[发明专利]电力转换装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种将直流电转换为交流电，或者将交流电转换为直流电的电力转换装置。

背景技术

电力转换装置，具备将直流电源供给的直流电转换成用来提供给旋转电机等交流电负载的交流电的功能，或者具备将由旋转电机发电的交流电转换成用来提供给直流电源的直流电的功能。为了实现上述转换功能，电力转换装置具有包括开关元件的逆变电路，它通过上述开关元件反复进行导通操作和关断操作，来进行直流电向交流电或者交流电向直流电的上述电力转换。

由于电流被上述开关动作截止，所以电路中存在的电感就会产生尖峰(spike)电压。为了降低该尖峰电压，优选在设置平滑电容的同时，降低直流电路的电感。通过降低电感来抑制尖峰电压的技术，已经在专利文献1(特开2002-34268号公报)中有所记载。据上述专利文献1记载，缩短平滑电容与开关元件间的布线长度，可以降低电感，减小尖峰电压。

搭载在车辆上的电力转换装置接受来自车载电源的直流电，并将该直流电转换成例如提供给车辆驱动用旋转电机的3相交流电。由于对车辆驱动用旋转电机产生转矩的要求比初期的旋转电机大，因此，电力转换装置所转换的电力存在变大的倾向。此外，由于与设置在工厂内的一般工业机械的电力转换装置相比，搭载在车辆上的电力转换装置被使用在较高的温度环境中，因此，与一般电力转换装置相比，优选车辆用电力转换装置尽可能降低电力转换装置本身所产生的热。在电力转换装置本身所产生的热当中，构成逆变电路的开关元件所产生的热占较大比重，所以优选尽可能降低开关元件的发热。

由于上述开关元件在从关断状态切换到导通状态时、或者从导通状态切换到关断状态时发热量增大，所以优选降低上述切换操作时的发热。为了降低该发热量，减少上述开关元件的上述切换操作时间是第1对策。此外，通过延长开关元件的上述开关动作的间隔、即减少单位时间的开关元件的操作次数来减少总发热量是第2对策。在上述第2对策中，过份延长开关元件的上述开关动作的间隔，有可能使控制精度下降，所以大幅减少单位时间的开关元件的操作次数是有限度的。

专利文献2(特开2007-143272号公报)公开了通过实现低电感化，来减少逆变电路的开关元件进行切换所需的时间、降低开关元件1次开关动作当中的发热量的技术。

【专利文献1】特开2002-034268号公报

【专利文献2】特开2007-143272号公报

像上述背景技术所述的那样，上述专利文献1所述技术存在欠缺的一面，它没有考虑在上述开关元件进行切换操作时降低发热。

上述专利文献2虽然记载了低电感化可以降低开关元件1次操作的发热量以及用来实现低电感化的技术，但是对于电力转换装置尤其是车载用电力转换装置，由于车载内部空间狭小，所以优选在降低发热量的同时，要进一步使电力转换装置小型化，在这一点上，专利文献2仍存在课题。

当电力转换装置所转换的电力量增大时，装置出现大型化倾向，所以优选即使电力量增大，也能尽量抑制装置体积增大。例如优选设法使电力转换装置单位体积的可转换的最大电力值增大。为此，优选同时实现低电感化和小型化。这里所谓小型化是指尽可能增大电力转换装置单位体积的可转换的最大电力值。

发明内容

本发明的目的在于提供同时实现低电感化和小型化的电力转换装置。

本发明的电力转换装置的一个特征如下。

电力转换装置的特征是具备：功率组件，其具有构成逆变电路的上臂用和下臂用的多个开关元件、用来使所述多个开关元件产生的热散热的金属基板、直流端子和交流端子；电容组件，其具有直流端子，用于进行平滑；驱动电路部，用来驱动所述功率组件；冷却水流路，用来通行冷却水；和框体，其内置所述功率组件、所述电容组件、所述驱动电路部和所述冷却水流路，并且，以使所述框体被所述冷却水流路冷却的方式，将所述冷却水流路固定在所述框体上，通过将所述冷却水流路配置在所述框体内，所述框体内被分为第1和第2的2个区域，在所述第1区域内，所述功率组件被配置成固定在所述冷却水流路上，在所述第2区域内配置所述电容组件，所述电容组件的直流端子与所述功率组件的直流端子被直接连接。

本发明的电力转换装置的另一个特征是，在上述特征的基础上，所述框体，形成框体的下部和上部开口的形状，所述第1区域位于所述冷却水流路与所述上部开口之间，所述第2区域位于所述冷却水流路与所述下部开口之间，所述下部开口和所述上部开口，分别被下部外壳和上部外壳堵塞，热传导路径在所述下部外壳与所述电容组件之间形成。