JP7484601B2 - 電力変換装置 - Google Patents

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Description

本明細書に記載の開示は、電力変換装置に関するものである。
特許文献1には、バッテリに接続される直流平滑回路と、直流平滑回路に接続される3相交流変換回路および平滑コンデンサを有するインバータが知られている。
特開2003-173952号公報
直流平滑回路はバッテリに接続される2つの電流経路を有している。これら2つの電流経路それぞれに3相交流変換回路から漏れ出す電流ノイズを除去するためのYコンデンサが1つずつ設けられている。そのために部品点数が多くなる虞がある。
本開示の目的は、部品点数の増大が抑制された電力変換装置を提供することである。
本開示の一態様による電力変換装置は、
電源(200)に接続される第1配線(910)および第2配線(920)と、
第1配線と第2配線に接続される第1コンデンサ(520)と、
第1配線と第2配線で第1コンデンサと並列接続される複数のスイッチ(511,512)を備える電気部品(501)と、
第1配線と第2配線のうちの一方に接続されるとともに、電位の一定な基準電位部(700)に接続される第2コンデンサ(600)と、
電気部品と第1コンデンサを収納するケース(502)と、を有し、
第1配線と第2配線のうちの他方における第1コンデンサに接続される他方側接続点(521,522)と電源との間の第1コンデンサを介さない第1通電経路のインピーダンスが、他方側接続点と第2コンデンサとの間の第1コンデンサを介した第2通電経路のインピーダンスよりも高くなっており、
第2コンデンサがケースの外に配置されている。
別の本開示の一態様による電力変換装置は、
電源(200)に接続される第1配線(910)および第2配線(920)と、
第1配線と第2配線に接続される第1コンデンサ(520)と、
第1配線と第2配線で第1コンデンサと並列接続される複数のスイッチ(511,512)を備える電気部品(501)と、
第1配線と第2配線のうちの一方に接続されるとともに、電位の一定な基準電位部(700)に接続される第2コンデンサ(600)と、
第1配線と第2配線のうちの一方の一部を備える基板(800)と、
基板に搭載され、一端が第1配線と第2配線のうちの一方に接続される抵抗体(801)と、
第1配線と第2配線に接続される放電抵抗(950)と、を有し、
第1配線と第2配線のうちの他方における第1コンデンサに接続される他方側接続点(521,522)と電源との間の第1コンデンサを介さない第1通電経路のインピーダンスが、他方側接続点と第2コンデンサとの間の第1コンデンサを介した第2通電経路のインピーダンスよりも高くなっており、
抵抗体のインピーダンスが放電抵抗のインピーダンスよりも高くなっており、
第2コンデンサが基板に搭載されるとともに、基板に備えられた第1配線と第2配線のうちの一方の一部に接続されている。
これによれば、第1配線(910)側と第2配線(920)側それぞれで発生した電流ノイズが、第1配線(910)と第2配線(920)のうちの一方に接続された第2コンデンサ(600)に流れやすくなる。そのため第1配線(910)と第2配線(920)それぞれに第2コンデンサ(600)が個別に接続されなくても、第1配線(910)側と第2配線(920)側それぞれで発生した電流ノイズを除去することができる。これにより部品点数が削減される。
なお、上記の括弧内の参照番号は、後述の実施形態に記載の構成との対応関係を示すものに過ぎず、技術的範囲を何ら制限するものではない。
車載システムを示す回路図である。 車載システムを示す回路図の変形例である。 車載システムを示す回路図の変形例である。 車載システムを示す回路図の変形例である。
以下、図面を参照しながら本開示を実施するための複数の形態を説明する。各形態において先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を適用することができる。
また各実施形態で具体的に組み合わせが可能であることを明示している部分同士の組合わせばかりではなく、組合わせに支障が生じなければ、明示していなくても実施形態同士、実施形態と変形例、および、変形例同士を部分的に組合せることも可能である。
(第1実施形態)
先ず、図1に基づいて電力変換装置300の設けられる車載システム100を説明する。この車載システム100は電気自動車用のシステムを構成している。車載システム100はバッテリ200、電力変換装置300、および、モータ400を有する。バッテリ200は電源に相当する。
また車載システム100は図示しない複数のECUを有する。ECUは基板800に搭載されている。これら複数のECUはバス配線を介して相互に信号を送受信している。複数のECUは協調して電気自動車を制御している。複数のECUの制御により、バッテリ200のSOCに応じたモータ400の回生と力行が制御される。SOCはstate of chargeの略である。ECUはelectronic control unitの略である。
バッテリ200は複数の二次電池を有する。これら複数の二次電池は直列接続された電池スタックを構成している。この電池スタックのSOCがバッテリ200のSOCに相当する。二次電池としてはリチウムイオン二次電池、ニッケル水素二次電池、および、有機ラジカル電池などを採用することができる。
<電力変換装置>
電力変換装置300はインバータ500と第2コンデンサ600を有している。電力変換装置300はバッテリ200とモータ400との間の電力変換を行う。電力変換装置300はバッテリ200の直流電力を交流電力に変換する。電力変換装置300はモータ400の発電(回生)によって生成された交流電力を直流電力に変換する。
モータ400は図示しない電気自動車の出力軸に連結されている。モータ400の回転エネルギーは出力軸を介して電気自動車の走行輪に伝達される。逆に、走行輪の回転エネルギーは出力軸を介してモータ400に伝達される。
モータ400は電力変換装置300から供給される交流電力によって力行する。これにより走行輪への推進力の付与が成される。またモータ400は走行輪から伝達される回転エネルギーによって回生する。この回生によって発生した交流電力は、電力変換装置300によって直流電力に変換される。この直流電力がバッテリ200に供給される。また直流電力は電気自動車に搭載された各種電気負荷にも供給される。
<インバータ>
インバータ500は複数のスイッチから成るレグ群510を備える電気部品501と第1コンデンサ520を有する。インバータ500はバッテリ200に接続される第1給電バスバ910と第2給電バスバ920それぞれに接続されている。第1給電バスバ910はバッテリ200の正極に接続されている。第2給電バスバ920はバッテリ200の負極に接続されている。
図1に示すように第1給電バスバ910と第2給電バスバ920に電気部品501と第1コンデンサ520が並列に接続されている。第1給電バスバ910は第1配線に相当する。第2給電バスバ920は第2配線に相当する。
上記したレグ群510はU相レグ513、V相レグ514、および、W相レグ515を有する。これら3相のレグそれぞれはスイッチとして第1ハイサイドスイッチ511と第1ローサイドスイッチ512を有する。また3相のレグそれぞれはダイオードとして第1ハイサイドダイオード511aと第1ローサイドダイオード512aを有する。第1ハイサイドスイッチ511と第1ローサイドスイッチ512はスイッチに相当する。
第1ハイサイドスイッチ511のコレクタ電極に第1ハイサイドダイオード511aのカソード接続点が接続されている。第1ハイサイドスイッチ511のエミッタ電極に第1ハイサイドダイオード511aのアノード接続点が接続されている。これにより第1ハイサイドスイッチ511に第1ハイサイドダイオード511aが逆並列接続されている。
第1ローサイドスイッチ512のコレクタ電極に第1ローサイドダイオード512aのカソード接続点が接続されている。第1ローサイドスイッチ512のエミッタ電極に第1ローサイドダイオード512aのアノード接続点が接続されている。これにより第1ローサイドスイッチ512に第1ローサイドダイオード512aが逆並列接続されている。
3相のレグそれぞれの備えるスイッチとダイオードは図示しない樹脂部材によって樹脂封止されている。第1ハイサイドスイッチ511のコレクタ電極に接続されたコレクタ端子の一部が樹脂部材から露出されている。コレクタ端子の一部が第1給電バスバ910に接続されている。
第1ローサイドスイッチ512のエミッタ電極に接続されたエミッタ端子の一部が樹脂部材から露出されている。エミッタ端子の一部が第2給電バスバ920に接続されている。
第1ハイサイドスイッチ511と第1ローサイドスイッチ512それぞれのゲート電極に接続されたゲート端子やセンサ端子などのスイッチ端子の一部が樹脂部材から露出されている。スイッチ端子が基板800に接続されている。
第1ハイサイドスイッチ511のエミッタ電極と第1ローサイドスイッチ512のコレクタ電極それぞれに接続された出力端子の一部が樹脂部材から露出されている。
U相レグ513の備える第1ハイサイドスイッチ511のエミッタ電極と第1ローサイドスイッチ512のコレクタ電極それぞれに接続された出力端子に、U相バスバ410が接続されている。U相バスバ410はモータ400のU相ステータコイルに接続されている。
V相レグ514の備える第1ハイサイドスイッチ511のエミッタ電極と第1ローサイドスイッチ512のコレクタ電極それぞれに接続された出力端子に、V相バスバ420が接続されている。V相バスバ420はモータ400のV相ステータコイルに接続されている。
W相レグ515の備える第1ハイサイドスイッチ511のエミッタ電極と第1ローサイドスイッチ512のコレクタ電極それぞれに接続された出力端子に、W相バスバ430が接続されている。W相バスバ430はモータ400のW相ステータコイルに接続されている。
なお、本実施形態ではスイッチとしてnチャネル型のIGBTを採用している。ただしこれらスイッチとしては、IGBTではなくMOSFETを採用することもできる。スイッチとしてMOSFETを採用する場合、ダイオードはなくともよい。
これらスイッチは、Siなどの半導体、および、SiCなどのワイドギャップ半導体によって製造することができる。半導体素子の構成材料としては特に限定されない。
<第1コンデンサ>
第1コンデンサ520は交流を直流に整流する際に生じる脈流を平滑化する平滑コンデンサである。
第1コンデンサ520は2つの電極を有している。これら2つの電極のうち一方の電極が第1コンデンサ接続点521で第1給電バスバ910に接続されている。これら2つの電極のうちの他方の電極が第2コンデンサ接続点522で第2給電バスバ920に接続されている。
<第2コンデンサ>
第2コンデンサ600は第1給電バスバ910と第2給電バスバ920を流れる電流ノイズを除去するためのフィルタコンデンサである。これら給電バスバには、インバータ500で発生する高周波数の電流ノイズや、電磁ノイズの給電バスバへの侵入によって発生した電流ノイズなどが流れる。
第2コンデンサ600は2つの電極を有している。これら2つの電極のうちの一方の電極が第3コンデンサ接続点601で第1給電バスバ910に接続されている。これら2つの電極のうちの他方の電極が第4コンデンサ接続点602で車体700に接続されている。なお、第4コンデンサ接続点602は車体700に接続されていなくてもよい。第2コンデンサ600は電位が一定になっている基準電位に接続されていればよい。車体700は基準電位部に相当する。
また第2コンデンサ600の静電容量は、バッテリ200の浮遊容量よりも大きくなっている。
<第1給電バスバと第2給電バスバ>
これまでに説明したように第1給電バスバ910と第2給電バスバ920に電気部品501と第1コンデンサ520が並列に接続されている。第1給電バスバ910はバッテリ200の正極に接続されている。第2給電バスバ920はバッテリ200の負極に接続されている。
第1給電バスバ910における第1コンデンサ520の接続される第1コンデンサ接続点521が、第1給電バスバ910のバッテリ200との第1連結点931と、第1給電バスバ910の電気部品501との第2連結点932の間に位置している。第1コンデンサ接続点521が一方側接続点に相当する。
第2給電バスバ920における第1コンデンサ520の接続される第2コンデンサ接続点522が、第2給電バスバ920のバッテリ200との第3連結点941と、第2給電バスバ920の電気部品501との第4連結点942の間に位置している。第2コンデンサ接続点522が他方側接続点に相当する。
以下、説明を簡便とするために、第1給電バスバ910における第1連結点931と第1コンデンサ接続点521との間の部位を第1伝搬部位911と示す。第1給電バスバ910における第1コンデンサ接続点521と第2連結点932との間の部位を第2伝搬部位912と示す。なお、第1連結点931が第3接続点に相当する。
同様に、第2給電バスバ920における第3連結点941と第2コンデンサ接続点522との間の部位を第3伝搬部位921と示す。第2給電バスバ920における第2コンデンサ接続点522と第4連結点942との間の部位を第4伝搬部位922と示す。なお、第3連結点941が第1接続点に相当する。第4連結点942が第2接続点に相当する。
<第2コンデンサの接続場所>
図1に示すように、本実施形態では第2コンデンサ600における給電バスバとの接続点(第3コンデンサ接続点601)が、第1給電バスバ910の第1伝搬部位911にある。第3コンデンサ接続点601は第1連結点931と第1コンデンサ接続点521の間にある。なお、第3コンデンサ接続点601は第2伝搬部位912にあってもよい。
また、第2コンデンサ600は第2給電バスバ920に接続されていてもよい。その場合、第2コンデンサ600は第2給電バスバ920の第3伝搬部位921と第4伝搬部位922のいずれかに接続される。第3コンデンサ接続点601は第3伝搬部位921若しくは第4伝搬部位922にある。
<電流ノイズとインピーダンス>
上記したように電気部品501は複数のスイッチを有する。複数のスイッチがPWM制御されることで、直流電力が交流電力に、交流電力が直流電力に変換される。このPWM制御のため、複数のスイッチから高周波数の電流ノイズが生じる。この電流ノイズは電気部品501から第2伝搬部位912および第4伝搬部位922それぞれに流される。
この電流ノイズは第1給電バスバ910と第2給電バスバ920を流れる交流電力よりも周波数が高くなっている。この電流ノイズの周波数帯で、第2コンデンサ接続点522と第3連結点941との間の第1通電経路901のインピーダンスが、第2コンデンサ接続点522と第3コンデンサ接続点601との間の第2通電経路902のインピーダンスよりも高くなっている。
係るインピーダンスの大小関係のため、当然ながら第1コンデンサ520のインピーダンスは、第1通電経路901のインピーダンスよりも低くなっている。
この電流ノイズの周波数帯で、第1コンデンサ接続点521と第3コンデンサ接続点601との間の第3通電経路903のインピーダンスが、第1コンデンサ接続点521と第3連結点941との間の第4通電経路904のインピーダンスよりも低くなっている。
以上に示した第1通電経路901~第4通電経路904は図1において実線矢印で示している。図1に示すように、第1通電経路901に第3伝搬部位921が含まれている。第2通電経路902に第1コンデンサ520と第1伝搬部位911の一部が含まれている。第3通電経路903に第1伝搬部位911の一部が含まれている。第4通電経路904に第1コンデンサ520と第3伝搬部位921が含まれている。
<電力変換装置の構成要素>
電力変換装置300はこれまでに説明した回路の構成要素の他に、ケース502を有している。ケース502にインバータ500が収納されている。図1に示すように、ケース502から第1伝搬部位911の一部と第3伝搬部位921の一部が露出されている。第2コンデンサ600がケース502から露出された第1伝搬部位911の一部に接続されている。第2コンデンサ600がケース502の外に配置されている。
ケース502から露出された第1伝搬部位911の一部は透磁率の高い部材から成るシールド部940によって被覆されている。シールド部940がケース502から露出された第1伝搬部位911を覆うことで、外部からの電磁ノイズが第1伝搬部位911に侵入することが抑制されやすくなっている。
<作用効果>
これまでに説明したように電流ノイズの周波数帯において、第1通電経路901のインピーダンスが、第2通電経路902のインピーダンスよりも高くなっている。そのために電気部品501の第2給電バスバ920側で発生した電流ノイズが、第1通電経路901よりも第2通電経路902に流されやすくなっている。
また電流ノイズの周波数帯において、第3通電経路903のインピーダンスが、第4通電経路904のインピーダンスよりも低くなっている。そのために電気部品501の第1給電バスバ910側で発生した電流ノイズが、第4通電経路904よりも第3通電経路903に通されやすくなっている。
上記したように第2通電経路902と第3通電経路903に第1伝搬部位911の一部が含まれている。この第1伝搬部位911の一部に第2コンデンサ600が第3コンデンサ接続点601で接続されている。
これにより、電気部品501の第1給電バスバ910側と第2給電バスバ920側それぞれで発生した電流ノイズが、第2コンデンサ600に流されやすくなっている。
そのために、第1給電バスバ910と第2給電バスバ920それぞれに第2コンデンサ600が個別に接続されなくても、電気部品501の第1給電バスバ910側と第2給電バスバ920側それぞれで発生した電流ノイズを除去することができる。これにより部品点数を削減することができる。
これまでに説明したように第2コンデンサ600がケース502の外に配置されている。これによってケース502の内部で電気部品501と第1コンデンサ520の配置が規制されにくくなっている。ケース502の内部で電気部品501と第1コンデンサ520の設計の自由度が向上しやすくなっている。
これまでに説明したように第2コンデンサ600の静電容量は、バッテリ200の浮遊容量よりも大きくなっている。そのために第1伝搬部位911を流れる電流ノイズが第2コンデンサ600によって除去されやすくなっている。
(第1変形例)
図2に示すように電気部品501にはレグ群510の他に、リアクトル530、連結バスバ531、A相レグ518、および、第3コンデンサ540が含まれていてもよい。A相レグ518は2つの直列接続された第2ハイサイドスイッチ516と第2ローサイドスイッチ517から成っている。第2ハイサイドスイッチ516は補助スイッチに相当する。
また第1給電バスバ910は第1伝搬部位911と第2伝搬部位912の他に、第2伝搬部位912にリアクトル530と第2ハイサイドスイッチ516を介して接続される第5伝搬部位913を有している。なお、リアクトル530と第2ハイサイドスイッチ516は第2伝搬部位912と第5伝搬部位913を接続する第1給電バスバ910の一部を担っている。
図2に示すように第2伝搬部位912の一端にリアクトル530の一端が接続されている。リアクトル530の他端が連結バスバ531の一端に接続されている。連結バスバ531の他端がA相レグ518の備える第2ハイサイドスイッチ516と第2ローサイドスイッチ517との中点に接続されている。なお、第2伝搬部位912の一端とリアクトル530の一端との接続点が第2連結点932に相当する。
第2ハイサイドスイッチ516のコレクタ電極が第5伝搬部位913に接続されている。第2ローサイドスイッチ517のエミッタ電極が第4伝搬部位922に接続されている。第2ハイサイドスイッチ516のエミッタ電極と第2ローサイドスイッチ517のコレクタ電極が接続されている。これにより第2ハイサイドスイッチ516と第2ローサイドスイッチ517が第5伝搬部位913から第4伝搬部位922へ向かって順に直列接続されている。
第5伝搬部位913と第4伝搬部位922にはA相レグ518の他に、第3コンデンサ540と上記したレグ群510が接続されている。A相レグ518、第3コンデンサ540、および、レグ群510が、第5伝搬部位913と第4伝搬部位922の間で並列に接続されている。レグ群510が第5伝搬部位913に第1スイッチ接続点551で接続されている。レグ群510が第4伝搬部位922に第2スイッチ接続点552で接続されている。
第3コンデンサ540は2つの電極を有している。これら2つの電極のうちの一方の第電極が第5コンデンサ接続点541で第5伝搬部位913に接続されている。これら2つの電極のうちの他方の電極が第6コンデンサ接続点542で第4伝搬部位922に接続されている。
第5コンデンサ接続点541と第1連結点931との間のインピーダンスは、第3コンデンサ540を介した第5コンデンサ接続点541と第3連結点941との間のインピーダンスより高くなりやすくなっている。
そのために、レグ群510の第5伝搬部位913側で生じる電流ノイズが、第3コンデンサ540を通って第4伝搬部位922に流れやすくなっている。
またレグ群510の第4伝搬部位922側で生じる電流ノイズも、第4伝搬部位922に流れやすくなっている。上記したように第2給電バスバ920に第1コンデンサ520が第2コンデンサ接続点522で接続されている。レグ群510で生じる電流ノイズが第4伝搬部位922を通り、第2コンデンサ接続点522に流れやすくなっている。
これまでに説明したように電流ノイズの周波数帯において、第1通電経路901のインピーダンスが、第2通電経路902のインピーダンスよりも高くなっている。第2コンデンサ接続点522に流れた電流ノイズが、第1通電経路901よりも第2通電経路902に流れやすくなっている。
その結果、電流ノイズが第2コンデンサ600に流れやすくなっている。第1給電バスバ910と第2給電バスバ920それぞれに第2コンデンサ600が個別に接続されなくても、レグ群510で生じる電流ノイズを除去することができるようになっている。
(第2変形例)
第1変形例では図2に示すように第3コンデンサ接続点601が第1連結点931と第1コンデンサ接続点521の間に位置する形態を説明した。しかしながら第1変形例で説明した回路の構成を保ちつつ、第3コンデンサ接続点601が図3に示すように第2コンデンサ接続点522と第6コンデンサ接続点542の間に位置していてもよい。
その場合、上記したレグ群510およびA相レグ518で生じ、第4伝搬部位922に流れた電流ノイズが、第2コンデンサ接続点522に流れる前に第3コンデンサ接続点601に流れやすくなっている。第2コンデンサ接続点522に流れる前に、第2コンデンサ600で電流ノイズを除去することができるようになっている。
なお、第1通電経路901に第1伝搬部位911が含まれている。第2通電経路902に第1コンデンサ520と第4伝搬部位922の一部が含まれている。第2コンデンサ接続点522が一方側接続点に相当する。それに伴って、第1コンデンサ接続点521が他方側接続点に相当する。第1連結点931が第1接続点に相当する。第2連結点932が第2接続点に相当する。第3連結点941が第3接続点に相当する。第1スイッチ接続点551が他方側スイッチ接続点に相当する。第2スイッチ接続点552が一方側スイッチ接続点に相当する。
これまでに説明したように第1通電経路901のインピーダンスが、第2通電経路902のインピーダンスよりも高くなっている。そのためにレグ群510およびA相レグ518の第5伝搬部位913側で生じた電流ノイズが、第1コンデンサ接続点521に流れたとしても、第1通電経路901よりも第2通電経路902に流れやすくなっている。
その結果、この電流ノイズが第2コンデンサ600に流れやすくなっている。第1給電バスバ910と第2給電バスバ920それぞれに第2コンデンサ600が個別に接続されなくても、レグ群510およびA相レグ518で生じる電流ノイズを除去することができるようになっている。
なお、図示しないが、第2コンデンサ600が第3連結点941と第2コンデンサ接続点522の間にあってもよい。その場合、第2通電経路902に第1コンデンサ520と第3伝搬部位921の一部が含まれている。
(第3変形例)
電力変換装置300はこれまでに説明した回路の構成要素の他に、図4に示すように抵抗体801と放電抵抗950を有している。抵抗体801は基板800に上記したECUとともに搭載されている。放電抵抗950は第1給電バスバ910と第2給電バスバ920に接続されている。抵抗体801のインピーダンスは、放電抵抗950のインピーダンスよりも高くなっている。
図4に示すように基板800には、ECUと抵抗体801の他に、第2コンデンサ600が搭載されている。第2コンデンサ600は抵抗体801に接続されている。
第1給電バスバ910はこれまでに説明した伝搬部位の他に、基板800に接続される基板伝搬部位914を有している。基板伝搬部位914は第2コンデンサ600と抵抗体801それぞれに接続されている。そのためにレグ群510から生じる電流ノイズが第2コンデンサ600と抵抗体801それぞれに流れるようになっている。
上記したように抵抗体801のインピーダンスは、放電抵抗950のインピーダンスよりも高くなっている。そのために電流ノイズは抵抗体801側よりも第2コンデンサ600側に積極的に流れやすくなっている。これによって第2コンデンサ600の容量を小さくすることが可能になっている。第2コンデンサ600の体格が小さくなりやすくなっている。
なお、図示しないがインバータ500にはレグ群510と第1コンデンサ520の他に、A相レグ518やリアクトル530などが含まれていてもよい。
(その他の変形例)
本実施形態では電力変換装置300が電気自動車用の車載システム100に含まれる例を示した。しかしながら電力変換装置300の適用としては特に上記例に限定されない。例えばモータ400と内燃機関を備えるハイブリッドシステムに電力変換装置300が含まれる構成を採用することもできる。
本実施形態では電力変換装置300に1つのモータ400の接続される例を示した。しかしながら電力変換装置300に複数のモータ400の接続される構成を採用することもできる。この場合、電力変換装置300はインバータ500を構成するための3相のスイッチモジュールを複数有する。
200…バッテリ、501…電気部品、502…ケース、511…第1ハイサイドスイッチ、512…第1ローサイドスイッチ、516…第2ハイサイドスイッチ、520…第1コンデンサ、521…第1コンデンサ接続点、522…第2コンデンサ接続点、530…リアクトル、551…第1スイッチ接続点、552…第2スイッチ接続点、600…第2コンデンサ、601…第3コンデンサ接続点、700…車体、800…基板、801…抵抗体、910…第1給電バスバ、920…第2給電バスバ、931…第1連結点、932…第2連結点、941…第3連結点、942…第4連結点、950…放電抵抗

Claims (7)

  1. 電源(200)に接続される第1配線(910)および第2配線(920)と、
    前記第1配線と前記第2配線に接続される第1コンデンサ(520)と、
    前記第1配線と前記第2配線で前記第1コンデンサと並列接続される複数のスイッチ(511,512)を備える電気部品(501)と、
    前記第1配線と前記第2配線のうちの一方に接続されるとともに、電位の一定な基準電位部(700)に接続される第2コンデンサ(600)と、
    前記電気部品と前記第1コンデンサを収納するケース(502)と、を有し、
    前記第1配線と前記第2配線のうちの他方における前記第1コンデンサに接続される他方側接続点(521,522)と前記電源との間の前記第1コンデンサを介さない第1通電経路のインピーダンスが、前記他方側接続点と前記第2コンデンサとの間の前記第1コンデンサを介した第2通電経路のインピーダンスよりも高くなっており、
    前記第2コンデンサが前記ケースの外に配置されている電力変換装置。
  2. 電源(200)に接続される第1配線(910)および第2配線(920)と、
    前記第1配線と前記第2配線に接続される第1コンデンサ(520)と、
    前記第1配線と前記第2配線で前記第1コンデンサと並列接続される複数のスイッチ(511,512)を備える電気部品(501)と、
    前記第1配線と前記第2配線のうちの一方に接続されるとともに、電位の一定な基準電位部(700)に接続される第2コンデンサ(600)と、
    前記第1配線と前記第2配線のうちの一方の一部を備える基板(800)と、
    前記基板に搭載され、一端が前記第1配線と前記第2配線のうちの一方に接続される抵抗体(801)と、
    前記第1配線と前記第2配線に接続される放電抵抗(950)と、を有し、
    前記第1配線と前記第2配線のうちの他方における前記第1コンデンサに接続される他方側接続点(521,522)と前記電源との間の前記第1コンデンサを介さない第1通電経路のインピーダンスが、前記他方側接続点と前記第2コンデンサとの間の前記第1コンデンサを介した第2通電経路のインピーダンスよりも高くなっており、
    前記抵抗体のインピーダンスが前記放電抵抗のインピーダンスよりも高くなっており、
    前記第2コンデンサが前記基板に搭載されるとともに、前記基板に備えられた前記第1配線と前記第2配線のうちの一方の一部に接続されている電力変換装置。
  3. 前記他方側接続点が、前記第1配線と前記第2配線のうちの他方における前記電源との第1接続点(931,941)と、前記第1配線と前記第2配線のうちの他方における前記電気部品との第2接続点(932,942)の間に位置している請求項1または2に記載の電力変換装置。
  4. 前記第1配線と前記第2配線のうちの一方における前記第2コンデンサに接続される第3コンデンサ接続点(601)が、前記第1配線と前記第2配線のうちの一方における前記電源との第3接続点(931,941)と、前記第1配線と前記第2配線のうちの一方における前記第1コンデンサに接続される一方側接続点(521,522)の間に位置している請求項1~3のいずれか1項に記載の電力変換装置。
  5. 前記電気部品は複数の前記スイッチの他に、前記一方側接続点から、前記第1配線と前記第2配線のうちの一方における複数の前記スイッチの接続される一方側スイッチ接続点(551,552)に向かって並ぶリアクトル(530)と補助スイッチ(516)を有している請求項に記載の電力変換装置。
  6. 前記電気部品は複数の前記スイッチの他に、前記他方側接続点から、前記第1配線と前記第2配線のうちの他方における複数の前記スイッチの接続される他方側スイッチ接続点(551,552)に向かって並ぶリアクトル(530)と補助スイッチ(516)を有している請求項またはに記載の電力変換装置。
  7. 前記第2コンデンサの静電容量が、前記電源の浮遊容量よりも大きくなっている請求項1~のいずれか1項に記載の電力変換装置。
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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