JP2024007939A

JP2024007939A - Power source device

Info

Publication number: JP2024007939A
Application number: JP2022109380A
Authority: JP
Inventors: 直人藤原; Naoto Fujiwara; 佑規平林; Yuki Hirabayashi; 卓也村田; Takuya Murata
Original assignee: GS Yuasa Corp
Current assignee: GS Yuasa Corp
Priority date: 2022-07-07
Filing date: 2022-07-07
Publication date: 2024-01-19

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a power source device having a substrate unit in which a power supply from a power storage element to some of loads can be interrupted while generation of heat is suppressed.

SOLUTION: A power source device includes: a power converter that converts AC power to DC power; a main power line that supplies power to a first load when the DC power is output from the power converter; an auxiliary power line that supplies power to a second load when the DC power is output from the power converter; a charge/discharge wire that connects the main power line and the auxiliary power line to a power storage element in order to charge/discharge the power storage element; and a substrate unit 40 that is provided on the auxiliary power line and electrically disconnects the second load from the power storage element. The substrate unit 40 has: a plurality of circuit substrates 41a and 41b that are laminated each having a current branch line including metal bars 45a and 45b and a breaker 42 for interrupting a current flowing through the current branch line; and spacer metal bars 46a and 46b that extend in a direction perpendicular to the circuit substrates 41a and 41b, and support the circuit substrates.

SELECTED DRAWING: Figure 5

Description

本発明の一態様は、電源装置に関する。 One aspect of the present invention relates to a power supply device.

特許文献１は、停電発生時に、バックアップ給電不要の負荷のみを蓄電池から切り離すために、停電信号を受信した際に当該負荷に接続されるスイッチを開放状態にし、バックアップ給電が不要な負荷への出力を停止する技術を開示している。 Patent Document 1 discloses that when a power outage occurs, in order to disconnect only the load that does not require backup power supply from the storage battery, when a power outage signal is received, a switch connected to the load is opened, and the output is output to the load that does not require backup power supply. Discloses technology to stop this.

特開２００８－９２７６８号公報JP2008-92768A

携帯電話基地局には、交流入力電力から整流した直流電力を、負荷としての無線機へ供給する直流電源装置が用いられる。第５世代移動通信システム（いわゆる「５Ｇ」）においては、多くの基地局が設置されることが見込まれている。 A mobile phone base station uses a DC power supply device that supplies DC power rectified from AC input power to a radio device as a load. In the fifth generation mobile communication system (so-called "5G"), many base stations are expected to be installed.

直流電源装置は、蓄電池などの蓄電素子を搭載して、系統電源の停電時には蓄電素子から負荷へ放電（バックアップ給電）する。５Ｇ携帯電話基地局向けの直流電源装置には、多くの負荷が接続される。停電時に、直流電源装置の蓄電素子から、重要負荷へのバックアップ給電を長時間継続させるために、一部の負荷（比較的重要度が低い負荷）への電力供給は遮断する場合がある。この場合、バックアップ給電時に、比較的重要度が低い負荷への電力供給を遮断できるよう、電力線にスイッチが設けられる。電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）のようなスイッチを適用すれば、電源装置の製造コストを低減できる。 A DC power supply device is equipped with a power storage element such as a storage battery, and discharges electricity from the power storage element to the load (backup power supply) in the event of a power outage in the grid power supply. Many loads are connected to a DC power supply device for 5G mobile phone base stations. During a power outage, power supply to some loads (relatively less important loads) may be cut off in order to continue supplying backup power to important loads from the power storage element of the DC power supply for a long time. In this case, a switch is provided on the power line so that the power supply to relatively unimportant loads can be cut off during backup power supply. By applying a switch such as a field effect transistor (FET), the manufacturing cost of the power supply device can be reduced.

停電していない平時には、直流電源装置に多くの負荷が接続されていることから、電力線に設けたＦＥＴおよびＦＥＴが実装された回路基板に、大電流（例えば、数百アンペア）が流れる。大電流が流れると、ＦＥＴおよび回路基板が発熱する傾向がある。大電流を許容できる（大電流が流れても発熱が限定的である）ＦＥＴの使用は、電源装置の製造コストを上昇させる。 During normal times when there is no power outage, many loads are connected to the DC power supply, so a large current (for example, several hundred amperes) flows through the FET provided on the power line and the circuit board on which the FET is mounted. When large currents flow, the FET and circuit board tend to generate heat. The use of FETs that can tolerate large currents (with limited heat generation even when large currents flow) increases the manufacturing cost of the power supply device.

本発明の一態様は、発熱を抑制しつつ、蓄電素子から一部の負荷への電力供給を遮断できる基板ユニットを有する電源装置を提供する。 One embodiment of the present invention provides a power supply device including a substrate unit that can cut off power supply from a power storage element to a part of a load while suppressing heat generation.

本発明の一態様に係る電源装置は、交流電力を直流電力に変換する電力変換器と、前記電力変換器から直流電力が出力されて第一負荷に電力を供給する主電力線と、前記電力変換器から直流電力が出力されて第二負荷に電力を供給する副電力線と、蓄電素子の充放電のために前記主電力線および前記副電力線と前記蓄電素子とを接続する充放電線と、前記副電力線に設けられて前記第二負荷を前記蓄電素子から電気的に切り離す基板ユニットと、を備える。前記基板ユニットは、金属バーを含む電流分岐線、および、前記電流分岐線を流れる電流を遮断する遮断器をそれぞれが有して、積層された、複数の回路基板と、前記複数の回路基板に直交する方向に延びてそれら回路基板を支持するスペーサと、を有する。 A power supply device according to one aspect of the present invention includes a power converter that converts AC power to DC power, a main power line from which DC power is output from the power converter and supplies power to a first load, and the power converter. a sub power line from which DC power is output from the device and supplies power to a second load; a charging/discharging line connecting the main power line and the sub power line to the electricity storage element for charging and discharging the electricity storage element; A board unit is provided on a power line and electrically disconnects the second load from the power storage element. The board unit includes a plurality of laminated circuit boards each having a current branch line including a metal bar and a circuit breaker that interrupts the current flowing through the current branch line, and the plurality of circuit boards. and spacers extending in orthogonal directions to support the circuit boards.

上記態様によれば、発熱を抑制しつつ、蓄電素子から一部の負荷（第二負荷）への電力供給を遮断できる基板ユニットを有する電源装置を提供できる。 According to the above aspect, it is possible to provide a power supply device having a substrate unit that can cut off power supply from the power storage element to a part of the load (second load) while suppressing heat generation.

直流電源装置を示す前面の斜視図である。FIG. 3 is a front perspective view showing the DC power supply device. 直流電源装置の内部構造を示す斜視図である。FIG. 3 is a perspective view showing the internal structure of the DC power supply device. 直流電源装置の電気的構成を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing the electrical configuration of a DC power supply device. 基板ユニットの電気的構成を示すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram showing the electrical configuration of the board unit. 基板ユニットの第一例を示す斜視図である。It is a perspective view showing a first example of a board unit. 基板ユニットの第二例を示す斜視図である。It is a perspective view showing a second example of a board unit.

以下、本発明の実施形態に係る電源装置の、概要を説明する。 Hereinafter, an outline of a power supply device according to an embodiment of the present invention will be explained.

（１）電源装置は、交流電力を直流電力に変換する電力変換器と、前記電力変換器から直流電力が出力されて第一負荷に電力を供給する主電力線と、前記電力変換器から直流電力が出力されて第二負荷に電力を供給する副電力線と、蓄電素子の充放電のために前記主電力線および前記副電力線と前記蓄電素子とを接続する充放電線と、前記副電力線に設けられて前記第二負荷を前記蓄電素子から電気的に切り離す基板ユニットと、を備える。前記基板ユニットは、金属バーを含む電流分岐線、および、前記電流分岐線を流れる電流を遮断する遮断器をそれぞれが有して、積層された、複数の回路基板と、前記複数の回路基板に直交する方向に延びてそれら回路基板を支持するスペーサと、を有する。 (1) A power supply device includes a power converter that converts AC power into DC power, a main power line from which DC power is output from the power converter and supplies power to a first load, and a main power line that supplies DC power from the power converter to a first load. is output and supplies power to a second load; a charge/discharge line connecting the main power line and the sub power line to the power storage element for charging and discharging the power storage element; and a board unit that electrically disconnects the second load from the power storage element. The board unit includes a plurality of laminated circuit boards each having a current branch line including a metal bar and a circuit breaker that interrupts the current flowing through the current branch line, and the plurality of circuit boards. and spacers extending in orthogonal directions to support the circuit boards.

ここで、「第一負荷」は重要負荷であってもよい。「第二負荷」は、「第一負荷」より重要度が低い負荷であってもよい。
「主電力線」および「副電力線」は、それぞれ、ケーブルを含んでもよいし、金属バー（バスバーとも称される）を含んでもよい。「副電力線」は、「主電力線」から分岐した電力線であってもよい。「充放電線」は、「副電力線」が「主電力線」から分岐する分岐点と電力変換器との間で「主電力線」に接続されてもよい。
上記構成によれば、副電力線を流れる電流が、基板ユニットの、複数の回路基板それぞれに設けられた金属バーを含む電流分岐線に分かれて流れる。そのため、各回路基板上の金属バーや遮断器における発熱を抑制しつつ、必要時に（例えば、停電時に）遮断器によって、第二負荷を蓄電素子から切り離すことができる。複数の回路基板をスペーサを介して積層することで、それら回路基板の冷却性を向上でき、必要電流に柔軟に対応することができる。また、基板ユニットの組立性、電源装置の組立性を向上できる。 Here, the "first load" may be an important load. The "second load" may be a load that is less important than the "first load."
The "main power line" and the "secondary power line" may each include a cable or a metal bar (also referred to as a bus bar). The "sub power line" may be a power line branched from the "main power line". The "charge/discharge line" may be connected to the "main power line" between the power converter and a branch point where the "sub power line" branches from the "main power line".
According to the above configuration, the current flowing through the sub power line is divided into current branch lines including metal bars provided on each of the plurality of circuit boards of the board unit. Therefore, while suppressing heat generation in the metal bars and circuit breakers on each circuit board, the second load can be disconnected from the power storage element by the circuit breaker when necessary (for example, during a power outage). By stacking a plurality of circuit boards with spacers interposed therebetween, the cooling performance of the circuit boards can be improved, and the required current can be flexibly handled. Furthermore, the ease of assembling the board unit and the power supply device can be improved.

（２）上記（１）に記載の電源装置において、前記複数の回路基板は、第一金属バーが設けられた第一回路基板と、第二金属バーが設けられた第二回路基板とを含み、前記第一金属バーと前記第二金属バーとを前記副電力線に並列接続する、スペーサ金属バーを、前記スペーサとして有してもよい。 (2) In the power supply device according to (1) above, the plurality of circuit boards include a first circuit board provided with a first metal bar and a second circuit board provided with a second metal bar. The spacer may include a spacer metal bar that connects the first metal bar and the second metal bar to the sub power line in parallel.

上記構成によれば、スペーサ金属バーに、電気接続の機能と機械的な支持の機能とを持たせることで、基板ユニットの部品点数を少なくできる。スペーサ金属バーを用いることで、基板ユニットの電気抵抗を低減できる。 According to the above configuration, the number of parts of the board unit can be reduced by providing the spacer metal bar with an electrical connection function and a mechanical support function. By using the spacer metal bar, the electrical resistance of the substrate unit can be reduced.

（３）上記（２）に記載の電源装置において、前記第一金属バーおよび前記第二金属バーは、平面視において前記第一回路基板および前記第二回路基板それぞれの外周から突出し、前記スペーサ金属バーは、前記第一金属バーおよび前記第二金属バーの突出した部分に接続されてもよい。 (3) In the power supply device according to (2) above, the first metal bar and the second metal bar protrude from the outer periphery of each of the first circuit board and the second circuit board in plan view, and the spacer metal bar A bar may be connected to protruding portions of the first metal bar and the second metal bar.

上記構成によれば、基板ユニットおよび電源装置の組立性を向上できる。具体的には、基板ユニットの予備組立（pre-assembly）、および、そうして組み立てた基板ユニットの電源装置への取り付けを容易に行える。また、上記構成によれば、電源装置に接続される負荷の消費電力の大きさに応じた回路基板の数の増加にも、比較的容易に対応でき、拡張性が良好である。 According to the above configuration, the ease of assembling the board unit and the power supply device can be improved. Specifically, pre-assembly of the board unit and attachment of the assembled board unit to the power supply device can be easily performed. Further, according to the above configuration, it is possible to relatively easily cope with an increase in the number of circuit boards according to the magnitude of power consumption of the load connected to the power supply device, and the expandability is good.

以下、図面を参照しながら実施形態を詳細に説明する。図１は、携帯電話基地局向けの直流電源装置１００の前面の斜視図である。直流電源装置１００は、屋外設置が可能な筐体１０を有する。筐体１０は、前面壁１１と、前面壁１１に対向する背面壁１２と、側面壁１３と、側面壁１３に対向する側面壁１４（図２参照）と、天壁１５とを有する。 Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a front perspective view of a DC power supply device 100 for a mobile phone base station. The DC power supply device 100 has a casing 10 that can be installed outdoors. The housing 10 includes a front wall 11 , a back wall 12 facing the front wall 11 , a side wall 13 , a side wall 14 facing the side wall 13 (see FIG. 2 ), and a top wall 15 .

図１に示すように、本実施形態における前面壁１１は、ハンドル（取っ手）２０を有する前面扉である。前面壁１１の下部に、導入ダクト１６が設けられている。 As shown in FIG. 1, the front wall 11 in this embodiment is a front door having a handle 20. As shown in FIG. An introduction duct 16 is provided at the lower part of the front wall 11.

本実施形態における導入ダクト１６は、フード（ひさし形の覆い）のような形状を呈して、前面壁１１から前方に突出するとともに、下方に開口している。 The introduction duct 16 in this embodiment has a hood-like shape, projects forward from the front wall 11, and is open downward.

背面壁１２には、前面壁１１の導入ダクト１６より高い高さ位置に、排出ダクト１７が設けられている。
このように、対向する前面壁１１と背面壁１２とに、導入ダクト１６と排出ダクト１７とが設けられている。そのため、背面壁１２または排出ダクト１７に設けられる送風機（図示せず）によって、筐体１０の前面の下部から外気がスムーズに導入される。 A discharge duct 17 is provided on the rear wall 12 at a higher height than the introduction duct 16 on the front wall 11.
In this way, the introduction duct 16 and the discharge duct 17 are provided on the front wall 11 and the rear wall 12 that face each other. Therefore, a blower (not shown) provided on the back wall 12 or the exhaust duct 17 smoothly introduces outside air from the lower part of the front surface of the casing 10 .

本実施形態における排出ダクト１７は、導入ダクト１６と同様のフードのような形状を呈して、背面壁１２から後方に突出するとともに、下方に開口している。 The discharge duct 17 in this embodiment has a hood-like shape similar to the introduction duct 16, projects rearward from the rear wall 12, and is open downward.

図２は、前面壁１１および背面壁（背面扉）１２を開放し、側面壁１３を図示しないことで直流電源装置の内部構造を示す斜視図である。図２において、蓄電素子（鉛蓄電池やリチウムイオン電池などの蓄電池、またはキャパシタ、またはフライホイール）の図示は省略している。 FIG. 2 is a perspective view showing the internal structure of the DC power supply device with the front wall 11 and the back wall (back door) 12 open and the side wall 13 not shown. In FIG. 2, illustration of a power storage element (storage battery such as a lead acid battery or lithium ion battery, a capacitor, or a flywheel) is omitted.

図２に示すように、前面壁１１の下部に、導入ダクト１６に連通する導入開口１１ａが設けられている。 As shown in FIG. 2, an introduction opening 11a communicating with the introduction duct 16 is provided at the lower part of the front wall 11.

筐体１０内には、４本の支柱２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄが設けられ、それら支柱の上部に、電力変換器５０や、配線部品などの発熱部品が配置されている。電力変換器５０の下方に、蓄電素子を配置するための収納部２５が設けられている。 Four pillars 22a, 22b, 22c, and 22d are provided inside the casing 10, and heat-generating components such as a power converter 50 and wiring components are arranged above the pillars. A housing portion 25 is provided below the power converter 50 for arranging a power storage element.

本実施形態における電力変換器５０は、複数台の（例えば６～７台の）平板状の整流器ユニット（ＡＣ－ＤＣ変換器、ＤＣ－ＤＣ変換器を含む）を、積み重ねて電気的に並列接続して構成されている。電力変換器５０の側方に（複数台の整流器ユニットの側面と、筐体１０の側面壁１３の内面との間に）、後述する基板ユニットなどを配置するための部品冷却部２６が設けられている。 The power converter 50 in this embodiment includes a plurality of (for example, 6 to 7) flat rectifier units (including AC-DC converters and DC-DC converters) stacked and electrically connected in parallel. It is configured as follows. A component cooling section 26 is provided on the side of the power converter 50 (between the side surfaces of the plurality of rectifier units and the inner surface of the side wall 13 of the housing 10) for arranging a board unit, etc., which will be described later. ing.

導入ダクト１６から導入された空気は、図示しない蓄電素子のまわりを通過した後、電力変換器５０の下面、または電力変換器５０の下方にある板状の部材の下面に当たり、その下面に沿って側方へ、つまり部品冷却部２６へ向かう。導入された空気は、流路の狭い箇所である部品冷却部２６に集中する。 After passing around a power storage element (not shown), the air introduced from the introduction duct 16 hits the lower surface of the power converter 50 or the lower surface of a plate-shaped member located below the power converter 50, and flows along the lower surface. To the side, that is, to the component cooling section 26. The introduced air is concentrated in the component cooling section 26, which is a narrow part of the flow path.

図３に示すように、直流電源装置１００は、交流電力入力端子２１と、蓄電接続端子２７と、第一負荷接続端子２８と、第二負荷接続端子２９と、を備える。一部または全部の端子が、筐体１０内に位置してもよい。一部または全部の端子が、防水コネクタまたはその他のコネクタであってもよい。 As shown in FIG. 3, the DC power supply device 100 includes an AC power input terminal 21, a power storage connection terminal 27, a first load connection terminal 28, and a second load connection terminal 29. Some or all of the terminals may be located within the housing 10. Some or all of the terminals may be waterproof connectors or other connectors.

交流電力入力端子２１を介して、電力変換器５０に交流電力が入力される。電力変換器５０は、交流電力を直流電力に変換して、直流電力を主電力線２３に出力する。主電力線２３は分岐点２３ａを有し、分岐点２３ａから副電力線２４が分岐している。主電力線２３と副電力線２４は、分電部３１を介して第一負荷接続端子２８と第二負荷接続端子２９とに接続され、第一負荷７０と第二負荷８０とに電力をそれぞれ供給する。 AC power is input to the power converter 50 via the AC power input terminal 21 . Power converter 50 converts AC power into DC power and outputs the DC power to main power line 23 . The main power line 23 has a branch point 23a, and a sub power line 24 branches from the branch point 23a. The main power line 23 and the sub power line 24 are connected to the first load connection terminal 28 and the second load connection terminal 29 via the power distribution section 31, and supply power to the first load 70 and the second load 80, respectively. .

図３では、簡略化して図示しているが、第一負荷７０および第二負荷８０は、それぞれ複数の負荷を有してもよい。分電部３１は、複数のスイッチ（ブレーカー）を内蔵してもよい。 Although illustrated in a simplified manner in FIG. 3, the first load 70 and the second load 80 may each have a plurality of loads. The power distribution unit 31 may include a plurality of switches (breakers).

本実施形態では、直流電源装置１００の蓄電接続端子２７に、蓄電素子として、蓄電池６０が接続されている。充放電線２３ｂの一端は、電力変換器５０と分岐点２３ａとの間で主電力線２３に接続されている。充放電線２３ｂの他端は、蓄電接続端子２７に接続されている。充放電線２３ｂには、過充電や過放電から蓄電池６０を保護する蓄電池スイッチ３２が設けられている。蓄電池スイッチ３２は、電磁開閉器であってもよい。 In this embodiment, a storage battery 60 is connected to the power storage connection terminal 27 of the DC power supply device 100 as a power storage element. One end of the charge/discharge line 23b is connected to the main power line 23 between the power converter 50 and the branch point 23a. The other end of the charge/discharge line 23b is connected to the power storage connection terminal 27. The charging/discharging line 23b is provided with a storage battery switch 32 that protects the storage battery 60 from overcharging and overdischarging. The storage battery switch 32 may be an electromagnetic switch.

副電力線２４には、分岐点２３ａと分電部３１との間に、基板ユニット４０が設けられている。副電力線２４は、図示しない正ラインと負ラインとを有する。基板ユニット４０は、副電力線２４の負ラインに設けられてもよい。 A board unit 40 is provided on the sub power line 24 between the branch point 23 a and the power distribution section 31 . The sub power line 24 has a positive line and a negative line (not shown). The board unit 40 may be provided on the negative line of the sub power line 24.

直流電源装置１００は、制御部３０を有する。制御部３０は、電力変換器５０の電力変換動作、蓄電池スイッチ３２の開閉（オンオフ）動作、基板ユニット４０の遮断器の開閉動作などを制御する。 The DC power supply device 100 includes a control section 30. The control unit 30 controls the power conversion operation of the power converter 50, the opening/closing (on/off) operation of the storage battery switch 32, the opening/closing operation of the circuit breaker of the board unit 40, and the like.

図４に示すように、基板ユニット４０は、入力端子４０ａと出力端子４０ｂとを有し、それらに副電力線２４の負ライン（Ｎライン）が接続される。基板ユニット４０は、入力端子４０ａと出力端子４０ｂとに並列接続された複数の（本実施形態では２本の）電流分岐線を有し、それら複数の電流分岐線は複数の（本実施形態では２枚の）回路基板４１、４１に分けて配置される。各回路基板４１には、遮断器としてのＦＥＴ４２が搭載され、電流分岐線を流れる電流をＦＥＴ４２で遮断できるようになっている。各回路基板４１のＦＥＴ４２は、複数のＦＥＴを並列に接続して構成されてもよい。 As shown in FIG. 4, the board unit 40 has an input terminal 40a and an output terminal 40b, to which the negative line (N line) of the sub power line 24 is connected. The board unit 40 has a plurality of (two in this embodiment) current branch lines connected in parallel to an input terminal 40a and an output terminal 40b. The circuit boards 41 and 41 are arranged separately. Each circuit board 41 is equipped with an FET 42 as a circuit breaker, so that the FET 42 can interrupt the current flowing through the current branch line. The FET 42 of each circuit board 41 may be configured by connecting a plurality of FETs in parallel.

図２に示した部品冷却部２６に、図５に示すような基板ユニット４０が配置され、部品冷却部２６の流路を流れる空気によって基板ユニット４０が冷却される。第一回路基板４１ａ、第二回路基板４１ｂは、間隔をあけて、流路を流れる空気とほぼ平行に（図１に示した側面壁１３とほぼ平行に）延びるように配置される。直流電源装置１００に接続される電気負荷の消費電力が大きい場合、第一回路基板４１ａと第二回路基板４１ｂそれぞれの電流分岐線およびＦＥＴ４２に、比較的大きい電流（数百アンペア）が流れて発熱する。その際、部品冷却部２６の流路を流れる空気が、第一回路基板４１ａと第二回路基板４１ｂとによって流れを阻まれることなく、基板ユニット４０を効率的に冷却する。ＦＥＴ４２には、ヒートシンク４３が設けられていてもよい。 A board unit 40 as shown in FIG. 5 is placed in the component cooling section 26 shown in FIG. 2, and the board unit 40 is cooled by air flowing through the flow path of the component cooling section 26. The first circuit board 41a and the second circuit board 41b are spaced apart from each other and are arranged so as to extend substantially parallel to the air flowing through the flow path (substantially parallel to the side wall 13 shown in FIG. 1). When the power consumption of the electrical load connected to the DC power supply device 100 is large, a relatively large current (several hundred amperes) flows through the current branch lines and the FET 42 of the first circuit board 41a and the second circuit board 41b, generating heat. do. At this time, the air flowing through the flow path of the component cooling section 26 efficiently cools the board unit 40 without being blocked by the first circuit board 41a and the second circuit board 41b. The FET 42 may be provided with a heat sink 43.

第一回路基板４１ａおよび第二回路基板４１ｂそれぞれに、電流分岐線の一部を形成する金属バー４５ａ、４５ｂが、ねじ等の機械的固定具によって固定されている。平面視において、第一回路基板４１ａおよび第二回路基板４１ｂの外周を形成する辺から、金属バー４５ａ、４５ｂは突出している。本実施形態では、金属バー４５ａ、４５ｂは、第一回路基板４１ａおよび第二回路基板４１ｂの、上方向および下方向に突出している。それら金属バー４５ａ、４５ｂの突出した部分に、スペーサ金属バー４６ａ、４６ｂが接続されている。 Metal bars 45a and 45b, which form part of the current branch line, are fixed to each of the first circuit board 41a and the second circuit board 41b by mechanical fixtures such as screws. In plan view, the metal bars 45a and 45b protrude from the sides forming the outer peripheries of the first circuit board 41a and the second circuit board 41b. In this embodiment, the metal bars 45a and 45b protrude upward and downward from the first circuit board 41a and the second circuit board 41b. Spacer metal bars 46a, 46b are connected to the protruding portions of these metal bars 45a, 45b.

本実施形態では、金属バー４５ａ、４５ｂの突出した部分に設けられたフランジ部Ｆに、スペーサ金属バー４６ａ、４６ｂが、ボルト等の機械的固定具によって固定されている。スペーサ金属バー４６ａ、４６ｂは、基板ユニット４０の入力端子４０ａ、出力端子４０ｂ（図４参照）それぞれの近傍で、金属バー４５ａ、４５ｂを電気的に接続（並列接続）する機能を有する。また、スペーサ金属バー４６ａ、４６ｂは、第一回路基板４１ａ、第二回路基板４１ｂと直交する方向に延びて、それら回路基板４１ａ、４１ｂを間隔をあけて機械的に支持する機能を有する。スペーサ金属バー４６ａ、４６ｂ以外に、回路基板４１ａ、４１ｂを機械的に支持するスペーサ４４が設けられてもよい。 In this embodiment, spacer metal bars 46a and 46b are fixed to flange portions F provided on protruding portions of metal bars 45a and 45b using mechanical fasteners such as bolts. The spacer metal bars 46a and 46b have the function of electrically connecting (parallel connection) the metal bars 45a and 45b in the vicinity of the input terminal 40a and the output terminal 40b (see FIG. 4) of the board unit 40, respectively. Further, the spacer metal bars 46a and 46b extend in a direction perpendicular to the first circuit board 41a and the second circuit board 41b, and have the function of mechanically supporting the circuit boards 41a and 41b at intervals. In addition to the spacer metal bars 46a and 46b, a spacer 44 that mechanically supports the circuit boards 41a and 41b may be provided.

以上説明したように、直流電源装置１００は、副電力線２４に設けられて第二負荷８０を蓄電池６０から電気的に切り離す基板ユニット４０を備える。基板ユニット４０は、金属バーを４５ａ、４５ｂを含む電流分岐線、および、電流分岐線を流れる電流を遮断するＦＥＴ４２をそれぞれが有して、積層された、複数の回路基板４１ａ、４１ｂを有する。基板ユニット４０は、回路基板４１ａ、４１ｂに直交する方向に延びてそれら回路基板を支持するスペーサ金属バー４６ａ、４６ｂを有する。 As described above, the DC power supply device 100 includes the board unit 40 that is provided on the sub power line 24 and electrically disconnects the second load 80 from the storage battery 60. The board unit 40 includes a plurality of laminated circuit boards 41a and 41b, each having a current branch line including metal bars 45a and 45b, and an FET 42 that blocks current flowing through the current branch line. The board unit 40 has spacer metal bars 46a, 46b that extend in a direction perpendicular to the circuit boards 41a, 41b and support the circuit boards.

上記構成によれば、副電力線２４を流れる電流が、回路基板４１ａ、４１ｂそれぞれに設けられた金属バー４５ａ、４５ｂを含む電流分岐線に分かれて流れる。そのため、各回路基板４１ａ、４１ｂの金属バー４５ａ、４５ｂやＦＥＴ４２における発熱を抑制しつつ、必要時に（例えば、停電時に）ＦＥＴ４２によって、第二負荷８０を蓄電池６０から切り離すことができる。回路基板４１ａ、４１ｂをスペーサ金属バー４６ａ、４６ｂを介して積層することで、それら回路基板４１ａ、４１ｂの冷却性を向上でき、また、基板ユニット４０の組立性、直流電源装置１００の組立性を向上できる。 According to the above configuration, the current flowing through the sub power line 24 is divided into current branch lines including metal bars 45a and 45b provided on the circuit boards 41a and 41b, respectively. Therefore, the second load 80 can be disconnected from the storage battery 60 by the FET 42 when necessary (for example, at the time of a power outage) while suppressing heat generation in the metal bars 45a, 45b of each circuit board 41a, 41b and the FET 42. By stacking the circuit boards 41a and 41b via the spacer metal bars 46a and 46b, the cooling performance of the circuit boards 41a and 41b can be improved, and the ease of assembling the board unit 40 and the DC power supply device 100 can be improved. You can improve.

また、スペーサ金属バー４６ａ、４６ｂに、電気接続の機能と機械的な支持の機能を持たせることで、基板ユニット４０の部品点数を少なくできる。スペーサ金属バー４６ａ、４６ｂを用いることで、基板ユニット４０の電気抵抗を低減できる。 Further, by providing the spacer metal bars 46a and 46b with an electrical connection function and a mechanical support function, the number of parts of the board unit 40 can be reduced. By using the spacer metal bars 46a and 46b, the electrical resistance of the substrate unit 40 can be reduced.

平面視において回路基板４１ａ、４１ｂの外周から金属バー４５ａ、４５ｂを突出させ、スペーサ金属バー４６ａ、４６ｂを、金属バー４５ａ、４５ｂのそれら突出した部分に接続することで、基板ユニット４０および直流電源装置１００の組立性を向上できる。具体的には、基板ユニット４０の予備組立、および、そうして組み立てた基板ユニット４０の直流電源装置１００への取り付けを容易に行える。 By making the metal bars 45a, 45b protrude from the outer periphery of the circuit boards 41a, 41b in plan view, and connecting the spacer metal bars 46a, 46b to these protruding parts of the metal bars 45a, 45b, the board unit 40 and the DC power supply The ease of assembling the device 100 can be improved. Specifically, preliminary assembly of the board unit 40 and attachment of the thus assembled board unit 40 to the DC power supply device 100 can be easily performed.

図６に他の基板ユニット４０ａを示す。この基板ユニット４０ａは、４枚の回路基板４１ａ～４１ｄを積層して構成されている。このように、基板ユニット４０ａは、直流電源装置１００に接続される負荷の消費電力の大きさに応じた回路基板の数の増加にも、比較的容易に対応でき、拡張性が良好である。回路基板４１ａ～４１ｄとして、同じ構成の回路基板を用いることができる。スペーサ金属バー４６ａ、４６ｂとして、図５に示した基板ユニット４０のスペーサ金属バーよりも、長い寸法のものを用いている。このようなモジュラーデザインを採用した基板ユニット４０、４０ａは、製造コストを低減できるとともに、部品調達性が良好である。 FIG. 6 shows another board unit 40a. This board unit 40a is constructed by stacking four circuit boards 41a to 41d. In this way, the board unit 40a can relatively easily cope with an increase in the number of circuit boards according to the magnitude of power consumption of the load connected to the DC power supply device 100, and has good expandability. Circuit boards having the same configuration can be used as the circuit boards 41a to 41d. The spacer metal bars 46a and 46b are longer than the spacer metal bars of the substrate unit 40 shown in FIG. 5. The board units 40, 40a employing such a modular design can reduce manufacturing costs and have good parts procurability.

本発明は、上述した実施形態に限定されない。
実施形態では、携帯電話基地局向けの直流電源装置を説明したが、その他の用途の直流電源装置や、無停電電源装置（ＵＰＳ）などの電源装置にも、本発明を適用できる。特に、多くの台数の電源装置を屋外の各所に設置するような用途に、本発明を適用することが好ましい。 The invention is not limited to the embodiments described above.
In the embodiment, a DC power supply device for a mobile phone base station has been described, but the present invention can also be applied to a DC power supply device for other uses and a power supply device such as an uninterruptible power supply (UPS). In particular, it is preferable to apply the present invention to applications where a large number of power supply devices are installed at various locations outdoors.

電源装置は、屋内に設置されてもよい。筐体１０は、実施形態のような直方体状のものに限定はされない。 The power supply device may be installed indoors. The housing 10 is not limited to a rectangular parallelepiped shape as in the embodiment.

電源装置が備える電力変換器５０は、ＡＣ－ＤＣ、ＤＣ－ＤＣ、ＤＣ－ＡＣの少なくともいずれかの電力変換機能を有していればよい。 The power converter 50 included in the power supply device may have at least one of AC-DC, DC-DC, and DC-AC power conversion functions.

本明細書においていう「複数の回路基板に直交する方向」とは、字義どおりの直交方向に加え、直交方向からはやや逸脱した方向や斜め方向、すなわち「複数の回路基板に交差する方向」もその意味に含む。スペーサまたはスペーサ金属バーによって、複数の回路基板が、平面視においてそれらの少なくとも一部が重なった状態で支持されればよい。 In this specification, the term "direction orthogonal to a plurality of circuit boards" refers to not only a literal orthogonal direction but also a direction slightly deviating from the orthogonal direction or a diagonal direction, that is, a direction that intersects a plurality of circuit boards. Included in its meaning. The plurality of circuit boards may be supported by the spacer or the spacer metal bar in a state where at least some of them overlap in a plan view.

２３主電力線
２４副電力線
４０、４０ａ基板ユニット
４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄｄ回路基板
４２ＦＥＴ（遮断器）
４５ａ、４５ｂ第一金属バー、第二金属バー
４６ａ、４６ｂスペーサ金属バー
５０電力変換器
６０蓄電池（蓄電素子）
７０第一負荷
８０第二負荷
１００直流電源装置（電源装置）
23 Main power line 24 Sub power line 40, 40a Board unit 41a, 41b, 41c, 41dd Circuit board 42 FET (breaker)
45a, 45b First metal bar, second metal bar 46a, 46b Spacer metal bar 50 Power converter 60 Storage battery (power storage element)
70 First load 80 Second load 100 DC power supply device (power supply device)

Claims

交流電力を直流電力に変換する電力変換器と、
前記電力変換器から直流電力が出力されて第一負荷に電力を供給する主電力線と、
前記電力変換器から直流電力が出力されて第二負荷に電力を供給する副電力線と、
蓄電素子の充放電のために前記主電力線および前記副電力線と前記蓄電素子とを接続する充放電線と、
前記副電力線に設けられて前記第二負荷を前記蓄電素子から電気的に切り離す基板ユニットと、を備え、
前記基板ユニットは、
金属バーを含む電流分岐線、および、前記電流分岐線を流れる電流を遮断する遮断器をそれぞれが有して、積層された、複数の回路基板と、
前記複数の回路基板に直交する方向に延びてそれら回路基板を支持するスペーサと、を有する
電源装置。 A power converter that converts AC power to DC power,
a main power line through which DC power is output from the power converter and supplies power to a first load;
a sub power line through which DC power is output from the power converter and supplies power to a second load;
a charge/discharge line connecting the main power line and the sub power line to the power storage element for charging and discharging the power storage element;
a board unit provided on the sub power line to electrically disconnect the second load from the power storage element;
The board unit includes:
A plurality of laminated circuit boards each having a current branch line including a metal bar and a circuit breaker that interrupts the current flowing through the current branch line;
A power supply device comprising: a spacer extending in a direction perpendicular to the plurality of circuit boards and supporting the circuit boards.

前記複数の回路基板は、第一金属バーが設けられた第一回路基板と、第二金属バーが設けられた第二回路基板とを含み、
前記第一金属バーと前記第二金属バーとを前記副電力線に並列接続する、スペーサ金属バーを、前記スペーサとして有する
請求項１に記載の電源装置。 The plurality of circuit boards include a first circuit board provided with a first metal bar and a second circuit board provided with a second metal bar,
The power supply device according to claim 1, further comprising a spacer metal bar as the spacer, which connects the first metal bar and the second metal bar to the sub power line in parallel.

前記第一金属バーおよび前記第二金属バーは、平面視において前記第一回路基板および前記第二回路基板それぞれの外周から突出し、前記スペーサ金属バーは、前記第一金属バーおよび前記第二金属バーの突出した部分に接続される
請求項２に記載の電源装置。
The first metal bar and the second metal bar protrude from the respective outer peripheries of the first circuit board and the second circuit board in a plan view, and the spacer metal bar extends beyond the first metal bar and the second metal bar. The power supply device according to claim 2, wherein the power supply device is connected to a protruding portion of the power supply device.