[發明專利]功率轉換裝置

在審

• 申請號: 201280055716.0
• 申請日: 2012-11-14
• 公開（公告）號: CN103930986A
• 公開（公告）日: 2014-07-16
• 發明（設計）人: 柴田美里;田中泰仁
• 申請（專利權）人: 富士電機株式會社
• 主分類號: H01L23/36
• 分類號: H01L23/36;H01L23/40;H01L25/07;H01L25/18;H02M7/48;H05K7/20
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 韓俊

技術領域

本發明涉及一種功率轉換裝置，在該功率轉換裝置中，在內置有功率轉換用的半導體開關元件的半導體功率模塊上，將安裝基板支承為與上述半導體功率模塊之間保持規定間隔，其中，在上述安裝基板上安裝有包括對上述半導體開關元件進行驅動的發熱電路部件的電路部件。

背景技術

作為這種功率轉換裝置，已知有專利文獻1記載的功率變化裝置。這種功率轉換裝置構成為在筐體內配置有水冷套，并在上述水冷套上配置有半導體功率模塊以進行冷卻，其中，上述半導體功率模塊內置有作為功率轉換用的半導體開關元件的IGBT。另外，在筐體內，在半導體功率模塊的與水冷套相反的一側以隔著規定距離的方式配置有控制電路基板，將在上述控制電路基板上產生的熱經由散熱構件傳遞到對控制電路基板進行支承的金屬基底板，再將傳遞到金屬基底板的熱經由對該金屬基底板進行支承的筐體的側壁傳遞到水冷套。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本專利特許第4657329號公報

發明內容

發明所要解決的技術問題

然而，在上述專利文獻1記載的現有例中，將在控制電路基板上產生的熱以控制電路基板→散熱構件→金屬基底板→筐體→水冷套的路徑進行散熱。因此，筐體被用作傳熱路徑的一部分，因而要求筐體也具有良好的傳熱性，在材料限定為導熱系數高的金屬且要求小型輕量化的功率轉換裝置中，存在無法選擇樹脂等輕型的材料、且很難實現輕量化這樣尚未解決的技術問題。

另外，對于筐體，由于多數情況下要求防水、防塵，因此，一般要在金屬基底板與筐體之間、筐體與水冷套之間涂覆液態密封劑或是放入橡膠制墊圈等。液態密封劑和橡膠制墊圈的導熱系數一般較低，因而，也存在因將液態密封劑和橡膠制墊圈夾設在熱冷卻路徑中而使熱阻增加、冷卻效率下降這樣尚未解決的技術問題。為了解決上述尚未解決的技術問題，也需要將基板及安裝部件沒有完全去除的發熱通過從筐體及筐體蓋的自然對流進行散熱，為了增大筐體及筐體蓋的表面積，使得筐體及筐體蓋的外形增大，從而使功率轉換裝置大型化。

因此，本發明著眼于上述現有例中尚未解決的技術問題而作，其目的在于提供一種能夠將裝載于基板的發熱電路部件的熱高效地散熱到冷卻體，并且能使基板側發揮發熱電路部件的散熱功能的功率轉換裝置。

解決技術問題所采用的技術方案

為了實現上述目的，本發明的第一方面的功率轉換裝置包括：半導體功率模塊，該半導體功率模塊的一個面與冷卻體接合；多個安裝基板，在這些安裝基板上安裝有電路部件，該電路部件包括對上述半導體功率模塊進行驅動的發熱電路部件；傳熱支承構件，該傳熱支承構件對上述安裝基板進行支承；以及熱傳導通路，該熱傳導通路將上述安裝基板的熱經由上述傳熱支承構件傳導至上述冷卻體。此外，上述傳熱支承構件具有從基板周圍的空氣中吸熱的吸熱部。

根據上述結構，能夠將安裝于安裝基板的發熱電路部件的發熱經由傳熱支承構件散熱到冷卻體，并能夠高效地進行發熱電路部件的散熱。

此外，由于在對安裝基板進行支承的傳熱支承構件上形成有吸熱部，因此，能夠從周圍的空氣中吸熱，以發揮使周圍的空氣溫度降低的冷卻效果。

另外，本發明的第二方面的功率轉換裝置包括：半導體功率模塊，該半導體功率模塊在殼體中內置有功率轉換用的半導體開關元件，并在上述殼體的一個面上形成有與冷卻體接觸的冷卻構件；安裝基板，在該安裝基板上安裝有電路部件，該電路部件包括對上述半導體開關元件進行驅動的發熱電路部件；傳熱支承構件，該傳熱支承構件將上述安裝基板支承為與上述半導體功率模塊之間保持規定間隔，并且上述傳熱支承構件不經由包圍上述半導體功率模塊及各上述安裝基板的筐體，而直接與上述冷卻體接觸。此外，上述傳熱支承構件包括對上述安裝基板進行支承的傳熱支承板部和從周圍的空氣中吸熱的吸熱部。

根據上述結構，能夠將安裝于安裝基板的發熱電路部件的發熱經由獨立于筐體的傳熱支承構件散熱到冷卻體，并能夠高效地進行發熱電路部件的散熱。在這種情況下，安裝基板與冷卻體通過傳熱支承構件，不經由包圍半導體功率模塊及各安裝基板的筐體，而是直接接觸，因此，能夠在不考慮筐體的導熱系數的情況下形成筐體，并能夠提高設計的自由度。

此外，由于在對安裝基板進行支承的傳熱支承構件上形成有吸熱部，因此，能夠從周圍的空氣中吸熱，以發揮使周圍的空氣溫度降低的冷卻效果。

另外，在本發明的第三方面的功率轉換裝置中，上述傳熱支承構件具有傳熱側板部，該傳熱側板部對上述傳熱支承板部的側面進行固定支承，并與上述冷卻體接觸。