本發明涉及例如dc-dc變換器或逆變器等電力變換裝置。
背景技術:
在混合動力車、插電式混合動力車、電動汽車等車輛搭載有動力驅動用高電壓蓄電池、用于將高電壓蓄電池的直流高電壓輸出電力變換成交流高電壓輸出來驅動馬達的逆變器裝置、以及將高電壓蓄電池的直流高電壓輸出變換成直流低電壓輸出并向車輛的燈、收音機等低電壓負載進行電力供給的dc-dc變換器裝置等。
dc-dc變換器裝置具備將直流高電壓變換成交流高電壓的高電壓開關電路、將交流高電壓變換成交流低電壓的變壓器、將交流低電壓裝換成直流低電壓的低電壓開關電路、使dc-dc變換器裝置的向外部的噪聲傳導減小的濾波電路、以及生成開關電路的控制信號的控制電路。dc-dc變換器裝置具有以下課題:從開關電路以及變壓器泄漏的電磁噪聲具有傳播至濾波電路、控制電路并電磁耦合的可能性。
已知對電磁噪聲的傳播進行抑制的以下構造。
在金屬制的框體設置用于將輸出濾波器與具有開關元件的升壓/高壓電路部屏蔽開的屏蔽壁,在屏蔽壁的上表面緊固金屬制的底板。記載了根據該構造,來自開關元件的放射噪聲被屏蔽壁吸收,能夠減小在輸出濾波器疊加的電磁噪聲。而且,示出了以下構造:設置屏蔽輸出濾波器和開關元件的第一屏蔽壁,并且在底板設置將輸出濾波器和輸出端子以及匯流條分離的第二屏蔽壁。第二屏蔽壁配置于輸出濾波器與輸出端子之間,輸出濾波器配置于第一屏蔽壁與第二屏蔽壁之間(例如,參照專利文獻1的圖9)。
現有技術文獻
專利文獻
專利文獻1:日本國特開2013-99057號公報
技術實現要素:
發明所要解決的課題
在僅對在金屬制的框體形成的屏蔽壁和金屬制的底板進行緊固的構造中,不能充分抑制經由屏蔽壁與底板的間隙而傳播至輸出濾波器的電磁噪聲。另外,即使在底板設置了分離輸出濾波器和輸出端子以及匯流條的第二屏蔽壁,也由于輸出濾波器配置于第一屏蔽壁與第二屏蔽壁之間,因此不能抑制經由第一屏蔽壁與底板的間隙而傳播至輸出濾波器的電磁噪聲。
用于解決課題的方案
根據本發明的一個方案,電力變換裝置具備:放射噪聲的有源電路部;輸出側的濾波電路部;框體,其具有分別收納有源電路部和濾波電路部的第一空間及第二空間;以及底板,其設置為至少覆蓋第一空間,且與框體電連接,框體具有劃分第一空間和第二空間的第一隔壁,底板配置為覆蓋第一空間,而且具有沿著第一隔壁的第二隔壁,第二隔壁在第一空間內配置于濾波電路部與第一隔壁之間。
根據本發明的其它方案,電力變換裝置具備:dc-dc變換器電路;輸出側的濾波電路部,其與dc-dc變換器電路連接;逆變器電路;金屬制的框體,其收納dc-dc變換器電路、濾波電路部以及逆變器電路;以及金屬制的底板,其與金屬制的框體電連接,框體具有:將濾波電路部從dc-dc變換器電路及逆變器電路屏蔽開的第一框體側隔壁;以及配置在濾波電路部的周圍的側壁,框體具有第一空間,該第一空間由第一框體側隔壁和框體的側壁劃分,且收納濾波電路部,底板配置為覆蓋第一空間,而且具有第一底板側壁,該第一底板側壁沿著側壁的內面而形成,且向濾波電路部側伸出。
發明效果
根據本發明,能夠實現從噪聲產生電路部向濾波電路部傳播的噪聲的減小。
附圖說明
圖1是表示作為本發明的電力變換裝置的一實施方式的dc-dc變換器裝置的主電路的圖。
圖2是本發明的電力變換裝置的實施方式1的示意性俯視圖。
圖3(a)是圖2示出的電力變換裝置的示意性剖視圖,圖3(b)是濾波器收納部周邊的立體圖。
圖4(a)、圖4(b)是圖2示出的第一隔壁的放大圖,(a)是表示第一隔壁的上表面的一部分的俯視圖,(b)是從x方向觀察(a)的側視圖。
圖5是圖2的v-v線剖視圖。
圖6是從x方向觀察圖5的側視圖。
圖7是表示本發明的實施方式2的屏蔽構造的示意性剖視圖。
圖8是從x方向觀察圖7的側視圖。
圖9是表示本發明的電磁噪聲傳播減小構造的實施方式3的剖視圖。
圖10是從x方向觀察圖9的側視圖。
圖11是表示本發明的電磁噪聲傳播減小構造的實施方式4的剖視圖。
圖12是從x方向觀察圖11的側視圖。
圖13是表示本發明的電磁噪聲傳播減小構造的實施方式5的剖視圖。
圖14是從x方向觀察圖13的側視圖。
圖15是表示本發明的電磁噪聲傳播減小構造的實施方式6的剖視圖。
圖16是從x方向觀察圖15的側視圖。
圖17是表示本發明的電力變換裝置的實施方式7的剖視圖。
圖18是各實施例的電磁噪聲減小效果的對比圖。
圖19是說明第一隔壁的變形例的圖。
具體實施方式
實施方式1
一般,搭載于通過電動馬達得到驅動動力的汽車(包括僅以馬達作為驅動動力源的汽車、使用馬達作為輔助性的驅動動力的汽車的任一個)的dc-dc變換器的最小基本結構為高電壓開關電路·變壓器·低電壓側整流電路·控制電路。一般,dc-dc變換器具有如下功能:接受用于驅動電動馬達的幾百v的直流高電壓電源的供給,在高電壓開關電路中,接受從控制電路供給的開關信號,而進行開關動作,并進行交流高電壓化,通過變壓器對交流高電壓向交流低電壓進行電壓變換,然后,進行整流·直流化,向車輛輔助設備供給十幾v的直流低電壓電源。
控制電路是用于對直流-交流變換時的開關動作進行運算·控制的電路,是對應于上述兩電源間的電力狀態,或者根據來自外部的通信指令,計算且控制最佳的開關期間的電路。在搭載于汽車的進行電力變換的設備中,從安全的理由出發,高電壓系電路和低電壓系電路需要電絕緣。在框體由導電性金屬構成的情況下,多將框體電位和車體做成同電位,作為低電壓系的基準電位(所謂的框體接地=接地電位)。但是,從車載的條件出發,小型化·一體單元化要求強烈,基本情況為,高電壓系電路和低電壓系電路一同收納于做成與車體同電位的框體內,構成一體型單元,實現電力變換功能。此外,作為dc-dc變換器的一般的電力變換特性,具有以下特性:高電壓系電路的電壓高,但電流相對小(~30a左右),低電壓系電路的電壓相對低,但電流大(~200a左右)。
在將這些高電壓系電路和低電壓系電路收納于同一框體內的情況下,根據框體內配置的各個電路系的類似于上述的電力變換特性·相互位置關系及配置距離·框體及機架的配置狀況等,產生以下現象:高電壓系電路的電壓依賴性噪聲以及低電壓系的電流依賴性噪聲在其它電路系電磁耦合。其結果,產生作為dc-dc變換器的基本功能即電力變換功能的誤動作、不符合噪聲限制值(各國法律限制及客戶要求規格)的問題。
為了改善這些問題,當然需要檢討電路,但是需要追加屏蔽殼、導通強化零件作為新的解決噪聲用構造零件,其結果,導致產品成本提高、體積·重量增加。
以下,參照圖1~6,對本發明的實施方式1進行說明。
此外,在各圖中,對同一構件標記相同的符號,省略重復的說明。
(dc-dc變換器的電路結構)
對dc-dc變換器100進行說明。該dc-dc變換器100是進行從高電壓電池向低電壓電池的電力變換的裝置,不限于單方向的變換,包括雙方向的變換、即從直流高電壓電源向直流低電壓電源的變換、相反地從直流低電壓電源向直流高電壓電源的變換。圖1是表示dc-dc變換器100的電路結構的一實施方式的圖。
如圖1所示,作為本發明的一實施方式而示出的dc-dc變換器100具備高電壓開關電路部110、低電壓開關電路部120、輸出側的濾波電路部130、在高電壓開關電路部110與低電壓開關電路部120之間設置的變壓器tr、以及輸入側的濾波電路部140。高電壓開關電路部110和低電壓開關電路部120的開關控制通過在控制電路基板151(參照圖3、5等)上構成的控制電路部進行。此外,電路形成在控制電路基板151的控制電路部未示于圖1。
高電壓開關電路部110具備連接成h橋型開關電路的由mosfet等形成的開關元件h1~h4、共振線圈lr、以及平滑電容器cin。平滑電容器cin配置于h橋型開關電路的輸入側,使向高電壓開關電路部110輸入的輸入電流平滑。此外,在開關元件h1~h4的柵極端子連接有未圖示的柵極電阻。
圖1的用虛線圍住的高電壓開關電路部110設于對構成高電壓開關電路部110的開關元件h1~h4進行h橋連接的配線電路基板上。另外,在該配線電路基板,裝配除了作為開關元件h1~h4的功率半導體模塊、平滑電容器cin、以及共振線圈lr外的其它電子零件,并且還設置它們的配線圖案。
低電壓開關電路部120具備由mosfet等形成的四個開關元件s1、s2、s3、s4、線圈lout、以及電容器cc及cout。低電壓開關電路部120進行同步整流方式的整流,通過有源鉗位方式實現突波吸收,實現電路零件的低耐壓化,使裝置小型化。此外,低電壓整流電路部的結構無需與上述同步整流方式相同,也可以為二極管整流方式,既可以采用也可以不采用有源鉗位方式。
從外,在mosfets1~s4的柵極端子連接有未圖示的柵極電阻。
輸出側的濾波電路部130具備電感器lf以及濾波電容器cf。
此外,輸出側的噪聲濾波電路不限于類似于圖1的電路結構。當然,可以使用多個元件實現。
就圖1的用虛線圍住的低電壓開關電路部120而言,連接開關元件s1~s4的配線配置于電路基板上。另外,在該電路基板裝配除了圖1所示的電子零件中的線圈lout外的電子零件,并且還設置它們的配線圖案。
電路形成在控制電路基板151的控制電路部(未圖示)生成向高電壓開關電路部110及低電壓開關電路部120供給的開關信號,而且進行整個dc-dc變換器100的動作控制。
輸入側的濾波電路部140在高電壓電源與平滑化電容器cin之間具備共模濾波器lcmn和電容器cy。由此,防止了共模噪聲傳導至高電壓電源以及電池電纜。濾波電路部130基本上由線圈及電容器構成,但是也可以僅由電容器構成。此外,圖1的電路并非表示元件個數,而是電路記號例。當然,也可以使用多個元件實現。另外,不一定需要輸入側的濾波電路部140,根據產品規格決定采用與否即可。
接下來,對dc-dc變換器100的整體構造進行說明。
(dc-dc變換器的整體構造)
圖2是本發明的電力變換裝置的實施方式1的示意性俯視圖,圖3(a)是圖2示出的電力變換裝置的示意性剖視圖,圖3(b)是濾波器收納部周邊的立體圖。
此外,以下,x方向、y方向以及z方向如圖示。
就本發明的實施方式1而言,作為電力變換裝置,以dc-dc變換器100為例。
作為電力變換裝置的dc-dc變換器100具備框體11以及利用緊固部件等固定機構(未圖示)固定于框體11的殼蓋14。圖1示出的dc-dc變換器100的電路零件收納于框體11內。框體11以及殼蓋14例如由鋁壓鑄件等金屬形成。框體11與搭載dc-dc變換器100的汽車的車體或底盤電連接,接地電位成為與車輛車體同電位。
如圖2所示,框體11在俯視視野中呈大致矩形形狀,如圖3(a)所示,具有底部11a、和與該底部11a大致垂直地形成的周側壁11b,且形成為箱狀。在框體11形成有與底部11a大致垂直地延伸的第一隔壁11c。第一隔壁11c與框體11一體成形。如圖3(b)所示,第一隔壁11c在周側壁11b的一個角部形成為大致l字形狀,與角部的周側壁11b一同形成矩形形狀的濾波器收納部31。在濾波器收納部31收納有構成濾波電路部130的電感器lf和濾波電容器cf。另外,收納有與濾波電路部130連接的未圖示的輸出端子。在該輸出端子連接輸出用的匯流條3,輸出用的匯流條3從形成于周側壁11b的開口41伸出到外部。
框體11的除了濾波器收納部31以外的空間成為變換用電路部收納部32。在變換用電路部收納部32收納有高電壓開關電路部110、低電壓開關電路部120、變壓器tr、以及輸入側的濾波電路部140。在濾波電路部140設有未圖示的輸入端子,在該輸入端子連接有輸入用的直流匯流條2a、2b,直流匯流條2a、2b從形成于周側壁11b的開口42伸出到外部。
此外,雖未圖示,但是在匯流條3與開口41之間、以及直流匯流條2a、2b與開口42之間安裝有未圖示的屏蔽部件,做成了遮斷來自外部的電磁噪聲的構造。
如圖3(a)、(b)所示,在框體11的周側壁11b的內面形成有臺階部44。臺階部44形成于比配置在框體11內的零件的任一個都高的位置,在該臺階部44上載置有底板12。在底板12上配置有控制電路基板151。控制電路基板151利用緊固部件等固定于底板12。在控制電路基板151上配置有殼蓋14。
雖未圖示,但是開關元件h1~h4熱結合于框體11的底部11a。雖未圖示,但是框體11的底部11a熱結合于具備冷卻水等制冷劑的冷卻流路的冷卻流路結構部件,開關元件h1~h4經由框體11而被冷卻流路結構部件冷卻。對于構成低電壓開關電路部120的開關元件s1、s2、s3、s4、變壓器tr等其它發熱部件,該冷卻構造也是同樣的。
濾波電路部130利用沿設置在第一隔壁11c的開口43插通的連接用的匯流條5而與低電壓開關電路部120電連接。如圖2、圖3(a)所示,在濾波器收納部31內配置的電感器lf、即鐵氧體磁芯的一端面以貼緊第一隔壁11c的狀態配置,封閉開口43。因此,電磁噪聲不會經由開口43而傳播至濾波器收納部31內。此外,如圖3(a)所示,在控制電路基板151連接有弱電系的電源500。
(電磁噪聲傳播減小構造)
在圖2的用虛線圍住的區域設有電磁噪聲傳播減小構造50。
圖4(a)、(b)是圖2所示的第一隔壁的放大圖,圖4(a)是表示第一隔壁11c的上表面的一部分的俯視圖,圖4(b)是從x方向觀察圖4(a)的側視圖。圖5是圖2的v-v線剖視圖,圖6是從x方向觀察圖5的側視圖。
如圖3(b)及圖4(a)、(b)所示,在第一隔壁11c的上表面61形成有凹部16。換言之,在上表面61,在凹部16分離地設有相對于凹部16向上方(z方向)突出的多個安裝部61a。
底板12利用螺釘等緊固部件152(參照圖4、圖6)緊固固定于該安裝部61a。底板12和第一隔壁11c利用緊固部件152緊固,從而電連接。濾波器收納部31的上部被底板12覆蓋。如圖5所示,在底板12的上表面的與濾波器收納部31對應的區域,利用緊固部件固定具有控制電路部的控制電路基板151。緊固部件將控制電路部的接地圖案(未圖示)與底板12連接。
在底板12與第一隔壁11c的緊固構造中,第一隔壁11c的凹部16形成第一隔壁11c與底板12的間隙。此外,在圖4(a)中,省略底板12的圖示,使緊固部件152與第一隔壁11c的安裝部的關聯明確。
如圖5所示,在底板12,一體形成有沿第一隔壁11c的第二隔壁12b。在圖3(b)中,第二隔壁12b由雙點劃線示出。第二隔壁12b在濾波器收納部31內配置于第一隔壁11c與濾波電路部130之間,與第一隔壁11c存在稍微的間隙,并沿第一隔壁11c的全長而形成。第二隔壁12b從底板12的底面向框體11的底部11a伸出到第一隔壁11c的中間。第二隔壁12b的z方向、即上下方向的長度比第一隔壁11c的z方向的長度短。第二隔壁12b的上下方向的長度需要至少比第一隔壁11c的凹部16的深度大。只要不妨礙濾波電路部130的結構部件的配置,優選使第二隔壁12b的上下方向的長度增大。
如上所述,圖2所示的電磁噪聲傳播減小構造50由第一隔壁11c及第二隔壁12b構成。
接下來,對電磁噪聲傳播減小構造50的作用進行說明。
從低電壓開關電路部120放射的電磁噪聲被第一隔壁11c吸收。但是,電磁噪聲的一部分從設置在第一隔壁11c的凹部16侵入濾波器收納部31內。若電磁噪聲傳播到濾波電路部130進行電磁耦合,則存在濾波器性能降低的問題。電磁噪聲依賴于成為電磁噪聲的傳播路徑的間隙的寬度及長度的大小而衰減。在濾波器收納部31和變換用電路部收納部32僅被第一隔壁11c劃分的情況下,成為電磁噪聲的傳播路徑的間隙的長度僅為第一隔壁11c的厚度、換言之,僅為x方向或y方向的長度。在本發明的實施方式1中,與第一隔壁11c相鄰地形成有第二隔壁12b。在該構造中,成為電磁噪聲的傳播路徑的間隙的長度表觀上變長為第一隔壁11c和第二隔壁12b疊加的長度。因此,相比僅被第一隔壁11c劃分的構造,能夠增大電磁噪聲的減小效果。
此外,如上所述,框體11優選與車輛車體進行接地。
在此,也能夠將第二隔壁12b在變換用電路部收納部32內配置于第一隔壁11c與低電壓開關電路部120之間。但是,在將第二隔壁12b配置于比第一隔壁11c靠低電壓開關電路部120側的構造(以下,設為“對比構造”)中,從低電壓開關電路部120放射的電磁噪聲直接被比第一隔壁11c靠跟前的第二隔壁12b吸收而傳播至底板12。
電磁噪聲在被比第一隔壁11c靠跟前的第二隔壁12b吸收,而被底板12吸收的情況下,經由底板12傳播至設置在控制電路基板151的控制電路部等,因此,與經由第一隔壁11c從框體11落入接地的情況相比,與控制電路部等其它電路電磁耦合的可能性高。因此,在對比構造中,不能使在第一隔壁11c與低電壓開關電路部120之間配置的第二側壁12b的上下方向的長度太大。也就是,不能使成為電磁噪聲的傳播路徑的間隙的長度太長。
與之相對,在將第二隔壁12b配置于第一隔壁11c與濾波電路部130之間的本發明的實施方式1中,不存在類似于對比構造的與其它電路的電磁耦合的可能性。因此,能夠使成為電磁噪聲的傳播路徑的間隙的長度足夠長,能夠增大電磁噪聲的傳播的減小效果。
此外,對在第一隔壁11c的上表面61形成凹部16的理由進行說明。
第一隔壁11c的上表面61與底板12面接觸地緊固。因此,存在以下可能性:由于來自外部的振動、碰撞,底板12和第一隔壁11c的上表面61相互抵接、摩擦,從而磨損,產生金屬粉。因磨損而產生金屬粉存在產生電路部的短路等問題的危險。
在第一隔壁11c的上表面61設置凹部16,從而第一隔壁11c的安裝部61a的面積縮小,能夠抑制因磨損而導致的金屬粉的產生。因此,事先在第一隔壁11c的上表面61形成凹部16。
但是,若dc-dc變換器100設置于基本不受到震動、碰撞的環境下,則在上述實施方式1中,也可以做成在第一隔壁11c的上表面61不形成凹部16的構造。
如上所說明地,根據實施方式1的dc-dc變換器100,起到以下的效果。
(1)在設于金屬制的框體11的第一隔壁11利用緊固部件152電氣地及機械地固定有在金屬制的底板12設置的第二隔壁12b。第二隔壁12b與第一隔壁11c存在稍微的間隙,沿第一隔壁11c橫跨其全長而形成。因此,能夠使電磁噪聲的傳播路徑的長度變長,增大電磁噪聲的減小效果。
(2)第二隔壁12b配置于低電壓開關電路部120與濾波電路部130之間。因此,向第二隔壁12b僅傳播從低電壓開關電路部120放射的電磁噪聲中的從作為第一隔壁11c與底板12的間隙的凹部16侵入的部分。因此,相比第二隔壁配置于比第一隔壁11c靠低電壓開關電路部120側的構造,被底板12吸收的電磁噪聲的量少。也就是,基本不存在經由底板12而使其它電路受到的影響。因此,利用第二隔壁12b和第一隔壁11c,能夠充分增大電磁噪聲的傳播路徑的長度,得到大的電磁噪聲減小效果。
實施方式2
圖7是表示本發明的電磁噪聲傳播減小構造的實施方式2的剖視圖,圖8是從x方向觀察圖7的側視圖。圖7、圖8分別是對應于實施方式1的圖5、圖6的圖。
實施方式2的dc-dc變換器100具備電磁噪聲傳播減小構造50a。電磁噪聲傳播減小構造50a相對于實施方式1的電磁噪聲傳播減小構造50,還具備第三隔壁12c。
即,實施方式2的底板12具有一體成形有第二隔壁12b和第三隔壁12c的構造。
第二隔壁12b與實施方式1同樣地配置于第一隔壁11c與濾波電路部130之間。第三隔壁12c配置于第一隔壁11c與低電壓開關電路部120之間。第三隔壁12c與第一隔壁11c存在稍微的間隙,沿第一隔壁11c的全長形成。第三隔壁12c向底板12的底面框體11的底部11a伸出到第一隔壁11c的中間。第三隔壁12c的上下方向的長度比第二隔壁12b短。
實施方式2的其它構造與實施方式1相同,對對應的部件、部位標注相同的參照符號,并省略說明。
在實施方式2的電磁噪聲傳播減小構造50a中,具有第一隔壁11c和第三隔壁12c,因此,該部分,使電磁噪聲的傳播路徑比實施方式1的電磁噪聲傳播減小構造50變長。
因此,能夠進一步增大電磁噪聲的減小效果。
此外,如上所述,當使第三隔壁12c的上下方向的長度變大時,被底板12吸收的電磁噪聲的量增大,因此,不能使該長度太大。因此,在圖7所示的例中,使第三隔壁12c的上下方向的長度比第二隔壁12b短。但是,若對其它電路的影響小,則能夠使第三隔壁12c和第二隔壁12b的上下方向的長度大致相同。另外,根據在濾波器收納部31內收納的濾波電路部130的布局的關系,也可以使第二隔壁12b的上下方向的長度比第三隔壁12c短。
實施方式3
圖9是表示本發明的電磁噪聲傳播減小構造的實施方式3的剖視圖,圖10是從x方向觀察圖9的側視圖。
實施方式3所示的dc-dc變換器100具備電磁噪聲傳播減小構造50b。
電磁噪聲傳播減小構造50b形成于框體11的周側壁11b的內面和底板12的側端面62的附近。
如圖2、圖3(b)所示,濾波器收納部31在矩形形狀的框體11的四個角部中的一處與隔壁11c的一個角部對位并緊固。在將底板12緊固于隔壁11c時,在框體11的上述周側壁11b的內面與底板12的上述側端面62之間,由于公差、安裝時的差異而形成間隙17。
在底板12的與周側壁11b對置的部位的底面一體成形有底板12的向底部11a伸出的第四隔壁12d。第四隔壁12d與框體11的周側壁11b的內面存在稍微的間隙,沿周側壁11b的內面橫跨濾波器收納部31內的全長形成。第四隔壁12d向框體11的底部11a伸出到周側壁11b的高度的中間。
即,由框體11的周側壁11b和底板12的第四隔壁12d形成了使電磁噪聲的傳播路徑的長度增長的電磁噪聲傳播減小構造50b。利用該電磁噪聲傳播減小構造50b,抑制經由間隙17傳播到濾波電路部130的電磁噪聲。
實施方式3的其它構造與實施方式1相同,對對應的部件、部位標注相同的符號,并省略說明。
實施方式3的dc-dc變換器100也與實施方式1同樣地起到減小傳播到濾波電路部130的電磁噪聲的效果。實施方式3特別適于從框體11的周側壁11b和底板12的側端面62傳播的電噪聲大的情況。
實施方式4
圖11是表示本發明的電磁噪聲傳播減小構造的實施方式4的剖視圖,圖12是從x方向觀察圖11的側視圖。
實施方式4的dc-dc變換器100具備電磁噪聲傳播減小構造50c。電磁噪聲傳播減小構造50c具有組合了實施方式2的電磁噪聲傳播減小構造50a和實施方式3的電磁噪聲傳播減小構造50b的構造。
即,底板12具有一體成形有第二隔壁12b、第三隔壁12c、以及第四隔壁12d的構造。
實施方式4的其它構造與實施方式1相同,對對應的部件、部位標注相同的符號,并省略說明。
實施方式4具有實施方式2及實施方式3的效果,因此能夠更增大電磁噪聲的減小效果。
實施方式5
圖13是表示本發明的電磁噪聲傳播減小構造的實施方式5的剖視圖,圖14是從x方向觀察圖13的側視圖。
實施方式5的dc-dc變換器100具備電磁噪聲傳播減小構造50d。電磁噪聲傳播減小構造50d具備在框體11一體成形的第一隔壁11c、第五隔壁11d、以及在底板12一體成形的第二隔壁12b、第四隔壁12d。
第五隔壁11d配置于第二隔壁12b與濾波電路部130之間。第五隔壁11d具有與第一隔壁11c同樣的構造。即,在第五隔壁11d的上表面形成有凹部16及安裝部61a(參照圖4(b))。底板12利用緊固部件152緊固于第五隔壁11d的安裝部61a。
實施方式5的其它構造與實施方式1相同,對對應的部件、部位標注相同的符號,并省略說明。
實施方式5的電磁噪聲傳播減小構造50d為將實施方式4的第三隔壁12c置換成第五隔壁11d的構造。即,在實施方式4中,第三隔壁12c配置于比第一隔壁11c靠低電壓開關電路部120側,與之相對,在實施方式5中,第五隔壁11d配置于比第一隔壁11c靠濾波電路部130側。而且,在實施方式4中,第三隔壁12c一體成形于底板12,與之相對,第五隔壁11d一體成形于框體11。因此,相比實施方式4的電磁噪聲傳播減小構造50c,被電磁噪聲傳播減小構造50d吸收的電磁噪聲與其它電路電磁耦合的可能性更小。隨之,能夠使電磁噪聲的傳播路徑進一步增長,因此,相比實施方式4,能夠進一步增大電磁噪聲的抑制效果。
實施方式6
圖15是表示本發明的電磁噪聲傳播減小構造的實施方式6的剖視圖,圖16是從x方向觀察圖15的側視圖。
實施方式6的dc-dc變換器100具備電磁噪聲傳播減小構造50e。
電磁噪聲傳播減小構造50e與實施方式1的電磁噪聲傳播減小構造50類似。但是,電磁噪聲傳播減小構造50e與實施方式1的電磁噪聲傳播減小構造50的不同點在于,在第一隔壁11c的上表面61未形成凹部16。
如在實施方式1所說明的那樣,第一隔壁11c的凹部16的形成是為了防止底板12和第二隔壁12b的上表面61在受到震動、碰撞時,相互抵接、摩擦,從而磨損,產生金屬粉。但是,若dc-dc變換器100設置于基本不存在振動、碰撞的環境下,則無需在第一隔壁11c形成凹部16。
實施方式6的其它構造與實施方式1相同,對對應的部件、部位標注相同的參照符號,并省略說明。
第一隔壁11c的上表面61不形成凹部16,即使上表面61平坦,也在上表面61與底板12的底面面接觸的區域存在微小的間隙。電磁噪聲從該間隙傳播至濾波器收納部31內。但是,電磁噪聲的傳播路徑通過第一隔壁11c和第二隔壁12b而形成得較長,因此抑制電磁噪聲的傳播。
此外,在上述說明中,作為應用于實施方式1的電磁噪聲傳播減小構造50的構造,示例出在第一隔壁11c不形成凹部16的構造。但是,也能夠將在第一隔壁11c不形成凹部16的構造應用于第二至第五實施方式的每一個的電磁噪聲傳播減小構造50b~50d。
實施方式7
圖17是表示本發明的電力變換裝置的實施方式7的剖視圖。
圖17所示的電力變換裝置100a具備在框體11內收納的dc-dc變換器電路100和逆變器電路200。雖未圖示,但是逆變器電路200具備例如由igbt等形成的多個開關元件,與電容器模塊一同構成逆變器。逆變器將高電壓蓄電池的直流高電壓輸出電力變換成交流高電壓來驅動馬達。
在框體11,在y方向、即寬度方向的中間一體成形有沿作為長邊方向的x方向延伸的間隔壁71。間隔壁71與沿周側壁11b的y方向延伸的一對側壁72、73中的一方的側壁72連結,與另一方的側壁73分離。在間隔壁71與另一方的側壁73的分離部形成有開口74。逆變器電路200利用插通于開口74的直流匯流條2a、2b而與dc-dc變換器100連接。
與圖2所示的dc-dc變換器100同樣地,在框體11的一個角部形成有實施方式1~6的電磁噪聲傳播減小構造50、50a~50e的任一個。因此,如在實施方式1~6所說明地,通過電磁噪聲傳播減小構造50、50a~50e抑制從dc-dc變換器100及逆變器電路200放射的電磁噪聲向輸出側的濾波電路部130傳播。
(電磁噪聲的減小效果)
利用以下的實施例,驗證了本發明的電磁噪聲傳播減小構造50、50a~50的噪聲減小效果。
電力變換裝置做成具備如圖17所示地在金屬制的框體11內收納有dc-dc變換器100和逆變器電路200的構造的電力變換裝置100a。
實施例1是在框體11內形成圖5所示的電磁噪聲傳播減小構造50。
實施例2是在框體11內形成圖7所示的電磁噪聲傳播減小構造50a。
實施例3是在框體11內形成圖9所示的電磁噪聲傳播減小構造50b。
實施例4是在框體11內形成圖11所示的電磁噪聲傳播減小構造50c。
作為比較,制作了如下的電磁噪聲傳播減小構造,即、在底板12的比第一隔壁11c靠低電壓開關電路部120側一體形成有隔壁(參照圖18所示的比較例的圖)。
測量基準構造設為在框體11僅具有第一隔壁的構造(參照圖18的測量基準構造)。
圖18表示測量各實施例1~4及比較例相對于測量基準構造的電磁噪聲的增減的結果。
如圖18所示,相對于測量基準構造的電磁噪聲,在比較例中得到了0.7db的減小。
與之相對,在實施例1~4中,電磁噪聲分別得到了1.8db、2.0db、3.5db、6.2db的減小。
因此,相對于比較例,確認了本發明的各實施方式能夠得到大的電磁噪聲減小效果。
此外,在上述實施方式中,例示了將第一隔壁11c一體成形于框體11的構造。但是,也可以將第一隔壁11c形成為與框體11不同的部件,利用焊接等進行接合。另外,也可以在框體11和第一隔壁11c的一方形成槽,在另一方設置突起,將兩部件通過熱套、冷套而一體化、或者在嵌合了槽和突起的狀態下,通過緊固部件而緊固。
底板12和第二至第四隔壁12b~12d也同樣,除了一體成形以外,也可以通過熱套、冷套而將槽和突起一體化,或者在嵌合了槽和突起的狀態下,通過緊固部件而緊固。
在上述實施方式中,例示了以下構造:濾波器收納部31形成于框體11的角部,通過l字形狀的第一隔壁11c與濾波電路部130分隔。但是,也能夠如圖19(a)所示地做成以下構造:濾波器收納部31將周側壁11b在俯視視野中形成為コ字形狀,在コ字形狀的開口部以封閉該開口部的方式形成第一隔壁11c。在該構造的情況下,第一隔壁11c成為直線狀,電磁噪聲傳播減小構造只要也形成為沿第一隔壁11c的直線狀即可。
相反地,也能夠如圖19(b)所示地做成以下構造:將第一隔壁11c在俯視視野中形成為コ字形狀,將該コ字形狀對開口部用框體11的側壁封閉。在該構造中,電磁噪聲傳播減小構造優選沿第一隔壁11c形成為コ字形狀。
進一步地,也能夠如圖19(c)所示地,將第一隔壁11c在框體11的周側壁11b的內部形成為框狀。在該構造中,電磁噪聲傳播減小構造優選沿第一隔壁11c形成為框狀。
在控制電路基板151形成的控制電路部的接地圖案例示了在底板12被緊固部件152固定而形成同電位的構造。但是,控制電路部的接地圖案也可以經由電容器而與底板12連接。
在上述實施方式中,作為放射噪聲的有源電路,例示了dc-dc變換器100及逆變器200。但是,本發明不限于此,也能夠應用于其它電力變換裝置。
以上的說明為一例,本發明不限定于上述實施方式。
總之,只要為如下電力變換裝置即可,該電力變換裝置在由金屬等具有導電性的材料形成的框體內形成有放射噪聲的有源電路部和輸出側的濾波電路部,其中,該電力變換裝置具備:具有在有源電路部與濾波電路部之間配置的第一隔壁的框體;以及具有在第一隔壁與濾波電路部之間配置的第二隔壁的底板。框體、底板只要由具有導電性的原料形成即可,不限定于金屬制。
接下來的優先權基礎申請的公開內容作為引用文并入本文。
日本國專利申請2015年第35485號(2015年2月25日申請)
符號說明
11—框體,11b—周側壁,11c—第一隔壁,11d—第五隔壁,12—底板,12b—第二隔壁,12c—第三隔壁,12d—第四隔壁,14—殼蓋,16—凹部,17—間隙,31—濾波器收納部,32—變換用電路部收納部,50、50a~50e—電磁噪聲傳播減小構造,61—上表面,61a—安裝部(緊固用突部),71—間隔壁,72—側壁,100—電力變換裝置(dcdc變換器),100a—電力變換裝置,110—高電壓開關電路部,120—低電壓開關電路部(有源電路部),130、140—濾波電路部,151—控制電路基板,200—逆變器電路(有源電路部)。