CN107318271A - 电力变换单元以及电力变换装置 - Google Patents

电力变换单元以及电力变换装置 Download PDF

Info

Publication number
CN107318271A
CN107318271A CN201580076354.7A CN201580076354A CN107318271A CN 107318271 A CN107318271 A CN 107318271A CN 201580076354 A CN201580076354 A CN 201580076354A CN 107318271 A CN107318271 A CN 107318271A
Authority
CN
China
Prior art keywords
connecting section
circuit connecting
fin
electric power
conversion unit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201580076354.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107318271B (zh
Inventor
服部幸男
上妻央
松元大辅
三间彬
宫川良平
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Publication of CN107318271A publication Critical patent/CN107318271A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107318271B publication Critical patent/CN107318271B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/53—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M7/537—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters
    • H02M7/5387—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a bridge configuration
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/02—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal
    • H02M7/04—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/12—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/21—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M7/217—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • H05K7/2089—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating for power electronics, e.g. for inverters for controlling motor
    • H05K7/209—Heat transfer by conduction from internal heat source to heat radiating structure
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • H05K7/2089—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating for power electronics, e.g. for inverters for controlling motor
    • H05K7/20909—Forced ventilation, e.g. on heat dissipaters coupled to components
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • H05K7/2089—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating for power electronics, e.g. for inverters for controlling motor
    • H05K7/20936—Liquid coolant with phase change
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/003—Constructional details, e.g. physical layout, assembly, wiring or busbar connections
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/02—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal
    • H02M7/04—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/12—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/21—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M7/217—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M7/219—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only in a bridge configuration

Abstract

具备：电路连接部，包括正极导体、负极导体和交流导体；功率半导体模块，连接于电路连接部的预定侧；散热片，向相对于功率半导体模块与电路连接部相反的一侧延伸；以及电容器，设置于电路连接部的长度方向的一端，在将电路连接部中的、除了散热片投影到电路连接部的部分以外的、包括与存在电容器的一端隔着散热片相反的一侧的一端的区域规定为延伸部时，通过延伸部以及散热片形成设置有冷却风扇的空间。

Description

电力变换单元以及电力变换装置
技术领域
本发明涉及电力变换单元以及电力变换装置。
背景技术
在电力变换装置中，通过用于作为其主要部件的功率半导体模块的功率半导体的技术革新，开关动作变得高速，功率半导体中的损耗减少。由此，能够使用于冷却功率半导体模块的冷却器小型化，其结果是实现电力变换装置的小型化。特别是由于具有电力变换装置的UPS(Uninterruptible Power Supply，不断电电源装置)适用于数据中心而铺设在地价高的城市近郊，所以最好设置面积小。另外，为了有效利用铺设区域，UPS内的各电力变换装置在侧面相互接近并且背面与墙接近的状态下设置。因此，考虑维护保养时的可操作性，最好能够从装置的正面访问搭载于装置内的设备或者部件之类的。
作为本技术领域的背景技术，有日本特开平8-294266号公报(专利文献1)。在该公报中，在设置于电力变换装置的框体内的两个分区分别收容有在功率模块单元和电容器单元，该功率模块单元在具备冷却散热片等冷却器的冷却块搭载有多个半导体元件。由此，使可操作性提高。进而，在功率模块单元的上部搭载有用于对冷却器进行冷却的风扇。
现有技术文献
专利文献1：日本特开平8-294266号公报
发明内容
然而，在专利文献1所记载的电力变换装置中，做成电容器单元、功率模块单元和风扇在高度方向上堆叠的结构，所以电力变换装置的高度方向的尺寸变大。
因此，本发明的目的在于减少电力变换装置的尺寸并且实现电力变换装置整体的小型化。
为了解决上述课题，作为本发明的一个方式的电力变换单元具备：电路连接部，包括正极导体、负极导体和交流导体；功率半导体模块，连接于电路连接部的预定侧；散热片，向相对于功率半导体模块与电路连接部相反的一侧延伸；以及电容器，设置于电路连接部的长度方向的一端，在将电路连接部中的、除了散热片投影到电路连接部的部分以外的、包括与存在电容器的一端隔着散热片相反的一侧的一端的区域规定为延伸部时，通过延伸部以及散热片形成设置有冷却风扇的空间。
根据本发明的一个方案，能够减少电力变换装置的尺寸并且实现电力变换装置整体的小型化。
附图说明
图1是实施例的UPS的结构图。
图2是转换器11的电路结构图。
图3是逆变器12的电路结构图。
图4是升压斩波器13的电路结构图。
图5是电力变换单元101的结构图。
图6是示出电力变换部2a的结构的立体图。
图7是示出电力变换单元101的结构的右侧视图。
图8是示出电力变换单元101的结构的立体图。
图9是示出电力变换单元101的正面结构的分解立体图。
图10是示出电力变换单元101的背面结构的分解立体图。
图11是示出风扇201在电力变换部2a的搭载结构的右侧视图。
图12是示出风扇管道205所具备的通风孔206、207的右侧视图。
(符号说明)
1：电力变换装置；2：UPS(Uninterruptible Power Supply，不断电电源装置)11：转换器；12：逆变器；13：升压斩波器；101：电力变换单元；110：功率半导体模块群；111、112：功率半导体模块；113：风冷散热片；120：电容器群；121、122：电容器；131、132：熔断器；151：电路连接部；152：正极导体；153：负极导体；154：交流导体；154T：外部交流端子；155：绝缘体风扇；202：叶片；203：风扇马达；204：旋转轴；205：风扇管道；206：第一通风孔；207：第二通风孔。
具体实施方式
以下，使用附图说明本发明的实施例。
作为实施例，说明UPS(Uninterruptible Power Supply，不断电电源装置)。
图1是本实施例的UPS的结构图。
该UPS2使用在停电时能够无瞬断地继续进行电力供给的常时逆变器供电方式。此外，本发明不限于常时逆变器供电方式，也能够应用于常时商用供电方式等其它方式。
在通常运用时，如路径8所示，三相交流的商用电源3经由转换器11和逆变器12向负载4供给电力。在此，转换器11对三相交流的商用电源3进行直流电压变换，经由路径5向逆变器12供给。逆变器12将直流电压5变换成三相交流电力，经由路径6进行供给。由此，即使在商用电源3发生瞬时电压降低等电压变动的情况下，通过转换器11和逆变器12进行控制，也能够稳定地向负载4供给与通常的商用电源同等的电力。
另一方面，在停电时，在起动了逆变器12的状态下从蓄电池14经由逆变器12向负载4供给电力。由此，UPS2能够无瞬断地向负载4供给电力。在本实施例中，为了使UPS2的体积小型化，使蓄电池14的总电压充分小于对逆变器12施加的直流电压。因此，如路径7所示，本实施例的UPS2向升压斩波器13供给由蓄电池14放电而输出的低压的直流电压，并升压至期望的直流电压。此外，UPS2在无体积制约的情况下也能够应用于省去升压斩波器13而具有能够供给期望的直流电压的高压的蓄电池14的UPS2。
在以下说明中，将转换器11、逆变器12以及升压斩波器13合称为电力变换部2a。
UPS2也可以还具有对电力变换部2a进行风冷的冷却风扇等冷却机构。
旁路电路17根据指示对电力变换部2a进行旁路，将商用电源3与负载4直接连接起来。为了维修电力变换部2a以及旁路电路17，维修旁路电路16根据指示对电力变换部2a以及旁路电路17进行旁路，将商用电源3与负载4直接连接起来。
图2是转换器11的电路结构图。
来自商用电源3的三相交流电力被供给到转换器11的交流端子R、S、T，在R、S、T的各相中被上支路的开关元件21及整流元件23、下支路的开关元件22及整流元件24和电容器群120整流并向直流端子P、N输出。在本实施例中，作为开关元件21、22使用IGBT(InsulatedGate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)，作为整流元件23、24使用二极管，但不限于此，还能够应用其它种类的元件。使用图5以后叙述电力变换单元101的结构。
图3是逆变器12的电路结构图。
通过转换器11或者升压斩波器13进行变换而得到的直流电压被供给到逆变器12的直流端子P、N，在U、V、W的各相中被上支路的开关元件21及整流元件23、下支路的开关元件22及整流元件24和电容器群120变换为交流电力6并向交流端子U、V、W输出。向负载4供给从交流端子U、V、W输出的三相交流。
图4是升压斩波器13的电路结构图。
向输入端子Bat供给蓄电池14的输出。在接通(ON)下支路的开关元件22的期间，在连接于输入端子Bat与交流端子C之间的电抗器15蓄积能量。接下来，在断开(OFF)下支路的开关元件22时，利用电抗器15产生的反向电压接通上支路的整流元件23。由此，从蓄电池14输出的直流电压与电抗器15的反向电压的相加电压出现于升压斩波器13的输出端子P、N，输出升压后的直流电压。
如上所述，搭载于本实施例的UPS2的转换器11、逆变器12和升压斩波器13均具有至少一个基本电路，该基本电路包括：功率半导体模块群110，是上支路的开关元件21及整流元件23与下支路的开关元件22及整流元件24串联连接而成的2级半桥电路；电容器群120；正极侧的熔断器131；以及负极侧的熔断器132。此外，也可以不使用2级半桥电路而使用3级以上的变换电路。
在本实施例中，通过电力变换单元101来实现基本电路，通过电力变换单元101的组合来实现转换器11、逆变器12、升压斩波器13。由此，使在电力变换部2a中使用的部件的种类通用化，并且易于对电力变换部2a进行装配及维护保养。
图5是电力变换单元101的结构图。
在电力变换单元101中，通过将分别构成上下支路的2合1(2in1)型的第1功率半导体模块111与第2功率半导体模块112并联连接，来实现功率半导体模块群110。进而，通过将第1电容器121与第2电容器122并联连接来实现电容器群120。由此，能够使用多个功率半导体模块以及多个电容器来实现与电力变换单元101所要求的电力相应的功率半导体模块群110以及电容器群120。
进而，在电力变换单元101中，对功率半导体模块群110和电容器群120在正极侧串联连接有熔断器131并在负极侧串联连接有熔断器132。正极侧的熔断器131的第2端子131b对应于转换器11、逆变器12、升压斩波器13的P端子。负极侧的熔断器132的第2端子132b对应于转换器11、逆变器12、升压斩波器13的N端子。通过电力变换单元101具有熔断器131、132，能够提高短路故障时的电力变换单元101的可靠性。此外，在利用断路器切断电力变换单元101等情况下，也可以省去熔断器131、132的任意一方或者双方。
功率半导体模块111、112分别具有上支路的开关元件21及整流元件23和下支路的开关元件22及整流元件24。功率半导体模块111、112各自的上支路与下支路之间连接于外部交流端子154T。功率半导体模块111、112各自的上支路的开关元件21的栅极端子连接于栅极端子111g。功率半导体模块111、112各自的下支路的开关元件22的栅极端子连接于栅极端子112g。
图6是示出电力变换部2a的结构的立体图。
以后，如图6所示，将UPS2的坐标规定为X轴、Y轴、Z轴。在本实施例中，Y轴方向表示UPS2的前方，Z轴方向表示UPS2的上方，X轴方向表示UPS2的左方。在此，电力变换部2a设置于UPS2的框体(未图示)内，在电力变换部2a的Y轴方向即UPS2的框体的正面配置有在维护保养UPS2时打开的开闭门(未图示)。通过打开该开闭门，能够易于访问电力变换部2a的正面。作为所考虑的其它方案，有使风流向-Y方向(背面墙侧)的情况。在该情况下，考虑使图8的变换单元相对于X轴旋转90度(400V系UPS类型)。)
电力变换部2a包括在X轴方向上排列的多个电力变换单元101。转换器11包括与商用电源的三相分别对应的3个电力变换单元101。逆变器12也同样地包括与三相分别对应的3个电力变换单元101。升压斩波器13包括并联连接的2个电力变换单元101。此外，升压斩波器13也可以是1个电力变换单元101。在升压斩波器13所要求的电力超过电力变换单元101所具备的功率半导体模块群110的额定电力的情况下，通过并联连接N个电力变换单元101，使能够容许的电力N倍化。此外，出于同样的目的，根据需要，转换器11以及逆变器12各自也可以具有针对每一相而并联连接多个的电力变换单元101。
电力变换部2a中的多个电力变换单元101经由单元连接部161并联连接。多个电力变换单元101各自的长度方向是Z方向，在X方向上排列有多个电力变换单元101。单元连接部161的长度方向是X方向，单元连接部161配置在多个电力变换单元101的+Y方向上。即，多个电力变换单元101各自的长度方向与单元连接部161的长度方向交叉。由此，能够在有限的体积内高效地配置多个电力变换单元101。
图7是示出电力变换单元101的结构的右侧视图。
电力变换单元101具有功率半导体模块群110、电容器群120、熔断器131及132和将它们电连接的电路连接部151。此外，风冷散热片113设置于功率半导体模块群110的背面(-Y方向)，冷却功率半导体模块群110。另外，向下(-Z)方向，以熔断器131及132、功率半导体模块群110、电容器群120的顺序配置它们。通过使功率半导体模块群110与电容器群120邻接，能够减少在连接功率半导体模块群110与电容器群120的电路连接部151形成的寄生电感，能够减少在进行开关时产生的浪涌电压。另外，如后所述，能够使从自身的电力变换单元101内的功率半导体模块群110至邻接的电力变换单元101内的电容器群120的阻抗最小，所以不仅能够有效利用自身的电力变换单元101的电容器群120，还能够有效利用其它电力变换单元101的电容器群120。作为结果，能够减少用于每个电力变换单元101的电容器群的电容，还能够减少电力变换单元101的体积。
具有朝前(+Y)方向突出的端子的功率半导体模块群110和电容器群120相对电路连接部151配置于后(-Y)方向。通过做成该配置，功率半导体模块群110和电容器群120的端子全部位于正面，从而易于在维护保养时对端子部进行检查或者安装以及拆卸等作业。
图8是示出电力变换单元101的结构的立体图。
熔断器131及132的各个熔断器在后(-Y)方向上设置有一个端子，在前(+Y)方向上设置有另一个端子。另外，熔断器131及132相对电路连接部151配置于前(+Y)方向。即，正极侧的熔断器131的第1端子131a和负极侧的熔断器132的第1端子132a朝向后(-Y)方向，通过图7所示的安装螺丝139连接于电路连接部151。另一方面，正极侧的熔断器131的第2端子131b和负极侧的熔断器132的第2端子132b朝向前(+Y)方向。通过做成该配置，作为用于将自身的电力变换单元101与其它电力变换单元101连结的端子的、正极侧的熔断器131的第2端子131b和负极侧的熔断器132的第2端子132b位于UPS2的正面，从而装配时以及维护保养时的正面访问性良好、可操作性提高。在此，作为电力变换单元101具有的外部端子，如上所述，总共存在用于与其它电力变换单元101连接的单元连接部161所连接的正极侧的熔断器131的第2端子131b、负极侧的熔断器132的第2端子132b和设置于电路连接部151的外部交流端子154T这3个。
图9是示出电力变换单元101的正面的结构的分解立体图，图10是示出电力变换单元101的背面的结构的分解立体图。
在本实施例中，分别是2级半桥电路(2合1)的功率半导体模块111及112以并联连接的状态搭载于功率半导体模块群110。此外，以在使用电力变换单元101的UPS、其它电力变换装置的门类中电力最小的机型作为基准，将电力变换单元101内的功率半导体模块的并联数量设为能够容许该电力的必要最小限度的并联数量即可。其原因是，对要求更大的电力的机型而言，能够通过并联电力变换单元101来满足期望的电能。在本实施例中，考虑上述方面，将功率半导体模块的并联数量设为2。
在功率半导体模块111及112分别配置有正极端子111p及112p、负极端子111n及112n、交流端子111ac及112ac和控制端子群111d及112d。控制端子群111d及112d分别包括栅极端子111g及112g。
功率半导体模块群110的正极端子111p及112p分别连接于电路连接部151的正极的连接端子152p。功率半导体模块群110的负极端子111n及112n分别连接于电路连接部151的负极的连接端子153n。功率半导体模块群110的交流端子111ac及112ac分别连接于与外部交流端子154T连接的连接端子154ac。使用焊接等接合方式将这些正极端子111p及112p、负极端子111n及112n、交流端子111ac及112ac分别连接于电路连接部151。此外，也可以通过螺丝、线夹等连接它们。
此外，为了抑制从电容器群120至功率半导体模块111的正极端子111p及负极端子111n的距离与从电容器群120至功率半导体模块112的正极端子112p及负极端子112n的距离的差，相对于一个功率半导体模块111的在X轴方向上排列的正极端子111p及负极端子111n的配置，反转另一个功率半导体模块112的正极端子112p及负极端子112n的配置。进而，使功率半导体模块111的正极端子111p及负极端子111n与功率半导体模块112的正极端子112p及负极端子112n接近并面对。通过做成这样的配置，减少在功率半导体模块111及112与电容器121及122之间产生的阻抗的差，从而提高在功率半导体模块111和功率半导体模块112流过的电流的均衡。
使用电容器安装螺丝129将电容器121具有的正极端子121p及负极端子121n安装到设置于电路连接部151的电容器连接部位156。同样地，使用电容器安装螺丝129将电容器122具有的正极端子122p及负极端子122n安装到设置于电路连接部151的电容器连接部位157。
图11是示出冷却用风扇201在上述电力变换部2a的搭载结构的右侧视图。
该风扇201用于用风冷却配置于功率半导体模块群110的散热片113，并具备叶片202以及风扇马达203。风扇201存在于朝功率半导体模块群110以及散热片113的上(+Z)方向且朝电路连接部151的后(-Y)方向形成的空间。即，存在与向电路连接部151投影散热片113而得到的部分相比朝上(+Z)方向延伸的部分所形成的空间。通过在该空间设置风扇，能够有效利用空间，作为UPS2能够削减该高度的量的体积。另外，在电路连接部151的背面侧，将框体设计为用于对风冷散热片113进行风冷的风朝上(+Z)方向流动，并设置冷却机构。因此，风冷散热片113相对于电容器群120位于风路的下风侧、即位于上(+Z)侧，从而能够避免电容器群120等受到来自风冷散热片113的煽动热。
进而，风扇201所具备的风扇马达203的旋转轴204存在于包括散热片113在Y轴方向上的长度的中点的位置。通过做成该配置，能够使通过散热片113的风的流量相对旋转轴204对称地均匀排出或者吸入。而且，流过散热片113的风量也均匀地分布。由此，能够提高电力变换部2a的冷却性能和风扇201的寿命。
另外，在风扇201的周围，风扇管道205形成为覆盖风扇。风扇管道205包围风扇201具有的叶片202和风扇马达203的周围，对用于冷却作为冷却对象的散热片113以及其它放热体的风路和风量进行控制。在风扇管道205与散热片113对置的面设置有通风孔206。另外，在和与上述散热片113对置的面相反的面的风扇管道205也开凿有通风孔，以形成风路。由此，能够形成用于冷却散热片113的风路。
图12是示出风扇管道205所具备的通风孔206、207的右侧视图。
在风扇管道205，在面向散热片113的一侧设置有第一通风孔206，在面向电路连接部151的一侧设置有第二通风孔207。由此，能够形成用于冷却散热片113的风路和用于冷却作为放热体的电路连接部151、单元连接部161、熔断器131及132的风路。
进而，以将电路连接部151、单元连接部161和熔断器131、132中的在Z方向上最大的位置以及叶片202在Z方向上最低的位置做成开口端面的方式，设置第二通风孔207。由此，能够避免流过第一通风孔206的风通过第二通风孔207以致内部循环。
此外，关于本实施例的电力变换单元相对于地面的设置方向，考虑Z轴是与地面垂直的方向，并设想风从地面流向天花板方向的情况。另外，还考虑Y轴是与地面垂直的方向的情况，并设想风从电力变换装置的正面流向背面的情况。
本发明不限定于以上实施例，能够在不脱离其主旨的范围变更为其它各种形式。

Claims (7)

1.一种电力变换单元，具备：
电路连接部，包括正极导体、负极导体和交流导体；
功率半导体模块，连接于所述电路连接部的预定侧；
散热片，向相对于所述功率半导体模块与所述电路连接部相反的一侧延伸；以及
电容器，设置于所述电路连接部的长度方向的一端，
在将所述电路连接部中的、除了所述散热片投影到所述电路连接部的部分以外的、包括与存在所述电容器的一端隔着所述散热片相反的一侧的一端的区域规定为延伸部时，通过所述延伸部以及所述散热片形成设置有冷却风扇的空间。
2.根据权利要求1所述的电力变换单元，其中，
所述风扇所具备的风扇马达的旋转轴设置于包括所述散热片的延伸长度的线段的中点的位置。
3.根据权利要求1所述的电力变换单元，其中，
设置为覆盖所述风扇的风扇管道在与所述散热片对置的面设置有第一通风孔，并且在所述风扇管道的与所述电路连接部对置的面设置有第二通风孔。
4.根据权利要求3所述的电力变换单元，其中，
所述风扇具备排出风或者吸入风的叶片，所述第二通风孔位于所述延伸部的一端部与所述叶片的在高度方向上的下端部之间。
5.根据权利要求1所述的电力变换单元，其中，
在所述延伸部，在相对于所述电路连接部与设置有所述功率半导体模块的一侧相反的一侧的区域设置有熔断器。
6.根据权利要求1所述的电力变换单元，其中，
通过所述风扇从所述电容器侧对所述功率半导体模块送风。
7.一种电力变换装置，具有：
电力变换单元，具有：
电路连接部，包括正极导体、负极导体和交流导体；
功率半导体模块，连接于所述电路连接部的预定侧；
散热片，向相对于所述功率半导体模块与所述电路连接部相反的一侧延伸，以及
电容器，设置于所述电路连接部的长度方向的一端；以及
冷却风扇，在将所述电路连接部中的、除了所述散热片投影到所述电路连接部的部分以外的、包括与存在所述电容器的一端隔着所述散热片相反的一侧的一端的区域规定为延伸部时，该冷却风扇设置于通过被所述延伸部以及所述散热片包围而形成的空间。
CN201580076354.7A 2015-03-04 2015-03-04 电力变换单元以及电力变换装置 Active CN107318271B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2015/056276 WO2016139763A1 (ja) 2015-03-04 2015-03-04 電力変換ユニットおよび電力変換装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107318271A true CN107318271A (zh) 2017-11-03
CN107318271B CN107318271B (zh) 2019-11-08

Family

ID=56849222

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201580076354.7A Active CN107318271B (zh) 2015-03-04 2015-03-04 电力变换单元以及电力变换装置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20180006573A1 (zh)
JP (1) JP6469837B2 (zh)
CN (1) CN107318271B (zh)
WO (1) WO2016139763A1 (zh)

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1169774A (ja) * 1997-08-19 1999-03-09 Hitachi Ltd 電力変換装置
TWM269697U (en) * 2004-12-03 2005-07-01 Thermaltake Technology Co Ltd Overhead-suspension-type heat sink member
CN101202529A (zh) * 2006-12-11 2008-06-18 丹佛斯传动有限公司 电子装置及电动机变频器
US20100079944A1 (en) * 2008-09-26 2010-04-01 Rockwell Automation Technologies, Inc. Power electronic module cooling system and method
CN102374588A (zh) * 2010-08-04 2012-03-14 三菱电机株式会社 空调机的室内机以及空调机
CN102468739A (zh) * 2010-11-04 2012-05-23 富士电机株式会社 电力转换装置的冷却装置
JP5046087B2 (ja) * 2006-09-27 2012-10-10 株式会社安川電機 モータ制御装置
CN102739073A (zh) * 2011-04-13 2012-10-17 株式会社安川电机 电力变换器
CN103597732A (zh) * 2011-06-02 2014-02-19 日立汽车系统株式会社 电力转换装置

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3300566B2 (ja) * 1995-04-24 2002-07-08 株式会社東芝 パワーモジュール及び電力変換装置
JP2008177314A (ja) * 2007-01-18 2008-07-31 Yaskawa Electric Corp モータ制御装置
WO2010106652A1 (ja) * 2009-03-18 2010-09-23 東芝三菱電機産業システム株式会社 無停電電源装置
JP5344182B2 (ja) * 2010-02-02 2013-11-20 株式会社安川電機 電力変換装置
JP5618595B2 (ja) * 2010-04-01 2014-11-05 日立オートモティブシステムズ株式会社 パワーモジュール、およびパワーモジュールを備えた電力変換装置
JPWO2014147960A1 (ja) * 2013-03-19 2017-02-16 富士電機株式会社 磁気部品の冷却構造及びこれを備えた電力変換装置
US9204573B2 (en) * 2013-05-08 2015-12-01 Kabushiki Kaisha Toshiba Power conversion apparatus
JP5805838B1 (ja) * 2014-09-29 2015-11-10 株式会社日立製作所 発熱体の冷却構造、電力変換器ユニットおよび電力変換装置
EP2887787A3 (en) * 2013-12-13 2015-08-19 Hitachi, Ltd. Cooling structure for heating element and power converter
JP6300363B2 (ja) * 2014-07-03 2018-03-28 株式会社日立製作所 電力変換器
JP6120822B2 (ja) * 2014-11-28 2017-04-26 矢崎総業株式会社 電気接続箱

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1169774A (ja) * 1997-08-19 1999-03-09 Hitachi Ltd 電力変換装置
TWM269697U (en) * 2004-12-03 2005-07-01 Thermaltake Technology Co Ltd Overhead-suspension-type heat sink member
JP5046087B2 (ja) * 2006-09-27 2012-10-10 株式会社安川電機 モータ制御装置
CN101202529A (zh) * 2006-12-11 2008-06-18 丹佛斯传动有限公司 电子装置及电动机变频器
US20100079944A1 (en) * 2008-09-26 2010-04-01 Rockwell Automation Technologies, Inc. Power electronic module cooling system and method
CN102374588A (zh) * 2010-08-04 2012-03-14 三菱电机株式会社 空调机的室内机以及空调机
CN102468739A (zh) * 2010-11-04 2012-05-23 富士电机株式会社 电力转换装置的冷却装置
JP2012100466A (ja) * 2010-11-04 2012-05-24 Fuji Electric Co Ltd 電力変換装置の冷却装置
CN102739073A (zh) * 2011-04-13 2012-10-17 株式会社安川电机 电力变换器
CN103597732A (zh) * 2011-06-02 2014-02-19 日立汽车系统株式会社 电力转换装置

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2016139763A1 (ja) 2017-07-06
CN107318271B (zh) 2019-11-08
JP6469837B2 (ja) 2019-02-13
WO2016139763A1 (ja) 2016-09-09
US20180006573A1 (en) 2018-01-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10141861B2 (en) Power conversion unit, power converter and method of manufacturing power converter
CN101411050B (zh) 电力变换装置及其装配方法
US9300221B2 (en) Power converter including smoothing capacitor and discharge resistor
JP5778840B1 (ja) 電力変換ユニットおよび電力変換装置
JP5354083B2 (ja) 半導体装置
JPWO2015136593A1 (ja) 電力変換ユニット、電力変換装置、および電力変換方法
US9306407B2 (en) Battery system and method
CN102025261B (zh) 风冷变流器功率模块系统
CN106664029B (zh) 功率转换器和功率转换器的组装方法
CN107318271B (zh) 电力变换单元以及电力变换装置
JP2013048168A (ja) 太陽光発電用接続箱
CN209948941U (zh) 一种紧凑型h桥高压变频器功率单元
CN210629366U (zh) 功率封装器件、驱动控制组件和家电设备
JP5894321B1 (ja) 電力変換ユニットおよび電力変換装置
CN217116761U (zh) 一种中高压直挂储能系统及其冷却装置
CN212726828U (zh) 一种小功率紧凑型h桥高压变频器功率单元
CN210985952U (zh) 一种高防护等级的h桥高压变频器功率单元
JP6970045B2 (ja) 電力変換装置
CN210444183U (zh) 一种30-40kva电力专用ups主机模块
CN115037132A (zh) 一种变流器模块及变流器
CN117013801A (zh) 全液冷高功率密度模块化储能变流器
CN117674614A (zh) 一种直流交流变换装置
CN117615542A (zh) 功率变换装置和供电系统
CN110784113A (zh) 功率封装器件、驱动控制组件和家电设备
CN107634670A (zh) 单体单元

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant