JP3244178U - 単／双方向交流／直流電源供給装置の配置構造 - Google Patents

Abstract

【課題】各部材間の配置及びレイアウトを良好にし、歪率を下げて、性能及び効率を効果的に高めることができる、単/双方向交流/直流電源供給装置の配置構造を提供する。【解決手段】単/双方向交流/直流電源供給装置の配置構造は、ケーシング21と、第1のバスユニット22と、力率改善回路ユニット23と、3つのパワーモジュールユニット24と、第2のバスユニット25と、コントロールシステムユニット26とを備える。ケーシングは、矩形状を呈し、内部に収容空間が形成されるとともに、第1の方向a及び第2の方向bが定義される。ケーシングの両側には、第1の方向で第1の側辺211及び第2の側辺212が設けられる。ケーシングの前後には、第2の方向で前側辺213及び後側辺214がそれぞれ設けられる。第1のバスユニット22は、第1の方向でケーシング内に配置されて第1の側辺に密着される。【選択図】図2

Description

本考案は、電源供給装置に関し、特に、単/双方向交流/直流電源供給装置の配置構造に関するものである。

AC/DC電源供給装置(AC/DC Power Supply)とは、商用電源などの交流電圧を直流電圧に変換し、負荷に必要な電力を供給する機能を備えた交流/直流変換の電源を指す。そのため、一般に電源供給装置のほとんどは単方向の電源供給装置であった。

環境保護に対する意識が高まり、エネルギー不足の問題を解決するために、蓄電設備が発生させた電気エネルギーを効率良く回収して利用することができるように、双方向電源供給装置(Bi-Directional Power Supply)が開発された。双方向電源供給装置は、商用電源の交流電圧を直流電圧に変換することができるだけでなく、負荷に必要な電力を供給することもでき、蓄電設備の電気エネルギーを標準的な交流電圧に変換して商用電源に投入することにより、電気エネルギーを回収して利用することができる。

図1を参照する。図1は、従来の双方向電源供給装置の内部部材を示す配置図である。電源供給装置10は、ケーシング11を有する。ケーシング11は、前方に設けられたパネル111と、後方に設けられた裏板112とを有する。ケーシング11の両側には、側板113がそれぞれ設けられる。ケーシング11内には、3組のパワーモジュールユニット12と、コントロールシステムモジュール13とが横向きに設けられる。各パワーモジュールユニット12は、単相の力率改善回路(PFC:Power Factor Correction)121と、直流/直流(D/D)変換ユニット122と、降圧/昇圧(Buck/Boost)変換ユニット123とを含む。ケーシング11のうちの1つの側板113には、電源導線14が設けられ、複数のパワーモジュールユニット12が電源導線14を介して商用電源に接続された交流端に接続される。パワーモジュールユニット12は、電源導線15を介して裏板112後方の直流端に接続され、これにより双方向交流/直流電源の機能を得ていた。

上述した電源供給装置10は、双方向の電源変換機能が得られたが、全体の部材の配置及びレイアウトには、以下(1)～(3)の欠点があった。
(1)複数のパワーモジュールユニット12が横方向に配置されていたため、双方向電源供給装置10をラックに取り付けて使用する際、ラックとラック間を横向きに配置しなければならず、放熱させることが困難であった。
(2)各パワーモジュールユニット12は、1つの単相の力率改善回路(PFC:Power Factor Correction)ユニット121をそれぞれ含む。そのため、コストが増大するだけでなく、ケーシング11内の場所をとって空間が狭くなり、放熱に悪影響を与えた。
(3)上述した双方向電源供給装置のそれぞれは、電源導線14,15を使用して交流端及び直流端にそれぞれ接続され、電力伝送を行い、電源導線14,15の体積が比較的大きいため、ケーシング11の空間内の場所をとった。

これに鑑み、本考案者は、関連分野の長年にわたる製造及び設計の経験、知識により、様々な工夫を凝らして本考案を完成したものである。

本考案の目的は、各部材間の配置及びレイアウトを良好にし、歪率を下げて、性能及び効率を効果的に高めることができる、単/双方向交流/直流電源供給装置の配置構造を提供することにある。

上記課題を解決するために、本考案の第1の形態によれば、ケーシングと、第1のバスユニットと、力率改善回路ユニット(PFC)と、3つのパワーモジュールユニットと、第2のバスユニットと、コントロールシステムユニットとを備えた、単/双方向交流/直流電源供給装置の配置構造であって、前記ケーシングは、矩形状を呈し、内部に収容空間が形成されるとともに、第1の方向及び第2の方向が定義され、前記ケーシングの両側には、第1の方向で第1の側辺及び第2の側辺が設けられ、前記ケーシングの前後には、第2の方向で前側辺及び後側辺がそれぞれ設けられ、前記第1のバスユニットは、第1の方向で前記ケーシング内に配置されて前記第1の側辺に密着され、前記第1のバスユニットの一端は、前記後側辺の外側まで延び、前記力率改善回路ユニットは、第2の方向で前記ケーシング内に配置されて前記前側辺に隣り合うとともに、前記第1のバスユニットと電気的に接続され、前記力率改善回路ユニットは、三相3レベルの力率改善回路であり、3つの前記パワーモジュールユニットは、第1の方向で前記ケーシング内に平行に配置されるとともに、前記力率改善回路ユニットと前記後側辺との間に位置し、前記力率改善回路ユニットと電気的に接続され、前記第2のバスユニットは、第2の方向で前記後側辺に配置されるとともに、一端が複数の前記パワーモジュールユニットと電気的に接続され、他端が前記後側辺の外側まで延び、前記コントロールシステムユニットは、第1の方向で前記ケーシング内に配置されるとともに、前記第2の側辺に密着され、前記力率改善回路ユニット及び複数の前記パワーモジュールユニットと電気的に接続されることを特徴とする、単/双方向交流/直流電源供給装置の配置構造が提供される。

本考案の単/双方向交流/直流電源供給装置の配置構造は、各部材間の配置及びレイアウトを良好にし、歪率を下げて、性能及び効率を効果的に高めることができる。

従来の双方向電源供給装置の内部部材を示す配置図である。 本考案の一実施形態に係る単/双方向交流/直流電源供給装置を示す配置図である。 本考案の他の実施形態に係る単/双方向交流/直流電源供給装置を示す配置図である。

図2を参照する。図2は、本考案の一実施形態に係る単/双方向交流/直流電源供給装置を示す配置図である。本考案の一実施形態に係る単/双方向交流/直流電源供給装置は、少なくともケーシング21と、第1のバスユニット22と、力率改善回路ユニット23(PFC:Power Factor Correction)と、3つのパワーモジュールユニット24と、第2のバスユニット25と、コントロールシステムユニット26とから構成されてなる。

ケーシング21は、矩形状を呈し、内部に収容空間が形成される。なお、方向を説明するために、aを第1の方向、bを第2の方向と定義する。ケーシング21の左右両側には、第1の方向aで第1の側辺211及び第2の側辺212が設けられる。ケーシング21の前後には、第2の方向bで前側辺213及び後側辺214がそれぞれ設けられる。前側辺213の外側には、操作表示パネルユニット215が設けられる。ケーシング21の前側辺213及び後側辺214には、放熱に用いる放熱孔が形成される。

第1のバスユニット22は、導電金属板により構成され、第1の方向aでケーシング21内に配置されて第1の側辺211に密着される。第1のバスユニット22の一端は、後側辺214の外側まで延びて交流の商用電源に接続される。

力率改善回路ユニット23は、第1のバスユニット22と電気的に接続され、第2の方向bでケーシング21内に配置されて前側辺213に隣り合う。力率改善回路ユニット23は、三相3レベル(3Φ 3Level)の力率改善回路である。

3つのパワーモジュールユニット24は、力率改善回路ユニット23と電気的に接続され、第1の方向aでケーシング21内に平行に配置される。複数のパワーモジュールユニット24は、力率改善回路ユニット23と後側辺214との間に位置する。各パワーモジュールユニット24は、直流/直流変換ユニット241及び降圧/昇圧変換ユニット242により構成される。

第2のバスユニット25は、導電金属板により構成され、一端が力率改善回路ユニット23と電気的に接続され、他端が第2の方向bで後側辺214に配置されるとともに、後側辺214の外側まで延びて外界の負荷又は蓄電設備と接続されてもよい。

コントロールシステムユニット26は、力率改善回路ユニット23及び複数のパワーモジュールユニット24と電気的に接続され、第1の方向aでケーシング21内に配置されるとともに、第2の側辺212に密着される。

本考案の構造特徴、運用技術手段及び達成が期待される効果がより理解できるように、以下では本考案の使用方式について説明するが、これにより本考案をより深く具体的に理解することができるものと信ずる。

本考案の一実施形態に係る第1のバスユニット22の一端が三相交流の商用電源に接続されると、入力された三相交流電圧を三相3レベルの力率改善回路ユニット23により整流して直流に変換してから、複数のパワーモジュールユニット24により所望の直流電圧に変換した後、並列接続された第2のバスユニット25から出力し、負荷に必要な直流電源を供給する。本考案は双方向の電源供給装置であるため、第2のバスユニット25が蓄電設備に接続されている場合、電源供給装置20も蓄電設備が発生させた直流電源を、第2のバスユニット25を介して複数のパワーモジュールユニット24に伝送する。複数のパワーモジュールユニット24により所望の直流電圧に変換してから、力率改善回路ユニット23を介して三相の交流電圧に変換し、最終的に第1のバスユニット22を介して商用電源に投入する。そのため、本考案は、交流を直流に変換して給電する機能を備えるとともに、直流を交流に変換して給電する機能を兼ね備えた、単/双方向交流/直流電源供給装置の機能が得られる。

本考案の電源供給装置は、主に3つのパワーモジュールユニット24が前後に配置されているため、前側辺213及び後側辺214の放熱孔の方向が一致し、複数のパワーモジュールユニット24は好ましい放熱効果が得られる。本考案は、1つの三相3レベルの力率改善回路ユニット23と、3つのパワーモジュールユニット24とにより構成され、歪率を下げて、性能及び効率を効果的に高めることができる。

また、本考案は、従来の電源導線の代替として用い、電源伝達構造を扁平化し、従来の電源導線が占める空間を効果的に減少させることにより、電源供給装置に必要な内部の収容空間を減らし、電源供給装置の体積を減らすことができる。

図3を参照する。図3は、本考案の他の実施形態に係る単/双方向交流/直流電源供給装置を示す配置図である。電源供給装置20は、電磁干渉(EMI)フィルタユニット27を含む。電磁干渉フィルタユニット27は、力率改善回路ユニット23と前側辺213との間に配置される。電磁干渉フィルタユニット27は、電源供給装置20が発生させる電磁干渉を抑制することができる。

当該分野の技術の当業者が理解できるように、本考案の好適な実施形態を前述の通り開示したが、これらは決して本考案を限定するものではない。本考案の主旨と領域を逸脱しない範囲内で各種の変更や修正を加えることができる。従って、本考案の実用新案登録請求の範囲は、このような変更や修正を含めて広く解釈されるべきである。

10 電源供給装置
11 ケーシング
12 パワーモジュールユニット
13 コントロールシステムモジュール
14 電源導線
15 電源導線
20 電源供給装置
21 ケーシング
22 第1のバスユニット
23 力率改善回路(PFC)ユニット
24 パワーモジュールユニット
25 第2のバスユニット
26 コントロールシステムユニット
27 電磁干渉(EMI)フィルタユニット
111 パネル
112 裏板
113 側板
121 力率改善回路(PFC)
122 直流/直流(D/D)変換ユニット
123 降圧/昇圧(Buck/Boost)変換ユニット
211 第1の側辺
212 第2の側辺
213 前側辺
214 後側辺
215 操作表示パネルユニット
241 直流/直流(D2D)変換ユニット
242 降圧/昇圧(Buck/Boost)変換ユニット
a 第1の方向
b 第2の方向

Claims (5)

1. ケーシングと、第1のバスユニットと、力率改善回路ユニット(PFC)と、3つのパワーモジュールユニットと、第2のバスユニットと、コントロールシステムユニットとを備えた、単/双方向交流/直流電源供給装置の配置構造であって、
   前記ケーシングは、矩形状を呈し、内部に収容空間が形成されるとともに、第1の方向及び第2の方向が定義され、前記ケーシングの両側には、第1の方向で第1の側辺及び第2の側辺が設けられ、前記ケーシングの前後には、第2の方向で前側辺及び後側辺がそれぞれ設けられ、
   前記第1のバスユニットは、第1の方向で前記ケーシング内に配置されて前記第1の側辺に密着され、前記第1のバスユニットの一端は、前記後側辺の外側まで延び、
   前記力率改善回路ユニットは、第2の方向で前記ケーシング内に配置されて前記前側辺に隣り合うとともに、前記第1のバスユニットと電気的に接続され、前記力率改善回路ユニットは、三相3レベルの力率改善回路であり、
   3つの前記パワーモジュールユニットは、第1の方向で前記ケーシング内に平行に配置されるとともに、前記力率改善回路ユニットと前記後側辺との間に位置し、前記力率改善回路ユニットと電気的に接続され、
   前記第2のバスユニットは、第2の方向で前記後側辺に配置されるとともに、一端が複数の前記パワーモジュールユニットと電気的に接続され、他端が前記後側辺の外側まで延び、
   前記コントロールシステムユニットは、第1の方向で前記ケーシング内に配置されるとともに、前記第2の側辺に密着され、前記力率改善回路ユニット及び複数の前記パワーモジュールユニットと電気的に接続されることを特徴とする、単/双方向交流/直流電源供給装置の配置構造。
2. 前記パワーモジュールユニットは、直流/直流(D2D)変換ユニットと、降圧/昇圧(Buck/Boost)変換ユニットとから構成されてなることを特徴とする請求項1に記載の単/双方向交流/直流電源供給装置の配置構造。
3. 電磁干渉(EMI)フィルタユニットをさらに備え、
   前記電磁干渉(EMI)フィルタユニットは、前記力率改善回路(PFC)ユニットと前記前側辺との間に配置されることを特徴とする請求項1に記載の単/双方向交流/直流電源供給装置の配置構造。
4. 操作表示パネルユニットをさらに備え、
   前記操作表示パネルユニットは、前記前側辺の外側上に設けられることを特徴とする請求項1に記載の単/双方向交流/直流電源供給装置の配置構造。
5. 前記第1のバスユニット及び前記第2のバスユニットは、導電金属板により構成されることを特徴とする請求項1に記載の単/双方向交流/直流電源供給装置の配置構造。

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