JP2000324839A - 降圧型dc−dcコンバータ装置 - Google Patents
降圧型dc−dcコンバータ装置Info
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Abstract
−DCコンバータ装置を提供すること。 【解決手段】トランス6の二次コイルから出力される単
相交流電圧(二次電圧)はダイオードモジュール80で
整流される。トランス6の両二次コイルの接続点(すな
わち中点)を接地するための接地用ブスバー19は、回
路基板30とダイオードモジュール80との間に位置し
て回路基板30と略平行に延設され、更にブスバー1
8、ダイオードモジュール80を覆う。このようにすれ
ば、トランス6とダイオードモジュール80とを結ぶブ
スバー18およびダイオードモジュール80の大きな電
磁波ノイズが回路基板30上の回路素子32,33に入
射するのを抑止することができる。
Description
コンバータ装置に関する。
主バッテリから給電し、種々の補機へは低圧の補機バッ
テリから給電する二電源方式が種々の点で有益であるた
め実用となっている。この二電源方式の電気自動車で
は、補機バッテリをいたずらに大容量化するかわりに小
容量とし、もし電力が不足した場合には降圧型DC−D
Cコンバータ装置を通じて主バッテリから充電するのが
種々の点で合理的な選択である。
入力直流電圧から単相交流電圧を形成するインバータ回
路、この単相交流電圧の変圧を行うトランス、このトラ
ンスの出力電圧を整流する整流回路、整流された電圧を
平滑する平滑回路から通常、構成されるが、トランス及
び整流回路は単相全波整流方式で構成されるのが通常で
ある。なお、この単相全波整流方式では、トランスは同
一方向に巻装されて直列接続された一対の二次コイルを
もち、整流回路は一対の整流素子からなる単相全波整流
回路で構成され、一対の二次コイルの互いに接続されて
なる中点は接地される。
た従来の降圧型DC−DCコンバータ装置は、大きな電
磁波ノイズを放射するという問題があった。本発明は上
記問題点に鑑みなされたものであり、放射電磁波ノイズ
の低減を実現した降圧型DC−DCコンバータ装置を提
供することをその目的としている。
C−DCコンバータ装置によれば、トランスの一対の二
次コイルから出力される一対の単相交流電圧(二次電
圧)は一対の整流素子で個別に半波ごとに整流される。
本発明では特に、両二次コイルの接続点(すなわち中
点)を低位直流出力端(いわゆる接地端子)に接続する
接地用ブスバーを、回路基板と整流素子との間に位置し
て回路基板と略平行に延設し、更に、整流素子を覆う形
状を与える。
工程の延長を抑止しつつ、この降圧型DC−DCコンバ
ータ装置の電磁波ノイズを低減することができる。更に
説明すると、降圧型DC−DCコンバータ装置では、主
要な電磁波ノイズ源は、高速スイッチングするインバー
タ回路ではなく、一対の整流素子、及び、降圧用のトラ
ンスの一対の二次コイルから両整流素子に到る一対のラ
イン(半波整流ラインともいう)である。これは、降圧
型DC−DCコンバータ装置ではトランス二次電流がそ
の一次電流よりも大きいために、整流素子で断続される
二次電流の急変に起因する電磁波ノイズが大きくなるか
らである。両整流素子の出力側(平滑回路の入力側)で
一対のラインが接続された後のライン(全波整流ライン
ともいう)は、両半波整流ラインの電流が合算されるた
めに、総合の電流変化は格段に小さくなり、その電磁波
ノイズは小さくなる。また、同じ理由で両二次コイルの
直列接続点(中点)から延設されるライン(接地ライン
という)の電磁波ノイズも小さくなる。
が両半波整流ラインのそれよりも格段に小さいことに着
目してなされたものであり、接地ラインで回路基板から
整流素子を覆うことにより、両半波整流ラインおよび整
流素子から放射される電磁波ノイズが回路基板の回路素
子に与える悪影響を低減したものである。また、本構成
では、接地ラインをなす接地用ブスバーは、整流素子を
覆うために幅広平板形状を有するために、この接地用ブ
スバーを囲んで形成される磁路長が長くなり、その結果
としてこの接地用ブスバーのインダクタンスが小さくな
って、このインダクタンスに比例する電磁波ノイズを低
減する効果も奏し、また接地用ブスバーは表面積が広い
ので降圧トランスの冷却効果も増大する。
の降圧型DC−DCコンバータ装置において更に、接地
用ブスバーは、二次コイルの一端と整流素子のアノード
端子とを接続する半波整流ラインの一部又は全部を覆っ
て延設されるので、前記回路基板の回路素子に作用する
電磁波ノイズを更に良好に低減できる。請求項3記載の
構成によれば請求項1又は2記載の降圧型DC−DCコ
ンバータ装置において更に、ケースの底板部分をなすベ
ース部を金属部材とし、このベース部と接地用ブスバー
とで整流素子及び半波整流ラインを挟む構成を採用す
る。
から接地用ブスバーを回り込んで回路基板に達する電磁
波ノイズを更に良好に低減することができる。また、互
いに対面するベース部と接地用ブスバーとは、大きな空
間静電容量をもち、いわゆる高周波バイパスコンデンサ
としても機能するので、電磁波ノイズを一層低減するこ
とができる。
Cコンバータ装置の好適な態様を以下の実施例を参照し
て説明する。
の実施例を図1に示す回路図を参照して説明する。 (回路構成)この降圧型DC−DCコンバータ装置は、
電気自動車の走行エネルギー蓄電用の主バッテリ1か
ら、補機及び制御装置給電用の補機バッテリ2に電圧変
換して給電するためのものであって、3は平滑コンデン
サ、4は4個のMOSトランジスタ4aをブリッジ接続
してなるインバータ回路、6は降圧トランス、7はスナ
バ回路、8は全波整流用の2個のダイオード(整流素
子)、9はチョークコイル10及び平滑コンデンサ11
からなる平滑回路、12は集積化された制御回路であ
る。
じてブスバー13に接続され、主バッテリ1の低位端は
入力端子16を通じてブスバー15に接続されている。
平滑コンデンサ3はブスバー13、15間に接続され、
ブスバー13はインバータ回路4の高位直流入力端をな
す上アーム側の一対のMOSトランジスタ4aのドレイ
ン電極端子に接続され、ブスバー15はインバータ回路
4の低位直流入力端をなす下アーム側の一対のMOSト
ランジスタ4aのソース電極端子に接続されている。な
お、インバータ回路4の各MOSトランジスタ4aのゲ
ート電極は入力電圧を増幅するバッファ回路20を通じ
て制御回路12からの制御電圧を受け取る。
降圧トランス6の一次コイルの両端に接続されている。
降圧トランス6は、同一方向に巻装され、互いに直列接
続された2つの二次コイル61,62を有し、二次コイ
ル61の一端は外部に延設されてブスバー(半波整流ラ
イン)17をなし、二次コイル62の一端は外部に延設
されてブスバー(半波整流ライン)18をなす。ブスバ
ー17は、一対のダイオード8の一方のアノード電極端
子に接続され、ブスバー18は、一対のダイオード8の
他方のアノード電極端子に接続されている。
の直列接続点(中点)をなす中間端子6aは、ブスバー
(接地ライン)19、接地端子(低位直流出力端)21
を通じて補機バッテリ6の低位端に接続されている。両
ダイオード8のカソード電極端子は、全波整流ライン2
4を通じてチョークコイル10の一端(高位直流出力
端)に接続され、チョークコイル10の他端25は、ブ
スバー26、出力端子27を通じて補機バッテリ2の高
位端に接続されている。なお、実際には両ダイオード
8,8は図2に示すダイオードモジュール80内に実装
され、一対のアノード電極端子(図2にねじで示す)と
一対のカソード電極端子(図2にねじで示す)がダイオ
ードモジュール80の上面に設けられている。
デンサとを直列接続してなる等価回路で等価されるCR
ハイパスフィルタであって、一対のダイオード8の両ア
ノード電極端子間に接続されている。 (動作説明)制御回路12は、図示しないその入力端子
への充電指令の入力により補機バッテリ2の電圧が所定
値に達するまでインバータ回路4の各MOSトランジス
タ4aを断続して降圧トランス6の一次コイルに矩形波
交流電圧を印加させる。
生じた二次電圧は単相全波整流回路をなす一対のダイオ
ード8,8で整流され、これにより全波整流ライン24
と接地用ブスバー(接地ライン)19との間に生じた全
波整流電圧は、平滑回路9で平滑されて補機バッテリ2
に印加される。平滑コンデンサ3はインバータ回路4の
断続動作による主バッテリ1の放電電流の変動を低減
し、スナバ回路7はCRハイパスフィルタとして高周波
サージ電圧を吸収する。 (回路部品の配置)上述した各DC−DCコンバータ装
置の要部配置を拡大して図2、図3に示す。図2は縦断
面図、図3は平面図である。
をなす回路素子32,33が実装されている。回路基板
30は、アルミベースプレート(ケースのベース部)3
1の上方にアルミベースプレート31の主面から所定距
離を隔てて、それと平行に延設されている。回路基板3
0は、アルミベースプレート31の図示しない周縁部か
ら回路基板30へ向けて立設された図示しない柱部にね
じにより締結されている。
ル80はアルミベースプレート31上に近接して固定さ
れている。降圧トランス6からアルミベースプレート3
1に平行に延設されるブスバー(半波整流ライン)1
7、18はダイオードモジュール80の一対のアノード
電極端子に延設されている。アルミベースプレート31
の一対のカソード電極端子はブスバー(全波整流ライ
ン)24の一端に接続されている。ブスバー17,1
8,24はアルミベースプレート31から一定距離を隔
ててそれと平行に延設されている。
は降圧トランス6の中点6aに接続されて、ブスバー1
7,18,24の直上にそれらと平行に延設されてい
る。また、接地用ブスバー19は、図3に示すように、
ダイオードモジュール80の部分で拡幅されており、こ
れにより、ブスバー17,18,24は回路基板30か
ら見て接地用ブスバー19にほとんど覆われている。な
お、図3は、理解を容易とするために接地用ブスバー1
9を斜線で示している。したがって、接地用ブスバー
は、ブスバー17,18,24およびダイオードモジュ
ール80と回路基板30との間に延設されていることに
なる。
実施例によれば、接地用ブスバー19が回路基板30に
対してブスバー17,18およびダイオードモジュール
80を遮蔽するので、ダイオード8,8の断続やインバ
ータ回路4のスイッチング素子4aの断続に伴うブスバ
ー17,18およびダイオードモジュール80中の電流
変化により生じる電磁波ノイズが回路基板30上の回路
素子に影響するのを良好に抑止することができる。ま
た、接地用ブスバー19を異形形状に形成するのみで上
記効果を得ることができるので、構造および製造工程が
複雑化することがない。
却風により接地用ブスバー19が良好に冷却され、降圧
トランス6が接地用ブスバー19により良好に冷却され
る効果も奏する。なお、接地用ブスバー19は、特にダ
イオードモジュール80の近傍において通電方向に対し
て直角な方向へ偏平となっているので、電流が分散して
流れ、接地用ブスバー19のラインインダクタンスが低
減される効果もある。
ブスバー19との間の大きな寄生容量は電磁波ノイズを
低減する。なお、接地用ブスバー19の電流変動は全波
整流ライン24のそれと同じく両ダイオード8,8の電
流の和となるので、ブスバー17,18よりも格段に小
さい。
0を接地用ブスバー19と独立に設けたが、接地用ブス
バー19の反ダイオードモジュール側の主面上に絶縁層
を介して設けてもよい。
一実施例を示す回路図である。
の要部縦断面図である。
の要部模式平面図である。
8はダイオード(整流素子)、9は平滑回路、19は接
地用ブスバー、30は回路基板、31はアルミベースプ
レート(ケースのベース部)、61,62は二次コイル
Claims (3)
- 【請求項1】同一方向に巻装されて直列接続された一対
の二次コイルをもつトランスと、 直流電圧を断続制御して前記トランスの一次コイルに単
相交流電圧を印加するインバータ回路と、 アノード端子が前記一対の二次コイルの各一端に個別に
接続され、カソード端子が共通接続されて高位直流出力
端をなす一対の整流素子と、 低位直流出力端に前記一対の二次コイルの他端を接続す
る接地用ブスバーと、 前記高位直流出力端及び低位直流出力端間の整流電圧を
平滑する平滑回路と、 回路素子が実装される回路基板と、 前記トランス、インバータ回路、整流素子、接地用ブス
バー及び回路基板を収容するケースと、 を備える降圧型DC−DCコンバータ装置において、 前記接地用ブスバーは、前記回路基板と前記整流素子と
の間に位置して前記回路基板と略平行に延設されるとと
もに、前記整流素子を覆うことを特徴とする降圧型DC
−DCコンバータ装置。 - 【請求項2】請求項1記載の降圧型DC−DCコンバー
タ装置において、 前記接地用ブスバーは、前記二次コイルの前記一端から
前記整流素子にいたるラインの一部又は全部を覆って延
設されることを特徴とする降圧型DC−DCコンバータ
装置。 - 【請求項3】請求項1又は2記載の降圧型DC−DCコ
ンバータ装置において、 前記ケースは、前記トランスが固定されるとともに、前
記整流素子を挟んで前記接地用ブスバーと反対側に位置
して前記接地用ブスバーと略平行に延設されるとともに
接地電位が印加される金属製のベース部を有することを
特徴とする降圧型DC−DCコンバータ装置。
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