JP6451571B2 - 電力変換装置 - Google Patents
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Description
上記半導体モジュールに接続したコンデンサ(4)と、
上記半導体モジュールのスイッチング制御をする制御回路基板(5)と、
上記構造体及び上記コンデンサ及び上記制御回路基板を収容する金属製のケース(6)とを備え、
上記制御回路基板の厚さ方向は、上記構造体と上記コンデンサとの配列方向に対して直交しており、上記構造体及び上記コンデンサは、上記厚さ方向において上記制御回路基板にそれぞれ隣り合う位置に配され、
上記ケースは、外郭をなす外壁部(61)と、該外壁部と一体的に形成されその主面(620)が上記厚さ方向に直交する主隔壁部(62)とを備え、該主隔壁部は、上記制御回路基板と上記構造体との間、および上記制御回路基板と上記コンデンサとの間に介在しており、
上記ケースは、上記主隔壁部から上記厚さ方向に立設した補助隔壁部(63)を有し、該補助隔壁部の少なくとも一部は、上記コンデンサと上記構造体との間に介在しており、
上記コンデンサ及び上記構造体は、上記補助隔壁部と上記外壁部とによってそれぞれ取り囲まれており、
上記外壁部の内側における、上記コンデンサを取り囲む上記補助隔壁部の一部を挟んで反対側に、上記制御回路基板に接続された信号線(51)が通過する空間が形成されている、電力変換装置(1)にある。
そのため、コンデンサと半導体モジュールと制御回路基板との、温度上昇を抑制しやすくなる。すなわち、上記主隔壁部は制御回路基板とコンデンサとの間に介在しているため、この主隔壁部によって、制御回路基板およびコンデンサから発生した熱を遮蔽でき、これらの間で熱の移動が生じにくくなる。また、主隔壁部は、制御回路基板と構造体との間にも介在しているため、主隔壁部によって、構造体に含まれる半導体モジュールおよび制御回路基板から発生した熱を遮蔽でき、これらの間で熱の移動が生じにくくなる。また、主隔壁部は上記外壁部に接続しているため、主隔壁部に伝わった熱は外壁部に伝わり、この外壁部から放熱される。そのため、ケースの放熱性を高めることができる。このように、上記主隔壁部を設けることにより、電子部品間の熱の移動を抑制でき、かつ放熱性を高めることが可能になる。そのため、コンデンサと半導体モジュールと制御回路基板との温度上昇を抑制することができる。
なお、特許請求の範囲及び課題を解決する手段に記載した括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであり、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
上記電力変換装置に係る実施形態について、図1〜図14を参照して説明する。図1、図2に示すごとく、本形態の電力変換装置1は、構造体10と、コンデンサ4と、制御回路基板5と、ケース6とを備える。構造体10は、半導体モジュール2と冷却器3とを備える。半導体モジュール2は、半導体素子20(図12参照)を内蔵している。冷却器3は、半導体モジュール2を冷却するために設けられている。コンデンサ4は、図示しない直流バスバーによって、半導体モジュール2に接続している。
制御回路基板5の厚さ方向(Z方向)は、構造体10とコンデンサ4との配列方向(X方向)に対して直交している。構造体10及びコンデンサ4は、Z方向において制御回路基板5にそれぞれ隣り合う位置に配されている。
そのため、コンデンサ4と半導体モジュール2と制御回路基板5との、温度上昇を抑制しやすくなる。すなわち、図1に示すごとく、主隔壁部62は制御回路基板5とコンデンサ4との間に介在しているため、主隔壁部62によって、制御回路基板5およびコンデンサ4から発生した熱を遮蔽でき、これらの間で熱の移動が生じにくくなる。また、図3に示すごとく、主隔壁部62は、制御回路基板5と構造体10との間にも介在しているため、主隔壁部62によって、構造体10に含まれる半導体モジュール2および制御回路基板5から発生した熱を遮蔽でき、これらの間で熱の移動が生じにくくなる。つまり、半導体モジュール2から発生した熱が、冷却器3に伝わり、さらに制御回路基板5に移動したり、制御回路基板5から発生した熱が、冷却器3を介して半導体モジュール2に移動したりすることを抑制できる。
そのため、ケース6に対してX方向およびY方向に加わる力Fを、主隔壁部62によって受け止めることができる。これにより、ケース6の剛性をより高めることが可能になる。
そのため、補助隔壁部63によって、コンデンサ4および半導体モジュール2から発生した熱を遮蔽することができる。したがって、これらの間で熱の移動が起きにくくなる。また、コンデンサ4および半導体モジュール2から補助隔壁部63に移動した熱は、外壁部61に伝わるため、この外壁部61から放熱することができる。したがって、放熱性を向上することができる。このように、補助隔壁部63によって、コンデンサ4と半導体モジュール2との間で熱が移動しにくくなり、また、ケース6の放熱性を向上することが可能になる。そのため、コンデンサ4および半導体モジュール2の温度上昇をより抑制できる。
また、補助隔壁部63をコンデンサ4及び半導体モジュール2の間に介在させると、コンデンサ4から発生した放射ノイズを、補助隔壁部63によって遮蔽できる。そのため、半導体モジュール2に伝わる放射ノイズを低減することができる。
さらに、補助隔壁部63を形成することにより、ケース6の剛性をより高めることが可能になる。
このようにすると、構造体10中の半導体モジュール2やコンデンサ4から発生した熱を、補助隔壁部63および外壁部61によって充分に遮蔽することができる。そのため、コンデンサ4や半導体モジュール2の温度上昇をより抑制することができる。また、上記構成にすると、半導体モジュール2やコンデンサ4から発生した放射ノイズを補助隔壁部63及び外壁部61によって充分に遮蔽することができ、放射ノイズが他の部品に伝わりにくくなる。さらに、補助隔壁部63によって、ケース6の剛性を高めることができる。
そのため、端子台7内の入力端子71や出力端子72から発生した熱を、主隔壁部62によって遮蔽できる。そのため、熱が制御回路基板5に伝わりにくくなり、制御回路基板5の温度上昇をより抑制できる。
そのため、端子台7内の入力端子71や出力端子72から発生した熱を、補助隔壁部63及び外壁部61によって遮蔽することができる。したがって、熱がコンデンサ4や半導体モジュール2に伝わりにくくなり、これらコンデンサ4及び半導体モジュール2の温度上昇をより抑制することができる。また、上記補助隔壁部63によって、ケース6の剛性をより高めることができる。
10 構造体
2 半導体モジュール
20 半導体素子
3 冷却器
4 コンデンサ
5 制御回路基板
6 ケース
61 外壁部
62 主隔壁部
Claims (3)
- 半導体素子(20)を内蔵する半導体モジュール(2)と、該半導体モジュールを冷却する冷却器(3)とを備える構造体(10)と、
上記半導体モジュールに接続したコンデンサ(4)と、
上記半導体モジュールのスイッチング制御をする制御回路基板(5)と、
上記構造体及び上記コンデンサ及び上記制御回路基板を収容する金属製のケース(6)とを備え、
上記制御回路基板の厚さ方向は、上記構造体と上記コンデンサとの配列方向に対して直交しており、上記構造体及び上記コンデンサは、上記厚さ方向において上記制御回路基板にそれぞれ隣り合う位置に配され、
上記ケースは、外郭をなす外壁部(61)と、該外壁部と一体的に形成されその主面(620)が上記厚さ方向に直交する主隔壁部(62)とを備え、該主隔壁部は、上記制御回路基板と上記構造体との間、および上記制御回路基板と上記コンデンサとの間に介在しており、
上記ケースは、上記主隔壁部から上記厚さ方向に立設した補助隔壁部(63)を有し、該補助隔壁部の少なくとも一部は、上記コンデンサと上記構造体との間に介在しており、
上記コンデンサ及び上記構造体は、上記補助隔壁部と上記外壁部とによってそれぞれ取り囲まれており、
上記外壁部の内側における、上記コンデンサを取り囲む上記補助隔壁部の一部を挟んで反対側に、上記制御回路基板に接続された信号線(51)が通過する空間が形成されている、電力変換装置(1)。 - 上記ケースは、上記厚さ方向から見たときに四角形状を呈し、上記主隔壁部は、4枚の上記外壁部にそれぞれ接続している、請求項1に記載の電力変換装置。
- 上記ケースには、上記厚さ方向において上記制御回路基板に隣り合う位置に、上記電力変換装置の入力端子(71)及び出力端子(72)を締結するための端子台(7)が配されており、上記主隔壁部の一部は上記端子台と上記制御回路基板との間に介在し、上記端子台は、上記補助隔壁部と上記外壁部とによって取り囲まれている、請求項1又は請求項2に記載の電力変換装置。
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