JP2022038595A - 電力変換装置 - Google Patents
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Abstract
Description
DC/DC降圧コンバータは、一次側巻線と二次側巻線とを有するトランスと、トランスの二次側巻線コイルに誘起される電圧を整流する整流素子と、トランスの二次側コイルに接続される平滑リアクトルとを備えている。これらの部品を筐体へ組付ける際に、構成部品数が多いことで組立が複雑になるとともに、DC/DC降圧コンバータのサイズアップ、コストアップの要因となっている。
特許文献1では、DC/DC降圧コンバータの構成部品である、トランスと、整流素子と、平滑リアクトルとを射出成形により樹脂モールドされて一体化することで、筐体への組立工数の削減が提案されている。
図1は、実施の形態1による電力変換装置の回路構成図である。
電力変換装置は入力端子1より入力された高電圧の直流電力をスイッチングして交流電力に変換するインバータ回路10と、インバータ回路10から供給された電力を、一次巻線21と二次巻線24の巻き数比に応じた電圧に変化させるトランス20と、トランス20の二次電圧を入力して全波整流して直流出力にする整流回路30と、整流回路30の出力電圧を平滑化する平滑リアクトル41と平滑コンデンサ42でなる平滑回路と、トランス20からの出力が整流回路30、平滑回路を介して出力される出力端子2とを備えている。
整流素子31,32と、トランス20の第一の二次巻線22、第二の二次巻線23との接続は、各整流素子31,32のカソード側が第一の二次巻線22と第二の二次巻線23のセンタータップ側ではない端部側に接続され、各整流素子31,32のアノード側が後述する板金部材に接続される。
この板金部材は、電力変換装置の筐体(図示せず)と接続され、電気的にグランド部3となる。
絶縁性樹脂70には、センタータップ26を収納する窪み状の保持部29が形成されており、保持部29の上部空間には第一の二次巻線22の引出部22aと第二の二次巻線23の引出部23aが重ねて配置されており、筐体側となる保持部29の下部空間にはナット61がインサート成形されている。保持部29は、中間接続部材50をセンタータップ26にねじ60aで締結する際に端子台として機能するものであって、筐体に対して絶縁状態を維持している。また、これによって、センタータップ26は、グランド部3に対して電気的に絶縁状態を保っている。
トランス20と整流素子31,32を一体に形成し、モジュール化する際に、無駄面積となりやすいトランス20のセンタータップ26の両隣に整流素子31,32を配置することで、スペース効率が向上し、さらに、センタータップ26の端子引出方向に直交する平面において直線状に整流素子31,32を配置することで、各整流素子間のグランド部から整流素子31,32を介してトランス20までの経路差が少なくなり、インピーダンスの偏りを抑制できる。
また、トランス20のセンタータップ26の位置が、筐体の取り付け面である接地面に対して、整流素子31,32より高い位置に配置することで、接続体である中間接続部材50の引出方向に制限がなくなり、トランス20と平滑リアクトル41の位置関係の配置自由度を向上させながらも、二部品間を最短で接続することができる。
さらに、組立時は、事前に整流素子を半田で基板に表面実装し、トランス20と一体で形成したものと、平滑リアクトル41を筐体上に配置し、それらの上から接続体である中間接続部材50を配置して、ねじで接続するだけでよいので、組立工程を大幅に短縮できる。
図6は、実施の形態2による電力変換装置における、トランス20と、整流素子31,32と、平滑リアクトル41を示す斜視図である。実施の形態2による電力変換装置は、トランス20と平滑リアクトル41の接続形態が、実施の形態1とは異なる。他の構成は実施の形態1と同様である。
実施の形態2においては、実施の形態1で使用していた接続体である中間接続部材に相当するものを、平滑リアクトル41の端子である平滑コイルの端子41cをセンタータップ26に向かって延出することで、端子41cと一体に構成している。
これにより、実施の形態2による電力変換装置によれば、接続体として実施の形態1のように中間接続部材を別に設ける必要がないので、部品点数を削減し、コストを低減することができる。
従って、例示されていない無数の変形例が、本願明細書に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも1つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合、さらには、少なくとも1つの構成要素を抽出し、他の実施の形態の構成要素と組み合わせる場合が含まれるものとする。
Claims (8)
- インバータ回路と、前記インバータ回路の出力側に接続されたトランスと、前記トランスの出力側に接続された整流回路を構成する整流素子と、前記トランスの出力側に設けられており前記整流素子を含む前記トランスの出力回路に接続された平滑リアクトルを構成する平滑コイルを備え、前記トランスには、二次巻線を構成する第一の二次巻線と第二の二次巻線の接続部分にセンタータップが設けられた電力変換装置において、
前記トランスと前記整流素子とは単一のモジュールで構成されており、
前記センタータップは、前記第一の二次巻線の端部と前記第二の二次巻線の端部を重ねて引出部が構成されており、
前記センタータップの引出部と前記平滑コイルとは、接続体で接続されていることを特徴とする電力変換装置。 - 前記整流回路は、前記第一の二次巻線の他方の端部、前記第二の二次巻線の他方の端部の各々に接続された複数の整流素子を有しており、前記整流素子は、前記センタータップの両隣に分けて配置されており、且つ、センタータップの引出方向に直交する平面において直線状に配置されていることを特徴とする請求項1に記載の電力変換装置。
- 前記センタータップと前記平滑コイルの端子が接続される位置は、前記第一の二次巻線の他方の端部、前記第二の二次巻線の他方の端部の各々と前記整流素子との接続箇所よりも高い位置に配置されていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の電力変換装置。
- 前記整流素子は、基板に表面実装されていることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の電力変換装置。
- 前記整流素子のアノード端子は、単一の板金部材に接続されていることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の電力変換装置。
- 前記接続体は、一端が前記センタータップに接続されており、他端が前記平滑コイルの端子に接続された中間接続部材であることを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の電力変換装置。
- 前記接続体は、前記平滑コイルの端子を前記センタータップに向かって延出した部材で構成されていることを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の電力変換装置。
- 前記センタータップと前記接続体の接続部分には、貫通穴が設けられており、前記センタータップと前記接続体は、前記貫通穴に挿入されたねじによって共締めされることを特徴とする請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の電力変換装置。
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