JPH1167999A - パワーエレクトロニクスモジュールおよびそのようなモジュールを具備するパワーエレクトロニクス装置 - Google Patents

パワーエレクトロニクスモジュールおよびそのようなモジュールを具備するパワーエレクトロニクス装置

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JPH1167999A
JPH1167999A JP10173701A JP17370198A JPH1167999A JP H1167999 A JPH1167999 A JP H1167999A JP 10173701 A JP10173701 A JP 10173701A JP 17370198 A JP17370198 A JP 17370198A JP H1167999 A JPH1167999 A JP H1167999A
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heat exchanger
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Eric Ranchy
エリツク・ランシー
Alain Petitbon
アラン・プチボン
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 押圧装置および冷却部品の双方のモジュール
性および小型化を改善したパワーエレクトロニクスモジ
ュールを提供する。 【解決手段】 本発明は、二つの基本モジュール（１）
を含むパワーエレクトロニクスモジュールであって、各
基本モジュールが、基板（８）の一方の金属面（７）に
取り付けられた少なくとも一つの接触面（６）を有する
少なくとも一つのパワーエレクトロニクス部品（５）
と、部品（５）を制御モジュールに接続するための制御
接続部（９、１４、２０）と、部品（５）間でおよび／
または他の基本モジュール（１）にパワーを伝送するた
めのパワー接続部（１１、１３、２０）と、パワーエレ
クトロニクス部品（５）のジュール効果による散逸パワ
ーを排出するための少なくとも一つの金属熱交換器
（２）とを有し、前記金属熱交換器（２）が基板（８）
の他方の金属面（１２）に取り付けられる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、パワーエレクトロ
ニクスモジュールおよびそのようなモジュールを具備す
るパワーエレクトロニクス装置に関する。より詳細に
は、本発明は、標準的な材料を含み標準的な方法で製造
されるパワーエレクトロニクスモジュールに関する。
【０００２】
【従来の技術】パワーエレクトロニクスの領域における
発展にはとくに、たとえば、パワーエレクトロニクス部
品から発生する熱の排出量を向上させて冷却部品の大き
さを縮小することによる装置の寸法の小型化、類似した
モジュールを追加することによりパワーの増加を図れる
ようにするためのモジュール方式の設計の実施、製造コ
スト削減のための標準的な材料および製造技術の利用が
ある。
【０００３】米国特許ＵＳ−Ａ−５２９６７３９号は、
パワーエレクトロニクス部品を支持するプレートを備え
るパワーエレクトロニクス装置に関する。このプレート
は、冷却部品と接触している金属層を備える。プレート
はさらに、接続線によりパワーエレクトロニクス部品を
接続するための導体トラックも備える。熱伝導は、金属
化プレートと冷却部品との間を強制的に機械接触させる
押圧部品によって行われる。
【０００４】米国特許ＵＳ−Ａ−５２９６７３９号の第
一の欠点は、押圧部品の体積が大きく押圧すること以外
の機能を有さないことに起因する。
【０００５】米国特許ＵＳ−Ａ−５２９６７３９号の別
の欠点は、装置のモジュール性に限界があることに起因
する。
【０００６】米国特許ＵＳ−Ａ−５２９６７３９号の別
の欠点は、冷却部品の体積および冷却部品にモジュール
性がないことに起因する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明の諸目的のうち
の一つは、押圧による接触の原理に基くが、押圧装置お
よび冷却部品の双方のモジュール性および小型化に関し
てより人間工学的な構成を有するパワーエレクトロニク
スモジュールを提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この目的のため、本発明
は、二つの基本モジュールを含むパワーエレクトロニク
スモジュールに関するものであり、各基本モジュール
が、基板のある面に取り付けられた少なくとも一つの接
触面を有する少なくとも一つのパワーエレクトロニクス
部品と、部品を制御モジュールに接続するための制御接
続部と、部品間でおよび／または他の基本モジュールに
パワーを伝送するためのパワー接続部と、基板の他方の
面に取り付けられたパワーエレクトロニクス部品のジュ
ール効果による散逸パワーを排出するための少なくとも
一つの金属熱交換器とを有する。
【０００９】本発明によれば、二つの基本モジュールは
対面し、各基本モジュールのパワーエレクトロニクス部
品は向かい合い、二つの基本モジュールは、基本モジュ
ールを制御するための制御トラックと、パワーを、基本
モジュールにまたは基本モジュール間で伝送するための
パワートラックとを備える少なくとも一つのスペーサに
より互いに分離される。
【００１０】パワーエレクトロニクスモジュールは、締
め付けにより、基本モジュールとスペーサとの固設を行
うための締め付け手段を備える。
【００１１】一実施形態では、基板はＤＢＣである。
【００１２】金属熱交換器は冷却液循環回路を備える。
【００１３】熱交換器と接触している基板の金属面は、
前記熱交換器の循環回路の隔壁のうちの一つを構成す
る。
【００１４】本発明は、相互に積層され、締め付け手段
により共に固設された、上で記述したような複数のモジ
ュールを備えるパワーエレクトロニクス装置にも関す
る。
【００１５】有利には、二つの隣接する基本モジュール
は共通の金属熱交換器を共用する。
【００１６】本発明の第一の長所は、パワートラックと
制御トラックとを備えるスペーサにより分離される基本
モジュールを向かい合わせにすることである。こうする
ことにより、一方の基本モジュールの押圧部品はスペー
サで構成され、他方は基本モジュールで構成される。そ
の結果、省スペース化が実現される。
【００１７】別の長所は、本発明によるパワーエレクト
ロニクス装置内で、二つの隣接する基本モジュールが共
通の金属熱交換器を共用することにより得られる。この
場合結果として省スペース化が実現される。さらに、種
々の金属熱交換器が管路により相互に接続されるため、
冷却液循環装置はただ一つである。
【００１８】本発明の別の長所は、本装置が真の意味で
モジュール性を有することにより得られる。
【００１９】本発明の他の長所および特徴は、本発明に
よるモジュール型電子装置の略図である図１を参照して
行う以下の説明から明らかになろう。
【００２０】
【発明の実施の形態】本発明によるパワーエレクトロニ
クスモジュールは、電気的絶縁基板８の第一の金属被覆
された面７に取り付けられた少なくとも一つの接触面６
を有する少なくとも一つのパワーエレクトロニクス部品
５を各々が備える二つの基本モジュール１を含む。基板
８はさらに、単数または複数の部品５を制御モジュール
（図示せず）に接続するための制御接続用金属被覆され
たトラック９と、部品５間でおよび／または他の基本モ
ジュール１にパワーを伝送するためのパワートラック１
１とを含む。基板８はさらに、第一の面７とは反対側
に、単数または複数のパワーエレクトロニクス部品５の
ジュール効果による散逸パワーを排出するための金属熱
交換器２と接触して配置された第二の金属被覆された面
１２を備える。
【００２１】本発明によるモジュールを構成する二つの
基本モジュール１は対面した状態であり、パワーエレク
トロニクス部品５は向かい合っている。
【００２２】二つの基本モジュールは、基本モジュール
１のコマンドを伝送するための制御入力部１４と、パワ
ーを、基本モジュール１にまたは基本モジュール１間で
伝送するためのパワー入力部１３とを備える少なくとも
一つのスペーサ３により分離される。
【００２３】有利には図に示すように、パワー入力部１
３、制御入力部１４は、パワートラック１１、制御トラ
ック９に各々接続され、これらトラック自体も通常の接
続２０により、基本モジュール１を構成する部品５に接
続される。
【００２４】基本モジュール１のパワーエレクトロニク
ス部品５は、既知のはんだ付け技術により、第一金属化
面７上にはんだ付けされる。
【００２５】締め付け手段４は、締め付けにより、基本
モジュール１とスペーサ３との固設を行う。たとえば、
タイロッド１５が締め付けを行うことから、スペーサ３
は、フランジの役割を果たす二つの基本モジュール１の
間に完璧に保持される。
【００２６】有利には基板８はＤＢＣとすることができ
る。既知のようにＤＢＣは、電気的に絶縁なセラミック
層１６によって分離される銅により金属被覆された二つ
の面９、１１、７；１２を備える。
【００２７】金属熱交換器２は、熱伝達を向上させるた
めに冷却液循環回路１７を備える。
【００２８】図示する実施形態では、熱交換器２と接触
している金属面１２は、前記熱交換器２の循環回路１７
の隔壁のうちの一つを構成する。これにより、部品５と
冷却液との間の界面の数を減らすことができるようにな
り、その結果、熱伝達量を増加させることが可能にな
る。
【００２９】図示する実施形態では、冷却液循環回路１
７は同一の管寄せ１８に接続される。これにより、モジ
ュールまたは多モジュール装置全体に対し単一の冷却液
循環および再循環装置（図示せず）を設けるだけでよく
なる。
【００３０】本発明は、相互に積層され締め付け手段４
により共に固設された、上に記述したような複数のモジ
ュール１０を備えるパワーエレクトロニクス装置にも関
する。この場合、端部モジュール１０の二つの端部基本
モジュール１はフランジの役割を果たし、タイロッド１
５は、基本モジュール１と間置されたスペーサ３とを共
に押圧する。
【００３１】図示する実施形態では、二つの異なるモジ
ュール１０の二つの隣接する基本モジュール１は共通の
金属熱交換器２を有する。
【００３２】もちろん本発明は、記述し図示した利用ま
たは実施形態に限定されるものではなく、本発明から逸
脱せずに当業者に手の届く多くの変形形態が可能であ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるモジュール型電子装置の略図であ
る。
【符号の説明】
１ 基本モジュール ２ 金属熱交換器 ３ スペーサ ４ 締め付け手段 ５ パワーエレクトロニクス部品 ６ 接触面 ７ 第一金属面 ８ 電気絶縁基板 ９ 金属化トラック １０ 複数のモジュール １１ パワートラック １２ 第二金属面 １３ パワー入力部 １４ 制御入力部 １５ タイロッド １６ セラミック層 １７ 冷却液循環回路 １８ 管寄せ ２０ 通常の接続
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 アラン・プチボン フランス国、78730・サン・タルヌル・タ ン・イブリンヌ、リユ・デ・ムニユエ・23

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 二つの基本モジュール（１）を含むパワ
    ーエレクトロニクスモジュールであって、各基本モジュ
    ール（１）が、基板（８）の一方の金属面（７）に取り
    付けられた少なくとも一つの接触面（６）を有する少な
    くとも一つのパワーエレクトロニクス部品（５）と、パ
    ワーエレクトロニクス部品（５）を制御モジュールに接
    続するための制御接続部（９、１４、２０）と、パワー
    エレクトロニクス部品（５）間でおよび／または他の基
    本モジュール（１）にパワーを伝送するためのパワー接
    続部（１１、１３、２０）と、パワーエレクトロニクス
    部品（５）のジュール効果による散逸パワーを排出する
    ための少なくとも一つの金属熱交換器（２）とを有し、
    前記金属熱交換器（２）が基板（８）の他方の金属面
    （１２）に取り付けられ、 二つの基本モジュール（１）が対面し、一方の基本モジ
    ュール（１）のパワーエレクトロニクス部品（５）が、
    他方の基本モジュール（１）のパワーエレクトロニクス
    部品（５）に向かい合い、基本モジュール（１）を制御
    するための制御入力部（１４）と、パワーを、基本モジ
    ュール（１）にまたは基本モジュール（１）間で伝送す
    るためのパワー入力部（１３）とを備える少なくとも一
    つのスペーサ（３）により二つの基本モジュール（１）
    が互いに分離されることを特徴とするパワーエレクトロ
    ニクスモジュール。
  2. 【請求項２】 締め付けにより、基本モジュール（１）
    とスペーサ（３）との固設を行うための締め付け手段
    （４）を備えることを特徴とする請求項１に記載のパワ
    ーエレクトロニクスモジュール。
  3. 【請求項３】 基板（８）が、電気的に絶縁なセラミッ
    ク層（１６）によって分離され銅により金属被覆された
    二つの面（９、１１、７；１２）を備えるＤＢＣである
    ことを特徴とする請求項１または２に記載のパワーエレ
    クトロニクスモジュール。
  4. 【請求項４】 金属熱交換器（２）が冷却液循環回路
    （１７）を備えることを特徴とする請求項１から３のい
    ずれか一項に記載のパワーエレクトロニクスモジュー
    ル。
  5. 【請求項５】 熱交換器（２）と接触している基板
    （８）の金属面（１２）が、前記熱交換器（２）の循環
    回路（１７）の隔壁のうちの一つを構成することを特徴
    とする請求項４に記載のパワーエレクトロニクスモジュ
    ール。
  6. 【請求項６】 相互に積層され、締め付け手段（４）に
    より共に固設された請求項１から５のいずれか一項に記
    載のモジュール（１０）を複数備えることを特徴とする
    パワーエレクトロニクス装置。
  7. 【請求項７】 二つの異なるモジュール（１０）の二つ
    の隣接する基本モジュールが共通の金属熱交換器（２）
    を有することを特徴とする請求項６に記載のパワーエレ
    クトロニクス装置。
JP10173701A 1997-06-19 1998-06-19 パワーエレクトロニクスモジュールおよびそのようなモジュールを具備するパワーエレクトロニクス装置 Pending JPH1167999A (ja)

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FR9707637 1997-06-19
FR9707637A FR2765067B1 (fr) 1997-06-19 1997-06-19 Module d'electronique de puissance et un dispositif d'electronique de puissance pourvu de tels modules

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US (1) US6084771A (ja)
EP (1) EP0886315B1 (ja)
JP (1) JPH1167999A (ja)
DE (1) DE69826927T2 (ja)
ES (1) ES2230659T3 (ja)
FR (1) FR2765067B1 (ja)

Cited By (6)

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