有功元件冷卻裝置的製作方法
2023-09-24 11:42:05
專利名稱：有功元件冷卻裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種冷卻裝置，其用於有功元件，諸如IPM(智能功率模塊)、整流二極體和安裝在例如伺服放大器內的板上的旁路電阻。
背景技術：
當採用散熱器對有功元件(power component)進行散熱時，常規的有功元件冷卻裝置設計成使得幾個有功元件布置在散熱器的表面上(例如，參見專利文獻1和2)。
(專利文獻1)JP-A-2003-152368(專利文獻2)JP-A-2002-184920專利文獻1中描述的發明用於有效地將由高發熱電子部件產生的熱量散發到機箱外側。為此，機箱中容納有其上安裝多個電子元件的電路板。在這些電子元件中，分為具有高發熱值的高發熱元件和具有低發熱值的低發熱元件。在高發熱電子元件和機箱之間單獨設置用於連接它們的熱傳導部件，從而只有高發熱電子元件安裝在電路板的一端上，而只有低發熱電子元件安裝在與所述一端相對的另一端上。
專利文獻2中描述的發明提供一種散熱裝置，其能為諸如CPU的發熱元件提供高散熱效果同時防止過載。為此，具有彈性的兩個金屬散熱薄板堆疊在一起且在CPU和金屬散熱板之間設置高熱傳導的橡膠。
這些專利文獻1和2中描述的常規有功元件冷卻裝置通常如圖3和4所示。
圖3是常規的有功元件冷卻裝置的頂視圖，而圖4是其前視圖。
在圖3和4中，附圖標記11表示單元構成元件，即在後表面上配備有散熱片11a的散熱器；12表示固定到散熱器上的電源板；13表示高發熱有功元件，諸如安裝在電源板12上的IPM；15表示中等發熱元件，諸如安裝在電源板12上的整流二極體；和16表示另一中等發熱有功元件，諸如安裝在電源板12上的旁路電阻。在這個結構中，通過與有功元件的散熱面緊密接觸的散熱器對相應的有功元件進行冷卻。
但是，常規的有功元件冷卻裝置存在的問題在於，在利用散熱器來執行有功元件的散熱時，由於在散熱器的一個表面上布置有若干有功元件，因此需要較大的空間，從而增大了散熱器的尺寸。
還存在一個問題，因為高發熱元件和中等發熱元件布置在相同的表面上，因此不能獲得均勻的溫度分布，從而不能有效地利用散熱器的性能。
發明內容
為了解決上述問題做出本發明。本發明的目的是提供一種有功元件冷卻裝置，其能將有功元件布置在散熱器上，從而節省空間並有效地利用散熱器的性能。
為了解決上述問題，本發明第一方面描述的發明涉及一種有功元件冷卻裝置，其包括散熱器，該散熱器包括散熱器基底和設置在該散熱器基底上的散熱片；高發熱有功元件，其固定在所述散熱器基底上；和中等發熱有功元件，其固定在所述散熱片上。
第二方面描述的發明涉及根據第一方面的有功元件冷卻裝置，其中多個散熱片垂直設置在散熱器基底上。
第三方面描述的發明涉及根據第二方面的有功元件冷卻裝置，其中用作散熱器基底的散熱片的一部分製造成比其他散熱片厚。
第四方面描述的發明涉及根據第一方面的有功元件冷卻裝置，其中分開設置其上安裝高發熱有功元件的高發熱電源板和其上安裝中等發熱有功元件的中等發熱電源板。
第五方面描述的發明涉及根據第四方面的有功元件冷卻裝置，其中所述中等發熱電源板和高發熱電源板布置在散熱器上以相互垂直。
圖1是表示本發明一個實施例的有功元件冷卻裝置的頂視圖；圖2是表示本發明一個實施例的有功元件冷卻裝置的前視圖；圖3是常規有功元件冷卻裝置的頂視圖；圖4是常規有功元件冷卻裝置的前視圖。
具體實施例方式
下面參照附圖，描述本發明的具體實施例。
圖1是表示本發明一個實施例的有功元件冷卻裝置的頂視圖；圖2是表示本發明一個實施例的有功元件冷卻裝置的前視圖；在圖1和2中，附圖標記1表示單元構成元件，即散熱器，其包括散熱器基底1b和多個安裝在其上的散熱片1a；2表示高發熱電源板，其上安裝有諸如IPM的高發熱有功元件；3表示安裝在高發熱電源板2上的高發熱有功元件，諸如IPM；4表示中等發熱電源板，其上安裝有中等發熱有功元件，諸如整流二極體；5表示安裝在中等發熱電源板4上的中等發熱有功元件，諸如整流二極體；以及6表示安裝在中等發熱電源板上的另一中等發熱有功元件，諸如旁路電阻。
在這個結構中，散熱片1a的一部分1c用作散熱器基底，中等發熱元件5和6連接到其上。
散熱片1c製造成比其他散熱片1a厚。因此，散熱片1c的厚度可以根據需要製造成接近於散熱片基底1b的厚度或更大。
常規的電源板分為兩個板，包括高發熱電源板2和中等發熱電源板3，它們相互垂直定位。這可以減小散熱器的尺寸。
此外，主要通過位於散熱器1後面的豎直設置的散熱片1a來實現高發熱有功元件的散熱。主要通過散熱器基底1c的面板來實現中等發熱有功元件5和6的冷卻。因此，可以獲得散熱器冷卻性能的良好平衡，從而能有效地利用散熱器的冷卻性能。
如上所述，根據本發明，高發熱有功元件固定到散熱片基底上且中等發熱有功元件固定到散熱片上，從而能有效地利用散熱器的性能。此外，由於多個散熱片垂直設置在散熱器基底上，因此能有效地利用散熱器性能且節省空間。
此外，由於用作散熱器基底的一部分散熱片製造得比其他散熱片厚，因此能有效地冷卻中等發熱有功元件。此外，高發熱電源板和中等發熱電源板分開設置在散熱器上，使得它們相互垂直。這大大有助於節省空間。
這樣，根據本發明，可以減小散熱器的尺寸並有效地利用散熱器性能。
根據第一方面描述的發明，高發熱有功元件固定到散熱器基底上且中等發熱有功元件固定到散熱片上，從而能有效地利用散熱器性能。
根據第二方面描述的發明，由於多個散熱片垂直布置在散熱器基底上，因此能有效地利用散熱器性能並能節省空間。
根據第三方面描述的發明，由於用作散熱器基底的一部分散熱片製造得比其他散熱片厚，因此可以有效地冷卻中等發熱有功元件。
根據第四方面描述的發明，其上安裝有高發熱有功元件的高發熱電源板和其上安裝有中等發熱有功元件的中等發熱電源板分開設置，它們可以被分別設置在實現空間節省的位置處。
根據第五方面描述的發明，由於中等發熱電源板和高發熱電源板設置在散熱器上，以使得它們相互垂直布置，因此可以最大程度地節省空間。
權利要求
1.一種有功元件冷卻裝置，其包括散熱器，其包括散熱器基底和設置在所述散熱器基底上的散熱片；高發熱有功元件，其固定在所述散熱器基底上；和中等發熱有功元件，其固定在所述散熱片上。
2.根據權利要求1所述的有功元件冷卻裝置，其特徵在於，多個散熱片垂直布置在所述散熱器基底上。
3.根據權利要求2所述的有功元件冷卻裝置，其特徵在於，用作所述散熱器基底的一部分散熱片被製造得比其他散熱片厚。
4.根據權利要求1所述的有功元件冷卻裝置，其特徵在於，其上安裝有所述高發熱有功元件的高發熱電源板和其上安裝有中等發熱有功元件的中等發熱電源板分開設置。
5.根據權利要求4所述的有功元件冷卻裝置，其特徵在於，所述中等發熱電源板和高發熱電源板布置在所述散熱器上以相互垂直。
全文摘要
當有功元件固定在包括散熱器基底(1b)和設置在散熱器基底(1b)上的散熱片(1a)的散熱器(1)上時，製造得比較厚的其中一個散熱片(1c)垂直布置在散熱器基底(1b)上。高發熱有功元件(3)固定在散熱器基底(1b)上且中等發熱有功元件(5、6)固定在散熱片(1c)上。
文檔編號H01L25/10GK1713808SQ20051007707
公開日2005年12月28日 申請日期2005年6月15日 優先權日2004年6月16日
發明者前田高志 申請人:株式會社安川電機