WO2017126086A1 - 電力変換装置 - Google Patents

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Definitions

  • the present invention relates to a power converter in which a converter circuit unit and an inverter circuit unit are provided on a printed wiring board.
  • the bus bar is used as a wiring member, when using a common printed wiring board for multiple models with different energization capacities, the bus bar must be installed even in models with a small energization capacity, which is unnecessary. There has been a problem of incurring cost increase due to mounting of components.
  • the present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to obtain a power conversion device capable of reducing cost by adopting a configuration corresponding to a required energization capacity.
  • a power conversion device converts an AC power input unit to which AC power is input, and AC power input to the AC power input unit to DC power.
  • Converter circuit unit inverter circuit unit that converts DC power converted by the converter circuit unit into AC power
  • AC power source output unit that outputs AC power converted by the inverter circuit unit
  • AC power source input unit converter
  • a printed wiring board provided with a conductive pattern for electrically connecting the circuit unit, the inverter circuit unit, and the AC power supply output unit, and a planar shape in a plane direction perpendicular to the plane direction of the printed wiring board
  • a bus bar having two or more connecting portions that are arranged so as to overlap with the conductive pattern when viewed.
  • the power conversion device has an effect that costs can be reduced by adopting a configuration corresponding to a required energization capacity.
  • FIG. 1 shows schematic structure of the power converter device concerning Embodiment 1 of this invention.
  • FIG. 1 The elements on larger scale of the power converter device concerning Embodiment 1
  • the partial expanded front view of the power converter device concerning Embodiment 1 The partial expanded side view of the power converter device concerning Embodiment 1
  • the partial expanded front view of the power converter device concerning Embodiment 2 of this invention The partial expanded side view of the power converter device concerning Embodiment 2
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of the power conversion device according to the first embodiment of the present invention.
  • the power conversion device 50 is configured by mounting the AC power supply input unit 9, the converter circuit unit 20, the inverter circuit unit 30, and the AC power supply output unit 40 on the printed wiring board 7. Between the AC power supply input unit 9 and the converter circuit unit 20, between the converter circuit unit 20 and the inverter circuit unit 30, and between the inverter circuit unit 30 and the AC power supply output unit 40, the conductive formed on the printed wiring board 7 The pattern 6 is electrically connected.
  • the power conversion device 50 converts the AC power supplied from the AC power supply 8 into DC power, converts the DC power again into AC power having an arbitrary frequency and voltage, and supplies the AC power to the power unit 13.
  • the power unit 13 is, for example, an electric motor.
  • the converter circuit unit 20 converts the AC power into a DC voltage by three-phase full-wave rectification using a diode bridge.
  • the converter circuit unit 20 includes a converter input unit 21 and a converter output unit 22.
  • the converter input unit 21 and the converter output unit 22 are electrically connected by a conductive pattern 6 formed on the printed wiring board 7.
  • AC power sent from the AC power supply input unit 9 through the conductive pattern 6 is input to the converter input unit 21 and converted into DC power, and from the converter output unit 22 through the conductive pattern 6. It is output toward the inverter circuit unit 30.
  • the inverter circuit unit 30 converts DC power into AC power by the switching operation of the switching element.
  • the inverter circuit unit 30 includes an inverter input unit 31 and an inverter output unit 32.
  • the inverter input unit 31 and the inverter output unit 32 are electrically connected by a conductive pattern 6 formed on the printed wiring board 7.
  • the DC power output from the converter output unit 22 is input to the inverter input unit 31 and converted into AC power having an arbitrary frequency and voltage, and the AC power source is supplied from the inverter output unit 32 via the conductive pattern 6. Output to the output unit 40.
  • the AC power output from the inverter output unit 32 is output toward the power unit 13.
  • the power unit 13 converts AC power output from the AC power supply output unit 40 into power.
  • FIG. 2 is a partially enlarged perspective view of the power conversion device 50 according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a partially enlarged plan view of the power conversion device 50 according to the first embodiment.
  • FIG. 4 is a partially enlarged front view of the power conversion device 50 according to the first embodiment.
  • FIG. 5 is a partially enlarged side view of the power conversion device 50 according to the first embodiment. 2 to 5, the space between the AC power supply input unit 9 and the converter input unit 21 is shown in an enlarged manner.
  • the bus bar 1 is mounted on the printed wiring board 7. As shown in FIG. 3, the bus bar 1 is disposed so as to overlap the conductive pattern 6 in a plan view.
  • the bus bar 1 is inserted into through holes 4 and 5 formed in the conductive pattern 6 portion of the printed wiring board 7, and is fixed to the printed wiring board 7 by soldering, and the first leg 2a and the second leg 2b.
  • Have The bus bar 1 has a main body 3 that connects the first leg 2a and the second leg 2b.
  • the first leg portion 2a and the second leg portion 2b are in contact with the conductive pattern 6 and function as connection portions that electrically connect the bus bar 1 to the conductive pattern 6. Note that three or more connection portions in contact with the conductive pattern 6 may be provided for one bus bar 1.
  • the bus bar 1 has a U-shaped plate-like shape as a whole as shown in FIG. 4 by connecting the first leg portion 2a and the second leg portion 2b with the main body portion 3.
  • the bus bar 1 is mounted such that a space is formed between the main body 3 and the printed wiring board 7.
  • the bus bar 1 is arranged so that the surface direction of the bus bar 1 is perpendicular to the surface direction of the printed wiring board 7.
  • the main body 3, the first leg 2a, and the second leg 2b are configured such that the height dimension is sufficiently larger than the thickness dimension. 2 to 5, the bus bar 1 is connected to the conductive pattern 6 between the AC power supply input unit 9 and the converter input unit 21. The bus bar 1 is installed in parallel with the conductive pattern 6.
  • the conductive pattern 6 may be formed on the component surface 7a on which the converter circuit unit 20 or the like is mounted in the printed wiring board 7, or may be formed on the solder surface 7b that is the back surface of the component surface 7a. Further, it may be formed on both the component surface 7a and the solder surface 7b.
  • the first embodiment shows an example in which conductive patterns 6 (6a, 6b, 6c, 6d) are formed on both the component surface 7a and the solder surface 7b.
  • the bus bar 1 may be installed on either the positive electrode or negative electrode conductive pattern 6 of the AC voltage, or may be installed on both the positive electrode and negative electrode conductive patterns.
  • the bus bar 1 may be installed on the conductive pattern 6 formed on the component surface 7a, or may be installed on the conductive pattern 6 formed on the solder surface 7b.
  • the bus bar 1 is installed in the positive electrode conductive pattern 6a formed on the component surface 7a in the conductive pattern 6, but the negative electrode conductive pattern 6b formed on the component surface 7a, solder
  • the positive electrode conductive pattern 6 c formed on the surface 7 b and the negative electrode conductive pattern 6 d formed on the solder surface 7 b can be set as the installation target of the bus bar 1.
  • the bus bar 1 is installed on the conductive pattern 6 between the AC power input unit 9 and the converter input unit 21, but may be set on another conductive pattern 6. That is, the conductive pattern 6 between the converter circuit unit 20 and the inverter circuit unit 30 may be installed so as to overlap the conductive pattern 6 between the converter input unit 21 and the converter output unit 22 or may be installed. Alternatively, it may be installed over the conductive pattern 6 between the inverter input unit 31 and the inverter output unit 32, or may be installed over the conductive pattern 6 between the inverter output unit 32 and the AC power supply output unit 40. May be.
  • the bus bar 1 is connected to the conductive pattern 6 between the AC power input unit 9 and the converter input unit 21 through which a large current flows.
  • the current flowing through the pattern 6 can be shunted to the bus bar 1 side. Therefore, since the current flowing through the conductive pattern 6 can be reduced and heat dissipation from the bus bar 1 can be expected, an increase in the temperature of the conductive pattern 6 can be suppressed.
  • heat radiation from the conductive pattern 6 can be expected, a smaller bus bar 1 can be adopted as compared with a case where a current is supplied only to the bus bar 1.
  • the conductive pattern 6 can be thinned, and the printed wiring board 7 can be downsized, that is, the power converter 50 can be downsized.
  • the bus bar 1 is configured such that the height dimension is sufficiently larger than the thickness dimension, the mounting area of the printed wiring board 7 can be improved. Further, even when the bus bar 1 is increased in size in order to improve the cooling performance, the size can be changed without increasing the mounting area of the printed wiring board 7 because the bus bar 1 may be enlarged in the height direction.
  • the bus bar 1 can be increased in size. Further, when a small current carrying capacity is sufficient, power is supplied from the AC power supply input unit 9 to the converter input unit 21 via the conductive pattern 6, so that a configuration without the bus bar 1 can be employed. In addition, since power is supplied from the AC power supply input unit 9 to the converter input unit 21 through the conductive pattern 6 in this manner, the bus bar 1 can be downsized compared to the case where power is supplied only by the bus bar 1. be able to. As described above, in the power conversion device 50 according to the first embodiment, it is possible to reduce the cost by adopting the configuration corresponding to the required energization capacity.
  • the thickness dimension of the bus bar 1 is smaller than the width dimension of the conductive pattern 6 with which the bus bar 1 is in contact. Since the thickness dimension of the bus bar 1 is smaller than the width dimension of the conductive pattern 6, the bus bar 1 does not protrude from the region on the conductive pattern 6, and the mounting area of the printed wiring board 7 is increased. The bus bar 1 can be added. Further, even when the printed wiring board 7 is made common among a plurality of models by arranging the bus bar 1 in this way, the bus bar 1 is mounted or not mounted without affecting the mounting area of the printed wiring board 7. Either specification can be selected.
  • bus bar 1 is disposed so as to overlap the conductive pattern 6 disposed in the converter input unit 21, even when the converter circuit unit 20 is modularized and the periphery of the input terminal unit is densified, the thin conductive bar. Connection can be made with pattern 6.
  • FIG. FIG. 6 is a partially enlarged front view of the power conversion device 51 according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a partially enlarged side view of the power conversion device 51 according to the second embodiment.
  • symbol is attached
  • the height dimension of the bus bar 1 is the electronic component 11 arranged on the surface of the printed wiring board 7 on which the bus bar 1 is mounted. , 12 to be higher than the height of 12.
  • interval of the main-body part 3 of the bus bar 1 and the printed wiring board 7 may be high or low with respect to the height dimension of the electronic components 11 and 12.
  • the flow of air for cooling the bus bar 1 becomes difficult to be hindered.
  • the cooling air can easily hit the bus bar 1, so that the cooling capacity can be improved.
  • the influence of the heat released from the bus bar 1 on the surrounding electronic components 11 and 12 can be reduced, so that the temperature rise of the electronic components can be suppressed.
  • the height dimension of the bus bar 1 is made larger than at least the height dimension of the electronic component closest to the bus bar 1 among the electronic components 11 and 12, the cooling capacity of the bus bar can be improved.
  • the configuration described in the above embodiment shows an example of the contents of the present invention, and can be combined with another known technique, and can be combined with other configurations without departing from the gist of the present invention. It is also possible to omit or change the part.

Abstract

電力変換装置（５０）は、交流電力が入力される交流電源入力部（９）と、交流電源入力部（９）に入力された交流電力を直流電力に変換するコンバータ回路部と、コンバータ回路部で変換された直流電力を交流電力に変換するインバータ回路部と、インバータ回路部で変換された交流電力を出力する交流電源出力部と、交流電源入力部（９）、コンバータ回路部、インバータ回路部、および交流電源出力部を電気的に接続させる導電パターン（６）とが設けられたプリント配線板（７）と、プリント配線板（７）の面方向と垂直となる面方向の板状形状を呈し、平面視において導電パターン（６）と重ねて配置されて、導電パターン（６）に対して接する２つ以上の接続部を有するバスバー（１）と、を備える。

Description

電力変換装置
　本発明は、コンバータ回路部とインバータ回路部とがプリント配線板に設けられた電力変換装置に関する。
　電力変換装置において、プリント配線板に電流を流した際に発生する発熱対策として、プリント配線板の厚さ方向に延びたバスバーを、導電パターンに代えてプリント配線板上に配線部材として設置した構成が、特許文献１に開示されている。配線部材としてバスバーを設置することで、導電パターンよりも通電容量を大きくして、電流を流した場合の温度の上昇を抑えている。
特開２０１４－２３６５６４号公報
　しかしながら、上記従来の技術では、バスバーのみに電流が流れるため、通電容量を増やそうとしたときにバスバーを大型化する必要がありコストアップしてしまうという課題があった。
　また、バスバーを配線部材として使用しているため、通電容量が異なる複数機種で共通のプリント配線板を使用する場合においては、通電容量の少ない機種でも必ずバスバーを設置しなければならず、不要な部品の実装によるコストアップを招くという課題があった。
　本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、要求される通電容量に対応した構成を採用することでコストの抑制を図ることのできる電力変換装置を得ることを目的とする。
　上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる電力変換装置は、交流電力が入力される交流電源入力部と、交流電源入力部に入力された交流電力を直流電力に変換するコンバータ回路部と、コンバータ回路部で変換された直流電力を交流電力に変換するインバータ回路部と、インバータ回路部で変換された交流電力を出力する交流電源出力部と、交流電源入力部、コンバータ回路部、インバータ回路部、および交流電源出力部を電気的に接続させる導電パターンとが設けられたプリント配線板と、プリント配線板の面方向と垂直となる面方向の板状形状を呈し、平面視において導電パターンと重ねて配置されて、導電パターンに対して接する２つ以上の接続部を有するバスバーと、を備える。
　本発明にかかる電力変換装置は、要求される通電容量に対応した構成を採用することでコストの抑制を図ることができるという効果を奏する。
本発明の実施の形態１にかかる電力変換装置の概略構成を示す図 実施の形態１にかかる電力変換装置の部分拡大斜視図 実施の形態１にかかる電力変換装置の部分拡大平面図 実施の形態１にかかる電力変換装置の部分拡大正面図 実施の形態１にかかる電力変換装置の部分拡大側面図 本発明の実施の形態２にかかる電力変換装置の部分拡大正面図 実施の形態２にかかる電力変換装置の部分拡大側面図
　以下に、本発明の実施の形態にかかる電力変換装置を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
実施の形態１．
　図１は、本発明の実施の形態１にかかる電力変換装置の概略構成を示す図である。電力変換装置５０は、交流電源入力部９、コンバータ回路部２０、インバータ回路部３０、および交流電源出力部４０がプリント配線板７に搭載されて構成される。交流電源入力部９とコンバータ回路部２０の間、コンバータ回路部２０とインバータ回路部３０との間、インバータ回路部３０と交流電源出力部４０との間は、プリント配線板７に形成された導電パターン６によって電気的に接続されている。
　電力変換装置５０は、交流電源８から供給された交流電力を直流電力に変換し、その直流電力を任意の周波数および電圧の交流電力に再度変換して、動力部１３に供給する。動力部１３は、例えば電動機である。
　これらの電力の変換は、プリント配線板７に搭載された交流電源入力部９、コンバータ回路部２０、インバータ回路部３０、および交流電源出力部４０が協働することで実行される。
　すなわち、交流電源入力部９では、交流電源８から供給された交流電力が、導電パターン６を介してコンバータ回路部２０に向けて出力される。コンバータ回路部２０は、交流電力をダイオードブリッジによって三相全波整流して直流電圧に変換する。コンバータ回路部２０は、コンバータ入力部２１およびコンバータ出力部２２を有する。コンバータ入力部２１とコンバータ出力部２２との間は、プリント配線板７に形成された導電パターン６によって電気的に接続されている。コンバータ回路部２０では、交流電源入力部９から導電パターン６を介して送られてきた交流電力がコンバータ入力部２１に入力されて直流電力に変換され、コンバータ出力部２２から導電パターン６を介してインバータ回路部３０に向けて出力される。
　インバータ回路部３０は、スイッチング素子のスイッチング動作によって直流電力を交流電力に変換する。インバータ回路部３０は、インバータ入力部３１とインバータ出力部３２とを有する。インバータ入力部３１とインバータ出力部３２との間は、プリント配線板７に形成された導電パターン６によって電気的に接続されている。インバータ回路部３０では、コンバータ出力部２２から出力された直流電力がインバータ入力部３１に入力されて任意の周波数および電圧の交流電力に変換され、インバータ出力部３２から導電パターン６を介して交流電源出力部４０に向けて出力される。
　交流電源出力部４０では、インバータ出力部３２から出力された交流電力が動力部１３に向けて出力される。動力部１３は、交流電源出力部４０から出力された交流電力を動力に変換する。
　このように構成された電力変換装置５０について、プリント配線板７に形成された導体パターン６部分について説明する。図２は、実施の形態１にかかる電力変換装置５０の部分拡大斜視図である。図３は、実施の形態１にかかる電力変換装置５０の部分拡大平面図である。図４は、実施の形態１にかかる電力変換装置５０の部分拡大正面図である。図５は、実施の形態１にかかる電力変換装置５０の部分拡大側面図である。図２から図５では、交流電源入力部９とコンバータ入力部２１との間を拡大して示している。
　プリント配線板７には、バスバー１が搭載される。バスバー１は、図３に示すように、平面視において導電パターン６と重ねて配置される。バスバー１は、プリント配線板７の導電パターン６部分に形成された貫通穴４，５に挿入されて、はんだづけによってプリント配線板７に固定される第一の脚部２ａと第二の脚部２ｂを有する。また、バスバー１は、第一の脚部２ａと第二の脚部２ｂとをつなぐ本体部３を有する。第一の脚部２ａと第二の脚部２ｂとが、導電パターン６に接して、バスバー１を導電パターン６と電気的に接続させる接続部として機能する。なお、導電パターン６に接する接続部は、１つのバスバー１に対して３つ以上設けられていてもよい。
　本体部３、第一の脚部２ａ、および第二の脚部２ｂのそれぞれは長方形または四角形の板状に形成されている。バスバー１は、第一の脚部２ａと第二の脚部２ｂとが本体部３でつなげられることで、図４に示すように全体でコ字形状の板状形状を呈する。バスバー１は、本体部３とプリント配線板７との間に空間が形成されるように搭載される。また、バスバー１の面方向が、プリント配線板７の面方向と垂直となるように、バスバー１が配置されている。
　本体部３、第一の脚部２ａ、および第二の脚部２ｂは、厚さ寸法よりも高さ寸法のほうが十分に大きくなるように構成されている。図２から図５では、交流電源入力部９とコンバータ入力部２１との間の導電パターン６にバスバー１が接続されている。また、バスバー１は、導電パターン６と並行するように設置されている。
　なお、導電パターン６は、プリント配線板７のうちコンバータ回路部２０等が搭載される部品面７ａに形成されてもよいし、部品面７ａの裏面であるはんだ面７ｂに形成されてもよいし、部品面７ａとはんだ面７ｂの両面に形成されていてもよい。本実施の形態１では、部品面７ａとはんだ面７ｂの両面に導電パターン６（６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ）が形成された例を示している。また、バスバー１は交流電圧の正極と負極のいずれか一方の導電パターン６に設置してもよいし正極と負極両方の導電パターンに設置してもよい。また、バスバー１は部品面７ａに形成された導電パターン６に設置してもよいし、はんだ面７ｂに形成された導電パターン６に設置してもよい。すなわち、本実施の形態では、導電パターン６のうち、部品面７ａに形成された正極の導電パターン６ａにバスバー１を設置しているが、部品面７ａに形成された負極の導電パターン６ｂ、はんだ面７ｂに形成された正極の導電パターン６ｃ、およびはんだ面７ｂに形成された負極の導電パターン６ｄをバスバー１の設置対象とすることができる。
　本実施の形態１では、交流電源入力部９とコンバータ入力部２１との間の導電パターン６に重ねてバスバー１を設置しているが、他の導電パターン６に重ねて設定してもよい。すなわち、コンバータ回路部２０とインバータ回路部３０の間の導電パターン６に重ねて設置してもよいし、コンバータ入力部２１とコンバータ出力部２２との間の導電パターン６に重ねて設置してもよいし、インバータ入力部３１とインバータ出力部３２との間の導電パターン６に重ねて設置してもよいし、インバータ出力部３２と交流電源出力部４０との間の導電パターン６に重ねて設置してもよい。
　以上のように、本実施の形態１にかかる電力変換装置５０では、バスバー１は大きな電流が流れる交流電源入力部９とコンバータ入力部２１との間の導電パターン６に接続されているため、導電パターン６に流れる電流をバスバー１側に分流することができる。したがって、導電パターン６に流れる電流を減らすことができるとともにバスバー１からの放熱が期待できるため、導電パターン６の温度上昇を抑制することができる。また、導電パターン６からの放熱も期待できるため、バスバー１のみに電流を流す場合に比べて小型のバスバー１を採用することができる。また、電流の一部がバスバー１に分流されるため、導電パターン６の細線化を図ることができ、プリント配線板７の小型化、すなわち電力変換装置５０の小型化を図ることができる。
　また、バスバー１は厚さ寸法に対して高さ寸法が十分に大きくなるように構成されているため、プリント配線板７の実装面積の向上が可能となる。また、冷却性能を向上させるためにバスバー１のサイズアップを行う場合においても高さ方向に拡大すればよいのでプリント配線板７の実装面積を増やすことなくサイズ変更を行うことができる。
　また、電力変換装置５０に大きな通電容量が要求される場合には、バスバー１のサイズアップで対応可能である。また、小さな通電容量で済む場合には、導電パターン６を介して交流電源入力部９からコンバータ入力部２１に電力が供給されるので、バスバー１を設けない構成を採用することができる。また、このように、導電パターン６を介して交流電源入力部９からコンバータ入力部２１に電力が供給されるので、バスバー１のみで電力を供給する場合に比べて、バスバー１の小型化を図ることができる。このように、本実施の形態１にかかる電力変換装置５０では、要求される通電容量に対応した構成を採用することでコストの抑制を図ることができる。
　また、図５に示すように、バスバー１の厚さ寸法は、バスバー１が接する導電パターン６の幅寸法よりも小さくなっている。導電パターン６の幅寸法よりもバスバー１の厚さ寸法が小さくなるように配置しているので、バスバー１が導電パターン６上の領域からはみ出すことがなく、プリント配線板７の実装面積を増やすことなくバスバー１を追加することができる。また、このようにバスバー１を配置することで複数の機種間でプリント配線板７を共通化した場合にも、プリント配線板７の実装面積に影響を与えることがなくバスバー１を実装または未実装のいずれかの仕様を選択することができる。
　また、バスバー１は、コンバータ入力部２１に配置された導電パターン６に重ねて配置されているので、コンバータ回路部２０がモジュール化されて入力端子部周辺が高密度化された場合においても細い導電パターン６で接続することができる。
実施の形態２．
　図６は、本発明の実施の形態２にかかる電力変換装置５１の部分拡大正面図である。図７は、実施の形態２にかかる電力変換装置５１の部分拡大側面図である。なお、実施の形態１と同様の構成については、同様の符号を付して詳細な説明を省略する。
　図６および図７に示すように、実施の形態２にかかる電力変換装置５１では、バスバー１の高さ寸法が、プリント配線板７のうちバスバー１が搭載された面に配置された電子部品１１，１２の高さよりも高くなるように構成されている。なお、バスバー１の本体部３とプリント配線板７との間隔は、電子部品１１，１２の高さ寸法に対して高くても低くてもよい。
　以上のように、電子部品１１，１２の高さ寸法よりもバスバー１の高さ寸法を大きくすることで、バスバー１を冷却する空気の流れが阻害されにくくなる。送風機からの冷却風を吹き付けてプリント配線板７を強制的に冷却している場合には、バスバー１に冷却風が当たりやすくなるため、冷却能力の向上を図ることができる。また、送風機を利用した強制冷却を行っていない場合でも、バスバー１から放出された熱が周囲の電子部品１１，１２に与える影響を少なくできるため、電子部品の温度上昇を抑えることができる。なお、電子部品１１，１２のうち、少なくともバスバー１に直近の電子部品の高さ寸法よりもバスバー１の高さ寸法を大きくしておけば、バスバーの冷却能力の向上を図ることができる。
　以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。
　１　バスバー、２ａ　第一の脚部、２ｂ　第二の脚部、３　本体部、４，５　貫通穴、６　導電パターン、７　プリント配線板、７ａ　部品面、７ｂ　はんだ面、８　交流電源、９　交流電源入力部、１１，１２　電子部品、１３　動力部、２０　コンバータ回路部、２１　コンバータ入力部、２２　コンバータ出力部、３０　インバータ回路部、３１　インバータ入力部、３２　インバータ出力部、４０　交流電源出力部、５０，５１　電力変換装置。

Claims (5)

  1. 　交流電力が入力される交流電源入力部と、前記交流電源入力部に入力された交流電力を直流電力に変換するコンバータ回路部と、前記コンバータ回路部で変換された直流電力を交流電力に変換するインバータ回路部と、前記インバータ回路部で変換された交流電力を出力する交流電源出力部と、前記交流電源入力部、前記コンバータ回路部、前記インバータ回路部、および前記交流電源出力部を電気的に接続させる導電パターンとが設けられたプリント配線板と、
    　前記プリント配線板の面方向と垂直となる面方向の板状形状を呈し、平面視において前記導電パターンと重ねて配置されて、前記導電パターンに対して接する２つ以上の接続部を有するバスバーと、を備えることを特徴とする電力変換装置。
  2. 　前記プリント配線板の厚さは、前記２つの接続部が接する前記導体パターンの幅よりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の電力変換装置。
  3. 　前記プリント配線板のうち前記バスバーが配置される面に設けられた電子部品をさらに備え、
    　前記バスバーの高さのほうが前記バスバーの直近に設けられる電子部品の高さよりも高いことを特徴とする請求項１に記載の電力変換装置。
  4. 　前記バスバーの前記接続部は、前記コンバータ回路部と前記インバータ回路部とを結ぶ導電パターンに接することを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載の電力変換装置。
  5. 　前記バスバーの前記接続部は、前記インバータ回路部と前記交流電源出力部とを結ぶ導電パターンに接することを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載の電力変換装置。
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012067096A1 (ja) * 2010-11-18 2012-05-24 ナブテスコ株式会社 コンバータ
JP2015142472A (ja) * 2014-01-30 2015-08-03 住友重機械工業株式会社 ブスバー構造体、電力変換装置、作業機械

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6016110A (ja) * 1983-07-05 1985-01-26 住友電気工業株式会社 ワイヤリングハ−ネスの相互接続装置
JPS63122296A (ja) * 1986-11-12 1988-05-26 フアナツク株式会社 制御ユニツト
JPH0639474Y2 (ja) * 1987-03-24 1994-10-12 松下電器産業株式会社 大電流用回路装置
JP3734157B2 (ja) * 2001-10-11 2006-01-11 株式会社デンソー インバータ装置
JP2004335887A (ja) * 2003-05-09 2004-11-25 Canon Inc プリント配線基板及び該基板を用いた装置
US7154761B1 (en) * 2004-02-13 2006-12-26 Cisco Technology, Inc. Techniques for distributing current in a backplane assembly and methods for making the same
JP2005341641A (ja) * 2004-05-24 2005-12-08 Daito Electron Co Ltd バスバー
US20050265059A1 (en) * 2004-05-27 2005-12-01 Tracy John G Multi-use power conversion modules
US20060050494A1 (en) * 2004-09-03 2006-03-09 Cotek Electronic Ind. Co. Ltd. DC-AC power inverter
JP4470688B2 (ja) * 2004-10-29 2010-06-02 株式会社日立製作所 バスバー構造の実装構造、電源装置、電源システム、電子回路基板、電子装置
JP4730116B2 (ja) * 2005-04-11 2011-07-20 株式会社デンソー 放電灯点灯装置
JP2008078364A (ja) * 2006-09-21 2008-04-03 Sumitomo Wiring Syst Ltd 回路材の形成方法および該方法で形成された回路材
JP5319979B2 (ja) * 2008-07-28 2013-10-16 株式会社ケーヒン バスバーを有する端子
JP2010104135A (ja) * 2008-10-23 2010-05-06 Hitachi Ltd 電力変換装置及び車載用電機システム
JP4929299B2 (ja) * 2009-02-17 2012-05-09 株式会社日立製作所 電力変換装置
JP2011036017A (ja) * 2009-07-31 2011-02-17 Daikin Industries Ltd 電力変換装置
WO2013080698A1 (ja) * 2011-11-28 2013-06-06 日産自動車株式会社 電力変換装置
WO2014136142A1 (ja) * 2013-03-07 2014-09-12 三菱電機株式会社 交流モータ駆動システム
JP2014236564A (ja) 2013-05-31 2014-12-15 株式会社ケーヒン バスバー
US10008953B2 (en) * 2014-05-07 2018-06-26 Hitachi, Ltd. Power conversion device and power conversion method for power conversion device
DE112014003590T5 (de) * 2014-07-01 2016-05-25 Fuji Electric Co., Ltd. Leistungswandlungsvorrichtung
JP5778840B1 (ja) * 2014-09-25 2015-09-16 株式会社日立製作所 電力変換ユニットおよび電力変換装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012067096A1 (ja) * 2010-11-18 2012-05-24 ナブテスコ株式会社 コンバータ
JP2015142472A (ja) * 2014-01-30 2015-08-03 住友重機械工業株式会社 ブスバー構造体、電力変換装置、作業機械

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