JPH0536876A - 電力変換装置の冷却装置 - Google Patents
電力変換装置の冷却装置Info
- Publication number
- JPH0536876A JPH0536876A JP3214346A JP21434691A JPH0536876A JP H0536876 A JPH0536876 A JP H0536876A JP 3214346 A JP3214346 A JP 3214346A JP 21434691 A JP21434691 A JP 21434691A JP H0536876 A JPH0536876 A JP H0536876A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cooling
- watertight
- power conversion
- space
- power
- 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.)
- Pending
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/4805—Shape
- H01L2224/4809—Loop shape
- H01L2224/48091—Arched
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/481—Disposition
- H01L2224/48151—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
- H01L2224/48221—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
- H01L2224/48225—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
- H01L2224/48227—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation connecting the wire to a bond pad of the item
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/484—Connecting portions
- H01L2224/4847—Connecting portions the connecting portion on the bonding area of the semiconductor or solid-state body being a wedge bond
- H01L2224/48472—Connecting portions the connecting portion on the bonding area of the semiconductor or solid-state body being a wedge bond the other connecting portion not on the bonding area also being a wedge bond, i.e. wedge-to-wedge
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/11—Device type
- H01L2924/13—Discrete devices, e.g. 3 terminal devices
- H01L2924/1301—Thyristor
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/11—Device type
- H01L2924/13—Discrete devices, e.g. 3 terminal devices
- H01L2924/1304—Transistor
- H01L2924/1306—Field-effect transistor [FET]
- H01L2924/13091—Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor [MOSFET]
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/19—Details of hybrid assemblies other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/191—Disposition
- H01L2924/19101—Disposition of discrete passive components
- H01L2924/19105—Disposition of discrete passive components in a side-by-side arrangement on a common die mounting substrate
Landscapes
- Inverter Devices (AREA)
- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 簡単かつ確実に高い電力密度の放熱が可能と
なり、その結果、同一半導体でより大きな電気的出力又
はより高周波の電力を取り出すことができ、小形で大出
力の電力変換装置を得ることが可能である。 【構成】 ダイオード、サイリスタ、トランジスタ等の
電力用半導体素子とコンデンサ、リアクトル、トラン
ス、抵抗等の電子部品を組合せてなるスイッチングによ
る電力変換回路を絶縁基板11上に銅箔パターン12,13 と
ボンデイングワイヤ14、ハンダ付15等により構成してな
る電力変換装置において、絶縁基板11上に水密容器16に
よる水密空間18を設け、かつ特に発熱する半導体素子の
表面を狭隘空間18aとしてこの水密空間18に絶縁性の高
い冷却液12を強制循環させる。
なり、その結果、同一半導体でより大きな電気的出力又
はより高周波の電力を取り出すことができ、小形で大出
力の電力変換装置を得ることが可能である。 【構成】 ダイオード、サイリスタ、トランジスタ等の
電力用半導体素子とコンデンサ、リアクトル、トラン
ス、抵抗等の電子部品を組合せてなるスイッチングによ
る電力変換回路を絶縁基板11上に銅箔パターン12,13 と
ボンデイングワイヤ14、ハンダ付15等により構成してな
る電力変換装置において、絶縁基板11上に水密容器16に
よる水密空間18を設け、かつ特に発熱する半導体素子の
表面を狭隘空間18aとしてこの水密空間18に絶縁性の高
い冷却液12を強制循環させる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、直流を交流に変換する
インバータ等の電力交換器の冷却を行う冷却装置に関す
るものである。
インバータ等の電力交換器の冷却を行う冷却装置に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】従来、インバータの冷却方式としては自
然冷却、風冷、水冷、ふっとう冷却等の方式が実用され
ている。自然冷却は論外として、風冷、水冷について
は、電力用半導体素子→ハンダ付→金属板→絶縁基板
(セラミック等)→金属ベース→伝熱グリース→冷却フ
ィン→風又は水と熱伝達が行われるため、全体の放熱抵
抗が大きくなり冷却能力に限界がある。例えば、半導体
の単位面積当たりで考えると、実用的には10〜30W/cm
2 程度しか放熱が出来なかった。
然冷却、風冷、水冷、ふっとう冷却等の方式が実用され
ている。自然冷却は論外として、風冷、水冷について
は、電力用半導体素子→ハンダ付→金属板→絶縁基板
(セラミック等)→金属ベース→伝熱グリース→冷却フ
ィン→風又は水と熱伝達が行われるため、全体の放熱抵
抗が大きくなり冷却能力に限界がある。例えば、半導体
の単位面積当たりで考えると、実用的には10〜30W/cm
2 程度しか放熱が出来なかった。
【0003】ふっとう冷却の方式は、発熱部の表面で絶
縁性の冷媒液をふっとうさせて冷却させるもので、信号
用半導体(例えば大形コンピュータのCPU)の冷却を
したり、大形電力用半導体(平形圧接素子)の圧接金属
構造物の表裏両面をふっとう冷却したりする実用例があ
る。このふっとう冷却はヒートパイプの原理によりふっ
とう部と液化(凝縮)部との熱抵抗は非常に小さく出来
る利点がある。また、このふっとう冷却は全体として微
量のガス又は液体の循環で大量の熱が扱えるという利点
もある。
縁性の冷媒液をふっとうさせて冷却させるもので、信号
用半導体(例えば大形コンピュータのCPU)の冷却を
したり、大形電力用半導体(平形圧接素子)の圧接金属
構造物の表裏両面をふっとう冷却したりする実用例があ
る。このふっとう冷却はヒートパイプの原理によりふっ
とう部と液化(凝縮)部との熱抵抗は非常に小さく出来
る利点がある。また、このふっとう冷却は全体として微
量のガス又は液体の循環で大量の熱が扱えるという利点
もある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、ふっとう冷却
の方式でもふっとう(沸騰)部分では気化したガスが熱
伝導を阻害するので単位面積当りの放熱量は、絶縁性の
冷媒液では20W/cm2 程度が限界である。さらにこれを
改良したものとして液を吹き付けて気化させる等の方法
があるが30〜50W/cm2 程度が限界である。
の方式でもふっとう(沸騰)部分では気化したガスが熱
伝導を阻害するので単位面積当りの放熱量は、絶縁性の
冷媒液では20W/cm2 程度が限界である。さらにこれを
改良したものとして液を吹き付けて気化させる等の方法
があるが30〜50W/cm2 程度が限界である。
【0005】また、ふっとう冷却を確実なものとするに
は純粋な(水分、空気を含まない)冷媒を決まった圧力
(大気圧以下が多い)で管理して循環させる必要があ
り、かかる圧力管理も非常に面倒である。
は純粋な(水分、空気を含まない)冷媒を決まった圧力
(大気圧以下が多い)で管理して循環させる必要があ
り、かかる圧力管理も非常に面倒である。
【0006】本発明は前記従来例の不都合を解消し、簡
単かつ確実に高い電力密度の放熱が可能となり、その結
果、同一半導体でより大きな電気的出力又はより高周波
の電力を取り出すことができ、小形で大出力の電力変換
装置を得ることが可能な電力変換装置の冷却装置を提供
することにある。
単かつ確実に高い電力密度の放熱が可能となり、その結
果、同一半導体でより大きな電気的出力又はより高周波
の電力を取り出すことができ、小形で大出力の電力変換
装置を得ることが可能な電力変換装置の冷却装置を提供
することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は前記目的を達成
するため、ダイオード、サイリスタ、トランジスタ等の
電力用半導体素子とコンデンサ、リアクトル、トラン
ス、抵抗等の電子部品を組合せてなるスイッチングによ
る電力変換回路を絶縁基板上に銅箔パターンとボンデイ
ングワイヤ、ハンダ付等により構成してなる電力変換装
置において、絶縁基板上に水密容器による水密空間を設
け、かつ特に発熱する半導体素子の表面を狭隘空間とし
てこの水密空間に絶縁性の高い冷却液を強制循環させる
ことを要旨とするものである。
するため、ダイオード、サイリスタ、トランジスタ等の
電力用半導体素子とコンデンサ、リアクトル、トラン
ス、抵抗等の電子部品を組合せてなるスイッチングによ
る電力変換回路を絶縁基板上に銅箔パターンとボンデイ
ングワイヤ、ハンダ付等により構成してなる電力変換装
置において、絶縁基板上に水密容器による水密空間を設
け、かつ特に発熱する半導体素子の表面を狭隘空間とし
てこの水密空間に絶縁性の高い冷却液を強制循環させる
ことを要旨とするものである。
【0008】
【作用】半導体特にトランジスタの発熱はハンダ付面と
反対側の表面に近い部分(全体で約0.5 mm厚さの表面に
近い5〜10%の部分)で生ずる。本発明によれば、絶縁
性の高い冷却液をふっとうさせないでこの発熱が多い半
導体の表面に直接、高速で通流させるので、効果的に冷
却でき、数m/secの流速で100 W/cm2 以上の冷却能
力が得られる。これにより小さな電力用半導体素子で大
きな交流出力を得ることが出来る。また従来半導体のス
イッチングでは実用が難しかった数10MHZの高周波出力
が容易に得られるようになる。
反対側の表面に近い部分(全体で約0.5 mm厚さの表面に
近い5〜10%の部分)で生ずる。本発明によれば、絶縁
性の高い冷却液をふっとうさせないでこの発熱が多い半
導体の表面に直接、高速で通流させるので、効果的に冷
却でき、数m/secの流速で100 W/cm2 以上の冷却能
力が得られる。これにより小さな電力用半導体素子で大
きな交流出力を得ることが出来る。また従来半導体のス
イッチングでは実用が難しかった数10MHZの高周波出力
が容易に得られるようになる。
【0009】
【実施例】以下、図面について本発明の実施例を詳細に
説明する。図1は本発明の電力変換装置の冷却装置の第
1実施例を示す縦断側面図、図2は同上説明図で、図中
1は電力変換回路としてのインバータ回路である。この
インバータ回路1は電力用半導体素子であるトランジス
タQ1 〜Q4 とコンデンサC1 〜C3 、トランスT1 〜
T4 等の電子部品とからなり、P,N間に入力される直
流電力をG1 ,G2間に入力されるスイッチング指令信
号によりQ1 〜Q4 が交互にオンオフしてU,V間に交
流出力を発生するようになっている。
説明する。図1は本発明の電力変換装置の冷却装置の第
1実施例を示す縦断側面図、図2は同上説明図で、図中
1は電力変換回路としてのインバータ回路である。この
インバータ回路1は電力用半導体素子であるトランジス
タQ1 〜Q4 とコンデンサC1 〜C3 、トランスT1 〜
T4 等の電子部品とからなり、P,N間に入力される直
流電力をG1 ,G2間に入力されるスイッチング指令信
号によりQ1 〜Q4 が交互にオンオフしてU,V間に交
流出力を発生するようになっている。
【0010】該インバータ回路1を絶縁基板11の表面に
銅箔パターン12、部品のハンダ付15、ボンデイングワイ
ヤ14による接続等で形成して電力変換装置を構成する。
その際、必要により裏面のパターン13を利用する。
銅箔パターン12、部品のハンダ付15、ボンデイングワイ
ヤ14による接続等で形成して電力変換装置を構成する。
その際、必要により裏面のパターン13を利用する。
【0011】本発明はこのインバータ回路部分を水密容
器16でカバーして、冷却液2が流通できる水密空間18を
設けた。そして、この水密空間の高さはコンデンサC1
〜C3 、トランスT1 〜T4 等の発熱の小さい部分のと
ころでは高くし、トランジスタQ1 〜Q4 の如く発熱量
の大きいところでは低い狭隘空間18aとして該狭隘空間
18aでは流速を高めるようにする。
器16でカバーして、冷却液2が流通できる水密空間18を
設けた。そして、この水密空間の高さはコンデンサC1
〜C3 、トランスT1 〜T4 等の発熱の小さい部分のと
ころでは高くし、トランジスタQ1 〜Q4 の如く発熱量
の大きいところでは低い狭隘空間18aとして該狭隘空間
18aでは流速を高めるようにする。
【0012】この冷却液2としては絶縁性の高い化学的
に安定なふっ化炭素の如き液体が使用され、水密容器16
の前記水密空間18の出入口は図3に示すようにポンプ5
と冷却器4を連結して水密容器16から冷却器4へ行き、
この冷却器4からポンプ5を介して水密容器16へもどる
循環液路を形成した。冷却器4はファン41を付設してい
る。
に安定なふっ化炭素の如き液体が使用され、水密容器16
の前記水密空間18の出入口は図3に示すようにポンプ5
と冷却器4を連結して水密容器16から冷却器4へ行き、
この冷却器4からポンプ5を介して水密容器16へもどる
循環液路を形成した。冷却器4はファン41を付設してい
る。
【0013】図2、図3において、3は加熱コイル、31
は被加熱物としてのワークであり、インバータ回路1の
電気出力はU,Vから加熱コイル3、被加熱物ワーク31
等に熱エネルギーとして供給される。ここでは誘導加熱
負荷の例を示しているが、誘電加熱とか超音波負荷等に
も好適である。
は被加熱物としてのワークであり、インバータ回路1の
電気出力はU,Vから加熱コイル3、被加熱物ワーク31
等に熱エネルギーとして供給される。ここでは誘導加熱
負荷の例を示しているが、誘電加熱とか超音波負荷等に
も好適である。
【0014】図4は本発明の第2実施例として、インバ
ータ回路1を冷却した冷却液2を加熱コイル3等の同一
システム内の冷却を要する発熱部にも循環させるように
して液冷コイル32を形成した例を示したものである。こ
れにより一組のポンプと冷却器により加熱コイルおよび
誘電加熱電極等を効果的に小形、高性能化することが出
来る。
ータ回路1を冷却した冷却液2を加熱コイル3等の同一
システム内の冷却を要する発熱部にも循環させるように
して液冷コイル32を形成した例を示したものである。こ
れにより一組のポンプと冷却器により加熱コイルおよび
誘電加熱電極等を効果的に小形、高性能化することが出
来る。
【0015】図5は本発明の第3実施例を示すもので、
図3に示すポンプ5と冷却器4からなる循環液路で冷却
器4のあとにアキュムレータ6を設けた。このアキュム
レータ6内には例えばゴム袋の内部に大気圧より十分高
圧のガス圧Pが封じ込まれており、冷却液2の圧力を常
に数気圧の高圧力に保持するようにする。これによりイ
ンバータ1内のトランジスタ表面を流れる冷却液2は気
化しにくくなり、より高い放熱能力を有することにな
る。
図3に示すポンプ5と冷却器4からなる循環液路で冷却
器4のあとにアキュムレータ6を設けた。このアキュム
レータ6内には例えばゴム袋の内部に大気圧より十分高
圧のガス圧Pが封じ込まれており、冷却液2の圧力を常
に数気圧の高圧力に保持するようにする。これによりイ
ンバータ1内のトランジスタ表面を流れる冷却液2は気
化しにくくなり、より高い放熱能力を有することにな
る。
【0016】第4〜第6実施例として、図6〜図8に示
すように絶縁基板11の下にも水密空間18を設け、この水
密空間18の特定部分を狭隘空間18aとして冷却液2を高
速で通流させるようにした。このように絶縁基板11の表
裏両面に冷却液2を流通させることでさらに冷却能力を
高めると同時に基板11の機械的強度を弱めることすなわ
ち基板を薄くすることができる。
すように絶縁基板11の下にも水密空間18を設け、この水
密空間18の特定部分を狭隘空間18aとして冷却液2を高
速で通流させるようにした。このように絶縁基板11の表
裏両面に冷却液2を流通させることでさらに冷却能力を
高めると同時に基板11の機械的強度を弱めることすなわ
ち基板を薄くすることができる。
【0017】図6の例では、絶縁基板11に熱伝達の特に
良好なちっ化アルミ等のセラミック基板を用いた上で基
板11の裏面にも冷却液2を所定の部分に高速で流通させ
るものである。これにより冷却能力は30〜50%増加す
る。なお、冷却液2の速度を全体に高速にすることは圧
力損が過大となりポンプ5の能力を大きくすることにな
るので得策ではない。
良好なちっ化アルミ等のセラミック基板を用いた上で基
板11の裏面にも冷却液2を所定の部分に高速で流通させ
るものである。これにより冷却能力は30〜50%増加す
る。なお、冷却液2の速度を全体に高速にすることは圧
力損が過大となりポンプ5の能力を大きくすることにな
るので得策ではない。
【0018】図7は発熱部品を絶縁基板11の表裏両面に
配置した例を示すもので、これにより基板11の面積を大
幅に節約できる。また、図8は水密容器を水密容器16,1
7 の分割体の結合で構成し、絶縁基板11をこれら水密容
器16,17 内に納めるようにした。絶縁基板11の水密保持
はこの方が行いやすい。しかし電気的な入出力端子が必
要で、本実施例では金属の端子ピン21で基板11上のパタ
ーン12と端子板23を接触導通し、Oリング22で水密を保
持させた。この場合、接触圧力を保持するためクョショ
ン24を介して圧力Fで常時押し付けておくようにする。
このように圧接端子を利用することにより基板の組立分
解がハンダ付を外すことなく容易にできる。
配置した例を示すもので、これにより基板11の面積を大
幅に節約できる。また、図8は水密容器を水密容器16,1
7 の分割体の結合で構成し、絶縁基板11をこれら水密容
器16,17 内に納めるようにした。絶縁基板11の水密保持
はこの方が行いやすい。しかし電気的な入出力端子が必
要で、本実施例では金属の端子ピン21で基板11上のパタ
ーン12と端子板23を接触導通し、Oリング22で水密を保
持させた。この場合、接触圧力を保持するためクョショ
ン24を介して圧力Fで常時押し付けておくようにする。
このように圧接端子を利用することにより基板の組立分
解がハンダ付を外すことなく容易にできる。
【0019】図9〜図11は半導体素子Q1 としてMOS
FETを使用し、これにボンデイングワイヤ14を施した
例を示すものである。半導体素子Q1 の下面はD(ドレ
イン)でパターン12にハンダ付される。S(ソース)は
主回路電流が流れるので複数のワイヤ14で接続される。
G(ゲート)はこの例では1本のワイヤ14で接続され
る。
FETを使用し、これにボンデイングワイヤ14を施した
例を示すものである。半導体素子Q1 の下面はD(ドレ
イン)でパターン12にハンダ付される。S(ソース)は
主回路電流が流れるので複数のワイヤ14で接続される。
G(ゲート)はこの例では1本のワイヤ14で接続され
る。
【0020】通常ボンデイングワイヤ14は純アルミ等の
やわらかい金属線が使用され機械的には弱いものであ
る。ここに高速の冷却液2が通流するとワイヤ14の周辺
には渦が発生し機械的な振動が発生しワイヤ14を破断す
る恐れがある。これを防ぐには冷却液2の流れ方向とワ
イヤ14の方向を30°以内で一致させるのが有効であ
る。このようにすれば、ボンデイングワイヤ14の強度を
節約して流速を高めたり、信頼性を高めることが出来
る。
やわらかい金属線が使用され機械的には弱いものであ
る。ここに高速の冷却液2が通流するとワイヤ14の周辺
には渦が発生し機械的な振動が発生しワイヤ14を破断す
る恐れがある。これを防ぐには冷却液2の流れ方向とワ
イヤ14の方向を30°以内で一致させるのが有効であ
る。このようにすれば、ボンデイングワイヤ14の強度を
節約して流速を高めたり、信頼性を高めることが出来
る。
【0021】
【発明の効果】以上述べたように本発明の電力変換装置
の冷却装置は、半導体の発熱部である表面に直接高速の
冷却液をふっとうさせることなく通流させるようにした
ので、高い電力密度の放熱が可能となり、同一半導体で
より大きな電気的出力又はより高周波の電力を取り出す
ことができるものである。
の冷却装置は、半導体の発熱部である表面に直接高速の
冷却液をふっとうさせることなく通流させるようにした
ので、高い電力密度の放熱が可能となり、同一半導体で
より大きな電気的出力又はより高周波の電力を取り出す
ことができるものである。
【0022】また、冷却器の能力を増して冷却液を室温
以下(例えば10°C以下とか0°C以下)に下げること
で電力変換装置の出力をより増加することもでき、さら
に、ふっとう冷却ではないのでより多量の冷却液を通流
する必要はあるが、わずかな漏れとかわずかな水分、空
気の混入は支障とならないため取扱い、構造が簡便です
むものである。
以下(例えば10°C以下とか0°C以下)に下げること
で電力変換装置の出力をより増加することもでき、さら
に、ふっとう冷却ではないのでより多量の冷却液を通流
する必要はあるが、わずかな漏れとかわずかな水分、空
気の混入は支障とならないため取扱い、構造が簡便です
むものである。
【図1】本発明の電力変換装置の冷却装置の第1実施例
を示す縦断側面図である。
を示す縦断側面図である。
【図2】本発明の電力変換装置の冷却装置の第1実施例
を示す説明図である。
を示す説明図である。
【図3】本発明の電力変換装置の冷却装置の第1実施例
を示す配管図である。
を示す配管図である。
【図4】本発明の電力変換装置の冷却装置の第2実施例
を示す配管図である。
を示す配管図である。
【図5】本発明の電力変換装置の冷却装置の第3実施例
を示す配管図である。
を示す配管図である。
【図6】本発明の電力変換装置の冷却装置の第4実施例
を示す縦断側面図である。
を示す縦断側面図である。
【図7】本発明の電力変換装置の冷却装置の第5実施例
を示す縦断側面図である。
を示す縦断側面図である。
【図8】本発明の電力変換装置の冷却装置の第6実施例
を示す縦断側面図である。
を示す縦断側面図である。
【図9】本発明の電力変換装置の冷却装置の第7実施例
を示す要部の平面図である。
を示す要部の平面図である。
【図10】本発明の電力変換装置の冷却装置の第7実施
例を示す要部の縦断側面図である。
例を示す要部の縦断側面図である。
【図11】本発明の電力変換装置の冷却装置の第7実施
例を示す半導体素子の説明図である。
例を示す半導体素子の説明図である。
1…インバータ回路 2…冷却液
3…コイル 4…冷却器
5…ポンプ 6…アキュム
レータ 11…絶縁基板 12, 13…銅箔
パターン 14…ボンディングワイヤ 15…ハンダ付 16,17 …水密容器 18…水密空間 18a…狭隘空間 21…端子ピン 22…Oリング 23…端子板 24…クッション 31…ワーク 32…液冷コイル 41…ファン
レータ 11…絶縁基板 12, 13…銅箔
パターン 14…ボンディングワイヤ 15…ハンダ付 16,17 …水密容器 18…水密空間 18a…狭隘空間 21…端子ピン 22…Oリング 23…端子板 24…クッション 31…ワーク 32…液冷コイル 41…ファン
Claims (7)
- 【請求項1】 ダイオード、サイリスタ、トランジスタ
等の電力用半導体素子とコンデンサ、リアクトル、トラ
ンス、抵抗等の電子部品を組合せてなるスイッチングに
よる電力変換回路を絶縁基板上に銅箔パターンとボンデ
イングワイヤ、ハンダ付等により構成してなる電力変換
装置において、絶縁基板上に水密容器による水密空間を
設け、かつ特に発熱する半導体素子の表面を狭隘空間と
してこの水密空間に絶縁性の高い冷却液を強制循環させ
ることを特徴とする電力変換装置の冷却装置。 - 【請求項2】 冷却液を同一システム内の加熱コイルま
たは加熱電極等の冷却を要する加熱部分にも循環させる
請求項1記載の電力変換装置の冷却装置。 - 【請求項3】 水密空間に対し、ポンプ、冷却器からな
る冷却液の強制循環路にアキュムレータを設けて液圧を
大気圧より十分高く保持する請求項1または請求項2記
載の電力変換装置の冷却装置。 - 【請求項4】 絶縁基板下にも水密空間を設け、この水
密空間の特定部分を狭隘空間として冷却液を高速で通流
させる請求項1乃至請求項3の1つに記載の電力変換装
置の冷却装置。 - 【請求項5】 絶縁基板の両面に発熱部を配置する請求
項1または請求項4記載の電力変換装置の冷却装置。 - 【請求項6】 水密容器を貫通する端子ピンをOリング
で水密とし、端子板と端子ピンと絶縁基板とを常時圧接
している請求項1記載の電力変換装置の冷却装置。 - 【請求項7】 ボンディングワイヤの方向と冷却液の通
流方向を30°以内で一致させる請求項1記載の電力変
換装置の冷却装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3214346A JPH0536876A (ja) | 1991-07-30 | 1991-07-30 | 電力変換装置の冷却装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3214346A JPH0536876A (ja) | 1991-07-30 | 1991-07-30 | 電力変換装置の冷却装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0536876A true JPH0536876A (ja) | 1993-02-12 |
Family
ID=16654247
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3214346A Pending JPH0536876A (ja) | 1991-07-30 | 1991-07-30 | 電力変換装置の冷却装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0536876A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6477965B2 (en) * | 2000-03-10 | 2002-11-12 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Power conversion device for a rail way vehicle |
JP2004297069A (ja) * | 2003-03-27 | 2004-10-21 | Stmicroelectronics Inc | 露出されている集積回路ダイ表面の直接的対流冷却用のシステム及び方法 |
JP2013034271A (ja) * | 2011-08-01 | 2013-02-14 | Denso Corp | 電源装置 |
-
1991
- 1991-07-30 JP JP3214346A patent/JPH0536876A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6477965B2 (en) * | 2000-03-10 | 2002-11-12 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Power conversion device for a rail way vehicle |
JP2004297069A (ja) * | 2003-03-27 | 2004-10-21 | Stmicroelectronics Inc | 露出されている集積回路ダイ表面の直接的対流冷却用のシステム及び方法 |
JP4657617B2 (ja) * | 2003-03-27 | 2011-03-23 | エスティーマイクロエレクトロニクス,インコーポレイテッド | 露出されている集積回路ダイ表面の直接的対流冷却用のシステム及び方法 |
JP2013034271A (ja) * | 2011-08-01 | 2013-02-14 | Denso Corp | 電源装置 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5864466A (en) | Thermosyphon-powered jet-impingement cooling device | |
US6064572A (en) | Thermosyphon-powered jet-impingement cooling device | |
JP4775475B2 (ja) | 電力変換装置 | |
US20080266801A1 (en) | Phase change cooled power electronic module | |
US10957621B2 (en) | Heat sink for a power semiconductor module | |
CN110660762A (zh) | 热传递结构、电力电子模块及其制造方法以及冷却元件 | |
JP2000091884A (ja) | 電子回路装置 | |
JP2002095267A (ja) | インバータ装置 | |
Acharya et al. | Thermal performance evaluation of a 1.7-kV, 450-A SiC-MOSFET based modular three-phase power block with wide fundamental frequency operations | |
JPH042156A (ja) | 電力用半導体装置 | |
Shaw et al. | Enhanced thermal management by direct water spray of high-voltage, high power devices in a three-phase, 18-hp AC motor drive demonstration | |
JP2989976B2 (ja) | 回路冷却器 | |
WO2018076177A1 (en) | Cooling package and power module | |
JPH0536876A (ja) | 電力変換装置の冷却装置 | |
JP6594290B2 (ja) | 電力変換装置 | |
JP7164545B2 (ja) | 半導体装置、パワーモジュールおよび電源装置 | |
KR102540540B1 (ko) | 비등 냉각 장치 | |
US6211567B1 (en) | Top heatsink for IGBT | |
JP2002369528A (ja) | Dc−dcコンバータ装置 | |
Cerezo | Improving the Power Efficiency of Welding Machines using 1200 V CoolSiC (TM) MOSFET Discretes with. XT Interconnection Technology | |
JP4385393B2 (ja) | プリント基板と放熱板との接続構造 | |
Gillot et al. | A new packaging technique for power multichip modules | |
JP2594688B2 (ja) | 浸漬dc―dcコンバータ冷却器 | |
McCluskey et al. | Power electronics thermal packaging and reliability | |
JP2011129644A (ja) | 高周波電源装置 |