KR20200010404A - Voltage converters, electrical systems comprising such voltage converters and methods of manufacturing such voltage converters - Google Patents
Voltage converters, electrical systems comprising such voltage converters and methods of manufacturing such voltage converters Download PDFInfo
- Publication number
- KR20200010404A KR20200010404A KR1020197037592A KR20197037592A KR20200010404A KR 20200010404 A KR20200010404 A KR 20200010404A KR 1020197037592 A KR1020197037592 A KR 1020197037592A KR 20197037592 A KR20197037592 A KR 20197037592A KR 20200010404 A KR20200010404 A KR 20200010404A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- heat sink
- capacitor
- voltage converter
- commandable
- air
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
- H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
- H05K7/2089—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating for power electronics, e.g. for inverters for controlling motor
- H05K7/20909—Forced ventilation, e.g. on heat dissipaters coupled to components
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
- H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
- H05K7/2089—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating for power electronics, e.g. for inverters for controlling motor
- H05K7/209—Heat transfer by conduction from internal heat source to heat radiating structure
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
- Dc-Dc Converters (AREA)
- Power Conversion In General (AREA)
- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
Abstract
전압 변환기(104)는, - 제1 히트 싱크(302); - 제1 히트 싱크(302)와 열 접촉하는 히트 싱크면을 갖는 적어도 하나의 명령 가능한 스위치(112, 114); 및 - 적어도 하나의 커패시터(124)를 포함한다. 전압 변환기(104)는 제2 히트 싱크(316)를 더 갖고, 각각의 커패시터(124)의 히트 싱크면(204)은 제2 히트 싱크(316)와 열 접촉한다. The voltage converter 104 comprises: a first heat sink 302; At least one commandable switch 112, 114 having a heat sink surface in thermal contact with the first heat sink 302; And at least one capacitor 124. The voltage converter 104 further has a second heat sink 316, and the heat sink surface 204 of each capacitor 124 is in thermal contact with the second heat sink 316.
Description
본 발명은 전압 변환기, 이러한 전압 변환기를 갖는 전기 시스템 및 이러한 전압 변환기를 제조하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a voltage converter, an electrical system having such a voltage converter and a method of manufacturing such a voltage converter.
전압 변환기로서:As a voltage converter:
- 제1 히트 싱크(heat sink),- A first heat sink,
- 제1 히트 싱크와 열 접촉(thermal contact)하는 히트 싱크면(heat sink face)을 갖는 적어도 하나의 명령 가능한 스위치(commandable switch);- At least one commandable switch having a heat sink face in thermal contact with the first heat sink;
- 적어도 하나의 커패시터를 갖는 타입의 전압 변환기를 사용하는 것이 공지되어 있다.- It is known to use a voltage converter of the type having at least one capacitor.
이런 공지된 전압 변환기에서, 각각의 커패시터의 히트 싱크면은 또한, 제1 히트 싱크와 열 접촉한다.In this known voltage converter, the heat sink surface of each capacitor is also in thermal contact with the first heat sink.
본 발명의 목적은 더 신뢰성 있는 전압 변환기를 제안하는 것이다.It is an object of the present invention to propose a more reliable voltage converter.
이를 위해, 제안된 것은, 전압 변환기가 제2 히트 싱크를 더 갖고, 각각의 커패시터의 히트 싱크면이 제2 히트 싱크와 열 접촉하는 것을 특징으로 하는 전술된 타입의 전압 변환기이다.To this end, a proposal is for a voltage converter of the type described above, wherein the voltage converter further has a second heat sink, and the heat sink surface of each capacitor is in thermal contact with the second heat sink.
구체적으로, 본 발명자들은, 명령 가능한 스위치들이 일반적으로 커패시터들보다 더 높은 온도를 견디고, 따라서 명령 가능한 스위치들에 적합한 히트 싱크 - 이로써 이들 커패시터가 열화(deteriorating)되어 전압 변환기의 감소된 신뢰성을 초래함 - 가 커패시터들에 반드시 필요한 것은 아니라는 것에 주목했다.Specifically, the inventors have found that commandable switches generally withstand higher temperatures than capacitors, and thus heat sinks suitable for commandable switches, whereby these capacitors deteriorate resulting in reduced reliability of the voltage converter. Note that-is not necessary for the capacitors.
본 발명으로 인해, 제1 히트 싱크가, 커패시터들에게는 너무 높은 온도에 있을 경우, 이들 커패시터가 영향을 받지 않도록, 커패시터들이 제2 히트 싱크에 의해 냉각된다.Due to the present invention, when the first heat sink is at a temperature that is too high for the capacitors, the capacitors are cooled by the second heat sink so that these capacitors are not affected.
선택적으로, 전압 변환기는 각각의 커패시터의 히트 싱크면과 제2 히트 싱크 사이에 삽입되는 열 전도성 요소(thermally conductive element)를 갖는다.Optionally, the voltage converter has a thermally conductive element inserted between the heat sink surface of each capacitor and the second heat sink.
또한 선택적으로, 전압 변환기는, 각각의 커패시터에 대해, 제1 히트 싱크와 커패시터 사이에 삽입되는 열적 절연체(thermal insulator)를 더 갖는다.Also optionally, the voltage converter further has, for each capacitor, a thermal insulator inserted between the first heat sink and the capacitor.
또한 선택적으로, 적어도 하나의 커패시터는 실린더 형상(cylindrical shape)을 갖고, 실린더(cylinder)의 제1 베이스(base)는 커패시터의 원형 하부면(circular lower face)을 형성하고, 실린더의 제2 베이스는 커패시터의 원형 상부면(circular upper face)을 형성하고, 하부면은 적어도 하나의 커패시터의 제1 단자 및 제2 단자를 포함하고, 히트 싱크면은 상기 원형 상부면이다.Also optionally, the at least one capacitor has a cylindrical shape, the first base of the cylinder forms a circular lower face of the capacitor, and the second base of the cylinder A circular upper face of the capacitor is formed, the lower surface comprising a first terminal and a second terminal of at least one capacitor, and the heat sink surface is the circular upper face.
또한 선택적으로, 전압 변환기는 공기 유입구 및 공기 배출구를 갖고, 이들은 공기 배출구를 통한 공기의 흡입(intake)이, 공기 유입구로부터, 제2 히트 싱크와 접촉하게 되는 공기 배출구로의 기류(airflow)를 생성하도록 배열된다.Also optionally, the voltage converter has an air inlet and an air outlet, which create an airflow from the air inlet to the air outlet where the air intake comes into contact with the second heat sink. Is arranged to.
또한 선택적으로, 제2 히트 싱크는 제1 히트 싱크 위로 연장된다.Also optionally, the second heat sink extends over the first heat sink.
또한 선택적으로, 하우징은 제1 히트 싱크 위와 제2 히트 싱크 아래로 연장되며, 하우징은 적어도 하나의 명령 가능한 스위치를 제어하도록 설계된 전기 부품들을 갖는 인쇄 회로 기판을 수용한다.Also optionally, the housing extends above the first heat sink and below the second heat sink, the housing containing a printed circuit board having electrical components designed to control at least one commandable switch.
또한 선택적으로, 공기 배출구를 통한 공기의 흡입이, 하우징과 제1 히트 싱크 사이에서, 공기 유입구로부터, 하우징과 접촉하게 되는 공기 배출구로의 기류를 생성하도록 중간 공기 유입구(intermediate air inlet)가 배치된다.Also optionally, an intermediate air inlet is arranged such that the intake of air through the air outlet creates airflow between the housing and the first heat sink from the air inlet to the air outlet that is in contact with the housing. .
또한 선택적으로, 제2 히트 싱크의 플레이트는 하부면을 갖고, 휜들(fins)이 하부면으로부터 아래로 돌출한다.Also optionally, the plate of the second heat sink has a bottom surface, and fins protrude downward from the bottom surface.
또한 선택적으로, 제1 히트 싱크는 하부면을 갖는 플레이트, 및 플레이트의 하부면으로부터 아래로 돌출하는 휜들을 갖는다.Also optionally, the first heat sink has a plate having a bottom surface and fins protruding downward from the bottom surface of the plate.
또한 선택적으로, 제2 히트 싱크는 제1 히트 싱크 위로 연장되어, 제2 히트 싱크의 하부 표면의 적어도 40%, 바람직하게는 60%, 및 훨씬 더 바람직하게는 80%가 제1 히트 싱크의 상부 표면 위에 있다.Also optionally, the second heat sink extends over the first heat sink such that at least 40%, preferably 60%, and even more preferably 80% of the bottom surface of the second heat sink is the top of the first heat sink. It is on the surface.
또한 선택적으로, 제2 히트 싱크는 플레이트, 및 플레이트로부터 돌출하는 휜들을 갖는다.Also optionally, the second heat sink has a plate and fins protruding from the plate.
또한 선택적으로, 전압 변환기로서:Also optionally, as a voltage converter:
- 제1 및 제2 버스 바(busbars),- First and second busbars,
- 적어도 하나의 전력 모듈(power module)를 갖고, 이 전력 모듈은:- Having at least one power module, the power module:
- 적어도 한 쌍의 제1 및 제2 명령 가능한 스위치로서, 각각의 명령 가능한 스위치는 2개의 주요 단자(main terminals), 및 2개의 주요 단자 사이에서 명령 가능한 스위치를 선택적으로 개방 및 폐쇄하기 위한 제어 단자를 갖고, 제1 명령 가능한 스위치의 제1 주요 단자는 제2 버스 바에 연결되고, 제2 명령 가능한 스위치의 제2 주요 단자는 제2 버스 바에 연결되는, 상기 한 쌍의 제1 및 제2 명령 가능한 스위치와, - At least a pair of first and second commandable switches, each commandable switch having two main terminals and a control terminal for selectively opening and closing the commandable switch between the two main terminals; The first main terminal of the first commandable switch is connected to a second bus bar, and the second main terminal of the second commandable switch is connected to a second bus bar. Wow,
- 각 쌍의 명령 가능한 스위치들에 대해, 제3 버스 바로서, 제1 명령 가능한 스위치의 제2 주요 단자 및 제2 명령 가능한 스위치의 제1 주요 단자는 제3 버스 바에 연결되는, 상기 제3 버스 바와, - For each pair of commandable switches, the third bus bar, as a third bus bar, connects the second main terminal of the first commandable switch and the first main terminal of the second commandable switch to the third bus bar. ,
- 각각의 전력 모듈에 대해, 커패시터로서, 적어도 제1 및 제2 버스 바에 각각 연결되는 제1 및 제2 단자를 갖고, 적어도 500 마이크로 패럿, 바람직하게는, 적어도 560 마이크로 패럿의 값을 갖고, 명령 가능한 스위치들에 충분히 근접하여 위치되어, 버스 바가, 각 쌍의 명령 가능한 스위치들에 대해, 커패시터의 제1 단자로부터 시작되어, 이들 2개의 명령 가능한 스위치의 각각을 연속적으로 통과하고, 커패시터의 제2 단자에서 종결되는 도전성 경로(conductive path)를 규정하고, 이 도전성 경로가 최대 40 나노헨리(nanohenries), 바람직하게는 최대 30 나노헨리의 인덕턴스를 갖는, 상기 커패시터를 갖는다. - For each power module, as a capacitor, it has a first and second terminals connected to at least first and second bus bars, respectively, and has a value of at least 500 microfarads, preferably at least 560 microfarads, and is commandable. Located close enough to the switches, the bus bar, for each pair of commandable switches, starts from the first terminal of the capacitor, successively passes through each of these two commandable switches, and the second terminal of the capacitor A conductive path is defined which terminates at, with the capacitor having an inductance of up to 40 nanohenries, preferably up to 30 nanohenries.
또한, 제안된 것은, 전기 시스템으로서:Also proposed is an electrical system:
- 전기 기기- Electrical appliance
- 전기 기기에 연결된, 본 발명에 따른 전압 변환기를 갖는 전기 시스템이다.- An electrical system with a voltage converter according to the invention, connected to an electrical appliance.
선택적으로, 전기 기기는 제1 히트 싱크 아래로 연장된다.Optionally, the electrical device extends under the first heat sink.
또한 선택적으로, 전압 변환기의 공기 배출구는 제1 히트 싱크를 통해 형성되고, 전기 기기는 상부 공기 유입구를 갖고, 전압 변환기의 공기 배출구를 통한 공기의 흡입을 생성하도록 상부 공기 유입구를 통해 공기를 흡입하도록 설계된 팬을 갖는다.Also optionally, the air outlet of the voltage converter is formed through the first heat sink, and the electrical appliance has an upper air inlet, and is configured to suck air through the upper air inlet to create an intake of air through the air outlet of the voltage converter. Have a designed fan.
또한 선택적으로, 전기 기기는, 전압 변환기의 제1 히트 싱크와 전기 기기 사이에서 제2 공기 유입구를 규정하도록, 전압 변환기의 제1 히트 싱크로부터 거리를 두고 위치되고, 전기 기기의 팬은, 제2 공기 유입구로부터, 전기 기기의 상부 공기 유입구로의 제2 기류를 생성하도록, 전기 기기의 상부 공기 유입구를 통해 공기를 흡입하도록 설계되며, 제2 기류는 제1 히트 싱크와 접촉하게 된다.Also optionally, the electrical device is positioned at a distance from the first heat sink of the voltage converter so as to define a second air inlet between the first heat sink of the voltage converter and the electrical device, wherein the fan of the electrical device is It is designed to suck air through the upper air inlet of the electrical appliance, to create a second airflow from the air inlet to the upper air inlet of the electrical appliance, the second airflow being in contact with the first heat sink.
또한 제안된 것은, 본 발명에 따른 전압 변환기를 제조하는 방법으로서:Also proposed is a method of manufacturing a voltage converter according to the invention:
- 버스 바가, 각 쌍의 명령 가능한 스위치들에 대해, 커패시터의 제1 단자로부터 시작되어, 이런 2개의 명령 가능한 스위치의 각각을 연속적으로 통과하고, 커패시터의 제2 단자에서 종결되며, 최대 40 나노헨리, 바람직하게는 최대 30 나노헨리의 인덕턴스를 갖는 도전성 경로를 규정하도록, 각각의 전력 모듈에 대해, 명령 가능한 스위치들에 충분히 근접하여 관련 커패시터의 위치를 결정하는 단계,- The bus bar, for each pair of commandable switches, starts from the first terminal of the capacitor, passes through each of these two commandable switches in succession, terminates at the second terminal of the capacitor, up to 40 nanohenry, Determining, for each power module, the location of the associated capacitor sufficiently close to the commandable switches, so as to define a conductive path having an inductance of up to 30 nanohenrys,
- 관련 커패시터를 각각의 전력 모듈에 대해 결정된 위치에 배치함으로써 전압 변환기를 제조하는 단계를 포함한다.- Manufacturing a voltage converter by placing an associated capacitor at a location determined for each power module.
도 1은 본 발명을 구현하는 전압 변환기를 갖는 전기 시스템의 회로도이다.
도 2는 전압 변환기에 사용된 커패시터의 3차원 도면이다.
도 3은 전압 변환기와 전압 변환기에 연결된 전기 기기의 단순화된 단면도이다.
도 4는 전압 변환기의 단면도이다.
도 5는, 기류들이 도시되어 있는, 도 3의 그것과 유사한 도면이다.
도 6은 전압 변환기의 전력 모듈의 3차원 도면이다.
도 7은, 커패시터가 제거되고 커패시터의 단자들 사이에 도전성 경로가 도시되어 있는, 도 6의 그것과 유사한 도면이다.
도 8은 하단 히트 싱크와, 커패시터들과, 전압 변환기의 전력 모듈들의 3차원 도면이다.
도 9는 전압 변환기를 제조하는 방법의 단계들을 도시한 블록도이다.
도 10은 전압 변환기의 제2 실시예의 단면도이다.1 is a circuit diagram of an electrical system having a voltage converter embodying the present invention.
2 is a three dimensional view of a capacitor used in a voltage converter.
3 is a simplified cross-sectional view of a voltage converter and an electrical device connected to the voltage converter.
4 is a cross-sectional view of the voltage converter.
FIG. 5 is a view similar to that of FIG. 3, in which airflows are shown.
6 is a three-dimensional view of the power module of the voltage converter.
FIG. 7 is a view similar to that of FIG. 6 with the capacitor removed and the conductive path shown between the terminals of the capacitor.
8 is a three dimensional view of the bottom heat sink, capacitors and power modules of the voltage converter.
9 is a block diagram illustrating steps of a method of manufacturing a voltage converter.
10 is a sectional view of a second embodiment of a voltage converter.
본 발명을 구현하는 전기 시스템(100)이 이제 도 1을 참조하여 설명될 것이다.An
전기 시스템(100)은, 예를 들어, 자동차에 설치되도록 의도된다.The
전기 시스템(100)은 먼저 DC 전압(U), 예를 들어, 20V 내지 100V, 예를 들어, 48V를 전달하도록 설계된 전기 전원(102)을 갖는다. 전기 전원(102)은, 예를 들어, 배터리를 갖는다.The
전기 시스템(100)은, 각각의 상전압(phase voltage)을 갖도록 의도된 복수의 위상(도시되지 않음)을 갖는 전기 기기(130)를 더 갖는다.The
전기 시스템(100)은, DC 전압(U)과 상전압 사이의 변환을 수행하기 위해, 전기 전원(102)과 전기 기기(130) 사이에 연결된 전압 변환기(104)를 더 갖는다.The
전압 변환기(104)는, 먼저 DC 전압(U)을 수용하기 위해 전기 전원(102)에 연결되도록 의도된 양의 버스 바(positive busbar, 106) 및 음의 버스 바(negative busbar, 108)를 가지며, 양의 버스 바(106)는 고전위를 수신하고 음의 버스 바(108)는 저전위를 수신한다.전압 변환기(104)는, 그들 각각의 상전압을 제공하기 위해, 전기 기기(130)의 하나 이상의 위상에 각각 연결되도록 의도된 하나 이상의 위상 버스 바(122)를 갖는 적어도 하나의 전력 모듈(110)을 더 갖는다.The
설명된 예시에서, 전압 변환기(104)는 전기 기기(130)의 2개의 위상에 연결된 2개의 위상 버스 바(122)를 각각 갖는 3개의 전력 모듈(110)을 갖는다.In the illustrated example, the
더 정확하게, 설명된 예시에서, 전기 기기(130)는 각각 3개의 위상을 갖고 서로에 대해 120°만큼 전기적으로 위상 오프셋되도록 의도된 2개의 3상 시스템(three-phase system)을 갖는다. 바람직하게는, 전력 모듈(110)들의 제1 위상 버스 바(122)들은 각각 제1의 3상 시스템의 3개의 위상에 연결되고, 반면에 전력 모듈(110)들의 제2 위상 버스 바(122)들은 각각 제2의 3상 시스템의 3개의 위상에 연결된다.More precisely, in the illustrated example, the
각각의 전력 모듈(110)은, 각각의 위상 버스 바(122)에 대해, 양의 버스 바(106)와 위상 버스 바(122) 사이에 연결된 상위 스위치(high-side switch)(112)와, 위상 버스 바(122)와 음의 버스 바(108) 사이에 연결된 하위 스위치(low-side switch)(114)를 갖는다. 따라서 스위치들(112, 114)은 초핑 아암(chopping arm)을 형성하도록 배치되고, 여기서 위상 버스 바(122)는 중앙 탭(center tap)을 형성한다.Each
각각의 스위치(112, 114)는 제1 및 제2 주요 단자(116, 118)와, 그에 인가되는 제어 신호에 따라 그 2개의 주요 단자(116, 118) 사이에서 스위치(112, 114)를 선택적으로 개폐하도록 의도된 제어 단자(120)를 갖는다. 스위치들(112, 114)은 바람직하게 트랜지스터들, 예를 들어, 제어 단자(120)를 형성하는 게이트, 및 주요 단자들(116, 118)을 각각 형성하는 드레인 및 소스를 갖는 금속 산화물 반도체 전계 효과 트랜지스터(MOSFET)들이다.Each
설명된 예시에서, 스위치들(112, 114)은 각각, 예를 들어, 실질적으로 직사각형이고 상부면 및 하부면을 갖는 플레이트의 형태를 갖는다. 제1 주요 단자(116)는 하부면 위로 연장되고, 제2 주요 단자(118)는 상부면 위로 연장된다. 게다가, 하부면은 히트 싱크면을 형성한다.In the illustrated example, the
전압 변환기(104)는, 각각의 전력 모듈(110)에 대해, 양극 버스 바(106) 및 음극 버스 바(108)에 각각 연결된 양극 단자(126) 및 음극 단자(128)를 갖는 커패시터(124)를 더 갖는다.The
양의 버스 바(106), 음의 버스 바(108) 및 위상 버스 바(122)는 적어도 1A의 전류를 견디도록 설계된 강성 요소들(rigid elements)인 것으로 인식될 것이다. 그들은 바람직하게는 적어도 1mm의 두께를 갖는다.It will be appreciated that
게다가, 설명된 예시에서, 전기 기기(130)는 교류발전기 및 전기 모터 기능을 동시에 갖는다. 더 정확하게, 자동차는, 전기 기기(130)가 벨트(도시되지 않음)를 통해 연결되는 출력 샤프트를 갖는 열 연소 엔진(thermal combustion engine)(도시되지 않음)을 더 갖는다. 열 연소 엔진은 출력 샤프트를 통해 자동차의 휠들을 구동하도록 의도된다. 따라서, 교류발전기 모드에서 동작하는 동안, 전기 기기는 출력 샤프트의 회전으로부터 전기 전원(102)의 방향으로 전기 에너지를 공급한다. 전압 변환기(104)는 정류기로서 동작한다. 전기 모터 모드에서 동작하는 동안, 전기 기기는(열 연소 엔진 외에 또는 대신에) 출력 샤프트를 구동시킨다. 그 후, 전압 변환기(104)는 인버터로서 동작한다.In addition, in the illustrated example, the
전기 기기(130)는, 예를 들어, 변속기에, 또는 그밖에 자동차의 클러치에, 또는 그밖에 교류발전기 대신에 위치된다.The
도 2를 참조하여, 각각의 커패시터(124)는 크기가 크다. 예를 들어, 그 최대 치수는 적어도 15mm이다. 일반적으로, 이 최대 치수는 적어도 30mm이다. 예를 들어, 각각의 커패시터(124)는 일반적으로 5 내지 15mm의 반경과, 18mm 내지 40mm, 바람직하게는, 20mm 내지 35mm의 높이를 갖는 원통형이다. 각각의 커패시터(124)는, 적어도 500 마이크로 패럿, 바람직하게는, 적어도 560 마이크로 패럿의 값을 더 갖는다. 각각의 커패시터(124)는, 예를 들어, 화학적 커패시터(chemical capacitor)이다.2, each
또한, 각각의 커패시터(124)는, 그 제1 단자(126)를 형성하는 중앙 핀(pin) 및 그 제2 단자(128)를 형성하는 2개의 주변 핀이 위치되는 원형 하부면(202)을 갖는다.In addition, each
각각의 커패시터(124)는, 설명된 예시에서 커패시터(124)의 원형 상부면 위로 연장되는 히트 싱크면(204)을 더 갖는다.Each
바람직하게는, 커패시터(124)에 의해 동작 동안 소산된 열의 적어도 50%, 예를 들어, 적어도 75%가 히트 싱크면(204)에 의해 소산되고, 반면에 히트 싱크면(204)은 이 커패시터(124)의 전체 표면의 최대 15%, 예를 들어, 최대 10% 위로 연장된다.Preferably, at least 50% of the heat dissipated during operation by the
남은 설명 부분에서, 전압 변환기(104) 및 전기 기기(130)의 요소들의 구조 및 배치는 임의의 수직 방향 H-B을 참조하여 더 상세히 설명될 것이고, 문자 "H"는 상단을 나타내고, 문자 "B"는 하단을 나타낸다.In the remaining description, the structure and arrangement of the elements of the
도 3을 참조하여, 전압 변환기(104)는, 먼저 실질적으로 수평으로 연장되는 하단 플레이트(304)를 갖고 명령 가능한 스위치들(112, 114)이 위치되는 상부면(306)을 갖는, 하단 히트 싱크(302)를 갖는다. 이들 각각의 히트 싱크면은, 예시에서, 버스 바(106, 108, 122) 중 하나를 통해 하단 플레이트(304)의 상부면(306)과 열 접촉한다.Referring to FIG. 3, the
하단 플레이트(304)에는 또한, 공기 배출구(308), 및 커패시터(124)들을 수용하기 위한 수용 애퍼처(310)들이 제공되고, 이들 수용 애퍼처(310)는 공기 배출구(308) 주위에 위치된다. 커패시터(124)들은 아래로 지향된 그들의 하부면(202)과, 하단 플레이트(304) 바로 아래로 연장되는 단자들(126, 128)과, 위로 지향된 그들의 히트 싱크면(204)과 수직으로 배향된다.The
하단 히트 싱크(302)는, 하단 플레이트(304)의 하부면(314) 위로 연장되는 하단 휜(312)들을 더 갖는다.The
전압 변환기(104)는, 하단 히트 싱크(302) 위로 그로부터 거리를 두고 연장되는 상단 히트 싱크(316)를 더 갖는다.The
상단 히트 싱크(316)는 하단 히트 싱크(302)의 하단 플레이트(304) 위로 연장되는 실질적으로 수평인 상단 플레이트(318)를 갖는다.
상단 플레이트(318)는 주변 공기와 접촉하는 상부면(320)을 갖는다.
상단 히트 싱크(316)는, 상단 플레이트(318)의 하부면(324)으로부터 아래로 돌출하는 상단 휜(322)들을 더 갖는다.The
플레이트(318)는, 커패시터(124)들의 히트 싱크면(204)들이 각각 열 접촉하는 아래로 지향된 보스(326)들을 더 갖는다. 설명된 예시에서, 열 전도성 요소(328)는 히트 싱크면(204)과 보스(326) 사이에 삽입된다. 열 전도성 요소는, 예를 들어, 열 접착제(thermal adhesive)이다.The
전압 변환기(104)는, 명령 가능한 스위치들(112, 114)을 제어하도록 설계된 전자 부품들을 갖는 인쇄 회로 기판(336)을 더 갖는다.The
전압 변환기(104)는, 하단 히트 싱크(302)와 상단 히트 싱크(316) 사이에서 연장되는 인쇄 회로 기판(336)을 수용하기 위한 하우징(330)을 더 갖는다.The
하우징(330)은 하단 히트 싱크(302)의 플레이트(304)와 상단 히트 싱크(316)의 플레이트(318) 사이에 위치한 실질적으로 수평인 중간 플레이트(332)를 갖는다. 인쇄 회로 기판(336)은 중간 플레이트(332)의 상부면(338) 위로 연장된다.
중간 플레이트(332)에는 커패시터(124)들의 각각의 통로를 위한 애퍼처(334)들이 제공된다.The intermediate plate 332 is provided with apertures 334 for each passage of the
상단 히트 싱크(316)와, 이들 사이의 하우징(330)은, 상단 휜(322)들로 개방되는 상단 측부 공기 유입구(top lateral air inlet)(340)를 규정한다.
또한, 전기 기기(130)는, 하단 휜(312)들로 개방되는 하단 측부 공기 유입구(bottom lateral air inlet)(342)를 갖는 공기 통로를 형성하도록, 하단 히트 싱크(302) 아래로 그로부터의 거리를 두고 연장된다.The
전기 기기(130)는, 상부 공기 유입구(344) 및 측부 공기 배출구(lateral air outlet)(346)를 갖고, 전기 기기(130)의 회전자(도시되지 않음)에 의해 작동되고 상부 공기 유입구(344)를 통해 공기를 흡입하도록 설계된 팬(348)을 갖는다.The
도 4를 참조하여, 전압 변환기(104)는, 각각의 커패시터(124)에 대해, 예를 들어, 플라스틱으로 제작되고, 이 커패시터(124)를 둘러싸고, 열적 절연체를 형성하는 리셉터클(receptacle)(402)을 더 갖는다.Referring to FIG. 4, for each
특히, 리셉터클(402)은, 커패시터(124)를 수용하기 위해 수용 애퍼처(310) 내로 연장되어, 하단 히트 싱크(302)와 커패시터(124) 사이에 삽입되도록 하단 플레이트(304)에 형성된다. 따라서, 커패시터(124)는 하단 히트 싱크(302)로부터 단열된다(thermally insulated). 리셉터클(402)은 또한, 상단 히트 싱크(316)까지 연장되어, 중간 플레이트(332)에 형성된 통로 애퍼처(334) 내로 통과한다. 설명된 예시에서, 리셉터클(402)은, 커패시터(124)와 관련된 보스(326)까지 연장되어, 접착제(404)에 의해 이 보스(326)에 단단히 부착된다. 게다가, 리셉터클(402)의 하부는 커패시터(124)의 하부면(202) 아래로 연장된다. 따라서, 커패시터(124)는, 상단 히트 싱크(316)와 열 접촉하는, 그 히트 싱크면(204)을 제외한 그 주변들로부터 단열된다. 게다가, 설명된 예시에서, 커패시터(124)의 단자들(126, 128), 및 단자들(126, 128)에 위치된 버스 바(106, 108)의 부분들은 리셉터클(402)의 하부에 내장된다.In particular, the
전압 변환기(104)의 냉각이 이제 도 5를 참조하여 설명될 것이다.Cooling of the
작동 동안, 전기 기기(130)의 팬(348)은, 전기 기기(130)의 상부 공기 유입구(344)를 통해 공기를 흡입하고, 전기 기기(130)의 측부 공기 배출구(346)를 통해 공기를 배출한다.During operation, the
이 공기 흡입은, 상단 측부 공기 유입구(340)로부터, 상단 히트 싱크(316), 더 정확하게는, 상단 휜(322)들과 접촉하게 되는 공기 배출구(308)로의 제1 기류(502)를 생성한다. 이 제1 기류(502)는 상단 히트 싱크(316)로부터 열을 배출시키고, 이로써 상단 히트 싱크(316)와 열 접촉하는 커패시터(124)를 냉각시킨다.This air intake creates a
또한, 팬(348)을 통한 공기 흡입은, 하부 측방 공기 유입구(342)로부터, 하단 히트 싱크(302), 더 정확하게는, 하단 휜(312)들과 접촉하게 되는, 전기 기기(130)의 상부 공기 유입구(344)로의 제2 기류(504)를 생성한다. 따라서, 이 제2 기류(504)는 하단 히트 싱크(302)로부터 열을 배출시키고, 이로써 하단 히트 싱크(302)와 열 접촉하는 명령 가능한 스위치들(112, 114)을 냉각시킨다.In addition, the air intake through the
전압 변환기(104)를 둘러싸는 공기는 일반적으로 약 120℃의 주위 온도에 있다.The air surrounding the
이제, 그 측부 공기 배출구(346)를 통해 전기 기기(130)를 떠나는 공기는, 전기 기기(130)의 고정자(stator)에 의해 가열되어, 이 측부 공기 배출구(346)에서의 공기는, 예를 들어, 125℃의 값을 갖는, 주변 온도보다 몇도 높은, 소위, 고온이다.Now, the air leaving the
하단 측부 공기 유입구(342)가 전기 기기(130)의 측부 공기 배출구 바로 위에 위치됨에 따라, 제2 기류(504)는 고온의 공기가 전압 변환기(104)로 들어가게 한다. 이는 명령 가능한 스위치들(112, 114)이 고온을 견딜 수 있는 것이기 때문에 이들을 냉각하기 위해 어떤 문제도 부여하지 않는다.As the bottom
그 부분의 커패시터(124)들은 더 낮은 온도를 견디고, 이는 하단 히트 싱크(302)에 의해 냉각될 경우 위험이 초과되게 하고, 이는 고온 공기를 사용하는 제2 기류(504)에 의해 냉각된다. 게다가, 커패시터(124)들이 스위치들(112, 114)에 매우 근접하여 배치될 때, 도 6 내지 도 8의 설명에서 더 상세히 설명될 바와 같이, 이들 스위치(112, 114)에 의해 하단 히트 싱크(302)로 방출되는 열은, 커패시터(124)들을 냉각시키기 위해 하단 히트 싱크(302)를 사용하는 것을 훨씬 더 곤란하게 한다.
이러한 이유로, 상단 히트 싱크(316)를 사용하는 것은, 커패시터(124)들을 냉각시키는 것을 가능하게 한다. 게다가, 설명된 예시에서, 상단 측부 공기 유입구(340)가 하단 측부 공기 유입구(342)보다 더 높이 위치되어 있다는 사실은, 전기 기기(130)의 측부 공기 배출구(346)를 통해 배출되는 공기를 사용하여 상단 히트 싱크(316)를 냉각하는 것을 피할 수 있게 한다.For this reason, using the
도 10은 제2 실시예를 도시한다. 도 5에 설명된 실시예와 공통인 요소들은 동일한 참조 부호를 지니며, 재차 설명되지 않는다.10 shows a second embodiment. Elements common to the embodiment described in FIG. 5 bear the same reference numerals and will not be described again.
도 10의 실시예에서, 하우징(330)은 중간 플레이트(332)의 하부면 위로 연장되는 중간 휜(352)들을 갖는다.In the embodiment of FIG. 10, the
하우징(330)은 인쇄 회로 기판(336)을 위한 중간 히트 싱크를 형성한다.
하우징(330)과, 이들 사이의 하단 히트 싱크(302)는 중간 측부 공기 유입구(350)를 형성한다. 공기 배출구(308)를 통한 공기의 흡입이, 하우징(330)과 제1 히트 싱크(302) 사이에서, 공기 유입구(350)로부터, 하우징(330)과 접촉하게 되는 공기 배출구(308)로의 제3 기류(506)를 생성하도록, 중간 측부 공기 유입구가 배열된다.The
중간 공기 유입구(350)로부터 공기 배출구(308)로의 제3 기류(506)는, 하우징(330), 더 정확하게는 휜(352)들과 접촉한다. 따라서, 제3 기류는 하우징(330)으로부터 열을 배출시키고, 이로써 인쇄 회로 기판(336)을 냉각시킨다.The
도 10의 실시예에서, 제3 기류(506)는 중간 휜(352)과 접촉한다.In the embodiment of FIG. 10, the
작동 동안, 전기 기기(130)의 팬(348)은 중간 측부 공기 유입구(350)를 통해 공기를 흡입하고 전기 기기(130)의 측부 공기 배출구(346)를 통해 공기를 배출한다.During operation, the
제3 기류(506)는 중간 측부 공기 유입구(350)로부터 배출구(308)까지 수평의 전체 배향을 갖고, 여기서 수직 전체 배향을 취한다. 이어서, 기류는 측부 공기 배출구(346)를 통해 떠나기 전에 팬(348)에서 수평의 전체 방향 및 원심 분리기를 취한다.The
제1 기류(502)는 상부 측부 공기 유입구(340)로부터 통로 애퍼처(334)까지 수평의 전체 배향을 갖고, 여기서 배출구(308)에 대해 비스듬한 방향을 취한 다음 수직의 전체 배향을 취한다. 이어서, 기류는 측부 공기 배출구(346)를 통해 떠나기 전에 팬(348)에서 수평의 전체 방향 및 원심 분리기를 취한다.The
제2 기류(504)는 하부 측부 공기 유입구(342)로부터 상부 공기 유입구(344)까지 수평의 전체 배향을 갖고, 여기서 수직 배향을 취한다. 이어서, 기류는 측부 공기 배출구(346)를 통해 떠나기 전에 팬(348)에서 수평의 전체 방향 및 원심 분리기를 취한다. The
변형 예로서, 하우징(330)은 휜(352)을 갖지 않는다. 물론, 이 변형에서, 제3 기류(506)도 존재하며 동일한 특성을 갖는다. 기류(506)는 하우징(330)과 접촉하게 되고, 따라서 하우징(330)과 인쇄 회로 기판(336)이 냉각될 수 있게 한다. 따라서, 제1 기류(502), 제2 기류(504) 및 제3 기류(506)는 커패시터(124)들, 스위치들(112 및 114) 및 인쇄 회로 기판(336)을 각각 냉각하는 것을 가능하게 한다.As a variant, the
도 6을 참조하여, 설명된 예시에서, 버스 바(106, 108, 122)는 각각 하단 히트 싱크(302)의 하단 플레이트(304) 위에서 서로에 대해 바로 옆으로 연장되는 수평의 동일 평면의 평면 부분(6202, 6204, 6206)들을 갖는다.With reference to FIG. 6, in the illustrated example, the bus bars 106, 108, 122 each have a horizontal, coplanar, planar portion extending right sideways to each other above the
또한, 설명된 예시에서, 각각의 명령 가능한 스위치(112, 114)의 제1 주요 단자(116)는 그 하부면의 적어도 일부 위로 연장되고, 반면에 제2 주요 단자(118)는 그 상부면의 적어도 일부 위로 연장된다.Also, in the illustrated example, the first
각 쌍의 명령 가능한 스위치들(112, 114)에 대해, 제1 스위치(112)의 하부면은, 그 제1 주요 단자(116)를 제1 버스 바(106) 또는 제3 버스 바(122)에 연결시키도록, 제1 버스 바(106)의 평면 부분(6202) 및 제3 버스 바(122)의 평면 부분(6206) 중 하나에 대해 가압된다. 설명된 예시에서, 제1 명령 가능한 스위치(112)의 하부면은 제1 버스 바(106)의 평면 부분(6202)에 대해 가압된다. 게다가, 제1 스위치(112)의 상부면은, 제2 주요 단자(116)를 제1 버스 바(106) 또는 제3 버스 바(122)에 연결시키도록, 적어도 하나의 전도성 탭(conductive tab)(6208)을 통해, 제1 버스 바(106)의 평면 부분(6202)과 제3 버스 바(122)의 평면 부분(6206) 중 다른 하나에 연결된다. 설명된 예시에서, 제1 스위치(112)의 상부면은, 3개의 전도성 탭(6208)을 통해, 제3 버스 바(122)의 평면 부분(6206)에 연결된다.For each pair of
또한, 각 쌍의 명령 가능한 스위치들(112, 114)에 대해, 제2 명령 가능한 스위치(114)의 하부면은, 그 제1 주요 단자(116)를 제2 버스 바(108) 또는 제3 버스 바(122)에 연결시키도록, 제2 버스 바(108)의 평면 부분(6204)과 제3 버스 바(122)의 평면 부분(6206) 중 하나에 대해 가압된다. 설명된 예시에서, 제2 스위치(114)의 하부면은 제3 버스 바(122)의 평면 부분(6206)에 대해 가압된다. 게다가, 제2 스위치(114)의 상부면은, 제2 주요 단자(118)를 제2 버스 바(108) 또는 제3 버스 바(122)에 연결시키도록, 적어도 하나의 전도성 탭(6210)을 통해, 제2 버스 바(108)의 평면 부분(6204)과 제3 버스 바(122)의 평면 부분(6206) 중 다른 하나에 연결된다. 설명된 예시에서, 제2 스위치(114)의 상부면은, 3개의 전도성 탭(6210)을 통해, 제2 버스 바(108)의 평면 부분(6204)에 연결된다.In addition, for each pair of
따라서, 서로에 대해 적층되기 보다는 바로 옆으로 연장되는 버스 바(106, 108, 122)의 배치로 인해, 수직 벌크의 전력 모듈(110)을 한정하는 것이 가능하다.Thus, due to the placement of
또한, 명령 가능한 스위치들(112, 114)의 제어 단자(120)들은, 설명된 예시에서, 그들의 상부면 위로 연장되고, 인쇄 회로 기판(336)의 전기 부품들에 연결된 제어 핀(6212)들에 연결된다.In addition, the
도 7을 참조하여, 각각의 전력 모듈(110)에 대해, 관련 커패시터(124)는, 예를 들어, 이 축(7402)에 중심이 되도록 축(7402)을 따라 연장되도록 의도된다. 이 축(7402)은 바람직하게는 수직이다. 또한, 제1 버스 바(106)는 커패시터(124)의 제1 단자(126)를 형성하는 핀을 수용하도록 의도된 제1 천공(perforation)(7404)을 갖고, 제2 버스 바(108)는 그 제2 단자(128)를 형성하는 2개의 러그를 각각 수용하도록 의도된 2개의 제2 천공(7406)을 갖는다. 축(7402)이, 바람직하게는, 이 천공(7404)을 통과한다.Referring to FIG. 7, for each
버스 바(106, 108, 122)가, 각 쌍의 명령 가능한 스위치들(112, 114)에 대해, (도 7에 도시된, 제1 천공(7404)을 통해) 커패시터(124)의 제1 단자(126)로부터 시작하여 이들 2개의 명령 가능한 스위치(112, 114)의 각각을 연속적으로 통과하고 (도 7에 도시된, 2개의 천공(7406) 중 하나를 통해) 커패시터(124)의 제2 단자에서 종결되는 도전성 경로(7408)를 규정한다. 도 7은 두 쌍의 명령 가능한 스위치(112, 114) 중 하나의 도전성 경로(7408)만을 도시한다. 물론, 다른 유사한 도전성 경로도 다른 한 쌍의 명령 가능한 스위치들(112, 114)에 대해 존재한다.The bus bars 106, 108, 122 are connected to the first terminal of the capacitor 124 (via the
축(7402), 따라서 커패시터(124)는, 각각의 도전성 경로(7408)가 최대 40 나노헨리, 바람직하게는 최대 30 나노헨리의 인덕턴스를 갖도록, 명령 가능한 스위치들(112, 114)에 충분히 근접하여 위치된다. 동등하게 작은 인덕턴스를 달성하기 위해, 도전성 경로(7408)는, 바람직하게는, 최대 100mm, 더 바람직하게는, 최대 70mm의 길이를 갖는다. 게다가, 동등하게 작은 인덕턴스를 달성하기 위해, 각각의 명령 가능한 스위치(112, 114)는, 바람직하게는, 축(7402)으로부터 10 내지 30mm, 더 바람직하게는 15 내지 25mm의 거리에 위치된다. 따라서, 명령 가능한 스위치들(112, 114)은 첫째로 동시에 축(7402)으로부터 커패시터(124)가 설치될 수 있을 정도로 충분히 멀리 떨어져 있고, 둘째로 원하는 인덕턴스를 나타내기 위해 각각의 유도 경로(inductive path)(7408)가 비교적 짧을 수 있도록 충분히 근접해 있다. 설명된 예시에서, 명령 가능한 스위치들(112, 114)은 작은 베이스(small base)(2개의 상위 스위치(112) 사이의 거리)와 큰 베이스(2개의 하위 스위치 사이의 거리)를 갖는 사다리꼴의 4개의 코너에 위치된다. 축(7402)은 큰 베이스의 중간으로부터 10mm 미만 떨어져 위치된다. 따라서, 스위치들(112, 114)은 커패시터(124)를 둘러싸고, 이로써 그것들을 커패시터(124)에 근접하여 배치할 수 있게 한다.
도 8을 참조하여, 커패시터(124)들은, 바람직하게는, 전력 모듈(110)들보다, 특히 명령 가능한 스위치들(112, 114)보다 전압 변환기(104)의 공기 배출구(308)에 더 근접하여 위치된다. 따라서 커패시터(124)는 중앙에 위치하고, 전력 모듈(110)들은 전압 변환기(104)의 주위에 위치된다.Referring to FIG. 8, the
전압 변환기(104)의 중앙에서의 커패시터들의 위치로 인해, 커패시터들이 각각 전력 모듈(110)들에 가능한 근접하여 배치되어 있을 지라도, 커패시터(124)들은, 도 5에 도시된 기류(502, 504)가 전력 모듈(110)들을 통과하는 것을 방지하지 못한다.Due to the position of the capacitors in the center of the
전압 변환기(104)를 제조하기 위한 방법(9600)이 이제 도 9를 참조하여 설명될 것이다.A
단계 9602에서, 각각의 커패시터(124)의 위치는, 이 위치가 관련 전력 모듈(110)의 명령 가능한 스위치들(112, 114)에 충분히 근접하도록 결정되고, 따라서 버스 바(106, 108, 122)가 각 쌍의 명령 가능한 스위치들(112, 114)에 대해, 커패시터(124)의 제1 단자(126)로부터 시작되어, 이들 2개의 명령 가능한 스위치(112, 114)의 각각을 연속적으로 통과하고, 커패시터(124)의 제2 단자(128)에서 종결되며, 최대 40 나노헨리, 바람직하게는, 최대 30 나노헨리의 인덕턴스를 갖는, 도전성 경로(7408)를 규정한다. 이 결정은, 예를 들어, 컴퓨터 시뮬레이션 또는 경험적으로 수행될 수 있다.In
단계 9604에서, 전압 변환기(104)는, 관련 커패시터(124)를 각각의 전력 모듈(110)에 대해 이전 단계에서 결정된 위치에 배치함으로써, 제조된다.In
본 발명은 위에서 설명한 실시예에 한정되지 않고, 오히려 다음의 청구항들에 의해 규정된다. 확실히, 본 기술분야의 숙련자에게는 그에 대한 수정들이 이루어질 수 있음이 분명할 것이다.The invention is not limited to the embodiment described above, but rather defined by the following claims. Certainly, it will be apparent to those skilled in the art that modifications may be made.
공기 유입구들 및 배출구들은 특히 하나 이상의 애퍼처를 가질 수 있다.The air inlets and outlets can in particular have one or more apertures.
또한, 청구항들에 사용된 용어들은 위에서 설명한 실시예의 요소들에 한정되는 것으로 이해되어서는 안 되고, 오히려 본 기술분야의 숙련자는 그 일반적인 지식으로부터 추론할 수 있는 모든 동등한 요소들을 포괄(cover)하는 것으로 이해되어야 한다.Moreover, the terms used in the claims should not be construed as limited to the elements of the embodiments described above, but rather should be understood by those skilled in the art to cover all equivalent elements deduced from the general knowledge thereof. It must be understood.
Claims (16)
- 제1 히트 싱크(heat sink)(302),
- 상기 제1 히트 싱크(302)와 열 접촉하는 히트 싱크면(heat sink face)을 갖는 적어도 하나의 명령 가능한 스위치(112, 114),
- 적어도 하나의 커패시터(124)를 갖고,
상기 전압 변환기(104)는, 제2 히트 싱크(316)를 더 갖고, 각각의 커패시터(124)의 히트 싱크면(204)은 상기 제2 히트 싱크(316)와 열 접촉하는, 전압 변환기.As a voltage converter 104,
A first heat sink 302,
At least one commandable switch 112, 114 having a heat sink face in thermal contact with the first heat sink 302,
At least one capacitor 124,
The voltage converter (104) further has a second heat sink (316), wherein the heat sink surface (204) of each capacitor (124) is in thermal contact with the second heat sink (316).
각각의 커패시터(124)의 상기 히트 싱크면(204)과 상기 제2 히트 싱크(316) 사이에 삽입되는 열 전도성 요소(328)를 갖는, 전압 변환기(104).The method of claim 1,
A voltage converter (104) having a thermally conductive element (328) inserted between the heat sink surface (204) and the second heat sink (316) of each capacitor (124).
각각의 커패시터(124)에 대해, 상기 제1 히트 싱크(302)와 상기 커패시터(124) 사이에 삽입되는 열적 절연체(thermal insulator)(402)를 더 갖는, 전압 변환기(104).The method according to claim 1 or 2,
For each capacitor (124), further having a thermal insulator (402) inserted between the first heat sink (302) and the capacitor (124).
상기 적어도 하나의 커패시터(124)는 실린더 형상을 갖고, 상기 실린더의 제1베이스는 상기 커패시터의 원형 하부면을 형성하고, 상기 실린더의 제2베이스는 상기 커패시터의 원형 상부면을 형성하고, 상기 하부면은 상기 적어도 하나의 커패시터(124)의 제1 단자(126) 및 제2 단자(128)를 포함하고, 상기 히트 싱크면(204)은 상기 원형 상부면인, 전압 변환기(104).The method according to any one of claims 1 to 3,
The at least one capacitor 124 has a cylindrical shape, the first base of the cylinder forms a circular bottom surface of the capacitor, the second base of the cylinder forms a circular top surface of the capacitor, and the bottom Surface comprises a first terminal (126) and a second terminal (128) of the at least one capacitor (124), wherein the heat sink surface (204) is the circular top surface.
공기 유입구(340) 및 공기 배출구(308) - 상기 공기 배출구(308)를 통한 공기의 흡입이, 상기 공기 유입구(340)로부터, 상기 제2 히트 싱크(316)와 접촉하게 되는 상기 공기 배출구(308)로의 기류(502)를 생성하도록 배치됨 - 를 갖는, 전압 변환기(104).The method according to any one of claims 1 to 4,
Air inlet 340 and air outlet 308-The air outlet 308 through which the intake of air through the air outlet 308 comes into contact with the second heat sink 316, from the air inlet 340. And a voltage converter 104, arranged to produce an airflow 502 to.
상기 제2 히트 싱크(316)는 상기 제1 히트 싱크(302) 위로 연장되는, 전압 변환기(104).The method according to any one of claims 1 to 5,
The second heat sink (316) extends above the first heat sink (302).
하우징(330)은 상기 제1 히트 싱크(302) 위와 상기 제2 히트 싱크(316) 아래로 연장되고, 상기 하우징(330)은 적어도 하나의 명령 가능한 스위치(112, 114)를 제어하도록 설계된 전기 부품들(electrical components)을 갖는 인쇄 회로 기판(336)을 수용하고, 중간 공기 유입구(350)가, 상기 공기 배출구(308)를 통한 공기의 흡입이, 상기 하우징(330)과 상기 제1 히트 싱크(302) 사이에서, 상기 공기 유입구(350)로부터, 상기 하우징(330)과 접촉하게 되는 상기 공기 배출구(308)로의 기류(506)를 생성하도록, 배치되는, 전압 변환기(104).The method according to claim 6, which is dependent on claim 5,
A housing 330 extends above the first heat sink 302 and below the second heat sink 316, the housing 330 being designed to control at least one commandable switch 112, 114. A printed circuit board 336 having electrical components, and an intermediate air inlet 350 allows suction of air through the air outlet 308 to allow the housing 330 and the first heat sink ( Between 302, being arranged to generate an air flow (506) from the air inlet (350) to the air outlet (308) in contact with the housing (330).
상기 제2 히트 싱크(316)는 플레이트(318), 및 상기 플레이트(318)로부터 돌출되는 휜(fin)(322)들을 갖는, 전압 변환기(104).The method according to any one of claims 1 to 7,
The second heat sink (316) has a plate (318), and fins (322) protruding from the plate (318).
상기 제2 히트 싱크(316)의 상기 플레이트(318)는 하부면(324)을 갖고, 상기 휜(322)들은 상기 하부면(324)으로부터 아래로 돌출되는, 전압 변환기(104).The method according to claim 6 or 7, taken together with claim 8,
The plate (318) of the second heat sink (316) has a bottom surface (324), and the fins (322) protrude downward from the bottom surface (324).
상기 제1 히트 싱크(302)는 하부면(314)을 갖는 플레이트(304), 및 상기 플레이트(304)의 상기 하부면(314)으로부터 아래로 돌출되는 휜(312)들을 갖는, 전압 변환기(104).The method according to any one of claims 1 to 9,
The first heat sink 302 has a plate 304 having a bottom surface 314, and fins 312 protruding downward from the bottom surface 314 of the plate 304. ).
- 제1 및 제2 버스 바(busbar)(106, 108),
- 적어도 하나의 전력 모듈(110) - 이 전력 모듈은:
- 적어도 한 쌍의 제1 및 제2 명령 가능한 스위치(112, 114)로서, 각각의 명령 가능한 스위치(112, 114)는 2개의 주요 단자(116, 118)와, 그의 2개의 주요 단자(116, 118) 사이에서 명령 가능한 스위치(112, 114)를 선택적으로 개방 및 폐쇄하도록 의도된 제어 단자(120)를 갖고, 상기 제1 명령 가능한 스위치(112)의 제1 주요 단자(116)는 상기 제1 버스 바(106)에 연결되고, 상기 명령 가능한 스위치(114)의 제2 주요 단자(118)는 제2 버스 바(108)에 연결되는, 상기 스위치와,
- 각 쌍의 명령 가능한 스위치(112, 114)에 대해, 제3 버스 바(122)로서, 상기 제1 명령 가능한 스위치(112)의 제2 주요 단자(118) 및 상기 제2 명령 가능한 스위치(114)의 제1 주요 단자(116)가 상기 제3 버스 바(122)에 연결되는, 상기 제3 버스 바와,
- 각각의 전력 모듈(110)에 대해, 커패시터(124)로서, 적어도 500 마이크로 패럿, 바람직하게는, 적어도 560 마이크로 패럿의 값을 갖는 제1 및 제2 버스 바(106, 108)에 각각 연결되는 제1 및 제2 단자(126, 128)를 갖고, 상기 버스 바(106, 108, 122)가, 각 쌍의 명령 가능한 스위치들(112, 114)에 대해, 상기 커패시터(124)의 상기 제1 단자(126)로부터 계속되어, 이들 2개의 명령 가능한 스위치(112, 114)의 각각을 연속적으로 통과하고, 상기 커패시터(124)의 상기 제2 단자(128)에서 종결되는 도전성 경로(7408)를 규정하도록, 상기 명령 가능한 스위치들(112, 114)에 충분히 근접하여 위치되며, 이 도전성 경로(7408)는 최대 40 나노헨리, 바람직하게는 최대 30 나노헨리의 인덕턴스를 갖는, 상기 커패시터를 갖음 - 을 구비하는, 전압 변환기.The method according to any one of claims 1 to 10,
First and second busbars 106, 108,
At least one power module 110, the power module being:
At least a pair of first and second commandable switches 112, 114, each commandable switch 112, 114 having two main terminals 116, 118 and its two main terminals 116, 118 has a control terminal 120 intended to selectively open and close the commandable switches 112, 114, the first main terminal 116 of the first commandable switch 112 being the first The switch, which is connected to a bus bar 106, and the second main terminal 118 of the commandable switch 114 is connected to a second bus bar 108;
For each pair of commandable switches 112, 114, as a third bus bar 122, a second main terminal 118 of the first commandable switch 112 and the second commandable switch 114. The first bus terminal 116) is connected to the third bus bar 122, the third bus bar,
For each power module 110, which is connected as a capacitor 124 to first and second bus bars 106 and 108, each having a value of at least 500 microfarads, preferably at least 560 microfarads, respectively. The first and second terminals 126, 128, and the bus bars 106, 108, 122, for each pair of commandable switches 112, 114, the first of the capacitor 124 Continuing from terminal 126, defines a conductive path 7408 that passes sequentially through each of these two commandable switches 112 and 114 and terminates at the second terminal 128 of the capacitor 124. Positioned so close to the commandable switches 112 and 114 that the conductive path 7408 has the capacitor, having an inductance up to 40 nanohenry, preferably up to 30 nanohenry. Voltage converter.
- 전기 기기(130),
- 상기 전기 기기(130)에 연결된, 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 전압 변환기(104)를 구비하는, 전기 시스템.As the electrical system 100,
Electrical appliance 130,
An electrical system comprising a voltage converter (104) according to any of the preceding claims, connected to the electrical appliance (130).
상기 전기 기기(130)는 상기 제1 히트 싱크(302) 아래로 연장되는, 전기 시스템.The method of claim 12,
The electrical device (130) extends below the first heat sink (302).
상기 전압 변환기(104)는 제4항에 따른 것이고, 상기 전압 변환기(104)의 공기 배출구(308)는 상기 제1 히트 싱크(302)를 통해 형성되고; 상기 전기 기기(130)는, 상부 공기 유입구(344)를 갖고, 상기 전압 변환기(104)의 상기 공기 배출구(308)를 통해 공기의 유입을 생성하도록, 상기 상부 공기 유입구(344)를 통해 공기를 흡입하도록 설계된 팬(348)을 갖는, 전기 시스템.The method of claim 13,
The voltage converter (104) according to claim 4, wherein an air outlet (308) of the voltage converter (104) is formed through the first heat sink (302); The electrical device 130 has an upper air inlet 344 and draws air through the upper air inlet 344 to create an inlet of air through the air outlet 308 of the voltage converter 104. An electrical system having a fan 348 designed to inhale.
상기 전기 기기(130)는, 상기 전압 변환기(104)의 상기 제1 히트 싱크(302)와 상기 전기 기기(130) 사이에서 제2 공기 유입구(342)를 규정하도록, 상기 전압 변환기(104)의 상기 제1 히트 싱크(302)로부터 거리를 두고 위치되고, 상기 전기 기기(130)의 상기 팬(348)은 상기 제2 공기 유입구(342)로부터 상기 전기 기기(130)의 상기 상부 공기 유입구(344)로의 제2 기류(504)를 생성하도록, 상기 전기 기기(130)의 상기 상부 공기 유입구(344)를 통해 공기를 흡입하도록 설계되며, 상기 제2 기류(504)는 상기 제1 히트 싱크(302)와 접촉되게 되는, 전기 시스템.The method of claim 14,
The electrical device 130 is configured to define a second air inlet 342 between the first heat sink 302 of the voltage converter 104 and the electrical device 130. Positioned at a distance from the first heat sink 302, and the fan 348 of the electrical device 130 is located from the second air inlet 342 to the upper air inlet 344 of the electrical device 130. ) Is designed to suck air through the upper air inlet 344 of the electrical device 130 to create a second air stream 504, the second air stream 504 being the first heat sink 302. Electrical system, in contact with
- 상기 버스 바(106, 108, 122)가, 각 쌍의 명령 가능한 스위치들(112, 114)에 대해, 상기 커패시터(124)의 상기 제1 단자(126)로부터 계속되어 이들 2개의 명령 가능한 스위치(112, 114)의 각각을 통해 연속적으로 통과하고 상기 커패시터(124)의 상기 제2 단자(128)에서 종결되며, 최대 40 나노헨리, 바람직하게는 최대 30 나노헨리의 인덕턴스를 갖는 도전성 경로(7408)를 규정하도록, 각각의 전력 모듈(110)에 대해, 상기 명령 가능한 스위치들(112, 114)에 충분히 근접하여 관련 커패시터(124)의 위치를 결정하는 단계(9602),
- 상기 관련 커패시터(124)를 각각의 전력 모듈(110)에 대해 결정된 위치에 배치함으로써, 상기 전압 변환기(104)를 제조하는 단계(9604)를 포함하는, 방법.A method 9600 for manufacturing a voltage converter 104 according to claim 6, wherein
The bus bars 106, 108, 122, for each pair of commandable switches 112, 114, continue from the first terminal 126 of the capacitor 124 and these two commandable switches A conductive path 7408 that passes continuously through each of (112, 114) and terminates at the second terminal 128 of the capacitor 124 and has an inductance of up to 40 nanohenry, preferably up to 30 nanohenry For each power module 110, determining the location of the associated capacitor 124 in close proximity to the commandable switches 112, 114 (9602),
-Manufacturing (9604) the voltage converter (104) by placing the associated capacitor (124) in a position determined for each power module (110).
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR1755942A FR3068565B1 (en) | 2017-06-28 | 2017-06-28 | VOLTAGE CONVERTER, ELECTRICAL SYSTEM INCLUDING SUCH A VOLTAGE CONVERTER AND PROCESS FOR MANUFACTURING SUCH A VOLTAGE CONVERTER |
FR1755942 | 2017-06-28 | ||
PCT/FR2018/051409 WO2019002713A1 (en) | 2017-06-28 | 2018-06-14 | Voltage converter, electrical system comprising such a voltage converter and method for manufacturing such a voltage converter |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20200010404A true KR20200010404A (en) | 2020-01-30 |
Family
ID=60302179
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020197037592A KR20200010404A (en) | 2017-06-28 | 2018-06-14 | Voltage converters, electrical systems comprising such voltage converters and methods of manufacturing such voltage converters |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP3646683A1 (en) |
JP (1) | JP2020524413A (en) |
KR (1) | KR20200010404A (en) |
CN (1) | CN110800387A (en) |
FR (1) | FR3068565B1 (en) |
WO (1) | WO2019002713A1 (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR3102317B1 (en) | 2019-10-17 | 2022-05-27 | Valeo Equip Electr Moteur | Electronic system for supplying an electric machine and electric assembly comprising such an electronic system |
FR3117285A1 (en) * | 2020-12-09 | 2022-06-10 | Valeo Systemes De Controle Moteur | Electronic assembly with improved connection |
Family Cites Families (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH1127959A (en) * | 1997-07-08 | 1999-01-29 | Toshiba Fa Syst Eng Kk | Inverter |
JP2005044837A (en) * | 2003-07-22 | 2005-02-17 | Koyo Seiko Co Ltd | Semiconductor device, motor driving device, and electric power steering device |
JP4537814B2 (en) * | 2004-09-29 | 2010-09-08 | クボタ松下電工外装株式会社 | Cleaning method of plate roll |
JP2006262623A (en) * | 2005-03-17 | 2006-09-28 | Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial System Corp | Power conversion unit and power conversion device |
BR112013028489A2 (en) * | 2011-05-05 | 2017-01-10 | Clean Wave Technologies Inc | electronic power device and method for cooling an electronic power device |
FR2985597B1 (en) * | 2012-01-05 | 2014-10-24 | Valeo Equip Electr Moteur | CAPACITY ASSEMBLY DEVICE FOR ELECTRONIC CONVERTER |
JP5661055B2 (en) * | 2012-02-08 | 2015-01-28 | 三菱電機株式会社 | Control device |
WO2013140593A1 (en) * | 2012-03-23 | 2013-09-26 | 株式会社日立製作所 | Capacitor-supporting bus bar and electric power device equipped with same |
FR3010588B1 (en) * | 2013-09-09 | 2015-10-09 | Valeo Equip Electr Moteur | PROTECTIVE COVER FOR ROTATING ELECTRIC MACHINE FOR MOTOR VEHICLE |
KR102188621B1 (en) * | 2014-06-23 | 2020-12-09 | 주식회사 만도 | Inverter housing |
JP6457884B2 (en) * | 2015-05-19 | 2019-01-23 | 株式会社日立製作所 | Vehicle drive device |
-
2017
- 2017-06-28 FR FR1755942A patent/FR3068565B1/en active Active
-
2018
- 2018-06-14 CN CN201880041912.XA patent/CN110800387A/en active Pending
- 2018-06-14 EP EP18748976.0A patent/EP3646683A1/en not_active Withdrawn
- 2018-06-14 JP JP2019570442A patent/JP2020524413A/en active Pending
- 2018-06-14 WO PCT/FR2018/051409 patent/WO2019002713A1/en unknown
- 2018-06-14 KR KR1020197037592A patent/KR20200010404A/en active IP Right Grant
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN110800387A (en) | 2020-02-14 |
FR3068565A1 (en) | 2019-01-04 |
JP2020524413A (en) | 2020-08-13 |
FR3068565B1 (en) | 2020-11-27 |
EP3646683A1 (en) | 2020-05-06 |
WO2019002713A1 (en) | 2019-01-03 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9935520B2 (en) | Electronic assembly for a rotary electric machine for a motor vehicle | |
US10056801B2 (en) | Protective cover for a rotating electric machine for a motor vehicle | |
KR101541181B1 (en) | Inverter and Converter for Electric Vehicle | |
JP5488638B2 (en) | Power converter | |
KR102329085B1 (en) | Voltage converters, electrical systems, automobiles and related manufacturing methods | |
US20160150662A1 (en) | Electrical Circuit and Method for Producing an Electrical Circuit for Activating a Load | |
US20180191220A1 (en) | Electric compressor | |
US11348855B2 (en) | Semiconductor component and power module | |
JP6677346B2 (en) | Inverter unit | |
US20130242631A1 (en) | Power converter apparatus | |
US20200204083A1 (en) | Inverter module | |
CN109463033B (en) | Power conversion device | |
US10206310B2 (en) | Electronics assemblies incorporating three-dimensional heat flow structures | |
KR20200010404A (en) | Voltage converters, electrical systems comprising such voltage converters and methods of manufacturing such voltage converters | |
US20210144887A1 (en) | Power converter device for a vehicle, and vehicle | |
JP2004190525A (en) | Vehicular motor-driven compressor | |
KR102415020B1 (en) | Power semiconductor mounting structure | |
KR102393490B1 (en) | Motor | |
KR20170070762A (en) | Alternator Rectifier Assembly | |
CN113826315A (en) | Power conversion device | |
JP2016101071A (en) | Semiconductor device | |
CN114208016B (en) | Power conversion device | |
US11222879B2 (en) | Semiconductor module structure | |
US20230274994A1 (en) | Power electronics module, electrical system having such a module, corresponding manufacturing methods | |
JP7484817B2 (en) | Electrical Equipment |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right |