JP2020061892A - 電圧変換装置 - Google Patents

Abstract

【課題】小型化を図ることができる電圧変換装置を提供すること。【解決手段】仕切り部材によって第１空間と第２空間とに区画された筐体と、入力された電力の電圧を変圧して出力する電圧変換回路と、を備える電圧変換装置であって、電圧変換回路のうち、入力された電力の電圧がかかる１次側回路は、第１空間内に格納され、電圧変換回路のうち、入力された電力の電圧から変圧された変圧後の電圧がかかる２次側回路は、第２空間内に格納され、１次側回路と２次側回路とは、筐体内において、仕切り部材に設けられた開口部を介して電気的に接続されている、電圧変換装置。【選択図】図２

Description

本開示は、電圧変換装置に関する。

近年、車載用の電圧変換装置に関して、航続距離の拡大のため、機器の統合化が進められている。特許文献１では、充電器、インバータ、ＤＣＤＣコンバータといった機器の統合化が行われている。

特開２０１６−２２０３４４号公報

機器の統合化が進められている一方で、絶縁が不要で、かつ、より安価な構成が可能な４８Ｖ機器の開発により、機器の大電流化も進んでいる。高電圧が必要とされる充電器と、低電圧かつ大電流のインバータおよびＤＣＤＣコンバータとでは、放熱および絶縁に対する要求が異なるため、小型化に有効な基板の構成が異なる。そのため、充電器、インバータおよびＤＣＤＣコンバータを統合すると、大型化してしまうという課題があった。

本開示の目的は、小型化を図ることができる電圧変換装置を提供することである。

本開示の一形態は、仕切り部材によって第１空間と第２空間とに区画された筐体と、入力された電力の電圧を変圧して出力する電圧変換回路と、を備える電圧変換装置であって、前記電圧変換回路のうち、前記入力された電力の電圧がかかる１次側回路は、前記第１空間内に格納され、前記電圧変換回路のうち、前記入力された電力の電圧から変圧された変圧後の電圧がかかる２次側回路は、前記第２空間内に格納され、前記１次側回路と前記２次側回路とは、前記筐体内において、前記仕切り部材に設けられた開口部を介して電気的に接続されている、電圧変換装置である。

本開示によれば、電圧変換装置の小型化を図ることができる。

図１は、実施形態に係る電源装置の構成を示す回路ブロック図である。 図２は、実施形態に係る電源装置の構成を示す図である。 図３Ａは、実施形態に係る低電圧基板の構成を示す図である。 図３Ｂは、実施形態に係る低電圧基板の構成を示す図である。 図３Ｃは、実施形態に係る低電圧基板の構成を示す図である。 図３Ｄは、変形例に係る低電圧基板の構成を示す図である。 図３Ｅは、変形例に係る制御基板の構成を示す図である。 図４Ａは、実施形態に係るトランスおよびその周辺の構成を示す斜視図である。 図４Ｂは、実施形態に係るトランスシールドの構成を示す斜視図である。 図４Ｃは、トランスを示す図である。 図４Ｄは、図４Ｃの４Ｄ−４Ｄ断面図である。 図４Ｅは、図４Ｄの４Ｅ−４Ｅ断面図である。 図５Ａは、コンデンサの共用構造について説明するための図である。 図５Ｂは、コンデンサの共用構造について説明するための図である。 図５Ｃは、コンデンサの共用構造について説明するための図である。 図６Ａは、実施形態に係るＤＣ／ＤＣ変換器のコイルおよびその周辺の構成を示す斜視図である。 図６Ｂは、コイルを示す図である。 図６Ｃは、図６Ｂの６Ｃ−６Ｃ断面図である。 図７Ａは、実施形態に係る電流センサおよびその周辺の構成を示す斜視図である。 図７Ｂは、電流センサを示す図である。 図７Ｃは、図７Ｂの７Ｃ−７Ｃ断面図である。 図７Ｄは、図７Ｂの７Ｄ−７Ｄ断面図である。

以下、本開示の実施形態に係る電源装置（「電圧変換装置」の一例）について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態は一例であり、本開示はこの実施形態により限定されるものではない。

（電源装置の全体構成）
図１を参照して、電源装置１の全体構成について説明する。図１は、電源装置１の構成を示す回路ブロック図である。

電源装置１は、電気自動車等の車両に搭載される。電源装置１は、外部電源２から供給される電力によりバッテリー３を充電し、また、バッテリー３からの電力を負荷４およびモーター５の少なくとも一方に供給する。

バッテリー３は、例えば、車両の車体に対する絶縁が不要な低電圧（例えば、４８Ｖ）定格バッテリーである。バッテリー３としては、例えばリチウムイオンバッテリーが挙げられる。負荷４は、低電圧（例えば、１２Ｖ）で駆動される電子機器である。モーター５は、低電圧（例えば、４８Ｖ）で駆動される三相交流モーターである。モーター５は、車両の走行駆動用のモーターである。

電源装置１は、ＡＣフィルタ部１０、充電器２０、ＤＣ／ＤＣ変換部４０、コンデンサ５０、電力変換部６０、第１制御部７０および第２制御部８０を有する。ＡＣフィルタ部１０、充電器２０、ＤＣ／ＤＣ変換部４０、コンデンサ５０、電力変換部６０、第１制御部７０および第２制御部８０は、電源装置１が搭載される車両の車体に接続される筐体１００の内部に格納される。

ＡＣフィルタ部１０は、外部電源２から侵入するノイズおよび外部電源２へ流出するノイズを低減する。ＡＣフィルタ部１０は、コイル、コンデンサ等を有する。

充電器２０は、交流電源である外部電源２から供給される第１電圧（例えば、１００Ｖ）の電力を、第１電圧より低い第２電圧（例えば、４８Ｖ）の電力に変換して、バッテリー３に出力する。充電器２０は、整流部２１と、力率改善部２２と、コンデンサ２３と、ＤＣ／ＤＣ変換部２４とを有する。

整流部２１は、ＡＣフィルタ部１０からの交流電力を全波整流して直流電力に変換し、力率改善部２２に出力する。整流部２１は、４個のダイオードからなるダイオードブリッジ回路である。

力率改善部２２は、整流部２１からの電力の力率を改善する機能を有する。力率改善部２２は、コイル２２ａ、スイッチング素子２２ｂおよびダイオード２２ｃを有する。図１では省略されているが、電源装置１は、整流部２１とコンデンサ２３との間に並列に接続された２個の力率改善部２２を有する。これにより、力率改善部２２は、インターリーブ型の力率改善回路を構成している。

コンデンサ２３は、力率改善部２２の出力側に接続され、力率改善部２２からの直流電力を平滑化する。当該直流電力の電圧は、力率改善部２２により昇圧されているため、コンデンサ２３は比較的大容量のものとなる。

ＤＣ／ＤＣ変換部２４は、力率改善部２２からの直流電力をバッテリー３に充電可能な電圧に変換する回路である。ＤＣ／ＤＣ変換部２４は、インバータ２４ａと、トランス２４ｂと、２次側整流回路２４ｃとを有する。

インバータ２４ａは、力率改善部２２からの直流電力を交流電力に変換し、トランス２４ｂに出力する。インバータ２４ａは、４個のスイッチング素子２４ｄを有する。

トランス２４ｂは、インバータ２４ａからの交流電力の電圧を変圧し、２次側整流回路２４ｃに出力する。トランス２４ｂは、インバータ２４ａの出力側に接続された送電コイル２４ｅと、２次側整流回路２４ｃの入力側に接続された受電コイル２４ｆとを有する。

２次側整流回路２４ｃは、トランス２４ｂからの交流電力を直流電力に変換する回路である。２次側整流回路２４ｃは、４個のスイッチング素子２４ｇを有する。

ＤＣ／ＤＣ変換部４０は、バッテリー３から出力された第２電圧（例えば、４８Ｖ）の直流電力を、負荷４に供給可能な第３電圧（例えば、１２Ｖ）に変換する。ＤＣ／ＤＣ変換部４０は、入力側に配置されたコンデンサ３０と、２個のスイッチング素子４１と、コイル４２と、出力側に配置されたコンデンサ４３とを有する。

コンデンサ５０は、電力変換部６０の入力側に配置される。コンデンサ５０の機能については、後述する。

電力変換部６０は、第２電圧の直流電力を交流電力に変換する。電力変換部６０は、三相ブリッジインバータ回路であり、複数のスイッチング素子を有する。電力変換部６０の出力側には、電流センサ９０が設けられている。

第１制御部７０は、力率改善部２２のスイッチング素子２２ｂ、インバータ２４ａのスイッチング素子２４ｄ、および２次側整流回路２４ｃのスイッチング素子２４ｇをオンオフ制御することで、充電器２０の動作を制御する。つまり、第１制御部７０の制御の下、外部電源２から供給される第１電圧の交流電力が、充電器２０を介して第２電圧の直流電力に変換され、バッテリー３に充電される。

また、第１制御部７０は、ＤＣ／ＤＣ変換部４０のスイッチング素子４１をオンオフ制御することで、ＤＣ／ＤＣ変換部４０の動作を制御する。つまり、第１制御部７０の制御の下、第２電圧の直流電力が、ＤＣ／ＤＣ変換部４０を介して第３電圧の直流電力に変換され、負荷４に出力される。

第２制御部８０は、電力変換部６０のスイッチング素子をオンオフ制御することで、電力変換部６０の動作を制御する。つまり、第２制御部８０の制御の下、バッテリー３から供給される第２電圧の直流電力が、電力変換部６０を介して第２電圧の三相交流電力に変換され、モーター５に出力される。

第１制御部７０および第２制御部８０は、筐体１００に設けられたコネクタを介して車両用制御装置と通信可能となっており、車両用制御装置の制御の下、電源装置１の各部の制御を行う。なお、第１制御部７０および第２制御部８０は、低電圧で動作するため、車体に対する絶縁は不要である。

（電源装置の構造）
次に、図２を参照して、電源装置１の構成について説明する。図２は、電源装置１の構成を示す図である。なお、図２は、電源装置１の構成を模式的に示したものであり、説明と直接関係のない一部の部品や配線を省略している。図２には、便宜上、Ｚ軸が描かれている。Ｚ軸の正方向（図２における上方向）を＋Ｚ方向と定義する。

電源装置１は、筐体１００を有する。筐体１００は、Ｚ軸と直交する平面（以下、「ＸＹ平面」と称する。）に延在する仕切り部材１０１と、仕切り部材１０１の−Ｚ方向側に設けられた第１カバー部材１０１ａと、仕切り部材１０１の＋Ｚ方向側に設けられた第２カバー部材１０１ｂとを有する。

本実施形態において、仕切り部材１０１、第１カバー部材１０１ａおよび第２カバー部材１０１ｂはいずれもアルミ製の部材である。第１カバー部材１０１ａは、＋Ｚ方向側が開口している。第２カバー部材１０１ｂは、−Ｚ方向側が開口している。第１カバー部材１０１ａおよび第２カバー部材１０１ｂは、仕切り部材１０１に固定（例えば、ネジ締結）されている。

ＡＣフィルタ部１０と、充電器２０における整流部２１、力率改善部２２（コイル２２ａ、スイッチング素子２２ｂおよびダイオード２２ｃ）、コンデンサ２３、インバータ２４ａ、およびトランス２４ｂとは、仕切り部材１０１と第１カバー部材１０１ａとに囲まれた第１空間１０２内に設けられる。

ＡＣフィルタ部１０と、充電器２０における整流部２１、力率改善部２２、コンデンサ２３、インバータ２４ａ、およびトランス２４ｂとは、第１電圧がかかる部分である。以下、第１電圧がかかる部分を「第１回路部分６」という場合がある（図１を参照）。また、充電器２０における整流部２１、力率改善部２２、コンデンサ２３、インバータ２４ａ、およびトランス２４ｂを、「１次側回路８」という場合がある（図１を参照）。

ＡＣフィルタ部１０を構成する各要素は、ＸＹ平面に延在するＡＣフィルタ基板１１０の＋Ｚ側面に実装されている。ＡＣフィルタ基板１１０は、樹脂基板である。

整流部２１を構成する各要素、力率改善部２２のスイッチング素子２２ｂおよびダイオード２２ｃ、および、インバータ２４ａは、ＸＹ平面に延在する高電圧基板１２０の＋Ｚ側面に実装されている。コンデンサ２３は、高電圧基板１２０の−Ｚ側面に実装されている。高電圧基板１２０は、樹脂基板である。ＡＣフィルタ基板１１０と高電圧基板１２０とは、電気的に接続されている。

高電圧基板１２０は、仕切り部材１０１の−Ｚ方向側に、仕切り部材１０１と隙間を空けて配されている。また、ＡＣフィルタ基板１１０は、高電圧基板１２０の−Ｚ方向側に、高電圧基板１２０と隙間を空けて配されている。

力率改善部２２のコイル２２ａは、仕切り部材１０１の−Ｚ側面と所定の隙間を空けて配設されている。高電圧基板１２０とコイル２２ａとは、電気的に接続されている。トランス２４ｂは、仕切り部材１０１の−Ｚ側面と所定の隙間を空けて配設されている。高電圧基板１２０とトランス２４ｂとは、電気的に接続されている。

充電器２０の２次側整流回路２４ｃ、ＤＣ／ＤＣ変換部４０、コンデンサ５０、電力変換部６０、第１制御部７０および第２制御部８０は、仕切り部材１０１と第２カバー部材１０１ｂとに囲まれた第２空間１０３内に設けられる。

充電器２０の２次側整流回路２４ｃ、ＤＣ／ＤＣ変換部４０、コンデンサ５０、電力変換部６０、第１制御部７０および第２制御部８０は、第２電圧がかかる部分である。以下、第２電圧がかかる部分を「第２回路部分７」という場合がある（図１を参照）。

第１空間１０２内の絶縁等級と、第２空間１０３内の絶縁等級とは、互いに異なる。具体的には、第１空間１０２内の絶縁等級は、第２空間１０３内の絶縁等級よりも高い。

充電器２０の２次側整流回路２４ｃ、ＤＣ／ＤＣ変換部４０、コンデンサ５０、電力変換部６０を構成する各要素は、低電圧基板１３０の＋Ｚ側面に実装されている。低電圧基板１３０はアルミ基板であり、低電圧基板１３０の＋Ｚ側面には、樹脂の絶縁層が被膜されている。

また、絶縁層の表面には、各要素同士を電気的に接続する配線パターンがプリントされている。低電圧基板１３０に形成された配線パターンについては後述する。低電圧基板１３０の−Ｚ側面は、仕切り部材１０１の＋Ｚ側面に直に接している。これにより、大電流が流れる低電圧側の要素を適切に冷却することができる。

仕切り部材１０１には、放熱フィン１０４が設けられている。また、仕切り部材１０１には、Ｚ方向に貫通する孔１０５が設けられている。第１回路部分６と第２回路部分７とは、孔１０５を貫通して配された電力線１４０によって電気的に接続されている。具体的には、トランス２４ｂと２次側整流回路２４ｃとが、孔１０５を貫通して配された電力線１４０によって電気的に接続されている。

第１制御部７０を構成する各要素、および第２制御部８０を構成する各要素は、ＸＹ平面に延在する制御基板１６０の＋Ｚ側面に実装されている。制御基板１６０は、樹脂基板である。制御基板１６０は、低電圧基板１３０の＋Ｚ方向側に、低電圧基板１３０と隙間を空けて配されている。

第１制御部７０とスイッチング素子２２ｂおよびインバータ２４ａとは、孔１０５を貫通して配された信号線１５０によって電気的に接続されている。

以上説明したように、本実施形態では、第１電圧がかかる充電器２０の１次側回路８を第１空間１０２内に格納し、第１電圧よりも低い第２電圧がかかる充電器２０の２次側整流回路２４ｃを第２空間１０３内に格納した。

また、本実施形態によれば、第１電圧がかかる第１回路部分６を第１空間１０２内に格納し、第１電圧よりも低い第２電圧が掛かる第２回路部分７を第２空間１０３内に格納した。

これにより、高い絶縁性が必要とされる高電圧側の要素を第１空間１０２内にまとめて配置することができ、かつ、高い放熱性が必要とされる低電圧側の要素を第２空間１０３内にまとめて配置することができる。

本実施形態によれば、絶縁の必要性、および、放熱の必要性に応じて、各要素を適切に配置することで、絶縁構造および放熱構造を適切なものとすることができ、電源装置１の小型化を図ることが可能となる。

また、本実施形態によれば、１次側回路８を制御する第１制御部７０を第２空間１０３内に格納した。そのため、第１制御部７０を構成する要素の絶縁性が過剰となることを好適に抑制することができる。

また、本実施形態によれば、大電流が流れ、発熱性の高い低電圧側の要素を、放熱性に優れたアルミ製の低電圧基板１３０にまとめて実装した。そのため、これらの要素を適切に冷却することができる。

さらに、低電圧基板１３０を、放熱フィン１０４を有して放熱性に優れた仕切り部材１０１に直に接するように配置した。そのため、大電流が流れ、発熱性の高い低電圧側の要素を、より適切に冷却することができる。

さらに、本実施形態によれば、高電圧側の要素を第１空間１０２内にまとめて配置するとともに、低電圧側の要素を第２空間１０３内にまとめて配置したため、高電圧側で発生したノイズが低電圧側に影響を及ぼすのを好適に抑制することができる。

特に、本実施形態では、電源装置１は、第１空間１０２と第２空間１０３とを区画する仕切り部材１０１を有し、仕切り部材１０１は、放熱フィン１０４を有している。これにより、高電圧側の第１空間１０２と、低電圧側の第２空間１０３との距離を離すことができる。

そのため、高電圧側で発生したノイズが低電圧側に影響を及ぼすのを好適に抑制することができる。また、仕切り部材１０１および放熱フィン１０４によってインピーダンスを高くすることができるため、高電圧側で発生したノイズが低電圧側に影響を及ぼすことを、より好適に抑制することができる。

（低電圧基板における分電構造）
次に、図３Ａ、図３Ｂおよび図３Ｃを参照して、低電圧基板１３０における配線パターン（分電構造）について説明する。図３Ａ、図３Ｂおよび図３Ｃは、低電圧基板１３０の構成を示す図である。図３Ａ、図３Ｂおよび図３Ｃには、便宜上、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸が描かれている。Ｚ軸は図２のＺ軸と共通のものである。Ｘ軸の正方向を＋Ｘ方向、Ｙ軸の正方向を＋Ｙ方向とそれぞれ定義する。なお、図３Ａ、図３Ｂおよび図３Ｃにおいて、説明と直接関係のない構成は省略している。

上述のとおり、低電圧基板１３０は、アルミ基板、銅基板等の金属基板である。低電圧基板１３０は、仕切り部材１０１（図２を参照）の＋Ｚ側面に直接載置され、固定される。低電圧基板１３０の＋Ｚ側面には、樹脂からなる絶縁層が被膜されている。

低電圧基板１３０の＋Ｚ側面には、２次側整流回路２４ｃの各要素、ＤＣ／ＤＣ変換部４０の各要素、コンデンサ５０、および、電力変換部６０の各要素が実装される。

低電圧基板１３０の−Ｘ方向の端部には、バッテリー３への電力の出力およびバッテリー３からの電力の入力に用いられるコネクタ１３１が設けられている。コネクタ１３１は、ＤＣ／ＤＣ変換部４０および電力変換部６０の共用コネクタである。

充電器２０の２次側整流回路２４ｃは、コネクタ１３１の＋Ｙ方向側、かつ、低電圧基板１３０の−Ｘ方向の端部端寄りに設けられている。ＤＣ／ＤＣ変換部４０は、２次側整流回路２４ｃの＋Ｘ方向側、かつ、低電圧基板１３０の＋Ｙ方向の端部端寄りに設けられている。コンデンサ５０および電力変換部６０は、コネクタ１３１の−Ｙ方向側に設けられている。

コネクタ１３１と２次側整流回路２４ｃ、ＤＣ／ＤＣ変換部４０および電力変換部６０とは、低電圧基板１３０の絶縁層の表面に印刷された配線パターンにより、電気的に接続されている。

コネクタ１３１から、配線パターン１３２が＋Ｘ方向に延びている。すなわち、配線パターン１３２の第１の端部はコネクタ１３１と接続されている。配線パターン１３２の第２の端部から、配線パターン１３３、配線パターン１３４および配線パターン１３５が分岐している。

配線パターン１３３は、２次側整流回路２４ｃと接続されている。すなわち、配線パターン１３３の第１の端部は、配線パターン１３２の第２の端部と接続され、配線パターン１３３の第２の端部は、２次側整流回路２４ｃの出力側と接続されている。なお、２次側整流回路２４ｃの入力側とトランス２４ｂとを電気的に接続する電力線１４０（図２を参照）は、２次側整流回路２４ｃから＋Ｚ方向へ延びている。

配線パターン１３４は、ＤＣ／ＤＣ変換部４０と接続されている。すなわち、配線パターン１３４の第１の端部は、配線パターン１３２の第２の端部と接続され、配線パターン１３４の第２の端部は、ＤＣ／ＤＣ変換部４０の入力側と接続されている。なお、ＤＣ／ＤＣ変換部４０からの電力を負荷４へ出力するコネクタ１３６は、低電圧基板１３０の＋Ｙ方向の端部に設けられている。

配線パターン１３５は、コンデンサ５０を介して電力変換部６０と接続されている。すなわち、配線パターン１３５の第１の端部は、配線パターン１３２の第２の端部と接続され、配線パターン１３５の第２の端部は、電力変換部６０の入力側と接続されている。なお、電力変換部６０からの電力をモーター５へ出力する電力線は、電力変換部６０から＋Ｚ方向へ延びている。

図３Ｂは、外部電源２からの電力をバッテリー３に充電するとともに、外部電源２からの電力を負荷４に供給する動作状態を示している。配線パターン１３３には、充電器２０の２次側整流回路２４ｃから出力される電流Ａ１［Ａ］が流れる。配線パターン１３４には、ＤＣ／ＤＣ変換部４０に入力される電流Ａ２［Ａ］が流れる。配線パターン１３２には、充電器２０の２次側整流回路２４ｃから出力される電流から、ＤＣ／ＤＣ変換部４０に入力される電流を差し引いた電流が流れる。すなわち、配線パターン１３２には、（Ａ１−Ａ２）［Ａ］の電流が流れる。

図３Ｃは、バッテリー３からの電力を負荷４およびモーター５に供給する動作状態を示している。配線パターン１３４には、ＤＣ／ＤＣ変換部４０に入力される電流Ａ２［Ａ］が流れる。配線パターン１３５には、電力変換部６０に入力される電流Ａ３［Ａ］が流れる。配線パターン１３２には、ＤＣ／ＤＣ変換部４０に入力される電流と、電力変換部６０に入力される電流とを合算した電流が流れる。

すなわち、バッテリー３からの電力を負荷４およびモーター５に供給する動作状態では、配線パターン１３２には、（Ａ２＋Ａ３）［Ａ］の大電流が流れることになる。そのため、特に配線パターン１３２での発熱量は大きい。

本実施形態では、配線パターン１３２、配線パターン１３３、配線パターン１３４および配線パターン１３５は、いずれもアルミ製の低電圧基板１３０上に設けられている。そのため、配線パターン１３２に大電流が流れ、配線パターン１３２での発熱量が大きい場合でも、配線パターン１３２を適切に冷却することができる。

また、本実施形態では、２次側整流回路２４ｃ、ＤＣ／ＤＣ変換部４０、コンデンサ５０および電力変換部６０も低電圧基板１３０上に設けられている。そのため、２次側整流回路２４ｃ、ＤＣ／ＤＣ変換部４０、コンデンサ５０および電力変換部６０を適切に冷却することができる。

特に、２次側整流回路２４ｃ、ＤＣ／ＤＣ変換部４０、コンデンサ５０および電力変換部６０は低電圧側の第２回路部分７に含まれるため、動作時の発熱量が大きい。本実施形態によれば、例えばＤＣ／ＤＣ変換部４０および電力変換部６０が同時に動作した場合にも、配線パターン１３２、配線パターン１３４、配線パターン１３５、ＤＣ／ＤＣ変換部４０、コンデンサ５０および電力変換部６０で発生した熱を、低電圧基板１３０から適切に放熱することができる。

以上説明したように、本実施形態では、コネクタ１３１を介して供給される電力をＤＣ／ＤＣ変換部４０および電力変換部６０に分配する配線パターン１３２、１３４および１３５が、放熱性能の高いアルミ製の低電圧基板１３０に形成される。

そのため、ＤＣ／ＤＣ変換部４０および電力変換部６０が同時に動作した場合にも、配線パターン１３２、配線パターン１３４、配線パターン１３５で発生した熱を、低電圧基板１３０から適切に放熱することができる。

なお、上述の実施形態では、２次側整流回路２４ｃ、ＤＣ／ＤＣ変換部４０、コンデンサ５０および電力変換部６０を低電圧基板１３０上に実装したものを例に説明を行ったが、これに限定されない。以下、分電構造の変形例について説明する。

（低電圧基板における分電構造の変形例）
分電構造の変形例について、図３Ｄを参照して詳細に説明する。図３Ｄは、変形例に係る低電圧基板１３０Ａの配線構造を示す図である。図３Ｄには、便宜上、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸が描かれている。Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸は、図３Ａ〜図３Ｃと共通のものである。

変形例では、２次側整流回路２４ｃ、ＤＣ／ＤＣ変換部４０および電力変換部６０が低電圧基板１３０Ａ上に実装されていない点が、上述の実施形態と異なっている。上述の実施形態と同一の部品については同一の符号を付してあり、それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は省略する。

低電圧基板１３０Ａは、例えばアルミ基板である。低電圧基板１３０Ａは、仕切り部材１０１（図２を参照）の＋Ｚ側面に直接載置され、固定される。低電圧基板１３０Ａの＋Ｚ側面は、絶縁層で被膜されている。

充電器２０の２次側整流回路２４ｃは、低電圧基板１３０Ａとは別体の第１基板１３７上に実装されている。ＤＣ／ＤＣ変換部４０は、低電圧基板１３０Ａとは別体の第２基板１３８上に実装されている。電力変換部６０は、低電圧基板１３０Ａとは別体の第３基板１３９上に実装されている。

低電圧基板１３０Ａの−Ｘ方向の端部には、コネクタ１３１が設けられている。コネクタ１３１から、配線パターン１３２Ａが＋Ｙ方向に延びている。すなわち、配線パターン１３２Ａの第１の端部はコネクタ１３１と接続されている。配線パターン１３２Ａの第２の端部から、配線パターン１３３Ａ、配線パターン１３４Ａおよび配線パターン１３５Ａが分岐している。

すなわち、配線パターン１３２Ａ、配線パターン１３３Ａ、配線パターン１３４Ａおよび配線パターン１３５Ａは、いずれも低電圧基板１３０Ａ上に設けられている。

配線パターン１３３Ａは、第１基板１３７上に実装された２次側整流回路２４ｃと電気的に接続されている。なお、低電圧基板１３０Ａと第１基板１３７とを電気的に接続する電力線は、可撓性を有する配線でもよいし、バスバー等の剛体でもよい。

配線パターン１３４Ａは、第２基板１３８上に実装されたＤＣ／ＤＣ変換部４０と電気的に接続されている。なお、低電圧基板１３０Ａと第２基板１３８とを電気的に接続する電力線は、可撓性を有する配線でもよいし、バスバー等の剛体でもよい。

配線パターン１３５Ａは、第３基板１３９上に実装された電力変換部６０と電気的に接続されている。なお、低電圧基板１３０Ａと第３基板１３９とを電気的に接続する電力線は、可撓性を有する配線でもよいし、バスバー等の剛体でもよい。

以上説明したように、変形例では、配線パターン１３２Ａが、放熱性能の高いアルミ製の低電圧基板１３０Ａに形成される。そのため、配線パターン１３２Ａに大電流が流れ、配線パターン１３２Ａでの発熱量が大きい場合でも、配線パターン１３２Ａを適切に冷却することができる。

なお、上述の変形例では、２次側整流回路２４ｃ、ＤＣ／ＤＣ変換部４０および電力変換部６０がそれぞれ別の基板上に実装されるものを例に説明を行ったが、これに限定されない。例えば、ＤＣ／ＤＣ変換部４０および電力変換部６０を共通の基板に実装してもよいし、発熱量の大きい電力変換部６０を低電圧基板上に実装してもよい。

（制御基板における分電構造）
図３Ｅを参照して、制御基板１６０における配線パターン（分電構造）について説明する。図３Ｅは、制御基板１６０の構成を示す図である。図３Ｅには、便宜上、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸が描かれている。Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸は、図３Ａ〜図３Ｄと共通のものである。なお、図３Ｅにおいて、説明と直接関係のない構成は省略している。

上述のとおり、制御基板１６０は、樹脂基板である。制御基板１６０の＋Ｚ側面には、第１制御部７０の各要素および第２制御部８０の各要素が実装される。制御基板１６０の＋Ｙ方向の端部には、外部から電力および制御信号の入力に用いられるコネクタ１６１が設けられている。コネクタ１６１は、第１制御部７０および第２制御部８０の共用コネクタである。

第１制御部７０は、制御基板１６０の＋Ｙ方向の端部寄りに設けられている。第２制御部８０は、制御基板１６０の−Ｙ方向の端部寄りに設けられている。コネクタ１６１と第１制御部７０および第２制御部８０とは、制御基板１６０の表面に印刷された配線パターンにより、電気的に接続されている。

コネクタ１６１から、配線パターン１６２が−Ｙ方向に延びている。すなわち、配線パターン１６２の第１の端部はコネクタ１６１と接続されている。配線パターン１６２の第２の端部から、配線パターン１６３および配線パターン１６４が分岐している。

配線パターン１６３は、第１制御部７０と接続されている。すなわち、配線パターン１６３の第１の端部は、配線パターン１６２の第２の端部と接続され、配線パターン１６３の第２の端部は、第１制御部７０と接続されている。

配線パターン１６４は、第２制御部８０と接続されている。すなわち、配線パターン１６４の第１の端部は、配線パターン１６２の第２の端部と接続され、配線パターン１６４の第２の端部は、第２制御部８０と接続されている。

配線パターン１６３には、第１制御部７０に入力される電流Ａ４［Ａ］が流れる。配線パターン１６４には、第２制御部８０に入力される電流Ａ５［Ａ］が流れる。すなわち、配線パターン１６２には、（Ａ４＋Ａ５）［Ａ］の電流が流れることになる。

本実施形態では、外部からの電力を、制御基板１６０上の配線パターン１６２と、配線パターン１６２から分岐した配線パターン１６３および配線パターン１６４を介して第１制御部７０および第２制御部８０に供給するようにしている。

そのため、筐体内で配線の取り回しを行う必要がなく、電源装置１の小型化を図ることができる。

（トランスおよびその周辺の構成）
図４Ａ、図４Ｂ、図４Ｃ、図４Ｄおよび図４Ｅを参照して、トランス２４ｂおよびその周辺の構成について説明する。図４Ａ〜図４Ｅには、便宜上、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸が描かれている。Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸は、図３Ａ〜図３Ｅと共通のものである。なお、図４Ａ〜図４Ｅにおいて、説明と直接関係のない構成は省略している。

図４Ａは、トランス２４ｂおよびその周辺の構成を示す斜視図である。図４Ａに示すように、仕切り部材１０１の−Ｚ側面に、高電圧基板１２０（図２を参照）の台座と一体的に形成された樹脂製のトランスケース２００が設けられている。トランスケース２００の−Ｚ方向の端部および＋Ｚ方向の端部はともに開口している。トランスケース２００の＋Ｚ方向の端部は仕切り部材１０１に接着により固定される。これにより、仕切り部材１０１を底面として、上面（−Ｚ方向の面）のみ開口された箱型のトランスケース２００が構成される。トランス２４ｂは、トランスケース２００内に格納される。

トランス２４ｂの−Ｚ側面を覆うように、トランスシールド２１０が配される。以下、図４Ｂを参照して、トランスシールド２１０について詳細に説明する。図４Ｂは、トランスシールド２１０の構成を示す斜視図である。

トランスシールド２１０は、良好な導電性および熱伝導性を有する薄板状の部材（例えば、アルミ材）である。トランスシールド２１０は、ＸＹ平面に延在する底壁部２１１と、底壁部２１１の＋Ｙ方向の端部から＋Ｚ方向へ延在する第１側壁部２１２と、底壁部２１１の−Ｙ方向の端部から＋Ｚ方向へ延在する第２側壁部２１３とを有する。

また、トランスシールド２１０は、底壁部２１１の−Ｘ方向の端部から＋Ｚ方向へ延在する第３側壁部２１４を有する。底壁部２１１の−Ｘ方向の端部および第３側壁部２１４の−Ｚ方向の端部に跨るようにして、開口部２１５が設けられている。

第３側壁部２１４の＋Ｙ方向の端部寄りの＋Ｚ方向の端部から、第１固定部２１６が−Ｘ方向に突出している。トランスシールド２１０は、第１固定部２１６においてトランスケース２００および仕切り部材１０１に対して固定される（図４Ａを参照）。

第３側壁部２１４の−Ｙ方向の端部には、−Ｘ方向へ延在する第４側壁部２１７が設けられている。第４側壁部２１７の＋Ｚ方向の端部から、第２固定部２１８が−Ｙ方向に突出している。トランスシールド２１０は、第２固定部２１８においてトランスケース２００および仕切り部材１０１に対して固定される（図４Ａを参照）。

第３側壁部２１４は、＋Ｚ方向へ延在する中間部２１９を有している。中間部２１９の＋Ｙ方向の端部から、第５側壁部２２０が−Ｘ方向に突出している。また、中間部２１９の−Ｙ方向の端部から、第６側壁部２２１が−Ｘ方向に突出している。

図２および図４Ａに示すように、仕切り部材１０１には、電力線１４０（例えば、リッツ線）および信号線１５０を挿通させるための、Ｚ方向に貫通する孔１０５が設けられており、トランスシールド２１０の中間部２１９、第５側壁部２２０および第６側壁部２２１は、孔１０５に挿通される。

図４Ｃ、図４Ｄおよび図４Ｅを参照して、トランス２４ｂ、トランスケース２００およびトランスシールド２１０について詳細に説明する。図４Ｃは、トランスシールド２１０の中間部２１９、第５側壁部２２０および第６側壁部２２１が仕切り部材１０１の孔１０５を貫通している様子を示す図である。図４Ｃは、トランス２４ｂを電力線１４０よりも−Ｘ方向側から＋Ｘ方向へ向かって見た図である。図４Ｄは、図４Ｃの４Ｄ−４Ｄ断面図である。図４Ｅは、図４Ｄの４Ｅ−４Ｅ断面図である。

図４Ａおよび図４Ｃに示すように、電力線１４０は、トランス２４ｂの−Ｘ方向の端部かつ−Ｚ方向の端部に第１の端部が接続されており、開口部２１５を挿通して−Ｘ方向へ延び、さらに＋Ｚ方向へ延びている。

電力線１４０は、トランスシールド２１０の中間部２１９、第５側壁部２２０および第６側壁部２２１に囲まれている。トランスシールド２１０の中間部２１９、第５側壁部２２０および第６側壁部２２１は、電力線１４０に沿って＋Ｚ方向へ延在している。

また、図４Ａおよび図４Ｃでは図示を省略しているが、第１制御部７０とスイッチング素子２２ｂおよびインバータ２４ａとを電気的に接続する信号線１５０は、第５側壁部２２０の＋Ｙ方向側および第６側壁部２２１の−Ｙ方向側において孔１０５を挿通している。すなわち、本実施形態では、信号線１５０が２本存在し、一方は第５側壁部２２０の＋Ｙ方向側に配置され、他方は第６側壁部２２１の−Ｙ方向側に配置されて孔１０５を挿通している。

このように、電力線１４０と信号線１５０との間に、導電性を有するトランスシールド２１０（具体的には、第５側壁部２２０または第６側壁部２２１）が介在することにより、電力線１４０で発生したノイズが信号線１５０に干渉するのを適切に抑制することができる。そのため、電力線１４０自体にノイズの流出を防止するシールド（被膜）を設けることなく、電力線１４０による信号線１５０へのノイズ干渉を適切に抑制することができる。

図４Ｄおよび図４Ｅに示すように、トランス２４ｂは、トランスケース２００の側壁２０１で囲まれた空間２０２の内部に配置される。トランス２４ｂとトランスケース２００の側壁２０１との間、および、トランス２４ｂと仕切り部材１０１との間には、それぞれ隙間が設けられる。当該隙間には、放熱性樹脂（例えば、ポッティング樹脂材）２４０が充填される。

図４Ｅに示すように、トランス２４ｂは、断面形状がＥ型の上部コア２３１と、断面形状がＥ型の下部コア２３２を一対結合してなり、上部コア２３１及び下部コア２３２の各中脚部の周囲にコイル２３３が巻回されている。なお、コイル２３３の外周には、絶縁性材料からなるボビン（不図示）が配置されている。

下部コア２３２の＋Ｚ方向の端面と仕切り部材１０１との隙間には、上述のとおり放熱性樹脂２４０が充填されている。これにより、コイル２３３で発生した熱を、下部コア２３２および放熱性樹脂２４０を介して仕切り部材１０１に伝達することができる。そのため、トランス２４ｂを適切に冷却することができる。

さらに、上部コア２３１の−Ｚ方向の端面は、トランスシールド２１０の底壁部２１１と接している。トランスシールド２１０の底壁部２１１の＋Ｙ方向の端部から＋Ｚ方向へ延在する第１側壁部２１２および底壁部２１１の−Ｙ方向の端部から＋Ｚ方向へ延在する第２側壁部２１３は、トランスケース２００の側壁２０１とトランス２４ｂとの隙間に充填された放熱性樹脂２４０に埋設されている。

これにより、コイル２３３で発生した熱を、上部コア２３１、トランスシールド２１０（具体的には、底壁部２１１、第１側壁部２１２および第２側壁部２１３）および放熱性樹脂２４０を介して、仕切り部材１０１に伝達することができる。そのため、トランス２４ｂを適切に冷却することができる。

なお、トランスシールド２１０（具体的には、第１側壁部２１２および第２側壁部２１３）は、下部コア２３２の下面（＋Ｚ方向の端面）およびトランスケース２００（側壁２０１）に接触しないように構成される。これにより、図４Ｅに示すように、トランスシールド２１０を上部コア２３１よりも−Ｚ方向側から＋Ｚ方向へ（上方から下方へ）上部コア２３１に被せることが容易となる。

以上説明したように、本実施形態では、第１の端部がトランス２４ｂに接続された電力線１４０と、電力線１４０に沿って延在する中間部２１９、第５側壁部２２０および第６側壁部２２１を有するトランスシールド２１０と、を備える。

これにより、電力線１４０にノイズの流出を防止するシールドを設けることなく、電力線１４０のノイズが他の電力線に干渉することを防止することができる。そのため、電力線１４０が大型化するのを抑制することができ、電源装置１の小型化を図ることが可能となる。

特に、トランスシールド２１０を、良好な導電性および良好な熱伝導性を有する部材で構成することにより、電力線１４０のノイズシールド、およびトランス２４ｂの放熱を、トランスシールド２１０単体で実現可能に構成される。これにより、電力線１４０のノイズシールド用の部材とトランス２４ｂの放熱用の部材とを別々に構成する場合に比べ、固定部（固定点）を少なくすることも可能となる。

本実施形態では、トランス２４ｂを高電圧側の第１空間１０２内に格納し、２次側整流回路２４ｃを低電圧側の第２空間１０３内に格納している。そして、トランス２４ｂと２次側整流回路２４ｃとを接続する電力線１４０と、トランスシールド２１０とが、仕切り部材１０１の孔１０５に挿通される。そのため、孔１０５を小さなものとすることができ、第１空間と第２空間とを適切に区分けすることが可能となる。

本実施形態では、トランス２４ｂは、高電圧基板１２０の台座と一体的に形成され、かつ、＋Ｚ方向の端部が開口したトランスケース２００内に格納され、トランス２４ｂとトランスケース２００との隙間に放熱性樹脂２４０が充填される。すなわち、放熱性樹脂２４０は、仕切り部材１０１と直に接している。そのため、トランス２４ｂで発生した熱を、放熱性樹脂２４０を介して仕切り部材１０１に伝達することができ、トランス２４ｂを適切に冷却することができる。

本実施形態では、トランス２４ｂは、上部コア２３１と、下部コア２３２と、上部コア２３１および下部コア２３２に囲まれたコイル２３３とを有する。そして、下部コア２３２の＋Ｚ側面は、仕切り部材１０１と直に接している。そのため、コイル２３３で発生した熱を、下部コア２３２を介して仕切り部材１０１に伝達することができる。

また、トランスシールド２１０の底壁部２１１は、上部コア２３１の−Ｚ側面に直に接しており、底壁部２１１の＋Ｙ方向の端部および−Ｙ方向の端部に設けられた第１側壁部２１２および第２側壁部２１３は、放熱性樹脂２４０に埋設されている。そのため、コイル２３３で発生した熱を、上部コア２３１、トランスシールド２１０および放熱性樹脂２４０を介して仕切り部材１０１に伝達することができる。よって、本実施形態によれば、トランス２４ｂを適切に冷却することができる。

なお、上述の実施形態では、電力線１４０およびトランスシールド２１０が仕切り部材１０１の孔１０５に挿通されるものを例に説明を行ったが、これに限定されない。トランスと２次側整流回路とが同一空間内に格納される場合にも、トランスと２次側整流回路とを接続する電力線を取り囲むようにシールド部材を配設することで、トランスと２次側整流回路とを接続する電力線のノイズが他の電力線と干渉することを適切に防止することができる。

また、トランスと２次側整流回路とが同一基板上に実装し、トランスと２次側整流回路とが配線パターンにより接続される場合にも、トランスと２次側整流回路とを接続する配線パターンの表面を取り囲むようにシールド部材を配設することで、トランスと２次側整流回路とを接続する配線パターンのノイズが他の電力線と干渉することを適切に防止することができる。

また、上述の実施形態では、トランスと２次側整流回路とを接続する電力線を例に説明を行ったが、これに限定されず、電力変換装置における要素同士を電気的に接続する電力線に適用可能であることは当然である。

（平滑コンデンサの共用構造）
図５Ａ、図５Ｂおよび図５Ｃを参照して、コンデンサ５０の機能について説明する。図５Ａ、図５Ｂおよび図５Ｃは、電源装置１の構成を示す回路ブロック図である。なお、図５Ａ、図５Ｂおよび図５Ｃにおいて、説明と直接関係のない構成は省略している。

上述のとおり、充電器２０において、２次側整流回路２４ｃ以外の要素は、高電圧がかかる第１回路部分６に含まれるものであり、第１空間１０２内に配置される。

一方、充電器２０の２次側整流回路２４ｃと、コンデンサ５０と、電力変換部６０とは、いずれも低電圧がかかる第２回路部分７に含まれるものである。

上述のとおり、第１回路部分６を格納する第１空間１０２の絶縁等級と、第２回路部分７を格納する第２空間１０３の絶縁等級とは、互いに異なる。具体的には、第１空間１０２の絶縁等級は、第２空間１０３の絶縁等級よりも高い。

充電器２０の２次側整流回路２４ｃと、コンデンサ５０と、電力変換部６０とは、いずれも第２空間１０３内の低電圧基板１３０上に実装されており、互いに近接配置されている。

コンデンサ５０は、充電器２０の２次側整流回路２４ｃとバッテリー３とを電気的に接続する電力線上に設けられている。コンデンサ５０は、電力変換部６０の入力側に設けられている。

電源装置１において、外部電源２からの電力をバッテリー３に充電する動作と、バッテリー３の電力を用いてモーター５を駆動する動作とは、排他的な動作である。換言すると、充電器２０と、電力変換部６０とは、同時に動作しない。

図５Ｂは、外部電源２からの電力をバッテリー３に充電する動作状態を示している。外部電源２からの電力をバッテリー３に充電する場合、充電器２０の２次側整流回路２４ｃからの電力は、コンデンサ５０で平滑化された上で、バッテリー３に出力される。

図５Ｃは、バッテリー３からの電力でモーター５を駆動する動作状態を示している。バッテリー３からの電力でモーター５を駆動する場合、バッテリー３からの電力は、コンデンサ５０で平滑化された上で、電力変換部６０に入力される。

以上説明したように、本実施形態によれば、外部電源２からの電力をバッテリー３に充電する場合、コンデンサ５０を、充電器２０の２次側整流回路２４ｃの出力側の平滑コンデンサとして用いることができる。また、バッテリー３からの電力でモーター５を駆動する場合、コンデンサ５０を、電力変換部６０の入力側の平滑コンデンサとして用いることができる。

そのため、コンデンサ５０を、充電器２０の２次側整流回路２４ｃの出力側の平滑コンデンサおよび電力変換部６０の入力側の平滑コンデンサとして共用化することができ、平滑コンデンサの配置スペースを縮小化することができる。

また、本実施形態によれば、コンデンサ５０の容量は、充電器２０の２次側整流回路２４ｃからの電力を平滑化するのに必要とされる容量と、電力変換部６０への電力を平滑化するのに必要とされる容量との合計より小さい。

具体的には、コンデンサ５０の容量は、充電器２０の２次側整流回路２４ｃからの電力を平滑化するのに必要とされる容量と、電力変換部６０への電力を平滑化するのに必要とされる容量とのうち、大きい方の容量とすることができる。このようにすれば、コンデンサ５０の容量を必要最低限な容量とすることができる。

また、コンデンサ５０は、低電圧がかかる第２回路部分７に設けられているため、耐圧強度が過剰となることを好適に抑制することができる。

また、本実施形態では、充電器２０の２次側整流回路２４ｃと、コンデンサ５０と、電力変換部６０とが、いずれも第２空間１０３内に配置されている。そのため、充電器２０の２次側整流回路２４ｃからコンデンサ５０までの配線、および、コンデンサ５０から電力変換部６０までの配線を短くすることができる。

こうすることで、コンデンサ５０として、比較的小容量のものを用いて、充電器２０の２次側整流回路２４ｃの出力側の平滑コンデンサおよび電力変換部６０の入力側の平滑コンデンサとしての役割を満足させることができる。

特に、本実施形態では、充電器２０の２次側整流回路２４ｃと、コンデンサ５０と、電力変換部６０とが、いずれも低電圧基板１３０上に実装されている。これにより、充電器２０の２次側整流回路２４ｃ、コンデンサ５０および電力変換部６０を近接配置することができる。そのため、充電器２０の２次側整流回路２４ｃからコンデンサ５０までの配線、および、コンデンサ５０から電力変換部６０までの配線を、より短くすることができる。

なお、上述の実施形態では、コンデンサ５０が低電圧基板１３０上に実装されるものを例に説明を行ったが、これに限定されない。コンデンサ５０は、低電圧基板１３０とは別体の基板に実装されてもよい。さらに、充電器２０の２次側整流回路２４ｃ、コンデンサ５０、および電力変換部６０についても、低電圧基板１３０とは別体の基板に実装されてもよい。

（ＤＣ／ＤＣ変換器のコイルおよびその周辺の構成）
図６Ａ、図６Ｂおよび図６Ｃを参照して、ＤＣ／ＤＣ変換部４０のコイル４２およびその周辺の構成について説明する。図６Ａは、コイル４２およびその周辺の構成を示す斜視図である。図６Ｂは、コイル４２よりも＋Ｚ方向側から−Ｚ方向を見た図である。図６Ｃは、図６Ｂの６Ｃ−６Ｃ断面図である。図６Ａ〜図６Ｃには、便宜上、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸が描かれている。Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸は、図４Ａ〜図４Ｅと共通のものである。なお、図６Ａ〜図６Ｃにおいて、説明と直接関係のない構成は省略している。

図６Ａおよび図６Ｂに示すように、低電圧基板１３０の＋Ｚ側面に、制御基板１６０（図２を参照）の台座３００が配される。なお、低電圧基板１３０の＋Ｚ側面には、上述のとおり、樹脂の絶縁層が被膜されている。

コイル４２を格納するケース３１０が、台座３００と一体的に、台座３００から＋Ｙ方向へ突出して設けられている。台座３００およびケース３１０はともに樹脂製である。

台座３００には、第１制御部７０（図２を参照）を構成する各種半導体部品および第２制御部８０（図２を参照）を構成する各種半導体部品が実装される制御基板１６０（図２を参照）が搭載される。

ここで、台座３００および低電圧基板１３０には、位置決め用のガイド孔が設けられている。そして、位置決めピン（不図示）が、台座３００のガイド孔および低電圧基板１３０のガイド孔の両方に挿通される。これにより、台座３００は、低電圧基板１３０に対して位置決めされる。

また、制御基板１６０および仕切り部材１０１にも、位置決め用のガイド孔が設けられている。上述の位置決めピンがこれらのガイド孔にも挿通されることで、仕切り部材１０１、低電圧基板１３０、台座３００および制御基板１６０が位置決めされる。

なお、１つの位置決めピンが、仕切り部材１０１、低電圧基板１３０、台座３００および制御基板１６０のそれぞれのガイド孔の全てに挿通される構成に限らなくても良い。例えば、第１の位置決めピンを、台座３００のガイド孔と制御基板１６０のガイド孔とに挿通させることで、台座３００を制御基板１６０に対して位置決めするとともに、第２の位置決めピンを、制御基板１６０のガイド孔と低電圧基板１３０のガイド孔とに挿通させることで、制御基板１６０を低電圧基板１３０に対して位置決めしても良い。つまり、台座３００は、制御基板１６０を介して低電圧基板１３０に対して位置決めされても良い。

ケース３１０の−Ｚ方向の端部および＋Ｚ方向の端部はともに開口している。ケース３１０は、側壁３１１（第１側壁３１１ａ、第２側壁３１１ｂ、第３側壁３１１ｃおよび第４側壁３１１ｄ）を有している。第１側壁３１１ａ、第２側壁３１１ｂ、第３側壁３１１ｃおよび第４側壁３１１ｄにより、これらの側壁に囲まれた空間３１２が形成される。

図６Ｃに示すように、側壁３１１の−Ｚ側面である底面３１３は、低電圧基板１３０と接している。底面３１３は、低電圧基板１３０と接着剤により接着されている。第１側壁３１１ａ、第２側壁３１１ｂおよび第３側壁３１１ｃの−Ｚ方向の端部側には、空間３１２に向かって突出するリブ３１４（第１リブ３１４ａ、第２リブ３１４ｂおよび第３リブ３１４ｃ）が形成されている。

コイル４２は、空間３１２の内部に配置され、ケース３１０に対して位置決めされる。より具体的には、コイル４２は、第１リブ３１４ａ、第２リブ３１４ｂおよび第３リブ３１４ｃによって四辺をガイドされ、ケース３１０に対して位置決めされる。

以上の構成により、コイル４２は、ケース３１０、台座３００および制御基板１６０を介して低電圧基板１３０に対して位置決めされる。

コイル４２とケース３１０の側壁３１１との隙間には、放熱性樹脂３１５が充填される。コイル４２は、上部コア４２ａと、下部コア４２ｂと、上部コア４２ａおよび下部コア４２ｂに囲まれたコイル本体４２ｃとを備える。

下部コア４２ｂの−Ｚ側面は、低電圧基板１３０と直に接している。そのため、コイル本体４２ｃで発生した熱は、下部コア４２ｂに伝達され、さらに下部コア４２ｂと直に接している低電圧基板１３０に伝達される。

また、コイル本体４２ｃで発生した熱は、上部コア４２ａに伝達され、さらに放熱性樹脂３１５を介して低電圧基板１３０に伝達される。そのため、コイル４２を適切に冷却することができる。

図６Ａおよび図６Ｂに示すように、コイル４２の−Ｙ方向の端部から、電力線３２０および電力線３２１が−Ｙ方向に延びている。換言すると、電力線３２０の第１の端部および電力線３２１の第１の端部は、それぞれコイル４２に接続されている。電力線３２０および電力線３２１は、放熱性樹脂３１５に埋設されている。なお、電力線３２０および電力線３２１の両方を放熱性樹脂３１５に埋設するのではなく、電力線３２０および電力線３２１の一方のみを放熱性樹脂３１５に埋設しても良い。

以上説明したように、本実施形態では、低電圧基板１３０に固定され、かつ、制御基板１６０が搭載される台座３００と、台座３００に一体的に設けられ、かつ、コイル４２を取り囲むとともに低電圧基板１３０と接する側壁３１１を有するケース３１０とを備え、台座３００は低電圧基板１３０に対して位置決めされ、かつ、コイル４２はケース３１０に対して位置決めされる。

そのため、コイル４２と低電圧基板１３０とを位置決めする機構を設けることなく、コイル４２を低電圧基板１３０に対して位置決めすることができる。

本実施形態では、コイル４２は、低電圧基板１３０と直に接している。具体的には、コイル４２の下部コア４２ｂの−Ｚ側面が、低電圧基板１３０の＋Ｚ側面に被膜された絶縁層と直に接している。これにより、コイル４２と低電圧基板１３０との絶縁を確保しつつ、コイル４２で発生した熱を低電圧基板１３０に伝達することができる。そのため、コイル４２を適切に冷却することができる。

本実施形態では、コイル４２とケース３１０の側壁３１１との間の隙間には、放熱性樹脂３１５が充填される。そのため、コイル４２で発生した熱を、放熱性樹脂３１５を介して低電圧基板１３０に伝達することができる。そのため、コイル４２を適切に冷却することができる。

本実施形態では、台座３００は、低電圧基板１３０に対して位置決めされている。特に、台座３００に位置決めピンを設ける構成とした場合、台座３００により、制御基板１６０および低電圧基板１３０を位置決め可能になる。そのため、制御基板１６０と低電圧基板１３０間の位置ずれ誤差を低減することができる。

本実施形態では、ケース３１０の側壁３１１には、コイル４２に向かって突出し、コイル４２と接することでコイル４２を位置決めするリブ３１４が設けられている。そのため、側壁３１１にリブ３１４を設けるという簡易な構成で、コイル４２をケース３１０に対して適切に位置決めすることができる。

本実施形態では、コイル４２に第１の端部が接続された電力線３２０および電力線３２１の少なくとも一方が放熱性樹脂３１５に埋設されている。そのため、電力線３２０および電力線３２１の少なくとも一方で発生した熱の放熱性を高めることができるとともに、電力線３２０および電力線３２１の少なくとも一方を固定することができる。

（電流センサおよびその周辺の構成）
図７Ａ、図７Ｂ、図７Ｃおよび図７Ｄを参照して、電流センサ９０およびその周辺の構成について説明する。図７Ａ〜図７Ｄには、便宜上、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸が描かれている。Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸は、上述のものと共通のものである。なお、図７Ａ〜図７Ｄにおいて、説明と直接関係のない構成は省略している。

図７Ａは、電流センサ９０およびその周辺の構成を示す斜視図である。図７Ｂは、電流センサ９０およびその周辺の構成を示す平面図である。図７Ａに示すように、第２カバー部材１０１ｂは、仕切り部材１０１の＋Ｚ側面に固定される。第２カバー部材１０１ｂは、モーター５（図２を参照）との固定に用いられる複数の固定部４０２を有する。

上述のとおり、仕切り部材１０１と第２カバー部材１０１ｂとに囲まれた第２空間１０３（図２を参照）には、低電圧の第２回路部分７（図２を参照）が格納されている。

第２カバー部材１０１ｂは、ＸＹ平面に延在する壁部４００を有する。壁部４００には、第２空間１０３と外部空間とを連通する開口部４０１が設けられている。壁部４００から、壁部４１０が＋Ｚ方向へ突出している。すなわち、壁部４１０は、壁部４００から外部空間へ向かって突出している。

壁部４１０は、Ｘ方向に延在する第１壁部４１１、第１壁部４１１の＋Ｘ方向の端部から＋Ｙ方向に延在する第２壁部４１２、第１壁部４１１の−Ｘ方向の端部から＋Ｙ方向に延在する第３壁部４１３、および、第２壁部４１２の＋Ｙ方向の端部と第３壁部４１３の＋Ｙ方向の端部とを連結する第４壁部４１４を含む。

壁部４１０（第１壁部４１１、第２壁部４１２、第３壁部４１３および第４壁部４１４）に囲まれた第３空間４１５に、ＸＹ平面に延在する壁部４２０が設けられている。壁部４２０は、壁部４００および壁部４１０と一体的に形成されている。なお、壁部４２０を壁部４００および壁部４１０とは別部材とし、第２カバー部材１０１ｂに固定するようにしてもよい。

電流センサ９０は、壁部４２０の＋Ｚ側面に固定される。上述のとおり、電流センサ９０は、電力変換回路６０から出力され、モーター５に供給される電力の電流値を検出するセンサである。

図７Ｃも合わせて参照して、電流センサ９０について詳細に説明する。図７Ｃは、図７Ｂの７Ｃ−７Ｃ断面図である。電流センサ９０は、本体部９１と、固定部９２と、本体部９１をＺ方向に貫通する第１孔９３、第２孔９４および第３孔９５とを有する。第１孔９３、第２孔９４および第３孔９５は、Ｘ方向に並んで設けられている。

上述のとおり、低電圧基板１３０には、モーター５に電力を供給するための電力変換回路６０が実装されている。電力変換回路６０から出力された三相交流電流は、低電圧基板１３０の＋Ｚ側面から＋Ｚ方向へ突出したバスバー４３０ａ、バスバー４３０ｂおよびバスバー４３０ｃから出力される。

図７Ｃに示すように、モーター５は、壁部４１０の＋Ｚ側面と密着するように載置され、第２カバー部材１０１ｂに対して固定される。壁部４１０の＋Ｚ側面には、Ｏリングが配置されており、壁部４１０で囲まれた第３空間４１５を密閉する。

モーター５から、バスバー５ａ、バスバー５ｂおよびバスバー５ｃが突出している。バスバー５ａは、第１孔９３に挿通される。バスバー５ｂは、第２孔９４に挿通される。バスバー５ｃは、第３孔９５に挿通される。バスバー５ａは、バスバー４３０ａと固定される。バスバー５ｂは、バスバー４３０ｂと固定される。バスバー５ｃは、バスバー４３０ｃと固定される。

電流センサ９０が壁部４２０の＋Ｚ側面に固定されるため、電流センサ９０と低電圧基板１３０との距離を確保することができる。これにより、低電圧基板１３０上に実装された回路において発生するノイズが電流センサ９０に影響を及ぼすのを好適に防止し得る。そのため、電流センサ９０の精度を良好なものとすることができる。

図７Ｄを参照して、配線の取り回しについて説明する。図７Ｄは、図７Ｂの７Ｄ−７Ｄ断面図である。図７Ｄに示すように、電源装置１とモーター５とを電気的に接続する信号線５ｄが設けられる。信号線５ｄの第１の端部はモーター５と接続され、信号線５ｄの第２の端部は電源装置１と接続される。

電源装置１とモーター５とを固定して一体化するにあたり、信号線５ｄの第１の端部がモーター５と接続され、信号線５ｄの第２の端部が電源装置１と接続された状態で、電源装置１とモーター５とが固定される。そのため、信号線５ｄとして比較的長い配線が用いられる。

本実施形態では、図７Ｄに示すように、モーター５が電源装置１に固定された状態で、モーター５を制御するための信号線５ｄは、壁部４２０の＋Ｚ側面に載置される。そのため、信号線５ｄが第２空間１０３に進入して、第２空間１０３内に配置された他の電気部品と接触することが防止される。

以上説明したように、本実施形態では、第２カバー部材１０１ｂは、第２空間１０３と外部空間とを連通する開口部４０１が設けられた壁部４００と、壁部４００から外部空間へ向かって突出し、かつ、開口部４０１を取り囲む壁部４１０と、を有する。そして、電力変換回路６０から出力される電力の電流値を検出する電流センサ９０が、壁部４１０に囲まれた第３空間４１５内に配置される。

これにより、電流センサ９０と低電圧基板１３０との距離を確保することができる。そのため、低電圧基板１３０上に実装された回路において発生するノイズが電流センサ９０に影響を及ぼすのを好適に防止し得る。そのため、電流センサ９０の精度を良好なものとすることができる。

本実施形態では、壁部４１０から第３空間４１５へ向かって突出し、ＸＹ平面に延在する壁部４２０が設けられており、電流センサ９０は、壁部４２０に固定される。そのため、電流センサ９０が移動するのを防止することができる。

本実施形態では、電流センサ９０は、壁部４２０の＋Ｚ側面、すなわち、外部空間側に配置される。そのため、外部空間側から、電流センサ９０を壁部４２０に固定することができる。

本実施形態では、壁部４２０は、第２カバー部材１０１ｂの一部であり、壁部４００および壁部４１０の少なくとも一方と一体的に形成される。そのため、壁部４２０が脱落するのを抑制することができる。

本実施形態では、壁部４２０に、信号線５ｄが載置される。そのため、信号線５ｄが第２空間１０３に進入して、第２空間１０３内に配置された他の電気部品と接触するのを防止することができる。

以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本開示の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変形して実施することが可能である。また、上述の実施形態および変形例は、適宜組み合わせて用いることができる。

本開示に係る電圧変換装置によれば、小型化を図ることができ、電気自動車（ＥＶ）に好適に用いられる。

１ 電源装置
２ 外部電源
３ バッテリー
４ 負荷
５ モーター
５ａ バスバー
５ｂ バスバー
５ｃ バスバー
５ｄ 信号線
６ 第１回路部分
７ 第２回路部分
８ １次側回路
１０ ＡＣフィルタ部
２０ 充電器
２１ 整流部
２２ 力率改善部
２２ａ コイル
２２ｂ スイッチング素子
２２ｃ ダイオード
２３ コンデンサ
２４ ＤＣ／ＤＣ変換部
２４ａ インバータ
２４ｂ トランス
２４ｃ ２次側整流回路
２４ｄ スイッチング素子
２４ｅ 送電コイル
２４ｆ 受電コイル
２４ｇ スイッチング素子
３０ コンデンサ
４０ ＤＣ／ＤＣ変換部
４１ スイッチング素子
４２ コイル
４２ａ 上部コア
４２ｂ 下部コア
４２ｃ コイル本体
４３ コンデンサ
５０ コンデンサ
６０ 電力変換部
７０ 第１制御部
８０ 第２制御部
９０ 電流センサ
９１ 本体部
９２ 固定部
９３ 第１孔
９４ 第２孔
９５ 第３孔
１００ 筐体
１０１ 仕切り部材
１０１ａ 第１カバー部材
１０１ｂ 第２カバー部材
１０２ 第１空間
１０３ 第２空間
１０４ 放熱フィン
１０５ 孔
１１０ ＡＣフィルタ基板
１２０ 高電圧基板
１３０、１３０Ａ 低電圧基板
１３１ コネクタ
１３２、１３２Ａ 配線パターン
１３３、１３３Ａ 配線パターン
１３４、１３４Ａ 配線パターン
１３５、１３５Ａ 配線パターン
１３６ コネクタ
１３７ 第１基板
１３８ 第２基板
１３９ 第３基板
１４０ 電力線
１５０ 信号線
１６０ 制御基板
１６１ コネクタ
１６２ 配線パターン
１６３ 配線パターン
１６４ 配線パターン
２００ トランスケース
２０１ 側壁
２０２ 空間
２１０ トランスシールド
２１１ 底壁部
２１２ 第１側壁部
２１３ 第２側壁部
２１４ 第３側壁部
２１５ 開口部
２１６ 第１固定部
２１７ 第４側壁部
２１８ 第２固定部
２１９ 中間部
２２０ 第５側壁部
２２１ 第６側壁部
２３１ 上部コア
２３２ 下部コア
２３３ コイル
２４０ 放熱性樹脂
３００ 台座
３１０ ケース
３１１ 側壁
３１１ａ 第１側壁
３１１ｂ 第２側壁
３１１ｃ 第３側壁
３１１ｄ 第４側壁
３１２ 空間
３１３ 底面
３１４ リブ
３１４ａ 第１リブ
３１４ｂ 第２リブ
３１４ｃ 第３リブ
３１５ 放熱性樹脂
３２０ 電力線
３２１ 電力線
４００ 壁部
４０１ 開口部
４０２ 固定部
４１０ 壁部
４１１ 第１壁部
４１２ 第２壁部
４１３ 第３壁部
４１４ 第４壁部
４１５ 第３空間
４２０ 壁部
４３０ａ バスバー
４３０ｂ バスバー
４３０ｃ バスバー

Claims (6)

1. 仕切り部材によって第１空間と第２空間とに区画された筐体と、入力された電力の電圧を変圧して出力する電圧変換回路と、を備え、
   前記電圧変換回路のうち、前記入力された電力の電圧がかかる１次側回路は、前記第１空間内に格納され、
   前記電圧変換回路のうち、前記入力された電力の電圧から変圧された変圧後の電圧がかかる２次側回路は、前記第２空間内に格納され、
   前記１次側回路と前記２次側回路とは、前記筐体内において、前記仕切り部材に設けられた開口部を介して電気的に接続されている、
   電圧変換装置。
2. 前記１次側回路を制御する制御回路をさらに備え、
   前記制御回路は、前記第２空間内に格納されている、
   請求項１に記載の電圧変換装置。
3. 前記２次側回路は、金属基板上に実装されている、
   請求項１または２に記載の電圧変換装置。
4. 前記金属基板は、前記仕切り部材と直に接している、
   請求項３に記載の電圧変換装置。
5. 前記仕切り部材には、放熱フィンが設けられている、
   請求項１〜４のいずれか一項に記載の電圧変換装置。
6. 前記電圧変換回路は、充電器である、
   請求項１〜５のいずれか一項に記載の電圧変換装置。

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