CN115459601A - 电力转换装置 - Google Patents

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Abstract

一种电力转换装置，包括底座、变压器、逆变器部、控制基板、具有第二端子的第一整流元件、具有第四端子的第二整流元件、平滑电抗器、输出滤波电路部、第一主电路配线、将第二端子和第四端子与外部连接的第二主电路配线以及安装于控制基板的平滑电容器，从垂直于控制基板的面的方向观察时，由第一整流元件的配置区域、第二整流元件的配置区域以及第一整流元件与第二整流元件之间的区域构成的对象区域与平滑电容器的至少一部分重叠，平滑电容器的低电位侧的连接点配置成与将对象区域向特定方向以及和特定方向相反的方向延伸的区域以及控制基板重叠。

Description

电力转换装置
技术领域
本申请涉及一种电力转换装置。
背景技术
作为环境友好的汽车，开发出电动汽车(EV：Electric Vehicle)、HEV(HybridElectric Vehicle：混合动力汽车)和PHEV(Plug-inHybrid Electric Vehicle:插电式混合动力汽车)等混合动力汽车。在电动汽车、混合动力汽车等电动化汽车中装设有一种包括使高电压电池的电压下降并转换为辅机电池用的电压的DC-DC转换器的电力转换装置。一般来说，DC－DC转换器由逆变器电路、变压器、整流元件、平滑电抗器和平滑电容器、滤波电路、控制电路以及将这些部件收纳于内部并包括对变压器和整流元件等发热部件进行冷却的水路的框体构成，其中，所述逆变器电路将高电压的直流电压转换为交流电压，所述变压器将高电压的交流转换为低电压，所述整流元件将对低电压的交流进行整流并转换为直流脉冲电压，所述平滑电抗器和所述平滑电容器使直流脉冲电压变得平滑，所述滤波电路将从DC-DC转换器输出的噪声降低至规定值以下，所述控制电路对逆变器电路进行控制。
近年来，由于逆变器电路的高频化以及装置整体的高密度化，从DC-DC逆变器产生的噪声存在增加的倾向。因此，需要对噪声源采取对策，公开了一种实施了对策的DC-DC转换器的结构(例如，参照专利文献1)。在所公开的结构中，将整流元件和平滑电容器表面安装在与框体热连接的基板上，并在整流元件和平滑电容器的正上方配置有平滑电抗器。另外，将变压器的次级侧绕线端子配置于平滑电抗器和整流元件近旁处，将连接平滑电抗器与平滑电容器的端子配置于平滑电抗器和平滑电容近旁处而连接。根据上述结构，次级侧电流被截断而使流动的环路变短，同时该路径中的寄生电感变小，因此，能抑制噪声水平。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开2011-50160号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
在上述专利文献1中，环路的寄生电感变小，因此，能抑制噪声水平。然而，平滑电抗器的支承仅通过与变压器和端子的连接来进行，平滑电抗器以基板浮起的状态配置于空中。因而，存在因车辆行驶时的振动使得平滑电抗器大幅摆动而使平滑电抗器的芯部和铜线破损的情况，因此，存在需要对平滑电抗器采取振动对策的技术问题。作为振动对策，可以想到追加平滑电抗器的支承结构或是向平滑电抗器周围填充缓冲材料等。在DC－DC转换器的平滑电抗器中流过100～200A的大电流，芯部和铜线均存在大型化、重量化的倾向，因此，在平滑电抗器的振动对策中耗费成本。
此外，在上述专利文献1中，由于在安装于基板的整流元件中也流过100～200A的大电流，因此，需要在DC-DC转换器中使用厚的铜制图案基板。在厚的铜制图案基板也安装有平滑电容器，因此，高成本的基板以与安装平滑电容器的面积相当的程度大型化，因此，存在电力转换装置的成本进一步上升的技术问题。
因此，本申请的目的在于，获得一种包括DC-DC转换器的电力转换装置，能抑制与振动对策和基板相关的成本增加，并且能抑制噪声水平。
解决技术问题所采用的技术方案
本申请所公开的电力转换装置包括：底座；变压器，所述变压器配置于底座的第一面，并具有初级绕组和次级绕组；逆变器部，所述逆变器部具有半导体开关元件，并对初级绕组进行供电；控制基板，所述控制基板配置成与底座的第一面分开，并具有对逆变器部进行控制的控制电路；第一整流元件，所述第一整流元件与次级绕组的一个端部连接，并具有与变压器相邻设置的第一端子和第二端子，并且配置于相对于变压器的特定方向一侧，即底座的第一面一侧；第二整流元件，所述第二整流元件与次级绕组的另一个端部连接，并具有与变压器相邻设置的第三端子和第四端子，并且与第一整流元件并排配置于相对于变压器的特定方向一侧，即底座的第一面一侧；平滑电抗器，所述平滑电抗器的一个端部与设置于次级绕组的一个端部与另一个端部之间的中间分接头连接，并配置于底座的第一面；输出滤波电路部，所述输出滤波电路部被连接到平滑电抗器的另一个端部与外部负载的高电位侧之间连接；第一主电路配线，所述第一主电路配线将平滑电抗器的另一个端部与输出滤波电路部之间连接；第二主电路配线，所述第二主电路配线将第一整流元件的第二端子以及第二整流元件的第四端子与外部负载的低电位侧之间连接；以及平滑电容器，所述平滑电容器的高电位侧的端子与第一主电路配线连接，低电位侧的端子与第二主电路配线连接，并安装于控制基板，从垂直于控制基板的面的方向观察时，由第一整流元件的配置区域、第二整流元件的配置区域以及第一整流元件和第二整流元件之间的区域构成的对象领域与平滑电容器的至少一部分重叠，从垂直于控制基板的面的方向观察时，与第二主电路配线连接的平滑电容器的低电位侧的连接点配置成与将对象区域向特定方向以及和特定方向相反的方向延伸的区域以及控制基板重叠。
发明效果
根据本申请所公开的电力转换装置，由于包括：底座；变压器，所述变压器配置于底座的第一面；逆变器部；控制基板，所述控制基板配置成与底座的第一面分开；第一整流元件，所述第一整流元件配置于相对于变压器的特定方向一侧，即底座的第一面一侧；第二整流元件，所述第二整流元件与第一整流元件并排配置于相对于变压器的特定方向一侧，即底座的第一面一侧；平滑电抗器，所述平滑电抗器配置于底座的第一面；输出滤波电路部；第一主电路配线，所述第一主电路配线将平滑电抗器与输出滤波电路部之间连接；第二主电路配线，所述第二主电路配线将第一整流元件的第二端子以及第二整流元件的第四端子与外部负载的低电位侧之间连接；以及平滑电容器，所述平滑电容器的高电位侧的端子与第一主电路配线连接，低电位侧的端子与第二主电路配线连接，并安装于控制基板，从垂直于控制基板的面的方向观察时，由第一整流元件的配置区域、第二整流元件的配置区域以及第一整流元件和第二整流元件之间的区域构成的对象领域与平滑电容器的至少一部分重叠，从垂直于控制基板的面的方向观察时，与第二主电路配线连接的平滑电容器的低电位侧的连接点配置成与将对象区域向特定方向以及和特定方向相反的方向延伸的区域以及控制基板重叠，因此，由于平滑电容器以及平滑电容器的低电位侧的端子与第二主电路配线的连接点配置于第一整流元件和第二整流元件近旁处，从平滑电容器的高电位侧的端子与第一主电路配线的连接点至第一整流元件以及第二整流元件的路径中的阻抗被减小，因此，能抑制上述路径中产生的噪声水平。
此外，由于变压器以及平滑电抗器配置于底座的第一面，因此，容易实现作为重量物的变压器以及平滑电抗器的振动对策，因而，能抑制与振动对策相关的电力转换装置的成本增加。此外，平滑电容器像第一主电路配线和第二主电路配线那样配置于与供大电流流动的配线部分不同的台阶的控制基板，因此，无需将高成本的厚的铜制图案基板用于控制基板，因而能抑制与基板相关的电力转换装置的成本增加。
附图说明
图1是示出实施方式1的电力转换装置的电路结构的图。
图2是示出实施方式1的电力转换装置的主要部分的立体图。
图3是示出实施方式1的电力转换装置的主要部分的立体图。
图4是示出实施方式1的电力转换装置的主要部分的俯视图。
图5是示出实施方式1的电力转换装置的主要部分的俯视图。
图6是示出实施方式1的电力转换装置的主要部分的侧视图。
图7是示出电力转换装置的控制电路的硬件的一例的结构。
图8是示出实施方式2的电力转换装置的主要部分的立体图。
图9是示出实施方式2的电力转换装置的主要部分的俯视图。
具体实施方式
以下，基于附图对本申请实施方式的电力转换装置进行说明。另外，在各图中，对相同或相当的构件、部位标注相同符号来进行说明。
实施方式1
图1是示出实施方式1的电力转换装置100的电路结构的图，图2是示出电力转换装置100的主要部分的立体图，其是示出图1中的从变压器13至输出滤波电路部18的部分的结构的图，图3是示出电力转换装置100的主要部分的立体图，其是从图2中去除控制基板22来示出的图，图4是示出电力转换装置100的主要部分的俯视图，其是从图1中的变压器13至输出滤波电路部18的部分的结构中去除控制基板22来示出的图，图5是示出电力转换装置100的主要部分的俯视图，其是从图4中去除平滑电容器17和汇流条34后示出的图，图6是示出电力转换装置100的主要部分的侧视图，图7是示出电力转换装置100的控制电路21的硬件的一例的结构图。电力转换装置100是包括使高电压电池的电压下降并转换为低电压的DC-DC转换器的装置。电力转换装置100装设于电动汽车、混合动力汽车等电动化车辆。
＜电力转换装置100＞
对电力转换装置100的主电路结构进行说明。如图1所示,电力转换装置100包括逆变器部12、变压器13、平滑电抗器14、第一整流元件15、第二整流元件16、平滑电容器17、输出滤波电路部18以及控制电路21。在图1中，左侧为输入侧，右侧为输出侧，电力转换装置100在输出侧包括输出端23。在输入侧连接有高电压电池，在输出侧连接有低电压电池等负载。电力转换装置100包括输入电容器11，所述输入电容器11在输入侧与逆变器部12连接，并使逆变器部12的输入电压变得平滑。
逆变器部12将变得平滑后的高电压的直流电压转换为交流电压。逆变器部12具有多个半导体开关元件12a，并向变压器13的初级绕组13a进行供电。控制电路21与半导体开关元件12a连接，而对逆变器部12的动作进行控制。控制电路21安装于控制基板22。变压器13将高电压的交流转换为低电压的交流。变压器13具有初级绕组13a以及次级绕组13b。在次级绕组13b的一个端部与另一个端部之间设置有中间分接头(日文：センタータップ)13c。
第一整流元件15和第二整流元件16对从次级绕组13b输出的低电压的交流进行整流并转换为直流脉冲电压。第一整流元件15具有与次级绕组13b的一个端部连接的第一端子15a和第二端子15b。第二整流元件16具有与次级绕组13b的另一个端部连接的第三端子16a和第四端子16b。平滑电抗器14和平滑电容器17使直流脉冲电压变得平滑。平滑电抗器14的一个端部与中间分接头13c连接。输出滤波电路部18将从电力转换装置100输出的噪声降低至规定值以下。输出滤波电路部18被连接到平滑电抗器14的另一个端部与外部负载的高电位侧之间。输出滤波电路部18在输出端23的高电位侧与外部负载的高电位侧连接。输出滤波电路部18包括滤波电路电抗器19和滤波电路电容器20。
第一主电路配线1将平滑电抗器14的另一个端部与输出滤波电路部18之间连接。第二主电路配线2将第一整流元件15的第二端子15b以及第二整流元件16的第四端子16b与外部负载的低电位侧之间连接。第二主电路配线2在输出端23的低电位侧与外部负载的低电位侧连接。平滑电容器17安装于控制基板22。平滑电容器17的高电位侧的端子在第一连接点3处与第一主电路配线1连接，平滑电容器17的低电位侧的端子在第二连接点4处与第二主电路配线2连接。
在具有逆变器部12的半导体开关元件12a中使用MOSFET(Metal OxideSemiconductor Field Effect Transistor：金属氧化物半导体场效应晶体管)等自关断型半导体开关元件。半导体开关元件12a并不局限于MOSFET，也可以是其他半导体开关元件。半导体开关元件12a形成于由硅(Si)、碳化硅(SiC)或氮化镓(GaN)等半导体材料形成的半导体基板。
控制电路21如图7所示以由作为执行运算处理的微型计算机的处理器111和存储装置112构成的情形为硬件的一例。存储装置112虽未图示，但由对程序数据、固定值数据等数据进行存储的ROM(Read Only Memory：只读存储器)等非易失性的辅机存储装置和更新所存储的数据并依次重写的RAM(Random Access Memory：随机存取存储器)等易失性存储装置构成。处理器111执行从存储装置112输入的程序。在这种情况下，程序从辅机存储装置经由易失性存储装置输入至处理器111。此外，处理器111既可以将运算结果等数据输出到存储装置112的易失性存储装置，也可以经由易失性存储装置将数据保存在辅机存储装置中。
为了方便起见，图1的电路结构所示的第一整流元件15和第二整流元件16分别用一个二极管来示出，但实际上也可以采用并联设置两个以上的多个二极管。此外，第一整流元件15和第二整流元件16也可以采用使用MOSFET等自关断型半导体开关元件的结构。
＜电力转换装置100的部件配置＞
对作为电力转换装置100的主要部分的、图1中的从变压器13至输出滤波电路部18的部分的部件配置进行说明。从变压器13至输出滤波电路部18的部分的部件如图2所示形成为板状，并配置于由金属构成的底座30的第一面一侧。底座30的第一面是部件配置面30a。底座30的形状并不局限于板状，例如也可以是块状。此外，底座30也可以是作为冷却装置或框体的一部分发挥作用的构件。在本实施方式中，底座30为对配置于底座30的部件以及其他部件进行收纳的电力转换装置100的框体的一部分。在这种情况下，由金属构成的底座30作为图1所示的输出端23的低电位侧的端子发挥作用。底座30并不局限于金属，也可以是将作为低电位侧的配线发挥作用的汇流条等单独设置于底座30的结构。在底座30由金属构成的情况下，底座30作为框体发挥作用并且作为低电位侧的端子发挥作用，因此，无需低电位侧的端子，由此能提高电力转换装置100的生产性。此外，能抑制电力转换装置100的成本增加。
如图3所示，变压器13和平滑电抗器14配置于底座30的部件配置面30a。变压器13和平滑电抗器14分别具有绕组部(未图示)。变压器13和平滑电抗器14例如其绕组部收纳于由具有绝缘性的树脂形成的壳体内，并与壳体一起固定于底座30。变压器13和平滑电抗器14例如通过多个螺钉固定于底座30，因此，螺钉固定成为振动对策，因此，也可以不追加支承结构等振动对策。变压器13如图4所示在Y轴方向一侧具有次级侧绕组端子33a、33b、33c。将上述Y轴方向一侧设为相对于变压器13的特定方向一侧。次级侧绕组端子33a是次级绕组13b的一个端部的端子，次级绕组端子33c是次级绕组13b的另一个端部的端子，次级侧绕组端子33b是次级绕组13b的中间分接头13c的端子。变压器13和平滑电抗器14以上述方式配置于底座30的部件配置面30a，因此，容易实现作为重量物的变压器13和平滑电抗器14的振动对策，因而能抑制与振动对策相关的电力转换装置100的成本增加。
次级侧绕组端子33b经由汇流条34与平滑电抗器14的一个端部连接。次级侧绕组端子33b和汇流条34如图6所示例如使用螺钉40和螺母42来进行电连接且机械连接。在螺母42与底座30之间配置有绝缘片37。绝缘片37作为次级绕组端子33b和汇流条34的支承物的一部分发挥作用，底座30和汇流条34经由绝缘片37热连接。通过以上述方式构成，以使中间分接头13c的、与平滑电抗器14连接的部位与底座30热连接，因此，能将变压器13和平滑电抗器14中产生的热量经由底座30高效地释放。在平滑电抗器14的另一个端部设置有汇流条35，汇流条35与配置于图4中的上方的输出滤波电路部18(图4中并未图示)连接。
汇流条35是与图1中的第一主电路配线1对应的部件。汇流条34、35的导热性优异，并且由具有导电性的铜或铝等金属制作。
在本实施方式中，平滑电抗器14配置于相对于变压器13的特定方向一侧，在平滑电抗器14与变压器13之间配置有第一整流元件15、第二整流元件16、汇流条35、汇流条36以及平滑电容器17。通过以上述方式构成，能如图4所示将底座30的部件配置面30a构成得较小，因此，能使电力转换装置100小型化。
在变压器13与平滑电抗器14之间如图2所示配置有控制基板22的一部分和安装于控制基板22的平滑电容器17。控制基板22配置成与底座的部件配置面30a分开。控制基板22如图6所示配置于比第一整流元件15和第二整流元件16中的与底座30一侧的面相反一侧的面更远离底座30一侧的位置，且比变压器13和平滑电抗器14各自的与底座30一侧的面相反一侧的面中的一方或双方更靠近底座30一侧的位置。在本实施方式中，控制基板22配置于比变压器13和平滑电抗器14各自的与底座30一侧的面相反一侧的面的双方更靠近底座30一侧的位置。通过以上述方式构成，能将和安装有平滑电容器17的控制基板22连接的端子31、32与控制基板22靠近配置，因此，能缩短与控制基板22连接的端子31、32的Z轴方向的长度。关于与控制基板22连接的端子31、32的详细，将在后文中叙述。
此外，在控制基板22的外周部设置有一个或两个缺口，在一个或两个缺口各自的内侧逐个配置有变压器13和平滑电抗器14中的一方或双方。在本实施方式中，如图2所示，控制基板22包括两个缺口22a、22b，在缺口22a的内侧配置有变压器13，在缺口22b的内侧配置有平滑电抗器14。通过以上述方式构成，能将控制基板22集中配置于底座30的周围，因此，能使电力转换装置100小型化。
第一整流元件15的第一端子15a与变压器13相邻设置。第一整流元件15配置于相对于变压器13的特定方向一侧，即底座30的部件配置面30a一侧。第二整流元件16的第三端子16a与变压器13相邻设置。第二整流元件16与第一整流元件15并排配置于相对于变压器13的特定方向一侧，即底座30的部件配置面30a一侧。如图5所示，在变压器13的次级侧绕组端子33a连接有作为第一整流元件15的第一端子15a的阴极端子，在变压器13的次级侧绕组端子33c连接有作为第二整流元件16的第三端子16a的阴极端子。在次级侧绕组端子33a、33c与底座30之间配置有绝缘片37。次级绕组端子33a、33c与底座30经由绝缘片37热连接。
将作为第一整流元件15的第二端子15b的阳极端子以及作为第二整流元件16的第四端子16b的阳极端子连接的汇流条36设置于部件配置面30a。阳极端子设置于汇流条36一侧并与汇流条36连接，因此，在图5中无法看到。汇流条36与外部负载的低电位侧连接。汇流条36是与图1中的第二主电路配线2对应的部件。另外，汇流条36与底座30是相同电位，因此，汇流条36也可以不与外部负载的低电位侧直接连接，而是经由底座30连接。汇流条36的导热性优异，并且由具有导电性的铜或铝等金属制作。
在汇流条35连接有端子31，控制基板22和汇流条35通过端子31连接。上述将汇流条35与端子31连接的部位是与图1中的第一连接点3对应的部位。汇流条35与端子31如图6所示例如使用螺钉41和螺母43而被电连接且机械连接。在螺母43与底座30之间配置有绝缘片38。绝缘片38作为端子31和汇流条35的支承物的一部分发挥作用，底座30与汇流条35经由绝缘片38热连接。通过以上述方式构成，能将平滑电抗器14中产生的热量经由底座30高效地释放。
在汇流条36连接有端子32，控制基板22与汇流条36通过端子32连接。将汇流条36与端子32连接的部位是与图1中的第二连接点4对应的部位。汇流条36与端子32例如使用螺钉44而被固定于底座30。通过上述固定将汇流条36与端子32电连接且机械连接。此外，汇流条36和端子32与底座30热连接。通过以上述方式构成，能将第一整流元件15和第二整流元件16中产生的热量经由底座30高效地释放。
控制基板22如上所述配置于比第一整流元件15和第二整流元件16更远离底座30一侧的位置、且比变压器13和平滑电抗器14各自的与底座一侧的面相反一侧的面更靠近底座30一侧的位置，因此，能缩短与控制基板22连接的端子31、32的Z轴方向的长度，因此，能缩小从第一连接点3至第一整流元件15和第二整流元件16的路径的长度，从而能进一步提高噪声减轻效果。
平滑电容器17的高电位侧的端子(未图示)与端子31是使用设置于控制基板22的配线图案而被连接。平滑电容器17的低电位侧的端子(未图示)与端子32是使用设置于控制基板22的配线图案而被连接。平滑电容器17例如是表面安装用的芯片层叠陶瓷电容器。通过将表面安装用的电容器用于平滑电容器17，能缩小平滑电容器17的安装面积以及安装高度。由于能缩小平滑电容器17的安装面积以及安装高度，因此，能使电力转换装置100小型化。在本实施方式中，如图4所示设置八个平滑电容器17，并将它们以四并联两串联的方式连接。作为平滑电容器17短路而发生故障时的短路保护对策，采用以上述方式将并联的两个以上平滑电容器串联连接的结构，但平滑电容器17的个数以及连接结构并不局限于此。
平滑电容器17像汇流条35以及汇流条36那样配置于与供大电流流过的配线部分不同的台阶的控制基板22，因此，无需像专利文献1那样将高成本的厚的铜制图案基板用于控制基板22，因此，能抑制与基板相关的电力转换装置100的成本增加。此外，在第一整流元件15和第二整流元件的正上方仅配置有小型且轻量的平滑电容器17。平滑电容器17安装于轻量的控制基板22，控制基板22能经由支柱(未图示)等容易地固定于底座30，因此，容易实现轻量的控制基板22的振动对策，因而能抑制与振动对策相关的成本增加。
＜电力转换装置100的部件配置的详细＞
从垂直于控制基板22的面的方向观察时，由第一整流元件15的配置区域、第二整流元件16的配置区域以及第一整流元件15与第二整流元件16之间的区域构成的对象领域101与平滑电容器17的至少一部分重叠。对象区域101在图4和图5中是由虚线围成的区域。如图4所示，在本实施方式中，配置于图的左侧的四个平滑电容器17与对象区域101重叠。
从垂直于控制基板22的面的方向观察时，与作为第二主电路配线2的汇流条36连接的平滑电容器17的低电位侧的连接点，即第二连接点4配置成与将对象区域101向特定方向以及和特定方向相反的方向延伸的区域以及控制基板22重叠。与将对象区域101向特定方向以及与特定方向相反的方向延伸的区域以及控制基板22重叠的区域是图5中用点划线围成的区域的配置区域102。如图5所示，在本实施方式中，在配置区域102的中央附近配置有第二连接点4。
通过以上述方式构成，平滑电容器17和第二连接点4配置于第一整流元件15和第二整流元件16近旁处，因此，从第一连接点3至第一整流元件15和第二整流元件16的路径中的阻抗被减小，因此，能抑制上述路径中产生的噪声水平。
此外，如图5所示，也可以采用如下结构：从垂直于控制基板22的面的方向观察时，与作为第一主电路配线的汇流条35连接的平滑电容器17的高电位侧的连接点，即第一连接点3配置成与将对象区域101向特定方向以及和特定方向相反的方向延伸的区域以及控制基板22重叠。通过以上述方式构成，平滑电容器17和第二连接点4配置于第一整流元件15以及第二整流元件16近旁处，并且第一连接点3也配置于第一整流元件15以及第二整流元件16近旁处，因此，从第一连接点3至第一整流元件15以及第二整流元件16的路径中的阻抗被进一步减小，因此，能进一步抑制上述路径中产生的噪声。
此外，也可以采用如下结构：从垂直于控制基板22的面的方向观察时，与汇流条36连接的平滑电容器17的低电位侧的连接点，即第二连接点4配置成与将对象区域101内的被第二端子15b和第四端子16b夹着的区域向特定方向以及和特定方向相反的方向延伸的区域以及控制基板重叠。与将对象区域101向特定方向以及和特定方向相反的方向延伸的区域以及控制基板22重叠的区域是图5中用两点划线围成的区域的配置区域103。如图5所示，在本实施方式中，在配置区域103的中央附近配置有第二连接点4。
通过以上述方式构成，能进一步提高噪声减轻效果。以下，对上述效果进行说明。第二连接点4是第一整流元件15和第二整流元件16的负载侧端子，其配置于从作为阳极端子的第二端子15b和第四端子16b的中间部位104a向Y轴方向延长的延长线104上。通过上述配置，以使第二连接点4与第一整流元件15的阳极端子和第二整流元件16的阳极端子之间的距离相等且为最短路径。噪声的大小取决于从第二连接点4至第一整流元件15的阳极端子之间的长度和从第二连接点4到第二整流元件16的阳极端子之间的长度中的较长的一方，因此，以上述方式配置时能最大限度地减少噪声。
此外，也可以采用如下结构：从垂直于控制基板22的面的方向观察时，次级侧绕组端子33b配置于与汇流条36连接的平滑电容器17的低电位侧的连接点即第二连接点4的特定方向相反的方向上。如图5所示，次级侧绕组端子33b和第二连接点4配置于延长线104上。通过以上述方式构成，能缩小底座30的X轴方向的大小，因此，能使电力转换装置100小型化。
此外，能够构成为变压器13的次级绕组13b的匝数比初级绕组13a的匝数少。在以上述方式构成的情况下，在次级侧流通的电流必然会变大，因此，由适用本申请的结构实现的抑制噪声水平的效果显著。尤其，在使车载用的高电压电池的电压下降并转换为辅机电池用的电压的电力转换装置100中，将变压器13的匝数比设定得较大，因此，由适用本申请的结构实现的效果更为显著。
如上所述，在实施方式1的电力转换装置100中包括：底座30；变压器13，所述变压器13配置于底座30的部件配置面30a；逆变器部12；控制基板22，所述控制基板22配置成与底座30的部件配置面30a分开；第一整流元件15，所述第一整流元件15配置于相对于变压器13的特定方向一侧即底座30的部件配置面30a一侧；第二整流元件16，所述第二整流元件16与第一整流元件15并排配置于相对于变压器13的特定方向一侧，即底座30的部件配置面30a一侧；平滑电抗器14，所述平滑电抗器14配置于底座30的部件配置面30a；输出滤波电路部18；第一主电路配线1，所述第一主电路配线1将平滑电抗器14与输出滤波电路部18之间连接；第二主电路配线2，所述第二主电路配线2将第一整流元件15的第二端子15b以及第二整流元件16的第四端子16b与外部负载的低电位侧之间连接；以及平滑电容器17，所述平滑电容器17的高电位侧的端子与第一主电路配线1连接，低电位侧的端子与第二主电路配线2连接，并安装于控制基板22，从垂直于控制基板22的面的方向观察时，由第一整流元件15的配置区域、第二整流元件16的配置区域以及第一整流元件15与第二整流元件16之间的区域构成的对象领域101与平滑电容器17的至少一部分重叠，从垂直于控制基板22的面的方向观察时，与第二主电路配线2连接的平滑电容器17的低电位侧的连接点，即第二连接点4配置成与将对象区域101向特定方向以及和特定方向相反的方向延伸的区域以及控制基板22重叠，因此，平滑电容器17和第二连接点4配置于最靠近第一整流元件15以及第二整流元件16处，从第一连接点3至第一整流元件15以及第二整流元件16的路径中的阻抗被减小，因此，能抑制上述路径中产生的噪声水平。
变压器13和平滑电抗器14配置于底座30的部件配置面30a，因此，容易实现作为重量物的变压器13和平滑电抗器14的振动对策，因而能抑制与振动对策相关的电力转换装置100的成本增加。此外，平滑电容器17像汇流条35和汇流条36那样配置于与供大电流流动的配线部分不同的台阶的控制基板22，因此，无需将高成本的厚的铜制图案基板用于控制基板22，因而能抑制与基板相关的电力转换装置100的成本增加。
在从垂直于控制基板22的面的方向观察时，与作为第一主电路配线的汇流条35连接的平滑电容器17的高电位侧的连接点，即第一连接点3配置成与将对象区域101向特定方向以及和特定方向相反的方向延伸的区域以及控制基板22重叠的情况下，平滑电容器17和第二连接点4配置于第一整流元件15和第二整流元件16近旁处，并且第一连接点3还配置于第一整流元件15和第二整流元件16近旁处，因此，从第一连接点3至第一整流元件15以及第二整流元件16的路径中的阻抗被进一步减小，因而能进一步抑制上述路径中产生的噪声。
在从垂直于控制基板22的面的方向观察时，与汇流条36连接的平滑电容器17的低电位侧的连接点，即第二连接点4配置成将与对象区域101内的被第二端子15b和第四端子16b夹着的区域向特定方向以及和特定方向相反的方向延伸的区域以及控制基板重叠的情况下，第二连接点4与第一整流元件15的负载侧端子以及第二整流元件16的负载侧端子之间的距离相等且为最短路径，因此，能进一步提高噪声减轻效果。
在控制基板22配置于比第一整流元件15和第二整流元件16中的与底座30一侧的面相反一侧的面更远离底座30一侧的位置、且比变压器13和平滑电抗器14各自的与底座30一侧的面相反一侧的面的一方或双方更靠底座30一侧的位置的情况下，能缩短与控制基板22连接的端子31、32的Z轴方向的长度，因此，能缩小从第一连接点3至第一整流元件15以及第二整流元件16的路径的长度，因而能进一步提高噪声减轻效果。
在控制基板22的外周部设置有一个或两个缺口并且在一个或两个缺口各自的内侧逐个配置有变压器13和平滑电抗器14中的一方或双方的情况下，能将控制基板22集中配置于底座30的周围，因此，能使电力转换装置100小型化。此外，在平滑电抗器14配置于相对于变压器13的特定方向一侧并在平滑电抗器14与变压器13之间配置有第一整流元件15、第二整流元件16、汇流条35、汇流条36以及平滑电容器17的情况下，能将底座30的部件配置面30a构成得较小，因此，能使电力转换装置100小型化。
在中间分接头的和平滑电抗器14连接的部位与底座30热连接的情况下，能将变压器13和平滑电抗器14中产生的热量经由底座30高效地释放。
在平滑电容器17是表面安装用电容器的情况下，能缩小平滑电容器17的安装面积以及安装高度，因此，能使电力转换装置100小型化。此外，在次级绕组的匝数比初级绕组的匝数少的情况下，在次级侧流通的电流必然会变大，但通过采用本申请中公开的结构能获得将噪声水平得到抑制的电力转换装置100。此外，在底座30由金属构成的情况下，底座30作为框体发挥作用并且作为低电位侧的端子发挥作用，因此，无需低电位侧的端子，因而能够提高电力转换装置100的生产性，并能抑制电力转换装置100的成本增加。
实施方式2
对实施方式2的电力转换装置100进行说明。图8是示出实施方式2的电力转换装置100的主要部分的立体图，其是示出图1中的从变压器13至输出滤波电路部18的部分的结构的图，图9是示出电力转换装置100的主要部分的俯视图，其是将控制基板22和平滑电容器17从图1中的从变压器13至输出滤波电路部18的部分的结构中去除来示出的图。实施方式2的电力转换装置100为汇流条35的结构与实施方式1不同的结构。
如图9所示，平滑电抗器14配置于与特定方向垂直的方向的次级侧绕组端子33a一侧。因此，汇流条35设置成与实施方式1的情况相比有所延长。从垂直于控制基板22的面的方向观察时，从与汇流条35连接的平滑电容器17的高电位侧的连接点，即第一连接点3至第一整流元件15的第二端子15b的配线长度105以及从第一连接点3至第二整流元件16的第四端子16b的配线长度106分别比汇流条35中的从平滑电抗器14至第一连接点3的配线长度107短。在图9中用虚线示出设置于汇流条36一侧的第二端子15b以及第四端子16b。控制基板22在与安装有平滑电容器17的面相反一侧的面中支承于支柱39并固定于底座30。在本实施方式中，将支柱39设为六棱柱，但支柱39的形状并不局限于此。
如上所述，在实施方式2的电力转换装置100中，从垂直于控制基板22的面的方向观察时，从第一连接点3至第二端子15b的配线长度105以及从第一连接点3至第四端子16b的配线长度106分别比汇流条35中的从平滑电抗器14至第一连接点3的配线长度107短，因此，从第一连接点3至第一整流元件15以及第二整流元件16的路径中的阻抗被减小，因而能抑制在上述路径中产生的噪声水平。另一方面，即使使配线长度107的长度加长，由于上述配线部分作为与平滑电容器14串联连接的电感发挥作用，因此，噪声水平不会变差。
如上所述，由于电力转换装置100的框体内的布局的限制，无论变压器13以及平滑电抗器14配置于哪个位置，通过采用使从平滑电抗器14的输出侧的端子至第一连接点3的配线长度107加长，且使从第一连接点3至第一整流元件15以及第二整流元件16的负载侧端子的配线长度105、106比从平滑电抗器14的输出侧的端子至第一连接点3的配线长度107短的结构，均能抑制作为噪声源的寄生电感，并且能维持噪声减轻效果。
此外，本申请记载有各种各样的例示性的实施方式和实施例，但一个或多个实施方式所记载的各种各样的特征、方式以及功能并不局限于特定的实施方式的应用，能单独或以各种组合的方式应用于实施方式。
因此，未被例示的无数变形例被设想在本申请说明书所公开的技术范围内。例如，包含对至少一个构成要素进行变形的情况、追加的情况或省略的情况，另外，还包含将至少一个构成要素抽出并与其他实施方式的构成要素组合的情况。
(符号说明)
1第一主电路配线；2第二主电路配线；3第一连接点；4第二连接点；11输入电容器；12逆变器部；12a半导体开关元件；13变压器；13a初级绕组；13b次级绕组；13c中间分接头；14平滑电抗器；15第一整流元件；15a第一端子；15b第二端子；16第二整流元件；16a第三端子；16b第四端子；17平滑电容器；18输出滤波电路部；19滤波电路电抗器；20滤波电路电容器；21控制电路；22控制基板；23输出端；30底座；30a部件配置面；31、32端子；33a、33b、33c次级侧绕组端子；34、35、36汇流条；37、38绝缘片；39支柱；40、41、44螺钉；42、43螺母；100电力转换装置；101对象区域；102、103配置区域；104延长线；104a中间部位；105、106、107配线长度。

Claims (11)

1.一种电力转换装置，其特征在于，包括：
底座；
变压器，所述变压器配置于所述底座的第一面，并具有初级绕组和次级绕组；
逆变器部，所述逆变器部具有半导体开关元件，并对所述初级绕组进行供电；
控制基板，所述控制基板配置成与所述底座的第一面分开，并具有对所述逆变器部进行控制的控制电路；
第一整流元件，所述第一整流元件与所述次级绕组的一个端部连接，并具有与所述变压器相邻设置的第一端子和第二端子，并且配置于相对于所述变压器的特定方向一侧，即所述底座的第一面一侧；
第二整流元件，所述第二整流元件与所述次级绕组的另一个端部连接，并具有与所述变压器相邻设置的第三端子和第四端子，并且与所述第一整流元件并排配置于相对于所述变压器的所述特定方向一侧，即所述底座的第一面一侧；
平滑电抗器，所述平滑电抗器的一个端部与设置于所述次级绕组的一个端部与另一个端部之间的中间分接头连接，并配置于所述底座的第一面；
输出滤波电路部，所述输出滤波电路部被连接到所述平滑电抗器的另一个端部与外部负载的高电位侧之间；
第一主电路配线，所述第一主电路配线将所述平滑电抗器的另一个端部与所述输出滤波电路部之间连接；
第二主电路配线，所述第二主电路配线将所述第一整流元件的所述第二端子以及所述第二整流元件的所述第四端子与外部负载的低电位侧之间连接；以及
平滑电容器，所述平滑电容器的高电位侧的端子与所述第一主电路配线连接，低电位侧的端子与所述第二主电路配线连接，并安装于所述控制基板，
从垂直于所述控制基板的面的方向观察时，由所述第一整流元件的配置区域、所述第二整流元件的配置区域以及所述第一整流元件与所述第二整流元件之间的区域构成的对象领域与所述平滑电容器的至少一部分重叠，
从垂直于所述控制基板的面的方向观察时，与所述第二主电路配线连接的所述平滑电容器的低电位侧的连接点配置成与将所述对象区域向所述特定方向以及和所述特定方向相反的方向延伸的区域以及所述控制基板重叠。
2.如权利要求1所述的电力转换装置,其特征在于，
从垂直于所述控制基板的面的方向观察时，与所述第一主电路配线连接的所述平滑电容器的高电位侧的连接点配置成与将所述对象区域向所述特定方向以及和所述特定方向相反的方向延伸的区域以及所述控制基板重叠。
3.如权利要求1或2所述的电力转换装置，其特征在于，
从垂直于所述控制基板的面的方向观察时，与所述第二主电路配线连接的所述平滑电容器的低电位侧的连接点配置成与将所述对象区域内的被所述第二端子和所述第四端子夹着的区域向所述特定方向以及和所述特定方向相反的方向延伸的区域以及所述控制基板重叠。
4.如权利要求1至3中任一项所述的电力转换装置，其特征在于，
从垂直于所述控制基板的面的方向观察时，
从与所述第一主电路配线连接的所述平滑电容器的高电位侧的连接点至所述第一整流元件的所述第二端子的配线长度以及从所述平滑电容器的所述高电位侧的连接点至所述第二整流元件的所述第四端子的配线长度分别比所述第一主电路配线中的从所述平滑电抗器至所述平滑电容器的所述高电位侧的连接点的配线长度短。
5.如权利要求1至4中任一项所述的电力转换装置，其特征在于，
所述控制基板配置于比所述第一整流元件和所述第二整流元件中的与所述底座一侧的面相反一侧的面更远离所述底座一侧的位置且比所述变压器和所述平滑电抗器各自的与所述底座一侧的面相反一侧的面中的一方或双方更靠所述底座一侧的位置。
6.如权利要求5所述的电力转换装置，其特征在于，
在所述控制基板的外周部设置有一个或两个缺口，在一个或两个所述缺口各自的内侧逐个配置有所述变压器和所述平滑电抗器中的一方或双方。
7.如权利要求1至6中任一项所述的电力转换装置，其特征在于，
所述平滑电抗器配置于相对于所述变压器的所述特定方向一侧，
在所述平滑电抗器与所述变压器之间配置有所述第一整流元件、所述第二整流元件、所述第一主电路配线、所述第二主电路配线以及所述平滑电容器。
8.如权利要求1至7中任一项所述的电力转换装置，其特征在于，
所述中间分接头的和所述平滑电抗器连接的部位与所述底座热连接。
9.如权利要求1至8中任一项所述的电力转换装置，其特征在于，
所述平滑电容器是表面安装用电容器。
10.如权利要求1至9中任一项所述的电力转换装置，其特征在于，
所述次级绕组的匝数比所述初级绕组的匝数少。
11.如权利要求1至10中任一项所述的电力转换装置，其特征在于，
所述底座由金属构成。
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