JP7116028B2 - 車載電源装置 - Google Patents

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Description

本発明は、車載電源装置に関し、特に電源等が発生するノイズを低減するための技術に関する。
例えば、電気自動車などの車両においては、大電力を供給可能な車載バッテリなどの電源が搭載されている。また、このような電源は、様々な負荷に対して適切な電圧の電源電力を供給可能にするためにDC/DCコンバータなどを備えている。このようなDC/DCコンバータは、PWM(パルス幅変調)制御などを採用しているため、大電流のスイッチングを高速で周期的に繰り返すことになり、スイッチングに伴って高周波などの周波数領域で比較的大きなノイズが発生する。電源で発生したノイズは、ワイヤハーネスの各電線を介して車両上の様々な部位に伝搬し、車載された負荷に悪影響を及ぼすので、低減しなければならない。
そのため、例えば特許文献1の車載機器用高周波ノイズフィルタは、電磁ノイズを輻射する車両上の負荷の近傍にアースと接続された導電体が露出していない場合であっても、設計時に想定した周波数帯で十分なノイズ低減効果を得るための技術を示している。
特開2012-105081号公報
車両において上記のようなノイズを低減する場合は、例えば特許文献1に示されているようにコンデンサを含むノイズフィルタを電源ラインとアース線との間に接続するのが一般的である。実際には、ノイズ対策として、DC/DCコンバータの内部回路にノイズフィルタを追加したり、ワイヤハーネスの各電線の端部や中間部にノイズフィルタを挿入するような設計が実施される。
しかしながら、例えば車両の種類毎に、電源の出力側に接続されるワイヤハーネスの電線長や、接続される負荷の種類が変わるので、電源側からみた出力インピーダンスが車両毎に変動する可能性がある。出力インピーダンスが変動すると、それがノイズフィルタの特性に影響を及ぼし、十分なノイズ低減効果が得られない場合がある。
そのため、車両におけるノイズ対策としては、車両毎に個別に対策が必要であり、設計変更などの作業にかかる費用が嵩むという問題がある。また、車種毎に、DC/DCコンバータの内部回路に種類の異なるノイズフィルタを取り付けたり、ワイヤハーネスに取り付けるノイズフィルタを変更すると、DC/DCコンバータやワイヤハーネスの品番が車種毎に変わってしまうので、部品の共通化の妨げとなり、コスト増の原因になる。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、十分なノイズ対策を可能にすると共に、搭載する車種が異なる場合でも電源部品の品番等の共通化を可能にする車載電源装置を提供することにある。
前述した目的を達成するために、本発明に係る車載電源装置は、下記(1)~(5)を特徴としている。
(1) ノイズ発生源と、電源部の出力に所望の負荷を接続可能な1つ以上の出力端子と、前記ノイズ発生源を内蔵し且つ前記1つ以上の出力端子が設けられた筐体と、を有する電源部を有する車載電源装置であって、
前記電源部の出力におけるインピーダンスに影響を与える1つ以上の電気部品を、少なくとも接続部位が予め定めた形状および大きさに形成されたユニット筐体に内蔵して構成した1つ以上の調整ユニットと、
前記電源部の前記筐体に形成され、前記調整ユニットの前記ユニット筐体を着脱自在に支持するユニット支持部と、
を備えたことを特徴とする車載電源装置。
(2) 前記電源部が、前記筐体内に、
電力のスイッチングを周期的に繰り返す前記ノイズ発生源を含むスイッチングユニットと、
前記スイッチングユニットの出力電力を複数系統の負荷に分配する分配ユニットと、を含み、
前記ユニット支持部が前記分配ユニット側に形成され、且つ、前記1つ以上の出力端子が前記スイッチングユニット側に設けられた
ことを特徴とする上記(1)に記載の車載電源装置。
(3) 前記調整ユニットは、複数系統の負荷のそれぞれについて個別にインピーダンスを調整するために互いに独立した複数の電気回路を備える、
ことを特徴とする上記(2)に記載の車載電源装置。
(4) 前記分配ユニットは、複数系統の負荷のそれぞれに個別に対応する複数の前記調整ユニットを収容するために、複数の前記ユニット支持部を備える、
ことを特徴とする上記(2)に記載の車載電源装置。
(5) 前記調整ユニットは、前記電気部品として、少なくとも1つのコンデンサを内蔵する、
ことを特徴とする上記(1)乃至(4)のいずれかに記載の車載電源装置。
上記(1)の構成の車載電源装置によれば、ユニット支持部に装着する調整ユニットの固有の特性に応じて電源部から出力されるノイズのレベル等が抑制される。したがって、出力端子の下流側に接続するワイヤハーネスの電線や負荷の種類などの仕様の違いに応じたインピーダンス変化に伴ってノイズ特性が劣化する場合には、実際に装着する調整ユニットの変更だけで対応できる。例えば、インピーダンス特性が互いに異なる複数種類の調整ユニットを予め用意してある場合には、装着する調整ユニットの種類を取り替えるだけで所望のインピーダンス特性を実現でき、ノイズレベル等を改善できる。そのため、様々な種類の車両に搭載する場合であっても、車載電源装置の本体については部品の共通化が可能であり、コスト低減が可能になる。
上記(2)の構成の車載電源装置によれば、複数系統の負荷のインピーダンス特性が互いに異なる場合であっても、調整ユニットにより、系統毎に個別にインピーダンス特性を調整し、系統毎のノイズレベル等をそれぞれ改善することが可能である。しかも、スイッチングユニットと分配ユニットとを物理的に分離できるため、スイッチングユニットの発熱により分配ユニットが温度上昇するのを抑制することが容易になる。
上記(3)の構成の車載電源装置によれば、装着する調整ユニットの内部構成により、複数系統の負荷のそれぞれについて個別にインピーダンスを調整できる。したがって、系統毎のノイズ特性を最適化することが容易になる。
上記(4)の構成の車載電源装置によれば、分配ユニットに同時に複数の調整ユニットを収容できる。したがって、分配ユニットの出力に種類およびインピーダンスが異なる複数の負荷を接続する場合に、負荷毎に個別に適切な特性の調整ユニットを選択して装着すれば、系統毎にノイズ特性を個別に改善できる。また、調整ユニットのそれぞれに複数回路を内蔵する必要がないため、事前に用意する調整ユニットの種類を減らすことが可能になる。
上記(5)の構成の車載電源装置によれば、調整ユニットに内蔵されたコンデンサがフィルタとして働くため、高周波ノイズを低減できる。このような用途に用いられるコンデンサは、内部に残留インダクタンスを有しているので、高周波領域では、等価的に1個のコンデンサの容量(キャパシタンス)成分(C)と残留インダクタンス成分(L)とが直列に接続された回路を形成している。つまり、この直列回路の共振周波数の近傍でインピーダンスが小さくなるので、電源ラインとアースの間にこの直列回路を接続することにより、共振周波数の近傍の高周波ノイズ成分だけが濾波される。
本発明の車載電源装置によれば、十分なノイズ対策が可能になり、更に搭載する車種が異なる場合でも電源部品の品番等の共通化も可能になる。すなわち、車種の違いに応じて出力に接続されるワイヤハーネスや各系統の負荷におけるインピーダンスの仕様が変化しても、適切な特性の調整ユニットを装着するだけで、ノイズレベルを十分に低減できる。しかも、車載電源装置の本体の構成や仕様を変更する必要がないので、全ての車種について同じ電源の部品を共通に利用でき、コスト削減が可能になる。
以上、本発明について簡潔に説明した。更に、以下に説明される発明を実施するための形態(以下、「実施形態」という。)を添付の図面を参照して通読することにより、本発明の詳細は更に明確化されるであろう。
図1は、本発明の実施形態に係る車載電源装置の構成例-1を示すブロック図である。 図2は、車載電源装置の筐体に装着した状態の調整ユニットの構成例を示す縦断面図である。 図3は、車載電源装置の構成例-1における外観の概要を示す斜視図である。 図4は、車載電源装置の構成例-2における外観の概要を示す斜視図である。 図5は、車載電源装置の構成例-2における電気回路を示すブロック図である。 図6は、車載電源装置の構成例-2における外観の具体例を示す斜視図である。 図7は、変形例に係る複数の調整ユニットの装着状態を示す縦断面図である。
本発明に関する具体的な実施形態について、各図を参照しながら以下に説明する。
<車載電源装置の構成例-1>
図1は、本発明の実施形態に係る車載電源装置10の構成例-1を示すブロック図である。
図1に示した車載電源装置10は、例えば電気自動車やハイブリッド車などの車両に搭載され、車載バッテリ21等から供給される電源電力に基づき、所望の電源電力を生成し、生成した電源電力を各種の負荷23、24、25にそれぞれ供給するために利用される。負荷23、24、25は、例えば、各種の電子制御ユニット(ECU)、モータ、ランプ、ヒータなどの車載電装品である。
図1に示した例では、車載電源装置10の筐体11に設けられた電源入力端子15およびアース端子16が、それぞれ車載バッテリ21の正極およびアース22と接続されている。また、筐体11に設けられた複数の出力端子17、18、19に、ワイヤハーネスWHの電線26、27、28を介して、負荷23、24、25がそれぞれ接続されている。
車載電源装置10は、DC/DCコンバータ12および電力分配回路部13を内蔵している。DC/DCコンバータ12は、車載バッテリ21から供給される電源電力の電圧(例えば200[V])を、負荷が必要とする所望の電源電圧(例えば12[V])に変換する機能を有している。具体的には、DC/DCコンバータ12内部の図示しないスイッチングデバイスのオンオフを周期的に繰り返し、PWM制御を行うことにより、比較的小さい損失で所望の電源電圧を生成する。
DC/DCコンバータ12が大電流を出力側に供給する場合には、周期的な電流のスイッチング動作に伴って、特に周波数が高い領域で比較的大きな電気ノイズが発生する。また、DC/DCコンバータ12が内部損失により発熱量が増大するので、温度上昇を抑制するために放熱対策が必要になる。
電力分配回路部13は、DC/DCコンバータ12の出力から供給される電源電力を複数系統に分配し、分配した電源電力を出力電源ライン13a~13c、出力端子17~19、および電線26~28を経由して負荷23~25にそれぞれ供給する。
<ノイズの説明>
一方、DC/DCコンバータ12の内部で発生した高周波の電気ノイズも、DC/DCコンバータ12の出力から電力分配回路部13、電源ライン13a~13c、出力端子17~19、および電線26~28を経由して負荷23~25に伝達される可能性がある。そして、このノイズが電線26~28から不要輻射として放出されて車載ラジオの受信に悪影響を及ぼしたり、負荷23~25に伝達されたノイズが各種ECUの誤動作の原因になる可能性がある。
上記のようなノイズを低減するために、一般的には車載電源装置10の内部回路やワイヤハーネスWHに、必要に応じてノイズフィルタを装備することが行われる。しかし、ワイヤハーネスWHの各電線26~28の長さや、各負荷23~25の種類が、車載電源装置10を搭載する自動車の車種の違いに応じて変化する。つまり、車載電源装置10の出力から負荷側を見た場合のインピーダンスZが、車種に応じて変化する。そして、インピーダンスZが変化すると装備したノイズフィルタのノイズ低減特性も変化する。
したがって、ワイヤハーネスWHを経由して負荷23~25に伝達されるノイズや、ワイヤハーネスWHから輻射されるノイズを許容範囲内に抑制するためには、設計時に、車種毎に異なるノイズ対策を個別に実施する必要があり、コスト増の要因になる。また、例えばユーザにおけるオプション選択の変更により負荷23~25の種類が変わる場合にも、インピーダンスZが変化するため、ノイズのレベル等が変動する。
<実施形態のノイズ対策>
図1に示した車載電源装置10においては、予め用意されている複数種類の調整ユニット14の中から選択した1つの調整ユニット14を、必要に応じて筐体11に装着することができる。調整ユニット14は、筐体11に対して脱着可能に構成されている。複数の調整ユニット14は、それぞれ特性の異なる1つ以上のノイズフィルタを内蔵している。そして、筐体11に装着された調整ユニット14内の各ノイズフィルタは、各出力電源ライン13a~13cとアース22との間に接続される。
車載電源装置10を搭載する自動車の車種の違いに応じてインピーダンスZが変化すると、筐体11に装着した調整ユニット14におけるノイズ低減特性が変化するので、ワイヤハーネスWHを経由して負荷23~25に伝達されるノイズや、ワイヤハーネスWHから輻射されるノイズが許容範囲を超える可能性がある。そこで、調整ユニット14を適切な仕様のものと交換することにより、インピーダンスZの変化に対応し、ノイズを許容範囲内に抑制できる。
この場合、調整ユニット14以外の車載電源装置10の本体については、回路部品の変更を必要としないので、車種の違いとは無関係に部品やユニットの品番を共通化することができる。そして、部品の共通化により装置の部品コストや製造コストを低減できる。また、調整ユニット14の交換だけなので、ノイズ対策のための設計にかかる工数を低減できる。
<調整ユニットの構成例>
図2は、車載電源装置10の筐体11に装着した状態の調整ユニット14の構成例を示す縦断面図である。
調整ユニット14は、少なくとも接続箇所が予め定めた形状および大きさに形成され、全体としては直方体形状、あるいはカード形状に構成される。そして、調整ユニット14を受け入れ可能な形状および大きさの凹部11aが、筐体11に形成されている。
図2に示した例では、調整ユニット14は3個のコンデンサ14b、14c、および14dを内蔵している。これらのコンデンサ14b~14dの各々は、内部に残留インダクタンスを有しているので、高周波領域では等価的に、1 個のコンデンサの容量(キャパシタンス)成分(C)と残留インダクタンス成分(L)とが直列に接続された回路を形成し、自己共振型トラップフィルタとして機能する。つまり、共振周波数の近傍で回路のインピーダンスが小さくなるので、電源ラインとアースの間にこのノイズフィルタを接続することにより、ノイズを低減できる。
ここで、実際の車載電源装置10においては、各コンデンサ14b~14dのインピーダンスZfと、負荷側のインピーダンスZとの並列回路が構成されるので、インピーダンスZの変化に応じてノイズ低減の程度が変化する。したがって、予め用意した複数の調整ユニット14の中から適切な特性の調整ユニット14を選定して凹部11aに実装することにより、実際の車両におけるノイズ低減効果を高め、負荷23~25に伝達されるノイズや、ワイヤハーネスWHから輻射されるノイズを許容範囲内に抑制できる。
予め用意する複数の調整ユニット14の種類については、設計時に、各車両に搭載するワイヤハーネスWHの電線長、太さ等の違い、負荷23~25の種類や組合せの違いを考慮して、必要な種類数を準備しておく。
図2に示した調整ユニット14は、ユニット筐体14aの表面に、複数の電極14e、14f、14g、および14hが露出した状態で配置されている。また、筐体11の凹部11a側には、調整ユニット14の電極14e、14f、14g、および14hと対向する位置に、電極11b、11c、11d、および11eが備わっている。つまり、凹部11aに調整ユニット14が嵌合している状態で、電極14e・11b、電極14f・11c、電極14g・11d、および電極14h・11eのペアがそれぞれ電気的に接続される。
調整ユニット14内のコンデンサ14bは、一端が電極14eと接続され、他端が電極14hと接続されている。また、コンデンサ14cは、一端が電極14fと接続され、他端が電極14hと接続されている。コンデンサ14dは、一端が電極14gと接続され、他端が電極14hと接続されている。
車載電源装置10の筐体11側の各電極11b、11c、11d、および11eは、それぞれ出力電源ライン13a、13b、13c、およびアース22と接続されている。
したがって、図2に示した構成の調整ユニット14を用いる場合には、出力端子17に接続される電線26および負荷23により定まるインピーダンスZに対して、適切なノイズ低減特性が得られるように、コンデンサ14bの容量等が設計される。同様に、コンデンサ14cの容量等は、電線27および負荷24により定まるインピーダンスZに対して、適切なノイズ低減特性が得られるように設計される。また、コンデンサ14dの容量等は、電線28および負荷25により定まるインピーダンスZに対して、適切なノイズ低減特性が得られるように設計される。
つまり、車載電源装置10を搭載する可能性のある全ての車両の車種毎に、ワイヤハーネスWHおよび負荷23~25の組合せに応じたインピーダンスZを考慮して、各コンデンサ14b~14dの容量等が設計時に決定され、車種毎に調整ユニット14がそれぞれ製造され用意される。
<車載電源装置の外観の例-1>
車載電源装置10の構成例-1における外観の概要を図3に示す。
図3に示した例では、車載電源装置10の筐体11は箱状に形成されており、その端部に出力端子17~19が配置されている。また、筐体11の上面に1箇所の凹部11aが形成されている。凹部11aの形状および大きさは、調整ユニット14の挿入部と嵌合可能な状態に形成されている。
図3に示すように形状及び大きさが同一の複数種類の調整ユニット14が予め製造され用意されているので、例えば車載電源装置10を車両に組み付ける作業者が、この車種に適合するいずれか1つの調整ユニット14を選択して筐体11の凹部11aに実装することができる。ここで作業者が選択する調整ユニット14の種類は、車種の違いに応じたワイヤハーネスWHや負荷23~25のインピーダンスZを考慮してノイズ低減のために最適化されたフィルタ特性を有するものである。車載電源装置10の本体は、これを搭載する車両の車種の違いとは無関係であり、全て共通の構成を有している。
<車載電源装置の外観の例-2>
車載電源装置10の構成例-2における外観の概要を図4に示す。
図4に示した車載電源装置10Bにおいては、コンバータユニット31の筐体31aにDC/DCコンバータ12が収容されている。また、電力分配ユニット32の筐体32aに電力分配回路部13が収容されている。すなわち、車載電源装置10Bは、互いに独立した筐体31a、32aにより別体として構成されたコンバータユニット31と電力分配ユニット32とが組み合わされ一体化された構成となっている。
図4の例では、冷却用の空気の流通を可能にするために、コンバータユニット31と電力分配ユニット32の間に、間隔がほぼ一定の僅かな空間34が形成されている。コンバータユニット31と電力分配ユニット32とが別体として構成されることにより、発熱によるコンバータユニット31や電力分配ユニット32への悪影響を抑制できる。すなわち、発熱量の大きいDC/DCコンバータ12による熱の影響で電力分配回路部13の環境温度が上昇するのを抑制できる。特に、空間34に冷却用の空気を流通させることにより、空間34に断熱層を形成し、電力分配ユニット32側の温度上昇を効果的に抑制できる。
図4の構成では、電力分配ユニット32側の筐体32aの上面に凹部32bが形成されている。この凹部32bに予め用意した1つの調整ユニット14を嵌合させることで、実装した調整ユニット14を電力分配ユニット32の電気回路と接続することができる。
また、作業者等が、実装する調整ユニット14を車種毎に適切に選定することにより、出力端子17~19に接続されるワイヤハーネスWHや負荷23~25のインピーダンスZに合わせて、ノイズ低減特性を適正化できる。
<車載電源装置の構成例-2>
車載電源装置10の構成例-2における電気回路を図5に示す。
図5に示した例では、コンバータユニット31と電力分配ユニット32との間の空間34の間隔が、これらの間に配置されたスペーサ33により一定に保持されている。この空間34に空気を流通させることができる。
図5に示すように、DC/DCコンバータ12は、コンバータユニット31の筐体31a内に配置され、電力分配回路部13は、電力分配ユニット32の筐体32a内に配置されている。図5の構成においても、図1と同様に、車載バッテリ21から供給される電源電力がDC/DCコンバータ12に入力され、負荷側が必要とする電源電力をDC/DCコンバータ12が生成する。
コンバータユニット31内のDC/DCコンバータ12が生成した電源電力は、電力分配ユニット32内の電力分配回路部13の入力側に供給される。電力分配回路部13は、DC/DCコンバータ12の出力から供給された電源電力を負荷の系統毎に適切に分配し、分配された電源電力を必要に応じて出力電源ライン13a~13cに出力する。
調整ユニット14が電力分配ユニット32の凹部32bに実装されることにより、調整ユニット14内の各コンデンサ14b~14dが、出力電源ライン13b~13dおよびアース22とそれぞれ接続される。
DC/DCコンバータ12における大電流のスイッチングなどにより発生する電気ノイズの影響は、出力電源ライン13a~13cの各経路を通って伝導し、電線26~28から不要輻射として放射されたり、負荷23~25にノイズとして入力される。このようなノイズは、電力分配ユニット32に実装した調整ユニット14により低減される。
調整ユニット14を用いてノイズを十分に低減することにより、ワイヤハーネスWH等にノイズフィルタを付加する必要がなくなる。但し、車種の違いによりワイヤハーネスWHの種類や負荷23~25の種類が変化すると電力分配ユニット32の出力側のインピーダンスZが変動してノイズ低減特性が変化する。したがって、車載電源装置10Bを搭載する車両の車種に応じて適切な特性の調整ユニット14を選定して実装することが重要である。
<外観の具体例>
車載電源装置10の構成例-2における外観の具体例を図6に示す。
図6に示した車載電源装置10Bにおいては、上下に配置された電力分配ユニット32とコンバータユニット31とが複数のボルト43で固定され一体化されている。また、温度上昇を効果的に抑制するために、車載電源装置10Bは、送風ユニット40の上側に配置され、コンバータユニット31の下方には、ヒートシンク42が配置されている。
送風ユニット40は、背面側の送風部41に配置された図示しない送風機により、図中に示したZ軸の矢印と反対の方向に向かって送風することができる。この送風により発生する空気流は、下側のヒートシンク42のフィン間の各空間、およびコンバータユニット31と電力分配ユニット32の間の空間34をそれぞれ流れるように案内され、効果的な強制空冷を実現する。
<変形例の説明>
図7は、変形例に係る複数の調整ユニットの装着状態を示す縦断面図である。
図7に示した変形例においては、互いに独立した複数の凹部32c、32d、32eが電力分配ユニット32の筐体32aに形成されている。また、図7に示した複数の調整ユニット14A、14B、14Cのそれぞれは、1系統分のノイズフィルタ(コンデンサ)のみを内蔵している。
つまり、複数の凹部32c、32d、32eが筐体32aに形成されているので、これらの箇所に同時に複数の調整ユニット14A、14B、14Cを図7のように実装することができる。
各調整ユニット14A、14B、14Cは、2つの電極14i、14jをそれぞれ有している。調整ユニット14A、14B、14C内のノイズフィルタ(コンデンサ)は、その一端が電極14iと接続され、他端が電極14jと接続されている。
凹部32c内で電極14i、14jと対向する箇所には、2つの電極32fが形成されている。また、凹部32d内で電極14i、14jと対向する箇所には、2つの電極32gが形成されている。凹部32e内で電極14i、14jと対向する箇所には、2つの電極32hが形成されている。
したがって、図7に示した調整ユニット14Aの電極14iおよび14jは、それぞれ電極32fを介して1系統の出力電源ライン13aおよびアース22と接続される。また、調整ユニット14Bの電極14iおよび14jは、それぞれ電極32gを介して1系統の出力電源ライン13bおよびアース22と接続される。調整ユニット14Cの電極14iおよび14jは、それぞれ電極32hを介して1系統の出力電源ライン13cおよびアース22と接続される。
図7に示した変形例の場合には、ワイヤハーネスWHおよび負荷23~25のインピーダンスZの変化に対して、出力端子17~19の1系統毎に個別の調整ユニット14A~14Cを用いてノイズ特性を調整できる。そのため、同時に複数の調整ユニット14A~14Cを電力分配ユニット32に実装する必要があるが、車種に応じて事前に用意する調整ユニット14A~14Cの種類の総数を減らすことができる。
ここで、上述した本発明の実施形態に係る車載電源装置の特徴をそれぞれ以下[1]~[5]に簡潔に纏めて列記する。
[1] ノイズ発生源を含む電源部(DC/DCコンバータ12)と、前記電源部の出力に所望の負荷を接続可能な1つ以上の出力端子(17~19)とを有する車載電源装置(10)であって、
前記電源部の出力におけるインピーダンスに影響を与える1つ以上の電気部品(コンデンサ14b~14d)を、少なくとも接続部位が予め定めた形状および大きさに形成されたユニット筐体(14a)に収容して構成した1つ以上の調整ユニット(14)と、
前記電源部の内部、又は前記電源部の出力と前記負荷との間に配置され、前記調整ユニットを着脱自在に支持するユニット支持部(凹部11a)と、
を備えたことを特徴とする車載電源装置。
[2] 前記電源部が、
電力のスイッチングを周期的に繰り返すスイッチングユニット(コンバータユニット31)と、
前記スイッチングユニットの出力電力を複数系統の負荷に分配する分配ユニット(電力分配ユニット32)と、を含み、
前記ユニット支持部(凹部32b)が前記分配ユニット側に形成された、
ことを特徴とする上記[1]に記載の車載電源装置。
[3] 前記調整ユニットは、複数系統の負荷のそれぞれについて個別にインピーダンスを調整するために互いに独立した複数の電気回路(コンデンサ14b~14d)を備える、
ことを特徴とする上記[2]に記載の車載電源装置。
[4] 前記分配ユニットは、複数系統の負荷のそれぞれに個別に対応する複数の前記調整ユニットを収容するために、複数の前記ユニット支持部(凹部32c~32e)を備える、
ことを特徴とする上記[2]に記載の車載電源装置。
[5] 前記調整ユニットは、前記電気部品として、少なくとも1つのコンデンサ(14b~14d)を内蔵する、
ことを特徴とする上記[1]乃至[4]のいずれかに記載の車載電源装置。
10,10B 車載電源装置
11,31a,32a 筐体
11a,32b,32c,32d,32e 凹部
11b,11c,11d,11e 電極
12 DC/DCコンバータ
13 電力分配回路部
13a,13b,13c 出力電源ライン
14,14A,14B,14C 調整ユニット
14a ユニット筐体
14b,14c,14d コンデンサ
14e,14f,14g,14h,14i,14j 電極
15 電源入力端子
16 アース端子
17,18,19 出力端子
21 車載バッテリ
22 アース
23,24,25 負荷
26,27,28 電線
31 コンバータユニット
31a,32a 筐体
32 電力分配ユニット
32f,32g,32h 電極
33 スペーサ
34 空間
40 送風ユニット
41 送風部
42 ヒートシンク
43 ボルト
WH ワイヤハーネス

Claims (5)

  1. ノイズ発生源と、電源部の出力に所望の負荷を接続可能な1つ以上の出力端子と、前記ノイズ発生源を内蔵し且つ前記1つ以上の出力端子が設けられた筐体と、を有する電源部を有する車載電源装置であって、
    前記電源部の出力におけるインピーダンスに影響を与える1つ以上の電気部品を、少なくとも接続部位が予め定めた形状および大きさに形成されたユニット筐体に内蔵して構成した1つ以上の調整ユニットと、
    前記電源部の前記筐体に形成され、前記調整ユニットの前記ユニット筐体を着脱自在に支持するユニット支持部と、
    を備えたことを特徴とする車載電源装置。
  2. 前記電源部が、前記筐体内に、
    電力のスイッチングを周期的に繰り返す前記ノイズ発生源を含むスイッチングユニットと、
    前記スイッチングユニットの出力電力を複数系統の負荷に分配する分配ユニットと、を含み、
    前記ユニット支持部が前記分配ユニット側に形成され、且つ、前記1つ以上の出力端子が前記スイッチングユニット側に設けられた
    ことを特徴とする請求項1に記載の車載電源装置。
  3. 前記調整ユニットは、複数系統の負荷のそれぞれについて個別にインピーダンスを調整するために互いに独立した複数の電気回路を備える、
    ことを特徴とする請求項2に記載の車載電源装置。
  4. 前記分配ユニットは、複数系統の負荷のそれぞれに個別に対応する複数の前記調整ユニットを収容するために、複数の前記ユニット支持部を備える、
    ことを特徴とする請求項2に記載の車載電源装置。
  5. 前記調整ユニットは、前記電気部品として、少なくとも1つのコンデンサを内蔵する、
    ことを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の車載電源装置。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2024049864A (ja) * 2022-09-29 2024-04-10 株式会社オートネットワーク技術研究所 電力供給装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003125533A (ja) 2001-10-15 2003-04-25 Fuji Photo Film Co Ltd 給電回路の制御方法及び装置
JP2009260760A (ja) 2008-04-18 2009-11-05 Kawamura Electric Inc ブロッキングフィルタ
JP2015167225A (ja) 2014-02-10 2015-09-24 ヤザキ・ノース・アメリカ・インコーポレイテッドYazaki North America, Inc. 電気またはハイブリッド電気自動車用のバスを備えた電気センタ

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57168540A (en) * 1981-04-10 1982-10-16 Nissan Motor Co Ltd Noise preventing device and its production for electronic controller
JPS62200209U (ja) * 1986-06-11 1987-12-19
JP5692903B2 (ja) 2010-11-10 2015-04-01 矢崎総業株式会社 車載機器用高周波ノイズフィルタおよびフィルタ結線方法
KR101300354B1 (ko) * 2011-06-29 2013-08-28 전남대학교산학협력단 계통 연계형 전력변환장치
CN105059224B (zh) * 2012-02-22 2017-04-26 松下电器产业株式会社 汽车
JP2014100971A (ja) * 2012-11-19 2014-06-05 Auto Network Gijutsu Kenkyusho:Kk ワイヤーハーネスシステム
JP2016072504A (ja) * 2014-09-30 2016-05-09 北川工業株式会社 出力ノイズ低減装置
US20180304826A1 (en) * 2015-09-24 2018-10-25 Hitachi Automotive Systems, Ltd. Noise filter of vehicle-mounted device and vehicle-mounted device
CN110521100B (zh) * 2017-04-20 2021-12-07 三菱电机株式会社 电力转换装置用滤波器模块
IT201800002464A1 (it) * 2018-02-07 2019-08-07 St Microelectronics Srl Convertitore elettronico, relativo sistema audio, circuito integrato e procedimento per operare un convertitore elettronico

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003125533A (ja) 2001-10-15 2003-04-25 Fuji Photo Film Co Ltd 給電回路の制御方法及び装置
JP2009260760A (ja) 2008-04-18 2009-11-05 Kawamura Electric Inc ブロッキングフィルタ
JP2015167225A (ja) 2014-02-10 2015-09-24 ヤザキ・ノース・アメリカ・インコーポレイテッドYazaki North America, Inc. 電気またはハイブリッド電気自動車用のバスを備えた電気センタ

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