冷却构造体和电力转换装置制造方法
【专利摘要】本发明提供一种能够实现降低加工成本并提高运输时的传热支承用金属板的变形强度的电力转换装置。具备：半导体功率组件(11)，其在壳体(12)的一面形成有散热构件(13)；冷却体(3)，其接合于散热构件；安装基板(22)、(23)，其安装有包括发热电路部件的电路部件；以及传热支承用金属板(32)、(33)，其将安装基板支承为在该安装基板与半导体功率组件之间保持规定间隔，使该传热支承用金属板与冷却体接触以使安装基板的发热不经由框体地发散到所述冷却体，其中，在散热构件的接合面的外周侧形成有收纳部(18)，在该收纳部中收纳有传热支承用金属板(32c)、(33c)。
【专利说明】冷却构造体和电力转换装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于冷却发热体的热的冷却构造体和在内置有电力转换用的半导体开关元件的组件之上与该组件之间保持规定间隔地支承安装基板的电力转换装置，该安装基板安装有包括用于驱动所述半导体开关元件的发热电路部件的电路部件。
【背景技术】
[0002]作为这种电力转换装置，已知有专利文献I所记载的电力转换装置。
[0003]该电力转换装置为如下这样:在框体内配置供冷却液通过的水冷套，在该水冷套之上接合功率组件(power module)来对功率组件进行冷却,该功率组件内置有作为电力转换用的半导体开关元件的IGBT。
[0004]此外，在框体内，在功率组件的与水冷套相反的一侧与该功率组件之间保持规定距离地配置控制电路基板，将该控制电路基板中产生的热经由散热构件向支承控制电路基板的金属基座板传递，将传递到金属基座板的热再经由支承该金属基座板的框体的侧壁向水冷套传递。
[0005]在上述专利文献I所述的以往例中，使控制电路基板中产生的热通过控制电路基板一散热构件一金属基座板一框体一水冷套这样的路径来发散。因此，框体被用作传热路径的一部分，由此对于框体也要求良好的传热性,材料限定于热导率高的金属,在要求小型轻量化的电力转换装置中，有可能无法选择树脂等轻量的材料，难以实现轻量化。
[0006]因此，考虑这样的构造:不使框体介入，而通过将金属基座板的端部夹持在功率组件与水冷套之间来高效地将控制电路基板等发热体中产生的热发散到水冷套。
[0007]此时，在功率组件的接合面的外周侧与水冷套的接合面的外周侧，为了兼做对金属基座的端部定位并收纳基座端部而形成基座端部收纳部。
[0008]现有技术文献
[0009]专利文献
[0010]专利文献1:日本特开2010-35346号
【发明内容】
[0011]发明要解决的问题
[0012]然而，在功率组件和水冷套这两者的接合面形成基座端部收纳部时，在加工成本方面存在问题。另外，在水冷套的接合面形成基座端部收纳部时，在将作为大型重物的水冷套安装于加工机械而对水冷套进行加工时的处理困难，有可能增大加工成本。
[0013]另一方面，组装前的电力转换装置是将水冷套和将控制电路基板、散热构件以及金属基座板装配于功率组件而成的功率组件单元分开运输到组装工厂等，如果将功率组件单元的金属基座的端部以自由的状态运输，则有可能因运输时的振动导致金属基座板大幅摆动而变形。
[0014]本发明是着眼于上述以往例的未解决课题而完成的，其目的在于提供一种能够实现降低加工成本并提高运输时的传热板的变形强度的冷却构造体和能够实现降低加工成本并提高运输时的传热板或传热支承用金属板的变形强度的电力转换装置。
[0015]用于解决问题的方案
[0016]为了达到上述目的，本发明的一技术方案的冷却构造体具备:第1发热体；冷却体，其接合于所述第1发热体；第2发热体；以及传热板，其用于将所述第2发热体的热向所述冷却体传递，其中，在所述第1发热体的接合面的外周侧形成有用于收纳所述传热板的收纳部。
[0017]采用该一技术方案的冷却构造体，与作为大型重物的冷却体相比，对于第1发热体而言，即使安装于加工机械进行加工，加工时的处理也容易，因此，能够实现降低加工成本。而且，即使将第1发热体、第2发热体与传热板单元化，并与冷却体分开运输，由于单元化的第1发热体以收纳部收纳着传热板，因此，也可防止传热板因外力而变形。
[0018]此外，本发明的一技术方案的电力转换装置具备:半导体功率组件，在其一面形成有散热构件；冷却体，其接合于所述散热构件；以及传热板，其用于将安装有电路部件的安装基板的热向所述冷却体传递，该电路部件用于驱动所述半导体功率组件，其中，在所述散热构件的接合面的外周侧形成有用于收纳所述传热板的收纳部。
[0019]采用该一技术方案的电力转换装置，与作为大型重物的冷却体相比，对于散热构件而言，即使安装于加工机械进行加工，加工时的处理也容易，因此，能够实现降低加工成本。而且，即使将散热构件、安装基板以及传热板装配于半导体功率组件而单元化，并与冷却体分开运输，由于单元化的散热构件以收纳部收纳着传热板，因此，也可防止传热板因外力而变形。
[0020]此外，本发明的一技术方案的电力转换装置具备:半导体功率组件，其在壳体中内置有电力转换用的半导体开关元件，在该壳体的一面形成有散热构件；冷却体，其接合于所述散热构件；安装基板，其安装有电路部件，该电路部件包括用于驱动所述半导体开关元件的发热电路部件；以及传热支承用金属板，其将该安装基板支承为在该安装基板与所述半导体功率组件之间保持规定间隔，使该传热支承用金属板与所述冷却体接触以使该安装基板的发热不经由框体地发散到所述冷却体，其中，在所述散热构件的接合面的外周侧形成有收纳部，在该收纳部中收纳有所述传热支承用金属板。
[0021]采用该一技术方案的电力转换装置，与作为大型重物的冷却体相比，对于散热构件而言，即使安装于加工机械进行加工，加工时的处理也容易，因此，能够实现降低加工成本。而且，即使将散热构件、安装基板以及传热支承用金属板装配于半导体功率组件而单元化，并与冷却体分开运输，由于单元化的散热构件以收纳部收纳着传热支承用金属板，因此，也可防止传热支承用金属板因外力而变形。
[0022]此外，在本发明的一技术方案的电力转换装置中，将在所述散热构件的接合面的外周侧形成的台阶面作为所述收纳部，使所述传导支承用金属板的自所述收纳部露出的面与所述散热构件的所述接合面处在同一个平面上。
[0023]采用该一技术方案的电力转换装置，彼此处在同一个平面上的传导支承用金属板的自收纳部露出的面与散热构件的接合面抵接于冷却体，因此，从安装基板传递到传热支承用金属板的热高效地发散到冷却体。
[0024]此外，在本发明的一技术方案的电力转换装置中，所述冷却体的接合面与所述传导支承用金属板的自所述收纳部露出的面紧密接合。
[0025]采用该一技术方案的电力转换装置，传导支承用金属板与冷却体之间的密合性提高，因此，从安装基板传递到传热支承用金属板的热更高效地发散到冷却体。
[0026]此外，在本发明的一技术方案的电力转换装置中，所述散热构件以直接冷却的方式被所述冷却体冷却，并且，在所述散热构件与所述冷却体之间设有水密密封部。
[0027]采用该一技术方案的电力转换装置，从安装基板传递到传热支承用金属板的热借助直接冷却的散热构件和冷却体高效地发散。
[0028]此外，在本发明的一技术方案的电力转换装置中，所述散热构件以间接冷却的方式被所述冷却体冷却，并且，在所述散热构件与所述冷却体之间配置有传热构件。
[0029]采用该一技术方案的电力转换装置，从安装基板传递到传热支承用金属板的热借助间接冷却的散热构件和冷却体发散。
[0030]并且，在本发明的一技术方案的电力转换装置中，所述传热构件为导热性良好的润滑脂(8162186)。
[0031]采用该一技术方案的电力转换装置，散热构件与冷却体之间的导热性因由导热性良好的润滑脂形成的传热构件而得到提高，因此，从安装基板传递到传热支承用金属板的热借助散热构件和冷却体高效地发散。
[0032]发明的效果
[0033]采用本发明的冷却构造体，与作为大型重物的冷却体相比，对于第1发热体而言，即使安装于加工机械进行加工，加工时的处理也容易，因此，能够实现降低加工成本。此外，即使将第1发热体、第2发热体与传热板单元化，并与冷却体分开运输，由于单元化的第1发热体以收纳部收纳着传热板，因此，也能够提高传热板的变形强度。
[0034]此外，采用本发明的电力转换装置，与作为大型重物的冷却体相比，对于散热构件而言，即使安装于加工机械进行加工，加工时的处理也容易，因此，能够实现降低加工成本。而且，即使将散热构件、安装基板以及传热板装配于半导体功率组件而单元化或者将散热构件、安装基板以及传热支承用金属板装配于半导体功率组件而单元化，并与冷却体分开运输，由于单元化的散热构件以收纳部收纳着传热板或传热支承用金属板，因此，也能够提高传热板或传热支承用金属板抵抗因外力产生变形的变形强度。
【专利附图】
【附图说明】
[0035]图1是表示本发明的直接冷却方式的电力转换装置的整体结构的剖视图。
[0036]图2是表示图1中的电力转换装置的主要部分的剖视图。
[0037]图3是表示在电力转换装置的散热构件与冷却体之间夹持有传热支承用金属板的状态的剖视图。
[0038]图4是表示传热支承用金属板的侧视图。
[0039]图5是说明发热电路部件的整个散热路径的图。
[0040]图6是表示本发明的将安装基板和传热支承用金属板装配于功率组件而成的功率组件单元的图。
[0041]图7是表示本发明的间接冷却方式的电力转换装置的整体结构的剖视图。
【具体实施方式】
[0042]下面，参照附图详细说明用于实施本发明的方式(以下称作实施方式。)。
[0043]图1是表示本发明的电力转换装置的整体结构的剖视图，图2是放大地表示图1中的主要部分的图。
[0044]图1中的附图标记1是电力转换装置，该电力转换装置1被收纳在框体2内。框体2是将合成树脂材料成形而成的，由隔着具有水冷套结构的冷却体3而被上下分割开的下部框体2八和上部框体28构成。
[0045]下部框体2八由有底方筒体构成。该下部框体2八的开放上部被冷却体3覆盖，在该下部框体2八的内部收纳有平滑用的薄膜电容器(丨丨1111 0011(1611861-)40
[0046]上部框体28具备上端和下端开放的方筒体23和用于封闭该方筒体的上端的盖体2匕而且，方筒体23的下端被冷却体3封闭。
[0047]虽未图示，但在该方筒体23的下端与冷却体3之间夹设有通过涂布液状密封剂、夹入橡胶制密封件等实现的密封材料。
[0048]冷却体3是例如将热导率高的铝、铝合金注射成形而形成的，其下表面为平坦面，冷却水的供水口 33和排水口 36向框体2的外方开口。该供水口 33和排水口 36例如经由挠性软管连接于未图示的冷却水供给源。
[0049]也如图3所示，在冷却体3的上表面中央形成有与供水口 33和排水口 36连通的以四边形状开口的浸溃部5，在该浸溃部5的上表面开口部的周缘上形成有四边框状的周槽6，在该周槽6中安装有0型圈7。
[0050]此外，返回到图1，在冷却体3上形成有贯通孔36，该贯通孔36供保持在下部框体2八中的薄膜电容器4的被绝缘覆盖的正负电极如沿上下方向贯通。
[0051]电力转换装置1具备功率组件11，该功率组件11内置有作为电力转换用的例如构成逆变电路的半导体开关元件的例如绝缘栅双极型晶体管(1681)。该功率组件11在扁平的长方体状的绝缘性的壳体12中内置有叩81，在壳体12的下表面形成有金属制的散热构件13。
[0052]在散热构件13的下表面中央部形成有进入到冷却体3的浸溃部5中的液体接触部17。该液体接触部17由互相隔开均等的间隔且自散热构件13的下表面以规定长度突出的许多个冷却片173构成，被设为许多个冷却片173浸溃在从供水口 33流入到浸溃部5的冷却水中这样的直接冷却方式。
[0053]此外，如图2所示，在散热构件13的左侧的下表面外周及右侧的下表面外周形成有台阶部18作为收纳部，该收纳部用于收纳后述的传热支承用金属板32的冷却体接触板部32^和传热支承用金属板33的冷却体接触板部33。
[0054]在俯视观察时，在壳体12和散热构件13的四角形成有供固定螺钉14贯通的贯通孔15。此外，在壳体12的上表面，在贯通孔15内侧的4个部位突出地形成有规定高度的基板固定部16。
[0055]如图2所不,在基板固定部16的上端固定有驱动电路基板21，该驱动电路基板21安装有用于驱动内置在功率组件11中的1681的驱动电路等。此外，在驱动电路基板21的上方，与该驱动电路基板21之间保持规定间隔地固定有作为安装基板的控制电路基板22，该控制电路基板22安装有用于控制内置在功率组件11中的叩81的控制电路等，该控制电路包括发热量相对较大或者发热密度相对较大的发热电路部件。并且，在控制电路基板22的上方，与该控制电路基板22之间保持规定间隔地固定有作为安装基板的电源电路基板23，该电源电路基板23安装有用于向内置在功率组件11中的叩81供给电源的包括发热电路部件的电源电路等。
[0056]而且，驱动电路基板21是通过如下方式固定的:向驱动电路基板21的形成在与基板固定部16相对的位置的贯通孔2匕内贯通连接螺钉24的外螺纹部2如，并将该外螺纹部2?螺纹结合于形成在基板固定部16的上表面的内螺纹部16&。
[0057]此外，控制电路基板22是通过如下方式固定的:向控制电路基板22的形成在与连接螺钉24的内螺纹部2仙相对的位置的贯通孔223内贯通连接螺钉25的外螺纹部25^并将该外螺纹部253螺纹结合于连接螺钉24的内螺纹部2仙，其中，该内螺纹部2仙形成在连接螺钉24的上端。
[0058]并且，电源电路基板23是通过如下方式固定的:向电源电路基板23的形成在与连接螺钉25的内螺纹部256相对的位置的贯通孔233内贯通固定螺钉26，并将该固定螺钉26螺纹结合于连接螺钉25的内螺纹部251其中，该内螺纹部256形成在连接螺钉25的上端。
[0059]此外，控制电路基板22不借助框体2而独自地形成通向冷却体3的散热路径地被传热支承用金属板32支承，电源电路基板23不借助框体2而独自地形成通向冷却体3的散热路径地被传热支承用金属板33支承。该传热支承用金属板32和传热支承用金属板33由热导率高的金属板例如铝或者铝合金制的金属板形成。
[0060]传热支承用金属板32是一体地具备平板形状的传热支承板部321自该传热支承板部323的右侧端部向下方弯折而朝向散热构件13延伸的传热支承侧板部321以及自传热支承侧板部326的下端部向左侧弯折而沿着散热构件13的下表面延伸的冷却体接触板部32。的部件。
[0061]控制电路基板22利用固定螺钉36隔着传热构件35固定在传热支承板部323上。传热构件35由具有伸缩性的弹性体构成为与电源电路基板23相同的外形尺寸。作为该传热构件35，应用了通过使金属填料介入硅橡胶的内部来发挥绝缘性能并提高了传热性的构件。
[0062]此外，传热支承用金属板33是一体地具备平板形状的传热支承板部333、自该传热支承板部333的左侧端部向下方弯折而朝向散热构件13延伸的传热支承侧板部331以及自传热支承侧板部336的下端部向右侧弯折而沿着散热构件13的下表面延伸的冷却体接触板部33^的部件。
[0063]电源电路基板23利用固定螺钉38隔着与前述的传热构件35同样的传热构件37固定在传热支承板部333上。
[0064]通过将该传热支承用金属板32设为一体部件以及将该传热支承用金属板33设为一体部件，能够减小热阻而进行更高效的散热。此外，通过将传热支承用金属板32中的传热支承板部323与传热支承侧板部326之间的连结部以及传热支承侧板部326与冷却体接触板部32^之间的连结部设为弯曲部，将传热支承用金属板33中的传热支承板部333与传热支承侧板部336之间的连结部以及传热支承侧板部336与冷却体接触板部33。之间的连结部设为弯曲部，能够提高相对于传递到电力转换装置1的上下振动、横向摆动等的耐振动性。
[0065]如图3所示，在电源电路基板23的下表面侧安装有发热电路部件39，电源电路基板23、传热构件37以及传热支承板部333利用固定螺钉38以层叠状态被固定，在传热支承板部333的下表面，为了缩短绝缘距离而粘贴有绝缘片43。另外，将这些层叠状态的部件称作电源电路单元口3。
[0066]此时，安装在电源电路基板23的下表面侧的发热电路部件39利用传热构件37的弹性被塞入在传热构件37内。因此，发热电路部件39与传热构件37能够适度地接触，并且传热构件37与电源电路基板23以及传热构件37与传热支承板部333之间能够良好地接触，能够减少传热构件37与电源电路基板23以及传热构件37与传热支承板部333之间的热阻。
[0067]此外，虽未图示，但在控制电路基板22的下表面侧也安装有发热电路部件，控制电路基板22、传热构件35以及传热支承板部323利用固定螺钉36以层叠状态被固定，在传热支承板部323的下表面，为了缩短绝缘距离而粘贴有绝缘片42。另外，将这些层叠状态的部件称作控制电路单元口2。
[0068]而且，安装在控制电路基板22的下表面侧的发热电路部件利用传热构件35的弹性被塞入在传热构件35内，控制电路基板22与传热构件35能够适度地接触，并且传热构件35与控制电路基板22以及传热构件35与传热支承板部323之间能够良好地接触，能够减少传热构件35与控制电路基板22以及传热构件35与传热支承板部323之间的热阻。
[0069]此外，如图4所示，在传热支承用金属板的传热支承侧板部336上，在与功率组件11的图1所示的3相交流输出端子1化相对应的位置形成有供后述的母线(日语:^ 〃一)55贯通的例如方形的3个贯通孔331。这样，通过形成3个贯通孔331，能够在相邻的贯通孔331之间形成宽度较大的传热路径1^1，能够增加整个传热路径的截面积来高效地传热。此外，也能够确保相对于振动的刚性。
[0070]同样地，在传热支承用金属板32的传热支承侧板部326上，在与功率组件11的正极端子和负极端子1匕相对的位置也分别形成有同样的贯通孔321。通过形成该贯通孔321，能够获得与上述的贯通孔331同样的作用效果。
[0071]此外，如图2所示，在传热支承用金属板32的冷却体接触板部32^和传热支承用金属板33的冷却体接触板部33^上，在与功率组件11的供固定螺钉14贯通的贯通孔15相对的位置形成有固定构件贯通孔320^33(:10
[0072]而且，如图2所示，传热支承用金属板32的冷却体接触板部32^和传热支承用金属板33的冷却体接触板部33^收纳于上述的在散热构件13的左侧的下表面外周及右侧的下表面外周形成的台阶部18。
[0073]收纳于台阶部18的冷却体接触板部32^的下表面32^2、冷却体接触板部33^的下表面33^2被设为与0型圈7所接触的散热构件13的作为接合面的下表面133处在同一个平面上。
[0074]此外，如图3所示，冷却体接触板部330的顶端部抵接于台阶部18的最内周侧的立壁183。另外，冷却体接触板部320的顶端部也抵接于台阶部18的最内周侧的立壁183。
[0075]而且，向散热构件13的贯通孔15以及冷却体接触板部32。的固定构件贯通孔324、冷却体接触板部33(3的固定构件贯通孔33(^1中贯通固定螺钉14，使固定螺钉14螺纹结合于形成在冷却体3中的内螺纹部。
[0076]由此，在散热构件13的台阶部18中收纳的传热支承用金属板32的冷却体接触板部32(3、传热支承用金属板33的冷却体接触板部33^与冷却体3的作为接合面的上表面33(:紧密接合的状态下，冷却体接触板部32(^33^被固定在散热构件13与冷却体3之间。
[0077]此时，安装在冷却体3的浸溃部5周围的周槽6中的0型圈7被散热构件13的下表面133挤压，实施用于防止在冷却体3的浸溃部5中积存的冷却水泄漏到外部的液密密封。
[0078]此外，如图1所示，在功率组件11的正负的直流输入端子1匕上连接有母线55，在母线55的另一端利用固定螺钉51连结有贯通冷却体3的薄膜电容器4的正负电极如。此外，在功率组件11的负极端子1匕上固定有压接端子53，该压接端子53固定于与外部的转换器(未图示)连接的连接线52的顶端。
[0079]并且，在功率组件11的3相交流输出端子1化上利用固定螺钉56连接母线55的一端，在该母线55的中段配置有电流传感器57。而且，在母线55的另一端利用固定螺钉60连接有压接端子59。压接端子59固定于与外部的3相电动马达(未图示)连接的马达连接线缆58。
[0080]在该状态下，从外部的转换器(未图示)供给直流电力，并且使安装于电源电路基板23的电源电路、安装于控制电路基板22的控制电路处于工作状态，将例如由脉冲宽度调制信号构成的栅极信号从控制电路经由安装于驱动电路基板21的驱动电路供给到功率组件11。由此，控制内置在功率组件11中的叩81，将直流电力转换为交流电力。将转换得到的交流电力从3相交流输出端子1化经由母线55供给到马达连接线缆58，驱动控制3相电动马达(未图示
[0081]此时，虽因内置在功率组件11中的叩81而发热，但由于设于功率组件11的散热构件13的下表面中央部的液体接触部17进入到设于冷却体3的浸溃部5中而浸溃于冷却液，因此，功率组件11被高效地冷却。
[0082]另一方面，在安装于控制电路基板22的控制电路和安装于电源电路基板23的电源电路中包括发热电路部件39，因这些发热电路部件39而发热。此时，发热电路部件39安装在控制电路基板22和电源电路基板23的下表面侧。
[0083]而且，在控制电路基板22的下表面侧隔着热导率高且具有弹性的传热构件35设有传热支承用金属板32的传热支承板部32^在控制电路基板23的下表面侧隔着热导率高且具有弹性的传热构件37设有传热支承用金属板33的传热支承板部33^传热支承用金属板32是将传热支承板部323、传热支承侧板部326以及冷却体接触板部32^ —体化而成的部件且是热阻小的构件，传热支承用金属板33是将传热支承板部333、传热支承侧板部336以及冷却体接触板部33^ —体化而成的部件且是热阻小的构件，因此，如图5所示，传递到传热支承用金属板32的热从收纳于台阶部18且与冷却体3的上表面3^直接接触的冷却体接触板部32^发散到冷却体3，传递到传热支承用金属板33的热从收纳于台阶部18且与冷却体3的上表面3^直接接触的冷却体接触板部33^发散到冷却体3。
[0084]另外，本发明的第1发热体与散热构件13相对应，本发明的第2发热体与控制电路基板22和电源电路基板23相对应，本发明的传热板与传热支承用金属板32、33相对应，本发明的被第1发热体的接合面和冷却体的接合面夹持的传热板与传热支承用金属板32、33的冷却体接触板部32(^33^相对应。
[0085]采用本实施方式的电力转换装置1，传热支承用金属板32的冷却体接触板部32〇、传热支承用金属板33的冷却体接触板部33^配置为如下状态:其收纳于形成在散热构件13的下表面外周的台阶部18，该冷却体接触板部32。的下表面3202、冷却体接触板部33(:的下表面33^2与0型圈7所接触的散热构件13的作为接合面的下表面133处在同一个平面上并且与冷却体3的上表面3^紧密接合，因此，从控制电路基板22传递到传热支承用金属板32的热从冷却体接触板部32^发散到冷却体3，从电源电路基板23传递到传热支承用金属板33的热从冷却体接触板部33^发散到冷却体3，能够进行高效的散热。
[0086]此外，与作为大型重物的冷却体3相比，对于散热构件13而言，即使安装于加工机械进行加工，加工时的处理也容易，因此，不会增大在散热构件13上形成台阶部18时的加工成本。因而，通过不在冷却体3的作为接合面的上表面3^上形成用于收纳冷却体接触板部32(^33。的部位，仅在散热构件13上形成台阶部18，从而能够实现降低加工成本。
[0087]此外，图6是表示将驱动电路基板2、控制电路单元12、电源电路单元[3、传热支承用金属板32、33装配于功率组件11 (壳体12、散热构件13)而成的功率组件单元的图，该功率组件单元与冷却体3分开地被运输到组装工厂等远地。装配于该功率组件单元的传热支承用金属板32的冷却体接触板部32(3、传热支承用金属板33的冷却体接触板部33^收纳于散热构件13的台阶部18，该冷却体接触板部32(^330的顶端部抵接于台阶部18的最内周侧的立壁1如。
[0088]即使在运输时如图6的箭头方向的外力作用于该功率组件单元，由于冷却体接触板部32(^33(:在抵接于立壁183的状态下收纳于台阶部18，因此，也能够抑制传热支承用金属板32、33的摆动。
[0089]因而，能够提高运输时的传热支承用金属板32、33的变形强度。
[0090]另外，在图1至图6中，示出了构成散热构件13的液体接触部17的许多个冷却片浸溃在设于冷却体3的浸溃部5的冷却水中的直接冷却方式的电力转换装置1，但如图7所示，在散热构件13间接地被冷却体3的冷却水冷却的间接冷却方式的电力转换装置1上，形成将本实施方式的传热支承用金属板32的冷却体接触板部32(3、传热支承用金属板33的冷却体接触板部330收纳于形成在散热构件13的下表面外周的台阶部18这样的构造，也能够获得同样的效果。在该构造的情况下，若使导热性良好的润滑脂等传热构件19介于冷却体3的接合面(上表面)3^1与散热构件13的接合面(下表面)133之间，则能够进一步提高散热构件13的冷却效率。
[0091]此外，在图1和图2所示的控制电路单元口2和电源电路单元口3中，对将传热构件35,37设为与控制电路基板22和电源电路基板23相同的外形的情况进行了说明。但是，本发明并不限定于上述结构，也可以将传热构件35、37仅设于发热电路部件39所存在的部位。
[0092]此外，在图1和图2中，对在控制电路基板22和电源电路基板23中将发热电路部件39安装在背面侧的传热构件35和37侧的情况进行了说明。但是，本发明并不限定于上述结构。即，也可以在控制电路基板22的与传热构件35相反的一侧的外周区域和电源电路基板23的与传热构件37相反的一侧的外周区域安装发热电路部件39。
[0093]并且，在图1和图2中，对应用了薄膜电容器4作为平滑用的电容器的情况进行了说明，但并不限定于此，也可以应用圆柱状的电解电容器。
[0094]此外，对将本发明的电力转换装置1应用于电动车的情况进行了说明，但并不限定于此，既可以将本发明应用于在钢轨上行驶的铁道车辆，也可以应用于任意的电力驱动车辆。并且，作为电力转换装置1，并不限定于电力驱动车辆，在驱动其它产业设备的电动马达等致动器的情况下，能够应用本发明的电力转换装置1。
[0095]产业卜.的可利用件
[0096]像以上那样，本发明的冷却构造体可用于实现降低加工成本并提高运输时的传热板的变形强度，本发明的电力转换装置可用于实现降低加工成本并提高运输时的传热板或传热支承用金属板的变形强度。
[0097]附图标记说明
[0098]1、电力转换装置；2、框体；2八、下部框体；28、上部框体；2^1、方筒体；213、盖体；3、冷却体；31供水口 ；313、排水口 3(3、冷却体的上表面；36、贯通孔；4、薄膜电容器；如、正负电极；5、浸溃部；6、周槽；7、0型圈；11、功率组件；1匕、负极端子；1讣、3相交流输出端子；12、壳体；13、散热构件；14、固定螺钉；15、贯通孔；16、基板固定部；163、内螺纹部；17、液体接触部；173、冷却片；18、台阶部；183、立壁；19、传热构件；21、驱动电路基板；213、贯通孔；22、控制电路基板；223、贯通孔；23、电源电路基板；233、贯通孔；2如、外螺纹部；2413、内螺纹部；253、外螺纹部；2513、内螺纹部；32、33、传热支承用金属板；323、传热支承板部；321传热支承侧板部；32。、冷却体接触板部；32。、330、冷却体接触板部；3201、33。1、固定构件贯通孔；321、贯通孔；333、传热支承板部；3313、传热支承侧板部:33(^冷却体接触板部；331、贯通孔；35、传热构件；37、传热构件；39、发热电路部件；42、绝缘片；43、绝缘片；51、固定螺钉；52、连接线；53、59、压接端子；55、母线；57、电流传感器；58、马达连接线缆；60、固定螺钉山2、控制电路单元山3、电源电路单元
【权利要求】
1.一种冷却构造体，其特征在于， 该冷却构造体具备: 第I发热体； 冷却体，其接合于所述第I发热体； 第2发热体；以及 传热板，其用于将所述第2发热体的热向所述冷却体传递， 其中，在所述第I发热体的接合面的外周侧形成有用于收纳所述传热板的收纳部。
2.一种电力转换装置，其特征在于， 该电力转换装置具备: 半导体功率组件，在其一面形成有散热构件； 冷却体，其接合于所述散热构件；以及 传热板，其用于将安装有电路部件的安装基板的热向所述冷却体传递，该电路部件用于驱动所述半导体功率组件， 其中，在所述散热构件的接合面的外周侧形成有用于收纳所述传热板的收纳部。
3.一种电力转换装置，其特征在于， 该电力转换装置具备: 半导体功率组件，其在壳体中内置有电力转换用的半导体开关元件，在该壳体的一面形成有散热构件； 冷却体，其接合于所述散热构件； 安装基板，其安装有电路部件，该电路部件包括用于驱动所述半导体开关元件的发热电路部件；以及 传热支承用金属板，其将该安装基板支承为在该安装基板与所述半导体功率组件之间保持规定间隔，使该传热支承用金属板与所述冷却体接触以使该安装基板的发热不经由框体地发散到所述冷却体， 其中，在所述散热构件的接合面的外周侧形成有收纳部，在该收纳部中收纳有所述传热支承用金属板。
4.根据权利要求3所述的电力转换装置，其特征在于， 将在所述散热构件的接合面的外周侧形成的台阶面作为所述收纳部，使所述传导支承用金属板的自所述收纳部露出的面与所述散热构件的所述接合面处在同一个平面上。
5.根据权利要求4所述的电力转换装置，其特征在于， 所述冷却体的接合面与所述传导支承用金属板的自所述收纳部露出的面紧密接合。
6.根据权利要求3所述的电力转换装置，其特征在于， 所述散热构件以直接冷却的方式被所述冷却体冷却，并且，在所述散热构件与所述冷却体之间设有水密密封部。
7.根据权利要求3所述的电力转换装置，其特征在于， 所述散热构件以间接冷却的方式被所述冷却体冷却，并且，在所述散热构件与所述冷却体之间配置有传热构件。
8.根据权利要求7所述的电力转换装置，其特征在于， 所述传热构件为导热性良好的润滑脂。
【文档编号】H01L23/40GK104303412SQ201380024912
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2013年5月13日 优先权日:2012年8月3日
【发明者】田中泰仁 申请人:富士电机株式会社