KR20220002518A - 래미네이트 버스 바, 전력 변환기, 전력 변환 장치 및 무정전 전원 장치 - Google Patents
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Abstract
래미네이트 버스 바(200)는, 제 1 내지 제 3 도전판과, 제 1 내지 제 3 도전판에 대해서 교대로 적층되는 제 1 내지 제 4 절연판을 구비한다. 제 1 교류 단자(AC1), 제 1 양극 직류 단자(BP1) 및 제 1 음극 직류 단자(BN1)는, 평판부(210)의 길이 방향의 제 1 단부로부터 길이 방향으로 돌출하고 있다. 제 1 교류 단자(AC1), 제 1 양극 직류 단자(BP1) 및 제 1 음극 직류 단자(BN1)는, 평판부(210)의 폭 방향의 제 3 단부로부터 제 4 단부를 향해 이 순서로 나란히 배치된다. 제 2 교류 단자(AC2), 제 2 양극 직류 단자(BP2) 및 제 2 음극 직류 단자(BN2)는, 평판부(210)의 제 2 단부로부터 길이 방향으로 돌출하고 있다. 제 2 교류 단자(AC2), 제 2 음극 직류 단자(BN2) 및 제 2 양극 직류 단자(BP2)는, 평판부(210)의 제 3 단부로부터 제 4 단부를 향해 이 순서로 나란히 배치된다.
Description
본 개시는, 래미네이트 버스 바, 전력 변환기, 전력 변환 장치 및 무정전 전원 장치에 관한 것이다.
전력 변환 장치에 있어서는, 전력 변환기를 구성하는 반도체 모듈과 전원 사이의 주배선 회로에, 래미네이트 버스 바가 많이 사용되고 있다(예를 들면 일본 특허공개 제2019－21664호 공보(특허문헌 1) 참조). 래미네이트 버스 바는, 배선 회로를 구성하는 복수의 도전판에 대해서, 복수의 절연판을 교대로 적층한 구조를 가지고 있다. 래미네이트 버스 바는, 배선 인덕턴스를 저감하기 위해서 이용된다.
복수의 전력 변환기를 갖는 전력 변환 장치에 있어서는, 제조 비용의 삭감 등의 관점으로부터, 당해 복수의 전력 변환기에, 공통의 구성을 갖는 전력 변환기를 이용하는 일이 있다. 예를 들면 무정전 전원 장치의 경우에는, 교류 전원과 부하 사이에 전기적으로 직렬로 접속되는 컨버터 및 인버터를, 공통의 전력 변환기로 구성하는 것이 검토되고 있다.
이 경우, 컨버터를 구성하는 전력 변환기와, 인버터를 구성하는 전력 변환기는 스테이지 상에 나란히 배치된다. 그리고, 2개의 전력 변환기의 사이에는, 직류 양모선 및 직류 음모선을 각각 구성하는 2개의 도전 부재가 배치된다. 각 전력 변환기의 래미네이트 버스 바에 형성된 양극 직류 단자 및 음극 직류 단자는 2개의 도전 부재에 각각 접속된다.
또한 상기 구성에 있어서, 각 전력 변환기의 양극 직류 단자와 직류 양모선의 사이, 및, 각 전력 변환기의 음극 직류 단자와 직류 음모선의 사이에 퓨즈를 접속하는 경우, 2개의 전력 변환기 사이의 스페이스에는 합계 4개의 퓨즈가 배치되게 된다. 이 때, 합계 4개의 퓨즈를, 스테이지의 깊이 방향 및 법선 방향으로 나란히 배치하면, 당해 스페이스를 넓히는 일 없이 합계 4개의 퓨즈를 마련할 수 있다.
그러나, 당해 공간을 사이에 두고 동일한 구성을 갖는 2개의 래미네이트 버스 바가 대향하고 있는 상태에서, 1개의 도전 부재에 2개의 퓨즈를 서로 어긋나게 장착하기 위해서는, 도전 부재를 복잡한 형상으로 하는 것이 필요하다. 이에 따르면 도전 부재에 대해서 퓨즈의 설치가 어려워지고, 결과적으로 퓨즈의 설치 및 교환시에 있어서의 작업성이 저하하는 것이 염려된다. 또, 복잡한 형상을 실현하기 위해, 도전 부재의 가공 비용이 커져 버리는 것이 염려된다.
또, 복수의 퓨즈를 깊이 방향으로 나란히 배치하는 것으로 안쪽의 퓨즈가 잘 보이지 않기 때문에, 전력 변환 장치의 사용시에 퓨즈가 손상되어 있는지 여부를 육안으로 확인하는 것이 곤란해지는 것이 염려된다.
또, 컨버터를 구성하는 전력 변환기와 인버터를 구성하는 전력 변환기에서, 래미네이트 버스 바를 별개의 구성으로 하면, 상술한 불편을 회피할 수가 있지만, 전력 변환기의 공통화라고 하는 목적에 반하는 것으로 되어 버린다.
본 개시는, 상기의 문제점을 고려하여 이루어진 것으로서, 그 목적은, 간이한 구성으로 전력 변환기의 공통화를 실현할 수 있는 래미네이트 버스 바, 전력 변환기, 전력 변환 장치 및 무정전 전원 장치를 제공하는 것이다.
본 개시의 한 태양에 따른 래미네이트 버스 바는, 쌍방향으로 전력 변환 가능하게 구성된 전력 변환기에 이용된다. 래미네이트 버스 바는, 길이 방향, 길이 방향에 직교하는 폭 방향, 및 길이 방향과 폭 방향에 직교하는 두께 방향을 갖는 평판부를 가지고 있다. 평판부는, 제 1 도전판과, 제 2 도전판과, 제 3 도전판과, 제 1 내지 제 4 절연판을 구비한다. 제 1 도전판은, 제 1 교류 단자 및 제 2 교류 단자가 형성된다. 제 2 도전판은, 제 1 양극 직류 단자 및 제 2 양극 직류 단자가 형성된다. 제 3 도전판은, 제 1 음극 직류 단자 및 제 2 음극 직류 단자가 형성된다. 제 1 내지 제 4 절연판은, 제 1 내지 제 3 도전판에 대해서 두께 방향으로 교대로 적층된다. 평판부의 길이 방향의 제 1 단부에 있어서, 제 1 교류 단자는, 제 1 도전판으로부터 길이 방향으로 돌출하고 있다. 제 1 양극 직류 단자는, 제 2 도전판으로부터 길이 방향으로 돌출하고 있다. 제 1 음극 직류 단자는, 제 3 도전판으로부터 길이 방향으로 돌출하고 있다. 제 1 교류 단자, 제 1 양극 직류 단자 및 제 1 음극 직류 단자는, 평판부의 폭 방향의 제 3 단부로부터, 제 3 단부와는 반대측의 제 4 단부를 향해 이 순서로 나란히 배치된다. 평판부의 제 1 단부와는 반대측의 제 2 단부에 있어서, 제 2 교류 단자는, 제 1 도전판으로부터 길이 방향으로 돌출하고 있다. 제 2 양극 직류 단자는, 제 2 도전판으로부터 길이 방향으로 돌출하고 있다. 제 2 음극 직류 단자는, 제 3 도전판으로부터 길이 방향으로 돌출하고 있다. 제 2 교류 단자, 제 2 음극 직류 단자 및 제 2 양극 직류 단자는, 평판부의 제 3 단부로부터 제 4 단부를 향해 이 순서로 나란히 배치된다.
본 개시에 의하면, 간이한 구성으로 전력 변환기의 공통화를 실현할 수 있는 래미네이트 버스 바, 전력 변환기, 전력 변환 장치 및 무정전 전원 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 실시의 형태에 따른 전력 변환 장치의 주회로 구성을 나타내는 블럭도이다.
도 2는 실시의 형태에 따른 전력 변환기의 회로 구성을 나타내는 블럭도이다.
도 3은 실시의 형태에 따른 전력 변환기의 회로 구성을 나타내는 블럭도이다.
도 4는 실시의 형태에 따른 전력 변환기와 제어 장치의 접속 관계를 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 5는 실시의 형태에 따른 무정전 전원 장치의 정면도이다.
도 6은 실시의 형태에 따른 무정전 전원 장치의 상면도이다.
도 7은 전력 변환기의 외관 사시도이다.
도 8은 래미네이트 버스 바의 구성을 나타내는 평면도이다.
도 9는 래미네이트 버스 바의 평판부의 분해 사시도이다.
도 10은 전력 변환 유닛을 제 2 전력 변환기측의 제 1 방향으로부터 본 사시도이다.
도 11은 전력 변환 유닛을 제 1 전력 변환기측의 제 2 방향으로부터 본 사시도이다.
도 2는 실시의 형태에 따른 전력 변환기의 회로 구성을 나타내는 블럭도이다.
도 3은 실시의 형태에 따른 전력 변환기의 회로 구성을 나타내는 블럭도이다.
도 4는 실시의 형태에 따른 전력 변환기와 제어 장치의 접속 관계를 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 5는 실시의 형태에 따른 무정전 전원 장치의 정면도이다.
도 6은 실시의 형태에 따른 무정전 전원 장치의 상면도이다.
도 7은 전력 변환기의 외관 사시도이다.
도 8은 래미네이트 버스 바의 구성을 나타내는 평면도이다.
도 9는 래미네이트 버스 바의 평판부의 분해 사시도이다.
도 10은 전력 변환 유닛을 제 2 전력 변환기측의 제 1 방향으로부터 본 사시도이다.
도 11은 전력 변환 유닛을 제 1 전력 변환기측의 제 2 방향으로부터 본 사시도이다.
이하, 본 발명의 실시의 형태에 대해 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 또, 이하에서는 도면 중의 동일 또는 상당 부분에는 동일 부호를 붙여 그 설명은 원칙적으로 반복하지 않는 것으로 한다.
(전력 변환 장치의 주회로 구성)
도 1은, 실시의 형태에 따른 전력 변환 장치의 주회로 구성을 나타내는 블럭도이다. 본 실시의 형태에 따른 전력 변환 장치는, 대표적으로 무정전 전원 장치(100)에 적용할 수 있다.
도 1을 참조하여, 무정전 전원 장치(100)는, 상용 교류 전원(5)과 부하(6) 사이에 접속된다. 상용 교류 전원(5)은, 삼상 교류 전력을 무정전 전원 장치(100)에 공급한다. 무정전 전원 장치(100)는, 삼상 교류 전력을 부하(6)에 공급한다.
구체적으로는, 상용 교류 전원(5)은, R상 라인 RL, S상 라인 SL 및 T상 라인 TL를 거쳐 상용 주파수의 삼상 교류 전압 VR, VS, VT를 무정전 전원 장치(100)에 공급한다. 무정전 전원 장치(100)는, 상용 교류 전원(5)으로부터 삼상 교류 전압 VR, VS, VT를 받아, 상용 주파수의 삼상 교류 전압 VU, VV, VW를, U상 라인 UL, V상 라인 VL 및 W상 라인 WL를 거쳐 부하(6)에 출력한다.
무정전 전원 장치(100)는, 리액터 L1~L3, L11~L13, 콘덴서 C1~C3, C11~C13, 전력 변환 유닛(21~23), 직류 양모선 PL, 직류 음모선 NL, 배터리(7) 및, 제어 장치(9)를 구비한다.
리액터 L1~L3 및 콘덴서 C1~C3는, 삼상의 LC 필터 회로를 구성한다. 이 LC 필터 회로는, 저역 통과 필터이며, 상용 교류 전원(5)에의 고조파의 유출을 방지하기 위한 입력 필터로서 기능한다.
리액터 L11~L13 및 콘덴서 C11~C13는, 삼상의 LC 필터 회로를 구성한다. 이 LC 필터 회로는, 저역 통과 필터이며, 부하(6)에의 고조파의 유출을 방지하기 위한 출력 필터로서 기능한다.
전력 변환 유닛(21~23)은, 상용 교류 전원(5)으로부터 입력 필터를 거쳐 공급되는 삼상 교류 전압 VR, VS, VT를 직류 전압으로 변환하고, 그 직류 전압을 삼상 교류 전압 VU, VV, VW로 변환한다. 전력 변환 유닛(21~23)은, 삼상 교류 전압 VU, VV, VW를 출력 필터를 거쳐 부하(6)에 공급한다.
구체적으로는, 전력 변환 유닛(21)은, 컨버터(1R), 직류 모선 PL1, NL1, 인버터(2U) 및 퓨즈 FP1, FP2, FN1, FN2를 갖는다. 전력 변환 유닛(22)은, 컨버터(1S), 직류 모선 PL2, NL2, 인버터(2V) 및 퓨즈 FP3, FP4, FN3, FN4를 갖는다. 전력 변환 유닛(23)은, 컨버터(1T), 직류 모선 PL3, NL3, 인버터(2WV) 및 퓨즈 FP5, FP6, FN5, FN6을 갖는다.
컨버터(1R, 1S, 1T)의 각각은, 교류 단자 AC2, 양극 직류 단자(즉 고전위측 직류 단자) BP1 및 음극 직류 단자(즉 저전위측 직류 단자) BN1을 갖는다. 인버터(2U, 2V, 2W)의 각각은, 교류 단자 AC1, 양극 직류 단자 BP2 및 음극 직류 단자 BN2를 갖는다. 컨버터(1R, 1S, 1T) 및 인버터(2U, 2V, 2W)는 「전력 변환기」의 일 실시예에 대응한다. 컨버터(1R, 1S, 1T)는 「제 1 전력 변환기」의 일 실시예에 대응한다. 인버터(2U, 2V, 2W)는 「제 2 전력 변환기」의 일 실시예에 대응한다.
컨버터(1R)의 교류 단자 AC2는, R상 라인 RL로부터 입력 필터(콘덴서 C1 및 리액터 L1)를 거쳐 R상 전압 VU을 받는다. 컨버터(1R)는, R상 전압 VR을 직류 전압으로 변환하고, 그 직류 전압을 직류 단자 BP1, BN1 사이에 출력한다.
컨버터(1S)의 교류 단자 AC2는, S상 라인 SL로부터 입력 필터(콘덴서 C2 및 리액터 L2)를 거쳐 S상 전압 VS를 받는다. 컨버터(1S)는, S상 전압 VS를 직류 전압으로 변환하고, 그 직류 전압을 직류 단자 BP1, BN1 사이에 출력한다.
컨버터(1T)의 교류 단자 AC2는, T상 라인 RL로부터 입력 필터(콘덴서 C3 및 리액터 L3)를 거쳐 T상 전압 VT를 받는다. 컨버터(1T)는, T상 전압 VT를 직류 전압으로 변환하고, 그 직류 전압을 직류 단자 BP1, BN1 사이에 출력한다.
퓨즈 FP1, FP3, FP5의 한쪽 단자는, 컨버터(1R, 1S, 1T)의 양극 직류 단자 BP1에 각각 접속된다. 퓨즈 FP1, FP3, FP5의 다른 쪽 단자는, 직류 양모선 PL1~PL3에 각각 접속된다.
퓨즈 FN1, FN3, FN5의 한쪽 단자는, 컨버터(1R, 1S, 1T)의 음극 직류 단자 BN1에 각각 접속된다. 퓨즈 FN1, FN3, FN5의 다른 쪽 단자는, 직류 음모선 NL1~NL3에 각각 접속된다.
퓨즈 FP2, FP4, FP6의 한쪽 단자는, 직류 양모선 PL1~PL3에 각각 접속된다. 퓨즈 FP2, FP4, FP6의 다른 쪽 단자는, 인버터(2U, 2V, 2W)의 양극 직류 단자 BP2에 각각 접속된다.
퓨즈 FN2, FN4, FN6의 한쪽 단자는, 직류 음모선 NL1~NL3에 각각 접속된다. 퓨즈 FN2, FN4, FN6의 다른 쪽 단자는, 인버터(2U, 2V, 2W)의 음극 직류 단자 BN2에 각각 접속된다.
인버터(2U)의 직류 단자 BP2, BN2는, 컨버터(1R)로부터 직류 모선 PL1, NL1을 거쳐 직류 전압을 받는다. 인버터(2U)는, 직류 전압을 U상 전압 VU로 변환하고, 그 U상 전압 VU를 교류 단자 AC1에 출력한다.
인버터(2V)의 직류 단자 BP2, BN2는, 컨버터(1S)로부터 직류 모선 PL2, NL2를 거쳐 직류 전압을 받는다. 인버터(2V)는, 직류 전압을 V상 전압 VV로 변환하고, 그 V상 전압 VV를 교류 단자 AC1에 출력한다.
인버터(2W)의 직류 단자 BP2, BN2는, 컨버터(1T)로부터 직류 모선 PL3, NL3을 거쳐 직류 전압을 받는다. 인버터(2W)는, 직류 전압을 W상 전압 VW로 변환하고, 그 W상 전압 VW를 교류 단자 AC1에 출력한다.
직류 양모선 PL는, 직류 양모선 PL1~PL3에 접속된다. 직류 음모선 NL는, 직류 음모선 NL1~NL3에 접속된다. 직류 모선 PL, NL는, 컨버터(1R, 1S, 1T)에서 생성되는 직류 전압을 받는다. 배터리(7)는, 직류 양모선 PL 및 직류 음모선 NL 사이에 접속된다. 배터리(7)는 「전력 저장 장치」의 일 실시예에 대응한다.
제어 장치(9)는, 상용 교류 전원(5)의 건전시 및 정전시에 있어서 부하(6)에 공급하는 교류 전력을 생성하기 위해서, 컨버터(1R, 1S, 1T) 및 인버터(2U, 2V, 2W)를 제어한다. 제어 장치(9)는, 예를 들면, CPU(Central Processing Unit)와, ROM(Read Only Memory) 및 RAM(Random Access Memory) 등의 기억부를 포함하는 마이크로 컴퓨터를 주체로서 구성된다. 제어 장치(9)는, 미리 ROM에 저장된 프로그램을 CPU가 RAM에 판독하여 실행하는 것에 의해, 컨버터(1R, 1S, 1T) 및 인버터(2U, 2V, 2W)를 제어한다.
구체적으로는, 상용 교류 전원(5)의 건전시에는, 제어 장치(9)는, 상용 교류 전원(5)으로부터 교류 단자 AC2에 부여되는 삼상 교류 전압 VR, VS, VT를 직류 전압으로 변환하고, 그 직류 전압을 배터리(7)에 공급하고, 또한, 그 직류 전압을 삼상 교류 전압 VU, VV, VW로 변환하여 교류 단자 AC1에 출력하도록, 컨버터(1R, 1S, 1T) 및 인버터(2U, 2V, 2W)를 제어한다.
한편, 상용 교류 전원(5)의 정전시에는, 제어 장치(9)는, 컨버터(1R, 1S, 1T)의 운전을 정지시키는 것과 동시에, 배터리(7)로부터 직류 단자 BP2, BN2에 부여되는 직류 전력에 의해 생성되는 직류 전압을 삼상 교류 전압 VU, VV, VW로 변환하여 교류 단자 AC1에 출력하도록, 인버터(2U, 2V, 2W)를 제어한다.
(전력 변환기의 회로 구성)
도 1에 나타낸 무정전 전원 장치(100)에 있어서, 컨버터(1R, 1S, 1T) 및 인버터(2U, 2V, 2W)에는, 공통의 구조를 갖는 전력 변환기를 이용할 수 있다.
이하에서는, 본 실시의 형태에 따른 전력 변환기의 구조를 상세하게 설명한다. 처음에, 도 2 내지 도 4를 참조하여, 본 실시의 형태에 따른 전력 변환기의 회로 구성을 설명한다.
도 2 및 도 3은, 본 실시의 형태에 따른 전력 변환기(10)의 회로 구성을 나타내는 블럭도이다. 도 2에는, 전력 변환기(10)를 이용한 컨버터(1R)의 구성예가 도시되어 있다.
도 2를 참조하여, 전력 변환기(10)는, 교류 단자 AC1, AC2, 양극 직류 단자 BP1, BP2, 음극 직류 단자 BN1, BN2를 구비한다.
교류 단자 AC1, AC2는, 상용 교류 전원(5) 또는 부하(6)로부터의 교류 전압을 받는다. 컨버터(1R)의 예에서는, 교류 단자 AC2는 R상 라인 RL에 접속되고, 상용 교류 전원(5)으로부터의 R상 전압 VR를 받는다. 교류 단자 AC2는 「제 2 교류 단자」의 일 실시예에 대응한다.
양극 직류 단자 BP1, BP2는, 퓨즈 FP의 한쪽 단자에 접속된다. 음극 직류 단자 BN1, BN2는, 퓨즈 FN의 한쪽 단자에 접속된다. 도 2의 컨버터(1R)의 예에서는, 양극 직류 단자 BP1은 퓨즈 FP1의 한쪽 단자에 접속되고, 음극 직류 단자 BN1은 퓨즈 FN1의 한쪽 단자에 접속된다. 양극 직류 단자 BP1은 「제 1 양극 직류 단자」의 일 실시예에 대응하고, 양극 직류 단자 BP2는 「제 2 양극 직류 단자」의 일 실시예에 대응한다. 음극 직류 단자 BN1은 「제 1 음극 직류 단자」의 일 실시예에 대응하고, 음극 직류 단자 BN2는 「제 2 음극 직류 단자」의 일 실시예에 대응한다.
전력 변환기(10)는, 직류 라인(14, 16), 교류 라인(18), 복수의 반도체 모듈 M1~M4 및 콘덴서(12)를 더 구비한다.
직류 라인(14)은, 양극 직류 단자 BP1 및 양극 직류 단자 BP2의 사이에 접속된다. 직류 라인(16)은, 음극 직류 단자 BN1 및 음극 직류 단자 BN2의 사이에 접속된다. 교류 라인(18)은, 교류 단자 AC1 및 교류 단자 AC2의 사이에 접속된다.
복수의 반도체 모듈 M1~M4는, 직류 라인(14) 및 직류 라인(16)의 사이에 서로 병렬로 접속된다. 이하, 반도체 모듈 M1~M4를, 총칭하여 반도체 모듈 M이라고 하는 경우가 있다. 또, 반도체 모듈 M의 개수는 4개로 한정되는 것은 아니고, 단수를 포함하는 임의의 개수로 변경 가능하다.
반도체 모듈 M은, 반도체 스위칭 소자 Q1, Q2, 다이오드 D1, D2, 콜렉터 단자 C1, 이미터 단자 E2, 콜렉터-이미터 단자 C2E1 및, 제어 단자 G1, G2, E1, E2를 갖는다. 반도체 스위칭 소자 Q1, Q2의 각각은, 예를 들면 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)이다. IGBTQ1의 콜렉터는 콜렉터 단자 C1에 접속되고, 이미터는 IGBTQ2의 콜렉터, 제어 단자 E1 및 콜렉터-이미터 단자 C2E1에 접속된다. IGBTQ1의 게이트는 제어 단자 G1에 접속된다. IGBTQ2의 이미터는 이미터 단자 E2 및 제어 단자 E2에 접속되고, 게이트는 제어 단자 G2에 접속된다. 다이오드 D1은 IGBTQ1에 역병렬로 접속되고, 다이오드 D2는 IGBTQ2에 역병렬로 접속된다.
반도체 모듈 M의 콜렉터 단자 C1은 직류 라인(14)에 접속되고, 이미터 단자 E2는 직류 라인(16)에 접속된다. 반도체 모듈 M의 콜렉터-이미터 단자 C2E1은 교류 라인(18)에 접속된다.
콘덴서(12)의 양극은 직류 라인(14)에 접속되고, 음극은 직류 라인(16)에 접속된다. 콘덴서(12)는, 후술하는 바와 같이, 병렬 접속된 복수의 콘덴서 유닛 CD를 갖는다.
도 3에는, 전력 변환기(10)를 이용한 인버터(2U)의 구성예가 도시되어 있다. 도 3에 나타내는 구성예는, 도 2에 나타내는 구성예와 비교하여, 직류 모선 PL1, NL1 및 교류 라인의 접속만이 다르다. 인버터(2U)의 예에서는, 교류 단자 AC1은 U상 라인 UL에 접속되고, U상 전압 VU를 출력한다. 교류 단자 AC1은 「제 1 교류 단자」의 일 실시예에 대응한다. 양극 직류 단자 BP2는 퓨즈 FP2의 한쪽 단자에 접속되고, 음극 직류 단자 BN2는 퓨즈 FN2의 한쪽 단자에 접속된다.
도 4는, 본 실시의 형태에 따른 전력 변환기(10)와 제어 장치(9)의 접속 관계를 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 4를 참조하여, 각 반도체 모듈 M의 제어 단자 G1, G2, E1, E2는 제어 장치(9)에 접속된다. 각 반도체 모듈 M의 콜렉터 단자 C1은 직류 라인(14)에 접속되고, 이미터 단자 E2는 직류 라인(16)에 접속되고, 콜렉터-이미터 단자 C2E1은 교류 라인(18)에 접속된다.
직류 라인(14) 및 직류 라인(16) 사이에는, 콘덴서(12)를 구성하는 복수의 콘덴서 유닛 CD가 병렬로 접속된다. 콘덴서 유닛 CD의 개수는 임의로 변경 가능하다.
양극 직류 단자 BP1, BP2는 직류 라인(14)으로부터 전력 변환기(10)의 외부에 인출되어 있다. 음극 직류 단자 BN1, BN2는 직류 라인(16)으로부터 전력 변환기(10)의 외부에 인출되어 있다. 교류 단자 AC1, AC2는 교류 라인(18)으로부터 전력 변환기(10)의 외부에 인출되어 있다.
이상 설명한 바와 같이, 컨버터(1R)와 인버터(2U)는, 배선의 접속을 변경하는 것에 의해, 공통의 구성을 갖는 전력 변환기(10)를 이용하여 실현될 수 있다. 구성 부품을 공통화하는 것에 의해, 전력 변환 장치의 생산성을 높일 수 있고, 결과적으로 제조 비용을 삭감할 수 있다. 또, 구성 부품이 고장난 경우의 수리 및/또는 교환이 용이해지기 때문에, 전력 변환 장치의 보수 점검의 비용을 삭감할 수 있다.
(전력 변환 장치의 구성예)
다음에, 본 실시의 형태에 따른 전력 변환기(10)의 구성예 및, 전력 변환기(10)를 실장한 전력 변환 장치(무정전 전원 장치(100))의 구성예에 대해 설명한다.
도 5는, 본 실시의 형태에 따른 무정전 전원 장치(100)의 정면도이다. 도 6은, 본 실시의 형태에 따른 무정전 전원 장치(100)의 상면도이다. 이하의 설명에 있어서, 좌우 방향(또는 길이 방향)을 X 방향으로 하고, 전후 방향(또는 폭 방향)을 Z 방향으로 하고, 상하 방향(또는 두께 방향)을 Y 방향으로 한다.
또, 도 5 및 도 6은, 본 실시의 형태에 따른 전력 변환 장치에 관련되는 부분을 발췌하여 나타내고 있다. 도 5 및 도 6에 나타나는 전력 변환 장치를 포함하는, 무정전 전원 장치(100)의 구성 부품은, 도시하지 않는 판 형상(직육면체 형상)의 케이스의 내부에 수납되어 있다.
도 5를 참조하여, 무정전 전원 장치(100)는, 스테이지(110, 120, 130)와, 칸막이(140)를 더 구비한다. 무정전 전원 장치(100)는, 전력 변환 유닛(21~23)이 각각 탑재된 스테이지(110, 120, 130)를 상하 방향(Y 방향)으로 쌓아올리는 것에 의해 구성되어 있다. 도 5의 예에서는, 최하층의 스테이지(130)에 전력 변환 유닛(23)이 탑재되고, 중층의 스테이지(120)에 전력 변환 유닛(22)이 탑재되고, 최상층의 스테이지(110)에 전력 변환 유닛(21)이 탑재되어 있다. 도 6에는, 최상층의 전력 변환 유닛(21)의 평면도가 도시되어 있다.
칸막이(140)는, 직사각형 평판형의 형상을 가지고 있고, 무정전 전원 장치(100)의 케이스의 저면 상에 기립하도록 설치되어 있다. 칸막이(140)는, Z 방향에 수직인 제 1 면과, 제 1 면과는 반대측의 제 2 면을 갖는다. 스테이지(110, 120, 130)는 칸막이(140)의 제 1 면에 고정되어 있다. 직류 양모선 PL 및 직류 음모선 NL는, 띠형 형상을 갖는 도전 부재이다. 도전 부재는, 칸막이(140)의 제 2 면측에, Y 방향으로 연장하도록 배치되어 있다. 칸막이(140)에는, 관통공(150, 160)이 형성되어 있다.
스테이지(110, 120, 130)의 각각은, 직사각형 평판형의 형상을 가지고 있고, 제 1 면과, 제 1 면과 반대측의 제 2 면을 갖는다. 컨버터(1R) 및 인버터(2U)는, 스테이지(110)의 제 1 면 상에, 길이 방향(X 방향)으로 나란히 배치된다. 직류 모선 PL1, NL1 및 퓨즈 FP1, FP2, FN1, FN2는, 컨버터(1R)와 인버터(2U) 사이의 스페이스에 배치된다.
컨버터(1S) 및 인버터(2V)는, 스테이지(120)의 제 1 면 상에, 길이 방향(X 방향)으로 나란히 배치된다. 직류 모선 PL2, NL2 및 퓨즈 FP3, FP4, FN3, FN2는, 컨버터(1S)와 인버터(2V) 사이의 스페이스에 배치된다.
컨버터(1T) 및 인버터(2W)는, 스테이지(130)의 제 1 면 상에, 길이 방향(X 방향)으로 나란히 배치된다. 직류 모선 PL3, NL3 및 퓨즈 FP5, FP6, FN5, FN6은, 컨버터(1T)와 인버터(2W) 사이의 스페이스에 배치된다.
직류 양모선 PL1, PL2, PL3의 한쪽 단부는, 칸막이(140)에 형성된 관통공(150)을 거쳐 직류 양모선 PL에 접속된다. 직류 음모선 NL1, NL2, NL3의 한쪽 단부는, 칸막이(140)에 형성된 관통공(160)을 통해 직류 음모선 NL에 접속된다.
상술한 바와 같이, 컨버터(1R, 1S, 1T) 및 인버터(2U, 2V, 2W)는, 공통의 전력 변환기(10)에 의해 구성되어 있다. 다음에, 도 7은, 전력 변환기(10)의 외관 사시도이다.
도 7을 참조하여, 전력 변환기(10)는, 복수의 반도체 모듈 M1~M4와, 복수의 콘덴서 유닛 CD와, 래미네이트 버스 바(200)와, 케이스(300)와, 기판(310, 330)과, 커버(320)를 갖는다.
케이스(300)는, 직육면체의 형상을 가지고 있고, 그 상면이 개구하고 있다. 케이스(300)의 Z 방향에 있어서의 한쪽 측면에는, 케이스(300) 내에 냉각풍을 도입하기 위한 개구가 형성되어 있다.
제 1 기판(310)은, 케이스(300)의 상면에 장착되어 있다. 제 1 기판(310)은 직사각형 평판형의 형상을 가지고 있다. 제 1 기판(310)은, 케이스(300)의 저면에 대향하는 제 1 면과, 제 1 면과는 반대측의 제 2 면을 갖는다. 제 1 면에는 도시하지 않는 히트 싱크가 고정되어 있다. 히트 싱크는, 제 1 면에 고정되는 베이스와, 베이스로부터 돌출하는 핀을 가지고 있다. 히트 싱크는, 예를 들면 알루미늄 또는 구리 등의 높은 열전도성을 갖는 금속으로 형성되어 있다.
복수의 반도체 모듈 M1~M4는, 제 1 기판(310)의 제 2 면 상에 길이 방향(X 방향)으로 나란히 배치되어 있다. 다만, 복수의 반도체 모듈 M1~M4의 배치는 이것으로 한정되지 않는다.
반도체 모듈 M은, 도 2 및 도 3에 나타낸 것바와 같이, 반도체 스위칭 소자 Q1, Q2, 다이오드 D1, D2, 콜렉터 단자 C1, 이미터 단자 E2, 콜렉터-이미터 단자 C2E1 및, 제어 단자 G1, G2, E1, E2를 가지고 있다. 반도체 모듈 M은, 예를 들면, 평판 형상의 기판 상에 반도체 스위칭 소자 Q1, Q2 및 다이오드 D1, D2가 실장된 구성을 가지고 있다. 반도체 스위칭 소자 Q1, Q2 및 다이오드 D1, D2는, 본딩와이어 또는 배선층에 의해 전기적으로 접속되어 있다. 반도체 스위칭 소자 Q1, Q2 및 다이오드 D1, D2는, 기판, 본딩와이어 및 배선층 등과 함께 수지에 의해 봉지되어 있다. 수지는, 대략 직사각형 형상으로 형성되어 있다. 콜렉터 단자 C1, 이미터 단자 E2 및 콜렉터-이미터 단자 C2E1은, 대략 직사각형 형상의 수지의 표면으로부터 서로 평행하게 돌출하도록 배치되어 있다. 콜렉터 단자 C1, 이미터 단자 E2 및 콜렉터-이미터 단자 C2E1을 래미네이트 버스 바(200)에 접속하는 것에 의해, 반도체 모듈 M은 래미네이트 버스 바(200)에 실장된다.
복수의 콘덴서 유닛 CD는, 케이스(300)의 내부에 수용된다. 복수의 콘덴서 유닛 CD는, 케이스(300)의 저면 상에 기립하도록 나란히 배치되어 있다. 복수의 콘덴서 유닛 CD는 도 2 및 도 3에 나타낸 콘덴서(12)를 구성한다. 콘덴서 유닛 CD는, 원통부와, 원통부의 일단에 마련된 양극 단자 및 음극 단자를 갖는다. 양극 단자 및 음극 단자를 래미네이트 버스 바(200)에 접속하는 것에 의해, 콘덴서 CD는 래미네이트 버스 바(200)에 실장된다.
복수의 반도체 모듈 M과 복수의 콘덴서 CD는 래미네이트 버스 바(200)를 거쳐 전기적으로 접속된다. 래미네이트 버스 바(200)는, 직류 라인(14, 16) 및 교류 라인(18)(도 2~도 4 참조)을 구성한다.
래미네이트 버스 바(200)는, 대략 직사각형 평판형의 형상을 가지고 있고, 케이스(300)의 저면에 대향하여 배치되어 있다. 래미네이트 버스 바(200)는, 제 1 면(200A)과, 제 1 면(200A)과 반대측의 제 2 면(200B)을 가지고 있다. 제 2 면(200B)은, 케이스(300)의 저면에 대향하고 있다. 제 1 면(200A)의 두께 방향(Y 방향)의 윗쪽에는, 제 1 면(200A)의 일부분을 덮는 커버(320)가 배치되어 있다. 제 2 기판(320)은, 커버(320) 상에 배치되어 있다. 제 2 기판(320)에는, 도시하지 않는 제어 장치(9)(도 1 참조) 등이 실장된다.
도 8은, 래미네이트 버스 바(200)의 구성을 나타내는 평면도이다.
도 8을 참조하여, 래미네이트 버스 바(200)는, 평판부(210)와, 교류 단자 AC1, AC2와, 양극 직류 단자 BP1, BP2와, 음극 직류 단자 BN1, BN2를 가지고 있다.
평판부(210)는, 길이 방향(X 방향), 길이 방향에 직교하는 폭 방향(Z 방향) 및, 길이 방향 및 폭 방향에 직교하는 두께 방향(Y 방향)을 가지고 있다. 평판부(210)에는, 두께 방향으로 관통하는 복수의 관통공(211~215)이 형성되어 있다. 관통공(211)(제 2 관통공)은, 반도체 모듈 M의 콜렉터 단자 C1에 대응하는 위치에 배치되어 있다. 관통공(212)(제 1 관통공)은, 반도체 모듈 M의 콜렉터-이미터 단자 C2E1에 대응하는 위치에 배치되어 있다. 관통공(213)(제 3 관통공)은, 반도체 모듈 M의 이미터 단자 E2에 대응하는 위치에 배치되어 있다. 관통공(214)(제 4 관통공)은, 콘덴서 유닛 CD의 양극 단자에 대응하는 위치에 배치되어 있다. 관통공(215)(제 5 관통공)은, 콘덴서 유닛 CD의 음극 단자에 대응하는 위치에 배치되어 있다. 각 관통공에는 도시하지 않는 접속 단자(볼트 등)가 삽입된다. 이 접속 단자에 의해, 반도체 모듈 M의 콜렉터 단자 C1, 콜렉터-이미터 단자 C2E1 및 이미터 단자 E2, 및 콘덴서 유닛 CD의 양극 단자 및 음극 단자의 각각을 소정 위치에서 래미네이트 버스 바(200)에 전기적으로 접속할 수 있다.
도 9는, 래미네이트 버스 바(200)의 평판부(210)의 분해 사시도이다. 도 9를 참조하여, 평판부(210)는, 제 1 도전판(220AC)과, 제 2 도전판(220P)과, 제 3 도전판(220N)과, 제1~제 4 절연판(215)을 갖는다. 제1~제 4 절연판(215)과, 제1~제 3 도전판(220AC, 220P, 220C)은 교대로 적층되고 있고, 적층체를 구성한다. 구체적으로는, 적층체는, 아래쪽으로부터 제 4 절연판(215), 제 3 도전판(220N), 제 3 절연판(215), 제 2 도전판(220P), 제 2 절연판(215), 제 1 도전판(220AC), 제 1 절연판(215)의 순서로 적층되어 있다.
제 1 도전판(220AC)에는, 제 1 교류 단자 AC1 및 제 2 교류 단자 AC2가 형성되어 있다. 제 1 도전판(220AC)은, 교류 라인(18)(도 2~도 4 참조)을 구성한다.
제 2 도전판(220P)에는, 제 1 양극 직류 단자 BP1 및 제 2 양극 직류 단자 BP2가 형성되어 있다. 제 2 도전판(220P)은, 직류 라인(14)(도 2~도 4 참조)을 구성한다.
제 3 도전판(220N)에는, 제 1 음극 직류 단자 BN1 및 제 2 음극 직류 단자 BN2가 형성되어 있다. 제 3 도전판(220N)은, 직류 라인(16)(도 2~도 4 참조)을 구성한다.
도 8에 나타내는 바와 같이, 평판부(210)의 길이 방향(X 방향)에 있어서의 제 1 단부(210A)에 있어서, 제 1 교류 단자 AC1은, 제 1 도전판(220AC)으로부터 길이 방향으로 돌출하고 있다. 제 1 양극 직류 단자 BP1은, 제 2 도전판(220P)으로부터 길이 방향으로 돌출하고 있다. 제 1 음극 직류 단자 BN1은, 제 3 도전판(220N)으로부터 길이 방향으로 돌출하고 있다. 제 1 교류 단자 AC1, 제 1 양극 직류 단자 BP1 및 제 1 음극 직류 단자 BN1의 각각은, 직사각형 평판형의 형상을 가지고 있고, 드릴 가공(drilling)에 의한 접속공(203)이 형성되어 있다.
평판부(210)의 길이 방향에 있어서의 제 2 단부(210B)에 있어서, 제 2 교류 단자 AC2는, 제 1 도전판(220AC)으로부터 길이 방향으로 돌출하고 있다. 제 2 양극 직류 단자 BP2는, 제 2 도전판(220P)으로부터 길이 방향으로 돌출하고 있다. 제 2 음극 직류 단자 BN2는, 제 3 도전판(220N)으로부터 길이 방향으로 돌출하고 있다. 제 2 교류 단자 AC2, 제 2 양극 직류 단자 BP2 및 제 2 음극 직류 단자 BN2의 각각은, 직사각형 평판형의 형상을 가지고 있고, 드릴 가공에 의한 접속공(203)이 형성되어 있다.
제 1 교류 단자 AC1, 제 1 양극 직류 단자 BP1 및 제 1 음극 직류 단자 BN1은, 평판부(210)의 폭 방향에 있어서의 제 3 단부(210C)로부터, 제 3 단부(210C)와는 반대측의 제 4 단부(210D)를 향해 이 순서로 나란히 배치되어 있다. 한편, 제 2 교류 단자 AC2, 제 2 음극 직류 단자 BN2 및 제 2 양극 직류 단자 BP2는, 평판부(210)의 폭 방향에 있어서의 제 3 단부(210C)로부터 제 4 단부(210D)를 향해 이 순서로 나란히 배치되어 있다.
또한 도 8의 예에서는, 제 1 교류 단자 AC1과 제 2 교류 단자 AC2는, 평판부(210)를 사이에 두고 길이 방향으로 대향하는 위치에 배치되어 있다. 제 1 양극 직류 단자 BP1과 제 2 음극 직류 단자 BN2는, 평판부(210)를 사이에 두고 길이 방향으로 대향하는 위치에 배치되어 있다. 제 1 음극 직류 단자 BN1과 제 2 양극 직류 단자 BP2는, 평판부(210)를 사이에 두고 길이 방향으로 대향하는 위치에 배치되어 있다. 즉, 래미네이트 버스 바(200)의 제 1 단부(210A)와 제 2 단부(210B)에서는, 양극 직류 단자 BP 및 음극 직류 단자 BN의 나열 순서가 반대로 되어 있다.
도 6에 나타내는 전력 변환 유닛(21)에 있어서는, 제 1 전력 변환기(10)(컨버터(1R))와 제 2 전력 변환기(10)(인버터(2U))는 길이 방향(X 방향)으로 나란히 배치되어 있다. 구체적으로는, 제 1 전력 변환기(10)의 래미네이트 버스 바(200)의 제 1 단부(210A)와, 제 2 전력 변환기(10)의 래미네이트 버스 바(200)의 제 2 단부(210B)가 길이 방향(X 방향)으로 대향하고, 또한, 각각의 래미네이트 버스 바(200)의 제 4 단부(210D)가 길이 방향으로 정렬하도록 폭 방향으로 배치되어 있다. 도 6과 같이 배치한 경우, 제 1 전력 변환기(10)의 제 1 양극 직류 단자 BP1과, 제 2 전력 변환기(10)의 제 2 음극 직류 단자 BN2가 대향하여 배치되게 된다. 또, 제 1 전력 변환기(10)의 제 1 음극 직류 단자 BN1과, 제 2 전력 변환기(10)의 제 2 양극 직류 단자 BP2가 대향하여 배치되게 된다.
도 5 및 도 6에 나타내는 바와 같이, 제 1 전력 변환기(10)와 제 2 전력 변환기(10) 사이에는, 4개의 퓨즈 FP1, FP2, FN1, FN2가 배치되어 있다. 각 퓨즈는, 대략 직육면체의 형상을 가지고 있다. 각 퓨즈는, 제 1 단자 및 제 2 단자를 가지고 있다.
제 1 퓨즈 FP1의 제 1 단자는, 접속 부재(162)를 거쳐, 제 1 전력 변환기(10)(컨버터(1R))의 제 1 양극 직류 단자 BP1에 접속되어 있다. 제 1 퓨즈 FP1의 제 2 단자는, 띠형의 형상을 갖는 직류 양모선 PL1의 제 1 면에 접속되어 있다.
제 2 퓨즈 FP2의 제 1 단자는, 접속 부재(152)를 거쳐, 제 2 전력 변환기(10)(인버터(2U))의 제 2 양극 직류 단자 BP2에 접속되어 있다. 제 2 퓨즈 FP2의 제 2 단자는, 직류 양모선 PL1의 제 1 면과 반대측의 제 2 면에 접속되어 있다.
제 3 퓨즈 FN1의 제 1 단자는, 접속 부재(164)를 거쳐, 제 1 전력 변환기(10)(컨버터(1R))의 제 1 음극 직류 단자 BN1에 접속되어 있다. 제 3 퓨즈 FN1의 제 2 단자는, 띠형의 형상을 갖는 직류 음모선 NL1의 제 1 면에 접속되어 있다.
제 4 퓨즈 FN2의 제 1 단자는, 접속 부재(154)를 거쳐, 제 2 전력 변환기(10)(인버터(2U))의 제 2 음극 직류 단자 BN2에 접속되어 있다. 제 4 퓨즈 FN2의 제 2 단자는, 직류 음모선 NL1의 제 1 면과 반대측의 제 2 면에 접속되어 있다.
접속 부재(152, 154, 162, 164)의 각각은, 띠형의 형상을 갖는 도전 부재를 대략 수직으로 구부리는 것에 의해 형성되어 있다. 각 퓨즈의 제 1 단자와 접속 부재의 접속, 및 각 퓨즈의 제 2 단자와 직류 모선의 접속에는, 볼트 등의 접속 단자를 이용할 수 있다.
도 5에 나타내는 바와 같이, 폭 방향(Z 방향)으로부터 본 평면시에 있어서, 제 1 퓨즈 FP1과 제 2 퓨즈 FP2는, 길이 방향(X 방향)으로 나란히 배치되어 있다. 제 3 퓨즈 FN1과 제 4 퓨즈 FN2는, 길이 방향으로 나란히 배치되어 있다. 제 3 퓨즈 FN1은, 제 1 퓨즈 FP1에 대해서 두께 방향(Y 방향)으로 나란히 배치되어 있다. 제 4 퓨즈 FN2는, 제 2 퓨즈 FN2에 대해서 두께 방향으로 나란히 배치되어 있다.
또 도 6에 나타내는 바와 같이, 두께 방향(Y 방향)으로부터 본 평면시에 있어서, 제 1 퓨즈 FP1과 제 4 퓨즈 FN4는, 길이 방향(X 방향)으로 나란히 배치되어 있다. 제 3 퓨즈 FN1과 제 2 퓨즈 FP2는, 길이 방향으로 나란히 배치되어 있다.
도 10은, 전력 변환 유닛(21)을, 제 2 전력 변환기(10)(인버터(2U)) 측의 제 1 방향으로부터 본 사시도이다. 도 11은, 전력 변환 유닛(21)을, 제 1 전력 변환기(10)(컨버터(1R)) 측의 제 2 방향으로부터 본 사시도이다.
도 10 및 도 11에 나타내는 바와 같이, 직류 양모선 PL1은, 폭 방향(Z 방향)으로 연장되는 띠형 형상의 제 1 도전 부재를 가지고 있다. 직류 음모선 NL1은, 폭 방향으로 연장되는 띠형 형상의 제 2 도전 부재를 가지고 있다. 제 1 도전 부재와 제 2 도전 부재는, 두께 방향(Y 방향)으로 나란히 배치되어 있다. 제 1 도전 부재에 대한 제 1 퓨즈 FP1의 접속 위치와, 제 2 퓨즈 FP2의 접속 위치는 폭 방향으로 어긋나 있다. 제 2 도전 부재에 대한 제 3 퓨즈 FN1의 접속 위치와, 제 4 퓨즈 FN2의 접속 위치는 폭 방향으로 어긋나 있다.
도 5, 도 6, 도 10 및 도 11에 도시되는 바와 같이, 4개의 퓨즈 FP1, FP2, FN1, FN2는, 길이 방향(X 방향), 폭 방향(Z 방향) 및 두께 방향(Y 방향) 중 어느 하나에 있어서도 서로 겹치지 않는 위치에 배치되어 있다. 따라서, 도 5와 같이, 무정전 전원 장치(100)를 폭 방향으로부터 보았을 때에, 4개의 퓨즈 FP1, FP2, FN1, FN2를 모두 볼 수가 있다. 이에 따르면 사용자는, 각 퓨즈가 손상되어 있는지 여부를 용이하게 확인할 수 있기 때문에, 무정전 전원 장치(100)의 품질을 높일 수 있다.
또, 4개의 퓨즈 FP1, FP2, FN1, FN2 중 어느 퓨즈가 손상된 경우에는, 손상된 퓨즈를 용이하게 떼어내 신품의 퓨즈로 교환할 수 있다. 따라서, 퓨즈의 설치 및 교환시에 있어서의 작업성을 향상시킬 수 있다.
또한, 직류 양모선 PL1 및 직류 음모선 NL1의 각각을, 간이한 띠형의 형상을 갖는 도전 부재에 의해 형성할 수 있다. 이에 따르면 직류 모선 PL1, NL1을 구성하는 도전 부재의 가공 및 조립이 용이해지기 때문에, 전력 변환 장치의 제조 비용을 삭감할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시의 형태에 따른 래미네이트 버스 바(200)에 의하면, 전력 변환 장치에 포함되는 복수의 전력 변환기를, 공통의 전력 변환기(10)에 의해 구성한 경우에 있어서도, 인접하는 2개의 전력 변환기의 사이의 스페이스에 배치되는 복수의 퓨즈의 시인성 및, 설치시의 작업성을 확보할 수 있다. 이것에 의해, 간이한 구성으로 전력 변환기의 공통화를 실현할 수 있다.
이번 개시된 실시의 형태는 모든 점에서 예시로서 제한적인 것은 아니라고 생각되어야 하는 것이다. 본 발명의 범위는 상기한 설명은 아니고, 청구의 범위에 의해 나타나고, 청구의 범위와 균등의 의미 및 범위 내에서의 모든 변경이 포함되는 것이 의도된다.
1R, 1S, 1T : 컨버터
2U, 2V, 2W : 인버터
5 : 상용 교류 전원 6 : 부하
7 : 배터리 9 : 제어 장치
10 : 전력 변환기 12, C1~C3, C11~C13 : 콘덴서
14, 16 : 직류 라인 18 : 교류 라인
21~23 : 전력 변환 유닛 100 : 무정전 전원 장치
110, 120, 130 : 스테이지 140 : 칸막이
152, 154, 162, 164 : 접속 부재 200 : 래미네이트 버스 바
203 : 접속공 210 : 평판부
211~215 : 관통공 220AC : 제 1 도전판
220P : 제 2 도전판 220N : 제 3 도전판
225 : 절연판 300 : 케이스
310 : 제 1 기판 320 : 커버
330 : 제 2 기판 AC1, AC2 : 교류 단자
BP1, BP2 : 양극 직류 단자 BN1, BN2 : 음극 직류 단자
M1~M4 : 반도체 모듈 CD : 콘덴서 유닛
PL, PL1~PL3 : 직류 양모선 NL, NL1~NL3 : 직류 음모선
Q1, Q2 : 반도체 스위칭 소자 D1, D2 : 다이오드
5 : 상용 교류 전원 6 : 부하
7 : 배터리 9 : 제어 장치
10 : 전력 변환기 12, C1~C3, C11~C13 : 콘덴서
14, 16 : 직류 라인 18 : 교류 라인
21~23 : 전력 변환 유닛 100 : 무정전 전원 장치
110, 120, 130 : 스테이지 140 : 칸막이
152, 154, 162, 164 : 접속 부재 200 : 래미네이트 버스 바
203 : 접속공 210 : 평판부
211~215 : 관통공 220AC : 제 1 도전판
220P : 제 2 도전판 220N : 제 3 도전판
225 : 절연판 300 : 케이스
310 : 제 1 기판 320 : 커버
330 : 제 2 기판 AC1, AC2 : 교류 단자
BP1, BP2 : 양극 직류 단자 BN1, BN2 : 음극 직류 단자
M1~M4 : 반도체 모듈 CD : 콘덴서 유닛
PL, PL1~PL3 : 직류 양모선 NL, NL1~NL3 : 직류 음모선
Q1, Q2 : 반도체 스위칭 소자 D1, D2 : 다이오드
Claims (10)
- 쌍방향으로 전력 변환 가능하게 구성된 전력 변환기에 이용되는 래미네이트 버스 바로서,
상기 래미네이트 버스 바는, 길이 방향, 상기 길이 방향에 직교하는 폭 방향, 및 상기 길이 방향과 상기 폭 방향에 직교하는 두께 방향을 갖는 평판부를 가지고 있고,
상기 평판부는,
제 1 교류 단자 및 제 2 교류 단자가 형성된 제 1 도전판과,
제 1 양극 직류 단자 및 제 2 양극 직류 단자가 형성된 제 2 도전판과,
제 1 음극 직류 단자 및 제 2 음극 직류 단자가 형성된 제 3 도전판과,
상기 제 1 내지 제 3 도전판에 대해서 상기 두께 방향으로 교대로 적층되는 제 1 내지 제 5 절연판을 구비하고,
상기 평판부의 상기 길이 방향의 제 1 단부에 있어서,
상기 제 1 교류 단자는, 상기 제 1 도전판으로부터 상기 길이 방향으로 돌출하고 있고,
상기 제 1 양극 직류 단자는, 상기 제 2 도전판으로부터 상기 길이 방향으로 돌출하고 있고,
상기 제 1 음극 직류 단자는, 상기 제 3 도전판으로부터 상기 길이 방향으로 돌출하고 있고, 또한,
상기 제 1 교류 단자, 상기 제 1 양극 직류 단자 및 상기 제 1 음극 직류 단자는, 상기 평판부의 상기 폭 방향의 제 3 단부로부터, 상기 제 3 단부와는 반대측의 제 4 단부를 향해 이 순서로 나란히 배치되고,
상기 평판부의 상기 제 1 단부와는 반대측의 제 2 단부에 있어서,
상기 제 2 교류 단자는, 상기 제 1 도전판으로부터 상기 길이 방향으로 돌출하고 있고,
상기 제 2 양극 직류 단자는, 상기 제 2 도전판으로부터 상기 길이 방향으로 돌출하고 있고,
상기 제 2 음극 직류 단자는, 상기 제 3 도전판으로부터 상기 길이 방향으로 돌출하고 있고, 또한,
상기 제 2 교류 단자, 상기 제 2 음극 직류 단자 및 상기 제 2 양극 직류 단자는, 상기 평판부의 상기 제 3 단부로부터 상기 제 4 단부를 향해 이 순서로 나란히 배치되는
래미네이트 버스 바. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 양극 직류 단자와 상기 제 2 음극 직류 단자는, 상기 평판부를 사이에 두고 상기 길이 방향으로 대향하는 위치에 배치되고,
상기 제 1 음극 직류 단자와 상기 제 2 양극 직류 단자는, 상기 평판부를 사이에 두고 상기 길이 방향으로 대향하는 위치에 배치되는
래미네이트 버스 바. - 제 2 항에 있어서,
상기 제 1 교류 단자와 상기 제 2 교류 단자는, 상기 평판부를 사이에 두고 상기 길이 방향으로 대향하는 위치에 배치되는 래미네이트 버스 바. - 제 1 단자, 제 2 단자 및 교류 단자를 갖는 반도체 모듈과,
청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 기재된 래미네이트 버스 바를 구비하고,
상기 평판부에는, 상기 두께 방향으로 관통하는 복수의 관통공이 형성되어 있고,
상기 제 1 도전판은, 제 1 관통공에서 상기 반도체 모듈의 상기 교류 단자와 접속되고,
상기 제 2 도전판은, 제 2 관통공에서 상기 반도체 모듈의 상기 제 1 단자와 접속되고,
상기 제 3 도전판은, 제 3 관통공에서 상기 반도체 모듈의 상기 제 2 단자와 접속되는
전력 변환기. - 제 4 항에 있어서,
상기 제 1 단자와 상기 제 2 단자 사이에 전기적으로 접속되는 콘덴서를 더 구비하고,
상기 제 2 도전판은, 제 4 관통공에서 상기 콘덴서의 양극 단자와 접속되고,
상기 제 3 도전판은, 제 5 관통공에서 상기 콘덴서의 음극 단자와 접속되는
전력 변환기. - 제 1 전력 변환기와,
제 2 전력 변환기와,
상기 제 1 전력 변환기 및 상기 제 2 전력 변환기를 탑재하는 평판 형상의 스테이지를 구비하고,
상기 제 1 전력 변환기는, 제 1 반도체 모듈과, 상기 제 1 반도체 모듈에 접속되는 제 1 래미네이트 버스 바를 가지고 있고,
상기 제 2 전력 변환기는, 제 2 반도체 모듈과, 상기 제 2 반도체 모듈에 접속되는 제 2 래미네이트 버스 바를 가지고 있고,
상기 제 1 및 상기 제 2 래미네이트 버스 바의 각각은, 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 기재된 래미네이트 버스 바에 의해 구성되고,
상기 제 1 전력 변환기와 상기 제 2 전력 변환기는, 상기 제 1 래미네이트 버스 바의 상기 제 1 단부와, 상기 제 2 래미네이트 버스 바의 상기 제 2 단부가 상기 길이 방향으로 대향하고, 또한, 각각의 상기 제 4 단부가 상기 길이 방향으로 정렬되도록, 상기 길이 방향으로 나란히 배치되어 있고,
상기 제 1 래미네이트 버스 바의 상기 제 1 양극 직류 단자와, 상기 제 2 래미네이트 버스 바의 상기 제 2 양극 직류 단자를 전기적으로 접속하는 직류 양모선과,
상기 제 1 래미네이트 버스 바의 상기 제 1 음극 직류 단자와, 상기 제 2 래미네이트 버스 바의 상기 제 2 음극 직류 단자를 전기적으로 접속하는 직류 음모선과,
상기 제 1 래미네이트 버스 바의 상기 제 1 양극 직류 단자와 상기 직류 양모선 사이에 접속되는 제 1 퓨즈와,
상기 직류 양모선과 상기 제 2 래미네이트 버스 바의 상기 제 2 양극 직류 단자 사이에 접속되는 제 2 퓨즈와,
상기 제 1 래미네이트 버스 바의 상기 제 1 음극 직류 단자와 상기 직류 음모선 사이에 접속되는 제 3 퓨즈와,
상기 직류 음모선과 상기 제 2 래미네이트 버스 바의 상기 제 2 음극 직류 단자 사이에 접속되는 제 4 퓨즈를 더 구비하고,
상기 폭 방향으로부터 본 평면시에 있어서,
상기 제 1 퓨즈와 상기 제 2 퓨즈는 상기 길이 방향으로 나란히 배치되고,
상기 제 3 퓨즈는, 상기 제 1 퓨즈에 대해서 상기 두께 방향으로 나란히 배치되고,
상기 제 4 퓨즈는, 상기 제 2 퓨즈에 대해서 상기 두께 방향으로 나란히 배치되고,
상기 제 3 퓨즈와 상기 제 4 퓨즈는 상기 길이 방향으로 나란히 배치되는
전력 변환 장치. - 제 6 항에 있어서,
상기 두께 방향으로부터 본 평면시에 있어서,
상기 제 1 퓨즈와 상기 제 4 퓨즈는 상기 길이 방향으로 나란히 배치되고,
상기 제 3 퓨즈와 상기 제 2 퓨즈는 상기 길이 방향으로 나란히 배치되는
전력 변환 장치. - 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서,
상기 직류 양모선은, 상기 폭 방향으로 연장되는 띠 형상의 제 1 도전 부재를 포함하고,
상기 직류 음모선은, 상기 폭 방향으로 연장되는 띠 형상의 제 2 도전 부재를 포함하고,
상기 제 1 도전 부재와 상기 제 2 도전 부재는 상기 두께 방향으로 나란히 배치되는
전력 변환 장치. - 제 6 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 1 전력 변환기는, 컨버터이며,
상기 제 2 전력 변환기는, 인버터인
전력 변환 장치. - 청구항 9에 기재된 전력 변환 장치와,
상기 직류 양모선과 상기 직류 음모선 사이에 접속되는 전력 저장 장치를 구비하고,
상기 제 1 전력 변환기의 상기 제 2 교류 단자는 교류 전원에 접속되고,
상기 제 2 전력 변환기의 상기 제 1 교류 단자는 부하에 접속되는
무정전 전원 장치.
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