JP6897671B2 - 車載用の電力変換装置 - Google Patents
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Description
上記車載用の電力変換装置について、パターン配線が形成されている回路基板を備え、前記ダンピング部は、開口部を有するシールド用導電性金属ケースであって、前記コモンモードチョークコイルが前記開口部を通じて前記シールド用導電性金属ケースに収容され、前記シールド用導電性金属ケースは前記開口部を前記回路基板で塞ぐようにして該回路基板に固定される、シールド用導電性金属ケースと、前記回路基板において前記開口部の内側の領域に形成されたシールド用導電性金属膜と、を含むとよい。さらに、前記シールド用導電性金属膜は、シールド用パターン導電体であるとよい。
以下、車載用の電力変換装置としての車載用のインバータ装置の実施形態について説明する。すなわち、本実施形態では、電力変換装置は、直流電力を交流電力に変換するインバータ装置である。
図2〜図4に示すように、ノイズ低減部50は、例えばコモンモードチョークコイル51を備えている。コモンモードチョークコイル51は、コア52と、コア52に巻回された第1巻線53a及び第2巻線53bとを有している。
ダンピング部80は、回路基板41の基板面41aとベース部材32との間に配置されており、ベース部材32に向けて開口した開口部80aと底部(端壁)とを有する箱状である。ダンピング部80は、コア底面52e及びコア外周面52gの全体を覆っている。詳細には、ダンピング部80は、コモンモードチョークコイル51の底面であるコア底面52eを覆うダンピング底部81と、コモンモードチョークコイル51の側面であるコア外周面52gを覆うダンピング側部82と、を備えている。
既に説明した通り、ノイズ低減部50は、パワーモジュール42(詳細には各スイッチング素子Qu1〜Qw2)の入力側に設けられている。具体的には、ノイズ低減部50のコモンモードチョークコイル51は、両コネクタ側配線EL11,EL21と両モジュール側配線EL12,EL22との間に介在している。
(1)車載用のインバータ装置30は、直流電力を交流電力に変換するパワーモジュール42と、パワーモジュール42の入力側に設けられ、直流電力に含まれるコモンモードノイズ及びノーマルモードノイズを低減させるノイズ低減部50と、を備えている。ノイズ低減部50は、コア52とコア52の第1コア部52aに巻回された第1巻線53aとコア52の第2コア部52bに巻回された第2巻線53bとを有するコモンモードチョークコイル51を備えている。車載用のインバータ装置30は、コモンモードチョークコイル51によってコモンモードノイズ及びノーマルモードノイズが低減された直流電力がパワーモジュール42に入力されるように構成されている。詳細には、車載用のインバータ装置30は、コモンモードチョークコイル51とパワーモジュール42とを接続するモジュール側配線EL12,EL22を備えている。
○ 図8に示すように、コア52の全体に両巻線110,111が巻回されていてもよい。この場合、巻線110,111は、相対的に巻回密度が異なる高密度部110a,111a及び低密度部110b,111bを有していてもよい。巻回密度とは、巻回軸方向の単位長さ当たりの巻数(ターン数)である。この場合であっても、コモンモードチョークコイル51から漏れ磁束が発生し易い。なお、第1巻線110又は第2巻線111のいずれか一方が高密度部及び低密度部を有する構成であってもよい。この場合、露出部と低密度部との双方が併存する。要は、第1巻線110及び第2巻線111の少なくとも一方が高密度部及び低密度部を有すればよい。
○ ダンピング側部82には各端子61〜64が挿通される貫通孔が形成されており、各端子61〜64は、側方に向けて延びている構成であってもよい。この場合であっても、ダンピング側部82は、コア外周面52gの全体を覆っていると言える。
○ ベース部材32を省略してもよい。この場合、両巻線53a,53b及びダンピング側部82の先端と、ヒートシンク10とが隙間又は絶縁層を介して近接又は接触しているとよい。
(第2の実施形態)
次に、第2の実施形態を、第1の実施形態及び各別例との相違点を中心に説明する。
第1の実施形態では、図2,3で示したようにダンピング部80は、インバータケース31によって覆われた開口部80aと底部(端壁)とを有する箱状であり、コモンモードチョークコイル51を、ダンピング部80及びインバータケース31によって区画された収容空間83内に収容してローパスフィルタ回路74のQ値の低下を図った。しかし、回路基板41にコモンモードチョークコイル51を実装する際にコモンモードチョークコイル51の六面を金属で覆うことが困難な場合がある。
コモンモードチョークコイル51は、少なくとも一部の表面がシールド用導電性金属膜210で被覆されている。シールド用導電性金属膜210は銅のめっき膜からなり、シールド用導電性金属膜210は非磁性体の導電性材料で構成されている。シールド用導電性金属膜210とコモンモードチョークコイル51との間には絶縁膜211が介在されている。つまり、コア52に直接、めっきすることは困難であるが、コア52の表面にコーティング材としての樹脂等の絶縁膜211を形成し、その表面にめっきを施してシールド用導電性金属膜210を形成している。また、シールド用導電性金属膜210の表面が絶縁膜212で被覆されている。詳しくは、巻線53a,53bは、絶縁膜で被覆された導線であるが、さらに絶縁膜211,212により被覆されることにより、より絶縁性に優れたものになる。すなわち、巻線53a,53bは、多重絶縁構造を有することにより品質向上が図られる。このように、コア52に巻線53a,53bを巻回し、巻線53a,53bが巻回されたコア52に対し絶縁膜211を介してシールド用導電性金属膜210を形成し、シールド用導電性金属膜210を絶縁膜212で被覆することにより、コモンモードチョークコイル51は、絶縁膜211とシールド用導電性金属膜210と絶縁膜212との3層膜で被覆されている。
次に、第3の実施形態を、第1の実施形態及び各別例との相違点を中心に説明する。
図14及び図15には、第3の実施形態でのノイズ低減部(ダンピング部300)を示す。
シールド用導電性金属ケース310は略直方体の箱型をなしている。シールド用導電性金属ケース310は銅よりなり、シールド用導電性金属ケース310は非磁性体の導電性材料で構成されている。シールド用導電性金属ケース310は、開口部311からコモンモードチョークコイル51を収容し、開口部311を回路基板41で塞ぐようにして回路基板41に固定される。開口部311の周縁には回路基板41に向かって直線的に延びる取付用脚部312が複数箇所にわたり設けられている。
また、回路基板41に設けるダンピング部300はシールド用導電金属膜であればよく、パターン導電体320に限定されない。例えば、シールド用導電金属膜として銅箔が回路基板41に施されてもよい。さらには、銅箔と回路基板41との間に絶縁膜が介在してもよい。
Claims (11)
- 直流電力が入力される電力変換回路と、
前記電力変換回路の入力側に設けられ、前記電力変換回路に入力される前の前記直流電力に含まれるコモンモードノイズ及びノーマルモードノイズを低減させるように構成されたノイズ低減部と、を備える車載用の電力変換装置であって、
前記ノイズ低減部は、
第1コア部及び第2コア部を有するコアと、前記第1コア部に巻回された第1巻線と、前記第2コア部に巻回された第2巻線と、を有するコモンモードチョークコイルと、
前記コモンモードチョークコイルと協働してローパスフィルタ回路を構成する平滑コンデンサと、を備え、
前記電力変換装置はさらに、前記コモンモードチョークコイルから発生する漏れ磁束の磁路と交差する位置に設けられたダンピング部を備え該ダンピング部は、前記漏れ磁束によって渦電流を発生させることにより、前記ローパスフィルタ回路のQ値を下げるように構成されている、車載用の電力変換装置。 - 前記ダンピング部は、前記コモンモードチョークコイルの側面の少なくとも一部を覆っている請求項1に記載の車載用の電力変換装置。
- パターン配線が形成されている回路基板と、
前記電力変換回路、前記回路基板及び前記ノイズ低減部を収容するケースと、
を備え、
前記ダンピング部は、前記ケースによって覆われた開口部を有する箱状であり、
前記コモンモードチョークコイルは、前記ダンピング部及び前記ケースによって区画された収容空間に収容されている請求項1又は請求項2に記載の車載用の電力変換装置。 - 前記ダンピング部は、前記コモンモードチョークコイルの少なくとも一部を被覆するシールド用導電性金属膜よりなる請求項1に記載の車載用の電力変換装置。
- パターン配線が形成されている回路基板を備え、
前記ダンピング部は、
開口部を有するシールド用導電性金属ケースであって、前記コモンモードチョークコイルが前記開口部を通じて前記シールド用導電性金属ケースに収容され、前記シールド用導電性金属ケースは前記開口部を前記回路基板で塞ぐようにして該回路基板に固定される、シールド用導電性金属ケースと、
前記回路基板において前記開口部の内側の領域に形成されたシールド用導電性金属膜と、を含む請求項1又は請求項2に記載の車載用の電力変換装置。 - 前記シールド用導電性金属膜は、シールド用パターン導電体である請求項5に記載の車載用の電力変換装置。
- 前記ダンピング部は、非磁性体の導電性材料で形成されている請求項1〜6のいずれか一項に記載の車載用の電力変換装置。
- 前記ローパスフィルタ回路は、前記ローパスフィルタ回路の共振周波数と同一周波数のノーマルモードノイズに対する前記ローパスフィルタ回路のゲインが車両の仕様に基づいて設定される許容ゲインとなるときに、特定Q値を有し、
前記ダンピング部は、前記ローパスフィルタ回路のQ値を前記特定Q値よりも下げるように構成されている請求項1〜7のいずれか一項に記載の車載用の電力変換装置。 - 前記ダンピング部は、閉ループを構成するように前記コモンモードチョークコイルを覆っている請求項1〜8のいずれか一項に記載の車載用の電力変換装置。
- 前記第1巻線と前記第2巻線とは、互いの巻回軸方向が一致した状態で対向配置されており、
前記ダンピング部は、前記両巻線の巻回軸方向からではなく、前記両巻線の巻回軸方向とは直交する方向から前記両巻線を覆っている請求項1〜9のいずれか一項に記載の車載用の電力変換装置。 - 前記コアは、
前記両巻線が巻回されておらず前記コアの表面が露出した露出部と、
前記両巻線の巻回軸を含む平面に対して交差するコア外周面と、
を有し、
前記ダンピング部は、前記コア外周面のうち前記露出部を構成している部分を覆うことなく、前記両巻線における前記コア外周面上に配置されている部分を覆っている請求項1〜10のうちいずれか一項に記載の車載用の電力変換装置。
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