JP2004064992A - インバータ - Google Patents
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Abstract
【課題】小型化を図るとともに、信頼性を向上し、組み立て工数を削減することのできるインバータを提供する。
【解決手段】並設されるＤＣ／ＤＣコンバータ２１、２２、２３には、整流用のコンデンサの一極に導通する第１出力端子２１ａ、２２ａ、２３ａと他極に導通する第２出力端子２１ｂ、２２ｂ、２３ｂとが設けられ、第２出力端子２１ｂ、２２ｂ、２３ｂに隣接する接続端子２１ｃ、２２ｃ、２３ｃが形成される。第１出力端子２１ａ、２２ａ、２３ａは銅等のＩ字型のバスバー３１をネジ止めして接続される。第２出力端子２１ｂ、２２ｂ、２３ｂはＵ字型のバスバー３２の一方の直線部分をネジ止めして接続され、接続端子２１ｃ、２２ｃ、２３ｃはバスバー３２の他方の直線部分をネジ止めして接続される。これにより、コンデンサの両端に接続されるバスバー３１、３２の抵抗を略等しくして各コンデンサに加わる電圧を等しくする。
【選択図】 図３
【解決手段】並設されるＤＣ／ＤＣコンバータ２１、２２、２３には、整流用のコンデンサの一極に導通する第１出力端子２１ａ、２２ａ、２３ａと他極に導通する第２出力端子２１ｂ、２２ｂ、２３ｂとが設けられ、第２出力端子２１ｂ、２２ｂ、２３ｂに隣接する接続端子２１ｃ、２２ｃ、２３ｃが形成される。第１出力端子２１ａ、２２ａ、２３ａは銅等のＩ字型のバスバー３１をネジ止めして接続される。第２出力端子２１ｂ、２２ｂ、２３ｂはＵ字型のバスバー３２の一方の直線部分をネジ止めして接続され、接続端子２１ｃ、２２ｃ、２３ｃはバスバー３２の他方の直線部分をネジ止めして接続される。これにより、コンデンサの両端に接続されるバスバー３１、３２の抵抗を略等しくして各コンデンサに加わる電圧を等しくする。
【選択図】 図３
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、太陽電池、燃料電池、蓄電池等の直流電源の出力を交流電力に変換して供給するインバータに関し、特に、ＤＣ／ＤＣコンバータを有するインバータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば太陽光発電システム用のインバータは、太陽電池により発生する直流電力を直交変換手段により商用周波数の交流電力に変換する。インバータの出力は商用電力系統に接続されている交流負荷に供給され、商用電源から取り出すことができるようになっている。
【０００３】
図１６は従来のインバータの一例を示すブロック図である。インバータ４の入力側には複数の太陽電池パネル１０を直列に一体化した太陽電池アレイ１１、１２、１３が並列に接続される。太陽電池アレイ１１、１２、１３の出力側は直交変換回路３に接続され、直交変換回路３により交流電力に変換して商用電源５に出力される。
【０００４】
太陽電池アレイ１１、１２、１３は住宅家屋の屋根等に設置されるため、屋根の形状や面積等によって太陽電池パネル１０の直列数を一定にすることが困難である。このため、直列数の少ない太陽電池アレイ１３の出力側には昇圧回路２が設けられ、直交変換回路３の入力電圧を一定にするようになっている。昇圧回路２は同図に示すようにインバータ４に内蔵される場合や、インバータ４の外部に別途設けられる場合がある。
【０００５】
また近年、ＤＣ／ＤＣコンバータを直交変換回路３の入力側に設けたインバータが研究されている。ＤＣ／ＤＣコンバータは日照量の変化に追従して最大電力追従制御を行い、発生した電力を効率良く変換して出力することができるようになっている。
【０００６】
また、太陽電池、燃料電池、蓄電池等の直流電源を組み合わせたシステムも考えられている。これらの直流電源はそれぞれ出力の電圧が異なることが多く、ＤＣ／ＤＣコンバータを直交変換装置の入力側に設けることが一般的に考えられている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記構成のインバータ４において、直流電源の直列数が系列毎に異なる場合は最も直列数の多い直流電源を基準として、他の系列に昇圧回路２を設ける必要がある。また、昇圧回路２は、昇圧比が一定であるため、日射量の増減により昇圧回路の出力電圧も変動し、効率良く出力を得ることができない。
【０００８】
このため、昇圧回路２に替えて各々が最大電力点追従を行うようなＤＣ／ＤＣコンバータを直流電源の各系列に接続したインバータが研究されている。しかし、この構成によると、インバータが大型になる問題があった。太陽電池、燃料電池、蓄電池等の直流電源を組み合わせた場合も同様の問題がある。
【０００９】
また、ＤＣ／ＤＣコンバータは出力側に整流用のコンデンサを有しており、コンデンサの両極に導通した各出力端子から電圧が出力される。複数のＤＣ／ＤＣコンバータの一極の各出力端子はリード線等によって同じ極の共通の共通端子に接続され、他極の各出力端子は同じ極の共通端子に接続される。そして、両極の共通端子と後段の直交変換回路の入力側とが接続される。
【００１０】
このため、一のＤＣ／ＤＣコンバータの出力端子と共通端子との距離は、並設される他のＤＣ／ＤＣコンバータの出力端子と共通端子との距離よりも長くなる。これにより、リード線の抵抗が小さい一のＤＣ／ＤＣコンバータのコンデンサは大きな電圧が加わるため寿命が短くなり、インバータの信頼性が低下する問題があった。各出力端子と共通端子とを接続する各リード線の長さを同じにすると、配線が煩雑になるとともに配線のためのスペースを設ける必要があり、インバータを小型化できないという新たな問題が生じる。
【００１１】
また、複数のＤＣ／ＤＣコンバータの出力端子と共通端子とをそれぞれリード線等により接続するため組立工数がかかるとともに配線のためのスペースが必要となり小型化することができず、構成が煩雑となる問題もあった。各ＤＣ／ＤＣコンバータに設けられるアース端子についても同様に、各アース端子を１箇所の端子にリード線等により接続して同電位にするため組立工数がかかるとともに小型化ができず煩雑になる問題があった。
【００１２】
更に、ＤＣ／ＤＣコンバータの回路基板を平面的に配置するとＤＣ／ＤＣコンバータが大型化してインバータを小型化することができない。一方、該回路基板を立体的に配置すると、各回路基板間の配線のためのスペースが必要となるため同様にインバータを小型化することができず、更に構成が煩雑となる問題があった。
【００１３】
本発明は、信頼性を下げることなく組み立て工数を削減し、小型化が可能なインバータを提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、複数の直流電源にそれぞれ接続される複数のＤＣ／ＤＣコンバータを並設し、各ＤＣ／ＤＣコンバータの出力用のコンデンサの一方の極をＤＣ／ＤＣコンバータの配列順に接続長さが短くなるように第１共通端子に接続し、他方の極をＤＣ／ＤＣコンバータの配列順に接続長さが長くなるように第２共通端子に接続している。
【００１５】
この構成によると、ＤＣ／ＤＣコンバータのコンデンサの一極と第１共通端子との距離と、他極と第２共通端子との距離の和がそれぞれ略等しくなり、各コンデンサに印加される電圧が略等しくなる。尚、一のＤＣ／ＤＣコンバータに設けられた出力端子を第１、第２共通端子にしてもよい。
【００１６】
また本発明は、上記構成のインバータにおいて、コンデンサの一極に導通する第１出力端子をＤＣ／ＤＣコンバータに設けてＤＣ／ＤＣコンバータの並設により各第１出力端子を直線状に配置して例えばＩ型の第１導体板によりそれぞれ接続する。また、他極に導通する第２出力端子を直線状に配置して第２導体板によりそれぞれ接続し、Ｕ字型に屈曲した第２導体板によって各接続用端子に接続する。これにより、端部に配されるＤＣ／ＤＣコンバータの第１出力端子及び接続用端子がそれぞれ第１、第２共通端子となる。この結果、リード線を各ＤＣ／ＤＣコンバータに接続するためのスペースが削減される。
【００１７】
また本発明は、ＤＣ／ＤＣコンバータは回路基板にネジ止めやハンダ付け等の取り付け手段により取り付けられる回路部を有しており、取り付け手段によって回路基板と回路部とを導通している。これにより、回路基板と回路部とのリード線等による接続が省かれる。
【００１８】
また本発明は、ＤＣ／ＤＣコンバータは回路基板にネジ止めやハンダ付け等の取り付け手段により取り付けられる回路部を有しており、回路基板または回路部は入力端子及びアース端子を有する端子台や支持部等と一体にインサート成形により形成される。
【００１９】
また本発明は、ＤＣ／ＤＣコンバータには入力端子の両端部にアース端子が設けられ、一のＤＣ／ＤＣコンバータの一方のアース端子と隣接するＤＣ／ＤＣコンバータの他方のアース端子とが導体板により連結される。また、入力端子及びアース端子の隔離壁が傾斜され、所定方向から入力端子に接続されるリード線の屈曲が軽減される。
【００２０】
また本発明は、ＤＣ／ＤＣコンバータは配列方向に平行な異なる直線上にそれぞれ並んで配される入力端子及びアース端子が設けられ、隣接するＤＣ／ＤＣコンバータの各アース端子が板状の導体板により連結される。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施形態を図面を参照して説明する。説明の便宜上、従来例の図１６と同一の部分については同一の符号を付している。図１は第１実施形態の太陽光発電システム用のインバータの構成を示すブロック図である。インバータ２０の入力側には複数の太陽電池パネル１０を直列に一体化した太陽電池アレイ１１、１２、１３から成る直流電源が接続される。
【００２２】
太陽電池アレイ１１、１２、１３はそれぞれＤＣ／ＤＣコンバータ２１、２２、２３に接続されている。ＤＣ／ＤＣコンバータ２１、２２、２３は日照量の変化に追従して最大電力追従制御を行い、発生した電力を効率良く変換して出力することができるようになっている。ＤＣ／ＤＣコンバータ２１、２２、２３の出力側は直交変換回路３に接続され、直交変換回路３により交流電力に変換して商用電源５に出力される。
【００２３】
太陽電池アレイ１１、１２、１３は住宅家屋の屋根等に設置されるため、屋根の形状や面積等によって太陽電池パネル１０の直列数を一定にすることが困難である。このため、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１、２２、２３によって直交変換回路３の入力電圧を一定にするようになっている。
【００２４】
図２はインバータ２０の回路図である。ＤＣ／ＤＣコンバータ２１、２２、２３は同一の構成から成り、入力側にはスイッチング回路（不図示）を介して一次コイル２４が設けられる。二次コイル２５は一次コイル２４に対向して設けられ、ダイオードＤ１、Ｄ２及び電解コンデンサＣ（４１、４２、４３）から成る整流回路２６が二次コイル２５に接続されている。
【００２５】
電解コンデンサ４１の両極はそれぞれＤＣ／ＤＣコンバータ２１の出力端子２１ａ、２１ｂに接続される。電解コンデンサ４２の両極はそれぞれＤＣ／ＤＣコンバータ２２の出力端子２２ａ、２２ｂに接続される。電解コンデンサ４３の両極はそれぞれＤＣ／ＤＣコンバータ２３の出力端子２３ａ、２３ｂに接続される。
【００２６】
出力端子２２ａ、２３ａは後述するバスバー３１（図３参照）により出力端子２１ａに接続され、出力端子２２ｂ、２３ｂは後述するバスバー３２（図３参照）により出力端子２１ｂに接続されている。出力端子２１ａ、２１ｂはリード線９（図３参照）によって直交変換を行う直交変換回路３の入力側に接続されている。
【００２７】
太陽電池アレイ１１、１２、１３からＤＣ／ＤＣコンバータ２１、２２、２３に入力される入力電圧は、スイッチング回路のオンオフによってパルスに変換され、一次コイル２４及び二次コイル２５によって増幅される。その後、整流回路２６によって直流電圧に整流される。これにより、出力端子２１ａ、２１ｂから直交変換回路３に直流電圧が出力される。
【００２８】
図３はインバータ２０の上面図を示している。インバータ２０は筐体３４内の一方に直交変換回路３が配され、他方にＤＣ／ＤＣコンバータ２１、２２、２３が並設されている。直交変換回路３の図中、下方には、筐体３４の底面に貫通孔８ａを有する入力部８が設けられている。貫通孔８ａを介して太陽電池アレイ１１、１２、１３に接続されたリード線７がインバータ２０に取り込まれる。
【００２９】
図４はＤＣ／ＤＣコンバータ２１を示す斜視図である。ＤＣ／ＤＣコンバータ２２、２３もＤＣ／ＤＣコンバータ２１と同一の構成になっている。ＤＣ／ＤＣコンバータ２１は回路が形成される主回路基板５５を有し、主回路基板５５には、出力端子２１ａ、２１ｂを有する出力端子部５１と、入力端子２７ａ、２７ｂ（図３参照）を有する入力端子部６１とが取り付けられている。
【００３０】
図５は主回路基板５５を示す斜視図である。主回路基板５５は樹脂成形品から成り、鉛直部５５ｄの下端に垂設した脚部５５ａを筐体３４（図３参照）に固定して立設されている。主回路基板５５の鉛直部５５ｄには出力端子部５１及び入力端子部６１をネジ止めするためのネジ孔を有した金属製の接続部５５ｂ、５５ｃが設けられている。
【００３１】
主回路基板５５は、鉛直部５５ｄに設けられる回路パターンを金属板の打ち抜き等により形成し、接続部５５ｂ、５５ｃ及び脚部５５ａとともにインサート成形して一体に形成されている。脚部５５ａは樹脂により主回路基板５５と一体に成形してもよい。接続部５５ｂ、５５ｃは回路パターンの所定箇所に導通する位置に設けられている。また、鉛直部５５ｄをプリント基板により形成して金属製の接続部５５ｂ、５５ｃ及び脚部５５ａを固着してもよい。
【００３２】
図６、図７、図８はそれぞれ出力端子部５１を示す斜視図、側面図及び上面図である。出力端子部５１は断面略Ｌ字型に形成された樹脂成形品から成り、出力端子２１ａ、２１ｂが設けられる面に対して直交する面に取付孔５１ａ、５１ｂが形成されている。
【００３３】
取付孔５１ａ、５１ｂと出力端子２１ａ、２１ｂとはＬ字型に形成した金属板５２をインサート成形することによってそれぞれ導通し、回路を形成する。取付孔５１ａ、５１ｂを挿通するネジ５３によって出力端子部５１（回路部）が主回路基板５５に取り付けられる。これにより、主回路基板５５に形成される回路パターンと出力端子２１ａ、２１ｂとがネジ５３によって電気的に接続されるようになっている。
【００３４】
従って、主回路基板５５の回路パターンと出力端子２１ａ、２１ｂとをリード線等により接続する必要がなく、リード線接続用の端子を設ける必要もないため、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１の小型化を図ることができる。また、出力端子部５１には出力端子２１ｂに隣接して主回路基板５５と電気的に遮断された接続端子２１ｃが設けられる。
【００３５】
前述の図３に示すように、並設されるＤＣ／ＤＣコンバータ２１、２２、２３に設けられた出力端子（第１出力端子）２１ａ、２２ａ、２３ａは一直線上に配列される。同様に、出力端子（第２出力端子）２１ｂ、２２ｂ、２３ｂが一直線上に配列され、接続端子２１ｃ、２２ｃ、２３ｃが一直線上に配列される。
【００３６】
出力端子２１ａ、２２ａ、２３ａは銅等の金属等から成るＩ字型のバスバー３１（第１導体板）をネジ止めして接続されている。出力端子２１ｂ、２２ｂ、２３ｂはＵ字型のバスバー３２（第２導体板）の一方の直線部分をネジ止めして接続され、接続端子２１ｃ、２２ｃ、２３ｃはバスバー３２の他方の直線部分をネジ止めして接続される。そして、出力端子２１ａ及び接続端子２１ｃに直交変換回路３の入力側のリード線９が接続される。
【００３７】
これにより、出力端子２２ａ、２３ａ、２２ｂ、２３ｂにそれぞれリード線を接続する必要がなく、出力端子２１ａ及び接続端子２１ｃをそれぞれ両極の共通端子（第１、第２共通端子）として直交変換回路３の入力側に容易に接続することができる。従って、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１、２２、２３を電気的に接続するとともに、機械的に固定することができる。これにより、別途機械固定部を設ける必要がなく、省スペース化を図ることができる。また、インバータ２０の組立工数を削減することができる。
【００３８】
また、出力端子２１ａ、２２ａ、２３ａの順に直交変換回路３の入力側との接続距離が短く、Ｕ字型のバスバー３２を用いることによって出力端子２１ｂ、２２ｂ、２３ｂの順に直交変換回路３の入力側との接続距離が長くなっている。このため、電解コンデンサ４１、４２、４３（図２参照）の一極と直交変換回路３の入力側との接続距離と、他極と直交変換回路３の入力側との接続距離との和が略等しくなる。
【００３９】
その結果、バスバー３１、３２に抵抗が発生しても電解コンデンサ４１、４２、４３に加わる電圧が等しくなる。従って、電解コンデンサ４１、４２、４３の寿命が均一化して長寿命化され、インバータ２０の信頼性を向上させることができるとともに、煩雑な配線を省略して省スペース化を図ることができる。
【００４０】
図９は入力端子部６１を示す上面図である。同図及び前述の図４によると、入力端子部６１は回路基板６５、入力端子台６４及び支持部６３から成っている。回路基板６５には主回路基板５５と接続する金属製の接続部６１ａが設けられ、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１の電源をオンオフする電源スイッチ６２が取り付けられている。回路基板６５には、サージアブソーバなどの部品を実装してもよい。
【００４１】
入力端子台６４には太陽電池アレイ１１、１２、１３（図１参照）から出力されるリード線７を接続する入力端子２７ａ、２７ｂが設けられる。入力端子２７ａ、２７ｂの両側には互いに同電位のアース端子２８ａ、２８ｂが設けられている。入力端子２７ａ、２７ｂ及びアース端子２８ａ、２８ｂは並設されるＤＣ／ＤＣコンバータ２１、２２、２３の配列方向に並んで配され、それぞれ樹脂製の隔離壁２９により隔離されている。回路基板６５から垂下する支持部６３は金属から成り、主回路基板５５の脚部５５ａに取り付けられる支持板５６に固定されて入力端子部６１を支持する。
【００４２】
入力端子部６１は、回路基板６５上に配される所定の回路パターン、入力端子２７ａ、２７ｂ、アース端子２８ａ、２８ｂ、接続部６１ａ及び支持部６３を打ち抜き等により一体に形成した金属をインサート成形して形成されている。これにより、回路基板６５と入力端子台６４間の配線引き回しの必要がなく、配線のためのスペースを節減できる。また、回路基板６５、入力端子台６４及び支持部６３の組立作業を必要とせず、部品点数及び組立工数を削減できるようになっている。尚、支持部６３を樹脂により回路基板６５と一体成形してもよい。
【００４３】
また、入力端子２７ａ、２７ｂ及びアース端子２８ａ、２８ｂの隔離壁２９は平面的に見て傾斜して形成される。このため、図３に示すようにＤＣ／ＤＣコンバータ２１、２２、２３と筐体３４の壁面とを接近して配置しても、入力端子２７ａ、２７ｂに接続されるリード線７の屈曲量を低減することができる。従って、インバータ２０を小型化できるとともにリード線７の信頼性を向上させることができる。
【００４４】
アース端子２８ａ、２８ｂは入力端子部６１の両端に設けられるため、並設されるＤＣ／ＤＣコンバータ２１のアース端子２８ｂとＤＣ／ＤＣコンバータ２２のアース端子２８ａとが隣接して板状のバスバー（導体板）３３により接続されている。同様に、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２のアース端子２８ｂとＤＣ／ＤＣコンバータ２３のアース端子２８ａとが隣接して金属板から成るバスバー３３により接続されている。
【００４５】
このため、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１のアース端子２８ａにリード線６を接続するだけでＤＣ／ＤＣコンバータ２１、２２、２３のアースを取ることができる。従って、アースのためのリード線の配線引き回しスペースを省略することによりインバータ２０の小型化を図ることができるとともに、接続を削減して組立作業を簡単にし、組立工数を削減することができる。
【００４６】
図１０、図１１は入力端子部６１（回路部）の取り付け状態を示す上面図及び側面図である。回路基板６５に一体に設けられた接続部６１ａは主回路基板５５に設けられた孔部（不図示）に挿通され、ハンダ６７により固着されている。これにより、主回路基板５５に形成される回路パターンと接続部６１ａとが導通し、入力端子２７ａ、２７ｂ及びアース端子２８ａ、２８ｂが該回路パターンと電気的に接続される。
【００４７】
従って、回路基板６５と主回路基板５５とをリード線等により接続する必要がなく、主回路基板５５と入力端子部６１との接続に要するスペースを削減できる。従って、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１、２２、２３を小型化することができるとともに、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１、２２、２３の組立工数を削減することができる。入力端子部６１を接続部５５ｃ（図５参照）を介してネジ止めにより取り付けて、該取り付け部を主回路基板５５と入力端子部６１との機械的固定に併用してもよい。
【００４８】
次に第２実施形態について図１２〜図１４を参照して説明する。説明の便宜上、前述の図１〜図１１に示す第１実施形態と同様の部分には同一の符号を付している。本実施形態は図１に示す第１実施形態と同様に太陽電池パネルから成る太陽電池アレイ１１、１２、１３を接続した太陽光発電システム用のインバータになっている。
【００４９】
図１２はインバータ３０の上面図を示している。インバータ３０は筐体３４内の一方に直交変換回路３が配され、他方にＤＣ／ＤＣコンバータ２１、２２、２３が並設されている。直交変換回路３の図中、下方には、筐体３４の底面に貫通孔（不図示）を有する入力部８が設けられている。該貫通孔を介して太陽電池アレイ１１、１２、１３（図１参照）に接続されたリード線７がインバータ３０に取り込まれる。
【００５０】
図１３はＤＣ／ＤＣコンバータ２１を示す斜視図である。ＤＣ／ＤＣコンバータ２２、２３もＤＣ／ＤＣコンバータ２１と同一の構成になっている。ＤＣ／ＤＣコンバータ２１は回路が形成される主回路基板５５を有し、主回路基板５５には、出力端子２１ａ、２１ｂを有する出力端子部５１と、入力端子２７ａ、２７ｂ（図１２参照）を有する入力端子部６１とが取り付けられている。
【００５１】
図１４は入力端子部６１を示す上面図である。同図及び前述の図１３によると、入力端子部６１は、回路基板６５、入力端子台６４及び支持部６３から成っている。回路基板６５及び支持部６３は第１実施形態と同様に構成されている。入力端子台６４には太陽電池アレイ１１、１２、１３（図１参照）から出力されるリード線７を接続する入力端子２７ａ、２７ｂが設けられる。入力端子２７ａ、２７ｂは並設されるＤＣ／ＤＣコンバータ２１、２２、２３の配列方向に並んで配され、樹脂製の隔離壁２９により隔離されている。
【００５２】
配列された入力端子２７ａ、２７ｂと平行で異なる直線上にはアース端子３６が設けられている。アース端子３６はＤＣ／ＤＣコンバータ２１、２２、２３の配列方向に障害物のない位置に設けられるため、並設されるＤＣ／ＤＣコンバータ２１、２２、２３のアース端子３６は板状のバスバー３５により接続されている。
【００５３】
このため、第１実施形態と同様に、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１のアース端子３６にリード線６（図１２参照）を接続するだけでＤＣ／ＤＣコンバータ２１、２２、２３のアースを取ることができる。従って、アースのためのリード線の配線引き回しスペースを省略することによりインバータ３０の小型化を図ることができるとともに、接続を削減して組立作業を簡単にし、組立工数を削減することができる。更に、１つのバスバー３５により各アース端子３６を接続して部品点数を削減することができる。
【００５４】
尚、第１、第２実施形態において、太陽電池アレイ１１、１２、１３を接続したインバータについて説明しているが、他の直流電源を用いたインバータであってもよい。例えば、図１５は第３実施形態のインバータを示している。インバータ４０は太陽電池アレイ１１、燃料電池１４、蓄電池１５が接続されている。
【００５５】
これらの直流電源はそれぞれ出力の電圧が異なり、燃料電池１４及び蓄電池１５には第１、第２実施形態と同様のＤＣ／ＤＣコンバータ２２、２３が直交変換装置３の入力側に設けられている。このようなインバータ４０においても第１、第２実施形態と同様の構成にすることにより同様の効果を得ることができる。
【００５６】
【発明の効果】
本発明によると、複数のＤＣ／ＤＣコンバータを並設するインバータにおいて、ＤＣ／ＤＣコンバータの出力端に配される各コンデンサの一極をＤＣ／ＤＣコンバータの配列順に接続距離が短くなるように共通の第１共通端子に接続し、各コンデンサの他極をＤＣ／ＤＣコンバータの配列順に接続距離が長くなるように共通の第２共通端子に接続しているので、接続線の抵抗が生じても各コンデンサに加わる電圧が略等しくなる。従って、各コンデンサの寿命が均一化して長寿命化され、インバータの信頼性を向上させることができる。
【００５７】
また本発明によると、コンデンサの両極に導通する第１、第２出力端子と、第２出力端子に隣接する接続用端子とをそれぞれ一直線上に配して、第１導体板により各第１出力端子を連結し、Ｕ字型の第２導体板により各第２出力端子及び接続用端子を連結するので、ＤＣ／ＤＣコンバータの各第１、第２出力端子にそれぞれリード線を接続する必要がなく、後段の直交変換回路の入力側に容易に接続することができる。従って、インバータの組立工数を削減することができる。
【００５８】
また本発明によると、ＤＣ／ＤＣコンバータに設けられる回路基板と、回路部とをネジ止めやハンダ付け等の取り付け手段によって導通して連結するので、回路を立体的に配置してインバータの省スペース化を図ることができる。また、回路基板と回路部とをリード線等により接続する必要がなくインバータの組立工数を削減することができる。
【００５９】
また本発明によると、並設されるＤＣ／ＤＣコンバータの配列方向に並ぶアース端子及び入力端子を備え、アース端子を入力端子の両側に設けて一のＤＣ／ＤＣコンバータの一方のアース端子と、隣接するＤＣ／ＤＣコンバータの他方のアース端子とを導体板により連結するので、アースのためのリード線の接続を削減して組立作業を簡単にし、インバータの組立工数を削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】は、本発明の第１実施形態のインバータの構成を示すブロック図である。
【図２】は、本発明の第１実施形態のインバータを示す回路図である。
【図３】は、本発明の第１実施形態のインバータを示す上面図である。
【図４】は、本発明の第１実施形態のインバータのＤＣ／ＤＣコンバータを示す斜視図である。
【図５】は、本発明の第１実施形態のインバータのＤＣ／ＤＣコンバータの主回路基板を示す斜視図である。
【図６】は、本発明の第１実施形態のインバータのＤＣ／ＤＣコンバータの出力端子部を示す斜視図である。
【図７】は、本発明の第１実施形態のインバータのＤＣ／ＤＣコンバータの出力端子部の取り付け状態を示す側面図である。
【図８】は、本発明の第１実施形態のインバータのＤＣ／ＤＣコンバータの出力端子部の取り付け状態を示す上面図である。
【図９】は、本発明の第１実施形態のインバータのＤＣ／ＤＣコンバータの入力端子部を示す上面図である。
【図１０】は、本発明の第１実施形態のインバータのＤＣ／ＤＣコンバータの入力端子部の取り付け状態を示す側面図である。
【図１１】は、本発明の第１実施形態のインバータのＤＣ／ＤＣコンバータの入力端子部の取り付け状態を示す上面図である。
【図１２】は、本発明の第２実施形態のインバータを示す上面図である。
【図１３】は、本発明の第２実施形態のインバータのＤＣ／ＤＣコンバータを示す斜視図である。
【図１４】は、本発明の第２実施形態のインバータのＤＣ／ＤＣコンバータの入力端子部を示す上面図である。
【図１５】は、本発明の第３実施形態のインバータの構成を示すブロック図である。
【図１６】は、従来のインバータの構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
４、２０、３０、４０ インバータ
２ 昇圧回路
３ 直交変換装置
５ 商用電源
６、７、９ リード線
１０ 太陽電池
１１、１２、１３ 太陽電池アレイ
１４ 燃料電池
１５ 蓄電池
２１、２２、２３ ＤＣ／ＤＣコンバータ
２１ａ、２１ｂ、２２ａ、２２ｂ、２３ａ、２３ｂ 出力端子
２４ 一次コイル
２５ 二次コイル
２６ 整流回路
２７ａ、２７ｂ 入力端子
２８ａ、２８ｂ、３６ アース端子
２９ 隔離壁
３１、３２、３３、３５ バスバー
３４ 筐体
４１、４２、４３ コンデンサ
５１ 出力端子部
５５ 主回路基板
６１ 入力端子部
６１ａ 接続部
６２ 電源スイッチ
６３ 支持部
６４ 入力端子台
【発明の属する技術分野】
本発明は、太陽電池、燃料電池、蓄電池等の直流電源の出力を交流電力に変換して供給するインバータに関し、特に、ＤＣ／ＤＣコンバータを有するインバータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば太陽光発電システム用のインバータは、太陽電池により発生する直流電力を直交変換手段により商用周波数の交流電力に変換する。インバータの出力は商用電力系統に接続されている交流負荷に供給され、商用電源から取り出すことができるようになっている。
【０００３】
図１６は従来のインバータの一例を示すブロック図である。インバータ４の入力側には複数の太陽電池パネル１０を直列に一体化した太陽電池アレイ１１、１２、１３が並列に接続される。太陽電池アレイ１１、１２、１３の出力側は直交変換回路３に接続され、直交変換回路３により交流電力に変換して商用電源５に出力される。
【０００４】
太陽電池アレイ１１、１２、１３は住宅家屋の屋根等に設置されるため、屋根の形状や面積等によって太陽電池パネル１０の直列数を一定にすることが困難である。このため、直列数の少ない太陽電池アレイ１３の出力側には昇圧回路２が設けられ、直交変換回路３の入力電圧を一定にするようになっている。昇圧回路２は同図に示すようにインバータ４に内蔵される場合や、インバータ４の外部に別途設けられる場合がある。
【０００５】
また近年、ＤＣ／ＤＣコンバータを直交変換回路３の入力側に設けたインバータが研究されている。ＤＣ／ＤＣコンバータは日照量の変化に追従して最大電力追従制御を行い、発生した電力を効率良く変換して出力することができるようになっている。
【０００６】
また、太陽電池、燃料電池、蓄電池等の直流電源を組み合わせたシステムも考えられている。これらの直流電源はそれぞれ出力の電圧が異なることが多く、ＤＣ／ＤＣコンバータを直交変換装置の入力側に設けることが一般的に考えられている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記構成のインバータ４において、直流電源の直列数が系列毎に異なる場合は最も直列数の多い直流電源を基準として、他の系列に昇圧回路２を設ける必要がある。また、昇圧回路２は、昇圧比が一定であるため、日射量の増減により昇圧回路の出力電圧も変動し、効率良く出力を得ることができない。
【０００８】
このため、昇圧回路２に替えて各々が最大電力点追従を行うようなＤＣ／ＤＣコンバータを直流電源の各系列に接続したインバータが研究されている。しかし、この構成によると、インバータが大型になる問題があった。太陽電池、燃料電池、蓄電池等の直流電源を組み合わせた場合も同様の問題がある。
【０００９】
また、ＤＣ／ＤＣコンバータは出力側に整流用のコンデンサを有しており、コンデンサの両極に導通した各出力端子から電圧が出力される。複数のＤＣ／ＤＣコンバータの一極の各出力端子はリード線等によって同じ極の共通の共通端子に接続され、他極の各出力端子は同じ極の共通端子に接続される。そして、両極の共通端子と後段の直交変換回路の入力側とが接続される。
【００１０】
このため、一のＤＣ／ＤＣコンバータの出力端子と共通端子との距離は、並設される他のＤＣ／ＤＣコンバータの出力端子と共通端子との距離よりも長くなる。これにより、リード線の抵抗が小さい一のＤＣ／ＤＣコンバータのコンデンサは大きな電圧が加わるため寿命が短くなり、インバータの信頼性が低下する問題があった。各出力端子と共通端子とを接続する各リード線の長さを同じにすると、配線が煩雑になるとともに配線のためのスペースを設ける必要があり、インバータを小型化できないという新たな問題が生じる。
【００１１】
また、複数のＤＣ／ＤＣコンバータの出力端子と共通端子とをそれぞれリード線等により接続するため組立工数がかかるとともに配線のためのスペースが必要となり小型化することができず、構成が煩雑となる問題もあった。各ＤＣ／ＤＣコンバータに設けられるアース端子についても同様に、各アース端子を１箇所の端子にリード線等により接続して同電位にするため組立工数がかかるとともに小型化ができず煩雑になる問題があった。
【００１２】
更に、ＤＣ／ＤＣコンバータの回路基板を平面的に配置するとＤＣ／ＤＣコンバータが大型化してインバータを小型化することができない。一方、該回路基板を立体的に配置すると、各回路基板間の配線のためのスペースが必要となるため同様にインバータを小型化することができず、更に構成が煩雑となる問題があった。
【００１３】
本発明は、信頼性を下げることなく組み立て工数を削減し、小型化が可能なインバータを提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、複数の直流電源にそれぞれ接続される複数のＤＣ／ＤＣコンバータを並設し、各ＤＣ／ＤＣコンバータの出力用のコンデンサの一方の極をＤＣ／ＤＣコンバータの配列順に接続長さが短くなるように第１共通端子に接続し、他方の極をＤＣ／ＤＣコンバータの配列順に接続長さが長くなるように第２共通端子に接続している。
【００１５】
この構成によると、ＤＣ／ＤＣコンバータのコンデンサの一極と第１共通端子との距離と、他極と第２共通端子との距離の和がそれぞれ略等しくなり、各コンデンサに印加される電圧が略等しくなる。尚、一のＤＣ／ＤＣコンバータに設けられた出力端子を第１、第２共通端子にしてもよい。
【００１６】
また本発明は、上記構成のインバータにおいて、コンデンサの一極に導通する第１出力端子をＤＣ／ＤＣコンバータに設けてＤＣ／ＤＣコンバータの並設により各第１出力端子を直線状に配置して例えばＩ型の第１導体板によりそれぞれ接続する。また、他極に導通する第２出力端子を直線状に配置して第２導体板によりそれぞれ接続し、Ｕ字型に屈曲した第２導体板によって各接続用端子に接続する。これにより、端部に配されるＤＣ／ＤＣコンバータの第１出力端子及び接続用端子がそれぞれ第１、第２共通端子となる。この結果、リード線を各ＤＣ／ＤＣコンバータに接続するためのスペースが削減される。
【００１７】
また本発明は、ＤＣ／ＤＣコンバータは回路基板にネジ止めやハンダ付け等の取り付け手段により取り付けられる回路部を有しており、取り付け手段によって回路基板と回路部とを導通している。これにより、回路基板と回路部とのリード線等による接続が省かれる。
【００１８】
また本発明は、ＤＣ／ＤＣコンバータは回路基板にネジ止めやハンダ付け等の取り付け手段により取り付けられる回路部を有しており、回路基板または回路部は入力端子及びアース端子を有する端子台や支持部等と一体にインサート成形により形成される。
【００１９】
また本発明は、ＤＣ／ＤＣコンバータには入力端子の両端部にアース端子が設けられ、一のＤＣ／ＤＣコンバータの一方のアース端子と隣接するＤＣ／ＤＣコンバータの他方のアース端子とが導体板により連結される。また、入力端子及びアース端子の隔離壁が傾斜され、所定方向から入力端子に接続されるリード線の屈曲が軽減される。
【００２０】
また本発明は、ＤＣ／ＤＣコンバータは配列方向に平行な異なる直線上にそれぞれ並んで配される入力端子及びアース端子が設けられ、隣接するＤＣ／ＤＣコンバータの各アース端子が板状の導体板により連結される。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施形態を図面を参照して説明する。説明の便宜上、従来例の図１６と同一の部分については同一の符号を付している。図１は第１実施形態の太陽光発電システム用のインバータの構成を示すブロック図である。インバータ２０の入力側には複数の太陽電池パネル１０を直列に一体化した太陽電池アレイ１１、１２、１３から成る直流電源が接続される。
【００２２】
太陽電池アレイ１１、１２、１３はそれぞれＤＣ／ＤＣコンバータ２１、２２、２３に接続されている。ＤＣ／ＤＣコンバータ２１、２２、２３は日照量の変化に追従して最大電力追従制御を行い、発生した電力を効率良く変換して出力することができるようになっている。ＤＣ／ＤＣコンバータ２１、２２、２３の出力側は直交変換回路３に接続され、直交変換回路３により交流電力に変換して商用電源５に出力される。
【００２３】
太陽電池アレイ１１、１２、１３は住宅家屋の屋根等に設置されるため、屋根の形状や面積等によって太陽電池パネル１０の直列数を一定にすることが困難である。このため、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１、２２、２３によって直交変換回路３の入力電圧を一定にするようになっている。
【００２４】
図２はインバータ２０の回路図である。ＤＣ／ＤＣコンバータ２１、２２、２３は同一の構成から成り、入力側にはスイッチング回路（不図示）を介して一次コイル２４が設けられる。二次コイル２５は一次コイル２４に対向して設けられ、ダイオードＤ１、Ｄ２及び電解コンデンサＣ（４１、４２、４３）から成る整流回路２６が二次コイル２５に接続されている。
【００２５】
電解コンデンサ４１の両極はそれぞれＤＣ／ＤＣコンバータ２１の出力端子２１ａ、２１ｂに接続される。電解コンデンサ４２の両極はそれぞれＤＣ／ＤＣコンバータ２２の出力端子２２ａ、２２ｂに接続される。電解コンデンサ４３の両極はそれぞれＤＣ／ＤＣコンバータ２３の出力端子２３ａ、２３ｂに接続される。
【００２６】
出力端子２２ａ、２３ａは後述するバスバー３１（図３参照）により出力端子２１ａに接続され、出力端子２２ｂ、２３ｂは後述するバスバー３２（図３参照）により出力端子２１ｂに接続されている。出力端子２１ａ、２１ｂはリード線９（図３参照）によって直交変換を行う直交変換回路３の入力側に接続されている。
【００２７】
太陽電池アレイ１１、１２、１３からＤＣ／ＤＣコンバータ２１、２２、２３に入力される入力電圧は、スイッチング回路のオンオフによってパルスに変換され、一次コイル２４及び二次コイル２５によって増幅される。その後、整流回路２６によって直流電圧に整流される。これにより、出力端子２１ａ、２１ｂから直交変換回路３に直流電圧が出力される。
【００２８】
図３はインバータ２０の上面図を示している。インバータ２０は筐体３４内の一方に直交変換回路３が配され、他方にＤＣ／ＤＣコンバータ２１、２２、２３が並設されている。直交変換回路３の図中、下方には、筐体３４の底面に貫通孔８ａを有する入力部８が設けられている。貫通孔８ａを介して太陽電池アレイ１１、１２、１３に接続されたリード線７がインバータ２０に取り込まれる。
【００２９】
図４はＤＣ／ＤＣコンバータ２１を示す斜視図である。ＤＣ／ＤＣコンバータ２２、２３もＤＣ／ＤＣコンバータ２１と同一の構成になっている。ＤＣ／ＤＣコンバータ２１は回路が形成される主回路基板５５を有し、主回路基板５５には、出力端子２１ａ、２１ｂを有する出力端子部５１と、入力端子２７ａ、２７ｂ（図３参照）を有する入力端子部６１とが取り付けられている。
【００３０】
図５は主回路基板５５を示す斜視図である。主回路基板５５は樹脂成形品から成り、鉛直部５５ｄの下端に垂設した脚部５５ａを筐体３４（図３参照）に固定して立設されている。主回路基板５５の鉛直部５５ｄには出力端子部５１及び入力端子部６１をネジ止めするためのネジ孔を有した金属製の接続部５５ｂ、５５ｃが設けられている。
【００３１】
主回路基板５５は、鉛直部５５ｄに設けられる回路パターンを金属板の打ち抜き等により形成し、接続部５５ｂ、５５ｃ及び脚部５５ａとともにインサート成形して一体に形成されている。脚部５５ａは樹脂により主回路基板５５と一体に成形してもよい。接続部５５ｂ、５５ｃは回路パターンの所定箇所に導通する位置に設けられている。また、鉛直部５５ｄをプリント基板により形成して金属製の接続部５５ｂ、５５ｃ及び脚部５５ａを固着してもよい。
【００３２】
図６、図７、図８はそれぞれ出力端子部５１を示す斜視図、側面図及び上面図である。出力端子部５１は断面略Ｌ字型に形成された樹脂成形品から成り、出力端子２１ａ、２１ｂが設けられる面に対して直交する面に取付孔５１ａ、５１ｂが形成されている。
【００３３】
取付孔５１ａ、５１ｂと出力端子２１ａ、２１ｂとはＬ字型に形成した金属板５２をインサート成形することによってそれぞれ導通し、回路を形成する。取付孔５１ａ、５１ｂを挿通するネジ５３によって出力端子部５１（回路部）が主回路基板５５に取り付けられる。これにより、主回路基板５５に形成される回路パターンと出力端子２１ａ、２１ｂとがネジ５３によって電気的に接続されるようになっている。
【００３４】
従って、主回路基板５５の回路パターンと出力端子２１ａ、２１ｂとをリード線等により接続する必要がなく、リード線接続用の端子を設ける必要もないため、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１の小型化を図ることができる。また、出力端子部５１には出力端子２１ｂに隣接して主回路基板５５と電気的に遮断された接続端子２１ｃが設けられる。
【００３５】
前述の図３に示すように、並設されるＤＣ／ＤＣコンバータ２１、２２、２３に設けられた出力端子（第１出力端子）２１ａ、２２ａ、２３ａは一直線上に配列される。同様に、出力端子（第２出力端子）２１ｂ、２２ｂ、２３ｂが一直線上に配列され、接続端子２１ｃ、２２ｃ、２３ｃが一直線上に配列される。
【００３６】
出力端子２１ａ、２２ａ、２３ａは銅等の金属等から成るＩ字型のバスバー３１（第１導体板）をネジ止めして接続されている。出力端子２１ｂ、２２ｂ、２３ｂはＵ字型のバスバー３２（第２導体板）の一方の直線部分をネジ止めして接続され、接続端子２１ｃ、２２ｃ、２３ｃはバスバー３２の他方の直線部分をネジ止めして接続される。そして、出力端子２１ａ及び接続端子２１ｃに直交変換回路３の入力側のリード線９が接続される。
【００３７】
これにより、出力端子２２ａ、２３ａ、２２ｂ、２３ｂにそれぞれリード線を接続する必要がなく、出力端子２１ａ及び接続端子２１ｃをそれぞれ両極の共通端子（第１、第２共通端子）として直交変換回路３の入力側に容易に接続することができる。従って、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１、２２、２３を電気的に接続するとともに、機械的に固定することができる。これにより、別途機械固定部を設ける必要がなく、省スペース化を図ることができる。また、インバータ２０の組立工数を削減することができる。
【００３８】
また、出力端子２１ａ、２２ａ、２３ａの順に直交変換回路３の入力側との接続距離が短く、Ｕ字型のバスバー３２を用いることによって出力端子２１ｂ、２２ｂ、２３ｂの順に直交変換回路３の入力側との接続距離が長くなっている。このため、電解コンデンサ４１、４２、４３（図２参照）の一極と直交変換回路３の入力側との接続距離と、他極と直交変換回路３の入力側との接続距離との和が略等しくなる。
【００３９】
その結果、バスバー３１、３２に抵抗が発生しても電解コンデンサ４１、４２、４３に加わる電圧が等しくなる。従って、電解コンデンサ４１、４２、４３の寿命が均一化して長寿命化され、インバータ２０の信頼性を向上させることができるとともに、煩雑な配線を省略して省スペース化を図ることができる。
【００４０】
図９は入力端子部６１を示す上面図である。同図及び前述の図４によると、入力端子部６１は回路基板６５、入力端子台６４及び支持部６３から成っている。回路基板６５には主回路基板５５と接続する金属製の接続部６１ａが設けられ、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１の電源をオンオフする電源スイッチ６２が取り付けられている。回路基板６５には、サージアブソーバなどの部品を実装してもよい。
【００４１】
入力端子台６４には太陽電池アレイ１１、１２、１３（図１参照）から出力されるリード線７を接続する入力端子２７ａ、２７ｂが設けられる。入力端子２７ａ、２７ｂの両側には互いに同電位のアース端子２８ａ、２８ｂが設けられている。入力端子２７ａ、２７ｂ及びアース端子２８ａ、２８ｂは並設されるＤＣ／ＤＣコンバータ２１、２２、２３の配列方向に並んで配され、それぞれ樹脂製の隔離壁２９により隔離されている。回路基板６５から垂下する支持部６３は金属から成り、主回路基板５５の脚部５５ａに取り付けられる支持板５６に固定されて入力端子部６１を支持する。
【００４２】
入力端子部６１は、回路基板６５上に配される所定の回路パターン、入力端子２７ａ、２７ｂ、アース端子２８ａ、２８ｂ、接続部６１ａ及び支持部６３を打ち抜き等により一体に形成した金属をインサート成形して形成されている。これにより、回路基板６５と入力端子台６４間の配線引き回しの必要がなく、配線のためのスペースを節減できる。また、回路基板６５、入力端子台６４及び支持部６３の組立作業を必要とせず、部品点数及び組立工数を削減できるようになっている。尚、支持部６３を樹脂により回路基板６５と一体成形してもよい。
【００４３】
また、入力端子２７ａ、２７ｂ及びアース端子２８ａ、２８ｂの隔離壁２９は平面的に見て傾斜して形成される。このため、図３に示すようにＤＣ／ＤＣコンバータ２１、２２、２３と筐体３４の壁面とを接近して配置しても、入力端子２７ａ、２７ｂに接続されるリード線７の屈曲量を低減することができる。従って、インバータ２０を小型化できるとともにリード線７の信頼性を向上させることができる。
【００４４】
アース端子２８ａ、２８ｂは入力端子部６１の両端に設けられるため、並設されるＤＣ／ＤＣコンバータ２１のアース端子２８ｂとＤＣ／ＤＣコンバータ２２のアース端子２８ａとが隣接して板状のバスバー（導体板）３３により接続されている。同様に、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２のアース端子２８ｂとＤＣ／ＤＣコンバータ２３のアース端子２８ａとが隣接して金属板から成るバスバー３３により接続されている。
【００４５】
このため、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１のアース端子２８ａにリード線６を接続するだけでＤＣ／ＤＣコンバータ２１、２２、２３のアースを取ることができる。従って、アースのためのリード線の配線引き回しスペースを省略することによりインバータ２０の小型化を図ることができるとともに、接続を削減して組立作業を簡単にし、組立工数を削減することができる。
【００４６】
図１０、図１１は入力端子部６１（回路部）の取り付け状態を示す上面図及び側面図である。回路基板６５に一体に設けられた接続部６１ａは主回路基板５５に設けられた孔部（不図示）に挿通され、ハンダ６７により固着されている。これにより、主回路基板５５に形成される回路パターンと接続部６１ａとが導通し、入力端子２７ａ、２７ｂ及びアース端子２８ａ、２８ｂが該回路パターンと電気的に接続される。
【００４７】
従って、回路基板６５と主回路基板５５とをリード線等により接続する必要がなく、主回路基板５５と入力端子部６１との接続に要するスペースを削減できる。従って、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１、２２、２３を小型化することができるとともに、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１、２２、２３の組立工数を削減することができる。入力端子部６１を接続部５５ｃ（図５参照）を介してネジ止めにより取り付けて、該取り付け部を主回路基板５５と入力端子部６１との機械的固定に併用してもよい。
【００４８】
次に第２実施形態について図１２〜図１４を参照して説明する。説明の便宜上、前述の図１〜図１１に示す第１実施形態と同様の部分には同一の符号を付している。本実施形態は図１に示す第１実施形態と同様に太陽電池パネルから成る太陽電池アレイ１１、１２、１３を接続した太陽光発電システム用のインバータになっている。
【００４９】
図１２はインバータ３０の上面図を示している。インバータ３０は筐体３４内の一方に直交変換回路３が配され、他方にＤＣ／ＤＣコンバータ２１、２２、２３が並設されている。直交変換回路３の図中、下方には、筐体３４の底面に貫通孔（不図示）を有する入力部８が設けられている。該貫通孔を介して太陽電池アレイ１１、１２、１３（図１参照）に接続されたリード線７がインバータ３０に取り込まれる。
【００５０】
図１３はＤＣ／ＤＣコンバータ２１を示す斜視図である。ＤＣ／ＤＣコンバータ２２、２３もＤＣ／ＤＣコンバータ２１と同一の構成になっている。ＤＣ／ＤＣコンバータ２１は回路が形成される主回路基板５５を有し、主回路基板５５には、出力端子２１ａ、２１ｂを有する出力端子部５１と、入力端子２７ａ、２７ｂ（図１２参照）を有する入力端子部６１とが取り付けられている。
【００５１】
図１４は入力端子部６１を示す上面図である。同図及び前述の図１３によると、入力端子部６１は、回路基板６５、入力端子台６４及び支持部６３から成っている。回路基板６５及び支持部６３は第１実施形態と同様に構成されている。入力端子台６４には太陽電池アレイ１１、１２、１３（図１参照）から出力されるリード線７を接続する入力端子２７ａ、２７ｂが設けられる。入力端子２７ａ、２７ｂは並設されるＤＣ／ＤＣコンバータ２１、２２、２３の配列方向に並んで配され、樹脂製の隔離壁２９により隔離されている。
【００５２】
配列された入力端子２７ａ、２７ｂと平行で異なる直線上にはアース端子３６が設けられている。アース端子３６はＤＣ／ＤＣコンバータ２１、２２、２３の配列方向に障害物のない位置に設けられるため、並設されるＤＣ／ＤＣコンバータ２１、２２、２３のアース端子３６は板状のバスバー３５により接続されている。
【００５３】
このため、第１実施形態と同様に、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１のアース端子３６にリード線６（図１２参照）を接続するだけでＤＣ／ＤＣコンバータ２１、２２、２３のアースを取ることができる。従って、アースのためのリード線の配線引き回しスペースを省略することによりインバータ３０の小型化を図ることができるとともに、接続を削減して組立作業を簡単にし、組立工数を削減することができる。更に、１つのバスバー３５により各アース端子３６を接続して部品点数を削減することができる。
【００５４】
尚、第１、第２実施形態において、太陽電池アレイ１１、１２、１３を接続したインバータについて説明しているが、他の直流電源を用いたインバータであってもよい。例えば、図１５は第３実施形態のインバータを示している。インバータ４０は太陽電池アレイ１１、燃料電池１４、蓄電池１５が接続されている。
【００５５】
これらの直流電源はそれぞれ出力の電圧が異なり、燃料電池１４及び蓄電池１５には第１、第２実施形態と同様のＤＣ／ＤＣコンバータ２２、２３が直交変換装置３の入力側に設けられている。このようなインバータ４０においても第１、第２実施形態と同様の構成にすることにより同様の効果を得ることができる。
【００５６】
【発明の効果】
本発明によると、複数のＤＣ／ＤＣコンバータを並設するインバータにおいて、ＤＣ／ＤＣコンバータの出力端に配される各コンデンサの一極をＤＣ／ＤＣコンバータの配列順に接続距離が短くなるように共通の第１共通端子に接続し、各コンデンサの他極をＤＣ／ＤＣコンバータの配列順に接続距離が長くなるように共通の第２共通端子に接続しているので、接続線の抵抗が生じても各コンデンサに加わる電圧が略等しくなる。従って、各コンデンサの寿命が均一化して長寿命化され、インバータの信頼性を向上させることができる。
【００５７】
また本発明によると、コンデンサの両極に導通する第１、第２出力端子と、第２出力端子に隣接する接続用端子とをそれぞれ一直線上に配して、第１導体板により各第１出力端子を連結し、Ｕ字型の第２導体板により各第２出力端子及び接続用端子を連結するので、ＤＣ／ＤＣコンバータの各第１、第２出力端子にそれぞれリード線を接続する必要がなく、後段の直交変換回路の入力側に容易に接続することができる。従って、インバータの組立工数を削減することができる。
【００５８】
また本発明によると、ＤＣ／ＤＣコンバータに設けられる回路基板と、回路部とをネジ止めやハンダ付け等の取り付け手段によって導通して連結するので、回路を立体的に配置してインバータの省スペース化を図ることができる。また、回路基板と回路部とをリード線等により接続する必要がなくインバータの組立工数を削減することができる。
【００５９】
また本発明によると、並設されるＤＣ／ＤＣコンバータの配列方向に並ぶアース端子及び入力端子を備え、アース端子を入力端子の両側に設けて一のＤＣ／ＤＣコンバータの一方のアース端子と、隣接するＤＣ／ＤＣコンバータの他方のアース端子とを導体板により連結するので、アースのためのリード線の接続を削減して組立作業を簡単にし、インバータの組立工数を削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】は、本発明の第１実施形態のインバータの構成を示すブロック図である。
【図２】は、本発明の第１実施形態のインバータを示す回路図である。
【図３】は、本発明の第１実施形態のインバータを示す上面図である。
【図４】は、本発明の第１実施形態のインバータのＤＣ／ＤＣコンバータを示す斜視図である。
【図５】は、本発明の第１実施形態のインバータのＤＣ／ＤＣコンバータの主回路基板を示す斜視図である。
【図６】は、本発明の第１実施形態のインバータのＤＣ／ＤＣコンバータの出力端子部を示す斜視図である。
【図７】は、本発明の第１実施形態のインバータのＤＣ／ＤＣコンバータの出力端子部の取り付け状態を示す側面図である。
【図８】は、本発明の第１実施形態のインバータのＤＣ／ＤＣコンバータの出力端子部の取り付け状態を示す上面図である。
【図９】は、本発明の第１実施形態のインバータのＤＣ／ＤＣコンバータの入力端子部を示す上面図である。
【図１０】は、本発明の第１実施形態のインバータのＤＣ／ＤＣコンバータの入力端子部の取り付け状態を示す側面図である。
【図１１】は、本発明の第１実施形態のインバータのＤＣ／ＤＣコンバータの入力端子部の取り付け状態を示す上面図である。
【図１２】は、本発明の第２実施形態のインバータを示す上面図である。
【図１３】は、本発明の第２実施形態のインバータのＤＣ／ＤＣコンバータを示す斜視図である。
【図１４】は、本発明の第２実施形態のインバータのＤＣ／ＤＣコンバータの入力端子部を示す上面図である。
【図１５】は、本発明の第３実施形態のインバータの構成を示すブロック図である。
【図１６】は、従来のインバータの構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
４、２０、３０、４０ インバータ
２ 昇圧回路
３ 直交変換装置
５ 商用電源
６、７、９ リード線
１０ 太陽電池
１１、１２、１３ 太陽電池アレイ
１４ 燃料電池
１５ 蓄電池
２１、２２、２３ ＤＣ／ＤＣコンバータ
２１ａ、２１ｂ、２２ａ、２２ｂ、２３ａ、２３ｂ 出力端子
２４ 一次コイル
２５ 二次コイル
２６ 整流回路
２７ａ、２７ｂ 入力端子
２８ａ、２８ｂ、３６ アース端子
２９ 隔離壁
３１、３２、３３、３５ バスバー
３４ 筐体
４１、４２、４３ コンデンサ
５１ 出力端子部
５５ 主回路基板
６１ 入力端子部
６１ａ 接続部
６２ 電源スイッチ
６３ 支持部
６４ 入力端子台
Claims (9)
- 直流電源から出力される直流電力を交流電力に変換して出力するインバータにおいて、
入力側に直流電源が接続される複数のＤＣ／ＤＣコンバータを並設するとともに、前記ＤＣ／ＤＣコンバータの出力端に配される各コンデンサの一極を前記ＤＣ／ＤＣコンバータの配列順に接続距離が短くなるように共通の第１共通端子に接続し、前記各コンデンサの他極を前記ＤＣ／ＤＣコンバータの配列順に接続距離が長くなるように共通の第２共通端子に接続したことを特徴とするインバータ。 - 前記ＤＣ／ＤＣコンバータは前記コンデンサの両極にそれぞれ導通する第１、第２出力端子と、第２出力端子に隣接する接続用端子とを備え、各第１出力端子、各第２出力端子及び各前記接続用端子をそれぞれ異なる直線上に配置し、各第１出力端子を連結する第１導体板と、各第２出力端子を連結するとともに一端をＵ字型に延長して前記接続用端子の少なくとも一とを連結する第２導体板とを設けたことを特徴とする請求項１に記載のインバータ。
- 前記ＤＣ／ＤＣコンバータは、回路基板と、前記回路基板に取り付け手段によって連結された回路部とを有し、前記回路基板と前記回路部とを前記取り付け手段により導通させたことを特徴とする請求項２に記載のインバータ。
- 直流電源から出力される直流電力を交流電力に変換して出力するインバータにおいて、
入力側に直流電源が接続されるＤＣ／ＤＣコンバータを備えるとともに、前記ＤＣ／ＤＣコンバータは、回路基板と、前記回路基板に取り付け手段によって連結された回路部とを有し、前記回路基板と前記回路部とを前記取り付け手段により導通させたことを特徴とするインバータ。 - 直流電源から出力される直流電力を交流電力に変換して出力するインバータにおいて、
入力側に直流電源が接続されるＤＣ／ＤＣコンバータを備えるとともに、前記ＤＣ／ＤＣコンバータは、回路基板と、前記回路基板に取り付け手段によって連結された回路部とを有し、前記回路基板または前記回路部をインサート成形により形成したことを特徴とするインバータ。 - 前記入力端子及び前記アース端子を有する端子台或いは前記回路基板を支持する支持部と、前記回路基板とを一体に成形したことを特徴とする請求項５に記載のインバータ。
- 直流電源から出力される直流電力を交流電力に変換して出力するインバータにおいて、
入力側に直流電源が接続される複数のＤＣ／ＤＣコンバータを並設するとともに、前記ＤＣ／ＤＣコンバータは配列方向に並ぶアース端子及び入力端子を備え、前記アース端子を前記入力端子の両側に設けて一の前記ＤＣ／ＤＣコンバータの一方の前記アース端子と、隣接する前記ＤＣ／ＤＣコンバータの他方の前記アース端子とを導体板により連結したことを特徴とするインバータ。 - 直流電源から出力される直流電力を交流電力に変換して出力するインバータにおいて、
入力側に直流電源が接続される複数のＤＣ／ＤＣコンバータを並設するとともに、前記ＤＣ／ＤＣコンバータは配列方向に対して傾斜した隔離壁により隔離されるアース端子及び入力端子を有することを特徴とするインバータ。 - 直流電源から出力される直流電力を交流電力に変換して出力するインバータにおいて、
入力側に直流電源が接続される複数のＤＣ／ＤＣコンバータを並設するとともに、前記ＤＣ／ＤＣコンバータは配列方向に平行な異なる直線上にそれぞれ並んで配される入力端子及びアース端子を備え、隣接する前記ＤＣ／ＤＣコンバータの前記アース端子を板状の導体板により連結したことを特徴とするインバータ。
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