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JP6970045B2 - Power converter - Google Patents
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Description

本発明は、複数の運転状態を有する電力変換装置に関する。 The present invention relates to a power conversion device having a plurality of operating states.

近年の電力変換装置は、その主要部品であるパワー半導体モジュールの技術革新によって、より高速なスイッチング動作を実現し、このパワー半導体から発する損失を低減させている。これにより、特に冷却器を小型化することができ、その結果、電力変換装置を小型化可能である。 In recent years, power conversion devices have realized higher-speed switching operation by technological innovation of the power semiconductor module, which is a main component thereof, and reduced the loss generated from this power semiconductor. As a result, the cooler can be particularly miniaturized, and as a result, the power conversion device can be miniaturized.

例えば、UPS(Uninterruptible Power-supply System)と呼ばれる無停電電源装置のような、コンバータとインバータとを有し、複数の運転状態を有するモジュールパラレル型電力変換装置においては、冷却器の小型化により装置全体の小型化が可能である。 For example, in a module parallel type power conversion device having a converter and an inverter and having a plurality of operating states, such as an uninterruptible power supply system (UPS), the device is reduced in size by reducing the size of the cooler. The overall size can be reduced.

冷却器の小型化は、冷却器の冷却流体を効率よく流す構造とすることにより、機器の発熱を抑制することが可能である。 To reduce the size of the cooler, it is possible to suppress the heat generation of the device by constructing a structure in which the cooling fluid of the cooler flows efficiently.

特許文献1には、除熱流体の風上に位置する発熱体に対して傾斜する風向板を配置し、風上の発熱体を通過した冷却風と、発熱体を通過していない冷却風との混合風を風下の発熱体に吹き付ける構成の冷却機構体が開示されている。 In Patent Document 1, a wind direction plate that is inclined with respect to a heating element located on the windward side of the heat removing fluid is arranged, and cooling air that has passed through the heating element on the windward side and cooling air that has not passed through the heating element. A cooling mechanism body having a configuration in which the mixed air of the above is blown to a heating element on the leeward side is disclosed.

また、特許文献2には、発熱体の発熱量に適した冷却を行うために、フィンの間隔が異なる2種類の放熱フィンを設けた空気調和装置が開示されている。 Further, Patent Document 2 discloses an air conditioner provided with two types of heat radiating fins having different fin spacings in order to perform cooling suitable for the calorific value of the heating element.

特開2013−16569号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2013-16569 特開2013−137132号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2013-137132

しかしながら、特許文献1に記載の技術は、風向板を除熱流体に対して傾斜して配置しているため、除熱流体の圧損が増加するため、冷却効果が低減し、高効率な冷却を行うことができない。 However, in the technique described in Patent Document 1, since the wind direction plate is arranged at an angle with respect to the heat removing fluid, the pressure loss of the heat removing fluid increases, so that the cooling effect is reduced and highly efficient cooling is performed. I can't do it.

また、特許文献2に記載の技術は、フィンの間隔が互いに異なる2種類の放熱フィンを設けているが、フィンの種類の増加は、冷却構造体のコストが上昇する要因となり、好ましいものではない。 Further, in the technique described in Patent Document 2, two types of heat radiation fins having different fin spacings are provided, but an increase in the types of fins causes an increase in the cost of the cooling structure, which is not preferable. ..

本発明の目的は、冷却効率が向上化された、複数の運転状態を有する電力変換装置を実現することである。 An object of the present invention is to realize a power conversion device having a plurality of operating states with improved cooling efficiency.

本発明は、上記目的を達成するため次のように構成される。 The present invention is configured as follows in order to achieve the above object.

複数の運転状態を有する電力変換装置において、第1の電力変換部と、上記第1の電力変換部を冷却する第1の冷却フィンと、第2の電力変換部と、上記第2の電力変換部を冷却する第2の冷却フィンと、冷却風を発生する冷却装置と、を備え、少なくとも第1の運転状態と第2運転状態を有し、上記第1の運転状態では、上記第1の電力変換部の発熱量は、上記第2の電力変換部の発熱量より大であり、上記第2運転状態では、上記第1の電力変換部の発熱量は、上記第2の電力変換部の発熱量より小であり、上記第1の冷却フィンの一部と上記第2の冷却フィンとは、上記冷却装置が発生する冷却風の風向に対して、互いに直列に配置され、上記第1の電力変換部は、交流電源の交流電力を直流電力に変換するコンバータを有し、上記第2の電力変換部は、直流電源の直流電力を所定の直流電力に変換するチョッパを有し、少なくとも、上記コンバータの冷却フィンと上記チョッパの冷却フィンとが上記冷却装置が発生する冷却風の風向に対して、互いに直列に配置され、上記コンバータは、上記冷却風に対して、上記チョッパの風上側に配置され、U相、V相及びW相からなる三相のコンバータであリ、第1のU相パワーデバイス及び上記第1のU相パワーデバイスの近傍に配置され、上記の第1のU相パワーデバイスを駆動する第1のU相ゲートドライブ回路と、第1のV相パワーデバイス及び上記第1のV相パワーデバイスの近傍に配置され、上記第1のV相パワーデバイスを駆動する第1のV相ゲートドライブ回路と、第1のW相パワーデバイス及び上記第1のW相パワーデバイスの近傍に配置され、上記第1のW相パワーデバイスを駆動する第1のW相ゲートドライブ回路と、を有し、上記第1のU相ゲートドライブ回路と上記第1のV相ゲートドライブ回路とは互いに対向して配置され、上記第1のV相ゲートドライブ回路と上記第1のW相ゲートドライブ回路とは互いに対向して配置される。 In a power conversion device having a plurality of operating states, a first power conversion unit, a first cooling fin for cooling the first power conversion unit, a second power conversion unit, and the second power conversion unit. It is provided with a second cooling fin for cooling the unit and a cooling device for generating cooling air, and has at least a first operating state and a second operating state. In the first operating state, the first operating state is described. The heat generation amount of the power conversion unit is larger than the heat generation amount of the second power conversion unit, and in the second operating state, the heat generation amount of the first power conversion unit is the heat generation amount of the second power conversion unit. The calorific value is smaller than the calorific value, and the part of the first cooling fin and the second cooling fin are arranged in series with each other with respect to the wind direction of the cooling air generated by the cooling device, and the first cooling fin is arranged. The power conversion unit has a converter that converts the AC power of the AC power supply into DC power, and the second power conversion unit has a chopper that converts the DC power of the DC power supply into a predetermined DC power, at least. The cooling fins of the converter and the cooling fins of the chopper are arranged in series with each other with respect to the wind direction of the cooling air generated by the cooling device, and the converter is located on the wind side of the chopper with respect to the cooling air. A three-phase converter consisting of a U-phase, a V-phase, and a W-phase, which is arranged in the vicinity of the first U-phase power device and the first U-phase power device, and is the first U-phase. A first U-phase gate drive circuit that drives a power device, a first V-phase power device, and a first V-phase power device that is arranged in the vicinity of the first V-phase power device and drives the first V-phase power device. V-phase gate drive circuit and a first W-phase gate drive circuit arranged in the vicinity of the first W-phase power device and the first W-phase power device and driving the first W-phase power device. The first U-phase gate drive circuit and the first V-phase gate drive circuit are arranged so as to face each other, and the first V-phase gate drive circuit and the first W-phase gate are arranged so as to face each other. They are arranged so as to face each other with the drive circuit.

本発明によれば、冷却効率が向上化された、複数の運転状態を有する電力変換装置を実現することができる。 According to the present invention, it is possible to realize a power conversion device having a plurality of operating states with improved cooling efficiency.

実施例1が適用される電力変換装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the power conversion apparatus to which Example 1 is applied. コンバータ、インバータ及びチョッパの概略内部構成図である。It is a schematic internal block diagram of a converter, an inverter and a chopper. コンバータの構成を示す等価回路図である。It is an equivalent circuit diagram which shows the structure of a converter. インバータの構成を示す等価回路図である。It is an equivalent circuit diagram which shows the structure of an inverter. チョッパの構成を示す等価回路図である。It is an equivalent circuit diagram which shows the structure of a chopper. 実施例1におけるパワーデバイスと冷却フィンとの外観を示す図である。It is a figure which shows the appearance of the power device and a cooling fin in Example 1. FIG. 無停電電源装置における電力の流れを説明する図である。It is a figure explaining the flow of electric power in an uninterruptible power supply. 実施例1における配置構成の説明図である。It is explanatory drawing of the arrangement composition in Example 1. FIG. 実施例2における配置構成の説明図である。It is explanatory drawing of the arrangement composition in Example 2. 実施例3における配置構成の説明図である。It is explanatory drawing of the arrangement composition in Example 3. FIG. 実施例4における配置構成の説明図である。It is explanatory drawing of the arrangement composition in Example 4. FIG. 実施例4における風向板の配置説明図である。It is an arrangement explanatory view of the wind direction plate in Example 4. FIG. 実施例5における配置構成の説明図である。It is explanatory drawing of the arrangement composition in Example 5. 実施例6の回路構成を示す図である。It is a figure which shows the circuit structure of Example 6. 図14に示した回路構成における配線レイアウトの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the wiring layout in the circuit configuration shown in FIG. 図15のB−B’線に沿った断面図である。It is sectional drawing along the BB'line of FIG. 実施例7における配置構成の説明図である。It is explanatory drawing of the arrangement composition in Example 7. 実施例8における配置構成の説明図である。It is explanatory drawing of the arrangement composition in Example 8. 実施例9における電力変換装置の概略外観斜視図である。FIG. 3 is a schematic external perspective view of the power conversion device according to the ninth embodiment.

以下、添付図面を参照して本発明を実施するための形態について説明する。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

なお、以下の説明では、複数の運転状態を有する電力変換装置の一例として無停電電力変換装置について説明する。 In the following description, an uninterruptible power conversion device will be described as an example of a power conversion device having a plurality of operating states.

(実施例1)
図1は、本発明の実施例1が適用される電力変換装置100の概略構成図である。
(Example 1)
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a power conversion device 100 to which the first embodiment of the present invention is applied.

図1において、電力変換装置100は、コンバータ102と、インバータ103と、チョッパ104と、これらを制御する上位制御回路105とを備える。 In FIG. 1, the power conversion device 100 includes a converter 102, an inverter 103, a chopper 104, and an upper control circuit 105 that controls them.

コンバータ102は、商用電源(交流電源)106から供給される三相交流電力を直流電力に変換して、インバータ103に供給する三相のコンバータである。 The converter 102 is a three-phase converter that converts the three-phase AC power supplied from the commercial power supply (AC power supply) 106 into DC power and supplies it to the inverter 103.

インバータ103は、コンバータ102から供給された直流電力を再び三相交流電力に変換して負荷108に供給する三相のインバータである。 The inverter 103 is a three-phase inverter that converts the DC power supplied from the converter 102 into three-phase AC power again and supplies it to the load 108.

チョッパ13は、蓄電池(直流電源)107からの供給される直流電力を、所定電圧に昇圧または降圧し、所定の直流電力に変換して、インバータ103に供給する。 The chopper 13 boosts or steps down the DC power supplied from the storage battery (DC power supply) 107 to a predetermined voltage, converts it into a predetermined DC power, and supplies the DC power to the inverter 103.

上位制御回路105は、コンバータ102と、インバータ103と、チョッパ104とを制御する。 The upper control circuit 105 controls the converter 102, the inverter 103, and the chopper 104.

商用電源106が何らかの理由で停電した場合、チョッパ104は、蓄電池107に蓄えた電力をインバータ103に直流電力として供給する。インバータ103は、チョッパ104から供給された直流電力を交流電力に変換して負荷108に供給する。これにより、電力変換装置100は、負荷108へ途切れることなく給電することができる。 If the commercial power supply 106 fails for some reason, the chopper 104 supplies the power stored in the storage battery 107 to the inverter 103 as DC power. The inverter 103 converts the DC power supplied from the chopper 104 into AC power and supplies it to the load 108. As a result, the power conversion device 100 can supply power to the load 108 without interruption.

図2は、コンバータ102、インバータ103及びチョッパ104の概略内部構成図である。図2に示すように、コンバータ102、インバータ103及びチョッパ104は、複数の整流素子及びスイッチング素子を備えている。 FIG. 2 is a schematic internal configuration diagram of the converter 102, the inverter 103, and the chopper 104. As shown in FIG. 2, the converter 102, the inverter 103, and the chopper 104 include a plurality of rectifying elements and switching elements.

図3は、コンバータ102の内部構成における等価回路図である。 FIG. 3 is an equivalent circuit diagram in the internal configuration of the converter 102.

図3において、コンバータ102は、3つのハーフブリッジ回路201、202、203を備えており、これらハーフブリッジ回路201、202、203は、コンバータ制御部(電力変換ユニットの駆動部)204によって制御される。コンバータ102は、三相交流の商用電源106からの三相交流電力が、R、S、T端子から供給され、正側端子Pと負側端子Nと間の直流電力に変換する。 In FIG. 3, the converter 102 includes three half-bridge circuits 201, 202, 203, and these half-bridge circuits 201, 202, 203 are controlled by a converter control unit (drive unit of a power conversion unit) 204. .. In the converter 102, the three-phase AC power from the three-phase AC commercial power supply 106 is supplied from the R, S, and T terminals and converted into DC power between the positive terminal P and the negative terminal N.

ハーフブリッジ回路201は、上アームのスイッチング素子21および整流素子23と、下アームのスイッチング素子22および整流素子24とを備えている。図3では、スイッチング素子21、22は、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)が用いられ、整流素子23、24は、ダイオードが用いられているが、これらに限定されるものではない。 The half-bridge circuit 201 includes an upper arm switching element 21 and a rectifying element 23, and a lower arm switching element 22 and a rectifying element 24. In FIG. 3, an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) is used for the switching elements 21 and 22, and a diode is used for the rectifying elements 23 and 24, but the switching elements 21 and 22 are not limited thereto.

整流素子23は、スイッチング素子21のエミッタからコレクタへの方向に接続される。スイッチング素子21のエミッタは、スイッチング素子22のコレクタと、交流端子Rとに接続される。コンデンサ25と26とは、スイッチング素子21のコレクタとスイッチング素子22のエミッタとの間に並列接続される。なお、図3の回路図では、コンデンサ25とコンデンサ26の並列接続を省略して、単一のコンデンサの記号で示している。スイッチング素子21のゲートは、コンバータ制御部204に接続される。 The rectifying element 23 is connected in the direction from the emitter of the switching element 21 to the collector. The emitter of the switching element 21 is connected to the collector of the switching element 22 and the AC terminal R. The capacitors 25 and 26 are connected in parallel between the collector of the switching element 21 and the emitter of the switching element 22. In the circuit diagram of FIG. 3, the parallel connection of the capacitor 25 and the capacitor 26 is omitted, and it is indicated by the symbol of a single capacitor. The gate of the switching element 21 is connected to the converter control unit 204.

整流素子24は、スイッチング素子22のエミッタからコレクタへの方向に接続される。スイッチング素子22のゲートは、コンバータ制御部204に接続される。 The rectifying element 24 is connected in the direction from the emitter of the switching element 22 to the collector. The gate of the switching element 22 is connected to the converter control unit 204.

ハーフブリッジ回路202は、スイッチング素子21のエミッタとスイッチング素子22のコレクタとの接続ノードが、交流端子Sに接続されることを除き、電力変換ユニット201と同様に構成されている。 The half-bridge circuit 202 is configured in the same manner as the power conversion unit 201 except that the connection node between the emitter of the switching element 21 and the collector of the switching element 22 is connected to the AC terminal S.

ハーフブリッジ回路203は、スイッチング素子21のエミッタとスイッチング素子22のコレクタとの接続ノードが、交流端子Tに接続されることを除き、電力変換ユニット201と同様に構成されている。 The half-bridge circuit 203 is configured in the same manner as the power conversion unit 201 except that the connection node between the emitter of the switching element 21 and the collector of the switching element 22 is connected to the AC terminal T.

以下、図3を適宜参照して、コンバータ11の動作を説明する。 Hereinafter, the operation of the converter 11 will be described with reference to FIG. 3 as appropriate.

商用電源106から供給された三相の交流電力は、交流端子R、S、Tを介して、コンバータ102の各相のハーフブリッジ回路201、202、203に供給される。ハーフブリッジ回路201、202、203の上アームのスイッチング素子21および整流素子23と、下アームのスイッチング素子22および整流素子24は、コンバータ制御部204でスイッチングタイミングを制御されて、この交流電力を整流する。 The three-phase AC power supplied from the commercial power supply 106 is supplied to the half-bridge circuits 201, 202, 203 of each phase of the converter 102 via the AC terminals R, S, and T. The switching timing of the switching element 21 and the rectifying element 23 of the upper arm of the half bridge circuits 201, 202, 203 and the switching element 22 and the rectifying element 24 of the lower arm are controlled by the converter control unit 204 to rectify the AC power. do.

図4は、インバータ103の構成を示す等価回路図である。 FIG. 4 is an equivalent circuit diagram showing the configuration of the inverter 103.

図4において、インバータ103は、3つのハーフブリッジ回路301、302、303を備えており、更にインバータ制御部(電力変換ユニットの駆動部)304によって制御される。インバータ103は、P端子及びN端子間の直流電力を三相交流電力に変換する。 In FIG. 4, the inverter 103 includes three half-bridge circuits 301, 302, and 303, and is further controlled by an inverter control unit (drive unit of a power conversion unit) 304. The inverter 103 converts the DC power between the P terminal and the N terminal into three-phase AC power.

ハーフブリッジ回路301は、スイッチング素子21のエミッタとスイッチング素子22のコレクタとの接続ノードが、交流端子Uに接続されることを除き、電力変換ユニット201(図3参照)と同様に構成されている。 The half-bridge circuit 301 is configured in the same manner as the power conversion unit 201 (see FIG. 3) except that the connection node between the emitter of the switching element 21 and the collector of the switching element 22 is connected to the AC terminal U. ..

ハーフブリッジ回路302は、スイッチング素子21のエミッタとスイッチング素子22のコレクタとの接続ノードが、交流端子Vに接続されることを除き、電力変換ユニット201(図3参照)と同様に構成されている。 The half-bridge circuit 302 is configured in the same manner as the power conversion unit 201 (see FIG. 3) except that the connection node between the emitter of the switching element 21 and the collector of the switching element 22 is connected to the AC terminal V. ..

ハーフブリッジ回路303は、スイッチング素子21のエミッタとスイッチング素子22のコレクタとの接続ノードが、交流端子Wに接続されることを除き、電力変換ユニット201(図3参照)と同様に構成されている。
The half-bridge circuit 303 is configured in the same manner as the power conversion unit 201 (see FIG. 3) except that the connection node between the emitter of the switching element 21 and the collector of the switching element 22 is connected to the AC terminal W. ..

以下、図4を適宜参照して、インバータ103の動作を説明する。 Hereinafter, the operation of the inverter 103 will be described with reference to FIG. 4 as appropriate.

コンバータ102により変換された直流電力は、端子Pと端子Nとの間に供給される。ハーフブリッジ回路301、302、303の上アームのスイッチング素子21および整流素子23と、下アームのスイッチング素子22および整流素子24とは、インバータ制御部304でスイッチングタイミングを制御されて、この直流電力を交流電力に変換し、交流端子U、V、Wに出力する。 The DC power converted by the converter 102 is supplied between the terminal P and the terminal N. The switching timing of the switching element 21 and the rectifying element 23 of the upper arm of the half bridge circuits 301, 302, 303 and the switching element 22 and the rectifying element 24 of the lower arm are controlled by the inverter control unit 304, and this DC power is supplied. It is converted to AC power and output to AC terminals U, V, and W.

図5は、チョッパ104の構成を示す等価回路図である。 FIG. 5 is an equivalent circuit diagram showing the configuration of the chopper 104.

図5において、チョッパ104は、ハーフブリッジ回路401とリアクトル406とを備えており、チョッパ制御部(電力変換ユニットの駆動部)405によって制御される。チョッパ104は、蓄電池107による低圧の直流電圧と、端子Pと端子Nとの間の高圧の直流電圧とを相互に変換するものである。 In FIG. 5, the chopper 104 includes a half-bridge circuit 401 and a reactor 406, and is controlled by a chopper control unit (drive unit of a power conversion unit) 405. The chopper 104 mutually converts a low-voltage DC voltage generated by the storage battery 107 and a high-voltage DC voltage between the terminal P and the terminal N.

ハーフブリッジ回路401は、スイッチング素子21のエミッタとスイッチング素子22のコレクタとの接続ノードが端子Cに接続されることを除き、ハーフブリッジ回路201(図3参照)と同様に構成されている。 The half-bridge circuit 401 is configured in the same manner as the half-bridge circuit 201 (see FIG. 3) except that the connection node between the emitter of the switching element 21 and the collector of the switching element 22 is connected to the terminal C.

リアクトル406は、蓄電池107の正極と端子Cとを接続する。 The reactor 406 connects the positive electrode of the storage battery 107 to the terminal C.

以下、図5を参照して、チョッパ104の動作を説明する。 Hereinafter, the operation of the chopper 104 will be described with reference to FIG.

ハーフブリッジ回路401の下アームのスイッチング素子22がオンしている間に、蓄電池107と端子Cとの間に接続されたリアクトル406にエネルギーが蓄積される。次に、スイッチング素子22がオフした際に、リアクトル406が発する逆起電圧により上アームの整流素子23がオンする。これより、チョッパ104の出力端には、蓄電池107の直流電圧とリアクトル406の逆起電圧とを加算した電圧が生じる。これにより、チョッパ104は、蓄電池107の直流電圧を昇圧する。チョッパ制御部405は、ハーフブリッジ回路401のスイッチングタイミングを制御することにより、昇圧比を任意に設定可能である。 While the switching element 22 of the lower arm of the half-bridge circuit 401 is on, energy is stored in the reactor 406 connected between the storage battery 107 and the terminal C. Next, when the switching element 22 is turned off, the rectifying element 23 of the upper arm is turned on by the counter electromotive voltage generated by the reactor 406. As a result, a voltage obtained by adding the DC voltage of the storage battery 107 and the counter electromotive voltage of the reactor 406 is generated at the output end of the chopper 104. As a result, the chopper 104 boosts the DC voltage of the storage battery 107. The chopper control unit 405 can arbitrarily set the boost ratio by controlling the switching timing of the half-bridge circuit 401.

以上より、実施例1が適用される電力変換装置100に搭載されるコンバータ102、インバータ103、チョッパ104は、いずれも、上アームのスイッチング素子21および整流素子23と、下アームのスイッチング素子22および整流素子24とが直列に接続された2レベルのハーフブリッジ回路20を基本構成としている。 From the above, in the converter 102, the inverter 103, and the chopper 104 mounted on the power conversion device 100 to which the first embodiment is applied, the switching element 21 and the rectifying element 23 of the upper arm, the switching element 22 of the lower arm, and the chopper 104 are all used. The basic configuration is a two-level half-bridge circuit 20 in which a rectifying element 24 is connected in series.

なお、上記はパワーデバイスとしてIGBTとダイオードを例としたが、それに限らず、SiC-MOSFET等他のパワーデバイスでもよい。 In the above, the IGBT and the diode are taken as an example of the power device, but the power device is not limited to the IGBT and the diode, and other power devices such as a SiC- MOSFET may be used.

図6は、実施例1におけるパワーデバイス(電力変換ユニット201〜203、301〜303、401におけるスイッチング素子と整流素子(21と23、22と24))30と、このパワーデバイス30に接続される冷却フィン40との外観を示す図である。
図6のパワーデバイス30は、例えばSiC-MOSFETであり、スイッチング素子とダイオードがひとつのパッケージに含まれたパッケージの形態を示している。
図6の(A)はパワーデバイス30の外観を示し、図6の(B)は、パワーデバイス30に冷却フィン40が接続された外観を示している。
FIG. 6 shows the power device (switching element and rectifying element (21 and 23, 22 and 24) in the power conversion units 201-203, 301-303, 401) 30 in the first embodiment, and is connected to the power device 30. It is a figure which shows the appearance with a cooling fin 40.
The power device 30 of FIG. 6 is, for example, a SiC- MOSFET, and shows the form of a package in which a switching element and a diode are included in one package.
FIG. 6A shows the appearance of the power device 30, and FIG. 6B shows the appearance of the cooling fins 40 connected to the power device 30.

次に、複数の運転状態を有する電力変換装置の一例である無停電電源装置における電力の流れについて図7を参照して説明する。図7において、実線の矢印は、通常時(停電が発生していない状態)における電力の流れであり、破線の矢印は、停電時における電力の流れである。 Next, the flow of electric power in an uninterruptible power supply device, which is an example of a power conversion device having a plurality of operating states, will be described with reference to FIG. 7. In FIG. 7, the solid line arrow is the power flow in the normal time (state in which no power failure has occurred), and the broken line arrow is the power flow in the power failure time.

通常時は、商用電源からの電力が、コンバータ102及びインバータ103を介して負荷108に供給される。この通常時においては、動作しているコンバータ102とインバータ103が主に発熱する。 Normally, the electric power from the commercial power source is supplied to the load 108 via the converter 102 and the inverter 103. In this normal time, the operating converter 102 and the inverter 103 mainly generate heat.

次に、停電時には、商用電源106からは電力が供給されないため、蓄電池107からの電力がチョッパ104及びインバータ103を介して負荷108に供給される。この場合、コンバータ102は動作していない。この停電時においては、動作しているチョッパ104とインバータ103が発熱する。 Next, since the electric power is not supplied from the commercial power source 106 at the time of a power failure, the electric power from the storage battery 107 is supplied to the load 108 via the chopper 104 and the inverter 103. In this case, the converter 102 is not operating. During this power failure, the operating chopper 104 and the inverter 103 generate heat.

このように、無停電力変換装置においては、電力の運転状態が第1の運転状態(通常時)と第2の運転状態(停電時)とが存在し、発熱状態が変化する。 As described above, in the non-stop power conversion device, the operating state of the electric power exists as a first operating state (normal time) and a second operating state (during a power failure), and the heat generation state changes.

つまり、第1の運転状態では、コンバータ102とインバータ103とからなる第1の電力変換部の発熱量は、チョッパ104とインバータ103とからなる第2の電力変換部の発熱量より大となる。また、第2の運転状態では、コンバータ102とインバータ103とからなる第1の電力変換部の発熱量は、チョッパ104とインバータ103とからなる第2の電力変換部の発熱量より小となる。 That is, in the first operating state, the heat generation amount of the first power conversion unit including the converter 102 and the inverter 103 is larger than the heat generation amount of the second power conversion unit including the chopper 104 and the inverter 103. Further, in the second operating state, the heat generation amount of the first power conversion unit including the converter 102 and the inverter 103 is smaller than the heat generation amount of the second power conversion unit including the chopper 104 and the inverter 103.

本発明は、発熱状態の変化に着目し、冷却効率を向上する構成を実現したものである。 The present invention focuses on changes in the heat generation state and realizes a configuration for improving cooling efficiency.

なお、図7に示した例においては、コンバータリアクトル500がコンバータ102に接続され、インバータリアクトル700がインバータ103に接続されている。また、P極3000PとN極2000Nとの間であって、コンバータ102とインバータ103との間にDCリンクコンデンサ600が接続された例を示している。 In the example shown in FIG. 7, the converter reactor 500 is connected to the converter 102, and the inverter reactor 700 is connected to the inverter 103. Further, an example is shown in which the DC link capacitor 600 is connected between the converter 102 and the inverter 103 between the P pole 3000P and the N pole 2000N.

図8は、本発明の実施例1における配置構成の説明図である。 FIG. 8 is an explanatory diagram of the arrangement configuration in the first embodiment of the present invention.

図8において、後述する冷却ファン(冷却装置)が発生する冷却風が風向Wiの方向(図8の下から上への方向)に流れる構成となっている。 In FIG. 8, the cooling air generated by the cooling fan (cooling device) described later flows in the direction of the wind direction Wi (direction from the bottom to the top of FIG. 8).

コンバータ102のU相102U、V相102V及びW相102Wと、インバータ103のU相103U、V相103V及びW相103Wとは、風向Wi対して、並列となるように配置されている。 The U-phase 102U, V-phase 102V, and W-phase 102W of the converter 102 and the U-phase 103U, V-phase 103V, and W-phase 103W of the inverter 103 are arranged so as to be in parallel with respect to the wind direction Wi.

そして、チョッパ104−1及び104−2は、風向Wiに対してコンバータ102U及び102Vと直列となるように配置されている。 The choppers 104-1 and 104-2 are arranged in series with the converters 102U and 102V with respect to the wind direction Wi.

また、コンバータ102、インバータ103、チョッパ104のそれぞれにおいて、パワーデバイス30と、このパワーデバイス30に接続された冷却フィン40とは、風向Wiに対して並列となるように配置されている。 Further, in each of the converter 102, the inverter 103, and the chopper 104, the power device 30 and the cooling fins 40 connected to the power device 30 are arranged so as to be parallel to the wind direction Wi.

よって、コンバータ102の冷却フィン40と、チョッパ104の冷却フィン104の冷却フィン40とは、風向Wiに対して直列となるように配置されている。つまり、コンバータ102の冷却フィン40及びインバータの冷却フィン40が第1の冷却フィンであり、チョッパ104の冷却フィン40及びインバータの冷却フィン40が第2の冷却フィンであるが、第1の冷却フィンの一部(コンバータ102の冷却フィン40)と上記第2の冷却フィンとは、後述する冷却ファン(冷却装置)が発生する冷却風に対して、互いに直列に配置されている。 Therefore, the cooling fins 40 of the converter 102 and the cooling fins 40 of the cooling fins 104 of the chopper 104 are arranged so as to be in series with respect to the wind direction Wi. That is, the cooling fins 40 of the converter 102 and the cooling fins 40 of the inverter are the first cooling fins, and the cooling fins 40 of the chopper 104 and the cooling fins 40 of the inverter are the second cooling fins, but the first cooling fins. A part of the above (cooling fin 40 of the converter 102) and the second cooling fin are arranged in series with each other with respect to the cooling air generated by the cooling fan (cooling device) described later.

通常時においては、コンバータ102とインバータ103とが動作し、コンバータ102とインバータ103とは風向Wiに対して並列に配置されているので、コンバータ102を通過した冷却風がインバータ103に熱影響を与えることはほとんどないと考えられる。 In the normal state, the converter 102 and the inverter 103 operate, and since the converter 102 and the inverter 103 are arranged in parallel with respect to the wind direction Wi, the cooling air passing through the converter 102 has a thermal effect on the inverter 103. It is thought that this is rare.

また、インバータ103を通過した冷却風がコンバータ102に熱影響を与えることはほとんどないと考えられ、コンバータ102と、インバータ103との互いのあおり熱の影響はほとんどなく、効率よく冷却される。 Further, it is considered that the cooling air that has passed through the inverter 103 has almost no effect on the converter 102, and the converter 102 and the inverter 103 are hardly affected by the mutual heat of the converter 102, so that the converter 102 and the inverter 103 are cooled efficiently.

チョッパ104は、コンバータ102の風下に配置されているが、通常時においては、チョッパ104の発熱量は小さく、動作に影響を与えることはない。 Although the chopper 104 is arranged on the leeward side of the converter 102, the amount of heat generated by the chopper 104 is usually small and does not affect the operation.

停電時においては、チョッパ104とインバータ103とが動作し、チョッパ104とインバータ103とは風向Wiに対して並列に配置されているので、チョッパ104を通過した冷却風がインバータ103に熱影響を与えることはほとんどないと考えられる。また、インバータ103を通過した冷却風がチョッパ104に熱影響を与えることはほとんどないと考えられ、チョッパ104と、インバータ103との互いのあおり熱の影響はほとんどなく効率よく冷却される。 In the event of a power failure, the chopper 104 and the inverter 103 operate, and since the chopper 104 and the inverter 103 are arranged in parallel with respect to the wind direction Wi, the cooling air passing through the chopper 104 has a thermal effect on the inverter 103. It is thought that this is rare. Further, it is considered that the cooling air that has passed through the inverter 103 has almost no thermal effect on the chopper 104, and the chopper 104 and the inverter 103 are cooled efficiently with almost no influence of the mutual heat.

チョッパ104は、コンバータ102の風下に配置されているが、停電時においては、コンバータ102は動作していないので、発熱の影響がチョッパ104に及ぶことはなく、動作に影響を与えることはない。 Although the chopper 104 is arranged on the leeward side of the converter 102, since the converter 102 is not operating at the time of a power failure, the influence of heat generation does not affect the chopper 104 and does not affect the operation.

本発明の実施例1によれば、上記のような構成とすることにより、複数の運転状態を有する電力変換装置である無停電電力変換装置の冷却効率を価格の大幅上昇を伴うことなく実現することができる。 According to the first embodiment of the present invention, the cooling efficiency of the uninterruptible power conversion device, which is a power conversion device having a plurality of operating states, can be realized without a significant increase in price by the above configuration. be able to.

(実施例2)
次に、本発明の実施例2について説明する。
(Example 2)
Next, Example 2 of the present invention will be described.

実施例2における電力変換装置の全体構成は図1に示した構成と同様であり、コンバータ102、インバータ103及びチョッパ104のそれぞれの内部構成は図3〜図5に示した構成と同様であるので、図示及びその詳細な説明は省略する。 The overall configuration of the power conversion device in the second embodiment is the same as the configuration shown in FIG. 1, and the internal configurations of the converter 102, the inverter 103, and the chopper 104 are the same as the configurations shown in FIGS. 3 to 5. , Illustrations and detailed description thereof will be omitted.

図9は、本発明の実施例2における配置構成の説明図である。 FIG. 9 is an explanatory diagram of the arrangement configuration in the second embodiment of the present invention.

図9において、図8に示した実施例1の配置構成との相違点は、コンバータ102及びインバータ103の冷却風の上流側(風上側)にDCリンクコンデンサ600が配置され、チョッパ104の下流側(風下側)にDCACリアクトル800が配置されているところである。図9に示した他の配置構成は、図8の例と同様である。 In FIG. 9, the difference from the arrangement configuration of the first embodiment shown in FIG. 8 is that the DC link capacitor 600 is arranged on the upstream side (windward side) of the cooling air of the converter 102 and the inverter 103, and the downstream side of the chopper 104. The DCAC reactor 800 is located on the leeward side. The other arrangements shown in FIG. 9 are similar to the example of FIG.

実施例2によれば、実施例1と同様な効果が得られる他、コンバータ102及びインバータ103の冷却風の上流側にDCリンクコンデンサ600が配置されているので、DCリンクコンデンサ600に対するコンバータ102及びインバータ103の動作による発熱の影響(あおり熱の影響)を除去することができる。 According to the second embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained, and since the DC link capacitor 600 is arranged on the upstream side of the cooling air of the converter 102 and the inverter 103, the converter 102 and the converter 102 with respect to the DC link capacitor 600 are arranged. The influence of heat generation (effect of tilting heat) due to the operation of the inverter 103 can be removed.

さらに、DCACリアクトル800をコンバータ102、インバータ103及びチョッパ104の冷却風の下流側に配置したので、コンバータ102、インバータ103及びチョッパ104対するDCACリアクトル800による発熱の影響(あおり熱の影響)を除去することができる。 Further, since the DCAC reactor 800 is arranged on the downstream side of the cooling air of the converter 102, the inverter 103 and the chopper 104, the influence of heat generation (the influence of the tilting heat) on the converter 102, the inverter 103 and the chopper 104 by the DCAC reactor 800 is removed. be able to.

なお、図8に示した実施例1の配置構成では、DCリンクコンデンサ600及びDCACリアクトル800を省略したが、その配置構成は実施例2の配置構成に限定されない。 Although the DC link capacitor 600 and the DCAC reactor 800 are omitted in the layout configuration of the first embodiment shown in FIG. 8, the layout configuration is not limited to the layout configuration of the second embodiment.

(実施例3)
次に、本発明の実施例3について説明する。
(Example 3)
Next, Example 3 of the present invention will be described.

実施例3における電力変換装置の全体構成は図1に示した構成と同様であり、コンバータ102、インバータ103及びチョッパ104のそれぞれの内部構成は図3〜図5に示した構成と同様であるので、図示及びその詳細な説明は省略する。 The overall configuration of the power conversion device in the third embodiment is the same as the configuration shown in FIG. 1, and the internal configurations of the converter 102, the inverter 103, and the chopper 104 are the same as the configurations shown in FIGS. 3 to 5. , Illustrations and detailed description thereof will be omitted.

図10は、本発明の実施例3における配置構成の説明図である。 FIG. 10 is an explanatory diagram of an arrangement configuration according to a third embodiment of the present invention.

図10において、図9に示した実施例2の配置構成との相違点は、コンバータ102U、102V、102Wの各デバイス30を駆動するゲートドライブ回路102U1D、102U2D、102V1D、102V2D、102W1D及び102W2D(コンバータ制御部(電力変換ユニット駆動部)204)をそれぞれのデバイス30の近傍に配置する。 In FIG. 10, the difference from the arrangement configuration of the second embodiment shown in FIG. 9 is the gate drive circuits 102U1D, 102U2D, 102V1D, 102V2D, 102W1D and 102W2D (converters) that drive the devices 30 of the converters 102U, 102V and 102W. The control unit (power conversion unit drive unit) 204) is arranged in the vicinity of each device 30.

そして、コンバータ102は、U相、V相、W相毎に、デバイス30及び冷却フィン40との組を2組有しているが、U相とV相とが互いに隣接する位置に配置されたデバイス30及び冷却フィン40との組は、それぞれのデバイス30が互いに対向して配置され、かつ、ゲートドライブ回路102U2Dと102V1Dとが互いに対向して配置される。さらに、V相とW相とが互いに隣接する位置に配置されたデバイス30及び冷却フィン40との組は、それぞれのデバイス30が互いに対向して配置され、かつ、ゲートドライブ回路102V2Dと102W1Dとが互いに対向して配置されている。 The converter 102 has two pairs of the device 30 and the cooling fins 40 for each of the U phase, the V phase, and the W phase, but the U phase and the V phase are arranged at positions adjacent to each other. In the pair of the device 30 and the cooling fin 40, the respective devices 30 are arranged to face each other, and the gate drive circuits 102U2D and 102V1D are arranged to face each other. Further, in the pair of the device 30 and the cooling fins 40 in which the V phase and the W phase are arranged adjacent to each other, the respective devices 30 are arranged so as to face each other, and the gate drive circuits 102V2D and 102W1D are arranged. They are arranged facing each other.

また、インバータ103U、103V、103Wの各デバイス30を駆動するゲートドライブ回路103U1D、103U2D、103V1D、103V2D、103W1D及び103W2D(インバータ制御部(電力変換ユニット駆動部)304)をそれぞれのデバイス30の近傍に配置する。そして、インバータ103は、U相、V相、W相毎に、デバイス30及び冷却フィン40との組を2組有しているが、U相とV相とが互いに隣接する位置に配置されたデバイス30及び冷却フィン40との組は、それぞれのデバイス30が互いに対向して配置され、かつ、ゲートドライブ回路103U2Dと103V1Dとが互いに対向して配置される。さらに、V相とW相とが互いに隣接する位置に配置されたデバイス30及び冷却フィン40との組は、それぞれのデバイス30が互いに対向して配置され、かつ、ゲートドライブ回路103V2Dと103W1Dとが互いに対向して配置されている。 Further, the gate drive circuits 103U1D, 103U2D, 103V1D, 103V2D, 103W1D and 103W2D (inverter control unit (power conversion unit drive unit) 304) for driving the devices 30 of the inverters 103U, 103V and 103W are placed in the vicinity of the respective devices 30. Deploy. The inverter 103 has two pairs of the device 30 and the cooling fins 40 for each of the U phase, the V phase, and the W phase, but the U phase and the V phase are arranged at positions adjacent to each other. In the pair of the device 30 and the cooling fin 40, the respective devices 30 are arranged to face each other, and the gate drive circuits 103U2D and 103V1D are arranged to face each other. Further, in the pair of the device 30 and the cooling fins 40 in which the V phase and the W phase are arranged adjacent to each other, the respective devices 30 are arranged so as to face each other, and the gate drive circuits 103V2D and 103W1D are arranged. They are arranged facing each other.

コンバータ102のW相とインバータ103のU相とは、互いに隣接して配置されており、互いに隣接する位置に配置されたデバイス30及び冷却フィン40との組は、それぞれのデバイス30が互いに対向して配置され、かつ、ゲートドライブ回路102W2Dと103U1Dとが互いに対向して配置される。 The W phase of the converter 102 and the U phase of the inverter 103 are arranged adjacent to each other, and in the pair of the device 30 and the cooling fins 40 arranged at positions adjacent to each other, the respective devices 30 face each other. The gate drive circuits 102W2D and 103U1D are arranged so as to face each other.

また、チョッパ104−1、104−2の各デバイス30を駆動するゲートドライブ回路104−1D1、104−1D2、104−2D1、104−2D2(チョッパ制御部(電力変換ユニット駆動部)405)をそれぞれのデバイス30の近傍に配置する。 Further, the gate drive circuits 104-1D1, 104-1D2, 104-2D1 and 104-2D2 (chopper control unit (power conversion unit drive unit) 405) for driving each device 30 of the choppers 104-1 and 104-2 are provided. It is placed in the vicinity of the device 30 of.

チョッパ104は、デバイス30及び冷却フィン40との組を有し、チョッパ104−1と104−2のそれぞれが2組有している。チョッパ104−1と104−2とが互いに隣接する位置に配置されたデバイス30及び冷却フィン40との組は、それぞれのデバイス30が互いに対向して配置され、かつ、ゲートドライブ回路104−1D2と104−2D1とが互いに対向して配置される。 The chopper 104 has a set of a device 30 and a cooling fin 40, and each of the choppers 104-1 and 104-2 has two sets. In the pair of the device 30 and the cooling fins 40 in which the choppers 104-1 and 104-2 are arranged adjacent to each other, the respective devices 30 are arranged to face each other and the gate drive circuit 104-1D2 and the gate drive circuit 104-1D2. 104-2D1 and 104-2D1 are arranged to face each other.

実施例3によれば、実施例2と同様な効果が得られる他、デバイス30とそのゲートドライブ回路(102U1D〜102W1D、103U1D〜103W2D、104−1D1〜104−2D2)とを互いに近傍に配置したので、ゲートドライブ回路の不要共振を抑制でき、かつ、デバイス30を高速に駆動することができる。 According to the third embodiment, the same effect as that of the second embodiment can be obtained, and the device 30 and its gate drive circuit (102U1D-102W1D, 103U1D-103W2D, 104-1D1-104-2D2) are arranged close to each other. Therefore, unnecessary resonance of the gate drive circuit can be suppressed, and the device 30 can be driven at high speed.

(実施例4)
次に、本発明の実施例4について説明する。
(Example 4)
Next, Example 4 of the present invention will be described.

実施例4における電力変換装置の全体構成は図1に示した構成と同様であり、コンバータ102、インバータ103及びチョッパ104のそれぞれの内部構成は図3〜図5に示した構成と同様であるので、図示及びその詳細な説明は省略する。 The overall configuration of the power conversion device in the fourth embodiment is the same as the configuration shown in FIG. 1, and the internal configurations of the converter 102, the inverter 103, and the chopper 104 are the same as the configurations shown in FIGS. 3 to 5. , Illustrations and detailed description thereof will be omitted.

図11は、本発明の実施例4における配置構成の説明図である。 FIG. 11 is an explanatory diagram of the arrangement configuration in the fourth embodiment of the present invention.

図11において、図10に示した実施例3の配置構成との相違点は、コンバータ102及びインバータ103の冷却風の下流側(風下側)に風向板900を配置したこところである。この風向板900の冷却風の下流側(風下側)にチョッパ104が配置されている。風光板900コンバータ102、インバータ103の冷却フィン40の下流側は開口部900Aが形成されている。つまり、開口部900Aは、コンバータ102の冷却フィン40及びチョッパ104の冷却フィン40が冷却風に対して直列して配置される方向に対して開口されている。 In FIG. 11, the difference from the arrangement configuration of the third embodiment shown in FIG. 10 is that the wind direction plate 900 is arranged on the downstream side (leeward side) of the cooling air of the converter 102 and the inverter 103. The chopper 104 is arranged on the downstream side (leeward side) of the cooling air of the wind direction plate 900. An opening 900A is formed on the downstream side of the cooling fins 40 of the wind plate 900 converter 102 and the inverter 103. That is, the opening 900A is opened in the direction in which the cooling fins 40 of the converter 102 and the cooling fins 40 of the chopper 104 are arranged in series with respect to the cooling air.

図12は、実施例4における風向板900の配置説明図である。 FIG. 12 is an explanatory diagram of the arrangement of the wind direction plate 900 in the fourth embodiment.

図12の(A)は、図11のA−A‘線に沿った断面図であり、図12の(B)は、実施例4における電力変換装置の概略斜視図である。 FIG. 12A is a cross-sectional view taken along the line AA'of FIG. 11, and FIG. 12B is a schematic perspective view of the power conversion device according to the fourth embodiment.

図12の(A)及び(B)に示すように、風向板900は、コンバータ102、インバータ103、チョッパ104、コンデンサ600を搭載する基板1000に対して略直交するように形成されている。そして、風向板900の開口部900Aは、冷却フィン40の下流側(風下側)に形成されている。 As shown in FIGS. 12A and 12B, the wind direction plate 900 is formed so as to be substantially orthogonal to the substrate 1000 on which the converter 102, the inverter 103, the chopper 104, and the capacitor 600 are mounted. The opening 900A of the wind direction plate 900 is formed on the downstream side (leeward side) of the cooling fin 40.

図12の(A)に示した開口部900A以外の開口部900Aも、冷却フィン40の下流側(風下側)に形成されている。 The opening 900A other than the opening 900A shown in FIG. 12A is also formed on the downstream side (leeward side) of the cooling fin 40.

風向板900により、コンバータ102の風下側に位置するチョッパ104の冷却フィン40に流入する風量と、チョッパ104の風上側に位置するコンバータ102の冷却フィン40に流入する風量とを均等化することができ、冷却効果を向上することができる。 The wind direction plate 900 can equalize the amount of air flowing into the cooling fins 40 of the chopper 104 located on the leeward side of the converter 102 and the amount of air flowing into the cooling fins 40 of the converter 102 located on the leeward side of the chopper 104. It can improve the cooling effect.

実施例4によれば、実施例3と同様な効果が得られる他、上述した効果を得ることができる。 According to the fourth embodiment, the same effect as that of the third embodiment can be obtained, and the above-mentioned effect can be obtained.

なお、風向板900の材質は、絶縁性の問題から樹脂とすることが好ましい。 The material of the wind direction plate 900 is preferably resin because of the problem of insulating property.

(実施例5)
次に、本発明の実施例5について説明する。
(Example 5)
Next, Example 5 of the present invention will be described.

実施例5における電力変換装置の全体構成は図1に示した構成と同様であり、コンバータ102、インバータ103及びチョッパ104のそれぞれの内部構成は図3〜図5に示した構成と同様であるので、図示及びその詳細な説明は省略する。 The overall configuration of the power conversion device in the fifth embodiment is the same as the configuration shown in FIG. 1, and the internal configurations of the converter 102, the inverter 103, and the chopper 104 are the same as the configurations shown in FIGS. 3 to 5. , Illustrations and detailed description thereof will be omitted.

図13は、本発明の実施例5における配置構成の説明図である。 FIG. 13 is an explanatory diagram of the arrangement configuration in the fifth embodiment of the present invention.

図13において、図11に示した実施例4の配置構成との相違点は、インバータ104のうちのV相のインバータ103Vが、U相のインバータ103U及びW相のインバータ103Wより、冷却風の風下側に配置されている。 In FIG. 13, the difference from the arrangement configuration of the fourth embodiment shown in FIG. 11 is that the V-phase inverter 103V of the inverter 104 is leeward of the cooling air from the U-phase inverter 103U and the W-phase inverter 103W. It is placed on the side.

つまり、インバータ103Vは、インバータ103U及びインバータ103Wに対してオフセットされた位置に配置され、インバータ103全体として千鳥配置されている。 That is, the inverter 103V is arranged at a position offset with respect to the inverter 103U and the inverter 103W, and is arranged in a staggered manner as the entire inverter 103.

風向板900の開口部900Aは、インバータ103Uの冷却フィン40からインバータ103Vの冷却フィン40及びインバータ103Wの冷却フィン40に至るまで開放するように形成されている。 The opening 900A of the wind direction plate 900 is formed so as to open from the cooling fin 40 of the inverter 103U to the cooling fin 40 of the inverter 103V and the cooling fin 40 of the inverter 103W.

インバータ103を千鳥配置することにより、インバータ103Uとインバータ103Wとの間隔を狭めることができ、電力変換装置100全体の幅方向寸法を縮小することができ、小型化することが可能となる。 By arranging the inverters 103 in a staggered manner, the distance between the inverter 103U and the inverter 103W can be narrowed, the widthwise dimension of the entire power conversion device 100 can be reduced, and the size can be reduced.

実施例5によれば、実施例4と同様な効果が得られる他、上述した効果を得ることができる。 According to the fifth embodiment, the same effect as that of the fourth embodiment can be obtained, and the above-mentioned effect can be obtained.

(実施例6)
次に、本発明の実施例6について説明する。
(Example 6)
Next, Example 6 of the present invention will be described.

図14は、本発明の実施例6の回路構成を示す図である。図7に示した実施例1の回路構成と比較すると、図7のDCリンクコンデンサ600が互いに直列接続された2つのコンデンサ601とコンデンサ602となり、コンデンサ601と602との接続点が、交流電源側に接続されるコンデンサ2100(第1のACフィルタコンデンサ)を介して、R、S、T端子に接続されるとともに、インバータ103の出力側(負荷108側)に接続されるコンデンサ2000(第2のACフィルタコンデンサ)を介して、U、V、W端子に接続される。コンデンサ601と602との接続点は、コンデンサ2000及びコンデンサ2100に接続され、中間電位4000となっている。また、チョッパ104の上アームスイッチング素子104−1Bと下アームスイッチング素子104−2Bとの接続中点にリアクトル406Aが接続され、上アームスイッチング素子104−1Aと下アームスイッチング素子104−2Aとの接続中点にリアクトル406Bが接続されている。 FIG. 14 is a diagram showing a circuit configuration of a sixth embodiment of the present invention. Compared with the circuit configuration of the first embodiment shown in FIG. 7, the DC link capacitors 600 of FIG. 7 are two capacitors 601 and 602 connected in series to each other, and the connection points between the capacitors 601 and 602 are on the AC power supply side. Capacitor 2000 (second AC filter capacitor) connected to the R, S, T terminals and the output side (load 108 side) of the inverter 103 via the capacitor 2100 (first AC filter capacitor) connected to It is connected to the U, V, and W terminals via an AC filter capacitor). The connection points between the capacitors 601 and 602 are connected to the capacitors 2000 and 2100, and have an intermediate potential of 4000. Further, the reactor 406A is connected to the connection midpoint between the upper arm switching element 104-1B and the lower arm switching element 104-2B of the chopper 104, and the connection between the upper arm switching element 104-1A and the lower arm switching element 104-2A. Reactor 406B is connected to the midpoint.

図14に示した回路構成により、ACフィルタコンデンサ2000、2001の耐圧仕様を緩和でき、電力変換装置全体として小型化を図ることができる。 With the circuit configuration shown in FIG. 14, the withstand voltage specifications of the AC filter capacitors 2000 and 2001 can be relaxed, and the power conversion device as a whole can be miniaturized.

図15は、図14に示した回路構成における配線レイアウトの一例を示す図である。 FIG. 15 is a diagram showing an example of a wiring layout in the circuit configuration shown in FIG.

図15に示した配線例は、L1層(コンバータ102とインバ−タ103のAC配線)、L2層(P極配線)、L3層(N極配線)、L4層(チョッパ104のAC配線、中間電位4000の中間電極配線)の多層構造となっている。 The wiring example shown in FIG. 15 is an L1 layer (AC wiring of the converter 102 and the inverter 103), an L2 layer (P pole wiring), an L3 layer (N pole wiring), and an L4 layer (AC wiring of the chopper 104, intermediate). It has a multi-layered structure (intermediate electrode wiring with a potential of 4000).

図15の(A)に示すように、L1層は、コンバータ102の配線1021、1022、1023が形成されている。さらに、インバータ103のAC配線1031、1032、1033が形成されている。 As shown in FIG. 15A, wirings 1021, 1022, and 1023 of the converter 102 are formed in the L1 layer. Further, AC wiring 1031, 1032, 1033 of the inverter 103 is formed.

また、図15の(B)に示すように、L2層は、P極配線3000Pが形成されている。 Further, as shown in FIG. 15B, the P pole wiring 3000P is formed in the L2 layer.

また、図15の(C)に示すように、L3層は、N極配線2000Nが形成されている。 Further, as shown in FIG. 15 (C), N-pole wiring 2000N is formed in the L3 layer.

さらに、図15の(D)に示すように、L4層は、チョッパAC配線1041、1042が形成されるとともに、中間電位配線4000Lが形成されている。 Further, as shown in FIG. 15 (D), the chopper AC wirings 1041 and 1042 are formed and the intermediate potential wiring 4000L is formed in the L4 layer.

図16は、図15のB−B’線に沿った断面図である。 FIG. 16 is a cross-sectional view taken along the line BB'of FIG.

図16において、L4層は、ゲートドライブ配線5000GL4、及びAC中間電位配線5000ML4が形成され、L3層は、ゲートドライブ配線5000GL3、及びN極配線5000ML3が形成されている。 In FIG. 16, the gate drive wiring 5000GL4 and the AC intermediate potential wiring 5000ML4 are formed in the L4 layer, and the gate drive wiring 5000GL3 and the N pole wiring 5000ML3 are formed in the L3 layer.

また、L2層は、ゲートドライブ配線5000GL2、及びP極配線5000ML2が形成され、L1層は、ゲートドライブ配線5000GL1、AC配線5000ML1が形成されている。 Further, the L2 layer is formed with the gate drive wiring 5000GL2 and the P pole wiring 5000ML2, and the L1 layer is formed with the gate drive wiring 5000GL1 and the AC wiring 5000ML1.

各層の間は、絶縁層5000Iが配置され、互いに絶縁が図られている。また、L1層〜L4層を通じてビア6200が形成され、ビア6200内にリード6100が配置されている。L1層の上方には、リード6100に接続された下アームデバイス30L、上ア−ムデバイス30Hが接続されている。また、L1層のゲートドライブ配線5000GL1の上部には、ゲートドライブIC6000が配置されている。 An insulating layer 5000I is arranged between the layers to insulate each other. Further, a via 6200 is formed through the L1 layer to the L4 layer, and a lead 6100 is arranged in the via 6200. Above the L1 layer, a lower arm device 30L and an upper arm device 30H connected to the lead 6100 are connected. Further, a gate drive IC 6000 is arranged above the gate drive wiring 5000GL1 of the L1 layer.

上記構成とすることにより、ゲートドライブ配線5000Gと、主回路配線5000Mとを層方向に分離し、低ノイズ化を図ることができる。また、主回路配線5000Mを多層配線構造(ラミネート配線構造)とすることで、低インダクタンス化して、スイッチング動作に伴う主回路電圧の跳ね上がりを抑制することができる。 With the above configuration, the gate drive wiring 5000G and the main circuit wiring 5000M can be separated in the layer direction to reduce noise. Further, by forming the main circuit wiring 5000M into a multi-layer wiring structure (laminated wiring structure), it is possible to reduce the inductance and suppress the jumping of the main circuit voltage due to the switching operation.

さらに、AC配線5000ML1は表層であるL1層又は最下層であるL4層に配置し、温度上昇を低減し、高効率冷却を行うことができる。 Further, the AC wiring 5000ML1 can be arranged in the L1 layer which is the surface layer or the L4 layer which is the lowest layer to reduce the temperature rise and perform high-efficiency cooling.

実施例6によれば、実施例5と同様な効果が得られる他、上述した効果を得ることができる。 According to the sixth embodiment, the same effect as that of the fifth embodiment can be obtained, and the above-mentioned effect can be obtained.

なお、実施例6の多層構造は、実施例1〜5にも適用可能である。 The multilayer structure of Example 6 is also applicable to Examples 1 to 5.

(実施例7)
次に、本発明の実施例7について説明する。
(Example 7)
Next, Example 7 of the present invention will be described.

実施例7における電力変換装置の全体構成は図1に示した構成と同様であり、コンバータ102、インバータ103及びチョッパ104のそれぞれの内部構成は図3〜図5に示した構成と同様であるので、図示及びその詳細な説明は省略する。 The overall configuration of the power conversion device in the seventh embodiment is the same as the configuration shown in FIG. 1, and the internal configurations of the converter 102, the inverter 103, and the chopper 104 are the same as the configurations shown in FIGS. 3 to 5. , Illustrations and detailed description thereof will be omitted.

図17は、本発明の実施例7における配置構成の説明図である。 FIG. 17 is an explanatory diagram of an arrangement configuration according to a seventh embodiment of the present invention.

図17に示した例は、図13に示した実施例5からDCACリアクトル800とDCリンクコンデンサ600を省略した図と、図としては同一の図となるが、図17に示すように、コンバータ102の互いに対向するデバイス30は、共に下アームデバイス30Lとなっている。同様に、チョッパ104の互いに対向するデバイス30は、共に下アームデバイス30Lとなっている。 The example shown in FIG. 17 is the same as the figure in which the DCAC reactor 800 and the DC link capacitor 600 are omitted from the fifth embodiment shown in FIG. 13, but the converter 102 is shown in FIG. The devices 30 facing each other are both lower arm devices 30L. Similarly, the devices 30 facing each other of the chopper 104 are both lower arm devices 30L.

このように構成することにより、各下アームデバイス30Lのゲート駆動回路配線の絶縁距離を短縮することができ、高密度実装が可能となる。 With this configuration, the insulation distance of the gate drive circuit wiring of each lower arm device 30L can be shortened, and high-density mounting becomes possible.

本発明の実施例7によれば、実施例5と同様な効果が得られる他、上述したような効果を得ることができる。 According to the seventh embodiment of the present invention, the same effects as those of the fifth embodiment can be obtained, and the above-mentioned effects can be obtained.

(実施例8)
次に、本発明の実施例8について説明する。
(Example 8)
Next, Example 8 of the present invention will be described.

実施例8における電力変換装置の全体構成は図1に示した構成と同様であり、コンバータ102、インバータ103及びチョッパ104のそれぞれの内部構成は図3〜図5に示した構成と同様であるので、図示及びその詳細な説明は省略する。 The overall configuration of the power conversion device in the eighth embodiment is the same as the configuration shown in FIG. 1, and the internal configurations of the converter 102, the inverter 103, and the chopper 104 are the same as the configurations shown in FIGS. 3 to 5. , Illustrations and detailed description thereof will be omitted.

図18は、本発明の実施例8における配置構成の説明図である。 FIG. 18 is an explanatory diagram of the arrangement configuration in the eighth embodiment of the present invention.

図18において、図13に示した実施例5の配置構成との相違点は、DCリンクコンデンサ600の各コンデンサ600A〜600Jの配置位置が千鳥配置又はオフセット配置となっている点である。 In FIG. 18, the difference from the arrangement configuration of the fifth embodiment shown in FIG. 13 is that the arrangement positions of the capacitors 600A to 600J of the DC link capacitor 600 are staggered arrangement or offset arrangement.

つまり、コンデンサ600Aと600Bとは、それぞれの中心点を結ぶ線が風向Wiに対して、傾斜する配置となっている。また、コンデンサ600Cと600D、コンデンサ600Eと600F、コンデンサ600Gと600H、コンデンサ600Iと600Jも、コンデンサ600Aと600Bと同様な配置関係となっている。 That is, the capacitors 600A and 600B are arranged so that the line connecting the center points thereof is inclined with respect to the wind direction Wi. Further, the capacitors 600C and 600D, the capacitors 600E and 600F, the capacitors 600G and 600H, and the capacitors 600I and 600J have the same arrangement relationship as the capacitors 600A and 600B.

DCリンクコンデンサ600を上記構成とすることにより、コンデンサ600と、冷却フィン40との空間を確保し、圧損を低減し、冷却効果を向上することができる。 By configuring the DC link capacitor 600 as described above, it is possible to secure a space between the capacitor 600 and the cooling fins 40, reduce pressure loss, and improve the cooling effect.

本発明の実施例8によれば、実施例5と同様な効果が得られる他、上述したような効果を得ることができる。 According to the eighth embodiment of the present invention, the same effects as those of the fifth embodiment can be obtained, and the above-mentioned effects can be obtained.

(実施例9)
次に、本発明の実施例9について説明する。
(Example 9)
Next, Example 9 of the present invention will be described.

実施例9における電力変換装置の全体構成は図1に示した構成と同様であり、コンバータ102、インバータ103及びチョッパ104のそれぞれの内部構成は図3〜図5に示した構成と同様であるので、図示及びその詳細な説明は省略する。 The overall configuration of the power conversion device in the ninth embodiment is the same as the configuration shown in FIG. 1, and the internal configurations of the converter 102, the inverter 103, and the chopper 104 are the same as the configurations shown in FIGS. 3 to 5. , Illustrations and detailed description thereof will be omitted.

図19は、本発明の実施例9における電力変換装置の概略外観斜視図である。 FIG. 19 is a schematic external perspective view of the power conversion device according to the ninth embodiment of the present invention.

図19において、主回路基板100Bに、コンデンサ600、コンバータ102、インバータ103、チョッパ104が配置され、リアクトル基板800Bに重量が大であるリアクトル406、500、700が配置されている。これらコンデンサ600、コンバータ102、インバータ103、チョッパ104、リアクトル406、500、700は、筐体120により覆われ、この筐体120の後方壁に冷却ファン110が配置されている。筐体120の前方は開放されている。 In FIG. 19, a capacitor 600, a converter 102, an inverter 103, and a chopper 104 are arranged on a main circuit board 100B, and reactors 406, 500, and 700 having a large weight are arranged on a reactor board 800B. These capacitors 600, converter 102, inverter 103, chopper 104, reactor 406,500,700 is covered by a housing 120, a cooling fan 110 in the rear wall of the housing 120 is disposed. The front of the housing 120 is open.

実施例9によれば、主回路基板100Bと、リアクトル基板800Bとの二つに分け、リアクトル基板800Bに重量が大であるリアクトル406、500、700が配置される構成としたので、基板のたわみを防止することができる。 According to the ninth embodiment, the main circuit board 100B and the reactor board 800B are divided into two, and the reactors 406, 500, and 700 having a large weight are arranged on the reactor board 800B, so that the board is deflected. Can be prevented.

実施例9によれば、実施例1〜8の効果が得られる他、上述した効果も得ることができる。 According to Example 9, in addition to the effects of Examples 1 to 8, the above-mentioned effects can also be obtained.

なお、上述した例においては、冷却風Wiに対して、コンバータ102がチョッパ104の上流側(風上側)に配置する構成としたが、冷却風Wiに対して、チョッパ104がコンバータ102の上流側(風上側)に配置する構成とすることも可能である。 In the above example, the converter 102 is arranged on the upstream side (windward side) of the chopper 104 with respect to the cooling air Wi, but the chopper 104 is located on the upstream side of the converter 102 with respect to the cooling air Wi. It is also possible to arrange it on the (windward side).

また、上述した例は、本発明を無停電電力変換装置に適用した場合の例であるが、無停電電力変換装置に限らず、例えば、汎用インバータシステム、エレベータシステム、太陽光発電システム等に用いられる電力変換装置のように、複数の運転状態を有する電力変換装置に適用することができる。 Further, the above-mentioned example is an example in which the present invention is applied to a non-disruptive power conversion device, but is not limited to the non-disruptive power conversion device, and is used, for example, in a general-purpose inverter system, an elevator system, a solar power generation system, or the like. It can be applied to a power conversion device having a plurality of operating states, such as a power conversion device to be used.

太陽光発電システムに適用される場合は、日中の太陽光発電が可能な場合は、チョッパ104とインバータ103とが駆動され、夜間等の太陽光発電が不可能な場合は、コンバータ102とインバータ103とが駆動される。 When applied to a photovoltaic power generation system, the chopper 104 and the inverter 103 are driven when the photovoltaic power generation is possible during the daytime, and the converter 102 and the inverter are driven when the photovoltaic power generation is not possible at night. 103 and is driven.

また、上述した例は、コンバータ102と、インバータ103と、チョッパ104とを備える例であるが、本発明は、コンバータ102と、チョッパ104を備えるが、インバータ103を省略した電力変換装置にも適用可能である。 Further, the above-mentioned example is an example including a converter 102, an inverter 103, and a chopper 104. The present invention also applies to a power conversion device including a converter 102 and a chopper 104 but omitting the inverter 103. It is possible.

つまり、商用電力をコンバータ102により、直流電力に変換し、直流電力を消費する負荷に供給し、蓄電池107の直流電力をチョッパ104により変換し、直流電力を消費する負荷に供給する電力変換装置にも本発明は適用可能である。 That is, by the converter 102 to the commercial power, converts the DC power is supplied to the load that consumes DC power, the DC power of the battery 107 is converted by a chopper 104, a power conversion device for supplying a load that consumes DC power The present invention is also applicable.

この場合、第1の電力変換部は、コンバータ102となり、第2の電力変換部チョッパ104となる。 In this case, the first power conversion unit becomes the converter 102 and the second power conversion unit chopper 104.

21・・・上アームのスイッチング素子、 22・・・下アームのスイッチング素子、 23・・・上アームの整流素子、 24・・・下アームの整流素子、 25、26、600、601、602、2000、2100・・・コンデンサ、 30・・・パワーデバイス、 30H・・・上アームデバイス、 30L・・・下アームデバイス、 40・・・冷却フィン、 100・・・電力変換装置、 100B・・・主回路基板、 102・・・コンバータ、 103・・・インバータ、 104・・・チョッパ、 105・・・上位制御回路、 106・・・商用電源、 107・・・蓄電池、 108・・・負荷、 110・・・冷却ファン、 120・・・筐体、 201、202、203、301、302、303・・・ハーフブリッジ回路、 204・・・コンバータ制御部、 304・・・インバータ制御部、 405・・・チョッパ制御部、 406、500、700、800・・・リアクトル、 800B・・・リアクトル基板、 900・・・風向板、 900A・・・開口部、 1000・・・基板、 1021、1022、1023、1031、1032、1033、1041、1042・・・配線、 2000N・・・N極、 3000P・・・P極、 4000L・・・中間電位配線、 5000GL1〜5000GL4・・・ゲートドライブ配線、 5000ML1・・・AC配線、5000ML2・・・P極配線、 5000ML3・・・N極配線、5000ML4・・・AC中間電位配線、 6000・・・ゲートドライブIC、 6100・・・リード、 6200・・・ビア、Wi・・・風向 21 ... Upper arm switching element, 22 ... Lower arm switching element, 23 ... Upper arm rectifying element, 24 ... Lower arm rectifying element, 25, 26, 600, 601 and 602, 2000, 2100 ... Condenser, 30 ... Power device, 30H ... Upper arm device, 30L ... Lower arm device, 40 ... Cooling fin, 100 ... Power converter, 100B ... Main circuit board, 102 ... Converter, 103 ... Inverter, 104 ... Chopper, 105 ... Upper control circuit, 106 ... Commercial power supply, 107 ... Storage battery, 108 ... Load, 110 ... Cooling fan, 120 ... Housing, 201, 202, 203, 301, 302, 303 ... Half bridge circuit, 204 ... Converter control unit, 304 ... Inverter control unit, 405 ...・ Chopper control unit, 406, 500, 700, 800 ... reactor, 800B ... reactor board, 900 ... wind direction plate, 900A ... opening, 1000 ... board, 1021, 1022, 1023, 1031, 1032, 1033, 1041, 1042 ... Wiring, 2000N ... N pole, 3000P ... P pole, 4000L ... Intermediate potential wiring, 5000GL1-5000GL4 ... Gate drive wiring, 5000ML1 ... AC wiring, 5000ML2 ... P pole wiring, 5000ML3 ... N pole wiring, 5000ML4 ... AC intermediate potential wiring, 6000 ... Gate drive IC, 6100 ... Lead, 6200 ... Via, Wi.・ ・ Wind direction

Claims (10)

第1の電力変換部と、
上記第1の電力変換部を冷却する第1の冷却フィンと、
第2の電力変換部と、
上記第2の電力変換部を冷却する第2の冷却フィンと、
冷却風を発生する冷却装置と、
を備え、少なくとも第1の運転状態と第2運転状態を有し、上記第1の運転状態では、上記第1の電力変換部の発熱量は、上記第2の電力変換部の発熱量より大であり、上記第2運転状態では、上記第1の電力変換部の発熱量は、上記第2の電力変換部の発熱量より小であり、上記第1の冷却フィンの一部と上記第2の冷却フィンとは、上記冷却装置が発生する冷却風の風向に対して、互いに直列に配置され、
上記第1の電力変換部は、交流電源の交流電力を直流電力に変換するコンバータを有し、上記第2の電力変換部は、直流電源の直流電力を所定の直流電力に変換するチョッパを有し、少なくとも、上記コンバータの冷却フィンと上記チョッパの冷却フィンとが上記冷却装置が発生する冷却風の風向に対して、互いに直列に配置され、
上記コンバータは、上記冷却風に対して、上記チョッパの風上側に配置され、U相、V相及びW相からなる三相のコンバータであリ、第1のU相パワーデバイス及び上記第1のU相パワーデバイスの近傍に配置され、上記の第1のU相パワーデバイスを駆動する第1のU相ゲートドライブ回路と、第1のV相パワーデバイス及び上記第1のV相パワーデバイスの近傍に配置され、上記第1のV相パワーデバイスを駆動する第1のV相ゲートドライブ回路と、第1のW相パワーデバイス及び上記第1のW相パワーデバイスの近傍に配置され、上記第1のW相パワーデバイスを駆動する第1のW相ゲートドライブ回路と、を有し、上記第1のU相ゲートドライブ回路と上記第1のV相ゲートドライブ回路とは互いに対向して配置され、上記第1のV相ゲートドライブ回路と上記第1のW相ゲートドライブ回路とは互いに対向して配置されることを特徴とする電力変換装置。
The first power converter and
The first cooling fin that cools the first power conversion unit,
The second power converter and
The second cooling fin that cools the second power conversion unit,
A cooling device that generates cooling air and
It has at least a first operating state and a second operating state, and in the first operating state, the calorific value of the first power conversion unit is larger than the calorific value of the second power conversion unit. In the second operating state, the calorific value of the first power conversion unit is smaller than the calorific value of the second power conversion unit, and a part of the first cooling fin and the second The cooling fins of the above are arranged in series with each other with respect to the wind direction of the cooling air generated by the cooling device.
The first power conversion unit has a converter that converts the AC power of the AC power supply into DC power, and the second power conversion unit has a chopper that converts the DC power of the DC power supply into a predetermined DC power. At least, the cooling fins of the converter and the cooling fins of the chopper are arranged in series with each other with respect to the wind direction of the cooling air generated by the cooling device.
The converter is a three-phase converter composed of U-phase, V-phase, and W-phase, which is arranged on the wind side of the chopper with respect to the cooling air, and is a first U-phase power device and the first U-phase. A first U-phase gate drive circuit that is located near the U-phase power device and drives the first U-phase power device, and near the first V-phase power device and the first V-phase power device. It is arranged in the vicinity of the first V-phase gate drive circuit for driving the first V-phase power device, the first W-phase power device, and the first W-phase power device, and is arranged in the vicinity of the first W-phase power device. It has a first W-phase gate drive circuit for driving the W-phase power device, and the first U-phase gate drive circuit and the first V-phase gate drive circuit are arranged so as to face each other. A power conversion device characterized in that the first V-phase gate drive circuit and the first W-phase gate drive circuit are arranged so as to face each other.
請求項1に記載の電力変換装置において、
上記コンバータが変換した直流電力及び上記チョッパが変換した直流電力を交流電力に変換するインバータを備え、該インバータは冷却フィンを有し、上記コンバータの冷却フィンと上記インバータの冷却フィンとは上記冷却装置が発生する上記冷却風の風向に対して、互いに並列に配置され、
上記インバータは、U相、V相及びW相からなる三相のインバータであり、第2のU相パワーデバイス及び上記第2のU相パワーデバイスの近傍に配置され、上記第2のU相パワーデバイスを駆動する第2のU相ゲートドライブ回路と、第2のV相パワーデバイス及び上記第2のV相パワーデバイスの近傍に配置され上記第2のV相パワーデバイスを駆動する第2のV相ゲートドライブ回路と、第2のW相パワーデバイス及び上記第2のW相パワーデバイスの近傍に配置され、上記第2のW相パワーデバイスを駆動する第2のW相ゲートドライブ回路とを有し、上記第2のU相ゲートドライブ回路と上記第2のV相ゲートドライブ回路とは互いに対向して配置され、上記第2のV相ゲートドライブ回路と上記第2のW相ゲートドライブ回路とは互いに対向して配置されることを特徴とする電力変換装置。
In the power conversion device according to claim 1,
The inverter includes an inverter that converts the DC power converted by the converter and the DC power converted by the chopper into AC power, the inverter has cooling fins, and the cooling fins of the converter and the cooling fins of the inverter are the cooling device. Are arranged in parallel with each other with respect to the wind direction of the above cooling air where
The inverter is a three-phase inverter composed of a U phase, a V phase, and a W phase, and is arranged in the vicinity of the second U phase power device and the second U phase power device, and the second U phase power. A second U-phase gate drive circuit for driving the device, and a second V arranged in the vicinity of the second V-phase power device and the second V-phase power device to drive the second V-phase power device. It has a phase gate drive circuit and a second W-phase gate drive circuit that is arranged in the vicinity of the second W-phase power device and the second W-phase power device and drives the second W-phase power device. The second U-phase gate drive circuit and the second V-phase gate drive circuit are arranged so as to face each other, and the second V-phase gate drive circuit and the second W-phase gate drive circuit are arranged. Is a power conversion device characterized by being arranged facing each other.
請求項2に記載の電力変換装置において、
上記コンバータ及び上記インバータに接続されるDCリンクコンデンサと、リアクトルとを備え、上記DCリンクコンデンサは、上記冷却風に対して、上記コンバータの風上側に配置され、上記リアクトルは、上記冷却風に対して、上記チョッパの風下側に配置されていることを特徴とする電力変換装置。
In the power conversion device according to claim 2,
A DC link capacitor connected to the converter and the inverter, and a reactor are provided. The DC link capacitor is arranged on the wind side of the converter with respect to the cooling air, and the reactor is arranged with respect to the cooling air. A power conversion device characterized by being arranged on the leeward side of the chopper.
請求項2に記載の電力変換装置において、
上記コンバータと上記チョッパとの間に開口部を有する風向板を備え、上記開口部は、上記コンバータの上記冷却フィン及び上記チョッパの上記冷却フィンとが上記冷却風の風向に対して直列して配置される方向に対して開口されていることを特徴とする電力変換装置。
In the power conversion device according to claim 2,
A wind direction plate having an opening between the converter and the chopper is provided, and the opening is arranged such that the cooling fins of the converter and the cooling fins of the chopper are arranged in series with respect to the wind direction of the cooling air. A power converter characterized by being open in the direction in which it is formed.
請求項4に記載の電力変換装置において、
上記インバータの複数の上記パワーデバイス及び複数の上記ゲートドライブ回路のうちの一部が、上記インバータの他の上記パワーデバイス及び上記ゲートドライブ回路に対してオフセット配置されていることを特徴とする電力変換装置。
In the power conversion device according to claim 4,
A power conversion characterized in that a part of the plurality of power devices and the plurality of gate drive circuits of the inverter is offset with respect to the other power devices of the inverter and the gate drive circuit. Device.
請求項3に記載の電力変換装置において、
上記コンバータの上記交流電源に接続される第1のACフィルタコンデンサと、上記インバータの出力側に接続される第2のACフィルタコンデンサとを備え、上記DCリンクコンデンサは互いに直列に接続された2つのコンデンサであり、これら2つのコンデンサの互いの接続点と、上記第1のACフィルタコンデンサ及び上記第2のACフィルタコンデンサとが接続されていることを特徴とする電力変換装置。
In the power conversion device according to claim 3,
Two AC filter capacitors connected to the AC power supply of the converter and a second AC filter capacitor connected to the output side of the inverter are provided, and the DC link capacitors are connected in series with each other. A power conversion device, which is a capacitor, wherein a connection point between these two capacitors and the first AC filter capacitor and the second AC filter capacitor are connected to each other.
請求項6に記載の電力変換装置において、
上記コンバータ及び上記インバータの配線と、上記チョッパの配線及び中間電極配線と、正極配線と、N配線とは、多層配線により構成されることを特徴とする電力変換装置。
In the power conversion device according to claim 6,
A power conversion device characterized in that the wiring of the converter and the inverter, the wiring of the chopper, the intermediate electrode wiring, the positive electrode wiring, and the N wiring are composed of multi-layer wiring.
請求項3に記載の電力変換装置において、
上記コンバータ及び上記チョッパのそれぞれにて、複数の上記パワーデバイスのうちの一部の下アームデバイスが互いに対向して配置されることを特徴とする電力変換装置。
In the power conversion device according to claim 3,
A power conversion device characterized in that, in each of the converter and the chopper, some lower arm devices among the plurality of power devices are arranged so as to face each other.
請求項3に記載の電力変換装置において、
上記DCリンクコンデンサは、複数のコンデンサを有し、これら複数のコンデンサは、千鳥配置されていることを特徴とする電力変換装置。
In the power conversion device according to claim 3,
The DC link capacitor has a plurality of capacitors, and the plurality of capacitors are staggered.
請求項3又は9に記載の電力変換装置において、
上記DCリンクコンデンサ、上記コンバータ、上記チョッパは主回路基板に搭載され、上記リアクトルはリアクトル基板に搭載されていることを特徴とする電力変換装置。
In the power conversion device according to claim 3 or 9.
A power conversion device characterized in that the DC link capacitor, the converter, and the chopper are mounted on a main circuit board, and the reactor is mounted on a reactor board.
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