[发明专利]电力转换装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种具备变换器电路的电力转换装置。

背景技术

作为意在使半导体组件的热量高效传至冷却器、提高散热性的现有技 术，例如已经提出了专利文献1所示的冷却构造。根据该专利文献1，以 下内容得到公开：该冷却构造是将半导体组件插入冷却器上形成的组件插 入用孔，从与组件插入用孔的接触面进行散热，在半导体组件的与组件插 入用孔的接触面上覆盖软性金属层，通过该软性金属层，向冷却器散热。

此外，作为意在兼顾逆变器上所使用的半导体元件的冷却效率和组装 性的现有技术，例如已经提出了专利文献2所示的变换器装置。根据该专 利文献2，以下内容得到公开：该变换器装置形成有：容纳部，容纳用散 热板夹持半导体元件两面的电源卡；和循环路径部，使冷媒在电源卡周围 循环，并且在电源卡与容纳部之间的空隙中，填充绝缘性树脂，通过固化 绝缘性树脂，固定电源卡。

此外，例如专利文献3提出了意在减轻半导体组件组装作业负担、提 高冷却能力的冷却构造的现有技术。根据该专利文献3，以下内容得到公 开：将半导体组件容纳在内部，设置一种模块，其正面和背面是使半导体 组件产生的热量发散的散热面，将该模块插入形成在壳体内部的冷却水通 路中，由此，模块的正面和背面就会面向冷却水通路。

此外，例如专利文献4提出了一种在冷却半导体组件两个面的同时， 也可以冷却平滑电容的冷却构造的现有技术。根据该专利文献4，以下内 容得到公开：将半导体组件设置在平滑电容的两侧，将扁平的冷媒管弯曲 成曲曲弯弯的形状，沿半导体组件的两个面和平滑电容形成冷媒流路，实 现无液漏的高散热能力。

专利文献1：特开2005-175163号公报

专利文献2：特开2005-237141号公报

专利文献3：特开2006-202899号公报

专利文献4：特开2001-352023号公报

近年来，例如汽车中，以车辆的驱动系统为首，车辆的各车载系统的 电动化不断得到发展。但是，在进行车载系统的电动化时，需要新追加驱 动被驱动体的机电设备，以及控制车载电源向旋转电机供电来控制驱动旋 转电机的电力转换装置，或置换现有系统的构成部件。

电力转换装置在例如汽车上具有以下功能：为了驱动旋转电机而将车 载电源提供的直流电转换成交流电，或者，将旋转电机发生的交流电转换 成向车载电源提供的直流电。由于电力转换转置转换的电力量存在增大倾 向，而汽车整体却趋向小型化和轻量化，所以，电力转换装置的大型化和 重量的增加受到抑制。此外，比较工业用电力转换装置等，要求车载用电 力转换装置在温度变化大的环境中使用。要求一种电力转换装置，即便被 置于高温环境，也可以维持较高的可靠性，以较小的装置进行较大的电力 转换。

电力转换装置具备变换器电路，通过变换器电路的动作进行直流电与 交流电之间的电力转换。为了进行上述电力转换，需要构成变换器电路的 功率半导体重复执行关断状态与导通状态的切换动作(开关动作)。在进 行该切换动作时，功率半导体上将产生大量的热。在作为变换器电路的功 率半导体的半导体芯片进行开关动作时，半导体芯片的温度会因产生的热 而上升。因此，抑制这种温度上升是一个重要课题。

当转换电力增大时，半导体芯片的发热量就会增大，所以，作为其对 策，是必需加大半导体芯片以及增加半导体芯片的使用个数，结果是电力 转换装置被大型化。作为抑制这种电力转换装置大型化的方法，可以考虑 提高半导体芯片的冷却效率。

例如，专利文献1～专利文献3提出了意在提高半导体芯片冷却效率 的方法。提高半导体芯片的冷却效率牵涉半导体芯片的小型化是很明显 的，但很难讲一定就会抑制电力转换装置整体的大型化。例如，考虑以下 情况，即，为了提高半导体芯片的冷却效率，对电力转换装置整体进行改 善，其结果是，构造被复杂化。在这种情况下，半导体芯片虽然有可能被 小型化，但整体上看电力转换装置，有可能无法小型化。

因此，要想抑制电力转换装置整体的大型化，必需对考虑电力转换装 置整体的半导体芯片的冷却效率进行提高，尽可能抑制电力转换装置整体 在电或机械上的复杂化。因此，例如，电的复杂化由内置半导体芯片的半 导体组件与电容组件、驱动器基板以及交流连接器之间的电布线的复杂化 引起。机械的复杂化，由半导体组件对水路框体的安装方法的复杂化和电 容组件的安装方法的复杂化引起。