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公開番号2024078118
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-06-10
出願番号2022190494
出願日2022-11-29
発明の名称電力変換装置
出願人株式会社村田製作所
代理人個人
主分類H02M 3/155 20060101AFI20240603BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】各スイッチング素子のスイッチングに起因してノイズが発生する。
【解決手段】電力変換装置10は、金属筐体20と、複数の電力変換回路30と、各電力変換回路を制御する制御部と、を備え、各電力変換回路30は、高電位入力端子及び低電位入力端子と、出力端子23と、入力コンデンサと、インダクタと、スイッチング素子と、第1コモンモードチョークコイルと、を備えている。第1コモンモードチョークコイルは、磁性コアを備えている。2以上の電力変換回路30の各第1コモンモードチョークコイルは、同一の磁性コアを共有している。制御部は、各電力変換回路30の各スイッチング素子のオンオフのタイミングがずれるように、各スイッチング素子をオンオフ制御する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項1】
金属筐体と、
前記金属筐体に内蔵される複数の電力変換回路と、
前記各電力変換回路を制御する制御部と、
を備え、
前記各電力変換回路は、
高電位入力端子及び低電位入力端子と、
出力端子と、
第1端子及び第2端子を有し、前記第1端子が前記高電位入力端子に接続しており、前記第2端子が前記低電位入力端子に接続している入力コンデンサと、
第3端子及び第4端子を有し、前記第3端子が前記高電位入力端子に接続しているインダクタと、
第5端子、第6端子及び第7端子を有し、前記第5端子が前記インダクタの前記第4端子に接続しており、前記第6端子が前記入力コンデンサの前記第2端子に接続しており、前記第7端子に前記制御部からの信号が入力されるスイッチング素子と、
第8端子、第9端子、第10端子、及び第11端子を有し、前記第8端子が前記高電位入力端子に接続し、前記第9端子が前記入力コンデンサの前記第1端子に接続し、前記第9端子が前記低電位入力端子に接続し、前記第11端子が前記入力コンデンサの前記第2端子に接続する第1コモンモードチョークコイルと、
を備え、
前記第1コモンモードチョークコイルは、磁性コアを備え、
2以上の前記電力変換回路の前記各第1コモンモードチョークコイルは、同一の前記磁性コアを共有しており、
前記制御部は、前記各電力変換回路の前記各スイッチング素子のオンオフのタイミングがずれるように、前記各スイッチング素子をオンオフ制御する
電力変換装置。
続きを表示(約 1,100 文字)【請求項2】
前記各電力変換回路の前記高電位入力端子及び前記低電位入力端子は、前記金属筐体に取り付けられている
請求項1に記載の電力変換装置。
【請求項3】
複数の前記電力変換回路の数をN(ただしNは2以上の整数)としたとき、
前記制御部は、前記各電力変換回路の前記各スイッチング素子のオンオフのタイミングを、(1/N)周期ずらして、前記各スイッチング素子をオンオフ制御する
請求項1に記載の電力変換装置。
【請求項4】
前記各第1コモンモードチョークコイルは、
前記高電位入力端子に接続している第1配線と、
前記低電位入力端子に接続している第2配線と、
を備え、
前記磁性コアは、筒状であり、且つ当該磁性コアを共有する前記第1コモンモードチョークコイルのすべての前記第1配線及び前記第2配線を取り囲んでいる
請求項1に記載の電力変換装置。
【請求項5】
前記各電力変換回路は、
第12端子、第13端子、第14端子、第15端子、を有する第2コモンモードチョークコイルをさらに備え、
前記第12端子は、前記第1コモンモードチョークコイルの前記第9端子に接続し、
前記第13端子は、前記入力コンデンサの前記第1端子に接続し、
前記第14端子は、前記第1コモンモードチョークコイルの前記第11端子に接続し、
前記第15端子は、前記入力コンデンサの前記第2端子に接続しており、
前記第1コモンモードチョークコイルのインダクタンスは、前記第2コモンモードチョークコイルのインダクタンスよりも小さい
請求項1~請求項4のいずれか一項に記載の電力変換装置。
【請求項6】
前記第2コモンモードチョークコイルが実装された基板をさらに備え、
前記各第1コモンモードチョークコイルは、
前記高電位入力端子に接続している第1配線と、
前記低電位入力端子に接続している第2配線と、
を備え、
前記各第1コモンモードチョークコイルが共有する前記磁性コアの、当該磁性コアの中心軸に沿う方向の寸法は、前記第1配線又は前記第2配線の配線長の1/10以上である
請求項5に記載の電力変換装置。
【請求項7】
前記金属筐体は、グランド端子を有し、
前記各電力変換回路は、
第16端子及び第17端子を有するコンデンサをさらに備え、
前記第16端子は、前記第2コモンモードチョークコイルの前記第12端子に接続しており、
前記第17端子は、前記グランド端子に接続している
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 1,800 文字)【背景技術】
【0002】
特許文献1は、電力変換装置を開示している。この電力変換装置は、バッテリと、2つの出力回路と、を備えている。バッテリからの電力は、トランスを介して各出力回路に供給される。各出力回路は、コモンモードチョークコイルを備えている。このコモンモードチョークコイルは、コアと、コアに巻回された配線とを有する。2つの出力回路のコモンモードチョークコイルは、同一のコアを共有している。これにより、出力回路ごとのコモンモードチョークコイルのインピーダンス特性が均一化する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
実開昭61-111220号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
特許文献1に記載されているような電力変換装置の出力回路は、多くの場合、金属筐体の内部に搭載される。この場合、出力回路の各配線と金属筐体との間に寄生容量が発生し得る。そして、電力変換装置のスイッチング素子がスイッチングされると、電力変換装置全体としてノイズが無視できないものとなる。
【課題を解決するための手段】
【0005】
上記課題を解決するため、本発明は、金属筐体と、前記金属筐体に内蔵される複数の電力変換回路と、前記各電力変換回路を制御する制御部と、を備え、前記各電力変換回路は、高電位入力端子及び低電位入力端子と、出力端子と、第1端子及び第2端子を有し、前記第1端子が前記高電位入力端子に接続しており、前記第2端子が前記低電位入力端子に接続している入力コンデンサと、第3端子及び第4端子を有し、前記第3端子が前記高電位入力端子に接続しているインダクタと、第5端子、第6端子及び第7端子を有し、前記第5端子が前記インダクタの前記第4端子に接続しており、前記第6端子が前記入力コンデンサの前記第2端子に接続しており、前記第7端子に前記制御部からの信号が入力されるスイッチング素子と、第8端子、第9端子、第10端子、及び第11端子を有し、前記第8端子が前記高電位入力端子に接続し、前記第9端子が前記入力コンデンサの前記第1端子に接続し、前記第9端子が前記低電位入力端子に接続し、前記第11端子が前記入力コンデンサの前記第2端子に接続する第1コモンモードチョークコイルと、を備え、前記第1コモンモードチョークコイルは、磁性コアを備え、2以上の前記電力変換回路の前記各第1コモンモードチョークコイルは、同一の前記磁性コアを共有しており、前記制御部は、前記各電力変換回路の前記各スイッチング素子のオンオフのタイミングがずれるように、前記各スイッチング素子をオンオフ制御する電力変換装置である。
【0006】
上記構成によれば、複数の電力変換回路の各コモンモードチョークコイルは、高電位入力端子及び低電位入力端子に接続している。これにより、各入力端子近傍の配線と金属筐体との間で形成される寄生容量を小さくできる。そのため、この寄生容量を通じて流れる電流に起因するノイズを効率的に抑制できる。
【0007】
一方、各スイッチング素子の、オンとオフのタイミングがずれている。そのため、各電力変換回路のスイッチング素子のオンとオフのタイミングが一致しない。したがって、各スイッチング素子のオンオフ制御のスイッチング動作に起因する電流のピークが重畳しないため、大きなノイズを抑制できる。
【発明の効果】
【0008】
各スイッチング素子のスイッチングに起因して発生するノイズを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
電力変換装置の回路図である。
第1コモンモードチョークコイルの図である。
変更例における電力変換装置の回路図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
<電力変換装置の一実施形態>
以下、電力変換装置の一実施形態を、図面を参照して説明する。なお、図面は、理解を容易にするために構成要素を拡大して示している場合がある。構成要素の寸法比率は実際のものと、又は別の図面中のものと異なる場合がある。
(【0011】以降は省略されています)

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