CN112313870B - 电力转换装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供能够抑制成本增加、装置大型化的电力转换装置。具备:控制基板(113),其具有与传导信号的信号连接器(114)连接的连接部(140);底构件(120),其支承控制基板(113)且具有导电性;以及壳体(110),其收纳控制基板(113)及底构件(120)并且接地,底构件(120)具备:支承部(141),其与控制基板(113)的一方的表面连接;以及第一延伸部(130),其一方与支承部(141)连接,另一方朝向壳体(110)延伸并且与壳体(110)连接,在控制基板(113)上安装有产生噪声的电子部件(113a),在第一延伸部(130)、支承部(141)上形成电气路径,在第一延伸部与电子部件(113a)的距离比连接部(140)与电子部件(113a)的距离短的位置处配置第一延伸部(130)。
Description
技术领域
本发明涉及一种电力转换装置。
背景技术
混合动力汽车、电动汽车中搭载有逆变器、DC/DC转换器等电力转换装置。这些电力转换装置通过开关半导体元件而将直流电压转换为交流电压、其他直流电压。例如DC/DC转换器将由电池提供的数百伏特的直流高电压转换为提供给车辆辅机类的十几伏特的直流低电压。
电力转换装置一般具备强电类电路和弱电类电路等电路装置。例如在DC/DC转换器的强电类电路中包含有将直流电压转换为交流电压或者将交流电压转换为直流电压的开关电路、进行交流电压转换的变压器等。此外在弱电类电路中包含有生成用于对开关电路的动作进行控制的控制信号的控制电路、过滤电路等。由于小型化及一体化的原因,被搭载于车辆的电力转换装置中最佳为这些电路被收纳于同一金属壳体内。但是,当强电类电路与弱电类电路被收纳在同一金属壳体内时,从强电类电路产生的电磁噪声被电磁结合至弱电类电路,所以有时会产生向外部的传导噪声。这样的情况下根据传导噪声的程度,会产生不能满足根据法律、车辆侧的要求而确定的噪声限制值的问题。
为解决该问题,提出了在作为噪声产生源的强电类电路(噪声产生电路部)与弱电类电路(控制基板)之间配置金属制的底板,将该底板分割为第一底板与第二底板,这些底板之间设置了作为高阻抗机构而进行作用的缝隙的技术。这样在电力转换装置中,进行有降低向外部的传导噪声的对策。作为这样的技术,例如有专利文献1。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:WO2017/145449
发明内容
发明要解决的问题
但是,在专利文献1记载的技术中,为了降低噪声新设置有金属性的底板,所以有成本增加的可能性。
此外,由于底板被配置于强电类电路(噪声产生电路部)与弱电类电路(控制基板)之间,而且以形成缝隙的方式分割地设置,所以高度方向的尺寸变大,装置有大型化的可能性。
本发明提供了一种能够解决上述课题,抑制成本增加、装置大型化的电力转换装置。
解决问题的技术手段
为达成上述目的,本发明的特征在于,一种电力转换装置,具备:控制基板,其具有与传导信号的信号连接器连接的连接部;底构件,其对所述控制基板进行支承并且具有导电性;以及壳体,其收纳所述控制基板及所述底构件并且接地,所述底构件具备:支承部,其与所述控制基板的一方的表面连接;以及第一延伸部,其一方与所述支承部相连接另一方朝向所述壳体延伸并且与所述壳体连接,在所述控制基板上安装有产生噪声的电子部件,在所述第一延伸部、所述支承部形成电气路径,在所述第一延伸部与所述电子部件的距离比所述连接部与所述电子部件的距离短的位置处配置所述第一延伸部。
发明的效果
通过本发明能够提供一种抑制成本增加、装置大型化的电力转换装置。
附图说明
图1为本发明的实施例的电力转换装置的分解立体图。
图2为本发明的实施例的子模块的分解立体图。
图3为本发明的实施例的子模块的俯视图。
图4为本发明的实施例的电力转换装置的俯视图。
图5为图4中V部的放大图。
图6为图5中从VI方向观察到的立体图。
图7为图6中从VII方向观察到的立体图。
图8为本发明的实施例的控制基板的主视图。
具体实施方式
以下,基于附图对本发明的电力转换装置的实施例进行说明。本发明不被限定于以下的实施例,在本发明的技术性的概念中各种变形例、应用例也包含在其范围内。
图1为本发明的实施例的电力转换装置的分解立体图。在图1中,电力转换装置100通过上部开口的壳体110以及堵塞壳体110的开口部的盖111构成有外廓。在壳体110中收纳子模块112、控制基板113以及信号连接器114,并由盖111覆盖。壳体110被连接至未图示的地。
子模块112具备将来自电池的直流电流转换为交流电流的机器,并且被形成有用于流动制冷剂的流路。信号连接器114为传导信号的设备,与各汽车等的车辆侧连接部(未图示)和控制基板113分别连接,在车辆侧与控制基板113之间进行信号收发。
接着对子模块112的构成进行说明。图2为本发明的实施例的子模块的分解立体图。
在图2中,底构件120具有导电性,收纳多个电源模块121(121a、121b、121c),并且被形成有用于流动冷却剂的流路。电源模块121针对U相、V相、W相的各相分别设置一个,合计存在3个(电源模块121a、121b、121c)。此外,电源模块121具有将直流电流向交流电流进行转换的开关元件,将从DC母线122输入的直流电流转换为交流电流,并向AC母线123输出。进一步地电源模块121与驱动电路基板124相连接。驱动电路基板124输出用于驱动电源模块121的开关元件的信号。带状电缆125与控制基板113和驱动电路基板124连接。控制基板113输出控制电源模块的控制信号。控制基板113和驱动电路基板124以夹着底构件120地相对的方式配置。底构件120的流路中流动冷却剂并对电源模块121进行冷却。控制基板113及驱动电路基板124被配置为基板的平面部沿垂直方向(上下方向),且一方的面与底构件120相对。在本实施例中,由控制由基板113、底构件120以及壳体110构成电路装置。
接着使用图3对子模块112的组装后的状态进行说明。图3为本发明的实施例的子模块的俯视图。在底构件120中,具备朝向壳体110而向外侧进行延伸的延伸部。在本实施例中,作为延伸部由第一延伸部130及第二延伸部131(多个延伸部)构成。第一延伸部130及第二延伸部131与底构件120一体地形成,且具有导电性。在第一延伸部130上具备用于在壳体110上进行固定的第一固定部132,同样地在第二延伸部131上具备用于在壳体110上进行固定的第二固定部133。关于第一延伸部130及第二延伸部131的功能在后文叙述。
底构件120具备用于在壳体110上进行固定的第三固定部134、第四固定部135、第五固定部136、第六固定部137、第七固定部138,通过在各固定部***螺丝钉进行连结,底构件120被固定于壳体110。
当电力转换装置100驱动时,噪声从被安装在控制基板113的电子部件产生。所产生的噪声在控制基板113上传播,经由底构件120被传播至第三固定部134-第七固定部138。更进一步地所传播至第三固定部134-第七固定部138的噪声被传播至壳体110。第三固定部134-第七固定部138被配置在壳体110的四角。在第三固定部134-第七固定部138中,被配置在接近控制基板113的距离处的第三固定部134的噪声去除的效果最高。
但是,与车辆侧进行信号的收发的信号连接器114被连接至控制基板113,所以来自被安装至控制基板113的电子部件的噪声经由信号连接器114传播至车辆侧,存在引起车辆侧的控制基板误动作的可能性。虽然通过第三固定部134-第七固定部138可以去除一部分噪声,但是当在成为噪声传输路径的噪声产生部与第三固定部134-第七固定部138之间配置有信号连接器114时,噪声到达第三固定部134-第七固定部前已传播至信号连接器114。为此,仅通过第三固定部134-第七固定部138,在从信号连接器114向车辆侧进行传播的噪声去除上不能发挥充分的效果。对于用于对该课题进行解决的手段,利用图4至图8进行说明。
图4为本发明的实施例的电力转换装置的俯视图,图5为图4中V部的放大图,图6为图5中从VI方向观察到的立体图,图7为图6中从VII方向观察到的立体图,图8为本发明的实施例的控制基板的主视图。
图4为表示去除了电力转换装置100的盖111的状态的图,在壳体110内被收纳有子模块112。如图4所示,构成子模块112的底构件120经由前述的第三固定部134-第七固定部138由螺丝钉162等固定至壳体110。图中的螺丝钉162为被配置在第三固定部134的螺丝钉。
如图5-8所示,在底构件120中具备朝向壳体110向外侧延伸的第一延伸部130与第二延伸部131。在第一延伸部130的顶端部上具备用于固定至壳体110的第一固定部132,同样地在第二延伸部131的顶端部上具备用于固定至壳体110的第二固定部133。在第一固定部132与第二固定部133中***螺丝钉160、161,将第一固定部132与第二延伸部131固定于壳体110。如此,第一延伸部130与第二延伸部131的一方被连接至底构件120,另一方被连接至壳体110。在控制基板113中具备与信号连接器114的一端连接的连接部140。如图8所示,本实施例的连接部140靠近控制基板113的角部侧地配置。
如图5-图7所示,第一延伸部130与第二延伸部131跨越以基板的平面部沿垂直方向(上下方向)的方式配置的控制基板113地延伸。本实施例中的“跨越”是指从控制基板113的一方的表面向另一方的表面延伸,延伸部不需要夹住控制基板113。此外,连接部140被配置在通过第一延伸部130与第二延伸部131而被夹住的空间内。
在形成底构件120的第二延伸部131的位置上,如图7所示形成有支承控制基板113的支承部142。虽然图7未示出,但是在形成底构件120的第一延伸部130的位置上也形成有对控制基板113进行支承的支承部141。支承部141、142与底构件120一体地形成且具有导电性。并且,支承部141与第一延伸部130、支承部142与第二延伸部131均具有导电性且被电气连接。进一步地通过第一延伸部130、第二延伸部131被连接固定至与地连接的壳体110而构成电气路径。
在与支承部141、142相对的位置的控制基板113上分别配置有螺丝钉162、163,将控制基板113固定在支承部141、142上。由此,控制基板113经由支承部141、142与底构件120的第一延伸部130、第二延伸部131相连接。
此外,在控制基板113的上部形成有切口部150、151,且在该切口部150、151上配置第一延伸部130、第二延伸部131。在本实施例中,在控制基板113上具备第一延伸部130、第二延伸部131位于的切口部150、151,所以在将控制基板113安装到底构件120上时,可以沿第一延伸部130、第二延伸部131进行定位,能够提高控制基板113的安装操作性。另外,在本实施例中具有切口部150、151,但也可以用贯通孔代替切口部150、151,并在该贯通孔中***第一延伸部130、第二延伸部131。
在控制基板113上安装有噪声产生源的电子部件113a、113b。当电力转换装置100进行驱动时,从控制基板113所安装的电子部件113a、113b产生噪声。所产生的噪声有可能从连接部140传播至信号连接器114,并传播至车辆侧控制电路,但是在本实施例中通过以夹住连接部140的方式配置了的第一延伸部130、第二延伸部131,而抑制向连接部140的噪声的传播。
例如,如图8所示,在电子部件113a中所产生的噪声的一部分在控制基板113上传播并按照噪声传播路径153朝向第三固定部134侧。在朝向第三固定部134侧的中途配置有连接部140,但是在电子部件113a与连接部140之间,配置有第一延伸部130,所以在控制基板113上传播来的噪音经由支承部141被传播至与控制基板113相连的第一延伸部130。通过在电子部件113a与连接部140之间配置有第一延伸部130,从电子部件113a至第一延伸部130的距离比从噪声产生源的电子部件113a至第三固定部134的距离短,由于阻抗低因而向第一延伸部130的噪声容易传播。在第一延伸部130上形成噪声传播路径143,在噪声传播路径143上传播的噪声从第一延伸部130的第一固定部132向壳体110传播(图5)。此外,在本实施例中,以连接电子部件113a与第一延伸部130的距离L1比连接电子部件113a与连接部140的距离L2短的方式配置第一延伸部130(L1<L2)。从电子部件113a产生了的噪声按照噪声传播路径153,朝向连接部140侧,但是在电子部件113a中产生了的噪声向相比连接部140而距离短的第一延伸部130传播。
在本实施例中,通过在连接部140的附近且电子部件113a与连接部140之间设置第一延伸部130,能够抑制从电子部件113a产生了的噪声向连接部140传播。
此外,例如在控制基板113中,有时在相比于距离第一延伸部130而靠近连接部140的位置处安装有噪声产生源的电子部件113b。由电子部件113b产生了的噪声有可能在向第一延伸部130传播前已传播至连接部140。在此,在本实施例中设置有第二延伸部131。由电子部件113b产生了的噪声的一部分在控制基板113上传播,按照噪声传播路径154朝向连接部140侧。在电子部件113a与连接部140之间,在控制基板113上传播来的噪声经由支承部142被传播至与控制基板113相连接的第二延伸部131。在第二延伸部131上形成噪声传播路径144,在噪声传播路径144上传播的噪声从第二延伸部131的第二固定部134被传播至壳体110。在本实施例中,通过在连接部140的附近的电子部件113b与连接部140之间设置第二延伸部131,能够抑制从电子部件113b产生了的噪声向连接部140传播。
如上述说明,根据本实施例,设置第一延伸部130,其一方经由支承部141被连接至控制基板113,另一方被连接至壳体110,且第一延伸部130配置在第一延伸部130与电子部件113a的距离比连接部140与电子部件113a的距离短的位置,所以能够抑制从电子部件113a(电子部件113b)所产生的噪声经由连接部140向车辆侧进行传导。
此外,根据本实施例,设置第一延伸部130及第二延伸部131(多个延伸部),第一延伸部130及第二延伸部131的一方被连接至控制基板113,另一方被连接至壳体110,且被设置在控制基板113上的连接部140设置在第一延伸部130与第二延伸部131之间,所以能够抑制从电子部件113a、113b产生了的噪声经由连接部140向车辆侧进行传导。
另外,本发明不限定于以上说明过的实施例,还含有各种变形例。以上说明过的实施例是为了使本发明容易地进行说明而详细地说明了的内容,并非是对必须具备所说明的全部的构成进行限定。
符号说明
100:电力转换装置、110:壳体、112:子模块、113:控制基板、113a:电子部件、113b:电子部件、114:信号连接器、120:底构件、121:电源模块、124:驱动电路基板、130:第一延伸部、131:第二延伸部、132:固定部、133:固定部、141:支承部、142:支承部、143:噪声传播路径、144:噪声传播路径、150:切口部、151:切口部、153:噪声传播路径。
Claims (6)
1.一种电力转换装置,其特征在于,具备:
控制基板,其具有与传导信号的信号连接器连接的连接部;
底构件,其对所述控制基板进行支承并且具有导电性;以及
壳体,其收纳所述控制基板及所述底构件并且接地,
所述底构件具备:
支承部,其与所述控制基板的一方的表面连接;以及
第一延伸部,其一方与所述支承部连接,另一方朝向所述壳体延伸并且与所述壳体连接,
在所述控制基板上安装有产生噪声的电子部件,
在所述第一延伸部、所述支承部上形成电气路径,
在所述第一延伸部与所述电子部件的距离比所述连接部与所述电子部件的距离短的位置处配置所述第一延伸部。
2.如权利要求1所述的电力转换装置,其特征在于,
所述控制基板以基板的平面部沿上下方向的方式配置,所述第一延伸部以跨越所述控制基板的方式从一方的表面朝向另一方的表面延伸。
3.如权利要求2所述的电力转换装置,其特征在于,
所述控制基板具备切口部,所述第一延伸部配置在所述切口部。
4.如权利要求1所述的电力转换装置,其特征在于,
所述第一延伸部配置在所述电子部件与所述连接部之间。
5.如权利要求1所述的电力转换装置,其特征在于,
具备第二延伸部,其一方被连接所述支承部,另一方朝向所述壳体延伸并且被连接至所述壳体。
6.如权利要求5所述的电力转换装置,其特征在于,
所述连接部配置于所述第一延伸部与所述第二延伸部之间。
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