WO2018037690A1 - 電力変換装置 - Google Patents

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coil
heat
unit
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貴昭 ▲高▼原
村上 哲
亮太 近藤
岩蕗 寛康
浩之 東野
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三菱電機株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a power conversion device such as a bidirectional DCDC converter.
  • a core that penetrates the first circuit board and the second circuit board is provided so that both the primary winding and the secondary winding are wound, and the transformer T (
  • An insulated switching power supply device provided with a heat radiating member for releasing heat from the core) is known (see, for example, Patent Document 1).
  • a sheet-like heat transfer resin portion in which a lead frame is embedded in a wiring pattern is fixed on a metal plate.
  • a power device, a capacitor, and the like are mounted on the surface of the lead frame.
  • Semicircular ferrite cores are respectively provided above and below the metal plate and the sheet-like heat transfer resin portion (see, for example, Patent Document 2).
  • the insulated switching power supply device as a conventional power conversion device described in Patent Document 1 is configured as described above, and a heat dissipation member is brought into contact with the core for heat dissipation.
  • a heat dissipation member is brought into contact with the core for heat dissipation.
  • heat generated in the first circuit board and the second circuit board is not effectively transferred to the heat radiating member. Therefore, for example, an in-vehicle charger for charging an in-vehicle high voltage battery used in an electric vehicle, an in-vehicle power converter such as an in-vehicle step-down converter for charging an in-vehicle lead battery, etc. are formed on a substrate.
  • the heat dissipation substrate used in the power supply unit as the conventional power conversion device described in Patent Document 2 has a configuration in which ferrite cores are provided above and below the metal plate. Therefore, when mounting such a heat dissipation board on another electrical device, it is necessary to place the heat dissipation substrate in a housing for protecting the ferrite core and then mounting it on the electrical device.
  • silicon grease or the like is applied between the metal plate of the heat dissipation board and the housing in order to ensure adhesion and thermal conductivity between the metal plate and the housing. The heat generated in the heat radiating board is transferred from the metal plate of the heat radiating board to the housing and radiated.
  • the thermal resistance of silicon grease is higher than that of the metal plate, there is a problem in that the heat dissipation performance is reduced by passing through the silicon grease.
  • the present invention has been made to solve the above-described problems, and it is an object of the present invention to obtain a thin power converter that can effectively dissipate heat generated in the coil of the power converter formed on the substrate. Objective.
  • the power converter according to the present invention is A power conversion device comprising a main body having a substrate on which a power conversion unit and a coil are installed, and a first heat radiation unit that holds the substrate and radiates heat from the substrate,
  • the substrate is composed of one sheet,
  • the coil is integrally formed with the substrate and connected to the power conversion unit,
  • the first heat dissipating part is Fixed to the first surface of the substrate on the first direction side in the thickness direction of the substrate;
  • a heat-dissipating second surface of the first heat-dissipating part on the second direction opposite to the first-direction side has a coil cooling part that abuts against the part where the coil of the substrate is formed;
  • the heat radiation first surface on the first direction side of the first heat radiation portion is formed as the outermost peripheral surface on the first direction side of the power conversion device.
  • the power conversion device has a single substrate used for the main body of the power conversion device and includes a first heat radiating portion having a coil cooling portion, so that the thin power that can effectively dissipate heat generated in the coil. A conversion device can be obtained.
  • FIG. 1 to 3 show Embodiment 1 for carrying out the present invention.
  • FIG. 1 is a circuit diagram showing a circuit of a power converter.
  • FIG. 2 is a perspective view showing the main body 10 constituting the power conversion apparatus.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing the configuration of the power converter.
  • the power conversion device 100 is an isolated DCDC converter, and includes a capacitor 1, a first power conversion unit 2 as a power conversion unit, a transformer 30, a second power conversion unit 4 as a power conversion unit, and a capacitor 5. Connected and configured. Switching element 2a and switching element 2b as power conversion elements are connected in series to form a first leg. In addition, the switching element 2c as the power conversion element and the switching element 2d are connected in series to form the second leg. The first power conversion unit 2 is configured such that the first leg and the second leg are connected in parallel. Moreover, the switching element 4a and the switching element 4b as power conversion elements are connected in series to form a third leg. Further, the switching element 4c and the switching element 4d as power conversion elements are connected in series to form a fourth leg. The second power conversion unit 4 is configured such that the third leg and the fourth leg are connected in parallel.
  • Each of the switching elements 2a to 2d and the switching elements 4a to 4d includes a switching element body and a feedback diode. More specifically, in this embodiment, the switching elements 2a to 2d and the switching elements 4a to 4d are MOSFETs (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistors) each including a diode. These switching elements are not limited to MOSFETs, but may be semiconductor elements using IGBTs (Insulated Gate Bipolar Transistors) in which diodes are connected in antiparallel between the collector and the emitter.
  • MOSFETs Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistors
  • the transformer 30 is a single-phase transformer and has a transformer coil 31 as a coil.
  • the transformer coil 31 has a first transformer coil 31a and a second transformer coil 31b.
  • a first leg and a second leg of the first power converter 2 are connected in parallel to the capacitor 1.
  • One end of a first transformer coil 31a which is a primary transformer coil of the transformer 30, is connected to a connection point between the switching element 2a and the switching element 2b, and the other end is a connection point between the switching element 2c and the switching element 2d.
  • One end of the second transformer coil 31b which is the secondary transformer coil of the transformer 30, is connected to the connection point between the switching element 4a and the switching element 4b of the second power converter 4, and the other end is the switching element 4c.
  • a capacitor 5 is connected in parallel with the third leg and the fourth leg that are connected in parallel to constitute the second power conversion unit 4.
  • the first power converter 2 converts DC power supplied to the capacitor 1 from a DC power source (not shown) into high-frequency AC power.
  • the first power conversion unit 2 applies the converted high-frequency AC power to both ends of the first transformer coil 31a of the transformer 30. That is, DC / AC power conversion is performed.
  • An AC voltage corresponding to the turn ratio between the first transformer coil 31a and the second transformer coil 31b is induced at both ends of the second transformer coil 31b.
  • the turns ratio is 1: 1 and the primary side and the secondary side are insulated.
  • the second power conversion unit 4 rectifies the AC voltage induced at both ends of the second transformer coil 31 b and outputs the rectified voltage to the capacitor 5. That is, AC / DC power conversion is performed.
  • the capacitor 5 is connected to a load such as a battery (not shown) in parallel, and is supplied with direct-current power whose voltage is converted from the direct-current power source to the load.
  • the main body 10 of the power conversion apparatus 100 includes a plate-shaped single-piece substrate 6 formed of an insulating material, a transformer 30, a first power conversion unit 2, and a second power conversion unit 4.
  • the transformer 30 has a transformer core 34 as a core.
  • a downward direction with respect to the thickness direction Y of the substrate 6 is defined as a first direction side Y1. Further, the upward direction with respect to the thickness direction Y of the substrate 6, that is, the direction opposite to the first direction side Y1, is defined as the second direction side Y2.
  • a surface of the substrate 6 on the first direction side Y1 is referred to as a substrate first surface 6X. Further, the surface of the substrate 6 on the second direction side Y2 is defined as a substrate second surface 6Y.
  • the thickness direction Y of the substrate 6 indicates the same direction as the height direction of the power conversion device 100.
  • a direction perpendicular to the thickness direction Y of the substrate 6 is defined as a width direction X.
  • the width direction X indicates the same direction as the width direction of the power conversion device 100.
  • a direction perpendicular to the thickness direction Y and the width direction X of the substrate 6 is defined as a depth direction Z.
  • the depth direction Z indicates the same direction as the depth direction of the power conversion device 100.
  • the same direction as each direction in the power conversion device 100 described above is referred to as a thickness direction Y, a width direction X, and a depth direction Z, respectively. Is similarly indicated.
  • a wiring layer on which a conductor pattern is formed is provided on the substrate first surface 6X and the substrate second surface 6Y of the substrate 6, and an insulating layer 6Z is provided between the substrate first surface 6X and the substrate second surface 6Y. Is arranged.
  • the substrate 6 has a through hole 6 b as an opening that opens in the thickness direction Y of the substrate 6.
  • the through hole 6b is rectangular and is formed by the hole forming portion 6a.
  • a transformer coil pattern 14a that functions as the first transformer coil 31a having a number of turns of 1 concentric with the hole forming portion 6a is formed in a spiral shape by the conductor pattern. As shown in FIG. 2, the through hole 6b is provided at the center of the transformer coil pattern 14a.
  • a transformer coil pattern 14b functioning as a second transformer coil 31b having one turn is formed in a spiral shape on the substrate first surface 6X side of the substrate 6 by a conductor pattern.
  • the transformer coil pattern 14b is formed concentrically with the hole forming portion 6a, that is, concentric with the transformer coil pattern 14a, and opposed to the first transformer coil 31a in the thickness direction Y through the substrate 6.
  • the transformer coil 31 of the transformer 30 is integrally formed with the substrate 6 by the transformer coil pattern 14a and the transformer coil pattern 14b.
  • the transformer core 34 of the transformer 30 is a single-phase tripod transformer core, and a first transformer core member 34a whose cross-sectional shape in the depth direction Z of the substrate 6 is E-shaped and a flat second transformer core. Member 34b.
  • the first transformer core member 34a and the second transformer core member 34b are each formed by molding soft magnetic ferrite.
  • the transformer core 34 is attached to the substrate 6 such that the central leg of the first transformer core member 34 a passes through the through hole 6 b and the legs on both sides are located outside the substrate 6. Is done. That is, the center leg of the first transformer core member 34a passes through the center of the transformer coil pattern 14a and the center of the transformer coil pattern 14b.
  • the transformer core 34 is disposed in the through hole 6b and becomes a magnetic core of the transformer coil 31 (the first transformer coil 31a and the second transformer coil 31b).
  • the switching elements 2a to 2d are mounted (fixed) distributed in a rectangular shape as a whole.
  • the switching elements 4a to 4d are mounted in a rectangular distribution as a whole.
  • the switching elements 2a to 2d are connected by the conductor pattern formed on the substrate first surface 6X side so as to form the first power converter 2 shown in FIG.
  • the first power conversion unit 2 and the first transformer coil 31a are connected.
  • the switching elements 4a to 4d are connected to form the second power conversion unit 4 shown in FIG. 1 by a conductor pattern formed on the substrate second surface 6Y side.
  • the second power conversion unit 4 and the second transformer coil 31b are connected.
  • capacitor 1 and capacitor 5 are not mounted on substrate 6 but are provided separately.
  • the power conversion device 100 includes the main body 10, the first heat radiating unit 11, the first thermal resistance reducing unit 12A, the second thermal resistance reducing unit 12B, and the third thermal resistance reducing unit 12C illustrated in FIG. .
  • the thermal resistance reduction unit 12A when it is not necessary to distinguish each of the first thermal resistance reduction unit 12A, the second thermal resistance reduction unit 12B, and the third thermal resistance reduction unit 12C, they are referred to as the thermal resistance reduction unit 12.
  • a surface on the first direction side Y1 of the first heat radiating portion 11 is defined as a heat radiating first surface 11X.
  • the surface on the second direction side Y2 of the first heat radiating portion 11 is defined as a heat radiating second surface 11Y.
  • the first heat radiating portion 11 is a metal plate-like member fixed to the substrate first surface 6 ⁇ / b> X side of the substrate 6.
  • the first heat dissipating unit 11 holds the substrate 6 from the first direction side Y1, and dissipates heat generated in the substrate 6 (main body 10) from the surface to the atmosphere.
  • the first heat dissipating part 11 performs the heat dissipating of the substrate 6 as described above, and also serves as a housing that holds the main body 10. Therefore, the heat radiation first surface 11 ⁇ / b> X of the first heat radiation unit 11 is formed to be the outermost peripheral surface on the first direction side Y ⁇ b> 1 of the power conversion device 100. By setting it as such a structure, when mounting the power converter device 100 in another electric equipment, it can utilize as the mounting surface at the time of fixing the thermal radiation 1st surface 11X which is an outermost peripheral surface to another electric equipment. .
  • the heat radiating second surface 11Y of the first heat radiating part 11 has a coil cooling part 11A formed so as to be opposed to the part where the transformer coil patterns 14a and 14b of the substrate 6 are formed.
  • the second heat radiation surface 11Y has an element cooling section 11B formed so as to face the switching elements 2a to 2d and 4a to 4d fixed to the first substrate surface 6X.
  • the switching elements 2a to 2d, 4a to 4d and the element cooling unit 11B are in contact with each other via the second thermal resistance reducing unit 12B.
  • the heat radiating second surface 11Y is provided with a first recessed portion 11Z that is recessed in the first direction side Y1 and accommodates the first direction side Y1 of the transformer core 34.
  • the 2nd heat dissipation surface 11Y has 11 C of core cooling parts formed so that the edge part of the 1st direction side Y1 of the transformer core 34 might be opposed in this 1st recessed part 11Z.
  • the transformer core 34 and the core cooling part 11C are in contact with each other via the third thermal resistance reducing part 12C.
  • the 1st thermal radiation part 11 is formed in multiple steps
  • the heat radiation 1st surface 11X of the 1st heat radiating part 11 showed the thing of a flat shape, an uneven
  • the 1st thermal radiation part 11 may have a cooling water path
  • the thermal resistance reduction unit 12 is provided between the main body 10 and the first heat dissipation unit 11.
  • the thermal resistance reducing unit 12 has insulating properties, elasticity, and heat transfer properties, reduces thermal resistance between the main body 10 and the first heat radiating unit 11, and ensures adhesion.
  • the first thermal resistance reduction unit 12A provided between the portion of the substrate 6 where the transformer coil patterns 14a and 14b are formed and the coil cooling unit 11A reduces the thermal resistance and adhesion between the two. Secured.
  • the second thermal resistance reduction unit 12B provided between the switching elements 2a to 2d and the switching elements 4a to 4d and the element cooling unit 11B ensures reduction in thermal resistance and adhesion between them.
  • the third thermal resistance reduction unit 12C provided between the first direction side of the transformer core 34 and the core cooling unit 11C ensures the reduction of the thermal resistance between them and the adhesion.
  • the thermal resistance reduction unit 12 is made of a synthetic resin material excellent in insulation, elasticity, and thermal conductivity, for example, a thin sheet made of silicone rubber.
  • the thermal resistance reduction part 12 is not restricted to the thin sheet-like thing made from silicone rubber.
  • the thermal resistance reducing section 12 is a thin insulating material having high thermal conductivity that can be elastically deformed, such as a sheet in which high thermal conductive graphite particles are oriented in the film thickness direction in an acrylic polymer and penetrated, such as silicone grease. You may use what was formed with the gel-like insulating material.
  • the thermal resistance reduction unit 12 As the thermal resistance reduction unit 12, the first thermal resistance reduction unit 12A provided between the coil cooling unit 11A, the element cooling unit 11B, the core cooling unit 11C, and the main body 10, Only the 2 thermal resistance reduction part 12B and the 3rd thermal resistance reduction part 12C were shown.
  • the present invention is not limited to this configuration, and the thermal resistance reduction unit 12 may be provided over the entire surface between the heat radiation second surface 11Y and the main body 10.
  • the first heat dissipating unit 11 is opposed to the portion of the substrate 6 where the transformer coil patterns 14a and 14b are formed, and is coil-cooled. Part 11A.
  • the heat generated in the transformer coil patterns 14a and 14b during the operation of the power conversion apparatus 100 is directly transferred to the coil cooling part 11A in contact with the location where the transformer coil patterns 14a and 14b of the substrate 6 are formed. Is dissipated.
  • the heat generated in the transformer coil 31 of the main body 10 can be effectively dissipated, and the temperature rise of the power conversion device 100 can be suppressed.
  • the heat radiation first surface 11X of the first heat radiation part 11 is formed as the outermost peripheral surface on the first direction side Y1 of the power conversion device 100, and is mounted for fixing the power conversion device 100 to other electric devices. Available as a face.
  • the shape of the heat radiating first surface 11X may be a shape corresponding to the concavo-convex shape of the mounting destination electrical device. For this reason, when the power conversion device 100 is mounted on another electrical device, it is not necessary to use a separate housing for housing the power conversion device 100. Thereby, the silicon grease etc. with high thermal resistance applied between the 1st thermal radiation part 11 of the power converter device 100 and another housing
  • the heat radiation second surface 11Y has an element cooling section 11B that abuts against the switching elements 2a to 2d and 4a to 4d fixed to the substrate first surface 6X.
  • the heat generated in each of the switching elements 2a to 2d and 4a to 4d during the operation of the power conversion device 100 is directly transferred to the element cooling section 11B that contacts the switching elements 2a to 2d and 4a to 4d to dissipate heat. Is done.
  • the heat generated in each of the switching elements 2a to 2d and 4a to 4d of the main body 10 can be effectively dissipated, and the temperature increase of the power conversion device 100 can be further suppressed.
  • the second heat radiation surface 11Y has a core cooling part 11C that abuts against the end of the transformer core 34.
  • the heat generated in the transformer core 34 during the operation of the power conversion device 100 is directly transferred to the core cooling part 11 ⁇ / b> C in contact with the transformer core 34 and radiated.
  • the heat generated in the transformer core 34 of the main body 10 can be effectively dissipated, and the temperature rise of the power conversion device 100 can be further suppressed.
  • the thermal resistance reducing unit 12 between the main body 10 and the first heat radiating unit 11
  • the thermal resistance between the main body 10 and the first heat radiating unit 11 is reduced and adhesion is ensured. Accordingly, the heat generated in the transformer coil patterns 14a and 14b, the switching elements 2a to 2d, 4a to 4d, and the transformer core 34 is converted into the first thermal resistance reduction unit 12A, the second thermal resistance reduction unit 12B, and the third thermal resistance. Heat can be effectively transferred to the first heat dissipating part 11 via the reducing part 12C.
  • the thermal resistance reducing unit 12 an effect of protecting the main body 10 from friction caused by the first heat radiating unit 11 can be obtained.
  • the second thermal resistance reduction unit 12B may be provided only for a switching element having a large switching loss and a large temperature rise among the switching elements 2a to 2d and 4a to 4d. Thereby, the usage-amount of the 2nd thermal resistance reduction part 12B can be reduced, and cost reduction can be aimed at.
  • the first transformer coil 31a and the second transformer coil 31b included in the transformer coil 31 are integrally formed with the substrate 6 by the transformer coil pattern 14a and the transformer coil pattern 14b. That is, the transformer coil 31 does not protrude in the second direction Y side on the substrate second surface 6Y of the substrate 6. Thereby, the height of the power converter device 100 can be reduced and the thin power converter device 100 can be provided.
  • the transformer coil 31 is not limited to the structure integrally formed with the board
  • the conductor and the substrate 6 may be integrally formed by attaching the long piece side in the cross section of the conductor on the substrate second surface 6Y.
  • the transformer coil 31 can be configured not to protrude in the second direction Y side on the substrate second surface 6Y.
  • the transformer coil 31 and the substrate 6 are integrally formed and the transformer coil 31 does not protrude in this way, the unevenness on the substrate 6 is small.
  • substrate 6 is formed can be improved, heat dissipation improves. Is done.
  • the shape of the end of the coil cooling portion 11A on the second direction side Y1 that contacts the substrate 6 can be simplified.
  • the first heat radiating portion 11 has a first recessed portion 11 ⁇ / b> Z that houses the first direction side Y ⁇ b> 1 of the transformer core 34.
  • the height of the 2nd direction side Y2 from the thermal radiation 2nd surface 11Y of the transformer core 34 can be reduced.
  • the height of the power conversion device 100 can be reduced, and a thinner power conversion device 100 can be provided.
  • the first heat dissipation unit 11 is provided with an element cooling unit 11B. There may be no configuration. Thereby, the structure of the 1st thermal radiation part 11 can be simplified. Further, instead of the switching elements 4a to 4d constituting the second power conversion unit 4, a diode element as a one-way conduction element may be used. In this case, the heat rise resulting from the switching loss of the switching element can be prevented, and the temperature rise of the power conversion device 100 can be further suppressed.
  • the transformer 30 having the transformer core 34 is shown.
  • the transformer core 34 may not be provided.
  • the 1st heat radiating part 11 is set as the structure which does not provide the 1st recessed part 11Z for accommodating the 1st direction side Y1 of the transformer core 34, and the core cooling part 11C, and the board
  • the conductor pattern forming the transformer coil patterns 14a and 14b is shown in FIG.
  • a resist removal region 94 where the solder resist is not applied may be provided.
  • the thermal resistance of the solder resist is high, the deterioration of the thermal resistance due to the solder resist can be suppressed by providing the resist extraction region on which the solder resist is not deposited on the transformer coil patterns 14a and 14b.
  • the resist removal region the heat generated in the transformer coil patterns 14a and 14b can be effectively transferred to the coil cooling section 11A and dissipated.
  • the switching elements 2a to 2d which are the main heat generating parts of the main body 10 of the power conversion device 100, the transformer coil patterns 14a and 14b (the first transformer coil 31a and the second transformer coil 31b), and the switching elements 4a to 4a.
  • the heat generated in 4d can be transmitted to the first heat radiating portion 11 and effectively radiated. As described above, it is possible to provide a high-power and thin power conversion device.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view showing a configuration of the power conversion device according to the second embodiment.
  • the power conversion device 200 includes a main body 210 and a first heat radiating unit 11 and a thermal resistance reducing unit 12 having the same configuration as that of the first embodiment.
  • Main body 210 includes substrate 206, transformer 230, and first power conversion unit 2 and second power conversion unit 4 having the same configuration as in the first embodiment.
  • the transformer 230 has a transformer coil 231 as a coil.
  • the transformer coil 231 includes a first transformer coil 231a and a second transformer coil 231b.
  • the first transformer coil 231a and the second transformer coil 231b are formed by conductor patterns as in the first embodiment, but the arrangement configuration on the substrate 206 is different from that in the first embodiment.
  • the first transformer coil 31a and the second transformer coil 31b are formed to face each other in the thickness direction Y of the substrate 6.
  • the first transformer coil 231a and the second transformer coil 231b are concentrically formed in a spiral shape in the width direction X perpendicular to the thickness direction Y of the substrate 206.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing the configuration of the power conversion device according to the third embodiment.
  • the power conversion device 300 includes a main body 310 and a first heat radiating unit 11 and a thermal resistance reducing unit 12 having the same configuration as in the first embodiment.
  • Main body 310 includes substrate 306, transformer 330, and first power conversion unit 2 and second power conversion unit 4 having the same configuration as in the first embodiment.
  • the transformer 330 has a transformer coil 331 as a coil.
  • the transformer coil 331 includes a first transformer coil 331a and a second transformer coil 331b.
  • the substrate 306 is a four-layer substrate in which four wiring layers are stacked via an insulating layer 6Z.
  • the first transformer coil 331a and the second transformer coil 331b are formed by conductor patterns as in the first embodiment, but the arrangement configuration on the substrate 306 is different from that in the first embodiment.
  • the first transformer coil 331a and the second transformer coil 331b each have two turns, and each turn is formed in a separate wiring layer.
  • the first transformer coil 331a and the second transformer coil 331b are concentrically formed concentrically so as to face the thickness direction Y of the substrate 306. And the coil cooling part 11A of the 1st thermal radiation part 11 contact
  • first transformer coil 331a and the second transformer coil 331b heat can be effectively radiated as in the first embodiment.
  • a four-layer substrate having four wiring layers is shown, but the present invention is not limited to this.
  • a six-layer substrate having six wiring layers may be used.
  • the first transformer coil 331a and the second transformer coil 331b can each have three turns.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view showing a configuration of a power conversion device according to the fourth embodiment.
  • the power conversion device 400 includes a main body 410 and a first heat radiating unit 11 and a thermal resistance reducing unit 12 having the same configuration as in the first embodiment.
  • Main body 410 includes substrate 406, transformer 430, and first power conversion unit 2 and second power conversion unit 4 having the same configuration as in the first embodiment.
  • the transformer 430 has a transformer coil 431 as a coil.
  • the transformer coil 431 includes a first transformer coil 431a and a second transformer coil 431b.
  • the first transformer coil 431a and the second transformer coil 431b are formed by conductor patterns as in the first embodiment, but the arrangement configuration on the substrate 406 is different from that in the first embodiment.
  • the first transformer coil 431a and the second transformer coil 431b each have two turns.
  • the turns of the first transformer coil 431a are concentrically formed in the same wiring layer so as to be aligned in the width direction X.
  • the turns of the second transformer coil 431b are concentrically formed in the same wiring layer so as to be aligned in the width direction X.
  • the first transformer coil 431 a and the second transformer coil 431 b are formed concentrically so as to face the thickness direction Y of the substrate 406.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view showing the configuration of the power conversion apparatus according to the fifth embodiment.
  • Power conversion device 500 includes first heat radiating unit 511 and thermal resistance reducing unit 512, and main body 10 having the same configuration as in the first embodiment.
  • the first heat radiating portion 511 includes projecting portions 511a that protrude from the second direction side Y2 at four end portions in the width direction X and the depth direction Z on the heat radiating second surface 511Y on the second direction side Y2. In this way, the accommodating portion 511b surrounded by the protruding portion 511a is formed.
  • the accommodating portion 511b includes a first recessed portion 11Z that accommodates the first direction side Y1 of the transformer core 34.
  • the first direction side Y1 of the main body 10 of the power conversion device 500 is accommodated in the accommodating portion 511b of the first heat radiating portion 511.
  • a resin as a thermal resistance reducing member is filled between the main body 10 and the first heat radiation part 511.
  • a thermosetting potting material having a high thermal conductivity and a high insulating property is used.
  • the thermal resistance reducing portion 512 is formed by the filled resin.
  • the region of the thermal resistance reduction unit 512 is indicated by hatching.
  • a thermal resistance reducing portion 512 is formed over the entire surface between the first heat radiating portion 511 and the main body 10.
  • the resin as the thermal resistance reducing member is filled in the accommodating portion 511b, whereby the first thermal resistance reducing unit 12A, the second thermal resistance reducing unit 12B, and the third thermal resistance shown in the first embodiment.
  • the thermal resistance reduction part 512 integrally formed with the reduction part 12C is obtained.
  • the thermal resistance reduction part 512 of this Embodiment 5 with which 12C was integrally formed can be obtained. Thereby, it is not necessary to separately install the thermal resistance reduction unit, the power conversion device 500 can be configured simply, and the manufacturing process can be simplified. Moreover, since the contact area of the main body 10 and the 1st heat radiating part 511 also increases, the heat generated in the main body 10 can be effectively transferred to the first heat radiating part 511.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view showing the configuration of the power conversion apparatus according to the sixth embodiment.
  • the power conversion apparatus 600 includes a first heat radiating unit 611 and a thermal resistance reducing unit 612 and a main body 10 having the same configuration as that of the first embodiment.
  • the first heat radiating portion 611 has a predetermined dimension higher than the height of the main body 10 on the second direction side Y2 at the four end portions in the width direction X and the depth direction Z in FIG. 8 on the heat radiating second surface 611Y on the second direction side Y2.
  • a projecting portion 611a that protrudes from the top.
  • the accommodating portion 611b includes a first recessed portion 11Z that accommodates the first direction side Y1 of the transformer core 34.
  • the height of the 2nd direction side Y2 of the protrusion part 611a is higher than the height of the protrusion part 511a of Embodiment 5.
  • FIG. Other configurations of the first heat radiation part 611 are the same as those of the first heat radiation part 511 of the fifth embodiment.
  • the entire main body 10 of the power conversion device 600 is accommodated in the accommodating portion 611b.
  • a resin as a thermal resistance reducing member is filled between the main body 10 and the first heat radiation part 611.
  • a thermosetting potting material having a high thermal conductivity and a high insulating property is used.
  • the thermal resistance reducing portion 612 is formed by the filled resin.
  • the region of the thermal resistance reduction unit 612 is indicated by hatching. As shown in FIG. 8, a thermal resistance reducing unit 612 is formed over the entire surface between the first heat radiating unit 611 and the main body 10. Furthermore, the thermal resistance reduction unit 612 is filled up to a height that covers the first transformer core member 34a that is the upper end of the second direction side Y2 of the main body 10, and seals the entire main body 10.
  • the entire main body 10 is sealed by a thermal resistance reduction unit 612 formed by filling the accommodation unit 611b with a thermal resistance reduction member.
  • a heat dissipation path is formed in which heat generated in the substrate 6 is transferred from the substrate second surface 6Y side to the protruding portion 611a of the first heat dissipation portion 611 via the thermal resistance reduction portion 612.
  • the heat generated in the main body 10 can be more effectively transferred to the first heat radiation portion 611.
  • the temperature rise of the power converter 600 can be further suppressed.
  • the 1st power conversion part 2, the transformer 30, the 2nd power conversion part 4, etc. will be in the state molded by the thermal resistance reduction part 612, earthquake resistance and dustproofness can be improved.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view showing the configuration of the power conversion apparatus according to the seventh embodiment.
  • the power conversion device 700 includes a main body 710 and a first heat radiating unit 11 and a thermal resistance reducing unit 12 having the same configuration as in the first embodiment.
  • Main body 710 includes first power conversion unit 702, second power conversion unit 704, substrate 706, and transformer 30 having the same configuration as in the first embodiment.
  • the switching element 2a and the switching element 2b are mounted on the substrate second surface 706Y side of the substrate 706, and the switching element 2c and the switching element 2d are mounted on the substrate first surface 706X side.
  • the switching element 4a and the switching element 4b are mounted on the substrate second surface 706Y side, and the switching element 4c and the switching element 4d are mounted on the substrate first surface 706X side.
  • the switching elements 2a to 2d and the switching elements 4a to 4d are fixed to the substrate first surface 6X side.
  • the switching elements of the first power conversion unit 702 and the second power conversion unit 704 are divided and fixed to the substrate first surface 706X side and the substrate second surface 706Y side.
  • at least one of the switching elements constituting the first power conversion unit 702 and the second power conversion unit 704 is fixed to the substrate first surface 706X side, and the rest is fixed to the substrate second surface 706Y side.
  • the element cooling part 11B of the 1st thermal radiation part 11 does not contact
  • FIG. 10 is a cross-sectional view showing the configuration of the power conversion apparatus according to the eighth embodiment.
  • the power conversion device 800 includes a main body 810, a second heat radiating unit 811, a thermal resistance reducing unit 812, and a first heat radiating unit 11 and a thermal resistance reducing unit 12 having the same configuration as in the first embodiment.
  • the second power conversion unit 4 of the main body 10 is provided on the substrate first surface 6 ⁇ / b> X side of the substrate 6.
  • the second power conversion unit 804 of the main body 810 is provided on the substrate second surface 6Y side of the substrate 6.
  • the second power conversion unit 804 is the same as the second power conversion unit 4 in FIG. 1 except that the second power conversion unit 804 is provided on the substrate second surface 6Y side.
  • the first power conversion unit 2 and the first transformer coil 31a are provided on the substrate first surface 6X side, and the second transformer coil 31b.
  • the second power converter 4 are provided on the substrate second surface 6Y side.
  • the second heat radiating portion 811 is the same as the first heat radiating portion 11 shown in the first embodiment, holds the substrate 6, and dissipates heat generated in the substrate 6 (main body 810) from the surface to the atmosphere. .
  • the second heat radiation portion 811 is fixed to the substrate second surface 6Y side of the substrate 6.
  • the second heat radiating portion 811 is arranged in plane symmetry with the first heat radiating portion 11 on the second direction side Y2 of the main body 810.
  • the second heat radiating part 811 serves as a housing that holds the main body 810. Therefore, the heat radiating second surface 811Y of the second heat radiating portion 811 is formed to be the outermost peripheral surface on the second direction side Y2 of the power conversion device 800.
  • the heat radiation second surface 811Y of the second heat radiation part 811 is shown to have a flat shape, but it may be uneven.
  • the 2nd thermal radiation part 811 may have a cooling water path
  • the heat radiating first surface 811X on the first direction side Y1 of the second heat radiating portion 811 has a coil cooling portion 811A formed so as to oppose the place where the transformer coil patterns 14a and 14b of the substrate 6 are formed.
  • the locations where the transformer coil patterns 14a and 14b of the substrate 6 are formed are in contact with the coil cooling portion 11A of the first heat radiating portion 11 on the substrate first surface 6X and the second heat radiating on the substrate second surface 6Y.
  • the coil cooling part 811A of the part 811 comes into contact.
  • the first heat radiation surface 811X of the second heat radiation portion 811 has an element cooling portion 811B formed so as to face the switching elements 4a to 4d of the second power conversion portion 804 fixed to the substrate second surface 6Y. .
  • the switching elements 4a to 4d of the second power conversion unit 804 are in contact with the element cooling unit 811B of the second heat radiating unit 811 via the second thermal resistance reducing unit 812B.
  • the heat radiation first surface 811X of the second heat radiation part 811 is provided with a first recessed part 811Z that is recessed in the second direction side Y2 and accommodates the second direction side Y2 of the transformer core 34. Then, the heat radiation first surface 811X of the second heat radiation part 811 has a core cooling part 811C formed so as to be opposed to the end part on the second direction side Y2 of the transformer core 34 in the first recessed part 811Z. Have.
  • the transformer core 34 and the core cooling part 811C of the second heat radiating part 811 are in contact with each other via the third thermal resistance reducing part 812C.
  • the transformer core 34 has an end on the first direction side Y1 in contact with the core cooling part 11C of the first heat radiating part 11 and an end on the second direction side Y2 on the core cooling of the second heat radiating part 811. It abuts on the part 811C.
  • the location where the transformer coil patterns 14a and 14b of the substrate 6 are formed is the coil of the first heat radiating portion 11 on the substrate first surface 6X. While being in contact with the cooling part 11A, it is in contact with the coil cooling part 811A of the second heat radiating part 811 on the substrate second surface 6Y.
  • the heat generated in the transformer coil patterns 14a and 14b during the operation of the power conversion device 800 is radiated by the first heat radiating portion 11 and the second heat radiating portion 811 from both the substrate first surface 6X and the substrate second surface 6Y. Is done. In this way, since the heat radiation volume with respect to the location where the transformer coil patterns 14a and 14b are formed is increased, the temperature increase of the power conversion device 800 can be further suppressed.
  • the heat radiation second surface 811Y of the second heat radiation portion 811 is formed as the outermost peripheral surface on the second direction side Y2 of the power conversion device 800, and is mounted for fixing the power conversion device 800 to other electric devices. Available as a face.
  • the shape of the second heat radiation surface 811Y can be a shape corresponding to the uneven shape of the electrical device on which it is mounted. In this way, since both the heat radiation first surface 11X of the first heat radiation part 11 and the heat radiation second surface 811Y of the second heat radiation part 811 can be used as the mounting surface, it is possible to deal with various shapes of the electric device as the mounting destination.
  • the power conversion device 800 when the power conversion device 800 is mounted on another electric device, it is not necessary to use a separate housing for housing the second direction side Y2 of the power conversion device 800. This eliminates the need for silicon grease or the like having a high thermal resistance applied between the second heat radiating portion 81 of the power conversion device 800 and another housing. Thus, the heat dissipation of the power conversion device 800 can be improved.
  • the switching elements 4a to 4d of the second power conversion unit 804 fixed to the substrate second surface 6Y side are in contact with the element cooling unit 811B of the second heat radiation unit 811.
  • heat generated in the switching elements 2a to 2d of the first power conversion unit 2 is radiated by the first heat radiating unit 11, and heat generated in the switching elements 4a to 4d of the second power conversion unit 804 is radiated to the second heat radiating unit 811. Radiates heat.
  • the heat dissipating volume with respect to the switching elements 2a to 2d and 4a to 4d is increased.
  • the transformer core 34 has an end portion on the first direction side Y1 of the first heat radiating portion 11 in contact with the core cooling portion 11C, and an end portion on the second direction side Y2 is the core cooling portion 811C of the second heat radiating portion 811. Abut.
  • the heat generated in the transformer core 34 is dissipated by the first heat radiating portion 11 and the second heat radiating portion 811 from both ends of the end portion on the first direction side Y1 and the end portion on the second direction side Y2 of the transformer core 34.
  • the second heat radiating portion 11 has a first recessed portion 811Z that houses the second direction side Y2 of the transformer core 34. Thereby, the height of the power converter device 800 can be reduced and the thinner power converter device 800 can be provided.
  • the first heat radiating portion 11 and the second heat radiating portion 811 are provided on the first direction side Y1 and the second direction side Y2 of the main body 810, and the heat conductivity is large between them and the insulating property is high.
  • the thermal resistance reduction part 12 and the thermal resistance reduction part 812 were provided. As a result, the heat generated in the main body 810 is transferred to the first heat radiating portion 11 and the second heat radiating portion 811 via the heat resistance reducing portion 12 and the heat resistance reducing portion 812 to be dissipated. it can.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a power conversion device according to the ninth embodiment.
  • the power conversion device 900 includes a second heat radiating unit 911, a thermal resistance reducing unit 912, a first heat radiating unit 511 having the same configuration as that of the fifth embodiment, and a main body 810 having the same configuration as that of the eighth embodiment. .
  • the second heat radiating portion 911 includes projecting portions 911a projecting to the first direction side Y1 at four end portions in the width direction X and the depth direction Z on the heat radiating first surface 911X on the first direction side Y1. In this way, an accommodation portion 911b surrounded by the protruding portion 911a and opened on the first direction side Y1 is formed.
  • the second heat radiating portion 911 has the same configuration as the first heat radiating portion 511 shown in FIG.
  • the protruding portion 511a of the first heat radiating portion 511 and the protruding portion 911a of the second heat radiating portion 911 are opposed to each other in the thickness direction Y.
  • the housing portion 913 is formed by the housing portion 511b of the first heat radiating portion 511 and the housing portion 911b of the second heat radiating portion 911.
  • a main body 810 of the power conversion apparatus 900 is accommodated in the accommodating portion 913. Between the main body 810 and the first heat radiating portion 511 and between the main body 810 and the second heat radiating portion 911, a resin as a heat resistance reducing member having high thermal conductivity and high insulation is filled. A thermal resistance reduction portion 912 is formed by the filled resin. In FIG. 11, the region of the thermal resistance reduction unit 912 is indicated by hatching. As shown in the figure, the entire body 810 is sealed by the thermal resistance reduction unit 612.
  • the first heat radiation part 511 and the second heat radiation part 911 are provided on the first direction side Y1 and the second direction side Y2 of the main body 910, and these A thermal resistance reduction section 912 having a high thermal conductivity and high insulation is provided between the two.
  • the same effects as those of the first, fifth, and eighth embodiments can be obtained, and a large number of heat radiation paths and a large heat radiation volume can be secured in multiple directions.
  • the power conversion device 900 can have a simple configuration, and the temperature increase of the power conversion device 900 can be further suppressed.
  • FIG. 12 is a circuit diagram showing the configuration of the circuit of the power conversion device according to the tenth embodiment.
  • the power conversion apparatus 1000 includes a transformer 1030, a second power conversion unit 1004 as a power conversion unit, a first power conversion unit 2 having the same configuration as that of the first embodiment, a capacitor 1, and a capacitor 5.
  • the transformer 1030 has a transformer coil 1031 as a coil.
  • the transformer coil 1031 includes a first transformer coil 31a similar to that of the first embodiment, and a second transformer coil 1031b having a center tap as a secondary coil.
  • the drain of the switching element 4a is connected to one end of the second transformer coil 1031b, and the drain of the switching element 4b is connected to the other end.
  • the sources of the switching element 4a and the switching element 4b are connected in common.
  • Capacitor 5 is connected between the center tap of second transformer coil 1031b and the sources of switching element 4a and switching element 4b.
  • a load (not shown) is connected to both ends of the capacitor 5.
  • the first power conversion unit 2, the transformer 1030, and the second power conversion unit 1004 are mounted on the same substrate as the substrate 6 shown in FIG. Other configurations are the same as those of the embodiment shown in FIGS.
  • the heat generated in the main body of the power conversion apparatus 1000 can be effectively dissipated by arranging in the same manner as the power conversion apparatus 100 shown in the first embodiment. .
  • FIG. 13 to 15 show the configuration of the power conversion device according to the eleventh embodiment.
  • FIG. 13 is a circuit diagram showing a circuit of the power converter.
  • FIG. 14 is a perspective view showing a main body 1110 constituting the power converter.
  • FIG. 15 is a cross-sectional view showing the configuration of the power converter.
  • a power conversion device 1100 is obtained by connecting a separate capacitor 5 via a reactor 50 to the second power conversion unit 4 side of the power conversion device 100 of FIG. 1.
  • the first power conversion unit 2 converts a DC voltage applied to the capacitor 1 by a DC power source (not shown) into a high-frequency AC voltage, and applies the high-frequency AC voltage to both ends of the first transformer coil 31 a constituting the transformer 30.
  • An AC voltage corresponding to the turn ratio between the first transformer coil 31a and the second transformer coil 31b is induced at both ends of the second transformer coil 31b.
  • the second power conversion unit 4 rectifies the AC voltage induced at both ends of the second transformer coil 31 b and outputs the rectified voltage to the capacitor 5 via the reactor 50.
  • a load such as a battery (not shown) is connected to the capacitor 5
  • power is transmitted from the DC power source to the load.
  • a main body 1110 of the power conversion device 1100 includes a flat substrate 1106 made of an insulating material, a transformer 30, a first power conversion unit 2, a second power conversion unit 4, and a reactor 50.
  • Main body 1110 of the present embodiment is provided with reactor 50 integrally with power conversion device 100 shown in FIGS. 2 and 3 of the first embodiment.
  • the substrate 1106 is configured by extending the substrate 6 of the first embodiment in the width direction X. Then, the reactor 50 is mounted on the extended portion of the substrate 6.
  • Reactor 50 has a reactor coil 51 and a reactor core 54.
  • the substrate 1106 has a through hole 1106 b and a through hole 1106 d as openings that open in the thickness direction Y of the substrate 1106.
  • the through-hole 1106b and the through-hole 1106d have the same configuration as the through-hole 6b shown in Embodiment 1, and are formed by a hole forming portion 1106a and a hole forming portion 1106c, respectively.
  • a transformer coil pattern 14a functioning as a first transformer coil 31a having one turn of winding is formed in a spiral shape by a conductor pattern concentrically with the hole forming portion 1106a.
  • the transformer coil pattern 14b that functions as the second transformer coil 31b having one turn is formed in a spiral shape by a conductor pattern.
  • the transformer coil pattern 14b is formed concentrically with the hole forming portion 1106a, that is, concentrically with the transformer coil pattern 14a and opposed to the first transformer coil 31a in the thickness direction Y through the substrate 1106.
  • the transformer coil pattern 14a and the transformer coil pattern 14b are integrally formed with the substrate 1106.
  • a 1-turn reactor coil 51a is formed in a spiral shape by a conductor pattern concentrically with the hole forming portion 1106c. Further, on the substrate first surface 1106X side of the substrate 1106, a reactor coil 51b having one turn is formed in a spiral shape by a conductor pattern. The reactor coil 51b is formed concentrically with the hole forming portion 1106c, that is, concentrically with the reactor coil 51a, and opposed to the reactor coil 51a in the thickness direction Y through the substrate 1106. A reactor coil 51a and a reactor coil 51b formed on the substrate first surface 1106X side and the substrate second surface 1106Y side of the substrate 1106 are connected in series to form a reactor coil 51 having two turns.
  • the reactor core 54 is a three-leg reactor, and includes a first reactor core member 54a whose cross-sectional shape in the depth direction Z of the substrate 1106 is E-shaped and a plate-shaped second reactor core member 54b.
  • the first reactor core member 54a and the second reactor core member 54b are each formed by molding soft magnetic ferrite.
  • the first reactor core member 54 a of the reactor core 54 has a central leg that penetrates the through hole 1106 d and both legs are positioned outside the substrate 1106. Then, the second reactor core member 54 b is combined with the first reactor core member 54 a from below to constitute the reactor core 54, which is mounted on the substrate 1106.
  • the power conversion device 1100 includes the main body 1110 illustrated in FIG. 14, the first heat radiating unit 1111, and the thermal resistance reducing unit 12.
  • the heat radiation second surface 1111Y of the first heat radiation part 1111 has a coil cooling part 1111A formed so as to oppose the place where the reactor coils 51a and 51b of the substrate 1106 are formed.
  • the place where the reactor coils 51a and 51b of the substrate 1106 are formed and the coil cooling unit 1111A are in contact with each other via the first thermal resistance reducing unit 12A.
  • the first heat dissipating surface 1111Y of the first heat dissipating part 1111 is provided with a first recessed part 1111Z that is recessed in the first direction side Y1 and accommodates the first direction side Y1 of the reactor core 54.
  • the second heat dissipating surface 1111Y has a core cooling portion 1111C formed in the first recessed portion 1111Z so as to face the end portion on the first direction side Y1 of the reactor core 54.
  • the reactor core 54 and the core cooling part 1111C are in contact with each other via the third thermal resistance reducing part 12C.
  • the same effects as those of the first embodiment can be obtained. Furthermore, by providing the coil cooling part 1111A and the core cooling part 1111C on the substrate 1106, the heat generated in the reactor coil 51 and the reactor core 54 can be efficiently transmitted to the first heat radiating part 1111 and cooled. In this way, the temperature rise of the power converter 1100 can be further suppressed.
  • FIG. 16 is a cross-sectional view showing a configuration of power conversion device 1200 according to the twelfth embodiment.
  • the main body 1210 of the present embodiment is formed concentrically in a spiral shape so that the first transformer coil 231a and the second transformer coil 231b of the transformer coil 231 are arranged in the width direction X. Further, the reactor 60 of the reactor 60 The coil 61a and the reactor coil 61b are concentrically formed in a spiral shape so that they are aligned. Other configurations are the same as those of power conversion apparatus 1100 of the eleventh embodiment. In power conversion device 1200 of the present embodiment, the configuration on the left side in width direction X is the same as that of power conversion device 200 shown in FIG. 4 of the second embodiment.
  • the coil cooling part 1111A of the first heat radiating part 1111 is in contact with the place where the reactor coil 61a and the reactor coil 61b are formed. Even in the arrangement configuration of the reactor coils 61a and 61b, heat can be effectively radiated in the same manner as in the eleventh embodiment.
  • FIG. 17 is a cross-sectional view showing a configuration of a power conversion device 1300 according to the thirteenth embodiment.
  • the substrate 1306 of the main body 1310 of this embodiment is a four-layer substrate in which four wiring layers are stacked with an insulating layer 6Z interposed therebetween.
  • the first transformer coil 331a and the second transformer coil 331b of the transformer coil 331 each have two turns, and each turn is formed in a separate wiring layer.
  • the first transformer coil 331a and the second transformer coil 331b are concentrically formed concentrically facing the thickness direction Y of the substrate 1306.
  • the reactor coil 71a and the reactor coil 71b of the reactor 70 each have two turns, and each turn is formed in a separate wiring layer.
  • the reactor coil 71a and the reactor coil 71b are concentrically formed in a concentric manner facing the thickness direction Y of the substrate 1306.
  • the configuration on the left side in width direction X is the same as that of power conversion device 300 shown in FIG. 5 of the third embodiment.
  • the coil cooling part 1111A of the first heat radiating part 1111 is in contact with the place where the reactor coil 71a and the reactor coil 71b of the substrate 1306 are formed. Even in the arrangement configuration of the reactor coils 71a and 71b, heat can be effectively radiated as in the eleventh embodiment.
  • FIG. 18 is a cross-sectional view showing the configuration of power conversion device 1400 according to the fourteenth embodiment.
  • the first transformer coil 431a and the second transformer coil 431b each have two turns.
  • Reactor coil 81a and reactor coil 81b of reactor 80 each have two turns.
  • the turns of the first transformer coil 431a are concentrically formed in the same wiring layer so as to be aligned in the width direction X. Further, the turns of the second transformer coil 431b are concentrically formed in the same wiring layer so as to be aligned in the width direction X. Further, the first transformer coil 431 a and the second transformer coil 431 b are formed concentrically so as to face the thickness direction Y of the substrate 1206.
  • the turns of the reactor coil 81a are concentrically formed in the same wiring layer so as to be aligned in the width direction X.
  • the turns of the reactor coil 81b are concentrically formed in the same wiring layer so as to be aligned in the width direction X.
  • the reactor coil 81 a and the reactor coil 81 b are formed concentrically so as to face the thickness direction Y of the substrate 1206.
  • the configuration on the left side in the width direction X is the same as that of the power conversion device 400 shown in FIG. 6 of the fourth embodiment.
  • the coil cooling part 1111A of the first heat radiating part 1111 abuts on the place where the reactor coil 81a and the reactor coil 81b of the substrate 1206 are formed. Even in the arrangement configuration of the reactor coils 81a and 81b, heat can be effectively radiated as in the eleventh embodiment.
  • FIG. 19 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a power conversion device according to the fifteenth embodiment.
  • the first heat radiating portion 1511 includes projecting portions 1511a projecting to the second direction side Y2 at the four end portions in the width direction X and the depth direction Z on the heat radiating second surface 1511Y on the second direction side Y2. In this way, an accommodating portion 1511b surrounded by the protruding portion 1511a is formed.
  • the first direction side Y1 of the main body 1110 of the power conversion device 1500 is accommodated in the accommodating portion 1511b of the first heat radiating portion 1511.
  • a resin as a thermal resistance reducing member is filled between the main body 1110 and the first heat radiating portion 1511.
  • a thermal resistance reduction portion 1512 is formed by the filled resin.
  • the region of the thermal resistance reduction unit 1512 is indicated by hatching.
  • a thermal resistance reducing portion 1512 is formed over the entire surface between the first heat radiating portion 1511 and the main body 1110.
  • the power conversion device 1500 of the present embodiment configured as described above, the same effects as those of the eleventh embodiment can be obtained. Furthermore, since it is not necessary to install the thermal resistance reduction unit individually, the power conversion device 1500 can be configured simply and the manufacturing process can be simplified. In addition, since the contact area between the main body 1110 and the first heat radiating portion 1511 increases, heat generated in the main body 1110 can be effectively transferred to the first heat radiating portion 1511.
  • FIG. 20 is a cross-sectional view showing a configuration of power conversion device 1600 according to the sixteenth embodiment.
  • the first heat radiating portion 1611 has a predetermined dimension higher than the height of the main body 1110 on the second direction side Y2 at the four end portions in the width direction X and the depth direction Z in FIG. 20 on the heat radiating second surface 1611Y on the second direction side Y2. And a projecting portion 1611a projecting from the top. In this way, the accommodating portion 1611b surrounded by the protruding portion 1611a is formed.
  • the height of the projecting part 1611a on the second direction side Y2 is higher than the height of the projecting part 1511a of the fifteenth embodiment.
  • Other configurations of the first heat radiating portion 1611 are the same as those of the first heat radiating portion 1511 of the fifth embodiment.
  • the entire main body 1110 of the power conversion device 1600 is accommodated in the accommodation portion 1611b.
  • a resin as a thermal resistance reducing member is filled between the main body 1110 and the first heat radiating portion 1611.
  • a thermal resistance reduction portion 1612 is formed by the filled resin.
  • the region of the thermal resistance reduction portion 1612 is indicated by hatching.
  • a thermal resistance reducing portion 1612 is formed over the entire surface between the first heat radiating portion 1611 and the main body 1110.
  • the thermal resistance reduction unit 1612 is filled to a height that covers the first transformer core member 34a that is the upper end of the second direction side Y2 of the main body 1110 and the first reactor core member 54a, and seals the entire main body 1110. To do.
  • the power conversion device 1600 of the present embodiment configured as described above, the same effects as those of the eleventh embodiment can be obtained. Furthermore, since it is not necessary to separately install the thermal resistance reduction unit, the power conversion device 1600 can have a simple configuration, and the manufacturing process can be simplified. Furthermore, in the power conversion device 1600, the entire main body 1110 is sealed by a thermal resistance reduction unit 1612 formed by filling the accommodation unit 1611b with a thermal resistance reduction member. Thereby, since more heat radiation paths can be secured in multiple directions, the heat generated in the main body 1110 can be more effectively transferred to the first heat radiation portion 1611. Moreover, since the 1st power conversion part 2, the transformer 30, the 2nd power conversion part 4, and the reactor 50 will be in the state shape
  • FIG. 21 is a cross-sectional view showing a configuration of a power conversion device 1700 according to the seventeenth embodiment.
  • the second power conversion unit 804 of the main body 1710 of this embodiment is provided on the substrate second surface 1106Y side of the substrate 1106. Further, in this embodiment, in order to facilitate the mutual connection, the first power converter 2 and the first transformer coil 31a are provided on the substrate first surface 1106X side, and the second transformer coil 31b. And the second power conversion unit 804 are provided on the substrate second surface 1106Y side.
  • the second power conversion unit 804 is the same as the second power conversion unit 4 shown in FIG. 15 of Embodiment 11 except that the second power conversion unit 804 is provided on the substrate second surface 1106Y side.
  • the second heat dissipating part 1711 is the same as the first heat dissipating part 1111 and holds the substrate 1106 and dissipates heat generated in the substrate 1106 (main body 1710) from the surface to the atmosphere.
  • the second heat radiating portion 1711 is fixed to the substrate second surface 1106Y side of the substrate 1106, and is disposed in plane symmetry with the first heat radiating portion 1111 on the second direction side Y2 of the main body 1710.
  • the heat radiating first surface 1711X of the second heat radiating portion 1711 is provided with a first concave portion 1711Z that is recessed in the second direction side Y2 and accommodates the second direction side Y2 of the reactor core 54.
  • the heat radiation 1st surface 1711X of the 2nd heat radiation part 1711 has the core cooling part 1711C formed so that the edge part of the 2nd direction side Y2 of the reactor 50 might be opposed in this 1st recessed part 1711Z.
  • the reactor core 54 and the core cooling part 1711C of the second heat radiating part 1711 are in contact with each other via the third thermal resistance reducing part 1712C.
  • the reactor core 54 has the end on the first direction side Y1 in contact with the core cooling part 1111C of the first heat radiating part 1111 and the end on the second direction side Y2 on the core cooling part of the second heat radiating part 1711. 1711C abuts.
  • the second heat radiating portion 1711 plays the role of a housing that holds the main body 1710, similarly to the first heat radiating portion 1111. Therefore, the heat radiating second surface 1711Y of the second heat radiating portion 1711 is formed to be the outermost peripheral surface on the second direction side Y2 of the power conversion device 1700.
  • the heat radiating second surface 1711Y of the second heat radiating portion 1711 has a flat shape, it may be uneven.
  • the 2nd thermal radiation part 1711 may have a cooling water path
  • the heat radiating first surface 1711X of the second heat radiating portion 1711 has a coil cooling portion 1711A formed so as to be opposed to the place where the reactor coils 51a and 51b of the substrate 1106 are formed.
  • the location where the reactor coils 51a and 51b of the substrate 1106 are formed contacts the coil cooling portion 1111A of the first heat radiating portion 1111 on the substrate first surface 1106X and the second heat radiating portion 1711 on the substrate second surface 1106Y.
  • the coil cooling part 1711A is contacted.
  • the configuration on the left side in width direction X is the same as that of power conversion device 800 shown in FIG.
  • the same effects as those of the eleventh embodiment are exhibited. Further, the location where the reactor coils 51a and 51b of the substrate 1106 are formed is in contact with the coil cooling portion 1111A of the first heat radiating portion 1111 on the substrate first surface 1106X and at the second heat radiating portion 1711 on the substrate second surface 1106Y. The coil cooling part 1711A is contacted.
  • the heat generated in the reactor coils 51a and 51b during the operation of the power converter 1700 is radiated by the first heat radiating portion 1111 and the second heat radiating portion 1711 from both the substrate first surface 1106X and the substrate second surface 1106Y.
  • the temperature rise of power converter 1700 can be further suppressed.
  • the heat radiation second surface 1711Y of the second heat radiation portion 1711 is formed as the outermost peripheral surface on the second direction side Y2 of the power conversion device 1700, and is mounted for fixing the power conversion device 1700 to other electrical devices. Available as a face.
  • the shape of the heat radiating second surface 1711Y can be a shape corresponding to the uneven shape of the electrical device on which it is mounted.
  • both the heat dissipation first surface 1111X of the first heat dissipating part 1111 and the heat dissipating second surface 1711Y of the second heat dissipating part 1711 can be used as the mounting surface, so that it is possible to deal with various shapes of the mounting destination electrical equipment.
  • the power conversion device 1700 when the power conversion device 1700 is mounted on another electric device, it is not necessary to use another housing for housing the second direction side Y2 of the power conversion device 1700. This eliminates the need for silicon grease or the like having a high thermal resistance applied between the second heat radiating portion 1711 of the power conversion device 1700 and another housing. In this way, the heat dissipation of the power converter 1700 can be improved.
  • the reactor core 54 has an end on the first direction side Y1 of the first heat radiating portion 1111 in contact with the core cooling portion 1111C, and an end on the second direction side Y2 is in contact with the core cooling portion 1711C of the second heat radiating portion 1711. Abut.
  • the heat generated in the reactor core 54 in this way is radiated by the first heat radiating portion 1111 and the second heat radiating portion 1711 from both ends of the first direction side Y1 and the second direction side Y2 of the reactor core 54. In this way, since the heat radiation volume with respect to the reactor core 54 becomes large, the temperature rise of the power converter 1700 can be further suppressed.
  • the second heat radiating portion 1711 has a first recessed portion 1711Z that houses the second direction side Y2 of the reactor core 54. Thereby, the height of the power converter device 1700 can be reduced, and a thinner power converter device 1700 can be provided.
  • FIG. 22 is a cross-sectional view showing a configuration of a power conversion device 1800 according to the eighteenth embodiment.
  • the second heat radiating portion 1811 of the main body 1710 has protruding portions 1811a that protrude in the first direction side Y1 at the four end portions in the width direction X and the depth direction Z on the heat radiating first surface 1811X on the first direction side Y1. Prepare. In this way, an accommodation portion 1811b that is surrounded by the protruding portion 1811a and opened to the first direction side Y1 is formed.
  • the second heat radiating portion 1811 has the same configuration as that of the first heat radiating portion 1511 shown in FIG.
  • the protruding portion 1511a of the first heat radiating portion 1511 and the protruding portion 1811a of the second heat radiating portion 1811 are brought into contact with each other in the thickness direction Y.
  • the housing portion 1813 is formed by the housing portion 1511b of the first heat radiating portion 1511 and the housing portion 1811b of the second heat radiating portion 1811.
  • the main body 1710 of the power conversion device 1800 is accommodated in the accommodating portion 1813. Between the main body 1710 and the first heat radiating portion 1511 and between the main body 1710 and the second heat radiating portion 1811, a resin as a heat resistance reducing member having high thermal conductivity and high insulation is filled. A thermal resistance reduction portion 1812 is formed by the filled resin. In FIG. 22, the region of the thermal resistance reducing portion 1812 is indicated by hatching. As shown in the figure, the entire body 1710 is sealed by the thermal resistance reducing portion 1812.
  • a first heat radiating portion 1511 and a second heat radiating portion 1811 are provided on the first direction side Y1 and the second direction side Y2 of the main body 1710, and a heat resistance reducing portion 1812 having a large thermal conductivity and high insulation therebetween.
  • a heat resistance reducing portion 1812 having a large thermal conductivity and high insulation therebetween.
  • FIG. FIG. 23 is a circuit diagram showing a circuit of the power conversion device according to the nineteenth embodiment.
  • power conversion apparatus 1900 has a reactor 90.
  • Reactor 90 has a reactor coil and a reactor core (not shown).
  • Reactor coil of reactor 90 has the same configuration as reactor coil 51a and reactor coil 51b shown in FIGS. 14 and 15 of the eleventh embodiment.
  • a reactor 90 is inserted in series between the center tap of the second transformer coil 1031b and the capacitor 5.
  • a load (not shown) is connected to both ends of the capacitor 5.
  • the first power conversion unit 2, the transformer 1030, the second power conversion unit 1004, and the reactor 90 are mounted on the same substrate as the substrate 1106 shown in FIG. 15 of the eleventh embodiment, which is the main body of the power conversion device 1900. Since other configurations are the same as those in the embodiment shown in FIG. 12, the corresponding components are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
  • the heat generated in the main body of the power conversion device 1900 can be effectively dissipated by performing the same arrangement.
  • FIG. 24 to 32 show the configuration of the power conversion apparatus according to the twentieth embodiment.
  • FIG. 24 is a circuit diagram showing a circuit of the power converter.
  • FIG. 25 is a perspective view showing a main body constituting the power converter.
  • FIG. 26 is a cross-sectional view showing the configuration of the power converter.
  • 27 to 32 are diagrams showing a power conversion device having a configuration different from that shown in FIG. First, the circuit configuration of the power converter 2000 will be described with reference to FIG.
  • the power conversion device 2000 includes a capacitor 1, a first power conversion unit 2002 as a power conversion unit, and a reactor 2050.
  • the first power conversion unit 2002 includes a power conversion element connected in series, a switching element 2a as a first switching element, and a switching element 2b as a power conversion element and a second switching element.
  • Switching element 2 a and switching element 2 b connected in series are connected to capacitor 1 in parallel. Then, one end of reactor 2050 is connected to a connection point between switching element 2a and switching element 2b connected in series. A capacitor 2005 is connected between the other end of the reactor 2050 and the source of the switching element 2b. A load (not shown) is connected in parallel with the capacitor 2005.
  • the first power converter 2002 converts a DC voltage applied to the capacitor 1 from a DC power source (not shown) into another DC voltage and supplies the DC voltage to a load such as a battery (not shown).
  • a main body 2010 of the power conversion device 2000 includes a first power conversion unit 2002, a flat substrate 2006 made of an insulating material, and a reactor 2050. Note that the capacitor 1 and the capacitor 2005 are not shown in FIG. 25 because they are installed separately from the main body 2010.
  • Reactor 2050 has a reactor coil 2051 as a coil and a reactor core 2054 as a core.
  • the substrate 2006 has a through-hole 2006 b as an opening that opens in the thickness direction Y of the substrate 2006.
  • the through hole 2006b has the same configuration as the through hole 6b shown in the first embodiment, and is formed by the hole forming portion 2006a.
  • a 1-turn reactor coil 2051a is formed in a spiral shape by a conductor pattern concentrically with the hole forming portion 2006a.
  • a reactor coil 2051b having one turn is formed in a vortex shape by a conductor pattern on the substrate first surface 2006X of the substrate 2006.
  • Two reactor coils 2051a and 2051b formed on the substrate first surface 2006X side and the substrate second surface 2006Y side of the substrate 2006 are connected in series to form a two-turn reactor coil 2051.
  • Reactor coil 2051 has one end connected to a connection point between switching element 2 a and switching element 2 b, and the other end connected to one terminal of capacitor 5.
  • the reactor core 2054 is a three-leg reactor core, and has a first reactor core member 2054a whose cross-sectional shape in the depth direction Z of the substrate 2006 is E-shaped and a plate-shaped second reactor core member 2054b.
  • the first reactor core member 2054a and the second reactor core member 2054b are each formed by molding soft magnetic ferrite.
  • the central leg of the first reactor core member 2054a passes through the through hole 2006b, and the legs on both sides are positioned outside the substrate 2006.
  • the first reactor core member 2054a is combined with the second reactor core member 2054b from below to form the reactor core 2054, which is mounted on the substrate 2006.
  • the power conversion apparatus 2000 includes the main body 2010 illustrated in FIG. 25, the first heat radiating unit 2011, and the thermal resistance reducing unit 2012 (2012A, 2012B, 2012C).
  • the heat radiating second surface 2011Y of the first heat radiating portion 2011 has a coil cooling portion 2011A formed so as to face a portion of the substrate 2006 where the reactor coil 2051 is formed. The place where the reactor coils 2051a and 2051b of the substrate 2006 are formed and the coil cooling unit 2011A are in contact with each other via the first thermal resistance reducing unit 2012A.
  • the first heat dissipating part 2011Z of the first heat dissipating part 2011 is provided with a first recessed part 2011Z that is recessed in the first direction side Y1 and accommodates the first direction side Y1 of the reactor core 2054.
  • the second heat dissipating surface 2011Y has a core cooling portion 2011C formed in the first recessed portion 2011Z so as to face the end portion on the first direction side Y1 of the reactor core 2054.
  • the reactor core 2054 and the core cooling unit 2011C are in contact with each other via the third thermal resistance reducing unit 2012C.
  • the heat generated in the main body 2010 of the power conversion device 2000 can be effectively radiated by performing the same arrangement.
  • reactor 2150 in main body 2110, reactor 2150 includes reactor coil 2151a and reactor coil 2151b.
  • the reactor coil 2151a and the reactor coil 2151b are concentrically formed in a spiral shape so as to be aligned in the width direction X.
  • the coil cooling part 2011A of the first heat radiating part 2011 is in contact with the place where the reactor coil 2151a and the reactor coil 2151b are formed.
  • reactor 2250 has reactor coil 2251a and reactor coil 2251b.
  • Reactor coil 2251a and reactor coil 2251b each have two turns.
  • Each turn of the reactor coil 2251a is concentrically formed in the same wiring layer so as to be aligned in the width direction X.
  • the respective turns of the reactor coil 2251b are concentrically formed in the same wiring layer so as to be aligned in the width direction X.
  • the reactor coil 2251 a and the reactor coil 2251 b are formed concentrically so as to face the thickness direction Y of the substrate 2106.
  • the coil cooling part 2011A of the first heat radiating part 2011 is in contact with the place where the reactor coil 2251a and the reactor coil 2251b are formed.
  • the first heat radiating portion 2311 is arranged on the second direction side Y2 on the four end portions in the width direction X and the depth direction Z on the heat radiating second surface 2311Y on the second direction side Y2. And a projecting portion 2311a projecting from the top. In this way, the accommodating portion 2311b surrounded by the protruding portion 2311a is formed.
  • the first direction side Y1 of the main body 2010 of the power conversion device 2300 is accommodated in the accommodating portion 2311b of the first heat radiating portion 2311.
  • a resin serving as a thermal resistance reducing member is filled between the main body 2010 and the first heat radiating portion 2311. The filled resin forms a thermal resistance reducing portion 2312 indicated by hatching with hatching.
  • the power converter 2400 shown in FIG. 30 has a first heat radiating portion 2411 at the end of the heat radiating second surface 2411Y on the second direction side Y2 at the four end portions in the width direction X and the depth direction Z in FIG. And a projecting portion 2411a that protrudes in the second direction side Y2 to be higher than the height by a predetermined dimension. In this way, the accommodating portion 2411b surrounded by the protruding portion 2411a is formed.
  • the entire main body 2010 of the power conversion device 2400 is accommodated in the accommodating portion 2411b.
  • a resin as a thermal resistance reducing member is filled between the main body 2010 and the first heat radiating portion 2411.
  • a thermal resistance reduction portion 2412 is formed by the filled resin.
  • the thermal resistance reduction unit 2412 is filled up to a height that covers the first reactor core member 2054a that is the upper end of the second direction side Y2 of the main body 2010, and seals the entire main body 2010.
  • the second heat radiating portion 2511 is fixed to the substrate second surface 2006Y side of the substrate 2006, and is symmetrical with the first heat radiating portion 2011 on the second direction side Y2 of the main body 2010. Be placed.
  • the coil cooling part 2511A of the second heat radiating part 2511 is in contact with the part where the reactor coil 2051a and the reactor coil 2051b of the reactor 2050 are formed via the first thermal resistance reducing part 2512A.
  • the second heat radiating portion 2611 is arranged on the first direction side Y1 on the four end portions in the width direction X and the depth direction Z on the heat radiating first surface 2611X on the first direction side Y1. And a projecting portion 2611a projecting from the top. In this way, a housing portion 2611b is formed that is surrounded by the projecting portion 2611a and is open on the first direction side Y1. As shown in FIG. 32, the protruding portion 2311a of the first heat radiating portion 2311 and the protruding portion 2611a of the second heat radiating portion 2611 are brought into contact with each other in the thickness direction Y.
  • the housing portion 2613 is formed by the housing portion 2311b of the first heat radiating portion 2311 and the housing portion 2611b of the second heat radiating portion 2611.
  • the main body 2010 of the power conversion device 2600 is housed in the housing portion 2613.
  • a resin as a thermal resistance reducing member is filled between the main body 2010 and the first heat radiating portion 2311 and between the main body 2010 and the second heat radiating portion 2611.
  • a thermal resistance reduction portion 2612 is formed by the filled resin.
  • the heat generated in the main body of the power conversion device can be generated by the same arrangement. Can effectively dissipate heat.
  • FIG. FIG. 33 is a circuit diagram showing a circuit of the power conversion device according to the twenty-first embodiment.
  • the power conversion device 2700 includes a reactor 15 and a reactor 16. One end of the reactor 15 is connected to a connection point between the switching element 2a and the switching element 2b, and one end of a load (not shown) is connected to the other end. One end of the reactor 16 is connected to a connection point between the switching element 2b and the switching element 2c, and the other end of a load (not shown) is connected to the other end.
  • the first power conversion unit 2, the reactor 15, and the reactor 16 are mounted on the same substrate as the substrate 6 shown in FIGS. 2 and 3 to form the main body of the power conversion device. Since other configurations are the same as those of the embodiment shown in FIGS. 2 and 3, the same reference numerals are given to the corresponding components and the description thereof is omitted.
  • FIG. FIG. 34 is a circuit diagram showing a circuit of a power conversion apparatus according to the twenty-second embodiment.
  • the power conversion device 2800 includes a reactor 17, a capacitor 18, and a reactor 19.
  • the reactor 17 is connected in parallel with the first transformer coil 31a, and the series circuit of the capacitor 18 and the reactor 19 is connected in series with the first transformer coil 31a. This makes it possible to configure an LLC type DCDC converter that performs a soft switching operation using an excitation current.
  • the first power conversion unit 2, the reactor 17, the reactor 19, the transformer 30, and the second power conversion unit 4 are mounted on the same substrate as the substrate 6 shown in FIGS. 2 and 3 to form a power conversion device main body.
  • Capacitor 1, capacitor 5, and capacitor 18 are provided separately from the main body of the power converter. Since other configurations are the same as those of the embodiment shown in FIGS. 2 and 3, the same reference numerals are given to the corresponding components and the description thereof is omitted.
  • the heat generated in the main body of the power conversion device can be effectively dissipated by performing the same arrangement.
  • FIG. 35 is an enlarged cross-sectional view of a portion of the substrate 3006 where the first transformer coil 331a and the second transformer coil 331b are formed in the power conversion device according to the twenty-third embodiment.
  • the substrate 3006 is a six-layer substrate in which six wiring layers 6V are stacked in multiple layers with an insulating layer 6Z interposed therebetween.
  • the first heat radiating portion 11 is fixed to the substrate first surface 3006X side of the first direction side Y1 of the substrate 3006.
  • the first transformer coil 331a and the second transformer coil 331b are formed on the wiring layer 6V on the side close to the coil cooling section 11A among the six wiring layers 6V.
  • FIG. 36 shows another configuration example of the power conversion device shown in FIG. A second heat radiation portion 811 is fixed to the substrate second surface 3006Y side of the second direction side Y2 of the substrate 3006.
  • the coil cooling part 11A of the first heat radiating part 11 and the coil cooling part 811A of the second heat radiating part 811 Are in contact with each other from the first direction side Y1 and the second direction side Y2.
  • the first transformer coil 331a is formed in the wiring layer 6V on the side close to the coil cooling unit 811A.
  • the second transformer coil 331b is formed on the wiring layer 6V on the side close to the coil cooling part 11A.
  • the first transformer coil 331a and the second transformer coil 331b are on the side close to the coil cooling units 11A and 811A among the plurality of wiring layers. Formed on the wiring layer.
  • the distance between the first transformer coil 331a and the coil cooling unit 811A and the distance between the second transformer coil 331b and the coil cooling unit 11A are shortened.
  • heat dissipation can be improved by reducing the thermal resistance of the substrate 3006.
  • the temperature rise of a power converter device can further be controlled.
  • a six-layer substrate having six wiring layers 6V is shown.
  • the present invention is not limited to this, and any substrate having two or more layers can be similarly applied.
  • the first transformer coil 331a and the coil cooling part 811A may be formed in the wiring layer closer to the coil cooling part among the two wiring layers 6V.
  • Embodiment 24 FIG.
  • the twenty-fourth embodiment of the present invention is described with reference to FIGS.
  • the same parts as those in the above embodiments are denoted by the same reference numerals and the description thereof is omitted.
  • a power converter using relatively large power such as an in-vehicle charger for charging an in-vehicle high voltage battery used in an electric vehicle, an in-vehicle step-down converter for charging an in-vehicle lead battery, etc.
  • vibration resistance of the power conversion device becomes a problem.
  • the power converter of this embodiment improves the earthquake resistance of the power converter shown in each of the above embodiments, and can be applied to an electric vehicle or the like that requires vibration resistance.
  • FIG. 37 is a cross-sectional view showing a configuration of power conversion device 800A according to the twenty-fourth embodiment.
  • the power conversion device 800A is provided with a damping spring 93 with respect to the power conversion device 800 shown in FIG. 10 of the eighth embodiment.
  • the damping spring 93 is a gap between the heat radiation first surface 811X of the second heat radiation portion 811 and the substrate second surface 6Y of the substrate 6. , And the heat radiation first surface 811X of the second heat radiation part 811 and the gap between the second direction side Y2 end of the first transformer core member 34a.
  • the substrate 6 and the transformer core 34 are fixed to the second heat radiating portion 811 via the vibration damping spring 93.
  • the damping spring 93 is provided in a gap between the heat dissipation second surface 11Y of the first heat dissipation part 11 and the substrate first surface 6X of the substrate 6.
  • the substrate 6 is fixed to the first heat radiating part 11 via the vibration damping spring 93.
  • gap arises between a main body and a 2nd thermal radiation part in the 2nd direction side Y2 of a main body.
  • the damping spring 93 is disposed in the gap generated in this way, and fixes the main body and the second heat radiating portion to improve the earthquake resistance. Further, even when a gap is generated between the first heat radiating portion and the main body, the damping spring 93 is disposed in the gap to fix the main body and the first heat radiating portion, thereby improving the earthquake resistance.
  • the main body 810 is protected from vibration, and the seismic resistance of the power converter 800 ⁇ / b> A. Can be improved.
  • FIG. 38 is a cross-sectional view showing a configuration of power conversion device 900A different from that in FIG.
  • the power conversion device 900A is provided with a damping spring 93 with respect to the power conversion device 900 shown in FIG. 11 of the ninth embodiment.
  • the damping spring 93 includes a gap between the heat radiating first surface 911X of the second heat radiating portion 911 and the substrate second surface 6Y of the substrate 6 and the heat radiating first surface of the second heat radiating portion 911 in the thermal resistance reducing portion 912. 911X and a gap between the first transformer core member 34a and the end portion on the second direction side Y2 are provided.
  • the damping spring 93 is provided in a gap between the heat radiation second surface 511 ⁇ / b> Y of the first heat radiation portion 11 and the substrate first surface 6 ⁇ / b> X of the substrate 6.
  • the thermal resistance reduction member is filled in the accommodating part 511b, and the thermal resistance reduction part 912 is formed in the space
  • the damping spring 93 is provided in the thermal resistance reducing portion 912 made of resin, and the main body 810 can be protected while assisting the elastic characteristics of the thermal resistance reducing portion 912. Thereby, the vibration resistance of a power converter device can be improved.
  • FIG. 39 is a cross-sectional view showing a configuration of a power conversion device 1700A of the present embodiment, in which a damping spring is provided in power conversion device 1700 of the seventeenth embodiment.
  • FIG. 40 is a cross-sectional view showing a configuration of a power conversion device 1800A according to the present embodiment in which a damping spring is provided in the power conversion device 1800 according to the eighteenth embodiment.
  • a vibration damping spring is provided in the gap between the second heat radiating parts 1711 and 1811 and the main body 1710 with respect to the power converter having the second heat radiating part.
  • the main body 1710 can be fixed to the second heat radiating portions 1711 and 1811.
  • the main body 1710 can be fixed to the first heat radiating portions 1111 and 1511 by providing the vibration damping spring 93 in the gap.
  • FIG. 41 is a cross-sectional view showing a configuration of power conversion device 2500A according to the present embodiment, in which a damping spring is provided in power conversion device 2500 according to the twenty-fifth embodiment.
  • FIG. 42 is a cross-sectional view showing a configuration of a power conversion device 2600A of the present embodiment, in which a vibration damping spring is provided in power conversion device 2600 of the twenty-sixth embodiment.
  • the damping spring 93 is provided only in the gap between the second heat radiating portions 2511 and 2611 and the main body 2010, and between the first heat radiating portions 2011 and 2311. A damping spring 93 is not provided in the gap.
  • the gap between the first heat radiating portion and the main body is small, and the main heat radiating portion can be held only to protect the main body from vibration. Therefore, earthquake resistance can be ensured by providing a damping spring only between the main body and the second heat radiating portion. As a result, the number of damping springs used can be reduced.
  • a damping spring 93 may be provided between the main body and at least one of the first heat radiating part or the second heat radiating part so as to protect the main body of the power converter and improve the vibration damping performance of the power converter. .
  • the switching element and the diode element are formed of silicon.
  • the switching element and the diode element may be formed of a wide band gap semiconductor having a larger band gap than silicon.
  • the wide band gap semiconductor include silicon carbide, a gallium nitride-based material, and diamond.
  • Switching elements and diode elements formed by such wide band gap semiconductors have high voltage resistance and high allowable current density, so that switching elements and diode elements can be miniaturized. By using elements and diode elements, it is possible to reduce the size of a semiconductor module incorporating these elements.
  • the heat resistance is high, it is possible to reduce the size of the heat sink fins and the air cooling of the water cooling part, thereby further reducing the size of the semiconductor module.
  • both the switching element and the diode element are formed of a wide band gap semiconductor
  • either one of the elements may be formed of a wide band gap semiconductor, and the same effect is achieved.

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Abstract

電力変換装置(100)は、電力変換部(2、4)およびコイル(31)が設置された基板(6)を有する本体(10)と、基板(6)を保持すると共に基板(6)の放熱を行う第1放熱部(11)とを備え、基板(6)は1枚で構成され、コイル(31)は基板(6)と一体形成され、第1放熱部(11)は、基板(6)の基板第1面(6X)に固定され、該第1放熱部(11)の放熱第2面(11Y)が、基板(6)のコイル(31)が形成されている箇所に対向して当接するコイル冷却部(11A)を有し、該第1放熱部(11)の放熱第1面(11X)が、電力変換装置(100)の第1方向側(Y1)の最外周面として形成されたものである。

Description

電力変換装置
 本発明は、双方向DCDCコンバータ等の電力変換装置に関するものである。
 従来の電力変換装置として、導電膜をパターニングしてコイルパターンとして形成された1次巻線を有する第1回路基板と、同じく導電膜をパターニングしてコイルパターンとして形成された2次巻線を有する第2回路基板と、を積層配置し、1次巻線及び2次巻線の双方が巻回されるように、第1回路基板及び第2回路基板を貫通するコアが設けられ、トランスT(コア)からの熱を逃がすための放熱部材が設けられた絶縁型スイッチング電源装置が、知られている(例えば、特許文献1参照)。
 また、電力変換装置としての電源ユニットに用いられる、次のような放熱基板が開示されている。金属板の上に、配線パターン状にリードフレームを埋め込んだシート状の伝熱樹脂部を固定する。このシート状の伝熱樹脂部に埋め込んだリードフレームを配線パターンとして、このリードフレームの表面にパワーデバイス、コンデンサ等を実装する。金属板とシート状の伝熱樹脂部の上下には、半円状のフェライトコアがそれぞれ設けられている(例えば、特許文献2参照)。
国際公開番号WO2012/108221 特開2008-60111号公報
 上記特許文献1に記載の従来の電力変換装置としての絶縁型スイッチング電源装置は以上のように構成され、コアに放熱部材を接触させ放熱を行っている。しかし、放熱部材はコアに接触しているだけであるため、第1回路基板および第2回路基板において生じる熱は、放熱部材へ効果的に伝熱されない。従って、例えば電動自動車に用いられる車載高圧バッテリを充電する車載用充電器、車載鉛バッテリを充電する車載用降圧コンバータ等の比較的大電力を使用する電力変換装置、等においては、基板に形成された巻線としてのコイルパターンで発生した熱を効果的に放熱することは困難であるという問題点があった。
 また、第1回路基板と第2回路基板の2枚の基板を積層配置しているため、電力変換装置が高さ方向に大型化するという問題点があった。
 また上記特許文献2に記載の従来の電力変換装置としての電源ユニットに用いられる放熱基板は、金属板の上下にフェライトコアを設けた構成となっている。そのため、このような放熱基板を他の電気機器に搭載する場合には、フェライトコアを保護するための筐体に放熱基板を収納してから電気機器に搭載する必要がある。この場合、放熱基板の金属板と筐体との間には、金属板と筐体との密着性および熱伝導性を確保する為にシリコングリス等が塗布される。放熱基板において生じた熱は、放熱基板の金属板から筐体に伝熱されて放熱される。しかしながら金属板に比較してシリコングリスの熱抵抗は高いため、シリコングリスを介することにより放熱性が低下するという問題点があった。
 本発明は前記のような問題点を解決するためになされたものであり、基板に形成された電力変換装置のコイルに発生する熱を、効果的に放熱できる薄型の電力変換装置を得ることを目的とする。
この発明に係る電力変換装置は、
電力変換部およびコイルが設置された基板を有する本体と、前記基板を保持すると共に前記基板の放熱を行う第1放熱部とを備えた電力変換装置であって、
前記基板は、1枚で構成され、
前記コイルは、前記基板と一体形成されると共に前記電力変換部に接続され、
前記第1放熱部は、
前記基板の厚み方向の第1方向側の、前記基板の基板第1面に固定され、
前記第1方向側と相反する第2方向側の、該第1放熱部の放熱第2面が、前記基板の前記コイルが形成されている箇所に対向して当接するコイル冷却部を有し、
該第1放熱部の前記第1方向側の放熱第1面が、前記電力変換装置の前記第1方向側の最外周面として形成された
ものである。
 この発明に係る電力変換装置は、電力変換装置の本体に用いる基板を1枚構成とし、コイル冷却部を有する第1放熱部を備えるので、コイルに発生する熱を効果的に放熱できる薄型の電力変換装置を得ることができる。
本発明の実施の形態1である電力変換装置の回路構成を示す回路図である。 本発明の実施の形態1である電力変換装置の本体を示す斜視図である。 本発明の実施の形態1である電力変換装置の構成を示す断面図である。 本発明の実施の形態2である電力変換装置の構成を示す断面図である。 本発明の実施の形態3である電力変換装置の構成を示す断面図である。 本発明の実施の形態4である電力変換装置の構成を示す断面図である。 本発明の実施の形態5である電力変換装置の構成を示す断面図である。 本発明の実施の形態6である電力変換装置の構成を示す断面図である。 本発明の実施の形態7である電力変換装置の構成を示す断面図である。 本発明の実施の形態8である電力変換装置の構成を示す断面図である。 本発明の実施の形態9である電力変換装置の構成を示す断面図である。 本発明の実施の形態10である電力変換装置の回路構成を示す回路図である。 本発明の実施の形態11である電力変換装置の回路構成を示す回路図である。 本発明の実施の形態11である電力変換装置の要部を示す斜視図である。 本発明の実施の形態11である電力変換装置の構成を示す断面図である。 本発明の実施の形態12である電力変換装置の構成を示す断面図である。 本発明の実施の形態13である電力変換装置の構成を示す断面図である。 本発明の実施の形態14である電力変換装置の構成を示す断面図である。 本発明の実施の形態15である電力変換装置の構成を示す断面図である。 本発明の実施の形態16である電力変換装置の構成を示す断面図である。 本発明の実施の形態17である電力変換装置の構成を示す断面図である。 本発明の実施の形態18である電力変換装置の構成を示す断面図である。 本発明の実施の形態19である電力変換装置の回路構成を示す回路図である。 本発明の実施の形態20である電力変換装置の回路構成を示す回路図である。 本発明の実施の形態20である電力変換装置の要部を示す斜視図である。 本発明の実施の形態20である電力変換装置の構成を示す断面図である。 本発明の実施の形態20である電力変換装置の構成を示す断面図である。 本発明の実施の形態20である電力変換装置の構成を示す断面図である。 本発明の実施の形態20である電力変換装置の構成を示す断面図である。 本発明の実施の形態20である電力変換装置の構成を示す断面図である。 本発明の実施の形態20である電力変換装置の構成を示す断面図である。 本発明の実施の形態20である電力変換装置の構成を示す断面図である。 本発明の実施の形態21である電力変換装置の回路構成を示す回路図である。 本発明の実施の形態22である電力変換装置の回路構成を示す回路図である。 本発明の実施の形態23である電力変換装置の要部の構成を示す断面図である。 本発明の実施の形態23である電力変換装置の要部の構成を示す断面図である。 本発明の実施の形態24である電力変換装置の構成を示す断面図である。 本発明の実施の形態24である電力変換装置の構成を示す断面図である。 本発明の実施の形態24である電力変換装置の構成を示す断面図である。 本発明の実施の形態24である電力変換装置の構成を示す断面図である。 本発明の実施の形態24である電力変換装置の構成を示す断面図である。 本発明の実施の形態24である電力変換装置の構成を示す断面図である。
実施の形態1.
 図1~図3は、本発明を実施するための実施の形態1を示すものである。
 図1は電力変換装置の回路を示す回路図である。
 図2は電力変換装置を構成する本体10を示す斜視図である。
 図3は電力変換装置の構成を示す断面図である。
 まず、電力変換装置100の回路構成について図1により説明する。
 図1において、電力変換装置100は絶縁型DCDCコンバータであり、コンデンサ1、電力変換部としての第1電力変換部2、変圧器30、電力変換部としての第2電力変換部4、コンデンサ5が接続されて構成される。
 電力変換素子としてのスイッチング素子2aとスイッチング素子2bとが直列に接続されて第1レグが形成される。また、電力変換素子としてのスイッチング素子2cとスイッチング素子2dとが直列に接続されて第2レグが形成される。第1電力変換部2は、この第1レグと第2レグとが並列に接続されたものである。
 また、電力変換素子としてのスイッチング素子4aとスイッチング素子4bとが直列に接続されて第3レグが形成される。また、電力変換素子としてのスイッチング素子4cとスイッチング素子4dとが直列に接続されて第4レグが形成される。第2電力変換部4は、この第3レグと第4レグとが並列に接続されたものである。
 それぞれのスイッチング素子2a~2d、スイッチング素子4a~4dは、スイッチング素子本体と帰還ダイオードとを有する。より具体的には、この実施の形態においては、スイッチング素子2a~2d、スイッチング素子4a~4dはそれぞれダイオードが内蔵されたMOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)が用いられる。なお、これらのスイッチング素子は、MOSFETに限らず、コレクタ・エミッタ間にダイオードが逆並列に接続されたIGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)を用いた半導体素子でもよい。
 変圧器30は単相変圧器であり、コイルとしての変圧器コイル31を有する。変圧器コイル31は、第1変圧器コイル31aおよび第2変圧器コイル31bを有する。
 コンデンサ1に対して並列に、第1電力変換部2の第1レグおよび第2レグが接続される。スイッチング素子2aとスイッチング素子2bとの接続点に変圧器30の1次側変圧器コイルである第1変圧器コイル31aの一端が接続され、他端はスイッチング素子2cとスイッチング素子2dとの接続点に接続される。変圧器30の2次側変圧器コイルである第2変圧器コイル31bの一端は、第2電力変換部4のスイッチング素子4aとスイッチング素子4bとの接続点に接続され、他端はスイッチング素子4cとスイッチング素子4dとの接続点に接続される。第2電力変換部4を構成している並列に接続された第3レグおよび第4レグに対して並列に、コンデンサ5が接続されている。
 第1電力変換部2は、図示しない直流電源からコンデンサ1に供給される直流電力を高周波交流電力に変換する。そして第1電力変換部2は、変換された高周波交流電力を変圧器30の第1変圧器コイル31aの両端に印加する。すなわち、直流交流電力変換を行う。第2変圧器コイル31bの両端には第1変圧器コイル31aと第2変圧器コイル31bとの巻数比に応じた交流の電圧が誘起される。この実施の形態においては、巻数比1:1であり、一次側と二次側とを絶縁している。第2電力変換部4は、第2変圧器コイル31bの両端に誘起された交流の電圧を整流し、コンデンサ5に出力する。すなわち、交流直流電力変換を行う。コンデンサ5には図示しないバッテリ等の負荷が並列に接続され、直流電源から負荷へ電圧が変換された直流の電力が供給される。
 次に、図1に示した電力変換装置100の回路を構成する部品である、第1電力変換部2、変圧器30、第2電力変換部4が基板に実装された状態の、電力変換装置100の本体10の構成を図2により説明する。
 電力変換装置100の本体10は、絶縁材料で形成された板状の一枚構成の基板6と、変圧器30と、第1電力変換部2と、第2電力変換部4とを有する。
 変圧器30は、コアとしての変圧器コア34を有する。
 基板6の厚み方向Yに対して下方向を、第1方向側Y1とする。また、基板6の厚み方向Yに対して上方向、即ち第1方向側Y1と相反する方向を、第2方向側Y2とする。
 基板6における第1方向側Y1の面を、基板第1面6Xとする。また、基板6における第2方向側Y2の面を、基板第2面6Yとする。基板6の厚み方向Yは、電力変換装置100の高さ方向と同一方向を示す。
 また、基板6の厚み方向Yに対して垂直な方向を幅方向Xとする。幅方向Xは、電力変換装置100の幅の方向と同一方向を示す。
 また、基板6の厚み方向Yおよび幅方向Xに対して垂直な方向を奥行き方向Zとする。奥行き方向Zは、電力変換装置100の奥行き方向と同一方向を示す。
 なお、本実施の形態1以降の各実施の形態の説明において、上記にて示した電力変換装置100における各方向と同様の方向については、厚み方向Y、幅方向X、奥行き方向Z、としてそれぞれを同様に示す。
 基板6の基板第1面6X、基板第2面6Yには、導体パターンが形成される配線層が設けられており、基板第1面6Xと基板第2面6Yとの間には絶縁層6Zが配される。
 基板6は、当該基板6の厚み方向Yに開口する開口部としての貫通孔6bを有する。この貫通孔6bは、長方形であり、孔形成部6aにより形成される。
 基板6の基板第2面6Y側には、孔形成部6aと同心に巻数1ターンの第1変圧器コイル31aとして機能する変圧器コイルパターン14aが、導体パターンにより渦状に形成される。図2に示すように貫通孔6bは、この変圧器コイルパターン14aの中心に設けられる。
 また、図2においては図示しないが、基板6の基板第1面6X側には、巻数1ターンの第2変圧器コイル31bとして機能する変圧器コイルパターン14bが導体パターンにより渦状に形成される。この変圧器コイルパターン14bは、孔形成部6aと同心にすなわち変圧器コイルパターン14aと同心に、かつ基板6を介して厚み方向Yに第1変圧器コイル31aと対向して形成される。このように、変圧器30の変圧器コイル31は、変圧器コイルパターン14aおよび変圧器コイルパターン14bにより基板6と一体形成される。
 変圧器30の変圧器コア34は、単相の3脚変圧器コアであり、基板6の奥行き方向Zにおける断面形状がE形の第1変圧器コア部材34aと平板状の第2変圧器コア部材34bとを有する。第1変圧器コア部材34aと第2変圧器コア部材34bは、それぞれ軟磁性のフェライトをモールドして形成される。変圧器コア34は、図2に示されるように、第1変圧器コア部材34aの中央の脚が貫通孔6bを貫通し、両側の脚が基板6の外側に位置されて、基板6に装着される。すなわち、変圧器コイルパターン14aの中心と変圧器コイルパターン14bの中心とを第1変圧器コア部材34aの中央脚が貫く。
 こうして、変圧器コア34は、貫通孔6bに配置されて、変圧器コイル31(第1変圧器コイル31a、第2変圧器コイル31b)の磁心となる。
 基板6の基板第1面6X側であってかつ図2における左方には、スイッチング素子2a~2dが全体として長方形に分布して装着(固定)される。基板6の基板第1面6X側の右方には、スイッチング素子4a~4dが全体として長方形に分布して装着される。そして、図示を省略するが、基板第1面6X側に形成された導体パターンにより、スイッチング素子2a~2dが、図1に示した第1電力変換部2を形成するように接続される。こうして、第1電力変換部2と第1変圧器コイル31aとが接続される。
 同じく図示を省略するが、基板第2面6Y側に形成された導体パターンにより、スイッチング素子4a~4dが図1に示した第2電力変換部4を形成するように接続される。こうして、第2電力変換部4と第2変圧器コイル31bとが接続される。
 なお、この実施の形態においては、コンデンサ1およびコンデンサ5は、基板6に実装されず、別に設けられる。
 以下、上記のように構成された本体10を備えた電力変換装置100の構造の構成について図3を用いて説明する。
 なお、断面図である図3において、断面のハッチングを省略する。本実施の形態に限らず、全ての断面図において、断面のハッチングを省略する。
 電力変換装置100は、図2に示した本体10と、第1放熱部11と、第1熱抵抗低減部12Aと、第2熱抵抗低減部12Bと、第3熱抵抗低減部12Cとを有する。
 以降、第1熱抵抗低減部12A、第2熱抵抗低減部12B、第3熱抵抗低減部12Cのそれぞれを区別する必要がない場合は、熱抵抗低減部12と称して用いる。
 先ず、第1放熱部11について説明する。
 第1放熱部11の第1方向側Y1の面を、放熱第1面11Xとする。また、第1放熱部11の第2方向側Y2の面を、放熱第2面11Yとする。
 第1放熱部11は、基板6の基板第1面6X側に固定される金属製の板状の部材である。第1放熱部11は、基板6を第1方向側Y1から保持すると共に、基板6(本体10)において生じる熱を表面から大気中へ放散する。
 第1放熱部11は、このように基板6の放熱を行うと共に、本体10を保持する筐体の役割を担う。そのため、第1放熱部11の放熱第1面11Xは、電力変換装置100の第1方向側Y1の最外周面となるように形成される。このような構成とすることで、電力変換装置100を他の電気機器に搭載する際に、最外周面である放熱第1面11Xを、他の電気機器に固定する際の搭載面として利用できる。
 第1放熱部11の放熱第2面11Yは、基板6の変圧器コイルパターン14a、14bが形成されている箇所に対向するように形成されたコイル冷却部11Aを有する。基板6の変圧器コイルパターン14a、14bが形成されている箇所と、コイル冷却部11Aとは、第1熱抵抗低減部12Aを介して当接する。
 更に放熱第2面11Yは、基板第1面6Xに固定された各スイッチング素子2a~2d、4a~4dに対向するように形成された素子冷却部11Bを有する。各スイッチング素子2a~2d、4a~4dと、素子冷却部11Bとは、第2熱抵抗低減部12Bを介して当接する。
 放熱第2面11Yには、第1方向側Y1に窪んで、変圧器コア34の第1方向側Y1を収納する第1凹設部11Zが設けられる。そして放熱第2面11Yは、この第1凹設部11Z内に、変圧器コア34の第1方向側Y1の端部に対向するように形成されたコア冷却部11Cを有する。変圧器コア34と、コア冷却部11Cとは、第3熱抵抗低減部12Cを介して当接する。
 このように、第1放熱部11は、本体10の凹凸に沿うように、厚み方向Yの寸法を変化させて多段に形成される。
 なお、図において、第1放熱部11の放熱第1面11Xは平坦な形状のものを示したが、凹凸形状でもよい。また、第1放熱部11は、放熱性を向上させるための冷却水を流す冷却水経路を有してもよい。
 前述したように、本体10と第1放熱部11との間には、熱抵抗低減部12が設けられる。この熱抵抗低減部12は、絶縁性、弾力性、伝熱性を有し、本体10と第1放熱部11との間の熱抵抗を低減すると共に密着性を確保する。
 基板6の変圧器コイルパターン14a、14bが形成されている箇所と、コイル冷却部11Aとの間に設けられた第1熱抵抗低減部12Aにより、両者間の熱抵抗の低減と、密着性が確保される。
 また、スイッチング素子2a~2dおよびスイッチング素子4a~4dと、素子冷却部11Bとの間に設けられた第2熱抵抗低減部12Bにより、両者間の熱抵抗の低減と、密着性が確保される。
 また、変圧器コア34の第1方向側と、コア冷却部11Cとの間に設けられた第3熱抵抗低減部12Cにより、両者間の熱抵抗の低減と、密着性が確保される。
 熱抵抗低減部12は、絶縁性、弾力性、熱伝導性に優れた合成樹脂材、例えばシリコーンゴム製の薄いシート状のものを用いる。なお、熱抵抗低減部12は、シリコーンゴム製の薄いシート状のものに限られるものではない。例えば、熱抵抗低減部12には、弾性変形可能な薄く熱伝導率の大きい絶縁材料、例えば高熱伝導黒鉛粒子をアクリルポリマ中で膜厚方向に配向し、かつ貫通させたシート、シリコーングリースなどのゲル状の絶縁材料で形成されたもの、等を使用してもよい。
 なお、この実施の形態においては、熱抵抗低減部12として、コイル冷却部11A、素子冷却部11B、コア冷却部11C、と本体10との間に設けられた第1熱抵抗低減部12A、第2熱抵抗低減部12B、第3熱抵抗低減部12C、のみを示した。しかしながらこの構成に限定するものではなく、放熱第2面11Yと本体10との間の全面にわたって熱抵抗低減部12を設けてもよい。
 上記のように構成された本実施の形態の電力変換装置100によると、第1放熱部11が、基板6の変圧器コイルパターン14a、14bが形成されている箇所に対向して当接するコイル冷却部11Aを有する。こうして、電力変換装置100の動作中において変圧器コイルパターン14a、14bに生じる熱は、基板6の変圧器コイルパターン14a、14bが形成されている箇所に当接するこのコイル冷却部11Aに直接伝熱されて放熱される。こうして本体10の変圧器コイル31において生じる熱を効果的に放熱し、電力変換装置100の温度上昇を抑制できる。
 更に、第1放熱部11の放熱第1面11Xは、電力変換装置100の第1方向側Y1の最外周面として形成されており、電力変換装置100を他の電気機器に固定するための搭載面として利用できる。また、この放熱第1面11Xの形状は、搭載先の電気機器の凹凸形状に応じた形状にすることもできる。そのため、他の電気機器に電力変換装置100を搭載する際において、電力変換装置100を収納するための別の筐体を用いる必要がない。これにより、電力変換装置100の第1放熱部11と、別の筐体との間に塗布される熱抵抗の高いシリコングリス等が不要となる。こうして、電力変換装置100の放熱性を向上させることができる。
 更に、第1電力変換部2および変圧器30が設置される基板6を1枚構成の基板とすることで電力変換装置100の高さを低減し、薄型の電力変換装置100を提供できる。
 更に、放熱第2面11Yは、基板第1面6Xに固定された各スイッチング素子2a~2d、4a~4dに対向して当接する素子冷却部11Bを有する。
 こうして、電力変換装置100の動作中において各スイッチング素子2a~2d、4a~4dに生じる熱は、各スイッチング素子2a~2d、4a~4dに当接するこの素子冷却部11Bに直接伝熱されて放熱される。こうして本体10の各スイッチング素子2a~2d、4a~4dにおいて生じる熱を効果的に放熱し、電力変換装置100の温度上昇を更に抑制できる。
 更に、放熱第2面11Yは、変圧器コア34の端部に対向して当接するコア冷却部11Cを有する。こうして、電力変換装置100の動作中において変圧器コア34に生じる熱は、変圧器コア34に当接するこのコア冷却部11Cに直接伝熱されて放熱される。こうして本体10の変圧器コア34において生じる熱を効果的に放熱し、電力変換装置100の温度上昇を更に抑制できる。
 更に、本体10と第1放熱部11との間に熱抵抗低減部12を設けることにより、本体10と第1放熱部11との間の熱抵抗を低減すると共に密着性を確保している。これにより、変圧器コイルパターン14a、14b、スイッチング素子2a~2d、4a~4d、変圧器コア34において生じる熱を、第1熱抵抗低減部12A、第2熱抵抗低減部12B、第3熱抵抗低減部12Cを介して効果的に第1放熱部11に伝熱できる。
 また、この熱抵抗低減部12を設けることにより、第1放熱部11による摩擦から本体10を保護する効果が得られる。
 なお、各スイッチング素子2a~2d、4a~4dの内、スイッチング損失が大きく、温度上昇が大きいスイッチング素子に対してのみ、第2熱抵抗低減部12Bを設けてもよい。これにより第2熱抵抗低減部12Bの使用量を減らして、コスト削減を図ることができる。
 更に、変圧器コイル31が有する第1変圧器コイル31aおよび第2変圧器コイル31bは、変圧器コイルパターン14aおよび変圧器コイルパターン14bにより基板6と一体形成される。即ち、基板6の基板第2面6Yにおいて、変圧器コイル31が第2方向Y側に突出しない構成となる。これにより電力変換装置100の高さを低減し、薄型の電力変換装置100を提供できる。
 なお、変圧器コイル31は、導体パターンにより基板6と一体形成する構成に限定するものではない。例えば、導体の断面における長片側を基板第2面6Y上に貼り付けることにより、導体と基板6とを一体形成してもよい。この場合においても、基板第2面6Yにおいて、変圧器コイル31が第2方向Y側に突出しない構成にできる。
 また、このように、変圧器コイル31と基板6とが一体形成されて、変圧器コイル31が突出しない構成であるため、基板6における凹凸が少ない。これにより、コイル冷却部11Aの、基板6に当接する第2方向側Y1の端部と、基板6の変圧器コイル31が形成されている箇所との密着性を向上できるため、放熱性が向上される。
 また、コイル冷却部11Aの、基板6に当接する第2方向側Y1の端部の形状を簡素化できる。
 更に、第1放熱部11は、変圧器コア34の第1方向側Y1を収納する第1凹設部11Zを有する。これにより、変圧器コア34の、放熱第2面11Yからの第2方向側Y2の高さを低減できる。こうして、電力変換装置100の高さを低減し、更に薄型の電力変換装置100を提供できる。
 なお、第1電力変換部2や第2電力変換部4を構成するスイッチング素子2a~2d、4a~4dに電力損失が少ないものを用いる場合、第1放熱部11に、素子冷却部11Bを設けない構成としてもよい。これにより第1放熱部11の構造を簡略化することができる。
 また、第2電力変換部4を構成するスイッチング素子4a~4dの代わりに一方向導通素子としてのダイオード素子を用いてもよい。この場合、スイッチング素子のスイッチング損失に起因する熱上昇を防止し、電力変換装置100の温度上昇を更に抑制できる。
 また、上記では、変圧器コア34を有する構成の変圧器30を示したが、変圧器コア34を設けない構成としてもよい。この場合、第1放熱部11は、変圧器コア34の第1方向側Y1を収納するための第1凹設部11Z、およびコア冷却部11Cを設けない構成とし、基板6は貫通孔6bを設けない構成とできる。これにより第1放熱部11および基板6の構造を更に簡略化することができる。
 また、例えば、基板第1面6X、基板第2面6Yに対して、絶縁性を有するソルダーレジストを被着する場合は、変圧器コイルパターン14a、14bを形成する導体パターン上において、図2に示すような、ソルダーレジストが被着されないレジスト抜き領域94を設けてもよい。一般的にソルダーレジストの熱抵抗は高いため、このようにソルダーレジストが被着されないレジスト抜き領域を変圧器コイルパターン14a、14b上に設けることで、ソルダーレジストによる熱抵抗の悪化を抑制できる。こうして、レジスト抜き領域を設けることで、変圧器コイルパターン14a、14bにおいて生じる熱を効果的にコイル冷却部11Aに伝熱させて放熱できる。
 これにより、電力変換装置100の本体10の主要な発熱部であるスイッチング素子2a~2d、変圧器コイルパターン14a、14b(第1変圧器コイル31a、第2変圧器コイル31b)、スイッチング素子4a~4dで発生した熱を第1放熱部11へ伝達し、効果的に放熱することが可能となる。
 以上により、大電力で薄型な電力変換装置を提供することが可能となる。
実施の形態2.
 以下、本発明の実施の形態2を、上記実施の形態1と異なる箇所を中心に図を用いて説明する。上記実施の形態1と同様の部分は同一符号を付して説明を省略する。
 図4は、実施の形態2である電力変換装置の構成を示す断面図である。
 電力変換装置200は、本体210と、実施の形態1と同様の構成の第1放熱部11および熱抵抗低減部12とを有する。本体210は、基板206と、変圧器230と、実施の形態1と同様の構成の第1電力変換部2および第2電力変換部4とを有する。
 変圧器230は、コイルとしての変圧器コイル231を有する。変圧器コイル231は、第1変圧器コイル231a、第2変圧器コイル231bを有する。
 第1変圧器コイル231a、第2変圧器コイル231bは、実施の形態1と同様に導体パターンにより形成されるが、基板206における配置構成が実施の形態1と異なる。
 実施の形態1では、基板6の厚み方向Yに対して、第1変圧器コイル31aと第2変圧器コイル31bとが対向するように形成されていた。本実施の形態では、基板206の厚み方向Yに対して垂直な幅方向Xに、第1変圧器コイル231aと第2変圧器コイル231bとが並ぶように同心に渦状に形成される。
 そして、基板6の第1変圧器コイル231aと第2変圧器コイル231bとが形成されている箇所に、第1放熱部11のコイル冷却部11Aが当接する。
 このような第1変圧器コイル231a、第2変圧器コイル231bの配置構成においても、実施の形態1と同様に効果的に放熱できる。
実施の形態3.
 以下、本発明の実施の形態3を、上記実施の形態1と異なる箇所を中心に図を用いて説明する。上記実施の形態1と同様の部分は同一符号を付して説明を省略する。
 図5は、実施の形態3である電力変換装置の構成を示す断面図である。
 電力変換装置300は、本体310と、実施の形態1と同様の構成の第1放熱部11および熱抵抗低減部12とを有する。本体310は、基板306と、変圧器330と、実施の形態1と同様の構成の第1電力変換部2および第2電力変換部4とを有する。
 変圧器330は、コイルとしての変圧器コイル331を有する。変圧器コイル331は、第1変圧器コイル331a、第2変圧器コイル331bを有する。
 基板306は、4つの配線層を、絶縁層6Zを介して積層した4層基板である。
 第1変圧器コイル331a、第2変圧器コイル331bは、実施の形態1と同様に導体パターンにより形成されるが、基板306における配置構成が実施の形態1と異なる。
 本実施の形態では、第1変圧器コイル331aと第2変圧器コイル331bは、それぞれ巻数2ターンであり、各ターンはそれぞれ別の配線層に形成される。そして、第1変圧器コイル331aと第2変圧器コイル331bは、基板306の厚み方向Yに対して対向して同心に渦状に形成される。
 そして、基板306の第1変圧器コイル331aと第2変圧器コイル331bとが形成されている箇所に、第1放熱部11のコイル冷却部11Aが当接する。
 このような第1変圧器コイル331a、第2変圧器コイル331bの配置構成においても、実施の形態1と同様に効果的に放熱を行うことができる。
 なお、本実施の形態では、4つの配線層を有する4層基板を示したが、これに限定するものではない。例えば6つの配線層を有する6層基板を用いてもよい。この場合、第1変圧器コイル331aと第2変圧器コイル331bは、それぞれ巻数3ターンとすることができる。
実施の形態4.
 以下、本発明の実施の形態4を、上記実施の形態1と異なる箇所を中心に図を用いて説明する。上記実施の形態1と同様の部分は同一符号を付して説明を省略する。
 図6は、実施の形態4である電力変換装置の構成を示す断面図である。
 電力変換装置400は、本体410と、実施の形態1と同様の構成の第1放熱部11および熱抵抗低減部12とを有する。本体410は、基板406と、変圧器430と、実施の形態1と同様の構成の第1電力変換部2および第2電力変換部4を有する。
 変圧器430は、コイルとしての変圧器コイル431を有する。変圧器コイル431は、第1変圧器コイル431a、第2変圧器コイル431bを有する。
 第1変圧器コイル431a、第2変圧器コイル431bは、実施の形態1と同様に導体パターンにより形成されるが、基板406における配置構成が実施の形態1と異なる。
 本実施の形態では、第1変圧器コイル431aと第2変圧器コイル431bは、それぞれ巻数2ターンである。
 第1変圧器コイル431aの各ターンは、幅方向Xに並ぶように、同一配線層において同心に渦状に形成される。また、第2変圧器コイル431bの各ターンは、幅方向Xに並ぶように、同一配線層において同心に渦状に形成される。更に、この第1変圧器コイル431aと第2変圧器コイル431bは、基板406の厚み方向Yに対して対向するように同心に形成される。
 このような第1変圧器コイル431a、第2変圧器コイル431bの配置構成においても、実施の形態1と同様に効果的に放熱を行うことができる。
実施の形態5.
 以下、本発明の実施の形態5を、上記実施の形態1と異なる箇所を中心に図を用いて説明する。上記実施の形態1と同様の部分は同一符号を付して説明を省略する。
 図7は、実施の形態5である電力変換装置の構成を示す断面図である。
 電力変換装置500は、第1放熱部511および熱抵抗低減部512と、実施の形態1と同様の構成の本体10とを有する。
 第1放熱部511は、第2方向側Y2の放熱第2面511Yにおいて、幅方向Xおよび奥行き方向Zの四方の端部に、第2方向側Y2に突出する突設部511aを備える。こうして突設部511aに囲まれた収容部511bが形成される。この収容部511bは、変圧器コア34の第1方向側Y1を収納する第1凹設部11Zを含む。
 電力変換装置500の本体10の第1方向側Y1が、第1放熱部511の収容部511b内に収容される。
 本体10と第1放熱部511との間には、熱抵抗低減部材としての樹脂が充填される。
 この樹脂には、熱伝導率が大きくかつ高絶縁性の熱硬化性ポッティング材等が用いられる。充填された樹脂により、熱抵抗低減部512が形成される。
 図7において、熱抵抗低減部512の領域を斜線のハッチングで示す。図7に示されるように、第1放熱部511と、本体10との間の全面にわたって熱抵抗低減部512が形成される。
 このように、熱抵抗低減部材としての樹脂を収容部511bに充填することで、実施の形態1に示した第1熱抵抗低減部12Aと、第2熱抵抗低減部12Bと、第3熱抵抗低減部12Cとが一体形成された熱抵抗低減部512を得る。
 上記のように構成された本実施の形態の電力変換装置500によると、実施の形態1に示した第1熱抵抗低減部12Aと、第2熱抵抗低減部12Bと、第3熱抵抗低減部12Cとが一体形成された、本実施の形態5の熱抵抗低減部512を得ることができる。これにより、熱抵抗低減部を個別に設置する必要がなくなり、電力変換装置500を簡素な構成にでき、製造工程を簡略化できる。
 また、本体10と第1放熱部511との接触面積も増えるので、本体10において生じる熱を第1放熱部511へ効果的に伝熱できる。
実施の形態6.
 以下、本発明の実施の形態6を、上記実施の形態5と異なる箇所を中心に図を用いて説明する。上記実施の形態1、5と同様の部分は同一符号を付して説明を省略する。
 図8は、実施の形態6である電力変換装置の構成を示す断面図である。
 電力変換装置600は、第1放熱部611および熱抵抗低減部612と、実施の形態1と同様の構成の本体10を有する。
 第1放熱部611は、第2方向側Y2の放熱第2面611Yにおいて、図8における幅方向Xおよび奥行き方向Zの四方の端部に、本体10の高さより所定寸法高く第2方向側Y2に突出する突設部611aを備える。こうして突設部611aに囲まれた収容部611bが形成される。この収容部611bは、変圧器コア34の第1方向側Y1を収納する第1凹設部11Zを含む。
 本実施の形態の第1放熱部611は、突設部611aの第2方向側Y2の高さが、実施の形態5の突設部511aの高さより高い。その他の第1放熱部611の構成は、実施の形態5の第1放熱部511と同様である。
 電力変換装置600の本体10の全体が、収容部611bに収容される。
 本体10と第1放熱部611との間には、熱抵抗低減部材としての樹脂が充填される。
 この樹脂には、熱伝導率が大きくかつ高絶縁性の熱硬化性ポッティング材等が用いられる。充填された樹脂により、熱抵抗低減部612が形成される。
 図8において、熱抵抗低減部612の領域を斜線のハッチングで示す。図8に示されるように、第1放熱部611と、本体10との間の全面にわたって熱抵抗低減部612が形成される。更に、熱抵抗低減部612は、本体10の第2方向側Y2の上端となる第1変圧器コア部材34aを覆う高さまで充填され、本体10の全体を封止する。
 上記のように構成された本実施の形態の電力変換装置600によると、実施の形態5と同様の効果を奏する。更に、電力変換装置600は、収容部611b内に熱抵抗低減部材が充填されて形成された熱抵抗低減部612により、本体10の全体が封止される。これにより、例えば、基板6に生じた熱が、基板第2面6Y側から熱抵抗低減部612を介して第1放熱部611の突設部611aに伝熱する放熱経路が生じる。このように、多方向でより多くの放熱経路を確保できるため、本体10で発生した熱をより効果的に第1放熱部611に伝熱できる。
 こうして電力変換装置600の温度上昇を更に抑制できる。
 また、第1電力変換部2、変圧器30、第2電力変換部4等が熱抵抗低減部612にてモールドされた状態になるので、耐震性、防塵性を向上できる。
実施の形態7.
 以下、本発明の実施の形態7を、上記実施の形態1と異なる箇所を中心に図を用いて説明する。上記実施の形態1と同様の部分は同一符号を付して説明を省略する。
 図9は、実施の形態7である電力変換装置の構成を示す断面図である。
 電力変換装置700は、本体710と、実施の形態1と同様の構成の第1放熱部11および熱抵抗低減部12とを有する。本体710は、第1電力変換部702、第2電力変換部704、基板706と、実施の形態1と同様の構成の変圧器30とを有する。
 第1電力変換部702は、スイッチング素子2aおよびスイッチング素子2bが基板706の基板第2面706Y側に装着され、スイッチング素子2cおよびスイッチング素子2dが基板第1面706X側に装着される。
 第2電力変換部704は、スイッチング素子4aおよびスイッチング素子4bが基板第2面706Y側に装着され、スイッチング素子4cおよびスイッチング素子4dが基板第1面706X側に装着される。
 実施の形態1では、スイッチング素子2a~2d、スイッチング素子4a~4dの全てを基板第1面6X側に固定した。本実施の形態7では、このように、第1電力変換部702および第2電力変換部704のスイッチング素子を、基板第1面706X側および基板第2面706Y側に分けて固定する。このように第1電力変換部702および第2電力変換部704を構成するスイッチング素子の内、少なくとも1つのスイッチング素子を基板第1面706X側に固定し、残りを基板第2面706Y側に固定する構成とすることで、電力変換装置700の幅方向Xの長さを短縮できる。よって、電力変換装置700を小型化できる。
 なお、基板第2面706Y側に固定されるスイッチング素子には、第1放熱部11の素子冷却部11Bが当接しない。そのため、基板第2面706Y側に固定されるスイッチング素子は、スイッチング素子2a~2d、4a~4dの内、スイッチング損失が小さく、温度上昇が小さいものを設置すればよい。
実施の形態8.
 以下、本発明の実施の形態8を、上記実施の形態1と異なる箇所を中心に図を用いて説明する。上記実施の形態1と同様の部分は同一符号を付して説明を省略する。
 図10は、実施の形態8である電力変換装置の構成を示す断面図である。
 電力変換装置800は、本体810と、第2放熱部811と、熱抵抗低減部812と、実施の形態1と同様の構成の第1放熱部11および熱抵抗低減部12とを有する。
 実施の形態1では、本体10の第2電力変換部4は、基板6の基板第1面6X側に設けられていた。本実施の形態では、本体810の第2電力変換部804は、基板6の基板第2面6Y側に設けられる。第2電力変換部804が基板第2面6Y側に設けられること以外は、第2電力変換部804は、図1の第2電力変換部4と同様のものである。
 また、この実施の形態においては、互いの接続を容易にするために、第1電力変換部2と第1変圧器コイル31aとが基板第1面6X側に設けられ、第2変圧器コイル31bと第2電力変換部4とが基板第2面6Y側に設けられる。
 第2放熱部811は、実施の形態1に示した第1放熱部11と同様のものであり、基板6を保持すると共に、基板6(本体810)において生じる熱を表面から大気中へ放散する。第2放熱部811は、基板6の基板第2面6Y側に固定される。こうして、第2放熱部811は、本体810の第2方向側Y2において、第1放熱部11と面対称に配置される。
 第2放熱部811は、第1放熱部11と同様に、本体810を保持する筐体の役割を担う。そのため、第2放熱部811の放熱第2面811Yは、電力変換装置800の第2方向側Y2の最外周面となるように形成される。
 なお、図において、第2放熱部811の放熱第2面811Yは平坦な形状のものを示したが、凹凸形状でもよい。また、第2放熱部811は、放熱性を向上させるための冷却水を流す冷却水経路を有してもよい。
 第2放熱部811の第1方向側Y1の放熱第1面811Xは、基板6の変圧器コイルパターン14a、14bが形成されている箇所に対向するように形成されたコイル冷却部811Aを有する。基板6の変圧器コイルパターン14a、14bが形成されている箇所と、コイル冷却部811Aとは、第1熱抵抗低減部812Aを介して当接する。
 こうして、基板6の変圧器コイルパターン14a、14bが形成されている箇所は、基板第1面6Xにおいて第1放熱部11のコイル冷却部11Aと当接すると共に、基板第2面6Yにおいて第2放熱部811のコイル冷却部811Aと当接する。
 更に第2放熱部811の放熱第1面811Xは、基板第2面6Yに固定された第2電力変換部804の各スイッチング素子4a~4dに対向するように形成された素子冷却部811Bを有する。第2電力変換部804の各スイッチング素子4a~4dと、第2放熱部811の素子冷却部811Bとは、第2熱抵抗低減部812Bを介して当接する。
 第2放熱部811の放熱第1面811Xには、第2方向側Y2に窪んで、変圧器コア34の第2方向側Y2を収納する第1凹設部811Zが設けられる。そして第2放熱部811の放熱第1面811Xは、この第1凹設部811Z内に、変圧器コア34の第2方向側Y2の端部に対向するように形成されたコア冷却部811Cを有する。変圧器コア34と、第2放熱部811のコア冷却部811Cとは、第3熱抵抗低減部812Cを介して当接する。
 こうして、変圧器コア34は、第1方向側Y1側の端部が第1放熱部11のコア冷却部11Cと当接すると共に、第2方向側Y2の端部が第2放熱部811のコア冷却部811Cと当接する。
 上記のように構成された本実施の形態の電力変換装置800によると、基板6の変圧器コイルパターン14a、14bが形成されている箇所は、基板第1面6Xにおいて第1放熱部11のコイル冷却部11Aと当接すると共に、基板第2面6Yにおいて第2放熱部811のコイル冷却部811Aと当接する。こうして、電力変換装置800の動作中において変圧器コイルパターン14a、14bに生じる熱は、基板第1面6Xと基板第2面6Yの両面から、第1放熱部11と第2放熱部811により放熱される。こうして変圧器コイルパターン14a、14bが形成されている箇所に対する放熱容積が大きくなるため、電力変換装置800の温度上昇を更に抑制できる。
 更に、第2放熱部811の放熱第2面811Yは、電力変換装置800の第2方向側Y2の最外周面として形成されており、電力変換装置800を他の電気機器に固定するための搭載面として利用できる。また、この放熱第2面811Yの形状は、搭載先の電気機器の凹凸形状に応じた形状にすることもできる。こうして、第1放熱部11の放熱第1面11Xと第2放熱部811の放熱第2面811Yの両面を搭載面として利用できるため、搭載先の電気機器の多様な形状に対応できる。
 また、他の電気機器に電力変換装置800を搭載する際において、電力変換装置800の第2方向側Y2を収納するための別の筐体を用いる必要がない。これにより、電力変換装置800の第2放熱部81と、別の筐体との間に塗布される熱抵抗の高いシリコングリス等が不要となる。こうして、電力変換装置800の放熱性を向上できる。
 更に、基板第2面6Y側に固定された第2電力変換部804の各スイッチング素子4a~4dは、第2放熱部811の素子冷却部811Bと当接する。こうして、第1電力変換部2のスイッチング素子2a~2dにおいて生じる熱は、第1放熱部11により放熱され、第2電力変換部804のスイッチング素子4a~4dに生じる熱は、第2放熱部811により放熱される。このようにスイッチング素子2a~2d、4a~4dに対する放熱容積が大きくなるため、電力変換装置800の温度上昇を更に抑制できる。
 また、変圧器コア34は、第1放熱部11の第1方向側Y1の端部がコア冷却部11Cと当接し、第2方向側Y2の端部が第2放熱部811のコア冷却部811Cと当接する。こうして変圧器コア34において生じる熱は、変圧器コア34の第1方向側Y1の端部および第2方向側Y2の端部の両端から、第1放熱部11と第2放熱部811により放熱される。こうして変圧器コア34に対する放熱容積が大きくなるため、電力変換装置800の温度上昇を更に抑制できる。
 更に、第2放熱部11は、変圧器コア34の第2方向側Y2を収納する第1凹設部811Zを有する。これにより、電力変換装置800の高さを低減し、更に薄型の電力変換装置800を提供できる。
 この実施の形態においては、本体810の第1方向側Y1および第2方向側Y2に第1放熱部11および第2放熱部811を設け、かつこれらの間に熱伝導率が大きく絶縁性の高い熱抵抗低減部12および熱抵抗低減部812を設けた。これにより本体810にて発生した熱を熱抵抗低減部12および熱抵抗低減部812を介して第1放熱部11および第2放熱部811に伝熱して放熱させるようにしたので、効果的に冷却できる。
実施の形態9.
 以下、本発明の実施の形態9を、上記実施の形態1、5、8と異なる箇所を中心に図を用いて説明する。上記実施の形態1、5、8と同様の部分は同一符号を付して説明を省略する。
 図11は、実施の形態9である電力変換装置の構成を示す断面図である。
 電力変換装置900は、第2放熱部911と、熱抵抗低減部912と、実施の形態5と同様の構成の第1放熱部511と、実施の形態8と同様の構成の本体810とを有する。
 第2放熱部911は、第1方向側Y1の放熱第1面911Xにおいて、幅方向Xおよび奥行き方向Zの四方の端部に、第1方向側Y1に突出する突設部911aを備える。こうして突設部911aに囲まれ、第1方向側Y1に開口された収容部911bが形成される。第2放熱部911は、前記以外は図7に示された第1放熱部511と同様の構成である。
 図11に示すように、第1放熱部511の突設部511aと、第2放熱部911の突設部911aとを、厚み方向Yに対向させて当接させる。こうして、第1放熱部511の収容部511bと、第2放熱部911の収容部911bとにより、収容部913が形成される。
 電力変換装置900の本体810が収容部913に収容される。
 本体810と、第1放熱部511との間、および本体810と第2放熱部911との間には、熱伝導率が大きくかつ高絶縁性の熱抵抗低減部材としての樹脂が充填される。充填された樹脂により、熱抵抗低減部912が形成される。
 図11において、熱抵抗低減部912の領域を斜線のハッチングで示す。
 図に示すように、熱抵抗低減部612により、本体810の全体が封止される
 上記のように構成された本実施の形態の電力変換装置900によると、本体910の第1方向側Y1と第2方向側Y2に第1放熱部511および第2放熱部911を設け、かつこれらの間に熱伝導率が大きく絶縁性の高い熱抵抗低減部912を設けた。
 これにより、実施の形態1、5、8と同様の効果を奏し、さらに、多方向で多くの放熱経路と大きな放熱容積を確保できる。こうして電力変換装置900を簡素な構成にできると共に、電力変換装置900の温度上昇を更に抑制できる。
実施の形態10.
 以下、本発明の実施の形態10を、上記実施の形態1と異なる箇所を中心に図を用いて説明する。上記実施の形態1と同様の部分は同一符号を付して説明を省略する。
 図12は、実施の形態10である電力変換装置の回路を構成を示す回路図である。
 電力変換装置1000は、変圧器1030と、電力変換部としての第2電力変換部1004と、実施の形態1と同様の構成の第1電力変換部2と、コンデンサ1と、コンデンサ5とを有する。変圧器1030は、コイルとしての変圧器コイル1031を有する。
 変圧器コイル1031は、実施の形態1と同様の第1変圧器コイル31aと、二次コイルとしてセンタータップを有する第2変圧器コイル1031bとを有する。第2電力変換部1004は、第2変圧器コイル1031bの一端にスイッチング素子4aのドレインが接続され、他端にスイッチング素子4bのドレインが接続される。スイッチング素子4aおよびスイッチング素子4bのソースは共通に接続される。第2変圧器コイル1031bのセンタータップとスイッチング素子4aおよびスイッチング素子4bのソースとの間にコンデンサ5が接続される。コンデンサ5の両端には、図示しない負荷が接続される。
 図3に示す基板6と同様の基板に第1電力変換部2、変圧器1030、第2電力変換部1004が実装され、電力変換装置1000の本体となる。その他の構成については、図1~図3に示した実施の形態と同様である。
 このように回路構成が異なるものであっても、実施の形態1に示した電力変換装置100と同様の配置をすることにより、電力変換装置1000の本体に発生する熱を、効果的に放熱できる。
実施の形態11.
 以下、本発明の実施の形態11を、上記実施の形態1と異なる箇所を中心に図を用いて説明する。上記実施の形態1と同様の部分は同一符号を付して説明を省略する。
 図13~図15は、実施の形態11の電力変換装置の構成を示すものである。
 図13は電力変換装置の回路を示す回路図である。
 図14は電力変換装置を構成する本体1110を示す斜視図である。
 図15は電力変換装置の構成を示す断面図である。
 まず、電力変換装置1100の回路構成について図13により説明する。
 図13において、電力変換装置1100は、図1の電力変換装置100の第2電力変換部4側にリアクトル50を介して別置きのコンデンサ5を接続したものである。
 第1電力変換部2は、図示しない直流電源がコンデンサ1に印加する直流電圧を高周波交流電圧に変換し、高周波交流電圧を変圧器30を構成する第1変圧器コイル31aの両端に印加する。第2変圧器コイル31bの両端には第1変圧器コイル31aと第2変圧器コイル31bとの巻数比に応じた交流電圧が誘起される。第2電力変換部4は、第2変圧器コイル31bの両端に誘起された交流電圧を整流し、リアクトル50を介してコンデンサ5に出力する。コンデンサ5には図示しないバッテリ等の負荷が接続されることにより、直流電源から負荷へ電力伝送を行う。
 次に、電力変換装置1100の構成を図14および図15により説明する。
 電力変換装置1100の本体1110は、絶縁材料で形成された平板状の基板1106と、変圧器30と、第1電力変換部2と、第2電力変換部4と、リアクトル50とを有する。
 本実施の形態の本体1110は、実施の形態1の図2および図3に示した電力変換装置100と一体にリアクトル50を設けたものである。
 基板1106は、実施の形態1の基板6を幅方向Xに延長した構成である。そして基板6の延長された部分にリアクトル50が実装される。
 リアクトル50は、リアクトルコイル51およびリアクトルコア54を有する。
 基板1106は、当該基板1106の厚み方向Yに開口する開口部としての貫通孔1106bおよび貫通孔1106dを有する。貫通孔1106bおよび貫通孔1106dは、実施の形態1に示した貫通孔6bと同様の構成であり、それぞれ孔形成部1106a、孔形成部1106cにより形成される。
 基板1106の第2方向側Y2の基板第2面1106Yには、孔形成部1106aと同心に巻数1ターンの第1変圧器コイル31aとして機能する変圧器コイルパターン14aが導体パターンにより渦状に形成される。
 また、基板1106の基板第1面1106Xには、巻数1ターンの第2変圧器コイル31bとして機能する変圧器コイルパターン14bが導体パターンにより渦状に形成される。この変圧器コイルパターン14bは、孔形成部1106aと同心にすなわち変圧器コイルパターン14aと同心に、かつ基板1106を介して厚み方向Yに第1変圧器コイル31aと対向して形成される。このように、変圧器コイルパターン14aおよび変圧器コイルパターン14bは、基板1106と一体形成される。
 基板1106の基板第2面1106Y側であって図における幅方向Xの右側には、孔形成部1106cと同心に巻数1ターンのリアクトルコイル51aが導体パターンにより渦状に形成される。
 また、基板1106の基板第1面1106X側には、巻数1ターンのリアクトルコイル51bが導体パターンにより渦状に形成される。
 このリアクトルコイル51bは、孔形成部1106cと同心にすなわちリアクトルコイル51aと同心に、かつ基板1106を介して厚み方向Yにリアクトルコイル51aと対向して形成される。
 基板1106の基板第1面1106X側および基板第2面1106Y側に形成されたリアクトルコイル51aおよびリアクトルコイル51bが直列に接続されて、巻数2ターンのリアクトルコイル51を構成する。
 リアクトルコア54は、3脚リアクトルコアであり、基板1106の奥行き方向Zにおける断面形状がE形の第1リアクトルコア部材54aと平板状の第2リアクトルコア部材54bとを有する。第1リアクトルコア部材54aと第2リアクトルコア部材54bは、それぞれ軟磁性のフェライトをモールドして形成される。
 図14に示すように、リアクトルコア54の第1リアクトルコア部材54aは、中央脚が貫通孔1106dを貫通し、両側の脚が基板1106の外側に位置される。そして、この第1リアクトルコア部材54aに対して下方から第2リアクトルコア部材54bが組み合わされてリアクトルコア54が構成され、基板1106に装着される。
 電力変換装置1100は、図14に示した本体1110と、第1放熱部1111と、熱抵抗低減部12とを有する。
 第1放熱部1111の放熱第2面1111Yは、基板1106のリアクトルコイル51a、51bが形成されている箇所に対向するように形成されたコイル冷却部1111Aを有する。基板1106のリアクトルコイル51a、51bが形成されている箇所と、コイル冷却部1111Aとは、第1熱抵抗低減部12Aを介して当接する。
 第1放熱部1111の放熱第2面1111Yには、第1方向側Y1に窪んで、リアクトルコア54の第1方向側Y1を収納する第1凹設部1111Zが設けられる。そして放熱第2面1111Yは、この第1凹設部1111Z内に、リアクトルコア54の第1方向側Y1の端部に対向するように形成されたコア冷却部1111Cを有する。リアクトルコア54と、コア冷却部1111Cとは、第3熱抵抗低減部12Cを介して当接する。
 このようにリアクトル50を設けた場合においても、実施の形態1と同様の効果を奏する。更に、基板1106にコイル冷却部1111Aとコア冷却部1111Cを設けることで、リアクトルコイル51およびリアクトルコア54で発生する熱を第1放熱部1111に効率的に伝達し、冷却できる。こうして電力変換装置1100の温度上昇を更に抑制できる。
実施の形態12.
 以下、本発明の実施の形態12を、上記実施の形態11と異なる箇所を中心に図を用いて説明する。上記実施の形態11と同様の部分は同一符号を付して説明を省略する。
 図16は、実施の形態12である電力変換装置1200の構成を示す断面図である。
 本実施の形態の本体1210は、幅方向Xに、変圧器コイル231の第1変圧器コイル231aと第2変圧器コイル231bとが並ぶように同心に渦状に形成され、更に、リアクトル60のリアクトルコイル61aとリアクトルコイル61bとが並ぶように同心に渦状に形成される。その他の構成は実施の形態11の電力変換装置1100と同様である。
 本実施の形態の電力変換装置1200において、幅方向Xの左側の構成は、実施の形態2の図4に示した電力変換装置200と同様の構成となる。
 リアクトルコイル61aとリアクトルコイル61bとが形成されている箇所には、第1放熱部1111のコイル冷却部1111Aが当接する。
 このようなリアクトルコイル61a、61bの配置構成においても、実施の形態11と同様に効果的に放熱できる。
実施の形態13.
 以下、本発明の実施の形態13を、上記実施の形態11と異なる箇所を中心に図を用いて説明する。上記実施の形態11と同様の部分は同一符号を付して説明を省略する。
 図17は、実施の形態13である電力変換装置1300の構成を示す断面図である。
 本実施の形態の本体1310の基板1306は、4つの配線層を、絶縁層6Zを介して積層した4層基板である。
 本体1310は、変圧器コイル331の第1変圧器コイル331aと第2変圧器コイル331bが、それぞれ巻数2ターンであり、各ターンはそれぞれ別の配線層に形成される。そして、第1変圧器コイル331aと第2変圧器コイル331bは、基板1306の厚み方向Yに対して対向して同心に渦状に形成される。
 また、本体1310は、リアクトル70のリアクトルコイル71aとリアクトルコイル71bが、それぞれ巻数2ターンであり、各ターンはそれぞれ別の配線層に形成される。そして、リアクトルコイル71aとリアクトルコイル71bは、基板1306の厚み方向Yに対して対向して同心に渦状に形成される。
 本実施の形態の電力変換装置1300において、幅方向Xの左側の構成は、実施の形態3の図5に示した電力変換装置300と同様の構成となる。
 基板1306のリアクトルコイル71aとリアクトルコイル71bとが形成されている箇所には、第1放熱部1111のコイル冷却部1111Aが当接する。
 このようなリアクトルコイル71a、71bの配置構成においても、実施の形態11と同様に効果的に放熱できる。
実施の形態14.
 以下、本発明の実施の形態14を、上記実施の形態11と異なる箇所を中心に図を用いて説明する。上記実施の形態11と同様の部分は同一符号を付して説明を省略する。
 図18は、実施の形態14である電力変換装置1400の構成を示す断面図である。
 本体1410は、第1変圧器コイル431aと第2変圧器コイル431bが、それぞれ巻数2ターンである。また、リアクトル80のリアクトルコイル81aとリアクトルコイル81bは、それぞれ巻数2ターンである。
 第1変圧器コイル431aの各ターンは、幅方向Xに並ぶように、同一配線層において同心に渦状に形成される。また、第2変圧器コイル431bの各ターンは、幅方向Xに並ぶように、同一配線層において同心に渦状に形成される。更に、この第1変圧器コイル431aと第2変圧器コイル431bは、基板1206の厚み方向Yに対して対向するように同心に形成される。
 リアクトルコイル81aの各ターンは、幅方向Xに並ぶように、同一配線層において同心に渦状に形成される。また、リアクトルコイル81bの各ターンは、幅方向Xに並ぶように、同一配線層において同心に渦状に形成される。更に、このリアクトルコイル81aとリアクトルコイル81bは、基板1206の厚み方向Yに対して対向するように同心に形成される。
 本実施の形態の電力変換装置1400において、幅方向Xの左側の構成は、実施の形態4の図6に示した電力変換装置400と同様の構成となる。
 基板1206のリアクトルコイル81aとリアクトルコイル81bとが形成されている箇所には、第1放熱部1111のコイル冷却部1111Aが当接する。
 このようなリアクトルコイル81a、81bの配置構成においても、実施の形態11と同様に効果的に放熱できる。
実施の形態15.
 以下、本発明の実施の形態15を、上記実施の形態11と異なる箇所を中心に図を用いて説明する。上記実施の形態11と同様の部分は同一符号を付して説明を省略する。
 図19は、実施の形態15である電力変換装置の構成を示す断面図である。
 第1放熱部1511は、第2方向側Y2の放熱第2面1511Yにおいて、幅方向Xおよび奥行き方向Zの四方の端部に、第2方向側Y2に突出する突設部1511aを備える。こうして突設部1511aに囲まれた収容部1511bが形成される。
 電力変換装置1500の本体1110の第1方向側Y1が、第1放熱部1511の収容部1511b内に収容される。
 本体1110と第1放熱部1511との間には、熱抵抗低減部材としての樹脂が充填される。充填された樹脂により、熱抵抗低減部1512が形成される。
 図19において、熱抵抗低減部1512の領域を斜線のハッチングで示す。図19に示されるように、第1放熱部1511と、本体1110との間の全面にわたって熱抵抗低減部1512が形成される。
 上記のように構成された本実施の形態の電力変換装置1500によると、実施の形態11と同様の効果を奏する。更に、熱抵抗低減部を個別に設置する必要がなくなるため、電力変換装置1500を簡素な構成にでき、製造工程を簡略化できる。
 また、本体1110と第1放熱部1511との接触面積も増えるので、本体1110において生じる熱を第1放熱部1511へ効果的に伝熱できる。
実施の形態16.
 以下、本発明の実施の形態16を、上記実施の形態11と異なる箇所を中心に図を用いて説明する。上記実施の形態11と同様の部分は同一符号を付して説明を省略する。
 図20は、実施の形態16である電力変換装置1600の構成を示す断面図である。
 第1放熱部1611は、第2方向側Y2の放熱第2面1611Yにおいて、図20における幅方向Xおよび奥行き方向Zの四方の端部に、本体1110の高さより所定寸法高く第2方向側Y2に突出する突設部1611aを備える。こうして突設部1611aに囲まれた収容部1611bが形成される。
 本実施の形態の第1放熱部1611は、突設部1611aの第2方向側Y2の高さが、実施の形態15の突設部1511aの高さより高い。その他の第1放熱部1611の構成は、実施の形態5の第1放熱部1511と同様である。
 電力変換装置1600の本体1110の全体が、収容部1611bに収容される。
 本体1110と第1放熱部1611との間には、熱抵抗低減部材としての樹脂が充填される。充填された樹脂により、熱抵抗低減部1612が形成される。
 図20において、熱抵抗低減部1612の領域を斜線のハッチングで示す。図20に示されるように、第1放熱部1611と、本体1110との間の全面にわたって熱抵抗低減部1612が形成される。更に、熱抵抗低減部1612は、本体1110の第2方向側Y2の上端となる第1変圧器コア部材34aと、第1リアクトルコア部材54aを覆う高さまで充填され、本体1110の全体を封止する。
 上記のように構成された本実施の形態の電力変換装置1600によると、実施の形態11と同様の効果を奏する。更に、熱抵抗低減部を個別に設置する必要がなくなるため、電力変換装置1600を簡素な構成にでき、製造工程を簡略化できる。
 更に、電力変換装置1600は、収容部1611b内に熱抵抗低減部材が充填されて形成された熱抵抗低減部1612により、本体1110の全体が封止される。これにより、多方向でより多くの放熱経路を確保できるため、本体1110で発生した熱をより効果的に第1放熱部1611に伝熱できる。
 また、第1電力変換部2、変圧器30、第2電力変換部4、リアクトル50が熱抵抗低減部1612にてモールドされた状態になるので、耐震性、防塵性を向上できる。
実施の形態17.
 以下、本発明の実施の形態17を、上記実施の形態11と異なる箇所を中心に図を用いて説明する。上記実施の形態11と同様の部分は同一符号を付して説明を省略する。
 図21は、実施の形態17である電力変換装置1700の構成を示す断面図である。
 本実施の形態の本体1710の第2電力変換部804は、基板1106の基板第2面1106Y側に設けられる。また、この実施の形態においては、互いの接続を容易にするために、第1電力変換部2と第1変圧器コイル31aとが基板第1面1106X側に設けられ、第2変圧器コイル31bと第2電力変換部804とが基板第2面1106Y側に設けられる。
 第2電力変換部804が基板第2面1106Y側に設けられること以外は、第2電力変換部804は、実施の形態11の図15に示す第2電力変換部4と同様のものである。
 第2放熱部1711は、第1放熱部1111と同様のものであり、基板1106を保持すると共に、基板1106(本体1710)において生じる熱を表面から大気中へ放散する。第2放熱部1711は、基板1106の基板第2面1106Y側に固定され、本体1710の第2方向側Y2において、第1放熱部1111と面対称に配置される。
 第2放熱部1711の放熱第1面1711Xには、第2方向側Y2に窪んで、リアクトルコア54の第2方向側Y2を収納する第1凹設部1711Zが設けられる。そして第2放熱部1711の放熱第1面1711Xは、この第1凹設部1711Z内に、リアクトル50の第2方向側Y2の端部に対向するように形成されたコア冷却部1711Cを有する。リアクトルコア54と、第2放熱部1711のコア冷却部1711Cとは、第3熱抵抗低減部1712Cを介して当接する。
 こうして、リアクトルコア54は、第1方向側Y1側の端部が第1放熱部1111のコア冷却部1111Cと当接すると共に、第2方向側Y2の端部が第2放熱部1711のコア冷却部1711Cと当接する。
 第2放熱部1711は、第1放熱部1111と同様に、本体1710を保持する筐体の役割を担う。そのため、第2放熱部1711の放熱第2面1711Yは、電力変換装置1700の第2方向側Y2の最外周面となるように形成される。
 なお、図において、第2放熱部1711の放熱第2面1711Yは平坦な形状のものを示したが、凹凸形状でもよい。また、第2放熱部1711は、放熱性を向上させるための冷却水を流す冷却水経路を有してもよい。
 第2放熱部1711の放熱第1面1711Xは、基板1106のリアクトルコイル51a、51bが形成されている箇所に対向するように形成されたコイル冷却部1711Aを有する。基板1106のリアクトルコイル51a、51bが形成されている箇所と、コイル冷却部1711Aとは、第1熱抵抗低減部1712Aを介して当接する。
 こうして、基板1106のリアクトルコイル51a、51bが形成されている箇所は、基板第1面1106Xにおいて第1放熱部1111のコイル冷却部1111Aと当接すると共に、基板第2面1106Yにおいて第2放熱部1711のコイル冷却部1711Aと当接する。
 本実施の形態の電力変換装置1700において、幅方向Xの左側の構成は、実施の形態8の図10に示した電力変換装置800と同様の構成となる。
 上記のように構成された本実施の形態の電力変換装置1700によると、実施の形態11と同様の効果を奏する。更に、基板1106のリアクトルコイル51a、51bが形成されている箇所は、基板第1面1106Xにおいて第1放熱部1111のコイル冷却部1111Aと当接すると共に、基板第2面1106Yにおいて第2放熱部1711のコイル冷却部1711Aと当接する。
 こうして、電力変換装置1700の動作中においてリアクトルコイル51a、51bに生じる熱は、基板第1面1106Xと基板第2面1106Yの両面から、第1放熱部1111と第2放熱部1711により放熱される。
 こうしてリアクトルコイル51a、51bが形成されている箇所に対する放熱容積が大きくなるため、電力変換装置1700の温度上昇を更に抑制できる。
 更に、第2放熱部1711の放熱第2面1711Yは、電力変換装置1700の第2方向側Y2の最外周面として形成されており、電力変換装置1700を他の電気機器に固定するための搭載面として利用できる。また、この放熱第2面1711Yの形状は、搭載先の電気機器の凹凸形状に応じた形状にすることもできる。こうして、第1放熱部1111の放熱第1面1111Xと第2放熱部1711の放熱第2面1711Yの両面を搭載面として利用できるため、搭載先の電気機器の多様な形状に対応できる。
 また、他の電気機器に電力変換装置1700を搭載する際において、電力変換装置1700の第2方向側Y2を収納するための別の筐体を用いる必要がない。これにより、電力変換装置1700の第2放熱部1711と、別の筐体との間に塗布される熱抵抗の高いシリコングリス等が不要となる。こうして、電力変換装置1700の放熱性を向上できる。
 また、リアクトルコア54は、第1放熱部1111の第1方向側Y1の端部がコア冷却部1111Cと当接し、第2方向側Y2の端部が第2放熱部1711のコア冷却部1711Cと当接する。こうしてリアクトルコア54において生じる熱は、リアクトルコア54の第1方向側Y1の端部および第2方向側Y2の端部の両端から、第1放熱部1111と第2放熱部1711により放熱される。こうしてリアクトルコア54に対する放熱容積が大きくなるため、電力変換装置1700の温度上昇を更に抑制できる。
 更に、第2放熱部1711は、リアクトルコア54の第2方向側Y2を収納する第1凹設部1711Zを有する。これにより、電力変換装置1700の高さを低減し、更に薄型の電力変換装置1700を提供できる。
実施の形態18.
 以下、本発明の実施の形態18を、上記実施の形態11と異なる箇所を中心に図を用いて説明する。上記実施の形態11と同様の部分は同一符号を付して説明を省略する。
 図22は、実施の形態18である電力変換装置1800の構成を示す断面図である。
 本体1710の第2放熱部1811は、第1方向側Y1の放熱第1面1811Xにおいて、幅方向Xおよび奥行き方向Zの四方の端部に、第1方向側Y1に突出する突設部1811aを備える。こうして突設部1811aに囲まれ、第1方向側Y1に開口された収容部1811bが形成される。第2放熱部1811は、前記以外は実施の形態15の図19に示された第1放熱部1511と同様の構成である。
 図22に示すように、第1放熱部1511の突設部1511aと、第2放熱部1811の突設部1811aとを、厚み方向Yに対向させて当接させる。こうして、第1放熱部1511の収容部1511bと、第2放熱部1811の収容部1811bとにより、収容部1813が形成される。
 電力変換装置1800の本体1710が収容部1813に収容される。
 本体1710と、第1放熱部1511との間、および本体1710と第2放熱部1811との間には、熱伝導率が大きくかつ高絶縁性の熱抵抗低減部材としての樹脂が充填される。充填された樹脂により、熱抵抗低減部1812が形成される。
 図22において、熱抵抗低減部1812の領域を斜線のハッチングで示す。
 図に示すように、熱抵抗低減部1812により、本体1710の全体が封止される
 上記のように構成された本実施の形態の電力変換装置1800によると、実施の形態11と同様の効果を奏する。更に、本体1710の第1方向側Y1と第2方向側Y2に第1放熱部1511および第2放熱部1811を設け、かつこれらの間に熱伝導率が大きく絶縁性の高い熱抵抗低減部1812を設けた。
 これにより、多方向で多くの放熱経路と、大きな放熱容積を確保できる。こうして電力変換装置1800を簡素な構成にできると共に、電力変換装置1800の温度上昇を更に抑制できる。
実施の形態19.
 図23は、実施の形態19である電力変換装置の回路を示す回路図である。
 図23において、電力変換装置1900は、リアクトル90を有する。
 リアクトル90は、リアクトルコイルおよび図示しないリアクトルコアを有する。
 リアクトル90のリアクトルコイルは、実施の形態11の図14および図15に示したリアクトルコイル51a、リアクトルコイル51bと同様の構成である。
 第2変圧器コイル1031bのセンタータップとコンデンサ5との間に、リアクトル90が直列に挿入される。コンデンサ5の両端には、図示しない負荷が接続される。
 実施の形態11の図15に示す基板1106と同様の基板に第1電力変換部2、変圧器1030、第2電力変換部1004、リアクトル90が実装され、電力変換装置1900の本体とされる。その他の構成については、図12に示した実施の形態と同様のものであるので、相当するものに同じ符号を付して説明を省略する。
 このように第2電力変換部の回路構成が異なるものであっても、同様の配置をすることにより、電力変換装置1900の本体に発生する熱を、効果的に放熱できる。
実施の形態20.
 図24~図32は、実施の形態20の電力変換装置の構成を示すものである。
 図24は電力変換装置の回路を示す回路図である。
 図25は電力変換装置を構成する本体を示す斜視図である。
 図26は電力変換装置の構成を示す断面図である。
 図27~図32は、図26とは異なる構成の電力変換装置を示す図である。
 まず、電力変換装置2000の回路構成について図24により説明する。
 図24において、電力変換装置2000は、コンデンサ1、電力変換部としての第1電力変換部2002、リアクトル2050を有する。
 第1電力変換部2002は、直列に接続された電力変換素子および第1スイッチング素子としてのスイッチング素子2a並びに電力変換素子および第2スイッチング素子としてのスイッチング素子2bを有する。
 直列に接続されたスイッチング素子2aおよびスイッチング素子2bが、コンデンサ1に並列に接続される。そして、直列に接続されたスイッチング素子2aとスイッチング素子2bとの接続点にリアクトル2050の一端が接続される。リアクトル2050の他端とスイッチング素子2bのソースとの間にコンデンサ2005が接続される。コンデンサ2005と並列に、図示しない負荷が接続される。
 第1電力変換部2002は、例えば降圧型DCDCコンバータとして動作する場合、図示しない直流電源からコンデンサ1に印加される直流電圧を別の直流電圧に変換し、図示しないバッテリ等の負荷へ供給する。
 次に、電力変換装置2000の構成を図25および図26により説明する。
 電力変換装置2000の本体2010は、第1電力変換部2002と、絶縁材料で形成された平板状の基板2006と、リアクトル2050とを有する。
 なお、コンデンサ1およびコンデンサ2005は、本体2010とは別に設置されるため、図25においては図示しない。
 リアクトル2050は、コイルとしてのリアクトルコイル2051およびコアとしてのリアクトルコア2054を有する。
 基板2006は、該基板2006の厚み方向Yに開口する開口部としての貫通孔2006bを有する。貫通孔2006bは、実施の形態1に示した貫通孔6bと同様の構成であり、孔形成部2006aにより形成される。
 基板2006の第2方向側Y2の基板第2面2006Yには、孔形成部2006aと同心に巻数1ターンのリアクトルコイル2051aが導体パターンにより渦状に形成される。また、基板2006の基板第1面2006Xには、巻数1ターンのリアクトルコイル2051bが導体パターンにより渦状に形成される。
 この基板2006の基板第1面2006X側および基板第2面2006Y側に形成された二つのリアクトルコイル2051a、リアクトルコイル2051bは、直列に接続され、2ターンのリアクトルコイル2051を構成する。
 リアクトルコイル2051は、一端がスイッチング素子2aとスイッチング素子2bとの接続点に接続され、他端はコンデンサ5の一方の端子に接続されている。
 リアクトルコア2054は、3脚リアクトルコアであり、基板2006の奥行き方向Zにおける断面形状がE形の第1リアクトルコア部材2054aと平板状の第2リアクトルコア部材2054bとを有する。第1リアクトルコア部材2054aと第2リアクトルコア部材2054bとは、それぞれ軟磁性のフェライトをモールドして形成される。
 図25に示すように、リアクトルコア2054は、第1リアクトルコア部材2054aの中央脚が貫通孔2006bを貫通し、両側の脚が基板2006の外側に位置される。そして、この第1リアクトルコア部材2054aに対して下方から第2リアクトルコア部材2054bが組み合わされてリアクトルコア2054が構成され、基板2006に装着される。
 電力変換装置2000は、図25に示した本体2010と、第1放熱部2011と、熱抵抗低減部2012(2012A、2012B、2012C)とを有する。
 第1放熱部2011の放熱第2面2011Yは、基板2006のリアクトルコイル2051が形成されている箇所に対向するように形成されたコイル冷却部2011Aを有する。基板2006のリアクトルコイル2051a、2051bが形成されている箇所と、コイル冷却部2011Aとは、第1熱抵抗低減部2012Aを介して当接する。
 第1放熱部2011の放熱第2面2011Yには、第1方向側Y1に窪んで、リアクトルコア2054の第1方向側Y1を収納する第1凹設部2011Zが設けられる。そして放熱第2面2011Yは、この第1凹設部2011Z内に、リアクトルコア2054の第1方向側Y1の端部に対向するように形成されたコア冷却部2011Cを有する。リアクトルコア2054と、コア冷却部2011Cとは、第3熱抵抗低減部2012Cを介して当接する。
 このように上記各実施の形態と回路構成が異なるものであっても、同様の配置をすることにより、電力変換装置2000の本体2010に発生する熱を、効果的に放熱できる。
 以下、電力変換装置の他の構成例を、図27~図32を用いて説明する。
 図27に示す電力変換装置2100は、その本体2110において、リアクトル2150はリアクトルコイル2151aとリアクトルコイル2151bを有する。
 リアクトルコイル2151aとリアクトルコイル2151bとが幅方向Xに並ぶように同心に渦状に形成される。
 リアクトルコイル2151aとリアクトルコイル2151bとが形成されている箇所には、第1放熱部2011のコイル冷却部2011Aが当接する。
 図28に示す電力変換装置2200は、その本体2210において、リアクトル2250は、リアクトルコイル2251aとリアクトルコイル2251bを有する。
 リアクトルコイル2251aとリアクトルコイル2251bは、それぞれ巻数2ターンである。
 リアクトルコイル2251aの各ターンは、幅方向Xに並ぶように、同一配線層において同心に渦状に形成される。また、リアクトルコイル2251bの各ターンは、幅方向Xに並ぶように、同一配線層において同心に渦状に形成される。更に、このリアクトルコイル2251aとリアクトルコイル2251bは、基板2106の厚み方向Yに対して対向するように同心に形成される。
 リアクトルコイル2251aとリアクトルコイル2251bとが形成されている箇所には、第1放熱部2011のコイル冷却部2011Aが当接する。
 図29に示す電力変換装置2300は、その第1放熱部2311が、第2方向側Y2の放熱第2面2311Yにおいて、幅方向Xおよび奥行き方向Zの四方の端部に、第2方向側Y2に突出する突設部2311aを備える。こうして突設部2311aに囲まれた収容部2311bが形成される。
 電力変換装置2300の本体2010の第1方向側Y1が、第1放熱部2311の収容部2311b内に収容される。
 本体2010と第1放熱部2311との間には、熱抵抗低減部材としての樹脂が充填される。充填された樹脂により、斜線のハッチングで示す熱抵抗低減部2312が形成される。
 図30に示す電力変換装置2400は、その第1放熱部2411が、第2方向側Y2の放熱第2面2411Yにおいて、図30における幅方向Xおよび奥行き方向Zの四方の端部に、本体2010の高さより所定寸法高く第2方向側Y2に突出する突設部2411aを備える。こうして突設部2411aに囲まれた収容部2411bが形成される。
 電力変換装置2400の本体2010の全体が、収容部2411bに収容される。
 本体2010と第1放熱部2411との間には、熱抵抗低減部材としての樹脂が充填される。充填された樹脂により、熱抵抗低減部2412が形成される。
 熱抵抗低減部2412は、本体2010の第2方向側Y2の上端となる第1リアクトルコア部材2054aを覆う高さまで充填され、本体2010の全体を封止する。
 図31に示す電力変換装置2500は、その第2放熱部2511が、基板2006の基板第2面2006Y側に固定され、本体2010の第2方向側Y2において、第1放熱部2011と面対称に配置される。
 リアクトル2050のリアクトルコイル2051aとリアクトルコイル2051bとが形成されている箇所には、第2放熱部2511のコイル冷却部2511Aが、第1熱抵抗低減部2512Aを介して当接する。
 図32に示す電力変換装置2600は、その第2放熱部2611が、第1方向側Y1の放熱第1面2611Xにおいて、幅方向Xおよび奥行き方向Zの四方の端部に、第1方向側Y1に突出する突設部2611aを備える。こうして突設部2611aに囲まれ、第1方向側Y1に開口された収容部2611bが形成される。
 図32に示すように、第1放熱部2311の突設部2311aと、第2放熱部2611の突設部2611aとを、厚み方向Yに対向させて当接させる。こうして、第1放熱部2311の収容部2311bと、第2放熱部2611の収容部2611bとにより、収容部2613が形成される。
 電力変換装置2600の本体2010が収容部2613に収容される。
 本体2010と、第1放熱部2311との間、および本体2010と第2放熱部2611との間には、熱抵抗低減部材としての樹脂が充填される。充填された樹脂により、熱抵抗低減部2612が形成される。
 このように上記各実施の形態と回路構成が異なるものであっても、また、リアクトルコイルの配置構成が異なる場合においても、同様の配置をすることにより、電力変換装置の本体に発生する熱を、効果的に放熱できる。
実施の形態21.
 図33は、実施の形態21の電力変換装置の回路を示す回路図である。
 電力変換装置2700は、リアクトル15およびリアクトル16を有する。
 リアクトル15の一端は、スイッチング素子2aとスイッチング素子2bとの接続点に接続され、他端に図示しない負荷の一端が接続される。リアクトル16の一端は、スイッチング素子2bとスイッチング素子2cとの接続点に接続され、他端に図示しない負荷の他端が接続される。
 図2および図3に示す基板6と同様の基板に第1電力変換部2、リアクトル15、リアクトル16が実装され、電力変換装置の本体とされる。その他の構成については、図2および図3に示した実施の形態と同様のものであるので、相当するものに同じ符号を付して説明を省略する。
 このように単相インバータとして構成されたものであっても、同様の配置をすることにより、電力変換装置の本体に発生する熱を、効果的に放熱できる。
実施の形態22.
 図34は、実施の形態22である電力変換装置の回路を示す回路図である。
 電力変換装置2800は、リアクトル17、コンデンサ18、リアクトル19を有する。図1の回路に加えて、第1変圧器コイル31aと並列にリアクトル17を接続し、コンデンサ18とリアクトル19との直列回路を第1変圧器コイル31aと直列に接続する。
 これにより、励磁電流を用いてソフトスイッチング動作を行うLLC型DCDCコンバータを構成することが可能である。
 図2および図3に示す基板6と同様の基板に第1電力変換部2、リアクトル17、リアクトル19、変圧器30、第2電力変換部4が実装され、電力変換装置本体とされる。
 なお、コンデンサ1、コンデンサ5、コンデンサ18は、電力変換装置本体とは別置きにされる。その他の構成については、図2および図3に示した実施の形態と同様のものであるので、相当するものに同じ符号を付して説明を省略する。
 このように上記各実施の形態と回路構成が異なるものであっても、同様の配置をすることにより、電力変換装置の本体に発生する熱を、効果的に放熱できる。
実施の形態23.
 以下、本発明の実施の形態23を、上記実施の形態3と異なる箇所を中心に図を用いて説明する。上記実施の形態3と同様の部分は同一符号を付して説明を省略する。
 図35は、本実施の形態23である電力変換装置において、基板3006の第1変圧器コイル331a、第2変圧器コイル331bが形成されている箇所を拡大して示す断面図である。
 基板3006は、6つの配線層6Vを、絶縁層6Zを介して多層に積層した6層基板である。
 基板3006の第1方向側Y1の基板第1面3006X側には、第1放熱部11が固定される。そして、基板3006の第1変圧器コイル331a、第2変圧器コイル331bが形成されている箇所には、第1放熱部11のコイル冷却部11Aが当接する。
 図に示すように、基板3006において、第1変圧器コイル331a、第2変圧器コイル331bは、6つの配線層6Vの内、コイル冷却部11Aに近接する側の配線層6Vに形成される。
 図36は、図35に示した電力変換装置の他の構成例である。
 基板3006の第2方向側Y2の基板第2面3006Y側には、第2放熱部811が固定される。こうして、基板3006の第1変圧器コイル331a、第2変圧器コイル331bが形成されている箇所には、第1放熱部11のコイル冷却部11Aと、第2放熱部811のコイル冷却部811Aとが、それぞれ第1方向側Y1と第2方向側Y2から当接する。
 図に示すように、基板3006において、第1変圧器コイル331aは、コイル冷却部811Aに近接する側の配線層6Vに形成される。そして第2変圧器コイル331bは、コイル冷却部11Aに近接する側の配線層6Vに形成される。
 上記のように構成された本実施の形態の電力変換装置によると、第1変圧器コイル331a、第2変圧器コイル331bは、複数の配線層の内、コイル冷却部11A、811Aに近接する側の配線層に形成される。こうして、基板3006において、第1変圧器コイル331aとコイル冷却部811Aとの間、第2変圧器コイル331bとコイル冷却部11Aとの間の距離を短くする。こうして、基板3006による熱抵抗を低減することで、放熱性を向上させることができる。これにより、電力変換装置の温度上昇を更に抑制できる。
 なお、上記では、配線層6Vを6つ備えた6層基板を示したがこれに限定するものではなく、2層以上の基板であれば同様に適用できる。例えば、2層基板の場合では、2つの配線層6Vの内、コイル冷却部に近接する方の配線層に、第1変圧器コイル331aとコイル冷却部811Aとが並ぶように形成すればよい。
実施の形態24.
 以下、本発明の実施の形態24を、上記各実施の形態と異なる箇所を中心に図37~図42を用いて説明する。上記各実施の形態と同様の部分は同一符号を付して説明を省略する。
 例えば、電動自動車に用いられる車載高圧バッテリを充電する車載用充電器、車載鉛バッテリを充電する車載用降圧コンバータ、等の比較的大電力を使用する電力変換装置においては、上記各実施の形態で示したように電力変換装置の本体で発生する熱を放熱することに加えて、電力変換装置の耐振動性が課題となる。
 本実施の形態の電力変換装置は、上記各実施の形態で示した電力変換装置の耐震性を向上させ、耐振動性を要求される電気自動車等に適用可能にするものである。
 図37は、実施の形態24である電力変換装置800Aの構成を示す断面図である。
 電力変換装置800Aは、実施の形態8の図10に示した電力変換装置800に対して、制振バネ93を設けたものである。
 図37に示すように、本実施の形態の電力変換装置800Aにおいて、制振バネ93は、第2放熱部811の放熱第1面811Xと、基板6の基板第2面6Yとの間の空隙、および第2放熱部811の放熱第1面811Xと、第1変圧器コア部材34aの第2方向側Y2の端部との間の空隙に設けられる。そして基板6および変圧器コア34は、この制振バネ93を介して第2放熱部811に固定される。
 更に、本実施の形態の電力変換装置800Aでは、制振バネ93は、第1放熱部11の放熱第2面11Yと、基板6の基板第1面6Xとの間の空隙に設けられる。そして、基板6は、この制振バネ93を介して第1放熱部11に固定される。
 例えば、素子冷却部を有さない第2放熱部を用いる場合、本体の第2方向側Y2において、本体と第2放熱部との間に空隙が生じる。制振バネ93はこのように生じた空隙に配置されて本体と第2放熱部とを固定し、耐震性を向上させる。
 更に、第1放熱部と本体との間に空隙が生じる場合においても、制振バネ93をこの空隙に配置して本体と第1放熱部とを固定し、耐震性を向上させる。
 このように、制振バネ93を、本体810と、第1放熱部11あるいは第2放熱部811の少なくとも一方との間に設けることで、振動から本体810を保護し、電力変換装置800Aの耐震性を向上させることができる。
 図38は、図37とは異なる電力変換装置900Aの構成を示す断面図である。
 電力変換装置900Aは、実施の形態9の図11に示した電力変換装置900に対して、制振バネ93を設けたものである。
 制振バネ93は、熱抵抗低減部912内において、第2放熱部911の放熱第1面911Xと基板6の基板第2面6Yの間の空隙、および第2放熱部911の放熱第1面911Xと、第1変圧器コア部材34aの第2方向側Y2の端部との間の空隙、に設けられる。
 また、制振バネ93は、第1放熱部11の放熱第2面511Yと、基板6の基板第1面6Xとの間の空隙に設けられる。そして、収容部511b内に熱抵抗低減部材が充填され、本体810と第1放熱部11および第2放熱部911との間の空隙に熱抵抗低減部912が形成される。
 このように、樹脂により形成される熱抵抗低減部912内に制振バネ93を設け、熱抵抗低減部912の弾性特性を補助しつつ、本体810を保護できる。これにより、電力変換装置の耐振動性を向上できる。
 以下の図39~42において、実施の形態17、18、25、26に示した第2放熱部を備えた電力変換装置に対して制振バネを設けた例を示す。
 図39は、実施の形態17の電力変換装置1700に制振バネを設けた、本実施の形態の電力変換装置1700Aの構成を示す断面図である。
 図40は、実施の形態18の電力変換装置1800に制振バネを設けた、本実施の形態の電力変換装置1800Aの構成を示す断面図である。
 上記図39、図40の電力変換装置1700A、1800Aに示すように、第2放熱部を備えた電力変換装置に対し、第2放熱部1711、1811と本体1710との間の空隙に制振バネ93を設けることで、本体1710を第2放熱部1711、1811に固定できる。
 更に、本体1710と第1放熱部1111、1511との間に空隙が生じる場合、この空隙に制振バネ93を設けることで、本体1710を第1放熱部1111、1511に固定できる。これにより、電力変換装置の耐震性を向上できる。
 図41は、実施の形態25の電力変換装置2500に制振バネを設けた、本実施の形態の電力変換装置2500Aの構成を示す断面図である。
 図42は、実施の形態26の電力変換装置2600に制振バネを設けた、本実施の形態の電力変換装置2600Aの構成を示す断面図である。
 上記図41、図42の電力変換装置2500A、2600Aでは、第2放熱部2511、2611と本体2010との間の空隙にのみ制振バネ93を設け、第1放熱部2011、2311との間の空隙には制振バネ93を設けていない。第1放熱部が素子冷却部を有する場合では、第1放熱部と本体との間の空隙が少ない構成となり、第1放熱部のみで振動から本体を保護するように保持できる。よって、本体と第2放熱部との間にのみ制振バネを設けることで耐震性を確保できる。これにより、制振バネの使用数を削減できる。
 なお、制振バネ93を設ける位置、数は上記に示した例に限るものではない。電力変換装置の本体を保護して、電力変換装置の制振性が向上するように、本体と第1放熱部あるいは第2放熱部の少なくとも一方との間に制振バネ93を設ければよい。
 前記各実施の形態では、スイッチング素子およびダイオード素子が珪素によって形成されたものを示したが、珪素に比べてバンドギャップが大きいワイドバンドギャップ半導体によって形成してもよい。ワイドバンドギャップ半導体としては、例えば、炭化珪素、窒化ガリウム系材料又はダイヤモンドがある。
 このようなワイドバンドギャップ半導体によって形成されたスイッチング素子やダイオード素子は、耐電圧性が高く、許容電流密度も高いため、スイッチング素子やダイオード素子の小型化が可能であり、これら小型化されたスイッチング素子やダイオード素子を用いることにより、これらの素子を組み込んだ半導体モジュールの小型化が可能となる。
 また耐熱性も高いため、ヒートシンクの放熱フィンの小型化や、水冷部の空冷化が可能であるので、半導体モジュールの一層の小型化が可能になる。
 さらに電力損失が低いため、スイッチング素子やダイオード素子の高効率化が可能であり、ひいては半導体モジュールの高効率化が可能になる。
 なお、スイッチング素子およびダイオード素子の両方がワイドバンドギャップ半導体によって形成されていることが望ましいが、いずれか一方の素子がワイドバンドギャップ半導体によって形成されていてもよく、同様の効果を奏する。
 なお、本発明は、その発明の範囲内において、上述した各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変更、省略したりすることが可能である。

Claims (18)

  1. 電力変換部およびコイルが設置された基板を有する本体と、前記基板を保持すると共に前記基板の放熱を行う第1放熱部とを備えた電力変換装置であって、
    前記基板は、1枚で構成され、
    前記コイルは、前記基板と一体形成されると共に前記電力変換部に接続され、
    前記第1放熱部は、
    前記基板の厚み方向の第1方向側の、前記基板の基板第1面に固定され、
    前記第1方向側と相反する第2方向側の、該第1放熱部の放熱第2面が、前記基板の前記コイルが形成されている箇所に対向して当接するコイル冷却部を有し、
    該第1放熱部の前記第1方向側の放熱第1面が、前記電力変換装置の前記第1方向側の最外周面として形成された
    電力変換装置。
  2. 前記電力変換部は、複数の電力変換素子を有し、
    各前記電力変換素子の内の少なくとも一つは、前記基板第1面に固定され、
    前記第1放熱部の前記放熱第2面は、前記基板第1面の前記電力変換素子に対向して当接する素子冷却部を有する
    請求項1に記載の電力変換装置。
  3. 前記基板は、前記コイルの中心において、前記基板の厚み方向に開口する開口部を有し、
    前記本体は、前記開口部に配置された前記コイルの磁心となるコアを有し、
    前記第1放熱部の前記放熱第2面は、前記コアに対向して当接するコア冷却部を有する
    請求項1または請求項2に記載の電力変換装置。
  4. 前記第2方向側の前記基板の基板第2面に固定され、前記基板の放熱を行う第2放熱部を備え、
    前記第2放熱部は、前記第1方向側の放熱第1面が、前記基板の前記コイルが形成されている箇所に対向して当接するコイル冷却部を有し、
    該第2放熱部の前記第2方向側の放熱第2面が、前記電力変換装置の前記第2方向側の最外周面として形成された
    請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の電力変換装置。
  5. 前記第2方向側の、前記基板の基板第2面に固定される第2放熱部を備え、
    各前記電力変換素子の内の少なくとも一つは、前記基板第2面に固定され、
    前記第2放熱部の前記第1方向側の放熱第1面が、
    前記基板の前記コイルが形成されている箇所に対向して当接するコイル冷却部と、前記基板第2面の前記電力変換素子に対向して当接する素子冷却部とを有する
    請求項2に記載の電力変換装置。
  6. 前記コイル冷却部と前記基板の前記コイルが形成されている箇所との間に、伝熱性を有する第1熱抵抗低減部が設けられた
    請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の電力変換装置。
  7. 前記コイル冷却部と前記基板の前記コイルが形成されている箇所との間に、伝熱性を有する第1熱抵抗低減部が設けられ、
    前記素子冷却部と前記電力変換素子との間に、伝熱性を有する第2熱抵抗低減部が設けられた
    請求項2または請求項5に記載の電力変換装置。
  8. 前記第1放熱部は、前記第2方向側に突出する突設部を、該第1放熱部の前記放熱第2面に備え、前記突設部に囲まれた収容部を有するものであって、
    前記本体は、前記収容部内に収容され、
    前記第1熱抵抗低減部は、前記収容部内に充填された熱抵抗低減部材により形成された
    請求項6に記載の電力変換装置。
  9. 前記第1放熱部は、前記第2方向側に突出する突設部を、該第1放熱部の第2面側に備え、前記突設部に囲まれた収容部を有するものであって、
    前記本体は、前記収容部内に収容され、
    前記第1熱抵抗低減部と前記第2熱抵抗低減部は、前記収容部内に充填された熱抵抗低減部材により一体形成された
    請求項7に記載の電力変換装置。
  10. 前記本体は、前記収容部内に充填された熱抵抗低減部材により全体が封止された
    請求項8または請求項9に記載の電力変換装置。
  11. 前記基板は、導体パターンが形成される配線層を備え、
    前記コイルは、前記導体パターンにより形成された
    請求項1から請求項10のいずれか1項に記載の電力変換装置。
  12. 前記基板は、複数の前記配線層を絶縁層を介して多層に積層した多層基板であり、
    前記コイルは、前記複数の配線層の内、前記コイル冷却部に近接する側の配線層に形成された
    請求項11に記載の電力変換装置。
  13. 前記基板は、前記コイルを形成する導体パターン上において、ソルダーレジストが被着されないレジスト抜き領域を有する
    請求項11に記載の電力変換装置。
  14. 前記第1放熱部は、前記放熱第2面に、前記第1方向側に窪んで前記コアを収納する第1凹設部を備えた
    請求項3に記載の電力変換装置。
  15. 前記電力変換部は、第1電力変換部および第2電力変換部を有するものであって、前記第1電力変換部は、前記電力変換素子である複数の第1電力変換素子を有し直流交流電力変換を行うものであり、
    前記第2電力変換部は、前記電力変換素子である複数の第2電力変換素子を有し交流直流電力変換を行うものであり、
    前記コイルは、第1変圧器コイルおよび第2変圧器コイルを有し、
    前記第1電力変換部に前記第1変圧器コイルが接続され、
    前記第2電力変換部に前記第2変圧器コイルが接続され、
    前記第1変圧器コイルと前記第2変圧器コイルとの間でエネルギの授受を行い、
    前記本体は、
    前記第1変圧器コイルと前記第2変圧器コイルとが同心に形成され、
    前記基板と一体形成されると共に前記第2電力変換部に接続されるリアクトルコイルを有するリアクトルを備え、
    前記コイル冷却部は、
    前記基板の前記コイルが形成されている箇所に対向して当接すると共に、前記基板の前記リアクトルコイルが形成されている箇所に対向して当接する
    請求項2、請求項5、請求項7、請求項9のいずれか1項に記載の電力変換装置。
  16. 前記第2電力変換素子は、一方向導通素子である
    請求項15に記載の電力変換装置。
  17. 前記複数の電力変換素子は、第1スイッチング素子および第2スイッチング素子であり、
    前記電力変換部は、前記第1スイッチング素子と前記第2スイッチング素子とが直列に接続されたものであり、
    前記コイルは、一端が前記第1スイッチング素子と前記第2スイッチング素子との接続部に接続されたものである
    請求項2、請求項5、請求項7、請求項9のいずれか1項に記載の電力変換装置。
  18. 前記本体と、前記第1放熱部あるいは前記第2放熱部の少なくとも一方との間に制振バネを設けた
    請求項4または請求項5に記載の電力変換装置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020010480A (ja) * 2018-07-06 2020-01-16 三菱電機株式会社 降圧コンバータ
JPWO2021033485A1 (ja) * 2019-08-22 2021-02-25

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111092536B (zh) * 2018-10-19 2021-07-06 台达电子工业股份有限公司 平面型变换器
EP3905500A4 (en) * 2018-12-28 2021-12-29 Mitsubishi Electric Corporation In-vehicle power conversion device
US20210166860A1 (en) * 2019-12-02 2021-06-03 Abb Power Electronics Inc. Hybrid transformers for power supplies
CN111312490A (zh) * 2020-02-21 2020-06-19 中国矿业大学 一种pcb有源平面变压器及制作方法
US11424684B2 (en) 2020-06-10 2022-08-23 Apple Inc. High performance two stage power converter with enhanced light load management
US11657951B2 (en) * 2020-06-24 2023-05-23 Murata Manufacturing Co., Ltd. Integrated embedded transformer module
JP7465754B2 (ja) * 2020-08-07 2024-04-11 本田技研工業株式会社 蓄電装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06302444A (ja) * 1993-04-19 1994-10-28 Mitsubishi Electric Corp リアクトル内蔵式車両用主変圧器
WO2000016398A1 (fr) * 1998-09-11 2000-03-23 Hitachi, Ltd. Module de puissance a semi-conducteur et systeme d'entrainement de moteur
JP2013118308A (ja) * 2011-12-05 2013-06-13 Sony Corp トランスおよびスイッチング電源装置
WO2015107769A1 (ja) * 2014-01-15 2015-07-23 カルソニックカンセイ株式会社 プレーナ型トランス及び共振型コンバータ

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6731523B2 (en) 1999-05-12 2004-05-04 Ascom Energy Systems Ag Modularized power supply
US20070053157A1 (en) * 2005-09-07 2007-03-08 Asian Power Devices Inc. Power supply device with an electromagnetic compatiblity heatsink
JP2008060111A (ja) 2006-08-29 2008-03-13 Matsushita Electric Ind Co Ltd 放熱基板とその製造方法及び電源ユニット及びプラズマ表示装置
JP5304231B2 (ja) 2008-12-26 2013-10-02 Tdk株式会社 コイル基板構造及びスイッチング電源装置
US8188829B2 (en) 2008-12-26 2012-05-29 Tdk Corporation Coil substrate structure, substrate holding structure, and switching power supply
JP4953034B2 (ja) * 2010-03-26 2012-06-13 Tdk株式会社 電圧変換器
US9101082B1 (en) * 2010-05-03 2015-08-04 Sunpower Corporation Junction box thermal management
CN103348577A (zh) 2011-02-07 2013-10-09 株式会社村田制作所 绝缘型开关电源装置
JP2013215053A (ja) 2012-04-03 2013-10-17 Mitsubishi Electric Corp 電源装置およびパワーモジュール
TWI493841B (zh) * 2012-05-15 2015-07-21 Delta Electronics Inc 轉換器
JP6045340B2 (ja) * 2012-12-28 2016-12-14 日立オートモティブシステムズ株式会社 Dc−dcコンバータ装置
JP6084147B2 (ja) * 2013-03-15 2017-02-22 オムロンオートモーティブエレクトロニクス株式会社 コイル一体型プリント基板、磁気デバイス
JP5751293B2 (ja) * 2013-08-13 2015-07-22 Tdk株式会社 プリント基板及び電源装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06302444A (ja) * 1993-04-19 1994-10-28 Mitsubishi Electric Corp リアクトル内蔵式車両用主変圧器
WO2000016398A1 (fr) * 1998-09-11 2000-03-23 Hitachi, Ltd. Module de puissance a semi-conducteur et systeme d'entrainement de moteur
JP2013118308A (ja) * 2011-12-05 2013-06-13 Sony Corp トランスおよびスイッチング電源装置
WO2015107769A1 (ja) * 2014-01-15 2015-07-23 カルソニックカンセイ株式会社 プレーナ型トランス及び共振型コンバータ

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP3503372A4 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020010480A (ja) * 2018-07-06 2020-01-16 三菱電機株式会社 降圧コンバータ
JPWO2021033485A1 (ja) * 2019-08-22 2021-02-25
WO2021033485A1 (ja) * 2019-08-22 2021-02-25 三菱電機株式会社 コアの冷却構造およびそれを備えた電力変換装置
JP7195445B2 (ja) 2019-08-22 2022-12-23 三菱電機株式会社 コアの冷却構造およびそれを備えた電力変換装置

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