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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022163572
(43)【公開日】2022-10-26
(54)【発明の名称】無停電電源装置
(51)【国際特許分類】
H02M 7/48 20070101AFI20221019BHJP
【ＦＩ】
H02M7/48 Z
H02M7/48 N
【審査請求】未請求
【請求項の数】4
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021068582
(22)【出願日】2021-04-14
(71)【出願人】
【識別番号】501137636
【氏名又は名称】東芝三菱電機産業システム株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001195
【氏名又は名称】弁理士法人深見特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】田中 祐生
【テーマコード（参考）】
5H770
【Ｆターム（参考）】
5H770AA21
5H770BA15
5H770CA02
5H770CA06
5H770JA17W
5H770JA17Y
5H770JA17Z
5H770JA19W
5H770JA19X
5H770PA02
5H770PA22
5H770PA42
5H770QA08
5H770QA28
(57)【要約】
【課題】小型化が可能な無停電電源装置を提供する。
【解決手段】無停電電源装置は、半導体素子を含み、電力変換するための複数の第１および第２の半導体モジュールと、複数の第１および第２の半導体モジュールを冷却するためのヒートシンクとを備える。ヒートシンクは、複数の第１および第２の半導体モジュールを載置するためのベース部と、ベース部に連結されたフィン部とを含む。複数の第１および第２の半導体モジュールは、フィン部の冷却風の流入口面側および流出口面側にそれぞれ設けられる。複数の第１の半導体モジュールの長手方向は、フィン部の冷却風の流入口面側から流出口面側への流入方向に対して垂直となるように設けられる。複数の第２の半導体モジュールの長手方向は、フィン部の冷却風の流入方向に沿って平行となるように設けられる。
【選択図】図４
【解決手段】無停電電源装置は、半導体素子を含み、電力変換するための複数の第１および第２の半導体モジュールと、複数の第１および第２の半導体モジュールを冷却するためのヒートシンクとを備える。ヒートシンクは、複数の第１および第２の半導体モジュールを載置するためのベース部と、ベース部に連結されたフィン部とを含む。複数の第１および第２の半導体モジュールは、フィン部の冷却風の流入口面側および流出口面側にそれぞれ設けられる。複数の第１の半導体モジュールの長手方向は、フィン部の冷却風の流入口面側から流出口面側への流入方向に対して垂直となるように設けられる。複数の第２の半導体モジュールの長手方向は、フィン部の冷却風の流入方向に沿って平行となるように設けられる。
【選択図】図４
【特許請求の範囲】
【請求項1】
半導体素子を含み、電力変換するための複数の第１および第２の半導体モジュールと、
前記複数の第１および第２の半導体モジュールを冷却するためのヒートシンクとを備え、
前記ヒートシンクは、
前記複数の第１および第２の半導体モジュールを載置するためのベース部と、
前記ベース部に連結されたフィン部とを含み、
前記複数の第１および第２の半導体モジュールは、前記フィン部の冷却風の流入口面側および流出口面側にそれぞれ設けられ、
前記複数の第１の半導体モジュールの長手方向は、前記フィン部の冷却風の前記流入口面側から前記流出口面側への流入方向に対して垂直となるように設けられ、
前記複数の第２の半導体モジュールの長手方向は、前記フィン部の冷却風の前記流入方向に沿って平行となるように設けられる、無停電電源装置。
前記複数の第１および第２の半導体モジュールを冷却するためのヒートシンクとを備え、
前記ヒートシンクは、
前記複数の第１および第２の半導体モジュールを載置するためのベース部と、
前記ベース部に連結されたフィン部とを含み、
前記複数の第１および第２の半導体モジュールは、前記フィン部の冷却風の流入口面側および流出口面側にそれぞれ設けられ、
前記複数の第１の半導体モジュールの長手方向は、前記フィン部の冷却風の前記流入口面側から前記流出口面側への流入方向に対して垂直となるように設けられ、
前記複数の第２の半導体モジュールの長手方向は、前記フィン部の冷却風の前記流入方向に沿って平行となるように設けられる、無停電電源装置。
【請求項2】
前記複数の第１の半導体モジュールは、交流電圧を直流電圧に変換するコンバータであり、
前記複数の第２の半導体モジュールは、前記直流電圧を交流電圧に変換するインバータである、請求項１記載の無停電電源装置。
前記複数の第２の半導体モジュールは、前記直流電圧を交流電圧に変換するインバータである、請求項１記載の無停電電源装置。
【請求項3】
前記複数の第１および第２の半導体モジュールのそれぞれは、１つずつＩＧＢＴ素子を含む、請求項１記載の無停電電源装置。
【請求項4】
前記複数の第１の半導体モジュールは、前記フィン部の冷却風の流入口面側に設けられ、
前記複数の第２の半導体モジュールは、前記フィン部の冷却風の流出口面側に設けられる、請求項１記載の無停電電源装置。
前記複数の第２の半導体モジュールは、前記フィン部の冷却風の流出口面側に設けられる、請求項１記載の無停電電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、無停電電源装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来より、無停電電源装置は、交流電圧を直流電圧に変換するコンバータと、コンバータからの直流電圧を再度、交流電圧に変換して負荷へ出力するインバータとを備えている。
【0003】
コンバータ、インバータ等には、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）やダイオード等で構成される電力用半導体モジュールが用いられている。
【0004】
これらの電力用半導体モジュールは、無停電電源装置の動作に伴い、電流が流れることに起因する導通損と、スイッチングに起因するスイッチング損とにより発熱し、素子温度が上昇する。この電力用半導体モジュールの温度が定格温度を超えると、内部回路の劣化や破壊が発生する。
【0005】
そのため、電力用半導体モジュールをヒートシンクの一方の面に配設して、ヒートシンクの他方の面に冷却フィンを設け、この冷却フィンに冷却ファンからの送風をあて、電力用半導体素子の熱を放熱することが行われており、ヒートシンク上に配置する種々の方式が提案されている（特許文献１－３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特許第５５５８４０１号
【特許文献2】特開２００３－２５９６５８号公報
【特許文献3】特許第５７１５３５２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
この点で、ヒートシンク上における、コンバータおよびインバータ用の電力用半導体モジュールの配置の点でさらなる改善が必要である。
【0008】
本開示は、上記の課題を解決するためになされたものであって、小型化が可能な無停電電源装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0009】
ある局面に従う無停電電源装置は、半導体素子を含み、電力変換するための複数の第１および第２の半導体モジュールと、複数の第１および第２の半導体モジュールを冷却するためのヒートシンクとを備える。ヒートシンクは、複数の第１および第２の半導体モジュールを載置するためのベース部と、ベース部に連結されたフィン部とを含む。複数の第１および第２の半導体モジュールは、フィン部の冷却風の流入口面側および流出口面側にそれぞれ設けられる。複数の第１の半導体モジュールの長手方向は、フィン部の冷却風の流入口面側から流出口面側への流入方向に対して垂直となるように設けられる。複数の第２の半導体モジュールの長手方向は、フィン部の冷却風の流入方向に沿って平行となるように設けられる。
【0010】
複数の第１の半導体モジュールは、交流電圧を直流電圧に変換するコンバータであり、複数の第２の半導体モジュールは、直流電圧を交流電圧に変換するインバータである。
【0011】
複数の第１および第２の半導体モジュールのそれぞれは、１つずつＩＧＢＴ素子を含む。
【0012】
複数の第１の半導体モジュールは、フィン部の冷却風の流入口面側に設けられる。複数の第２の半導体モジュールは、フィン部の冷却風の流出口面側に設けられる。
【発明の効果】
【0013】
一実施例によれば、無停電電源装置は、小型化が可能である。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【図1】実施形態に基づく無停電電源装置１の回路構成を説明する図である。
【図2】実施形態に従うコンバータＣＮＶと、インバータＩＮＶと、電解コンデンサ１１とを含む電力変換ユニットの構成を説明する図である。
【図3】比較例に基づくコンバータＣＮＶおよびインバータＩＮＶのヒートシンク５０の構成について説明する図である。
【図4】実施形態に基づくコンバータＣＮＶおよびインバータＩＮＶのヒートシンク６０の構成について説明する図である。
【図5】比較例に基づくヒートシンク５０の冷却風の流れについて説明する図である。
【図6】実施形態に基づくヒートシンク６０の冷却風の流れについて説明する図である。
【図7】実施形態および比較例に基づく冷却風によるヒートシンク５０，６０の温度変化について説明する図である。
【図8】比較例に基づくヒートシンク５０のベース部１００の温度分布について説明する図である。
【図9】実施形態に基づくヒートシンク６０のベース部１００の温度分布について説明する図である。
【図10】別の実施形態に基づくコンバータＣＮＶおよびインバータＩＮＶのヒートシンク７０の構成について説明する図である。
【図11】別の実施形態に基づくヒートシンク５０のベース部１００の温度分布について説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【0015】
本実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中の同一または相当部分については、同一符号を付してその説明は繰り返さない。
【0016】
図１は、実施形態に基づく無停電電源装置１の回路構成を説明する図である。
図１に示されるように、無停電電源装置１は、交流入力電源２、バイパス入力電源３および負荷４に接続される。また、無停電電源装置１は、スイッチ１４を介して蓄電池３１とも接続される。
図１に示されるように、無停電電源装置１は、交流入力電源２、バイパス入力電源３および負荷４に接続される。また、無停電電源装置１は、スイッチ１４を介して蓄電池３１とも接続される。
【0017】
交流入力電源２およびバイパス入力電源３は、無停電電源装置１に交流電力を供給する交流電源である。これらの入力電源の各々は、たとえば商用交流電源もしくは自家用発電機等によって構成される。
【0018】
入力交流電源の一例として単相単線（１φ１Ｗ）式を示す。ただし、入力交流電源の種類は単相単線式に限定されず、たとえば３相３線式の電源でもよいし、単相三線式の電源でもよい。
【0019】
無停電電源装置１は、バイパス入力端子Ｔ１と、交流入力端子Ｔ２と、蓄電池端子Ｔ３と、出力端子Ｔ４とを含む。
【0020】
バイパス入力端子Ｔ１は、バイパス入力電源３からの交流電力を受ける。交流入力端子Ｔ２は、交流入力電源２からの交流電力を受ける。蓄電池端子Ｔ３は、スイッチ１４を介して蓄電池３１の正極に接続されている。出力端子Ｔ４には、負荷４が接続される。
【0021】
無停電電源装置１は、電磁接触器（コンタクタ）５，１５，１７と、リアクトル７,９と、コンバータＣＮＶと、電解コンデンサ１１と、インバータＩＮＶと、コンデンサ８，１０と、サイリスタスイッチ１８と、制御装置３０とを備える。
【0022】
このうち、コンタクタ５、リアクトル７，９、インバータＩＮＶ、コンバータＣＮＶ、コンタクタ１５は、交流入力端子Ｔ２と出力端子Ｔ４との間に直列に接続される。
【0023】
コンタクタ５およびリアクトル７は、交流入力端子Ｔ２とコンバータＣＮＶとの間の通電経路に介挿接続される。コンデンサ８は、リアクトル７と並列にコンタクタ５と接続される。コンタクタ５は、制御装置３０からの指令に応答して開放（オン）および閉成（オフ）する。コンデンサ８およびリアクトル７は、コンバータＣＮＶに入出力される交流電力の高調波・高周波を除去するためのフィルタである。
【0024】
コンバータＣＮＶは、交流入力電源２から供給される交流電力を直流電力に変換する。電解コンデンサ１１は、コンバータＣＮＶの出力電圧を平滑化する。インバータＩＮＶは、電解コンデンサ１１によって平滑化された直流電力を所定電圧および所定周波数の交流電力に変換する。なお、コンバータＣＮＶおよびインバータＩＮＶの各々は、制御装置３０によって制御される。
【0025】
コンタクタ１５およびリアクトル９は、出力端子Ｔ４とインバータＩＮＶとの間の通電経路に介挿接続される。コンデンサ１０は、リアクトル９と並列にコンタクタ１５と接続される。コンタクタ１５は、制御装置３０からの指令に応答して開放（オン）および閉成（オフ）する。コンタクタ１５およびリアクトル９は、インバータＩＮＶに入出力される交流電力の高調波・高周波を除去するためのフィルタである。
【0026】
コンタクタ１５は、出力端子Ｔ４から負荷４に出力される交流出力を、インバータＩＮＶの出力と、サイリスタスイッチ１８およびコンタクタ１７からなるバイパス回路の出力との間で切換えるためのものである。
【0027】
サイリスタスイッチ１８およびコンタクタ１７は、バイパス入力端子Ｔ１と出力端子Ｔ４との間に並列に接続される。サイリスタスイッチ１８は、出力端子Ｔ４から負荷４に出力される交流出力を、インバータＩＮＶの出力からバイパス入力電源３からの交流電力に高速に切換えるためのスイッチである。コンタクタ１７は、バイパス入力端子Ｔ１から出力端子Ｔ４までの通電経路に介挿接続される。コンタクタ１７は、バイパス入力電源３からの交流電力を無停電電源装置から出力される交流出力として維持するためのものである。コンタクタ１５、サイリスタスイッチ１８およびコンタクタ１７は、制御装置３０の指令に応答して閉成（オン）および開放（オフ）する。
【0028】
蓄電池３１は、交流入力電源２が交流電力を供給できないとき（たとえば停電時）において、インバータＩＮＶに直流電力を供給するための蓄電装置である。リアクトル１２およびスイッチ１４は、蓄電池３１と直列に接続される。リアクトル１２は、蓄電池３１への突入電流防止のために設けられている。
【0029】
交流入力電源２から交流電力を供給されている通常時には、コンバータＣＮＶによって生成された直流電力が蓄電池３１に蓄えられるとともに、インバータＩＮＶによって交流電力に変換されて負荷４に供給される。一方、交流入力電源２からの交流電力の供給が停止した停電時には、コンバータＣＮＶの運転が停止され、蓄電池３１に蓄えられた直流電力がインバータＩＮＶによって交流電力に変換されて負荷４に供給される。したがって、無停電電源装置によれば、停電時でも蓄電池３１に蓄えられた電力を用いて負荷４の運転を継続することができる。
【0030】
制御装置３０は、通常時および停電時において、負荷４に供給する交流電力を発生させるために、コンバータＣＮＶおよびインバータＩＮＶを制御するための制御装置であり、一例として、ＣＰＵ（Central Processing Unit）と、ＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory)などの記憶部とを含むマイクロコンピュータを主体として構成される。そして、制御装置３０は、予めＲＯＭなどに格納されたプログラムをＣＰＵがＲＡＭに読出して実行することによって、コンバータＣＮＶ、インバータＩＮＶ等を制御する。
【0031】
さらに、制御装置３０は、このコンバータＣＮＶおよびインバータＩＮＶの制御に加えて、コンタクタ５，１５，１７およびバイパス回路を制御する。なお、制御装置３０の少なくとも一部は、電子回路等のハードウェアにより所定の数値・論理演算処理を実行するように構成されてもよい。
【0032】
図２は、実施形態に従うコンバータＣＮＶと、インバータＩＮＶと、電解コンデンサ１１とを含む電力変換ユニットの構成を説明する図である。
【0033】
図２を参照して、電力変換ユニットは、複数の半導体素子（ＩＧＢＴ）ＱＡ１～ＱＡ４，ＱＡ１＃～ＱＡ４＃と、コンデンサユニットＣＤ１，ＣＤ２と、抵抗ユニットＲＣＤ１，ＲＣＤ２と、母線Ｌ１，Ｌ２とを含む。各半導体素子（ＩＧＢＴ）の構成は同様である。
【0034】
コンバータＣＮＶを構成する半導体素子（ＩＧＢＴ）ＱＡ１～ＱＡ４は、入力端子と共通に接続され、母線Ｌ１と母線Ｌ２との間にそれぞれ接続される。
【0035】
インバータＩＮＶを構成する複数の半導体素子（ＩＧＢＴ）ＱＡ＃１～ＱＡ＃４は、母線Ｌ１と母線Ｌ２の間に互いに並列に接続され、その出力と出力端子とが共通に接続される。
【0036】
コンデンサユニットＣＤ１，ＣＤ２は、母線Ｌ１と母線Ｌ２との間に並列に接続される。
【0037】
抵抗ユニットＲＣＤ１，ＲＣＤ２は、母線Ｌ１と母線Ｌ２との間に並列に接続される。
図３は、比較例に基づくコンバータＣＮＶおよびインバータＩＮＶのヒートシンク５０の構成について説明する図である。
図３は、比較例に基づくコンバータＣＮＶおよびインバータＩＮＶのヒートシンク５０の構成について説明する図である。
【0038】
図３（Ａ）に示されるように、ヒートシンク５０のベース部１００の複数の半導体素子（ＩＧＢＴ）ＱＡのレイアウト構成が示されている。
【0039】
複数の半導体素子ＱＡは、フィン部２００の冷却風の流入口面側および流出口面側にそれぞれ設けられる。複数の半導体素子ＱＡは、手前側と奥側に配置された２段構成である。
【0040】
図３（Ｂ）に示されるヒートシンク５０は、一例の構成であり、上部にベース部が設けられ、下部は櫛形のフィン部で構成されている。なお、これに限られず、格子形状のフィンや波形状のフィン等を用いるようにしてもよい。
【0041】
一例として冷却風を一方側の側面（流入口）から受けて反対側の側面（流出口）に排出することが可能なように複数の金属片が所定間隔毎に設けられている。当該フィン部を冷却風が通過することにより当該フィン部と連結されたベース部の温度を冷却することが可能である。
【0042】
複数の半導体素子ＱＡの向きは全て同一方向を向いており、長手方向が冷却風の流入方向に沿って配置される。
【0043】
図４は、実施形態に基づくコンバータＣＮＶおよびインバータＩＮＶのヒートシンク６０の構成について説明する図である。
【0044】
図４（Ａ）に示されるように、ヒートシンク６０のベース部１００の複数の半導体素子（ＩＧＢＴ）ＱＡのレイアウト構成が示されている。
【0045】
図４（Ｂ）に示されるように、ヒートシンク５０は、上部にベース部が設けられ、下部は櫛形のフィン部で構成されている。
【0046】
図３で説明したヒートシンク５０と比較して、半導体素子ＱＡのレイアウト構成が異なる。具体的には、複数の半導体素子ＱＡは、フィン部２００の冷却風の流入口面側および流出口面側にそれぞれ設けられる。複数の半導体素子ＱＡは、手前側と奥側に配置された２段構成である。複数の半導体素子ＱＡの向きは全て同一方向ではなく、流入口面側（手前側）に配置された複数の半導体素子ＱＡの長手方向は冷却風の流入方向に対して垂直に配置される。流出口面側（奥側）に配置された複数の半導体素子ＱＡの長手方向は冷却風の流入方向に沿って平行に配置される。
【0047】
一例として、流入口面側（手前側）には、コンバータＣＮＶを構成する半導体素子ＱＡ１～ＱＡ４を配置する。一方、流出口面側（奥側）には、インバータＩＮＶを構成する半導体素子ＱＡ＃１～ＱＡ＃４を配置する。なお、本例においては、コンバータＣＮＶを構成する半導体素子ＱＡ１～ＱＡ４を流入口面側（手前側）に配置し、インバータＩＮＶを構成する半導体素子ＱＡ＃１～ＱＡ＃４を流出口面側（奥側）に配置する場合について説明するが、入れ替えて配置するようにしてもよい。この点で、半導体素子の発熱量を比較して、発熱量の高い半導体素子を流入口面側（手前側）に配置して、発熱量の低い半導体素子を流出口面側（奥側）に配置することが望ましい。
【0048】
図５は、比較例に基づくヒートシンク５０の冷却風の流れについて説明する図である。
図５を参照して、複数の半導体素子ＱＡは、フィン部２００の冷却風の流入口面側および流出口面側にそれぞれ設けられる。複数の半導体素子ＱＡは、手前側と奥側に配置された２段構成である。ここで、奥側に配置された複数の半導体素子ＱＡの断面線ＤＡと、手前側に配置された複数の半導体素子ＱＡの断面線ＤＢとが示されている。
図５を参照して、複数の半導体素子ＱＡは、フィン部２００の冷却風の流入口面側および流出口面側にそれぞれ設けられる。複数の半導体素子ＱＡは、手前側と奥側に配置された２段構成である。ここで、奥側に配置された複数の半導体素子ＱＡの断面線ＤＡと、手前側に配置された複数の半導体素子ＱＡの断面線ＤＢとが示されている。
【0049】
冷却風は、ヒートシンク５０の流入口面側から流入し、流出口面側から排出される。ベース部１００の手前側に配置された半導体素子ＱＡの熱は、冷却風によりフィン部２００で冷却される。一方で、その熱を含む冷却風がベース部１００の奥側に配置された半導体素子ＱＡに対応するフィン部２００を通過する。したがって、ベース部１００の奥側に配置された半導体素子ＱＡの熱は、温まった冷却風によりフィン部２００で冷却される。
【0050】
図６は、実施形態に基づくヒートシンク６０の冷却風の流れについて説明する図である。
【0051】
図６を参照して、複数の半導体素子ＱＡは、フィン部２００の冷却風の流入口面側および流出口面側にそれぞれ設けられる。複数の半導体素子ＱＡは、手前側と奥側に配置された２段構成である。ここで、奥側に配置された複数の半導体素子ＱＡの断面線ＤＣと、手前側に配置された複数の半導体素子ＱＡの断面線ＤＤとが示されている。
【0052】
冷却風は、ヒートシンク５０の流入口面側から流入し、流出口面側から排出される。ベース部１００の手前側に配置された半導体素子ＱＡの熱は、冷却風によりフィン部２００で冷却される。一方で、その熱を含む冷却風がベース部１００の奥側に配置された半導体素子ＱＡに対応するフィン部２００を通過する。したがって、ベース部１００の奥側に配置された半導体素子ＱＡの熱は、温まった冷却風によりフィン部２００で冷却される。
【0053】
ここで、ヒートシンク６０の構成は、手前側に配置された複数の半導体素子ＱＡの長手方向は冷却風の流入方向に対して垂直に配置される。一方で、流出口面側（奥側）に配置された複数の半導体素子ＱＡの長手方向は冷却風の流入方向に沿って平行に配置される。
【0054】
それゆえ、ベース部１００の手前側に配置された半導体素子ＱＡに対するフィン部２００を通過した冷却風は、全てベース部１００の奥側に配置された半導体素子ＱＡに対応するフィン部２００を通過するのではなく、冷却風の流入方向に対して配置が重なる領域について温まった冷却風によりフィン部２００で冷却される。
【0055】
図７は、実施形態および比較例に基づく冷却風によるヒートシンク５０，６０の温度変化について説明する図である。
【0056】
図７を参照して、縦軸は温度Ｔを示す。横軸は、ヒートシンクの位置を示す。本例においては、ヒートシンク左端部から右端部が示されている。
【0057】
当該図にしめされているように、比較例と実施形態とを比較すると、断面線ＤＡと断面線ＤＣとが同じ位置である。断面線ＤＢと断面線ＤＤとが同じ位置である。
【0058】
本例においては、断面線ＤＡ～ＤＤの温度変化波形Ｍ１～Ｍ４がそれぞれ示されている。
【0059】
当該温度変化波形に示されるように、比較例よりも実施形態の方が局所的な最大の温度が低下している。すなわち、温度が局所的に集中することなく分散された状態となる。したがって、明らかに比較例よりも実施形態の方が冷却効果が高いことが分かる。
【0060】
図８は、比較例に基づくヒートシンク５０のベース部１００の温度分布について説明する図である。
【0061】
図９は、実施形態に基づくヒートシンク６０のベース部１００の温度分布について説明する図である。
【0062】
【0063】
比較例よりも実施形態の方が白い温度の領域が広く、明らかに冷却効果が高いことが分かる。
【0064】
したがって、ヒートシンクの放熱能力を十分に活用することが可能であり、ヒートシンク自体の大きさを縮小することが可能である。
【0065】
図１０は、別の実施形態に基づくコンバータＣＮＶおよびインバータＩＮＶのヒートシンク７０の構成について説明する図である。
【0066】
図１０（Ａ）に示されるように、ヒートシンク７０のベース部１００の複数の半導体素子（ＩＧＢＴ）ＱＡのレイアウト構成が示されている。
【0067】
図１０（Ｂ）に示されるように、ヒートシンク７０は、上部にベース部が設けられ、下部は櫛形のフィン部で構成されている。
【0068】
図３で説明したヒートシンク５０と比較して、半導体素子ＱＡのレイアウト構成が異なる。具体的には、複数の半導体素子ＱＡは、フィン部２００の冷却風の流入口面側および流出口面側にそれぞれ設けられる。複数の半導体素子ＱＡは、手前側と奥側に配置された２段構成である。複数の半導体素子ＱＡの向きは全て同一方向ではなく、流出口面側（奥側）に配置された複数の半導体素子ＱＡの長手方向は冷却風の流入方向に対して垂直に配置される。流入口面側（手前側）に配置された複数の半導体素子ＱＡの長手方向は冷却風の流入方向に沿って平行に配置される。
【0069】
図１１は、別の実施形態に基づくヒートシンク５０のベース部１００の温度分布について説明する図である。
【0070】
図１１を参照して、グレースケールで温度の高さが示されている。黒い方が温度が高い場合であり、白い方が温度が低い場合が示されている。
【0071】
図８の比較例の温度分布よりも別の実施形態の方が白い温度の領域が広く、明らかに冷却効果が高いことが分かる。
【0072】
したがって、当該ヒートシンク７０の構成とすることにより比較例よりも効率良く冷却することが可能である。それゆえ、ヒートシンクの放熱能力を十分に活用することが可能であり、ヒートシンク自体の大きさを縮小することが可能である。
【0073】
【0074】
なお、上記においては、一例として、流入口面側（手前側）には、コンバータＣＮＶを構成する半導体素子ＱＡ１～ＱＡ４を配置し、流出口面側（奥側）には、インバータＩＮＶを構成する半導体素子ＱＡ＃１～ＱＡ＃４を配置する構成について説明したがこれに限られず、流入口面側（手前側）には、インバータＩＮＶを構成する半導体素子ＱＡ＃１～ＱＡ＃４を配置し、流出口面側（奥側）には、コンバータＣＮＶを構成する半導体素子ＱＡ１～ＱＡ４を配置する構成としてもよい。
【0075】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【0076】
１ 無停電電源装置、２ 交流入力電源、３ バイパス入力電源、４ 負荷、５，１５，１７ コンタクタ、７，９，１２ リアクトル、８，１０ コンデンサ、１１ 電解コンデンサ、１４ スイッチ、１８ サイリスタスイッチ、３０ 制御装置、３１ 蓄電池、５０～７０ ヒートシンク、１００ ベース部、２００ フィン部。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】