JP6884007B2 - 電力変換装置、及びこれを備える機器 - Google Patents
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また、特許文献2に記載の技術では、コンバータDB1及びインバータ回路INV1が別々に設けられており、基板のさらなる小型化を図る余地がある。
図1は、第1実施形態に係る電力変換装置100の構成図である。
なお、図1に示す平滑コンデンサ21の正極に対応する回路部品や配線を「P側」(正側)という。一方、平滑コンデンサ21の負極に対応する回路部品や配線を「N側」(負側)という。
なお、図1ではPIM10を示す符号を2箇所(ダイオードモジュール11側と、トランジスタモジュール12側)に記載しているが、後記するように、実際にはこれらがワンチップで構成されている(図2参照)。また、図1に示す端子M1〜M10は、PIM10に設けられる端子である(図2参照)。
平滑コンデンサ21のP側は、突入電流抑制部22、端子台J2、P側配線24、直流リアクトル23、P側配線24、端子台J1、及び出力P側端子M4を順次に介して、ダイオードD1,D3,D5のカソードに接続されている。
一方、平滑コンデンサ21のN側は、接続点Q、バスバー25、及び出力N側端子M5を順次に介して、ダイオードD2,D4,D6のアノードに接続されている。
なお、図2では、交流電源G(図1参照)及び負荷H(図1参照)の図示を省略している。また、図2では、基板30に設けられた導体パターンP1,P2,P3(回路パターン)に関して、直流リアクトル23やバスバー25の電気的接続に用いられるものを図示し、他の導体パターンについては図示を省略している。例えば、PIM10と交流電源G(図1参照)との電気的接続、PIM10と負荷H(図1参照)との電気的接続、及び、PIM10と平滑コンデンサ21との電気的接続に用いられる導体パターンについては、図示を省略している。
なお、図2では図示を省略したが、電気品箱Eには、外部から空気を取り入れるための吸込口、及び、外部に空気を吹き出すための吹出口が設けられている。
なお、出力P側端子M4と、突入電流抑制部22と、を(追加の導体パターンではなく)追加の配線で接続すると、この配線の分だけ電力変換装置100の製造コストが増加する。
また、バスバー25の他端は、基板30の別の導体パターンP3(及び入力N側端子M7:図1参照)を介して、トランジスタモジュール12に接続されている。このようにバスバー25を直線状にすることで、その形状が複雑な場合に比べて、電力変換装置100の製造コストを削減できる。また、バスバー25は、通常、作業員が手で折り曲げることなく、そのままの状態で基板30に設置されるため、設置作業が容易であるという利点もある。
これに対して本実施形態では、直線状のバスバー25を設ける構成であるため、前記した接続不良が起こるおそれがほとんどない。したがって、本実施形態によれば、電力変換装置100の信頼性を高めることができる。
第1実施形態によれば、電力変換装置100は、ダイオードモジュール11及びトランジスタモジュール12が一つにパッケージ化されてなるPIM10が基板30に実装された構成になっている。したがって、ダイオードモジュール11及びトランジスタモジュール12を基板30に別々に実装する場合に比べて、基板30の小型化を図ることができる。
第2実施形態は、電力変換装置100A(図3参照)が二つのトランジスタモジュール12,13(図3参照)を備え、これらのトランジスタモジュール12,13が、ワンチップの制御回路26A(図3参照)によって制御される点が、第1実施形態とは異なっている。なお、その他については第1実施形態と同様である。したがって、第1実施形態とは異なる部分について説明し、重複する部分については説明を省略する。
図3に示すように、電力変換装置100Aは、ダイオードモジュール11(整流回路)や二つのトランジスタモジュール12,13(インバータ回路)の他、制御回路26A等を備えている。
第2実施形態によれば、二つのトランジスタモジュール12,13が、ワンチップの制御回路26Aによって制御される。したがって、トランジスタモジュール12のみを制御する制御回路(図示せず)と、トランジスタモジュール13のみを制御する制御回路(図示せず)と、を別々に設ける場合に比べて、電力変換装置100Aの小型化・低コスト化を図ることができる。
第3実施形態では、電力変換装置100(図4参照)を備える空気調和機B(図4参照)について説明する。なお、電力変換装置100の構成については、第1実施形態(図1、図2参照)と同様であるから、説明を省略する。
図4は、第3実施形態として、第1実施形態の電力変換装置100が適用される空気調和機Bの構成図である。
なお、図4の実線矢印は、暖房運転時に冷媒が流れる向きを示し、破線矢印は、冷房運転時に冷媒が流れる向きを示している。
室外熱交換器43は、その伝熱管(図示せず)を通流する冷媒と、室外ファン42によって送り込まれる外気と、の間で熱交換が行われる熱交換器である。
室内ファン46は、室内(被空調空間)の空気を室内熱交換器47に送り込むファンであり、室内熱交換器47の付近に設置されている。図4に示すように、室内ファン46は、室内ファンモータ46aを有している。
室内熱交換器47は、その伝熱管(図示せず)を通流する冷媒と、室内ファン46によって送り込まれる空気と、の間で熱交換が行われる熱交換器である。
第3実施形態によれば、空気調和機Bが、第1実施形態で説明した構成の電力変換装置100を備えるため、その信頼性を従来よりも高めることができる。また、電力変換装置100が収容される電気品箱E(図2参照)の小型化を図ることができ、ひいては、室外機(図示せず)の小型化を図ることができる。また、第1実施形態と同様に、電力変換装置100を低コストで製造できるため、空気調和機Bの低コスト化を図ることができる。
以上、本発明に係る電力変換装置100等について各実施形態により説明したが、本発明はこれらの記載に限定されるものではなく、種々の変更を行うことができる。
例えば、各実施形態は、スイッチ221(図1参照)が機械式である場合について説明したが、これに限らない。すなわち、スイッチ221として半導体を用いてもよいし、また、電磁開閉器(マグネットスイッチ)を用いてもよい。
また、各実施形態では、電力変換装置100が一つの突入防止抵抗222(図1参照)を備える構成について説明したが、これに限らない。すなわち、並列接続された複数の突入防止抵抗222を備える構成にしてもよい。
また、第1実施形態では、電力変換装置100(図1参照)がバスバー25を備える構成について説明したが、その使用条件によっては、バスバー25に代えて配線を用いてもよい。
また、前記した機構や構成は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての機構や構成を示しているとは限らない。
10,10A PIM(パワーモジュール)
11 ダイオードモジュール(整流回路)
12,13 トランジスタモジュール(インバータ回路)
21 平滑コンデンサ
22 突入電流抑制部
221 スイッチ
222 突入防止抵抗(抵抗)
23 直流リアクトル
24 P側配線
25 バスバー
26,26A 制御回路
30 基板
40 冷媒回路
41 圧縮機
42 室外ファン
42a 室外ファンモータ
43 室外熱交換器
44 四方弁
45 膨張弁
46 室内ファン
46a 室内ファンモータ
47 室内熱交換器
B 空気調和機(機器)
F 送風ファン
P1,P2,P3 導体パターン
Claims (6)
- 整流回路及びインバータ回路が一つにパッケージ化されてなるパワーモジュールと、
前記整流回路から印加される電圧を平滑化し、平滑化した電圧を前記インバータ回路に印加する平滑コンデンサと、を備え、
前記パワーモジュール及び前記平滑コンデンサが、一枚の基板に実装され、
前記平滑コンデンサの正側において前記整流回路と前記インバータ回路とを電気的に接続する正側配線に設けられる直流リアクトルをさらに備え、
前記直流リアクトルは、前記基板及び前記直流リアクトルに風を送る送風ファンにおいて、前記基板よりも風下側に配置されること
を特徴とする電力変換装置。 - 電流の導通/遮断を切り替えるスイッチと、前記スイッチに並列接続される抵抗と、を有し、前記スイッチの遮断によって突入電流を抑制する突入電流抑制部を備え、
前記整流回路の正側は、前記直流リアクトル及び前記突入電流抑制部を順次に介して、前記インバータ回路の正側に接続されること
を特徴とする請求項1に記載の電力変換装置。 - 前記整流回路と前記インバータ回路とを、前記平滑コンデンサの負側において接続するバスバーを備えること
を特徴とする請求項1に記載の電力変換装置。 - 前記バスバーは、直線状を呈しており、その一端が、前記基板の導体パターンを介して前記整流回路に接続され、他端が、前記基板の別の導体パターンを介して前記インバータ回路に接続されること
を特徴とする請求項3に記載の電力変換装置。 - 複数の前記インバータ回路を備えるとともに、
複数の前記インバータ回路のそれぞれが備えるスイッチング素子のオン/オフを切り替えるワンチップの制御回路を備え、
前記整流回路及び複数の前記インバータ回路が一つにパッケージ化されて前記パワーモジュールが構成され、
前記パワーモジュール、前記平滑コンデンサ、及び前記制御回路が、一枚の前記基板に実装されていること
を特徴とする請求項1に記載の電力変換装置。 - 請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の電力変換装置を備えること
を特徴とする機器。
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JP2017036950A JP6884007B2 (ja) | 2017-02-28 | 2017-02-28 | 電力変換装置、及びこれを備える機器 |
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