンパクト化を図ることができる。
【００３２】
また、共有回路部４は、ポンプ駆動回路４２とスイッチング駆動回路４１とに共通する一つのマイコンを備えている。そのため、電力変換装置１のコスト低減を一層図ることができる。
【００３３】
また、循環ポンプ５は、冷却器３における冷媒出口（冷媒排出管３３２）に連結されている。そのため、循環ポンプ５において冷却媒体ｗに空気が混入しても、再び冷却媒体ｗが冷却器３に導入されるまでの循環経路において冷却媒体ｗから空気を抜くことが可能となる。それゆえ、冷却器３への空気の混入を抑制し、冷却器３による半導体モジュール２の冷却性能を向上することができる。
【００３４】
また、本例の構成をとることにより、例えば、さらに以下の構成を採用しやすくなる。
すなわち、半導体モジュール２は、半導体モジュール２の温度を検出するモジュール温度センサを備え、共有回路部４におけるポンプ駆動回路４２は、モジュール温度センサの検出信号を利用して循環ポンプ５の駆動制御を行うよう構成することができる。
【００３５】
この場合には、半導体モジュール２の温度情報に基づいて冷却媒体ｗの温度を間接的に把握して、循環ポンプ５の駆動制御を行うことができる。そして、共有回路部４において、スイッチング駆動回路４１とポンプ駆動回路４２との間で電気信号を授受して、半導体モジュール２の温度情報をポンプ駆動回路４２における駆動制御に利用することができる。それゆえ、冷却媒体ｗの温度を推測した循環ポンプ５の効率的な駆動制御を、容易に行うことができる。
【００３６】
具体的には、例えば、モジュール温度センサによって計測された温度が高いときには、循環ポンプ５の出力を高くして冷却媒体ｗの循環速度を高め、逆に、計測された温度が低いときには、循環ポンプ５の出力を低くして冷却媒体ｗの循環速度を低下させるといった制御が可能となる。これにより、循環ポンプ５の効率的な駆動制御を、容易に行うことができる。
【００３７】
また、ポンプ駆動回路４２は、スイッチング駆動回路４１におけるスイッチング制御信号を利用して、循環ポンプ５の駆動制御を行うよう構成することもできる。
この場合には、半導体モジュール２の駆動状況に応じて、すなわち、半導体モジュール２の発熱状態に応じて、循環ポンプ５を駆動制御することができる。
例えば、被制御電流が半導体モジュール２に流れるタイミングや時間に応じて、循環ポンプ５の出力を調整することができる。すなわち、半導体モジュール２に大きな被制御電流が流れるタイミングと同期して、或いはそのタイミングに先立って、冷却器３に冷却媒体ｗを多く供給するように制御することが可能となる。これによって、適切なタイミングで適切な量の冷却媒体ｗを冷却器３に供給することができ、効率的な電力変換装置１の冷却が可能となる。
【００３８】
また、循環ポンプ５の内部もしくは出入口に、冷却媒体ｗの温度を検出するための冷媒温度センサを配設し、冷媒温度センサの検出信号を利用して、ポンプ駆動回路４２が循環ポンプ５を駆動制御するよう構成してもよい。
この場合には、冷却媒体ｗの温度に応じて循環ポンプ５の駆動制御を行うことができる。また、冷媒温度センサが循環ポンプ５の内部もしくは出入口に配設されていることにより、冷媒温度センサとポンプ駆動回路４２との距離を短くすることができ、両者間の配線を短くすることができる。
【００３９】
なお、本例において、冷媒温度センサは循環ポンプ５の入口部分、すなわち冷却器３の冷媒排出口３３２付近に配置されていることが好ましい。これにより、半導体モジュール２と熱交換した直後の冷却媒体ｗの温度を正確に測定することができる。そのため、この部分の温度を制御することが可能となり、電力変換装置の温度上昇を効率的に防ぐことができる。
【００４０】
以上のごとく、本例によれば、冷却媒体の循環システムのコスト低減及びコンパクト化を容易にする電力変換装置を提供することができる。
【００４１】
（実施例２）
本例は、図４に示すごとく、電力変換装置１によって制御される被制御電力と、循環ポンプ５を駆動するポンプ駆動電力とを、同一の電圧となるように構成した例である。
電力変換装置１は、直流電源６１から供給される直流電力を三相交流電力に変換して、三相交流の回転電機６２へ供給するよう構成されている。すなわち、電力変換装置１の電力変換回路６３は、直流電源６１の正極に接続された高電位ライン６３１と、直流電源６１の負極に接続された低電位ライン６３２との間に、２つの半導体モジュール（スイッチング素子）２を直列接続してなるアームを少なくとも３つ並列接続してなる。そして、各アームにおける一対の半導体モジュール２の間に、それぞれ出力ライン６３３が接続され、各接続ライン６３３は回転電機６２に接続されている。
【００４２】
これにより、各半導体モジュール２をスイッチング駆動制御することにより、直流電源６１の直流電力を三相交流電力に変換して、回転電機６２を駆動することができる。
本例においては、直流電源６１は車両に搭載された車載バッテリであり、回転電機６２は車両駆動用のモータである。
【００４３】
このように構成された電力変換回路６３と直流電源６１との間に、循環ポンプ５の三相交流のモータ６２０を駆動するための電力変換回路６３０が並列接続されている。この電力変換回路６３０の回路構成は、上記車両駆動用の回転電機６２を駆動するための電力変換回路６３と同様に、複数のスイッチング素子２０によって構成されている。
これにより、直流電源６１を用いて、車両駆動用のモータのみならず、循環ポンプ５のモータ６２０をも駆動することができる。
その他は、実施例１と同様である。
【００４４】
本例の場合には、被制御電力をそのままの電圧でポンプ駆動電力として利用することができる。そのため、電圧変換器等を設ける必要がなくなり、電力変換装置１および冷却媒体の循環システム１４のコスト低減及びコンパクト化を容易にすることができる。
すなわち、被制御電力の電圧とポンプ駆動電力の電圧とが異なる場合、図５に示すごとく、循環ポンプ５のモータ６２０を駆動するための電力変換回路６３０と直流電源６１との間にＤＣ−ＤＣコンバータ等の電圧変換器６４を設ける必要がある。そうすると、電圧変換器６４を設ける分、電力変換装置１および冷却媒体の循環システム１４のコスト低減及びコンパクト化が困難となる。それゆえ、電力変換装置１の被制御電力と循環ポンプ５のポンプ駆動電力とを同一の電圧とすることにより、電力変換装置１および冷却媒体の循環システム１４のコスト低減及びコンパクト化を容易にすることができる。
その他、実施例１と同様の作用効果を有する。
【００４５】
また、循環ポンプ５のモータ６２０としては、交流モータに限らず、直流モータを用いてもよい。この場合、図６に示すごとく、循環ポンプ５のモータ６２０と直流電源６１との間に電力変換回路（図４における符号６３０参照）を設ける必要はない。そして、モータ６２０の電圧を回転電機６２の駆動電圧（直流電源６１の電圧）と同一とすることにより、直流電源６１とモータ６２０との間に電圧変換器（図５における符号６４）を設ける必要もない。
【００４６】
上記実施例以外にも、本発明は種々の態様を採り得る。
例えば、循環ポンプ５のモータを、冷却媒体ｗが流通する冷媒流路に接触させるよう構成してもよい。この場合には、冷却媒体ｗによって循環ポンプ５のモータを冷却することができる。これにより、循環ポンプ５の耐久性を容易に向上させることができる。
【００４７】
また、実施例１、２においては、スイッチング駆動回路４１とポンプ駆動回路４２とが１枚の共有回路基板４０に集約された例を示したが、スイッチング駆動回路４１とポンプ駆動回路４２との構成は、これに限定されるものではない。例えば、スイッチング駆動回路４１が複数の回路基板にわたって形成された構成を採用することもできる。この場合、スイッチング駆動回路４１の一部が、ポンプ駆動回路４２の少なくとも一部と、一つの共有回路基板４０を共有した構成とすることもできる。
【符号の説明】
【００４８】
１ 電力変換装置
１４ 熱交換器
２ 半導体モジュール
３ 冷却器
４ 共有回路部
４１ スイッチング駆動回路
４２ ポンプ駆動回路
５ 循環ポンプ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スイッチング素子を内蔵した半導体モジュールと、該半導体モジュールを冷却するための冷却器と、上記スイッチング素子を駆動制御するスイッチング駆動回路とを備えた電力変換装置であって、
該電力変換装置は、上記冷却器と外部の熱交換器との間で冷却媒体を循環させるための循環ポンプを一体的に有しており、
該循環ポンプを駆動制御するポンプ駆動回路と上記スイッチング駆動回路とは、一つの共有回路部に形成されていることを特徴とする電力変換装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電力変換装置において、上記共有回路部は、上記ポンプ駆動回路と上記スイッチング駆動回路とが形成された共有回路基板を備えていることを特徴とする電力変換装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の電力変換装置において、上記共有回路部は、上記ポンプ駆動回路と上記スイッチング駆動回路とに共通する一つのマイコンを備えていることを特徴とする電力変換装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の電力変換装置において、上記半導体モジュールは、該半導体モジュールの温度を検出するモジュール温度センサを備え、上記共有回路部における上記ポンプ駆動回路は、上記モジュール温度センサの検出信号を利用して上記循環ポンプの駆動制御を行うよう構成してあることを特徴とする電力変換装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の電力変換装置において、上記ポンプ駆動回路は、上記スイッチング駆動回路におけるスイッチング制御信号を利用して、上記循環ポンプの駆動制御を行うよう構成してあることを特徴とする電力変換装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の電力変換装置において、上記循環ポンプの内部もしくは出入口に、上記冷却媒体の温度を検出するための冷媒温度センサが配設されており、該冷媒温度センサの検出信号を利用して、上記ポンプ駆動回路が上記循環ポンプを駆動制御するよう構成してあることを特徴とする電力変換装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項に記載の電力変換装置において、上記循環ポンプは、上記冷却器における冷媒出口に連結されていることを特徴とする電力変換装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一項に記載の電力変換装置において、上記循環ポンプのモータは、上記冷却媒体が流通する冷媒流路に接触していることを特徴とする電力変換装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか一項に記載の電力変換装置において、該電力変換装置によって制御される被制御電力と、上記循環ポンプを駆動するポンプ駆動電力とは、同一の電圧であることを特徴とする電力変換装置。
【請求項１】
スイッチング素子を内蔵した半導体モジュールと、該半導体モジュールを冷却するための冷却器と、上記スイッチング素子を駆動制御するスイッチング駆動回路とを備えた電力変換装置であって、
該電力変換装置は、上記冷却器と外部の熱交換器との間で冷却媒体を循環させるための循環ポンプを一体的に有しており、
該循環ポンプを駆動制御するポンプ駆動回路と上記スイッチング駆動回路とは、一つの共有回路部に形成されていることを特徴とする電力変換装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電力変換装置において、上記共有回路部は、上記ポンプ駆動回路と上記スイッチング駆動回路とが形成された共有回路基板を備えていることを特徴とする電力変換装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の電力変換装置において、上記共有回路部は、上記ポンプ駆動回路と上記スイッチング駆動回路とに共通する一つのマイコンを備えていることを特徴とする電力変換装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の電力変換装置において、上記半導体モジュールは、該半導体モジュールの温度を検出するモジュール温度センサを備え、上記共有回路部における上記ポンプ駆動回路は、上記モジュール温度センサの検出信号を利用して上記循環ポンプの駆動制御を行うよう構成してあることを特徴とする電力変換装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の電力変換装置において、上記ポンプ駆動回路は、上記スイッチング駆動回路におけるスイッチング制御信号を利用して、上記循環ポンプの駆動制御を行うよう構成してあることを特徴とする電力変換装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の電力変換装置において、上記循環ポンプの内部もしくは出入口に、上記冷却媒体の温度を検出するための冷媒温度センサが配設されており、該冷媒温度センサの検出信号を利用して、上記ポンプ駆動回路が上記循環ポンプを駆動制御するよう構成してあることを特徴とする電力変換装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項に記載の電力変換装置において、上記循環ポンプは、上記冷却器における冷媒出口に連結されていることを特徴とする電力変換装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一項に記載の電力変換装置において、上記循環ポンプのモータは、上記冷却媒体が流通する冷媒流路に接触していることを特徴とする電力変換装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか一項に記載の電力変換装置において、該電力変換装置によって制御される被制御電力と、上記循環ポンプを駆動するポンプ駆動電力とは、同一の電圧であることを特徴とする電力変換装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−２３９３３７（Ｐ２０１２−２３９３３７Ａ）
【公開日】平成２４年１２月６日（２０１２．１２．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１０７９１７（Ｐ２０１１−１０７９１７）
【出願日】平成２３年５月１３日（２０１１．５．１３）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月６日（２０１２．１２．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月１３日（２０１１．５．１３）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
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