DE202021103259U1 - In-vehicle current transformer - Google Patents
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Abstract
Fahrzeuginterner Stromwandler, umfassend:
einen Kühlkörper;
eine Leiterplatte, die auf oder über dem Kühlkörper angeordnet ist;
eine Leistungshalbleitervorrichtung, die auf oder über der Leiterplatte angebracht ist,
einen Steuerplatinen-Stützsockel, der auf und/oder über der Leiterplatte angeordnet ist und der eine Steuerplatine trägt; und
ein Wärmeübertragungselement, das zwischen der Leistungshalbleitervorrichtung und dem Steuerplatinen-Stützsockel angeordnet ist und eine thermische Verbindung zwischen der Leistungshalbleitervorrichtung und dem Steuerplatinen-Stützsockel herstellt.
In-vehicle current transformer, comprising:
a heat sink;
a circuit board disposed on or above the heat sink;
a power semiconductor device mounted on or above the circuit board,
a control board support base which is disposed on and / or above the circuit board and which supports a control board; and
a heat transfer element that is disposed between the power semiconductor device and the control board support pedestal and provides a thermal connection between the power semiconductor device and the control board support pedestal.
Description
Technisches GebietTechnical area
Die vorliegende Offenbarung betrifft einen fahrzeuginternen Stromwandler.The present disclosure relates to an in-vehicle power converter.
Technischer HintergrundTechnical background
Stromwandler (z.B. DC/DC-Wandler, Wechselrichter und Ladegeräte), die in Elektrofahrzeugen und/oder Hybridfahrzeugen eingebaut sind, sind bekannt (siehe z.B. PTL 1).Current converters (e.g. DC / DC converters, inverters and chargers) that are installed in electric vehicles and / or hybrid vehicles are known (see e.g. PTL 1).
Es ist bekannt, dass bei Stromwandlern dieser Art (typischerweise Wechselrichter) während der Beschleunigungsfahrt und/oder der Steigungsfahrt von Fahrzeugen die Leistung etwa um das Doppelte der Leistung während der Fahrt mit konstanter Geschwindigkeit für einige Dutzend Sekunden ansteigt und Leistungshalbleitervorrichtungen, die die Stromwandler bilden, schnell Wärme erzeugen. Eine solche Überhitzung von Leistungshalbleitervorrichtungen führt zu einer Verschlechterung der Eigenschaften der Vorrichtungen und/oder zu Schäden an den Vorrichtungen, so dass solche Überhitzungszustände der Leistungshalbleitervorrichtungen vermieden werden müssen.It is known that with current converters of this type (typically inverters) during the acceleration drive and / or the uphill drive of vehicles, the power increases by about twice the power while driving at constant speed for a few dozen seconds and power semiconductor devices that form the current converters, generate heat quickly. Such overheating of power semiconductor devices leads to a deterioration in the properties of the devices and / or to damage to the devices, so that such overheating states of the power semiconductor devices must be avoided.
Um eine solche momentane Wärmeerzeugung einer Leistungshalbleitervorrichtung zu bewältigen, wurde bisher die Verbesserung der Wärmeableitungsfähigkeit eines Kühlkörpers selbst zur Absorption der in der Leistungshalbleitervorrichtung erzeugten Wärme diskutiert. Um die Wärmeableitungsfähigkeit des Kühlkörpers selbst zu verbessern, ist jedoch eine Vergrößerung des Kühlkörpers oder die Verwendung eines Kühlmediums mit einer hohen Wärmetransportfähigkeit erforderlich, und es entsteht ein Problem, das zu einer Erhöhung der Kosten oder der Größe der Stromwandler führt.In order to cope with such instantaneous heat generation of a power semiconductor device, the improvement of the heat dissipation ability of a heat sink itself for absorbing the heat generated in the power semiconductor device has heretofore been discussed. However, in order to improve the heat dissipation ability of the heat sink itself, an enlargement of the heat sink or the use of a cooling medium having a high heat transfer ability is required, and a problem arises that increases the cost or the size of the power converters.
Liste der AnführungenList of citations
PatentliteraturPatent literature
Patentschrift 1
Japanische Patentoffenlegungsschrift Nr.
Japanese Patent Laid-Open No.
Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention
Lösung der AufgabeSolution of the task
Die vorliegende Offenbarung wurde im Hinblick auf das oben genannte Problem gemacht und zielt daher darauf ab, einen fahrzeuginternen Stromwandler vorzusehen, der in der Lage ist, die momentane Wärmeerzeugung einer Leistungshalbleitervorrichtung zu bewältigen, und der einen einfachen Aufbau aufweist.The present disclosure has been made in view of the above problem, and therefore aims to provide an in-vehicle power converter which is capable of coping with instantaneous heat generation of a power semiconductor device and which is simple in structure.
Die vorliegende Offenbarung, die hauptsächlich das obige Problem löst, ist auf einen fahrzeuginternen Stromwandler gerichtet, der Folgendes umfasst: einen Kühlkörper; eine auf oder über dem Kühlkörper angeordnete Leiterplatte; eine auf oder über der Leiterplatte montierte Leistungshalbleitervorrichtung; einen Steuerplatinen-Stützsockel, der auf und/oder über der Leiterplatte angeordnet ist und eine Steuerplatine trägt; und ein Wärmeübertragungselement, das zwischen der Leistungshalbleitervorrichtung und dem Steuerplatinen-Stützsockel angeordnet ist und eine thermische Verbindung zwischen der Leistungshalbleitervorrichtung und dem Steuerplatinen-Stützsockel herstellt.The present disclosure, which mainly solves the above problem, is directed to an in-vehicle power converter comprising: a heat sink; a printed circuit board arranged on or above the heat sink; a power semiconductor device mounted on or above the circuit board; a control board support base disposed on and / or above the circuit board and carrying a control board; and a heat transfer element that is disposed between the power semiconductor device and the control board support pedestal and provides a thermal connection between the power semiconductor device and the control board support pedestal.
Vorteilhafte Wirkungen der ErfindungAdvantageous Effects of the Invention
Ein fahrzeuginterner Stromwandler gemäß der vorliegenden Offenbarung ist in der Lage, die momentane Wärmeerzeugung einer Leistungshalbleitervorrichtung mit einem einfachen Aufbau zu bewältigen.An in-vehicle power converter according to the present disclosure is capable of coping with instantaneous heat generation of a power semiconductor device with a simple structure.
FigurenlisteFigure list
-
1 ist eine Seitenansicht eines Aufbaus eines Stromwandlers gemäß einer Ausführungsform;1 Fig. 13 is a side view showing a structure of a power converter according to an embodiment; -
2 ist eine perspektivische Explosionsansicht des Aufbaus des Stromwandlers gemäß der Ausführungsform;2 Fig. 13 is an exploded perspective view showing the structure of the power converter according to the embodiment; -
3 ist ein Blockschaltbild des Stromwandlers gemäß der Ausführungsform; und3 Fig. 13 is a block diagram of the power converter according to the embodiment; and -
4 ist ein Diagramm zur Beschreibung der Wärmeübertragungspfade in dem Stromwandler gemäß der Ausführungsform.4th Fig. 13 is a diagram for describing the heat transfer paths in the power converter according to the embodiment.
Beschreibung von AusführungsformenDescription of embodiments
Nachstehend ist eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung genau beschrieben. Es wird darauf hingewiesen, dass in dieser Beschreibung und in der Zeichnung Aufbauelemente mit der im Wesentlichen gleichen Funktion durch die gleichen Bezugsnummern bezeichnet sind, und redundante Beschreibungen davon ausgelassen sind.A preferred embodiment of the present disclosure will now be described in detail with reference to the accompanying drawings. It should be noted that in this specification and the drawings, constituent elements having substantially the same function are denoted by the same reference numerals, and redundant descriptions thereof are omitted.
Es wird darauf hingewiesen, dass die folgende Beschreibung erfolgt, indem die Richtung nach oben in den Figuren als „nach oben“ bezeichnet ist und die Richtung nach unten in den Figuren als „nach unten“ bezeichnet ist, um eine Positionsbeziehung der Aufbauelemente zu verdeutlichen. Diese Richtungen sind jedoch nicht dazu gedacht, die Stellungen von in Fahrzeugen eingebauten Stromwandlern zum Zeitpunkt der Verwendung zu begrenzen.It should be noted that the following description is made by referring to the upward direction in the figures as “upward” and the downward direction in the figures as “downward” in order to clarify a positional relationship of the structural members. However, these directions are not intended to limit the positions of vehicle installed CTs at the time of use.
[Aufbau eines fahrzeuginternen Stromwandlers][Structure of a vehicle-internal current transformer]
Nachfolgend ist ein beispielhafter Aufbau eines fahrzeuginternen Stromwandlers (im Folgenden abgekürzt als „Stromwandler“) gemäß der vorliegenden Ausführungsform beschrieben. Der Stromwandler
Der Stromwandler
Der Kühlkörper
Es wird darauf hingewiesen, dass der Kühlkörper
Die Leiterplatte
Die Leistungshalbleitervorrichtungen
In der vorliegenden Ausführungsform wird als Wechselrichterschaltung ein Dreiphasen-Brückenwechselrichter mit den folgenden Komponenten verwendet, wie in
Es wird darauf hingewiesen, dass die Batterie B mit einer Eingangsstufe der Wechselrichterschaltung verbunden ist, während der Motor M mit einer Ausgangsstufe (U-Phasen-Zweig, V-Phasen-Zweig und W-Phasen-Zweig) der Wechselrichterschaltung verbunden ist.It should be noted that the battery B is connected to an input stage of the inverter circuit, while the motor M is connected to an output stage (U-phase branch, V-phase branch and W-phase branch) of the inverter circuit.
Die Leistungshalbleitervorrichtungen
Der Steuerplatinen-Stützsockel
Der Steuerplatinen-Stützsockel
Ein Mikrocomputer (äquivalent zur „Steuerschaltung“ der vorliegenden Erfindung) zum Erzeugen eines Steuersignals (z.B. PWM-Signal) zum Steuern des Schaltens von Leistungshalbleitervorrichtungen
Das Wärmeübertragungselement
Es wird darauf hingewiesen, dass das Wärmeübertragungselement
Das Wärmeübertragungselement
Die von den Leistungshalbleitervorrichtungen
Wenn das Fahrzeug beschleunigt oder eine Steigung hinauffährt, steigt die von den Leistungshalbleitervorrichtungen
In dieser Hinsicht ist der Stromwandler
[Wirkungen][Effects]
Wie oben beschrieben, ist der Stromwandler
Darüber hinaus ist der Stromwandler
Obwohl bisher verschiedene Beispiele beschrieben wurden, können natürlich verschiedene Änderungen in Formen und Details vorgenommen werden, ohne von dem Geist und dem Umfang der vorliegenden Erfindung und der Erfindung in den Ansprüchen, die im Folgenden beschrieben werden, abzuweichen.Although various examples have been described so far, various changes in forms and details can of course be made without departing from the spirit and scope of the present invention and the invention in the claims described below.
Gewerbliche AnwendbarkeitCommercial applicability
Der Stromwandler gemäß der vorliegenden Erfindung ist in der Lage, die momentane Wärmeerzeugung einer Leistungshalbleitervorrichtung mit einem einfachen Aufbau zu bewältigen.The power converter according to the present invention is able to cope with instantaneous heat generation of a power semiconductor device with a simple structure.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
- JP 2013031250 [0005]JP 2013031250 [0005]
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Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE202021103259.6U DE202021103259U1 (en) | 2021-06-17 | 2021-06-17 | In-vehicle current transformer |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE202021103259.6U DE202021103259U1 (en) | 2021-06-17 | 2021-06-17 | In-vehicle current transformer |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE202021103259U1 true DE202021103259U1 (en) | 2021-08-31 |
Family
ID=77749966
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE202021103259.6U Active DE202021103259U1 (en) | 2021-06-17 | 2021-06-17 | In-vehicle current transformer |
Country Status (1)
Country | Link |
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DE (1) | DE202021103259U1 (en) |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2013031250A (en) | 2011-07-27 | 2013-02-07 | Hitachi Automotive Systems Ltd | Power conversion device |
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2021
- 2021-06-17 DE DE202021103259.6U patent/DE202021103259U1/en active Active
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2013031250A (en) | 2011-07-27 | 2013-02-07 | Hitachi Automotive Systems Ltd | Power conversion device |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R207 | Utility model specification |