CN105763038B - 功率转换装置 - Google Patents

Abstract

本发明的功率转换装置对电子元器件的安装效率降低的情况进行抑制，并减少电磁噪声的影响。功率转换装置包括：构成有功率转换电路(2)的电路基板(1)；隔着端子托架(110)搭载于电路基板(1)的螺钉端子台(10)；以及围绕从螺钉端子台(10)到功率转换电路(2)为止的母线(210)而进行配置的铁氧体铁心(20)，以与端子托架(110)相对于电路基板(1)的投影区域相重合的方式对铁氧体铁心(20)进行配置。

Description

功率转换装置

技术领域

本发明涉及一种功率转换装置，特别涉及包括噪声滤波器元件的功率转换装置，所述噪声滤波器元件用于减小动作时所产生的电磁噪声。

背景技术

功率转换装置动作时所产生的电磁噪声成为导致控制电路误动作的主要原因。因此，在多数功率转换装置中，在电路基板上搭载有铁氧体铁心、电磁线圈作为噪声滤波器元件，将电源线配置成通过这些铁氧体铁心、电磁线圈，由此来减少电磁噪声(例如，参照专利文献1及专利文献2)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开平5－136592号公报

专利文献2：日本专利特开2011－41415号公报

发明内容

发明所要解决的问题

然而，在以往的功率转换装置中，因设置空间的问题而要求减小外形尺寸，特别要求减小相对于设置场所的投影面积。为应对这样的要求，提高电子元器件相对于电路基板的安装效率变得很重要。然而，对于上述功率转换装置，由于电路基板的安装区域会因铁氧体铁心、电磁线圈而减小，因此，实际情况是难以提高电子元器件的安装效率，且难以减小外形尺寸。

本发明有鉴于上述实际情况，其目的在于，提供一种能对电子元器件的安装效率降低的情况进行抑制、并能减小电磁噪声的影响的功率转换装置。

用于解决问题的技术方案

为了达到上述目的，本发明所涉及的功率转换装置包括：电路基板，该电路基板构成有功率转换电路；螺钉端子台，该螺钉端子台隔着端子托架搭载于所述电路基板；以及噪声滤波器元件，该噪声滤波器元件围绕从所述螺钉端子台到所述功率转换电路为止的电源线而进行配置，所述功率转换装置的特征在于，以与所述端子托架相对于所述电路基板的投影区域相重合的方式对所述噪声滤波器元件进行配置。

另外，本发明的特征在于，在上述功率转换装置中，所述噪声滤波器元件由呈圆筒状的铁氧体铁心构成，以轴心与所述电路基板的安装面正交的姿势进行配置。

另外，本发明的特征在于，在上述功率转换装置中，所述端子托架上设有滤波器元件保持部，该滤波器元件保持部对所述噪声滤波器元件进行保持。

另外，本发明的特征在于，在上述功率转换装置中，所述滤波器元件保持部为设置于所述端子托架的平板状体，该滤波器元件保持部通过将捆扎用索状体进行卷绕来使所述噪声滤波器元件维持捆扎好的状态。

另外，本发明的特征在于，在上述功率转换装置中，所述滤波器元件保持部包括：台状体，该台状体搭载有所述噪声滤波器元件的一个端面；以及抵接体，在将所述噪声滤波器元件搭载于所述台状体的情况下，该抵接体与所述噪声滤波器元件的另一个端面相抵接，从而对所述噪声滤波器元件相对于所述端子托架的相对移动进行限制。

发明效果

根据本发明，以使端子托架相对于电路基板的投影区域与噪声滤波器元件相对于电路基板的投影区域相重合的方式，对这些螺钉端子台及噪声滤波器元件进行配置，因此，能以投影区域重合的程度来确保电子元器件相对于电路基板的安装区域。因此，即使在设置有要减小电磁噪声的影响的噪声滤波器元件的情况下，也能抑制电子元器件的安装效率降低的情况。

附图说明

图1是表示适用于本发明的实施方式1的功率转换装置的电路基板的主要部分的图。

图2是从侧面对图1所示的电路基板进行观察的局部剖切图。

图3是表示图1所示的功率转换装置的电路的图。

图4-1是从背面侧对搭载于图1所示的电路基板的螺钉端子台进行观察的图。

图4-2是使噪声滤波器元件保持于图4-1所示的螺钉端子台的状态的图。

图5-1是从背面侧对图4-2所示的螺钉端子台及噪声滤波器元件进行观察的分解立体图。

图5-2是从背面侧对图4-2所示的螺钉端子台及噪声滤波器元件进行观察的立体图。

图6-1是从背面侧对搭载于本发明的实施方式2的功率转换装置的电路基板的螺钉端子台进行观察的图。

图6-2是使噪声滤波器元件保持于图6-1所示的螺钉端子台的状态的图。

图7-1是从背面侧对图6-2所示的螺钉端子台及噪声滤波器元件进行观察的分解立体图。

图7-2是从背面侧对图6-2所示的螺钉端子台及噪声滤波器元件进行观察的立体图。

图8是图6-2所示的螺钉端子台及噪声滤波器元件的剖视图。

具体实施方式

下面，参照附图，对本发明所涉及的功率转换装置的优选实施方式进行详细说明。

(实施方式1)

图1和图2示出了适用于本发明的实施方式1的功率转换装置的电路基板的主要部分。这里，例示出的电路基板1如图3所示，在利用功率转换电路2将由商用电源CP所提供的交流电压转换为频率/振幅不同的交流电压后，将其输出至感应电动机、同步电动机等负载M，该电路基板1包括螺钉端子台10。螺钉端子台10是用于将商用电源CP的电源电缆cb与功率转换电路2相连接的外部端子，如图1及图2所示，该螺钉端子台10构成为包括端子托架110和多根母线(电源线)210。

利用合成树脂等绝缘构件将端子托架110成形为呈大致立方体，该端子托架110的上表面具有多个端子部120。端子部120各自的上表面及前表面开口，另一方面，其左右两侧面及背面为被隔板壁部121、122所包围的矩形区域，沿端子托架110的长度方向并排设置。位于各端子部120背面的隔板壁部(以下称为后背壁部121)在从端子托架110的上表面向上方突出后，向后方弯曲成大致直角地进行延伸。在后背壁部121上，在与端子托架110的上表面相对应的部位上，以从前方侧向背面侧进行贯穿的方式形成有插入槽121a。

位于端子托架110两侧的侧壁111中，位于端子部120下方的部分具有同样的宽度，而位于端子部120上方的部分朝上方逐渐向后方突出而与后背壁部121的后端缘相连接。即，在该端子托架110上，相比与电路基板1相抵接的下端面的外形形状，上端部朝背面侧突出，上端部的外形尺寸成为向电路基板1进行投影的投影区域。

母线210是由铜、铜合金等良导体构成的宽度较窄的带状的薄板状构件，与端子部120分别相对应来进行设置。各个母线210以将一个端部(以下称为端子端部211)从后背壁部121的背面侧经由插入槽121a配置于端子部120的上表面的状态配置于端子托架110。在配置于端子部120上表面的母线210的端子端部211上，分别利用端子螺钉212拧合有垫圈213，适当松开/拧紧端子螺钉212，从而能在与垫圈213之间连接电源电缆cb。

如图4-2、图5-1及图5-2所示，母线210上位于后背壁部121背面侧的部分一边互相接近地进行弯曲，一边向端子托架110的下端侧延伸，之后，再远离地进行弯曲，各个延伸端部比端子托架110的下端面要向下方突出，从而形成引线端部214。虽然图中未明确示出，但引线端部214在插入电路基板1上所设置的插入孔的状态下进行焊接，从而将母线210与电路基板1的功率转换电路2进行电连接。根据图2可知，在端子托架110的后背壁部121上利用向后方延伸的部分对母线210的几乎整个上方区域进行覆盖。

如图4-1及图5-2所示，端子托架110的背壁112上一体设置有捆扎用保持壁部(滤波器元件保持部：平板状体)113。捆扎用保持壁部113是从背壁112的背面向后方突出的平板状部分，与背壁112正交，并沿垂直方向延伸。在捆扎用保持壁部113的突出缘部上，在横跨一个表面全长的部位上设有拔出防止用肋条113a。

在该捆扎用保持壁部113上，隔着捆扎带(捆扎用索状体)130而保持有一对铁氧体铁心(噪声滤波器元件)20。铁氧体铁心20呈形成为相同尺寸的圆筒状，对其进行设定，使得相互对准轴心的情况下沿轴向的长度比捆扎用保持壁部113沿上下方向的尺寸要略长。这些铁氧体铁心20的轴心沿上下方向，并且在各自的外周面与捆扎用保持壁部113及端子托架110的背壁112相抵接的状态下利用捆扎带130而捆扎于捆扎用保持壁部113。在铁氧体铁心20的上端面上，在端子托架110的后背壁部121上配置有向后方延伸的部分，使得覆盖该铁氧体铁心20的过半部分。在铁氧体铁心20的中心孔21中，贯穿配置有在多根母线210上互相接近的部分。

将母线210的引线端部214焊接于电路基板1，从而在端子托架110的下端面与安装面相抵接、铁氧体铁心20的轴心与安装面正交的状态下，将采用如上所述结构的螺钉端子台10搭载于电路基板1。若从该状态起将商用电源CP的电源电缆cb与母线210的端子端部211相连接，则利用功率转换电路2将由商用电源CP所提供的交流电力转换成相数/频率/电压不同的交流电力。在此期间，根据上述螺钉端子台10，到达功率转换电路2的母线210通过铁氧体铁心20的中心孔21，因此，能减小动作时所产生的电磁噪声的影响，防止控制电路3(参照图3)发生误动作等问题。

并且，如图1及图2所示，铁氧体铁心20呈上端面的一部分在端子托架110的后背壁部121上被向后方延伸的部分所覆盖的状态，即，配置成与相对于电路基板1的端子托架110的投影区域内相重合。因此，能以端子托架110相对于电路基板1的投影区域与铁氧体铁心20的投影区域相重合的程度，来确保电子元器件相对于电路基板1的安装区域，不仅能抑制功率转换装置的外形尺寸的增大，还能减小电磁噪声的影响。

(实施方式2)

图6-1～图7-2示出了搭载于本发明的实施方式2的功率转换装置的电路基板的螺钉端子台10’。这里所例示出的螺钉端子台10’与实施方式1相同，搭载于电路基板，该电路基板在利用功率转换电路来将由商用电源所提供的交流电力转换成相数/频率/电压等不同的交流电力之后，将其输出至同步电动机等负载，与实施方式1的不同之处仅在于用于将噪声滤波器元件即铁氧体铁心保持于端子托架的结构。以下，对与实施方式1的不同结构进行详细描述，对与实施方式1相同的结构标注相同的标号并省略详细说明。

如图5-1及图5-3所示，端子托架110的背壁112上分别一体地设置有左右的侧壁部(滤波器元件保持部)114、底壁部(滤波器元件保持部：台状体)115及抵接壁部(滤波器元件保持部：抵接体)116。侧壁部114是从背壁112的背面向后方互相平行地突出的平板状部分，与背壁112正交，并沿垂直方向延伸。侧壁部114之间确保有与铁氧体铁心20的外径尺寸相等的间隔。底壁部115是从背壁112的背面突出而覆盖侧壁部114的下端部间的平板状部分。在该底壁部115上，在几乎为中央的部分上设有母线用切口115a。抵接壁部116是在背壁112的背面上从侧壁部114的大致中间的位置起与侧壁部114平行而突出的平板状部分，该抵接壁部116设置于在其下端面与底壁部115的上表面之间确保有与铁氧体铁心20沿轴向的长度相等的间隔的位置。在抵接壁部116的下表面上设有卡合突起116a。卡合突起116a从距离背壁112的背面隔开相当于铁氧体铁心20的板厚的距离的位置向下方略微呈球状突出。

在上述侧壁部114、底壁部115及抵接壁部116之间，保持有一对铁氧体铁心20。即，若将铁氧体铁心20以轴心沿上下方向的姿势插入这些侧壁部114与底壁部115之间，则成为下端面与底壁部115的上表面相抵接且外周面与左右的侧壁部114相抵接的状态。若从该状态起进一步将铁氧体铁心20向接近端子托架110的背壁112的方向进行按压，则形成于抵接壁部116下表面的卡合突起116a与铁氧体铁心20的上端面相抵接，从而适当弯曲而允许铁氧体铁心20通过。若铁氧体铁心20的外周面与背壁112的背面相抵接，则成为卡合突起116a配置于铁氧体铁心20的中心孔21的状态，卡合突起116a卡合于铁氧体铁心20的内周面，由此来阻止铁氧体铁心20相对于端子托架110朝脱离的方向发生移动。与实施方式1相同，在铁氧体铁心20的上端面上，在端子托架110的后背壁部121上配置有向后方延伸的部分，使得覆盖该铁氧体铁心20的过半部分。在铁氧体铁心20的中心孔21中，贯穿配置有在多根母线210上互相接近的部分。

将母线210的引线端部214焊接于电路基板1，从而也在端子托架110的下端面与安装面相抵接、铁氧体铁心20的轴心与安装面正交的状态下，将实施方式2的螺钉端子台10’搭载于电路基板1。若从该状态起将商用电源CP的电源电缆cb与母线210的端子端部211相连接，则利用功率转换电路2将由商用电源CP所提供的交流电力转换成相数/频率/电压不同的交流电力。在此期间，根据上述螺钉端子台10’，到达功率转换电路2的母线210通过铁氧体铁心20的中心孔21，因此，能减小动作时所产生的电磁噪声的影响，防止控制电路3发生误动作等问题。

并且，铁氧体铁心20呈上端面的一部分在端子托架110的后背壁部121上被向后方延伸的部分所覆盖的状态，即，配置成与相对于电路基板1的端子托架110的投影区域内相重合。因此，能以端子托架110相对于电路基板1的投影区域与铁氧体铁心20的投影区域相重合的程度，来确保电子元器件相对于电路基板1的安装区域，不仅能抑制功率转换装置的外形尺寸的增大，还能减小电磁噪声的影响。

此外，在上述实施方式1及实施方式2中，作为噪声滤波器元件，例示出了呈圆筒形的铁氧体铁心20，但并不局限于铁氧体铁心20。另外，端子托架110上保持有噪声滤波器元件，因此，能将噪声滤波器元件和螺钉端子台10、10’安装为一体，例如具有能容易地向电路基板1进行组装作业等优点。然而，在本发明中，并不一定必须将噪声滤波器元件保持于端子托架110，只要以与端子托架110相对于电路基板1的投影区域重合的方式配置噪声滤波器元件即可，也可以将噪声滤波器元件直接保持于电路基板1。另外，关于保持噪声滤波器元件的姿势，也不一定必须与电路基板的安装面正交。

标号说明

1 电路基板

2 功率转换电路

10、10’ 螺钉端子台

20 铁氧体铁心

110 端子托架

111 侧壁

112 背壁

113 捆扎用保持壁部

114 侧壁部

115 底壁部

116 抵接壁部

130 捆扎带

210 母线

Claims (5)

1.一种功率转换装置，该功率转换装置包括：电路基板，该电路基板构成有功率转换电路；螺钉端子台，该螺钉端子台隔着端子托架搭载于所述电路基板；以及噪声滤波器元件，该噪声滤波器元件围绕从所述螺钉端子台到所述功率转换电路为止的电源线而进行配置，所述功率转换装置的特征在于，

所述端子托架的下表面与所述电路基板相抵接，上表面具有端子部，

所述端子部形成为上表面及一个侧面开口的矩形区域，

在设所述端子部的所述一个侧面为前表面，所述端子部的与所述一个侧面相对的另一侧面为背面时，位于所述端子部的所述背面的后背壁部从所述端子托架的上表面向上方突出后，以向后方弯曲的方式延伸，

以与所述后背壁部相对于所述电路基板的投影区域相重合的方式对所述噪声滤波器元件进行配置，

所述噪声滤波器元件的上端面的一部分被所述后背壁部中向所述后方延伸的部分所覆盖。

2.如权利要求1所述的功率转换装置，其特征在于，

所述噪声滤波器元件由呈圆筒状的铁氧体铁心构成，以轴心与所述电路基板的安装面正交的姿势进行配置。

3.如权利要求1所述的功率转换装置，其特征在于，

所述端子托架上设有滤波器元件保持部，该滤波器元件保持部对所述噪声滤波器元件进行保持。

4.如权利要求3所述的功率转换装置，其特征在于，

所述滤波器元件保持部为设置于所述端子托架的平板状体，该滤波器元件保持部通过将捆扎用索状体进行卷绕来使所述噪声滤波器元件维持捆扎好的状态。

5.如权利要求3所述的功率转换装置，其特征在于，

所述滤波器元件保持部包括：台状体，该台状体搭载有所述噪声滤波器元件的一个端面；以及抵接体，在将所述噪声滤波器元件搭载于所述台状体的情况下，该抵接体与所述噪声滤波器元件的另一个端面相抵接，从而对所述噪声滤波器元件相对于所述端子托架的相对移动进行限制。