[發明專利]電力轉換裝置、內置該電力轉換裝置的電動機、搭載該電動機的空調和搭載該電動機的換氣送風設備

有效

• 申請號: 201180044346.6
• 申請日: 2011-02-14
• 公開（公告）號: CN103098352A
• 公開（公告）日: 2013-05-08
• 發明（設計）人: 山田倫雄;山本峰雄;石井博幸;長谷川智之
• 申請（專利權）人: 三菱電機株式會社
• 主分類號: H02K11/00
• 分類號: H02K11/00
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 樓高潮

技術領域

本發明涉及一種由使用半導體模塊的電力轉換電路基板構成的電力轉換裝置、內置該電力轉換裝置的電動機、搭載該電動機的空調和搭載該電動機的換氣送風設備。

背景技術

近年來，密封集成電路（以下簡稱ＩＣ）的封裝體不斷小型化，與表面安裝對應的封裝體也廣泛地使用。特別是安裝在電動機內部的電力轉換裝置中的ＩＣ由于其小型化的需求而使用上述的與表面安裝對應的封裝體的例子不斷增加。但是，由于在電動機中使用的ＩＣ要求較大的容許消耗電力，因此為了其散熱而必須在安裝方面采取措施（例如參照專利文獻1）。

此外，前提是這些表面安裝的ＩＣ通過回流焊接安裝于印刷基板（例如參照專利文獻2）。

專利文獻

專利文獻1：日本特開平5－259666號公報（第2頁、圖1）

專利文獻2：日本特開2005－333099號公報（第3－4頁、圖1）

發明內容

然而，專利文獻1中所示的電力轉換裝置需要散熱用鈑金部件，還需要與印刷基板的ＧＮＤ端子實施軟釬焊，不同于基板制作時的焊接操作，還需要另外的焊接操作，存在加工費高的問題。

此外，印刷基板上的ＩＣ的配置位置需要考慮與金屬板的位置關系，導致安裝位置受限制，因而也存在以下問題：不能充分獲得基于ＩＣ的表面安裝化帶來的電力轉換電路基板、電動機和搭載其的設備小型化的效果。

此外，為了使用霍爾元件對轉子的旋轉位置進行檢測，在將該霍爾元件安裝在印刷基板的定子一側（轉子一側）的情況下，在將向該定子提供電流的功率元件（ＩＣ）安裝于相同的印刷基板時，為了避免因定子的發熱導致功率元件（ＩＣ）的損壞，將其設置在定子相反一側，其結果，導致在印刷基板的表面背面的安裝面上混載主要的元件，存在不能充分實現作為電力轉換電路基板的小型化的問題。

此外，專利文獻2中所示電力轉換裝置由于ＩＣ和基板通過回流焊接而結合，因此與ＤＩＰ（ＤｕａｌＩｎ－ｌｉｎｅＰａｃｋａｇｅ，雙列直插封裝）或者基于手工軟釬焊的焊接的機械強度相比則較弱。此外，電力轉換電路基板上的功率部件（ＩＣ），與微型計算機等設備相比，發熱量大，功率部件（ＩＣ）的周圍的溫度上升變高，焊接部的變形也變大。此時，存在以下問題：由于焊接的機械強度的降低和焊接部的變形的增加，由ＩＣ引線部周邊的熱收縮決定的焊接部的電接合壽命直接成為電力轉換電路基板的壽命。

此外，因為表面安裝ＩＣ的封裝尺寸變小，所以在對相同的發熱量未進行散熱的情況下，元件的溫度上升變大，為了避免因其溫度上升導致元件損壞而使得作為電力轉換裝置的運轉范圍變窄。此時，在想要通過使用金屬的散熱片，降低元件的溫度的情況下，需要確保高壓的引線與散熱片的絕緣距離，因此，需要加厚封裝體的厚度，存在與表面安裝ＩＣ的小型化背道而行的問題。

此外，散熱片的安裝通常需要緊固螺釘等操作，則用于該加工的成本上升，進而，因為在ＩＣ的封裝體上需要緊固螺釘用的孔，因此還存在封裝尺寸進一步變大的問題。

此外，在將表面安裝ＩＣ安裝在因電動機的散熱而周圍溫度較高的定子一側的情況下，進一步存在為了避免因表面安裝ＩＣ的溫度上升導致元件損壞而運轉范圍變窄的問題。

本發明鑒于上述問題，其目的在于獲得能夠在抑制因半導體元件的溫度上升引起的元件損壞的同時防止電動機的運轉范圍的減小，并且能夠使安裝的基板小型化的電力轉換裝置、內置該電力轉換裝置的電動機和搭載該電動機的空調。

本發明的電力轉換裝置包括：基板，其安裝面與構成電動機的圓環狀的定子所構成的圓環面相對，以與該圓環面隔開規定距離的方式配置，并且在所述定子一側的安裝面上安裝有用于檢測所述電動機的轉子的旋轉位置的霍爾元件；半導體模塊，其安裝在所述基板的定子一側的安裝面上，向所述定子提供高頻電流；以及過熱檢測單元，其安裝在所述基板的定子一側的安裝面上，檢測所述半導體模塊的過熱狀態，其中，在所述過熱檢測單元檢測到該半導體模塊的過熱狀態的情況下，所述半導體模塊限制或者停止向所述定子提供的電流。

根據本發明，通過將半導體模塊等安裝在電動機的定子一側，并對該半導體模塊的過熱狀態進行檢測，起到能夠使電力轉換裝置小型化，并且能夠防止驅動的電動機的運轉范圍減小的效果。

附圖說明

圖1是本發明實施方式1的電力轉換裝置60和內置有該電力轉換裝置60的電動機61的側面斷面圖和俯視透視圖。

圖2是本發明實施方式1的電力轉換裝置60中安裝的逆變器ＩＣ2的結構圖。

圖3是本發明實施方式1的電力轉換裝置60的逆變器ＩＣ2中ＩＣ芯片20的構造圖。