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1. (WO2017022478) DCDCコンバータ一体型充電器
Document

明 細 書

発明の名称 DCDCコンバータ一体型充電器

技術分野

0001  

背景技術

0002   0003  

先行技術文献

特許文献

0004  

発明の概要

発明が解決しようとする課題

0005  

課題を解決するための手段

0006  

発明の効果

0007  

図面の簡単な説明

0008  

発明を実施するための形態

0009   0010   0011   0012   0013   0014   0015   0016   0017   0018   0019   0020   0021   0022   0023   0024   0025   0026   0027   0028   0029   0030   0031   0032   0033   0034   0035   0036   0037   0038   0039   0040   0041   0042   0043   0044   0045   0046   0047   0048   0049   0050   0051   0052   0053   0054  

符号の説明

0055  

請求の範囲

1   2   3   4   5   6   7   8  

図面

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10  

明 細 書

発明の名称 : DCDCコンバータ一体型充電器

技術分野

[0001]
 本発明は、DCDCコンバータ一体型充電器に関する。

背景技術

[0002]
 電気自動車やハイブリッド車等の車両には、モータ駆動用のインバータ、商用電源から高電圧バッテリに充電する充電器、および補機バッテリに給電するDCDCコンバータ等、種々の電力変換装置が搭載されている。充電器や電力変換装置は、大きな高周波ノイズを発生するスイッチング回路が用いられている。近年では、スイッチング回路の高速化や、各種電力変換装置の小型化、低コスト化により、ノイズ干渉に対する対策が重要となっている。
[0003]
 ノイズ干渉を抑制する車両用電力変換装置として、金属製の筐体の中間部に仕切壁を設け、フィルタ回路部とパワー系主回路部とを、仕切壁により分割して筐体内に配置し、上方側に上記両回路部を覆うGNDプレーンを配置した構造が知られている。この装置では、平面的に配置されたフィルタ回路部とパワー系主回路部とが、仕切壁とGNDプレーンを介して分離、シールドされることにより回路部間のノイズ干渉を抑制する、と記載されている(例えば、特許文献1参照)。

先行技術文献

特許文献

[0004]
特許文献1 : 国際公開WO2014/033852号公報

発明の概要

発明が解決しようとする課題

[0005]
 特許文献1に記載された車両用電力変換装置では、平面的に配置されたフィルタ回路部とパワー系主回路部とを仕切壁により分離し、上方に両回路部を覆うGNDプレーンを配置した構造を有する。このため、平面視での面積が大きくなり、大面積の収容スペースが必要となる。また、特許文献1には、DCDCコンバータ一体型充電器について、ノイズ干渉を抑制する構造が何ら示されていない。

課題を解決するための手段

[0006]
 本発明のDCDCコンバータ一体型充電器は、入力のノイズを除去する入力フィルタ回路部と、前記入力フィルタ回路部に入力される交流電力又は第1直流電力を第2直流電力に変換するスイッチング回路部と、前記スイッチング回路部と接続されかつ出力のノイズを除去する出力フィルタ回路部と、前記スイッチング回路部と接続されかつバッテリに電力を供給するDCDCコンバータ回路部と、前記スイッチング回路部が配置される第1空間と前記入力フィルタ回路部及び前記出力フィルタ回路部が配置される第2空間を隔てる第1壁と、前記第2空間を挟んで前記第1壁に対向しかつ前記DCDCコンバータ回路部が配置される第3空間と前記第2空間とを隔てる第2壁と、を備える。

発明の効果

[0007]
 本発明によれば、平面視での面積を小さくすることが可能であり、かつ、入・出力フィルタ回路部へのノイズ干渉を抑制することが可能なDCDCコンバータ一体型充電器が提供される。

図面の簡単な説明

[0008]
[図1] 本発明のDCDCコンバータ一体型充電器の実施形態1としての回路図である。
[図2] 図2(A)は、本発明のDCDCコンバータ一体型充電器の実施形態1の斜視図であり、図2(B)は、図2(A)のIIB-IIB線断面図である。
[図3] 本発明のDCDCコンバータ一体型充電器の実施形態2の外観斜視図である。
[図4] 図3のIV-IV線断面図である。
[図5] 図3に図示されたDCDCコンバータ一体型充電器の分解斜視図である。
[図6] 図6(A)は、本発明のDCDCコンバータ一体型充電器の実施形態3の外観斜視図であり、図6(B)は、図6(A)のVIB-VIB線断面図である。
[図7] 図7(A)は、本発明のDCDCコンバータ一体型充電器の実施形態4の外観斜視図であり、図7(B)は、図7(A)のVIIB-VIIB線断面図である。
[図8] 図8(A)は、本発明のDCDCコンバータ一体型充電器の実施形態5の斜視図であり、図8(B)は、図8(A)のVIIIB-VIIIB線断面図である。
[図9] 図9(A)は、本発明のDCDCコンバータ一体型充電器の実施形態6の斜視図であり、図9(B)は、図9(A)の上方からの平面図である。
[図10] 図10(A)、(B)は、本発明のDCDCコンバータ一体型充電器の実施形態7を示し、図10(A)は、筐体を透過し、冷却流路を示す斜視図であり、図10(B)は、図10(A)のXB-XB線断面図である。

発明を実施するための形態

[0009]
-実施形態1-
 以下、図1~図3を参照して、本発明のDCDCコンバータ一体型充電器の実施形態1を説明する。
 図1は、本発明のDCDCコンバータ一体型充電器の回路図である。DCDCコンバータ一体型充電器100は、ハイブリッド自動車、電気自動車等の車両用として用いられる。モータを備えた車両は、DCDCコンバータ一体型充電器100の他、図示はしないが、高電圧バッテリと、高電圧バッテリより低圧な補機バッテリとを備えている。DCDCコンバータ一体型充電器100は、充電器10とDCDCコンバータ回路部310とを有する。充電器10は、外部電源を高電圧バッテリに接続して、高電圧バッテリを充電可能となっている。つまり、充電器10の入力端子421には、外部の交流または直流電源が接続される。また、充電器10の出力端子422は、高電圧バッテリに接続される。DCDCコンバータ回路部310は、充電器10に接続されている。DCDCコンバータ回路部310は、高電圧の直流電力を低電圧の直流電力に変換して補機バッテリに給電する。
[0010]
 充電器10は、入力フィルタ回路部210と、スイッチング回路部110と、高圧回路部280と出力フィルタ回路部220とを有する。DCDCコンバータ回路部310は、高圧回路部280の接続部305において、充電器10と接続されている。 入力フィルタ回路部210は、コモンモードフィルタLF1、インダクタL11、L12、ラインバイパスコンデンサC11、12を備えている。インダクタL11、L12は、入力端子421を介して外部電源に接続される。ラインバイパスコンデンサC11、12は、ノイズ成分をGNDへバイパスする。
[0011]
 スイッチング回路部110は、力率改善回路(以下、PFC回路)と、コンデンサC21と、フルブリッジ回路とを有する。コモンモードフィルタLF1は、4つのダイオードD11~D14により形成される整流回路に接続されている。整流回路は、交流電圧を直流電圧に変換する機能を有する。整流回路の出力側は、PFC(力率改善)回路の入力側に接続されている。PFC回路は、インダクタL13、スイッチング素子S11、ダイオードD15およびコンデンサC21を備えている。スイッチング素子S11がオンオフ操作されることにより、力率改善動作を行う。スイッチング素子S11として、例えば、NMOSFETを用いることができる。
[0012]
 PFC回路の出力側は、フルブリッジ回路の入力側に接続されている。フルブリッジ回路は、第1のスイッチング素子S21および第2のスイッチング素子S22の直列接続体、および第3のスイッチング素子S23および第4のスイッチング素子S24の直列接続体を備えている。第1のスイッチング素子S21と第2のスイッチング素子S22の接続点はトランスTr1の一次側コイルを介して、第3のスイッチング素子S23と第4のスイッチング素子S24の接続点に接続されている。第1~第4のスイッチング素子S21~S24として、例えば、NMOSFETを用いることができる。
[0013]
 高圧回路部280は、整流回路と双方向チョッパとを備えている。整流回路は、4つのダイオードD21~D24を有する。整流回路は、トランスTr1の二次側コイルの交流電圧を直流電圧に変換する機能を有する。すなわち、スイッチング回路部110の第1~第4スイッチング素子S21~S24、高圧回路部280のダイオードD21~D24およびトランスTr1は、コンバータとしての機能を有する。整流回路を流れる電流により、電流電圧変換用のコンデンサC31が蓄電される。
[0014]
 双方向チョッパは、インダクタL31、コンデンサC32、インダクタL31とコンデンサC31との間に配置されたスイッチング素子S31および一端がインダクタL31とスイッチング素子S31との間に接続され、他端がGND側に接続されたスイッチング素子S32とを備えている。スイッチング素子S31、S32のオンオフのタイミングを調整することで、出力電圧を負荷電圧に対して定電圧化する。
[0015]
 出力フィルタ回路部220は、コモンモードフィルタLF2、インダクタL41、ラインバイパスコンデンサC41、C42を備えている。インダクタL41の一端は、双方向チョッパのインダクタL31およびコンデンサC32に接続され、他端はコンデンサC41とコモンモードフィルタLF2に接続されている。コモンモードフィルタLF2は、出力端子422を介して高電圧バッテリに接続される。
[0016]
 DCDCコンバータ回路部310は高電圧の直流電圧を交流高電圧に変換する高電圧回路部311と、交流高電圧を交流低電圧に変換するトランスTr2と、低電圧の交流電圧を直流電圧に変換する低電圧回路部312とを備えている。
[0017]
 高電圧回路部311は、Hブリッジ型として接続された4つのMOSFET H1~H4を備えている。また、高電圧回路部311は、平滑用のコンデンサC51を備えている。 高電圧回路部311の4つのMOSFET H1~H4を位相シフトPWM制御することで、トランスTr2の一次側には交流電圧が発生する。高電圧回路部311とトランスTr2との間には、共振チョークコイルLrが接続されており、この共振チョークコイルLrのインダクタとトランスTr2の漏れインダクタの合成インダクタを用いて、高電圧回路部311を構成するMOSFET H1~H4のゼロ電圧スイッチングを可能としている。
[0018]
 低電圧回路部312は、MOSFET S1、S2で構成される二つの整流相と、平滑用インダクタL51および平滑用コンデンサC52から構成される平滑回路とを有している。それぞれの整流相の高電位側、すなわちMOSFET S1、S2のドレイン側配線は、トランスTr2の二次側へ接続されている。トランスTr2の二次側センタタップ端子は、平滑用インダクタL51に接続され、平滑用インダクタL51の出力側に平滑用コンデンサC52が接続されている。
[0019]
 低電圧回路部312は、MOSFET S1、S2にかかるサージ電圧を抑制するためのアクティブクランプ回路を備えている。アクティブクランプ回路は、アクティブクランプ用MOSFET S3、S4、およびアクティブクランプ用コンデンサC54を備えている。低電圧回路部312の出力側には出力電圧に重畳するノイズを除去するために、フィルタ用インダクタL52とフィルタ用コンデンサC53が設けられている。高電圧回路部311、低電圧回路部312よびアクティブクランプ回路は、不図示の制御回路により制御される。
 DCDCコンバータ回路部310は、補機用の出力端子423を介して補機バッテリに接続される。
[0020]
 DCDCコンバータ一体型充電器100では、スイッチング素子S11、S21~S24を有するスイッチング回路部110、およびスイッチング素子H1~H4,S1~S4を有するDCDCコンバータ回路部310を備えている。このため、スイッチング回路部110およびDCDCコンバータ回路部310から発生するノイズが、入力フィルタ回路部210および出力フィルタ回路部220にノイズ干渉する可能性がある。以下に、入・出力フィルタ回路部210、220へのノイズ干渉を抑制することができるDCDCコンバータ一体型充電器100の実施形態1について説明する。なお、高圧回路部280には、スイッチング素子S31、S32が設けられているが、スイッチング素子S31、S32は動作周波数が低いため、入・出力フィルタ回路部210、220へのノイズ干渉を起こす可能性は殆どない。
[0021]
 図2(A)は、本発明のDCDCコンバータ一体型充電器の実施形態1の斜視図であり、図2(B)は、図2(A)のIIB-IIB線断面図である。DCDCコンバータ一体型充電器100は、第1空間用筐体411と、第2空間用筐体406と、第3空間用筐体402とを有している。第1~第3空間用筐体411、406、402は、アルミニム合金等の導電性部材により形成されており、図示の通り、三段に積層されている。最下段の第1空間用筐体411は、内部に第1空間101を有し、中段の第2空間用筐体406は、内部に第2空間201を有し、最上段の第3空間用筐体402は、内部に第3空間301を有する。
[0022]
 最下段の第1空間用筐体411と中段の第2空間用筐体406との境界には、第1壁150が設けられている。第1壁150は、導電性部材により形成された板状部材であり、第1空間101と第2空間201とを隔てる。換言すれば、第1空間101および第2空間201は第1壁150によりシールドされる。中段の第2空間用筐体406と最上段の第3空間用筐体402との境界には、第2壁250が設けられている。第2壁250は、導電性部材により形成された板状部材であり、第2空間201と第3空間301とを隔てる。換言すれば、第2空間201および第3空間301は第2壁250によりシールドされる。なお、第1壁150および第2壁250は、空間同士を隔てると記載したが、回路接続に必要な接続部材を挿通する接続部材挿通部を備えている。
[0023]
 入力フィルタ回路部210、出力フィルタ回路部220および高圧回路部280は、第2空間201内に配置されている。入力フィルタ回路部210、出力フィルタ回路部220および高圧回路部280は、例えば、第1壁150の上面上に配置される。スイッチング回路部110は、第1空間101内に配置されている。スイッチング回路部110は、例えば、第1壁150の下面に固定される。図示はしないが、スイッチング回路部110は、第1壁150に設けられた接続部材挿通部に挿通される接続部材により、入力フィルタ回路部210および高圧回路部280に接続されている。
[0024]
 DCDCコンバータ回路部310は、第3空間301内に配置されている。DCDCコンバータ回路部310は、例えば、第2壁250の上面上に配置される。図示はしないが、DCDCコンバータ回路部310は、第2壁250に設けられた接続部材挿通部に挿通される接続部材により高圧回路部280に接続されている。
[0025]
 上記実施形態1のDCDCコンバータ一体型充電器100によれば、下記の効果を奏する。
[0026]
(1)入力フィルタ回路部210および出力フィルタ回路部220を第2空間201内に配置し、スイッチング回路部110を第1空間101内に配置し、DCDCコンバータ回路部310を第3空間301内に配置した。そして、第2空間201を有する第2空間用筐体406と、第1空間101を有する第1空間用筐体411と第3空間301を有する第3空間用筐体402とを積層した。また、第2空間201と第1空間101とを第1壁150により隔て、第2空間201と第3空間301とを第2壁250により隔てた。このため、平面視での面積が小さくなり、収容スペースの面積を縮小化することができる。また、スイッチング回路部110およびDCDCコンバータ回路部310で発生するノイズが入力フィルタ回路部210および出力フィルタ回路部220で干渉して回路に悪影響を及ぼすのを抑制することができる。
[0027]
(2)上記(1)の構成において、高圧回路部280を第2空間201内に配置した。高圧回路部280のスイッチング素子S31、S32は動作周波数が小さいため、入・出力フィルタ回路部210、220と同じ空間内に配置しても、ノイズ干渉を起こす可能性は殆どない。
[0028]
 DCDCコンバータ一体型充電器100は、以下に示すように、種々の実施形態を採用することができる。なお、以下の実施形態においても、DCDCコンバータ一体型充電器100は、図1に示される回路構成を備えているものとする。
[0029]
-実施形態2-
 図3は、本発明のDCDCコンバータ一体型充電器の実施形態2の外観斜視図であり、図4は、図3のIV-IV線断面図であり、図5は、図3に図示されたDCDCコンバータ一体型充電器の分解斜視図である。DCDCコンバータ一体型充電器100は、第1空間用筐体411と、第2空間用筐体406と、第3空間用筐体402とを有している。第1~第3用筐体411、406、402は、アルミニム合金等の導電性部材により形成されており、図示の通り、三段に積層されている。図4、図5に示されるように、最下段の第1空間用筐体411は、内部に第1空間101を有し、中段の第2空間用筐体406は、内部に第2空間201を有し、最上段の第3空間用筐体402は、内部に第3空間301を有する。
[0030]
 図3に図示されるように、第3空間用筐体402の一側面には、入力端子421と出力端子422とが設けられている。入力端子421は、入力フィルタ回路部210に接続されている。出力フィルタ回路部220は、出力端子422に接続されている。ニュウリョクフィルタ回路部210および出力フィルタ回路部220は、後述するように、第2空間用筐体406内に収容されている。入力端子421と出力端子422とは、第3空間用筐体402の一側面のコーナ部付近に近接して平行に延在して設けられている。
[0031]
 第1空間用筐体411の一側面には、冷却水等の冷媒が導入される導入口431と、冷媒が導出される導出口432とが設けられている。図4に示されるように、第3空間用筐体402の底部402aには第2流路251が設けられ、第2空間用筐体406の底部406aには、第1流路151が設けられている。導入口431、第2流路251、第1流路151および導出口432は連通しており、導入口431から導入された冷媒は、第2流路251、第1流路151および導出口432の順で、第3空間用筐体402および第2空間用筐体406内を流れ、導出口432から導出される。これにより、DCDCコンバータ一体型充電器100全体が冷却される。
[0032]
 第3空間用筐体402の上面は、上部カバー401により密封されている。上部カバー401は、鉄またはアルミニウム合金などの金属により形成されている。上部カバー401は、ボルト等の締結部材459により第3空間用筐体402に固定される。第3空間用筐体402の底部402aは、第2壁250の機能を有する。すなわち、第3空間301と第2空間201とを隔てている。第2空間用筐体406の底部406aは、第1壁150の機能を有する。すなわち、第2空間201と第1空間101とを隔てている。
[0033]
 第3空間用筐体402の第3空間301内には、DCDCコンバータ回路部310が配置される。第2空間用筐体406の第2空間201内には、HV基板404およびフィルタ基板405が収容される。HV基板404には、高圧回路部280と出力フィルタ回路部220が実装されている。フィルタ基板405には入力フィルタ回路部210が実装されている。第2空間用筐体406の底部406aと第3空間用筐体402との間には、上部クーリングカバー403が配置されている。上部クーリングカバー403は、第2流路251の開口面を塞いでいる。
[0034]
 第1空間用筐体411の第1空間101内には、制御基板410と、シャーシ409と、PFC基板408が収容される。PFC基板408には、スイッチング回路部110が実装されている。制御基板410には、充電器10およびDCDCコンバータ回路部310の駆動を制御する制御回路部が実装されている。シャーシ409は、制御基板410をシールドするため、制御基板410を囲んで第1空間用筐体411の底部411aに固定されている。第1空間用筐体411と第2空間用筐体406の底部406aとの間には、下部クーリングカバー407が配置されている。下部クーリングカバー407は、第1流路151の開口面を塞いでいる。
[0035]
 図3、図4に図示されるように、第1空間用筐体411と第2空間用筐体406には、それぞれ、一側面に、雌ねじ部が設けられたフランジ部451、452が設けられている。第2空間用筐体406と第3空間用筐体402には、それぞれ、一側面に、雌ねじ部が設けられたフランジ部454、455が設けられている。さらに、第2空間用筐体406の他側面には、第2空間用筐体406の高さ全体に亘る長さを有し、軸方向に雌ねじ部が設けられたボス部456が形成されている。ボス部456に対応して、第1空間用筐体411および第3空間用筐体402には、それぞれ、雌ねじ部が設けられたフランジ部457、458が形成されている。
[0036]
 第1空間用筐体411と第2空間用筐体406の底部406aとの間に下部クーリングカバー407を介在させ、ボルト等の締結部材453によりフランジ部451とフランジ部452とを固定すると共にフランジ部457とボス部456とを固定する。また、第2空間用筐体406と第3空間用筐体402の底部402aとの間に上部クーリングカバー403を介在させ、ボルト等の締結部材453によりフランジ部454とフランジ部455とを固定すると共にフランジ部458とボス部456とを固定する。これにより、第1~第3空間用筐体411、406、402が一体化されると共に、第1、第2流路151、251が上・下部クーリングカバー403、407により密封されたDCDCコンバータ一体型充電器100が得られる。
[0037]
 実施形態2では、第2空間201内に配置された入力フィルタ回路部210および出力フィルタ回路部220は、第1空間101内に配置されたスイッチング回路部110とは第1壁150により隔てられている。また、入力フィルタ回路部210および出力フィルタ回路部220は、第3空間301内に配置されたDCDCコンバータ回路部310とは第2壁により隔てられている。さらに、高圧回路部280は第2空間201内に配置されている。従って、実施形態2においても、実施形態1の効果(1)、(2)と同様な効果を奏する。加えて、実施形態2では、冷却水等の冷媒による冷却を必要とする場合に適用することができるDCDCコンバータ一体型充電器100を提供することができる。
[0038]
-実施形態3-
 図6(A)は、本発明のDCDCコンバータ一体型充電器の実施形態3の外観斜視図であり、図6(B)は、図6(A)のVIB-VIB線断面図である。
 実施形態3の外観は、実施形態2として示す図3と同様である。実施形態3が実施形態2と相違する点は、実施形態2で第1空間101に収容した制御回路部410(図4参照)と同一の機能を有する制御回路部500が、第2空間用筐体406の第2空間201内に配置されている構成を有することである。第2空間201は、第1壁150および第2壁250により、スイッチング回路部110およびDCDCコンバータ回路部310とは隔てられている。このため、スイッチング回路部110およびDCDCコンバータ回路部310で発生するノイズの入・出力回路部210、220への影響を抑制することができる。
[0039]
 実施形態3の他の構成は、実施形態1、2と同様であり、対応する部材に同一の符号を付して説明を省略する。実施形態3においても、実施形態1の効果(1)、(2)と同様な効果を奏する。また、実施形態3において、制御回路部500がノイズ干渉からシールドできる点についても実施形態2と同である。しかし、実施形態3では、制御回路部500は、第1壁150および第2壁250のよりシールドされた第2空間201内に配置されているので、実施形態2におけるシャーシ409を不要とすることも可能となる。これにより、構造が簡素となり、安価にすることができる。
[0040]
-実施形態4-
 図7(A)は、本発明のDCDCコンバータ一体型充電器の実施形態4の外観斜視図であり、図7(B)は、図7(A)のVIIB-VIIB線断面図である。実施形態4のDCDCコンバータ一体型充電器100が、実施形態3と相違する点は、第2空間201に収容した制御回路部500を2つに分割し、それぞれを、第1空間用筐体411の第1空間101内および第3空間用筐体402の第3空間301内に配置した構成を有することである。実施形態4の他の構成は、実施形態3と同様である。従って、実施形態4においても、実施形態2と同様な効果を奏する。なお、実施形態4において、制御回路部500を、ノイズを発生する他の回路から保護するため、シャーシを用いてシールドするようにしてもよい。また、実施形態3と実施形態4とを組み合わせて、制御回路部500を、第2空間201内と他の空間である、第1空間101内または第3空間301内に配置するようにしてもよい。さらに、制御回路部500を、第1~第3空間101、201、301内すべてに配置するようにしてもよい。
[0041]
-実施形態5-
 図8(A)は、本発明のDCDCコンバータ一体型充電器の実施形態5の斜視図であり、図8(B)は、図8(A)のVIIIB-VIIIB線断面図である。実施形態5が実施形態4と相違する点は、入力端子421と出力端子422が、第2空間用筐体406に取付けられている構成を有することである。上述したように、入力端子421は、入力フィルタ回路部210と接続されている。入力端子421には、交流電力または直流電力が給電される。出力端子422は、出力フィルタ回路部220と接続されている。出力端子422は高電圧バッテリに電力を供給するための出力端子である。実施形態5の他の構成は実施形態4と同様である。従って、実施形態5においても、実施形態4と同様な効果を奏する。なお、入力端子421および出力端子422は、第1空間用筐体411に配置するようにしてもよい。
[0042]
-実施形態6-
 図9(A)は、本発明のDCDCコンバータ一体型充電器の実施形態6の斜視図であり、図9(B)は、図9(A)の上方からの平面図である。実施形態6が実施形態5と相違する点は、入力端子421と出力端子422が、第2空間用筐体406の異なる側面に配置されている構成を有することである。入力端子421は、第2空間用筐体406の第1の側面471に、その取付部421aが固定されている。出力端子422は、第1の側面471に隣接する第2の側面472に、その取付部422aが固定されている。従って、入力端子421と出力端子422とは、図9(B)に示されるように、その軸方向の角度θが90度、異なる方向を向いている。換言すれば、入力端子421が配置された第1の側面471である入力端子取付面と出力端子422が配置された第1の側面471である出力端子取付面とは、90度、異なっている。
[0043]
 実施形態6の他の構成は、実施形態5と同様である。従って、実施形態6は、実施形態5と同様な効果を奏する。また、実施形態6のように、入力端子421と出力端子422とを異なる側面に配置することにより、外部の電気機器の接続端子の取付角度やレイアウトの変更に対して自由に適応することが可能となる。つまり、入力端子421と出力端子422とを隣接する面や対向する面に配置して、軸方向の角度θを、90度、180度または270度、異なる方向に向けるようにすることにより、外部の電気機器との接続部材の長さを短く、引き回しを簡素にすることが可能となる。これにより、レイアウト変更に対する自由度を高めることができる。なお、入力端子421と出力端子422との軸方向の角度θ、換言すれば、力端子取付面と出力端子取付面の角度θは、筐体の形状を、矩形から他の多角形形状に変更することにより、90度、180度、270度以外の角度に設定することができる。
[0044]
 なお、入力端子421と出力端子422とは、第1空間用筐体411や第3空間用筐体402に配置するようにしてもよい。また、入力端子421と出力端子422とを異なる筐体に配置するようにしてもよい。さらに、入力端子421と出力端子422とは、近接する位置でなく、例えば、対角線上の位置等のように、相互に遠隔する位置に配置するようにしてもよい。入力端子421と入力フィルタ回路部210との距離、または出力端子422と出力フィルタ回路部220との距離が長くなるとノイズ干渉が増大する。入力端子421と入力フィルタ回路部210との距離、および出力端子422と出力フィルタ回路部220との距離がより短くなるように、筐体の取付側面、取付位置、軸方向の角度を設定することにより、ノイズ干渉がより小さくなるようにすることができる。
[0045]
-実施形態7-
 図10(A)、(B)は、本発明のDCDCコンバータ一体型充電器の実施形態7を示し、図10(A)は、筐体を透過し、冷却流路を示す斜視図であり、図10(B)は、図10(A)のXB-XB線断面図である。実施形態7として図示される図10(A)、(B)は、実施形態2の冷却構造を、より詳細に示すものである。実施形態7におけるノイズ干渉の抑制に関する構造は、実施形態2と同様であるので、対応する部材に同一の参照符号を付して説明は省略し、以下は、その冷却構造について説明する。
[0046]
 実施形態2について記載したように、第1空間用筐体411の一側面には、冷媒が導入される導入口431と、導出される導出口432とが設けられている。第3空間用筐体402の底部402a、すなわち第2壁250には第2流路251が設けられ、第2空間用筐体406の底部406a、すなわち第1壁150には、第1流路151が設けられている。
 図10(A)に図示されるように、第2流路251は、第3空間用筐体402の底部402aの周側部に沿ってほぼ環状に設けられ、第1流路151は、第2空間用筐体406の底部406aの周側部に沿ってほぼ環状に設けられている。
[0047]
 第2空間用筐体406および第1空間用筐体411には、導入口431と第2流路251の始端とを連通する第1中継流路252aが形成されている。第2空間用筐体406には、第2流路251の終端と第1流路151の始端とを連通する第2中継流路252bが形成されている。第1空間用筐体411には、第1流路の終端と導出口432とを連通する第3中継流路252cが形成されている。第1~第3中継流路252a~252cは、導入口431および導出口432が設けられた第1空間用筐体411の側面および第2空間用筐体406の側面472に、第1壁150および第2壁250に対してほぼ垂直に延在して形成されている。
[0048]
 導入口431から導入された冷媒は、第1中継流路252a、第2流路251、第2中継流路252b、第1流路151、第3中継流路252cの順に流れ、導出口432から導出される。これにより、DCDCコンバータ回路部310および充電器10で発生した熱が冷却される。
[0049]
 実施形態7においても、実施形態2と同様な効果を奏する。特に、冷却効果に関しては下記の効果を奏する。
(1)第1~第3空間用筐体411、406、402を積層する構造でありながら、冷媒が流れる流路は、導入口431から導出口432まで、1本の流路で連通されている。このため、構造が簡素となり、また、冷却温度の管理が容易となる。
[0050]
(2)第1、第2流路151、251および第1~第3中継流路252a~252cを筐体406、402の底部406a、402aや、筐体406、411の側面に形成した。このため、流路形成に伴って追加される部材の点数を削減し、安価な冷却構造とすることができる。
[0051]
(3)第1~第3空間用筐体411、406、402を三段に積層する構造において、第1、第2流路151、251を中段の筐体406の上下面側に配置することにより、該筐体406と共に上・下段側の筐体402、411を冷却可能とした。このため、冷却流路を簡素にし、かつ、冷却流路長を短くすることができる。また、これに伴い、冷却流路における圧力損失を小さくして、冷却効率を向上することができる。
[0052]
 なお、上記実施形態に示す入・出力フィルタ回路部210、220は、一例であって、他の回路構成としてもよい。また、高圧回路部280のチョッパは、双方向として例示したが、単方向チョッパとしてもよい。さらに、DCDCコンバータ回路部310の平滑回路は、別の回路構成としたり、適宜、省略したりすることができる。他の回路部においても同様であり、上記実施形態における充電器10およびDCDCコンバータ回路部310の回路構成は一例であって、本発明は、他の回路構成を用いることを何ら制限するものではない。
[0053]
 同様に、第1~第3空間用筐体411、406、402の形状や構造、あるいは冷却構造に関しても、種々、変更することが可能である。また、上記実施形態1~7を組み合わることもできる。
[0054]
 上記では、種々の実施の形態および変形例を説明したが、本発明はこれらの内容に限定されるものではない。本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の態様も本発明の範囲内に含まれる。

符号の説明

[0055]
 10   充電器
100   DCDCコンバータ一体型充電器
101   第1空間
110   スイッチング回路部
150   第1壁
151   第1流路
201   第2空間
210   入力フィルタ回路部
220   出力フィルタ回路部
250   第2壁
251   第2流路
252a  第1中継流路
252b  第2中継流路
252c  第3中継流路
280   高圧回路部
301   第3空間
305   接続部
310   DCDCコンバータ回路部
406   第2空間用筐体
411   第1空間用筐体
421   入力端子
422   出力端子
471   第1の側面(入力端子側面)
472   第2の側面(出力端子側面)
500   制御回路部
S31、S32   スイッチング素子

請求の範囲

[請求項1]
 入力のノイズを除去する入力フィルタ回路部(210)と、
 前記入力フィルタ回路部に入力される交流電力又は第1直流電力を第2直流電力に変換するスイッチング回路部(110)と、
 前記スイッチング回路部と接続されかつ出力のノイズを除去する出力フィルタ回路部(220)と、
 前記スイッチング回路部と接続されかつバッテリに電力を供給するDCDCコンバータ回路部(310)と、
 前記スイッチング回路部が配置される第1空間(101)と前記入力フィルタ回路部及び前記出力フィルタ回路部が配置される第2空間(201)を隔てる第1壁(150)と、
 前記第2空間を挟んで前記第1壁に対向しかつ前記DCDCコンバータ回路部が配置される第3空間(301)と前記第2空間とを隔てる第2壁(250)と、を備えるDCDCコンバータ一体型充電器。
[請求項2]
 請求項1に記載のDCDCコンバータ一体型充電器であって、
 前記スイッチング回路部と前記出力フィルタ回路部との間に電気的に接続されかつ高電圧バッテリに電力を供給するためのスイッチング素子(S31,S32)を有する高圧回路部(280)と、を備え、
 前記高圧回路部は、前記第2空間に配置されかつ前記DCDCコンバータ回路部との接続部(305)を有するDCDCコンバータ一体型充電器。
[請求項3]
 請求項1に記載のDCDCコンバータ一体型充電器であって、
 前記スイッチング回路部又は前記DCDCコンバータ回路部310を制御する制御回路部(500)を備え、
 前記制御回路部は、前記第2空間201に配置されるDCDCコンバータ一体型充電器。
[請求項4]
 請求項3に記載のDCDCコンバータ一体型充電器であって、
 前記制御回路部は、前記スイッチング回路部及び前記DCDCコンバータ回路部を制御するDCDCコンバータ一体型充電器。
[請求項5]
 請求項1ないし4に記載のいずれかのDCDCコンバータ一体型充電器であって、
 前記入力フィルタ回路部と接続されかつ前記第2空間を形成する第2空間用筐体(406)に配置される入力端子(421)と、
 前記出力フィルタ回路部と接続されかつ前記第2空間用筐体に配置される出力端子(422)と、を備えるDCDCコンバータ一体型充電器。
[請求項6]
 請求項5に記載のDCDCコンバータ一体型充電器100であって、
 前記第2空間用筐体は、前記入力端子が配置される入力端子側面(471)と、前記出力端子が配置される出力端子側面(472)と、を有し、
 前記入力端子側面は、前記出力端子側面とは異なる角度(θ)を形成するDCDCコンバータ一体型充電器。
[請求項7]
 請求項2に記載のDCDCコンバータ一体型充電器であって、
 前記スイッチング回路部は、前記第1空間側の前記第1壁に配置され、
 前記高圧回路部は、前記第2空間側の前記第1壁に配置され、
 前記DCDCコンバータ回路部は、前記第3空間側の前記第2壁に配置されるDCDCコンバータ一体型充電器。
[請求項8]
 請求項7に記載のDCDCコンバータ一体型充電器であって、
 前記第1壁は、第1流路(151)を有し、
 前記第2壁は、第2流路(251)を有し、
 前記第2空間側筐体には、前記第1流路と前記第2流路を繋ぐ中継流路(252)が形成されているDCDCコンバータ一体型充電器。

図面

[ 図 1]

[ 図 2]

[ 図 3]

[ 図 4]

[ 図 5]

[ 図 6]

[ 図 7]

[ 図 8]

[ 図 9]

[ 図 10]