CN106898592A - 功率转换器和旋转电机 - Google Patents

Abstract

一种功率转换器，外部引线框架从半导体模块引出，并且弯曲以与冷却器分离。外部引线中的每个具有终端。每个外部引线框架的终端从沿着外壳的第二表面延伸的虚拟平面突出。连接器引线各自包括设置在外壳中的内部部分和从外壳引出并且弯曲以与冷却器分离的外部部分。每个连接器引线的外部部分具有终端。每个连接器引线的外部部分的终端从虚拟平面突出。

Description

功率转换器和旋转电机

技术领域

本公开涉及多个功率转换器，该多个功率转换器各自包括外壳和安装在外壳中的至少一个半导体模块，并且还涉及各自包括所述多个功率转换器中的至少一个的旋转电机。

背景技术

例如，日本专利公告第5774207号公开了一种配备有具有更高的可靠性和更容易的组装工作的控制装置的旋转电机。在日本专利公告第5774207号中公开的常规的旋转电机包括控制装置，该控制装置包括功率模块组件和控制电路单元。功率模块组件固定到安装有转子和定子的壳体，并且包括功率转换器，该功率转换器用于在定子的绕组与设置在旋转电机外部的直流(DC)电源之间执行功率转换。可操作控制电路单元以控制功率转换器。

功率模块组件包括功率模块，该功率模块包括：构成功率转换器的开关元件；以及环形外壳，在所述环形外壳中结合有功率模块。功率模块组件还包括固定到外壳的散热片，并且被配置成冷却功率模块。功率模块包括连接到开关元件的第一电极的第一引线框架，以及连接到开关元件的第二电极的第二引线框架。功率模块还包括连接到开关元件的第三电极的第三引线框架。

环形外壳包括彼此相对的第一开口和第二开口。散热片装配在第一开口中。环形外壳还包括电源连接器和信号连接器。电源连接器一体地模制到外壳，并且信号连接器接合到第三引线框架以电连接到第三引线框架。

发明内容

遗憾的是，制造专利公告第5774207号中公开的旋转电机需要使第三引线框架接合到外壳内的信号连接器。用于接合第三引线框架与信号连接器的工具，诸如用于焊接第三引线框架与信号连接器的工具，需要经由第二开口插入到外壳中。为了防止连接工具的插入而与外壳的第二开口的周边发生干涉，外壳需要具有更大面积的第二开口，从而导致外壳的尺寸增大。因此，这会导致专利公告第5774207号中公开的旋转电机的尺寸增大。

鉴于如上所述的情况，本公开的一个方面寻求提供功率转换器和旋转电机，其中每一个被设计成解决如上所述的问题。

具体地，本公开的替代方面旨在提供这样的功率转换器和这样的旋转电机，其中每一个具有更小的尺寸。

根据本公开的第一示例性方面，提供了一种用于在外部直流电源和旋转电机的定子线圈之间执行功率转换的功率转换器。功率转换器包括：具有相对的第一表面和第二表面的外壳；以及包括至少一个半导体元件并具有预定表面的半导体模块。半导体模块配置在外壳中以面对外壳的第一表面，并且构造成执行功率转换。功率转换器包括配置成与半导体模块的预定表面直接或间接地表面接触的冷却器。功率转换器包括从半导体模块引出并弯曲以与冷却器分离的多个外部引线框架。外部引线框架中的每个具有终端。每个外部引线框架的终端从沿着外壳的第二表面延伸的虚拟平面突出。功率转换器包括多个连接器引线，所述连接器引线各自包括设置在外壳中的内部部分和从外壳引出并且弯曲以与冷却器分离的外部部分。连接器引线中每个的外部部分具有终端。每个连接器引线的外部部分的终端从虚拟平面突出。功率转换器包括接合部分，在该接合部分处，每个外部引线框架的终端接合到连接器引线中对应的一个的外部部分的终端。功率转换器包括盖构件，该盖构件从外壳的第二表面延伸直到冷却器，以覆盖外部引线框架、连接器引线的外部部分、接合部分。功率转换器包括填充在外壳、冷却器与盖构件之间限定的空间中的树脂填料。

在根据第一示例性方面的功率转换器中，外部引线框架中每个的终端从沿着外壳的第二表面延伸的虚拟平面突出，并且连接器引线中每个的外部部分的终端从虚拟平面突出。每个外部引线框架的终端接合到连接器引线中对应的一个的外部部分的终端。也就是说，每个外部引线框架的终端与连接器引线中对应的一个的外部部分的终端之间的连接部位于外壳的外部。这消除了确保具有通过外壳的较大面积的开口的需要，从而造成功率转换器在外部引线框架和连接器引线中每个的延伸方向上具有较短的长度。这使得功率转换器具有较小的尺寸。

在根据本公开的第二示例性方面的功率转换器中，半导体模块包括树脂模制封装件，在所述树脂模制封装件中模制有至少一个半导体元件。这促成半导体模块的较小尺寸。

根据本公开的第三示例性方面的功率转换器的半导体模块包括：被冷却器经由半导体模块的预定表面冷却的冷却部分；以及配置在冷却部分中并且具有比每个外部引线框架更大的厚度的内部引线框架。上述构造使得从半导体模块的至少一个半导体元件产生的热量能够经由内部引线框架被有效地传递到冷却器。

在根据本公开的第四示例性方面的功率转换器中，至少一个半导体元件包括彼此串联连接的至少一对第一半导体元件和第二半导体元件。至少一对第一半导体元件和第二半导体元件中的第一半导体元件是连接到直流电源的正端子的上臂开关元件。至少一对第一半导体元件和第二半导体元件中的第二半导体元件是连接到直流电源的负端子的下臂开关元件。上述构造使得内部引线框架和外部引线框架的数量能够减少，从而导致半导体模块的尺寸减小。

在根据本公开的第五示例性方面的功率转换器中，半导体模块具有与预定表面不同的相对表面。外部引线框架包括：从半导体模块的相对表面中的一个引出的第一组外引部线框架；以及从半导体模块的相对表面中的另一个引出的第二组外部引线框架。上述构造使得具有高电位差的第一组外部引线框架和第二组外部引线框架能够分离到半导体模块的不同的相对侧面。这提高了半导体模块的外部引线框架的可靠性。

根据本公开的第六示例性方面的功率转换器还包括插置在半导体模块的预定表面和冷却器之间的绝缘构件。绝缘构件具有比树脂填料高的热导率。上述构造使得从半导体模块产生的热量能够经由绝缘粘合剂被有效地传递到冷却器，进而有效地冷却半导体模块。

在根据本公开的第七示例性方面的功率转换器中，盖构件具有接合到外壳的第二表面的第一端部部分和接合到冷却剂的第二端部部分。盖构件的第一端部在该第一端部的尖端处具有第一配合部分，并且外壳的第二表面具有在该第二表面中形成的第二配合部分。盖构件的第一端部的第一配合部分装配在外壳的第二表面的第二配合部分中。

上述构造使得盖构件的整个空间具有迷宫式结构，进而能更可靠地防止填充在盖构件的整个空间中的树脂填料从盖构件的内部泄漏。

在根据本公开的第八示例性方面的功率转换器中，盖构件用作外壳的一部分以支撑半导体模块。上述构造促成功率转换器的尺寸减小。

根据本公开的第九示例性方面，提供了一种旋转电机，包括：转子；设置成面向转子的定子；可旋转地支撑转子并支撑定子的框架；以及功率转换器，该功率转换器用于在外部直流电源与定子的定子线圈之间执行功率转换的功率转换器。功率转换器包括：具有相对的第一表面和第二表面的外壳；以及包括至少一个半导体元件并具有预定表面的半导体模块。半导体模块配置在外壳中以面对外壳的第一表面，并且构造成执行功率转换。功率转换器包括配置成与半导体模块的预定表面直接或间接地表面接触的冷却器。功率转换器包括从半导体模块引出并弯曲以与冷却器分离的多个外部引线框架。外部引线框架中的每个具有终端，并且每个外部引线框架的终端从沿着外壳的第二表面延伸的虚拟平面突出。功率转换器包括多个连接器引线，所述连接器引线各自包括设置在外壳中的内部部分和从外壳引出并且弯曲以与冷却器分离的外部部分。连接器引线中每个的外部部分具有终端，并且每个连接器引线的外部部分的终端从虚拟平面突出。功率转换器包括接合部分，在该接合部分处，每个外部引线的终端接合到连接器引线中对应的一个的外部部分的终端。功率转换器包括盖构件，该盖构件从外壳的第二表面延伸直到冷却器，以覆盖外部引线框架、连接器引线的外部部分、接合部分。功率转换器包括填充在外壳、冷却器与盖构件之间限定的空间中的树脂填料。

根据本公开的第九示例性方面的功率转换器的这种配置导致功率转换器的尺寸减小，从而导致旋转电机的尺寸减小。

在根据本公开的第十示例性方面的旋转电机中，框架具有外部侧表面，功率转换器的外壳安装到所述外部侧表面。上述构造限制从定子产生的热量被传递到冷却器。

需注意，要求保护的至少一个半导体元件包括开关元件、二极管、晶体管、集成电路(IC)和大规模IC(LSI)。构造成接通或关断的半导体元件可构成至少一个开关元件。例如，可使用诸如金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)、结型场效应晶体管(JFET)或金属半导体场效应晶体管(MSEFET)的场效应晶体管(FET)、绝缘栅双极晶体管(IGBT)、栅极可关断晶闸管(GTO)或功率晶体管作为开关元件。要求保护的功率转换器可自由地进行设计，只要功率转换器能够转换定子线圈与DC电源之间的电功率。

所要求保护的半导体模块可包括至少一个半导体元件、外部引线框架、内部引线框架、外壳等。所要求保护的外壳可由任何材料制成，并且可被设计为具有任何形状，只要半导体模块、外部引线框架和内部引线框架机械地关联到外壳。所要求保护的冷却器可被设计为空冷式冷却器或流体冷却式冷却器。要求保护的树脂填料可由任何绝缘材料制成。所要求保护的旋转电机可包括各种机器，其各自包括诸如轴的旋转构件。例如，发电机、马达和电动发电机可被包含在所要求保护的旋转电机中，马达包括用作马达的电动发电机，并且发电机包括用作发电机的电动发电机。

附图说明

通过参考附图，根据以下实施例的描述，本公开的其它方面将变得显而易见，其中：

图1是示意性地根据本公开的第一实施例的旋转电机的整体结构的示例的局部剖视图；

图2是在从箭头II观察时的图1中所示的旋转电机的平面图；

图3是示意性地示出旋转电机的功率转换器的外观的示例的平面图；

图4是示意性地示出图3中所示的外壳的结构的示例的示意图；

图5是示意性地示出图3中所示的半导体模块的第一结构的示例的电路图；

图6是示意性地示出图3中所示的半导体模块的第二结构的示例的电路图；

图7是示意性地示出图3中所示的半导体模块的第三结构的示例的电路图；

图8是示意地示出半导体模块如何接合到功率转换器的冷却器的局部剖视图；

图9是示意性地示出每一个连接器引线的外部部分的终端与功率转换器的外部引线框架中对应的一个的终端接触的状态的局部剖视图；

图10是示意性地示出在每一个连接器引线的外部部分的终端接合到功率转换器的外部引线框架中对应的一个的终端处的接合部分的局部剖视图；

图11是示意性地示出根据第一实施例的盖构件的第一端部部分如何安装到外壳的第二表面的局部剖视图；

图12是示意性地示出功率转换器的结构示例的局部剖视图；

图13是示意性地示出根据本公开的第二实施例的功率转换器的半导体模块的剖视图，半导体模块包括从半导体模块的相对侧面中的一个引出的第一组外部引线框架、以及从半导体模块的相对侧面中的另一个引出的第二组外部引线框架；

图14是根据第二实施例的功率转换器的结构示例；

图15是根据第二实施例的功率转换器的改型的结构示例；

图16是示意性地示出根据第一实施例的改型的、盖构件的第一端部部分如何安装到外壳的第二表面的局部剖视图；以及

图17是示意性地示出根据第一实施例的另一个改型的、盖构件的第一端部部分如何安装到外壳的第二表面的局部剖视图。

具体实施方式

下面参考附图描述本公开的实施例。在下文中，术语“连接”除了将在术语“连接”中增加描述之外，表示电连接。每个附图示出描述分配用于附图的对应实施例的一部分所需要的主要部件，因此不一定示出对应实施例的部分的所有部件。

包括上方向、下方向、左方向和右方向的方向基于附图中的描述。磁性材料主要表示软磁性材料，但是只要磁通量能从中流过，则可由任何材料制成。类似地，磁性材料每一个只要磁通量能从中流过，则可具有任何结构。

短语A固定和/或安装到B至少包括：

(1)用螺栓或螺钉将A固定到B；

(2)A与B彼此焊接；

(3)A粘附到B；

(4)基于方法(1)至(3)中的至少两个的组合，将A固定或安装到B，

(5)与这些表述(1)至(4)类似的其它各种表述。

第一实施例

下面，参考图1至图12，描述根据本公开的第一实施例的旋转电机10。

图1中所示的旋转电机10被设计成内转子型的旋转电机。具体地，旋转电机10包括框架12、定子14、转子21、具有轴向的第一端部和第二端部的旋转轴24以及冷却风扇13，定子14、转子21及冷却风扇13安装在框架12中。

框架12可具有允许定子14、转子21和冷却风扇13安装在其中的任何形状。例如，图1中所示的框架12具有中空圆筒形状，并且由在框架12的轴向方向上连续布置的中空的圆筒形前框架12F和中空的圆筒形后框架12R组成。

前框架12F和后框架12R具有同轴地对准的中心孔。旋转轴24的一部分安装在框架12中。旋转轴24的轴向的第一端部和第二端部从相应的前框架12F和后框架12R的中心孔穿过。轴承19安装在前框架12F和后框架12R各自的中心孔上，使得旋转轴24由轴承19可旋转地支撑。

框架12具有穿过框架12而形成的多个冷却空气排放孔22和多个冷却空气进气孔23。框架12既用作支架又用作外壳。可在框架12中安装电子部件，诸如线圈、电容器或传感器，特别是旋转角测量传感器，旋转角测量传感器难以安装在稍后描述的至少一个功率转换器20中。

框架12支撑在其中的定子2。用作旋转电机10的电枢的定子2包括定子铁芯14b和定子线圈14a。定子铁芯14b具有例如大体上环形，并且被设置在框架12中，以与框架12和旋转轴24同轴。定子铁芯14b例如被构造成由层叠在彼此上的多个电磁钢板制成的钢板层叠体。定子铁芯14b的这种层叠构造旨在限制涡流的发生以减少铁损。定子铁芯14b还具有例如穿过定子铁芯14b而形成的多个狭槽。狭槽在轴向方向上穿过定子铁芯14b形成，并且以给定的间隔周向地布置。

定子线圈14a由缠绕穿过定子铁芯14b的狭槽的三个或更多个相绕组组成。

转子21包括一对转子芯21a和21c以及转子线圈21b。例如，转子芯21a和21c中的每个由磁性材料制成，并且具有预定的构造。例如，转子芯21a和21c被布置在定子14中，以在定子14的轴向方向上面向彼此，并且直接或间接地安装到转子21中的旋转轴34。

与定子芯14b同样地，转子芯21a和21c中的每个例如被构造成由层叠在彼此上的多个电磁钢板制成的钢片层叠体。

例如，转子芯21a和21c中的每个包括圆形基部，该圆形基部可包括环形基部、圆形板状基部或是中空圆筒形形状。转子芯21a的圆形基部和转子芯21c的圆形基部被布置成彼此面对。转子芯21a和21c中的每个具有多个爪状磁极，这些爪状磁极从圆形基部中对应的一个的轴向端部的外周边朝着圆形基部中的另一个延伸，并且在圆形基部中对应的一个的圆周方向上具有预定的间距。需注意，如图1和图2所示，旋转电机10的圆周和径向方向彼此垂直。

转子芯21a和21c中每个转子芯的每一个爪状磁极具有预定的宽度和预定的厚度，转子芯21a和21c中每个转子芯的每一个爪状磁极的宽度朝向转子芯21a和21c中的另一个渐缩。

也就是说，多个爪状磁极中的每一个从圆形基部中的对应一个的外周边朝向另一个圆形基部延伸，以便具有垂直于其宽度方向的大体上L形横截面。多个爪状磁极中的每一个可具有另一横截面形状，诸如J形或U形。

转子芯21a和21c中一个的爪状磁极和转子芯21a和21c中另一个的爪状磁极在转子芯21a和21c的圆周方向上被交替地布置，使得它们像指状物一样彼此配合。如上所述，具有爪状磁极的转子芯21a和21c中的每一个至少由磁性材料制成。

用作励磁绕组的转子线圈21b同轴地设置在转子芯21a与转子芯21b之间，使得爪状磁极缠绕在转子线圈21b的周围。当转子线圈21b被通电时，转子芯21a的爪极被磁化以具有N极和S极中的一个，并且转子芯21c的爪极被磁化以具有N极和S极中的另一个。这导致N极和S极在转子21的圆周方向上被交替地布置。

转子21被同轴地配置在定子14的内部，并且相对于定子14具有预定的径向气隙(间隙)。只要防止转子21与定子14彼此接触，并且磁通量能够在定子14与转子21之间流动，则能够自由地设定转子21与定子14之间的气隙的径向长度。

冷却风扇13中的每个用作冷却器。冷却风扇13安装在转子21的相应轴向端表面上，以便靠近定子线圈14a。当冷却风扇36与转子21一起旋转时，每个冷却风扇36工作，以经由冷却空气进气孔23从框架12的外部吸入冷却空气，并将冷却空气输送到框架12的内部，并且经由冷却空气排放孔22将从框架12输送来的冷却空气排放。这对包括稍后描述的电刷架16和定子14在内的整个旋转电机10进行冷却。

如上所述，旋转轴24与转子21被一起旋转，因为转子21直接或间接地安装到旋转轴24。

旋转电机10包括滑轮11、具有电刷17的电刷架16、滑环18以及至少一个功率转换器20。

滑轮11安装到旋转轴24的第一端部，该第一端部通过紧固构件25而从前框架12F的中心孔突出。各自具有导电特性的滑环18同轴地安装在旋转轴24的第二端部上。当旋转电机10安装在车辆中时，未示出的传送带的两个端部分别缠绕在滑轮11和诸如内燃机等动力源的旋转轴上。这使得旋转动力能够经由传送带在旋转电机10与内燃机之间传递。

滑环18经由引线连接到转子线圈21b。滑环18与安装在电刷架16中的诸如正极电刷和负极电刷等电刷17接触，并且电刷17经由电刷架16的端子连接到调节器15。电刷架16具有绝缘性能。

电刷架16具有通孔，旋转轴24的第二端部穿过上述通孔，而滑环18配置在电刷架16中。安装在电刷架16中的电刷17被按压以与各个滑环18接触。

调节器15、具有电刷17的电刷架16、以及滑环18配置在旋转轴24的第二端部周围，以在框架12的轴向方向上面向后框架12R的外部端面SO、即外部侧表面。如稍后描述的那样，至少一个功率转换器20安装到后框架12R的外部端面SO。这些调节器15、电刷架16、滑环18和至少一个功率转换器20例如用后覆盖件RC覆盖。

调节器15连接到外部设备30，并且可操作以基于从外部设备30发送来的信息对将要被供应到转子线圈21b的励磁电流进行调节。调节器15可包括连接器，该连接器使外部设备30能够连接到至少一个功率转换器20的稍后描述的开关元件的控制端子。这使外部设备30能够控制功率转换器组件30的开关元件，使得外部装置30有可能控制旋转电机10如何被旋转或操作。调节器15能连接到至少一个功率转换器20，或者不能与至少一个功率转换器20连接。

外部设备30构造成控制调节器15，以相应地控制供应到转子线圈21b的励磁电流，并且控制至少一个功率转换器20，以控制供应到定子线圈14a的交流电流。上述构造控制旋转电机10如何转动。上述构造还使定子线圈14a产生交流电流(AC)功率，并且使至少一个功率转换器20将AC功率转换成DC功率，进而充注直流电流(DC)电源E，该直流电流电源E基于DC功率连接到至少一个功率转换器20。外部设备30包括基于处理器的控制器，诸如微型计算机或电子控制单元(ECU)。外部设备30可如图1中所示配置在旋转电机10的外部，或者可以与如图2中所示的至少一个功率转换器20相同的方式设置在旋转电机10的内部。

DC电源E包括至少一个电池，诸如燃料电池、太阳能电池、锂离子电池或铅酸电池。燃料电池和太阳能电池是能够输出DC功率的一次电池。锂离子电池和铅酸电池是二次电池，即DC功率可再电的电池。具体地，因为旋转电机10能够在动力运行模式和再生模式下操作，所以优选地使用诸如锂离子电池或铅酸电池的二次电池作为DC电源E。以动力运行模式操作的旋转电机10基于供应的动力运行，而以再生模式操作的旋转电机10在减速时产生动力。

如图2中所示，至少一个功率转换器20安装到后框架12R的外部端面SO。至少一个功率转换器20操作以在DC电源E与旋转电机10的定子线圈14a和转子线圈21b中的至少一个之间执行功率转换。具体地，当旋转电机10以动力运行模式运行时，DC电源E经由至少一个功率转换器20向旋转电机10的线圈供应电力。另外，当旋转电机10以再生模式运行时，基于经由至少一个功率转换器20从定子线圈14a供应的电力，对DC电源E充电。

如图2中所示，根据第一实施例的至少一个功率转换器20包括安装到后框架12R的外端面SO以包围电刷架16的三个功率转换器，其被称为功率转换器20A、20B、20C。功率转换器20A、20B、20C可通信地连接到彼此。除了功率转换器20A的端子部分201之外，功率转换器20A、20B、20C具有大体上相同的形状。因此，下面详细描述作为功率转换器20A，20B和20C的代表的功率转换器20A的结构。

图3示意性地示出功率转换器20A的外观。

例如，图3中所示的功率转换器包括外壳204、端子部分201和205、冷却器202以及半导体模块203。例如，外壳204具有矩形或方形的长方体形状。例如，端子部分201被引出以从例如外壳204的一个侧面延伸。端子部分201用作将要连接到车辆线束的输出端子。也就是说，端子部分201连接到半导体模块203，并且还经由车辆线束连接到DC电源E。这使得能够在半导体模块203与DC电源E之间建立电连接。端子部分205还用作连接到其它功率转换器20B和20C的输出端子。也就是说，功率转换器20A的端子部分205连接到半导体模块203，并且还连接到其它功率转换器20B和20C的端子部分205。这使得能够在功率转换器20A的半导体模块203与其它功率转换器20B和20C的半导体模块203之间建立电连接。

半导体模块203包括：一个或多个半导体元件，诸如开关元件和/或二极管；以及具有相对的第一表面S2a和第二表面S2b的大体上长方体的模制封装件203a(参见稍后描述的图8至图12)。也就是说，一个或多个半导体元件被模制以被封装。半导体模块203由外壳204支撑。

冷却器202例如包括：具有相对的第一表面S3a和第二表面S3b的大体上长方体的主体202b；以及从主体202b的第一表面S3a垂直突出的多个翅片202a。冷却器202在其第二表面S3b处经由绝缘粘合剂206安装在半导体模块203(模制封装件203a)的第一表面S2a上(例如，参见图8和图9)。

如图4中示意性地示出，外壳204例如包括：大体上长方体主体204d，其由例如树脂制成，并且具有相对的第一表面S1a和第二表面S1b。外壳204包括：多个连接器引线204a、至少一个端子部分204b以及多个侧壁204c。主体204d具有预定长度、预定宽度和预定厚度，在主体204d的第一纵向方向X1和第二纵向方向X2上的主体204d的长度比在主体204d的第一宽度方向Y1和第二宽度方向Y2上的主体204d的宽度长。需注意，第一纵向方向X1和第二纵向方向X2以及第一宽度方向Y1和第二宽度方向Y2都沿着图2中所示的后框架12R的外部端面SO。

连接器引线204a中的每个包括内部部分和外部部分，所述内部部分嵌入外壳204的主体204d中，所述外部部分在第一横向方向Z1和第二横向方向Z2中的第一横向方向Z1上从主体204d的侧面S1c引出，并且垂直弯曲以在第一宽度方向Y1上延伸(参见图9)。需注意，在图8至图12的每个中，限定了主体204d的第一横向方向Z1和第二横向方向Z2，其与第一宽度方向Y1和第二宽度方向Y2以及第一纵向方向X1和第二纵向方向X2交叉。

至少一个端子部分204b连接到连接器引线204a的内部部分，并且在第一宽度方向Y1上从主体204d向外突出。如图4中所示，至少一个端子部分204b在第一宽度方向Y1和第二宽度方向Y2上的突出长度可比每个连接器引线204a的外部部分在第一宽度方向Y1和第二宽度方向Y2上的突出长度长或是短。

多个侧壁204c在第一宽度方向Y1和第二宽度方向Y2的第二侧面中突出，并且被设置成彼此面对，并且在第一纵向方向X1和第二纵向方向X2上多个侧壁204c之间具有预定的空间。半导体模块203在第一纵向方向X1和第二纵向方向X2上安装在多个侧壁204c之间的主体204d的第一表面S1a上(参见图4中的双点划线)。虽然在图4中被省去，冷却器202在第一宽度方向Y1和第二宽度方向Y2上安装在半导体模块203和侧壁204c上或是上方。

下面参照图5至图7，描述包括在半导体模块203中的电路的示例。

半导体模块203包括图5中所示的半导体模块M1、图6中所示的半导体模块M2和图7中所示的半导体模块M3中的至少一个。

需注意，尽管在图5至图7中的每个中被省去，除了半导体模块M1、M2、M3中对应的一个之外，半导体模块203还包括图8至图12中所示的内部引线框架203c和外部引线框架203d。内部引线框架203c和外部引线框架203d中的每个例如具有板状形状。可自由地确定如何实现半导体模块M1、M2、M3中的每个。例如，半导体元件可安装在电路板上，并且用导线连接到彼此，以实现半导体模块M1、M2、M3中的每个。半导体芯片可实现半导体模块M1、M2、M3中的每个。

图5中所示的半导体模块M1包括开关元件Q1和Q2，其中每个开个元件具有绝缘栅双极晶体管(IGBT)和续流二极管D1、D2。续流二极管D1与开关元件Q1并联连接，使得续流二极管D1的阴极连接到开关元件Q1的集电极。续流二极管D2与开关元件Q2并联连接，使得续流二极管D2的阴极连接到开关元件Q2的集电极。开关元件Q1和Q2彼此串联连接。开关元件Q1和续流二极管D1的组连接到DC电源E的正端子，由此构成上臂元件。开关元件Q2和续流二极管D2的组连接到DC电源E的负端子，由此构成下臂元件。

半导体模块M1具有：连接端子Pd，该连接端子Pd连接到开关元件Q1的输入端子、即集电极；以及连接端子Pg1，该连接端子Pg1连接到开关元件Q1的控制端子、即栅极。

半导体模块M1还具有：连接端子Ps，该连接端子Ps连接到开关元件Q2的输出端子、即发射极；以及连接端子Pg2，该连接端子Pg2连接到开关元件Q2的控制端子、即栅极。

开关元件Q1的输出端子、即发射极和开关元件Q2的输入端子、即集电极在连接点P1处彼此连接。半导体模块M1具有连接到开关元件Q1与开关元件Q2的连接点P1处的连接端子Pm1。

连接端子Pd、Pg1、Pg2、Ps和Pm1连接到内部引线框架203c，或者延伸到半导体模块203的模制封装件203a的外部，作为外部引线框架203d中的一些。

图6中所示的半导体模块M2包括开关元件Q11和Q12，每个开关元件由金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)组成。由于开关元件(MOSFET)Q11和Q12中的每个包括本征二极管，开关元件Q11和Q12的本征二极管用作续流二极管，进而消除类似二极管D1和D2的附加续流二极管。

开关元件Q11和Q12彼此串联连接。开关元件Q11连接到DC电源E的正端子，进而构成上臂元件。开关元件Q12连接到DC电源E的负端子，进而构成下臂元件。

半导体模块M2具有：连接端子Pd，该连接端子Pd连接到开关元件Q11的输入端子、即漏极；以及连接端子Pg1，该连接端子Pg1连接到开关元件Q11的控制端子、即栅极。

半导体模块M2还具有：连接端子Pg1，该连接端子Pg1连接到开关元件Q12的输出端子、即源极；以及连接端子Pg2，该连接端子Pg2连接到开关元件Q12的控制端子、即栅极。

开关元件Q11的输出端子、即源极以及开关元件Q12的输入端子、即漏极在连接点P2处彼此连接。半导体模块M2具有连接到开关元件Q11与开关元件Q12的连接点P2处的连接端子Pm2。

连接端子Pd、Pg1、Pg2、Ps和Pm2连接到内部引线框架203c，或者延伸到半导体模块203的外部，作为外部引线框架203d中的一些。

可使用结型场效应晶体管(JFET)、金属半导体场效应晶体管(MSEFET)、栅极可关断晶闸管(GTO)或是功率晶体管，来代替半导体模块M1的IGBT和/或半导体模块M2的MOSFET。

图7中所示的半导体模块M3包括二极管D11和D12。半导体模块M3与半导体模块M1的不同之处在于不设置开关元件Q1和Q2。二极管D11和D12彼此串联连接。

半导体模块M3具有连接到二极管D11的阴极的连接端子Pk以及连接到二极管D12的阳极的连接端子Pa。

二极管D11的阳极和二极管D12的阴极在连接点P3处彼此连接。半导体模块M3具有连接到二极管D11与二极管D12的连接点P3处的连接端子Pm3。

连接端子Pk、Pa和Pm3连接到内部引线框架203c，或者延伸到半导体模块203的外部，作为外部引线框架203d中的一些。

下面参照图8至图12，描述半导体设备20的详细结构的示例。图8至图12去除了包括在半导体模块203中的开关元件和/或二极管的图示。

例如，图8至图12示出

(1)半导体模块203如何接合到冷却器202

(2)每个连接器引线204a的终端如何与外部引线框架203a中对应的一个的终端接触

(3)每个连接器引线204a的终端如何接合到外部引线框架203a中对应的一个的终端

(4)稍后描述的盖构件如何安装到半导体设备20。

如上所述，绝缘粘合剂206插置在半导体模块203的第一表面S2a与冷却器202的第二表面S3b之间，用于半导体模块203与冷却器202之间的表面接触。绝缘粘合剂206具有比稍后描述并在图12中示出的树脂填料209更高的热导率。

半导体模块203包括与冷却器202间接地面接触的冷却部分203b，使得冷却部分203b经由第一表面S2a被冷却器202冷却。围闭在半导体模块203中的内部引线框架203c优选地配置在冷却部分203b中。内部引线框架203c中的每个具有比外部引线框架203d更大的厚度。

内部引线框架203c的至少一部分可从模制封装件203a暴露，以便提高内部引线框架203c的冷却效率。

外部引线框架203d中的每个从例如模制封装件203a的侧面S2c在第一横向方向Z1上被引出，侧面S2c对应于主体204d的侧面S1c。外部引线框架203d中的每个被弯曲成在第一宽度方向Y1上与冷却器202分离。

每个连接器引线204a的外部部分具有终端T1，并且每个外部引线框架203d具有终端T2。如图9中所示，每个连接器引线204a的外部部分的终端T1与外部引线框架203d中对应的一个的终端T2接触。

也就是说，每个连接器引线204a的外部部分在第一横向方向Z1上从主体204d的侧面S1c被引出，并且被垂直地弯曲以在第一宽度方向Y1上延伸，以便与冷却器分离(参见图9的左侧)。类似地，每个外部引线框架203d在第一横向方向Z1上从模制封装件203a的侧面S2c引出，并且被弯曲以在第一宽度方向Y1上与冷却器202分离。这使得每个连接器引线204a的外部部分的终端T1与外部引线框架203d中对应的一个的终端T2接触。

如图10中所示，每个连接器引线204a的外部部分的终端T1电接合到外部引线框架203d中对应的一个的终端T2。附图标记207表示每个连接器引线204a的外部部分的终端T1与外部引线框架203d中对应的一个的终端T2之间的接合部分。例如，每个连接器引线204a的外部部分的终端T1焊接或钎焊安装到外部引线框架203d中对应的一个的终端T2。

每个连接器引线204a的外部部分的终端T1和每个外部引线框架203d的终端T2位于外壳204的外部。这使得能够容易地执行每个连接器引线204a的外部部分的终端T1与外部引线框架203d中对应的一个的终端T2之间的接合工作。

如图10中所示，每个连接器引线204a的外部部分的终端T1和每个外部引线框架203d的终端T2可被定位成靠近主体204d的第二表面S1b。

参考图11，功率转换器20包括盖构件208、即覆盖件构件，所述盖构件208从主体204d的第一端在第一横向方向Z1上延伸到主体204d的第二表面S1b，以覆盖连接器引线204a和外部引线框架203d，进而覆盖即保护连接器引线204a、外部引线框架203d和接合部分207。这便产生了主要在盖构件208、外壳204与冷却器202之间形成的第一空间SP1以及主要在冷却器202、半导体模块203与外壳204之间形成的、与第一空间SP1连通的第二空间SP2。

例如，盖构件208包括在第一宽度方向Y1和第二宽度方向Y2上具有大体上J形横截面的主体208c。主体208c具有在Z1方向上接合到例如外壳204的主体204d的第一端部的第二表面S1b的第一端部部分208b。主体208c的第一端部部分208b在其尖端处具有第一配合部分208a，该第一配合部分208a在Z1方向上装配到在主体204d的第一端部的第二表面S1b中形成的第二配合部分204e。

例如，第一配合部分208a具有凸面形状，第二配合部分204e具有与凸面形状相适配的凹面形状，使得第一配合部分208a容易地装配在第二配合部分204e中。盖构件208可由树脂制成。

主体208c还具有与第一端部部分207b相对的第二端部部分208d。主体208c的第二端部108d的表面在Z1方向上接合到例如冷却器202的主体202b的第一端部的第二表面S3b。主体208c的第二端部108d的表面优选地用粘合剂(未示出)接合到冷却器202的主体202b的第二表面S3b的对应端部。这防止稍后描述的树脂填料209从盖构件208的内部泄漏。可使用与上面陈述的粘合剂206相同的材料。

可使用与粘合剂206的材料相同的材料或另一种材料，来作为用于接合盖构件208和冷却器202的粘合剂的材料。

如图11中所示，每个连接器引线204a的外部部分的终端T1与外部引线框架203d中对应的一个的终端T2之间的接合部分207被定位成从沿着第二表面S1b的虚拟表面VP在第一横向方向Z1上延伸。为此，盖构件208的主体208c具有相对于虚拟平面VP在第一横向方向Z1上突出的高度H1，该高度H1比相对于虚拟平面VP在Z1方向上突出的接合部分207的高度长(参见图11)。盖构件208的主体208c相对于虚拟平面VP的高度H1优选设定为比至少一个终端部分204b相对于第二表面S1b在第一横向方向Z1上的高度H2短。上述设置防止盖构件208在第一横向方向Z1上相对于至少一个终端部分204b向外突出，从而将功率转换器20的尺寸保持紧凑。

参考图12，功率转换器20包括填充在功率转换器1的第一空间SP1和第二空间SP2中的树脂填料209。树脂填料209防止水和/或粉尘颗粒进入外壳204的内部。树脂填料209还通过冷却器202、外壳204和盖构件208消散从半导体模块203产生的热量。例如，具有绝缘性能的树脂填料209经由开口OP插入到第一空间SP1和第二空间SP2中，开口OP被限定在冷却器202的主体202b在Z2方向上的第二端部与冷却器202的主体202b在Z2方向上的第二端部之间。冷却器202的主体202b在Z2方向上的第二端部与主体202b在Z1方向上的第一端部相对，并且冷却器202的主体202b在Z2方向上的第二端部与冷却器202的主体202b在Z1方向上的第一端部相对。

树脂填料209可由填充在第一空间SP1和第二空间SP2中之后硬化的树脂材料或在填充在第一空间SP1和第二空间SP2中之后变粘稠的树脂材料制成。

如上所述，第一实施例实现了以下有益效果。

如图3至图12中所示，功率转换器20包括冷却器202、外部引线框架203d、连接器引线204a、接合部分207、盖构件208和树脂填料209。

冷却器202在第二表面S3b处与半导体模块203的第一表面S2a间接接触，以冷却半导体模块203。每个外部引线框架203d从半导体设备203的模制封装件203a中引出，并且被弯曲以与冷却器202分离。每个连接器引线204a包括：内部部分，该内部部分配置在外壳204的主体204d中；以及外部部分，该外部部分从主体204d引出并且在与外部引线框架203d相同的方向上垂直弯曲。

在接合部分207处，每个连接器引线204a的外部部分的终端T1电接合到外部引线框架203d中对应的一个的终端T2。盖构件208构造成在第一横向方向Z1上从主体204d的第一端部延伸直到主体204d的第二表面S1b，以覆盖连接器引线204a和外部引线框架203d，进而覆盖连接器引线204a、外部引线框架203d及它们的接合部分207。树脂填料209填充在主要形成于盖构件208与终端T1和T2之间的第一空间SP1以及主要形成于盖构件208、冷却器202、半导体模块203和外壳204之间的第二空间SP2中。

具体地，每个连接器引线204a的外部部分的终端T1和外部引线框架203d中对应的一个的终端T2延伸，以沿着外壳204的第二表面S1b从垂直平面VP突出，第二表面S1b与半导体封装203的第一表面S2a相对。这消除了确保具有通过外壳204的较大面积的开口的需要，导致功率转换器20在外部引线框架203d和连接器引线204a各自沿第一宽度方向Y1的延伸方向上具有较短的长度。这使得功率转换器20能够具有较小的尺寸。

另外，如图5至图12中所示，半导体模块203包括一个或多个半导体元件(参见图5至图7)，以及大体上长方体的模制封装件203a，在该模制封装件203a中对一个或多个半导体元件进行模制以进行封装。这促成于半导体模块203的较小的尺寸。

参考图8，半导体模块203包括配置在冷却部分203b中的内部引线框架203c，冷却部分203b包括第一表面S2a并且被冷却器202冷却。每个内部引线框架203c具有比外部引线框架203d更大的厚度。上述构造使得能够将从半导体模块203的半导体元件，特别是开关元件、诸如开关元件Q1、Q2、Q11或Q12产生的热量经由内部引线框架203c高效地传递到冷却器202。

参考图5至图7，半导体模块203包括：至少一对上臂半导体元件，诸如开关元件Q1、开关元件Q11或二极管D11；以及串联连接到上臂开关元件的下臂半导体元件，诸如开关元件Q2、开关元件Q12或二极管D12。上述构造使得内部引线框架203c和外部引线框架203a的数量能够减少，从而导致半导体模块203的尺寸减小。

如图8至图12中所示，功率转换器20具有插置在半导体模块203的第一面S2a与冷却器202的第二面S3b之间的绝缘粘合剂206，绝缘粘合剂206具有比树脂填料209更高的热导率。上述构造使得从半导体模块203产生的热量能够经由绝缘粘合剂206被有效地传递到冷却器202，进而有效地冷却半导体模块203。

盖构件208包括主体208c，并且主体208c具有第一端部部分208b，该第一端部部分208b接合到外壳204的主体204d的位于Z1方向的第二表面S1b的第一端部的第二表面1b。主体208c的第一端部部分208b在其尖端处具有第一配合部分208a，该第一配合部分208a装配到在主体204d的第一端部的位于Z1方向的第二表面S1b中形成的第二配合部分204e。上述构造使得盖构件208的整个空间具有迷宫式结构，进而，能更可靠地防止填充在盖构件208的整个空间中的树脂填料209从盖构件208的内部泄漏。

与图4中所示的侧壁204c同样地，如图12中所示，盖构件208构造成用作外壳204的一部分，以支撑半导体模块203。上述构造促成功率转换器20的尺寸减小。

参考图1，旋转电机10包括：转子21；配置成面向转子21的定子14；可旋转地支撑转子21且支撑定子14的框架12；以及功率转换器20。具有较小尺寸的功率转换器20使得旋转电机10能够具有较小的尺寸。

如图2中所示，功率转换器20的外壳204安装到框架12的外部端面SO。上述构造限制从定子14产生的热量被传递到冷却器202。

第二实施例

下面，参考图13至图15描述根据本公开的第二实施例的旋转电机的功率转换器20A。根据第二实施例的功率转换器20A和旋转电机的结构和/或功能与根据第一实施例的功率转换器20和旋转电机10的结构和/或功能的主要不同之处在于以下几点。因此，下面主要描述不同点，并且省略或简化第一实施例和第二实施例之间相同部件的描述，对其分配相同或相似的附图标记，进而省略冗余的描述。

功率转换器20A包括半导体模块203A。除了半导体模块203的结构之外，半导体模块203A还包括在第一横向方向Z1上从模制封装件203a的、与侧面S2c相对的侧面S2d引出的外部引线框架203d1。每个外部引线框架203d1被弯曲成在第一宽度方向Y1上与冷却器202分离。

例如，位于图14上侧的外部引线框架203d1用于更高的电压传输，诸如几百伏的传输。位于图14下侧的外部引线框架203d用于较低的电压传输，诸如几伏到几十伏的传输。上述构造能够减小外部引线框架203d间的电位差与外部引线框架203d1间的电位差的差值，从而防止外部引线框架203d与外部引线框架203d1之间发生短路。

使用半导体模块203A的功率转换器20A如图14中所示这样配置。外部引线框架203d1用作半导体模块203A的一些连接端子。

如图14中所示，功率转换器20A在第一横向方向Z1的侧面处包括特定的连接结构。具体地，外部引线框架203d在第一横向方向Z1上从模制封装件203a的侧面S2c引出，并且每个连接器引线204a的外部部分在第一横向方向Z1上从主体204d的侧面S1c引出。每个连接器引线204a的外部部分的终端T1电接合到外部引线框架203d中对应一个的终端T2，使得形成接合部分207。盖构件208构造成在第一横向方向Z1上从主体204d的第一端部沿延伸直到主体204d的第二表面S1b，以覆盖连接器引线204a和外部引线框架203d，进而覆盖连接器引线204a、外部引线框架203d及它们的接合部分207。

作为功率转换器20A的改型，功率转换器20B包括在第二横向方向Z2的侧面处的第二特定的连接结构，其与在第二横向方向Z2的侧面处的特定的连接结构(参见图15)大体上相同。

具体地，外部引线框架203d1在第二横向方向Z2上从模制封装件203a的侧面S2d引出，并且每个连接器引线204a1的外部部分在第二横向方向Z2上从主体204d的与侧面S1c相对的侧面S1d引出。每个连接器引线204a1的外部部分的终端T1电接合到外部引线框架203d1中对应的一个的终端T2，使得形成接合部分207A。盖构件208A构造成在第二横向方向Z2上从主体204d的第二端部延伸直到主体204d的第二表面S1b，以覆盖连接器引线204a1和外部引线框架203d1，进而覆盖连接器引线204a1、外部引线框架203d1及它们接合部分207a。由此，树脂填料209填充在盖构件208A中。

半导体模块203A完全安装在外壳204和树脂填料209中，使得有可能防止半导体模块203A被暴露。盖构件208A具有穿过盖构件208A形成的至少一个通孔208e，至少一个通孔208e用来将树脂填料209填充到第一空间SP1和第二空间SP2中。在树脂填料209被完全填充在盖构件208和208A中每个之后，可在至少一个通孔208e中填充附加的树脂填料，或者在树脂填料209完全填充在盖构件208和208A中每个之后，可在至少一个通孔208e中填充未示出的塞子。

如上所述，根据第二实施例的功率转换器20A或20B构造成使得外部引线框架203d和外部引线框架203d1从彼此相对的模制封装件203a的相应的侧面S2c和S2d引出。根据第二实施例的功率转换器20A或20B可被构造成使得外部引线框架203d和外部引线框架203d1从模制封装件203a的不同侧引出。这些构造使得具有高电位差的外部引线框架203d和外部引线框架203d1能够分离到模制封装件203a的不同侧面。这提高了半导体模块203A的外部引线框架203d和203d1的可靠性。

已经描述了本公开的第一实施例和第二实施例，但是本公开不限于它们。换句话说，在本公开的范围内可进行各种改型。

如图11和图15中所示，第一实施例和第二实施例中的每一个构造成使得第一配合部分208a具有凸面形状，第二配合部分204e具有与凸面形状相适的凹面形状，使得第一配合部分208a容易地装配在第二配合部分204e中。但是，本公开不限于上述构造。

具体地，第一配合部分208a可具有凹面形状，并且第二配合部分204e可具有与凹面形状相适的凸面形状。这还使得第一配合部分208a能够容易地装配在第二配合部分204e中。

另外，如图16中所示，第一配合部分208a可具有凹面形状，并且第二配合部分204e可具有相同的凹面形状。在本改型中，准备杆状或板状的接合构件210，该接合构件210的每个端部与凹面形状一致。接合构件210的一个端部装配在第一配合部分208a中，接合构件210的另一个端部装配在第二配合部分204e中，进而将主体208c的第一端部部分208b固定地接合到主体204d的第二表面S1b的第一端部的第二表面S1b。

此外，如图17中所示，第一配合部分208a可具有凸面形状，并且第二配合部分204e可具有相同的凸面形状。在本改型中，准备管状接合构件211，管状接合构件211的内部圆筒形空间与凸面的第一配合部分208a和凸面的第二配合部分204e相适。凸面的第一配合部分208a和凸面的第二配合部分204e中的一个从一个轴向侧面装配在管状接合构件211的内部圆筒形空间中，凸面的第一配合部分208a和凸面的第二配合部分204e中的另一个从另一个轴向侧面装配在管状接合构件211的内部圆筒形空间中，进而将主体208c的第一端部部分208b固定地接合到主体204d的第二表面S1b的第一端部的第二表面S1b。

图16和图17中所示的这些改型实现了与由第一实施例或第二实施例同样实现的有利效果相同的有利效果，因为这些改型与每个实施例之间的上述差异在本公开的范围内。

第一实施例和第二实施例中的每个构造成使得三个功率转换器20A、20B和20C安装到后框架12R的外部端面SO。但是，除了所有功率转换器之外，功率转换器20A、20B和20C中的至少一个可安装到后框架12R的外部端面SO。上述改型实现了与由第一实施例或第二实施例同样实现的有利效果相同的有利效果，因为这一改型与每个实施例之间的上述差异在本公开的范围内。

如图5至图7中所示，第一实施例和第二实施例中的每个构造成使得半导体模块203包括半导体模块M1、M2和M3中的至少一个，但是可包括半导体模块M1、M2和M3的任何组合。例如，如果旋转电机是三相旋转电机，则半导体模块203可包括三个半导体模块M1的组合，或者是半导体模块203可包括三个半导体模块M2和三个半导体模块M3的组合。半导体模块M1、M2和M3中的每个可包括电子元件，诸如线圈、电容器、电阻器和其它类似的元件。这一改型实现了与由第一实施例或第二实施例同样实现的有利效果相同的有利效果，因为这一改型与每个实施例之间的上述差异在本公开的范围内。

如图9至图12、图14和图15中所示，第一实施例和第二实施例中的每个构造成使得冷却器202在冷却器202的第二表面S3b处经由绝缘粘合剂206安装在半导体模块203(模制封装件203a)的第一表面S2a上。也就是说，冷却器202的第二表面S3b与半导体模块203的第一表面S2a间接接触。但是，冷却器202的第二表面S3b可与半导体模块203的第一表面S2a直接接触。在本改型中，内部引线框架203c优选地从模制封装件203a暴露。这一改型实现了与由第一实施例或第二实施例同样实现的有利效果相同的有利效果，因为这一改型与每个实施例之间的上述差异在本公开的范围内。

如图3中所示，第一实施例和第二实施例中的每个构造成使得功率转换器20包括具有多个翅片202a的空冷式冷却器202，但是功率转换器可包括流体冷却式冷却器。流体冷却式冷却器包括冷却流体入口、冷却流体通道和冷却流体出口。作为冷却流体，可使用冷却水或冷却油。冷却流体在流体冷却式冷却器与例如泵之间循环。冷却水使得半导体模块203能够被冷却。这一改型实现了与由第一实施例或第二实施例同样实现的有利效果相同的有利效果，因为这一改型与每个实施例之间的上述差异在本公开的范围内。

如图1中所示，第一实施例和第二实施例中的每个构造成使得旋转电机10被设计为内转子型的旋转电机，但是旋转电机10可被设计为外转子型的旋转电机。转子21可包括一体化的转子芯，以代替被布置成彼此面对的转子芯21a和21c。

旋转电机10可包括用于产生在转子21的圆周方向上交替布置的N极和S极的磁场构件。这一改型消除了在旋转电机中安装电刷架16和滑环18的需要，因为消除了对转子线圈21b通电的需要。

框架12可由通过将前框架12F与后框架12R结合而构成的一体的框架组成。框架12也可像流体冷却式冷却器那样具有形成在框架12中的冷却流体入口、冷却流体通道和冷却流体出口。使用冷却流体冷却旋转电机20和使用空冷式冷却器22冷却旋转电机20使得旋转电机20的冷却效率能够提高。

如图1中所示，在第一实施例和第二实施例的每个中，定子芯14b和转子芯21a、21b中的每个构造成由彼此层叠的多个电磁钢板制成的钢板层叠体。另外，每个转子芯21a和21c具有多个爪状磁极。但是，本公开不限于这些构造。

具体地，定子芯14b和转子芯21a、21b中的至少一个可由单一的磁性材料制成、或者可进一步由至少一个永磁体组成、或者可由磁性材料和永磁体的组合组成。如果定子芯14b和转子芯21a、21b中的至少一个包括至少一个永磁体，则基于流过磁极的磁通的磁阻转矩和基于至少一个永磁体的磁转矩提高了旋转电机10的转矩性能。如果使用永磁体来代替爪状磁极，则有可能减少转子线圈21b的匝数，或者去除转子线圈21b。减少转子线圈21b的匝数或去除转子线圈21b使得旋转电机10能够被减小尺寸。这些改型实现了与由第一实施例或第二实施例同样实现的有利效果相同的有利效果，因为这些改型与每个实施例之间的上述差异在本公开的范围内。

如图1中所示，在第一实施例和第二实施例的每个中，转子21和冷却风扇13分别安装到框架12，但是它们可彼此成一体，并且转子21和冷却风扇13的一体化组件可安装到框架12。这一改型实现了与由第一实施例或第二实施例同样实现的有利效果相同的有利效果，因为这一改型与每个实施例之间的上述差异在本公开的范围内。

虽然本文已经描述了本公开的例示性实施例，但是本公开不限于本文所描述的实施例，而是基于本公开，如本领域技术人员将理解的，包括具有修改、省略、组合(例如，跨各种实施例的方面)、适应和/或替换。权利要求书中的限制将基于权利要求书中采用的语言被广义地解释，而不限于本说明书中或在本申请的实施期间描述的示例，这些示例被解释为非排他性的。

Claims (10)

1.一种功率转换器，用于在外部直流电源和旋转电机的定子线圈之间执行功率转换，所述功率转换器包括：

外壳，所述外壳具有相对的第一表面和第二表面；

半导体模块，所述半导体模块包括至少一个半导体元件并且具有预定表面，所述半导体模块配置在所述外壳中以面对所述外壳的所述第一表面，并且构造成执行所述功率转换；

冷却器，所述冷却器配置成与所述半导体模块的所述预定表面直接或间接地表面接触；

多个外部引线框架，多个所述外部引线框架从所述半导体模块引出并弯曲以与所述冷却器分离，多个所述外部引线框架中的每个具有终端，每个所述外部引线框架的所述终端从沿着所述外壳的所述第二表面延伸的虚拟平面突出；

多个连接器引线，多个连接器引线各自具有：

内部部分，所述内部部分配置在所述外壳中；和

外部部分，所述外部部分从所述外壳引出并弯曲以与所述冷却器分离，所述连接器引线中每个的所述外部部分具有终端，每个所述连接器引线的所述外部部分的所述终端从所述虚拟平面突出；

接合部分，在所述接合部分处，每个所述外部引线框架的所述终端接合到所述连接器引线中对应的一个的所述外部部分的所述终端；

盖构件，所述盖构件从所述外壳的所述第二表面延伸到所述冷却器，以覆盖所述外部引线框架、所述连接器引线的所述外部部分、所述接合部分；以及

树脂填料，所述树脂填料填充在所述外壳、所述冷却器与所述盖构件之间限定的空间中。

2.根据权利要求1所述的功率转换器，其特征在于，所述半导体模块包括树脂模制封装件，在所述树脂模制封装件中模制有至少一个所述半导体元件。

3.根据权利要求1或2所述的功率转换器，其特征在于，所述半导体模块还包括：

冷却部分，所述冷却部分被所述冷却器经由所述半导体模块的所述预定表面冷却；以及

内部引线框架，所述内部引线框架配置在所述冷却部分中，并且具有比每个所述外部引线框架更大的厚度。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的功率转换器，其特征在于，

至少一个所述半导体元件包括彼此串联连接的至少一对第一半导体元件和第二半导体元件，

所述至少一对第一半导体元件和第二半导体元件中的所述第一半导体元件是连接到所述直流电源的正端子的上臂开关元件，

所述至少一对第一半导体元件和第二半导体元件中的所述第二半导体元件是连接到所述直流电源的负端子的下臂开关元件。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的功率转换器，其特征在于，

所述半导体模块具有与所述预定表面不同的相对表面，

所述外部引线框架包括：

第一组外部引线框架，所述第一组外部引线框架从所述半导体模块的所述相对表面中的一个引出；以及

第二组外部引线框架，所述第二组外部引线框架从所述半导体模块的所述相对表面中的另一个引出。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的功率转换器，其特征在于，还包括：

绝缘构件，所述绝缘构件插置在所述半导体模块的所述预定表面与所述冷却器之间，所述绝缘构件具有比所述树脂填料更高的热导率。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的功率转换器，其特征在于，

所述盖构件具有：接合到所述外壳的第二表面的第一端部部分；以及接合到所述冷却剂的第二端部部分，

所述盖构件的所述第一端部在所述第一端部的尖端处具有第一配合部分，

所述外壳的所述第二表面具有形成于所述第二表面的第二配合部分，

所述盖构件的所述第一端部的所述第一配合部分装配在所述外壳的所述第二表面的所述第二配合部分中。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的功率转换器，其特征在于，

所述盖构件用作所述外壳的一部分，以支撑所述半导体模块。

9.一种旋转电机，包括：

转子；

定子，所述定子配置成面向所述转子；

框架，所述框架可旋转地支撑所述转子，并且支撑所述定子；以及

功率转换器，所述功率转换器用于在外部直流电源与所述定子的定子线圈之间执行功率转换，所述功率转换器包括：

外壳，所述外壳具有相对的第一表面和第二表面；

半导体模块，所述半导体模块包括至少一个半导体元件并且具有预定表面，所述半导体模块配置在所述外壳中以面对所述外壳的所述第一表面，并且构造成执行所述功率转换；

冷却器，所述冷却器配置成与所述半导体模块的所述预定表面直接或间接地表面接触；

多个外部引线框架，多个所述外部引线框架从所述半导体模块引出并弯曲以与所述冷却器分离，所述外部引线框架中的每个具有终端，每个所述外部引线框架的所述终端从沿着所述外壳的所述第二表面延伸的虚拟平面突出；

多个连接器引线，多个所述连接器引线各自包括：

内部部分，所述内部部分设置在所述外壳中；和

外部部分，所述外部部分从所述外壳引出并弯曲以与所述冷却器分离，所述连接器引线中每个的所述外部部分具有终端，每个所述连接器引线的所述外部部分的所述终端从所述虚拟平面突出；

接合部分，在所述接合部分处，每个所述外部引线框架的所述终端接合到所述连接器引线中对应的一个的所述外部部分的所述终端；

盖构件，所述盖构件从所述外壳的所述第二表面延伸到所述冷却器，以覆盖所述外部引线框架、所述连接器引线的所述外部部分、所述接合部分；以及

树脂填料，所述树脂填料填充在所述外壳、所述冷却器与所述盖构件之间限定的空间中。

10.根据权利要求9所述的旋转电机，其特征在于，

所述框架具有外部侧表面，所述功率变换器的所述外壳安装到所述外部侧表面。