功率轉(zhuǎn)換裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種能高效地對(duì)半導(dǎo)體功率模塊進(jìn)行冷卻并使整體結(jié)構(gòu)小型化的功率轉(zhuǎn)換裝置。包括：半導(dǎo)體功率模塊(4)；以及冷卻體(3)，其設(shè)置在所述半導(dǎo)體功率模塊的一個(gè)面?zhèn)?，?duì)該半導(dǎo)體功率模塊進(jìn)行冷卻，所述冷卻體(3)包括：腔體(13)，該腔體(13)與所述半導(dǎo)體功率模塊安裝位置相對(duì)設(shè)置，供冷卻介質(zhì)流通，并具有相對(duì)的長(zhǎng)邊和短邊；向該腔體(13)的一個(gè)長(zhǎng)邊側(cè)提供冷卻介質(zhì)的冷卻介質(zhì)提供部(14)；以及從所述腔體的另一長(zhǎng)邊側(cè)排出冷卻介質(zhì)的冷卻介質(zhì)排出部(15)。
【專利說(shuō)明】功率轉(zhuǎn)換裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及具備對(duì)內(nèi)置有功率轉(zhuǎn)換用半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件的半導(dǎo)體功率模塊進(jìn)行冷 卻的冷卻體的功率轉(zhuǎn)換裝置。

【背景技術(shù)】
[0002] 作為這種功率轉(zhuǎn)換裝置，已知有專利文獻(xiàn)1所記載的功率轉(zhuǎn)換裝置。該功率轉(zhuǎn)換 裝置的殼體內(nèi)設(shè)置有水冷管套，在該水冷套管上配置了半導(dǎo)體功率模塊，該半導(dǎo)體功率模 塊內(nèi)置有作為功率轉(zhuǎn)換用的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件的IGBT，并且該功率轉(zhuǎn)換裝置對(duì)該半導(dǎo)體功率 模塊進(jìn)行冷卻。此外，在殼體內(nèi)，在半導(dǎo)體功率模塊的水冷套管的相反側(cè)隔著規(guī)定距離配置 有控制電路基板，由該控制電路基板產(chǎn)生的熱量經(jīng)由散熱構(gòu)件傳導(dǎo)至對(duì)控制電路基板進(jìn)行 支承的金屬底板，并且傳導(dǎo)至金屬底板的熱量經(jīng)由支承該金屬底板的殼體的側(cè)壁傳導(dǎo)至水 冷套管。這里，作為水冷套管，在長(zhǎng)方形的一個(gè)短邊側(cè)設(shè)有冷卻水入口配管和冷卻水出口配 管，冷卻水從冷卻水入口配管起沿著長(zhǎng)方形的一個(gè)長(zhǎng)邊流動(dòng)，在長(zhǎng)方形的另一短邊側(cè)折返， 并沿著另一長(zhǎng)邊流動(dòng)到冷卻水出口配管，由此形成U字型的冷卻水流路。
[0003] 已知有非專利文獻(xiàn)1所記載的水冷套管。對(duì)于該水冷套管，在供形成在半導(dǎo)體功 率模塊下表面的引腳-翅片插入的引腳-翅片插入?yún)^(qū)域的長(zhǎng)邊方向的一個(gè)端面上設(shè)置供 水口以及排水口的情況下，流速會(huì)不均勻，并且會(huì)局部產(chǎn)生渦流。因此，存在如下問(wèn)題：產(chǎn) 生冷卻能力下降的部位，且壓力損耗變大，使制冷劑循環(huán)的泵需要更高的能力。此外，在引 腳-翅片插入?yún)^(qū)域的長(zhǎng)邊方向的兩端面、即短邊側(cè)的對(duì)角線位置設(shè)置供水口以及排水口的 情況下，從供水口提供的大部分冷卻水會(huì)沿著引腳-翅片插入?yún)^(qū)域的側(cè)壁流動(dòng)，該部分的 流速較快，但在供水口相反側(cè)的側(cè)壁上流速會(huì)變慢，因此流速差會(huì)變大，存在半導(dǎo)體功率模 塊內(nèi)部所搭載的各IGBT、二極管的冷卻能力產(chǎn)生偏差的問(wèn)題。因此，如圖17所示，在水冷套 管100上形成引腳-翅片插入?yún)^(qū)域102,供形成在半導(dǎo)體功率模塊101底面?zhèn)鹊睦鋮s翅片插 入。提出了如下結(jié)構(gòu)：在該引腳-翅片插入?yún)^(qū)域102的一個(gè)長(zhǎng)邊側(cè)的中央位置設(shè)置供水口 103,并在另一長(zhǎng)邊側(cè)的中央部附近的底面設(shè)置排水口 104,從而減少壓力損耗，提高冷卻效 果。此外，在半導(dǎo)體功率模塊101的上表面?zhèn)劝惭b有印刷基板105,并連接有平滑用電容器 106,該印刷基板105安裝有對(duì)內(nèi)置于半導(dǎo)體功率模塊101的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制 的電路元器件。 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn) 專利文獻(xiàn)
[0004] 專利文獻(xiàn)1 :日本專利第4657329號(hào)公報(bào) 非專利文獻(xiàn)
[0005] 非專利文獻(xiàn)1 : F. Nagaune, H. Gohara, S. Adachi, H. Shibata, A. Morozumi, A. Nishiura i^Small Size and High Thermal Conductivity IGBT Module for Automotive Applications (小 尺寸且高熱傳導(dǎo)性的IGBT模塊在汽車(chē)上的應(yīng)用）"，2011年歐洲PCIM會(huì)議會(huì)刊 ρρ· 785-pp. 790. 2011年5月17日至19日在紐倫堡，德國(guó)·


【發(fā)明內(nèi)容】
發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題
[0006] 然而，在上述專利文獻(xiàn)1所記載的現(xiàn)有例中，在水冷套管內(nèi)形成U字型的冷卻水通 路，但由于冷卻水通路較長(zhǎng)，因此，冷卻水入口配管側(cè)與冷卻水出口配管側(cè)的冷卻水溫度差 會(huì)變大，存在冷卻水入口與冷卻水出口的冷卻效果不同這一未解決的問(wèn)題。
[0007] 此外，在非專利文獻(xiàn)1所記載的現(xiàn)有例中，由于壓力損耗較少，因此不需要具有所 需以上的制冷劑循環(huán)能力的泵，而且流速分布比較均勻，因此半導(dǎo)體功率模塊內(nèi)部的各個(gè) 半導(dǎo)體的冷卻效果較為均勻，但排水口 104設(shè)置在水冷套管100的下表面?zhèn)?，因而無(wú)法在例 如水冷套管100的下表面?zhèn)仍O(shè)置平滑用電容器106,如圖18所示，只能將平滑用電容器106 設(shè)置在水冷套管100的側(cè)面?zhèn)?。因此，存在功率轉(zhuǎn)換裝置的結(jié)構(gòu)大型化這一未解決的問(wèn)題。
[0008] 因此，本發(fā)明著眼于上述現(xiàn)有例未解決的問(wèn)題，其目的在于提供一種能高效地對(duì) 半導(dǎo)體功率模塊進(jìn)行冷卻，并能使整體結(jié)構(gòu)小型化的功率轉(zhuǎn)換裝置。 解決技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案
[0009] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所涉及的功率轉(zhuǎn)換裝置的第一方式包括半導(dǎo)體功率模 塊；以及冷卻體，該冷卻體設(shè)置在所述半導(dǎo)體功率模塊的一面?zhèn)?，?duì)該半導(dǎo)體功率模塊進(jìn)行 冷卻。所述冷卻體包括：腔體，該腔體與所述半導(dǎo)體功率模塊安裝位置相對(duì)設(shè)置，供冷卻介 質(zhì)流通，并具有相對(duì)的長(zhǎng)邊以及短邊；向該腔體的一個(gè)長(zhǎng)邊側(cè)提供冷卻介質(zhì)的冷卻介質(zhì)提 供部；以及從所述腔體的另一長(zhǎng)邊側(cè)排出冷卻介質(zhì)的冷卻介質(zhì)排出部。
[0010] 若采用該結(jié)構(gòu)，則冷卻介質(zhì)提供部能使冷卻介質(zhì)分散地提供到腔體的一個(gè)長(zhǎng)邊 偵牝由冷卻介質(zhì)提供部提供的冷卻介質(zhì)不會(huì)直接沿著腔體的一個(gè)短邊流動(dòng)，使得通過(guò)腔體 的短邊方向的冷卻介質(zhì)流向?qū)莻?cè)的冷卻介質(zhì)排出部。因此，能減少腔體內(nèi)冷卻介質(zhì)的流 速差，并能抑制壓力損耗，能對(duì)半導(dǎo)體功率模塊進(jìn)行高效的冷卻。
[0011] 本發(fā)明所涉及的功率轉(zhuǎn)換裝置的第二方式包括：對(duì)直流功率進(jìn)行平滑處理的電 容器；將經(jīng)由該電容器平滑處理后的直流功率轉(zhuǎn)換為交流功率的矩形的半導(dǎo)體功率模塊； 以及冷卻體，該冷卻體的一個(gè)冷卻面上設(shè)置所述半導(dǎo)體功率模塊，另一個(gè)冷卻面上設(shè)置所 述電容器，該冷卻體對(duì)所述半導(dǎo)體功率模塊以及所述電容器進(jìn)行冷卻。所述半導(dǎo)體功率模 塊在與所述冷卻體相反側(cè)的矩形面一側(cè)的其中一個(gè)長(zhǎng)邊側(cè)具有連接與所述電容器進(jìn)行電 連接的電連接部的連接端子，所述冷卻體包括：插入部，該插入部供所述電連接部插入；腔 體，該腔體與所述半導(dǎo)體功率模塊相對(duì)，一個(gè)長(zhǎng)邊與所述插入部相對(duì)來(lái)供冷卻介質(zhì)流通，且 具有相對(duì)的長(zhǎng)邊以及短邊；向該腔體的一個(gè)長(zhǎng)邊側(cè)提供冷卻介質(zhì)的冷卻介質(zhì)提供部；以及 從所述腔體的另一長(zhǎng)邊側(cè)排出冷卻介質(zhì)的冷卻介質(zhì)排出部。
[0012] 若采用該結(jié)構(gòu)，在上述第一方式的基礎(chǔ)上，在冷卻體的一個(gè)冷卻面上設(shè)置半導(dǎo)體 功率模塊，在另一冷卻面上設(shè)置平滑用電容器，且在冷卻體上形成供將電容器和半導(dǎo)體功 率模塊的端子之間連接起來(lái)的電連接部插入的插入部，因此能使整體結(jié)構(gòu)小型化。
[0013] 本發(fā)明所涉及的功率轉(zhuǎn)換裝置的第三方式在于，在所述冷卻體的所述腔體內(nèi)，多 個(gè)冷卻引腳以及多個(gè)葉片的其中一方沿著冷卻介質(zhì)的流通方向排列。 若采用該第三方式，由于腔體內(nèi)設(shè)置有多個(gè)冷卻引腳以及多個(gè)葉片的其中一種，因此 能擴(kuò)大與冷卻介質(zhì)的接觸面積從而高效地進(jìn)行冷卻。
[0014] 本發(fā)明所涉及的功率轉(zhuǎn)換裝置的第四方式在于，所述冷卻體中，將所述腔體的與 所述半導(dǎo)體功率模塊相對(duì)的面開(kāi)口，所述半導(dǎo)體功率模塊的與所述腔體相對(duì)的面上，沿著 冷卻介質(zhì)的流通方向排列有插入到該腔體內(nèi)的多個(gè)冷卻引腳以及多個(gè)葉片的其中一方。 若采用該第四方式，由于半導(dǎo)體功率模塊的底面上形成有冷卻引腳和葉片的其中一 方，且其插入到冷卻體的腔體內(nèi)，因此能更高效地對(duì)半導(dǎo)體功率模塊進(jìn)行冷卻。
[0015] 本發(fā)明所涉及的功率轉(zhuǎn)換裝置的第五方式在于，包括第一殼體，該第一殼體固定 在所述冷卻體上，并包圍所述半導(dǎo)體功率模塊以及所述安裝基板，所述第一殼體上設(shè)有將 形成在所述半導(dǎo)體功率模塊上的直流連接端子以及交流連接端子與外部設(shè)備進(jìn)行連接的 外部連接端子。 若采用該第五方式，由于在所述冷卻體上固定第一殼體，并利用該第一殼體包圍半導(dǎo) 體功率模塊和安裝基板，因此能將半導(dǎo)體功率模塊以及安裝基板密封，能起到防塵和防水 效果，從而能搭載在汽車(chē)等中。
[0016] 本發(fā)明所涉及的功率轉(zhuǎn)換裝置的第六方式在于，所述第一殼體由以下構(gòu)件構(gòu)成： 筒體，該筒體包圍所述半導(dǎo)體功率模塊以及所述安裝基板的側(cè)面，且其一個(gè)開(kāi)放端面固定 有所述冷卻體；以及蓋體，該蓋體將該筒體的所述安裝基板側(cè)的另一個(gè)開(kāi)放端面堵住。 若米用該第六方式，由于第一殼體由筒體和蓋體構(gòu)成，因此能在筒體的另一端開(kāi)放的 狀態(tài)下，通過(guò)將筒體固定于冷卻體，來(lái)容易地對(duì)半導(dǎo)體功率模塊與形成于筒體的外部連接 端子進(jìn)行電連接。并且，在電連接完成的時(shí)刻，利用蓋體封閉筒體的另一端，從而將內(nèi)部封 閉。
[0017] 本發(fā)明所涉及的功率轉(zhuǎn)換裝置的第七方式在于，包括第二殼體，該第二殼體包圍 所述電容器，該第二殼體和所述冷卻體的與所述第一殼體相反的一側(cè)相連接。 若采用該第七方式，由于用第二殼體包圍電容器，因此通過(guò)利用熱傳導(dǎo)率較高的材料 形成第二殼體，從而能利用冷卻體并通過(guò)第二殼體對(duì)電容器的側(cè)面進(jìn)行冷卻。
[0018] 本發(fā)明所涉及的功率轉(zhuǎn)換裝置的第八方式在于，所述冷卻介質(zhì)提供部從與所述腔 體的一個(gè)長(zhǎng)邊相對(duì)的冷卻體端面的較該腔體的一個(gè)短邊更靠外側(cè)的位置向所述腔體的長(zhǎng) 邊側(cè)提供冷卻介質(zhì)。 若采用該第八方式，由于利用冷卻介質(zhì)提供部從腔體的一個(gè)長(zhǎng)邊側(cè)上較腔體的一個(gè)短 邊更靠外側(cè)的位置提供冷卻介質(zhì)，因此能防止冷卻介質(zhì)僅沿著一個(gè)短邊流動(dòng)，從而能向腔 體的一個(gè)長(zhǎng)邊側(cè)分散提供冷卻介質(zhì)。
[0019] 本發(fā)明所涉及的功率轉(zhuǎn)換裝置的第九方式在于，所述冷卻介質(zhì)排出部設(shè)置在與所 述腔體的另一長(zhǎng)邊相對(duì)的冷卻體端面的與所述冷卻介質(zhì)提供部呈對(duì)角的位置上，并從該腔 體的另一長(zhǎng)邊側(cè)排出冷卻介質(zhì)。 若采用該第九方式，能在由冷卻介質(zhì)提供部分散提供給腔體內(nèi)的冷卻介質(zhì)到達(dá)另一長(zhǎng) 邊側(cè)時(shí)，不會(huì)因冷卻介質(zhì)排出部而改變流路阻力，從而能集中排出。
[0020] 本發(fā)明所涉及的功率轉(zhuǎn)換裝置的第十方式在于，在所述腔體與所述冷卻介質(zhì)提供 部以及所述冷卻介質(zhì)排出部之間形成有冷卻介質(zhì)提供側(cè)儲(chǔ)液部以及冷卻介質(zhì)排出側(cè)儲(chǔ)液 部。 若采用該第十方式，由于從冷卻介質(zhì)提供部提供的冷卻介質(zhì)暫時(shí)儲(chǔ)存在冷卻介質(zhì)提供 側(cè)儲(chǔ)液部中，因此能均勻地將冷卻介質(zhì)提供給腔體的長(zhǎng)邊側(cè)。同樣，由于從腔體的另一長(zhǎng)邊 排出的冷卻介質(zhì)暫時(shí)儲(chǔ)存在冷卻介質(zhì)排出側(cè)儲(chǔ)液部中，因此腔體的另一長(zhǎng)邊側(cè)的流路阻力 不會(huì)產(chǎn)生偏差，能使腔體內(nèi)的冷卻介質(zhì)無(wú)偏差地均勻流動(dòng)。
[0021] 本發(fā)明所涉及的功率轉(zhuǎn)換裝置的第十一方式在于，所述冷卻介質(zhì)提供部在其與所 述冷卻介質(zhì)提供側(cè)儲(chǔ)液部之間設(shè)有朝向所述腔體的中央部的供給用傾斜通路。 若采用第十一方式，則能利用提供側(cè)傾斜通路在斜向上將冷卻介質(zhì)提供給冷卻介質(zhì)提 供側(cè)儲(chǔ)液部，從而能去除壓力損耗較大的彎折通路部來(lái)降低壓力損耗，并能在沿著腔體長(zhǎng) 邊的冷卻介質(zhì)提供側(cè)儲(chǔ)液部中形成均勻的冷卻介質(zhì)流。
[0022] 本發(fā)明所涉及的功率轉(zhuǎn)換裝置的第十二方式在于，所述冷卻介質(zhì)排出部在其與所 述冷卻介質(zhì)排出側(cè)儲(chǔ)液部之間設(shè)有從所述腔體的中央部朝向該冷卻介質(zhì)排出部的排出側(cè) 傾斜通路。 若采用該第十二方式，由于從腔體的長(zhǎng)邊排出的冷卻介質(zhì)會(huì)暫時(shí)收納在冷卻介質(zhì)排出 側(cè)儲(chǔ)液部中，且之后通過(guò)排出側(cè)傾斜通路排出到冷卻介質(zhì)排出部，因此不存在壓力損耗較 大的彎折流路部，能降低壓力損耗，并能從沿著腔體長(zhǎng)邊的冷卻介質(zhì)提供側(cè)儲(chǔ)液部以均勻 的冷卻介質(zhì)流排出冷卻介質(zhì)。
[0023] 本發(fā)明的功率轉(zhuǎn)換裝置的第十三方式在于，設(shè)有對(duì)所述冷卻體的冷卻介質(zhì)排出部 附近的溫度進(jìn)行檢測(cè)的溫度檢測(cè)部。 若采用該第十三方式，由于在冷卻介質(zhì)排出部附近設(shè)置溫度檢測(cè)部，因此能根據(jù)該溫 度檢測(cè)部所檢測(cè)出的溫度推算半導(dǎo)體溫度，能更可靠地對(duì)半導(dǎo)體進(jìn)行過(guò)熱保護(hù)。
[0024] 本發(fā)明的功率轉(zhuǎn)換裝置的第十四方式在于，設(shè)有對(duì)所述冷卻體的冷卻介質(zhì)提供部 附近的溫度進(jìn)行檢測(cè)的溫度檢測(cè)部。 若采用該第十四方式，由于在冷卻介質(zhì)提供部附近設(shè)置溫度檢測(cè)部，因此能根據(jù)該溫 度檢測(cè)部所檢測(cè)出的溫度推算半導(dǎo)體溫度，能更可靠地對(duì)半導(dǎo)體進(jìn)行過(guò)熱保護(hù)。 發(fā)明效果
[0025] 根據(jù)本發(fā)明，由于利用冷卻介質(zhì)提供部分散地向與腔體的長(zhǎng)邊相對(duì)的冷卻體端部 的腔體的一個(gè)長(zhǎng)邊側(cè)提供冷卻介質(zhì)，因此由冷卻介質(zhì)提供部提供的冷卻介質(zhì)不會(huì)集中流動(dòng) 到腔體的一個(gè)短邊側(cè)，而能分散提供到腔體長(zhǎng)邊的整個(gè)區(qū)域，通過(guò)腔體的冷卻介質(zhì)會(huì)流向 對(duì)角側(cè)的冷卻介質(zhì)排出部。因此，能減少腔體內(nèi)冷卻介質(zhì)的流速差，并能抑制壓力損耗，能 對(duì)半導(dǎo)體功率模塊進(jìn)行高效的冷卻。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0026] 圖1是表示功率轉(zhuǎn)換裝置的電路結(jié)構(gòu)的電路圖。 圖2是表示本發(fā)明所涉及的功率轉(zhuǎn)換裝置的主要部分的側(cè)視圖。 圖3是圖2的分解立體圖。 圖4是表示半導(dǎo)體功率模塊的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的透視圖。 圖5是對(duì)半導(dǎo)體功率模塊的冷卻引腳進(jìn)行表示的底面?zhèn)鹊牧Ⅲw圖。 圖6是表示冷卻體的俯視圖。 圖7是以假想線表示將半導(dǎo)體功率模塊安裝到圖6的冷卻體的狀態(tài)的冷卻引腳設(shè)置的 俯視圖。 圖8是安裝了半導(dǎo)體功率模塊的狀態(tài)的腔體的局部剖視圖。 圖9是表示本發(fā)明的實(shí)施方式2的冷卻體俯視圖。 圖10是以假想線表示將半導(dǎo)體功率模塊安裝到圖9的冷卻體的狀態(tài)的冷卻引腳設(shè)置 的俯視圖。 圖11是以透視狀態(tài)表示將半導(dǎo)體功率模塊安裝到圖9的冷卻體的狀態(tài)的俯視圖。 圖12是表示本發(fā)明所涉及的功率轉(zhuǎn)換裝置的實(shí)施方式3的部分剖面?zhèn)纫晥D。 圖13是圖12的分解立體圖。 圖14是表示圖12的變形例的分解立體圖。 圖15是表示本發(fā)明所涉及的功率轉(zhuǎn)換裝置的實(shí)施方式3的分解立體圖。 圖16是對(duì)半導(dǎo)體功率模塊的冷卻翅片的變形例進(jìn)行表示的底面?zhèn)鹊牧Ⅲw圖。 圖17是表示現(xiàn)有例的分解立體圖。 圖18是表示現(xiàn)有例的組裝狀態(tài)的側(cè)視圖。

【具體實(shí)施方式】
[0027] 以下，利用附圖，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。 圖1是表示功率轉(zhuǎn)換裝置的電路結(jié)構(gòu)的電路圖，圖2是表示本發(fā)明所涉及的功率轉(zhuǎn)換 裝置的主要部分的主視圖，圖2是圖1的分解立體圖。 如圖1所示，功率轉(zhuǎn)換裝置1的電路結(jié)構(gòu)包括：電池等直流電源Vb、對(duì)該直流電源Vb的 直流電進(jìn)行平滑處理的平滑用電容器C、以及將經(jīng)電容器C平滑處理后的直流電轉(zhuǎn)換為三 相交流電的逆變器部IN。
[0028] 逆變器部IN在正極側(cè)線路Lp與負(fù)極側(cè)線路Ln之間并聯(lián)連接有：作為半導(dǎo)體開(kāi)關(guān) 元件的絕緣柵雙極晶體管（IGBT)UT與XT的串聯(lián)電路、絕緣柵雙極晶體管（IGBT)VT與YT 的串聯(lián)電路、以及絕緣柵雙極晶體管（IGBT)WT與ZT的串聯(lián)電路。
[0029] 各絕緣柵雙極晶體管UT?WT以及XT?ZT分別與續(xù)流二極管UD?WD以及XD? ZD反向并聯(lián)連接。這里，由絕緣柵雙極晶體管UT、VT和WT、以及續(xù)流二極管UD、VD和WD構(gòu) 成上臂部UA。由絕緣柵雙極晶體管XT、YT和ZT、以及續(xù)流二極管XD、YD和ZD構(gòu)成下臂部 DA。
[0030] 并且，絕緣柵雙極晶體管（IGBT) UT與XT的連接點(diǎn)連接至U相交流輸出端子TU，絕 緣柵雙極晶體管（IGBT) VT與YT的連接點(diǎn)連接至V相交流輸出端子TV，絕緣柵雙極晶體管 (IGBT)WT與ZT的連接點(diǎn)連接至W相交流輸出端子TW。
[0031] 另一方面，如圖2和圖3所示，功率轉(zhuǎn)換裝置1的主要部分的機(jī)械結(jié)構(gòu)包括：具有 扁平的立方體殼體2a且構(gòu)成上述平滑用電容器C的電容器2,該殼體2a具有矩形的上表 面；設(shè)置在該電容器2的上表面的冷卻體3 ;設(shè)置在該冷卻體3的上表面且構(gòu)成上述逆變器 部IN的半導(dǎo)體功率模塊4 ;以及放置在該半導(dǎo)體功率模塊4上的作為安裝基板的印刷布線 基板5。
[0032] 電容器2在殼體2a內(nèi)內(nèi)置有例如對(duì)塑料薄膜進(jìn)行層疊而形成的塑料薄膜電容器。 并且，如圖2所示，在殼體2a上表面的Y方向的兩端面上、分別形成有內(nèi)螺紋的安裝凸緣部 2b和2c突出形成在Y方向上，且在上表面的安裝凸緣部2c -側(cè)的X方向的中央部分突出 形成有沿著上方延伸的正負(fù)極的外部連接端子板P和N。
[0033] 如圖4和圖5所示，半導(dǎo)體功率模塊4具有：由合成樹(shù)脂材料構(gòu)成的殼體4a ;以及 設(shè)置在該殼體4a的底面、且由熱傳導(dǎo)率較高的鋁、鋁合金、銅等熱傳導(dǎo)率較高的金屬材料 形成的冷卻板部4b。如圖4所示，該殼體4a內(nèi)設(shè)置有：構(gòu)成上述逆變器部IN的上臂部UA 的絕緣柵雙極晶體管UT?WT以及續(xù)流二極管UD?WD ;以及構(gòu)成下臂部DA的絕緣柵雙極 晶體管XT?ZT以及續(xù)流二極管XD?ZD。此外，在與后述的冷卻體3的冷卻介質(zhì)排出部 15相對(duì)的位置設(shè)置有溫度傳感器TS。
[0034] 此外，對(duì)于殼體4a的上表面，在一個(gè)長(zhǎng)邊上形成有與電容器2的外部連接端子板 P以及N相連的直流輸入端子TP和TN，并且在另一長(zhǎng)邊上形成有交流輸出端子TU、TV以及 Tff〇 這里，構(gòu)成上臂部UA的絕緣柵雙極晶體管XT?WT設(shè)置在交流輸出端子TU?TW -側(cè)， 續(xù)流二極管m)?WD設(shè)置在直流輸入端子TP和TN -側(cè)。另一方面，構(gòu)成下臂部DA的絕緣 柵雙極晶體管XT?ZT設(shè)置在直流輸入端子TP和TN -側(cè)，續(xù)流二極管XD?ZD設(shè)置在交 流輸出端子TU?TW-側(cè)。
[0035] 而且，如圖4和圖5所示，在冷卻板部4b的下表面形成有多個(gè)作為冷卻翅片的冷 卻引腳4c。如圖4所示，這些冷卻引腳4c形成在將內(nèi)置在殼體4a內(nèi)的絕緣柵雙極晶體管 UT?WT、XT?ZT、以及續(xù)流二極管UD?WD、XD?ZD的設(shè)置位置包圍起來(lái)的矩形區(qū)域內(nèi)。 此外，殼體4a的上下表面的四個(gè)角上分別形成有供安裝螺釘6插入的貫通孔7。另外， 在殼體4a的上表面，在各貫通孔7的內(nèi)側(cè)突出形成有四根基板支承部8。
[0036] 印刷布線基板5放置在半導(dǎo)體功率模塊4的基板支承部8的上表面，并通過(guò)向形 成在四個(gè)角上的貫通孔9內(nèi)插入安裝螺釘10從而固定在基板支承部8上。該印刷布線基 板5上安裝有：驅(qū)動(dòng)電路，該驅(qū)動(dòng)電路形成向內(nèi)置在半導(dǎo)體功率模塊4中的各絕緣柵雙極晶 體管UT?WT以及XT?ZT的柵極提供的柵極信號(hào)；對(duì)各絕緣柵雙極晶體管UT?WT以及 XT?ZT進(jìn)行控制的控制電路；以及向驅(qū)動(dòng)電路和控制電路供電的電源電路等。
[0037] 如圖6?圖8所示，冷卻體3具有例如由鋁、鋁合金等熱傳導(dǎo)率較高的金屬材料形 成的殼體11。該殼體11在上表面中央部分形成有供半導(dǎo)體功率模塊4的多個(gè)冷卻引腳4c 插入的矩形的開(kāi)口 12。此外，殼體11內(nèi)形成有由扁平的長(zhǎng)方體狀的空間形成的腔體13,該 腔體13供半導(dǎo)體功率模塊4的冷卻引腳4c插入到開(kāi)口 12的內(nèi)側(cè)，且從冷卻介質(zhì)流通的平 面來(lái)看呈具有長(zhǎng)邊LSI、LS2以及短邊SSI、SS2的矩形。
[0038] 另外，在殼體11內(nèi)，在與腔體13的一個(gè)長(zhǎng)邊LSI相對(duì)的前端的較腔體13的一個(gè) 短邊SS2更靠外側(cè)的位置上形成有與腔體13的短邊SS2平行的冷卻介質(zhì)提供部14。即，在 不與腔體13的一個(gè)長(zhǎng)邊LSI直接相對(duì)的短邊SS2的外側(cè)的殼體前端形成有冷卻介質(zhì)提供 部14。
[0039] 此外，在殼體11內(nèi)，在與腔體13的另一個(gè)長(zhǎng)邊LS2相對(duì)的后端的較另一個(gè)短邊 SS1更靠外側(cè)的位置上形成有具有與腔體13的短邊SS1平行的冷卻介質(zhì)通路15a的冷卻介 質(zhì)排出部15。即，在不與腔體13的另一個(gè)長(zhǎng)邊LS2直接相對(duì)的短邊SS1的外側(cè)的殼體后端 形成有冷卻介質(zhì)提供部14。即，冷卻介質(zhì)提供部14以及冷卻介質(zhì)排出部15形成于腔體13 的對(duì)角位置外側(cè)的前端和后端。
[0040] 這里，對(duì)于冷卻介質(zhì)，在功率轉(zhuǎn)換裝置1搭載于汽車(chē)的情況下，使用由作為冷卻介 質(zhì)提供源的散熱器提供的防凍液等冷卻水形成的液體制冷劑，冷卻介質(zhì)提供部14以及冷 卻介質(zhì)排出部15分別與散熱器、制冷劑循環(huán)泵等相連。在將功率轉(zhuǎn)換裝置1搭載于其它裝 置的情況下，冷卻介質(zhì)提供部14以及冷卻介質(zhì)排出部15與任意的冷卻介質(zhì)提供源相連接。
[0041] 此外，在殼體11內(nèi)、與腔體13的兩個(gè)長(zhǎng)邊相對(duì)的位置上形成有作為冷卻介質(zhì)提供 側(cè)儲(chǔ)液部的提供側(cè)歧管部16、以及作為冷卻介質(zhì)排出側(cè)儲(chǔ)液部的排出側(cè)歧管部17。 并且，提供側(cè)歧管部16通過(guò)冷卻介質(zhì)通路18與冷卻介質(zhì)提供部14連接。該冷卻介質(zhì) 通路18包括：與冷卻介質(zhì)提供部14連接并沿著殼體11延伸的直線部18a、以及從該直線部 18a的與提供側(cè)歧管部16相對(duì)的端部起呈直角彎折并到達(dá)提供側(cè)歧管部16的直線部18b。
[0042] 此外，排出側(cè)歧管部17通過(guò)冷卻介質(zhì)通路19與冷卻介質(zhì)排出部15連接。該冷卻 介質(zhì)通路19包括：與冷卻介質(zhì)排出部15連接并沿著殼體11延伸的直線部19a、以及從該 直線部19a的與排出側(cè)歧管部17相對(duì)的端部起呈直角彎折并到達(dá)排出側(cè)歧管部17的直線 部 19b。
[0043] 這里，如圖8所示，腔體13的深度形成得比半導(dǎo)體功率模塊4上形成的冷卻引腳 4c的突出長(zhǎng)度略深或相同程度，使得在將半導(dǎo)體功率模塊4安裝于冷卻體3時(shí)，腔體13底 部的流路阻力不會(huì)變得太小。 此外，如圖8所示，提供側(cè)歧管部16形成得比腔體13的深度要深，并在較腔體13更靠 下側(cè)的位置與冷卻介質(zhì)通路18連接。排出側(cè)歧管部17雖未圖示，但也與圖8同樣，形成得 比腔體13的深度要深，并在較腔體13更靠下側(cè)的位置與冷卻介質(zhì)通路19連接。
[0044] 另外，如圖8所示，對(duì)于殼體11的上表面，在開(kāi)口 12的周?chē)纬捎协h(huán)狀槽20,該環(huán) 狀槽20內(nèi)插入有0形環(huán)21，利用該0形環(huán)21來(lái)防止冷卻介質(zhì)從開(kāi)口 12漏出。并且，在與 殼體11的開(kāi)口 12的四個(gè)角相對(duì)應(yīng)的環(huán)狀槽20的外側(cè)形成有內(nèi)螺紋部22。 此外，如圖7所示，在與殼體11的腔體13的長(zhǎng)邊LS2相對(duì)的Y方向后端部形成有向前 方延伸的缺口部23,該缺口部23作為供電容器2的外部連接端子板P和N插入的插入部。 另外，在殼體11的Y方向前端和后端上與電容器2的安裝凸緣部2b和2c相對(duì)的位置形成 有形成了插入孔24a的安裝凸緣部24b和24c。
[0045] 并且，在使冷卻體3的安裝凸緣部24b和24c與電容器2的安裝凸緣部2b和2c 相接觸的狀態(tài)下，利用安裝螺釘25使電容器2與冷卻體3固定。 此外，在將半導(dǎo)體功率模塊4的冷卻引腳4c插入到冷卻體3的開(kāi)口 12中從而使半導(dǎo) 體功率模塊4的下表面與冷卻體3的上表面相接觸的狀態(tài)下，通過(guò)使安裝螺釘6通過(guò)半導(dǎo) 體功率模塊4的貫通孔7來(lái)與冷卻體3的內(nèi)螺紋部22螺合并緊固，從而對(duì)冷卻體3和半導(dǎo) 體功率模塊4進(jìn)行固定。
[0046] 接著，對(duì)上述實(shí)施方式1的動(dòng)作進(jìn)行說(shuō)明。 首先，為了對(duì)功率轉(zhuǎn)換裝置1的主要部分進(jìn)行組裝，首先在電容器2上放置冷卻體3,使 得電容器2的外部連接端子板P和N通過(guò)冷卻體3的缺口部23向上方突出。然后，在使冷 卻體3的安裝凸緣部23b和23c與電容器2的安裝凸緣部2b和2c重合的狀態(tài)下，從上方 使安裝螺釘25通過(guò)冷卻體3的插入孔3a，來(lái)與形成于電容器2的安裝凸緣部2b和2c的內(nèi) 螺紋部2d螺合并緊固。由此，使得電容器2的上表面與冷卻體3的下表面緊密固定。
[0047] 接著，或在此之前，將半導(dǎo)體功率模塊4放置于冷卻體3的上表面，使得其交流輸 出端子TU?TW -側(cè)為提供側(cè)歧管部16 -側(cè)，直流輸入端子TP和TN -側(cè)為排出側(cè)歧管部 17 -側(cè)，且冷卻引腳4c通過(guò)冷卻體3的開(kāi)口 12插入到腔體13內(nèi)。在該狀態(tài)下，從半導(dǎo)體 功率模塊4的上方使安裝螺釘6通過(guò)半導(dǎo)體功率模塊4的貫通孔7與形成于冷卻體3的內(nèi) 螺紋部22螺合并緊固。由此，插入到冷卻體3的環(huán)狀槽20中的0形環(huán)21被半導(dǎo)體功率模 塊4的下表面擠壓而變形，從而防止冷卻介質(zhì)從冷卻體3的開(kāi)口 12漏出。
[0048] 電容器2的外部連接端子板P和N通過(guò)導(dǎo)電板CP與半導(dǎo)體功率模塊4的直流輸 入端子TP和TN進(jìn)行螺釘固定。 之后，或在此之前，利用安裝螺釘10將印刷布線基板5固定在形成于半導(dǎo)體功率模塊 4上表面的基板支承部8,該印刷布線基板5安裝有對(duì)內(nèi)置在半導(dǎo)體功率模塊4中的逆變器 部IN的各絕緣柵雙極晶體管UT?WT和XT?ZT進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制的電源電路、控制電路以及 驅(qū)動(dòng)電路。此時(shí)，半導(dǎo)體功率模塊4的各絕緣柵雙極晶體管UT?WT和XT?ZT的柵極與 安裝于印刷布線基板5的驅(qū)動(dòng)電路通過(guò)未圖示的連接端子電連接。
[0049] 由此，如圖2所示，構(gòu)成了功率轉(zhuǎn)換裝置1的主要部分。 然后，使功率轉(zhuǎn)換裝置1的收納部的半導(dǎo)體功率模塊4的直流輸入端子TP和TN與電 池等直流電源Vb相連，使半導(dǎo)體功率模塊4的交流輸出端子TU?TW與例如對(duì)汽車(chē)進(jìn)行驅(qū) 動(dòng)的電動(dòng)機(jī)相連。 并且，使冷卻體3的冷卻介質(zhì)提供部14以及冷卻介質(zhì)排出部15與散熱器、制冷劑循環(huán) 泵等冷卻介質(zhì)提供源相連。
[0050] 在該狀態(tài)下，能利用平滑用電容器2來(lái)對(duì)直流電源Vb的直流電進(jìn)行平滑處理，從 而將該平滑處理后的直流電提供給內(nèi)置在半導(dǎo)體功率模塊4中的逆變器部IN。然后，利用 安裝在印刷布線基板5上的電源電路、控制電路以及驅(qū)動(dòng)電路對(duì)內(nèi)置在半導(dǎo)體功率模塊4 中的絕緣柵雙極晶體管UT?WT以及XT?ZT進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制，從而將從半導(dǎo)體功率模塊4 的交流輸出端子TU?TW輸出的三相交流電提供給電動(dòng)機(jī)，從而對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)。
[0051] 此外，在利用電動(dòng)機(jī)進(jìn)行再生制動(dòng)的情況下，通過(guò)將電動(dòng)機(jī)所產(chǎn)生的交流電提供 給逆變器部IN，并利用控制電路將該逆變器部IN作為整流器進(jìn)行控制，從而能轉(zhuǎn)換為直流 電并返還給直流電源Vb。 通過(guò)如上述那樣對(duì)半導(dǎo)體功率模塊4的絕緣柵雙極晶體管UT?WT和XT?ZT進(jìn)行驅(qū) 動(dòng)，會(huì)導(dǎo)致這些絕緣柵雙極晶體管UT?WT和XT?ZT中產(chǎn)生熱量。
[0052] 然而，形成在半導(dǎo)體功率模塊4底面的冷卻引腳4c插入到冷卻體3的腔體13內(nèi)。 該腔體13通過(guò)提供側(cè)歧管部16以及冷卻介質(zhì)通路18與冷卻介質(zhì)提供部14連接。 因此，提供給冷卻體3的冷卻介質(zhì)提供部14的冷卻介質(zhì)通過(guò)冷卻介質(zhì)通路18而被提 供給提供側(cè)歧管部16,冷卻介質(zhì)在該提供側(cè)歧管部16中暫時(shí)儲(chǔ)存后，被提供給腔體13長(zhǎng)邊 的整個(gè)區(qū)域。
[0053] S卩，在腔體13內(nèi)插入了形成在半導(dǎo)體功率模塊4底面的多個(gè)冷卻引腳4c，因此流 路阻力較大。因此，對(duì)于從冷卻介質(zhì)提供部14通過(guò)冷卻介質(zhì)通路18而提供給提供側(cè)歧管 部16的冷卻介質(zhì)，該冷卻介質(zhì)會(huì)行遍提供側(cè)歧管部16的整個(gè)區(qū)域，導(dǎo)致整個(gè)提供側(cè)歧管部 16的壓力提高后，冷卻介質(zhì)被提供給腔體13的長(zhǎng)邊側(cè)。因此，以大致相等的流量和流速在 腔體13的長(zhǎng)邊的整個(gè)區(qū)域中提供冷卻介質(zhì)，該冷卻介質(zhì)流向腔體13的短邊方向。
[0054] 其結(jié)果，腔體13內(nèi)冷卻介質(zhì)的流速不會(huì)產(chǎn)生偏差，冷卻介質(zhì)以大致相等的流速通 過(guò)腔體13內(nèi)。因此，能高效地對(duì)半導(dǎo)體功率模塊4的冷卻引腳4c進(jìn)行冷卻，并能高效地對(duì) 半導(dǎo)體功率模塊4的各絕緣柵雙極晶體管UT?WT和XT?ZT進(jìn)行冷卻。因此，能高效地 抑制半導(dǎo)體功率模塊4的溫度上升。 同時(shí)，由于電容器2的上表面與冷卻體3直接接觸，因此也能對(duì)電容器2的發(fā)熱進(jìn)行冷 卻。 并且，從腔體13排出的冷卻介質(zhì)暫時(shí)儲(chǔ)存在排出側(cè)歧管部17中，然后通過(guò)冷卻介質(zhì)通 路19從冷卻介質(zhì)排出部15返回到冷卻介質(zhì)提供源。
[0055] 由此，根據(jù)上述實(shí)施方式1，在冷卻體3中，將冷卻介質(zhì)提供部14設(shè)置在供半導(dǎo)體 功率模塊4的冷卻引腳4c插入的腔體13的一個(gè)長(zhǎng)邊側(cè)的較一個(gè)短邊側(cè)更靠外側(cè)的位置 上，從一個(gè)長(zhǎng)邊側(cè)將提供給該冷卻介質(zhì)提供部14的冷卻介質(zhì)提供給腔體13內(nèi)，并將從另一 長(zhǎng)邊側(cè)排出的冷卻介質(zhì)從夾著腔體13與冷卻介質(zhì)提供部14設(shè)置在對(duì)角位置上的冷卻介質(zhì) 排出部15排出。因此，冷卻介質(zhì)從腔體13的一個(gè)長(zhǎng)邊側(cè)流向另一長(zhǎng)邊側(cè)、即短邊方向，從 而能使腔體13內(nèi)冷卻介質(zhì)的流速在長(zhǎng)邊方向的整個(gè)區(qū)域中均勻化。因此，能利用腔體13 來(lái)高效地對(duì)內(nèi)置有半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件的半導(dǎo)體功率模塊4進(jìn)行冷卻。
[0056] 而且，冷卻體3中，冷卻介質(zhì)提供部14和冷卻介質(zhì)排出部15設(shè)置在二維平面上的 前端及后端的對(duì)角位置，沒(méi)有在冷卻體3的上下表面形成突出部，因此能將半導(dǎo)體功率模 塊4設(shè)置在冷卻體3的一個(gè)面上，并將平滑用電容器2設(shè)置在另一面上，從而能利用一個(gè)冷 卻體3來(lái)高效地對(duì)半導(dǎo)體功率模塊4以及電容器2雙方進(jìn)行冷卻。
[0057] 而且，與半導(dǎo)體功率模塊4的絕緣柵雙極晶體管UT?WT、XT?ZT以及續(xù)流二極 管UD?WD、XD?ZD相對(duì)設(shè)置的冷卻引腳4c直接浸漬到冷卻體3的腔體13內(nèi)。因此，能 直接利用冷卻介質(zhì)對(duì)冷卻引腳4c進(jìn)行冷卻，并能增大冷卻部位的表面積。因此，能更高效 地對(duì)半導(dǎo)體功率模塊4進(jìn)行冷卻。
[0058] 此外，將作為冷卻介質(zhì)提供側(cè)儲(chǔ)液部的提供側(cè)歧管部16設(shè)置在冷卻體3的腔體13 的一個(gè)長(zhǎng)邊側(cè)，將作為冷卻介質(zhì)排出側(cè)儲(chǔ)液部的排出側(cè)歧管部17設(shè)置在腔體13的另一長(zhǎng) 邊側(cè)。因此，能利用提供側(cè)歧管部16來(lái)暫時(shí)儲(chǔ)存冷卻介質(zhì)，從而能在腔體13的長(zhǎng)邊方向上 以更均勻的流速提供冷卻介質(zhì)。此外，在腔體13的排出側(cè)也能利用排出側(cè)歧管部17來(lái)暫 時(shí)儲(chǔ)存從腔體13的長(zhǎng)邊方向流出的冷卻介質(zhì)，因此能防止流路阻力在腔體13的排出側(cè)局 部地變大，從而能順利地排出冷卻介質(zhì)。
[0059] 此外，使電容器2的外部連接端子板P和N通過(guò)形成在冷卻體3后端側(cè)的缺口部 23并向上方突出，能使外部連接端子板P和N與半導(dǎo)體功率模塊4的直流輸入端子TP和TN 接近，從而能降低電容器2與半導(dǎo)體功率模塊4之間的電氣布線的長(zhǎng)度，能降低布線電感。 由此，能降低內(nèi)置于半導(dǎo)體功率模塊4的絕緣柵雙極晶體管UT?WT和XT?ZT變?yōu)榻刂?狀態(tài)并切斷電流時(shí)，絕緣柵雙極晶體管UT?WT和XT?ZT所產(chǎn)生的峰值電壓的大小。因 此，能減小用于對(duì)絕緣柵雙極晶體管UT?WT和XT?ZT進(jìn)行過(guò)電壓保護(hù)的緩沖電路的大 小，或省略緩沖電路，從而有助于整個(gè)裝置的小型化。
[0060] 此外，在重復(fù)使用由冷卻介質(zhì)進(jìn)行的冷卻方式的功率轉(zhuǎn)換裝置中，如上述非專利 文獻(xiàn)1所記載的那樣，相對(duì)于冷卻介質(zhì)的溫度Tw(°c)的半導(dǎo)體的溫度上升幅度ATj-w(K) 取決于冷卻介質(zhì)與半導(dǎo)體之間所存在構(gòu)件的熱阻Rji(K/W)，若將半導(dǎo)體的損耗設(shè)為 P(w)，則半導(dǎo)體溫度Tj(°C)由下面的數(shù)學(xué)式表示。 Tj(°C ) = ATj-w⑷+Tw(°C ) =Rj-w(K/ff) XP(ff)+Tw(°C )
[0061] 利用該關(guān)系、并出于防止功率轉(zhuǎn)換裝置被破壞的目的通過(guò)對(duì)半導(dǎo)體溫度Tj(°C ) 進(jìn)行推算從而對(duì)構(gòu)成功率轉(zhuǎn)換裝置的半導(dǎo)體進(jìn)行過(guò)熱保護(hù)的方法是已知的。作為半導(dǎo)體的 溫度推算方法，例如如日本專利特許第3075303號(hào)公報(bào)所記載的那樣，預(yù)先將熱阻Rj-W存 儲(chǔ)在裝置的微機(jī)等中，利用微機(jī)根據(jù)功率轉(zhuǎn)換裝置的運(yùn)行狀況來(lái)計(jì)算半導(dǎo)體損耗P(W)，并 基于上式來(lái)計(jì)算半導(dǎo)體的溫度上升幅度Λ Tj-w(K)。
[0062] 接著，對(duì)作為基準(zhǔn)的冷卻介質(zhì)的溫度Tw(K)進(jìn)行檢測(cè)，將計(jì)算出的溫度上升幅度 Δ Tj-w (K)與檢測(cè)出的溫度Tw (K)相加，從而推算出半導(dǎo)體溫度Tj (K)。在該情況下，作為 基準(zhǔn)的溫度Tw(K)是由溫度檢測(cè)元件即熱敏電阻等檢測(cè)出的值，由于該值是所推算的溫度 Tj的基準(zhǔn)，因此對(duì)冷卻介質(zhì)溫度的檢測(cè)成為重要的因素。
[0063] 在采用上述冷卻介質(zhì)的冷卻方式的功率轉(zhuǎn)換裝置中，也如上述非專利文獻(xiàn)1所記 載的那樣，冷卻介質(zhì)排出口與提供口相比，冷卻介質(zhì)的溫度Tw更高。因此，將對(duì)冷卻介質(zhì)的 溫度Tw(K)進(jìn)行檢測(cè)的熱敏電阻等溫度檢測(cè)元件設(shè)置在冷卻介質(zhì)的排出口附近，對(duì)排出口 附近的冷卻介質(zhì)的溫度Tw(K)進(jìn)行檢測(cè)，并基于該檢測(cè)值，利用上式、推算方法來(lái)推算半導(dǎo) 體溫度，從而能對(duì)半導(dǎo)體進(jìn)行更可靠的過(guò)熱保護(hù)。
[0064] 另外，熱敏電阻等溫度傳感器TS也可以如圖4所示那樣設(shè)置在半導(dǎo)體功率模塊內(nèi) 部，雖然沒(méi)有圖示，但也可以設(shè)置在冷卻介質(zhì)排出口附近的冷卻體3的表面等。在使用冷卻 介質(zhì)方式的半導(dǎo)體功率轉(zhuǎn)換裝置中，對(duì)于半導(dǎo)體的發(fā)熱，例如在圖7中，與平面上傳遞到半 導(dǎo)體功率模塊4的短邊方向、長(zhǎng)邊方向的熱量相比，在縱深方向（圖中，從紙面的表面向里 的方向相當(dāng)于縱深方向）上傳遞的熱量明顯要大。這是因?yàn)槔鋮s介質(zhì)與半導(dǎo)體之間縱深方 向上的熱阻與平面方向的熱阻相比足夠小。因此，即使將溫度傳感器設(shè)置在半導(dǎo)體功率模 塊4內(nèi)部，只要與半導(dǎo)體保持一定距離，就不會(huì)對(duì)半導(dǎo)體的發(fā)熱產(chǎn)生影響，能對(duì)冷卻介質(zhì)的 溫度進(jìn)行測(cè)定，而且能更可靠地推算半導(dǎo)體的溫度，進(jìn)而對(duì)功率轉(zhuǎn)換裝置進(jìn)行過(guò)熱保護(hù)。 [0065] 另外，目前為止，以將溫度檢測(cè)元件設(shè)置在冷卻介質(zhì)排出口附近為前提進(jìn)行了說(shuō) 明。然而，有時(shí)也將上式中、用于推算半導(dǎo)體溫度的熱阻Rj-w定義為相對(duì)于冷卻介質(zhì)提供 部的溫度的熱阻。在該情況，與其將溫度檢測(cè)元件設(shè)置在冷卻介質(zhì)排出口附近，不如設(shè)置在 提供口附近，基于檢測(cè)到的制冷劑溫度并利用上式來(lái)推算半導(dǎo)體溫度。
[0066] 接著，使用圖9?圖11對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式2進(jìn)行說(shuō)明。 該實(shí)施方式2使冷卻介質(zhì)順暢地流入冷卻體的腔體并從腔體流出。 艮P，實(shí)施方式2的冷卻體3在上述實(shí)施方式1的圖6和圖7的結(jié)構(gòu)中，應(yīng)用將由冷卻介 質(zhì)提供部14提供的冷卻介質(zhì)提供到腔體13的中央部附近的提供側(cè)傾斜通路31來(lái)代替冷 卻介質(zhì)提供部14與提供側(cè)歧管部16之間L字型的冷卻介質(zhì)通路18。
[0067] 同樣，應(yīng)用了將由排出側(cè)歧管部17排出的冷卻介質(zhì)從腔體13的中央部附近排出 到冷卻介質(zhì)排出部15的排出側(cè)傾斜通路32來(lái)代替冷卻介質(zhì)排出部15與排出側(cè)歧管部17 之間L字型的冷卻介質(zhì)通路19。提供側(cè)傾斜通路31與排出側(cè)傾斜通路32在腔體13的中 央位置呈點(diǎn)對(duì)稱設(shè)置。
[0068] 這里，提供側(cè)傾斜通路31的內(nèi)側(cè)側(cè)壁形成為從冷卻介質(zhì)提供部14的內(nèi)側(cè)側(cè)壁朝 向提供側(cè)歧管部16的直線狀的傾斜側(cè)壁31a。此外，提供側(cè)傾斜通路31的相反側(cè)的外側(cè)側(cè) 壁利用傾斜側(cè)壁31b以及直線狀的側(cè)壁31c形成為折線形（〈字型），該傾斜側(cè)壁31b從 冷卻介質(zhì)提供部14的外側(cè)側(cè)壁起直到腔體13與提供側(cè)歧管部16的右端側(cè)壁的延長(zhǎng)線的 交點(diǎn)為止，與傾斜側(cè)壁31a平行地呈直線狀延伸，該直線狀的側(cè)壁31c從該交點(diǎn)起朝向腔體 13的右側(cè)短邊。
[0069] 因此，由冷卻介質(zhì)提供部14提供的冷卻介質(zhì)通過(guò)提供側(cè)傾斜通路31被提供給提 供側(cè)歧管部16,而在提供側(cè)歧管部16附近，提供側(cè)傾斜通路31的寬度變大。因此，能以更 大的范圍將冷卻介質(zhì)提供給提供側(cè)歧管部16,而且也能可靠地將冷卻介質(zhì)提供給提供側(cè)歧 管部16的右端側(cè)。
[0070] 此時(shí)，提供側(cè)傾斜通路31傾斜，無(wú)需像上述實(shí)施方式1中冷卻介質(zhì)通路18呈L 字型彎曲的情況那樣形成壓力損耗較大的彎折流路部，因此能大幅降低冷卻介質(zhì)的壓力損 耗，從而能順暢地將冷卻介質(zhì)提供給提供側(cè)歧管部16。 同樣，排出側(cè)傾斜通路32的內(nèi)側(cè)側(cè)壁形成為從排出側(cè)歧管部17朝向冷卻介質(zhì)排出部 15的內(nèi)側(cè)側(cè)壁的直線狀的傾斜側(cè)壁32a。此外，排出側(cè)傾斜通路32的相反側(cè)的外側(cè)側(cè)壁利 用傾斜側(cè)壁32b以及直線狀的側(cè)壁32c形成為折線形（〈字型），該傾斜側(cè)壁32b從冷卻介 質(zhì)排出部15的外側(cè)側(cè)壁起直到腔體13與提供側(cè)歧管部16的左端側(cè)壁的延長(zhǎng)線的交點(diǎn)為 止、與傾斜側(cè)壁32a平行地呈直線狀延伸，該直線狀的側(cè)壁32c從該交點(diǎn)朝向腔體13的左 側(cè)短邊。
[0071] 因此，排出側(cè)傾斜通路32以較寬的開(kāi)口部與排出側(cè)歧管部17連接，因此冷卻介質(zhì) 不會(huì)滯留在排出側(cè)歧管部17的左端側(cè)，能順暢地將冷卻介質(zhì)從排出側(cè)歧管部17排出到冷 卻介質(zhì)排出部15。 此時(shí)，排出側(cè)傾斜通路32傾斜，無(wú)需像上述實(shí)施方式1中冷卻介質(zhì)通路19呈L字型彎 曲的情況那樣形成壓力損耗較大的彎折流路部，因此能大幅降低冷卻介質(zhì)的壓力損耗，從 而能順暢地將冷卻介質(zhì)從排出側(cè)歧管部17排出到冷卻介質(zhì)排出部15。
[0072] 若如上述那樣采用上述實(shí)施方式2,則除了上述實(shí)施方式1的效果以外，由于在冷 卻介質(zhì)提供部14與提供側(cè)歧管部16之間形成了提供側(cè)傾斜通路31，因此沒(méi)有壓力損耗較 大的彎曲通路，能順暢地將冷卻介質(zhì)提供給提供側(cè)歧管部16。 同樣，由于在排出側(cè)歧管部17與冷卻介質(zhì)排出部15之間形成有排出側(cè)傾斜通路32,因 此沒(méi)有壓力損耗較大的彎曲流路部，能降低壓力損耗，從而能順暢地將來(lái)自排出側(cè)歧管部 17的冷卻介質(zhì)排出。 由此，能降低冷卻介質(zhì)的提供側(cè)以及排出側(cè)流路的壓力損耗，因此能降低提供冷卻介 質(zhì)的冷卻介質(zhì)提供源的制冷劑循環(huán)用泵的制冷劑循環(huán)能力。
[0073] 此外，在如上述圖17所記載的現(xiàn)有例那樣在引腳-翅片插入?yún)^(qū)域102的長(zhǎng)邊方向 的中央部設(shè)置供水口 103和排水口 104的情況下，引腳-翅片插入?yún)^(qū)域102的長(zhǎng)邊方向中 央部的流速趨向于變快，左右兩側(cè)的流速趨向于變慢。相比于此，在實(shí)施方式2中，由于形 成了提供側(cè)傾斜通路31和排出側(cè)傾斜通路32,因此能抑制向腔體13中央的流速，從而能使 腔體13內(nèi)的流速分布更為均勻。
[0074] 另外，在上述實(shí)施方式2中，對(duì)冷卻介質(zhì)提供14與提供側(cè)傾斜通路31之間的連結(jié) 部、外側(cè)側(cè)壁的傾斜側(cè)壁31b與側(cè)壁31c的連結(jié)部具有棱角的情況進(jìn)行了說(shuō)明，但通過(guò)對(duì)各 角部進(jìn)行倒圓角處理，從而能進(jìn)一步降低壓力損耗。同樣，通過(guò)對(duì)排出側(cè)傾斜通路32與冷 卻介質(zhì)排出部15之間的連結(jié)部、外側(cè)側(cè)壁的傾斜側(cè)壁32b與側(cè)壁32c的連結(jié)部的各角部進(jìn) 行倒圓角處理，從而能進(jìn)一步降低壓力損耗。 此外，在上述實(shí)施方式2中，對(duì)提供側(cè)傾斜通路31以及排出側(cè)傾斜通路32形成為直線 狀的情況進(jìn)行了說(shuō)明，但并不限于此，也可以形成為彎曲形狀。
[0075] 接著，使用圖12和圖13對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式3進(jìn)行說(shuō)明。 在該實(shí)施方式3中，用第一殼體覆蓋半導(dǎo)體功率模塊4。 艮P，如圖12和圖13所示，在實(shí)施方式3中，在冷卻體3的上表面設(shè)置有第一殼體41，使 其覆蓋半導(dǎo)體功率模塊4和印刷布線基板5。
[0076] 該第一殼體41形成為與冷卻體3相對(duì)的下端面開(kāi)放的箱狀。在第一殼體41左右 的側(cè)板部41a和41b的與冷卻體3的安裝凸緣部24b和24c相對(duì)的下端位置上形成有安裝 凸緣部41d和41e，該安裝凸緣部41d和41e形成有貫通孔41c。此外，在第一殼體41左右 的側(cè)板部41a以及41b的上下方向的中央位置設(shè)有交流連接器42以及直流連接器43。
[0077] 冷卻體3中，在排出側(cè)歧管部17的后方側(cè)，供電容器2的外部連接端子板P和N 插入的端子板插入孔24d貫穿殼體11而形成。電容器2在外部連接端子板P和N插入到 冷卻體3的端子板插入孔24d內(nèi)、且其前端從冷卻體3的上表面突出并與半導(dǎo)體功率模塊4 的直流輸入端子TP以及TN相對(duì)的狀態(tài)下，通過(guò)設(shè)置在電容器2的上表面外周部的密封構(gòu) 件來(lái)與冷卻體3的下表面緊密接合設(shè)置。
[0078] 此外，第一殼體41的交流連接器42通過(guò)三個(gè)連接電纜44a來(lái)與半導(dǎo)體功率模塊 4的交流輸出端子TU、TV以及TW連接。此外，直流連接器43通過(guò)兩根連接電纜44b來(lái)與 電容器2的外部連接端子板P和N相連，該外部連接端子板P和N通過(guò)導(dǎo)電板CP分別與半 導(dǎo)體功率模塊4的直流輸入端子TP和TN相連。
[0079] 并且，第一殼體41夾著未圖示的密封構(gòu)件放置在冷卻體3的上表面。該狀態(tài)下， 使安裝螺釘25從安裝凸緣部41d和41e的上方插入貫通孔41c，并通過(guò)冷卻體3的插入孔 24a，然后與電容器2的安裝凸緣部2b和2c的內(nèi)螺紋部2d螺合并緊固，由此在內(nèi)部密封的 狀態(tài)下將第一殼體41固定于冷卻體3,并在利用密封材料密封其外周部的密封狀態(tài)下將電 容器2固定于冷卻體3。
[0080] 若采用該實(shí)施方式3,由于利用第一殼體41在密封狀態(tài)下覆蓋半導(dǎo)體功率模塊4 以及印刷布線基板5,因此能起到防塵以及防水效果，能搭載到汽車(chē)等中。此時(shí)，電容器2在 外周部通過(guò)密封材料從而緊密接合設(shè)置在冷卻體3的下表面?zhèn)?，電容?的外部連接端子 板P和N通過(guò)冷卻體3的端子板插入孔24d，然后在冷卻體3的第一殼體41內(nèi)的上表面?zhèn)?突出。因此，通過(guò)密封構(gòu)件將電容器2設(shè)置在冷卻體3的下表面?zhèn)?，并同樣通過(guò)密封構(gòu)件將 第一殼體41設(shè)置在冷卻體3的上表面?zhèn)?。并且，通過(guò)利用安裝螺釘25將第一殼體41固定 于電容器2的安裝凸緣部2b以及2c，使得第一殼體41的內(nèi)部處于密封狀態(tài)。
[0081] 因此，第一殼體41內(nèi)部的空氣也被冷卻體3冷卻，從而也能從外部在第一殼體41 內(nèi)對(duì)半導(dǎo)體功率模塊4以及印刷布線基板5進(jìn)行冷卻，能進(jìn)一步提高冷卻效率。 此時(shí)，通過(guò)設(shè)置將印刷布線基板5與冷卻體3連接起來(lái)的由鋁、鋁合金、銅等熱傳導(dǎo)率 較高的材料形成的連接構(gòu)件，從而能對(duì)設(shè)置在印刷布線基板5上的發(fā)熱電路元器件進(jìn)行冷 卻。因此，能更高效地對(duì)印刷布線基板5進(jìn)行冷卻。
[0082] 另外，在上述實(shí)施方式3中，對(duì)設(shè)置將半導(dǎo)體功率模塊4以及印刷布線基板5包圍 起來(lái)的第一殼體41的情況進(jìn)行了說(shuō)明，但并不限于此，也可以如圖14所示，設(shè)置與電容器 2的側(cè)面和底面緊密接合并對(duì)其進(jìn)行覆蓋的第二殼體51。 在該情況下，第二殼體51利用鋁、鋁合金、銅等熱傳導(dǎo)率較高的金屬材料形成為與電 容器2相對(duì)的上表面開(kāi)放的箱狀。該第二殼體51左右的側(cè)板部51a和51b形成有對(duì)電容 器2的安裝凸緣部2b和2c進(jìn)行收納的凸緣收納部51c以及51d。上述凸緣收納部51c和 51d的底部形成有內(nèi)螺紋部51e。此外，第二殼體51中，前后的側(cè)板部51f和51g的外表面 的下部側(cè)形成有安裝凸緣部51h和5Π 。
[0083] 并且，從第二殼體51的開(kāi)放上表面插入電容器2,將電容器2的安裝凸緣部2b和 2c收納到凸緣收納部51c和51d中。在該狀態(tài)下將冷卻體3放置在電容器2的上表面。此 后，或者在此之前，將冷卻引腳4c插入該冷卻體3的開(kāi)口 12內(nèi)，從而放置半導(dǎo)體功率模塊 4,此后，或者在此之前，在半導(dǎo)體功率模塊4的上表面?zhèn)确胖糜∷⒉季€基板5。
[0084] 最后，通過(guò)密封構(gòu)件將第一殼體41設(shè)置在冷卻體3的上表面，使其覆蓋半導(dǎo)體功 率模塊4和印刷布線基板5,然后將安裝螺釘25從上表面插入第一殼體41的安裝凸緣部 41d和41e的貫通孔41c。使該安裝螺釘25通過(guò)冷卻體3的安裝凸緣部24b和24c的插入 孔24a，通過(guò)電容器2的安裝凸緣部2b和2c的貫通孔2d，并與第二殼體51的凸緣收納部 51c和51d的內(nèi)螺紋部51e螺合并緊固，從而將第二殼體51、電容器2、冷卻體3以及第一殼 體41固定為一體從而構(gòu)成功率轉(zhuǎn)換裝置1。
[0085] 若采用該結(jié)構(gòu)，由于以密接狀態(tài)將電容器2設(shè)置在固定于冷卻體且由熱傳導(dǎo)率較 高的金屬材料形成的第二殼體51內(nèi)，因此不僅是電容器2的上表面，也能利用第二殼體51 對(duì)側(cè)面以及底面進(jìn)行冷卻，從而能更高效地對(duì)電容器2進(jìn)行冷卻。
[0086] 接著，使用圖15對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式4進(jìn)行說(shuō)明。 本實(shí)施方式4將冷卻體與第一殼體的一部分一體化。 艮P，在實(shí)施方式4中，利用例如壓鑄鋁、鑄造等使構(gòu)成上述第一殼體41的一部分的方 筒體45與冷卻體3形成為一體。該方筒體45的左右側(cè)面的上端部突出形成有安裝凸緣部 45a和45b。上述安裝凸緣部45a和45b上分別形成有內(nèi)螺紋部45c。
[0087] 此外，以可拆卸的方式設(shè)置有蓋體46,并使其封閉方筒體45的上端。該蓋體46的 左右端部的與方筒體45的安裝凸緣部45a和45b相對(duì)的位置上形成有安裝凸緣部46a和 46b。上述安裝凸緣部46a和46b分別形成有上下貫通的貫通孔46c。 并且，通過(guò)未圖示的密封構(gòu)件將蓋體46放置在方筒體45的上表面。在該狀態(tài)下，使安 裝螺釘47從蓋體46的安裝凸緣部46a和46b的上方通過(guò)貫通孔46c，然后與方筒體45的 安裝凸緣部45a和45b的內(nèi)螺紋部45c螺合并緊固，從而將蓋體46固定到方筒體45上。
[0088] 若采用該實(shí)施方式4,則在直接設(shè)置在冷卻體3上的方筒體45的上端開(kāi)放的狀態(tài) 下，將第二殼體51安裝到冷卻體3的下端側(cè)，該第二殼體51與電容器2的側(cè)面緊密接合且 將電容器2收納在第二殼體51中。對(duì)于該第二殼體51的安裝，在將電容器2的外部連接 端子板P和N插入到冷卻體3的方孔26內(nèi)并使外部連接端子板P和N的前端在冷卻體3 的上表面突出的狀態(tài)下，利用安裝螺釘25對(duì)冷卻體3和第二殼體51進(jìn)行固定。
[0089] 然后，通過(guò)冷卻體3的開(kāi)口 12將功率半導(dǎo)體模塊4的冷卻引腳4c插入到腔體13 內(nèi)從而將半導(dǎo)體功率模塊4放置在冷卻體3的上表面，并利用安裝螺釘6將該半導(dǎo)體功率 模塊4固定于冷卻體3。此后，或在此之前，利用安裝螺釘10將印刷布線基板5固定在半導(dǎo) 體功率模塊4上。 接著，使電容器2的外部連接端子板P和N與半導(dǎo)體功率模塊4的直流輸入端子TP和 TN、以及設(shè)置于方筒體45的直流連接器43電連接，并使半導(dǎo)體功率模塊4的交流輸出端子 TU、TV和TW與設(shè)置于方筒體45的交流連接器42電連接。
[0090] 最后，通過(guò)未圖示的密封構(gòu)件將蓋體46放置在方筒體45的上端，并通過(guò)安裝螺釘 47進(jìn)行固定。 若米用本實(shí)施方式4,由于方筒體45與冷卻體3形成為一體，因此該方筒體45起到散 熱器的作用，能高效地對(duì)由該方筒體45以及蓋體46構(gòu)成的第一殼體41內(nèi)所密封的空氣進(jìn) 行冷卻，并能對(duì)安裝了發(fā)熱電路元器件的印刷布線基板5進(jìn)行冷卻。
[0091] 此外，由于構(gòu)成第一殼體41 一部分的方筒體45與冷卻體3形成為一體，因此與單 獨(dú)構(gòu)成第一殼體41的情況相比，能容易地構(gòu)成第一殼體41。 另外，在上述實(shí)施方式1?4中，對(duì)在半導(dǎo)體功率模塊4上形成冷卻引腳4c的情況進(jìn) 行了說(shuō)明，但并不限于此，也可以如圖16所示，平行地設(shè)置從腔體13的一個(gè)長(zhǎng)邊側(cè)朝向另 一長(zhǎng)邊側(cè)的冷卻葉片61。
[0092] 此外，上述實(shí)施方式1?4中對(duì)設(shè)置在半導(dǎo)體功率模塊4上的印刷布線基板5為1 枚的情況進(jìn)行了說(shuō)明，但并不限于此，在安裝的電路元器件較多的情況下，可以隔著規(guī)定間 隔設(shè)置2枚或3枚以上的印刷布線基板。該情況下，例如以規(guī)定間隔設(shè)置安裝有構(gòu)成驅(qū)動(dòng) 電路的電路兀器件的驅(qū)動(dòng)電路基板、安裝有構(gòu)成控制電路的電路兀器件的控制電路基板、 以及安裝有構(gòu)成電源電路的電路元器件的電源電路基板這3枚。并且，對(duì)于安裝發(fā)熱電路 元器件的控制電路基板以及電源電路基板，利用固定在冷卻體3上的、由鋁、鋁合金、銅等 熱傳導(dǎo)率較高的金屬材料形成的導(dǎo)熱支承板部并經(jīng)由導(dǎo)熱構(gòu)件來(lái)進(jìn)行支承。優(yōu)選通過(guò)利 用固定在冷卻體3上表面的導(dǎo)熱支承側(cè)板部對(duì)導(dǎo)熱支承板部進(jìn)行支承，來(lái)構(gòu)成經(jīng)由導(dǎo)熱構(gòu) 件、導(dǎo)熱支承板部以及導(dǎo)熱支承板部的散熱路徑。
[0093] 此外，在上述實(shí)施方式1?4中對(duì)在冷卻體3的左端側(cè)設(shè)置冷卻介質(zhì)提供部14、在 右端側(cè)設(shè)置冷卻介質(zhì)排出部15的情況進(jìn)行了說(shuō)明，但并不限于此，也可以采用將冷卻介質(zhì) 提供部14作為冷卻介質(zhì)排出部15、將冷卻介質(zhì)排出部15作為冷卻介質(zhì)提供部14這樣以相 反的關(guān)系來(lái)設(shè)置。另外，也可以將冷卻介質(zhì)提供部14和冷卻介質(zhì)排出部15設(shè)置成相對(duì)于 與通過(guò)腔體13中心的與Y軸平行的線呈線對(duì)稱?？偠灾?，只要將冷卻介質(zhì)提供部14以 及冷卻介質(zhì)排出部15相對(duì)于腔體13設(shè)置在對(duì)角位置即可。
[0094] 此外，在上述實(shí)施方式1?4中對(duì)在半導(dǎo)體功率模塊4上設(shè)置冷卻引腳4c或冷卻 葉片61的情況進(jìn)行了說(shuō)明，但并不限于此，也可以省略冷卻引腳或冷卻葉片，并省略冷卻 體3的開(kāi)口 12,使半導(dǎo)體功率模塊4的殼體4a直接與冷卻體3相接觸。另外，也可以在腔 體13內(nèi)使冷卻引腳或冷卻葉片與開(kāi)口 12的上表面相等或略微突出地設(shè)置，并使半導(dǎo)體功 率模塊4的底面與上述冷卻引腳或冷卻葉片相接觸。
[0095] 此外，在上述實(shí)施方式1?4中，對(duì)形成于冷卻體3的腔體13從俯視觀察時(shí)為矩 形的情況進(jìn)行了說(shuō)明，但并不限于此，長(zhǎng)邊LSI、LS2以及短邊SSI、SS2并不一定要采用直 線，能夠采用圓弧狀、三角波狀、波形狀等任意形狀。此外，平面形狀除了矩形以外，也能形 成為平行四邊形、菱形等。 此外，上述實(shí)施方式1?4中對(duì)采用液體制冷劑作為冷卻制冷劑的情況進(jìn)行了說(shuō)明，但 也可以采用氣體制冷劑。 工業(yè)上的實(shí)用性
[0096] 根據(jù)本發(fā)明，利用冷卻介質(zhì)提供部使冷卻介質(zhì)分散地提供到與腔體的長(zhǎng)邊相對(duì)的 冷卻體端部的腔體的一個(gè)長(zhǎng)邊側(cè)，因此能減小腔體內(nèi)冷卻介質(zhì)的流速差，并抑制壓力損耗， 能對(duì)半導(dǎo)體功率模塊進(jìn)行高效的冷卻，并能提供小型化的功率轉(zhuǎn)換裝置。 標(biāo)號(hào)說(shuō)明
[0097] 1 功率轉(zhuǎn)換裝置 2 電容器 3 冷卻體 4 半導(dǎo)體功率模塊 4c冷卻引腳 5 印刷布線基板 11殼體 12開(kāi)□ 13腔體 14冷卻介質(zhì)提供部 15冷卻介質(zhì)排出部 16提供側(cè)歧管部（冷卻介質(zhì)提供側(cè)儲(chǔ)液部） 17 排出側(cè)歧管部（冷卻介質(zhì)排出側(cè)儲(chǔ)液部） 18、19流體通路 31 提供側(cè)傾斜通路 32 排出側(cè)傾斜通路 41 第一殼體 42 交流連接器 43 直流連接器 45 方筒體 45 蓋體 51 第二殼體 61 冷卻葉片
【權(quán)利要求】
1. 一種功率轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，包括：半導(dǎo)體功率模塊；以及 冷卻體，該冷卻體設(shè)置在所述半導(dǎo)體功率模塊的一面?zhèn)龋瑢?duì)該半導(dǎo)體功率模塊進(jìn)行冷 卻， 所述冷卻體包括：腔體，該腔體與所述半導(dǎo)體功率模塊安裝位置相對(duì)設(shè)置，供冷卻介質(zhì) 流通，并具有相對(duì)的長(zhǎng)邊以及短邊；向該腔體的一個(gè)長(zhǎng)邊側(cè)提供冷卻介質(zhì)的冷卻介質(zhì)提供 部；以及從所述腔體的另一長(zhǎng)邊側(cè)排出冷卻介質(zhì)的冷卻介質(zhì)排出部。
2. -種功率轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，包括：對(duì)直流功率進(jìn)行平滑處理的電容器； 將經(jīng)由該電容器平滑處理后的直流功率轉(zhuǎn)換為交流功率的矩形的半導(dǎo)體功率模塊；以 及 冷卻體，該冷卻體的一個(gè)冷卻面上設(shè)置所述半導(dǎo)體功率模塊，另一個(gè)冷卻面上設(shè)置所 述電容器，該冷卻體對(duì)所述半導(dǎo)體功率模塊以及所述電容器進(jìn)行冷卻， 所述半導(dǎo)體功率模塊在與所述冷卻體相反側(cè)的矩形面一側(cè)的其中一個(gè)長(zhǎng)邊側(cè)具有連 接與所述電容器進(jìn)行電連接的電連接部的連接端子， 所述冷卻體包括：插入部，該插入部供所述電連接部插入；腔體，該腔體與所述半導(dǎo)體 功率模塊相對(duì)，一個(gè)長(zhǎng)邊與所述插入部相對(duì)來(lái)供冷卻介質(zhì)流通，且具有相對(duì)的長(zhǎng)邊以及短 邊；向該腔體的一個(gè)長(zhǎng)邊側(cè)提供冷卻介質(zhì)的冷卻介質(zhì)提供部；以及從所述腔體的另一長(zhǎng)邊 側(cè)排出冷卻介質(zhì)的冷卻介質(zhì)排出部。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的功率轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，在所述冷卻體的所述腔體內(nèi)， 多個(gè)冷卻引腳以及多個(gè)葉片的其中一方沿著冷卻介質(zhì)的流通方向排列。
4. 如權(quán)利要求1或2所述的功率轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，所述冷卻體中，將所述腔體的 與所述半導(dǎo)體功率模塊相對(duì)的面開(kāi)口，所述半導(dǎo)體功率模塊的與所述腔體相對(duì)的面上，沿 著冷卻介質(zhì)的流通方向排列有插入到該腔體內(nèi)的多個(gè)冷卻引腳以及多個(gè)葉片的其中一方。
5. 如權(quán)利要求1或2所述的功率轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，包括第一殼體，該第一殼體固 定在所述冷卻體上，并包圍所述半導(dǎo)體功率模塊以及所述安裝基板，該第一殼體上設(shè)有將 形成在所述半導(dǎo)體功率模塊上的直流連接端子以及交流連接端子與外部設(shè)備進(jìn)行連接的 外部連接端子。
6. 如權(quán)利要求5所述的功率轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，所述第一殼體由以下構(gòu)件構(gòu)成：筒 體，該筒體包圍所述半導(dǎo)體功率模塊以及所述安裝基板的側(cè)面，且其一個(gè)開(kāi)放端面固定于 所述冷卻體上；以及蓋體，該蓋體將該筒體的所述安裝基板側(cè)的另一個(gè)開(kāi)放端面堵住。
7. 如權(quán)利要求5所述的功率轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，包括第二殼體，該第二殼體包圍所 述電容器，該第二殼體和所述冷卻體的與所述第一殼體相反的一側(cè)相連接。
8. 如權(quán)利要求1或2所述的功率轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，所述冷卻介質(zhì)提供部從與所述 腔體的一個(gè)長(zhǎng)邊相對(duì)的冷卻體端面的較該腔體的一個(gè)短邊更靠外側(cè)的位置向所述腔體的 長(zhǎng)邊側(cè)提供冷卻介質(zhì)。
9. 如權(quán)利要求8所述的功率轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，所述冷卻介質(zhì)排出部設(shè)置在與所 述腔體的另一長(zhǎng)邊相對(duì)的冷卻體端面的與所述冷卻介質(zhì)提供部呈對(duì)角的位置，并從該腔體 的另一長(zhǎng)邊側(cè)排出冷卻介質(zhì)。
10. 如權(quán)利要求1或2所述的功率轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，在所述腔體與所述冷卻介質(zhì) 提供部以及所述冷卻介質(zhì)排出部之間形成有冷卻介質(zhì)提供側(cè)儲(chǔ)液部以及冷卻介質(zhì)排出側(cè) 儲(chǔ)液部。
11. 如權(quán)利要求10所述的功率轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，所述冷卻介質(zhì)提供部在其與所 述冷卻介質(zhì)提供側(cè)儲(chǔ)液部之間設(shè)有朝向所述腔體的中央部的供給用傾斜通路。
12. 如權(quán)利要求10所述的功率轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，所述冷卻介質(zhì)排出部在其與所 述冷卻介質(zhì)排出側(cè)儲(chǔ)液部之間設(shè)有從所述腔體的中央部朝向該冷卻介質(zhì)排出部的排出側(cè) 傾斜通路。
13. 如權(quán)利要求1或2所述的功率轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，設(shè)有對(duì)所述冷卻體的冷卻介 質(zhì)排出部附近的溫度進(jìn)行檢測(cè)的溫度檢測(cè)部。
14. 如權(quán)利要求1或2所述的功率轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，設(shè)有對(duì)所述冷卻體的冷卻介 質(zhì)提供部附近的溫度進(jìn)行檢測(cè)的溫度檢測(cè)部。
【文檔編號(hào)】H01L25/18GK104067502SQ201380005457
【公開(kāi)日】2014年9月24日 申請(qǐng)日期:2013年1月17日 優(yōu)先權(quán)日:2012年3月21日
【發(fā)明者】小高章弘, 田中泰仁, 柴田美里 申請(qǐng)人:富士電機(jī)株式會(huì)社