JP6575914B2 - 電力変換装置 - Google Patents

Description

本発明は、電力変換装置に関する。

従来、太陽電池や蓄電池等の電力供給装置と、系統電源との間で電力を変換する電力変換装置がある。電力変換装置では、動作時に発熱量が比較的大きくなる電子部品が筐体に収納されている。そのため、収納された電子部品で発生した熱を放熱する方法として、筐体に設けられた吸気孔から外部の空気を吸気し、吸気した空気が筐体内部を通過し、筐体に設けられた排気孔から排出する方法を用いた冷却構造がある（特許文献１参照）。

特開平７−９５７７１号公報

しかしながら、特許文献１に記載された冷却構造は、吸気孔の傍に電子部品が配置されており、雨水が侵入した場合には電子部品が誤動作する可能性がある。また、吸気孔と排気孔とは隣接するように設けられているので、吸気孔は、排気孔から排出された空気（筐体内部を通過し、温まった空気）を吸気する可能性がある。そのため、放熱効果を十分に得ることができない可能性がある。

本発明は上記課題に鑑みてなされ、雨水の侵入対策を施し、かつ放熱効果を十分に得ることができる電力変換装置を提供することを目的とする。

本発明の態様に係る電力変換装置は、筐体と、前記筐体の下面に設けられ、吸気口及び排気口のうち一方を形成する第１開口部と、前記筐体の一の側面の上方に設けられ、前記吸気口及び前記排気口のうち他方を形成する第２開口部と、前記第１開口部と前記第２開口部との間の風路を形成するダクト部と、前記排気口に向けて空気を送風する送風ファンとを備え、前記ダクト部は、第１ダクト、第２ダクト及び第３ダクトを有し、前記第１ダクトは前記第１開口部から前記筐体の上面の方向に向って形成されており、前記第３ダクトは前記第２開口部から前記筐体の下面の方向に向って形成されており、前記第２ダクトは前記第１ダクトと前記第３ダクトとの間に形成されており、前記第１ダクトと前記第２ダクトとで形成される風路に、電力変換回路に用いられる複数の電子部品が配置されていることを特徴とする。

本発明によれば、雨水の侵入対策を施し、かつ放熱効果を十分に得ることができる。

図１Ａは、本発明の実施形態に係る電力変換装置の斜視図であり、図１Ｂは、同上の電力変換装置のＹ−Ｙ断面図である。 図２は、同上の電力変換装置のＸ−Ｘ断面図である。 図３は、同上の電力変換装置を下方から見た電力変換装置の斜視図である。 図４は、同上の電力変換装置の回路構成の一例を示す図である。 図５は、同上の電力変換装置において、低発熱及び高発熱の電子部品の配置を説明する正面図である。 図６は、同上の電力変換装置において、制御基板の配置を説明する正面図である。

以下の実施形態は、一般に電力変換装置に関し、より詳細には、収納された電子部品で発生した熱を空冷により放熱する電力変換装置に関する。

（実施形態）
本実施形態の電力変換装置１０について、図１Ａ〜図６を用いて説明する。

本実施形態の電力変換装置１０は、屋外に設置され、太陽電池及び蓄電池の少なくとも一方から出力される直流電力を交流電力に変換して、照明器具等の電気負荷に電力を供給する。電力変換装置１０が出力する電力は、系統電源から受電しているときは系統に連系し、系統電源が停電しているときには自立端子から電気負荷に出力される。さらに、系統電源、太陽電池に由来する電力は蓄電池の充電に用いられることも可能である。

本実施形態の電力変換装置１０の外観の斜視図を図１Ａに、図１ＡのＹ−Ｙ断面を図１Ｂに、図１ＡのＸ−Ｘ断面を図２に、それぞれ示す。なお、図１Ａに示す上下方向、左右方向及び前後方向に基づいて、以下説明する。図１Ａには、これらの方向（上、下、右、左、前、後）を表す矢印が記載されているが、これらの矢印は、単に説明を補助する目的で記載しているに過ぎず、実態を伴わない。

電力変換装置１０は、筐体１１と、電力変換回路を構成する電子部品を備えている。

筐体１１は、直方体形状であり、内部に電力変換回路を構成する電子部品を収納している。また、筐体１１には、下面１１ａに第１開口部１２が、右側面１１ｂの上方に第２開口部１３が、左側面１１ｃの上方に第３開口部１４が、それぞれ設けられている（図１Ａ、図３参照）。

第２開口部１３及び第３開口部１４は、空気を筐体１１の内部に吸い込む吸気口であり、第１開口部１２は、筐体１１の内部の空気を外部に排出する排気口である。

筐体１１の内部では、第１開口部１２と第２開口部１３との間で空気が流れる第１ダクト部２０と、第１開口部１２と第３開口部１４との間で空気が流れる第２ダクト部２４とが、それぞれ形成されている。

第１ダクト部２０、第２ダクト部２４について、図１Ｂ、図２を用いて説明する。

第１ダクト部２０は、第１ダクト２１、第２ダクト２２及び第３ダクト２３から構成される。第１ダクト２１は、第１開口部１２から筐体１１の上面１１ｄの方向に向って形成されている。第３ダクト２３は第２開口部１３から筐体１１の下面１１ａの方向に向って形成されている。第２ダクト２２は第１ダクト２１と第３ダクト２３との間で形成されている。

筐体１１は、電力変換回路に含まれる電子部品が配置される仕切板１０１を有している。

筐体１１には、第１開口部１２の中央部から上方に平板状の仕切壁３１が、右端部から上方に平板状の仕切壁３２が、仕切板１０１にそれぞれ設けられている。仕切壁３１と仕切壁３２と、後述する制御基板が配置された仕切板１００と、仕切板１０１とで筐体１１の上方から第１開口部１２へ空気が流れる風路である第１ダクト２１が形成される。仕切壁３１及び仕切壁３２の上方側の端は、筐体１１の上面１１ｄとは接していない。つまり、仕切壁３１及び仕切壁３２の上下方向の長さは、右側面１１ｂ、左側面１１ｃの上下方向の長さよりも短い。これにより、筐体１１の内部の上部に空気が通る隙間を設けることができる。

また、筐体１１には、第２開口部１３の上方の縁から左方向に突出する平板状の仕切壁３６と、仕切壁３６の先端から下方に延びる平板状の仕切壁３５と、仕切壁３６の前後の縁から下方に延びる平板状の仕切壁３７，３８が設けられている。仕切壁３５〜３８と右側面１１ｂとで第２開口部１３から下方に空気が流れる風路である第３ダクト２３が形成される。仕切壁３５，３７，３８の上下方向の長さは同じであり、仕切壁３５，３７，３８の下端部は、下面１１ａとは接していない。これにより、筐体１１の内部の下部に、第２開口部１３から吸気された空気が通る隙間を設けることができる。

また、筐体１１には、仕切壁３２と仕切壁３５との間に、上下方向に延びる平板状の仕切壁３３，３４が仕切板１０１に設けられている。仕切壁３２と仕切壁３３との間及び仕切壁３３と仕切壁３４と仕切板１００と仕切板１０１とで第２ダクト２２が形成される。仕切壁３３の上端は上面１１ｄと接しておらず、下端は下面１１ａと接していない。これにより、第３ダクト２３に流れた空気を、第１ダクト２１へ送ることができる。

また、第１ダクト２１の上方には、第１開口部１２に向けて空気を送風する送風ファン６０が仕切板１０１に設けられている（図１Ｂ参照）。送風ファン６０が動作することで、第２開口部１３から空気を吸い込み、第３ダクト２３、第２ダクト２２を流れた空気を、第１ダクト２１を介して第１開口部１２へ送り込むことができる。

筐体１１には、筐体１１の下面１１ａのうち第３ダクト２３で形成される風路の延長上の部位に水抜き孔１６が設けられている（図１Ｂ、図３参照）。これにより、第２開口部１３から雨が入り込んだとしても、水抜き孔１６から外部へ排出できる。

筐体１１には、第２ダクト２２と第３ダクト２３との間に、具体的には仕切壁３５の下端と、筐体１１の下面１１ａの間に、塵埃等の異物を捕集するフィルタ５０が設けられている。なお、フィルタ５０は、水抜き孔１６が設けられた位置よりも下面１１ａの中央寄りに配置される。

また、仕切壁３２と仕切壁３３との間で形成される風路の下方に、第１開口部１２に向けて空気を送風するための送風ファン６２が仕切板１０１に設けられている（図１Ｂ参照）。

第２ダクト部２４は、第４ダクト２５、第５ダクト２６及び第６ダクト２７から構成される。第４ダクト２５は、第１開口部１２から筐体１１の上方に形成されている。第６ダクト２７は第２開口部１３から筐体１１の下方に形成されている。第５ダクト２６は第４ダクト２５と第６ダクト２７との間で形成されている。

筐体１１には、第１開口部１２の左端部から上方に平板状の仕切壁４２が仕切板１０１に設けられている。仕切壁３１と仕切壁４２と仕切板１００と仕切板１０１とで筐体１１の上方から第１開口部１２へ空気が流れる風路である第４ダクト２５が形成される。仕切壁４２の上方側の端は、筐体１１の上面１１ｄとは接していない。つまり、仕切壁４２の上下方向の長さは、右側面１１ｂ、左側面１１ｃの上下方向の長さよりも短い。これにより、筐体１１の内部の上部に空気が通る隙間を設けることができる。

また、筐体１１には、第３開口部１４の上方の縁から右方向に突出する平板状の仕切壁４６と、仕切壁４６の先端から下方に延びる平板状の仕切壁４５と、仕切壁４６の前後の縁から下方に延びる平板状の仕切壁４７，４８が設けられている。仕切壁４５〜４８と左側面１１ｃとで第３開口部１４から下方に空気が流れる風路である第６ダクト２７が形成される。仕切壁４５，４７，４８の上下方向の長さは同じであり、仕切壁４５，４７，４８の下端部は、下面１１ａとは接していない。これにより、筐体１１の内部の下部に、第３開口部１４から吸気された空気が通る隙間を設けることができる。

また、筐体１１には、仕切壁４２と仕切壁４５との間に、上下方向に延びる平板状の仕切壁４３が仕切板１０１に設けられている。仕切壁４２と仕切壁４３と仕切板１００と仕切板１０１とで第５ダクト２６が形成される。仕切壁４３の上端は上面１１ｄと接しておらず、下端は下面１１ａと接していない。これにより、第６ダクト２７に流れた空気を、第４ダクト２５へ送ることができる。

また、第４ダクト２５の上端部には、第１開口部１２に向けて空気を送風する送風ファン６１が仕切板１０１に設けられている（図１Ｂ、図３参照）。送風ファン６１が動作することで、第３開口部１４から空気を吸い込み、第６ダクト２７、第５ダクト２６を流れた空気を、第４ダクト２５を介して第１開口部１２へ送り込むことができる。

筐体１１には、筐体１１の下面１１ａのうち第６ダクト２７で形成される風路の延長上の部位に水抜き孔１７が設けられている（図１Ｂ参照）。これにより、第３開口部１４から雨が入り込んだとしても、水抜き孔１７から外部へ排出できる。

筐体１１には、第５ダクト２６と第６ダクト２７との間に、具体的には仕切壁４５の下端と、筐体１１の下面１１ａの間に、塵埃等の異物を捕集するフィルタ５１が設けられている。なお、フィルタ５１は、水抜き孔１７が設けられた位置よりも下面１１ａの中央寄りに配置される。

第１ダクト２１と第２ダクト２２とで形成される風路において、直流電力を交流電力に変換する電力変換に用いられる複数の回路を形成する複数の電子部品が仕切板１０１に配置される。以下、電子部品の配置について説明する。電力変換装置１０は、第１ダクト２１で形成される風路に沿ってヒートシンク６３が設けられている（図１Ｂ、１Ｃ参照）。また、第１ダクト部２０及び第２ダクト部２４の前側、具体的には第１ダクト部２０及び第２ダクト部２４と、筐体１１の前面１１ｅとの間に、電力変換の制御を行う制御回路が形成された制御基板７２を設けた仕切板１００が設けられている（図２参照）。さらに、ヒートシンク６３と制御基板７２が設けられた仕切板１００との間には、電力変換の動作時に高熱を発する複数の電子部品を含む部品群７０が配置される。具体的には、ヒートシンク６３は、板６３ａと、板６３ａから後方に延びる複数のフィン６３ｂで構成されている。部品群７０は、板６３ａ上に配置されている。第２ダクト部２４で形成される風路には、電力変換の動作時に低熱を発する複数の電子部品を含む部品群７３，７４，７５が配置される。以下、電力変換回路を構成する電子部品のうち発熱量が大きい電子部品を高発熱の電子部品、発熱量が小さい電子部品を低発熱の電子部品という。ここで、高発熱の電子部品とは、基準となる電子部品（例えば、コンデンサ）に比べて電力変換時に発熱する温度が高くなる電子部品である。低発熱の電子部品とは、電力変換時に発熱する温度が基準となる電子部品（例えば、コンデンサ）が電力変換時に発熱する温度以下となる電子部品である。

また、第４ダクト２５と第５ダクト２６とで形成される風路に、電力変換に用いられる別の複数の電子部品が仕切板１０１に配置される。具体的には、第４ダクト２５で形成される風路には、複数の高発熱の電子部品を含む部品群７１が仕切板１０１に配置される。第５ダクト２６で形成される風路には、複数の低発熱の電子部品を含む部品群７６が仕切板１０１に配置される。

次に、本実施形態の電力変換装置１０の電力変換に係る回路構成について簡単に説明する。

電力変換装置１０は、図４に示すように、端子ｔ１，ｔ２を有している。端子ｔ１、ｔ２は、直流電力の供給元である直流電源（例えば、太陽電池、蓄電池）に電気的に接続される。

電力変換装置１０は、図４に示すように、さらに、端子ｔ１１，ｔ１２，ｔ１３を有している。端子ｔ１１，ｔ１２，ｔ１３は、交流電力の供給先である系統電源及び電気負荷に電気的に接続される。

電力変換装置１０は、図４に示すように、直流用ＩＰＭ（Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ Ｐｏｗｅｒ Ｍｏｄｕｌｅ）回路７０ａ、ブリッジダイオード７０ｂ及び交流用ＩＰＭ回路７０ｃを含んでいる。直流用ＩＰＭ回路７０ａは、高発熱の半導体素子（電子部品）である複数の絶縁ゲートバイボーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）８０ａを備え、直流電力の制御を行う。ここでは、直流用ＩＰＭ回路７０ａは、４つのＩＧＢＴ８０ａを備えており、２つのＩＧＢＴ８０ａが直列接続された２つの直列回路が並列に接続されている。ブリッジダイオード７０ｂは、高発熱の電子部品である複数のダイオード８１ａでブリッジ回路を形成する。交流用ＩＰＭ回路７０ｃは、高発熱の半導体素子（電子部品）である複数のＩＧＢＴ８２ａと、コンデンサ８２ｂとを備え、交流電力の制御を行う。ここでは、交流用ＩＰＭ回路７０ｃは、６つのＩＧＢＴ８２ａを備えており、それぞれ２つのＩＧＢＴ８２ａが直列接続された３つの直列回路とコンデンサ８２ｂが並列に接続されている。

電力変換装置１０は、図４に示すように、さらに、直流リアクトル（ＤＣＬ）７１ａ及び高周波絶縁トランス（以下、単に「トランス」という）７１ｂを含んでいる。高発熱の電子部品であるＤＣＬ７１ａは、直流電源に直列に接続され、電流の脈動を平滑化する。トランス７１ｂは、第１の巻線８３ａと第２の巻線８３ｂとを有し、直流電流と交流電流とを絶縁する回路である。なお、本実施形態では、第１の巻線８３ａと第２の巻線８３ｂとを、高発熱の電子部品の概念に含める。

第１の巻線８３ａの一端は、直流用ＩＰＭ回路７０ａの含まれる２つの直列回路のうち一方の直列回路の接続点と接続している。第１の巻線８３ａの他端は、直流用ＩＰＭ回路７０ａの含まれる２つの直列回路のうち他方の直列回路の接続点と接続している。第２の巻線８３ｂは、ブリッジダイオード７０ｂと接続している。

電力変換装置１０は、図１Ｂ及び図４に示すように、さらに、低発熱の電子部品である平滑コンデンサ８４ａ及び複数の交流用リアクトル（ＡＣＬ）７４ａ（本実施形態では、３個）を含んでいる。平滑コンデンサ８４ａは、複数の電解コンデンサ８４ｂが並列、直列またはこれらの組み合わせで構成されており、ブリッジダイオード７０ｂ及びコンデンサ８２ｂと並列に接続されている。ＡＣＬ７４ａは、交流用ＩＰＭ回路７０ｃに接続される低発熱の電子部品であり、交流電圧が出力される際のサージ電圧抑制を行う。

さらに、電力変換装置１０は、図４に示すように、交流電力を電気的に接続された電力の供給先へ出力するための出力回路７５ａを含んでいる。

次に、電力変換装置１０の回路構成で説明した各電子部品の配置について、図１Ｂ、図２、図５及び図６を用いて説明する。図５は、図１Ｂにおいて、部品群７０及び部品群７５を配置した図である。図６は、図５において制御基板７２を配置、つまり仕切板１００を配置した図である。

直流用ＩＰＭ回路７０ａ、ブリッジダイオード７０ｂ及び交流用ＩＰＭ回路７０ｃは、高発熱の電子部品を含み、これら高発熱の電子部品は、例えば部品群７０に含まれる。そこで、直流用ＩＰＭ回路７０ａ、ブリッジダイオード７０ｂ及び交流用ＩＰＭ回路７０ｃは、第１ダクト２１に設けられたヒートシンク６３（ヒートシンク６３の板６３ａ）の前方に配置される（図２、図５参照）。つまり、電力変換に用いられる高発熱の電子部品が、第１ダクト２１に配置されることになる。

ＤＣＬ７１ａ及びトランス７１ｂは、高発熱の電子部品を含み、これら高発熱の電子部品は、例えば部品群７１に含まれる。そこで、ＤＣＬ７１ａ及びトランス７１ｂは、第４ダクト２５に配置される（図１Ｂ参照）。つまり、電力変換に用いられる高発熱の電子部品が、第４ダクト２５に配置されることになる。

平滑コンデンサ８４ａ及び複数のＡＣＬ７４ａ（本実施形態では、３個）は、低発熱の電子部品を含み、これら低発熱の電子部品は、例えば部品群７３及び７４に含まれる。そこで、複数の電解コンデンサ８４ｂ及び複数のＡＣＬ７４ａは、第２ダクト２２に配置される。つまり、電力変換に用いられる低発熱の電子部品が、第２ダクト２２に配置されることになる。

また、第５ダクト２６には、例えば電力変換に用いられるスナバ回路に含まれる１つ以上のスナバ抵抗が配置される。１つ以上のスナバ抵抗が、上述した部品群７６に含まれる。

出力回路７５ａは、例えば部品群７５に含まれ、第２ダクト２２において部品群７４の前方に配置される（図２、図５参照）。

部品群７０及び部品群７５の前方には、制御回路が形成された制御基板７２を設けた仕切板１００が設けられている（図２、図６参照）。

電力変換装置１０は、送風ファン６０，６２を動作させることで、第２開口部１３から空気を吸い込み、吸い込んだ空気を第１ダクト部２０を介して第１開口部１２から排出する。このとき、第２開口部１３から吸い込まれた空気は、第２ダクト２２を通過するので、第２ダクト２２に配置された部品群７３〜７５の放熱効果を高めることができる。さらに、送風ファン６０により第１ダクト２１に空気を送り込むので、第２ダクト２２内に比べて、単位時間当たりの風量は多くなる。さらに、第１ダクト２１にはヒートシンク６３が配置されている。そのため、複数の高発熱の電子部品（部品群７０）の放熱効果をより高めることができる。

また、電力変換装置１０は、送風ファン６１を動作させることで、第３開口部１４から空気を吸い込み、吸い込んだ空気を第２ダクト部２４を介して第１開口部１２から排出する。このとき、第３開口部１４から吸い込まれた空気は、第５ダクト２６を通過するので、第５ダクト２６に配置された部品群（例えばスナバ抵抗）の放熱効果を高めることができる。さらに、送風ファン６１により第４ダクト２５に空気を送り込むので、第５ダクト２６内に比べて、単位時間当たりの風量は多くなる。そのため、複数の高発熱の電子部品（部品群７１）の放熱効果をより高めることができる。

また、第３ダクト２３及び第６ダクト２７の経路は、筐体１１の下面１１ａに向い、第２ダクト２２及び第５ダクト２６は筐体の上面１１ｄに向っている。そのため、第２開口部１３及び第３開口部１４から侵入した雨水は、筐体１１の下方に向うが、その後上方に向うことはない。したがって、雨水が筐体内に侵入することにより、内部の回路に水がかかる可能性を低くすることができる。さらに、水抜き孔１６，１７を設けることで、内部に水が溜まって電子部品に水がかかる可能性をより低減することができる。

また、吸気口と排気口とを近くに設ける場合、排気口から排出された空気が吸気口から吸い込まれる可能性が高い。この場合、筐体内部の温度低減効果、つまりは電子部品の放熱効果を得られにくくなる。そこで、本実施形態では、吸気口を筐体１１の右側面１１ｂ、左側面１１ｃに設け、排気口を筐体１１の下面１１ａに設けている。そのため、吸気口と排気口とを近くに設ける場合と比較して、筐体１１内部の温度低減効果、つまりは電子部品の放熱効果を得ることができる。

なお、本実施形態では、電力変換装置１０は、筐体１１の右側面１１ｂ、左側面１１ｃに吸気口（第２開口部１３、第３開口部１４）を、下面１１ａに排気口（第１開口部１２）をそれぞれ設ける構成としたが、この構成に限定されない。下面１１ａに吸気口を、右側面１１ｂ、左側面１１ｃに排気口をそれぞれ設けてもよい。この場合、送風ファン６０，６２は、下面１１ａに設けられた吸気口から吸気した空気を、右側面１１ｂに設けられた排気口へ強制的に送り込む。また、送風ファン６１は、下面１１ａに設けられた吸気口から吸気した空気を、左側面１１ｃに設けられた排気口へ強制的に送り込む。

また、本実施形態では、電力変換装置１０は、第１ダクト部２０と第２ダクト部２４とで排気口（第１開口部１２）を共用とする構成としたが、この構成に限定されない。電力変換装置１０は、第１ダクト部２０の排気口と第２ダクト部２４の排気口とを個別に設けてもよい。

また、本実施形態では、電力変換装置１０は、第１ダクト２１にヒートシンク６３を設ける構成としたが、この構成に限定されない。ヒートシンク６３は、第４ダクト２５のみ、または第１ダクト２１及び第４ダクト２５の双方に設けられる構成であってもよい。ヒートシンク６３が、第４ダクト２５に設けられる場合、第４ダクト２５に配置されるべき高発熱の電子部品は、ヒートシンク６３と制御基板７２との間（具体的にはヒートシンク６３と仕切板１００との間）に配置される。または、電力変換装置１０は、ヒートシンク６３を備えていなくてもよい。

また、本実施形態では、電力変換装置１０は、第１ダクト部２０に水抜き孔１６、フィルタ５０及び送風ファン６２を設ける構成としたが、この構成に限定されない。電力変換装置１０は、第１ダクト部２０に水抜き孔１６、フィルタ５０及び送風ファン６２のうち少なくとも１つ設ける構成であってもよい。または、電力変換装置１０は、第１ダクト部２０に水抜き孔１６、フィルタ５０及び送風ファン６２を設けない構成であってもよい。

また、電力変換装置１０は、第２ダクト部２４に水抜き孔１７及びフィルタ５１を設ける構成としたが、この構成に限定されない。電力変換装置１０は、第２ダクト部２４に水抜き孔１７及びフィルタ５１のうち少なくとも１つ設ける構成であってもよい。または、電力変換装置１０は、第２ダクト部２４に水抜き孔１６及びフィルタ５１を設けない構成であってもよい。

また、本実施形態の電力変換装置１０は、右側面１１ｂ及び左側面１１ｃの双方に吸気口を設ける構成としたが、この構成に限定されない。右側面１１ｂ及び左側面１１ｃのうち少なくとも一方に吸気口を設ける構成であればよい。

また、本実施形態の電力変換装置１０は、交流電力を直流電力に変換する構成であったが、この構成に限定されない。電力変換装置１０は、直流電力を交流電力に変換する構成であってもよいし、直流電力を他の直流電力に変換する構成であってもよい。

以上説明したように、本発明に係る第１の態様の電力変換装置１０は、筐体１１と、第１開口部１２と、第２開口部１３と、ダクト部（第１ダクト部２０）と、送風ファン（例えば送風ファン６０）とを備える。第１開口部１２は、筐体１１の下面１１ａに設けられ、吸気口及び排気口のうち一方を形成する。第２開口部１３は、筐体１１の一の側面（右側面１１ｂ）の上方に設けられ、吸気口及び排気口のうち他方を形成する。第１ダクト部２０は、第１開口部１２と第２開口部１３との間の風路を形成する。送風ファン６０は、排気口に向けて空気を送風する。第１ダクト部２０は、第１ダクト２１、第２ダクト２２及び第３ダクト２３を有している。第１ダクト２１は、第１開口部１２から筐体１１の上面１１ｄの方向に向って形成されている。第３ダクト２３は、第２開口部１３から筐体１１の下面１１ａの方向に向って形成されている。第２ダクト２２は、第１ダクト２１と第３ダクト２３との間に形成されている。第１ダクト２１と第２ダクト２２とで形成される風路に、電力変換回路に用いられる複数の電子部品が配置されている。

第１の態様によれば、電力変換装置１０は、第１開口部１２を筐体１１の下面１１ａに、第２開口部１３を筐体１１の一の側面に、それぞれ設けている。第１開口部１２が、吸気口及び排気口のうち一方を形成し、第２開口部１３が、吸気口及び排気口のうち他方を形成している。そのため、排気口から排出された空気が、吸気口から吸気される可能性が低い。そのため、吸気口と排気口とを近くに設ける場合と比較して、筐体１１内部の温度低減効果、つまりは電子部品の放熱効果を得ることができる。また、第２開口部１３から入った雨水が、第３ダクトの位置よりさらに内部に侵入するためには、第３ダクト２３の端部（筐体１１の下方側）から第２ダクト２２を介して第１ダクト２１の端部（筐体１１の上方側）へと上昇する必要がある。しかしながら、雨水が上昇することは困難であるため、雨水が第３ダクト２３の位置よりもさらに内部へ侵入する可能性を低くすることができる。したがって、電力変換装置１０は、水の侵入対策を施し、かつ放熱効果を十分に得ることができる。

また、本発明に係る第２の態様の電力変換装置１０では、第１の態様において、複数の電子部品は、複数の高発熱の電子部品と、複数の低発熱の電子部品とを含んでいる。第１開口部１２は排気口であり、第２開口部１３は吸気口である。送風ファン６０は、第１ダクト２１及び第２ダクト２２のうち少なくとも一方に配置されている。送風ファン６０と第１開口部１２との間の風路に、複数の高発熱の電子部品が配置されている。第２ダクト２２で形成される風路に、複数の低発熱の電子部品が配置されている。

第２の態様によれば、電力変換装置１０は、吸気口（第２開口部１３）から吸気した空気を複数の電子部品に当てつつ、第２開口部１３から侵入した雨水は第２ダクト２２、第１ダクト２１に入りにくいため、侵入した雨水を下面に落とすことができる。したがって、電力変換装置１０は、水の侵入対策を施し、かつ放熱効果を十分に得ることができる。

また、本発明に係る第３の態様の電力変換装置１０では、第２の態様において、送風ファン６０は、第１ダクト２１と第２ダクト２２との間に配置されている。第３の態様によれば、電力変換装置１０は、送風ファン６０を第１ダクト２１と第２ダクト２２との間に、具体的には第１ダクト２１の上方に配置している。また、電力変換装置１０は、高発熱の電子部品を第１ダクト２１に、低発熱の電子部品を第２ダクトに配置している。これにより、電力変換装置１０は、放熱させるために風速が必要な高発熱の電子部品には圧送風を、低発熱の電子部品には風圧が均一な吸込み風を、当てることができる。

また、本発明に係る第４の態様の電力変換装置１０は、第２または第３の態様において、送風ファン６０とは別の送風ファン６２を、さらに備える。送風ファン６２は、第２ダクト２２内に配置され、第３ダクト２３を通る空気を第２ダクト２２を介して第１ダクト２１へ送風する。第４の態様によれば、電力変換装置１０は、第１ダクト部２０内の最大静圧を向上させることができる。

また、本発明に係る第５の態様の電力変換装置１０は、第２〜第４の態様のいずれかの態様において、筐体１１の下面１１ａのうち第３ダクト２３で形成される風路の延長上の部位に水抜き孔１６を、さらに備える。第５の態様によれば、電力変換装置１０は水抜き孔１６を備えることで、第３ダクト２３の下に雨水が溜まりにくくなり、第２ダクト２２、第１ダクト２１に入る可能性を低減できる。そのため、電力変換装置１０は、第１ダクト部２０内の電子部品に雨水が付着することを低減することができる。

また、本発明に係る第６の態様の電力変換装置１０は、第２〜第４の態様のいずれかの態様において、第２ダクト２２と第３ダクト２３との間に配置された、異物を捕集するフィルタ５０を、さらに備える。第６の態様によれば、電力変換装置１０はフィルタ５０が異物を捕集することで、フィルタ５０を通過した空気に含まれる異物が低減される。そのため、電力変換装置１０は、第１ダクト部２０内の電子部品に異物が付着することを低減することができる。

また、本発明に係る第７の態様の電力変換装置１０は、第２〜第４の態様のいずれかの態様において、水抜き孔１６と、異物を捕集するフィルタ５０とを備える。水抜き孔１６は、筐体１１の下面１１ａのうち第３ダクト２３で形成される風路の延長上の部位に設けられている。フィルタ５０は、第２ダクト２２と第３ダクト２３との間に配置されている。水抜き孔１６は、フィルタ５０が設けられた部位よりも第３ダクト２３側に配置されている。第７の態様によれば、電力変換装置１０は、第２開口部１３から入った雨水を確実に水抜き孔１６から抜け出すことができるとともに、フィルタ５０が異物を捕集することでフィルタ５０を通過した空気に含まれる異物が低減される。

また、本発明に係る第８の態様の電力変換装置１０は、第２〜第７の態様のいずれかの態様において、第３開口部１４と、第１ダクト部２０とは別の第２ダクト部２４と、送風ファン６０とは別の送風ファン６１とを備える。第３開口部１４は、筐体１１の他の側面（左側面１１ｃ）の上方に設けられ、吸気口とは別の吸気口である。第２ダクト部２４は、第１開口部１２と第３開口部１４との間の風路を形成する。送風ファン６１は、第１開口部１２に向けて空気を送風する。第２ダクト部２４は、第４ダクト２５、第５ダクト２６及び第６ダクト２７を有する。第４ダクト２５は、第１開口部１２から筐体１１の上面１１ｄの方向に向って形成されている。第６ダクト２７は、第３開口部１４から筐体１１の下面１１ａの方向に向って形成されている。第５ダクト２６は、第４ダクト２５と第６ダクト２７との間に形成されている。送風ファン６１は、第４ダクト２５及び第５ダクト２６のうち少なくとも一方に配置されている。第４ダクト２５と第５ダクト２６とで形成される風路に、電力変換回路に用いられ、上述した複数の電子部品とは別の複数の電子部品が配置されている。

第８の態様によれば、電力変換装置１０は、吸気口を２つ有しており、吸気口が１つの場合に比べて、風路長を大きくすることができるので、より多くの電子部品を冷却することができる。そのため、電力変換装置１０は、筐体１１に収納された多くの電子部品に対する放熱効果を高めることができる。また、第１開口部１２、第２開口部１３及び第３開口部１４の大きさ、第１ダクト部２０及び第２ダクト部２４の形状を変更してもよい。これにより、第１ダクト部２０と第２ダクト部２４とにおける通風のバランスを変更することができるので、より放熱効果を得たい電子部品と他の電子部品との配置を区別するといった対策をとることができる。ここで、より放熱効果を得たい電子部品は、例えば、より冷却したい電子部品や発熱量の大きい電子部品である。また、他の電子部品は、例えば、耐熱性のある電子部品や発熱量の小さい電子部品である。

また、本発明に係る第９の態様の電力変換装置１０は、第２〜第７の態様のいずれかの態様において、第３開口部１４と、第４開口部と、第１ダクト部２０とは別の第２ダクト部２４と、送風ファン６０とは別の送風ファン６１とを備える。第３開口部１４は、筐体１１の他の側面（左側面１１ｃ）の上方に設けられ、吸気口とは別の吸気口である。第４開口部は、筐体１１の下面１１ａに設けられ、排気口（第１開口部１２）とは別の排気口である。第２ダクト部２４は、第３開口部１４と第４開口部との間の風路を形成する。送風ファン６１は、第４開口部に向けて空気を送風する。第２ダクト部２４は、第４ダクト２５、第５ダクト２６及び第６ダクト２７を有する。第４ダクト２５は、第４開口部から筐体１１の上面１１ｄの方向に向って形成されている。第６ダクト２７は、第３開口部１４から筐体１１の下面１１ａの方向に向って形成されている。第５ダクト２６は、第４ダクト２５と第６ダクト２７との間に形成されている。第２送風ファン６１は、第４ダクト２５及び第５ダクト２６のうち少なくとも一方に配置されている。第４ダクト２５と第５ダクト２６とで形成される風路に、電力変換回路に用いられ、上述した複数の電子部品とは別の複数の電子部品が配置されている。

第９の態様によれば、電力変換装置１０は、筐体１１に収納された多くの電子部品に対する放熱効果を高めることができる。また、第８の態様と同様に、第１開口部１２、第２開口部１３、第３開口部１４及び第４開口部の大きさ、第１ダクト部２０及び第２ダクト部２４の形状を変更してもよい。この場合、上述した効果と同様の効果を得ることができる。

また、本発明に係る第１０の態様の電力変換装置１０は、第２の態様において、制御基板７２と、ヒートシンク６３とを備える。制御基板７２は、筐体１１に収納されている。制御基板７２には、電力変換の制御を行う制御回路が形成されている。ヒートシンク６３は、第１ダクト２１で形成される風路に沿って設けられる。高発熱の電子部品（例えば、直流用ＩＰＭ回路７０ａに含まれる電子部品）は、制御基板７２とヒートシンク６３との間に配置されている。第１０の態様によれば、電力変換装置１０は、第１ダクト２１にヒートシンク６３を配置しているので、複数の高発熱の電子部品（部品群７０）の放熱効果をより高めることができる。

また、本発明に係る第１１の態様の電力変換装置１０では、第２または第１０の態様において、複数の高発熱の電子部品には、発熱性の半導体素子（例えば、直流用ＩＰＭ回路７０ａに含まれるＩＧＢＴ８０ａ）が含まれる。また、複数の低発熱の電子部品には、交流用リアクトル７４ａ、及び電解コンデンサ８４ｂが含まれる。

第１１の態様によれば、電力変換装置１０は、高発熱の電子部品（発熱性の半導体素子）、及び低発熱の電子部品（交流用リアクトル７４ａ、及び電解コンデンサ８４ｂ）の双方に対する放熱効果を得ることができる。

１０ 電力変換装置
１１ 筐体
１１ａ 下面
１１ｂ 右側面
１１ｃ 左側面
１２ 第１開口部
１３ 第２開口部
１４ 第３開口部
１６，１７ 水抜き孔
２０ 第１ダクト部（ダクト部）
２１ 第１ダクト
２２ 第２ダクト
２３ 第３ダクト
２４ 第２ダクト部
２５ 第４ダクト
２６ 第５ダクト
２７ 第６ダクト
５０，５１ フィルタ
６０ 送風ファン（第１送風ファン）
６１ 送風ファン（第２送風ファン）
６２ 送風ファン
６３ ヒートシンク
７２ 制御基板
７４ａ 交流用リアクトル（電子部品、低発熱の電子部品）
８０ａ，８２ａ ＩＧＢＴ（電子部品、高発熱の電子部品）
８１ａ ダイオード（電子部品、高発熱の電子部品）
８４ｂ 電解コンデンサ

Claims (11)

1. 筐体と、
   前記筐体の下面に設けられ、吸気口及び排気口のうち一方を形成する第１開口部と、
   前記筐体の一の側面の上方に設けられ、前記吸気口及び前記排気口のうち他方を形成する第２開口部と、
   前記第１開口部と前記第２開口部との間の風路を形成するダクト部と、
   前記排気口に向けて空気を送風する送風ファンとを備え、
   前記ダクト部は、第１ダクト、第２ダクト及び第３ダクトを有し、
   前記第１ダクトは前記第１開口部から前記筐体の上面の方向に向って形成されており、前記第３ダクトは前記第２開口部から前記筐体の下面の方向に向って形成されており、前記第２ダクトは前記第１ダクトと前記第３ダクトとの間に形成されており、
   前記第１ダクトと前記第２ダクトとで形成される風路に、電力変換回路に用いられる複数の電子部品が配置されている
   ことを特徴とする電力変換装置。
2. 前記複数の電子部品は、複数の高発熱の電子部品と、複数の低発熱の電子部品とを含んでおり、
   前記第１開口部は、前記排気口であり、
   前記第２開口部は、前記吸気口であり、
   前記送風ファンは、前記第１ダクト及び前記第２ダクトのうち少なくとも一方に配置されており、
   前記送風ファンと前記第１開口部との間の風路に、前記複数の高発熱の電子部品が配置されており、
   前記第２ダクトで形成される風路に、前記複数の低発熱の電子部品が配置されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の電力変換装置。
3. 前記送風ファンは、前記第１ダクトと前記第２ダクトとの間に配置されている
   ことを特徴とする請求項２に記載の電力変換装置。
4. 前記送風ファンとは別の送風ファンを、さらに備え、
   前記別の送風ファンは、前記第２ダクト内に配置され、前記第３ダクトを通る空気を前記第２ダクトを介して前記第１ダクトへ送風する
   ことを特徴とする請求項２または３に記載の電力変換装置。
5. 前記筐体の下面のうち前記第３ダクトで形成される風路の延長上の部位に水抜き孔を、さらに備える
   ことを特徴とする請求項２〜４のいずれか一項に記載の電力変換装置。
6. 前記第２ダクトと前記第３ダクトとの間に配置された、異物を捕集するフィルタを、さらに備える
   ことを特徴とする請求項２〜４のいずれか一項に記載の電力変換装置。
7. 前記筐体の下面のうち前記第３ダクトで形成される風路の延長上の部位に設けられた水抜き孔と、
   前記第２ダクトと前記第３ダクトとの間に配置された、異物を捕集するフィルタとを、さらに備え、
   前記水抜き孔は、前記フィルタが設けられた部位よりも前記第３ダクト側に配置されている
   ことを特徴とする請求項２〜４のいずれか一項に記載の電力変換装置。
8. 前記筐体の他の側面の上方に設けられ、前記吸気口とは別の吸気口である第３開口部と、
   前記第１開口部と前記第３開口部との間の風路を形成する、前記ダクト部としての第１ダクト部とは別の第２ダクト部と、
   前記第１開口部に向けて空気を送風する、前記送風ファンとしての第１送風ファンとは別の第２送風ファンとを、さらに備え、
   前記第２ダクト部は、第４ダクト、第５ダクト及び第６ダクトを有し、
   前記第４ダクトは前記第１開口部から前記筐体の前記上面の方向に向って形成されており、前記第６ダクトは前記第３開口部から前記筐体の前記下面の方向に向って形成されており、前記第５ダクトは前記第４ダクトと前記第６ダクトとの間に形成されており、
   前記第２送風ファンは、前記第４ダクト及び前記第５ダクトのうち少なくとも一方に配置されており、
   前記第４ダクトと前記第５ダクトとで形成される風路に、前記電力変換回路に用いられ、前記複数の電子部品とは別の複数の電子部品が配置されている
   ことを特徴とする請求項２〜７のいずれか一項に記載の電力変換装置。
9. 前記筐体の他の側面の上方に設けられ、前記吸気口とは別の吸気口である第３開口部と、
   前記筐体の前記下面に設けられ、前記排気口とは別の排気口を形成する第４開口部と、
   前記第３開口部と前記第４開口部との間の風路を形成する、前記ダクト部としての第１ダクト部とは別の第２ダクト部と、
   前記第４開口部に向けて空気を送風する、前記送風ファンとしての第１送風ファンとは別の第２送風ファンとを、さらに備え、
   前記第２ダクト部は、第４ダクト、第５ダクト及び第６ダクトを有し、
   前記第４ダクトは前記第４開口部から前記筐体の前記上面の方向に向って形成されており、前記第６ダクトは前記第３開口部から前記筐体の前記下面の方向に向って形成されており、前記第５ダクトは前記第４ダクトと前記第６ダクトとの間に形成されており、
   前記第２送風ファンは、前記第４ダクト及び前記第５ダクトのうち少なくとも一方に配置されており、
   前記第４ダクトと前記第５ダクトとで形成される風路に、前記電力変換回路に用いられ、前記複数の電子部品とは別の複数の電子部品が配置されている
   ことを特徴とする請求項２〜７のいずれか一項に記載の電力変換装置。
10. 前記筐体に収納され、電力変換の制御を行う制御回路が形成された制御基板と、
    前記第１ダクトで形成される風路に沿って設けられたヒートシンクとを、さらに備え、
    前記高発熱の電子部品は、前記制御基板と前記ヒートシンクとの間に配置されている
    ことを特徴とする請求項２に記載の電力変換装置。
11. 前記複数の高発熱の電子部品には、発熱性の半導体素子が含まれ、
    前記複数の低発熱の電子部品には、交流用リアクトル、及び電解コンデンサが含まれる
    ことを特徴とする請求項２または１０に記載の電力変換装置。

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