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公開番号2025025917
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-02-21
出願番号2023131159
出願日2023-08-10
発明の名称スイッチング電源装置、それを備えた車載用電動コンプレッサ及びスイッチング電源装置の製造方法
出願人サンデン株式会社
代理人個人
主分類H02M 3/28 20060101AFI20250214BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】コモンモードノイズをより効果的、且つ、簡易的に低減することができるスイッチング電源装置を提供する。
【解決手段】スイッチング電源装置9は、一次巻線13と二次巻線14を有して低電圧側と高電圧側を絶縁するスイッチングトランス15が基板10に設けられる。スイッチングトランス15は、中央の巻軸部61を有するボビン43と、中脚部67を有するコア46と、コア46に導通されたアース端子74を有する。基板10に形成されたLVGND用接続部71、HVGND用接続部72、及び、アース用接続部73を備える。アース端子74が、LVGND用接続部71、HVGND用接続部72、及び、アース用接続部の73に選択的に接続可能とされている。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
一次巻線と二次巻線を有して低電圧側と高電圧側とを絶縁するスイッチングトランスが基板に設けられたスイッチング電源装置において、
前記スイッチングトランスは、
前記一次巻線及び前記二次巻線が巻装される中央の巻軸部を有するボビンと、
該巻軸部の貫通孔に挿入される中脚部を有するコアと、
該コアに導通されたアース端子を有すると共に、
前記基板に形成され、前記低電圧側のＬＶＧＮＤ、前記高電圧側のＨＶＧＮＤ、及び、前記ＬＶＧＮＤと前記ＨＶＧＮＤがＹコンデンサを介してそれぞれ接続されるアースにそれぞれ導通されたＬＶＧＮＤ用接続部、ＨＶＧＮＤ用接続部、及び、アース用接続部を備え、
前記コアのアース端子が、前記ＬＶＧＮＤ接続部、前記ＨＶＧＮＤ接続部、及び、前記アース用接続部のうちの何れかに選択的に接続可能とされていることを特徴とするスイッチング電源装置。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
前記ボビンに巻装された前記一次巻線及び前記二次巻線のうち、前記低電圧側となる巻線が最内層に位置しており、前記アース端子が前記ＬＶＧＮＤ接続部に接続されていることを特徴とする請求項１に記載のスイッチング電源装置。
【請求項３】
前記ボビンに巻装された前記一次巻線及び前記二次巻線のうち、前記高電圧側となる巻線が最内層に位置しており、前記アース端子が前記ＨＶＧＮＤ接続部に接続されていることを特徴とする請求項１に記載のスイッチング電源装置。
【請求項４】
前記コアは、前記ボビンの外側を覆う外脚部を有し、
前記一次巻線及び前記二次巻線は、それぞれ第一及び第二の巻線部を有し、
前記ボビンに巻装された前記一次巻線及び前記二次巻線のうち、前記低電圧側となる巻線の前記第一及び第二の巻線部の一方が最内層に位置し、他方が最外層に位置しており、前記アース端子が前記ＬＶＧＮＤ接続部に接続されていることを特徴とする請求項１に記載のスイッチング電源装置。
【請求項５】
前記コアは、前記ボビンの外側を覆う外脚部を有し、
前記一次巻線及び前記二次巻線は、それぞれ第一及び第二の巻線部を有し、
前記ボビンに巻装された前記一次巻線及び前記二次巻線のうち、前記高電圧側となる巻線の前記第一及び第二の巻線部の一方が最内層に位置し、他方が最外層に位置しており、前記アース端子が前記ＨＶＧＮＤ接続部に接続されていることを特徴とする請求項１に記載のスイッチング電源装置。
【請求項６】
前記低電圧側は車両に搭載された低電圧電源に接続され、前記高電圧側は前記車両に搭載された高電圧電源に接続されると共に、
前記低電圧電源をスイッチングする請求項１乃至請求項５のうちの何れかに記載のスイッチング電源装置と、前記高電圧側に位置する制御回路と、前記高電圧電源から電源が供給され、前記制御回路により制御されるインバータ回路と、該インバータ回路により駆動されるモータを備えたことを特徴とする車載用電動コンプレッサ。
【請求項７】
一次巻線と二次巻線を有して低電圧側と高電圧側とを絶縁するスイッチングトランスが基板に設けられたスイッチング電源装置において、
前記スイッチングトランスは、
前記一次巻線及び前記二次巻線が巻装される中央の巻軸部を有するボビンと、
該巻軸部の貫通孔に挿入される中脚部を有するコアを有すると共に、
前記ボビンに巻装された前記一次巻線及び前記二次巻線の巻線仕様、又は、ノイズ低減が必要な周波数帯域に応じて、前記コアを、前記低電圧側のＬＶＧＮＤ、前記高電圧側のＨＶＧＮＤ、及び、前記ＬＶＧＮＤと前記ＨＶＧＮＤがＹコンデンサを介してそれぞれ接続されるアースのうちの何れかに導通させることを特徴とするスイッチング電源装置の製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、スイッチングトランスにより高電圧側と低電圧側とを絶縁するスイッチング電源装置、それを備えた車載用電動コンプレッサ、及び、スイッチング電源装置の製造方法に関するものである。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
近年の地球環境問題の顕在化から、ハイブリッド自動車や電気自動車が開発されて来ているが、これら自動車の車室内を空調するための空気調和装置では、エンジン駆動のコンプレッサに代わってモータを備えた電動コンプレッサが使用される。その場合、車両には例えば直流３００Ｖ（ＤＣ３００Ｖ）程の高電圧バッテリから成る高電圧電源と、直流１２Ｖ（ＤＣ１２Ｖ）の通常のバッテリから成る低電圧電源が搭載され、電動コンプレッサのモータには高電圧電源の直流電圧をインバータ回路で交流とした電圧が供給される。
【０００３】
一方、インバータ回路を制御する制御回路には、低電圧電源の直流電圧をスイッチング電源装置により所定の電圧（例えばＤＣ１５Ｖ等）に変換して給電する。そのため、このスイッチング電源装置には絶縁トランスから成るスイッチングトランスが設けられ、このスイッチングトランスの一次側、即ち低電圧側と、二次側、即ち高電圧側とを絶縁している。
【０００４】
また、ノイズ低減対策に関しては、スイッチングトランスの一次側（低電圧側）と二次側（高電圧側）を、それぞれＹコンデンサ（ラインバイパスコンデンサ）を介して電動コンプレッサのシャーシ（シャーシＧＮＤ：アース）に接地し、更に低電圧電源とスイッチング電源装置間にＥＭＩフィルタ回路を設けていた。
【０００５】
ここで、スイッチング電源装置に起因するＥＭＩノイズ対策については、スイッチングトランスで絶縁される一次側グランドと二次側グランドとを還流コンデンサで接続する構成が採られたものもあった。係る構成によれば、スイッチングトランスの巻線間の寄生容量（結合容量）を介して一次巻線と二次巻線間を相互に伝達するノイズを還流させ、接地（電動コンプレッサのシャーシ）側に流れるコモンモードノイズ電流を抑制して、雑音電圧を低減することが期待できる（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
また、スイッチングトランスの構造は、一次巻線と二次巻線の結合度を良くするために、二次巻線を一次巻線で挟むサンドイッチ巻き構造を採ることが多々ある。しかしながら係る構造により磁気結合を良くするということは、一次巻線と二次巻線の対向面積を増やすということと同義であり、結果として一次巻線と二次巻線間に発生する寄生容量が大きくなり、コモンモードノイズを増加させていた。
【０００７】
そこで、スイッチングトランスの一次巻線と二次巻線を分離して、一次巻線と二次巻線間の対向面積を低減させることにより、一次巻線と二次巻線の磁気結合を下げ、各巻線間の寄生容量を低減させるものもあった。係る構成によれば、コモンモードに変換されるノイズ量を低減できる効果があった（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
特許第７００９３２５号公報
特開２０２１－２９１３号公報
実開平１－１２５５２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ここで、スイッチングトランスの一次巻線と二次巻線間の寄生容量には、各巻線間の物理的な距離によるものと、コア（材質フェライト：Ｍｎ－Ｚｎなど）を介した寄生容量とがあり、コアを接地することによってＥＭＩノイズを改善できることが知られている（例えば、特許文献３参照）。
【００１０】
本発明は、係る従来の技術的課題を解決するために成されたものであり、コモンモードノイズをより効果的、且つ、簡易的に低減することができるスイッチング電源装置、それを備えた車載用電動コンプレッサ、及び、スイッチング電源装置の製造方法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】
（【００１１】以降は省略されています）

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