[發明專利]電力轉換裝置

有效

• 申請號: 201110304641.2
• 申請日: 2008-08-11
• 公開（公告）號: CN102355143A
• 公開（公告）日: 2012-02-15
• 發明（設計）人: 錦見總德;中津欣也
• 申請（專利權）人: 株式會社日立制作所
• 主分類號: H02M7/00
• 分類號: H02M7/00;B60L11/18;H05K7/20
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 雒運樸

技術領域

本發明涉及一種將直流電轉換為交流電，或者將交流電轉換為直流電的電力轉換裝置。

背景技術

電力轉換裝置，具備將直流電源供給的直流電轉換成用來提供給旋轉電機等交流電負載的交流電的功能，或者具備將由旋轉電機發電的交流電轉換成用來提供給直流電源的直流電的功能。為了實現上述轉換功能，電力轉換裝置具有包括開關元件的逆變電路，它通過上述開關元件反復進行導通操作和關斷操作，來進行直流電向交流電或者交流電向直流電的上述電力轉換。

由于電流被上述開關動作截止，所以電路中存在的電感就會產生尖峰(spike)電壓。為了降低該尖峰電壓，優選在設置平滑電容的同時，降低直流電路的電感。通過降低電感來抑制尖峰電壓的技術，已經在專利文獻1(特開2002-34268號公報)中有所記載。據上述專利文獻1記載，縮短平滑電容與開關元件間的布線長度，可以降低電感，減小尖峰電壓。

搭載在車輛上的電力轉換裝置接受來自車載電源的直流電，并將該直流電轉換成例如提供給車輛驅動用旋轉電機的3相交流電。由于對車輛驅動用旋轉電機產生轉矩的要求比初期的旋轉電機大，因此，電力轉換裝置所轉換的電力存在變大的傾向。此外，由于與設置在工廠內的一般工業機械的電力轉換裝置相比，搭載在車輛上的電力轉換裝置被使用在較高的溫度環境中，因此，與一般電力轉換裝置相比，優選車輛用電力轉換裝置盡可能降低電力轉換裝置本身所產生的熱。在電力轉換裝置本身所產生的熱當中，構成逆變電路的開關元件所產生的熱占較大比重，所以優選盡可能降低開關元件的發熱。

由于上述開關元件在從關斷狀態切換到導通狀態時、或者從導通狀態切換到關斷狀態時發熱量增大，所以優選降低上述切換操作時的發熱。為了降低該發熱量，減少上述開關元件的上述切換操作時間是第1對策。此外，通過延長開關元件的上述開關動作的間隔、即減少單位時間的開關元件的操作次數來減少總發熱量是第2對策。在上述第2對策中，過份延長開關元件的上述開關動作的間隔，有可能使控制精度下降，所以大幅減少單位時間的開關元件的操作次數是有限度的。

專利文獻2(特開2007-143272號公報)公開了通過實現低電感化，來減少逆變電路的開關元件進行切換所需的時間、降低開關元件1次開關動作當中的發熱量的技術。

【專利文獻1】特開2002-034268號公報

【專利文獻2】特開2007-143272號公報

像上述背景技術所述的那樣，上述專利文獻1所述技術存在欠缺的一面，它沒有考慮在上述開關元件進行切換操作時降低發熱。

上述專利文獻2雖然記載了低電感化可以降低開關元件1次操作的發熱量以及用來實現低電感化的技術，但是對于電力轉換裝置尤其是車載用電力轉換裝置，由于車載內部空間狹小，所以優選在降低發熱量的同時，要進一步使電力轉換裝置小型化，在這一點上，專利文獻2仍存在課題。

當電力轉換裝置所轉換的電力量增大時，裝置出現大型化傾向，所以優選即使電力量增大，也能盡量抑制裝置體積增大。例如優選設法使電力轉換裝置單位體積的可轉換的最大電力值增大。為此，優選同時實現低電感化和小型化。這里所謂小型化是指盡可能增大電力轉換裝置單位體積的可轉換的最大電力值。

發明內容

本發明的目的在于提供同時實現低電感化和小型化的電力轉換裝置。

本發明的電力轉換裝置的一個特征如下。

電力轉換裝置的特征是具備：功率組件，其具有構成逆變電路的上臂用和下臂用的多個開關元件、用來使所述多個開關元件產生的熱散熱的金屬基板、直流端子和交流端子；電容組件，其具有直流端子，用于進行平滑；驅動電路部，用來驅動所述功率組件；冷卻水流路，用來通行冷卻水；和框體，其內置所述功率組件、所述電容組件、所述驅動電路部和所述冷卻水流路，并且，以使所述框體被所述冷卻水流路冷卻的方式，將所述冷卻水流路固定在所述框體上，通過將所述冷卻水流路配置在所述框體內，所述框體內被分為第1和第2的2個區域，在所述第1區域內，所述功率組件被配置成固定在所述冷卻水流路上，在所述第2區域內配置所述電容組件，所述電容組件的直流端子與所述功率組件的直流端子被直接連接。

本發明的電力轉換裝置的另一個特征是，在上述特征的基礎上，所述框體，形成框體的下部和上部開口的形狀，所述第1區域位于所述冷卻水流路與所述上部開口之間，所述第2區域位于所述冷卻水流路與所述下部開口之間，所述下部開口和所述上部開口，分別被下部外殼和上部外殼堵塞，熱傳導路徑在所述下部外殼與所述電容組件之間形成。