CN112262524B - 功率转换装置 - Google Patents

Abstract

本发明的功率转换装置转换从电源提供的功率。该功率转换装置包括串联连接在用于提供功率的两条线路之间的多个第一电容器、以及连接在多个第一电容器中的两个第一电容器之间的连接点和接地之间的一个以上的第二电容器。

Description

功率转换装置

技术领域

本发明涉及一种用于转换从电源提供的功率的功率转换装置。

背景技术

功率转换装置是用于转换从电源提供的功率并改变各种电学量即电压、电流、频率、相位、相数等的装置。通过使用该功率转换装置，能使用各种电气电子设备。

有时一些功率转换装置使用开关元件来执行功率转换。近年来，这种类型的功率转换装置正在发展高频化。其原因是高频化具有高效率、体积小、重量轻等优点。然而，应对由于高频化而在高频区域产生的噪声也变得不可或缺。例如，伴随着要遵守作为中华人民共和国国家标准的推荐性标准而制定的GB(国家标准)/T184488.1等法规，需要确保高压线路与接地之间的绝缘耐性。

功率转换装置的常模噪声通常通过在线路之间配置电容器来解决。共模噪声通常通过在线路和接地之间配置电容器来解决。在下面的描述中，“线路之间的电容器”被称为“X电容器”，并且“线路与接地之间的电容器”被称为“Y电容器”。然而，X电容器和Y电容器中存在由电极结构等引起的寄生电感。

在高频化的功率转换装置中，该寄生电感不能被忽略。因此，在高频化的功率转换装置中，存在于X电容器中的寄生电感是降低常模噪声的旁路性能的主要原因。此外，在高频化的功率转换装置中，存在于Y电容器中的寄生电感是降低共模噪声的旁路性能的主要原因。

因此，以往会使寄生电感分量减少。作为要减少寄生电感分量的功率转换装置，有在两条信号线路和接地之间分别连接Y电容器，且该Y电容器被配置成使得共模噪声的流动方向相向的装置(例如，参照专利文献1)。如上所述，通过磁耦合两个Y电容器，互感变为负值，每个Y电容器的电感分量减小。因此，能更有效地去除共模噪声。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特许第6075834号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

在共模噪声流过的Y电容器中，如上所述，需要确保线路和接地之间的绝缘耐性。电容器存在额定电压越大，尺寸也越大的趋势。为了使功率转换装置小型化，不希望采用更大尺寸的电容器。因此，在确保信号线路和接地之间的绝缘耐性时，使功率转换装置小型化的观点也很重要。

本发明是为了解决上述问题而完成的，其目的是提供一种功率转换装置，该功率转换装置能确保线路和接地之间的绝缘耐性的同时，进一步小型化。

用于解决技术问题的技术手段

本发明所涉及的功率转换装置以转换从电源提供的功率作为前提,包括：多个第一电容器，该多个第一电容器串联连接在用于提供功率的两条线路之间；一个以上的第二电容器，该一个以上的第二电容器连接在多个第一电容器中的两个第一电容器之间的连接点与接地之间。

发明效果

根据本发明，能确保线路和接地之间的绝缘耐性的同时，使功率转换装置进一步小型化。

附图说明

图1是示出本发明的实施方式1的功率转换装置的电路结构示例的图。

图2是说明在本发明的实施方式1的功率转换装置中使用的各电容器的配置例的图。

图3是示出针对各个开关元件的导通/截止控制例的时序图。

图4是示出本发明的实施方式1的功率转换装置的用于测试线路和接地之间的绝缘耐性的结构例的图。

图5是示出本发明的实施方式2的功率转换装置的电路结构例的图。

图6是说明在本发明的实施方式2的功率转换装置中使用的各电容器的配置例的图。

图7是示出本发明的实施方式3的功率转换装置的电路结构例的图。

图8是示出本发明的实施方式4的功率转换装置的电路结构例的图。

图9是说明在本发明的实施方式4的功率转换装置中使用的各电容器的配置例的图。

图10是说明在本发明的实施方式4的功率转换装置中使用的各电容器的配置的变形例的图。

图11是示出取决于频率的滤波特性的例子的图。

图12是说明宽禁带半导体的导通/截止驱动例的图。

图13是说明将宽禁带半导体用作为开关元件的情况下的频率特性例的图。

图14是示出本发明的实施方式5的功率转换装置的电路结构例的图。

图15是说明在本发明的实施方式5的功率转换装置中使用的各电容器的配置例的图。

图16是示出本发明的实施方式6的功率转换装置的电路结构例的图。

图17是说明在本发明的实施方式6的功率转换装置中使用的各电容器的配置例的图。

图18是示出本发明的实施方式7的功率转换装置的电路结构例的图。

图19是说明在本发明的实施方式7的功率转换装置中使用的各电容器的配置例的图。

图20是示出本发明的实施方式8的功率转换装置的电路结构例的图。

图21是说明在本发明的实施方式8的功率转换装置中使用的各电容器的配置例的图。

具体实施方式

下面将参照附图对本发明的功率转换装置的各实施方式进行说明。

实施方式1

图1是示出本发明的实施方式1的功率转换装置的电路结构例的图。

如图1所示，该功率转换装置1是通过对四个开关元件101至104进行导通/截止控制来转换从电源201提供的功率的逆变器装置。该电源201产生直流电压Vin。

在本实施方式1中，采用MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管)作为开关元件101～104，但是能够采用的开关元件不限于MOSFET。IGBT(绝缘栅双极晶体管)等半导体元件能广泛地用作开关元件。功率转换装置1的种类也不限于逆变器装置。

开关元件101和103各自的漏极连接到电源201的正侧，即P(正)侧，并且开关元件102和104各自的源极连接到电源201的负侧，即N(负)侧。开关元件101的源极连接到开关元件102的漏极，并且开关元件103的源极连接到开关元件104的漏极。由此，串联连接的开关元件101和102以及串联连接的开关元件103和104并联连接在电源201之间。负载202即由功率转换装置1进行供电的电子设备或电气设备连接到开关元件101和103各自的源极。

由未图示出的控制部对各个开关元件101至104进行导通/截止控制。为此，各个开关元件101至104的栅极例如直接连接到控制部。

图3是示出针对各个开关元件的导通/截止控制例的时序图。这里，将参照图3具体说明控制部对各个开关元件101至104进行的导通/截止控制的示例。

在图3中，“Q1”至“Q4”分别表示开关元件101至104。“Vds”表示漏极－源极之间的电压。由此，电压Vds为L(低电平)的期间是通过控制部向栅极施加电压的导通期间。电压Vds为H(高电平)的期间是控制部不向栅极施加电压的截止期间。

因此，在时刻t0，开关元件101和103导通，开关元件102和104截止。此后，在时刻t1，开关元件101和103截止，并且开关元件102和104导通。对开关元件101至104重复进行用于实现这种导通/截止驱动的控制。

返回到图1的说明。电容器11和12串联连接在电源201之间。电容器13的一端连接到两个电容器11和12，另一端连接到接地。该接地是金属壳体等。这里，300是将电容器13连接到接地的连接点，即节点。301是电源201的正侧线路与电容器11之间的连接点，302是电源201的负侧线路与电容器12之间的连接点，303是电容器11、电容器12和电容器13之间的连接点。

电容器11和12主要用于消除线路与线路之间存在的常模噪声。因此，此后，电容器11被标记为“第一X电容器11”，并且电容器12被标记为“第二X电容器12”。电容器13也被标记为“Y电容器13”。

如上所述，开关元件101至104被导通/截止驱动。在切换开关元件101至104的动作的定时，即图3所示的时刻t0和t1，连接点301→开关元件101至104→连接点302的电流路径上存在寄生电感L，从而产生浪涌电压V。浪涌电压V产生共模电流。因此，开关元件101至104的动作的切换是产生共模噪声的一个因素。浪涌电压V由下式表示。

V＝L×di/dt

该共模电流经由第一X电容器11和第二X电容器12流到Y电容器13。这里，为了避免混淆，下面假设在第一X电容器11和第二X电容器12中流动的电流只有共模电流。

假设连接点301至303之间的阻抗为Zcom1，并且连接点303至300之间的阻抗为Zcom3时，第一X电容器11的端子间电压Vcom1，即在连接点301至303之间产生的电压通过下式求出。

Vcom1＝1/2×Vin×Zcom1/(Zcom1+Zcom3)

同样地，假设连接点302至303之间的阻抗为Zcom2，则第二X电容器12的端子间电压Vcom2，即在连接点302至303之间产生的电压通过下式求出。

Vcom2＝1/2×Vin×Zcom2/(Zcom2+Zcom3)

然后，从连接点301流到连接点303的共模电流Icx1用下式表示。

Icx1＝1/2×Vin×Zcom1/(Zcom1+Zcom3)/Zcom1

同样，从连接点302流到连接点303的共模电流Icx2用下式表示。

Icx2＝-1/2×Vin×Zcom2/(Zcom2+Zcom3)/Zcom2

从连接点303流到连接点300的共模电流Icy用下式表示。

Icy＝Icx1+Icx2

因此，连接点303至300之间的电压即Y电容器13的两端电压Vcom3用下式表示。

Vcom3＝Icy×Zcom3＝(Icx1+Icx2)Zcom3

假设连接点301至300之间的电压为Vo，则下式成立。

Vo＝Vcom1+Vcom3

由于第一X电容器11和Y电容器13串联连接在连接点301至300之间，所以电压Vo被分压，并且Y电容器13的两端电压Vcom3变得低于电压Vo。因此，与直接施加电压Vo的现有技术相比，能通过具有较低额定电压的电容器，换言之更小的电容器来确保线路和接地之间的绝缘耐性。通过采用这样的电容器作为Y电容器13，能更容易地实现功率转换装置1的进一步小型化。

图2是说明在本发明的实施方式1的功率转换装置中使用的各电容器的配置例的图。如图2所示，第二X电容器12和Y电容器13配置成彼此相邻，并且使得共模电流的流动方向彼此相差180度或大约180度。因此，由Y电容器13通过共模电流Icy产生的磁通量Φcy起作用以抵消由第二X电容器12产生的磁通量Φcx2，而几乎不影响由第一X电容器11产生的磁通量Φcx1。在图2中，分别用箭头表示各电容器11至13中假设的共模电流Icx1、Icx2和Icy。箭头的方向表示相应的共模电流流动的方向。这在其他图中也同样。

由此，由于第二X电容器12和Y电容器13进行磁耦合，所以互感变为负值，阻抗Zcom2和Zcom3变得更小。由于阻抗Zcom3变得更小，所以Y电容器13的两端电压Vcom3也变得更小。如图2所示，第一X电容器11和第二X电容器12被配置成使得各自中流动的共模电流Icx1和Icx2的方向彼此相差180度或大约180度。

图4是示出本发明的实施方式1的功率转换装置的用于测试线路和接地之间的绝缘耐性的结构例的图。该绝缘耐性测试是为了符合GB/T184488.1等法规而进行的测试。如图4所示，在绝缘耐性测试中，使用施加交流电压Vac的交流电源201b来代替电源201。交流电源201b的一端连接到用于接地的另一连接点300c，另一端连接到连接点301和302。连接点300和连接点300c具有基本相同的电位。

当交流电源201b的频率为fac，第一X电容器11的电容为Cx1，并且第二X电容器12的电容为Cx2时，第一X电容器11和第二X电容器12的合成电容Cx用下式来表示。

Cx＝Cx1+Cx2

当第一X电容器11和第二X电容器12的合成阻抗被定义为Zcx时，该合成阻抗Zcx用下式来表示。

Zcx＝1/(2×π×fac×Cx)

同样地，如果Y电容器13的电容为Cy，则Y电容器13的阻抗Zy用下式来表示。

Zy＝1/(2×π×fac×Cy)

第一X电容器11和第二X电容器12各自的两端电压Vcx用下式来表示。

Vcx＝Vac×Zcx/(Zcx+Zy)

Y电容器13的两端电压Vcy用下式来表示。

Vcy＝Vac×Zcy/(Zcx+Zy)

因此，各个X电容器11、12的两端电压Vcx和Y电容器13的两端电压Vcy由使用各个X电容器11、12的合成电容Cx和Y电容器13的电容Cy计算出的阻抗比来确定。

因此，在本实施方式1中，能通过调节上述阻抗比来控制施加到Y电容器13的两端的电压。因此，能采用确保必要的绝缘耐压并且额定电压更低的电容器，例如较小型的电容器作为Y电容器13。

尽管应用本实施方式1的功率转换装置1是逆变器装置，但是能应用实施方式1的功率转换装置1的种类不限于逆变器装置。也就是说，本实施方式1能应用于各种类型的功率转换装置1。该功率转换装置1可以包括绝缘变压器。

此外，将两个电容器11和12作为X电容器串联连接在线路与线路之间，即连接点301至302之间，但是串联连接的X电容器可以是三个以上。

实施方式2

在上述实施方式1中，如图2所示，第2X电容器12、Y电容器13被配置为相互抵消所产生的磁通量。在以这种方式配置的情况下，即使第一X电容器11和第二X电容器12的静电容量相同，如上所述第二X电容器12的阻抗Zcom2也变得小于第一X电容器11的阻抗Zcom1。

流过Y电容器13的共模电流Icy用下式来表示。

Icy＝Icx1+Icx2＝1/2×Vin×Zcom1/(Zcom1+Zcom3)/Zcom1-1/2×Vin×Zcom2/(Zcom2+Zcom3)/Zcom2

因此，Icy≠0，并且共模电流Icy流过Y电容器13。由于共模电流Icy流过，导致产生共模噪声，并且可能会使噪声性能劣化。因此，本实施方式2进一步抑制共模电流Icy。在此，对于与上述实施方式1相同或相当的部分，直接使用在上述实施方式1中标注的标号，具体说明不同的部分。这同样适用于后述的其他实施方式。

图5是示出本发明的实施方式2的功率转换装置的电路结构例的图，图6是说明在本发明的实施方式2的功率转换装置中使用的各电容器的配置例的图。

如图5及图6所示，在本实施方式2中，与上述实施方式1相同，第1X电容器11、第2X电容器12配置为使得各自假定的共模电流Icx1、Icx2的方向相差180度或约180度。换句话说，Y电容器13被配置成使得共模电流Icy的方向与共模电流Icx1和Icx2的方向绝对值相差90度或大约90度。

通过以这种方式配置各个电容器11至13，由各个电容器11至13产生的磁通量Φcx1、Φcx2、Φcy彼此不干扰或几乎不干扰。因此，每个电容器11至13的阻抗Zcom1至Zcom3也不会因互感而改变或几乎不改变。因此，通过使第一X电容器11和第二X电容器12的静电容量相等，即使在连接点301和302之间的电压变动时，也能避免或抑制共模电流Icy的流动。

通过抑制共模电流Icy的流动，还抑制了共模噪声。因此，与上述实施方式1相比，能够实现更高的噪声性能。如上所述，连接点301和302之间的电压通过各开关元件101至104的导通/截止的切换等而变化。

实施方式3

图7是示出本发明的实施方式3的功率转换装置的电路结构例的图。在本实施方式3中，如图7所示，第一电阻器14和第二电阻器15分别与第一X电容器11和第二X电容器12并联连接。换句话说，第一X电容器11和第一电阻器14并联连接在连接点301和303之间，并且第二X电容器12和第二电阻器15并联连接在连接点303和302之间。

当第一电阻器14的电阻值即阻抗被定义为Rx1并且连接点301和302之间的电压变动的频率即开关频率被定义为f时，连接点301和303之间的阻抗Zcom 13用下式来表示。

Zcom13＝Rx1×Zcom1/(Rx1+Zcom1)

＝Rx1(2π×f×Cx1)/(Rx1+(2π×f×Cx1))

类似地，当第二电阻器15的电阻值即阻抗为Rx2时，连接点302和303之间的阻抗Zcom23用下式来表示。

Zcom23＝Rx2×Zcom2/(Rx2+Zcom2)

＝Rx2(2π×f×Cx2)/(Rx2+(2π×f×Cx2))

连接点301和303之间的电压Vcom1用下式来表示。

Vcom1＝1/2×Vin×Zcom13/(Zcom13+Zcom3)

连接点302和303之间的电压Vcom2用下式来表示。

Vcom2＝1/2×Vin×Zcom23/(Zcom23+Zcom3)

连接点301和303之间流过的共模电流Icx1用下式来表示。

Icx1＝1/2×Vin×Zcom13/(Zcom13+Zcom3)/Zcom13

连接点302和303之间流过的共模电流Icx2用下式来表示。

Icx2＝-1/2×Vin×Zcom23/(Zcom23+Zcom3)/Zcom23

因此，在连接点303和300之间流过的共模电流Icy用下式来表示。

Icy＝Icx1+Icx2＝1/2×Vin×Zcom13/(Zcom13+Zcom3)/Zcom13-1/2×Vin×Zcom23/(Zcom23+Zcom3)/Zcom23

在上述实施方式1中，假设阻抗Zcom1和Zcom2分别仅取决于第一X电容器11和第二X电容器12。在该假设中，阻抗Zcom1和Zcom2根据频率f的局部变化，例如连接点301和302之间的电压的变化而变动。

对此，在本实施方式3中，第一电阻器14和第二电阻器15分别与第一X电容器11和第二X电容器12并联连接。由于上述第一电阻器14和第二电阻器15分别具有作为阻抗的电阻值Rx1和Rx2，与上述实施方式1相比，与频率f的局部变化相对应的阻抗Zcom1和Zcom2的变动比例相对变小。因此，与上述实施方式1相比，能更可靠地抑制共模电流Icy。

另外，与上述实施方式2相同，Y电容器13也可以配置为使得共模电流Icy的方向与分别流过第一X电容器11和第二X电容器12的共模电流的方向绝对值相差90度或约90度。也就是说，Y电容器13可以被配置成使得由共模电流Icy的方向和分别流过第一X电容器11和第二X电容器12的共模电流的方向形成的角度的绝对值为90度或约90度。可以使用多个第一电阻器14和第二电阻器15进行多个串联或多个并联连接。

实施方式4

图8是示出本发明的实施方式4的功率转换装置的电路结构例的图，图9是说明在本发明的实施方式4的功率转换装置中使用的各电容器的配置例的图。

在图8中，Lcy1是例如从连接点303到Y电容器13的电感，包括金属导体和Y电容器13的寄生电感。例如，Lcy2是从Y电容器13到连接点300的金属导体的电感。

在本实施方式4中，如图9所示，作为电感Lcy1和Lcy2的金属导体和Y电容器13被配置成使得流过电感Lcy1的共模电流Icy1和流过电感Lcy2的共模电流Icy2的方向彼此相差180度或大约180度。换句话说，包含存在于连接点303和300之间的Y电容器13和金属导体在内的电流路径被分成两部分的路径来配置，并且实现了假定的共模电流Icy1和Icy2的方向不同的电感Lcy1和Lcy2。因此，分别由共模电流Icy1和Icy2产生的磁通量Φcy1和Φcy2得以相互抵消。结果，由于互感减小了连接点303和300之间的有效电感，从而能进一步改善对共模噪声的滤波效果。

各个电容器11至13安装在未图示出的基板上。该基板是多层基板。在图9中，在面向图9的上下方向上，共模电流Icy1流过的Y电容器13的位置和共模电流Icy2流过的金属导体的位置不同。这表示共模电流Icy2流过的金属导体配置在安装有Y电容器13的面的下层。这在其他图中也同样。

如图10所示，Lcy1可以是从连接点303到Y电容器13为止的金属导体的电感，并且Lcy2可以是从Y电容器13到连接点300的Y电容器13的寄生电感和金属导体的电感。即使在这种情况下，共模电流Icy1和Icy2的方向也彼此相差180度或大约180度。因此，由于分别由共模电流Icy1、Icy2产生的磁通量Φcy1、Φcy2得以相互抵消，所以连接点303和300之间的有效电感减小，进一步改善了对共模噪声的滤波效果。

图11是示出取决于频率的滤波特性的例子的图。接着参照图11，具体说明本实施方式4中的滤波特性。

在图11中，横轴为频率，纵轴为衰减水平。衰减水平越小，表示滤波特性越好。实线表示现有的功率转换装置中的滤波特性，本实施方式4中的滤波特性用虚线表示。fr是谐振频率，通过使用Y电容器13的静电容量Cy及其寄生电感Ly，该谐振频率fr用下式表示。

fr＝1/(2×π×(Ly×Cy)^1/2)

如上所述，在本实施方式4中，即使电容Cy、Y电容器13的形状、金属导体的形状全都相同，也会产生磁通量Φcy1、Φcy2以使其相互抵消，所以连接点303和300之间的阻抗变得更小。因此，谐振频率fr移到比现有技术更高的频率。因此，如图11所示，在频率相对较高的区域中改善了滤波效果。因此，可知对于功率转换装置1的高频化是有效的。

图12是说明宽禁带半导体的导通/截止驱动例的图，图13是说明将宽禁带半导体用作为开关元件的情况下的频率特性例的图。这里，将具体说明采用宽禁带半导体作为开关元件101至104时的功率转换装置1。在图12和图13中，宽禁带半导体被标记为“宽带隙半导体”。

在图12中，横轴为时间，纵轴为信号电平。在图13中，横轴为频率，纵轴为衰减水平。在图12和图13中，现有技术也就是说采用硅等材料的半导体时用实线表示，采用宽禁带半导体时用虚线表示。

宽禁带半导体是具有相对宽的带隙的半导体，并且具有热传导率、电子速度、绝缘破坏电场强度等的值较高的物理性质。由于其物理性质的优越性，近年来，在设备大幅小型化、高效率化等方面被寄予厚望。

如图12所示，宽禁带半导体由于其物理性质的优越性，能进行高速、高频驱动。然而，随着频率提高，脉冲的施加时间T和脉冲的上升时间tr变短。

另一方面，信号电平如图13所示，带隙半导体与以往相比，在高频区域有了较大的改善。对于带隙半导体，信号电平以20dB/decade开始衰减的频率fa和信号电平以40dB/decade开始衰减的频率fc都比以往向高频侧发生很大的偏移。频率fa用下式表示。

fa＝1/(π×T)

频率fc用下式表示。

fc＝1/(π×tr)

因此，脉冲施加时间T越短，频率fa越高，并且脉冲上升时间tr越短，频率fc越高。

由于具有这样的频率特性，当将本实施方式4应用于采用宽禁带半导体作为开关元件101至104的功率转换装置1时，由于滤波效果得到改善，能进一步获得降噪效果。因此，当采用宽禁带半导体作为开关元件101至104时，能在确保线路和接地之间的绝缘耐性的同时，更容易地实现功率转换装置1的进一步小型化。由于功率转换装置1要求高频化，因此在上述实施方式1至3中，可以采用宽禁带半导体作为开关元件101至104。

实施方式5

图14是示出本发明的实施方式5的功率转换装置的电路结构例的图，图15是说明在本发明的实施方式5的功率转换装置中使用的各电容器的配置例的图。

在图14中，Lcx1是从连接点301到连接点303的电感，包括了金属导体和第一X电容器11的寄生电感。Lcx2是从连接点302到连接点303的电感，包括了金属导体和第二X电容器12的寄生电感。Lcy是从连接点303到连接点300的电感，包括了金属导体和Y电容器13的寄生电感。

在本实施方式5中，如图15所示，流过电感Lcx1的共模电流Icx1和流过电感Lcy的共模电流Icy在方向上相差180度或大约180度。在电感Lcx2中流过的共模电流Icx2和在电感Lcy中流过的共模电流Icy的方向彼此相差180度或大约180度。第一X电容器11、第二X电容器12、Y电容器13和每个金属导体被配置成满足上述共模电流Icx1、Icx2和Icy的方向的关系。

因此，如图15所示，共模电流Icx1所产生的磁通量ΦCx1和共模电流Icy所产生的磁通量Φcy得以彼此抵消。由共模电流Icx2产生的磁通量ΦCx2和由共模电流Icy产生的磁通量ΦCy得以相互抵消。结果，互感使得连接点301和300之间的有效电感和连接点302和300之间的有效电感都进一步减小，从而进一步改善了对共模噪声的滤波效果。

实施方式6

图16是示出本发明的实施方式6的功率转换装置的电路结构例的图，图17是说明在本发明的实施方式6的功率转换装置中使用的各电容器的配置例的图。

在图16中，Lcx1是从连接点301到连接点303的电感，包括了金属导体和第一X电容器11的寄生电感。Lcx2是从连接点302到连接点303的电感，包括了金属导体和第二X电容器12的寄生电感。

在本实施方式6中，使流过电感Lcx1的共模电流Icx1的方向与流过电感Lcx2的共模电流Icx2的方向相差180度或大约180度。第一X电容器11、第二X电容器12和各个金属导体被配置成满足该方向关系。

因此，由共模电流Icx1产生的磁通量Φcx1和由共模电流Icx2产生的磁通量Φcx2得以相互抵消。结果，互感使得连接点301和303之间的有效电感和连接点302和303之间的有效电感都进一步变小，从而能进一步改善对共模噪声的滤波效果。

实施方式7

图18是示出本发明的实施方式7的功率转换装置的电路结构例的图，图19是说明在本发明的实施方式7的功率转换装置中使用的各电容器的配置例的图。

在本实施方式7中，如图18所示，将第一Y电容器13a和第二Y电容器13b的一端连接到连接点303。第一Y电容器13a的另一端连接到接地的连接点300a。第二Y电容器13b的另一端连接到接地的另一连接点300b。

连接点300a和连接点300b基本上具有相同的电位。然而，该电位会由于共模噪声而变动，有时在连接点300a、300b之间产生电位差。各个电容器13a、13b分别连接到不同的连接点300a、300b是为了进一步抑制由该电位变动引起的共模噪声的影响。

Lcya是连接点303和300a之间的电感，包括了金属导体和第一Y电容器13a的寄生电感。Lcyb是连接点303和300b之间的电感，包括了金属导体和第二Y电容器13b的寄生电感。

在本实施方式7中，如图18所示，在连接点303和接地之间并联连接第1Y电容器13a和第2Y电容器13b。因此，连接点303与接地之间的合成电感Lcy如下式：

Lcy＝Lcya×Lcyb/(Lcya+Lcyb)

合成电感Lcy变得更小。因此，能进一步改善对共模噪声的滤波效果。

此外，在本实施方式7中，如图18所示，使流过电感Lcya的共模电流Icya和流过连接点302和303之间的共模电流Icx2的方向相差180度或大约180度。在电感Lcyb中流过的共模电流Icyb的方向和共模电流Icx2的方向也相差180度或大约180度。由此，能进一步改善对共模噪声的滤波效果。

另外，在本实施方式7中，将2个电容器13a、13b作为Y电容器使用，但Y电容器的数量也可以在3个以上。各个Y电容器可以并联连接，两个以上Y电容器也可以串联连接。因此，可以进行各种变形。

实施方式8

图20是示出本发明的实施方式8的功率转换装置的电路结构例的图，图21是说明在本发明的实施方式8的功率转换装置中使用的各电容器的配置例的图。

在本实施方式8中，如图20所示，与上述实施方式7相同，在连接点303和300a之间连接第1Y电容器13a，在连接点303和300b之间连接第2Y电容器13b。此外，如图21所示，在连接点303和300a之间的电感Lcya中流过的共模电流Icya和在连接点301和303之间的电感Lcx1中流过的共模电流Icx1的方向相差180度或大约180度。此外，在连接点303和300b之间的电感Lcyb中流过的共模电流Icyb和在连接点302和303之间的电感Lcx2中流过的共模电流Icx2的方向相差180度或大约180度。第一X电容器11、第二X电容器12、第一Y电容器13a、第二Y电容器13b和各个金属导体被配置成满足上述方向的关系。

因此，如图21所示，共模电流Icx1所产生的磁通量Φcx1和共模电流Icya所产生的磁通量Φcya得以相互抵消对方的磁通量。同样地，由共模电流Icx2产生的磁通量Φcx2和由共模电流Icyb产生的磁通量Φcyb也得以相互抵消对方的磁通量。结果，互感使得连接点301和300a之间的有效电感和连接点302和300b之间的有效电感都进一步变小，从而进一步改善了对共模噪声的滤波效果。

在本实施方式8中，第一X电容器11和第一Y电容器13a、第二X电容器12和第二Y电容器13b分别磁耦合，但是耦合的组合不限于此。也就是说，在本实施方式8中，也可以是第一X电容器11和第二Y电容器13b、第二X电容器12和第一Y电容器13a分别磁耦合。

另外，上述实施方式1～8能进行各种组合。例如在上述实施方式3中采用的电阻器也可以用在上述实施方式2、上述实施方式4～8中。也能采用电阻器以外的电路元件。连接点303和300之间可以被分成两个部分，并且假定的电流的方向可以在连接点301和303之间、连接点302和303之间相差180度。因此，也能进行各种变形。

标号说明

1功率转换装置，11第一X电容器(第一电容器)，12第二X电容器(第一电容器)，13Y电容器(第二电容器)，13a第一Y电容器(第二电容器)，13b第二Y电容器(第二电容器)，14第一电阻器，15第二电阻器，101～104开关元件，201电源，202负载，300、300a、300b、301～303连接点，Icx1、Icx2、Icy、Icy1、Icy2、Icya、Icyb共模电流，Lcx1、Lcx2、Lcya、Lcyb、Lcy1、Lcy2电感、Vcom1、Vcom2端子间电压、Φcx1、Φcx2、Φcy、Φcy1、Φcy2、Φcya、Φcyb磁通量。

Claims (8)

1.一种功率转换装置，转换从电源提供的功率，其特征在于，包括：

多个第一电容器，该多个第一电容器串联连接在用于提供所述功率的两条线路之间；以及

一个以上的第二电容器，该一个以上的第二电容器连接在所述多个第一电容器中的两个第一电容器之间的连接点与接地之间，

所述第二电容器和所述两个第一电容器配置成使得流过所述第二电容器的电流的方向和分别流过连接到所述连接点的所述两个第一电容器的电流的方向形成的角度的绝对值为90度。

2.一种功率转换装置，转换从电源提供的功率，其特征在于，包括：

多个第一电容器，该多个第一电容器串联连接在用于提供所述功率的两条线路之间；以及

一个以上的第二电容器，该一个以上的第二电容器连接在所述多个第一电容器中的两个第一电容器之间的连接点与接地之间，

在所述连接点和连接到所述接地的另一连接点之间的电流路径中存在两部分的路径，该两部分的路径中的电流的方向彼此相差180度。

3.如权利要求1或2所述的功率转换装置，其特征在于，

所述两个第一电容器配置成使得各自流过的电流的方向彼此相差180度。

4.一种功率转换装置，转换从电源提供的功率，其特征在于，包括：

多个第一电容器，该多个第一电容器串联连接在用于提供所述功率的两条线路之间；以及

一个以上的第二电容器，该一个以上的第二电容器连接在所述多个第一电容器中的两个第一电容器之间的连接点与接地之间，

所述第二电容器和所述两个第一电容器配置成使得流过所述第二电容器的电流的方向和分别流过所述两个第一电容器的电流的方向彼此相差180度。

5.如权利要求1、2或4中的任一项所述的功率转换装置，其特征在于，

还包括电阻器，该电阻器分别与所述两个第一电容器并联连接。

6.如权利要求1、2或4中任一项所述的功率转换装置，其特征在于，

具有多个所述第二电容器，并且各个第二电容器分别连接到不同的用于所述接地的连接点。

7.如权利要求6所述的功率转换装置，其特征在于，

两个所述第二电容器中的一个第二电容器和所述两个第一电容器中的一个第一电容器配置成使得各自流过的电流的方向彼此相差180度，

所述两个所述第二电容器中的另一个第二电容器和所述两个第一电容器中的另一个第一电容器配置成使得各自流过的电流的方向彼此相差180度。

8.如权利要求1、2或4中任一项所述的功率转换装置，其特征在于，

用于所述转换的开关元件是宽带隙半导体。