JP2015050793A

JP2015050793A - インバータ装置

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Publication number: JP2015050793A
Application number: JP2013179043A
Authority: JP
Inventors: 智大田畑; Tomohiro Tabata; 聖史森田; Satoshi Morita; 秀行狩野; Hideyuki Kano; 啓一大坪; Keiichi Otsubo
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2013-08-30
Filing date: 2013-08-30
Publication date: 2015-03-16
Anticipated expiration: 2033-08-30
Also published as: CN204179955U; JP6209737B2

Abstract

【課題】リアクトルを安全に配置しつつ、インバータ装置の筺体の冷却効果を高める。
【解決手段】直流電力を交流電力に変換するインバータ装置１において、変換された交流電力の電流が流れる交流リアクトルＡＣＬを備え、インバータ装置１の筺体１０には、交流リアクトルＡＣＬが配置され交流リアクトルＡＣＬの高さよりも深さの浅い窪み２１が筺体１０外側に向かって突出して成形され、窪み２１の外側にはフィンＦが一体成形されていると共に、窪み２１の周囲には交流リアクトルＡＣＬを囲う第１壁２２が筺体１０に
一体成形され、窪み２１には、交流リアクトルＡＣＬが配置されている状態で熱伝導性を有する樹脂部材が第１壁２２にかかる程度に入れられて硬化されていることを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、インバータ装置に関するものである。

従来より、太陽電池、蓄電池、或いは燃料電池等の直流電力を交流電力に変換して負荷
へ供給するインバータ装置が提供されている。インバータ装置は、直流電力の電圧を昇圧
する昇圧回路、昇圧回路の出力する直流電力を交流電力に変換するインバータ回路、イン
バータ回路の後段に設けられインバータ回路の変換した交流電力の高周波成分を減衰する
フィルタ回路などを有している。

昇圧回路やフィルタ回路は、これらの直流電力や交流電力が供給されるリアクトルやコ
ンデンサを有しており、これらのリアクトルやコンデンサは、直流電力や、交流電力が供
給されると流れる電流に応じて発熱する。

このような発熱部品を冷却するために、特許文献１では、ダイカスト加工された筺体に
発熱部品（特許文献１ではコンデンサ）を通す孔を設け、この孔にコンデンサを通してコ
ンデンサの一部を外へ露出している。このようにすることで発熱部品が直接外気に触れ発
熱部品の冷却を可能にしている。また、特許文献１には、外に露出したコンデンサを熱伝
導性の良いカバーで覆っても良い内容が記載されている。

特開平１０−２９５０８７号公報

しかしながら、発熱部品がリアクトルである場合は、コイルが露出しているものも多く
危険性が伴う。また、特許文献１に示されているように発熱部品を外部から密閉するよう
にしても良いが、発熱部品による発熱が外部へ逃げなくなる恐れがある。

本発明は、このような問題に鑑みてなされた発明であり、リアクトルを安全に配置しつ
つ、インバータ装置の筺体の冷却効果を高めることができるインバータ装置を提供するこ
とを目的とする。

本発明のインバータ装置は、直流電力を交流電力に変換するインバータ装置において、
変換された前記交流電力の電流が流れるリアクトルを備え、前記インバータ装置の筺体に
は、前記リアクトルが配置され前記リアクトルの高さよりも深さの浅い窪みが前記筺体外
側に向かって突出して成形され、前記窪みの外側にはフィンが一体成形されていると共に
、前記窪みの周囲には前記リアクトルを囲う壁が前記筺体に一体成形され、前記窪みには
、前記リアクトルが配置されている状態で熱伝導性を有する樹脂部材が前記壁にかかる程
度に入れられて硬化されていることを特徴とする。

本発明によれば、リアクトルを安全に配置しつつ、インバータ装置の筺体の冷却効果を
高めることができる。

インバータ装置の接続を示す図である。インバータ装置の正面図である。インバータ装置の背面図である。インバータ装置の断面図である。

本実施形態は、筺体にリアクトルを配置する窪みを成形し、窪みの外側にフィンを、窪
み周辺にリアクトルを囲うように壁を筺体に一体形成する。これにより、安全に配置しつ
つ、インバータ装置の筺体の冷却効果を高めることができる。

図１に示すようにインバータ装置１は、複数の太陽電池２ａ〜２ｄ（ここでは４つ）に
夫々開閉器Ｓ１〜Ｓ４を介して接続される昇圧回路４ａ〜４ｄを有する。昇圧回路は、夫
々入力された直流電力の電圧を昇圧して、昇圧した直流電力をインバータ回路５に供給す
る。

昇圧回路４ａ〜４ｄは、太陽電池の出力する直流電力の電流が流れる直流リアクトルＤ
ＣＬ、スイッチ素子、ダイオード、コンデンサからなる非絶縁型のチョッパ回路により構
成されている。

インバータ回路５は、昇圧回路４ａ〜４ｄから供給された直流電力を交流電力に変換す
る。インバータ回路５は、複数のスイッチ素子をフルブリッジ接続した回路からなる。イ
ンバータ回路５の出力側には、この交流電力の高周波成分を減衰するフィルタ回路６が接
続される。尚、インバータ回路の構成はブリッジ接続に限らず中性点クランプ方式などを
用いることも可能である。

フィルタ回路６はインバータ回路の出力する交流電力の電流が流れる交流リアクトルが
備えられている。フィルタ回路６を通った交流電力は例えば連系用のリレーを介して商用
電力系統に重畳される。尚、上述の昇圧回路４ａ〜４ｄ、インバータ回路５の動作の制御
は、制御回路７により行われる。

この様にしてインバータ装置１は太陽電池の出力する直流電力を交流電力に変換して商
用電力系統にこの変換した交流電力を重畳する。これによりインバータ装置は、商用電力
系統に接続されている負荷に交流電力を供給することができる。インバータ装置１が動作
する際には、直流リアクトルＤＣＬや交流リアクトルＡＣＬに電流が流れて発熱しインバ
ータ装置１の温度上昇につながる。

図２に示すように、これらのインバータ装置１を構成する電子部品は筺体１０に収容さ
れる。直流リアクトルＤＣＬ、交流リアクトルＡＣＬ、及びインバータ回路５の複数のス
イッチ素子等を包含するスイッチモジュールＩＰＭ等は、直接筺体に取り付けられ、その
ほかの電子部品は、基板１６ａ〜１６ｂに実装されて取り付けられる。

筺体１０は、略直方体形状を有しており、上面パネル１１、下面パネル１２、左側面パ
ネル１３、右側面パネル１４、底部１５がアルミ合金等をダイキャスト加工により一体成
形されている。インバータ装置１は、筺体１０の正面の開口を正面パネルにより密閉し、
底部１５の外側を建屋の壁等に取り付けて利用する。

筺体１０は、交流リアクトルＡＣＬ、直流リアクトルＤＣＬを夫々配置するための第１
窪み２１、第２窪み３１が底部１５の上方（上面パネル側）に成形されている。この第１
窪み２１、第２窪み３１は、筺体１０の外側から突出するように成形されている。これら
の第１窪み２１、第２窪み３１の深さは夫々、交流リアクトルＡＣＬ、直流リアクトルＤ
ＣＬの高さよりも低い（浅い）。

図４(ａ)の図２のＡ−Ａ断面図に示すように、交流リアクトルＡＣＬは、第１窪み２１
の底に成形されている交流リアクトル取付台２５にネジ止めにより取り付けられる。また
、夫々の昇圧回路の直流リアクトルＤＣＬは台座３６にまとめて配置され、台座３６を第
２窪み３１の底に成形されている直流リアクトル取付台３５にネジ止めにより取り付ける
。

尚、スイッチモジュールＩＰＭが第１窪み２１と第２窪み３１との間に配置されるなど
発熱の大きい電子部品はこの筺体１０の上方側にまとめて配置される。また、太陽電池２
ａ〜２ｄからの配線や商用電力系統３への配線はまとめて筺体１０右下部に設けられる蓋
５１から外部へ引き回される。

図３に示すように、筺体１０の底部１５の外側には、複数のフィンＦが成形され、第１
窪み２１、第２窪み３１にもこの複数のフィンＦの幾つかが夫々一体成形されている。ま
た、筺体１０内側の第１窪み２１、第２窪み３１の周囲には、夫々第１壁２２、第２壁３
２が一体成型され、交流リアクトルＡＣＬ、直流リアクトルＤＣＬを囲っている。これら
の第１壁２２、第２壁３２は、夫々第１窪み２１、第２窪み３１の縁から立設している。

第１壁２２と第２壁３２の高さは、夫々第１窪み２１と第２窪み３１との高さとを合わせ
るとリアクトルよりも高くなる。即ち、第１壁２２及び第１窪みとにより構成される孔の
中に交流リアクトルＡＣＬが、第２壁３２及び第１窪みとにより構成される孔の中に直流
リアクトルが収まる。

図４（ｂ）の図２のＢ−Ｂ断面図に示すように、第１窪み２１には、交流リアクトルＡ
ＣＬが配置されている状態で熱伝導性を有する樹脂部材６１が入れられて硬化されている
。図２、図４（ａ）は樹脂部材６１が充填されていない状態を示している。樹脂部材６１
は、第１壁２２にかかる程度（例えば、図４（ａ）に示すラインＸ）まで入れられている
。尚、第２窪み３１にも同様に樹脂部材６１が充填されても良い。

また、第１窪み２１と相対向する金属製の板部材２４をこの板部材２４と第１壁２２と
の間に隙間ができるように設けている。具体的には、板部材２４を固定するための第１取
付台２３が第１壁２２の近辺に複数個所（本実施例では４か所）成形され、この第１取付
台２３に板部材２４をネジ止めにより取り付けている。

第１取付台２３の底部１５からの高さは、第１壁２２よりも高く成形されているため、
４か所に成形されている第１取付台２３に板部材２４を配置すると、板部材２４と第１壁
２２との間に隙間ができる。この隙間を通して交流リアクトルＡＣＬの配線Ｌを第１窪み
２１から引き出すようにしている。

また、この板部材２４は、第１窪み２１の正面側の全体を覆うように取り付けられる。
また、板部材２４の端部が折り曲げられており、この折り曲げ部により板部材２４と第１
壁２２との間の隙間を覆うように設けられている。この折り曲げ部は、他の電子部品が配
置される方向に位置する（即ち、電子部品と隙間との間に折り曲げ部を配置する）ように
板部材２４が取り付けられている。

この板部材２４は、第２窪み３１に同様に取り付けることができる。この際には、第１
取付台２３と同様に第２取付台３３を設け、第２取付台３３に板部材２４を取り付けると
良い。

このように、筺体１０の第１窪み２１、第２窪み３１に夫々交流リアクトルＡＣＬや直
流リアクトルＤＣＬを配置しているため、交流リアクトルＡＣＬ、直流リアクトルＤＣＬ
が夫々第１窪み２１、第２３１によりカバーされるのでショート等の危険性を低くするこ
とができる。また、第１窪み２１、第２窪み３１の縁に夫々設けられた第１壁２２、第２
壁３２が熱を伝導して、一体形成されて繋がっているフィンから外界へ放熱を行うことが
できるため、インバータ装置１の筺体１０の冷却効果を高めることができる。

また、実施例１では、第１窪み２１、第２窪み３１の中には熱伝導性の高い樹脂部材６
１が夫々第１壁２２、第２壁３２の高さまで入れられている。このため、交流リアクトル
ＡＣＬ、直流リアクトルＤＣＬからの熱がこの樹脂部材６１を伝って夫々第１壁２２、第
２壁３２まで届くので、より多くの熱が第１壁２２、第２壁３２に伝わりやすくなり、放
熱効果を高めることができる。

また、実施例１では、第１窪み２１、第２窪み３１の縁に夫々第１壁２２、第２壁３２
が立設しているので、第１窪み２１、第２窪み３１に入れる樹脂部材６１の量を少なくす
ることができる。また、交流リアクトルＡＣＬと第１壁２２及び直流リアクトルＤＣＬと
第２壁３２の距離を短くすることができるため、より熱が第１壁２２、第２壁３２に伝わ
りやすくなり、放熱効果を高めることができる。

また、実施例１では、第１壁２２、第２壁３２が立設している分夫々第１窪み２１、第
２窪み３１の深さを低くして交流リアクトルＡＣＬ、直流リアクトルＤＣＬを配置するこ
とができる。このため、筺体１０の厚み（正面パネルから底部方向の長さ）を短くするこ
とができる。これにより、インバータ装置１を小型化することができる。

また、実施例１では、第１窪み２１の前方を金属製の板部材２４により覆うと共に電子
部品の配置される方向の板部材２４と第１壁２２及び第２壁３２との間の隙間をこの板部
材２４の折り曲げ部により覆っている（板部材２４の折り曲げ部が隙間と電子部品との間
に配置されている）。このため、交流リアクトルＡＣＬ、直流リアクトルＤＣＬへノイズ
が伝播することを抑制することができる。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、以上の説明は本発明の理解を容易にす
るためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明はその趣旨を逸脱すること
なく、変更、改良され得ると共に本発明にはその等価物が含まれることは勿論である。

例えば、第１壁２２、第２壁３２は、夫々第１窪み２１、第２窪み３１の縁に設けられ
たが、縁から少し離れた位置に設けられても良い。

例えば、第１壁２２と第２壁３２の高さは、夫々第１窪み２１と第２窪み３１との高さ
とを合わせるとリアクトルよりも高くなるようにしていたが、低くなるようにしても良い
。このような場合でも、樹脂部材６１を壁にかかる程度に入れると第１壁２２や第２壁３
２を利用して放熱することができる。

例えば、第１壁２２と第１取付台２３の高さを同じ高さにして、第１壁２２の一部を切
り欠いて、この切欠から配線Ｌを引き回すようにしても良い。

本実施形態のインバータ装置１は、太陽電池２ａ〜２ｅ等の直流電源を含む直流電源シ
ステム等としても利用することができる。

１インバータ装置
２ａ〜２ｄ太陽電池
３商用電力系統
４ａ〜４ｄ昇圧回路
５インバータ回路
６フィルタ回路
７制御回路
１０筺体
１１上面パネル
１２下面パネル
１３左側面パネル
１４右側面パネル
１５底部
１６ａ〜１６ｂ基板
Ｓ１〜Ｓ４開閉器
２１第１窪み
２２第１壁
２３第１取付台
２４板部材
２５交流リアクトル取付台
３１第２窪み
３２第２壁
３３第２取付台
３５直流リアクトル取付台
３６台座
５１蓋
６１樹脂部材
ＡＣＬ交流リアクトル
ＤＣＬ直流リアクトル
Ｆフィン
Ｌ配線
ＩＰＭスイッチモジュール

Claims

直流電力を交流電力に変換するインバータ装置において、
変換された前記交流電力が流れるリアクトルを備え、
前記インバータ装置の筺体には、前記リアクトルが配置され前記リアクトルの高さより
も深さの浅い窪みが前記筺体外側から突出して成形され、
前記窪みの外側にはフィンが一体成形されていると共に、前記窪みの周囲には前記リア
クトルを囲う壁が前記筺体に一体成形され、
前記窪みには、前記リアクトルが配置されている状態で熱伝導性を有する樹脂部材が前
記壁にかかる程度に入れられて硬化されていることを特徴とするインバータ装置。
前記壁は、前記窪みの縁から立設することを特徴とする請求項１に記載のインバータ装
置。
前記窪みと相対向する板部材を前記板部材と前記壁との間に隙間ができるように設ける
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のインバータ装置。
前記隙間を通して前記リアクトルの配線を引き出すことを特徴とする請求項３に記載の
インバータ装置。
前記板部材の端部を折り曲げ、前記折り曲げ部を前記隙間と前記インバータ装置を構成
する電子部品との間に配置したことを特徴とする請求項３又は請求項４に記載のインバー
タ装置。