JP2024075316A - Power Conversion Equipment - Google Patents
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Abstract
【課題】本開示は、電力変換装置のノイズ対策を改善させることを目的とする。【解決手段】電力変換装置1は、実装基板11と、筐体3と、パネルと、第1導電部材5(導電部材)と、を備える。実装基板11は、電力変換回路110と、電力変換回路110を実装した基板111と、を有する。筐体3は、開口部300を有する。筐体3は、実装基板11を収容する。パネルは、筐体3の開口部300を開閉する。第1導電部材5は、カバー部51を有する。カバー部51は、実装基板11とパネルとの間に配置され電力変換回路110を覆う。第1導電部材5は、筐体3に取り付けられている。【選択図】図6[Problem] The present disclosure aims to improve noise countermeasures for a power conversion device. [Solution] The power conversion device 1 includes a mounting board 11, a housing 3, a panel, and a first conductive member 5 (conductive member). The mounting board 11 has a power conversion circuit 110 and a board 111 on which the power conversion circuit 110 is mounted. The housing 3 has an opening 300. The housing 3 houses the mounting board 11. The panel opens and closes the opening 300 of the housing 3. The first conductive member 5 has a cover portion 51. The cover portion 51 is disposed between the mounting board 11 and the panel and covers the power conversion circuit 110. The first conductive member 5 is attached to the housing 3. [Selected Figure] Figure 6
Description
本開示は一般に電力変換装置に関し、より詳細には、スイッチング素子を含む電力変換装置に関する。 The present disclosure relates generally to power conversion devices, and more specifically to power conversion devices that include switching elements.
特許文献1に記載のパワーコンディショナ(電力変換装置)は、ケースと、ケースに収納された電子回路ブロックと、を備える。電子回路ブロックは、昇圧回路と、インバータ回路と、を有する。そして、昇圧回路を実装した第1基板と、インバータ回路を実装した第2基板とが、ヒートシンクに載置されている。
The power conditioner (power conversion device) described in
電力変換装置の内部では、ノイズが発生し得る。ノイズは、電力変換装置の外部へ伝搬して、様々な影響を及ぼすことがある。 Noise can occur inside a power conversion device. This noise can propagate outside the power conversion device and cause various effects.
本開示は、電力変換装置のノイズ対策を改善させることを目的とする。 The purpose of this disclosure is to improve noise countermeasures for power conversion devices.
本開示の一態様に係る電力変換装置は、実装基板と、筐体と、パネルと、導電部材と、を備える。前記実装基板は、電力変換回路と、前記電力変換回路を実装した基板と、を有する。前記電力変換回路は、スイッチング素子を含む。前記電力変換回路は、前記スイッチング素子をオンオフすることにより電力を変換する。前記筐体は、開口部を有する。前記筐体は、前記実装基板を収容する。前記パネルは、前記筐体の前記開口部を開閉する。前記導電部材は、カバー部を有する。前記カバー部は、前記実装基板と前記パネルとの間に配置され前記電力変換回路を覆う。前記導電部材は、前記筐体に取り付けられている。 A power conversion device according to one aspect of the present disclosure includes a mounting board, a housing, a panel, and a conductive member. The mounting board has a power conversion circuit and a board on which the power conversion circuit is mounted. The power conversion circuit includes a switching element. The power conversion circuit converts power by turning the switching element on and off. The housing has an opening. The housing houses the mounting board. The panel opens and closes the opening of the housing. The conductive member has a cover portion. The cover portion is disposed between the mounting board and the panel and covers the power conversion circuit. The conductive member is attached to the housing.
本開示は、電力変換装置のノイズ対策を改善させることができるという利点がある。 The present disclosure has the advantage of being able to improve noise countermeasures for power conversion devices.
(実施形態)
以下、実施形態に係る電力変換装置1について、図面を用いて説明する。ただし、下記の実施形態は、本開示の様々な実施形態の1つに過ぎない。下記の実施形態は、本開示の目的を達成できれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。また、下記の実施形態において説明する各図は、模式的な図であり、図中の各構成要素の大きさ及び厚さそれぞれの比が必ずしも実際の寸法比を反映しているとは限らない。
(Embodiment)
The
(概要)
電力変換装置1は、例えば、自家発電設備から出力される電力を変換して、負荷、蓄電設備又は商用電力系統へ出力するパワーコンディショナーとして使用される。
(overview)
The
あるいは、電力変換装置1は、例えば、電気自動車のバッテリーと電気的に接続するパワーステーションに備えられる。この場合、電力変換装置1は、例えば、次の第1動作と第2動作とのうち少なくとも一方を行う。第1動作は、電気自動車の外部の蓄電設備、自家発電設備又は商用電力系統から供給される電力を変換して、電気自動車のバッテリーへ出力することである。第2動作は、電気自動車のバッテリーから供給される電力を変換して、負荷、蓄電設備又は商用電力系統へ出力することである。
Alternatively, the
図1~図3に示すように、電力変換装置1は、例えば、パネル2と、筐体3と、バックカバー4と、第1導電部材5と、出力装置6と、少なくとも1つ(図2では4つ)の弾性部材7と、実装基板11と、制御基板12と、中間シート13と、中間シート14と、複数(図3では2つ)のヒートシンク15と、リアクトル16と、を備える。電力変換装置1は、実装基板11の一構成として、電力変換回路110を備える。電力変換回路110は、スイッチングレギュレータを有する。スイッチングレギュレータは、スイッチング素子(メカニカルスイッチ又は半導体スイッチ)を含む。
As shown in Figs. 1 to 3, the
電力変換装置1では、スイッチング素子がオンオフすること等によってノイズが発生する。本開示では、このようなノイズを対策する電力変換装置1について説明する。
In the
本実施形態の電力変換装置1は、実装基板11と、筐体3と、パネル2と、第1導電部材5(導電部材)と、を備える。実装基板11は、電力変換回路110と、電力変換回路110を実装した基板111と、を有する。電力変換回路110は、スイッチング素子を含む。電力変換回路110は、スイッチング素子をオンオフすることにより電力を変換する。筐体3は、開口部300を有する。筐体3は、実装基板11を収容する。パネル2は、筐体3の開口部300を開閉する。第1導電部材5は、カバー部51を有する。カバー部51は、実装基板11とパネル2との間に配置され電力変換回路110を覆う。第1導電部材5は、筐体3に取り付けられている。
The
本実施形態によれば、第1導電部材5が、ノイズの輻射を制限するシールドとして機能する。これにより、電力変換回路110で発生するノイズが筐体3の外部に漏れる可能性を低減できる。
According to this embodiment, the first
(詳細)
以下、電力変換装置1の各構成について、より詳細に説明する。なお、以下の説明では、パネル2と筐体3とが並んでいる方向を前後方向と規定し、筐体3から見てパネル2側を前、パネル2から見て筐体3側を後ろとする。また、本実施形態のパネル2は、前から見て長方形状である。以下の説明では、パネル2の長手方向を上下方向と規定する。また、パネル2の短手方向を左右方向と規定する。基本的には、電力変換装置1は、ここで規定した下方向が鉛直方向と一致する状態で使用される。ただし、ここで規定した下方向が鉛直方向と一致しない状態で電力変換装置1が使用されてもよい。また、図1等における前後、左右、上下を表す矢印はそれぞれ、説明のために表記しているに過ぎず、実体を伴わない。
(detail)
Hereinafter, each component of the
(1)パネル
パネル2は、導電性を有する。パネル2は、例えば、金属板を材料として形成されている。
(1) Panel The
図1~図3に示すように、パネル2は、パネル本体21と、上突片22と、左突片23と、下突片24と、右突片25と、を有する。
As shown in Figures 1 to 3, the
パネル本体21の形状は、矩形板状である。「矩形」とは、長方形と正方形との両方を含む概念である。本実施形態のパネル本体21の形状は、より詳細には、長方形状の板状である。パネル本体21の厚さ方向は、前後方向に沿っている。パネル本体21は、上辺と、左辺と、下辺と、右辺と、を有する。上辺及び下辺は、パネル本体21の短辺であり、左辺及び右辺は、パネル本体21の長辺である。
The
上突片22と、左突片23と、下突片24と、右突片25とはそれぞれ、パネル本体21の対応する辺から後方に突出している。すなわち、上突片22と、左突片23と、下突片24と、右突片25とはそれぞれ、パネル本体21の上辺と、左辺と、下辺と、右辺と、から後方に突出している。
The
上突片22と、左突片23と、下突片24と、右突片25とはそれぞれ、対応する辺の一端から他端までに亘って長さを有する。
The
(2)筐体
筐体3は、導電性を有する。筐体3は、例えば、金属板を材料として形成されている。
(2) Housing The
図1~図3に示すように、筐体3は、底壁31と、上壁32と、左壁33と、下壁34と、右壁35と、を有する。
As shown in Figures 1 to 3, the
底壁31の形状は、矩形板状である。より詳細には、底壁31の形状は、長方形状の板状である。底壁31の厚さ方向は、前後方向に沿っている。底壁31は、上辺と、左辺と、下辺と、右辺と、を有する。上辺及び下辺は、底壁31の短辺であり、左辺及び右辺は、底壁31の長辺である。
The
上壁32と、左壁33と、下壁34と、右壁35とはそれぞれ、底壁31の対応する辺から前方に突出している。すなわち、上壁32と、左壁33と、下壁34と、右壁35とはそれぞれ、底壁31の上辺と、左辺と、下辺と、右辺と、から前方に突出している。
The
筐体3は、底壁31の前方に、開口部300を有する。開口部300は、上壁32と、左壁33と、下壁34と、右壁35とに囲まれた空間である。
The
筐体3は、底面310を有する。筐体3の底面310とは、底壁31の前面を指す。筐体3にパネル2が取り付けられていないとき、前から見て、底面310は、開口部300を通して露出している。
The
また、筐体3は、下壁34に形成された複数(図2では2つ)の貫通孔341を有する。
In addition, the
パネル2は、筐体3に着脱される。パネル2は、例えば、ねじ止めにより筐体3に取り付けられる。パネル2が筐体3に取り付けられた状態では、パネル2と筐体3とが電気的に接続されている。また、パネル2が筐体3に取り付けられた状態では、筐体3の開口部300がパネル2によって閉じられている。パネル2が筐体3から取り外された状態では、筐体3の開口部300が開放されている。開口部300の内側には、第1導電部材5、出力装置6、実装基板11及び制御基板12等が配置されている。言い換えると、筐体3は、第1導電部材5、出力装置6、実装基板11及び制御基板12等を収容している。
The
筐体3は、リブ36を更に有する。リブ36は、開口部300の周縁に配置されている。パネル2が筐体3に取り付けられているとき、上壁32と、左壁33と、下壁34と、右壁35とはそれぞれ、パネル2との間にリブ36を挟んでいる(図11参照)。
The
(3)ヒートシンク及びリアクトル
複数(図3では2つ)のヒートシンク15は、筐体3の後方に配置されており、筐体3に取り付けられている。複数のヒートシンク15は、筐体3から熱を受け取り、空気中に放熱する。
(3) Heat Sink and Reactor A plurality of heat sinks 15 (two in FIG. 3 ) are disposed behind the
リアクトル16は、ケース17に収容されている。図3では、ケース17の一部を破断してリアクトル16を図示している。リアクトル16は、筐体3の後方に配置されている。リアクトル16は、電力変換回路110に電気的に接続されている。
The
(4)バックカバー
バックカバー4は、例えば、金属板を材料として形成されている。バックカバー4は、筐体3の後方に配置されており、筐体3に取り付けられている。バックカバー4は、複数のヒートシンク15及びリアクトル16を覆っている。
(4) Back Cover The
バックカバー4は、複数のスリット41(通気孔)を有する。各スリット41は、バックカバー4を貫通している。
The
(5)実装基板及び制御基板
実装基板11は、電力変換回路110と、基板111(ベアボード)と、を有する。基板111は、電気絶縁性を有する。
(5) Mounting Board and Control Board The mounting
電力変換回路110は、複数の電子部品を含む。複数の電子部品は、基板111に実装されている。電子部品は、例えば、スイッチング素子である。電力変換回路110は、スイッチング素子をオンオフすることにより電力を変換する。また、電力変換回路110は、リアクトル16と共に電気回路を形成している。
The
電力変換回路110は、交流電力を直流電力に変換することと、直流電力を交流電力に変換することと、直流電力を電圧の異なる直流電力に変換することと、のうち少なくとも1つを行う。
The
また、電力変換回路110は、ファンF1を有する。ファンF1は気流を発生させ、これにより、電力変換回路110で発生する熱が排熱される。
The
制御基板12は、制御回路120と、基板121(ベアボード)と、を有する。基板121は、電気絶縁性を有する。
The
制御回路120は、複数の電子部品を含む。複数の電子部品は、基板121に実装されている。電子部品は、例えば、半導体集積回路(IC)である。制御回路120は、電力変換回路110の動作を制御する。例えば、制御回路120は、電力変換回路110のスイッチング素子のオンオフを制御する。
The
また、制御回路120は、ファンF2を有する。ファンF2は気流を発生させ、これにより、制御回路120で発生する熱が排熱される。
The
基板111、121は、リジッド基板である。基板111、121の厚さ方向は、前後方向に沿っている。すなわち、基板111、121は、前面と、後面と、を有する。電力変換回路110及び制御回路120はそれぞれ、基板111、121の前面に配置されている。
基板111、121は、筐体3の底面310(底壁31)の前方に配置されている。基板111と底面310との間には、中間シート13(図3参照)が配置されている。基板111の後面は、中間シート13に接している。基板121と底面310との間には、中間シート14(図3参照)が配置されている。基板121の後面は、中間シート14に接している。
The
(6)中間シート
図4に示すように、電力変換装置1は、中間シート13、14と、立ち上がり部18、19と、を備える。例えば、1枚の板状の材料から中間シート13と立ち上がり部18とが形成されている。また、例えば、1枚の板状の材料から中間シート14と立ち上がり部19とが形成されている。
(6) Intermediate Sheet As shown in Fig. 4, the
中間シート13及び立ち上がり部18の形状は、矩形板状である。立ち上がり部18は、中間シート13の一辺から中間シート13の厚さ方向に突出している。中間シート13の前面に、実装基板11が接している。
The
中間シート14及び立ち上がり部19の形状は、矩形板状である。立ち上がり部19は、中間シート14の一辺から中間シート14の厚さ方向に突出している。中間シート14の前面に、制御基板12が接している。
The
立ち上がり部18、19は、互いに面接触している。実装基板11が配置された領域と、制御基板12が配置された領域とは、立ち上がり部18、19により隔てられている。
The rising
実装基板11は、カバー部51により前から覆われている(図12参照)。より詳細には、実装基板11は、カバー部51との間に他の部材を介さずに、カバー部51により前から覆われている。また、実装基板11は、中間シート13により後ろから覆われている。より詳細には、実装基板11は、中間シート13との間に他の部材を介さずに、中間シート13により後ろから覆われている。
The mounting
中間シート13は、基板111と筐体3の内面(底面310)との間に配置されている。中間シート13と底面310との間には、隙間がある。
The
図5に示すように、中間シート13は、第1絶縁膜131と、導電膜132と、第2絶縁膜133と、を備える。
As shown in FIG. 5, the
第1絶縁膜131は、基板111に接する第1面131aと、第1面131aの反対側の面である第2面131bと、を含む。第1絶縁膜131は、電気絶縁性を有する。
The first
導電膜132は、第1絶縁膜131の第2面131bに設けられる。導電膜132は、導電性を有する。導電膜132は、例えば、アルミニウム等の金属を材料として形成されている。
The conductive film 132 is provided on the
第2絶縁膜133は、電気絶縁性を有する。導電膜132は、第1絶縁膜131と第2絶縁膜133との間に挟まれている。
The second
図5に示すように、電力変換装置1は、押圧部材81を更に備える。押圧部材81は、圧縮ばねとして機能し、弾性力により中間シート13を基板111に押し当てる。
As shown in FIG. 5, the
より詳細には、押圧部材81は、例えば、スペーサ811と、ばね部812と、を有する。ばね部812は、圧縮コイルばね等の圧縮ばねである。ばね部812は、第1端と第2端とを有し、ばね部812が伸縮することにより、第1端と第2端との間の距離が変化する。ばね部812の第1端は、筐体3の底面310に接している。ばね部812の第2端と中間シート13との間に、スペーサ811が挟まれている。
More specifically, the pressing
ばね部812は、中間シート13に対して基板111に向かう方向(前方向)の力を加える。これにより、中間シート13が基板111に押し当てられる。
The
また、基板111は、例えば、ねじ82により筐体3に取り付けられている。基板111と筐体3との間の距離は、固定されている。
The
押圧部材81が中間シート13を基板111に押し当てて、これにより、中間シート13の位置が保たれている。もしも、中間シート13の位置を保つために、中間シート13を基板111に接着するという手段を取る場合は、化学反応や熱の影響等によって接着剤からガスが発生する可能性がある。これに対して、押圧部材81を用いて中間シート13の位置を保つことにより、ガスの発生を抑制できる。よって、ガスが基板111に影響する(例えば、基板111を劣化させる)可能性を低減できる。
The pressing
また、筐体3の内面から突出したリブと基板111との間に中間シート13を挟んで固定する場合と比較して、中間シート13から基板111に過剰な応力が発生することを抑制できる。
In addition, compared to a case where the
また、中間シート13の導電膜132は、実装基板11からの輻射ノイズを制限するシールドとして機能する。導電膜132と実装基板11との間の寄生容量を介して、輻射ノイズが実装基板11に戻る。
In addition, the conductive film 132 of the
押圧部材81と基板111との接触面積の大きさは、任意である。例えば、スペーサ811が、前後方向と直交する一方向(左右方向等)に長尺に形成されていてもよいし、スペーサ811が、基板111と平行な板状に形成されていてもよい。
The size of the contact area between the pressing
また、押圧部材81の個数は、1つであってもよいし、複数であってもよい。
The number of
以上説明したように、中間シート13は、第1絶縁膜131と、導電膜132と、第2絶縁膜133と、を備え、中間シート13は、押圧部材81により基板111に押し当てられている。同様に、中間シート14は、第1絶縁膜と、導電膜と、第2絶縁膜と、を備え、中間シート14は、押圧部材により基板121に押し当てられている。これらの押圧部材及び中間シート14はそれぞれ、押圧部材81及び中間シート13と同様の機能を有する。例えば、中間シート14の導電膜は、制御基板12からの輻射ノイズを制限するシールドとして機能する。
As described above, the
(7)第1導電部材
第1導電部材5(図6参照)は、導電性を有する。第1導電部材5は、例えば、銅板等の金属板を材料として形成されている。第1導電部材5は、ノイズの輻射を制限するシールドとして機能する。第1導電部材5は、実装基板11と制御基板12とを覆い、実装基板11と制御基板12とからの輻射ノイズが筐体3の外部に漏れる可能性を低減させる。
(7) First Conductive Member The first conductive member 5 (see FIG. 6 ) is conductive. The first
また、第1導電部材5は、筐体3に取り付けられている。筐体3は、第1導電部材5とパネル2とに電気的に接続されている。筐体3、第1導電部材5及びパネル2の各々は、ノイズの輻射を制限するシールドとして機能する。
The first
図3、図6に示すように、第1導電部材5は、カバー部51と、延設部52と、2つの側壁53と、を有する。
As shown in Figures 3 and 6, the first
カバー部51の形状は、矩形板状である。より詳細には、カバー部51の形状は、長方形状の板状である。カバー部51の厚さ方向は、前後方向に沿っている。カバー部51は、上辺と、左辺と、下辺と、右辺と、を有する。上辺及び下辺は、カバー部51の短辺であり、左辺及び右辺は、カバー部51の長辺である。下辺は、上辺の反対側の辺であり、右辺は、左辺の反対側の辺である。
The
カバー部51は、実装基板11とパネル2との間に配置されている。カバー部51の前面は、筐体3内の構成の最前面である。カバー部51は、間に他の部材を介在させることなく、パネル2に対向している。
The
前から見て、カバー部51は、実装基板11と制御基板12との全体を覆っている。より詳細には、カバー部51の上辺は、実装基板11と制御基板12とのそれぞれの上端よりも上方に位置している。カバー部51の左辺は、実装基板11と制御基板12とのそれぞれの左端よりも左方に位置している。カバー部51の下辺は、実装基板11と制御基板12とのそれぞれの下端よりも下方に位置している。カバー部51の右辺は、実装基板11と制御基板12とのそれぞれの右端よりも右方に位置している。
When viewed from the front, the
カバー部51は、電力変換回路110を覆っている。また、カバー部51は、制御回路120を覆っている。より詳細には、カバー部51は、電力変換回路110と制御回路120との前方に配置されている(図6、図12参照)。
The
カバー部51は、複数(図6では2つ)の通気部510を有する。2つの通気部510の各々は、複数の通気孔を含む。一方の通気部510は、ファンF1に対向している。他方の通気部510は、ファンF2に対向している。
The
延設部52は、カバー部51の上辺から筐体3の底面310(図2参照)に向かって突出している。言い換えると、延設部52は、カバー部51の上辺から後方へ突出している。
The
より詳細には、延設部52は、天板521と、取付板522と、を含む。天板521及び取付板522の形状はそれぞれ、矩形板状である。
More specifically, the
天板521は、カバー部51の上辺から後方へ突出している。天板521は、カバー部51と取付板522とを連結している。天板521は、実装基板11と制御基板12とのそれぞれの上端よりも上方に配置されている。天板521と、筐体3の上壁32と、の間には隙間が設けられている(図12参照)。
The
取付板522は、天板521の後端につながっており、前後方向と直交する方向に広がっている。より詳細には、取付板522は、天板521の後端から上方へ突出している。
The mounting
第1導電部材5は、延設部52において筐体3に取り付けられている。より詳細には、延設部52の取付板522が、筐体3の底壁31にねじ止めされている(図12参照)。
The first
また、延設部52は、筐体3の底面310に面接触している。より詳細には、延設部52の取付板522の後面が、底面310に接している。これにより、第1導電部材5を筐体3に安定的に固定できる。また、第1導電部材5と筐体3との電気的接続を安定させることができる。
The
実装基板11、制御基板12及び出力装置6等を収容した筐体3に、第1導電部材5が取り付けられ、さらに、筐体3の後方に2つのヒートシンク15、リアクトル16及びバックカバー4等が取り付けられる。さらに、筐体3の開口部300を塞ぐように、パネル2が取り付けられる(図7参照)。これにより、電力変換装置1の組立てが完了する(図1参照)。
The first
図3に示すように、2つの側壁53のうち一方の側壁53は、カバー部51の左辺から後方へ突出している。他方の側壁53は、カバー部51の右辺から後方へ突出している。2つの側壁53はそれぞれ、カバー部51の左辺と右辺との上端から下端までに亘って存在する。
As shown in FIG. 3, one of the two
また、第1導電部材5には、4つの弾性部材7が取り付けられる。一方の側壁53の表面上には、2つの弾性部材7が配置され、他方の側壁53の表面上には、別の2つの弾性部材7が配置される。弾性部材7は、第1導電部材5と筐体3の内面との間に挟まれる。これにより、第1導電部材5が弾性部材7を介して筐体3に電気的に接続される。
Four
(8)弾性部材
弾性部材7は、導電性を有する。弾性部材7は、圧縮ばねとして機能する。より詳細には、弾性部材7は、板ばねである。弾性部材7は、例えば、金属板を材料として形成されている。
(8) Elastic Member The
図8、図9に示すように、弾性部材7は、複数(図9では12個)の第1アーム71と、第2アーム72と、固定部73と、を含む。
As shown in Figures 8 and 9, the
第2アーム72の形状は、矩形板状である。より詳細には、第2アーム72の形状は、長方形状である。第2アーム72の短手方向は、前後方向に沿っている。
The
複数の第1アーム71は、第2アーム72の後端から、前方に突出している。複数の第1アーム71は、第2アーム72に対向している。つまり、弾性部材7は、板材を第1アーム71と第2アーム72との境界でU字状に折り返したように形成されている。第1アーム71は、可撓性を有する。より詳細には、弾性部材7に力を加え、第1アーム71を第2アーム72に近づけるように変形させると、弾性部材7が弾性エネルギーを蓄える。その後、弾性部材7に加えられる力が失われると、弾性エネルギーが解放されることにより、第1アーム71は第2アーム72から遠ざかるように変形する。
The multiple
また、弾性部材7は、複数のスリット700を有する。複数のスリット700は、第1アーム71の一端(後端)付近の部位から、第2アーム72まで延びている。複数のスリット700が設けられたことにより、弾性部材7が変形しやすくなっている。
The
複数の第1アーム71は、第2アーム72の長手方向に並んでいる。
The multiple
固定部73は、第2アーム72の前端から、複数の第1アーム71が設けられた側とは反対側へ突出している。固定部73は、第1導電部材5のカバー部51に固定される。より詳細には、固定部73は、例えば、ねじ止めにより、又は、導電性の両面テープで接着により、カバー部51に固定される。なお、弾性部材7は、第1導電部材5ではなく筐体3に固定されてもよい。
The fixing
図11に示すように、第1アーム71は、筐体3に対向する。第2アーム72は、第1導電部材5に対向する。弾性部材7は、筐体3と第1導電部材5との間に挟まれる。これにより、筐体3と第1導電部材5とが電気的に接続される。より詳細には、第1導電部材5は、カバー部51の左辺及び右辺において、弾性部材7を介して筐体3に電気的に接続される。
As shown in FIG. 11, the
4つの弾性部材7のうち2つの弾性部材7は、筐体3の左壁33と、第1導電部材5の側壁53(2つの側壁53のうち、左側の側壁53)との間に挟まれる。4つの弾性部材7のうち残りの2つの弾性部材7は、筐体3の右壁35と、第1導電部材5の側壁53(2つの側壁53のうち、右側の側壁53)との間に挟まれる。
Two of the four
筐体3と第1導電部材5との間に弾性部材7が挟まれており、弾性部材7の弾性力により、筐体3と弾性部材7との間、及び第1導電部材5と弾性部材7との間に接圧が生じる。よって、筐体3と第1導電部材5との電気的接続を安定させることができる。
The
なお、弾性部材7と筐体3との間に、導電性を有した別の部材が挟まれていてもよい。また、弾性部材7と第1導電部材5との間に、導電性を有した別の部材が挟まれていてもよい。
In addition, another conductive member may be sandwiched between the
また、本実施形態では、電力変換装置1は複数(図11では1つのみを図示)のパッキン83を更に備え、各弾性部材7の複数の第1アーム71と第2アーム72との間に、パッキン83が挟まれる。パッキン83は、ゴム等の弾性体である。パッキン83が設けられることで、電力変換装置1の防水性が向上する。
In addition, in this embodiment, the
図6、図10、図11に示すように、第1導電部材5のカバー部51の左端付近の部位は、2つの弾性部材7を介して筐体3に電気的に接続される。また、第1導電部材5のカバー部51の右端付近の部位は、2つの弾性部材7を介して筐体3に電気的に接続される。カバー部51の左辺と筐体3の底面310との間、及び、カバー部51の右辺と筐体3の底面310との間は、開放されている。より詳細には、第1導電部材5の左右それぞれの側壁53と、底面310との間は、空気等の出入りが可能な隙間である。
As shown in Figures 6, 10, and 11, a portion near the left end of the
図10、図12に示すように、第1導電部材5のカバー部51の上端付近の部位は、延設部52を介して筐体3に電気的に接続される。第1導電部材5に覆われた実装基板11及び制御基板12は、延設部52の天板521により上から覆われている。そのため、筐体3の内部に水滴(結露水等)が存在しても、水滴を天板521で止めることができ、水滴が実装基板11及び制御基板12に付着する可能性が低下する。
As shown in Figures 10 and 12, a portion near the upper end of the
また、カバー部51と筐体3との左右方向の隙間G1は、カバー部51と筐体3との上下方向の隙間G2と比較して小さい。隙間G1が小さいことにより、前から見て、筐体3の内部のうち、第1導電部材5に覆われた面積が占める割合が大きくなる。つまり、第1導電部材5に覆われた実装基板11及び制御基板12の設置面積の割合が大きくなる。また、カバー部51の左辺と筐体3の底面310との間、及び、カバー部51の右辺と筐体3の底面310との間は、開放されている(言い換えると、隙間がある)が、水滴は基本的に下へと落ちるため、この隙間から水滴が浸入する可能性は低い。
In addition, the gap G1 in the left-right direction between the
(9)出力装置
図13~図15に示すように、出力装置6は、第2導電部材60と、ケース63と、取付台64と、複数(図14では4つ)の開閉器65と、第1端子台66と、通信モジュール67と、第2端子台68と、複数(図14では4つ)のノイズフィルタ69と、を有する。
(9) Output Device As shown in Figures 13 to 15, the
第2導電部材60は、ノイズの輻射を制限するシールドとして機能する。第2導電部材60は、通信モジュール67と、配線器具としての複数の開閉器65、第1端子台66及び第2端子台68と、を覆い、これらから輻射されるノイズが筐体3の外部に漏れる可能性を低減させる。また、第2導電部材60は、出力装置6の外部からノイズが進入する可能性を低減させる。
The second
第2導電部材60は、第1カバー61と、第2カバー62と、を有する。第1カバー61及び第2カバー62は、導電性を有する。第1カバー61及び第2カバー62は、例えば、銅板等の金属板を材料として形成されている。
The second
第1カバー61と第2カバー62とは、互いに結合される。第1カバー61及び第2カバー62は、ケース63に取り付けられる。第1カバー61及び第2カバー62は、ケース63の上面を覆う。また、第1カバー61は、ケース63の前面を覆う。第1カバー61及び第2カバー62の各々は、その上面に、複数の貫通孔600(通気孔)を有する。さらに、第2カバー62は、その上面に、電線W1を通すための複数(図15では1つのみを図示)の貫通孔620を有する。電線W1は、電力変換回路110からの出力電力を伝送する。
The
第1カバー61及び第2カバー62の各々は、仕切壁601の一部を含む。すなわち、出力装置6は仕切壁601を有する。仕切壁601は、上述の複数の貫通孔600を有する。仕切壁601は、実装基板11が配置された第1空間SP1と、ノイズフィルタ69が配置された第2空間SP2と、の間を仕切る。第1空間SP1は、筐体3と第1導電部材5とに囲まれた空間である。第2空間SP2は、第2導電部材60とケース63と取付台64とに囲まれた空間である。
Each of the
第2空間SP2には、配線器具(複数の開閉器65、第1端子台66及び第2端子台68)の少なくとも一部が配置される。配線器具には、電線W1が電気的に接続される。また、第2空間SP2には、通信モジュール67の少なくとも一部が配置される。
At least a portion of the wiring device (
第1カバー61は、第1導電部材5のカバー部51と部分的に重なっている。より詳細には、第1カバー61の上端部は、第1導電部材5のカバー部51に覆われている。
The
ケース63は、前面が開口した箱状に形成されている。ケース63は、その上面に、電線を通すための複数の切欠き631を有する。ケース63は、配線器具としての複数の開閉器65、第1端子台66及び第2端子台68を支持する。さらに、ケース63は、複数のコア690を収容する。
The
ケース63は、電気絶縁性を有することが好ましい。ケース63は、例えば、合成樹脂を材料として形成される。ケース63は、電線W1と筐体3との間を電気的に絶縁することが好ましい。これにより、筐体3から電線W1へのノイズの伝搬を抑制できる。例えば、電線W1と筐体3との間にケース63が挟まれ、これにより電線W1は、筐体3に対して電気的に絶縁されていてもよい。
The
取付台64は、例えば、金属板を材料として形成されている。取付台64には、配線器具としての複数の開閉器65、第1端子台66及び第2端子台68が取り付けられている。より詳細には、取付台64の前面に、各配線器具が取り付けられている。また、取付台64は、ケース63に取り付けられている。
The mounting
取付台64は、筐体3に対して電気的に絶縁されていてもよい。これにより、筐体3から第2空間SP2へのノイズの伝搬を抑制できる。例えば、取付台64と筐体3との間に、電気絶縁性を有するケース63が挟まれ、これにより取付台64は、筐体3に対して電気的に絶縁されていてもよい。
The mounting
第2導電部材60は、第1導電部材5に対して電気的に絶縁されていてもよい。これにより、第1導電部材5から第2空間SP2へのノイズの伝搬を抑制できる。例えば、第1導電部材5と第2導電部材60との間に、電気絶縁性を有するシートが挟まれ、これにより第2導電部材60は、第1導電部材5に対して電気的に絶縁されていてもよい。
The second
複数の開閉器65、第1端子台66、通信モジュール67及び第2端子台68はそれぞれ、少なくとも一部が第1カバー61に覆われている。
The
複数の開閉器65の1次側端子には、電線W1の第1端が電気的に接続されている。電線W1の第2端は、実装基板11に電気的に接続されている。複数の開閉器65の2次側端子には、電線W2の第1端が電気的に接続されている。電線W2は、筐体3の下壁34に形成された貫通孔341を通して、筐体3の外部に引き出される。
A first end of an electric wire W1 is electrically connected to the primary terminals of the multiple switches 65. A second end of the electric wire W1 is electrically connected to the mounting
通信モジュール67は、通信用基板671と、通信用基板671に実装された電子部品672と、を含む。通信モジュール67は、電力変換装置1の外部の構成と、有線通信又は無線通信の適宜の通信方式により通信する。通信モジュール67は、ケース63に取り付けられている。
The
複数のノイズフィルタ69の各々は、コア690を含む。すなわち、出力装置6は、複数のコア690を含む。複数のコア690の各々は、磁性材料により形成されている。複数のコア690の各々は、例えば、フェライトコア又はアモルファスコアである。複数のコア690の各々の形状は、円筒状である。
Each of the multiple noise filters 69 includes a
複数のコア690は、複数の開閉器65と一対一で対応する。複数の開閉器65の各々の1次側端子から延びる電線W1は、対応するコア690の内側を通り、さらに、第2カバー62の貫通孔620を通って、実装基板11へ延びている。電線W1は、コア690に1又は複数回巻かれていてもよい。
The
配線器具としての複数の開閉器65の各々は、対応するコア690の正面に配置されている。すなわち、開閉器65と、これに対応するコア690とは、前後方向に並んでおり、コア690から見て開閉器65が配置された側は、前である。
Each of the
複数の開閉器65の各々は、ケース63との間に前後方向に間隔をあけて配置されている。各コア690は、対応する開閉器65とケース63との間に配置されている。
Each of the
本実施形態では、第1導電部材5により第1空間SP1がシールドされ、第2導電部材60により第2空間SP2がシールドされている。第1導電部材5は実装基板11を覆い、第2導電部材60は、第1導電部材5と異なる位置に配置されてノイズフィルタ69を覆う。さらに、第1空間SP1と第2空間SP2とが、導電性を有する仕切壁601により仕切られている。そのため、第1空間SP1に配置された実装基板11からの輻射ノイズが、第2空間SP2に侵入する可能性が低減する。
In this embodiment, the first space SP1 is shielded by the first
実装基板11の電力変換回路110からの出力電力は、電線W1を介して出力装置6の配線器具(開閉器65)に入力される。電線W1は、ノイズフィルタ69のコア690を貫通しており、これにより、電線W1を伝送するノイズが減衰させられる。ここで、ノイズフィルタ69は第2空間SP2に配置されている。ノイズフィルタ69の2次側において、電線W1は第2空間SP2に引き回されており、第2空間SP2は、実装基板11からの輻射ノイズに晒された第1空間SP1に対して隔てられている。そのため、ノイズフィルタ69が第1空間SP1に配置されている場合と比較して、ノイズフィルタ69でノイズが除去された後、電線W1に再びノイズが乗る可能性が低減する。電線W1は配線器具(開閉器65)を介して電線W2に電気的に接続されている。電力変換回路110からの出力電力は、ノイズフィルタ69でノイズを低減させた上で筐体3の外部へ出力される。
The output power from the
(実施形態の変形例)
以下、実施形態の変形例を列挙する。以下の変形例は、適宜組み合わせて実現されてもよい。
(Modification of the embodiment)
Modifications of the embodiment will be listed below. The following modifications may be implemented in appropriate combination.
中間シート13が押圧部材81により基板111に押し当てられていることは、必須ではない。中間シート13は、例えば、基板111に接着されていてもよい。
It is not essential that the
中間シート13は、第2絶縁膜133を備えていなくてもよい。
The
押圧部材81は、スペーサ811を有していなくてもよい。
The pressing
実施形態における各構成の個数は、一例に過ぎず、個数が適宜変更されてもよい。例えば、弾性部材7の個数は4つに限定されず、1~3つ又は5つ以上であってもよい。また、弾性部材7の第1アーム71の個数は、12個に限定されず、1~11個又は13個以上であってもよい。
The number of each component in the embodiment is merely an example, and the number may be changed as appropriate. For example, the number of
電力変換回路110と制御回路120とが、1つの基板に実装されていてもよい。
The
第2導電部材60が第1カバー61と第2カバー62とに分かれて形成されていることは必須ではなく、第2導電部材60は単一の部材であってもよい。
It is not essential that the second
仕切壁601は、第2導電部材60とは別に設けられた部材であってもよい。
The
中間シート13から立ち上がり部18が突出していることは、必須ではない。中間シート14から立ち上がり部19が突出していることは、必須ではない。
It is not essential that the rising
パネル2は、ヒンジを介して筐体3に取り付けられていてもよい。
The
パネル2を筐体3に電気的に接続することは、必須ではない。
It is not necessary to electrically connect the
(まとめ)
以上説明した実施形態等から、以下の態様が開示されている。
(summary)
The above-described embodiments and the like disclose the following aspects.
第1の態様に係る電力変換装置(1)は、実装基板(11)と、筐体(3)と、パネル(2)と、導電部材(第1導電部材5)と、を備える。実装基板(11)は、電力変換回路(110)と、電力変換回路(110)を実装した基板(111)と、を有する。電力変換回路(110)は、スイッチング素子を含む。電力変換回路(110)は、スイッチング素子をオンオフすることにより電力を変換する。筐体(3)は、開口部(300)を有する。筐体(3)は、実装基板(11)を収容する。パネル(2)は、筐体(3)の開口部(300)を開閉する。導電部材(第1導電部材5)は、カバー部(51)を有する。カバー部(51)は、実装基板(11)とパネル(2)との間に配置され電力変換回路(110)を覆う。導電部材(第1導電部材5)は、筐体(3)に取り付けられている。 The power conversion device (1) according to the first aspect includes a mounting board (11), a housing (3), a panel (2), and a conductive member (first conductive member 5). The mounting board (11) includes a power conversion circuit (110) and a board (111) on which the power conversion circuit (110) is mounted. The power conversion circuit (110) includes a switching element. The power conversion circuit (110) converts power by turning the switching element on and off. The housing (3) has an opening (300). The housing (3) houses the mounting board (11). The panel (2) opens and closes the opening (300) of the housing (3). The conductive member (first conductive member 5) has a cover portion (51). The cover portion (51) is disposed between the mounting board (11) and the panel (2) and covers the power conversion circuit (110). The conductive member (first conductive member 5) is attached to the housing (3).
上記の構成によれば、導電部材(第1導電部材5)が、ノイズの輻射を制限するシールドとして機能する。これにより、電力変換回路(110)で発生するノイズが筐体(3)の外部に漏れる可能性を低減できる。よって、電力変換装置(1)のノイズ対策を改善させることができる。 According to the above configuration, the conductive member (first conductive member 5) functions as a shield that limits noise radiation. This reduces the possibility that noise generated in the power conversion circuit (110) will leak outside the housing (3). This improves the noise countermeasures of the power conversion device (1).
また、第2の態様に係る電力変換装置(1)は、第1の態様において、弾性部材(7)を更に備える。弾性部材(7)は、導電性を有し、かつ、圧縮ばねとして機能する。弾性部材(7)は、筐体(3)と導電部材(第1導電部材5)との間に挟まれて筐体(3)と導電部材(第1導電部材5)とを電気的に接続する。 The power conversion device (1) according to the second aspect is the first aspect, and further includes an elastic member (7). The elastic member (7) is conductive and functions as a compression spring. The elastic member (7) is sandwiched between the housing (3) and the conductive member (first conductive member 5) to electrically connect the housing (3) and the conductive member (first conductive member 5).
上記の構成によれば、筐体(3)と導電部材(第1導電部材5)とを電気的に接続しやすい。筐体(3)と導電部材(第1導電部材5)との電気的な接続が解除される可能性を低減させることもできる。 The above configuration makes it easy to electrically connect the housing (3) and the conductive member (first conductive member 5). It also reduces the possibility that the electrical connection between the housing (3) and the conductive member (first conductive member 5) will be disconnected.
また、第3の態様に係る電力変換装置(1)では、第2の態様において、弾性部材(7)は、板ばねである。 In the power conversion device (1) according to the third aspect, in the second aspect, the elastic member (7) is a leaf spring.
上記の構成によれば、弾性部材(7)を簡素な構造とすることができる。 The above configuration allows the elastic member (7) to have a simple structure.
また、第4の態様に係る電力変換装置(1)は、第3の態様において、パッキン(83)を更に備える。弾性部材(7)は、筐体(3)に対向する第1アーム(71)と、導電部材(第1導電部材5)に対向する第2アーム(72)と、を含む。パッキン(83)は、第1アーム(71)と第2アーム(72)との間に挟まれている。 The power conversion device (1) according to the fourth aspect is the third aspect, and further includes a packing (83). The elastic member (7) includes a first arm (71) facing the housing (3) and a second arm (72) facing the conductive member (first conductive member 5). The packing (83) is sandwiched between the first arm (71) and the second arm (72).
上記の構成によれば、電力変換装置(1)の防水性を向上させることができる。 The above configuration can improve the waterproofing of the power conversion device (1).
また、第5の態様に係る電力変換装置(1)では、第1~4の態様のいずれか1つにおいて、カバー部(51)は、上辺と、左辺と、左辺とは反対側の右辺と、を有する。導電部材(第1導電部材5)は、上辺から筐体(3)の底面(310)に向かって突出した延設部(52)を更に有する。導電部材(第1導電部材5)は、延設部(52)において筐体(3)に取り付けられている。カバー部(51)の左辺と筐体(3)の底面(310)との間、及び、カバー部(51)の右辺と筐体(3)の底面(310)との間は、開放されている。 In addition, in the power conversion device (1) according to the fifth aspect, in any one of the first to fourth aspects, the cover portion (51) has an upper side, a left side, and a right side opposite the left side. The conductive member (first conductive member 5) further has an extension portion (52) that protrudes from the upper side toward the bottom surface (310) of the housing (3). The conductive member (first conductive member 5) is attached to the housing (3) at the extension portion (52). There is an open space between the left side of the cover portion (51) and the bottom surface (310) of the housing (3), and between the right side of the cover portion (51) and the bottom surface (310) of the housing (3).
上記の構成によれば、カバー部(51)の左辺及び右辺において、カバー部(51)を筐体(3)に取り付ける手間を省くことができる。 The above configuration eliminates the need to attach the cover part (51) to the housing (3) on the left and right sides of the cover part (51).
また、第6の態様に係る電力変換装置(1)では、第5の態様において、延設部(52)は、筐体(3)の底面(310)に面接触している。 In addition, in the power conversion device (1) according to the sixth aspect, in the fifth aspect, the extension portion (52) is in surface contact with the bottom surface (310) of the housing (3).
上記の構成によれば、導電部材(第1導電部材5)を筐体(3)に安定的に固定できる。 The above configuration allows the conductive member (first conductive member 5) to be stably fixed to the housing (3).
また、第7の態様に係る電力変換装置(1)は、第5又は6の態様において、弾性部材(7)を更に備える。弾性部材(7)は、導電性を有し、かつ、圧縮ばねとして機能する。弾性部材(7)は、筐体(3)と導電部材(第1導電部材5)との間に挟まれて筐体(3)と導電部材(第1導電部材5)とを電気的に接続する。導電部材(第1導電部材5)は、カバー部(51)の左辺及び右辺において、弾性部材(7)を介して筐体(3)に電気的に接続されている。 The power conversion device (1) according to the seventh aspect is the fifth or sixth aspect, and further includes an elastic member (7). The elastic member (7) is conductive and functions as a compression spring. The elastic member (7) is sandwiched between the housing (3) and the conductive member (first conductive member 5) to electrically connect the housing (3) and the conductive member (first conductive member 5). The conductive member (first conductive member 5) is electrically connected to the housing (3) via the elastic member (7) at the left and right sides of the cover portion (51).
上記の構成によれば、筐体(3)と導電部材(第1導電部材5)との電気的接続を安定させることができる。 The above configuration makes it possible to stabilize the electrical connection between the housing (3) and the conductive member (first conductive member 5).
第1の態様以外の構成については、電力変換装置(1)に必須の構成ではなく、適宜省略可能である。 Configurations other than the first aspect are not essential to the power conversion device (1) and may be omitted as appropriate.
1 電力変換装置
2 パネル
3 筐体
5 第1導電部材(導電部材)
7 弾性部材
11 実装基板
51 カバー部
52 延設部
71 第1アーム
72 第2アーム
83 パッキン
110 電力変換回路
111 基板
300 開口部
310 底面
1
7
Claims (7)
開口部を有し、前記実装基板を収容する筐体と、
前記筐体の前記開口部を開閉するパネルと、
前記実装基板と前記パネルとの間に配置され前記電力変換回路を覆うカバー部を有し、前記筐体に取り付けられた導電部材と、を備える、
電力変換装置。 a mounting board including a power conversion circuit including a switching element and converting power by turning on and off the switching element, and a board on which the power conversion circuit is mounted;
a housing having an opening and accommodating the mounting board;
a panel for opening and closing the opening of the housing;
a conductive member attached to the housing, the conductive member having a cover portion that is disposed between the mounting board and the panel and covers the power conversion circuit,
Power conversion equipment.
請求項1に記載の電力変換装置。 and further comprising an elastic member that is conductive, functions as a compression spring, and is sandwiched between the housing and the conductive member to electrically connect the housing and the conductive member.
The power conversion device according to claim 1 .
請求項2に記載の電力変換装置。 The elastic member is a leaf spring.
The power conversion device according to claim 2 .
前記弾性部材は、前記筐体に対向する第1アームと、前記導電部材に対向する第2アームと、を含み、
前記パッキンは、前記第1アームと前記第2アームとの間に挟まれている、
請求項3に記載の電力変換装置。 Further equipped with packing,
the elastic member includes a first arm facing the housing and a second arm facing the conductive member,
The packing is sandwiched between the first arm and the second arm.
The power conversion device according to claim 3 .
前記導電部材は、前記上辺から前記筐体の底面に向かって突出した延設部を更に有し、前記延設部において前記筐体に取り付けられており、
前記カバー部の前記左辺と前記筐体の前記底面との間、及び、前記カバー部の前記右辺と前記筐体の前記底面との間は、開放されている、
請求項1に記載の電力変換装置。 The cover portion has an upper side, a left side, and a right side opposite to the left side,
the conductive member further has an extension portion that protrudes from the upper side toward a bottom surface of the housing, and is attached to the housing at the extension portion;
a gap between the left side of the cover portion and the bottom surface of the housing, and a gap between the right side of the cover portion and the bottom surface of the housing are open;
The power conversion device according to claim 1 .
請求項5に記載の電力変換装置。 The extension portion is in surface contact with the bottom surface of the housing.
The power conversion device according to claim 5 .
前記導電部材は、前記カバー部の前記左辺及び前記右辺において、前記弾性部材を介して前記筐体に電気的に接続されている、
請求項5に記載の電力変換装置。 a resilient member that is conductive, functions as a compression spring, and is sandwiched between the housing and the conductive member to electrically connect the housing and the conductive member;
The conductive member is electrically connected to the housing via the elastic member at the left side and the right side of the cover portion.
The power conversion device according to claim 5 .
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