JP2016220383A - Cooling structure of heating element and power conversion device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、発熱体の冷却構造および電力変換装置に関する。 The present invention relates to a heating element cooling structure and a power converter.
無停電電源装置(Uninterruptible Power−supply System、以下UPS)は、定常電源である商用電源等の異常時に、負荷への電力供給を断つことなく安定供給するための装置である。昨今のIT利活用の革新に伴い、データセンタなどにおけるUPSの需要が高まっている。データセンタ向けのUPSは、地価の高い都市近郊に敷設されるため、設置面積の低減、すなわち装置小型化が望まれている。 An uninterruptible power supply system (UPS) is a device for stably supplying power to a load without interruption when an abnormality occurs in a commercial power supply or the like that is a steady power supply. With recent innovations in IT utilization, there is an increasing demand for UPS in data centers and the like. Since UPS for data centers is laid in the suburbs of cities with high land prices, reduction of installation area, that is, downsizing of devices is desired.
UPSを小型化するためには、UPS構成部品の小型化が重要となる。中でも電力変換装置は占有体積が大きいため、小型化の効果が大きい。電力変換装置の小型化を進めるためには、発熱体であるパワー半導体モジュールの冷却機構に対して、小型かつ効率の良い冷却方式が求められる。 In order to reduce the size of the UPS, it is important to reduce the size of the UPS components. Among them, the power conversion device has a large occupied volume, so that the effect of miniaturization is great. In order to advance the miniaturization of the power conversion device, a small and efficient cooling method is required for the cooling mechanism of the power semiconductor module which is a heating element.
パワー半導体モジュールの空冷方法として、例えば特許文献1には、「CPU23上に伝熱シート26を介して第1のヒートシンク25を搭載する。第1のヒートシンク25上には複数の伝熱部25aが形成されている。第1のヒートシンク25上には第2のヒートシンク27を配置する。第2のヒートシンク27には伝熱部25aが間隙を有して挿入可能な開口部29が形成されており、伝熱部25aと開口部29との間には熱伝導性のグリースが充填されている。」ことが記載されている。
As an air cooling method for a power semiconductor module, for example,
特許文献1では、電子部品にかかる荷重を低減しながら、凸部と開口部との接続によって放熱面積を拡大し、熱伝導グリス層の熱抵抗を低減することができる。しかしながら、一旦保持部材に伝導した熱を発熱部材の裏面側まで伝導させて基板に放熱させているため伝導の熱抵抗が大きく、放熱性能が制限されている。
In
本発明の目的は熱的接続部の熱抵抗を低減し、放熱性能を向上させることによって小型化された電力変換装置を提供することにある。 The objective of this invention is providing the power converter device reduced in size by reducing the thermal resistance of a thermal connection part and improving heat dissipation performance.
上記目的を達成するために、例えば、凸部を突出させてなる少なくとも一の冷却面を有する発熱体と、凸部が挿入される挿入部が形成される受熱スペーサと、受熱スペーサと前記発熱体とを押圧しつつ挟持する挟持部材と、受熱スペーサを冷却する冷却器と、を有し、挟持部材によって発熱体および受熱スペーサが嵌合する嵌合状態において、冷却面と凸部の端部面との距離は、冷却面と受熱スペーサの挟持部材に対向する面との距離よりも小さい発熱体の冷却構造を有する。 In order to achieve the above object, for example, a heating element having at least one cooling surface formed by projecting a convex part, a heat receiving spacer in which an insertion part into which the convex part is inserted is formed, the heat receiving spacer, and the heating element In the fitted state where the heating element and the heat receiving spacer are fitted by the holding member, the cooling surface and the end surface of the convex portion The cooling element cooling structure is smaller than the distance between the cooling surface and the surface of the heat receiving spacer facing the holding member.
本発明によれば、凸部が熱伝導材を介して冷却器と接続されるため、パワー半導体モジュールからの熱を冷却器へ効率良く伝えることができる。 According to the present invention, since the convex portion is connected to the cooler via the heat conductive material, the heat from the power semiconductor module can be efficiently transmitted to the cooler.
以下、図を参照して本発明を実施するための形態について説明する。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明の一実施形態に係る電力変換装置1の回路図である。
FIG. 1 is a circuit diagram of a
UPSを想定した本システムは、停電時に無瞬断で電力供給を継続できる常時インバータ給電方式である。商用電源2からの三相交流電力は、定常電源側スイッチ21と、高調波を除去するための入力用フィルタ回路17を経てコンバータ11へと供給され、整流回路であるコンバータ11によって交流から直流へ変換される。コンバータ11での整流後、コンデンサ20によって平滑化された直流電圧4がインバータ12へ印加され、所望の電圧と周波数の交流へと逆変換される。逆変換後、インバータ12が出力する三相交流電力5は、出力用フィルタ回路18によって高調波成分が除去された後に、負荷側スイッチ24を介して負荷3へと供給される。常時インバータ給電方式においては、常時、三相交流の商用電源2は、コンバータ11とインバータ12を経由して負荷3へ電力を給電する。したがって、商用電源2に瞬時電圧低下等の電圧変動が生じた場合に、コンバータ11とインバータ12を制御することで、通常の商用電源と同等の電力を安定供給可能とする。コンバータ11とインバータ12の動作、ならびに定常電源側スイッチ21と負荷側スイッチ24のONとOFFは、上位制御回路201からの信号によって制御される。
This system assuming UPS is a constant inverter power supply system that can continue power supply without interruption in the event of a power failure. The three-phase AC power from the commercial power source 2 is supplied to the
一方、インバータ12の前段には充放電チョッパ13が接続される。商用電源正常時には、充放電チョッパ13は、直流電圧4を降圧し、蓄電池14の充電のために充電電力7を出力する降圧チョッパとして動作する。非定常電源側スイッチ22は、蓄電池14からの電力をコンバータ11へ送る際に、電力経路を接続する役割を持つ。蓄電池保護用スイッチ23は、過電流などから電池を保護する役割を持つ。充放電チョッパ13と非定常電源側スイッチ22と蓄電池保護用スイッチ23は、上位制御回路201からの信号によって制御される。
On the other hand, a charge /
コンバータ11、インバータ12、充放電チョッパ13は、その動作に際して熱が発生し、温度が上昇する。この温度上昇を抑制するために、冷却ファン9(送風機)により発生させた冷却風10を電力変換装置1内に送り込み冷却する。
The
図2は、電力変換装置1を構成するコンバータ11の回路図である。
FIG. 2 is a circuit diagram of the
コンバータ11は、商用電源2の三相交流電圧を直流電圧4に変換させるものである。商用電源正常時には、入力となる三相交流電力を、コンバータ11の交流端子41r、41s、41tに供給し、各相に備えられた上アームのスイッチング素子31及び整流素子33と、下アームのスイッチング素子32及び整流素子34と、を用いて整流させる。本実施例においては、スイッチング素子としてIGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)、整流素子としてダイオード、を用いているが、これらに限らず、他の種類の素子を適用することも可能である(以下同様)。コンバータ11のスイッチング素子31、32は、制御回路202からの信号によって駆動される。
The
図3は、電力変換装置1を構成するインバータ12の回路図である。
FIG. 3 is a circuit diagram of the
インバータ12は、不図示のコンデンサで平滑化された直流電力を三相交流電力に変換させるものである。コンバータ11により変換された直流電圧を、各相に備えられた上アームのスイッチング素子31及び整流素子33と、下アームのスイッチング素子32及び整流素子34と、を用いて三相交流電圧に変換させ、交流端子42u、42v、42wに出力する。インバータ12のスイッチング素子31、32は、制御回路203からの信号によって駆動される。インバータ12は、商用電源2の状態に関わらず、直流電圧を交流電圧に変換し、出力用フィルタ回路18へ定格電力を出力する。
The
図4は、電力変換装置1を構成する充放電チョッパ13の回路図である。
FIG. 4 is a circuit diagram of the charge /
充放電チョッパ13は、商用電源2の正常時に直流電圧を降圧して充電電力を出力させるものである。まず、上アームのスイッチング素子31がONしている間に、蓄電池14と充放電チョッパ13との間に接続された不図示のリアクトルに電磁エネルギーが蓄積される。次に、上アームのスイッチング素子31がOFFした際に、逆起電力が発生するリアクトルの電磁エネルギーが放出されて、蓄電池14が充電される。他方、商用電源異常時には、充放電チョッパ13は、蓄電池14の低圧の直流電圧を高圧の直流電圧に変換する。まず、蓄電池14の放電電力がリアクトルに供給されて、下アームのスイッチング素子32がONしている間に、リアクトルに電磁エネルギーが蓄積される。次に、下アームのスイッチング素子32がOFFした際に、リアクトルの逆起電力により上アームの整流素子33がONする。これより、充放電チョッパ13の出力端には、蓄電池14の直流電圧とリアクトルの逆起電圧の加算電圧が現れるため、結果的に昇圧される。充放電チョッパ13のスイッチング素子31、32は、制御回路204からの信号によって駆動される。本実施例において、充放電チョッパ13のレグを二並列としているが、この並列数は充放電チョッパ13への放電時給電量によって決まる。
The charge /
以上より、本実施例の電力変換装置1に搭載されるコンバータ11、インバータ12、充放電チョッパ13は、上アームのスイッチング素子31及び整流素子33と、下アームのスイッチング素子32及び整流素子34と、が直列に接続されたレグ35を基本構成としている。負荷3への供給電力が電力変換装置1の定格電力を超える場合には、コンバータ11、インバータ12ならびに充放電チョッパ13のレグ35の並列数を増やすことによって定格電力を大きくする。
From the above, the
コンバータ11、インバータ12、充放電チョッパ13において、通電時にはスイッチング素子31、32と整流素子33、34に内蔵される抵抗により損失が発生する。また、通電状態から阻止状態に切り替わる際にも損失が発生する。この損失を伴う動作に際して熱が発生するため、コンバータ11、インバータ12、充放電チョッパ13の温度が上昇する。
In the
図5は、本実施形態にて用いられる両面冷却パワーモジュール100の回路図である。両面冷却パワーモジュール100には、絶縁体112の上にマウントされたスイッチング素子31、32と整流素子33、34とが含まれる。各々の半導体素子間は、図2〜図4に示されるレグ35を構成するように接続される。また、絶縁体112には、P端子113P(直流正極端子)、N端子113N(直流負極端子)、AC端子113AC(交流端子)、スイッチング素子のオンとオフとを制御するゲート端子111が取り付けられる。
FIG. 5 is a circuit diagram of the double-sided
図6は、本実施形態にて用いられる両面冷却パワーモジュール100の外観図である。両面冷却パワーモジュール100は、略直方体状の本体部101と、本体部101の一側面を広げるように形成された略直方体状のフランジ部102と、フランジ部102において本体部101に対向する面から突出した、複数の端子から成る端子部103とから構成されている。端子部103を構成する端子は、図5に示したP端子113Pと、N端子113Nと、AC端子113ACと、ゲート端子111とによって構成されている。
FIG. 6 is an external view of a double-sided
本体部101の一の面121Aには、微小円柱状の突起であるピンフィン122Aが、多数(例えば、合計約200以上)突出している。また、本体部101において面121Aに対向する他の面121Bにおいても、同数のピンフィン122B(図示せず)が形成されている。以下、ピンフィン122A、122Bの総称を「ピンフィン122」と呼ぶ。ピンフィン122は、本図に示すようなピンフィン形状のほかにも、面121A、121Bから突出させてなる凸部であればよい。本体部101は、面121Aおよび121Bにおいてピンフィン122が形成されている領域である冷却面121A、121Bを有する。冷却面121Aおよび121Bを総称して「冷却面」と呼ぶ。ピンフィン122を除いた本体部101の厚さ、すなわち冷却面121A、121B間の距離を「d1」とする。
A large number (for example, a total of about 200 or more) of
図7は、受熱スペーサの斜視図である。両面冷却パワーモジュール100の冷却面121A、121Bには、一対の受熱スペーサ300A、300Bが衝合される。受熱スペーサ300Aは、略長方形板状の受熱部301Aと、受熱部301Aの両端から受熱スペーサ300Bに向かって突出する、略直方体状の一対の空間確保部302Aとから構成されている。また、受熱部301Aには、円柱状の貫通孔303A(凹部)が多数形成されている。これら貫通孔303Aは、冷却面121Aのピンフィン122Aに対向する位置に形成され、かつ、ピンフィン122Aの直径よりも若干大きな直径を有している。また、受熱スペーサ300Bは、受熱スペーサ300Aと同様に、略長方形板状の受熱部301Bと、受熱部301Bの両端から受熱スペーサ300Bに向かって突出する、略直方体状の一対の空間確保部302Bとから構成されている。受熱スペーサ300Bは、受熱スペーサ300Aに対して全体として上下対称の形状を有しているが、受熱部301Bにあっては、両面冷却パワーモジュール100の冷却面121Bから突出するピンフィン122Bに各々対向する位置に、貫通孔303Bが形成されている。
FIG. 7 is a perspective view of the heat receiving spacer. A pair of heat receiving spacers 300 </ b> A and 300 </ b> B are abutted against the cooling surfaces 121 </ b> A and 121 </ b> B of the double-sided
受熱スペーサ300A、300Bを両面冷却パワーモジュール100に取り付ける際には、冷却面121A、121Bに熱伝導グリスを塗布し、各ピンフィン122に貫通孔303A、303Bの位置を合わせつつ、空間確保部302A、302Bを衝合させる。このようにして、受熱スペーサ300A、300Bを両面冷却パワーモジュール100に取り付けた状態を図8に示す。図示のように、本体部101はその端面101aを露出させているが、冷却面121A、121Bの大部分は受熱スペーサ300A、300Bによって覆われている。
When attaching the
図9は、図8におけるA−A'断面図を示したものである。空間確保部302A、302Bを衝合させた際、受熱部301A、301Bの発熱体と対向する面同士は、d2の距離を隔てて対向する。すなわち、両面冷却パワーモジュール100の本体部101の厚さd1よりも距離d2が若干長くなるように、受熱スペーサ300A、300Bは形成されている。この結果、受熱部301Aと本体部101の間、及び受熱部301Bと本体部101の間には、それぞれ空隙310A、310Bが形成される。両面冷却パワーモジュール100は、受熱スペーサ300A、300Bに対して遊びを有するため、空隙310A、310Bの幅は必ずしも同一ではない。
FIG. 9 shows a cross-sectional view taken along the line AA ′ in FIG. When the
空間確保部302A、302Bを衝合する際、ピンフィン122に塗布された熱伝導グリス(図示せず)は、空隙310A、310B内にも押し出されるように浸透し、空隙310A、310Bも隙間なく熱伝導グリスによって充填される。また、ピンフィン122Aの先端からピンフィン122Bの先端まで含めた本体部101の厚さをd4とし、受熱スペーサ300A、300Bを衝合させた際の全体の幅をd5とすると、幅d5は厚さd4よりも若干広くなるように、受熱スペーサ300A、300Bは形成されている。これにより、図中における受熱スペーサ300Aの上面とピンフィン122Aの先端との間、及び受熱スペーサ300Bの下面とピンフィン122Bの先端との間には、それぞれ空隙311A、311Bが形成される。上述したように、両面冷却パワーモジュール100は、受熱スペーサ300A、300Bに対して遊びを有するため、空隙311A、311Bの幅は必ずしも同一ではない。
When the
受熱スペーサ300A、300Bを冷却器400(詳細は後述する)に装着する際には、ハッチングを付した矢印で示すような押圧力320が印加される。この押圧力320は、空間確保部302A、302Bの衝合部分に印加される。すなわち、空間確保部302Aおよび302Bによって、本体部101と受熱スペーサ300A、300Bとの間に空隙310A、310Bが形成され、さらにピンフィン122A、122Bの各先端部分にも空隙311A、311Bが形成されていることから、この押圧力320が本体部101に印加されない。
When the
図10は、二つの両面冷却パワーモジュール100を、冷却器400に装着した状態の斜視図である。冷却器400は、一対の冷却器400A、400Bから構成される。冷却器400A、400Bは、各々略直方体ブロック状に形成された挟持部材410A、410Bを有しており、これら挟持部材410A、410Bに、受熱スペーサ300A、300Bをそれぞれ装着した二つの両面冷却パワーモジュール100が挟まれている。
FIG. 10 is a perspective view of a state in which two double-sided
挟持部材410A、410Bは、複数の固定具420によって相互に締め付けられ、挟持部材410A、410Bには、ハッチングを付した矢印で示す方向に押圧力320が印加される。但し、図9において説明したように、この押圧力320は受熱スペーサ300A、300Bに印加されるものの両面冷却パワーモジュール100には印加されない。なお、固定具420としては、一般的なボルトとナットを用いることができる。
The clamping
図10では、x軸、y軸が成すxy平面(水平面)に対して約10°傾斜して、挟持部材410Aからy軸方向に4本のヒートパイプ430が突出している。また、これらヒートパイプ430の半径方向に、複数の板状の放熱フィン440が溶接されている。従って、各放熱フィン440は、x軸、z軸が成すxz平面(鉛直面)に対して、約10°傾斜している。冷却器400Bも、冷却器400Aと同様に構成されている。以上のようにして、二の両面冷却パワーモジュール100を冷却器400に実装することにより、空冷型両面冷却パワーユニット500が構成される。
In FIG. 10, four
両面冷却パワーモジュール100が発熱すると、その熱は受熱スペーサ300A、300Bを介して挟持部材410A、410Bに伝搬され、さらにヒートパイプ430によって後方に(y軸方向に)伝搬される。そして、この空冷型両面冷却パワーユニット500に対して、下から上に向かう(z軸方向に向かう)冷却風441を送風すると、冷却風441は各放熱フィン440を冷却しつつ上方向に向かって抜けるから、熱が速やかに排出される。このような熱伝搬経路を図中の矢印431で示す。なお、冷却風441と直交する方向の熱伝搬は、主にヒートパイプ430による伝搬である。
When the double-sided
図11は、図10に示された破線で囲まれた領域Bの分解図を示す。図11において、受熱スペーサ300Aと挟持部材410Aとの間、及び、受熱スペーサ300Bと挟持部材410Bとの間には、それぞれ熱伝導グリス450が塗布される。固定具420によって挟持部材410A、410Bを締め付けると、熱伝導グリス450は、受熱スペーサ300Aと挟持部材410Aとの対向面、及び、受熱スペーサ300Bと挟持部材410Bとの対向面に沿って拡がり、図示のような薄膜層状になる。その際、各ピンフィン122A、122Bの先端部分の空隙311A、311B(図9参照)にも熱伝導グリス450が浸透し、各ピンフィン122A、122Bの外面には熱伝導グリス450が浸透する。
FIG. 11 shows an exploded view of a region B surrounded by a broken line shown in FIG. In FIG. 11, thermal
図12は、図11におけるC−C'断面図を示す。受熱スペーサ300Aの上面に挟持部材410Aが取り付けられることによって、両者の界面が熱的接続面となる。両面冷却パワーモジュール100の熱を挟持部材410Aへ効率よく伝えるためには、ピンフィン122Aの先端ならびに受熱スペーサ300Aの受熱部301Aと、挟持部材410Aとの接続状態が円滑でなければならない。
FIG. 12 is a cross-sectional view taken along the line CC ′ in FIG. By attaching the clamping
図13は、図12に示すD部の拡大図である。本実施形態では、冷却面121A、ピンフィン122A、受熱部301A、挟持部材410Aで形成される領域(図11ハッチング箇所)に熱伝導グリス450が充填される。このとき、両面冷却パワーモジュール100の熱は、破線で示す放熱経路130、131、132を通って挟持部材410Aへと伝わる。放熱経路130は、熱が本体部101から受熱部301Aを経由して挟持部材410Aに伝わる経路である。放熱経路131は、熱が本体部101からピンフィン122Aまで熱伝導し、熱伝導グリス450を介して挟持部材410Aへと伝わる経路である。放熱経路132は、熱がピンフィン122Aから受熱部301Aへと移動してから挟持部材410Aまで伝わる経路である。本実施形態であれば、ピンフィン122Aの全表面を活用して、両面冷却パワーモジュール100の熱を放熱できる。このように、本実施形態においては、熱伝導グリスを介して複数経路による放熱が可能となるため、効率よく放熱することができる。
FIG. 13 is an enlarged view of a portion D shown in FIG. In the present embodiment, the
また、発熱体であるパワーモジュール100をパワーモジュール上に形成されている凸部が突出している方向と平行方向から見たとき(すなわち図13の−X軸方向から+X軸方向に向かってパワーモジュール100を見た場合)に、受熱スペーサ300Aと挟持部材410Aとの間に熱伝導材が充填されている充填面積は、貫通孔303Aとピンフィン122Aとの間および冷却面121Aおよび受熱部301Aとの間に熱伝導材が充填されている充填面積よりも大きい。受熱スペーサ300Aから挟持部材410Aへ熱が伝わる際には、受熱スペーサ300A内で熱が拡がるため、さらに効率良く熱を伝えるために充填面積を大きくしている。このような構成により、ピンフィン122Aおよび受熱スペーサ300Aを介して発熱体からの熱が拡散する場合において、より効果的に放熱することができる。なお、後述する実施例2および実施例3においても同様の構成を採用することが可能であり、同様の効果を得ることが出来る。
Further, when the
さらに、両面冷却パワーモジュール100の熱変形によって本体部101が膨張した場合には、膨張時の応力が熱伝導グリス450の流動的変形によって逃がされる。このとき、ピンフィン122Aの先端と挟持部材410Aとの空隙315が、受熱スペーサ300Aの上面とピンフィン122Aの先端との空隙311Aよりも大きいため、ピンフィン122Aの先端は挟持部材410Aに当接せず、良好な熱的接続状態が保たれる。なお、挟持部材410B側についても、挟持部材410A側と同様に構成されている。
Further, when the
図14は、本発明第2の実施例であり、実施例1の熱接続部を熱伝導シート451で構成した形態である。
FIG. 14 shows a second embodiment of the present invention, in which the heat connecting portion of the first embodiment is configured with a heat
図15は、図14のE部の拡大図である。受熱スペーサ300Aの受熱部301Aと挟持部材410Aとの間、ならびに受熱部301Aと両面冷却パワーモジュール100の冷却面121Aとの間は、シート状である熱伝導シート451によって熱的に接続される。一般的な熱伝導シート451は、熱伝導グリス450に比べて低流動性であるが、その熱伝導性能は高い。したがって、ピンフィン122Aと受熱部301Aとの間を熱伝導シート451によって接続できない状態にあっても、放熱性能が放熱経路130、131上の伝熱によって補われる。図15では、ピンフィン122Aの先端において二枚の熱伝導シート451が積層されているが、熱伝導シート451の厚み方向の変形能を活用して一枚で構成しても良い。
FIG. 15 is an enlarged view of a portion E in FIG. The
図16は、本発明第3の実施例であり、実施例1のパワー半導体モジュールを片面冷却パワーモジュール600で構成した形態である。片面冷却パワーモジュール600は、素子が実装されている素子マウント部651と、電気絶縁をとるための絶縁基板が取り付けられたベース652で構成され、素子マウント部651とベース652との間は、ロウ付け等で接合される。
FIG. 16 shows a third embodiment of the present invention, in which the power semiconductor module of the first embodiment is configured by a single-sided
図17は、図16のF部の拡大図である。本構成の熱的接続部は、受熱スペーサ610の受熱部611とベース652との間、受熱スペーサ610の貫通孔612とベース652のピンフィン653との間、ならびに受熱部611と挟持部材410との間である。本実施形態においては、実施例1と同様に、熱接続部に熱伝導グリス450が充填されてピンフィン653の全表面を活用して放熱できるため、発熱体からの熱を効率良く伝えることができる。
FIG. 17 is an enlarged view of a portion F in FIG. The thermal connection part of this configuration includes the
1:電力変換装置
2:商用電源
3:負荷
4:直流電圧
5:三相交流電力
7:充電電力
9:冷却ファン
10:冷却風
11:コンバータ
12:インバータ
13:充放電チョッパ
14:蓄電池
16:リアクトル
17:入力用フィルタ回路
18:出力用フィルタ回路
20:コンデンサ
21:定常電源側スイッチ
22:非定常電源側スイッチ
23:蓄電池保護用スイッチ
24:負荷側スイッチ
31:上アームのスイッチング素子
32:下アームのスイッチング素子
33:上アームの整流素子
34:下アームの整流素子
35:レグ
41r:R相交流端子
41s:S相交流端子
41t:T相交流端子
42u:U相交流端子
42v:V相交流端子
42w:W相交流端子
43:充放電チョッパ直流端子
100:両面冷却パワーモジュール(発熱体)
101:本体部
101a:本体部の端面
102:フランジ部
103:端子部
111:ゲート端子
112:絶縁体
113P:P端子
113N:N端子
113AC:AC端子
121、121A、121B:冷却面
122、122A、122B:ピンフィン
130:発熱体からの放熱経路1
131;発熱体からの放熱経路2
132:発熱体からの放熱経路3
201:上位制御回路
202:コンバータ制御回路
203:インバータ制御回路
204:充放電チョッパ制御回路
300A、300B:受熱スペーサ
301A、301B:受熱部(受熱板)
302A、302B:空間確保部
303A、303B:貫通孔(凹部)
310A、310B、311A、311B、315:空隙
320:押圧力
400、400A、400B:冷却器
410、410A、410B:挟持部材
420:固定具
430:ヒートパイプ
431:ヒートパイプの熱伝搬方向
440:放熱フィン
441:冷却器を通過する冷却風
450:熱伝導グリス
451:熱伝導シート
500:空冷型両面冷却パワーユニット
600:片面冷却パワーモジュール(発熱体)
610:片面冷却用受熱スペーサ
611:受熱部
612:貫通孔
620、621:空隙
651:素子マウント部
652:ベース
653:ピンフィン
1: Power converter 2: Commercial power supply 3: Load 4: DC voltage 5: Three-phase AC power 7: Charging power 9: Cooling fan 10: Cooling air 11: Converter 12: Inverter 13: Charge / discharge chopper 14: Storage battery 16: Reactor 17: Input filter circuit 18: Output filter circuit 20: Capacitor 21: Steady power supply side switch 22: Unsteady power supply side switch 23: Storage battery protection switch 24: Load side switch 31: Upper arm switching element 32: Lower Arm switching element 33: Upper arm rectifying element 34: Lower arm rectifying element 35: Leg 41r: R
101: main body 101a: end
131; Heat dissipation path 2 from the heating element
132: Heat dissipation path 3 from the heating element
201: Host control circuit 202: Converter control circuit 203: Inverter control circuit 204: Charge / discharge
302A, 302B:
310A, 310B, 311A, 311B, 315: gap 320: pressing
610: Single-sided cooling heat receiving spacer 611: Heat receiving portion 612: Through
Claims (8)
前記凸部が挿入される挿入部が形成される受熱スペーサと、
前記受熱スペーサと前記発熱体とを押圧しつつ挟持する挟持部材と、
前記受熱スペーサを冷却する冷却器と、を有し、
前記挟持部材によって発熱体および受熱スペーサが嵌合する嵌合状態において、前記冷却面と前記凸部の端部面との距離は、前記冷却面と前記受熱スペーサの前記挟持部材に対向する面との距離よりも小さい発熱体の冷却構造。 A heating element having at least one cooling surface formed by projecting a convex portion;
A heat receiving spacer in which an insertion part into which the convex part is inserted is formed;
A clamping member that clamps the heat receiving spacer and the heating element while pressing,
A cooler for cooling the heat receiving spacer,
In the fitting state in which the heating element and the heat receiving spacer are fitted by the holding member, the distance between the cooling surface and the end surface of the convex portion is the cooling surface and the surface of the heat receiving spacer facing the holding member. Heating element cooling structure smaller than the distance.
前記ヒートパイプには放熱フィンが設けられている請求項1乃至6のいずれかに記載の発熱体の冷却構造。 The sandwiching member sandwiches and presses the pair of heat receiving spacers against two opposing surfaces of the heating element, and cools the heating element by contacting a heat pipe,
The heat generating body cooling structure according to claim 1, wherein the heat pipe is provided with a radiation fin.
前記凸部が挿入される挿入部が形成される受熱スペーサと、
前記受熱板と前記発熱体とを押圧しつつ挟持する挟持部材と、
前記受熱板を冷却する冷却器と、
前記挟持部材に接触されたヒートパイプと、
前記ヒートパイプに設けられている放熱フィンと、
を有し、
前記挟持部材によって前記発熱体および前記受熱スペーサが嵌合する嵌合状態において、前記冷却面と前記凸部の端部面との距離は、前記冷却面と前記受熱板の前記挟持部材に対向する面との距離よりも小さい電力変換装置。 A heating element having at least one cooling surface formed by projecting a convex portion;
A heat receiving spacer in which an insertion part into which the convex part is inserted is formed;
A sandwiching member that sandwiches the heat receiving plate and the heating element while pressing,
A cooler for cooling the heat receiving plate;
A heat pipe in contact with the clamping member;
Radiating fins provided in the heat pipe;
Have
In the fitting state in which the heating element and the heat receiving spacer are fitted by the holding member, the distance between the cooling surface and the end surface of the convex portion faces the holding member of the cooling surface and the heat receiving plate. A power converter that is smaller than the distance to the surface.
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