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公開番号2024048654
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-04-09
出願番号2022154682
出願日2022-09-28
発明の名称電力変換装置
出願人三菱電機株式会社
代理人弁理士法人ぱるも特許事務所
主分類H02M 7/48 20070101AFI20240402BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】ノイズを効果的に抑制するとともに、電力変換装置の小型化及び低コスト化を図る。
【解決手段】多層配線基板1001に設けられるとともに、第1の電源101の正極側に接続された第1ベタパターン201と、多層配線基板1001に設けられるとともに、第1の電源101の負極側に接続された第2ベタパターン202と、多層配線基板1001に設けられるとともに、第1の電源101とは絶縁された第2の電源102の負極側に接続された第3ベタパターン800を備え、第1ベタパターン201と第3ベタパターン800の少なくとも一部が多層配線基板1001の第1方向において重なるように配置されるとともに、第2ベタパターン202と第3ベタパターン800の少なくとも一部が多層配線基板1001の第1方向において重なるように配置される。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
第１の電源の電力を複数のスイッチング素子により変換するとともに多層配線基板を備えた電力変換装置であって、
前記多層配線基板に設けられるとともに、前記第１の電源の正極側に接続された第１ベタパターンと、
前記多層配線基板に設けられるとともに、前記第１の電源の負極側に接続された第２ベタパターンと、
前記多層配線基板に設けられるとともに、前記第１の電源とは絶縁された第２の電源の負極側に接続された第３ベタパターンを備え、
前記第１ベタパターンと前記第３ベタパターンの少なくとも一部が前記多層配線基板の第１方向において重なるように配置されるとともに、
前記第２ベタパターンと前記第３ベタパターンの少なくとも一部が前記多層配線基板の第１方向において重なるように配置される電力変換装置。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記多層配線基板には発熱部品を実装するとともに、
前記発熱部品のうちの少なくとも一部の発熱部品の第１方向下側に位置する配線層において、前記第１ベタパターンと前記第３ベタパターンの少なくとも一部が前記多層配線基板の第１方向において重なるように配置されるとともに、
前記第２ベタパターンと前記第３ベタパターンの少なくとも一部が前記多層配線基板の第１方向において重なるように配置される請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項３】
前記多層配線基板を構成する物質の誘電率は、温度上昇に対して正の勾配を有する請求項１又は請求項２に記載の電力変換装置。
【請求項４】
前記第１ベタパターンと前記第２ベタパターンを前記多層配線基板において異なる層に配置するとともに、前記第１ベタパターンと前記第２ベタパターンの間に前記第３ベタパターンを配置する請求項１又は請求項２に記載の電力変換装置。
【請求項５】
前記第１ベタパターンと前記第３ベタパターンの少なくとも一部が前記多層配線基板の第１方向において重なるように配置されることによりＹコンデンサを形成するとともに、
前記第２ベタパターンと前記第３ベタパターンの少なくとも一部が前記多層配線基板の第１方向において重なるように配置されることによりＹコンデンサを形成する請求項１又は請求項２に記載の電力変換装置。
【請求項６】
前記多層配線基板の第１方向における最上層部及び最下層部にそれぞれ前記第３ベタパターンを配置するとともに、最上層部に配置された前記第３ベタパターンと最下層部に配置された前記第３ベタパターンの間に前記第１ベタパターン及び前記第２ベタパターンを異なる層に配置した請求項１又は請求項２に記載の電力変換装置。
【請求項７】
前記第１ベタパターン及び前記第２ベタパターンの少なくとも一部が前記多層配線基板の第１方向において重なるように配置されることによりＸコンデンサを形成する請求項６に記載の電力変換装置。
【請求項８】
前記第３ベタパターンは前記電力変換装置の筐体に接地される請求項１又は請求項２に記載の電力変換装置。
【請求項９】
前記第１の電源の正負極間に平滑コンデンサを設け、前記発熱部品は前記平滑コンデンサと並列に接続された放電抵抗である請求項２に記載の電力変換装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本願は、電力変換装置に関するものである。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
電力変換装置から発生するノイズを低減するために、ノーマルモード（ディファレンシャルモード）ノイズに対する対策としてアクロス・ザ・ラインコンデンサ（以下Ｘコンデンサと記載）を実装し、更にはコモンモードノイズに対する対策としてラインコンデンサ（以下Ｙコンデンサと記載）を実装することが一般的に行われている。
【０００３】
従来技術として、Ｐ導体と、モジュールを搭載するアース導体の延設部との間に絶縁体を挟んで形成されるＹコンデンサと、アース導体の延設部を基準にＰ導体の反対側に配置され、Ｎ導体とアース導体の延設部との間に絶縁体を挟んで形成されるＹコンデンサとをフィルタ回路要素として構成したものが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１３－２１９９１９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の電力変換装置は、Ｙコンデンサを形成するために、正負両極のバスバーを延長し、更に絶縁体を必要としているため、電力変換装置が大型化するとともに、コストが増大するという問題がある。
また、Ｙコンデンサとして、積層セラミックコンデンサを多層配線基板に実装することも考えられるが、部品点数が増加してしまい、電力変換装置が大型化するとともに、コストが増加するという問題がある。
【０００６】
本願は上記のような課題を解決するための技術を開示するものであり、ノイズを効果的に抑制するとともに、電力変換装置を小型化し、更にはコストを抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本願に開示される電力変換装置は、第１の電源の電力を複数のスイッチング素子により変換するとともに多層配線基板を備えたものであって、
前記多層配線基板に設けられるとともに、前記第１の電源の正極側に接続された第１ベタパターンと、
前記多層配線基板に設けられるとともに、前記第１の電源の負極側に接続された第２ベタパターンと、
前記多層配線基板に設けられるとともに、前記第１の電源とは絶縁された第２の電源の負極側に接続された第３ベタパターンを備え、
前記第１ベタパターンと前記第３ベタパターンの少なくとも一部が前記多層配線基板の第１方向において重なるように配置されるとともに、
前記第２ベタパターンと前記第３ベタパターンの少なくとも一部が前記多層配線基板の第１方向において重なるように配置されるものである。
【発明の効果】
【０００８】
本願に開示される電力変換装置によれば、ノイズを効果的に抑制するとともに、装置を小型化し、更にはコストを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
実施の形態１に係る電力変換装置の構成を示す回路図である。
実施の形態１に係る電力変換装置における多層配線基板部を示す側面断面図である。
実施の形態１に係る電力変換装置における多層配線基板部を示す平面図である。
実施の形態２に係る電力変換装置における多層配線基板部を示す側面断面図である。
実施の形態２に係る電力変換装置における多層配線基板部を示す平面図である。
実施の形態３に係る電力変換装置における多層配線基板部を示す側面断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
実施の形態１．
本実施の形態は、電力変換装置に関するものであり、例えば電動化車両に搭載される電力変換装置におけるノイズを低減するためのフィルタに関するものである。
図１は、実施の形態１に係る電力変換装置の構成を示す回路図である。図１に示すように、直流電源１０１から三相交流モータ５００までの構成要素と、前記構成要素の一部を備えた多層配線基板１００１により電力変換装置１０００が構成されている。直流電源（第１の電源）１０１は正極側配線２０１と負極側配線２０２により平滑コンデンサ３００に接続されている。そして平滑コンデンサ３００の後段には、スイッチング素子４０１ａ、４０１ｂが直列接続されたＵ相アーム４０１、スイッチング素子４０２ａ、４０２ｂが直列接続されたＶ相アーム４０２、スイッチング素子４０３ａ、４０３ｂが直列接続されたＷ相アーム４０３からなる三相インバータ回路が接続され、三相インバータ回路の後段に三相交流モータ５００が接続される。そして、Ｕ相アーム４０１～Ｗ相アーム４０３のスイッチング素子４０１ａ～４０３ｂを所定の順番でオン、オフ制御して、三相の交流電流を生成し、三相交流モータ５００を駆動している。
（【００１１】以降は省略されています）

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