專利名稱：液冷能量轉(zhuǎn)換設(shè)備的制作方法
液冷能量轉(zhuǎn)換設(shè)備
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及帶有連接到其上的半導(dǎo)體的液冷能量轉(zhuǎn)換設(shè)備，它通 過在液冷散熱片中循環(huán)冷卻劑來冷卻半導(dǎo)體元件。
能量轉(zhuǎn)換設(shè)備通過半導(dǎo)體元件的開關(guān)操作來轉(zhuǎn)換能量。半導(dǎo)體堆 容納在該能量轉(zhuǎn)換設(shè)備中。該半導(dǎo)體堆通過半導(dǎo)體元件形成，該半導(dǎo) 體元件包括能量轉(zhuǎn)換電路及其外圍電路的電子部件。半導(dǎo)體元件的冷 卻是半導(dǎo)體堆的重要功能。半導(dǎo)體堆需要有效地將半導(dǎo)體元件產(chǎn)生的 熱量損失排放到空氣中，并將半導(dǎo)體元件溫度冷卻到容許溫度或以下。
關(guān)于這種冷卻所需的主要元件，冷卻體是半導(dǎo)體元件產(chǎn)生的熱量 損失的受熱單元，和用于將該熱量損失排放到能量轉(zhuǎn)換設(shè)備外側(cè)的熱 量排放單元。將要安裝在電力機(jī)車的設(shè)備室中的該設(shè)備的半導(dǎo)體元件 冷卻系統(tǒng)包括液冷型。該液冷型是一冷卻系統(tǒng)，其中接受半導(dǎo)體元件 產(chǎn)生的熱量損失的冷卻體與將該熱量損失排放到空氣中的熱量排放單 元分開。該液冷型與冷卻體和受熱單元之間的管連接，并利用泵來循 環(huán)管中的制冷劑。通過與循環(huán)的制冷劑進(jìn)行熱量傳遞，該液冷型可獲 得較高的冷卻效率。
附圖13示出了一側(cè)視圖，其中從側(cè)面觀察了常規(guī)液冷能量轉(zhuǎn)換設(shè) 備的整個(gè)構(gòu)造。附圖14是一頂視圖，其中從上方觀察了常規(guī)液冷能量 轉(zhuǎn)換設(shè)備的半導(dǎo)體元件的周邊部分的構(gòu)造。通過能量轉(zhuǎn)換電路形成的 半導(dǎo)體元件l連接到將成為冷卻體的液冷散熱片2上。冷卻劑在其中 流動(dòng)的流動(dòng)通路2a形成在該液冷散熱片2上。泵3迫使在流動(dòng)通路 2a內(nèi)流動(dòng)的冷卻劑循環(huán)。
管4將泵3連接到液冷散熱片2上，將液冷散熱片2連接到熱交 換器5上，并將交換器5連接到泵3上。同樣，管4連接成串聯(lián)環(huán)形， 并形成循環(huán)系統(tǒng)。泵3的驅(qū)動(dòng)迫使冷卻劑循環(huán)。半導(dǎo)體元件l產(chǎn)生的
熱量損失通過液冷散熱片2將熱量傳遞給液冷散熱片2內(nèi)的冷卻劑。 傳遞給冷卻劑的熱量將熱量排放到熱交換器5側(cè)面上的空氣中。上臂 側(cè)上的半導(dǎo)體元件1和下臂側(cè)上的半導(dǎo)體元件1設(shè)置在一個(gè)液冷散熱 片2上。這些半導(dǎo)體元件1容納在單元框架10中。選通放大器基板6 將開關(guān)信號供給給半導(dǎo)體元件1。為了改進(jìn)單元框架10中的空間因素， 該基板6平行于半導(dǎo)體元件1和主電路導(dǎo)體7a、 7b設(shè)置。
此處公開了一能量轉(zhuǎn)換設(shè)備，它包括第一半導(dǎo)體電子部件，與第 一半導(dǎo)體電子部件分開的第二半導(dǎo)體電子部件，為了冷卻第一半導(dǎo)體 電子部件而設(shè)置在第一半導(dǎo)體電子部件處的第一散熱片，和為了冷卻 第二半導(dǎo)體電子部件而設(shè)置在第二半導(dǎo)體電子部件處的第二散熱片， 由共享的冷卻器、風(fēng)扇和冷卻劑循環(huán)泵供給和循環(huán)的在第一和第二散 熱片中流動(dòng)的冷卻劑。公開的是，能量轉(zhuǎn)換設(shè)備可以有效地冷卻，并 可使循環(huán)液冷系統(tǒng)的冷卻裝置最小化，以將其安裝在車體地板下(例 如，日本專利申請公開No.2005-287214 )。
前述專利文獻(xiàn)中公開的能量轉(zhuǎn)換設(shè)備可以使循環(huán)液冷系統(tǒng)的冷卻 裝置最小化；然而，卻未考慮，使得由能量轉(zhuǎn)換電路形成的半導(dǎo)體1 周圍的周邊部分的部件設(shè)置最小化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是，提供一液冷能量轉(zhuǎn)換設(shè)備，它構(gòu)造成改進(jìn)半導(dǎo) 體元件的安裝部分的空間因素，并使該設(shè)備最小化。
根據(jù)本發(fā)明的一方面，液冷能量轉(zhuǎn)換設(shè)備包括兩個(gè)半導(dǎo)體元件； 兩個(gè)液冷散熱片，它們在內(nèi)側(cè)分別包括冷卻劑的流動(dòng)通路，該半導(dǎo)體 元件分別連接到該流動(dòng)通路上，使得端面為正面，并且該流動(dòng)通路設(shè) 置成互相面對半導(dǎo)體元件的端面；兩個(gè)主電路導(dǎo)體，它們分別連接到 兩個(gè)半導(dǎo)體元件上，并構(gòu)成主電路；選通放大器基板，它將開關(guān)信號 供給到兩個(gè)半導(dǎo)體元件；熱交換器，它利用管連接到兩個(gè)液冷散熱片 的流動(dòng)通路上，并在流動(dòng)通路中流動(dòng)的冷卻劑和空氣之間進(jìn)行熱交換； 泵，它循環(huán)管中的冷卻劑；及單元框架，它容納包括兩個(gè)半導(dǎo)體元件、 兩個(gè)主電路導(dǎo)體、兩個(gè)液冷散熱片和選通放大器基板的單元，并將該
單元容納在其中。
在下面的描述中將闡述本發(fā)明的其他目的和優(yōu)點(diǎn)，并且一部分將
從該描述中得以明確，或者可以通過本發(fā)明的實(shí)踐進(jìn)行學(xué)習(xí)。下文中
將特別指出利用說明和組合獲得的這些目的。


結(jié)合到說明書中并構(gòu)成其一部分的這些

了本發(fā)明的各實(shí) 施例，并與上面給出的概述和下面給出的各實(shí)施例的詳細(xì)描述一起起 到解釋本發(fā)明原理的作用。
附圖1是從側(cè)面觀察本發(fā)明第一實(shí)施例所述的液冷能量轉(zhuǎn)換設(shè)備 的整個(gè)構(gòu)造的側(cè)視圖-,
附圖2是一頂視圖，其中從上方觀察本發(fā)明第一實(shí)施例所述的液 冷能量轉(zhuǎn)換設(shè)備的半導(dǎo)體元件的周邊部分的構(gòu)造；
附圖3是一頂視圖，其中從上方觀察本發(fā)明第一實(shí)施例的變型所 述的液冷能量轉(zhuǎn)換設(shè)備的半導(dǎo)體元件的周邊部分的構(gòu)造；
附圖4是一頂視圖，其中從上方觀察本發(fā)明第二實(shí)施例所述的液 冷能量轉(zhuǎn)換設(shè)備的半導(dǎo)體元件的周邊部分的構(gòu)造；
附圖5是一頂視圖，其中從上方觀察本發(fā)明第二實(shí)施例的變型所 述的液冷能量轉(zhuǎn)換設(shè)備的半導(dǎo)體元件的周邊部分的構(gòu)造；
附圖6是一頂視圖，其中從上方觀察本發(fā)明第三實(shí)施例所述的液 冷能量轉(zhuǎn)換設(shè)備的半導(dǎo)體元件的周邊部分的構(gòu)造；
附圖7是一頂視圖，其中從上方觀察本發(fā)明第三實(shí)施例的變型所 述的液冷能量轉(zhuǎn)換設(shè)備的半導(dǎo)體元件的周邊部分的構(gòu)造；
附圖8是一頂視圖，其中從上方觀察本發(fā)明第四實(shí)施例所述的液 冷能量轉(zhuǎn)換設(shè)備的半導(dǎo)體元件的周邊部分的構(gòu)造；
附圖9是一頂視圖，其中從上方觀察本發(fā)明第四實(shí)施例的變型所 述的液冷能量轉(zhuǎn)換設(shè)備的半導(dǎo)體元件的周邊部分的構(gòu)造；
附圖10是一側(cè)視圖，其中從側(cè)面觀察本發(fā)明第五實(shí)施例所述的液 冷能量轉(zhuǎn)換設(shè)備的半導(dǎo)體元件的周邊部分的構(gòu)造；
附圖11是一頂視圖，其中從上方觀察本發(fā)明第五實(shí)施例所述的液 冷能量轉(zhuǎn)換設(shè)備的半導(dǎo)體元件的周邊部分的構(gòu)造；
附圖12是一頂視圖，其中從上方觀察本發(fā)明第五實(shí)施例的變型所 述的液冷能量轉(zhuǎn)換設(shè)備的半導(dǎo)體元件的周邊部分的構(gòu)造；
附圖13是從側(cè)面觀察常規(guī)液冷能量轉(zhuǎn)換設(shè)備的整個(gè)構(gòu)造的側(cè)視
附圖14是一頂視圖，其中從上方觀察常規(guī)液冷能量轉(zhuǎn)換設(shè)備的半 導(dǎo)體元件的周邊部分的構(gòu)造。
具體實(shí)施例方式
下文中，將參照附圖描述本發(fā)明的各實(shí)施例。
附圖1是示出本發(fā)明第 一 實(shí)施例的液冷能量轉(zhuǎn)換設(shè)備20的整個(gè)構(gòu) 造的側(cè)視圖。附圖2是示出本實(shí)施例的設(shè)備20的半導(dǎo)體元件1的周邊 部分的構(gòu)造的頂視圖。在附圖1和2中，與附圖13和14中相同的部 件用相同的附圖標(biāo)記表示，其詳細(xì)描述省略，并且將主要描述不同的 部件。在下面的實(shí)施例中，類似地將省略重復(fù)的描述。
該設(shè)備20包括兩個(gè)半導(dǎo)體元件1、兩個(gè)液冷散熱片2、選通放大 器基片6、主電路導(dǎo)體7a、 7b、 7c、泵3，以及三根管4、熱交換器5 和框架單元10。
通過兩個(gè)半導(dǎo)體元件1、兩個(gè)液冷散熱片2、選通放大器基片6 和主電路導(dǎo)體7a、 7b、 7c形成一單元。
兩個(gè)半導(dǎo)體元件1分別連接到兩個(gè)液冷散熱片2上。兩個(gè)半導(dǎo)體
1分別是包括能量轉(zhuǎn)換電路的上臂側(cè)上的半導(dǎo)體1和包括能量轉(zhuǎn)換電 路的下臂側(cè)上的半導(dǎo)體元件1。通過將主電路導(dǎo)體7a、 7b、 7c連接到 兩個(gè)半導(dǎo)體元件i上構(gòu)成該能量轉(zhuǎn)換電路。主電路導(dǎo)體7c連接兩個(gè)半 導(dǎo)體元件l。主電路導(dǎo)體7a、 7b是用于將兩個(gè)半導(dǎo)體元件l連接到外 側(cè)的導(dǎo)體。
液冷散熱片2是從半導(dǎo)體元件1產(chǎn)生的熱損失的受熱單元。換句 話說，液冷散熱片2是冷卻半導(dǎo)體元件1的冷卻體。冷卻劑流過的流 動(dòng)通路2a形成在該液冷散熱片2內(nèi)部。半導(dǎo)體元件1產(chǎn)生的熱損失通
過該液冷散熱片2將熱量傳遞給冷卻劑。冷卻劑將熱量傳遞給熱交換 器5。
泵3迫使在流動(dòng)通路2a中流動(dòng)的冷卻劑循環(huán)。
三根管4使管4內(nèi)的冷卻劑流動(dòng)。 一根管4將泵3連接到液冷散 熱片2上。另一根管4將液冷散熱片2連接到熱交換器5上。剩余一 根管4將熱交換器5連接到泵3上。這三根管4將兩個(gè)散熱片2、泵3 和熱交換器5連成一串聯(lián)環(huán)形。根據(jù)這種構(gòu)造，這三根管4形成冷卻 劑的循環(huán)系統(tǒng)。
熱交換器5利用將要在管4中循環(huán)的冷卻劑將熱傳遞的熱量損失 的熱量排放到空氣中。也就是，該熱交換器5在冷卻劑和空氣之間進(jìn) 行熱量交換。
現(xiàn)在參照附圖2，將描述單元框架10中的構(gòu)造。
兩個(gè)半導(dǎo)體元件l、 2、兩個(gè)液冷散熱片2、選通放大器基板6和 主電路導(dǎo)體7a、 7b和7c容納在該單元框架10中。
每個(gè)半導(dǎo)體l連接到其上的兩個(gè)散熱片2平行設(shè)置，從而半導(dǎo)體 l的端面(terminal face )彼此面對。選通放大器基板6設(shè)置成平行于 半導(dǎo)體1的表面。主電路導(dǎo)體7a、 7b平行于半導(dǎo)體1和選通放大器基 板6而設(shè)置。主電路導(dǎo)體7a、 7b設(shè)置使得，連接外側(cè)的連接部分在管 連接部分的相反方向上從單元框架10伸出，該管連接部分在兩個(gè)散熱 片2的兩個(gè)流動(dòng)通路2a和管4之間連接。
根據(jù)本實(shí)施例，如果假設(shè)管連接側(cè)為前側(cè)，則通過設(shè)置使得上臂 側(cè)上的半導(dǎo)體元件1和下臂側(cè)上的半導(dǎo)體元件1彼此面對，可以減小 深度方向的尺寸。減小深度方向的尺寸能夠使整個(gè)設(shè)備20的深度方向 的尺寸減小。在將設(shè)備20安裝到機(jī)車上的過程中，深度方向與機(jī)車的 通道寬度(passage width)方向相對應(yīng)。因此，可以加寬機(jī)車的通道 寬度。從而，可以確保維護(hù)空間。因此，提高了設(shè)備20的維護(hù)性能。
由于液冷散熱片2設(shè)置在主電路導(dǎo)體7a、 7b與選通放大器基板6 或半導(dǎo)體元件l之間，所以主電路電流產(chǎn)生的噪音很難影響設(shè)備20。 于是，可以提高選通放大器基板6的抗噪音可靠性。 盡管本實(shí)施例的設(shè)備20已經(jīng)將主電路導(dǎo)體7a、 7b、 7c的連接部 分設(shè)置在與管連接部分相反的一側(cè)(附圖2中的左側(cè))，但是本發(fā)明不 僅局限于此。像附圖3中所示的液冷能量轉(zhuǎn)換設(shè)備20A那樣，主電路 導(dǎo)體7a、 7b的連接部分可以設(shè)置在與管連接部分相同的一側(cè)(附圖3 中的右側(cè))。
附圖4是一頂視圖，其中從上方觀察本發(fā)明第二實(shí)施例所述的液 冷能量轉(zhuǎn)換設(shè)備20B的半導(dǎo)體1的周邊部分的構(gòu)造。
該設(shè)備20B構(gòu)造使得，絕緣板8夾在附圖2中所示第一實(shí)施例的 設(shè)備20的主電路導(dǎo)體7a和7b之間。其它部分的構(gòu)造和第一實(shí)施例中 的相同。
主電路導(dǎo)體7a和主電路導(dǎo)體7b的電勢有所不同。兩個(gè)半導(dǎo)體元 件1的端子的電勢也不同。絕緣板8在主電路導(dǎo)體7a和主電路導(dǎo)體 7b之間電絕緣。該絕緣板8在彼此面對的兩個(gè)半導(dǎo)體元件1的電端子 之間電絕緣。
根據(jù)本實(shí)施例，除了與第一實(shí)施例相同的工作效果之外，還可獲 得如下的工作效果。
由于使用在主電路導(dǎo)體7a和7b之間以及在兩個(gè)半導(dǎo)體元件1的 電端子之間電絕緣的絕緣板8，所以可以縮短絕緣距離。從而兩個(gè)散 熱片2可以設(shè)置得更加彼此靠近。由于主電路導(dǎo)體7a、 7b和7c的長 度可以縮短，所以可以降低能量轉(zhuǎn)換電路的感應(yīng)系數(shù)。該單元可以小 型化和輕型化。
盡管本實(shí)施例的設(shè)備20B將主電路導(dǎo)體7a、 7b的連接部分設(shè)置 在管連接部分的相反側(cè)上(附圖4中的左側(cè))，但是本發(fā)明不僅局限于 此構(gòu)造。像在附圖5中示出的液冷能量轉(zhuǎn)換設(shè)備20c那樣，也可以使 用主電路導(dǎo)體7a、 7b的連接部分設(shè)置在管連接部分的同一側(cè)上(附圖 5中的右側(cè))的構(gòu)造。
附圖6示出了一頂視圖，其中從上方觀察本發(fā)明第三實(shí)施例所述
的液冷能量轉(zhuǎn)換設(shè)備20D的半導(dǎo)體元件1的周邊部分的構(gòu)造。
該設(shè)備20D構(gòu)造成，將選通放大器基板6與附圖4中所示的20B
中的液冷散熱片2設(shè)置成直角。除了這一點(diǎn)之外，第三實(shí)施例具有和
第二實(shí)施例相同的構(gòu)造。
該液冷散熱片2設(shè)置在一位置處，在該位置處，當(dāng)設(shè)備20D安裝
在機(jī)車上時(shí)，與管4連接的流動(dòng)路徑2a的一部分放置在單元的前面(前側(cè))。
由于選通放大器基板6與液冷散熱片2設(shè)置成直角，所以選通放 大器基板6設(shè)置在與主電路導(dǎo)體7a、7b中流動(dòng)的主電路電流方向垂直 的方向上。當(dāng)設(shè)備20D安裝在機(jī)車上時(shí)，該選通放大器基板6設(shè)置在 該單元前面的位置處。因此，該選通放大器基板6設(shè)置在除了將兩個(gè) 散熱片2連接到管4上的部分之外的位置處。
將連接到外側(cè)的主電路導(dǎo)體7a、7b的連接部分設(shè)置在該單元的后 表面(后側(cè))處。
根據(jù)第三實(shí)施例，除了與第二實(shí)施例相同的工作效果之外，還可 獲得下述工作效果。
由于選通放大器基板6因半導(dǎo)體元件1的配電(switching)而設(shè) 置在垂直于主電路電流流動(dòng)的方向上，所以幾乎不受來自主電路電流 的噪音影響。因此，可以提高選通放大器基板6的抗噪音可靠性。
如果兩個(gè)或多個(gè)散熱片2彼此平行設(shè)置，則由于選通放大器基板 6連接成正交于散熱片2的每個(gè)半導(dǎo)體元件1的安裝表面，所以設(shè)備 20d可以構(gòu)造成適合于提高選通放大器基板6的抗噪音可靠性。
而且，如果兩個(gè)或多個(gè)液冷散熱片2彼此平行設(shè)置，則設(shè)備20D 可以在選通放大器基板6的長度和寬度之間保持平衡，數(shù)個(gè)散熱片2 彼此平行地設(shè)置在該長度上。從而可以改進(jìn)單元框架10中的空間因 素。
當(dāng)設(shè)備20D安裝在機(jī)車上時(shí)，由于選通放大器基板6的部件的安 裝面設(shè)置在單元的前側(cè)處，所以可以提高維護(hù)性能。
盡管本實(shí)施例的液冷能量轉(zhuǎn)換設(shè)備20D已經(jīng)設(shè)置有彼此平行的兩
個(gè)液冷散熱片2,從而半導(dǎo)體元件1的端子面彼此面對，但是本發(fā)明 不僅局限于此構(gòu)造。像附圖7中所示的液冷能量轉(zhuǎn)換設(shè)備20E那樣， 最好是將彼此平行的兩個(gè)半導(dǎo)體元件1排列在一個(gè)液冷散熱片2中。 [第四實(shí)施例]
附圖8是一頂視圖，其中示出了用于本發(fā)明第四實(shí)施例的液冷能 量轉(zhuǎn)換設(shè)備20F的設(shè)備的半導(dǎo)體元件1的周邊部分的構(gòu)造。
在框架單元10中部件的構(gòu)造方面，該設(shè)備20F與附圖1中所示 的第一實(shí)施例的液冷能量轉(zhuǎn)換設(shè)備20不同。其它點(diǎn)與第一實(shí)施例中相 同。
該設(shè)備20F包括四個(gè)半導(dǎo)體元件1、液冷散熱片2、選通放大器 基板6、主電路導(dǎo)體7a、 7b、 7c、 7d、 7e和7f、泵3、三根管4、熱 交換器5和單元框架10。
液冷散熱片2在其兩個(gè)表面上設(shè)置有四個(gè)半導(dǎo)體元件1。液冷散 熱片2在其每個(gè)表面上設(shè)置有兩個(gè)半導(dǎo)體元件1。
通過將主電路導(dǎo)體7a、 7b、 7c、 7d、 7e和7f連接到四個(gè)半導(dǎo)體 元件1上，構(gòu)成能量轉(zhuǎn)換電路。
主電路導(dǎo)體7a、 7b、 7c、 7d、 7e和7f平行地連接到液冷散熱片 2上。在該液冷散熱片2的一個(gè)表面上，主電路導(dǎo)體7c連接兩個(gè)半導(dǎo) 體元件1。主電路導(dǎo)體7a、 7b是連接外側(cè)的兩個(gè)半導(dǎo)體元件1的導(dǎo)體。 在液冷散熱片2的另一表面中，主電路導(dǎo)體7f連接兩個(gè)半導(dǎo)體元件1。 主電路導(dǎo)體7d、 7e是連接外側(cè)的兩個(gè)半導(dǎo)體元件1的導(dǎo)體。主電路導(dǎo) 體7a、 7b、 7d和7e從單元框架10的同一表面?zhèn)韧怀龅酵鈧?cè)。
選通放大器基板6平行于液冷散熱片2設(shè)置。
根據(jù)本實(shí)施例，由于半導(dǎo)體元件1連接到液冷散熱片2的兩面上， 所以可以改進(jìn)單元框架10中的空間因素。
盡管本實(shí)施例的設(shè)備20F已經(jīng)設(shè)置平行于液冷散熱片2的選通放 大器基板6、半導(dǎo)體元件1以及主電路導(dǎo)體7a、 7b、 7c、 7d、 7e和7f， 但是本發(fā)明不僅局限于此構(gòu)造。以與第三實(shí)施例中相同的方式，像附 圖9中示出的設(shè)備20G那樣，該選通放大器基板6可以設(shè)置使得與液
冷散熱片2成直角。此時(shí)，該選通放大器基板6可以設(shè)置在除了液冷 散熱片2的管4的連接部分之外的位置處。從而，在液冷散熱片2和 放置在液冷散熱片2的兩側(cè)上的半導(dǎo)體元件的深度方向上的寬度尺寸 與選通放大器基板6的寬度尺寸之間，設(shè)備20F可以保持平衡。從而， 可以改進(jìn)單元框架10中的空間因素。由于選通放大器基板6正交于主 電路電流在其中流動(dòng)的主電路導(dǎo)體7a、 7b、 7c、 7d、 7e和7f設(shè)置， 所以可以提高選通放大器基板6的抗噪音可靠性。
像附圖9中所示的實(shí)施例的設(shè)備20G那樣，通過分別夾在主電路 導(dǎo)體7a和7b之間與主電路導(dǎo)體7d和7e之間，可以設(shè)置第二實(shí)施例 的絕緣板8。從而，該設(shè)備20F可以利用第二實(shí)施例的絕緣板8獲得 工作效果。
附圖10是一側(cè)視圖，其中從側(cè)面觀察本發(fā)明第五實(shí)施例的液冷能 量轉(zhuǎn)換設(shè)備20H的半導(dǎo)體元件1的構(gòu)造。附圖ll是一頂視圖，其中 從上方觀察本發(fā)明第五實(shí)施例的液冷能量轉(zhuǎn)換設(shè)備20H的半導(dǎo)體元件 1的構(gòu)造。
在附圖7中所示的第三實(shí)施例的變型實(shí)施例的設(shè)備20E中，通過 將主電路導(dǎo)體7a和7b之間的連接部分用螺栓連接代替，形成插入連 接器9，提供液冷能量轉(zhuǎn)換設(shè)備20H。四個(gè)半導(dǎo)體元件1連接到液冷 散熱片2的一個(gè)面上。其它點(diǎn)與第三實(shí)施例的構(gòu)造相同。
連接器9是形成低感應(yīng)系數(shù)連接的部件。在連接到直流電流側(cè)上 的情況下，主電路導(dǎo)體7a、 7b需要形成低感應(yīng)系數(shù)連接。
在深度方向上，四個(gè)半導(dǎo)體元件1中的兩個(gè)并排設(shè)置在水平方向 上。從而，兩個(gè)上側(cè)臂構(gòu)造成彼此平行。其余兩個(gè)半導(dǎo)體元件l并排 設(shè)置在前述兩個(gè)半導(dǎo)體元件1的下側(cè)上。從而，兩個(gè)下臂構(gòu)造成彼此 平行。
選通放大器基板6正交于液冷散熱片2地設(shè)置在除了管連接部分 之外的位置處。通過夾在主電路導(dǎo)體7a和7b之間，設(shè)置絕緣板8。 根據(jù)本實(shí)施例，在設(shè)備20H的安裝狀態(tài)下，該設(shè)備20H在單元的
后面(后側(cè))的位置(附圖10中的左側(cè))處利用連接器連接。從而， 主電路導(dǎo)體7a、 7b可以與直流電流側(cè)形成低感應(yīng)系數(shù)連接。期間，在 單元的前側(cè)上，設(shè)置管連接部分和選通放大器基板6。由于該設(shè)置將 連接器連接部分與連接到選通放大器基板6和管連接部分上的選通信 號分開，所以可以改進(jìn)維護(hù)工作中的維護(hù)性能。
由于選通放大器基板6正交于主電路電流在其中流動(dòng)的主電路導(dǎo) 體7a、 7b設(shè)置，所以可以提高選通放大器基板6的抗噪音可靠性。
盡管本實(shí)施例的設(shè)備20H已經(jīng)將兩個(gè)半導(dǎo)體元件l的上側(cè)臂和下 側(cè)臂彼此平行地連接到一個(gè)液冷散熱片2的一個(gè)側(cè)面上，但是本發(fā)明 不僅局限于此構(gòu)造。如附圖12中所示的設(shè)備201,像第一實(shí)施例中的 情況那樣，上臂側(cè)上的兩個(gè)半導(dǎo)體元件1可以連接到彼此面對的兩個(gè) 散熱片2上。下臂側(cè)上的兩個(gè)半導(dǎo)體元件1也可以以類似方式構(gòu)造。
本領(lǐng)域技術(shù)人員將很容易發(fā)現(xiàn)其它優(yōu)點(diǎn)和變型。因此，在廣義上， 本發(fā)明不僅局限于此處示出和描述的具體細(xì)節(jié)和代表性實(shí)施例。因此， 在不脫離由所附權(quán)利要求及其等效物限定的發(fā)明概念的精神或范圍的 情況下，可以作出各種修改。
權(quán)利要求
1.一種液冷能量轉(zhuǎn)換設(shè)備，其特征在于，包括兩個(gè)半導(dǎo)體元件(1)；兩個(gè)液冷散熱片(2)，它們在內(nèi)側(cè)分別包括冷卻劑的流動(dòng)通路(2a)，該半導(dǎo)體元件(1)分別連接到該流動(dòng)通路上，使得端面為正面，并且該流動(dòng)通路設(shè)置成互相面對半導(dǎo)體元件(1)的端面；兩個(gè)主電路導(dǎo)體(7a，7b)，它們分別連接到兩個(gè)半導(dǎo)體元件(1)上，并構(gòu)成主電路；選通放大器基板(6)，它將開關(guān)信號供給到兩個(gè)半導(dǎo)體元件(1)；熱交換器(5)，它利用管(4)連接到兩個(gè)液冷散熱片(2)的流動(dòng)通路(2a)上，并在流動(dòng)通路(2a)中流動(dòng)的冷卻劑和空氣之間進(jìn)行熱交換；泵(3)，它循環(huán)管(4)中的冷卻劑；及單元框架(10)，它容納包括兩個(gè)半導(dǎo)體元件(1)、兩個(gè)主電路導(dǎo)體(7a，7b)、兩個(gè)液冷散熱片(2)和選通放大器基板(6)的單元。
2. 如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，該選通放大器基板(6) 正交于液冷散熱片(2)的半導(dǎo)體元件(1)的連接面設(shè)置。
3. 如權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其特征在于，兩個(gè)主電路導(dǎo)體(7a， 7b)在單元框架(10)的安裝狀態(tài)下的后側(cè)位置處形成低感應(yīng)系數(shù)連 接；該兩個(gè)液冷散熱片(2)包括管(4)的連接部分，該部分將在單 元框架(10)的安裝狀態(tài)下的前側(cè)位置處連接到流動(dòng)通路(2a)上； 及該選通放大器基板(6 )設(shè)置在單元框架(10 )的安裝狀態(tài)下的前 側(cè)上的位置處。
4. 如權(quán)利要求1至3中任意一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，還包括絕緣板(8)，它設(shè)置在分別彼此面對的兩個(gè)主電路導(dǎo)體(7a, 7b)之間。
5. —種液冷能量轉(zhuǎn)換設(shè)備，其特征在于，包括 兩個(gè)半導(dǎo)體元件(i);液冷散熱片(2)，它在內(nèi)側(cè)包括冷卻劑的流動(dòng)通路(2a),在該液 冷散熱片(2)中，該兩個(gè)半導(dǎo)體元件(1)連接到相同表面上，使得 端面為正面；兩個(gè)主電路導(dǎo)體(7a， 7b)，它們分別連接到兩個(gè)半導(dǎo)體元件(1) 的端子上，并構(gòu)成主電路；選通放大器基板(6),它正交于液冷散熱片(2)的半導(dǎo)體元件(1) 的連接面設(shè)置并將開關(guān)信號供給到兩個(gè)半導(dǎo)體元件(1);熱交換器(5),它利用管(4)連接到液冷散熱片(2)的流動(dòng)通 路(2a)上，并在流動(dòng)通路(2a)中流動(dòng)的冷卻劑和空氣之間進(jìn)行熱 交換；泵(3)，它循環(huán)管(4)中的冷卻劑；及單元框架(IO)，它容納包括兩個(gè)半導(dǎo)體元件(1)、兩個(gè)主電路導(dǎo) 體(7a， 7b)、液冷散熱片(2)和選通放大器基板(6)的單元。
6. 如權(quán)利要求5所述的設(shè)備，其特征在于，兩個(gè)主電路導(dǎo)體(7a， 7b)在單元框架(10)的安裝狀態(tài)下將成為后側(cè)的位置處形成低感應(yīng) 系數(shù)連接；該液冷散熱片(2)包括管(4)的連接部分，該連接部分將在成 為單元框架(10)的前側(cè)的位置處連接到流動(dòng)通路(2a)上；及該選通放大器基板(6 )設(shè)置在單元框架(10 )的安裝狀態(tài)下的前 側(cè)上的位置處。
7. 如權(quán)利要求5或6所述的設(shè)備，其特征在于，還包括 絕緣板(8),它設(shè)置在彼此面對的兩個(gè)主電路導(dǎo)體(7a， 7b)之間。
8. —種液冷能量轉(zhuǎn)換設(shè)備，其特征在于，包括兩個(gè)第一半導(dǎo)體元件(1); 兩個(gè)第二半導(dǎo)體元件(2);液冷散熱片(2)，它在內(nèi)側(cè)包括冷卻劑的流動(dòng)通路(2a),在該液 冷散熱片(2)中，該兩個(gè)第一半導(dǎo)體元件(1)連接到相同表面上， 使得端面為正面，并且兩個(gè)第二半導(dǎo)體元件(2 )連接到與第 一半導(dǎo)體 元件所連接的表面相對的表面上；兩個(gè)第一主電路導(dǎo)體(7a， 7b)，它們分別連接到兩個(gè)第一半導(dǎo)體 元件(1)上，并構(gòu)成主電路；兩個(gè)第二主電路導(dǎo)體(7d, 7e)，它們分別連接到兩個(gè)第二半導(dǎo)體 元件(1)上，并構(gòu)成主電路；選通放大器基板(6)，它正交于液冷散熱片(2)的兩個(gè)第一半導(dǎo) 體元件(1)的連接面和液冷散熱片(2)的兩個(gè)第二半導(dǎo)體元件(1) 的連接面設(shè)置，并將開關(guān)信號供給到兩個(gè)第一半導(dǎo)體元件(1)和兩個(gè) 第二半導(dǎo)體元件(2);熱交換器(5)，它利用管(4)連接到液冷散熱片(2)的流動(dòng)通 路(2a)上，并在流動(dòng)通路(2a)中流動(dòng)的冷卻劑和空氣之間進(jìn)行熱 交換；泵(3)，它循環(huán)管(4)中的冷卻劑；及單元框架(IO),它容納包括兩個(gè)第一半導(dǎo)體元件(1)、兩個(gè)第二 半導(dǎo)體元件(2)、兩個(gè)第一主電路導(dǎo)體(7a， 7b)、兩個(gè)第二主電路導(dǎo) 體(7d， 7e)、液冷散熱片(2)和選通放大器基板(6)的單元。
9. 如權(quán)利要求8所述的設(shè)備，其特征在于，兩個(gè)第一主電路導(dǎo)體 (7a， 7b)和兩個(gè)第二主電路導(dǎo)體(7d, 7e)在單元框架(10)的安裝 狀態(tài)下將成為后側(cè)的位置處形成低感應(yīng)系數(shù)連接；該液冷散熱片(2)包括管(4)的連接部分，該連接部分將在單 元框架(10)的前側(cè)的位置處連接到流動(dòng)通路(2a)上；及該選通放大器基板(6 )設(shè)置在單元框架(10 )的安裝狀態(tài)下的前 側(cè)上的位置處。
10. 如權(quán)利要求8或9所述的設(shè)備，其特征在于，還包括 第一絕緣板(8)，它設(shè)置在兩個(gè)第一主電路導(dǎo)體(7a, 7b)之間；及第二絕緣板(8)，它設(shè)置在兩個(gè)第二主電路導(dǎo)體(7d， 7e)之間。
全文摘要
一種液冷能量轉(zhuǎn)換設(shè)備(20)，包括兩個(gè)半導(dǎo)體元件(1)、分別連接到半導(dǎo)體元件(1)上并設(shè)置成相互面對半導(dǎo)體元件(1)的端面的兩個(gè)液冷散熱片(2)，還包括分別連接到兩個(gè)半導(dǎo)體元件(1)上的主電路導(dǎo)體(7a，7b)、兩個(gè)半導(dǎo)體元件(1)的選通放大器基板(6)、將在兩個(gè)散熱片(2)的流動(dòng)通路(2a)中流動(dòng)的冷卻劑冷卻的熱交換器(5)，還包括循環(huán)冷卻劑的泵(3)，以及包括兩個(gè)半導(dǎo)體元件(1)的單元框架(10)。
文檔編號H02M1/00GK101345469SQ20081013576
公開日2009年1月14日 申請日期2008年7月11日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月12日
發(fā)明者井手勇治, 吉成博昭 申請人:株式會(huì)社東芝