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公開番号2024073676
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-05-30
出願番号2022184499
出願日2022-11-18
発明の名称電力変換装置
出願人三菱電機株式会社
代理人弁理士法人山王内外特許事務所
主分類H02M 3/28 20060101AFI20240523BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】小型化可能な電力変換装置を提供する。
【解決手段】電力変換装置は、電力変換回路と第1、第2出力コンデンサ154、155、曲げ構造を有する正極側導電体170及び負極側導電体を備える平滑回路部と、正極側出力端子と、負極側出力端子と、第1、第2基板接続部を有する基板500と、を備える。正極側導電体の一端は電力変換回路の正極側出力と、他端は正極側出力端子と接続され、負極側導電体の一端は電力変換回路の負極側出力と、他端は負極側出力端子と接続され、出力コンデンサは基板500上に実装され、各出力コンデンサの一端は第1基板接続部50で正極側導電体と、他端は第2基板接続部60で負極側導電体と接続され、第1、第2基板接続部の最短距離は、第1コンデンサの端子間長さより短く、第2コンデンサの端子間長さより長い。第2コンデンサは、第1、第2基板接続部の間に実装されている。
【選択図】図4A
特許請求の範囲【請求項１】
複数の半導体素子を含む電力変換回路と、
複数の出力コンデンサ、少なくとも１つの曲げ構造を有する正極側導電体、および負極側導電体を備える平滑回路部と、
正極側出力端子と、
負極側出力端子と、
第１基板接続部および少なくとも１つの第２基板接続部を有する基板と、
を備える電力変換装置であって、
前記正極側導電体の一端は前記電力変換回路の正極側出力と接続され、前記正極側導電体の他端は前記正極側出力端子と接続され、
前記負極側導電体の一端は前記電力変換回路の負極側出力と接続され、前記負極側導電体の他端は前記負極側出力端子と接続され、
前記複数の出力コンデンサは前記基板上に実装され、各出力コンデンサの一端は第１基板接続部において前記正極側導電体と接続され、各出力コンデンサの他端は少なくとも１つの第２基板接続部において前記負極側導電体と接続され、
前記複数の出力コンデンサは、１つ以上の第１コンデンサと、前記第１コンデンサよりサイズが小さい１つ以上の第２コンデンサとを含み、
前記第１基板接続部と前記第２基板接続部の前記基板上の最短距離は、前記第１コンデンサの端子間長さより短く、前記第２コンデンサの端子間長さより長く、
前記第２コンデンサは、前記第１基板接続部および前記第２基板接続部の間に実装されている、
電力変換装置。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記第２コンデンサの共振周波数は前記第１コンデンサの共振周波数よりも高い、請求項１に記載された電力変換装置。
【請求項３】
前記第１コンデンサおよび前記第２コンデンサは共にセラミックコンデンサである、請求項２に記載された電力変換装置。
【請求項４】
前記１つ以上の第１コンデンサは、直列接続された２つ以上のコンデンサを備え、
前記１つ以上の第２コンデンサは、直列接続された２つ以上のコンデンサを備える、
請求項３に記載された電力変換装置。
【請求項５】
前記第１コンデンサのサイズは、３．２ｍｍ×１．６ｍｍ以上３．２ｍｍ×２．５ｍｍ以下であり、
前記第２コンデンサのサイズは、１．０ｍｍ×０．５ｍｍ以上１．６ｍｍ×０．８ｍｍ以下である、
請求項３に記載された電力変換装置。
【請求項６】
両端に前記基板との接続箇所を有する接続部材を更に備え、
前記接続部材がねじにより前記正極側導電体に固定されることにより、前記第１基板接続部が前記接続部材を介して前記正極側導電体と接続され、または
前記接続部材がねじにより前記負極側導電体に固定されることにより、前記第２基板接続部が前記接続部材を介して前記負極側導電体と接続されている、
請求項３に記載された電力変換装置。
【請求項７】
前記第１コンデンサは、前記第１基板接続部および前記第２基板接続部の直近に実装されている、請求項１から６のいずれか１項に記載された電力変換装置。
【請求項８】
前記第１コンデンサと前記第２コンデンサは、前記基板に対して同じ向きに実装されている、請求項１から６のいずれか１項に記載された電力変換装置。
【請求項９】
前記少なくとも１つの第２基板接続部は２つ以上の第２基板接続部を含み、前記第１コンデンサおよび前記第２コンデンサは前記第１基板接続部と前記２つ以上の第２基板接続部との間に実装されている、請求項１から６のいずれか１項に記載された電力変換装置。
【請求項１０】
前記第１基板接続部および前記第２基板接続部は前記基板の端部に位置する、請求項１から６のいずれか１項に記載された電力変換装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、電力変換装置に関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
電動化車両または航空機等の移動体の乗員空間を確保するため、移動体に搭載される電力変換装置には小型化が求められる。電動化車両等の移動体には、複数の電力変換装置が搭載されている。例えば、そのような移動体には、数１００Ｖの高電圧バッテリを入力とし、１４Ｖ系の負荷または補機バッテリに電力を変換して供給するための装置である降圧コンバータが搭載されている。降圧コンバータは、電力変換を行うために、複数の半導体スイッチング素子を有しており、そのスイッチング素子のスイッチングによって、降圧コンバータの出力には、リップルまたはスイッチングノイズが重畳する。降圧コンバータの出力にリップルまたはスイッチングノイズが重畳されると、電力が供給される補器電装品または周辺機器の故障の原因となることがある。
【０００３】
このリップルおよびスイッチングノイズを低減するために、降圧コンバータには、平滑リアクトルと平滑コンデンサで構成される平滑回路部と、フェライトコアとコンデンサを組み合わせた出力フィルタ部とが接続されることが一般的である。平滑回路部では、リップルを抑制することができる。出力フィルタ部では、リップルおよびスイッチングノイズを共に抑制することができる。
【０００４】
このような機能を備えた電力変換装置のための電力変換装置用フィルタモジュールを開示する文献として、特許文献１に記載された電力変換装置用フィルタモジュールがある。特許文献１の電力変換装置用フィルタモジュールは、平滑回路部およびフィルタ回路部を備える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
国際公開第２０１８／１９３５８９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載された電力変換装置用フィルタモジュールの回路構成は、平滑回路部およびフィルタ回路部を備えるので、電力変換装置が大型化するという問題がある。
【０００７】
本開示は、このような問題を解決するためになされたものであり、従来技術よりも小型化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】
【０００８】
本開示の実施形態による電力変換装置の一側面は、複数の半導体素子を含む電力変換回路と、複数の出力コンデンサ、少なくとも１つの曲げ構造を有する正極側導電体、および負極側導電体を備える平滑回路部と、正極側出力端子と、負極側出力端子と、第１基板接続部および少なくとも１つの第２基板接続部を有する基板と、を備える電力変換装置であって、正極側導電体の一端は電力変換回路の正極側出力と接続され、正極側導電体の他端は正極側出力端子と接続され、負極側導電体の一端は電力変換回路の負極側出力と接続され、負極側導電体の他端は負極側出力端子と接続され、複数の出力コンデンサは基板上に実装され、各出力コンデンサの一端は第１基板接続部において正極側導電体と接続され、各出力コンデンサの他端は少なくとも１つの第２基板接続部において負極側導電体と接続され、複数の出力コンデンサは、１つ以上の第１コンデンサと、第１コンデンサよりサイズが小さい１つ以上の第２コンデンサとを含み、第１基板接続部と第２基板接続部の基板上の最短距離は、第１コンデンサの端子間長さより短く、第２コンデンサの端子間長さより長く、第２コンデンサは、第１基板接続部および第２基板接続部の間に実装されている。
【発明の効果】
【０００９】
本開示の実施形態による電力変換装置によれば、従来の電力変換装置よりも小型化可能な電力変換装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
比較例の電力変換装置による回路構成図である。
比較例の平滑回路部の基板の上面における部品配置図である。
比較例の平滑回路部の断面における部品配置図である。
実施の形態１による回路構成図である。
実施の形態１による平滑回路部の基板の上面における部品配置図の一例である。
実施の形態１による平滑回路部の断面における部品配置図の一例である。
実施の形態１によるコンデンサのインピーダンスの周波数特性である。
実施の形態１による平滑回路部の基板の上面における部品配置図の一例である。
実施の形態１による平滑回路部の基板の上面における部品配置図の一例である。
実施の形態１によるラグ端子の斜視図である。
実施の形態２による回路構成図である。
実施の形態３による回路構成図である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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