JP7069734B2 - Power converter - Google Patents

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Description

この発明は、電力変換装置に関し、特に、ヒートシンクを備える電力変換装置に関する。 The present invention relates to a power conversion device, and more particularly to a power conversion device including a heat sink.

従来、ヒートシンクを備える電力変換装置が知られている(たとえば、特許文献1参照)。 Conventionally, a power conversion device including a heat sink is known (see, for example, Patent Document 1).

上記特許文献1には、スイッチング素子を含み、直流電力を交流電力に変換する電力変換回路部と、電力変換回路を収納する筐体と、筐体内で発生した熱を筐体外に放熱するヒートシンクとを備える電力変換装置が開示されている。この特許文献1の電力変換装置では、ヒートシンクは、スイッチング素子に接して配置されてスイッチング素子の熱を放熱するとともに、筐体内側に向けて設けられた内側放熱フィンにより筐体内の空気を冷却するように構成されている。また、特許文献1の電力変換装置では、ヒートシンクは、スイッチング素子に対応する部分と、内側放熱フィンとが設けられた部分とが近接して一体的に設けられている。 Patent Document 1 includes a power conversion circuit unit that includes a switching element and converts DC power into AC power, a housing that houses the power conversion circuit, and a heat sink that dissipates heat generated inside the housing to the outside of the housing. A power conversion device comprising the above is disclosed. In the power conversion device of Patent Document 1, the heat sink is arranged in contact with the switching element to dissipate the heat of the switching element, and the air inside the housing is cooled by the inner heat radiation fins provided toward the inside of the housing. It is configured as follows. Further, in the power conversion device of Patent Document 1, the heat sink is integrally provided with a portion corresponding to the switching element and a portion provided with the inner heat dissipation fins in close proximity to each other.

特開2016-146438号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2016-146438

しかしながら、上記特許文献1に記載された電力変換装置では、ヒートシンクは、スイッチング素子に対応する部分と、内側放熱フィンとが設けられた部分とが近接して一体的に設けられているため、発熱量の大きいスイッチング素子から発生した熱が、内側放熱フィンに熱伝導しやすい。このため、内側放熱フィンの温度が上昇しやすいという不都合がある。これにより、内側放熱フィンと筐体内部の空気との温度差が小さくなるため、筐体内部の空気の熱が、内側放熱フィンに伝わるのが抑制される。その結果、筐体内部の空気温度の上昇を抑制することが困難であるという問題点がある。 However, in the power conversion device described in Patent Document 1, since the heat sink is integrally provided with a portion corresponding to the switching element and a portion provided with the inner heat radiating fins in close proximity to each other, heat is generated. The heat generated from a large amount of switching elements is easily conducted to the inner heat dissipation fins. Therefore, there is a disadvantage that the temperature of the inner heat radiation fin tends to rise. As a result, the temperature difference between the inner heat radiating fins and the air inside the housing becomes smaller, so that the heat of the air inside the housing is suppressed from being transferred to the inner heat radiating fins. As a result, there is a problem that it is difficult to suppress an increase in the air temperature inside the housing.

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の1つの目的は、筐体内部の空気温度の上昇を抑制することが可能な電力変換装置を提供することである。 The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and one object of the present invention is to provide a power conversion device capable of suppressing an increase in air temperature inside a housing. Is.

上記目的を達成するために、この発明の一の局面による電力変換装置は、半導体スイッチング素子を含み、直流電力を交流電力に変換する電力変換回路と、電力変換回路を収納する筐体と、筐体内で発生した熱を筐体外に放熱させるヒートシンクとを備え、ヒートシンクは、半導体スイッチング素子を含む発熱部分の熱を放熱する第1部分と、筐体内の空気を冷却する第2部分とを含み、第1部分と第2部分との間には、熱抵抗部が設けられており、ヒートシンクの第2部分は、ベース部と、筐体外側に延びるようにベース部と一体的に設けられた外側フィン部と、ベース部の筐体内側の面に直接触するとともに、筐体内側に向かって延びるように設けられた内側フィン部とを含むIn order to achieve the above object, the power conversion device according to one aspect of the present invention includes a semiconductor switching element, a power conversion circuit that converts DC power into AC power, a housing that houses the power conversion circuit, and a housing. A heat sink that dissipates heat generated inside the body to the outside of the housing is provided, and the heat sink includes a first part that dissipates heat of a heat generating portion including a semiconductor switching element and a second part that cools the air inside the housing. A heat resistance portion is provided between the first portion and the second portion, and the second portion of the heat sink is provided integrally with the base portion and the base portion so as to extend to the outside of the housing. It includes a fin portion and an inner fin portion provided so as to be in direct contact with the inner surface of the housing of the base portion and extend toward the inside of the housing .

この発明一の局面による電力変換装置では、上記のように構成することにより、熱抵抗部により、半導体スイッチング素子の熱を放熱する第1部分から、筐体内の空気を冷却する第2部分に、熱が伝わるのを抑制することができる。これにより、第2部分の温度が上昇するのを抑制することができるので、第2部分の筐体内側と、筐体内部の空気との温度差を大きくすることができる。その結果、筐体内部の空気の熱を効率よく第2部分に伝えることができるので、筐体内部の空気温度の上昇を抑制することができる。 In the power conversion device according to the first aspect of the present invention, by configuring as described above, from the first part that dissipates heat of the semiconductor switching element by the thermal resistance part to the second part that cools the air in the housing. It is possible to suppress the transfer of heat. As a result, it is possible to suppress the temperature rise of the second portion, so that the temperature difference between the inside of the housing of the second portion and the air inside the housing can be increased. As a result, the heat of the air inside the housing can be efficiently transferred to the second portion, so that the rise in the air temperature inside the housing can be suppressed.

上記一の局面による電力変換装置において、好ましくは、第1部分は、第1ベース板と、第1ベース板から筐体外側に設けられた第1外側フィンと、を含み、第2部分は、上記ベース部としての第2ベース板と、第2ベース板から筐体外側に設けられた上記外側フィン部としての第2外側フィンと、第2ベース板から筐体内側に設けられた上記内側フィン部としての内側フィンとを含む。このように構成すれば、半導体スイッチング素子を含む発熱部分を第1部分の第1ベース板に当接させることができるので、第1ベース板および第1外側フィンとを介して、半導体スイッチング素子の熱を容易に外部に放熱することができる。また、内側フィンにより筐体内部の空気の熱を効率よく第2部分に伝えることができるので、第2外側フィンを介して、筐体内部の熱を効率よく外部に放出することができる。 In the power conversion device according to the above one aspect, preferably, the first portion includes a first base plate and a first outer fin provided on the outside of the housing from the first base plate, and the second portion includes. The second base plate as the base portion, the second outer fin as the outer fin portion provided on the outside of the housing from the second base plate, and the inner fin provided on the inside of the housing from the second base plate. Includes inner fins as part . With this configuration, the heat generating portion including the semiconductor switching element can be brought into contact with the first base plate of the first portion, so that the semiconductor switching element can be provided via the first base plate and the first outer fin. The heat can be easily dissipated to the outside. Further, since the heat of the air inside the housing can be efficiently transferred to the second portion by the inner fins, the heat inside the housing can be efficiently discharged to the outside through the second outer fins.

上記一の局面による電力変換装置において、好ましくは、熱抵抗部は、ヒートシンクよりも熱伝導率が小さい部材、ヒートシンクよりも断面積が小さい部分、および、屈曲部のうち少なくとも1つを含む。このように構成すれば、ヒートシンクよりも熱伝導が小さい部材を熱抵抗部に用いることにより、第1部分および第2部分を熱的に容易に分離することができるので、第1部分から第2部分への熱の伝わりを容易に抑制することができる。ヒートシンクよりも断面積が小さい部分または屈曲部を熱抵抗部に用いることにより、第1部分および第2部分を熱的に分離しつつ、第1部分および第2部分を一体的に形成することができるので、部品点数が増加するのを抑制することができる。 In the power conversion device according to the above aspect, the thermal resistance portion preferably includes at least one of a member having a thermal conductivity smaller than that of the heat sink, a portion having a cross-sectional area smaller than that of the heat sink, and a bent portion. With this configuration, the first portion and the second portion can be easily thermally separated by using a member having a smaller heat conduction than the heat sink for the thermal resistance portion, so that the first portion to the second portion can be easily separated. The heat transfer to the portion can be easily suppressed. By using a portion or a bent portion having a smaller cross-sectional area than the heat sink for the thermal resistance portion, it is possible to integrally form the first portion and the second portion while thermally separating the first portion and the second portion. Therefore, it is possible to suppress an increase in the number of parts.

この場合、好ましくは、熱抵抗部は、ヒートシンクよりも熱伝導率が小さいシール部材を含み、ヒートシンクは、シール部材を介して筐体に取り付けられている。このように構成すれば、ヒートシンクをシール部材を介して筐体に取り付けることができるので、筐体内を密閉することができる。これにより、半導体スイッチング素子を含む部品が配置される筐体内の空間を密閉することができるので、防塵機能や防水機能を持たせることができる。また、熱抵抗を有する(熱伝導率が小さい)シール部材を介してヒートシンクを筐体に取り付けることができるので、ヒートシンクの熱が筐体に伝わるのを抑制することができる。 In this case, preferably, the thermal resistance portion includes a sealing member having a thermal conductivity lower than that of the heat sink, and the heat sink is attached to the housing via the sealing member. With this configuration, the heat sink can be attached to the housing via the sealing member, so that the inside of the housing can be sealed. As a result, the space inside the housing in which the parts including the semiconductor switching element are arranged can be sealed, so that the dustproof function and the waterproof function can be provided. Further, since the heat sink can be attached to the housing via a seal member having thermal resistance (low thermal conductivity), it is possible to suppress the heat of the heat sink from being transferred to the housing.

上記一の局面による電力変換装置において、好ましくは、ヒートシンクは、第1部分と第2部分とが別体により形成されており、別体の第1部分および第2部分の間には、熱抵抗部が配置されている。このように構成すれば、第1部分および第2部分を熱的に確実に分離することができるので、第1部分から第2部分への熱の伝わりをより効果的に抑制することができる。 In the power conversion device according to the above one aspect, preferably, the heat sink has a first portion and a second portion formed by a separate body, and a thermal resistance is formed between the first portion and the second portion of the separate body. The part is arranged. With this configuration, the first portion and the second portion can be reliably thermally separated, so that heat transfer from the first portion to the second portion can be suppressed more effectively.

上記一の局面による電力変換装置において、好ましくは、ヒートシンクは、第1部分と第2部分とが一体的に形成されており、熱抵抗部は、第1部分と第2部分との間に設けられた溝部を含む。このように構成すれば、第1部分と第2部分とを別体で設ける場合に比べて、部品点数を減少させることができるとともに、筐体内を容易に密閉することができる。また、溝部により、第1部分から第2部分への熱の伝わりを抑制することができる。 In the power conversion device according to the above one aspect, preferably, the heat sink is integrally formed with the first portion and the second portion, and the thermal resistance portion is provided between the first portion and the second portion. Includes the groove. With this configuration, the number of parts can be reduced and the inside of the housing can be easily sealed, as compared with the case where the first portion and the second portion are provided separately. Further, the groove portion can suppress heat transfer from the first portion to the second portion.

本発明によれば、上記のように、筐体内部の空気温度の上昇を抑制することが可能な電力変換装置を提供することができる。 According to the present invention, as described above, it is possible to provide a power conversion device capable of suppressing an increase in the air temperature inside the housing.

本発明の第1実施形態による電力変換装置の回路図である。It is a circuit diagram of the power conversion apparatus according to 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態による電力変換装置の分解斜視図である。It is an exploded perspective view of the power conversion apparatus according to 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態による電力変換装置の平面断面図である。FIG. 3 is a plan sectional view of a power conversion device according to the first embodiment of the present invention. 本発明の第1実施形態による電力変換装置の正面図である。It is a front view of the power conversion apparatus according to 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2実施形態による電力変換装置の平面断面図である。FIG. 3 is a plan sectional view of a power conversion device according to a second embodiment of the present invention. 本発明の第2実施形態による電力変換装置の正面図である。It is a front view of the power conversion apparatus according to 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3実施形態による電力変換装置の平面断面図である。FIG. 3 is a plan sectional view of a power conversion device according to a third embodiment of the present invention.

以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments embodying the present invention will be described with reference to the drawings.

図1~図4を参照して、第1実施形態による電力変換装置100の構成について説明する。 The configuration of the power conversion device 100 according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 4.

[第1実施形態]
(電力変換装置の回路構成)
図1を参照して、電力変換装置100の回路構成について説明する。電力変換装置100は、入力された直流または交流の電力を設定された交流の電力に変換して出力するように構成されている。図1に示すように、電力変換装置100は、半導体スイッチング素子を含み直流電力を交流電力に変換する電力変換回路101と、半導体スイッチング素子を駆動するための制御回路42とを備えている。電力変換装置100は、直流電源(図示せず)から入力端子PおよびNを介して入力される直流電力を3相(U相、V相およびW相)の交流電力に変換するように構成されている。また、電力変換装置100は、変換したU相、V相およびW相の交流電力を、出力端子U、VおよびWを介して外部に出力するように構成されている。なお、出力端子U、VおよびWは、モータ(図示せず)などに接続されている。
[First Embodiment]
(Circuit configuration of power converter)
The circuit configuration of the power conversion device 100 will be described with reference to FIG. The power conversion device 100 is configured to convert the input DC or AC power into the set AC power and output the power. As shown in FIG. 1, the power conversion device 100 includes a power conversion circuit 101 that includes a semiconductor switching element and converts DC power into AC power, and a control circuit 42 for driving the semiconductor switching element. The power conversion device 100 is configured to convert DC power input from a DC power supply (not shown) via input terminals P and N into three-phase (U-phase, V-phase, and W-phase) AC power. ing. Further, the power conversion device 100 is configured to output the converted U-phase, V-phase, and W-phase AC power to the outside via the output terminals U, V, and W. The output terminals U, V, and W are connected to a motor (not shown) or the like.

電力変換装置100は、コンデンサCと、半導体スイッチング素子Sa、Sb、Sc、Sd、Se、Sfと、ダイオードDa、Db、Dc、Dd、De、Dfとを備えている。コンデンサCは、入力端子PおよびNの間に接続されている。また、コンデンサCは、リップル電流などの平滑用に設けられている。 The power conversion device 100 includes a capacitor C, semiconductor switching elements Sa, Sb, Sc, Sd, Se, Sf, and diodes Da, Db, Dc, Dd, De, Df. The capacitor C is connected between the input terminals P and N. Further, the capacitor C is provided for smoothing the ripple current and the like.

(電力変換装置の構造)
次に、図2~図4を参照して、電力変換装置100の構造的な構成について説明する。図2~図4に示すように、電力変換装置100は、筐体10と、シール部材21、22および23と、締結部材31、32および33と、基板40と、ヒートシンク50とを備えている。筐体10は、筐体本体11と、前面カバー12とを含んでいる。筐体本体11には、開口部111および112が設けられている。基板40には、半導体スイッチング素子41と、制御回路42とが設けられている。ヒートシンク50は、第1部分51と、第2部分52とを含んでいる。第1部分51は、第1ベース板511と、第1外側フィン512とを有している。第2部分52は、第2ベース板521と、第2外側フィン522と、内側フィン523とを含んでいる。なお、図2~図4において、電力変換装置100の半導体スイッチング素子41および半導体スイッチング素子41を駆動する制御回路42以外の電子部品については、説明の簡略化のため省略している。
(Structure of power converter)
Next, the structural configuration of the power conversion device 100 will be described with reference to FIGS. 2 to 4. As shown in FIGS. 2 to 4, the power conversion device 100 includes a housing 10, sealing members 21, 22 and 23, fastening members 31, 32 and 33, a substrate 40, and a heat sink 50. .. The housing 10 includes a housing body 11 and a front cover 12. The housing body 11 is provided with openings 111 and 112. The substrate 40 is provided with a semiconductor switching element 41 and a control circuit 42. The heat sink 50 includes a first portion 51 and a second portion 52. The first portion 51 has a first base plate 511 and a first outer fin 512. The second portion 52 includes a second base plate 521, a second outer fin 522, and an inner fin 523. In FIGS. 2 to 4, electronic components other than the semiconductor switching element 41 of the power conversion device 100 and the control circuit 42 for driving the semiconductor switching element 41 are omitted for the sake of brevity.

筐体10は、半導体スイッチング素子41および制御回路42が設けられた基板40を覆うように配置されている。つまり、筐体10は、電力変換回路101(図1参照)と制御回路42を収納するように構成されている。また、筐体10には、ヒートシンク50が取り付けられている。また、筐体10内は密閉されている。具体的には、筐体10およびヒートシンク50により、内部の空間が密閉されている。つまり、半導体スイッチング素子41は、筐体10内の密閉空間に配置されている。 The housing 10 is arranged so as to cover the substrate 40 on which the semiconductor switching element 41 and the control circuit 42 are provided. That is, the housing 10 is configured to accommodate the power conversion circuit 101 (see FIG. 1) and the control circuit 42. Further, a heat sink 50 is attached to the housing 10. Further, the inside of the housing 10 is hermetically sealed. Specifically, the internal space is sealed by the housing 10 and the heat sink 50. That is, the semiconductor switching element 41 is arranged in a closed space inside the housing 10.

筐体10(筐体本体11および前面カバー12)は、金属製の板部材により形成されている。筐体10は、たとえば、耐食アルミニウムや鉄材などにより形成されている。これにより、筐体10の密閉性を容易に確保することが可能である。また、筐体10は、密閉性を確保することが可能であればプラスチック等の樹脂材料により形成されていてもよい。 The housing 10 (housing body 11 and front cover 12) is formed of a metal plate member. The housing 10 is made of, for example, corrosion-resistant aluminum or an iron material. This makes it possible to easily secure the airtightness of the housing 10. Further, the housing 10 may be made of a resin material such as plastic as long as the airtightness can be ensured.

前面カバー12は、筐体本体11に対して、シール部材21を介して取り付けられている。また、前面カバー12は、複数の締結部材31により筐体本体11に対して締結されている。ヒートシンク50の第1部分51は、筐体本体11に対して、シール部材22を介して取り付けられている。また、第1部分51は、筐体本体11の開口部111を塞ぐように筐体本体11に取り付けられている。また、第1部分51は、複数の締結部材32により筐体本体11に対して締結されている。ヒートシンク50の第2部分52は、筐体本体11に対して、シール部材23を介して取り付けられている。また、第2部分52は、筐体本体11の開口部112を塞ぐように筐体本体11に取り付けられている。また、第2部分52は、複数の締結部材33により筐体本体11に対して締結されている。 The front cover 12 is attached to the housing body 11 via the seal member 21. Further, the front cover 12 is fastened to the housing main body 11 by a plurality of fastening members 31. The first portion 51 of the heat sink 50 is attached to the housing body 11 via the sealing member 22. Further, the first portion 51 is attached to the housing body 11 so as to close the opening 111 of the housing body 11. Further, the first portion 51 is fastened to the housing body 11 by a plurality of fastening members 32. The second portion 52 of the heat sink 50 is attached to the housing body 11 via the sealing member 23. Further, the second portion 52 is attached to the housing body 11 so as to close the opening 112 of the housing body 11. Further, the second portion 52 is fastened to the housing body 11 by a plurality of fastening members 33.

シール部材21~23は、筐体10内の密閉性を保つために設けられている。シール部材21~23は、たとえば、ゴムなどの弾性材料により形成されている。シール部材21~23は、たとえば、ニトリル系のゴム材料により形成されている。シール部材21~23は、筐体10の開口に沿って環状に形成されている。 The sealing members 21 to 23 are provided to maintain the airtightness inside the housing 10. The sealing members 21 to 23 are made of an elastic material such as rubber. The sealing members 21 to 23 are formed of, for example, a nitrile-based rubber material. The seal members 21 to 23 are formed in an annular shape along the opening of the housing 10.

ここで、第1実施形態では、シール部材22および23は、熱抵抗部として機能する。つまり、ヒートシンク50の第1部分51と第2部分52との間には、熱抵抗を有するシール部材22および23が設けられている。 Here, in the first embodiment, the seal members 22 and 23 function as thermal resistance portions. That is, seal members 22 and 23 having thermal resistance are provided between the first portion 51 and the second portion 52 of the heat sink 50.

つまり、ヒートシンク50は、半導体スイッチング素子41を含む発熱部分の取り付けられた領域と、内側フィン523が取り付けられた領域とが熱的に分離されている。 That is, in the heat sink 50, the region to which the heat generating portion including the semiconductor switching element 41 is attached and the region to which the inner fin 523 is attached are thermally separated.

シール部材23は、ヒートシンク50の材料よりも熱伝導率が小さい材料により形成されている。また、シール部材23は、筐体10の材料よりも熱伝導率が小さい材料により形成されている。たとえば、シール部材23は、1W/(mK)以下の熱伝導率を有している。また、シール部材23は、ヒートシンク50に対して、数千分の1~数百分の1程度の熱伝導率を有している。 The sealing member 23 is made of a material having a lower thermal conductivity than the material of the heat sink 50. Further, the seal member 23 is made of a material having a lower thermal conductivity than the material of the housing 10. For example, the seal member 23 has a thermal conductivity of 1 W / (mK) or less. Further, the seal member 23 has a thermal conductivity of about one-thousandth to one-hundredth of that of the heat sink 50.

基板40には、電力変換装置100を構成する部品が実装されている。基板40のY2面側(ヒートシンク50側)には、半導体スイッチング素子41が実装されている。また、基板40のY1面側(ヒートシンク50と反対側)には、制御回路42が設けられている。つまり、半導体スイッチング素子41と制御回路42とは、基板40に対して互いに異なる面に設けられている。また、半導体スイッチング素子41は、ヒートシンク50の第1部分51に直接締結されている。つまり、図3に示すように、半導体スイッチング素子41は、第1部分51の第1ベース板511の内側(Y1方向側)に接している。また、基板40は、スペーサ等を介して筐体10またはヒートシンク50の第1部分51に固定されている。 The components constituting the power conversion device 100 are mounted on the board 40. A semiconductor switching element 41 is mounted on the Y2 surface side (heat sink 50 side) of the substrate 40. Further, a control circuit 42 is provided on the Y1 surface side (opposite side of the heat sink 50) of the substrate 40. That is, the semiconductor switching element 41 and the control circuit 42 are provided on different surfaces with respect to the substrate 40. Further, the semiconductor switching element 41 is directly fastened to the first portion 51 of the heat sink 50. That is, as shown in FIG. 3, the semiconductor switching element 41 is in contact with the inside (Y1 direction side) of the first base plate 511 of the first portion 51. Further, the substrate 40 is fixed to the housing 10 or the first portion 51 of the heat sink 50 via a spacer or the like.

半導体スイッチング素子41は、たとえば、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ(IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor))などにより構成されている。 The semiconductor switching element 41 is composed of, for example, an isolated gate bipolar transistor (IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor)) or the like.

ヒートシンク50は、筐体10内で発生した熱を筐体10外に放熱させるように構成されている。また、ヒートシンク50は、筐体10の外部に露出するように配置されている。また、ヒートシンク50は、電力変換装置100の背面(Y2方向側の面)に設けられている。ヒートシンク50は、熱伝導率が高い材料により形成されている。ヒートシンク50は、たとえば、アルミニウム材や、銅などにより形成されている。 The heat sink 50 is configured to dissipate heat generated inside the housing 10 to the outside of the housing 10. Further, the heat sink 50 is arranged so as to be exposed to the outside of the housing 10. Further, the heat sink 50 is provided on the back surface (the surface on the Y2 direction side) of the power conversion device 100. The heat sink 50 is made of a material having high thermal conductivity. The heat sink 50 is made of, for example, an aluminum material, copper, or the like.

ヒートシンク50の第1部分51は、半導体スイッチング素子41を含む発熱部分の熱を放熱するように構成されている。発熱部分は、半導体スイッチング素子41のほか、たとえば、コンデンサやトランスなどを含んでいる。ヒートシンク50の第2部分52は、筐体10内の空気を冷却するように構成されている。 The first portion 51 of the heat sink 50 is configured to dissipate heat from the heat generating portion including the semiconductor switching element 41. The heat generating portion includes, for example, a capacitor and a transformer in addition to the semiconductor switching element 41. The second portion 52 of the heat sink 50 is configured to cool the air inside the housing 10.

また、ヒートシンク50の第1部分51と、第2部分52とは、別体により形成されている。また、別体の第1部分51および第2部分52の間には、熱抵抗部としてのシール部材22および23が配置されている。 Further, the first portion 51 and the second portion 52 of the heat sink 50 are formed by separate bodies. Further, seal members 22 and 23 as thermal resistance portions are arranged between the first portion 51 and the second portion 52 of the separate body.

第1部分51の第1ベース板511は、XZ平面と略平行に設けられている。第1部分51の第1外側フィン512は、第1ベース板511から筐体10外側に設けられている。また、第1外側フィン512は、複数設けられている。また、第1外側フィン512は、第1ベース板511と略直交する面に沿って設けられている。また、複数の第1外側フィン512は、略平行に配列されている。また、第1外側フィン512は、YZ平面と略平行に設けられている。つまり、第1外側フィン512は、上下方向(Z方向)に延びるように配置されている。 The first base plate 511 of the first portion 51 is provided substantially parallel to the XZ plane. The first outer fin 512 of the first portion 51 is provided on the outside of the housing 10 from the first base plate 511. Further, a plurality of first outer fins 512 are provided. Further, the first outer fin 512 is provided along a plane substantially orthogonal to the first base plate 511. Further, the plurality of first outer fins 512 are arranged substantially in parallel. Further, the first outer fin 512 is provided substantially parallel to the YZ plane. That is, the first outer fin 512 is arranged so as to extend in the vertical direction (Z direction).

ヒートシンク50の第1部分51は、半導体スイッチング素子41を含む発熱部分から発生した熱を第1ベース板511から第1外側フィン512へ熱伝導させる。そして、第1部分51は、第1外側フィン512から筐体10外部の空気に熱を伝えて、筐体10内部で発生した熱を筐体10外へ放出する。 The first portion 51 of the heat sink 50 conducts heat generated from the heat generating portion including the semiconductor switching element 41 from the first base plate 511 to the first outer fin 512. Then, the first portion 51 transfers heat from the first outer fin 512 to the air outside the housing 10, and releases the heat generated inside the housing 10 to the outside of the housing 10.

第2部分52の第2ベース板521は、XZ平面と略平行に設けられている。第2部分52の第2外側フィン522は、第2ベース板521から筐体10外側に設けられている。また、第2外側フィン522は、複数設けられている。また、第2外側フィン522は、第2ベース板521と略直交する面に沿って設けられている。また、複数の第2外側フィン522は、略平行に配列されている。また、第2外側フィン522は、YZ平面と略平行に設けられている。つまり、第2外側フィン522は、上下方向(Z方向)に延びるように配置されている。 The second base plate 521 of the second portion 52 is provided substantially parallel to the XZ plane. The second outer fin 522 of the second portion 52 is provided on the outside of the housing 10 from the second base plate 521. Further, a plurality of second outer fins 522 are provided. Further, the second outer fin 522 is provided along a plane substantially orthogonal to the second base plate 521. Further, the plurality of second outer fins 522 are arranged substantially in parallel. Further, the second outer fin 522 is provided substantially parallel to the YZ plane. That is, the second outer fin 522 is arranged so as to extend in the vertical direction (Z direction).

図3および図4に示すように、第2部分52の内側フィン523は、第2ベース板521から筐体10内側に設けられている。また、内側フィン523は、複数設けられている。また、内側フィン523は、第2ベース板521と略直交する面に沿って設けられている。また、複数の内側フィン523は、略平行に配列されている。また、内側フィン523は、YZ平面と略平行に設けられている。つまり、内側フィン523は、上下方向(Z方向)に延びるように配置されている。なお、図4は、前面カバー12およびシール部材21を外した状態の電力変換装置100を前方(Y1方向)から見た図である。 As shown in FIGS. 3 and 4, the inner fin 523 of the second portion 52 is provided inside the housing 10 from the second base plate 521. Further, a plurality of inner fins 523 are provided. Further, the inner fin 523 is provided along a plane substantially orthogonal to the second base plate 521. Further, the plurality of inner fins 523 are arranged substantially in parallel. Further, the inner fin 523 is provided substantially parallel to the YZ plane. That is, the inner fin 523 is arranged so as to extend in the vertical direction (Z direction). Note that FIG. 4 is a view of the power conversion device 100 with the front cover 12 and the seal member 21 removed from the front (Y1 direction).

内側フィン523は、筐体10内の空気に接することにより、筐体10内の空気から熱を奪うように構成されている。複数の内側フィン523を含む部材は、複数の第2外側フィン522を含む部材とは別体に形成されている。複数の内側フィン523を含む部材は、複数の第2外側フィン522を含む部材に締結や溶接などの方法により固定されている。 The inner fin 523 is configured to take heat from the air inside the housing 10 by coming into contact with the air inside the housing 10. The member including the plurality of inner fins 523 is formed separately from the member including the plurality of second outer fins 522. The member including the plurality of inner fins 523 is fixed to the member including the plurality of second outer fins 522 by a method such as fastening or welding.

ヒートシンク50の第2部分52は、筐体10内部の空気の熱を内側フィン523から第2ベース板521へ熱伝導させる。第2部分52は、第2ベース板521から第2外側フィン522へ熱を伝導させる。そして、第2部分52は、第2外側フィン522から筐体10外部の空気に熱を伝えて、筐体10内部で発生した熱を筐体10外へ放出する。 The second portion 52 of the heat sink 50 conducts heat of the air inside the housing 10 from the inner fin 523 to the second base plate 521. The second portion 52 conducts heat from the second base plate 521 to the second outer fin 522. Then, the second portion 52 transfers heat from the second outer fin 522 to the air outside the housing 10, and releases the heat generated inside the housing 10 to the outside of the housing 10.

(第1実施形態の効果)
第1実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
(Effect of the first embodiment)
In the first embodiment, the following effects can be obtained.

第1実施形態では、上記のように、半導体スイッチング素子41を含む発熱部分の熱を放熱する第1部分51と、筐体10内の空気を冷却する第2部分52との間に、熱抵抗を有するシール部材22および23を設ける。これにより、熱抵抗を有するシール部材22および23により、半導体スイッチング素子41の熱を放熱する第1部分51から、筐体10内の空気を冷却する第2部分52に、熱が伝わるのを抑制することができる。これにより、第2部分52の温度が上昇するのを抑制することができるので、第2部分52の筐体10内側と、筐体10内部の空気との温度差を大きくすることができる。その結果、筐体10内部の空気の熱を効率よく第2部分52に伝えることができるので、筐体10内部の空気温度の上昇を抑制することができる。 In the first embodiment, as described above, thermal resistance is generated between the first portion 51 that dissipates heat from the heat generating portion including the semiconductor switching element 41 and the second portion 52 that cools the air in the housing 10. The seal members 22 and 23 having the above are provided. As a result, the sealing members 22 and 23 having thermal resistance suppress the heat transfer from the first portion 51 that dissipates the heat of the semiconductor switching element 41 to the second portion 52 that cools the air in the housing 10. can do. As a result, it is possible to suppress the temperature rise of the second portion 52, so that the temperature difference between the inside of the housing 10 of the second portion 52 and the air inside the housing 10 can be increased. As a result, the heat of the air inside the housing 10 can be efficiently transferred to the second portion 52, so that the increase in the air temperature inside the housing 10 can be suppressed.

また、第1実施形態では、上記のように、第1部分51に、第1ベース板511と、第1ベース板511から筐体10外側に配置された第1外側フィン512と、を設ける。これにより、半導体スイッチング素子41を含む発熱部分を第1部分51の第1ベース板511に当接させることができるので、第1ベース板511および第1外側フィン512とを介して、半導体スイッチング素子41の熱を容易に外部に放熱することができる。また、第2部分52に、第2ベース板521と、第2ベース板521から筐体10外側に配置された第2外側フィン522と、第2ベース板521から筐体10内側に配置された内側フィン523とを設ける。これにより、内側フィン523により筐体10内部の空気の熱を効率よく第2部分52に伝えることができるので、第2外側フィン522を介して、筐体10内部の熱を効率よく外部に放出することができる。 Further, in the first embodiment, as described above, the first portion 51 is provided with the first base plate 511 and the first outer fin 512 arranged outside the housing 10 from the first base plate 511. As a result, the heat generating portion including the semiconductor switching element 41 can be brought into contact with the first base plate 511 of the first portion 51, so that the semiconductor switching element can be brought into contact with the first base plate 511 and the first outer fin 512. The heat of 41 can be easily dissipated to the outside. Further, in the second portion 52, the second base plate 521, the second outer fin 522 arranged on the outside of the housing 10 from the second base plate 521, and the inside of the housing 10 from the second base plate 521 are arranged. An inner fin 523 is provided. As a result, the heat of the air inside the housing 10 can be efficiently transferred to the second portion 52 by the inner fin 523, so that the heat inside the housing 10 is efficiently released to the outside through the second outer fin 522. can do.

また、第1実施形態では、上記のように、熱抵抗部として、ヒートシンク50よりも熱伝導率が小さい部材を設ける。これにより、第1部分51および第2部分52を熱的に容易に分離することができるので、第1部分51から第2部分52への熱の伝わりを容易に抑制することができる。 Further, in the first embodiment, as described above, a member having a thermal conductivity smaller than that of the heat sink 50 is provided as the thermal resistance portion. As a result, the first portion 51 and the second portion 52 can be easily thermally separated, so that heat transfer from the first portion 51 to the second portion 52 can be easily suppressed.

また、第1実施形態では、上記のように、ヒートシンク50を、シール部材22および23を介して筐体10に取り付けている。これにより、ヒートシンク50をシール部材22および23を介して筐体10に取り付けることができるので、筐体10内を密閉することができる。これにより、半導体スイッチング素子41を含む部品が配置される筐体10内の空間を密閉することができるので、防塵機能や防水機能を持たせることができる。また、熱抵抗を有する(熱伝導率が小さい)シール部材22および23を介してヒートシンク50を筐体10に取り付けることができるので、ヒートシンク50の熱が筐体10に伝わるのを抑制することができる。 Further, in the first embodiment, as described above, the heat sink 50 is attached to the housing 10 via the seal members 22 and 23. As a result, the heat sink 50 can be attached to the housing 10 via the sealing members 22 and 23, so that the inside of the housing 10 can be sealed. As a result, the space inside the housing 10 in which the component including the semiconductor switching element 41 is arranged can be sealed, so that the dustproof function and the waterproof function can be provided. Further, since the heat sink 50 can be attached to the housing 10 via the sealing members 22 and 23 having thermal resistance (low thermal conductivity), it is possible to suppress the heat of the heat sink 50 from being transferred to the housing 10. can.

また、第1実施形態では、上記のように、ヒートシンク50の第1部分51と第2部分52とを別体により形成し、別体の第1部分51および第2部分52の間に、熱抵抗を有するシール部材22および23を配置する。これにより、第1部分51および第2部分52を熱的に確実に分離することができるので、第1部分51から第2部分52への熱の伝わりをより効果的に抑制することができる。 Further, in the first embodiment, as described above, the first portion 51 and the second portion 52 of the heat sink 50 are formed by separate bodies, and heat is generated between the first portion 51 and the second portion 52 of the separate bodies. The sealing members 22 and 23 having resistance are arranged. As a result, the first portion 51 and the second portion 52 can be reliably thermally separated, so that heat transfer from the first portion 51 to the second portion 52 can be suppressed more effectively.

また、第1実施形態では、上記のように、筐体10内を密閉し、半導体スイッチング素子41を、筐体10内の密閉空間に配置する。これにより、電力変換装置100に防塵機能や防水機能を持たせることができる。 Further, in the first embodiment, as described above, the inside of the housing 10 is sealed, and the semiconductor switching element 41 is arranged in the closed space inside the housing 10. As a result, the power conversion device 100 can be provided with a dustproof function and a waterproof function.

[第2実施形態]
次に、図5および図6を参照して、第2実施形態による電力変換装置200の構成について説明する。この第2実施形態における電力変換装置200は、ヒートシンク50の第1部分51と第2部分52とが別体で形成されている構成の第1実施形態と異なり、ヒートシンク60の第1部分61と第2部分62とが一体的に形成されている。なお、図中において上記第1実施形態と同様の構成の部分には、同一の符号を付して、説明を省略する。
[Second Embodiment]
Next, the configuration of the power conversion device 200 according to the second embodiment will be described with reference to FIGS. 5 and 6. The power conversion device 200 in the second embodiment is different from the first embodiment in which the first portion 51 and the second portion 52 of the heat sink 50 are formed separately, and the power conversion device 200 is different from the first portion 61 of the heat sink 60. The second portion 62 is integrally formed. In the figure, the same reference numerals are given to the parts having the same configuration as that of the first embodiment, and the description thereof will be omitted.

(電力変換装置の構造)
電力変換装置200の構造的な構成について説明する。図5および図6に示すように、電力変換装置200は、筐体10と、シール部材21および24と、締結部材31(図2参照)および34と、基板40と、ヒートシンク60とを備えている。筐体10は、筐体本体13と、前面カバー12とを含んでいる。筐体本体13には、開口部131が設けられている。基板40には、半導体スイッチング素子41と、制御回路42とが設けられている。ヒートシンク60は、第1部分61と、第2部分62とを含んでいる。第1部分61は、第1ベース板611と、第1外側フィン612とを有している。第2部分62は、第2ベース板621と、第2外側フィン622と、内側フィン623とを含んでいる。なお、図5および図6において、電力変換装置200の半導体スイッチング素子41および半導体スイッチング素子41を駆動する制御回路42以外の電子部品については、説明の簡略化のため省略している。
(Structure of power converter)
The structural configuration of the power converter 200 will be described. As shown in FIGS. 5 and 6, the power conversion device 200 includes a housing 10, sealing members 21 and 24, fastening members 31 (see FIG. 2) and 34, a substrate 40, and a heat sink 60. There is. The housing 10 includes a housing body 13 and a front cover 12. The housing body 13 is provided with an opening 131. The substrate 40 is provided with a semiconductor switching element 41 and a control circuit 42. The heat sink 60 includes a first portion 61 and a second portion 62. The first portion 61 has a first base plate 611 and a first outer fin 612. The second portion 62 includes a second base plate 621, a second outer fin 622, and an inner fin 623. In FIGS. 5 and 6, electronic components other than the semiconductor switching element 41 of the power conversion device 200 and the control circuit 42 for driving the semiconductor switching element 41 are omitted for the sake of brevity.

ここで、第2実施形態では、ヒートシンク60の第1部分61と第2部分62とは、一体的に形成されている。また、第1部分61と第2部分62との間には、熱抵抗部として、屈曲部63が設けられている。屈曲部63は、Z方向に延びるように形成された溝部631を含んでいる。また、屈曲部63は、第1部分61の第1ベース板611と第2部分62の第2ベース板621との間に設けられ、第1ベース板611および第2ベース板621を接続するように構成されている。屈曲部63は、外側(Y2方向側)に向かって突出するように屈曲している。屈曲部63は、第1ベース板611および第2ベース板621の間の固体部分(熱伝導部分)の距離を大きくすることにより、第1部分61から第2部分62への熱伝導を抑制するように構成されている。 Here, in the second embodiment, the first portion 61 and the second portion 62 of the heat sink 60 are integrally formed. Further, a bent portion 63 is provided as a thermal resistance portion between the first portion 61 and the second portion 62. The bent portion 63 includes a groove portion 631 formed so as to extend in the Z direction. Further, the bent portion 63 is provided between the first base plate 611 of the first portion 61 and the second base plate 621 of the second portion 62 so as to connect the first base plate 611 and the second base plate 621. It is configured in. The bent portion 63 is bent so as to project toward the outside (Y2 direction side). The bent portion 63 suppresses heat conduction from the first portion 61 to the second portion 62 by increasing the distance of the solid portion (heat conduction portion) between the first base plate 611 and the second base plate 621. It is configured as follows.

なお、溝部631は、第1ベース板611および第2ベース板621よりも深く形成してもよいし、第1ベース板611および第2ベース板621よりも浅くして、溝の幅(X方向の長さ)を大きくしてもよい。これにより、熱伝導の距離を大きくすることが可能である。また、屈曲部63は、複数回屈曲してもよい。 The groove portion 631 may be formed deeper than the first base plate 611 and the second base plate 621, or may be shallower than the first base plate 611 and the second base plate 621 so that the width of the groove (X direction). Length) may be increased. This makes it possible to increase the distance of heat conduction. Further, the bent portion 63 may be bent a plurality of times.

ヒートシンク60は、筐体本体13に対して、シール部材24を介して取り付けられている。また、ヒートシンク60は、筐体本体13の開口部131を塞ぐように筐体本体13に取り付けられている。また、ヒートシンク60は、複数の締結部材34により筐体本体13に対して締結されている。なお、第1部分61の第1ベース板611および第1外側フィン612は、それぞれ、第1実施形態の第1ベース板511および第1外側フィン512に対応し、同様の構成を有している。また、第2部分62の第2ベース板621、第2外側フィン622および内側フィン623は、それぞれ、第1実施形態の第2ベース板521、第2外側フィン522および内側フィン523に対応し、同様の構成を有している。 The heat sink 60 is attached to the housing body 13 via the seal member 24. Further, the heat sink 60 is attached to the housing body 13 so as to close the opening 131 of the housing body 13. Further, the heat sink 60 is fastened to the housing body 13 by a plurality of fastening members 34. The first base plate 611 and the first outer fin 612 of the first portion 61 correspond to the first base plate 511 and the first outer fin 512 of the first embodiment, respectively, and have the same configuration. .. Further, the second base plate 621, the second outer fin 622, and the inner fin 623 of the second portion 62 correspond to the second base plate 521, the second outer fin 522, and the inner fin 523 of the first embodiment, respectively. It has a similar configuration.

なお、第2実施形態のその他の構成は、上記第1実施形態と同様である。 The other configurations of the second embodiment are the same as those of the first embodiment.

(第2実施形態の効果)
第2実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
(Effect of the second embodiment)
In the second embodiment, the following effects can be obtained.

第2実施形態では、上記のように、半導体スイッチング素子41を含む発熱部分の熱を放熱する第1部分61と、筐体10内の空気を冷却する第2部分62との間に、熱抵抗部としての屈曲部63を設ける。これにより、熱抵抗部としての屈曲部63により、半導体スイッチング素子41の熱を放熱する第1部分61から、筐体10内の空気を冷却する第2部分62に、熱が伝わるのを抑制することができる。これにより、上記第1実施形態と同様に、筐体10内部の空気温度の上昇を抑制することができる。 In the second embodiment, as described above, thermal resistance is generated between the first portion 61 that dissipates heat from the heat generating portion including the semiconductor switching element 41 and the second portion 62 that cools the air in the housing 10. A bent portion 63 is provided as a portion. As a result, the bent portion 63 as the thermal resistance portion suppresses heat transfer from the first portion 61 that dissipates heat of the semiconductor switching element 41 to the second portion 62 that cools the air in the housing 10. be able to. As a result, it is possible to suppress an increase in the air temperature inside the housing 10 as in the first embodiment.

また、第2実施形態では、上記のように、熱抵抗部として、屈曲部63を設ける。これにより、第1部分61および第2部分62を熱的に分離しつつ、第1部分61および第2部分62を一体的に形成することができるので、部品点数が増加するのを抑制することができる。 Further, in the second embodiment, as described above, the bent portion 63 is provided as the thermal resistance portion. As a result, the first portion 61 and the second portion 62 can be integrally formed while thermally separating the first portion 61 and the second portion 62, so that the increase in the number of parts can be suppressed. Can be done.

また、第2実施形態では、上記のように、ヒートシンク60の第1部分61と第2部分62とを一体的に形成し、熱抵抗部として、第1部分61と第2部分62との間に溝部631を設ける。これにより、第1部分61と第2部分62とを別体で設ける場合に比べて、部品点数を減少させることができるとともに、筐体10内を容易に密閉することができる。また、溝部631により、第1部分61から第2部分62への熱の伝わりを抑制することができる。 Further, in the second embodiment, as described above, the first portion 61 and the second portion 62 of the heat sink 60 are integrally formed, and as a thermal resistance portion, between the first portion 61 and the second portion 62. A groove 631 is provided in the groove. As a result, the number of parts can be reduced and the inside of the housing 10 can be easily sealed as compared with the case where the first portion 61 and the second portion 62 are provided separately. Further, the groove portion 631 can suppress the transfer of heat from the first portion 61 to the second portion 62.

なお、第2実施形態のその他の効果は、上記第1実施形態と同様である。 The other effects of the second embodiment are the same as those of the first embodiment.

[第3実施形態]
次に、図7を参照して、第3実施形態による電力変換装置300の構成について説明する。この第3実施形態における電力変換装置300は、ヒートシンク50の第1部分51と第2部分52とが別体で形成されている構成の第1実施形態と異なり、ヒートシンク70の第1部分71と第2部分72とが一体的に形成されている。また、第3実施形態における電力変換装置300は、ヒートシンク60の第1部分61と第2部分62との間に屈曲部63が設けられている構成の第2実施形態と異なり、ヒートシンク70の第1部分71と第2部分72との間にヒートシンク70よりも断面積が小さい部分が形成されている。なお、図中において上記第1実施形態または第2実施形態と同様の構成の部分には、同一の符号を付して、説明を省略する。
[Third Embodiment]
Next, the configuration of the power conversion device 300 according to the third embodiment will be described with reference to FIG. 7. The power conversion device 300 in the third embodiment is different from the first embodiment in which the first portion 51 and the second portion 52 of the heat sink 50 are formed separately, and the power conversion device 300 is different from the first portion 71 of the heat sink 70. The second portion 72 is integrally formed. Further, the power conversion device 300 in the third embodiment is different from the second embodiment in which the bent portion 63 is provided between the first portion 61 and the second portion 62 of the heat sink 60, and the heat sink 70 is the first. A portion having a cross-sectional area smaller than that of the heat sink 70 is formed between the first portion 71 and the second portion 72. In the figure, the same reference numerals are given to the parts having the same configuration as that of the first embodiment or the second embodiment, and the description thereof will be omitted.

(電力変換装置の構造)
電力変換装置300の構造的な構成について説明する。図7に示すように、電力変換装置300は、筐体10と、シール部材21および24と、締結部材31(図2参照)および34と、基板40と、ヒートシンク70とを備えている。筐体10は、筐体本体13と、前面カバー12とを含んでいる。筐体本体13には、開口部131が設けられている。基板40には、半導体スイッチング素子41と、制御回路42とが設けられている。ヒートシンク70は、第1部分71と、第2部分72とを含んでいる。第1部分71は、第1ベース板711と、第1外側フィン712とを有している。第2部分72は、第2ベース板721と、第2外側フィン722と、内側フィン723とを含んでいる。なお、図7において、電力変換装置300の半導体スイッチング素子41および半導体スイッチング素子41を駆動する制御回路42以外の電子部品については、説明の簡略化のため省略している。
(Structure of power converter)
The structural configuration of the power conversion device 300 will be described. As shown in FIG. 7, the power conversion device 300 includes a housing 10, sealing members 21 and 24, fastening members 31 (see FIG. 2) and 34, a substrate 40, and a heat sink 70. The housing 10 includes a housing body 13 and a front cover 12. The housing body 13 is provided with an opening 131. The substrate 40 is provided with a semiconductor switching element 41 and a control circuit 42. The heat sink 70 includes a first portion 71 and a second portion 72. The first portion 71 has a first base plate 711 and a first outer fin 712. The second portion 72 includes a second base plate 721, a second outer fin 722, and an inner fin 723. In FIG. 7, electronic components other than the semiconductor switching element 41 of the power conversion device 300 and the control circuit 42 for driving the semiconductor switching element 41 are omitted for simplification of description.

ここで、第3実施形態では、ヒートシンク70の第1部分71と第2部分72とは、一体的に形成されている。また、第1部分71と第2部分72との間には、熱抵抗部73が設けられている。熱抵抗部73は、ヒートシンク70の第1ベース板711および第2ベース板721よりも断面積(YZ平面と平行に切った断面積)が小さい薄肉部731を含んでいる。また、熱抵抗部73は、Z方向に延びるように形成された溝部732を含んでいる。また、熱抵抗部73は、第1部分71の第1ベース板711と第2部分72の第2ベース板721との間に設けられ、第1ベース板711および第2ベース板721を接続するように構成されている。つまり、熱抵抗部73は、第1部分71および第2部分72の接続部分の断面積よりも小さい断面積を有している。溝部732は、内側(Y1方向側)に向かって凹むように形成されている。溝部732を外側に配置することにより、筐体10内の密閉性の確保を容易にすることが可能である。薄肉部731は、断面積を小さくすることにより、熱抵抗が増加して、第1部分71から第2部分72への熱伝導を抑制するように構成されている。 Here, in the third embodiment, the first portion 71 and the second portion 72 of the heat sink 70 are integrally formed. Further, a thermal resistance portion 73 is provided between the first portion 71 and the second portion 72. The thermal resistance portion 73 includes a thin-walled portion 731 having a smaller cross-sectional area (cross-sectional area cut in parallel with the YZ plane) than the first base plate 711 and the second base plate 721 of the heat sink 70. Further, the thermal resistance portion 73 includes a groove portion 732 formed so as to extend in the Z direction. Further, the thermal resistance portion 73 is provided between the first base plate 711 of the first portion 71 and the second base plate 721 of the second portion 72, and connects the first base plate 711 and the second base plate 721. It is configured as follows. That is, the thermal resistance portion 73 has a cross-sectional area smaller than the cross-sectional area of the connecting portions of the first portion 71 and the second portion 72. The groove portion 732 is formed so as to be recessed toward the inside (Y1 direction side). By arranging the groove portion 732 on the outside, it is possible to easily secure the airtightness inside the housing 10. The thin-walled portion 731 is configured to increase the thermal resistance by reducing the cross-sectional area and suppress heat conduction from the first portion 71 to the second portion 72.

なお、第1部分71の第1ベース板711および第1外側フィン712は、それぞれ、第1実施形態の第1ベース板511および第1外側フィン512に対応し、同様の構成を有している。また、第2部分72の第2ベース板721、第2外側フィン722および内側フィン723は、それぞれ、第1実施形態の第2ベース板521、第2外側フィン522および内側フィン523に対応し、同様の構成を有している。 The first base plate 711 and the first outer fin 712 of the first portion 71 correspond to the first base plate 511 and the first outer fin 512 of the first embodiment, respectively, and have the same configuration. .. Further, the second base plate 721, the second outer fin 722, and the inner fin 723 of the second portion 72 correspond to the second base plate 521, the second outer fin 522, and the inner fin 523 of the first embodiment, respectively. It has a similar configuration.

なお、第3実施形態のその他の構成は、上記第1実施形態と同様である。 The other configurations of the third embodiment are the same as those of the first embodiment.

(第3実施形態の効果)
第3実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
(Effect of the third embodiment)
In the third embodiment, the following effects can be obtained.

第3実施形態では、上記のように、半導体スイッチング素子41を含む発熱部分の熱を放熱する第1部分71と、筐体10内の空気を冷却する第2部分72との間に、熱抵抗部73を設ける。これにより、熱抵抗部73により、半導体スイッチング素子41の熱を放熱する第1部分71から、筐体10内の空気を冷却する第2部分72に、熱が伝わるのを抑制することができる。これにより、上記第1実施形態と同様に、筐体10内部の空気温度の上昇を抑制することができる。 In the third embodiment, as described above, thermal resistance is generated between the first portion 71 that dissipates heat from the heat generating portion including the semiconductor switching element 41 and the second portion 72 that cools the air in the housing 10. A unit 73 is provided. As a result, the thermal resistance portion 73 can suppress heat transfer from the first portion 71, which dissipates heat from the semiconductor switching element 41, to the second portion 72, which cools the air inside the housing 10. As a result, it is possible to suppress an increase in the air temperature inside the housing 10 as in the first embodiment.

また、第3実施形態では、上記のように、熱抵抗部は、ヒートシンク70よりも断面積が小さい部分を含む。これにより、第1部分71および第2部分72を熱的に分離しつつ、第1部分71および第2部分72を一体的に形成することができるので、部品点数が増加するのを抑制することができる。 Further, in the third embodiment, as described above, the thermal resistance portion includes a portion having a cross section smaller than that of the heat sink 70. As a result, the first portion 71 and the second portion 72 can be integrally formed while thermally separating the first portion 71 and the second portion 72, so that the increase in the number of parts can be suppressed. Can be done.

なお、第3実施形態のその他の効果は、上記第1実施形態と同様である。 The other effects of the third embodiment are the same as those of the first embodiment.

(変形例)
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更(変形例)が含まれる。
(Modification example)
It should be noted that the embodiments disclosed this time are exemplary in all respects and are not considered to be restrictive. The scope of the present invention is shown by the scope of claims rather than the description of the above-described embodiment, and further includes all modifications (modifications) within the meaning and scope equivalent to the scope of claims.

たとえば、上記第1~第3実施形態では、電力変換装置の背面(後側の面)にヒートシンクを設ける構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、電力変換装置のいずれの面にヒートシンクを設けてもよい。たとえば、電力変換装置の側面や前面にヒートシンクを設けてもよい。また、電力変換装置の設置姿勢については、設置するものが任意に決定して配置するようにしてもよい。 For example, in the first to third embodiments described above, an example of a configuration in which a heat sink is provided on the back surface (rear surface) of the power conversion device is shown, but the present invention is not limited to this. In the present invention, the heat sink may be provided on any surface of the power conversion device. For example, a heat sink may be provided on the side surface or the front surface of the power converter. Further, the installation posture of the power conversion device may be arbitrarily determined and arranged.

また、上記第1~第3実施形態では、電力変換装置に、制御回路を設ける構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、制御回路を電力変換装置に対して外付けで設けてもよい。 Further, in the first to third embodiments, an example of a configuration in which a control circuit is provided in the power conversion device is shown, but the present invention is not limited to this. In the present invention, the control circuit may be provided externally to the power conversion device.

また、上記第1~第3実施形態では、筐体に前面カバーを設ける構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、筐体に前面カバーを設けずに、筐体本体により前面を覆ってもよい。 Further, in the first to third embodiments, an example of the configuration in which the front cover is provided on the housing is shown, but the present invention is not limited to this. In the present invention, the front surface may be covered with the housing body without providing the front cover on the housing.

また、上記第1~第3実施形態では、電力変換装置が、電力を3相の交流に変換する構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、たとえば、電力変換装置が、電力を単相の交流に変換する構成であってもよい。また、電力変換装置の回路構成は、実施形態の回路構成に限られない。 Further, in the first to third embodiments, the example of the configuration in which the power conversion device converts electric power into three-phase alternating current is shown, but the present invention is not limited to this. In the present invention, for example, the power conversion device may be configured to convert electric power into single-phase alternating current. Further, the circuit configuration of the power conversion device is not limited to the circuit configuration of the embodiment.

また、上記第1~第3実施形態では、第2部分の内側フィンと第2外側フィンとが別部材により形成されている構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、第2部分の内側フィンと第2外側フィンとを一体部材により形成してもよい。 Further, in the first to third embodiments, an example of the configuration in which the inner fin and the second outer fin of the second portion are formed by different members is shown, but the present invention is not limited to this. In the present invention, the inner fin and the second outer fin of the second portion may be formed by an integral member.

また、上記第1~第3実施形態では、ヒートシンクにフィンが設けられている構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、ヒートシンクにフィンが設けられていなくてもよい。また、フィンを設ける場合、第1外側フィン、第2外側フィンおよび内側フィンのうち、少なくとも1つを設ける構成でもよい。 Further, in the first to third embodiments, an example of a configuration in which fins are provided on the heat sink is shown, but the present invention is not limited to this. In the present invention, the heat sink may not be provided with fins. Further, when the fins are provided, at least one of the first outer fin, the second outer fin and the inner fin may be provided.

また、上記第1~第3実施形態では、半導体スイッチング素子と制御回路とが、基板に対して互いに反対側の面に実装されている構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、半導体スイッチング素子と制御回路とが、基板に対して互いに同じ側の面に実装されていてもよい。 Further, in the first to third embodiments, the example of the configuration in which the semiconductor switching element and the control circuit are mounted on the surfaces opposite to each other with respect to the substrate is shown, but the present invention is limited to this. not. In the present invention, the semiconductor switching element and the control circuit may be mounted on the same side surface of the substrate.

また、上記第1実施形態では、熱抵抗部としてヒートシンクよりも熱伝導率が小さい部材を設ける例を示し、上記第2実施形態では、熱抵抗部として屈曲部を設ける例を示し、上記第3実施形態では、熱抵抗部としてヒートシンクよりも断面積が小さい部分を設ける例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、熱抵抗部は、ヒートシンクよりも熱伝導率が小さい部材、ヒートシンクよりも断面積が小さい部分、および、屈曲部のうち少なくとも1つを含んでいればよい。 Further, in the first embodiment, an example in which a member having a thermal conductivity smaller than that of a heat sink is provided as a thermal resistance portion is shown, and in the second embodiment, an example in which a bent portion is provided as a thermal resistance portion is shown. In the embodiment, an example in which a portion having a cross-sectional area smaller than that of the heat sink is provided as the thermal resistance portion is shown, but the present invention is not limited to this. In the present invention, the thermal resistance portion may include at least one of a member having a thermal conductivity smaller than that of the heat sink, a portion having a cross-sectional area smaller than that of the heat sink, and a bent portion.

また、上記第2実施形態では、熱抵抗部としての屈曲部を外側に屈曲させる構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、熱抵抗部としての屈曲部を内側に屈曲させてもよい。 Further, in the second embodiment, an example of a configuration in which the bent portion as the thermal resistance portion is bent outward is shown, but the present invention is not limited to this. In the present invention, the bent portion as the thermal resistance portion may be bent inward.

また、上記第1~第3実施形態では、内側フィンを、半導体スイッチング素子に対して水平方向の位置に配置する構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、内側フィンを半導体スイッチング素子に対して上下方向の位置に配置してもよい。 Further, in the first to third embodiments, examples of the configuration in which the inner fins are arranged at positions in the horizontal direction with respect to the semiconductor switching element are shown, but the present invention is not limited to this. In the present invention, the inner fins may be arranged at positions in the vertical direction with respect to the semiconductor switching element.

10 筐体
22、23、24 シール部材(熱抵抗部)
41 半導体スイッチング素子
50、60、70 ヒートシンク
51、61、71 第1部分
52、62、72 第2部分
63 屈曲部(熱抵抗部)
73 熱抵抗部
100、200、300 電力変換装置
101 電力変換回路
511、611、711 第1ベース板
512、612、712 第1外側フィン
521、621、721 第2ベース板
522、622、722 第2外側フィン
523、623、723 内側フィン
631、732 溝部
10 Housing 22, 23, 24 Seal member (heat resistance part)
41 Semiconductor switching element 50, 60, 70 Heat sink 51, 61, 71 First part 52, 62, 72 Second part 63 Bending part (heat resistance part)
73 Thermal resistance unit 100, 200, 300 Power conversion device 101 Power conversion circuit 511, 611, 711 First base plate 512, 612, 712 First outer fin 521, 621, 721 Second base plate 522, 622, 722 Second Outer fins 523, 623, 723 Inner fins 631, 732 Grooves

Claims (6)

半導体スイッチング素子を含み、直流電力を交流電力に変換する電力変換回路と、
前記電力変換回路を収納する筐体と、
前記筐体内で発生した熱を前記筐体外に放熱させるヒートシンクとを備え、
前記ヒートシンクは、前記半導体スイッチング素子を含む発熱部分の熱を放熱する第1部分と、前記筐体内の空気を冷却する第2部分とを含み、
前記第1部分と前記第2部分との間には、熱抵抗部が設けられており、
前記ヒートシンクの前記第2部分は、ベース部と、前記筐体外側に延びるように前記ベース部と一体的に設けられた外側フィン部と、前記ベース部の前記筐体内側の面に直接触するとともに、前記筐体内側に向かって延びるように設けられた内側フィン部とを含む、電力変換装置。
A power conversion circuit that includes a semiconductor switching element and converts DC power to AC power,
A housing for accommodating the power conversion circuit and
A heat sink that dissipates heat generated inside the housing to the outside of the housing is provided.
The heat sink includes a first portion that dissipates heat from a heat generating portion including the semiconductor switching element, and a second portion that cools air in the housing.
A thermal resistance portion is provided between the first portion and the second portion .
The second portion of the heat sink directly contacts the base portion, the outer fin portion provided integrally with the base portion so as to extend to the outside of the housing, and the inner surface of the housing of the base portion. A power conversion device including an inner fin portion provided so as to extend toward the inside of the housing .
前記第1部分は、第1ベース板と、前記第1ベース板から前記筐体外側に設けられた第1外側フィンと、を含み、
前記第2部分は、前記ベース部としての第2ベース板と、前記第2ベース板から前記筐体外側に設けられた前記外側フィン部としての第2外側フィンと、前記第2ベース板から前記筐体内側に設けられた前記内側フィン部としての内側フィンとを含む、請求項1に記載の電力変換装置。
The first portion includes a first base plate and a first outer fin provided on the outer side of the housing from the first base plate.
The second portion includes a second base plate as the base portion, a second outer fin as the outer fin portion provided on the outer side of the housing from the second base plate, and the second base plate to the above. The power conversion device according to claim 1, further comprising an inner fin as the inner fin portion provided inside the housing.
前記熱抵抗部は、前記ヒートシンクよりも熱伝導率が小さい部材、前記ヒートシンクよりも断面積が小さい部分、および、屈曲部のうち少なくとも1つを含む、請求項1または2に記載の電力変換装置。 The power conversion device according to claim 1 or 2, wherein the thermal resistance portion includes a member having a thermal conductivity smaller than that of the heat sink, a portion having a cross-sectional area smaller than that of the heat sink, and at least one of a bent portion. .. 前記熱抵抗部は、前記ヒートシンクよりも熱伝導率が小さいシール部材を含み、
前記ヒートシンクは、前記シール部材を介して前記筐体に取り付けられている、請求項3に記載の電力変換装置。
The thermal resistance portion includes a sealing member having a thermal conductivity lower than that of the heat sink.
The power conversion device according to claim 3, wherein the heat sink is attached to the housing via the seal member.
前記ヒートシンクは、前記第1部分と前記第2部分とが別体により形成されており、
別体の前記第1部分および前記第2部分の間には、前記熱抵抗部が配置されている、請求項1~4のいずれか1項に記載の電力変換装置。
The heat sink is formed by a separate body of the first portion and the second portion.
The power conversion device according to any one of claims 1 to 4, wherein the thermal resistance portion is arranged between the first portion and the second portion of the separate body.
前記ヒートシンクは、前記第1部分と前記第2部分とが一体的に形成されており、
前記熱抵抗部は、前記第1部分と前記第2部分との間に設けられた溝部を含む、請求項1~5のいずれか1項に記載の電力変換装置。
The heat sink is integrally formed with the first portion and the second portion.
The power conversion device according to any one of claims 1 to 5, wherein the thermal resistance portion includes a groove portion provided between the first portion and the second portion.
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