JP2017098329A - 電力変換装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】電力変換装置の絶縁性能を効率的に向上する。【解決手段】パワーコンディショナ装置１０は、ヒートシンク６０と、ヒートシンク６０に取り付けられ、ヒートシンク６０により放熱されるスイッチング素子２０を収容するケース３１と、ケース３１のヒートシンク６０とは反対側に配置され、電力変換回路を備えたプリント基板８０と、ケース３１に収容され、スイッチング素子２０をヒートシンク６０側に押圧する板バネ５０と、ケース３１に備えられ、板バネ５０のプリント基板８０側の少なくとも一部を覆う、絶縁性のカバー部３５とを有する。【選択図】図９

Description

開示の実施形態は、電力変換装置に関する。
特許文献１には、電力変換装置が記載されている。この電力変換装置は、動作時に発熱する電子部品の側面の少なくとも一部を当接させて収容し、当該電子部品の主放熱面をヒートシンク側に露出させて保持する部品収納枠を有する取付部材と、当該取付部材に装着され、当該取付部材と電子部品とを、放熱層を介してヒートシンク側に同時に押圧する押圧部材と、押圧部材をヒートシンク側に押圧し、部品収納枠と電子部品とを放熱層に圧着させる締結部材とを備える。
特開２０１３−２４３２６４号公報（図４）
上記電力変換装置において、効率的に絶縁性能の向上を図る場合、装置構成の更なる最適化が要望される。
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、効率的に絶縁性能を向上することができる電力変換装置を提供することを目的とする。
上記課題を解決するため、本発明の一の観点によれば、ヒートシンクと、前記ヒートシンクに取り付けられ、前記ヒートシンクにより放熱される電子部品を収容するケースと、前記ケースの前記ヒートシンクとは反対側に配置され、電力変換回路を備えた基板と、前記ケースに収容され、前記電子部品を前記ヒートシンク側に押圧する押圧部材と、前記ケースに備えられ、前記押圧部材の前記基板側の少なくとも一部を覆う、絶縁性のカバー部材と、を有する電力変換装置が適用される。
また、本発明のさらに別の観点によれば、ヒートシンクと、前記ヒートシンクに取り付けられ、前記ヒートシンクにより放熱される電子部品を収容するケースと、前記ケースの前記ヒートシンクとは反対側に配置され、電力変換回路を備えた基板と、前記ケースに収容され、前記電子部品を前記ヒートシンク側に押圧する押圧部材と、前記押圧部材と前記基板とを絶縁する手段と、を有する電力変換装置が適用される。
本発明によれば、電力変換装置の絶縁性能を効率的に向上することができる。
本実施形態に係るパワーコンディショナ装置を備えた太陽光発電システムのシステム構成の一例を表す説明図である。 パワーコンディショナ装置に設けられたＤＣ−ＤＣコンバータの回路構成の一例を表す説明図である。 パワーコンディショナ装置における基板のレイアウトの一例を表す上面図である。 パワーコンディショナ装置の内部構成の一例を表す分解斜視図である。 スイッチユニットの構成の一例を表す下方から見た分解斜視図である。 スイッチユニットの構成の一例を表す下方から見た斜視図である。 スイッチユニットの構成の一例を表す上方から見た斜視図である。 スイッチユニットの構成の一例を表す上面図である。 スイッチユニットの構成の一例を表す図８のＡ−Ａ線断面図である。 スイッチユニットの構成の一例を表す図８のＢ−Ｂ線断面図である。 スイッチユニットの構成の一例を表す図９のＣ−Ｃ線断面図である。 ブスバーユニットの組立方法の一例を表す説明図である。 ブスバーユニットの組立方法の一例を表す説明図である。 ブスバーユニットの構成の一例を表す左側面図である。 ブスバーユニットの構成の一例を表す上面図である。 ブスバーユニットの構成の一例を表す図１４のＤ−Ｄ線断面図である。 ブスバーユニットの構成の一例を表す図１４のＥ−Ｅ線断面図である。 温度センサをヒートシンクに配置した変形例におけるパワーコンディショナ装置の内部構成の一例を表す分解斜視図である。
以下、一実施の形態について図面を参照しつつ説明する。本実施形態においては、電力変換装置の一例として、パワーコンディショナ装置を例にとって説明する。
＜１．太陽光発電システム＞
まず、図１により、本実施形態のパワーコンディショナ装置１０を備えた太陽光発電システム１のシステム構成の一例について説明する。
図１に示すように、太陽光発電システム１は、太陽電池アレイ２と、接続箱３と、パワーコンディショナ装置１０と、分電盤４と、電力センサユニット５とを有する。
太陽電池アレイ２は、直流発電装置である複数の太陽電池モジュール２ａ，２ｂを有する。なお、図１は太陽電池モジュールの数が２である場合を一例として示しているが、太陽電池モジュールの数は１でもよいし、３以上でもよい。接続箱３は、太陽電池アレイ２からの配線を２本の配線にまとめる。パワーコンディショナ装置１０は、接続箱３を介して供給される太陽電池アレイ２からの直流電力を交流電力に変換する。分電盤４は、パワーコンディショナ装置１０の出力側に設けられ、電力センサユニット５は、分電盤４を流れる電力を検出する。このように構成される太陽光発電システム１は、太陽電池アレイ２で発電した電力を商用電源系統６に逆潮流させることができる。
パワーコンディショナ装置１０は、端子台７と、フィルタ回路８と、ＤＣ−ＤＣコンバータ１４と、系統連系インバータ９と、フィルタ回路１１と、系統連系リレー１２とを備えている。ＤＣ−ＤＣコンバータ１４と、系統連系インバータ９等は、パワーコンディショナ装置１０の電力変換回路を構成する。
端子台７には、太陽電池アレイ２からの配線が接続されるとともに、分電盤４等への配線が接続される。フィルタ回路８は、端子台７を介して太陽電池アレイ２側へ漏れる電気的雑音を抑える。ＤＣ−ＤＣコンバータ１４は、フィルタ回路８が出力する直流出力電圧を昇降圧する。系統連系インバータ９は、ＤＣ−ＤＣコンバータ１４からの直流出力電圧を商用電源系統６の周波数に対応した交流電力に変換する。フィルタ回路１１は、系統連系インバータ９から出力される交流電力の電気的雑音を抑える。系統連系リレー１２は、パワーコンディショナ装置１０と商用電源系統６との接続をＯＮ／ＯＦＦする。
なお、上述した太陽光発電システム１の構成は一例であり、上述の内容に限定されるものではない。例えば、パワーコンディショナ装置１０が、自立運転に関わる構成や、雷等のサージを抑制するサージ抑制回路等を備えてもよい。
＜２．ＤＣ−ＤＣコンバータの回路構成＞
図２を用いて、ＤＣ−ＤＣコンバータ１４の回路構成の一例について説明する。図２に示すように、ＤＣ−ＤＣコンバータ１４は、一次側スイッチング部１５と、二次側スイッチング部１６と、一次側スイッチング部１５と二次側スイッチング部１６との間に接続されるトランス１７を備えている。
一次側スイッチング部１５及び二次側スイッチング部１６は共に、複数（この例では１２）のスイッチング素子２０を使用して構成されている。スイッチング素子２０としては、例えばＦＥＴ（Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）やＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｇａｔｅ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）等が使用される。
一次側スイッチング部１５は、並列接続された３つのスイッチング素子２０を１組として、４組のスイッチング素子２０を備える。４組のスイッチング素子２０は、ブリッジ回路を構成するように入力端子１８ａ，１８ｂ間に接続される。４組のうちの２組のスイッチング素子２０は、ブスバー９０Ａによってトランス１７の一次側コイルの一方側の端部に接続され、他の２組のスイッチング素子２０は、ブスバー９０Ｂによってトランス１７の一次側コイルの他方側の端部に接続される。
同様に、二次側スイッチング部１６は、並列接続された３つのスイッチング素子２０を１組として、４組のスイッチング素子２０を備える。４組のスイッチング素子２０は、ブリッジ回路を構成するように出力端子１９ａ，１９ｂ間に接続される。４組のうちの２組のスイッチング素子２０は、ブスバー９０Ｃによってトランス１７の二次側コイルの一方側の端部に接続され、他の２組のスイッチング素子２０は、ブスバー９０Ｄによってトランス１７の二次側コイルの他方側の端部に接続される。
なお、上述したＤＣ−ＤＣコンバータ１４の回路構成は一例であり、上述の内容に限定されるものではない。例えば、スイッチング素子２０は、３つを並列接続する場合に限られず、２つを並列接続しても、４つ以上を並列接続してもよい。さらには、各組のスイッチング素子２０を単独とし、４つのスイッチング素子２０でブリッジ回路を構成してもよい。
＜３．パワーコンディショナ装置のプリント基板のレイアウト構成＞
図３を用いて、パワーコンディショナ装置１０に設けられたプリント基板８０のレイアウト構成の一例について説明する。
なお、以下において、装置構成の説明の便宜上、各図に示す上下左右前後の方向を適宜使用する。本実施形態では、「上下方向」はプリント基板８０の面方向に垂直な方向、「前後方向」は複数のケース３１が並設される方向（ブスバー９０Ｂ，９０Ｄの延設方向）、「左右方向」は上下方向及び前後方向の両方向に垂直な方向である。また、「下」方向はプリント基板８０に対してヒートシンク６０が配置される方向、「上」方向はプリント基板８０に対してヒートシンク６０が配置される方向とは反対の方向である。なお、これらの方向は装置構成の位置関係を限定するものではない。
図３に示すように、プリント基板８０の下側には、ＤＣ−ＤＣコンバータ１４を構成する２４個のスイッチング素子２０（電子部品の一例）が配置されている。また、プリント基板８０の上側の表面にはブスバー９０Ａ，９０Ｂ，９０Ｃ，９０Ｄ（導電部材の一例）が配置されている。スイッチング素子２０は各ケース３１に６つずつ収容され、ケース３１ごとにスイッチユニット３０として構成されている。また、図示は省略するが、プリント基板８０には電力変換回路を構成する他の電子部品が配置されている。
プリント基板８０の下側には、４つのスイッチユニット３０が前後方向に沿って配置されている。各ケース３１には、左右方向に対向する一対のスイッチング素子２０が、前後方向に沿って三対収容されている。各ケース３１の左側の３つのスイッチング素子２０は、プリント基板８０に配置されたブスバー９０Ａ，９０Ｂによりそれぞれ並列に接続されており、一次側スイッチング部１５を構成する。同様に、各ケース３１の右側の３つのスイッチング素子２０は、プリント基板８０に配置されたブスバー９０Ｃ，９０Ｄによりそれぞれ並列に接続されており、二次側スイッチング部１６を構成する。
プリント基板８０には、ケース３１の円形の開口３５ｃ（後述の図７〜図９参照）に対応する位置に、複数の円形の開口８１が形成されている。開口８１は、後述する板バネ５０をヒートシンク６０にネジにより固定する際にドライバを挿通するための開口であり、左右方向に対向する一対のスイッチング素子２０の中間位置に配置されている。また、プリント基板８０には、前後方向において各開口８１の間の位置、つまり左右方向において対向する一対のスイッチング素子２０の中間位置であり且つ前後方向において隣り合う一対のスイッチング素子２０同士の中間位置（前後方向に隣接する板バネ５０同士の中間位置）に、スイッチング素子２０を制御する制御信号（ゲート信号）用の図示しない配線が形成されている。図３では、上記の各位置に形成された、上記制御信号用の配線に接続される図示しないコネクタ用の複数（この例ではコネクタごとに４つ）のコネクタ孔７３が図示されている。
ブスバー９０Ａは、略Ｌ字状に屈曲された形状であり、プリント基板８０の表面の左側寄りに配置される。ブスバー９０Ａは、前後方向に並設された４つのケース３１のうちの後側２つのケース３１の左側６つのスイッチング素子２０と、プリント基板８０の後側の電極部８２ａに接続される。電極部８２ａは、ブスバー９０Ａをトランス１７の一次側コイルの一方側の端部に接続するための電極である。
ブスバー９０Ｂは、ブスバー９０Ａよりも長い直線状の形状であり、プリント基板８０の表面においてブスバー９０Ａの右側（屈曲された方向とは反対側）に配置される。ブスバー９０Ｂは、前後方向に並設された４つのケース３１のうちの前側２つのケース３１の左側６つのスイッチング素子２０と、プリント基板８０の後側の電極部８２ｂに接続される。電極部８２ｂは、ブスバー９０Ｂをトランス１７の一次側コイルの他方側の端部に接続するための電極である。
ブスバー９０Ｃは、略Ｌ字状に屈曲された形状であり、プリント基板８０の表面の右側寄りに配置される。ブスバー９０Ｃは、前後方向に並設された４つのケース３１のうちの後側２つのケース３１の右側６つのスイッチング素子２０と、プリント基板８０の後側の電極部８２ｃに接続される。電極部８２ｃは、ブスバー９０Ｃをトランス１７の二次側コイルの一方側の端部に接続するための電極である。
ブスバー９０Ｄは、ブスバー９０Ｃよりも長い直線状の形状であり、プリント基板８０の表面においてブスバー９０Ｃの右側（屈曲された方向とは反対側）に配置される。ブスバー９０Ｄは、前後方向に並設された４つのケース３１のうちの前側２つのケース３１の右側６つのスイッチング素子２０と、プリント基板８０の後側の電極部８２ｄに接続される。電極部８２ｄは、ブスバー９０Ｄをトランス１７の二次側コイルの他方側の端部に接続するための電極である。
なお、図３では、ブスバー９０Ａ，９０Ｂ及びブスバー９０Ｃ，９０Ｄをそれぞれ連結する連結具１００（図４等参照）、ブスバー９０Ａ，９０Ｂ及びブスバー９０Ｃ，９０Ｄの間にそれぞれ挿入される絶縁性板部材１０４（図４等参照）の図示を省略している。
なお、上述したプリント基板８０のレイアウト構成は一例であり、上述の内容に限定されるものではない。例えば、ブスバー９０Ａ，９０Ｃについても直線形状となるようにレイアウトを構成してもよいし、ブスバー９０Ｂ，９０Ｄを適宜屈曲させてレイアウトしてもよい。すなわち、ブスバー９０Ａ〜９０Ｄの形状は上記に限定されるものではなく、プリント基板８０における配線や部品のレイアウト構成やその下部のスイッチング素子２０の配置構成に応じて適宜の形状に設定されるものである。
＜４．パワーコンディショナ装置の内部構成＞
図４を用いて、パワーコンディショナ装置１０の内部構成の一例について説明する。図４に示すように、パワーコンディショナ装置１０は、ヒートシンク６０と、複数（この例では４）のスイッチユニット３０と、プリント基板８０と、複数（この例では２）のブスバーユニット９７，９８とを有する。
ヒートシンク６０は、ベース６１と、ベース６１の下面に例えば左右方向に並設された複数のフィン６２と、支持部材６３とを有する。ベース６１の上面の左寄りの位置には、スイッチユニット３０を設置するための例えば長方形状の設置領域６４が形成されている。設置領域６４は、ベース６１の上面のその他の領域よりも上側に突出している（後述の図１０参照）。設置領域６４の左右両側には、ケース３１の位置決め用の位置決め穴６４ｂが、前後方向に沿って複数箇所（この例ではケース３１ごとに２箇所、計８箇所）に設けられている。対応する左右の位置決め穴６４ｂは、ケース３１の左右両側の位置決めピン４３（後述の図５、図６等参照）に対応するように、前後方向に互い違いにずらして配置されている。設置領域６４の左右両側の端部には、ケース３１の係止用の係止溝６４ｄが前後方向に沿って形成されている。設置領域６４の左右方向中央部には、後述する板バネ５０の係止用の複数（この例では１２）のネジ孔６４ｃが前後方向に沿って形成されている。
支持部材６３は、プリント基板８０を支持するための略四角枠状の部材であり、ベース６１の上部に取り付けられている。支持部材６３の前端側の左右両側の隅部には、フック状の基板固定部６３ａが上側に突出して設けられている。
４つのスイッチユニット３０は、ヒートシンク６０のベース６１の上面の設置領域６４に前後方向に沿って取り付けられる。その後、プリント基板８０が４つのスイッチユニット３０の上側に装着される。このとき、プリント基板８０の後端側の左右両側の隅部の下面に設けられた高さ保持用のスペーサ８４がヒートシンク６０のベース６１の上面に当接され、前端部の左右両側の隅部が支持部材６３の基板固定部６３ａに載置される。そして、プリント基板８０に挿通されたネジ８３ａが基板固定部６３ａに締結されることにより、プリント基板８０がヒートシンク６０との間にスイッチユニット３０の収容スペースを確保しつつヒートシンク６０に固定される。
ブスバーユニット９７は、ブスバー９０Ａ，９０Ｂと、複数（この例では２）の連結具１００と、絶縁性板部材１０４（第３板部材の一例）とを有する。ブスバーユニット９８は、ブスバー９０Ｃ，９０Ｄと、複数（この例では２）の連結具１００と、絶縁性板部材１０４（第３板部材の一例）とを有する。ブスバー９０Ａと９０Ｂ、ブスバー９０Ｃと９０Ｄは、プリント基板８０の上面の対応する電極部に取り付けられる。その際、ブスバー９０Ａとブスバー９０Ｂは、予め２つの連結具１００で互いに連結されるとともに、絶縁性板部材１０４を挟むことによって絶縁されて、ブスバーユニット９７としてプリント基板８０に取り付けられる。同様に、ブスバー９０Ｃとブスバー９０Ｄは、予め２つの連結具１００で互いに連結されるとともに、絶縁性板部材１０４を挟むことによって絶縁されて、ブスバーユニット９８としてプリント基板８０に取り付けられる。
なお、上述したパワーコンディショナ装置１０の内部構成は一例であり、上述の内容に限定されるものではない。例えば、各スイッチング素子２０とトランス１７のコイルとを接続する配線は必ずしもブスバーとする必要はなく、プリント基板８０に形成したパターン配線により構成してもよい。
＜５．スイッチユニットの構成＞
図５〜図１１を用いて、スイッチユニット３０の構成の一例を説明する。図５はスイッチユニット３０を下方から見た分解斜視図、図６はスイッチユニット３０を下方から見た斜視図、図７はスイッチユニット３０を上方から見た斜視図、図８はスイッチユニット３０を上方から見た平面図、図９は図８のＡ−Ａ線断面図、図１０は図８のＢ−Ｂ線断面図、図１１は図１０のＣ−Ｃ線断面図である。なお、図９、図１０、図１１は、スイッチユニット３０がプリント基板８０とヒートシンク６０の間に配置された状態を示している。また、図５〜図１１に示す前後左右上下の方向は、前述の図３及び図４に示す方向に対応している。
図５に示すように、スイッチユニット３０は、ケース３１と、６つのスイッチング素子２０と、３つの板バネ５０（押圧部材の一例）と、１つの絶縁性板部材５２（第２板部材の一例）と、２つの樹脂カバー５４とを有する。スイッチユニット３０は、上記スイッチング素子２０等がケース３１に収容されることによって構成される。
図５及び図６に示すように、ケース３１は、下側が開口した扁平な略直方体形状の筐体であり、絶縁性材料で構成されている。図７〜図１０に示すように、ケース３１は、上面３７ａの中央部に上側に膨出した形状のカバー部３５（カバー部材、押圧部材と基板とを絶縁する手段の一例）を一体に有する。カバー部３５は、ケース３１と同じ絶縁性材料で構成されており、ケース３１に収容される板バネ５０のプリント基板８０側の少なくとも一部を覆う。なお、カバー部３５をケース３１と別体としてもよい。
なお、ケース３１（カバー部３５）の絶縁性材料としては例えば樹脂等が使用されるが、板バネ５０よりも絶縁抵抗が高い材料であればよい。
ケース３１のカバー部３５は、プリント基板８０の面方向に沿って延設された平板状のカバー本体部３５ａと、カバー本体部３５ａからプリント基板８０側に突出してプリント基板８０の下側の表面に当接する当接部３５ｂとを有する。当接部３５ｂの内側には、カバー部３５を上下方向に貫通した円形の開口３５ｃが形成されている。開口３５ｃは、板バネ５０をヒートシンク６０にネジにより固定する際にドライバを挿通するための開口であり、前述のようにプリント基板８０の開口８１に対応した位置に配置されている。
図８に示すように、カバー部３５のカバー本体部３５ａは、少なくともプリント基板８０の制御信号用の配線に対応する位置（コネクタ孔７３に対応する位置）、言い換えると少なくとも前後方向に隣接する板バネ５０の中間に対応する位置では、板バネ５０の基板側を覆うように延設されており、板バネ５０とプリント基板８０との間の絶縁距離を確保する。
当接部３５ｂは、上側（プリント基板８０側）から見た平面視において円環状に形成されており、プリント基板８０に接触する部分は実質的に線状の形状（この例では円形状）となっている。なお、当接部３５ｂの形状は円環状に限らず、例えば四角形等の多角形状としてもよい。また、例えば当接部３５ｂの基板との接触部分の面積を増大させる等により、プリント基板８０に面で接触する形状としてもよい。すなわち、当接部３５ｂのプリント基板８０に接触する部分を面状の形状としてもよい。
図５に示すように、ケース３１の内部空間は、中央に角筒部３２ａを有する左右方向に延設された２つの仕切壁３２によって、前後方向に３つに仕切られる。また、ケース３１の前後の側壁３７ｂの内側の左右方向中央部には、角筒部３２ａに向けて突出した略矩形状の突出部３３が形成されている。これら仕切壁３２及び突出部３３によって、ケース３１の内部空間に、左右方向に対向配置された一対のスイッチング素子２０を収容する素子収容部３４が前後方向に３つ形成される。
図７及び図８に示すように、ケース３１の上面３７ａの左右両側には、複数のリードガイド４１（ガイド部の一例）が前後方向に沿って設けられている。複数のリードガイド４１は、前後方向に所定間隔を空けて配置された３つのリードガイド４１を一組として、ケース３１に収容された６つのスイッチング素子２０のそれぞれに対応するように６組設けられている。リードガイド４１は上方に突出した中空の円筒部材であり、図９に示すように、ケース３１に収容されたスイッチング素子２０のリード２１が挿入されるガイド穴４１ａを有する。リードガイド４１は、リード２１をケース３１上に装着されたプリント基板８０側へガイド穴４１ａによって導くことによって、リードガイド４１から突出したリード２１のプリント基板８０側への突出位置をプリント基板８０に設けられたスルーホール８５の位置に位置決めする。
図７及び図８に示すように、ケース３１の上面３７ａの左右両側には、上方に向けて突出した２本のガイドピン４２（突起部の一例）が設けられている。２本のガイドピン４２は、前後方向の位置が異なるようにずらして配置されている。この例では、左側のガイドピン４２は、ケース３１の左端部のリードガイド４１の後側２組の中間位置に配置され、右側のガイドピン４２は、ケース３１の右端部のリードガイド４１の前側２組の中間位置に配置されている。なお、ガイドピン４２の位置は上記に限定されるものではなく、例えばケース３１の平面視において対角線上に位置するように配置されてもよいし、２本のガイドピン４２の前後方向の位置が同じとなるように配置されてもよい。また、ガイドピン４２の数は３以上でもよい。
ガイドピン４２は、プリント基板８０の位置決め孔８６に挿入し易いように先端に向けて細くなる形状に形成されており、基部にプリント基板８０が載置される複数（この例では３）の支持片４２ａを有する。ガイドピン４２は、図１０に示すように、プリント基板８０側への突出高さがリード２１のプリント基板８０側への突出高さよりも高くなるように形成されている。支持片４２ａの突出高さは、カバー部３５の当接部３５ｂの突出高さと略同一となるように形成されている。ガイドピン４２は、プリント基板８０に形成された位置決め孔８６（図１０参照）に挿入され、ケース３１とプリント基板８０とを位置決めする。支持片４２ａはプリント基板８０の下側の表面に当接し、当接部３５ｂとともにプリント基板８０をヒートシンク６０のベース６１と略平行に支持する。これにより、プリント基板８０を安定して支持できると共に、プリント基板８０の上下方向の位置を位置決めできる。
図５及び図６に示すように、ケース３１の左右の側壁部３７ｃの下部には、下方に向けて突出した略円柱状の２本の位置決めピン４３が設けられている。２本の位置決めピン４３は、前後方向の位置が異なるようにずらして配置されている。図１０に示すように、位置決めピン４３は、ヒートシンク６０の設置領域６４に形成された位置決め穴６４ｂに嵌合され、ケース３１をヒートシンク６０に対し位置決めする。なお、位置決めピン４３の位置は図５及び図６に示す位置に限定されるものではなく、例えばケース３１の平面視において対角線上に位置するように配置されてもよいし、２本の位置決めピン４３の前後方向の位置が同じとなるように配置されてもよい。また、位置決めピン４３の数は３以上でもよい。
図５〜図７に示すように、ケース３１の左右の側壁部３７ｃには、樹脂カバー５４を取り付けるための複数（この例では３）の係合穴４４がそれぞれ設けられている。係合穴４４は、側壁部３７ｃの前後方向両端部及び中央部に配置されている。また、ケース３１の左右の側壁部３７ｃには、ケース３１をヒートシンク６０に取り付けるための複数（この例では２）係止爪４５がそれぞれ設けられている。係止爪４５は、略直方体状の枠部４５ａ内から下方に向けて突出したフック状の突片であり、隣り合う係合穴４４同士の間に配置されている。図１０に示すように、係止爪４５は、ヒートシンク６０の設置領域６４の左右方向両側の係止溝６４ｄに係合することにより、ケース３１をヒートシンク６０に固定する。
上記位置決めピン４３と係止爪４５により、各ケース３１をヒートシンク６０に対し容易に位置決めしつつ固定できる。ケース３１をネジにより固定する必要がないので固定作業が容易となり、組立工数を削減することが可能である。
図５に示すように、スイッチング素子２０は、図示しない発熱素子の周囲を樹脂で封止した略直方体状の回路部２２と、回路部２２の側壁部から突出しＬ字状に屈曲された３つのリード２１とを備える。回路部２２の下側の表面には、発熱素子が実装された放熱用の銅板２５が露出されている。銅板２５は３つのリード２１のうちの１つ（例えば中央のリード２１）と一体につながっている。図９に示すように、スイッチング素子２０は銅板２５が下側を向くようにヒートシンク６０に取り付けられ、発熱素子の熱は銅板２５から絶縁放熱シート２３を介してヒートシンク６０に伝熱される。これにより、スイッチング素子２０の回路部２２とヒートシンク６０との絶縁が確保されつつ、スイッチング素子２０の熱が効率的に放熱される。
図５及び図６に示すように、ケース３１は、プリント基板８０の面方向に沿った左右方向（第１方向の一例）に対向配置された一対のスイッチング素子２０を一組として、上記面方向に沿い左右方向に直交する前後方向（第２方向の一例）に沿って並列に配置された三組のスイッチング素子２０を収容する。すなわち、三組のスイッチング素子２０は、一組ごとに、一対のスイッチング素子２０の回路部２２がケース３１の素子収容部３４に収容される。図６に示すように、ケース３１に収容されたスイッチング素子２０は、回路部２２の下側の表面がケース３１の下方側に露出される。
図５及び図６に示すように、絶縁性板部材５２（第２板部材の一例）は、例えば樹脂等の絶縁性材料で構成された可撓性の板材であり、スイッチング素子２０の回路部２２の上側の表面と板バネ５０との間に配置されてケース３１に収容される。絶縁性板部材５２は、前後方向に延びる略長方形状の平板部５２ａと、平板部５２ａの左右両端に前後方向に間隔を空けて一体に設けられた３対のＬ字状の折曲片５２ｂとを有する。図９に示すように、平板部５２ａは、板バネ５０と絶縁放熱シート２３との間に配置される。また、折曲片５２ｂは、板バネ５０と回路部２２との間に、回路部２２の上面の略全面及び左右方向で内側となる側面を覆うように配置される。平板部５２ａの左右方向中央部には、折曲片５２ｂに対応する位置に貫通孔５２ｃが形成されている。貫通孔５２ｃには、板バネ５０固定用のネジが挿通される。
図５及び図９に示すように、板バネ５０（押圧部材の一例）は、ケース３１に収容されて一対のスイッチング素子２０の中間に配置され、当該一対のスイッチング素子２０をヒートシンク６０側に押圧する。板バネ５０は例えば金属製であるが、樹脂等の他の材料で構成されてもよい。板バネ５０は、略Ｕ字状の本体部５０ａと、本体部５０ａの左右両側に下面部５０ｃ側に折り返すように設けられた一対の押圧片５０ｂとを有する。押圧片５０ｂは、絶縁性板部材５２の折曲片５２ｂを介してスイッチング素子２０の回路部２２の上側の表面に当接し、弾性力により回路部２２をヒートシンク６０側に押圧する。本体部５０ａの下面部５０ｃには貫通孔５０ｄが形成されている。板バネ５０は、左右方向に対向配置された一対のスイッチング素子２０ごとにケース３１の素子収容部３４に収容される。つまり、３つの板バネ５０がケース３１に収容される。
各板バネ５０は、貫通孔５０ｄ及び絶縁性板部材５２の貫通孔５２ｃに挿通された図示しないネジがヒートシンク６０のネジ孔６４ｃ（図４参照）に締結されることで、絶縁性板部材５２と共に共締めされて、ヒートシンク６０に固定される。このとき、板バネ５０はケース３１の角筒部３２ａ及び突出部３３により挟まれて位置決めされているので、ネジ固定による回りが防止される。
なお、板バネ５０は、上記のように２つのスイッチング素子２０を押圧可能な形状に限定されるものではない。例えば、絶縁性板部材５２と同様の形状として、３以上（例えば４又は６）のスイッチング素子２０を押圧可能な形状としてもよい。また、１つの板バネ５０で１つのスイッチング素子２０を押圧する構成としてもよい。
図５に示すように、２つの樹脂カバー５４は同じ形状であり、プリント基板８０に平行な面内で上下方向に延びる軸を対称軸とした点対称の位置関係となるように配置されている。各樹脂カバー５４は、前後方向に延びる略長方形状のカバー部５４ａと、カバー部５４ａの左右方向一端側の前後方向両端部と中央部の３箇所から上方に向けて立設された３つの係止爪５４ｂと、カバー部５４ａの左右方向他端側の前後方向２箇所（この例では前後方向に隣接する係止爪５４ｂ同士の間に対応する位置）から上方に向けて立設された２つの係止爪５４ｃとを有する。また、カバー部５４ａの左右方向一端側には、２つの係止爪５４ｂの間の位置に、ケース３１の位置決めピン４３が嵌合される円弧状の切り欠き穴５４ｄが形成されている。なお、係止爪５４ｂ，５４ｃの数は上記以外としてもよい。
図６及び図９〜図１１に示すように、樹脂カバー５４は、係止爪５４ｃがケース３１の内部の段部４６（図１０参照）に係合されると共に、係止爪５４ｂがケース３１の左右の側壁部３７ｃの係合穴４４に係合されて、ケース３１のヒートシンク６０側の開口３１ｂに取り付けられる。そして、カバー部５４ａで少なくともリード２１の基端部２１ａ（図９参照）のヒートシンク６０側を覆う。
図７〜図１０に示すように、ケース３１の上面３７ａの左右両側には、収容されたスイッチング素子２０の少なくともリード２１の基端部２１ａに絶縁性の樹脂（例えばシリコンゴム）を注入することが可能な注入口３１ａが形成されている。注入口３１ａは、各スイッチング素子２０に対応して６箇所に形成されている。上記樹脂カバー５４は、注入口３１ａから注入された樹脂がケース３１の開口３１ｂから漏れるのを抑制する。
図９及び図１１に示すように、ケース３１に収容されたスイッチング素子２０のリード２１のケース３１から突出した部分の相互間には、例えば樹脂等の絶縁性材料で構成された略平板状のバリア部材２６（第１板部材の一例）が設けられている。バリア部材２６は、プリント基板８０に着脱可能に固定されている。図９に示すように、バリア部材２６は、プリント基板８０に設けられた左右方向のスリット状の開口８７に嵌合される基部２６ａと、基部２６ａの上部に設けられ、プリント基板８０の上面に当接する略四角形状の上側板部２６ｂと、基部２６ａの下部に支持部２６ｃを介して設けられ、ケース３１の隣り合うリードガイド４１同士の間の溝部３６（図８、図１１参照）に嵌合される下側板部２６ｄと、支持部２６ｃの左右両側に配置され、プリント基板８０の下面側で前後方向にずれた位置でプリント基板８０の下面に係合される一対の係合部２６ｅとを有する。
一対の係合部２６ｅは、バリア部材２６がプリント基板８０に着脱される際には、弾性変形により前後方向に同じ位置となって開口８７を通過することが可能となる。これにより、バリア部材２６はプリント基板８０に容易に着脱できる。また、下側板部２６ｄがケース３１の溝部３６に嵌合されることにより、基板装着時のバリア部材２６の前後方向の揺れを防止できる。
以上、スイッチユニット３０等の構成について詳述したが、上述の構成は一例であり、上述の内容に限定されるものではない。例えば、ケース３１に収容されるスイッチング素子２０の数を６以外としてもよい。すなわち、全て（上述の例では２４個）のスイッチング素子２０を単一のケース３１に収容してもよいし、各ケース３１に６よりも少ない個数（例えば１個ずつ、４個ずつ等）ずつ収容してもよいし、ケース３１に６よりも多い個数（例えば８個ずつ、１２個ずつ等）ずつ収容する構成としてもよい。
＜６．ブスバーユニットの構成及び組立方法＞
図１２〜図１７により、ブスバーユニット９７，９８の構成及び組立方法の一例を説明する。なお、ブスバーユニット９７とブスバーユニット９８は同様の構成であり、同様の方法で組み立てられるので、以下ではブスバーユニット９７について説明し、ブスバーユニット９８については説明を省略する。
図１２はブスバーユニット９７の組立方法の一例を表す説明図、図１３はブスバーユニット９７の組立方法の一例を表す説明図、図１４はブスバーユニット９７の構成の一例を表す左側面図、図１５はブスバーユニット９７の構成の一例を表す上面図、図１６は図１４のＤ−Ｄ線断面図、図１７は図１４のＥ−Ｅ線断面図である。なお、図１２〜図１７に示す前後左右上下の方向は、前述の図３及び図４に示す方向に対応している。
ブスバー９０Ａ及びブスバー９０Ｂの板厚（左右方向の厚み）は、当該ブスバー９０Ａ及びブスバー９０Ｂを流れる高周波電流の周波数に応じた表皮深さに基づいて設定されている。例えば、ブスバー９０Ａ，９０Ｂの板厚は、表皮深さの略２倍に設定されている。これにより、高周波電流の周波数が高くなるほど電流が導電部材の表面へ集中する表皮効果の影響を低減できる。ブスバー９０Ｃ，９０Ｄの板厚も同様である。
図１２に示すように、ブスバー９０Ａは、複数（この例では７）の脚部９２と、複数の脚部９２に架け渡された架橋部９３とを有する。架橋部９３は、後側が左方向に短く屈曲された略Ｌ字状に形成されている。架橋部９３の上下方向の板幅は、ブスバー９０Ａを流れる高周波電流の大きさに応じて適宜の幅に設定されている。ブスバー９０Ａの複数の脚部９２は、プリント基板８０の上側の表面に形成された各スイッチング素子２０に対応する６つの電極部８２（図３参照）と、同様にプリント基板８０の上側の表面の後側に形成された電極部８２ａにそれぞれ接続される。電極部８２ａは、トランス１７の一次側コイルの一方側の端部に電気的に接続されている。
ブスバー９０Ｂは、複数（この例では７）の脚部９２と、複数の脚部９２に架け渡された架橋部９４とを有する。架橋部９４は、この例では上記架橋部９３の略２倍の長さを有し、直線状に形成されている。架橋部９４の上下方向の板幅は、ブスバー９０Ｂを流れる高周波電流の大きさに応じて適宜の幅に設定されている。ブスバー９０Ｂの複数の脚部９２は、プリント基板８０の上側の表面に形成された各スイッチング素子２０に対応する６つの電極部８２（図３参照）と、同様にプリント基板８０の上側の表面の後側に形成された電極部８２ｂにそれぞれ接続される。電極部８２ｂは、トランス１７の一次側コイルの他方側の端部に電気的に接続されている。
各脚部９２の下端には、電極部８２（又は電極部８２ａ又は電極部８２ｂ）に挿入される、脚部９２よりも細幅の挿入部９２ａが形成されている。また、各脚部９２には、ハンダ付け時の熱伝導を抑制するための開口９６が形成されている。本実施形態では、各脚部９２に形成される開口９６の数を２つとしているが、これに限定されるものではなく、１又は３以上としてもよい。
ブスバー９０Ａの架橋部９３は、前側の前後２つの脚部９２の間と後側の前後２つの脚部９２の間の２箇所の下端部に、架橋部９３の上下方向の板幅が小さくなるような略矩形状の切り欠き部９５が形成されている。同様に、ブスバー９０Ｂの架橋部９４にも、プリント基板８０に取り付けられた状態においてブスバー９０Ａの切り欠き部９５と対応した位置の２箇所の下端部に、同じ形状の切り欠き部９５が形成されている。
図１２に示すように、ブスバー９０Ａとブスバー９０Ｂは、上記切り欠き部９５が形成された前後方向の２箇所で連結具１００によって連結される。その後、図１３に示すように、連結されたブスバー９０Ａ及びブスバー９０Ｂの複数の脚部９２が、プリント基板８０の上面の対応する電極部８２，８２ａ，８２ｂに挿入され、各脚部９２がプリント基板８０に立設される。そして、連結されたブスバー９０Ａとブスバー９０Ｂの相互間、詳細にはブスバー９０Ｂと連結具１００との間に、絶縁性板部材１０４が挿入されて取り付けられる。その後、各脚部９２と対応する電極部８２，８２ａ，８２ｂとがハンダ付けされる。なお、ハンダ付けの後に絶縁性板部材１０４を取り付けてもよい。
図１３に示すように、ブスバー９０Ｂの架橋部９４には、ブスバー９０Ｂの温度を検出する温度センサ２７が配置されている。温度センサ２７は、脚部９２の直上位置に配置される。温度センサ２７は、スイッチング素子２０の発熱素子から銅板２５、当該銅板２５と一体であるリード２１、プリント基板８０の図示しないパターン配線（銅箔等）を介してブスバー９０Ｂに伝わった熱を検出できる。当該伝熱経路は、熱伝導率の高い導電部材のみが介在することから熱抵抗が比較的小さい。したがって、温度センサ２７は、スイッチング素子２０の熱を高精度に検出できる。なお、温度センサ２７の種類は特に限定されるものではないが、例えばサーミスタが使用される。
連結具１００は、例えば樹脂等の絶縁性材料で構成される。図１４〜図１７に示すように、連結具１００は、ブスバー９０Ａ，９０Ｂの架橋部９３，９４同士の間に挿入されるスペーサ部１０１と、スペーサ部１０１の左右両側に連結され、架橋部９３，９４にそれぞれ係止される２つの係止爪部１０２とを備える。図１６に示すように、スペーサ部１０１は中空構造であり、前後方向両端が開口した筒体として形成されている。スペーサ部１０１は、スペーサ本体１０１ａと、スペーサ本体１０１ａの上側に設けられスペーサ本体１０１ａよりも左右方向寸法が小さいスペーサ頭部１０１ｂと、スペーサ本体１０１ａ及びスペーサ頭部１０１ｂを接続する傾斜部１０１ｃとを備える。
図１６に示すように、スペーサ部１０１の上下方向の寸法は、ブスバー９０Ａの架橋部９３及びブスバー９０Ｂの架橋部９４の上下方向の寸法よりも大きい。そして、連結具１００は、スペーサ部１０１の上端部が架橋部９３，９４の上端よりも所定寸法Ｌ１だけ上方に突出し、且つ、スペーサ部１０１の下端部が架橋部９３，９４の下端（切り欠き部９５）よりも所定寸法Ｌ２だけ下方に突出するように、ブスバー９０Ａ，９０Ｂに装着される。これにより、連結具１００が装着される部分（後述する絶縁性板部材１０４の切り欠き部１０５ａ，１０５ｂ部分）における架橋部９３と架橋部９４の間の上下方向の沿面距離を確保できる。
また、図１７に示すように、スペーサ部１０１の前後方向の寸法は、係止爪部１０２の前後方向の寸法（架橋部９３，９４の切り欠き部９５及び絶縁性板部材１０４の切り欠き部１０５ａ，１０５ｂの前後方向寸法と略同じ）よりも大きい。その結果、連結具１００は、ブスバー９０Ａ，９０Ｂへの装着時に、スペーサ部１０１の前端部が係止爪部１０２の前端よりも所定寸法Ｌ３だけ前方に突出し、且つ、スペーサ部１０１の後端部が係止爪部１０２の後端よりも所定寸法Ｌ４だけ後方に突出した状態となる。これにより、連結具１００が装着される部分（後述する絶縁性板部材１０４の切り欠き部１０５ａ，１０５ｂ部分）における架橋部９３と架橋部９４の間の前後方向の沿面距離を確保できる。
図１６に示すように、係止爪部１０２は、前後方向に垂直な断面形状が略Ｌ字状に形成されており、上端に爪１０２ａを、下端に嵌合部１０２ｂを有する。爪１０２ａは、スペーサ部１０１の傾斜部１０１ｃ近傍に向けて内側に突出しており、架橋部９３，９４の上端に係止する。係止爪部１０２の前後方向の寸法は、架橋部９３，９４の切り欠き部９５の前後方向の寸法と略同一であり、嵌合部１０２ｂは切り欠き部９５に嵌合される。また、嵌合部１０２ｂの上面と爪１０２ａの下面の間の上下方向の寸法は、架橋部９３及び架橋部９４の上下方向の寸法と略同一である。係止爪部１０２は、嵌合部１０２ｂと爪１０２ａとの間に架橋部９３，９４を挟みつつスペーサ部１０１との間に架橋部９３，９４を収容することで、スペーサ部１０１を架橋部９３，９４に対して固定する。
絶縁性板部材１０４は、例えば樹脂等の絶縁性材料で構成された板材である。図１４及び図１５に示すように、絶縁性板部材１０４は、前後方向の寸法がブスバー９０Ａよりも大きく、上下方向の寸法が架橋部９３，９４よりも大きい。但し、図１３に示すように、絶縁性板部材１０４の前後方向２箇所の上部及び下部には、略長方形状の切り欠き部１０５ａ及び切り欠き部１０５ｂが形成されており、この切り欠き部１０５ａ，１０５ｂ間の狭小部１０４ａの上下方向の寸法は架橋部９３，９４と略同一である。また、切り欠き部１０５ａ，１０５ｂの前後方向の寸法は、連結具１００の係止爪部１０２の前後方向の寸法と略同一である。
図１３に示すように、絶縁性板部材１０４は、前後２つの狭小部１０４ａが２つの連結具１００の係止爪部１０２に対応する位置で、上方からブスバー９０Ｂの架橋部９４と連結具１００のスペーサ本体１０１ａとの間に挿入される。このとき、係止爪部１０２の嵌合部１０２ｂが絶縁性板部材１０４の切り欠き部１０５ｂに嵌合され、係止爪部１０２の爪１０２ａが絶縁性板部材１０４の切り欠き部１０５ａ（狭小部１０４ａの上端）に係止する。これにより、絶縁性板部材１０４が連結具１００の係止爪部１０２に係止されて装着される。
図１６に示すように、装着された絶縁性板部材１０４は、連結具１００による連結箇所を除き、スペーサ部１０１の上方まで突出するとともに、脚部９２の上下方向略中間位置まで延在する。また、図１４に示すように、装着された絶縁性板部材１０４は、ブスバー９０Ａの架橋部９４の前後方向両側に突出して延在する。これにより、架橋部９３と架橋部９４の間の沿面距離を確保できる。なお、上述したように、連結具１００による連結箇所においては連結具１００によって沿面距離が確保されている。
以上、ブスバーユニット９７（ブスバーユニット９８も同様）の構成について詳述したが、上述の構成は一例であり、上述の内容に限定されるものではない。例えば、連結具１００による連結箇所を１箇所としてもよいし、３箇所以上としてもよい。また、ブスバー９０Ａ，９０Ｂは必ずしも連結させる必要はなく、連結具１００を用いない構成としてもよい。
＜７．実施形態の効果＞
以上説明したように、本実施形態のパワーコンディショナ装置１０は、ヒートシンク６０と、ヒートシンク６０に取り付けられ、ヒートシンク６０により放熱される複数のスイッチング素子２０を収容するケース３１と、ケース３１のヒートシンク６０とは反対側に配置され、電力変換回路を備えたプリント基板８０と、ケース３１に収容され、スイッチング素子２０をヒートシンク６０側に押圧する板バネ５０と、ケース３１に備えられ、板バネ５０のプリント基板８０側の少なくとも一部を覆う絶縁性のカバー部３５とを有する。これにより、次の効果を奏する。
すなわち、本実施形態のパワーコンディショナ装置１０では、ヒートシンク６０に取り付けられるケース３１がヒートシンク６０により放熱される複数のスイッチング素子２０を収容し、ケース３１に収容された板バネ５０がスイッチング素子２０をヒートシンク６０側に押圧する。板バネ５０が金属製である場合、ヒートシンク６０にネジにより固定されることで、板バネ５０はアース電位（筐体電位）となる。このため、主回路電位となる電力変換回路を備えたプリント基板８０と板バネ５０との間の対地絶縁を確保し、地絡等の発生を防止するのが好ましい。
本実施形態では、ケース３１が、板バネ５０の少なくとも一部のプリント基板８０側を覆う絶縁性のカバー部３５を備える。これにより、板バネ５０とプリント基板８０との間の絶縁距離を確保することが可能となるので、パワーコンディショナ装置１０の絶縁性能を効率的に向上することができる。
また、本実施形態では特に、カバー部３５は、カバー本体部３５ａと、カバー本体部３５ａからプリント基板８０側に突出してプリント基板８０に当接する当接部３５ｂとを有する。これにより、次の効果を奏する。
すなわち、本実施形態では、カバー部３５がカバー本体部３５ａと当接部３５ｂを有する。カバー部３５はプリント基板８０の面方向に沿って延設されるので、板バネ５０とプリント基板８０の間に介在して板バネ５０のプリント基板８０側を覆うことで、板バネ５０とプリント基板８０との間の絶縁距離を確保できる。また、当接部３５ｂはカバー本体部３５ａからプリント基板８０側に突出してプリント基板８０に当接するので、カバー本体部３５ａとプリント基板８０との間に隙間を形成でき、プリント基板８０とカバー部３５等との間に回路部品の配置スペースや回路部品のリード（ブスバー９０Ａ〜９０Ｄの脚部９２の挿入部９２ａ等）の突出スペース等を確保することができる。
また、本実施形態では特に、当接部３５ｂは、プリント基板８０側から見た平面視において、プリント基板８０に接触する部分が線状の形状を有する。これにより、当接部３５ｂとプリント基板８０との接触面積が増えるので、プリント基板８０を安定して支持できる。
また、本実施形態では特に、プリント基板８０は、スイッチング素子２０を制御する制御信号用の配線を備え、カバー部３５は、上記配線に対応する位置にカバー本体部３５ａを有する。これにより、次の効果を奏する。
すなわち、スイッチング素子２０を制御する制御信号（ゲート信号）用の配線は主回路電位となるため、当該配線と板バネ５０との間には絶縁距離を確保するのが好ましい。本実施形態では、カバー部３５が上記配線に対応する位置にカバー本体部３５ａを有するので、配線と板バネ５０の絶縁距離を確保することが可能となり、地絡等の発生を防止できる。
また、本実施形態では特に、ケース３１は、左右方向に対向配置された一対のスイッチング素子２０を一組として、前後方向に沿って並列に配置された三組のスイッチング素子２０を収容し、板バネ５０は、一組のスイッチング素子２０ごとに一対のスイッチング素子の中間に配置され、当該一対のスイッチング素子２０をヒートシンク６０側に押圧し、プリント基板８０は、前後方向に隣接する板バネ５０の中間に対応する位置に制御信号（ゲート信号）用の配線を備えており、カバー本体部３５ａは、少なくとも前後方向に隣接する板バネ５０の中間に対応する位置に延設される。これにより、次の効果を奏する。
すなわち、本実施形態では、プリント基板８０では、前後方向に隣接する板バネ５０の中間に対応する位置に、左右方向に対向配置された一対のスイッチング素子２０の各々を制御する制御信号用の配線が形成されている。これにより、配線を左右方向中間位置に配置できるので、一対のスイッチング素子２０の各々に対して上記配線を左右両側に分けて形成する場合に比べて回路構成を簡素化できる（コネクタ点数や回路パターンの低減等）。また、プリント基板８０の板バネ５０に対応する位置には板バネ５０を固定するネジを締めるための開口８１を形成できるので、プリント基板８０の配置後に板バネ５０やスイッチング素子２０をヒートシンク６０に固定することが可能となり、組み立て作業の自由度を向上できる。
また、板バネ５０を一部材として全てのスイッチング素子２０を一度に押圧する構成とせずに、一対（２つ）のスイッチング素子２０ごとに押圧する構成とすることで、各スイッチング素子２０に対する押圧力を略均等とすることができ、信頼性を向上できる。
また、本実施形態では特に、パワーコンディショナ装置１０が、プリント基板８０に着脱可能に固定され、ケース３１に収容されたスイッチング素子２０のリード２１のケース３１から突出した部分の相互間に配置された絶縁性のバリア部材２６を有する。
本実施形態によれば、バリア部材２６によって各スイッチング素子２０のリード２１のケース３１から突出した部分の線間の絶縁距離及びプリント基板８０のリード２１が接続される図示しない電極部間の絶縁距離を確保することが可能となるので、パワーコンディショナ装置１０の絶縁性能をさらに向上できる。また、バリア部材２６をプリント基板８０に対して着脱可能な構成とすることで、リード２１をプリント基板８０にハンダ付けする際にはバリア部材２６をプリント基板８０から取り外しておくことができるので、バリア部材２６がハンダ付けの作業性を低下させることを防止できる。
また、本実施形態では特に、パワーコンディショナ装置１０が、ケース３１に収容され、スイッチング素子２０のヒートシンク６０とは反対側の表面と板バネ５０との間に配置される絶縁性板部材５２を有する。これにより、スイッチング素子２０のヒートシンク６０側の表面の銅板２５（主回路電位）と板バネ５０（アース電位）との間の絶縁距離を確保することが可能となるので、パワーコンディショナ装置１０の絶縁性能をさらに向上できる。
また、本実施形態では特に、ケース３１は、収容されたスイッチング素子２０のリード２１のプリント基板８０側への突出位置をプリント基板８０に形成されたスルーホール８５の位置に位置決めするリードガイド４１を有する。これにより、次の効果を奏する。
すなわち、プリント基板８０をケース３１に装着する際には、ケース３１に収容された複数のスイッチング素子２０の各リード２１についてプリント基板８０のスルーホール８５に挿通させる必要がある。本実施形態では、ケース３１がリードガイド４１を有するので、各リード２１をプリント基板８０のスルーホール８５の位置に精度良く位置決めできると共に、突出させたリード２１の曲がりや傾き等を防止および矯正できる。これにより、プリント基板８０のケース３１への装着作業を容易化できる。
また、本実施形態では特に、ケース３１は、プリント基板８０に形成された位置決め孔８６に挿入される２つのガイドピン４２を有し、ガイドピン４２は、プリント基板８０側への突出高さがリード２１の突出高さよりも高くなるように形成されている。
本実施形態によれば、ケース３１のガイドピン４２をプリント基板８０の位置決め孔８６に挿入することで、ケース３１とプリント基板８０とを位置決めできる。このとき、２以上のガイドピン４２が設けられるので、ケース３１とプリント基板８０とを左右方向及び前後方向だけでなく回転方向（上下方向に沿った軸周りの回転方向）についても位置決めできる。さらに、ガイドピン４２のプリント基板８０側への突出高さはリード２１の突出高さよりも高くなるように形成されているので、ガイドピン４２の位置決め孔８６への挿入によりケース３１とプリント基板８０とが位置決めされた後に、スイッチング素子２０の各リード２１（リードガイド４１により位置決めされている）がプリント基板８０のスルーホール８５に挿通される。したがって、プリント基板８０のケース３１への装着作業をより一層容易化できる。
また、本実施形態では特に、スイッチング素子２０は、プリント基板８０に接続される３つのリード２１を有しており、ケース３１は、収容されたスイッチング素子２０の少なくともリード２１の基端部２１ａに絶縁性の樹脂を注入することが可能な注入口３１ａを有する。
これにより、ケース３１をヒートシンク６０に固定した後に、ケース３１の注入口３１ａから絶縁性の樹脂を注入することができ、スイッチング素子２０の少なくともリード２１の基端部２１ａ間に樹脂を充填することが可能である。その結果、ケース３１内部におけるスイッチング素子２０の３つのリード２１の線間の絶縁距離を確保することが可能となるので、パワーコンディショナ装置１０の絶縁性能をさらに向上できる。
また、本実施形態では特に、パワーコンディショナ装置１０が、ケース３１のヒートシンク６０側の開口３１ｂに取り付けられ、少なくともリード２１の基端部２１ａのヒートシンク６０側を覆う樹脂カバー５４を有する。
本実施形態によれば、樹脂カバー５４により、注入口３１ａから注入された樹脂がケース３１の開口３１ｂから漏れ出すのを抑制できる。これにより、スイッチング素子２０のリード２１の線間の絶縁確保の信頼性を向上できる。
また、本実施形態では特に、パワーコンディショナ装置１０が、電力変換回路の一部を構成するブスバー９０Ａ〜９０Ｄを有し、ブスバー９０Ａ〜９０Ｄは、プリント基板８０に立設された複数の脚部９２と、複数の脚部９２に架け渡された架橋部９３，９４とを有する。これにより、次の効果を奏する。
すなわち、プリント基板８０の上面には、例えばスイッチング素子２０を制御する制御信号（ゲート信号）用の配線等が形成される。このため、ノイズを生じさせるスイッチング素子２０の入出力用の配線をプリント基板８０の上面に形成した場合、制御信号にノイズの影響が生じる可能性がある。
本実施形態では、脚部９２と架橋部９３，９４を備えたブスバー９０Ａ，９０Ｂをプリント基板８０に設けるので、架橋部９３，９４を脚部９２の長さ分だけプリント基板８０表面から離間させることができる。このため、スイッチング素子２０の入出力をブスバー９０Ａ，９０Ｂに流すことにより、制御信号に対するノイズの影響を低減することができる。
また、本実施形態では特に、パワーコンディショナ装置１０がブスバー９０Ａ，９０Ｂ（ブスバー９０Ｃ，９０Ｄ）を連結する絶縁性の連結具１００を有し、連結具１００は、隣接するブスバー９０Ａ，９０Ｂの架橋部９３，９４同士の間に挿入されるスペーサ部１０１と、スペーサ部１０１に連結され、２つの架橋部９３，９４にそれぞれ係止される２つの係止爪部１０２とを有する。
複数のブスバー９０Ａ，９０Ｂ（ブスバー９０Ｃ，９０Ｄ）を連結具１００で連結することにより、プリント基板８０から立設されたブスバー９０Ａ，９０Ｂ（ブスバー９０Ｃ，９０Ｄ）のハンダ付け前の安定性を向上して倒れを防止できる。また、架橋部９３，９４同士の間にスペーサ部１０１が挿入されるので、ブスバー９０Ａ，９０Ｂ（ブスバー９０Ｃ，９０Ｄ）間の絶縁距離を一定に確保することが可能となり、パワーコンディショナ装置１０の絶縁性能をさらに向上することができる。また、連結具１００により、絶縁性板部材１０４を固定できると共に、ブスバー９０Ａ，９０Ｂ（ブスバー９０Ｃ，９０Ｄ）を相互に位置合わせすることができる。
また、本実施形態では特に、パワーコンディショナ装置１０が、連結具１００により連結されたブスバー９０Ａ，９０Ｂ（ブスバー９０Ｃ，９０Ｄ）の相互間に配置され、連結具１００の係止爪部１０２にブスバー９０Ｂ（ブスバー９０Ｄ）と共に係止される絶縁性板部材１０４を有する。絶縁性板部材１０４により、隣接するブスバー９０Ａ，９０Ｂ（ブスバー９０Ｃ，９０Ｄ）同士の絶縁距離を確保することが可能となるので、パワーコンディショナ装置１０の絶縁性能をさらに向上できる。
また、本実施形態では特に、複数の脚部９２の各々には、熱伝導を抑制するための開口９６が形成されている。脚部９２に形成された開口９６により、ブスバー９０Ａ〜９０Ｄの脚部９２をプリント基板８０にハンダ付けする際の架橋部９３，９４への熱拡散を抑制することができる。これにより、ハンダ付け時のブスバー９０Ａ〜９０Ｄからの放熱を抑制でき、ハンダ揚がりを良好にすることができる。
また、本実施形態では特に、ブスバー９０Ａ〜９０Ｄの板厚は、当該ブスバー９０Ａ〜９０Ｄを流れる高周波電流の周波数に応じた表皮深さに基づいて設定されている。これにより、次の効果を奏する。
すなわち、ブスバー９０Ａ〜９０Ｄに高周波電流を流す場合、表皮効果により周波数が高くなるほど電流がブスバー９０Ａ〜９０Ｄの表面へ集中するので、ブスバー９０Ａ〜９０Ｄの交流抵抗が増大し、損失の増大、過剰な発熱等が生じうる。
本実施形態では、ブスバー９０Ａ〜９０Ｄの板厚が高周波電流の周波数に応じた表皮深さに基づいて設定される（例えば、ブスバー９０Ａ〜９０Ｄの板厚を表皮深さの略２倍とする）ので、表皮深さの影響を低減できる。これにより、ブスバー９０Ａ〜９０Ｄにおける損失や発熱を抑制できる。
また、本実施形態では特に、パワーコンディショナ装置１０が、ブスバー９０Ｂに配置され、当該ブスバー９０Ｂの温度を検出する温度センサ２７を有する。これにより、次の効果を奏する。
すなわち、例えば温度センサ２７をヒートシンク６０におけるスイッチング素子２０の近傍位置に配置した場合には、温度センサ２７は、スイッチング素子２０の放熱用の銅板２５から絶縁放熱シート２３を介してヒートシンク６０に伝わった熱を検出することとなる。一方、本実施形態のように、温度センサ２７をブスバー９０Ｂに配置した場合には、温度センサ２７は、スイッチング素子２０の銅板２５と一体であるリード２１及びプリント基板８０の配線を介してブスバー９０Ｂに伝わった熱を検出することとなる。この場合、伝熱経路に絶縁放熱シート２３等の絶縁材が介在しないことから上記に比べて熱抵抗が小さく、温度追従性に優れる。したがって、スイッチング素子２０の温度を高い精度で検出することができる。
＜８．変形例＞
なお、開示の実施形態は、上記に限られるものではなく、その趣旨及び技術的思想を逸脱しない範囲内で種々の変形が可能である。
上記実施形態では、スイッチング素子２０の熱を検出するための温度センサをブスバーに設置したが、温度センサの設置位置はこれに限定されるものではない。例えば、図１８に示すように、温度センサ２８をヒートシンク６０のベース６１の上面におけるスイッチング素子２０の近傍位置に設置してもよい。このとき、温度センサ２８は複数のスイッチング素子２０の中で最も高温になるスイッチング素子２０の近傍に配置されるのが好ましい。この場合にも、温度センサ２８によりスイッチング素子２０の温度を検出することができる。
また以上では、電力変換装置がパワーコンディショナ装置である場合を一例として示したが、これに限定されるものではない。例えば、インバータ装置やコンバータ装置等の他の電力変換装置でもよい。
なお、以上の説明において、「垂直」「平行」「平面」等の記載がある場合には、当該記載は厳密な意味ではない。すなわち、それら「垂直」「平行」「平面」とは、設計上、製造上の公差、誤差が許容され、「実質的に垂直」「実質的に平行」「実質的に平面」という意味である。
また、以上の説明において、外観上の寸法や大きさが「同一」「等しい」「異なる」等の記載がある場合は、当該記載は厳密な意味ではない。すなわち、それら「同一」「等しい」「異なる」とは、設計上、製造上の公差、誤差が許容され、「実質的に同一」「実質的に等しい」「実質的に異なる」という意味である。
また、以上既に述べた以外にも、上記実施形態による手法を適宜組み合わせて利用しても良い。
その他、一々例示はしないが、上記実施形態は、その趣旨を逸脱しない範囲内において、種々の変更が加えられて実施されるものである。
１０ パワーコンディショナ装置（電力変換装置の一例）
２０ スイッチング素子（電子部品の一例）
２１ リード
２１ａ 基端部
２６ バリア部材（第１板部材の一例）
２７ 温度センサ
２８ 温度センサ
３１ ケース
３１ａ 注入口
３１ｂ 開口
３５ カバー部（カバー部材、押圧部材と基板とを絶縁する手段の一例）
３５ａ カバー本体部
３５ｂ 当接部
４１ リードガイド（ガイド部の一例）
４２ ガイドピン（突起部の一例）
５０ 板バネ（押圧部材の一例）
５２ 絶縁性板部材（第２板部材の一例）
５４ 樹脂カバー
６０ ヒートシンク
８０ プリント基板（基板の一例）
８５ スルーホール
８６ 位置決め孔
９０Ａ〜９０Ｄ ブスバー（導電部材の一例）
９２ 脚部
９３ 架橋部
９４ 架橋部
９６ 開口
１００ 連結具
１０１ スペーサ部
１０２ 係止爪部
１０４ 絶縁性板部材（第３板部材の一例）

Claims (17)

  1. ヒートシンクと、
    前記ヒートシンクに取り付けられ、前記ヒートシンクにより放熱される電子部品を収容するケースと、
    前記ケースの前記ヒートシンクとは反対側に配置され、電力変換回路を備えた基板と、
    前記ケースに収容され、前記電子部品を前記ヒートシンク側に押圧する押圧部材と、
    前記ケースに備えられ、前記押圧部材の前記基板側の少なくとも一部を覆う、絶縁性のカバー部材と、
    を有することを特徴とする電力変換装置。
  2. 前記カバー部材は、
    カバー本体部と、
    前記カバー本体部から前記基板側に突出して前記基板に当接する当接部と、を有する
    ことを特徴とする請求項１に記載の電力変換装置。
  3. 前記当接部は、
    前記基板側から見た平面視において、前記基板に接触する部分が線状及び面状の少なくとも一方の形状を有する
    ことを特徴とする請求項２に記載の電力変換装置。
  4. 前記電子部品は、
    スイッチング素子であり、
    前記基板は、
    前記スイッチング素子を制御する制御信号用の配線を備え、
    前記カバー部材は、
    前記配線に対応する位置に前記カバー本体部を有する
    ことを特徴とする請求項３に記載の電力変換装置。
  5. 前記ケースは、
    前記基板の面方向に沿った第１方向に対向配置された一対の前記スイッチング素子を一組として、前記面方向に沿い前記第１方向に直交する第２方向に沿って並列に配置された複数組の前記スイッチング素子を収容し、
    前記押圧部材は、
    前記一組のスイッチング素子ごとに前記一対のスイッチング素子の中間に配置され、当該一対のスイッチング素子を前記ヒートシンク側に押圧し、
    前記基板は、
    前記第２方向に隣接する前記押圧部材の中間に対応する位置に前記配線を備えており、
    前記カバー本体部は、
    少なくとも前記第２方向に隣接する前記押圧部材の中間に対応する位置に延設される
    ことを特徴とする請求項４に記載の電力変換装置。
  6. 前記基板に着脱可能に固定され、前記ケースに収容された前記電子部品のリードの前記ケースから突出した部分の相互間に配置された絶縁性の第１板部材をさらに有する
    ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の電力変換装置。
  7. 前記ケースに収容され、前記電子部品の前記ヒートシンクとは反対側の表面と前記押圧部材との間に配置される絶縁性の第２板部材をさらに有する
    ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の電力変換装置。
  8. 前記ケースは、
    収容された前記電子部品のリードの前記基板側への突出位置を前記基板に形成されたスルーホールの位置に位置決めするガイド部を有する
    ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の電力変換装置。
  9. 前記ケースは、
    前記基板に形成された位置決め孔に挿入される２以上の突起部を有し、
    前記突起部は、
    前記基板側への突出高さが前記リードの前記突出高さよりも高くなるように形成されている
    ことを特徴とする請求項８に記載の電力変換装置。
  10. 前記電子部品は、
    前記基板に接続される複数のリードを有しており、
    前記ケースは、
    収容された前記電子部品の少なくとも前記リードの基端部に絶縁性の樹脂を注入することが可能な注入口を有する
    ことを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の電力変換装置。
  11. 前記ケースの前記ヒートシンク側の開口に取り付けられ、少なくとも前記リードの前記基端部の前記ヒートシンク側を覆う樹脂カバーをさらに有する
    ことを特徴とする請求項１０に記載の電力変換装置。
  12. 前記電力変換回路の一部を構成する導電部材をさらに有し、
    前記導電部材は、
    前記基板に立設された複数の脚部と、
    前記複数の脚部に架け渡された架橋部と、を有する
    ことを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の電力変換装置。
  13. 複数の前記導電部材を連結する絶縁性の連結具をさらに有し、
    前記連結具は、
    隣接する前記導電部材の前記架橋部同士の間に挿入されるスペーサ部と、
    前記スペーサ部に連結され、複数の前記架橋部にそれぞれ係止される複数の係止爪部と、を有する
    ことを特徴とする請求項１２に記載の電力変換装置。
  14. 前記連結具により連結された前記導電部材の相互間に配置され、前記連結具の前記係止爪部に前記導電部材と共に係止される絶縁性の第３板部材をさらに有する
    ことを特徴とする請求項１３に記載の電力変換装置。
  15. 前記複数の脚部の各々には、
    熱伝導を抑制するための開口が形成されている
    ことを特徴とする請求項１２乃至１４のいずれか１項に記載の電力変換装置。
  16. 前記導電部材の板厚は、
    当該導電部材を流れる高周波電流の周波数に応じた表皮深さに基づいて設定されている
    ことを特徴とする請求項１２乃至１５のいずれか１項に記載の電力変換装置。
  17. 前記導電部材に配置され、当該導電部材の温度を検出する温度センサをさらに有する
    ことを特徴とする請求項１２乃至１６のいずれか１項に記載の電力変換装置。
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