JP7053382B2 - 電力変換装置 - Google Patents
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入力電圧を電力変換した出力電圧を出力する電力変換装置であって、
電子部品配置面を有する収納ケースと、
前記電子部品配置面に対向する第1面および前記第1面と反対側の第2面を有し、前記収納ケース内に収納された配線基板と、
前記電子部品配置面上に配置された状態で前記収納ケース内に収納され、前記配線基板の配線に接続され、絶縁体で覆われた電子部品と、
露出した状態で前記配線基板の前記第2面上に配置された巻線部品と、を備え、
前記巻線部品は、前記第1面および前記第2面に交差する方向において前記配線基板に対して前記電子部品の反対側に配置されている。
前記電子部品配置面上に配置された状態で前記収納ケース内に収納され、前記電子部品の入力側において前記配線基板の配線に接続された第2の電子部品と、
前記配線基板の前記第2面上に配置され、前記第2の電子部品の動作を制御する制御部と、
前記配線基板の前記第2面上に配置された接地電極と、を更に備え、
前記接地電極は、前記巻線部品と前記制御部との間に配置されていてもよい。
前記配線基板の前記第2面上に配置され、前記接地電極に接続された接地線を更に備え、
前記接地線は、前記巻線部品と前記制御部との間に配置されていてもよい。
前記巻線部品は、絶縁性を有する台座を介して前記配線基板の前記第2面上に配置されていてもよい。
前記巻線部品は、前記配線基板の前記第2面に対する前記巻線部品の投影面積が最小となる姿勢で配置されていてもよい。
前記第2の電子部品は、前記制御部により制御され、前記入力電圧を整流して出力する整流回路を含んでもよい。
前記配線基板の前記第2面上に配置され、前記整流回路が出力した電圧を平滑化する平滑化キャパシタを更に備えてもよい。
前記第2の電子部品は、前記平滑化キャパシタが平滑化した電圧を変換して出力するモジュールを含んでもよい。
前記電子部品は、前記モジュールが出力した電圧を調整して出力するLCフィルタを構成するリアクタであってもよい。
前記LCフィルタは、前記配線基板の前記第2面上に配置されたキャパシタを有し、
前記キャパシタは、前記巻線部品に隣接して配置されていてもよい。
前記巻線部品は、
前記LCフィルタが出力した電圧をフィルタリングして出力してもよい。
前記配線基板の前記第2面上に配置され、前記第2の電子部品の入力側に接続され、前記入力電圧が供給される第1入力端子と、
前記配線基板の前記第2面上に配置され、前記入力電圧よりも低い第2入力電圧が供給される第2入力端子と、
前記配線基板の前記第2面上に配置され、前記第2入力電圧を電力変換した補助電源電圧を前記制御部に供給する補助電源と、を更に備えてもよい。
前記第1入力端子と前記第2入力端子とは、互いに隣接して配置されていてもよい。
使用状態において、前記制御部は、前記巻線部品よりも鉛直上方に位置してもよい。
使用状態において、前記第2入力端子は、前記第1入力端子よりも鉛直上方に位置してもよい。
本発明によれば、収納ケースと巻線部品との間に絶縁体で覆われた電子部品と配線基板とを介在させることができるので、巻線部品と収納ケースとの絶縁性を確保し、且つ、巻線部品を含む電子部品の配置面積を抑えることができる。さらに、巻線部品と収納ケースとの絶縁性が確保されているので、巻線部品の絶縁距離を確保するための煩雑な作業を行うことを要しない。
したがって、本発明によれば、巻線部品と収納ケースとの絶縁性を確保し且つ巻線部品を含む電子部品の配置面積を抑えながら、巻線部品の配置の容易性を向上させることができる。
図1は、第1の実施形態に係る電力変換装置100が適用される発電システム1000のブロック図である。図2は、第1の実施形態に係る電力変換装置100を示すブロック図である。図3は、第1の実施形態に係る電力変換装置100を示す平面図である。図4は、第1の実施形態に係る電力変換装置100を示す図3のIV-IV断面図である。図5は、第1の実施形態に係る電力変換装置100において、配線基板10に搭載された入出力端子TIN1、TIN2、TOUT、電子部品Cf、W、Cfxおよび補助電源Pを示す斜視図である。図6は、第1の実施形態に係る電力変換装置100において、収納ケースHを示す斜視図である。図7は、第1の実施形態に係る電力変換装置100において、収納ケースHおよび収納ケースH上の電子部品Y、M、Rを示す斜視図である。図8は、第1の実施形態に係る電力変換装置100を示す分解斜視図である。図9は、第1の実施形態に係る電力変換装置100を示す側面図である。
収納ケースHは、電力変換装置100の各構成部を収納するケースである。収納ケースHは、例えば、アルミニウムなどの金属で構成されている。図4に示すように、収納ケースHは、電子部品配置面A1と、電子部品配置面A1の反対側の裏面A2とを有する。電子部品配置面A1は、上面または内面ということもでき、裏面A2は、下面または外面ということもできる。
配線基板10は、電子部品配置面A1に対向する第1面S1および第1面S1と反対側の第2面S2を有し、収納ケースH内に収納されている。
第1入力端子TIN1は、配線基板10の第2面S2上に配置されている。より詳しくは、第1入力端子TIN1は、配線基板10の第2面S2のうちの配線基板10の第1側端部101側の第1配線領域WA1上に配置されている。
第2入力端子TIN2は、配線基板10の第2面S2上に配置されている。より詳しくは、第2入力端子TIN2は、配線基板10の第2面S2のうちの第1配線領域WA1上に配置されている。より詳しくは、第2入力端子TIN2は、第1入力端子TIN1よりも配線基板10の第1側端部101側に配置されている。より詳しくは、第2入力端子TIN2は、第1入力端子TIN1と隣接して配置されている。
整流回路Yは、配線基板10の第2面S2のうちの配線基板10の第1側端部101側の第1配線領域WA1において、配線基板10の配線10Ya、10Ca、10aに接続されている。
出力端子TOUTは、配線基板10の第2面S2上に配置されている。より詳しくは、出力端子TOUTは、第2面S2のうちの第1配線領域WA1上に配置されている。
制御部CONは、配線基板10の第2面S2上に配置されている。より詳しくは、制御部CONは、配線基板10の第2面S2のうちの第1配線領域WA1上に配置されている。より詳しくは、制御部CONは、出力端子TOUTよりも第1側端部101側に配置されている。既述したように、制御部CONは、配線10aおよび電極Yを介して整流回路Yに接続され、また、配線10bおよび電極10Mを介してモジュールMに接続されている。
補助電源Pは、配線基板10の第2面S2上に配置されている。より詳しくは、補助電源Pは、配線基板10の第2面S2のうちの第1配線領域WA1上に配置されている。
封止樹脂11は、収納ケースHの電子部品配置面A1上で、整流回路Y、モジュールM、およびリアクタRを封止する。また、封止樹脂11は、配線基板10および配線基板10の第2面S2上の制御部CONを封止する。
次に、第2の実施形態について説明する。図10は、第2の実施形態に係る電力変換装置100の使用状態を示す図である。
10 配線基板
A1 電子部品配置面
H 収納ケース
S1 第1面
S2 第2面
R リアクタ
W 巻線部品
Claims (15)
- 入力電圧を電力変換した出力電圧を出力する電力変換装置であって、
電子部品配置面を有する収納ケースと、
前記電子部品配置面に対向する第1面および前記第1面と反対側の第2面を有し、前記収納ケース内に収納された配線基板と、
前記電子部品配置面上に配置された状態で前記収納ケース内に収納され、前記配線基板の配線に接続され、絶縁体で覆われた電子部品と、
露出した状態で前記配線基板の前記第2面上に配置された巻線部品と、を備え、
前記巻線部品は、前記第1面および前記第2面に交差する方向において前記配線基板に対して前記電子部品の反対側に配置されていることを特徴とする電力変換装置。 - 前記電子部品配置面上に配置された状態で前記収納ケース内に収納され、前記電子部品の入力側において前記配線基板の配線に接続された第2の電子部品と、
前記配線基板の前記第2面上に配置され、前記第2の電子部品の動作を制御する制御部と、
前記配線基板の前記第2面上に配置された接地電極と、を更に備え、
前記接地電極は、前記巻線部品と前記制御部との間に配置されていることを特徴とする請求項1に記載の電力変換装置。 - 前記配線基板の前記第2面上に配置され、前記接地電極に接続された接地線を更に備え、
前記接地線は、前記巻線部品と前記制御部との間に配置されていることを特徴とする請求項2に記載の電力変換装置。 - 前記巻線部品は、絶縁性を有する台座を介して前記配線基板の前記第2面上に配置されていることを特徴とする請求項1に記載の電力変換装置。
- 前記巻線部品は、前記配線基板の前記第2面に対する前記巻線部品の投影面積が最小となる姿勢で配置されていることを特徴とする請求項1に記載の電力変換装置。
- 前記第2の電子部品は、前記制御部により制御され、前記入力電圧を整流して出力する整流回路を含むことを特徴とする請求項2に記載の電力変換装置。
- 前記配線基板の前記第2面上に配置され、前記整流回路が出力した電圧を平滑化する平滑化キャパシタを更に備えることを特徴とする請求項6に記載の電力変換装置。
- 前記第2の電子部品は、前記平滑化キャパシタが平滑化した電圧を変換して出力するモジュールを含むことを特徴とする請求項7に記載の電力変換装置。
- 前記電子部品は、前記モジュールが出力した電圧を調整して出力するLCフィルタを構成するリアクタであることを特徴とする請求項8に記載の電力変換装置。
- 前記LCフィルタは、前記配線基板の前記第2面上に配置されたキャパシタを有し、
前記キャパシタは、前記巻線部品に隣接して配置されていることを特徴とする請求項9に記載の電力変換装置。 - 前記巻線部品は、
前記LCフィルタが出力した電圧をフィルタリングして出力することを特徴とする請求項10に記載の電力変換装置。 - 前記配線基板の前記第2面上に配置され、前記第2の電子部品の入力側に接続され、前記入力電圧が供給される第1入力端子と、
前記配線基板の前記第2面上に配置され、前記入力電圧よりも低い第2入力電圧が供給される第2入力端子と、
前記配線基板の前記第2面上に配置され、前記第2入力電圧を電力変換した補助電源電圧を前記制御部に供給する補助電源と、を更に備えることを特徴とする請求項2に記載の電力変換装置。 - 前記第1入力端子と前記第2入力端子とは、互いに隣接して配置されていることを特徴とする請求項12に記載の電力変換装置。
- 使用状態において、前記制御部は、前記巻線部品よりも鉛直上方に位置することを特徴とする請求項2に記載の電力変換装置。
- 使用状態において、前記第2入力端子は、前記第1入力端子よりも鉛直上方に位置することを特徴とする請求項12に記載の電力変換装置。
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