JP5909664B2 - 電力変換装置 - Google Patents
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Description
本発明は、入力電力を所望の交流電力に変換して一対の交流ラインに出力する電力変換装置に関する。
所望の交流電力を得るための変換回路には直流電力を交流電力に変換するインバータ回路や、交流電力を逓倍する回路や、サイクルコンバータのような回路が知られているが、いずれも半導体によるスイッチ素子を利用したものであり、このスイッチ素子を導通/遮断することにより入力電力を所望の交流電力に変換する。(例えば、数kHz〜数十kHzでスイッチ素子を駆動する)また、このようなものは、スイッチ素子を駆動するためのスイッチング電源を有しており、このスイッチング電源内のスイッチ素子もまた所定の周波数(例えば、数十kHz〜数百kHz)により導通/遮断を繰り返している。
このような変換回路が動作すると、上述の様なスイッチ素子の導通/遮断に起因するノイズ(数kHz〜数百kHz)が発生する。このようなノイズは一対の交流ラインに重畳し、この交流ラインを介して電力の供給を受ける負荷(例えば、需要家内で利用される家電など)に影響を与え、負荷の動作不良や効率の低下の原因となる場合がある。
ノイズが変換回路から出力されないようにするために、電力変換装置の出力側にコンデンサを設けて対処するものがある。例えば、一対の交流ライン間を接続するコンデンサ(一般に「Xコンデンサ」と称する)や、一対の交流ラインのそれぞれと接地電位レベルラインとを接続する2つのコンデンサ(一般に「Yコンデンサ」と称する)を設けることによりこの様なノイズがXコンデンサやYコンデンサを通って減衰され、一対の交流ラインから外部へ伝わることを抑制している。
一方、特許文献1には、電力変換装置の電装基板上に実装される回路部品の動作効率を改善するものが記載されている。特許文献1に記載されている回路部品の実装構造によれば、バスバー(一対の交流ライン)を相対向させて基板上に配置している。そして、コンデンサ等の電子部品は一対のバスバーの両側に配置され接続配線を用いてバスバーに接続されている。
しかしながら、上記特許文献1に記載されているように、XコンデンサやYコンデンサを接続すると、接続配線の持つリアクトル成分とコンデンサとが共振回路を構成する。この時の接続配線のリアクトル成分をL、コンデンサの容量をCとした場合、共振周波数fは、f=1/(2π(LC)1/2)で表される。XコンデンサやYコンデンサにより減衰できるノイズの周波数は、この共振周波数f以下のノイズになるため、接続配線のリアクトル成分Lが大きくなると共振周波数fが小さくなり、減衰できるノイズの周波数帯域が下がり十分なノイズの減衰効果を得ることができなかった。
加えて、一対のYコンデンサはそれぞれ接地電位レベルラインにも接続する必要があるが、この接地電位レベルラインは一対の交流ラインの外側に配置するしかない。このため、接地電位レベルラインのアース点までの距離が長くなって接地電位レベルラインのリアクトル成分が大きくなり、除去できるノイズの周波数帯域が下がって十分なノイズの減衰効果を得ることができなかった。
本発明は、このような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、コンデンサの配置を工夫することにより、一対の交流ラインを通して負荷へ流れるノイズを減衰することが可能な電力変換装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために本発明の電力変換装置は、入力電力を複数のスイッチ素子のON/OFF動作により交流電力に変換して出力する電力変換装置において、前記複数のスイッチ素子のON/OFF動作に際して生じる発熱を放散する導電性を有するヒートシンクと、当該ヒートシンク上に導電性を有するサポートを介して支持され、前記交流電力を負荷へ出力するための一対の配線パターンを有する変換回路と、前記一対の配線パターン間に接続される第1のコンデンサ及び第2のコンデンサによる直列回路と、前記直列回路の両コンデンサの接続点が接続される前記変換回路上でかつ前記一対の配線パターン間の島状の導電領域とを有し、前記サポートは前記導電領域で前記変換回路を支持すると共にこの導電領域に電気的に接続されていることを特徴とする。
本発明によれば、変換回路上のリアクタンスが減少し交流ラインを通して負荷へ流れるノイズを減らすことができる。
以下に本発明を実施するための形態を図面を用いて詳細に説明する。ただし、以下に示す各実施形態は、本発明の技術思想を理解するために電力変換装置を例示するものであって、本発明をこの電力変換装置に特定することを意図するものではなく、本発明は特許請求の範囲に示した技術思想を逸脱することなく種々の変更を行ったものにも適用し得るものである。
実施形態の電力変換装置の構成を図1及び図2を用いて説明する。実施形態の電力変換装置1は、図1に示したように、表面パネル2、背面パネル3、上面パネル4、下面主パネル5、下面補助パネル6、右側面パネル7及び左側面パネル8によって周囲を覆われた略直方体状の形状の筺体を有している。なお、この電力変換装置1は、表面パネル2側が前面となるように、背面パネル3が壁面(図示省略)に取り付けられている。
表面パネル2は、金属製又は合成樹脂製である。また、図2に示したように、表面パネル2には、表示部10が設けられている。上面パネル4、下面主パネル5、下面補助パネル6、右側面パネル7及び左側面パネル8が枠体を構成し、この枠体に表面パネル2は取り付け及び取り外しが可能なように取り付けられている。また、この枠体は、それぞれ鉄板等の金属で形成されており、同じく鉄板等の金属で形成されている背面パネル3にネジ止めや溶接等により取り付けられている。
そして、下面主パネル5には通気孔5a及び通気スリット5bが形成されており、夫々上面パネル4の通気孔4a(図2参照)及び通気スリット(図示省略)に対応して冷却空気の流れを作っている。両通気スリット5b間には、背面パネル3にネジ止めによって固定され接地電位レベルに維持されているヒートシンク21が配置されている。このヒートシンク21のフィン21aの間を通気スリット5bから入った空気が上面パネル4の通気スリットへ向かって流れるようになっている。また、下面補助パネル6は、下面主パネル5から取り外し可能に下面主パネル5及び右側面パネル7に取り付けられている。なお、右側面パネル7には、適宜電源スイッチ7bやACコンセント7c等が設けられている。
また、下面補助パネル6の上部側には、直流入力端子及び交流出力端子を有する端子台17が配置されている。端子台17は、背面パネル3に取り付けられた端子台保持板18と右側面パネル7との間に固定されている。この端子台17には、背面パネル3に形成された切り欠き3aを通して電力変換装置1の内部に導入されるDC入力配線やAC出力配線(何れも図示省略)が接続されるようになっている。なお、DC入力配線やAC出力配線は、下面補助パネルに開口を設けてこの開口を通して端子台に接続するようにしても良い。
筺体には、直流の入力電力を複数のスイッチ素子のON/OFF動作により交流電力に変換する変換回路を含むメイン基板20がヒートシンク21上に、導電性サポート23、23aを介して所定間隔で取り付けられている。ここで用いた導電性サポート23は、一方の端部側がオスネジ状に加工されており、ヒートシンク21に形成されたメスネジ状の孔にネジ止めされている。なお、導電性サポート23、23aの具体的な配置及び機能については後述する。
スイッチ素子モジュール24は、スイッチ素子固定用ホルダ25に複数のスイッチ素子を内蔵してなる。スイッチ素子固定用ホルダ25を開口20cを介してヒートシンク21上に固定することにより、スイッチ素子のヒートシンク21への放熱を可能にしている。なお、メイン基板20の具体的構成及びメイン基板20のヒートシンク21への接地については、後述する。
また、ヒートシンク21の左側面パネル8側には、直流用リアクトルDCL(第1リアクトル)と、交流用リアクトルACL(第2リアクトル)とが並んで配置されている。さらに、ヒートシンク21の右側面パネル7側にはサブ基板26が配置されており、このサブ基板26にはメイン基板20からの交流出力と系統との間の電気的接続及び遮断を行う連系リレーRLYが複数個、ここでは4個設けられている。このサブ基板26は、一方の端部側がオスネジ状に加工された導電性サポート(図示省略)によって、背面パネル3に取り付けられている。これらの連系リレーRLY1〜RLY4は、直流用リアクトルDCL、昇圧回路36、インバータ回路37等の異常時や系統異常時にインバータ装置を系統から切り離し、修理点検時の感電等を防止するものであり、電力変換装置の運転停止時も回路を遮断する。
次に、実施形態の電力変換装置1の回路構成について、図3及び図4を用いて説明する。太陽電池モジュール30からの直流電力は、端子台17の直流入力端子17a、17bに入力され、この直流入力端子17a、17bからはそれぞれリード線19a、19bを経てメイン基板20の入力端子20a、20bに入力される。入力端子20a、20bは、それぞれ、メイン基板20に形成された一対の直流パワーライン31、32に接続されている。一対の直流パワーライン31、32は、メイン基板20の裏面側に配線パターンとして形成されている。
一対の直流パワーライン31、32に入力された直流電力は、メイン基板20に配置される第1のノイズフィルタ回路CMF1に入力され、直流電力に含まれるノーマルモードノイズ及びコモンモードノイズが減衰される。第1のノイズフィルタ回路CMF1については後述する。
また、第1のノイズフィルタ回路CMF1からの直流出力は、直流用リアクトルDCLを経てインバータを形成するスイッチ素子モジュール24に入力されている。スイッチ素子モジュール24は、それぞれトランジスタ及び還流ダイオードの並列回路を直列接続した第1〜第3のアーム回路を3つ並列に接続したものであり、ノイズフィルタ回路CMF1の側のアーム回路の負極側のトランジスタと直流用リアクトルDCLと平滑コンデンサCONを用いて昇圧回路36を構成し、残りの2つのアーム回路を用いてインバータ回路37用を構成している。
直流用リアクトルDCLの入力側は第1のノイズフィルタ回路CMF1を介して太陽電池モジュール30の正極に接続され、出力側はアーム回路の入力側A点(アーム回路の2つのスイッチ素子の接続点)に接続される。また、アーム回路の両端B点、C点を平滑コンデンサCONに並列に接続すると共に、このB点、C点をインバータ回路37の入力側(直流側)に接続する。また、インバータ回路37の出力点D点及びE点(交流側)はそれぞれ交流用リアクトルACLに接続されている。
これらの昇圧回路36及びインバータ回路37は、それぞれ制御回路基板15(図4、図5参照)に設けられた制御回路からの信号によって制御されているが、これらの具体的な制御方式は一般的であるので、その詳細な説明は省略する。
直流用リアクトルDCL及び交流用リアクトルACLは、周波数50Hzないし60Hzの低周波数交流に対するリアクタンスが大きいものが要求されるため、サイズが大きく、重くなる。同様に、平滑コンデンサCONも大容量が必要であるため、実施形態の電力変換装置1では、高さ及び幅が小さくなるように8個のコンデンサを並列に接続して使用している。
一対の交流用リアクトルACLからの交流電力は、メイン基板20に平行に配置される一対の交流パワーライン38、39に介在する第2のノイズフィルタ回路CMF2を経て、サブ基板26の連系リレーRLY1〜RLY4を通って商用電力系統へ重畳され負荷へ供給される。一対の交流パワーライン38、39は、メイン基板20の裏面側に配線パターンとして形成されている。
次に、メイン基板20に配置される第1のノイズフィルタ回路CMF1、及び第2のノイズフィルタ回路CMF2の具体的構成について説明する。図4に示すように、第1のノイズフィルタ回路は、一対の直流パワーライン31、32に、ノーマルモードのノイズを減衰するための第1のXコンデンサX1、コモンモードノイズを減衰するための第1〜第4のYコンデンサY1〜Y4、及びコモンモードノイズを減衰するための第1のチョークコイルL1を接続して構成されている。また、第2のノイズフィルタ回路は、一対の交流パワーライン38、39に、ノーマルモードのノイズを減衰するための第2〜第4のXコンデンサX2〜X4、コモンモードのノイズを減衰するための第5〜第8のYコンデンサY5〜Y8(第1のコンデンサ、第2のコンデンサ)、及びコモンモードのノイズを減衰するための第2、第3のチョークコイルL2、L3を接続して構成されている。
図3に示すように、メイン基板20に配置される一対の交流パワーライン31、32、及び一対の交流パワーライン38、39は、夫々2つの領域(第1領域31a、32a、及び第2領域31b、32b)と、夫々3つの領域(第1領域38a、39a、第2領域38b、39b、第3領域38c、39c)に分断されている。分断されている領域は、第1〜第3のチョークコイルL1〜L3により接続されている。
第1〜第4のXコンデンサX1〜X4は、夫々一対の直流パワーライン31、32の第1領域31a、32a間、一対の交流パワーライン38、39の第1領域38a、39a、間、一対の交流パワーライン38、39の第2領域38b、39b間、及び一対の交流パワーライン38、39の第2領域38c、39c間を接続している。
第1〜第4のXコンデンサX1〜X4は、夫々が接続する領域のパワーラインに跨がるように配置されて、第1〜第4のXコンデンサX1〜X4の両方のリード線は、それぞれメイン基板20に形成されたスルーホール(図示省略)を経てハンダ付けされている。また、このスルーホールはパワーラインが向かい合う側に設けられ、第1〜第4のXコンデンサX1〜X4は、第1〜第4のXコンデンサX1〜X4によりスルーホールを覆うように配置されている。
直流パワーライン38、39の一対の第1領域31a、32aの間、一対の第2領域31b、32bの間、交流パワーライン38、39の一対の第2領域38b、39bの間、一対の第3領域38c、39cの間、にはそれぞれ島状の導電領域33a、33b、33c、33dが形成されている。
第1〜第8のYコンデンサY1〜Y8の配置は、第1、第3、第5、第7のYコンデンサを第1のコンデンサC1とし、第2、第4、第6、第8のYコンデンサを第2のコンデンサC2として説明する。これは、第1のコンデンサC1としたYコンデンサY1、Y3、Y5、Y7、及び第2のコンデンサC2としたYコンデンサY2、Y4、Y6、Y8は、配置の箇所が異なるだけであり配置のされ方は共通するためである。
本実施形態では、第1のYコンデンサY1は、一対の直流パワーラインの第1領域の一方31aと島状の導電領域33aとの間に配置され、第2のYコンデンサY2は、一対の直流パワーラインの第1領域の他方32aと島状の導電領域33aとの間に配置される。第3のYコンデンサY3は、一対の直流パワーラインの第2領域の一方31bと島状の導電領域33bとの間に配置され、第4のYコンデンサY4は、一対の直流パワーラインの第2領域の他方32bと島状の導電領域33bとの間に配置される。第5のYコンデンサY5は、一対の交流パワーラインの第2領域の一方38bと島状の導電領域33cとの間に配置され、第6のYコンデンサY6は、一対の交流パワーラインの第2領域の他方39bと島状の導電領域33cとの間に配置される。第7のYコンデンサY7は、一対の交流パワーラインの第3領域の一方38cと島状の導電領域33dとの間に配置され、第8のYコンデンサY8は、一対の交流パワーラインの第3領域の他方39cと島状の導電領域33dとの間に配置される。
第1のコンデンサC1及び第2のコンデンサC2は、直列に接続されての直列回路を成しており、この直列回路は一対のパワーライン(直流パワーライン31、38、或いは交流パワーライン38、39)に電気的に接続されている。第1のコンデンサC1は、一対のパワーラインの一方と導電領域33に跨がるように配置されており、第2のコンデンサC2は、導電領域33と一対のパワーラインの他方とに跨がるように配置されている。すなわち第1のコンデンサと第2のコンデンサとの接続点は導電領域33に接続される。
第1のコンデンサC1の両方のリード線(端子)は、それぞれメイン基板20に形成された一対の第1スルーホールTH1(図5(a)参照)を経て、一対のパワーラインの一方と導電領域33とにハンダ付けされている。この一対の第1スルーホールTH1は、一対のパワーラインの一方、及び導電領域33の向かい合う側に設けられ、第1のコンデンサC1は、第1のコンデンサC1により第1スルーホールTH1を覆うように配置されている。
第2のコンデンサC2の両方のリード線(端子)は、それぞれメイン基板20に形成された一対の第2スルーホールTH2(図5(a)参照)を経て、一対のパワーラインの他方と導電領域33とにハンダ付けされている。この一対の第2スルーホールTH2は、一対のパワーラインの他方、及び導電領域33の向かい合う側に設けられ、第2のコンデンサC2は、第2のコンデンサC2により第2スルーホールTH2を覆うように配置されている。
また、一対のスルーホールTH1間の距離は、一対のスルーホールTH2間の距離にほぼ等しくなっている。
次に、メイン基板20に形成された島状の導電領域33を接地電位レベルGに接続する方法を図3及び図4を参照して説明する。図3及び図4に示したように、ヒートシンク21上には複数個の同一高さの導電性サポート23、23aが立設されている。導電性サポート23、23aは、メイン基板20を所定高さに維持した状態でヒートシンク21上に固定することを目的としている。しかしながら、このうち4箇所の導電性サポート23aは、単にメイン基板20を所定高さに維持した状態でヒートシンク21上に固定するのみでなく、メイン基板20に形成された4箇所の島状の導電領域33a〜33dを接地電位レベルGに接続されているヒートシンク21に電気的に接続する機能を有している。
すなわち、メイン基板20には、導電性サポート23に対応する位置にネジ止め用の開孔が形成されているとともに、4箇所の島状の導電領域33a〜33d、具体的には、島状の導電領域の第1のスルーホールTH1と第2のスルーホールTH2との間にもネジ止め用の開孔Hが形成されている。そこで、導電性サポート23に対応する位置のメイン基板20に形成された開孔からメイン基板20を導電性サポート23の頂部にネジ止めするとともに、4箇所の島状の導電領域33a〜33dに形成された開孔Hに対応する位置から導電性サポート23aの頂部にネジ止めする。これにより、メイン基板20が導電性サポート23、23aによってヒートシンク21上に一定の高さに保持・固定されるとともに、メイン基板20に形成された4箇所の島状の導電領域33a〜33dが導電性サポート23aの頂部と電気的に接触する。
したがって、メイン基板20に形成された4箇所の島状の導電領域33a〜33dは、導電性サポート23aにより、ヒートシンク21に電気的に接続されて接地電位レベルとなる。
ここで、XコンデンサやYコンデンサは、コンデンサの接続配線(コンデンサのリード線、配線基板に設けられている配線パターン、サポート23a等)の持つリアクトル成分により共振回路を構成する。このため、XコンデンサやYコンデンサが実際に除去できるノイズの周波数帯は、コンデンサの容量をC、リアクトル成分をLとすると共振周波数f(f=1/(2π(LC)1/2))よりも低い周波数帯になる。リアクトル成分Lの大きさは、コンデンサから接地電位レベルまでの配線の距離(長さ)により決まる。この距離が長ければリアクトル成分はL大きくなり、小さければリアクトル成分Lは小さくなる。
本実施形態では、上述してきたように、第1のノイズフィルタ回路CMF1、及び第2のノイズフィルタ回路CMF2を構成しているので、導電領域33で第1のコンデンサC1のリード線の接続点、接地電位レベル(ヒートシンク21)につながる接続点(開口H)、及び第2のコンデンサC2のリード線の接続点が順に配置される。これにより、一対のパワーラインに挟まれたコンデンサC1、C2は島状の導電領域33内とサポート23aを介して接地電位レベル(ヒートシンク21)につながり、これらのコンデンサC1、C2は最短距離で設置されることになる。このようになると、コンデンサC1、C2の接続配線のリアクトル成分が小さくなるため、太陽電池モジュール30側から直流パワーライン31、32を通して電力変換装置1へ入力されるノイズや一対の交流パワーライン38、39を通して負荷へ流れるノイズを良好に減衰することができる。
また、夫々のコンデンサC1、C2はほぼ同じ配線距離で設置されるのでノイズフィルタ回路CMF1のバランスがよくなり片方のノイズの減衰作用が落ちることが無くなる。
また、第1〜第4のXコンデンサX1〜X4、第1〜第8のYコンデンサY1〜Y8のリード線を挿入するスルーホールは、一対のパワーラインが向かい合う側、あるいはパワーラインと導電領域が向かい合う側に設けられる。これによって、この一対のパワーラインの一方及び導電領域33に配置された第1のコンデンサC1のリード線(端子)の接続点は、それぞれ一対のパワーラインの一方及び導電領域33の互いに向かい合う側に設けられ、一対のパワーラインの他方及び導電領域33に配置された第2のコンデンサC2の端子の接続点は、それぞれ一対のパワーラインの他方及び導電領域33の互いに向かい合う側に設けられることになる。従って、それぞれのリード線の長さがほぼ同じになりノイズフィルタ回路のバランスが良くなる。
ただし、本発明においては、第1、第2のコンデンサC1、C2をそれぞれメイン基板20に設けられたスルーホールを覆うように配置することは必ずしも必要な構成ではない。さらに、本発明においては、第1、第2のコンデンサC1、C2のリード線を挿入するスルーホールを、一対のパワーラインが向かい合う側、あるいはパワーラインと導電領域33が向かい合う側に設けることも、必ずしも必要な条件ではない。このようなスルーホールの形成状態を、図5を用いて説明する。
図5(a)は、実施形態の第1のコンデンサC1及び第2のコンデンサC2を一対のパワーライン(直流パワーライン31、32、或いは交流パワーライン38、39)と島状の導電領域33との間へ取付けるための第1及び第2スルーホールの配置状態を示す、メイン基板20を裏側からみた底面図である。なお、第1、第2のコンデンサC1、C2はともに破線で示されている。第1スルーホールTH1は、一対のパワーラインの一方と島状の導電領域33とが互いに近接している位置、即ち向かい合う側に夫々設けられている。また、第2スルーホールTH2も、一対のパワーラインの他方と島状の導電領域33とが互いに近接している位置、すなわち向かい合う側に夫々設けられている。
しかしながら、コンデンサのサイズ及び形状によっては、このように配置することができない場合がある。例えば第1、第2のコンデンサC1、C2としてリード線間距離が長いものを使用した場合、図5(b)に示したように、島状の導電領域33に形成されている第1、第2スルーホールTH1、TH2が上述した実施形態の場合と同様の位置に形成されていても、一対のパワーラインに形成するスルーホールをそれぞれ島状の導電領域33から離れている位置に設けざるを得ない場合がある。このような場合であっても、それぞれのコンデンサのリード線の長さが短くなっているので、実施形態の電力変換装置1と実質的に同様の作用効果を奏することができる。
また、コンデンサとして円板状のセラミックコンデンサないし積層コンデンサを使用した場合、実質的にコンデンサによってスルーホールを覆うことができない場合があるが、この場合であっても、実施形態の電力変換装置1と実質的に同様の作用効果を奏することができる。さらに、第1、第2のコンデンサC1、C2は、図5(a)及び(b)に示したように直線状に配置する必要はなく、また、一対のパワーラインと直角となるように配置する必要もない。例えば、図5(c)に示したように「ハ」字状となるように第1、第2のコンデンサC1、C2が配置されるように第1、第2のスルーホールTH1、TH2を配置しても良い。また、図5(d)に示したように一対のパワーラインに対して斜めになるように第1、第2のコンデンサC1、C2配置されるように第1、第2のスルーホールTH1、TH2を配置しても良い。
また、このスルーホールの位置は、上述の位置に限らず、コンデンサX1〜X4、Y1〜Y8とリード線のリアクトル成分とにより構成される共振回路の共振周波数が、ノイズの主要因となる周波数よりも小さくなるようにリード線の長さが短くなる(例えば、10mm以下)ように調整すると良い。このノイズの主要因としては、スイッチ素子モジュール24のスイッチ素子のスイッチング周波数(数kHz〜数十kHz)や、スイッチ素子モジュールに電力を供給するスイッチング電源のスイッチング周波数(数十kHz〜数百kHz)等が考えられる。
なお、実施形態の電力変換装置では、第1のノイズフィルタ回路CMF1及び第2のノイズフィルタ回路CMF2を設けた例を示したが、このような構成を採用した理由は、AC出力に重畳するノーマルモードノイズ及びコモンモードノイズを少なくして高品質なAC電力を系統へ供給するためである。そのため、一対の直流パワーライン31、32では、少なくとも一対のYコンデンサ、少なくとも一つのXコンデンサ及びチョークコイルを設ければよい。また、一対の交流パワーライン38、39は、上記のような全てのYコンデンサ、Xコンデンサやチョークコイルを設ける必要はなく、少なくとも一対のYコンデンサ、少なくとも一つのXコンデンサ及びチョークコイルを設ければよい。
1…電力変換装置 2…表面パネル 3…背面パネル 3a…切り欠き 4…上面パネル 4a…通気孔 5…下面主パネル 6…下面補助パネル 7…右側面パネル 8…左側面パネル 20…メイン基板 21…ヒートシンク 21a…フィン 23、23a…導電性サポート 24…スイッチ素子モジュール 25…スイッチ素子固定用ホルダ 26…サブ基板 30…太陽電池モジュール 31、32…直流パワーライン 31a、32a…第1領域 31b、32b…第2領域 33…導電領域 36…昇圧回路 37…インバータ回路 38、39…交流パワーライン 38a、39b…第1領域 38a、39b…第2領域 38c、39c…第3領域 43、44…交流パワーライン DCL…直流用リアクトル ACL…交流用リアクトル CON…平滑コンデンサ L1〜L3…チョークコイル X1〜X4…Xコンデンサ Y1〜Y8…Yコンデンサ RLY1〜RLY4…連系リレー TH1、TH2…スルーホール
Claims (5)
- 第1スイッチ素子、リアクトル、及び平滑コンデンサにより構成される昇圧回路と、
前記平滑コンデンサが入力側に接続され、前記昇圧回路を経て入力される入力電力を複
数の第2スイッチ素子のON/OFF動作により交流電力に変換して出力するインバータ
回路と、を備え、
前記複数の第2スイッチ素子のON/OFF動作に際して生じる発熱を放散する導電性
を有するヒートシンクと、
当該ヒートシンク上に導電性を有するサポートを介して支持され、前記交流電力を負荷
へ出力するための一対の配線パターンを有する変換回路と、
前記一対の配線パターン間に接続され、コモンモードノイズを減衰する第1のコンデン
サ及び第2のコンデンサによる直列回路と、
前記直列回路の両コンデンサの接続点が接続される前記変換回路上でかつ前記一対の配
線パターン間の島状の導電領域と、を有し、
前記サポートは前記導電領域の両コンデンサの接続点の間で前記変換回路を支持すると
共にこの導電領域に電気的に接続されていることを特徴とする電力変換装置。 - 前記一対の配線パターンを平行に配置し、この一対の配線パターンの一方及び前記導電
領域に配置された第1のコンデンサの端子の接続点をそれぞれ前記一対の配線パターンの
一方及び前記導電領域の互いに向かい合う側に設け、
前記一対の配線パターンの他方及び前記導電領域に配置された第2のコンデンサの端子
の接続点をそれぞれ前記一対の配線パターンの他方及び前記導電領域の互いに向かい合う
側に設けることを特徴とする請求項1に記載の電力変換装置。 - 第1コンデンサの夫々の端子が接続される前記配線パターンの接続点と前記導電領域の
接続点との距離は第2コンデンサの夫々の端子が接続される前記配線パターンの接続点と
前記導電領域の接続点との距離にほぼ等しく、かつ当該距離はほぼ夫々のコンデンサの端
子間距離であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の電力変換装置。 - 前記一対の配線パターンは、それぞれ第1領域及び第2領域に分断されて配置され、
前記一対の配線パターンのそれぞれの第1領域及び第2領域は、互いにインダクタンスに
よって接続され、
前記第1のコンデンサ及び第2のコンデンサは前記第1領域及び前記第2領域の少なく
とも一方に設けられていることを特徴とする請求項1乃至請求項3の何れかに記載の電力
変換装置。 - さらに、一対の配線パターンが両側端側に沿って形成されたサブ基板を備え、
前記メイン基板に形成された前記一対の配線パターンの出力側は、それぞれ前記サブ基
板に形成された一対の配線パターンに接続され、
前記サブ基板に形成された一対の配線パターンは、それぞれサブ基板に配置された連系
リレーを介して出力側と接続されていることを特徴とする請求項1乃至請求項4の何れか
に記載の電力変換装置。
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- 2012-09-28 WO PCT/JP2012/075034 patent/WO2014049818A1/ja active Application Filing
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