CN214544075U - 电力转换装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种电力转换装置，该电力转换装置能够以较简易的制造过程，构成用于对安装于电路基板的功率半导体元件及线圈进行散热的散热结构。该电力转换装置具备：外壳，具有散热性，且具有以包围规定空间的方式形成的收纳部(11)；树脂材料(20)，具有导热性，填充于上述规定空间内；线圈(40)，配设于上述规定空间内；线圈外壳(41)，呈现与收纳部(11)嵌合的形状，容纳线圈(40)；以及功率半导体元件(50)，以沿着线圈外壳(41)的侧壁的方式配设，功率半导体元件(50)以散热面与收纳部(11)的侧壁抵接的状态，按压固定于收纳部(11)的侧壁与线圈外壳(41)的侧壁之间。
Description
技术领域
本实用新型涉及电力转换装置。
背景技术
以往，已知充电器或逆变器等电力转换装置。
一般而言，在这种电力转换装置中，要求对安装在电路基板上的电气部件(例如，功率半导体元件和线圈)采取散热措施，在现有技术的电力转换装置中采用如下结构：在由铝构件形成的壳体内容纳安装有电气部件的电路基板，使从电气部件产生的热经由壳体的壁部散发。在这样的现有技术的电力转换装置中，壳体的壁部作为散热件的底板而构成，传递至壳体的壁部的热经由设置于该壁部的外侧的散热件的散热片排出(例如，参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2017-108007号公报
实用新型内容
实用新型要解决的问题
本实用新型的设计者在专利文献1中提出了如下的散热结构：在这种电力转换装置中，在散热件的底板(即，壳体的壁部)上形成铝块，经由该铝块，来对在电路基板上所安装的电气部件(例如，功率半导体元件和线圈)进行散热。根据这样的散热结构，能够有效地从该电气部件将热散发，并且，能够容易地将该电气部件安装于壳体内。
但是，在专利文献1的现有技术的电力转换装置中采用了使用螺丝将功率半导体元件固定于铝块的结构。根据这样的结构，在将功率半导体元件固定于铝块之后，需要通过焊锡将该功率半导体元件与电路基板连接等工序，这成为制造过程的复杂化的主要因素。换言之，专利文献1的现有技术的电力转换装置在制造过程的观点上，存在改善的余地。
本实用新型是鉴于上述的问题而完成的，其目的在于，提供一种电力转换装置，该电力转换装置能够以较简易的制造过程，来构成用于对安装于电路基板的功率半导体元件及线圈进行散热的散热结构。
解决问题的方案
为了解决上述的问题，本实用新型主要提供一种电力转换装置，其具备：
外壳，具有散热性，且具有以将规定空间包围的方式形成的收纳部；
树脂材料，具有导热性，填充于所述规定空间内；
线圈，配设于所述规定空间内；
线圈外壳，呈现与所述收纳部嵌合的形状，容纳所述线圈；以及功率半导体元件，以沿着所述线圈外壳的侧壁的方式配设，
所述功率半导体元件以其散热面与所述收纳部的侧壁抵接的状态，按压固定于所述收纳部的侧壁与所述线圈外壳的侧壁之间。
可选地，所述外壳是散热件，该散热件具有底板和以包围所述底板上的规定空间的方式形成的所述收纳部。
可选地，该电力转换装置还具备电路基板，该电路基板配设于所述收纳部的上方，所述线圈安装于所述电路基板的下表面侧，所述功率半导体元件安装于所述电路基板的下表面侧。
可选地，所述收纳部的侧壁呈现相对于所述底板的上表面的法线方向倾斜的形状，所述线圈外壳的侧壁呈现朝向与所述收纳部的侧壁的倾斜方向相同的方向倾斜的形状。
可选地，所述功率半导体元件配设于在与该功率半导体元件嵌合的所述线圈外壳的所述侧壁上所形成的凹部内。
可选地，所述功率半导体元件在所述规定空间内，以自身的所述散热面与所述收纳部的侧壁抵接的状态，按压固定于所述收纳部的侧壁与所述线圈外壳的侧壁之间。
可选地，所述功率半导体元件在所述规定空间外，以自身的所述散热面与所述收纳部的侧壁抵接的状态，按压固定于所述收纳部的侧壁与所述线圈外壳的侧壁之间。
可选地，所述外壳在与所述收纳部相邻的位置具有第二收纳部，该第二收纳部以包围与所述规定空间相邻的第二规定空间的方式形成，所述功率半导体元件配设于填充有树脂材料的所述第二规定空间内，该树脂材料具有导热性。
可选地，所述散热件的所述底板构成该电力转换装置的壳体的壁部。
实用新型效果
根据本实用新型的电力转换装置，能够以较简易的制造过程，来构成用于对安装于电路基板的功率半导体元件及线圈进行散热的散热结构。
附图说明
图1是表示第一实施方式的电力转换装置的散热结构的图。
图2是表示第一实施方式的电力转换装置的散热结构的侧面剖视图。
图3是第一实施方式的电力转换装置的散热结构的分解立体图。
图4A是表示第一实施方式的电力转换装置的制造过程的图。
图4B是表示第一实施方式的电力转换装置的制造过程的图。
图4C是表示第一实施方式的电力转换装置的制造过程的图。
图4D是表示第一实施方式的电力转换装置的制造过程的图。
图5是表示第二实施方式的电力转换装置的散热结构的侧面剖视图。
图6是表示第三实施方式的电力转换装置的散热结构的侧面剖视图。
图7是表示第三实施方式的电力转换装置的散热结构的收纳部及第二收纳部的结构的俯视图。
图8是表示第四实施方式的电力转换装置的散热结构的侧面剖视图。
图9是表示第五实施方式的电力转换装置的散热结构的侧面剖视图。
附图标记说明
1 电力转换装置
10 散热件
11 收纳部
11a、11b 侧壁
11R 第二收纳部
11Rc 侧壁
12 底板
13 散热片
20 树脂材料
30 电路基板
40 线圈
40a 引线
41 线圈外壳
41a 侧壁
41aa凹部
41T 主体部
41R 延伸部
41Rb 侧壁
41Rc 施力弹簧
41L 另一个延伸部
50 功率半导体元件
50a 散热面
50b 引线
具体实施方式
下面，参照附图对本实用新型的优选的实施方式进行详细说明。应予说明，在本说明书及附图中，对于实质上具有相同的功能的构成要素，标以相同的附图标记而省略重复说明。
此外，下面，为了明确各结构的位置关系，将附图的上方方向称作“上方”，将附图的下方方向称作“下方”，来进行说明。但是，这些方向并不限定本实用新型的电力转换装置的使用时的姿势。
(第一实施方式)
[电力转换装置的散热结构]
下面，对本实施方式的电力转换装置的结构的一例进行说明。本实施方式的电力转换装置例如应用于如下的充电器，即，搭载于车辆且用于对车载电池进行充电的充电器。
图1是表示本实施方式的电力转换装置1的散热结构的图。图2是表示本实施方式的电力转换装置1的散热结构的侧面剖视图。图3是本实施方式的电力转换装置1的散热结构的分解立体图。
图1、图2示出了电力转换装置1的线圈40和功率半导体元件50固定于散热件10的收纳部11内的状态。此外，在图1、图3中，省略了电力转换装置1的壳体的描绘。
电力转换装置1具备：散热件10、树脂材料20、电路基板30、线圈40、线圈外壳41以及功率半导体元件50。
散热件10将线圈40和功率半导体元件50产生的热向电力转换装置1的外部排出。散热件10例如包括：用于支撑电路基板30的底板12、从底板12向下方突出的散热片13以及以向底板12的上方突出的方式形成的收纳部11。应予说明，在本实施方式中，散热件10是本实用新型的“外壳”的一例。
此外，散热件10例如与电力转换装置1的壳体一体地形成，底板12构成该壳体的壁部(参照图2)。而且，在电力转换装置1中，以使散热件10的散热片13位于制冷剂(例如，空气制冷剂)的通路内的方式进行配设。应予说明，制冷剂不限于空气制冷剂，也可以使用防冻液等液体制冷剂。
收纳部11在底板12上配设为包围该底板12上的规定空间(下面，称作“收纳部11的容纳空间”)的方式配设。收纳部11例如呈现上侧开放的中空的大致四棱柱形状。收纳部11例如以与底板12相同的金属材料(例如，铝材料)，与底板12一体地形成。
此外，收纳部11也可以由与底板12不为一体的构件形成。例如，收纳部11也可以通过焊锡连接于底板12，从而与底板12接合。
在收纳部11的容纳空间内，配设有树脂材料20、线圈40、线圈外壳41以及功率半导体元件50。在此，线圈外壳41以嵌入于收纳部11内的方式配设。而且，功率半导体元件50配设为，夹在收纳部11的侧壁11a与线圈外壳41的侧壁41a之间，且按压固定于收纳部11的侧壁11a与线圈外壳41的侧壁41a之间。即，收纳部11的侧壁中的一部分(图2中的侧壁11a)与功率半导体元件50(即，功率半导体元件50的散热面50a)抵接。
收纳部11的与功率半导体元件50抵接的侧壁11a呈现相对于底板12的上表面的法线方向倾斜的形状。更具体地，侧壁11a呈现如下形状，即，以随着靠近上方而收纳部11的容纳空间的剖面尺寸变大的方式倾斜的形状。由此，在将线圈外壳41嵌入收纳部11内时能够容易地进行两者的位置对准，而且，使得功率半导体元件50的固定状态稳定化。
树脂材料20是填充于收纳部11的容纳空间内的、具有导热性的树脂材料。作为树脂材料20，例如使用灌封材料。此外，作为树脂材料20，优选使用除了导热性以外，还具有绝缘性的树脂材料。
树脂材料20以与线圈40接触、且与散热件10的收纳部11及底板12接触的状态配设。由此，树脂材料20进行从线圈40的散热。即，树脂材料20在线圈40通电而发热时，将该线圈40的热传递至散热件10的收纳部11及底板12，由此进行从线圈40的散热。
另外，树脂材料20还与功率半导体元件50接触，还对从功率半导体元件50的散热进行辅助。但是，从功率半导体元件50的散热主要是经由功率半导体元件50的散热面50a所接触的收纳部11进行的。
电路基板30例如是PCB(Printed Circuit Board，印刷电路板)基板，安装有构成电力转换装置1的电路部的电气部件。在电路基板30的下表面侧安装有线圈40和功率半导体元件50。更详细地，在电路基板30上形成有通孔，线圈40和功率半导体元件50通过通孔插装技术安装于电路基板30。另外，在电路基板30上，形成有将在该电路基板30上所安装的电气部件彼此电连接的配线图案(未图示)。
电路基板30从收纳部11间隔开地配设于收纳部11的上方，且由支撑台(未图示)支撑并固定。此外，电路基板30以使自身的基板面与散热件10的底板12大致平行地延伸的方式配设。
线圈40例如是在充电器的内部电路中使用的电感元件。线圈40安装于电路基板30的下表面侧，从电路基板30向下方延伸，配设于收纳部11的容纳空间内。在本实施方式中，作为线圈40的一例，使用环形线圈。
线圈40是带引线部件，在线圈40的一端及另一端设置有引线40a。线圈40的引线40a从线圈40的主体部向上方延伸，通过焊锡连接于电路基板30。
线圈外壳41是容纳线圈40且对线圈40进行整形的绝缘性的外壳。线圈外壳41呈现与收纳部11嵌合的形状(更详细地，在将功率半导体元件50嵌入于凹部41aa的状态下与收纳部11嵌合的形状)，且嵌入于收纳部11内。此外，线圈外壳41例如呈现下侧开放的中空的大致四棱柱形状。
线圈外壳41的侧壁41a具有与功率半导体元件50嵌合的凹部41aa(参照图3)。而且，功率半导体元件50以嵌入于线圈外壳41的凹部41aa内的状态，按压固定于收纳部11的侧壁11a与线圈外壳41的侧壁41a之间。
在此，凹部41aa呈现向与收纳部11的侧壁11a的倾斜方向相同的方向倾斜的形状。此外，凹部41aa相对于电路基板30的基板面的法线方向倾斜的角度θ2，例如与收纳部11的侧壁11a相对于电路基板30的基板面的法线方向倾斜的角度θ1大致相同(参照图2)。
功率半导体元件50是在电力转换装置1的电路部内作为开关元件发挥功能的电力转换用的半导体部件。在本实施方式中，作为功率半导体元件50的一例，使用IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)、MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，金属氧化物半导体场效应晶体管)或二极管等分立器件(discrete device)。
功率半导体元件50安装于电路基板30的下表面侧，从该电路基板30向下方延伸，在收纳部11的容纳空间内，以沿着线圈外壳41的侧壁41a(在此是凹部41aa)的方式配设。功率半导体元件50例如是具有引线50b的DIP(Dual In-line Package，双列直插式封装)部件，呈现平板状的形状。功率半导体元件50的引线50b通过焊锡连接于电路基板30。此外，功率半导体元件50至少在一方侧的侧面具有用于对自身所产生的热进行散发的散热面50a。
功率半导体元件50以使散热面50a露出的方式嵌入于线圈外壳41的凹部41aa。而且，功率半导体元件50成为散热面50a(图2中的右侧面)与收纳部11的侧壁11a抵接的状态，且成为散热面50a的相反侧的面(图2中的左侧面)与线圈外壳41的侧壁41a抵接的状态。而且，功率半导体元件50在收纳部11的容纳空间内，按压固定于收纳部11的侧壁11a与线圈外壳41的侧壁41a(形成有凹部41aa的侧壁41a)之间。
由此，功率半导体元件50的散热面50a成为与收纳部11的侧壁11a紧贴的状态，功率半导体元件50所产生的热经由收纳部11排出至散热件10。
应予说明，在将功率半导体元件50嵌入于线圈外壳41的凹部41aa的状态下，将线圈外壳41嵌入于收纳部11内，由此来实现功率半导体元件50的按压固定(对于细节将在后面进行说明)。
此外，在本实施方式中，将散热件10作为本实用新型的“外壳”的一例而进行了说明，但本实用新型不限于此。也可以将散热件10与外壳分体设置。即，也可以构成为，电力转换装置1另外具有与散热件10不同的、呈散热性的外壳，通过在外壳的容纳空间内填充树脂材料20，从而对以与外壳的收纳部的侧壁抵接且沿着线圈外壳41的侧壁的方式配置的功率半导体元件50进行散热。
[电力转换装置的制造过程]
接着，参照图4A、图4B、图4C及图4D，对电力转换装置1的制造过程进行说明。应予说明，在此，仅对用于构成电力转换装置1的散热结构的制造过程进行说明。
图4A、图4B、图4C及图4D是表示电力转换装置1的制造过程的图。图4A、图4B、图4C及图4D按时间顺序依次示出了在电路基板30上安装线圈40和功率半导体元件50，将该线圈40和功率半导体元件50安装于收纳部11的容纳空间内时的各工序。此外，这一连串的工序例如由自动组装装置(未图示)执行。
首先，将已容纳于线圈外壳41中的线圈40安装于电路基板30(图4A)。
接着，将功率半导体元件50安装在电路基板30的安装有线圈40的面(图4B)。此时，以如下方式配设功率半导体元件50：以使散热面50a朝向外侧的状态，将功率半导体元件50嵌入于线圈外壳41的凹部41aa。由此，功率半导体元件50成为被定位且卡止于线圈外壳41的凹部41aa的状态。
而且，在该状态下，将线圈40的引线40a及功率半导体元件50的引线50b与电路基板30通过焊锡连接。应予说明，该焊锡连接工序例如以浸渍方式进行。
接着，将电路基板30移动到能使线圈40和功率半导体元件50进入收纳部11的容纳空间内的位置(图4C)。应予说明，例如，在将树脂材料20(例如，灌封材料)填充于收纳部11的容纳空间内之后，在该树脂材料20未固化的状态下进行该工序。
接着，将电路基板30压入至线圈外壳41与收纳部11嵌合的位置(图4D)。由此，线圈外壳41以将功率半导体元件50夹在线圈外壳41的侧壁41a与收纳部11的侧壁11a之间的状态，被嵌合固定。由此，功率半导体元件50被按压固定于线圈外壳41的侧壁41a与收纳部11的侧壁11a之间。而且，树脂材料20在该工序之后，随着时间的推移而固化。
此外，收纳部11的侧壁11a呈现如下形状，即，以随着靠近上方而收纳部11的容纳空间的剖面尺寸变大的方式倾斜的形状，线圈外壳41的侧壁41a(在此，凹部41aa)呈现向与收纳部11的侧壁11a的倾斜方向相同的方向倾斜的形状。因此，在图4D的工序中，在将线圈外壳41压入到收纳部11内时，横向的应力从线圈外壳41的侧壁41a作用于功率半导体元件50，功率半导体元件50以将自身的散热面50a按压到收纳部11的侧壁11a的状态被固定。
[效果]
如上所述，根据本实施方式的电力转换装置1，能够以简易的结构，来实现线圈40和功率半导体元件50的固定状态的稳定化以及线圈40和功率半导体元件50的较高的散热性能。
尤其是，根据本实施方式的电力转换装置1，能够不进行使用了螺丝的固定过程，而构成用于进行线圈40和功率半导体元件50的散热的散热结构，从能够使制造过程简化这一点来看，是有用的。另外，由此，不需要设置用于固定线圈40和功率半导体元件50的分体的固定部件，因此从能够减少部件个数且能够省略用于设置该固定部件的空间这一点来看，也是有用的。
(第二实施方式)
接着，参照图5，对第二实施方式的电力转换装置1进行说明。本实施方式的电力转换装置1的散热结构与第一实施方式的电力转换装置1的散热结构的不同之处在于，功率半导体元件50固定于收纳部11的容纳空间的外侧。此外，对于与第一实施方式相同的结构，省略说明(同样适用于下面的其他实施方式)。
图5是表示第二实施方式的电力转换装置1的散热结构的侧面剖视图。
在本实施方式中，功率半导体元件50以使自身的散热面50a与收纳部11的容纳空间的外侧的侧壁11b抵接的方式，配设于收纳部11的容纳空间的外侧。而且，功率半导体元件50在容纳空间的外侧，被按压固定于收纳部11的侧壁11b与线圈外壳41的延伸部41R的侧壁41Rb之间。
在此，本实施方式的线圈外壳41除了具有容纳线圈40的主体部40T以外，还具有从该主体部40T延伸至与收纳部11的容纳空间的外侧的侧壁11b相对的位置的延伸部41R。即，延伸部41R以从主体部40T跨过收纳部11而延伸至容纳空间外的方式形成。
延伸部41R例如呈现如下形状，即，在主体部41T嵌入于收纳部11的容纳空间内时，与收纳部11的一部分嵌合的形状。换言之，延伸部41R呈现在与主体部41T之间将收纳部11的一部分和功率半导体元件50夹入的形状。以在主体部41T嵌入于收纳部11的容纳空间内时，将收纳部11的一部分和功率半导体元件50夹入主体部41T与延伸部41R之间的方式，由延伸部41R的侧壁41Rb将功率半导体元件50按压固定于收纳部11的容纳空间的外侧的侧壁11b。
此外，收纳部11的与功率半导体元件50抵接的侧壁11b呈现相对于底板12的上表面的法线方向倾斜的形状。更具体地，侧壁11b呈现如下形状：以随着靠近上方而形成侧壁11b的收纳部11的壁部的宽度逐渐变小的方式倾斜。由此，在将线圈外壳41压入到收纳部11内时，横向的应力从线圈外壳41的延伸部41R的侧壁41Rb作用于功率半导体元件50，功率半导体元件50以将自身的散热面50a按压到收纳部11的侧壁11b的状态被固定(参照图5中的箭头)。
如上所述，根据本实施方式的电力转换装置1，能够缩小壳体内的收纳部11所占的面积。但是，在本实施方式的电力转换装置1的结构中，功率半导体元件50不与树脂材料20接触，因此从功率半导体元件50的散热性能的观点考虑，优选为第一实施方式的电力转换装置1的结构。
(第三实施方式)
接着，参照图6和图7，对第三实施方式的电力转换装置1进行说明。本实施方式的电力转换装置1与第二实施方式的电力转换装置1的不同之处在于，散热件10具有与收纳部11相邻的第二收纳部部11R。
图6是表示第三实施方式的电力转换装置1的散热结构的侧面剖视图。图7是表示第三实施方式的电力转换装置1的散热结构的收纳部11及第二收纳部11R的结构的俯视图。应予说明，图7中仅示出了散热件10的结构。
追加收纳部11R例如是与收纳部11同样地呈现中空的大致四棱柱状的金属构件。第二收纳部11R在底板12上，与收纳部11所形成的容纳空间(下面，称作“第一容纳空间”)相邻地，形成容纳与线圈40不同的电气部件(未图示)的容纳空间(下面，称作“第二容纳空间”)。在此，第二收纳部11R与收纳部11共用在两者之间存在的壁部。
在第二收纳部11R所形成的第二容纳空间内配设有树脂材料20。另外，典型地，在该第二容纳空间内容纳有与在电路基板30上所安装的线圈40不同的电气部件(例如，电容器)。
在本实施方式中，功率半导体元件50配设于第二容纳空间内，以使功率半导体元件50自身的散热面50a与存在于第二收纳部11R与收纳部11之间的壁部的侧壁11b抵接的状态，按压固定于线圈外壳41的延伸部41R的侧壁41Rb与收纳部11的侧壁11b之间。
如上所述，根据本实施方式的电力转换装置1，能够使功率半导体元件50与树脂材料20接触，因此与第二实施方式的电力转换装置1相比，能够提高功率半导体元件50的散热性能。
(第四实施方式)
接着，参照图8，对第四实施方式的电力转换装置1进行说明。本实施方式的电力转换装置1与第三实施方式的电力转换装置1的不同之处在于，在以线圈外壳41的延伸部41R对功率半导体元件50进行按压固定时利用施力弹簧41Rc的推压力。
图8是表示第四实施方式的电力转换装置1的散热结构的侧面剖视图。
本实施方式的线圈外壳41的延伸部41R在对功率半导体元件50进行按压固定的侧壁41Rb的第二面、即第一面的相反侧的面，具有施力弹簧41Rc。施力弹簧41Rc配设于如下位置，即，在线圈外壳41的主体部41T嵌入于收纳部11的第一容纳空间内时，与第二收纳部11R的侧壁11Rc相对的位置。而且，施力弹簧41Rc在线圈外壳41的主体部41T嵌入于收纳部11的容纳空间内时，与第二收纳部11R的侧壁11Rc接触，通过自身的推压力，向收纳部11的侧壁11b存在的方向，即，按压固定功率半导体元件50的方向，推压线圈外壳41的延伸部41R。
此外，在本实施方式中，线圈外壳41的延伸部41R也可以是不与收纳部11嵌合的形状。这是因为，即使是这样的形状，也能够通过施力弹簧41Rc的推压力，对功率半导体元件50进行按压固定。
如上所述，根据本实施方式的电力转换装置1，能够使功率半导体元件50的固定状态稳定化。
(第五实施方式)
接着，参照图9，对第五实施方式的电力转换装置1进行说明。本实施方式的电力转换装置1与第二实施方式的电力转换装置1的不同之处在于，在线圈外壳41的延伸部41R的相反侧设置有另一个延伸部41L。
另一个延伸部41L与延伸部41R同样地延伸至收纳部11的容纳空间的外侧的侧壁。本实施方式的线圈外壳41的结构如下：以由延伸部41R和另一个延伸部41L将收纳部11的外侧的侧壁夹入的方式，与收纳部11嵌合。
此外，在本实施方式的电力转换装置1中，是线圈外壳41通过延伸部41R和另一个延伸部41L与收纳部11嵌合的结构，因此线圈外壳41的主体部41T也可以不是在收纳部11内嵌合的形状。
(其他的实施方式)
本实用新型不限于上述实施方式，可以考虑各种变形方式。
在上述实施方式中，作为线圈40的一例，示出了环形线圈40，但在本实用新型中，线圈40的种类可以是任意的。例如，线圈40也可以是构成变压器的线圈40。
另外，在上述实施方式中，作为功率半导体元件50的一例，示出了分立器件，但作为功率半导体元件50，也可以使用将多个IGBT等容纳在一个封装件内而成的模块部件。
另外，在上述实施方式中，作为电路基板30的支撑结构的一例，示出了电路基板30由在电力转换装置1的壳体内所设置的支撑台支撑并固定的形态。但是，电路基板30的支撑结构可以是任意的，也可以设为支撑固定于散热件10的收纳部11的结构。
另外，在上述实施方式中，作为线圈外壳41的一例，示出了具有凹部41aa的形状。但是，线圈外壳41只要是与散热件10的收纳部11嵌合的形状即可，也可以是不具有凹部41aa的形状。在该情况下，对于功率半导体元件50，只要设为通过粘接材料等暂时固定于线圈外壳41的侧壁41a的状态即可。
另外，在上述实施方式中，作为电力转换装置1的应用例，示出了充电器。但是，本实用新型的电力转换装置1的应用对象可以是任意的，也可应用于逆变器或DCDC转换器等。
以上，对本实用新型的具体例进行了详细说明，但这些不过是例示，并非对权利要求进行限定。权利要求所述的技术中包括对以上所例示的具体例进行的各种变形和变更。
工业实用性
根据本实用新型的电力转换装置，能够以较简易的制造过程，构成用于对安装于电路基板的功率半导体元件及线圈进行散热的散热结构。
Claims (9)
1.一种电力转换装置，其特征在于，具备：
外壳，具有散热性，且具有以将规定空间包围的方式形成的收纳部；
树脂材料，具有导热性，填充于所述规定空间内；
线圈，配设于所述规定空间内；
线圈外壳，呈现与所述收纳部嵌合的形状，容纳所述线圈；以及
功率半导体元件，以沿着所述线圈外壳的侧壁的方式配设，
所述功率半导体元件以其散热面与所述收纳部的侧壁抵接的状态，按压固定于所述收纳部的侧壁与所述线圈外壳的侧壁之间。
2.如权利要求1所述的电力转换装置，其特征在于，
所述外壳是散热件，该散热件具有底板和以包围所述底板上的规定空间的方式形成的所述收纳部。
3.如权利要求1所述的电力转换装置，其特征在于，
还具备电路基板，该电路基板配设于所述收纳部的上方，
所述线圈安装于所述电路基板的下表面侧，
所述功率半导体元件安装于所述电路基板的下表面侧。
4.如权利要求2所述的电力转换装置，其特征在于，
所述收纳部的侧壁呈现相对于所述底板的上表面的法线方向倾斜的形状，
所述线圈外壳的侧壁呈现朝向与所述收纳部的侧壁的倾斜方向相同的方向倾斜的形状。
5.如权利要求1所述的电力转换装置，其特征在于，
所述功率半导体元件配设于在与该功率半导体元件嵌合的所述线圈外壳的所述侧壁上所形成的凹部内。
6.如权利要求1所述的电力转换装置，其特征在于，
所述功率半导体元件在所述规定空间内，以自身的所述散热面与所述收纳部的侧壁抵接的状态，按压固定于所述收纳部的侧壁与所述线圈外壳的侧壁之间。
7.如权利要求1所述的电力转换装置，其特征在于，
所述功率半导体元件在所述规定空间外，以自身的所述散热面与所述收纳部的侧壁抵接的状态，按压固定于所述收纳部的侧壁与所述线圈外壳的侧壁之间。
8.如权利要求7所述的电力转换装置，其特征在于，
所述外壳在与所述收纳部相邻的位置具有第二收纳部，该第二收纳部以包围与所述规定空间相邻的第二规定空间的方式形成，
所述功率半导体元件配设于填充有树脂材料的所述第二规定空间内，该树脂材料具有导热性。
9.如权利要求2所述的电力转换装置，其特征在于，
所述散热件的所述底板构成该电力转换装置的壳体的壁部。
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|---|---|---|---|---|
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Families Citing this family (1)
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|---|---|---|---|---|
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Family Cites Families (22)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4707726A (en) * | 1985-04-29 | 1987-11-17 | United Technologies Automotive, Inc. | Heat sink mounting arrangement for a semiconductor |
| JPH01100488U (zh) * | 1987-12-24 | 1989-07-05 | ||
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| US4972294A (en) * | 1989-04-03 | 1990-11-20 | Motorola, Inc. | Heat sink clip assembly |
| DE4012180C1 (zh) * | 1990-04-14 | 1991-08-01 | Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart, De | |
| US5309979A (en) * | 1993-06-08 | 1994-05-10 | Delco Electronics Corp. | Self clamping heat sink assembly |
| US6549409B1 (en) * | 2000-08-21 | 2003-04-15 | Vlt Corporation | Power converter assembly |
| US8164406B2 (en) * | 2006-05-26 | 2012-04-24 | Delta Electronics, Inc. | Transformer |
| DE102008048977B4 (de) * | 2008-09-25 | 2019-10-10 | Wilo Se | Elektronische Kompaktbaugruppe |
| JP2012161177A (ja) * | 2011-02-01 | 2012-08-23 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 電力変換装置 |
| JP5634621B2 (ja) * | 2011-11-30 | 2014-12-03 | 三菱電機株式会社 | 半導体装置、及び車載用電力変換装置 |
| JP5823020B2 (ja) * | 2012-03-19 | 2015-11-25 | 三菱電機株式会社 | 電力変換装置 |
| JP2013201377A (ja) * | 2012-03-26 | 2013-10-03 | Panasonic Corp | リアクトル装置 |
| CH707611B1 (de) * | 2013-08-19 | 2014-08-29 | Rauscher & Stoecklin Ag | Mehrkammersystem für kompakte Elektroanlagen. |
| CN108370653B (zh) * | 2015-11-04 | 2020-05-12 | 普瑞有限公司 | 一种汽车电力电子组件 |
| JP6726862B2 (ja) * | 2015-12-10 | 2020-07-22 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 発熱電子部品の放熱装置、および車載充電器 |
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| CN112042092B (zh) * | 2018-04-25 | 2024-03-01 | 松下知识产权经营株式会社 | 电源装置 |
| DE112019006498T5 (de) * | 2018-12-26 | 2021-11-11 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Stromrichtvorrichtung |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117219521A (zh) * | 2023-09-27 | 2023-12-12 | 上海泛腾半导体技术有限公司 | 一种半导体安装方法 |
Also Published As
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