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公開番号2025036505
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-14
出願番号2024227210,2021175350
出願日2024-12-24,2021-10-27
発明の名称電力変換装置
出願人株式会社SOKEN,株式会社デンソー
代理人弁理士法人あいち国際特許事務所
主分類H02M 7/48 20070101AFI20250306BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】インバータから導体を通じて伝わる伝導ノイズの影響を抑制するのに有効な技術を提供する。
【解決手段】電力変換装置500のコンデンサモジュール501は、平滑用の第1コンデンサ10Aと、ノイズ除去用の第2コンデンサ10P,10Nと、中間接続部50P,50Nから電源に向けて延びる第1導体51P,51Nと、第2コンデンサ10P,10Nと中間接続部50P,50Nを電気的に接続する第2導体61P,61Nと、第2コンデンサ10P,10Nと筐体3を電気的に接続する接地導体62と、を有し、第1導体51P,51Nに電源側並走部51a,51bが設けられ、第2導体61P,61Nと接地導体62には電源側並走部51a,51bにノイズ電流とは逆向きの誘導電流が生じるように電源側並走部51a,51bと並走するグランド側並走部61a,61b,62aが設けられている。
【選択図】図7
特許請求の範囲【請求項１】
コンデンサモジュール（５０１，６０１，７０１，８０１，９０１，１００１）と、上記コンデンサモジュールに電力変換可能に接続されたインバータ（５０２）と、上記コンデンサモジュール及び上記インバータを収容する導電性の筐体（３）と、を備え、
上記コンデンサモジュールは、平滑用の第１コンデンサ（１０Ａ）と、ノイズ除去用の第２コンデンサ（１０Ｐ，１０Ｎ）と、上記第１コンデンサと電源（１）との間の中間接続部（５０Ｐ，５０Ｎ）から上記電源に向けて延びる第１導体（５１Ｐ，５１Ｎ）と、上記第２コンデンサと上記中間接続部を電気的に接続する第２導体（６１Ｐ，６１Ｎ）と、上記第２コンデンサと上記筐体を電気的に接続する接地導体（６２）と、を有し、上記第１導体に電源側並走部（５１ａ，５１ｂ）が設けられ、上記第２導体及び上記接地導体の少なくとも一方には上記電源側並走部にノイズ電流とは逆向きの誘導電流が生じるように上記電源側並走部と並走するグランド側並走部（６１ａ，６１ｂ，６２ａ）が設けられている、電力変換装置（５００，６００，７００，８００，９００，１０００）。
続きを表示（約 1,400 文字）【請求項２】
上記第２コンデンサは、上記電源側並走部及び上記グランド側並走部と上記筐体との間に介装されている、請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項３】
上記電源側並走部と上記グランド側並走部は、上記第１コンデンサの正極面（１１）から負極面（１２）に向かう通電方向と直交するように並走している、請求項１または２に記載の電力変換装置。
【請求項４】
上記コンデンサモジュールは、上記第１コンデンサと上記第２コンデンサとの間に介装された磁気シールド部品（５３）を有する、請求項１～３のいずれか一項に記載の電力変換装置。
【請求項５】
コンデンサモジュール（５０１，６０１，７０１，８０１，９０１，１００１）と、上記コンデンサモジュールに電力変換可能に接続されたインバータ（５０２）と、上記コンデンサモジュール及び上記インバータを収容する導電性の筐体（３）と、を備え、
上記コンデンサモジュールは、平滑用の第１コンデンサ（１０Ａ）と、ノイズ除去用の第２コンデンサ（１０Ｐ，１０Ｎ）と、上記第１コンデンサと電源（１）との間の中間接続部（５０Ｐ，５０Ｎ）から上記電源に向けて延びる第１導体（５１Ｐ，５１Ｎ）と、上記第１コンデンサと上記中間接続部を電気的に接続する中間導体（５２Ｐ，５２Ｎ）と、上記第２コンデンサと上記中間接続部を電気的に接続する第２導体（６１Ｐ，６１Ｎ）と、上記第２コンデンサと上記筐体を電気的に接続する接地導体（６２）と、上記第１コンデンサのコンデンサ通電経路（Ｂ１）を流れる高周波電流により発生する磁束が上記第２コンデンサと上記第１導体と上記第２導体と上記接地導体と上記筐体とによって形成されるコモンモード通電経路（Ｂ２）に対して鎖交して流れるのを抑制する磁気シールド部（５１ｃ，５３，５６）と、を有する、電力変換装置（５００，６００，７００，８００，９００，１０００）。
【請求項６】
上記中間導体は、上記第１コンデンサのうち上記第２コンデンサ側に位置する対向面（１７）に対向するように配策された対向配策部（５２ａ，５２ｂ）を有し、上記磁気シールド部は、上記中間導体の上記対向配策部によって構成されている、請求項５に記載の電力変換装置。
【請求項７】
上記中間導体の上記対向配策部には上記コンデンサ通電経路を流れる高周波電流とは逆向きに高周波電流が流れるように構成されている、請求項６に記載の電力変換装置。
【請求項８】
上記コンデンサモジュールは、上記第１コンデンサの上記対向面とは別の外表面（１８）を被覆する被覆部材（５５）を有し、上記磁気シールド部は、上記対向配策部と上記被覆部材とによって構成されている、請求項６または７に記載の電力変換装置。
【請求項９】
上記インバータは、上記コモンモード通電経路に対向する対向面（５０２ｂ）を有し、上記対向面には上記インバータを流れる高周波電流により発生する磁束が上記コンデンサモジュールの上記コモンモード通電経路に対して鎖交して流れるのを抑制するインバータ磁気シールド部（５６）が設けられている、請求項５～８のいずれか一項に記載の電力変換装置。
【請求項１０】
上記インバータ磁気シールド部は、上記インバータを冷却する冷却器として兼用されている、請求項９に記載の電力変換装置。
（【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】
本発明は、電力変換装置に関する。
続きを表示（約 2,600 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、電気自動車やハイブリッド自動車等には、車両走行用のモータを駆動させるために、バッテリからの直流電力を交流電力に変換する電力変換装置が搭載されている。下記特許文献１には、この種の電力変換装置が開示されている。
【０００３】
この電力変換装置は、電源とモータとの間にいずれも設けられたコンデンサモジュール及びインバータを備えている。コンデンサモジュールは、インバータ側に設けられた平滑用のコンデンサと、電源側に設けられたノイズ除去用の２つのコンデンサと、を有する。また、電源の正極側とインバータの正極側が正極側導体によって電気的に接続され、電源の負極側とインバータの負極側が負極側導体によって電気的に接続されている。正極側導体と負極側導体には、互いに積層された積層領域と、互いに積層されていない非積層領域と、が設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１８－２０７７８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記電力変換装置では、２つのコンデンサの間の正極側導体及び負極側導体を長くして非積層領域で形成する寄生インダクタンスを大きくすることによって、電源ライン間の電圧変動を抑制しようとしている。しかしながら、ノイズ除去用のコンデンサの寄生インダクタンスの影響により、電源ライン間の電圧変動の抑制効果が下がるという問題が生じ得る。特に、近年の電力変換装置の小型化及び高密度化が進展するなか、導体を長くするという構造を採用するのが難しいときには、このような問題がより顕著になる。
【０００６】
また、上記電力変換装置では、正極側導体と負極側導体に非積層領域を設けて寄生インダクタンスを大きくするとともに、ノイズ除去用のコンデンサを用いてコモンモードノイズを筐体からグランドに逃がすことによって、インバータ側から伝わる伝導ノイズの抑制効果を得ようとしている。しかしながら、伝導ノイズの抑制効果は、ノイズ除去用のコンデンサと筐体を電気的に接続するグランド側導体の配策に影響を受け易く、このグランド側導体の配策状況によっては伝導ノイズの所望の抑制効果を得るのが難しいという問題が生じ得る。また、平滑用のコンデンサとノイズ除去用のコンデンサを近接配置する場合には、相互インダクタンスによる誘導結合の影響でノイズが悪化するという問題が生じ得る。特に、近年の電力変換装置の高速スイッチングによるノイズの広帯域化の影響によって、グランド側導体の配策精度が不十分であると、これらの問題がより顕著になる。
【０００７】
本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、インバータから導体を通じて伝わる伝導ノイズの影響を抑制するのに有効な技術を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様は、
コンデンサモジュール（５０１，６０１，７０１，８０１，９０１，１００１）と、上記コンデンサモジュールに電力変換可能に接続されたインバータ（５０２）と、上記コンデンサモジュール及び上記インバータを収容する導電性の筐体（３）と、を備え、
上記コンデンサモジュールは、平滑用の第１コンデンサ（１０Ａ）と、ノイズ除去用の第２コンデンサ（１０Ｐ，１０Ｎ）と、上記第１コンデンサと電源（１）との間の中間接続部（５０Ｐ，５０Ｎ）から上記電源に向けて延びる第１導体（５１Ｐ，５１Ｎ）と、上記第２コンデンサと上記中間接続部を電気的に接続する第２導体（６１Ｐ，６１Ｎ）と、上記第２コンデンサと上記筐体を電気的に接続する接地導体（６２）と、を有し、上記第１導体に電源側並走部（５１ａ，５１ｂ）が設けられ、上記第２導体及び上記接地導体の少なくとも一方には上記電源側並走部にノイズ電流とは逆向きの誘導電流が生じるように上記電源側並走部と並走するグランド側並走部（６１ａ，６１ｂ，６２ａ）が設けられている、電力変換装置（５００，６００，７００，８００，９００，１０００）、
にある。
【０００９】
本発明の別態様は、
コンデンサモジュール（５０１，６０１，７０１，８０１，９０１，１００１）と、上記コンデンサモジュールに電力変換可能に接続されたインバータ（５０２）と、上記コンデンサモジュール及び上記インバータを収容する導電性の筐体（３）と、を備え、
上記コンデンサモジュールは、平滑用の第１コンデンサ（１０Ａ）と、ノイズ除去用の第２コンデンサ（１０Ｐ，１０Ｎ）と、上記第１コンデンサと電源（１）との間の中間接続部（５０Ｐ，５０Ｎ）から上記電源に向けて延びる第１導体（５１Ｐ，５１Ｎ）と、上記第１コンデンサと上記中間接続部を電気的に接続する中間導体（５２Ｐ，５２Ｎ）と、上記第２コンデンサと上記中間接続部を電気的に接続する第２導体（６１Ｐ，６１Ｎ）と、上記第２コンデンサと上記筐体を電気的に接続する接地導体（６２）と、上記第１コンデンサのコンデンサ通電経路（Ｂ１）を流れる高周波電流により発生する磁束が上記第２コンデンサと上記第１導体と上記第２導体と上記接地導体と上記筐体とによって形成されるコモンモード通電経路（Ｂ２）に対して鎖交して流れるのを抑制する磁気シールド部（５１ｃ，５３，５６）と、を有する、電力変換装置（５００，６００，７００，８００，９００，１０００）、
にある。
【発明の効果】
【００１０】
上述の一態様の電力変換装置において、コンデンサモジュールと、このコンデンサモジュールに電力変換可能に接続されたインバータと、が導電性の筐体に収容されている。コンデンサモジュールにおいて、第１導体は、平滑用の第１コンデンサと電源を電気的に接続する電源側通電部の中間接続部から電源側に延びるように設けられている。第２導体は、ノイズ除去用の第２コンデンサと電源側通電部の中間接続部とを電気的に接続するように設けられている。接地導体は、第２コンデンサと筐体を電気的に接続するように設けられている。
（【００１１】以降は省略されています）

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