JP6242691B2 - 電力変換装置 - Google Patents
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Description
図1は、第1の実施形態に係る電力変換装置の等価回路を示す図である。
図1に示すように、電力変換装置10は、例えば、直流電力を交流電力に変換して電動機11、空調装置等に供給する3レベル電力変換装置として構成されている。電力変換装置10は、U相、V相、W相の3相のインバータ回路12と、直流電源、例えば、バッテリ22からインバータ回路12に供給される直流電圧を平滑するコンデンサ24a、24b、24cと、3相出力用接続導体26を介して電動機11へ流れる電流を検出する電流検出部28と、電流検出部により検出された電流情報やコンデンサ24a、24b、24cに印加される電圧等に基づき、インバータ回路12を制御する制御ユニット(制御回路)35と、制御ユニット35の制御信号に基づき、後述する半導体モジュールの半導体素子(IGBT)のゲートを駆動するための駆動基板34と、を備えている。
本実施形態において、半導体モジュール16は、IGBT(insulated gate bipolar transistor)とダイオード(FWD:Free Wheeling Diode)を並列接続した2回路(1相分の半導体素子)を1つのパッケージとする、いわゆる、2in1構造の半導体モジュールとして構成されている。
以上のことから、脱着作業を容易に行うことができる小型軽量の半導体冷却モジュールを備えた電力変換装置が得られる。
図6は、第2の実施形態に係る電力変換装置および半導体冷却モジュールを示す斜視図、図7は、装着前の半導体冷却モジュールを示す断面図、図8は、装着状態の半導体冷却モジュールの断面図、図9は、装着状態の半導体冷却モジュールの側面図および平面図である。
図11に示す第2変形例のように、取っ手14は、放熱フィン13に対して、斜めに交差する方向に沿って配置してもよい。
以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
[1]筐体と、前記筐体に脱着可能に取り付けられた複数の半導体冷却モジュールと、前記筐体内に設けられ、前記半導体冷却モジュールが電気的に接続される制御回路と、を備え、前記半導体冷却モジュールは、1相分の半導体素子を含む単一の半導体モジュールと、コンデンサと、前記制御回路に接続するコネクタと、を有する発熱部と、前記発熱部に結合された冷却ブロックを有し、前記発熱部を冷却する放熱部と、前記放熱部に設けられ半導体冷却モジュールを把持するための取っ手と、前記冷却ブロックを前記筐体に取付けるための取付け構造部と、を備え、前記冷却ブロックを前記筐体に取付け、前記発熱部を前記筐体内に収容し前記放熱部および取っ手を前記筐体の開放側に保持し、前記半導体冷却モジュールの着脱と同時に、前記コネクタにより半導体冷却モジュールと前記制御回路が接続、切断される電力変換装置。
[2]前記冷却ブロックは、受熱面、この受熱面と対向する放熱面、および前記筐体の外面に当接するフランジ部を有するブロック本体と、前記放熱面から外方に突出する複数の放熱フィンと、を有し、前記取付け構造部は、前記冷却ブロックのフランジ部に形成された複数の取付け孔と、前記取付け孔を通して前記筐体にねじ込まれた複数のボルトと、を有する[1]に記載の電力変換装置。
[3]前記冷却ブロックは、受熱面、この受熱面と対向する放熱面を有する円板状のブロック本体と、前記放熱面から外方に突出する複数の放熱フィンと、を有し、前記取付け構造部は、前記ブロック本体の外周部に回動自在に取付けられているとともに、ねじ部を有する環状の取り付けフレームと、前記筐体の外面に固定され、前記取り付けフレームのねじ部と歯合する環状のねじ受け座と、を有する[1]に記載の電力変換装置。
[4]前記取っ手は、前記取り付けフレームに取付けられ、前記取り付けフレームと一体に回動可能である[3]に記載の電力変換装置。
12…インバータ回路、13…放熱フィン、14…取っ手、15…冷却ブロック、
16、18、20…半導体モジュール、24a、24b、24c…コンデンサ、
36…ゲートアンプ基板、
41a、41b、42a、42b、43a、43b…IGBT、
60…開口、68…ブロック本体、68a…受熱面、68b…放熱面、
76…取付けフレーム、77a…雄ねじ部、77b…雌ねじ部、78…ねじ受け座
Claims (4)
- 筐体と、
前記筐体に脱着可能に取り付けられた複数の半導体冷却モジュールと、
前記筐体内に設けられ、前記半導体冷却モジュールが電気的に接続される制御回路と、
を備え、
前記半導体冷却モジュールは、
1相分の半導体素子を含む単一の半導体モジュールと、コンデンサと、前記制御回路に接続するコネクタと、を有する発熱部と、
前記発熱部に結合された冷却ブロックを有し、前記発熱部を冷却する放熱部と、
前記放熱部に設けられ前記半導体冷却モジュールを把持するための取っ手と、
前記冷却ブロックを前記筐体に取付けるための取付け構造部と、を備え、
前記冷却ブロックは、受熱面、この受熱面と対向する放熱面、および前記筐体の外面に当接するフランジ部を有するブロック本体と、前記放熱面から外方に突出する複数の放熱フィンと、を有し、
前記取っ手は、その両端の2つの固定部が前記ブロック本体の前記放熱面に固定され、2つの前記固定部間の部分は、前記放熱フィンを跨いで延出され、
前記冷却ブロックを前記筐体に取付け、前記発熱部を前記筐体内に収容し前記放熱部および取っ手を前記筐体の開放側に保持し、前記半導体冷却モジュールの着脱と同時に、前記コネクタにより半導体冷却モジュールと前記制御回路が接続、切断される電力変換装置。 - 前記取付け構造部は、前記冷却ブロックのフランジ部に形成された複数の取付け孔と、
前記取付け孔を通して前記筐体にねじ込まれた複数のボルトと、を有する請求項1に記載の電力変換装置。 - 前記冷却ブロックは、受熱面、この受熱面と対向する放熱面を有する円板状のブロック本体と、前記放熱面から外方に突出する複数の放熱フィンと、を有し、
前記取付け構造部は、前記ブロック本体の外周部に回動自在に取付けられているとともに、ねじ部を有する環状の取り付けフレームと、前記筐体の外面に固定され、前記取り付けフレームのねじ部と歯合する環状のねじ受け座と、を有する請求項1に記載の電力変換装置。 - 前記取っ手は、前記取り付けフレームに取付けられ、前記取り付けフレームと一体に回動可能である請求項3に記載の電力変換装置。
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