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1. (WO2018230012) 電力変換装置
Document

明 細 書

発明の名称 電力変換装置

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   0006  

課題を解決するための手段

0007  

発明の効果

0008  

図面の簡単な説明

0009  

発明を実施するための形態

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  

符号の説明

0036  

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   11   12   13   14   15  

明 細 書

発明の名称 : 電力変換装置

技術分野

[0001]
 この発明は、回転電機への供給電力を制御する電力変換装置に関するものである。

背景技術

[0002]
 回転電機の電機子巻線への供給電力の制御は、回転電機のロータの磁極位置に基づいて行われている。特に、車両に搭載される回転電機の場合には、回転電機を効率良く制御することによって電力の消費量を抑えることが求められ、ロータの磁極位置と回転速度を正確に把握するために、レゾルバがセンサとして使用されている。
 しかし、電力変換装置の高密度実装化により、パワー回路・制御回路・センサ等が近接配置されることで、パワー回路の磁束にノイズ成分が重畳して、制御回路およびセンサに鎖交する。このパワー回路に重畳した電磁ノイズが制御回路やセンサに伝播することによって出力信号が乱れるという問題がある。また、制御回路が高密度実装されることで制御回路グラウンドとグラウンドの接地線の接触断面積が確保できず、グラウンドの接地線が細くなってしまい、寄生インダクタンスが増大する場合がある。それによって高周波での制御回路グラウンドの電位変動が大きくなり、制御回路からのノイズ発生量が増大するという問題がある。
[0003]
 この問題に対する解決手段として、例えば特許文献1ではパワー回路の正極導体と負極導体とをリング状または円弧形状として、互いに近接することで、正極導体および負極導体としてのバスバーから発生する磁束を低減させている。

先行技術文献

特許文献

[0004]
特許文献1 : 特開2007-116840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に示された構成では、正負極導体であるバスバーとセンサが近接して配置されているため、パワー回路の電磁ノイズがセンサに重畳し、誤動作を誘発する恐れがある。また、制御回路グラウンドの接地線については説明されていないが、接地線が細く、寄生インダクタンスが大きい場合には、高周波における制御回路グラウンドの電位変動が大きくなり、制御回路からのノイズ発生量が増大するという問題がある。
[0006]
 この発明は、前述の問題を解決するためになされたもので、パワー回路の電磁ノイズからセンサ等の被妨害回路をシールドしつつ、制御回路グラウンドの接地線の寄生インダクタンスを低減することを目的とするものである。

課題を解決するための手段

[0007]
 この発明に係る電力変換装置は、センサからの情報に基づいて出力が制御される電力変換装置であって、半導体素子を有するパワー回路、前記パワー回路にグラウンド電位を与えるパワー回路グラウンド、前記パワー回路を制御する制御回路、前記制御回路にグラウンド電位を与える制御回路グラウンド、前記パワー回路に電力を供給するバスバー、および前記センサと前記バスバーの間に設けられたシールド部を備え、前記パワー回路の第一の面側に前記制御回路グラウンドを配置し、前記パワー回路の前記第一の面側とは反対側の第二の面側に前記パワー回路グラウンドを配置し、前記シールド部によって前記制御回路グラウンドと前記パワー回路グラウンドとを接続し、前記バスバーと前記パワー回路の前記第一の面側と前記第二の面側をシールドするようにしたことを特徴とするものである。

発明の効果

[0008]
 この発明によれば、パワー回路の半導体素子のスイッチングによって生じて、直流バスバーに重畳する磁束から、センサ等の被妨害回路をシールドすることで、バスバーと被妨害回路をより近接配置でき、機器を小型化できるとともに、制御回路グラウンドの接地線の寄生インダクタンスを低減できるという効果を奏するものである。更に、バスバーとパワー回路グラウンドとが接続されたシールド部を近接して配置することで、バスバーの寄生インダクタンスを低減しつつ浮遊容量を増加させることができ、パワー回路から発生するノイズを低減することが可能である。

図面の簡単な説明

[0009]
[図1] この発明の実施の形態1の電力変換装置の構成を示す回路図である。
[図2] この発明の実施の形態1の電力変換装置の構成を示す上面図である。
[図3] この発明の実施の形態1の電力変換装置の部分の構成を示す鳥瞰図である。
[図4] この発明の実施の形態1の電力変換装置の構成を示す上面図である。
[図5] パワーモジュールの構成を示す回路図である。
[図6] この発明の実施の形態1の電力変換装置の構成を示す回路図である。
[図7] この発明の実施の形態1の電力変換装置の構成を示す上面図である。
[図8] この発明の実施の形態2の電力変換装置の構成を示す側面図である。
[図9] この発明の実施の形態3の電力変換装置の構成を示す側面図である。
[図10] この発明の実施の形態4の電力変換装置の構成を示す側面図である。
[図11] この発明の実施の形態5の電力変換装置の構成を示す側面図である。
[図12] この発明の実施の形態6の電力変換装置の構成を示す側面図である。
[図13] この発明の実施の形態7の電力変換装置の構成を示す側面図である。
[図14] この発明の実施の形態7の電力変換装置の構成を示す回路図である。
[図15] この発明の実施の形態7の電力変換装置の構成を示す回路図である。

発明を実施するための形態

[0010]
実施の形態1
 この発明の電力変換装置は、図1に示すインバータ装置が一例となる。ここに示しているインバータ装置は、入力部端子15a、15bから入力された任意の直流電力をスイッチングし、出力部端子16aにU相、出力部端子16bにV相、出力部端子16cにW相の三相交流電力に変換して出力し、負荷モータ4aを駆動する第1のインバータ100aと、入力部端子15a、15bから入力された任意の直流電力をスイッチングし、出力部端子16dにX相、出力部端子16eにY相、出力部端子16fにZ相の三相交流電力に変換して出力し、負荷モータ4bを駆動する第2のインバータ100bとからなる直流-交流変換器である。
[0011]
 入力部端子15a、15bと第1のインバータ100aおよび第2のインバータ100bとの間には直流電力を平滑するための平滑コンデンサ3が挿入されている。
[0012]
 パワー回路1は、第1のインバータ100a、第2のインバータ100bおよび平滑コンデンサ3を含んでいる。制御回路5は、パワー回路1の制御や、レゾルバ6a、6bを用いて負荷モータの4a、4bの回転数を制御する機能を有している。また、制御回路5にグラウンド電位を与える制御回路グラウンド7は、接続部9を介して電力変換装置のグラウンド電位を与えるパワー回路グラウンド8に接続されている。すなわち、接続部9が、制御回路グラウンド7の接地線に該当することになる。
[0013]
 図2は、本実施の形態の電力変換装置の構造を示す上面図の一例で、図中、X軸とY軸に示すように、Z軸方向から見た図である。また、図3は、図2において一点鎖線で囲まれたY相周辺の構造を示す鳥瞰図の一例で、図中のX軸、Y軸およびZ軸を示すように、それぞれの部材が配置されている。
 図2に示すように、パワー回路グラウンド8の中心部にレゾルバ6a、6bが配置され、このレゾルバ6a、6bを囲んで、パワー回路グラウンド8の上の周辺部に、パワー回路1の構成部品である第1のインバータ100aおよび第2のインバータ100bのパワーモジュール12a、12b、12c、12d、12e、12fと、平滑コンデンサ3とが配置され、これらの部材は、パワーモジュール12a、12b、12c、12d、12e、12fおよび平滑コンデンサ3の内周側に配置された直流バスバー10a、10bによって接続されている。電力変換装置と回転電機が一体として構成される場合には、このように、パワーモジュールと平滑コンデンサによるパワー回路1とレゾルバ6a、6bが近接して配置されることになる。なお、本実施の形態では、図1に示すように、平滑コンデンサ3が、第1のインバータ100a、第2のインバータ100bとの間に一括して挿入されているが、この限りではなく、平滑コンデンサ3を、入力部端子15a、15bとパワーモジュール12aとの間、パワーモジュール12aと12bとの間、パワーモジュール12bと12cとの間、入力部端子15a、15bとパワーモジュール12dとの間、パワーモジュール12dと12eとの間、パワーモジュール12eと12fとの間の任意の位置に分割して配置してもよい。
[0014]
 また、図3に示すように、レゾルバ6a、6bとパワーモジュール12eとの間に、直流バスバー10a、10bが配置されている。また、パワーモジュール12eと直流バスバー10a、10bにおいて発生する磁束13の影響がレゾルバ6a、6bに及ぶのを防ぐために、レゾルバ6a、6bと直流バスバー10a、10bとの間に、シールド部11が設けられている。さらに、パワーモジュール12eの第一の面側、すなわち図3においては上面には、制御回路グラウンド7が設けられ、パワーモジュール12eの第一の面とは反対側、すなわち図3においては下面には、パワー回路グラウンド8が設けられている。すなわち、パワー回路の構成部品と直流バスバーの構成と、レゾルバとの間にシールドを設けると共に、パワー回路の構成部品と直流バスバーの構成の第一の面側と、この第一の面に対向する第二の面側に、制御回路グラウンドとパワー回路グラウンドを配置することによって、パワー回路の構成部品を制御回路グラウンドとパワー回路グラウンドとの間に挟み込む配置として、三方向をシールドするようにしている。ここで、制御回路5は、制御回路グラウンド7と同一の基板に実装されているため図面上、区分して表さず、制御回路グラウンド7によって表す。そして、シールド部11は、パワー回路グラウンド8と制御回路グラウンド7とを接続すると共に、シールド部11、パワー回路グラウンド8、制御回路グラウンド7による構造体によって、直流バスバー10a、10bを囲うように配置され、直流バスバー10a、10bによって生じる磁束(バスバーの磁束13)がレゾルバ6a、6bに及ぶのをシールドするように配置されている。特に、重ね合わせて配置された直流バスバー10a、10bの積層面側と積層断面側において磁束を抑えるように設けられている。
[0015]
 なお、本実施の形態では、パワー回路1の構成部品と直流バスバー10a、10bを四角の環状に配置しているがこの限りではなく、図4に示すように、パワー回路1の構成部品と直流バスバー10a、10bをリング状または円弧形状に配置しても良い。この図4に示す構成において、図2および図3と異なっているところは、パワー回路グラウンド8および制御回路グラウンド7の外形の形状を、四角形から円形に変えているところである。この図4に示している構成においては、上面の平行な面方向は、直流バスバー10a、10bの円周方向となる。また本実施の形態では、パワー回路1の構成部品を直流バスバー10a、10bで接続しているがこの限りではなく、ケーブルなどバスバー以外の導体、すなわち、電力供給配線によって接続すればよい。なお、図中、同一符号は、各々同一または相当部分を示している。
[0016]
 パワーモジュールは、三相交流電力における任意の一相の交流電力を出力するために2つの半導体素子がパッケージングされたものである。一例として、図5にパワーモジュール12aの回路図を示す。パワーモジュール12aは、U相の交流電力を出力するため半導体素子2aと半導体素子2bが直列に接続され、半導体素子2aが直流電力のプラス側、半導体素子2bが直流電力のマイナス側に接続され、中点にU相の出力部端子16aが接続されている。なお、本実施の形態では、2つの半導体素子2aと半導体素子2bがパッケージングされてパワーモジュール12aとしているが、この限りでなく、4つの半導体素子がパッケージングされたもの、6つの半導体素子がパッケージングされたものなど、1つのパワーモジュールにパッケージングされる半導体素子の数は、任意としても良い。また、パワーモジュールではなくディスクリートの半導体素子を用いても良い。更に、本実施の形態では、半導体素子2a、2bをMOSFETとしているがこの限りではなく、IGBT、サイリスタなどMOSFET以外の半導体素子としてもよい。
[0017]
 パワー回路1と負荷モータ4aおよび負荷モータ4bとは、図2および図4に示した交流バスバー10c、10d、10e、10f、10g、10hを介して接続される。なお、本実施の形態では、交流バスバーをパワーモジュールの外周側に配置しているがこの限りではなく、他の位置、例えば、上方あるいは下方に引き出すように配置しても良い。また本実施の形態では、パワー回路1の構成部品をバスバーで接続しているがこの限りではなく、ケーブルなどバスバー以外の導体で接続しても良い。
[0018]
 制御回路5および制御回路グラウンド7は、同一の基板に実装されており、制御回路5と制御回路グラウンド7が設けられた基板に対して、パワー回路グラウンド8が対向配置されている。
 パワーモジュールの半導体素子のスイッチングによって、直流バスバー10a、10bに重畳する磁束13が発生する。この磁束13をシールドするため、シールド部11は、パワー回路グラウンド8に接続され、直流バスバー10a、10bのパワー回路1と対向する側と反対側で直流バスバー10a、10bと近接配置され、電気的にシールドする効果を有する。すなわち、センサとして、レゾルバが配置され、このレゾルバ6a、6bが配置されている側の直流バスバー10a、10bの側面にシールド部11が設けられ、このシールド部11は、接続部9を介して制御回路グラウンド7に接続されている。なお、本実施の形態では、シールド部11と制御回路グラウンド7とを接続する接続部9として、一箇所の接続部で接続している事例を示しているがこの限りではなく、複数の接続部を設け、これらの接続部によって制御回路グラウンド7とシールド部11とを接続するようにしても良い。
[0019]
 なお、本実施の形態では、2つの電力変換装置によって2つの負荷モータ4a、4bを駆動している場合を示しているがこの限りではなく、図6の回路図、および図7の上面図に示すように、半導体素子2a、2b、2c、2d、2e、2fによって構成された第1のインバータ100aと平滑コンデンサ3とを含むパワー回路1による1つの電力変換装置によって1つの負荷モータ4aを駆動する方式としても良い。また、電力変換装置および負荷モータ4aを、2つ以上の任意の数としても良い。さらに、本実施の形態では、レゾルバ6a、6bを直流バスバー10a、10bの磁束13からシールドする構成としているが、レゾルバだけではなく、電流、電圧、温度センサや他の電子回路などの、パワー回路1に近接して配置される回路を被妨害回路として、直流バスバー10a、10bの磁束13が被妨害回路に影響を与えないようにシールドする構成としても良い。
[0020]
 本実施の形態の電力変換装置によれば、レゾルバ6a、6bをはじめとするセンサ等の被妨害回路に対して、第1のインバータおよび第2のインバータの半導体素子のスイッチングによって直流バスバー10a、10bに重畳する磁束13が妨害の要因となり、この妨害を、シールド部11によってシールドすることで、直流バスバー10a、10b、すなわち電力供給配線とレゾルバ6a、6bなどのセンサ、すなわち被妨害回路とをより近接配置でき、これらの構成部品による機器全体を小型化できるとともに、制御回路グラウンド7の接続部9の寄生インダクタンスを低減できる。更に、直流バスバー10a、10bに対して、パワー回路グラウンド8に接続されたシールド部11を近接して配置することで、直流バスバー10a、10bの寄生インダクタンスを低減しつつ浮遊容量を増加させることができ、パワー回路1から発生するノイズによる被妨害回路への影響を低減させることができる。
[0021]
実施の形態2.
 実施の形態1の電力変換装置においては、直流バスバー10a、10bとレゾルバ6a、6bとの間にシールド部11を設け、パワー回路1のパワーモジュール12eの上面(第一の面側)の制御回路グラウンド7と、パワーモジュール12eの下面(第一の面側とは反対側の第二の面側)のパワー回路グラウンド8とを接続部9を介してシールド部11によって接続する構成を示した。この実施の形態2においては、図8に示すように、シールド部11の断面形状をL字型の構造として、制御回路グラウンド7と対向する側を覆う形状、すなわち直流バスバー10a,10bの側面と上面(第一の面側)をシールド部11によって覆う形状としたことを強調するものである。このようにシールド部11の断面形状がL字型の構造で、パワー回路グラウンド8と一体構造として、直流バスバー10a、10bの積層体の三方の面を覆うようにしている。この構造によって、実施の形態1に示す電力変換装置と同様の効果を得ることができる。
[0022]
 実施の形態2は、このように、実施の形態1に記載の構成において、シールド部11が直流バスバー10a、10bの制御回路グラウンド7と対向する側を覆うように断面の形状がL字型の構造となっていることを特徴とするものである。図8に示すような構造により、パワーモジュール12eの半導体素子のスイッチングによって直流バスバー10a、10bに重畳される磁束13の影響を、レゾルバ6a、6bをはじめとするセンサ等の被妨害回路が受けることを低減できる。このシールド部11によって、直流バスバー10a、10bおよびパワー回路1を被妨害回路に対して、より近接配置できるため機器を小型化できるとともに、制御回路グラウンド7の接続部9の寄生インダクタンスを低減できる。更に、直流バスバー10a、10bとパワー回路グラウンド8に接続されたシールド部11を近接して配置することで、バスバーの寄生インダクタンスを低減しつつ浮遊容量を増加させることができ、パワー回路1から発生するノイズを低減できる。
[0023]
実施の形態3.
 図9は、図3および図8に示したシールド部11の断面形状を、L字型から、U字型に変えて、シールド部11が直流バスバー10a、10bの外周をより完全に囲むようにして、直流バスバー10a、10bの磁束13の漏れを少なくなるように構成したものである。
[0024]
 実施の形態3は、シールド部11の断面形状をU字型とすることによって、直流バスバー10a、10bの外周の三方を囲むようにして、シールド部11と直流バスバー10a、10bを近接配置したもので、図9に示すような構造により、パワーモジュール12eの半導体素子のスイッチングにより直流バスバー10a、10bに重畳する磁束13をシールドすることで、レゾルバ6a、6bをはじめとするセンサ等の被妨害回路をバスバーおよびパワー回路に、より近接して配置することができ、機器を小型化できるとともに、制御回路グラウンド7の接続部9の寄生インダクタンスを低減できる。更に、直流バスバー10a、10bとパワー回路グラウンド8と接続されたシールド部11とを近接して配置することで、バスバーの寄生インダクタンスを低減しつつ浮遊容量を増加させることができ、パワー回路1から発生するノイズを低減できる。
[0025]
実施の形態4.
 図10は、図3および図8に示した断面形状がL字型のシールド部11を、パワーモジュール12eと制御回路グラウンド7との間に延長して、パワーモジュール12eと制御回路グラウンド7との対向する面全域にわたってシールド部11を配置した構造となっている電力変換装置を示したものである。このような構造にすることによって、実施の形態1および2に示した電力変換装置と同様の効果を得ることに加え、パワーモジュール12eの半導体素子のスイッチングによるノイズを遮へいすることになる。さらに、シールド部11を、交流バスバー10gの領域まで延長して配置する場合には、交流バスバー10gに重畳する磁束も電気的にシールドするという効果を有する。
[0026]
 実施の形態4は、このように、実施の形態1から3のいずれかの構成において、シールド部11がパワーモジュール12eと制御回路グラウンド7との間に対向するように延びて配置されている構造となっていることを特徴とするものである。ここで、対向するように延びて配置するとは、シールド部11がパワー回路1のパワーモジュール12eの上面(第一の面側)のほとんどを覆うように配置されている状態である。図10に示すように、シールド部11がパワー回路1と制御回路グラウンド7との間に対向するように延びて配置された構造により、パワーモジュール12eの半導体素子のスイッチングにより直流バスバー10aおよび直流バスバー10bに重畳する磁束13からレゾルバ6a、6bをはじめとするセンサ等の被妨害回路をシールドすることで、被妨害回路をバスバーおよびパワー回路1に近接して配置でき、機器を小型化できるとともに、制御回路グラウンド7の接続部9をシールド部11と制御回路グラウンド7との対向する面の任意の位置に断面積を任意に設定して設けることができることから、接続部9における寄生インダクタンスを低減できる。更に、直流バスバー10aおよび直流バスバー10bとパワー回路グラウンド8に接続されたシールド部11とを近接して配置することで、バスバーの寄生インダクタンスを低減しつつ浮遊容量を増加させることができ、パワー回路1から発生するノイズを低減できる。
[0027]
実施の形態5.
 図11は、図3および図8に示した断面形状がL字型のシールド部11の形状を変化させたもので、断面形状がL字型のシールド部11によって制御回路グラウンド7を上方から(第一の面側から)押さえるように配置したもので、制御回路グラウンド7とシールド部11とが接続部9を介して接続されており、直流バスバー10a、10bと制御回路グラウンド7の間にシールド部11に接続されたシールド板14が設けられた構造となって、シールド部11とシールド板14によって、図9に示した断面形状がU字型と同様の形状にして直流バスバー10aおよび直流バスバー10bを包み込むようにするとともに、接続部9の向きを変えて、パワーモジュール12eに向かう方向に設け、制御回路グラウンド7をパワーモジュール12eに近づけて配置した電力変換装置を示している。このような構造でも、実施の形態1に示す電力変換装置と同様の効果を得ることができる。
[0028]
 この実施の形態5は、実施の形態1から4のいずれの構成においても適用することができ、制御回路グラウンド7の上面(パワー回路1のパワーモジュール12eに対向する側の反対側)で制御回路グラウンド7とシールド部11とが接続部9を介して接続されており、直流バスバー10aおよび直流バスバー10bと制御回路5との間にシールド部11に接続されたシールド板14が設けられている構成としたもので、図11に示すような電力変換装置を用いたものである。
[0029]
 図11に示すような構造により、パワーモジュール12eの半導体素子のスイッチングにより直流バスバー10aおよび直流バスバー10bに重畳する磁束13からレゾルバ6a、6bをはじめとするセンサ等の被妨害回路をシールドすることで、バスバーと被妨害回路とをより近接配置でき、機器を小型化できるとともに、制御回路グラウンドの接続部9の寄生インダクタンスを低減できる。更に、直流バスバー10aおよび直流バスバー10bとパワー回路グラウンド8に接続されたシールド部11とを近接して配置することで、バスバーの寄生インダクタンスを低減しつつ浮遊容量を増加させることができ、パワー回路1から発生するノイズを低減できる。
[0030]
実施の形態6.
 図12は、シールド部11と制御回路グラウンド7とが接続部9を介することなく直接接続された構造となっている電力変換装置を示したものである。すなわち、シールド部11の先端部分の全域が接続部9となっているもので、このような構造でも、実施の形態1に示す電力変換装置と同様の効果を得ることに加え、シールド部11と制御回路グラウンド7とが直接接続されているため、シールド部11と制御回路グラウンド7の接続箇所に生じる寄生インダクタンスを更に低減するという効果を有する。
[0031]
 実施の形態6は、実施の形態1から5のいずれかの構成において、シールド部11と制御回路グラウンド7とが直接接続されていることを特徴としたものである。図12に示すような構造により、パワーモジュール12eの半導体素子のスイッチングにより直流バスバー10aおよび直流バスバー10bに重畳する磁束13からレゾルバ6a、6bをはじめとするセンサ等の被妨害回路をシールドすることで、バスバーと被妨害回路とをより近接配置でき、機器を小型化できるとともに、制御回路グラウンドの接続部9の寄生インダクタンスを低減できる。更に、直流バスバー10aおよび直流バスバー10bとパワー回路グラウンドに接続されたシールド部11とを近接して配置することで、バスバーの寄生インダクタンスを低減しつつ浮遊容量を増加させることができ、パワー回路1から発生するノイズを低減できる。
[0032]
実施の形態7.
 図1および図6に示した電力変換装置では、入力側端子の負極側の入力部端子15bの電位とパワー回路グラウンド8の電位とは異なっているが、図13に示すような、負極側の入力部端子15bの電位とパワー回路グラウンド8の電位とを同電位とし、入力電力の正極側を直流バスバー10a、負極側をパワー回路グラウンド8とした構造でも、実施の形態1に示す電力変換装置と同様の効果を得ることができる。図14は、実施の形態7の電力変換装置の回路図の一例である。なお、実施の形態7の電力変換装置は主に60V以下で駆動される車載用電力変換装置、例えばモータージェネレータや電動パワーステアリングへの適用を想定したものである。
[0033]
 なお、本実施の形態では、2つの電力変換装置で2つの負荷モータ4a、4bを駆動しているがこの限りではなく、図15の回路図に示すような第1のインバータ100aと平滑コンデンサ3とで構成されるパワー回路から成る1つの電力変換装置で1つの負荷モータ4aを駆動する方式としても良い。
[0034]
 この実施の形態7は、実施の形態1から6に示した構成において、供給電力を直流電力とし、正極側を前記バスバー、負極側を前記パワー回路グラウンドとしたことを特徴としている。この図13に示すような構造により、パワーモジュール12eの半導体素子のスイッチングにより直流バスバー10aに重畳する磁束13からレゾルバ6a、6bをはじめとするセンサ等の被妨害回路をシールドすることで、バスバーと被妨害回路とをより近接配置でき、機器を小型化できるとともに、制御回路グラウンドの接続部9の寄生インダクタンスを低減できる。更に、直流バスバー10a、10bとパワー回路グラウンドに接続されたシールド部11とを近接して配置することで、バスバーの寄生インダクタンスを低減しつつ浮遊容量を増加させることができ、パワー回路1から発生するノイズを低減できる。
[0035]
 なお、図14および図15において、インバータをブロックによって示しているが、これらの図の構成は、それぞれ、図1、図5および図6において示した構成と同一または相当する構成である。また、その他の部分においても、同一符号の部分は、各々同一または相当部分を示している。
 また、この発明は、その発明の範囲内において、実施の形態の任意の構成要素を適宜、変更または省略することが可能である。

符号の説明

[0036]
1 パワー回路、2a、2b、2c、2d、2e、2f 半導体素子、3 平滑コンデンサ、4a、4b 負荷モータ、5 制御回路、6a、6b レゾルバ、7 制御回路グラウンド、8 パワー回路グラウンド、9 接続部、10a、10b 直流バスバー、10c、10d、10e、10f、10g、10h 交流バスバー、11 シールド部、12a、12b、12c、12d、12e、12f パワーモジュール、13 バスバーの磁束、14 シールド板、15a、15b 入力部端子、16a、16b、16c、16d、16e、16f 出力部端子、100a 第1のインバータ、100b 第2のインバータ

請求の範囲

[請求項1]
 センサからの情報に基づいて出力が制御される電力変換装置であって、半導体素子を有するパワー回路、前記パワー回路にグラウンド電位を与えるパワー回路グラウンド、前記パワー回路を制御する制御回路、前記制御回路にグラウンド電位を与える制御回路グラウンド、前記パワー回路に電力を供給するバスバー、および前記センサと前記バスバーの間に設けられたシールド部を備え、前記パワー回路の第一の面側に前記制御回路グラウンドを配置し、前記パワー回路の前記第一の面側とは反対側の第二の面側に前記パワー回路グラウンドを配置し、前記シールド部によって前記制御回路グラウンドと前記パワー回路グラウンドとを接続し、前記バスバーと前記パワー回路の前記第一の面側と前記第二の面側をシールドするようにしたことを特徴とする電力変換装置。
[請求項2]
 前記シールド部と前記制御回路グラウンドとが接続部を介して接続されていることを特徴とする請求項1に記載の電力変換装置。
[請求項3]
 前記シールド部の断面形状がL字型であって、前記シールド部によって前記バスバーの前記第一の面側がシールドされていることを特徴とする請求項1に記載の電力変換装置。
[請求項4]
 前記シールド部の断面形状がU字型であって、前記シールド部によって前記バスバーの外周を囲むように配置されていることを特徴とする請求項1に記載の電力変換装置。
[請求項5]
 前記シールド部が、前記パワー回路と前記制御回路グラウンドの間に、対向するように延びて配置されていることを特徴とする請求項3に記載の電力変換装置。
[請求項6]
 前記シールド部によって前記制御回路グラウンドを前記第一の面側から押さえるように配置したことを特徴とする請求項3又は4に記載の電力変換装置。
[請求項7]
 前記シールド部と前記制御回路グラウンドとが直接接続されていることを特徴とする請求項1に記載の電力変換装置。
[請求項8]
 供給電力を直流電力とし、正極側を前記バスバー、負極側を前記パワー回路グラウンドとしたことを特徴とする請求項1から6のいずれか一項に記載の電力変換装置。

図面

[ 図 1]

[ 図 2]

[ 図 3]

[ 図 4]

[ 図 5]

[ 図 6]

[ 図 7]

[ 図 8]

[ 図 9]

[ 図 10]

[ 図 11]

[ 図 12]

[ 図 13]

[ 図 14]

[ 図 15]