113]有時(shí)在電力變換電路基板50的與半導(dǎo)體開關(guān)元件51的安裝面相反側(cè)的面(背面)，形成導(dǎo)體圖案等。在此情況下，由于導(dǎo)體圖案等，在電力變換電路基板50的背面產(chǎn)生凹凸。因此，在電力變換電路基板50的背面中設(shè)置有導(dǎo)體圖案等的部分處，為了不壓壞導(dǎo)體圖案等，在與電力變換電路基板50相對(duì)的導(dǎo)熱板30的表面，設(shè)置與導(dǎo)體圖案等的形狀以及厚度對(duì)應(yīng)的凹部而進(jìn)行配置。其結(jié)果，在電力變換電路基板50的背面與導(dǎo)熱板30之間形成空氣層。如果存在這樣的空氣層，則電力變換電路基板50與導(dǎo)熱板30之間的導(dǎo)熱性降低。
[0114]因此，在實(shí)施方式7所涉及的電力變換模塊120中，在電力變換電路基板50與導(dǎo)熱板30之間配置熱擴(kuò)散片121，經(jīng)由該熱擴(kuò)散片121使電力變換電路基板50與導(dǎo)熱板30緊密貼合。由此，消除空氣層，在隔有熱擴(kuò)散片121的電力變換電路基板50與導(dǎo)熱板30之間構(gòu)成導(dǎo)熱良好的導(dǎo)熱路徑，能夠提高電力變換電路基板50與導(dǎo)熱板30之間的導(dǎo)熱性。另夕卜，利用熱擴(kuò)散片121，進(jìn)一步進(jìn)行熱向橫向(導(dǎo)熱板30的面方向)的熱擴(kuò)散，因此變得容易向在橫向上伸展的導(dǎo)熱板30進(jìn)行導(dǎo)熱，變得容易向散熱部20側(cè)的導(dǎo)熱板30進(jìn)行導(dǎo)熱。
[0115]如上述所示，在實(shí)施方式7中，在電力變換電路基板50與導(dǎo)熱板30之間，具備導(dǎo)熱率比空氣高的熱擴(kuò)散片121。由此，電力變換電路基板50與導(dǎo)熱板30之間的空氣層消失，提高電力變換電路基板50與導(dǎo)熱板30之間的導(dǎo)熱性。另外，變得容易向在橫向上伸展的導(dǎo)熱板30進(jìn)行導(dǎo)熱，變得容易向散熱部20側(cè)的導(dǎo)熱板30進(jìn)行導(dǎo)熱。
[0116]此外，作為適用于在上述實(shí)施方式中說明的電力變換裝置的半導(dǎo)體開關(guān)元件51，能夠使用由寬帶隙(WBG)半導(dǎo)體形成的半導(dǎo)體元件，該寬帶隙(WBG)半導(dǎo)體與硅(Silicon:Si)類半導(dǎo)體相比具有更大的能帶寬度。作為該WBG半導(dǎo)體，例如有碳化硅(SiC)、氮化鎵(GaN)類材料、或者金剛石等。
[0117]由這樣的WBG半導(dǎo)體形成的半導(dǎo)體元件由于耐電壓性高、容許電流密度也高，所以能夠?qū)崿F(xiàn)半導(dǎo)體元件的小型化，通過使用這些小型化的半導(dǎo)體元件，能夠?qū)崿F(xiàn)組裝有這些半導(dǎo)體元件的電力變換裝置的小型化。
[0118]另外，WBG半導(dǎo)體的電力損耗低，因此能夠?qū)崿F(xiàn)半導(dǎo)體元件的高效化，進(jìn)而能夠?qū)崿F(xiàn)電力變換裝置的高效化。
[0119]此外，WBG半導(dǎo)體的耐熱性也高，還具有能夠?qū)崿F(xiàn)散熱器、框體的小型化的優(yōu)點(diǎn)，但另一方面，半導(dǎo)體元件的溫度與以往相比變高，需要考慮與此相伴的框體內(nèi)部、電氣部件的溫度上升。在上述實(shí)施方式中說明的電力變換裝置中，能夠抑制半導(dǎo)體元件發(fā)出的熱向框體內(nèi)部的散熱，因而變得容易應(yīng)用由WBG半導(dǎo)體形成的半導(dǎo)體元件。
[0120]此外，上述實(shí)施方式所示的結(jié)構(gòu)是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)的一個(gè)例子，還能夠與其他的公知技術(shù)進(jìn)行組合。另外，上述實(shí)施方式所示的技術(shù)當(dāng)然還能夠在不脫離本發(fā)明的主旨的范圍中進(jìn)行變更而構(gòu)成，例如進(jìn)行組合、或者省略一部分等。
[0121]工業(yè)實(shí)用性
[0122]如上述所示，本發(fā)明所涉及的電力變換裝置對(duì)于電力變換裝置的小型化以及低成本化是有用的。
[0123]標(biāo)號(hào)的說明
[0124]1電力變換模塊，10電路基板部，11未安裝區(qū)域，20散熱部，21外緣部區(qū)域，30導(dǎo)熱板，31第1空隙部，40防水-防塵部件，50電力變換電路基板，51半導(dǎo)體開關(guān)元件，52焊料接合部，53配線，54輸入輸出端子，55絕緣基板，60冷卻風(fēng)，70、80、90、100、110、120電力變換模塊，71導(dǎo)熱板，72卡止部，81第1導(dǎo)熱板，82第1區(qū)域，83第2區(qū)域，84第2空隙部，85第2導(dǎo)熱板，86開□部，91第3導(dǎo)熱板，92第1區(qū)域，93第2區(qū)域，94切□部，101第4導(dǎo)熱板，102開□部，103卡止部，104第3空隙部，105冷卻風(fēng)，111第4空隙部，121熱擴(kuò)散片，200電力變換裝置，210框體，211開口部，212電源配線，213控制用端子。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種電力變換裝置，其特征在于， 具備多個(gè)電力變換模塊、以及收容所述多個(gè)電力變換模塊的框體， 該多個(gè)電力變換模塊具有: 電路基板部，其構(gòu)成為，將絕緣基板安裝在導(dǎo)熱率比所述絕緣基板高的導(dǎo)熱板的一端側(cè)區(qū)域，所述絕緣基板安裝有具有半導(dǎo)體元件開關(guān)元件的電力變換電路；以及 散熱部，其是在所述導(dǎo)熱板中與所述一端側(cè)區(qū)域相鄰的另一端側(cè)區(qū)域，且具有在厚度方向或面方向上貫穿所述導(dǎo)熱板的多個(gè)第1空隙部，對(duì)從所述絕緣基板傳導(dǎo)至所述導(dǎo)熱板的熱進(jìn)行散熱而對(duì)所述絕緣基板進(jìn)行冷卻， 所述電力變換模塊構(gòu)成為，以使所述散熱部露出至外部的狀態(tài)將所述電路基板部收容于所述框體。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力變換裝置，其特征在于， 從與所述第1空隙部相對(duì)的方向吹送冷卻風(fēng)。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電力變換裝置，其特征在于， 所述半導(dǎo)體元件開關(guān)元件在所述電路基板部中配置在所述散熱部側(cè)的外緣部區(qū)域。4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的電力變換裝置，其特征在于， 所述半導(dǎo)體元件開關(guān)元件在所述電路基板部中配置在所述散熱部側(cè)的端部。5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的電力變換裝置，其特征在于， 所述第1空隙部設(shè)置于從所述電路基板部離開的位置。6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的電力變換裝置，其特征在于， 所述電力變換模塊構(gòu)成為， 所述散熱部中的所述導(dǎo)熱板的厚度比所述電路基板部的所述導(dǎo)熱板的厚度厚， 在所述散熱部的所述導(dǎo)熱板中的與所述電路基板部相反側(cè)的端部區(qū)域，具備卡止部，該卡止部對(duì)以所述散熱部彼此重疊接合的狀態(tài)進(jìn)行了層疊的2個(gè)所述電力變換模塊彼此進(jìn)行固定。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電力變換裝置，其特征在于， 具備第1導(dǎo)熱板和第2導(dǎo)熱板， 該第1導(dǎo)熱板具有: 第1區(qū)域，其構(gòu)成所述電路基板部中的所述導(dǎo)熱板；以及 第2區(qū)域，其在所述第1區(qū)域的面方向上從所述第1區(qū)域的側(cè)面凸出， 該第2導(dǎo)熱板與所述第1導(dǎo)熱板相比厚度較厚，具有所述第1空隙部，該第2導(dǎo)熱板在側(cè)面具有供所述第1導(dǎo)熱板的所述第2區(qū)域插入的第1開口部，從而構(gòu)成所述散熱部， 將所述第1導(dǎo)熱板的所述第2區(qū)域插入至所述第2導(dǎo)熱板的所述第1開口部而構(gòu)成所述導(dǎo)熱板， 所述第2區(qū)域在插入至所述第2導(dǎo)熱板的狀態(tài)下與所述第1空隙部對(duì)應(yīng)的位置處具備第2空隙部。8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電力變換裝置，其特征在于， 具備第3導(dǎo)熱板和第4導(dǎo)熱板， 該第3導(dǎo)熱板具有: 第3區(qū)域，其構(gòu)成所述電路基板部中的所述導(dǎo)熱板；以及 第4區(qū)域，其在所述第3區(qū)域的面方向上從所述第3區(qū)域的側(cè)面凸出， 該第4導(dǎo)熱板與所述第3導(dǎo)熱板相比厚度較厚，具有所述第1空隙部，該第4導(dǎo)熱板在側(cè)面具有供所述第3導(dǎo)熱板的所述第4區(qū)域插入的第2開口部，從而構(gòu)成所述散熱部， 將所述第3導(dǎo)熱板的所述第4區(qū)域插入至所述第4導(dǎo)熱板的所述第2開口部而構(gòu)成所述導(dǎo)熱板， 所述第4區(qū)域在插入至所述第4導(dǎo)熱板的狀態(tài)下與所述第1空隙部對(duì)應(yīng)的位置處，具備沿所述第4區(qū)域向所述第4導(dǎo)熱板插入的插入方向延伸的多個(gè)第1狹縫。9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電力變換裝置，其特征在于， 具備第5導(dǎo)熱板和第6導(dǎo)熱板， 該第5導(dǎo)熱板具有: 第5區(qū)域，其構(gòu)成所述電路基板部中的所述導(dǎo)熱板；以及 第6區(qū)域，其在所述第5區(qū)域的面方向上從所述第5區(qū)域的側(cè)面凸出， 該第6導(dǎo)熱板與所述第5導(dǎo)熱板相比厚度較厚，具有將相對(duì)的側(cè)面間貫穿的第3空隙部，該第6導(dǎo)熱板在側(cè)面相對(duì)于上表面的面方向傾斜地具有供所述第5導(dǎo)熱板的所述第6區(qū)域插入的第4開口部，從而構(gòu)成所述散熱部， 將所述第5導(dǎo)熱板的所述第6區(qū)域插入至所述第6導(dǎo)熱板的所述第4開口部而構(gòu)成所述導(dǎo)熱板， 所述第6區(qū)域具備沿所述第6區(qū)域向所述第6導(dǎo)熱板插入的插入方向延伸的多個(gè)第2狹縫。10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的電力變換裝置，其特征在于， 所述電路基板部的所述導(dǎo)熱板在所述導(dǎo)熱板的面方向上與所述半導(dǎo)體元件開關(guān)元件的安裝位置相比更靠與所述散熱部相反側(cè)的位置處，具有在厚度方向上貫穿的第3空隙部。11.根據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項(xiàng)所述的電力變換裝置，其特征在于， 在所述電路基板部中的所述絕緣基板與所述導(dǎo)熱板之間，具備導(dǎo)熱率比空氣高的熱擴(kuò)散片。12.根據(jù)權(quán)利要求1至11中任一項(xiàng)所述的電力變換裝置，其特征在于， 所述半導(dǎo)體元件開關(guān)元件是寬帶隙半導(dǎo)體元件。13.根據(jù)權(quán)利要求1至12中任一項(xiàng)所述的電力變換裝置，其特征在于， 在所述電路基板部中的所述導(dǎo)熱板的正反面，配置所述絕緣基板。
【專利摘要】具備多個(gè)電力變換模塊、以及收容所述多個(gè)電力變換模塊的框體，該多個(gè)電力變換模塊具有：電路基板部，其構(gòu)成為，絕緣基板安裝在導(dǎo)熱率比所述絕緣基板高的導(dǎo)熱板的一端側(cè)區(qū)域，所述絕緣基板安裝有具有半導(dǎo)體元件開關(guān)元件的電力變換電路；以及散熱部，其是在所述導(dǎo)熱板中與所述一端側(cè)區(qū)域相鄰的另一端側(cè)區(qū)域，且具有在厚度方向或面方向上貫穿所述導(dǎo)熱板的多個(gè)第1空隙部，對(duì)從所述絕緣基板傳導(dǎo)至所述導(dǎo)熱板的熱進(jìn)行散熱而對(duì)所述絕緣基板進(jìn)行冷卻，所述電力變換模塊構(gòu)成為，以使所述散熱部露出至外部的狀態(tài)將所述電路基板部收容于所述框體。
【IPC分類】H02M7/48, H01L23/367
【公開號(hào)】CN105379097
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201380078118
【發(fā)明人】畑井彰, 加藤昌則
【申請(qǐng)人】三菱電機(jī)株式會(huì)社
【公開日】2016年3月2日
【申請(qǐng)日】2013年12月26日
【公告號(hào)】WO2015097833A1