電力轉(zhuǎn)換裝置制造方法
【專利摘要】總體上，根據(jù)實(shí)施例，電力轉(zhuǎn)換裝置（100）包括第一反相器（12）、第二反相器（22）和冷卻器（2）。第一反相器（12）包括各相并聯(lián)在一起的多個(gè)半導(dǎo)體器件（29至40）。在第二反相器（2）中，并聯(lián)的半導(dǎo)體器件（41至46）的數(shù)量是每個(gè)相兩個(gè)或兩個(gè)以上，半導(dǎo)體器件并聯(lián)在一起，并且每個(gè)相上第二反相器（2）中并聯(lián)的半導(dǎo)體器件（41至46）的數(shù)量小于第一反相器中（12）并聯(lián)的半導(dǎo)體器件的數(shù)量。第一反相器（12）中的半導(dǎo)體器件（29至40）被安裝在冷卻器（52）的冷卻表面（56a）的位于第一通道（57a）上方的區(qū)域中。第二反相器（22）中的半導(dǎo)體器件（41至46）被安裝在冷卻表面（56a）的位于第二通道（57b）上方的區(qū)域中。
【專利說(shuō)明】電力轉(zhuǎn)換裝置
[0001] 相關(guān)專利申請(qǐng)的交叉引用
[0002] 本申請(qǐng)基于2013年5月8日提交的日本專利申請(qǐng)No. 2013-098267并且要求其優(yōu) 先權(quán)益，該申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容通過(guò)引用的方式并入本申請(qǐng)中。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003] 本文所述的實(shí)施例總體上涉及一種用于混合動(dòng)力汽車(chē)或電動(dòng)汽車(chē)的電力轉(zhuǎn)換裝 置。

【背景技術(shù)】
[0004] 近些年來(lái)，為了提高汽車(chē)的燃油效率，使用內(nèi)燃機(jī)和電動(dòng)機(jī)的混合動(dòng)力汽車(chē)越來(lái) 越流行。另一方面，僅能用電動(dòng)機(jī)來(lái)行駛的電動(dòng)汽車(chē)變得越來(lái)越商業(yè)化。這些汽車(chē)的實(shí)現(xiàn) 需要在電池與電動(dòng)機(jī)之間設(shè)置一種電力轉(zhuǎn)換裝置來(lái)將直流電轉(zhuǎn)換成交流電或?qū)⒔涣麟娹D(zhuǎn) 換成直流電。
[0005] 用于混合動(dòng)力汽車(chē)的熟知的電力轉(zhuǎn)換裝置包括用于驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)的 兩個(gè)反相器以及用于提高電源電壓的DC-DC轉(zhuǎn)換器。反相器和DC-DC轉(zhuǎn)換器使用應(yīng)用IGBT (絕緣柵雙極型晶體管）的半導(dǎo)體模塊作為開(kāi)關(guān)元件。在反相器和DC-DC轉(zhuǎn)換器的元件中， 半導(dǎo)體模塊產(chǎn)生特別大的熱量。需要冷卻半導(dǎo)體模塊的冷卻器來(lái)實(shí)現(xiàn)高性能。
[0006] -般而言，使用例如用水作冷卻介質(zhì)的水冷式冷卻器。由于相對(duì)于冷卻器中的制 冷劑通道的下游側(cè)上安裝的半導(dǎo)體模塊，集中關(guān)注了在制冷劑通道的上游側(cè)上安裝的半導(dǎo) 體模塊所產(chǎn)生的熱量的效果，所以提出一種冷卻結(jié)構(gòu)，來(lái)避免下游半導(dǎo)體模塊的冷卻性能 的降級(jí)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] -方面，本發(fā)明的實(shí)施例提供一種電力轉(zhuǎn)換裝置，包括：
[0008] 第一反相器，包括多個(gè)密封的半導(dǎo)體器件，每一個(gè)所述密封的半導(dǎo)體器件包括開(kāi) 關(guān)元件并且并聯(lián)在一起，所述半導(dǎo)體器件被控制成使得每個(gè)相在相同開(kāi)關(guān)狀態(tài)下運(yùn)作；
[0009] 第二反相器，其中并聯(lián)的半導(dǎo)體器件的數(shù)量是一個(gè)或多個(gè)，當(dāng)存在兩個(gè)或兩個(gè)以 上個(gè)并聯(lián)的半導(dǎo)體器件時(shí)，所述半導(dǎo)體器件被并聯(lián)在一起并且所述第二反相器中所述并聯(lián) 的半導(dǎo)體器件的數(shù)量少于所述第一反相器中所述并聯(lián)的半導(dǎo)體器件的數(shù)量，并且所述第二 反相器中的所述半導(dǎo)體器件被控制成使得每個(gè)相在相同開(kāi)關(guān)狀態(tài)下工作；以及
[0010] 冷卻器，所述冷卻器包括：具有冷卻表面的冷卻塊，所述半導(dǎo)體器件安裝在所述冷 卻表面上；制冷劑通道，所述制冷劑通道形成在所述冷卻塊中與整個(gè)所述冷卻表面相對(duì)； 入口和出口，所述入口和出口各自形成在所述冷卻塊的第一側(cè)壁上與所述制冷劑通道連 通；以及隔斷壁，所述隔斷壁設(shè)置在所述制冷劑通道中并且從所述冷卻塊的所述第一側(cè)壁 直線地延伸到與所述第一側(cè)壁相對(duì)的所述冷卻塊的第二側(cè)壁附近，以將所述冷卻通道隔斷 成與所述入口連通的第一通道和與所述出口連通的第二通道，其中所述第一反相器中的所 述半導(dǎo)體器件被安裝在所述冷卻表面的位于所述第一通道上方的區(qū)域中，并且所述第二反 相器中的所述半導(dǎo)體器件被安裝在所述冷卻表面的位于所述第二通道上方的區(qū)域中。
[0011] 另一方面，本發(fā)明的實(shí)施例提供一種電力轉(zhuǎn)換裝置，包括：
[0012] 第一反相器，包括多個(gè)密封的半導(dǎo)體器件，每一個(gè)所述密封的半導(dǎo)體器件包括開(kāi) 關(guān)兀件，所述第一反相器具有第一最大輸出功率；
[0013] 第二反相器，包括比所述第一反相器中的所述半導(dǎo)體器件少的半導(dǎo)體器件，并且 具有小于所述第一最大輸出功率的第二最大輸出功率；以及
[0014] 冷卻器，所述冷卻器包括：具有冷卻表面的冷卻塊，所述半導(dǎo)體器件安裝在所述冷 卻表面上；制冷劑通道，所述制冷劑通道形成在所述冷卻塊中與整個(gè)所述冷卻表面相對(duì)； 入口和出口，所述入口和出口的每一個(gè)形成在所述冷卻塊的第一側(cè)壁上與所述制冷劑通道 連通；以及隔斷壁，所述隔斷壁設(shè)置在所述制冷劑通道中并且從所述冷卻塊的所述第一側(cè) 壁直線地延伸到與所述第一側(cè)壁相對(duì)的所述冷卻塊的第二側(cè)壁附近，以將所述制冷劑通道 隔斷成與所述入口連通的第一通道和與所述出口連通的第二通道，其中所述第一反相器中 的所述半導(dǎo)體器件被安裝在所述冷卻表面的位于所述第一通道上方的區(qū)域中，并且所述第 二反相器中的所述半導(dǎo)體器件被安裝在所述冷卻表面的位于所述第二通道上方的區(qū)域中。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0015] 圖1是根據(jù)第一實(shí)施例的電力轉(zhuǎn)換裝置的等效電路圖；
[0016] 圖2是示出了電力轉(zhuǎn)換裝置的外觀的透視圖；
[0017] 圖3是示出了電力轉(zhuǎn)換裝置的支架和冷卻器的透視圖；
[0018] 圖4是冷卻器的分解透視圖；
[0019] 圖5是從其底面?zhèn)扔^察的冷卻器的分解透視圖；
[0020] 圖6是冷卻器的平面圖；
[0021] 圖7是沿著圖6中的A-A線截取的冷卻器的剖視圖；
[0022] 圖8是冷卻器的平面圖，示出了多個(gè)半導(dǎo)體模塊安裝在冷卻器的冷卻表面上；
[0023] 圖9是示出了半導(dǎo)體電力轉(zhuǎn)換裝置中的半導(dǎo)體模塊的透視圖；
[0024] 圖10是示出了半導(dǎo)體模塊的模制樹(shù)脂體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的透視圖；
[0025] 圖11是示出了安裝在冷卻器上并且與連接端子連接的半導(dǎo)體模塊的主視圖；
[0026] 圖12是根據(jù)第二實(shí)施例的電力轉(zhuǎn)換裝置的等效電路圖；并且
[0027] 圖13是冷卻器的平面圖，示出了多個(gè)半導(dǎo)體模塊安裝在根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施 例的電力轉(zhuǎn)換裝置的冷卻器上。

【具體實(shí)施方式】
[0028] -般而言，根據(jù)實(shí)施例，電力轉(zhuǎn)換裝置包括第一反相器、第二反相器和冷卻器。
[0029] 第一反相器包括多個(gè)密封的半導(dǎo)體器件，每一個(gè)半導(dǎo)體器件包括開(kāi)關(guān)元件并且在 每個(gè)相上并聯(lián)在一起。該等半導(dǎo)體器件被控制成以下方式：每個(gè)相以相同的開(kāi)關(guān)狀態(tài)運(yùn)作。
[0030] 在第二反相器中，并聯(lián)的半導(dǎo)體器件的數(shù)量是每個(gè)相一個(gè)或多個(gè)。當(dāng)有兩個(gè)或兩 個(gè)以上個(gè)并聯(lián)的半導(dǎo)體器件時(shí)，半導(dǎo)體器件并聯(lián)在一起，并且每個(gè)相上第二反相器中并聯(lián) 的半導(dǎo)體器件的數(shù)量小于第一反相器中并聯(lián)的半導(dǎo)體器件的數(shù)量。第二反相器中的半導(dǎo)體 器件被控制成以下方式：每個(gè)相以相同的開(kāi)關(guān)狀態(tài)運(yùn)作。
[0031] 冷卻器包括：冷卻塊，具有冷卻表面，半導(dǎo)體器件安裝在冷卻表面上；制冷劑通 道，形成在冷卻塊中與整個(gè)冷卻表面相對(duì)；入口和出口，各自形成在冷卻塊的第一側(cè)壁上與 制冷劑通道連通，以及隔斷壁，設(shè)置在制冷劑通道中，并且從冷卻塊的第一側(cè)壁直線地延伸 到與第一側(cè)壁相對(duì)的冷卻塊的第二側(cè)壁附近，以將制冷劑通道隔斷成與入口連通的第一通 道和與出口連通的第二通道。第一反相器中的半導(dǎo)體器件安裝在冷卻表面的被定位在第一 通道上方的區(qū)域中。第二反相器中的半導(dǎo)體器件安裝在被定位在冷卻表面的第二通道上方 的區(qū)域中。
[0032] 以下將參照附圖描述根據(jù)一些實(shí)施例的半導(dǎo)體電力轉(zhuǎn)換裝置。附圖是實(shí)施例的示 意圖，旨在幫助理解實(shí)施例，并且可以示出與實(shí)際裝置的形狀、尺寸和比例不同的形狀、尺 寸和比例。然而，考慮到以下描述以及熟知的技術(shù)，還可以適當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì)并改變形狀、尺寸和 比例。
[0033] (第一實(shí)施例）
[0034]圖1是根據(jù)第一實(shí)施例的電力轉(zhuǎn)換裝置的等效電路圖。如圖1所示，電力轉(zhuǎn)換裝 置100包括：第一反相器12,將直流電轉(zhuǎn)換成交流電以驅(qū)動(dòng)第一電動(dòng)機(jī)21 ;第二反相器22， 將直流電轉(zhuǎn)換成交流電以驅(qū)動(dòng)第二電動(dòng)機(jī)28 ;DC-DC轉(zhuǎn)換器2,升高由直流電源1經(jīng)由輸入 電容器3和電抗器4提供的電壓以對(duì)平流電容器10施加升高的電壓；控制器件20,基于施 加在平流電容器10上的電流信息和電壓來(lái)控制第一反相器12和第二反相器22的運(yùn)作；以 及控制器件11，控制DC-DC轉(zhuǎn)換器2的運(yùn)作。例如，各第一和第二反相器12和22被配置為 用于U相、V相和W相的三相反相器。
[0035] 第一電動(dòng)機(jī)21被配置為產(chǎn)生比第二電動(dòng)機(jī)28高的功率。第一反相器對(duì)應(yīng)地被配 置為產(chǎn)生大于第二反相器22的最大功率(第二最大輸出功率）的最大輸出功率(第一最大 輸出功率)。第一反相器12的最大功率被設(shè)置為高達(dá)第二反相器22的最大功率的多倍，例 如，兩倍。因此，第一反相器12需要比第二反相器22高的冷卻性能。
[0036] 根據(jù)第一實(shí)施例，電力轉(zhuǎn)換裝置100包括：以串聯(lián)-并聯(lián)方式連接在一起的1中1 結(jié)構(gòu)的多個(gè)半導(dǎo)體模塊(半導(dǎo)體器件);在1中1結(jié)構(gòu)中，具有并聯(lián)在一起的IGBT元件和FWD (續(xù)流二極管)元件的電路被配置成一個(gè)封裝。該多個(gè)半導(dǎo)體模塊被配置為具有相同的結(jié)構(gòu) 和相同的尺寸。第一反相器12例如包括總共十二個(gè)第一半導(dǎo)體模塊29至40。第二反相器 22包括例如六個(gè)第二半導(dǎo)體模塊41至46。用于DC-DC轉(zhuǎn)換器2的一組半導(dǎo)體模塊5包括 總共4個(gè)第三半導(dǎo)體模塊47至50。根據(jù)第一實(shí)施例，第一半導(dǎo)體模塊29至40、第二半導(dǎo) 體模塊41至46以及第三半導(dǎo)體模塊47至50具有相同的電氣規(guī)格、相同的配置和相同的 外形尺寸。
[0037] 在第一反相器12中，四個(gè)第一半導(dǎo)體模塊29至32提供U相上臂/下臂13。四 個(gè)第一半導(dǎo)體模塊33至36提供V相上臂/下臂14。四個(gè)第一半導(dǎo)體模塊37至40提供W 相上臂/下臂15。
[0038] 對(duì)于U相，第一半導(dǎo)體模塊29中的IGBT元件16a和FWD元件17a與第一半導(dǎo)體模 塊30中的IGBT元件18a和FWD元件19a并聯(lián)以提供上臂。第一半導(dǎo)體模塊31中的IGBT 元件16b和FWD元件17b與第一半導(dǎo)體模塊30中的IGBT元件18b和FWD元件19b并聯(lián)以 提供下臂。上臂和下臂串聯(lián)在一起以提供用于一相的開(kāi)關(guān)電路。
[0039] 第一反相器12中的V相上臂/下臂14和W相上臂/下臂15被配置為與U相上 臂/下臂13相似。
[0040] 在第二反相器22中，兩個(gè)第二半導(dǎo)體模塊41和42提供U相上臂/下臂23。兩 個(gè)第二半導(dǎo)體模塊43和44提供V相上臂/下臂24。兩個(gè)第二半導(dǎo)體模塊45和46提供W 相上臂/下臂25。
[0041] 對(duì)于U相，第二半導(dǎo)體模塊41中并聯(lián)在一起的IGBT元件26a和FWD元件27a提 供上臂。第二半導(dǎo)體模塊42中并聯(lián)在一起的IGBT元件26b和FWD元件27b提供下臂。上 臂和下臂串聯(lián)在一起以提供用于一相的開(kāi)關(guān)電路。
[0042] 第二反相器22中的V相上臂/下臂24和W相上臂/下臂25被配置為與U相上 臂/下臂23相似。
[0043] 如上所述，在提供產(chǎn)生高功率所需的第一反相器12的多個(gè)第一半導(dǎo)體模塊29至 40中，多個(gè)開(kāi)關(guān)元件并聯(lián)在一起并且受到控制以便以相同的開(kāi)關(guān)狀態(tài)運(yùn)作。這使得電流分 散以減少每個(gè)半導(dǎo)體模塊產(chǎn)生的熱量。類似地，在提供產(chǎn)生低功率所需的第二反相器22的 多個(gè)第二半導(dǎo)體模塊41至46中，被控制成以相同的開(kāi)關(guān)狀態(tài)運(yùn)作的多個(gè)開(kāi)關(guān)元件并聯(lián)在 一起。也就是說(shuō)，比第一反相器12中并聯(lián)的開(kāi)關(guān)元件少的并聯(lián)的開(kāi)關(guān)元件被并聯(lián)在一起并 且受到控制從而以相同的開(kāi)關(guān)狀態(tài)運(yùn)作。這使得電流分散以減少每個(gè)半導(dǎo)體模塊產(chǎn)生的熱 量。
[0044] 對(duì)于第二反相器22中各相的第二開(kāi)關(guān)電路的并聯(lián)半導(dǎo)體模塊數(shù)量，其少于第一 反相器12中一個(gè)相的第一開(kāi)關(guān)電路的并聯(lián)半導(dǎo)體模塊的數(shù)量，未必需要設(shè)置多個(gè)模塊，而 是可以設(shè)置單個(gè)器件。
[0045] 對(duì)于第二反相器中各相的半導(dǎo)體模塊的數(shù)量，也就是說(shuō)，比第一反相器中一個(gè)相 的開(kāi)關(guān)電路的并聯(lián)半導(dǎo)體器件的數(shù)量少的第二反相器中并聯(lián)半導(dǎo)體器件的數(shù)量，未必需要 設(shè)置多個(gè)器件，而是可以設(shè)置單個(gè)器件。
[0046] 當(dāng)并聯(lián)半導(dǎo)體模塊的數(shù)量是1時(shí)，沒(méi)有半導(dǎo)體模塊并聯(lián)在一起。
[0047] 此外，在DC-DC轉(zhuǎn)換器2中的半導(dǎo)體模塊5的組中，在第三半導(dǎo)體模塊6中并聯(lián)在 一起的IGBT元件8a和FWD元件9a提供上臂。第三半導(dǎo)體模塊6中并聯(lián)在一起的IGBT元 件8b和FWD元件9b提供下臂。上臂和下臂串聯(lián)在一起以提供上臂/下臂6。被配置為與 上臂/下臂6類似的上臂/下臂7與上臂/下臂6并聯(lián)。
[0048] 圖2是示出了半導(dǎo)體電力轉(zhuǎn)換裝置100的外觀的透視圖。圖3是示出了半導(dǎo)體電 力轉(zhuǎn)換裝置的支架和冷卻器的透視圖。
[0049] 如圖2和圖3所示，電力轉(zhuǎn)換裝置100包括：冷卻器52 ;固定在冷卻器52上的支 架55 ;以及多個(gè)半導(dǎo)體模塊(半導(dǎo)體器件）29至50,放置在冷卻器52上并且被支架支撐。
[0050] 圖4是冷卻器的分解透視圖。圖5是從不同的方向觀察的冷卻器的分解透視圖。 圖6是冷卻器的平面圖。圖7是沿著圖6中的A-A線截取的冷卻器的剖視圖。
[0051] 如圖3至圖7所示，冷卻器包括冷卻塊56,其形狀像扁平的長(zhǎng)方體并且包括扁平的 矩形冷卻表面56a。冷卻塊56是由例如鋁形成的。此外，在冷卻塊56中形成供例如冷卻水 的冷卻介質(zhì)流過(guò)的制冷劑通道57。
[0052] 冷卻塊56包括扁平的矩形主體58和蓋60,所述蓋成矩形板形狀，并且所述蓋覆蓋 主體58中的開(kāi)口。主體58 -體地包括矩形底壁58a和圍繞該底壁直立設(shè)置的側(cè)壁58a、 58b、58c、58d和58e。此外，隔斷壁59在主體58的底壁58a上直立設(shè)置。隔斷壁59沿著主 體58的縱向從主體58的縱向一端側(cè)的側(cè)壁58b直線地延伸到主體58的縱向另一端側(cè)的 側(cè)壁58c附近。因此，在主體58中形成了供冷卻介質(zhì)流過(guò)的U型彎結(jié)構(gòu)的制冷劑通道57。 也就是說(shuō)，制冷劑通道57被隔斷成流出通道(第一通道）57a和流入通道(第二通道）57b。 主體58的側(cè)壁58b包括：形成在其中的入口 61a，與流出通道57a連通；以及形成在其中的 出口 61b，與流入通道57b連通。入口 61a和出口 61b被設(shè)置成大致在同一平面上。入口管 63a被裝配在入口 61a中。出口管63b被裝配在出口 61b中。
[0053] 流出通道57a被限定在主體58的縱向的一個(gè)側(cè)壁58d與隔斷壁59之間。流出通 道57a延伸使得沿著主體的縱向從入口 61a側(cè)到主體的相對(duì)端維持恒定的寬度。類似地， 流入通道57b被限定在主體58的縱向的另一個(gè)側(cè)壁與隔斷壁59之間。流入通道57b延伸 使得沿著主體的縱向從縱向一端到主體的相對(duì)端維持恒定的寬度。在與入口 61a相對(duì)的主 體的端，隔斷壁59位于與主體58的側(cè)壁58c相距微小距離的位置處，使得流出通道57a和 流入通道57b通過(guò)隔斷壁59與側(cè)壁58c之間的間隙彼此連通。
[0054] 在與隔斷壁59垂直的方向上，當(dāng)流出通道57a的寬度由L1表示并且流入通道57b 的寬度由L2表示時(shí)，L1與L2的比值對(duì)應(yīng)于第一半導(dǎo)體模塊的數(shù)量與第二半導(dǎo)體的數(shù)量的 比值。根據(jù)第一實(shí)施例，流出通道57a的寬度L1與流入通道57b的寬度L2的比值被設(shè)置 成大約2:1。流出通道57a的深度和長(zhǎng)度與流入通道57b的深度和長(zhǎng)度相同。
[0055] 矩形板形狀的蓋60固定在主體58上以覆蓋制冷劑通道57并且與制冷劑通道的 流出通道57a和流入通道57b相對(duì)。蓋60的外表面提供平坦的冷卻表面56a。此外，冷卻 翅片54形成為像細(xì)長(zhǎng)的肋，并且沿著蓋60的縱向延伸。冷卻翅片54還被設(shè)置成在蓋的寬 度方向上以預(yù)定的間距彼此平行。當(dāng)蓋60連接到主體58上時(shí)，一些冷卻翅片54被定位在 流出通道57a中，然而其他的冷卻翅片54被定位在流入通道57b中。冷卻翅片54全部被 定位成大致與隔斷壁59平行。另外，各冷卻翅片54與主體58的底壁58a相對(duì)并且與該底 壁相距一定距離。
[0056] 通過(guò)入口管63a和入口 61a被傳遞到冷卻器52的冷卻介質(zhì)從一端朝著另一端流 過(guò)流出通道57a。然后冷卻介質(zhì)流過(guò)隔斷壁59與側(cè)壁58c之間的間隙流入流入通道57b。 冷卻介質(zhì)進(jìn)一步沿著流入通道57b從一端流到另一端。然后冷卻介質(zhì)通過(guò)出口管63b和出 口 61b被排出，所述出口管和出口形成在形成有入口 61a的同一側(cè)壁58b上。雖然流過(guò)流 出通道57a，但是冷卻介質(zhì)經(jīng)由冷卻翅片54和蓋60冷卻與流出通道57a相對(duì)的冷卻表面 56a的區(qū)域。此外，雖然流過(guò)流入通道57b，但是冷卻介質(zhì)經(jīng)由冷卻翅片54和蓋60冷卻與 流入通道57b相對(duì)的冷卻表面56a的區(qū)域。
[0057] -般而言，由于流出通道57a側(cè)產(chǎn)生的熱量的效果，所以冷卻表面56a的流入通道 57b側(cè)的換熱系數(shù)減小。因此，根據(jù)第一實(shí)施例，如上所述，使用隔斷壁59來(lái)分隔制冷劑通 道使得流出通道57a的通道寬度L1與流入通道57b的通道寬度L2的比值基本上為2:1。 因此，流過(guò)流入通道57b的冷卻介質(zhì)的流速可以增大到流過(guò)流出通道57a的冷卻介質(zhì)的流 速的約兩倍。這使得需要抑制的冷卻表面56a的流入通道57b側(cè)的換熱系數(shù)能夠減小。
[0058] 現(xiàn)在將描述半導(dǎo)體模塊，例如以第一半導(dǎo)體模塊為代表。圖9是示出了半導(dǎo)體模 塊的透視圖。圖10是示出了透過(guò)模制樹(shù)脂體的第一半導(dǎo)體模塊的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的透視圖。
[0059] 如圖9和圖10所示，第一半導(dǎo)體模塊29至40被配置為被稱為雙側(cè)熱輻射型和垂 直固定型。也就是說(shuō)，第一半導(dǎo)體模塊29包括：例如，第一導(dǎo)體(集電極）74,由銅形成并且 形狀像棱柱；第二導(dǎo)體(發(fā)射極)76,也是由銅形成的并且形狀像棱柱；IGBT元件(開(kāi)關(guān)元件） 16a和FWD元件17a，被夾在第一導(dǎo)體與第二導(dǎo)體之間并且與這些導(dǎo)體連接。
[0060] 第一導(dǎo)體74的一個(gè)主要表面(側(cè)面)提供矩形連接面，并且與該連接面垂直的第一 導(dǎo)體74的底面74b提供熱輻射表面。第二導(dǎo)體76形成為在長(zhǎng)度上大約等于第一導(dǎo)體74， 并且在厚度(寬度）以及高度上小于第一導(dǎo)體74。第二導(dǎo)體76的一個(gè)主要表面(側(cè)面)提供 矩形連接面，并且與該連接面垂直的第二導(dǎo)體76的底面76b提供熱輻射表面。第二導(dǎo)體76 被設(shè)置成使得第二導(dǎo)體76的連接面與第一導(dǎo)體74的連接面相對(duì)并且平行，并且使得底面 76b與第一導(dǎo)體74的底面74b平齊。
[0061] IGBT元件16a成矩形板形狀并且在其前表面和后表面上分別提供不同的電極。此 夕卜，多個(gè)(例如四個(gè))連接端子形成在IGBT元件16a的一個(gè)表面上。FWD元件17a成矩形板 形狀并且在其前表面和后表面上分別提供不同的電極。
[0062] IGBT元件16a被設(shè)置成與第一導(dǎo)體74的連接面平行。IGBT元件16a的電極中的 一個(gè)電極例如通過(guò)矩形焊片與第一導(dǎo)體74的連接面連接上。IGBT元件16a的另一個(gè)電極 經(jīng)由突出導(dǎo)體（圖未示出）與第二導(dǎo)體76的連接面電連接。
[0063] FWD元件17a被設(shè)置成與第一導(dǎo)體74的連接面平行并且與IGBT元件16a并列，在 第一導(dǎo)體74的縱向上在FWD元件17a與IGBT元件16a之間留有間隙。FWD元件17a的電 極中的一個(gè)電極例如通過(guò)矩形焊片與第一導(dǎo)體74的連接面連接上。FWD元件17a的另一個(gè) 電極經(jīng)由突出導(dǎo)體（圖未示出）與第二導(dǎo)體76的連接面電連接。
[0064] 第一半導(dǎo)體模塊29包括：第一電源端子86a和第二電源端子86b，各端子由導(dǎo)電 金屬板制成；以及多個(gè)(例如五個(gè))信號(hào)端子90。第一電源端子86a包括通過(guò)焊片與第一導(dǎo) 體74的連接面連接的近端。第二電源端子86b包括與第二導(dǎo)體76連接的近端。信號(hào)端子 90從該模塊向上突出并且平行于第一導(dǎo)體74的連接面延伸。五個(gè)信號(hào)端子90在半導(dǎo)體模 塊29的縱向上并列。各信號(hào)端子90的近端通過(guò)接合線93與IGBT元件16a的對(duì)應(yīng)的連接 端子連接上。
[0065] 第一半導(dǎo)體模塊29包括覆蓋有上述組件的絕緣材料(例如，模制樹(shù)脂體(絕緣體） 92)。模制樹(shù)脂體92成大致像長(zhǎng)方體形狀。模制樹(shù)脂體92包括：平坦底面92c，垂直于IGBT 元件16a和FWD元件17a延伸并且第一導(dǎo)體74的底面74b和第二導(dǎo)體76的底面76b從該 平坦底面暴露；平坦的第一側(cè)面92a，垂直于底面92c延伸；第二側(cè)面92b，與第一側(cè)面92a 相對(duì)并平行；頂面92d，與底面92c相對(duì)；第一端面92e，延伸為與底面92c和各第一和第二 側(cè)面的一端相交；以及第二端面92e，延伸為與底面92c和各第一和第二側(cè)面的另一端相 交。根據(jù)第一實(shí)施例，第一和第二側(cè)面92a和92b被定位成分別平行于第一和第二導(dǎo)體74 和76的連接面。
[0066] 第一電源端子86a在模制樹(shù)脂體的縱向向外的方向上從模制樹(shù)脂體92的一個(gè)端 面92e突出。第二電源端子86b在模制樹(shù)脂體的縱向向外的方向上從模制樹(shù)脂體92的另 一個(gè)端面92e突出。第一和第二電源端子86a和86b是由具有高導(dǎo)電率和出色的彈簧特性 的材料形成的，例如，磷青銅、鎳銀合金、用于彈簧的銅鈹合金、或銅鈦合金。
[0067] 如上所述，各第二半導(dǎo)體模塊41至46和各第三半導(dǎo)體模塊47至50被形成為與 各第一半導(dǎo)體模塊29至40具有相同的配置、電氣規(guī)格和外部尺寸。
[0068] 被配置為如上所述的多個(gè)第一至第三半導(dǎo)體模塊安裝在冷卻器52的冷卻表面 56a上。如圖2和圖3所示，固定在冷卻器52上的支架55-體地包括：矩形外框架，其大小 與冷卻表面56a相對(duì)應(yīng)；以及多個(gè)平行的連接梁，在外框架的縱向部分之間延伸。外框架和 連接梁形成例如被設(shè)置成四行的矩形安裝空間部分62。此外，支架55包括：多個(gè)主電路母 線(主電路導(dǎo)體）66,其具有與半導(dǎo)體模塊電連接的多個(gè)連接端子64 ;多個(gè)輸入端子68 ;以 及兩組三相輸出端子70。主電路母線66的多個(gè)連接端子64沿著各安裝空間部分62的側(cè) 緣以一定間距并列。另外，各連接端子64大致垂直于冷卻表面56a延伸。連接端子64是 由例如無(wú)氧銅形成的。支架55由樹(shù)脂形成，通過(guò)例如嵌入成型與主電路母線66和多個(gè)端 子形成為一體。此外，支架55通過(guò)多個(gè)螺釘被固定在冷卻塊56的冷卻表面56a上。
[0069] 如圖2和圖8所示，對(duì)于第一半導(dǎo)體模塊29至40以及第二半導(dǎo)體模塊41至46， 例如，在支架14上安裝三行，每行設(shè)有六個(gè)半導(dǎo)體模塊，以便在冷卻表面56a的寬度方向上 延伸。此外，第三半導(dǎo)體模塊47至50在冷卻表面56a的寬度方向上在支架14中被設(shè)置成 一行。在每行上，半導(dǎo)體模塊被設(shè)置在支架55的安裝空間部分62中，并且被設(shè)置成使得半 導(dǎo)體模塊的縱向與冷卻表面56a的縱向?qū)R，也就是說(shuō)，使得半導(dǎo)體模塊的縱向與隔斷壁 59平行。如圖11所示，各半導(dǎo)體模塊的底面52c經(jīng)由高導(dǎo)熱材料(絕緣材料）95安裝在冷 卻器52的冷卻表面56a上。因此，第一和第二導(dǎo)體74和76與冷卻器52熱連接，并且可以 通過(guò)第一和第二導(dǎo)體74和76將IGBT元件和FWD元件產(chǎn)生的熱量釋放給冷卻器52。各半 導(dǎo)體模塊的第一和第二電源端子46a和46b都與主電路母線66的對(duì)應(yīng)的連接端子64表面 接觸。此外，各電源端子的末端和連接端子的末端通過(guò)焊接連接在一起。這允許半導(dǎo)體模塊 經(jīng)由第一和第二電源端子76a和76b以及連接端子64與主電路母線66電性連接。另外， 各半導(dǎo)體模塊16的多個(gè)信號(hào)端子50向上突出。
[0070] 如圖2和圖8所示，在每一行上，提供第一反相器12的第一半導(dǎo)體模塊29至40 (產(chǎn)生比第二反相器22的功率高的功率）被設(shè)置在冷卻表面56a上與具有高冷卻性能的流 出通道57a相對(duì)的區(qū)域上。此外，提供第二反相器22的第二半導(dǎo)體模塊41至46被設(shè)置在 冷卻表面56a上與具有比流出通道57a的冷卻性能低的冷卻性能的流入通道57b相對(duì)的區(qū) 域上。此外，用于DC-DC轉(zhuǎn)換器2的半導(dǎo)體模塊47至50的組被設(shè)置在位于第一反相器的 第一半導(dǎo)體模塊的下游側(cè)上的流出通道57a中并且與流出通道57a相對(duì)的區(qū)域上。
[0071] 換句話講，第一反相器12中的第一半導(dǎo)體模塊29至40、DC-DC轉(zhuǎn)換器2中的第三 半導(dǎo)體模塊47至50以及第二反相器22中的第二半導(dǎo)體模塊23至46按照以下方式被安 裝在冷卻器56的冷卻表面56a上與制冷劑通道57相對(duì)的區(qū)域中：第一反相器12中的第一 半導(dǎo)體模塊29至40、DC-DC轉(zhuǎn)換器2中的第三半導(dǎo)體模塊47至50以及第二反相器22中 的第二半導(dǎo)體模塊23至46被設(shè)置成在從上游到下游的方向上串聯(lián)。
[0072] 十二個(gè)第一半導(dǎo)體模塊29至40被配置為使得各半導(dǎo)體模塊的縱向與隔斷壁59 平行并且使得第一和第二導(dǎo)體74和76的底面74b和76b的長(zhǎng)側(cè)（縱向）被定位成與隔斷 壁59平行。在具有高冷卻性能的流出通道57a相對(duì)的區(qū)域中，十二個(gè)第一半導(dǎo)體模塊29 至40被分別設(shè)置成與隔斷壁59平行的四行。在每一行中，三個(gè)第一半導(dǎo)體模塊的信號(hào)端 子90被定位成在與隔斷壁59平行的虛擬線上并列。
[0073] 六個(gè)第二半導(dǎo)體模塊41至46被配置為使得各半導(dǎo)體模塊的縱向與隔斷壁59平 行并且使得第一和第二導(dǎo)體74和76的底面74b和76b的長(zhǎng)側(cè)(縱向）被定位成與隔斷壁 59平行。在與流入通道57b相對(duì)的區(qū)域中，六個(gè)第二半導(dǎo)體模塊41至46被分別設(shè)置成與 隔斷壁59平行的兩行。在每一行中，三個(gè)第二半導(dǎo)體模塊的信號(hào)端子90被定位成在與隔 斷壁59平行的虛擬線上并列。
[0074] 當(dāng)流出通道57a的通道寬度L1與流入通道57b的通道寬度L2的比值基本上為 2:1時(shí)并且當(dāng)?shù)谝环聪嗥?2中的第一半導(dǎo)體模塊29至40被設(shè)置在流出通道57a上方的區(qū) 域中，第二反相器22中的第二半導(dǎo)體模塊41至46被設(shè)置在流入通道57b上方的區(qū)域中， 并且DC-DC轉(zhuǎn)換器的半導(dǎo)體模塊47至50被設(shè)置在流出通道57a上方的區(qū)域中時(shí)，就防止 了同一個(gè)電力轉(zhuǎn)換裝置的電力模塊被設(shè)置成穿過(guò)流出通道57a和流入通道57b。這允許能 夠抑制電力轉(zhuǎn)換裝置中半導(dǎo)體模塊之間的熱變化。
[0075] 被配置為如上所述的電力轉(zhuǎn)換裝置100使用具有簡(jiǎn)化的冷卻結(jié)構(gòu)的冷卻器52,其 中制冷劑通道被分隔成流出通道和流入通道。然后，流出通道和流入通道的通道寬度被調(diào) 節(jié)成能夠抑制流出通道與流入通道之間的冷卻性能的可能差異。此外，至于冷卻，產(chǎn)生大量 熱量的半導(dǎo)體模塊組被設(shè)置在具有高冷卻性能的流出通道上方的區(qū)域中，而產(chǎn)生很小熱量 的半導(dǎo)體模塊組被設(shè)置在具有低冷卻性能的流入通道上方的區(qū)域中。這能夠抑制同一電力 轉(zhuǎn)換裝置中的半導(dǎo)體模塊之間可能的熱變化，從而允許電力轉(zhuǎn)換裝置的冷卻性能整體得到 提1?。
[0076] 在第一實(shí)施例中，冷卻器52中的隔斷壁59不需要必須安裝在冷卻器主體上，而是 可以設(shè)置在蓋60側(cè)上。此外，冷卻翅片54不需要必須安裝在蓋60上，而是可以設(shè)置在主 體58的底壁上。流出通道57a的通道寬度L1與流入通道57b的通道寬度L2的比值不限 于2 :1，而是可以按照需要來(lái)改變。
[0077] 現(xiàn)在將描述根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例的電力轉(zhuǎn)換裝置。在下述實(shí)施例中，與第一實(shí)施例 中描述的元件相同的元件由相同的附圖標(biāo)記來(lái)表示，并且省略了這些元件的詳細(xì)描述。將 會(huì)主要描述與第一實(shí)施例的差別。
[0078](第二實(shí)施例）
[0079] 圖12是根據(jù)第二實(shí)施例的電力轉(zhuǎn)換裝置的等效電路圖。圖13是電力轉(zhuǎn)換裝置的 平面圖。
[0080] 根據(jù)第二實(shí)施例的電力轉(zhuǎn)換裝置100被配置為如下。如圖12和圖13所述，DC-DC 轉(zhuǎn)換器2中的一組半導(dǎo)體模塊5包括：上臂/下臂6,包括具有并聯(lián)在一起的IGBT元件8a 和FWD元件9a的上臂以及具有并聯(lián)在一起的IGBT元件8b和FWD元件9b的下臂，上臂和 下臂串聯(lián)在一起。這組半導(dǎo)體模塊5進(jìn)一步包括上臂/下臂7以及上臂/下臂80,兩者均 被配置為與上臂/下臂6相似，并且上臂6、7和80并聯(lián)在一起。
[0081] 也就是說(shuō)，DC-DC轉(zhuǎn)換器2中的這組半導(dǎo)體模塊5包括總共六個(gè)1中1類型的第 三半導(dǎo)體模塊47至50、81和82。如圖13所示，該六個(gè)第三半導(dǎo)體模塊被設(shè)置成穿過(guò)制冷 劑通道57的流出通道(第一通道)57a和流入通道(第二通道)57b。四個(gè)第三半導(dǎo)體模塊47 至50被設(shè)置在冷卻器52的冷卻表面56a上與流出通道57a相對(duì)的區(qū)域中。剩下的兩個(gè)第 三半導(dǎo)體模塊81和82被設(shè)置在冷卻表面56a上與流入通道57b相對(duì)的區(qū)域中。因此，該 六個(gè)第三半導(dǎo)體模塊被安裝成一行，使得各第三半導(dǎo)體模塊的縱向與冷卻表面56ad的縱 向平行，也就是說(shuō)，與隔斷壁59平行。
[0082] 電力轉(zhuǎn)換裝置100的配置的剩余部分類似于根據(jù)第一實(shí)施例的電力轉(zhuǎn)換裝置的 配置的對(duì)應(yīng)部分。
[0083] 在DC-DC轉(zhuǎn)換器2中的半導(dǎo)體模塊組需要高熱性能時(shí)，根據(jù)第二實(shí)施例的電力轉(zhuǎn) 換裝置是有效的。該等電力半導(dǎo)體模塊被分別設(shè)置成三行，以減小每個(gè)半導(dǎo)體模塊的電流 值。這能使產(chǎn)生的熱量減少。DC-DC轉(zhuǎn)換器中的第三半導(dǎo)體模塊組被設(shè)置成穿過(guò)流出通道 和流入通道，但是防止受到第一半導(dǎo)體模塊和第二半導(dǎo)體模塊產(chǎn)生的熱量的影響。此外，同 樣在第二實(shí)施例中，產(chǎn)生大量熱量的第一半導(dǎo)體模塊組被設(shè)置在具有高冷卻性能的流出通 道上方的區(qū)域中，而產(chǎn)生很小熱量的第二半導(dǎo)體模塊組被設(shè)置在具有低冷卻性能的流出通 道上方的區(qū)域中。因此，抑制了同一電力轉(zhuǎn)換裝置中的半導(dǎo)體模塊之間可能的熱變化，從而 允許電力轉(zhuǎn)換裝置的冷卻性能整體得到提高。
[0084] 例如，電力轉(zhuǎn)換裝置的組件的尺寸、形狀、材料等不限于上述實(shí)施例，而是可以根 據(jù)電力轉(zhuǎn)換裝置的設(shè)計(jì)的變化而變化。安裝的半導(dǎo)體模塊的數(shù)量、安裝的半導(dǎo)體模塊的數(shù) 量比以及通道寬度的比值不限于實(shí)施例，而是可以根據(jù)需要來(lái)改變。
[0085] 雖然描述了某些實(shí)施例，但是這些實(shí)施例僅僅通過(guò)實(shí)例的方式來(lái)呈現(xiàn)，并且并非 旨在限制本發(fā)明的范圍。實(shí)際上，本文所述的新型實(shí)施例可以實(shí)施為多種其他形式；此外， 在不脫離本發(fā)明的精神的情況下可以對(duì)本文所述的實(shí)施例進(jìn)行多種省略、替換和變化。所 附的權(quán)利要求書(shū)及其等效形式旨在涵蓋落入本發(fā)明的范圍和精神內(nèi)的此類形式或修改。
【權(quán)利要求】
1. 一種電力轉(zhuǎn)換裝置，包括： 第一反相器，包括多個(gè)密封的半導(dǎo)體器件，每一個(gè)所述密封的半導(dǎo)體器件包括開(kāi)關(guān)元 件并且并聯(lián)在一起，所述半導(dǎo)體器件被控制成使得每個(gè)相在相同開(kāi)關(guān)狀態(tài)下運(yùn)作； 第二反相器，其中并聯(lián)的半導(dǎo)體器件的數(shù)量是一個(gè)或多個(gè)，當(dāng)存在兩個(gè)或兩個(gè)以上個(gè) 并聯(lián)的半導(dǎo)體器件時(shí)，所述半導(dǎo)體器件被并聯(lián)在一起并且所述第二反相器中所述并聯(lián)的半 導(dǎo)體器件的數(shù)量少于所述第一反相器中所述并聯(lián)的半導(dǎo)體器件的數(shù)量，并且所述第二反相 器中的所述半導(dǎo)體器件被控制成使得每個(gè)相在相同開(kāi)關(guān)狀態(tài)下工作；以及 冷卻器，所述冷卻器包括：具有冷卻表面的冷卻塊，所述半導(dǎo)體器件安裝在所述冷卻表 面上；制冷劑通道，所述制冷劑通道形成在所述冷卻塊中與整個(gè)所述冷卻表面相對(duì)；入口 和出口，所述入口和出口各自形成在所述冷卻塊的第一側(cè)壁上與所述制冷劑通道連通；以 及隔斷壁，所述隔斷壁設(shè)置在所述制冷劑通道中并且從所述冷卻塊的所述第一側(cè)壁直線地 延伸到與所述第一側(cè)壁相對(duì)的所述冷卻塊的第二側(cè)壁附近，以將所述冷卻通道隔斷成與所 述入口連通的第一通道和與所述出口連通的第二通道，其中所述第一反相器中的所述半導(dǎo) 體器件被安裝在所述冷卻表面的位于所述第一通道上方的區(qū)域中，并且所述第二反相器中 的所述半導(dǎo)體器件被安裝在所述冷卻表面的位于所述第二通道上方的區(qū)域中。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力轉(zhuǎn)換裝置，其中，所述第一反相器中的所述半導(dǎo)體器件 的數(shù)量是所述第二反相器中的所述半導(dǎo)體器件的數(shù)量的多倍，并且在垂直于所述隔斷壁的 方向上，所述第一通道的寬度與所述第二通道的寬度的比值對(duì)應(yīng)于所述第一反相器中所述 半導(dǎo)體器件的數(shù)量與所述第二反相器中所述半導(dǎo)體器件的數(shù)量的比值。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力轉(zhuǎn)換裝置，其中，所述第一通道的寬度與所述第二通道 的寬度的比值被設(shè)置為大約2:1。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力轉(zhuǎn)換裝置，其中，所述冷卻器的所述冷卻表面形成為矩 形，并且所述隔斷壁在所述第一通道與所述第二通道之間延伸的方向被設(shè)置為與所述冷卻 表面的縱向平行。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的電力轉(zhuǎn)換裝置，其中，所述半導(dǎo)體器件包括各個(gè)矩形的安裝 表面，所述安裝表面具有相同大小，并且所述半導(dǎo)體器件在所述冷卻表面上安裝成使得所 述安裝表面的縱向平行于所述隔斷壁的縱向。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力轉(zhuǎn)換裝置，進(jìn)一步包括具有多個(gè)所述半導(dǎo)體器件的 DC-DC轉(zhuǎn)換器，其中，所述第一反相器中的所述半導(dǎo)體器件、所述DC-DC轉(zhuǎn)換器中的所述半 導(dǎo)體器件以及所述第二反相器中的所述半導(dǎo)體器件按照以下方式被安裝在所述冷卻器的 所述冷卻表面上與所述制冷劑通道相對(duì)的區(qū)域中：所述第一反相器中的所述半導(dǎo)體器件、 所述DC-DC轉(zhuǎn)換器中的所述半導(dǎo)體器件以及所述第二反相器中的所述半導(dǎo)體器件被設(shè)置 成在從上游到下游的方向上串聯(lián)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的電力轉(zhuǎn)換裝置，其中，所述DC-DC轉(zhuǎn)換器中的所述半導(dǎo)體器件 并聯(lián)在一起。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力轉(zhuǎn)換裝置，其中所述第一反相器中的所述半導(dǎo)體器件和 所述第二反相器中的半導(dǎo)體器件形成為具有相同的配置和相同的大小，并且每個(gè)所述半導(dǎo) 體器件均包括：彼此相對(duì)的第一導(dǎo)體和第二導(dǎo)體，所述第一導(dǎo)體與所述第二導(dǎo)體之間留有 間隙；IGBT元件和FWD元件，與所述第一導(dǎo)體和所述第二導(dǎo)體連結(jié)；絕緣體，所述絕緣體成 形為棱柱狀并且覆蓋所述第一導(dǎo)體和所述第二導(dǎo)體；以及多個(gè)信號(hào)端子，從所述絕緣體向 外突出并且與所述IGBT元件電性連接，并且每一個(gè)所述第一導(dǎo)體和所述第二導(dǎo)體包括從 所述絕緣體的底面暴露的底面，并且 所述半導(dǎo)體器件被安裝成使得所述絕緣體的底面被安裝在所述冷卻表面上并且每一 個(gè)所述第一導(dǎo)體和第二導(dǎo)體的所述底面的縱向與所述隔斷壁的縱向平行。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的電力轉(zhuǎn)換裝置，其中，所述第一反相器中的所述半導(dǎo)體器件 在所述冷卻表面上被安裝成使得所述信號(hào)端子被并列成位于與所述隔斷壁的縱向平行的 虛擬線上，并且所述第二反相器中的所述半導(dǎo)體器件在所述冷卻表面上被安裝成使得所述 信號(hào)端子被并列成位于與所述隔斷壁的縱向平行的虛擬線上。
10. -種電力轉(zhuǎn)換裝置，包括： 第一反相器，包括多個(gè)密封的半導(dǎo)體器件，每一個(gè)所述密封的半導(dǎo)體器件包括開(kāi)關(guān)元 件，所述第一反相器具有第一最大輸出功率； 第二反相器，包括比所述第一反相器中的所述半導(dǎo)體器件少的半導(dǎo)體器件，并且具有 小于所述第一最大輸出功率的第二最大輸出功率；以及 冷卻器，所述冷卻器包括：具有冷卻表面的冷卻塊，所述半導(dǎo)體器件安裝在所述冷卻 表面上；制冷劑通道，所述制冷劑通道形成在所述冷卻塊中與整個(gè)所述冷卻表面相對(duì)；入 口和出口，所述入口和出口的每一個(gè)形成在所述冷卻塊的第一側(cè)壁上與所述制冷劑通道連 通；以及隔斷壁，所述隔斷壁設(shè)置在所述制冷劑通道中并且從所述冷卻塊的所述第一側(cè)壁 直線地延伸到與所述第一側(cè)壁相對(duì)的所述冷卻塊的第二側(cè)壁附近，以將所述制冷劑通道隔 斷成與所述入口連通的第一通道和與所述出口連通的第二通道，其中所述第一反相器中的 所述半導(dǎo)體器件被安裝在所述冷卻表面的位于所述第一通道上方的區(qū)域中，并且所述第二 反相器中的所述半導(dǎo)體器件被安裝在所述冷卻表面的位于所述第二通道上方的區(qū)域中。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的電力轉(zhuǎn)換裝置，其中，所述第一反相器中的所述半導(dǎo)體器 件的數(shù)量是所述第二反相器中的所述半導(dǎo)體器件的數(shù)量的多倍，并且在垂直于所述隔斷壁 的方向上，所述第一通道的寬度與所述第二通道的寬度的比值對(duì)應(yīng)于所述第一反相器中所 述半導(dǎo)體器件的數(shù)量與所述第二反相器中所述半導(dǎo)體器件的數(shù)量的比值。
12. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的電力轉(zhuǎn)換裝置，其中，所述第一通道的寬度與所述第二通 道的寬度的比值被設(shè)置為大約2:1。
13. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的電力轉(zhuǎn)換裝置，其中，所述冷卻器的所述冷卻表面形成為 矩形，并且所述隔斷壁在所述第一通道與所述第二通道之間延伸的方向被設(shè)置為與所述冷 卻表面的縱向平行。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的電力轉(zhuǎn)換裝置，其中，所述半導(dǎo)體器件包括各個(gè)矩形的安 裝表面，所述安裝表面具有相同大小，并且所述半導(dǎo)體器件在所述冷卻表面上安裝成使得 所述安裝表面的縱向平行于所述隔斷壁的縱向。
15. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的電力轉(zhuǎn)換裝置，進(jìn)一步包括具有多個(gè)所述半導(dǎo)體器件的 DC-DC轉(zhuǎn)換器，其中，所述第一反相器中的所述半導(dǎo)體器件、所述DC-DC轉(zhuǎn)換器中的所述半 導(dǎo)體器件以及所述第二反相器中的所述半導(dǎo)體器件按照以下方式被安裝在所述冷卻器的 所述冷卻表面上與所述制冷劑通道相對(duì)的區(qū)域中：所述第一反相器中的所述半導(dǎo)體器件、 所述DC-DC轉(zhuǎn)換器的所述半導(dǎo)體器件以及所述第二反相器中的所述半導(dǎo)體器件被設(shè)置成 在從上游到下游的方向上串聯(lián)。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的電力轉(zhuǎn)換裝置，其中，所述DC-DC轉(zhuǎn)換器中的所述半導(dǎo)體器 件并聯(lián)在一起。
17. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的電力轉(zhuǎn)換裝置，其中所述第一反相器中的所述半導(dǎo)體器件 和所述第二反相器中的半導(dǎo)體器件形成為具有相同的配置和相同的大小，并且每個(gè)所述半 導(dǎo)體器件均包括：彼此相對(duì)的第一導(dǎo)體和第二導(dǎo)體，所述第一導(dǎo)體與所述第二導(dǎo)體之間留 有間隙；IGBT元件和FWD元件，與所述第一導(dǎo)體和所述第二導(dǎo)體連結(jié)；絕緣體，所述絕緣體 成形為棱柱狀并且覆蓋所述第一導(dǎo)體和所述第二導(dǎo)體；以及多個(gè)信號(hào)端子，從所述絕緣體 向外突出并且與所述IGBT元件電性連接，并且每一個(gè)所述第一導(dǎo)體和所述第二導(dǎo)體包括 從所述絕緣體的底面暴露的底面，并且 所述半導(dǎo)體器件被安裝成使得所述絕緣體的底面被安裝在所述冷卻表面上并且每一 個(gè)所述第一導(dǎo)體和第二導(dǎo)體的所述底面的縱向與所述隔斷壁的縱向平行。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的電力轉(zhuǎn)換裝置，其中，所述第一反相器中的所述半導(dǎo)體器 件在所述冷卻表面上被安裝成使得所述信號(hào)端子被并列成位于與所述隔斷壁的縱向平行 的虛擬線上，并且所述第二反相器中的所述半導(dǎo)體器件在所述冷卻表面上被安裝成使得所 述信號(hào)端子被并列成位于與所述隔斷壁的縱向平行的虛擬線上。
【文檔編號(hào)】H02M7/00GK104143925SQ201410124219
【公開(kāi)日】2014年11月12日 申請(qǐng)日期:2014年3月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月8日
【發(fā)明者】田中將一郎, 平田雅己, 久田秀樹(shù) 申請(qǐng)人:株式會(huì)社東芝