CN114342232A - 电力转换装置及电力转换装置的制造方法 - Google Patents

电力转换装置及电力转换装置的制造方法 Download PDF

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CN114342232A CN202080061746.7A CN202080061746A CN114342232A CN 114342232 A CN114342232 A CN 114342232A CN 202080061746 A CN202080061746 A CN 202080061746A CN 114342232 A CN114342232 A CN 114342232A
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Abstract

电力转换装置(100)具备冷却器(1)、框体(2)、冷却板(3)、绝缘散热构件(4)及电路基板(5)。框体(2)包含底部(21)、侧壁部(22)及内部空间(23)。底部(21)与冷却器(1)连接。冷却板(3)以相对于底部(21)立起的方式与底部(21)连接。绝缘散热构件(4)配置于冷却板(3)。电路基板(5)夹入绝缘散热构件(4)并与冷却板(3)连接。冷却板(3)、绝缘散热构件(4)及电路基板(5)收纳于框体(2)的内部空间(23)。冷却板(3)在与侧壁部(22)之间隔开间隙(24)配置。

Description

电力转换装置及电力转换装置的制造方法
技术领域
本公开涉及电力转换装置及电力转换装置的制造方法。
背景技术
以往,有具备印刷基板、收纳印刷基板的框体及冷却框体的冷却器的电力转换装置。例如,在日本专利4231626号公报(专利文献1)记载的电力转换装置中,冷却器配置在框体的下侧,并与框体一体成形。印刷基板夹入热传导片,与基板安装构件连接。基板安装构件与框体的侧壁部连接。
在先技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利4231626号公报
发明内容
发明要解决的课题
在上述公报记载的电力转换装置中,从印刷基板(电路基板)产生的热通过热传导片(绝缘散热构件)、基板安装构件及框体的侧壁部传递到冷却器。
由于印刷基板(电路基板)越远离冷却器配置,热通过的侧壁部的长度变得越长,所以散热路径也变得越长。由于当散热路径变长时,冷却性能下降,所以远离冷却器配置的印刷基板(电路基板)的冷却性能下降。
本公开鉴于上述课题而作出,其目的在于提供能够使电路基板的冷却性能提高的电力转换装置。
用于解决课题的手段
电力转换装置具备冷却器、框体、至少一个冷却板、至少一个绝缘散热构件及至少一个电路基板。框体包含底部、侧壁部及内部空间。底部与冷却器连接。侧壁部在相对于底部与冷却器相反的一侧从底部延伸。内部空间由底部和侧壁部包围。至少一个冷却板以相对于底部立起的方式与底部连接。至少一个绝缘散热构件配置于至少一个冷却板。至少一个电路基板夹入至少一个绝缘散热构件并与至少一个冷却板连接。至少一个冷却板、至少一个绝缘散热构件及至少一个电路基板收纳于框体的内部空间。至少一个冷却板在与侧壁部之间隔开间隙配置。
发明的效果
根据本公开的电力转换装置,至少一个电路基板夹入至少一个绝缘散热构件并与至少一个冷却板连接。至少一个冷却板与底部连接。框体的底部与冷却器连接。因此,从至少一个电路基板产生的热通过至少一个绝缘散热构件、至少一个冷却板及底部传递给冷却器。因此,能够使电路基板的冷却性能提高。
另外,由于冷却板在与框体的侧壁部之间隔开间隙配置,所以与冷却板接触框体的侧壁部的情况相比,设计较容易。因此,能够提供设计较容易的电力转换装置。
附图说明
图1是概略地示出本公开的实施方式1的电力转换装置的结构的分解立体图,在图1中,配线基板从框体及冷却板分离。
图2是概略地示出本公开的实施方式1的电力转换装置的结构的分解立体图,在图2中,未图示配线基板。
图3是概略地示出本公开的实施方式1的电力转换装置的结构的从上侧观察到的俯视图,在图3中,未图示配线基板。
图4是沿着图3的IV-IV线的剖视图。
图5是沿着图3的V-V线的剖视图。
图6是概略地示出本公开的实施方式1的第一冷却板的结构的立体图。
图7是概略地示出本公开的实施方式1的第二冷却板的结构的立体图。
图8是概略地示出本公开的实施方式1的第三冷却板的结构的立体图。
图9是概略地示出本公开的实施方式1的第四冷却板的结构的立体图。
图10是概略地示出本公开的实施方式1的电力转换装置的结构的电路图。
图11是概略地示出本公开的实施方式1的第一电路基板的第一正面的结构的线路(pattern)图。
图12是概略地示出本公开的实施方式1的第一电路基板的第一背面的结构的线路图。
图13是概略地示出本公开的实施方式1的第二电路基板的第二正面的结构的线路图。
图14是概略地示出本公开的实施方式1的第二电路基板的第二正面侧内层的结构的线路图。
图15是概略地示出本公开的实施方式1的第二电路基板的第二背面侧内层的结构的线路图。
图16是概略地示出本公开的实施方式1的第二电路基板的第二背面的结构的线路图。
图17是概略地示出本公开的实施方式1的第三电路基板的第三背面的结构的线路图。
图18是概略地示出本公开的实施方式1的第四电路基板的第四正面的结构的线路图。
图19是概略地示出本公开的实施方式1的第四电路基板的第四背面的结构的线路图。
图20是概略地示出本公开的实施方式1的配线基板的结构的线路图。
图21是概略地示出本公开的实施方式1的第一绝缘散热构件的结构的俯视图。
图22是概略地示出本公开的实施方式1的第二绝缘散热构件的结构的俯视图。
图23是概略地示出本公开的实施方式1的第四绝缘散热构件的结构的俯视图。
图24是概略地示出本公开的实施方式1的电力转换装置的散热路径的俯视图。
图25是概略地示出与图4对应的电力转换装置的散热路径的剖视图。
图26是概略地示出与图5对应的电力转换装置的散热路径的剖视图。
图27是图25的XXVII区域的放大图。
图28是概略地示出本公开的实施方式2的电力转换装置的结构的俯视图。
图29是示出本公开的实施方式2的电力转换装置的制造方法的流程图。
图30是示出本公开的实施方式2的电力转换装置的制造方法的立体图。
图31是概略地示出本公开的实施方式3的冷却器及框体的结构的立体图。
图32是概略地示出本公开的实施方式4的电力转换装置的结构的剖视图。
图33是概略地示出本公开的实施方式4的第一变形例的电力转换装置的结构的剖视图。
图34是概略地示出本公开的实施方式4的第二变形例的电力转换装置的结构的剖视图。
具体实施方式
以下,基于附图说明本公开的实施方式。此外,以下,对相同或相当的部分标注相同的附图标记,并省略重复的说明。
实施方式1.
<电力转换装置100的结构>
首先,使用图1~图3概略地示出实施方式1的电力转换装置100的结构。图1是概略地示出实施方式1的电力转换装置100的结构的分解立体图,在图1中,配线基板6从框体2及冷却板3分离。图2是概略地示出实施方式1的电力转换装置100的结构的分解立体图,在图2中,未图示配线基板6。图3是概略地示出实施方式1的电力转换装置100的结构的从上侧观察到的俯视图,在图3中,未图示配线基板6。
如图2所示,电力转换装置100具有冷却器1、框体2、至少一个冷却板3、至少一个绝缘散热构件4及至少一个电路基板5。如图3所示,电力转换装置100可以具有发热部件、配线基板6(参照图1)、热传导构件7及填充绝缘散热构件8(参照图4)。此外,在图1~图3中未图示填充绝缘散热构件8。
电力转换装置100例如将被施加的交流电压转换为直流电压。电力转换装置100例如在转换电压时除去高频的信号。
<框体2的结构>
接着,使用图2概略地示出实施方式1的框体2的结构。例如将金属板组合而构成框体2。框体2的材料一般例如为铝(Al)。框体2的材料只要是具有较高的热传导率的材料即可,不限定于铝(Al)。框体2的材料例如可以是铁(Fe)、铜(Cu)、其他合金或树脂等。
如图2所示,框体2包含底部21、侧壁部22及内部空间23。底部21与冷却器1连接。侧壁部22在相对于底部21与冷却器1相反的一侧从底部21延伸。内部空间23由底部21和侧壁部22包围。如图3所示,至少一个冷却板3、至少一个绝缘散热构件4及至少一个电路基板5收纳于框体2的内部空间23。
底部21的形状例如为板状。相对于底部21配置冷却器1的一侧为下侧。相对于底部21配置侧壁部22的一侧为上侧。在底部21的背面连接有冷却器1。在底部21的表面连接有侧壁部22。在底部21的表面连接有冷却板3。
侧壁部22相对于底部21向上侧延伸。侧壁部22可以相对于底部21垂直地延伸。利用侧壁部22和底部21包围内部空间23。侧壁部22可以遍及整周地包围内部空间23。侧壁部22也可以局部地包围内部空间23。
在侧壁部22,可以设置有多个槽部2G。多个槽部2G以相互面对的方式设置于面对面的两个侧壁部22中的每一个。在多个槽部2G中插入有电路基板5。多个槽部2G将插入的电路基板5固定。例如,通过将多个槽部2G在面对面的两个侧壁部22中的每一个各设置四个,从而在多个槽部2G中的每一个固定有四个电路基板5中的每一个。即,至少一个电路基板5通过插入到多个槽部2G中,从而能够固定在多个槽部2G中。
框体2可以在上侧包含开口部。开口部相对于侧壁部22设置于底部21的相反侧。开口部设置于侧壁部22的上侧。此外,框体2可以在旁侧包含开口部。在框体2在旁侧包含开口部的情况下,侧壁部22局部地包围内部空间23。
<冷却器1的结构>
接着,使用图1及图2概略地示出实施方式1的冷却器1的结构。如图1所示,冷却器1与底部21连接。具体而言,冷却器1与底部21的背面连接。冷却器1主要是水冷式的冷却器1。冷却器1也可以是空冷式的冷却器1。如图2所示,冷却器1例如具有未图示的制冷剂、冷却壳体11、设置于冷却壳体11的流路12及设置于冷却器1的开口部。开口部例如可以包含入口13及出口14。制冷剂从入口13流入冷却壳体11内的流路12,并从出口14流出到冷却壳体11之外。由此,在冷却器1与底部21之间进行热交换。通过冷却器1与底部21之间的热交换,从电路基板5及发热部件产生的热被散热。由此,框体2、冷却板3、绝缘散热构件4、电路基板5、发热部件被冷却。
<冷却板3的结构>
接着,使用图3~图5概略地示出实施方式1的冷却板3的结构。图4是沿着图3的IV-IV线的剖视图。图5是沿着图3的V-V线的剖视图。
本申请中的冷却板3的高度方向是相对于底部21垂直的方向。冷却板3的厚度方向是从冷却板3的背面趋向表面的方向。此外,冷却板的表面是冷却板3的与电路基板5连接的面。冷却板的背面是与冷却板的表面相向的面。冷却板3的宽度方向是与高度方向及宽度方向中的每一个垂直的方向。
如图3所示,至少一个冷却板3可以包含多个冷却板3。具体而言,至少一个冷却板3例如可以包含第一冷却板3A、第二冷却板3B、第三冷却板3C及第四冷却板3D。第二冷却板3B可以具有与第四冷却板3D相同的形状。如图3所示,第一冷却板3A、第二冷却板3B、第三冷却板3C及第四冷却板3D可以按第一冷却板3A、第二冷却板3B、第三冷却板3C、第四冷却板3D的顺序,以分别相互平行的方式配置。
至少一个冷却板3可以包含一方冷却板(例如第二冷却板3B)及另一方冷却板(例如第四冷却板3D)。一方冷却板3B可以具有与另一方冷却板3D相同的形状。具体而言,例如,第二冷却板3B具有与第四冷却板3D相同的形状。
如图3所示,至少一个冷却板3在与侧壁部22之间隔开间隙24配置。如图4所示,至少一个冷却板3以相对于底部21立起的方式与底部21连接。利用冷却板3和冷却器1夹入底部21。冷却板3经由底部21与冷却器1连接。冷却板3配置在底部21的上方。冷却板3可以相对于底部21垂直地立起。
如图3所示,由于冷却板3在与侧壁部22之间隔开间隙24配置,所以不与侧壁部22接触。优选的是,间隙24的尺寸例如为1.0mm以上。间隙24的尺寸可以根据冷却板3及框体2的尺寸公差来适当地决定。冷却板3的宽度方向上的尺寸小于底部21的宽度方向上的尺寸。冷却板3的高度方向上的尺寸小于侧壁部22的高度方向上的尺寸。
冷却板3的材料一般例如为铝(Al)。冷却板3的材料只要是具有较高的热传导率的材料即可,不限定于铝(Al)。冷却板3的材料例如可以是铁(Fe)、铜(Cu)、其他合金或树脂等。
如图3所示,冷却板3的形状例如为板状或凹凸状等。冷却板3包含板部31。具体而言,板部31的形状为平板。冷却板3可以包含多个凸部32。凸部32安装于板部31。凸部32的厚度比板部31厚。具体而言,凸部32的形状例如为宽度比板部31小的长方体。在安装于板部31的多个凸部32之间(凹部),可以收纳配置于电路基板5的发热部件。配置多个凸部32的间隔可以根据发热部件的尺寸来适当地决定。
如图3所示,凸部32可以包含粗部321及细部322。粗部321的宽度方向上的尺寸大于细部322。粗部321的厚度方向上的尺寸与细部322相等。粗部321及细部322的尺寸可以根据发热部件的尺寸及发热量来适当地决定。
如图4及图5所示,冷却板3可以进一步包含至少一个下摆部33。下摆部33与底部21连接。下摆部33安装于板部31及凸部32中的至少任一个。下摆部33可以安装于板部31的两个面。因此,下摆部33将板部31及凸部32中的至少任一个与底部21连接。下摆部33的形状例如是随着从冷却板3的高度方向上的上侧向下侧而在厚度方向上逐渐变大的形状。只要不与其他构件干涉即可,下摆部33的尺寸可以适当地决定。
接着,使用图6~图9详细说明第一冷却板3A、第二冷却板3B、第三冷却板3C及第四冷却板3D。图6是概略地示出实施方式1的第一冷却板3A的结构的立体图。图7是概略地示出实施方式1的第二冷却板3B的结构的立体图。图8是概略地示出实施方式1的第三冷却板3C的结构的立体图。图9是概略地示出实施方式1的第四冷却板3D的结构的立体图。
如图6所示,具体而言,第一冷却板3A包含第一板部31A和多个第一下摆部33A。具体而言,第一冷却板3A的形状为大致板状。第一下摆部33A安装于第一板部31A的两个面。
如图7所示,具体而言,第二冷却板3B包含第二板部31B、多个第二凸部32B及多个第二下摆部33B。第二冷却板3B的厚度比第一冷却板3A厚。具体而言,多个第二凸部32B例如包含四个第二凸部32B。四个第二凸部32B中的每一个具有相同的形状。第二下摆部33B安装于第二板部31B的两个面及第二凸部32B。
如图8所示,具体而言,第三冷却板3C包含第三板部31C、多个第三凸部32C及多个第三下摆部33C。第三下摆部33C安装于第三板部31C的两个面及第三凸部32C。多个第三凸部32C分别相对于第三板部31C的中心镜面对称地安装于第三板部31C的两侧。多个第三凸部32C分别包含至少一个第三粗部321C和至少一个第三细部322C。具体而言,第三凸部32C例如包含两个第三粗部321C和一个第三细部322C。如图3所示,第三冷却板3C的厚度比第一冷却板3A及第二冷却板3B厚。
如图9所示,具体而言,第四冷却板3D包含第四板部31D、多个第四凸部32D及多个第四下摆部33D。第四冷却板3D具有与第二冷却板3B相同的形状。具体而言,多个第四凸部32D例如包含四个第四凸部32D。四个第四凸部32D中的每一个具有相同的形状。第四下摆部33D安装于第四板部31D的两个面及第四凸部32D。如图9及图7所示,第四冷却板3D具有与第二冷却板3B相同的形状。如图3所示,第四冷却板3D的厚度比第一冷却板3A厚,且厚度比第三冷却板3C薄。
<电路基板5的结构>
接着,使用图2及图3概略地示出实施方式1的电路基板5的结构。如图2所示,至少一个电路基板5夹入至少一个绝缘散热构件4并与至少一个冷却板3连接。至少一个电路基板5可以包含多个电路基板5。
如图3所示,具体而言,至少一个电路基板5例如可以包含第一电路基板5A、第二电路基板5B、第三电路基板5C及第四电路基板5D。第一电路基板5A、第二电路基板5B、第三电路基板5C及第四电路基板5D按第一电路基板5A、第二电路基板5B、第三电路基板5C、第四电路基板5D的顺序配置。第二电路基板5B可以具有与第三电路基板5C相同的形状。
至少一个电路基板5例如可以包含一方电路基板(例如第二电路基板5B)及另一方电路基板(例如第三电路基板5C)。一方电路基板5B可以具有与另一方电路基板5C相同的形状。具体而言,例如,第二电路基板5B具有与第三电路基板5C相同的形状。另外,一方电路基板5B与另一方电路基板5C相向地配置。
如图3所示,电路基板5通过插入到设置于侧壁部22的多个槽部2G中而被固定。电路基板5例如以夹入绝缘散热构件4的方式利用螺钉26相对于冷却板3机械地固定。在电路基板5可以设置有用于供螺钉26通过的多个螺钉孔55(参照图11)。
如图2所示,电路基板5具有正面51和与正面51相向的背面52。正面51与背面52可以经由多个通孔56(参照图11)电连接。在电路基板5锡焊有发热部件。电路基板5与配线基板6电连接。
如图2所示,第一电路基板5A具有第一正面51A和与第一正面51A相向的第一背面52A。第二电路基板5B具有第二正面51B和与第二正面51B相向的第二背面52B。第三电路基板5C具有第三正面51C和与第三正面51C相向的第三背面52C。第四电路基板5D具有第四正面51D和与第四正面51D相向的第四背面52D。
如图2及图3所示,第一冷却板3A与第一电路基板5A的第一正面51A连接。第二冷却板3B与第一电路基板5A的第一背面52A连接,且与第二电路基板5B的第二正面51B面对面。第三冷却板3C与第二电路基板5B的第二背面52B及第三电路基板5C的第三正面51C连接。第四冷却板3D与第四电路基板5D的第四正面51D连接,且与第三电路基板5C的第三背面52C面对面。
<关于配线基板6的结构>
接着,使用图1说明实施方式1的配线基板6的结构。配线基板6作为电力转换装置100的配线发挥功能。
如图1所示,电力转换装置100可以进一步具有相对于侧壁部22(参照图2)配置在底部21(参照图2)的相反侧的配线基板6。配线基板6与至少一个冷却板3连接,且与至少一个电路基板5电连接。配线基板6例如通过锡焊、焊接、导电性粘接剂、接触通电(压合)等与至少一个电路基板5电连接。关于配线基板6与至少一个电路基板5的连接方法,只要配线基板6与至少一个电路基板5电连接即可,不限于上述连接方法。
如图1所示,配线基板6配置在框体2的上侧。配线基板6覆盖框体2的上侧的开口部。配线基板6作为框体2的盖发挥功能。在配线基板6可以设置有多个螺钉孔55(参照图20)。如图4所示,具体而言,配线基板6例如利用螺钉26相对于冷却板3及框体2机械地固定。
<关于发热部件的结构>
接着,使用图3说明配置于电路基板5的发热部件。发热部件例如是电子部件。发热部件与电路基板5电连接。发热部件由于电流流动,会因焦耳热而发热。发热部件与冷却板3电绝缘。
如图3所示,具体而言,电力转换装置100例如可以具有输入电容器91、开关元件部92、第一变压器部93a、第二变压器部93b、第一整流元件部94a、第二整流元件部94b、平滑电抗器95及输出电容器96作为发热部件。
使用图10概略地示出实施方式1的发热部件、电路基板5、配线基板6的结构及功能。图10是概略地示出实施方式1的电力转换装置100的结构的电路图。电力转换装置100的电路基板5及配线基板6的功能被分类为一次电路、变压器、滤波电路及配线这四个。第一电路基板5A作为一次电路发挥功能。第二电路基板5B及第三电路基板5C一起作为一个变压器发挥功能。第四电路基板5D作为滤波电路发挥功能。配线基板6作为配线发挥功能。
如图10所示,利用配置于一次电路(第一电路基板5A)的开关元件部92、与一次电路(第一电路基板5A)连接的控制电路200、配置于变压器(第二电路基板5B及第三电路基板5C)的第一变压器部93a及第二变压器部93b将施加在配置于一次电路(第一电路基板5A)的输入电容器91上的交流电压变压并输出。利用配置在第一变压器部93a的后段的第一整流元件部94a、配置在第二变压器部93b的后段的第二整流元件部94b、配置在第一整流元件部94a及第二整流元件部94b的后段的滤波电路(第四电路基板5D)将施加在变压器(第二电路基板5B及第三电路基板5C)上的电压转换为稳定的直流电压。
在一次电路(第一电路基板5A)中配置有输入电容器91及开关元件部92。输入电容器91积蓄直流的电流。输入电容器91配置在开关元件部92的前段。
开关元件部92配置在输入电容器91的后段。开关元件部92包含至少一个开关元件。开关元件部92例如包含四个开关元件92a~92d。开关元件的材料为硅(Si)或碳化硅(SiC)。一般来说,开关元件的构造为绝缘栅型双极晶体管(IGBT:Insulated Gate BipolarTransistor)或金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET:Metal Oxide SemiconductorField Effect Transistor)等。开关元件的材料及构造不限于以上的材料及构造,可以适当地决定。
在一次电路(第一电路基板5A)的后段配置有变压器(第二电路基板5B及第三电路基板5C)。在变压器(第二电路基板5B及第三电路基板5C)中配置有第一变压器部93a及第二变压器部93b、第一整流元件部94a及第二整流元件部94b。在第二电路基板5B中配置有第一变压器部93a及第一整流元件部94a。在第三电路基板5C中配置有第二变压器部93b及第二整流元件部94b。
第一变压器部93a包含至少一个第一变压器。第一变压器部93a例如包含两个第一变压器93a1及93a2。第二变压器部93b包含至少一个第二变压器。第二变压器部例如包含两个第二变压器93b1及93b2。第一整流元件部94a包含至少一个第一整流元件。第一整流元件部94a例如包含四个第一整流元件94a1~94a4。第二整流元件部94b包含至少一个第二整流元件。第二整流元件部例如包含四个第二整流元件94b1~94b4。
第一变压器部93a及第二变压器部93b一起作为一个变压器发挥功能。第一变压器部93a及第二变压器部93b将一次电路(第一电路基板5A)输出的电压转换并输出。第一变压器部93a及第二变压器部93b是绝缘型的变压器。
在第一变压器部93a的后段配置有第一整流元件部94a。在第二变压器部93b的后段配置有第二整流元件部94b。第一整流元件部94a及第二整流元件部94b分别将第一变压器部93a及第二变压器部93b输出的交流电压整流为直流电压。
在变压器(第二电路基板5B及第三电路基板5C)的后段配置有滤波电路(第四电路基板5D)。在滤波电路(第四电路基板5D)中配置有平滑电抗器95和输出电容器96。滤波电路(第四电路基板5D)作为低通滤波器发挥功能。即,滤波电路(第四电路基板5D)使直流且低频的信号通过,同时除去高频的信号。
由滤波电路除去的信号的频率fc利用平滑电抗器95的电感值L及输出电容器96的电容C在下式中示出。
Figure BDA0003529156460000131
<关于第一电路基板5A~第四电路基板5D及配线基板6的结构>
接着,使用图11~图18详细说明第一电路基板5A、第二电路基板5B、第三电路基板5C及第四电路基板5D和分别配置于它们的发热部件。
使用图11及图12说明第一电路基板5A。图11是示出第一正面51A的线路图。图12是示出第一背面52A的线路图。在第一背面52A配置有输入电容器91及开关元件部92(参照图10)。
如图11所示,在第一正面51A设置有多个通孔56。由此,第一正面51A与第一背面52A电连接。如图12所示,在第一背面52A锡焊有输入电容器91及开关元件部92的四个开关元件92a~92d。输入电容器91配置在第一背面52A的中央。输入电容器91具有未图示的一方端子及另一方端子。输入电容器91的一方端子通过设置于第一背面52A的未图示的电路与开关元件92b及开关元件92c连接。输入电容器91的另一方的端子通过设置于第一正面51A的未图示的电路与开关元件92a及开关元件92d连接。
如图12所示,开关元件92c通过设置于第一正面51A的未图示的电路与开关元件92d串联连接。开关元件92a通过设置于第一背面52A的未图示的电路与开关元件92b串联连接。
如图12所示,第一电路基板5A利用配置在第一正面51A的上侧的连接端子61A1~61A6与配线基板6电连接。在第一电路基板5A可以配置有热传导构件7A1~7A4。
使用图10及图13~图16说明第二电路基板5B。第二电路基板5B是多层基板。具体而言,第二电路基板5B例如由四层构成。第二电路基板5B具有第二正面51B、第二正面侧内层53B、第二背面侧内层54B及第二背面52B。第二正面51B、第二正面侧内层53B、第二背面侧内层54B及第二背面52B按第二正面51B、第二正面侧内层53B、第二背面侧内层54B、第二背面52B的顺序层叠,且利用多个通孔56电连接。
图13是示出第二正面51B的线路图。图14是示出第二正面侧内层53B的线路图。图15是示出第二背面侧内层54B的线路图。图16是示出第二背面52B的线路图。在第二正面51B配置有第一整流元件部94a(参照图10)。第一变压器部93a(参照图10)配置于第二电路基板5B。
第一变压器部93a的第一变压器93a1及93a2(参照图10)分别包含未图示的第一变压器铁芯、第一变压器侧一次侧绕组932(参照图13及图16)及第一变压器侧二次侧绕组933(参照图14及图15)。第一变压器的第一变压器铁芯贯通第二电路基板5B。如图13~图16所示,在第二电路基板5B可以设置有构成为能够插入第一变压器铁芯的变压器铁芯插入孔931H。
如图10所示,在第二电路基板5B例如配置有两个第一变压器93a1及93a2。第一变压器93a1及93a2的未图示的第一变压器铁芯中的每一个配置成贯通设置于第二电路基板5B的变压器铁芯插入孔931H。
如图13及图16所示,第一变压器侧一次侧绕组932配置于第二正面51B及第二背面52B中的每一个的中央。第一变压器侧一次侧绕组932的匝数例如为8匝。
如图14及图15所示,第一变压器侧二次侧绕组933配置于第二正面侧内层53B及第二背面侧内层54B中的每一个的中央。第一变压器侧二次侧绕组933的匝数例如为1匝。
第一变压器侧一次侧绕组932及第一变压器侧二次侧绕组933的匝数可以根据输入输出来适当地决定。第一变压器侧一次侧绕组932及第一变压器侧二次侧绕组933的绕线的形状主要为圆线或扁平线等。在第一变压器侧一次侧绕组932及第一变压器侧二次侧绕组933的匝数例如为0.5匝以上且两匝以下的情况下,多层基板的基板线路可以作为绕组使用。
通过改变第一变压器侧一次侧绕组932及第一变压器侧二次侧绕组933的绕组的比率,从而配置有第一变压器侧一次侧绕组932的一次侧的电压在配置有第一变压器侧二次侧绕组933的二次侧被变压。
如图13所示,具体而言,在第二电路基板5B的第二正面51B例如配置有第一整流元件部94(参照图10)的四个第一整流元件94a1~94a4。
如图13所示,第二电路基板5B利用配置在第二正面51B的上侧的连接端子61B1~61B4与配线基板6电连接。在第二电路基板5B可以配置有热传导构件7B1~7B4。
使用图10及图17说明第三电路基板5C。图17是示出第三正面51C的线路图。第三电路基板5C具有与第二电路基板5B相同的形状及功能。在第三背面52C配置有第二整流元件部94b(参照图10)。第二变压器部93b(参照图10)配置于第三电路基板5C。
第二变压器部93b的第二变压器包含未图示的第二变压器铁芯、第二变压器一次侧绕组932(参照图17)及未图示的第二变压器二次侧绕组。第二变压器具有与第一变压器相同的结构及功能。第二变压器铁芯、第二变压器一次侧绕组932及第二变压器二次侧绕组分别与第一变压器铁芯、第一变压器一次侧绕组932及第一变压器二次侧绕组对应。如图17所示,在第三电路基板5C可以设置有构成为能够插入第二变压器铁芯的变压器铁芯插入孔931H。
如图17所示,具体而言,在第四电路基板5D的第四背面52D例如配置有第二整流元件部94b(参照图10)的四个第二整流元件94b1~94b4。第二整流元件部94b具有与第一整流元件部94a相同的结构及功能。
如图17所示,第三电路基板5C利用配置在第三背面52C的上侧的连接端子61C1~61C4与配线基板6电连接。在第三电路基板5C可以配置有热传导构件7C1~7C4。
使用图18及图19说明第四电路基板5D。图18是示出第四正面51D的线路图。图19是示出第四背面52D的线路图。如图18所示,在第四正面51D配置有输出电容器96。平滑电抗器95贯通第四电路基板5D并配置。第四电路基板5D可以经由螺钉26(参照图3)与未图示的基准电位连接。第四电路基板5D可以与未图示的充电部连接。
如图18所示,在第四正面51D的中央配置有输出电容器96。输出电容器96包含未图示的一方端子及另一方端子。输出电容器96的一方端子经由螺钉26(参照图3)与基准电位连接。输出电容器96的另一方端子与充电部及连接端子61连接。
具体而言,平滑电抗器95例如包含未图示的两个平滑电抗器铁芯、四个平滑电抗器线路952(参照图18及图19)。
如图18所示,在第二电路基板5B可以设置有构成为能够插入平滑电抗器95的平滑电抗器插入孔951H。两个平滑电抗器铁芯贯通第四电路基板5D的左右的每一个并配置。两个平滑电抗器线路952分别配置于第四正面51D的左右。
如图19所示,两个平滑电抗器线路952分别配置于第四背面52D的左右。平滑电抗器线路952的匝数例如为两匝。四个平滑电抗器线路952的匝数例如合计为8匝。平滑电抗器线路952的匝数可以适当地决定。
如图18所示,第四电路基板5D利用配置在第四背面52D的上侧的连接端子61D1~61D3与配线基板6电连接。
接着,使用图20说明配线基板6。图20是概略地示出实施方式1的配线基板6的结构的线路图。
配线基板6(参照图1)与电路基板5(参照图3)电连接。如图20所示,在配线基板6可以设置有插通孔62。具体而言,在配线基板6例如设置有插通孔62A1~62A6、62B1~62B4、62C1~62C4及62D1~62D3。插通孔62构成为连接端子61能够插入。配线基板6通过与插入到插通孔62中的电路基板5的连接端子61锡焊而与电路基板5电连接。锡焊的方法可以是相对于配线基板6整体的回流焊,也可以是相对于配线基板6的一部分的基于锡焊喷流的锡焊。
具体而言,配置于第一电路基板5A的连接端子61A1~61A6(参照图12)例如插入到插通孔62A1~62A6中。具体而言,配置于第二电路基板5B的连接端子61B1~61B4(参照图13)例如插入到插通孔62B1~62B4中。具体而言,配置于第三电路基板5C的连接端子61C1~61C4(参照图17)例如插入到插通孔62C1~62C4中。具体而言,配置于第四电路基板5D的连接端子61D1~61D3(参照图19)例如插入到插通孔62D1~62D3中。由此,配线基板6与第一电路基板5A、第二电路基板5B、第三电路基板5C及第四电路基板5D电连接。
<绝缘散热构件4的结构>
接着,使用图2及图3说明绝缘散热构件4。如图3所示,至少一个绝缘散热构件4配置于至少一个冷却板3。至少一个绝缘散热构件4可以包含多个绝缘散热构件4。至少一个绝缘散热构件4例如可以包含一方绝缘散热构件(例如第一绝缘散热构件4A)及另一方绝缘散热构件(例如第二绝缘散热构件4B)。
如图2所示,绝缘散热构件4被夹入到冷却板3与电路基板5之间。绝缘散热构件4与冷却板3和电路基板5粘接。绝缘散热构件4使冷却板3与电路基板5绝缘。绝缘散热构件4的材料例如是绝缘散热片。
如图3所示,绝缘散热构件4的外形尺寸为夹入绝缘散热构件4的冷却板3及电路基板5的外形尺寸以下。此外,电路基板5的螺钉孔55(参照图11)的周边的区域无需绝缘。因此,绝缘散热构件4以不与该区域重合的方式被打穿(参照图21)。
如图3所示,具体而言,至少一个绝缘散热构件4例如包含第一绝缘散热构件4A、第二绝缘散热构件4B、第三绝缘散热构件4C及第四绝缘散热构件4D。第一绝缘散热构件4A配置于第一电路基板5A与第一冷却板3A之间及第一电路基板5A与第二冷却板3B之间。第二绝缘散热构件4B配置于第二电路基板5B与第三冷却板3C之间。第三绝缘散热构件4C配置于第三电路基板5C与第三冷却板3C之间。第四绝缘散热构件4D配置于第四电路基板5D与第四冷却板3D之间。
接着,使用图21~图23,概略地示出实施方式1的第一绝缘散热构件4A、第二绝缘散热构件4B、第三绝缘散热构件4C及第四绝缘散热构件4D的结构。图21是概略地示出实施方式1的第一绝缘散热构件4A的结构的俯视图。图22是概略地示出实施方式1的第二绝缘散热构件4B的结构的俯视图。图23是概略地示出实施方式1的第四绝缘散热构件4D的结构的俯视图。
使用图21说明第一绝缘散热构件4A。第一绝缘散热构件4A的外形及第一电路基板5A的外形(参照图11)分别利用实线及单点划线示出。
使用图22说明第二绝缘散热构件4B。第二绝缘散热构件4B的外形及第二电路基板5B(参照图13)的外形分别利用实线及单点划线示出。设置于第二电路基板5B的变压器铁芯插入孔931H(参照图13)的周围的区域无需绝缘。因此,第二绝缘散热构件4B以不与该区域重合的方式被打穿。此外,第三绝缘散热构件4C(参照图3)具有与第二绝缘散热构件4B相同的形状。
使用图23说明第四绝缘散热构件4D。第四绝缘散热构件4D的外形及第四电路基板5D的外形(参照图18)分别利用实线及单点划线示出。设置于第四电路基板5D的平滑电抗器插入孔951H(参照图18)的周围的区域无需绝缘。因此,第四绝缘散热构件4D以不与该区域重合的方式被打穿。
<关于其他结构>
如图20所示,电力转换装置100可以进一步具有控制电路200、输入部300、驱动电路400及输出部500。控制电路200、输入部300、驱动电路400及输出部500可以安装于配线基板6。输出部500输出利用电力转换装置100转换而成的电压。驱动电路400是用于切换配置于第一电路基板5A的开关元件部92(参照图10)的接通及断开的电路。具体而言,控制电路200包含传感器及微型计算机。传感器得到控制电力转换装置100所需的输入输出信息。通过微型计算机向驱动电路400发送控制信号,从而电力转换装置100得到基于反馈控制的稳定的输出。
<关于散热路径>
接着,使用图24~图27说明实施方式1的电力转换装置100的散热路径。散热路径是指从电路基板5及发热部件产生的热传递给冷却器1并散热为止的路径。在图24~图27中利用箭头示出散热路径。图24是概略地示出实施方式1的电力转换装置100的散热路径的俯视图。图25是概略地示出与图4对应的电力转换装置100的散热路径的剖视图。图26是概略地示出与图5对应的电力转换装置100的散热路径的剖视图。图27是图25的XXVII区域的放大图。
图24所示的电路基板5及发热部件由于电流流动,会因焦耳热而发热。具体而言,例如,输入电容器91、开关元件部92、第一变压器部93a、第二变压器部93b、第一整流元件部94a、第二整流元件部94b、平滑电抗器95及输出电容器96发热。从电路基板5及发热部件产生的热通过散热路径散热。
如图24所示,从发热部件产生的热通过电路基板5和绝缘散热构件4传递给冷却板3。从电路基板5产生的热通过绝缘散热构件4传递给冷却板3。如图25及图26所示,传递给冷却板3的热通过底部21传递给冷却器1,从而被散热。如图27所示,在发热部件及电路基板5产生的热可以通过冷却板3的下摆部33传递给冷却器1。
如图24所示,电力转换装置100可以进一步具有与至少一个电路基板5电连接的热传导构件7。热传导构件7配置于至少一个电路基板5与至少一个冷却板3之间。从电路基板5产生的热经由热传导构件7散热。
如图25及图26所示,电力转换装置100可以进一步具有填充在框体2的内部空间23中的填充绝缘散热构件8。从发热部件及电路基板5产生的热通过填充绝缘散热构件8传递给冷却器1,从而被散热。
如图25及图26所示,填充绝缘散热构件8填充在内部空间23中的量可以根据从电路基板5及发热部件产生的热和通过热传导构件7的热的热量来适当调整。填充绝缘散热构件8可以以覆盖发热部件的方式局部地填充,也可以以充满内部空间23整体的方式填充。填充绝缘散热构件8例如可以仅填充于底部21、电路基板5及冷却板3之间。填充绝缘散热构件8例如可以从框体2的高度方向上的下方起填充至1/2。填充绝缘散热构件8例如可以以无间隙地填埋收纳在框体2的内部空间23中的电路基板5与冷却板3之间的方式填充。填充绝缘散热构件8的材料例如是固化成凝胶状的灌封材料等。
如图24所示,可以根据电路基板5及发热部件的发热量加厚冷却板3的厚度。具体而言,可以通过在板部31安装凸部32,从而加厚冷却板3的厚度。如图27所示,可以根据电路基板5及发热部件的发热量,增大冷却板3与底部21的接触面积。具体而言,可以通过在冷却板3的板部31及凸部32安装下摆部33,从而增大冷却板3与底部21的接触面积。
如图24及图25所示,从配置于第一电路基板5A的输入电容器91及开关元件部92产生的热通过第一电路基板5A、第一绝缘散热构件4A、第一冷却板3A及底部21传递给冷却器1,从而被散热。如图26所示,从配置于第一电路基板5A的开关元件部92产生的热通过第一电路基板5A、第一绝缘散热构件4A、第二冷却板3B及底部21传递给冷却器1,从而被散热。
如图24及图25所示,从配置于第二电路基板5B的第一变压器部93a及第一整流元件部94a产生的热通过第二电路基板5B、第二绝缘散热构件4B、第三冷却板3C及底部21传递给冷却器1,从而被散热。如图24所示,具体而言,从第一变压器部93a产生的热可以通过第三凸部32C及第三板部31C散热。如图26所示,从第一变压器部93a产生的热可以通过邻近的第二冷却板3B散热。
如图24及图25所示,从配置于第三电路基板5C的第二变压器部93b及第二整流元件部94b产生的热通过第三电路基板5C、第三绝缘散热构件4C、第三冷却板3C及底部21传递给冷却器1,从而被散热。如图24所示,具体而言,从第二变压器部93b产生的热可以通过第三凸部32C及第三板部31C散热。如图26所示,从第二变压器部93b产生的热可以通过邻近的第四冷却板3D散热。
如图24及图25所示,从配置于第四电路基板5D的输出电容器96和平滑电抗器95产生的热通过第四电路基板5D、第四绝缘散热构件4D及第四冷却板3D传递给冷却器1而被散热。
如图24所示,通过热传导构件7的热可以通过邻近的冷却板3传递给冷却器1,从而被散热。
如图24所示,在一方电路基板(例如第三电路基板5C)的发热量比另一方电路基板(例如第一电路基板5A)大的情况下,与一方电路基板5C连接的一方冷却板(例如第三冷却板3C)的厚度可以比与另一方电路基板5A连接的另一方冷却板(例如第一冷却板3A)厚。具体而言,例如,第三冷却板3C的厚度比第一冷却板3A厚。在一方电路基板5C的发热量比另一方电路基板5A大的情况下,与一方电路基板5C连接的一方冷却板3C的与底部21的接触面积可以比与另一方电路基板5A连接的另一方冷却板3A大。具体而言,例如,第三冷却板3C的与底部21的接触面积比第一冷却板3A大。
在发热量增加的情况下,可以以与发热量的增加成比例的方式增大冷却板3与底部21的接触面积。例如,在发热量增加1.3倍的情况下,可以将接触面积增大1.3倍。
<关于作用效果>
接着,说明本实施方式的作用效果。
如图3所示,发热部件配置于电路基板5,且电路基板5夹入绝缘散热构件4并与冷却板3连接。如图4及图5所示,冷却板3与底部21连接,且底部21与冷却器1连接。因此,从电路基板5及发热部件产生的热通过绝缘散热构件4、冷却板3及底部21传递给冷却器1。因此,无论电路基板5的配置如何,都抑制了电路基板5的冷却性能下降。因此,能够使电路基板5的冷却性能提高。
如图3所示,由于冷却板3在与框体2的侧壁部22之间隔开间隙24配置,所以与冷却板3接触侧壁部22的情况相比,设计较容易。因此,能够提供设计较容易的电力转换装置100。
假如在以冷却板3与侧壁部22接触的方式设计电力转换装置100的情况下,根据冷却板3及侧壁部22的尺寸公差,在冷却板3与侧壁部22之间可能产生非预期的间隙。在该情况下,由于冷却板3与侧壁部22之间的热阻变大,所以有可能不满足在设计中预期的冷却性能。因此,以在冷却板3与侧壁部22之间设置间隙24的状态下也能够满足冷却性能的方式设计电力转换装置100。由此,满足冷却性能的电力转换装置100的设计变容易。
如图24所示,由于热传导构件7与电路基板5连接,所以从电路基板5产生的热通过热传导构件7散热。因此,能够使电路基板5的冷却性能提高。
如图1所示,由于配线基板6与冷却板3连接,所以从配线基板6产生的热能够通过冷却板3传递给冷却器1。因此,能够使配线基板6的冷却性能提高。
如图25及图26所示,由于填充绝缘散热构件8填充于内部空间23,所以从电路基板5及发热部件产生的热能够通过填充绝缘散热构件8传递给冷却器1。由此,能够使冷却性能提高。
由于填充绝缘散热构件8与侧壁部22接触,所以从电路基板5及发热部件产生的热能够传递给侧壁部22。由此,从电路基板5及发热部件产生的热能够通过侧壁部22传递给冷却器1。因此,能够使冷却性能提高。该情况下的散热路径是从电路基板5及发热部件产生的热通过填充绝缘散热构件8、侧壁部22及底部21传递给冷却器1的路径。
如图25所示,在填充绝缘散热构件8与热传导构件7接触的情况下,从电路基板5产生的热通过热传导构件7及填充绝缘散热构件8被散热。由此,能够使电路基板5的冷却性能提高。
如图3所示,多个电路基板5中的每一个夹入多个绝缘散热构件4中的每一个并与多个冷却板3连接。如图4及图5所示,由于多个冷却板3中的每一个与底部21连接,所以能够冷却多个电路基板5中的每一个。由此,无论配置多个电路基板5中的每一个的位置如何,都能够冷却多个电路基板5中的每一个。例如,假如在多个冷却板3以在上下方向上堆叠的方式与侧壁部22连接且不与底部21连接的情况下,相对远离底部21的电路基板5的冷却性能下降。
如图25及图26所示,与发热量较大的一方电路基板(例如第三电路基板5C)连接的一方冷却板(例如第三冷却板3C)具有比与发热量较小的另一方电路基板(例如第一电路基板5A)连接的另一方冷却板(例如第一冷却板3A)厚的厚度。在该情况下,由于一方冷却板3C与底部21的接触面积变大,所以一方冷却板3C与底部21之间的热阻变小。由此,发热量较大的一方电路基板5C在更高的冷却效率下被冷却。
一方冷却板3C具有比另一方冷却板3A大的与底部21的接触面积。在该情况下,一方冷却板3C与底部21之间的热阻比另一方冷却板3A与底部21之间的热阻小。由此,发热量较大的一方电路基板5C在更高的冷却效率下被冷却。
如图27所示,在冷却板3包含下摆部33的情况下,冷却板3与底部21的接触面积变大。由此,由于散热面积变大,所以冷却性能提高。
如图7及图9所示,在一方冷却板(例如第二冷却板3B)具有与另一方冷却板(例如第四冷却板3D)相同的形状的情况下,能够将多个冷却板3中的每一个的形状设为共通。由此,能够降低电力转换装置100的制造成本。具体而言,例如,由于第二冷却板3B具有与第四冷却板3D相同的形状,所以能够降低制造第二冷却板3B及第四冷却板3D的成本。
如图13及图17所示,在一方电路基板(例如第二电路基板5B)具有与另一方电路基板(例如第三电路基板5C)相同的形状的情况下,能够将多个电路基板5中的每一个的形状设为共通。由此,能够降低电力转换装置100的制造成本。具体而言,例如,由于第二电路基板5B具有与第三电路基板5C相同的形状,所以能够降低制造第二电路基板5B及第三电路基板5C的成本。
如图24所示,由于冷却板3包含板部31及凸部32,所以能够以接近冷却板3的方式配置发热部件。具体而言,通过以夹入到两个凸部32之间(凹部)的方式配置发热部件,从而能够高效地冷却发热部件。
如图24所示,在凸部32包含粗部321及细部322的情况下,可根据多个发热部件的尺寸及发热量设计冷却板3。由此,能够高效地冷却多个发热部件。
如图24所示,通过增加从发热部件向冷却器1的散热路径,从而冷却性能提高。另外,通过增加散热路径,从而能够减小框体2内的温度局部变高的区域。由此,由于能够使框体2内的温度变均匀,所以发热部件的热压力(温度上升)得到减轻。因此,能够延长发热部件的寿命。具体而言,例如,通过减轻开关元件部92、第一整流元件部94a及第二整流元件部94b的热压力,从而能够延长开关元件部92、第一整流元件部94a及第二整流元件部94b的寿命。
如图4及图5所示,由于多个冷却板3中的每一个以相对于底部21立起的方式连接,所以能够在底部21配置多个冷却板3。由此,能够减小电力转换装置100的尺寸。
实施方式2.
只要不特别说明,实施方式2具有与上述实施方式1相同的结构、制造方法及作用效果。因此,对与上述实施方式1相同的结构标注相同的附图标记,且不重复说明。
使用图28概略地示出实施方式2的电力转换装置100的结构。图28是概略地示出实施方式2的电力转换装置100的结构的俯视图。
如图28所示,在本实施方式中,第一冷却板3A配置成与侧壁部22一起包围内部空间23。第一冷却板3A通过配置于框体2的旁侧的开口部,从而与侧壁部22一起包围内部空间23。第一正面51A露出到框体2之外。第一冷却板3A利用螺钉26能够拆装地固定于侧壁部22。
接着,说明本实施方式的制造方法。
使用图29及图30概略地示出实施方式2的电力转换装置100的制造方法。图29是示出实施方式2的电力转换装置100的制造方法的流程图。图30是示出实施方式2的电力转换装置100的制造方法的立体图。
如图29所示,本实施方式的电力转换装置100的制造方法包含组装工序S11、收纳工序S12及配置工序S13。如图30所示,在组装工序S11中,利用第一电路基板5A、第一冷却板3A及第二冷却板3B组装第一子单元101。在组装工序S11中,利用第二电路基板5B、第三电路基板5C、第四电路基板5D、第三冷却板3C及第四冷却板3D组装第二子单元102。在收纳工序S12中,将第二子单元102收纳于内部空间23。在配置工序S13中,第一子单元101配置成与侧壁部22及底部21一起包围内部空间23。
在收纳工序S12中,在框体2的旁侧设置有开口部。在配置工序S13中,在开口部配置第二子单元102。因此,在收纳工序S12中设置于框体2的旁侧的开口部在配置工序S13中被堵塞。
<关于作用效果>
在将多个冷却板3及多个电路基板5预先组装为第一子单元101及第二子单元102之后,将第一子单元101收纳于框体2,将第二子单元102配置成与侧壁部22一起包围内部空间23。即,在先组装第一子单元101及第二子单元102之后,制造电力转换装置100。由此,与将多个冷却板3及多个电路基板5中的每一个单独地配置于内部空间23相比,制造工序简化。
由于在收纳工序S12中在框体2的侧面设置有开口部,所以在将第一子单元101收纳于内部空间23时,可以以通过上侧的开口部的方式收纳,也可以以通过侧面的开口部的方式收纳。因此,电力转换装置100的制造工序简化。
实施方式3.
只要不特别说明,实施方式3具有与上述实施方式1相同的结构、制造方法及作用效果。因此,对与上述实施方式1相同的结构标注相同的附图标记,且不重复说明。
接着,使用图31概略地示出实施方式3的电力转换装置100的结构。图31是概略地示出实施方式3的电力转换装置100的结构的立体图。
如图31所示,框体2包含相对于侧壁部22配置在内部空间23的相反侧的多个侧部翅片25。冷却器1包含多个翅片15。此外,在图31中,在侧壁部22的一部分没有配置侧部翅片25,但也可以遍及侧壁部22的整周地配置侧部翅片25。本实施方式的电力转换装置100在框体2包含多个侧部翅片25且冷却器1包含多个翅片15这一点与实施方式1的电力转换装置100不同。
可以通过使制冷剂相对于冷却器1的多个翅片15及框体2的侧部翅片25强制地流动,从而冷却电力转换装置100。制冷剂可以是液体,也可以是气体。在制冷剂为液体的情况下,冷却器1是水冷式的冷却器1。在制冷剂为气体的情况下,冷却器1是空冷式的冷却器1。
多个侧部翅片25向框体2的外侧突出。多个翅片15从底部21向下侧突出。侧部翅片25及翅片15的形状例如为板状。侧部翅片25及翅片15的材料一般为铝(Al)。侧部翅片25及翅片15的材料只要是具有较高的热传导率的材料即可,不限定于铝(Al)。侧部翅片25及翅片15的材料例如可以是铁(Fe)、铜(Cu)、其他合金或树脂等。侧部翅片25及翅片的多种材料可以与框体2的材料相同。
<关于作用效果>
接着,说明本实施方式的作用效果。
由于框体2包含侧部翅片25,所以框体2的散热面积变大。因此,冷却性能进一步提高。
实施方式4.
只要不特别说明,实施方式4具有与上述实施方式1相同的结构、制造方法及作用效果。因此,对与上述实施方式1相同的结构标注相同的附图标记,且不重复说明。
在实施方式1的电力转换装置100中,至少一个冷却板3的与底部21接触的部分的外侧面和至少一个冷却板3的不与底部21接触的部分的外侧面利用直线的构造连接(参照图27)。即,冷却板3的下摆部33的形状为向底部21直线地扩展的形状。另外,至少一个冷却板3的与底部21接触的部分的面积大于至少一个冷却板3的不与底部21接触的部分的面积。然而,只要冷却板3的与底部21接触的部分的面积大于冷却板3的不与底部21接触的部分的面积即可,冷却板3的形状不限于上述形状。
使用图32概略地示出实施方式4的电力转换装置100的结构。图32是概略地示出实施方式4的电力转换装置100的结构且与图1的XXVII区域对应的放大剖视图。
如图32所示,在本实施方式的电力转换装置100中,至少一个冷却板3的与底部21接触的部分的外侧面和至少一个冷却板3的不与底部21接触的部分的外侧面利用台阶连接。即,冷却板3的与底部21接触的部分的外侧面和冷却板3的不与底部21接触的部分利用阶梯那样的直角的台阶连接。另外,虽然未图示,冷却板3的与底部21接触的部分的外侧面和冷却板3的不与底部21接触的部分的外侧面可以利用多个台阶连接。即,台阶的数量可以为二级以上。另外,下摆部33的形状为板状。因此,能够利用板状的构件形成下摆部33。
接着,使用图33概略地示出实施方式4的第一变形例的电力转换装置100的结构。图33是概略地示出实施方式4的第一变形例的电力转换装置100的结构且与图1的XXVII区域对应的放大剖视图。
如图33所示,在实施方式4的第一变形例的电力转换装置100中,冷却板3的与底部21接触的部分的外侧面与冷却板3的不与底部21接触的部分的外侧面倾斜地连接,且冷却板3的与底部21接触的部分与底部21正交地接触。因此,与利用板状的构件形成下摆部33的情况相比,能够减小冷却板3所使用的构件的量。
热从下摆部33的上端与板部31的接触部向下摆部33的下端扩展的角度例如为45度。冷却板3的与底部21接触的部分的外侧面可以相对于冷却板3的不与底部21接触的部分的外侧面以沿着热扩展的角度的方式倾斜。因此,冷却板3的与底部21接触的部分的外侧面相对于冷却板3的不与底部21接触的部分的外侧面例如倾斜45度。
接着,使用图34概略地示出实施方式4的第二变形例的电力转换装置100的结构。图34是概略地示出实施方式4的第二变形例的电力转换装置100的结构且与图1的XXVII区域对应的放大剖视图。
如图34所示,在实施方式4的第二变形例的电力转换装置100中,多个下摆部33可以相对于板部31的中心镜面不对称地安装。由此,与多个下摆部33相对于板部31的中心镜面对称地安装的情况相比,容易变更多个下摆部33的厚度。因此,能够增大接触底部21的冷却板3与接触底部21的填充绝缘散热构件8的比例中的冷却板3的比例。因此,能够提高从冷却板3向底部21的散热性能。另外,由于能够减小填充绝缘散热构件8的比例,所以在填充绝缘散热构件8的成本大于冷却板3的成本的情况下,能够降低电力转换装置100的成本。
应当认为,此次公开的实施方式在所有方面均仅为例示而不具有限制性。本公开的范围并不由上述说明示出,而是由权利要求书示出,意图将与权利要求书同等的意思及范围内的所有的变更都包含在内。
附图标记的说明
1冷却器,2框体,3冷却板,3A第一冷却板,3B第二冷却板,3C第三冷却板,4绝缘散热构件,5电路基板,5A第一电路基板,5B第二电路基板,5C第三电路基板,5D第四电路基板,6配线构件,7热传导构件,8填充绝缘散热构件,15翅片,21底部,22侧壁部,23内部空间,24间隙,25侧部翅片,51A第一正面,51B第二正面,51C第三正面,51D第四正面,52A第一背面,52B第二背面,52C第三背面,52D第四背面,91输入电容器,92开关元件部,93a第一变压器部,93b第二变压器部,94a第一整流元件部,94b第二整流元件部,95平滑电抗器,96输出电容器。

Claims (18)

1.一种电力转换装置,其中,
所述电力转换装置具备:
冷却器;
框体,所述框体包含与所述冷却器连接的底部、在相对于所述底部与所述冷却器相反的一侧从所述底部延伸的侧壁部及利用所述底部和所述侧壁部包围而成的内部空间;
至少一个冷却板,所述至少一个冷却板以相对于所述底部立起的方式与所述底部连接;
至少一个绝缘散热构件,所述至少一个绝缘散热构件配置于所述至少一个冷却板;以及
至少一个电路基板,所述至少一个电路基板夹入所述至少一个绝缘散热构件并与所述至少一个冷却板连接,
所述至少一个冷却板、所述至少一个绝缘散热构件及所述至少一个电路基板收纳于所述框体的所述内部空间,
所述至少一个冷却板在与所述侧壁部之间隔开间隙配置。
2.根据权利要求1所述的电力转换装置,其中,
所述电力转换装置还具备与所述至少一个电路基板电连接的热传导构件,
所述热传导构件配置于所述至少一个电路基板与所述至少一个冷却板之间。
3.根据权利要求1~2中任一项所述的电力转换装置,其中,
所述电力转换装置还具备相对于所述侧壁部配置在所述底部的相反侧的配线基板,
所述配线基板与所述至少一个冷却板连接,且与所述至少一个电路基板电连接。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的电力转换装置,其中,
所述至少一个冷却板的与所述底部接触的部分的面积大于所述至少一个冷却板的不与所述底部接触的部分的面积。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的电力转换装置,其中,
所述至少一个冷却板的与所述底部接触的部分的外侧面与所述至少一个冷却板的不与所述底部接触的部分的外侧面利用直线的构造连接。
6.根据权利要求1~4中任一项所述的电力转换装置,其中,
所述至少一个冷却板的与所述底部接触的部分的外侧面与所述至少一个冷却板的不与所述底部接触的部分的外侧面利用台阶连接。
7.根据权利要求1~6中任一项所述的电力转换装置,其中,
所述电力转换装置还具备填充在所述内部空间中的填充绝缘散热构件。
8.根据权利要求1~7中任一项所述的电力转换装置,其中,
所述至少一个冷却板包含一方冷却板及另一方冷却板,
所述至少一个电路基板包含一方电路基板及另一方电路基板,
所述至少一个绝缘散热构件包含一方绝缘散热构件及另一方绝缘散热构件,
所述一方电路基板夹入所述一方绝缘散热构件并与所述一方冷却板连接,
所述另一方电路基板夹入所述另一方绝缘散热构件并与所述另一方冷却板连接。
9.根据权利要求8所述的电力转换装置,其中,
所述一方电路基板的发热量比所述另一方电路基板大,
所述一方冷却板的厚度比所述另一方冷却板厚。
10.根据权利要求9所述的电力转换装置,其中,
所述一方冷却板的与所述底部的接触面积比所述另一方冷却板大。
11.根据权利要求8所述的电力转换装置,其中,
所述一方冷却板具有与所述另一方冷却板相同的形状。
12.根据权利要求8所述的电力转换装置,其中,
所述一方电路基板具有与所述另一方电路基板相同的形状。
13.根据权利要求8~12中任一项所述的电力转换装置,其中,
所述一方电路基板与所述另一方电路基板相向地配置。
14.根据权利要求1~13中任一项所述的电力转换装置,其中,
在所述侧壁部设置有多个槽部,
所述至少一个电路基板通过插入到所述多个槽部中而能够固定在所述多个槽部中。
15.根据权利要求1所述的电力转换装置,其中,
所述电力转换装置还具备输入电容器、开关元件部、第一变压器部、第二变压器部、第一整流元件部、第二整流元件部、平滑电抗器及输出电容器,
所述至少一个冷却板包含第一冷却板、第二冷却板、第三冷却板及第四冷却板,
所述至少一个电路基板包含第一电路基板、第二电路基板、第三电路基板及第四电路基板,
所述第一电路基板、所述第二电路基板、所述第三电路基板及所述第四电路基板按所述第一电路基板、所述第二电路基板、所述第三电路基板、所述第四电路基板的顺序配置,
所述第一电路基板具有第一正面和与所述第一正面相向的第一背面,在所述第一背面配置有所述输入电容器及所述开关元件部,
所述第二电路基板具有第二正面和与所述第二正面相向的第二背面,在所述第二正面配置有所述第一整流元件部,
所述第一变压器部配置于所述第二电路基板,
所述第三电路基板具有第三正面和与所述第三正面相向的第三背面,在所述第三背面配置有所述第二整流元件部,
所述第二变压器部配置于所述第三电路基板,
所述第四电路基板具有第四正面和与所述第四正面相向的第四背面,在所述第四正面配置有所述输出电容器,
所述平滑电抗器配置于所述第四电路基板,
所述第一冷却板与所述第一电路基板的所述第一正面连接,
所述第二冷却板与所述第一电路基板的所述第一背面连接,且与所述第二电路基板的所述第二正面面对面,
所述第三冷却板与所述第二电路基板的所述第二背面及所述第三电路基板的所述第三正面连接,
所述第四冷却板与所述第四电路基板的所述第四正面连接,且与所述第三电路基板的所述第三背面面对面,
所述第二冷却板具有与所述第四冷却板相同的形状,
所述第二电路基板具有与所述第三电路基板相同的形状。
16.根据权利要求15所述的电力转换装置,其中,
所述第一冷却板配置成与所述侧壁部一起包围所述内部空间。
17.根据权利要求1~16中任一项所述的电力转换装置,其中,
所述框体包含相对于所述侧壁部配置在所述内部空间的相反侧的多个侧部翅片,
所述冷却器包含多个翅片。
18.一种电力转换装置的制造方法,其中,
所述电力转换装置具备:
冷却器;
框体,所述框体包含与所述冷却器连接的底部、在所述底部的与所述冷却器相反的一侧延伸的侧壁部及利用所述底部和所述侧壁部包围而成的内部空间;
至少一个冷却板,所述至少一个冷却板以相对于所述底部立起的方式与所述底部连接;
至少一个绝缘散热构件,所述至少一个绝缘散热构件配置于所述至少一个冷却板;以及
至少一个电路基板,所述至少一个电路基板夹入所述至少一个绝缘散热构件并与所述至少一个冷却板连接,
所述至少一个冷却板、所述至少一个绝缘散热构件及所述至少一个电路基板收纳于所述内部空间,
所述至少一个冷却板在与所述框体的所述侧壁部之间隔开间隙配置,
所述电力转换装置还具备输入电容器、开关元件部、第一变压器部、第二变压器部、第一整流元件部、第二整流元件部、平滑电抗器及输出电容器,
所述至少一个冷却板包含第一冷却板、第二冷却板、第三冷却板及第四冷却板,
所述至少一个电路基板包含第一电路基板、第二电路基板、第三电路基板及第四电路基板,
所述第一电路基板、所述第二电路基板、所述第三电路基板及所述第四电路基板按所述第一电路基板、所述第二电路基板、所述第三电路基板、所述第四电路基板的顺序配置,
所述第一电路基板具有第一正面和与所述第一正面相向的第一背面,在所述第一背面配置有所述输入电容器及所述开关元件部,
所述第二电路基板具有第二正面和与所述第二正面相向的第二背面,在所述第二正面配置有所述第一整流元件部,
所述第一变压器部配置于所述第二电路基板,
所述第三电路基板具有第三正面和与所述第三正面相向的第三背面,在所述第三背面配置有所述第二整流元件部,
所述第二变压器部配置于所述第三电路基板,
所述第四电路基板具有第四正面和与所述第四正面相向的第四背面,在所述第四正面配置有所述输出电容器,
所述平滑电抗器配置于所述第四电路基板,
所述第一冷却板与所述第一电路基板的所述第一正面连接,
所述第二冷却板与所述第一电路基板的所述第一背面连接,且与所述第二电路基板的所述第二正面面对面,
所述第三冷却板与所述第二电路基板的所述第二背面及所述第三电路基板的所述第三正面连接,
所述第四冷却板与所述第四电路基板的所述第四正面连接,且与所述第三电路基板的所述第三背面面对面,
所述第二冷却板具有与所述第四冷却板相同的形状,
所述第二电路基板具有与所述第三电路基板相同的形状,
所述制造方法具备:
组装工序,利用所述第一电路基板、所述第一冷却板及所述第二冷却板组装第一子单元,且利用所述第二电路基板、所述第三电路基板、所述第四电路基板、所述第三冷却板及所述第四冷却板组装第二子单元;
收纳工序,所述第二子单元收纳于所述内部空间;以及
配置工序,所述第一子单元配置成与所述侧壁部及所述底部一起包围所述内部空间。
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