JP2015126590A - 電力変換装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 本発明は、電気部品の放熱量に応じて冷却を行う電力変換装置を提供するものである。【解決手段】 本発明は、ダイカスト製の筐体を用い直流電力を交流電力に変換する電力変換装置において、筐体の背面に複数のフィンを立て空気が流れる風路を構成すると共に、背面の左右の側の内一方の側の面を他方の側の面より高く成形し、筐体の内側の一方の側の面に相対向する位置に配置する部品の放熱量を前記筐体の内側の他方の側の面に相対向する位置に配置する部品の放熱量より少なくするものである。【選択図】図１
Description
本発明は直流電力を交流電力に変換する電力変換装置の放熱構造に関するものである。
従来、電力変換装置には、使用する電気部品に発熱を伴うものがあり、その発熱は放熱用
のフィンやヒートシンク等の放熱／冷却構成を用いて対応されていたが、充分な放熱／冷
却には少なくとも一定の面積を要し、昨今の機器の小型化と相反するものであった。
のフィンやヒートシンク等の放熱／冷却構成を用いて対応されていたが、充分な放熱／冷
却には少なくとも一定の面積を要し、昨今の機器の小型化と相反するものであった。
このようなものに対して、特許文献１には、筐体の背面に放熱フィンを設け、さらにこ
の放熱フィンを３つの風路群に分け夫々の発熱部品を冷却するように構成していた。
の放熱フィンを３つの風路群に分け夫々の発熱部品を冷却するように構成していた。
しかしながら、特許文献１に記載のものでは電気部品毎に放熱フィンを対応させたもので
あり、発熱量が大きい電気部品があると電気部品どうしの放熱が干渉し充分な放熱作用が
得られないことがあった。
あり、発熱量が大きい電気部品があると電気部品どうしの放熱が干渉し充分な放熱作用が
得られないことがあった。
本発明は、電気部品の放熱量に応じて冷却を行う電力変換装置を提供することを目的と
する。
する。
本発明は、ダイカスト製の筐体を用い直流電力を交流電力に変換する電力変換装置にお
いて、筐体の背面に複数のフィンを立て空気が流れる風路を構成すると共に、背面の左右
の側の内一方の側の面を他方の側の面より高く成形し、筐体の内側の一方の側の面に相対
向する位置に配置する部品の放熱量を前記筐体の内側の他方の側の面に相対向する位置に
配置する部品の放熱量より少なくするものである。
いて、筐体の背面に複数のフィンを立て空気が流れる風路を構成すると共に、背面の左右
の側の内一方の側の面を他方の側の面より高く成形し、筐体の内側の一方の側の面に相対
向する位置に配置する部品の放熱量を前記筐体の内側の他方の側の面に相対向する位置に
配置する部品の放熱量より少なくするものである。
本発明の電力変換装置では筐体内に収納する電気部品の発熱量に応じた冷却用風量を筐体
の背面に構成することができるものである。
の背面に構成することができるものである。
本発明の電力変換装置はダイカスト製の筐体の背面の左右に段差を構成し、背面の冷却用
風量を変えたものである。
風量を変えたものである。
図１は本発明の電力変換装置に用いられるダイキャスト製（例えばアルミなどの合金製）
の筐体の背面図であり、背面１は一方の側の面１ａと他方の側の面１ｂとから構成され、
一方の側の面１ａは他方の側の面１ｂより高く構成されている。尚、図１に示すように一
方の側の面１ａ、他方の側の面１ｂは背面１に左右に配置されているが、これに限るもの
ではなく左右の位置関係は左右が逆であっても良いものである。
の筐体の背面図であり、背面１は一方の側の面１ａと他方の側の面１ｂとから構成され、
一方の側の面１ａは他方の側の面１ｂより高く構成されている。尚、図１に示すように一
方の側の面１ａ、他方の側の面１ｂは背面１に左右に配置されているが、これに限るもの
ではなく左右の位置関係は左右が逆であっても良いものである。
背面１には、一方の側の面１ａのフィン群２ａ、及び他方の側の面１ｂのフィン群２ｂが
一体に成形され立ち上がっている。フィン群２ａ、フィン群２ｂの先端の位置は共にほぼ
同一平面上に成るように、フィン群２ａの高さはフィン群２ｂの高さより低く構成される
。またフィンにはフィン間に構成される風路に向かって複数の円弧状の突起が一体成形さ
れ、この風路を流れる空気に乱流を起こさせ空気とフィンとの熱交換効率を高めている。
一体に成形され立ち上がっている。フィン群２ａ、フィン群２ｂの先端の位置は共にほぼ
同一平面上に成るように、フィン群２ａの高さはフィン群２ｂの高さより低く構成される
。またフィンにはフィン間に構成される風路に向かって複数の円弧状の突起が一体成形さ
れ、この風路を流れる空気に乱流を起こさせ空気とフィンとの熱交換効率を高めている。
背面１の、他方の側の面１ｂの上部側に筐体の内側から背面１の側へフィン群２ｂの一
部の残して突出させた部品収納部３が一体成形されている。この部品収納部３の突出量は
例えばフィン群２ｂの高さの半分程度であり一方の側の面１ａの高さと同じ程度の高さで
構成している。また、この部品収納部３はフィン群２ｂの右半分程度を占めている。
部の残して突出させた部品収納部３が一体成形されている。この部品収納部３の突出量は
例えばフィン群２ｂの高さの半分程度であり一方の側の面１ａの高さと同じ程度の高さで
構成している。また、この部品収納部３はフィン群２ｂの右半分程度を占めている。
背面１のフィン群２ｂの左側を占める部分の上部側には、筐体の内側から背面１の側へ
フィン群２ｂの一部に食い込み突出させた部品収納部４が一体成形されている。この部品
収納部４の背面１への突出量は部品収納部３の同突出量に比べて十分に少ない量である。
これら夫々の突出量は筐体の内側に相対向して取り付けられる部品の大きさや発熱量に応
じて変えても良いものである。
フィン群２ｂの一部に食い込み突出させた部品収納部４が一体成形されている。この部品
収納部４の背面１への突出量は部品収納部３の同突出量に比べて十分に少ない量である。
これら夫々の突出量は筐体の内側に相対向して取り付けられる部品の大きさや発熱量に応
じて変えても良いものである。
第１風路群５をフィン群２ａによる風路、第２風路群６をフィン群２ｂの部品収納部３
につながる風路、第３風路群７をフィン群２ｂのうち第２風路群６に属さないフィン群２
ｂの左側の風路とした場合、夫々のフィンの高さ、部品収納部３、４の突出量を加味する
と夫々の風路の実質的な大きさは、第１風路群５＜第２風路群６＜第３風路群７の関係が
構成される。
につながる風路、第３風路群７をフィン群２ｂのうち第２風路群６に属さないフィン群２
ｂの左側の風路とした場合、夫々のフィンの高さ、部品収納部３、４の突出量を加味する
と夫々の風路の実質的な大きさは、第１風路群５＜第２風路群６＜第３風路群７の関係が
構成される。
従って、筐体の内側の一方の側の面１ａに相対向する位置に配置する部品の放熱量を筐
体の内側の他方の側の面１ｂに相対向する位置に配置する部品の放熱量より少なくするこ
とができるものである。すなわち、背面に段差を設けることによって発熱部品に対する冷
却が効率よく行えるようになり部品の配置や設計の自由度が増すものである。
体の内側の他方の側の面１ｂに相対向する位置に配置する部品の放熱量より少なくするこ
とができるものである。すなわち、背面に段差を設けることによって発熱部品に対する冷
却が効率よく行えるようになり部品の配置や設計の自由度が増すものである。
尚、８は直流電力を取り入れる配線や交流電力を出力する配線を引き出す挿入口を覆う
カバーである。９、１０は本電力変換装置を壁や架台等に取り付ける際に用いるフック部
でありフィン群２ａ及びフィン群２ｂの先端より突出し、取り付け板などの受け部に引っ
掛けるものである。
カバーである。９、１０は本電力変換装置を壁や架台等に取り付ける際に用いるフック部
でありフィン群２ａ及びフィン群２ｂの先端より突出し、取り付け板などの受け部に引っ
掛けるものである。
本発明の電力変換装置は、少なくとも直流電力を昇圧する昇圧部、昇圧された直流電力
を交流電力へ変換するインバータ部を有し、図２、図３に示す筐体の内部に配置される。
を交流電力へ変換するインバータ部を有し、図２、図３に示す筐体の内部に配置される。
昇圧部は、主にリアクタ、スイッチング素子、整流ダイオード、コンデンサから昇圧チ
ョッパ型のスイッチング電源を構成し、昇圧後のコンデンサの端子電圧を目標としたフィ
ードバックが行われる。この場合、フィードバック信号に基づいてスイッチング素子のＯ
Ｎ／ＯＦＦのＯＮデューティを高周波の周期内で可変するものである。この際のリアクタ
、スイッチング素子、ダイオードには直接電流が流れ発熱する。
ョッパ型のスイッチング電源を構成し、昇圧後のコンデンサの端子電圧を目標としたフィ
ードバックが行われる。この場合、フィードバック信号に基づいてスイッチング素子のＯ
Ｎ／ＯＦＦのＯＮデューティを高周波の周期内で可変するものである。この際のリアクタ
、スイッチング素子、ダイオードには直接電流が流れ発熱する。
インピーダンスが大きいリアクタを部品収納部３に収納し、スイッチング素子を部品収納
部４に収納している。直流電力の入力回路を複数設けた場合は昇圧部も複数必要となり、
リアクタも複数必要となる。尚、部品収納部３では４個のリアクタを収納可能に構成して
いる。また、昇圧部は昇圧チョッパ型に限るものではなく高周波絶縁型などを用いること
もできる。この場合、トランスなどを部品収納部４に収納する。
部４に収納している。直流電力の入力回路を複数設けた場合は昇圧部も複数必要となり、
リアクタも複数必要となる。尚、部品収納部３では４個のリアクタを収納可能に構成して
いる。また、昇圧部は昇圧チョッパ型に限るものではなく高周波絶縁型などを用いること
もできる。この場合、トランスなどを部品収納部４に収納する。
インバータ部は、昇圧された直流電力を交流電力に変換するものであり、スイッチング
素子を単相（又は多相）ブリッジ状に結線した回路と高周波を減衰させるローパスフィル
ターとを有し、このスイッチング素子は部品収納部４に収納している。昇圧部及びインバ
ータ部のスイッチング素子は共に単一にパッケージされたモジュールを用いている。尚、
スイッチング素子はブリッジ状の結成に限らず、中性点クランプ方式による多レベル出力
などを用いることもできる。
素子を単相（又は多相）ブリッジ状に結線した回路と高周波を減衰させるローパスフィル
ターとを有し、このスイッチング素子は部品収納部４に収納している。昇圧部及びインバ
ータ部のスイッチング素子は共に単一にパッケージされたモジュールを用いている。尚、
スイッチング素子はブリッジ状の結成に限らず、中性点クランプ方式による多レベル出力
などを用いることもできる。
ローパスフィルターは主にリアクタとコンデンサとから構成され、変換後の交流電力が
流れ発熱が大きいリアクタは部品収納部１１に収納される。昇圧部のリアクタ及びローパ
スフィルターのリアクタはいずれも高周波でスイッチングされた電圧波形が印加されるた
め発熱と共に高調波の電磁ノイズが放射される。部品収納部３、４はリアクタの収納後開
口側を筐体と同電位の金属部材で遮蔽し、ノイズの放射と熱の筐体内への対流を抑制して
いる。
流れ発熱が大きいリアクタは部品収納部１１に収納される。昇圧部のリアクタ及びローパ
スフィルターのリアクタはいずれも高周波でスイッチングされた電圧波形が印加されるた
め発熱と共に高調波の電磁ノイズが放射される。部品収納部３、４はリアクタの収納後開
口側を筐体と同電位の金属部材で遮蔽し、ノイズの放射と熱の筐体内への対流を抑制して
いる。
部品収納部１１は背面１の一方の側の面１ａと相対向する筐体内の上側に構成され、部
品収納部３及び部品収納部４は同様に背面１の他方の側の面１ｂと相対向する筐体内の上
側に構成されているので、第１風路群５に対応して部品収納部１１、第２風路群６に対応
して部品収納部３、第３風路群７に対応して部品収納部４が構成されて夫々の収納部品の
放熱を行っている。
品収納部３及び部品収納部４は同様に背面１の他方の側の面１ｂと相対向する筐体内の上
側に構成されているので、第１風路群５に対応して部品収納部１１、第２風路群６に対応
して部品収納部３、第３風路群７に対応して部品収納部４が構成されて夫々の収納部品の
放熱を行っている。
従って、筐体の内側の一方の側の面１ａに相対向する位置の部品収納部１１に配置する
部品の放熱量は筐体の内側の他方の側の面１ｂに相対向する位置の部品収納部３及び部品
収納部４に配置する部品の放熱量より少なく構成される。
部品の放熱量は筐体の内側の他方の側の面１ｂに相対向する位置の部品収納部３及び部品
収納部４に配置する部品の放熱量より少なく構成される。
本発明は、直流電力を昇圧する昇圧部や交流電力を生成するインバータ部を備える電力
変換装置の放熱構造に適しているものである。
変換装置の放熱構造に適しているものである。
以上、本発明の一実施形態について説明したが、以上の説明は本発明の理解を容易にす
るためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明はその趣旨を逸脱すること
なく、変更、改良され得ると共に本発明にはその等価物が含まれることは勿論である。
るためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明はその趣旨を逸脱すること
なく、変更、改良され得ると共に本発明にはその等価物が含まれることは勿論である。
１ 背面
１ａ 一方の側の面
１ｂ 他方の側の面
２ａ フィン群
２ｂ フィン群
３ 部品収納部
４ 部品収納部
５ 第１風路群
６ 第２風路群
７ 第３風路群
１１ 部品収納部
１ａ 一方の側の面
１ｂ 他方の側の面
２ａ フィン群
２ｂ フィン群
３ 部品収納部
４ 部品収納部
５ 第１風路群
６ 第２風路群
７ 第３風路群
１１ 部品収納部
Claims (3)
- 直流電力を交流電力に変換するダイカスト製の筐体を用いた電力変換装置において、前記
筐体の背面に複数のフィンを立て空気が流れる風路を構成すると共に、前記背面の左右の
側の内一方の側の面を他方の側の面より高く成形し、前記筐体の内側の一方の側の面に相
対向する位置に配置する部品の放熱量を前記筐体の内側の他方の側の面に相対向する位置
に配置する部品の放熱量より少なくすることを特徴とする電力変換装置。 - 前記背面の他方の側の面の上部側に前記筐体の内側から前記背面側へ前記フィンを一部の
残して突出させた部品収納部を成形することを特徴とする請求項１に記載の電力変換装置
。 - 前記筐体の背面側に少なくとも断面積の最も大きい風路を含む第１の風路群と前記部品
収納部を風路に含む第２の風路群とを構成し、前記筐体の内側の上部側の第１の風路群に
相対向する位置に発熱の大きい部品を配置し、前記部品収納部に発熱量が大きくかつ電磁
ノイズの放射量が多い部品を配置して遮蔽することを特徴とする請求項２に記載の電力変
換装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2013268668A JP2015126590A (ja) | 2013-12-26 | 2013-12-26 | 電力変換装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2013268668A JP2015126590A (ja) | 2013-12-26 | 2013-12-26 | 電力変換装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2015126590A true JP2015126590A (ja) | 2015-07-06 |
Family
ID=53536944
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2013268668A Pending JP2015126590A (ja) | 2013-12-26 | 2013-12-26 | 電力変換装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2015126590A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2019220485A1 (ja) * | 2018-05-14 | 2019-11-21 | 三菱電機株式会社 | 電力変換装置 |
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| JPH10163389A (ja) * | 1996-11-28 | 1998-06-19 | Fujikura Ltd | ヒートシンク |
| JP3138062U (ja) * | 2007-05-22 | 2007-12-20 | エイジア ヴァイタル コンポーネンツ カンパニー リミテッド | 放熱構造体 |
| JP2009188366A (ja) * | 2008-02-05 | 2009-08-20 | Akane:Kk | 一体型半導体放熱用基板とその製造方法 |
| US7715195B2 (en) * | 2007-05-25 | 2010-05-11 | Sma Solar Technology Ag. | Inverter casing |
| US20110069451A1 (en) * | 2009-09-18 | 2011-03-24 | Sma Solar Technology Ag | Inverter with Electrical and Electronic Components Arranged in a Sealed Housing |
| JP2012151425A (ja) * | 2011-01-15 | 2012-08-09 | Akane:Kk | 積層型ヒートシンク |
-
2013
- 2013-12-26 JP JP2013268668A patent/JP2015126590A/ja active Pending
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| JPWO2019220485A1 (ja) * | 2018-05-14 | 2020-12-17 | 三菱電機株式会社 | 電力変換装置 |
| CN112119579A (zh) * | 2018-05-14 | 2020-12-22 | 三菱电机株式会社 | 功率转换装置 |
| US11343942B2 (en) | 2018-05-14 | 2022-05-24 | Mitsubishi Electric Corporation | Power conversion device including cooling components |
| CN112119579B (zh) * | 2018-05-14 | 2024-04-02 | 三菱电机株式会社 | 功率转换装置 |
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