CN111971886A - 电力转换装置 - Google Patents

Abstract

电力转换装置(10)具备：安装有第一发热部件(25)的第一电力转换电路基板(20)；安装有第二发热部件(35)的第二电力转换电路基板(30)；第一散热部件(40A)，与第一电力转换电路基板(20)重叠，对第一电力转换电路基板(20)的热量进行散热；及第二散热部件(40B)，与第二电力转换电路基板(30)重叠，对第二电力转换电路基板(30)的热量进行散热，第一电力转换电路基板(20)和第二电力转换电路基板(30)以第一散热部件(40A)及第二散热部件(40B)配置在外表面侧的朝向对向配置。

Description

电力转换装置

技术领域

在本说明书中公开了对电力转换电路的热量进行散热的技术。

背景技术

以往，已知由散热部件对电力转换电路的热量进行散热的技术。专利文献1的用于DC-DC转换器、变换器等的电连接箱具备：具有电子部件安装在其上的基板及母线的电路部、在母线的下表面重叠的散热部件及覆盖电路部的上表面侧的屏蔽罩。构成为安装于电路部的电子部件的热量从母线传导至散热部件，并从散热部件向外部散热。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2016-119798号公报

发明内容

发明要解决的课题

然而，近年来，要求电力转换电路的进一步的高密度化。在此，在将多个电力转换电路搭载于电力转换装置而进行高密度化的情况下，仅通过一个散热部件对多个电力转换电路的热量进行散热，担心散热性不充分。

本说明书所记载的技术基于如上所述的情况完成，目的在于在增大电力转换装置内的电路的密度的同时改善散热性。

用于解决课题的方案

本说明书所记载的电力转换装置具备：安装有第一发热部件的第一电力转换电路基板；安装有第二发热部件的第二电力转换电路基板；第一散热部件，与上述第一电力转换电路基板重叠，对上述第一电力转换电路基板的热量进行散热；及第二散热部件，与上述第二电力转换电路基板重叠，对上述第二电力转换电路基板的热量进行散热，上述第一电力转换电路基板和上述第二电力转换电路基板以上述第一散热部件及上述第二散热部件配置在外表面侧的朝向对向配置。

根据本构成，第一发热部件的热量从第一散热部件散热，第二发热部件的热量从第二散热部件散热，因此能够将各变换电路的热量从各自的散热部件散热，从而能够改善散热性。此外，第一电力转换电路基板和第二电力转换电路基板将第一散热部件及第二散热部件配置在外表面侧而对向配置，因此能够增大电力转换装置内的电路的密度。因此，能够在增大电力转换装置内的电路的密度的同时改善散热性。

作为本说明书所记载的技术的实施方式优选以下的实施方式。

上述第一散热部件具有以相对于上述第二发热部件导热的方式配置的热接收部。

这样，能够不仅从第二散热部件还从第一散热部件对第二发热部件的热量进行散热，因此能够改善散热性。

上述第二发热部件的高度尺寸比上述第一发热部件的高度尺寸大。

这样，不会使第一散热部件的形状复杂，而能够将第二发热部件配置为相对于第一散热部件导热。

在上述第一散热部件形成有供上述第二发热部件的一部分进入的凹部，上述热接收部设置于上述凹部。

这样，能够在第一散热部件的凹部内配置上述第二发热部件的一部分，因此能够在增大电力转换装置内的电路的密度的同时改善散热性。

上述第二发热部件是具有绕组及磁性体芯的线圈。

这样，能够不仅从第二散热部件也从第一散热部件对由发热量大的线圈构成的第二发热部件的热量进行散热。

上述第一电力转换电路基板具备第一基板，该第一基板具有上述第一发热部件安装在其上的导电路，上述第二电力转换电路基板具备第二基板，该第二基板具有上述第二发热部件安装在其上的导电路，上述第一基板具有以面积比上述第二基板小的方式切口的切口部，上述第二发热部件进入上述切口部被切口而产生的空间。

这样，能够在切口部被切口而产生的空间配置第二发热部件，因此能够将电力转换装置小型化。

发明的效果

根据本说明书所记载的技术，能够在增大电力转换装置内的电路的密度的同时改善散热性。

附图说明

图1是表示实施方式的电力转换装置的俯视图。

图2是图1的A-A剖视图。

图3是电力转换装置的分解立体图。

图4是表示第一电力转换电路基板安装于第一散热部件的状态的立体图。

图5是表示第二电力转换电路基板安装于第二散热部件的状态的立体图。

具体实施方式

[实施方式]

参照图1～图5，对本实施方式的电力转换装置10进行说明。

本实施方式的电力转换装置10例如在电动汽车、混合动力汽车等车辆中搭载在从蓄电池等电源至电动机等负载的路径上，例如能够用于DC-DC转换器、变换器。电力转换装置10能够以任意的朝向配置，但在下文中，以图1的X方向为前方、以Y方向为右方，以图2的Z方向为上方进行说明。

如图2所示，电力转换装置10具备：第一电力转换电路基板20、与第一电力转换电路基板20对向配置的第二电力转换电路基板30、在第一电力转换电路基板20的下方重叠的第一散热部件40A及在第二电力转换电路基板30的上方重叠的第二散热部件40B。第一电力转换电路基板20例如能够进行直流的电压(及电流)的转换、直流与交流的转换，具备形成有导电路的第一基板21及多个安装于第一基板21的第一发热部件25。第二电力转换电路基板30例如能够进行直流的电压(及电流)的转换、直流与交流的转换，具备形成有导电路的第二基板31及多个安装于第二基板31的第二发热部件35。第一基板21及第二基板31是通过印刷配线技术在由绝缘材料构成的绝缘板形成有由铜箔等构成的导电路的印刷基板。另外，也可以通过接合剂等使由铜、铜合金等金属板材构成的母线贴合于印刷基板来构成基板。

第一基板21与第二基板31对向配置，第一基板21的下表面通过由接合剂等构成的绝缘层52固定于第一散热部件40A，第二基板31的上表面通过由接合剂等构成的绝缘层52固定于第二散热部件40B。在基板21、31贯通形成有通口24、34。在第一基板21形成有与第二基板31的左右方向中的一侧对向的部分被切口而使能够安装电子部件的面积减小的切口部22。

在本实施方式中，多个第一发热部件25及多个第二发热部件35例如为使输出电压平滑化的多个扼流线圈，可以是例如变压器连接型(トランスリンク型)。如图4所示，多个第一发热部件25配置于第一基板21及第一散热部件40A的右侧(左右方向中的一侧)，在第一基板21上在前后方向上设置有两个，两个第一发热部件25以互相对向的朝向空开间隔而配置。如图5所示，第二发热部件35配置于第一基板21及第一散热部件40A的左侧(在左右方向上与第一发热部件25侧相反的一侧)，在第二基板31上在前后方向上设置有两个，两个第二发热部件35以相同的朝向(使端子部36A朝向侧方)并排设置。在电力转换装置10内，第一发热部件25与第二发热部件35互相配置在左右方向的相反侧，由此发热部件25、35的热量在左右方向上被分散，从而不易产生局部的发热。

各第二发热部件35具备一对绕组36、由铁素体等高透磁率的磁性体构成的磁芯37及收容一对的绕组36和磁芯37的线圈壳体38。绕组36在铜、铜合金等金属的外表面施加有漆包覆层，是平角线被卷绕的所谓的扁立绕法线圈。各绕组36向磁芯37的外部导出的部分弯曲为L字状，在前端部具有一对端子部36A。该端子部36A插通于第二基板31的通口34而焊接，并与第二基板31的导电路电连接。

线圈壳体38是具有绝缘性的合成树脂制的，如图3所示，是具有一方开口的开口部的箱形，在线圈壳体38中的与第二基板31对向的底板部39，载置于第二基板31的四个腿部39A向第二基板31侧突出。另外，也可以在线圈壳体38内收容有绕组36及磁芯37的状态下充填灌封剂来提高防水性、热传导性。如图4所示，第一发热部件25不具有线圈壳体38，磁芯37的外表面露出，端子部36A插通于第一基板21的通口24而焊接，并与第一基板21的导电路电连接。

如图2所示，第二发热部件35的高度尺寸(Z方向的尺寸)比第一发热部件25的高度尺寸大，在本实施方式中，第二发热部件35的整体的高度尺寸为第一发热部件25的整体的高度尺寸的两倍左右。在本实施方式中，第一电力转换电路基板20和第二电力转换电路基板30使用在输出上存在差异的电力转换电路基板，例如，可以使第一电力转换电路基板20的输出为0.5kW，并使第二电力转换电路基板30的输出为2kW。另外，第一电力转换电路基板20及第二电力转换电路基板30的输出不仅限于此，例如，也可以使第一电力转换电路基板20与第二电力转换电路基板30的输出相同。

第一散热部件40A和第二散热部件40B均例如是铝、铝合金、铜、铜合金、不锈钢等热传导性高的金属类制的，例如由铝压铸件等成形。第一散热部件40A具有载置第一电力转换电路基板20的板状的载置部41A及从载置部41A的外周缘部立起的壁部50，第二散热部件40B具有载置第二电力转换电路基板30的板状的载置部41B及从载置部41B的外周缘部立起的壁部50。在第一散热部件40A的壁部50的前端部形成有环状地延伸的槽部50A，在第二散热部件40B的壁部50的前端部形成有环状地延伸并嵌合于槽部50A的突条50B。

载置部41A、41B具有载置基板21、31的载置面42，在与载置面42相反的一侧，多个散热片49A、49B梳齿状地排列。另外，在本实施方式中，散热部件40A、40B是具有散热片49A、49B的结构，但不限于此，也可以是不具有散热片的散热部件。在载置面42层叠有接合剂等硬化而形成的绝缘层52，将各散热部件40A、40B与各基板21、31之间接合并且绝缘。

如图4所示，第一散热部件40A的载置面42形成有以沿第一基板21的切口部22的方式凹陷的凹部47。凹部47以包含两个第二发热部件35的区域的方式形成于在前后方向上较长的长方形状的区域，在凹部47上不设置第一基板21，并以规定的深度形成从而两个第二发热部件35的下端部35A退避至凹部47内(不与下端部35A抵接)。如图2所示，凹部47具有以经由层叠于底面47A(上表面)的导热部51与第二发热部件35导热的方式连接的热接收部48。热接收部48为凹部47的底面47A中的与第二发热部件35的下端部35A重叠的区域。

导热部51由热传导性高的导热材料、片材构成，例如可以使用硅脂等散热油脂、向散热油脂添加添加物而增强了粘接性的粘接散热油脂、环氧系的接合剂等具有绝缘性的粘接剂或接合剂、粘接片材或接合片材。导热材料既可以在常温下硬化，也可以通过加热硬化。由此，第二发热部件35的热量经由导热部51传导至第一散热部件40A的热接收部48，并从在第二散热部件40B的侧面一体地形成的安装部46传导至车辆的车身。

在第一散热部件40A及第二散热部件40B的载置面42形成有能够利用螺钉55(参照图2)将基板21、31螺钉固定的螺钉孔(未图示)。此外，如图4、图5所示，在第一散热部件40A的四角的位置形成有螺钉孔44，在第二散热部件40B的四角的位置形成有固定部45，该固定部45具有与螺钉孔44相连的螺钉孔45A而能够利用未图示的螺钉进行螺钉固定的。

如图2所示，第二散热部件40B的散热片49B的上下方向的突出尺寸比第一散热部件40A的散热片49A的上下方向的突出尺寸大。如图1、图3所示，在第一散热部件40A及第二散热部件40B的前方安装有合成树脂制的罩53。罩53具有使与各基板21、31电连接的端子56露出的露出孔53A，能够将从露出孔53A露出的端子56与未图示的对方侧的端子连接。

根据本实施方式，起到以下的作用、效果。

电力转换装置10具备：安装有第一发热部件25的第一电力转换电路基板20；安装有第二发热部件35的第二电力转换电路基板30；第一散热部件40A，与第一电力转换电路基板20重叠，对第一电力转换电路基板20的热量进行散热；及第二散热部件40B，与第二电力转换电路基板30重叠，对第二电力转换电路基板30的热量进行散热，第一电力转换电路基板20和第二电力转换电路基板30以第一散热部件40A及第二散热部件40B配置在外表面侧的朝向对向配置。

根据本实施方式，第一发热部件25的热量从第一散热部件40A散热，第二发热部件35的热量从第二散热部件40B散热，因此能够将各转换电路20、30的热量从各自的散热部件40A、40B散热，能够改善散热性。此外，第一电力转换电路基板20和第二电力转换电路基板30将第一散热部件40A及第二散热部件40B配置在外表面侧并对向配置，因此能够增大电力转换装置10内的电路的密度。因此，能够在增大电力转换装置10内的电路的密度的同时改善散热性。

此外，第一散热部件40A具有以相对于第二发热部件35导热的方式配置的热接收部48。

这样，能够不仅从第二散热部件40B还从第一散热部件40A对第二发热部件35的热量进行散热，因此能够改善散热性。

此外，第二发热部件35的高度尺寸比第一发热部件25的高度尺寸大。

这样，不会使第一散热部件40A的形状复杂，能够将第二发热部件35相对于第一散热部件40A导热地配置。

此外，在第一散热部件40A形成有供第二发热部件35的下端部35A(一部分)进入的凹部47，热接收部48设置于凹部47。

这样，能够在第一散热部件40A的凹部47内配置第二发热部件35的下端部35A，因此能够在增大电力转换装置10内的电路的密度的同时改善散热性。

此外，第二发热部件35是具有绕组36及磁性体芯37的线圈。

这样，能够不仅从第二散热部件40B也从第一散热部件40A对由发热量大的线圈构成的第二发热部件35的热量进行散热。

此外，第一电力转换电路基板20具备第一基板21，该第一基板21具有第一发热部件25安装在其上的导电路，第二电力转换电路基板30具备第二基板31，该第二基板31具有第二发热部件35安装在其上的导电路，第一基板21具有以面积比第二基板31小的方式切口的切口部22，第二发热部件35进入在切口部22被切口而产生的空间。

这样，能够在切口部22被切口而产生的空间配置第二发热部件35，因此能够将电力转换装置10小型化。

[其他的实施方式]

本说明书所记载的技术不限定于通过上述记述及附图说明了的实施方式，例如如下的实施方式也包含于本说明书所记载的技术的技术范围。

(1)发热部件25、35为扼流线圈，但不限于此。例如，也可以是FET(Field effecttransistor：场效应晶体管)等继电器、电阻、电容器等。

(2)第一发热部件25及多个第二发热部件35各设置了两个，但不限于此，例如，也可以使第一发热部件25及多个第二发热部件35分别为一个。

(3)第二发热部件35为以线圈壳体38相对于热接收部48导热的方式配置的结构，但不限于此，也可以是以第二发热部件35中的除线圈壳体38以外的部分相对于热接收部48导热的方式配置的结构。此外，是在第二发热部件35与热接收部48之间具有导热部51的结构，但也可以是不具有导热部51的结构，例如，也可以是第二发热部件35与热接收部48直接接触的结构或在第二发热部件35与热接收部48之间以发热部件25、35的热量传导至热接收部48的程度形成有间隙的结构。

(4)热接收部48是设置于第一散热部件40A的凹部47的结构，但不限于此。例如，也可以代替第一散热部件40A的凹部47(或者与凹部47一起)而设置向第二发热部件35侧突出的未图示的凸部，从而第二发热部件35的热量经由以导热的方式配置的凸部从第一散热部件散热。

标号说明

10：电力转换装置

20：第一电力转换电路基板

21：第一基板

22：切口部

25：第一发热部件

30：第二电力转换电路基板

31：第二基板

35：第二发热部件

36：绕组

37：磁芯

40A：第一散热部件

40B：第二散热部件

47：凹部

48：热接收部

Claims (6)

1.一种电力转换装置，具备：

安装有第一发热部件的第一电力转换电路基板；

安装有第二发热部件的第二电力转换电路基板；

第一散热部件，与所述第一电力转换电路基板重叠，对所述第一电力转换电路基板的热量进行散热；及

第二散热部件，与所述第二电力转换电路基板重叠，对所述第二电力转换电路基板的热量进行散热，

所述第一电力转换电路基板和所述第二电力转换电路基板以所述第一散热部件及所述第二散热部件配置在外表面侧的朝向对向配置。

2.根据权利要求1所述的电力转换装置，其中，

所述第一散热部件具有以相对于所述第二发热部件导热的方式配置的热接收部。

3.根据权利要求2所述的电力转换装置，其中，

所述第二发热部件的高度尺寸比所述第一发热部件的高度尺寸大。

4.根据权利要求2或3所述的电力转换装置，其中，

在所述第一散热部件形成有供所述第二发热部件的一部分进入的凹部，所述热接收部设置于所述凹部。

5.根据权利要求2～4中任一项所述的电力转换装置，其中，

所述第二发热部件是具有绕组及磁性体芯的线圈。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的电力转换装置，其中，

所述第一电力转换电路基板具备第一基板，该第一基板具有所述第一发热部件安装在其上的导电路，

所述第二电力转换电路基板具备第二基板，该第二基板具有所述第二发热部件安装在其上的导电路，

所述第一基板具有以面积比所述第二基板小的方式切口的切口部，所述第二发热部件进入所述切口部被切口而产生的空间。

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