JP6934992B1 - 電力変換装置 - Google Patents
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Abstract
Description
図1は実施の形態1に係る電力変換装置1の概略を示す断面図、図2は電力変換装置1のカバー4の側の外観の概略を示す平面図、図3は電力変換装置1のプリント基板5の第一の実装面5aにおける高発熱部品の配置を示す平面図、図4は電力変換装置1のプリント基板5の第二の実装面5bにおける高発熱部品の配置を示す平面図、図5は実施の形態1に係る別の電力変換装置1のプリント基板5の第二の実装面5bにおける高発熱部品の配置を示す平面図、図6は実施の形態1に係る別の電力変換装置1の概略を示す断面図である。図1は図2のA−A断面位置で切断した電力変換装置1の断面図、図6は図2のA−A断面位置と同等の位置で切断した別の電力変換装置1の断面図である。電力変換装置1は、モータを駆動源の一つとする電気自動車またはハイブリッド自動車等の車両に搭載される装置である。電力変換装置1は、所定の電力(例えば商用の交流電力)を別の所定の電力(例えば直流電力)に変換して出力する装置である。
電力変換装置1の構成について説明する。電力変換装置1は、図1に示すように、電力の変換を行う電力変換部2を備えた電気配線板であるプリント基板5と、プリント基板5を収容して外部に熱を放散する筐体3と、筐体3の開口を覆って筐体3の内部を密閉するカバー4とを有する。なお、図には電力変換装置1の入出力に関わる開口等の部位は示していない。
電力変換部2は、複数の電気部品を備える。電気部品は、半導体スイッチング素子6、抵抗7、アルミ電解コンデンサ8、及び制御部品などの他の電気部品(図示せず)で構成される。半導体スイッチング素子6、抵抗7、アルミ電解コンデンサ8、及び他の電気部品は、プリント基板5の第一の実装面5aまたは第二の実装面5bに実装される。半導体スイッチング素子6、抵抗7、アルミ電解コンデンサ8、及び他の電気部品がプリント基板5に設けられた導電部12で電気的に接続されることにより、電力変換部2が形成される。半導体スイッチング素子6、抵抗7、及びアルミ電解コンデンサ8は高発熱部品であり、他の電気部品は低発熱部品である。
電力変換装置1は、半導体スイッチング素子6及び抵抗7と冷却面3eとの間に放熱部材11を備える。半導体スイッチング素子6及び抵抗7は、放熱部材11を介して冷却面3eに接している。放熱部材11は、例えば、軟性を有した固体もしくは弾性体である。放熱部材11は、具体的には、高い熱伝導性を有する半固体状の放熱材、または液状からシート状の弾性体に硬化する非接着放熱材であり、例えば、シリコーン材料にフィラーが所定量で配合されたギャップフィラーである。放熱部材11を備えることで、半導体スイッチング素子6及び抵抗7の放熱性をさらに向上させることができる。
プリント基板5の第一の実装面5a及び第二の実装面5bにおける高発熱部品の部品配置について説明する。電力変換装置1は、半導体スイッチング素子6、抵抗7、及びアルミ電解コンデンサ8をそれぞれ複数備える。本実施の形態では、電力変換装置1は、6個の半導体スイッチング素子6、3個の抵抗7、及び6個のアルミ電解コンデンサ8を備える。なお、各部品の個数はこれに限るものではなく、上述した個数から増減した個数でもよく、一つであっても構わない。
実施の形態2に係る電力変換装置1について説明する。図7は実施の形態2に係る電力変換装置1の概略を示す断面図、図8及び図9はそれぞれ実施の形態2に係る別の電力変換装置1の概略を示す断面図である。図7、図8及び図9は、図2のA−A断面位置と同等の位置で切断した実施の形態2に係る電力変換装置1の断面図である。実施の形態2に係る電力変換装置1は、実施の形態1に示した電力変換装置1に加えて、さらに放熱部材11を備えた構成になっている。
従って、例示されていない無数の変形例が、本願明細書に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも1つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合、さらには、少なくとも1つの構成要素を抽出し、他の実施の形態の構成要素と組み合わせる場合が含まれるものとする。
Claims (12)
- 有底筒状に形成され、金属製の底壁の内面が冷却面である筐体と、
板状に形成され、一方の面が前記冷却面と対向して前記筐体に収容され、複数の導電部を有した電気配線板と、
前記電気配線板の一方の面に配置された第一発熱部品と、
前記第一発熱部品よりも発熱密度が低く、かつ前記電気配線板からの突出高さが前記第一発熱部品の突出高さ以下であり、前記電気配線板の一方の面に配置された第二発熱部品と、
前記第一発熱部品よりも発熱密度が低く、かつ前記電気配線板からの突出高さが前記第一発熱部品の突出高さよりも高く、前記電気配線板の他方の面に配置された第三発熱部品と、
前記第一発熱部品及び前記第二発熱部品と前記冷却面との間に放熱部材と、を備え、
前記第一発熱部品及び前記第二発熱部品は、前記放熱部材を介して前記冷却面に接しており、
前記電気配線板は、少なくとも一方の面に電気部品が配置されていない、一部の特定の板状部分を有し、
前記電気配線板の一方の面の側の前記板状部分と前記冷却面との間に前記放熱部材を備え、
前記第一発熱部品及び前記第二発熱部品は、前記板状部分の周囲に配置され、
前記板状部分は、前記放熱部材を介して前記冷却面に接している電力変換装置。 - 前記板状部分は前記導電部である領域導電部を備え、
前記第一発熱部品、前記第二発熱部品、及び前記第三発熱部品は、それぞれが配置された前記電気配線板の部分で、前記電気配線板が備えた前記導電部である部品導電部と熱的かつ電気的に接続され、
前記領域導電部と前記部品導電部とは、前記導電部である接続導電部を介して熱的かつ電気的に接続されている請求項1に記載の電力変換装置。 - 前記第二発熱部品と前記板状部分との間の距離は、前記第一発熱部品と前記板状部分との間の距離以上である請求項1に記載の電力変換装置。
- 前記第一発熱部品が接続された前記部品導電部と、前記領域導電部と、前記接続導電部とは、前記電気配線板の一方の面において外部に露出した前記導電部である請求項2に記載の電力変換装置。
- 複数の前記第一発熱部品を備え、
複数の前記第一発熱部品は、前記板状部分の周囲に分散して配置されている請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の電力変換装置。 - 複数の前記第三発熱部品を備え、
複数の前記第三発熱部品は、前記板状部分の周囲に分散して配置されている請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の電力変換装置。 - 前記第三発熱部品は、前記板状部分の内側で前記電気配線板の他方の面に配置されている請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の電力変換装置。
- 前記冷却面と対向し、筒状の外周壁で取り囲まれた前記筐体の開口を覆う、金属製のカバーを備え、
前記第三発熱部品、前記電気配線板の他方の面の側の前記板状部分、前記第一発熱部品が配置された前記電気配線板の他方の面の側の部分、及び前記第二発熱部品が配置された前記電気配線板の他方の面の側の部分のうち少なくとも1つは、前記カバーとの間に設けられた前記放熱部材を介して前記カバーに接している請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の電力変換装置。 - 前記放熱部材は、軟性を有した固体もしくは弾性体である請求項1から請求項8のいずれか1項に記載の電力変換装置。
- 前記電気配線板は、プリント基板である請求項1から請求項9のいずれか1項に記載の電力変換装置。
- 前記第一発熱部品は半導体スイッチング素子であり、前記第三発熱部品はアルミ電解コンデンサである請求項1から請求項10のいずれか1項に記載の電力変換装置。
- 前記筐体の前記底壁の外面にフィンを備えた請求項1から請求項11のいずれか1項に記載の電力変換装置。
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