(57)【要約】【課題】本発明は電力変換装置、特にその空冷構成の簡素化を図ることを目的とする。【解決手段】そして、この目的を達成するために本発明は、少なくとも半導体整流器９と半導体スイッチング素子１０を使って電力変換を行なう電力変換装置において、前記半導体整流器９および前記半導体スイッチング素子１０を放熱板１１の両面に取り付け、この放熱板１１を、実装基板７上に垂直方向に配置するとともに、前記放熱板１１天面上には放熱板１３ａを設け、前記実装基板７と前記放熱板１３ａ間に、冷却ファン１４からの通風を行う構成とした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも半導体整流器と半導体スイッチング素子を使って電力変換を行なう電力変換装置において、前記半導体整流器および前記半導体スイッチング素子を第一の放熱板の両面に取り付け、この第一の放熱板を、実装基板上に垂直方向に配置するとともに、前記第一の放熱板天面上には第二の放熱板を設け、前記実装基板と前記第二の放熱板間に、冷却ファンからの通風を行う構成とした電力変換装置。
【請求項２】
前記第一の放熱板天面上に配した第二の放熱板は、下方が開口するコの字状とし、この第二の放熱板を、その開口を下方として実装基板上に配置し、前記実装基板とこの第二の放熱板にて風洞を構成した請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項３】
前記実装基板と第一の前記放熱板との間にスペーサを介在させ、この実装基板と前記放熱板との間に空間を設けた請求項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】
本発明は、たとえば燃料電池システムなどに用いる電力変換装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池等で用いる電力変換装置では、電力変換動作を行なう半導体整流器や半導体スイッチング素子は電気的損失による発熱が発生し、それを放置するとこれらの半導体整流器や半導体スイッチング素子の劣化につながるので、例えば図４のような構成で、冷却を行っていた。
すなわち図４に示すように、半導体整流器１や半導体スイッチング素子２は、放熱板３に取り付けられ、冷却ファン４からの送風により、放熱板３、半導体整流器１、半導体スイッチング素子２、その他の部品５等を冷却するようにしていた。
（このような従来例は、例えば下記特許文献１に記載されている）
【特許文献１】特開２００２−２８０７７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
図４に示す構成において、放熱板３は例えばアルミ板を削出し、複数のフィンを作ることにより冷却効果を高めるようにしているが、このような構成の放熱板３は、削出しに手間がかかるために、非常に高価となる。
【０００４】
そこで本発明は、コスト低減を図ることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
そしてこの目的を達成するために本発明は、少なくとも半導体整流器と半導体スイッチング素子を使って電力変換を行なう電力変換装置において、前記半導体整流器および前記半導体スイッチング素子を第一の放熱板の両面に取り付け、この第一の放熱板を、実装基板上に垂直方向に配置するとともに、前記放熱板天面上には第二の放熱板を設け、前記実装基板と前記第二の放熱板間に、冷却ファンからの通風を行う構成とし、これによって初期の目的を達成するものである。
【発明の効果】
【０００６】
以上のごとく本発明は、少なくとも半導体整流器と半導体スイッチング素子を使って電力変換を行なう電力変換装置において、前記半導体整流器および前記半導体スイッチング素子を第一の放熱板の両面に取り付け、この第一の放熱板を、実装基板上に垂直方向に配置するとともに、前記放熱板天面上には第二の放熱板を設け、前記実装基板と前記第二の放熱板間に、冷却ファンからの通風を行う構成としたものであるので、第一、第二の放熱板の構造が単純化できるので、コストの削減が図れるものとなる。
【０００７】
また、第一、第二の放熱板を用いるので、上記のごとく第一、第二の放熱板の構造を単純化したとしても、放熱面積が十分に確保することが出来、その結果として放熱効果も高いものとすることが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る電力変換装置の冷却部分を説明する図である。
【０００９】
図１に示すように、本実施の形態１における電力変換装置では、上面が開口した基板ケース６内に水平方向に実装基板７が設けられている。
【００１０】
その実装基板７には抵抗、トランジスタ、ダイオード、コンデンサ、トランス、コイル等の各種の電子部品８が実装されている。
【００１１】
また、電力変換動作を行なう半導体整流器９や半導体スイッチング素子１０は、前記実装基板７上に垂直方向に配された放熱板１１の両面に列状にまとめて配置されている。
【００１２】
前記半導体整流器９や前記半導体スイッチング素子１０は、熱がより伝導されるよう熱伝導材１２（点接触でなく面接触で接触するようにするため）を介して、前記放熱板１１に取り付けられている。前記放熱板１１の天面には、放熱板１３ａが取り付けられている。
【００１３】
この放熱板１３ａは、平板状とし、この放熱板１３ａを、水平方向に放熱板１１上に配置し、実装基板７とこの放熱板１３ａにて風洞を構成し、この風洞内に冷却ファン１４から送風する構成とし、これにより半導体整流器９や前記半導体スイッチング素子１０や実装基板７の冷却を行う。
【００１４】
以上の構成とした場合、放熱板１１、１３ａは単なる板状と、単純かつ軽量化することが出来、大幅なコストダウンを図ることが出来る。また、これら放熱板１１，１３ａの構造を単純化したとしても、放熱面積が十分に確保することが出来るので、放熱効果も高いものとすることが出来る。
【００１５】
さらに、放熱板１３ａ上には、上面が開口した基板ケース１５を配置し、この基板ケース１５内には他の実装基板１６を配置することにより、この実装基板１６にも冷却ファン１４から送風する構成とすることにより、実装基板１６の冷却も行うことが出来るようになる。
（実施の形態２）
図２は、本発明の実施の形態２に係る電力変換装置の冷却部分を説明する図である。
【００１６】
図２に示すように、本実施の形態２における電力変換装置では、上面が開口した基板ケース６内に水平方向に実装基板７が設けられている。
【００１７】
その実装基板７には抵抗、トランジスタ、ダイオード、コンデンサ、トランス、コイル等の各種の電子部品８が実装されている。
【００１８】
また、電力変換動作を行なう半導体整流器９や半導体スイッチング素子１０は、前記実装基板７上に垂直方向に配された放熱板１１の両面に列状にまとめて配置されている。
【００１９】
前記半導体整流器９や前記半導体スイッチング素子１０は、熱がより伝導されるよう熱伝導材１２（点接触でなく面接触で接触するようにするため）を介して、前記放熱板１１に取り付けられている。前記放熱板１１の天面には、放熱板１３ｂが取り付けられている。この放熱板１３ｂは、下方が開口するコの字状とし、この放熱板１３ｂを、その開口を下方として実装基板７上に配置し、実装基板７とこの放熱板１３ｂにて風洞を構成し、この風洞内に冷却ファン１４から送風する構成とし、これにより半導体整流器９や前記半導体スイッチング素子１０や実装基板７の冷却を行う。
【００２０】
以上の構成とした場合、放熱板１１は単なる板状、放熱板１３ｂは、下方が開口するコの字状と、単純かつ軽量化することが出来、大幅なコストダウンを図ることが出来る。
【００２１】
また、これら放熱板１１，１３ｂの構造を単純化したとしても、放熱面積が十分に確保することが出来るので、放熱効果も高いものとすることが出来る。
【００２２】
さらに、放熱板１３ｂ上には、上面が開口した基板ケース１５配置し、この基板ケース１６内には他の実装基板１６を配置することにより、この実装基板１６にも冷却ファン１４から送風する構成とすることにより、実装基板１６の冷却も行うことが出来るようになる。
（実施の形態３）
図３は、本発明の実施の形態３に係る電力変換装置の冷却構成を示す図である。図３において図２と同じ部品には同一番号を付して、その説明を簡略化する。
【００２３】
本実施の形態３における特徴点は、放熱板１１をスペーサ１７により実装基板７上に浮かし、放熱板１１と実装基板７間に空間１８を形成した点である。つまり、  放熱板１１を実装基板７から浮かせて空間１８を形成することにより、放熱板１１底面にも冷却ファン１４からの風を送風し、冷却効果を高めるものである。また、放熱板１１と実装基板７間に空間１８を形成することにより、この空間１８に実装基板７上の電子部品１９を配置し、実装面積を増やすことも出来る。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
本発明の電力変換装置は、第一、第二の放熱板の構造が単純化でき、コストの削減が図れるものとなるので、燃料電池への用途は勿論、他用途への低コスト電力変換装置の展開が可能となり、極めて有用なものである。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】（ａ）は本発明の実施の形態１に係る電力変換装置の要部平面図、（ｂ）は本発明の実施の形態１に係る電力変換装置の要部正面図、（ｃ）は本発明の実施の形態１に係る電力変換装置の要部側面図
【図２】（ａ）は本発明の実施の形態２に係る電力変換装置の要部平面図、（ｂ）は本発明の実施の形態２に係る電力変換装置の要部正面図、（ｃ）は本発明の実施の形態２に係る電力変換装置の要部側面図
【図３】（ａ）は本発明の実施の形態３に係る電力変換装置の要部平面図、（ｂ）は本発明の実施の形態３に係る電力変換装置の要部正面図、（ｃ）は本発明の実施の形態３に係る電力変換装置の要部側面図
【図４】（ａ）は従来の電力変換装置の要部側面図、（ｂ）は従来の電力変換装置の要部正面図、（ｃ）は従来の電力変換装置の要部側面図
【符号の説明】
【００２６】
７      実装基板
９    半導体整流器
１０    半導体スイッチング素子
１１    放熱板
１３ａ、１３ｂ    放熱板
１４    冷却ファン
１５    基板ケース
１６    実装基板
１７    スペーサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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