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公開番号2023078794
公報種別公開特許公報(A)
公開日2023-06-07
出願番号2021192070
出願日2021-11-26
発明の名称電力変換装置
出願人オムロン株式会社
代理人弁理士法人秀和特許事務所
主分類H02M 7/48 20070101AFI20230531BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】ノイズを低減しつつ、部品点数又はコストを削減するとともに小型化が可能な電力変換装置を提供する。
【解決手段】入力された直流電力を変換して出力する電力変換装置であって、スイッチング素子のスイッチングにより前記入力電力を変換するスイッチング部と、前記直流電力を前記スイッチング部に入力する入力電路と、変換された電力を前記スイッチング部から出力する複数の出力線を含む出力電路と、前記入力電路と前記出力電路を接続するバイパス回路と、を備え、前記バイパス回路は、前記複数の出力線に含まれる第1出力線に一端が接続された第1バイパスコンデンサと、前記複数の出力線に含まれる第2出力線に一端が接続された第2バイパスコンデンサと、前記第1バイパスコンデンサの他端及び前記第2バイパスコンデンサの他端と、前記入力電路とを接続するバイパス電路と、を有する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
入力された直流電力を変換して出力する電力変換装置であって、
スイッチング素子のスイッチングにより前記直流電力を変換するスイッチング部と、
前記直流電力を前記スイッチング部に入力する入力電路と、
変換された電力を前記スイッチング部から出力する複数の出力線を含む出力電路と、
前記入力電路と前記出力電路を接続するバイパス回路と、
を備え、
前記バイパス回路は、
前記複数の出力線に含まれる第１出力線に一端が接続された第１バイパスコンデンサと、
前記複数の出力線に含まれる第２出力線に一端が接続された第２バイパスコンデンサと、
前記第１バイパスコンデンサの他端及び前記第２バイパスコンデンサの他端と、前記入力電路とを接続するバイパス電路と、
を有することを特徴とする電力変換装置。
続きを表示（約 1,400 文字）【請求項２】
前記入力電路に設けられたノイズを低減する入力ノイズフィルタ回路と、
前記出力電路に設けられたノイズを低減する出力ノイズフィルタ回路と、
を備え、
前記バイパス回路は、前記入力ノイズフィルタ回路と前記スイッチング部の間と、前記スイッチング部と前記出力ノイズフィルタ回路の間とを接続することを特徴とする請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項３】
前記スイッチング部は、前記直流電力を単相３線式の交流電力に変換するインバータ部を含み、
前記入力電路は、第１相入力端子に接続される第１相入力線と、第２相入力端子に接続される第２相入力線を含み、
前記出力電路は、第１相出力端子に接続される第１出力線としての第１相出力線と、第２相出力端子に接続される第２出力線としての第２相出力線と、中性出力端子に接続される中性出力線を含み、
前記第１相出力線と前記中性出力線との間に接続された第１コンデンサと、
前記第２相出力線と前記中性出力線との間に接続された第２コンデンサと、
を備え、
前記バイパス回路は、
前記中性出力線に一端が接続された第３バイパスコンデンサを有し、
前記バイパス電路は、前記第１バイパスコンデンサの他端、前記第２バイパスコンデンサの他端、前記第３バイパスコンデンサの他端と、前記第１相入力線及び前記第２相入力線のいずれかと、を接続することを特徴とする請求項１又は２に記載の電力変換装置。
【請求項４】
前記バイパス回路は、
前記第１相出力線と前記バイパス電路との間に、前記第１バイパスコンデンサと並列に接続される、前記第１バイパスコンデンサより静電容量が小さい第１副バイパスコンデンサと、
前記第２相出力線と前記バイパス電路との間に、前記第２バイパスコンデンサと並列に接続される、前記第２バイパスコンデンサより静電容量が小さい第２副バイパスコンデンサと、
前記中性出力線と前記バイパス電路との間に、前記第３バイパスコンデンサと並列に接続される、前記第３バイパスコンデンサより静電容量が小さい第３副バイパスコンデンサと、
を備えたことを特徴とする請求項３に記載の電力変換装置。
【請求項５】
前記スイッチング部は、前記直流電力の電圧を変換して出力するＤＣ／ＤＣコンバータ部を含み、
前記入力電路は、第１相入力端子に接続される第１相入力線と、第２相入力端子に接続される第２相入力線を含み、
前記出力電路は、第１相出力端子に接続される第１出力線としての第１相出力線と、第２相出力端子に接続される第２出力線としての第２相出力線を含み、
前記第１相出力線と前記第２相出力線との間に接続されたコンデンサと、
を備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載の電力変換装置。
【請求項６】
前記バイパス回路は、
前記第１出力線と前記バイパス電路との間に、前記第１バイパスコンデンサと並列に接続される、前記第１バイパスコンデンサより静電容量が小さい第１副バイパスコンデンサと、
前記第２出力線と前記バイパス電路との間に、前記第２バイパスコンデンサと並列に接続される、前記第２バイパスコンデンサより静電容量が小さい第２副バイパスコンデンサと、
を備えたことを特徴とする請求項５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、電力変換装置に関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、半導体素子から構成されるスイッチング素子を有するスイッチング回路を含み、これらのスイッチング素子のスイッチングによって電力を変換する電力変換装置が用いられている。このようなスイッチング回路を含む電力変換装置では、スイッチング素子のスイッチングによってノイズが発生するので、発生したノイズの外部への流出を抑制する技術が提案されている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、このような電力変換装置の一種である三相インバータにおいて、スイッチング回路であるインバータ回路を含む主回路のコモンモードノイズを抑制するバイパス回路が提案されている。このバイパス回路は、インバータ回路の出力側の各相の出力線にそれぞれに接続されたコンデンサを通じてインバータ回路の入力側のＮ相にコモンモードノイズを戻すように構成されている。
【０００４】
このように、コンデンサを用いて、主回路とは別に設けられたノイズバイパス回路を構成すると、主回路のＡＣコンデンサに加えてノイズバイパス用のコンデンサが必要となるため、部品点数が増え、装置も大型化するという課題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特許第６６９０３１７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、ノイズを低減しつつ、部品点数又はコストを削減するとともに小型化が可能な電力変換装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するための本発明は、
入力された直流電力を変換して出力する電力変換装置であって、
スイッチング素子のスイッチングにより前記直流電力を変換するスイッチング部と、
前記直流電力を前記スイッチング部に入力する入力電路と、
変換された電力を前記スイッチング部から出力する複数の出力線を含む出力電路と、
前記入力電路と前記出力電路を接続するバイパス回路と、
を備え、
前記バイパス回路は、
前記複数の出力線に含まれる第１出力線に一端が接続された第１バイパスコンデンサと、
前記複数の出力線に含まれる第２出力線に一端が接続された第２バイパスコンデンサと、
前記第１バイパスコンデンサの他端及び前記第２バイパスコンデンサの他端と、前記入力電路とを接続するバイパス電路と、
を有することを特徴とする。
【０００８】
これによれば、バイパス回路に設けられた第１バイパスコンデンサ及び第２バイパスコンデンサが、等価的に、第１出力線と第２出力線との間に接続される直列接続された２つのコンデンサとしても機能するので、スイッチング部から出力される電力のリップルの抑制や制御安定性の機能を担うことができる。従って、このような機能を目的として第１出力線と第２出力線との間に接続されるコンデンサを省略することによって部品点数を削減し電力変換装置を小型化することができ、又は、当該コンデンサを静電量がより小さいものに変更することによってコストを低減し電力変換装置を小型化することができる。
【０００９】
また、本発明において、
前記入力電路に設けられたノイズを低減する入力ノイズフィルタ回路と、
前記出力電路に設けられたノイズを低減する出力ノイズフィルタ回路と、
を備え、
前記バイパス回路は、前記入力ノイズフィルタ回路と前記スイッチング部の間と、前記スイッチング部と前記出力ノイズフィルタ回路の間とを接続するようにしてもよい。
【００１０】
これによれば、バイパス回路に含まれる第１バイパスコンデンサ及び第２バイパスコンデンサを高容量化することにより、バイパス回路を低インピーダンス化し、低周波ノイズの低減効果を改善することができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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