JP2017152612A - 電力変換装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 電力変換装置1は、半導体素子12を内蔵した半導体モジュール11と、半導体モジュール11を冷却する第1冷却器20と、半導体モジュール11の半導体素子12のスイッチング動作に伴って発熱する発熱電子部品31,32,34と、第1冷却器20とは別に設けられた第2冷却器40と、を備え、発熱電子部品31,32,34は、第1冷却器20と第2冷却器40との間に介装され且つ第2冷却器40の冷却面44に接合されている。
【選択図】 図4
Description
特許文献1に開示の電力変換装置において、発熱電子部品であるリアクトルが冷却器の流入管(冷媒導入口)と流出管(冷媒排出口)との間の空間に配設されている。
また、下記の特許文献2に開示の電力変換装置において、冷却器(冷却部材)が半導体モジュール(パワーモジュール)と複数のリアクトルとの間の空間に配設されている。このため、半導体モジュール及び複数のリアクトルはともに冷却器によって冷却される。また、複数のリアクトルはいずれもその片面が冷却器に隣接する隔離壁に配置されている。
そこで、この種の電力変換装置の設計に際しては、半導体モジュールを冷却する一方で、半導体モジュールに関連するリアクトルのような発熱電子部品をも効果的に冷却する技術が必要になる。
半導体素子(12)を内蔵した半導体モジュール(11)と、
上記半導体モジュールを冷却する第1冷却器(20)と、
上記半導体モジュールの上記半導体素子のスイッチング動作に伴って発熱する発熱電子部品(31,32,33,34)と、
上記第1冷却器(20)とは別に設けられた第2冷却器(40)と、
を備え、
上記第1冷却器と上記第2冷却器との間に介装され且つ上記第2冷却器の冷却面(44)に接合されている、電力変換装置(1,101)にある。
なお、特許請求の範囲及び課題を解決する手段に記載した括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであり、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
実施形態1の電力変換装置1は、例えば、電気自動車やハイブリッド自動車等に搭載され、直流の電源電力を駆動用モータの駆動に必要な交流電力に変換するインバータとして用いられる。
特に、2つの昇圧回路51,52を備えた電力変換装置1の場合、2つの昇圧回路51,52を構成する複数の発熱電子部品によってケース2の内部温度が上昇することが懸念されるが、本実施形態によれば、このような内部温度の上昇を抑えるのに有効である。
実施形態2の電力変換装置101は、実施形態1の電力変換装置1に対して、複数の発熱電子部品に配置に関する冷却構造のみが異なる。その他の構成は、実施形態1と同様である。従って、ここでは図8を参照しつつ、冷却構造のみについて説明するものとし、その他の構成についての説明は省略する。また、図8において、図4に示される要素と同一の要素には同一の符号を付している。
いる。
また、4つの発熱電子部品31,32,33,34を冷媒流路43における冷媒温度分布にしたがって効率良く冷却することができる。
その他、実施形態1と同様の作用効果を奏する。
11 半導体モジュール
12 半導体素子
20 第1冷却器
21 流入管
22 流出管
23 冷却管
23a 冷媒流路
25 対向空間
30 制御回路基板
31 第1コンデンサ(発熱電子部品)
32 第1リアクトル(発熱電子部品)
33 第2コンデンサ(発熱電子部品)
34 第2リアクトル(発熱電子部品)
40 第2冷却器
43 冷媒流路
44 冷却面
51 第1昇圧回路
52 第2昇圧回路
B1 第1直流電源
B2 第2直流電源
T,Ta,Tb,Tc 電気仕様上の最高発熱温度
Claims (7)
- 半導体素子(12)を内蔵した半導体モジュール(11)と、
上記半導体モジュールを冷却する第1冷却器(20)と、
上記半導体モジュールの上記半導体素子のスイッチング動作に伴って発熱する発熱電子部品(31,32,33,34)と、
上記第1冷却器(20)とは別に設けられた第2冷却器(40)と、
を備え、
上記発熱電子部品は、上記第1冷却器と上記第2冷却器との間に介装され且つ上記第2冷却器の冷却面(44)に接合されている、電力変換装置(1,101)。 - 第1直流電源(B1)の電圧を昇圧する第1昇圧回路(51)と、上記第1昇圧回路に電気的に接続され第2直流電源(B2)の電圧を昇圧する第2昇圧回路(52)と、を備え、
上記第1昇圧回路は、第1コンデンサ(31)及び第1リアクトル(32)を有し、上記第2昇圧回路は、第2コンデンサ(33)及び第2リアクトル(34)を有し、
上記発熱電子部品は、上記第1コンデンサ、上記第1リアクトル、上記第2コンデンサ及び上記第2リアクトルの中から選択された複数の電子部品(31,32,34)によって構成されている、請求項1に記載の電力変換装置。 - 上記複数の電子部品は、電気仕様上の最高発熱温度(T)が互いに異なり、上記最高発熱温度の最も高い電子部品(34)が他の電子部品(31,32)よりも上記第2冷却器の冷媒流路(43)の上流側に配置されている、請求項2に記載の電力変換装置。
- 上記複数の電子部品は、上記第2冷却器の上記冷媒流路の上流側から下流側にむけて上記最高発熱温度の高い方から順に配置されている、請求項3に記載の電力変換装置。
- 上記第2コンデンサは、上記第1冷却器の冷媒流路(23a)に冷媒が流入する流入管(21)と上記冷媒流路から冷媒が流出する流出管(22)とが対向する対向空間(25)に配置されている、請求項2〜4のいずれか一項に記載の電力変換装置。
- 上記半導体モジュールの上記半導体素子のスイッチング動作を制御する制御回路基板(30)を備え、
上記制御回路基板は、上記第1冷却器を挟んで上記発熱電子部品とは反対側に配置されている、請求項1〜5のいずれか一項に記載の電力変換装置。 - 上記第1冷却器は、それぞれが冷媒流路を構成する複数の冷却管(23)を備え、上記複数の冷却管は、上記半導体モジュールの複数と交互に積層配置されるように構成されている、請求項1〜6のいずれか一項に記載の電力変換装置。
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