JP2012119588A - Control unit with cooling function - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、密封筐体内に、稼動時に発熱する半導体モジュールと該半導体モジュールを制御する制御回路を実装した制御基板とを少なくとも配設し、前記半導体モジュール及び制御基板を冷却する冷却機能付き制御装置に関する。 The present invention provides a control device with a cooling function in which at least a semiconductor module that generates heat during operation and a control board on which a control circuit for controlling the semiconductor module is mounted are disposed in a sealed housing, and the semiconductor module and the control board are cooled. About.
インバータ装置、スイッチング電源等の密閉構造を有する筐体内に回路部品を配置するパワーエレクトロニクスの分野では、筐体内に点在する回路部品の発熱による発生損失を除去するために冷却機能を備えている。
回路部品の発生損失は、主に、半導体モジュールやリアクトルである。筐体が密閉構造の場合、半導体モジュールやリアクトル等の主要発熱部品を液冷ヒートシンクに直接接触させ、この液冷シートシンク内を循環する冷却液により、外部へ放熱することがある。その際、制御装置を構成する電解コンデンサ、プリント基板等の筐体内に点在する回路部品についても数W程度の発生損失をもっており、これらを速やかに放熱し、各回路部品の温度を上限値以下に保持する必要がある。
In the field of power electronics in which circuit components are arranged in a casing having a sealed structure such as an inverter device or a switching power supply, a cooling function is provided in order to eliminate generation loss due to heat generation of circuit components scattered in the casing.
The generated loss of circuit components is mainly a semiconductor module and a reactor. When the casing has a sealed structure, main heat-generating components such as a semiconductor module and a reactor may be brought into direct contact with the liquid-cooled heat sink, and heat may be radiated to the outside by the coolant circulating in the liquid-cooled sheet sink. At that time, circuit components scattered in the case of electrolytic capacitors, printed circuit boards, etc. that constitute the control device also have a loss of about several watts. These heats are quickly dissipated and the temperature of each circuit component is below the upper limit. Need to hold on.
筐体内に点在する部品発熱の冷却を自然対流で行う場合、筐体内空気は筐体壁面、及び液冷ヒートシンク表面と熱交換を行うこととなる。この方法では、放熱したい回路部品を筐体壁面に取付けたり、回路部品同士による熱だまりを防ぐため自然対流風路を確保したり、筐体壁面での熱交換を効率よくするために壁面の厚みを厚くしたりする対策がとられるが、これらは何れも制御装置の設計上の制約となる。
このため、従来、密閉筐体内にフィン付き液冷ヒートシンクにファンを一体化させて、ファンによる筐体内の循環送風を行うようにした電子機器の冷却装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
When cooling of component heat generation scattered in the housing is performed by natural convection, the air in the housing performs heat exchange with the housing wall surface and the liquid-cooled heat sink surface. In this method, circuit components that are to be radiated are attached to the wall surface of the casing, a natural convection air passage is secured to prevent accumulation of heat between circuit components, and the wall thickness is used to efficiently exchange heat on the casing wall surface. However, all of these are restrictions on the design of the control device.
For this reason, conventionally, a cooling device for an electronic device has been proposed in which a fan is integrated with a liquid-cooled heat sink with fins in a hermetically sealed casing so that circulating air is blown in the casing by the fan (for example, Patent Document 1). reference).
しかしながら、上記特許文献1に記載された従来例にあっては、密閉筐体内にフィン一体形の液冷ヒートシンクを用いるので、フィンを形成した部分にはファンからの送風を遮断する回路部品を装着することができないので、必然的に液冷ヒートシンクが大きくなり、制御装置が大型化してしまうという未解決の課題がある。
そこで、本発明は、上記従来例の未解決の課題に着目してなされたものであり、ヒートシンクを小型化しながら冷却風の生成を良好に行うことができる冷却機能付き制御装置を提供することを目的としている。
However, in the conventional example described in Patent Document 1, since a fin-integrated liquid-cooled heat sink is used in a hermetically sealed casing, a circuit component that blocks air from the fan is mounted on the portion where the fin is formed. Therefore, there is an unsolved problem that the liquid-cooled heat sink inevitably becomes large and the control device becomes large.
Therefore, the present invention has been made paying attention to the unsolved problems of the conventional example described above, and provides a control device with a cooling function that can generate cooling air well while reducing the size of the heat sink. It is aimed.
上記目的を達成するために、本発明の一の形態に係る冷却機能付き制御装置は、密封筐体内に、稼動時に発熱するパワーデバイスと該パワーデバイスを制御する制御回路を実装した制御基板とを少なくとも配設し、前記パワーデバイス及び制御基板を冷却する冷却機能付き制御装置であって、前記パワーデバイスを装着して冷却するヒートシンクと、該ヒートシンクの一部に装着した放熱フィン及び当該放熱フィンの近傍に設けた第1の送風ファンを有する冷却風生成部と、該冷却風生成部で生成した冷却風を前記筐体内に循環させる冷却風循環路とを備えたことを特徴としている。 In order to achieve the above object, a control device with a cooling function according to an embodiment of the present invention includes a power device that generates heat during operation and a control board on which a control circuit for controlling the power device is mounted in a sealed housing. A control device with a cooling function to cool at least the power device and the control board, wherein the power device is mounted and cooled, a heat radiation fin attached to a part of the heat sink, and the heat radiation fin. A cooling air generation unit having a first blower fan provided in the vicinity and a cooling air circulation path for circulating the cooling air generated by the cooling air generation unit into the housing are provided.
この構成によると、パワーデバイスやリアクトル等の発熱部品についてはヒートシンクで冷却することができるとともに、ヒートシンクの一部に放熱フィンと第1の送風ファンとで構成される冷却風生成部が装着され、この冷却風生成部で生成された冷却風を冷却風循環路で筐体内に循環させることにより、筐体内の冷却温度を均一化できるとともに、ヒートシンクのパワーデバイス等の被冷却部品の装着面積を確保してヒートシンク自体を小型化して制御装置を小型化することができる。 According to this configuration, the heat generating parts such as the power device and the reactor can be cooled by the heat sink, and the cooling air generating unit including the heat radiating fin and the first blower fan is attached to a part of the heat sink, By circulating the cooling air generated by this cooling air generator through the cooling air circulation path, the cooling temperature inside the housing can be made uniform and the mounting area for the parts to be cooled such as the power device of the heat sink can be secured. Thus, the control device can be miniaturized by reducing the size of the heat sink itself.
また、本発明の他の形態に係る冷却機能付き制御装置は、前記放熱フィン及び前記第1の送風ファンを風洞内に一体化して配設したことを特徴としている。
この構成によると、放熱フィンと送風ファンとが風洞内で一体化されているので、送風ファンで送風する風量の全量を放熱フィンを通過させることができ、冷却性能を向上させることができ、放熱フィン及び送風ファンを小型化することができる。
Moreover, the control apparatus with a cooling function according to another aspect of the present invention is characterized in that the heat dissipating fins and the first blower fan are integrated in a wind tunnel.
According to this configuration, since the radiation fin and the blower fan are integrated in the wind tunnel, the entire amount of air blown by the blower fan can be passed through the radiation fin, the cooling performance can be improved, and the heat radiation A fin and a ventilation fan can be reduced in size.
また、本発明の他の形態に係る冷却機能付き制御装置は、前記第1の送風ファンの冷却風吹き出し口に、所望方向への吹き出しを確保する吹き出し方向制御部を形成したことを特徴としている。
この構成によると、第1の送風ファンから吹き出しされる冷却風を所望の方向に吹き出させることができ、冷却範囲を指定することができる。
Moreover, the control apparatus with a cooling function according to another aspect of the present invention is characterized in that a blowing direction control unit that secures blowing in a desired direction is formed in the cooling air blowing port of the first blower fan. .
According to this configuration, the cooling air blown from the first blower fan can be blown out in a desired direction, and the cooling range can be designated.
また、本発明の他の形態に係る冷却機能付き制御装置は、記冷却風循環路に、前記放熱フィンで冷却された冷却風の吹き出し口から、温度上限値が低い順に回路構成要素を配置したことを特徴としている。
この構成によると、温度上限値が低い回路構成要素から順に冷却風が供給されるので、冷却不足を生じることを防止することができる。
Further, in the control device with a cooling function according to another embodiment of the present invention, circuit components are arranged in the descending order of the temperature upper limit value from the outlet of the cooling air cooled by the radiation fins in the cooling air circulation path. It is characterized by that.
According to this configuration, since the cooling air is supplied in order from the circuit component having the lowest temperature upper limit value, it is possible to prevent insufficient cooling.
また、本発明の他の形態に係る冷却機能付き制御装置は、前記冷却風循環路に、第2の送風ファンが配設され、該第2の送風ファンで当該冷却風循環路を循環する冷却風の循環を補助するようにしたことを特徴としている。
この構成によると、冷却風循環路に第2の送風ファンを設けることにより、流路抵抗が高い基板同士の間等の冷却風が流れにくく、熱だまりが発生する部分にも効率よく冷却風を供給することができ、冷却性能を向上させることができる。
In the control device with a cooling function according to another aspect of the present invention, the cooling air circulation path is provided with a second blower fan, and the second blower fan circulates the cooling air circulation path. It is characterized by assisting the circulation of the wind.
According to this configuration, by providing the second blower fan in the cooling air circulation path, it is difficult for the cooling air such as between the substrates having high flow resistance to flow, and the cooling air is efficiently supplied to the portion where the heat pool is generated. The cooling performance can be improved.
また、本発明の他の形態に係る冷却機能付き制御装置は、前記第2の送風ファンの冷却風吹き出し口に、冷却風の冷却風吸込み口への短絡を抑制して、所望方向への吹き出しを確保する吹き出し方向制御部を形成したことを特徴としている。
この構成によると、第2の送風ファンの循環路を循環する冷却風の送風機能を向上させるとともに、所望の冷却部位への冷却風の供給を可能とし、筐体内の隅々に冷却風を行き渡らせることができる。
Moreover, the control apparatus with a cooling function according to another embodiment of the present invention suppresses a short circuit of the cooling air to the cooling air inlet to the cooling air outlet of the second blower fan, and blows out in a desired direction. It is characterized in that a blowing direction control unit for ensuring the above is formed.
According to this structure, while improving the ventilation function of the cooling air which circulates through the circulation path of a 2nd ventilation fan, supply of the cooling air to a desired cooling site | part is enabled, and cooling air is spread over every corner in a housing | casing. Can be made.
また、本発明の他の形態に係る冷却機能付き制御装置は、前記冷却風循環路に、第2の送風ファンが配設され、該第2の送風ファンで当該冷却風循環路を循環する冷却風の循環を補助し、且つ当該冷却風循環路に、前記放熱フィンで冷却された冷却風の吹き出し口から、温度上限値が低い順に回路構成要素を配置したことを特徴としている。
この構成によると、第2の送風ファンで冷却風循環路を循環する冷却風の循環を補助して熱だまりの発生を防止し、さらに温度上限値が低い回路構成要素から順に冷却風が供給されるので、冷却不足を生じることを防止することができる。
In the control device with a cooling function according to another aspect of the present invention, the cooling air circulation path is provided with a second blower fan, and the second blower fan circulates the cooling air circulation path. The circuit components are arranged in order of increasing temperature upper limit from the outlet of the cooling air cooled by the heat radiating fins in the cooling air circulation path to assist the circulation of the air.
According to this configuration, the second blower fan assists the circulation of the cooling air circulating through the cooling air circulation path to prevent the accumulation of heat, and the cooling air is supplied in order from the circuit component having the lower temperature upper limit value. Therefore, it is possible to prevent the occurrence of insufficient cooling.
本発明によれば、ヒートシンクの一部に放熱フィン及び送風ファンで構成される冷却風生成部を配置したので、ヒートシンクの被冷却部品を装着する面積を広く確保することができることから、冷却性能を確保しながらヒートシンクを小型化することができ、冷却機能付き制御装置全体を小型化することができる。 According to the present invention, since the cooling air generation unit composed of the heat radiation fin and the blower fan is arranged in a part of the heat sink, it is possible to secure a wide area for mounting the component to be cooled of the heat sink. The heat sink can be reduced in size while ensuring, and the entire control device with a cooling function can be reduced in size.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図1は本発明の冷却機能付き制御装置を含む冷却システム構成を示す図であって、図中1は電気自動車、ハイブリッド自動車等に搭載される電動モータを駆動するインバータ装置の構成を有する冷却機能付き制御装置である。この冷却機能付き制御装置1には、外部に露出する冷却水供給口2及び冷却水排出口3が設けられている。冷却水排出口3は車両に搭載された空冷ラジエータなどの熱交換器4に供給されて冷却風と熱交換されて冷却されて冷却水となり、リザーバタンク5に貯留される。リザーバタンク5に貯留された冷却水は、ポンプ6で加圧されて冷却機能付き制御装置1の冷却水供給口2に供給され、冷却水循環システムが構成されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram showing a cooling system configuration including a control device with a cooling function according to the present invention, in which 1 is a cooling function having a configuration of an inverter device for driving an electric motor mounted in an electric vehicle, a hybrid vehicle, or the like. It is an attached control device. This control device with a cooling function 1 is provided with a cooling
冷却機能付き制御装置1は、図2に示すように、密閉構造の筐体11内の上下方向のやや下側寄り位置に冷却水が供給される液冷ヒートシンク12が固定されている。この液冷ヒートシンク12は、上述した冷却水供給口2及び冷却水排出口3を有して、内部に冷却水が通水される。この液冷ヒートシンク12は、扁平な直方体状に形成され、図3及び図4に示すように、筐体11の左右側面板11Lt及び11Rtに対しては所定距離離間した比較的幅広の隙間の気体通路P1を形成し、前面板11Ftに対しては比較的小さな隙間の気体通路P2を形成し、背面板11Rrに対して比較的大きな隙間の気体通路P3を形成するように外形寸法が設定されている。
As shown in FIG. 2, in the control device with a cooling function 1, a liquid
そして、液冷シートシンク11の上面には、図2〜図4に示すように、例えば蓄電池で構成される直流電源の直流電力を昇降圧するチョッパ回路を構成する半導体モジュールとしてのIGBTモジュール21と、チョッパ回路から出力される直流電力を例えば3相交流電力に変換するインバータ回路を構成する半導体モジュールとしての3個のIGBTモジュール22とが前後方向に延長し且つ左右方向に所定間隔を保って並列配置されている。ここで、IGBTモジュール21及び22は、直列に接続されたスイッチング素子としてのIGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)、保護回路等を内蔵している。
Then, on the upper surface of the liquid-cooled
また、液冷ヒートシンク12の下面には、図2〜図4に示すように、前述したチョッパ回路を構成する比較的大型の立方体形状のリアクトル23が冷却水排出口14側の半部に配置されているとともに、このリアクトル23と隣接して冷却水供給口13側に冷却風生成部24が配置されている。この冷却風生成部24は、前後方向に長く液冷ヒートシンク12に上面が接触された放熱フィン25と、この放熱フィン25の後端面側に配置された送風ファン26と、これら放熱フィン25及び送風ファン26を囲んで一体化する風洞27とを備えている。
Moreover, as shown in FIGS. 2-4, the comparatively large cube-shaped
このように、風洞27内に放熱フィン25及び送風ファン26を一体化して配置することにより、送風ファン26で送風される風量の全てが放熱フィン25を通ることになり、冷却風を効率よく生成することができ、このため、冷却風生成部24を小型化することができる。このため、液冷ヒートシンク12への装着面積も小さくなり、液冷ヒートシンク12の被冷却部品の装着面積を広くすることができ、この結果液冷ヒートシンク12自体を小型化することができる。
In this way, by arranging the
ここで、送風ファン26には後端側の冷却風吹き出し口に冷却風の吹き出し方向を制御する吹き出し方向制御部としてのルーバー28が装着されている。
さらに、前述したチョッパ回路を構成するコンデンサ31及び前記チョッパ回路及びインバータ間に介挿される平滑用の3つのコンデンサ32が、図3及び4に示すように、その端子側を液冷ヒートシンク12後方側の気体通路P3内に頭部を収納する関係で筐体11の底面板11Bmに固定されている。そして、前述したルーバー28が各コンデンサ31及び32に冷却風が均等に供給されるように冷却風の方向を制御している。
Here, the
Further, the
一方、液冷ヒートシンク12に固定されたIGBTモジュール21及び22の上方には、図2〜図4に示すように、IGBTモジュール21及び22に内蔵されたIGBTのゲートを制御するゲート駆動回路等の制御回路を実装した制御基板33及び電源回路やリレー等を実装した電源基板34が上下方向に所定間隔を保って平行に配置されている。
これら制御基板33及び電源基板34のそれぞれは、図示しない支持部材によって筐体11の前面板11Ft、背面板11Rr及び左側面板11Ltに固定支持されている。
On the other hand, above the
Each of the
そして、制御基板33及び電源基板34と筐体11の右側面板11Rtとの空間部に第2の送風ファン35が配設されている。この送風ファン35は空気吸込み口が気体通路P3に上方から対向するように下部側に開口されており、気体通路P3から送風ファン26によって供給される冷却風を吸込み、前面に配設された吹き出し方向制御部としてのルーバー36によって制御基板33及び電源基板34との間を通って気体通路P3側に達するように冷却風を分散送風する。
A
したがって、冷却風生成部24の第1の送風ファン26のルーバー28から吹き出しされた冷却風が、一番上限温度が低いコンデンサ31及び32を冷却し、次いで、気体通路P2及びP1を通って、図3に示すように、第2の送風ファン35に下方から吸引されて、その前面側のルーバー36から上限温度が次に低い制御基板33及び電源基板34間及び電源基板34の上面側を通って気体通路P2に向かうとともに、気体通路P3から上方に吹き出した冷却風の一部が制御基板33の下面を通って気体通路P2に向かい、気体通路P2で合流した冷却後の冷却風が風洞27から吸い込まれて放熱フィンで熱交換されて冷却される冷却風循環路が形成される。
Therefore, the cooling air blown from the
次に、上記実施形態の動作を説明する。
今、冷却機能付き制御装置1の液冷ヒートシンク12の冷却水供給口2及び冷却水排出口3を冷却システムのポンプ6及び熱交換器4に連結することにより、冷却システムから冷却水が冷却水供給口2に供給されるとともに、冷却水排出口3から排出される冷却後の冷却水が冷却システムに戻される。
この状態で冷却機能付き制御装置1を稼動状態とすると、発熱が大きい回路部品であるIGBTモジュール21,22及びリアクトル23が液冷ヒートシンク12に直接装着されており、液冷ヒートシンク12を流れる冷却水で熱交換されて冷却される。
Next, the operation of the above embodiment will be described.
Now, by connecting the cooling
In this state, when the control device 1 with the cooling function is put into an operating state, the
これに加えて、液冷ヒートシンク12の下面に、リアクトル23と近接し、且つ冷却水供給口2側に冷却風生成部24が配置され、この冷却風生成部24は液冷ヒートシンク12に接触する放熱フィン25と送風ファン26とを風洞27内に一体化されて配置されているので、送風ファン26で送風される風量の全量が放熱フィン25を通ることになり、効率良く冷却風を生成することができる。このため、冷却風生成部24を小型化することができるとともに、冷却風生成部24を装着する液冷ヒートシンク12の装着面積を少なくすることができ、この分液冷ヒートシンク12の被冷却部品となるIGBTモジュール21,22及びリアクトル23の装着面積を拡げることができ、この結果、液冷ヒートシンク12自体も小型化することができる。このため、液冷ヒートシンク12を内装する筐体11も小型化することができ、冷却機能付き制御装置1を小型化することができる。
In addition, a cooling
そして、冷却風生成部24の送風ファン26から吹き出された冷却風は、図6に示すように、ルーバー28によって各コンデンサ31,32に向けて均等に吹き出され、これらコンデンサ31,32を冷却した後、気体通路P2及びP1を通って冷却風循環路に設けられた第2の送風ファン35に下方から吸い込まれ、この第2の送風ファン35の前面から吹き出される冷却気体が図4及び図5に示すように、制御基板33及び電源基板34間と制御基板33の下方及び電源基板34の上方とを通ってこれらに実装された発熱部品を冷却してから気体通路P2を通じて図6に示すように冷却風生成部24の風洞27の入り口から吸い込まれて放熱フィン25に達し、この放熱フィン25で再度冷却されて第1の送風ファン26によってコンデンサ31,32に吹き付けられる。
Then, the cooling air blown from the
このように、上記第1の実施形態によると、液冷ヒートシンク12の下面側に装着された冷却風生成部24で生成した冷却風を一番上限温度が低い回路部品であるコンデンサ31,32を冷却してから第2の送風ファン35に吸い込まれて、その前面側から吹き出されて、次に上限温度が低い回路部品である制御基板33及び電源基板34の表裏を通って気体通路P2から冷却風生成部24に戻る冷却風循環路が形成される。
このため、筐体11内の温度を均一化することができるとともに、熱だまりが形成される空間が生じることなく、筐体11内に分散配置されているコンデンサ31,32と制御基板33及び電源基板34とを効率良く冷却することができる。
As described above, according to the first embodiment, the cooling air generated by the cooling
For this reason, the temperature in the
しかも、冷却風循路の途中に第2の送風ファン35が配置されているので、この送風ファン35によって、コンデンサ31,32を冷却してきた冷却風を吸込み、制御基板33及び電源基板34側に均等に吹き出すことができ、循環する冷却風の風速高めて、制御基板33及び電源基板34の間隔が狭く、流路抵抗が大きい場合でも両者間に確実に冷却風を送り込むことができ、制御基板33及び電源基板34を効率よく冷却することができる。
さらに、第1及び第2の送風ファン26及び35の吹き出し口に夫々ルーバー28及び36を設けることにより、冷却風の吹き出し方向を正確に制御して、コンデンサ31,32や制御基板33及び電源基板34の表裏の全面に渡って冷却風を通過させることができ、冷却性能を向上させることができる。
In addition, since the
Further, by providing
次に、本発明の第2の実施形態を図7及び図8について説明する。
この第2の実施形態では、筐体11を下部分割筐体11L及び上部分割筐体11Hに2分割するとともに、液冷ヒートシンク12を下部分割筐体11Lの上面及び上部分割筐体11Hの下面を閉塞可能な大きさに設定し、下部分割筐体11L及び上部分割筐体11Hを液冷ヒートシンク12で分断するように構成したものである。
このため、液冷ヒートシンク12に前述した気体通路P2及びP3に代わる幅狭の気体通路12aと幅広の気体通路12bが前後位置に所定間隔を保って左右方向に延長して貫通形成されていることを除いては前述した第1の実施形態と同様の構成を有し、図3及び図4との対応部分には同一符号を付し、その詳細説明はこれを省略する。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
In the second embodiment, the
Therefore, the liquid
ここで、液冷ヒートシンク12に形成された幅広の気体通路12b内にコンデンサ31,32がその接続端子側を挿通させて配置されている。
また、液冷ヒートシンク12の上下面の外周面にパッキン41及び42を介して下部分割筐体11L及び上部分割筐体11Hが配置され、さらに、上部分割筐体11Hの上面に蓋体43がパッキン44を介して装着されて、密閉形構造の筐体11が形成されている。
Here,
Further, a lower divided
この第2の実施形態によると、液冷ヒートシンク12に設置された冷却風生成部24の第1の送風ファン25から吹き出された冷却風がルーバー28によって各コンデンサ31,32に向かって均等に供給され、これらコンデンサ31,32を冷却した冷却風が躯体通路12bを通じて上部分割筐体11Hの右後方部に配置された第2の送風ファン35によって、その下方から吸引されて前方からルーバー36によって制御基板33及び電源基板34に向けて吹き出され、これら制御基板33及び電源基板34を冷却してから気体通路12aを通じて冷却風生成部24に戻る冷却風順管路が形成される。このため、前述した第1の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
According to the second embodiment, the cooling air blown from the
さらに、この第2の実施形態では、液冷ヒートシンク12の冷却水供給口2及び冷却水排出口3が外部に露出しており、これらをシールする必要がないとともに、平面度が高く形成される冷却ヒートシンク12の上下面にパッキン41及び42を接触させてシールするので、高いシール度を得ることができる。
なお、上記第1及び第2の実施形態においては、気体通路11及び12を左右方向に延長する一つの隙間又は長孔で形成する場合について説明したが、これに限定されるものではなく各気体通路P2及びP3又は12a及び12bを延長方向に分割して形成することもできる。また、気体通路P3又は12bは、コンデンサ31,32を挿通しない場合には、第2の送風ファン35の下側にのみ形成することができる。その他、気体通路は2つに限らす3以上の気体通路を形成することもできる。
Further, in the second embodiment, the cooling
In the first and second embodiments, the case where the
さらに、上部分割筐体11H内に配置する制御基板33や電源基板34等の基板の枚数は2枚に限らず、任意の枚数とすることができる。
同様に、IGBTモジュール21,22やコンデンサ31,32の個数も任意に設定することができ、電力変換する交流の相数も使用する電動モータの相数に応じて任意に変更することができる。
また、上記実施形態においては、冷却媒体として冷却水を適用した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、ハイドロクロロフルオロカーボン(HCFC)類とハイドロフルオロカーボン(HFC)類等の代替フロンや、他の冷却気体、冷却液等の冷却媒体を適用することができる。この場合、代替フロンを使用する場合には、空調装置で使用する代替フロンを分岐して使用することもできる。
Furthermore, the number of substrates such as the
Similarly, the number of
In the above-described embodiment, the case where the cooling water is applied as the cooling medium has been described. However, the present invention is not limited to this, and alternative fluorocarbons such as hydrochlorofluorocarbons (HCFCs) and hydrofluorocarbons (HFCs) Cooling media such as other cooling gases and cooling liquids can be applied. In this case, when using an alternative chlorofluorocarbon, the alternative chlorofluorocarbon used in the air conditioner can be branched and used.
なお、上記実施形態では、液冷ヒートシンクを適用した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、ヒートパイプなど、外部と密閉筐体内との熱交換が可能なヒートシンクであれば適用することができる。
また、上記実施形態では、パワーデバイスとしてIGBTを内蔵したIGBTモジュールを適用した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、MOSFETや他のパワー半導体素子を内蔵した半導体モジュールやチップ等を適用することができる。
さらに、上記実施形態においては、本発明による冷却機能付き制御装置をインバータ装置に適用した場合について説明したが、これに限定されるものではなくスイッチング電源装置等に本発明を適用することができ、要は冷却する必要がある半導体モジュールやコンデンサ、制御基板等の基板を密封構造の筐体内に収納した制御装置に本発明を適用することができる。
In the above-described embodiment, the case where the liquid-cooled heat sink is applied has been described. However, the present invention is not limited to this, and any heat sink such as a heat pipe that can exchange heat between the outside and the sealed housing is applicable. be able to.
Moreover, although the said embodiment demonstrated the case where the IGBT module incorporating IGBT as a power device was applied, it is not limited to this, The semiconductor module or chip | tip which incorporated MOSFET and another power semiconductor element, etc. Can be applied.
Furthermore, in the said embodiment, although the case where the control apparatus with a cooling function by this invention was applied to the inverter apparatus was demonstrated, this invention can be applied to a switching power supply device etc. without being limited to this, In short, the present invention can be applied to a control device in which a substrate such as a semiconductor module, a capacitor, or a control substrate that needs to be cooled is housed in a sealed housing.
1…冷却機能付き制御装置、2…冷却水供給口、3…冷却水排出口、4…熱交換器、5…リザーバタンク、6…ポンプ、11…筐体、12…液冷ヒートシンク、P1〜P3…気体通路、21,22…IGBTモジュール、23…リアクトル、24…冷却風生成部、25…放熱フィン、26…第1の送風ファン、27…風洞、28…ルーバー、31,32…コンデンサ、33…制御基板、34…電源基板、35…第2の送風ファン、36…ルーバー、12a,12b…気体通路 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Control apparatus with a cooling function, 2 ... Cooling water supply port, 3 ... Cooling water discharge port, 4 ... Heat exchanger, 5 ... Reservoir tank, 6 ... Pump, 11 ... Housing, 12 ... Liquid cooling heat sink, P1- P3 ... Gas passage, 21, 22 ... IGBT module, 23 ... Reactor, 24 ... Cooling air generating part, 25 ... Radiating fin, 26 ... First blower fan, 27 ... Wind tunnel, 28 ... Louver, 31, 32 ... Condenser, 33 ... Control board, 34 ... Power supply board, 35 ... Second blower fan, 36 ... Louver, 12a, 12b ... Gas passage
Claims (7)
前記パワーデバイスを装着して冷却するヒートシンクと、
該ヒートシンクの一部に装着した放熱フィン及び当該放熱フィンの近傍に設けた第1の送風ファンを有する冷却風生成部と、
該冷却風生成部で生成した冷却風を前記筐体内に循環させる冷却風循環路と
を備えたことを特徴とする冷却機能付き制御装置。 A control device with a cooling function for disposing at least a power device that generates heat during operation and a control board on which a control circuit for controlling the power device is mounted in a sealed housing, and cooling the power device and the control board,
A heat sink for mounting and cooling the power device;
A cooling air generating unit having a heat radiating fin attached to a part of the heat sink and a first blower fan provided in the vicinity of the heat radiating fin;
A control device with a cooling function, comprising: a cooling air circulation path that circulates the cooling air generated by the cooling air generator in the housing.
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