JP2006280059A - 電力変換装置 - Google Patents
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Abstract
平滑用コンデンサの温度上昇を抑制し、且つ、平滑用コンデンサにかかる負荷を低減できる電力変換装置を提供する。
【解決手段】
電力変換装置は、電源電圧を昇圧する昇圧部と、昇圧部の出力を平滑する平滑用コンデンサC1及び平滑用コンデンサC1の出力電圧を所定の交流電圧に変換するブリッジ回路5aを構成するスイッチ素子Q1〜Q4を含むインバータ部と、インバータ部を制御する制御部とからなるものであって、昇圧部のスイッチ素子Q0及びダイオードと、インバータ部の平滑用コンデンサC1及びブリッジ回路5aを構成するスイッチ素子Q1〜Q4とが配設される金属基板10と、平滑用コンデンサC1の支持部材2とを備え、支持部材2は、平滑用コンデンサC1の本体Bを当接状態で支持する保持部21と、該保持部21を金属基板10に金属基板10との間に間隙を有して並行した状態に配置する一対の脚部20,20とを有している。
【選択図】図1
Description
本実施形態の電力変換装置は、たとえば、図3に示すように、太陽電池或いは燃料電池等の直流電源部DCに接続され、平滑用コンデンサC0、リアクトル(昇圧リアクトル)L0、スイッチ素子Q0、及び逆流阻止用ダイオードD0を有し、平滑用コンデンサC1…とともに昇圧チョッパを構成する昇圧部4と、昇圧部4の出力を平滑する平滑用コンデンサC1…、4つのスイッチ素子Q1〜Q4からなり平滑用コンデンサC1の出力電圧(つまりは昇圧チョッパの出力電圧)を交流電圧に変換するブリッジ回路5a、及び該ブリッジ回路5aの出力端に接続されるリアクトルL1,L2及びコンデンサC2からなりブリッジ回路5aの出力波形を正弦波とするローパスフィルタ5bを備えるインバータ部5と、インバータ部5の出力を接続する系統との連系を解除するための解列器6と、インバータ部5の出力を系統に接続するための端子台7と、昇圧部4のスイッチ素子Q0のスイッチングを制御するとともにブリッジ回路5aのスイッチング素子Q1〜Q4のスイッチングを制御し、また解列器6を制御するマイクロコンピュータ8a等を含めた制御部8と、制御部8の制御信号をスイッチ素子Q0〜Q4の駆動信号に変換するための信号変換回路部9とで構成され、たとえばAC200Vのインバータ出力を発生して、系統には単相3線として接続するようになっている。ところで、昇圧部4は、実際は直流電源部DCとインバータ部5との間に並列的に2つ設けられており、これにより直流電源部DCにあわせて電流定格を調整することができるようになっているが、この点は発明の要旨ではないので、図3では一方の昇圧部4のみを図示することとしている。
上記実施形態1において支持部材2は、複数の凹部21aが形成された平板状の保持部21を備えていたが、本実施形態では、図4(b)に示すように、略C字状の保持部22を備えていることに特徴があり、その他の構成は上記実施形態1と略同様であるので、同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。
本実施形態の電力変換装置は、支持部材2の構造に特徴があり、その他の構成については上記実施形態1と略同様であるので、同様の構成については同じ符号を付して説明を省略する。
ところで、上記実施形態3では、保持部24を単に本体Bの他端面に当接するようにしていたが、本実施形態では、保持部24を弾性材料から形成して本体Bの他端面に弾接させるようにしている。たとえば、保持部24は、図5(b)に示すように、弾性部材から略S字の板状に形成され、支持部材2に平滑用コンデンサC1を取り付けた際には、保持部24が本体Bの他端面に弾接して、本体Bを接続部材3側(端子T1,T2が突出する一端側)へ付勢するようになっている。
本実施形態の支持部材2は、上記実施形態4の保持部25に本体Bの軸方向に交差する方向への移動を規制する規制突起25cを設けたことに特徴があり、その他の構成は上記実施形態4と同様であるから、同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。
ところで、上記実施形態1では、支持部材2は絶縁性材料からなる樹脂成形品としているが、ここで、上記の絶縁性材料として、高熱伝導性の絶縁性材料を用いることができる。この場合、支持部材2の熱抵抗が小さくなって支持部材2の放熱性が向上するので、平滑用コンデンサC1に生じる熱が支持部材2から放熱され易くなり、これにより上記実施形態1に比べて平滑用コンデンサC1の温度上昇を抑えることができる。
本実施形態の電力変換装置は、外部接続端子35の構成に特徴があり、その他の構成は上記実施形態1と同様であるから、同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。
一方、上記の実施形態1では、接続部材3を構成する各接続具30,32の端子片30e1〜30e4,32e1〜32e4の端子部30f1〜30f4,32f1〜32f4を金属基板10に設けた8つの連結部材34の連結片34bにそれぞれ半田付け等により接続していたが、このように半田付けしてしまうと、平滑用コンデンサC1が複数並列接続された接続部材3の交換作業性が非常に悪かった。
2 支持部材
20 脚部
21 保持部
5a ブリッジ回路
Q1〜Q4 スイッチ素子
C1 平滑用コンデンサ
B 本体
Claims (11)
- 電源電圧を変圧する変圧部と、変圧部の出力を平滑する平滑用コンデンサ及び平滑用コンデンサの出力電圧を所定の交流電圧に変換するブリッジ回路を構成する複数のスイッチ素子を含むインバータ部と、インバータ部を制御する制御部とからなる電力変換装置において、前記スイッチ素子が配設される金属基板と、該金属基板に取り付けられる前記平滑用コンデンサの支持部材とを備え、前記支持部材は、前記平滑用コンデンサの本体を当接状態で支持する保持部と、該保持部を前記金属基板に前記金属基板との間に間隙を有して並行した状態に配置する脚部とを備えていることを特徴とする電力変換装置。
- 平滑用コンデンサは略円筒形状の本体を有し、支持部材の保持部は前記本体の外周面の曲率と同程度の曲率の当接面を有していることを特徴とする請求項1に記載の電力変換装置。
- 前記当接面の周方向の長さ寸法は、前記本体の外周面の半周を越える大きさとしていることを特徴とする請求項2に記載の電力変換装置。
- 平滑用コンデンサは本体の軸方向に直交する方向に並設され、各平滑用コンデンサの保持部は、少なくとも隣接する保持部同士が前記並設方向において互いに対向しないように配置されていることを特徴とする請求項2又は3に記載の電力変換装置。
- 平滑用コンデンサは一端側から端子が突出された略円筒形状の本体を有し、支持部材の保持部は、本体の他端側に当接していることを特徴とする請求項1に記載の電力変換装置。
- 保持部は弾性を有する部材から形成され、本体の他端側に弾接して本体を一端側へ付勢していることを特徴とする請求項5に記載の電力変換装置。
- 支持部材は、本体の外周面に当接して本体の軸方向に交差する方向への移動を規制する規制突起を備えていることを特徴とする請求項5又は6に記載の電力変換装置。
- 支持部材は、高熱伝導性の絶縁材料、又は、本体と当接する保持部が熱伝導性の絶縁材料で被覆された高熱伝導性の金属材料から形成されていることを特徴とする請求項1に記載の電力変換装置。
- 支持部材は、表面が凹凸形状に形成されていることを特徴とする請求項8に記載の電力変換装置。
- スイッチ素子の本体の金属基板と反対側の部位には金属板が接触配置され、前記金属板は金属基板に熱伝導的に接続されていることを特徴とする請求項1に記載の電力変換装置。
- 平滑用コンデンサが複数個並列接続され、平滑用コンデンサの両端子をそれぞれ外部回路に電気的に接続する端子片を少なくとも1つずつ具備する接続部材と、金属基板に配設されたスイッチ素子に電気的に接続され、接続部材の端子片がそれぞれ着脱自在に接続される連結片を具備する連結部材とを備えていることを特徴とする請求項1に記載の電力変換装置。
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