功率模块、电力转换装置及电动车辆制造方法及图纸

抑制将蓄积在平滑电容器中的电荷放电的放电电阻的温度上升。本说明书公开了功率模块。该功率模块具备：第一引线框架；第二引线框架；串联连接在第一引线框架与第二引线框架之间的第一半导体开关及第二半导体开关；连接在第一引线框架与第二引线框架之间的电阻器；及将第一引线框架、第二引线框架、第一半导体开关、第二半导体开关及电阻器封入的树脂制的封装体。在该功率模块中，在封装体的至少一部分形成有将来自第一引线框架及/或第二引线框架的热量散热的散热部。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】功率模块、电力转换装置及电动车辆
本专利技术涉及功率模块、电力转换装置及电动车辆。
技术介绍
在电动车辆的电力转换装置设有用于对输入输出电压进行平滑化的平滑电容器。在设置有平滑电容器的情况下，当电动车辆的电力系统停止时，需要将蓄积在平滑电容器中的电荷放电。作为用于将电荷放电的一个对策，有时设置放电电阻。当设置放电电阻时，即便在电动车辆的电力系统正常动作期间，放电电阻也会流过微小电流，放电电阻发热。当因放电电阻的发热而平滑电容器被加热时，平滑电容器的特性劣化。因此，以往开发有一种保护平滑电容器免于受到放电电阻的发热的技术。在专利文献1中公开了一种在设有平滑电容器和放电电阻的电力转换装置中，即使放电电阻发热也难以将平滑电容器加热的结构。【在先技术文献】【专利文献】【专利文献1】日本特开2008-211129号公报
技术实现思路
在现有技术中，虽然平滑电容器的耐热性得以确保，但放电电阻器本身发热而成为高温，因此不得不使用水泥电阻等的耐热性高的电阻器作为放电电阻，从而导致制造成本的上升。只要能够抑制放电电阻的温度上升，就可以使用耐热性比以往低的电阻器作为放电电阻，从而能够减少制造成本。本说明书公开了功率模块。该功率模块具备：第一引线框架；第二引线框架；串联连接在第一引线框架与第二引线框架之间的第一半导体开关及第二半导体开关；连接在第一引线框架与第二引线框架之间的电阻器；封入了第一引线框架、第二引线框架、第一半导体开关、第二半导体开关及电阻器的树脂制的封装体。在该功率模块中，在封装体的至少一部分形成有将来自第一引线框架及/或第二引线框架的热量散热的散热部。在此所谓“引线框架”是具有导电性及导热性的构件，是能够进行向第一半导体开关及/或第二半导体开关的电力的供给和来自第一半导体开关及/或第二半导体开关的传热的构件。典型的情况是引线框架为金属细长板。在此所谓“半导体开关”是指通过IGBT等开关元件的动作而能够切换电路的导通/非导通的半导体装置。需要说明的是，引线框架的一部分由封装体封入，但其他部分从封装体露出。上述的功率模块具备在例如升压电路、三相逆变器电路等中使用的第一半导体开关与第二半导体开关的组。在该功率模块中，由第一半导体开关及第二半导体开关产生的热量经由第一引线框架及/或第二引线框架从散热部向外部放出。在该功率模块中，可以利用来自散热部的散热对伴随着开关动作而发热的第一半导体开关及第二半导体开关进行冷却。在使用上述的功率模块作为与平滑电容器一起使用的升压电路或三相逆变器电路的构成部件时，能够使被封入封装体的电阻器作为平滑电容器的放电电阻发挥功能。在该功率模块中，由电阻器产生的热量经由第一引线框架及/或第二引线框架进行传导，从散热部向外部放出。由此，能够抑制作为平滑电容器的放电电阻发挥功能的电阻器的温度上升。作为放电电阻，可以使用耐热性低的材料，能够减少制造成本。另外，在上述的功率模块中，不再需要为了将放电电阻相对于平滑电容器并联安装而以往所需要的螺栓、金属线、线缆、端子等的零件。能够削减零件个数，减轻组装作业的劳力。上述的功率模块中，优选的是，电阻器为表面安装电阻器，电阻器软钎焊于第一引线框架和第二引线框架。在上述的功率模块中，向第一引线框架及第二引线框架的安装可以通过回流焊接进行。第一半导体开关及第二半导体开关向第一引线框架及第二引线框架的安装通常也通过回流焊接进行。根据上述的功率模块，在相同的回流焊接的作业工序中，能够进行第一半导体开关及第二半导体开关的安装和电阻器的安装这两者。从而能够简化组装作业所需的夹具并减轻组装作业的劳力。上述的功率模块中，优选的是，在第一引线框架和第二引线框架形成用于安装电阻器的凹陷。根据上述的功率模块，能够防止安装电阻器引起的功率模块的大型化。从而能够实现功率模块的小型化。上述的功率模块中，优选的是，封装体形成为扁平的长方体形状，在封装体的两侧面形成散热部。根据上述的功率模块，能够从两侧面对功率模块进行冷却，从而能够提高冷却効率。上述的功率模块中，优选的是，还具备连接在第一半导体开关与第二半导体开关之间的第三引线框架，第三引线框架也被封入封装体，第一引线框架的外侧表面及第二引线框架的外侧表面在功率模块的一侧的侧面露出，第三引线框架的外侧表面在功率模块的另一侧的侧面露出，电阻器的一端与第一引线框架的内侧表面连接，电阻器的另一端与第二引线框架的内侧表面连接。根据上述的功率模块，不会使功率模块的尺寸大型化，而能够实现可从两面进行冷却的结构。或者，上述的功率模块中，优选的是，还具备：串联地连接在第一半导体开关与第二半导体开关之间的第三引线框架及第四引线框架；及连接在第三引线框架与第四引线框架之间的导电性桥，第三引线框架、第四引线框架及导电性桥也被封入封装体，第一引线框架的外侧表面及第四引线框架的外侧表面在功率模块的一侧的侧面露出，第二引线框架的外侧表面及第三引线框架的外侧表面在功率模块的另一侧的侧面露出，电阻器的一端与第一引线框架的内侧表面连接，电阻器的另一端与第二引线框架的内侧表面连接，导电性桥的一端与第三引线框架的内侧表面连接，导电性桥的另一端与第四引线框架的内侧表面连接。根据上述的功率模块，也不会使功率模块的尺寸大型化，而能够实现可从两面进行冷却的结构。本说明书也公开一种电力转换装置。该电力转换装置具备上述的功率模块和平滑电容器。本说明书还公开了一种电动车辆。该电动车辆具备上述的电力转换装置和电动机。本说明书公开的技术的详细情况通过以下的专利技术的实施方式进行说明。附图说明图1是示意性地表示第一实施例及第二实施例的电动车辆10的电力系统的图。图2是表示第一实施例及第二实施例的放电电阻28和三相逆变器电路24的电路结构的图。图3是表示第一实施例的功率板46的外观的立体图。图4是从一侧的侧面观察第一实施例的功率板46而得到的图。图5是以图4的V-V剖面观察第一实施例的功率板46的剖视图。图6是表示第二实施例的功率板100的外观的立体图。图7是从一侧的侧面观察第二实施例的功率板100而得到的图。图8是以图7的VIII-VIII剖面观察第二实施例的功率板100的剖视图。图9是以图7的IX-IX剖面观察第二实施例的功率板100的剖视图。具体实施方式(第一实施例)图1表示电动车辆10的电力系统。电动车辆10具备蓄电池12、电力转换装置14、及电动机16。电动车辆10将蓄积在蓄电池12中的电力经由电力转换装置14向电动机16供给，使车轮的驱动轴旋转。另外，在蓄电池12为二次电池的情况下，在电动车辆10减速时，将由在电动机16的再生发电而产生的电力经由电力转换装置14向蓄电池12供给，能够对蓄电池12充电。电动车辆10既可以是电池式电动车，也可以是混合动力车。蓄电池12既可以是锂离子电池等二次电池，也可以是燃料电池等一次电池。电动机16是使车轮的驱动轴旋转的三相交流电动机。电力转换装置14具备升压电路20、第一平滑电容器22、三相逆变器电路24、第二平滑电容器26、及放电电阻28。升压电路20是使从蓄电池12供给的电压升压至适合于电动机16的驱动的电压的DC/DC转换器。在本实施例中，从蓄电池12供给的电压为300V，适合于电动机16的驱动的电压为600V。另外，升压电路20也可以将在电动本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种功率模块，其具备：第一引线框架；第二引线框架；串联连接在第一引线框架与第二引线框架之间的第一半导体开关及第二半导体开关；连接在第一引线框架与第二引线框架之间的电阻器；及封入了第一引线框架、第二引线框架、第一半导体开关、第二半导体开关及电阻器的树脂制的封装体，在封装体的至少一部分形成有将来自第一引线框架及/或第二引线框架的热量散热的散热部。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种功率模块，其具备：第一引线框架；第二引线框架；串联连接在第一引线框架与第二引线框架之间的第一半导体开关及第二半导体开关；连接在第一引线框架与第二引线框架之间的电阻器；串联地连接在第一半导体开关与第二半导体开关之间的第三引线框架及第四引线框架；连接在第三引线框架与第四引线框架之间的导电性桥；以及封入了第一引线框架、第二引线框架、第一半导体开关、第二半导体开关、电阻器、第三引线框架、第四引线框架及导电性桥的树脂制的封装体，封装体形成为扁平的长方体形状，在封装体的两侧面形成散热部，第一引线框架的外侧表面及第四引线框架的外侧表面在功率模块的一侧的侧面露出，第二引线框架的...

【专利技术属性】
技术研发人员：渥美贵司，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP