包括具有层叠结构的半导体模块的功率转换设备制造技术

一种电力转换设备包括：具有并入其中的开关元件的半导体模块、电连接至所述半导体模块的组件，以及设置有多个冷却板的层叠冷却器。层叠体通过将至少多个冷却板与半导体模块层叠构成，构成层叠体的多个冷却板之中的至少一个是从堆叠方向上观察的投影面积大于其他冷却板的大面积冷却板，以及组件中的至少一个是特定布置组件，特定布置组件在从堆叠方向观察时，被布置在与大面积冷却板重叠的特定位置中，并且在从与所述堆叠方向正交的方向观察时与层叠体重叠。

A power conversion device including a cascaded semiconductor module

A power conversion device includes a semiconductor module with a switching element incorporated thereinto, a component connected to the semiconductor module, and a cascade cooler equipped with a plurality of cooling plates. The laminate by at least a plurality of cooling plates and stacked semiconductor module, comprising at least one of a plurality of cooling plate laminate of the cooling plate is a large area projection area observed from the stacking direction other than the cooling plate, and at least one of the components is a specific arrangement of components, special arrangement of components in from the observation of stacking direction, are arranged in a specific position overlapping with the large area of cooling plate, and in the direction from the observation and the direction orthogonal to the stack and stack overlap.

【技术实现步骤摘要】
包括具有层叠结构的半导体模块的功率转换设备
本专利技术涉及一种电力转换设备。
技术介绍
存在将被安装在例如电动车辆或混合动力车辆中的电力转换设备，电力转换设备具有其中半导体模块和冷却板被层叠的结构。例如，JP-A2010-16402公开了作为电连接至半导体模块的组件的电容器也与半导体模块和冷却板层叠。通过这样的配置，不仅半导体模块，而且电容器也可以被冷却板冷却。然而，在通过将组件与半导体模块和冷却板层叠在一起而构成层叠体的情况下，可认为如果层叠体的堆叠方向的尺寸变大，则不利于抗振性。一方面，如果组件偏离层叠体布置，则组件的冷却不能通过冷却板执行。
技术实现思路
本公开提供了一种电力转换设备，其抗振性优异且能够执行组件的冷却。本公开的实施例是一种电力转换设备，包括：并入开关元件的半导体模块、电连接至所述半导体模块的多个组件，以及设置有多个冷却板的层叠冷却器、通过将至少所述多个冷却板与所述半导体模块层叠构成的层叠体。构成所述层叠体的所述多个冷却板之中的至少一个是其中从堆叠方向上观察的投影面积大于所述冷却板的的投影面积的大面积冷却板，以及所述组件中的至少一个是特定布置组件，特定布置组件在从所述堆叠方向观察时，被布置在与所述大面积冷却板重叠的特定位置中，并且在从与所述堆叠方向正交的方向观察时与所述层叠体重叠。在所述功率转换设备中，所述组件中的至少一个是所述特定布置组件。因此，可抑制层叠体的堆叠方向的尺寸，并且使通过大面积冷却板冷却所述组件变得可能。也就是说，所述组件中的至少一个是不作为层叠体的一部分的特定布置组件，因此与组件被形成作为层叠体的一部分的情况相比，层叠体的堆叠方向的尺寸可被最小化。因此，能够提高层叠体的抗振性。进一步，特定布置组件被布置在所述特定位置中，因此，可能通过大面积冷却板直接或间接执行冷却。因此，可在不被并入到层叠体的一部分中的情况下冷却组件中的至少一个。如上所述，所述实施例提供了一种电力转换设备，其具有优异的抗振性并且可以执行组件的冷却。值得注意的是，权利要求书和用于解决问题的方法中所描述的括号中的附图标记表示以下实施例中描述的具体手段之间的对应关系，并且不限制本专利技术的技术范围。附图说明[图1]是根据第一实施例的电力转换设备的侧视图。[图2]是根据第一实施例的电力转换设备的平面图。[图3]是根据第一实施例的电力转换设备的前视图。[图4]是根据第一实施例的电力转换设备的电路示意图。[图5]是电力转换设备的侧视图，其中电容器和电抗器被并入到层叠体的一部分中。[图6]是根据第二实施例的电力转换设备的侧视图。[图7]是根据第三实施例的电力转换设备的侧视图。[图8]是根据第四实施例的电力转换设备的侧视图。[图9]是跨越图8的线IX-IX截取的剖面箭头截面图。[图10]是根据第五实施例的电力转换设备的电路示意图。[图11]是根据第五实施例的电力转换设备的侧视图。[图12]是根据第五实施例的电力转换设备的平面图。[图13]是根据第六实施例的电力转换设备的侧视图。[图14]是根据第七实施例的电力转换设备的侧视图。[图15]是根据第七实施例的电力转换设备的平面图。[图16]是根据第八实施例的电力转换设备的侧视图。[图17]是根据第九实施例的电力转换设备的侧视图。具体实施方式(第一实施例)将参照图1至4说明电力转换设备的实施例。如图1和图2所示，根据第一实施例的电力转换设备1包括半导体模块2、作为电连接至半导体模块2的组件的电容器31、电抗器32与电路板33，以及层叠冷却器4。半导体模块2并入开关元件。层叠冷却器4包括多个冷却板40。层叠体10通过将至少多个冷却板40与半导体模块2层叠组成。组成层叠体10的多个冷却板40中的至少一个是大区域冷却板41，大区域冷却板41在堆叠方向X上的投影面积大于其他冷却板40。在本实施例中，电容器31是布置在特定位置中的特定布置组件30。特定位置指的是，在从堆叠方向X观察时与大面积冷却板41重合，并且从与堆叠方向X正交的方向观察时与层叠体10重叠的位置。而且，布置在特定位置意味着，至少一个部分被布置在与特定位置对应的空间中。因此，特定布置组件30的至少一部分，在从堆叠方向X观察时与大面积冷却板41重叠，并且在从与堆叠方向X正交的方向观察时与层叠体10重叠。在本公开中，层叠体10与特定布置组件30对齐方向被称为高度方向Z，该对齐方向是与堆叠方向X正交的方向。此外，与高度方向Z和堆叠方向X两者正交的方向被称为横向方向Y。作为特定布置组件30的电容器31，在从堆叠方向X观察时与大面积冷却板41重叠，并且在从高度方向Z观察时与层叠体10重叠。在本实施例中，电容器31，如图3所示，在从堆叠方向X观察时安置于大面积冷却板41的轮廓内，并且如图2所示，在从高度方向Z观察时安置于层叠体10的轮廓中。此外，在本实施例中，如图1和2所示，通过将电抗器32与冷却板40和半导体模块2层叠获得层叠体10，电抗器32是除特定布置组件30以外的组件。而且，如图1和3所示，层叠体10被布置在高度方向Z上的两个组件之间。此外，作为两个组件中的一个的电容器31成为特定布置组件30。进一步，彼此相对地布置在的一侧上并且在高度方向Z上把层叠体10夹在中间的两个组件中的另一组件是电路板33，半导体模块2的信号端子3连接至电路板33。即，层叠体10被布置在高度方向Z上的电容器31和电路基板33之间。层叠冷却器4被构成使得冷却剂穿过内部。在每个冷却板40内侧形成冷却剂流动路径。除大面积冷却板41之外的冷却板40中的冷却剂流动路径沿着横向方向Y形成。如图1和2所示，大面积冷却板41被布置在层叠冷却器4之中的堆叠方向X的一端处。此外，大面积冷却板41设置有用于将冷却剂引入层叠冷却器4的冷却剂引入管421，以及用于将冷却剂从层叠冷却器4排出的冷却剂排放管422。电抗器32被布置在大面积冷却板41和相邻的冷却板40之间。就多个冷却板40而言，在堆叠方向X上彼此相邻的冷却板40通过在横向方向Y的两端的连接管43彼此连接。此外，冷却剂引入管421和冷却剂排放管422连接至布置在堆叠方向X的一端的大面积冷却板41。因此，从冷却剂引入管421引入的冷却剂被分流并流至多个冷却板40，并且从冷却剂排放管422排出。而且，半导体模块2、电抗器32和冷却剂在冷却剂流过多个冷却板40时进行热交换。半导体模块2和电抗器32由此被冷却。此外，电容器31被流过大面积冷却板41的冷却剂间接冷却。如图3所示，在从堆叠方向X观察时，冷却板40优选地具有形成于沿着其大致整体的内部的冷却剂流动路径401。具体而言，在从堆叠方向X观察时，大面积冷却板41优选具有形成于与半导体模块2重叠的部分中以及与特定布置组件30重叠的部分中的冷却剂流动路径401。在这种情况下，作为并入层叠体10中的组件的电抗器32和作为具体布置组件30的电容器31可被更有效地冷却。值得注意的是，在除了图3以外的附图中省略了对冷却剂流动路径401的描述。然而，冷却板40可以具有其中未形成冷却剂流动路径的部分。例如，大面积冷却板41可以由设置在面向电抗器32的位置中或不设置在面向电容器31的位置中的冷却剂流动路径构成。关于此，从作为特定布置组件30的电容器31的冷却性能的观点出发，如上所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电力转换设备，包括：半导体模块，所述半导体模块具有并入其中的开关元件，多个组件，所述多个组件电连接至所述半导体模块，层叠冷却器，所述层叠冷却器设置有多个冷却板，以及层叠体，所述层叠体通过将至少多个冷却板与半导体模块层叠而构成，其中构成所述层叠体的多个冷却板之中的至少一个是大面积冷却板，其中从堆叠方向(X)上观察的投影面积大于冷却板的投影面积，并且所述组件中的至少一个是特定布置组件，所述特定布置组件在从堆叠方向观察时，被布置在与所述大面积冷却板重叠的特定位置中，并且在从与所述堆叠方向正交的方向观察时与所述层叠体重叠。

【技术特征摘要】
2016.07.21 JP 2016-1433381.一种电力转换设备，包括：半导体模块，所述半导体模块具有并入其中的开关元件，多个组件，所述多个组件电连接至所述半导体模块，层叠冷却器，所述层叠冷却器设置有多个冷却板，以及层叠体，所述层叠体通过将至少多个冷却板与半导体模块层叠而构成，其中构成所述层叠体的多个冷却板之中的至少一个是大面积冷却板，其中从堆叠方向(X)上观察的投影面积大于冷却板的投影面积，并且所述组件中的至少一个是特定布置组件，所述特定布置组件在从堆叠方向观察时，被布置在与所述大面积冷却板重叠的特定位置中，并且在从与所述堆叠方向正交的方向观察时与所述层叠体重叠。2.根据权利要求1所述的电力转换设备，其特征在于，所述层叠体通过将除所述特定布置组件以外的组件中的至少一个与所述冷却板和半导体模块层叠而获得。3.根据权利要求1或2所述的电力转换设备，其特征在于，所述层叠体被布置在与所述堆叠方向正交的方向上的两个组件之间，并且两个组件中的至少一个是特定布置组件。4.根据权利要求3所述的电力转换设备，其特征在于，在与所述堆叠方向正交的方向上把所述层叠体夹在中间布置的两个组件中的一个是电路板，所述半导体模块的信号端子连接至所述电路板。5.根据权利要求1或2所...

【专利技术属性】
技术研发人员：百濑立二郎，
申请(专利权)人：株式会社电装，
类型：发明
国别省市：日本,JP