CN111095769A - 电力转换装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的电力转换装置降低噪声滤波器电路的电感，实现高输出化。正负极电源侧导体分别具有由侧面和面积比该侧面大的主面构成的第一导体部和第二导体部。正负极电源侧导体各自的第一导体部隔着绝缘构件配置在树脂构件的基座部的一面上。正负极电源侧导体各自的正负极侧第二导体部在彼此的主面相对的状态下贯通芯构件。第一导体部的与绝缘构件接触的部分的、与电流流过的方向正交的方向的宽度形成为比第二导体部的配置在芯构件内的部分的、与电流流过的方向正交的方向的宽度大。

Description

电力转换装置
技术领域
本发明涉及一种电力转换装置。
背景技术
近年来，为了应对燃料消耗环境和排气限制，混合动力汽车、插电式混合动力汽车、电动汽车等正在普及。产生与由这种车辆中使用的电力转换装置产生的EMC(ElectroMagnetic Compatibility电磁兼容性)噪声的抑制相关的课题。
电力转换装置具备：具有功率模块及直流电平滑用的电容器模块的逆变器等电力转换主电路以及噪声滤波器电路。已知有一种电力转换装置，其将电容器模块和功率模块的连接部的结构以及电容器模块中的电容器元件和支承框架的结构设为低电感，从而谋求高输出化(例如，参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利特开2012-105541号公报
发明内容
发明要解决的课题
在专利文献1中，对于谋求噪声滤波器电路部的电感的降低化的结构没有任何记载。
用于解决课题的手段
根据本发明的一个方式，电力转换装置具备：直流电源端子，其被供给直流电；电容器电路部，其使所述直流电平滑化，并且将该平滑化后的直流电供给到电力转换电路部；电源侧导体，其连接所述直流电源端子和所述电容器电路部；芯构件，其包围所述电源侧导体的一部分；以及基座，其收纳所述电源侧导体以及所述芯构件，所述电源侧导体具有正极侧导体和负极侧导体，所述正极侧导体以及所述负极侧导体分别具有由侧面和面积比该侧面大的主面构成的第一导体部和第二导体部，所述正极侧导体以及所述负极侧导体各自的所述第一导体部隔着绝缘构件配置在所述基座的一面上，所述正极侧导体以及所述负极侧导体各自的所述第二导体部在彼此的所述主面相对的状态下贯通所述芯构件，所述第一导体部的与所述绝缘构件接触的部分的、与电流流过的方向正交的方向的宽度形成为比所述第二导体部的配置在所述芯构件内的部分的、与电流流过的方向正交的方向的宽度大。
发明的效果
根据本发明，能够降低噪声滤波器电路的电感，实现高输出化。
附图说明
图1是电力转换装置的逆变器主电路和噪声滤波器电路的电路图。
图2是电力转换装置的外观立体图。
图3是图2所示的电力转换装置的分解立体图。
图4是图3所示的噪声滤波器组装体的外观立体图。
图5是图4所示的噪声滤波器组装体的侧视图。
图6是取下图4所示的噪声滤波器组装体的电路基板的状态的立体图，将树脂构件的侧部的一部分剖开表示。
图7是图4所示的噪声滤波器组装体的分解立体图。
图8是图7所示的电源侧导体和芯构件的放大立体图。
图9是从y方向观察安装在图2所示的壳体上的噪声滤波器组装体的侧视图。但是，省略了电容器元件和电路基板的图示。
图10是用于说明图9所示的噪声滤波器组装体的冷却的图。
图11的(a)、(b)是用于说明电源侧导体的电感的图。
图12是用于说明向X电容器、Y电容器的热的流入的图。
图13是用于说明噪声滤波器的阻抗的图。
图14表示本发明的变形例1，是表示图4所示的噪声滤波器组装体的变形例的立体图。
图15表示本发明的变形例2，是表示图8所示的电源侧导体的变形例的立体图。
图16是用于说明图15所示的噪声滤波器组装体中的向X电容器、Y电容器的热的流入的图。
具体实施方式
以下，参照附图说明本发明的电力转换装置的一个实施方式。
在混合动力汽车(HEV)、插电式混合动力汽车、电动汽车(EV)等车辆中，搭载有动力驱动用的高压蓄电池、逆变器装置、DC-DC转换器装置、作为低压负载的辅助电源的低压蓄电池。逆变器装置和DC-DC转换器装置与高压蓄电池连接。逆变器装置将高压蓄电池的直流高电压输出电力转换为交流高电压输出，驱动电动机。DC-DC转换器装置具备：将来自高压蓄电池的高电压的直流电压转换为交流高电压的转换单元；将交流高电压转换为交流低电压的转换单元；将交流低电压转换为直流低电压的转换单元；以及输出经电压转换后的电压的输出端。DC-DC转换器装置的输出端与低压蓄电池及低压负载连接，向车辆的灯、收音机、ECU等低压负载进行电力供给，或者对低压蓄电池进行充电。
逆变器装置和DC-DC转换器装置有时也一体化地组装。
图1是表示电力转换装置1的逆变器主电路和噪声滤波器电路的电路图。
电力转换装置1具备：逆变器主电路3，其将直流电转换为交流电；以及噪声滤波器电路部20，其用于抑制逆变器主电路3在电力转换动作时产生的电磁噪声。以下，将具有由包含图1所示的逆变器主电路3和噪声滤波器电路部20的矩形框围住的结构的装置作为电力转换装置1进行说明。逆变器主电路3与交流终端270a连接。电动发电机MG基于经由交流终端270a从逆变器主电路3供给的交流电，输出HEV或EV的驱动力。另外，电动发电机MG也作为将电动机因外力而旋转时的交流电向高压蓄电池2再生的发电机而发挥作用。高压蓄电池2是HEV或EV的直流电源。
逆变器主电路3由将直流电转换为交流电的电力转换电路4和使直流电平滑化的电容器电路部5构成。
电力转换电路4具有3个功率半导体模块4a、4b、4c。各功率半导体模块4a、4b、4c具有作为上臂动作的IGBT(绝缘栅型双极晶体管)等开关元件328及二极管156、作为下臂动作的IGBT等开关元件330及二极管166。上臂的开关元件328和下臂的开关元件330将直流电转换为交流电。二极管156、166还具有在再生时将交流电转换为直流电的功能。
功率半导体模块4a经由交流终端270a与电动发电机MG的u相连接。功率半导体模块4b经由交流终端270a与电动发电机MG的v相连接。功率半导体模块4c经由交流终端270a与电动发电机MG的w相连接。
电容器电路部5具有电容器元件51，连接在高压蓄电池2和电力转换电路4之间，使直流电平滑化并供给到电力转换电路4。
噪声滤波器电路部20设置在直流电源端子6和电容器电路部5之间，抑制电力转换电路4在电力转换动作时产生的电磁噪声。
噪声滤波器电路部20具有电源侧导体10、X电容器31、正负极侧Y电容器32p、32n、以及芯构件21。电源侧导体10是连接高压蓄电池2和电容器电路部5之间的电力传输路径。电源侧导体10具有正极电源侧导体10p和负极电源侧导体10n。正负极电源侧导体10p、10n分别通过直流电源端子6与高压蓄电池2的正负极侧端子连接。
X电容器31连接在正极电源侧导体10p和负极电源侧导体10n之间，将频率比电容器电路部5平滑化的电力的频率高的电力平滑化。正负极侧Y电容器32p、32n分别连接在正极电源侧导体10p和接地端子34之间、以及负极电源侧导体10n和接地端子34之间，使电力平滑化。
芯构件21通过吸收流过电源侧导体10的电流的变动来抑制电磁噪声。
图2是电力转换装置1的外观立体图，图3是图2所示的电力转换装置1的分解立体图。
电力转换装置1包括壳体7、收纳在壳体7中的噪声滤波器组装体20A、以及电容器模块5A。另外，图2透视壳体7的周侧部及上部而图示壳体7内部。另外，在图3中，仅图示了壳体7的底部7a，省略了壳体7的周侧部及上部的图示。
壳体7由金属或导热性高的树脂形成。在壳体7的底部7a形成有供冷却水等制冷剂循环的冷却路径8。在壳体7内配置有上部侧开口的箱形状的电容器收纳部54。另外，在图2以下的说明中，x方向、y方向、z方向如图所示。
噪声滤波器组装体20A的具体结构将在后文叙述，但噪声滤波器组装体20A具有图1的电路图中所示出的噪声滤波器电路部20的构成构件。噪声滤波器组装体20A具有树脂构件22。树脂构件22例如隔着由硅系材料等构成的柔软的绝缘片26固定在壳体7的底部7a上。壳体的底部7a的上表面7a1与xy面平行。在树脂构件22上形成有贯通孔24(参照图6)，在该贯通孔24中插通螺丝23(参照图4)，树脂构件22被固定在壳体7的底部7a的上表面7a1。绝缘片26具有随着壳体7的底部7a的上表面7a1或树脂构件22的下表面的表面的凹凸而变形的柔软性，由此，能够使壳体7的底部7a的上表面7a1与树脂构件22的下表面紧密接触，从而提高热传导性。
电容器模块5A对应于图1的电容器电路部5，具有金属制的电路导体部52、53和多个电容器元件51。各电容器元件51的正负极端子分别通过导电引线与电路导体部52、53连接。电路导体部52、53的连接部52a、53a与功率半导体模块4a连接。电路导体部52、53的连接部52b、53b与功率半导体模块4b连接。电路导体部52、53的连接部52c、53c与功率半导体模块4c连接。在电路导体部52、53上，在与连接部52a～52c、53a～53c相对的侧边形成有正负极导体连接部52d、53d。
在配置于壳体7内的电容器收纳部54内收纳有绝缘壳体55。绝缘壳体55形成为与电容器收纳部54的侧壁内表面接触的、上部开口的袋状。绝缘壳体55例如由PPS(PolyPhenylene Sulfide Resin聚苯硫醚树脂)等树脂形成。电容器模块5A的电容器元件51全部收纳在绝缘壳体55内。
如上所述，噪声滤波器组装体20A具有电源侧导体10。电源侧导体10由正极电源侧导体10p和负极电源侧导体10n构成。在正负极电源侧导体10p、10n的一端，形成有与直流电源端子6连接的正负极直流连接部6p、6n(参照图2)。在图示的例子中，正负极直流连接部6p、6n作为供螺丝等紧固构件插通的贯通孔而被例示。但是，正负极直流连接部6p、6n可以采用设为凸部、或设为夹持端子的两股突出片等各种结构。在正负极电源侧导体10p、10n的正负极直流连接部6p、6n的相反侧，即，在电容器模块5A的正负极导体连接部52d、53d侧形成有正负极电容器连接部28p、28n。正负极电源侧导体10p、10n的正负极电容器连接部28p、28n分别通过例如焊接而与电容器模块5A的正负极导体连接部52d、53d电连接。
图4是图3所示的噪声滤波器组装体20A的外观立体图，图5是图4的侧视图。图6是取下图4所示的噪声滤波器组装体20A的电路基板的状态的立体图，将树脂构件22的侧部的一部分剖开表示。另外，图7是图4所示的噪声滤波器组装体20A的分解立体图。
噪声滤波器组装体20A具有正负极电源侧导体10p、10n、芯构件21、电路基板35、X电容器31、正负极侧Y电容器32p、32n、以及树脂构件22。正负极电源侧导体10p、10n和树脂构件22通过嵌入成型而形成为一体化的导体及树脂单元25。但是，在图7中，为了说明正负极电源侧导体10p、10n的结构和功能，将正负极侧导体10p、10n和树脂构件22分开进行图示。
另外，芯构件21在图4、图5中用虚线图示。将芯构件21固定到树脂构件22的方法将在下文叙述。
树脂构件22具有基座部22a、导体固定部22b、芯构件安装部22c、以及元件收纳部22d。另外，如图5、图6所示，树脂构件22具有形成于基座部22a和元件收纳部22d之间的空间部22e。在空间部22e内，形成有支承元件收纳部22d的肋部22e1(参照图6)。元件收纳部22d具有外周侧壁，X电容器31和正负极侧Y电容器32p、32n收纳在树脂构件22的元件收纳部22d的外周侧壁内。空间部22e的内部成为空气层，基座部22a和元件收纳部22d之间的热阻变大。因此，能够保护收纳在元件收纳部22d内的耐热弱的X电容器31、正负极侧Y电容器32p、32n。
如上所述，在树脂构件22上嵌入成型有正负极电源侧导体10p、10n。如图5、图6所示，在正负极电源侧导体10p、10n上分别形成有端子15p、15n。正负极电源侧导体10p、10n的端子15p、15n从树脂构件22向上方(z方向)露出。另外，在树脂构件22上嵌入成型有两个端子板33p、33n(参照图7)和四个环状物37(参照图7)。环状物37具有金属制的环形状。如图7等所示，端子板33p、33n分别具有端子33pa、33na及安装部33pb、33nb。端子33pa、33na及安装部33pb、33nb从树脂构件22露出(参照图6)。在端子板33p、33n的安装部33pb、33nb上形成有贯通孔61(参照图6)，通过插通该贯通孔61和形成在树脂构件22的基座部22a上的贯通孔24的螺丝23a(参照图4)而固定在壳体7的底部7a上。由此，端子板33p、33n接地。另外，在图7中，为了便于图示，图示为螺丝23a未插通端子板33n的安装部33nb的贯通孔61而插通树脂构件22的贯通孔24的状态。
电路基板35配置在X电容器31、正负极侧Y电容器32p、32n的上方。电路基板35通过将螺丝36插通于设置在电路基板35上的贯通孔，并与环状物37螺合而固定在树脂构件22上。在电路基板35上形成有导体图案38。导体图案38具有第一导体图案部～第四导体图案部38a～38d。第一导体图案部38a具有第一分支图案部38a1和第二分支图案部38a2。第二导体图案部38b具有第一分支图案部38b1和第二分支图案部38b2。电路基板35的第一导体图案部～第四导体图案部38a～38d分别连接正负极电源侧导体10p、10n、X电容器31以及正负极侧Y电容器32p、32n，从而构成图1所示的电路。以下，对该连接进行说明。
如图1的电路图所示，在本实施方式的正负极侧电源导体10p、10n之间设有X电容器31、Y电容器32p、32n。另外，Y电容器32p和32n的连接部接地。这些连接布线通过设置在电路基板35上的导体图案38来进行。在导体图案38上设置有合计12个通孔。参照图7对连接它们的端子进行说明。
在正极侧电源导体10p上设有两个端子15p，在负极侧电源导体10n上设有两个端子15n。即，在正负极侧电源导体10p、10n上共设有4个端子。
在X电容器31上设有两个端子，即正极端子31a和负极端子31b。在Y电容器32p上设有两个端子，即正极端子32pa和负极端子32pb，在Y电容器32n上设有两个端子，即正极端子32na和负极端子32nb。即，在X电容器31和Y电容器32p、32n上合计设有6个连接端子。
Y电容器32p和32n的连接部通过两个端子、即正极侧端子板33p的接地端子33pa和负极侧端子板33n的接地端子33na接地。即，正负极侧端子板33p、33n合计具有两个端子。
这些正负极侧的12个连接端子被插入到设置在电路基板35上的正极侧导体图案38a～38d的12个通孔中并被软钎焊。
正极电源侧导体10p的端子15p与第一导体图案部38a连接。X电容器31的一个端子31a与第一导体图案部38a的第一分支图案部38a1连接。负极电源侧导体10n的端子15n与第二导体图案部38b连接。X电容器31的另一个端子31b与第二导体图案部38b的第一分支图案部38b1连接。由此，X电容器31与正极电源侧导体10p和负极电源侧导体10n连接。
正极侧Y电容器32p的一个端子32pa与第一导体图案部38a的第二分支图案部38a2连接。正极侧Y电容器32p的另一个端子32pb与第三导体图案部38c连接。端子板33p的端子33pa与第三导体图案部38c连接。如上所述，正极电源侧导体10p的端子15p与第一导体图案部38a连接。因此，正极电源侧导体10p与正极侧Y电容器32p的一个端子32pa连接，正极侧Y电容器32p的另一个端子32pb通过端子板33p接地。
负极侧Y电容器32n的一个端子32na与第二导体图案部38b的第二分支图案部38b2连接。负极侧Y电容器32n的另一个端子32nb与第四导体图案部38d连接。端子板33n的端子33na与第四导体图案部38d连接。如上所述，负极电源侧导体10n的端子15n与第二导体图案部38b连接。因此，负极电源侧导体10n与负极侧Y电容器32n的一个端子32na连接，负极侧Y电容器32n的另一个端子32nb通过端子板33n接地。
另外，各端子15p、15n、31a、31b、32pa、32pb、32na、32nb插通形成在电路基板35上的通孔，与各导体图案部连接。
图8是图7所示的电源侧导体10和芯构件21的放大立体图。电源侧导体10由金属板形成，具有第一导体部11和第二导体部12。如上所述，电源侧导体10具有正极电源侧导体10p和负极电源侧导体10n。正极电源侧导体10p具有正极侧第一导体部11p和正极侧第二导体部12p，负极电源侧导体10n具有负极侧第一导体部11n和负极侧第二导体部12n。正负极侧第一导体部11p、11n和正负极第二导体部12p、12n在z方向上离开规定距离，都在x方向上延伸设置。正负极第二导体部12p、12n分别具有中间导体部41p、41n及突出部42p、42n。正极电源侧导体10p的正极侧第一导体部11p具有主面11pa和侧面11pb。侧面11pb是板厚方向的侧面，与垂直于壳体7的底部7a的上表面7a1的方向(z方向)平行地配置。主面11pa沿与壳体7的底部7a的上表面7a1平行的方向(xy面)延伸。主面11pa具有比侧面11pb大的面积。同样，负极电源侧导体10n的负极侧第一导体部11n具有主面11na和侧面11nb。侧面11nb是板厚方向的侧面，与垂直于壳体7的底部7a的上表面7a1的方向(z方向)平行地配置。主面11na沿与壳体7的底部7a的上表面7a1平行的方向(xy面)延伸。主面11na具有比侧面11nb大的面积。
正极电源侧导体10p的正极侧第二导体部12p具有主面12pa和侧面12pb。侧面12pb是板厚方向的侧面，配置在与壳体7的底部7a的上表面7a1平行的方向上。主面12pa在与壳体7的底部7a的上表面7a1垂直的方向(xz面)上延伸。换言之，正极电源侧导体10p的正极侧第二导体部12p的主面12pa的z方向的长度即宽度向离开壳体7的底部7a的上表面7a1的方向延伸。主面12pa具有比侧面12pb大的面积。
同样，负极电源侧导体10n的负极侧第二导体部12n具有主面12na和侧面12nb。侧面12nb是板厚方向的侧面，配置在与壳体7的底部7a的上表面7a1平行的方向上。主面12na沿与壳体7的底部7a的上表面7a1垂直的方向(xz面)延伸。换言之，负极电源侧导体10n的负极侧第二导体部12n的主面12na的z方向的长度即宽度在离开壳体7的底部7a的上表面7a1的方向延伸。主面12na具有比侧面12nb大的面积。
在正极电源侧导体10p中，可以使正极侧第一导体部11p的侧面11pb和正极侧第二导体部12p的侧面12pb的z方向的尺寸(以下，也称为侧面的厚度)为相同的厚度。同样，在负极电源侧导体10n中，可以使负极侧第一导体部11n的侧面11nb和负极侧第二导体部12n的侧面12nb为相同的厚度。另外，可以使正极侧第一导体部11p的侧面11pb、正极侧第二导体部12p的侧面12pb、负极侧第一导体部11n的侧面11nb、以及负极侧第二导体部12n的侧面12nb为相同的厚度。但是，并不限定于此，也可以使各个侧面11pb、11nb、12pb、12nb为不同的厚度。
对正极电源侧导体10p的正极侧第二导体部12p和负极电源侧导体10n的负极侧第二导体部12n来说，主面12pa和主面12na平行地对置，并在作为长度方向的x方向延伸。正极电源侧导体10p的正极侧第二导体部12p和负极电源侧导体10n的负极侧第二导体部12n贯通芯构件21。
正极电源侧导体10p的正极侧第一导体部11p具有y方向的长度、换言之与电流流过的方向正交的方向的宽度不同的第一区域13p和第二区域14p。第一区域13p被树脂构件22覆盖，第二区域14p从树脂构件22露出。正极电源侧导体10p的正极侧第一导体部11p的第一区域13p的宽度形成为比正极电源侧导体10p的正极侧第二导体部12p的宽度大。即，在正极电源侧导体10p中，正极侧第一导体部11p的第一区域13p的与电流流过的方向正交的方向的宽度比正极侧第二导体部12p的与电流流过的方向正交的方向的宽度大。
同样，负极电源侧导体10n的负极侧第一导体部11n具有y方向的长度、换言之与电流流过的方向正交的方向的宽度不同的第一区域13n和第二区域14n。第一区域13n被树脂构件22覆盖，第二区域14n从树脂构件22露出。负极电源侧导体10n的负极侧第一导体部11n的第一区域13n的宽度形成为比负极电源侧导体部0n的负极侧第二导体部12n的宽度大。即，在负极电源侧导体10n中，负极侧第一导体部11n的第一区域13n的与电流流过的方向正交的方向的宽度比负极侧第二导体部12n的与电流流过的方向正交的方向的宽度大。
优选的是，使正极电源侧导体10p的正极侧第一导体部11p的第一区域13p和负极电源侧导体10n的负极侧第一导体部11n的第一区域13n的与电流流过的方向正交的方向的宽度相同。另外，优选的是，使正极电源侧导体10p的正极侧第二导体部12p和负极电源侧导体10n的负极侧第二导体部12n的与电流流过方向正交的方向的宽度相同。
图9是从y方向观察安装在图2所示的壳体上的噪声滤波器组装体20A的侧视图。但是，在图9中，省略了X电容器31、正负极侧Y电容器32p、32n、以及电路基板35的图示。
如图5所示，在噪声滤波器组装体20A的树脂构件22的基座部22a的下表面设有具有粘着性的绝缘片26。绝缘片26形成为与树脂构件22的基座部22a的下表面大致相同的形状、相同的面积。将粘接在噪声滤波器组装体20A上的绝缘片26粘接在壳体7的底部7a的上表面7a1上，将螺丝23插通至基座部22a的贯通孔24，并与设置在壳体7的底部7a上的螺纹孔螺合。由此，噪声滤波器组装体20A被固定在壳体7的底部7a上。绝缘片26只要介于树脂构件22和壳体7的底部7a之间即可，也可以不具有粘着性。绝缘片26具有柔软性，使壳体7的底部7a的上表面7a1与树脂构件22的下表面紧密接触。
树脂构件22的基座部22a具有作为基体部的功能，该基体部固定正负极电源侧导体10p、10n的正负极侧第一导体部11p、11n，并且将该树脂构件22固定在壳体7的底部7a上。树脂构件22的导体固定部22b覆盖后述的正负极侧中间部41p、41n(参照图8)和正负极侧突出部42p、42n(参照图8)而形成。但是，形成于正负极侧突出部42p、42n的上部的端子15p、15n从树脂构件22露出。如上所述，正负极侧中间部41p、41n是连接正负极侧第一导体部11p、11n和正负极侧第二导体部12p、12n的构件。正极侧中间部41p和正极侧突出部42p与正极侧第一导体部11pn及正极侧第二导体部12p一体地形成。同样，负极侧中间部41n和负极侧突出部42n与负极侧第一导体部11n及负极侧第二导体部12n一体地形成。另外，正负极侧中间部41p、41n可以定义为第一导体部11p、11n与第二导体部11p、11n的连接部。另外，正负极侧突出部42n、42p也可以定义为将正极电源侧导体10p和负极电源侧导体10n与噪声滤波器电路部20连接的连接部。
如上所述，树脂构件22的导体固定部22b支承正负极电源侧导体10p、10n的正负极侧第一导体部11p、11n和正负极侧第二导体部12p、12n。树脂构件22的芯构件安装部22c固定芯构件21。
参照图6～图8，芯构件21被安装在树脂构件22的芯构件安装部22c内。芯构件安装部22c具有x方向的侧面开口的圆筒形状。芯构件21从芯构件安装部22c的开口插入至芯构件安装部22c内，使用粘接剂等固定在芯构件安装部22c内。芯构件安装部22c与导体固定部22b一体地形成，具有大的刚性。芯构件21通过粘接等牢固地安装在芯构件安装部22c中。因此，芯构件21向树脂构件22的安装结构成为耐振动性优异的结构。
另外，芯构件21的固定也可以在芯构件安装部22c内设置卡合片，使该卡合片插通芯构件21的开口21a(参照图7)而与芯构件21的x方向端面卡合。
图10是用于说明图9所示的噪声滤波器组装体20A的冷却的图。
另外，在以下的说明中，有时分别代表正负极电源侧导体10p、10n、正负极侧第一导体部11p、11n、第一区域13p、13n以及正负极侧第二导体部12p、12n，而适当称为电源侧导体10、第一导体部11、第一区域13以及第二导体部12。
第一导体部11隔着绝缘构件27与壳体7的底部7a可热传导地结合，该绝缘构件27由绝缘片26和树脂构件22的基座部22a中的、基座部22a的下表面与第一导体部11的下表面之间的绝缘层22a1构成。第一导体部11的被树脂构件22覆盖的第一区域13的与电流流过的方向正交的方向的宽度比第二导体部12的与电流流过的方向正交的方向的宽度大。即，第一导体部11的第一区域13的截面积比第二导体部12的截面积大。因此，能够使第一导体部11的发热Qbus1比第二导体部12的发热Qbus2小。由此，能够降低电源侧导体10中的电力损失。
另外，由于第一导体部11的第一区域13的与电流流过方向正交的方向的宽度大，所以经由绝缘构件27向壳体7散热的散热面积变大。进一步地，第一导体部11并不是正负极电源侧导体10p、10n层叠地与壳体7可热传导地结合，而是正负极电源侧导体10p、10n分离地形成，各个正负极侧第一导体部11p、11n与壳体7可热传导地结合。上述的第一区域13的散热面积的增大带来散热性的提高，能够实现逆变器等电力转换装置1的高输出化。
另外，电源侧导体10优选利用在壳体7的冷却路径8中流动的冷却水等制冷剂有效地进行冷却。
返回图8，正负极电源侧导体10p、10n分别具有连接正负极侧第一导体部11p、11n和正负极侧第二导体部12p、12n的正负极侧中间部41p、41n及正负极侧突出部42p、42n。与上述电路基板35的导体图案38连接的端子15p、15n形成在正负极侧突出部42p、42n的上部(z方向)。
如上所述，正负极第二导体部12p、12n分别具有中间导体部41p、41n及突出部42p、42n。正负极侧中间部41p、41n分别是正负极侧第一导体部11p、11n的各方在x方向的端部侧且在第一导体部11p、11n相互对置的侧边，以x方向上规定的宽度向z方向立起。在立起的中间部41p、41n的z方向端侧的x方向侧，沿x方向分别延伸设置有第二导体部12p、12n。中间部41p、41n的主面扩展到xz面，主面彼此接近且平行地相对配置。即，正负极侧中间部41p、41n分别沿离开壳体7的底部7a的上表面7a1的方向即z方向延伸。
正负极侧突出部42p、42n分别配置在正负极侧第二导体部12p、12n中的正负极侧中间部41p、41n的x方向上的芯构件21的相反侧。即，正负极侧突出部42p、42n分别以接近主面且平行地相对的方式从正负极侧中间部41p、41n向芯构件21的相反侧延伸而形成。正负极侧第一导体部11p、11n、正负极侧第二导体部12p、12n、正负极侧中间部41p、41n、正负极侧突出部42p、42n和端子15p、15n由一张板材一体地成型为正负极电源侧导体10p、10n。
图11的(a)、(b)是用于说明电源侧导体10的电感的图。
如图11的(a)所示，正极侧第二导体部12p和负极侧第二导体部12n、正极侧中间部41p和负极侧中间部41n、正极侧突出部42p和负极侧突出部42n、以及端子15p和端子15n分别以接近主面且平行地相对、换言之在纸面的厚度方向上重叠的状态配置。
当电流从高压蓄电池2经由正负极电源侧导体10p、10n流到逆变器主电路3时，在设置于正负极电源侧导体10p、10n之间的噪声滤波器电路部20中，电流经由正极侧突出部42p和负极侧突出部42n流动。如图11的(b)的原理图所示，在包含正极侧中间部41p及正极侧突出部42p的正极侧第二导体部12p、和包含负极侧中间部41n及负极侧突出部42n的负极侧第二导体部12n中，电流逆向流动。在本实施方式中，正极侧中间部41p和负极侧中间部41n的主面、以及正极侧突出部42p和负极侧突出部42n的主面接近且平行地相对配置。因此，电源侧导体10的电感通过由流过正负极侧中间部41p、41n及正负极侧突出部42p、42n的同相双向电流引起的磁通的抵消而降低。由此，能够提高噪声滤波器电路部20的滤波功能。
图12是用于说明向X电容器31、正负极侧Y电容器32p、32n的热的流入的图。
由于X电容器31、正负极侧Y电容器32p、32n不耐热，所以需要降低来自正负极电源侧导体10p、10n的热的流入。
在以下的说明中，有时称为中间部41和突出部42来分别代表正负极侧中间部41p、41n和正负极侧突出部42p、42n。
形成于第二导体部12的突出部42经由端子15p、15n与X电容器31和正负极侧Y电容器32p、32n连接。第二导体部12为了插通于芯构件21内，形成为布线长度长、截面积小。因此，第二导体部12的发热Qbus2大。但是，在第二导体部12和第一导体部11之间形成有作为冷却路径的中间部41。第二导体部12的发热Qbus2经由中间部41及绝缘构件27进行热传递，被壳体7及设置于壳体7的冷却路径8中流动的制冷剂冷却。因此，向第二导体部12中的配置在中间部41的芯构件21的相反侧的突出部42传递的发热Qbus3得以减少。因此，根据本实施方式，能够降低从第二导体部12向耐热弱的X电容器31及正负极侧Y电容器32p、32n流入的热量。
图13是用于说明噪声滤波器的阻抗的图。如果在正极侧Y电容器32p和负极侧Y电容器32n中流动的共模噪声不均等，则其差分变为正常噪声。因此，优选使图13所示的正极侧Y电容器32p的布线阻抗38py、38pg与负极侧Y电容器32n的布线阻抗38ny、38ng分别相等。另外，在上文中，各参照符号如下所示。
·布线阻抗38py：端子15p与正极侧Y电容器32p的端子32pa(参照图7)之间的布线阻抗
·布线阻抗38pg：正极侧Y电容器32p的端子32pb(参照图7)和端子板33p的安装部33pb(参照图7)之间的布线阻抗
·布线阻抗38ny：端子15n和负极侧Y电容器32n的端子32na(参照图7)之间的布线阻抗
·布线阻抗38ng：负极侧Y电容器32n的端子32nb(参照图7)和端子板33n的安装部33nb(参照图7)之间的布线阻抗
第一导体图案部38a的第二分支图案部38a2将与正极侧第二导体部12p的端子15P连接的部位作为正极侧连接部，另外，将与正极侧Y电容器32p的一个端子32pa连接的部位作为正极侧Y电容器连接部。第二导体图案部38b的第二分支图案部38b2将与负极侧第二导体部12n的端子15n连接的部位作为负极侧连接部，另外，将与负极侧Y电容器32n的一个端子32na连接的部位作为负极侧Y电容器连接部。
布线阻抗38py即正极侧连接部和正极侧Y电容器连接部的布线长度与布线阻抗38ny即负极侧连接部和负极侧Y电容器连接部的布线长度相同。另外，从正极侧连接部到正极侧中间部41p(参照图8)的布线长度和从负极侧连接部到负极侧中间部41n(参照图8)的布线长度相同。因此，从正极侧中间部41p到正极侧Y电容器连接部的布线长度与从负极侧中间部41n到负极侧Y电容器连接部的布线长度相同。
另外，在上文中，所谓布线长度，除了作为电路布线的导体图案的迂回长度之外，还作为包含导体构件(此处为第二导体部12)的布线的长度的用语而使用。
第三导体图案部38c将与正极侧Y电容器32p的另一个端子32pb连接的部位作为正极侧Y电容器接地侧连接部，将与端子板33p的端子33pa连接的部位作为正极侧端子板连接部。第四导体图案部38d将与负极侧Y电容器32n的另一个端子32nb连接的部位作为负极侧Y电容器接地连接部，将与端子板33n的端子33na连接的部位作为负极侧端子板连接部。从正极侧Y电容器接地侧连接部到正极侧端子板连接部的布线长度和从负极侧Y电容器接地侧连接部到负极侧端子板连接部的布线长度相同。另外，从端子板33p的端子33pa到安装部33pb的布线长度和从端子板33n的端子33na到安装部33nb的布线长度相同。因此，从正极侧Y电容器接地侧连接部到接地部位的布线长度和从负极侧Y电容器接地侧连接部到接地部位的布线长度相同。
另外，优选使图13中的端子15p和X电容器31的端子31a间的布线阻抗38px与端子15n和X电容器31的端子31b间的布线阻抗38nx相等。因此，在本实施方式中，使第一导体图案部38a的第一分支图案部38a1和第二导体图案部38b的第一分支图案部38b1的布线长度相同。因此，根据本实施方式，能够提高噪声滤波器的功能。
根据上述实施方式，起到下述效果。
(1)正负极电源侧导体10p、10n分别具有由侧面11pb、11nb、12pb、12nb和面积比该侧面11pb、11nb、12pb、12nb大的主面11pa、11na、12pa、12na构成的正负极侧第一导体部11p、11n以及正负极侧第二导体部12p、12n。正负极电源侧导体10p、10n各自的正负极侧第一导体部11p、11n隔着绝缘构件27配置在树脂构件22的基座部22a的上表面7a1上。正负极电源侧导体10p、10n的各自的正负极侧第二导体部12p、12n在彼此的主面12pa、12na相对的状态下贯通芯构件21。正负极侧第一导体部11p、11n的与绝缘构件27接触的部分的与电流流过的方向正交的方向的宽度形成为比正负极侧第二导体部12p、12n的配置于芯构件21内的部分的与电流流过的方向正交的方向的宽度大。即，第一导体部11的第一区域13的截面积大于第二导体部12的截面积。因此，能够使第一导体部11的发热Qbus1比第二导体部12的发热Qbus2小。由此，能够降低电源侧导体10中的电力损失。另外，由于第一导体部11的散热面积变大，所以散热性提高。由此，能够实现逆变器等电力转换装置1的高输出化。
(2)正极电源侧导体10p以及负极电源侧导体10n分别具有向离开基座部22a的一面的方向延伸、连接正负极侧第一导体部11p、11n和正负极侧第二导体部12p、12n的正极侧中间部41p以及负极侧中间部41n，正极侧中间部41p和负极侧中间部41n彼此的主面平行地相对配置。因此，正极电源侧导体10p、10n的电感通过由流过正负极侧第二导体部12p、12及正负极侧中间部41p、41n的同相双向电流引起的磁通的抵消而降低。由此，能够提高噪声滤波器电路部20的滤波功能。
(3)正极电源侧导体10p的正极侧第二导体部12p具有与正极侧中间部41p连接的正极侧突出部42p，负极电源侧导体10n的负极侧第二导体部12n具有与负极侧中间部41n连接的负极侧突出部42n。正极侧突出部42p和负极侧突出部42n彼此的主面平行地相对配置，正极侧突出部42p以及负极侧突出部42n与X电容器31和正负极侧Y电容器32p、32n的至少一方连接。因此，正负极电源侧导体10p、10n的电感通过由同相双向电流引起的磁通的抵消而降低。由此，能够提高噪声滤波器电路部20的滤波功能。因此，正负极电源侧导体10p、10n的电感通过由流过正负极侧第二导体部12p、12以及正负极侧突出部42p、42的同相双向电流引起的磁通的抵消而降低。由此，能够提高噪声滤波器电路部20的滤波功能。
(4)正极侧突出部42p配置在正极侧中间部41p的芯构件21的相反侧，负极侧突出部42n配置在负极侧中间部41n的芯构件21的相反侧。由于在第二导体部12和第一导体部11之间形成有作为冷却路径的中间部41，所以在第二导体部12中产生的热在中间部41和绝缘构件27中进行热传递，由壳体7冷却。因此，传递到正负极侧第二导体部12p、12n的、配置在中间部41的与芯构件21相反的一侧的正负极侧突出部42p、42n的热量降低。因此，根据本实施方式，能够降低从第二导体部12经由正负极侧突出部42p、42n流入耐热弱的X电容器31和正负极侧Y电容器32p、32n的热量。
(5)具有第一导体图案部38a的第二分支图案部38a2和第二导体图案部38b的第二分支图案部38b2，其中，第一导体图案部38a具有与正极电源侧导体10p连接的正极侧导体连接部以及与正极侧Y电容器32p连接的正极侧Y电容器连接部，第二导体图案部38b具有与负极电源侧导体10n连接的负极侧导体连接部以及与负极侧Y电容器32n连接的负极侧Y电容器连接部，从正极侧中间部41p到第一导体图案部的第二分支图案部38a2的正极侧Y电容器连接部的布线长度和从负极侧中间部41n到第二导体图案部的第二分支图案部38b2的负极侧Y电容器连接部的布线长度相同。因此，能够提高噪声滤波器的功能。
(6)树脂构件22具备覆盖正极电源侧导体10p及负极电源侧导体10n各自的正负极侧第一导体部11p、11n的基座部22a、以及覆盖芯构件21的芯构件安装部22c，基座部22a和芯构件安装部22c一体地形成。因此，提高了安装在树脂构件22上的芯构件21的耐振动性。
(7)树脂构件22还具有覆盖正极侧中间部41p和负极侧中间部41n的导体固定部22b，基座部22a、芯构件安装部22c和导体固定部22b一体地形成。因此，提高了安装在树脂构件22上的芯构件21的耐振动性。
(8)树脂构件22还具有元件收纳部22d，该元件收纳部22d隔着空间设置在基座部22a上。因此，基座部22a和元件收纳部22d之间的热阻变大，能够保护收纳在元件收纳部22d内的耐热弱的X电容器31、正负极侧Y电容器32p、32n。
(变形例1)
图14是表示图4所示的噪声滤波器组装体20A的变形例的立体图。
图14所示的噪声滤波器组装体20B的树脂构件22A与图4所示的树脂构件22不同，其他相同。
树脂构件22A一体地成型有基座部22a1、导体固定部22b1及芯构件安装部22c1。树脂构件22A不具有与构成树脂构件22的元件收纳部22d对应的部分。另外，在树脂构件22A的导体固定部22b1上没有形成安装端子板33p、33n的安装部。树脂构件22A是图4所示的树脂构件22的变形例的一例，除此之外还可以进行各种变形。另外，在上述实施方式中，例示了将噪声滤波器组装体20A、20B作为正负极电源侧导体10p、10n嵌入成型至树脂构件22中的结构。但是，噪声滤波器组装体20A、20B也可以采用使用紧固构件或粘接剂将正负极电源侧导体10p、10n安装在树脂构件22上的结构。
(变形例2)
图15是表示图8所示的电源侧导体10的变形例的立体图。作为变形例所示的正负极电源侧导体10p、10n具有正负极侧突出部42pa、42na与正负极侧中间部41pa、41na分离地形成的结构。正负极侧中间部41pa、41na分别连接正负极侧第一导体部11p、11n和正负极侧第二导体部12p、12n。正负极侧中间部41pa、41na分别与图8所示的结构相同，沿离开壳体7的底部7a的上表面7a1的方向即z方向延伸。正负极侧突出部42pa、42na在与正负极侧中间部41pa、41na沿x方向分离的位置上，接近彼此的主面而平行地相对配置。
即，正负极侧突出部42pa、42na分别与正负极侧中间部41pa、41na分离，并热绝缘。正负极侧突出部42pa、42na分别通过与正负极侧突出部42pa、42na的根部侧连接的正负极侧第一导体部11p、11n与正负极侧中间部41pa、41na连接。在正负极侧突出部42pa、42na的z方向上部，形成有与X电容器31、正负极侧Y电容器32p、32n连接的端子15p、15n。
图16是用于说明图15所示的噪声滤波器组装体中的向X电容器、Y电容器的热的流入的图。如上所述，正负极侧突出部42pa、42na与正负极侧中间部41pa、41na分离，并热绝缘。因此，正负极侧中间部41pa、41na中的发热Qbus2传递到正负极侧第一导体部11p、11n。即，正负极侧中间部41pa、41na中的发热Qbus2不直接传递到正负极侧突出部42pa、42na。正负极侧第一导体部11p、11n隔着绝缘构件27与壳体7接触，正负极侧第一导体部11p、11n中的发热Qbus1及正负极侧中间部41pa、41na中的发热Qbus2被壳体7及设置于壳体7上的冷却路径8中流动的制冷剂冷却。因此，经由正负极侧第一导体部11p、11n传递到正负极侧突出部42pa、42na的热量得以降低。因此，能够减少经由端子15p、15n向X电容器31、正负极侧Y电容器32p、32n的热的流入。
变形例2中的电源侧导体10的其他结构与图8所示的结构相同。因此，在变形例2中，也能够实现滤波器功能的提高和冷却功能的提高。特别是，在变形例2中，由于是具有端子15p、15n的正负极侧突出部42pa、42na与正负极侧中间部41pa、41na的传热路径大的结构，所以能够有效地降低向X电容器31、正负极侧Y电容器32p、32n的热流入。另外，如图8等所示，在正负极侧中间部41p、41n与正负极侧中间部41p、41n的电流路径小的结构中，能够有效地提高滤波功能。根据上述实施方式，能够从对电容器元件的热保护和滤波功能的提高这两方面出发，将正负极侧突出部42pa、42na与正负极侧中间部41pa、41na的传热路径的长度以及电流路径的长度设定为最佳的长度。
另外，在上述实施方式中，例示了将噪声滤波器组装体20A、20B安装在壳体7的底部7a上的结构。但是，也可以将噪声滤波器组装体20A、20B安装在壳体7的周侧面或形成在壳体7上的凸缘等上。另外，也可以不是收纳在壳体内的结构，而采用安装在板状的基座构件上的结构。作为冷却噪声滤波器组装体20A、20B的冷却结构，采用了设置供冷却水等制冷剂流动的冷却路径8的结构，但也可以采用不设置冷却路径8而是在壳体或基座构件的外表面设置散热片等散热用部的结构。
在上述实施方式中，例示了将X电容器31和正负极侧Y电容器32p、32n收纳在具有外周侧壁的元件收纳部22d内的结构。但是，也可以将设置在树脂构件22中的元件收纳部22d设为不具有外周侧壁的平板形状的支承部。
以上说明了各种实施方式及变形例，但本发明并不限定于这些内容。在本发明的技术思想的范围内考虑的其他方式也包含在本发明的范围内。
符号的说明
1 电力转换装置
5 电容器电路部
5A 电容器模块
6 直流电源端子
7 壳体
7a 底部(基座)
7a1 上表面(一面)
10 电源侧导体
10p 正极电源侧导体(正极侧导体)
10n 负极电源侧导体(负极侧导体)
11 第一导体部
11p 正极侧第一导体部
11pa 主面
11pb 侧面
11n 负极侧第一导体部
11na 主面
11nb 侧面
12 第二导体部
12p 正极侧第二导体部
12pa 主面
12pb 侧面
12n 负极侧第二导体部
12na 主面
12nb 侧面
15p、15n 端子
20 噪声滤波器电路部
20A、20B 噪声滤波器组装体
21 芯构件
22、22A 树脂构件
22a 基座部
22a1 基座部的一部分(绝缘构件的一部分)
22b、22b1 导体固定部
22c、22c1 芯构件安装部
22d 元件收纳部
22e 空间部(空间)
25 导体及树脂单元
26 绝缘片(绝缘构件的一部分)
27 绝缘构件
31 X电容器
32p 正极侧Y电容器
32n 负极侧Y电容器
34 接地端子
35 电路基板
38 导体图案
38a 第一导体图案部
38a1 第一分支图案部
38a2 第二分支图案部(第一导体图案)
38b 第二导体图案部
38b1 第一分支图案部
38b2 第二分支图案部(第二导体图案)
41 中间部
41p、41pa 正极侧中间部
41n、41na 负极侧中间部
42 突出部
42p、42pa 正极侧突出部
42n、42na 负极侧突出部。

Claims (10)

1.一种电力转换装置，其特征在于，具备：
直流电源端子，其被供给直流电；
电容器电路部，其使所述直流电平滑化，并且将该平滑化后的直流电供给到电力转换电路部；
电源侧导体，其连接所述直流电源端子和所述电容器电路部；
芯构件，其包围所述电源侧导体的一部分；以及
基座，其收纳所述电源侧导体以及所述芯构件，
所述电源侧导体具有正极侧导体和负极侧导体，
所述正极侧导体以及所述负极侧导体分别具有由侧面和面积比该侧面大的主面构成的第一导体部和第二导体部，
所述正极侧导体以及所述负极侧导体各自的所述第一导体部隔着绝缘构件配置在所述基座的一面上，
所述正极侧导体以及所述负极侧导体各自的所述第二导体部在彼此的所述主面相对的状态下贯通所述芯构件，
所述正极侧导体以及所述负极侧导体各自的所述第一导体部的与所述绝缘构件接触的部分的、与电流流过的方向正交的方向的宽度形成为比所述正极侧导体以及所述负极侧导体各自的所述第二导体部的配置在所述芯构件内的部分的、与电流流过的方向正交的方向的宽度大。
2.根据权利要求1所述的电力转换装置，其特征在于，
所述第二导体部的所述主面沿从所述基座的所述一面离开的方向延伸。
3.根据权利要求1所述的电力转换装置，其特征在于，
所述正极侧导体以及所述负极侧导体分别具有沿离开所述基座的所述一面的方向延伸、连接所述第一导体部和所述第二导体部的正极侧中间部和负极侧中间部，
所述正极侧中间部和所述负极侧中间部彼此的主面平行地相对配置。
4.根据权利要求3所述的电力转换装置，其特征在于，
还具有与所述正极侧导体和所述负极侧导体连接的X电容器、以及与所述正极侧导体或所述负极侧导体连接且接地的Y电容器中的至少一方，
所述正极侧导体的所述第二导体部具有与所述正极侧中间部连接的正极侧突出部，
所述负极侧导体的所述第二导体部具有与所述负极侧中间部连接的负极侧突出部，
所述正极侧突出部和所述负极侧突出部彼此的主面平行地相对配置，
所述正极侧突出部以及所述负极侧突出部与所述X电容器以及所述Y电容器中的至少一方连接。
5.根据权利要求4所述的电力转换装置，其特征在于，
所述正极侧突出部配置在所述正极侧中间部的所述芯构件的相反侧，
所述负极侧突出部配置在所述负极侧中间部的所述芯构件的相反侧。
6.根据权利要求3所述的电力转换装置，其特征在于，
还具有与所述正极侧导体和所述负极侧导体连接的X电容器、以及与所述正极侧导体或所述负极侧导体连接且接地的Y电容器中的至少一方，
所述正极侧导体以及所述负极侧导体分别具有与所述第一导体部连接的正极侧突出部和负极侧突出部，
所述正极侧突出部和所述负极侧突出部彼此的主面平行地相对配置，与所述X电容器和所述Y电容器中的至少一方连接。
7.根据权利要求3所述的电力转换装置，其特征在于，还具备：
正极侧Y电容器，其与所述正极侧导体连接，且接地；
负极侧Y电容器，其与所述负极侧导体连接，且接地；
第一导体图案，其具有与所述正极侧导体连接的正极侧导体连接部以及与所述正极侧Y电容器连接的正极侧Y电容器连接部；以及
第二导体图案，其具有与所述负极侧导体连接的负极侧导体连接部以及与所述负极侧Y电容器连接的负极侧Y电容器连接部，
从所述正极侧中间部到所述第一导体图案的所述正极侧Y电容器连接部的布线长度与从所述负极侧中间部到所述第二导体图案的所述负极侧Y电容器连接部的布线长度相同。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的电力转换装置，其特征在于，
还具备保持所述正极侧导体和所述负极侧导体的树脂构件，
所述树脂构件具备：第一树脂部，其覆盖所述正极侧导体和所述负极侧导体各自的所述第一导体部；以及第二树脂部，其覆盖所述芯构件，
所述第一树脂部和所述第二树脂部一体地形成。
9.根据权利要求3所述的电力转换装置，其特征在于，
还具备保持所述正极侧导体和所述负极侧导体的树脂构件，
所述树脂构件具备：第一树脂部，其覆盖所述正极侧导体和所述负极侧导体的所述第一导体部；第二树脂部，其覆盖所述芯构件；以及第三树脂部，其覆盖所述正极侧中间部和所述负极侧中间部，
所述第一树脂部、所述第二树脂部以及所述第三树脂部一体地形成。
10.根据权利要求8所述的电力转换装置，其特征在于，
所述树脂构件具有电容器元件支承部，
所述电容器元件支承部隔着空间设置在所述第一树脂部上。
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