JP2015186362A - 電源装置 - Google Patents

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泰明 乗松
Yasuaki Norimatsu
泰明 乗松
輝 菊池
Teru Kikuchi
輝 菊池
馬淵 雄一
Yuichi Mabuchi
雄一 馬淵
智道 伊藤
Tomomichi Ito
智道 伊藤
洋 五十嵐
Hiroshi Igarashi
洋 五十嵐
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Abstract

【課題】系統連係用のバッテリ電源装置において、火力等の既存の出力と比較して急峻な電力応答への対応が求められている。バッテリ電源装置の冷却手段として、従来の空冷方式では熱抵抗値が高く、激しい系統の充放電負荷も加わって、ΔTc幅が大きくなり、結果、サーマルサイクル寿命の低下を招く。【解決手段】発熱の異なる素子グループ毎に分割した水冷構造を採用する。発熱の高い素子を水冷の上流側に配置することで、ΔTcの上限を低下させ、発熱の低い素子を水冷の下流側に配置することで、ΔTcの下限を上昇させることによって、ΔTc幅を小さくしてサーマルサイクル寿命を向上させる。【選択図】図1

Description

本発明は、電源装置に関し、特に、電源供給に係る半導体素子の冷却に好適な電源装置に関する。
電力系統の安定化のために、火力発電や揚水発電等を用いる方式が一般に知られているが、より速い負荷変動に対しては、バッテリの充放電により双方向で電力制御を行って電力系統を定化することが期待されている。
このような充放電可能な二次電池については、新型二次電池の出現,小型軽量化および高エネルギー密度化によってシール鉛バッテリからNi/Cd電池、Ni水素電池、さらにはLiイオン電池へと発展してきた。いずれの二次電池においてもエネルギー密度を高めるため、電池活物質の開発や高容量電池構造の開発が行われ、より使用時間の長い電源を実現する努力が払われている。
バッテリの充放電を制御するには、放電方向においてはバッテリの直流電圧を双方向DC/DCコンバータで規定の電圧以上へ昇圧してインバータで交流電圧に変換し、一方、充電方向においては系統の交流電圧をインバータで電力変換して双方向DC/DCコンバータでバッテリ電圧に合わせて降圧する。これらの電源装置に使用するDC/DCコンバータ及びインバータには、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)やダイオード等の半導体素子が使用されている。
このような技術は、例えば、特開2014-23202号公報に記載されている。
特開2014-23202号公報
これらのような半導体素子においては、通流やスイッチングで発生する損失によって熱が発生する。例えばIGBTの場合を例に挙げると、通流やスイッチングで発生する損失による半導体素子の温度上昇によって、損失がさらに増加することによる変換効率の低下や半導体素子自体が焼損する恐れがあるため、半導体素子を所定の温度以下となるように冷却する必要がある。
このような冷却装置には空冷方式としてファンやブロアで冷却風を送り半導体素子が実装された冷却フィンで半導体を冷却するものが知られているところ、系統の負荷変動への双方向の電力制御を行う場合、周期的にパワー半導体内部のチップが発熱してパワー半導体全体の温度が熱飽和することによるパワー半導体のケース温度上昇値ΔTcパワーサイクル耐量(またはサーマルサイクル耐量と以下記述する)に注意する必要があるので、一般に、冷却効率が高い水冷の冷却が用いられる。
水冷の冷却を用いた場合でも、要求負荷の変動によるΔTcの変動の問題が残る。系統の要求負荷によっては、負荷は例えば1分以上の継続が要求され、パワー半導体に求められる耐量はサーマルサイクルとなり、特に、例えば数分単位の高出力でパワー半導体内部の温度が飽和した後に、数分以上の期間無負荷となってパワー半導体内部の温度がほぼ環境温度に近い値にまで低下するような出力変動によって、ΔTcは大きな幅を持つ。
ここで、負荷変動によって、負荷が大きくなるときには、大きくなった負荷に応じた冷却能力が望ましく、また、負荷が小さくなるときには、小さくなった負荷に応じた冷却能力が望ましく、
本発明の目的は、負荷の変動に対して、サーマルサイクル耐量を向上させ、半導体素子が熱破壊に至るのを防止することが可能となるバッテリ電源装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明では、直流電源との間で昇圧及び降圧する直流変換器と、前記直流変換器と交流系統電との間で電力変換する電力変換器とを有し、前記直流変換器を半導体素子を含み、前記電力変換器は半導体素子を含み、ラジエータ、ラジエータ用ファンと循環用ポンプを有し、前記ラジエータ用ファンで冷却された前記ラジエータの冷媒を前記循環用ポンプにより前記電力変換器の半導体素子を冷却するものであって、前記循環用ポンプの出力を入出力負荷に同期されるように構成した。
本発明によれば、負荷の変動に対して、適切に系統変動抑制を対象とした半導体素子のサーマルサイクル耐量を向上させることができ、さらに、半導体素子が熱破壊に至るのを防止することが可能となる。
本発明における第1の実施例の全体構成を説明する図である。 本発明における系統の要求負荷の変動状況の一例について説明する図である。 本発明におけるインバータの回路構成を説明する図である。 本発明におけるインバータで用いられるユニットの構成を説明する図である。 本発明におけるチョッパの回路構成を説明する図である。 本発明におけるチョッパで用いられるユニットの構成を説明する図である。 本発明における実施例の流路構成を説明する水冷冷却構造について説明する図である。 本発明における実施例の流路構成を説明する水冷冷却構造について説明する図である。 本発明における実施例の流路構成を説明する水冷冷却構造について説明する図である。 本発明における実施例の流路構成を説明する水冷冷却構造について説明する図である。 本発明における実施例の流路構成を説明する水冷冷却構造について説明する図である。 本発明における実施例のポンプ制御を説明する図である。 本発明における実施例のポンプ及びファン制御を説明する図である。 本発明における他の実施例の流路構成を説明する水冷冷却構造について説明する図である。
以下、本発明の電力変換装置およびその冷却手段の実施例について、図を用いて説明する。
まず、本実施例の構成について以下で説明する。
図1に電源装置の全体構成図を示す。また、系統106の運転に必要な電力が不足した場合、あるいは、系統106の電力の変動を補償する場合に、蓄電池104に蓄電された電力を双方向チョッパ5で昇圧(降圧)してインバータ1を介して系統106に電力を供給する。一方、系統106の運転に必要な電力が過剰な場合、あるいは、系統106の電力の変動を補償する場合に、系統106の電力をインバータ1で電力変換し双方向チョッパ5で降圧(昇圧)して蓄電池104に蓄電する。
図2に系統の要求負荷の一例を示す。横軸が時刻を示した時間、縦軸の正の方向が出力要求負荷、負の方向が充電要求負荷を示している。それぞれの負荷は1分以上の継続が要求されることからも、パワー半導体に求められる耐量はサーマルサイクルとなることが分かる。特に、数分単位の高出力でパワー半導体内部の温度が飽和した後に、数分以上の期間無負荷となってパワー半導体内部の温度がほぼ環境温度に近い値にまで低下するような出力変動によって、ΔTcは大きな幅を持つことになる。
本電源装置では、系統からの要求を受けて、出力要求負荷(図2の縦軸の正の方向)、充電要求負荷(図2の負の方向)に応じて、それぞれの負荷の1分以上の継続の要求、あるいは、数分単位の高出力の要求を受けて、それに応じて、パワー半導体が動作して求められる耐量であるサーマルサイクルに耐えるように構成されている。
図3に、3レベルインバータ構成となっているインバータ1の回路図を示す。蓄電池104とは、端子201(E電圧)と端子202(-E電圧)を介して接続される。また、系統106とは、U相端子203、V相端子204、W相端子205を介して接続される。U相アーム211は、半導体素子11(11−1、11−2)、半導体素子12(12−1、12−2)、半導体素子13(13−1.13−2)からなっており、端子201と端子202の間で、半導体素子12−1(上12)、半導体素子11−1(上11)、半導体素子11−2(下11)、半導体素子12−2(下12)の順で直列に接続される。半導体素子11、半導体素子12、半導体素子13は、各々、IGBTとそれと逆並列に接続した還流ダイオードで構成される。上アームを構成する半導体素子12−1と半導体素子11−1の接続点と、下アームを構成する半導体素子11−2と半導体素子12−2の接続点とに、並列して、半導体素子13−1(上13)と半導体素子13―2(下13)直列回路が接続される。
半導体素子12−1 (上)のIGBTがON 、半導体素子11 −1(上) IGBTがON 、半導体素子11 −2(下) IGBTがOFF 、半導体素子12 −2(下) IGBTがOFF 、半導体素子13 −1(上) IGBTがOFF、半導体素子13−2(下)IGBTがOFFになると、U相端子203に端子202(-E電圧)が出力される。
半導体素子12−1 (上)のIGBTがOFF 、半導体素子11 −1(上) IGBTがON 、半導体素子11 −2(下) IGBTがON 、半導体素子12 −2(下) IGBTがOFF 、半導体素子13 −1(上) IGBTがOFF、半導体素子13−2(下)IGBTがOFFになると、U相端子203に0電圧が出力される。
半導体素子12−1 (上)のIGBTがOFF 、半導体素子11 −1(上) IGBTがOFF 、半導体素子11 −2(下) IGBTがON 、半導体素子12 −2(下) IGBTがON 、半導体素子13 −1(上) IGBTがOFF、半導体素子13−2(下)IGBTがOFFになると、U相端子203に端子203(E電圧)が出力される。
V相アーム212、W相アーム212のIGBTのスイッチング動作は、U相アーム211の動作と同様に、各々、V相端子204、W相端子205に出力電圧が得られる。
詳細は後述するが、図3の回路構成において。内側IGBT11のON期間が最も長く、次に外側IGBT、フリーホイールIGBTとなり、ON期間により発熱量の大小の順が決まっている。
そのため、この発熱量に対応できるように水冷の順を決めるのである。
図4に、3レベルインバータ構成となっている半導体素子11〜13の外観図を回路図に対応して示す。半導体素子の上アームと半導体素子の下アームの直列回路が一つのパッケージに直接水冷型両面冷却モジュール23として格納される。半導体素子の上アームと半導体素子の下アームの接続点は端子23aとして構成され、半導体素子の上アームと半導体素子の下アームの直列回路の一方の端子は端子23bとして構成され、半導体素子の上アームと半導体素子の下アームの直列回路の他方の端子は端子23cとして構成される。
図5に、チョッパ5の回路図を示す。チョッパ5は、上アームの半導体素子14の下アームの半導体素子15からなる。半導体素子14と半導体素子15の中点端子301と半導体素子15の下側接続端子302は、蓄電池104に接続される。一方、半導体素子14と半導体素子15の直列回路の一方側端子303、他方側端子304は、インバータ1に接続される。
図6に、チョッパ5の外観図を回路図に対応して示す。半導体素子14、15は、各々、個別のパッケージに水冷型冷却モジュール24として格納される。半導体素子の下アームを例にとると、一方側の接続端子は端子24aとして構成され、他方側の接続端子は端子24bとして構成される。
図10は、冷却手段の構造を示しており、3レベルインバータ構成となっているインバータ1、3レベルインバータ内のIGBTを冷却する水冷系として、水冷冷媒の循環用のポンプ2、水冷の放熱用のラジエータ3、ラジエータ3への冷却風を送るファン4を図示している。
ラジエータ3とファン4を盤外に配置した構成を想定しているが、ポンプ3などその他の構成も必要に応じて盤外に配置しても構わない。また、図示していないが、ポンプ3やファン4を駆動する汎用インバータを備えることを想定している。
水冷ではない構成部分は、図示していないが、インバータ1の内部においては直流コンデンサ、BUSバー、水冷冷却構造、制御基板、構造部材等を備えている。インバータ1の入力はバッテリに接続され、出力は系統に接続されている。前述したバッテリや直流コンデンサ等は本実施例では空冷での冷却を想定しているが、それに限ることはない。バッテリもリチウムイオン二次電池、NiMH、鉛蓄電池など充放電可能な手段であれば、例えば大容量のキャパシタでも構わない。また、直流コンデンサも電解コンデンサ以外にフィルムコンデンサを使用する等で強制空冷を必ずしも必要としない方式を採用しても構わない。
以上の他に、インバータ1から系統への出力配線、系統への連系用のトランス、バッテリへの入力配線等も備えていることを想定している。
インバータ1は三相での出力構成を本実施例では想定しているが、もちろん単相の出力構成としても構わない。内側IGBT11、外側IGBT12、フリーホイールIGBT13を図1にて図示しているが、フリーホイールIGBT13の代わりにダイオードを使用しても構わない。
インバータ1の冷却部を図8に示す。水冷流路入口801から水冷流路出口802に向かって水冷通路803が形成されている。これによって、内側IGBT11、外側IGBT12、フリーホイールIGBT13の順に冷却される。これは、内側IGBT11が最も発熱し、次に外側IGBT12であり、フリーホイールIGBT13が比較的に低く発熱するからである。
本実施例では、インバータ1内の水冷流路の冷却順を、内側IGBT11、外側IGBT12、フリーホイールIGBT13の順となっている。これらのIGBTには、IGBTモジュールの発熱を直接冷却水に両面で放熱させる直接水冷型両面冷却モジュール23を使用することを想定している。
本実施例において、従来は、実装形態で空冷を使用することが一般的であった。本実施例では、第一の提案として直接水冷型両面冷却モジュール23を使用した水冷方式とすることによって、空冷フィンの熱抵抗値Rf-aよりも水冷の熱抵抗値Rf-wを大幅に低下可能であり、ΔTcの幅を小さくすることが可能となることから、サーマルサイクル耐量を増加させることが可能である。
さらに、内側IGBT11、外側IGBT12、フリーホイールIGBT13のそれぞれに発熱の差があって、本実施例では、発熱順である内側IGBT11、外側IGBT12、フリーホイールIGBT13の順で水冷流路を配置し、かつIGBTに直接水冷型両面冷却モジュール23を使用することで、温度勾配の均一化を防ぐことができる。つまり、発熱量の異なる各素子間の相互の温度干渉を制御することを目的とした構造である。
結果、負荷出力時には、最も発熱する内側IGBT11に供給される水温が一番低いことから、ΔTcの上限温度を下げることができることによって、増加幅を小さくすることができる。この時に連動して、ラジエータ空冷用のファンと冷媒循環用ポンプの出力を上げることで、冷却能力を向上させることができ、さらにΔTcの上限値を小さくすることができる。
逆に負荷低下時には、最も発熱が小さいフリーホイールIGBT13に供給される水温が一番高いために、発熱が小さいことによる温度低下を緩やかにすることでΔTcの下限温度を上げることができることによって、減少幅を小さくすることができる。この時に連動して、ラジエータ3空冷用のファン4と冷媒循環用ポンプ2の出力を下げることで、冷却能力を低下させることができ、温度低下を遅らせることでさらにΔTcの下限値を高くすることができる。
チョッパ5の冷却部を図9に示す。水冷流路入口901から水冷流路出口902に向かって水冷通路903が形成されている。これによって、IGBT14、外側IGBT15の順に冷却される。これは、IGBT14が最も発熱し、次に外側IGBT15であるからである。すなわち、双方向チョッパ5の冷却順をバッテリからの放電の昇圧比による構成となる。
一方、昇圧比が高い場合の流路としては、昇圧比が高い場合は、下側IGBT15のDutyが高いため、下側IGBT15の発熱が高くなる。したがって、前述の第一および第二の実施例と同様にΔTcを小さくする効果を得るために、この場合の冷却順は下側IGBT15、上側IGBT14の順とすることを想定している。
昇圧比が低い場合の流路を図8に示す。逆に昇圧比が低い場合は、上側IGBT14のDutyが高いため、上側IGBT14の発熱が高くなる。したがって、前述の第一および第二の実施例と同様にΔTcを小さくする効果を得るために、この場合の冷却順は上側IGBT14、下側IGBT15の順とすることを想定している。
昇圧比が同等である場合の流路を図11に示す。ほぼ同等の昇圧比になる場合は、上側IGBT14と下側IGBT15を並列流路で冷却することを想定している。
これらに使用するIGBTは、直接水冷型両面冷却モジュール23を使用しても良いし、水冷ベースを分割して片側冷却IGBTを使用しても良いし、同様の効果が得られるものであれば構わない。
図12に本実施例の構成を示す。
本実施例ではポンプ2のみを入出力負荷と同期させたことが特徴である。ファン4は入出力負荷と関係なく一定の出力とすることを想定している。本実施例では、ラジエータ3の放熱をファン4で変化させることによるインバータ1内の循環水の水温変化の時定数と比較して、ポンプ2の出力によるインバータ1内の循環水の水温変化の時定数の方がはるかに短い。したがって、前記実施例と同等の機能を持たせることが可能となるのに加えて、負荷変動パターンによる制御方法が1つのみであるため、より安定した温度制御が可能となることが利点である。
本実施例では、前述した構成を用いて、ファンとポンプの制御方法を提案する。
図12に本実施例における制御方法を示す。
図12は、横軸を入出力負荷として縦軸を出力として、入出力負荷に対するポンプ2の出力を示している。
入出力負荷が0であるとポンプ2の出力はA%に制御される。入出力負荷が0からL11であるとポンプ2の出力はA%に制御される。入出力負荷がL11からL12であるとポンプ2の出力はB%に制御される。入出力負荷がL12よりも大きいとポンプ2の出力は100%に制御される。ここで、0<A%<B%<100%としている。また、0<L11<L12としている。
このように、ファン4とポンプ2もしくはポンプ2のみの出力について、本実施例では、入出力負荷に対して、スレッショルドを持ち、段階的に制御することを想定している。
前述の実施例においては、入出力負荷に対して線形に追従させることを想定していたが、図13のように、変化が急峻な負荷波形である場合は、段階的に制御することで構成の簡易化が実現できる。
実施例2では、実施例1と異なる部分のみを説明する。よって、説明が省略される部分は実施例1と同様である。
図13に本実施例における別の制御方法を示す。
ファン4とポンプ2を別々のスレッショルドで制御する方法を提案する。
入出力負荷が0であるとポンプ2の出力はD%に制御される。一方、入出力負荷が0であるとファン4の出力はE%に制御される。
入出力負荷が0からL21であるとポンプ2の出力はD%に制御される。入出力負荷が0からL22であるとファン4の出力はE%に制御される。
入出力負荷がL21からL23であるとポンプ2の出力はF%に制御される。入出力負荷がL23より大きいとポンプ2の出力は100%に制御される。
一方、入出力負荷がL22よりも大きいとファン4の出力は100%に制御される。ここで、0<D%<E%<F%<G%<100%としている。また、0<L21<L22<L23としている。
前述の通り、ラジエータ3の放熱をファン4で変化させることによるインバータ1内の循環水の水温変化の時定数と比較して、ポンプ2の出力によるインバータ1内の循環水の水温変化の時定数の方がはるかに短いため、図2のような急峻な負荷波形に対しては、構成の簡易化が実現できる。
他の実施例について、実施例1及び2と異なる部分のみを説明する。よって、説明が省略される部分は実施例1と同様である。本実施例では、インバータ1内の水冷流路の冷却順が、内側IGBT11、外側IGBT12、フリーホイールIGBT13の順となっている。IGBTには一般的に産業用で使用している片面を冷却器のベース板に固定する片面冷却モジュール22を使用することを想定している。さらに、水冷用のベース板は、内側IGBT11、外側IGBT12、フリーホイールIGBT13で上下アームをペアとして分割することを想定している。
従来の空冷を使用したものと比較して、本実施例では、片面冷却ではあるが、水冷方式とすることによって、空冷フィンの熱抵抗値Rf-aよりも水冷の熱抵抗値Rf-wを大幅に低下可能であり、ΔTcの幅を小さくすることが可能となることから、サーマルサイクル耐量を増加させることが可能である。
さらに、内側IGBT11、外側IGBT12、フリーホイールIGBT13を実装するにあたってそれぞれに発熱の差があって、発熱順である内側IGBT11、外側IGBT12、フリーホイールIGBT13の順で水冷流路を配置し、それぞれの水冷ベース板を分割することで、温度勾配の均一化を防ぐことができる。つまり、発熱量の異なる各素子間の相互の温度干渉を制御することを目的とした構造である。
結果、負荷出力時には、最も発熱する内側IGBT11に供給される水温が一番低いことから、ΔTcの上限温度を下げることができることによって、増加幅を小さくすることができる。この時に連動して、ラジエータ空冷用のファンと冷媒循環用ポンプの出力を上げることで、冷却能力を向上させることができ、さらにΔTcの上限値を小さくすることができる。
逆に負荷低下時には、最も発熱が小さいフリーホイールIGBT13に供給される水温が一番高いために、発熱が小さいことによる温度低下を緩やかにすることでΔTcの下限温度を上げることができることによって、減少幅を小さくすることができる。この時に連動して、ラジエータ3空冷用のファン4と冷媒循環用ポンプ2の出力を下げることで、冷却能力を低下させることができ、温度低下を遅らせることでさらにΔTcの下限値を高くすることができる。
図14に本実施例の構成を示す。
本実施例の構成は、これまでの実施例の構成に加えて、バッテリとインバータ1の間に双方向チョッパ5を加えた構成となる。
双方向チョッパ5の回路構成は、昇圧チョッパを想定しており、水冷を行う冷却対象の半導体モジュールとして、上側IGBT14と下側IGBT15を備えている。
水冷ではない構成部分は示していないが、双方向チョッパ5の内部においては直流リアクトル、直流コンデンサ、BUSバー、水冷冷却構造、制御基板、構造部材等を備えている。双方向チョッパ5の入力はバッテリに接続され、出力はインバータ1に接続されている。前述したバッテリや直流コンデンサ等は本実施例では空冷での冷却を想定しているが、それに限ることはない。バッテリもリチウムイオン二次電池、NiMH、鉛蓄電池など充放電可能な手段であれば、例えば大容量のキャパシタでも構わない。また、直流コンデンサも電解コンデンサ以外にフィルムコンデンサを使用する等で強制空冷を必ずしも必要としない方式を採用しても構わない。以上の他に、インバータ1から系統への出力配線、系統への連系用のトランス、バッテリへの入力配線等も備えていることを想定している。
インバータ1と双方向チョッパ5の損失は、同程度を想定しているため、水冷流路は並列として、単一のポンプ2と単一のラジエータ3で冷却することを想定しているが、それぞれを分割して別々のポンプとラジエータで冷却しても構わない。
もちろん、インバータ1と双方向チョッパ5の損失に大きな差がある場合は、損失の高い方を水冷流路の上流側に配置することで、前述した方式と同様にΔTcを小さくすることができる。例として、双方向チョッパ5を水冷流路の上流側に配置した場合を示す。
以上、実施例を挙げたが、もちろん用途に応じて前記実施例に記述した内容を組み合わせて使用しても構わない。
1…INV、2…ポンプ、3…ラジエータ、4…ファン、5…双方向チョッパ、11…内側IGBT、12…外側IGBT、13…フリーホイールIGBT、14…上側IGBT、15…下側IGBT、21…片面冷却モジュール、22…空冷フィン、23…直接水冷型両面冷却モジュール

Claims (9)

  1. 直流電源との間で昇圧及び降圧する直流変換器と、前記直流変換器と交流系統電との間で電力変換する3レベルの電力変換器とを有し、前記直流変換器を半導体素子を含み、前記電力変換器は半導体素子を含み、ラジエータ、ラジエータ用ファンと循環用ポンプを有し、前記ラジエータ用ファンで冷却された前記ラジエータの冷媒を前記循環用ポンプにより前記電力変換器の半導体素子を冷却するものであって、前記電力変換器を構成する半導体素子へ発熱の高い順に前記循環用の冷媒を流すことを特徴とする電源装置。
  2. 請求項1記載の電源装置であって、前記ラジエータ、ラジエータ用ファン、循環ポンプの少なくとも1つの構成を屋外に搭載したことを特徴とする電源装置。
  3. 前記請求項1または2記載のいずれかの電源装置であって、前記直流電源に二次電池を用い、前記二次電池用の空冷冷却装置を有することを特徴とする電源装置。
  4. 前記請求項1または2記載のいずれかの電源装置であって、前記直流電源としてキャパシタを用い、前記キャパシタ用の空冷冷却装置を有することを特徴とする電源装置。
  5. 前記請求項1から4記載のいずれかの電源装置であって、前記直流変換器を構成する半導体素子へ発熱の高い順に冷媒を流すことを特徴とする電源装置。
  6. 前記請求項1から5記載のいずれかの電源装置であって、前記電源装置内の半導体素子として水冷型両面冷却モジュールを用い、前記直接水冷型両面冷却モジュールの発熱の高い順に前記水冷循環用の冷媒を流すことを特徴とする電源装置。
  7. 前記請求項1から6記載のいずれかの電源装置であって、前記電源装置内の半導体素子に片面冷却型パワーモジュールを使用し、前記片面冷却型パワーモジュールを搭載し、冷却する水冷ベース板を分割構成とし、発熱の高い順に前記水冷ベース板に水冷循環用の冷媒を流すことを特徴とする電源装置。
  8. 前記請求項1から7記載のいずれかの電源装置であって、前記電源装置を冷却する水冷装置のラジエータ用ファン出力と循環用ポンプ出力とを前記電源装置入出力負荷を同期させたことを特徴とする電源装置。
  9. 前記請求項1から7記載のいずれかの電源装置であって、前記電源装置を冷却する水冷装置の循環用ポンプ出力を前記電源装置入出力負荷に同期させたことを特徴とする電源装置。
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Citations (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0919163A (ja) * 1995-06-28 1997-01-17 Hitachi Ltd 電気車用電力変換装置
JPH09107683A (ja) * 1995-10-09 1997-04-22 Ebara Corp インバータの水冷方法
JP2003018861A (ja) * 2001-06-27 2003-01-17 Nissan Motor Co Ltd インバータの冷却制御装置
JP2003134823A (ja) * 2001-10-16 2003-05-09 Hitachi Ltd 電力変換装置
JP2006093293A (ja) * 2004-09-22 2006-04-06 Denso Corp 冷却器
WO2007043341A1 (ja) * 2005-10-06 2007-04-19 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha 車両搭載機器の冷却装置
WO2007064020A1 (ja) * 2005-11-29 2007-06-07 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha 電気自動車用dc-dcコンバータ
JP2008193817A (ja) * 2007-02-06 2008-08-21 Tokyo Institute Of Technology 磁気エネルギー回生スイッチを用いた交流/直流電力変換装置
JP2008253098A (ja) * 2007-03-30 2008-10-16 Toyota Motor Corp 冷却システムおよびそれを備える車両
JP2011109740A (ja) * 2009-11-13 2011-06-02 Hitachi Automotive Systems Ltd 電力変換装置
JP2012161242A (ja) * 2012-05-18 2012-08-23 Hitachi Automotive Systems Ltd 電力変換装置
US20130094150A1 (en) * 2011-10-18 2013-04-18 Hitachi, Ltd. Electric power conversion device
JP2013201827A (ja) * 2012-03-23 2013-10-03 Toyota Motor Corp 半導体装置
JP2013233052A (ja) * 2012-05-01 2013-11-14 Hitachi Automotive Systems Ltd インバータ装置
JP2014054296A (ja) * 2012-09-11 2014-03-27 Sammy Corp スロットマシン
JP2015177708A (ja) * 2014-03-18 2015-10-05 株式会社日立製作所 電源装置

Patent Citations (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0919163A (ja) * 1995-06-28 1997-01-17 Hitachi Ltd 電気車用電力変換装置
JPH09107683A (ja) * 1995-10-09 1997-04-22 Ebara Corp インバータの水冷方法
US6000912A (en) * 1995-10-09 1999-12-14 Ebara Corporation Method of liquid-cooling an inverter device
JP2003018861A (ja) * 2001-06-27 2003-01-17 Nissan Motor Co Ltd インバータの冷却制御装置
JP2003134823A (ja) * 2001-10-16 2003-05-09 Hitachi Ltd 電力変換装置
JP2006093293A (ja) * 2004-09-22 2006-04-06 Denso Corp 冷却器
WO2007043341A1 (ja) * 2005-10-06 2007-04-19 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha 車両搭載機器の冷却装置
WO2007064020A1 (ja) * 2005-11-29 2007-06-07 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha 電気自動車用dc-dcコンバータ
JP2008193817A (ja) * 2007-02-06 2008-08-21 Tokyo Institute Of Technology 磁気エネルギー回生スイッチを用いた交流/直流電力変換装置
JP2008253098A (ja) * 2007-03-30 2008-10-16 Toyota Motor Corp 冷却システムおよびそれを備える車両
JP2011109740A (ja) * 2009-11-13 2011-06-02 Hitachi Automotive Systems Ltd 電力変換装置
US20130094150A1 (en) * 2011-10-18 2013-04-18 Hitachi, Ltd. Electric power conversion device
JP2013090427A (ja) * 2011-10-18 2013-05-13 Hitachi Ltd 電力変換装置
JP2013201827A (ja) * 2012-03-23 2013-10-03 Toyota Motor Corp 半導体装置
JP2013233052A (ja) * 2012-05-01 2013-11-14 Hitachi Automotive Systems Ltd インバータ装置
JP2012161242A (ja) * 2012-05-18 2012-08-23 Hitachi Automotive Systems Ltd 電力変換装置
JP2014054296A (ja) * 2012-09-11 2014-03-27 Sammy Corp スロットマシン
JP2015177708A (ja) * 2014-03-18 2015-10-05 株式会社日立製作所 電源装置

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