JP2015130767A - Electric power conversion system - Google Patents
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Description
本発明は、太陽電池、蓄電池などの外部電源が接続される電力変換装置に関するものである。 The present invention relates to a power conversion device to which an external power source such as a solar battery or a storage battery is connected.
従来、複数の太陽電池モジュールを外部電源として用いた電力供給システムでは、太陽電池モジュールと分電盤との間に、接続箱とパワーコンディショナが設けられている(例えば、特許文献1参照)。接続箱は、各太陽電池モジュールの出力の集電を担う。パワーコンディショナは、太陽電池モジュールの出力をインバータ回路に適した直流電力に変換するDC−DCコンバータ回路および、DC−DCコンバータ回路の直流出力を交流に変換するインバータ回路を備える。 Conventionally, in a power supply system using a plurality of solar cell modules as an external power source, a connection box and a power conditioner are provided between the solar cell module and the distribution board (for example, see Patent Document 1). The junction box is responsible for collecting the output of each solar cell module. The power conditioner includes a DC-DC converter circuit that converts the output of the solar cell module into DC power suitable for the inverter circuit, and an inverter circuit that converts the DC output of the DC-DC converter circuit to AC.
DC−DCコンバータ回路には、比較的大きな電流が流れ、比較的高い電圧が印加されるので、電流容量および耐電圧を確保する必要がある。しかし、プリント基板に電子部品を実装してDC−DCコンバータ回路を構成する場合、電流容量および耐電圧の確保が困難であった。 Since a relatively large current flows and a relatively high voltage is applied to the DC-DC converter circuit, it is necessary to ensure current capacity and withstand voltage. However, when a DC-DC converter circuit is configured by mounting electronic components on a printed circuit board, it is difficult to ensure current capacity and withstand voltage.
本発明は、上記事由に鑑みてなされたものであり、その目的は、電流容量および耐電圧を確保することができる電力変換装置を提供することにある。 This invention is made | formed in view of the said reason, The objective is to provide the power converter device which can ensure a current capacity | capacitance and a withstand voltage.
本発明の電力変換装置は、電力変換回路を構成する電子部品と、前記電子部品が実装される第1の導電板と、前記電力変換回路に接続される端子台が形成された第2の導電板と、前記第1の導電板および前記第2の導電板と一体に形成された樹脂からなる構造体とを備えることを特徴とする。 The power conversion device according to the present invention is a second conductive material in which an electronic component constituting a power conversion circuit, a first conductive plate on which the electronic component is mounted, and a terminal block connected to the power conversion circuit are formed. And a structure made of resin formed integrally with the first conductive plate and the second conductive plate.
この電力変換装置において、前記端子台として、直流電力の発電と蓄電との少なくとも一方を行う外部電源が接続される第1の端子台と、外部機器が接続される第2の端子台とが設けられ、前記第1の端子台と前記電力変換回路との間に電気的に接続された開閉器を備えることが好ましい。 In this power conversion device, as the terminal block, a first terminal block to which an external power source that performs at least one of generation and storage of DC power is connected, and a second terminal block to which an external device is connected are provided. It is preferable that a switch electrically connected between the first terminal block and the power conversion circuit is provided.
この電力変換装置において、前記第1の導電板と前記第2の導電板との間に電気的に接続された雑音防止用のフィルタを備えることが好ましい。 In this power conversion device, it is preferable to include a noise prevention filter electrically connected between the first conductive plate and the second conductive plate.
以上説明したように、本発明では、電力変換回路を構成する電子部品が第1の導電板に実装され、端子台が第2の導電板に形成されるので、電流容量および耐電圧を確保することができるという効果がある。 As described above, in the present invention, since the electronic components constituting the power conversion circuit are mounted on the first conductive plate and the terminal block is formed on the second conductive plate, current capacity and withstand voltage are ensured. There is an effect that can be.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(実施形態)
本実施形態の電力変換装置1は、例えば太陽電池モジュール10を外部電源とした電力供給システムに用いられる(図6参照)。この電力供給システムは、太陽電池モジュール10と、DC接続箱11と、インバータ回路12とを備える。そして、DC接続箱11に設けられた電力変換装置1が備える電力変換回路20(DC−DCコンバータ回路)と、DC接続箱11の外部に設けられたインバータ回路12とを用いて、太陽電池モジュール10が発電する直流電力を変換して系統出力、自立出力に出力する。
(Embodiment)
The
各太陽電池モジュール10の出力は、DC接続箱11に接続される。DC接続箱11は、太陽電池モジュール10の個数に応じた個数の電力変換装置1を備えており、1つの電力変換装置1に対して1つの太陽電池モジュール10が接続される。なお、図6に示す電力供給システムの例では、2つの太陽電池モジュール10と、2つの電力変換装置1とを図示している。電力変換装置1は、DC接続箱11に収納されており、太陽電池モジュール10の直流出力を、インバータ回路12に適した直流電力に変換する電力変換回路20(DC−DCコンバータ回路)を備えている。また、DC接続箱11は、各電力変換装置1の出力を集電する接続部111を備えており、各電力変換装置1の出力が1つにまとめられて、インバータ回路12に出力される。インバータ回路12は、DC接続箱11の出力を交流電力に変換して、商用電源系統と連系させる系統出力と、負荷を自立運転させる自立出力とに出力する。
The output of each
以下に、本実施形態の電力変換装置1の構成について、図1〜図5を用いて説明する。本実施形態の電力変換装置1は、電子部品2と、第1の導電板3と、第2の導電板4と、構造体5とを備える。電子部品2は、電力変換回路20を構成する。第1の導電板3は、電子部品2が実装される。第2の導電板4は、電力変換回路20に接続される第1の端子台41と第2の端子台42が形成される。構造体5は、第1の導電板3および第2の導電板4と一体に形成された樹脂で構成される。
Below, the structure of the
図2に示すように、本実施形態の電力変換装置1は、DC接続箱11の筐体110内に1列に並べて配置されており、各電力変換装置1の出力がバスバー112を介して接続部111に接続される。つまり、電力変換装置1は、DC接続箱11の内器として扱われる。
As shown in FIG. 2, the
図3(a)に電力変換装置1の外観正面図、図3(b)に電力変換装置1の外観側面図、図3(c)に電力変換装置1の外観下面図を示す。電力変換装置1は、直方体状のケース6を備えており、このケース6の内部に電力変換回路20が設けられる。
FIG. 3A shows an external front view of the
図4(a)に電力変換装置1のケース6を取り外した状態の外観正面図、図4(b)に電力変換装置1のケース6を取り外した状態の外観側面図を示す。ケース6の内部には、矩形板状のプリント基板7と、プリント基板7の背面側に配置された矩形板状のインサート成形品8とが収納されており、プリント基板7とインサート成形品8とに実装された電子部品2で電力変換回路20を構成している。
FIG. 4A shows an external front view of the
プリント基板7は、前面に複数の電解コンデンサ211を含む複数の電子部品2が実装され、背面にはスイッチングモジュール22とスイッチングモジュール22に接触するように設けられたヒートシンク23が実装されている。ヒートシンク23は、放熱部がケース6から露出するように構成されており、スイッチングモジュール22の放熱性を向上させる。
A plurality of
図1(a)にインサート成形品8の正面図、図1(b)にインサート成形品8の背面図を示す。インサート成形品8は、樹脂からなる構造体5によって第1の導電板3と第2の導電板4とがインサート成型されることで構成されている。
FIG. 1A shows a front view of the insert molded
第1の導電板3は、同一平面上に配置された複数の金属板で構成されており、電力変換回路20を構成する複数の電子部品2を電気的に接続する。電子部品2の一例として、電解コンデンサ211、フィルムコンデンサ212、セラミックコンデンサ213、昇圧コイル24、インダクタ25、雑音防止用(ノーマルモードノイズ低減用)のフィルタ26等が第1の導電板3に実装されている。これらの電子部品2は、溶接、はんだ付け、かしめ等によって、第1の導電板3の背面側に実装されている。
The first
また、第1の導電板3の一部が曲げ起こされることによって、構造体5から突出した複数の端子31が形成されており、この端子31がプリント基板7にはんだ付けされる(図5参照)。これにより、プリント基板7に実装された電子部品2と、第1の導電板3に実装された電子部品2とが電気的に接続され、電力変換回路20が構成される。なお、プリント基板7および第1の導電板3には、上記以外の電子部品2(例えば、抵抗、ダイオードなど)も実装されている。
A plurality of
第2の導電板4は、同一平面上に配置された5つの金属板で構成されており、それぞれの一部が構造体5の長手方向の端部から突出することで第1の端子台41および第2の端子台42を形成している。第1の端子台41は、1列に並んで設けられたネジ止め式の一対の端子411で構成されており、電力変換回路20の入力端子として機能し、ケーブル(図示なし)を介して太陽電池モジュール10が接続される。第2の端子台42は、1列に並んで設けられたネジ止め式の3つの端子421で構成されている。第2の端子台42が備える3つの端子421のうち2つの端子421が電力変換回路20の出力端子として機能し、接続部111を介して、外部機器であるインバータ回路12(図6参照)に接続され、残りの1つの端子421がアース端子として機能し、アース接地される。
The second
また、第1の導電板3と第2の導電板4(第1の端子台41,第2の端子台42)との間に電気的に接続された雑音防止用(コモンモードノイズ低減用)のフィルタ271,272が設けられている。電力変換回路20の入力端子として機能する第1の端子台41の各端子411と、第1の導電板3と間には、フェライトに導電線が巻かれたコイル状の2極フィルタ271が橋渡しするように接続されている。また、電力変換回路20の出力端子およびアース端子として機能する第2の端子台42の各端子421と、第1の導電板3との間には、フェライトに導電線が巻かれたコイル状の3極フィルタ272が橋渡しするように接続されている。
Further, for noise prevention (for reducing common mode noise) electrically connected between the first
また、本実施形態の電力変換装置1は、第1の端子台41と電力変換回路20との間に電気的に接続された開閉器28を備える。具体的には、開閉器28は、フィルタ271の後段において第1の導電板3に実装されており、ハンドル操作によって電力変換回路20の入力経路の導通または遮断を行う。なお、開閉器28は、漏電ブレーカとしての機能を備えていてもよい。
In addition, the
このように、本実施形態の電力変換装置1は、電力変換回路20の一部を構成する電子部品2が実装された第1の導電板3と、第1,第2の端子台41,42が形成された第2の導電板4とが構造体5によるインサート成型によって一体に形成されている。第1,第2の導電板3,4は、金属板で構成されているので、プリント基板の配線に比べて小さいスペースで電流容量および耐電圧を確保することができ、放熱性も向上する。したがって、電力変換回路20をプリント基板のみで構成する場合に比べて電力変換装置1を小型化することができる。また、第1,第2の導電板3,4は、樹脂からなる構造体5にインサート成型されているので、絶縁距離を自由に設定することができ、絶縁性も容易に確保することができる。
As described above, the
また、本実施形態では、フィルタ271,272を用いて、第1の導電板3と第2の導電板4(第1,第2の端子台41,42)とを電気的に接続するように構成されている。したがって、第1,第2の端子台41,42と電力変換回路20を接続するケーブル、コネクタなどが不要となり、部品点数を削減することができる。さらに、図5に示すように、第1の導電板3と第2の導電板4とで厚みが互いに異なるように構成することができ、電流容量、耐電圧を容易に設計することができる。本実施形態では、第1の導電板3の厚みt1を1mmに形成し、第2の導電板4の厚みt2を2mmに形成している。
In the present embodiment, the first
なお、本実施形態の電力変換装置1に接続される外部電源は、太陽電池モジュール10に限定しない。外部電源は、直流電力の発電と蓄電との少なくとも一方を行う構成であればよく、例えば蓄電池で構成されていてもよい。また、電力変換装置1の出力に接続される外部機器は、インバータ回路12に限定しない。例えば、外部機器は、直流電力によって駆動する直流機器で構成されていてもよい。
In addition, the external power supply connected to the
1 電力変換装置
2 電子部品
20 電力変換回路
271,272 フィルタ
28 開閉器
3 第1の導電板
4 第2の導電板
41 第1の端子台
42 第2の端子台
5 構造体
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記電子部品が実装される第1の導電板と、
前記電力変換回路に接続される端子台が形成された第2の導電板と、
前記第1の導電板および前記第2の導電板と一体に形成された樹脂からなる構造体とを備える
ことを特徴とする電力変換装置。 Electronic components constituting the power conversion circuit;
A first conductive plate on which the electronic component is mounted;
A second conductive plate formed with a terminal block connected to the power conversion circuit;
A power conversion device comprising: the first conductive plate and a structure made of a resin formed integrally with the second conductive plate.
前記第1の端子台と前記電力変換回路との間に電気的に接続された開閉器を備える
ことを特徴とする請求項1記載の電力変換装置。 As the terminal block, a first terminal block to which an external power source that performs at least one of generation and storage of DC power is connected, and a second terminal block to which an external device is connected are provided,
The power converter according to claim 1, further comprising: a switch electrically connected between the first terminal block and the power conversion circuit.
ことを特徴とする請求項1または2記載の電力変換装置。
The power conversion apparatus according to claim 1, further comprising a noise prevention filter electrically connected between the first conductive plate and the second conductive plate.
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