JP3654496B2 - Power converter - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の電力用半導体素子、電力用半導体素子冷却用のヒートパイプ式冷却器、及び導体その他の電気用品等により構成される電力変換装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、電力用変換装置は電力用半導体素子の大容量化・高速化に伴い発熱損失の増大が問題となっている。このため電力用半導体素子用冷却装置の冷却効率の向上を図り発熱損失の増大に対応し、装置の大型化を避けることが重要な技術課題となっている。
ヒートパイプ式冷却器を用いた自冷式の電力変換装置の構成を図11に示す。同図に示すように、この電力変換装置は、冷却器であるヒートパイプ式冷却器3、電力用半導体素子4、導体などの電気用品23及びフレーム24等が主な構成要素である。
図11のように、ヒートパイプ式冷却器3は、電力用半導体素子4と接触する受熱部10、ヒートパイプ19、及び放熱フィン17を主たる構成要素とする。また放熱フィン17はヒートパイプ19に対し垂直に配置されている。
この形状のためファン等の強制冷却系を持たない、自然対流により冷却を行う自冷式の電力変換装置の場合、ヒートパイプ式冷却器3の放熱フィン17が水平になるように配置すると各フィン間で空気が澱んでしまい冷却効率が低下する。
従って、ヒートパイプ式冷却器3の配置は、図11のように封入された冷媒の液戻りを考慮し、ある程度角度を持たせ横向きに配置するのが一般的である。
【0003】
以上のように構成された電力用変換装置はインバーターや整流器等の用途に多く使われており、電力分野では必要不可欠なものとなっている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のヒートパイプ式冷却器を用いた自冷式の電力変換装置では、前述のようにヒートパイプ式冷却器の放熱フィンの形状による特性からその配置は限定され、図11のように放熱フィンをできるだけ垂直にするように配置しているため、装置の形状寸法がヒートパイプ式冷却器の形状寸法に大きく依存する。
その上、主回路の構成及び装置の省スペース化を考慮し、主回路を構成するスタックを上方向に積上げた構成を採る場合には、装置運転時の温度上昇は各段で差が生じるので、各段の冷却能力を均一する様な構造を取らなければならないので装置の高さ方向の形状が大型化していた。
また、大容量化に対応するためにはヒートパイプ式冷却器と電力用半導体素子を交互に並列接続し主回路を構成する為、装置形状は更に大型化してしまう。
以上のような理由から、装置全体の小型化の際にヒートパイプ式冷却器の配置方法及び形状寸法が大きな問題となっていた。
そこで、これらの問題を解決するために、自然対流により冷却を行う垂直配置型ヒートパイプ式冷却器を用いることが考えられる。
ところで、垂直配置型ヒートパイプ式冷却器を用いる電力変換装置において、電力用半導体素子と垂直配置型ヒートパイプ式冷却器とから構成される複数の半導体スタックを配置する場合、これらの保守性、作業性を向上させることが必要となる。
【0005】
また、このような垂直配置型ヒートパイプ式冷却器を用いる電力変換装置において、装置のより一層の小型化が要望されている。
本発明は、このような点に鑑み為されたもので、保守性、作業性を向上させた電力変換装置を提供することを目的とする。
また、本発明は、装置の小型化が可能な電力変換装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する為、請求項1に記載の本発明は、電力用半導体素子とこの電力用半導体素子を冷却する垂直配置型ヒートパイプ式冷却器とから構成される複数の半導体スタックを有する電力変換装置において、複数の半導体スタックを、中央のものほど下方となるように段差をつけて配置したことを特徴とする。
このような構成により、両側の保守面からの目視が可能となる。これにより装置の保守・点検等において作業効率が向上するとともに異常の早期発見にも寄与する。また装置の組立・修理などの作業においても作業効率が向上する。
また、請求項2に記載の本発明は、請求項1に記載の電力変換装置において、各半導体スタックにおけるそれぞれの垂直配置型ヒートパイプ式冷却器の受熱部に、垂直配置型ヒートパイプ式冷却器間の沿面絶縁距離を確保するための絶縁体を設けたことを特徴とする。
【0006】
このような構成により、垂直配置型ヒートパイプ式冷却器間の沿面絶縁距離を確保することができる。
また、請求項3に記載の本発明は、請求項1に記載の電力変換装置において、各半導体スタックにおける複数の垂直配置型ヒートパイプ式冷却器を、垂直方向に対して、1つずつ交互に、反対方向に傾斜させた状態で配置したことを特徴とする。
このような構成により、垂直配置型ヒートパイプ式冷却器の放熱フィンの干渉をなくすことができるとともに、半導体スタックの小型化が可能となる。
【0007】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、以下の図において、同符号は同一部分または対応部分を示す。
【0008】
(第1の実施形態)
本発明の第1の実施形態に係る電力変換装置について、図1及び図2を用いて説明する。
図1は半導体スタックの構成を示す図で、同図(a)は正面図、同図(b)はその一部の側面図である。また、図2は本実施形態の電力変換装置の構成を示す図で、同図(a)は半導体スタックが3列の場合、同図(b)は半導体スタックが4列の場合の配置を示す図である。
本実施形態は、電力変換装置1内部に設置する半導体スタック2を、段差をつけて設置したものである。
半導体スタック2は、図1に示すようにヒートパイプ式冷却器3と電力用半導体素子4の組み合わせにより構成される。ヒートパイプ式冷却器3は、垂直配置型ヒートパイプ式冷却器で、例えば、複数の放熱フィンは、垂直方向に伸びるヒートパイプに対し、放熱フィン全体或いは一部が水平方向から所定の角度をもって斜めになるような状態で取付けられている。
そして、半導体スタック2が3列に渡って配置される場合は、図2(a)に示すように、中央の半導体スタック2を下方に配置することで電力変換装置1の両側の保守面からの目視が可能となる。これにより装置の保守・点検等において作業効率が向上するとともに異常の早期発見にも寄与する。また装置の組立・修理などの作業に於いても同様に作業効率が向上する。
【0009】
また、半導体スタック2が4列に渡って配置される場合は、図2(b)に示すように、中央の2列を下方に配置することで同様の効果が得られる。
尚、半導体スタック2が2列の場合には、特に保守面が片側に限られ保守スペースがないような場合は、上記同様段差をつけて配置することで同様の効果が得られる。
また、半導体スタック2の5列以上の配置については、上記の場合と同様に、中央に行くに従って下方となるように配置することで同様の効果が得られる。
また、この配置方法によれば半導体スタック2と電力変換装置1の上面との距離を長くすることになる。これにより、いわゆる煙突効果が得られ、電力変換装置1としての冷却性能の向上をも実現することができる。
尚、半導体スタック2の設置位置及び設置方法については、主回路構成すなわち半導体スタック2の数により配置が異なるので、上述の構成に限定されるものではない。
【0010】
(第2の実施形態)
次に、本発明の第2の実施形態に係る電力変換装置について、図3及び図4を用いて説明する。
図3は本実施形態の電力変換装置の構成を示す斜視図である。また、図4は換気機構の構成を示す図で、同図(a)はその一部の正面図、同図(b)はその一部の断面図である。
本実施形態は、例えば第1の実施形態のような電力変換装置に、温度及び湿度により開閉する換気機構を設けたものである。
即ち、図3に示すように、屋外に設置される電力変換装置1に自動開閉を行う換気機構7を設けたものである。
屋外に設置される電力変換装置1は、完全に密閉された構造か、主回路より発生するロスを放熱する冷却器の放熱部分を除き密閉した構造とすることが多い。図3に示すものは、後者の構造としたもので、電力変換装置1の上方の部分が開放部5、そして下方の部分が密閉部6となっている。
これらの密閉構造は、特に主回路の様に電位を持つ部分の電気的絶縁や腐食を防ぐための構造であり、雨水・湿度・塩分・塵などの性能劣化の原因となる要因を未然に防ぐことを目的として実施されている。
この密閉構造における問題は、外気温度の変化や日光の照射による内部の温度上昇などにより、密閉された内部の機器や冷却器の性能が大きく左右されることである。
【0011】
そこで、本実施形態においては、この密閉部6に対し、温度及び湿度により自動的に開閉する換気機構7を設けることで、密閉された内部の温度上昇を抑制し、また冷却器の性能低下を防ぐことができる。
また上記の絶縁性、防塵及び防錆等の問題を解決するために、密閉部6に設ける換気機構7の換気口には、図4に示すように、雨水の浸入を防ぐ庇9を設け、内部に配置された可動式スリット部材8により換気量を調整する。即ち、図4に示すように、庇9の通風部分の位置と、可動式スリット部材8の通風部分の位置とが略対向する位置にある場合に換気量が大となり、可動式スリット部材8を上または下に移動させて庇9の通風部分の位置と、可動式スリット部材8の通風部分の位置がずれた場合に換気量が小となるので、可動式スリット部材8を上下に移動させることにより換気量を調整することができる。加えて、可動式スリット部材8の通風部分にはフィルター等を設けることでより一層の効果が得られる。
換気機構7は、温度や湿度に応じて開閉する機構であるが、その構造や方法を限定するものではない。また装置の定格や環境温度により換気量が異なるので、換気口の大きさや形状についても限定されるものではない。
【0012】
なお、電力変換装置において、筐体を密閉した上、内部絶縁を目的としたガスなどを充填する構造のものには、本実施形態は適用されない。
以下に、本発明の第3乃至第6の実施形態について説明するが、これらの第3乃至第6の実施形態は、例えば上述の第1及び第2の実施形態の電力変換装置に使用するヒートパイプ式冷却器に関するものである。
なお第1及び第2の実施形態の電力変換装置に使用するヒートパイプ式冷却器、及び第3乃至第6の実施形態におけるヒートパイプ式冷却器は、放熱フィン全体或いは一部が傾斜した形状を持つものであり、自然冷却でありながら垂直方向の配置を可能とするものである。
【0013】
(第3の実施形態)
次に、本発明の第3の実施形態に係るヒートパイプ式冷却器について、図5を用いて説明する。
図5は、本実施形態のヒートパイプ式冷却器の構成を示すもので、同図(a)はその正面図、同図(b)はその平面図である。
本実施形態は、ヒートパイプ式冷却器の受熱部に絶縁部分を設けたものである。
複数の半導体素子とヒートパイプ式冷却器等から構成される半導体スタックの組立においては、これにより複数の電力用半導体素子と複数のヒートパイプ式冷却器等から構成される半導体スタックのヒートパイプ式冷却器間の沿面絶縁距離を確保することができる。
電力変換装置1に用いる大型のヒートパイプ式冷却器3の組立においては、図に示すように作業性の向上を図るために、ガイドレール12等を用いることにより滑らせて移動させることが有効な手段であるが、この際ガイドレール12に触れている各ヒートパイプ式冷却器3間の絶縁距離が問題となる。そこで、受熱部10がガイドレール12に接触している部分に絶縁部11を設けることで沿面絶縁距離を確保するものである。
また、絶縁部11の絶縁物として、機械的な摩擦の少ない滑りやすい材質を選定することで、さらに作業性の向上を図ることができる。
【0014】
但し、絶縁物の材質や形状については限定するものではない。
更に、ガイドレール12を絶縁物で構成した場合でも、受熱部10がガイドレール12に接触している部分に絶縁部11を設けることで沿面絶縁距離をより一層確保することができる。
【0015】
(第4の実施形態)
次に本発明の第4の実施形態について図6及び図7を用いて説明する。
図6は、本実施形態のヒートパイプ式冷却器の構成を示す正面図である。また、図7は半導体スタックの一部を示す側面図である。
本実施形態は、図6に示すようにヒートパイプ式冷却器3の受熱部10に貫通穴13を設けたものである。
そして、図7に示すように、半導体スタックは、複数のヒートパイプ式冷却器3及び複数の電力用半導体素子4を、押さえ板14、ボルト等の棒材15、及びナット等の締結部品16等によって締め付ける構造を採る。
このようにして、ヒートパイプ式冷却器3の受熱部10に設けた貫通穴13に棒材15を通して組み立てることで、半導体スタックの各構成要素の配置が固定できるので組み立て作業効率が向上し、落下防止の効果も得られることで安全性も向上する。
なお貫通穴13の形状等については限定するものではない。
(第5の実施形態)
次に本発明の第5の実施形態について図8を用いて説明する。
図8は本実施形態における半導体スタックの構成を示すもので、同図(a)はその正面図、同図(b)はその一部の側面図である。また、同図(c)及び(d)は半導体スタックの構成要素であるヒートパイプ式冷却器のAの部分の放熱フィンの構成例を説明するための図である。
【0016】
本実施形態は、半導体スタックの構成要素であるヒートパイプ式冷却器3を傾斜させた上、1つずつ交互に反対側に傾斜させることで、ヒートパイプ式冷却器3の放熱フィンの干渉をなくすとともに、半導体スタックの小型化を可能とする。
電力用半導体素子4及びヒートパイプ式冷却器3を直列に複数枚並べる場合は熱や電気的な絶縁を必要とするので放熱フィン17を接触させてはならない。従ってヒートパイプ式冷却器3の形状を考慮しても相互の接触を免れない場合はスペーサー18等を挟み込むことで接触させないようにしなければならないが、これによって半導体スタックは大型化してしまう。
これに対して、図8(a)および(b)のように、ヒートパイプ式冷却器3を垂直に対してある角度傾斜させ、かつ、1つずつ交互に反対方向に傾斜させることで放熱フィン17の接触を防ぎ装置の小型化が可能となる。
さらにヒートパイプ式冷却器3のヒートパイプ19に取付けられた放熱フィン17は、図8(c)または(d)に示すように、全体或いはその一部が傾斜した形状を持つことから垂直配置を可能とするものであるが、ヒートパイプ式冷却器3自体を傾斜させることで放熱フィン17の傾斜角度は大きくなり放熱フィン17間の流れに対する損失が低減される事で性能が大幅に向上する。
【0017】
なお、ヒートパイプ式冷却器3の傾斜角度は放熱フィン17の傾斜角度に依存するため限定するものではない。また放熱フィン17の形状は垂直配置を可能とするのに必要な形状であり、その形状を限定するものではない。
但し、図8(a)に示すようにヒートパイプ式冷却器の傾斜方向と同じ方向に傾斜した放熱フィン17を持つ場合は有効であるが、直交する方向に傾斜した形状の放熱フィンを持つヒートパイプ式冷却器は、適当ではない。
【0018】
(第6の実施形態)
次に、本発明の第6の実施形態について図9及び図10を用いて説明する。
図9は本実施形態のヒートパイプ式冷却器の構成を示すもので、同図(a)はその平面図、同図(b)はその正面図、そして同図(c)はそのAの部分の詳細な構成を示す正面図である。また、図10は支持構造の詳細を説明するための図で、同図(a)はその平面図、同図(b)はその正面図である。
本実施形態は、例えば、第5の実施形態のヒートパイプ式冷却器3を電力変換装置のフレームに固定する支持機構20に球面形状を有することにより、設置する傾斜角度に自由度を持たせることができ、ヒートパイプ19に発生する力を抑制することを可能となるようにしたものである。
ヒートパイプ式冷却器3を電力変換装置に設置する場合少なくとも上下の両端で支持することが必要である。従って完全に両端で固定してしまうと、通常の状態でもヒートパイプ19に対して応力が発生する上、何らかの要因により電力変換装置或いはヒートパイプ式冷却器が振動することで更に大きな力が発生することになる。
これに対し図10に示すように、断面L字型の一対のガイドレール(図示せず)で両端が支持された支持板21に設けられた長穴22に支持機構20を貫通させ、支持機構20が図示矢印の方向に移動可能な機構としたことで、組立時において発生する初期応力値を抑制する効果が得られる。
【0019】
なお、支持機構20についてはその形状・材質を限定するものではない。
【0020】
【発明の効果】
本発明によれば、自然対流により冷却を行う垂直配置型ヒートパイプ式冷却器を用いる電力変換装置の保守性、作業性が向上するとともに、構成要素の大幅な小型化を可能にすることから装置規模の縮小化を実現する電力変換装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1の実施形態における半導体スタックの構成を示す図。
【図2】 本発明の第1の実施形態に係わる電力変換装置の構成を示す図。
【図3】 本発明の第2の実施形態に係わる電力変換装置の構成を示す図。
【図4】 本発明の第2の実施形態における換気機構の構成を示す図。
【図5】 本発明の第3の実施形態に係わるヒートパイプ式冷却器の構成を示す図。
【図6】 本発明の第4の実施形態に係わるヒートパイプ式冷却器の構成を示す正面図。
【図7】 本発明の第4の実施形態における半導体スタックの一部の構成を示す側面図。
【図8】 本発明の第5の実施形態における半導体スタックの構成を示す図。
【図9】 本発明の第6の実施形態に係わるヒートパイプ式冷却器の構成を示す図。
【図10】本発明の第6の実施形態における支持構造の詳細な構成を説明するための図。
【図11】従来のヒートパイプ式冷却器を用いた自冷式の電力変換装置の構成を示す正面図。
【符号の説明】
1…電力変換装置
2…半導体スタック
3…ヒートパイプ式冷却器
4…電力用半導体素子
5…開放部
6…密閉部
7…換気機構
8…可動式スリット部材
9…庇
10…受熱部
11…絶縁部
12…ガイドレール
13…貫通穴
14…押さえ板
15…棒材
16…締結部品
17…放熱フィン
18…スペーサー
19…ヒートパイプ
20…支持機構
21…支持板
22…長穴[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a power conversion device including a plurality of power semiconductor elements, a heat pipe type cooler for cooling power semiconductor elements, a conductor, and other electrical appliances.
[0002]
[Prior art]
In recent years, an increase in heat generation loss has become a problem with power converters as the capacity and speed of power semiconductor elements increase. For this reason, it is an important technical problem to improve the cooling efficiency of the cooling device for power semiconductor elements, cope with the increase in heat loss, and avoid the enlargement of the device.
FIG. 11 shows the configuration of a self-cooling type power converter using a heat pipe type cooler. As shown in the figure, the power converter includes a
As shown in FIG. 11, the heat
In the case of a self-cooling type power converter that does not have a forced cooling system such as a fan and that cools by natural convection due to this shape, each fin is arranged so that the radiating
Therefore, the arrangement of the
[0003]
The power converter configured as described above is often used for applications such as inverters and rectifiers, and is indispensable in the power field.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the self-cooling type power conversion device using the conventional heat pipe type cooler, the arrangement is limited due to the characteristic of the shape of the radiating fin of the heat pipe type cooler as described above, as shown in FIG. Since the heat dissipating fins are arranged as vertical as possible, the shape of the apparatus greatly depends on the shape of the heat pipe cooler.
In addition, considering the configuration of the main circuit and the space saving of the device, when adopting a configuration in which the stack constituting the main circuit is stacked upward, the temperature rise during operation of the device varies depending on each stage. The structure in the height direction of the apparatus has been increased in size because it has to take a structure that makes the cooling capacity of each stage uniform.
Further, in order to cope with an increase in capacity, a heat pipe type cooler and a power semiconductor element are alternately connected in parallel to constitute a main circuit, so that the size of the apparatus is further increased.
For the reasons as described above, the arrangement method and shape dimensions of the heat pipe type cooler have been a big problem when the entire apparatus is downsized.
Therefore, in order to solve these problems, it is conceivable to use a vertically arranged heat pipe type cooler that performs cooling by natural convection.
By the way, in a power conversion device using a vertically arranged heat pipe type cooler, when arranging a plurality of semiconductor stacks composed of a power semiconductor element and a vertically arranged type heat pipe type cooler, these maintainability and work It is necessary to improve the performance.
[0005]
Further, there is a demand for further downsizing of a power conversion device using such a vertically arranged heat pipe type cooler.
The present invention has been made in view of these points, and an object thereof is to provide a power conversion device with improved maintainability and workability.
It is another object of the present invention to provide a power conversion device that can be downsized.
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention according to
With such a configuration, visual observation from both maintenance surfaces becomes possible. This improves work efficiency in equipment maintenance and inspection and contributes to early detection of abnormalities. Also, work efficiency is improved in operations such as device assembly and repair.
According to a second aspect of the present invention, there is provided the power conversion device according to the first aspect, wherein the vertically arranged heat pipe cooler is provided in a heat receiving portion of each vertically arranged heat pipe cooler in each semiconductor stack . An insulator for securing a creeping insulation distance between them is provided.
[0006]
With such a configuration, it is possible to ensure a creeping insulation distance between the vertically arranged heat pipe type coolers.
According to a third aspect of the present invention, in the power conversion device according to the first aspect, a plurality of vertically arranged heat pipe type coolers in each semiconductor stack are alternately arranged one by one in the vertical direction. It is characterized by being arranged in a state inclined in the opposite direction .
With such a configuration, it is possible to eliminate the interference of the heat dissipating fins of the vertically arranged heat pipe cooler and to reduce the size of the semiconductor stack.
[0007]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following drawings, the same symbols indicate the same or corresponding parts.
[0008]
(First embodiment)
A power converter according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
1A and 1B are diagrams showing a configuration of a semiconductor stack, in which FIG. 1A is a front view and FIG. 1B is a side view of a part thereof. FIG. 2 is a diagram showing the configuration of the power conversion apparatus according to the present embodiment. FIG. 2A shows an arrangement when the semiconductor stack is three rows, and FIG. 2B shows an arrangement when the semiconductor stack is four rows. FIG.
In this embodiment, the
As shown in FIG. 1, the
And when the
[0009]
Further, when the
When the number of
As for the arrangement of five or more rows of the
Further, according to this arrangement method, the distance between the
The installation position and installation method of the
[0010]
(Second Embodiment)
Next, the power converter device which concerns on the 2nd Embodiment of this invention is demonstrated using FIG.3 and FIG.4.
FIG. 3 is a perspective view showing the configuration of the power conversion device of this embodiment. 4A and 4B are diagrams showing the configuration of the ventilation mechanism, where FIG. 4A is a partial front view thereof, and FIG. 4B is a partial cross-sectional view thereof.
In the present embodiment, for example, a power conversion device as in the first embodiment is provided with a ventilation mechanism that opens and closes depending on temperature and humidity.
That is, as shown in FIG. 3, the
The
These sealed structures are designed to prevent electrical insulation and corrosion of parts with potential, especially the main circuit, and prevent factors that may cause performance deterioration such as rainwater, humidity, salt, and dust. It is carried out for the purpose.
The problem with this sealed structure is that the performance of the sealed internal equipment and cooler is greatly influenced by changes in the outside air temperature and internal temperature rise due to irradiation with sunlight.
[0011]
Therefore, in the present embodiment, a
In addition, in order to solve the problems such as insulation, dust proofing and rust proofing, as shown in FIG. 4, a
The
[0012]
Note that this embodiment is not applied to a power converter having a structure in which a casing is sealed and a gas or the like for the purpose of internal insulation is filled.
Hereinafter, third to sixth embodiments of the present invention will be described. These third to sixth embodiments are, for example, heat used in the power conversion devices of the first and second embodiments described above. The present invention relates to a pipe type cooler.
In addition, the heat pipe type cooler used in the power converters of the first and second embodiments and the heat pipe type cooler in the third to sixth embodiments have a shape in which the entire radiating fin or a part thereof is inclined. It has a natural cooling and enables vertical arrangement.
[0013]
(Third embodiment)
Next, a heat pipe type cooler according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
FIGS. 5A and 5B show the configuration of the heat pipe type cooler of the present embodiment. FIG. 5A is a front view thereof, and FIG. 5B is a plan view thereof.
In this embodiment, an insulating portion is provided in the heat receiving portion of the heat pipe type cooler.
In the assembly of a semiconductor stack composed of a plurality of semiconductor elements and a heat pipe type cooler, etc., this makes it possible to heat the semiconductor stack composed of a plurality of power semiconductor elements and a plurality of heat pipe type coolers. The creeping insulation distance between the devices can be secured.
In assembling the large heat
Further, by selecting a slippery material with less mechanical friction as the insulator of the insulating
[0014]
However, the material and shape of the insulator are not limited.
Furthermore, even when the
[0015]
(Fourth embodiment)
Next, the 4th Embodiment of this invention is described using FIG.6 and FIG.7.
FIG. 6 is a front view showing the configuration of the heat pipe type cooler of the present embodiment. FIG. 7 is a side view showing a part of the semiconductor stack.
In the present embodiment, as shown in FIG. 6, a through
As shown in FIG. 7, the semiconductor stack includes a plurality of heat
In this way, by assembling the
The shape of the through
(Fifth embodiment)
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
FIGS. 8A and 8B show the configuration of the semiconductor stack in this embodiment. FIG. 8A is a front view thereof, and FIG. 8B is a side view of a part thereof. FIGS. 3C and 3D are diagrams for explaining a configuration example of the heat radiation fins in the portion A of the heat pipe type cooler which is a component of the semiconductor stack.
[0016]
In the present embodiment, the
When a plurality of
On the other hand, as shown in FIGS. 8A and 8B, the heat
Further, the
[0017]
The inclination angle of the heat
However, as shown in FIG. 8 (a), it is effective to have the radiating
[0018]
(Sixth embodiment)
Next, a sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 9 shows the configuration of the heat pipe type cooler of this embodiment. FIG. 9 (a) is a plan view thereof, FIG. 9 (b) is a front view thereof, and FIG. 9 (c) is a portion A thereof. It is a front view which shows the detailed structure of these. FIG. 10 is a diagram for explaining the details of the support structure. FIG. 10A is a plan view thereof, and FIG. 10B is a front view thereof.
In the present embodiment, for example, the
When installing the heat
On the other hand, as shown in FIG. 10, the
[0019]
The shape and material of the
[0020]
【The invention's effect】
According to the present invention, the maintainability and workability of a power conversion device using a vertically arranged heat pipe type cooler that performs cooling by natural convection is improved, and the device can be greatly downsized. It is possible to provide a power conversion device that can reduce the scale.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a semiconductor stack according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a power conversion device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a power conversion device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a diagram showing a configuration of a ventilation mechanism in a second embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a diagram showing a configuration of a heat pipe type cooler according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a front view showing a configuration of a heat pipe type cooler according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a side view showing a partial configuration of a semiconductor stack according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a diagram showing a configuration of a semiconductor stack according to a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a view showing a configuration of a heat pipe type cooler according to a sixth embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a view for explaining a detailed configuration of a support structure according to a sixth embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a front view showing a configuration of a self-cooling type power converter using a conventional heat pipe type cooler.
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