CN111344821B - 电力转换装置 - Google Patents

Abstract

提供一种电力转换装置，能实现电磁感应设备的高散热化，并且能使电磁感应设备的电感值的耐久性和抗振性较高。此外，提供一种小型轻量化的电力转换装置。电力转换装置包括：具有磁性的上部芯部(4)和下部芯部(5)夹着线圈体(6)电磁耦合而成的电磁感应设备(2)；装设有电磁感应设备(2)的壳体(3)；填充于壳体(3)与电磁感应设备(2)之间的浇注树脂材料(8)；以及以覆盖上部芯部(4)的方式配置于电磁感应设备(2)的上方，且端部安装于壳体(3)的固定构件(9)，电磁感应设备(2)通过固定构件(9)固定于壳体(3)。

Description

电力转换装置

技术领域

本发明涉及一种电力转换装置，例如涉及一种装设于将电动机作为驱动源之一的电动车或者混合动力车，并由变压器、电抗器等构成的逆变器、直流/直流转换器、车载充电器等电力转换装置。

背景技术

在装设于电动车或者混合动力车的直流/直流转换器或者车载充电器等电力转换装置中，作为进行电压的升压动作、降压动作的受动部件装设有电磁感应设备。上述电磁感应设备是变压器、电抗器、扼流线圈等，并且用于能量的蓄积、释放或者直流电流的平滑化等。为了使电力转换装置小型化、高效率化，上述电磁感应设备的小型化或者能将在通电时产生的热量有效地散热的结构是非常重要的。

作为使构成电力转换装置的主要部件即变压器、电抗器等电磁感应设备小型化的方法，作为有效的对策列举使该部件的驱动频率高频化。通过提高驱动频率，能够使表示电磁感应设备的能力的指数即电感值(在流过规定的电流时产生的磁通量)变小。由于电感值与构成变压器、电抗器的线圈的匝数的平方成比例，且与芯部构件的截面积成比例，因此能够通过高频化来使变压器、电抗器的匝数、芯部截面积变小。

由于用于小型化的高频化，尤其在采用减小芯部截面积的方法时，因芯部构件的热损失的频率特性使热损失增加变得显著。此外，由于因减小芯部截面积而导致芯部热阻增加，因此存在芯部的稳定上升显著增加的技术问题。因此，在变压器、电抗器的高频化中，重要的是如何提高散热性并抑制温度上升。

作为以提高构成变压器、电抗器的芯部构件的散热性为目的的电力转换装置，列举例如专利文献1。专利文献1所公开的电力转换装置中，在由竖立于外壳内的肋形成的收纳空间配置变压器和电感元件。此外，专利文献1的电力转换装置构成为，通过在变压器、电感元件与外壳内的收纳空间的间隙填充具有散热性和绝缘性的树脂，将产生于变压器和电感元件的热损失高效地向冷却器散热。

作为提高芯部的散热性的其他结构，列举例如专利文献2。在专利文献2所公开的电抗器装置构成为，使形成变压器上部的上部芯部的上表面和两侧面与散热板接触，将变压器收纳于外壳的空间内后，填充浇注树脂材料直到浸渍散热板的下端部。由此，能够使尤其在上部芯部产生的热损失经由上表面的散热板向浇注树脂材料、外壳有效地散热。此外，由于将浇注树脂材料的填充量限制在浸渍散热板的下端部的高度，因此能抑制浇注树脂材料的填充量并实现成本减少和轻量化。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2013－94023号公报

专利文献2：日本专利特开2014－36194号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

然而，在专利文献1的电力转换装置中，需要确保填充树脂的高度达到散热所需要的高度，例如，在具有使芯部的对接面相对于浇注填充树脂的水平面平行的芯部的变压器、电抗器的情况下，由于在电力转换装置驱动时伴随浇注树脂的升温产生热膨胀，因此存在芯部彼此在芯部对接面部分离，从而导致电感值降低的问题。由于变压器、电抗器的电感值降低，会导致以下问题：由作为电力转换装置的特性变化具体为电力效率的降低以及构成部件的热损失增加引起温度上升，进而伴随温度上升发生电力转换装置的破损等。

此外，在专利文献2的电抗器装置中，通过将浇注树脂材料的填充高度限制在上下芯部的对接面的下部，能够抑制内部的浇注树脂材料发生热膨胀时的芯部对接面的分离力。但是，由于是上部芯部没有被浇注树脂材料填充而通过上表面的散热板间接地保持于浇注树脂材料和外壳的结构，因此存在在车辆行驶时等的振动、冲击条件下无法确保抗振性而使上部芯部浮起或者破损的问题。

本发明是为了解决如上所述的技术问题而作出的，其目的在于提供一种电力转换装置，能够实现构成变压器、电抗器等电力转换装置的电磁感应设备的高散热化，并且能使电磁感应设备的电感值的耐久性和芯部的抗振性较高。此外，其结果是，目的在于提供一种小型轻量化的电力转换装置。

解决技术问题所采用的技术方案

本发明的电力转换装置包括：电磁感应设备，该电磁感应设备由具有磁性的上部芯部和下部芯部夹着线圈体进行电磁耦合而成；壳体，该壳体装设有所述电磁感应设备；浇注树脂材料，该浇注树脂材料填充于所述壳体与所述电磁感应设备之间；以及固定构件，该固定构件以覆盖所述上部芯部的方式配置于所述电磁感应设备的上方，且该固定构件的端部安装于所述壳体，所述电磁感应设备通过所述固定构件固定于所述壳体。

此外，本发明的电力转换装置包括：电磁感应设备，该电磁感应设备由具有磁性的上部芯部和下部芯部夹着线圈体进行电磁耦合而成；金属外壳，该金属外壳从开口的一面收纳所述电磁感应设备；壳体，该壳体装设有所述金属外壳；以及浇注树脂材料，该浇注树脂材料填充于所述金属外壳与所述电磁感应设备之间，所述电磁感应设备通过所述金属外壳固定于所述壳体，并配置成所述金属外壳的开口面相对于所述壳体的底面处于垂直方向。

发明效果

根据本发明的电力转换装置，由于电磁感应设备通过固定构件固定于壳体，因此能够抑制在电力转换装置驱动时由于浇注树脂的升温产生热膨胀，从而导致上下芯部在芯部对接面处分离且电感值降低，能使电力转换装置稳定地驱动。此外，能够提供一种电力转换装置，即使在电力转换装置暴露于车辆行驶时的振动、冲击条件的情况下，也能确保作为电磁感应设备的抗振性。此外，通过填充浇注树脂材料并连接壳体，能够提高芯部的散热性，并能实现作为电力转换装置的小型轻量化、低成本化。

附图说明

图1是示出了本发明实施方式一的电力转换装置的立体图。

图2是图1所示的电力转换装置的分解图。

图3是图1和图2所示的电力转换装置中的电磁感应设备的分解图。

图4是示出了构成图3所示的线圈体的初级绕组的立体图。

图5是示出了构成图3所示的线圈体的次级绕组的立体图。

图6是示出了图1所示的电力转换装置的A-A线截面的剖视图。

图7是示出了作为比较例的电力转换装置的立体图。

图8是示出了图7所示的电力转换装置的B-B线截面的剖视图。

图9是示出了本发明实施方式一的电力转换装置的整体的分解立体图。

图10是示出了本发明实施方式一的电力转换装置的变形例的剖视图。

图11是示出了本发明实施方式一的电磁感应设备的变形例的分解图。

图12是示出了本发明实施方式二的电力转换装置的立体图。

图13是示出了图12的电力转换装置的C-C线截面的剖视图。

图14是示出了构成图12和图13的电力转换装置的固定构件的立体图。

图15是示出了本发明实施方式三的电力转换装置的立体图。

图16是示出了构成图15的电力转换装置的变压器模块的立体图。

图17是图16的变压器模块的分解图。

图18是示出了图15的电力转换装置的D-D线截面的剖视图。

图19是示出了本发明实施方式四的电磁感应设备的立体图。

图20是图19的电磁感应设备的分解图。

图21是装设有图19的电磁感应设备的电力转换装置的剖视图。

具体实施方式

以下，根据附图对本发明的实施方式一进行说明。

另外，在各附图中，相同符号表示相同或相当的构件。

实施方式一

图1是示出本发明实施方式一的电力转换装置的立体图，图2是图1所示的电力转换装置的分解图。此外，图3是装设于图1和图2的电力转换装置的电磁感应设备的分解图，图4是构成图3所示的线圈体的初级绕组。此外，图5示出了构成图3所示的线圈体的次级绕组，图6是示出了图1所示的电力转换装置的A-A线截面的剖视图。另外，在图1和图6中，关于装设于电力转换装置内的基板等其他部件，省略图示。

如图1所示，通过使电磁感应设备即变压器2装设于壳体3，并使壳体3与存在于壳体3的相反侧的盖通过螺钉紧固等结合、嵌合而成为密闭结构体，从而构成电力转换装置1。在壳体3的底面上，连接有冷却器(未图示)，该冷却器设有金属制的翅片或者管等流路，供水、空气等冷却用制冷剂在其内部通过。此外，壳体3由铝铸件等具有规定的刚度、导热性的金属材料的铸造品或者切削品构成。

如图3所示，电磁感应设备即变压器2包括：构成闭合磁路的I型芯部4、E型芯部5；以及包括了以包围E型芯部5的中脚部5a的方式配置的初级绕组6a、次级绕组6b的线圈体6。

构成电磁感应设备即变压器2的I型芯部4和E型芯部5由铁氧体等磁性材料形成，E型芯部5的中脚部5a、侧脚部5b与I型芯部4对接，从而构成闭合磁路。构成线圈体6的初级绕组6a、次级绕组6b具有用于包围E型芯部5的中脚部5a的中央孔6ab、6bb，并且通过使例如具有规定的电阻率的铜的绕组卷绕规定的匝数而构成，并经由绕组间绝缘板(未图示)层叠。此外，在I型芯部4的上表面经由散热润滑脂(未图示)安装有芯部用散热板7，作为电磁感应设备即变压器2一体化而成。

此外，在I型芯部4、E型芯部5中，在使E型芯部5的中脚部5a一边穿过在线圈体6的中央设置的中央孔6c一边与相对的I型芯部4对接的状态下，利用粘贴胶带(未图示)在芯部长度方向上卷绕多次而临时固定。

如图2所示，在将电磁感应设备即变压器2平面地配置于构成电力转换装置1的壳体3的小隔间壁3a的内部后，对小隔间壁3a与电磁感应设备即变压器2的间隙填充浇注树脂材料8。所谓平面地配置表示I型芯部4与E型芯部5结合所形成的芯部对接面11配置为相对于壳体3的底面平行的状态。之后，通过使另外固定于壳体3的突起部3b的固定构件9与变压器2的芯部用散热板7接触，将变压器2相对于壳体3固定。

构成电磁感应设备即变压器2的线圈体6以下述形态构成：将初级绕组6a、次级绕组6b、绕组间绝缘板(未图示)、绕组用散热板6d层叠配置，并将周围利用成型树脂6e成型而包围。在本发明实施方式一中，从最下部起，依次层叠有次级绕组6b、绕组间绝缘板、初级绕组6a以及绕组用散热板6d。在初级绕组6a与绕组用散热板6d之间设置具有规定距离的间隙并层叠配置，在该间隙填充有成型树脂6e。

如图4、图5所示，初级绕组6a和次级绕组6b由涡卷形状的钣金件构成，该钣金件是通过利用冲压模具等对铜、铝等金属平板冲压而成的，并且截面为矩形，且在平面方向上在相邻的金属之间具有规定的间隙。在绕组的中央设有用于供E型芯部5的中脚部5a贯通的中央孔6ab、6bb。

另外，绕组不限于利用冲压模具等对金属平板冲压的结构，也可以适用利用激光加工、蚀刻等成型的结构。此外，初级绕组6a、次级绕组6b的端子部6aa、6ba均设于绕组的外周部和内周部，并且通过利用钣金件外周部和中央孔的一部分进行弯曲而构成。绕组间绝缘板(未图示)是使具有绝缘性的树脂材料成型而成的板，在表面和背面两方设有突起部(未图示)，当相对于绕组间绝缘板层叠初级绕组6a和次级绕组6b时，各绕组收纳于突起部之间的间隙而确定位置。

此外，在绝缘板的内周部、外周部也设有突起部(未图示)，突起高度设定成，当初级绕组6a、次级绕组6b配置于绕组间绝缘板时，各绕组之间的爬电距离为规定的数值。绕组用散热板6d配置成，当层叠于初级绕组6a之上时，在与初级绕组6a之间设置有供规定厚度的树脂夹设的间隙。通过在层叠有各部件的状态下利用具有规定的导热性和绝缘性的成型树脂6e进行嵌件成型，使线圈体6一体化。关于线圈体6的成型树脂6e，在使次级绕组6b的一部分从成型树脂6e露出的形态下被成型，以使与图2的壳体3的凸部3c相对的次级绕组6b能够与浇注树脂材料8接触。

绕组用散热板6d通过对具有规定的导热性的铝、铜等金属板进行冲压成型而形成，并在从成型树脂6e露出的两端部位设有弯曲部6da。此外，配置于I型芯部4之上的芯部用散热板7通过对具有规定的导热性的铝、铜等金属板进行冲压成型而形成，并在两端部设有弯曲部7a。

在将电磁感应设备即变压器2收纳于壳体3的小隔间壁3a的内部后，利用分配器装置等填充浇注树脂材料8，在规定的固化条件下固化并浸渍。关于初级绕组6a、次级绕组6b和I型芯部4、E型芯部5与小隔间壁3a的间隙，由线圈体6和壳体3的构造确定。例如，也可以是，利用成型树脂6e在线圈体6设置定位用的树脂销，在壳体3设置用于插入树脂销的定位用孔，从而进行定位。不过，也可以是I型芯部4、E型芯部5没有固定于线圈体6而芯部21与壳体3的底面接触的结构。

另外，浇注树脂材料8由具有规定的导热性和绝缘性的硅树脂、环氧树脂和聚氨酯树脂等材料构成。此外，如图6所示，在本发明实施方式一的结构中，浇注树脂材料8的填充高度由不完全填充到线圈体6的上部的高度、具体地由使I型芯部4和浇注树脂材料8不接触并具有空间20的高度所制约。

如图6所示，在相对于壳体3收纳有电磁感应设备即变压器2，并用浇注树脂材料8填充后，利用由螺钉10固定于壳体3的突起部3b上的固定构件9，使变压器2固定于壳体3。固定构件9在固定于壳体3的时刻，与构成变压器2的芯部用散热板7的上部接触，施加规定的载荷而进行固定。

本发明实施方式一的固定构件9是通过对不锈钢等金属板进行冲压成型而形成的弹簧件，并且是通过规定的变位在固定部位施加有规定的载荷的构件。固定构件9以覆盖I型芯部4的方式配置于变压器2的上方，并且其端部通过紧固构件即螺钉10安装于壳体3的突起部3b。此外，电磁感应设备即变压器2通过固定构件9固定于壳体3。另外，配置于变压器2上方的固定构件9的形成区域限定于芯部21的形成区域。

如上所述，在本发明实施方式一的电力转换装置1中，特别地，能够使在构成电磁感应设备即变压器2的I型芯部4、E型芯部5处产生的热损失有效地向壳体3、冷却器(未图示)散热，从而能够通过高散热化实现变压器2的小型化。如图6所示，使在下部芯部即E型芯部5处产生的热量经由相对的壳体3向冷却器(未图示)散热的同时，关于在上部芯部即I型芯部4处产生的热量，经由散热润滑脂(未图示)、芯部用散热板7、浇注树脂材料8和壳体3向冷却器散热。这样，通过相对于I型芯部4、E型芯部5分别设置散热路径，能够使产生于电磁感应设备即变压器2的芯部21的热损失有效地向冷却器散热。

此外，如图6所示，相对于电磁感应设备即变压器2的上部，通过固定于壳体3的固定构件9持续施加规定的载荷，从而能够在电力转换装置1和变压器2驱动时伴随芯部21和绕组发热而浇注树脂材料8由于升温产生热膨胀时，抑制芯部对接面11处产生间隙。也就是说，能够抑制由于在I型芯部4与E型芯部5之间产生间隙而使变压器2的电感值降低，能够防止作为电力转换装置1的效率恶化等特性恶化，能够使电力转换装置1的功能稳定。

此外，如图6所示，通过将浇注树脂材料8的填充高度限制成使I型芯部4不与浇注树脂材料8接触并具有空间20的高度，能够防止作为在芯部对接面11处产生间隙的主要原因的、在线圈体6与I型芯部4的间隙填充有浇注树脂材料8，并且能够抑制浇注树脂材料8的热膨胀本身。由此，能够更加可靠地抑制变压器2的电感值的降低，从而能够使电力转换装置1的功能进一步稳定。

图7是示出比较例的电力转换装置的立体图，图8是图7所示的电力转换装置的B-B线截面的剖视图。如图7和图8所示，比较例的电力转换装置1是如下结构：在壳体3内设置小隔间壁3a，将变压器2以站立的状态收纳于小隔间壁3a的内部，并利用浇注树脂材料8进行填充。如图8所示，比较例的电力转换装置1构成为，I型芯部4、E型芯部5由芯部21与线圈体6之间的浇注树脂材料8以及芯部21与壳体3的小隔间壁3a之间的浇注树脂材料8夹持。因此，由于电力转换装置1驱动使变压器2发热而引起浇注树脂材料8的热膨胀，因此从左右两面施加有按压I型芯部4、E型芯部5的载荷，从而在芯部对接面11处不会产生分离力。由于在芯部彼此不产生分离力，因此不降低变压器2的电感值并能使作为电力转换装置1的功能稳定。此外，由于I型芯部4、E型芯部5以及线圈体6经由浇注树脂材料8与壳体3的小隔间壁3a连接，因此存在能使从芯部21和线圈体6产生的热损失经由浇注树脂材料8向壳体3、冷却器有效地散热的效果。

但是，由于比较例的电力转换装置1中，使变压器2沿纵向以站立的状态收纳于壳体3，因此壳体3的高度变高，其结果是，存在无法实现作为电力转换装置1的低高度化、小型化这样的问题。

根据本发明的实施方式一，由于不像示出了比较例的图7和图8所示那样，使变压器2沿纵向以站立的状态收纳于壳体3，而是如图6所示，将变压器2平面地配置于壳体3，因此能够使作为壳体3的高度减小，从而能够实现作为电力转换装置1的低高度化和由低高度化产生的小型化。此外，还能够通过低高度小型化实现作为电力转换装置1的轻量化和低成本化。此外，由于能够使电力转换装置1低高度化，因此还能提高装设车辆的布局性并实现省空间化。

此外，由于使预先固定于壳体3的固定构件9与变压器2上部接触，并持续施加规定的载荷，因此能够将变压器2固定于壳体3，即使在电力转换装置1暴露于车辆行驶时的振动或者冲击条件的情况下，也能确保作为变压器2、电力转换装置1的强度、抗振性。

此外，由于通过不锈钢等弹簧构件来构成固定构件9，因此能够在吸收构成变压器2的芯部21、芯部用散热板7等处的尺寸变化的同时，施加规定的载荷。由此，能提高制造时的生产率，并能够减少制造阶段的成本。

此外，如图6所示，形成闭合磁路的芯部21在中央处被分割，并由E型芯部5和I型芯部4构成。此处，作为芯部21，不使用两个E型芯部5，而是用E型芯部5构成一方，用I型芯部4构成另一方。此外，I型芯部4配置于远离壳体3的底面的一侧即上部。由此，能够使芯部对接面11的高度位置尽可能地配置于远离壳体3的底面的较高的位置，从而能够将浇注树脂材料8的填充高度(表面的位置)在抑制由于浇注树脂材料8的热膨胀而产生芯部21的间隙的范围中设定得较高。由此，能够使绕组用散热板6d与浇注树脂材料8、芯部用散热板7与浇注树脂材料8的接触面积增加，从而能够进一步提高变压器2的散热性。

由于没有将浇注树脂材料8的填充高度限制成变压器2完全埋入的高度，而是将浇注树脂材料8的填充高度限制成使I型芯部4不与浇注树脂材料8接触且具有空间20的高度，因此能够使每台电力转换装置1所使用的浇注树脂材料8的使用量减少，从而能够实现作为电力转换装置1的低成本化。此外，由于能够减少浇注树脂材料8的使用量，因此能实现轻量化，其结果是，能够实现作为电力转换装置1的轻量化。

此外，只要浇注树脂材料8的填充高度具有空间20即可，也可以设定成使线圈体6完全被填充的高度。由于构成线圈体6的绕组用散热板6d被浇注树脂材料8完全填充，因此即使在绕组与绕组用散热板6d之间产生了绝缘破坏的情况下，由于在绕组用散热板6d与壳体3之间可靠地夹着具有绝缘性的浇注树脂材料8，从而也能够防止在变压器2与壳体3之间产生绝缘破坏。

此外，由于在构成变压器2的I型芯部4的上部安装芯部用散热板7，并且使弹簧件即固定构件9接触固定于芯部用散热板7，因此能够利用芯部用散热板7使由固定构件9的载荷产生的应力分散。其结果是，与使固定构件9相对于芯部21直接接触相比，能够使施加于芯部21的应力减小，从而能抑制芯部21的破坏，并且能提高芯部21和变压器2的长期可靠性。此外，还提高了作为电力转换装置1的可靠性。此外，由于复合地使用芯部用散热板7和固定构件9，因此能在抑制变压器2的电感值的降低的同时确保变压器2的散热性。

此外，由于在芯部用散热板7、绕组用散热板6d中，在两端部设置弯曲部7a、6da，因此即使在将浇注树脂材料8的填充高度设定于较低的位置的情况下，通过对弯曲部7a和弯曲部6da的长度进行调节，也能够使芯部用散热板7、绕组用散热板6d可靠地被浇注树脂材料8填充。由此，能够使来自芯部21、绕组的热损失从芯部用散热板7和绕组用散热板6d向浇注树脂材料8传递。此外，通过设置弯曲部7a和弯曲部6da，能够抑制平面上的投影面积，还能实现作为变压器2的小型化。

另外，虽然在本发明的实施方式一中，在I型芯部4与芯部用散热板7之间夹着散热润滑脂，但是在I型芯部4与芯部用散热板7之间的热阻不会成为问题、或者通过不同的构件使I型芯部4与芯部用散热板7一体化、接合等情况下，也可以去掉散热润滑脂。

此外，虽然在本发明的实施方式一中，使用E型芯部5和I型芯部4构成芯部21，在与壳体3接触的一侧配置E型芯部5并在相反侧配置I型芯部4，但是在由浇注树脂材料8的热膨胀引起的芯部对接面11处的分离力较小的情况下等，也可以将E型芯部5和I型芯部4变更为相反的结构。此外，可以不是EI结构而变更为两个均为E型芯部5、EER型、PQ型、UU型等，只要是使芯部对接面11形成为平行于填充有浇注树脂材料8时的表面方向并能构成闭合磁路的芯部形状即可。

另外，虽然在本发明的实施方式一中，限制了浇注树脂材料8的填充高度，但是在由浇注树脂材料8的热膨胀引起的芯部对接面11处的分离力较小的情况下，或者在能通过固定构件9充分地施加载荷从而能抑制芯部对接面11处产生间隙等的情况下，也可以将浇注树脂材料8的填充高度设定得较高。

此外，虽然在本发明的实施方式一中，为了芯部散热而配置芯部用散热板7，但是在芯部21处的热损失较小、不需要积极的散热等情况下，也可以构成为去掉芯部用散热板7。

另外，虽然在本发明的实施方式一中，构成变压器2的初级绕组6a、次级绕组6b由利用冲压模具等对铜、铝等金属平板冲压而成的钣金件构成，但是也可以使用将现有的圆线、扁线卷绕而构成的绕组。

另外，虽然在本发明的实施方式一中，构成电力转换装置1的电磁感应设备为变压器2，但是也可以适用电抗器、扼流线圈。

图9是表示本发明实施方式一的电力转换装置的整体的分解立体图。如图9所示，在壳体3内除了变压器2之外还装设有滤波器电路部12、电容器部13、电抗器部14，以包围变压器2和电抗器部14的方式配置有壳体3的水路部3f。从水路管3e向水路部3f的内部供给冷却用的流体。在将变压器2收纳于壳体3的小隔间区域内之后，填充浇注树脂材料8并使其固化。之后，相对于变压器2的上方配置固定构件9，并使形成于固定构件9端部的固定部9a通过螺钉10紧固于壳体3的突起部3b之上，从而使变压器2固定于壳体3。

此外，如图9所示，在水路部3f的上部装设有例如多个开关元件19，该多个开关元件19用于构成将变压器2的输出电力向外部设备供给的转换器等电力转换装置1。如上所述，在装设的部件的上部装设有实施部件间的配线和控制的基板部15，通过锡焊等与各部件的端子连接。之后，在基板部15的上部装设有与壳体3接合的盖16，通过螺钉紧固等使壳体3与盖16嵌合。在如上所述构成的电力转换装置1中，由于以包围主要的发热部件即变压器2和电抗器部14的方式配置有水路部3f，因此能够将从变压器2和电抗器部14产生的热损失高效地从两侧的水路部3f散热，并且开关元件19也可以散热，从而能实现作为电力转换装置1的小型化、低成本化。

图10是表示本发明实施方式一的电力转换装置的变形例的剖视图。如图10所示，在本发明实施方式一的电力转换装置的变形例中，对于构成线圈体6的成型树脂6e变更成型树脂6e的形状，形成有突起部6ea。如图10所示，通过在成型树脂6e形成突起部6ea，在线圈体6的表面设置突起部6ea或者由该突起部6ea构成的凹部22，并以面向I型芯部4和线圈体6的空间20的方式配置线圈体6的突起部6ea。通过如上所述地构成，能够得到以下效果：防止在填充浇注树脂材料8时，在填充阶段溢出的浇注树脂材料8越过线圈体6而填充于I型芯部4与线圈体6之间的空间20。在本发明实施方式一的电力转换装置的变形例中，由于能够更加可靠地防止在空间20中填充，因此能够更加可靠地防止作为变压器2的电感降低。

此外，图11是表示本发明实施方式一的电磁感应设备的变形例的分解图。如图11所示，在本发明的实施方式一中，在构成变压器2的I型芯部4、E型芯部5被分割的结构的情况下，也可以适用。在这种情况下，通过经由散热润滑脂、粘结剂等使芯部用散热板7安装于芯部21，能够吸收在各被分割的芯部21中由高度尺寸公差产生的高度偏差，从而能够可靠地从固定构件9分别向被分割的芯部21施加规定的载荷。另外，关于被分割的芯部21，在不需要将I型芯部4、E型芯部5这两者分割而仅将任意一方分割的情况下，也可以适用。

另外，虽然在本发明实施方式一中，在芯部用散热板7设置有弯曲部7a，但是在不需要使弯曲部7a浸渍于浇注树脂材料8以用于芯部21的散热的情况下，即使去掉弯曲部7a并设为直线形状等其他形状也可以适用。

此外，虽然在本发明的实施方式一中，固定构件9构成为将固定部9a设于两个部位的两端固定的弹簧构件，但是只要能施加规定的载荷来固定变压器2即可，即使是例如单侧固定的弹簧等其他形状也可以适用。

实施方式二

图12是示出本发明实施方式二的电力转换装置的立体图，图13是示出了图12的电力转换装置的C-C线截面的剖视图。此外，图14是示出了构成图12和图13的电力转换装置的固定构件的立体图。另外，在图12中，关于装设于电力转换装置内的基板等其他部件，省略图示。

本发明实施方式二的电力转换装置1中，固定变压器2的固定构件9不与变压器2接触，固定构件9隔着浇注树脂材料8配置于变压器2的上方。此外，在本发明实施方式二的电力转换装置1中，将浇注树脂材料8填充到浸渍变压器2以及固定构件9的高度。在本发明的实施方式二中，对于电磁感应设备即变压器2等其他结构，与实施方式一相同。

如图12、图13所示，在将变压器2平面地(芯部对接面11平行于壳体3的底面)配置于构成电力转换装置1的壳体3的小隔间壁3a内后，将固定构件9装设于壳体3的突起部3b，两端的固定部9a通过螺钉10紧固固定。另外，配置有固定构件9的直线部9b的区域在芯部用散热板7的上方，并限定于装设有I型芯部4、E型芯部5的区域的程度(未配置于绕组用散热板6d之上)。构成为在固定于壳体3的固定构件9与变压器2之间，设有规定的间隙。之后，通过将浇注树脂材料8填充到使固定构件9与变压器2之间的间隙内被完全填充的高度并在规定的固化条件下被加热固化，使变压器2在被壳体3和固定构件9夹着的状态下，通过浇注树脂材料8和固定构件9固定于壳体3。

如图14所示，固定变压器2的固定构件9由具有规定刚度的铁、不锈钢等金属板构成，并通过金属板的冲压成型而形成。此外，固定构件9通过被施加弯曲加工以分为固定部9a和直线部9b而形成，上述固定部9a装设固定于壳体3的突起部3b，上述直线部9b配置成在变压器2的上部设置规定的间隙并被浇注树脂材料8浸渍。

在如上所述地构成的本发明实施方式二的电力转换装置1中，能够达到与实施方式一相同的效果，并且由于是填充到使浇注树脂材料8完全填充于变压器2与固定构件9之间的高度的结构，因此能够防止在芯部对接面11处产生间隙。尤其是，由于是I型芯部4被I型芯部4与线圈体6之间的浇注树脂材料8和芯部用散热板7与固定构件9之间的浇注树脂材料8夹着的结构，因此由于电力转换装置1驱动而使变压器2发热，从而导致浇注树脂材料8热膨胀，因此从上下两侧施加按压I型芯部4的载荷。由此，能够防止I型芯部4向上方分离而在芯部对接面11处产生间隙。因此，不会降低变压器2的电感值并能使作为电力转换装置1的功能稳定。

此外，由于将浇注树脂材料8的填充高度填充到浸渍固定构件9的直线部9b的高度，因此成为变压器2相对于浇注树脂材料8被完全填充的结构，芯部用散热板7与浇注树脂材料8以及绕组用散热板6d与浇注树脂材料8的接触(散热)面积相对于实施方式一进一步增加。由此，能够进一步提高芯部21、绕组处的散热性，从而能使变压器2进一步小型化。此外，由于变压器2的小型化，还能够实现电力转换装置1的小型化、轻量化、低成本化。

此外，由于是使固定构件9不与变压器2直接接触而进行固定的结构，因此能够进一步大幅减少产生于I型芯部4、E型芯部5的应力，能够降低芯部破损等的故障概率，从而能提高作为电力转换装置1的可靠性。

此外，如图14所示，由于设置高度上的台阶以将固定构件9分成固定部9a、直线部9b，并使仅直线部9b被浇注树脂材料8填充，因此能够防止浇注树脂材料8侵入壳体3的突起部3b的螺钉紧固用的螺钉孔内，从而能够提高制造阶段的生产率并减少制造成本。

此外，将配置有固定构件9的直线部9b的区域不设为变压器2的整个投影面而设于芯部用散热板7的上方，限定于装设有I型芯部4、E型芯部5的区域的程度，因此能够将固定构件9的体积抑制在必要最低限，能抑制重量增加，抑制成本。

另外，虽然在本发明的实施方式二中，使用固定构件9和芯部用散热板7这两个金属构件，但是在芯部21处的热损失处于不会成为问题的程度的情况下，也可以将芯部用散热板7的功能合并到固定构件9，去掉芯部用散热板7。在这种情况下，能够减少作为变压器2的构成部件，进而能够实现低高度小型化、轻量化以及低成本化。

实施方式三

图15是示出本发明实施方式三的电力转换装置的立体图，图16是示出了构成图15的电力转换装置的变压器模块的立体图。此外，图17是图16的变压器模块的分解图，图18是示出了图15的电力转换装置的D-D线截面的剖视图。另外，在图15中，关于装设于电力转换装置内的基板等其他部件，省略图示。本发明实施方式三的构成电力转换装置的变压器2预先收纳于外壳18并构成为被浇注树脂材料8填充的变压器模块17，该变压器模块17装设固定于壳体3。

如图16、图17所示，变压器2在预先收纳于外壳18后，通过由浇注树脂材料8填充而固定于外壳18并与外壳18一体化，从而构成为变压器模块17。另外，变压器2通过相对于外壳18将夹具或者设于构成变压器2的线圈体6的成型树脂6e的定位销(未图示)另行插入在外壳18设置的定位孔(未图示)，从而相对于外壳确定位置。另外，外壳18由铝铸件等具有规定的刚度、导热性的金属材料的铸造品或者切削品构成。另外，构成变压器2的线圈体6的初级绕组用的端子部6aa、次级绕组用的端子部6ba构成为从外壳18的开口部18b引出，并且相对于外壳18确保规定的距离的形态。另外，在本发明实施方式三的变压器2中，构成为不设置芯部用散热板7和绕组用散热板6d。

将事先构成的变压器模块17隔着散热润滑脂(未图示)配置于壳体3底面，将在构成变压器模块17的外壳18设置的固定部18a通过螺钉10紧固固定于壳体3，从而固定于壳体13。另外，装设的变压器模块17的外壳18的开口部18b配置成垂直于壳体3的底面的方向，并固定于壳体3。

如图18所示，在本发明实施方式三的电力转换装置1中构成为，构成变压器2的I型芯部4、E型芯部5均被芯部21与线圈体6之间的浇注树脂材料8和外壳18与芯部21之间的浇注树脂材料8夹着。通过上述结构，由于电力转换装置1驱动而使变压器2发热，导致浇注树脂材料8产生热膨胀而从上下两侧施加按压芯部21的载荷，因此能够防止在芯部对接面11处产生间隙。因此，在如上所述地构成的本发明实施方式三的电力转换装置1中，能够起到与实施方式一、实施方式二相同的效果，并且能够不降低变压器2的电感值并使作为电力转换装置1的功能稳定。

此外，由于将外壳18的开口部18b配置成相对于壳体3的底面为垂直方向，因此能够使外壳18的壁存在于相对于壳体3的底面平面地配置的I型芯部4、E型芯部5各自的相对面，并且由于通过铝铸件等具有规定的导热性的金属材料来构成外壳18，因此能够将产生于I型芯部4、E型芯部5的热损失经由浇注树脂材料8、外壳18向壳体3、冷却器有效地散热。由于能够提高作为变压器2的散热性，因此能够实现作为变压器2、电力转换装置1的小型化、轻量化以及低成本化。

此外，在本发明的实施方式三中，由于使用外壳18来构成变压器模块17，因此能够通过使外壳18作为固定构件发挥功能来防止变压器2的电感值的降低，并且能同时确保变压器2的散热性、抗振性。

此外，由于变压器2在收纳于外壳18内后被浇注树脂材料8填充，作为变压器模块17一体化，并且变压器模块17紧固固定于壳体3，因此能充分确保抗振性，还提高了作为电力转换装置1的可靠性。

此外，由于构成为将构成变压器2的线圈体6的初级绕组用的端子部6aa、次级绕组用的端子部6ba从外壳18的开口部18b引出，并相对于外壳18确保规定的距离，因此能够可靠地实施变压器2与外壳18的电绝缘，并能使作为电力转换装置1的功能稳定化。

另外，虽然未图示，但是关于构成变压器2的线圈体6，构成为使初级绕组6a、次级绕组6b的一部分从成型树脂6e露出，以使与外壳18的壁面相对的初级绕组6a、次级绕组6b能与浇注树脂材料8接触，因此，能够将产生于各绕组的热损失经由浇注树脂材料8、外壳18向壳体13、冷却器高效地散热，因此能够去掉实施方式一、实施方式二中的绕组用散热板6d，从而能实现部件数量减少、轻量化以及低成本化。此外，虽然未图示，但是由于仅在外壳18的与初级绕组6a、次级绕组6b相对的壁面部设置凸部，设为使壁面靠近各绕组部的形状，因此能够减少绕组与外壳18之间的浇注树脂材料8的厚度，并能进一步提高绕组的散热性。

另外，虽然在本发明的实施方式三中，在外壳18与壳体3之间隔着散热润滑脂接合，但是由此，能够提高外壳18与壳体3之间的接触面处的紧贴性，从而能提高作为变压器2的散热性。另外，在接触面处的热阻不会成为问题的情况下，或者在不使外壳18与壳体3电连接的情况下等，也可以应用去掉润滑脂的结构。

此外，虽然在本发明的实施方式三中，外壳18由与壳体3不同的部件构成，但是也可以应用将外壳18的功能合并到壳体3的结构。在这种情况下，由于没有外壳18，因此能够减少部件数量，从而能实现作为电力转换装置1的低成本化以及轻量化。

实施方式四

图19是表示本发明实施方式四的构成电力转换装置的电磁感应设备的立体图，图20是图19的电磁感应设备即变压器的分解图。此外，图21是装设有图19的电磁感应设备的电力转换装置的剖视图。另外，在图19中，关于构成电力转换装置的壳体、基板等其他部件，省略图示。

如图19、图20所示，本发明实施方式四的构成电力转换装置1的变压器2在以下方面与实施方式一、实施方式二不同：在构成部件即I性芯部4和芯部用散热板7中，分别具有孔部4a和通孔部7b。另外，对于实施方式四的其他结构，与实施方式一、实施方式二相同。

如图19、图20所示，本发明实施方式四中，在构成变压器2的I型芯部4中设置成型有贯通I型芯部4的孔部4a。此外，在配置于I型芯部4的上部的芯部用散热板7中，与孔部4a的上部相对应地也设置成型有通孔部7b。

如上所述，在本发明实施方式四的具有变压器2的电力转换装置1中，例如如图21所示，通过与实施方式一相同的结构被浇注树脂材料8填充，并通过固定构件9固定于壳体3。如图21所示，由于通过相对于I型芯部4设置贯通的孔部4a，能使与线圈体6相对的投影面积比实施方式一的情况减少，因此即使在将浇注树脂材料8填充于I型芯部4与线圈体6之间的空间部的情况下，也能抑制由浇注树脂材料8的热膨胀引起的芯部对接面11处的分离力，并且能使产生的应力通过孔部4a、通孔部7b向外部空间释放。因此，由于能够增加浇注树脂材料8的填充高度，从而使构成变压器2的芯部用散热板7与浇注树脂材料8以及绕组用散热板6d与浇注树脂材料8的接触面积增加，因此能进一步提高作为变压器2的散热性，从而能实现作为变压器2的小型化、轻量化以及低成本化。此外，能够实现变压器2的小型化引起的电力转换装置1的小型化、轻量化、低成本化。

此外，由于能够抑制由于浇注树脂材料8的热膨胀而引起的芯部对接面11处的分离力，因此能够减少作为固定构件9的按压载荷，从而能实现设计的自由度增加和成本降低。

另外，虽然在图21中由与实施方式一相同的结构构成，但是也可以适用实施方式二这样的使固定构件9不与变压器2接触的结构。

此外，虽然在本发明的实施方式四中，作为减少相对的I型芯部4和线圈体6的投影面积的结构，设为在I型芯部4设置孔部4a的结构，但是不限定于孔部4a，只要使相对的芯部和线圈体6的投影面积减少即可，也可以适用以其他形状构成的结构。

另外，本发明在其发明的范围内，能将各实施方式自由地组合，或是将各实施方式适当变形、省略。

(符号说明)

1 电力转换装置

2 变压器

3 壳体

4 I型芯部

5 E型芯部

6 线圈体

6a 初级绕组

6b 次级绕组

6d 绕组用散热板

7 芯部用散热板

8 浇注树脂材料

9 固定构件

10 螺钉

11 芯部对接面

12 滤波器电路部

13 电容器部

14 电抗器部

15 基板部

16 盖

17 变压器模块

18 外壳

19 开关元件

20 空间

21 芯部

22 凹部。

Claims (9)

1.一种电力转换装置，其特征在于，包括：

电磁感应设备，该电磁感应设备由具有磁性的上部芯部和下部芯部夹着线圈体进行电磁耦合而成；

壳体，该壳体装设有所述电磁感应设备；

浇注树脂材料，该浇注树脂材料填充于所述壳体与所述电磁感应设备之间；以及

固定构件，该固定构件以覆盖所述上部芯部的方式配置于所述电磁感应设备的上方，且该固定构件的端部安装于所述壳体，

所述浇注树脂材料的表面形成为相对于所述上部芯部与所述下部芯部的对接面平行，

所述浇注树脂材料的填充高度被设定为相对于所述对接面处于下侧的高度，且被设定为在所述上部芯部与所述线圈体的上部之间具有间隙空间的高度，

所述电磁感应设备平面地配置成所述对接面相对于所述壳体的底面平行的状态，所述电磁感应设备通过所述固定构件固定于所述壳体。

2.如权利要求1所述的电力转换装置，其特征在于，

所述对接面构成为位于所述线圈体的上方。

3.如权利要求1或2所述的电力转换装置，其特征在于，

所述固定构件由向所述电磁感应设备施加载荷的弹簧构件构成。

4.如权利要求1或2所述的电力转换装置，其特征在于，

在所述上部芯部与所述固定构件之间具有空间。

5.如权利要求1或2所述的电力转换装置，其特征在于，

所述固定构件具有由固定于所述壳体的固定部和与所述浇注树脂材料接触的直线部构成的台阶形状。

6.如权利要求1或2所述的电力转换装置，其特征在于，

所述线圈体通过将多个绕组由成型树脂包围而构成，在所述成型树脂形成有突起部或者凹部，

所述线圈体的所述突起部或者所述凹部配置成面向所述上部芯部与所述线圈体的所述间隙空间。

7.如权利要求1或2所述的电力转换装置，其特征在于，

在所述上部芯部与所述固定构件之间配置有由金属构件构成的散热板。

8.如权利要求1或2所述的电力转换装置，其特征在于，

配置于所述电磁感应设备的上方的所述固定构件的形成区域限定于芯部形成区域。

9.如权利要求1或2所述的电力转换装置，其特征在于，

在所述上部芯部设有孔部，

所述孔部配置于所述线圈体的上方。