CN110463370A - 用于功率转换模块的散热装置和包括该装置的功率转换模块 - Google Patents

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CN110463370A CN201880020091.1A CN201880020091A CN110463370A CN 110463370 A CN110463370 A CN 110463370A CN 201880020091 A CN201880020091 A CN 201880020091A CN 110463370 A CN110463370 A CN 110463370A
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Abstract

根据一个实施例的用于功率转换模块的散热装置包括:壳体;基板,设置在所述壳体内;发热元件,设置在所述壳体中并连接到所述基板;第一散热板,设置在所述壳体内并与所述发热元件耦接;第二散热板,设置在所述第一散热板下,其中所述发热元件与所述第一散热板的侧表面耦接,所述第一散热板设置在所述基板与所述第二散热板之间。

Description

用于功率转换模块的散热装置和包括该装置的功率转换模块
技术领域
本发明涉及一种用于功率转换模块的散热装置和包括该装置的功率转换模块。
背景技术
通常,在功率转换模块中,由于散热装置对功率转换模块的可靠性有重要影响,因此散热装置的散热设计应优先考虑。另外,为了提高散热效果,用于使功率损失最小化的电路结构、发热元件的有效附接结构、散热鳍片和壳体的结构和材料、诸如导热膏、接合材料和模塑材料的不同组件等是重要的考虑因素。通过优化考虑因素可以确保功率转换模块的高效散热性能。
更具体地,考虑到元件的发热量,根据现有技术的功率转换模块使用强制空气冷却或水冷却方法进行冷却。强制空气冷却方法存在的问题是,尽管在成本方面比水冷却方法便宜,但热传递能力降低。例如,对于3.3KW输出功率的基板上充电器,同时采用强制空气冷却和水冷却两种方式。
另外,在强制空气冷却的情况下,采用通过使用充电器壳体作为散热器进行冷却的方法,而不是使用散热器简单地冷却高发热元件。这种散热装置通过使用外部风扇将外部空气吹到散热壳体来冷却整个系统,以便充分冷却,此时,发热元件设计成尽可能近地粘接到散热箱,以最小化热阻。
此外,在DC-DC转换器的情况下,风扇空气直接吹到散热器壳体的鳍片上,在散热器壳体中,通过传统的冷却方法安装元件,以使元件的热量集中最小化。在下文中,将描述根据现有技术的功率转换模块的散热装置。
图1是示出根据现有技术的功率转换模块的散热装置的视图。
参考图1,功率转换模块的散热装置1包括:基板2,设置在壳体(未示出)内;发热元件3,其包括连接到所述基板2的端子4;散热板6,耦接到所述发热元件3;固定构件5,用于将所述发热元件3固定到所述散热板6。
在如上所述的散热装置1中,所述发热元件3和所述散热板6彼此直接接触,因此在所述发热元件3中产生的热量传递到所述散热板6。此外,所述散热板6的散热鳍片暴露于壳体的外部,因此,通过所述发热元件3传递的热量被释放到外部。
然而,在散热装置中,由于所述发热元件3的热量立即传递到所述散热板6,所述散热板6自身的温度高,因此,在人类可能与暴露在外的所述散热板6接触的环境中存在危险。
另外,由于所述发热元件3应该与散热装置中的所述散热板6直接接触,所述发热元件3的部件布置面积增大,因此存在随着部件布置面积的增大,基板面积增大以及整体尺寸增大的问题。
此外,在所述散热装置中,当应用多个散热部件时,每个散热部件应单独组装在所述基板上,并且当所述散热部件用诸如螺钉的紧固构件紧固时,会出现间距问题。
发明内容
技术问题
根据本发明的一个实施例提供了一种用于功率转换模块的散热装置,在主要通过在子散热板上应用单独的子散热板来消散从发热元件传递出的热量之后,所述散热装置能够将热量传递到主散热板。
此外,根据本发明的实施例提供了一种用于功率转换模块的散热装置,其可以模块化地组装多个散热部件。
通过所提出的实施例要解决的技术目的不限于上述技术目的,并且本领域技术人员可以从以下描述中提出的实施例清楚地理解其他未提及的技术目标。
技术方案
根据实施例的功率转换模块的散热装置包括:壳体;基板,设置在所述壳体内;发热元件,设置在所述壳体中并连接到所述基板;第一散热板,设置在所述壳体内并与所述发热元件耦接;第二散热板,设置在所述第一散热板的下部,其中所述发热元件与所述第一散热板的侧表面耦接,所述第一散热板设置在所述基板与所述第二散热板之间。
所述第一散热板与所述发热元件耦接的侧表面垂直于所述基板。
所述发热元件垂直地设置在所述基板的下部,以耦接到所述第一散热板的侧表面。
所述发热元件包括紧固孔,所述第一散热板包括第一紧固槽,并且还包括紧固构件,紧固构件穿过所述紧固孔以插入所述第一紧固槽中。
功率转换模块的所述散热装置还包括:间隔件,设置在所述第一散热板和所述基板之间。
所述功率转换模块的所述散热装置还包括:支撑构件,其耦接到所述第一散热板以支撑所述发热元件。
所述支撑构件包括:第一支撑区域,所述第一支撑区域耦接到所述第一散热板并且包括通孔;第二支撑区域,从所述第一区域沿第一方向弯曲;以及第三支撑区域,从所述第二区域沿与所述第一方向相反的第二方向弯曲,并与所述发热元件接触。
所述支撑构件的所述第三区域在与所述发热元件接触的部分处具有预定的曲率。
所述第三支撑区域包括以预定距离与所述第二支撑区域间隔开的多个分支部。
所述发热元件包括设置在所述第一散热板的第一侧表面上的至少一个第一发热元件和设置在所述第一散热板的第二侧表面上的至少一个第二发热元件。
所述第二散热板包括设置在所述第一散热板的下表面上的基座,以及从所述基座突出并部分地暴露于壳体外部的散热鳍片。
在所述基座的上表面上形成至少一个放置部,所述放置部形成于其中所述第一散热板设置成与其他区域分开的区域中。
所述第一散热板包括:第一散热部,耦接到所述第二散热板;第二散热部,从所述第一散热部的上表面向上突出,其中,发热元件耦接于所述第二散热板的侧表面;所述第一散热部的宽度大于所述第二散热部的宽度。
所述功率转换模块的散热装置还包括至少一个凸台,所述凸台设置在所述第二散热板的所述基座的边缘区域中并支撑所述基板,其中所述基板与所述凸台接触的区域中形成有凸台通孔。
有益效果
根据本发明的一个实施例,通过发热元件传递的热量主要通过使用单独的子散热板消散,并且散热的热量主要传递到主散热板以释放到外部,从而传递到主散热板的热量可以最小化。因此,可以解决由暴露于外部的主散热板的温度增加而可能导致的安全问题。
另外,根据本发明的实施例,通过将所述发热元件垂直地安装在所述基板上,可以减小发热元件在基板上占据的面积,因此可以减小功率转换模块的整体尺寸。
另外,根据本发明的实施例,可以通过以模块化的形式制造和组装多个散热部件,从而简化多个散热部件的组装过程,并因此优化用于散热部件的布置空间。
附图说明
图1是示出根据现有技术的功率转换模块的散热装置的视图。
图2是示出根据本发明的实施例的功率转换模块的视图。
图3是图2中所示的功率转换模块100的分解透视图。
图4是示出图3中所示的上壳的视图
图5至7是具体示出图3中所示的下壳和第二散热板的视图。
图8是具体示出图3中所示的断路器模块单元400的视图。
图9是具体示出图3中所示的电池管理模块单元500的视图。
图10是具体示出图3中所示的功率转换模块单元600的视图。
图11是具体示出图10中所示的散热模块650的视图。
图12是具体示出图11的支撑构件656的视图。
图13是逐步示出制造图11所示的散热模块650的方法的流程图。
图14至18是以工艺顺序示出根据本发明实施例的制造散热模块650的方法的视图。
图19是用于描述根据本发明的实施例的散热机构的视图。
具体实施方式
通过参照下面详细描述的实施例,并参照附图,将清楚实现本公开的优点、特征和方法。然而,本公开不限于下面公开的实施例,而是可以以各种其他形式实现。本实施例的提供仅仅是为了使本公开的公开内容完整,并将本公开的范围完全告知本公开所属领域的普通技术人员。本公开仅由以下权利要求的范围限定。相同的附图标记始终表示相同的元件。
在描述本公开的实施例时,当认为对已知功能或配置的详细描述不必要地模糊本公开的主旨时,将省略详细描述。以下描述的术语是考虑到本公开的实施例中的功能而定义的术语,并且可以根据用户或操作者的意图或实践而变化。因此,应基于本文公开的全部内容来定义这些术语。
附图中的块的组合和流程图的步骤可以由计算机程序指令执行。这种计算机程序指令可以嵌入通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理设备的处理器中。因此,由其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令生成装置,以执行附图中每个方框或流程图中的每个步骤所描述的功能。因此,由其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令生成装置,以执行附图中每个方框或流程图中的每个步骤所描述的功能。因为计算机程序指令也可以保存在计算机可用存储器或计算机可读存储器中,该存储器能够支持计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式实现功能,存储在计算机可用存储器或计算机可读存储器中的所述指令还可以产生制造项目,该制造项目包括指令装置,该指令装置执行在附图中的每个方框或流程图的每个步骤中描述的功能。因为计算机程序指令也可以嵌入计算机或其他可编程数据处理设备中,所以在计算机或其他可编程数据处理设备中执行的指令是通过在计算机中执行的一系列操作步骤生成的。计算机或其他可编程数据处理设备还可以提供用于执行在附图中的每个方框和流程图的每个步骤中描述的功能的步骤。
每个方框或每个步骤可以表示模块、段或者包括用于执行指定逻辑功能的一个或多个可执行指令的代码的一部分。而且,应该注意,在一些替代实施例中,也可以以不同的顺序执行方框或步骤中提到的功能。例如,连续示出的两个方框或步骤可以基本上同时执行,或者方框或步骤也可以有时根据相应的功能以相反的顺序执行。
图2是示出根据本发明的实施例的功率转换模块的视图。
参考图2,功率转换模块100包括:壳体200,其中具有容纳空间;多个功率模块单元400、500和600,容纳在所述壳体200的内部容纳空间中;以及第二散热板300,其至少一部分设置在所述壳体200中,以耦接到多个功率模块单元400、500和600,并且其余部分暴露于所述壳体200外。
容纳功率模块单元400、500和600的空间可以形成在所述壳体200内。另外,容纳所述第二散热板300的空间可以形成在所述壳体200内。
所述壳体200保护容纳在其中的功率模块单元400、500和600。优选地,所述壳体200保护所述功率转换模块100不受所述功率转换模块100的应用环境中所产生的各种环境因素(例如,潮湿、风、温度等)的影响。
另外,在所述壳体200的下部形成多个第一通孔221,所述多个第一通孔221以预定距离彼此间隔开。
所述第一通孔221具有从所述壳体200的下表面沿第一方向延伸的形状。这里,所述第一方向可以是从所述壳体200的下表面的左端连接到右端的横向方向。此外,所述多个第一通孔221可以形成为在第二方向上与所述壳体200的下表面以预定距离隔开。所述第二方向可以是从所述壳体200的下表面的下端连接到上端的垂直方向。即,所述第二方向可以与所述第一方向正交。
也就是说,多个所述第一通孔221可以设置在所述壳体200的下表面上,所述第一通孔221具有沿所述第一方向延伸的形状,同时在所述壳体220的下表面上沿所述第二方向以预定距离间隔开。所述第一通孔221具有与构成所述第二散热板300的多个散热鳍片320对应的形状,所述第二散热板300将在稍后描述。
另外,第二通孔2111、2121和2131中的至少一者形成在所述壳体200的上表面上。形成所述第二通孔2111、2121和2131,以便将容纳在所述壳体200的容纳空间中的构造中的至少一者暴露到外部。
也就是说,断路器模块单元400可以包括在容纳于所述壳体200中的所述功率模块单元400、500和600中。断路器暴露孔2121可以形成在所述壳体200的上表面,所述断路器暴露孔2121将构成所述断路器模块单元400的断路器440暴露于外部。
另外,可以在所述断路器模块单元400处进一步形成接口暴露孔2111,所述接口暴露孔2111用于暴露与外部设备(未示出)通信的信号输入/输出(IO)端口431。
此外,状态通知模块单元700还可以包括在容纳于所述壳体200中的所述功率模块单元400、500和600中,并且所述状态通知模块单元700可以包括发光元件(未示出)。因此,所述壳体200还可以包括透镜插入孔2131,在所述透镜插入孔2131将所述发光元件暴露于外部时,对所述发光元件产生的光进行漫反射的透镜720插入所述透镜插入孔2131。
容纳在所述壳体200中的所述第二散热板300的一部分通过形成在所述壳体200的下表面中的所述第一通孔221暴露到外部。所述第二散热板300将容纳于所述壳体200内的所述功率模块单元400、500和600产生的热量释放到所述壳体200的外部。
图3是图2中所示的功率转换模块100的分解透视图。
参考图3,所述功率转换模块100包括:构成壳体200的上壳210和下壳220;第二散热板300,其部分容纳在所述壳体200内部,其余部分暴露于所述壳体200外部;断路器模块单元400,设置在所述壳体200的容纳空间中;电池管理模块单元500,设置在所述壳体200的容纳空间中;功率转换模块单元600,设置在所述壳体200的容纳空间中;状态通知模块单元700,设置在所述壳体200的容纳空间中,并且其至少一个部件暴露于所述壳体200外部;以及电子部件800,设置在所述壳体200的容纳空间中,并放置在所述第二散热板300上。
所述壳体200包括上壳210和下壳220。
下壳220支撑设置在下壳220上的第二散热板300。即,所述第二散热板300放置在所述下壳220的底表面上。此外,所述多个第一通孔221形成在所述下壳220的底表面上,并且构成所述第二散热板300的散热鳍片通过所述第一通孔221暴露于所述下壳220的外部。
所述上壳210设置在所述下壳220上。
所述上壳210覆盖所述断路器模块单元400、所述电池管理模块单元500、所述功率转换模块单元600、所述状态通知模块单元700和所述电子部件800,所述电子部件800设置在所述第二散热板300上。优选地,容纳有功率模块单元的容纳空间可以形成在所述上壳210中。
所述上壳210的上表面可以具有分层结构。优选地,所述上壳210的上表面可以具有与容纳在其中的每个功率模块单元的高度对应的阶梯形状。
所述第二散热板300放置在所述下壳220的底表面上,并且所述第二散热板300的至少一部分通过所述下壳220的所述第一通孔221暴露于外部。
在所述第二散热板300上,准备第一散热板(稍后描述)和放置所述电子部件800的放置部(稍后描述)。所述放置部形成为突起并具有预定高度,以便与所述第二散热板300的上表面上的其他区域区分开。另外,所述放置部与所述第二散热板300上的所述放置部之外的其他区域的上表面分开。因此,所述第一散热板和所述电子部件800稳定地放置在所述第二散热板300上,此外,可以防止所述第一散热板和所述电子部件800移动到非放置所述第一散热板和所述电子部件800的位置。
所述电子部件800放置在所述第二散热板300上。所述电子部件800耦接到所述第二散热板300。此时,所述电子部件800可以具有预定高度,并且可以放置在所述第二散热板300上。优选地,所述电子部件800可以是具有预定高度和尺寸的大规模部件,例如变压器或电感器。
所述功率模块单元设置在所述第二散热板300上。
所述功率模块单元包括:所述断路器模块单元400、所述电池管理模块单元500、所述功率转换模块单元600、所述状态通知模块单元700。
此时,所述功率转换模块单元600和所述状态通知模块单元700设置在所述第二散热板300的上部区域中。另外,所述断路器模块单元400的一端耦接到所述下壳220的左端,并且所述电池管理模块单元500的一端耦接到所述下壳220的右端。
因此,所述断路器模块单元400和所述电池管理模块单元500不是设置在所述第二散热板300的上部区域中,而是设置在在向左或向右方向上与上部区域隔开预定距离的区域中。
因此,所述下壳220的上部区域的宽度可以小于所述上壳210的下部区域的宽度。优选地,所述下壳220的上部区域的宽度可以对应于所述功率转换模块单元600的宽度。
另外,所述功率转换模块单元600、所述电池管理模块单元500和所述断路器模块单元400可以沿水平方向排成一排设置在所述下壳220的上部区域中。
因此,所述上壳210的下部区域的宽度可以对应于所述功率转换模块单元600的宽度、所述电池管理模块单元500的宽度以及断路器模块单元400的宽度之和。
所述断路器模块单元400包括断路器440,因此可以接通和断开功率转换模块100的操作。
所述电池管理模块单元500接收经由电池(未示出)供应的电池电源,并将接收的电池电源发送到功率转换模块单元600。优选地,所述电池管理模块单元500控制经由电池供应的电池电源以将电源供应到功率转换模块单元600。
所述功率转换模块单元600使用经由所述电池管理模块单元500供应的电池电源作为输入功率,并且转换输入功率以产生输出功率。所述功率转换模块单元600可以是DC-DC转换器。
所述状态通知模块单元700包括至少一个发光元件(未示出),并且因此通过所述发光元件的闪烁向外部通报功率转换模块的整体操作状态。优选地,所述状态通知模块单元700可以显示所述功率转换模块的开/关状态信息或用于通报是否存在装置异常的异常状态信息。
在下文中,将更具体地描述配置所述功率转换模块100的每个部件。
图4是示出图3中所示的上壳的视图
参考图4,所述上壳210是覆盖容纳在其中的所述断路器模块单元400、所述电池管理模块单元500、所述功率转换模块单元600和所述状态通知模块单元700的上部区域和侧部区域的框架。
所述上壳210包括上板部分211、212、213和214以及侧板部分215,侧板部分215从上板部分211、212、213和214的一端大致垂直向下延伸。
所述上板部分211、212、213和214具有分层结构。换句话说,所述上板部分211、212、213和214可包括第一上板211、第二上板212、第三上板213和第四上板214。
另外,所述第一上板211、所述第二上板212、所述第三上板213和所述第四上板214的高度彼此不同,因此所述上壳210的所述上板部分211、212、213和214可以具有阶梯结构。
所述第一上板211的高度对应于容纳在其中的所述断路器模块单元400的所述信号IO端口431。所述第一上板211包括至少一个接口暴露孔2111,所述接口暴露孔2111暴露所述信号IO端口431的端子(未示出)。
所述第二上板212具有与容纳在其中的所述断路器模块单元400的所述断路器440对应的高度。所述第二上板212包括至少一个断路器暴露孔2121,所述断路器暴露孔2121暴露所述断路器440的切断开关(未示出)。
所述第三上板213具有与容纳在其中的所述功率转换模块单元600的第一区域对应的高度。所述功率转换模块单元600包括:所述第一区域,其中仅设置有功率转换部件;第二区域,其中在功率转换组件上另外设置有电源供电控制组件。另外,所述第一区域的高度和所述第二区域的高度彼此不同。因此,所述第三上板213具有与所述功率转换模块单元600的所述第一区域对应的高度。
然后,透镜插入暴露孔2131形成在所述第三上板213中,以插入透镜720,所述透镜720漫散射通过发光元件产生的光,同时保护安装在容纳于其中的所述状态通知模块单元700上的所述发光元件(未示出)。
所述第四上板214具有与容纳在其中的所述功率转换模块单元600的第二区域和所述电池管理模块单元500对应的高度。
因此,构成所述断路器模块单元400的所述信号IO端口431设置在所述上壳210的所述第一上板211的下部。
另外,构成所述断路器模块单元400的所述断路器440设置在所述上壳210的所述第二上板212的下部。
此外,所述功率转换模块单元600的所述第一区域和所述状态通知模块单元700设置在所述上壳210的所述第三上板213的下部。
此外,所述功率转换模块单元600的所述第二区域和所述电池管理模块单元500设置在所述上壳210的所述第四上板214的下部。
所述上壳210的左右侧表面是敞开的。因此,所述上壳210的左侧表面可以被容纳在其中的所述断路器模块单元400的框架所覆盖。此外,所述上壳210的右侧表面可以被容纳在其中的所述电池管理模块单元500的框架所覆盖。
所述上壳210的所述侧板215根据所述上板部分211、212、213和214分别设置在所述上板部分211、212、213和214的前表面和后表面上。因此,所述上壳210可包括前侧板和后侧板,所述前侧板和所述后侧板从所述上板部分211、212、213和214大致垂直地延伸出来。
也就是说,所述上壳210的所述前侧板或后侧板215形成为从上板部分211、212、213和214的一端大致垂直向下延伸。因此,所述侧板215的高度随着沿长度方向的移动而逐渐增加。
另外,用于耦接到所述下壳220的壳体耦接部分2151设置在所述上壳21的所述侧板215上。所述下壳220形成有耦接到所述壳体耦接部分2151的附加耦接部分(未示出),并且耦接构件(例如,螺钉)可以紧固到所述壳体耦接部分,以将所述上壳210固定在所述下壳220上。
此外,可以在所述上壳210的所述侧板215中进一步形成耦接孔2152,以便连接到容纳在其中的所述电池管理模块单元500、所述功率转换模块单元600和所述断路器模块单元400。
如上所述的上壳210可以由诸如铝(Al)的金属形成,用于阻挡从容纳在其中的所述功率模块单元产生的电磁波,同时具有高导热率。
图5至7是具体示出图3中所示的下壳和第二散热板的视图。
在下文中,将参考图5至7更详细地描述所述下壳220和所述第二散热板300。
所述下壳220耦接到所述上壳210以形成容纳空间。所述下壳220提供放置空间,所述第二散热板300可放置在该放置空间中。为此,所述下壳220包括下板和从所述下板的一端向上延伸的突起。也就是说,所述下壳220可以形成有设置在所述下部的矩形板部,以及从所述板部的边缘的端部向上延伸的四个壁部。
然后,所述第二散热板300的基座310放置在所述下壳220的所述下板上。
此时,在所述下壳220的所述下板中形成多个第一通孔221,所述多个第一通孔221以预定距离彼此间隔开。所述第一通孔221具有从所述下板的一端沿第一方向延伸的形状。这里,所述第一方向可以是连接所述下板的右端至左端的横向方向。此外,所述多个第一通孔221可以形成为在第二方向上与所述下板隔开预定距离。所述第二方向可以是连接所述下板的下端至上端的垂直方向。也就是说,所述第二方向可以是与所述第一方向正交。
多个所述第一通孔221可以设置在所述下壳上,所述第一通孔221具有沿所述第一方向延伸的形状,同时在所述第二方向上以预定距离间隔开。所述第一通孔221具有与构成所述第二散热板300的多个散热鳍片320对应的形状。换句话说,所述散热鳍片320在所述基座310的下表面处沿垂直方向长度延伸,并且所述第一通孔221是插入所述散热鳍片320的插入孔。
所述第二散热板300设置在所述下壳220的所述下板上。优选地,所述第二散热板300的所述基座310设置在所述下壳220的所述下板上,并且所述第二散热板300的所述散热鳍片320通过所述第一通孔221暴露于所述下壳220的外部。
所述第二散热板300的所述基座310具有板形状,并且在其上表面上设置有分成多个区域的放置部350和360。所述放置部350和360包括第一放置部350和第二放置部360,在所述第一放置部350上放置构成散热模块的第一散热板651,在所述第二放置部360上放置所述电子部件800。
此时,所述第一放置部350设置成高于所述基座310的上表面的其他区域。所述第二放置部360设置成低于所述基座310的上表面的其他区域。也就是说,所述大规模电子部件800放置在所述第二放置部360上,因此整个模块体积由于所述电子部件800的高度而增大。因此,所述第二放置部360具有相对于其他区域内凹的凹陷形状,使得模块的总高度降低了凹陷深度。此外,所述第一散热板651设置在所述第一放置部350上。此时,所述第一散热板651的高度可以低于所述电子部件800的高度,因此基板和构成功率转换模块单元600的所述电子部件800的高度可以彼此接触。因此,所述第一放置部350以预定高度从所述基座310的上表面突起,使得所述功率转换模块单元600的所述基板和所述电子部件800不相互接触。
然后,向上突出的台阶部分形成在所述第一放置部350的边缘区域中,并且所述第一散热板651夹在所述台阶部分中,使得所述第一散热板651可以放置在所述第一放置部350上。另外,可以在所述第一放置部350中进一步形成紧固孔,用于与所述第一散热板651紧固的紧固构件(未示出)插入所述紧固孔中。
另外,凸台紧固部分330设置在所述第二散热板300的所述基座310的边缘区域或所述下壳220的边缘区域中。所述凸台紧固部分330可以是用于紧固凸台340的紧固孔,所述紧固凸台340用于支撑和固定设置在所述下壳220和所述第二散热板300上的所述功率转换模块单元600。
所述凸台340具有预定高度并且在所述下壳220和所述第二散热板300的向上方向上突出。此时,所述凸台340的高度可以对应于构造在所述功率转换模块单元600中的所述第一散热板651的高度。也就是说,所述凸台340具有支撑和固定放置在所述第二散热板300上的所述功率转换模块单元600的功能,并且具有将构成所述功率转换模块单元600的所述基板与所述第二散热板300的上表面以预定距离分离的功能,从而使得所述电子部件800和所述基板不相互接触。
另外,用于阻挡异物渗透在所述下壳220和所述第二散热板300之间的密封构件230设置在所述下壳220和所述第二散热板300之间的耦接区域中。优选地,所述密封构件230可以是防水环,其防止水分渗入所述下壳220和所述第二散热板300之间。
在下文中,将详细描述所述断路器模块单元400。
图8是具体示出图3中所示的断路器模块单元400的视图。
参考图8,所述断路器模块单元400包括框架410、支架420、基板430和断路器440。
所述框架410具有“L”形状。也就是说,所述框架410包括下板部411和左板部412,所述左板部412在所述下板部411的左侧的一端沿垂直方向延伸。所述框架410的所述下板部411是放置部,所述基板430和构成所述断路器模块单元400的所述断路器440放置在该所述放置部上。此外,所述下板部411保护放置在所述框架410上的所述基板430和所述断路器440的下部区域。
所述框架410稳定地安置所述基板430,并且用作电磁干扰(Electro MagneticInterference,EMI)屏蔽并相应地接地。
所述左板部412保护放置在所述框架410上的所述基板430和所述断路器440的左侧区域。
也就是说,所述断路器模块单元400不设置在所述下壳220的所述上部区域中,而是设置在突出到所述下壳220的左侧区域,因为所述框架410的所述下板部411的右端是固定到所述下壳220的所述左端。
因此,所述断路器模块单元400的下部区域不受所述下壳220的保护。因此,所述下板部411耦接到所述下壳220的所述左端以提供放置空间,以放置所述基板430和所述断路器440,并保护所述基板430和所述断路器440的所述下部区域。
另外,如上所述,所述上壳210具有敞开的左侧表面。因此,所述框架410的所述左板部412覆盖所述敞开的左侧表面。此外,放置在所述框架410上的所述基板430和所述断路器440的前部和后部被所述上壳210的侧板215覆盖,并且所述基板430和所述断路器440的所述上部被所述上壳210的第一上板211覆盖。
同时,其上端处沿向右方向弯曲的紧固部(未示出)形成在左板部412处,所述左板部412可以经由单独的紧固构件耦接到所述上壳的所述第一上板211。
另外,所述下板部411可以形成有紧固部414,所述紧固部414从所述下板部411的前端垂直向上延伸并且相应地耦接到所述上壳210的所述第一上板211。
此外,所述下板部411还可以形成有紧固部413,所述紧固部413从所述下板部411的右端垂直向下延伸并且相应地装配和耦接到所述下壳220。
此外,所述下板部411的上表面可以进一步形成有固定部415,所述固定部415从所述下板部411的上表面突出并固定设置在其上部的所述基板430。
同时,支架420设置在所述下板部411上。所述支架420包括下板支架部421和从下板支架部421的至少一个端部垂直向上突出的台阶部422。所述支架420固定设置在其上部的所述断路器440。所述断路器440可以放置在所述支架部420的所述下板支架部421上,并且可以相应地装配和固定到台阶部422。
基板430耦接到框架510的所述下板部411上。构成所述断路器模块单元400的每个电路部件均安装在所述基板430上,并且用于将所述电路部件电彼此连接的电路图案(未示出)设置在所述基板430上。
所述基板430可以是刚性的或柔性的。例如,所述基板430可包括玻璃或塑料。具体地,所述基板430可以包括化学钢化/半钢化玻璃,例如钠钙玻璃、或铝硅酸盐玻璃等,钢化或柔性塑料,例如聚酰亚胺(PI)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、丙二醇(PPG)、聚碳酸酯(PC)等,或蓝宝石。
另外,所述基板430可包括光学各向同性膜片。作为示例,所述基板110可包括环烯烃共聚物(COC)、环烯烃聚合物(COP)、光学各向同性聚碳酸酯(PC)、光学各向同性聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等。
同时,信号IO端口431连接到外部装置以与外部装置接合,所述信号IO端口431设置在所述基板430上。所述信号IO端口431设置在与所述上壳210的接口暴露孔2111对应的区域中,所述上壳210设置在所述上部,并且构成所述信号IO端口431的端子(未示出)通过所述接口暴露孔2111相应地暴露到外部。
此时,所述基板430包括开口部432,在所述开口部432中,设置有所述断路器440的区域在所述框架410的所述下板部411的上表面中开口。
如上所述,在所述断路器模块单元400中,所述框架410、所述支架420、所述基板430和所述断路器440被配置为一个模块,并且所述断路器模块单元400被相应地耦接到所述下壳220和所述上壳210。
在下文中,将详细描述所述电池管理模块单元500。
图9是具体示出图3中所示的电池管理模块单元500的视图。
参考图9,所述电池管理模块单元500包括第一框架510、第一基板520、第二框架530和第二基板540。
所述第一框架510包括下板部511和右板部512,所述右板部512在所述下板部511的右侧一端沿垂直方向延伸。所述框架510的所述下板部511支撑所述第一基板520,在所述第一基板520上,在构成所述电池管理模块单元500的组件之间安装有用作电池电源的分支点的辅助电源电路。
也就是说,所述第一框架510是放置所述第一基板520的放置部。所述下板部511保护放置在所述第一框架510上的所述第一基板520的下部区域。
另外,所述右板部512保护放置在所述第一框架510上的所述第一基板520和放置在所述第二框架530上的所述第二基板540的右侧区域。
也就是说,由于所述第一框架510的所述下板部511的左端固定在所述下壳220的右端,所述电池管理模块单元500不是设置在所述下壳220的上部区域中,而是设置得突出到所述下壳220的右侧区域。因此,所述电池管理模块单元500的下部区域不受所述下壳220的保护。因此,所述下板部512耦接到所述下壳220的右端以提供放置空间,以放置所述第一基板520,并保护所述第一基板520的下部区域。
另外,如上所述,所述上壳210具有敞开的右侧表面。因此,所述第一框架510的所述右板部512覆盖所述敞开的右侧表面。此外,放置在所述第一框架510上的所述第一基板520和所述第二基板540的前部和后部被所述上壳210的侧板215覆盖,并且所述第一基板520和所述第二基板540的上部被所述上壳210的第四上板214覆盖。
同时,在所述下板部511和所述右板部512处形成至少一个弯曲部分,其可以相应地通过单独的紧固构件耦接到所述下壳220和所述上壳210。
所述第一基板520耦接在所述第一框架510的所述下板部511上。构成所述辅助电源电路的组件安装在所述第一基板520的上表面521上。该组件包括分支电池电源供应的分支单元522。
所述第二框架530和所述第二基板540设置在所述第一框架510上。所述第二框架530稳定地安置所述第二基板540,并且用作电磁干扰(EMI)屏蔽并相应地接地。
所述第二框架530包括下板部531和右板部532,所述右板部532在下板部531的右端弯曲并向上延伸。
所述下板部531是放置所述第二基板540的放置部,并且是用于阻挡信号干扰的分隔壁部,所述功率转换模块单元600设置在所述电池管理模块单元500的左侧,所述电池管理模块单元500位于所述上壳210的下部区域。
所述第二基板540耦接在所述第二框架530的所述下板部531上。连接到电池(未示出)的电源接口单元542接收从电池供应的电源,并将接收的电源传递给所述功率转换模块单元600,所述功率转换模块单元600设置在所述第二基板540的所述上表面521上。
如上所述,所述电池管理模块单元500被配置为所述第一框架510、所述第二框架530、所述第一基板520和所述第二基板540的一个模块,并且被相应地耦接到所述下壳220和所述上壳210。
在下文中,将更详细地描述根据本发明的实施例的所述功率转换模块单元600。
图10是具体示出图3中所示的功率转换模块单元600的视图,图11是具体示出图10中所示的散热模块650的视图,图12是具体示出图11的支撑构件656的视图。
所述功率转换模块单元600包括:第一基板610,其上安装有功率转换组件620;第二基板630,其上安装有控制组件(未示出);凸台640,设置在所述第一基板610上以支撑所述第二基板630;以及散热模块650,设置在所述第一基板610下方以驱散安装在所述第一基板610上的发热元件654的热量。
所述第一基板610是其上安装有执行功率转换操作的各种组件的基板。例如:电感器、二极管和变压器等可以安装在所述第一基板610上。优选地,构成DC-DC转换器的每个组件都安装在所述第一基板610上,所述DC-DC转换器接收从电池供应的电源并将其转换成每种配置所需的DC电源。也就是说,所述第一基板610是其上安装各种元件,所述各种元件引起各种电操作并包括发热元件654,稍后将描述的发热元件654。
支撑设置在所述第一基板610上的所述第二基板630的所述凸台640设置在所述第一基板610的边缘区域中。即,设置在所述第一基板610上的部件包括高度高的部件。例如,诸如变压器等的部件具有高高度,并且设置成相应地以预定高度突出在所述第一基板610上。因此,所述凸台640被配置为使得所述第二基板630设置在高高度部件上。也就是说,在设置有所述第二基板630的区域周围形成多个所述凸台640,以支撑设置在高高度部件上的所述第二基板630。
用于控制所述功率模块单元400、500和600的操作的控制组件安装在所述第二基板630上。所述控制组件控制功率转换模块100的整体操作,并且特别地控制所述功率转换操作所必需的开关元件的切换操作。
所述散热模块650设置在所述第二基板620下方。
优选地,构成所述散热模块650的发热元件654安装在所述第二基板620的下表面上。也就是说,所述功率转换部件包括在操作期间产生大量热量的发热元件654。这里,发热元件654的代表性示例包括变压器和作为功率装置的功率晶体管。
在这种情况下,应该有效地冷却由发热元件654产生的热量,以防止发生火灾以及进行功率转换模块的有效操作。目前,在现有技术中,仅使用暴露在所述功率转换模块的壳体外部的一个主散热器(本发明中的所述第二散热板300)来冷却发热元件654,因此相应地出现很多问题。
因此,在本发明中,可以防止所述发热元件654和所述第二散热板300之间的直接热传递。为此,在本发明中,所述第一散热板651设置在所述发热元件654和所述第二散热板300之间,使得所述发热元件654产生的热量主要在所述第一散热板651处消散,并且主要消散的热量被传递到所述第二散热板300。
此时,如图1所示,在现有技术中,所述发热元件654水平地设置在所述第一基板610的下表面上。然而,在本发明中,所述发热元件654垂直地设置在所述第一基板610的下表面上。也就是说,当所述发热元件654以现有技术那样水平设置时,所述发热元件654在所述第一基板610上占据的面积增大。然而,在本发明中,所述发热元件654垂直地设置在所述第一基板610上,使得所述发热元件654在所述第一基板610上占据的面积小于现有技术的中占据的面积。因此,可以增加设置在同一基板中的多个发热元件,或者可以减小其上设置有相同发热元件的基板的尺寸。这是因为,当所述发热元件654垂直设置时,所述发热元件654和所述第一基板610彼此面对的表面的面积小于所述发热元件654水平设置时的面积。
在下文中,将更详细地描述所述散热模块650。
图11是具体示出图10中所示的所述散热模块650的视图,图12是具体示出图11中所示的所述支撑构件656的视图,图13是逐步示出制造图11所示的散热模块650的方法的流程图,图14至18是以工艺顺序示出根据本发明实施例的制造散热模块650的方法的视图。
参考图11至图18,所述散热模块650包括第一散热板651、传热垫652、间隔件653、发热元件654、支撑构件656、第一紧固构件657和第二紧固构件658。
所述第一散热板651耦接到所述发热元件654和所述第二散热板300。优选地,所述第一散热板651的侧表面耦接到所述发热元件654,并且所述第一散热板651的下表面连接到所述第二散热板300。
因此,所述第一散热板651包括耦接到所述第二散热板300的第一部和设置在所示第一部6511上的第二部6512,以耦接到所述发热元件654。此时,为了便于描述,所述第一散热板651被分成所述第一部6511和所述第二部6512,但是优选的是,所述第一部6511和所述第二部6512是一种一体形成的配置。
所述第一部6511具有方形板形状。所述第一部6511具有与形成在所述第二散热板300的基座310上的第一放置部350对应的尺寸。也就是说,所述第一部分6511的宽度对应于所述第一放置部350的宽度。所述第一部6511设置在所述基座310的所述第一放置部350上。所述第一部6511的下表面与所述基座310的上表面面接触。
所述第二部6512在所述第一部6511上具有方形柱状,并且从所述第一部6511的上表面突出。所述第二部6511的宽度窄于所述第一部6511的宽度。
换句话说,所述第一部6511具有方形板形状,该方形板形状具有第一水平宽度和第一垂直宽度。此外,所述第二部分512具有四棱柱形状,该四棱柱形状具有比所述第一水平宽度窄的第二水平宽度和与所述第一垂直宽度相同的第二垂直宽度。此时,在附图中,所述第一部6511和所述第二部6512具有方形形状,但是仅仅是一个实施例,除方形外,所述第一部6511和所述第二部6512可以具有圆形、三角形以及多边形中的任何一种形状。
所述第二部6512形成为从所述第一部6511的中心区域突出。因此,所述第一部6512的上表面的中心区域与所述第二部6512的下表面接触。所述第一部6511的上表面除了中心区域之外的剩余左、右区域暴露。因此,包括所述第一部6511和所述第二部6512的所述第一散热板651可以具有“⊥”形状。
穿过所述第一部6511的上表面和下表面的通孔6513形成在暴露的第一部6511的左右区域中。所述第二紧固构件658插入到所述通孔6513中。所述第二紧固构件658穿过所述通孔6513并插入所述第一放置部350的紧固槽(未示出)中,相应地,所述第一散热板651固定在所述第二散热板300的所述基座310上。
所述第二部6512的左侧表面和右侧表面被分成第一区域和第二区域,所述支撑构件656耦接到所述第一区域,所述发热元件654耦接到所述第二区域。此时,一个发热元件654可以耦接到所述第二部6512的左侧表面和右侧表面中的每一个的所述第二区域,并且多个发热元件654可以以预定距离设置。
另外,用于紧固间隔件653的第一紧固槽6514形成在所述第二部6512的上表面上。此外,用于紧固所述支撑构件656的多个第二紧固槽6515形成在所述第二部6512的左侧表面和右侧表面中的每一个的第一区域中。此外,用于紧固所述发热元件654的多个第三紧固槽6516形成在所述第二部6512的左侧表面和右侧表面中的每一个的所述第二区域中。
所述第一紧固槽6514形成在所述第二部6512的上表面上,并在所述第二部6512的厚度方向上具有预定深度。此外,所述第二紧固槽6515和所述第三紧固槽6516形成在所述第二部6512的左侧表面和右侧表面上,并在所述第二部6512的长度方向上具有预定深度。同时,所述第一紧固槽6514、所述第二紧固槽6515和所述第三紧固槽6516的内壁可以分别具有螺纹形状。
所述传热垫652设置在所述第二部6512的左侧表面和右侧表面的所述第二区域中。也就是说,所述传热垫652插入所述第二部6512和所述发热元件654之间。所述传热垫652是热传递构件,其热连接所述发热元件654、所述第一散热板651和所述第二散热板300,因此由所述发热元件654产生的热量传递到所述第一散热板651。为此,所述传热垫652可以由具有优良热导率的金属材料形成,并且可以包括例如金属材料,例如银(Ag)、铜(Cu)、金(Au)和铝(Al)等。
此时,所述传热垫652在与所述第二部6512的所述第三紧固槽6516对应的位置处形成有通孔6521,因此元件紧固构件6544穿过所述通孔6521以被紧固到所述第三紧固槽6516。
所述发热元件654包括元件主体6541、端子6542和在长度方向上穿过所述元件主体6541的通孔6543。
所述元件主体6541是在操作期间产生热量的部件,并且可以是例如功率晶体管。所述端子6542从所述元件主体6541突出并相应地电连接到所述第一基板610。此时,所述端子6542可以穿过所述第一基板610,并且可以通过诸如焊料的粘合剂膏固定并耦接到所述第一基板610。
所述端子6542电连接所述元件主体6541和形成在所述第一基板610上的电路图案(未示出)。所述通孔6543穿过所述元件主体6541。优选地,所述通孔6553以垂直竖立状态穿过所述元件主体6541的左侧表面和右侧表面。因此,所述元件主体6541在垂直竖立状态下耦接到所述第一散热板651的所述第二部6512。
另外,所述元件紧固构件6544穿过所述发热元件654的所述通孔6553和所述传热垫652的所述通孔6521,并插入所述第二部6512的所述第三紧固槽6516中。
所述间隔件653设置在所述第二部6512的上表面上。所述间隔件653包括主体6531和紧固突起6532。所述紧固突起6532插入所述第一紧固槽6514中,并且所述主体6531相应地在所述第二部6512的上表面上突出。
所述间隔件653设置在所述第二部6512上,使得所述第一散热板651和所述第一基板610不相互接触。也就是说,所述间隔件653将所述第一散热板651的所述第二部6512的上表面与所述第一基板610的下表面隔开预定距离。
另外,所述间隔件653调节所述第一散热板651和所述第一基板610之间的平坦度,因此,可以通过平坦度的问题使由于所述发热元件654的高度差而可能出现的应力最小化。
所述支撑构件656的一端耦接到所述第一散热板651的所述第二部6512,另一端接触所述发热元件654的所述元件主体6541。所述支撑构件656具有弹力,因此,使所述发热元件654的所述元件主体6541粘附到所述散热垫652。也就是说,所述支撑构件656确保所述发热元件654的正极与地的负极之间的间隔距离,并同时向所述元件主体6541施加压力,以便增强由所述发热元件654产生的热量的传递。
为此,所述支撑构件656可以由诸如不锈钢的金属材料形成,以确保预定水平的弹力。
通孔6562形成在所述支撑构件656处。所述通孔6562形成在与形成在所述第二部6512中的所述第二紧固槽6515对应的位置处。所述第一紧固构件657穿过形成在所述支撑构件656中的所述通孔6562并插入所述第二紧固槽6515中。
更具体地,所述支撑构件656的形状如下。
所述支撑构件656耦接到所述第二部6512,并且包括形成有所述通孔6562的第一区域6561,沿第一方向从所述第一区域6561弯曲的第二区域6563,沿与所述第一方向相反的第二方向从所述第二区域6563弯曲的第三区域6564。
所述通孔6562形成在所述第一区域6561中。所述第一区域6561与所述第一散热板651的所述第二部6512接触。所述第一散热板651由所述第一紧固构件657紧固。
所述第二区域6563沿第一方向从所示第一区域6561处弯曲。所述第二区域6563沿与所述第三区域6564的弯曲方向相反的方向弯曲,以便增加通过第三区域6564施加到所述发热元件654的压力。所述第二区域6563不与所述第一散热板651接触。这里,所述第一方向可以是与设置所述第一散热板651的方向相反的方向。换句话说,当所述支撑构件656设置在所述第二部6513的右侧表面上时,所述第二区域6563在向所述右方向上弯曲,而不是在设置所述第一散热板651的所述左方向上弯曲。
所述第三区域6564沿所述第二方向从所述第二区域6563处弯曲,所述第二方向与所述第二区域6563的弯曲方向相反的。也就是说,当如上所述第二区域6563沿向所述右方向弯曲时,所述第三区域6564从所述第二区域6563的一端向左弯曲。
所述第三区域6564接触所述元件主体6541,并相应地向所述元件主体6541施加预定水平的压力。此时,与所述元件主体6541接触的部分具有预定的曲率,使得所述元件主体6541不会被施加的压力损坏。
同时,所述第三区域6564由所述第二区域6563的多个分支而形成。即,所述第三区域6564包括多个分支部,该分支部与所述第二区域6563以预定距离间隔开。例如,当所述第一发热元件和所述第二发热元件分别耦接到所述第二部6512的左侧表面时,所述第三区域6564从所述第二区域6563处分支,并且可包括第一分支部和第二分支部,所述第一分支部与所述第一发热元件接触,所述第二分支部以预定距离与所述第一分支部间隔开,并从所述第二区域6563处分支以接触所述第二发热元件。
即,在本发明中,当如上所述在第二部分一个侧表面上设置有多个发热元件时,所述支撑构件656的所述第三区域6564分支为多个,使得可以对每个发热元件施加不同的压力。
在下文中,将详细描述如上所述的散热模块650的制造方法(组装方法)。
参考图13,首先,制备包括如上所述的第一部6511和第二部6512的第一散热板651(步骤110)。
当制备好所述第一散热板651时,间隔件653耦接到所述第一散热板651的所述第二部6512的上表面,散热垫652耦接到所述第二部6512的左侧表面和右侧表面(步骤120)。
也就是说,如图14所示,所述第一紧固槽6514形成在所述第二部6512的上表面上,所述第三紧固槽6516形成在左侧表面和右侧表面上。因此,所述间隔件653的所述突起6532插入所述第一紧固槽6514中,并且所述间隔件653设置在所述第二部6512的上表面上。然后,在所述第三紧固槽6516和所述散热垫652的所述通孔6521彼此对准的状态下固定所述散热垫652。此时,所述散热垫652稍后通过所述元件主体6541和所述发热元件654的元件紧固构件6544耦接到所述第一散热板651。因此,在所述散热垫652的一侧上形成粘合材料,使得所述散热垫652设置在指定位置,直到与所述发热元件654耦接,并且所述散热垫652分别附接到所述第二部6512的右侧表面和左侧表面。
此后,所述发热元件654和热传感器659耦接到所述第一散热板651的所述第二部6512(步骤130)。也就是说,如图15所示,所述元件紧固构件6514通过所述元件主体6541的所述通孔6543和所述散热垫652的所述通孔6521插入所述第一紧固槽6514中,因此所述发热元件654可以耦接到所述第一散热板651。
另外,热传感器659可以进一步耦接到所述第一散热板651。所述热传感器659测量所述第一散热板651的温度,以确认功率转换模块单元600是否稳定地运行,并且相应地传输测量温度到设置在所述第二基板630上的控制部件。
此后,所述支撑构件656耦接到所述第一散热板651(步骤140)。也就是说,如图16所示,布置形成在所述支撑构件656的所述第一区域6561中的所述通孔6562和形成在所述第一散热板651的所述第二部6512中的第二紧固槽6515,并且所述支撑构件656耦接到所述第一散热板651,使得所述第一紧固构件657穿过所述通孔6562并相应地插入所述第二紧固槽6515中。当所述支撑构件656耦接时,构成所述支撑构件656的所述第三区域6564的每个分支部与所述发热元件654接触,并且相应地由所述支撑构件656产生的弹力向所述发热元件654施加压力。
接下来,当制造如上所述的散热模块650时,将制造的散热模块650和所述第一基板610耦接(步骤150)。也就是说,如图17所示,确认所述发热元件654耦接到所述第一基板610的下表面的所述散热模块650的安装位置,并且在确认的安装位置处将所述发热元件654的端子6542焊接在所述第一基板610的电路图案上。
此时,可以使用单独的引导夹具(未示出)来确认所述发热元件654的安装位置并将所述散热模块650固定在安装位置。
接下来,如上所述制造的功率转换模块单元600耦接到所述第二散热板300的所述基座610的所述第一放置部350(步骤160)。也就是说,如图18所示,在所述第一散热板651的所述第一部6511定位在所述第一放置部350上之后,所述第一散热板651和所述第二散热板300经由单独的紧固构件彼此耦接。此时,为了增大所述第一散热板651和所述第二散热板300之间的热导率,在所述第一放置部350上涂覆导热膏900,并且所述第一散热板651可以耦接到涂覆的所述导热膏900上。
图19是用于描述根据本发明的实施例的散热机构的视图。
参考图19,本发明的实施例包括具有上述结构的散热模块650。因此,散热机构可大致分为三个步骤。
在第一步骤中,在产生热量的所述发热元件654和所述第一散热板651之间发生热传导。此时,为了提高所述第一散热板651和所述发热元件654之间的热传导效率,如上所述的散热垫652设置在所述第一散热板651和所述发热元件654之间,以最大化散热面积。
在第二步骤中,从所述发热元件654传导到所述第一散热板651的热量主要在所述第一散热板651处消散。然后,消散的热量经由所述导热膏900主要传递到所述第二散热板300。此时,为了使所述第一散热板651和所述第二散热板300之间的热阻最小化,将如上所述的导热膏900涂覆到所述第一放置部350的上表面。
此时,所述第一散热板651和所述第二散热板300可以使用具有高热导率和低比重的铝合金,但由于铝合金是用于压铸的合金,因此其热导率稍微低于纯铝最初具有的热导率。为了对此进行补偿,在本发明中,应用具有比所述散热垫652更高的导热率并且能够使导热面积最大化的所述导热膏900。
在第三步骤中,传递到所述第二散热板300的热量经由所述第二散热板300的所述基座310传递到所述散热鳍片320,最后传递到所述壳体的外部。此时,不仅一个散热模块设置在所述基座310的上部,而且多个散热模块设置在多个放置部上,因此所述散热鳍片320具有在长度方向上延伸并且以预定距离间隔开的散热鳍片结构。此时,由于所述散热片320暴露在所述壳体外部,因此涂覆粉末涂层以防止腐蚀或腐蚀,并解决金属表面的低热辐射率的问题(由于热反射引起的现象),低热辐射率是金属的特征。
根据本发明的一个实施例,通过发热元件传递的热量主要通过使用单独的子散热板消散,并且散热的热量主要传递到主散热板以释放到外部,从而传递到主散热板的热量可以最小化。因此,可以解决由暴露于外部的主散热板的温度升高而可能出现的安全问题。
另外,根据本发明的实施例,通过将所述发热元件垂直地安装在所述基板上,可以减小所述发热元件在基板上占据的面积,因此可以减小功率转换模块的整体尺寸。
另外,根据本发明的实施例,可以通过以模块化的形式制造和组装多个散热部件,从而简化多个散热部件的组装过程,并因此优化用于散热部件的布置空间。
上述实施例中描述的特征、结构和效果包括在至少一个实施例中,但不限于一个实施例。此外,本领域技术人员可以组合或修改每个实施例中示出的特征、结构和效果以获得其他实施例。因此,应该理解,与这种组合和这种修改有关的内容包括在本发明的范围内。
以上主要描述了实施例。然而,这些实施例仅是示例,并不限制本发明。本领域技术人员可以理解,在不脱离实施例的本质特征的情况下,可以进行上面未呈现的若干变型和应用。例如,可以改变实施例中具体表示的每个组件。另外,应该理解,与这种变化和这种应用相关的差异包括在以下权利要求中限定的本发明的范围内。

Claims (10)

1.一种功率转换模块的散热装置,所述散热装置包括:
壳体;
基板,设置在壳体内;
发热元件,设置在壳体内并连接到所述基板;
第一散热板,设置在壳体内并耦接到所述发热元件;以及
第二散热板,设置于所述第一散热板的下部,
其中,所述发热元件耦接到所述第一散热板的侧表面,以及
其中,所述第一散热板设置在所述基板和所述第二散热板之间。
2.根据权利要求1所述的散热装置,其中,所述第一散热板与所述发热元件耦接的侧表面垂直于所述基板。
3.根据权利要求1所述的散热装置,其中,所述发热元件垂直地设置在所述基板的下部,以耦接到所述第一散热板的侧表面。
4.根据权利要求1所述的散热装置,其中,所述发热元件包括紧固孔,以及
所述第一散热板包括第一紧固槽,并且还包括紧固构件,所述紧固构件穿过所述紧固孔以插入所述第一紧固槽中。
5.根据权利要求1所述的散热装置,还包括:
间隔件,设置在所述第一散热板和所述基板之间。
6.根据权利要求1所述的散热装置,还包括:
支撑构件,所述支撑构件耦接到所述第一散热板以支撑所述发热元件。
7.根据权利要求6所述的散热装置,其中,所述支撑构件包括:第一支撑区域,所述第一支撑区域耦接到所述第一散热板并且包括通孔;第二支撑区域,从所述第一区域沿第一方向弯曲;以及第三支撑区域,从所述第二区域沿与所述第一方向相反的第二反向弯曲,并与所述发热元件接触。
8.根据权利要求7所述的散热装置,其中,所述支撑构件的所述第三区域在与所述发热元件接触的部分处具有预定的曲率。
9.根据权利要求6所述的散热装置,其中,所述第三支撑区域包括以预定距离与所述第二支撑区域间隔开的多个分支部。
10.一种功率转换模块,包括:
壳体,在其内部具有容纳空间,并且包括在其下部以预定距离彼此间隔的多个通孔;
功率模块单元,容纳在所述壳体的所述容纳空间中,并包括第一散热板;和
第二散热板,耦接于所述功率模块单元,并通过所述壳体的多个通孔至少部分地暴露至外部,
其中,所述功率模块单元包括:
基板,设置在所述壳体内;
发热元件,设置在所述壳体内并连接到所述基板;以及
所述第一散热板,设置在所述壳体内并耦接到所述发热元件;
其中,所述发热元件耦接到所述第一散热板的侧表面,以及
其中,所述第一散热板设置在所述基板和第二散热板之间。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2021186935A1 (zh) * 2020-03-19 2021-09-23
CN118572856A (zh) * 2024-07-24 2024-08-30 南京银茂微电子制造有限公司 一种用于功率模块的电路供电系统

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102554431B1 (ko) 2018-09-05 2023-07-13 삼성전자주식회사 반도체 장치 및 반도체 장치 제조 방법
KR102694820B1 (ko) * 2018-12-12 2024-08-16 엘지이노텍 주식회사 컨버터
KR102598320B1 (ko) * 2019-02-18 2023-11-06 현대자동차주식회사 전력변환 장치
DE102019122640A1 (de) * 2019-08-22 2021-02-25 Ebm-Papst Mulfingen Gmbh & Co. Kg Haltevorrichtung zur thermischen Kontaktierung eines auf einer Leiterplatte montierten elektronischen Bauteils mit einem Kühlkörper
DE102020005363A1 (de) * 2019-09-12 2021-03-18 Sew-Eurodrive Gmbh & Co Kg Elektrogerät und Verfahren zum Herstellen eines ersten und zweiten Elektrogeräts aus einem Baukasten
CN111082494A (zh) * 2020-01-03 2020-04-28 深圳市洛克罗兹科技有限公司 一种散热式车载充电器
CN113314481B (zh) * 2020-02-27 2023-01-24 光宝电子(广州)有限公司 晶体管散热模块及其组装方法
JP6965461B1 (ja) * 2020-04-23 2021-11-10 東芝三菱電機産業システム株式会社 電力変換装置
KR20220017683A (ko) * 2020-08-05 2022-02-14 엘지이노텍 주식회사 전력변환장치
CN214240677U (zh) * 2020-09-16 2021-09-21 深圳市英维克信息技术有限公司 新能源车及其电控盒
JP7435416B2 (ja) 2020-11-19 2024-02-21 株式会社明電舎 直列接続型装置
CN114006449B (zh) * 2021-10-28 2022-05-31 深圳市凌康技术有限公司 一种带有保护电路结构的充电模块用整流器
KR102654809B1 (ko) * 2022-01-06 2024-04-03 엘에스일렉트릭(주) 전력 변환 장치
KR102597998B1 (ko) * 2022-01-06 2023-11-02 엘에스일렉트릭(주) 전력 변환 장치

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03106794U (zh) * 1990-02-19 1991-11-05
US6223815B1 (en) * 1999-03-19 2001-05-01 Kabushiki Kaisha Toshiba Cooling unit for cooling a heat-generating component and electronic apparatus having the cooling unit
US20060126309A1 (en) * 2004-12-15 2006-06-15 Bolle Cristian A Thermal management for shielded circuit packs
CN104682457A (zh) * 2013-11-26 2015-06-03 台达电子企业管理(上海)有限公司 电子装置及汽车的充电装置
CN204859818U (zh) * 2015-07-07 2015-12-09 南安市兴南机械配件有限公司 一种多翅片机柜散热壳体

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4054137B2 (ja) * 1999-06-03 2008-02-27 株式会社東京アールアンドデー パワー半導体素子の給電及び放熱装置
JP5031327B2 (ja) * 2006-11-08 2012-09-19 任天堂株式会社 電子機器
JP2009164156A (ja) * 2007-12-28 2009-07-23 Toyota Motor Corp パワーモジュール
JP2011155166A (ja) * 2010-01-28 2011-08-11 Toshiba Corp 電子装置
US8169781B2 (en) * 2010-04-06 2012-05-01 Fsp Technology Inc. Power supply and heat dissipation module thereof
JP5787435B2 (ja) * 2010-12-20 2015-09-30 コーセル株式会社 半導体放熱装置
KR20160036397A (ko) * 2014-09-25 2016-04-04 프레스토라이트아시아 주식회사 방열촉진부재

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03106794U (zh) * 1990-02-19 1991-11-05
US6223815B1 (en) * 1999-03-19 2001-05-01 Kabushiki Kaisha Toshiba Cooling unit for cooling a heat-generating component and electronic apparatus having the cooling unit
US20060126309A1 (en) * 2004-12-15 2006-06-15 Bolle Cristian A Thermal management for shielded circuit packs
CN104682457A (zh) * 2013-11-26 2015-06-03 台达电子企业管理(上海)有限公司 电子装置及汽车的充电装置
CN204859818U (zh) * 2015-07-07 2015-12-09 南安市兴南机械配件有限公司 一种多翅片机柜散热壳体

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2021186935A1 (zh) * 2020-03-19 2021-09-23
WO2021186935A1 (ja) * 2020-03-19 2021-09-23 富士電機株式会社 電力変換装置
CN114342242A (zh) * 2020-03-19 2022-04-12 富士电机株式会社 电力转换装置
JP7243920B2 (ja) 2020-03-19 2023-03-22 富士電機株式会社 電力変換装置
US11915995B2 (en) 2020-03-19 2024-02-27 Fuji Electric Co., Ltd. Power converter
CN118572856A (zh) * 2024-07-24 2024-08-30 南京银茂微电子制造有限公司 一种用于功率模块的电路供电系统

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Publication number Publication date
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US20200120830A1 (en) 2020-04-16

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