DE102016103945A1 - Leistungswandlungsvorrichtung - Google Patents

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Masakazu Gekinozu
Shun FUKUCHI
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Abstract

Eine Leistungswandlungsvorrichtung, die Folgendes enthält: ein Chassis, in dem eine Wärmesenke aufgenommen ist und innerhalb dessen ein oberer Raum über der Wärmesenke, ein unterer Raum unter der Wärmesenke und ein vertikal strömungsverbindender Raum, der von einem unteren Teil zu einem oberen Teil des Chassis kommuniziert, gebildet sind; ein erstes Substrat, das von dem unteren Raum zu dem vertikal strömungsverbindenden Raum angeordnet ist, wobei Wärme einer Komponente, die auf dem ersten Substrat montiert ist, zu der Wärmesenke übertragen wird; ein zweites Substrat, das in dem oberen Raum angeordnet ist, wobei Wärme einer Komponente, die auf dem zweiten Substrat montiert ist, zu der Wärmesenke übertragen wird; eine Verdrahtung, die das erste Substrat mit dem zweiten Substrat verbindet und durch den vertikal strömungsverbindenden Raum verläuft; und eine hohe elektronische Komponente, die höher ist als Höhen des oberen Raums und des unteren Raums, die auf dem ersten Substrat montiert ist, und die in dem vertikal strömungsverbindenden Raum angeordnet ist.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Leistungswandlungsvorrichtung, in der eine selbst-erwärmende elektronische Komponente und eine hohe elektronische Komponente auf einem Substrat montiert sind, das in einem Chassis untergebracht ist.
  • Allgemeiner Stand der Technik
  • In einer Leistungswandlungsvorrichtung, wie zum Beispiel einem in einen Pkw eingebauten Wechselstrom-Gleichstrom-Wandler, ist ein Substrat, auf dem ein Halbleiter-Schaltelement zur Leistungswandlung montiert ist, in einem Chassis angeordnet. Das Halbleiter-Schaltelement ist ein wärmeerzeugendes Element, weshalb es effizient gekühlt werden muss.
  • PTL 1 beschreibt eine Wärme freisetzende Struktur, bei der ein hervorstehender Teil zur Wärmeleitung integral auf einer Innenfläche eines Gehäuses, das aus einem wärmeleitfähigen Harz besteht, ausgebildet ist und ein wärmeerzeugendes Element, das auf einem Substrat montiert ist, in direktem Kontakt mit dem hervorstehenden Teil zur Wärmeleitung steht oder das wärmeerzeugende Element mit dem hervorstehenden Teil zur Wärmeleitung über ein Wärme freisetzendes Element in Kontakt steht, so dass die Wärme des wärmeerzeugenden Elements durch den hervorstehenden Teil zur Wärmeleitung zu dem Gehäuse hin freigesetzt wird und ein effizientes Abkühlen des wärmeerzeugenden Elements ausgeführt wird.
  • Zitierungsliste
  • Patentliteratur
    • PTL 1: JP Patent Nr. 5093481
  • Kurzdarstellung der Erfindung
  • Technisches Problem
  • Eine in einen Pkw eingebaute Leistungswandlungsvorrichtung muss verkleinert werden. Jedoch sind in einer Leistungswandlungsvorrichtung, die die Wärme freisetzende Struktur von PTL 1 verwendet, alle elektronischen Komponenten, einschließlich eines wärmeerzeugenden Elements, auf ein und demselben Substrat montiert, und es muss ein großes Substrat verwendet werden, weshalb es schwierig ist, die Leistungswandlungsvorrichtung zu verkleinern.
  • Einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung liegt das oben dargelegte Problem zugrunde, und eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung einer Leistungswandlungsvorrichtung, die in der Lage ist, eine wärmeerzeugende elektronische Komponente effizient zu kühlen, während sie gleichzeitig verkleinert werden kann.
  • Lösung des Problems
  • Um die oben dargelegte Aufgabe zu erfüllen, wird gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Leistungswandlungsvorrichtung bereitgestellt, die Folgendes enthält: eine Wärmesenke; ein Chassis, in dem die Wärmesenke aufgenommen ist und innerhalb dessen ein oberer Raum über der Wärmesenke, ein unterer Raum unter der Wärmesenke und ein vertikal strömungsverbindender Raum, der eine Strömungsverbindung von einem unteren Teil des Chassis zu einem oberen Teil des Chassis herstellt, gebildet sind, wobei die Wärmesenke außerhalb des vertikal strömungsverbindenden Raumes angeordnet ist; ein erstes Substrat, das von dem unteren Raum zu dem vertikal strömungsverbindenden Raum angeordnet ist, wobei Wärme einer ersten wärmeerzeugenden elektronischen Komponente, die auf dem ersten Substrat montiert ist, zu der Wärmesenke übertragen wird; ein zweites Substrat, das in dem oberen Raum angeordnet ist, wobei Wärme einer zweiten wärmeerzeugenden elektronischen Komponente, die auf dem zweiten Substrat montiert ist, zu der Wärmesenke übertragen wird; eine Verdrahtung, die dafür konfiguriert ist, das erste Substrat elektrisch mit dem zweiten Substrat zu verbinden, wobei die Verdrahtung so angeordnet ist, dass sie durch den vertikal strömungsverbindenden Raum verläuft; und eine hohe elektronische Komponente, die höher ist als eine Höhe des oberen Raums und eine Höhe des unteren Raums, wobei die hohe elektronische Komponente so auf dem ersten Substrat montiert ist, dass sie in dem vertikal strömungsverbindenden Raum angeordnet ist.
  • Nutzeffekte der Erfindung
  • Da bei der Leistungswandlungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Wärme der ersten wärmeerzeugenden elektronischen Komponente, die auf dem ersten Substrat montiert ist, zu der Wärmesenke übertragen wird und die Wärme der zweiten wärmeerzeugenden elektronischen Komponente, die auf dem zweiten Substrat montiert ist, zu der Wärmesenke übertragen wird, kann die Abkühleffizienz erhöht werden.
  • Weil des Weiteren das erste Substrat und das zweite Substrat so angeordnet sind, dass sie die Wärmesenke von oben und von unten zwischen sich aufnehmen, und die hohe elektronische Komponente in dem vertikal strömungsverbindenden Raum angeordnet ist, der eine große Höhe in der vertikalen Richtung aufweist, in dem die Wärmesenke nicht vorhanden ist, kann eine kleine Leistungswandlungsvorrichtung bereitgestellt werden, deren Gehäusevolumen reduziert ist.
  • Die Aufgabe und die Vorteile der Erfindung werden mittels der Elemente und Kombinationen, die im Einzelnen in den Ansprüchen herausgestellt sind, realisiert und erhalten. Es versteht sich, dass sowohl die vorangegangene allgemeine Beschreibung als auch die folgende detaillierte Beschreibung beispielhaft und erläuternd sind und die Erfindung nicht einschränken.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 ist ein Schaltbild, das eine Leistungswandlungssteuereinheit einer Leistungswandlungsvorrichtung einer ersten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
  • 2 ist eine Seitenansicht, die eine innere Struktur der Leistungswandlungsvorrichtung der ersten Ausführungsform veranschaulicht; und
  • 3 ist eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht, die die innere Struktur der Leistungswandlungsvorrichtung der ersten Ausführungsform veranschaulicht.
  • Beschreibung von Ausführungsformen
  • Als Nächstes wird eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. In der folgenden Beschreibung der Zeichnungen werden die gleichen oder ähnliche Abschnitte durch die gleichen oder ähnliche Bezugszahlen bezeichnet. Es ist anzumerken, dass die Zeichnungen schematisch sind und eine Beziehung zwischen einer Dicke und einer flachen Abmessung, ein Verhältnis der Dicken von jeweiligen Schichten und dergleichen von den tatsächlichen verschieden sind. Dementsprechend sind die konkreten Dicken, Abmessungen und dergleichen anhand der folgenden Beschreibung zu bestimmen. Außerdem ist es gewiss, dass einige Abschnitte andere Abmessungsbeziehungen und Verhältnisse zwischen den Zeichnungen haben.
  • Des Weiteren veranschaulicht die folgende erste Ausführungsform Vorrichtungen und Verfahren zum Verkörpern des technischen Gedankens der vorliegenden Erfindung, und der technische Gedanke der vorliegenden Erfindung beschränkt nicht das Material, die Form, die Struktur, die Anordnung und dergleichen einer Komponente auf das unten Beschriebene. Dem technischen Gedanken der vorliegenden Erfindung können innerhalb des durch die Ansprüche definierten technischen Geltungsbereichs verschiedene Änderungen hinzugefügt werden.
  • Im Weiteren wird eine einzelne Ausführungsform einer Leistungswandlungsvorrichtung gemäß einem einzelnen Modus der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die jeweiligen Zeichnungen beschrieben.
  • 1 veranschaulicht eine Leistungswandlungssteuereinheit 1, die eine Leistungswandlungsvorrichtung der ersten Ausführungsform konfiguriert, die als ein Wechselstrom-Gleichstrom-Wandler verwendet wird.
  • In der Leistungswandlungssteuereinheit 1 ist eine Wechselstromquelle 3 mit einem Wechselstromeingangsanschluss 2 verbunden. Der Wechselstromeingangsanschluss 2 ist über einen Spannungsspitzenabsorptionskreis 4, ein Rauschfilter 5, einen Einschaltstromstoßvermeidungskreis 6, eine Drossel 7, ein erstes Halbleiterbauelement 8, einen Volumenkondensator 9 und ein zweites Halbleiterbauelement 10 mit einer Primärwicklung 11a eines Transformators 11 verbunden.
  • Eine Sekundärwicklung 11b des Transformators 11 ist über eine erste Gleichrichterdiode 12, eine zweite Gleichrichterdiode 13, einen Glättungskondensator 14 und ein Rauschfilter 15 mit einem Gleichstromausgangsanschluss 16 verbunden. Eine Last ist mit dem Gleichstromausgangsanschluss 16 verbunden.
  • Ein integrierter Schaltkreis 20 zur Stromquellensteuerung enthält einen ersten Spannungsdetektionskreis 21, der zwischen dem Einschaltstromstoßvermeidungskreis 6 und der Drossel 7 verbunden ist, einen ersten Stromdetektionskreis 22, der zwischen der Drossel 7 und dem ersten Halbleiterbauelement 8 verbunden ist, einen ersten Treiberkreis 23, der mit dem ersten Halbleiterbauelement 8 verbunden ist, einen zweiten Spannungsdetektionskreis 24, der zwischen dem ersten Halbleiterbauelement 8 und dem Volumenkondensator 9 verbunden ist, einen zweiten Treiberkreis 25, der mit dem zweiten Halbleiterbauelement 10 verbunden ist, einen zweiten Stromdetektionskreis 26 und einen dritten Spannungsdetektionskreis 27, die zwischen dem Glättungskondensator 14 und dem Rauschfilter 15 verbunden sind, einen ersten Steuerkreis 28, der dafür konfiguriert ist, den ersten Spannungsdetektionskreis 21, den ersten Stromdetektionskreis 22, den ersten Treiberkreis 23 und den zweiten Spannungsdetektionskreis 24 zu steuern, und einen zweiten Steuerkreis 29, der dafür konfiguriert ist, den zweiten Treiberkreis 25, den zweiten Stromdetektionskreis 26 und den dritten Spannungsdetektionskreis 27 zu steuern.
  • 2 veranschaulicht eine innere Struktur einer Leistungswandlungsvorrichtung 30 der ersten Ausführungsform.
  • In der Leistungswandlungsvorrichtung 30 ist eine Wärmesenke 32 innerhalb eines rechteckigen, parallelepiped-förmigen Chassis 31 angeordnet. Die Wärmesenke 32 erstreckt sich von einem Ende in der Längsrichtung zur Mitte auf der Seite des anderen Endes in der Längsrichtung.
  • Das Chassis 31 enthält ein rechteckiges, parallelepiped-förmiges Gehäuse 33, das am oberen Teil und am unteren Teil öffnet, eine obere Abdeckung 34, die die obere Öffnung des Gehäuses 33 bedeckt, und eine untere Abdeckung 35, die die untere Öffnung des Gehäuses bedeckt.
  • Die Wärmesenke 32 wird zum Beispiel durch Druckguss von Aluminium oder einer Aluminiumlegierung mit einer hohen Wärmeleitfähigkeit gebildet, und wird so gebildet, dass sie mit einer Seitenwand 33a des Gehäuses in der Längsrichtung verbunden ist und sich in Richtung der anderen Seitenwand 33b erstreckt, wobei sie mit der anderen Seitenwand 33b einen Raum (den unten beschriebenen vertikal strömungsverbindenden Raum S3) bildet.
  • Die Oberseite der Wärmesenke 32 ist flach ausgebildet (im Weiteren als Kühlungsoberseite 32a bezeichnet), und darüber hinaus ist eine Kühlungsunterseite 32b nahe der unteren Abdeckung 35 ausgebildet, weil die Wärmesenke 32 so ausgebildet ist, dass die Abmessung in der vertikalen Richtung auf der Seite des vertikal strömungsverbindenden Raums S3 größer wird.
  • Ein Fluidkreislaufpfad (in der Zeichnung nicht veranschaulicht) ist innerhalb der Wärmesenke 32 so ausgebildet, dass ein Kühlfluid innerhalb der Wärmesenke 32 zirkuliert. Wie in 3 veranschaulicht, ist an der einen Seitenwand 33a eine Fluidzufuhröffnung 36a zum Zuführen des Kühlfluids zu dem Fluidkreislaufpfad ausgebildet, und eine Fluidauslassöffnung 36b zum Abgeben des Kühlfluid, das den Fluidkreislaufpfad durchquert hat, nach draußen ist ausgebildet.
  • Wie in 2 veranschaulicht, sind ein unterer Raum S1 unter der Wärmesenke 32, ein oberer Raum S2 über der Wärmesenke 32 und der oben beschriebene vertikal strömungsverbindende Raum S3 innerhalb des Chassis 31 angeordnet. Der vertikal strömungsverbindende Raum S3, in dem die Wärmesenke 32 nicht vorhanden ist, bildet eine Strömungsverbindung von dem unteren Teil zu dem oberen Teil des Inneren des Chassis 31.
  • Ein erstes Substrat 37 bis drittes Substrat 39, auf denen die oben beschriebenen elektronischen Komponenten und der integrierte Schaltkreis 20, die die Leistungswandlungssteuereinheit 1 bilden, montiert sind, sind in dem unteren Raum S1, dem oberen Raum S2 und dem vertikal strömungsverbindenden Raum S3 angeordnet.
  • Das erste Substrat 37 ist von dem unteren Raum S1 zu dem vertikal strömungsverbindenden Raum S3 angeordnet. Wie ebenfalls in 3 veranschaulicht, sind der Spannungsspitzenabsorptionskreis 4, das Rauschfilter 5, der Einschaltstromstoßvermeidungskreis 6, die Drossel 7, das erste Halbleiterbauelement 8, der Volumenkondensator 9 und das zweite Halbleiterbauelement 10 der Leistungswandlungssteuereinheit 1 auf dem ersten Substrat 37 montiert.
  • Wie in 2 veranschaulicht, ist das zweite Substrat 38 in dem oberen Raum S2 angeordnet. Wie in 3 veranschaulicht, sind die erste Gleichrichterdiode 12, die zweite Gleichrichterdiode 13, der Glättungskondensator 14 und das Rauschfilter 15 der Leistungswandlungssteuereinheit 1 auf dem zweiten Substrat 38 montiert.
  • Der Transformator 11 der Leistungswandlungssteuereinheit 1 ist in dem oberen Raum S2 in einem Zustand angeordnet, in dem die Unterseite des Transformators 11 in Oberflächenkontakt mit der Kühlungsoberseite 32a der Wärmesenke 32 steht.
  • Sowohl das erste Halbleiterbauelement 8 als auch das zweite Halbleiterbauelement 10, die auf dem ersten Substrat montiert 37 sind, enthalten zwei Halbleiterelemente 40.
  • Das Halbleiterelement 40 enthält einen Elementkörper 40a und mehrere Leitungsanschlüsse 40b, die sich von dem Elementkörper 40a abwärts erstrecken und mit dem ersten Substrat 37 verbunden sind, und der Elementkörper 40a ist so befestigt, dass er in Oberflächenkontakt mit der Kühlungsunterseite 32b der Wärmesenke 32 steht.
  • Sowohl die erste Gleichrichterdiode 12 als auch die zweite Gleichrichterdiode 13, die auf dem zweiten Substrat 38 montiert sind, enthalten ebenfalls zwei Halbleiterelemente 41.
  • Das Halbleiterelement 41 enthält einen Elementkörper 41a und mehrere Leitungsanschlüsse 41b, die sich von dem Elementkörper 41a aufwärts erstrecken und mit dem zweiten Substrat 38 verbunden sind, und der Elementkörper 41a ist so befestigt, dass er in Oberflächenkontakt mit der Kühlungsoberseite 32a der Wärmesenke 32 steht.
  • Außerdem ist der Volumenkondensator 9, der höher als die Höhen des unteren Raums S1 und des oberen Raums S2 ist, so auf dem ersten Substrat 37 montiert, dass er in dem vertikal strömungsverbindenden Raum S3 angeordnet ist.
  • Verdrahtungen 42, 43, die das erste Substrat 37 elektrisch mit dem zweiten Substrat 38 verbinden, sind so angeordnet, dass sie durch den vertikal strömungsverbindenden Raum S3 verlaufen.
  • Als Nächstes werden eine Funktionsweise und ein Kühlwirkung der Leistungswandlungsvorrichtung 30 der ersten Ausführungsform beschrieben.
  • In der Leistungswandlungsvorrichtung 30 wird, wenn der integrierte Schaltkreis 20 ein Steuersignal in die Leistungswandlungssteuereinheit 1 einspeist, in den Wechselstromeingangsanschluss 2 eingespeiste kommerzielle Energie durch die Leistungswandlungssteuereinheit 1 von Wechselstrom zu Gleichstrom umgewandelt und wird an dem Gleichstromausgangsanschluss 16 als Gleichstromenergie ausgegeben. Zu dieser Zeit erzeugen die ersten und zweiten Halbleiterbauelemente 8, 10, der Transformator 11 und die ersten und zweiten Gleichrichterdioden 12, 13 der Leistungswandlungssteuereinheit 1 Wärme.
  • Wenn das von der Fluidzufuhröffnung 36a des Chassis 31 zugeführte Kühlfluid durch den Fluidkreislaufpfad strömt und aus der Fluidauslassöffnung 36b abgegeben wird, so wird die Wärme des Transformators 11, der in Kontakt mit der Kühlungsoberseite 32a der Wärmesenke 32 steht, zu der Wärmesenke 32 übertragen, um freigesetzt zu werden.
  • Weil des Weiteren die Elementkörper 40a der Halbleiterelemente 40, die die ersten und zweiten Halbleiterbauelemente 8, 10 bilden, so befestigt sind, dass sie in Oberflächenkontakt mit der Kühlungsunterseite 32b der Wärmesenke 32 stehen, wird die von den ersten und zweiten Halbleiterbauelementen 8, 10 erzeugte Wärme ebenfalls zu der Wärmesenke 32 übertragen, um freigesetzt zu werden.
  • Weil des Weiteren die Elementkörper 41a der Halbleiterelemente 41, die die ersten und zweiten Gleichrichterdioden 12, 13 bilden, so befestigt sind, dass sie in Oberflächenkontakt mit der Kühlungsoberseite 32a der Wärmesenke 32 stehen, wird die von den ersten und zweiten Gleichrichterdioden 12, 13 erzeugte Wärme ebenfalls zu der Wärmesenke 32 übertragen, um freigesetzt zu werden.
  • Es ist anzumerken, dass eine erste wärmeerzeugende elektronische Komponente gemäß der vorliegenden Erfindung dem Halbleiterelement 40 entspricht, ein erster Elementkörper gemäß der vorliegenden Erfindung dem Elementkörper 40a entspricht, ein erster Leitungsanschluss gemäß der vorliegenden Erfindung dem Leitungsanschluss 40b entspricht, eine zweite wärmeerzeugende elektronische Komponente gemäß der vorliegenden Erfindung dem Halbleiterelement 41 entspricht, ein zweiter Elementkörper gemäß der vorliegenden Erfindung dem Elementkörper 41a entspricht, ein zweiter Leitungsanschluss gemäß der vorliegenden Erfindung dem Leitungsanschluss 41b entspricht und eine hohe elektronische Komponente gemäß der vorliegenden Erfindung dem Volumenkondensator 9 entspricht.
  • Als Nächstes werden die Auswirkungen der ersten Ausführungsform beschrieben. In der Leistungswandlungsvorrichtung 30 der ersten Ausführungsform erzeugen die ersten und zweiten Halbleiterbauelemente 8, 10, der Transformator 11 und die ersten und zweiten Gleichrichterdioden 12, 13 Wärme, wenn Wechselstrom zu Gleichstrom umgewandelt wird. Da der Transformator 11 und die Elementkörper 41a der Halbleiterelemente 41, die die ersten und zweiten Gleichrichterdioden 12, 13 bilden, so befestigt sind, dass sie in Oberflächenkontakt mit der Kühlungsoberseite 32a der Wärmesenke 32 stehen, und die Elementkörper 40a der Halbleiterelemente 40, die die ersten und zweiten Halbleiterbauelemente 8, 10 bilden, so befestigt sind, dass sie in Oberflächenkontakt mit der Kühlungsunterseite 32b der Wärmesenke 32 stehen, wird die Wärme der ersten und zweiten Halbleiterbauelemente 8, 10, des Transformators 11 und der ersten und zweiten Gleichrichterdioden 12, 13 zuverlässig an die Wärmesenke 32 abgegeben, und die Abkühleffizienz kann ausreichend erhöht werden.
  • Weil des Weiteren das erste Substrat 37 und das zweite Substrat 38, die die Leistungswandlungssteuereinheit 1 bilden, so angeordnet sind, dass sie die Wärmesenke 32 von oben und unten zwischen sich aufnehmen, und der hohe Volumenkondensator 9 in dem vertikal strömungsverbindenden Raum S3 angeordnet ist, der eine große Höhe in der vertikalen Richtung hat, in dem die Wärmesenke 32 nicht vorhanden ist, kann das Gehäusevolumen der Leistungswandlungssteuereinheit 1 reduziert werden, und es kann eine kompakte Leistungswandlungsvorrichtung 30 bereitgestellt werden. Darum kann die Leistungswandlungsvorrichtung 30 verkleinert werden.
  • Weil des Weiteren die Kühlungsunterseite 32b der Wärmesenke 32 so ausgebildet ist, dass sie sich nahe der unteren Abdeckung 35 befindet, liegen die Kühlungsunterseite 32b und das erste Substrat 37 nahe beieinander. Da die Kühlungsunterseite 32b und das erste Substrat 37 nahe beieinander liegen, braucht sich das Halbleiterelement 40, dessen Elementkörper 40a in Oberflächenkontakt mit der Kühlungsunterseite 32b steht, nicht über die Länge des Leitungsanschlusses 40b zu erstrecken, und die Bauteilkosten können gesenkt werden. Darum können die Fertigungskosten der Leistungswandlungsvorrichtung 30 reduziert werden.
  • Weil des Weiteren die Verdrahtungen 42, 43 das erste Substrat 37 elektrisch unter Nutzung des vertikalen strömungsverbindenden Raumes S3 mit dem zweiten Substrat 38 verbinden und eine dedizierte Verbinderstruktur zum Verbinden des ersten Substrats 37 mit dem zweiten Substrat 38 überflüssig ist, können die Fertigungskosten weiter gesenkt werden.
  • Alle Beispiele und bedingten Formulierungen, die im vorliegenden Text verwendet werden, dienen allein der Darstellung der Lehre, um dem Leser beim Verstehen der Erfindung und der Konzepte zu helfen, die der Erfinder zur Weiterentwicklung des Standes der Technik hier vorstellt, und dürfen weder als Beschränkung auf die konkret beschriebenen Beispiele und Bedingungen verstanden werden, noch soll die Organisation solcher Beispiele in der Spezifikation eine Überlegenheit oder Unterlegenheit der Erfindung zum Ausdruck bringen. Obgleich eine oder mehrere Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung im Detail beschrieben wurden, versteht es sich, dass verschiedene Änderungen, Ersetzungen und Modifizierungen daran vorgenommen werden könnten, ohne von Wesen und Schutzumfang der Erfindung abzuweichen.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Leistungswandlungssteuereinheit
    2
    Wechselstromeingangsanschluss
    3
    Wechselstromquelle
    4
    Spannungsspitzenabsorptionskreis
    5
    Rauschfilter
    6
    Einschaltstromstoßvermeidungskreis
    7
    Drossel
    8
    erstes Halbleiterbauelement
    9
    Volumenkondensator
    10
    zweites Halbleiterbauelement
    11
    Transformator
    11a
    Primärwicklung
    11b
    Sekundärwicklung
    12
    erster Gleichrichterdiode
    13
    zweiter Gleichrichterdiode
    14
    Glättungskondensator
    15
    Rauschfilter
    16
    Gleichstromausgangsanschluss
    20
    integrierter Schaltkreis
    21
    erster Spannungsdetektionskreis
    22
    erster Stromdetektionskreis
    23
    erster Treiberkreis
    24
    zweiter Spannungsdetektionskreis
    25
    zweiter Treiberkreis
    26
    zweiter Stromdetektionskreis
    27
    dritter Spannungsdetektionskreis
    28
    erster Steuerkreis
    29
    zweiter Steuerkreis
    30
    Leistungswandlungsvorrichtung
    31
    Chassis
    32
    Wärmesenke
    32a
    Kühlungsoberseite
    32b
    Kühlungsunterseite
    33
    Gehäuse
    34
    obere Abdeckung
    35
    untere Abdeckung
    36a
    Fluidzufuhröffnung
    36b
    Fluidauslassöffnung
    37
    erstes Substrat
    38
    zweites Substrat
    39
    drittes Substrat
    40
    Halbleiterelement
    40a
    Elementkörper
    40b
    Leitungsanschluss
    41
    Halbleiterelement
    41a
    Elementkörper
    41b
    Leitungsanschluss
    42, 43
    Verdrahtung
    S1
    unterer Raum
    S2
    oberer Raum
    S3
    vertikal strömungsverbindender Raum

Claims (5)

  1. Leistungswandlungsvorrichtung, die Folgendes umfasst: eine Wärmesenke; ein Chassis, in dem die Wärmesenke aufgenommen ist und innerhalb dessen ein oberer Raum über der Wärmesenke, ein unterer Raum unter der Wärmesenke und ein vertikal strömungsverbindender Raum, der eine Strömungsverbindung von einem unteren Teil des Chassis zu einem oberen Teil des Chassis herstellt, gebildet sind, wobei die Wärmesenke außerhalb des vertikal strömungsverbindenden Raumes angeordnet ist; ein erstes Substrat, das von dem unteren Raum zu dem vertikal strömungsverbindenden Raum angeordnet ist, wobei Wärme einer ersten wärmeerzeugenden elektronischen Komponente, die auf dem ersten Substrat montiert ist, zu der Wärmesenke übertragen wird; ein zweites Substrat, das in dem oberen Raum angeordnet ist, wobei Wärme einer zweiten wärmeerzeugenden elektronischen Komponente, die auf dem zweiten Substrat montiert ist, zu der Wärmesenke übertragen wird; eine Verdrahtung, die dafür konfiguriert ist, das erste Substrat elektrisch mit dem zweiten Substrat zu verbinden, wobei die Verdrahtung so angeordnet ist, dass sie durch den vertikal strömungsverbindenden Raum verläuft; und eine hohe elektronische Komponente, die höher ist als eine Höhe des oberen Raums und eine Höhe des unteren Raums, wobei die hohe elektronische Komponente so auf dem ersten Substrat montiert ist, dass sie in dem vertikal strömungsverbindenden Raum angeordnet ist.
  2. Leistungswandlungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die erste wärmeerzeugende elektronische Komponente einen ersten Elementkörper enthält, der auf einer Kühlungsunterseite der Wärmesenke in einem Oberflächenkontaktzustand befestigt ist, und einen ersten Leitungsanschluss enthält, der sich von dem ersten Elementkörper abwärts erstreckt und mit dem ersten Substrat verbunden ist.
  3. Leistungswandlungsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Kühlungsunterseite der Wärmesenke so ausgebildet ist, dass sie sich näher bei dem ersten Substrat befindet als eine andere Unterseite der Wärmesenke, wobei die andere Unterseite nicht in Kontakt mit dem ersten Elementkörper steht.
  4. Leistungswandlungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die zweite wärmeerzeugende elektronische Komponente einen zweiten Elementkörper enthält, der auf einer Kühlungsoberseite der Wärmesenke in einem Oberflächenkontaktzustand befestigt ist, und einen zweiten Leitungsanschluss enthält, der sich von dem zweiten Elementkörper aufwärts erstreckt und mit dem zweiten Substrat verbunden ist.
  5. Leistungswandlungsvorrichtung nach Anspruch 4, wobei die Kühlungsoberseite der Wärmesenke so ausgebildet ist, dass sie näher bei dem zweiten Substrat liegt als eine andere Oberseite der Wärmesenke, wobei die andere Oberseite nicht in Kontakt mit dem zweiten Elementkörper steht.
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