CN203301346U

CN203301346U - 电力转换装置

Info

Publication number: CN203301346U
Application number: CN2013202649440U
Authority: CN
Inventors: 山中泰礼
Original assignee: Yaskawa Electric Corp
Current assignee: Yaskawa Electric Corp
Priority date: 2012-05-18
Filing date: 2013-05-15
Publication date: 2013-11-20
Anticipated expiration: 2023-05-15
Also published as: JP5527354B2; JP2013243826A

Abstract

本实用新型提供一种适合壁挂的电力转换装置。该电力转换装置具备壳体，所述壳体能够设置于安装用壁面，并收纳有用于在预定的发电装置与商用电力系统之间进行电力转换的电力转换部。壳体具有第1散热器和第2散热器，该第1散热器和第2散热器夹着垂直中心线相互左右分离地配置。并且，第1散热器与发热量相对较大的第1电气部件相对应，另一方面，第2散热器与发热量相对较小的第2电气部件相对应。

Description

电力转换装置

技术领域

本实用新型公开的实施方式涉及电力转换装置。

背景技术

以往，存在将由太阳光等发出的直流电转换为交流电来供给的电力转换装置，这样的电力转换装置也正在一般家庭等中普及开来。

在该电力转换装置中，通常设有逆变电路，该逆变电路将太阳能电池发出的直流电转换成与交流电源系统的交流电大致相同的交流电。并且，在该逆变电路与太阳能电池之间设有使直流电升压的升压部（例如，参照专利文献1）。

该升压部具备通过开关电路的开闭动作使直流电源的电压升压的开关元件，在电力转换装置中，该升压部的发热量比较多。因此，在以专利文献1为首的现有结构中，在收纳升压部的壳体设置散热器，将开关元件安装于该散热器进行散热。

专利文献1：日本特开2002-51571号公报

可是，在现有的电力转换装置中，虽然多数情况是将壳体安装于墙壁，但为了形成适合壁挂的结构，还存在改善的余地。

即，如果是壁挂式的电力转换装置，则希望减轻重量，但由于在壳体的大致整个面设有散热器，因此，因散热器而导致重量增加。另外，如果在壳体的大致整个面设有散热器，则开关元件产生的高温的热会传递至发热量相对较少的电气部件，从而可能产生不良影响。

实用新型内容

实施方式的一个形态的目的在提供一种适合壁挂的电力转换装置。

实施方式的一个形态的电力转换装置具备壳体，所述壳体能够设置于安装用壁面，并收纳有用于在预定的发电装置与商用电力系统之间进行电力转换的电力转换部。壳体具有第1散热器和第2散热器，该第1散热器和第2散热器夹着垂直中心线相互左右分离地配置。并且，所述第1散热器与发热量相对较大的第1电气部件相对应，另一方面，所述第2散热器与发热量相对较小的第2电气部件相对应。

在所述电力转换装置中，所述第1电气部件设置于所述电力转换部的电力转换电路。

在所述电力转换装置中，所述电力转换电路具有使直流电源的电压升压的升压部，在该升压部设有所述第1电气部件。

在所述电力转换装置中，所述第1电气部件是构成用于使直流电源的电压升压的升压电路的半导体元件。

在所述电力转换装置中，所述第2电气部件是逆流防止用二极管。

根据实施方式的一个形态，能够提供一种利用配线系统实现热分离且重量平衡良好的适合壁挂的电力转换装置。

附图说明

图1A是以侧视观察示出本实施方式的电力转换装置的安装状态的说明图。

图1B是以俯视观察示出该电力转换装置的安装状态的说明图。

图2是该电力转换装置的电路图。

图3是该电力转换装置的分解立体图。

图4是该电力转换装置具备的散热器的说明图。

图5是示出该电力转换装置的壳体的背面的说明图。

图6是该电力转换装置的基于仰视观察的说明图。

图7A是示出散热器的形状等的一个示例的说明图。

图7B是示出散热器的配置例的说明图。

图7C是示出散热器的配置例的说明图。

标号说明

1：电力转换装置；

3：控制部；

4：升压电路；

5：逆流防止电路；

6：端子部；

10：壳体；

11：第1散热器；

12：第2散热器；

13：第1散热层；

14：第2散热层；

20：电力转换部；

41：功率模块；

51：逆流防止二极管；

100：垂直中心线；

200：安装用壁面。

具体实施方式

以下，参照附图，对本申请公开的电力转换装置的实施方式详细地进行说明。并且，本实用新型并不受以下所示的实施方式限定。

首先，利用图1A、图1B以及图2对本实施方式的电力转换装置1进行说明。图1A是以侧视观察示出电力转换装置1的安装状态的说明图，图1B是以俯视观察示出电力转换装置1的安装状态的说明图，图2是电力转换装置1的电路图。

电力转换装置1是具有将从太阳能电池板等发电装置供给的直流电压调整为预定的电压的升压功能的单元。通过电力转换装置1升压后的直流电例如被供给至电力调节器（power conditioner），并转换为能够供一般家庭等利用的交流电。

本实施方式的电力转换装置1是作为壁挂类型而构成的，其具备大致矩形形状的壳体10，该壳体10构成为能够安装于预定的安装用壁面200。在壳体10的内部收纳有电力转换部20。

电力转换部20具有图2所示的电力转换电路。即，如图所示，该电力转换电路具备：设于控制基板的控制电路3；设于电力转换用的电源基板的升压电路4；设于二极管基板的逆流防止电路5；以及设有外部连接用的端子座的端子部6。并且，为了便于说明电路的结构，将端子部6分开进行了图示，但在实际的装置的结构中，可以配置在相同的位置，也可以配置在不同的位置。

升压电路4作为使直流电源的电压升压的升压部发挥功能，升压电路4具备功率模块41，该功率模块41包括作为电力转换用的半导体元件的开关元件。作为功率模块41具备的开关元件，采用了绝缘栅双极晶体管（IGBT：Insulated Gate BipolarTransistor）。另外，在功率模块41的输入侧设有升压用的直流电抗器43，在功率模块41的输出侧设有升压用二极管42。

该开关元件或包括开关元件的功率模块41在本实施方式的电力转换部20具备的电气部件中相当于发热量相对较大的第1电气部件，在工作时，温度上升至大约150℃左右。

另外，在电力转换部20中，能够大致区分为具备发热量相对较大的第1电气部件的升压系统和具备发热量相对较小的第2电气部件的非升压系统。

在本实施方式的电力转换装置1中，作为发热量相对较小的第2电气部件，在属于非升压系统的逆流防止电路5中设置的逆流防止二极管51相当于所述第2电气部件。逆流防止二极管51工作时，温度上升至大约100℃左右。并且，上述的开关元件的上升温度和逆流防止二极管51的上升温度是相对的高低两个温度的一个示例。

在上述的结构中，本实施方式的电力转换装置1的壳体10具备第1散热器11和第2散热器12。即，如图1B所示，第1散热器11和第2散热器12夹着垂直中心线100互相左右分离地配置在壳体10的背面。并且，如图示所示，在壳体10与安装用壁面200之间形成有使得第1散热器11和第2散热器12不直接接触安装用壁面200的散热空间210。

第1、第2散热器11、12都是由例如铝等那样热传导性良好的金属制成的，为了进一步提高散热性能，使多个翅片共面地形成。

图3是电力转换装置1的分解立体图，图4是示出电力转换装置1所具备的第1散热器11和第2散热器12的配置的说明图。另外，图5是从电力转换装置1的壳体10的内部观察背面侧的说明图，图6是电力转换装置1的基于仰视观察的说明图。

如图3所示，壳体10由主体壳体101和面板102构成。并且，在该壳体10内配设有由上述的多个基板构成的电力转换部20。

如图3～图6所示，主体壳体101形成为前面作为面板102的安装面而开口的箱型形状。即，主体壳体101包括：背面105，在该背面105形成有散热器安装孔110、120和预定的缆线贯穿插入孔104；底面106，在该底面106同样形成有缆线贯穿插入孔104；顶面107；以及左右侧面108、108。并且，在缆线贯穿插入孔104嵌装有保护缆线的衬套109。

在主体壳体101的背面105形成的散热器安装孔110、120夹着垂直中心线100互相左右分离地形成。散热器安装孔110与第1散热器11对应地形成为大致正方形，散热器安装孔120与第2散热器12对应地形成为横长的长方形形状。

并且，在本实施方式的电力转换装置1中，使发热量相对较大的第1电气部件即功率模块41与第1散热器11相对应。另一方面，使发热量相对较小的第2电气部件即逆流防止二极管51与第2散热器12相对应。

即，将具有开关元件的功率模块41隔着具有绝缘性的第1散热层13压接于第1散热器11，使其能够散热，并且，将逆流防止二极管51隔着第2散热层14压接于第2散热器12，使其能够散热。另外，第1、第2散热层13、14由进行了绝缘处理的散热用的薄片和化合物(或润滑脂等)构成。

如图3和图4所示，功率模块41通过具备元件安装支架70和按压部件71的安装模块7被压接于第1散热器11。

元件安装支架70形成为框状，供功率模块41的侧面的至少一部分抵接以对其进行收纳，并且元件安装支架70形成为能够使该功率模块41的主散热面在第1散热器11侧露出地对该功率模块41进行保持。另一方面，按压部件71通过螺钉等安装于元件安装支架70的大致中央，按压部件71构成为能够将该元件安装支架70和功率模块41同时向第1散热器11侧按压。并且，在本实施方式的电力转换装置1中，元件安装支架70构成为，也能够对设于升压电路4的升压用二极管42进行收纳并保持。

这样，在本实施方式的电力转换装置1中，将以往设置于壳体10的大致整个面的散热器沿左右分割成第1散热器11和第2散热器12进行配置以减轻重量，由此，形成为更适合壁挂式的结构。

即，通过分割成第1散热器11和第2散热器12，能够实现热分离，从而能够仅对必要的部分配置散热器，实现了小型轻量化。

另外，通过进行热分离，抑制了来自功率模块41的高温的热传导至逆流防止二极管51等。因此，抑制了因高温的热传导至发热量较少的电气部件而产生的不良影响，也使得作为电力转换装置1的可靠性提高。

而且，左右分割配置的第1散热器11和第2散热器12设在相对于垂直中心线100大致线对称的位置。因此，重量平衡也变得良好，对于相对安装用壁面200固定的小螺钉等固定件，也抑制了载荷局部集中的情况，从而能够将电力转换装置1牢牢地保持于壁面。

并且，在分离第1散热器11和第2散热器12的情况下，最终沿左右分离而不是沿上下分离，这是因为，来自电气部件的热会向上方移动。例如，在沿上下分离第1散热器11和第2散热器12的情况下，下方的散热器的热会扩散至空中并向上方移动，从而使位于上方的散热器的散热环境变差，因此不是优选的。

（变形例）

图7A是示出第1散热器11、第2散热器12各自的形状等的一个示例的说明图，图7B和图7C是示出第1散热器11、第2散热器12的配置例的说明图。

在本实施方式的电力转换装置1中，如图3和图4所示，考虑散热量等而使第1散热器11和第2散热器12的形状和大小不同，但也可以如图7A所示那样使两者为大致相同的形状和大致相同的尺寸。并且，在使尺寸不同的情况下，例如，可以在第1散热器11和第2散热器12中改变厚度，在重量上形成为左右大致相同。

另外，第1散热器11和第2散热器12配置成相对于垂直中心线100左右分离，而且，在本实施方式的电力转换装置1中，如图4所示，使两者都位于背面105的上部侧。而且，作为第1散热器11和第2散热器12的垂直方向的位置，也可以如图7B或图7C所示那样是使任意一方位于比另一方靠上部侧的位置这样的配置。

总之，只要使第1散热器11和第2散热器12在将壳体10安装于安装用壁面200的状态下夹着垂直中心线100左右分离即可。

并且，对将上述的电力转换装置1与电力调节器分离配置的结构进行了说明，但也可以一体地配设在一个壳体内。

另外，在本实施方式中，将发热量相对较小的第2电气部件作为逆流防止二极管51进行了说明，但并不限于此，只要是发热量比功率模块41具备的开关元件小的电气部件即可。例如，也可以将升压用二极管42作为第2电气部件安装于第2散热器。

另外，在本实施方式中，由使直流电压升压的两个电路和使用不进行升压的直流电压的两个电路构成，但并不限于此。例如，也可以仅由使直流电压升压的一个电路构成。在这种情况下，将功率模块41作为第1电气部件安装于第1散热器11上，将升压用二极管42作为第2电气部件安装于第2散热器12上。

以上，通过上述的实施方式对电力转换装置1进行了说明，但本领域人员能够容易地导出进一步的效果和变形例等。因此，本实用新型的更大范围的方式并不受如以上那样表示并记述的特定的详细内容和代表性的实施方式限定。因此，只要不脱离由附上的权利要求书及其等同物所定义的总括的实用新型的概念的精神或范围，则能够进行各种变更。

Claims

1.一种电力转换装置，其特征在于，

所述电力转换装置具备壳体，所述壳体能够设置于安装用壁面，并收纳有用于在预定的发电装置与商用电力系统之间进行电力转换的电力转换部，

所述壳体具有第1散热器和第2散热器，该第1散热器和第2散热器夹着垂直中心线相互左右分离地配置，所述第1散热器与发热量相对较大的第1电气部件相对应，另一方面，所述第2散热器与发热量相对较小的第2电气部件相对应。

2.根据权利要求1所述的电力转换装置，其特征在于，

所述第1电气部件设置于所述电力转换部的电力转换电路。

3.根据权利要求2所述的电力转换装置，其特征在于，

所述电力转换电路具有使直流电源的电压升压的升压部，在该升压部设有所述第1电气部件。

4.根据权利要求1～3中的任意一项所述的电力转换装置，其特征在于，

所述第1电气部件是构成用于使直流电源的电压升压的升压电路的半导体元件。

5.根据权利要求1～3中的任意一项所述的电力转换装置，其特征在于，

所述第2电气部件是逆流防止用二极管。

6.根据权利要求4所述的电力转换装置，其特征在于，

所述第2电气部件是逆流防止用二极管。