本發(fā)明涉及電力轉(zhuǎn)換器。
背景技術(shù):
常規(guī)地,用于將來自電池的直流電力轉(zhuǎn)換為交流電力的電力轉(zhuǎn)換器安裝在電動車輛、混合動力車輛等中,用于驅(qū)動車輛行駛用的電動機(jī)。
電力轉(zhuǎn)換器包括具有內(nèi)置半導(dǎo)體元件的半導(dǎo)體模塊。
半導(dǎo)體模塊由流過半導(dǎo)體元件的受控的電流生成熱量。
當(dāng)使用具有大電容的半導(dǎo)體模塊時,需要具有高冷卻性能的冷卻器,因為存在半導(dǎo)體模塊中的熱量生成升高的趨勢。
此外,當(dāng)設(shè)計此種類型的電力轉(zhuǎn)換器時,需要構(gòu)造尺寸小并且具有優(yōu)異的車輛安裝性的電力轉(zhuǎn)換器。
因此,在日本專利申請公開No.2009-261125中公開了由交替地層疊半導(dǎo)體模塊和冷卻該半導(dǎo)體模塊的冷卻管來構(gòu)成層疊半導(dǎo)體單元的電力轉(zhuǎn)換器。
在電力轉(zhuǎn)換器中使用層疊多個冷卻管的層疊型冷卻器。
在冷卻器中,為了沿層疊方向壓接多個冷卻管和多個半導(dǎo)體模塊,該冷卻器配置為由彈簧構(gòu)件彈性地推壓的按壓構(gòu)件擠壓位于層疊方向的外側(cè)的一側(cè)的外冷卻管。
因此,可以從層疊方向的兩側(cè)冷卻半導(dǎo)體模塊,從而改善半導(dǎo)體模塊的冷卻效率。
此外,層疊半導(dǎo)體單元配置為夾持用于冷卻電子部件的散熱體(多個散熱體),而不是半導(dǎo)體模塊在兩個相鄰冷卻管之間的空間。
散熱體連接到經(jīng)由導(dǎo)熱管從電子部件接收熱量的熱接收體。
然而,在公開No.2009-261125中公開的電力轉(zhuǎn)換器有下列問題。
在層疊型冷卻器中需要用于夾持散熱體的額外的冷卻管。
因此,當(dāng)冷卻器中的冷卻介質(zhì)的流率恒定時,冷卻介質(zhì)的一部分可能流入額外的冷卻管。
由于此原因,流過用于冷卻半導(dǎo)體模塊的冷卻管的冷卻介質(zhì)的流率減少。
因此,可能出現(xiàn)冷卻器對于半導(dǎo)體模塊的冷卻性能降低的問題。
此外,為了冷卻不同于半導(dǎo)體模塊的電子部件,存在這樣的問題:除了層疊型冷卻器外,還需要諸如散熱體、熱接收體、導(dǎo)熱管等的專用部件。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明鑒于上述問題而做出,并且本發(fā)明目的為提供一種電力轉(zhuǎn)換器,其能夠通過使用用于冷卻半導(dǎo)體模塊的層疊型冷卻器,而不用附加專用部件,來冷卻不同于半導(dǎo)體模塊的電子部件。
在根據(jù)第一方面的電力轉(zhuǎn)換器中,執(zhí)行電力轉(zhuǎn)換的電力轉(zhuǎn)換器包括:具有內(nèi)置半導(dǎo)體元件的多個半導(dǎo)體模塊;與所述多個半導(dǎo)體模塊在層疊方向?qū)盈B在一起的多個冷卻管;以及金屬按壓構(gòu)件。
金屬按壓構(gòu)件包括按壓面和熱接收面,該按壓面按壓外冷卻管以便在層疊方向上壓接多個冷卻管和多個半導(dǎo)體模塊,該外冷卻管位于多個冷卻管中的層疊方向的外側(cè)的一側(cè),該熱接收面通過熱傳導(dǎo)接收從電子部件生成的熱量,該電子部件不同于所述多個半導(dǎo)體模塊。
在電力轉(zhuǎn)換器中,層疊型冷卻器由多個冷卻管構(gòu)成。
根據(jù)層疊式冷卻器,多個半導(dǎo)體模塊中的每一個可以沿層疊方向從兩側(cè)經(jīng)由多個冷卻管冷卻,該多個冷卻管通過使用按壓構(gòu)件沿層疊方向被按壓。
按壓構(gòu)件具有熱接收面,該熱接收面通過按壓外冷管的按壓面之外的熱傳導(dǎo)來接收從電子部件生成的熱量,該電子部件不同于多個半導(dǎo)體模塊。
在按壓構(gòu)件中,由熱接收面接收的熱量傳遞到按壓面,并且從按壓面向外冷卻管消散。
在這種情況下,按壓構(gòu)件的按壓面成為散熱面。
電子部件經(jīng)由按壓構(gòu)件被層疊型冷卻器基本上冷卻
因此,通過使用用于冷卻半導(dǎo)體模塊的按壓構(gòu)件,可以在不添加專用冷卻部件的情況下冷卻電子部件。
如上所述,根據(jù)上述方面,可以提供一種電力轉(zhuǎn)換器,其能夠通過使用用于冷卻半導(dǎo)體模塊的層疊型冷卻器而不增加專用部件,來冷卻不同于半導(dǎo)體模塊的電子部件。
附圖說明
在附圖中:
圖1示出了根據(jù)第一實施例的電力轉(zhuǎn)換器的截面圖;
圖2示出沿圖1的線II—II截取的截面圖;
圖3示出了根據(jù)第一實施例的電容器元件的放大的截面圖;
圖4示出了根據(jù)第一實施例的半導(dǎo)體模塊的前視圖;
圖5示出了根據(jù)第一實施例的按壓設(shè)備的立體圖;
圖6示出了根據(jù)第一實施例的電力轉(zhuǎn)換器的逆變器電路圖;
圖7示出了根據(jù)第二實施例的電力轉(zhuǎn)換器的截面圖;
圖8示出了根據(jù)第二實施例的按壓設(shè)備的立體圖;
圖9示出了根據(jù)第三實施例的電力轉(zhuǎn)換器的截面圖;
圖10示出了根據(jù)第三實施例的按壓設(shè)備的立體圖;以及
圖11示出了根據(jù)第四實施例的電力轉(zhuǎn)換器的截面圖。
具體實施方式
在下文中,將參照附圖,來描述根據(jù)電力轉(zhuǎn)換器的實施例。
該電力轉(zhuǎn)換器安裝在諸如電動車輛或混合動力車輛的車輛上,并且被配置為執(zhí)行DC電力和AC電力之間的電力轉(zhuǎn)換的車載電力轉(zhuǎn)換器。
應(yīng)該注意的是,在本說明書的附圖中,除非另有說明,疊層型冷卻器中的多個冷卻管的層疊方向(第一方向)由箭頭X所指示,冷卻管延伸的第二方向由箭頭Y所指示,以及垂直于第一方向和第二方向兩者的第三方向由箭頭Z所指示。
[第一實施例]
如圖1和2所示,第一實施例的電力轉(zhuǎn)換器101包括金屬殼體1。
殼體1容納諸如冷卻器10、多個半導(dǎo)體模塊20、按壓設(shè)備30、電容器40、控制板50、電抗器60和DC—DC轉(zhuǎn)換器70的所有元件。
冷卻器10具有通過利用冷卻介質(zhì)來冷卻多個半導(dǎo)體模塊20的功能。
冷卻器10是層疊型冷卻器,并且包括與多個半導(dǎo)體模塊20層疊在一起的多個冷卻管12。
多個冷卻管12在第一方向X上以間隔10a層疊,在間隔10a中插入多個半導(dǎo)體模塊20中的每一個。
在本實施例中,九個冷卻管12在第一方向X上層疊,并且半導(dǎo)體模塊20中的每一個被插入由九個冷卻管12形成的八個間隔10a中的每一個。
每個冷卻管12在第二方向Y上以細(xì)長形狀延伸,并且第一方向X的截面形狀(由第一方向X和第三方向Z所限定的平面中的截面形狀)是矩形。
冷卻管12平行地分別連接到冷卻介質(zhì)的供給頭部11和排出頭部14。
從供給頭部11供給的冷卻介質(zhì)在流過形成于冷卻管12的冷卻介質(zhì)通路13時,冷卻位于冷卻管12的第一方向X兩側(cè)上的半導(dǎo)體模塊20,然后排出到排出頭部14。
作為冷卻介質(zhì),可以選擇性地使用:例如與乙二醇基防凍劑混合的水、諸如水或氨的自然冷卻介質(zhì)、諸如FLUORINERTTM、HCFC123的氟碳冷卻介質(zhì)、諸如HFC134a的氟碳冷卻介質(zhì)、諸如甲醇或醇的醇基冷卻介質(zhì)、或諸如丙酮的酮基冷卻介質(zhì)。
按壓設(shè)備30包括按壓構(gòu)件31、彈性構(gòu)件35和支撐銷36。
按壓構(gòu)件31經(jīng)由支撐銷36所支撐的彈性構(gòu)件35,朝向外冷卻管12a彈性地推壓。
外冷卻管12a是多個冷卻管12中位于第一方向X的外側(cè)之一的冷卻管12。
按壓構(gòu)件31包括按壓面31a和熱接收面31b。
按壓面31a是根據(jù)彈性構(gòu)件35的彈性推壓力按壓外冷卻管12a的面,以便在第一方向X上壓接多個冷卻管12和多個半導(dǎo)體模塊20。
熱接收面31b是用來通過熱傳導(dǎo)接收從電容器40生成的熱量的面。
電容器40設(shè)有電容器元件41、電極部44和匯流條45、46。
電極部44均為由一對金屬電極44p、44n制成的噴鍍金屬(metallikon)電極(濺射金屬電極)。
金屬電極之一44p經(jīng)由金屬板形匯流條45連接到半導(dǎo)體元件21的正極端子21p。
同樣,另一個金屬電極44n經(jīng)由金屬板形匯流條46連接到半導(dǎo)體元件21的負(fù)極端子21n。
電容器元件41在金屬電極之間的方向上擁有較低熱傳導(dǎo)性。
配置為由電容器40生成的熱量經(jīng)由該對金屬電極44p、44n傳遞到匯流條45、46。
因此,匯流條45、46配置為電容器40的散熱部。
匯流條45和匯流條46都在第一方向X上以細(xì)長形狀延伸,并且在將電絕緣散熱片37夾在按壓構(gòu)件31的熱接收面31b之間的狀態(tài)下、通過將緊固螺栓47擰緊到設(shè)置在殼體1中的立壁2來進(jìn)行固定。
應(yīng)該注意的是,在下面描述中,電絕緣散熱片37可能簡單地指代為片37。
因此,片37通過匯流條45、46在壓縮方向上被按壓。
在匯流條46的情況中,例如,參考圖2所示,緊固螺栓47的螺栓軸47a通過在通匯流條的厚度方向上貫通匯流條46的貫通孔46b與立壁2的螺栓孔2a螺合。
緊固螺栓47是用于將匯流條45、46固定到殼體1的固定構(gòu)件,也構(gòu)成推壓匯流條45、46以便片37被匯流條45、46按壓的推壓構(gòu)件。
如圖3所示,電容器40的電容器元件41是由電介質(zhì)膜42構(gòu)成的膜電容器元件,其中在膜表面上形成有金屬層43。
電容器元件41通過圍繞第一方向X的假想軸卷繞電介質(zhì)膜42而形成。
電介質(zhì)膜42由合成樹脂(PET、PP、PPS、PEN等)制成。
金屬層43通過在電介質(zhì)膜42的表面上沉積金屬(Al、Zn等)而形成。
金屬層43包括連接到金屬電極之一44p的第一金屬層43a和連接到另一個金屬電極44n的第二金屬層43b。
第一金屬層43a和第二金屬層43b在第一方向X上平行于彼此地延伸。
如圖4所示,半導(dǎo)體模塊20是在模塊體中并入兩個半導(dǎo)體元件21的2合1型模塊。
半導(dǎo)體模塊20包括上述的為一對電極端子的正和負(fù)極端子21p、21n,連接到輔助電池(圖6所示的輔助電池B2)的正極側(cè)的輸出端子22,以及連接到用于驅(qū)動和控制半導(dǎo)體元件21的控制板50中的控制電路的控制端子23。
這里,將參照圖5描述上述按壓設(shè)備30的更詳細(xì)的配置。
如圖5所示,按壓構(gòu)件31由具有由垂直板部32和水平板部33形成的基本L形截面形狀的板構(gòu)件構(gòu)成。
按壓構(gòu)件31由諸如不銹鋼或碳鋼的金屬材料制成。
垂直板部32是在由第二方向Y和第三方向Z所限定的平面上延伸的板狀部分。
垂直板部32的厚度方向(第一方向X)上的一個面成為上述按壓面31a。
按壓面31a是與外冷卻管12a的主面12b面接觸的平面。
按壓面31a的面積超過外冷卻管12a的主面12b的區(qū)域,并且按壓面31a與主面12b的整個面面接觸。
在這種情況下,按壓表面31a被配置散熱表面,其通過從按壓構(gòu)件31到外冷卻管12a的熱傳導(dǎo)來散熱。
水平板部33是在由第一方向X和第二方向Y所限定的平面上延伸的板狀部分。
水平板部33配置為與垂直板部32垂直相交,并且水平板部33的一端部(圖5中左側(cè)的端部)連續(xù)地連接到垂直板部32的一端部(圖5中頂部的端部)。
水平板部33的厚度方向(第三方向Z)的一個面成為上述熱接收面31b。
在水平板部33中,片37被插入在熱接收面31b和匯流條45的對向面45a之間,并且片37被插入在熱接收面31b和匯流條46的對向面46a之間。
因此,按壓構(gòu)件31的熱接收面31b經(jīng)由片37與是電容器40散熱部的匯流條45、46接觸,并且通過熱傳導(dǎo)接收從電容器40生成的熱量。
彈性構(gòu)件35具有,朝向外側(cè)冷卻管12a彈性地推壓按壓構(gòu)件31的功能。
在本實施方式中,彈性部件35由金屬材料制成的板簧所構(gòu)成。
彈性構(gòu)件35具有彎曲部35b,該彎曲部35b在第二方向Y上的兩個端部35a、35a之間的中央?yún)^(qū)域中,彎曲以形成朝向按壓構(gòu)件31的突起。
彈性構(gòu)件35在彎曲部35b處與按壓構(gòu)件31的垂直板部32接觸。
從第一方向X上與按壓構(gòu)件31的相對的一側(cè),彈性構(gòu)件35的端部35a、35a中的每一個由固定到殼體1的支撐銷36支撐。
從彈性構(gòu)件35的彎曲部35b作用于按壓構(gòu)件31的垂直板部32的彈性推壓力在垂直板部32中沿第二方向Y上均勻分散之后,被傳遞到外冷卻管12a。
在這種情況下,按壓構(gòu)件31將外冷卻管12a向與彈性構(gòu)件35相對的一側(cè)按壓,其中在按壓面31a與外冷卻管12a的主面12b面接觸。
因此,通過按壓構(gòu)件31,能夠在第一方向X上均勻地按壓多個冷卻管12和多個半導(dǎo)體模塊20。
要注意的是,除了板簧以外或代替板簧,還可以使用螺旋彈簧、橡膠等作為彈性構(gòu)件35。
片37是由電絕緣材料形成的、構(gòu)成電絕緣層的片,并且其尤其包括電絕緣性和熱傳導(dǎo)性(散熱)。
片37具有如下特征,包括:等于或大于5kV/mm的耐電壓性能的電絕緣性,以及等于或大于0.5W/m·K的熱傳導(dǎo)系數(shù)的熱傳導(dǎo)屬性。
片37具有較高的電絕緣和較高的熱傳導(dǎo)的屬性。
因此,均由金屬材料制成的按壓構(gòu)件31和匯流條45、46通過在二者之間將其分離的片37而電絕緣。
此外,片37能夠促進(jìn)從匯流條45、46通過片37到按壓構(gòu)件31的熱傳遞。
片37典型地通過使用主要成分為硅樹脂的合成樹脂構(gòu)成。
如圖6所示,電力轉(zhuǎn)換器101構(gòu)成逆變器電路80,該逆變器電路80是將從直流電源B1供給的DC電力轉(zhuǎn)換為AC電力的電力轉(zhuǎn)換電路。
在逆變器電路80中,多個半導(dǎo)體模塊20連接到控制板50,并且通過控制板50控制開關(guān)操作(導(dǎo)通/斷開操作)。
如圖2所示,控制板50通過類似于上述的緊固螺栓47的、作為固定構(gòu)件的緊固螺栓52固定到設(shè)置在殼體1中的立壁3。
在本實施例中,逆變器電路80的升壓部81,即電力轉(zhuǎn)換電路,由電容器40a、電抗器60和兩個半導(dǎo)體模塊20a構(gòu)成。
升壓部81具有通過半導(dǎo)體模塊20a的開關(guān)操作(導(dǎo)通/斷開操作)來升高DC電源B1的電壓的功能。
電容器40a是用于消除包含在從DC電源B1供給的電流中的噪聲電流的電容器,并且被指代為濾波電容器。
電容器40a配置為具有類似于上述電容器40的膜電容器元件的電容器。
電抗器60是使用電感器的無源元件。
另一方面,逆變器電路80的轉(zhuǎn)換部82,即電力轉(zhuǎn)換電路,由電容器40和6個半導(dǎo)體模塊20b構(gòu)成。
轉(zhuǎn)換部82具有在由升壓部81通過半導(dǎo)體模塊20b的開關(guān)操作(導(dǎo)通/斷開操作)升壓后將AC電力轉(zhuǎn)換為DC電力的功能。
電容器40是用于平滑由升壓部81升壓的DC電力的電容器,并且被指代為平滑電容器。
用于車輛行駛的三相AC電動機(jī)90由通過轉(zhuǎn)換部82獲得的AC電力來驅(qū)動。
DC—DC轉(zhuǎn)換器70連接到DC電源B1。
DC—DC轉(zhuǎn)換器70用于降低直流電源B1的電壓,并且用于對具有比DC電源B1更低的電壓的輔助電池B2充電。
輔助電池B2用作安裝在車輛上的各種設(shè)備的電源。
接下來,描述本實施例的操作和效果。
層疊型冷卻器10由上述電力轉(zhuǎn)換器101中的多個冷卻管12構(gòu)成。
根據(jù)層疊型冷卻器10能夠通過使用按壓構(gòu)件31按壓的多個冷卻管12在第一方向X上從兩側(cè)冷卻多個半導(dǎo)體模塊20中的每一個。
因此,能夠改善多個半導(dǎo)體模塊20的冷卻效率。
另外,能夠獲得尺寸較小并且優(yōu)異車輛安裝性的電力轉(zhuǎn)換器101。
按壓構(gòu)件31具有熱接收面31b,該熱接收面31b通過在按壓外冷管12a的按壓面31a之外的熱傳導(dǎo),接收從電容器40生成的熱量,該電容器40是不同于多個半導(dǎo)體模塊20的電子部件。
在按壓構(gòu)件31中,由熱接收面31b接收的熱量傳遞到按壓面31a,并且從按壓面31a向外冷卻管12a消散。
在這種情況下,按壓構(gòu)件31的按壓面31a成為散熱面。
因此,電容器40基本通過層疊型冷卻器10經(jīng)由按壓構(gòu)件31冷卻。
在電力轉(zhuǎn)換器101中,按壓構(gòu)件31的熱接收面31b經(jīng)由由電絕緣材料形成的片37與作為電容器40的散熱部的匯流條45、46接觸。
由于片37具有電絕緣屬性,可以確保按壓構(gòu)件31與匯流條45、46之間的金屬接觸部絕緣。
此外,由于板37具有熱傳導(dǎo)性(散熱),因此能夠?qū)碾娙萜?0中的一對金屬電極44p、44n傳遞到匯流條45、46的熱量有效地發(fā)散到按壓構(gòu)件31。
因此,能夠有效地從兩側(cè)(金屬電極表面?zhèn)?冷卻電容器40的電容器元件41。
在上述的電力轉(zhuǎn)換器101中,電容器40的匯流條45、46被推壓,以便通過作為推壓構(gòu)件的緊固螺栓47對片37進(jìn)行按壓。
由此,匯流條45、46與片37之間的接觸狀態(tài)變得更好,并且通過壓縮片37來減少片37中的熱阻。
結(jié)果,從匯流條45、46經(jīng)由片37傳遞到按壓構(gòu)件31的熱量的傳導(dǎo)性變得更好,因此能夠提高電容器40的冷卻性能。
另外,緊固螺栓47是用于將匯流條45、46固定到殼體1的固定構(gòu)件,并且它們同時用作推壓構(gòu)件和固定構(gòu)件。
因此,通過使用現(xiàn)有的固定構(gòu)件,能夠按壓片37而不增加部件數(shù)量。
如上所述,根據(jù)本實施例,提供了一種電力轉(zhuǎn)換器101,其能夠通過使用冷卻半導(dǎo)體模塊20的層疊型冷卻器10而不附加專用部件,來冷卻不同于多個半導(dǎo)體模塊20的電子部件即電容器40。
[第二實施例]
如圖7所示,提供了第二實施例的電力轉(zhuǎn)換裝置102,具有另一按壓構(gòu)件131來代替第一實施方式中的按壓構(gòu)件31。
其他配置與第一實施例中的那些相同。
因此,應(yīng)當(dāng)理解的是,在描述第二實施例的附圖中,除了按壓構(gòu)件131之外的與第一實施例中的那些一致或相同的部件給出相同的參考標(biāo)號,并且為了避免多余解釋,其重復(fù)的結(jié)構(gòu)和特征將不被描述。
如圖8所示,按壓構(gòu)件131由具有由垂直板部32和水平板部34形成的基本L形截面形狀的板構(gòu)件構(gòu)成。
按壓構(gòu)件131具有與上述按壓構(gòu)件31相同的形狀,對于該按壓構(gòu)件131省略了水平板部33并且添加了與水平板部33具有相同形狀的水平板部34。
水平板部34配置為與垂直板部32垂直相交,并且水平板部34的一端部(圖8中左側(cè)的端部)連續(xù)地連接到垂直板部32的一端部(圖8中頂部的端部)。
水平板部34的厚度方向(第三方向Z)的一個面成為上述熱接收面31b。
在水平板部34中,片37被插入熱接收面31b和板面51之間,該板面51是控制板50的散熱部。
因此,按壓構(gòu)件131的熱接收面31b經(jīng)由片37與控制板50的板面51接觸,并且通過熱傳導(dǎo)接收控制板50生成的熱量。
控制板50的板面51通過擰緊緊固螺栓52,以片37被夾在按壓構(gòu)件131的板面51和熱接收面31b之間的狀態(tài),固定到設(shè)置在殼體1中的立壁3。
因此,片37在其壓縮方向上被控制板50的板面51按壓。
緊固螺栓52配置為用于將控制板50固定在殼體1上的固定構(gòu)件,以及推壓控制板50的板面51以便片37被板面51按壓的推壓構(gòu)件。
在上述電力轉(zhuǎn)換器102中,按壓構(gòu)件131具有熱接收面31b,該熱接收面31b通過熱傳導(dǎo)接收控制板50生成的熱量,該控制板50是不同于多個半導(dǎo)體模塊20的電子部件。
在按壓構(gòu)件131中,由熱接收面31b接收的熱量傳遞到按壓面31a,并且從按壓面31a向外冷卻管12a消散。
因此,控制板50基本通過層疊型冷卻器10經(jīng)由按壓構(gòu)件131冷卻。
在上述電力轉(zhuǎn)換裝置102中,按壓構(gòu)件131的熱接收面31b經(jīng)由片37與控制板50的板面51接觸。
因此,可以確保按壓構(gòu)件131和板面51之間的金屬接觸部分的絕緣。
此外,能夠有效地將控制板50的板面51的熱量散發(fā)到按壓構(gòu)件131。
因此,能夠有效地冷卻控制板50。
在上述的電力轉(zhuǎn)換器102中,控制板50的板面51被推壓,以便通過作為推壓構(gòu)件的緊固螺栓52按壓片37。
由此,板面51與片37之間的接觸狀態(tài)變得更好,并且通過壓縮片37來減少片37中的熱阻。
因此,能夠改善控制板50的冷卻性能。
另外,緊固螺栓52是用于將控制板50固定到殼體1的固定構(gòu)件,并且能夠按壓片37而不增加部件數(shù)量。
如上所述,根據(jù)本實施例,提供了一種電力轉(zhuǎn)換器102,其能夠,通過使用冷卻半導(dǎo)體模塊20的層疊型冷卻器10而不附加專用部件,冷卻不同于多個半導(dǎo)體模塊20的電子部件即控制板50。
除此之外,其具有與第一實施例相同的功能和效果。
[第三實施例]
如圖9所示,提供了第三實施例的電力轉(zhuǎn)換裝置103,具有另一按壓構(gòu)件131來代替第一實施方式中的按壓構(gòu)件31或第二實施方式中的按壓構(gòu)件131。
其他配置與第一實施例或第二實施例中的那些相同。
因此,應(yīng)當(dāng)理解的是,在描述第三實施例的附圖中,除了按壓構(gòu)件231之外的與第一或第二實施例中的那些一致或相同的部件給出相同的參考標(biāo)號,并且為了避免多余解釋,其重復(fù)的結(jié)構(gòu)和特征將不被描述。
如圖10所示,按壓構(gòu)件231由板構(gòu)件構(gòu)成,該板構(gòu)件由垂直板部32、水平板部33和另一水平板部34形成。
即,按壓構(gòu)件231具有與上述按壓構(gòu)件31相同的形狀,對于該按壓構(gòu)件31添加了與水平板部34具有相同形狀的水平板部33,或者具有與上述按壓構(gòu)件131相同的形狀,對于該按壓構(gòu)件131添加了水平板部33。
因此,按壓構(gòu)件231具有按壓構(gòu)件31和按壓構(gòu)件131兩者的功能,并且具有兩個熱接收面31b、31b。
設(shè)置在水平板部33上的熱接收面31b中的一個被構(gòu)造成經(jīng)由片37與是電容器40散熱部的匯流條45、46接觸,并且通過熱傳導(dǎo)接收從電容器40生成的熱量。
設(shè)置在水平板部34上的熱接收面31b中的另一個被構(gòu)造成經(jīng)由片37與控制板50的板面51接觸,并且通過熱傳導(dǎo)接收控制板50生成的熱量。
如上所述,根據(jù)本實施例,提供了一種電力轉(zhuǎn)換器103,其能夠通過使用冷卻半導(dǎo)體模塊20的層疊型冷卻器10而不附加專用部件,冷卻不同于多個半導(dǎo)體模塊20的電子部件即電容器40和控制板50二者。
除此之外,其具有與第一和第二實施例相同的功能和效果。
[第四實施例]
如圖11所示,第四實施例的電力轉(zhuǎn)換器104,其中第一實施例的電力轉(zhuǎn)換器101的配置已經(jīng)改變,以便電容器40與殼體1接觸,并且按壓構(gòu)件31的熱接收面31b經(jīng)由片37與殼體1接觸。
其他配置與第一實施例中的那些相同。
殼體1具有板狀分隔部4,用來在冷卻器10和電容器40之間進(jìn)行分隔。
電容器40配置為與殼體1的分隔部4的第一面4a接觸。
按壓構(gòu)件31的熱接收面31b配置為經(jīng)由片37與分隔部4的第二面4b接觸。
在這種情況下,從電容器40生成的熱量傳遞到分隔部4,該熱量進(jìn)一步經(jīng)由片37傳遞到按壓構(gòu)件31的熱接收面31b。
即,按壓構(gòu)件31的熱接收面31b經(jīng)由殼體1與電容器40熱接觸。
術(shù)語“熱接觸”不僅意味著兩個構(gòu)件直接接觸的情況,而且意味著即使插入第三構(gòu)件或更多個構(gòu)件,熱量也能夠從一個構(gòu)件傳遞到另一個構(gòu)件的情況。
殼體1由金屬制成,并且具有較好的熱傳導(dǎo)性。
此外,分隔部4的第二面4b具有比按壓構(gòu)件31的熱接收面31b更大的面積。
因此,從電容器40傳遞到分隔部4的熱量較容易傳遞到按壓構(gòu)件31的熱接收面31b。
簡言之,能夠通過使用分隔部4(即殼體1)來快速冷卻電容器40。
因此,與電容器40不與殼體1的分隔部4接觸的情況相比,電容器40的冷卻性能被改善。
此外,片37被配置為具有如上所述的熱傳導(dǎo)性(散熱)的熱傳導(dǎo)層。
出于此原因,電容器40的冷卻性能被進(jìn)一步改善。
順便要說地是,可以配置電容器40與分隔部4的面4a、4b中的一個接觸,并且必要時,按壓構(gòu)件31的熱接收面31b經(jīng)由板37與接觸有電容器40的面接觸。
此外,為了進(jìn)一步改善熱傳導(dǎo)性,優(yōu)選通過使用諸如緊固螺栓47的固定構(gòu)件將按壓構(gòu)件31固定到分隔部4,使得片37被壓縮。
如上所述,根據(jù)本實施例,提供了一種電力轉(zhuǎn)換器104,其能夠通過使用冷卻半導(dǎo)體模塊20的層疊型冷卻器10而不附加專用部件,冷卻不同于多個半導(dǎo)體模塊20的電子部件即電容器40。
除此之外,其具有與第一實施例相同的功能和效果。
本發(fā)明不限于上述典型的實施例;然而,在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以考慮各種修改。
例如,也能夠基于上述實施例來執(zhí)行下列各個實施例。
盡管在上述實施例中描述了具有電絕緣性和熱傳導(dǎo)性的片37插入按壓構(gòu)件31、131、231的熱接收面31b和電子部件的散熱部之間的情況,可以將具有與片37相同性能的固體或油脂材料應(yīng)用于熱接收面31b代替片37。
另外,也能夠采用僅具有電絕緣性的構(gòu)件代替片37。
此外,如果不需要在按壓構(gòu)件31、131、231和電子部件的散熱部之間進(jìn)行電絕緣,能夠省略片37,或者采用僅具有熱傳導(dǎo)性(散熱性)的構(gòu)件代替片37。
當(dāng)省略片37時,按壓構(gòu)件31、131、231的熱接收面31b被配置成與電子部件的散熱部直接接觸。
盡管在上述實施例中描述了用于將電子部件的散熱部固定到殼體1的固定構(gòu)件,以及推壓電子部件的散熱部使得電絕緣層被按壓的推壓構(gòu)件由同一的緊固螺栓47、52構(gòu)成的情形,但是固定構(gòu)件和推壓構(gòu)件可以是單獨的構(gòu)件。
在此情況下,可以使用彈簧、諸如橡膠的彈性構(gòu)件作為推壓構(gòu)件。
另一方面,在即使不按壓電絕緣層,也可以獲得從電子部件的散熱部到按壓構(gòu)件的期望的熱傳導(dǎo)率的情況下,可以省略推壓構(gòu)件。
雖然在上面實施例中描述了作為電子部件的電容器40和控制板50由層疊式冷卻器10從半導(dǎo)體模塊20單獨地冷卻的示例,也可以采用電容器40a、電抗器60和DC—DC轉(zhuǎn)換器70中的至少一個作為電子部件。
雖然描述了第一實施例和第二實施例中按壓構(gòu)件31、131具有一個熱接收面31b,以及在第三實施例中按壓構(gòu)件231具有兩個熱接收面31b的情況,但對應(yīng)按壓構(gòu)件的熱接收面的數(shù)量不限于這些實施例,而是可以根據(jù)需要進(jìn)行各種修改。
例如,可能采用其中對應(yīng)于按壓構(gòu)件的構(gòu)件具有三個或更多個熱接收面的構(gòu)造。