JP2012165597A - Power conditioner - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a technology which prevents heat generated by a high heat generating element in particular, from among circuit elements of a power conditioner, from accumulating in a housing and thereby achieving good heat radiation effect when the housing installed outside has a sealed structure for waterproofing, and to provide a new structure specifically considering heat radiation of a high heat generating reactor.SOLUTION: In a power conditioner, a booster increasing a direct current voltage generated from a solar cell, an inverter part converting the direct current power increased by the booster into an alternating current power, and a filter part shaping the wave form of the alternating current power converted in the inverter part are housed in a housing having a sealed structure. In the power conditioner, at least a part of a rear side wall of the housing is formed by a heat sink, and a reactor included in the filter part is attached to the heat sink exposing in the housing through a flexible heat conduction sheet and an electric insulation sheet in a thermally conductive manner.

Description

本発明は、パワーコンディショナに関し、特に、太陽電池などが発電する電力を交流電力に変換するパワーコンディショナにおける発熱部の放熱技術に関するものである。   The present invention relates to a power conditioner, and more particularly to a heat dissipation technique for a heat generating part in a power conditioner that converts electric power generated by a solar cell or the like into AC power.

屋内設置式の太陽光発電システム用パワーコンディショナとして、放熱特性がよく、且つ筐体表面が高温になることのないものを得るために、筐体を金属筐体とし、その筐体内に、太陽電池が発電する直流電力を交流電力に変換する直交変換回路と、この直交変換回路のパワーモジュールを取り付けたヒートシンクとを設置し、この金属筐体の天板の上面に外側樹脂シートを貼付したものがある(特許文献1)。   As a power conditioner for an indoor installation type solar power generation system, in order to obtain a heat dissipation characteristic with a good heat dissipation characteristic and the case surface does not become hot, the case is made of a metal case, An orthogonal transformation circuit that converts the DC power generated by the battery into AC power, and a heat sink with the power module of this orthogonal transformation circuit installed, and an outer resin sheet attached to the top surface of the top plate of this metal housing (Patent Document 1).

特開2009−164351号公報JP 2009-164351 A

この特許文献1では、パワーコンディショナの筐体内の放熱が良好に行なえると共に、パワーコンディショナの筐体に人が触れたときのやけどなどを防止できる効果が期待でき、このパワーコンディショナは屋内設置式として有用である旨の効果が記載されている。   In this Patent Document 1, heat dissipation in the power conditioner casing can be performed well, and an effect of preventing burns when a person touches the casing of the power conditioner can be expected. The effect that it is useful as an installation type is described.

本発明は、このような屋内設置式パワーコンディショナではなく、屋外設置式のパワーコンディショナを提供するものであり、屋外設置式とするためにパワーコンディショナの筐体内へ雨水等が侵入しないように筐体を防水のための密閉構造にするものである。   The present invention provides an outdoor-installed power conditioner, not such an indoor-installed power conditioner, so that rainwater or the like does not enter the casing of the power conditioner for the outdoor-installed type. The housing is made to be a sealed structure for waterproofing.

パワーコンディショナは、太陽電池などが発電する直流電力を、ダイオードを含む昇圧回路、直流交流変換回路(DC/AC変換回路またはインバータ回路ともいう)、及びリアクタを含むフィルタ回路を通って交流電力に変換された電力が商用電力系統GRIDへ供給される構成であるが、その回路の中には、直流交流変換回路及びフィルタ回路のリアクタのように発熱が大きな部分がある。屋外設置される筐体を防水目的で密閉構造とする場合、これらの発熱が筐体内に篭れば、これらの回路素子の特性が変化し、または動作不良となる虞がある。   A power conditioner converts DC power generated by a solar cell or the like into AC power through a booster circuit including a diode, a DC / AC converter circuit (also referred to as a DC / AC converter circuit or an inverter circuit), and a filter circuit including a reactor. The converted power is supplied to the commercial power grid GRID, but the circuit includes a portion that generates a large amount of heat, such as a DC / AC converter circuit and a filter circuit reactor. When a case installed outdoors has a sealed structure for the purpose of waterproofing, if such heat is generated in the case, the characteristics of these circuit elements may change or malfunction may occur.

屋外設置される筐体を防水のための密閉構造にする場合、防水効果は達成できるが、パワーコンディショナの回路素子のうち、特に発熱の大きな素子が発する熱が筐体内に篭って筐体内が高温になり、これら回路素子のうちのいくつかの素子の耐熱限度を超え、その素子の特性が変化してパワーコンディショナとして所期の動作が得られなくなったり、またはその素子が破壊したりする虞がある。   The waterproof effect can be achieved when the outdoor-installed enclosure is sealed for waterproofing. However, the heat generated by the elements that generate particularly large heat among the circuit elements of the inverter is scattered inside the enclosure. It becomes high temperature, exceeds the heat resistance limit of some of these circuit elements, the characteristics of the elements change, and the intended operation as a power conditioner may not be obtained, or the elements may be destroyed There is a fear.

そこで本発明は、屋外設置される筐体が防水を目的とした密閉構造である場合、パワーコンディショナの回路素子のうち、特に発熱の大きな素子が発する熱が筐体内に篭らず、放熱効果が良好となる技術を提供するものである。このため、パワーコンディショナの回路素子のうち、特に発熱の大きな素子の一つであるリアクタの取り付け構成に特徴を有するものである。   Accordingly, the present invention provides a heat dissipation effect when the case installed outdoors has a sealed structure for waterproofing, and heat generated by a particularly heat-generating element among the circuit elements of the power conditioner does not flow into the case. This provides a technique for improving the quality. For this reason, it has the characteristic in the attachment structure of the reactor which is one of the elements with a big heat_generation | fever among the circuit elements of a power conditioner.

本発明に係るパワーコンディショナは、防水を目的とした密閉構造の筐体内に、太陽電池などが発電する直流電圧を昇圧部で昇圧し、インバータ部で直流を交流に変換し、フィルタ部で波形整形して商用電力系統に出力する動作を行う電気回路が収容されたものであり、この電気回路の素子のうち、発熱の大きなリアクトルの放熱を考慮した新規な構成を提供するものである。   The power conditioner according to the present invention boosts a DC voltage generated by a solar cell or the like in a sealed structure casing for waterproofing, boosts the DC voltage into an AC voltage in the inverter section, and forms a waveform in the filter section. An electric circuit that performs an operation of shaping and outputting to a commercial power system is accommodated, and a new configuration is provided in consideration of heat radiation of a reactor that generates a large amount of heat among elements of the electric circuit.

また、本発明は、発熱の大きなリアクトルの放熱が良好に行なえることを主眼とするが、付帯効果として、リアクトルから生じる振動も吸収でき、密閉構造の筐体の周囲に伝播される騒音を低減できる技術が提供できることも特徴である。   In addition, the main purpose of the present invention is that the reactor that generates a large amount of heat can be radiated satisfactorily. However, as an incidental effect, vibration generated from the reactor can be absorbed, and noise transmitted around the enclosure with a sealed structure can be reduced. Another feature is that it can provide technology that can be used.

第1発明は、太陽電池などが発電する直流電力の電圧を昇圧する昇圧部と、前記昇圧部で昇圧した直流電力を交流電力に変換するインバータ部と、前記インバータ部で変換された交流電力の波形を整形するフィルタ部が、防水のための密閉構造の筐体内に収容されたパワーコンディショナにおいて、前記筐体は裏側壁の少なくとも一部がヒートシンクで構成され、前記フィルタ部に備えたリアクトルが、当該リアクトルのコイル外周を柔軟性の熱伝導シートと電気絶縁シートを介して前記筐体の内側に露出したヒートシンクに熱伝導的に取り付けたことを特徴とする。   The first invention includes a boosting unit that boosts the voltage of DC power generated by a solar cell, an inverter unit that converts DC power boosted by the boosting unit into AC power, and AC power converted by the inverter unit. In a power conditioner in which a filter part for shaping a waveform is housed in a sealed housing for waterproofing, the casing is configured by at least a part of a back side wall of a heat sink, and a reactor provided in the filter part includes The outer periphery of the coil of the reactor is thermally conductively attached to a heat sink exposed inside the casing through a flexible heat conductive sheet and an electrical insulating sheet.

第2発明は、周囲が金属板で囲まれ表側に開口し裏側壁の少なくとも一部がヒートシンクで構成されたケーシングの前記表側の開口が開閉可能な蓋にて閉じられた防水のための密閉構造の筐体内に、太陽電池などが発電する直流電力の電圧を昇圧部で昇圧し、インバータ部で直流を交流に変換し、フィルタ部で波形整形して商用電力系統に出力する電気回路が収容され、前記フィルタ部に備えたリアクトルが、当該リアクトルの外周を柔軟性の熱伝導シートと電気絶縁シートを介して前記筐体の内側に露出した前記ヒートシンクに熱伝導的に取り付けたことを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, there is provided a watertight sealing structure in which the opening on the front side of the casing, which is surrounded by a metal plate and is open on the front side and at least part of the back side wall is formed of a heat sink, is closed by a lid that can be opened and closed. An electric circuit that boosts the voltage of DC power generated by a solar cell or the like by a booster unit, converts DC to AC by an inverter unit, shapes a waveform by a filter unit, and outputs it to a commercial power system is housed in The reactor provided in the filter unit is configured such that the outer periphery of the reactor is thermally conductively attached to the heat sink exposed to the inside of the housing via a flexible heat conductive sheet and an electrical insulating sheet. .

第3発明は、第1発明または第2発明において、前記筐体内は、前記リアクトルが収容される室が上位置となり、他の回路素子が収容される室が下位置となるように、前記両室間の空気対流を抑制する区画壁にて区画されたことを特徴とする。   According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect of the present invention, in the case, the chambers in which the reactor is accommodated are in the upper position, and the chambers in which other circuit elements are accommodated are in the lower position. It is characterized by being partitioned by a partition wall that suppresses air convection between the chambers.

第4発明は、第1発明または第2発明において、前記昇圧部に備えたリアクトルが、当該リアクトルの外周を柔軟性の熱伝導シートと電気絶縁シートを介して前記ヒートシンクに放熱する取り付け構成であることを特徴とする。   According to a fourth aspect of the present invention, in the first or second aspect of the present invention, the reactor provided in the boosting unit dissipates heat from the outer periphery of the reactor to the heat sink via a flexible heat conductive sheet and an electrical insulating sheet. It is characterized by that.

第5発明は、第4発明において、前記筐体内は、前記フィルタ部に備えたリアクトル及び前記昇圧部に備えたリアクトルが収容される室が上位置となり、他の回路素子が収容される室が下位置となるように、前記両室間の空気対流を抑制する区画壁にて区画されたことを特徴とする。   According to a fifth aspect of the present invention, in the fourth aspect of the present invention, in the housing, a chamber in which a reactor provided in the filter unit and a reactor provided in the boost unit are accommodated is an upper position, and a chamber in which other circuit elements are accommodated. It is characterized by being partitioned by a partition wall that suppresses air convection between the two chambers so as to be in the lower position.

第6発明は、第1発明乃至第3発明のいずれかにおいて、前記フィルタ部に備えたリアクトルが、当該リアクトルの外周を柔軟性の熱伝導シートに接触し、前記熱伝導シートの裏側に配置した前記電気絶縁シートが前記ヒートシンクに面接触する取り付け構成であることを特徴とする。   According to a sixth aspect of the present invention, in any one of the first to third aspects, the reactor provided in the filter unit is arranged on the back side of the thermal conductive sheet, with the outer periphery of the reactor contacting the flexible thermal conductive sheet. The electrical insulating sheet has a mounting structure in surface contact with the heat sink.

第7発明は、第4発明または第5発明において、前記フィルタ部に備えたリアクトル及び前記昇圧部に備えたリアクトルが、柔軟性の熱伝導シートに接触し、前記熱伝導シートの裏側に配置した前記電気絶縁シートが前記ヒートシンクに面接触する取り付け構成であることを特徴とする。   A seventh invention is the fourth invention or the fifth invention, wherein the reactor provided in the filter unit and the reactor provided in the booster unit are in contact with a flexible heat conductive sheet and disposed on the back side of the heat conductive sheet. The electrical insulating sheet has a mounting structure in surface contact with the heat sink.

第8発明は、第6発明または第7発明において、前記熱伝導シートは、表面に前記リアクトルのコイル外周が食い込み状態で当接する厚さの柔軟性を備え、前記電気絶縁シートは前記熱伝導シートの裏面を保持して前記リアクトルの発熱が前記ヒートシンクに良好に伝達される厚さのシートであることを特徴とする。   An eighth invention is the sixth invention or the seventh invention, wherein the heat conductive sheet is provided with a flexibility such that the outer periphery of the coil of the reactor is in contact with the surface in a state of biting, and the electric insulating sheet is the heat conductive sheet. It is a sheet | seat of the thickness which hold | maintains the back surface of this and the heat_generation | fever of the said reactor is transmitted favorably to the said heat sink.

第9発明は、第3発明または第5発明において、前記筐体は、周囲が金属板で囲まれ表側に開口し裏側壁の少なくとも一部がヒートシンクで構成されたケーシングの前記表側の開口が開閉可能な蓋にて閉じられた防水のための密閉構造であり、前記開口を表側として前記リアクトルが収容される室が上位置となる状態で前記ヒートシンク側が取り付け側であり、前記インバータ部を構成するように複数のスイッチング素子がブリッジ状に電気接続されたインテリジェントパワーモジュール(IPM)が前記他の回路素子が収容される室に配置され、前記インテリジェントパワーモジュール(IPM)の放熱面が、前記筐体の内側に露出した前記ヒートシンクに熱伝導的に取り付けられたことを特徴とする。   According to a ninth invention, in the third or fifth invention, the casing is surrounded by a metal plate and opened to the front side, and the opening on the front side of the casing, in which at least a part of the back side wall is configured with a heat sink, opens and closes. It is a sealing structure for waterproofing that is closed with a possible lid, and the heat sink side is the mounting side with the opening being the front side and the chamber in which the reactor is housed is the upper side, and constitutes the inverter unit As described above, an intelligent power module (IPM) in which a plurality of switching elements are electrically connected in a bridge shape is disposed in a chamber in which the other circuit elements are accommodated, and a heat dissipation surface of the intelligent power module (IPM) The heat sink is attached to the heat sink exposed inside the heat conductive member.

第10発明は、第9発明において、前記筐体は、前記ヒートシンクの裏側面に放熱促進用ファンを設け、前記放熱促進用ファンを前記インテリジェントパワーモジュール(IPM)に対応する位置に配置したことを特徴とする。   According to a tenth aspect, in the ninth aspect, the housing is provided with a heat dissipation promotion fan on a back side surface of the heat sink, and the heat dissipation promotion fan is disposed at a position corresponding to the intelligent power module (IPM). Features.

本発明によって、フィルタ部に備えたリアクトルは、それに当接した柔軟性の熱伝導シートと電気絶縁シートを介してヒートシンクに放熱することにより、屋外設置型のパワーコンディショナとして、防水のために密閉構造とする筐体内に収容される場合において、熱伝導シートを通してヒートシンクに伝熱する効果的放熱を得ることができるため、リアクトルから発する熱によって筐体内が高温になることにより生じる電気回路素子の特性の変化や素子の破壊等の虞がなく、安定動作の屋外設置型のパワーコンディショナが得られるものとなる。また、筐体内への熱伝導シートの取り付け等の際に熱伝導シートに亀裂などが生じた場合にも、電気絶縁シートによってリアクトルとヒートシンクとの電気絶縁が得られるため、安全構成となる。更に、柔軟性の熱伝導シートはリアクトルから生じる振動も吸収でき、密閉構造の筐体の周囲に伝播される騒音を低減できる技術が提供できるものとなる。   According to the present invention, the reactor provided in the filter portion is sealed for waterproofing as an outdoor-installed power conditioner by dissipating heat to the heat sink via the flexible heat conductive sheet and the electrical insulating sheet that are in contact with the reactor. When housed in a structured housing, it is possible to obtain effective heat dissipation that is transferred to the heat sink through the heat conductive sheet, and the characteristics of the electric circuit element generated by the inside of the housing becoming high temperature due to the heat generated from the reactor Thus, there is no risk of change of the device or destruction of the element, and a stable outdoor operation type power conditioner can be obtained. In addition, even when a crack or the like occurs in the heat conductive sheet when the heat conductive sheet is attached to the housing, the electric insulation between the reactor and the heat sink is obtained by the electric insulating sheet, so that a safety configuration is obtained. Furthermore, the flexible heat conductive sheet can absorb vibrations generated from the reactor, and can provide a technique capable of reducing noise transmitted around the sealed casing.

第2発明は、本発明の一つの形態に係るものであり、表側の開口が開閉可能な蓋にて閉じられ裏側にヒートシンクが配置された防水のための密閉構造の筐体構成の特徴を表し、その筐体内に収容したパワーコンディショナのフィルタ部に備えたリアクトルは、それに当接した柔軟性の熱伝導シートと電気絶縁シートを介してヒートシンクに放熱する。このため、屋外設置型のパワーコンディショナとして、防水のために密閉構造とする筐体内に収容される場合において、熱伝導シートを通してヒートシンクに伝熱する効果的放熱を得ることができるため、リアクトルから発する熱によって筐体内が高温によるなることにより生じる電気回路素子の特性の変化や素子の破壊等の虞がなく、安定動作の屋外設置型のパワーコンディショナが得られるものとなる。また、筐体内への熱伝導シートの取り付け等の際に熱伝導シートに亀裂などが生じた場合にも、電気絶縁シートによってリアクトルとヒートシンクとの電気絶縁が得られるため、安全構成となる。更に、柔軟性の熱伝導シートはリアクトルから生じる振動も吸収でき、密閉構造の筐体の周囲に伝播される騒音を低減できる技術が提供できるものとなる。   The second invention relates to one form of the present invention, and represents a feature of a sealed structure for waterproofing in which a front opening is closed by a lid that can be opened and closed and a heat sink is arranged on the back side. The reactor included in the filter portion of the power conditioner housed in the casing dissipates heat to the heat sink via the flexible heat conductive sheet and the electrical insulating sheet that are in contact with the reactor. For this reason, as an outdoor-installed power conditioner, when it is housed in a sealed structure for waterproofing, it is possible to obtain effective heat dissipation that is transferred to the heat sink through the heat conductive sheet. There is no risk of changes in the characteristics of the electric circuit elements and destruction of the elements caused by the high temperature inside the casing due to the generated heat, and a stable outdoor operation type power conditioner can be obtained. In addition, even when a crack or the like occurs in the heat conductive sheet when the heat conductive sheet is attached to the housing, the electric insulation between the reactor and the heat sink is obtained by the electric insulating sheet, so that a safety configuration is obtained. Furthermore, the flexible heat conductive sheet can absorb vibrations generated from the reactor, and can provide a technique capable of reducing noise transmitted around the sealed casing.

第3発明は、第1発明または第2発明の効果と共に、リアクトルが収容される室と他の回路素子が収容される室とが、リアクトルが収容される室が上位置となるように両室間の空気対流を抑制する区画壁にて区画されるため、リアクトルから発生する熱及び電磁ノイズによって他の回路素子が不良になることが防止され、安定動作の屋外設置型のパワーコンディショナが得られるものとなる。   According to the third invention, in addition to the effects of the first invention or the second invention, the chamber in which the reactor is accommodated and the chamber in which the other circuit elements are accommodated are both chambers so that the chamber in which the reactor is accommodated is in the upper position. Because it is partitioned by a partition wall that suppresses air convection between them, other circuit elements are prevented from being defective due to heat and electromagnetic noise generated from the reactor, and a stable outdoor installation type power conditioner is obtained. It will be.

第4発明は、第1発明または第2発明の効果と共に、昇圧部に備えたリアクトルからも発熱はあるため、この昇圧部に備えたリアクトルもフィルタ部に備えたリアクトルと同様の放熱構成とすることにより、屋外設置型のパワーコンディショナとして、防水のために密閉構造とする筐体内に収容される場合において、熱伝導シートを通してヒートシンクに伝熱する効果的放熱を得ることができる。このため、密閉構造とする筐体内に収容される場合において、熱伝導シートを通してヒートシンクに伝熱する効果的放熱を得ることができるため、リアクトルから発する熱によって筐体内が高温によるなることにより生じる電気回路素子の特性の変化や素子の破壊等の虞がなく、安定動作の屋外設置型のパワーコンディショナが得られるものとなる。また、筐体内への熱伝導シートの取り付け等の際に熱伝導シートに亀裂などが生じた場合にも、電気絶縁シートによってリアクトルとヒートシンクとの電気絶縁が得られるため、安全構成となる。更に、柔軟性の熱伝導シートはリアクトルから生じる振動も吸収でき、密閉構造の筐体の周囲に伝播される騒音を低減できる技術が提供できるものとなる。また更に、両リアクトルの放熱構成材料の共通購入ができ、コスト低減効果が得られる。   In the fourth invention, together with the effects of the first invention or the second invention, heat is also generated from the reactor provided in the boosting unit. Therefore, the reactor provided in the boosting unit has the same heat dissipation configuration as the reactor provided in the filter unit. As a result, as an outdoor installation type power conditioner, when it is housed in a casing having a sealed structure for waterproofing, it is possible to obtain effective heat dissipation that is transferred to the heat sink through the heat conductive sheet. For this reason, in the case of being housed in a casing having a sealed structure, it is possible to obtain effective heat dissipation that is transferred to the heat sink through the heat conductive sheet, and thus the electric power generated by the inside of the casing due to high temperature due to the heat generated from the reactor. There is no fear of a change in the characteristics of the circuit element or destruction of the element, and a stable outdoor operation type power conditioner can be obtained. In addition, even when a crack or the like occurs in the heat conductive sheet when the heat conductive sheet is attached to the housing, the electric insulation between the reactor and the heat sink is obtained by the electric insulating sheet, so that a safety configuration is obtained. Furthermore, the flexible heat conductive sheet can absorb vibrations generated from the reactor, and can provide a technique capable of reducing noise transmitted around the sealed casing. Furthermore, the heat-dissipating component material for both reactors can be purchased in common, and a cost reduction effect can be obtained.

第5発明は、第4発明の効果と共に、フィルタ部に備えたリアクトル及び昇圧部に備えたリアクトルが収容される室が上位置となり、他の回路素子が収容される室が下位置となるように、これら両室間の空気対流を抑制する区画壁にて区画されたものであるため、リアクトルから発生する熱及び電磁ノイズによって他の回路素子が不良になることが防止され、安定動作の屋外設置型のパワーコンディショナとなる。   According to the fifth aspect of the invention, in addition to the effects of the fourth aspect of the invention, the chamber in which the reactor provided in the filter unit and the reactor provided in the boost unit are accommodated is in the upper position, and the chamber in which other circuit elements are accommodated is in the lower position. In addition, since it is partitioned by a partition wall that suppresses air convection between these two chambers, it is possible to prevent other circuit elements from becoming defective due to heat and electromagnetic noise generated from the reactor, and stable operation outdoors. It becomes an installation type power conditioner.

第6発明は、第1発明乃至第3発明の効果と共に、フィルタ部に備えたリアクトルが柔軟性の熱伝導シートに接触するため、リアクトルから発生する熱の熱伝導シートへの良好な伝熱が得られる。そして、柔軟性の熱伝導シートは組み込み作業中に破損し易い欠点を有するものであっても、裏側の電気絶縁シートがそれをカバーしつつヒートシンクに面接触することにより、リアクトルから発生する熱の放熱通路を安定的に維持できるものとなる。   In the sixth invention, together with the effects of the first invention to the third invention, the reactor provided in the filter unit comes into contact with the flexible heat conductive sheet, so that the heat generated from the reactor is excellently transferred to the heat conductive sheet. can get. And even if the flexible heat conductive sheet has the disadvantage that it is easily damaged during the assembling work, the back surface of the insulating sheet covers the heat sink while covering it, so that the heat generated from the reactor is reduced. The heat dissipation passage can be stably maintained.

第7発明は、第4発明または第5発明の効果と共に、フィルタ部に備えたリアクトル及び昇圧部に備えたリアクトルが、柔軟性の熱伝導シートに接触するため、リアクトルから発生する熱の熱伝導シートへの良好な伝熱が得られる。そして、柔軟性の熱伝導シートは組み込み作業中に破損し易い欠点を有するものであっても、裏側の電気絶縁シートが、それをカバーしつつリアクトルとヒートシンクとの電気絶縁を果たし、且つヒートシンクに面接触することにより、リアクトルから発生する熱の放熱通路を安定的に維持できるものとなる。   In the seventh aspect of the invention, in addition to the effects of the fourth or fifth aspect of the invention, the reactor provided in the filter unit and the reactor provided in the boosting unit are in contact with the flexible heat conductive sheet, so that heat conduction of heat generated from the reactor is achieved. Good heat transfer to the sheet is obtained. And even if the flexible heat conductive sheet has the disadvantage that it is easily damaged during the assembly work, the electrical insulating sheet on the back side provides electrical insulation between the reactor and the heat sink while covering it, and By surface contact, the heat radiation passage of heat generated from the reactor can be stably maintained.

第8発明は、第6発明乃至第7発明のいずれかの効果と共に、熱伝導シートの表面にリアクトルが食い込み状態で当接するため、リアクトルから発生する熱の熱伝導シートへの良好な伝熱が得られると共に、電気絶縁シートは、熱伝導シートの裏面を保持して、柔軟性の熱伝導シートの組み込み作業中の破損を防止しつつ、リアクトルとヒートシンクとの電気絶縁を果たし、且つヒートシンクに面接触することにより、リアクトルから発生する熱の放熱通路を安定的に維持できるものとなる。   In the eighth invention, together with the effect of any one of the sixth to seventh inventions, the reactor abuts on the surface of the heat conduction sheet in a biting state, so that the heat generated from the reactor is favorably transferred to the heat conduction sheet. In addition, the electrical insulating sheet holds the back surface of the heat conductive sheet to prevent breakage during the work of assembling the flexible heat conductive sheet, and performs electrical insulation between the reactor and the heat sink, and faces the heat sink. By contacting, the heat radiation path of the heat generated from the reactor can be stably maintained.

第9発明は、第3発明または第5発明のいずれかの効果と共に、筐体の開口を表側としてリアクトルが収容される室が上位置となる状態で、ヒートシンク側が家屋の壁等に取り付けられるため、下部の室に収容したインテリジェントパワーモジュール(IPM)の発熱が、上部のリアクトルに悪影響を及ぼさず、リアクトルから発生する熱の放熱と、インテリジェントパワーモジュール(IPM)から発生する熱の放熱とが、ヒートシンクによって効果的に放熱されるものとなる。   In the ninth aspect of the invention, in addition to the effects of the third or fifth aspect of the invention, the heat sink side is attached to the wall or the like of the house with the opening of the housing as the front side and the chamber in which the reactor is accommodated in the upper position The heat of the intelligent power module (IPM) housed in the lower chamber does not adversely affect the upper reactor, and the heat radiated from the reactor and the heat radiated from the intelligent power module (IPM) Heat is effectively radiated by the heat sink.

第10発明は、第9発明の効果と共に、ヒートシンクの裏側面に放熱促進用ファンを設け、インテリジェントパワーモジュール(IPM)の熱が伝達されるヒートシンク部分の放熱効果を促進している。この放熱促進用ファンを設けない場合は、ヒートシンクの放熱は、ヒートシンクの放熱フィン間を上昇する空気の自然の流れに任されることとなり、IPM(インテリジェントパワーモジュール)の熱が伝達されるヒートシンクの部分が高温になることにより、その熱がヒートシンクを伝ってリアクトルから発生する熱が伝導されるヒートシンクの部分の温度低下の邪魔になり、リアクトルから発生する熱の放熱効果の低下を招くが、放熱促進用ファンを設けることにより、このようなことが抑制され、IPM(インテリジェントパワーモジュール)の熱の放熱効果の向上と共に、リアクトルから発生する熱の放熱効果の向上ができるものとなる。   According to the tenth aspect of the invention, in addition to the effect of the ninth aspect, a heat dissipation promoting fan is provided on the back side surface of the heatsink to promote the heat dissipation effect of the heatsink portion to which the heat of the intelligent power module (IPM) is transmitted. If this fan for promoting heat dissipation is not provided, the heat dissipation of the heat sink is left to the natural flow of air rising between the heat sink fins of the heat sink, and the heat of the heat sink to which the heat of the IPM (intelligent power module) is transmitted. When the part becomes high temperature, the heat is transmitted through the heat sink and the heat generated from the reactor is conducted, which hinders the temperature drop of the heat sink part and causes a decrease in the heat dissipation effect of the heat generated from the reactor. By providing the facilitating fan, such a situation is suppressed, and the heat dissipation effect of heat generated by the reactor can be improved along with the improvement of the heat dissipation effect of the IPM (intelligent power module).

本発明に係るパワーコンディショナの直流を交流に変換する回路構成図である。It is a circuit block diagram which converts direct current of a power conditioner concerning the present invention into alternating current. 本発明に係るIPMとヒートシンクの取り付け関係説明図である。It is attachment explanatory drawing of IPM and a heat sink which concerns on this invention. 本発明に係るIPMとヒートシンクの取り付け関係を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the attachment relationship of IPM and a heat sink which concerns on this invention. 本発明に係るパワーコンディショナの正面斜視図である。1 is a front perspective view of a power conditioner according to the present invention. 本発明に係るパワーコンディショナの蓋を開いた状態の蓋の裏側と筐体内の部品配置構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the back side of the state of the state of the state which opened the cover of the power conditioner which concerns on this invention, and the components arrangement | positioning structure in a housing | casing. 本発明に係るパワーコンディショナの蓋を開けた状態の筐体内の部品配置構成を示す正面図である。It is a front view which shows the components arrangement | positioning structure in the housing | casing of the state which opened the inverter of the power conditioner which concerns on this invention. 本発明に係るパワーコンディショナの筐体内の部品配置構成を示す縦断側面図である。It is a vertical side view which shows the components arrangement | positioning structure in the housing | casing of the power conditioner which concerns on this invention. 本発明に係るパワーコンディショナのリアクタの取り付け部分を分解状態で示す筐体内の斜視図である。It is a perspective view in a housing | casing which shows the attachment part of the reactor of the power conditioner which concerns on this invention in an exploded state. 本発明に係るパワーコンディショナの蓋を開けた状態の筐体内のリアクトルの取り付け状態を示す横断斜視図である。It is a cross-sectional perspective view which shows the attachment state of the reactor in the housing | casing of the state which opened the inverter of the power conditioner which concerns on this invention. 本発明に係るパワーコンディショナの蓋の着脱時の状態及びフィルタ部のリアクタの取り付け部分の詳細図である。FIG. 5 is a detailed view of a state where the lid of the power conditioner according to the present invention is attached and detached and a portion where the reactor of the filter unit is attached. 本発明に係るパワーコンディショナの蓋を閉じた状態及びフィルタ部のリアクタの取り付け部分の詳細図である。It is the detailed view of the attachment part of the reactor of the state which closed the lid | cover of the power conditioner which concerns on this invention, and a filter part. 本発明に係るパワーコンディショナの蓋を閉じた状態の説明及び昇圧部のリアクタの取り付け部分の詳細図である。FIG. 5 is a diagram illustrating a state in which a lid of a power conditioner according to the present invention is closed and a detailed view of a mounting portion of a reactor of a boosting unit. 本発明に係るパワーコンディショナの筐体構成を示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows the housing | casing structure of the power conditioner which concerns on this invention. 本発明に係るパワーコンディショナの蓋を開けた状態の筐体内のIPMと放熱促進用ファンの関係を示す横断端面図である。It is a cross-sectional end view which shows the relationship between IPM in the housing | casing in the state which opened the inverter of the power conditioner which concerns on this invention, and the fan for heat radiation promotion.

本発明に係るパワーコンディショナの代表的な構成として、太陽電池などが発電する直流電力の電圧を昇圧する昇圧部と、前記昇圧部で昇圧した直流電力を交流電力に変換するインバータ部と、前記インバータ部で変換された交流電力の波形を整形するフィルタ部が、防水のための密閉構造の筐体内に収容されたパワーコンディショナにおいて、前記筐体は裏側壁の少なくとも一部がヒートシンクで構成され、前記フィルタ部に備えたリアクトルが、当該リアクトルのコイル外周を柔軟性の熱伝導シートと電気絶縁シートを介して前記筐体の内側に露出したヒートシンクに熱伝導的に取り付けた構成であり、以下にその実施例を図に基づき説明する。   As a typical configuration of the power conditioner according to the present invention, a boosting unit that boosts the voltage of DC power generated by a solar cell, etc., an inverter unit that converts DC power boosted by the boosting unit into AC power, and In the power conditioner in which the filter unit for shaping the waveform of the AC power converted by the inverter unit is housed in a sealed housing for waterproofing, at least a part of the back side wall is constituted by a heat sink. The reactor provided in the filter unit is configured to thermally conductively attach the outer periphery of the coil of the reactor to a heat sink exposed to the inside of the housing via a flexible heat conductive sheet and an electrical insulating sheet, The embodiment will be described with reference to the drawings.

本発明に係るパワーコンディショナPCDは、高電圧となる電装部品を含み所期の動作をする電気回路部CTが筐体1内に収容された形態である。この電気回路部CTのうち、図1には本発明に係るパワーコンディショナPCDの主回路MCの構成を示している。図1において、太陽電池PVが発電する直流電力の直流電圧を昇圧する昇圧回路を構成する昇圧部DC/DCを備え、昇圧部DC/DCで昇圧した直流電力を交流電力に変換するインバータ回路を構成するインバータ部INVを備える。直流電源である太陽電池PVからの直流電力は、チョッパ動作により昇圧部DC/DCにて昇圧され、昇圧部DC/DCで昇圧した直流電力は、インバータ部INVにより交流電力に変換(DC/AC変換という)された後、ローパスフィルタ回路を構成するフィルタ部LPFを介して商用電力系統GRIDの周波数に相当する所定の低周波数の正弦波の交流電力として商用電力系統GRIDへ供給される構成である。   The power conditioner PCD according to the present invention has a configuration in which an electric circuit portion CT that includes an electrical component having a high voltage and performs an intended operation is housed in the housing 1. Of the electric circuit portion CT, FIG. 1 shows the configuration of the main circuit MC of the power conditioner PCD according to the present invention. In FIG. 1, an inverter circuit that includes a booster DC / DC that constitutes a booster circuit that boosts a DC voltage of DC power generated by the solar battery PV, and that converts DC power boosted by the booster DC / DC into AC power. The inverter part INV which comprises is provided. The DC power from the solar cell PV, which is a DC power source, is boosted by the booster DC / DC by the chopper operation, and the DC power boosted by the booster DC / DC is converted into AC power by the inverter INV (DC / AC After the conversion), the power is supplied to the commercial power grid GRID as a predetermined low-frequency sine wave AC power corresponding to the frequency of the commercial power grid GRID through the filter unit LPF constituting the low-pass filter circuit. .

図1において、昇圧部DC/DCは、リアクトルL1、スイッチング素子T1、ダイオードD0、ダイオードD1及びコンデンサC1で昇圧回路が構成され、太陽電池PVから供給される直流電圧は、チョッパ制御部H1による制御によってスイッチング素子T1がON(オンという)及びOFF(オフという)動作して所定電圧に昇圧される。   In FIG. 1, a booster DC / DC includes a reactor L1, a switching element T1, a diode D0, a diode D1, and a capacitor C1, and a DC voltage supplied from the solar cell PV is controlled by a chopper controller H1. As a result, the switching element T1 is turned ON (referred to as ON) and OFF (referred to as OFF) to be boosted to a predetermined voltage.

また、インバータ部INVは、スイッチング制御のために4個のスイッチング素子T2〜T5が単相フルブリッジ接続されており、4個のスイッチング素子T2〜T5が、昇圧部DC/DCから供給される直流電力をPWM制御部H2によってON(オンという)及びOFF(オフという)動作して、商用電力系統GRIDの周波数に相当する所定の周波数の交流電力に変換される。このため、インバータ部INVは、DC/AC変換部と称することができる。   The inverter unit INV has four switching elements T2 to T5 connected in a single-phase full bridge for switching control, and the four switching elements T2 to T5 are direct current supplied from the boosting unit DC / DC. The electric power is turned ON (referred to as ON) and OFF (referred to as OFF) by the PWM control unit H2 to be converted into AC power having a predetermined frequency corresponding to the frequency of the commercial power grid GRID. For this reason, the inverter part INV can be called a DC / AC conversion part.

フィルタ部LPFは、リアクトルL2、リアクトルL3及びコンデンサC3にて高周波数を遮断するローパスフィルタ回路を構成し、インバータ部INVのスイッチング素子T2とT3の接続点QがリアクトルL2に接続され、スイッチング素子T4とT5の接続点RがリアクトルL3に接続され、インバータ部INVから出力されるパルス電圧を平滑して(高周波成分を除去して)商用電力系統GRIDの周波数に相当する周波数の正弦波の交流電圧とし、制御リレーRYを介して商用電力系統GRIDへ出力される。   The filter unit LPF constitutes a low-pass filter circuit that cuts off high frequencies by the reactor L2, the reactor L3, and the capacitor C3, and the connection point Q between the switching elements T2 and T3 of the inverter unit INV is connected to the reactor L2, and the switching element T4 Is connected to the reactor L3, and the pulse voltage output from the inverter INV is smoothed (high frequency components are removed), and a sine wave AC voltage corresponding to the frequency of the commercial power grid GRID. And output to the commercial power grid GRID via the control relay RY.

図1において、昇圧部DC/DCは、スイッチング素子T1がオン(ONとする)状態になるとリアクトルL1にエネルギーが蓄積され、スイッチング素子T1がオフ(OFFとする)状態になるとリアクトルL1に蓄積されたエネルギーが放出されてコンデンサC1に充電される。この場合、スイッチング素子T1がON時間とOFF時間の割合を制御することにより、昇圧部DC/DCは、太陽電池PVから供給される直流電力の電圧を所定の電圧に昇圧する。ダイオードD1は、電流が太陽電池PV側へ逆流しないようにするためであり、スイッチング素子T1に並列のダイオードは、スイッチング素子T1の保護のためである。   In FIG. 1, the booster DC / DC stores energy in the reactor L1 when the switching element T1 is turned on (turned on), and accumulates in the reactor L1 when the switching element T1 is turned off (turned off). The energy is released and the capacitor C1 is charged. In this case, when the switching element T1 controls the ratio of the ON time and the OFF time, the booster DC / DC boosts the voltage of the DC power supplied from the solar cell PV to a predetermined voltage. The diode D1 is for preventing current from flowing backward to the solar cell PV side, and the diode parallel to the switching element T1 is for protecting the switching element T1.

ダイオードD0はリアクトルL1とダイオードD1をバイパスするように接続されており、太陽電池PVの発電電圧がコンデンサC1の端子電圧(位置Pの電圧)を超える場合に太陽電池PVの出力が直接このダイオードD0を介してコンデンサC1を充電しインバータ部INVへ供給されるものである。すなわち、太陽電池PVの発電量が大きく昇圧部DC/DCによる昇圧を必要としないときは、太陽電池PVの出力がリアクトルL1、ダイオードD1を経ることなくインバータ部INVへ供給され、少なくともリアクタL1による発電電力の損失を防止できパワーコンディショナでの変換効率を上げることができるものである。一方、太陽電池PVの出力が連続して通過するためその発熱量は大きいものとなる。この発熱量はダイオードD1がスイッチング素子T1の動作で断続的に通電される状態に比して大きいものである。   The diode D0 is connected so as to bypass the reactor L1 and the diode D1, and when the generated voltage of the solar cell PV exceeds the terminal voltage of the capacitor C1 (voltage at the position P), the output of the solar cell PV is directly connected to the diode D0. The capacitor C1 is charged via the inverter and supplied to the inverter unit INV. That is, when the power generation amount of the solar cell PV is large and boosting by the boosting unit DC / DC is not required, the output of the solar cell PV is supplied to the inverter unit INV without passing through the reactor L1 and the diode D1, and at least by the reactor L1. The loss of generated power can be prevented and the conversion efficiency in the power conditioner can be increased. On the other hand, since the output of the solar cell PV passes continuously, the calorific value is large. This amount of heat generation is larger than that in which the diode D1 is intermittently energized by the operation of the switching element T1.

このような動作において、昇圧部DC/DCは、その出力が最大値(PWとする)になるようにするために、太陽電池PVの出力電力の最大点で動作させる制御を行うようにチョッパ制御部H1が動作する。このための一つの制御方式として、昇圧部DC/DCから出力される電圧と電流とを検出し、その積(出力電力)が最大になるように昇圧部DC/DCの昇圧率を制御する。例えば、太陽電池PVの電流ISと、太陽電池PVと並列接続されたコンデンサCSの電圧VCSと、リアクトルL1の電流ILとをチョッパ制御部H1が検出し、それによってスイッチング素子T1をスイッチング制御して、昇圧部DC/DCから出力される電力が最大になるように、この昇圧比(スイッチング素子T1のONデューティ)の制御をすることができる。   In such an operation, the booster DC / DC performs chopper control so as to perform control to operate at the maximum point of the output power of the solar cell PV so that the output becomes the maximum value (PW). Part H1 operates. As one control method for this purpose, the voltage and current output from the booster DC / DC are detected, and the boosting rate of the booster DC / DC is controlled so that the product (output power) is maximized. For example, the chopper controller H1 detects the current IS of the solar battery PV, the voltage VCS of the capacitor CS connected in parallel with the solar battery PV, and the current IL of the reactor L1, thereby switching the switching element T1. The boost ratio (ON duty of the switching element T1) can be controlled so that the power output from the booster DC / DC is maximized.

また、インバータ部INVは、前記最大値(PWとする)に基づいて算出した電流が商用電力系統GRIDへ出力されるように、PWM制御部H2によって商用電力系統GRIDへ重畳される前記正弦波の交流電圧のピーク値を制御する。   Further, the inverter unit INV outputs the sine wave superimposed on the commercial power system GRID by the PWM control unit H2 so that the current calculated based on the maximum value (PW) is output to the commercial power system GRID. Controls the peak value of AC voltage.

図1に示すように、パワーコンディショナPCDの主回路MCの主制御部Hは、チョッパ制御部H1とPWM制御部H2を含んでいる。パワーコンディショナPCDの主回路MCは、図1に点線で囲む部分が一つのプリント配線基板PB1に配線され、スイッチング素子T1〜T5のそれぞれは、通常、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)と称するものである。スイッチング素子T2〜T5は、図2に示すように、単一(一つ)のパッケージに収容される形態でモジュール化されており、IPM(インテリジェントパワーモジュール)と称する。なお、製造上のメリットを出すために、スイッチング素子T1及びダイオードD1もスイッチング素子T2〜T5と共に単一(一つ)のパッケージに収容される形態でモジュール化することができる。このため、図2に示すものは、スイッチング素子T1〜T5及びダイオードD1が単一(一つ)のパッケージに収容されたIPMモジュールを示している。   As shown in FIG. 1, the main controller H of the main circuit MC of the power conditioner PCD includes a chopper controller H1 and a PWM controller H2. The main circuit MC of the power conditioner PCD has a portion surrounded by a dotted line in FIG. 1 wired on one printed wiring board PB1, and each of the switching elements T1 to T5 is usually called an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor). is there. As shown in FIG. 2, the switching elements T <b> 2 to T <b> 5 are modularized in a form accommodated in a single (one) package, and are referred to as IPM (intelligent power module). In addition, in order to produce a merit in manufacturing, the switching element T1 and the diode D1 can also be modularized in a form accommodated in a single (one) package together with the switching elements T2 to T5. For this reason, what is shown in FIG. 2 shows an IPM module in which the switching elements T1 to T5 and the diode D1 are accommodated in a single (one) package.

このIPMにおいて、V1、V2は図1に示すV1、V2に相当し、P、Q、Rが図1に示すP、Q、Rに相当する。発熱量の大きい回路素子として、インバータ部INVのスイッチング素子T2〜T5があり、後述のように、このスイッチング素子T2〜T5を収容したIPMは、裏側面(図2の下側面)がアルミニウム等の金属製の放熱面となっており、この放熱面が後述のヒートシンク5の前面に密着するように、ネジ12によってIPMの取り付けフランジ部がヒートシンク5に固定され、IPMから発生する熱がヒートシンク5によって放熱される構成である。   In this IPM, V1 and V2 correspond to V1 and V2 shown in FIG. 1, and P, Q, and R correspond to P, Q, and R shown in FIG. As a circuit element having a large amount of heat generation, there are switching elements T2 to T5 of the inverter unit INV. As will be described later, the IPM that accommodates the switching elements T2 to T5 has a back side (lower side in FIG. 2) such as aluminum. The mounting surface of the IPM is fixed to the heat sink 5 by screws 12 so that the heat dissipation surface is in close contact with the front surface of the heat sink 5 described later, and the heat generated from the IPM is absorbed by the heat sink 5. It is the structure to which heat is dissipated.

図4は、防水のための密閉構造の筐体内に収容された本発明に係るパワーコンディショナPCDの全体斜視図である。パワーコンディショナPCDは屋外に縦方向に設置されるものであり、例えば家屋の外壁の縦壁に略垂直状態に取り付けられるものである。このため、図1に示す主回路を含めて、電気回路部分を雨滴などから保護するために防水構造の筐体1に収容した形態とする。   FIG. 4 is an overall perspective view of a power conditioner PCD according to the present invention housed in a sealed housing for waterproofing. The power conditioner PCD is installed outdoors in the vertical direction, and is attached to the vertical wall of the outer wall of the house, for example, in a substantially vertical state. For this reason, it is set as the form accommodated in the housing | casing 1 of the waterproof structure in order to protect an electric circuit part including raindrops etc. including the main circuit shown in FIG.

筐体1は、略直方形状の金属製箱体であり、金属製ケーシング2と、このケーシング2の表側の開口1Aを開閉可能な金属製蓋3にて閉じられ、裏側壁の少なくとも一部がヒートシンク5で構成され、内部にパワーコンディショナPCDの電気回路部が収容された構成である。ヒートシンク5は、平板状の基盤部5Bの裏側に縦方向の放熱フィン5Aが上下方向の空気通路5Cを存して複数並列形成されたものであり、ヒートシンク5は、アルミニウムなどの熱良導体で押し出し成形される長尺のものを所定長さに切断することにより、量産される。ヒートシンク5は、基盤部5Bが筐体1内に臨み放熱フィン5Aが筐体1の裏側に露出した状態でケーシング2に取り付けられる。筐体1を金属製としたのは、屋外設置であるため、太陽光に対して劣化しないように耐光性を考慮したものである。   The casing 1 is a substantially rectangular metal box, and is closed by a metal casing 2 and a metal lid 3 that can open and close the opening 1A on the front side of the casing 2, and at least a part of the back side wall is formed. It is comprised by the heat sink 5, and is the structure by which the electric circuit part of power conditioner PCD was accommodated in the inside. The heat sink 5 has a plurality of vertical radiating fins 5A formed in parallel on the back side of the flat base portion 5B with an air passage 5C in the vertical direction. The heat sink 5 is extruded by a heat good conductor such as aluminum. Mass production is performed by cutting a long one to be molded into a predetermined length. The heat sink 5 is attached to the casing 2 in a state where the base portion 5B faces the housing 1 and the heat radiating fins 5A are exposed on the back side of the housing 1. Since the case 1 is made of metal because it is installed outdoors, light resistance is taken into consideration so as not to deteriorate against sunlight.

ケーシング2は、上下の壁2A、2B及び左右の壁2C、2Dでもって周囲壁2Sを構成し、表側と裏側に開口2F、2Rを形成した金属製である。ケーシング2の裏側壁の少なくとも一部がヒートシンク5で構成されるように、ケーシング2の裏壁2Eに形成した裏側開口2Rの周縁部のフランジ2R1に、ヒートシンク5の基盤部5Bが密着するようにネジ9にて取り付けられ、ケーシング2の裏側開口2Rが防水状態に塞がれている。この取り付けによって、放熱フィン5Aが筐体1の裏側に露出した状態となる。この場合、フランジ2R1とヒートシンク5の間にシール用パッキンを介在させてもよい。   The casing 2 is made of metal in which the upper and lower walls 2A and 2B and the left and right walls 2C and 2D constitute a peripheral wall 2S, and openings 2F and 2R are formed on the front side and the back side. The base part 5B of the heat sink 5 is in close contact with the flange 2R1 at the peripheral edge of the back side opening 2R formed in the back wall 2E of the casing 2 so that at least a part of the back side wall of the casing 2 is constituted by the heat sink 5. Attached with screws 9, the back side opening 2R of the casing 2 is closed in a waterproof state. With this attachment, the heat radiating fins 5 </ b> A are exposed on the back side of the housing 1. In this case, a sealing packing may be interposed between the flange 2R1 and the heat sink 5.

また、ケーシング2の表側開口2Fは開閉可能な蓋3にて防水状態に閉じられる。蓋3の内側周縁に環状の防水用パッキン4が両面テープ等によって取り付けられている。蓋3の左右辺部に形成した取り付け部3B、3Cを貫通する取り付け孔10を通して、ネジ11にてケーシング2の周囲壁2Sの左右の壁2C、2Dに設けた取り付けフランジ8B、8Cに固定される。この固定によって、ケーシング2の表側開口2Fを形成する周囲壁2Sの先端(前端)が、パッキン4に食い込み状態で当接することによって、ケーシング2と蓋3が防水状態にシールされる。蓋3はネジ11を緩めることによってケーシング2から取り外し可能である。   The front opening 2F of the casing 2 is closed in a waterproof state by a lid 3 that can be opened and closed. An annular waterproof packing 4 is attached to the inner periphery of the lid 3 with double-sided tape or the like. It is fixed to mounting flanges 8B and 8C provided on the left and right walls 2C and 2D of the peripheral wall 2S of the casing 2 with screws 11 through mounting holes 10 penetrating the mounting portions 3B and 3C formed on the left and right sides of the lid 3. The By this fixing, the front end (front end) of the peripheral wall 2S forming the front side opening 2F of the casing 2 comes into contact with the packing 4 in a biting state, so that the casing 2 and the lid 3 are sealed in a waterproof state. The lid 3 can be removed from the casing 2 by loosening the screw 11.

ケーシング2の周囲壁2Sの上壁2Aには、上方へ突出状態に係止フランジ8Aが設けられており、ケーシング2への蓋3の取り付けは、家屋の外壁の縦壁に略垂直状態に取り付けられたケーシング2に対して、蓋3の下部を持ち上げた斜め状態において、図10に示すように、蓋3の上辺3Aに下向き形成した係止部3A1をケーシング2の上壁2Aの係止フランジ8Aに係止するように操作し、この係止状態から矢印Y方向へ蓋3の下部をケーシング2に近づけつつ蓋3によってケーシング2の表側開口1Aを閉じ、蓋3は表側開口1Aの全体を覆う大きさを有しており、上記のように、ネジ11にてケーシング2の周囲壁2Sの左右の壁2C、2Dに設けた取り付けフランジ8B、8Cに固定する。この固定によって、図11に示すように、表側開口1Aの周縁を形成する周囲壁2Sの先端(前端)が蓋3の内側周縁に取り付けた防水用パッキン4に食い込み状態で密着し、表側開口1Aの全周で防水シール状態となる。   A locking flange 8A is provided on the upper wall 2A of the peripheral wall 2S of the casing 2 so as to protrude upward, and the lid 3 is attached to the casing 2 in a substantially vertical state on the vertical wall of the outer wall of the house. As shown in FIG. 10, the locking portion 3 </ b> A <b> 1 formed downward on the upper side 3 </ b> A of the lid 3 is connected to the locking flange of the upper wall 2 </ b> A of the casing 2, as shown in FIG. 10. The lid 3 closes the front side opening 1A of the casing 2 while the lower part of the lid 3 is brought close to the casing 2 in the arrow Y direction from the locked state, and the lid 3 covers the entire front side opening 1A. It has a size to cover, and is fixed to the mounting flanges 8B and 8C provided on the left and right walls 2C and 2D of the peripheral wall 2S of the casing 2 with the screw 11 as described above. By this fixing, as shown in FIG. 11, the front end (front end) of the peripheral wall 2S forming the peripheral edge of the front opening 1A is in close contact with the waterproof packing 4 attached to the inner peripheral edge of the lid 3, and the front opening 1A It becomes a waterproof seal state all around.

蓋3の取り外しを場合は、ネジ11を緩め、図10に示すように、ケーシング2に対して蓋3の下部を持ち上げて斜め状態にした状態で、係止フランジ8Aから蓋3の上辺3Aの係止部3A1が外れる位置まで蓋3を上方へ持ち上げ、その状態で蓋3を手前に引けば、ケーシング2から蓋3を取り外すことができる。   In the case of removing the lid 3, the screw 11 is loosened, and the lower portion of the lid 3 is lifted with respect to the casing 2 in an inclined state as shown in FIG. The lid 3 can be removed from the casing 2 by lifting the lid 3 upward to a position where the locking portion 3 </ b> A <b> 1 is released and pulling the lid 3 forward in this state.

ケーシング2の周囲壁2Sの下壁2Bには、リード線引き出し部6と手動操作のスイッチ操作部7が下壁2Bから下方へ突出する状態に設けられている。リード線引き出し部6は、筐体1内に収容された電気回路部CTと太陽電池PVとを接続する接続ラインや、フィルタ回路FLR及び制御リレーRYを介して商用電力系統GRIDへ接続する接続ライン等のリード線が通る部分である。スイッチ操作部7は、筐体1内に配置されたスイッチSWのON・OFF制御を筐体1の外側から手動操作する部分である。スイッチSWは、パワーコンディショナPCDの所定の回路部を開閉するスイッチであり、実施例では、太陽電池PVからの発電出力をパワーコンディショナPCDの所定の回路部へ接続するリード線に介在し、このリード線を開閉接片が直接回路を開閉してON状態−OFF状態を切り換えるスイッチSWを示している。スイッチSWは、ケーシング2の周囲壁2Sの下壁2Bに近接してケーシング2内に配置されており、スイッチSWから下壁2Bを貫通して筐体1外へ延びる操作軸7Jにスイッチ操作部7が取り付けられている。これらリード線引き出し部6とスイッチ操作部7は、ケーシング2に下壁2Bに対して適宜の防水シール構成の取り付け構造となっている。リード線引き出し部6とスイッチ操作部7を下壁2Bに設けたのは、雨滴が掛かり難い領域であるからである。   On the lower wall 2B of the peripheral wall 2S of the casing 2, a lead wire lead-out portion 6 and a manually operated switch operation portion 7 are provided so as to protrude downward from the lower wall 2B. The lead wire lead-out portion 6 is a connection line that connects the electric circuit portion CT accommodated in the housing 1 and the solar cell PV, or a connection line that connects to the commercial power system GRID via the filter circuit FLR and the control relay RY. This is the part through which the lead wire passes. The switch operation unit 7 is a part for manually operating ON / OFF control of the switch SW arranged in the housing 1 from the outside of the housing 1. The switch SW is a switch that opens and closes a predetermined circuit portion of the power conditioner PCD. In the embodiment, the switch SW is interposed in a lead wire that connects the power generation output from the solar cell PV to the predetermined circuit portion of the power conditioner PCD. A switch SW for switching between an ON state and an OFF state by opening and closing the circuit of the lead wire directly is shown. The switch SW is disposed in the casing 2 in the vicinity of the lower wall 2B of the peripheral wall 2S of the casing 2, and is connected to an operation shaft 7J extending from the switch SW through the lower wall 2B to the outside of the housing 1. 7 is attached. The lead wire lead-out portion 6 and the switch operation portion 7 have an appropriate waterproof seal mounting structure for the casing 2 with respect to the lower wall 2B. The reason why the lead wire lead-out portion 6 and the switch operation portion 7 are provided on the lower wall 2B is because it is an area where raindrops are not easily applied.

筐体1内に収容されたパワーコンディショナPCDの電気回路部は、主回路MCの配線を含めて、複数のプリント配線基板PB1〜PB5に形成され、筐体1内の収容配置は、発熱量の大きい回路素子であるリアクトルL1、L2、L3が配置される第1室15と、プリント配線基板PB1〜PB5及びそれらに形成されたその他の電気回路部分が収容される第2室16とに区画壁17によって区画されている。昇圧部DC/DC、インバータ部INV及びフィルタ部LPFは、それらを構成する電気素子が接続されるプリント配線基板PB1に形成されている。プリント配線基板PB1〜PB5は、ヒートシンク5の平板状の基盤部5Bと間隔を存して基盤部5Bの前面側に並行に配置している。   The electric circuit portion of the power conditioner PCD housed in the housing 1 is formed on a plurality of printed wiring boards PB1 to PB5 including the wiring of the main circuit MC, and the housing arrangement in the housing 1 has a calorific value. Is divided into a first chamber 15 in which reactors L1, L2, and L3, which are large circuit elements, are arranged, and a second chamber 16 in which printed wiring boards PB1 to PB5 and other electric circuit portions formed therein are accommodated. It is partitioned by a wall 17. The step-up unit DC / DC, the inverter unit INV, and the filter unit LPF are formed on the printed wiring board PB1 to which the electric elements constituting them are connected. The printed wiring boards PB1 to PB5 are arranged in parallel on the front surface side of the base part 5B with a space from the flat base part 5B of the heat sink 5.

ダイオードD0も発熱するが、発熱の大きな素子として、インバータ部INV、昇圧部DC/DCに備えたリアクトルL1、及びフィルタ部LPFに備えたリアクトルL2、L3があり、本発明では特に発熱量の大きなリアクトルL1、L2、L3からの発熱を放散させるための技術について記載する。   Although the diode D0 also generates heat, as an element that generates a large amount of heat, there are a reactor L1 provided in the inverter unit INV, a step-up unit DC / DC, and reactors L2 and L3 provided in the filter unit LPF. A technique for dissipating heat generated from the reactors L1, L2, and L3 will be described.

リアクトルL2、L3は、図7乃至図12に示すように、その外周を柔軟性の熱伝導シート18Aと電気絶縁シート19Aを介して、筐体1の内側に露出したヒートシンク5の基盤部5Bにリアクトルを構成するコイル部の外周部が熱伝導的に取り付けた構成である。熱伝導シート18Aは、シリコンオイルを含浸させたシリコン高分子材で構成され、厚さが略3mm〜10mm(例えば5mm)である。また電気絶縁シート19Aは合成樹脂製シートであり、熱が伝導の阻害とならないように厚さが0.5mm〜2mmの薄いシートである。   As shown in FIGS. 7 to 12, the reactors L2 and L3 are connected to the base portion 5B of the heat sink 5 whose outer periphery is exposed to the inside of the housing 1 via a flexible heat conductive sheet 18A and an electrical insulating sheet 19A. The outer peripheral part of the coil part which comprises a reactor is the structure attached thermally. The heat conductive sheet 18A is made of a silicon polymer material impregnated with silicon oil, and has a thickness of approximately 3 mm to 10 mm (for example, 5 mm). The electrical insulating sheet 19A is a synthetic resin sheet, and is a thin sheet having a thickness of 0.5 mm to 2 mm so that heat does not hinder conduction.

図6及び図9に示すように、リアクトルL2、L3は、四辺形状の環状鉄心F2の対向二辺(図6の上下辺)にそれぞれコイル部L2C、L3Cが巻回されたものであり、図10及び図11に示すように、各コイル部L2C、L3Cは、その絶縁被覆の保護するために必要に応じて外周が絶縁テープ26Aによって覆われている。リアクトルL2、L3は、コイル部L2C、L3Cが巻回されない環状鉄心F2の対向二辺(図6の左右辺)を保持する保持部21A、21Bを形成した枠状の保持部材21が環状鉄心F2に取り付けられている。保持部材21に形成した4箇所の取り付けフランジ21Fが、ネジ25によってヒートシンク5の基盤部5Bに固定されることによって、リアクトルL2、L3は、熱伝導シート18Aと電気絶縁シート19Aを介してヒートシンク5に取り付けられる。この取り付けによって、図10及び図11に示すように、各コイル部L2C、L3Cは、その外周の一部が柔軟性の熱伝導シート18Aに食い込み状態(K1で示す)となり、柔軟性の熱伝導シート18Aと電気絶縁シート19Aは密着し、電気絶縁シート19Aはヒートシンク5の基盤部5Bに密着する。このため、リアクトルL2、L3の発熱は、柔軟性の熱伝導シート18Aと電気絶縁シート19Aを介してヒートシンク5の基盤部5Bに伝達され、放熱フィン5Aから放散される。ネジ24は複数の部材を結合して枠状の保持部材21を形成するためのネジである。   As shown in FIGS. 6 and 9, the reactors L <b> 2 and L <b> 3 are coil portions L <b> 2 </ b> C and L <b> 3 </ b> C wound respectively on two opposite sides (upper and lower sides in FIG. 6) of the quadrilateral annular core F <b> 2. As shown in FIG. 10 and FIG. 11, the outer periphery of each of the coil portions L2C and L3C is covered with an insulating tape 26A as necessary to protect the insulating coating. Reactors L2 and L3 have a frame-shaped holding member 21 formed with holding portions 21A and 21B for holding opposite two sides (left and right sides in FIG. 6) of an annular core F2 around which coil portions L2C and L3C are not wound. Is attached. The four mounting flanges 21F formed on the holding member 21 are fixed to the base portion 5B of the heat sink 5 with screws 25, whereby the reactors L2 and L3 are connected to the heat sink 5 via the heat conductive sheet 18A and the electrical insulating sheet 19A. Attached to. With this attachment, as shown in FIGS. 10 and 11, each coil portion L2C, L3C has a part of its outer periphery bitten into the flexible heat conductive sheet 18A (indicated by K1), so that flexible heat conduction is achieved. The sheet 18A and the electrical insulating sheet 19A are in close contact, and the electrical insulating sheet 19A is in close contact with the base portion 5B of the heat sink 5. For this reason, the heat generated by the reactors L2 and L3 is transmitted to the base portion 5B of the heat sink 5 via the flexible heat conductive sheet 18A and the electrical insulating sheet 19A, and is dissipated from the radiation fins 5A. The screw 24 is a screw for connecting a plurality of members to form the frame-shaped holding member 21.

このように、リアクトルL2、L3は、パワーコンディショナPCDの電気回路部が密閉構造の筐体1内に収容される場合において、その外周から熱伝導シート18Aを通してヒートシンク5に伝熱する効果的放熱を得ることができるため、リアクトルL2、L3から発する熱によって筐体1内が高温によるなることにより生じる電気回路素子の特性の変化や素子の破壊等の虞がなく、安定動作の屋外設置型のパワーコンディショナPCDが得られるものとなる。また、筐体1内への熱伝導シート18Aの取り付け等の際に熱伝導シート18Aに亀裂などが生じた場合にも、電気絶縁シート19AによってリアクトルL2、L3とヒートシンク5との電気絶縁が得られるため、安全構成となる。更に、熱伝導シート18Aは、シリコンオイルを含浸させたシリコン高分子材で構成されることにより、粘着性を有する柔軟性の状態となるため、リアクトルL2、L3から生じる振動も吸収でき、密閉構造の筐体1の周囲に伝播される騒音を低減できる技術が提供できるものとなる。   Thus, the reactors L2 and L3 are effective heat radiating from the outer periphery to the heat sink 5 through the heat conductive sheet 18A when the electric circuit portion of the power conditioner PCD is accommodated in the sealed casing 1. Therefore, there is no risk of changes in the characteristics of the electric circuit elements and destruction of the elements caused by the high temperature inside the housing 1 due to the heat generated from the reactors L2, L3, and the outdoor installation type of stable operation A power conditioner PCD is obtained. In addition, even when a crack or the like occurs in the heat conductive sheet 18A when the heat conductive sheet 18A is mounted in the housing 1, the electric insulation between the reactors L2 and L3 and the heat sink 5 is obtained by the electric insulating sheet 19A. Therefore, it becomes a safe configuration. Furthermore, since the heat conductive sheet 18A is made of a silicon polymer material impregnated with silicon oil, it becomes a flexible state having adhesiveness, and therefore can absorb vibrations generated from the reactors L2 and L3, and has a sealed structure. Thus, it is possible to provide a technique capable of reducing noise propagated around the casing 1 of the housing.

また、リアクトルL1は、熱伝導シート18Aと同様の柔軟性の熱伝導シート18Bと、電気絶縁シート19Aと同様の電気絶縁シート19Bを介して、筐体1の内側に露出したヒートシンク5の基盤部5Bにリアクトルを構成するコイル部の外周部が熱伝導的に取り付けた構成である。熱伝導シート18Bは、シリコンオイルを含浸させたシリコン高分子材で構成され、厚さが略3mm〜10mm(例えば5mm)である。また電気絶縁シート19Bは合成樹脂製シートであり、熱が伝導の阻害とならないように厚さが0.5mm〜2mmの薄いシートである。   Further, the reactor L1 is a base portion of the heat sink 5 exposed to the inside of the housing 1 through a flexible heat conductive sheet 18B similar to the heat conductive sheet 18A and an electric insulating sheet 19B similar to the electric insulating sheet 19A. It is the structure which the outer peripheral part of the coil part which comprises a reactor to 5B was attached thermally. The heat conductive sheet 18B is made of a silicon polymer material impregnated with silicon oil, and has a thickness of approximately 3 mm to 10 mm (for example, 5 mm). The electrical insulating sheet 19B is a synthetic resin sheet, and is a thin sheet having a thickness of 0.5 mm to 2 mm so that heat does not hinder conduction.

リアクトルL1は、図6及び図9に示すように、四辺形状の環状鉄心F1の対向二辺(図6の上下辺)に巻回した二つコイル部L1C、L1Cが直接接続されてひとつのリアクトルL1を構成したものである。コイル部L1C、L1Cは、その絶縁被覆の保護するために必要に応じてそれぞれ外周が絶縁テープ26Bによって覆われている。リアクトルL1は、コイル部L1Cが巻回されない環状鉄心F1の対向二辺(図6の左右辺)を保持する保持部20A、20Bを形成した枠状の保持部材20が環状鉄心F1に取り付けられている。保持部材20に形成した4箇所の取り付けフランジ20Fが、ネジ23によってヒートシンク5の基盤部5Bに固定されることによって、リアクトルL1は、熱伝導シート18Bと電気絶縁シート19Bを介してヒートシンク5に取り付けられる。この取り付けによって、図12に示すように、各コイル部L1Cは、その外周の一部が柔軟性の熱伝導シート18Bに食い込み状態(K2で示す)となり、柔軟性の熱伝導シート18Bと電気絶縁シート19Bは密着し、電気絶縁シート19Bはヒートシンク5の基盤部5Bに密着する。このため、リアクトルL1の発熱は、柔軟性の熱伝導シート18Bと電気絶縁シート19Bを介してヒートシンク5の基盤部5Bに伝達され、放熱フィン5Aから放散される。ネジ22は複数の部材を結合して枠状の保持部材20を形成するためのネジである。   As shown in FIGS. 6 and 9, the reactor L1 is a single reactor in which two coil portions L1C and L1C wound around two opposite sides (upper and lower sides in FIG. 6) of a quadrilateral annular core F1 are directly connected. L1 is configured. The outer periphery of each of the coil portions L1C and L1C is covered with an insulating tape 26B as necessary in order to protect the insulating coating. Reactor L1 has frame-shaped holding member 20 formed with holding portions 20A and 20B for holding opposite two sides (left and right sides in FIG. 6) of annular core F1 around which coil portion L1C is not wound, attached to annular core F1. Yes. The four attachment flanges 20F formed on the holding member 20 are fixed to the base portion 5B of the heat sink 5 with screws 23, so that the reactor L1 is attached to the heat sink 5 via the heat conductive sheet 18B and the electrical insulating sheet 19B. It is done. By this attachment, as shown in FIG. 12, each coil portion L1C has a part of its outer periphery bitten into the flexible heat conductive sheet 18B (indicated by K2), and is electrically insulated from the flexible heat conductive sheet 18B. The sheet 19B is in close contact, and the electrical insulating sheet 19B is in close contact with the base portion 5B of the heat sink 5. For this reason, the heat generated by the reactor L1 is transmitted to the base portion 5B of the heat sink 5 via the flexible heat conductive sheet 18B and the electrical insulating sheet 19B, and is dissipated from the radiation fins 5A. The screw 22 is a screw for connecting a plurality of members to form the frame-shaped holding member 20.

このように、リアクトルL1は、パワーコンディショナPCDの電気回路部が密閉構造の筐体1内に収容される場合において、その外周から熱伝導シート18Bを通してヒートシンク5に伝熱する効果的放熱を得ることができるため、リアクトルL1から発する熱によって筐体1内が高温によるなることにより生じる電気回路素子の特性の変化や素子の破壊等の虞がなく、安定動作の屋外設置型のパワーコンディショナPCDが得られるものとなる。また、筐体1内への熱伝導シート18Bの取り付け等の際に熱伝導シート18Bに亀裂などが生じた場合にも、電気絶縁シート19BによってリアクトルL1とヒートシンク5との電気絶縁が得られるため、安全構成となる。更に、熱伝導シート18Bは、シリコンオイルを含浸させたシリコン高分子材で構成されることにより、粘着性を有する柔軟性の状態となるため、リアクトルL1から生じる振動も吸収でき、密閉構造の筐体1の周囲に伝播される騒音を低減できる技術が提供できるものとなる。   As described above, the reactor L1 obtains effective heat dissipation from the outer periphery to the heat sink 5 through the heat conductive sheet 18B when the electric circuit portion of the power conditioner PCD is accommodated in the sealed housing 1. Therefore, there is no risk of a change in characteristics of the electric circuit element or destruction of the element caused by the high temperature inside the casing 1 due to the heat generated from the reactor L1, and the outdoor-installed power conditioner PCD with stable operation. Is obtained. In addition, even when a crack or the like occurs in the heat conductive sheet 18B when the heat conductive sheet 18B is mounted in the housing 1, the electric insulation between the reactor L1 and the heat sink 5 is obtained by the electric insulating sheet 19B. It becomes a safe configuration. Further, since the heat conductive sheet 18B is made of a silicon polymer material impregnated with silicon oil and becomes a flexible state having adhesiveness, it can also absorb vibrations generated from the reactor L1, and has a sealed structure. It is possible to provide a technique capable of reducing noise propagated around the body 1.

リアクトルL1、L2、L3は発熱するため、この発熱が他の回路素子へ悪影響を及ぼさないようにするために、筐体1内は、図6乃至図9に示すように、フィルタ部LPFに備えたリアクトルL2、L3、及び昇圧部DC/DCに備えたリアクトルL1が収容される第1室15が上位置となり、他の回路素子が収容される第2室16が下位置となるように配置し、第1室15と第2室16は、両室間の空気対流を抑制する区画壁17にて区画されている。区画壁17は、リアクトルL1、L2、L3から発生する熱及び電磁ノイズによって他の回路素子が不良になることが防止されるように、磁性体の金属製で構成される。   Since the reactors L1, L2, and L3 generate heat, the housing 1 is provided in the filter unit LPF as shown in FIGS. 6 to 9 in order to prevent the generated heat from adversely affecting other circuit elements. The first chamber 15 in which the reactors L2 and L3 and the reactor L1 provided in the booster DC / DC are accommodated is located in the upper position, and the second chamber 16 in which other circuit elements are accommodated is located in the lower position. The first chamber 15 and the second chamber 16 are partitioned by a partition wall 17 that suppresses air convection between the two chambers. The partition wall 17 is made of a magnetic metal so that other circuit elements are prevented from being defective due to heat and electromagnetic noise generated from the reactors L1, L2, and L3.

なお、リアクトルL1はその発熱量が少ない場合は第2室16に配置し、上記同様に、柔軟性の熱伝導シート18Bと、電気絶縁シート19Bを介して、筐体1の内側に露出したヒートシンク5の基盤部5Bに熱伝導的に取り付けた構成とし、第1室15には上記同様の構成によって、発熱量の大きいリアクトルL2、L3を配置した状態でもよい。   The reactor L1 is disposed in the second chamber 16 when its calorific value is small, and similarly to the above, the heat sink exposed inside the housing 1 through the flexible heat conductive sheet 18B and the electric insulating sheet 19B. The first chamber 15 may have a configuration in which the reactors L2 and L3 having a large heat generation amount are arranged in the same manner as described above.

図6、図7等に示すように、リアクトルL1は、端子部がリード線29Aでもって制御基板の一つであるプリント配線基板PB1に配線され、リアクトルL2、L3は、それぞれの端子部がリード線29Bでもってプリント配線基板PB1に配線されると共に、リード線29Cでもって商用電力系統GRIDへ接続されるプリント配線基板PB2に配線されている。この場合、リード線29A、29B、29Cは、区画壁17の切り欠き部17Aを通して配線されている。   As shown in FIG. 6, FIG. 7, etc., the reactor L1 is wired to the printed wiring board PB1, which is one of the control boards, with a lead wire 29A, and the reactors L2, L3 are connected to the respective terminal portions. The wiring 29B is wired to the printed wiring board PB1, and the lead wire 29C is wired to the printed wiring board PB2 connected to the commercial power system GRID. In this case, the lead wires 29 </ b> A, 29 </ b> B, and 29 </ b> C are wired through the notch portion 17 </ b> A of the partition wall 17.

プリント配線基板PB1は、ヒートシンク5の平板状の基盤部5Bと間隔SPを存して基盤部5Bの前面側に基盤部5Bに並行に配置している。また、発熱量の大きい回路素子としては、インバータ部INVのスイッチング素子T2〜T5があり、スイッチング素子T1〜T5を一つのパッケージに収容したIPM(インテリジェントパワーモジュール)があるが、このIPMは、プリント配線基板PB1から外れない位置において、ヒートシンク5の基盤部5Bに取り付けられる。具体的には、IPMは、間隔SPに配置されるように、図2、図3及び図7に示すように、プリント配線基板PB1の配線と接続する状態でプリント配線基板PB1の裏側に配置され、且つ、このIPMの裏側面(図2の下側面)が金属製の放熱板KHとなっており、この放熱板KHが筐体1側に露出したヒートシンク5の基盤部5Bに密着するように、ネジ12によってヒートシンク5に固定されている。これによって、IPMから発生する熱は、放熱板KHを通してヒートシンク5に伝達され、ヒートシンク5の放熱フィン5Aから放散される構成である。   The printed wiring board PB1 is arranged in parallel with the base portion 5B on the front side of the base portion 5B with a space SP between the flat base portion 5B of the heat sink 5. Further, as circuit elements having a large amount of heat generation, there are switching elements T2 to T5 of the inverter unit INV, and there is an IPM (intelligent power module) in which the switching elements T1 to T5 are accommodated in one package. It is attached to the base portion 5B of the heat sink 5 at a position that does not come off from the wiring board PB1. Specifically, the IPM is disposed on the back side of the printed wiring board PB1 in a state of being connected to the wiring of the printed wiring board PB1, as shown in FIGS. In addition, the back side surface (lower side surface of FIG. 2) of the IPM is a metal heat sink KH so that the heat sink KH is in close contact with the base portion 5B of the heat sink 5 exposed on the housing 1 side. The screw 12 is fixed to the heat sink 5. Thus, the heat generated from the IPM is transmitted to the heat sink 5 through the heat radiating plate KH and is dissipated from the heat radiating fins 5A of the heat sink 5.

このIPMは第2室16に配置されているため、インテリジェントパワーモジュール(IPM)の発熱が上部のリアクトルL1、L2、L3に悪影響を及ぼさず、リアクトルから発生する熱の放熱と、インテリジェントパワーモジュール(IPM)から発生する熱の放熱とが、ヒートシンクによって効果的に放熱されるものとなる。   Since this IPM is disposed in the second chamber 16, the heat generated by the intelligent power module (IPM) does not adversely affect the upper reactors L1, L2, and L3. The heat released from the IPM) is effectively radiated by the heat sink.

また、プリント配線基板PB1の配線へ接続したダイオードD0からも発熱するため、図6、図8及び図14に示すように、ダイオードD0は、プリント配線基板PB1の端部に形成した切り欠き45に対応して配置し、ヒートシンク5の基盤部5Bにネジ41によって固定したアルミニウム製の熱伝導ブロック28へ固定具40によって固定している。この場合、ダイオードD0とヒートシンク5との電気絶縁を確保するために、ダイオードD0と熱伝導ブロック28との間に、厚さが0.5mm〜2mmの合成樹脂製の電気絶縁シート42が介在されている。電気絶縁シート42は薄いので、ダイオードD0の発熱は、熱伝導ブロック28を介してヒートシンク5の基盤部5Bへ伝わり、放熱フィン5Aから放散される。   Further, since heat is generated also from the diode D0 connected to the wiring of the printed wiring board PB1, as shown in FIGS. 6, 8, and 14, the diode D0 is formed in the notch 45 formed at the end of the printed wiring board PB1. Correspondingly, it is fixed by a fixture 40 to a heat conduction block 28 made of aluminum and fixed to the base portion 5B of the heat sink 5 with screws 41. In this case, in order to ensure electrical insulation between the diode D0 and the heat sink 5, an electrical insulation sheet 42 made of synthetic resin having a thickness of 0.5 mm to 2 mm is interposed between the diode D0 and the heat conduction block 28. ing. Since the electrical insulating sheet 42 is thin, heat generated by the diode D0 is transmitted to the base portion 5B of the heat sink 5 via the heat conducting block 28 and is dissipated from the heat radiating fins 5A.

筐体1は、ヒートシンク5の裏側に放熱促進用ファン34を設け、放熱促進用ファン34をIPM(インテリジェントパワーモジュール)に略対応する位置に配置している。放熱促進用ファン34を設けない場合は、ヒートシンク5の放熱は、ヒートシンク5の放熱フィン5A間を上昇する空気の自然の流れに任されることとなり、IPM(インテリジェントパワーモジュール)の熱が伝達されるヒートシンク5の部分が高温になることにより、その熱がヒートシンク5を伝ってリアクトルL1、L2、L3から発生する熱が伝導されるヒートシンク5の部分の温度低下の邪魔になり、リアクトルL1、L2、L3から発生する熱の放熱効果の低下を招くが、放熱促進用ファン34を設けることにより、このようなことが抑制され、IPM(インテリジェントパワーモジュール)の熱の放熱効果の向上と共に、リアクトルL1、L2、L3から発生する熱の放熱効果の向上ができるものとなる。   The housing 1 is provided with a heat dissipation promotion fan 34 on the back side of the heat sink 5, and the heat dissipation promotion fan 34 is disposed at a position substantially corresponding to the IPM (intelligent power module). When the heat dissipation promotion fan 34 is not provided, the heat dissipation of the heat sink 5 is left to the natural flow of air rising between the heat dissipation fins 5A of the heat sink 5, and the heat of the IPM (intelligent power module) is transmitted. When the temperature of the heat sink 5 is increased, the heat is transmitted to the heat sink 5 and the heat generated from the reactors L1, L2, and L3 is transmitted to obstruct the temperature drop of the heat sink 5 and the reactors L1, L2 Although the heat dissipation effect of the heat generated from L3 is reduced, this is suppressed by providing the heat dissipation promotion fan 34, and the heat dissipation effect of the IPM (intelligent power module) is improved and the reactor L1. , L2 and L3 can improve the heat radiation effect of the heat generated.

実施例の放熱促進用ファン34は、図14に示すように、ファンケース36Kに取り付けた電動機34Aによって回転するプロペラ34Bの形態であるが、他の形態のファンであってもよい。図7、図9、図13及び図14に示すように、ヒートシンク5の放熱フィン5Aの裏側全体を覆う面積のカバー板35を設け、このカバー板35の中央部には送風用孔37が形成されており、ファンケース36Kに取り付けた放熱促進用ファン34が送風用孔37に臨むように、送風用孔37の周縁部にファンケース36Kをネジにて取り付けている。   As shown in FIG. 14, the heat dissipation promoting fan 34 of the embodiment is in the form of a propeller 34B that is rotated by an electric motor 34A attached to a fan case 36K, but may be a fan of another form. As shown in FIGS. 7, 9, 13, and 14, a cover plate 35 having an area covering the entire back side of the heat radiating fin 5 </ b> A of the heat sink 5 is provided, and a blower hole 37 is formed at the center of the cover plate 35. The fan case 36K is attached to the peripheral edge of the air blowing hole 37 with a screw so that the heat radiation promoting fan 34 attached to the fan case 36K faces the air blowing hole 37.

放熱促進用ファン34を取り付けたカバー板35は、その左右のフランジ部35Fをヒートシンク5の基盤部5Bの左右部分にネジ38にて固定する。これによって図14に示すように、カバー板35がヒートシンク5の放熱フィン5Aの裏側全体を覆う状態で、放熱促進用ファン34がヒートシンク5の放熱フィン5A相互間の空気通路に臨み、IPM(インテリジェントパワーモジュール)に略対応する裏側位置に配置される。図7に示すように、実施例では、放熱促進用ファン34がIPM(インテリジェントパワーモジュール)の若干上寄りの位置に配置された状態であるが、IPM(インテリジェントパワーモジュール)の真裏位置に配置することが好ましい。   The cover plate 35 to which the heat radiation promoting fan 34 is attached fixes the left and right flange portions 35F to the left and right portions of the base portion 5B of the heat sink 5 with screws 38. As a result, as shown in FIG. 14, with the cover plate 35 covering the entire back side of the heat radiating fin 5A of the heat sink 5, the heat radiating fan 34 faces the air passage between the heat radiating fins 5A of the heat sink 5, It is arranged at the back side position substantially corresponding to the power module. As shown in FIG. 7, in the embodiment, the heat dissipation promotion fan 34 is disposed at a position slightly above the IPM (intelligent power module), but is disposed at a position directly behind the IPM (intelligent power module). It is preferable.

パワーコンディショナPCDを家屋の外壁の縦壁等に沿って略垂直状態に取り付けられるために、図7、図9、図13及び図14に示すように、カバー板35の上半部の裏側に放熱促進用ファン34を覆う状態で取り付け板39が配置され、取り付け板39は、その左右両側に形成した取り付け脚39Eの先端フランジ部39Fをヒートシンク5の基盤部5Bの左右部分にネジにて固定する。このネジは、専用のネジでもよいがカバー板35を取り付けるネジ38と兼用してもよい。取り付け板39の上部には、家屋の外壁の縦壁等に取り付けられるための取り付け孔39Hが形成されている。なお、カバー板35の下端部には、後方へ折り曲げ形成した間隔保持部35Pを形成しており、間隔保持部35Pの後方先端35P1が取り付け板39の下方延長上となる状態に形成される。これによって、取り付け板39を家屋の外壁の縦壁等に沿って取り付けるとき、間隔保持部35Pの後方先端35P1が家屋の外壁の縦壁等に当接するため、パワーコンディショナPCDが家屋の外壁の縦壁等に沿って略垂直状態の取り付けを維持できるものとなる。   In order to attach the inverter PCD in a substantially vertical state along the vertical wall of the outer wall of the house, as shown in FIGS. 7, 9, 13, and 14, the back side of the upper half of the cover plate 35 is provided. A mounting plate 39 is arranged in a state of covering the heat dissipation promoting fan 34, and the mounting plate 39 fixes the front end flange portions 39F of the mounting legs 39E formed on the left and right sides thereof to the left and right portions of the base portion 5B of the heat sink 5 with screws. To do. This screw may be a dedicated screw, but may also be used as a screw 38 for attaching the cover plate 35. In the upper part of the attachment plate 39, an attachment hole 39H for attachment to a vertical wall or the like of the outer wall of the house is formed. A space holding portion 35P bent backward is formed at the lower end portion of the cover plate 35, and the rear tip 35P1 of the space holding portion 35P is formed in a state of extending downward from the mounting plate 39. As a result, when the attachment plate 39 is attached along the vertical wall or the like of the outer wall of the house, the rear end 35P1 of the spacing holding portion 35P comes into contact with the vertical wall or the like of the outer wall of the house. It is possible to maintain attachment in a substantially vertical state along the vertical wall or the like.

ケーシング2の上壁2Aの内側面、即ち、リアクトルL1、L2、L3が収容される第1室15の上壁2Aの内面には、所定厚さに平板状の断熱材43が貼着されている。これは、第1室15の上壁2AはリアクトルL1、L2、L3の発熱によって温められるため、断熱材43が存在しない場合には、パワーコンディショナPCDの周囲温度が低下したとき、第1室15の上壁2Aに露付きが生じ、この露がリアクトルL1、L2、L3や第2室に落下して、電気絶縁状態が悪化する懸念がある。しかし、断熱材43を設けることにより、この露付きを防止できるため、このような懸念は解消される。   On the inner surface of the upper wall 2A of the casing 2, that is, the inner surface of the upper wall 2A of the first chamber 15 in which the reactors L1, L2, and L3 are accommodated, a flat heat insulating material 43 is stuck to a predetermined thickness. Yes. This is because the upper wall 2A of the first chamber 15 is warmed by the heat generated by the reactors L1, L2, and L3. Therefore, when the heat insulating material 43 is not present, the first chamber 15A is reduced when the ambient temperature of the power conditioner PCD decreases. There is a concern that dew is generated on the upper wall 2A of 15 and this dew falls to the reactors L1, L2, L3 and the second chamber, and the electrical insulation state deteriorates. However, since this dew condensation can be prevented by providing the heat insulating material 43, such a concern is eliminated.

プリント配線基板PB3に表示器30が取り付けられており、蓋3の中央部に形成した縦方向の窪み31の一部に形成した窓33に表示器30が臨む状態であり、窓33から筐体1内に雨滴が侵入しないように、窪み31全体に透明な樹脂カバー32が液密状態に接着されている。表示器30は、パワーコンディショナPCDの動作状態や、故障時のエラーコードの表示等が表示される。   The display 30 is attached to the printed wiring board PB3, and the display 30 faces the window 33 formed in a part of the vertical recess 31 formed in the center of the lid 3. A transparent resin cover 32 is adhered to the entire depression 31 in a liquid-tight state so that raindrops do not enter 1. The display 30 displays an operation state of the inverter PCD, an error code display at the time of failure, and the like.

本発明に係るパワーコンディショナは、上記実施例に示した構成に限定されず、種々の形態のものに適用できるものであり、本発明の技術範囲において種々の形態を包含するものである。   The power conditioner according to the present invention is not limited to the configuration shown in the above-described embodiment, but can be applied to various forms, and includes various forms within the technical scope of the present invention.

1・・・・・筐体
2・・・・・金属製ケーシング
2S・・・・ケーシング2の周囲壁
3・・・・・金属製蓋
3A・・・・蓋3の上辺
3A1・・・蓋3の上辺3Aの係止部
3B、3C・・・蓋3の左右辺部に形成した取り付け部
4・・・・・防水用パッキン
5・・・・・ヒートシンク
5A・・・・放熱フィン
5B・・・・基盤部
5C・・・・空気通路
6・・・・・リード線引き出し部
7・・・・・手動操作のスイッチ操作部
8A・・・・係止フランジ
8B、8C・・・取り付けフランジ
9・・・・・ネジ
11・・・・ネジ
12・・・・ネジ
15・・・・第1室
16・・・・第2室
17・・・・区画壁
18A、18B・・・熱伝導シート
19A、19B・・・電気絶縁シート
20、21・・・・・保持部材
26A、26B・・・絶縁テープ
28・・・・熱伝導ブロック
29A、29B、29C・・・リード線
30・・・・表示器
34・・・・放熱促進用ファン
35・・・・カバー板
37・・・・送風用孔
39・・・・取り付け板
40・・・・固定具
PCD・・・パワーコンディショナ
MC・・・・パワーコンディショナPCDの主回路
IPM・・・インテリジェントパワーモジュール
CPR・・・昇圧部
L1・・・・昇圧部DC/DCのリアクトル
D1・・・・ダイオード
D0・・・・ダイオード
IVR・・・インバータ部
FLR・・・フィルタ部
L2、L3・・・フィルタ部LPFのリアクトル
ACR・・・商用電力系統
SU・・・・太陽電池
PB1、PB2、PB3、PB4・・・プリント配線基板
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Housing 2 ... Metal casing 2S ... Periphery wall of casing 2 ... Metal lid 3A ... Upper side of lid 3 3A1 ... Lid 3 Upper side 3A locking portion 3B, 3C... Mounting portion formed on left and right sides of lid 3 4. Waterproof packing 5. Heat sink 5A ... Radiation fin 5B ... Base part 5C ... Air passage 6 ... Lead wire lead-out part 7 ... Manual switch operation part 8A ... Locking flange 8B, 8C ... Mounting flange 9 ... Screw 11 ... Screw 12 ... Screw 15 ... First chamber 16 ... Second chamber 17 ... Partition walls 18A, 18B ... Heat conduction Sheet 19A, 19B ... Electrical insulation sheet 20, 21 ... Holding member 26A, 26B ... Insulating tape 28 ... Heat conduction block 29A, 29B, 29C ... Lead wire 30 ... Display 34 ... Heat dissipation promoting fan 35 ... Cover plate 37 ... Air blowing Hole 39 ··· Mounting plate 40 ··· Fixing device PCD · · · Power conditioner MC · · · Main circuit of power conditioner PCD IPM · · · Intelligent power module CPR · · · Booster L1 · · · ··· DC / DC booster D1 ··· Diode D0 · · · Diode IVR · · · Inverter portion FLR · Filter portion L2 and L3 · Filter portion LPF reactor ACR · · · commercial power System SU ... Solar cell PB1, PB2, PB3, PB4 ... Printed wiring board

Claims (10)

太陽電池などが発電する直流電力の電圧を昇圧する昇圧部と、前記昇圧部で昇圧した直流電力を交流電力に変換するインバータ部と、前記インバータ部で変換された交流電力の波形を整形するフィルタ部が、防水のための密閉構造の筐体内に収容されたパワーコンディショナにおいて、前記筐体は裏側壁の少なくとも一部がヒートシンクで構成され、前記フィルタ部に備えたリアクトルが、当該リアクトルのコイル外周を柔軟性の熱伝導シートと電気絶縁シートを介して前記筐体の内側に露出したヒートシンクに熱伝導的に取り付けたことを特徴とするパワーコンディショナ。   A booster that boosts the voltage of DC power generated by a solar cell, etc., an inverter that converts DC power boosted by the booster to AC power, and a filter that shapes the waveform of AC power converted by the inverter In the power conditioner housed in a sealed housing for waterproofing, the housing has at least a part of a back side wall made of a heat sink, and the reactor provided in the filter unit is a coil of the reactor A power conditioner having an outer periphery thermally attached to a heat sink exposed to the inside of the housing via a flexible heat conductive sheet and an electrical insulating sheet. 周囲が金属板で囲まれ表側に開口し裏側壁の少なくとも一部がヒートシンクで構成されたケーシングの前記表側の開口が開閉可能な蓋にて閉じられた防水のための密閉構造の筐体内に、太陽電池などが発電する直流電力の電圧を昇圧部で昇圧し、インバータ部で直流を交流に変換し、フィルタ部で波形整形して商用電力系統に出力する電気回路が収容され、前記フィルタ部に備えたリアクトルが、当該リアクトルの外周を柔軟性の熱伝導シートと電気絶縁シートを介して前記筐体の内側に露出した前記ヒートシンクに熱伝導的に取り付けたことを特徴とするパワーコンディショナ。   In a casing of a sealed structure for waterproofing, which is surrounded by a metal plate and opened on the front side, and at least a part of the back side wall is configured by a heat sink, the front side opening of the casing is closed with a lid that can be opened and closed. An electric circuit for boosting the voltage of DC power generated by a solar cell or the like by a boosting unit, converting DC to AC by an inverter unit, shaping the waveform by a filter unit and outputting it to a commercial power system is housed in the filter unit. A power conditioner comprising: a reactor provided; wherein the outer periphery of the reactor is thermally conductively attached to the heat sink exposed inside the housing via a flexible heat conductive sheet and an electrical insulating sheet. 前記筐体内は、前記リアクトルが収容される室が上位置となり、他の回路素子が収容される室が下位置となるように、前記両室間の空気対流を抑制する区画壁にて区画されたことを特徴とする請求項1または2に記載のパワーコンディショナ。   The casing is partitioned by a partition wall that suppresses air convection between the chambers so that the chamber in which the reactor is stored is in the upper position and the chamber in which other circuit elements are stored is in the lower position. The power conditioner according to claim 1 or 2, characterized in that. 前記昇圧部に備えたリアクトルが、当該リアクトルの外周を柔軟性の熱伝導シートと電気絶縁シートを介して前記ヒートシンクに放熱する取り付け構成であることを特徴とする請求項1または2に記載のパワーコンディショナ。   3. The power according to claim 1, wherein the reactor provided in the boosting unit has a mounting configuration in which the outer periphery of the reactor dissipates heat to the heat sink via a flexible heat conductive sheet and an electrical insulating sheet. Conditioner. 前記筐体内は、前記フィルタ部に備えたリアクトル及び前記昇圧部に備えたリアクトルが収容される室が上位置となり、他の回路素子が収容される室が下位置となるように、前記両室間の空気対流を抑制する区画壁にて区画されたことを特徴とする請求項4に記載のパワーコンディショナ。   In the housing, the two chambers are arranged such that a reactor in which the reactor provided in the filter unit and a reactor provided in the booster unit are accommodated are in an upper position, and a chamber in which other circuit elements are accommodated is in a lower position. The power conditioner according to claim 4, wherein the power conditioner is partitioned by a partition wall that suppresses air convection therebetween. 前記フィルタ部に備えたリアクトルが、当該リアクトルの外周を柔軟性の熱伝導シートに接触し、前記熱伝導シートの裏側に配置した前記電気絶縁シートが前記ヒートシンクに面接触する取り付け構成であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載のパワーコンディショナ。   The reactor provided in the filter unit has an attachment configuration in which the outer periphery of the reactor is in contact with a flexible heat conductive sheet, and the electrical insulating sheet disposed on the back side of the heat conductive sheet is in surface contact with the heat sink. The power conditioner according to any one of claims 1 to 3. 前記フィルタ部に備えたリアクトル及び前記昇圧部に備えたリアクトルが、柔軟性の熱伝導シートに接触し、前記熱伝導シートの裏側に配置した前記電気絶縁シートが前記ヒートシンクに面接触する取り付け構成であることを特徴とする請求項4または5に記載のパワーコンディショナ。   In the mounting configuration, the reactor provided in the filter unit and the reactor provided in the boost unit are in contact with a flexible heat conductive sheet, and the electrical insulating sheet disposed on the back side of the heat conductive sheet is in surface contact with the heat sink. The power conditioner according to claim 4, wherein the inverter is provided. 前記熱伝導シートは、表面に前記リアクトルのコイル外周が食い込み状態で当接する厚さの柔軟性を備え、前記電気絶縁シートは前記熱伝導シートの裏面を保持して前記リアクトルの発熱が前記ヒートシンクに良好に伝達される厚さのシートであることを特徴とする請求項6または7に記載のパワーコンディショナ。   The heat conductive sheet has a thickness flexible so that the outer periphery of the coil of the reactor is in contact with the surface of the heat conductive sheet, and the electric insulating sheet holds the back surface of the heat conductive sheet so that the heat generated by the reactor is applied to the heat sink. The power conditioner according to claim 6 or 7, wherein the power conditioner is a sheet having a thickness that can be transmitted well. 前記筐体は、周囲が金属板で囲まれ表側に開口し裏側壁の少なくとも一部がヒートシンクで構成されたケーシングの前記表側の開口が開閉可能な蓋にて閉じられた防水のための密閉構造であり、前記開口を表側として前記リアクトルが収容される室が上位置となる状態で前記ヒートシンク側が取り付け側であり、前記インバータ部を構成するように複数のスイッチング素子がブリッジ状に電気接続されたインテリジェントパワーモジュール(IPM)が前記他の回路素子が収容される室に配置され、前記インテリジェントパワーモジュール(IPM)の放熱面が、前記筐体の内側に露出した前記ヒートシンクに熱伝導的に取り付けられたことを特徴とする請求項3または5に記載のパワーコンディショナ。   The casing has a watertight sealed structure in which the opening on the front side of the casing is surrounded by a metal plate and opened on the front side, and at least a part of the back side wall is configured by a heat sink, and the opening on the front side is closed by a lid that can be opened and closed The heat sink side is the mounting side in a state where the chamber in which the reactor is accommodated is in the upper position with the opening as the front side, and a plurality of switching elements are electrically connected in a bridge shape so as to constitute the inverter unit An intelligent power module (IPM) is disposed in a chamber in which the other circuit elements are accommodated, and a heat dissipation surface of the intelligent power module (IPM) is thermally conductively attached to the heat sink exposed inside the housing. The power conditioner according to claim 3 or 5, characterized in that. 前記筐体は、前記ヒートシンクの裏側面に放熱促進用ファンを設け、前記放熱促進用ファンを前記インテリジェントパワーモジュール(IPM)に対応する位置に配置したことを特徴とする請求項9に記載のパワーコンディショナ。   10. The power according to claim 9, wherein the casing is provided with a heat dissipation promotion fan on a back side surface of the heat sink, and the heat dissipation promotion fan is disposed at a position corresponding to the intelligent power module (IPM). Conditioner.
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