CN1600051A

CN1600051A - 供电装置

Info

Publication number: CN1600051A
Application number: CNA028241738A
Authority: CN
Inventors: 兵头淳
Original assignee: Toyo R&D Inc
Current assignee: Tokyo R&D Co Ltd; Toyo R&D Inc
Priority date: 2001-12-04
Filing date: 2002-11-28
Publication date: 2005-03-23
Anticipated expiration: 2022-11-28
Also published as: KR20040069319A; WO2003049518A1; US20050078454A1; CN1255012C; EP1463396A1; JP4217157B2; JPWO2003049518A1; US7151671B2; TW586343B; TW200301069A

Abstract

本发明涉及一种采用开关元件(20)的供电装置，上述供电装置包括具有导电性的第1散热器(30)，该第1散热器(30)安装有上述开关元件；第2散热器(40)，在该第2散热器(40)中，以电绝缘的方式安装有上述第1散热器，上述第1散热器用作上述开关元件的1个端子，上述第1散热器包括与外部端子(81，82)接触的突部(31)。

Description

供电装置

技术领域

本发明涉及采用开关元件的供电装置，本发明减小开关元件的散热的热阻，满意地确保上述装置的性能，并且形成合理的与外部端子的连接结构。

背景技术

向规定装置供电的供电装置采用开关元件而构成。该开关元件为不设置开闭触点，而使电路网具有开关功能的元件，作为其代表实例，列举有硅制的晶体管。特别是，供电用的开关元件必须要求某种程度的较大输出，作为抵抗发热的措施，将该开关元件安装于散热器上。

但是，最好，上述供电装置的性能更高，价格较低，具体来说，重要的方面在于开关元件的额定温度较高、与外部的端子的连接简单、结构简单、制造性和成本方面优良、重量轻并且小型。

本发明考虑这些诸条件而形成，本发明的目的在于提供一种供电装置，在该供电装置中，减小开关元件的散热的热阻，并且形成合理的与外部端子的连接结构。

发明内容

本申请所述的发明涉及一种采用开关元件的供电装置，其中上述供电装置包括具有导电性的第1散热器，该第1散热器安装有上述开关元件；第2散热器，在该第2散热器中，以电绝缘的方式安装有上述第1散热器，上述第1散热器用作上述开关元件的1个端子，上述第1散热器包括与外部端子接触的突部。如果采用这样的方案，可减小开关元件的散热的热阻，并且可形成合理的与外部端子的连接结构。

即，在开关元件中产生的热量从开关元件，传递到第1散热器，另外，从第1散热器，传递到第2散热器。接着，开关元件的散热性良好。

此外，第1散热器具有导电性，可用作开关元件的1个端子。另外，第1散热器具有与外部端子接触的突部，第1散热器和外部端子通过利用突部，正确地并且以良好的效率连接。

本申请所述的发明涉及上述的供电装置，上述第1散热器和第2散热器的相对面积，大于上述开关元件和第1散热器的相对面积。

如果将第1散热器和第2散热器电绝缘，则它们之间的热阻增加。故，按照本发明，第1散热器和第2散热器的相对面积按照大于开关元件和第1散热器的相对面积的方式设定，由此，确保从开关元件传递到第1散热器的热量，与从第1散热器传递到第2散热器的热量之间的平衡。

本申请所述的发明涉及上述的供电装置，上述第1散热器为呈L形而形成的金属板。

即，第1散热器可采用呈L形而形成的金属板。按照本发明，将这样的金属板安装于第2散热器上，从第2散热器立起的部位构成与外部端子接触的突部。

本申请所述的发明涉及上述的供电装置，其中在上述第1散热器的突部和上述外部端子上，分别设置连接器，通过将上述连接器之间接合，使上述突部和上述外部端子接触。

如果象这样，将连接器之间连接，使突部与外部端子接触，则供电装置与外部端子之间的连接作业容易，非常方便。

本申请所述的发明涉及上述的供电装置，其中上述供电装置包括多个上述开关元件和上述第1散热器，在至少1个上述第1散热器上，安装有电极的电位为相同电位的2个以上的开关元件。

如果象这样，将电极的电位为相同电位的多个开关元件安装于1个第1散热器上，则分别与这些开关元件的电极连接的布线是不需要的，其结构进一步简化。

附图说明

图1为本发明的具体实例，其为表示供电装置的主视图；

图2为本发明的具体实例，其为表示供电装置的右侧视图；

图3为本发明的具体实例，其为表示供电装置的俯视图；

图4为本发明的具体实例，其为表示供电装置的内部的主视图；

图5为本发明的具体实例，其为表示供电装置的内部的右侧视图；

图6为本发明的具体实例，其为表示开关元件、第1和第2散热器的主视图；

图7为本发明的具体实例，其为表示开关元件、第1和第2散热器的左侧视图；

图8为本发明的具体实例，其为表示开关元件、第1和第2散热器的仰视图；

图9为本发明的具体实例，其为表示第1散热器的突部和外部端子之间的连接的说明图；

图10为本发明的具体实例，图10(a)为表示第1散热器的主视图，图10(b)为右侧视图，图10(c)为仰视图；

图11为本发明的具体实例，图11(a)为表示第1散热器的主视图，图11(b)为右侧视图，图11(c)为仰视图；

图12为本发明的具体实例，图12(a)为表示端子部件的主视图，图12(b)为右侧视图，图12(c)为仰视图。

具体实施方式

下面根据附图，对本发明的具体实例进行具体描述。

图1～图12所示的本实例的供电装置1向DC电动机的线圈供电。该DC电动机为行驶用电动机，该行驶用电动机与作为电源的电池一起，装载于电动汽车上，根据驾驶员的运转操作，使汽车行驶。

象这些附图(作为代表为图4)所示的那样，供电装置1包括多个开关元件20；多个第1散热器30，该多个第1散热器30具有导电性，分别安装有1个或多个开关元件20；安装有多个第1散热器30的第2散热器40；介于第1散热器30和第2散热器40之间的绝缘片50；连接各开关元件20的端子21的电路衬底60；罩壳70，该罩壳70保持上述这些部件。在上述电路衬底60中，设置有与外部端子接触的端子部件61、控制器用连接器62、电容器63、线圈64、继电器65等。另外，图10所示的第1散热器30安装有1个开关元件20，图11所示的第1散热器30安装有多个开关元件20。

本实例的开关元件20为电压控制式的FET，该FET通过另一电极，对半导体中的电子的流动进行控制。电路衬底60分别对多个开关元件20的电压进行控制，由此，切换从电源朝向电动机线圈流动的电流。该控制信号从控制器用连接器62输入。

各第1散热器30用作开关元件20的1个端子，其包括与第2散热器40相对的部位与突部31，该突部31从该相对部位突出，与外部端子接触。在本实例的场合，第1散热器30为呈L形而形成的金属板，其中一个部位固定于第2散热器40上，并且从第2散热器40立起的另一种部位构成与外部端子接触的突部31。另外，第2散热器40是具有所需的面积的金属板。

在开关元件20中产生的热量传递给第1散热器30和第2散热器40，实现散热。特别是在本实例中，具有也从第1散热器30的突部31实现散热的优点。另外，第1散热器30和第2散热器40的相对面积考虑绝缘片50的热阻，按照大于开关元件20和第1散热器30的相对面积的方式设定。另外，也可在第2散热器40中设置散热片等的散热机构。如果采用该散热机构，则开关元件20的散热性进一步提高。

本实例的外部端子为电源侧的端子81和电动机侧的端子82(参照图9)，供电装置1象这样构成，即，邻接的多个第1散热器30的突部31与电源侧的端子81连接，并且另一第1散热器30的突部31和电路衬底60的端子部件61与电动机侧的端子82连接。在这里，在另一第1散热器30中，安装电极的电位为相同电位的多个开关元件20。即，由于1个第1散热器30用作多个开关元件20的电极，从而使结构简化。

此外，第1散热器30的突部31与外部端子之间的接触，以及电路衬底60的端子部件61和外部端子之间的接触通过下述方式实现，该方式为：将设置于突部31和端子部件61上的连接器与设置于外部端子上的连接器接合。具体来说，采用下述的方案，其中，在突部31和端子部件61上，安装有作为连接器的插座J，在电源侧的端子81和电动机侧的端子82上分别安装作为连接器的插头P，将各插头P插入到插座J中，由此，实现规定的接触。另外，本实例的插座J和插头P为耐热性优良的树脂制的部件。

另外，在罩壳70上，设置有第1开口部71以及第2开口部72，该第1开口部71使各第1散热器30的突部31和电路衬底60的端子部件61露出，该第2开口部72使电路衬底60的控制器用连接器62露出。突部31和端子部件61从第1开口部71向在罩壳70的外部突出，插座J嵌入第1开口部71的缘部。

还有，对于突部31、端子部件61，从避免与外部端子接触的部位的温度上升的方面来说，也可在适当部位开设孔部、缺口部。即，可通过开设孔部、缺口部，以某种程度防止从开关元件20，朝向突部31和外部端子的接触部位传递的热量。另外，在因孔部、缺口部的影响，突部31、端子部件61的强度稍稍变差这样的场合，可通过插座J，以抑制方式增强孔部、缺口部的周边。

在供电装置1的装配中，首先，通过采用装配架等方式，使开关元件20、第1散热器30、第2散热器40和绝缘片50定位，采用多个螺栓B(参照图4～图8)，将它们螺纹紧固。在各部件的所需部位，分别设置使上述螺栓B穿过的通孔和与螺栓B螺合的内螺纹部。

象这样，开关元件20以螺纹紧固的方式固定于第1散热器30上，第1散热器30以螺纹紧固的方式固定于第2散热器40上。在这里，由于第1散热器30和第2散热器40必须实现电绝缘，故螺栓B采用由绝缘体形成螺栓。或者，也可同时采用金属制的螺栓B和由绝缘体形成的螺栓。另外，作为开关元件20、第1散热器30和第2散热器40的固定方法，也可采用孔眼紧固、铆接等方式。

接着，相对开关元件20和第2散热器40，将固定有端子部件61、控制器用连接器62、电容器63、线圈64和继电器65等的电路衬底60定位，采用多个螺栓B将第2散热器40和电路衬底60以螺纹方式紧固，并且将开关元件20的端子21焊接于电路衬底60上。在第2散热器40和电路衬底60的所需部位，分别设置有使上述螺栓B穿过的通孔和与螺栓B螺合的内螺纹部。

然后，在第1散热器30的突部31和电路衬底60的端子部件61上安装插座J，另外，按照覆盖电路衬底60的方式安装罩壳70。

本实例的罩壳70支承于第2散热器40的缘部，开关元件20、第1散热器30、绝缘片50和电路衬底60接纳于由罩壳70和第2散热器40形成的外壳的内部。本供电装置1采用这样的罩壳70，形成组件。

另外，上述实施例以向DC电动机的线圈供电的供电装置为实例而进行描述，但是，本发明还可应用于向其它的电动机(比如DC无刷电动机)供电的供电装置、向电动机以外的装置供电的供电装置。另外，开关元件和第1散热器的个数、组合等对应于规定的接收供电装置而设定。

产业上的利用可能性

在本发明的供电装置中，减小开关元件的散热的热阻，并且使与外部端子的连接结构合理，一般适合用于以向DC电动机供电的供电装置为主要的供电装置。

Claims

1.一种采用开关元件的供电装置，其特征在于：

上述供电装置包括具有导电性的第1散热器，该第1散热器安装有上述开关元件；第2散热器，在该第2散热器中，以电绝缘的方式安装有上述第1散热器，上述第1散热器用作上述开关元件的1个端子；

上述第1散热器包括与外部端子接触的突部。

2.根据权利要求1所述的供电装置，其特征在于上述第1散热器和第2散热器的相对面积，大于上述开关元件和第1散热器的相对面积。

3.根据权利要求1或2所述的供电装置，其特征在于上述第1散热器为呈L形而形成的金属板。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的供电装置，其特征在于在上述第1散热器的突部和上述外部端子上，分别设置连接器，通过将上述连接器之间接合，使上述突部和上述外部端子接触。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的供电装置，其特征在于上述供电装置包括多个上述开关元件和上述第1散热器，在至少1个上述的第1散热器上，安装有电极的电位为相同电位的2个以上的开关元件。