DE112019002133T5

DE112019002133T5 - Stromversorgungsvorrichtung

Info

Publication number: DE112019002133T5
Application number: DE112019002133.8T
Authority: DE
Inventors: Atsushi Yamashima; Shinya Kimura
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: PANASONIC AUTOMOTIVE SYSTEMS CO., LTD., YOKOHA, JP
Priority date: 2018-04-25
Filing date: 2019-04-12
Publication date: 2021-01-07
Anticipated expiration: 2039-04-13
Also published as: US20220256730A1; US20240090183A1; US11864362B2; JP7233026B2; CN112042092A; WO2019208250A1; US20210037675A1; CN112042092B; US11330742B2; DE112019002133B4; JP2023053038A; JPWO2019208250A1

Abstract

Eine Stromversorgungsvorrichtung umfasst: ein erstes wärmeerzeugendes Bauelement; ein Gehäuse, das das erste wärmeerzeugende Bauelement enthält; ein Harzmaterial, das in das Gehäuse gefüllt ist, das in einer kastenartigen Form ausgebildet ist, die sich an einer Oberfläche öffnet, und das die Wärme des ersten wärmeerzeugenden Bauelements auf das Gehäuse überträgt; eine Leiterplatte; ein zweites wärmeerzeugendes Bauelement, das mit der Leiterplatte verbunden ist; und ein Wärmeableitungsgehäuse, das das Gehäuse, die Leiterplatte und das zweite wärmeerzeugende Bauelement enthält und das die Wärme des ersten wärmeerzeugenden Bauelements und des zweiten wärmeerzeugenden Bauelements ableitet. Diese Stromversorgungsvorrichtung ist zusätzlich mit einem Wärmeübertragungselement versehen, das einen ersten Abschnitt, der so angeordnet ist, dass er mit einer ersten Außenoberfläche des Gehäuses in Kontakt steht, und einen zweiten Abschnitt aufweist, der so angeordnet ist, dass er mit einer zweiten Außenoberfläche des Gehäuses in Kontakt steht, und das eine höhere Wärmeleitfähigkeit als das Gehäuse aufweist. Das zweite wärmeerzeugende Bauelement ist in Kontakt mit dem Wärmeübertragungselement angeordnet; und das Wärmeübertragungselement leitet die Wärme des ersten wärmeerzeugenden Bauelements und des zweiten wärmeerzeugenden Bauelements ab, indem es in Kontakt mit einer Wandoberfläche angeordnet ist, die das Wärmeableitungsgehäuse bildet.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf eine Stromversorgungsvorrichtung.
Stand der Technik
In den letzten Jahren wurde in einer Stromversorgungsvorrichtung, die für einen in einem Elektrofahrzeug oder dergleichen montierten Wechselrichter oder dergleichen verwendet wird, die Ausgangsleistung eines auf einer Leiterplatte montierten elektronischen Bauelements aus einem Halbleiter oder dergleichen erhöht, wobei dementsprechend die Verlustleistung im elektronischen Bauelement erhöht worden ist. Folglich neigt das elektronische Bauelement dazu, Wärme zu erzeugen, und es ist entsprechend erwünscht, die Wärme des elektronischen Bauelements effizient abzuleiten.
Beispielsweise zeigt PTL 1 eine Stromversorgungsvorrichtung, die die Wärme eines elektronischen Bauelements mittels eines Aluminiumblocks (Wärmeübertragungselement) ableitet, der in einem Wärmeableitungsgehäuse angeordnet ist. Genauer wird in der Stromversorgungsvorrichtung die Wärme eines ersten wärmeerzeugenden Elements (z.B. eines Feldeffekttransistors (FET)), das in Kontakt mit einer Seitenwand des Wärmeübertragungselements angebracht ist, und eines wärmeerzeugenden Elements (z.B. einer Drosselspule), das in dem Wärmeübertragungselement untergebracht ist, auf das Wärmeableitungsgehäuse übertragen, das mit dem Übertragungselement in Kontakt steht, um die Wärme abzuleiten.
Zitierungsliste
Patent-Literatur
PTL 1
Offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. 2017-108007
Zusammenfassung der Erfindung
Technisches Problem
In der in PTL 1 offenbarten Konfiguration muss jedoch die Dicke der Seitenwand und dergleichen des Wärmeübertragungselements erhöht werden, und im Gegenzug muss die Einbaufläche für das Wärmeübertragungselement zum Zweck der Verbesserung der Wärmeableitungsleistung sichergestellt werden, wenn die Wärmeleitfähigkeit des Wärmeübertragungselements (Aluminiumblock) berücksichtigt wird. Das heißt, die in PTL 1 offenbarte Konfiguration weist Raum für Verbesserungen hinsichtlich der Verkleinerung der gesamten Vorrichtung auf.
Ein Aufgabe der vorliegenden Offenbarung ist es, eine Stromversorgungsvorrichtung zu schaffen, die die Größe der gesamten Vorrichtung reduzieren und gleichzeitig die Wärmeableitungsleistung des wärmeerzeugenden Elements sicherstellen kann.
Lösung des Problems
Eine Stromversorgungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung umfasst ein erstes wärmeerzeugendes Element; ein Gehäuse mit einer Kastenform, dessen eine Oberfläche offen ist, wobei das Gehäuse dafür konfiguriert ist, das erste wärmeerzeugende Element aufzunehmen; ein Harzmaterial, das im Inneren des Gehäuses vorgesehen und dafür konfiguriert ist, Wärme des ersten wärmeerzeugenden Elements auf das Gehäuse zu übertragen; eine Leiterplatte; ein zweites wärmeerzeugendes Element, das mit der Leiterplatte verbunden ist; und ein Wärmeableitungsgehäuse, das dafür konfiguriert ist, das Gehäuse, die Leiterplatte und das zweite wärmeerzeugende Element aufzunehmen und Wärme des ersten wärmeerzeugenden Elements und des zweiten wärmeerzeugenden Elements abzuleiten. Die Stromversorgungsvorrichtung umfasst ferner ein Wärmeübertragungselement mit einer Wärmeleitfähigkeit, die höher ist als diejenige des Gehäuses, wobei das Wärmeübertragungselement einen ersten Abschnitt, der in Kontakt mit einer ersten Außenoberfläche des Gehäuses angeordnet ist, und einen zweiten Abschnitt, der in Kontakt mit einer zweiten Außenoberfläche des Gehäuses angeordnet ist, umfasst. Das zweite wärmeerzeugende Element ist in Kontakt mit dem Wärmeübertragungselement angeordnet. Wenn das Wärmeübertragungselement in Kontakt mit einer Wandoberfläche des Wärmeableitungsgehäuses angeordnet ist, leitet es die Wärme des ersten wärmeerzeugenden Elements und des zweiten wärmeerzeugenden Elements ab.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Offenbarung ist es möglich, die Größe der gesamten Vorrichtung zu verringern und gleichzeitig die Wärmeableitungsleistung des wärmeerzeugenden Elements sicherzustellen.
Figurenliste

1 ist eine perspektivische Ansicht einer Stromversorgungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
2 ist eine perspektivische Explosionsansicht einer Stromrichtervorrichtung;
3 ist eine seitliche Schnittansicht der Stromrichtervorrichtung;
4 ist eine Ansicht der Stromrichtervorrichtung von unten;
5 ist ein seitliche Schnittansicht einer Stromrichtervorrichtung gemäß einer Modifikation 1;
6 ist ein seitliche Schnittansicht einer Stromrichtervorrichtung gemäß einer Modifikation 2;
7 ist eine perspektivische Ansicht eines Befestigungselements gemäß einer Ausführungsform 2;
8 ist eine perspektivische Ansicht eines Wärmeübertragungselements gemäß der Ausführungsform 2;
9 ist eine perspektivische Ansicht des Befestigungselements und des Wärmeübertragungselements gemäß der Ausführungsform 2;
10 ist eine seitliche Schnittansicht einer Stromrichtervorrichtung gemäß der Ausführungsform 2; und
11 ist eine perspektivische Ansicht der Stromrichtervorrichtung gemäß der Ausführungsform 2.

Beschreibung von Ausführungsformen
Im Folgenden wird eine Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. 1 ist eine perspektivische Ansicht einer Stromversorgungsvorrichtung 1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. 2 ist eine perspektivische Explosionsansicht einer Stromrichtervorrichtung 100. 3 ist eine seitliche Schnittansicht der Stromrichtervorrichtung 100.
Wie in 1 gezeigt ist, wird die Stromversorgungsvorrichtung 1 für eine in einem Elektrofahrzeug montierte Ladevorrichtung, einen Wechselrichter und dergleichen verwendet und umfasst ein Wärmeableitungsgehäuse 2, einen Deckel 3 und eine Stromrichtervorrichtung 100.
Das Wärmeableitungsgehäuse 2 weist eine Quaderform auf, die eine Bodenwand und vier Seitenwände umfasst, und ist in einer nach oben offenen Kastenform ausgebildet. Das Wärmeableitungsgehäuse 2 umfasst ein Element mit ausgezeichneter Wärmeleitfähigkeit (z.B. Aluminium, Eisen, Kupfer und Magnesium) und leitet die Wärme der darin untergebrachten Stromrichtervorrichtung 100 ab. Eine Rippe 2A ist in der Bodenwand des Wärmeableitungsgehäuses 2 ausgebildet. Ein Deckel 3 deckt die Öffnung des Wärmeableitungsgehäuses 2 ab. Es ist zu beachten, dass 1 eine Schnittansicht des Wärmeableitungsgehäuses 2 entlang einer Ebene senkrecht zu der Vorne-Hinten-Richtung zeigt.
Die Stromrichtervorrichtung 100 ist in dem Zustand untergebracht, in dem die Stromrichtervorrichtung 100 mit der inneren Bodenoberfläche der Bodenwand des Wärmeableitungsgehäuses 2 (eine Wandoberfläche, die das Wärmeableitungsgehäuse 2 bildet) in Kontakt steht. Die Stromrichtervorrichtung 100 enthält eine Leiterplatte 110, ein Gehäuse 120, ein elektronisches Bauelement 130 als Beispiel für ein zweites wärmeerzeugendes Element, eine Drosselspule 140 als Beispiel für ein erstes wärmeerzeugendes Element (siehe 2) und ein Wärmeübertragungselement 150.
Die Leiterplatte 110 ist eine Platine, in der ein vorbestimmtes Verdrahtungsmuster ausgebildet ist und eine vorbestimmte Schaltungsvorrichtung montiert ist, und ist eine gedruckte Leiterplatte, die mit den elektronischen Bauelement 130 und der Drosselspule 140 elektrisch verbunden ist, um eine Stromrichterschaltung zu bilden (z.B. eine elektrische Schaltung wie ein Wechselrichter und eine fahrzeugeigene Ladevorrichtung, die einen Gleichspannungswandler und einer Leistungsfaktor-Verbesserungsschaltung umfasst). Genauer ist die Leiterplatte 110 der vorliegenden Ausführungsform eine Stromrichterschaltung mit einer hohen Ausgangsleistung, die mit einer in einem Elektrofahrzeug montierten Hochspannungs-Antriebsbatterie oder dergleichen kompatibel ist. Es ist zu beachten, dass die Leiterplatte 110 an einem (in der Zeichnung nicht gezeigten) Vorsprung, der von der inneren Bodenoberfläche der Bodenwand des Wärmeableitungsgehäuses 2 nach oben ragt, und/oder den vier Ecken des oberen Endes des Gehäuses 120 mit einer Schraube oder dergleichen, die nicht gezeigt ist, befestigt ist.
Wie in 2 gezeigt ist, besteht das Gehäuse 120 aus Aluminium und wird mittels Druckguss in eine sich nach oben öffnende Kastenform (eine Quaderform, die eine Bodenwand und vier Seitenwände umfasst) geformt. Im Gehäuse 120 sind die Drosselspule 140 und ein Abstandhalter 141 untergebracht. In der Seitenwand des Gehäuses 120 ist ein Schraubenloch 121 ausgebildet, durch das die später beschriebene Schraube mit Harz 131 eingesetzt wird.
Außerdem sind im Gehäuse 120 auch ein Befestigungsteil für die Schraubbefestigung des Gehäuses 120 am Wärmeableitungsgehäuse 2 und ein Substratkontaktteil, das den Kontakt zur Leiterplatte 110 herstellt, ausgebildet. In der vorliegenden Ausführungsform ist das Befestigungsteil an vier Ecken der Bodenwand des Gehäuses 120 ausgebildet und das Substratkontaktteil ist an vier Ecken der oberen Oberfläche des Gehäuses 120 (am oberen Ende des Abschnitts, an dem jede Seitenwand verbunden ist) ausgebildet. Es ist zu beachten, dass das Wärmeableitungsgehäuse 2 und das Gehäuse 120 in der vorliegenden Ausführungsform zwar eine Quaderform aufweisen, die die Bodenwand und die vier Seitenwände umfasst (eine Quaderform, die sich nur nach oben öffnet), dies aber nicht einschränkend ist, wobei das Wärmeableitungsgehäuse 2 und das Gehäuse 120 eine dreieckige Prismenform, die eine Bodenwand und drei Seitenwände umfasst, eine sechseckige Prismenform, die eine Bodenwand und sechs Seitenwänden umfasst, oder dergleichen aufweisen können.
Das elektronische Bauelement 130 ist ein Schaltbauelement wie z.B. ein FET, eine Diode oder dergleichen. In der vorliegenden Ausführungsform sind sechs elektronische Bauelemente 130 vorgesehen, wie in 2 gezeigt ist, jedoch werden im Folgenden zur Vereinfachung der Beschreibung zwei elektronische Bauelemente 130, nämlich das elektronische Bauelement 130Aund das elektronische Bauelement 130B, entsprechend den Flächen beschrieben, auf denen die elektronischen Bauelemente 130 angebracht sind. Wie später beschrieben wird, ist das elektronische Bauelement 130A über ein Wärmeübertragungselement 150A mittels einer Schraube mit Harz 131 an der vorderen Seitenwand des Gehäuses 120 befestigt, und ist durch Löten oder dergleichen über einen Anschluss A mit der Leiterplatte 110 verbunden. Das elektronische Bauelement 130B ist über ein Wärmeübertragungselement 150B mittels einer Schraube mit Harz 131 an der hinteren Seitenwand des Gehäuses 120 befestigt, und ist durch Löten oder dergleichen über einen Anschluss A mit der Leiterplatte 110 verbunden. Das elektronische Bauelement 130A entspricht einer „ersten Schaltvorrichtung“ der vorliegenden Offenbarung, und das elektronische Bauelement 130B entspricht einer „zweiten Schaltvorrichtung“ der vorliegenden Offenbarung. Es ist zu beachten, dass das elektronische Bauelement 130 der vorliegenden Ausführungsform unter Verwendung eines Isolierharzes vergossen ist (Umspritzen). Das heißt, das elektronische Bauelement 130 ist so konfiguriert, dass selbst bei Kontakt mit einem leitfähigen Material (Metall) kein Leckstrom auftritt.
Die Drosselspule 140 ist ein elektronisches Bauelement mit einer Spule, die um einen Kern (in der Zeichnung weggelassen) gewickelt ist, und ist im Gehäuse 120 zusammen mit dem Abstandshalter 141 angeordnet. Der Bereich um die Drosselspule 140 im Gehäuse 120 ist mit Vergussharzmaterial P (siehe 3) als Beispiel für ein Harzmaterial mit Wärmeableitungseigenschaften gefüllt. Wenn das Gehäuse 120 mit Vergussharzmaterial P gefüllt ist, wird die von der Drosselspule 140 erzeugte Wärme über das Vergussharzmaterial P auf das Gehäuse 120 übertragen. Wie später beschrieben wird, wird die auf das Gehäuse 120 übertragene Wärme durch das Wärmeübertragungselement 150 auf das Wärmeableitungsgehäuse 2 übertragen. Auf diese Weise wird die Wärme der Drosselspule 140 abgeführt.
Ferner weist das Vergussharzmaterial P eine isolierende Eigenschaft und eine Aushärtungseigenschaft auf. Mit dieser Konfiguration kann die Drosselspule 140 fixiert werden (als Maßnahme gegen Vibrationen) und gleichzeitig die Isolierung zwischen der Drosselspule 140 und dem Gehäuse 120 (Aluminium) sichergestellt werden. Außerdem fließt nach dem Aushärten des Vergussharzmaterials P das Vergussharzmaterial nicht heraus, weshalb das Gehäuse 120 um 90 Grad gedreht und im Wärmeableitungsgehäuse 2 untergebracht werden kann.
Hier werden das elektronische Bauelement 130 und die Drosselspule 140 für eine Stromrichterschaltung (wie z.B. eine Fahrzeugladevorrichtung und einen Wechselrichter) verwendet und erzeugen Wärme, wenn die Stromumrichtung durchgeführt wird. Wie in 2 gezeigt ist, weist die Drosselspule 140 ein größeres Volumen auf als das elektronische Bauelement 130, so dass die Hauptwärmeableitungsfläche des Gehäuses 120 (in der vorliegenden Ausführungsform die Bodenoberfläche des Gehäuses 120, die dem Wärmeableitungsgehäuse 2 am nächsten liegt) weitgehend gewährleistet werden kann. Da außerdem das Gehäuse 120 mit dem oben beschriebenen Vergussharzmaterial P gefüllt ist und im Gehäuse 120 keine Luft zwischengeschaltet ist, kann die Wärme der Drosselspule 140 mit einer hohen Wärmeableitungsleistung (Wärmeleitfähigkeit) abgeführt werden.
Genauer ist in Bezug auf das Verhältnis zwischen der Wärmeerzeugungsmenge und der Wärmeableitungsleistung (die Wärmeableitungsfläche, die Wärmeleitfähigkeit zu einem Kühler und dergleichen) die Wärmeableitungsleistung in Bezug auf die Wärmeerzeugungsmenge (und die Wärmebeständigkeitseigenschaft) des elektronischen Bauelements 130 schlechter als diejenige der Drosselspule 140, und daher ist eine Konstruktion erwünscht, die mehr Wärme des elektronischen Bauelements 130 abführt.
Das Wärmeübertragungselement 150 leitet die Wärme des oben beschriebenen elektronischen Bauelements 130 und der Drosselspule 140 ab und wird durch im wesentlichen rechtwinkliges Biegen einer Metallplatte aus Kupfer oder dergleichen gebildet, die eine höheren Wärmeleitfähigkeit als z.B. diejenige des Gehäuses 120 aufweist. In der vorliegenden Ausführungsform wird das Element in Bezug auf den gebogenen Abschnitt als Ausgangspunkt als ein erster Abschnitt 151 und ein zweiter Abschnitt 152 getrennt beschrieben. In 2 ist der sich in vertikaler Richtung erstreckende Abschnitt der erste Abschnitt 151, wobei der sich in Vorwärts-Rückwärts-Richtung erstreckende Abschnitt der zweite Abschnitt 152 ist.
Außerdem umfasst in der vorliegenden Ausführungsform das Wärmeübertragungselement 150 zwei Wärmeübertragungselemente, nämlich das Wärmeübertragungselement 150A und das Wärmeübertragungselement 150B. Sowohl das Wärmeübertragungselement 150A als auch das Wärmeübertragungselement 150B enthält den ersten Abschnitt 151 und den Abschnitt 152. Es ist zu beachten, dass das Wärmeübertragungselement 150A dem „ersten Wärmeübertragungselement“ der vorliegenden Offenbarung entspricht und das Wärmeübertragungselement 150B dem „zweiten Wärmeübertragungselement“ der vorliegenden Offenbarung entspricht.
Wie in 3 gezeigt ist, ist das Wärmeübertragungselement 150A so angeordnet, dass die Oberfläche (innere gebogene Oberfläche) des ersten Abschnitts 151 auf der Seite des zweiten Abschnitts 152 mit einer Außenoberfläche (erste Außenoberfläche) der vier Seitenwände 122 des Gehäuses 120 in Kontakt steht. Außerdem ist das Wärmeübertragungselement 150A so angeordnet, dass die Oberfläche (innere gebogene Oberfläche) des zweiten Abschnitts 152 auf der Seite des ersten Abschnitts 151 mit der Außenoberfläche (zweite Außenoberfläche) der Bodenwand 123 des Gehäuses 120 in Kontakt steht.
Das Wärmeübertragungselement 150B ist so angeordnet, dass die Oberfläche (innere gebogene Oberfläche) des ersten Abschnitts 151 auf der Seite des zweiten Abschnitts 152 mit der Außenoberfläche (erste Außenoberfläche) der Wand 122 auf der Seite gegenüber der Seitenwand 122 des Gehäuses 120 in Kontakt steht, die mit dem ersten Abschnitt 151 des Wärmeübertragungselements 150A in Kontakt steht. Außerdem ist das Wärmeübertragungselement 150B so angeordnet, dass die Oberfläche (innere gebogene Oberfläche) des zweiten Abschnitts 152 auf der Seite des ersten Abschnitts 151 mit der Außenoberfläche (zweite Außenoberfläche) der Bodenwand 123 des Gehäuses 120 in Kontakt steht.
Im ersten Abschnitt 151 jeweils des Wärmeübertragungselements 150A und des Wärmeübertragungselements 150B ist ein Schraubenloch 153 ausgebildet, durch das eine Schraube mit Harz 131 zur Befestigung des elektronischen Bauelements 130 eingesetzt ist. Hierbei ist durch Verschraubung mit einer Schraube mit Harz 131 durch das elektronische Bauelement 130A, das Schraubenloch 153 des Wärmeübertragungselements 150A und das Schraubenloch 121 des Gehäuses 120 das elektronische Bauelement 130A in Kontakt mit dem ersten Abschnitt 151 des Wärmeübertragungselements 150A befestigt. Ebenso wird durch Verschraubung mit einer Schraube mit Harz 131 durch das elektronische Bauelement 130B, das Schraubenloch 153 des Wärmeübertragungselements 150B und das Schraubenloch 121 des Gehäuses 120 das elektronische Bauelement 130B in Kontakt mit dem ersten Abschnitt 151 des Wärmeübertragungselements 150B befestigt. Es ist zu beachten, dass die Seitenwand 122 an der Vorderseite und die Seitenwand 122 an der Rückseite „der ersten Seitenwand und der zweiten Seitenwand“ der vorliegenden Offenbarung entsprechen.
Der zweite Abschnitt 152 ist so angeordnet, dass der zweite Abschnitt 152 mit der Außenoberfläche (zweite Außenoberfläche) der Bodenwand 123 des Gehäuses 120 und mit der Innenoberfläche der Bodenwand des Wärmeableitungsgehäuses 2 in Kontakt steht. Genauer sind durch Schraubbefestigung eines im Gehäuse 120 ausgebildeten Befestigungsteils und der Bodenwand des Wärmeableitungsgehäuses 2 die Außenoberfläche (zweite Außenoberfläche) der Bodenwand 123 des Gehäuses 120 und der zweite Abschnitt 152 jeweils des Wärmeübertragungselements 150A und des Wärmeübertragungselements 150B, sowie die Innenoberfläche der Bodenwand des Wärmeableitungsgehäuses 2 unter Pressdruck zusammengefügt. Wenn das Wärmeübertragungselement 150 auf die oben beschriebene Weise angeordnet ist, wird die von dem elektronischen Bauelement 130 erzeugte Wärme vom ersten Abschnitt 151 zum zweiten Abschnitt 152 des Wärmeübertragungselements 150 und dann zum Wärmeableitungsgehäuse 2 übertragen. Außerdem wird die durch die Drosselspule 140 erzeugte Wärme von der Bodenwand 123 des Gehäuses 120 zum zweiten Abschnitt 152 des Wärmeübertragungselements 150 und dann zum Wärmeableitungsgehäuse 2 übertragen. Auf diese Weise wird die Wärme sowohl des elektronischen Bauelements 130 als auch der Drosselspule 140 abgeführt.
Wenn hierbei die Wärme sowohl des elektronischen Bauelements 130 als auch der Drosselspule 140 ohne dazwischenliegendes Wärmeübertragungselement 150 abgeführt wird, oder mit anderen Worten, wenn das elektronische Bauelement 130 so angeordnet ist, dass das elektronische Bauelement 130 in direktem Kontakt mit der Seitenwand 122 des Gehäuses 120 steht, wird die Wärme des elektronischen Bauelements 130 und der Drosselspule 140 durch Übertragung der Wärme von der Seitenwand 122 des Gehäuses 120 zur Bodenwand 123 abgeführt.
Da die Wärme sowohl des elektronischen Bauelements 130 als auch der Drosselspule 140 zum Gehäuse 120 übertragen wird, muss die Dicke (in horizontaler Richtung: Vome-Hinten-Links-Rechts-Richtung) der Seitenwand 122 auf eine Dicke eingestellt werden, die der Wärmeerzeugungsmenge des elektronischen Bauelements 130 und der Wärmeerzeugungsmenge der Drosselspule 140 entspricht. Hierbei ist unter Berücksichtigung der Wärmeleitfähigkeit des Aluminiums des Gehäuses 120 die Dicke der Seitenwand 122 zu erhöhen, wobei wiederum die Installationsfläche des Gehäuses 120 im Wärmeableitungsgehäuse 2 zwecks Verbesserung der Wärmeableitungseffizienz sicherzustellen ist. Folglich muss die Größe der gesamten Vorrichtung erhöht werden.
In Anbetracht dessen wird in der vorliegenden Ausführungsform das Wärmeübertragungselement 150, dessen Wärmeleitfähigkeit höher als diejenige des Gehäuses 120 ist, so dazwischen angeordnet, dass die Wärme des elektronischen Bauelements 130 hauptsächlich vom Wärmeübertragungselement 150 abgeführt wird und die Wärme der Drosselspule 140 vom Gehäuse 120 und dem zweiten Abschnitt 152 des Wärmeübertragungselements 150 abgeführt wird.
Mit dieser Konfiguration kann unter Berücksichtigung des Verhältnisses zwischen der Wärmeerzeugungsmenge und der Wärmeableitungsleistung (der Wärmeableitungsfläche, der Wärmeleitfähigkeit zu einem Kühlkörper und dergleichen) die Wärmeableitungsleistung des elektronischen Bauelements 130, dessen Wärmeableitungsleistung schlechter ist als diejenige der Drosselspule 140, verbessert werden, und die Dicken der Seitenwand 122 und der Bodenwand 123 des Gehäuses 120 müssen nicht erhöht werden. Außerdem weist das Wärmeübertragungselement 150 eine höhere Wärmeleitfähigkeit auf als das Gehäuse 120, so dass die Wärme erfolgreicher abgeführt werden kann als bei einer Konfiguration, bei der die Wärme nur unter Verwendung des Gehäuses 120 abgeführt wird, selbst wenn die gesamte Dicke der Seitenwand 122 des Gehäuses 120 und des Wärmeübertragungselements 150 verringert wird. Zum Beispiel ist die Wärmeleitfähigkeit des Wärmeübertragungselements 150, das aus Kupfer besteht, etwa dreimal so hoch wie die Wärmeleitfähigkeit von Aluminium, das für den Druckguss des Gehäuses 120 verwendet wird.
Im Hinblick auf das Vorangehende kann im Vergleich zu der Konfiguration, bei der die Wärme nur unter Verwendung des Gehäuses 120 abgeführt wird, die gesamte Dicke des Gehäuses 120 und des Wärmeübertragungselements 150 reduziert werden, wodurch eine Verkleinerung der gesamten Vorrichtung erreicht werden kann.
Insbesondere ist in der vorliegenden Ausführungsform das Wärmeübertragungselement 150 so angeordnet, dass der zweite Abschnitt 152 des Wärmeübertragungselements 150 die Bodenwand 123 des Gehäuses 120 in der vertikalen Richtung überlappt (mit anderen Worten, der zweite Abschnitt 152 des Wärmeübertragungselements 150 überlappt die Bodenwand 123 des Gehäuses 120 in der Draufsicht).
Das heißt, die Installationsposition der Bodenoberfläche der Drosselspule 140 (Gehäuse 120), die einen größeren Spielraum in der Wärmeableitungsleistung aufweist als das elektronische Bauelement 130, kann die Wärmeableitungsposition des elektronischen Bauelements 130 (zweiter Abschnitt 152 des Wärmeübertragungselements 150) überlappen. Folglich kann der Wärmeableitung des elektronischen Bauelements 130 Vorrang eingeräumt werden, um somit die Wärmeableitungsleistung des elektronischen Bauelements 130 gegenüber derjenigen der Drosselspule 140 zu verbessern, und die Wärmeableitungsleistung des elektronischen Bauelements 130 kann ohne Vergrößerung der Installationsfläche (Bodenoberfläche) der Stromrichtervorrichtung 100 verbessert werden, da es nicht notwendig ist, eine zusätzliche Wärmeableitungsfläche des elektronischen Bauelements 130 vorzusehen.
Außerdem sind die Dicke des Wärmeübertragungselements 150A an der Vorderseite und die Dicke des Wärmeübertragungselements 150B an der Rückseite gleich groß. Dadurch wird die Bildung einer Stufe zwischen den Wärmeübertragungselementen 150 an der Vorderseite und der Rückseite verhindert, wenn die Stromrichtervorrichtung 100 in dem Wärmeableitungsgehäuse 2 angeordnet wird, und es ist daher einfach, die Stromrichtervorrichtung 100 mit dem Wärmeableitungsgehäuse 2 in Kontakt zu bringen.
Außerdem überlappen sich der Endabschnitt des zweiten Abschnitts 152 des Wärmeübertragungselements 150A an der Vorderseite und der Endabschnitt des zweiten Abschnitts 152 des Wärmeübertragungselements 150B an der Rückseite nicht. Ferner ist der Abstand zwischen dem Endabschnitt des zweiten Abschnitts 152 des Wärmeübertragungselements 150A an der Vorderseite und dem Endabschnitt des zweiten Abschnitts 152 des Wärmeübertragungselements 150B an der Rückseite kleiner als der Abstand zwischen zwei Drosselspulen 140, die in Vorwärts-Rückwärts-Richtung angeordnet sind. Mit dieser Konfiguration befindet sich der zweite Abschnitt 152 zuverlässig im Bereich der Vorwärts-Rückwärts-Richtung von zwei Drosselspulen 140, und somit kann deren Wärmeableitungseffizienz weiter verbessert werden. Es ist zu beachten, dass das Wärmeübertragungselement 150A an der Vorderseite und das Wärmeübertragungselement 150B an der Rückseite integral konfiguriert sein können, oder genauer, eine einzige Kupferplatte umfassen können (Wärmeübertragungselement 150).
Wie in 4 gezeigt ist, kann außerdem die Breite des Wärmeübertragungselements 150 in Links-Rechts-Richtung entsprechend der Breite des anzuordnenden elektronischen Bauelements 130 angepasst sein. Das heißt, die Breite des Wärmeübertragungselements 150 in Links-Rechts-Richtung ist gleich oder größer als die Breite des anzuordnenden elektronischen Bauelements 130. Mit dieser Konfiguration kann die Wärme aller elektronischen Bauelemente 130, die im Wärmeübertragungselement 150 angeordnet sind, auf das Wärmeableitungsgehäuse 2 übertragen werden, und somit kann die Wärmeableitungseffizienz weiter verbessert werden.
Es ist zu beachten, dass in dem in 4 gezeigten Beispiel die Breite des elektronischen Bauelements 130B, das an der Rückseite angeordnet ist, größer ist als die Breite des elektronischen Bauelements 130A, das an der Vorderseite angeordnet ist, und dementsprechend die Breite des Wärmeübertragungselements 150B an der Rückseite größer ist als die Breite des Wärmeübertragungselements 150A an der Vorderseite.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform mit der oben genannten Konfiguration kann durch die aktive Nutzung des Wärmeübertragungselements 150, dessen Wärmeleitfähigkeit höher ist als diejenige des Gehäuses 120, zur Ableitung der Wärme des elektronischen Bauelements 130 die Effizienz der Wärmeableitung erheblich verbessert werden, und ferner kann durch Nutzung der Installationsposition der Bodenoberfläche der Drosselspule 140 (Gehäuse 120), die einen Spielraum in der Wärmeableitungsleistung aufweist, als Wärmeableitungsfläche des elektronischen Bauelements 130 (die Installationsposition des Wärmeübertragungselements 150) eine Verkleinerung der gesamten Vorrichtung ohne Vergrößerung der Wärmeableitungsfläche für das elektronische Bauelement 130 erreicht werden. Außerdem kann im Vergleich zu der Konfiguration, bei der die Wärme nur unter Verwendung des Gehäuses 120 abgeführt wird, die Gesamtdicke des Gehäuses 120 und des Wärmeübertragungselements 150 reduziert werden, wodurch eine Verkleinerung der gesamten Vorrichtung erreicht werden kann. Das heißt, in der vorliegenden Ausführungsform kann eine Verkleinerung der gesamten Vorrichtung bei gleichzeitiger Sicherstellung der Wärmeableitungsleistung des elektronischen Bauelements 130 und der Drosselspule 140 erreicht werden.
Im Übrigen ist es denkbar, das Gehäuse 120 nur aus Kupfer zu bilden, jedoch ist eine solche Konfiguration nicht realistisch, da Kupfer im Vergleich zu Aluminium einen sehr viel höheren Schmelzpunkt aufweist und schwerer bearbeitbar ist und höhere Kosten erfordert. Genauer ist es wünschenswert, im Gehäuse 120 ein Befestigungsteil oder dergleichen für die Verschraubung des Gehäuses 120 mit dem Wärmeableitungsgehäuse 2 zu bilden, wie oben beschrieben worden ist. Der Druckguss mit Kupfer für das Gehäuse 120 mit dem oben beschriebenen Befestigungsteil ist schwierig zu bearbeiten und erfordert hohe Kosten. Andererseits ist das Befestigungsteil für die Verschraubung schwierig zu formen, wenn es durch Schmieden geformt wird, und der Biegeabschnitt aus Kupfer ist gewölbt, wodurch das Gehäuse 120 vergrößert wird.
In der vorliegenden Ausführungsform wird jedoch das Wärmeübertragungselement 150 durch Biegen von Kupfer geformt, so dass die Wärmeableitungseffizienz der Stromversorgungsvorrichtung 1 einfach verbessert werden kann.
Da außerdem das Wärmeübertragungselement 150 so konfiguriert ist, dass es den ersten Abschnitt 151 und den zweiten Abschnitt 152 aufweist, kann es einfach in Kontakt mit der Seitenwand 122 und der Bodenwand 123 des Gehäuses 120 angeordnet werden.
Da das Schraubenloch 121 in der Seitenwand 122 des Gehäuses 120 ausgebildet ist, kann das Vergussharzmaterial aus dem Schraubenloch 121 austreten, da jedoch die Schraube mit Harz 131 in das Schraubenloch 121 eingesetzt wird, kann das Austreten des Vergussharzmaterials aus dem Schraubenloch 121 verhindert werden.
Da außerdem zwei Wärmeübertragungselemente 150 an der Vorderseite und an der Rückseite des Gehäuses 120 angeordnet sein können, kann eine größere Anzahl von elektronischen Bauelementen 130 angeordnet werden.
Als nächstes wird eine Modifikation 1 beschrieben. 5 ist eine seitliche Schnittansicht der Stromrichtervorrichtung 100 gemäß der Modifikation 1. Während das Gehäuse 120 in der oben beschriebenen vorliegenden Ausführungsform aus einem Metall wie Aluminium besteht, besteht das Gehäuse 120 in der Modifikation 1, wie in 5 gezeigt ist, aus Harz (Kunstharz). Das Wärmeübertragungselement 150 wird durch Umspritzen an dem Gehäuse 120 angebracht.
Eine solche Konfiguration kann ebenfalls die Wärmeableitungseffizienz verbessern, da die Wärmeableitung des elektronischen Bauelements 130 allein durch das Wärmeübertragungselement 150 erreicht werden kann und die Wärmeableitung der Drosselspule 140 durch das Gehäuse 120 und den zweiten Abschnitt 152 des Wärmeübertragungselements 150 erreicht werden kann. Außerdem kann, wie in der oben beschriebenen vorliegenden Ausführung, das Wärmeübertragungselement 150 mit der Außenoberfläche des aus Harz bestehenden Gehäuses 120 in Kontakt gebracht werden. Es ist zu beachten, dass dann, wenn das Gehäuse 120 aus Harz besteht, es ausreicht, dass das Wärmeübertragungselement 150 eine höhere Wärmeleitfähigkeit als Harz hat, und dieses kann z.B. aus Aluminium bestehen.
Als nächstes wird eine Modifikation 2 beschrieben. 6 ist ein seitliche Schnittansicht der Stromrichtervorrichtung 100 gemäß der Modifikation 2.
Wie in 6 gezeigt ist, umfasst das Gehäuse 120 der Stromrichtervorrichtung 100 gemäß der Modifikation 2 eine obere Wand 124, eine Seitenwand 125 und eine Bodenwand 126 und ist so konfiguriert, dass die Drosselspule 140 von einer Öffnung aus aufgenommen werden kann, die sich nach vorne öffnet (die Richtung orthogonal zur vertikalen Richtung). Außerdem ist die Leiterplatte 110 an einer Position der Öffnung gegenüberliegend am vorderen Ende von Gehäuse 120 angeordnet. Es ist zu beachten, dass die Seitenwand 125 so angeordnet ist, dass sie den Raum zwischen der oberen Wand 124 und der Bodenwand 126 umschließt, jedoch zeigt die 6 nur den Teil, der die Verbindung zwischen dem hinteren Endabschnitt der oberen Wand 124 und dem hinteren Endabschnitt der Bodenwand 126 herstellt. Außerdem ist der Raum zwischen der oberen Wand 124 und der Bodenwand 126 mit dem Vergussharzmaterial P ausgefüllt. Außerdem ist die Leiterplatte 110 mit nicht gezeigten Schrauben oder dergleichen an Befestigungsteilen befestigt, die an den linken und rechten Endabschnitten des vorderen unteren Endabschnitts des Gehäuses 120 ausgebildet sind.
Das Wärmeübertragungselement 150 ist in Kontakt mit der unteren Randoberfläche 126A (erste Außenoberfläche) an der Öffnung in der Bodenwand 126 und mit der Bodenoberfläche 126B (zweite Außenoberfläche) der Bodenwand 126 angeordnet. Das heißt, der erste Abschnitt 154 des Wärmeübertragungselements 150 steht in Kontakt mit der unteren Randoberfläche 126A und der zweite Abschnitt 155 des Wärmeübertragungselements 150 steht in Kontakt mit der Bodenoberfläche 126B. Eine solche Konfiguration kann ebenfalls die Wärmeableitungseffizienz der Stromversorgungsvorrichtung 1 verbessern.
Außerdem ist das elektronische Bauelement 230 im ersten Abschnitt 154 über eine Platte 160 befestigt. Das elektronische Bauelement 230 kann mit einer Schraube am ersten Abschnitt 154 befestigt sein oder kann mit einem Klebstoff oder dergleichen am ersten Abschnitt 154 befestigt sein. Zum Beispiel besteht die Platte 160 aus Graphit und weist eine höhere Wärmeleitfähigkeit auf als das Gehäuse 120. Mit einer solchen Platte 160 kann die Wärme des elektronischen Bauelements 230 leicht auf das Wärmeübertragungselement 150 übertragen werden. Es ist zu beachten, dass ein solches Element aus Graphit auf das Wärmeübertragungselement 150 aufgebracht werden kann.
Es ist zu beachten, dass in der vorliegenden Ausführungsform das Wärmeübertragungselement 150 durch Biegen einer Kupferplatte mit dem ersten Abschnitt 151 und dem zweiten Abschnitt 152 versehen wird, wobei die vorliegende Offenbarung nicht hierauf beschränkt ist und der erste Abschnitt und der zweite Abschnitt z.B. getrennte Elemente umfassen können.
Während das Wärmeableitungsgehäuse 2 in der vorliegenden Ausführungsform eine kastenförmige Konfiguration aufweist, die eine Rippe 2A aufweist, kann außerdem jede beliebige Konfiguration gewählt werden, solange die Wärme des elektronischen Bauelements 130 und der Drosselspule 140 abgeleitet werden kann.
Außerdem ist das elektronische Bauelement 130 in der vorliegenden Ausführungsform zwar am Gehäuse 120 und am Wärmeübertragungselement 150 mittels der Schraube mit Harz 131 befestigt, jedoch ist die vorliegende Offenbarung nicht hierauf beschränkt und das elektronische Bauelement 130 kann auf andere Weise befestigt sein.
Während in der oben beschriebenen vorliegenden Ausführungsform (die in 1 bis 4 dargestellten Konfigurationen) der erste Abschnitt 151 des Wärmeübertragungselements 150 mit der ersten Außenoberfläche der Seitenwand 122 des Gehäuses 120 in Kontakt steht und der zweite Abschnitt 152 des Wärmeübertragungselements 150 mit der zweiten Außenoberfläche der Bodenwand 123 des Gehäuses 120 in Kontakt steht, ist die vorliegende Offenbarung nicht hierauf beschränkt. Zum Beispiel können die erste Außenoberfläche und die zweite Außenoberfläche beliebige Außenoberflächen am Gehäuse 120 sein, solange es sich um verschiedene Oberflächen handelt, die am Gehäuse 120 miteinander verbunden sind.
Es ist zu beachten, dass, während das elektronische Bauelement in der oben beschriebenen vorliegenden Ausführungsform mit einem isolierenden Harz vergossen ist (Umspritzen), zum Zweck der weiteren Verbesserung der Wärmeableitungsleistung auch ein elektronisches Bauelement verwendet werden kann, dessen Wärmeableitungsfläche nicht unter Verwendung eines isolierenden Harzes vergossen (nicht isoliert) ist.
In diesem Fall ist es vorzuziehen, das Wärmeübertragungselement 150 so zu isolieren, dass die nicht isolierte Wärmeableitungsfläche des elektronischen Bauelements nicht direkt mit dem Wärmeübertragungselement 150 (Kupferplatte) in Kontakt kommt.
Das Isolierverfahren kann z.B. ein Heißpressverfahren, eine Pulveraufbringung und dergleichen umfassen. Insbesondere das Heißpressverfahren ist auf das kastenförmige Wärmeableitungsgehäuse 2 (Aluminium-Druckgussgehäuse) schwierig anzuwenden, kann jedoch leicht auf eine Metallplatte (Kupferplatte) angewendet werden.
Das heißt, durch die Verwendung einer Metallplatte als Wärmeübertragungselement 150 kann das Isolierverfahren leicht durchgeführt werden, und das elektronische Bauelement, das nicht mit einem Isolierharz vergossen wird, kann leicht verwendet werden. Mit dieser Konfiguration wird die Wärme durch ein Harz (Isolierverfahren) mit einer Dicke abgeführt, die geringer ist als die Dicke des Harzes des vergossenen elektronischen Bauelements, und somit kann die Wärmeableitungsleistung weiter verbessert werden.
Es ist zu beachten, dass es ausreicht, dass das Isolierverfahren wenigstens auf einen Teil angewendet wird, der mit dem elektronischen Bauelement Kontakt hat.
Es ist zu beachten, dass das Gehäuse 120 statt Aluminium eine Kohlefaser oder dergleichen umfassen kann.
Es ist zu beachten, dass, während in der vorliegenden Ausführungsform beispielhaft die Stromrichtervorrichtung 100 dargestellt worden ist, die vorliegende Offenbarung nicht hierauf beschränkt ist und auch eine Stromversorgungsvorrichtung verwendbar ist, die keine Stromumrichtung durchführt.
Als nächstes wird eine Ausführungsform 2 beschrieben. Während in der oben beschriebenen vorliegenden Ausführungsform eine Konstruktion, in der das Gehäuse 120 mittels Aluminiumdruckguss in einer Kastenform (einer Quaderform, die die Bodenwand und die vier Seitenwänden umfasst) geformt wird, beispielhaft gezeigt worden ist und das Gehäuse 120 mit Vergussharzmaterial P ausgefüllt ist, können auch andere Konstruktionen verwendet werden.
Im Übrigen ist es in dem Fall, in dem das Gehäuse 120 aus einem Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit wie Kupfer besteht, schwierig, ein Verfahren zum Gießen eines Befestigungsteils für die Befestigung des Gehäuses 120 am Wärmeableitungsgehäuse 2 durch Verschrauben und dergleichen durchzuführen, oder die Kosten werden erheblich erhöht. Daher wird in der oben beschriebenen vorliegenden Ausführungsform das Gehäuse 120 aus einem Material geformt, das leichter zu formen ist als das Wärmeübertragungselement, wobei anschließend das Wärmeübertragungselement (z.B. Kupfer) mit einer hohen Wärmeleitfähigkeit damit kombiniert wird.
Wie oben beschrieben worden ist, kann auch nur das „Befestigungsteil“ zur Befestigung am Wärmeableitungsgehäuse 2 mittels Verschraubung aus einem leichter formbaren Material geformt werden, statt das „Gehäuse“, das mit Vergussharzmaterial P gefüllt werden kann, aus einem leichter formbaren Material zu formen. Dann kann ein Gehäuse, das mit Vergussharzmaterial P gefüllt werden kann, durch Kombination des Befestigungsteils und des Wärmeübertragungselements gebildet werden.
Genauer wird das Befestigungselement 200 wie in 7 gezeigt verwendet. Das Befestigungselement 200 enthält das Befestigungsteil 201 (Anbringungsteil) zur Befestigung am Wärmeableitungsgehäuse 2 mittels einer Schraube oder dergleichen und ist so geformt, dass es einen Gehäuseraum aufweist, in dem eine Drosselspule untergebracht werden kann. Das Befestigungselement 200 dient hauptsächlich dazu, die Drosselspule 140 (ein Befestigungselement, in dem die Drosselspule untergebracht ist) am Wärmeableitungsgehäuse 2 zu befestigen. Mit dem Befestigungselement 200 allein kann das Vergussharzmaterial P nicht eingefüllt werden (das Vergussharzmaterial P tritt aus), da die Bodenoberfläche 200A eine Öffnung aufweist.
In der Ausführungsform 2 wird das Wärmeübertragungselement 210 (z.B. Kupfer), das eine hohe Wärmeleitfähigkeit aufweist, so eingegossen (geformt), dass es die Öffnung der Bodenoberfläche 200A des Befestigungselements 200 abdeckt. Wie in 8 gezeigt ist, enthält das Wärmeübertragungselement 210 einen ersten Abschnitt 211, der entlang der Seitenoberfläche 200B der Seitenwand 202 des Befestigungselements 200 angeordnet ist, und einen zweiten Abschnitt 212, der die Öffnung abdeckt, in Kontakt mit der Bodenoberfläche 200A. Mit dieser Konfiguration, wie in 9 gezeigt ist, sind die Bodenoberfläche 200A und die Seitenoberfläche 200B des Befestigungselements 200 mit dem Wärmeübertragungselement 210 abgedeckt, wodurch ein Gehäuse gebildet wird, das mit Vergussharzmaterial P gefüllt werden kann (ohne eine Leckage zu verursachen). Es ist zu beachten, dass das Befestigungselement 200 und das Wärmeübertragungselement 210 sowohl unter Verwendung eines Klebstoffs oder dergleichen als auch durch Umspritzen miteinander verbunden werden können.
Außerdem weist das Befestigungselement 200 eine Trennwandplatte 203 auf, die einen Gehäuseraum für die Unterbringung der Drosselspule 140 abteilt. Eine Breite D des durch die Trennplatte 203 abgeteilten Gehäuseraums ist kleiner als der Durchmesser der Drosselspule 140.
Wie in 10 gezeigt ist, definiert die Trennwandplatte 203 die Höhe der Drosselspule 140 in vertikaler Richtung, wenn die Drosselspule 140 zwischen den Trennwandplatten 203 untergebracht ist. Diese Höhe ist so definiert, dass der Raum S zwischen der Drosselspule und dem Wärmeübertragungselement 210, das die Bodenoberfläche abdeckt, festgelegt ist. Mit dieser Konfiguration kann selbst dann, wenn das Wärmeübertragungselement 210 aus einem leitfähigen Metall (wie Kupfer und Aluminium) besteht, eine Isolation zwischen der Drosselspule 140 und dem Wärmeübertragungselement 210 sichergestellt werden.
Dann wird, wie in 11 gezeigt ist, wie in der oben beschriebenen vorliegenden Ausführungsform das elektronische Bauelement 130 durch Kleben an dem Wärmeübertragungselement 210 befestigt, und ein Gehäuse, das das Befestigungselement 200 und das Wärmeübertragungselement 210 umfasst (siehe 9), wird mit einem Wärmeableitungsharz (Vergussharz) gefüllt. Anschließend erfolgt die Befestigung am Wärmeableitungsgehäuse 2 durch Verschraubung oder dergleichen mit dem Befestigungsteil 201 des Befestigungselements 200. Bei der Befestigung des Befestigungsteils 201 wird die thermische Verbindung zwischen dem Wärmeübertragungselement 210 und dem Wärmeableitungsgehäuse 2 weiter sichergestellt, so dass eine Verkleinerung der gesamten Vorrichtung bei gleichzeitiger Sicherstellung der Wärmeableitungsleistung des elektronischen Bauelements 130 und der Drosselspule 140 wie in der oben genannten Ausführungsform erreicht werden kann.
Es ist zu beachten, dass gemäß der Ausführungsform 2 im Vergleich zu dem Fall, in dem das Gehäuse 120 wie in der oben beschriebenen vorliegenden Ausführungsform mittels Aluminiumdruckguss geformt wird, die Herstellungskosten gesenkt werden können. Außerdem kann gemäß der Ausführungsform 2 die Größe weiter reduziert werden, da die Dicke im Vergleich zum Aluminiumdruckguss reduziert werden kann.
Es ist zu beachten, dass es vorzuziehen ist, dass das Wärmeübertragungselement 210 ein Element mit einer höheren Wärmeleitfähigkeit als diejenige des Elements des Gehäuses (z.B. Aluminium) umfasst.
Während der erste Abschnitt des Wärmeübertragungselements 150 in der Ausführungsform 1 in Kontakt mit der ersten Außenoberfläche (Seitenoberfläche) des Gehäuses 120 angeordnet ist, muss der erste Teil in diesem Fall nicht mit der ersten Außenoberfläche (Seitenoberfläche) in Kontakt sein. Es ist zu beachten, dass dann, wenn der erste Abschnitt mit der ersten Außenoberfläche (Seitenoberfläche) in Kontakt steht, die Größe reduziert werden kann, da kein Raum zwischen dem Wärmeübertragungselement (erster Abschnitt) und der ersten Außenoberfläche gebildet wird, und die Wärmeableitungsleistung (Wärmeleitfähigkeit) wohl besser ist, da die Wärme der Drosselspule durch das Wärmeübertragungselement übertragen werden kann.
Obwohl die Erfindung des gegenwärtigen Erfinders auf der Grundlage der bevorzugten Ausführungsformen genauer beschrieben worden ist, ist nicht beabsichtigt, die vorliegende Erfindung auf die oben genannten bevorzugten Ausführungsformen zu beschränken, vielmehr kann die vorliegende Erfindung innerhalb des Umfangs und des Erfindungsgedankens, die durch die beigefügten Ansprüche definiert sind, weiter modifiziert werden.
Diese Anmeldung nimmt Bezug auf und beansprucht den Nutzen von der am 25. April 2018 eingereichten japanischen Patentanmeldung Nr. 2018-084184 , deren Offenbarung jeweils einschließlich der Beschreibung, der Zeichnungen und der Zusammenfassung durch Verweis in ihrer Gesamtheit hier aufgenommen ist.
Gewerbliche Anwendbarkeit
Die Stromversorgungsvorrichtung der vorliegenden Offenbarung ist als Stromversorgungsvorrichtung verwendbar, die die Größe der gesamten Vorrichtung reduzieren kann und gleichzeitig die Wärmeableitungsleistung für das wärmeerzeugende Element sicherstellen kann.
Bezugszeichenliste

1: Stromversorgungsvorrichtung
2: Wärmeableitungsgehäuse
2A: Rippe
3: Deckel
100: Stromrichtervorrichtung
110: Leiterplatte
120: Gehäuse
121: Schraubenloch
122: Seitenwand
123: Bodenwand
130: elektronisches Bauelement
131: Schraube mit Harz
140: Drosselspule
150: Wärmeübertragungselement
151: erster Abschnitt
152: zweiter Abschnitt
153: Schraubenloch

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2017108007 [0004]
JP 2018084184 [0073]

Claims

Stromversorgungsvorrichtung, umfassend: ein erstes wärmeerzeugendes Element; ein Gehäuse mit einer Kastenform, dessen eine Oberfläche offen ist, wobei das Gehäuse dafür konfiguriert ist, das erste wärmeerzeugende Element aufzunehmen; ein Harzmaterial, das im Inneren des Gehäuses vorgesehen ist und dafür konfiguriert ist, Wärme des ersten wärmeerzeugenden Elements auf das Gehäuse zu übertragen; eine Leiterplatte; ein zweites wärmeerzeugendes Element, das mit der Leiterplatte verbunden ist; und ein Wärmeableitungsgehäuse, das dafür konfiguriert ist, das Gehäuse, die Leiterplatte und das zweite wärmeerzeugende Element aufzunehmen und Wärme des ersten wärmeerzeugenden Elements und des zweiten wärmeerzeugenden Elements abzuleiten, wobei die Stromversorgungsvorrichtung ferner ein Wärmeübertragungselement mit einer Wärmeleitfähigkeit umfasst, die höher ist als diejenige des Gehäuses, wobei das Wärmeübertragungselement einen ersten Abschnitt, der in Kontakt mit einer ersten Außenoberfläche des Gehäuses angeordnet ist, und einen zweiten Abschnitt, der in Kontakt mit einer zweiten Außenoberfläche des Gehäuses angeordnet ist, umfasst, wobei das zweite wärmeerzeugende Element in Kontakt mit dem Wärmeübertragungselement angeordnet ist, und wobei das Wärmeübertragungselement die Wärme des ersten wärmeerzeugenden Elements und des zweiten wärmeerzeugenden Elements ableitet, wenn es in Kontakt mit einer Wandoberfläche des Wärmeableitungsgehäuses angeordnet ist.
Stromversorgungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Gehäuse eine Quaderform aufweist, die eine Bodenwand und vier Seitenwände umfasst; wobei die erste Außenoberfläche Außenoberflächen einer ersten Seitenwand und einer zweiten Seitenwand der vier Seitenwände umfasst, wobei die zweite Seitenwand der ersten Seitenwand gegenüberliegt; wobei die zweite Außenoberfläche eine Außenoberfläche der Bodenwand ist, wobei das Wärmeübertragungselement ein erstes Wärmeübertragungselement und ein zweites Wärmeübertragungselement umfasst, wobei das erste Wärmeübertragungselement in Kontakt mit einer ersten Außenoberfläche der ersten Seitenwand und mit der zweiten Außenoberfläche angeordnet ist, wobei das zweite Wärmeübertragungselement in Kontakt mit einer ersten Außenoberfläche der zweiten Seitenwand und mit der zweiten Außenoberfläche angeordnet ist, so dass das zweite Wärmeübertragungselement das erste Wärmeübertragungselement nicht überlappt; und wobei das zweite wärmeerzeugende Element eine erste Schaltvorrichtung, die in Kontakt mit einem ersten Abschnitt des ersten Wärmeübertragungselements angeordnet ist, und eine zweite Schaltvorrichtung umfasst, die in Kontakt mit einem ersten Abschnitt des zweiten Wärmeübertragungselements angeordnet ist.
Stromversorgungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Gehäuse eine obere Wand, eine Seitenwand und eine Bodenwand umfasst und dafür konfiguriert ist, das erste wärmeerzeugende Element von einer Öffnung aus aufzunehmen, die in einer Richtung orthogonal zu einer vertikalen Richtung offen ist; wobei die erste Außenoberfläche eine Randoberfläche der Öffnung an der Bodenwand ist, und die zweite Außenoberfläche eine Außenoberfläche der Bodenwand ist.
Stromversorgungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Gehäuse mittels Druckguss geformtes Aluminium umfasst; und wobei das Wärmeübertragungselement eine Kupferplatte umfasst.
Stromversorgungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei das zweite wärmeerzeugende Element mittels einer Schraube mit Harz an dem Gehäuse und dem Wärmeübertragungselement befestigt und angeordnet ist.
Stromversorgungsvorrichtung, umfassend: ein erstes wärmeerzeugendes Element; ein zweites wärmeerzeugendes Element; ein Gehäuse, das dafür konfiguriert ist, das erste wärmeerzeugende Element und das zweite wärmeerzeugende Element aufzunehmen; ein Befestigungselement, das ein Befestigungsteil aufweist, das dafür konfiguriert ist, das erste wärmeerzeugende Element im Gehäuse zu befestigen; und ein Wärmeübertragungselement mit einer Wärmeleitfähigkeit, die höher ist als diejenige des Befestigungselements, und das dafür konfiguriert ist, mit dem zweiten wärmeerzeugenden Element thermisch verbunden zu werden; wobei ein Teil des Wärmeübertragungselements zwischen dem ersten wärmeerzeugenden Element und einer Wandoberfläche des Gehäuses angeordnet ist.
Stromversorgungsvorrichtung nach Anspruch 6, wobei ein Gehäuse, das zur Aufnahme des ersten wärmeerzeugenden Elements konfiguriert ist, durch Kombination des Befestigungselements und des Wärmeübertragungselements gebildet ist; und wobei das Gehäuse mit einem Harzmaterial gefüllt ist.
Stromversorgungsvorrichtung nach Anspruch 6, wobei das Befestigungselement ein Harz umfasst; und wobei das Wärmeübertragungselement ein Metall umfasst.
Stromversorgungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Stromversorgungsvorrichtung für eine fahrzeuginterne Ladevorrichtung verwendet wird; wobei das erste wärmeerzeugende Element eine Drosselspule ist; und wobei das zweite wärmeerzeugende Element eine Schaltvorrichtung ist.
Stromversorgungsvorrichtung nach Anspruch 6, wobei die Stromversorgungsvorrichtung für eine fahrzeuginterne Ladevorrichtung verwendet wird; und wobei das erste wärmeerzeugende Element eine Drosselspule ist; und wobei das zweite wärmeerzeugende Element eine Schaltvorrichtung ist.