JP5114967B2 - Cooling device and semiconductor power conversion device - Google Patents
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Description
本発明は冷却装置および半導体電力変換装置に関し、特に、冷媒を強制通流させて発熱体を冷却する冷却体に適用して好適なものである。 The present invention relates to a cooling device and a semiconductor power conversion device, and is particularly suitable when applied to a cooling body that cools a heating element by forcibly flowing a refrigerant.
インバータなどの半導体電力変換装置では、半導体電力変換装置を構成する半導体素子を効率的に冷却できるようにするために、半導体素子が取り付けられた冷却体に冷媒を強制通流させることが行われている。
また、例えば、特許文献1には、沸騰冷却形半導体装置において、冷却体の表面で冷媒を沸騰させ、発熱部品から発生した熱を気化熱として伝熱させ、気泡となった冷媒蒸気をその浮力で移動させて放熱させる方法が開示されている。そして、特許文献1に開示された発明では、冷却体内に歯列穴を形成することで、冷却体と冷媒との間の有効伝熱面積を増加させ、上昇流動する冷媒流にて伝熱面に生じた気泡の泡切れを向上させて沸騰冷却の効果を促進させることができる。
In a semiconductor power conversion device such as an inverter, in order to efficiently cool the semiconductor elements constituting the semiconductor power conversion device, a coolant is forced to flow through a cooling body to which the semiconductor elements are attached. Yes.
Further, for example, in Patent Document 1, in a boiling cooling type semiconductor device, a refrigerant is boiled on the surface of a cooling body, heat generated from a heat generating component is transferred as vaporization heat, and bubbles of refrigerant vapor are buoyant. A method of dissipating and dissipating heat is disclosed. And in invention disclosed by patent document 1, by forming a dentition hole in a cooling body, the effective heat-transfer area between a cooling body and a refrigerant | coolant is increased, and a heat-transfer surface is carried out by the refrigerant | coolant flow which flows upward. It is possible to improve the effect of boiling cooling by improving the bubble breakage of the bubbles.
また、例えば、特許文献2には、冷却フィンの伝熱面に断面の辺が傾斜している所定の断面形状の突起を左右交互に蛇行させて規則的に配列する方法が開示されている。
しかしながら、特許文献1に開示された方法では、圧力容器に封入された冷媒中に発熱部品および冷却体が浸漬されるため、電力変換器の大型化を招くとともに、電力変換器内において、冷却体に形成された冷媒流路が鉛直方向になるように配置しなければならないという問題があった。
また、特許文献2に開示された方法では、パワーモジュールを冷却フィンに取り付けるに当たり、Oリング、接着剤およびガスケットなどのシール材が使用されるため、パワーモジュールおよび冷却フィンの取り付け時の組み立てが複雑化し、コストアップを招くとともに、冷媒漏れの恐れがあることから、シール材の保守が必要になるという問題があった。
そこで、本発明の目的は、電力変換器の大型化を抑制しつつ、冷却体による冷却効率を向上させることが可能な冷却装置および半導体電力変換装置を提供することである。
However, in the method disclosed in Patent Document 1, since the heat-generating component and the cooling body are immersed in the refrigerant sealed in the pressure vessel, the power converter is increased in size and the cooling body is provided in the power converter. There is a problem that the refrigerant flow path formed in the above must be arranged in the vertical direction.
Further, in the method disclosed in Patent Document 2, since a sealing material such as an O-ring, an adhesive, and a gasket is used to attach the power module to the cooling fin, assembly when the power module and the cooling fin are attached is complicated. There is a problem in that maintenance of the sealing material is necessary because the cost is increased and the refrigerant leaks.
Then, the objective of this invention is providing the cooling device and semiconductor power converter device which can improve the cooling efficiency by a cooling body, suppressing the enlargement of a power converter.
上述した課題を解決するために、請求項1記載の冷却装置によれば、発熱体から発生した熱を熱伝導にて放熱する冷却体と、前記冷却体内に雌ねじ加工され互いに並列になるように配置された複数の雌ねじ穴と、隣接する前記雌ねじ穴の端部を接続する中間流路とによって形成され、冷媒を強制通流させる冷媒流路と、前記冷媒流路に前記冷媒を強制循環させるポンプと、前記冷媒が前記発熱体から受け取った熱を放熱する放熱器とを備えることを特徴とする。 In order to solve the above-described problem, according to the cooling device according to claim 1, the cooling body that dissipates heat generated from the heating element by heat conduction and the internal threading of the cooling body so that they are parallel to each other. and arranged plurality of female screw holes which are formed by the intermediate flow path connecting an end portion of the female screw hole adjacent a refrigerant passage for flowing forced through a coolant, forced circulation of the coolant before Symbol coolant channel And a radiator that radiates heat received by the refrigerant from the heating element.
また、請求項2記載の冷却装置によれば、複数の前記冷却体は前記ポンプに対して直列接続または並列接続することを特徴とする。
また、請求項3記載の冷却装置によれば、前記中間流路は、前記冷却体の外側から形成され、該中間流路の開口端が封止材で封止されていることを特徴とする。
The cooling device according to claim 2 is characterized in that the plurality of cooling bodies are connected in series or in parallel to the pump.
In the cooling device according to
また、請求項4記載の半導体電力変換装置によれば、半導体素子と、前記半導体素子が表面に配置され、前記半導体素子から発生した熱を熱伝導にて放散させる冷却体と、前記冷却体内に雌ねじ加工され互いに並列になるように配置された複数の雌ねじ穴と、隣接する前記雌ねじ穴の端部を接続する中間流路とによって形成され、冷媒を強制通流させる冷媒流路と、前記冷媒流路に前記冷媒を強制循環させるポンプと、前記冷媒が前記半導体素子から受け取った熱を放熱する放熱器とを備えることを特徴とする。
According to the semiconductor power conversion device of
以上説明したように、本発明によれば、冷却体内で冷媒を強制通流させる冷媒流路の内壁面に歯列構造を形成することで、冷媒流路が鉛直方向になるように配置することなく、流路面の近傍に乱流を形成することが可能となり、流路内壁面に層流が形成されるのを阻害して、冷却体から主流への熱の流れを円滑化することが可能となるとともに、発熱体から発生した熱を冷媒に伝熱するために、発熱体および冷却体を冷媒中に浸漬する必要がなくなることから、電力変換器の大型化を抑制しつつ、冷却体による冷却効率を向上させることが可能となる。 As described above, according to the present invention, the dentition structure is formed on the inner wall surface of the refrigerant flow path for forcibly flowing the refrigerant in the cooling body, so that the refrigerant flow path is arranged in the vertical direction. Turbulent flow can be formed in the vicinity of the flow path surface, preventing laminar flow from forming on the inner wall surface of the flow path, and smoothing the heat flow from the cooling body to the main flow. In addition, in order to transfer the heat generated from the heating element to the refrigerant, it is not necessary to immerse the heating element and the cooling element in the refrigerant. It becomes possible to improve cooling efficiency.
以下、本発明の実施形態に係る冷却装置について図面を参照しながら説明する。
図1(a)は、本発明の第1実施形態に係る冷却装置の概略構成を示す断面図、図1(b)は、図1(a)の冷却装置の概略構成を示す正面図、図1(c)は、図1(a)の冷却装置の冷媒流路を拡大して示す断面図、図2は、図1の封止材の概略構成を示す斜視図である。
Hereinafter, a cooling device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
1A is a cross-sectional view showing a schematic configuration of the cooling device according to the first embodiment of the present invention, FIG. 1B is a front view showing the schematic configuration of the cooling device of FIG. 1 (c) is an enlarged cross-sectional view showing a refrigerant flow path of the cooling device of FIG. 1 (a), and FIG. 2 is a perspective view showing a schematic configuration of the sealing material of FIG.
図1において、冷却体1内には、冷媒を強制通流させる冷媒流路2a、2b、3が設けられている。ここで、冷媒流路2a、2bは互いに並列になるように配置され、冷媒流路3は、冷媒流路2a、2bの端部で冷媒流路2a、2bと直交するように配置されている。
そして、冷媒流路2aは冷媒入口に接続されるとともに、冷媒流路2bは冷媒出口に接続され、冷媒流路2a、2bの端部は中間流路となる冷媒流路3にて接続されている。そして、冷媒流路3の開口端は封止材4にて封止されている。なお、冷却体1の材料としては、例えば、銅やアルミニウムなどの高熱伝導材を用いることができる。
In FIG. 1,
The
ここで、冷媒流路2a、2b、3の内壁面には、冷媒流路2a、2b、3の内壁面に乱流を発生させる歯列構造5が形成され、歯列は、冷媒流路2a、2b、3を通流する冷媒の通流方向に沿って配列することができる。なお、歯列構造5としては、例えば、冷媒の通流方向に沿って形成された雌ねじ穴であってもよく、内歯歯車の歯列であってもよい。また、冷媒流路2a、2b、3を通流する冷媒としては、水または水以外の冷媒、例えば、フロンや弗化炭素などを用いることができる。
Here, the
また、封止材4の材料としては、例えば、銅やアルミニウムなどの高熱伝導材を用いることができる。そして、図2に示すように、封止材4と冷媒との接触面には、乱流の生成を促すために、歯列構造を形成するようにしてもよい。
そして、冷却体1の表面には、半導体スイッチング素子などの発熱体を取り付けることができる。なお、半導体スイッチング素子としては、例えば、IGBT(絶縁ゲートバイポーラトランジスタ:Insulated Gate Bipolar Transistor)の他、パワーMOSFETやバイポーラトランジスタなどを用いるようにしてもよい。
Moreover, as a material of the sealing
A heating element such as a semiconductor switching element can be attached to the surface of the cooling body 1. In addition, as a semiconductor switching element, you may make it use power MOSFET, a bipolar transistor, etc. other than IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor: Insulated Gate Bipolar Transistor), for example.
そして、冷媒流路2aを介して冷却体1内に導入された冷媒は、冷媒流路3を介して冷媒流路2bに導かれ、冷媒流路2bを介して冷却体1外に排出される。なお、冷媒流路2a、2b、3に冷媒を強制通流させる方法としては、例えば、冷媒を循環させるポンプを用いることができる。ここで、冷却体1の表面に取り付けられた発熱体から発生した熱は、冷却体1を介して冷媒流路2a、2b、3を通流する冷媒に伝達される。この冷媒への熱伝達は、冷媒流路2a、2b、3の内壁面と冷媒との間の熱伝導と、冷媒内での対流による熱移動にて行われる。
Then, the refrigerant introduced into the cooling body 1 via the
ここで、強制対流により伝熱される熱量QはQ=A×hm×(Tf−Tw)で表すことができる。ただし、Aは冷却体1と冷媒とが接する面積、hmは冷却体1と冷媒との間の平均熱伝達率、Tfは冷却体1の温度、Twは冷媒の温度である。そして、冷却体1の温度Tfは、Tf=Tw+(Q/(A×hm))で表すことができるため、冷却体1の温度Tfを低くする、すなわち冷却性能を向上させるには、冷却体1と冷媒とが接する面積を大きくするか、または冷却体1と冷媒との間の平均熱伝達率hmを大きくすればよい。 Here, the amount of heat Q transferred by forced convection can be expressed by Q = A × hm × (Tf−Tw). However, A is the area where the cooling body 1 and the refrigerant are in contact, hm is the average heat transfer coefficient between the cooling body 1 and the refrigerant, Tf is the temperature of the cooling body 1, and Tw is the temperature of the refrigerant. Since the temperature Tf of the cooling body 1 can be expressed by Tf = Tw + (Q / (A × hm)), in order to lower the temperature Tf of the cooling body 1, that is, to improve the cooling performance, the cooling body 1 What is necessary is just to enlarge the area which 1 and a refrigerant | coolant contact, or to enlarge the average heat transfer coefficient hm between the cooling body 1 and a refrigerant | coolant.
一方、冷媒の流れの状態には層流と乱流がある。そして、流路の表面が平滑な場合には、流路の中心部を流れる主流が形成されるとともに、冷媒の有する粘性に起因して流路内壁面に沿って滑らかで乱れのない層流が形成される。そして、流路内壁面に沿って層流が形成されると、冷却体1から主流への熱の流れが阻害され、冷却体1の伝熱性能を劣化させる。 On the other hand, there are laminar flow and turbulent flow in the refrigerant flow state. When the surface of the flow path is smooth, a main flow that flows through the center of the flow path is formed, and a smooth and undisturbed laminar flow is formed along the inner wall surface of the flow path due to the viscosity of the refrigerant. It is formed. When a laminar flow is formed along the inner wall surface of the flow path, the heat flow from the cooling body 1 to the main flow is hindered, and the heat transfer performance of the cooling body 1 is deteriorated.
ここで、冷媒流路2a、2b、3の内壁面に歯列構造5を形成し、冷媒流路2a、2b、3内に冷媒を強制通流させることで、冷媒流路2a、2b、3の内壁面に乱流を発生させることができ、冷媒流路2a、2b、3の内壁面に沿って層流が形成されるのを阻害することができる。このため、冷媒流路2a、2b、3の内壁面からの熱伝達によって温度が上昇した冷媒は、冷媒流路2a、2b、3の内壁面に近傍に発生した乱流により主流と速やかに混合され、冷媒流路2a、2b、3の内壁面から冷媒への熱の移動が促進されることから、冷媒流路2a、2b、3の内壁面が平坦な場合に比べて、冷却体1の伝熱性能を向上させることができる。
Here, the
また、冷媒流路2a、2b、3の内壁面に歯列構造5を形成することで、冷媒流路2a、2b、3の内壁面が平坦な場合に比べて、冷媒との接触面積を拡大することができ、伝熱面積を増加させることが可能となることから、冷却体1の冷却性能を向上させることができる。
さらに、歯列構造5が形成された冷媒流路2a、2b、3内に冷媒を強制通流させることにより、冷媒流路2a、2b、3が鉛直方向に向くように冷却体1を配置する必要がなくなり、冷却体1の配置上の制約を軽減することができる。また、冷媒流路2a、2b、3も直線状である必要もない。
Further, by forming the
Further, the cooling body 1 is arranged so that the
また、インバータなどの電力変換器では、半導体スイッチング素子が搭載された半導体モジュールなどの発熱体を特殊な部材や工程を必要とすることなく、冷却体1に取り付けることができ、組み立てを簡易化することが可能となるとともに、装置の小型化を図ることができる。また、冷媒入口および冷媒出口以外の加工部分は、Oリングなどを用いることなく、冷却体1を完全に封止することができ、冷媒漏れの恐れがなくなることから、シール材の保守を不要とすることができる。 Further, in a power converter such as an inverter, a heating element such as a semiconductor module on which a semiconductor switching element is mounted can be attached to the cooling body 1 without requiring a special member or process, thereby simplifying assembly. And the size of the apparatus can be reduced. Further, the processing parts other than the refrigerant inlet and the refrigerant outlet can completely seal the cooling body 1 without using an O-ring and the like, and there is no risk of refrigerant leakage, so that maintenance of the sealing material is unnecessary. can do.
なお、図1の冷却体1を製造する方法としては、例えば、雌ねじ加工によって銅プレートに冷媒流路2aとなる雌ねじ穴を形成する。そして、冷媒流路2aと並列配置された冷媒流路2bとなる雌ねじ穴を雌ねじ加工によって銅プレートに形成する。さらに、冷媒流路2a、2bの端部に接触するようにして、冷媒流路3となる雌ねじ穴を雌ねじ加工によって銅プレートに形成する。そして、冷媒流路3の開口端を封止材4にて封止する。なお、封止材4を冷却体1に取り付ける方法としては、例えば、ろう付けを用いることができる。
In addition, as a method of manufacturing the cooling body 1 of FIG. 1, for example, a female screw hole that becomes the
図3(a)は、本発明の第2実施形態に係る冷却装置の概略構成を示す断面図、図3(b)は、図3(a)の冷却装置の概略構成を示す正面図、図3(c)は、図3(a)の冷却装置の概略構成を示す裏面図、図3(d)は、図3(a)の冷却装置の冷媒流路を拡大して示す断面図である。
図3において、冷却体11内には、冷媒を強制通流させる冷媒流路12a〜12d、13a〜13cが設けられている。ここで、冷媒流路12a〜12dは互いに並列になるように配置され、冷媒流路13aは、冷媒流路12a、12bの端部で冷媒流路12a、12bと直交するように配置され、冷媒流路13bは、冷媒流路12c、12cの端部で冷媒流路12ba、12cと直交するように配置され、冷媒流路13cは、冷媒流路12c、12dの端部で冷媒流路12c、12dと直交するように配置されている。
FIG. 3A is a cross-sectional view showing a schematic configuration of the cooling device according to the second embodiment of the present invention, FIG. 3B is a front view showing the schematic configuration of the cooling device of FIG. 3 (c) is a back view showing a schematic configuration of the cooling device of FIG. 3 (a), and FIG. 3 (d) is a cross-sectional view showing an enlarged refrigerant flow path of the cooling device of FIG. 3 (a). .
In FIG. 3,
そして、冷媒流路12aは冷媒入口に接続されるとともに、冷媒流路12dは冷媒出口に接続され、冷媒流路12a、12bの端部は中間流路となる冷媒流路13aにて接続され、冷媒流路12b、12cの端部は中間流路となる冷媒流路13bにて接続され、冷媒流路12c、12dの端部は中間流路となる冷媒流路13cにて接続されている。そして、冷媒流路13aの開口端は封止材14aにて封止され、冷媒流路13bの開口端は封止材14bにて封止され、冷媒流路13cの開口端は封止材14cにて封止されている。
The
なお、封止材14a〜14cの材料としては、例えば、銅やアルミニウムなどの高熱伝導材を用いることができる。そして、図2に示すように、封止材14a〜14cと冷媒との接触面には、乱流の生成を促すために、歯列構造を形成するようにしてもよい。
ここで、冷媒流路12a〜12dの内壁面には、冷媒流路12a〜12dの内壁面に乱流を発生させる歯列構造15が形成され、歯列は、冷媒流路12a〜12dを通流する冷媒の通流方向に沿って配列することができる。
In addition, as a material of sealing
Here, a
そして、冷却体11の表面には、半導体スイッチング素子などの発熱体を取り付けることができる。そして、冷媒流路12aを介して冷却体11内に導入された冷媒は、冷媒流路13aを介して冷媒流路12bに導かれ、さらに冷媒流路12bを通流した後に冷媒流路13bを介して冷媒流路12cに導かれ、さらに冷媒流路12cを通流した後に冷媒流路13cを介して冷媒流路12dに導かれ、さらに冷媒流路12dを通流した後に冷却体11外に排出される。そして、冷却体11の表面に取り付けられた発熱体から発生した熱は、冷却体11を介して冷媒流路12a〜12dを通流する冷媒に伝達される。
ここで、冷媒流路12a〜12dを冷却体11に設けることにより、図1の冷却体11に比べて伝熱面積を2倍に増加させることが可能となることから、冷却性能を2倍に向上させることができる。
A heating element such as a semiconductor switching element can be attached to the surface of the cooling
Here, by providing the
図4は、本発明の第3実施形態に係る半導体電力変換装置の概略構成を示す平面図である。
図4において、電力変換器21には、半導体素子が搭載された半導体モジュール23が設けられ、半導体モジュール23は冷却体22上に取り付けられている。なお、電力変換器21には、半導体素子のゲートに入力されるパルス幅を制御するゲート制御回路やスナバ回路などが含まれるが、図4の例では、これらは省略して示した。
ここで、冷却体22としては、例えば、図1または図3の構成を用いることができる。そして、冷却体22は、冷媒循環配管26を介してポンプ24および放熱器25に接続されている。
FIG. 4 is a plan view showing a schematic configuration of a semiconductor power conversion device according to the third embodiment of the present invention.
In FIG. 4, the
Here, as the cooling body 22, the structure of FIG. 1 or FIG. 3 can be used, for example. The cooling body 22 is connected to the
そして、ポンプ24にて冷媒循環配管26に送り出される冷媒は、冷却体22の冷媒入口から冷却体22内に入る。そして、冷却体22の表面に取り付けられた半導体モジュール23から発生した熱は、冷却体22内を通流する冷媒に伝達され、冷媒の温度が上昇する。そして、冷却体22内で温度が上昇した冷媒は、冷却体22の冷媒出口から冷媒循環配管26に排出され、放熱器25に送られる。そして、放熱器25に送られた冷媒は放熱器25にて冷却され、冷媒循環配管26を介して冷却体22内に再び送出される。
Then, the refrigerant sent out to the
これにより、ポンプ24および放熱器25を電力変換器21の外に設置することを可能としつつ、歯列構造が形成された冷媒流路内に冷媒を強制通流させることができ、電力変換器21の小型化を図りつつ、半導体モジュール23を効率よく冷却することができる。
図5は、本発明の第4実施形態に係る半導体電力変換装置の概略構成を示す平面図である。
Thereby, while allowing the
FIG. 5 is a plan view showing a schematic configuration of a semiconductor power conversion device according to the fourth embodiment of the present invention.
図5において、電力変換器31a、31bには、半導体素子が搭載された半導体モジュール33a、33bがそれぞれ設けられ、半導体モジュール33a、33bは冷却体32a、32b上にそれぞれ取り付けられている。なお、電力変換器31a、31bには、半導体素子のゲートに入力されるパルス幅を制御するゲート制御回路やスナバ回路などがそれぞれ含まれるが、図5の例では、これらは省略して示した。
In FIG. 5, the
ここで、冷却体32a、32bとしては、例えば、図1または図3の構成をそれぞれ用いることができる。そして、冷却体32a、32bは、冷媒循環配管36a、36bを介してポンプ34および放熱器35に対して直列に接続されている。
すなわち、冷却体32aの冷媒出口は冷媒循環配管36aを介して放熱器35の冷媒入口に接続され、冷却体32bの冷媒入口は冷媒循環配管36aを介してポンプ34の冷媒出口に接続され、冷却体32aの冷媒入口と冷却体32bの冷媒出口とは冷媒循環配管36bを介して互いに接続されている。
Here, as the cooling
That is, the refrigerant outlet of the
そして、ポンプ34にて冷媒循環配管36aに送り出される冷媒は、冷却体32bの冷媒入口から冷却体32b内に入る。そして、冷却体32bの表面に取り付けられた半導体モジュール33bから発生した熱は、冷却体32b内を通流する冷媒に伝達され、冷媒の温度が上昇する。そして、冷却体32b内で温度が上昇した冷媒は、冷却体32bの冷媒出口から冷媒循環配管36bに排出され、冷却体32aの冷媒入口から冷却体32a内に入る。そして、冷却体32aの表面に取り付けられた半導体モジュール33aから発生した熱は、冷却体32a内を通流する冷媒に伝達され、冷媒の温度がさらに上昇する。そして、冷却体32a内でさらに温度が上昇した冷媒は、冷却体32aの冷媒出口から冷媒循環配管36aに排出され、放熱器35に送られる。そして、放熱器35に送られた冷媒は放熱器35にて冷却され、冷媒循環配管36aを介して冷却体32b内に再び送出される。
これにより、1つのポンプ34および1つの放熱器35を用いることで、半導体モジュール33a、33bの温度が許容値を超えないようにしながら、複数の電力変換器31a、31bを冷却することが可能となり、半導体電力変換装置の小型化を図ることができる。
The refrigerant sent out to the
Thereby, by using one
図6は、本発明の第5実施形態に係る半導体電力変換装置の概略構成を示す平面図である。
図6において、電力変換器41a、41bには、半導体素子が搭載された半導体モジュール43a、43bがそれぞれ設けられ、半導体モジュール43a、43bは冷却体42a、42b上にそれぞれ取り付けられている。なお、電力変換器41a、41bには、半導体素子のゲートに入力されるパルス幅を制御するゲート制御回路やスナバ回路などがそれぞれ含まれるが、図6の例では、これらは省略して示した。
FIG. 6 is a plan view showing a schematic configuration of a semiconductor power conversion device according to the fifth embodiment of the present invention.
In FIG. 6,
ここで、冷却体42a、42bとしては、例えば、図1または図3の構成をそれぞれ用いることができる。そして、冷却体42a、42bは、冷媒循環配管46a〜46cを介してポンプ44および放熱器45に対して並列に接続されている。
すなわち、冷却体42a、42bの冷媒出口は冷媒循環配管46a、46bをそれぞれ介して放熱器45の冷媒入口に接続され、冷却体42a、42bの冷媒入口は冷媒循環配管46c、46aをそれぞれ介してポンプ44の冷媒出口に接続されている。
Here, as the cooling
That is, the refrigerant outlets of the cooling
そして、ポンプ34にて冷媒循環配管46a、46cにそれぞれ送り出される冷媒は、冷却体42b、42aの冷媒入口からそれぞれ冷却体42b、42a内に入る。そして、冷却体42b、42aの表面にそれぞれ取り付けられた半導体モジュール43a、43bから発生した熱は、冷却体42b、42a内を通流する冷媒にそれぞれ伝達され、冷媒の温度が上昇する。そして、冷却体42b、42a内で温度が上昇した冷媒は、冷却体42b、42aの冷媒出口から冷媒循環配管46a、46bにそれぞれ排出され、放熱器45に送られる。そして、放熱器45に送られた冷媒は放熱器45にて冷却され、冷媒循環配管46a、46cをそれぞれ介して冷却体42b、42a内に再び送出される。
The refrigerant sent out to the
これにより、1つのポンプ44および1つの放熱器45を用いることで、半導体モジュール43a、43bの温度が許容値を超えないようにしながら、複数の電力変換器41a、41bを冷却することが可能となり、半導体電力変換装置の小型化を図ることが可能となるとともに、冷却体42a、42b内にそれぞれ循環させる冷媒の量の管理を従来に比べて容易化することができる。
Thereby, by using one
1、11、22、32a、32b、42a、42b 冷却体
2a、2b、3、12a〜12d、13a〜13c 冷媒流路
4、14a〜14c 封止材
5、15 歯列構造
21、31a、31b、41a、41b 電力変換器
23、33a、33b、43a、43b 半導体モジュール
24、34、44 ポンプ
25、35、45 放熱器
26、36a、36b、46a〜46c 冷媒循環配管
1, 11, 22, 32a, 32b, 42a,
Claims (4)
前記冷却体内に雌ねじ加工され互いに並列になるように配置された複数の雌ねじ穴と、隣接する前記雌ねじ穴の端部を接続する中間流路とによって形成され、冷媒を強制通流させる冷媒流路と、
前記冷媒流路に前記冷媒を強制循環させるポンプと、
前記冷媒が前記発熱体から受け取った熱を放熱する放熱器と
を備えることを特徴とする冷却装置。 A cooling body that dissipates heat generated by the heating element by heat conduction;
Refrigerant flow path formed by a plurality of female screw holes that are internally threaded and arranged in parallel with each other in the cooling body, and an intermediate flow path that connects the ends of the adjacent female screw holes , for forcibly flowing the refrigerant When,
A pump for forcibly circulating the refrigerant in the refrigerant flow path;
A cooling device comprising: a radiator that radiates heat received by the refrigerant from the heating element.
前記半導体素子が表面に配置され、前記半導体素子から発生した熱を熱伝導にて放散させる冷却体と、
前記冷却体内に雌ねじ加工され互いに並列になるように配置された複数の雌ねじ穴と、隣接する前記雌ねじ穴の端部を接続する中間流路とによって形成され、冷媒を強制通流させる冷媒流路と、
前記冷媒流路に前記冷媒を強制循環させるポンプと、
前記冷媒が前記半導体素子から受け取った熱を放熱する放熱器と
を備えることを特徴とする半導体電力変換装置。 A semiconductor element;
A cooling body in which the semiconductor element is disposed on a surface and dissipates heat generated from the semiconductor element by heat conduction;
Refrigerant flow path formed by a plurality of female screw holes that are internally threaded and arranged in parallel with each other in the cooling body, and an intermediate flow path that connects the ends of the adjacent female screw holes , for forcibly flowing the refrigerant When,
A pump for forcibly circulating the refrigerant in the refrigerant flow path;
A semiconductor power conversion device comprising: a radiator that radiates heat received from the semiconductor element by the refrigerant.
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