JP2017034012A - 電力変換装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】円筒形のコアにコイル材を巻回したリアクトルを、その軸方向の一方の端面が冷却部の冷却面と間隙を介して対向するように配置し、電気電子部品を前記リアクトルの軸方向の他方の端面に対向して配置し、前記リアクトルと前記電気電子部品とを電気的に接続するプリント基板を前記冷却部の冷却面に対して垂直に配置し、前記間隙の少なくとも一部に柔軟性及び熱伝導性を有する放熱部材を挿入した電力変換装置。
【選択図】図1
Description
あり、追加部材、材質の改善等によるコスト上昇を招くばかりか、小型化をも困難にすることになる。
ースイッチング素子を支持しそれを冷却するとともに配線基板を支持する金属製のベースプレートを有し、このベースプレートは、配線基板の反実装面に所定間隔を介して対向し且つ反実装面と平行に延設された平衡板部を有する。トランス又はチョークコイルの端面は、平衡板部の配線基板側の主面に密着して設けられ、配線基板に設けられた穴部又は切り欠き部から配線基板の実装面側に突出するように設けられている。この構成により、トランス又はチョークコイルの端子は、配線基板の実装面上へ突出して配線基板側の接続端子に容易に接続することが出来るとされる。
少なくとも1つの電気電子部品と、
円筒形のコアと前記コアに巻回されたコイル材とを備えた少なくとも1つのリアクトルと、
前記電気電子部品と前記リアクトルとを電気的に接続する主回路配線板を有する主回路ユニットと、
前記リアクトルを冷却する少なくとも1つの冷却面を有する冷却部と、
を備えた電力変換装置であって、
前記少なくとも一つのリアクトルは、軸方向の一方の端面が前記冷却部の前記冷却面に間隙を介して対向するように配置され、
前記少なくとも一つの電気電子部品は、前記少なくとも一つのリアクトルの軸方向の他方の端面に対向して配置され、
前記主回路配線板は、前記冷却部の前記冷却面に対して垂直方向に配置され、
且つ、
前記間隙の少なくとも一部分に挿入され、前記リアクトルの前記一方の端面と前記冷却面とに当接してこれ等の形状に応じて変形し得る柔軟性を備えた放熱部材を備えている、ことを特徴とする。
少なくとも1つの電気電子部品と、
円筒形のコアと前記コアに巻回されたコイル材とを備えた複数のリアクトルと、
前記電気電子部品と前記リアクトルとを電気的に接続する主回路配線板を有する主回路ユニットと、
前記リアクトルを冷却する少なくとも1つの冷却面を有する冷却部と、
を備えた電力変換装置であって、
前記複数のリアクトルのうちの一つは、その軸方向の一方の端面が前記冷却部の前記冷却面に対して第1の間隙を介して対向するように配置され、
前記複数のリアクトルのうちの他の一つは、その軸方向の一端面が前記一つのリアクトルの軸方向の他方の端面に対して第2の間隙を介して対向するように配置され、
前記主回路配線板は、前記冷却部の前記冷却面に対して垂直方向に配置され、
且つ、
前記第1の間隙の少なくとも一部分に挿入され、前記一つのリアクトルの前記一方の端面と前記冷却面とに当接してこれ等の形状に応じて変形し得る柔軟性を備えた放熱部材と、
前記第2の間隙の少なくとも一部分に挿入され、前記一つのリアクトルの前記他方の端面と前記他の一つのリアクトルの前記一方の端面とに当接してこれ等の形状に応じて変形し得る柔軟性を備えた放熱部材と、
を備えている、
ことを特徴とする。
図1はこの発明の実施の形態1に於ける電力変換装置の要部を示す側断面図、図2はこの発明の実施の形態1に於ける電力変換装置の主回路ユニットの斜視図、図3は、この発明の実施の形態1に於ける電力変換装置の主回路ユニットを構成するリアクトルの斜視図である。図1から図3に於いて、電力変換装置1は、モータを駆動源の一つとする電気自動車やハイブリッド自動車等の電動車両に搭載される。又、電力変換装置1は、所定の電力(例えば商用の交流電力等)を別の所定の電力(例えば直流電力等)に変換し、更にはスイッチング回路によるノイズ対策であるフィルタ回路を構成するための主回路ユニット2と、主回路ユニット2を収容した状態で主回路ユニット2を支持し、主回路ユニット2の熱を外部に放散するヒートシンクとしての筐体3とを有している。
冷却部4は、冷却面4aを有し、熱伝導率が高く伝熱性の優れた金属材料(例えばアルミニウム)で構成されており、例えば、アルミダイカスト成形により形成されている。外枠5は、熱伝導率が高く伝熱性の優れた金属材料(例えばアルミニウム)で構成されており、例えば、アルミダイカスト成形により形成されている。又、外枠5は、内壁から垂直に内側に延びた複数のボス部5aを有し、ボス部5aの先端面には、ねじ穴が設けられている。カバー6は、熱伝導率が高く伝熱性の優れた金属材料(例えばアルミニウム)で構成されており、例えば、板金により形成されている。又、カバー6は、外枠5に複数の締結具(図示せず)で固定されている。
いし、分割されていなくても良い。
図4は、この発明の実施の形態2に於ける電力変換装置を示す側断面図、図5は、この発明の実施の形態2に於ける電力変換装置の主回路ユニットの斜視図である。図4及び図5に於いて、主回路ユニット2は、実装面を持つプリント基板7と、プリント基板7の実装面に設けられた複数(実施の形態2では2つ)のリアクトル8と、複数(実施の形態2では2つ)の電気電子部品9で構成されている。プリント基板7は、外枠5に設けられた複数のボス部5aのねじ穴に螺合された複数の締結具10によって、各ボス部5aの先端面に固定されている。そして、プリント基板7の実装面と反対側の面が外枠5の内壁と対向するように配置されている。これにより、主回路ユニット2は筐体3内の所定の位置で保持されている。
図6は、この発明の実施の形態3に於ける電力変換装置を示す側断面図である。図6に於いて、冷却部4は、冷却面4aと、冷却面4aに対向する平面4bと、平面4bから冷却面4aとは反対方向に向かって垂直に伸びた複数のフィン4cとで構成されており、例えば、アルミダイカスト成形により形成されている。その他の構成は、実施の形態1と同様である。尚、実施の形態2の冷却部4を、実施の形態3の冷却部4に置き換えても良い。
図7は、この発明の実施の形態4に於ける電力変換装置を示す側断面図である。図7に於いて、冷却部4は、冷却面4aと、冷却面4aに対向する平面4bと、平面4bを内壁の一面とした流体の流路4dと、流路4dに設けられた流体入口4eと、流体入口4eの反対側に設けられた流体出口4fと、流路4dを覆い密閉空間を形成する流路カバー4gで構成されている。
図8は、この発明の実施の形態5に於ける電力変換装置を示す側断面図である。図8に於いて、冷却部4は、冷却面4aと、冷却面4aに対向する平面4bと、平面4bから冷却面4aとは反対方向に向かって垂直に伸びた複数のフィン4cを有している。又、冷却部4は、フィン4cを介して平面4bと対向する流路カバー4gとで囲まれた流路4dを有している。流路4dは、隣接するフィン4cの間に夫々形成された複数の密閉空間により形成されている。その他の構成は実施の形態1と同様である。尚、実施の形態2の冷却部4を、実施の形態5の冷却部4に置き換えても良い。
図9は、この発明の実施の形態6に於ける電力変換装置内の主回路ユニットの分解斜視図である。図9に於いて、主回路ユニット2は、実装面を持つプリント基板7とプリント基板7の実装面に設けられた2個のリアクトル15、及び2個の第1の電気電子部品16と、これ等の第1の電気電子部品16の夫々の両側面に装着された4個の第2の電気電子部品17を備えている。
少なくとも1つの電気電子部品と、
円筒形のコアと前記コアに巻回されたコイル材とを備えた少なくとも1つのリアクトル
と、
前記電気電子部品と前記リアクトルとを電気的に接続する主回路配線板を有する主回路ユニットと、
前記リアクトルを冷却する少なくとも1つの冷却面を有する冷却部と、
を備えた電力変換装置であって、
前記少なくとも一つのリアクトルは、円筒形に形成されたコアと、前記コアの周面に露出してトロイダル状に巻回されたコイル材とを備え、軸方向の一方の端面が前記冷却部の前記冷却面に間隙を介して対向するように配置され、
前記少なくとも一つの電気電子部品は、前記少なくとも一つのリアクトルの軸方向の他方の端面に対向して配置され、
前記主回路配線板は、前記冷却部の前記冷却面に対して垂直方向に配置され、
且つ、
前記間隙の少なくとも一部分に挿入され、前記リアクトルの前記一方の端面と前記冷却面とに当接してこれらの形状に応じて変形し得る柔軟性を備えた放熱部材を備えている、
ことを特徴とする。
少なくとも1つの電気電子部品と、
円筒形のコアと前記コアに巻回されたコイル材とを備えた複数のリアクトルと、
前記電気電子部品と前記リアクトルとを電気的に接続する主回路配線板を有する主回路ユニットと、
前記リアクトルを冷却する少なくとも1つの冷却面を有する冷却部と、
を備えた電力変換装置であって、
前記複数のリアクトルのうちの一つのリアクトルは、円筒形に形成されたコアと、前記コアの周面に露出してトロイダル状に巻回されたコイル材とを備え、軸方向の一方の端面が前記冷却部の前記冷却面に対して第1の間隙を介して対向するように配置され、
前記複数のリアクトルのうちの他の一つのリアクトルは、円筒形に形成されたコアと、前記コアの周面に露出してトロイダル状に巻回されたコイル材とを備え、軸方向の一方の端面が前記一つのリアクトルの軸方向の他方の端面に対して第2の間隙を介して対向するように配置され、
前記主回路配線板は、前記冷却部の前記冷却面に対して垂直方向に配置され、
且つ、
前記第1の間隙の少なくとも一部分に挿入され、前記一つのリアクトルの前記一方の端面と前記冷却面とに当接してこれ等の形状に応じて変形し得る柔軟性を備えた放熱部材と、
前記第2の間隙の少なくとも一部分に挿入され、前記一つのリアクトルの前記他方の端面と前記他の一つのリアクトルの前記一方の端面とに当接してこれ等の形状に応じて変形し得る柔軟性を備えた放熱部材と、
を備えている、
ことを特徴とする。
2の放熱部材14は、プリント基板7よりも高い熱伝導率を有し、かつ所定の電気絶縁性
を持つ流動性に優れたグリースを使用しているが、放熱部材131、14の夫々の用途に合わせてそれらの材料を変更してもよい。例えば、第1のリアクトル81と冷却面4aとの間の間隙には、高い熱伝導率と流動性を有するグリースを使用し、第1のリアクトル81と第2のリアクトル82の間の間隙には接着性と流動性を有する接着材を使用してもよい。更には、第1のリアクトル81と冷却面4aとの間の間隙には、接着性と流動性を有する接着材を使用し、第1のリアクトル81と第2のリアクトル82の間の間隙には高い熱伝導率と流動性を有するグリースを使用してもよい。或いは、第1のリアクトル81と冷却面4aとの間の間隙、及び第1のリアクトル81と第2のリアクトル82の間の間隙に、夫々接着性と流動性を有する接着材を使用してもよい。
Claims (12)
- 少なくとも1つの電気電子部品と、
円筒形のコアと前記コアに巻回されたコイル材とを備えた少なくとも1つのリアクトルと、
前記電気電子部品と前記リアクトルとを電気的に接続する主回路配線板を有する主回路ユニットと、
前記リアクトルを冷却する少なくとも1つの冷却面を有する冷却部と、
を備えた電力変換装置であって、
前記少なくとも一つのリアクトルは、軸方向の一方の端面が前記冷却部の前記冷却面に間隙を介して対向するように配置され、
前記少なくとも一つの電気電子部品は、前記少なくとも一つのリアクトルの軸方向の他方の端面に対向して配置され、
前記主回路配線板は、前記冷却部の前記冷却面に対して垂直方向に配置され、
且つ、
前記間隙の少なくとも一部分に挿入され、前記リアクトルの前記一方の端面と前記冷却面とに当接してこれ等の形状に応じて変形し得る柔軟性を備えた放熱部材を備えている、ことを特徴とする電力変換装置。 - 少なくとも1つの電気電子部品と、
円筒形のコアと前記コアに巻回されたコイル材とを備えた複数のリアクトルと、
前記電気電子部品と前記リアクトルとを電気的に接続する主回路配線板を有する主回路ユニットと、
前記リアクトルを冷却する少なくとも1つの冷却面を有する冷却部と、
を備えた電力変換装置であって、
前記複数のリアクトルのうちの一つは、その軸方向の一方の端面が前記冷却部の前記冷却面に対して第1の間隙を介して対向するように配置され、
前記複数のリアクトルのうちの他の一つは、その軸方向の一端面が前記一つのリアクトルの軸方向の他方の端面に対して第2の間隙を介して対向するように配置され、
前記主回路配線板は、前記冷却部の前記冷却面に対して垂直方向に配置され、
且つ、
前記第1の間隙の少なくとも一部分に挿入され、前記一つのリアクトルの前記一方の端面と前記冷却面とに当接してこれ等の形状に応じて変形し得る柔軟性を備えた放熱部材と、
前記第2の間隙の少なくとも一部分に挿入され、前記一つのリアクトルの前記他方の端面と前記他の一つのリアクトルの前記一方の端面とに当接してこれ等の形状に応じて変形し得る柔軟性を備えた放熱部材と、
を備えている、
ことを特徴とする電力変換装置。 - 前記冷却部は、前記冷却面に対向する平面に、前記平面から垂直方向に延びる少なくとも1つのフィンを備えている、
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の電力変換装置。 - 前記冷却部は、前記冷却面に対向する平面を内壁とする少なくとも1つの密閉された流路を備え、
前記流路は、少なくとも1つの流体入口と、少なくとも1つの流体出口を備えている、ことを特徴とする請求項1又は2に記載の電力変換装置。 - 前記主回路配線板は、プリント基板で構成されている、
ことを特徴とする請求項1から4のうちの何れか一項に記載の電力変換装置。 - 前記主回路配線板は、板金で構成されている、
ことを特徴とする請求項1から請求項4のうちの何れか一項に記載の電力変換装置。 - 前記板金は、電気絶縁性を有する樹脂フレームで覆われている、
ことを特徴とする請求項6に記載の電力変換装置。 - 前記主回路配線板は、前記リアクトルの軸方向の端面と垂直方向に長さ方向が伸びる端子用貫通長穴を備え、
前記リアクトルの端子は、前記端子用貫通長穴に挿入されている、
ことを特徴とする請求項1から7のうちの何れか一項に記載の電力変換装置。 - 前記放熱部材は、グリースにより形成されている、
ことを特徴とする請求項1から8のうちの何れか一項に記載の電力変換装置。 - 前記放熱部材は、接着性を有する材料で形成されている、
ことを特徴とする請求項1から請求項8のうちの何れか一項に記載の電力変換装置。 - 前記放熱部材は、電気絶縁性を有する材料で形成されている、
ことを特徴とする請求項1から請求項10のうちの何れか一項に記載の電力変換装置。 - 前記主回路ユニットは、コモン・モード・チョークコイルとしての前記リアクトルと、ラインバイパスコンデンサと、アクロスザラインコンデンサと、前記主回路配線板を備え、ノイズフィルタとして機能する回路ユニットである、
ことを特徴とする請求項1から11のうちの何れか一項に記載の電力変換装置。
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