功率转换装置制造方法及图纸

功率转换装置(1)包括：电路(3)，该电路(3)包含发热源(31)；热管冷却器(9)，该热管冷却器(9)对发热源(31)进行冷却，并封入有制冷剂；冻结判定单元(25)，该冻结判定单元(25)判定制冷剂是否冻结；以及输出限制单元(22)，该输出限制单元(22)在冻结判定单元(25)判定为制冷剂冻结的情况下，限制输出。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】功率转换装置
本专利技术涉及使用热管冷却器的功率转换装置。
技术介绍
通常，功率转换装置中作为开关元件使用半导体元件。作为该半导体元件的冷却方法的一种已知有使用热管冷却器的冷却方法，该热管冷却器中，由于热管两端的温度差，热能经由封入于热管中的制冷液体(下面，称为制冷剂)从高温部移动到低温部，利用上述作用来进行冷却。 当热管冷却器在寒冷地区的室外等寒冷环境下使用时，若热管内的低温侧温度变为制冷剂凝固点以下，则低温侧的制冷剂会冻结。若热管冷却器中的制冷剂冻结，则会显著妨碍热能的移动，从而不能发挥充分的冷却效果。因而，当在热管冷却器的制冷剂冻结的状态下运行功率转换装置，则可能无法充分冷却半导体元件，而导致半导体元件超过允许温度并发生损坏。因此，为了不使热管的制冷剂冻结而采取了各种方法。作为该方法的一个示例公开有如下功率转换装置:即、对热管冷却器安装加热器(例如参照专利文献I)。 然而，在热管冷却器上安装有加热器的功率转换装置中，运行过程中热管冷却器的冷却能力下降，因此在利用加热器解冻制冷剂之前无法运行。现有技术文献专利文献 专利文献1:日本专利特开平6 - 276742号公报
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供如下功率转换装置:即、即使热管冷却器的制冷剂冻结，也能开始运行。 基于本专利技术的观点的功率转换装置包括:电路，该电路包含发热源；热管冷却器，该热管冷却器对所述发热源进行冷却，并封入有制冷剂；冻结判定单元，该冻结判定单元判定所述制冷剂是否冻结；以及输出限制单元，该输出限制单元在所述冻结判定单元判定为所述制冷剂冻结的情况下，限制输出。 【附图说明】 图1是表示本专利技术的实施方式I所涉及的供电系统的结构的结构图。图2是表示安装于实施方式I所涉及的功率转换装置I的热管冷却器的结构的结构图。图3是表示安装于本专利技术的实施方式2所涉及的功率转换装置的热管冷却器的结构的结构图。 图4是表示安装于本专利技术的实施方式3所涉及的功率转换装置的热管冷却器的结构的结构图。 【具体实施方式】 下面，参照附图，对本专利技术的实施方式进行说明。 (实施方式I)图1是表示本专利技术的实施方式I所涉及的供电系统10的结构的结构图。图2是表示安装于本实施方式所涉及的功率转换装置I的热管冷却器9的结构的结构图。图2中所示的箭头表示自然对流。另外，对图中的相同部分标注相同标号并省略其详细说明，主要针对不同部分进行阐述。之后的实施方式中也同样省略重复说明。 供电系统10包括功率转换装置1、控制装置2、以及直流电源11。供电系统10与具备交流电源的交流电力系统15互连。 直流电源11向功率转换装置I提供直流电。直流电源11只要能给功率转换装置I提供直流电即可。例如,直流电源11为充电电池、光伏(PV, photovoltaic)电池单元(太阳能电池)、或燃料电池等。 功率转换装置I将由直流电源11提供的直流电转换成与交流电力系统15同步的交流电。功率转换装置I向交流电力系统15提供交流电。 控制装置2向逆变器电路3输出栅极信号GT，对从功率转换装置I输出的交流电进行控制。 互连变压器12内置于功率转换装置I或者配置于功率转换装置I的外部。互连变压器12是用于使从逆变器电路3经由交流滤波器5输出的交流电与交流电力系统15互连的器件。 交流电流检测器13是用于对功率转换装置I的输出电流Iiv进行测量的检测器。交流电流检测器13将检测到的输出电流Iiv作为检测信号输出至控制装置2。交流电流检测器13设置于功率转换装置I的内部。在互连变压器12内置于功率转换装置I的情况下，交流电流检测器13配置于互连变压器12和交流电力系统15之间的电路上。在互连变压器12配置于功率转换装置I的外部的情况下，交流电流检测器13配置于交流滤波器5和互连变压器12之间的电路上。 交流电压检测器14是用于对功率转换装置I的输出电压Vr进行测量的检测器。交流电压检测器14将检测到的功率转换装置I的输出电压Vr作为检测信号输出至控制装置2。 功率转换装置I包括:逆变器电路3、平滑电容器4、交流滤波器5、直流电压检测器6、直流电流检测器7、温度传感器8、热管冷却器9、交流电流检测器13、以及交流电压检测器14。此外，功率转换装置I有时包括互连变压器12。 逆变器电路3由作为开关元件的半导体元件31构成。逆变器电路3是进行PWM(脉宽调制，Pulse Width Modulat1n)控制的电路。逆变器电路3利用由控制装置2输出的栅极信号Gt来驱动开关元件(开关)。由此，逆变器电路3进行功率转换。 平滑电容器4设置于逆变器电路3的直流侧。平滑电容器4对因逆变器电路3的开关元件的驱动而变动的直流电压进行平滑化。 交流滤波器5是由电抗器51及电容器52构成的滤波电路。交流滤波器5去除由逆变器电路3输出的谐波。 直流电压检测器6是用于对施加在逆变器电路3的直流侧的直流电压Vdc进行测量的检测器。直流電圧检测器6将检测到的直流电压Vdc作为检测信号输出至控制装置2。 直流电流检测器7是用于对输入至逆变器电路3的直流侧的直流电流Idc进行测量的检测器。直流电流检测器7将检测到的直流电流Idc作为检测信号输出至控制装置2。 温度传感器8设置于热管冷却器9的散热片93侧或散热片93附近，该热管冷却器9用于对构成逆变器电路3的半导体元件31进行冷却。热管冷却器9中，设有散热片93的上部变成低温。因而，温度传感器8优选为设置在制冷剂易于冻结的散热片93侧。温度传感器8检测出温度Td，该温度Td用于判定封入于热管冷却器9的制冷剂是否冻结。温度传感器8将检测到的温度作为检测信号输出至控制装置2。 热管冷却器9包括底板91、热管92、以及多个散热片93。热管冷却器9对构成逆变器电路3的发热源即半导体元件31进行冷却。 底板91与半导体元件31相接合。热管92以其下部埋于底板91的方式来插入于底板91。热管92的内部封入有挥发性的液体制冷剂。制冷剂是纯水、在纯水中混合了用于防止冻结的化学成分的液体、或氟利昂等化学物质等。热管92的上部设有多个散热片93。 接着，对利用热管冷却器9对半导体元件31进行冷却的原理进行说明。 底板91对由半导体元件31产生的热量进行吸收。底板91将从半导体元件31吸收到的热量传导到热管92。此时，滞留于热管92的下部(高温侧)的液体状态的冷却剂被从散热器91传导而来的热量加热，并变为蒸汽。变为蒸汽的制冷剂移动到温度较低的热管92的上部(低温侧)。 若加热后的蒸汽状态的制冷剂移动到热管92的上部(低温侧)，则热管92的上部的温度(低温侧)变得比周围的温度要高。若热管92的上部的温度比周围的温度要高，则从设置于热管92的上部(低温侧)的散热片93放出热能。 蒸汽状态的制冷剂通过冷却散热片93而被冷却。通过对散热片93进行冷却而被加热的冷却风从设置于功率转换装置I的上部的散热用排气口 EX排出到外部。若制冷剂被冷却，则从蒸汽恢复到液体。恢复到液体的制冷剂因温度差而在热管9内部流传，从热管92的上部(低温侧)回到热管92的下部(高温部)。通过反复进行上述一系列的动作，热管冷却器9对半导体元件31进行冷却本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种功率转换装置，其特征在于，包括：电路，该电路包含发热源；热管冷却器，该热管冷却器对所述发热源进行冷却，并封入有制冷剂；冻结判定单元，该冻结判定单元判定所述制冷剂是否冻结；以及输出限制单元，该输出限制单元在所述冻结判定单元判定为所述制冷剂冻结的情况下，限制输出。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种功率转换装置，其特征在于，包括: 电路，该电路包含发热源； 热管冷却器，该热管冷却器对所述发热源进行冷却，并封入有制冷剂； 冻结判定单元，该冻结判定单元判定所述制冷剂是否冻结；以及 输出限制单元，该输出限制单元在所述冻结判定单元判定为所述制冷剂冻结的情况下，限制输出。2.如权利要求1所述的功率转换装置，其特征在于， 构成所述电路的至少一个器件配置为对所述热管冷却器进行加热。3.如权利要求2所述的功率转换装置，其特征在于， 所述器件相对于所述热管冷却器配置在空气对流的逆风方向。4.如权利要求1至3中任一项所述的功率转换装置，其特征在于， 包括开闭单元，处于使所述制冷器冻结的温度以下的情况下，该开闭单元堵住排出热量的排气口。5.如权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：藤井洋介，高桥伸广，
申请(专利权)人：东芝三菱电机产业系统株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP