CN103187859A - 负载驱动装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种通过简单的结构有效地降低共模噪声的负载驱动装置。该负载驱动装置具备将电力转换装置(逆变器20)和负载(电动机28)连接的输出侧电力线(26)、将蓄电装置(直流电源12A)和电力转换装置(逆变器20)连接的输入侧电力线(16)、由磁性体构成的环状滤波器50，以使通过电力转换装置(逆变器20)的开关元件的开关而在输出侧电力线(26)和输入侧电力线(16)中流过的共模电流(Ia、Ib)的前进方向相同的方式使各所述电力线(26、16)通过环状滤波器(50)内。在环状滤波器(50)内产生的磁通(Ba、Bb)的方向相同，从而共模噪声的除去效果增大。

Description

负载驱动装置
技术领域
本发明涉及通过包含开关元件的电力转换装置将蓄电装置的电力向负载供给来驱动所述负载的负载驱动装置，例如涉及适合适用于所述负载为电动机的电动车辆等的负载驱动装置。
背景技术
一直以来，如专利文献1所示，公开有如下技术：在从电源通过电力转换装置向负载供给电力的电力转换系统中，为了除去共模噪声，将所述电力转换装置的输入侧电力线和输入侧共模回流线、以及输出侧电力线和输出侧共模回流线分别卷绕于磁芯(以下，也简称为芯。)，在所述电力转换装置的输入侧和输出侧来降低共模噪声。
【在先技术文献】
【专利文献】
【专利文献1】日本特开2001-268890号公报(图1，[0020])
【发明的概要】
【发明要解决的课题】
与开关元件的开关对应而产生的共模电流分别在电力转换装置的输入侧及输出侧产生并在各电力线中传播，因此通过适用上述技术，能够降低在电力转换装置中产生的共模噪声。
然而，在上述现有技术中，由于在所述电力转换装置的输入侧及输出侧分别配置磁芯，因此需要大的配置空间，且组装工时也增加。
另外，用于降低电力线的共模噪声的磁芯需要相当大型，以免产生磁饱和，在上述现有技术中，对于一个电力转换装置需要两个磁芯，因此成本也变高。
发明内容
本发明考虑上述的课题而提出，其目的在于提供一种能够更有效地降低共模噪声的简单的结构的负载驱动装置。
【用于解决课题的手段】
在该项中，为了容易理解，标注附图中的符号而进行说明。因此，该项中所记载的内容不应该限定解释为标注了该符号的内容。
本发明涉及的负载驱动装置是通过包括开关元件的电力转换装置将蓄电装置的电力向负载供给来驱动所述负载的负载驱动装置，其具备下述的特征[1]～[4]。
[1]其特征在于，例如图5B所示，具备将电力转换装置(逆变器20)和负载(电动机28)连接的输出侧电力线(26)、将所述蓄电装置(直流电源12A)和所述电力转换装置(逆变器20)连接的输入侧电力线(16)、由磁性体构成的环状滤波器(50)，以使通过所述电力转换装置(逆变器20)的所述开关元件的开关而在所述输出侧电力线(26)和所述输入侧电力线(16)中流动的共模电流(Ia、Ib)的前进方向相同的方式使各所述电力线(26、16)通过所述环状滤波器(50)内。
根据具有该特征[1]的发明，由于以在电力转换装置的输出侧电力线和输入侧电力线中流过的共模电流的前进方向相同的方式使各所述电力线通过环状滤波器内，因此在环状滤波器内产生的磁通方向相同，从而共模噪声的除去效果增大。
因此，通过由单一的环状滤波器构成的简单的结构，能够更加有效地同时除去在电力转换装置的输入侧和输出侧产生的共模噪声。
作为环状滤波器，除了圆环状之外，还可以构成为三角形环状、四边形环状等多边形环状。还可以在环状滤波器的轴向上一部分切除成狭缝状来设置空气间隙(空隙)。
[2]在具有上述的特征[1]的发明的基础上，其特征在于，例如图9、图10所示，还具有从所述蓄电装置(12)分支出而与所述电力转换装置(逆变器20)并联连接的其它电力转换装置(DC/DC转换器18)，所述其它电力转换装置(DC/DC转换器18)与和所述负载(电动机28)不同的其它负载(24)连接，使所述电力转换装置(逆变器20)的所述输入侧电力线(16)和所述其它电力转换装置(DC/DC转换器18)的所述输出侧电力线(22)、及/或所述电力转换装置(逆变器20)的所述输出侧电力线(26)和所述其它电力转换装置(DC/DC转换器18)的所述输入侧电力线(14)以所述共模电流(Ib等)的前进方向相同的方式通过所述环状滤波器(50)内。
根据具有该特征[2]的发明，在具备多个电力转换装置(DC/DC转换器18、逆变器20)的情况下，第一，例如图9所示，使一方的所述电力转换装置(逆变器20)的所述输入侧电力线(16)和其它所述电力转换装置(DC/DC转换器18)的所述输出侧电力线(22)通过所述单一的环状滤波器(50)内，第二，例如图10所示，使所述一方的电力转换装置(逆变器18)的所述输出侧电力线(26)和所述其它电力转换装置(DC/DC转换器20)的所述输入侧电力线(14)通过所述单一的环状滤波器(50)内，或者第三，例如为未图示的将图9和图10合在一起的结构，即、使一方的电力转换装置(逆变器20)的输入侧电力线(16)和其它电力转换装置(DC/DC转换器18)的输出侧电力线(22)通过一个环状滤波器(50)内(图9)，并使一方的所述电力转换装置(逆变器20)的输出侧电力线(26)和其它所述电力转换装置(DC/DC转换器18)的输入侧电力线(14)通过另一环状滤波器(50)内(图10)，由此成为在所述各电力转换装置(逆变器20、DC/DC转换器18)的输入侧或输出侧共模电流的前进方向相同的组合，从而能够更有效地除去共模噪声。
[3]在具有上述的特征[1]的发明的基础上，其特征在于，例如图2B所示，还具备从所述蓄电装置(12)分支出而与所述电力转换装置(逆变器20)并联连接的其它电力转换装置(DC/DC转换器18)，所述其它电力转换装置(DC/DC转换器18)与和所述负载(电动机28)不同的其它负载(24)连接，使所述电力转换装置(逆变器20)的所述输出侧电力线(26)和所述其它电力转换装置(DC/DC转换器18)的输出侧电力线(22)以所述共模电流(Ia、Ib)的前进方向相同的方式通过所述环状滤波器50内。
根据具有该特征[3]的发明，在从所述电力转换装置及所述其它电力转换装置的各输入侧及各输出侧流过的共模电流通过所述环状滤波器内时，磁通的方向相同，因此能够通过简单的结构效率良好地降低共模噪声。
[4]在具有上述的特征[2]或[3]的发明的基础上，其特征在于，例如图8所示，以使所述电力转换装置(逆变器20)和所述其它电力转换装置(DC/DC转换器18)的开关时刻在规定期间内同步一次以上的方式进行控制，由此在各电力转换装置(DC/DC转换器18、逆变器20)的开关时刻相同时，磁通密度增加，从而能够进一步效率良好地降低共模噪声。
【发明效果】
根据本发明，由于以在电力转换装置的输出侧电力线和输入侧电力线中流过的共模电流的前进方向相同的方式使各所述电力线通过一个环状滤波器内，因此在环状滤波器中产生的磁通的方向相同，从而共模噪声降低效果增大，其结果是，能够通过简单的结构有效地降低共模噪声。
附图说明
图1是在电力转换装置中产生并从该电力转换装置向该电力转换装置的输入侧和输出侧同步流过的共模电流的示意图。
图2A是适用于电动车辆的第一实施例涉及的负载驱动装置的结构图。图2B是第一实施例涉及的负载驱动装置中的共模噪声的降低动作的说明图。
图3是用于磁滞损耗的说明的B-H曲线的说明图。
图4是用于涡流损耗的说明的示意图。
图5A是第二实施例涉及的负载驱动装置的结构图。图5B是第二实施例涉及的负载驱动装置中的共模噪声的降低动作的说明图。
图6是第三实施例涉及的负载驱动装置的结构图。
图7是第三实施例涉及的负载驱动装置中的共模噪声的降低动作的说明图。
图8是参照图6、图7而进行说明了的第三实施例涉及的负载驱动装置的另一动作例的说明图。
图9是第四实施例涉及的负载驱动装置的结构和用于共模噪声的降低动作的说明的说明图。
图10是第五实施例涉及的负载驱动装置的结构和用于共模噪声的降低动作的说明的说明图。
图11A是适用于电动车辆的比较例的负载驱动装置的结构图。图11B是比较例的负载驱动装置中的共模噪声的降低动作的说明图。
【符号说明】
10、10A、10B、10C、10D、100…负载驱动装置
12、112…蓄电装置
12A…直流电源
14、16、64、66、114、116…输入侧电力线
18、118…DC/DC转换器
20、120…逆变器
22、26、72、76、122、126…输出侧电力线
24、124…负载
28、74、78、128…电动机(负载)
50、150、152…环状滤波器
具体实施方式
以下，参照附图，对本发明的实施方式涉及的负载驱动装置进行说明，但为了使本发明的实施方式涉及的负载驱动装置的结构及动作更加明确，首先，对适用了上述的现有技术的比较例进行说明。
图11A是适用于电动车辆的比较例涉及的负载驱动装置100的结构图。图11B是比较例涉及的负载驱动装置100中的共模噪声的降低动作的说明图。
负载驱动装置100基本上具备：高压蓄电装置112；输入侧分别通过输入侧电力线114、116与该高压蓄电装置112连接的DC/DC转换器118和逆变器120；通过DC/DC转换器118的输出侧电力线122而进行连接的负载124；通过逆变器120的输出侧电力线126而进行连接的作为主负载的三相的电动机(马达)128。
DC/DC转换器118和逆变器120分别为电力转换装置，并分别通过杂散电容130、132而接地。
另外，在负载124上并联地连接有平滑电容器134和低压蓄电装置136。
并且，在电动机128与大地之间连接有杂散电容138，在输出侧电力线126的各电力线与大地之间连接有杂散电容140。
并且，以逆变器120的输入侧电力线116通过内部的方式配置环状滤波器150，以逆变器120的输出侧电力线126通过内部的方式配置环状滤波器152。
在图11A的负载驱动装置100中，如图11B所示，通过构成逆变器120的IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)等开关元件的开关，从而同时产生向逆变器120的输入侧电力线116侧前进的由粗实线表示的共模电流Ia(为了方便理解，也称为共模噪声。)和向逆变器120的输出侧电力线126侧前进的由粗虚线表示的共模电流Ib，在输入侧电力线116中从相反侧前进的共模电流Ia通过环状滤波器150、输入侧电力线114、DC/DC转换器118、输出侧电力线122，并通过并联连接的平滑电容器134、负载124及低压蓄电装置136而流向大地，并从杂散电容132的接地侧返回逆变器120。此时，共模电流Ia的一部分通过DC/DC转换器118的杂散电容130，并通过杂散电容132而返回逆变器120。
另一方面，在逆变器120的输出侧电力线126中前进的共模电流Ib通过环状滤波器152、输出侧电力线126及并联连接的杂散电容138、140而流向大地，并从杂散电容132的接地侧返回逆变器120。
此时，因共模电流Ia、Ib而在环状滤波器150、152中产生的磁通Ba、Bb的密度依赖于共模电流Ia、Ib的大小。需要说明的是，通常共模电流Ia、Ib的大小(波高值)不同。
如图1中作为示意性的例子所示那样，由于共模电流Ia、Ib的产生源(在图11B例子中为逆变器120)相同，因此共模电流Ia、Ib流过的时刻相同。即，注意到由于共模电流Ia、Ib的正的脉冲流过的时刻(时期)Tp与负的脉冲流过的时刻Tn相同且同步，因此环状滤波器150、152中产生的磁通Ba、Bb的产生时刻也相同。
在图11B的负载驱动装置100中，描绘出在时刻(时期)Tp正的脉冲从逆变器120的输入侧及输出侧流出的共模电流Ia、Ib，而在接着的时刻(时期)Tn，产生负的脉冲向逆变器120的输入侧及输出侧流入的共模电流。在以后的说明中，为了避免繁杂，便于理解，基本上着眼于正的脉冲从电力转换装置的输入侧及输出侧流出的共模电流Ia、Ib而进行说明。
需要说明的是，在图11A、图11B的比较例中，为了降低因共模电流Ia、Ib引起的共模噪声，在产生源(在图11B例子中为逆变器120)的两侧分别需要环状滤波器150、152，因此布局的自由度受到限制，且制作工时变多，成本也提高。
[第一实施例]
图2A是适用于电动车辆的本发明的第一实施例涉及的负载驱动装置10的结构图。图2B是第一实施例涉及的负载驱动装置10中的共模噪声的降低动作的说明图。
在图2A、图2B中，负载驱动装置10基本上具备：锂离子二次电池、电容器等作为能量存储器的高压蓄电装置12；输入侧分别通过输入侧电力线14、16与该高压蓄电装置12连接的DC/DC转换器18(电力转换装置)和逆变器20(电力转换装置)；通过DC/DC转换器18的输出侧电力线22而进行连接的负载24(辅机负载)；通过逆变器20的输出侧电力线26而进行连接的作为主负载的三相的电动机(马达)28。
电动机28的输出轴通过未图示的变速器与驱动车轮卡合。
DC/DC转换器18和逆变器20分别通过杂散电容30、32接地。
另外，在负载24上并联地连接有平滑电容器34和铅蓄电池等二次电池即作为能量存储器的低压蓄电装置36。
并且，在电动机28与大地之间连接有杂散电容38，在输出侧电力线26的各电力线与大地之间连接有杂散电容40。
并且，在逆变器20的输入侧电力线16与大地之间也连接有杂散电容42。
以DC/DC转换器18的输出侧电力线22和逆变器20的输出侧电力线26通过内部的方式配置磁性体的共用的环状滤波器50。
在图2A的负载驱动装置10中，如图2B所示，通过构成逆变器20的IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)等开关元件的开关，从而同时同步产生向逆变器20的输入侧电力线16侧前进的共模电流Ia和向逆变器20的输出侧电力线26侧前进的共模电流Ib(也参照图1)。
在逆变器20的输入侧电力线16中从相反侧(是与从高压蓄电装置12流出而向逆变器20的输入流入的所谓的正常方式电流的前进方向相反的意思)前进的共模电流Ia通过DC/DC转换器18的输入侧电力线14及DC/DC转换器18，并通过环状滤波器50及输出侧电力线22，且分别通过并联连接的平滑电容器34、负载24、低压蓄电装置36而流向大地，且从杂散电容32的接地侧返回逆变器20。
此时，共模电流Ia的一部分的共模电流Ia’通过输入侧电力线16的杂散电容42以及DC/DC转换器18的杂散电容30而流向大地，并从杂散电容32的接地侧返回逆变器20。需要说明的是，通常，杂散电容30、42的该共模电流Ia’的对象频率(图1的脉冲频率)下的阻抗比共模电流Ia流过的路径的阻抗高，因此成为Ia’＜＜Ia的关系。
另一方面，在逆变器20的输出侧电力线26中前进的共模电流Ib通过环状滤波器50、输出侧电力线26及并联连接的电动机28、杂散电容38及杂散电容40而流向大地，并从杂散电容32的接地侧返回逆变器20。
此时，在环状滤波器50中产生的基于共模电流Ia形成的磁通Ba的密度和基于共模电流Ib形成的磁通Bb的密度分别依赖于共模电流Ia、Ib的大小。
如图1所示，由于共模电流Ia、Ib的产生源、在此为逆变器20相同，因此共模电流Ia、Ib流过的时刻相同。即，共模电流Ia、Ib的正的脉冲流过的时刻(时期)Tp与负的脉冲流过的时刻Tn相同且同步，因此图2B所示的向环状滤波器50的周向流动的磁通Ba、Bb的产生时刻也相同。
在该第一实施例涉及的负载驱动装置10中，具备从高压蓄电装置12分支出而与作为电力转换装置的逆变器20并联连接的其它电力转换装置即DC/DC转换器18，在DC/DC转换器18上连接有与电动机28不同的其它负载即负载24，使逆变器20的输出侧电力线26和DC/DC转换器18的输出侧电力线22以共模电流Ia、Ib的前进方向相同的方式通过一个环状滤波器50内。
如图2B所示，在从逆变器20的输入侧及输出侧流过的共模电流Ia、Ib通过环状滤波器50内时，磁通Ba、Bb的方向相同，因此通过由单一的环状滤波器50构成的简单的结构，且使从输入侧及输出侧流过的共模电流Ia、Ib流过单一的环状滤波器50，从而能够效率良好地降低因从输入侧及输出侧流过的共模电流Ia、Ib引起的共模噪声。
需要说明的是，如后所述，在DC/DC转换器18中产生且从该DC/DC转换器18向输入侧电力线14前进的共模电流、从DC/DC转换器18向输出侧电力线22前进的共模电流也以前进方向相同的方式通过环状滤波器50内，因此因从DC/DC转换器18的输入侧及输出侧流过的共模电流而在环状滤波器50中产生的各磁通(后述的磁通Bc、Bd)的方向也相同，因此在该情况下，能够通过简单的结构更加效率良好地降低共模噪声。
需要说明的是，输入侧电力线14、16及输出侧电力线22、26都称为“电力线”，但这是为了便于发明的理解，本发明中，不依赖于“电力线”的线径而进行适用。“电力线”中，即使母线也同样能够适用本发明是不言而喻的。即，没有限定为电力线，只要是流过电流的电线，就能够适用本发明。
[共模噪声的降低原理]
在此，对共模噪声的降低原理进行说明。通过磁性体(磁性材料)的铁损将噪声转换为热而降低噪声。所述铁损包括磁滞损耗和涡流损耗。
在此，磁滞损耗如公知的那样，由于在磁性体中流过交变磁场而所述磁性体的被磁化的方向改变，因此原子或分子引起的内部摩擦变成能量损失，从而成为热被消耗。
所述磁滞损耗如图3的B-H曲线所示那样，对磁性体施加交变磁场时的磁场的强度H与磁通密度B在坐标上描绘出的曲线即磁滞曲线54的面积表示每一周期的损失，但该磁滞损耗Ph可以通过作为史坦麦兹的实验式的下面的(1)式提供。
Ph＝kh·f·Bm1.6…(1)
在此，kh为磁滞常数，f为交变磁场的频率[Hz]，Bm为最大磁通密度[T]。
接着，涡流损耗如图4的示意图所示，当在环状滤波器50等磁性体中产生随时间变化的磁通B时，以磁通B的轴为中心，绕着磁通B的轴而流过涡流i。涡流损耗Pe是指通过流过涡流i，因磁性体的电阻而产生焦耳热，从而成为损失。
当在图4所示的电力线56中流过共模电流I时，在电力线56的周围以右螺旋的方向产生与共模电流I对应的磁通B，当磁通B通过磁性体内部时，与磁通B对应的涡流i向右螺旋的方向流过。
涡流损耗Pe通过下面的(2)式提供。
Pe＝ke·Bm2·f2…(2)
在此，ke为涡流损耗系数，Bm为最大磁通密度[T]，f为交变磁场的频率[Hz]。
根据以上，在磁性体中，通过下面的(3)式的铁损Ploss(磁滞损耗+涡流损耗)能够降低噪声。
Ploss＝Ph+Pe
＝kh·f·Bm1.6+ke·Bm2·f2...(3)
即，共模噪声通过使基于共模电流I产生的磁通B在作为磁性体的环状滤波器50中流动而转换为热，从而降低。
以上为共模噪声的降低原理的说明，在上述的图2B例子中，由于在磁性体的环状滤波器50内同步且同方向地流过共模电流Ia和共模电流Ib，因此在作为磁性体的环状滤波器50内流过的磁通为磁通Ba与磁通Bb的合成磁通，由于损失(所述铁损Ploss)累积增加，因此共模噪声相应地降低。
因此，与现有技术相比，通过单一的环状滤波器50能够更有效地除去共模噪声。
需要说明的是，在后述的第三实施例(参照图8)中，如更详细地说明的那样，为了与从逆变器20产生的共模电流Ia、Ib同步地产生DC/DC转换器18的共模电流Ic、Id(参照图8)，将共用的时钟分频，生成逆变器20的开关时钟和DC/DC转换器18的开关时钟，由此逆变器20和DC/DC转换器18的共模电流必然在它们的时钟的公倍数周期同步，因此在同步的周期能够进一步降低共模噪声。
另外，图2A、图2B的负载驱动装置10能够适用于各种电动车辆。除了例如搭载有高压蓄电装置12和通过该高压蓄电装置12来驱动的电动机28的电动车、进一步搭载有发动机的混合动力车辆、进一步还搭载有充电装置的插电式混合动力车辆之外，还能够适用于搭载燃料电池的燃料电池车辆。
[第二实施例]
接着，对第二实施例进行说明。包括该第二实施例在内，在以后进行说明的第三至第五实施例中，对与上述的第一实施例所示的构成要素相同的构成要素或对应的构成要素标注同一符号，并省略其详细的说明。
图5A是不局限于电动车辆的从直流电源12A(也可以为蓄电装置。)通过逆变器20来驱动电动机28的第二实施例的负载驱动装置10A的结构图。图5B是第二实施例涉及的负载驱动装置10A中的共模噪声的降低动作的说明图。
负载驱动装置10A作为一例，能够适用作为驱动笔记本电脑等电子设备的冷却用风扇用的电动机28或电动压缩机用的电动机28的装置，其中，该笔记本电脑等电子设备的冷却用风扇用的电动机28由直流电源12A(锂离子二次电池等蓄电装置)通过逆变器20来驱动，该电动压缩机用的电动机28用于由燃料电池(也可以称为直流电源12A。)将压缩空气向燃料电池组给送。
在图5A、图5B中，负载驱动装置10A基本上具备：逆变器20(电力转换装置)；一端侧与该逆变器20的输入侧连接的输入侧电力线16；与该输入侧电力线16的另一端侧连接的直流电源12A；一端侧与所述逆变器20的输出侧连接的三相的输出侧电力线26；与该输出侧电力线26的另一端侧连接的作为负载的电动机28；以通过所述逆变器20的开关元件的开关，在所述输出侧电力线26和所述输入侧电力线16中流过的共模电流Ia、Ib的前进方向相同的方式使所述输出侧电力线26和所述输入侧电力线16通过内部地配置的磁性体的共用的环状滤波器50。
直流电源12A和逆变器20分别通过杂散电容60、32接地。
另外，在电动机28与大地之间连接有杂散电容38，在输出侧电力线26的各电力线与大地之间连接有杂散电容40。
在图5A的负载驱动装置10A中，如图5B所示，通过逆变器20的开关元件的开关，从而同时地同步产生向逆变器20的输入侧电力线16侧前进的由粗实线表示的共模电流Ia和向逆变器20的输出侧电力线26侧前进的由粗虚线表示的共模电流Ib。
在逆变器20的输入侧电力线16中从相反侧前进的共模电流Ia通过环状滤波器50、直流电源12A及杂散电容60而流向大地，并从杂散电容32的接地侧返回逆变器20。
另一方面，在逆变器20的输出侧电力线26中前进的共模电流Ib通过环状滤波器50、输出侧电力线26及并联连接的电动机28、杂散电容38与杂散电容40而流向大地，并从杂散电容32的接地侧返回逆变器20。
此时，在环状滤波器50中产生的基于共模电流Ia形成的磁通Ba、Bb的密度分别依赖于共模电流Ia、Ib的大小，但如参照图1而进行说明的那样，磁通Ba及磁通Bb在同一时刻产生，且它们的方向为同一方向，因此共模噪声的除去效果增大。
因此，在该第二实施例涉及的负载驱动装置10A中，通过由单一的环状滤波器50构成的简单的结构，也能够有效地除去在逆变器20的输入侧和输出侧产生的共模噪声。
[第三实施例]
接着，对第三实施例进行说明。
图6是适用于电动车辆的第三实施例涉及的负载驱动装置10B的结构图。图7是第三实施例涉及的负载驱动装置10B中的共模噪声的降低动作的说明图。
在图6、图7中，负载驱动装置10B基本上具备：高压蓄电装置12；输入侧分别通过输入侧电力线14、16、64、66与该高压蓄电装置12连接的DC/DC转换器18(电力转换装置)、逆变器20(电力转换装置)、空调用逆变器(A/C逆变器)68(电力转换装置)、发电机用逆变器(GEN逆变器)70；通过DC/DC转换器18的输出侧电力线22而进行连接的负载24(辅机负载)；通过逆变器20的输出侧电力线26而进行连接的作为主负载的前轮驱动用的三相的电动机(马达)28；通过空调用逆变器68的输出侧电力线72而进行连接的电动压缩机用的电动机74；通过发电机用逆变器70的输出侧电力线76而进行连接的后轮驱动用的电动机78。
DC/DC转换器18、逆变器20、空调用逆变器68及发电机用逆变器70分别通过杂散电容30、32、80、82接地。
另外，在负载24上并联地连接有平滑电容器34和低压蓄电装置36。
并且，在电动机28、74、78与大地之间连接有杂散电容38、84、86，在输出侧电力线26、72、76的各电力线与大地之间连接有杂散电容40、88、90。
以DC/DC转换器18的输出侧电力线22、逆变器20的输出侧电力线26、空调用逆变器68的输出侧电力线72、发电机用逆变器70的输出侧电力线76通过内部的方式配置磁性体的共用的环状滤波器50。
在图6的负载驱动装置10B中，如图7所示，通过逆变器20的开关元件的开关，从而同时地同步产生向逆变器20的输入侧电力线16侧前进的由粗实线表示的共模电流Ia和向逆变器20的输出侧电力线26侧前进的由粗虚线表示的共模电流Ib。
在逆变器20的输入侧电力线16中从相反侧前进的共模电流Ia在连接点92处分支成共模电流Ia1、Ia2、Ia3。
分支出的共模电流Ia1通过DC/DC转换器18的输入侧电力线14及DC/DC转换器18，并通过环状滤波器50及输出侧电力线22，且通过并联连接的平滑电容器34、负载24及低压蓄电装置36而流向大地，并从杂散电容32的接地侧返回逆变器20。
此时，共模电流Ia1的一部分的共模电流Ia1’通过DC/DC转换器18的杂散电容30而流向大地，并通过杂散电容32而返回逆变器20。
另外，分支出的共模电流Ia2通过空调用逆变器68的输入侧电力线64及空调用逆变器68，并通过环状滤波器50、输出侧电力线72及并联地连接的电动机74、杂散电容84与杂散电容88而流向大地，且从杂散电容32的接地侧返回逆变器20。
此时，共模电流Ia2的一部分的共模电流Ia2’通过空调用逆变器68的杂散电容80而流向大地，并通过杂散电容32而返回逆变器20。
并且，分支出的共模电流Ia3通过发电机用逆变器70的输入侧电力线66及发电机用逆变器70，并通过环状滤波器50、输出侧电力线76及并联地连接的电动机78、杂散电容86与杂散电容90而流向大地，且从杂散电容32的接地侧返回逆变器20。
此时，共模电流Ia3的一部分的共模电流Ia3’通过发电机用逆变器70的杂散电容82而流向接地，并通过杂散电容32而返回逆变器20。
另一方面，在逆变器20的输出侧电力线26中前进的共模电流Ib通过环状滤波器50、输出侧电力线26及并联地连接的电动机28、杂散电容38与杂散电容40而流向接地，并从杂散电容32的接地侧返回逆变器20。
此时，在环状滤波器50中产生的基于共模电流Ia1、Ia2、Ia3形成的磁通Ba的密度和与其同步产生的基于共模电流Ib形成的磁通Bb的密度分别依赖于共模电流Ia1、Ia2、Ia3、Ib的大小。
如图1所示，由于共模电流Ia、Ib的产生源、在此为逆变器20相同，因此共模电流Ia、Ib流过的时刻相同。即，共模电流Ia、Ib的正的脉冲流过的时刻(时期)Tp和负的脉冲流过的时刻Tn相同且同步，因此图7所示的磁通Ba、Bb的产生时刻也相同。
即，在该第三实施例涉及的负载驱动装置10B中，具备从高压蓄电装置12分支出而与作为电力转换装置的逆变器20并联连接的其它电力转换装置即DC/DC转换器18、空调用逆变器68及发电机用逆变器70。
并且，DC/DC转换器18、空调用逆变器68及发电机用逆变器70分别与和作为逆变器20的负载的电动机28不同的其它负载即负载24、电动机74、78连接，使逆变器20的输出侧电力线26和DC/DC转换器18、空调用逆变器68及发电机用逆变器70的输出侧电力线22、72、76以共模电流Ia1、Ia2、Ia3、Ib的前进方向相同的方式通过一个环状滤波器50内。
如图7所示，在从逆变器20的输入侧及输出侧流过的共模电流Ia(≈Ia1+Ia2+Ia3)、Ib通过环状滤波器50内时，磁通Ba、Bb的方向相同，因此在第三实施例涉及的负载驱动装置10B中，能够通过由单一的环状滤波器50构成的简单的结构效率良好地降低共模噪声。
图8是参照图6、图7而进行了说明的第三实施例涉及的负载驱动装置10B的另一动作例的说明图。
在图8中，从逆变器20产生的共模电流Ia、Ib和从DC/DC转换器18产生的共模电流Ic、Id如上述那样，例如，以将同一时钟通过分别不同的分频比分频后的各时钟进行同步开关(至少在规定期间内同步一次)。
根据该第三实施例涉及的负载驱动装置10B，在从逆变器20及DC/DC转换器18的各输入侧流过的共模电流Ia、Ic及从各输出侧流过的共模电流Ib、Id通过共用的环状滤波器50内时，在磁通Ba(基于共模电流Ia≈Ia1+Ia2+Ia3形成。)及磁通Bb(基于共模电流Ib形成。)中的任一个磁通中方向都相同，或者在磁通Bc(基于共模电流Ic≈Ic1+Ic2+Ic3形成。)及磁通Bd(基于共模电流Id形成。)中的任一个磁通中方向都相同，因此能够通过简单的结构效率良好地降低共模噪声。
并且，由于是使共模电流Ia、Ib、Ic、Id一并通过共用的环状滤波器50内的结构，因此在共模电流Ia、Ib与共模电流Ic、Id的时刻一致的情况、即同步的情况下，还能够相互提高共模噪声的降低效果。
[第四实施例]
需要说明的是，在图2A、图2B所示的第一实施例涉及的负载驱动装置10中，为使DC/DC转换器18的输出侧电力线22和逆变器20的输出侧电力线26一并通过环状滤波器50内的结构，但因空间等的关系，存在必须将DC/DC转换器18和逆变器20分离配置的情况。
这种情况下，通过如第四实施例及接着说明的第五实施例这样配置环状滤波器50，虽然达不到第二实施例那样的效果，但能够得到比现有技术效果高的一定的共模噪声的降低效果。
图9是第四实施例涉及的负载驱动装置10C的结构和用于共模噪声的降低动作的说明的说明图。在该负载驱动装置10C中，构成为使DC/DC转换器18的输出侧电力线22和逆变器20的输入侧电力线16一并通过环状滤波器50内。
根据该第四实施例，对于从DC/DC转换器18的输入输出侧流出的共模电流Id、Ic来说，在环状滤波器50内沿同一方向产生磁通Bc、Bd，因此能够得到比现有技术效果高的一定的共模噪声的降低效果，但对于从逆变器20产生的未图示的共模电流Ia、Ib来说，在环状滤波器50内产生的未图示的磁通的方向为反方向，因此对逆变器20的共模噪声来说无法得到效果。
[第五实施例]
图10是第五实施例涉及的负载驱动装置10D的结构和用于共模噪声的降低动作的说明的说明图。在该负载驱动装置10D中，构成为使DC/DC转换器18的输入侧电力线14和逆变器20的输出侧电力线26一并通过环状滤波器50内。
根据该第五实施例，对于从逆变器20的输入输出侧流出的共模电流Ia、Ib来说，在环状滤波器50内沿同一方向产生磁通Ba、Bb，因此能够得到比现有技术效果高的一定的共模噪声的降低效果，但对于从DC/DC转换器18产生的未图示的共模电流Ic、Id来说，在环状滤波器50内产生的未图示的磁通的方向为反方向，因此对DC/DC转换器18的共模噪声来说无法得到效果。
需要说明的是，本发明没有限定为上述的实施方式，基于本说明书的记载内容，能够采用各种结构是不言而喻的。

Claims (4)

1.一种负载驱动装置，其通过包括开关元件的电力转换装置，将蓄电装置的电力向负载供给来驱动所述负载，所述负载驱动装置的特征在于，
具备将所述电力转换装置和所述负载连接的输出侧电力线、将所述蓄电装置和所述电力转换装置连接的输入侧电力线、由磁性体构成的环状滤波器，以使通过所述电力转换装置的所述开关元件的开关而在所述输出侧电力线和所述输入侧电力线中流过的共模电流的前进方向相同的方式使各所述电力线通过所述环状滤波器内。
2.根据权利要求1所述的负载驱动装置，其特征在于，
还具备从所述蓄电装置分支出而与所述电力转换装置并联连接的其它电力转换装置，所述其它电力转换装置与和所述负载不同的其它负载连接，使所述电力转换装置的所述输入侧电力线和所述其它电力转换装置的所述输出侧电力线、及/或所述电力转换装置的所述输出侧电力线和所述其它电力转换装置的所述输入侧电力线以所述共模电流的前进方向相同的方式通过所述环状滤波器内。
3.根据权利要求1所述的负载驱动装置，其特征在于，
还具备从所述蓄电装置分支出而与所述电力转换装置并联连接的其它电力转换装置，所述其它电力转换装置与和所述负载不同的其它负载连接，使所述电力转换装置的所述输出侧电力线和所述其它电力转换装置的输出侧电力线以所述共模电流的前进方向相同的方式通过所述环状滤波器内。
4.根据权利要求2或3所述的负载驱动装置，其特征在于，
以使所述电力转换装置和所述其它电力转换装置的开关时刻在规定期间内同步一次以上的方式进行控制。
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