CN103975517B - 电力变换装置 - Google Patents

Abstract

本发明的电力变换装置(1)具备将直流电力变换为交流电力的功率模块(4)、将输入端子(12、13)与功率模块(4)连接的第一和第二供电母线(5、6)以及收纳第一和第二供电母线(5、6)和功率模块(4)的金属框体(7)，使第一供电母线(5)与金属框体(7)之间的电容耦合和第二供电母线(6)与金属框体(7)之间的电容耦合大致一致。由此，减少开关噪声向金属框体传播来降低辐射噪声。

Description

电力变换装置

技术领域

本发明涉及一种用于驱动车辆用的电动机等的电力变换装置，特别是涉及一种用于降低开关噪声的电力变换装置。

背景技术

在电动汽车中，用于从电能获得机械能的所谓的汽车用功率电子系统(power electronics system)主要由用于供给直流电源的电池组、将直流变换为交流的逆变器等电力变换装置以及从电力变换装置的电输出获得旋转力的马达构成。

马达利用从电力变换装置输出的交流电力，通过电磁作用来获得旋转力。

电力变换装置利用屏蔽线与电池组相连接，在其框体内容纳有被模块化的由功率半导体元件构成的开关组(功率模块)和电容器。在此，在电力变换装置中，为了将功率模块与从电池组引出的屏蔽线连接而连接有板状的导体(母排)，作为电容器，连接有吸收电力变换装置的输入电压的变动的平滑电容器。该平滑电容器与将电池组和电力变换装置连接的供电母线相连接，抑制了由于切换引起的电压的变动的一部分。另外，在电力变换装置的框体内部存在对由功率半导体元件构成的开关组进行打开、闭合来控制马达的旋转的控制电路。

这种结构的电力变换装置根据来自控制电路的信号对开关组进行打开、闭合，由此对电池组的直流电力进行变换来生成用于获得马达的旋转力的交流电力。

另外，在如上述那样的电力变换装置中，在对存在于内部的开关进行打开、闭合时产生开关噪声。关于该开关噪声，例如当考虑在车辆上载置电力变换装置的情况时，还担心针对被搭载于车辆的车载收音机的收听产生影响而难以收听收音机、产生刺耳的噪音等有时对车载的其它数字设备的动作带来不良影响。

因此，在以往，作为用于降低由于切换引起的浪涌电压的技术，公开有专利文献1。在该专利文献1中，构成为在电力变换装置所利用的半导体装置中，将与电源的正极侧连接的电极和与电源的负极侧连接的电极平行配置，流过各电极的电流的方向相反。由此，由电流产生的磁通量相抵而降低电感，因此降低了由于切换引起的浪涌电压。

专利文献1：日本特开2005-236108号公报

发明内容

然而，在上述以往的半导体装置中，存在如下问题点：在将半导体装置收纳在金属框体中的情况下，正极侧的电极与金属框体之间的电容耦合不同于负极侧的电极与金属框体之间的电容耦合，因此在正极侧的电极和负极侧的电极中产生的开关噪声传播至金属框体，例如成为收音机噪声等的产生原因。

这种从电极向金属框体传播的噪声的频率由包含电极尺寸的电气特性决定。例如，当将电极为板状时的各边的尺寸设为a、b、将板之间的介电常数设为εr时，噪声的频率能够表示为下面所示的式(1)那样。

[数1]

$f_{\mathrm{mn}}=\frac{c}{2\mathrm{\π}\sqrt{{\mathrm{\ϵ}}_r}}\sqrt{{\left(\frac{\mathrm{m\π}}{a}\right)}^2+{\left(\frac{\mathrm{n\π}}{b}\right)}^2}---\left(1\right)$

例如当向式(1)代入a＝0.3m、b＝0.03m、εr＝6.25时，在(m、n)＝(1、0)的情况下为f₁₀＝200MHz。此时，如果金属框体、电极的尺寸、介电常数等条件一致，则由于功率模块中的切换而在电极部产生高频的振动，电极对金属框体的面进行激励。其结果，从金属框体的面产生辐射噪声。

因此，本发明是鉴于上述的情形而提出的，其目的在于提供一种能够减少开关噪声向金属框体传播来降低辐射噪声的电力变换装置。

本发明具备：功率模块，其将直流电力变换为交流电力；将输入端子与功率模块连接的第一和第二供电母线；以及金属框体，其收纳第一和第二供电母线及功率模块。而且，通过使第一供电母线与金属框体之间的电容耦合和第二供电母线与金属框体之间的电容耦合大致一致，来解决上述课题。

附图说明

图1是表示应用了本发明的第一实施方式所涉及的电力变换装置的结构的三维立体图。

图2是表示应用了本发明的第一实施方式所涉及的电力变换装置的结构的平面图。

图3是表示应用了本发明的第一实施方式所涉及的电力变换装置的电路结构的电路图。

图4是表示应用了本发明的第一实施方式所涉及的电力变换装置的截面结构的图。

图5是表示应用了本发明的第一实施方式所涉及的电力变换装置中第一供电母线和第二供电母线中所产生的开关噪声中的传播至金属框体的噪声的图。

图6是表示应用了本发明的第一实施方式所涉及的电力变换装置中的噪声强度与电气特性的平衡之间的关系的图。

图7是表示应用了本发明的第一实施方式所涉及的电力变换装置的截面结构的图。

图8是表示应用了本发明的第二实施方式所涉及的电力变换装置的截面结构的图。

图9是表示应用了本发明的第三实施方式所涉及的电力变换装置的结构的三维立体图。

图10是表示应用了本发明的第三实施方式所涉及的电力变换装置的截面结构的图。

图11是表示应用了本发明的第四实施方式所涉及的电力变换装置的结构的三维立体图。

图12是表示应用了本发明的第四实施方式所涉及的电力变换装置的结构的平面图。

图13是表示应用了本发明的第四实施方式所涉及的电力变换装置的截面结构的图。

图14是表示应用了本发明的第四实施方式所涉及的电力变换装置的截面结构的图。

图15是表示应用了本发明的第五实施方式所涉及的电力变换装置的截面结构的图。

图16是用于说明应用了本发明的第六实施方式所涉及的电力变换装置的结构的立体图。

图17是用于说明应用了本发明的第七实施方式所涉及的电力变换装置的结构的立体图。

图18是表示应用了本发明的第八实施方式所涉及的电力变换装置的截面结构的图和三维立体图。

图19是表示应用了本发明的第八实施方式所涉及的电力变换装置的截面结构的图。

具体实施方式

下面，参照附图说明应用了本发明的第一～第八实施方式。

[第一实施方式]

图1是表示本实施方式所涉及的电力变换装置的结构的三维立体图，图2是平面图，图3是电路图。

如图1～3所示，本实施方式所涉及的电力变换装置1具备：功率模块4，其将从直流电源2供给的直流电力变换为交流电力来驱动电动机3；第一供电母线5，其将直流电源2的正极侧与功率模块4连接；第二供电母线6，其将直流电源2的负极侧与功率模块4连接；金属框体7，其收纳电力变换装置1；平滑电容器8，其对从直流电源2供给的直流电力进行平滑；母排9，其与功率模块4和电动机3的UVW相分别进行连接；屏蔽线10，其将直流电源2与第一和第二供电母线5、6之间连接；以及屏蔽线11，其将母排9与电动机3之间连接。另外，第一供电母线5通过第一输入端子12与屏蔽线10连接，从而与直流电源2的正极相连接。同样地，第二供电母线6通过第二输入端子13与屏蔽线10相连接，从而与直流电源2的负极相连接。并且，母排9通过输出端子14与屏蔽线11相连接。

在此，本实施方式所涉及的电力变换装置1连接在直流电源2与电动机3之间来将从直流电源2供给的直流电力变换为交流电力并供给到电动机3。在本实施方式中，以电动汽车为一例进行说明，但是本发明也能够应用于混合动力汽车，还能够应用于被搭载于车辆以外的装置的电力变换装置。

直流电源2例如是搭载于车辆的电池组等，由多个电池构成，通过屏蔽线10与第一和第二供电母线5、6连接。

电动机3例如是搭载于电动汽车的三相交流电力马达等，UVW相分别通过屏蔽线11与母排9相连接。

功率模块4是将直流电力变换为交流电力的电力变换单元，如图3所示那样由从直流向三相交流进行电力变换的多个开关元件以及从三相交流向直流进行电力变换的多个续流二极管(Free Wheel Diode)构成。

第一供电母线5是将第一输入端子12与功率模块4连接的供电单元，由板状(平板)的导电部件形成，是将从直流电源2的正极侧输出的电力供给到功率模块4的电源线。特别地，相当于构成电力变换装置1的逆变器电路中的P侧的电源线。

第二供电母线6是将第二输入端子13与功率模块4连接的供电单元，由与第一供电母线5相同结构的板状(平板)的导电部件形成，是将从直流电源2的负极侧输出的电力供给到功率模块4的电源线。特别地，相当于构成电力变换装置1的逆变器电路中的N侧的电源线。

金属框体7是将电力变换装置1整体、尤其是第一和第二供电母线5、6以及功率模块4收纳的金属制的收纳容器(收纳单元)，虽然除了图1～3所示的结构要素以外没有进行图示，但是还将控制电路、驱动电路收纳在内部。

平滑电容器8是用于抑制向功率模块4供给的直流电力的电压变动来使其平滑的电容器。

母排9是3张板状的导电体，通过屏蔽线11分别与电动机3的UVW相相连接。

屏蔽线10是由树脂覆盖金属线而形成的电线，由一对屏蔽线构成，其中一条屏蔽线将直流电源2的正极端子与第一供电母线5之间连接，另一条屏蔽线将直流电源2的负极端子与第二供电母线6之间连接。

屏蔽线11由三条屏蔽线构成，分别与电动机3的U相、V相、W相对应地将母排9与电动机3之间连接。

接着，参照图4说明图1的A所示的部分的截面结构。

如图4所示，第一供电母线5和第二供电母线6被分别配置成到金属框体7的距离一致或大致一致。这样，通过调整第一供电母线5与金属框体7之间的距离和第二供电母线6与金属框体7之间的距离的关系，能够使第一供电母线5与金属框体7之间的电容耦合C1和第二供电母线6与金属框体7之间的电容耦合C2一致或大致一致。并且，如图4所示那样，第一供电母线5和第二供电母线6彼此以面积大的平面相向地配置，以面积小的平面与金属框体7相向。

在此，当将各供电母线5、6与金属框体7之间的电容耦合设为C时，能够用下面的式(2)表示。

[数2]

$C={\mathrm{\ϵ}}_0{\mathrm{\ϵ}}_r\frac{S}{d}---\left(2\right)$

ε₀:真空介电常数

ε_r:相对介电常数

S:对置面积

d:距离

另外，各供电母线5、6为板状导电体时的电感成分L和相向的导电体的互感成分M(以下为感应耦合)能够用下面的式(3)表示。

[数3]

$\begin{array}{c}L\≈\frac{\mathrm{\μl}}{2\mathrm{\π}}[\ln \left(\frac{2l}{w+H}\right)+\frac{1}{2}+\frac{0.2235(w+H)}{l}]\\ M\≈\frac{\mathrm{\μl}}{2\mathrm{\π}}[\ln \left(\frac{2l}{d}\right)-1+\frac{d}{l}]---\left(3\right)\end{array}$

H:板状导电体的厚度

w:板状导电体的宽度

d:第一供电母线与第二供电母线的间隔

l:板状导电体的长度

μ:导磁率

并且，第一供电母线5与金属框体7之间的电气特性和第二供电母线6与金属框体7之间的电气特性能够用下面的式(4)、(4’)表示。其中，a、b表示供电母线和金属框体。

[数4]

$Z_{\mathrm{ab}}\≈\sqrt{\frac{L_{\mathrm{ab}}}{C_{\mathrm{ab}}}}---\left(4\right)$

$Z_{\mathrm{ab}}\≈\sqrt{\frac{L_{\mathrm{ab}}\·d}{{\mathrm{\ϵ}}_0{\mathrm{\ϵ}}_{r}S}}---(4\′)$

因而，当将截面形状相同的第一供电母线5和第二供电母线6相对于金属框体7如图4那样配置成距离大致一致时，电容耦合C1、C2相等，电气特性也相同。

在此，关于各供电母线5、6中产生的开关噪声向金属框体7的传播进行说明。

图5是表示由于功率模块4的内部的切换而在第一供电母线5和第二供电母线6中产生的开关噪声中的传播至金属框体7的噪声的图。实线是第一供电母线5与金属框体7之间的电气特性和第二供电母线6与金属框体7之间的电气特性相同时的噪声波形，虚线是第一供电母线5与金属框体7之间的电气特性和第二供电母线6与金属框体7之间的电气特性不同时的噪声波形。

并且，图6表示将图5的波形进行平方平均后进行积分时的噪声强度与电气特性的平衡CL_BAL之间的关系。电气特性的平衡CL_BAL用式(5)表示。

[数5]

${\mathrm{CL}}_{\mathrm{BAL}}=\left|\frac{C1-C2}{C1+C2}\right|\×\left|\frac{L1-L2}{L1+L2}\right|---\left(5\right)$

如从图6可知，电气特性的平衡CL_BAL越小，噪声强度越低。另外，在图6中可知，通过至少将电气特性的平衡CL_BAL设为2以下，能够降低噪声强度。即，表示在第一供电母线5与金属框体7之间的电气特性和第二供电母线6与金属框体7之间的电气特性相同的情况下噪声强度变低，在电容耦合之差(C1-C2)和感应耦合之差(L1-L2)的两方都变小的情况下噪声强度变低。也就是说，能够降低切换浪涌来减少噪声向金属框体7的传播。

特别地，在本实施方式中，由于使第一供电母线5的电容耦合C1与第二供电母线6的电容耦合C2大致一致以使电容耦合之差(C1-C2)大致为0，因此能够可靠地降低噪声强度。

此外，关于将电气特性的平衡CL_BAL设为2以下的情况进行说明，但是无论将|C1-C2/C1+C2|和|L1-L2/L1+L2|中的哪一个设为2以下都能够降低噪声强度。

另外，也可以如图7所示那样用树脂17对第一供电母线5和第二供电母线6整体进行模制。由此，能够容易地固定第一供电母线5和第二供电母线6。

[第一实施方式的效果]

如以上详细说明的那样，根据本实施方式所涉及的电力变换装置，由于使第一供电母线5与金属框体7之间的电容耦合C1和第二供电母线6与金属框体7之间的电容耦合C2大致一致，因此能够减少开关噪声向金属框体7的传播来降低辐射噪声。

并且，根据本实施方式所涉及的电力变换装置，通过调整第一供电母线5与金属框体7之间的距离和第二供电母线6与金属框体7之间的距离的关系，来使第一供电母线5与金属框体7之间的电容耦合C1和第二供电母线6与金属框体7之间的电容耦合C2大致一致，因此能够减少开关噪声向金属框体7的传播来降低辐射噪声。

另外，根据本实施方式所涉及的电力变换装置，将第一供电母线5和第二供电母线6分别由板状导电部件形成，将第一供电母线5和第二供电母线6彼此以面积大的平面相向地配置，因此第一供电母线5与第二供电母线6之间的感应耦合变小，能够降低第一供电母线5和第二供电母线6中产生的开关噪声。

并且，根据本实施方式所涉及的电力变换装置，由于第一供电母线5和第二供电母线6以面积小的平面与金属框体7相向地配置，因此与金属框体7之间的电容耦合变小，从而能够减少第一供电母线5和第二供电母线6中产生的开关噪声向金属框体7传播。

另外，根据本实施方式所涉及的电力变换装置，由于用树脂对第一供电母线5和第二供电母线6进行模制，因此能够容易地固定第一供电母线5和第二供电母线6。

并且，根据本实施方式所涉及的电力变换装置，由于将电容耦合C1与电容耦合C2之差除以电容耦合C1与电容耦合C2之和得到的电容耦合的商设为2以下，因此能够减少第一供电母线5和第二供电母线6中产生的开关噪声向金属框体7传播。

另外，根据本实施方式所涉及的电力变换装置，由于将感应耦合L1与感应耦合L2之差除以感应耦合L1与感应耦合L2之和得到的感应耦合的商设为2以下，因此能够减少第一供电母线5和第二供电母线6中产生的开关噪声向金属框体7传播。

并且，根据本实施方式所涉及的电力变换装置，由于使电容耦合的商与感应耦合的商之积设为2以下，因此能够减少第一供电母线5和第二供电母线6中产生的开关噪声向金属框体7传播。

[第二实施方式]

接着，参照附图说明应用了本发明的第二实施方式。此外，关于与上述的第一实施方式相同的部分，省略详细的说明。

图8是表示上述的图1的A表示的部分的截面结构的图。如图8所示，在本实施方式所涉及的电力变换装置中，其特征在于，通过调整第一供电母线5与金属框体7之间的介电常数和第二供电母线6与金属框体7之间的介电常数的关系，来使第一供电母线5与金属框体7之间的电容耦合C1和第二供电母线6与金属框体7之间的电容耦合C2一致或大致一致。

具体地说，在第一供电母线5与金属框体7之间以及第二供电母线6与金属框体7之间配置电介质21或磁性体22，来使第一供电母线5与金属框体7之间的电容耦合C1和第二供电母线6与金属框体7之间的电容耦合C2一致或大致一致。

在图8中，示出相对于第一供电母线5与金属框体7之间的距离而第二供电母线6与金属框体7之间的距离变短的情况作为一例。在这种情况下，在第一供电母线5与金属框体7之间插入电介质21，在第二供电母线6与金属框体7之间插入磁性体22，并进行调整以使第一供电母线5与金属框体7之间的电气特性和第二供电母线6与金属框体7之间的电气特性相同。

由此，能够减少由于功率模块4的内部的切换而在第一供电母线5和第二供电母线6中产生的开关噪声传播至金属框体7。

其中，由于只要电容耦合C1与电容耦合C2大致一致即可，因此也可以使第一供电母线5与金属框体7之间的距离变短。另外，也可以在第一供电母线5与金属框体7之间和第二供电母线6与金属框体7之间的任一个中插入电介质21和磁性体22中的任一个。

[第二实施方式的效果]

如以上详细说明的那样，根据本实施方式所涉及的电力变换装置，由于使第一供电母线5与金属框体7之间的电容耦合C1和第二供电母线6与金属框体7之间的电容耦合C2大致一致，因此能够减少开关噪声向金属框体7传播来降低辐射噪声。

另外，根据本实施方式所涉及的电力变换装置，通过调整第一供电母线5与金属框体7之间的介电常数和第二供电母线6与金属框体7之间的介电常数的关系，来使第一供电母线5与金属框体7之间的电容耦合C1和第二供电母线6与金属框体7之间的电容耦合C2大致一致，因此能够减少开关噪声向金属框体7传播来降低辐射噪声。

并且，根据本实施方式所涉及的电力变换装置，通过在第一供电母线5与金属框体7之间和/或第二供电母线6与金属框体7之间配置电介质或磁性体，来调整第一供电母线5与金属框体7之间的介电常数和第二供电母线6与金属框体7之间的介电常数的关系。由此，能够使第一供电母线5与金属框体7之间的电容耦合C1和第二供电母线6与金属框体7之间的电容耦合C2大致一致，因此能够减少开关噪声向金属框体7传播来降低辐射噪声。

[第三实施方式]

接着，参照附图说明应用了本发明的第三实施方式。此外，关于与上述的第一和第二实施方式相同的部分，省略详细的说明。

图9是表示本实施方式所涉及的电力变换装置的结构的三维立体图，图10是表示图9的B表示的部分的截面结构的图。

如图9、图10所示，本实施方式所涉及的电力变换装置将在第一实施方式中为一个的功率模块分割为多个功率模块4a～4f。

另外，第一供电母线5和第二供电母线6由板状导电部件形成并弯曲成L字型，配置成各自面积大的平面5a、6a相向，配置成面积小的平面5b、6b与金属框体7相向。第一供电母线5和第二供电母线6分别在面积小的平面5b、6b通过螺钉31与功率模块4a～4f相连接。

这样，由于将第一供电母线5和第二供电母线6以面积大的平面相向地配置，因此互感变小，能够使在第一供电母线5和第二供电母线6中产生的开关噪声减少。另外，形成如下结构：由于第一供电母线5和第二供电母线6的板状导电部件与金属框体7相向的面积小，因此电容耦合C1、C2变小，易于使第一供电母线5与金属框体7之间的电气特性和第二供电母线6与金属框体7之间的电气特性相同。

[第三实施方式的效果]

如以上详细说明的那样，根据本实施方式所涉及的电力变换装置，将第一供电母线5和第二供电母线6分别由板状导电部件形成，使第一供电母线5和第二供电母线6彼此以面积大的平面相向地配置，因此第一供电母线5与第二供电母线6之间的感应耦合变小，能够降低在第一供电母线5和第二供电母线6中产生的开关噪声。

并且，根据本实施方式所涉及的电力变换装置，第一供电母线5和第二供电母线6以面积小的平面与金属框体7相向地配置，因此与金属框体7之间的电容耦合变小，从而能够减少在第一供电母线5和第二供电母线6中产生的开关噪声向金属框体7传播。

[第四实施方式]

接着，参照附图说明应用了本发明的第四实施方式。此外，关于与上述的第一～第三实施方式相同的部分，省略详细说明。

图11是表示本实施方式所涉及的电力变换装置的结构的三维立体图，图12是平面图。如图11、12所示，本实施方式所涉及的电力变换装置的特征在于，还具备与金属框体7导通的框体导电部件41，在框体导电部件41与金属框体7之间配置有第一供电母线5和第二供电母线6。

在此，图13表示图11的C表示的部分的截面结构。如图13所示，框体导电部件41通过螺钉等安装部件42与金属框体7连接而导通。但是，也可以不使用安装部件42而通过压铸成型等进行连接。

第一供电母线5和第二供电母线6配置在框体导电部件41与金属框体7之间，构成为第一供电母线5与框体导电部件41之间的电容耦合C1和第二供电母线6与金属框体7之间的电容耦合C2一致或大致一致。作为使电容耦合C1、C2大致一致的方法，可以使距离大致一致，也可以插入磁性体、电介质。

由于像这样在框体导电部件41与金属框体7之间配置有第一供电母线5和第二供电母线6，因此能够容易地使第一供电母线5与框体导电部件41之间的电气特性和第二供电母线6与金属框体7之间的电气特性大致一致。

另外，也可以如图14所示那样为了容易地固定第一供电母线5和第二供电母线6而用树脂43进行模制。此时，通过在金属框体7侧和框体导电部件41侧改变用包括电介质的树脂43进行模制的厚度，由此形成为第一供电母线5与框体导电部件41之间的电气特性和第二供电母线6与金属框体7之间的电气特性大致一致。由此，能够减少第一和第二供电母线5、6中产生的开关噪声传播至金属框体7。

[第四实施方式的效果]

如以上详细说明的那样，根据本实施方式所涉及的电力变换装置，还设置有与金属框体7导通的框体导电部件41，在框体导电部件41与金属框体7之间配置有第一供电母线5和第二供电母线6，因此能够容易地使第一供电母线5与框体导电部件41之间的电气特性和第二供电母线6与金属框体7之间的电气特性大致一致。

[第五实施方式]

接着，参照附图说明应用了本发明的第五实施方式。此外，关于与上述的第一～第四实施方式相同的部分，省略详细说明。

图15是用于说明本实施方式所涉及的电力变换装置的结构的截面图。如图15所示，本实施方式所涉及的电力变换装置的特征在于，在用于控制功率模块4的控制装置51与第一和第二供电母线5、6之间配置有框体导电部件41。

控制装置51是用于对存在于功率模块4内部的开关进行接通(ON)、断开(OFF)控制的装置，在第一和第二供电母线5、6之间配置有框体导电部件41，因此能够降低来自第一和第二供电母线5、6的开关噪声所带来的影响。

作为各部分的连接方法，最初将第一供电母线5与功率模块4和平滑电容器8的正极侧通过螺钉52进行连接，接着将第二供电母线6与功率模块4和平滑电容器8的负极侧通过螺钉53进行连接。而且，通过在金属框体7与框体导电部件41之间配置第一和第二供电母线5、6，在框体导电部件41的一部分设置贯通孔54，由此将控制装置51与功率模块4连接。

[第五实施方式的效果]

如以上详细说明的那样，根据本实施方式所涉及的电力变换装置，由于在控制功率模块4的控制装置51与第一和第二供电母线5、6之间配置有框体导电部件41，因此能够针对控制装置51降低来自第一和第二供电母线5、6的开关噪声所带来的影响。

[第六实施方式]

接着，参照附图说明应用了本发明的第六实施方式。此外，关于与上述的第一～第五实施方式相同的部分，省略详细说明。

图16是用于说明本实施方式所涉及的电力变换装置中的第一和第二供电母线的结构的图。如图16所示，本实施方式所涉及的电力变换装置的特征在于，第一供电母线5和第二供电母线6在中途交叉，配置在相对于金属框体7对称的位置上。而且，将这种结构的第一和第二供电母线5、6应用于上述的第一～第五实施方式。

通过像这样将第一供电母线5与第二供电母线6交叉配置，能够将式(1)所示的频率变为更高的频率，因此能够减少由于功率模块4内部的切换而在第一供电母线5和第二供电母线6中产生的开关噪声传播至金属框体7。

此外，在图16中，仅一处交叉，但是也可以在两处以上交叉。另外，在图16中，第一和第二供电母线5、6以面积大的平面与金属框体7相向，但是也可以如图4所示那样以面积小的平面与金属框体7相向。

[第六实施方式的效果]

如以上详细说明的那样，根据本实施方式所涉及的电力变换装置，第一供电母线5和第二供电母线6在中途交叉，配置在相对于金属框体7对称的位置上，因此能够容易地使第一供电母线5与金属框体7之间的电容耦合和第二供电母线6与金属框体7之间的电容耦合大致一致。

[第七实施方式]

接着，参照附图说明应用了本发明的第七实施方式。此外，关于与上述的第一～第六实施方式相同的部分，省略详细说明。

图17是用于说明本实施方式所涉及的电力变换装置中的第一和第二供电母线的结构的图。如图17所示，本实施方式所涉及的电力变换装置的特征在于，第一供电母线5和第二供电母线6分别由多个板状导电部件5x、5y、6x、6y构成，各板状导电部件5x、5y、6x、6y配置在相对于金属框体7对称的位置上。而且，将这种结构的第一和第二供电母线5、6应用于上述的第一～第五实施方式。

通过像这样将各板状导电部件5x、5y、6x、6y配置在相对于金属框体7对称的位置上，由此能够容易地使第一供电母线5与金属框体7之间的电气特性和第二供电母线6与金属框体7之间的电气特性大致一致。由此，能够减少由于功率模块4内部的切换而在第一供电母线5和第二供电母线6中产生的开关噪声传播至金属框体7。

[第七实施方式的效果]

如以上详细说明的那样，根据本实施方式所涉及的电力变换装置，将第一供电母线5和第二供电母线6分别由多个板状导电部件构成，将各板状导电部件配置在相对于金属框体7对称的位置上，因此能够容易地使第一供电母线5与金属框体7之间的电容耦合和第二供电母线6与金属框体7之间的电容耦合大致一致。

[第八实施方式]

接着，参照附图说明应用了本发明的第八实施方式。此外，关于与上述的第一～第七实施方式相同的部分，省略详细说明。

图18是表示上述的图1的A表示的部分的截面结构的图。如图18的(a)所示，在本实施方式所涉及的电力变换装置中，其特征在于，通过调整与金属框体7相向的第一供电母线5的面积和与金属框体7相向的第二供电母线6的面积的关系，来使第一供电母线5与金属框体7之间的电容耦合C1和第二供电母线6与金属框体7之间的电容耦合C2一致或大致一致。

具体地说，如图18的(b)所示，当将第一供电母线5的长度设为L1、将宽度设为w1时，能够通过下式计算与金属框体7相向的第一供电母线5的面积S1。

S1＝L1×w1

同样地，当将第二供电母线6的长度设为L2、将宽度设为w2时，能够通过下式计算与金属框体7相向的第二供电母线6的面积S2。

S2＝L2×w2

在此，将第一供电母线5与金属框体7之间的距离设为d1、将第二供电母线6与金属框体7之间的距离设为d2，需要满足下式的关系以使第一供电母线5与金属框体7之间的电容耦合C1和第二供电母线6与金属框体7之间的电容耦合C2一致。

S1/d1＝S2/d2 (6)

因而，预先设定距离d1、d2，通过调整与金属框体7相向的第一供电母线5的面积S1和与金属框体7相向的第二供电母线6的面积S2的关系，由此能够使第一供电母线5与金属框体7之间的电容耦合C1和第二供电母线6与金属框体7之间的电容耦合C2一致或大致一致。

由此，能够减少由于功率模块4内部的切换而在第一供电母线5和第二供电母线6中产生的开关噪声传播至金属框体7。

另外，在式(6)中，不仅调整面积S1、S2，还调整第一供电母线5与金属框体7之间的距离d1和第二供电母线6与金属框体7之间的距离d2的关系，由此也可以使第一供电母线5与金属框体7之间的电容耦合C1和第二供电母线6与金属框体7之间的电容耦合C2一致或大致一致。即，通过调整面积S1、S2以及距离d1、d2的全部，也可以使电容耦合C1和电容耦合C2一致或大致一致。

并且，除了上述的面积S1、S2以及距离d1、d2，还如图8所示那样调整第一供电母线5与金属框体7之间的介电常数和第二供电母线6与金属框体7之间的介电常数的关系，由此也可以使第一供电母线5与金属框体7之间的电容耦合C1和第二供电母线6与金属框体7之间的电容耦合C2一致或大致一致。

具体地说，通过如图8所示那样在第一供电母线5与金属框体7之间和/或第二供电母线6与金属框体7之间配置电介质21或磁性体22，来使第一供电母线5与金属框体7之间的电容耦合C1和第二供电母线6与金属框体7之间的电容耦合C2一致或大致一致。即，通过调整面积S1、S2、距离d1、d2以及介电常数的全部，来使电容耦合C1与电容耦合C2一致或大致一致。

由此，能够减少由于功率模块4内部的切换而在第一供电母线5和第二供电母线6中产生的开关噪声传播至金属框体7。

另外，在图18中，使第一和第二供电母线5、6的面积小的平面与金属框体7相向，但是也可以如图19所示那样使第一和第二供电母线5、6的面积大的平面与金属框体7相向。但是，当像这样进行配置时，导致第一供电母线5与第二供电母线6相向的面积变小。因此，将板状导电部件55设置成以面积大的平面与第二供电母线6相向，将该板状导电部件55与第一供电母线5连接。由此，第一供电母线5与第二供电母线6之间的感应耦合变小，能够降低第一供电母线5和第二供电母线6中产生的开关噪声。

[第八实施方式的效果]

如以上详细说明的那样，根据本实施方式所涉及的电力变换装置，由于使第一供电母线5与金属框体7之间的电容耦合C1和第二供电母线6与金属框体7之间的电容耦合C2大致一致，因此能够减少开关噪声向金属框体7传播来降低辐射噪声。

另外，根据本实施方式所涉及的电力变换装置，通过调整与金属框体7相向的第一供电母线5的面积和与金属框体7相向的第二供电母线6的面积的关系，由此使第一供电母线5与金属框体7之间的电容耦合C1和第二供电母线6与金属框体7之间的电容耦合C2大致一致，因此能够减少开关噪声向金属框体7传播来降低辐射噪声。

并且，根据本实施方式所涉及的电力变换装置，通过调整第一供电母线5与金属框体7之间的距离和第二供电母线6与金属框体7之间的距离的关系、第一供电母线5与金属框体7之间的介电常数和第二供电母线6与金属框体7之间的介电常数的关系、以及与金属框体7相向的第一供电母线5的面积和与金属框体7相向的第二供电母线6的面积的关系，来使第一供电母线5与金属框体7之间的电容耦合C1和第二供电母线6与金属框体7之间的电容耦合C2大致一致，因此能够减少开关噪声向金属框体7传播来降低辐射噪声。

此外，上述的实施方式是本发明的一例。因此，本发明不限定于上述的实施方式，也可以是该实施方式以外的方式，只要是不脱离本发明所涉及的技术思想的范围，就能够根据设计等进行各种变更，这是不言而喻的。

本申请基于2011年11月28日申请的日本专利申请第2011-258589号主张优先权，参照该申请的内容而加入到本发明的说明书中。

产业上的可利用性

根据本发明的一个方式所涉及的电力变换装置，使第一供电母线5与金属框体7之间的电容耦合C1和第二供电母线6与金属框体7之间的电容耦合C2大致一致。由此，能够减少开关噪声向金属框体7传播来降低辐射噪声。因而，本发明的一个方式所涉及的电力变换装置能够在产业上利用。

附图标记说明

1：电力变换装置；2：直流电源；3：电动机；4、4a～4f：功率模块；5、5x、5y：第一供电母线；6、6x、6y：第二供电母线；7：金属框体；8：平滑电容器；9：母排；10、11：屏蔽线；17、43：树脂；21：电介质；22：磁性体；31、52、53：螺钉；41：框体导电部件；42：安装部件；51：控制装置；54：贯通孔。

Claims (12)

1.一种电力变换装置，将从直流电源供给的直流电力变换为交流电力，该电力变换装置的特征在于，具备：

第一输入端子，其与上述直流电源的正极连接；

第二输入端子，其与上述直流电源的负极连接；

功率模块，其将从上述直流电源供给的直流电力变换为交流电力；

第一供电母线，其将上述第一输入端子与上述功率模块连接；

第二供电母线，其将上述第二输入端子与上述功率模块连接；

金属框体，其收纳上述第一供电母线和上述第二供电母线以及上述功率模块；以及

框体导电部件，其与上述金属框体导通，

其中，使上述第一供电母线与上述金属框体之间的电容耦合和上述第二供电母线与上述金属框体之间的电容耦合大致一致，

在上述框体导电部件与上述金属框体之间配置上述第一供电母线和上述第二供电母线。

2.根据权利要求1所述的电力变换装置，其特征在于，

通过调整上述第一供电母线与上述金属框体之间的距离和上述第二供电母线与上述金属框体之间的距离的关系，来使上述第一供电母线与上述金属框体之间的电容耦合和上述第二供电母线与上述金属框体之间的电容耦合大致一致。

3.根据权利要求1所述的电力变换装置，其特征在于，

通过调整上述第一供电母线与上述金属框体之间的介电常数和上述第二供电母线与上述金属框体之间的介电常数的关系，来使上述第一供电母线与上述金属框体之间的电容耦合和上述第二供电母线与上述金属框体之间的电容耦合大致一致。

4.根据权利要求3所述的电力变换装置，其特征在于，

通过在上述第一供电母线与上述金属框体之间和/或在上述第二供电母线与上述金属框体之间配置电介质或磁性体，来调整上述第一供电母线与上述金属框体之间的介电常数和上述第二供电母线与上述金属框体之间的介电常数的关系。

5.根据权利要求1所述的电力变换装置，其特征在于，

通过调整上述第一供电母线的与上述金属框体相向的面积和上述第二供电母线的与上述金属框体相向的面积的关系，来使上述第一供电母线与上述金属框体之间的电容耦合和上述第二供电母线与上述金属框体之间的电容耦合大致一致。

6.根据权利要求1所述的电力变换装置，其特征在于，

通过调整上述第一供电母线与上述金属框体之间的距离和上述第二供电母线与上述金属框体之间的距离的关系、上述第一供电母线与上述金属框体之间的介电常数和上述第二供电母线与上述金属框体之间的介电常数的关系、以及上述第一供电母线的与上述金属框体相向的面积和上述第二供电母线的与上述金属框体相向的面积的关系，来使上述第一供电母线与上述金属框体之间的电容耦合和上述第二供电母线与上述金属框体之间的电容耦合大致一致。

7.根据权利要求1～6中的任一项所述的电力变换装置，其特征在于，

上述第一供电母线和上述第二供电母线分别由板状导电部件形成，上述第一供电母线和上述第二供电母线彼此以面积大的平面相向地配置。

8.根据权利要求7所述的电力变换装置，其特征在于，

上述第一供电母线和上述第二供电母线使面积小的平面与上述金属框体相向地配置。

9.根据权利要求1～6中的任一项所述的电力变换装置，其特征在于，

上述第一供电母线和上述第二供电母线由树脂模制而成。

10.根据权利要求1～6中的任一项所述的电力变换装置，其特征在于，

在控制上述功率模块的控制装置与上述第一供电母线和上述第二供电母线之间配置上述框体导电部件。

11.根据权利要求1～6中的任一项所述的电力变换装置，其特征在于，

上述第一供电母线和上述第二供电母线在中途交叉，配置在相对于上述金属框体对称的位置上。

12.根据权利要求1～6中的任一项所述的电力变换装置，其特征在于，

上述第一供电母线和上述第二供电母线分别由多个板状导电部件构成，上述板状导电部件配置在相对于上述金属框体对称的位置上。