專利名稱：電力轉(zhuǎn)換裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電力轉(zhuǎn)換裝置，并更具體地涉及一種電力轉(zhuǎn)換裝置的冷卻結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
一般來(lái)說(shuō)，諸如用于將交流電轉(zhuǎn)換成直流電的轉(zhuǎn)換器或用于將直流電轉(zhuǎn)換成交流電的逆變器之類的電力轉(zhuǎn)換裝置用于驅(qū)動(dòng)交流(AC)電動(dòng)機(jī)。特別是，電力轉(zhuǎn)換裝置的容量近年來(lái)不斷增大。為此，采用水冷方法作為冷卻方法，以應(yīng)付所產(chǎn)生熱量的增加(例如，參見(jiàn)JP-A-2005-117829)。在此，將參照?qǐng)D6和7來(lái)描述現(xiàn)有技術(shù)的水冷電力轉(zhuǎn)換裝置的冷卻結(jié)構(gòu)。圖6是現(xiàn)有技術(shù)的電力轉(zhuǎn)換裝置的正面的立體圖。圖7是現(xiàn)有技術(shù)的電力轉(zhuǎn)換裝置的背面的立體圖。附圖標(biāo)記101表示半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件，附圖標(biāo)記102表示冷卻本體，附圖標(biāo)記103表示主管道(供水側(cè))，附圖標(biāo)記104表示主管道(排水側(cè))，附圖標(biāo)記105表示分支管道(供水側(cè))，附圖標(biāo)記106表示分支管道(排水側(cè))，附圖標(biāo)記107表示供水端口，而附圖標(biāo)記108表示排水端口。將描述現(xiàn)有技術(shù)的水冷電力轉(zhuǎn)換裝置的結(jié)構(gòu)。在圖6中，兩個(gè)半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件101固定到板狀冷卻本體102。主管道(供水側(cè))103和主管道(排水側(cè))104設(shè)置在冷卻本體102的兩側(cè)上。主管道(供水側(cè))103和冷卻本體102通過(guò)分支管道(供水側(cè))105彼此連接。同樣，主管道(排水側(cè))104和冷卻本體102通過(guò)分支管道(排水側(cè))106彼此連接。同時(shí)，多個(gè)冷卻本體102沿軸向串聯(lián)設(shè)置。在圖7中，冷卻本體102與分支管道(供水側(cè))105經(jīng)由供水端口 107彼此連接，該供水端口設(shè)置在冷卻本體102的背面上。同樣，冷卻本體102與分支管道(排水側(cè))106經(jīng)由排水端口 108彼此連接，該排水端口設(shè)置在冷卻本體102的背面上。同時(shí)，設(shè)置在冷卻本體102的背面上的供水端口 107和排水端口 108設(shè)置在對(duì)應(yīng)的主管道附近，并在冷卻本體沿軸向的中間附近。下面，將描述現(xiàn)有技術(shù)的水冷電力轉(zhuǎn)換裝置的操作。在圖6和7中，例如，冷卻水流入主管道(供水側(cè))103。此外，冷卻水經(jīng)由分支管道(供水側(cè))105和供水端口 107流入冷卻本體102。同時(shí)，冷卻水經(jīng)過(guò)冷卻本體102，因而，固定到冷卻本體102的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件101被冷卻。然后，流經(jīng)冷卻本體102的冷卻水經(jīng)由排水端口 108和分支管道(排水側(cè))106排放到主管道(排水側(cè))104。已在以上描述現(xiàn)有技術(shù)的水冷電力轉(zhuǎn)換裝置的冷卻結(jié)構(gòu)。現(xiàn)有技術(shù)的水冷電力轉(zhuǎn)換裝置的冷卻結(jié)構(gòu)具有如下問(wèn)題?，F(xiàn)有技術(shù)的電力轉(zhuǎn)換裝置具有的問(wèn)題是，例如在冷卻水循環(huán)時(shí)，氣泡根據(jù)冷卻本體102的固定定向而傾向于留在冷卻本體102內(nèi)。將參照?qǐng)D8來(lái)描述此問(wèn)題。圖8是現(xiàn)有技術(shù)的水冷電力轉(zhuǎn)換裝置的冷卻本體的背面的(第一)內(nèi)部視圖。
如圖8中所示，冷卻水在冷卻本體102內(nèi)從供水端口 107流向排水端口 108。此時(shí)，當(dāng)冷卻水經(jīng)過(guò)時(shí)，氣泡傾向于留在冷卻本體內(nèi)的上部。當(dāng)留有氣泡時(shí)，留有氣泡的一部分的導(dǎo)熱率嚴(yán)重變差。為此，不可能充分冷卻半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件101，因而，會(huì)擔(dān)心半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件101被破壞。此外，現(xiàn)有技術(shù)的電力轉(zhuǎn)換裝置具有的問(wèn)題是當(dāng)例如在維修時(shí)排出冷卻水時(shí)，根據(jù)冷卻本體102的固定定向，冷卻水傾向于留在冷卻本體102內(nèi)的下部。將參照?qǐng)D9詳細(xì)描述此問(wèn)題。圖9是現(xiàn)有技術(shù)的水冷電力轉(zhuǎn)換裝置的冷卻本體的背面的(第二)內(nèi)部視圖。如圖9中所示，當(dāng)例如在維修時(shí)要將冷卻水排出時(shí)，冷卻水傾向于留在冷卻本體102內(nèi)的下部。當(dāng)留有冷卻水時(shí)，會(huì)擔(dān)心外圍裝置由于冷卻水的噴濺而被破壞。此外，還擔(dān)心由于留下的冷卻水的質(zhì)量下降而造成對(duì)冷卻本體102的腐蝕。此外，擔(dān)心在留下的冷卻水凍結(jié)時(shí)，例如在零下環(huán)境等中，冷卻本體會(huì)被破壞。此外，當(dāng)例如將撓性管道用作現(xiàn)有技術(shù)中的水冷電力轉(zhuǎn)換裝置內(nèi)的每個(gè)分支管道時(shí)，會(huì)有可組裝性差的問(wèn)題，這是因?yàn)橹鞴艿?供水側(cè))103與供水端口 107之間的距離以及主管道(排水側(cè))104與排水端口 108之間的距離較短。具體來(lái)說(shuō)，由于撓性管道的收縮程度較小，所以難以例如向后在兩個(gè)位點(diǎn)之間安裝撓性管道。為此，在組裝時(shí)組裝誤差和吸收量減小。由此，撓性管道不能在沒(méi)有過(guò)分收縮的情況下進(jìn)行組裝。由此，不合理的力施加于管道系統(tǒng)的一定部分。此外，組裝的次序也受限制。此外，維護(hù)、拆卸和更換也不容易。此外，由于對(duì)應(yīng)的主管道設(shè)置在現(xiàn)有技術(shù)中的水冷電力轉(zhuǎn)換裝置內(nèi)的冷卻本體102的兩側(cè)，所以還有電力轉(zhuǎn)換裝置的整個(gè)寬度增大的問(wèn)題。由此，為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的是防止電力轉(zhuǎn)換裝置的冷卻結(jié)構(gòu)的性能變差或退化。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)方面，提供了一種電力轉(zhuǎn)換裝置。電力轉(zhuǎn)換裝置包括冷卻本體(2)，該冷卻本體包括第一表面和與第一表面相對(duì)的第二表面，其中，冷卻劑流經(jīng)的通道形成于冷卻本體內(nèi)部；半導(dǎo)體元件(1)，該半導(dǎo)體元件設(shè)置在冷卻本體的第一表面上，其中，冷卻本體構(gòu)造成冷卻半導(dǎo)體元件；供給端口(7)，該供給端口設(shè)置在冷卻本體的第二表面上；排出端口(8)，該排出端口設(shè)置在冷卻本體的第二表面上；供給管道(3，5)，該供給管道經(jīng)由供給端口連接到冷卻本體，其中，冷卻劑從供給管道經(jīng)由供給端口供給到冷卻本體內(nèi)；以及排出管道(4，6)，該排出管道經(jīng)由排出端口連接到冷卻本體，其中，冷卻劑從排出端口經(jīng)由排出管道排出到外部。第二表面包括上側(cè)和沿重力方向與該上側(cè)相對(duì)的下側(cè)，排出端口(8)設(shè)置在第二表面的上側(cè)附近，而供給端口(7)設(shè)置在第二表面的下側(cè)附近。根據(jù)本發(fā)B月，可以防止電力轉(zhuǎn)換裝置的冷卻結(jié)構(gòu)的性能變差或退化。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的電力轉(zhuǎn)換裝置的正面的立體圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的電力轉(zhuǎn)換裝置的背面的立體圖3是根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的電力轉(zhuǎn)換裝置的冷卻本體的背面的(第一)內(nèi)部圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的電力轉(zhuǎn)換裝置的冷卻本體的背面的(第二)內(nèi)部圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的電力轉(zhuǎn)換裝置的冷卻本體的背面的內(nèi)部圖；圖6是現(xiàn)有技術(shù)的電力轉(zhuǎn)換裝置的正面的立體圖；圖7是現(xiàn)有技術(shù)電力轉(zhuǎn)換裝置的背面的立體圖；圖8是現(xiàn)有技術(shù)的水冷電力轉(zhuǎn)換裝置的冷卻本體的背面的(第一)內(nèi)部圖；以及。圖9是現(xiàn)有技術(shù)的水冷電力轉(zhuǎn)換裝置的冷卻本體的背面的(第二)內(nèi)部圖。
具體實(shí)施例方式下面，將參照附圖來(lái)描述本發(fā)明的實(shí)施例。然而，下述說(shuō)明僅是本發(fā)明的示例，并且本發(fā)明不限于下述說(shuō)明。即，本發(fā)明可以由本領(lǐng)域的技術(shù)人員以各種方式來(lái)修改，而不脫離本發(fā)明的范圍。首先，將參照?qǐng)D1和2描述根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的電力轉(zhuǎn)換裝置的結(jié)構(gòu)。圖1是根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的電力轉(zhuǎn)換裝置的正面的立體圖。圖2是電力轉(zhuǎn)換裝置的背面的立體圖。附圖標(biāo)記I表示半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件，附圖標(biāo)記2表示冷卻本體，附圖標(biāo)記3表示主管道(供水側(cè))，附圖標(biāo)記4表示主管道(排水側(cè))，附圖標(biāo)記5表示分支管道(供水側(cè))，附圖標(biāo)記6表示分支管道(排水側(cè))，附圖標(biāo)記7表示供水端口，而附圖標(biāo)記8表示排水端口。參照?qǐng)D1來(lái)描述電力轉(zhuǎn)換裝置的正面。在圖1中，兩個(gè)半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件I固定到一個(gè)板狀冷卻本體2。主管道(供水側(cè))3和主管道(排水側(cè))4設(shè)置在冷卻本體2的背面中間附近，以與冷卻本體2間隔開(kāi)。主管道(供水側(cè))3和主管道(排水側(cè))4在背面通過(guò)分支管道連接到冷卻本體2，但這將稍后作描述。此外，多個(gè)冷卻本體2沿軸向串聯(lián)設(shè)置。同樣，對(duì)應(yīng)的冷卻本體2在背面通過(guò)分支管道連接到冷卻本體2。例如，水冷本體可用作冷卻本體2。在此情況下，在冷卻本體2內(nèi)形成冷卻水所流經(jīng)的空間(制冷通道)。泵安裝成冷卻水作為整體向下供給以及向上排出。此外，泵(未示出)安裝在上側(cè)。泵連接到主管道(供水側(cè))3和主管道(排水側(cè))4。冷卻水在每個(gè)主管道內(nèi)沿上述方向通過(guò)泵的操作來(lái)循環(huán)。此外，排水塞(未示出)設(shè)置在主管道(供水側(cè))3和主管道(排水側(cè))4的每個(gè)上(例如在下部)，在維修等的時(shí)候，水可通過(guò)該排水塞排出。參照?qǐng)D2來(lái)描述電力轉(zhuǎn)換裝置的背面。在圖2中，冷卻本體2經(jīng)由供水端口 7通過(guò)分支管道(供水側(cè))5連接到主管道(供水側(cè))3。同樣，冷卻本體2經(jīng)由排水端口 8通過(guò)分支管道(排水側(cè))6連接到主管道(排水側(cè))4。供水端口 7設(shè)置在每個(gè)冷卻本體2背面的下角落附近。排水端口設(shè)置在每個(gè)冷卻本體2背面的上角落附近。
此外，供水端口 7連接到主管道(供水側(cè))3，而主管道(排水側(cè))4間設(shè)在主管道(供水側(cè))3與供水端口 7之間。分支管道(供水側(cè))5用于這種連接。同時(shí)，分支管道(供水側(cè))5經(jīng)過(guò)主管道(排水側(cè))4的后側(cè)，并連接到供水端口 7。同時(shí)，排水端口 8連接到主管道(排水側(cè))4，而主管道(供水側(cè))3間設(shè)在主管道(排水側(cè))4與排水端口 8之間。分支管道(排水側(cè))6用于這種連接。同時(shí)，分支管道(排水側(cè))6經(jīng)過(guò)主管道(供水側(cè))的后側(cè)，并連接到排水端口 8。例如，撓性管道可用作分支管道(供水側(cè))5和分支管道(排水側(cè))6。同時(shí)，例如，不銹鋼(SUS)、鋁、銅、橡膠等可用作撓性管道的材料。在此，主管道(供水側(cè))3和主管道(排水側(cè))4并聯(lián)地設(shè)置在冷卻本體2的中間位置附近。同時(shí)，供水端口 7連接到主管道(供水側(cè))3，而主管道(排水側(cè))4間設(shè)在主管道(供水側(cè))3與供水端口 7之間。S卩，遠(yuǎn)離供水端口 7的主管道作為主管道(供水側(cè))3而連接到 供水端口 7。為此，用于這種連接的分支管道(供水側(cè))5比現(xiàn)有技術(shù)中的分支管道(供水側(cè))長(zhǎng)。同樣，排水端口 8連接到主管道(排水側(cè))4，而主管道(供水側(cè))3間設(shè)在主管道(排水側(cè))4與排水端口 8之間。即,遠(yuǎn)離排水端口 8的主管道作為主管道(排水側(cè))4而連接到排水端口 8。為此，用于此連接的分支管道(排水側(cè))6比現(xiàn)有技術(shù)中的分支管道(排水側(cè))長(zhǎng)。接下來(lái)，將參照?qǐng)D1和2描述根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的電力轉(zhuǎn)換裝置的操作。在圖1和2中，冷卻水從泵(未示出)經(jīng)由主管道(供水側(cè))3強(qiáng)制送出。此外，送出的冷卻水從分支管道(供水側(cè))5經(jīng)由供水端口 7流入冷卻本體2。已流入冷卻本體2的冷卻水通過(guò)經(jīng)過(guò)在冷卻本體內(nèi)形成的通道而經(jīng)過(guò)冷卻本體2的內(nèi)部。此時(shí)，由固定到冷卻本體2的外表面的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件I產(chǎn)生的熱量損失經(jīng)過(guò)冷卻本體2的表面?zhèn)鬟f到冷卻水，該冷卻水強(qiáng)制流經(jīng)形成于冷卻本體2內(nèi)的通道。由此，可以冷卻半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件I并抑制每個(gè)半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件的溫升。此外，已經(jīng)過(guò)冷卻本體2內(nèi)部的冷卻水經(jīng)由排水端口 8和分支管道(排水側(cè))6排出到主管道(排水側(cè))4。上面已描述根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的電力轉(zhuǎn)換裝置的結(jié)構(gòu)和操作。根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例，由于排水端口 8設(shè)置在每個(gè)冷卻本體2的后表面的上部，氣泡從冷卻本體2的內(nèi)部經(jīng)由排水端口 8排出到外部。由此，可以使氣泡幾乎不留在冷卻本體內(nèi)。將參照?qǐng)D3詳細(xì)描述此優(yōu)點(diǎn)。圖3是根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的電力轉(zhuǎn)換裝置的冷卻本體的背面的(第一)內(nèi)部圖。如圖3中所示，在冷卻水循環(huán)時(shí)，冷卻水從供水端口 7沿冷卻本體2內(nèi)的通道流向排水端口 8。此時(shí)，當(dāng)冷卻水經(jīng)過(guò)時(shí)，氣泡傾向于留在冷卻本體內(nèi)的上部。然而，由于排水端口 8形成于冷卻本體的上部，所以氣泡能經(jīng)由排水端口 8排出到外部。由于以此方式去除在冷卻本體2內(nèi)產(chǎn)生的氣泡，所以可以在冷卻水循環(huán)時(shí)將不包含氣泡的冷卻水繼續(xù)供給到冷卻本體2內(nèi)。由此，可以抑制留有氣泡的一部分的導(dǎo)熱率變差，而這種變差是由于氣泡留在冷卻本體2內(nèi)造成的。為此，還可以防止半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件I的冷卻效率變差。此外，根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例，由于供水端口 7設(shè)置在每個(gè)冷卻本體2的背面的下部，所以當(dāng)例如在維修時(shí)將排出冷卻水時(shí)，冷卻水從冷卻本體2的內(nèi)部經(jīng)由供水端口 7排出到外部。由此，可以使冷卻水幾乎不留在冷卻本體內(nèi)。將參照?qǐng)D4詳細(xì)描述此優(yōu)點(diǎn)。圖4是根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的電力轉(zhuǎn)換裝置的冷卻本體的背面的(第二)內(nèi)部圖。如圖4中所示，在維護(hù)冷卻水等時(shí)，冷卻水從冷卻本體2內(nèi)的下部排出。此時(shí)，冷卻水傾向于留在冷卻本體的下部。然而，由于供水端口 7形成于冷卻本體的下部，所以冷卻水能經(jīng)由供水端口 7排出到外部。由于這樣在維護(hù)時(shí)冷卻水幾乎不會(huì)留在冷卻本體2內(nèi)，所以可以不用擔(dān)心冷卻水 濺射到外圍裝置上，也不用擔(dān)心由于留下的冷卻水的質(zhì)量下降而造成冷卻本體2腐蝕等。此外，還可以防止由于留下的冷卻水凍結(jié)而造成冷卻本體2被破壞。此外，根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例，由于主管道(供水側(cè))3與主管道(排水側(cè))4設(shè)置在冷卻本體2的背面的中間附近，所以可以減少電力轉(zhuǎn)換裝置的整體寬度。由此，可以減小電力轉(zhuǎn)換裝置的尺寸。此外，根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例，供水端口 7和主管道(供水側(cè))3之間的距離(等于分支管道(供水側(cè))5的長(zhǎng)度)可以設(shè)定成比供水端口 7與主管道(排水側(cè))4之間的距離大。此外，排水端口 8和主管道(排水側(cè))4之間的距離(等于分支管道(排水側(cè))6的長(zhǎng)度)可以設(shè)定成比排水端口 8與主管道(供水側(cè))3之間的距離大。由此，當(dāng)例如撓性管道用作每個(gè)分支管道5和6時(shí)可以提高可組裝性。S卩，撓性管道的收縮量通常較小。然而，由于供水端口 7與主管道(供水側(cè))3之間的距離以及排水端口 8與主管道(排水側(cè))4之間的距離中的每個(gè)距離在第一實(shí)施例中都設(shè)定成較長(zhǎng)，所以即便當(dāng)采用撓性管道時(shí)，也可以例如將撓性管道容易地向后安裝在兩個(gè)位點(diǎn)之間。由此，由于可以增大組裝差錯(cuò)和吸收量，不必在組裝撓性管道時(shí)過(guò)度收縮撓性管道。因此，還可以防止不合理的力施加于管道系統(tǒng)。此外，組裝的次序也不受限制。還有，還可以容易地維修、拆卸和更換。此外，根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例，由于主管道(供水側(cè))3與主管道(排水側(cè))4設(shè)置在冷卻本體2背面的中間附近(S卩，在冷卻本體2的中間位置附近)，所以可以減小電力轉(zhuǎn)換裝置的整體寬度。由此，可以減小電力轉(zhuǎn)換裝置的尺寸。上面已描述了本發(fā)明的第一實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)。接下來(lái)，將參照?qǐng)D5描述根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的電力轉(zhuǎn)換裝置的結(jié)構(gòu)。圖5是根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的電力轉(zhuǎn)換裝置的冷卻本體背面的內(nèi)部圖。電力轉(zhuǎn)換裝置的正面的結(jié)構(gòu)對(duì)于第一和第二實(shí)施例來(lái)說(shuō)是相同的。主管道(供水偵D 3與主管道(排水側(cè))4設(shè)置在冷卻本體2背面的中間附近的結(jié)構(gòu)對(duì)于第一和第二實(shí)施例來(lái)說(shuō)也是相同的。此外，供水端口7的位置對(duì)于第一和第二實(shí)施例來(lái)說(shuō)也是相同的。未具體示出的其它結(jié)構(gòu)對(duì)于第一和第二實(shí)施例來(lái)說(shuō)也是相同的。然而，第二實(shí)施例與第一實(shí)施例的區(qū)別在于排水端口 8的位置。在此，排水端口 8形成于沿軸向經(jīng)過(guò)供水端口 7的管道的延長(zhǎng)線上。此外，第二實(shí)施例與第一實(shí)施例的區(qū)別甚至在于雙(上和下)通道，這些通道使冷卻水從下側(cè)流到上側(cè)，并作為用于冷卻水的通道形成于冷卻本體2內(nèi)。在此，下通道設(shè)有供水端口 7，而上通道設(shè)有排水端口 8。接下來(lái)，將同樣參照?qǐng)D5描述根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的電力轉(zhuǎn)換裝置的操作。電力轉(zhuǎn)換裝置的基本操作對(duì)于第一和第二實(shí)施例來(lái)說(shuō)是相同的，但第二實(shí)施例與第一實(shí)施例的區(qū)別在于冷卻本體2內(nèi)的冷卻水的流動(dòng)。已從供水端口 7流入冷卻本體2的冷卻水在經(jīng)過(guò)形成于冷卻本體內(nèi)的下通道之后經(jīng)上通道到達(dá)排水端口 8。此外，冷卻水通過(guò)行進(jìn)到來(lái)自排水端口 8的管道而進(jìn)行循環(huán)。上面已描述了本發(fā)明的第二實(shí)施例的電力轉(zhuǎn)換裝置的結(jié)構(gòu)和操作。根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例，由于排水端口 8設(shè)置在每個(gè)冷卻本體2的背面的上部，所以氣泡從冷卻本體2的內(nèi)部經(jīng)由排水端口 8排出到外部。由此，可以使氣泡幾乎不留在冷卻本體內(nèi)。此外，根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例，由于供水端口 7設(shè)置在每個(gè)冷卻本體2的背面的下部，所以當(dāng)冷卻水在例如維護(hù)時(shí)被排出時(shí)，冷卻水從冷卻本體2的內(nèi)部經(jīng)由供水端口 7排出到外部。由此，可以使冷卻水幾乎不留在冷卻本體內(nèi)。 上面已描述了本發(fā)明的第二實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)，在第一和第二實(shí)施例中，供水端口 7設(shè)置在冷卻本體的下部，但本發(fā)明并不限于此。相反，即便排水端口 8設(shè)置在冷卻本體的下部，冷卻水在維護(hù)時(shí)也經(jīng)由該排出端口排出。由此，可以使冷卻水幾乎不留在冷卻本體2內(nèi)。此外，在第一和第二實(shí)施例中，供水端口 7和排水端口 8設(shè)置在冷卻本體的角落附近，但本發(fā)明不限于此。排水端口 8僅必須設(shè)置在冷卻本體2的內(nèi)部的上部，以使氣泡能排出到外部。供水端口 7僅必須設(shè)置在冷卻本體2的內(nèi)部的下部，以使冷卻水能排出到外部。同時(shí)，供水端口 7與主管道(供水側(cè))3之間的距離以及排水端口 8與主管道(排水側(cè))4之間的距離在第一和第二實(shí)施例中都已設(shè)定成較長(zhǎng)。然而，即便這些距離中的任一個(gè)設(shè)定成較長(zhǎng)，也可以提高可組裝性許多。此外，主管道(供水側(cè))3和主管道(排水側(cè))4在第一和第二實(shí)施例中設(shè)置在冷卻本體2的中間位置附近。然而，主管道(供水側(cè))3與主管道(排水側(cè))4可以如現(xiàn)有技術(shù)中那樣設(shè)置在冷卻本體2的兩側(cè)，且供水端口 7與排水端口 8可以與現(xiàn)有技術(shù)中相反地定位。SP，供水端口 7設(shè)置在遠(yuǎn)離主管道(供水側(cè))3的位置處，而排水端口 8設(shè)置在遠(yuǎn)離主管道(排水偵D4的位置處。這樣，可以加大主管道(供水側(cè))3與供水端口 7之間的距離。此外，主管道(排水側(cè))4與排水端口 8之間的距離也可以增大。此外，在第一和第二實(shí)施例中，泵安裝在上側(cè)，以使冷卻水作為整體向下供給以及向上排出。然而，使冷卻水循環(huán)的泵的安裝位置不限于上側(cè)。泵僅必須設(shè)置在泵能使冷卻水循環(huán)的位置處。此外，冷卻水可以沿與第一和第二實(shí)施例中的方向相反的方向供給和排出。同時(shí)，水冷本體用作第一和第二實(shí)施例中的冷卻本體2，但冷卻本體2不限于水冷本體?？梢允褂貌捎闷渌评鋭┳鳛槔鋮s劑的冷卻本體。此外，撓性管道用作第一和第二實(shí)施例中的分支管道中的每個(gè)管道，并且每個(gè)分支管道不限于撓性管道?？梢允褂萌魏螛?gòu)件，只要構(gòu)件由像撓性管道的彈性材料制成。此外，冷卻本體2在第一和第二實(shí)施例中具有矩形形狀。然而，冷卻本體2的形狀不必限制于矩形形狀。冷卻本體2可具有正方形形狀或大體柱形。
此外，半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件I可安裝在單獨(dú)的冷卻本體2上，以對(duì)應(yīng)于各階段，對(duì)應(yīng)的主管道可連接成對(duì)應(yīng)于對(duì)應(yīng)的冷卻本體2的各階段，而對(duì)應(yīng)的冷卻本體2可串聯(lián)連接。具體來(lái)說(shuō)，安裝在冷卻本體2上的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件I從上側(cè)到下側(cè)依次對(duì)應(yīng)于U階段、V階段和W階段。在此情況下，由于對(duì)應(yīng)的主管道可串聯(lián)連接成對(duì)應(yīng)于各個(gè)階段，所以可以簡(jiǎn)化管道。此外，垂直位置可改變成與圖1和2中所示的垂直位置倒置的垂直位置。此外，即使垂直位置并非精確地是垂直位置并包含傾斜元素，但垂直結(jié)構(gòu)僅必須實(shí)現(xiàn)成能實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的操作。同時(shí)，將要冷卻的目標(biāo)物體在第一和第二實(shí)施例中是半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件1，但將要冷卻的目標(biāo)物體不限于是半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件I。除了半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件以外，使由半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件轉(zhuǎn)換的電流平穩(wěn)的電容器、用于實(shí)現(xiàn)電容器的電壓平衡的電阻器、抑制半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件的電涌的電容器或電阻器、反應(yīng)器、基片等可用作將要冷卻的物體。此外，在第一和第二實(shí)施例中，供水端口 7和排水端口 8安裝在冷卻本體的與其安裝有半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件I的外表面(正面)相對(duì)的表面(背面)上，但冷卻本體的安裝有供水端口 7和排水端口 8的表面并不限于此。如果可能，供水端口 7與排水端口 8可設(shè)置在冷卻本體的正面上。此外，在第一和第二實(shí)施例中，主管道(供水側(cè))3、主管道(排水側(cè))4、分支管道(供水側(cè))5和分支管道(排水側(cè))6是圓柱形管道，但不限于此。這些管道可以具有諸如板狀而不是圓柱形的形狀。盡管描述了一定的實(shí)施例，但這些實(shí)施例僅借助示例來(lái)表示，并不意在限制本發(fā)明的范圍。實(shí)際上，文中所述的新穎的方法和系統(tǒng)可以多種其它方式來(lái)實(shí)施。此外，可以進(jìn)行文中所述的方法和系統(tǒng)的形式上的各種省略、替代和改變，而不脫離本發(fā)明的精神。所附權(quán)利要求書(shū)及其等同物意在覆蓋如將落入本發(fā)明的精神和范圍的這種形式或修改。
權(quán)利要求
1.一種電力轉(zhuǎn)換裝置，包括冷卻本體(2)，所述冷卻本體包括第一表面和與所述第一表面相對(duì)的第二表面，其中， 冷卻劑所流經(jīng)的通道形成于所述冷卻本體內(nèi)部；半導(dǎo)體元件(I )，所述半導(dǎo)體元件設(shè)置在所述冷卻本體的所述第一表面上，其中，所述冷卻本體構(gòu)造成冷卻所述半導(dǎo)體元件；供給端口(7)，所述供給端口設(shè)置在所述冷卻本體的所述第二表面上；排出端口(8)，所述排出端口設(shè)置在所述冷卻本體的所述第二表面上；供給管道(3，5)，所述供給管道經(jīng)由所述供給端口連接到所述冷卻本體，其中，所述冷卻劑從所述供給管道經(jīng)由所述供給端口供給到所述冷卻本體內(nèi)；以及排出管道(4，6)，所述排出管道經(jīng)由所述排出端口連接到所述冷卻本體，其中，所述冷卻劑經(jīng)由所述排出管道從所述排出端口排出到外部，其中，所述第二表面包括上側(cè)和沿重力方向與所述上側(cè)相對(duì)的下側(cè)，以及所述排出端口(8)設(shè)置在所述第二表面的所述上側(cè)附近，而所述供給端口(7)設(shè)置在所述第二表面的所述下側(cè)附近。
2.如權(quán)利要求1所述的電力轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，所述冷卻本體形成為板狀，以及所述排出端口設(shè)置在所述第二表面的上角落附近。
3.如權(quán)利要求1或2所述的電力轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，所述供給端口設(shè)置在所述第二表面的下角落附近。
4.如權(quán)利要求1所述的電力轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，所述供給管道包括主供給管道(3)，所述冷卻劑從外部供給到所述主供給管道；以及分支供給管道(5)，所述分支供給管道連接所述主供給管道(3)和所述供給端口(7)，以及所述排出管道包括主排出管道(4)，所述冷卻劑從所述主排出管道排出到外部；以及分支排出管道(5 )，所述分支排出管道連接所述主排出管道(4 )和所述排出端口( 8 )。
5.如權(quán)利要求4所述的電力轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，所述分支排出管道的長(zhǎng)度大于所述排出端口(8)與所述主供給管道(3)之間沿垂直于重力方向的距離。
6.如權(quán)利要求4或5所述的電力轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，所述分支供給管道(6)的長(zhǎng)度大于所述供給端口(7)與所述主排出管道(4)之間沿垂直于重力方向的距離。
7.如權(quán)利要求4所述的電力轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，所述分支排出管道是撓性管道。
8.如權(quán)利要求7所述的電力轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，所述分支供給管道是撓性管道。
9.如權(quán)利要求7或8所述的電力轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，所述主供給管道(3)與所述主排出管道(4)設(shè)置在所述冷卻本體的中間位置附近。
10.如權(quán)利要求7或8所述的電力轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，所述主供給管道(3)與所述主排出管道(4)設(shè)置在所述供給端口(7)與所述排出端口(8)之間。
11.如權(quán)利要求1所述的電力轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，所述半導(dǎo)體元件(I)包括用于第一階段的第一半導(dǎo)體元件和用于第二階段的第二半導(dǎo)體元件，所述冷卻本體(2)包括串聯(lián)設(shè)置的第一冷卻本體和第二冷卻本體，所述第一半導(dǎo)體元件設(shè)置在所述第一冷卻本體上，而所述第二半導(dǎo)體元件設(shè)置在所述第二冷卻本體上。
全文摘要
提供有電力轉(zhuǎn)換裝置。該電力轉(zhuǎn)換裝置包括冷卻本體(2)，該冷卻本體包括第一表面和與第一表面相對(duì)的第二表面，其中，冷卻劑流經(jīng)的通道形成于冷卻本體內(nèi)部；半導(dǎo)體元件(1)，該半導(dǎo)體元件設(shè)置在冷卻本體的第一表面上，其中，冷卻本體構(gòu)造成冷卻半導(dǎo)體元件；供給端口(7)，該供給端口設(shè)置在冷卻本體的第二表面上；排出端口(8)，該排出端口設(shè)置在冷卻本體的第二表面上；供給管道(3，5)，該供給管道經(jīng)由供給端口連接到冷卻本體，其中，冷卻劑從供給管道經(jīng)由供給端口供給到冷卻本體內(nèi)；以及排出管道(4，6)，該排出管道經(jīng)由排出端口連接到冷卻本體，其中，冷卻劑從排出端口經(jīng)由排出管道排出到外部。第二表面包括上側(cè)和沿重力方向與該上側(cè)相對(duì)的下側(cè)，排出端口(8)設(shè)置在第二表面的上側(cè)附近，而供給端口(7)設(shè)置在第二表面的下側(cè)附近。
文檔編號(hào)H02M1/00GK103001456SQ201210338850
公開(kāi)日2013年3月27日 申請(qǐng)日期2012年9月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月16日
發(fā)明者城市洋, 前田哲也, 豊嶋達(dá)矢 申請(qǐng)人:富士電機(jī)株式會(huì)社