CN108604866B - 电力变换装置 - Google Patents

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Abstract

电力变换装置(50)具备印刷布线板(7)和母线(1)，所述印刷布线板设置有：交流电源输入部(9)，被输入交流电力；转换器电路部，将输入到交流电源输入部(9)的交流电力变换为直流电力；逆变器电路部，将由转换器电路部变换后的直流电力变换为交流电力；交流电源输出部，输出由逆变器电路部变换后的交流电力；以及导电图案(6)，使交流电源输入部(9)、转换器电路部、逆变器电路部及交流电源输出部电连接，所述母线呈现与印刷布线板(7)的面方向垂直的面方向上的板状形状，在俯视时与导电图案(6)重叠配置，具有与导电图案(6)相接的2个以上的连接部。

Description

电力变换装置
技术领域
本发明涉及在印刷布线板设置有转换器电路部和逆变器电路部的电力变换装置。
背景技术
在专利文献1中公开了如下结构：在电力变换装置中，作为布线部件在印刷布线板上代替导电图案而设置在印刷布线板的厚度方向上延伸的母线(busbar)，作为在印刷布线板中流过电流时发生的发热对策。通过设置母线作为布线部件，与导电图案相比使通电容量变大，抑制流过电流时的温度上升。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2014-236564号公报
发明内容
然而，在上述以往的技术中，存在如下课题：由于仅在母线中流过电流，所以在想要增大通电容量时，需要使母线大型化，成本上升。
另外，存在如下课题：由于将母线用作布线部件，所以在通电容量不同的多个机种中使用共同的印刷布线板的情况下，即便是通电容量少的机种，也必须设置母线，导致安装不需要的元件引起的成本上升。
本发明是鉴于上述而完成的，其目的在于得到一种通过采用与所要求的通电容量对应的结构而能够抑制成本的电力变换装置。
为了解决上述课题并达成目的，本发明提供一种电力变换装置，具备印刷布线板和母线，所述印刷布线板设置有：交流电源输入部，被输入交流电力；转换器电路部，将输入到交流电源输入部的交流电力变换为直流电力；逆变器电路部，将由转换器电路部变换后的直流电力变换为交流电力；交流电源输出部，输出由逆变器电路部变换后的交流电力；以及导电图案，使交流电源输入部、转换器电路部、逆变器电路部及交流电源输出部电连接，所述母线呈现与印刷布线板的面方向垂直的面方向上的板状形状，在俯视时所述母线与导电图案重叠地配置，所述母线具有与导电图案相接的2个以上的连接部。
本发明的电力变换装置起到通过采用与所要求的通电容量对应的结构而能够抑制成本这样的效果。
附图说明
图1是示出本发明的实施方式1的电力变换装置的概略结构的图。
图2是实施方式1的电力变换装置的部分放大立体图。
图3是实施方式1的电力变换装置的部分放大俯视图。
图4是实施方式1的电力变换装置的部分放大正面图。
图5是实施方式1的电力变换装置的部分放大侧面图。
图6是本发明的实施方式2的电力变换装置的部分放大正面图。
图7是实施方式2的电力变换装置的部分放大侧面图。
(符号说明)
1：母线；2a：第一脚部；2b：第二脚部；3：主体部；4、5：贯通孔；6：导电图案；7：印刷布线板；7a：元件面；7b：焊料面；8：交流电源；9：交流电源输入部；11、12：电子元件；13：动力部；20：转换器电路部；21：转换器输入部；22：转换器输出部；30：逆变器电路部；31：逆变器输入部；32：逆变器输出部；40：交流电源输出部；50、51：电力变换装置。
具体实施方式
以下，根据附图，详细说明本发明的实施方式的电力变换装置。此外，本发明不限于该实施方式。
实施方式1.
图1是示出本发明的实施方式1的电力变换装置的概略结构的图。电力变换装置50是将交流电源输入部9、转换器电路部20、逆变器电路部30以及交流电源输出部40搭载于印刷布线板7而构成的。交流电源输入部9与转换器电路部20之间、转换器电路部20与逆变器电路部30之间、逆变器电路部30与交流电源输出部40之间通过形成于印刷布线板7的导电图案6被电连接。
电力变换装置50将从交流电源8供给的交流电力变换为直流电力，将该直流电力再次变换为任意的频率以及电压的交流电力而供给到动力部13。动力部13例如是电动机。
使搭载于印刷布线板7的交流电源输入部9、转换器电路部20、逆变器电路部30以及交流电源输出部40协作，从而执行这些电力的变换。
即，在交流电源输入部9中，将从交流电源8供给的交流电力经由导电图案6输出到转换器电路部20。转换器电路部20通过二极管桥对交流电力进行三相全波整流而变换为直流电压。转换器电路部20具有转换器输入部21以及转换器输出部22。转换器输入部21与转换器输出部22之间通过形成于印刷布线板7的导电图案6被电连接。在转换器电路部20中，将从交流电源输入部9经由导电图案6送来的交流电力输入到转换器输入部21而变换为直流电力，从转换器输出部22经由导电图案6输出到逆变器电路部30。
逆变器电路部30利用开关元件的开关动作，将直流电力变换为交流电力。逆变器电路部30具有逆变器输入部31和逆变器输出部32。逆变器输入部31与逆变器输出部32之间通过形成于印刷布线板7的导电图案6被电连接。在逆变器电路部30中，将从转换器输出部22输出的直流电力输入到逆变器输入部31而变换为任意的频率以及电压的交流电力，从逆变器输出部32经由导电图案6输出到交流电源输出部40。
在交流电源输出部40中，将从逆变器输出部32输出的交流电力输出到动力部13。动力部13将从交流电源输出部40输出的交流电力变换为动力。
关于这样构成的电力变换装置50，说明形成于印刷布线板7的导体图案6部分。图2是实施方式1的电力变换装置50的部分放大立体图。图3是实施方式1的电力变换装置50的部分放大俯视图。图4是实施方式1的电力变换装置50的部分放大正面图。图5是实施方式1的电力变换装置50的部分放大侧面图。在图2至图5中，放大示出交流电源输入部9与转换器输入部21之间。
母线1搭载于印刷布线板7。如图3所示，在俯视时母线1与导电图案6重叠配置。母线1被插入到形成于印刷布线板7的导电图案6部分的贯通孔4、5，具有利用焊料固定于印刷布线板7的第一脚部2a和第二脚部2b。另外，母线1具有连接第一脚部2a和第二脚部2b的主体部3。第一脚部2a和第二脚部2b与导电图案6相接，作为使母线1与导电图案6电连接的连接部发挥功能。此外，与导电图案6相接的连接部也可以针对1个母线1设置3个以上。
主体部3、第一脚部2a以及第二脚部2b分别被形成为长方形或者四边形的板状。母线1通过将第一脚部2a和第二脚部2b用主体部3连接，如图4所示整体上呈现コ字形状的板状形状。母线1被搭载成在主体部3与印刷布线板7之间形成空间。另外，母线1被配置成母线1的面方向与印刷布线板7的面方向垂直。
主体部3、第一脚部2a以及第二脚部2b构成为高度尺寸比厚度尺寸足够大。在图2至图5中，对交流电源输入部9与转换器输入部21之间的导电图案6连接母线1。另外，母线1被设置成与导电图案6并行。
此外，导电图案6既可以形成于印刷布线板7中的搭载转换器电路部20等的元件面7a，也可以形成于作为元件面7a的背面的焊料面7b，还可以形成于元件面7a和焊料面7b这两面。在本实施方式1中，示出在元件面7a和焊料面7b这两面形成有导电图案6(6a、6b、6c、6d)的例子。另外，母线1既可以设置于交流电压的正极和负极中的某一方的导电图案6，也可以设置于正极和负极两方的导电图案。另外，母线1既可以设置于形成于元件面7a的导电图案6，也可以设置于形成于焊料面7b的导电图案6。即，在本实施方式中，将母线1设置于导电图案6中的形成于元件面7a的正极的导电图案6a，但能够将形成于元件面7a的负极的导电图案6b、形成于焊料面7b的正极的导电图案6c以及形成于焊料面7b的负极的导电图案6d作为母线1的设置对象。
在本实施方式1中，与交流电源输入部9和转换器输入部21之间的导电图案6重叠地设置母线1，但也可以与其他导电图案6重叠地设定。即，既可以与转换器电路部20和逆变器电路部30之间的导电图案6重叠地设置，也可以与转换器输入部21和转换器输出部22之间的导电图案6重叠地设置，还可以与逆变器输入部31和逆变器输出部32之间的导电图案6重叠地设置，还可以与逆变器输出部32和交流电源输出部40之间的导电图案6重叠地设置。
如以上所述，在本实施方式1的电力变换装置50中，母线1与流过大的电流的交流电源输入部9和转换器输入部21之间的导电图案6连接，所以能够使在导电图案6中流过的电流分流到母线1侧。因此，能够减少在导电图案6中流过的电流，并且能够期待从母线1散热，所以能够抑制导电图案6的温度上升。另外，因为还能够期待从导电图案6散热，所以与仅在母线1中流过电流的情况相比，能够采用更小型的母线1。另外，电流的一部分被分流到母线1，所以能够实现导电图案6的细线化，能够追求印刷布线板7的小型化、即电力变换装置50的小型化。
另外，母线1构成为高度尺寸比厚度尺寸足够大，所以能够增加印刷布线板7的安装面积。另外，即使在为了使冷却性能提高而增加母线1的尺寸的情况下，在高度方向上扩大即可，所以能够不会增加印刷布线板7的安装面积地变更尺寸。
另外，在对电力变换装置50要求大的通电容量的情况下，能够通过增加母线1的尺寸来应对。另外，在小的通电容量即可的情况下，经由导电图案6从交流电源输入部9对转换器输入部21供给电力，所以能够采用不设置母线1的结构。另外，这样，经由导电图案6从交流电源输入部9对转换器输入部21供给电力，所以与仅用母线1供给电力的情况相比，能够实现母线1的小型化。这样，在本实施方式1的电力变换装置50中，通过采用与所要求的通电容量对应的结构而能够抑制成本。
另外，如图5所示，母线1的厚度尺寸小于与母线1相接的导电图案6的宽度尺寸。由于配置成母线1的厚度尺寸比导电图案6的宽度尺寸小，所以母线1不会从导电图案6上的区域露出，能够不会增加印刷布线板7的安装面积地追加母线1。另外，通过这样配置母线1，即使在多个机种之间使印刷布线板7共同化的情况下，也能够不会对印刷布线板7的安装面积造成影响地选择安装或者不安装母线1的规格。
另外，母线1与配置于转换器输入部21的导电图案6重叠地配置，所以即使在转换器电路部20被模块化、输入端子部周边被高密度化的情况下，也能够用细的导电图案6连接。
实施方式2.
图6是本发明的实施方式2的电力变换装置51的部分放大正面图。图7是实施方式2的电力变换装置51的部分放大侧面图。此外，对与实施方式1同样的结构附加同样的符号而省略详细的说明。
如图6以及图7所示，在实施方式2的电力变换装置51中，构成为母线1的高度尺寸高于配置于印刷布线板7中的搭载有母线1的面的电子元件11、12的高度尺寸。此外，母线1的主体部3与印刷布线板7的间隔与电子元件11、12的高度尺寸相比既可以高也可以低。
如上所述，通过使母线1的高度尺寸大于电子元件11、12的高度尺寸，对母线1进行冷却的空气的流动不易被阻碍。在吹来自送风机的冷却风来强制冷却印刷布线板7的情况下，冷却风易于吹到母线1，所以能够提高冷却能力。另外，即使在不进行利用送风机的强制冷却的情况下，由于能够减少从母线1释放的热对周围的电子元件11、12造成的影响，所以能够抑制电子元件的温度上升。此外，如果使母线1的高度尺寸大于电子元件11、12中的至少最接近母线1的电子元件的高度尺寸，则能够提高母线的冷却能力。
以上的实施方式所示出的结构仅为本发明的内容的一个例子，既能够与其他公知的技术组合，也能够在不脱离本发明的要旨的范围内省略、变更结构的一部分。

Claims (4)

1.一种电力变换装置，其特征在于，具备印刷布线板、母线和电子元件，
所述印刷布线板设置有：
交流电源输入部，被输入交流电力；
转换器电路部，将输入到所述交流电源输入部的交流电力变换为直流电力；
逆变器电路部，将由所述转换器电路部变换后的直流电力变换为交流电力；
交流电源输出部，输出由所述逆变器电路部变换后的交流电力；以及
导电图案，使所述交流电源输入部、所述转换器电路部、所述逆变器电路部以及所述交流电源输出部电连接，
所述母线呈现与所述印刷布线板的面方向垂直的面方向上的板状形状，在俯视时所述母线与所述导电图案重叠地配置，所述母线具有与所述导电图案相接的2个以上的连接部，
所述电子元件设置于所述印刷布线板中的配置有所述母线的面，
所述母线的高度尺寸大于在所述母线的最近处设置的电子元件的高度尺寸。
2.根据权利要求1所述的电力变换装置，其特征在于，
所述印刷布线板的厚度小于所述2个连接部相接的所述导电图案的宽度。
3.根据权利要求1或2所述的电力变换装置，其特征在于，
所述母线的所述连接部与连结所述转换器电路部和所述逆变器电路部的导电图案相接。
4.根据权利要求1或2所述的电力变换装置，其特征在于，
所述母线的所述连接部与连结所述逆变器电路部和所述交流电源输出部的导电图案相接。
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