JP2003209978A - Power converter - Google Patents

Power converter

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JP2003209978A
JP2003209978A JP2002003690A JP2002003690A JP2003209978A JP 2003209978 A JP2003209978 A JP 2003209978A JP 2002003690 A JP2002003690 A JP 2002003690A JP 2002003690 A JP2002003690 A JP 2002003690A JP 2003209978 A JP2003209978 A JP 2003209978A
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JP
Japan
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bus bar
inverter
terminal
terminals
smoothing capacitor
Prior art date
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Pending
Application number
JP2002003690A
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Japanese (ja)
Inventor
Satoshi Niwa
聡 丹羽
Akio Kitami
明朗 北見
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
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  • Inverter Devices (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To solve the problem of a conventional power converter that power loss is generated by a radiation field generated around a bus bar. <P>SOLUTION: Bus bars 72 and 74 connect the P terminal of an inverter 40 and the P terminal of a smoothing capacitor 40 in parallel. Bus bars 82 and 84 connect the N terminal of the inverter 40 and the N terminal of the smoothing capacitor 40 in parallel. The bus bar 84 connecting the N terminals is superposed on the bus bar 72 connecting the P terminals in a specified region including an A-A' line. The bus bar 74 connecting the P terminals is superposed on the bus bar 82 connecting the N terminals in a specified region including the A-A' line. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は、コンバータ、コン
デンサ、およびインバータを備え、前記コンデンサとイ
ンバータ間の接続に低インダクタンス導体が用いられた
電力変換装置に関する。 【0002】 【従来の技術】一般に、電力変換装置は、コンバータ出
力側のコンデンサにより平滑された直流電流を得て、こ
れを基にインバータで所定の周波数の交流電圧に変換し
て負荷に供給する。コンデンサとインバータとを接続す
る配線には、低インダクタンスの導電性部材で構成され
たバスバーが用いられ、配線インピーダンスの低下が図
られている。 【0003】このような電力変換装置において、コンデ
ンサとインバータ間に大電流が流れると、バスバーの周
囲に放射磁界が発生する。このため配線周囲の導体に渦
電流が発生し、電力損失の一因となるという課題があっ
た。 【0004】この課題を解決するために、例えば特開2
000−102260号公報には、コンデンサとインバ
ータのP端子間を結ぶ2本のP側配線と、N端子間を結
ぶN側配線とを、P側配線−N側配線−P側配線の順に
配置することで、インダクタンスを減らす技術が記載さ
れている。 【0005】 【発明が解決しようとする課題】図6は、特開2000
−102260号公報に記載されたバスバーの断面図で
ある。バスバー200とバスバー220には同方向の電
流が流れ、バスバー210には、バスバー200と22
0とは逆の向きの電流が流れる。このため、バスバー2
00とバスバー210との間の磁束は同じ向き(矢印2
30)になり、互いに強め合っている。また、バスバー
210とバスバー220との間の磁束は同じ向き(矢印
240)になり、互いに強め合っている。 【0006】このように、各バスバー間に生じる放射磁
界は強めあったまま存在しており、これが周囲に悪影響
を与えていた。 【0007】そこで本発明は、バスバー周囲に発生する
放射磁界を抑制することができる上記の課題を解決する
ことのできる電力変換装置を提供することを目的とす
る。 【0008】 【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、直流電
圧を変換して負荷に交流電圧を供給するインバータと、
電源電圧をインバータに入力するために電圧変換するコ
ンバータと、前記コンバータおよび前記インバータの間
に設けられた平滑コンデンサと、を有する電力変換装置
において、前記インバータおよび前記平滑コンデンサの
正極端子間を並列に接続する第1および第2の導電性部
材と、前記インバータおよび前記平滑コンデンサの負極
端子間を並列に接続する第3および第4の導電性部材
と、を備え、前記第1−第4の導電性部材は、2本×2
本のマトリックス状に配列され、前記第1および第2の
導電性部材と、前記第3および第4の導電性部材とが互
いに襷がけの関係になるように設けられている。 【0009】 【発明の実施の形態】以下、発明の実施の形態を通じて
本発明を説明する。 【0010】図1は、実施形態にかかる電力変換装置1
0の回路構成図である。電力変換装置10は、バッテリ
20、DC/DCコンバータ30、平滑コンデンサ4
0、インバータ50、および負荷として3相交流モータ
60を備える。 【0011】DC/DCコンバータ30は、インバータ
50の直流端子間に順方向直列接続されている一対のト
ランジスタ31,32、各トランジスタに逆並列接続さ
れている帰還ダイオード33,34、及びトランジスタ
同士の接続点に接続されているリアクトル35を含む。
このDC/DCコンバータ30により、バッテリ20の
電力が昇圧され、昇圧後の電力は、インバータ50の直
流端子間に接続された平滑コンデンサ40に蓄電され
る。 【0012】インバータ50は、複数のスイッチング素
子を有し、平滑コンデンサ40から送られる直流電流を
3相交流電流に変換し、3相交流モータ60に供給す
る。 【0013】インバータ50のP端子と平滑コンデンサ
40のP端子との間は、配線70により接続されてい
る。また、インバータ50のN端子と平滑コンデンサ4
0のN端子との間は、配線80により接続されている。 【0014】図2は、配線70,80の具体的な構成を
示す平面図である。配線70は、具体的には、バスバー
(低インダクタンスの導電性板材)72およびバスバー
74を備える。バスバー72およびバスバー74は、イ
ンバータ50のP端子と平滑コンデンサ40のP端子と
の間を並列接続する。また、配線80は、具体的には、
バスバー82およびバスバー84を備える。バスバー8
2およびバスバー84は、インバータ50のN端子と平
滑コンデンサ40のN端子との間を並列接続する。 【0015】P端子間を接続するバスバー72とN端子
間を接続するバスバー84とは、A−A’線を含む所定
の領域においてバスバー84が上になった状態で重なっ
ている。また、P端子間を接続するバスバー74とN端
子間を接続するバスバー82とは、A−A’線を含む所
定の領域においてバスバー74が上になった状態で重な
っている。 【0016】図3は、配線70,80のインバータ50
部分における接続を示す斜視図である。バスバー74の
端部は、インバータ50のP端子に接続するための形状
加工が施されている。また、バスバー82,84の端部
は、インバータ50のN端子に接続するための形状加工
が施されている。 【0017】バスバー72とバスバー84との間、およ
びバスバー74とバスバー82との間には、それぞれ絶
縁フィルム90,92が設けられ、これらの間の絶縁が
保たれている(図4参照)。 【0018】図5は、図2のA−A’線断面図である。
バスバー72,74,82,84は、縦横2列に配置さ
れている。バスバー72,74とバスバー82,84に
流れる電流の向きは逆になっている。このため、バスバ
ー72とバスバー84との間の磁束は矢印100の向き
になる。これに対して、バスバー74とバスバー82と
の間の磁束は矢印102の向きになり、これは、矢印1
00とは逆の向きになっている。このため、バスバー7
2とバスバー84との間の磁束とバスバー74とバスバ
ー82との間の磁束とは互いに打ち消しあう(相殺す
る)関係にある。 【0019】また、バスバー72とバスバー82との間
の磁束は矢印104の向きになる。これに対して、バス
バー74とバスバー84との間の磁束は矢印106の向
きになり、これは、矢印104とは逆の向きになってい
る。このため、バスバー72とバスバー82との間に生
じる磁束とバスバー74とバスバー84との間に生じる
磁束とは互いに打ち消し合う(相殺する)関係にある。 【0020】このように、P端子間およびN端子間のバ
スバーをそれぞれ並列にし、P端子のバスバーとN端子
間のバスバーが襷がけの位置関係の状態で縦横2列に配
線することにより、バスバー間に生じる磁束を打ち消し
て弱めることができる。これにより、放射磁界が周囲に
与える影響を小さくし、電力効率を向上することができ
る。 【0021】 【発明の効果】上記説明から明らかなように、本発明に
よれば、バスバー間に生じる磁束を相殺し、放射磁界を
弱めることができる。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power converter including a converter, a capacitor, and an inverter, wherein a low-inductance conductor is used for connecting the capacitor and the inverter. 2. Description of the Related Art Generally, a power converter obtains a DC current smoothed by a capacitor on a converter output side, converts the DC current into an AC voltage having a predetermined frequency by an inverter based on the DC current, and supplies the AC voltage to a load. . A bus bar made of a low-inductance conductive member is used for the wiring connecting the capacitor and the inverter, and the wiring impedance is reduced. [0003] In such a power converter, when a large current flows between the capacitor and the inverter, a radiated magnetic field is generated around the bus bar. For this reason, there is a problem that an eddy current is generated in a conductor around the wiring, which causes a power loss. In order to solve this problem, for example, see
In Japanese Patent Application Publication No. 000-102260, two P-side wirings connecting a capacitor and a P terminal of an inverter and an N-side wiring connecting N terminals are arranged in the order of P-side wiring-N-side wiring-P-side wiring. By doing so, a technique for reducing inductance is described. [0005] FIG. 6 is a schematic diagram of Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2000-2000.
It is sectional drawing of the bus bar described in -102260. A current flows in the same direction in the bus bar 200 and the bus bar 220, and the bus bars 210 and 22
A current in a direction opposite to 0 flows. Therefore, the bus bar 2
The magnetic flux between 00 and busbar 210 is in the same direction (arrow 2).
30) and strengthen each other. The magnetic flux between the bus bar 210 and the bus bar 220 is in the same direction (arrow 240), and reinforces each other. As described above, the radiated magnetic field generated between the bus bars exists while being strengthened, and this adversely affects the surroundings. [0007] Therefore, an object of the present invention is to provide a power conversion device capable of solving the above-mentioned problem that can suppress a radiation magnetic field generated around a bus bar. That is, the present invention provides an inverter for converting a DC voltage to supply an AC voltage to a load,
In a power converter including a converter for converting a power supply voltage into a voltage for inputting the voltage to an inverter, and a smoothing capacitor provided between the converter and the inverter, a power converter including the inverter and the positive terminal of the smoothing capacitor in parallel. A first and a second conductive member for connecting the first and second conductive members, and a third and a fourth conductive member for connecting the negative terminal of the inverter and the smoothing capacitor in parallel. 2 x 2
The books are arranged in a matrix, and the first and second conductive members and the third and fourth conductive members are provided so as to cross each other. The present invention will be described below through embodiments of the present invention. FIG. 1 shows a power converter 1 according to an embodiment.
0 is a circuit configuration diagram of FIG. The power converter 10 includes a battery 20, a DC / DC converter 30, and a smoothing capacitor 4.
0, an inverter 50, and a three-phase AC motor 60 as a load. The DC / DC converter 30 includes a pair of transistors 31 and 32 connected in series in a forward direction between DC terminals of an inverter 50, feedback diodes 33 and 34 connected in anti-parallel to each transistor, and a It includes a reactor 35 connected to the connection point.
The DC / DC converter 30 boosts the power of the battery 20, and the boosted power is stored in the smoothing capacitor 40 connected between the DC terminals of the inverter 50. The inverter 50 has a plurality of switching elements, converts a DC current sent from the smoothing capacitor 40 into a three-phase AC current, and supplies it to a three-phase AC motor 60. The P terminal of the inverter 50 and the P terminal of the smoothing capacitor 40 are connected by a wiring 70. The N terminal of the inverter 50 and the smoothing capacitor 4
0 is connected to the N terminal by a wiring 80. FIG. 2 is a plan view showing a specific configuration of the wirings 70 and 80. The wiring 70 specifically includes a bus bar (a low-inductance conductive plate material) 72 and a bus bar 74. The bus bar 72 and the bus bar 74 connect the P terminal of the inverter 50 and the P terminal of the smoothing capacitor 40 in parallel. The wiring 80 is, specifically,
A bus bar 82 and a bus bar 84 are provided. Bus bar 8
2 and the bus bar 84 connect the N terminal of the inverter 50 and the N terminal of the smoothing capacitor 40 in parallel. The bus bar 72 connecting the P terminals and the bus bar 84 connecting the N terminals overlap each other in a predetermined area including the line AA 'with the bus bar 84 facing upward. Further, the bus bar 74 connecting between the P terminals and the bus bar 82 connecting between the N terminals overlap with each other in a predetermined area including the line AA ′ with the bus bar 74 facing upward. FIG. 3 shows the inverter 50 of the wirings 70 and 80.
It is a perspective view which shows the connection in a part. The end of the bus bar 74 is shaped to connect to the P terminal of the inverter 50. The ends of the busbars 82 and 84 are formed so as to be connected to the N terminal of the inverter 50. Insulating films 90 and 92 are provided between the bus bar 72 and the bus bar 84 and between the bus bar 74 and the bus bar 82, respectively, to keep the insulation therebetween (see FIG. 4). FIG. 5 is a sectional view taken along line AA 'of FIG.
The bus bars 72, 74, 82, 84 are arranged in two rows and columns. The directions of the currents flowing through the bus bars 72 and 74 and the bus bars 82 and 84 are reversed. Therefore, the magnetic flux between the bus bar 72 and the bus bar 84 is in the direction of the arrow 100. On the other hand, the magnetic flux between the bus bar 74 and the bus bar 82 is in the direction of the arrow 102,
The direction is opposite to 00. Therefore, the bus bar 7
The magnetic flux between the bus bar 2 and the bus bar 84 and the magnetic flux between the bus bar 74 and the bus bar 82 have a mutually canceling (cancelling) relationship. The magnetic flux between the bus bar 72 and the bus bar 82 is in the direction of arrow 104. On the other hand, the magnetic flux between the bus bar 74 and the bus bar 84 is in the direction of the arrow 106, which is opposite to the direction of the arrow 104. Therefore, the magnetic flux generated between the bus bar 72 and the bus bar 82 and the magnetic flux generated between the bus bar 74 and the bus bar 84 are in a mutually canceling (cancelling) relationship. As described above, the bus bars between the P terminals and the N terminals are respectively arranged in parallel, and the bus bars between the P terminals and the N terminals are wired in two rows and columns in a crosswise positional relationship. The magnetic flux generated therebetween can be canceled out and weakened. As a result, the influence of the radiation magnetic field on the surroundings can be reduced, and the power efficiency can be improved. As is apparent from the above description, according to the present invention, the magnetic flux generated between the bus bars can be canceled out, and the radiated magnetic field can be weakened.

【図面の簡単な説明】 【図1】 実施形態にかかる電力変換装置10の回路構
成図である。 【図2】 配線70,80の具体的な構成を示す平面図
である。 【図3】 配線70,80のインバータ50部分におけ
る接続を示す斜視図である。 【図4】 バスバー間に設けられた絶縁フィルム90,
92を示す図である。 【図5】 図2のA−A’線断面図である。 【図6】 特開2000−102260号公報に記載さ
れたバスバーの断面図である。 【符号の説明】 10 電力変換装置、20 バッテリ、30 DC/D
Cコンバータ、40平滑コンデンサ、50 インバー
タ、60 3相交流モータ、70,80 配線、72,
74,82,84 バスバー、90,92 絶縁フィル
ム。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a circuit configuration diagram of a power conversion device 10 according to an embodiment. FIG. 2 is a plan view showing a specific configuration of wirings 70 and 80. FIG. 3 is a perspective view showing connections of wirings 70 and 80 at an inverter 50 part. FIG. 4 shows an insulating film 90 provided between bus bars.
FIG. FIG. 5 is a sectional view taken along line AA ′ of FIG. 2; FIG. 6 is a cross-sectional view of a bus bar described in JP-A-2000-102260. [Description of Signs] 10 power conversion device, 20 battery, 30 DC / D
C converter, 40 smoothing capacitor, 50 inverter, 60 3-phase AC motor, 70, 80 wiring, 72,
74, 82, 84 bus bar, 90, 92 insulating film.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5H007 AA01 AA07 BB06 CC12 HA03 HA07 5H740 BB09 BB10 PP02 PP03    ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page    F-term (reference) 5H007 AA01 AA07 BB06 CC12 HA03                       HA07                 5H740 BB09 BB10 PP02 PP03

Claims (1)

【特許請求の範囲】 【請求項1】 直流電圧を変換して負荷に交流電圧を供
給するインバータと、 電源電圧をインバータに入力するために電圧変換するコ
ンバータと、 前記コンバータおよび前記インバータの間に設けられた
平滑コンデンサと、 を有する電力変換装置において、 前記インバータおよび前記平滑コンデンサの正極端子間
を並列に接続する第1および第2の導電性部材と、 前記インバータおよび前記平滑コンデンサの負極端子間
を並列に接続する第3および第4の導電性部材と、 を備え、 前記第1−第4の導電性部材は、2本×2本のマトリッ
クス状に配列され、前記第1および第2の導電性部材
と、前記第3および第4の導電性部材とが互いに襷がけ
の関係になるように設けられていることを特徴とする電
力変換装置。
Claims 1. An inverter for converting a DC voltage to supply an AC voltage to a load, a converter for converting a power supply voltage into a voltage for input to the inverter, and between the converter and the inverter. And a first and a second conductive member that connect in parallel the positive terminal of the inverter and the positive terminal of the smoothing capacitor; and the negative terminal of the inverter and the negative terminal of the smoothing capacitor. And a fourth and a fourth conductive member for connecting the first and fourth conductive members in parallel, the first to fourth conductive members are arranged in a matrix of 2 × 2, and the first and second conductive members are arranged in a matrix of 2 × 2. A power converter, wherein a conductive member and the third and fourth conductive members are provided so as to have a crosswise relationship with each other.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2012117477A1 (en) * 2011-02-28 2012-09-07 日立オートモティブシステムズ株式会社 Electric power converter

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