CN115528906A - 功率转换装置 - Google Patents
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Abstract
本发明的功率转换装置包括:具有第一面和第二面的冷却器、与第一面和第二面中的一方或两方热连接的多个功率转换电路、以及与多个功率转换电路电连接的平滑电容器,冷却器具有在第一面和第二面之间贯穿的贯通孔,平滑电容器配置在贯通孔中,在具有与第一面热连接的第一面侧的功率转换电路的情况下,平滑电容器具有从第一面突出的第一突出部,第一面侧的功率转换电路与第一突出部电连接,在具有与第二面热连接的第二面侧的功率转换电路的情况下,平滑电容器具有从第二面突出的第二突出部,第二面侧的功率转换电路与第二突出部电连接。
Description
技术领域
本申请涉及功率转换装置。
背景技术
多个功率转换装置搭载在像混合动力汽车或电动车那样,将电动机用作为驱动源的电动车辆上。功率转换装置是将输入电流从直流电转换成交流电、从交流电转换成直流电或将输入电压转换成不同电压的装置。具体而言,可以例举具有驱动电动机的功能的逆变器、具有从高电压驱动电池经由14V低电压电池(例如铅电池)向电气设备供电的功能的降压DCDC转换器、以及为使高电压驱动电池小型化而输出从驱动电池电压升压后的电压并向各个逆变器供电的升压DCDC转换器等。在逆变器中,根据电动车的系统结构,存在1个到多个电动机,因此逆变器的数量基本上需要是与电动机的数量相同的个数。
在上述的用于电动车辆的功率转换装置中,由于可搭载到车辆上的空间有限,因此需要小型的功率转换装置。功率转换装置包括用于冷却内部的冷却器。公开了一种功率转换装置,在逆变器或转换器等单体的功率转换装置中,为了使冷却器具有小型的结构,在冷却器两侧的冷却面分别配置平滑电容器和功率转换电路(例如参照专利文献1)。
在所公开的功率转换装置中,平滑电容器被配置在具有制冷剂流路的冷却器的下表面上,功率转换电路被配置在与冷却器的下表面相反一侧的上表面上。为了将各个平滑电容器和功率转换电路与冷却器热耦合,各个平滑电容器和功率转换电路与冷却器接触配置。此外,平滑电容器和功率转换电路通过作为绕过冷却器侧面的追加元器件的汇流条进行电连接。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利特开2015-220858号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
在上述专利文献1中,由于在冷却器两侧的冷却面分别配置有平滑电容器和功率转换电路,因此能够使功率转换装置小型化。但是,由于平滑电容器和功率转换电路通过作为绕过冷却器侧面的追加元器件的汇流条进行电连接,因此汇流条被配置在冷却器侧面的外侧空间中,因此存在着功率转换装置在垂直于冷却器侧面的方向上大型化的问题。此外,由于平滑电容器与功率转换电路之间的布线是通过以绕过冷却器侧面的方式追加的汇流条进行的接线,因此平滑电容器与功率转换电路之间的布线变长。因此,布线的寄生电感增加,因此存在开关浪涌增加,功率转换装置驱动时噪声增大的问题。
此外,根据车辆系统,为了将多个功率转换电路热耦合到一个冷却器的上表面或下表面,有时将它们分别与冷却器接触,构成为一体化的功率转换装置。在这种情况下,由于平滑电容器和功率转换电路之间的布线变长,因此在功率转换电路之间产生电谐振现象,存在损耗增大和噪声增大的问题。
因此,本申请的目的是获得一种功率转换装置,该功率转换装置保持功率转换电路和平滑电容器的冷却功能,小型且缩短了功率转换电路和平滑电容器之间的布线。
用于解决技术问题的技术手段
本申请所公开的功率转换装置包括:具有第一面和第一面的相反侧的第二面的冷却器、与第一面和第二面中的一方或两方热连接的多个功率转换电路、以及与多个功率转换电路电连接的平滑电容器,冷却器具有在第一面和第二面之间贯穿的贯通孔,平滑电容器配置在贯通孔中,在具有与第一面热连接的功率转换电路即第一面侧的功率转换电路的情况下,平滑电容器具有从第一面突出的第一突出部,第一面侧的功率转换电路与第一突出部电连接,在具有与第二面热连接的功率转换电路即第二面侧的功率转换电路的情况下,平滑电容器具有从第二面突出的第二突出部,第二面侧的功率转换电路与第二突出部电连接。
发明效果
根据本申请公开的功率转换装置,平滑电容器配置在冷却器的在第一面和第二面之间贯穿的贯通孔中,在具有与第一面热连接的功率转换电路即第一面侧的功率转换电路的情况下,平滑电容器具有从第一面突出的第一突出部,第一面侧的功率转换电路与第一突出部电连接,在具有与第二面热连接的功率转换电路即第二面侧的功率转换电路的情况下,平滑电容器具有从第二面突出的第二突出部,第二面侧的功率转换电路与第二突出部电连接,因此平滑电容器与功率转换电路不通过绕开冷却器侧面的汇流条进行电连接,在冷却器侧面的外侧空间中没有配置汇流条,因此能使功率转换装置小型化。此外,由于平滑电容器和功率转换电路之间的布线不绕过冷却器侧面,因此能缩短平滑电容器和功率转换电路之间的布线。此外,由于平滑电容器和功率转换电路热连接到冷却器的冷却面,因此能保持平滑电容器和功率转换电路的冷却功能。
附图说明
图1是表示实施方式1所涉及的功率转换装置的概要的俯视图。
图2是表示在图1的A-A截面位置切断的功率转换装置的概要的剖视图。
图3是表示在图1的A-A截面位置切断的另一个功率转换装置的概要的剖视图。
图4是表示实施方式1所涉及的另一个功率转换装置的概要的剖视图。
图5是表示实施方式2所涉及的功率转换装置的概要的剖视图。
图6是表示实施方式3所涉及的功率转换装置的概要的剖视图。
图7是表示实施方式3所涉及的另一个功率转换装置的概要的剖视图。
图8是表示实施方式4所涉及的功率转换装置的概要的剖视图。
图9是表示实施方式5所涉及的功率转换装置的概要的剖视图。
图10是表示实施方式5所涉及的另一个功率转换装置的概要的剖视图。
图11是表示实施方式6所涉及的功率转换装置的概要的剖视图。
图12是表示实施方式7所涉及的功率转换装置的概要的剖视图。
图13是表示实施方式8所涉及的功率转换装置的概要的剖视图。
图14是示出实施方式8所涉及的功率转换装置的平滑电容器的结构的图。
具体实施方式
以下,基于附图对本申请的实施方式所涉及的功率转换装置进行说明。另外,各图中关于相同或相当的构件、部位,标注相同标号来进行说明。
实施方式1.
图1是示出实施方式1所涉及的功率转换装置100的概要的俯视图,图2是表示在图1的A-A截面位置切断的功率转换装置100的概要的剖视图,图3是表示在图1的A-A截面位置切断的另一个功率转换装置100的概要的剖视图,图4是表示实施方式1所涉及的另一个功率转换装置100的概要的剖视图,是表示在与图1的A-A截面位置相同的位置被切断,且不具有第一面侧的功率转换电路5的功率转换装置100的概要的图。在剖视图中,省略了平滑电容器3和功率转换电路的内部。功率转换装置100是将输入电流从直流转换成交流、从交流转换成直流或将输入电压转换成不同电压的装置。
如图1所示,功率转换装置100包括冷却器1、多个功率转换电路以及平滑电容器3。功率转换装置100是通过多个功率转换电路对由平滑电容器3进行平滑后的直流电力进行功率转换并将其输出到外部的装置。在本实施方式中,示出了输出三相交流电的功率转换装置100。如图2所示,多个功率转换电路对应于各相,由第一面侧的功率转换电路4、第一面侧的功率转换电路5、以及第二面侧的功率转换电路6构成。在图1中未示出功率转换装置100所具备的输入部和输出部。
<冷却器1>
冷却器1具有第一面1b和第一面1b相反侧的第二面1c。在本实施方式中,冷却器1形成为长方体状。冷却器1的形状并不限于此,也可以根据功率转换电路的个数及配置而形成为并非长方体的形状。冷却器1具有贯穿第一面1b和第二面1c之间的贯通孔1a。第一面1b、第二面1c以及贯通孔1a的壁面是冷却面。冷却器1在内侧具备有制冷剂流动的制冷剂流路2。作为流体的制冷剂在平行于第一面1b和第二面1c的方向上流动。在图中省略了制冷剂入口和制冷剂出口。将例如水或乙二醇溶液用作为制冷剂。冷却面被制冷剂冷却。在第一面1b中,第一面侧的功率转换电路4和第一面侧的功率转换电路5热连接,第一面侧的功率转换电路4和第一面侧的功率转换电路5被冷却。第二面侧的功率转换电路6热连接到第二面1c上,第二面侧的功率转换电路6被冷却。平滑电容器3热连接在贯通孔1a的壁面上,平滑电容器3被冷却。冷却器1例如由铝压铸制成。冷却器1不限于具备制冷剂流路的结构,也可以是具备散热翅片并向外部散热的结构等其他结构。
<功率转换电路>
多个功率转换电路热连接到第一面1b和第二面1c中的一方或两方。在本实施方式中,功率转换装置100包括三个功率转换电路。三个功率转换电路是热连接到第一面1b的功率转换电路即第一面侧的功率转换电路4和第一面侧的功率转换电路5、以及热连接到第二面1c的功率转换电路即第二面侧的功率转换电路6。功率转换装置100所具备的功率转换电路的个数不限于3个,如图3和图4所示,例如也可以是2个。图3中示出在第一面1b上设置有第一面侧的功率转换电路4和第一面侧的功率转换电路5的示例。图4示出了在第一面1b上设置有第一面侧的功率转换电路4、在第二面1c上设置第二面侧的功率转换电路6的示例。功率转换装置100还可以包括多个功率转换电路。
功率转换电路例如以功率模块的形式设置。第一面侧的功率转换电路4包括:具有半导体元件(未图示)的功率转换电路的主体部4b、以及从主体部4b向外侧突出的功率转换电路端子4a。第一面侧的功率转换电路5包括:具有半导体元件(未图示)的功率转换电路的主体部5b、以及从主体部5b向外侧突出的功率转换电路端子5a。第二面侧的功率转换电路6包括:具有半导体元件(未图示)的功率转换电路的主体部6b、以及从主体部6b向外侧突出的功率转换电路端子6a。图2所示的主体部4b、5b、6b的部分是例如包围半导体元件的树脂等保护构件或壳体。在本实施方式中,功率转换电路端子4a、5a、6a从主体部4b、5b、6b的各个侧面突出。功率转换电路端子4a、5a、6a例如由电阻率较小且导电性优异的铜制成。功率转换电路端子4a、5a、6a电连接到平滑电容器3。
另外,在实施方式1中,作为功率转换电路的方式的一例举出了功率模块,但是功率转换电路的方式并不限于功率模块。可以是逆变器或转换器等功率转换器,也可以是采用电抗器、变压器或电阻器等无源元器件的功率转换电路的结构。另外,在实施方式1中作为功率转换电路将功率系统组件作为一个例子进行了列举,但也可以是使用了传感器、印刷布线板或电源等信号系统组件的功率转换电路的结构。
<平滑电容器3>
平滑电容器3对直流电进行平滑化。平滑电容器3电连接到多个功率转换电路。平滑电容器3配置在贯通孔1a中。平滑电容器3例如通过螺钉止动固定到冷却器1。平滑电容器3的固定不限于螺钉止动,还可以通过将平滑电容器3嵌合到贯通孔1a来将平滑电容器3固定到冷却器1。在具有热连接到第一面1b的第一面侧的功率转换电路的情况下,平滑电容器3具有从第一面1b突出的第一突出部3a,第一面侧的功率转换电路电连接到第一突出部3a。在具有热连接到第二面1c的第二面侧的功率转换电路的情况下,平滑电容器3具有从第二面1c突出的第二突出部3b,第二面侧的功率转换电路电连接到第二突出部3b。在本实施方式中,第一面侧的功率转换电路4、5与第一突出部3a电连接,第二面侧的功率转换电路6与第二突出部3b电连接。
通过这样的结构,平滑电容器3和功率转换电路不通过绕过冷却器1的侧面的汇流条进行电连接,汇流条不配置在冷却器1侧面的外侧空间中,因此能使功率转换装置100小型化。此外,由于平滑电容器3和功率转换电路之间的布线不绕过冷却器1的侧面,因此能缩短平滑电容器3和功率转换电路之间的布线。此外,由于平滑电容器3与功率转换电路之间的布线缩短,因此布线的寄生电感减小,因而能抑制开关浪涌,降低功率转换装置驱动时的噪声。此外,由于通过缩短平滑电容器3和功率转换电路之间的布线,从而缩短功率转换电路之间的布线,因此能够抑制在功率转换电路之间发生的电谐振现象,能够抑制功率转换装置100中的损耗的增大和噪声的增大。此外,由于平滑电容器3和功率转换电路热连接到冷却器1的冷却面,因此能保持平滑电容器3和功率转换电路的冷却功能。
平滑电容器3具有从作为平滑电容器3的主体部的部分的第一突出部3a或第二突出部3b向外侧突出的电容器端子。在本实施方式中,电容器端子从平滑电容器3的主体部的侧面突出,平滑电容器3具有第一电容器端子3c、第二电容器端子3d以及第三电容器端子3e作为电容器端子。电容器端子例如由电阻率较小且导电性优异的铜制成。功率转换电路端子4a和第一电容器端子3c电连接,第一面侧的功率转换电路4和平滑电容器3电连接。功率转换电路端子5a和第二电容器端子3d电连接,第一面侧的功率转换电路5和平滑电容器3电连接。功率转换电路端子6a和第三电容器端子3e电连接,第二面侧的功率转换电路6和平滑电容器3电连接。功率转换电路端子4a和第一电容器端子3c、功率转换电路端子5a和第二电容器端子3d、以及功率转换电路端子6a和第三电容器端子3e例如分别通过螺钉止动或焊接进行电连接。
通过这样构成,能容易地将功率转换电路和平滑电容器3电连接,而不设置汇流条等追加元器件。另外,由于不需要追加元器件,因此能提高功率转换装置100的生产率。此外,由于电容器端子从平滑电容器3的主体部的侧面突出,因此能使功率转换装置100薄型化。
在本实施方式中,如图1所示,平滑电容器3和功率转换电路分别通过正极侧和负极侧的两个端子进行连接,但是平滑电容器3和功率转换电路之间的连接结构不限于此。可以构成为,将负极侧作为接地,例如将冷却器1作为共通接地,将各个负极侧的端子连接到冷却器1。
如上所述,在实施方式1所涉及的功率转换装置100中,平滑电容器3被配置在贯穿冷却器1的第一面1b和第二面1c之间的贯通孔1a中,在具有与第一面1b热连接的功率转换电路即第一面侧的功率转换电路的情况下,平滑电容器3具有从第一面1b突出的第一突出部3a,第一面侧的功率转换电路电连接到第一突出部3a,在具有与第二面1c热连接的功率转换电路即第二面侧的功率转换电路的情况下,平滑电容器3具有从第二面1c突出的第二突出部3b,第二面侧的功率转换电路电连接到第二突出部3b,因此平滑电容器3与功率转换电路不通过绕过冷却器1的侧面的汇流条进行电连接,在冷却器1的侧面的外侧空间中没有配置汇流条,因此能使功率转换装置100小型化。此外,由于平滑电容器3和功率转换电路之间的布线不绕过冷却器1的侧面,因此能缩短平滑电容器3和功率转换电路之间的布线。此外,由于平滑电容器3和功率转换电路热连接到冷却器1的冷却面,因此能保持平滑电容器3和功率转换电路的冷却功能。
由于多个功率转换电路具有从功率转换电路的主体部向外侧突出的功率转换电路端子,平滑电容器3具有从平滑电容器3的主体部向外侧突出的电容器端子,功率转换电路端子与电容器端子电连接,从而功率转换电路与平滑电容器3电连接,因此,功率转换电路与平滑电容器3能容易地进行电连接,而无需设置汇流条等追加元器件。
实施方式2.
对实施方式2所涉及的功率转换装置100进行说明。图5是示出实施方式2所涉及的功率转换装置100的概要的剖视图,是在与图1的A-A截面位置相同的位置切断的功率转换装置100的剖视图。实施方式2所涉及的功率转换装置100的电容器端子的配置与实施方式1所示的功率转换装置100的电容器端子的配置是不同的结构。
在包括第一面侧的功率转换电路的情况下,与第一面侧的功率转换电路的功率转换电路端子相连接的电容器端子从第一突出部3a的突出前端面3a1向外侧突出地设置。在包括第二面侧的功率转换电路的情况下,与第二面侧的功率转换电路的功率转换电路端子相连接的电容器端子从第二突出部3b的突出前端面3b1向外侧突出地设置。在垂直于第一面1b的方向上观察时,第一面侧的功率转换电路的功率转换电路端子在与第一突出部3a的突出前端面3a1重叠的区域内与从第一突出部3a的突出前端面3a1突出的电容器端子电连接。在垂直于第二面1c的方向上观察时,第二面侧的功率转换电路的功率转换电路端子在与第二突出部3b的突出前端面3b1重叠的区域内与从第二突出部3b的突出前端面3b1突出的电容器端子电连接。
在本实施方式中,功率转换电路端子4a和第一电容器端子3c在与第一突出部3a的突出前端面3a1重叠的区域内电连接,第一面侧的功率转换电路4和平滑电容器3电连接。此外,功率转换电路端子5a和第二电容器端子3d在与第一突出部3a的突出前端面3a1重叠的区域内电连接,第一面侧的功率转换电路5和平滑电容器3电连接。此外,功率转换电路端子6a和第三电容器端子3e在与第二突出部3b的突出前端面3b1重叠的区域内电连接,第二面侧的功率转换电路6和平滑电容器3电连接。
对各端子的形状进行说明。功率转换电路端子4a、5a、6a从主体部4b、5b、6b的各个侧面向外侧突出地设置。第一电容器端子3c从突出前端面3a1突出之后,以沿着突出前端面3a1的方式折弯到第一面侧的功率转换电路4侧,并被设置成L字形。第二电容器端子3d从突出前端面3a1突出之后,以沿着突出前端面3a1的方式折弯到第一面侧的功率转换电路5侧,并被设置成L字形。第三电容器端子3e从突出前端面3b1突出之后,以沿着突出前端面3b1的方式折弯到第二面侧的功率转换电路6侧,并被设置成L字形。功率转换电路端子4a和第一电容器端子3c在相对的部分彼此接触,并在接触的部位例如通过焊料连接。功率转换电路端子5a和第二电容器端子3d在相对的部分彼此接触,并在接触的部位例如通过焊料连接。功率转换电路端子6a和第三电容器端子3e在相对的部分彼此接触,并在接触的部位例如通过焊料连接。各端子的形状并不限于此,也可以将功率转换电路端子4a、5a、6a设置成L字形。
如上所述,在实施方式2的功率转换装置100中,在垂直于第一面1b的方向上观察时,第一面侧的功率转换电路的功率转换电路端子在与第一突出部3a的突出前端面3a1重叠的区域内与从突出前端面3a1突出的电容器端子电连接,在垂直于第二面1c的方向上观察时,第二面侧的功率转换电路的功率转换电路端子在与第二突出部3b的突出前端面3b1重叠的区域内与从突出前端面3b1突出的电容器端子电连接,因此,能够进一步缩短平滑电容器3与功率转换电路之间的布线。由于平滑电容器3和功率转换电路之间的布线被缩短,平滑电容器3和功率转换电路之间的距离缩小,因此功率转换装置100能小型化。
实施方式3.
对实施方式3所涉及的功率转换装置100进行说明。图6是表示实施方式3所涉及的功率转换装置100的概要的剖视图,是在与图1的A-A截面位置相同的位置处切断的功率转换装置100的剖视图,图7是表示实施方式3所涉及的另一个功率转换装置100的概要的剖视图,是在与图1的A-A截面位置相同的位置处切断的功率转换装置100的剖视图。实施方式3的功率转换装置100的功率转换电路端子和电容器端子的连接结构与实施方式1和实施方式2所示的功率转换装置100不同。
如图6所示,功率转换电路端子4a、5a、6a从主体部4b、5b、6b的各个侧面突出,然后以沿着侧面的方式折弯,并被设置成L字形。第一电容器端子3c、第二电容器端子3d以及第三电容器端子3e从平滑电容器3的主体部的侧面突出,然后以沿着侧面的方式折弯并被设置成L字形。功率转换电路端子4a和第一电容器端子3c在相对的部分彼此接触,并在接触的部位通过焊接进行连接。功率转换电路端子5a和第二电容器端子3d在相对的部分彼此接触,并在接触的部位通过焊接进行连接。功率转换电路端子6a和第三电容器端子3e在相对的部分彼此接触,并在接触的部位通过焊接进行连接。在图中用黑色圆圈表示的部分是示意性地表示的焊接的部位。
通过这样构成,由于功率转换电路端子和电容器端子被设置为L字形,因此能进一步缩短平滑电容器3和功率转换电路之间的布线。此外,由于功率转换电路端子和电容器端子进行焊接,因此与螺钉止动等其他连接相比,能进一步缩短平滑电容器3和功率转换电路之间的布线。由于平滑电容器3和功率转换电路之间的布线被缩短,因此平滑电容器3和功率转换电路之间的距离缩小,因此能使功率转换装置100小型化。另外,由于通过焊接进行连接的连接作业比螺钉止动等其他作业更容易操作,因此缩短了制造工序,因此能够提高功率转换装置100的生产率。
通过功率转换电路端子与电容器端子之间的焊接进行连接的结构不限于图6所示的结构,也可以是图7所示的结构。在图7中,功率转换电路端子4a、5a、6a从主体部4b、5b、6b的各个侧面突出,然后以沿着侧面的方式折弯,并被设置成L字形。第一电容器端子3c和第二电容器端子3d从突出前端面3a1突出地设置,第三电容器端子3e从突出前端面3b1突出地设置。功率转换电路端子4a和第一电容器端子3c在相对的部分彼此接触,并在接触的部位通过焊接进行连接。功率转换电路端子5a和第二电容器端子3d在相对的部分彼此接触,并在接触的部位通过焊接进行连接。功率转换电路端子6a和第三电容器端子3e在相对的部分彼此接触,并在接触的部位通过焊接进行连接。
如上所述,在实施方式3的功率转换装置100中,由于功率转换电路端子和电容器端子进行焊接,因此与螺钉止动等其他连接相比,能进一步缩短平滑电容器3和功率转换电路之间的布线。由于平滑电容器3和功率转换电路之间的布线被缩短,因此平滑电容器3和功率转换电路之间的距离缩小,因此能使功率转换装置100小型化。另外,由于通过焊接进行连接的连接作业比螺钉止动等其他作业更容易操作,因此缩短了制造工序,因此能够提高功率转换装置100的生产率。
实施方式4.
对实施方式4所涉及的功率转换装置100进行说明。图8是示出实施方式4所涉及的功率转换装置100的概要的剖视图,是在与图1的A-A截面位置相同的位置切断的功率转换装置100的剖视图。实施方式4的功率转换装置100的功率转换电路端子4a、5a、6a和平滑电容器3的连接结构与实施方式1所示的功率转换装置100不同。
功率转换电路端子4a、5a、6a从主体部4b、5b、6b的各个侧面向外侧突出地设置。平滑电容器3具有连接器3f、3g、3h,该连接器3f、3g、3h设置有从外侧面向内侧凹进去的凹部。功率转换电路端子4a的端部和连接器3f的凹部嵌合,功率转换电路端子4a和连接器3f电连接,第一面侧的功率转换电路4和平滑电容器3电连接。功率转换电路端子5a的端部和连接器3g的凹部嵌合,功率转换电路端子5a和连接器3g电连接,第一面侧的功率转换电路5和平滑电容器3电连接。功率转换电路端子6a的端部和连接器3h的凹部嵌合,功率转换电路端子6a和连接器3h电连接,第二面侧的功率转换电路6和平滑电容器3电连接。功率转换电路端子4a、5a、6a的端部与连接器3f、3g、3h的凹部的壁面接触,从而功率转换电路端子4a、5a、6a与连接器3f、3g、3h电连接。
如上所述,在实施方式4的功率转换装置100中,功率转换电路端子4a、5a、6a的端部与连接器3f、3g、3h的凹部嵌合,功率转换电路端子4a、5a、6a与连接器3f、3g、3h电连接,因此,与螺钉止动等其他连接相比,能够进一步缩短平滑电容器3与功率转换电路之间的布线。由于平滑电容器3和功率转换电路之间的布线被缩短,因此平滑电容器3和功率转换电路之间的距离缩小,因此能使功率转换装置100小型化。另外,由于通过嵌合进行连接的连接作业比螺钉止动等其他作业更容易操作,因此缩短了制造工序,因此能够提高功率转换装置100的生产率。
实施方式5.
对实施方式5所涉及的功率转换装置100进行说明。图9是表示实施方式5所涉及的功率转换装置100的概要的剖视图,是在与图1的A-A截面位置相同的位置处切断的功率转换装置100的剖视图,图10是表示实施方式5所涉及的另一个功率转换装置100的概要的剖视图,是在与图1的A-A截面位置相同的位置处切断的功率转换装置100的剖视图。实施方式5所涉及的功率转换装置100构成为,在实施方式1及实施方式4所示的功率转换装置100的基础上,还具备导热构件7。
如图9所示,导热构件7设置在贯通孔1a的壁面和平滑电容器3的侧面之间。作为冷却面的贯通孔1a的壁面和平滑电容器3经由导热构件7热连接。在本实施方式中,示出了在配置有功率转换电路一侧的平滑电容器3的侧面与贯通孔1a的壁面之间设置导热构件7的示例,但是导热构件7的配置不限于此。还可以将导热构件7设置在图9中的平滑电容器3的前侧和里侧的侧面与贯通孔1a的壁面之间。导热构件7例如是散热片,但不限于此。导热构件7可以是填充在平滑电容器3的内部的灌封树脂。
通过这样构成,平滑电容器3经由导热构件7热连接到冷却面,因此能提高平滑电容器3的散热性能。此外,由于提高了平滑电容器3的散热性能,因此能使平滑电容器3小型化。
包括导热构件7的功率转换装置100的结构不限于图9所示的结构,也可以是图10所示的结构。在图10中,功率转换电路端子4a、5a、6a与连接器3f、3g、3h电连接,导热构件7被设置在贯通孔1a的壁面和平滑电容器3的侧面之间。当将功率转换电路端子4a、5a、6a与连接器3f、3g、3h嵌合时,相对于贯通孔1a的壁面按压平滑电容器3,并且被按压的平滑电容器3将导热构件7按压在贯通孔1a的壁面上,因此,能提高导热构件7和平滑电容器3之间的界面以及导热构件7和冷却器1之间的界面的密合性。由于导热构件7和平滑电容器3之间的界面以及导热构件7和冷却器1之间的界面的密合性提高,因此能提高平滑电容器3的散热性能。此外,由于提高了平滑电容器3的散热性能,因此能使平滑电容器3小型化。此外,在将第一面侧的功率转换电路4和第二面侧的功率转换电路6与连接器3f、3h嵌合时,能从第一面1b和第二面1c两方一侧均匀地对平滑电容器3的第一面侧的功率转换电路5一侧的导热构件7加压,因而能进一步提高平滑电容器3的散热性能。
如上所述,在实施方式5的功率转换装置100中,由于将导热构件7设置在贯通孔1a的壁面与平滑电容器3之间,因此平滑电容器3经由导热构件7与冷却面热连接,因此能够提高平滑电容器3的散热性能。此外,由于提高了平滑电容器3的散热性能,因此能使平滑电容器3小型化。
实施方式6.
对实施方式6所涉及的功率转换装置100进行说明。图11是示出实施方式6所涉及的功率转换装置100的概要的剖视图,是在与图1的A-A截面位置相同的位置切断的功率转换装置100的剖视图。实施方式6所涉及的功率转换装置100构成为在实施方式5所示的功率转换装置100的基础上,还具备散热构件9。
散热构件9被设置在功率转换电路端子和电容器端子电连接的部位与冷却器1之间。在本实施方式中,散热构件9被分别设置在功率转换电路端子4a和第一电容器端子3c电连接的部位与冷却器1之间、功率转换电路端子5a和第二电容器端子3d电连接的部位与冷却器1之间、以及功率转换电路端子6a和第三电容器端子3e电连接的部位与冷却器1之间。散热构件9例如是散热片或散热性优异的树脂,但不限于此。当使用散热片时,功率转换电路端子和电容器端子电连接的部位靠近冷却器1地设置。可以将散热片卷绕成筒状,将散热片竖直设置在冷却面上。在本实施方式中,构成为在除了导热构件7外还包括散热构件9,但不限于此,可以不设置导热构件7而仅设置散热构件9。
如上所述,在实施方式6的功率转换装置100中,由于将散热构件9设置在功率转换电路端子和电容器端子电连接的部位与冷却器1之间,因此经由散热构件9电连接的部位与冷却面热连接,因此能提高电连接的部位的散热性能。此外,能抑制经由电连接的部位的发热冲击的影响。
实施方式7.
对实施方式7所涉及的功率转换装置100进行说明。图12是示出实施方式7所涉及的功率转换装置100的概要的剖视图,是在与图1的A-A截面位置相同的位置切断的功率转换装置100的剖视图。实施方式7所涉及的功率转换装置100构成为在实施方式4所示的功率转换装置100的基础上,还具备导热构件7和固定构件8。
将导热构件7和固定构件8设置在贯通孔1a的壁面和平滑电容器3之间。导热构件7夹着平滑电容器3被设置在固定构件8的相反侧。固定构件8相对于贯通孔1a的壁面按压平滑电容器3,通过被按压的平滑电容器3,将导热构件7按压在贯通孔1a的壁面上。通过按压将平滑电容器3固定到冷却器1。在本实施方式中,将导热构件7配置在第一面侧的功率转换电路4一侧的贯通孔1a的壁面和平滑电容器3之间,将固定构件8配置在第一面侧的功率转换电路5一侧的贯通孔1a的壁面和平滑电容器3之间。导热构件7和固定构件8的配置不限于此,也可以相反地配置。固定构件8是例如具有弹簧功能的构件,并且是板弹簧。固定构件8不限于弹簧,也可以是形成为楔形的构件。通过将楔形的构件插入贯通孔1a中,能相对于贯通孔1a的壁面按压平滑电容器3。另外,在本实施方式中,设置了比贯通孔1a的壁面的高度要大的导热构件7以使贯通孔1a的壁面与平滑电容器3可靠地接触,但不限于此,也可以设置与贯通孔1a的壁面的高度相同大小的导热构件7。
如上所述,在实施方式7的功率转换装置100中,将导热构件7夹着平滑电容器3配置在固定构件8的相反侧,固定构件8相对于贯通孔1a的壁面按压平滑电容器3,通过被按压的平滑电容器3将导热构件7按压在贯通孔1a的壁面上,因此,平滑电容器3经由被按压的导热构件7与冷却面热连接,因此,能够进一步提高平滑电容器3的散热性能。此外,由于提高了平滑电容器3的散热性能,因此能使平滑电容器3小型化。此外,平滑电容器3的位置能容易地由固定构件8固定。
实施方式8.
对实施方式8所涉及的功率转换装置100进行说明。图13是表示实施方式8所涉及的功率转换装置100的概要的剖视图,是在与图1的A-A截面位置相同的位置切断的功率转换装置100的剖视图,图14是表示平滑电容器3的结构的图。实施方式8所涉及的功率转换装置100构成为在实施方式1所示的功率转换装置100的基础上,平滑电容器3具备共通连接构件。
如图14所示,平滑电容器3包括多个正极侧的电容器端子10、多个负极侧的电容器端子11、正极侧的共通连接构件12、负极侧的共通连接构件13、电容器元件14、正极端子连接构件15、和负极端子连接构件16。多个正极侧的电容器端子10是从平滑电容器3的主体部向外侧突出,并连接到多个功率转换电路的正极侧和直流电源的正极侧的端子。在图14中,连接到直流电源的正极侧的端子是正极侧的电容器端子10a。多个负极侧的电容器端子11是连接到多个功率转换电路的负极侧和直流电源的负极侧的端子。在图14中,连接到直流电源的负极侧的端子是负极侧的电容器端子11a。
正极侧的共通连接构件12是连接到多个正极侧的电容器端子10的构件。负极侧的共通连接构件13是连接到多个负极侧的电容器端子11的构件。正极端子连接构件15是连接正极侧的共通连接构件12和电容器元件14的正极侧端子的构件。负极端子连接构件16是连接负极侧的共通连接构件13和电容器元件14的负极侧端子的构件。正极侧的电容器端子10、负极侧的电容器端子11、正极侧的共通连接构件12、负极侧的共通连接构件13、正极端子连接构件15和负极端子连接构件16由例如电阻率较小且导电性优异的铜制成。
图13仅示出了从正极侧的电容器端子10形成的第一电容器端子3c、第二电容器端子3d、第三电容器端子3e,作为从平滑电容器3的主体部向外侧突出的端子。电容器元件14并联连接在功率转换电路和直流电源之间。通过这样构成,能使直流电流过共通连接构件的部分,仅使交流电流过电容器元件14。在本实施方式中,使用正极端子连接构件15和负极端子连接构件16连接电容器元件14和共通连接构件,但不限于此,可以将电容器元件14的端子直接连接到共通连接构件。
如上所述,在实施方式8的功率转换装置100中,平滑电容器3具有连接到多个正极侧的电容器端子10的正极侧的共通连接构件12和连接到多个负极侧的电容器端子11的负极侧的共通连接构件13,因此能够使直流电流过共通连接构件的部分,而仅使交流电流过电容器元件14,因而能够降低电容器元件14的损耗。由于降低了电容器元件14的损耗,因此能抑制电容器元件14的发热。由于抑制了电容器元件14的发热,因此能使平滑电容器3小型化。
另外,本申请虽然记载了各种示例性的实施方式以及实施例,但是1个或多个实施方式所记载的各种特征、方式及功能并不仅限于适用特定的实施方式,也可以单独适用于实施方式,或者进行各种组合来适用于实施方式。
因此,可以认为未例示的无数变形例也包含在本申请说明书所公开的技术范围内。例如,设为包括对至少一个构成要素进行变形、添加或省略的情况,以及提取至少一个构成要素并与其他实施方式的构成要素进行组合的情况。
标号说明
1冷却器、1a贯通孔、1b第一面、1c第二面、2制冷剂流路、3平滑电容器、3a第一突出部、3a1突出前端面、3b第二突出部、3b1突出前端面、3c第一电容器端子、3d第二电容器端子、3e第三电容器端子、3f连接器、3g连接器、3h连接器、4第一面侧的功率转换电路、4a功率转换电路端子、4b主体部、5第一面侧的功率转换电路、5a功率转换电路端子、5b主体部、6第二面侧的功率转换电路、6a功率转换电路端子、6b主体部、7导热构件、8固定构件、9散热构件、10正极侧的电容器端子、11负极侧的电容器端子、12正极侧的共通连接构件、13负极侧的共通连接构件、14电容器元件、15正极端子连接构件、16负极端子连接构件、100功率转换装置。
Claims (9)
1.一种功率转换装置,其特征在于,包括:
具有第一面和所述第一面相反侧的第二面的冷却器、
与所述第一面和所述第二面中的一方或两方热连接的多个功率转换电路、以及
与多个所述功率转换电路电连接的平滑电容器,
所述冷却器具有在所述第一面和所述第二面之间贯穿的贯通孔,
所述平滑电容器配置在所述贯通孔中,
在具有与所述第一面热连接的所述功率转换电路即第一面侧的功率转换电路的情况下,所述平滑电容器具有从所述第一面突出的第一突出部,所述第一面侧的功率转换电路与所述第一突出部电连接,
在具有与所述第二面热连接的所述功率转换电路即第二面侧的功率转换电路的情况下,所述平滑电容器具有从所述第二面突出的第二突出部,所述第二面侧的功率转换电路与所述第二突出部电连接。
2.如权利要求1所述的功率转换装置,其特征在于,
多个所述功率转换电路具有从所述功率转换电路的主体部向外侧突出的功率转换电路端子,
所述平滑电容器具有从所述平滑电容器的主体部向外侧突出的电容器端子,
所述功率转换电路端子和所述电容器端子电连接,所述功率转换电路和所述平滑电容器电连接。
3.如权利要求2所述的功率转换装置,其特征在于,
在包括所述第一面侧的功率转换电路的情况下,与所述第一面侧的功率转换电路的所述功率转换电路端子相连接的所述电容器端子从所述第一突出部的突出前端面向外侧突出地设置,
在包括所述第二面侧的功率转换电路的情况下,与所述第二面侧的功率转换电路的所述功率转换电路端子相连接的所述电容器端子从所述第二突出部的突出前端面向外侧突出地设置,
在垂直于所述第一面的方向上观察时,所述第一面侧的功率转换电路的所述功率转换电路端子在与所述第一突出部的突出前端面重叠的区域内与从所述第一突出部的突出前端面突出的所述电容器端子电连接,
在垂直于所述第二面的方向上观察时,所述第二面侧的功率转换电路的所述功率转换电路端子在与所述第二突出部的突出前端面重叠的区域内与从所述第二突出部的突出前端面突出的所述电容器端子电连接。
4.如权利要求2或3所述的功率转换装置,其特征在于,
所述功率转换电路端子和所述电容器端子进行焊接。
5.如权利要求2所述的功率转换装置,其特征在于,
在所述功率转换电路端子和所述电容器端子电连接的部位与所述冷却器之间设置有散热构件。
6.如权利要求1所述的功率转换装置,其特征在于,
多个所述功率转换电路具有从所述功率转换电路的主体部向外侧突出的功率转换电路端子,
所述平滑电容器具有连接器,该连接器设置有从外侧面向内侧凹进去的凹部,
所述功率转换电路端子的端部与所述连接器的凹部嵌合,所述功率转换电路端子与所述连接器电连接,并且所述功率转换电路与所述平滑电容器电连接。
7.如权利要求1至6中任一项所述的功率转换装置,其特征在于,
在所述贯通孔的壁面与所述平滑电容器之间设置有导热构件。
8.如权利要求1至6中任一项所述的功率转换装置,其特征在于,
在所述贯通孔的壁面和所述平滑电容器之间设置有导热构件和固定构件,
所述导热构件夹着所述平滑电容器配置在所述固定构件的相反侧,
所述固定构件相对于所述贯通孔的壁面按压所述平滑电容器,通过被按压的所述平滑电容器,将所述导热构件按压在所述贯通孔的壁面上。
9.如权利要求1至8中任一项所述的功率转换装置,其特征在于,
所述平滑电容器包括:
从所述平滑电容器的主体部向外侧突出并且与多个所述功率转换电路的正极侧和直流电源的正极侧相连接的多个正极侧的电容器端子、以及从所述平滑电容器的主体部向外侧突出并且与多个所述功率转换电路的负极侧和直流电源的负极侧相连接的多个负极侧的电容器端子;
与多个正极侧的所述电容器端子相连接的正极侧的共通连接构件;
与多个负极侧的所述电容器端子相连接的负极侧的共通连接构件;
电容器元件;
对所述正极侧的共通连接构件和所述电容器元件的正极侧端子进行连接的正极端子连接构件;以及
对所述负极侧的共通连接构件和所述电容器元件的负极侧端子进行连接的负极端子连接构件。
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