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公開番号2024104073
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-08-02
出願番号2023008094
出願日2023-01-23
発明の名称電力変換装置
出願人富士電機株式会社
代理人個人,個人
主分類H02M 7/48 20070101AFI20240726BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】電力変換部を構成するスイッチング素子と、スイッチング素子に接続されるリアクトルとの両方を効果的に冷却することが可能な電力変換装置を提供する。
【解決手段】この電力変換装置100は、筐体の内部を、リアクトルが配置される第1区画と、スイッチング素子および放熱部材が配置される第2区画とに区画する区画部材43を備える。そして、筐体の前面板42は、第1区画と筐体の外部との間において空気を流通させるための第1通気口部91と、第1通気口部91とは別個に第1通気口部91とは異なる開口面積を有するように設けられ、第2区画と筐体の外部との間において空気を流通させるための第2通気口部92とを有する。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項１】
電力変換動作を行うスイッチング素子を含む電力変換部と、
前記スイッチング素子の熱を放熱する放熱部材と、
前記電力変換部の入力側および出力側の少なくとも一方に接続されるリアクトルと、
前記スイッチング素子および前記リアクトルが内部に配置される筐体と、
前記筐体の内部を、前記リアクトルが配置される第１区画と、前記スイッチング素子および前記放熱部材が配置される第２区画とに区画する区画部材と、
前記筐体の前面に設けられた前面板に配置され、入力操作を受け付ける操作パネルと、を備え、
前記筐体の前記前面板は、前記第１区画と前記筐体の外部との間において空気を流通させるための第１通気口部と、前記第１通気口部とは別個に前記第１通気口部とは異なる開口面積を有するように設けられ、前記第２区画と前記筐体の外部との間において空気を流通させるための第２通気口部とを有する、電力変換装置。
続きを表示（約 1,400 文字）【請求項２】
前記筐体の内部において、前記第１通気口部および前記第２通気口部から外気を取り込むとともに、前記筐体の背面側から前記第１区画および前記第２区画の空気を共通して排気する排気ファンをさらに備え、
前記第１通気口部は、前記第２通気口部よりも大きい開口面積を有する、請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項３】
前記操作パネルは、前記筐体の前面側から見て、前記第１通気口部と前記第２通気口部との間に沿って延びる細長形状を有する、請求項１または２に記載の電力変換装置。
【請求項４】
前記リアクトルは、複数設けられており、
前記第１通気口部は、前記第１区画に外気を取り込むことによって、前記第１区画と前記筐体の外部との間において空気を流通させ、
複数の前記リアクトルは、前記第１区画において、前記第１通気口部側に配置されている、請求項１または２に記載の電力変換装置。
【請求項５】
複数の前記リアクトルは、外気を取り込む前記第１通気口部が配置されている前記筐体の前面側から見て、互いに位置をずらした状態で配置されている、請求項４に記載の電力変換装置。
【請求項６】
前記筐体の内部において、前記第１通気口部および前記第２通気口部から外気を取り込むとともに、前記筐体の背面側から前記第１区画および前記第２区画の空気を共通して排気する排気ファンと、
前記第１区画に配置され、前記第１通気口部から取り込まれた外気を前記リアクトルに導く導風板と、をさらに備える、請求項５に記載の電力変換装置。
【請求項７】
前記操作パネルは、スペーサ部材を介して、前記前面板から離間した状態で前記前面板に固定されており、
前記第１通気口部は、前記筐体の前面側から見て、前記操作パネルとオーバーラップする部分を含む領域に配置されている、請求項１または２に記載の電力変換装置。
【請求項８】
前記第１通気口部は、前記筐体の前面側から見て、前記操作パネルとオーバーラップする部分と、前記操作パネルから露出する部分とを含む領域に配置されている、請求項７に記載の電力変換装置。
【請求項９】
前記第２通気口部は、前記筐体の前面側から見て、前記第２区画に配置された前記放熱部材とオーバーラップする部分を開口するように、前記筐体の前記前面板の前記第２区画の領域に配置されている、請求項１または２に記載の電力変換装置。
【請求項１０】
前記電力変換部に直流電力を出力するバックアップ用バッテリと、
前記電力変換部が実装されている電力変換基板と、
前記電力変換基板に配置され、前記バックアップ用バッテリと前記電力変換部とを電気的に接続するための接続部材と、をさらに備え、
前記筐体の前記前面板は、前記電力変換基板に配置された前記接続部材に対して、外部側から接続するための接続口部を有し、
前記接続口部は、前記筐体の前面側から見て、前記電力変換基板の主表面に沿う方向における幅が前記接続部材よりも大きく、前記第２区画と前記筐体の外部との間において空気を流通させるための前記第２通気口部を兼ねる、請求項１または２に記載の電力変換装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
この発明は、電力変換装置に関し、特に、スイッチング素子とリアクトルとを有する電力変換装置に関する。
続きを表示（約 2,200 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、スイッチング素子とリアクトルとを含む無停電電源装置が知られている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００３】
上記特許文献１に記載の無停電電源装置（電力変換装置）は、スイッチング素子およびリアクトルを備えている。スイッチング素子およびリアクトルは、無停電電源装置の筐体の内部において、前面側から背面側に沿って配置された基板に実装されている。また、上記特許文献１に記載の無停電電源装置では、スイッチング素子およびリアクトルを冷却するために、排気用のファンにより、筐体の前面板の全面に渡って均等に設けられた吸気口から背面板の排気口に向かう空気の流れが形成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０２２－９５３８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１に記載の無停電電源装置（電力変換装置）のように、筐体の前面板の全面に渡って均等に吸気口を設ける場合には、スイッチング素子とリアクトルとの各々の発熱量が互いに異なる場合に、電力変換部を構成するスイッチング素子と、スイッチング素子に接続されるリアクトルとの両方を効果的に冷却することが困難となる。
【０００６】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、電力変換部を構成するスイッチング素子と、スイッチング素子に接続されるリアクトルとの両方を効果的に冷却することが可能な電力変換装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、この発明の一の局面による電力変換装置は、電力変換動作を行うスイッチング素子を含む電力変換部と、スイッチング素子の熱を放熱する放熱部材と、電力変換部の入力側および出力側の少なくとも一方に接続されるリアクトルと、スイッチング素子およびリアクトルが内部に配置される筐体と、筐体の内部を、リアクトルが配置される第１区画と、スイッチング素子および放熱部材が配置される第２区画とに区画する区画部材と、筐体の前面に設けられた前面板に配置され、入力操作を受け付ける操作パネルと、を備え、筐体の前面板は、第１区画と筐体の外部との間において空気を流通させるための第１通気口部と、第１通気口部とは別個に第１通気口部とは異なる開口面積を有するように設けられ、第２区画と筐体の外部との間において空気を流通させるための第２通気口部とを有する。
【０００８】
この発明の一の局面による電力変換装置では、上記のように、筐体の前面板は、第１区画と筐体の外部との間において空気を流通させるための第１通気口部と、第１通気口部とは別個に第１通気口部とは異なる開口面積を有するように設けられ、第２区画と筐体の外部との間において空気を流通させるための第２通気口部とを有する。これにより、第１通気口部と第２通気口部とが互いに別個に異なる開口面積を有するように設けられているため、第１通気口部と第２通気口部との各々における開口部分の面積を発熱量に対応して適切に調整することによって、リアクトルが配置されている第１区画に対して流入される外気の流量と、スイッチング素子が配置されている第２区画に対して流入される外気の流量との各々を容易に調整することができる。その結果、電力変換部を構成するスイッチング素子と、スイッチング素子に接続されるリアクトルとの両方を効果的に冷却することができる。
【０００９】
上記一の局面による電力変換装置において、好ましくは、筐体の内部において、第１通気口部および第２通気口部から外気を取り込むとともに、筐体の背面側から第１区画および第２区画の空気を共通して排気する排気ファンをさらに備え、第１通気口部は、第２通気口部よりも大きい開口面積を有する。このように構成すれば、第２区画に配置されたスイッチング素子の発熱量に比べて、第１区画に配置されたリアクトルの発熱量の方が大きい場合に、第１通気口部の開口面積を第２通気口部の開口面積よりも大きくすることによって、リアクトルとスイッチング素子との両方を共通の排気ファンによってより効果的に冷却することができる。
【００１０】
上記一の局面による電力変換装置において、好ましくは、操作パネルは、筐体の前面側から見て、第１通気口部と第２通気口部との間に沿って延びる細長形状を有する。このように構成すれば、操作パネルが第１通気口部と第２通気口部との間に沿って延びる細長形状を有するので、細長形状の操作パネルの短手方向の一方側に配置された第１通気口部によって、第１区画に空気を流通させることができるとともに、細長形状の操作パネルの短手方向の他方側に配置された第２通気口部によって、第２区画に空気を流通させることができる。そのため、第１区画および第２区画の各々に対する空気の流通が、操作パネルによって妨げられることを抑制することができるので、スイッチング素子とリアクトルとの両方をより効果的に冷却することができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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