CN111497618A - 保护电路单元以及车辆用电源装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供能够使控制基板低成本且小型化的保护电路单元及车辆用电源装置。保护电路单元(1)具备：通电模块(10)，其配置在车辆的高电压电池(2)与从高电压电池接受电力供给的高电压负载(3)之间的电路(4)上并对电路进行开闭；及控制基板(20)，其与通电模块分别地构成并与通电模块电连接，且基于在电路(4)中流动的导通电流来控制电路的开闭。通电模块具有：半导体开关(Q1、Q2)，两者对电路进行开闭；汇流条(12)，隔着半导体开关地，一个汇流条与高电压电池侧连接，另一个汇流条与高电压负载侧连接；及控制端子(13)，其将半导体开关与控制基板连接。控制基板具有与多种通电模块的控制端子对应的连接部(21)。

Description

保护电路单元以及车辆用电源装置
技术领域
本发明涉及保护电路单元以及车辆用电源装置。
背景技术
电动车(EV)、插电式混合动力车(PHEV)等车辆中有的具有如下的车辆用电源装置，其配置在从高电压电池向发动机等负载供给电力的电路上，具有目的在于保护该负载、构成电路的电线的电流切断功能。车辆用电源装置例如具有使电路开闭的半导体继电器、驱动该半导体继电器的驱动电路，它们被安装在控制基板。因此，从高电压电池流向负载的电流在控制基板上的电路中流动，但是在电流増加的情况下，需要增加控制基板上的布线图案的面积、铜箔的厚度。于是提出一种电子电路体，其中，将对金属板进行冲压加工而形成的汇流条作为控制基板的电路而安装在控制基板，并使来自高电压电池的电流在该汇流条中流动(例如参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2016-12591号公报
发明内容
发明欲解决的技术问题
然而，在上述现有技术中，由于需要用于在控制基板上安装汇流条的空间，因此控制基板有时不易小型化。此外，如果根据搭载于车辆的高电压电池、负载的规格改变而改变在控制基板的电路中流动的电流，则必须重新设计汇流条、安装有该汇流条的基板，从而在成本方面尚存改进的余地。
本发明的目的在于提供能够使控制基板低成本且小型化的保护电路单元以及车辆用电源装置。
用于解决问题的技术手段
为了实现上述目的，本发明涉及的保护电路单元的特征在于，具备：至少1个通电模块，所述通电模块被配置在车辆的电源与从所述电源接受电力供给的负载之间的电路上并且对所述电路进行开闭；以及控制基板，所述控制基板与所述通电模块分体地构成并且与所述通电模块电连接，所述控制基板根据在所述电路中流动的导通电流来控制所述电路的开闭，所述通电模块具有：至少1个半导体开关，所述半导体开关对所述电路进行开闭；汇流条，隔着所述半导体开关而将一个所述汇流条与所述电源侧连接，将另一个所述汇流条与所述负载侧连接；以及控制端子，所述控制端子将所述半导体开关和所述控制基板连接，所述控制基板具有与多种所述通电模块的控制端子对应的连接部。
为了实现上述目的，本发明涉及的车辆用电源装置的特征在于，具备：权利要求1所述的保护电路单元；以及箱体，容纳构成所述保护电路单元的通电模块和控制基板，所述箱体具有与外部连通的开口，在所述通电模块安装在所述控制基板的状态下，所述通电模块在所述控制基板的与安装面相反侧具有散热面，所述散热面与所述开口对置。
发明效果
根据本发明涉及的保护电路单元和车辆用电源装置，实现能够使控制基板低成本且小型化这样的效果。
附图说明
图1是示出第1实施方式涉及的保护电路单元的概略结构的分解立体图。
图2是示出第1实施方式涉及的保护电路单元的概略结构的电路图。
图3是示出第1实施方式中的通电模块的概略结构的立体图。
图4是示出第2实施方式涉及的车辆用电源装置的概略结构的分解立体图。
图5是示出第2实施方式涉及的车辆用电源装置的概略结构的电路图。
图6是示出第1和第2实施方式的变形例中的通电模块的概略结构的立体图。
符号说明
1：保护电路单元
2：高电压电池
3：高电压负载
4、5：电路
7、16：箱体
9a：开口
10、10A、10B、10C：通电模块
12、12A、12B、12C、32A、32B：汇流条
13：控制端子
14：树脂模制部件
14a、16a：散热面
20、20A：控制基板
21：连接部
22：驱动部
23：控制部
26：电流传感器
30：厚铜基板
100：车辆用电源装置
Q1、Q2：半导体开关
具体实施方式
以下，参照附图详细说明本发明的实施方式涉及的保护电路单元和车辆用电源装置。此外，本发明不被下述的实施方式限定。另外，下述实施方式的结构要素中包含本领域技术人员容易想到的要素或者实质相同的要素。另外，以下记载的结构能够适当组合。
[第1实施方式]
参照图1～图3说明本发明的第1实施方式涉及的保护电路单元。图1是示出第1实施方式涉及的保护电路单元的概略结构的分解立体图。图2是示出第1实施方式涉及的保护电路单元的概略结构的电路图。图3是示出第1实施方式中的通电模块的概略结构的立体图。此外，图1表示将通电模块安装在控制基板前的状态。图3中用虚线表示通电模块中的树脂模制部件。
保护电路单元1搭载于例如电动车(EV)、混合动力车(HEV)、插电式混合动力车(PHEV)等车辆。如图2所示，保护电路单元1配置在上述车辆的高电压电池2与从高电压电池2接受电力供给的高电压负载3之间的电路4上，基于电路4的导通电流进行该电路4的开闭。此处，电路4的“通”、“断”是指电路4的“导通”、“切断”。另外，在以下的说明中，将电连接简称为“连接”，将电切断简称为“切断”。本实施方式的保护电路单元1例如在流过电路4的导通电流值超过阈值的情况下，将该电路4切断。该阈值是用于对保护电路单元1内的半导体开关Q1、Q2、高电压电池2、高电压负载3、构成电路4的电线等进行保护而设定的导通电流值的上限值。如图1和图2所示，保护电路单元1主要具备通电模块10以及控制基板20。
此处，高电压电池2为用于驱动搭载于车辆的高电压负载3的高电压电源。高电压电池2例如具有高于12V(或24V)的电压，并且输出直流电力。高电压电池2例如是多个电池单元连接成的电池组。高电压电池2中，正极侧与保护电路单元1的输入端子连接，负极侧接地。高电压电池2例如根据车辆的车种而有时规格不同。此外，高电压电池2只要能够供给直流电力则不限于电池组，可以为任意方式。
高电压负载3利用从高电压电池2供给的直流电力而驱动，例如为搭载于车辆的驱动发动机等。高电压负载3中，正极侧与保护电路单元1的输出端子连接，负极侧接地。高电压负载3例如根据车辆的车种而有时规格不同。
通电模块10配置在高电压电池2与从高电压电池2接受电力供给的高电压负载3之间的电路4上，并且对该电路4进行开闭。如图3所示，通电模块10具有：半导体开关Q1、Q2、汇流条12A、12B、12C、控制端子13以及树脂模制部件14。通电模块10被构成为能够与控制基板20分别地更换，可根据电路4的导通电流值而准备多种。例如，通电模块10中，根据电路4的导通电流值，汇流条12A～12C、半导体开关Q1、Q2等的规格有时不同。
半导体开关Q1、Q2配置在电路4上，对电路4进行开闭。各半导体开关Q1、Q2例如由作为场效应晶体管之一的电力用MOS-FET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-EffectTransistor；金属氧化物半导体场效应晶体管)构成。如图2所示，半导体开关Q1、Q2以与寄生二极管的正向相反的方式串联连接在电路4中，对电路4进行开闭。半导体开关Q1例如为N沟道MOS-FET。半导体开关Q2例如为N沟道MOS-FET。在半导体开关Q1、Q2均为截止状态时，通电模块10切断高电压电池2与高电压负载3之间的电力的流动。如图3所示，本实施方式的半导体开关Q1、Q2以裸芯片的状态成形，配置在供导通电流流动的引线框架(例如汇流条12)上。
如图2所示，汇流条12A(12)、12B(12)、12C(12)中，隔着半导体开关Q1、Q2，一方与高电压电池2侧连接，另一方与高电压负载3侧连接。各汇流条12A～12C是构成电路4的一部分的导电部件，例如由铜合金等金属材料构成。各汇流条12A、12B构成输入侧端子或输出侧端子。例如，在汇流条12A构成输入侧端子且汇流条12B构成输出侧端子的情况下，汇流条12A经由电路4与高电压电池2连接，汇流条12B经由电路4与高电压负载3连接。如图3所示，汇流条12A和汇流条12B经由半导体开关Q1、汇流条12C以及半导体开关Q2而连接，并且形成有用于保护半导体开关Q1、Q2的树脂模制部件14。半导体开关Q1与汇流条12A的延伸方向的一个端部连接，并且经由多条键合线15与汇流条12C连接。半导体开关Q2与汇流条12B的延伸方向的另一端部连接，并且经由多条键合线15与汇流条12C连接。汇流条12A经由键合线17与控制端子13连接。汇流条12B经由键合线17与控制端子13连接。汇流条12C经由键合线17与控制端子13连接。半导体开关Q1、Q2经由键合线17与控制端子13连接。
控制端子13与半导体开关Q1、Q2连接，是供用于控制它们的信号从外部供给的部分。本实施方式的控制端子13作为将半导体开关Q1、Q2与控制基板20连接的连接端子而发挥功能。控制端子13例如具有对多种通电模块10共通的5个引脚端子。5个引脚端子例如由具有导电性的金属部件形成，并且等间距地配置。各引脚在与汇流条12的延伸方向正交的方向上延伸并从树脂模制部件14突出，在通电模块10已安装在控制基板20的状态下，朝向控制基板20弯曲而形成。控制端子13例如通过焊接而被安装在控制基板20的与安装面20a相反侧的面上，与控制基板20上的控制电路电连接。
树脂模制部件14例如利用具有绝缘性和导热性的合成树脂以覆盖半导体开关Q1、Q2的方式被成形。如图3所示，树脂模制部件14将半导体开关Q1、Q2和键合线15的全部、控制端子13和汇流条12的一部分容纳在内。树脂模制部件14将半导体开关Q1、Q2、汇流条12、控制端子13以及键合线15一体成形。树脂模制部件14具有通电模块10的散热面14a。散热面14a例如构成为作为通电模块10的散热用而露出到外部，但不限定于此。例如，散热面14a可以是安装有散热部件(散热片)的部分，也可以是安装在容纳通电模块10的箱体的部分。在通电模块10已安装在控制基板20的状态下，该通电模块10在与控制基板20的安装面20a相反的相反侧具有散热面14a。
控制基板20与通电模块10分别地构成，并且与通电模块10电连接，基于在电路4中流动的导通电流来控制电路的开闭。控制基板20构成以微机为主体的控制电路。控制基板20在安装面20a安装有多个电子元件25，在与安装面20a相反的相反侧安装有通电模块10。控制基板20与车辆内的未图示的ECU(Electric Control Unit；电子控制单元)等电连接，在该控制基板与该ECU之间进行信号的交换。本实施方式的控制基板20具有连接部21、驱动部22以及控制部23。
连接部21是与多种通电模块10的控制端子13对应的连接部，将通电模块10和控制基板20连接。例如，连接部21与具有等间距配置的多个引脚端子的控制端子13对应地，在控制基板20上具有与多个该引脚端子相同间距地设置的多个通孔20b。连接部21例如与多种通电模块10的控制端子13所共通的5个引脚端子配合地具有5个通孔20b。在这些通孔20b软钎焊有通电模块10的控制端子13。
驱动部22是驱动半导体开关Q1、Q2的驱动电路。驱动部22根据来自控制部23的控制信号而向与连接部21连接的半导体开关Q1、Q2输出驱动信号。半导体开关Q1、Q2均可根据驱动信号而成为导通状态，将高电压电池2与高电压负载3之间连接。
控制部23向驱动部22输出对通电模块10的驱动进行控制的控制信号。控制信号例如实现由半导体开关Q1、Q2进行的电路4的导通、切断。控制部23可以是根据从外部的ECU等输入的信号向驱动部22输出控制信号的结构。
接着，说明本实施方式涉及的保护电路单元1的导通切断动作的一例。控制部23识别半导体开关Q1、Q2的开闭状态，判定电路4是否在导通。控制部23在电路4导通的状态下，获取由电流传感器(未图示)检测出的导通电流值。控制部23判定导通电流值是否超过了阈值，在超过的情况下，向驱动部22输出控制信号。驱动部22根据从控制部23接收到的控制信号来停止向半导体开关Q1、Q2输出驱动信号，使半导体开关Q1、Q2均成为截止状态，电路4被切断。
如以上说明所示，本实施方式涉及的保护电路单元1具备：通电模块10，该通电模块10配置在车辆的高电压电池2与从高电压电池2接受电力供给的高电压负载3之间的电路4上并且对电路4进行开闭；以及控制基板20，该控制基板20被与通电模块10分别地构成并且与通电模块10电连接，并且该控制基板20根据在电路4中流动的导通电流来控制电路4的开闭。通电模块10具有：半导体开关Q1、Q2，两者对电路4进行开闭；汇流条12，隔着半导体开关Q1、Q2地，一个汇流条12与高电压电池2侧连接，另一个汇流条12与高电压负载3侧连接；以及控制端子13，其将半导体开关Q1、Q2与控制基板20连接。控制基板20具有与多种通电模块10的控制端子13对应的连接部21。
根据上述结构，从高电压电池2向高电压负载3流动的高电压的导通电流不会流过控制基板20，不需要用于将汇流条12安装在控制基板上的空间，因此能够易于使控制基板20小型化。另外，由于不会在控制基板20中流过高电压的导通电流，因此不需要对控制基板20使用昂贵的厚铜基板、金属芯基板，因此能够低成本地制造控制基板20。另外，例如在根据车种不同而使在电路4中流动的导通电流不同的情况下，能够在不改变控制基板20的前提下，仅通过改变通电模块10来适配多种车种。
[第2实施方式]
接着，参照图4、图5说明本发明的第2实施方式涉及的车辆用电源装置。图4是示出第2实施方式涉及的车辆用电源装置的概略结构的分解立体图。图5是示出第2实施方式涉及的车辆用电源装置的概略结构的电路图。
第2实施方式涉及的车辆用电源装置100与上述第1实施方式涉及的保护电路单元1的不同之处在于：对于1个控制基板20A，电连接有2个通电模块10A、10B。此外，在以下说明中，对与上述第1实施方式共通的结构标注同一附图标记，并省略其说明。
车辆用电源装置100与上述的保护电路单元1同样地，搭载于电动车(EV)、混合动力车(HEV)、插电式混合动力车(PHEV)等车辆。如图5所示，车辆用电源装置100配置在上述车辆的高电压电池2与从高电压电池2接受电力供给的高电压负载3之间的电路4、5上，进行各电路4、5的开闭。在流过电路4、5的导通电流值超过阈值的情况下，车辆用电源装置100切断该电路4、5，以保护该车辆用电源装置100内的半导体开关Q1、Q2、高电压电池2、高电压负载3、构成各电路4、5的电线等。如图4所示，车辆用电源装置100具有：保护电路单元1；以及箱体7，所述箱体7容纳构成保护电路单元1的通电模块10A、10B和控制基板20A。
通电模块10A配置在高电压电池2与从高电压电池2接受电力供给的高电压负载3之间的正极侧的电路4上，并且对该电路4进行开闭。通电模块10B配置在高电压电池2与从高电压电池2接受电力供给的高电压负载3之间的负极侧的电路5上，并且对该电路5进行开闭。如图5所示，各通电模块10A、10B具有半导体开关Q1、Q2、汇流条12、多个控制端子13以及箱体16。各通电模块10A、10B被构成为与控制基板20A分体且能够更换，可根据电路4、5的导通电流值而准备多种通电模块。例如，各通电模块10A、10B中，根据电路4、5的导通电流值，汇流条12A、12B、半导体开关Q1、Q2等的规格有时不同。
箱体16例如由具有绝缘性和导热性的合成树脂成形，如图4所示，容纳半导体开关Q1、Q2和键合线15的全部、控制端子13和汇流条12的一部分。箱体16具有各通电模块10A、10B的散热面16a。散热面16a例如构成为作为通电模块10的散热用而露出到箱体7的外部，但不限定于此。例如，散热面16a可以是安装有散热部件的部分，也可以是安装在箱体7的部分。在各通电模块10A、10B已安装在控制基板20A的状态下，各通电模块10A、10B在与控制基板20A的安装面20a相反的相反侧具有散热面16a。
控制基板20A与各通电模块10A、10B分体地构成，并与各通电模块10A、10B电连接，根据在电路4、5流动的导通电流来控制电路4、5的开闭。控制基板20A构成以微机为主体的控制电路。控制基板20A在与安装面20a相反的相反侧安装各通电模块10A、10B。控制基板20A与车辆内的未图示的ECU(Electric Control Unit；电子控制单元)等电连接，在与该ECU之间进行信号交换。本实施方式的控制基板20A具有连接部21、2个驱动部22A、22B、控制部23、电源控制部24以及电流传感器26。
本实施方式的控制部23向各驱动部22A、22B输出对通电模块10A、10B的驱动进行控制的控制信号。控制信号例如实现由半导体开关Q1、Q2进行的电路4、5的导通、切断。控制部23可以是基于从外部的ECU等输入的信号向驱动部22A、22B输出控制信号的结构。
电源控制部24与车辆内的12V电池6连接，将从12V电池6得到的直流电压转换成各部的驱动电压，并向控制部23、驱动部22A、22B施加。
电流传感器26是检测电路4(或电路5)的导通电流的检测部。电流传感器26与控制部23连接，利用该电流传感器26检测出的检测值被输入到控制部23。
如图4所示，箱体7由上盖体8和下盖体9构成。上盖体8和下盖体9由具有绝缘性的合成树脂等形成。下盖体9具有与外部连通的2个开口9a。通电模块10A、10B中，在通电模块10A、10B已安装在控制基板20A的状态下，各箱体16的散热面16a与开口9a对置。
接着，说明本实施方式涉及的车辆用电源装置100的导通切断动作的一例。控制部23利用电流传感器26判定电路4是否在导通。在电路4导通的状态下，控制部23获取由电流传感器26检测出的导通电流值。控制部23判定导通电流值是否超过了阈值，在超过的情况下，向驱动部22A输出控制信号。驱动部22A根据从控制部23接收到的控制信号停止向通电模块10A的半导体开关Q1、Q2输出驱动信号，使半导体开关Q1、Q2均成为截止状态，电路4被切断。
如以上说明所示，本实施方式涉及的车辆用电源装置100具备：保护电路单元1；以及箱体7，该箱体7容纳构成保护电路单元1的通电模块10A、10B和控制基板20A。箱体7具有与外部连通的开口9a。在该通电模块10A、10B已安装在控制基板20A的状态下，通电模块10A、10B在与控制基板20A的安装面20a相反的相反侧具有散热面16a。散热面16a与箱体7的开口9a对置。
根据上述结构，能够得到与上述第1实施方式同样的效果，并且能够通过使导通时温度变高的通电模块10A、10B的散热面16a露出到箱体7的外部而暴露在外部空气中，从而使散热效果提高。另外，能够利用1个控制基板20A来对应多个通电模块10A、10B，从而能够实现基于元件数量削减的低成本化。另外，例如在根据车种不同而在各电路4、5中流动的导通电流不同的情况下，能够在不改变控制基板20A、通电模块10A、10B的前提下，仅通过改变安装在散热面16a的散热部件来适配多种车种。
在第1和第2实施方式中，利用树脂模制部件14、箱体16来成形通电模块10、10A、10B，但并不限定于此。图6是示出第1和第2实施方式的变形例中的通电模块的概略结构的立体图。本实施方式的变形例中的通电模块10C与上述第1和第2所示方式的不同之处在于：由在内层具有一对汇流条32A、32B的厚铜基板30构成。
厚铜基板30具有安装面30a，在安装面30a安装有一对半导体开关Q1、Q2、2个连接器27以及控制端子13。厚铜基板30在内层具有一对汇流条32A、32B。半导体开关Q1、Q2例如分别独立地元件化，并软钎焊于安装面30a。2个连接器27中的一个与汇流条32A连接，另一个与汇流条32B连接。2个连接器27分别是输入端子或输出端子，一个与高电压电池2连接，另一个与高电压负载3连接。通过使输入端子和输出端子与汇流条非一体化，从而即使改变厚铜基板30的规格也能够容易地进行适配。此外，通过使输入端子和输出端子连接器化，从而能够使通电模块10C在组装时的作业性提高。
一对汇流条32A、32B经由安装在厚铜基板30的安装面30a的半导体开关Q1、Q2而被连接。一对汇流条32A、32B由于在厚铜基板30中设置在内层，因此能够使通电模块自身减小。
在上述第1和第2实施方式中，半导体开关Q1、Q2由电力用MOS-FET构成，但不限定于此，例如也可以由晶体管、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor；绝缘栅双极型晶体管)等构成。
另外，在上述第1和第2实施方式中，通电模块10、10A、10B具有一对半导体开关Q1、Q2，但不限定于此。例如，如果与一对半导体开关Q1、Q2具有相同功能，则也可以是1个半导体开关。另外，通电模块10、10A、10B也可以是具有1个用于对高电压电池2与高电压负载3之间的电路4、5进行开闭的半导体开关Q1的结构。
此外，在上述第1和第2实施方式中，与多种通电模块10的控制端子13所共通的3个引脚端子一致地，连接部21具有3个通孔20b，但不限定于此。例如，在多种通电模块10中的控制端子13的引脚端子最多为5个的情况下，与5个引脚端子一致地，连接部21也可以构成为至少具有5个通孔20b。另外，连接部21与构成通电模块10的控制端子13的引脚端子一致地，具有多个通孔20b，但不限定于此，也可以是连接器彼此的连接方式。

Claims (2)

1.一种保护电路单元，其特征在于，具备：
至少1个通电模块，所述通电模块被配置在车辆的电源与从所述电源接受电力供给的负载之间的电路上并且对所述电路进行开闭；以及
控制基板，所述控制基板与所述通电模块分体地构成并且与所述通电模块电连接，所述控制基板根据在所述电路中流动的导通电流来控制所述电路的开闭，
所述通电模块具有：
至少1个半导体开关，所述半导体开关对所述电路进行开闭；
汇流条，隔着所述半导体开关而将一个所述汇流条与所述电源侧连接，将另一个所述汇流条与所述负载侧连接；以及
控制端子，所述控制端子将所述半导体开关和所述控制基板连接，
所述控制基板具有与多种所述通电模块的控制端子对应的连接部。
2.一种车辆用电源装置，其特征在于，具备：
权利要求1所述的保护电路单元；以及
箱体，其容纳构成所述保护电路单元的通电模块和控制基板，
所述箱体具有与外部连通的开口，
在所述通电模块安装在所述控制基板的状态下，所述通电模块在所述控制基板的与安装面相反侧具有散热面，
所述散热面与所述开口对置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113286420A (zh) * 2020-10-28 2021-08-20 华为技术有限公司 一种电路承载板、电源分配单元及设备

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0799777A (ja) * 1993-09-28 1995-04-11 Canon Inc 高圧電源回路
JPH10285785A (ja) * 1997-04-04 1998-10-23 Yazaki Corp 車両用電源供給装置
EP1203698A2 (en) * 2000-11-02 2002-05-08 Autonetworks Technologies, Ltd. Electric power distributor for use in motor vehicle
US20110221268A1 (en) * 2008-10-23 2011-09-15 Hitachi, Ltd. Power Converter and In-Car Electrical System
CN102549925A (zh) * 2009-07-23 2012-07-04 日立汽车系统株式会社 半导体元件控制装置、车载用电机系统
CN105917561A (zh) * 2014-01-22 2016-08-31 株式会社自动网络技术研究所 开关基板
CN106458118A (zh) * 2014-05-12 2017-02-22 株式会社自动网络技术研究所 机动车的电源装置
CN108370141A (zh) * 2015-12-16 2018-08-03 株式会社自动网络技术研究所 电气接线盒

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4979909B2 (ja) * 2005-08-19 2012-07-18 株式会社日立製作所 電力変換装置
JP4436843B2 (ja) * 2007-02-07 2010-03-24 株式会社日立製作所 電力変換装置
JP5541134B2 (ja) * 2010-12-13 2014-07-09 株式会社デンソー 電源装置
KR101304733B1 (ko) * 2011-12-26 2013-09-05 주식회사 포스코 방열구조를 가지는 인쇄회로기판 및 이를 포함하는 ｌｅｄ 조명장치
JP6310791B2 (ja) * 2014-06-25 2018-04-11 矢崎総業株式会社 スイッチボックス
JP2016012591A (ja) 2014-06-27 2016-01-21 住友電装株式会社 電子回路体およびその製造方法
DE112015004723T5 (de) * 2014-10-14 2017-07-13 Yazaki Corporation Service-stecker
JP2016220277A (ja) * 2015-05-14 2016-12-22 矢崎総業株式会社 電気接続箱
JP6510316B2 (ja) * 2015-05-14 2019-05-08 矢崎総業株式会社 電気接続箱
JP6412039B2 (ja) * 2016-03-17 2018-10-24 矢崎総業株式会社 電力中継器
JP2018011411A (ja) * 2016-07-13 2018-01-18 株式会社オートネットワーク技術研究所 電力供給制御装置
JP7023586B2 (ja) * 2019-03-15 2022-02-22 矢崎総業株式会社 車両電源装置
JP2021029093A (ja) * 2019-08-13 2021-02-25 矢崎総業株式会社 電源装置
US11522326B2 (en) * 2020-01-29 2022-12-06 Balboa Water Group, Llc Whirlpool bath controller with intelligent load control to reduce power requirements
JP2021164364A (ja) * 2020-04-02 2021-10-11 株式会社ジェイテクト モータ制御装置
JP7419948B2 (ja) * 2020-04-16 2024-01-23 株式会社デンソー 内燃機関の点火装置

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0799777A (ja) * 1993-09-28 1995-04-11 Canon Inc 高圧電源回路
JPH10285785A (ja) * 1997-04-04 1998-10-23 Yazaki Corp 車両用電源供給装置
EP1203698A2 (en) * 2000-11-02 2002-05-08 Autonetworks Technologies, Ltd. Electric power distributor for use in motor vehicle
US20110221268A1 (en) * 2008-10-23 2011-09-15 Hitachi, Ltd. Power Converter and In-Car Electrical System
CN102549925A (zh) * 2009-07-23 2012-07-04 日立汽车系统株式会社 半导体元件控制装置、车载用电机系统
CN105917561A (zh) * 2014-01-22 2016-08-31 株式会社自动网络技术研究所 开关基板
CN106458118A (zh) * 2014-05-12 2017-02-22 株式会社自动网络技术研究所 机动车的电源装置
CN108370141A (zh) * 2015-12-16 2018-08-03 株式会社自动网络技术研究所 电气接线盒

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113286420A (zh) * 2020-10-28 2021-08-20 华为技术有限公司 一种电路承载板、电源分配单元及设备

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