JP7485855B1 - 電力変換ユニット - Google Patents
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Abstract
Description
しかしながら、複数のスイッチング素子が実装されるヒートシンクでは、冷却風の通風路が長くなることによって、冷却風の圧力損失が増大するとともに、通風路に沿った温度勾配が増大することによって、冷却効率が低下する可能性があった。
以下、3次元空間で互いに直交するX軸、Y軸及びZ軸の各軸方向は、各軸に平行な方向である。例えば図1に示すように、X軸方向は電力変換ユニット10の左右方向に平行である。Y軸方向は電力変換ユニット10の前後方向に平行である。Z軸方向は電力変換ユニット10の上下方向に平行である。
筐体11のZ軸方向での上部11aは、複数のファン13を支持する。上部11aに形成された排気口11A(後述の図4参照)は、例えばZ軸方向に沿って各ファン13に臨んで通じている。筐体11のY軸方向での前部11bに形成された複数の吸気口11Bは、例えばY軸方向に沿って適宜の電力制御ユニット15に対向して臨んでいる。各吸気口11Bは、例えば矩形の開口である。
筐体11は、内部に配置される複数の電力制御ユニット15を支持する。
各電力制御ユニット15は、例えば、素子ユニット21と、駆動ユニット23と、キャパシタユニット25とを備える。
図2に示すように、素子ユニット21と駆動ユニット23とは、例えばZ軸方向に沿って積層されるように配置されている。
ヒートシンク35の複数のフィン部材35bは、筐体11の内部を流れる空気の流路35cを形成する。ヒートシンク35での空気の流通方向は、複数のフィン部材35bによってY-Z平面に平行に設定されている。
基板39は、例えば複数の半導体素子33のうちのスイッチング素子等を駆動制御する駆動基板等を備える。
キャパシタユニット25は、例えば素子ユニット21及び駆動ユニット23とは分離された状態でY軸方向に沿って素子ユニット21及び駆動ユニット23に隣接するように配置されている。
図3に示すように、キャパシタユニット25は、第3ユニット筐体(請求項における支持部材の一例)41と、複数のキャパシタ(コンデンサ:請求項における素子、第2素子の一例)43と、を備える。第3ユニット筐体41は、内部に配置される複数のキャパシタ43を支持する。
左側部41a及び右側部41bの各々の外形は、例えばY-Z平面に平行な板状である。左側部41a及び右側部41bの各々には、空気(冷却風F)が通り抜けるための複数の側部開口(請求項における貫通孔の一例)45aが形成されている。各側部開口45aは、例えば円形状に貫通する開口である。
複数のキャパシタ43が配置される支持部材41eには、空気(冷却風F)が通り抜けるための複数の支持部開口45e(後述する図5参照、請求項における貫通孔の一例)が形成されている。各支持部開口45eは、例えば円形状に貫通する開口である。
下部41dと支持部材41eとの間のうち、Y軸方向での後部41gには空気(冷却風F)が通り抜けるための複数の開口45hが形成されている。複数の開口45hは、例えば円形状に貫通する開口である。
図4及び図5に示すように、複数のファン13の駆動によって、筐体11の外部の空気は複数の吸気口11Bを介して筐体11の内部に吸い込まれる。筐体11の内部を通過した空気は各排気口11A及び各ファン13を介して筐体11の外部に排出される。筐体11の内部を通過する空気は、各吸気口11Bから各排気口11Aに至る流通経路で冷却風Fとして作用することによって複数の電力制御ユニット15を冷却する。
各電力制御ユニット15に到達した冷却風Fは、素子ユニット21の第1ユニット筐体31の前部開口31Aからヒートシンク35に向かって流れる。ヒートシンク35によって形成された流路35cを通過する冷却風Fはヒートシンク35に配置された複数の半導体素子33を冷却する。
第3ユニット筐体41の内部を通過した冷却風Fは、各排気口11A及び各ファン13に向かって流れ、筐体11の外部に排出される。
ヒートシンク35での冷却風Fの流通経路が長くなることを抑制することによって、ヒートシンク35の温度勾配の増大を抑制することができるとともに、冷却風Fの圧力損失の増大を抑制することができる。冷却風Fの圧力損失を低減することによって、冷却風Fの風速を増大させ、複数の半導体素子33及び複数のキャパシタ43の冷却効率を向上させることができる。冷却風Fの流通方向でのヒートシンク35の長さが小さくなること、及び、冷却風Fの圧力損失が低減されることによって、冷却風Fの下流側に配置される他の電機機器の冷却効率を向上させることができる。
素子ユニット21及び駆動ユニット23と、キャパシタユニット25とは分離されることによって、保守容易性を向上させることができる。
上述した実施形態では、素子ユニット21と、駆動ユニット23と、キャパシタユニット25とは、互いに分離されてもよいし、適宜の組み合わせで一体的に形成されてもよい。
Claims (3)
- 筐体と、
前記筐体の内部で冷媒の流れを生じさせる流体機械と、
前記筐体の内部での前記冷媒の流通経路の上流側で前記冷媒の流路を形成する放熱部材と、
前記放熱部材の素子配置面で前記放熱部材での前記冷媒の流通方向に交差する方向に沿って並んで配置される複数の第1素子と、
前記流通経路で前記複数の第1素子よりも下流側に配置される複数の第2素子と、
隣り合う前記第2素子同士の間に前記冷媒を流通させるように前記複数の第2素子を支持する筐体と、
を備え、
前記筐体は、
前記複数の第2素子がそれぞれ別々に挿入される挿入孔を有する板状の上部と、
前記複数の第2素子が載置される板状の支持部材と、
を備え、
前記上部における前記挿入孔の間には、前記冷媒が通過する複数の上部開口が形成されており、
前記支持部材の前記第2素子を避けた位置には、前記冷媒が通過する複数の支持部開口が形成されている
電力変換ユニット。 - (削除)
- 前記流路から隔てられる領域を形成する仕切り部材と、
前記領域に配置されるとともに、前記複数の第1素子の駆動を制御する基板と、
を備える
請求項1に記載の電力変換ユニット。
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