[发明专利]电力转换装置

说明书

本申请是申请号为200910004956.8、申请日为2009年02月20日、发明名称为“电力转换装置”的发明专利申请的分案申请。

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。