[发明专利]半导体装置以及电动车辆

说明书

技术领域

本发明涉及半导体装置以及电动车辆，尤其涉及使用于电动车辆上的 半导体装置的冷却技术。

背景技术

日本专利文献特开平11-154720号公报公开了能够在不使用冷却风 扇的情况下对开关元件进行冷却的逆变器。该逆变器包括开关元件和用于 防止开关元件过热的冷却装置。并且，在该逆变器中，作为冷却装置而可 使用由珀尔贴(Peltier)元件形成的电子冷却装置。

可是，在上述日本专利文献特开平11-154720号公报所公开的逆变 器中，需要独立于向逆变器供应电力的电源而另外设置用于珀尔贴元件的 电源，并且，需要配置从该用于珀尔贴元件的电源至珀尔贴元件的专用电 线，因此存在阻碍简化电路构成的问题。

发明内容

因此，本发明是为了解决这样的问题而完成的，其目的在于提供一种 能够简化电路构成的半导体装置以及电动车辆。

根据本发明，半导体装置包括功率半导体元件、分支线、以及热电转 换元件。分支线从连接于功率半导体元件的电线分支出。热电转换元件电 连接在功率半导体元件的与电线连接的端子和分支线之间，并利用流经功 率半导体元件的电流的一部分来冷却功率半导体元件。

优选的是，半导体装置还包括密封材料，该密封材料将功率半导体元 件和热电转换元件一体地密封。

优选的是，半导体装置还包括传热性的电极板，该电极板与功率半导 体元件紧连配置。电线与电极板电连接。热电转换元件隔着绝缘层而与电 极板紧连配置，并电连接在分支线和电极板之间。

优选的是，半导体装置还包括二极管，该二极管被设置于分支线，用 于防止逆流电流流经热电转换元件。

另外，根据本发明，电动车辆包括蓄电装置、驱动装置、以及用于驱 动车辆的电动机。驱动装置从蓄电装置接受电力的供应。由驱动装置来驱 动的电动机。驱动装置包括多个半导体装置，该多个半导体装置用于在蓄 电装置和电动机之间进行电力变换。多个半导体装置的每一个包括功率半 导体元件、分支线、以及热电转换元件。分支线从连接于功率半导体元件 的电线分支出。热电转换元件电连接在功率半导体元件的与电线连接的端 子和分支线之间，并利用流经功率半导体元件的电流的一部分来冷却功率 半导体元件。

优选的是，多个半导体装置的每一个还包括二极管，该二极管被设置 于分支线，用于防止在电动车辆再生制动时再生电流流经热电转换元件。

在该发明中，热电转换元件电连接在功率半导体元件的与电线连接的 端子和分支线之间，并利用流经功率半导体元件的电流的一部分来冷却功 率半导体元件，因此不需要单独设置用于热电转换元件的专用电源和从该 专用电源至热电转换元件的电线。因而，根据该发明，能够简化电路构 成。

另外，在该发明中，根据流经功率半导体元件的电流，功率半导体元 件的发热量发生变化的同时流经热电转换元件的电流也发生变化，因此热 电转换元件的冷却能力根据功率半导体元件的发热量而变化。因而，根据 本发明，能够使功率半导体元件的温度稳定。另外，也可以省略用于稳定 功率半导体元件的温度的温度控制用传感器和控制电路等，因此可以实现 装置的小型化和低成本化。

附图说明

图1是表示适用本发明的实施方式一的半导体装置的电动车辆的传动 系构成的图；

图2是用于说明形成图1中示出的U相桥臂中的功率晶体管和珀尔贴 元件的半导体装置的构造的图；

图3是实施方式二中的逆变器的U相上桥臂的电路图；

图4是用于说明形成图3中示出的U相上桥臂中的功率晶体管和珀尔 贴元件的半导体装置的构造的图；

图5是实施方式三中的逆变器的U相上桥臂的电路图；

图6是实施方式四中的逆变器的U相上桥臂的电路图；

图7是实施方式五中的逆变器的U相上桥臂的电路图；

图8是用于说明半导体装置的其他构造的图。

具体实施方式

下面，参照附图来详细地说明本发明的实施方式。对图中相同或相当 部分标注相同标号，并且不重复对它的说明。

[实施方式一]

图1是表示适用本发明的实施方式一的半导体装置的电动车辆的传动 系构成的图。参照图1，电动车辆1包括蓄电装置B、电容器C、逆变器 10、电动发电机MG、车轮30、控制装置20。