JP2017011920A - Power conversion device - Google Patents
Power conversion device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2017011920A JP2017011920A JP2015126536A JP2015126536A JP2017011920A JP 2017011920 A JP2017011920 A JP 2017011920A JP 2015126536 A JP2015126536 A JP 2015126536A JP 2015126536 A JP2015126536 A JP 2015126536A JP 2017011920 A JP2017011920 A JP 2017011920A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- semiconductor module
- gasket
- metal plate
- opening
- cooler
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Abstract
Description
本発明は、半導体素子を収容しているカード型の複数の半導体モジュールと複数の冷却器が一つずつ交互に積層されているパワーユニットを備えた電力変換装置に関する。 The present invention relates to a power conversion device including a power unit in which a plurality of card-type semiconductor modules containing semiconductor elements and a plurality of coolers are alternately stacked one by one.
例えば大容量のモータに電力を供給する電力変換装置は、発熱量の大きい複数の半導体素子を備えている。複数の半導体素子を効率よく冷却する構造の一つとして、電力変換装置は、半導体素子を収容しているカード型の複数の半導体モジュールと複数の冷却器が一つずつ交互に積層されているパワーユニットを備えることがある(例えば特許文献1、2)。このパワーユニットはカード型の半導体モジュールをその両側から冷却するので冷却効率が高い。さらに、特許文献2の電力変換装置は、冷却効率を高めるため、半導体モジュールと冷却器の積層方向にパワーユニットを加圧する弾性部材を備えている。
For example, a power conversion device that supplies power to a large-capacity motor includes a plurality of semiconductor elements that generate a large amount of heat. As one of the structures for efficiently cooling a plurality of semiconductor elements, a power conversion device is a power unit in which a plurality of card-type semiconductor modules and a plurality of coolers that accommodate semiconductor elements are alternately stacked. (For example, Patent Documents 1 and 2). Since this power unit cools the card-type semiconductor module from both sides, the cooling efficiency is high. Furthermore, the power conversion device of
本願出願人は、上記のパワーユニットに、開口を有する本体とその開口を塞ぐ金属板によって構成される冷却器を採用することを提案した(特願2014−083469号、2014年4月15日出願、本願出願時には未公開)。その冷却器は、本体を樹脂で作ることができ、量産性に優れ、また、軽量である。その冷却器は、次の構造を備える。冷却器は、本体と金属板とガスケットを備えている。本体は、冷媒が流れる流路が内部に設けられており、半導体モジュールと対向する側面に流路と連通する開口が設けられている。ガスケットは、半導体モジュールと冷却器の積層方向からみて開口を囲むように開口の周囲の側面に配置されている。金属板は、一方の面がガスケットを挟んで開口を塞いでおり、他方の面が半導体モジュールと対向している。すなわち、金属板の一方の面は流路に面しており他方の面は半導体モジュールに対向している。なお、金属板と半導体モジュールは直接に接していてもよいし、絶縁板を挟んでいてもよい。電力変換装置は、上記した冷却器と半導体モジュールが積層されたパワーユニットとそのパワーユニットを積層方向に加圧する弾性部材を備えている。上記した冷却器は、弾性部材の加圧力によって開口と金属板の間の封止が確保される。冷却器の本体が熱伝導率の低い例えば樹脂で作られていても、半導体モジュールの熱は金属板を通して冷却器内の冷媒に効率よく吸収される。 The applicant of the present application has proposed to adopt a cooler composed of a main body having an opening and a metal plate that closes the opening for the power unit (Japanese Patent Application No. 2014-083469, filed on April 15, 2014, Not disclosed at the time of filing this application). The cooler can be made of a resin body, has excellent mass productivity, and is lightweight. The cooler has the following structure. The cooler includes a main body, a metal plate, and a gasket. The main body is provided with a flow path through which a coolant flows, and an opening communicating with the flow path is provided on a side surface facing the semiconductor module. The gasket is arranged on the side surface around the opening so as to surround the opening when viewed from the stacking direction of the semiconductor module and the cooler. One side of the metal plate closes the opening with a gasket interposed therebetween, and the other side faces the semiconductor module. That is, one surface of the metal plate faces the flow path, and the other surface faces the semiconductor module. Note that the metal plate and the semiconductor module may be in direct contact with each other or an insulating plate may be sandwiched therebetween. The power converter includes a power unit in which the above-described cooler and semiconductor module are stacked, and an elastic member that pressurizes the power unit in the stacking direction. In the cooler described above, sealing between the opening and the metal plate is ensured by the pressure applied by the elastic member. Even if the main body of the cooler is made of, for example, a resin having low thermal conductivity, the heat of the semiconductor module is efficiently absorbed by the refrigerant in the cooler through the metal plate.
上記の電力変換装置では、本体の開口の周囲と金属板の間にはガスケットが配置され、弾性部材の加圧力により、開口と金属板の間の封止が確保される。金属板は、本体と半導体モジュールに挟まれる。ここで、半導体モジュールの冷却効率を高めるため、開口は大きいことが好ましい。開口が大きいと、半導体モジュールと冷却器の積層方向からみたときにガスケットの一部が半導体モジュールと重ならないことが生じ得る。積層方向からみたときにガスケットと半導体モジュールが重なっている部分では、金属板に加わるガスケットの反力は、半導体モジュールが受ける。一方、半導体モジュールとガスケットが重ならない領域では、ガスケットの反力で金属板が撓み、開口と金属板の間の封止が弱まる虞がある。本明細書は、金属板が撓むことなく、冷却器の開口と金属板の間の封止性を高める技術を提供する。 In the above power conversion device, a gasket is disposed between the periphery of the opening of the main body and the metal plate, and sealing between the opening and the metal plate is ensured by the pressing force of the elastic member. The metal plate is sandwiched between the main body and the semiconductor module. Here, in order to increase the cooling efficiency of the semiconductor module, the opening is preferably large. When the opening is large, a part of the gasket may not overlap the semiconductor module when viewed from the stacking direction of the semiconductor module and the cooler. In a portion where the gasket and the semiconductor module overlap when viewed from the stacking direction, the reaction force of the gasket applied to the metal plate is received by the semiconductor module. On the other hand, in the region where the semiconductor module and the gasket do not overlap, the metal plate may be bent by the reaction force of the gasket, and the sealing between the opening and the metal plate may be weakened. This specification provides the technique which improves the sealing performance between the opening of a cooler, and a metal plate, without a metal plate bending.
本明細書が開示する電力変換装置は、上記したパワーユニットと弾性部材を備えている。今、一の半導体モジュールを挟んで隣接する一対の冷却器に着目する。パワーユニットにおいて、積層方向からみたときに、ガスケットは一部を除いて一の半導体モジュールと重なっている。そして、積層方向で一の半導体モジュールの両側に位置する一対の金属板の間の隙間であって積層方向からみたときにガスケットのその一部と重なる隙間に、その隙間を埋めるスペーサが嵌挿されている。積層方向で金属板と半導体モジュールが重ならない領域では、金属板に加わるガスケットの反力はスペーサが受けることになり、金属板が撓むことが防止される。この構造により、開口と金属板の封止性が高まる。本明細書が開示する技術の詳細とさらなる改良は以下の「発明を実施するための形態」にて説明する。 The power converter disclosed in this specification includes the above-described power unit and an elastic member. Attention is now paid to a pair of coolers adjacent to each other with one semiconductor module interposed therebetween. In the power unit, when viewed from the stacking direction, the gasket overlaps with one semiconductor module except for a part. A spacer is inserted into a gap between a pair of metal plates located on both sides of one semiconductor module in the stacking direction and overlapping a part of the gasket when viewed from the stacking direction. . In a region where the metal plate and the semiconductor module do not overlap in the stacking direction, the spacer receives the reaction force of the gasket applied to the metal plate, and the metal plate is prevented from being bent. With this structure, the sealing property between the opening and the metal plate is enhanced. Details and further improvements of the technology disclosed in this specification will be described in the following “DETAILED DESCRIPTION”.
図面を参照して実施例の電力変換装置を説明する。実施例の電力変換装置は、電気自動車に搭載され、バッテリの直流電力を交流電力に変換し、走行モータに供給するインバータ100である。インバータ100は、バッテリの直流電力を昇圧する昇圧回路と、直流を交流に変換するインバータ回路を備える。昇圧回路とインバータ回路は良く知られているので回路構成の説明は省略する。
A power converter according to an embodiment will be described with reference to the drawings. The power converter of the embodiment is an
図1にインバータ100の平面図を示す。図1は、インバータ100の上カバーを外した平面図であり、ハウジング53の内部の部品レイアウトを示している。
FIG. 1 shows a plan view of the
インバータ100は、ハウジング53の中に、パワーユニット10、リアクトル55、2個のコンデンサ56、制御基板(不図示)を収容している。リアクトル55は、昇圧回路の一部品である。2個のコンデンサ56は、それぞれ、昇圧回路の入力側と出力側に並列に接続されており、電流を平滑化する。不図示の制御基板は、パワーユニット10の上に配置される。
The
パワーユニット10は、複数の冷却器2a−2dと複数の半導体モジュール3a−3dが一つずつ交互に積層されたユニットである。半導体モジュール3a−3dのそれぞれは、半導体素子であるパワートランジスタを収容している。詳しい構造の説明は省略するが、1個の半導体モジュールに2個のパワートランジスタが収容されている。パワーユニット10は4個の半導体モジュール3a−3dを備えており、合計で8個のパワートランジスタがパワーユニット10に含まれている。複数のパワートランジスタが電力変換の主要部品、すなわち、前述した昇圧回路とインバータ回路の主要部品である。図1で不図示の制御基板が、各パワートランジスタのオンオフを制御する。
The
以下、説明を簡単にするため、複数の半導体モジュール3a−3dのいずれか一つを区別なく示すときには半導体モジュール3と表記する。同様に、複数の冷却器2a−2eのいずれか一つを区別なく示すときには冷却器2と表記する。積層方向(X方向)の端に位置する冷却器2d、2eの形状は他の冷却器2a−2cとは異なるが、冷却器2a−2eを冷却器2と総称する。冷却器2d、2eと他の冷却器2a−2cとの相違は後に説明する。
Hereinafter, in order to simplify the description, when any one of the plurality of
図中の座標系について説明する。X方向は複数の冷却器2と複数の半導体モジュール3の積層方向に相当する。冷却器2は、積層方向(X方向)から見て長尺であり、Y方向が冷却器の長手方向に相当する。説明の便宜上、Z方向を上下方向とする。
The coordinate system in the figure will be described. The X direction corresponds to the stacking direction of the plurality of
パワーユニット10は、ハウジング53の側壁53bと支柱53aの間に配置されている。パワーユニット10の積層方向の一端が側壁53bに当接しており、他端と支柱53aの間に板バネ54が挿入されている。板バネ54は、パワーユニット10に積層方向(図中のX方向)の圧力を加える。詳しくは後述するが、冷却器2の本体は半導体モジュール3と対向する側面に開口を有しており、その開口を金属板が封止している。板バネ54による圧力によって開口と金属板の間の封止が確保される。
The
半導体モジュール3のY方向の両側にはスペーサ4a、4bが配置されている。符号を省略しているが、全ての半導体モジュール3の両側にスペーサ4a、4bが配置されている。スペーサ4a、4bについては後に詳しく説明する。
図2にパワーユニット10の斜視図を示す。半導体モジュール3は、上面に3個のパワー端子59a、59b、59cを備えている。半導体モジュール3の内部では2個のパワートランジスタが直列に接続されており、3個のパワー端子59a、59b、59cは、それぞれ、パワートランジスタの直列接続の高電位側端子、中点端子、低電位側端子に相当する。なお、図には示されていないが、半導体モジュール3の下面には、パワートランジスタのゲートに接続されているゲート端子が設けられている。
FIG. 2 is a perspective view of the
積層方向(X方向)の一方の端に位置する冷却器2dには各冷却器2に冷媒を供給する供給管51と各冷却器2を通過した冷媒を排出する排出管52が設けられている。供給管51と排出管52には不図示の冷媒循環器がつながっている。パワーユニット10が用いる冷媒は液体であり、典型的には水あるいは不凍液である。冷却器2の構造と冷媒の流れについては後述する。
The cooler 2d located at one end in the stacking direction (X direction) is provided with a
半導体モジュール3はカード型であり、各半導体モジュール3を一対の冷却器2が挟み込んでいる。別言すれば、隣接する一対の冷却器2の間にカード型の半導体モジュール3が挟まれている。各半導体モジュール3のY方向の両側にはスペーサ4a、4bが取り付けられている。スペーサ4a、4bの役割は後に説明する。また、半導体モジュール3と冷却器2の間には、絶縁板19が介挿されている。符号を省略しているが、全ての半導体モジュール3がパワー端子59a−59cを備える。また、全ての半導体モジュール3と冷却器の間に絶縁板19が介挿されている。
The semiconductor module 3 is a card type, and a pair of
図3に、パワーユニット10の部分分解斜視図を示す。図3は、パワーユニット10において隣接する一対の冷却器2a、2bと、それらに挟まれる半導体モジュール3bの分解斜視図である。なお、図示は省略しているが、冷却器2bの後方(X軸の負の方向)には半導体モジュール3cと冷却器2cが配置されている。隣接する冷却器2b、2cとそれらに挟まれる半導体モジュール3cの構造的関係は、冷却器2a、2b、半導体モジュール3bの構造的関係と同じである。また、図示は省略しているが、冷却器2aの前方(X軸の正の方向)には半導体モジュール3aと冷却器2dが配置されている。隣接する冷却器2d、2aとそれらに挟まれる半導体モジュール3aの構造的関係は、冷却器2a、2b、半導体モジュール3bの構造的関係と同じである。なお、パワーユニット10の一端に位置する冷却器2dは、半導体モジュール3aに面しない側の構造が他の冷却器と異なるが、半導体モジュール3aに面している側の構造は冷却器2a、2bと同じである。同様に、パワーユニット10の他端に位置する冷却器2eは、半導体モジュール3dに面しない側の構造が他の冷却器と異なるが、半導体モジュール3dに面している側の構造は冷却器2a、2bと同じである。以下では、冷却器2aと2bの半導体モジュール3bの側の構造を説明する。冷却器2aの半導体モジュール3aの側の構造、及び、冷却器2bの半導体モジュール3cの側の構造も同じであることに留意されたい。
FIG. 3 shows a partially exploded perspective view of the
冷却器2bは、樹脂の射出成型で作られている本体20を備えている。本体20は、その内部に冷媒が通る流路201が設けられている。本体20の半導体モジュール3bと対向する側面231に開口211が設けられている。開口211は、内部の流路201と連通している。開口211を囲むように、本体20の側面231にリング状のガスケット241が配置される。開口211は、ガスケット241を介して金属板252で塞がれる。別言すれば、金属板252は、ガスケット241を挟んで開口211に取り付けられる。なお、金属板252は、本体20に取り付けられる前に絶縁板19を挟んで半導体モジュール3bに固定される。別言すれば、金属板252は、一方の面がガスケット241を挟んで開口211を塞いでおり、他方の面が絶縁板19を挟んで半導体モジュール3bと対向する。
The cooler 2b includes a
冷却器2bの半導体モジュール3bとは反対側の構造を説明する前に、冷却器2aと半導体モジュール3bの構造的関係を説明する。冷却器2aも内部に流路201を備えており、半導体モジュール3bに対抗する側面232に開口212が設けられている。開口212は流路201と連通する。開口212は、ガスケット242を挟んで金属板251で封止される。なお、金属板251も金属板252と同様に、本体20に取り付けられる前に絶縁板19を挟んで半導体モジュール3bに固定される。別言すれば、金属板251は、一方の面がガスケット242を挟んで開口212を塞いでおり、他方の面が絶縁板19を挟んで半導体モジュール3bと対向する。
Before describing the structure of the cooler 2b opposite to the
冷却器2bの半導体モジュール3bとは反対側の構造は、冷却器2aの半導体モジュール3bの側の構造と同じである。また、冷却器2aの半導体モジュール3bとは反対側の構造は冷却器2bの半導体モジュール3bの側の構造と同じである。すなわち、冷却器2bの開口212もガスケットを挟んで別の金属板に封止される。冷却器2aの開口211もガスケットを挟んでさらに別の金属板に封止される。冷却器2a、2bは、積層方向の両側に開口211、212を備えており、それらの開口はガスケットを挟んで金属板で封止される。
The structure of the cooler 2b opposite to the
金属板251、252は、ねじ等で本体20に固定されていない。図1を参照して説明したように、板バネ54がパワーユニット10を積層方向に加圧しており、板バネ54の加圧力によって開口211(212)と金属板252(251)との間の封止が確保される。この構造はいずれの冷却器でも同じである。ただし、パワーユニット10の積層方向の両端面(冷却器2eの一方の側面と冷却器2dの一方の側面)には開口が設けられていない。
The
冷却器2bの本体20のY方向の両側には、積層方向(X方向)に突出する筒部22が形成されている。筒部22は、リング状のガスケット25を挟んで隣接する冷却器2aの筒部22と接続される。すなわち、隣接する冷却器同士は筒部22でつながっている。筒部22の内側には、本体20を積層方向(X方向)に貫通する貫通孔221a(221b)が設けられており、その貫通孔221a(221b)は、本体20の内部で流路201と連通している。冷却器2bの後方には冷却器2cが配置されており、冷却器2bと2cの連結構造は、冷却器2aと2bの連結構造と同じである。パワーユニット10では、隣接する冷却器2同士が2個の貫通孔221a、221bで連通する。パワーユニット10では、供給管51(図1、図2参照)から供給された冷媒が一方の貫通孔221aを通じて各冷却器2に分配され、流路201をY方向に流れる。先に述べたように冷却器2bの本体20はY方向に長尺であり、冷媒は本体20の内部をその長尺方向に流れる。
On both sides in the Y direction of the
冷媒は流路201を通過する間に隣接する半導体モジュール3の熱を、金属板251、252を介して吸収する。半導体モジュール3の熱を吸収した冷媒は、他方の貫通孔221bを通じて排出管52(図1、図2参照)から排出される。先に述べたようにパワーユニット10には不図示の冷媒循環器が接続されており、排出管52から排出された冷媒はラジエータなどで冷却されて再びパワーユニット10へと送られる。
The refrigerant absorbs the heat of the adjacent semiconductor module 3 through the
金属板251(252)の本体20を向く面には多数のピンフィン26が設けられている。金属板251(252)は、開口212(211)を通じて流路201に面しており、冷媒に直接に触れる。半導体モジュール3bの熱は金属板251(252)とピンフィン26を介して流路201を通る冷媒に効率よく吸収される。
A large number of
他の半導体モジュール3a、3c、3dも、半導体モジュール3bと同様にカード型であり、その両側から一対の冷却器2に挟まれている。半導体モジュール3a、3c、3dも、両側の冷却器2によって効果的に冷却される。冷却器2の本体20の上部には、軽量化のための溝204が設けられている。
The
半導体モジュール3bのY方向の両側のそれぞれにはスペーサ4a、4bが取り付けられる。スペーサ4a、4bは、半導体モジュール3bのX方向の両側に配置される金属板251、252の間の隙間を埋める。スペーサ4a、4bも樹脂で作られている。図3では、半導体モジュール3bから離した位置にスペーサ4a、4bを描き、半導体モジュール3bに取り付けられた状態のスペーサ4a、4bを仮想線で描いてある。
Spacers 4a and 4b are attached to both sides of the
スペーサ4a、4bの役割について説明する。図4に、積層方向(X方向)からみたときの金属板251とガスケット242と半導体モジュール3bとスペーサ4a、4bの位置関係を示す模式図を示す。図を理解し易くするため、半導体モジュール3bを右上がりのハッチングで示してあり、スペーサ4a、4bを右下がりのハッチングで示してある。また、金属板251にはドットハッチングを施してある。さらに、一点鎖線は冷却器2aの本体20の開口212を示しており、点線はガスケット242を示している。
The role of the
ガスケット242は、積層方向(X方向)からみて開口212を囲むように、開口212の周囲で本体20の側面に配置されている。半導体モジュール3bの効率よく冷却するため、開口212は大きく設けられている。なお、クロスハッチの領域は、積層方向からみたときに半導体モジュール3bの一部とスペーサ4a(4b)の一部が重なっていることを示している。半導体モジュール3bの一部とスペーサ4a(4b)の一部が重なっているのは、図3に示されているように、半導体モジュール3bのY方向の側面がくさび状に突出しており、スペーサ4a(4b)がそのくさび状の突出部に嵌合するようにV字の溝を有しているからである。図4に示すように、積層方向(X方向)からみたとき、開口212を囲むリング状のガスケット242は、一部を除いて半導体モジュール3bと重なっている。半導体モジュール3bと重なっていないその一部は、スペーサ4a(4b)と重なる。なお、リング状のガスケット242は、そのすべてが金属板251とも重なっている。
The
図5は、隣接する一対の冷却器2a、2bとそれらに挟まれる半導体モジュール3bの積層体を、図4のV−V線に相当する断面でカットした図である。ただし、図5では積層体の下半分は図示を省略した。また、半導体モジュール3bと金属板251(252)の間に挟まれている絶縁板19(図3参照)も図示を省略した。図5の断面においては、積層方向(X方向)からみて、ガスケット241(242)と半導体モジュール3bが重なっている。先に述べたように、パワーユニット10は、板バネ54(図1参照)によって積層方向(X方向)に加圧されており、その加圧力によって、開口212(211)と金属板251(252)の封止が確保されている。金属板251(252)は、ガスケット242(241)から反力(板バネ54の加圧力に対する反力)を受ける。一方、金属板251(252)はガスケット242(241)の反対側を半導体モジュール3bによって支えらえている。よって、金属板251(252)は、ガスケット242(241)から反力を受けても撓むことはない。
FIG. 5 is a view in which a stacked body of a pair of
なお、パワー端子59bは半導体モジュール3bの内部でパワートランジスタ58と接続している。パワー端子59bはその一部が金属板251と対向する位置で半導体モジュール3bから露出している。それゆえ、パワー端子59b等と金属板251との間を絶縁すべく、金属板251と半導体モジュール3bの間に絶縁板19(図3参照)が配置される。先に述べたように、図5では、半導体モジュール3bと金属板251(252)の間に挟まれる絶縁板19の図示を省略していることに留意されたい。
The
金属板252も他のパワー端子59a又は59cと対向しているため、金属板252と半導体モジュール3bとの間にも絶縁板19(図5では不図示)が配置される。さらにまた、半導体モジュール3bは、パワートランジスタ58を樹脂で封止したデバイスであり、そのボディは樹脂で作られている。他の半導体モジュール3a、3c、3dについても同様である。図5において、符号26は金属板251(252)に設けられているピンフィンを示している。符号204は、先に説明したように、本体20を軽量化するための溝を示している。符号205は、ガスケット241(242)を収めるための溝を示している。
Since the
図6は、隣接する一対の冷却器2a、2bとそれらに挟まれる半導体モジュール3bの積層体を、図4のVI−VI線に相当する断面でカットした図である。図6の断面では、積層方向(X方向)からみて、ガスケット242(241)と半導体モジュール3bは重なっていない。そのかわり、半導体モジュール3bのY方向の端にスペーサ4aが取り付けられており、そのスペーサ4aが、積層方向(X方向)からみてガスケット242(241)と重なる。スペーサ4aは、半導体モジュール3bの積層方向(X方向)の両側に位置する一対の金属板251、252の間の隙間であって積層方向(X方向)からみたときにガスケット242及び241と重なる隙間に、その隙間を埋めるように配置されている。先に述べたように、板バネ54(図1参照)によって金属板251(252)はガスケット242(241)に押しつけられており、金属板251(252)は、ガスケット242(241)から反力を受ける。図6の断面によく示されているように、金属板251(252)は、ガスケット242(241)の反対側をスペーサ4aによって支持されており、ガスケット242(241)から反力を受けても撓むことがない。
FIG. 6 is a diagram in which a stacked body of a pair of
図示を省略しているが、スペーサ4aとは反対側の半導体モジュール3bの端にはスペーサ4bが取り付けられており、図6と同様の構造をなしている。板バネ54(図1参照)によって金属板251(252)はガスケット242(241)に押し付けられる。金属板251(252)はガスケット242(241)から反力を受ける。図5と図6から理解されるように、金属板251(252)は、ガスケット242(241)の反対側を半導体モジュール3b又はスペーサ4a、4bによって支持されているため、ガスケット242(241)の反力を受けても撓むことがない。よって、開口212(211)と金属板251(252)の間の封止性が高まる。
Although not shown, the
スペーサ4a、4bは、半導体モジュール3bの筐体の樹脂とは異なる樹脂で作られている。スペーサ4a、4bは、接着剤で半導体モジュール3bに接合される。スペーサ4a、4bは、半導体モジュール3bの両側に金属板251、252を取り付けた後に、それら金属板251、252の間の隙間に熱硬化性樹脂を流し込んで形成してもよい。
The
半導体モジュール3a、3c、3dのY方向の両端にもスペーサ4a、4bが取り付けられており、各半導体モジュール3の両側に配置されている一対の金属板の間の隙間を埋めており、ガスケットの反力を支える。
Spacers 4a, 4b are also attached to both ends of the
なお、本体20の開口212、211の周囲には溝205が設けられており、その溝205にガスケット241、242が配置される。溝205は、図1〜図4では図示を省略してあった。また、冷却器2a、2bの筒部22の端面には、貫通孔221a(221b)を囲むように溝207が設けられており、その溝207にガスケット25が配置される。図1〜図4では溝207の図示を省略してあった。
A
図7に、半導体モジュールとスペーサの変形例の断面図を示す。図7は、図6に相当する断面である。図7の半導体モジュール103bとスペーサ104以外の部品は図6に示した部品と同じである。半導体モジュール103bは、Y方向の端面に突出部105を備えており、一方、スペーサ104は、突出部105に対向したくぼみ106を備えている。スペーサ104を半導体モジュール103bに取り付ける際、突出部105とくぼみ106が嵌合し、スペーサ104がより強固に半導体モジュール103bに接合する。
FIG. 7 shows a cross-sectional view of a modified example of the semiconductor module and the spacer. FIG. 7 is a cross-sectional view corresponding to FIG. Components other than the
実施例の電力変換装置はバッテリの直流電力を交流電力に変換するインバータ100であった。本明細書が開示する技術は、インバータ以外の電力変換装置に適用することも好適である。
The power converter of the example was the
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。 Specific examples of the present invention have been described in detail above, but these are merely examples and do not limit the scope of the claims. The technology described in the claims includes various modifications and changes of the specific examples illustrated above. The technical elements described in this specification or the drawings exhibit technical usefulness alone or in various combinations, and are not limited to the combinations described in the claims at the time of filing. In addition, the technology exemplified in this specification or the drawings can achieve a plurality of objects at the same time, and has technical usefulness by achieving one of the objects.
2、2a―2d:冷却器
3、3a―3d、103b:半導体モジュール
4a、4b、104:スペーサ
10:パワーユニット
19:絶縁板
20:本体
22:筒部
25:ガスケット
26:ピンフィン
51:供給管
52:排出管
53:ハウジング
54:板バネ
55:リアクトル
56:コンデンサ
58:パワートランジスタ
59a、59b、59c:パワー端子
100:インバータ
201:流路
211、212:開口
241、242:ガスケット
251、252:金属板
2, 2a-2d:
Claims (1)
前記半導体モジュールと前記冷却器の積層方向に前記パワーユニットを加圧する弾性部材と、
を備えており、
一の半導体モジュールを挟んで隣接している一対の前記冷却器のそれぞれは、
冷媒が流れる流路が内部に設けられており、前記一の半導体モジュールと対向する側面に前記流路と連通する開口が設けられている本体と、
前記積層方向からみたときに前記開口を囲むように前記側面に配置されているガスケットと、
一方の面が前記ガスケットを挟んで前記開口を塞いでおり、他方の面が前記一の半導体モジュールと対向している金属板と、
を備えており、
前記弾性部材の加圧力によって前記開口と前記金属板の間の封止が確保されており、
前記積層方向からみたときに、前記ガスケットは一部を除いて前記一の半導体モジュールと重なっており、
前記積層方向で前記一の半導体モジュールの両側に位置する一対の前記金属板の間の隙間であって前記積層方向からみたときに前記ガスケットの前記一部と重なる隙間に、当該隙間を埋めるスペーサが嵌挿されている、
ことを特徴とする電力変換装置。 A stacked power unit in which a plurality of card-type semiconductor modules containing semiconductor elements and a plurality of coolers are alternately stacked;
An elastic member that pressurizes the power unit in the stacking direction of the semiconductor module and the cooler;
With
Each of the pair of coolers adjacent to each other across one semiconductor module
A flow path through which a coolant flows is provided inside, and a main body provided with an opening communicating with the flow path on a side surface facing the one semiconductor module;
A gasket disposed on the side surface so as to surround the opening when viewed from the stacking direction;
A metal plate whose one surface closes the opening across the gasket and whose other surface faces the one semiconductor module;
With
The sealing between the opening and the metal plate is ensured by the pressure of the elastic member,
When viewed from the stacking direction, the gasket is overlapped with the one semiconductor module except for a part,
A spacer for filling the gap is inserted into a gap between a pair of the metal plates located on both sides of the one semiconductor module in the stacking direction and overlapping the part of the gasket when viewed from the stacking direction. Being
The power converter characterized by the above-mentioned.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015126536A JP2017011920A (en) | 2015-06-24 | 2015-06-24 | Power conversion device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015126536A JP2017011920A (en) | 2015-06-24 | 2015-06-24 | Power conversion device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2017011920A true JP2017011920A (en) | 2017-01-12 |
Family
ID=57762018
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2015126536A Pending JP2017011920A (en) | 2015-06-24 | 2015-06-24 | Power conversion device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2017011920A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2019208346A (en) * | 2018-05-30 | 2019-12-05 | 株式会社デンソー | Electric power conversion apparatus |
-
2015
- 2015-06-24 JP JP2015126536A patent/JP2017011920A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2019208346A (en) * | 2018-05-30 | 2019-12-05 | 株式会社デンソー | Electric power conversion apparatus |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5699995B2 (en) | Power converter | |
JP6187448B2 (en) | Laminated unit | |
JP5725067B2 (en) | Power converter | |
JP4683003B2 (en) | Power module and power converter using the same | |
JP2012217315A (en) | Power conversion apparatus | |
US10512199B2 (en) | Power conversion apparatus provided with semiconductor module and electronic component pressurized by pressurizing member | |
JP2013115907A (en) | Electric power conversion apparatus | |
JP2012191768A (en) | Electric power conversion device | |
JP2015012639A (en) | Electric power conversion system | |
JP2019036609A (en) | Reactor cooling structure | |
JP6422592B2 (en) | Power converter | |
JP6686848B2 (en) | Power module | |
JP6398889B2 (en) | Power converter | |
JP2015186344A (en) | Power conversion device | |
WO2014024361A1 (en) | Cooling structure and power conversion device | |
JP2017011161A (en) | Power conversion device | |
JP2017011920A (en) | Power conversion device | |
JP2014127691A (en) | Semiconductor lamination unit | |
JP6424750B2 (en) | Power converter | |
JP2016127774A (en) | Power converter | |
JP5644643B2 (en) | Load drive device | |
JP2013059155A (en) | Electric power conversion apparatus | |
CN110120389B (en) | Semiconductor device with a plurality of semiconductor chips | |
JP6237312B2 (en) | Power converter | |
JP5949602B2 (en) | Power converter |