電子機器および電子機器が設けられた電力変換装置
【課題】比較的高温の動作環境下においても、発熱部品から発生した熱を効率よく放熱させることにより、信頼性を安定して保持することが可能な電子機器を提供する。
【解決手段】このフィルタモジュール（電子機器）１０１は、コイル１１、抵抗２およびコンデンサ３を含むフィルタ回路と、フィルタ回路のコイル１１および抵抗２に近接して配置され、コイル１１および抵抗２から発生する熱を放熱する放熱板７とを備える。
【解決手段】このフィルタモジュール（電子機器）１０１は、コイル１１、抵抗２およびコンデンサ３を含むフィルタ回路と、フィルタ回路のコイル１１および抵抗２に近接して配置され、コイル１１および抵抗２から発生する熱を放熱する放熱板７とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電子機器および電子機器が設けられた電力変換装置に関し、特に、フィルタ回路を備える電子機器および電子機器が設けられた電力変換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、フィルタ回路を備える電子機器が知られている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００３】
上記特許文献１には、インバータ装置と、インバータ装置と交流電源との間に設けられたノイズフィルタ装置（電子機器）とが開示されている。また、上記特許文献１に記載のノイズフィルタ装置は、第１の基板と、第１の基板と所定の間隔を隔てて対向するように配置された第２の基板とを備えている。また、第１の基板の上面上には、交流電源に接続される入力端子部と、フィルタ回路を構成するコンデンサなどの回路部品とが配置されている。また、第２の基板の上面上には、インバータ装置に接続される出力端子部が設けられるとともに、第２の基板の下面には、フィルタ回路を構成するコンデンサなどの回路部品が配置されている。また、第１の基板と第２の基板との間には、第１の基板の下面および第２の基板の上面と所定の間隔を隔ててフィルタ回路を構成するコイルが配置されている。また、コイルは、ノイズフィルタ装置を動作させる際に発熱する発熱部品である。なお、上記特許文献１に記載のノイズフィルタ装置では、コイルなどの発熱部品に近接して配置され、コイルなどから熱を熱伝導させて積極的に放熱するような放熱部材は、特に設けられていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−６０９２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年では、高耐圧、低損失、高速応答および高耐熱なパワーデバイスが提案されている。このようなパワーデバイスによってスイッチング動作が高速化することにより、コイルなどを有するノイズフィルタ装置からの発熱量が増加して１５０℃を超えるような動作環境になることが想定される。しかしながら、上記特許文献１に記載のノイズフィルタ装置では、コイルなどの発熱部品に近接して配置され、コイルなどから熱を熱伝導させて積極的に放熱するような放熱部材は、特に設けられていないため、コイルなどの発熱部品から発生した熱を効率よく放熱できない場合がある。そこで、コイルなどを有するノイズフィルタ装置から発生する熱を効率よく放熱させることが望まれている。
【０００６】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、比較的高温の動作環境下においても、発熱部品から発生した熱を効率よく放熱させることにより、信頼性を安定して保持することが可能な電子機器および電子機器が設けられた電力変換装置を提供することである。
【課題を解決するための手段および発明の効果】
【０００７】
上記目的を達成するために、この発明の第１の局面による電子機器は、コイル、抵抗およびコンデンサを含むフィルタ回路と、フィルタ回路のコイルおよび抵抗に近接して配置され、コイルおよび抵抗から発生する熱を放熱する放熱部材とを備える。
【０００８】
この第１の局面による電子機器では、上記のように、フィルタ回路のコイルおよび抵抗に近接して配置され、コイルおよび抵抗から発生する熱を放熱する放熱部材を設ける。これにより、コイルおよび抵抗から発生する熱を放熱する機構が設けられていない場合と異なり、コイルおよび抵抗から発生する熱を放熱部材に伝えることができるので、コイルおよび抵抗などの発熱部品から発生した熱を放熱部材により効率よく放熱させることができる。その結果、比較的高温の動作環境下においても、コイルおよび抵抗などの発熱部品から発生した熱を放熱部材により効率よく放熱させることにより、電子機器の信頼性を安定して保持することができる。なお、本発明において、「コイルおよび抵抗に近接して配置」とは、コイルおよび抵抗に放熱部材を直接的に接触させて配置する場合や、コイルおよび抵抗に何らかの部材を介して放熱部材を間接的に接触させて配置する場合などを含む概念である。
【０００９】
この発明の第２の局面による電子機器が設けられた電力変換装置は、ＳｉＣまたはＧａＮを含む半導体チップが設けられた電力変換回路と、電力変換回路の前段または後段に配置された電子機器とを備え、電子機器は、コイル、抵抗およびコンデンサを含むフィルタ回路と、フィルタ回路のコイルおよび抵抗に近接して配置され、コイルおよび抵抗から発生する熱を放熱する放熱部材とを含む。
【００１０】
この第２の局面による電子機器が設けられた電力変換装置では、上記のように、ＳｉＣまたはＧａＮを含む半導体チップが設けられた電力変換回路の前段または後段に、フィルタ回路のコイルおよび抵抗に近接して配置され、コイルおよび抵抗から発生する熱を放熱する放熱部材を含む電子機器を設けることによって、コイルおよび抵抗から発生する熱を放熱部材に伝えることができるので、コイルおよび抵抗などの発熱部品から発生した熱を効率よく放熱させることができる。これにより、比較的高温の動作環境下においても、コイルおよび抵抗などの発熱部品から発生した熱を放熱部材により効率よく放熱させることにより、電子機器の信頼性を安定して保持することができる。その結果、半導体チップがＳｉＣまたはＧａＮを含むことにより比較的高温になる電力変換回路の前段または後段に配置される電子機器の信頼性を保持することが可能な電力変換装置を構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態による電力変換装置を上方から見た場合の斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態による電力変換装置を下方から見た場合の斜視図である。
【図３】本発明の一実施形態によるフィルタモジュールを上方から見た場合の斜視図である。
【図４】本発明の一実施形態によるフィルタモジュールを下方から見た場合の斜視図である。
【図５】本発明の一実施形態によるフィルタモジュールの分解斜視図である。
【図６】本発明の一実施形態によるフィルタモジュールの上面図である。
【図７】本発明の一実施形態によるフィルタモジュールの下面図である。
【図８】図６の２００−２００線に沿った断面図である。
【図９】図６の３００−３００線に沿った断面図である。
【図１０】本発明の一実施形態による電力変換装置の回路図である。
【図１１】本発明の一実施形態の第１変形例による複数のフィンを有するヒートシンクが設けられた電力変換装置を上方から見た場合の斜視図である。
【図１２】本発明の一実施形態の第１変形例による複数のフィンを有するヒートシンクが設けられた電力変換装置を下方から見た場合の斜視図である。
【図１３】本発明の一実施形態の第２変形例によるフィルタモジュールの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１３】
図１〜図９を参照して、本発明の一実施形態による電力変換装置１００の構成について説明する。
【００１４】
本発明の一実施形態による電力変換装置１００は、図１に示すように、三相のフィルタモジュール１０１（図３参照）と、三相のコンバータ回路１０２ａおよび三相のインバータ回路１０２ｂを含む電力変換回路１０２とを備えている。なお、フィルタモジュール１０１は、本発明の「電子機器」の一例である。また、コンバータ回路１０２ａおよびインバータ回路１０２ｂは、本発明の「電力変換回路」の一例である。
【００１５】
また、電力変換装置１００では、フィルタモジュール１０１と、電力変換回路１０２とは、互いに隣接するように配置されている。また、フィルタモジュール１０１および電力変換回路１０２に隣接するように、電力変換回路１０２に電力を供給する電源回路１０３などが配置されている。また、電力変換装置１００全体は、上方から見て（Ｚ１方向）、略矩形形状を有している。
【００１６】
また、電力変換回路１０２のコンバータ回路１０２ａおよびインバータ回路１０２ｂは、それぞれ、ＳｉＣ（炭化ケイ素）またはＧａＮ（窒化ガリウム）を含む半導体チップが設けられたパワーモジュールを備えている。このようなパワーモジュールによってスイッチング動作が高速化することにより、フィルタモジュール１０１から発生する発熱量が増加することとなる。
【００１７】
また、図２に示すように、フィルタモジュール１０１および電力変換回路１０２の裏面には、フィルタモジュール１０１および電力変換回路１０２から発生する熱を冷却するための後述する水冷式の冷却ジャケット６が取り付けられている。なお、冷却ジャケット６は、本発明の「冷却部」の一例である。
【００１８】
また、図５に示すように、フィルタモジュール１０１は、配線基板１と、フィルタ回路を構成する３つの抵抗２および３つのコンデンサ３と、金属製の３つのスタッド４と、熱伝導性樹脂などにより構成される熱伝導性シート５と、水冷式の冷却ジャケット６とを備えている。また、フィルタモジュール１０１は、銅などの金属からなる平板状の放熱板７と、放熱グリース８（図８参照）と、熱伝導性樹脂を含む熱伝導性シート９と、各部品を収納する枠状の樹脂製のケース１０と、フィルタ回路を構成する３つのコイル１１と、ブスバー１２と、ブスバー１３と、ネジ１４、１５および１６と、蓋部１７とを備えている。
【００１９】
また、３つの抵抗２と、３つのコンデンサ３と、３つのスタッド４とは、配線基板１の表面上に所定の間隔を隔てて配置されている。３つのスタッド４は、Ｕ字形状を有しており、スタッド４の上面（矢印Ｚ２方向側）には、ネジ穴４ａが形成されている。また、図４および図７に示すように、スタッド４の配線基板１側（矢印Ｚ１方向側）の部分には、４つの接続部４ｂが形成されており、４つの接続部４ｂが配線基板１に取り付けられることにより、スタッド４と配線基板１とが電気的に接続されている。
【００２０】
また、図８に示すように、抵抗２の矢印Ｚ２方向側の表面上には、熱伝導性および弾力性を有する熱伝導性シート５が配置されている。なお、熱伝導性シート５は、本発明の「第１熱伝導性部材」の一例である。また、抵抗２は、フィルタモジュール１０１の動作時に熱が発生する発熱部品である。また、抵抗２は、熱伝導性シート５に面接触状態で密着するように配置されている。また、抵抗２は、冷却ジャケット６の矢印Ｙ１方向側の側方に配置されている。また、図７に示すように、冷却ジャケット６は、上方から見て（Ｚ１方向）、抵抗２およびコンデンサ３とはオーバラップしないように配置されている。
【００２１】
ここで、本実施形態では、図８に示すように、熱伝導性シート５の表面上には、銅などの金属からなる平板状の放熱板７が配置されている。この放熱板７は、コイル１１および抵抗２から発生する熱を放熱するために配置されている。また、本実施形態では、放熱板７は、熱伝導性シート５を介して抵抗２と近接し、抵抗２から放熱板７に熱伝導するように配置されている。なお、放熱板７は、本発明の「放熱部材」の一例である。
【００２２】
また、放熱板７は、矢印Ｙ１方向側の第１部分７ａと、第１部分７ａよりも厚みが小さい矢印Ｙ２方向側の第２部分７ｂとを有している。また、放熱板７の第１部分７ａの裏面側（矢印Ｚ１方向側）の表面は、抵抗２の表面上に配置された熱伝導性シート５に面接触状態で密着するように配置されている。つまり、放熱板７の第１部分７ａは、熱伝導性シート５を介して抵抗２と近接し、抵抗２から放熱板７の第１部分７ａに熱伝導するように配置されている。
【００２３】
また、放熱板７の第２部分７ｂの裏面側（矢印Ｚ１方向側）には、放熱グリース８が塗布されている。また、放熱板７の第２部分７ｂの裏面は、放熱グリース８を介して冷却ジャケット６の表面と近接し、放熱板７の第２部分７ｂの裏面から冷却ジャケット６に熱伝導するように配置されている。なお、放熱グリース８は、本発明の「第２熱伝導性部材」の一例である。
【００２４】
また、図９に示すように、放熱板７には、放熱板７の裏面から下方（矢印Ｚ１方向）に向かって突出する突部７ｃが形成されている。また、放熱板７は、配線基板１上に配置された３つの抵抗２を覆うように配置されている。
【００２５】
また、図８に示すように、放熱板７の矢印Ｚ２方向側の表面上には、熱伝導性を有するとともに、弾力性を有する熱伝導性シート９が配置されている。なお、熱伝導性シート９は、本発明の「第１熱伝導性部材」の一例である。また、放熱板７の矢印Ｚ２方向側の表面は、熱伝導性シート９に面接触状態で密着するように配置されている。
【００２６】
また、３つのコイル１１は、フィルタモジュール１０１の動作時に発熱する発熱素子であり、コイル１１から発生する熱は、抵抗２から発生する熱よりも大きい。また、図６および図９に示すように、３つのコイル１１は、Ｘ方向に所定の間隔を隔てて配置されている。また、図９に示すように、３つのコイル１１の各々は、３つの抵抗２の各々とオーバラップするように配置されている。
【００２７】
また、図８に示すように、３つのコイル１１は、それぞれ、矩形形状を有する金属製のコア１１ａと、コア１１ａに巻回された導線１１ｂとから構成されている。また、導線１１ｂは、１つのコア１１ａに対して、２つ設けられているとともに、コア１１ａの延びる方向（Ｙ方向）と略直交する方向（Ｘ方向）に沿って巻回されている。また、コイル１１は、熱伝導性シート９、放熱板７および放熱グリース８を介して冷却ジャケット６とオーバラップするように配置されている。
【００２８】
また、コイル１１は、熱伝導性シート９の矢印Ｚ２方向側の表面に面接触状態で密着するように配置されている。つまり、コイル１１は、熱伝導性シート９を介して放熱板７と近接し、コイル１１から放熱板７に熱伝導するように配置されている。また、本実施形態では、コイル１１から発生した熱は、熱の伝導経路Ａとして熱伝導性シート９、放熱板７（第２部分７ｂ）および放熱グリース８を介して冷却ジャケット６に伝わることにより放熱される。また、抵抗２から発生した熱は、熱の伝導経路Ｂとして熱伝導性シート５、放熱板７（第１部分７ａ）および放熱グリース８を介して冷却ジャケット６に伝わることにより放熱される。
【００２９】
ここで、一般には、コイル１１の方が抵抗２よりも発熱量が大きいので、コイル１１から発生する熱を抵抗２から発生する熱よりも優先して放熱するのが良い。したがって、本実施形態では、冷却ジャケット６とコイル１１との間の放熱板７における熱の伝導経路Ａの長さは、冷却ジャケット６と抵抗２との間の放熱板７における熱の伝導経路Ｂの長さよりも小さくなるように構成されている。また、コンデンサ３は、熱に弱いため、発熱量の大きいコイル１１からできるだけ遠くに配置するのが良い。したがって、本実施形態では、コンデンサ３は、コイル１１とコンデンサ３との間の距離Ｄ１が、抵抗２とコンデンサ３との間の距離Ｄ２よりも大きくなるように配線基板１の表面上に配置されている。また、配線基板１の表面上に配置されたコンデンサ３は、放熱板７および抵抗２から矢印Ｙ１方向に離間した（所定の間隔を隔てた）位置に配置されている。
【００３０】
また、コイル１１の矢印Ｙ１方向側の端部には、交流電力を入力する入力端子となる金属製の平板状のブスバー１２が設けられている。また、コイル１１の矢印Ｙ２方向側の端部には、出力端子となる金属製の平板状のブスバー１３が設けられている。また、ブスバー１２およびブスバー１３は、コイル１１のコア１１ａにかしめ加工されることにより固定的に取り付けられている。
【００３１】
また、コイル１１の矢印Ｙ１方向側に設けられたブスバー１２には、ネジ穴１２ａが形成されており、ネジ１４がブスバー１２のネジ穴１２ａおよびスタッド４のネジ穴４ａに取り付けられることにより、ブスバー１２がスタッド４に固定されている。これにより、ブスバー１２に入力された交流電力が、ブスバー１２を介してコイル１１に供給されるとともに、スタッド４および配線基板１を介してコンデンサ３および抵抗２に供給される。
【００３２】
また、ブスバー１２の矢印Ｙ１方向側の端部には、ネジ穴１２ｂが形成されており、ネジ１５がブスバー１２のネジ穴１２ｂおよびケース１０のネジ穴１０ａに取り付けられることにより、ブスバー１２がケース１０に固定されている。また、ブスバー１３の矢印Ｙ２方向側の端部には、ネジ穴１３ａが形成されており、ネジ１６がブスバー１３のネジ穴１３ａおよびケース１０のネジ穴１０ｂに取り付けられることにより、ブスバー１３がケース１０に固定されている。また、コイル１１の上方（矢印Ｚ２方向側）には、樹脂製の蓋部１７が取り付けられている。また、コイル１１は、樹脂などによりケース１０内に封止されることにより、周辺の電子部品と電気的に絶縁されている。
【００３３】
次に、図１０を参照して、本実施形態による電力変換装置１００の電気的な接続関係について説明する。
【００３４】
電力変換装置１００では、フィルタモジュール１０１の入力端子１８として機能する３つのブスバー１２は、それぞれ、３つのコイル１１および３つのコンデンサ３と接続されている。また、３つのコンデンサ３は、それぞれ、３つの抵抗２と接続されている。また、３つの抵抗２は、互いに接続されている。
【００３５】
また、電力変換回路１０２のコンバータ回路１０２ａの３つのパワーモジュールは、インバータ回路１０２ｂの３つのパワーモジュールの前段に接続されている。
【００３６】
また、フィルタモジュール１０１は、コンバータ回路１０２ａの前段に接続されており、フィルタモジュール１０１の出力端子として機能する３つのブスバー１３の各々は、コンバータ回路１０２ａの３つのパワーモジュールの各々と接続されている。
【００３７】
本実施形態では、上記のように、コイル１１および抵抗２に熱伝導性シート９および５を介して間接的に接触するように近接して配置され、コイル１１および抵抗２から発生する熱を放熱する金属製の板状の放熱板７を配置する。これにより、コイル１１および抵抗２から発生する熱を熱伝導性シート９および５を介して放熱板７に伝えることができる。これにより、コイル１１および抵抗２などの発熱部品から発生した熱を放熱板７により効率よく放熱させることができる。その結果、比較的高温の動作環境下においても、コイル１１および抵抗２などの発熱部品から発生した熱を放熱板７により効率よく放熱させることができる。これにより、フィルタモジュール１０１の信頼性を安定して保持することができる。その結果、ＳｉＣまたはＧａＮを含むことにより比較的高温になるコンバータ回路１０２ａおよびインバータ回路１０２ｂの前段に配置されるフィルタモジュール１０１の信頼性を保持することができる。
【００３８】
また、本実施形態では、上記のように、放熱板７と間接的に接触するように配置し、放熱板７に伝えられたコイル１１および抵抗２から発生した熱を冷却する水冷式の冷却ジャケット６を配置する。これにより、放熱板７に伝えられた熱を冷却ジャケット６に伝えることができる。その結果、コイル１１および抵抗２などの発熱部品から発生した熱を冷却ジャケット６により効率よく放熱させることができる。
【００３９】
また、本実施形態では、上記のように、冷却ジャケット６とコイル１１との間の放熱板７における熱の伝導経路Ａの長さを、冷却ジャケット６と抵抗２との間の放熱板７における熱の伝導経路Ｂの長さよりも小さくする。これにより、抵抗２から発生する熱に対してコイル１１から発生する比較的大きい熱を冷却ジャケット６に伝え易くすることができる。
【００４０】
また、本実施形態では、上記のように、コイル１１を、放熱板７を介して冷却ジャケット６とオーバラップするように配置し、抵抗２を冷却ジャケット６の側方に配置する。これにより、コイル１１から発生した熱の冷却ジャケット６に伝わる伝導経路と、抵抗２から発生した熱の冷却ジャケット６に伝わる伝導経路とを異ならせることができる。これにより、コイル１１および抵抗２から発生した熱の各々を異なる伝導経路を介して冷却ジャケット６に伝えることができる。
【００４１】
また、本実施形態では、上記のように、コイル１１とコンデンサ３との間の距離が、抵抗２とコンデンサ３との間の距離よりも大きくなる位置にコンデンサ３を配置する。これにより、抵抗２から発生する熱よりも大きい熱を発生するコイル１１からの熱を熱に弱いコンデンサ３に伝わりにくくすることができる。
【００４２】
また、本実施形態では、上記のように、コイル１１を放熱板７の一方表面に近接して配置し、抵抗２を放熱板７の他方表面に近接して配置する。これにより、コイル１１および抵抗２から発生する熱が放熱板７の一方表面または他方表面のいずれか一方に局所的に集中するのを抑制することができるので、放熱板７に伝えられた熱を効率よく放熱させることができる。
【００４３】
また、本実施形態では、上記のように、抵抗２の上面（配線基板１側とは反対側の表面）を放熱板７の他方表面に熱伝導性シート５を介して配置する。これにより、配線基板１を介さない分、抵抗２から発生した熱を熱伝導性シート５を介して放熱板７に伝え易くすることができる。
【００４４】
また、本実施形態では、上記のように、抵抗２が配置された配線基板１上に、抵抗２および放熱板７から離間した位置にコンデンサ３を配置する。これにより、抵抗２から発生した熱がコンデンサ３に伝わりにくくすることができる。また、コンデンサ３は、放熱板７を介して、コイル１１の反対側の位置に配置されているので、コイル１１から発生した熱がコンデンサ３に伝わることを最大限抑制することができる。
【００４５】
また、本実施形態では、上記のように、コイル１１および抵抗２を、それぞれ、熱伝導性シート５および熱伝導性シート９を介して放熱板７に間接的に接触するように配置する。これにより、熱伝導性シート５および熱伝導性シート９により、コイル１１および抵抗２と、放熱板７との間に空気層（非接触空間）が形成されないようにすることができるので、コイル１１および抵抗２から発生した熱を放熱板７に伝え易くすることができる。
【００４６】
また、本実施形態では、上記のように、放熱板７を放熱グリース８を介して冷却ジャケット６に間接的に接触するように配置する。これにより、放熱グリース８により、放熱板７と冷却ジャケット６との間に空気層（非接触空間）が形成されないようにすることができるので、放熱板７から冷却ジャケット６に熱を伝え易くすることができる。
【００４７】
また、本実施形態では、上記のように、コイル１１および抵抗２と放熱板７とを弾力性を有する熱伝導性シート５および熱伝導性シート９に面接触状態で密着するように配置する。また、放熱板７と冷却ジャケット６とを弾力性を有する放熱グリース８に面接触状態で密着するように配置する。これにより、コイル１１および抵抗２の表面と放熱板７の表面とが凹凸形状である場合でも、弾力性を有する熱伝導性シート５および熱伝導性シート９により、コイル１１および抵抗２と放熱板７とを密着させることができる。その結果、コイル１１および抵抗２と放熱板７との間の熱伝導性を向上させることができる。また、放熱板７の表面と冷却ジャケット６の表面とが凹凸形状である場合でも、弾力性を有する放熱グリース８により、放熱板７と冷却ジャケット６とを密着させることができる。その結果、放熱板７と冷却ジャケット６との間の熱伝導性を向上させることができる。
【００４８】
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
【００４９】
たとえば、上記実施形態では、放熱板７の裏面上に水冷式の冷却ジャケット６を配置する例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、図１１および図１２に示す第１変形例のように、電力変換装置１００ａのフィルタモジュール１０１および電力変換装置１０２の裏面上に、Ｙ方向に延びるように形成された複数のフィン１０６ａを有する空冷式のヒートシンク１０６を配置してもよい。
【００５０】
また、上記実施形態では、放熱板７の裏面上に冷却ジャケット６を配置する例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、放熱板７の裏面上に冷却ジャケット６やヒートシンク１０６を配置しなくてもよい。この場合、コイル１１および抵抗２から発生した熱を放熱板７から放熱することが可能である。
【００５１】
また、上記実施形態では、放熱板と、コイルおよび抵抗とを熱伝導性シートを介して間接的に接触して配置させる例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、放熱板と、コイルおよび抵抗とを直接接触するように配置してもよい。
【００５２】
また、上記実施形態では、本発明の第１熱伝導性部材の一例として、熱伝導性樹脂などにより構成される熱伝導性シートを適用する例を示したが、本発明ではこれに限られない。たとえば、熱伝導性部材であれば、熱伝導性樹脂などを含まない熱伝導性シートを適用してもよい。また、熱伝導性部材であれば、熱伝導性シート以外の熱伝導性部材でも適用可能である。
【００５３】
また、上記実施形態では、銅からなる放熱板を配置する例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、銅以外のアルミニウムなどからなる放熱板を配置してもよい。
【００５４】
また、上記実施形態では、金属製の板状の放熱板を配置する例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、図１３に示す第２変形例のフィルタモジュール１０１ａのように、金属製の放熱板１０７を箱状に形成してコイルの周囲を覆うように形成してもよい。これにより、コイルから放射される電磁波ノイズがコイルの周囲を覆う放熱板１０７により遮蔽されるので、周辺の電子部品に電磁波ノイズの影響を与えてしまうのを抑制することが可能となる。その結果、周辺の電子部品の動作の安定性が低下するのを抑制することが可能となる。
【符号の説明】
【００５５】
１ 配線基板
２ 抵抗
３ コンデンサ
５ 熱伝導性シート（第１熱伝導性部材）
６ 冷却ジャケット（冷却部）
７ 放熱板（放熱部材）
８ 放熱グリース（第２熱伝導性部材）
９ 熱伝導性シート（第１熱伝導性部材）
１１ コイル
１００、１００ａ 電力変換装置
１０１、１０１ａ フィルタモジュール（電子機器）
１０２ａ コンバータ回路（電力変換回路）
１０２ｂ インバータ回路（電力変換回路）
１０６ ヒートシンク（冷却部）
１０７ 放熱板（放熱部材）
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電子機器および電子機器が設けられた電力変換装置に関し、特に、フィルタ回路を備える電子機器および電子機器が設けられた電力変換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、フィルタ回路を備える電子機器が知られている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００３】
上記特許文献１には、インバータ装置と、インバータ装置と交流電源との間に設けられたノイズフィルタ装置（電子機器）とが開示されている。また、上記特許文献１に記載のノイズフィルタ装置は、第１の基板と、第１の基板と所定の間隔を隔てて対向するように配置された第２の基板とを備えている。また、第１の基板の上面上には、交流電源に接続される入力端子部と、フィルタ回路を構成するコンデンサなどの回路部品とが配置されている。また、第２の基板の上面上には、インバータ装置に接続される出力端子部が設けられるとともに、第２の基板の下面には、フィルタ回路を構成するコンデンサなどの回路部品が配置されている。また、第１の基板と第２の基板との間には、第１の基板の下面および第２の基板の上面と所定の間隔を隔ててフィルタ回路を構成するコイルが配置されている。また、コイルは、ノイズフィルタ装置を動作させる際に発熱する発熱部品である。なお、上記特許文献１に記載のノイズフィルタ装置では、コイルなどの発熱部品に近接して配置され、コイルなどから熱を熱伝導させて積極的に放熱するような放熱部材は、特に設けられていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−６０９２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年では、高耐圧、低損失、高速応答および高耐熱なパワーデバイスが提案されている。このようなパワーデバイスによってスイッチング動作が高速化することにより、コイルなどを有するノイズフィルタ装置からの発熱量が増加して１５０℃を超えるような動作環境になることが想定される。しかしながら、上記特許文献１に記載のノイズフィルタ装置では、コイルなどの発熱部品に近接して配置され、コイルなどから熱を熱伝導させて積極的に放熱するような放熱部材は、特に設けられていないため、コイルなどの発熱部品から発生した熱を効率よく放熱できない場合がある。そこで、コイルなどを有するノイズフィルタ装置から発生する熱を効率よく放熱させることが望まれている。
【０００６】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、比較的高温の動作環境下においても、発熱部品から発生した熱を効率よく放熱させることにより、信頼性を安定して保持することが可能な電子機器および電子機器が設けられた電力変換装置を提供することである。
【課題を解決するための手段および発明の効果】
【０００７】
上記目的を達成するために、この発明の第１の局面による電子機器は、コイル、抵抗およびコンデンサを含むフィルタ回路と、フィルタ回路のコイルおよび抵抗に近接して配置され、コイルおよび抵抗から発生する熱を放熱する放熱部材とを備える。
【０００８】
この第１の局面による電子機器では、上記のように、フィルタ回路のコイルおよび抵抗に近接して配置され、コイルおよび抵抗から発生する熱を放熱する放熱部材を設ける。これにより、コイルおよび抵抗から発生する熱を放熱する機構が設けられていない場合と異なり、コイルおよび抵抗から発生する熱を放熱部材に伝えることができるので、コイルおよび抵抗などの発熱部品から発生した熱を放熱部材により効率よく放熱させることができる。その結果、比較的高温の動作環境下においても、コイルおよび抵抗などの発熱部品から発生した熱を放熱部材により効率よく放熱させることにより、電子機器の信頼性を安定して保持することができる。なお、本発明において、「コイルおよび抵抗に近接して配置」とは、コイルおよび抵抗に放熱部材を直接的に接触させて配置する場合や、コイルおよび抵抗に何らかの部材を介して放熱部材を間接的に接触させて配置する場合などを含む概念である。
【０００９】
この発明の第２の局面による電子機器が設けられた電力変換装置は、ＳｉＣまたはＧａＮを含む半導体チップが設けられた電力変換回路と、電力変換回路の前段または後段に配置された電子機器とを備え、電子機器は、コイル、抵抗およびコンデンサを含むフィルタ回路と、フィルタ回路のコイルおよび抵抗に近接して配置され、コイルおよび抵抗から発生する熱を放熱する放熱部材とを含む。
【００１０】
この第２の局面による電子機器が設けられた電力変換装置では、上記のように、ＳｉＣまたはＧａＮを含む半導体チップが設けられた電力変換回路の前段または後段に、フィルタ回路のコイルおよび抵抗に近接して配置され、コイルおよび抵抗から発生する熱を放熱する放熱部材を含む電子機器を設けることによって、コイルおよび抵抗から発生する熱を放熱部材に伝えることができるので、コイルおよび抵抗などの発熱部品から発生した熱を効率よく放熱させることができる。これにより、比較的高温の動作環境下においても、コイルおよび抵抗などの発熱部品から発生した熱を放熱部材により効率よく放熱させることにより、電子機器の信頼性を安定して保持することができる。その結果、半導体チップがＳｉＣまたはＧａＮを含むことにより比較的高温になる電力変換回路の前段または後段に配置される電子機器の信頼性を保持することが可能な電力変換装置を構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態による電力変換装置を上方から見た場合の斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態による電力変換装置を下方から見た場合の斜視図である。
【図３】本発明の一実施形態によるフィルタモジュールを上方から見た場合の斜視図である。
【図４】本発明の一実施形態によるフィルタモジュールを下方から見た場合の斜視図である。
【図５】本発明の一実施形態によるフィルタモジュールの分解斜視図である。
【図６】本発明の一実施形態によるフィルタモジュールの上面図である。
【図７】本発明の一実施形態によるフィルタモジュールの下面図である。
【図８】図６の２００−２００線に沿った断面図である。
【図９】図６の３００−３００線に沿った断面図である。
【図１０】本発明の一実施形態による電力変換装置の回路図である。
【図１１】本発明の一実施形態の第１変形例による複数のフィンを有するヒートシンクが設けられた電力変換装置を上方から見た場合の斜視図である。
【図１２】本発明の一実施形態の第１変形例による複数のフィンを有するヒートシンクが設けられた電力変換装置を下方から見た場合の斜視図である。
【図１３】本発明の一実施形態の第２変形例によるフィルタモジュールの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１３】
図１〜図９を参照して、本発明の一実施形態による電力変換装置１００の構成について説明する。
【００１４】
本発明の一実施形態による電力変換装置１００は、図１に示すように、三相のフィルタモジュール１０１（図３参照）と、三相のコンバータ回路１０２ａおよび三相のインバータ回路１０２ｂを含む電力変換回路１０２とを備えている。なお、フィルタモジュール１０１は、本発明の「電子機器」の一例である。また、コンバータ回路１０２ａおよびインバータ回路１０２ｂは、本発明の「電力変換回路」の一例である。
【００１５】
また、電力変換装置１００では、フィルタモジュール１０１と、電力変換回路１０２とは、互いに隣接するように配置されている。また、フィルタモジュール１０１および電力変換回路１０２に隣接するように、電力変換回路１０２に電力を供給する電源回路１０３などが配置されている。また、電力変換装置１００全体は、上方から見て（Ｚ１方向）、略矩形形状を有している。
【００１６】
また、電力変換回路１０２のコンバータ回路１０２ａおよびインバータ回路１０２ｂは、それぞれ、ＳｉＣ（炭化ケイ素）またはＧａＮ（窒化ガリウム）を含む半導体チップが設けられたパワーモジュールを備えている。このようなパワーモジュールによってスイッチング動作が高速化することにより、フィルタモジュール１０１から発生する発熱量が増加することとなる。
【００１７】
また、図２に示すように、フィルタモジュール１０１および電力変換回路１０２の裏面には、フィルタモジュール１０１および電力変換回路１０２から発生する熱を冷却するための後述する水冷式の冷却ジャケット６が取り付けられている。なお、冷却ジャケット６は、本発明の「冷却部」の一例である。
【００１８】
また、図５に示すように、フィルタモジュール１０１は、配線基板１と、フィルタ回路を構成する３つの抵抗２および３つのコンデンサ３と、金属製の３つのスタッド４と、熱伝導性樹脂などにより構成される熱伝導性シート５と、水冷式の冷却ジャケット６とを備えている。また、フィルタモジュール１０１は、銅などの金属からなる平板状の放熱板７と、放熱グリース８（図８参照）と、熱伝導性樹脂を含む熱伝導性シート９と、各部品を収納する枠状の樹脂製のケース１０と、フィルタ回路を構成する３つのコイル１１と、ブスバー１２と、ブスバー１３と、ネジ１４、１５および１６と、蓋部１７とを備えている。
【００１９】
また、３つの抵抗２と、３つのコンデンサ３と、３つのスタッド４とは、配線基板１の表面上に所定の間隔を隔てて配置されている。３つのスタッド４は、Ｕ字形状を有しており、スタッド４の上面（矢印Ｚ２方向側）には、ネジ穴４ａが形成されている。また、図４および図７に示すように、スタッド４の配線基板１側（矢印Ｚ１方向側）の部分には、４つの接続部４ｂが形成されており、４つの接続部４ｂが配線基板１に取り付けられることにより、スタッド４と配線基板１とが電気的に接続されている。
【００２０】
また、図８に示すように、抵抗２の矢印Ｚ２方向側の表面上には、熱伝導性および弾力性を有する熱伝導性シート５が配置されている。なお、熱伝導性シート５は、本発明の「第１熱伝導性部材」の一例である。また、抵抗２は、フィルタモジュール１０１の動作時に熱が発生する発熱部品である。また、抵抗２は、熱伝導性シート５に面接触状態で密着するように配置されている。また、抵抗２は、冷却ジャケット６の矢印Ｙ１方向側の側方に配置されている。また、図７に示すように、冷却ジャケット６は、上方から見て（Ｚ１方向）、抵抗２およびコンデンサ３とはオーバラップしないように配置されている。
【００２１】
ここで、本実施形態では、図８に示すように、熱伝導性シート５の表面上には、銅などの金属からなる平板状の放熱板７が配置されている。この放熱板７は、コイル１１および抵抗２から発生する熱を放熱するために配置されている。また、本実施形態では、放熱板７は、熱伝導性シート５を介して抵抗２と近接し、抵抗２から放熱板７に熱伝導するように配置されている。なお、放熱板７は、本発明の「放熱部材」の一例である。
【００２２】
また、放熱板７は、矢印Ｙ１方向側の第１部分７ａと、第１部分７ａよりも厚みが小さい矢印Ｙ２方向側の第２部分７ｂとを有している。また、放熱板７の第１部分７ａの裏面側（矢印Ｚ１方向側）の表面は、抵抗２の表面上に配置された熱伝導性シート５に面接触状態で密着するように配置されている。つまり、放熱板７の第１部分７ａは、熱伝導性シート５を介して抵抗２と近接し、抵抗２から放熱板７の第１部分７ａに熱伝導するように配置されている。
【００２３】
また、放熱板７の第２部分７ｂの裏面側（矢印Ｚ１方向側）には、放熱グリース８が塗布されている。また、放熱板７の第２部分７ｂの裏面は、放熱グリース８を介して冷却ジャケット６の表面と近接し、放熱板７の第２部分７ｂの裏面から冷却ジャケット６に熱伝導するように配置されている。なお、放熱グリース８は、本発明の「第２熱伝導性部材」の一例である。
【００２４】
また、図９に示すように、放熱板７には、放熱板７の裏面から下方（矢印Ｚ１方向）に向かって突出する突部７ｃが形成されている。また、放熱板７は、配線基板１上に配置された３つの抵抗２を覆うように配置されている。
【００２５】
また、図８に示すように、放熱板７の矢印Ｚ２方向側の表面上には、熱伝導性を有するとともに、弾力性を有する熱伝導性シート９が配置されている。なお、熱伝導性シート９は、本発明の「第１熱伝導性部材」の一例である。また、放熱板７の矢印Ｚ２方向側の表面は、熱伝導性シート９に面接触状態で密着するように配置されている。
【００２６】
また、３つのコイル１１は、フィルタモジュール１０１の動作時に発熱する発熱素子であり、コイル１１から発生する熱は、抵抗２から発生する熱よりも大きい。また、図６および図９に示すように、３つのコイル１１は、Ｘ方向に所定の間隔を隔てて配置されている。また、図９に示すように、３つのコイル１１の各々は、３つの抵抗２の各々とオーバラップするように配置されている。
【００２７】
また、図８に示すように、３つのコイル１１は、それぞれ、矩形形状を有する金属製のコア１１ａと、コア１１ａに巻回された導線１１ｂとから構成されている。また、導線１１ｂは、１つのコア１１ａに対して、２つ設けられているとともに、コア１１ａの延びる方向（Ｙ方向）と略直交する方向（Ｘ方向）に沿って巻回されている。また、コイル１１は、熱伝導性シート９、放熱板７および放熱グリース８を介して冷却ジャケット６とオーバラップするように配置されている。
【００２８】
また、コイル１１は、熱伝導性シート９の矢印Ｚ２方向側の表面に面接触状態で密着するように配置されている。つまり、コイル１１は、熱伝導性シート９を介して放熱板７と近接し、コイル１１から放熱板７に熱伝導するように配置されている。また、本実施形態では、コイル１１から発生した熱は、熱の伝導経路Ａとして熱伝導性シート９、放熱板７（第２部分７ｂ）および放熱グリース８を介して冷却ジャケット６に伝わることにより放熱される。また、抵抗２から発生した熱は、熱の伝導経路Ｂとして熱伝導性シート５、放熱板７（第１部分７ａ）および放熱グリース８を介して冷却ジャケット６に伝わることにより放熱される。
【００２９】
ここで、一般には、コイル１１の方が抵抗２よりも発熱量が大きいので、コイル１１から発生する熱を抵抗２から発生する熱よりも優先して放熱するのが良い。したがって、本実施形態では、冷却ジャケット６とコイル１１との間の放熱板７における熱の伝導経路Ａの長さは、冷却ジャケット６と抵抗２との間の放熱板７における熱の伝導経路Ｂの長さよりも小さくなるように構成されている。また、コンデンサ３は、熱に弱いため、発熱量の大きいコイル１１からできるだけ遠くに配置するのが良い。したがって、本実施形態では、コンデンサ３は、コイル１１とコンデンサ３との間の距離Ｄ１が、抵抗２とコンデンサ３との間の距離Ｄ２よりも大きくなるように配線基板１の表面上に配置されている。また、配線基板１の表面上に配置されたコンデンサ３は、放熱板７および抵抗２から矢印Ｙ１方向に離間した（所定の間隔を隔てた）位置に配置されている。
【００３０】
また、コイル１１の矢印Ｙ１方向側の端部には、交流電力を入力する入力端子となる金属製の平板状のブスバー１２が設けられている。また、コイル１１の矢印Ｙ２方向側の端部には、出力端子となる金属製の平板状のブスバー１３が設けられている。また、ブスバー１２およびブスバー１３は、コイル１１のコア１１ａにかしめ加工されることにより固定的に取り付けられている。
【００３１】
また、コイル１１の矢印Ｙ１方向側に設けられたブスバー１２には、ネジ穴１２ａが形成されており、ネジ１４がブスバー１２のネジ穴１２ａおよびスタッド４のネジ穴４ａに取り付けられることにより、ブスバー１２がスタッド４に固定されている。これにより、ブスバー１２に入力された交流電力が、ブスバー１２を介してコイル１１に供給されるとともに、スタッド４および配線基板１を介してコンデンサ３および抵抗２に供給される。
【００３２】
また、ブスバー１２の矢印Ｙ１方向側の端部には、ネジ穴１２ｂが形成されており、ネジ１５がブスバー１２のネジ穴１２ｂおよびケース１０のネジ穴１０ａに取り付けられることにより、ブスバー１２がケース１０に固定されている。また、ブスバー１３の矢印Ｙ２方向側の端部には、ネジ穴１３ａが形成されており、ネジ１６がブスバー１３のネジ穴１３ａおよびケース１０のネジ穴１０ｂに取り付けられることにより、ブスバー１３がケース１０に固定されている。また、コイル１１の上方（矢印Ｚ２方向側）には、樹脂製の蓋部１７が取り付けられている。また、コイル１１は、樹脂などによりケース１０内に封止されることにより、周辺の電子部品と電気的に絶縁されている。
【００３３】
次に、図１０を参照して、本実施形態による電力変換装置１００の電気的な接続関係について説明する。
【００３４】
電力変換装置１００では、フィルタモジュール１０１の入力端子１８として機能する３つのブスバー１２は、それぞれ、３つのコイル１１および３つのコンデンサ３と接続されている。また、３つのコンデンサ３は、それぞれ、３つの抵抗２と接続されている。また、３つの抵抗２は、互いに接続されている。
【００３５】
また、電力変換回路１０２のコンバータ回路１０２ａの３つのパワーモジュールは、インバータ回路１０２ｂの３つのパワーモジュールの前段に接続されている。
【００３６】
また、フィルタモジュール１０１は、コンバータ回路１０２ａの前段に接続されており、フィルタモジュール１０１の出力端子として機能する３つのブスバー１３の各々は、コンバータ回路１０２ａの３つのパワーモジュールの各々と接続されている。
【００３７】
本実施形態では、上記のように、コイル１１および抵抗２に熱伝導性シート９および５を介して間接的に接触するように近接して配置され、コイル１１および抵抗２から発生する熱を放熱する金属製の板状の放熱板７を配置する。これにより、コイル１１および抵抗２から発生する熱を熱伝導性シート９および５を介して放熱板７に伝えることができる。これにより、コイル１１および抵抗２などの発熱部品から発生した熱を放熱板７により効率よく放熱させることができる。その結果、比較的高温の動作環境下においても、コイル１１および抵抗２などの発熱部品から発生した熱を放熱板７により効率よく放熱させることができる。これにより、フィルタモジュール１０１の信頼性を安定して保持することができる。その結果、ＳｉＣまたはＧａＮを含むことにより比較的高温になるコンバータ回路１０２ａおよびインバータ回路１０２ｂの前段に配置されるフィルタモジュール１０１の信頼性を保持することができる。
【００３８】
また、本実施形態では、上記のように、放熱板７と間接的に接触するように配置し、放熱板７に伝えられたコイル１１および抵抗２から発生した熱を冷却する水冷式の冷却ジャケット６を配置する。これにより、放熱板７に伝えられた熱を冷却ジャケット６に伝えることができる。その結果、コイル１１および抵抗２などの発熱部品から発生した熱を冷却ジャケット６により効率よく放熱させることができる。
【００３９】
また、本実施形態では、上記のように、冷却ジャケット６とコイル１１との間の放熱板７における熱の伝導経路Ａの長さを、冷却ジャケット６と抵抗２との間の放熱板７における熱の伝導経路Ｂの長さよりも小さくする。これにより、抵抗２から発生する熱に対してコイル１１から発生する比較的大きい熱を冷却ジャケット６に伝え易くすることができる。
【００４０】
また、本実施形態では、上記のように、コイル１１を、放熱板７を介して冷却ジャケット６とオーバラップするように配置し、抵抗２を冷却ジャケット６の側方に配置する。これにより、コイル１１から発生した熱の冷却ジャケット６に伝わる伝導経路と、抵抗２から発生した熱の冷却ジャケット６に伝わる伝導経路とを異ならせることができる。これにより、コイル１１および抵抗２から発生した熱の各々を異なる伝導経路を介して冷却ジャケット６に伝えることができる。
【００４１】
また、本実施形態では、上記のように、コイル１１とコンデンサ３との間の距離が、抵抗２とコンデンサ３との間の距離よりも大きくなる位置にコンデンサ３を配置する。これにより、抵抗２から発生する熱よりも大きい熱を発生するコイル１１からの熱を熱に弱いコンデンサ３に伝わりにくくすることができる。
【００４２】
また、本実施形態では、上記のように、コイル１１を放熱板７の一方表面に近接して配置し、抵抗２を放熱板７の他方表面に近接して配置する。これにより、コイル１１および抵抗２から発生する熱が放熱板７の一方表面または他方表面のいずれか一方に局所的に集中するのを抑制することができるので、放熱板７に伝えられた熱を効率よく放熱させることができる。
【００４３】
また、本実施形態では、上記のように、抵抗２の上面（配線基板１側とは反対側の表面）を放熱板７の他方表面に熱伝導性シート５を介して配置する。これにより、配線基板１を介さない分、抵抗２から発生した熱を熱伝導性シート５を介して放熱板７に伝え易くすることができる。
【００４４】
また、本実施形態では、上記のように、抵抗２が配置された配線基板１上に、抵抗２および放熱板７から離間した位置にコンデンサ３を配置する。これにより、抵抗２から発生した熱がコンデンサ３に伝わりにくくすることができる。また、コンデンサ３は、放熱板７を介して、コイル１１の反対側の位置に配置されているので、コイル１１から発生した熱がコンデンサ３に伝わることを最大限抑制することができる。
【００４５】
また、本実施形態では、上記のように、コイル１１および抵抗２を、それぞれ、熱伝導性シート５および熱伝導性シート９を介して放熱板７に間接的に接触するように配置する。これにより、熱伝導性シート５および熱伝導性シート９により、コイル１１および抵抗２と、放熱板７との間に空気層（非接触空間）が形成されないようにすることができるので、コイル１１および抵抗２から発生した熱を放熱板７に伝え易くすることができる。
【００４６】
また、本実施形態では、上記のように、放熱板７を放熱グリース８を介して冷却ジャケット６に間接的に接触するように配置する。これにより、放熱グリース８により、放熱板７と冷却ジャケット６との間に空気層（非接触空間）が形成されないようにすることができるので、放熱板７から冷却ジャケット６に熱を伝え易くすることができる。
【００４７】
また、本実施形態では、上記のように、コイル１１および抵抗２と放熱板７とを弾力性を有する熱伝導性シート５および熱伝導性シート９に面接触状態で密着するように配置する。また、放熱板７と冷却ジャケット６とを弾力性を有する放熱グリース８に面接触状態で密着するように配置する。これにより、コイル１１および抵抗２の表面と放熱板７の表面とが凹凸形状である場合でも、弾力性を有する熱伝導性シート５および熱伝導性シート９により、コイル１１および抵抗２と放熱板７とを密着させることができる。その結果、コイル１１および抵抗２と放熱板７との間の熱伝導性を向上させることができる。また、放熱板７の表面と冷却ジャケット６の表面とが凹凸形状である場合でも、弾力性を有する放熱グリース８により、放熱板７と冷却ジャケット６とを密着させることができる。その結果、放熱板７と冷却ジャケット６との間の熱伝導性を向上させることができる。
【００４８】
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
【００４９】
たとえば、上記実施形態では、放熱板７の裏面上に水冷式の冷却ジャケット６を配置する例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、図１１および図１２に示す第１変形例のように、電力変換装置１００ａのフィルタモジュール１０１および電力変換装置１０２の裏面上に、Ｙ方向に延びるように形成された複数のフィン１０６ａを有する空冷式のヒートシンク１０６を配置してもよい。
【００５０】
また、上記実施形態では、放熱板７の裏面上に冷却ジャケット６を配置する例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、放熱板７の裏面上に冷却ジャケット６やヒートシンク１０６を配置しなくてもよい。この場合、コイル１１および抵抗２から発生した熱を放熱板７から放熱することが可能である。
【００５１】
また、上記実施形態では、放熱板と、コイルおよび抵抗とを熱伝導性シートを介して間接的に接触して配置させる例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、放熱板と、コイルおよび抵抗とを直接接触するように配置してもよい。
【００５２】
また、上記実施形態では、本発明の第１熱伝導性部材の一例として、熱伝導性樹脂などにより構成される熱伝導性シートを適用する例を示したが、本発明ではこれに限られない。たとえば、熱伝導性部材であれば、熱伝導性樹脂などを含まない熱伝導性シートを適用してもよい。また、熱伝導性部材であれば、熱伝導性シート以外の熱伝導性部材でも適用可能である。
【００５３】
また、上記実施形態では、銅からなる放熱板を配置する例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、銅以外のアルミニウムなどからなる放熱板を配置してもよい。
【００５４】
また、上記実施形態では、金属製の板状の放熱板を配置する例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、図１３に示す第２変形例のフィルタモジュール１０１ａのように、金属製の放熱板１０７を箱状に形成してコイルの周囲を覆うように形成してもよい。これにより、コイルから放射される電磁波ノイズがコイルの周囲を覆う放熱板１０７により遮蔽されるので、周辺の電子部品に電磁波ノイズの影響を与えてしまうのを抑制することが可能となる。その結果、周辺の電子部品の動作の安定性が低下するのを抑制することが可能となる。
【符号の説明】
【００５５】
１ 配線基板
２ 抵抗
３ コンデンサ
５ 熱伝導性シート（第１熱伝導性部材）
６ 冷却ジャケット（冷却部）
７ 放熱板（放熱部材）
８ 放熱グリース（第２熱伝導性部材）
９ 熱伝導性シート（第１熱伝導性部材）
１１ コイル
１００、１００ａ 電力変換装置
１０１、１０１ａ フィルタモジュール（電子機器）
１０２ａ コンバータ回路（電力変換回路）
１０２ｂ インバータ回路（電力変換回路）
１０６ ヒートシンク（冷却部）
１０７ 放熱板（放熱部材）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コイル、抵抗およびコンデンサを含むフィルタ回路と、
前記フィルタ回路の前記コイルおよび前記抵抗に近接して配置され、前記コイルおよび前記抵抗から発生する熱を放熱する放熱部材とを備える、電子機器。
【請求項２】
前記放熱部材に近接して配置され、前記放熱部材に伝えられた前記フィルタ回路の前記コイルおよび前記抵抗から発生した熱を冷却する冷却部をさらに備える、請求項１に記載の電子機器。
【請求項３】
前記冷却部と前記コイルとの間の前記放熱部材における熱の伝導経路の長さは、前記冷却部と前記抵抗との間の前記放熱部材における熱の伝導経路の長さよりも小さくなるように構成されている、請求項２に記載の電子機器。
【請求項４】
前記フィルタ回路の前記コイルは、前記放熱部材を介して前記冷却部とオーバラップするように配置され、
前記フィルタ回路の前記抵抗は、前記冷却部の側方に配置されている、請求項３に記載の電子機器。
【請求項５】
前記フィルタ回路の前記コンデンサは、前記コイルと前記コンデンサとの間の距離が、前記抵抗と前記コンデンサとの間の距離よりも大きくなる位置に配置されている、請求項１〜４のいずれか１項に記載の電子機器。
【請求項６】
前記フィルタ回路の前記コイルは、前記放熱部材の一方表面に近接して配置され、
前記フィルタ回路の前記抵抗は、前記放熱部材の他方表面に近接して配置されている、請求項１〜５のいずれか１項に記載の電子機器。
【請求項７】
前記フィルタ回路の前記抵抗は、配線基板上に設けられており、
前記抵抗の前記配線基板側とは反対側の表面は、前記放熱部材の他方表面に近接して配置されている、請求項６に記載の電子機器。
【請求項８】
前記抵抗が配置された前記配線基板上には、前記抵抗および前記放熱部材から離間した位置に前記コンデンサが配置されている、請求項７に記載の電子機器。
【請求項９】
前記フィルタ回路の前記コイルまたは前記抵抗のうちの一方または両方と、前記放熱部材との間に設けられた第１熱伝導性部材をさらに備え、
前記コイルまたは前記抵抗のうちの一方または両方は、前記第１熱伝導性部材を介して前記放熱部材に近接して配置されている、請求項１〜８のいずれか１項に記載の電子機器。
【請求項１０】
前記放熱部材に伝えられた前記フィルタ回路の前記コイルおよび前記抵抗から発生した熱を冷却する冷却部と、
前記放熱部材と、前記冷却部との間に設けられた第２熱伝導性部材とをさらに備え、
前記コイルまたは前記抵抗のうちの一方または両方は、前記放熱部材および前記第２熱伝導性部材を介して前記冷却部に近接して配置されている、請求項９に記載の電子機器。
【請求項１１】
前記第１熱伝導性部材および前記第２熱伝導性部材は、弾力性を有し、
前記コイルまたは前記抵抗のうちの一方または両方と前記放熱部材とは、弾力性を有する前記第１熱伝導性部材に面接触状態で密着するように配置されているとともに、前記放熱部材と前記冷却部とは、弾力性を有する前記第２熱伝導性部材に面接触状態で密着するように配置されている、請求項１０に記載の電子機器。
【請求項１２】
前記放熱部材は、金属製の板状の放熱板を含む、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の電子機器。
【請求項１３】
前記放熱部材は、前記コイルの周囲を覆うように形成されている、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の電子機器。
【請求項１４】
前記冷却部は、水冷式の冷却ジャケットまたは複数のフィンを有するヒートシンクを含む、請求項２、３、４、１０および１１のいずれか１項に記載の電子機器。
【請求項１５】
ＳｉＣまたはＧａＮを含む半導体チップが設けられた電力変換回路と、
前記電力変換回路の前段または後段に配置された電子機器とを備え、
前記電子機器は、コイル、抵抗およびコンデンサを含むフィルタ回路と、
前記フィルタ回路の前記コイルおよび前記抵抗に近接して配置され、前記コイルおよび前記抵抗から発生する熱を放熱する放熱部材とを含む、電子機器が設けられた電力変換装置。
【請求項１】
コイル、抵抗およびコンデンサを含むフィルタ回路と、
前記フィルタ回路の前記コイルおよび前記抵抗に近接して配置され、前記コイルおよび前記抵抗から発生する熱を放熱する放熱部材とを備える、電子機器。
【請求項２】
前記放熱部材に近接して配置され、前記放熱部材に伝えられた前記フィルタ回路の前記コイルおよび前記抵抗から発生した熱を冷却する冷却部をさらに備える、請求項１に記載の電子機器。
【請求項３】
前記冷却部と前記コイルとの間の前記放熱部材における熱の伝導経路の長さは、前記冷却部と前記抵抗との間の前記放熱部材における熱の伝導経路の長さよりも小さくなるように構成されている、請求項２に記載の電子機器。
【請求項４】
前記フィルタ回路の前記コイルは、前記放熱部材を介して前記冷却部とオーバラップするように配置され、
前記フィルタ回路の前記抵抗は、前記冷却部の側方に配置されている、請求項３に記載の電子機器。
【請求項５】
前記フィルタ回路の前記コンデンサは、前記コイルと前記コンデンサとの間の距離が、前記抵抗と前記コンデンサとの間の距離よりも大きくなる位置に配置されている、請求項１〜４のいずれか１項に記載の電子機器。
【請求項６】
前記フィルタ回路の前記コイルは、前記放熱部材の一方表面に近接して配置され、
前記フィルタ回路の前記抵抗は、前記放熱部材の他方表面に近接して配置されている、請求項１〜５のいずれか１項に記載の電子機器。
【請求項７】
前記フィルタ回路の前記抵抗は、配線基板上に設けられており、
前記抵抗の前記配線基板側とは反対側の表面は、前記放熱部材の他方表面に近接して配置されている、請求項６に記載の電子機器。
【請求項８】
前記抵抗が配置された前記配線基板上には、前記抵抗および前記放熱部材から離間した位置に前記コンデンサが配置されている、請求項７に記載の電子機器。
【請求項９】
前記フィルタ回路の前記コイルまたは前記抵抗のうちの一方または両方と、前記放熱部材との間に設けられた第１熱伝導性部材をさらに備え、
前記コイルまたは前記抵抗のうちの一方または両方は、前記第１熱伝導性部材を介して前記放熱部材に近接して配置されている、請求項１〜８のいずれか１項に記載の電子機器。
【請求項１０】
前記放熱部材に伝えられた前記フィルタ回路の前記コイルおよび前記抵抗から発生した熱を冷却する冷却部と、
前記放熱部材と、前記冷却部との間に設けられた第２熱伝導性部材とをさらに備え、
前記コイルまたは前記抵抗のうちの一方または両方は、前記放熱部材および前記第２熱伝導性部材を介して前記冷却部に近接して配置されている、請求項９に記載の電子機器。
【請求項１１】
前記第１熱伝導性部材および前記第２熱伝導性部材は、弾力性を有し、
前記コイルまたは前記抵抗のうちの一方または両方と前記放熱部材とは、弾力性を有する前記第１熱伝導性部材に面接触状態で密着するように配置されているとともに、前記放熱部材と前記冷却部とは、弾力性を有する前記第２熱伝導性部材に面接触状態で密着するように配置されている、請求項１０に記載の電子機器。
【請求項１２】
前記放熱部材は、金属製の板状の放熱板を含む、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の電子機器。
【請求項１３】
前記放熱部材は、前記コイルの周囲を覆うように形成されている、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の電子機器。
【請求項１４】
前記冷却部は、水冷式の冷却ジャケットまたは複数のフィンを有するヒートシンクを含む、請求項２、３、４、１０および１１のいずれか１項に記載の電子機器。
【請求項１５】
ＳｉＣまたはＧａＮを含む半導体チップが設けられた電力変換回路と、
前記電力変換回路の前段または後段に配置された電子機器とを備え、
前記電子機器は、コイル、抵抗およびコンデンサを含むフィルタ回路と、
前記フィルタ回路の前記コイルおよび前記抵抗に近接して配置され、前記コイルおよび前記抵抗から発生する熱を放熱する放熱部材とを含む、電子機器が設けられた電力変換装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１２−２３８７９４（Ｐ２０１２−２３８７９４Ａ）
【公開日】平成２４年１２月６日（２０１２．１２．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１０８２７７（Ｐ２０１１−１０８２７７）
【出願日】平成２３年５月１３日（２０１１．５．１３）
【出願人】（０００００６６２２）株式会社安川電機 (2,482)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月６日（２０１２．１２．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月１３日（２０１１．５．１３）
【出願人】（０００００６６２２）株式会社安川電機 (2,482)
【Ｆターム（参考）】
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