JP2017069371A - Discharge resistance device with cooler - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、抵抗体の放電特性に応じて冷却効率を最適化させることが可能な冷却器付き放電抵抗装置に関するものである。 The present invention relates to a discharge resistance device with a cooler capable of optimizing cooling efficiency in accordance with discharge characteristics of a resistor.
近年、ハイブリット自動車や燃料電池自動車などに代表される高圧直流電源を備えた車両が急速に普及しつつある。
こうした高圧直流電源を備えた車両では、主に安全性の観点から、モータ駆動電圧よりも低い電圧の高圧直流電源を用いている。そして、この高圧直流電源の出力電圧を昇圧コンバータ(アップコンバータ)により昇圧し、モータ駆動用のインバータに印加する昇圧コンバータ・インバータ回路方式が主に採用されている。
In recent years, vehicles equipped with a high-voltage DC power source typified by a hybrid vehicle and a fuel cell vehicle are rapidly spreading.
A vehicle equipped with such a high-voltage DC power supply uses a high-voltage DC power supply having a voltage lower than the motor drive voltage mainly from the viewpoint of safety. A boost converter / inverter circuit system is mainly employed in which the output voltage of the high-voltage DC power source is boosted by a boost converter (up converter) and applied to an inverter for driving a motor.
こうした昇圧コンバータ・インバータ回路では、高圧直流電源の電圧を昇圧する昇圧コンバータと、この昇圧直流電圧を交流電圧に変換して交流回転電機に印加するインバータとを接続したものから構成されている(例えば、特許文献1参照)。 Such a boost converter / inverter circuit is configured by connecting a boost converter that boosts the voltage of a high-voltage DC power supply and an inverter that converts the boost DC voltage into an AC voltage and applies the AC voltage to an AC rotating electrical machine (for example, , See Patent Document 1).
昇圧コンバータ・インバータ回路では、昇圧コンバータの一対の入力端子間にコンバータ用の平滑コンデンサを接続し、また、インバータの一対の入力端子間にインバータ用の平滑コンデンサを接続している。これら平滑コンデンサは交直変換によって生じる直流波形中の脈流(リップル)を低減するためのコンデンサであって、スイッチングサージ電圧低減のためにコンバータ用の平滑コンデンサは昇圧コンバータのスイッチング素子に近接して、またインバータ用の平滑コンデンサはインバータのスイッチング素子に近接して配置されている。 In a boost converter / inverter circuit, a smoothing capacitor for a converter is connected between a pair of input terminals of the boost converter, and a smoothing capacitor for an inverter is connected between a pair of input terminals of the inverter. These smoothing capacitors are capacitors for reducing pulsating current (ripple) in the DC waveform generated by AC / DC conversion, and the smoothing capacitor for the converter is close to the switching element of the boost converter to reduce the switching surge voltage, Further, the smoothing capacitor for the inverter is arranged in the vicinity of the switching element of the inverter.
そして、昇圧コンバータ・インバータ回路では、インバータ用の平滑コンデンサと並列に放電抵抗素子が接続されている。放電抵抗素子は、モータの運転停止時にインバータの一対の入力端子間を放電させる常用の放電抵抗素子と、車両に何らかの異常、例えば衝突などが生じた場合に、安全確保のためにインバータの一対の入力端子間を短時間で放電させる非常用の放電抵抗素子(短時間放電抵抗素子)とが並列に接続されている。 In the boost converter / inverter circuit, a discharge resistance element is connected in parallel with the smoothing capacitor for the inverter. The discharge resistance element includes a normal discharge resistance element that discharges between the pair of input terminals of the inverter when the motor is stopped, and a pair of inverters for ensuring safety in the event of any abnormality in the vehicle, such as a collision. An emergency discharge resistance element (short-time discharge resistance element) that discharges between input terminals in a short time is connected in parallel.
短時間放電抵抗素子は、高圧直流電源と昇圧コンバータとの間の電力ケーブルが断線するなどして、高圧直流電源から昇圧コンバータ・インバータ回路への給電が途絶えた場合に、コンバータ用の平滑コンデンサ及びインバータ用の平滑コンデンサを短時間(たとえば数分以内)に放電させ、電気的安全性を向上させる。即ち、短時間放電抵抗素子はインバータ用の平滑コンデンサを直接放電するとともに、コンバータ用の平滑コンデンサを昇圧コンバータ内蔵のダイオードを通じて放電する。 The short-time discharge resistor element is used to convert the smoothing capacitor for the converter and the converter when the power supply from the high-voltage DC power supply to the boost converter / inverter circuit is interrupted due to the disconnection of the power cable between the high-voltage DC power supply and the boost converter. The smoothing capacitor for the inverter is discharged in a short time (for example, within several minutes) to improve electrical safety. That is, the short-time discharge resistance element directly discharges the smoothing capacitor for the inverter and discharges the smoothing capacitor for the converter through a diode built in the boost converter.
従来、インバータなどに組み込まれる常用の放電抵抗素子と短時間放電抵抗素子とを両方備えた放電抵抗装置は、短時間で多量の熱を放出する短時間放電抵抗素子を充分に冷却可能な、大きな熱容量の冷却器を用いていた。このため、冷却器のサイズが大型化し、放電抵抗装置の小型化の妨げとなっていた。 Conventionally, a discharge resistance device equipped with both a normal discharge resistance element incorporated in an inverter and the like and a short-time discharge resistance element can sufficiently cool a short-time discharge resistance element that releases a large amount of heat in a short time. A heat capacity cooler was used. For this reason, the size of the cooler has been increased, which has hindered the downsizing of the discharge resistance device.
この発明は、前述した事情に鑑みてなされたものであって、冷却器を備えた放電抵抗装置の小型化、軽量化を可能にし、かつ、放電抵抗体の確実な冷却が可能な冷却器付き放電抵抗装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and is equipped with a cooler capable of reducing the size and weight of a discharge resistance device provided with a cooler and capable of reliably cooling the discharge resistor. An object is to provide a discharge resistance device.
上記課題を解決するために、本発明の冷却器付き放電抵抗装置は、セラミックスからなる絶縁層と、該絶縁層の一方の面側に並べて形成された第一の抵抗体および第二の抵抗体と、前記絶縁層の他方の面側に順に積層された金属層および冷却器とを有する冷却器付き放電抵抗装置であって、前記金属層および前記冷却器はAlまたはAl合金からなり、前記冷却器は、放熱領域と、該放熱領域よりも体積が大きく、かつ表面積の小さい吸熱領域とを有し、前記第一の抵抗体は、前記第二の抵抗体よりも印加された電圧を短時間で放電可能な放電抵抗体であり、前記第一の抵抗体は、前記吸熱領域と重なる位置に形成され、前記第二の抵抗体は、前記放熱領域と重なる位置に形成されていることを特徴とする。 In order to solve the above problems, a discharge resistor device with a cooler according to the present invention includes an insulating layer made of ceramics, and a first resistor and a second resistor formed side by side on one surface side of the insulating layer. And a discharge resistance device with a cooler having a metal layer and a cooler sequentially laminated on the other surface side of the insulating layer, wherein the metal layer and the cooler are made of Al or an Al alloy, and the cooling The vessel has a heat dissipation region and a heat absorption region having a volume larger than that of the heat dissipation region and a small surface area, and the first resistor applies the applied voltage for a short time than the second resistor. The first resistor is formed at a position that overlaps the heat absorption region, and the second resistor is formed at a position that overlaps the heat dissipation region. And
このような構成の冷却器付き放電抵抗装置によれば、互いに放電時間が異なる第一の抵抗体と第二の抵抗体のそれぞれの発熱特性に合わせて、冷却器に放熱領域と吸熱領域とを形成することによって、第一の抵抗体と第二の抵抗体をそれぞれ確実に冷却可能であり、かつ、冷却器付き放電抵抗装置の小型化、軽量化を可能にする。
即ち、短時間放電による急激な放熱を伴う第一の抵抗体に対しては、冷却器の吸熱領域と重なる位置に形成することによって、第一の抵抗体の急激な温度上昇による熱を大きな熱容量の吸熱領域で速やかに吸熱(熱移動)し、第一の抵抗体を短時間で冷却することができる。一方、比較的長時間の放電による緩慢な放熱を伴う第二の抵抗体に対しては、冷却器の放熱領域と重なる位置に形成することによって、第二の抵抗体を広い表面積で冷媒に接する放熱領域で確実に冷却することができる。
そして、第一の抵抗体の形成位置に重なる吸熱領域は、放熱領域よりも表面積が小さく、体積が大きいブロック状(塊状)に形成することによって、冷却器全体に広い表面積が必要なフィンなどを形成する場合と比較して、小さく、かつ軽量な冷却器付き放電抵抗装置を実現することができる。通常では、第一の抵抗体で発生した大きな熱を冷却するためには、第一の抵抗体を大きな面積とするか、もしくは、天板部の厚い冷却器とする必要があり、これに第二の抵抗体用の放熱フィン領域を付加すると、さらに装置が大型化することとなる。
According to the discharge resistor device with a cooler having such a configuration, the cooler is provided with a heat dissipation region and a heat absorption region in accordance with the heat generation characteristics of the first resistor and the second resistor having different discharge times. By forming, the first resistor and the second resistor can be reliably cooled, and the discharge resistor device with a cooler can be reduced in size and weight.
That is, for the first resistor with rapid heat dissipation due to short-time discharge, it is formed at a position overlapping the heat absorption region of the cooler, so that the heat due to the rapid temperature rise of the first resistor has a large heat capacity. In the endothermic region, heat can be absorbed quickly (heat transfer), and the first resistor can be cooled in a short time. On the other hand, for the second resistor with slow heat dissipation due to a relatively long discharge, the second resistor is in contact with the refrigerant with a large surface area by being formed at a position overlapping the heat dissipation region of the cooler. Cooling can be ensured in the heat dissipation area.
And the heat absorption area that overlaps the formation position of the first resistor has a smaller surface area than the heat dissipation area and is formed in a block shape (lumb shape) with a large volume, so that fins and the like that require a large surface area for the entire cooler are formed. Compared with the case where it forms, the discharge resistance apparatus with a cooler which is small and lightweight can be implement | achieved. Normally, in order to cool the large heat generated by the first resistor, the first resistor needs to have a large area or a cooler with a thick top plate. If the heat radiating fin region for the second resistor is added, the size of the device is further increased.
前記絶縁層と前記金属層、および前記金属層と前記冷却器は、それぞれ直接接合されていることを特徴とする
これにより、絶縁層と冷却器とを、金属層を介して強固に接合することができ、熱膨張係数の違いによって互いの接合面に応力が生じても、接合部分での剥離を確実に防止することができる。
The insulating layer and the metal layer, and the metal layer and the cooler are directly bonded to each other, whereby the insulating layer and the cooler are firmly bonded via the metal layer. Even if stress occurs on the joint surfaces due to the difference in thermal expansion coefficient, peeling at the joint portion can be reliably prevented.
前記冷却器の一部には、Cu又はCu合金を含む熱伝導体が更に形成され、前記冷却器と前記熱伝導体、および前記金属層と前記熱伝導体は、それぞれ固体拡散接合によって接合されていることを特徴とする。
これにより、第一の抵抗体や第二の抵抗体と冷却器との間の熱伝導性の向上による冷却特性の更なる改善を実現することができ、かつ、冷却器と熱伝導体、および金属層と熱伝導体を強固に接合することができる。
A heat conductor containing Cu or a Cu alloy is further formed in a part of the cooler, and the cooler and the heat conductor, and the metal layer and the heat conductor are joined by solid diffusion bonding, respectively. It is characterized by.
Thereby, the further improvement of the cooling characteristic by the improvement in the thermal conductivity between the first resistor or the second resistor and the cooler can be realized, and the cooler and the heat conductor, and The metal layer and the heat conductor can be firmly bonded.
前記放熱領域には、冷媒を流通させる流路が形成されていることを特徴とする。
これにより、冷却器の放熱領域における放熱効率を高め、小さな表面積でも効率的に第二の抵抗体を冷却することができる。
In the heat radiation area, a flow path for circulating a refrigerant is formed.
Thereby, the heat dissipation efficiency in the heat dissipation area of the cooler can be increased, and the second resistor can be efficiently cooled even with a small surface area.
前記絶縁層と前記金属層とは、Al−Si系ろう材を用いて接合されていることを特徴とする。
絶縁層と金属層との直接接合にAl−Si系ろう材を用いることにより、絶縁層と金属層のそれぞれの接合面においてろう材の拡散性が高められ、互いに異種材料からなる絶縁層と金属層とを極めて強固に直接接合することが可能になる。
The insulating layer and the metal layer are bonded using an Al—Si brazing material.
By using an Al-Si brazing material for direct bonding between the insulating layer and the metal layer, the diffusibility of the brazing material is enhanced at each bonding surface of the insulating layer and the metal layer, and the insulating layer and the metal made of different materials from each other. It becomes possible to join the layers very strongly and directly.
前記金属層は、厚みが0.6mm以上、2.5mm以下であることを特徴とする。
こうした厚み範囲になるように金属層を形成することによって、絶縁層に発生する熱応力をこの金属層によって効果的に吸収でき、絶縁層にクラックや割れが生じることを防止することができる。
The metal layer has a thickness of 0.6 mm or more and 2.5 mm or less.
By forming the metal layer in such a thickness range, thermal stress generated in the insulating layer can be effectively absorbed by the metal layer, and cracks and cracks can be prevented from occurring in the insulating layer.
本発明によれば、冷却器を備えた放電抵抗装置の省スペース化を可能にし、かつ、放電抵抗体の確実な冷却が可能な冷却器付き放電抵抗装置を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the discharge resistance apparatus provided with the cooler which enables space saving of the discharge resistance apparatus provided with the cooler, and can perform reliable cooling of a discharge resistor can be provided.
以下、図面を参照して、本発明の冷却器付き放電抵抗装置について説明する。なお、以下に示す各実施形態は、発明の趣旨をより良く理解させるために具体的に説明するものであり、特に指定のない限り、本発明を限定するものではない。また、以下の説明で用いる図面は、本発明の特徴をわかりやすくするために、便宜上、要部となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。 Hereinafter, a discharge resistor device with a cooler of the present invention will be described with reference to the drawings. Each embodiment described below is specifically described for better understanding of the gist of the invention, and does not limit the present invention unless otherwise specified. In addition, in the drawings used in the following description, in order to make the features of the present invention easier to understand, there is a case where a main part is shown in an enlarged manner for convenience, and the dimensional ratio of each component is the same as the actual one. Not necessarily.
(第一実施形態)
第一実施形態の冷却器付き放電抵抗装置について、図1を参照して説明する。
図1は、本発明の第一実施形態の冷却器付き放電抵抗装置を示す断面図である。
冷却器付き放電抵抗装置10は、絶縁性の基板である絶縁層21,22と、絶縁層21の一方の面側21aに形成された第一の抵抗体23と、絶縁層22の一方の面側22aに形成された第二の抵抗体24と、絶縁層21,22の他方の面側21a,22bそれぞれ積層された金属層25,26と、この金属層25,26に直接接合された共通の冷却器31とを有する。また、絶縁層21の一方の面側21aには、第一の抵抗体23に通電させる電極27a,27bが、絶縁層22の一方の面側22aには、第二の抵抗体24に通電させる電極28a,28bが、それぞれ形成されている。
(First embodiment)
The discharge resistance device with a cooler of the first embodiment will be described with reference to FIG.
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a discharge resistance device with a cooler according to a first embodiment of the present invention.
The discharge resistor device with a
絶縁層21,22は、例えば、絶縁性および放熱性に優れたSi3N4(窒化ケイ素)、AlN(窒化アルミニウム)、Al2O3(アルミナ)等のセラミックスで構成されている。本実施形態では、絶縁層21,22は、アルミナで構成されている。また、絶縁層21,22の厚さは、例えば、0.2〜1.5mmの範囲内に設定されており、本実施形態では、0.635mmに設定されている。
The
第一の抵抗体(放電抵抗体)23および第二の抵抗体(放電抵抗体)24は、電極27a,27bおよび電極28a,28bにそれぞれ電圧が印加された際の電気抵抗として機能させるためのものである。こうした第一の抵抗体23および第二の抵抗体24の構成材料の例として、Ta−Si系薄膜抵抗体やRuO2厚膜抵抗体が挙げられる。第一の抵抗体23および第二の抵抗体24は、本実施形態においては、Ta−Si系薄膜抵抗体によって構成され、厚さが例えば0.5μmとされている。
The first resistor (discharge resistor) 23 and the second resistor (discharge resistor) 24 function as electric resistances when voltages are applied to the
第一の抵抗体23と第二の抵抗体24とは、印加された電圧を放電させる時間(放電速度)が異なっており、第一の抵抗体23は、第二の抵抗体24よりも印加された電圧を短時間で放電可能な放電抵抗体とされている。
The
例えば、本実施形態の冷却器付き放電抵抗装置10を電気自動車用の車載インバータ装置として用いた際に、第一の抵抗体23は、電気自動車に何らかの異常、例えば衝突などが生じた場合に、安全確保のためにインバータ装置の入力端子間を短時間で放電させ、電気的な安全を確保するために用いられる(短時間放電抵抗体)。こうした目的のため、第一の抵抗体23には、例えば、車両の衝突衝撃を検出する衝突センサからの信号によって開閉されるスイッチ素子などを接続し、このスイッチ素子が閉じることによって、第一の抵抗体23の通電を行わせる構成などにされる。
For example, when the discharge resistor device with a cooler 10 of the present embodiment is used as an in-vehicle inverter device for an electric vehicle, the
一方、第二の抵抗体24は、電気自動車の駆動モータの運転停止時に、インバータ装置の入力端子間を放電させるなど、常用放電抵抗体として用いられ、第一の抵抗体23よりも放電速度が低いものが用いられる。
On the other hand, the
こうした放電速度の特性の違いにより、放電時において、第一の抵抗体23は、第二の抵抗体24よりも短時間に多量の放熱が生じるため、第一の抵抗体23は第二の抵抗体24よりも急速に冷却を行う必要がある。
Due to the difference in characteristics of the discharge rate, the
電極27a,27bおよび電極28a,28bは、第一の抵抗体23と第二の抵抗体24にそれぞれ電圧を印加するための電気的な接続部であり、導電体、例えば、Cu、Cu合金、或いはAl,Ag,銀−パラジウム合金などにより構成されている。本実施形態においては、Cuによって構成されている。厚さが例えば1.5μmとされている。
The
金属層25,26は、AlまたはAl合金から構成される。本実施形態では、金属層25,26として、純度が99.98mass%以上の高純度Alからなる板状の部材を用いている。この金属層25,26の厚みは、例えば、0.4mm以上、2.5mm以下であればよい。こうした金属層25,26を絶縁層21,22と冷却器31との間にそれぞれ形成することによって、金属層25,26は応力緩衝層としての機能を果たす。即ち、金属層25,26の形成によって、セラミックスからなる絶縁層21,22と、AlやAl合金からなる冷却器31との熱膨張係数の差によって生じる熱応力を吸収し、絶縁層21,22の破損を防止することができる。
The metal layers 25 and 26 are made of Al or an Al alloy. In the present embodiment, as the metal layers 25 and 26, plate-like members made of high-purity Al having a purity of 99.98 mass% or more are used. The thicknesses of the metal layers 25 and 26 may be 0.4 mm or more and 2.5 mm or less, for example. By forming the metal layers 25 and 26 between the insulating
また、金属層25,26を純度99.98mass%以上の高純度Alで形成すれば、変形抵抗が小さくなり、第一の抵抗体23や第二の抵抗体24の通電時の発熱と非通電時の温度低下の繰り返しによる冷熱サイクルが負荷された際に、絶縁層21,22に発生する熱応力をこの金属層25,26によって効果的に吸収できる。
Further, if the metal layers 25 and 26 are made of high-purity Al having a purity of 99.98 mass% or more, the deformation resistance is reduced, and the
絶縁層21と金属層25、および絶縁層22と金属層26とは、それぞれろう材を用いて直接接合されている。ろう材としては、Al−Cu系ろう材、Al−Si系ろう材などが挙げられる。本実施形態で、Al−Si系ろう材が用いられている。
The insulating
冷却器31は、放熱領域E2と、この放熱領域E2よりも体積が大きく、かつ表面積の小さい吸熱領域E1とを有する。放熱領域E2は、冷却器付き放電抵抗装置10の積層方向に沿って、常用放電抵抗体となる第二の抵抗体24と重なる位置を成す。冷却器31は、この放熱領域E2においては、天板部32と、この天板部32に形成された複数のフィン33,33…から構成されている。ここで、冷却器31の熱伝導率は、90W/mK以上、好ましくは200W/mK以上とされている。さらに、放熱領域E2の天板部32の体積と吸熱領域E1の体積比率は、E1/E2=3〜10とされている。
また、放熱領域E2の平均熱伝達係数は、フィンなどを形成することで、吸熱領域E1の8倍以上とされている。なお、本発明において、放熱領域E2の平均熱伝達係数は、天板部面換算、即ち、フィンが形成されておらず平板で形成したと仮定した場合における平均熱伝達係数である。
The cooler 31 has a heat dissipation area E2 and a heat absorption area E1 having a larger volume and a smaller surface area than the heat dissipation area E2. The heat radiation area E2 forms a position overlapping with the
Moreover, the average heat transfer coefficient of the heat radiation area | region E2 is made into 8 times or more of the heat absorption area | region E1 by forming a fin. In the present invention, the average heat transfer coefficient of the heat radiating region E2 is an average heat transfer coefficient in terms of the top plate surface, that is, when it is assumed that the fin is not formed and is formed of a flat plate.
フィン33,33…は、互いに所定の間隔をあけて配置された板状部材である。このような冷却器31の放熱領域E2は、フィン33,33…によって、その表面積が吸熱領域E1よりも大きくされる。そして、フィン33,33どうしの隙間(流路)を冷媒である空気が流通することによって、主に第二の抵抗体24の通電によって生じる熱を効率的に冷却する、いわゆる空冷式の冷却器を構成している。
なお、冷却器31の放熱領域E2は、例えば、天板部32に接して、例えば冷却水を流通させる液体流路を一体に形成した、いわゆる水冷式の冷却器であってもよい。
The
Note that the heat dissipation region E2 of the cooler 31 may be a so-called water-cooled cooler in which, for example, a liquid flow path for circulating cooling water is integrally formed in contact with the
冷却器31の放熱領域E2を構成する天板部32やフィン33,33…は、例えば、Al又はAl合金などから形成されている。具体的には、A3003、A1050、4N−Al、A6063などが挙げられる。本実施形態では、A1050の圧延板を用いている。なお、天板部32とフィン33,33…とは一体の部材として形成された構成であっても、天板部32に複数のフィン33,33…をろう材等で接合した構成であってもよい。天板部32と複数のフィン33,33…とを別部材で構成する場合、天板部32と複数のフィン33,33…とは、Alの組成が互いに異なる材料を用いて形成してもよい。
The
冷却器31の吸熱領域E1は、冷却器付き放電抵抗装置10の積層方向に沿って、短時間放電抵抗体となる第一の抵抗体23と重なる位置を成す。こうした吸熱領域E1は、放熱領域E2よりも大きな熱容量を有する形状、例えば、中実な塊状のAlまたはAl合金からなる。
The endothermic region E1 of the cooler 31 is positioned so as to overlap the
吸熱領域E1は、放熱領域E2よりも大きな熱容量を有し、さらに高い熱伝導率を有するため、これらの特徴より、放熱領域E2で熱を放熱するよりも短時間に、第一の抵抗体23の急速な通電によって短時間に生じた大きな熱を吸収(熱移動)させることができる。これによって、第一の抵抗体23の急速な通電による温度の急上昇を防止し、第一の抵抗体23の熱による性能低下や劣化を防止する。
The heat absorption area E1 has a larger heat capacity than the heat dissipation area E2 and has a higher thermal conductivity. Therefore, due to these characteristics, the
冷却器31の吸熱領域E1は、例えば、Al又はAl合金のブロック体などから形成されている。具体的には、A3003、A1050、4N−Al、A6063などが挙げられる。本実施形態では、A1050のブロック体を用いている。 The endothermic region E1 of the cooler 31 is formed of, for example, an Al or Al alloy block body. Specifically, A3003, A1050, 4N-Al, A6063, etc. are mentioned. In this embodiment, the A1050 block body is used.
なお、こうした冷却器31の放熱領域E2と吸熱領域E1とは、一体の部材で形成されていればよい。例えば、ブロック状のAl合金を用いて、第二の抵抗体24と重なる部分に空気の流路となる溝を形成することによってフィン33,33…を構成し、1つの部材から放熱領域E2と吸熱領域E1とを形成することができる。この場合、放熱領域E2と吸熱領域E1との境界は、冷却器31を平面視した際の、絶縁層21と絶縁層22との間の中央である。
In addition, the heat radiation area | region E2 and the heat absorption area | region E1 of such a cooler 31 should just be formed with the integral member. For example, by using a block-shaped Al alloy,
あるいは、板状のAl合金を用いて、第二の抵抗体24と重なる部分にフィン33,33…を接合し、第一の抵抗体23と重なる部分に、ブロック状のAl合金を接合することによって、放熱領域E2と吸熱領域E1とを備えた冷却器31を形成することもできる。
Alternatively, by using a plate-like Al alloy, the
金属層25,26と冷却器31とは、それぞれ互いに直接接合されている。金属層25,26と冷却器31との直接接合の方法としては、例えば、Al−Si系ろう材による直接接合を適用することができる。Al−Si系ろう材を用いる場合には、例えば、Al−Si系ろう材箔を金属層25,26と冷却器31との間にそれぞれ配して、640℃程度で加熱することにより、金属層25,26と冷却器31にAl−Si系ろう材が拡散し、金属層25,26と冷却器31とが直接接合される。
The metal layers 25 and 26 and the cooler 31 are directly joined to each other. As a method of direct bonding between the metal layers 25 and 26 and the cooler 31, for example, direct bonding using an Al—Si brazing material can be applied. In the case of using an Al—Si brazing filler metal, for example, an Al—Si brazing filler metal foil is disposed between the metal layers 25 and 26 and the cooler 31 and heated at about 640 ° C. The Al—Si brazing material diffuses into the
金属層25,26と冷却器31との直接接合の別な方法としては、Al−Si系ろう材と、F(フッ素)を含むフラックス、例えばKAlF4を主成分とするフラックスを用いたろう付けによって接合することもできる。この場合は、窒素などの不活性雰囲気中で接合することができる。 As another method of direct joining of the metal layers 25 and 26 and the cooler 31, brazing using an Al—Si brazing material and a flux containing F (fluorine), for example, a flux mainly composed of KAlF 4 is used. It can also be joined. In this case, bonding can be performed in an inert atmosphere such as nitrogen.
金属層25,26と冷却器31との直接接合の更に別な方法としては、窒素等の不活性雰囲気中でAl−Si−Mg系ろう材を用いてろう付けを行う、フラックスレスろう付けによって接合することもできる。 Still another method of direct joining of the metal layers 25 and 26 and the cooler 31 is by fluxless brazing, in which brazing is performed using an Al—Si—Mg brazing material in an inert atmosphere such as nitrogen. It can also be joined.
以上のような構成の冷却器付き放電抵抗装置10によれば、互いに放電時間が異なる第一の抵抗体23と第二の抵抗体24のそれぞれの発熱特性に合わせて、冷却器31に放熱領域E2と吸熱領域E1とを形成することによって、第一の抵抗体23と第二の抵抗体24をそれぞれ確実に冷却可能であり、かつ、冷却器付き放電抵抗装置10の小型化、軽量化を可能にする。
According to the
即ち、短時間放電による急激な放熱を伴う第一の抵抗体23は、冷却器31の吸熱領域E1と重なる位置に形成することによって、第一の抵抗体23の急激な温度上昇による熱を大きな熱容量の吸熱領域E1で速やかに吸熱(熱移動)し、第一の抵抗体23を短時間で冷却することができる。
That is, the
比較的長時間の放電による緩慢な放熱を伴う第二の抵抗体24は、冷却器31の放熱領域E2と重なる位置に形成することによって、第二の抵抗体24を広い表面積で冷媒に接する放熱領域E2で確実に冷却することができる。
The
そして、例えば 第一の抵抗体23の形成位置に重なる吸熱領域E1は、放熱領域E2よりも表面積が小さく、体積が大きいブロック状(塊状)に形成することによって、冷却器全体に広い表面積が必要なフィンなどを形成する場合と比較して、小さく、かつ軽量な冷却器付き放電抵抗装置10を実現することができる。
For example, the endothermic region E1 overlapping the formation position of the
なお、上述した実施形態では、第一の抵抗体23および第二の抵抗体24のそれぞれに対応して、独立した絶縁層21,22および金属層25,26を形成しているが、これ以外にも、第一の抵抗体23および第二の抵抗体24に共通した1つの絶縁層や1つの金属層にすることもできる。
In the above-described embodiment, the independent insulating
また、本発明の冷却器付き放電抵抗装置10を用いて、例えば、車載用のインバータ装置を形成する場合、インバータ回路を構成するパワーモジュールを形成し、第二の抵抗体24は、モータの運転停止時にインバータ装置の入力端子間を放電させ、また、第一の抵抗体23は、何らかの異常、例えば衝突などが生じた場合に、安全確保のためにインバータ装置の入力端子間を短時間で放電させ、電気的な安全を確保する構成とすればよい。第一の抵抗体23は、通電時にはコンデンサを直接放電させるとともに、昇圧コンバータ装置のコンデンサを昇圧コンバータ回路に内蔵されたダイオードを通じて放電させる。
For example, when forming an in-vehicle inverter device using the discharge resistor device with a cooler 10 of the present invention, a power module constituting an inverter circuit is formed, and the
(第二実施形態)
第二実施形態の冷却器付き放電抵抗装置について、図2を参照して説明する。
図2は、本発明の第二実施形態の冷却器付き放電抵抗装置を示す断面図である。なお、第一実施形態の冷却器付き放電抵抗装置と同一構成の部材には同一の符号を付し、その詳細な構造や作用の説明を省略する。
第二実施形態の冷却器付き放電抵抗装置40は、絶縁性の基板である絶縁層21,22と、絶縁層21の一方の面側21aに形成された第一の抵抗体23と、絶縁層22の一方の面側22aに形成された第二の抵抗体24と、絶縁層21,22の他方の面側21a,22bそれぞれ積層された、AlまたはAl合金からなる金属層25,26と、この金属層25,26に直接接合された共通の冷却器51とを有する。
(Second embodiment)
A discharge resistor device with a cooler according to a second embodiment will be described with reference to FIG.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a discharge resistance device with a cooler according to a second embodiment of the present invention. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the member of the same structure as the discharge resistor apparatus with a cooler of 1st embodiment, and description of the detailed structure and effect | action is abbreviate | omitted.
The discharge resistor device with a cooler 40 of the second embodiment includes insulating
本実施形態では、冷却器51の一部に、Cu又はCu合金を含む熱伝導体52,53が形成されている。このうち、熱伝導体52は、ブロック状のCu又はCu合金からなり、短時間放電抵抗体である第一の抵抗体23に重なる吸熱領域E1に形成されている。熱伝導体52は、冷却器51の吸熱領域E1に、上面を露呈させた状態で埋め込まれるように形成されている。熱伝導体52の厚さ5mm〜30mmとするとよい。本実施形態では、熱伝導体52は、厚さ10mmの無酸素銅により形成されている。そして、熱伝導体52と金属層25、および熱伝導体52と冷却器51とは、それぞれ固相拡散接合によって接合されている。
In the present embodiment,
熱伝導体53は、薄板状のCu又はCu合金からなり、常用放電抵抗体である第二の抵抗体24に重なる放熱領域E2に形成されている。熱伝導体53の厚さ0.1mm〜3mmとするとよい。本実施形態では、熱伝導体53は、厚さ2mmの無酸素銅により形成されている。そして、熱伝導体53と金属層26、および熱伝導体53と冷却器51とは、固相拡散接合によって接合されている。
The heat conductor 53 is made of a thin plate-like Cu or Cu alloy, and is formed in the heat dissipation region E2 that overlaps the
これら熱伝導体52と金属層25、熱伝導体52と冷却器51、熱伝導体53と金属層26、および熱伝導体53と冷却器51を固相拡散接合によって直接接合する際には、例えば、AlやAl合金からなる金属層25,26や冷却器41と、Cu又はCu合金からなる熱伝導体52,53とをそれぞれ表面処理し、500〜600℃程度で加熱しつつ圧力を加えることによって、これら各部材の接合面で固相拡散を行い、AlやAl合金とCuやCu合金との異種金属による固相拡散接合によって接合することができる。
When these
第二実施形態の冷却器付き放電抵抗装置40によれば、短時間放電抵抗体である第一の抵抗体23に重なる吸熱領域E1に、Alよりも熱伝導性に優れたCuからなるブロック状の熱伝導体52を形成することによって、第一の抵抗体23で生じた急激な温度上昇による熱を、より一層速やか吸収でき、短時間放電抵抗体である第一の抵抗体23の冷却効率を一層高めることが可能になる。
According to the discharge resistor device with a cooler 40 of the second embodiment, the heat absorption region E1 overlapping the
また、常用放電抵抗体である第二の抵抗体24に重なる放熱領域E2にも、Alよりも熱伝導性に優れたCu又はCu合金からなる板状の熱伝導体53を形成することによって、第二の抵抗体24で生じた熱を効率的に冷却器51の放熱領域E2に伝搬させることができ、第二の抵抗体24の冷却効率も一層高めることが可能になる。
Also, by forming a plate-like thermal conductor 53 made of Cu or Cu alloy having better thermal conductivity than Al also in the heat dissipation region E2 overlapping the
(第三実施形態)
第三実施形態の冷却器付き放電抵抗装置について、図3を参照して説明する。
図3は、本発明の第三実施形態の冷却器付き放電抵抗装置を示す断面図である。なお、第一実施形態の冷却器付き放電抵抗装置と同一構成の部材には同一の符号を付し、その詳細な構造や作用の説明を省略する。
第三実施形態の冷却器付き放電抵抗装置60は、絶縁性の基板である絶縁層21,22と、絶縁層21の一方の面側21aに形成された第一の抵抗体23と、絶縁層22の一方の面側22aに形成された第二の抵抗体24と、絶縁層21,22の他方の面側21a,22bそれぞれ積層された、AlまたはAl合金からなる金属層25,26と、この金属層25,26に直接接合された共通の冷却器71とを有する。
(Third embodiment)
A discharge resistor device with a cooler according to a third embodiment will be described with reference to FIG.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a discharge resistor device with a cooler according to a third embodiment of the present invention. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the member of the same structure as the discharge resistor apparatus with a cooler of 1st embodiment, and description of the detailed structure and effect | action is abbreviate | omitted.
The
本実施形態では、冷却器71は、例えばA1050からなり、吸熱領域E1の内部に、Cu又はCu合金を含む熱伝導体72を埋め込み形成している。熱伝導体72は、例えば、ブロック状のCu又はCu合金からなる。こうした熱伝導体72を冷却器71の内部に埋め込み形成するために、冷却器71は、互いに分割可能な上部部材71Aと下部部材71Bとからなる。上部部材71Aは、平板状の部材であり、下部部材71Bの吸熱領域E1には、熱伝導体72を収容可能な凹部73が形成されている。
In the present embodiment, the cooler 71 is made of, for example, A1050, and a
本実施形態の冷却器71では、下部部材71Bの凹部73に熱伝導体72を収容して固相拡散接合した上で、熱伝導体72を覆うように上部部材71Aと下部部材71Bとを、例えばネジ75によって締結して一体化させている。なお、上部部材71Aと下部部材71Bとの接触面には、熱伝導性のサーマルグリースを塗布して密着性を高めておくことが好ましい。
In the cooler 71 of the present embodiment, after the
第三実施形態の冷却器付き放電抵抗装置60によれば、短時間放電抵抗体である第一の抵抗体23に重なる吸熱領域E1に、Alよりも熱伝導性に優れたCuからなるブロック状の熱伝導体72を埋め込むように形成することによって、第一の抵抗体23で生じた急激な温度上昇による熱を、より一層速やか吸収でき、短時間放電抵抗体である第一の抵抗体23の冷却効率を一層高めることが可能になる。
According to the
(第四実施形態)
第四実施形態の冷却器付き放電抵抗装置について、図4を参照して説明する。
図4は、本発明の第四実施形態の冷却器付き放電抵抗装置を冷却器側から見た時の模式図である。なお、第一実施形態の冷却器付き放電抵抗装置と同一構成の部材には同一の符号を付し、その詳細な構造や作用の説明を省略する。
第四実施形態の冷却器付き放電抵抗装置80は、冷却器91の放熱領域E2に重なる位置に常用放電抵抗体である第二の抵抗体24が形成され、また、吸熱領域E1に重なる位置に短時間放電抵抗体である第一の抵抗体23が形成されている。また、放熱領域E2は、更に第一の抵抗体23が形成された領域よりも外側に広がり、この部分に重ねて絶縁ゲートバイポーラトランジスタ(IGBT)93,93…が実装されている(第二放熱領域E3)。
(Fourth embodiment)
A discharge resistance device with a cooler according to a fourth embodiment will be described with reference to FIG.
FIG. 4 is a schematic view when the discharge resistance device with a cooler of the fourth embodiment of the present invention is viewed from the cooler side. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the member of the same structure as the discharge resistor apparatus with a cooler of 1st embodiment, and description of the detailed structure and effect | action is abbreviate | omitted.
In the
そして、放熱領域E2および第二放熱領域E3には、冷媒として冷却水を流通させる流路92が形成されている。一方、吸熱領域E1は、熱容量を増大させるブロック状のAl合金からなり、流路92は形成されない。
And the
第四実施形態の冷却器付き放電抵抗装置80によれば、常用放電抵抗体である第二の抵抗体24に重なる放熱領域E2や、IGBT93,93…に重なる第二放熱領域E3に、選択的に冷却水の流路92を形成し、短時間放電抵抗体である第一の抵抗体23に重なる吸熱領域E1を熱容量を増大させるブロック状に形成することによって、第一の抵抗体23、第二の抵抗体24、IGBT93のそれぞれの発熱特性に応じて、冷却器91を最適な形状に形成することで、冷却器付き放電抵抗装置80の小型化、軽量化を実現することができる。
According to the
以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの各実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら各実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、追加、ないし変更を行うことができる。これら実施形態やその変形例は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。 As mentioned above, although some embodiment of this invention was described, these each embodiment was shown as an example and is not intending limiting the range of invention. Each of these embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, additions, or changes can be made without departing from the spirit of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the invention described in the claims and equivalents thereof, as long as they are included in the scope and gist of the invention.
以下、本実施形態の効果を検証した実験例を示す。
(実施例1、第一の実施形態に示す構造の冷却器付き放電抵抗装置に相当)
第一および第二の抵抗体(Ta−Si系薄膜抵抗体、10mm×5mm)をそれぞれ厚さ0.635mmのアルミナ基板上に形成したのち、Cuからなる電極を形成した。第一および第二の抵抗体が形成されたアルミナ基板を、それぞれ、Al−Si系ろう材、4N−Al金属層(10mm×5mm、厚さ2mm)、Al−Si系ろう材、A1050材の冷却器(50mm×20mm、厚さ15mm)の順に積層し、610℃で真空中で加熱してそれぞれ接合した。第一の抵抗体は吸熱領域E1に、第二の抵抗体は放熱領域E2に形成した。なお、放熱領域E2における、冷却器のフィン高さは12mm、フィン厚1mm、フィン間隔1.5mmとした。実施例1において、吸熱領域E1の体積は7500mm3、放熱領域E2の天板部およびフィン部の体積は3900mm3、吸熱領域E1の平均熱伝達係数は10W/(m2・K)、放熱領域E2の天板部換算の平均熱伝達係数は100W/(m2・K)、吸熱領域E1の表面積は1850mm2、放熱領域E2の表面積は5750mm2である。なお、実施例1における冷却器の占有容積(吸熱領域E1の体積+放熱領域E2の天板部およびフィン部の体積+放熱領域E2のフィンによって形成される空間の体積)は15000mm3であった。
Hereinafter, experimental examples in which the effects of the present embodiment are verified will be shown.
(Equivalent to the discharge resistance device with a cooler of the structure shown in Example 1 and the first embodiment)
After forming the first and second resistors (Ta-Si thin film resistors, 10 mm × 5 mm) on an alumina substrate having a thickness of 0.635 mm, an electrode made of Cu was formed. The alumina substrates on which the first and second resistors are formed are made of an Al—Si brazing material, a 4N—Al metal layer (10 mm × 5 mm,
(実施例2、第二の実施形態に示す構造の冷却器付き放電抵抗装置に相当)
第一および第二の抵抗体(Ta−Si系薄膜抵抗体、10mm×5mm)をそれぞれ厚さ0.635mmのアルミナ基板上に形成したのち、Cuからなる電極を形成した。第一および第二の抵抗体が形成されたアルミナ基板の他方の面側に、Al−Si系ろう材を介し、4N−Al材(10mm×5mm、厚さ2mm)を積層し、640℃で真空中で加熱して接合した。そして、A1050からなる冷却器を彫り込み加工し、加工された部分を吸熱領域E1とし、20mm×15mm、厚さ10mmの無酸素銅を配置し、放熱領域E2には、20mm×15mm、厚さ2mmの無酸素銅を配置し、それらの上に、他方の面側に金属層が接合され第一および第二の抵抗体が形成されたアルミナ基板を、それぞれの位置に、530℃で真空中で加熱して固相拡散接合で接合した。
なお、放熱領域E2における、冷却器のフィン高さは12mm、フィン厚1mm、フィン間隔1.5mmとした。実施例2において、吸熱領域E1の体積は7500mm3、放熱領域E2の天板部およびフィン部の体積は3900mm3、吸熱領域E1の平均熱伝達係数は10W/(m2・K)、放熱領域E2の天板部換算の平均熱伝達係数は100W/(m2・K)、吸熱領域E1の表面積は1850mm2、放熱領域E2の表面積は5750mm2である。なお、実施例2における冷却器の占有容積(吸熱領域E1の体積+放熱領域E2の天板部およびフィン部の体積+放熱領域E2のフィンによって形成される空間の体積)は15000mm3であった。
(Example 2, equivalent to a discharge resistor device with a cooler having the structure shown in the second embodiment)
After forming the first and second resistors (Ta-Si thin film resistors, 10 mm × 5 mm) on an alumina substrate having a thickness of 0.635 mm, an electrode made of Cu was formed. On the other side of the alumina substrate on which the first and second resistors are formed, a 4N-Al material (10 mm × 5 mm,
In the heat radiation area E2, the fin height of the cooler was 12 mm, the fin thickness was 1 mm, and the fin interval was 1.5 mm. In Example 2, the volume is 7500 mm 3 endothermic region E1, the volume of the top plate portion and a fin portion of the heat radiation region E2 is 3900 mm 3, the average heat transfer coefficient of the heat absorption area E1 is 10W / (m 2 · K) , the heat radiation region the average heat transfer coefficient of the top plate in terms of E2 is 100W / (m 2 · K) , the surface area of the endothermic area E1 is 1850 mm 2, the surface area of the heat radiation region E2 is 5750mm 2. In addition, the occupied volume of the cooler in Example 2 (the volume of the endothermic region E1 + the volume of the top plate portion and the fin portion of the heat radiating region E2 + the volume of the space formed by the fins of the heat radiating region E2) was 15000 mm 3 . .
(比較例1)
実施例1で天板部厚さ10mm、フィン高さ12mmの冷却器を用いて製造した。なお、比較例1では、吸熱領域E1にもフィンが形成されている。
比較例1において、吸熱領域E1のフィンを含む体積は7400mm3、放熱領域E2の天板部およびフィン部の体積も7400mm3、吸熱領域E1の天板部換算の平均熱伝達係数は100W/(m2・K)、放熱領域E2の平均熱伝達係数も100W/(m2・K)、吸熱領域E1の表面積は6240mm2、放熱領域E2の表面積も6240mm2である。なお、比較例1における冷却器の占有容積(吸熱領域E1のフィンを含む体積+放熱領域E2の天板部およびフィン部の体積+吸熱領域E1及び放熱領域E2のフィンによって形成される空間の体積)は22000mm3であった。
(Comparative Example 1)
In Example 1, it was manufactured using a cooler having a top plate thickness of 10 mm and a fin height of 12 mm. In Comparative Example 1, fins are also formed in the endothermic region E1.
In Comparative Example 1, the volume of the endothermic region E1 including the fins is 7400 mm 3 , the volume of the top plate portion and the fin portion of the heat dissipation region E2 is also 7400 mm 3 , and the average heat transfer coefficient in terms of the top plate portion of the endothermic region E1 is 100 W / ( m 2 · K), the average heat transfer coefficient of the heat dissipation region E2 is 100 W / (m 2 · K), the surface area of the heat absorption region E1 is 6240 mm 2 , and the surface area of the heat dissipation region E2 is 6240 mm 2 . Note that the volume occupied by the cooler in Comparative Example 1 (the volume including the fins of the endothermic region E1 + the volume of the top plate and fins of the heat dissipation region E2 + the volume of the space formed by the fins of the endothermic region E1 and the heat dissipation region E2) ) Was 22000 mm 3 .
(比較例2)
天板厚さ3mm、フィン高さ12mmで、冷却器形状を75mm×20mmとした以外は実施例1と同様とした。なお、比較例2では、吸熱領域E1にもフィンが形成されている。
比較例2において、吸熱領域E1のフィンを含む体積は5850mm3、放熱領域E2の天板部およびフィン部の体積も5850mm3、吸熱領域E1の天板部の平均熱伝達係数は100W/(m2・K)、放熱領域E2の天板部換算の平均熱伝達係数も100W/(m2・K)、吸熱領域E1の表面積は8595mm2、放熱領域E2の表面積も8595mm2である。なお、比較例2における冷却器の占有容積(吸熱領域E1のフィンを含む体積+放熱領域E2の天板部およびフィン部の体積+放熱領域E2のフィンによって形成される空間の体積)は22500mm3であった。
(Comparative Example 2)
The same procedure as in Example 1 was performed except that the top plate thickness was 3 mm, the fin height was 12 mm, and the cooler shape was 75 mm × 20 mm. In Comparative Example 2, fins are also formed in the endothermic region E1.
In Comparative Example 2, the volume of the endothermic region E1 including the fin is 5850 mm 3 , the volume of the top plate portion and the fin portion of the heat dissipation region E2 is also 5850 mm 3 , and the average heat transfer coefficient of the top plate portion of the endothermic region E1 is 100 W / (m 2 · K), the average heat transfer coefficient in terms of the top plate of the heat radiation area E2 is 100 W / (m 2 · K), the surface area of the heat absorption area E1 is 8595 mm 2 , and the surface area of the heat radiation area E2 is 8595 mm 2 . In addition, the occupied volume of the cooler in Comparative Example 2 (the volume including the fins of the heat absorption region E1 + the volume of the top and the fins of the heat dissipation region E2 + the volume of the space formed by the fins of the heat dissipation region E2) is 22500 mm 3. Met.
(比較例3)
第二の抵抗体を吸熱領域E1に、第一の抵抗体を放熱領域E2に形成した以外は、実施例1と同様に製造した。
(Comparative Example 3)
Manufactured in the same manner as in Example 1 except that the second resistor was formed in the heat absorbing region E1 and the first resistor was formed in the heat radiating region E2.
(評価)
得られた冷却器付き放電抵抗装置を図5に示す放電パターンとなるように第一の抵抗体に電圧を印加した際の第一抵抗体の最高温度を熱電対で測定した。また、第二抵抗体には5Wで定常発熱させた場合の温度を熱電対で測定した。なお、表1には実施例1の占有容積を1とした場合の比率を記載した。
(Evaluation)
The maximum temperature of the first resistor was measured with a thermocouple when a voltage was applied to the first resistor so that the obtained discharge resistance device with a cooler had the discharge pattern shown in FIG. Moreover, the temperature at the time of making the 2nd resistor produce steady heat at 5W was measured with the thermocouple. Table 1 shows the ratio when the occupied volume of Example 1 is 1.
実施例は第一抵抗体温度、第二抵抗体温度が95℃以下を満足しているが、比較例1及び比較例2は、冷却器全体の占有容積比が1.5倍であるのにもかかわらず、第一抵抗体の温度が95℃以下を満足していないことが分かる。また、第一の抵抗体を放熱領域E2に配置し、第二の抵抗体を吸熱領域E1に配置した比較例3では、第一の抵抗体および第二の抵抗体の温度が95℃以下を満足していない。 In the examples, the first resistor temperature and the second resistor temperature satisfy 95 ° C. or less, but Comparative Example 1 and Comparative Example 2 have an occupied volume ratio of 1.5 times the entire cooler. Nevertheless, it can be seen that the temperature of the first resistor does not satisfy 95 ° C. or lower. Further, in Comparative Example 3 in which the first resistor is disposed in the heat dissipation region E2 and the second resistor is disposed in the heat absorption region E1, the temperature of the first resistor and the second resistor is 95 ° C. or less. Not satisfied.
10 冷却器付き放電抵抗装置
21,22 絶縁層
23 第一の抵抗体
24 第二の抵抗体
25,26 金属層
31 冷却器
E2 放熱領域
E1 吸熱領域
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記金属層および前記冷却器はAlまたはAl合金からなり、
前記冷却器は、放熱領域と、該放熱領域よりも体積が大きく、かつ表面積の小さい吸熱領域とを有し、
前記第一の抵抗体は、前記第二の抵抗体よりも印加された電圧を短時間で放電可能な放電抵抗体であり、
前記第一の抵抗体は、前記吸熱領域と重なる位置に形成され、前記第二の抵抗体は、前記放熱領域と重なる位置に形成されていることを特徴とする冷却器付き放電抵抗装置。 An insulating layer made of ceramic, a first resistor and a second resistor formed side by side on one surface side of the insulating layer, a metal layer and a cooling layer sequentially laminated on the other surface side of the insulating layer A discharge resistance device with a cooler comprising:
The metal layer and the cooler are made of Al or Al alloy,
The cooler has a heat dissipation region, and a heat absorption region having a volume larger than that of the heat dissipation region and a small surface area,
The first resistor is a discharge resistor capable of discharging the applied voltage in a short time than the second resistor,
The discharge resistor device with a cooler, wherein the first resistor is formed at a position overlapping with the heat absorption region, and the second resistor is formed at a position overlapping with the heat dissipation region.
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