专利名称：功率调节装置及用于该装置的模块基板构造的制作方法
技术领域：
本发明涉及将由太阳能电池及燃料电池等供给的直流电升压后转换成交流电，将这种交流电向一般负荷供给的功率调节装置及用于该装置的模块基板构造。
背景技术：
这种功率调节装置由将从太阳能电池及燃料电池等供给的直流电升压的DC/DC 转换器电路、及将从该DC/DC转换器电路供给的直流电由电抗器进行整流后转换成交流电的逆变器电路、或控制这些DC/DC转换器电路及逆变器电路的CPU等构成。而且，与CPU等相同，DC/DC转换器电路及逆变器电路具有开关元件及二极管等大量的电子零件而构成，在现有的技术中，这些开关元件及二极管以及电抗器等电子零件通过安装于单一的印刷基板上而构成(例如参照专利文献1)。专利文献1 (日本)特开2006-54215号公报但是，在这种功率调节装置中，由于将各电子零件安装于单一的印刷基板上而构成，所以在各电子零件个别引起故障的情况下，非常难以更换发生了故障的电子零件而进行维护，势必需要更换为安装有所有新品的电子零件而构成的新的印刷基板，将尚未安装正常的电子零件的旧的印刷基板废弃处理，从而使维护成本提高，并且可能对地球环境带来影响。另外，由于逆变器电路及DC/DC转换器电路使用开关元件而构成，因此，产生非常高的温度，可能对CPU等的动作带来影响。
发明内容
于是，本发明的目的在于，提供一种功率调节装置及用于该装置的模块基板构造， 第一提高各电子零件发生故障时的维护性，实现低成本的维护且也有助于地球环境的保护，进而第二 通过高效地冷却开关元件或电抗器产生的高热量，不会对其它电子零件带来影响。本发明提供一种功率调节装置及用于该装置的模块基板构造，该功率调节装置将直流电在由DC/DC转换器电路升压后通过逆变器电路转换为交流电，将所述DC/DC转换器电路及所述逆变器电路或控制这两电路动作的CPU等电路收纳于壳体内而构成，其特征在于，通过将所述DC/DC转换器电路和所述逆变器电路分别安装于分体构成的DC/DC转换器电路安装基板和逆变器电路安装基板而模块化。根据本发明，通过将DC/DC转换器电路和逆变器电路分别安装于分体构成的DC/ DC转换器电路安装基板和逆变器电路安装基板上并模块化，DC/DC转换器电路及逆变器电路被分别安装于各自分体构成的DC转换器电路安装基板及逆变器电路安装基板上，因此， 在个别的电子零件发生了故障时，仅将安装一电路的电路安装基板更换为新品，即可实现维护作业，由于可仍继续使用其它电路安装基板，所以可以降低维护费用，并且可以将与新品的电子零件的更换范围限制为最小限度，可有助于地球环境的保护。
而且，所述发明的一实施方式的特征在于，所述逆变器电路为输出单相交流电而由两个分相逆变器电路(相别〃 > 〃一々回路)分别构成，通过将该各分相逆变器电路分别安装于分体构成的分相逆变器电路安装基板而模块化。根据具有这种构成的本发明，由于两个分相逆变器电路分别安装于彼此分体构成的分相逆变器电路安装基板上，所以在构成一分相逆变器电路的电子零件发生了故障的情况下，仅将安装有这种发生了故障的电子零件的分相逆变器电路安装基板更换为新品，即可实现维护作业，可以降低维护费用，并且可以将与新品的电子零件的更换范围限制为最小限度，防止尚未发生故障的电子零件被废弃处理，这也有助于地球环境的保护。另外，所述发明的其它一实施方式的特征在于，所述逆变器电路为输出三相交流电而由三个分相逆变器电路分别构成，通过将该各分相逆变器电路分别安装于分体构成的分相逆变器电路安装基板而模块化。根据具有这种构成的本发明，由于三个分相逆变器电路分别安装于分体构成的分相逆变器电路安装基板上，所以在构成一个分相逆变器电路的电子零件发生了故障的情况下，仅将安装有这种发生了故障的电子零件的分相逆变器电路安装基板更换为新品，即可实现维护作业，可以降低维护费用，并且可以将与新品的电子零件的更换范围限制为最小限度，防止尚未发生故障的电子零件被废弃处理，这也有助于地球环境的保护。另外，所述发明的其它一实施方式的功率调节装置的特征在于，通过在所述各分相逆变器电路安装基板上分别并设安装用于构成所述各分相逆变器电路的多个逆变器电路用开关元件，构成逆变器电路用开关元件组，而且，通过在所述DC/DC转换器电路安装基板上并设安装构成所述DC/DC转换器电路的多个DC/DC转换器电路用开关元件，构成DC/DC 电路用开关元件组，而且，在所述壳体内将所述DC/DC转换器电路的DC/DC转换器电路用开关元件组和所述三个分相逆变器电路中构成第一分相逆变器电路的所述第一逆变器电路用开关元件组以相互相对的方式配置，并将所述三个分相逆变器电路中构成第二分相逆变器电路的第二逆变器电路用开关元件组和构成第三分相逆变器电路的第三逆变器电路用开关元件组彼此之间以相互相对的方式配置，另外，将所述DC/DC转换器电路用开关元件组和所述第一逆变器电路用开关元件组、所述第二逆变器电路用开关元件组和所述第三逆变器电路用开关元件组在所述壳体内以相互相对的方式配置。根据具有这种构成的本发明，可以将构成各分相逆变器电路的各逆变器电路用开关元件组和构成DC/DC转换器电路的DC/DC电路用开关元件组在壳体内集合到到一起，从而能够高效地冷却各开关元件产生的高热量，能够不对其它电子零件造成影响。另外，所述本发明的其它一实施方式的功率调节装置的特征在于，在所述基体部件的表面侧通过使所述DC/DC转换器电路用开关元件组和所述第一逆变器电路用开关元件组之间以及所述第二逆变器电路用开关元件组和所述第三逆变器电路用开关元件组之间相互分开，由此形成空隙部，在该空隙部内的所述基体部件的表面侧配设电抗器。具有这种构成的本发明中，由于在DC/DC转换器电路用开关元件组和第一逆变器电路用开关元件组之间以及第二逆变器电路用开关元件组和所述第三逆变器电路用开关元件组之间形成的空隙部配设电抗器，所以可以减少电抗器受各分相逆变器电路的各开关元件产生的高热量的影响，而个别地进行冷却，从而能够高效地实现装置的冷却功能。另外，本发明的其它实施方式的功率调节装置的特征在于，在所述基体部件的背面侧以所述DC/DC转换器电路用开关元件组和所述第一逆变器电路用开关元件组相对的方式设置第一主散热器，而且，以所述第二逆变器电路用开关元件组和第三逆变器电路用开关元件组相对的方式配置第二主散热器。具有这种构成的本发明中，各开关元件组分别由第一主散热器和第二主散热器个别地进行冷却，其结果，实现高效的冷却功能。另外，本发明的用于功率调节装置的模块基板构造，该功率调节装置将直流电在由DC/DC转换器电路升压后通过逆变器电路转换为交流电，将所述DC/DC转换器电路及所述逆变器电路或控制这两电路动作的CPU等电路收纳于壳体内而构成，其特征在于，通过将所述DC/DC转换器电路和所述逆变器电路分别安装于分体构成的DC/DC转换器电路安装基板和逆变器电路安装基板而模块化。根据本发明，通过将DC/DC转换器电路和逆变器电路分别安装于分体构成的DC/ DC转换器电路安装基板和逆变器电路安装基板上并模块化，将DC/DC转换器电路及逆变器电路分别安装于各自分体构成的DC转换器电路安装基板及逆变器电路安装基板上，因此， 在个别的电子零件发生了故障时，仅将安装一电路的电路安装基板更换为新品，即可实现维护作业，可以仍继续使用其它电路安装基板，因此，可以降低维护费用，并且可以将与新品的电子零件的更换范围限制为最小限度，可有助于地球环境的保护。另外，本发明其它实施方式的功率调节装置及用于该装置的模块基板构造的特征在于，所述逆变器电路为输出单相交流电而由两个分相逆变器电路分别构成，通过将该各分相逆变器电路分别安装于分体构成的分相逆变器电路安装基板而模块化。具有这种构成的本发明中，两个分相逆变器电路分别安装于彼此分体构成的分相逆变器电路安装基板上，因此，在构成一分相逆变器电路的电子零件发生了故障时，仅将安装这种安装有发生了故障的电子零件的分相逆变器电路安装基板更换为新品，即可实现维护作业，可降低维护费用，并且可以将与新品的电子零件的更换范围限制为最小限度，防止尚未发生故障的电子零件被废弃处理，这也有助于地球环境的保护。另外，本发明其它实施方式的功率调节装置及用于该这种的模块基板构造的特征在于，所述逆变器电路为输出三相交流电而由三个分相逆变器电路分别构成，通过将该各分相逆变器电路分别安装于分体构成的分相逆变器电路安装基板而模块化。具有这种构成的本发明中，三个分相逆变器电路分别被安装于各自分体构成的分相逆变器电路安装基板上，因此，在构成一分相逆变器电路的电子零件发生了故障时，仅将安装这种安装有发生了故障的电子零件的分相逆变器电路安装基板更换为新品，即可实现维护作业，可降低维护费用，并且可以将与新品的电子零件的更换范围限制为最小限度，防止尚未发生故障的电子零件被废弃处理，这也有助于地球环境的保护。如上构成的本发明中，通过将DC/DC转换器电路和逆变器电路分别安装于分体构成的DC/DC转换器电路安装基板和逆变器电路安装基板上并模块化，DC/DC转换器电路及逆变器电路被分别安装于各自分体构成的DC转换器电路安装基板及逆变器电路安装基板上，因此，在个别的电子零件发生了故障时，仅将安装一电路的电路安装基板更换为新品， 即可实现维护作业，可以仍继续使用其它的电路安装基板，因此，可以降低维护费用，并且可以将与新品的电子零件的更换范围限制为最小限度，可有助于地球环境的保护。另外，如上构成的本发明中，可以将构成各分相逆变器电路的各逆变器电路用开关元件组和构成DC/DC转换器电路的DC/DC电路用开关元件组在壳体内集合在一起，从而能够高效地冷却各开关元件产生的高热量，能够不对其它电子零件造成影响。
图1是从正面上方描绘了采用本发明的实施例的功率调节装置的立体图；图2是从背面下方描绘了采用本发明的实施例的功率调节装置的立体图；图3是将采用本发明的实施例的功率调节装置分解描绘的立体图；图4是图3中描绘的基体部件的俯视图；图5是描绘了图3所示的基体部件上配置有采用本发明的实施例的功率调节装置的电子零件的状态的俯视图；图6是描绘了在DC-DC转换器电路安装基板上安装有构成采用本发明的实施例的功率调节装置的DC-DC转换器电路的状态的概略立体图；图7是描绘了在逆变器电路安装基板上安装有构成采用本发明的实施例的功率调节装置的逆变器电路的状态的概略立体图；图8是用于将构成本发明的实施例的功率调节装置的逆变器电路的开关元件安装于辅助散热器上的安装卡止件的立体图；图9是从辅助散热器侧面侧描绘了使用图8中描绘的安装卡止件将开关元件安装于辅助散热器上的状态的图；图10是图1的A-A剖面图。
附图标记说明
1壳体
Ia框体
Ib背面盖体
2冷却装置
3功率模块基板
4功率模块基板
5基体部件
6-1、6-2、6-3分相逆变器电路
8A、8B辅助散热器
10功率模块
11 DC/DC转换器电路用开关元件
IlA DC/DC转换器电路用开关元件组
12逆变器电路用开关元件
12A逆变器电路用开关元件组
12A-1第一逆变器电路用开关元件组
12A-2第二逆变器电路用开关元件组
12A-3第三逆变器电路用开关元件组
13空隙部
14电抗器
16主散热器17空冷通道19冷却风扇22CPU30DC/DC转换器电路40逆变器电路41-1第一逆变器电路安装基板41-2第二逆变器电路安装基板41-3第三逆变器电路安装基板
具体实施例方式其次，使用附图对采用本发明的实施例的功率调节装置及用于该装置的模块基板构造进行说明。在图1 图3中，在将从太阳能电池及燃料电池供给的直流电升压后转换成交流电的功率调节装置的壳体1为由在前后方向扁平且正面看上下方向长的长方形状的金属构成的收纳箱体，其构成为，为处理10安培左右的大电流，而使左右方向的宽度具有与用于处理小电流的壳体主体(未图示)交换并可以设置于已有的设置场所的尺寸的结构，壳体1由具有用于收纳后述的电子零件等的收纳空间并且背面侧开口的框体la、和闭塞框体 Ia的开口部的背面盖体Ib构成，背面盖体Ia通过在闭塞框体Ia的开口部的状态下将卡合片Ib-I与框体Ia侧的卡合部(未图示)卡合而被固定于框体Ia上。在框体Ia的靠前面部的上方侧的部位，为使收纳于框体Ia内的连接器Ia等露出到外部而形成有一对小开口部Ia-I (参照图3)，小开口部Ia-I通过在罩体la_2与框体Ia 间具有未图示的密封材料的状态下将罩体la-2利用小螺钉等固定于框体Ia上而被闭塞。如图2所示，在框体Ia的下面设置有用于将配设于框体Ia内的线束引出到外部的多个线束夹具la-3。在背面盖体Ib上设有后面详述的冷却装置2。而且，壳体1如下构成，即，从框体Ia的前面侧朝向背面侧依次收纳了安装有多个控制用电子零件3a的控制基板3、配设有功率模块10的功率模块基板1、设置功率模块基板4的基体部件5及冷却装置2后，通过背面盖体Ib闭塞开口部。如图5所示，功率模块基板4的构成为具有彼此分体构成的DC/DC转换器电路安装基板31、逆变器电路安装基板41及CPU安装基板23，逆变器电路安装基板41在本装置中为输出三相交流而分别安装三个分相逆变器电路6-1、6-2及6-3，构成为具有彼此分体构成的第一逆变器电路安装基板41-1、第二逆变器电路安装基板41-2及第三逆变器电路安装基板41-3。如图6所示，DC/DC转换器电路安装基板31除电容器及热敏电阻等电子零件外，还安装多个DC/DC转换器电路用开关元件11，并且，通过将这些DC/DC转换器电路用开关元件 11直接设置于由铝制棒材构成的辅助散热器8A上，实现DC/DC转换器电路30的模块化。而且，安装有DC/DC转换器电路用开关元件11的辅助散热器8A与相对于DC/DC 转换器电路安装基板31的安装有DC/DC转换器电路用开关元件11的基板面接合在相反侧的相对基板面，并通过螺钉等固定设置。此时，以逆变器电路安装基板41的安装DC/DC转换器电路用开关元件11的基板面不向设有DC/DC转换器电路用开关元件11的辅助散热器 8A的设置面侧突出的方式在辅助散热器8A上形成有台阶部8A-1。构成逆变器电路安装基板41的彼此分体结构的第一逆变器电路安装基板41-1、 第二逆变器电路安装基板41-2及第三逆变器电路安装基板41-3如图7所示，与上述DC/DC 转换器电路安装基板31相同，除电容器及热敏电阻等电子零件外，还安装多个逆变器电路用开关元件12，并且通过将这些开关元件直接设置于由铝制棒材构成的辅助散热器8B上， 实现逆变器电路40的模块化。逆变器电路用开关元件12向辅助散热器8B的直接设置使用图8所示的安装卡止件7进行。即，安装卡止件7将大致平板状的开关元件侧固定片部7-1和辅助散热器侧卡止片部7-2形成为一体而构成。而且，如图9所示，逆变器电路用开关元件12以经由电绝缘性的散热片9的状态载置于辅助散热器8B上，之后将辅助散热器侧卡止片部7-2与螺合于辅助散热器8B的螺钉7-3卡止，由此，开关元件固定片部7-1的突起部7-la将逆变器电路用开关元件12通过弹性力向辅助散热器8B侧按压而固定。此时，逆变器电路用开关元件12因介设有散热片9而相对于辅助散热器8B以密封性设置。另外，如图9所示，散热片9延设介于辅助散热器8B和DC/DC转换器电路用开关元件11的端子Ila之间，得出辅助散热器8B和逆变器电路用开关元件12的端子Ila之间的绝缘距离。散热片9使用粘接剂等与辅助散热器8B结合。另外，安装有逆变器电路用开关元件12的辅助散热器8B与相对于逆变器电路安装基板41的安装有逆变器电路用开关元件12的基板面在相反侧的相对基板面接合，并通过螺钉等固定设置。此时，以逆变器电路安装基板41的安装有逆变器电路用开关元件12 的基板面不向设有逆变器电路用开关元件12的辅助散热器8B的设置面侧突出的方式在辅助散热器8B上形成有台阶部8B-1 (参照图7)。而且，在DC/DC转换器电路安装基板31上安装多个DC/DC转换器电路用开关元件 11的情况下，多个DC/DC转换器电路用开关元件11在DC/DC转换器电路安装基板31的一边端侧并设安装于一直线上，由此，构成DC/DC电路用开关元件组IlA0另外，在第一逆变器电路安装基板41-1、第二逆变器电路安装基板41-2及第三逆变器电路安装基板41-3上分别安装多个逆变器电路用开关元件12的情况下，如图7所示， 多个逆变器电路用开关元件12分别在第一逆变器电路安装基板41-1、第二逆变器电路安装基板41-2及第三逆变器电路安装基板41-3的一边端侧并设安装于一直线上，由此，构成逆变器电路用开关元件组12A。DC/DC转换器电路安装基板31、第一逆变器电路安装基板41-1及第二逆变器电路安装基板41-2及第三逆变器电路安装基板41-3均通过螺钉等安装于基体部件5上。而且，DC/DC转换器电路安装基板31、第一逆变器电路安装基板41-1、第二逆变器电路安装基板41-2及第三逆变器电路安装基板41-4向基体部件5的配置如下进行，首先，在基体部件 5上使构成第一分相逆变器电路6-1的第一逆变器电路开关元件组12A-1和构成DC/DC转换器电路的DC/DC转换器电路用开关元件组IlA相互相对而配置，且使构成第二分相逆变器电路6-2的第二逆变器电路用开关元件组12A-2和构成第三分相逆变器电路6-3的第三
9逆变器电路用开关元件组12A-3彼此之间相互相对而配置，进而使上述第一逆变器电路用开关元件组12A-1和DC/DC转换器电路DC/DC转换器电路用开关元件组11A、第二逆变器电路用开关元件组12A-2和第三逆变器电路用开关元件组12A-3在壳体1内的基体5的表面大致中央部以相互相对的方式配置。在基体部件5的大致中央部的DC/DC转换器电路用开关元件组IlA和第一逆变器电路用开关元件组12A-1之间、以及第二逆变器电路用开关元件组12A-2和第三纳逆变器电路用开关元件组12A-3之间形成有空隙部13，在空隙部13的基体部件5的表面上配设有多个电抗器器14。如图4所示，基体部件5以围绕其外周端部的方式配置有环状密封件15，如图10 所示，环状密封件15实现基体部件5与框体Ia之间的密接性，使雨水等不会侵入到壳体1。另外，在基体部件5的与辅助散热器8A、8B相对的部位分别形成有贯通孔5A，且在贯通孔5A中分别嵌合有辅助散热器8A、8B。另外，在基体部件5的背面侧，以与安装于DC/DC转换器电路安装基板31以及逆变器电路安装基板41的各DC/DC转换器电路用开关元件11A、12B分别相对配置的方式，彼此分别接合设置有由铝材料等构成的分体构成的第一及第二主散热器16、16。第一及第二主散热器16、16在相对于基体部件5的设置面的相对面形成有凹凸状的散热面，而且，第一及第二主散热器16、16的各一边侧在基体部件5的中央部的空隙部13 侧在相互之间具有若干间隙的范围内延伸，由此，形成电抗器冷却用空冷风扇部16A、16A， 电抗器冷却用空冷风扇部16A、16A与电抗器14相对，对电抗器14进行空冷。另外，在第一及第二主散热器16、16的背面侧，以与各辅助散热器8A、8B相对的方式设置有导入主要用于冷却开关元件组11A、12A的冷却用空气的空冷通道17、17。在空冷通道17、17的最上游侧(壳体1的设置状态下的下侧部)分别设置有在介有半通道18、18的状态下向空冷通道17、17强制供给冷却空气的冷却风扇19、19。两冷却风扇8、8利用向空冷通道17、17的安装部件20而相互辅助装配。半通道18、18确保冷却风扇8、8的与第一及第二主散热器16、16之间的绝缘距离，由绝缘材料构成。在空冷通道17、17的最下游侧即顶面(壳体1的设置状态下的上部侧)安装有将开口部网眼状地闭塞的顶面罩体21，防止虫及垃圾等侵入空冷通道17、17内。另外，在空冷通道17、17和基体部件5之间介有环状密封件15A。环状密封件15A 以围绕贯通孔5A的方式设置。另外，以位于基体部件5的空冷通道17、17的上游侧部位的方式配设有设置有 CPU22的CPU安装基板23。在具有以上说明的构成的本发明实施例的功率调节装置中，将DC/DC转换器电路 30和逆变器电路40分别安装于分体构成的DC/DC转换器电路安装基板30和逆变器电路40 并模块化，由此，DC/DC转换器电路30及逆变器电路40分别被安装于各自分体构成的DC/ DC转换器电路安装基板31及逆变器电路安装基板41，因此，在个别的电子零件发生了故障时，仅将安装一电路的电路安装基板更换为新品，即可实现维护作业，由于其它电路安装基板仍继续使用，所以可以降低维护费用，并且可以将与新品的电子零件的更换范围限制为最小限度，能够有助于地球环境的保护。另外，在上述构成中，三个分相逆变器电路6-1、6-2、6_3分别被安装于各自分体构成的分相逆变器电路安装基板即第一逆变器电路安装基板41-1、第二逆变器电路安装基板41-2、第三逆变器电路安装基板41-3上，所以在第一逆变器电路安装基板41-1、第二逆变器电路安装基板41-2、第三逆变器电路安装基板41-3中构成一逆变器电路安装基板的电子零件发生了故障的情况下，仅将安装有该故障的电子零件的逆变器电路安装基板更换为新品，即可实现维护作业，从而可以降低维护费用，并且可以将与新品的电子零件的更换范围限制为最小限度，防止尚未发生故障的电子零件被废弃处理，这也有助于地球环境的保护。另外，在上述构成中，构成DC/DC转换器电路30的DC/DC转换器电路用开关元件 IlA和分别构成各分相逆变器电路6-1、6-2、6-3的逆变器电路用开关元件组12A被分别在直线上并设安装于DC/DC转换器电路安装基板31及第一 第三逆变器电路安装基板41-1、 41-2、41-3上，而且，在壳体1内的基体部件5上，以相互相对的方式配置DC/DC转换器电路用开关元件组IlA和第一逆变器电路用开关元件组12A-1，并且，以相互相对的方式配置第二逆变器电路用开关元件组12A-2和第三逆变器电路用开关元件组12A-3，而且，第一逆变器电路用开关元件组12A-1和DC/DC转换器电路用开关元件11A、以及第二逆变器电路用开关元件组12-2及第三逆变器电路用开关元件组12A-3在上述壳体内的基体部件5上以相互相对的方式配置，因此，各逆变器电路用开关元件组12A-1 12A-3及DC/DC转换器电路用开关元件组在壳体1内的基体部件5上集合在一起，由此，能够高效地冷却各开关元件 11、12产生的高热量，能够不对其它电子零件造成影响。另外，在上述构成中，在基体部件5的表面上，在形成于DC/DC转换器电路用开关元件组IlA和第一逆变器电路用开关元件组12A-1之间、以及第二逆变器电路用开关元件组12A-2和第三逆变器电路用开关元件组12A-3之间的空隙部13配设有电抗器14，因此， 可减少电抗器14受各开关元件11、12发出的高热量的影响，可对其个别地进行冷却，从而能够高效地实现装置的冷却功能。而且，通过使第一及第二主散热器16的各一边向空隙部13侧延伸，一体形成电抗器冷却用空冷风扇部16A，因此，可冷却电抗器14，所以可以高效地实现冷却风扇19对各开关元件11、12的冷却功能。另外，在上述构成中，在基体部件5的背面侧，以DC/DC转换器电路用开关元件组 IlA和第二逆变器电路用开关元件组12A-2相对的方式设置构成第一主散热器的主散热器 16，而且，以与第一逆变器电路用开关元件组12A-1及第三逆变器电路用开关元件组12A-3 的方式设置构成第二主散热器的主散热器16，由此，DC/DC转换器电路用开关元件组IlA和第一逆变器电路用开关元件组12A-1、以及第二逆变器电路用开关元件12A-2和第三逆变器电路用开关元件组12A-3通过第一及第二主散热器16个别冷却，结果实现了高效的冷却功能。另外，在上述构成中，在相对于第一 第三逆变器电路安装基板41-1、41-2、41-3 及DC/DC转换器电路安装基板31的安装有各开关元件组12A-1 12A-3及IlA的基板面的相反侧的相对基板面，以分别与上述各开关元件组12A-1 12A-3及IlA相对的方式分别接合设置辅助散热器8A、8B，且将各辅助散热器8A、8B与形成于基体部件5的贯通孔5A 嵌合，由此与各主散热器16直接接合，因此，可提高各开关元件组12A-1 12A-3及IlA的冷却效果。
另外，在上述构成中，在第一及第二主散热器16、16的背面侧，以与各辅助散热器 8A、8B相对的方式分别设置空冷通道17、17，并利用冷却风扇19向空冷通道17、17强制供给冷却空气，因此，第一及的第二主散热器16、16使用通过各冷却风扇19导入的冷气对个别的空冷通道进行个别冷却，不会有各开关元件组11A、12A-1 12A-3彼此产生的高热量造成影响，而可以高效地冷却，能够更高效地发挥各冷却风扇的冷却效果。另外，在上述构成中，通过使第一及第二主散热器16的各一边向空隙部侧延伸， 形成对电抗器14进行冷却的电抗器冷却用空冷风扇部16A，因此，利用电抗器冷却用空冷风扇部16A，可冷却电抗器14，因此，能够高效地实现冷却风扇19对各开关元件组11A、 12A-1 12A-3的冷却功能。另外，在上述构成中，向各空冷通道17内强制供给冷却空气的冷却风扇19设置于各空冷通道17的最上游侧，因此，可减小冷却风扇19因各开关元件组12A-1 12A-3及 IlA而产生的高热量的影响，可实现这样的冷却风扇的长寿命化。另外，通过在框体Ia上设置背面盖体lb，从而使冷气不会从空冷通道17及空隙部 13脱出，最终实现冷却功能的提高。另外，在上述构成中，容易受热量影响的CPU22以位于基体部件5的空冷通道17 上游侧的方式设于CPU安装基板23上，因此，不会受各开关元件组11A、12A-1 12A-3及电抗器14产生的高热量影响，可以实现持续正常的控制功能。另外，在上述实施例中，构成作为输出三相交流电的功率调节装置，但本发明不限于此，例如也可以作为通过DC/DC转换器电路和单一的逆变器电路输出一相交流电的功率调节装置或作为通过DC/DC转换器电路和两个逆变器电路输出单相交流电的功率调节装置构成。产业上的可利用性如以上说明，本发明中，通过将DC/DC转换器电路和逆变器电路分别安装于分体构成的DC/DC转换器电路安装基板和逆变器电路安装基板上进行模块化，由此，DC/DC转换器电路及逆变器电路被分别安装于各自分体构成的DC转换器电路安装基板及逆变器电路安装基板上，因此，在个别的电子零件发生了故障时，仅将安装一电路的电路安装基板更换为新品，即可实现维护作业，可以仍继续使用其它电路安装基板，因此，可以降低维护费用， 并且可以将与新品的电子零件的更换范围限制为最小限度，可有助于地球环境的保护。因此，本发明中适用于将从太阳能电池及燃料电池等供给的直流电在升压后转换为交流电且将交流电向一般负荷供给的功率调节装置及用于该装置的模块基板构造等。
权利要求
1.一种功率调节装置，将直流电在由DC/DC转换器电路升压后通过逆变器电路转换为交流电，将所述DC/DC转换器电路及所述逆变器电路或控制这两电路动作的CPU等电路收纳于壳体内而构成，其特征在于，通过将所述DC/DC转换器电路和所述逆变器电路分别安装于分体构成的DC/DC转换器电路安装基板和逆变器电路安装基板而模块化。
2.如权利要求1所述的功率调节装置，其特征在于，所述逆变器电路为输出单相交流电而由两个分相逆变器电路分别构成，通过将该各分相逆变器电路分别安装于分体构成的分相逆变器电路安装基板而模块化。
3.如权利要求1所述的功率调节装置，其特征在于，所述逆变器电路为输出三相交流电而由三个分相逆变器电路分别构成，通过将该各分相逆变器电路分别安装于分体构成的分相逆变器电路安装基板而模块化。
4.如权利要求3所述的功率调节装置，其特征在于，通过在所述各分相逆变器电路安装基板上分别并设安装用于构成所述各分相逆变器电路的多个逆变器电路用开关元件，构成逆变器电路用开关元件组，而且，通过在所述DC/ DC转换器电路安装基板上并设安装构成所述DC/DC转换器电路的多个DC/DC转换器电路用开关元件，构成DC/DC电路用开关元件组，而且，在所述壳体内将所述DC/DC转换器电路的DC/DC转换器电路用开关元件组和所述三个分相逆变器电路中构成第一分相逆变器电路的所述第一逆变器电路用开关元件组以相互相对的方式配置，并将所述三个分相逆变器电路中构成第二分相逆变器电路的第二逆变器电路用开关元件组和构成第三分相逆变器电路的第三逆变器电路用开关元件组彼此之间以相互相对的方式配置，另外，将所述DC/DC转换器电路用开关元件组和所述第一逆变器电路用开关元件组、 所述第二逆变器电路用开关元件组和所述第三逆变器电路用开关元件组在所述壳体内以相互相对的方式配置。
5.如权利要求4所述的功率调节装置，其特征在于，在所述基体部件的表面侧通过使所述DC/DC转换器电路用开关元件组和所述第一逆变器电路用开关元件组之间以及所述第二逆变器电路用开关元件组和所述第三逆变器电路用开关元件组之间相互分开，由此形成空隙部，在该空隙部内的所述基体部件的表面侧配设电抗器。
6.如权利要求5所述的功率调节装置，其特征在于，在所述基体部件的背面侧以所述 DC/DC转换器电路用开关元件组和所述第一逆变器电路用开关元件组相对的方式设置第一主散热器，而且，以所述第二逆变器电路用开关元件组和第三逆变器电路用开关元件组相对的方式配置第二主散热器。
7.一种用于功率调节装置的模块基板构造，该功率调节装置将直流电在由DC/DC转换器电路升压后通过逆变器电路转换为交流电，将所述DC/DC转换器电路及所述逆变器电路或控制这两电路动作的CPU等电路收纳于壳体内而构成，其特征在于，通过将所述DC/DC转换器电路和所述逆变器电路分别安装于分体构成的DC/DC转换器电路安装基板和逆变器电路安装基板而模块化。
8.如权利要求7所述的用于功率调节装置的模块基板构造，其特征在于，所述逆变器电路为输出单相交流电而由两个分相逆变器电路分别构成，通过将该各分相逆变器电路分别安装于分体构成的分相逆变器电路安装基板而模块化。
9.如权利要求7所述的用于功率调节装置的模块基板构造，其特征在于，所述逆变器电路为输出三相交流电而由三个分相逆变器电路分别构成，通过将该各分相逆变器电路分别安装于分体构成的分相逆变器电路安装基板而模块化。
全文摘要
一种功率调节装置，提高各电子零件故障时的维护性，实现低成本的维护。将从太阳能电池及燃料电池等供给的直流电在由DC/DC转换器电路(30)升压后通过逆变器电路(40)转换成交流电，在为将该交流电向一般负荷供给而将DC/DC转换器电路(30)及逆变器电路(40)或控制这两电路的动作的CPU等电路收纳于壳体内而构成的情况下，通过将DC/DC转换器电路(30)和逆变器电路(40)分别安装于分体构成的DC/DC转换器电路安装基板(31)和逆变器电路安装基板(41)而模块化。
文档编号H02M7/44GK102195454SQ20111004230
公开日2011年9月21日 申请日期2011年2月22日 优先权日2010年3月15日
发明者坪田康弘, 片山健清, 高城博人 申请人:欧姆龙株式会社