(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
スイッチング素子を含むモジュールが実装された第１の基板と、
平滑コンデンサが実装された第２の基板と、
対向して配置された前記第１の基板及び前記第２の基板を接続し、前記モジュールから前記平滑コンデンサに流れる電流及び前記平滑コンデンサから前記モジュールに流れる電流のうち、少なくとも一方の電流が流れる電流経路を備えた端子台と、
を有し、
前記端子台は、前記第１の基板とハンダ付けされ、かつ前記第２の基板とネジ留めされている
電力変換装置。
【請求項２】
前記端子台は、板状の導体が折り曲げられた形状である、請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項３】
スイッチング素子を含むモジュールが実装された第１の基板と、
平滑コンデンサが実装された第２の基板と、
対向して配置された前記第１の基板及び前記第２の基板を接続し、前記モジュールから前記平滑コンデンサに流れる電流及び前記平滑コンデンサから前記モジュールに流れる電流のうち、少なくとも一方の電流が流れる電流経路を備えた端子台と、
を有し、
前記端子台は、板状の導体が折り曲げられた形状である
電力変換装置。
【請求項４】
スイッチング素子を含むモジュールが実装された第１の基板と、
平滑コンデンサが実装された第２の基板と、
対向して配置された前記第１の基板及び前記第２の基板を接続し、前記モジュールから前記平滑コンデンサに流れる電流及び前記平滑コンデンサから前記モジュールに流れる電流のうち、少なくとも一方の電流が流れる電流経路を備えた複数の端子台と、
を有し、
前記複数の端子台は、
第１の方向の支持力が該第１の方向とは異なる第２の方向の支持力よりも大きい第１の端子台と、
前記第２の方向の支持力が前記第１の方向の支持力よりも大きい第２の端子台と、
を有する
電力変換装置。
【請求項５】
スイッチング素子を含むモジュールが実装された第１の基板と、
平滑コンデンサが実装された第２の基板と、
対向して配置された前記第１の基板及び前記第２の基板を接続し、前記モジュールから前記平滑コンデンサに流れる電流及び前記平滑コンデンサから前記モジュールに流れる電流のうち、少なくとも一方の電流が流れる電流経路を備えた複数の端子台と、
を有し、
前記複数の端子台は第１の方向の支持力が該第１の方向とは異なる方向の支持力よりも大きくなる向きに前記第１の基板に配置された
電力変換装置。
【請求項６】
前記第１の方向は重力方向である、請求項４又は５に記載の電力変換装置。
【請求項７】
前記第２の基板には該第２の基板を貫通する穴が設けられている、請求項１〜６のいずれか１項に記載の電力変換装置。
【請求項８】
前記スイッチング素子はワイドバンドギャップ半導体に形成されている、請求項１〜７のいずれか１項に記載の電力変換装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の電力変換装置と、
前記電力変換装置から電力が供給される圧縮機と、
前記圧縮機、凝縮器、膨張装置及び蒸発器が冷媒配管を介して接続された冷媒回路と、
を有する空気調和装置。
【請求項１０】
前記電力変換装置を含む制御ボックスをさらに有し、
前記第１の基板の基板面が重力方向と平行になるように、該第１の基板が前記制御ボックスに取り付けられている、請求項９に記載の空気調和装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スイッチング素子を有する電力変換装置及びこれを用いた空気調和装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
冷凍空気調和装置は、圧縮機及びファンなどのモータを駆動する大容量のインバータ装置を有する。インバータ装置に設けられた３相全波整流方式のコンバータは、３相交流電圧を整流する３相整流器と、３相整流器の出力電圧を平滑する、リアクタ及び平滑コンデンサと、平滑コンデンサの電圧を交流電圧に変換しモータを駆動するインバータ回路とを備えている。この３相全波整流方式のコンバータには、電源力率及び電源電流高調波を改善することを目的として、３相整流器の出力電圧をチョッピングにより昇圧する昇圧コンバータと、昇圧コンバータのスイッチング素子を制御するスイッチング制御手段とを有するものがある。【０００３】
インバータ装置の機能が多様化し、実装部品が増えることで、１枚の基板にインバータ装置の全ての部品が実装できない場合がある。その対応策の一例として、２枚の基板に実装部品を分配し、基板間を配線で接続する構成が、特許文献１に開示されている。また、別の一例として、２枚の基板の信号経路をコネクタで接続する構成が特許文献２に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１８７５０４号公報
【特許文献２】特開２００５−１５０１６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示されたインバータ装置では、２枚の基板が同一平面に並べて配置されているため、平滑コンデンサが実装された基板とモジュールが実装された基板との距離が遠くなり、配線が長くなる。配線が長くなることでＬ（ｄｉ／ｄｔ）に起因して発生するサージ電圧が大きくなる。また、インバータ装置が設置される装置のスペースの制約から２枚の基板を同一平面に並べて配置できない場合もある。【０００６】
特許文献２に開示されたプリント配線板接続構造では、基板間に流れる電気信号の経路の接続にコネクタを用いており、このようなコネクタを、インバータ回路及び昇圧コンバータ回路のような大電流が流れる回路には使用できない。【０００７】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、インピーダンスに起因するサージ電圧を小さくするとともに、基板間に大電流を流すことができる電力変換装置及びこれを用いた空気調和装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る電力変換装置は、スイッチング素子を含むモジュールが実装された第１の基板と、平滑コンデンサが実装された第２の基板と、対向して配置された前記第１の基板及び前記第２の基板を接続し、前記モジュールから前記平滑コンデンサに流れる電流及び前記平滑コンデンサから前記モジュールに流れる電流のうち、少なくとも一方の電流が流れる電流経路を備えた端子台と、を有し、前記端子台は、前記第１の基板とハンダ付けされ、かつ前記第２の基板とネジ留めされているものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明は、対向して配置された第１の基板と第２の基板とが端子台で接続されることで、基板間に大電流を流すことができ、基板間の電流経路が短くなり、基板間のインピーダンスが低下し、インピーダンスに起因して発生するサージ電圧を小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態１における電力変換装置の一構成例を示す外観斜視図である。
【図２】図１に示した電力変換装置の一構成例を示す回路図である。
【図３Ａ】図１に示した端子台の一構成例を示す外観斜視図である。
【図３Ｂ】図３Ａに示した端子台の側面図である。
【図３Ｃ】図３Ａに示した端子台を別の方向から見た側面図である。
【図３Ｄ】図３Ａに示した端子台の上面図である。
【図４Ａ】図１に示した電力変換装置が制御ボックスに取り付けられた場合の一構成例を示す図である。
【図４Ｂ】図４Ａに示した第１の基板の上面図である。
【図５】本発明の実施の形態１の電力変換装置１の変形例１における第２の基板の上面図である。
【図６Ａ】本発明の実施の形態１の電力変換装置の変形例２の構成を示す図である。
【図６Ｂ】図６Ａに示した第１の基板の上面図である。
【図７】本発明の実施の形態２における冷凍サイクル装置の一構成例を示す冷媒回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
実施の形態１．
本実施の形態１の電力変換装置の構成を、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施の形態１における電力変換装置の一構成例を示す外観斜視図である。図２は、図１に示した電力変換装置の一構成例を示す回路図である。
【００１２】
図１に示すように、電力変換装置１は、モジュール２が実装された第１の基板１１と、平滑コンデンサ３が実装された第２の基板１２と、第１の基板１１及び第２の基板１２を接続する端子台１３とを有する。第１の基板１１及び第２の基板１２は、それぞれの基板面が平行になるように、対向して配置されている。端子台１３は２つの基板を物理的、電気的に接続する役割を果たす。図１に示す第１の基板１１及び第２の基板１２では、各基板に設けられた配線パターンを図に示すことを省略している。また、図１では、平滑コンデンサ３を除いて、回路素子を図に示すことを省略している。
【００１３】
図１に示した電力変換装置１は、例えば、空気調和装置における圧縮機又は送風機のモータ等の負荷に接続されている。電力変換装置１は、負荷に対して所定の周波数の交流電流を供給する。図２は、電力変換装置１に接続される負荷がモータ９である場合を示す。
【００１４】
図２に示すように、電力変換装置１は、整流器４と、リアクタ５と、平滑コンデンサ３と、インバータ６とを有する。整流器４、リアクタ５及びインバータ６が第１の基板１１に配置されている。図１に示したモジュール２には、例えば、インバータ６が設けられている。
【００１５】
整流器４は、電源８から供給される３相交流電圧（例えば、ＡＣ２００Ｖ）を整流するＡＣ−ＤＣコンバータである。整流器４は、例えば、６個のダイオードがブリッジ接続された３相全波整流器である。整流器４は、整流した電圧を出力する。
【００１６】
リアクタ５は、整流器４の出力端に接続されている。リアクタ５の後段には平滑コンデンサ３が接続されている。平滑コンデンサ３は、例えば、電解コンデンサである。
【００１７】
インバータ６は、平滑コンデンサ３によって平滑され、平滑コンデンサ３に充電された直流電力を交流電力に変換する。インバータ６は複数のスイッチング素子で構成されている。インバータ６は、例えば、モータ９に対して所定の周波数の交流電流を供給する。なお、インバータ６の動作は図示しないインバータ制御手段によって制御される。
【００１８】
インバータ６及び整流器４のいずれか一方又は両方は、例えば、シリコン（Ｓｉ）素子と比較してバンドギャップが大きい、炭化ケイ素（ＳｉＣ）素子、窒化ガリウム（ＧａＮ）及びダイヤモンド素子等のワイドバンドギャップ半導体に形成される素子で構成されている。
【００１９】
なお、インバータ６及び整流器４は、ワイドバンドギャップ半導体に形成される素子に限定されない。インバータ６及び整流器４は、例えば、ＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｆｉｅｌｄ  Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）、ＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ  Ｇａｔｅ  Ｂｉｐｏｌａｒ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）等の半導体素子を用いて構成されてもよい。また、整流器４に設けられるダイオードとして、ファストリカバリダイオードのような素子を用いてもよい。また、電力変換装置１が整流器４の出力電圧をチョッピングにより昇圧する昇圧コンバータを有する場合、昇圧コンバータのスイッチング素子がモジュール２に設けられていてもよい。
【００２０】
次に、図１に示した端子台１３の構成を説明する。図３Ａは、図１に示した端子台の一構成例を示す外観斜視図である。図３Ｂは、図３Ａに示した端子台の側面図である。図３Ｃは、図３Ａに示した端子台を別の方向から見た側面図である。図３Ｄは、図３Ａに示した端子台の上面図である。
【００２１】
図３Ａに示すように、端子台１３は、接触部３２と、支持部３１ａ、３１ｂとを有する。端子台１３は、長方形の板状の導体が屈曲部３３ａ、３３ｂで折り曲げられた構成である。支持部３１ａ及び支持部３１ｂは平行に対向している。図３Ａ及び図３Ｄに示すように、接触部３２には、開口部３４が設けられている。開口部３４の内周壁には、ネジ留めのための、図示しない雌ネジの溝が形成されている。
【００２２】
接触部３２が図１に示した第２の基板１２の基板面に設けられた配線パターンと接触した状態で、第２の基板１２に設けられた穴にネジが通され、第２の基板１２の上からネジが開口部３４に留められる。第２の基板１２を端子台１３にネジ留めすることで、接触部３２が第２の基板１２の配線パターンと電気的に接続される。第２の基板１２は、端子台１３と物理的に接続され、端子台１３を介して第１の基板１１に支持される。
【００２３】
図３Ｂ及び図３Ｃに示す支持部３１ａ、３１ｂが図１に示した第１の基板１１と接触する部位は、第１の基板１１に設けられた図示しない配線パターンと電気的、物理的に接続されている。支持部３１ａ、３１ｂは第１の基板１１の配線パターンと、例えば、ハンダ付けされる。
【００２４】
図３Ｂに示すように、端子台１３の高さをＬ１とし、接触部３２のＸ軸矢印方向の長さをＬ２とすると、Ｌ１＞Ｌ２の関係である。図３Ｃは、図３Ｂとは９０度異なる方向から端子台１３を見たときの側面図である。接触部３２のＺ軸矢印方向の長さをＬ３とすると、Ｌ１＞Ｌ３である。長さＬ２と長さＬ３は異なっていてもよく、Ｌ２＝Ｌ３であってもよい。また、第１の基板１１と第２の基板１２とが端子台１３の長さＬ１だけ離れており、端子台１３を伝わる熱が空中に拡散しやすくなるため、放熱性能を向上させることができる。その結果、第１の基板１１及び第２の基板１２に設けられた配線の温度を低下させることができる。
【００２５】
図３Ｃに示すように、支持部３１ａ、３１ｂはＺ軸矢印方向と平行に図１に示した第１の基板１１と接続されている。図３Ｃに示す支持部３１ａ、３１ｂは、第２の基板１２にＸ軸矢印方向にかかる力よりもＺ軸矢印方向にかかる力に対して剛性が高い。Ｌ３が長いほど、Ｚ軸矢印方向の負荷及び振動に対する耐力が高くなる。また、Ｌ３が長いほど、端子台１３に流れる電流経路の幅が太くなり、端子台１３を流れる電流を大きくすることができる。
【００２６】
なお、図３Ａ〜図３Ｄを参照して端子台１３の構成を説明したが、端子台１３の構成は図３Ａ〜図３Ｄに示す構成に限定されない。
【００２７】
図３Ａ〜図３Ｄを参照して説明したように、端子台１３の支持部３１ａ、３１ｂが第１の基板１１に設けられた配線パターンと電気的に接続されている。また、端子台１３の接触部３２が第２の基板１２に設けられた配線パターンと電気的に接続されている。このような構成により、平滑コンデンサ３は、第１の基板１１に設けられた、リアクタ５、整流器４及びインバータ６と端子台１３を介して電気的に接続される。そのため、端子台１３は、モジュール２から平滑コンデンサ３に流れる電流及び平滑コンデンサ３からモジュール２に流れる電流のうち、一方又は両方の電流が流れる電流経路を備えた構造である。第１の基板１１と第２の基板１２とが導体で構成される端子台１３で電気的に接続されているため、大きな電流（例えば、数１０Ａ）を基板間に流すことができる。
【００２８】
また、第１の基板１１及び第２の基板１２の間の電流経路の距離は、端子台１３の高さに相当し、これらの基板が同一平面に並べて配置される場合における基板間の電流経路よりも短くなる。そのため、基板間のインピーダンスが低下し、インピーダンスに起因して発生するＬ（ｄｉ／ｄｔ）のサージ電圧を小さくすることができる。
【００２９】
次に、本実施の形態１の電力変換装置１が、例えば、空気調和装置の制御ボックスに取り付けられた場合の構成を説明する。図４Ａは、図１に示した電力変換装置が制御ボックスに取り付けられた場合の一構成例を示す図である。図４Ｂは、図４Ａに示した第１の基板の上面図である。
【００３０】
図４Ａに示すように、電力変換装置１は、第１の基板１１を制御ボックス４５の側面に取り付けることで、制御ボックス４５に取り付けられている。第１の基板１１は、制御ボックス４５の側面に、例えば、図示しないネジで留められている。図４Ａに示すように、端子台１３には、第２の基板及び平滑コンデンサ３の重力による負荷が重力方向（Ｚ軸矢印の反対方向）にかかる。
【００３１】
図４Ｂに示す第１の基板１１には、端子台１３の支持部３１ａ、３１ｂが第１の基板１１の基板面と接触する部位を示している。図４Ｂに示すように、各端子台１３の支持部３１ａ、３１ｂは、第１の基板１１と接触する部位が重力方向と平行である。そのため、図３Ｃを参照して説明したように、重力方向にかかる力に対して剛性が高い。その結果、図４Ｂに示す、端子台１３の配置方向は、重力方向の支持力が他の方向に対する支持力よりも大きく、重力負荷に対する耐力が高い。
【００３２】
また、図４Ａに示したように、第１の基板１１及び第２の基板１２のそれぞれの基板面が重力方向と平行になるように電力変換装置１が制御ボックス４５に取り付けられることで、これらの基板に発生する熱を上方（Ｚ軸矢印方向）に逃がすことができる。その結果、各基板の温度上昇を抑えることができる。例えば、２枚の基板の基板面が地面に対して平行になるように電力変換装置が制御ボックスに取り付けられた場合、下側の基板で発生した熱が上側の基板に空気を介して伝導しやすくなり、上側の基板の温度がより高くなってしまう。これに対して、図４Ａに示した構成であれば、第１の基板１１から第２の基板１２に熱が空気を介して伝導することを抑制できる。
【００３３】
さらに、図４Ａに示すように、第１の基板１１及び第２の基板１２のそれぞれの基板面が地面に対して垂直になるように電力変換装置１が制御ボックス４５に取り付けられるので、各基板の面積が電力変換装置１の設置面積に及ぼす影響が小さい。そのため、制御ボックス４５内における電力変換装置１の設置面積の省スペース化を図ることができる。
【００３４】
（変形例１）
次に、本実施の形態１の電力変換装置１の変形例１を説明する。図５は、本発明の実施の形態１の電力変換装置１の変形例１における第２の基板の上面図である。
【００３５】
図１に示した電力変換装置１では、第１の基板１１の基板面に対して垂直方向に第２の基板１２が配置されている。そのため、第２の基板１２を端子台１３に取り付けた状態では、作業者は、第１の基板１１を制御ボックス４５にネジ留めしたり、ネジを外したりするなど、第１の基板１１の基板面にアプローチすることが困難になってしまう。変形例１では、図５に示すように、第２の基板１２に、第２の基板１２を貫通する穴２１が設けられている。図５に示す構成例では、平滑コンデンサ３の間に全部で４つの穴２１が設けられている。第１の基板１１を制御ボックス４５にネジ留めして固定する場合、穴２１は２つ以上あることが望ましい。
【００３６】
第１の基板１１には、図５に示す穴２１に対向する位置に、図示しないネジ穴が設けられている。作業者は、第１の基板１１及び第２の基板１２が端子台１３で接続された状態のまま、穴２１にドライバを通して、第１の基板１１を制御ボックス４５にネジで留めたり、ネジを外して第１の基板１１を制御ボックス４５から外したりすることができる。
【００３７】
穴２１は、第２の基板１２の基板面に対して、平滑コンデンサ３の外側よりも、図５に示す構成例のように、平滑コンデンサ３の内側に設けられている方がより便利である。作業者は、第１の基板１１において、平滑コンデンサ３の外側に相当する領域には、第１の基板１１と第２の基板１２との隙間から接触できるが、平滑コンデンサ３の内側に相当する領域には２つの基板の隙間から接触するのは困難だからである。また、穴２１が設けられる位置は、図１を参照して説明すると、第２の基板１２の基板面に対して、端子台１３よりも内側であることが望ましい。作業者が、第１の基板１１において、端子台１３よりも内側の領域に接触しようとすると、端子台１３が邪魔になるからである。
【００３８】
なお、図５では、第２の基板１２に穴２１が４つ設けられているが、穴２１の数は４つに限定されない。第２の基板１２に設けられる穴２１の数は１つであってもよい。また、第２の基板１２において、穴２１が設けられる位置も図５に示す位置に限定されない。さらに、穴２１は、モジュール２をネジで第１の基板１１に取り付けたり、そのネジを外したりするためのものであってもよい。
【００３９】
また、作業者が図５に示す穴２１を介して第１の基板１１の基板面にアプローチする目的は、ネジを留めたり外したりすることに限らない。穴２１の利用目的が、例えば、第１の基板１１に設けられた回路素子の出力を調整することであってもよい。
【００４０】
（変形例２）
次に、本実施の形態１の電力変換装置１の変形例２を説明する。図６Ａは、本発明の実施の形態１の電力変換装置の変形例２の構成を示す図である。図６Ｂは、図６Ａに示した第１の基板の上面図である。なお、図６Ａでは、図１に示した電力変換装置１において、第１の基板１１及び端子台１３以外の構成を図に示すことを省略している。また、電力変換装置１が制御ボックス４５の側面に取り付けられた場合で説明する。
【００４１】
変形例２の電力変換装置１では、端子台１３として、第１の端子台１３ａと、第２の端子台１３ｂとを有する。図６Ａ及び図６Ｂに示すように、第１の端子台１３ａは、図４Ｂに示した端子台１３と同様に、支持部３１ａ、３１ｂが第１の方向（Ｚ軸矢印方向）と平行に配置されている。第１の端子台１３ａは、図３Ｃを参照して説明したように、第１の基板１１の基板面と平行であって第１の方向に垂直な第２の方向（Ｘ軸矢印方向）よりも第１の方向の支持力が大きい。一方、第２の端子台１３ｂは、支持部３１ａ、３１ｂが第２の方向と平行に配置される。そのため、第２の端子台１３ｂは、第２の方向の支持力が第１の方向の支持力よりも大きい。
【００４２】
変形例２において、第１の基板１１に実装される複数の端子台１３として、第２の基板１２を支える役割を果たす第１の端子台１３ａと、第２の方向の振動の耐力を向上させる役割を果たす第２の端子台１３ｂとが設けられている。電力変換装置１は、第１の端子台１３ａによって、地面に対して垂直方向の振動に対して強いだけでなく、第２の端子台１３ｂを少なくとも１つ以上設けることで、地面と平行な水平方向の振動に対しても強くなる。
【００４３】
なお、変形例２において、第１の端子台１３ａの数は第２の端子台１３ｂの数より多いことが望ましい。図６Ａに示したように、電力変換装置１が制御ボックス４５の側面に取り付けられた場合、第１の端子台１３ａ及び第２の端子台１３ｂに、平滑コンデンサ３を含む第２の基板１２の重力負荷が常に重力方向にかかるからである。図６Ｂでは、第１の端子台１３ａが４つ、第２の端子台１３ｂが２つの場合を示しているが、第１の端子台１３ａの数が第２の端子台１３ｂの数よりも多ければ、これらの端子台の数は図６Ｂに示す場合に限らない。
【００４４】
また、変形例２において、第１の方向と第２の方向とのなす角が９０度である場合で説明したが、これらのなす角は９０度の場合に限らない。振動の発生する方向に第２の端子台１３ｂの支持部３１ａ、３１ｂが平行になるように、第２の端子台１３ｂを第１の基板１１に配置すればよい。
【００４５】
また、本実施の形態１では、電力変換装置１が第１の基板１１及び第２の基板１２の基板面が重力方向と平行になるように制御ボックス４５の側面に取り付けられる場合で説明したが、これらの２枚の基板の基板面が地面に対して平行になるように取り付けられてもよい。この場合、地面に対して平行な面において、横方向（Ｘ軸矢印方向）及び縦方向（Ｙ軸矢印方向）の振動に対する耐力が向上する。
【００４６】
さらに、本実施の形態１では、端子台１３が複数の場合で説明したが、端子台１３は１つであってもよい。流れる電流が小さい電流経路には、コネクタを用いればよい。端子台１３の数が２つであれば、第１の基板１１と第２の基板１２との物理的な接続が安定し、端子台１３の数が３つ以上あればその接続がさらに安定する。
【００４７】
本実施の形態１の電力変換装置１は、スイッチング素子を含むモジュール２が実装された第１の基板１１と、平滑コンデンサ３が実装された第２の基板１２と、第１の基板１１と第２の基板１２とが対向するように基板同士を接続し、モジュール２から平滑コンデンサ３に流れる電流及び平滑コンデンサ３からモジュール２に流れる電流のうち、少なくとも一方の電流が流れる電流経路を備えた端子台１３と、を有するものである。
【００４８】
本実施の形態１によれば、第１の基板１１に対向して第２の基板１２が配置され、基板同士が端子台１３で接続されているため、基板間に端子台１３を介して大電流を流せるだけでなく、基板間の電流経路が短くなる。そのため、基板間のインピーダンスが低下し、インピーダンスに起因して発生するＬ（ｄｉ／ｄｔ）のサージ電圧を小さくすることができる。
【００４９】
本実施の形態１のように、基板間に端子台１３の高さに相当する隙間を設けることで、各基板の配線パターンから端子台１３に伝わった熱が空中に拡散されるため、放熱性能を向上させることができる。その結果、各基板の配線パターンの温度を低下することができる。また、熱ストレスに対して弱い平滑コンデンサ３を発熱体となるモジュール２から離すことができるので、平滑コンデンサ３の寿命が向上する。つまり、第１の基板１１に設ける回路素子として高温まで耐力のあるＳｉＣのようなワイドバンドギャップ半導体に形成された素子を用いることができ、平滑コンデンサ３の寿命を延ばしつつ、低損失を実現できる。
【００５０】
また、本実施の形態１において、端子台１３として、第１の方向の支持力が第２の方向の支持力よりも大きい第１の端子台１３ａと、第２の方向の支持力が第１の方向の支持力よりも大きい第２の端子台１３ｂとを有してもよい。第１の端子台１３ａによって第１の方向の振動に対して強く、第２の端子台１３ｂを少なくとも１つ設けることで、第２の方向の振動に対しても強くなる。第１の方向と第２の方向とのなす角が９０度であれば、上下左右の方向に対する振動等の外乱に対して、電力変換装置１の構造を強くすることができる。
【００５１】
また、本実施の形態１において、複数の端子台１３が、第１の方向の支持力が他の方向の支持力よりも大きくなる向きに第１の基板１１に配置されてもよい。第２の基板１２が主に第１の方向に力を受けても、第１の方向にかかる力に対する耐久性が向上する。第１の方向が重力方向である場合、第２の基板１２の重力負荷に対する、端子台１３の支持力の耐久性が向上する。
【００５２】
さらに、本実施の形態１において、第２の基板１２に、基板を貫通する穴２１が設けられていてもよい。作業者は、第１の基板１１と第２の基板１２とが端子台１３で接続された状態のまま、穴２１から第１の基板１１を固定物にネジ留めしたり、そのネジを取り外したりすることができる。その結果、作業性が向上し、顧客へのサービス性が向上する。
【００５３】
実施の形態２．
本実施の形態２に係る冷凍サイクル装置４０について説明する。図７は、本発明の実施の形態２における冷凍サイクル装置の一構成例を示す冷媒回路図である。本実施の形態２における冷凍サイクル装置４０は、実施の形態１における電力変換装置１を有する。本実施の形態２では、実施の形態１と同一の構成には同一の符号を付してその詳細な説明を省略し、実施の形態１との相違点を中心に説明する。
【００５４】
冷凍サイクル装置４０は、例えば、空気調和装置である。図７に示すように、冷凍サイクル装置４０は、電力変換装置１と、冷媒回路５０と、制御ボックス４５とを有する。制御ボックス４５は、電力変換装置１と、制御部４７とを有する。冷媒回路５０は、電力変換装置１から電力が供給される圧縮機５１、四方弁５２、熱源側熱交換器５３、膨張装置５４及び負荷側熱交換器５５が、冷媒配管によって環状に接続されたものであり、冷媒が流通する。このうち、電力変換装置１、圧縮機５１、四方弁５２、熱源側熱交換器５３及び膨張装置５４は、室外機６１の内部に設置されている。また、負荷側熱交換器５５は、室内機６２の内部に設置されている。
【００５５】
制御部４７は、例えば、マイクロコンピュータである。制御部４７は、運転状態に応じて、電力変換装置１、四方弁５２及び膨張装置５４を制御する。なお、制御部４７は、これらの制御対象の他に、図示しないファンを制御してもよい。
【００５６】
圧縮機５１は、冷媒を圧縮する圧縮要素５１ａと、圧縮要素５１ａを動作させるモータ９とを有する。モータ９は、電力変換装置１と接続されている。モータ９は、電力変換装置１から供給される交流電圧で駆動する。四方弁５２は、冷媒回路５０における冷媒の流通方向を切り替える。四方弁５２が冷媒の流路を切り替えることで、冷凍サイクル装置４０において、冷房運転及び暖房運転のいずれも実施することができる。熱源側熱交換器５３は、例えば、室外空気と冷媒との間で熱交換する。膨張装置５４は、冷媒を膨張及び減圧する。負荷側熱交換器５５は、例えば、室内空気と冷媒との間で熱交換する。
【００５７】
次に、冷凍サイクル装置４０の動作について説明する。はじめに、冷房運転について説明する。圧縮機５１は、冷媒を吸入すると、冷媒を圧縮して高温高圧のガスの状態で吐出する。圧縮機５１から吐出された冷媒は、四方弁５２を通過して、熱源側熱交換器５３に流入する。熱源側熱交換器５３は、流入する冷媒と室外空気との間で熱交換を行って、冷媒を凝縮する。凝縮された冷媒は、膨張装置５４に流入する。膨張装置５４は、凝縮された冷媒を膨張及び減圧する。そして、減圧されて気液二相となった冷媒は、負荷側熱交換器５５に流入する。負荷側熱交換器５５は、流入する冷媒と室内空気との間で熱交換を行って、冷媒を蒸発させる。このとき、室内空気が冷却されて、室内が冷房される。そして、蒸発することで低温低圧のガスの状態となった冷媒は、四方弁５２を通過して、圧縮機５１に吸入される。運転状態が冷房運転の場合、熱源側熱交換器５３が凝縮器として機能し、負荷側熱交換器５５が蒸発器として機能する。
【００５８】
次に、暖房運転について説明する。圧縮機５１は、冷媒を吸入すると、冷媒を圧縮して高温高圧のガスの状態で吐出する。圧縮機５１から吐出された冷媒は、四方弁５２を通過して、負荷側熱交換器５５に流入する。負荷側熱交換器５５は、流入する冷媒と室内空気との間で熱交換を行って、冷媒を凝縮する。このとき、室内空気が加熱されて、室内が暖房される。凝縮された冷媒は、膨張装置５４に流入する。膨張装置５４は、凝縮された冷媒を膨張及び減圧する。そして、減圧されて気液二相となった冷媒は、熱源側熱交換器５３に流入する。熱源側熱交換器５３は、流入する冷媒と室外空気との間で熱交換を行って、冷媒を蒸発させる。そして、蒸発することで低温低圧のガスの状態となった冷媒は、四方弁５２を通過して、圧縮機５１に吸入される。運転状態が冷房運転の場合、熱源側熱交換器５３が蒸発器として機能し、負荷側熱交換器５５が凝縮器として機能する。
【００５９】
本実施の形態２に係る冷凍サイクル装置４０において、圧縮機５１のモータ９は、実施の形態１に係る電力変換装置１から供給される交流電圧で駆動される。このため、実施の形態１と同様の効果を奏する。
【００６０】
例えば、図４Ａに示したように、電力変換装置１を制御ボックス４５の側面に取り付けた場合、実施の形態１と同様に、第２の基板１２及び平滑コンデンサ３の重力負荷に対する耐力を向上させることができる。また、基板間の隙間から第１の基板１１に発生する熱を上方に逃がすことができる。また、図６Ａに示した第１の端子台１３ａ及び第２の端子台１３ｂのように、支持力の大きい向きが異なるように複数の端子台１３を第１の基板１１に配置した場合、重力方向に対する耐力を維持するとともに、地面に対して水平方向の振動に対する耐力を向上させることができる。
【００６１】
なお、図６では、冷凍サイクル装置４０として、空気調和装置の圧縮機５１のモータ９に、実施の形態１に係る電力変換装置１が接続されている構成を一例として示したが、電力変換装置１は、ヒートポンプ装置、冷凍装置等の冷凍サイクル装置４０のモータ９等に接続されてもよい。
【符号の説明】
【００６２】
１  電力変換装置、２  モジュール、３  平滑コンデンサ、４  整流器、５  リアクタ、６  インバータ、８  電源、９  モータ、１１  第１の基板、１２  第２の基板、１３  端子台、１３ａ  第１の端子台、１３ｂ  第２の端子台、２１  穴、３１ａ、３１ｂ  支持部、３２  接触部、３３ａ、３３ｂ  屈曲部、３４  開口部、４０  冷凍サイクル装置、４５  制御ボックス、４７  制御部、５０  冷媒回路、５１  圧縮機、５１ａ  圧縮要素、５２  四方弁、５３  熱源側熱交換器、５４  膨張装置、５５  負荷側熱交換器、６１  室外機、６２  室内機。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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