JP5327289B2 - 電力変換装置 - Google Patents
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Description
上記フィルタ回路部に隣接配置されると共に、放射ノイズを放射するノイズ発生源部品と、
上記フィルタ回路部と上記ノイズ発生源部品との間に介在し、上記放射ノイズを遮蔽するシールド板とを備え、
上記導体配線部と上記シールド板とが、互いに絶縁を保ちつつ一体に形成されていることを特徴とする電力変換装置にある(請求項1)。
トランスは放射ノイズを特に放射しやすい電子部品であるが、上記電力変換装置は、上記シールド板によって放射ノイズを効果的に遮蔽できるので、フィルタ回路部の近傍にトランスが設けられていても、フィルタ回路部をトランスの放射ノイズから保護することができる。
スイッチング素子は、オンオフ動作する際に放射ノイズを発生しやすいが、上記電力変換装置は、上記シールド板によって放射ノイズを効果的に遮蔽できるので、フィルタ回路部の近傍にスイッチング素子が設けられていても、フィルタ回路部を放射ノイズから保護することができる。
この場合には、ノイズ発生源部品から放射される放射ノイズを効果的に遮蔽できる。すなわち、シールド板を導電性材料により構成する場合は、放射ノイズのうち、ノイズ発生源部品とフィルタ回路部との間の静電結合に起因するノイズ(静電結合ノイズ)が発生しても、シールド板に静電遮蔽効果が生じるため、この静電結合ノイズを効果的に遮蔽できる。また、シールド板を磁性材料により構成する場合は、放射ノイズのうち、主に磁気成分からなる磁気ノイズがノイズ発生源部品から放射されても、シールド板に磁気遮蔽効果が生じるため、磁気ノイズを効果的に遮蔽することができる。
この場合には、シールド板に設けた切欠部に、上記導体配線部を挿通させているため、上記ノイズ発生源部品等、他の電子部品とリアクトルとの接続配線経路を短くしやすい。そして、上記切欠部を設けた場合でも、磁気ノイズが切欠部からフィルタ回路部に入ることを抑制できる。すなわち、上記第1部分と上記第2部分とはそれぞれ接地されているため、磁気ノイズが切欠部を通過しようとすると、第1部分と、上記接続部と、第2部分と、接地部とを繋ぐ経路に渦電流が流れ、この渦電流の周囲に発生した磁界によって、磁気ノイズの、切欠部への侵入が抑制される。これにより、フィルタ回路部が磁気ノイズの影響を受けにくくなる。
この場合には、シールド板全体の厚みを厚くすることができる。そのため、放射ノイズを遮蔽しやすくなる。
この場合には、磁気ノイズをより効果的に遮蔽することができる。すなわち、上記渦電流は、表皮効果によって、シールド板の表面に発生する。また、板材の間に隙間を設けると、個々の板材の表面を接触させた場合と比べて、シールド板の全体の表面積を増やすことができる。そのため、シールド板に発生する渦電流の量を増やすことができ、磁気ノイズをより遮蔽しやすくなる。
この場合には、少なくとも切欠部の周辺において、シールド板を構成する上記板材の間に隙間が形成されているため、切欠部の周辺により多くの渦電流を発生させることができる。これにより、切欠部を通過する磁気ノイズの量を低減させることが可能になる。
この場合には、導電性を備える板材によって上記静電結合ノイズを遮蔽でき、磁性を備える板材によって磁気ノイズを遮蔽できる。そのため、フィルタ回路部が、静電結合ノイズと磁気ノイズの両方の影響を受けにくくなる。
この場合には、単一の板材によって、静電結合ノイズと磁気ノイズを両方とも効果的に遮蔽することができる。
この場合には、フィルタ回路部に含まれる上記平滑コンデンサを、シールド板によって放射ノイズから保護することができる。そのため、平滑コンデンサが放射ノイズの影響を受けにくくなり、出力電圧に含まれるリップルを効果的に除去することが可能になる。
電力変換装置に係る実施例について、図1〜図6を用いて説明する。
本例の電力変換装置1は、図1に示すごとく、リアクトル3とコンデンサC(フィルタコンデンサC1,C2)とを有するフィルタ回路部2と、ノイズ発生源部品5と、シールド板4とを備える。リアクトル3は、導体配線部30の周囲に磁性体からなるコア31を配置してなる。ノイズ発生源部品5は、フィルタ回路部2に隣接配置されている。ノイズ発生源部品5は、放射ノイズNを放射する。
また、図1、図3に示すごとく、導体配線部30とシールド板4とが、互いに絶縁を保ちつつ一体に形成されている。
本例の電力変換装置1は、トランス5aと、スイッチング素子5bとを備え、これらがノイズ発生源部品5である。トランス5aは、放射ノイズNのうち上記磁気ノイズMNを主に放射する。また、スイッチング素子5bは、上記静電結合ノイズSNを発生する。
なお、上記封止部材20は、シールド板4の、トランス5a側の表面およびスイッチング素子5b側の表面を覆っているが、図5ではその部分を省略してある。
導体配線部30は、トランス接続部30gから切欠部40を通り、フィルタ回路部2側に延びている。
図1、図3に示すごとく、本例の電力変換装置1は、フィルタ回路部2の導体配線部30とシールド板4とを、互いに絶縁を保ちつつ一体に形成した。このようにすると、導体配線部30とシールド板4とを別部材として用意する必要がなくなるため、部品点数を低減できる。これにより、電力変換装置1の部品コスト及び組み立てコストを低減することが可能になる。また、本例では、従来の電力変換装置9(図12参照)のように、電子部品を筐体92で覆う必要がないため、電力変換装置1を小型化しやすい。
トランス5aは放射ノイズNを特に放射しやすい電子部品であるが、本例の電力変換装置1は、シールド板4によって放射ノイズNを効果的に遮蔽できるので、フィルタ回路部2の近傍にトランス5aが設けられていても、フィルタ回路部2をトランス5aの放射ノイズNから保護することができる。
スイッチング素子5bは、オンオフ動作する際に放射ノイズNが発生しやすいが、本例の電力変換装置1は、シールド板4によって放射ノイズNを効果的に遮蔽できるので、フィルタ回路部2の近傍にスイッチング素子5bが設けられていても、フィルタ回路部2を放射ノイズNから保護することができる。
このようにすると、シールド板4に設けた切欠部40に、導体配線部30を挿通させているため、ノイズ発生源部品5等、他の電子部品とリアクトル3との接続配線経路を短くしやすい。そして、切欠部40を設けた場合でも、磁気ノイズMNが切欠部40からフィルタ回路部2に入ることを防止できる。すなわち、第1部分41と第2部分42とはそれぞれ接地されているため、磁気ノイズMNが切欠部40を通過しようとすると、第1部分41と、接続部43と、第2部分42と、接地部(ケース6又は車体)とを繋ぐ経路に渦電流Iが流れ、この渦電流Iの周囲に発生した磁界によって、磁気ノイズMNの、切欠部40への侵入が抑制される。これにより、フィルタ回路部2が磁気ノイズMNの影響を受けにくくなる。
特に、本例では図1に示すごとく、切欠部40が、磁気ノイズMNを発生しやすいトランス5a側に開口しているため、第1部分41と第2部分42とをそれぞれ接地して渦電流Iが流れるようにする効果は大きい。
本例は、シールド板4の構造を変更した例である。図7に示すごとく、本例では、2枚の板材44a,44bを板厚方向に積層してシールド板4を構成してある。2枚の板材44のうち一方の板材44aは導電性を備え、他方の板材44bは磁性を備える。
その他、実施例1と同様の構成を備える。
その他、実施例1と同様の作用効果を有する。
本例は、シールド板4の構造を変更した例である。図8に示すごとく、本例では2枚の板材44a,44bを、間に隙間45を設けつつ積層することにより、シールド板4を構成した。2枚の板材44のうち一方の板材44aは導電性を備え、他方の板材44bは磁性を備える。
板材44a,44bに直交する平面80における、シールド板4の断面を図9に示す。同図に示すごとく、隙間45を設けると、表皮効果によって、板材44a,44bの表面440に渦電流Iが発生する。
その他、実施例1と同様の構成を備える。
その他、実施例1と同様の作用効果を有する。
本例は、フィルタ回路部2の構成を変更した例である。図11に示すごとく、本例では、コンデンサCとして、フィルタコンデンサC1,C2と、平滑コンデンサCsとを備える。平滑コンデンサCsは、第1リアクトルL1よりもトランスT1,T2側において、正側出力ライン14と負側出力ライン15との間を繋いでいる。平滑コンデンサCsは、二次コイル12a,12bの二次電圧を平滑化している。リアクトルL1,L2と、フィルタコンデンサC1,C2と、平滑コンデンサCsとによって、フィルタ回路部2が構成されている。
その他、実施例1と同様の構成を備える。
2 フィルタ回路部
3 リアクトル
30 導体配線部
31 コア
4 シールド板
5 ノイズ発生源部品
5a トランス
5b スイッチング素子
N ノイズ
Claims (11)
- 導体配線部の周囲に磁性体からなるコアを配置してなるリアクトルと、コンデンサとを有するフィルタ回路部と、
上記フィルタ回路部に隣接配置されると共に、放射ノイズを放射するノイズ発生源部品と、
上記フィルタ回路部と上記ノイズ発生源部品との間に介在し、上記放射ノイズを遮蔽するシールド板とを備え、
上記導体配線部と上記シールド板とが、互いに絶縁を保ちつつ一体に形成されていることを特徴とする電力変換装置。 - 請求項1に記載の電力変換装置において、上記ノイズ発生源部品としてトランスを備えることを特徴とする電力変換装置。
- 請求項1または請求項2に記載の電力変換装置において、上記ノイズ発生源部品としてスイッチング素子を備えることを特徴とする電力変換装置。
- 請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の電力変換装置において、上記シールド板は、導電性と磁性とのうち少なくとも一方を備える材料からなることを特徴とする電力変換装置。
- 請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の電力変換装置において、上記シールド板は少なくとも導電性を有し、上記シールド板は、該シールド板の板厚方向に貫通した切欠部を有し、該切欠部に、上記導体配線部の一部が挿通しており、上記シールド板は、上記切欠部を挟んで両側にそれぞれ配置された第1部分および第2部分と、上記第1部分と上記第2部分とを繋ぐ接続部とを有し、上記シールド板は、上記第1部分と上記第2部分とのそれぞれにおいて接地されていることを特徴とする電力変換装置。
- 請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載の電力変換装置において、上記シールド板は、複数の板材を板厚方向に積層してなることを特徴とする電力変換装置。
- 請求項6に記載の電力変換装置において、上記シールド板は少なくとも導電性を有し、上記複数の板材の間に隙間が形成されていることを特徴とする電力変換装置。
- 請求項7に記載の電力変換装置において、上記シールド板は少なくとも導電性を有し、上記シールド板には、該シールド板の板厚方向に貫通した切欠部が形成され、該切欠部に、上記導体配線部の一部が挿通しており、上記隙間は、少なくとも上記切欠部の周辺に形成されていることを特徴とする電力変換装置。
- 請求項6〜請求項8のいずれか1項に記載の電力変換装置において、上記シールド板は、導電性を備える上記板材と、磁性を備える上記板材とを積層してなることを特徴とする電力変換装置。
- 請求項6〜請求項8のいずれか1項に記載の電力変換装置において、上記シールド板は、導電性と磁性との双方を備える上記板材を積層してなることを特徴とする電力変換装置。
- 請求項1〜請求項10のいずれか1項に記載の電力変換装置において、上記フィルタ回路部は、上記コンデンサとして、伝導ノイズを除去するためのフィルタコンデンサと、電圧を平滑化するための平滑コンデンサとを備えることを特徴とする電力変換装置。
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