CN112703666B - 滤波装置和功率转换装置 - Google Patents

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Abstract

由于到Y电容器的布线的电感较大，因而需要将Y电容器配置在汇流条的附近，Y电容器的配置没有自由度。本发明的滤波装置在多芯电缆(300)内的正极侧布线(301)和负极侧布线(302)中流过的电流的方向分别是从汇流条正极端子(114)和汇流条负极端子(115)朝向Y电容器正极端子(201)的方向(301a)和朝向Y电容器负极端子(202)的方向(302b)。另一方面，流过接地布线(303)的电流的方向是从Y电容器接地端子(203)朝向接地端子(116)的方向(302b)。由在多芯电缆(300)内的正极侧布线(301)和负极侧布线(302)中流过的电流产生的磁通和由在多芯电缆(300)内的接地布线(303)中流过的电流产生的磁通相互抵消，并且能将电感保持得较小。

Description

滤波装置和功率转换装置
技术领域
本发明涉及滤波装置和功率转换装置。
背景技术
为了消除功率转换装置的噪声，组装有滤波装置。作为滤波装置，例如，使用Y电容器，该Y电容器从连接到功率转换装置内的逆变器的汇流条经由电容器接地。
为了使Y电容器在高频下起作用，需要尽可能地减小从汇流条到Y电容器的布线的电感，并且Y电容器被配置成靠近汇流条。在专利文献1中，构成为形成一对并平行地延伸的汇流条经由形成一对的电容器接地，电容器设置在靠近形成一对的汇流条并夹住汇流条的位置处。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开2005－012908号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
专利文献1所记载的技术中，由于到Y电容器为止的布线的电感较大，所以需要在汇流条附近配置Y电容器，Y电容器的配置没有自由度。例如，因为大电流流过汇流条而发热，所以在将Y电容器配置在汇流条附近时，需要添加散热装置，并且整个装置变大并且成本增加。
解决技术问题所采用的技术方案
本发明的滤波装置包括：Y电容器；连接所述Y电容器的正极端子和正极汇流条的正极侧布线；连接所述Y电容器的负极端子和负极汇流条的负极侧布线；将所述Y电容器的接地端子与配置在所述正极汇流条和所述负极汇流条的附近的接地连接部进行连接的接地布线；以及捆束所述正极侧布线、所述负极侧布线和所述接地布线的电缆，所述Y电容器经由所述电缆连接到所述接地连接部、所述正极汇流条以及所述负极汇流条。
本发明的滤波装置包括：Y电容器；将所述Y电容器的正极端子和正极汇流条的汇流条正极连接部进行连接的正极侧布线；将所述Y电容器的负极端子和负极汇流条的汇流条负极连接部进行连接的负极侧布线；以及将所述Y电容器的接地端子和接地连接部进行连接的接地布线，该接地连接部连接到容纳滤波装置的壳体，所述汇流条正极连接部、所述汇流条负极连接部和所述接地连接部配置在所述正极汇流条和所述负极汇流条的附近，所述Y电容器经由捆束所述正极侧布线、所述负极侧布线和所述接地布线的电缆连接到所述汇流条正极连接部、所述汇流条负极连接部以及所述接地连接部。
本发明的功率转换装置是包括滤波装置的功率转换装置，包括电路基板，该电路基板安装有用于功率转换装置的控制电路和所述Y电容器。
发明效果
根据本发明，能减小到Y电容器的布线的电感，提高了Y电容器的配置自由度，并且不需要将Y电容器配置在汇流条的附近。
附图说明
图1是功率转换装置的结构图。
图2是说明Y电容器的结构的图。
图3是说明滤波装置的结构的图。
图4是多芯电缆的剖视图。
图5是示出安装有Y电容器的功率转换装置的一个示例的图。
图6是示出多芯电缆的另一示例的剖视图。
图7(A)和图7(B)是示出固定多芯电缆的一个示例的图。
具体实施方式
[实施方式1]
图1是功率转换装置100的结构图。
功率转换装置100包括滤波装置101、电容器模块102、功率模块103、驱动电路104、控制电路105和电流传感器106。
电池120通过存储车辆行驶所需的电能来向功率转换装置100供应直流电流。直流连接器111是用于将电池120的直流电流输入到功率转换装置100的连接器。
从电池120提供的直流电流由功率转换装置100转换为三相交流，并且通过从交流端子108输出的三相交流驱动电动发电机130。电动发电机130的旋转角度的信号通过信号线109输入到控制电路105。此外，由电流传感器106检测到的流过三相交流的电流值被输入到控制电路105。此外，驱动指令等经由控制连接器110从省略图示的控制装置输入到控制电路105。
控制电路105处理输入的指令等，并将驱动信号发送到驱动电路104。驱动电路104基于来自控制电路105的驱动信号来驱动由逆变器电路构成的功率模块103。
电容器模块102通过平滑来自电池120的直流电流来稳定地向功率模块103提供直流电流。
正极汇流条112连接直流连接器111和电容器模块102。负极汇流条113连接直流连接器111和电容器模块102。
滤波装置101包括Y电容器200和多芯电缆300。Y电容器200通过多芯电缆300连接到正极汇流条112和负极汇流条113。
多芯电缆300包括正极侧布线301、负极侧布线302和接地布线303。
Y电容器200具有Y电容器正极端子201、Y电容器负极端子202和Y电容器接地端子203。为了防止从直流连接器111输出在功率转换装置100中产生的噪声，而设置Y电容器200。
汇流条正极端子114、汇流条负极端子115和接地端子116配置在正极汇流条112和负极汇流条113的附近。Y电容器正极端子201经由多芯电缆300的正极侧布线301连接到汇流条正极端子114。Y电容器负极端子202经由多芯电缆300的负极侧布线302连接到汇流条负极端子115。Y电容器接地端子203经由多芯电缆300的接地布线303连接到接地端子116。接地端子116连接到作为功率转换装置100的金属壳体的机架接地FG。
图2是说明Y电容器200的结构的图。
Y电容器200包括Y电容器正极端子201、Y电容器负极端子202、Y电容器接地端子203、正极侧电容器204和负极侧电容器205。正极侧电容器204的一端连接到Y电容器正极端子201，另一端连接到Y电容器接地端子203。负极侧电容器205的一端连接到Y电容器负极端子202，另一端连接到Y电容器接地端子203。输入到Y电容器正极端子201和Y电容器负极端子202的共模噪声电流被旁路到Y电容器接地端子203，减少来自直流连接器111的噪声的输出。
图3是说明滤波装置101的结构的图。示出了通过多芯电缆300将Y电容器200连接到正极汇流条112和负极汇流条113的状态。
多芯电缆300通过捆束正极侧布线301、负极侧布线302和接地布线303，并用覆盖构件覆盖它们而构成。多芯电缆300的正极侧布线301、负极侧布线302和接地布线303分别通过螺钉止动固定到Y电容器200的Y电容器正极端子201、Y电容器负极端子202和Y电容器接地端子203。同样地，多芯电缆300的正极侧布线301、负极侧布线302和接地w布线303分别通过螺钉止动固定到汇流条正极端子114、汇流条负极端子115和接地端子116。此外，接地端子116配置成位于汇流条正极端子114和汇流条负极端子115之间。而且，接地端子116连接到作为功率转换装置100的金属壳体的机架接地FG。也就是说，使正极侧布线301和接地布线303接近，并且使负极侧布线302和接地布线303接近。因此，如后述那样，由于流过正极侧布线301和负极侧布线302的电流与流过接地布线303的电流相反，因此由电流产生的磁通相互抵消，并且能将电感保持得较小。
当在接地端子中流动的电流的方向相对于汇流条正极端子114和汇流条负极端子115为正时，在多芯电缆300中的正极侧布线301和负极侧布线302中流动的电流的方向分别是从汇流条正极端子114和汇流条负极端子115朝向Y电容器正极端子201的方向301a和朝向Y电容器负极端子202的方向302b。另一方面，流过多芯电缆300中的接地布线303的电流的方向是从Y电容器接地端子203朝向接地端子116的方向303c。
图4是多芯电缆300的剖视图。由流过多芯电缆300中的正极侧布线301和负极侧布线302的电流产生的磁通A和由流过多芯电缆300中的接地布线303的电流产生的磁通B相互抵消，并且能将电感保持得较小。因此，即使使多芯电缆300较长，也能保持低电感，并且能保持Y电容器200的高频性能。并且，由于通过柔性的多芯电缆300将Y电容器200连接到汇流条，因此能提高Y电容器200的配置自由度。
图5是示出安装有Y电容器200的功率转换装置100的一个示例的图。
控制基板501是搭载有控制电路105的基板。将驱动指令等经由控制连接器110从省略图示的控制装置输入到控制电路105。此外，将Y电容器200搭载在控制基板501上。Y电容器200经由连接器502和多芯电缆300连接到汇流条正极端子114、汇流条负极端子115和接地端子116。接地端子116连接到作为功率转换装置100的金属壳体的机架接地FG。由此，Y电容器200与正极汇流条112和负极汇流条113分开配置，以使得不受正极汇流条112和负极汇流条113的发热的影响。
在控制基板501中，控制基板501的接地布线和Y电容器200的接地端子203构成为在控制基板501上不连接。换句话说，多芯电缆300的接地布线303不与控制基板501的接地布线连接或接触。通过这种结构，流过多芯电缆300的接地布线303的电流不在控制基板501上流动，而是通过多芯电缆300流到接地端子116。通过该电流的流动，发挥出抵消磁通的效果，能在不增加电感的情况下连接Y电容器200，并且能保持高频性能。另外，能将控制基板501上的安装构件用作为Y电容器200，并且能减小安装面积。
多芯电缆300的覆盖构件304具有捆束正极侧布线301、负极侧布线302和接地布线303的功能，但不限于这种结构。例如，可以通过使正极侧布线301、负极侧布线302和接地布线303通过管件中来捆束；可以通过用胶带将正极侧布线301、负极侧布线302和接地布线303一并卷绕来捆束；可以通过将正极侧布线301、负极侧布线302和接地布线303彼此捻合来捆束；或者可以通过将正极侧布线301、负极侧布线302和接地布线303***金属或树脂的引导件或孔中来捆束；可以用多个捆扎带或粘接剂来捆束正极侧布线301、负极侧布线302和接地布线303。此外，随着正极侧布线301、负极侧布线302和接地布线303越是紧密接触，磁通的抵消效果越高。
图6是示出能提高磁通的抵消效果的多芯电缆300的另一示例的剖视图。
多芯电缆300包括正极侧布线301、负极侧布线302、包围正极侧布线301和负极侧布线302的导电性的屏蔽层403、以及覆盖构件304。屏蔽层403构成接地布线303，并连接接地端子116和Y电容器接地端子203。由此，即使将接地布线303替换为屏蔽层403，流过屏蔽层403的电流的方向也与正极侧布线301和负极侧布线302的方向相反，因此磁通相互抵消，并且能将电感保持得较小。在该示例中，由于正极侧布线301和负极侧布线302的表面的各自大约一半与屏蔽层403紧密接触，因此与不使用屏蔽层403的情况相比，磁通量的抵消效果增大。此外，由于屏蔽层403覆盖正极侧布线301和负极侧布线302，因此能防止在屏蔽层403内部产生的电场引起的噪声辐射。另外，虽然已经说明了将屏蔽层403设为接地布线303的示例，但是也可以不设置屏蔽层403，而是通过将接地布线303设为多根，并与正极侧布线301和负极侧布线302一起由覆盖构件304覆盖来形成多芯电缆300。
图7是示出固定多芯电缆300的一个示例的图。
图7(A)是将多芯电缆300夹在两个固定部701之间并进行固定的示例，该两个固定部701突出设置在功率转换装置100的金属壳体700的内壁。图7(B)是将多芯电缆300夹在U字形夹子702中并进行固定的示例，该U字形夹子702设置在功率转换装置100的金属壳体700的内壁。多芯电缆300从汇流条正极端子114和汇流条负极端子115传导热量。如图7(A)和图7(B)所示，通过使多芯电缆300与金属壳体700的内壁紧密接触，从而传递到多芯电缆300的热量能散发到金属壳体700。因此，能防止由于来自汇流条的热量导致多芯电缆300和连接到多芯电缆300的Y电容器200的性能降低。另外，虽然已经说明了固定部701、夹子702突出设置在功率转换装置100的金属壳体700上的示例，但是金属壳体700只要是至少容纳滤波装置101的壳体即可。
接下来，说明滤波装置101的串联谐振频率。滤波装置101的串联谐振频率优选为1.8MHz或更低。在多芯电缆300内的正极侧布线301和负极侧布线302中流过的电流的方向与流过接地布线303的电流的方向相反，并且磁通彼此抵消。因此，不易受到多芯电缆300的弯曲和金属壳体700等金属的影响。因此，多芯电缆300能自由地设置在任意位置，并且能用多芯电缆300的长度来调节滤波装置101的串联谐振频率。例如，在AM无线电中使用的CISPR25(“用于保护车载接收机的干扰波的推荐极限值和测量方法”)中规定的MW频带(0.53MHz-1.8MHz)在车载设备中尤其会成为问题。通过将串联谐振频率设为1.8MHz以下，能遮断MW频带中的噪声。
根据本实施方式，能构成为在多芯电缆300内的正极侧布线301和负极侧布线302中流动的电流的方向与在多芯电缆300内的接地布线中流动的电流的方向相反。由此，产生由各个电流产生的磁通彼此抵消的效果，并且电感变小。因此，即使使多芯电缆300变长，也能保持低电感，能保持Y电容器200的高频性能，并且能提高Y电容器200的配置自由度。
根据以上说明的实施方式，能够得到以下的作用效果。
(1)滤波装置101包括Y电容器200、连接Y电容器200的Y电容器正极端子201和正极汇流条112的正极侧布线301、连接Y电容器200的Y电容器负极端子202和负极汇流条113的负极侧布线302、连接Y电容器200的Y电容器接地端子203和配置在正极汇流条112和负极汇流条113附近的接地端子116的接地布线303、以及捆束正极侧布线301、负极侧布线302和接地布线303的多芯电缆300，Y电容器200经由多芯电缆300连接到接地端子116、正极汇流条112和负极汇流条113。由此，能减小到Y电容器的布线的电感，提高了Y电容器的配置自由度，并且不需要将Y电容器200配置在汇流条的附近。
(2)滤波装置101包括:Y电容器200、连接Y电容器200的正极端子201和正极汇流条112的汇流条正极端子114的正极侧布线301、连接Y电容器200的负极端子202和负极汇流条113的汇流条负极端子115的负极侧布线302、以及将Y电容器200的接地端子203和连接到容纳滤波装置101的壳体的接地端子116进行连接的接地布线303，汇流条正极端子114、汇流条负极端子115和接地端子116配置在正极汇流条112和负极汇流条113附近，并且Y电容器200经由捆扎正极侧布线301、负极侧布线302和接地布线303的多芯电缆300连接到汇流条正极端子114、汇流条负极端子115和接地端子116。由此，能减小到Y电容器200的布线的电感，提高了Y电容器200的配置自由度，并且不需要将Y电容器200配置在汇流条的附近。
本发明不限于上述实施方式，只要不损害本发明的特征，在本发明的技术思想范围内考虑的其他方式也包括在本发明的范围内。
标号说明
100功率转换装置，101滤波装置，
102电容器模块，103功率模块，
104驱动电路，105控制电路，
106电流传感器，111直流连接器，
112正极汇流条，113负极汇流条，
114汇流条正极端子，115汇流条负极端子，
116接地端子，200Y电容器，
201Y电容器正极端子，202Y电容器负极端子，
203Y电容器接地端子，
300多芯电缆，301正极侧布线，
302负极侧布线，303接地布线。

Claims (7)

1.一种滤波装置，其特征在于，包括：
Y电容器；
连接所述Y电容器的正极端子和正极汇流条的正极侧布线；
连接所述Y电容器的负极端子和负极汇流条的负极侧布线；
将所述Y电容器的接地端子与配置在所述正极汇流条和所述负极汇流条的附近的接地连接部进行连接的接地布线；以及
捆束所述正极侧布线、所述负极侧布线和所述接地布线的电缆，
所述Y电容器经由所述电缆连接到所述接地连接部、所述正极汇流条以及所述负极汇流条。
2.如权利要求1所述的滤波装置，其特征在于，包括：
将所述正极侧布线连接到所述正极汇流条的汇流条正极连接部；以及
将所述负极侧布线连接到所述负极汇流条的汇流条负极连接部，
所述接地连接部配置在所述汇流条正极连接部和所述汇流条负极连接部之间。
3.如权利要求1所述的滤波装置，其特征在于，
所述电缆包括包围所述正极侧布线和所述负极侧布线的导电性的屏蔽层，
所述屏蔽层构成所述接地布线。
4.如权利要求1至3中任一项所述的滤波装置，其特征在于，
包括容纳所述滤波装置的壳体，
所述接地连接部连接到所述壳体。
5.如权利要求4所述的滤波装置，其特征在于，
包括固定所述电缆并使所述电缆与所述壳体的内壁接触的固定部。
6.一种功率转换装置，其特征在于，包括如权利要求1至3中任一项所述的滤波装置，
该功率转换装置包括电路基板，该电路基板安装有用于所述功率转换装置的控制电路和所述Y电容器。
7.一种滤波装置，其特征在于，包括：
Y电容器；
将所述Y电容器的正极端子和正极汇流条的汇流条正极连接部进行连接的正极侧布线；
将所述Y电容器的负极端子和负极汇流条的汇流条负极连接部进行连接的负极侧布线；以及
将所述Y电容器的接地端子和接地连接部进行连接的接地布线，该接地连接部连接到容纳滤波装置的壳体，
所述汇流条正极连接部、所述汇流条负极连接部和所述接地连接部配置在所述正极汇流条和所述负极汇流条的附近，所述Y电容器经由捆束所述正极侧布线、所述负极侧布线和所述接地布线的电缆连接到所述汇流条正极连接部、所述汇流条负极连接部以及所述接地连接部。
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