CN114600357A - 功率转换装置 - Google Patents

Abstract

本发明的功率转换装置(100)包括将输入功率转换为输出功率的功率转换部(3)、用于与外部连接的连接器(2)，该功率转换装置(100)包括在一侧与连接器(2)连接并在另一侧具有端子(11)的布线(10)、以及与端子(11)连接的第一电气部件(6)，第一电气部件(6)被设置成从布线(10)的延伸方向的垂直方向观察时与布线(10)重叠。

Description

功率转换装置

技术领域

本申请涉及功率转换装置。

背景技术

多个功率转换装置搭载在像电动车或混合动力汽车那样将电动机用作为驱动源的电动车辆上。作为功率转换装置，能例举:充电器，该充电器用于将商用交流电源转换为直流电源并对高压电池充电；DC/DC转换器，该DC/DC转换器用于将高压电池的直流电源转换为用于辅助设备的电池的电压(例如，12V)；以及逆变器等，该逆变器用于将来自电池的直流电转换为提供给电动机的交流电。

近年来,由于缩小了设置在电动车辆上的功率转换装置的安装空间等原因,正在研究功率转换装置的小型化。在小型化的研究中,通过搭载在功率转换装置上的电气部件的部件配置来进行小型化的重要性变高。

另一方面，在现有的功率转换装置中，公开了一般利用线束作为连接用于与外部连接的连接器和内部的功率转换部的布线(例如参照专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开第2014/057622号

发明内容

发明所要解决的技术问题

在用于功率转换装置的线束中，有时将用于容易连接线束和功率转换部的端子安装在线束的端部。在预先配置有这样的端子的带端子线束的制造工序中，在将端子压接到线束时必须对线束进行保持。因此，线束上除了用于压接端子的部位以外，需要具有用于保持线束的最低限度的长度。因此，用于功率转换装置的带端子线束由于制造上的限制，需要一定的长度。

在将线束用于功率转换装置的布线的情况下，例如从上方观察功率转换装置时，连接器与功率转换部之间投影的面积增大了与线束长度相应的部分。由于使用线束，存在难以实现功率转换装置的小型化的问题。

本申请是为了解决上述那样的问题而完成的，其目的是通过高效率地安装布线和电气部件，从而获得实现了小型化的功率转换装置。

用于解决技术问题的技术手段

本申请所公开的功率转换装置包括：将输入功率转换为输出功率的功率转换部；以及用于与外部连接的连接器，并且该功率转换装置包括：在一侧与连接器连接并在另一侧具有端子的布线；以及与端子连接的第一电气部件，第一电气部件被设置成从布线的延伸方向的垂直方向观察时与所述布线重叠。

发明效果

根据本申请公开的功率转换装置，通过高效率地安装布线和电气部件，能够实现小型化。

附图说明

图1是示出实施方式1所涉及的功率转换装置的结构的概要的图。

图2是实施方式1所涉及的功率转换装置的一部分的侧视图。

图3是实施方式1所涉及的功率转换装置的一部分的俯视图。

图4是示出实施方式1所涉及的功率转换装置的第一电气部件的外观的概要的立体图。

图5是实施方式1所涉及的功率转换装置的一部分的俯视图。

图6是实施方式2所涉及的功率转换装置的一部分的侧视图。

图7是图6中的点划线A－A的剖视图。

具体实施方式

以下，基于附图对本申请的实施方式所涉及的功率转换装置进行说明。在各图中，对相同或者相当构件、部位标注相同标号进行说明。

实施方式1.

图1是示出实施方式1所涉及的功率转换装置100的结构的概要的图。功率转换装置100是通过功率转换部3将从交流电源1输入的交流转换成预先确定的电压的直流并供给到负载20的装置。功率转换装置100包括连接器2、功率转换部3、噪声滤波器电路4以及熔断器5。各部分通过布线10连接。连接器2是用于与功率转换装置100的外部连接的输入输出端，作为连接器2a、2b设置在输入侧和输出侧双方。从交流电源1输出的交流经由输入侧的连接器2a输入到功率转换装置100的内部。负载20经由输出侧的连接器2b与功率转换装置100的内部连接。连接器2a、2b分别连接有布线10a、10b，这些布线10例如使用低高度的线束。

功率转换部3由二极管及晶体管等多个半导体开关元件构成。这些半导体开关元件随着功率转换时的开关动作而产生高频电压、电流分量。该高频电压、电流分量产生电磁噪声，电磁噪声成为引起周边设备发生电磁噪声故障的原因。为了防止该电磁噪声故障，在交流电源1和功率转换部3之间设置有噪声滤波器电路4。

噪声滤波器电路4减少电磁噪声向外部的流出。噪声滤波器电路4例如由连接在交流电源线之间的X电容器、连接在交流电源线和接地之间的Y电容器、一个磁芯上卷绕了两条绕组的结构的共模扼流线圈等构成。

在功率转换装置100中一般设置有熔断器5，该熔断器5用于在故障发生时熔断从而将交流电源1与功率转换部3切断分离。熔断器5例如配置在噪声滤波器电路4和连接器2a之间。

图1所示的功率转换装置100例如将输入电源设为交流电源1，但输入电源不限于此，也可以将直流电源设为输入电源。在将输入电源作为直流电源并转换为预先确定的电压的直流电的情况下，在功率转换部3的结构中设置有绝缘型全桥DC/DC电路等。另外，功率转换部3也可以转换为预先确定的电压的交流。

对功率转换装置100的内部的布线10a和连接到布线10a的第一电气部件6即熔断器5的安装示例进行说明。图2是表示布线10a和第一电气部件6的周围的实施方式1的功率转换装置100的输入侧的一部分的侧视图，图3是从布线10a的延伸方向的垂直方向观察图2所示的侧视图后得到的功率转换装置100的一部分的俯视图。布线10a的一侧与连接器2a连接，在另一侧具备端子11。端子11通过使端子11的压接部11a压接在布线10a的端部，而与布线10a连接。

第一电气部件6在第一电气部件6的主体部分的相对的各个侧面具备端子6a和端子6b。端子6b与端子11连接。端子11和端子6b的连接通过螺钉紧固、熔接或焊接等进行。端子6a连接到噪声滤波器电路4或功率转换部3。虽然在图2和图3中未图示出端子6a的具体的连接，但是例如，端子6a可以连接到布线基板并经由布线基板连接到其他电气部件，端子6a也可以连接到线束或汇流条等并经由线束或汇流条连接到布线基板。

从布线10a的延伸方向的垂直方向观察时，第一电气部件6被设置成与布线10a重叠。在图2中，第一电气部件6在布线10a的延伸方向上的整个长度与布线10a重叠。对需要重叠配置的理由进行说明。在安装端子11的布线10a的制造工序中，在对端子11的压接部11a进行压接时必须保持布线10a，因此布线10a具有用于保持布线10a所需的最低限度的长度。因此，由于制造上的限制，布线10a需要一定的长度。因此，如果将布线10a用于连接器2和第一电气部件6的连接，则从连接器2到第一电气部件6为止的距离变长，功率转换装置100大型化。例如，如图3所示，在从布线10a的延伸方向的垂直方向观察布线10a的情况下，通过将布线10a和第一电气部件6重叠配置，从而，仅布线10a的投影面积能够减少第一电气部件6的那部分投影面积。进而，能使功率转换装置100小型化。

如图2所示，功率转换装置100包括冷却第一电气部件6的冷却器7。如图3所示，从布线10a的延伸方向的垂直方向观察时，冷却器7被配置成与第一电气部件6重叠，并且被设置在功率转换装置100的壳体(未图示出)上。在图3中，冷却器7所示的大小是被收纳在第一电气部件6周围的大小，但冷却器7的大小不限于此，也可以扩大从而对其他部位也进行冷却。冷却器7例如通过使制冷剂在形成于冷却器7内部的制冷剂流路中流动，通过制冷剂使第一电气部件6冷却。对第一电气部件6需要冷却的理由进行说明。配置在输入侧的第一电气部件6是高功率部件。因此，第一电气部件6会发热，为了减小发热密度，使第一电气部件6大型化。通过将冷却器7重叠配置在第一电气部件6上，第一电气部件6被冷却。通过第一电气部件6的冷却抑制了第一电气部件6的发热，因此能够防止第一电气部件6的大型化。进而，能使功率转换装置100小型化。

第一电气部件6例如是图1中的熔断器5。在被施加高功率的功率转换装置100中，一般使用的熔断器5是高度低且投影面积大的管式熔断器类型。通过重叠配置低高度的布线10a和熔断器5，从而能以与其他设置的电气部件相同的高度配置在功率转换装置100的内部。即，能在不改变功率转换装置100的高度的情况下重叠布线10a和熔断器5，能够减少仅布线10a的投影面积。虽然将第一电气部件6作为熔断器5进行了说明，但第一电气部件6也可以是功率转换部3或噪声滤波器电路4所包含的电气部件的一部分。

第一电气部件6被聚苯二甲酸乙二醇酯等绝缘树脂6c覆盖。图4是示出实施方式1所涉及的功率转换装置100的第一电气部件6的外观的概要的立体图。在图4中，省略了端子6a和端子6b。说明用绝缘树脂覆盖第一电气部件6的理由。由于第一电气部件6是高功率部件，所以第一电气部件6和冷却器7、即功率转换装置100的壳体之间根据所施加的功率值需要隔开一定的绝缘距离，从而使功率转换装置100大型化。如果第一电气部件6被绝缘树脂覆盖，则能减小必须隔开的绝缘距离。进而，能使功率转换装置100小型化。另外，第一电气部件6被绝缘树脂覆盖，从而能够使第一电气部件6接近冷却器7。由于接近，能进一步抑制第一电气部件6的发热，因此能使第一电气部件6和功率转换装置100小型化。

以上，如图2所示，对在第一电气部件6的主体部分的相对的各个侧面设置有端子6a和端子6b的示例进行了说明，但第一电气部件6所具备的端子6a和端子6b的结构不限于此。图5是表示布线10a和第一电气部件6的周围的实施方式1所涉及的另一功率转换装置100的一部分的俯视图。端子6a和端子6b从第一电气部件6的一侧朝同一方向突出设置。即使端子6a和端子6b设置在第一电气部件6的同一侧面，从布线10a的延伸方向的垂直方向观察时，通过将第一电气部件6设置成与布线10a重叠，仅布线10a的投影面积也能减少与布线10a重叠的第一电气部件6的那部分投影面积。

在图2中，示出了第一电气部件6的布线10a的延伸方向上的整个长度与布线10a重叠的示例，但第一电气部件6与布线10a的重叠程度不限于整个长度。即使第一电气部件6的布线10a的延伸方向上的长度的一部分与布线10a重叠，仅布线10a的投影面积也能减少与布线10a重叠的第一电气部件6的那部分投影面积，能够使功率转换装置100小型化。

如上所述，实施方式1所涉及的功率转换装置100包括：在一侧与连接器2连接并在另一侧具备端子11的布线10a；以及与端子11连接的第一电气部件6，从布线10a的延伸方向的垂直方向观察时，第一电气部件6设置成与布线10a重叠，因此，仅布线10a的投影面积可以减少与布线10a重叠的第一电气部件6的那部分投影面积，并且能通过布线10a和第一电气部件6的高效安装来使功率转换装置100小型化。另外，从布线10a的延伸方向的垂直方向观察时，在将冷却器7配置为与第一电气部件6重叠的情况下，由于抑制了第一电气部件6的发热，所以能够防止第一电气部件6的大型化，能够使功率转换装置100小型化。另外，在第一电气部件6由绝缘树脂覆盖的情况下，能减小第一电气部件6与周围之间必须隔开的绝缘距离，能使功率转换装置100小型化。另外，第一电气部件6由绝缘树脂覆盖，从而能够使第一电气部件6接近冷却器7，因此能够进一步抑制第一电气部件6的发热，能够使第一电气部件6和功率转换装置100小型化。另外，在第一电气部件6是与功率转换部3连接的熔断器的情况下，能够以与其他设置的电气部件相同的高度配置在功率转换装置100的内部，能够在不改变功率转换装置100的高度的情况下将布线10a和熔断器5重叠地配置。

另外，以上对作为输入侧的布线10a和与布线10a连接的第一电气部件6的安装的示例进行了说明，但不限于此，对于作为输出侧的布线10b和与布线10b连接的电气部件也采用同样的结构，由此能够使功率转换装置100小型化。连接到布线10b的电气部件例如是熔断器。

实施方式2.

对实施方式2所涉及的功率转换装置100进行说明。图6是表示布线10a和第一电气部件6周围的功率转换装置100的输入侧的一部分的侧视图，图7是从图6的点划线A-A的箭头方向观察时的剖视图。实施方式2的功率转换装置100构成为除了实施方式1所示的功率转换装置100的结构之外，还将第二电气部件8与布线10a及第一电气部件6重叠设置。

功率转换装置100包括第二电气部件8，并被配置成使第二电气部件8与布线10a和第一电气部件6重叠。从布线10a的延伸方向的垂直方向观察时，第二电气部件8被设置成与布线10a重叠。在实施方式2中，第二电气部件8在布线10a的延伸方向上的整个长度与布线10a重叠。第二电气部件8例如是用于噪声滤波器电路4的X电容器或Y电容器。X电容器或Y电容器是低高度部件。因此，在不改变功率转换装置100的高度的情况下，能进一步将这些部件中的任一个或双方与布线10a和第一电气部件6重叠。通过低高度的部件的高效安装，能使功率转换装置100小型化。

在将第二电气部件8安装在布线基板9上的情况下，第二电气部件8、布线10a和第一电气部件6的配置是第一电气部件6和第二电气部件8将布线10a夹在中间地进行设置。该配置是为了不将布线基板9设置在妨碍布线10a和第一电气部件6的连接的位置上。在将布线基板9设置在布线10a和第一电气部件6之间时，为了连接布线10a和第一电气部件6，需要在布线基板9上设孔，并经由布线基板9连接布线10a和第一电气部件6，安装工序变得困难。因此，通过使第一电气部件6和第二电气部件8将布线10a夹在中间而相对的配置，来设置第二电气部件8、布线10a和第一电气部件6。

如图7所示，在连接第一电气部件6和第二电气部件8时，为了避免端子6a与布线10a接触，使端子6a从第一电气部件6的左侧向上方延伸。第一电气部件6和第二电气部件8的连接不限于该结构，也可以是使端子6a从第一电气部件6的右侧向上方延伸的结构。

以上，第一电气部件6和第二电气部件8经由端子6a连接，但第一电气部件6和第二电气部件8的连接结构并不限于此，第二电气部件8可以是与X电容器或Y电容器不同的电气部件，第一电气部件6和第二电气部件8可以不连接。另外，虽然示出了安装在布线基板9上的第二电气部件8的示例，但是第二电气部件8不限于安装在布线基板9上的结构，也可以是与第一电气部件6同样单独配置的电气部件。

如上所述，实施方式2的功率转换装置100包括第二电气部件8，从布线10a的延伸方向的垂直方向观察时，第二电气部件8被设置为与布线10a重叠，因此，能通过高效的安装来使功率转换装置100小型化。另外，第二电气部件8安装在布线基板9上，第一电气部件6和第二电气部件8将布线10a夹在中间进行设置的情况下，能容易地安装第二电气部件8、布线10a和第一电气部件6。

另外，本申请虽然记载了各种示例性的实施方式以及实施例，但是1个或多个实施方式所记载的各种特征、方式及功能并不仅限于适用特定的实施方式，也可以单独适用于实施方式，或者进行各种组合来适用于实施方式。

因此，可以认为未例示的无数变形例也包含在本申请说明书所公开的技术范围内。例如，设为包括对至少一个构成要素进行变形、添加或省略的情况，以及提取至少一个构成要素并与其他实施方式的构成要素进行组合的情况。

标号说明

1交流电源、2连接器、3功率转换部、4噪声滤波器电路、5熔断器、6第一电气部件、6a端子、6b端子、6c绝缘树脂、7冷却器、8第二电气部件、9布线基板、10布线、11端子、11a压接部、20负载、100功率转换装置。

Claims (6)

1.一种功率转换装置，包括：

将输入功率转换为输出功率的功率转换部；以及

用于与外部连接的连接器，

该功率转换装置的特征在于，包括：

在一侧与所述连接器连接并在另一侧具有端子的布线；以及

与所述端子连接的第一电气部件，

所述第一电气部件被设置成从所述布线的延伸方向的垂直方向观察时与所述布线重叠。

2.如权利要求1所述的功率转换装置，其特征在于，

具备对所述第一电气部件进行冷却的冷却器，

所述冷却器配置成从所述布线的延伸方向的垂直方向观察时与所述第一电气部件重叠。

3.如权利要求1或2所述的功率转换装置，其特征在于，

所述第一电气部件被绝缘树脂覆盖。

4.如权利要求1至3中任一项所述的功率转换装置，其特征在于，

所述第一电气部件是与所述功率转换部连接的熔断器。

5.如权利要求1所述的功率转换装置，其特征在于，

包括第二电气部件，

所述第二电气部件被设置成从所述布线的延伸方向的垂直方向观察时与所述布线重叠。

6.如权利要求5所述的功率转换装置，其特征在于，

所述第二电气部件安装在布线基板上，

所述第一电气部件和所述第二电气部件将所述布线夹在中间地进行设置。

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