JP5103927B2 - 電力変換装置 - Google Patents
電力変換装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5103927B2 JP5103927B2 JP2007031419A JP2007031419A JP5103927B2 JP 5103927 B2 JP5103927 B2 JP 5103927B2 JP 2007031419 A JP2007031419 A JP 2007031419A JP 2007031419 A JP2007031419 A JP 2007031419A JP 5103927 B2 JP5103927 B2 JP 5103927B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- refrigerant
- semiconductor module
- cooling pipe
- semiconductor
- power converter
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
- H01L2924/0002—Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00
Landscapes
- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
Description
該電力変換装置9においては、図43、図44に示すごとく、半導体モジュール92をその両主面から挟持するように、冷却器93の冷却管931を配設してなる。各冷却管931は、略直線状に形成された冷媒流路932を内部に形成してなり、冷媒流路932の一端において冷媒を導入する冷媒入口933と、他端において冷媒を排出する冷媒出口934とを有している。
また、2つの電極端子921を本体部920の反対側の端面に配設しようとすると、一方の電極端子921を制御端子920と同じ端面に配設することとなり、制御端子922を流れる制御信号に、電極端子921からのノイズが影響してしまうおそれがある。
また、半導体モジュール92の電極端子921に接続されるバスバーの取り回しが複雑になり、また長くなるために、インダクタンスを低減することが困難となるおそれもある。
上記冷却器は、上記半導体モジュールの両主面に配される複数の冷却管と、該複数の冷却管の冷媒入口同士及び冷媒出口同士を連結し或いは上記冷媒入口と上記冷媒出口とを連結する連結部とを有し、
上記冷媒入口と上記冷媒出口との双方は、これらが形成された上記冷却管の表面に接触する上記半導体モジュールの本体部の幾何学的重心を通過する中央直線によって区切られる2つの領域のうちの一方の領域に集中して存在していることを特徴とする電力変換装置がある。
上記電力変換装置においては、上記冷媒入口と上記冷媒出口との双方が、これらが形成された上記冷却管の表面に接触する上記半導体モジュールの本体部の幾何学的重心を通過する中央直線によって区切られる2つの領域のうちの一方の領域に集中して存在している。これにより、上記2つの領域のうちの他方の領域には、上記冷媒入口及び上記冷媒出口の何れも存在していないため、この領域には、半導体モジュールの電極端子や制御端子を延ばすことのできる空間が存在する。何故ならば、冷媒入口及び冷媒出口の何れもが存在しない領域に、上記連結部が存在することもないからである。
そのため、上記半導体モジュールの電極端子や制御端子を冷却器の外形の外側まで延ばすに当って、方向の自由度を高くすることができる。
上記冷却器は、上記半導体モジュールの両主面に配される複数の冷却管と、該複数の冷却管の冷媒入口同士及び冷媒出口同士を連結し或いは上記冷媒入口と上記冷媒出口とを連結する連結部とを有し、
上記半導体モジュールは、該半導体モジュールを制御する制御回路部に接続される複数の制御端子と、制御される電力を入出させる複数の電極端子とを、上記本体部の端面から突出して設けてなり、
上記複数の制御端子と上記複数の電極端子とは、互いに反対向きの二方向とその二方向に直交する一方向以上に延びており、
上記冷媒入口及び上記冷媒出口は、上記冷却管における上記冷媒入口と上記冷媒出口との間の冷媒流路を構成する熱交換部よりも上方に配置されていることを特徴とする電力変換装置にある(請求項1)。
上記複数の制御端子と上記複数の電極端子とは、互いに異なる三方向以上に延びている。即ち、上記複数の制御端子と上記複数の電極端子とを、互いに異なる三方向以上に分散して延ばすことができる。これにより、各端子に接続する他の構成部品の配置を異なる三方向以上に分散して配置することができる。その結果、構成部品の配置の自由度を高くすることができる。
また、上記スイッチング素子としては、例えば、IGBT素子を用いることができる。また、上記ダイオードとしては、例えば、フライホイールダイオードを用いることができる。
また、上記半導体モジュールの本体部の幾何学的重心とは、上記半導体モジュールの本体部を主面から見たときに現れる二次元的な外形形状における幾何学的重心をいう。
この場合には、上記参考発明の作用効果と上記請求項1の発明の作用効果の相乗効果により、一層、構成部品の配置の自由度が高く、小型化が容易な電力変換装置を得ることができる。
また、上記複数の制御端子と上記複数の電極端子とは、互いに反対向きの二方向とその二方向に直交する一方向以上に延びている。
これにより、端子間の沿面距離を大きくしやすくなるため、半導体モジュールの小型化を図ることができる。これにより、電力変換装置の小型化を容易にすることができる。
また、半導体モジュールの周囲の空間に、電力変換装置の他の構成部品を分散して配置しやすくなり、配線の単純化、短縮化を容易にすることができる。その結果、電力変換装置の小型化を図ることができる。
また、上記複数の電極端子のうちの一つの電極端子と他の電極端子とを互いに異なる方向へ延ばしてなることが好ましい(請求項3)。
さらに、上記一つの電極端子に接続する構成部品を、他の電極端子に接続する構成部品と干渉することなく、上記半導体モジュールに近接する位置に配置してあることが好ましい(請求項4)。
この場合には、端子間の沿面距離を一層大きくしやすくなるため、半導体モジュールの小型化を図ることができる。これにより、電力変換装置の小型化を容易にすることができる。
この場合には、上記半導体モジュールの本体部における少なくとも3つの辺の外側が全て開放されることとなるため、制御端子や電極端子の配設自由度が一層高くなる。
この場合には、電極端子同士の沿面距離を大きくしやすいため、半導体モジュールの小型化を図ることができる。また、電極端子と制御端子とを異なる端面に配置することとなるため、電極端子を流れる電流が制御端子を流れる制御信号に影響を与えることを防ぐことができる。
この場合には、半導体モジュールの大型化を防ぎ、小型の電力変換装置を得ることが容易となる。
この場合には、上記冷却管の形状を所望の形状に成形しやすく、複雑な形状とすることも容易である。これにより、電力変換装置の小型化を一層容易にすることができる。
この場合には、冷媒と冷却管との接触面積を大きくすることができ、半導体モジュールとの熱交換効率を向上させることができる。
また、冷媒を冷却管内の冷媒流路の全体に配分しやすくなり、半導体モジュールの冷却を均等に行うことが容易となる。
この場合には、上記複数の半導体素子を均等に冷却することができる。即ち、冷媒の流路方向に沿って複数の半導体素子が配置されていると、上流側に配された半導体素子よりも下流側に配された半導体素子の冷却効率が低下してしまい、冷却効率のばらつきが生じてしまうおそれがあるが、複数の半導体素子が冷媒流路の方向に直交する方向に並列配置されていれば、そのような冷却効率のばらつきは生じ難い。
この場合には、上記冷媒入口と上記冷媒出口とを、上記冷却管の全体の中で偏った位置に集中して配置することが容易となる。これにより、上記冷媒入口と上記冷媒出口との双方を、これらが形成された上記冷却管の表面に接触する上記半導体モジュールの本体部の幾何学的重心を通過する中央直線によって区切られる2つの領域のうちの一方の領域に集中して存在させることが容易となる。
なお、ここで、略U字状には、「U」の文字が上下逆になったり(図6参照)、横向きになったり、斜めになったりした状態に近似する形状をも含む。
これにより、上記冷却管に空気が混入しても、その空気を排出することが容易となり、上記熱交換部に空気が滞在することを防ぐことができる。これにより、空気の混入による冷却効率の低下を防ぐことができる。
この場合には、上記冷却管の内部に空気が混入したとき、その空気を冷媒の流れに沿って円滑に上記冷媒出口から排出することができる。これにより、空気の混入による冷却効率の低下を防ぐことができる。
この場合には、半導体モジュールの数を少なくすることができ、電力変換装置の小型化を図ることができる。
この場合には、半導体モジュールの周囲の空間を有効利用して、一層の電力変換装置の小型化を図ることができる。
この場合にも、上記冷媒入口と上記冷媒出口とを、上記冷却管の全体の中で偏った位置に集中して配置することが容易となる。これにより、上記冷媒入口と上記冷媒出口との双方を、これらが形成された上記冷却管の表面に接触する上記半導体モジュールの本体部の幾何学的重心を通過する中央直線によって区切られる2つの領域のうちの一方の領域に集中して存在させることが容易となる。
本発明の実施例にかかる電力変換装置につき、図1〜図6を用いて説明する。
本例の電力変換装置1は、図1〜図3に示すごとく、半導体素子を内蔵する複数の半導体モジュール2と、該半導体モジュール2を両主面から冷却するための冷却器3とを有する。
図1、図4に示すごとく、冷媒入口311と冷媒出口312との双方は、これらが形成された冷却管31の表面に接触する半導体モジュール2の本体部20の幾何学的重心を通過する中央直線Mによって区切られる2つの領域のうちの一方の領域に集中して存在している。
スイッチング素子211としては、例えば、IGBT素子を用いることができ、ダイオード212としては、例えば、フライホイールダイオードを用いることができる。
電源部の直流電力を電力変換装置1において交流電力に変換して回転電機を駆動する場合には、電極端子231が入力側となり、電極端子232が出力側となるが、回転電機において発電した交流電力を電力変換装置1において直流電力に変換して、電源部に充電する場合には、電極端子231が出力側となり、電極端子232が入力側となる。
また、冷媒入口311と冷媒出口312との双方は、これらが形成された冷却管31の表面に接触する半導体モジュール2の本体部20の一つの辺を含む直線よりも外側の領域に集中して存在している。具体的には、本体部20における制御端子22を設けた側と反対側の辺である下辺201よりも外側(下方)に、冷媒入口311と冷媒出口312との双方が集中して配されている。
更には、冷媒入口311と冷媒出口312との双方は、本体部20の2つの側辺202、203をそれぞれ含む2つの直線の間の領域に配されている。
そして、冷却管31は、半導体モジュール2の本体部20の主面に密着している。その手段としては、冷却管31と半導体モジュール2との間に接着剤を介在させて接着させてもよいし、積層方向にバネ等の外力を付与することにより押圧してもよい。
また、半導体モジュール2の本体部20の主面に放熱板を露出させる場合には、本体部20の主面と冷却管31との間に絶縁材を介在させる。
このようにして、冷媒Wを冷却器3を巡らすことにより、半導体モジュール2との熱交換を行って、半導体モジュール2を冷却する。
上記電力変換装置1においては、冷媒入口311と冷媒出口312との双方が、これらが形成された冷却管31の表面に接触する半導体モジュール2の本体部20の幾何学的重心を通過する中央直線Mによって区切られる2つの領域のうちの一方の領域に集中して存在している。これにより、上記2つの領域のうちの他方の領域には、冷媒入口311及び冷媒出口312の何れも存在していないため、この領域には、半導体モジュール2の電極端子231、232や制御端子22を延ばすことのできる空間が存在する。何故ならば、冷媒入口311及び冷媒出口312の何れもが存在しない領域に、上記連結部32が存在することもないからである。
そのため、半導体モジュール2の電極端子231、232や制御端子22を冷却器3の外形の外側まで延ばすに当って、方向の自由度を高くすることができる。
また、半導体モジュール2の周囲の空間に、制御回路部11、平滑コンデンサ12、バスバー13を分散して配置しやすくなり、配線の単純化、短縮化を容易にすることができる。その結果、電力変換装置1の小型化を図ることができる。
本例は、図7、図8に示すごとく、冷却管31を、プレス成形された複数の金属板を組合わせることにより形成した例である。
即ち、金属板をプレス成形することにより、図8に示すようなプレス成形体34を複数作製する。各プレス成形体34には、冷却管31の一部を構成する管構成部341と連結部32の一部を構成する連結部構成部342とからなる。連結部構成部342には、開口部343が穿設されている。
これらの接合方法は、例えば、ろう付け、溶接等を用いることができる。また、上記金属板は、例えばアルミニウム又はその合金からなるものとすることができる。
そして、図7に示すごとく、冷却器3における積層方向の一端において冷媒導入部323及び冷媒排出部324が設けられる冷却管31を構成するプレス成形体34であって、冷媒導入部323及び冷媒排出部324を配設する側のプレス成形体34は、上記連結部構成部342とは異なる形状の開口部344を有する。
また、これとは反対側の冷却器3における積層方向の他端の冷却管31を構成するプレス成形体34の一方は、上記連結部構成部342及び上記開口部343を設けない。
その他は、参考例1と同様である。
また、上記プレス成形体34は、上記連結部構成部342をその一部として有するため、連結部32を別部材として作製する必要がなく、製造工数、製造コストを低減することができる。また、接合部を少なくすることができるため、耐久強度の向上にも繋がる。
その他、参考例1と同様の作用効果を有する。
本例は、図9、図10に示すごとく、冷却管31の内部にインナーフィン35を設けた電力変換装置1の例である。
インナーフィン35は、半導体モジュール2が接触配置される熱交換部313における冷却管31の冷媒流路310内に配設される。また、図10に示すごとく、インナーフィン35は、アルミニウム又はその合金からなる金属板を波状に折り曲げ加工してなり、冷媒入口311および冷媒出口312の上方において、冷媒入口311と冷媒出口312との配列方向に平行な方向(図では左右方向)に冷媒Wを流通させるような向きに配設されている。
その他は、参考例1と同様である。
また、冷媒Wを冷却管31内の冷媒流路310の全体に配分しやすくなり、半導体モジュール2の冷却を均等に行うことが容易となる。
その他、参考例1と同様の作用効果を有する。
本例は、図11、図12に示すごとく、冷媒入口311及び冷媒出口312が、冷却管31における冷媒入口311と冷媒出口312との間の冷媒流路310を構成する熱交換部313よりも上方に配置されている電力変換装置1の例である。
上記冷却管31の形状自体は、参考例1において示した冷却管31と同じであるが、その配置の向きが上下逆となっている。
これに伴い、半導体モジュール2の配置の向きも上下逆となっている。即ち、半導体モジュール2の制御端子22は、半導体モジュール2の本体部20の下側に配設された状態となる。また、制御端子22に接続される制御回路部11は、半導体モジュール2及び冷却器3の下方に配置される。
その他は、参考例1と同様である。
その他、参考例1と同様の作用効果を有する。
本例は、図13に示すごとく、冷媒入口311と冷媒出口312とが、それぞれ半導体モジュール2の本体部20の幅方向の両脇に配置されている電力変換装置1の例である。
即ち、半導体モジュール2の本体部20は、冷媒入口311と冷媒出口312との間に配されている。
また、冷媒入口311と冷媒出口312との双方は、中央直線Mによって区切られる2つの領域のうち、制御端子22が存在しない方の領域に集中して存在している。
また、制御電極22は、半導体モジュール2の上方へ突出している。
その他は、参考例1と同様である。
また、本例の場合には、半導体モジュール2の下方にも、冷媒入口311及び冷媒出口312が存在しないため、半導体モジュール2の端子を下方から冷却器3の外形の外に突出させることも可能である。それ故、半導体モジュール2と接続する各種構成部品の配置の自由度を一層高めることができる。
その他、参考例1と同様の作用効果を有する。
本例は、図14に示すごとく、半導体モジュール2が、2個のスイッチング素子211を内蔵し、3本の電極端子231、232、233を突出形成してなる例である。
また、制御端子22についても、2個のスイッチング素子211に対応して、2組形成されている。また、ダイオード212も2個、半導体モジュール2の本体部20に埋設されている。
上記半導体モジュール2は、参考例1において開示した半導体モジュールを2個組合わせて一体化したものと機能上等価なものである。
なお、本例において、例えば、電極端子231、232は電源部に接続され、電極端子233は回転電機に接続される。
その他は、参考例4と同様である。
また、制御端子22及び電極端子231、232、233が、互いに直交する四方向に延びているため、半導体モジュール2の周囲の空間を有効利用して、一層の電力変換装置1の小型化を図ることができる。
その他、参考例1と同様の作用効果を有する。
本例は、図15、図16に示すごとく、半導体モジュール2が、2個のスイッチング素子211を内蔵し、3本の電極端子231、232、233を突出形成してなり、3本の電極端子のうちの2本の電極端子231、232を、半導体モジュール2の本体部20の共通の辺から突出させた例である。
なお、本例において、例えば、電極端子231、232は電源部に接続され、電極端子233は回転電機に接続される。
また、冷却管31の形状は、参考例1と同様である。
その他は、参考例1と同様である。
また、本発明の電力変換装置1においては、異なる三方向に端子を突出させる空間を有するため、電極端子231、232、233を3本有する半導体モジュール2を、容易に実装することができる。
その他、参考例1と同様の作用効果を有する。
本例は、図17、図18に示すごとく、積層した冷却管31と半導体モジュール2とに、長尺のボルト16を貫通させ、冷却管31と半導体モジュール2とを積層方向に挟持した電力変換装置1の例である。
即ち、図17に示すごとく、半導体モジュール2の本体部20における対角位置にある一対の角部付近に貫通孔26を2個穿設する。また、冷却管31にも、半導体モジュール2を積層したときに半導体モジュール2の貫通孔26が位置する部分に貫通孔36を2個設ける。
なお、積層方向の両端部の冷却管31の外側には、当て板162が配置されており、該当て板162を介して、複数の半導体モジュール2と複数の冷却管31とを、ボルト16とナット161とによって固定している。これにより、冷却管31の変形を防いでいる。
その他は、参考例1と同様である。
その他、参考例1と同様の作用効果を有する。
本例は、図19、図20に示すごとく、半導体モジュール2が、2個のスイッチング素子211を内蔵し、3本の電極端子231、232、233を突出形成してなり、冷却管31と半導体モジュール2とをボルト16によって積層方向に挟持した電力変換装置1の例である。
即ち、本例の電力変換装置1は、上記参考例6と参考例7とを組み合わせた構成を有する。
その他は、参考例1と同様である。
本例の場合には、上記参考例6と参考例7との双方の作用効果を奏することができる。
本例は、図21〜図23に示すごとく、冷媒入口311から導入された冷媒Wが厚さ方向に折り返されて冷媒出口312から排出されるような冷媒流路310を有する冷却管31を備えた電力変換装置1の例である。
即ち、図22、図23に示すごとく、冷却管31における冷媒流路310の上部を除いて、厚み方向の略中央部分に仕切部314が設けてある。そして、仕切部314によって仕切られた一方の冷媒流路310aはその下方位置において冷媒入口311と連通しており(図22参照)、他方の冷媒流路310はその下方位置において冷媒出口312と連通している(図23参照)。
その他は、参考例1と同様である。
また、冷媒の流路方向がスイッチング素子211とダイオード212との配列方向に略直交することとなるため、両者を略均等に冷却することができる。
その他、参考例1と同様の作用効果を有する。
本例は、図24、図25に示すごとく、冷媒入口311から導入された冷媒Wが厚さ方向に折り返されて冷媒出口312から排出されるような冷媒流路310を有する冷却管31を備え、隣合う冷却管31が、冷媒出口312と冷媒入口311とを連結する連結管32によって連結された電力変換装置1の例である。
つまり、実施例1、参考例1〜9における冷却器3が複数の冷却管31を並列接続してなるのに対し、本例における冷却器3は、複数の冷却管31を直列接続してなる。
その他は、参考例1と同様である。
また、本例の場合にも、上記参考例9と同様に、冷媒入口311と冷媒出口312との双方を、中央直線Mによって区切られる2つの領域のうちの一方の領域に集中して存在させることが容易となる。
その他、参考例1と同様の作用効果を有する。
本例は、図26〜図30に示すごとく、上記参考例3に示した冷却管31の内部に設けたインナーフィン35のバリエーションの例である。
図26、図27に示す冷却管31は、均一ピッチの波形状を有するインナーフィン35を有する。
この場合には、インナーフィン35に冷媒が衝突しやすく、冷媒と半導体モジュール2とが熱交換しやすい。
この場合には、インナーフィン35の上下端部付近において熱交換しやすいが、中央部付近においては冷媒の圧力損失が小さくなり、流量を多くすることができる。
この場合には、冷媒入口311及び冷媒出口312から遠い部分において熱交換がしやすくなる。
その他の構成及び作用効果については、参考例3と同様である。
本例は、図31〜図33に示すごとく、冷却管31の内部に設けたインナーフィン35の上流側及び下流側における構造のバリエーションの例である。
図31に示す冷却管31は、インナーフィン35の上流側及び下流側における冷媒流路310の輪郭をテーパ状にするテーパ部315を設けた例である。この場合には、冷媒入口311から供給される冷媒の流れは、上流側のテーパ部315によってインナーフィン35に向かう流れに軌道修正される。そして、インナーフィン35を通過した冷媒は、下流側のテーパ部315によって冷媒出口312へ向かう流れに軌道修正される。これにより、冷却管31内における圧力損失を小さくすることができる。
この場合には、冷媒入口311から供給される冷媒の流れは、上流側の突起フィン351によって乱流となり、インナーフィン35に導入されやすくなる。そして、インナーフィン35を通過した冷媒は、下流側の突起フィン351によって乱流となり、冷媒出口312へ向かいやすくなる。これにより、冷却管31内における圧力損失を小さくすることができる。
その他の構成及び作用効果については、参考例3と同様である。
本例は、図34〜図36に示すごとく、冷却管31の内部に設けるインナーフィンとして、参考例3に示す波形状のインナーフィン35に代えて、点状の突起フィン351を用いた例である。
即ち、冷却管31の熱交換部313における内部に、多数の突起フィン351を設けている。突起フィン351の形状としては、例えば円形、多角形等、種々の形状とすることができる。
その他は、参考例3と同様である。
本例の場合にも、冷媒と半導体モジュールとの熱交換効率を向上させることができる。
本例は、図37〜図40に示すごとく、冷却管31の内部に設けるインナーフィンとして、参考例3に示す波形状のインナーフィン35に代えて、多孔質金属354を用いた例である。
多孔質金属354としては、例えば、アルミニウムや銅などの金属粉の焼結体や発泡金属等を用いることができる。そして、多孔質金属354は、連続気孔を有する。
また、図39に示すごとく、冷却管31に接触配置される半導体モジュールに内蔵された半導体素子213に対応する位置の多孔質金属354の幅を狭くすることもできる。この場合には、冷媒流路310のうち半導体素子213に対応する位置の抵抗を小さくして、この部分における冷媒の流量を多くすることができる。これにより、効果的に半導体素子213の放熱を行うことができる。
その他の構成及び作用効果は、参考例3と同様である。
本例は、図41に示すごとく、冷媒出口312を冷媒入口311よりも上方に配置した例である。
即ち、参考例1(図1)に示した冷却器3を90°回転させて、冷媒出口312が冷媒入口311の直上に位置させるようにしたものである。なお、この場合、電力変換装置1全体としても、90°回転させた状態とする。
また、本例においては、上記参考例3に示したインナーフィン35を冷却管31の内部に設けている。
その他は、参考例1と同様である。
その他、参考例1と同様の作用効果を有する。
本例は、図42に示すごとく、冷却管31の一方の面において半導体モジュール2を冷却する構成の電力変換装置1の例である。
即ち、参考例1においては、冷却管31と半導体モジュール2とを交互に積層した構成(図2、図3参照)を採っていたが、本例の電力変換装置1は、2個一組の冷却管31の間に半導体モジュール2を配置したユニットを、複数積層したような構成である。
なお、冷却管31と半導体モジュール2とは、例えば、接着剤等によって固定することができる。また、バネ鋼材等によって一対の冷却管31の外側から挟持することによって冷却管31と半導体モジュール2とを固定することもできる。
その他は、参考例1と同様である。
また、各冷却管31が一方の面でのみ半導体モジュール2と熱交換を行うこととなるため、両面に半導体モジュールを配置する場合のように、一方の面に配された半導体モジュールの冷却効率が他方の面に配された半導体モジュールの熱の影響を受けるといったおそれを排除することができる。
その他、参考例1と同様の作用効果を有する。
2 半導体モジュール
20 本体部
3 冷却器
31 冷却管
311 冷媒入口
312 冷媒出口
Claims (16)
- 半導体素子を内蔵する複数の半導体モジュールと、該半導体モジュールを両主面から冷却するための冷却器とを有する電力変換装置であって、
上記冷却器は、上記半導体モジュールの両主面に配される複数の冷却管と、該複数の冷却管の冷媒入口同士及び冷媒出口同士を連結し或いは上記冷媒入口と上記冷媒出口とを連結する連結部とを有し、
上記半導体モジュールは、該半導体モジュールを制御する制御回路部に接続される複数の制御端子と、制御される電力を入出させる複数の電極端子とを、上記本体部の端面から突出して設けてなり、
上記複数の制御端子と上記複数の電極端子とは、互いに反対向きの二方向とその二方向に直交する一方向以上に延びており、
上記冷媒入口及び上記冷媒出口は、上記冷却管における上記冷媒入口と上記冷媒出口との間の冷媒流路を構成する熱交換部よりも上方に配置されていることを特徴とする電力変換装置。 - 請求項1において、上記冷媒入口と上記冷媒出口との双方は、これらが形成された上記冷却管の表面に接触する上記半導体モジュールの本体部の幾何学的重心を通過する中央直線によって区切られる2つの領域のうちの一方の領域に集中して存在していることを特徴とする電力変換装置。
- 請求項1又は2において、上記複数の電極端子のうちの一つの電極端子と他の電極端子とを互いに異なる方向へ延ばしてなることを特徴とする電力変換装置。
- 請求項3において、上記一つの電極端子に接続する構成部品を、他の電極端子に接続する構成部品と干渉することなく、上記半導体モジュールに近接する位置に配置してあることを特徴とする電力変換装置。
- 請求項1〜4のいずれか一項において、上記半導体モジュールの本体部は長方形状を有し、その長方形の異なる3個以上の辺に対応する端面に、上記複数の制御端子と上記複数の電極端子とが突出形成されていることを特徴とする電力変換装置。
- 請求項5において、上記冷媒入口と上記冷媒出口との双方は、これらが形成された上記冷却管の表面に接触する上記半導体モジュールの上記本体部の一つの辺を含む直線よりも外側の領域に集中して存在していることを特徴とする電力変換装置。
- 請求項1〜6のいずれか一項において、上記電極端子は、互いに反対向きの二方向に延びており、上記制御端子は、上記電極端子とは直交する方向に延びていることを特徴とする電力変換装置。
- 請求項1〜7のいずれか一項において、上記冷媒入口と上記冷媒出口との双方は、これらが形成された上記冷却管の表面に接触する上記半導体モジュールの本体部の幾何学的重心を通過する中央直線によって区切られる2つの領域のうち、上記制御端子が存在しない方の領域に集中して存在していることを特徴とする電力変換装置。
- 請求項1〜8のいずれか一項において、上記冷却管は、プレス成形された複数の金属板を組合わせることにより形成されていることを特徴とする電力変換装置。
- 請求項1〜9のいずれか一項において、上記冷却管は、内部にインナーフィンを設けていることを特徴とする電力変換装置。
- 請求項1〜10のいずれか一項において、上記半導体モジュールは、複数の上記半導体素子を内蔵してなり、該複数の半導体素子は、上記冷却管の冷媒流路の方向に対して直交する方向に並列配置されていることを特徴とする電力変換装置。
- 請求項1〜11のいずれか一項において、上記冷却管は、冷媒流路が略U字状に形成されていることを特徴とする電力変換装置。
- 請求項1〜12のいずれか一項において、上記冷媒出口は、上記冷媒入口よりも上方に配置されていることを特徴とする電力変換装置。
- 請求項1〜13のいずれか一項において、上記半導体モジュールは、上記半導体素子として、少なくとも2個のスイッチング素子を内蔵してなり、少なくとも3本の上記電極端子を突出形成してなることを特徴とする電力変換装置。
- 請求項14において、上記複数の制御端子及び上記複数の電極端子は、互いに直交する四方向に延びていることを特徴とする電力変換装置。
- 請求項1〜15のいずれか一項において、上記冷却管は、上記冷媒入口から導入された冷媒が厚さ方向に折り返されて上記冷媒出口から排出されるような流路を有していることを特徴とする電力変換装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007031419A JP5103927B2 (ja) | 2007-02-12 | 2007-02-12 | 電力変換装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007031419A JP5103927B2 (ja) | 2007-02-12 | 2007-02-12 | 電力変換装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2008198750A JP2008198750A (ja) | 2008-08-28 |
JP5103927B2 true JP5103927B2 (ja) | 2012-12-19 |
Family
ID=39757438
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007031419A Expired - Fee Related JP5103927B2 (ja) | 2007-02-12 | 2007-02-12 | 電力変換装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5103927B2 (ja) |
Families Citing this family (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5182249B2 (ja) * | 2009-08-06 | 2013-04-17 | 株式会社デンソー | 半導体冷却器 |
JP5445446B2 (ja) * | 2010-12-27 | 2014-03-19 | 株式会社デンソー | 電力変換装置 |
JP5546503B2 (ja) * | 2011-07-07 | 2014-07-09 | 株式会社デンソー | 電力変換装置 |
JP5488638B2 (ja) | 2012-04-11 | 2014-05-14 | 株式会社デンソー | 電力変換装置 |
JP5953152B2 (ja) * | 2012-07-20 | 2016-07-20 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | パワー半導体モジュール及びそれを用いた電力変換装置 |
JP2014036558A (ja) * | 2012-08-10 | 2014-02-24 | Toyota Industries Corp | 半導体装置 |
JP5737275B2 (ja) * | 2012-11-29 | 2015-06-17 | 株式会社豊田自動織機 | インバータ装置 |
JP5821890B2 (ja) * | 2013-04-17 | 2015-11-24 | トヨタ自動車株式会社 | 電力変換装置 |
JP2015149363A (ja) * | 2014-02-05 | 2015-08-20 | 株式会社デンソー | 半導体モジュール |
JP2016063641A (ja) * | 2014-09-18 | 2016-04-25 | 株式会社デンソー | 電力変換装置 |
DE112015004284T5 (de) * | 2014-11-13 | 2017-06-01 | Hitachi Automotive Systems, Ltd. | Leistungsumsetzer |
JP6497286B2 (ja) * | 2015-09-18 | 2019-04-10 | 株式会社デンソー | 半導体モジュール |
JP6424930B2 (ja) * | 2017-09-01 | 2018-11-21 | 株式会社デンソー | 電力変換装置 |
JP7545298B2 (ja) * | 2020-11-13 | 2024-09-04 | 株式会社日立製作所 | 電力変換装置 |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004208411A (ja) * | 2002-12-25 | 2004-07-22 | Denso Corp | ハーフブリッジ回路用半導体モジュール |
JP4333587B2 (ja) * | 2005-01-14 | 2009-09-16 | 三菱電機株式会社 | ヒートシンクおよび冷却ユニット |
-
2007
- 2007-02-12 JP JP2007031419A patent/JP5103927B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2008198750A (ja) | 2008-08-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5103927B2 (ja) | 電力変換装置 | |
JP6512266B2 (ja) | 半導体装置 | |
US9986665B2 (en) | Power conversion apparatus | |
WO2014083976A1 (ja) | インバータ装置 | |
US9894814B2 (en) | Electric power convertor | |
JP5157681B2 (ja) | 積層型冷却器 | |
JP2008198751A (ja) | 冷却器及びこれを用いた電力変換装置 | |
US8107241B2 (en) | Electric power conversion apparatus including cooling units | |
JP4699253B2 (ja) | 冷却器 | |
US20120063091A1 (en) | Cooling Apparatuses and Power Electronics Modules | |
JP6738226B2 (ja) | 冷却装置 | |
JP2010010504A (ja) | パワー半導体モジュール | |
JP2006287108A (ja) | 積層型冷却器 | |
WO2018066311A1 (ja) | 放熱ユニットの製造方法 | |
JP2011228566A (ja) | 冷却器 | |
JP2013225553A (ja) | 熱交換器及びその製造方法 | |
JP5145996B2 (ja) | 冷却器及びこれを用いた電力変換装置 | |
JP5556691B2 (ja) | 熱交換器 | |
JP2012169429A (ja) | 熱交換器 | |
JP6809096B2 (ja) | 電力変換装置 | |
JP6350330B2 (ja) | 電力変換器 | |
JP5999028B2 (ja) | 電力変換装置 | |
JP2018057187A (ja) | 電力変換装置 | |
JP6879070B2 (ja) | 積層型冷却装置 | |
CN214381969U (zh) | 电力转换装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20090410 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20091116 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120131 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20120329 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120515 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20120709 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20120904 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20120917 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20151012 Year of fee payment: 3 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |