JP6870458B2 - 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、省エネルギーを目的として、発電装置からの直流電力を交流電力に変換するための電力変換装置であるパワーコンディショナが開発されている。

たとえば、特許文献１（特開２０１２−１９２８０９号公報）には、以下のような技術が開示されている。すなわち、特許文献１には、太陽電池および燃料電池などから供給される直流電力を、ＤＣ／ＤＣコンバータ回路により昇圧した後インバータ回路により交流電力に変換し、この交流電力を一般負荷に供給すべく、ＤＣ／ＤＣコンバータ回路およびインバータ回路或いはこれら両回路の作動を制御するＣＰＵなどの電子回路をケース体内に収容して構成する場合、ＤＣ／ＤＣコンバータ回路とインバータ回路とを、別体構成のＤＣ／ＤＣコンバータ回路実装基板とインバータ回路実装基板とにそれぞれ実装することによりモジュール化したパワーコンディショナ装置が記載されている。

特開２０１２−１９２８０９号公報

上記のようなパワーコンディショナ装置において、コンバータ回路およびインバータ回路に含まれる電気部品は、高温になると正常に動作することができない可能性があるため、各回路が高熱になることを防ぐ必要がある。また、各回路における電圧および電流が異なる場合、各回路の電力損失に差が生じるため、各回路間で温度差が生じる。このような各回路を効率的に放熱することのできる技術が望まれている。

この発明は、上述の課題を解決するためになされたもので、その目的は、温度の異なる複数の電気部品を効率的に放熱することのできる電力変換装置を提供することである。

（１）上記課題を解決するために、この発明のある局面に係わる電力変換装置は、複数の電気部品と、複数の主ヒートシンクと、補助ヒートシンクとを備え、前記電気部品は、前記主ヒートシンクまたは前記補助ヒートシンクに接続され、前記補助ヒートシンクは、前記複数の主ヒートシンクを接続する。

本発明は、このような電力変換装置として実現することができるだけでなく、このような電力変換装置の一部または全部を実現する半導体集積回路として実現したり、電力変換装置を含むシステムとして実現したりすることができる。

本発明によれば、温度の異なる複数の電気部品を効率的に放熱することができる。

図１は、本発明の実施の形態に係る系統連系システムの構成を示す図である。 図２は、本発明の実施の形態に係る電力変換装置の構成を示す図である。 図３は、本発明の実施の形態に係る電力変換装置の構成を示す斜視図である。 図４は、本発明の実施の形態に係る電力変換装置の構成を示す平面図である。 図５は、図４におけるＶ−Ｖ線に沿った断面を示す断面図である。 図６は、図４におけるＶＩ−ＶＩ線に沿った断面を示す断面図である。 図７は、本発明の実施の形態の変形例１に係る電力変換装置における補助ヒートシンクの構成を示す断面図である。 図８は、本発明の実施の形態の変形例２に係る電力変換装置の構成を示す斜視図である。 図９は、図８におけるＩＸ−ＩＸ線に沿った断面を示す断面図である。

最初に、本発明の実施形態の内容を列記して説明する。

（１）本発明の実施の形態に係る電力変換装置は、複数の電気部品と、複数の主ヒートシンクと、補助ヒートシンクとを備え、前記電気部品は、前記主ヒートシンクまたは前記補助ヒートシンクに接続され、前記補助ヒートシンクは、前記複数の主ヒートシンクを接続する。

このように、電気部品の熱を、主ヒートシンクまたは補助ヒートシンクにより放熱するとともに、補助ヒートシンクが複数の主ヒートシンクを接続する構成により、複数の主ヒートシンク間の温度差を抑制し、温度の異なる電気部品の放熱を効率的に行うことができる。

ここで、複数の電気部品の温度差を抑制するために、たとえば、複数の電気部品を共通の主ヒートシンクに接続する構成が考えられる。しかしながら、このような構成では、主ヒートシンクを大型化する必要があり、重量の増加および製造コストの増加が問題となる。

これに対して、上記のように、主ヒートシンクを複数設け、これら複数の主ヒートシンクを補助ヒートシンクにより接続する構成により、大きな主ヒートシンクを設けることなく、温度の異なる複数の電気部品を効率的に放熱することができる。そして、電力変換装置の軽量化、および製造コストの削減を実現することができる。

（２）好ましくは、前記電力変換装置は、さらに、前記複数の電気部品を収容する筐体を備え、前記筐体には、開口部が形成され、前記複数の主ヒートシンクは、前記筐体の外部に設けられ、前記補助ヒートシンクは、前記筐体の内部に設けられ、前記複数の主ヒートシンクは、前記開口部を介して前記補助ヒートシンクに接続される。

このような構成により、開口部と主ヒートシンクとの間を封止することで、筐体内部への液体等の進入を防ぐことが可能となり、防水構造を簡易化することができる。

（３）より好ましくは、前記筐体には、前記開口部が複数形成され、前記複数の主ヒートシンクは、それぞれ、複数の前記開口部を介して前記補助ヒートシンクに接続され、前記補助ヒートシンクは、複数の凸部を含み、前記複数の凸部は、前記複数の開口部において、前記複数の主ヒートシンクにそれぞれ接続される。

このように、複数の主ヒートシンクが互いに異なる開口部において筐体の内部における補助ヒートシンクに接続されている構成により、主ヒートシンクと開口部との間の防水構造をより簡易化することができる。

また、補助ヒートシンクに複数の凸部を設ける構成により、複数の主ヒートシンクを、複数の開口部を介して筐体の内部における１つの補助ヒートシンクにそれぞれ接続することができる。すなわち、主ヒートシンクと補助ヒートシンクとの接続構造を簡易化することができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。また、以下に記載する実施の形態の少なくとも一部を任意に組み合わせてもよい。

＜系統連系システム＞
図１は、本発明の実施の形態に係る系統連系システムの構成を示す図である。

図１を参照して、系統連系システム２０１は、家屋内または事業所等に構築される。系統連系システム２０１は、発電装置１および蓄電池２の少なくともいずれか一方と、電力変換装置１０１とを備える。

ここでは、一例として、系統連系システム２０１は、５つの発電装置１と、１つの蓄電池２とを備える。５つの発電装置１を、発電装置１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅとする。

電力変換装置１０１は、たとえば、ハイブリッド型のパワーコンディショナであり、発電装置１および蓄電池２から受けた直流電力を交流電力に変換し、変換した交流電力を電力系統へ出力する。なお、電力変換装置１０１は、直流電力または変換した交流電力を、負荷へ出力する構成であってもよい。

また、電力変換装置１０１は、たとえば、電力系統から受けた交流電力を直流電力に変換し、変換した直流電力を蓄電池２へ出力する。

発電装置１は、太陽電池モジュール、または風力発電等の他の種類の発電が可能な装置である。たとえば、発電装置１は、図示しない複数組の太陽電池パネルにより構成される。各組の太陽電池パネルは、太陽光を受けると、受けた太陽光のエネルギーを直流電力に変換し、変換した直流電力を電力変換装置１０１へ出力する。

蓄電池２は、自己に蓄えられた直流電力を電力変換装置１０１へ出力する。また、蓄電池２は、電力系統から出力された電力を電力変換装置１０１経由で受けると、当該電力を自己に蓄える。

＜電力変換装置＞
［全体構成］
図２は、本発明の実施の形態に係る電力変換装置の構成を示す図である。

図２を参照して、電力変換装置１０１は、６つのスイッチ部１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ，１１ｅ，１１ｆと、第１入力フィルタ１２と、第２入力フィルタ１３と、第１コンバータ回路１４と、第２コンバータ回路１５と、インバータ回路１６と、出力フィルタ１７と、端子台１８とを含む。以下、スイッチ部１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ，１１ｅ，１１ｆの各々を、「スイッチ部１１」とも称する。

端子台１８は、自己の電力変換装置１０１における内部配線と、電力系統側の配線とを接続する。

たとえば、スイッチ部１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ，１１ｅの各々の第１端は、発電装置１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅにそれぞれ接続される。スイッチ部１１ｆの第１端は、蓄電池２に接続される。また、スイッチ部１１ａ，１１ｂ，１１ｃの各々の第２端は、第１入力フィルタ１２に接続され、スイッチ部１１ｄ，１１ｅ，１１ｆの各々の第２端は、第２入力フィルタ１３に接続される。

スイッチ部１１ａ，１１ｂ，１１ｃは、たとえば、図示しない制御部による制御に従って、自己に接続された発電装置１と第１入力フィルタ１２との接続および非接続を切り替える。

スイッチ部１１ｄ，１１ｅ，１１ｆは、スイッチ部１１ａ，１１ｂ，１１ｃと同様に、たとえば、図示しない制御部による制御に従って、自己に接続された発電装置１または蓄電池２と第２入力フィルタ１３との接続および非接続を切り替える。

発電装置１ａと第１入力フィルタ１２とが接続されると、発電装置１ａから出力された直流電圧は、スイッチ部１１ａおよび第１入力フィルタ１２を介して第１コンバータ回路１４へ出力される。

また、発電装置１ｂと第１入力フィルタ１２とが接続されると、発電装置１ｂから出力された直流電圧は、スイッチ部１１ｂおよび第１入力フィルタ１２を介して第１コンバータ回路１４へ出力される。

また、発電装置１ｃと第１入力フィルタ１２とが接続されると、発電装置１ｃから出力された直流電圧は、スイッチ部１１ｃおよび第１入力フィルタ１２を介して第１コンバータ回路１４へ出力される。

また、発電装置１ｄと第２入力フィルタ１３とが接続されると、発電装置１ｄから出力された直流電圧は、スイッチ部１１ｄおよび第２入力フィルタ１３を介して第２コンバータ回路１５へ出力される。

また、発電装置１ｅと第２入力フィルタ１３とが接続されると、発電装置１ｅから出力された直流電圧は、スイッチ部１１ｅおよび第２入力フィルタ１３を介して第２コンバータ回路１５へ出力される。

また、蓄電池２と第２入力フィルタ１３とが接続されると、蓄電池２から出力された直流電圧は、スイッチ部１１ｆおよび第２入力フィルタ１３を介して第２コンバータ回路１５へ出力される。

発電装置１からの直流電圧は、第１入力フィルタ１２において高周波ノイズが除去されて、第１コンバータ回路１４へ出力される。また、発電装置１または蓄電池２からの直流電圧は、第２入力フィルタ１３において高周波ノイズが除去されて、第２コンバータ回路１５へ出力される。

第１コンバータ回路１４は、スイッチ部１１および第１入力フィルタ１２を介して発電装置１から受けた直流電圧を昇圧してインバータ回路１６へ出力する。

第２コンバータ回路１５は、スイッチ部１１および第２入力フィルタ１３を介して発電装置１または蓄電池２から受けた直流電圧を昇圧してインバータ回路１６へ出力する。

インバータ回路１６は、第１コンバータ回路１４または第２コンバータ回路１５から受けた直流電圧を交流電圧に変換し、変換後の交流電圧を、出力フィルタ１７および端子台１８を介して電力系統へ出力する。インバータ回路１６からの交流電圧は、出力フィルタ１７において高周波ノイズが除去されて、電力系統へ出力される。

また、電力系統からの交流電力は、端子台１８および出力フィルタ１７を経由して、インバータ回路１６へ出力される。

インバータ回路１６は、端子台１８および出力フィルタ１７を介して電力系統から受けた交流電圧を直流電圧に変換し、変換後の直流電圧を第２コンバータ回路１５へ出力する。

第２コンバータ回路１５は、インバータ回路１６からの直流電圧を降圧し、降圧後の直流電圧を、第２入力フィルタ１３およびスイッチ部１１ｆを介して蓄電池２へ出力する。

［筐体および放熱部］
（概略構成）
図３は、本発明の実施の形態に係る電力変換装置の構成を示す斜視図である。また、図４は、本発明の実施の形態に係る電力変換装置の構成を示す平面図である。

図３および図４を参照して、電力変換装置１０１は、さらに、筐体２０と、放熱部２１と、第１基板２４と、第２基板２５と、第３基板２６とを含む。放熱部２１は、３つの主ヒートシンク３１ａ，３１ｂ，３１ｃと、補助ヒートシンク３２と、３つのシール部材３３ａ，３３ｂ，３３ｃとを有する。以下、主ヒートシンク３１ａ，３１ｂ，３１ｃの各々を、「主ヒートシンク３１」とも称する。

第１基板２４には、第１コンバータ回路１４に含まれるスイッチング素子およびコイルなどの１または複数の電気部品が実装される。第２基板２５には、第２コンバータ回路１５に含まれるスイッチング素子およびコイルなどの１または複数の電気部品が実装される。第３基板２６には、インバータ回路１６に含まれるスイッチング素子およびコイルなどの１または複数の電気部品が実装される。

筐体２０は、上述した６つのスイッチ部１１、第１入力フィルタ１２、第２入力フィルタ１３、第１コンバータ回路１４、第２コンバータ回路１５、インバータ回路１６、出力フィルタ１７、端子台１８、および補助ヒートシンク３２を内部に収容する。図３および図４では、放熱に関する構成を主に示している。

図３に示すように、筐体２０の１つの外面である面Ｐには、たとえば、３つの開口部２８ａ，２８ｂ，２８ｃが形成されている。

主ヒートシンク３１ａ，３１ｂ，３１ｃは、たとえばアルミなどの材料を用いて形成された熱伝導部材である。主ヒートシンク３１ａ，３１ｂ，３１ｃは、たとえば同一部材である。これにより、電力変換装置１０１の製造コストを抑えることができる。

また、主ヒートシンク３１ａ，３１ｂ，３１ｃは、筐体２０の外部に設けられ、筐体２０の外部から面Ｐに当接されることにより、開口部２８ａ，２８ｂ，２８ｃをそれぞれ介して、筐体２０の内部に設けられた補助ヒートシンク３２に接続される。また、シール部材３３ａ，３３ｂ，３３ｃは、主ヒートシンク３１ａ，３１ｂ，３１ｃと面Ｐとの間にそれぞれ設けられる。

より詳細には、主ヒートシンク３１ａ，３１ｂ，３１ｃの各々は、たとえば、凹凸の無いフラットな面を有し、フラットな面において、開口部２８ａ，２８ｂ，２８ｃをそれぞれ覆うように、シール部材３３ａ，３３ｂ，３３ｃを介して面Ｐに当接される。これにより、主ヒートシンク３１ａ，３１ｂ，３１ｃと面Ｐとの間から筐体２０の内部への液体等の進入を防ぐことができる。

なお、主ヒートシンク３１は、３つに限らず、２つまたは４つ以上設けられてもよい。また、筐体２０は、３つの開口部２８ａ，２８ｂ，２８ｃが形成されている構成に限られず、たとえば、１つ、２つ、または４つ以上の開口部が形成されてもよい。

一方、筐体２０に形成されている開口部の数と、主ヒートシンク３１の数とが一致している場合、すなわち、筐体２０に３つの開口部２８ａ，２８ｂ，２８ｃが形成されている場合、主ヒートシンク３１ａ，３１ｂ，３１ｃと開口部２８ａ，２８ｂ，２８ｃとの間の防水構造を簡易な構造とすることができる。

第１基板２４は、開口部２８ａを介して、主ヒートシンク３１ａと対向する位置に設けられる。第２基板２５は、開口部２８ｂを介して、主ヒートシンク３１ｂと対向する位置に設けられる。第３基板２６は、開口部２８ｃを介して、主ヒートシンク３１ｃと対向する位置に設けられる。

補助ヒートシンク３２は、熱伝導部材であり、主ヒートシンク３１ａと主ヒートシンク３１ｂとを接続し、かつ主ヒートシンク３１ｂと主ヒートシンク３１ｃとを接続する。補助ヒートシンク３２は、高温の主ヒートシンク３１の熱を、低温の他の主ヒートシンク３１へ分散させることができる。

なお、補助ヒートシンク３２は、１つに限らず、複数設けられてもよい。また、補助ヒートシンク３２は、筐体２０の外部に設けられてもよい。

（３つの基板と主ヒートシンクとの位置関係）
図５は、図４におけるＶ−Ｖ線に沿った断面を示す断面図である。

図５を参照して、上述のとおり、第１基板２４には、第１コンバータ回路１４に含まれる電気部品５１が実装されている。第２基板２５には、第２コンバータ回路１５に含まれる電気部品５２が実装されている。第３基板２６には、インバータ回路１６に含まれる電気部品５３が実装されている。

図５に示すように、電気部品５１，５２，５３は、たとえばディスクリート部品である。なお、電気部品５１，５２，５３は、基板に表面実装されるＳＭＤ（Ｓｕｒｆａｃｅ Ｍｏｕｎｔ Ｄｅｖｉｃｅ）などであってもよい。

電気部品５１は、開口部２８ａにおいて、図示しないグリス等を介して、主ヒートシンク３１ａに接続される。電気部品５２は、開口部２８ｂにおいて、図示しないグリス等を介して、主ヒートシンク３１ｂに接続される。電気部品５３は、開口部２８ｃにおいて、図示しないグリス等を介して、主ヒートシンク３１ｃに接続される。

なお、電気部品５１，５２，５３は、グリスの代わりに、それぞれ、絶縁体である熱伝導シートなどを介して主ヒートシンク３１ａ，３１ｂ，３１ｃに接続されてもよいし、主ヒートシンク３１ａ，３１ｂ，３１ｃに直接接続されてもよい。

また、主ヒートシンク３１ａ，３１ｂ，３１ｃのうち、電気部品５１，５２，５３が接続されていない主ヒートシンク３１が存在してもよい。たとえば、主ヒートシンク３１ａ，３１ｂ，３１ｃのうちのいずれか１つに電気部品５１，５２，５３が接続され、残りの主ヒートシンク３１には電気部材が接続されていない構成であってもよい。

主ヒートシンク３１ａ，３１ｂ，３１ｃは、それぞれ、フィン部３５ａ，３５ｂ，３５ｃを有する。フィン部３５ａ，３５ｂ，３５ｃは、たとえば、筐体２０における面Ｐに対して垂直方向に延びる複数の棒状部材により形成されている。フィン部３５ａ，３５ｂ，３５ｃが筐体２０の外部の空気と接触することにより、主ヒートシンク３１ａ，３１ｂ，３１ｃは、自己に接続された電気部品５１，５２，５３を放熱することができる。

さらに、上述のとおり、各主ヒートシンク３１は、図３に示す補助ヒートシンク３２を介して接続されており、補助ヒートシンク３２が、高温の主ヒートシンク３１の熱を、低温の他の主ヒートシンク３１へ分散させることができるため、第１基板２４、第２基板２５および第３基板２６のうちの一部が偏って高温になることを防ぐことができる。

なお、主ヒートシンク３１ａ，３１ｂ，３１ｃは、自己に接続された電気部品５１，５２，５３の熱を筐体２０の外部へ放熱することのできるものであれば、フィン部を有していない構成であってもよい。

（主ヒートシンクと補助ヒートシンクとの位置関係）
図６は、図４におけるＶＩ−ＶＩ線に沿った断面を示す断面図である。

図６を参照して、補助ヒートシンク３２は、たとえば、全体として板形状の部材であり、かつ面Ｐに対して略平行に設けられる板部３６と、板部３６から面Ｐ側へ突出した３つの凸部３８ａ，３８ｂ，３８ｃとを有する。凸部３８ａ，３８ｂ，３８ｃの高さは、たとえば、面Ｐの厚さと同じである。

凸部３８ａは、図示しないグリス等を介して、開口部２８ａにおいて主ヒートシンク３１ａに接続される。凸部３８ｂは、図示しないグリス等を介して、開口部２８ｂにおいて主ヒートシンク３１ｂに接続される。凸部３８ｃは、図示しないグリス等を介して、開口部２８ｃにおいて主ヒートシンク３１ｃに接続される。

なお、凸部３８ａ，３８ｂ，３８ｃは、グリスの代わりに、それぞれ、絶縁体である熱伝導シートなどを介して主ヒートシンク３１ａ，３１ｂ，３１ｃに接続されてもよいし、主ヒートシンク３１ａ，３１ｂ，３１ｃに直接接続されてもよい。

また、補助ヒートシンク３２は、凸部３８ａ，３８ｂ，３８ｃを有していなくてもよい。この場合、たとえば、補助ヒートシンク３２と主ヒートシンク３１とを接続するための他の部材が設けられる。

再び図３および図４を参照して、補助ヒートシンク３２は、第１基板２４、第２基板２５および第３基板２６と重ならない位置に設けられる。このような構成により、面Ｐに対して垂直方向における筐体２０のサイズが大きくなることを防ぐことができる。

＜変形例１＞
補助ヒートシンク３２は、単一の部材により構成されるものに限らず、複数の部材により構成されてもよい。

図７は、本発明の実施の形態の変形例１に係る電力変換装置における補助ヒートシンクの構成を示す断面図である。図７は、図３に示す電力変換装置１０１を図６に示すように見た場合と同じ見方で、変形例１に係る電力変換装置１０１を見た図である。

図７を参照して、たとえば、本発明の実施の形態の変形例１に係る補助ヒートシンク３２は、第１補助ヒートシンク４１と、第２補助ヒートシンク４２とを有する。

第１補助ヒートシンク４１は、主ヒートシンク３１ａと主ヒートシンク３１ｂとを接続する。また、第２補助ヒートシンク４２は、主ヒートシンク３１ｂと主ヒートシンク３１ｃとを接続する。

より詳細には、第１補助ヒートシンク４１は、たとえば、板部４６ａと、板部４６ａから面Ｐ側へ突出した２つの凸部４７ａ，４７ｂとを有する。凸部４７ａは、図示しないグリス等を介して、開口部２８ａにおいて主ヒートシンク３１ａに接続される。凸部４７ｂは、図示しないグリス等を介して、開口部２８ｂにおいて主ヒートシンク３１ｂに接続される。

また、第２補助ヒートシンク４２は、たとえば、板部４６ｂと、板部４６ｂから面Ｐ側へ突出した２つの凸部４８ａ，４８ｂを有する。凸部４８ａは、図示しないグリス等を介して、開口部２８ｂにおいて主ヒートシンク３１ｂに接続される。凸部４８ｂは、図示しないグリス等を介して、開口部２８ｃにおいて主ヒートシンク３１ｃに接続される。

変形例１において、第１補助ヒートシンク４１は、主ヒートシンク３１ａと主ヒートシンク３１ｂとの熱の偏りを小さくすることができる。また、第２補助ヒートシンク４２は、主ヒートシンク３１ｂと主ヒートシンク３１ｃとの熱の偏りを小さくすることができる。

一方で、この構成では、たとえば、主ヒートシンク３１ａから主ヒートシンク３１ｃまで熱が伝導する際、図６において破線で示すように、主ヒートシンク３１ａからの熱は、グリスの塗布部分を４箇所経由する。

すなわち、主ヒートシンク３１ａからの熱は、主ヒートシンク３１ａと第１補助ヒートシンク４１との間におけるグリスの塗布部分、第１補助ヒートシンク４１と主ヒートシンク３１ｂとの間におけるグリスの塗布部分、主ヒートシンク３１ｂと第２補助ヒートシンク４２との間におけるグリスの塗布部分、および第２補助ヒートシンク４２と主ヒートシンク３１ｃとの間におけるグリスの塗布部分を経由する。

これに対して、図６において破線で示すように、補助ヒートシンク３２が単一の部材により構成されている場合、主ヒートシンク３１ａから主ヒートシンク３１ｃまで熱が伝導する際、主ヒートシンク３１ａからの熱は、グリスの塗布された部分を２箇所経由する。

すなわち、主ヒートシンク３１ａからの熱は、主ヒートシンク３１ａと補助ヒートシンク３２との間におけるグリスの塗布部分、および補助ヒートシンク３２と主ヒートシンク３１ｃとの間におけるグリスの塗布部分を経由する。

このように、補助ヒートシンク３２が単一の部材により構成されている方が、より少ない塗布部分を経由して複数の主ヒートシンク３１間における熱の伝導を行うことができる。このため、複数の主ヒートシンク３１間における熱の分散をより効率的に行うことができる。

＜変形例２＞
第１基板２４、第２基板２５および第３基板２６は、補助ヒートシンク３２に接続されてもよい。

図８は、本発明の実施の形態の変形例２に係る電力変換装置の構成を示す斜視図である。また、図９は、図８におけるＩＸ−ＩＸ線に沿った断面を示す断面図である。

図８を参照して、たとえば、本発明の実施の形態の変形例２に係る電力変換装置１０１では、第１基板２４、第２基板２５および第３基板２６は、補助ヒートシンク３２を介して、主ヒートシンク３１ａ，３１ｂ，３１ｃにそれぞれ接続される。

より詳細には、図９を参照して、補助ヒートシンク３２は、図６に示す補助ヒートシンク３２と同様の構成であり、主ヒートシンク３１ａと主ヒートシンク３１ｂとを接続し、かつ主ヒートシンク３１ｂと主ヒートシンク３１ｃとを接続する。

そして、第１基板２４に実装された複数の電気部品５１、第２基板２５に実装された複数の電気部品５２、および第３基板２６に実装された複数の電気部品５３は、図示しないグリス等を介して補助ヒートシンク３２に接続される。

これにより、電気部品５１，５２，５３の各々の熱は、補助ヒートシンク３２において分散された後に各主ヒートシンク３１へ伝導されるため、複数の主ヒートシンク３１間の温度差を抑制し、効率的に放熱を行うことができる。

なお、第１基板２４、第２基板２５および第３基板２６のうちの一部が補助ヒートシンク３２に接続され、残りが主ヒートシンク３１に接続される構成であってもよい。

ところで、特許文献１に記載のようなパワーコンディショナ装置において、コンバータ回路およびインバータ回路に含まれる電気部品は、高温になると正常に動作することができない可能性があるため、各回路が高熱になることを防ぐ必要がある。また、各回路における電圧および電流が異なる場合、各回路の電力損失に差が生じるため、各回路間で温度差が生じる。このような各回路を効率的に放熱することのできる技術が望まれている。

これに対して、本発明の実施の形態に係る電力変換装置１０１では、電気部品５１，５２，５３は、主ヒートシンク３１または補助ヒートシンク３２に接続される。また、補助ヒートシンク３２は、複数の主ヒートシンク３１を接続する。

このように、電気部品５１，５２，５３の熱を、主ヒートシンク３１または補助ヒートシンク３２により放熱するとともに、補助ヒートシンク３２が複数の主ヒートシンク３１を接続する構成により、複数の主ヒートシンク３１間の温度差を抑制し、温度の異なる電気部品５１，５２，５３の放熱を効率的に行うことができる。

ここで、複数の電気部品５１，５２，５３の温度差を抑制するために、たとえば、複数の電気部品５１，５２，５３を共通の主ヒートシンクに接続する構成が考えられる。しかしながら、このような構成では、主ヒートシンクを大型化する必要があり、重量の増加および製造コストの増加が問題となる。

これに対して、上記のように、主ヒートシンク３１を複数設け、これら複数の主ヒートシンク３１を補助ヒートシンク３２により接続する構成により、大きな主ヒートシンクを設けることなく、温度の異なる複数の電気部品５１，５２，５３を効率的に放熱することができる。そして、電力変換装置１０１の軽量化、および製造コストの削減を実現することができる。

また、本発明の実施の形態に係る電力変換装置１０１では、複数の電気部品５１，５２，５３を収容する筐体２０に、開口部２８ａ，２８ｂ，２８ｃが形成されている。また、複数の主ヒートシンク３１は、筐体２０の外部に設けられ、補助ヒートシンク３２は、筐体２０の内部に設けられる。そして、複数の主ヒートシンク３１は、それぞれ、開口部２８ａ，２８ｂ，２８ｃを介して補助ヒートシンク３２に接続される。

このような構成により、開口部２８ａ，２８ｂ，２８ｃと主ヒートシンク３１との間を封止することで、筐体２０内部への液体等の進入を防ぐことが可能となり、防水構造を簡易化することができる。

また、本発明の実施の形態に係る電力変換装置１０１では、補助ヒートシンク３２は、複数の凸部３８ａ，３８ｂ，３８ｃを含む。また、複数の凸部３８ａ，３８ｂ，３８ｃは、複数の開口部２８ａ，２８ｂ，２８ｃにおいて、複数の主ヒートシンク３１にそれぞれ接続される。

このように、複数の主ヒートシンク３１が、互いに異なる開口部２８ａ，２８ｂ，２８ｃにおいて筐体２０の内部における補助ヒートシンク３２に接続されている構成により、主ヒートシンク３１と開口部２８ａ，２８ｂ，２８ｃとの間の防水構造をより簡易化することができる。

また、補助ヒートシンク３２に複数の凸部３８ａ，３８ｂ，３８ｃを設ける構成により、複数の主ヒートシンク３１を、複数の開口部２８ａ，２８ｂ，２８ｃを介して筐体２０の内部における１つの補助ヒートシンク３２にそれぞれ接続することができる。すなわち、主ヒートシンク３１と補助ヒートシンク３２との接続構造を簡易化することができる。

上記実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記説明ではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

以上の説明は、以下に付記する特徴を含む。

［付記１］
複数の電気部品と、
複数の主ヒートシンクと、
補助ヒートシンクと、
前記複数の電気部品を収容する筐体と、
前記電気部品が実装される複数の基板と、
シール部材とを備え、
前記電気部品は、前記主ヒートシンクまたは前記補助ヒートシンクに接続され、
前記補助ヒートシンクは、前記複数の主ヒートシンクを接続し、
前記主ヒートシンクは、フラットな面を含み、前記フラットな面において、前記シール部材を介して前記筐体に接続され、
前記補助ヒートシンクは単一の部材であり、
前記基板および前記主ヒートシンクは、同じ数ずつ設けられ、
前記複数の主ヒートシンクに、それぞれ、複数の前記基板が接続される、電力変換装置。

１，１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ 発電装置
２ 蓄電池
１１，１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ，１１ｅ，１１ｆ スイッチ部
１２ 第１入力フィルタ
１３ 第２入力フィルタ
１４ 第１コンバータ回路
１５ 第２コンバータ回路
１６ インバータ回路
１７ 出力フィルタ
１８ 端子台
２０ 筐体
２１ 放熱部
２４ 第１基板
２５ 第２基板
２６ 第３基板
２８ａ，２８ｂ，２８ｃ 開口部
３１，３１ａ，３１ｂ，３１ｃ 主ヒートシンク
３２ 補助ヒートシンク
３３ａ，３３ｂ，３３ｃ シール部材
３５ａ，３５ｂ，３５ｃ フィン部
３８ａ，３８ｂ，３８ｃ 凸部
４１ 第１補助ヒートシンク
４２ 第２補助ヒートシンク
４７ａ，４７ｂ，４８ａ，４８ｂ 凸部
５１，５２，５３ 電気部品
１０１ 電力変換装置
２０１ 系統連系システム

Claims (3)

1. 複数の電気部品と、
   開口部を有し、前記複数の電気部品を収容する筐体と、
   前記筐体の外部に設けられる複数の主ヒートシンクと、
   前記筐体の内部に設けられる補助ヒートシンクとを備え、
   前記電気部品は、前記主ヒートシンクまたは前記補助ヒートシンクに接続され、
   前記補助ヒートシンクは、前記開口部を介して前記複数の主ヒートシンクを接続する、電力変換装置。
2. 前記筐体には、前記開口部が複数形成され、
   前記複数の主ヒートシンクは、それぞれ、複数の前記開口部を介して前記補助ヒートシンクに接続され、
   前記補助ヒートシンクは、複数の凸部を含み、
   前記複数の凸部は、前記複数の開口部において、前記複数の主ヒートシンクにそれぞれ接続される、請求項１に記載の電力変換装置。
3. 前記主ヒートシンクは、シール部材を介して前記筐体に接続される、請求項１または請求項２に記載の電力変換装置。
   

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