DE112007002019T5 - Motorsteuervorrichtung - Google Patents

Motorsteuervorrichtung Download PDF

Info

Publication number
DE112007002019T5
DE112007002019T5 DE112007002019T DE112007002019T DE112007002019T5 DE 112007002019 T5 DE112007002019 T5 DE 112007002019T5 DE 112007002019 T DE112007002019 T DE 112007002019T DE 112007002019 T DE112007002019 T DE 112007002019T DE 112007002019 T5 DE112007002019 T5 DE 112007002019T5
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
heat sink
power semiconductor
control device
heat
motor control
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE112007002019T
Other languages
English (en)
Inventor
Kenji Kitakyushu-shi ISOMOTO
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yaskawa Electric Corp
Original Assignee
Yaskawa Electric Corp
Yaskawa Electric Manufacturing Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Yaskawa Electric Corp, Yaskawa Electric Manufacturing Co Ltd filed Critical Yaskawa Electric Corp
Publication of DE112007002019T5 publication Critical patent/DE112007002019T5/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/003Constructional details, e.g. physical layout, assembly, wiring or busbar connections
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K11/00Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection
    • H02K11/30Structural association with control circuits or drive circuits
    • H02K11/33Drive circuits, e.g. power electronics
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • H05K7/2089Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating for power electronics, e.g. for inverters for controlling motor
    • H05K7/209Heat transfer by conduction from internal heat source to heat radiating structure
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • H05K7/2089Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating for power electronics, e.g. for inverters for controlling motor
    • H05K7/20909Forced ventilation, e.g. on heat dissipaters coupled to components
    • H05K7/20918Forced ventilation, e.g. on heat dissipaters coupled to components the components being isolated from air flow, e.g. hollow heat sinks, wind tunnels or funnels

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Abstract

Motorsteuervorrichtung, die umfasst:
eine Wärmesenke,
eine Vielzahl von Leistungs-Halbleitermodulen, die in einem engen Kontakt mit der Wärmesenke sind,
ein Substrat, das elektrisch mit der Vielzahl von Leistungs-Halbleitermodulen verbunden ist, und
einen Ventilator, der einen Luftstrom erzeugt und Kühlluft zu der Wärmesenke zuführt,
dadurch gekennzeichnet, dass:
die Wärmesenke durch eine Kombination aus zwei Arten von Wärmesenken, nämlich einer ersten Wärmesenke und einer zweiten Wärmesenke, gebildet wird, und
wenigstens eines der Leistungs-Halbleitermodule in einem engen Kontakt mit der ersten und der zweiten Wärmesenke ist.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Motorsteuervorrichtung wie etwa einen Wechselrichter oder einen Servoverstärker, der allgemein mit einer Hochspannungs-Stromversorgung betrieben wird, und insbesondere einen Aufbau, in dem die Größe einer in der Motorsteuervorrichtung verwendeten Wärmesenke reduziert ist und die Anzahl der Teile der Motorsteuervorrichtung reduziert ist.
  • Stand der Technik
  • Eine Motorsteuervorrichtung aus dem Stand der Technik wie etwa ein Wechselrichter umfasst eine Vielzahl von Wärme erzeugenden Leistungs-Halbleitermodulen und eine Wärmesenke zum Kühlen der Vielzahl von Leistungs-Halbleitermodulen (siehe zum Beispiel das Patentdokument 1). Um die Anzahl der Teile der Motorsteuervorrichtung zu reduzieren, kann die Wärmesenke durch ein Druckgießen ausgebildet werden, mit dem eine komplexe Form vorgesehen werden kann. Dementsprechend wird vorzugsweiße ein Druckgießen verwendet.
  • Eine Motorsteuervorrichtung aus dem Stand der Technik mit zum Beispiel einem Wechselrichter ist in 7 bis 9 gezeigt.
  • In 7 bis 9 sind Vorsprünge 1a, Verbindungsteile 1b und Rippen 1c an einer Wärmesenke 1 ausgebildet. Ein Substrat 6 ist auf den Vorsprüngen 1a platziert und durch Schrauben 7 an der Wärmesenke 1 fixiert. Ein erstes und ein zweites Leistungs-Halbleitermodul 2 und 4 sind auf der Wärmesenke 1 und insbesondere an der unteren Fläche des Substrats 6 angeordnet. Das Leistungs-Halbleitermodul 2 ist auf der oberen Fläche der Wärmesenke 1 durch Schrauben 3 in einem engen Kontakt mit der oberen Fläche der Wärmesenke fixiert, und das Leistungs-Halbleitermodul 4 ist an der oberen Fläche der Wärmesenke 1 durch Schrauben 5 in einem engen Kontakt mit der oberen Fläche der Wärmesenke fixiert. Weiterhin ist ein Ventilator 8 an den Verbindungsteilen 1b fixiert, sodass die Kühlungseffizienz der Wärmesenke 1 durch das Zuführen von Kühlluft zu den Rippen 1c verbessert wird.
  • Bei diesem Aufbau wird die Wärmesenke 1 durch Druckgießen ausgebildet und umfasst die Vorsprünge 1a für die Fixierung des Substrats 6 und die Verbindungsteile 1b für die Fixierung des Ventilators 8, wodurch die Anzahl der Teile reduziert wird.
    • Patentdokument 1: JP-A-2004-349548
  • Problemstellung der Erfindung
  • Die Wärmesenke der Motorsteuervorrichtung aus dem Stand der Technik weist die folgenden Probleme auf.
  • Das Druckgießen verursacht eine Verschlechterung der Wärmeleitfähigkeit, und außerdem können bei einem Druckgießen keine sehr kleinen Abstände zwischen den Rippen vorgesehen werden. Deshalb ist die Kühleffizenz schlechter und kann die Größe der Wärmesenke nicht reduziert werden. Dementsprechend sind einer Größenreduktion der Motorsteuervorrichtung Grenzen gesetzt, weil die Größe der Wärmesenke nicht reduziert werden kann.
  • Die Erfindung nimmt auf das vorstehend geschilderte Problem Bezug und gibt eine Motorsteuervorrichtung an, mit der die Größe und die Herstellungskosten einer Motorsteuervorrichtung reduziert werden können, indem die Größe einer Wärmesenke reduziert wird, ohne die Anzahl der Teile sehr zu erhöhen.
  • Problemlösung
  • Um das oben genannte Problem zu lösen, gibt die Erfindung den folgenden Aufbau an.
  • Gemäß der Erfindung nach Anspruch 1 wird eine Motorsteuervorrichtung angegeben, die umfasst:
    eine Wärmesenke,
    eine Vielzahl von Leistungs-Halbleitermodulen, die in einem engen Kontakt mit der Wärmesenke sind,
    ein Substrat, das elektrisch mit der Vielzahl von Leistungs-Halbleitermodulen verbunden ist, und
    einen Ventilator, der einen Luftstrom erzeugt und Kühlluft zu der Wärmesenke zuführt,
    dadurch gekennzeichnet, dass:
    die Wärmesenke durch eine Kombination aus zwei Arten von Wärmesenken, nämlich einer ersten Wärmesenke und einer zweiten Wärmesenke, gebildet wird, und
    wenigstens eines der Leistungs-Halbleitermodule in einem engen Kontakt mit der ersten und der zweiten Wärmesenke ist.
  • Gemäß der Erfindung nach Anspruch 2 ist die Motorsteuervorrichtung dadurch gekennzeichnet, dass:
    die erste Wärmesenke eine druckgegossene Wärmesenke ist, und
    die zweite Wärmesenke durch Strangpressen oder Verstemmen aus einem Material mit einer hervorragenden Wärmeleitfähigkeit ausgebildet ist.
  • Gemäß der Erfindung nach Anspruch 3 ist die Motorsteuervorrichtung dadurch gekennzeichnet, dass:
    die erste Wärmesenke und/oder die zweite Wärmesenke Rippen umfasst.
  • Gemäß der Erfindung nach Anspruch 4 ist die Motorsteuervorrichtung dadurch gekennzeichnet, dass:
    die erste und die zweite Wärmesenke Rippen umfasst, und
    die Rippen der zweiten Wärmesenke in der Luftstromrichtung nach den Rippen der ersten Wärmesenke angeordnet sind.
  • Gemäß der Erfindung nach Anspruch 5 sind die Abstände zwischen den Rippen der zweiten Wärmesenke kleiner als die Abstände zwischen den Rippen der ersten Wärmesenke.
  • Gemäß der Erfindung nach Anspruch 6 ist die Motorsteuervorrichtung dadurch gekennzeichnet, dass:
    ein Wärmeisolierteil zwischen den zwei Arten von Wärmesenken angeordnet ist.
  • Effekte der Erfindung
  • Gemäß der Erfindung können die folgenden Effekte erhalten werden.
  • Gemäß der Erfindung nach Anspruch 1, 2 und 3 wird die Wärmesenke durch eine Kombination aus zwei Arten von Wärmesenken, nämlich durch die erste Wärmesenke und die zweite Wärmesenke, gebildet, wobei die erste Wärmesenke eine druckgegossene Wärmesenke ist, die mit einer komplexen Form ausgebildet werden kann. Deshalb können die Vorsprünge für die Fixierung des Substrats und die Verbindungsteile für die Fixierung des Ventilators einfach ausgebildet werden, wodurch die Anzahl der Teile der Motorsteuervorrichtung reduziert wird.
  • Weiterhin ist die zweite Wärmesenke durch Strangpressen oder Verstemmen aus einem Material mit einer hervorragenden Wärmeleitfähigkeit ausgebildet, wodurch die die Kühleffizienz verbessert werden kann, sodass die Größe der Wärmesenke reduziert werden kann und auch die Größe der Motorsteuervorrichtung reduziert werden kann.
  • Gemäß der Erfindung nach Anspruch 4 sind die Rippen der zweiten Wärmesenke, die eine hervorragende Wärmeleitfähigkeit aufweisen und aufgrund der guten Wärmeübertragung von dem Leistungs-Halbleitermodul einfach eine hohe Temperatur annehmen können, in der Luftstromrichtung nach den Rippen der ersten Wärmesenke angeordnet. Deshalb wird die erste Wärmesenke nicht durch die hohe Temperatur der zweiten Wärmesenke beeinflusst.
  • Gemäß der Erfindung nach Anspruch 5 sind die Abstände zwischen Rippen der zweiten Wärmesenke, die durch Verstemmen ausgebildet werden und eine hervorragende Wärmeleitfähigkeit aufweisen, kleiner als die Abstände, die durch ein Druckgießen vorgesehen werden können. Deshalb ist die Wärmeabstrahlungsfläche größer, wodurch die Kühleffizienz verbessert wird. Deshalb kann die Größe der Wärmesenke reduziert werden, wodurch die Größe der Motorsteuervorrichtung reduziert werden kann.
  • Gemäß der Erfindung nach Anspruch 6 kann verhindert werden, dass Wärme zwischen den zwei Wärmesenken übertragen wird. Deshalb kann der Einfluss zwischen den Leistungs-Halbleitermodulen an der ersten und der zweiten Wärmesenke vernachlässigt werden, sodass die Größe der Wärmesenke und die Größe der Motorsteuervorrichtung reduziert werden kann.
  • Kurzbeschreibung der Zeichnungen
  • 1 ist eine perspektivische Explosionsansicht einer Motorsteuervorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung.
  • 2 ist eine perspektivische Ansicht des montierten Zustands der Motorsteuervorrichtung von 1.
  • 3 ist eine Ansicht, die die Motorsteuervorrichtung von 2 zeigt, wobei 3(a) eine Ansicht von rechts ist und 3(b) eine Ansicht von hinten ist.
  • 4 ist eine perspektivische Explosionsansicht einer Motorsteuervorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung.
  • 5 ist eine perspektivische Ansicht des montierten Zustands der Motorsteuervorrichtung von 4.
  • 6 ist eine Ansicht der Motorsteuervorrichtung von 5, wobei 6(a) eine Ansicht von rechts ist und 6(b) eine Ansicht von hinten ist.
  • 7 ist eine perspektivische Explosionsansicht einer Motorsteuervorrichtung aus dem Stand der Technik.
  • 8 ist eine perspektivische Ansicht des montierten Zustands der Motorsteuervorrichtung von 7.
  • 9 ist eine Ansicht der Motorsteuervorrichtung von 8, wobei 9(a) eine Ansicht von rechts ist und 9(b) eine Ansicht von hinten ist.
  • Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung
  • Im Folgenden werden Ausführungsformen der Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
  • 1 ist eine perspektivische Explosionsansicht einer Motorsteuervorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung.
  • 2 ist eine perspektivische Ansicht des montierten Zustands der Motorsteuervorrichtung von 1. 3 ist eine Ansicht der Motorsteuervorrichtung von 2, wobei 3(a) eine Ansicht von rechts ist und 3(b) eine Ansicht von hinten ist.
  • In 1 bis 3 gibt das Bezugszeichen 2 ein erstes Leistungs-Halbleitermodul an, gibt das Bezugszeichen 4 ein zweites Leistungs-Halbleitermodul an, gibt das Bezugszeichen 6 ein Substrat an, gibt das Bezugszeichen 8 einen Ventilator an, gibt das Bezugszeichen 9 eine erste Wärmesenke an und gibt das Bezugszeichen 10 eine zweite Wärmesenke an.
  • Vorsprünge 9a, Verbindungsteile 9b und ein Hohlloch 9c sind an der ersten Wärmesenke 9 ausgebildet. Das Substrat 6 wird auf den Vorsprüngen 9a platziert und durch Schrauben 7 an der ersten Wärmesenke 9 fixiert. Das erste Leistungs-Halbleitermodul 2 ist auf der ersten Wärmesenke 9 und insbesondere auf der unteren Fläche des Substrats 6 angeordnet und an der oberen Fläche der ersten Wärmesenke 9 durch Schrauben 3 fixiert, sodass es in einem engen Kontakt mit der oberen Fläche der ersten Wärmesenke ist. Das zweite Leistungs-Halbleitermodul 4 ist auf der zweiten Wärmesenke 10 angeordnet und an der oberen Fläche der zweiten Wärmesenke 10 durch Schrauben 5 fixiert, sodass es in einem engen Kontakt mit der oberen Fläche der zweiten Wärmesenke ist. Die zweite Wärmesenke 10 ist an einer Position angeordnet, die dem Hohlloch 9c der ersten Wärmesenke 9 entspricht und durch Schrauben 11 an der ersten Wärmesenke 9 fixiert. Weiterhin ist die zweite Wärmesenke 10 mit Rippen 10a versehen, und ein Ventilator 8 ist an den Verbindungsteilen 9b der ersten Wärmesenke 9 fixiert. Dementsprechend wird die Kühleffizienz der zweiten Wärmesenke 10 verbessert, indem Kühlluft zu den Rippen 10c zugeführt wird.
  • Wenn in diesem Fall ein für das Vorsehen der Rippen erforderlicher Raum an der ersten Wärmesenke 9 ausgebildet ist, sind die Rippen an der ersten Wärmesenke vorgesehen und kann die Kühleffizienz der ersten Wärmesenke 9 verbessert werden, indem durch den Ventilator 8 erzeugte Kühlluft zu den Rippen geführt wird.
  • In diesem Aufbau wird die erste Wärmesenke 9 durch Druckgießen hergestellt und umfasst die Vorsprünge 9a für die Fixierung des Substrats 6 und die Verbindungsteile 9b für die Fixierung des Ventilators 8, wodurch die Anzahl der Teile der Motorsteuervorrichtung reduziert werden kann. Weiterhin wird eine Wärmesenke, die durch Verstemmen ausgebildet wird und eine hervorragende Wärmeleitfähigkeit aufweist, als zweite Wärmesenke 10 verwendet, wobei die Abstände zwischen den Rippen 10a kleiner sind als die Abstände zwischen den durch Druckgießen hergestellten Rippen. Dementsprechend ist die Wärmeabstrahlungsfläche der zweiten Wärmesenke 10 größer, wodurch die Kühleffizienz verbessert wird. Dadurch kann die Größe der zweiten Wärmesenke 10 reduziert werden.
  • Wenn weiterhin eine druckgegossene Wärmesenke wie oben beschrieben als erste Wärmesenke 9 verwendet wird und eine Wärmesenke, die durch Strangpressen oder Verstemmen aus eine Material mit einer hervorragenden Wärmeleitfähigkeit ausgebildet wird, als zweite Wärmesenke 10 verwendet wird, sind die Rippen 10a der zweiten Wärmesenke 10, die eine gute Wärmeleitfähigkeit aufweist und aufgrund der guten Übertragung der Wärme aus dem Leistungs-Halbleitermodul einfach eine hohe Temperatur annehmen können, in der Luftstromrichtung nach den Rippen (nicht gezeigt) der ersten Wärmesenke 9 angeordnet. Dementsprechend wird die Kühlleistung der ersten Wärmesenke 9 nicht durch den Einfluss einer Luft mit hoher Temperatur beeinträchtigt.
  • In diesem Fall weisen das erste und das zweite Leistungs-Halbleitermodul 2 und 4 eine allgemein unterschiedliche Wärmeerzeugung bei einer gewöhnlichen Nutzung auf. Aus diesem Grund muss ein Leistungs-Halbleitermodul mit einer großen Wärmeerzeugung notwendigerweise an der Wärmesenke 10, die eene hohe Kühleeffizienz aufweist, fixiert werden. Das zweite Leistungs-Halbleitermodul 4 weist also im Vergleich zu dem ersten Leistungs-Halbleitermodul 2 eine größere Wärmeerzeugung auf. Deshalb wird das zweite Leistungs-Halbleitermodul 4 an der zweiten Wärmesenke 10 mit der hohen Kühleffizienz fixiert.
  • Weiterhin kann sich die Ausfallhöchsttemperatur des ersten Leistungs-Halbleitermoduls 2 von derjenigen des zweiten Leistungs-Halbleitermoduls 4 unterscheiden. Wenn die Ausfallhöchsttemperatur des zweiten Leistungs-Halbleitermoduls 4 höher ist als diejenige des ersten Leistungs-Halbleitermoduls 2, kann die Temperatur der zweiten Wärmesenke 10, an der das zweite Leistungs-Halbleitermodul 4 fixiert ist, höher sein als die Temperatur der ersten Wärmesenke 9, an der das erste Leistungs-Halbleitermodul 2 fixiert ist. Wenn also die Größe der zweiten Wärmesenke 10 zu einer minimalen Größe reduziert wird, wird die Temperatur der zweiten Wärmesenke 10 höher als die Temperatur der ersten Wärmesenke 9. Die erste und die zweite Wärmesenke 9 und 10 sind separate Komponenten, die zwar durch Schrauben aneinander fixiert sind, aber dazwischen einen gewissen Wärmeisolationseffekt aufweisen. Dadurch kann bis zu einem gewissen Grad verhindert werden, dass Wärme von der zweiten Wärmesenke 10 mit der hohen Temperatur zu der ersten Wärmesenke 9 mit der niedrigen Temperatur übertragen wird. Dadurch kann ein Einfluss der zweiten Wärmesenke 10 auf die Reduktion der Größe der ersten Wärmesenke 9 bis zu einem gewissen Grad verhindert werden. Alternativ hierzu kann auch der Fall, dass die Ausfallhöchsttemperatur des ersten Leistungs-Halbleitermoduls 2 höher ist als diejenige des zweiten Leistungs-Halbleitermoduls 4, in der oben beschriebenen Weise berücksichtigt werden.
  • Ausführungsform 2
  • 4 ist eine perspektivische Explosionsansicht einer Motorsteuervorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung. 5 ist eine perspektivische Ansicht der Motorsteuervorrichtung von 4. 6(a) ist eine Ansicht von rechts der Motorsteuervorrichtung von 5, und 6(b) ist eine Ansicht von hinten der Motorsteuervorrichtung von 5.
  • In 4 bis 6 gibt das Bezugszeichen 2 ein erstes Leistungs-Halbleitermodul an, gibt das Bezugszeichen 4 ein zweites Leistungs-Halbleitermodul an, gibt das Bezugszeichen 6 ein Substrat an, gibt das Bezugszeichen 8 einen Ventilator an, gibt das Bezugszeichen 9 eine erste Wärmesenke an, gibt das Bezugszeichen 10 eine zweite Wärmesenke an und gibt das Bezugszeichen 12 einen Wärmeisolierteil an.
  • Vorsprünge 9a, Verbindungsteile 9b und ein Hohlloch 9c sind an der ersten Wärmesenke 9 ausgebildet. Das Substrat 6 wird auf den Vorsprüngen 9a platziert und durch Schrauben 7 an der ersten Wärmesenke 9 fixiert. Das erste Leistungs-Halbleitermodul 2 wird auf der ersten Wärmesenke 9 und insbesondere auf der unteren Fläche des Substrats 6 angeordnet und durch Schrauben an der oberen Fläche der ersten Wärmesenke 9 fixiert, um in einem engen Kontakt mit der oberen Fläche der ersten Wärmesenke zu sein. Das zweite Leistungs-Halbleitermodul 4 wird auf der zweiten Wärmesenke 10 angeordnet und durch Schrauben auf der oberen Fläche der zweiten Wärmesenke 10 fixiert, um in einem engen Kontakt mit der oberen Fläche der zweiten Wärmesenke zu sein. Die zweite Wärmesenke 10 ist an einer Position angeordnet, die dem Hohlloch 9c der ersten Wärmesenke 9 entspricht, und durch Schrauben 11 an der ersten Wärmesenke 9 fixiert, wobei ein Wärmeisolierteil 12 zwischen der zweiten Wärmesenke und der ersten Wärmesenke angeordnet ist. Weiterhin ist die zweite Wärmesenke 10 mit Rippen 10a versehen und ist ein Ventilator 8 an den Verbindungsteilen 9b der ersten Wärmesenke 9 fixiert. Dementsprechend wird die Kühleffizienz der zweiten Wärmesenke 10 verbessert, indem Kühlluft zu den Rippen 10c zugeführt wird.
  • Wenn dabei ein für das Vorsehen der Rippen erforderlicher Raum an der ersten Wärmesenke 9 ausgebildet ist, sind die Rippen an der ersten Wärmesenke 9 wie in der oben beschriebenen ersten Ausführungsform vorgesehen, sodass die Kühleffizienz der ersten Wärmesenke 9 verbessert werden kann, indem die durch den Ventilator 8 erzeugte Kühlluft zu den Rippen geführt wird. Dabei sind die Rippen der zweiten Wärmesenke, die eine hervorragende Wärmeleitfähigkeit aufweisen und aufgrund der guten Wärmeübertragung der Wärme von dem Leistungs-Halbleitermodul einfach eine hohe Temperatur annehmen können, in der Luftstromrichtung nach den Rippen der ersten Wärmesenke angeordnet. Dadurch wird eine Beeinträchtigung der Kühlleistung der ersten Wärmesenke aufgrund des Einflusses von Luft mit einer hohen Temperatur verhindert.
  • Bei diesem Aufbau wird die erste Wärmesenke 9 durch Druckgießen hergestellt und umfasst die Vorsprünge 9a für die Fixierung des Substrats 6 und die Verbindungsteile 9b für die Fixierung des Ventilators 8, sodass die Anzahl der Teile der Motorsteuervorrichtung reduziert werden kann. Weiterhin wird eine Wärmesenke, die etwa durch Verstemmen ausgebildet wird und eine hervorragende Wärmeleitfähigkeit aufweist, als zweite Wärmesenke 10 verwendet, wobei die Abstände der Rippen 10a kleiner sind als die Abstände, die durch ein Druckgießen vorgesehen werden können. Dementsprechend ist die Wärmeabstrahlungsfläche der zweiten Wärmesenke 10 größer, wodurch die Kühleffizienz verbessert werden kann. Dadurch kann die Größe der zweiten Wärmesenke 10 reduziert werden.
  • Das erste und das zweite Leistungs-Halbleitermodul 2 und 4 weisen allgemein jeweils eine verschiedene Wärmeerzeugung bei einer gewöhnlichen Nutzung auf. Aus diesem Grund wird das Leistungs-Halbleitermodul mit der größeren Wärmeerzeugung an der Wärmesenke 10 fixiert, die eine hohe Kühlleistung aufweist. Das zweite Leistungs-Halbleitermodul 4 weist eine größere Wärmeerzeugung auf als das erste Leistungs-Halbleitermodul 2. Deshalb wird das zweite Leistungs-Halbleitermodul 4 an der zweiten Wärmesenke 10 mit der hohen Kühlleistung fixiert.
  • Weiterhin kann sich die Ausfallhöchsttemperatur des ersten Leistungs-Halbleitermoduls 2 von derjenigen des zweiten Leistungs-Halbleitermoduls 4 unterscheiden. Wenn also die Ausfallhöchsttemperatur des zweiten Leistungs-Halbleitermoduls 4 höher ist als diejenige des ersten Leistungs-Halbleitermoduls 2, kann die Temperatur der Wärmesenke 10, an der das zweite Leistungs-Halbleitermodul 4 fixiert ist, höher sein als diejenige der ersten Wärmesenke 9, an der das erste Leistungs-Halbleitermodul 2 fixiert ist. Wenn also die Größe der zweiten Wärmesenke 10 zu einer minimalen Größe reduziert wird, wird die Temperatur der zweiten Wärmesenke 10 höher als diejenige der ersten Wärmesenke 9. Die erste und die zweite Wärmesenke 9 und 10 sind separate Komponenten, die zwar durch Schrauben aneinander fixiert sind, aber dazwischen einen gewissen Wärmeisolationseffekt aufweisen. Außerdem sind die erste und die zweite Wärmesenke 9 und 10 durch den Wärmeisolierteil 12 thermisch voneinander isoliert, sodass bis zu einem gewissen Grad verhindert werden kann, dass Wärme von der zweiten Wärmesenke 10 mit der hohen Temperatur zu der ersten Wärmesenke 9 mit der niedrigen Temperatur übertragen wird. Dadurch kann ein Einfluss der zweiten Wärmesenke 10 auf die Reduktion der Größe der ersten Wärmesenke 9 im wesentlichen beseitigt werden. Alternativ hierzu kann auch der Fall, dass die Ausfallhöchsttemperatur des ersten Leistungs-Halbleitermoduls 2 höher ist als diejenige des zweiten Leistungs-Halbleitermoduls 4, in der oben beschriebenen Weise berücksichtigt werden.
  • Industrielle Anwendbarkeit
  • Die Erfindung betrifft eine Motorsteuervorrichtung wie etwa einen Wechselrichter oder einen Servoverstärker, die allgemein mit Hochspannung betrieben wird, und insbesondere einen Aufbau, in dem die Größe einer in der Motorsteuervorrichtung verwendeten Wärmsenke reduziert ist und die Anzahl der Teile der Motorsteuervorrichtung reduziert ist. Die Erfindung kann für die Herstellung einer Motorsteuervorrichtung angewendet werden, wobei die Größe und die Herstellungskosten der Motorsteuervorrichtung reduziert werden können, indem die Größe einer Wärmesenke reduziert wird, ohne die Anzahl der Teile sehr zu erhöhen.
  • Zusammenfassung
  • Es wird eine Motorsteuervorrichtung angegeben, wobei die Größe und die Herstellungskosten der Motorsteuervorrichtung einfach reduziert werden können, indem die Größe einer Wärmesenke reduziert wird, ohne die Anzahl der Teile sehr zu erhöhen.
  • Die Motorsteuervorrichtung umfasst eine Wärmesenke, eine Vielzahl von Leistungs-Halbleitermodulen, die in einem engen Kontakt mit der Wärmesenke sind, ein Substrat (6), das elektrisch mit der Vielzahl von Leistungs-Halbleitermodulen verbunden ist, und einen Ventilator (8), der einen Luftstrom erzeugt und Kühlluft zu der Wärmesenke führt. Die Wärmesenke wird durch eine Kombination aus zwei Arten von Wärmesenken, nämlich einer ersten Wärmesenke (9) und einer zweiten Wärmesenke (10), gebildet, wobei wenigstens eines der Leistungs-Halbleitermodule in einem engen Kontakt mit der ersten und der zweiten Halbleitersenke (9) und (10) ist.
  • 1
    Wärmesenke
    2a
    Vorsprung
    1b
    Verbindungsteil
    1c
    Rippe
    2
    erstes Leistungs-Halbleitermodul
    3
    Schraube für die Fixierung des ersten Leistungs-Halbleitermoduls
    4
    zweites Leistungs-Halbleitermodul
    5
    Schraube für die Fixierung des zweiten Leistungs-Halbleitermoduls
    6
    Substrat
    7
    Schraube für die Fixierung des Substrats
    8
    Ventilator
    9
    erste Wärmesenke
    9a
    Vorsprung
    9b
    Verbindungsteil
    9c
    Hohlloch
    10
    zweite Wärmesenke
    10a
    Rippe
    11
    Schraube für die Fixierung der zweiten Wärmesenke
    12
    Wärmeisolierteil
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - JP 2004-349548 A [0005]

Claims (6)

  1. Motorsteuervorrichtung, die umfasst: eine Wärmesenke, eine Vielzahl von Leistungs-Halbleitermodulen, die in einem engen Kontakt mit der Wärmesenke sind, ein Substrat, das elektrisch mit der Vielzahl von Leistungs-Halbleitermodulen verbunden ist, und einen Ventilator, der einen Luftstrom erzeugt und Kühlluft zu der Wärmesenke zuführt, dadurch gekennzeichnet, dass: die Wärmesenke durch eine Kombination aus zwei Arten von Wärmesenken, nämlich einer ersten Wärmesenke und einer zweiten Wärmesenke, gebildet wird, und wenigstens eines der Leistungs-Halbleitermodule in einem engen Kontakt mit der ersten und der zweiten Wärmesenke ist.
  2. Motorsteuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass: die erste Wärmesenke eine druckgegossene Wärmesenke ist, und die zweite Wärmesenke durch Strangpressen oder Verstemmen aus einem Material mit einer hervorragenden Wärmeleitfähigkeit ausgebildet ist.
  3. Motorsteuervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass: die erste Wärmesenke und/oder die zweite Wärmesenke Rippen umfasst.
  4. Motorsteuervorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass: die erste und die zweite Wärmesenke Rippen umfasst, und die Rippen der ersten Wärmesenke in der Luftstromrichtung vor den Rippen der zweiten Wärmesenke angeordnet sind.
  5. Motorsteuervorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass: die Abstände zwischen den Rippen der zweiten Wärmesenke kleiner sind als die Abstände zwischen den Rippen der ersten Wärmesenke.
  6. Motorsteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass: ein Wärmeisolierteil zwischen der ersten und der zweiten Wärmesenke angeordnet ist.
DE112007002019T 2006-09-04 2007-08-24 Motorsteuervorrichtung Withdrawn DE112007002019T5 (de)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006-238649 2006-09-04
JP2006238649 2006-09-04
PCT/JP2007/066417 WO2008029636A1 (fr) 2006-09-04 2007-08-24 Dispositif de commande de moteur

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE112007002019T5 true DE112007002019T5 (de) 2009-10-08

Family

ID=39157072

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE112007002019T Withdrawn DE112007002019T5 (de) 2006-09-04 2007-08-24 Motorsteuervorrichtung

Country Status (7)

Country Link
US (1) US7898806B2 (de)
JP (1) JP4936019B2 (de)
KR (1) KR101319758B1 (de)
CN (1) CN101513150B (de)
DE (1) DE112007002019T5 (de)
TW (1) TW200820553A (de)
WO (1) WO2008029636A1 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102019122511A1 (de) * 2019-08-21 2021-02-25 Seg Automotive Germany Gmbh Stromrichtereinheit und elektrische Maschine
DE102021002237A1 (de) 2020-05-15 2021-11-18 Sew-Eurodrive Gmbh & Co Kg Antrieb mit Anschlusskasten

Families Citing this family (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9192079B2 (en) * 2008-09-26 2015-11-17 Rockwell Automation Technologies, Inc. Power electronic module cooling system and method
JP5344182B2 (ja) * 2010-02-02 2013-11-20 株式会社安川電機 電力変換装置
DE102010028927A1 (de) * 2010-05-12 2011-11-17 Zf Friedrichshafen Ag Leistungselektronikanordnung
JP4865887B2 (ja) * 2010-06-07 2012-02-01 ファナック株式会社 ファンユニットを備えたモータ駆動装置
JP5614542B2 (ja) * 2011-03-28 2014-10-29 株式会社安川電機 モータ制御装置
JP5693419B2 (ja) * 2011-08-31 2015-04-01 三菱電機株式会社 電気機器の筐体
JP5774946B2 (ja) * 2011-09-06 2015-09-09 東芝シュネデール・インバータ株式会社 インバータ装置
JP5709704B2 (ja) * 2011-09-14 2015-04-30 三菱電機株式会社 半導体装置
CN104428197A (zh) * 2012-01-13 2015-03-18 罗伯科技公司 机器人***及其使用方法
CN103687431B (zh) * 2012-09-20 2016-12-21 施耐德东芝换流器欧洲公司 用于具有散热需求的设备的安装装置
JP5785203B2 (ja) * 2013-02-26 2015-09-24 ファナック株式会社 ヒートシンクを含む冷却構造部を備えるサーボアンプ
CN105229558B (zh) 2013-05-17 2019-08-16 索尼电脑娱乐公司 电子设备
WO2014185311A1 (ja) * 2013-05-17 2014-11-20 株式会社ソニー・コンピュータエンタテインメント 電子機器及びその製造方法
JP2015050257A (ja) * 2013-08-30 2015-03-16 株式会社東芝 車両用電力変換装置及び鉄道車両
JP5907151B2 (ja) * 2013-11-29 2016-04-20 トヨタ自動車株式会社 車載電子機器のケース
JP6146364B2 (ja) * 2014-03-31 2017-06-14 富士電機株式会社 電力変換装置
US9387906B2 (en) * 2014-09-10 2016-07-12 Ford Global Technologies, Llc Battery box for electric cycle
WO2016041145A1 (zh) * 2014-09-16 2016-03-24 深圳市大疆创新科技有限公司 散热装置及采用该散热装置的uav
FI126380B (en) * 2014-10-27 2016-11-15 Kone Corp The drive unit
KR102234549B1 (ko) * 2014-12-01 2021-04-01 현대모비스 주식회사 모터 및 인버터 통합형 재시동 장치
JP6294263B2 (ja) * 2015-07-06 2018-03-14 ファナック株式会社 ファンモータを交換できるモータ駆動装置、およびこれを備えた制御盤
DE102015111298B3 (de) * 2015-07-13 2016-10-13 Stego-Holding Gmbh Gehäuse für eine elektrische Vorrichtung sowie Anordnung umfassend ein solches Gehäuse mit einer darin angeordneten elektrischen Vorrichtung
JP2017045775A (ja) * 2015-08-24 2017-03-02 株式会社東芝 送信機および電子機器
WO2017218614A1 (en) 2016-06-15 2017-12-21 Hunter Fan Company Ceiling fan system and electronics housing
JP6885126B2 (ja) * 2017-03-22 2021-06-09 富士電機株式会社 インバータ装置
KR102671866B1 (ko) * 2019-01-17 2024-05-31 엘에스일렉트릭(주) 인버터용 방열모듈
DE102020105961B4 (de) * 2020-03-05 2021-09-30 Danfoss Power Electronics A/S Luftgekühlter Motorregler zum Regeln mindestens eines Elektromotors und Verfahren zum Regeln eines Ventilators eines entsprechenden Motorreglers
CN113423248A (zh) * 2021-06-30 2021-09-21 西南电子技术研究所(中国电子科技集团公司第十研究所) 风冷固态功率放大器

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004349548A (ja) 2003-05-23 2004-12-09 Yaskawa Electric Corp ヒートシンクとこれを備えた電気制御装置

Family Cites Families (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5353A (en) * 1847-11-06 Washing-machine
US4769557A (en) * 1987-02-19 1988-09-06 Allen-Bradley Company, Inc. Modular electric load controller
JP2844829B2 (ja) * 1990-04-18 1999-01-13 松下電器産業株式会社 有機電解質一次電池
JPH042050U (de) 1990-04-23 1992-01-09
JP2809026B2 (ja) * 1992-09-30 1998-10-08 三菱電機株式会社 インバ−タ装置およびインバ−タ装置の使用方法
US5513071A (en) 1994-11-28 1996-04-30 Philips Electronics North America Corporation Electronics housing with improved heat rejection
US5699609A (en) * 1995-04-12 1997-12-23 Allen-Bradley Company, Inc. Method of making power substrate assembly
US5909358A (en) * 1997-11-26 1999-06-01 Todd Engineering Sales, Inc. Snap-lock heat sink clip
DE19813639A1 (de) * 1998-03-27 1999-11-25 Danfoss As Leistungsmodul für einen Stromrichter
JPH11318695A (ja) * 1998-05-15 1999-11-24 Toshiba Home Techno Corp 家庭用加熱機器
JP4066282B2 (ja) * 1998-05-26 2008-03-26 株式会社安川電機 電気機器
GB2353418B (en) * 1999-02-24 2003-02-26 Mitsubishi Electric Corp Power drive apparatus
US6087800A (en) * 1999-03-12 2000-07-11 Eaton Corporation Integrated soft starter for electric motor
US6249435B1 (en) * 1999-08-16 2001-06-19 General Electric Company Thermally efficient motor controller assembly
US6359781B1 (en) * 2000-04-21 2002-03-19 Dell Products L.P. Apparatus for cooling heat generating devices
DE10058574B4 (de) * 2000-11-24 2005-09-15 Danfoss Drives A/S Kühlgerät für Leistungshalbleiter
JP2002289750A (ja) 2001-03-26 2002-10-04 Nec Corp マルチチップモジュールおよびその放熱構造
US6477053B1 (en) * 2001-07-17 2002-11-05 Tyco Telecommunications (Us) Inc. Heat sink and electronic assembly including same
JP2003188321A (ja) * 2001-12-18 2003-07-04 Furukawa Electric Co Ltd:The ヒートシンク
JP2003259658A (ja) * 2002-03-06 2003-09-12 Fuji Electric Co Ltd 電力変換装置
US6970356B2 (en) * 2002-07-16 2005-11-29 Tseng Jyi Peng Heat sink system
US6891725B2 (en) * 2002-09-23 2005-05-10 Siemens Energy & Automation, Inc. System and method for improved motor controller
US6621700B1 (en) * 2002-09-26 2003-09-16 Chromalox, Inc. Heat sink for a silicon controlled rectifier power controller
JP3935100B2 (ja) * 2003-04-17 2007-06-20 コーセル株式会社 半導体の実装構造
JP2005223004A (ja) * 2004-02-03 2005-08-18 Fuji Electric Fa Components & Systems Co Ltd 櫛歯形ヒートシンク
DE102004017292A1 (de) * 2004-04-05 2005-10-20 Siemens Ag Motorsteuergerät
JP4941724B2 (ja) * 2004-06-24 2012-05-30 株式会社安川電機 モータ制御装置
US7265985B2 (en) * 2004-12-29 2007-09-04 Motorola, Inc. Heat sink and component support assembly
US7265981B2 (en) * 2005-07-05 2007-09-04 Cheng-Ping Lee Power supply with heat sink

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004349548A (ja) 2003-05-23 2004-12-09 Yaskawa Electric Corp ヒートシンクとこれを備えた電気制御装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102019122511A1 (de) * 2019-08-21 2021-02-25 Seg Automotive Germany Gmbh Stromrichtereinheit und elektrische Maschine
DE102021002237A1 (de) 2020-05-15 2021-11-18 Sew-Eurodrive Gmbh & Co Kg Antrieb mit Anschlusskasten
WO2021228555A1 (de) 2020-05-15 2021-11-18 Sew-Eurodrive Gmbh & Co. Kg Antrieb mit gekühlten anschlusskasten

Also Published As

Publication number Publication date
US7898806B2 (en) 2011-03-01
US20100053898A1 (en) 2010-03-04
TWI336985B (de) 2011-02-01
CN101513150B (zh) 2011-08-10
JPWO2008029636A1 (ja) 2010-01-21
JP4936019B2 (ja) 2012-05-23
TW200820553A (en) 2008-05-01
CN101513150A (zh) 2009-08-19
WO2008029636A1 (fr) 2008-03-13
KR20090054979A (ko) 2009-06-01
KR101319758B1 (ko) 2013-10-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE112007002019T5 (de) Motorsteuervorrichtung
DE112007002035T5 (de) Motorsteuervorrichtung
DE102010062410A1 (de) Elektrischer Stecker und Wärmesenke
DE69332840T9 (de) Wärmesenke zur Kühlung eines Wärme produzierenden Bauteils und Anwendung
DE102005036299B4 (de) Kühlanordnung
DE112007002126T5 (de) Motorsteuervorrichtung
DE102006018457A1 (de) Elektronische Schaltungsvorrichtung
DE102006008807B4 (de) Anordnung mit einem Leistungshalbleitermodul und einem Kühlbauteil
DE102013212444A1 (de) Kühlstruktur für einen Shunt-Widerstand und eine Wechselrichtervorrichtung, welche dieselbe verwendet
DE112008000452T5 (de) Halbleitermodul und Wechselrichtervorrichtung
DE112007002094T5 (de) Motorsteuervorrichtung
DE19506664A1 (de) Elektrisches Gerät
DE102004025616A1 (de) Halbleiterbauteil mit Kühlsystem
DE102015103096A1 (de) Kühleinrichtung und Kühlanordnung mit der Kühleinrichtung
EP3295768B1 (de) Heizeinrichtung zum beheizen des fahrzeuginnenraums eines kraftfahrzeugs
DE102019133043A1 (de) Platine und Fluidheizer
DE112018001582T5 (de) Elektrischer Verteilerkasten
DE102022133534A1 (de) Halbleitergehäuse einschließlich Wärmestrahlungsstruktur, Kühlsystem unter Anwendung des Halbleitergehäuses, Substrat, das eine Wärmestrahlungsstruktur umfasst, und Verfahren zur Herstellung des Substrats
DE102014002415A1 (de) Servoverstärker mit Kühlstruktur, die eine Wärmesenke umfasst
DE102013222148A1 (de) Kälteplatte für die Verwendung in einem Elektro- oder Hybridfahrzeug
DE102018204473A1 (de) Halbleitervorrichtung
DE102017211606A1 (de) Halbleitervorrichtung
DE112017005354T5 (de) Wärmeableitende Struktur und diese nutzende Bordleistungsversorgungsvorrichtung
DE112015001037B4 (de) Elektronikgerätmodul und Stromversorgungsmodul
DE112022000960T5 (de) Leistungswandlervorrichtung, steckverbinder-fixieraufbau und verfahren zum herstellen einer leistungswandlervorrichtung

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed

Effective date: 20130430

R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee