JP3233640U - 電力変換装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】冷却性能を向上させることができる電力変換装置を提供すること。【解決手段】直流電圧を交流電圧に変換する電力変換装置1であって、電力変換回路が搭載された第一基板100と、電力変換回路を駆動する駆動回路が搭載された第二基板200と、第一基板100と第二基板200との間に配設されたシールド板300と、を備え、第一基板100は金属基板である。第一基板100に実装された電力変換用半導体素子から発生した熱を、第一基板100からシールド板300に逃がすことができる。【選択図】図1B
Description
本開示は、電力変換装置に関する。
従来、電力変換用半導体素子が搭載された基板と、該電力変換用半導体素子を駆動し、且つ保護する駆動・保護手段と、該駆動・保護手段に電源を供給する電源回路とが搭載された基板とを、同一モジュール化した電力変換装置が知られている(特許文献1)。
しかしながら、特許文献1に記載の電力変換装置では、電力変換用半導体素子、駆動・保護手段および電源回路で発生する熱を十分に放熱することができないという問題があった。
本開示の目的は、冷却性能を向上させることができる電力変換装置を提供することである。
本開示の一形態は、直流電圧を交流電圧に変換する電力変換装置であって、電力変換回路が搭載された第一基板と、前記電力変換回路を駆動する駆動回路が搭載された第二基板と、前記第一基板と前記第二基板との間に配設されたシールド板と、を備え、前記第一基板は金属基板である、電力変換装置である。
本開示によれば、冷却性能を向上させることができる。
以下、本開示の実施形態に係る電力変換装置1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。
図1A〜図12には、便宜上、X軸、Y軸およびZ軸からなる直交座標系が描かれている。X軸の正方向を+X方向、Y軸の正方向を+Y方向、Z軸の正方向を+Z方向(上方向)とそれぞれ定義する。なお、各図に示されるX軸、Y軸およびZ軸は、直交座標系における各方向を示すものであり、直交座標系における各部品の位置(座標)を正確に示すものではない。
(電力変換装置1の全体構成)
図1A、図1Bおよび図2を参照して、電力変換装置1の全体構成について説明する。図1Aは、電力変換装置1の全体構成を示す斜視図である。図1Bは、電力変換装置1の全体構成を示す分解斜視図である。図2は、電力変換装置1の内部構成を示す断面図である。図2には、ZX平面に平行な切断面が示されている。図1A、図1Bおよび図2では、理解を容易にするため、必要に応じて一部の部品を省略している。
図1A、図1Bおよび図2を参照して、電力変換装置1の全体構成について説明する。図1Aは、電力変換装置1の全体構成を示す斜視図である。図1Bは、電力変換装置1の全体構成を示す分解斜視図である。図2は、電力変換装置1の内部構成を示す断面図である。図2には、ZX平面に平行な切断面が示されている。図1A、図1Bおよび図2では、理解を容易にするため、必要に応じて一部の部品を省略している。
電力変換装置1は、例えば電気自動車等の車両に搭載され、バッテリーからの直流電力を交流電力に変換し、モータに出力する装置である。バッテリーとしては、例えばリチウムイオンバッテリーが挙げられる。モータとしては、例えば三相交流モータが挙げられる。
電力変換装置1は、電力変換回路2、駆動回路3、電源回路4等を有する。電源回路4は、駆動回路3に対して電力を供給する。駆動回路3は、電源回路4から供給された電力によりスイッチング信号を生成する。そして、駆動回路3により生成されたスイッチング信号により、電力変換回路2の複数の電力変換用半導体素子が駆動される。これにより、直流電力が交流電力に変換される。
電力変換装置1は、第一基板100と、第二基板200と、シールド板300と、センサモジュール400とを有する。電力変換装置1は、第一基板100と第二基板200とが上下方向(Z方向)に並んで配置された多層構造である。
第一基板100は、電力変換装置1を収納する筐体5の底部に載置される。第一基板100の上面101には、電力変換回路2の複数の電力変換用半導体素子が実装される。すなわち、第一基板100には、電力変換回路2が搭載される。
第二基板200は、第一基板100の上側に、第一基板100と隙間をあけて配置される。第二基板200の上面201および下面202には、駆動回路3および電源回路4の構成部品が実装される。すなわち、第二基板200の両面には、駆動回路3および電源回路4が搭載される。駆動回路3および電源回路4と、電力変換回路2とは、不図示のFFC、FFCコネクタ等を用いて電気的に接続されている。
シールド板300は、第一基板100と第二基板200との間に配設される。シールド板300は、第一基板100から第二基板200へ電磁ノイズが伝わるのを低減する機能を有する。
図2に示すように、シールド板300は、平面部301および304を有する段付き形状をなす。これにより、第一基板100の上面101および第二基板200の下面202に、コンデンサ等の背の高い部品を実装する場合に、電力変換装置1の高さを抑えることができる。
具体的には、平面部301の下側に電力変換回路2の低背部品を配置するとともに、平面部301の上側に駆動回路3および電源回路4の高背部品を配置する。また、平面部304の下側に電力変換回路2の高背部品を配置するとともに、平面部304の上側に駆動回路3および電源回路4の低背部品を配置する。こうすることで、電力変換装置1の高さを抑えることができる。
本実施形態では、シールド板300と第一基板100との間には、放熱性を有する接着剤6が充填されている(図2におけるハッチング部分)。接着剤6は、例えば、シリコン系の接着剤である。これにより、第一基板100に実装された電力変換用半導体素子が発生した熱を、第一基板100からシールド板300に逃がすことができる。そのため、電力変換装置1全体としての熱容量を増大させることができる。
接着剤6を用いることによりシールド板300と第一基板100とを一体化することで、固有振動数を上昇させることができる。固有振動数を上昇させることにより共振を防ぐことができる。
センサモジュール400は、シールド板300の−X方向側に、シールド板300と隣接して配設される。本実施形態では、センサモジュール400は、シールド板300と固定されている。
第二基板200は、+X端側の固定部Aにおいて、ネジ11およびネジ12を用いて、シールド板300と固定されている。固定部Aの詳細については後述する。
また、第二基板200は、−X端側の固定部Bにおいて、ネジ13およびネジ14を用いて、シールド板300およびセンサモジュール400と固定されている。固定部Bの詳細については後述する。
また、第二基板200とシールド板300とは、2つの固定部Aおよび2つの固定部Bに囲まれた領域に設けられた固定部Cにおいて、ネジ15を用いて固定されている。固定部Cの詳細については後述する。
シールド板300は、+X端側の固定部Dにおいて、ネジ16およびネジ17を用いて、第一基板100および筐体5と固定されている。固定部Dの詳細については後述する。
また、シールド板300は、−X端側の固定部Eにおいて、ネジ18およびネジ19を用いて、センサモジュール400と固定されている。固定部Eの詳細については後述する。
センサモジュール400は、−X端側の固定部Fにおいて、ネジ20およびネジ21を用いて、第一基板100および筐体5と固定されている。固定部Fの詳細については後述する。
(第一基板100の構成)
図3を参照して、第一基板100の構成について説明する。図3は、第一基板100の構成を示す斜視図である。第一基板100は、XY平面に延在する略矩形形状の薄板部材である。第一基板100は、ベースとなるアルミ板上に例えばエポキシ樹脂からなる絶縁被膜を施し、当該絶縁被膜上に配線パターンを形成したものである。
図3を参照して、第一基板100の構成について説明する。図3は、第一基板100の構成を示す斜視図である。第一基板100は、XY平面に延在する略矩形形状の薄板部材である。第一基板100は、ベースとなるアルミ板上に例えばエポキシ樹脂からなる絶縁被膜を施し、当該絶縁被膜上に配線パターンを形成したものである。
なお、第一基板100のベースとなる板は、アルミ板には限定されず、種々の金属板を用いることができる。このように、第一基板100のベースとなる板の材料として、金属材料を用いることで、第一基板100上で発生した磁気ノイズを筐体5側へ逃がすことができる。また、第一基板100を透磁率の高い材料にすることで、第一基板100への電磁ノイズの流出量が大きくなる。したがって、シールド板300へ流出する電磁ノイズの総量が減少するため、シールド板300を介して存在する第二基板200へ電磁ノイズが伝わるのを低減することができる。
第一基板100の上面101には、上述のとおり、電力変換回路2の複数の電力変換用半導体素子が実装される。第一基板100の下面102は、筐体5と接触する。そのため、電力変換回路2の複数の電力変換用半導体素子の冷却を効率的に行うことができる。
また、各電力変換用半導体素子は、チップ部品として形成されているため、上面101との接触面積が広い。これによっても、各電力変換用半導体素子の冷却を効率的に行うことが可能となっている。
さらに、第一基板100の下面102の微少な凹凸および筐体5の底部の微少な凹凸に起因する隙間には、放熱性グリスが充填されるため、冷却効率をさらに向上させることができる。なお、第一基板100は不図示のコネクタ等を用いてグランド接続されている。
第一基板100の+X端側かつ−Y端側には、Z方向に貫通する孔103が設けられている。孔103には、ネジ16が挿通される。第一基板100の+X端側かつ+Y端側には、Z方向に貫通する孔104が設けられている。孔104には、ネジ17が挿通される。
第一基板100の−X端側かつ+Y端側には、Z方向に貫通する孔105が設けられている。孔105には、ネジ21が挿通される。第一基板100の−X端側かつ−Y端側には、Z方向に貫通する孔106が設けられている。孔106には、ネジ20が挿通される。
第一基板100の−X端側には、Z方向に貫通する3つの孔107、108および109が+Y端側から−Y端側に並んで設けられている。孔107、108および109には、筐体5に搭載される磁気素子51、52および53(後述する)が挿通される。また、孔107、108および109をX方向に跨ぐように、電流板61、62および63(後述する)が配置される。
(第二基板200の構成)
図4を参照して、第二基板200の構成について説明する。図4は、第二基板200の構成を示す斜視図である。第二基板200は、XY平面に延在する略矩形形状の薄板部材である。第二基板200は、ベースとなる絶縁板上に配線パターンを形成したものである。
図4を参照して、第二基板200の構成について説明する。図4は、第二基板200の構成を示す斜視図である。第二基板200は、XY平面に延在する略矩形形状の薄板部材である。第二基板200は、ベースとなる絶縁板上に配線パターンを形成したものである。
第二基板200の上面201および下面202には、上述のとおり、駆動回路3および電源回路4の構成部品が実装される。
第二基板200の+X端側かつ−Y端側には、Z方向に貫通する孔203が設けられている。孔203には、ネジ11が挿通される。第二基板200の+X端側かつ+Y端側には、Z方向に貫通する孔204が設けられている。孔204には、ネジ12が挿通される。
第二基板200の−X端側かつ+Y端側には、Z方向に貫通する孔205が設けられている。孔205には、ネジ13が挿通される。第二基板200の−X端側かつ−Y端側には、Z方向に貫通する孔206が設けられている。孔206には、ネジ14が挿通される。
第二基板200の中央部には、Z方向に貫通する孔207が設けられている。換言すると、孔207は、第二基板200における、孔203、204、205および206に囲まれる領域に設けられている。孔207には、ネジ15が挿通される。
(シールド板300の構成)
図5を参照して、シールド板300の構成について説明する。図5は、シールド板300の構成を示す斜視図である。シールド板300は、鉄系材料等の金属製の薄板部材に折り曲げ加工等が施されることにより成形された部品である。シールド板を鉄系材料にすることでシールド板が締結する箇所の強度が上昇し破断しづらくなる。また締結間隔が長い箇所の破断を低減することができる。シールド板300の大部分は、XY平面に延在する。
図5を参照して、シールド板300の構成について説明する。図5は、シールド板300の構成を示す斜視図である。シールド板300は、鉄系材料等の金属製の薄板部材に折り曲げ加工等が施されることにより成形された部品である。シールド板を鉄系材料にすることでシールド板が締結する箇所の強度が上昇し破断しづらくなる。また締結間隔が長い箇所の破断を低減することができる。シールド板300の大部分は、XY平面に延在する。
シールド板300は、XY平面に延在する平面部301と、平面部301の+X端から+Z方向へ延在する壁部303と、壁部303の+Z端から+X方向へ延在する平面部304とを有する。
平面部304の−Y端から−Z方向へ折り曲げられた壁部305は、+X方向へ延在している。壁部305の+X端側には、+Z端から+Y方向へ折り曲げられてXY平面に延在する固定部306と、+Z端から+Y方向へ折り曲げられてXY平面に延在する固定部308とが設けられている。
固定部306は、壁部305から+Y方向に延出している。固定部306には、Z方向に貫通するネジ孔307が設けられている。ネジ孔307には、ネジ11が螺入される。固定部308は、壁部305から+Y方向に延出している。固定部308には、Z方向に貫通する孔309が設けられている。孔309には、ネジ16が挿通される。
平面部304の+Y端から−Z方向へ折り曲げられた壁部310は、+X方向へ延在している。壁部310の+X端側には、+Z端から−Y方向へ折り曲げられてXY平面に延在する固定部311と、+Z端から−Y方向へ折り曲げられてXY平面に延在する固定部313とが設けられている。
固定部311は、壁部310から−Y方向に延出している。固定部311には、Z方向に貫通するネジ孔312が設けられている。ネジ孔312には、ネジ12が螺入される。固定部313は、壁部310から−Y方向に延出している。固定部313には、Z方向に貫通する孔314が設けられている。孔314には、ネジ17が挿通される。
平面部301の−X端には、固定部301a、301bおよび301cが設けられている。固定部301a、301bおよび301cは+Y端側から−Y端側に並んで設けられている。固定部301a、301bおよび301cは、いずれも、−X方向に延出している。
固定部301aは、平面部301の−X端から+Z方向に延出する壁部315と、壁部315の+Z端から−X方向に延出する平面部316と、平面部316の−X端から+Z方向に延出する壁部317と、壁部317の+Z端から−X方向に延出する平面部318とを有する。平面部318は、XY平面に延在している。平面部318には、Z方向に貫通する孔319が設けられている。孔319には、ネジ13が挿通される。
固定部301cは、平面部301の−X端から+Z方向に延出する壁部320と、壁部320の+Z端から−X方向に延出する平面部321と、平面部321の−X端から+Z方向に延出する壁部322と、壁部322の+Z端から−X方向に延出する平面部323とを有する。平面部323は、XY平面に延在している。平面部323には、Z方向に貫通する孔324が設けられている。孔324には、ネジ14が挿通される。
固定部301bは、平面部301の−X端から+Z方向に延出する壁部329と、壁部329の+Z端から−X方向に延出する平面部330とを有する。平面部330は、XY平面に延在している。平面部330の+Y端側には、Z方向に貫通する孔331が設けられている。孔331には、ネジ19が挿通される。平面部330の−Y端側には、Z方向に貫通する孔332が設けられている。孔332には、ネジ18が挿通される。
平面部301の中央部から+Z方向に、壁部325が切り起こされている。壁部325は、ZX平面に延在する。壁部325の+Z端から+Y方向に、固定部326が延出している。固定部326には、Z方向に貫通するネジ孔327が設けられている。ネジ孔327には、ネジ17が螺入される。
本実施形態では、第二基板200との固定に用いられる固定部301aおよび301cは、X方向に延出している。一方、第一基板100との固定に用いられる固定部308および313は、Y方向に延出している。
このように、固定部の延出方向を異ならせることにより、第一基板100からシールド板300を介して第二基板200に振動が伝わる際に、シールド板300の固定部が破断するのを防止することができる。なお、このような効果を得るためには、第一基板100との固定部と、第二基板200との固定部とがすべて同一方向に延出してさえいなければよい。
換言すると、シールド板300は、第一方向に延在し、第二基板200と固定される第二基板側固定部と、第一方向とは異なる方向に延在し、第一基板100と固定される第一基板側固定部とを備える。
また、固定部326は、固定部306、固定部311、平面部318および平面部323に囲まれた領域に設けられている。固定部326は、第二基板200の振動を軽減する機能を有する。
換言すると、シールド板300は、第二基板200と固定される複数の第一の固定部と、これら第一の固定部に囲まれた領域に設けられ、第二基板200と固定される第二の固定部とを備える。
平面部301の−Y端から+Z方向へ、リブ333が延出している。また、平面部301の+Y端から+Z方向へ、リブ334が延出している。リブ333およびリブ334は、シールド板300の振動を軽減する機能を有する。また、リブ333およびリブ334は、シールド板300の変形を防止する機能を有する。
(センサモジュール400の構成)
図6A〜図6Dを参照して、センサモジュール400の構成について説明する。図6Aは、センサモジュール400の斜視図である。図6Bおよび図6Cは、センサモジュール400の断面図である。図6Bには、YZ平面に平行な切断面が示されている。図6Cには、XY平面に平行な切断面が示されている。図6Dは、センサ基板500を示す図である。
図6A〜図6Dを参照して、センサモジュール400の構成について説明する。図6Aは、センサモジュール400の斜視図である。図6Bおよび図6Cは、センサモジュール400の断面図である。図6Bには、YZ平面に平行な切断面が示されている。図6Cには、XY平面に平行な切断面が示されている。図6Dは、センサ基板500を示す図である。
センサモジュール400は、センサホルダ401と、センサホルダ401に固定されるセンサ基板500と、センサ基板500に実装された電流センサ71、72および73とを有する。電流センサ71、72および73は、電力変換回路2に流れる電流を計測する磁界式の電流センサである。
センサホルダ401は、雌ネジ部を有するインサートナットおよび貫通孔を有する筒状部材がインサート成形されてなる樹脂製の部品である。
センサホルダ401は、センサ基板500が取り付けられるセンサ取付部402と、第一基板100と固定される取付部403(2箇所)と、第二基板200と固定される取付部404(2箇所)と、シールド板300と固定される取付部405(2箇所)とを有する。
センサ取付部402は、概略枠形状をなす。センサ取付部402は、Y方向に延在する互いに平行な枠部402aおよび枠部402bを有する。また、センサ取付部402は、枠部402aおよび402bの一端(+Y側端)同士を連結する連結枠部402cと、枠部402aおよび402bの他端(−Y側端)同士を連結する連結枠部402dとを有する。さらに、センサ取付部402は、枠部402aおよび402bの中間部分同士を連結する連結部402eを有する。
枠部402aおよび402bと、連結枠部402cと、連結部402eとにより孔406が形成され、枠部402aおよび402bと、連結枠部402dと、連結部402eとにより孔407が形成される。
図6Bおよび図6Cに示すように、センサ基板500は、センサ取付部402の下面に取り付けられる部品である。具体的には、センサ基板500は、センサ取付部402の下面の複数箇所にネジ止めされる。また、センサ基板500と第二基板200とは、不図示のFFC、FFCコネクタ等を用いて電気的に接続されている。
図6Dに、センサ基板500の上面図を示す。センサ基板500は、略矩形形状をなす薄板部材であり、ベースとなる絶縁板上に配線パターが形成されたものである。
センサ基板500は、Y方向に延在する互いに平行な枠部501および枠部502を有する。
また、センサ基板500は、枠部501および502の一端(+Y側端)同士を連結する連結枠部503と、枠部501および502の他端(−Y側端)同士を連結する連結枠部504とを有する。
また、連結枠部502と連結枠部504との間には、枠部501および枠部502を連結する連結部505、506および507が、一端側(+Y側)から他端側(−Y側)へ向かって並んで設けられている。
枠部501、502と連結枠部503と連結部505とにより孔508が形成される。枠部501、502と連結部505、506とにより孔509が形成される。枠部501、502と連結部506、507とにより孔510が形成される。枠部501、502と連結部507と連結枠部504とにより孔511が形成される。
連結枠部503の裏面には、センサ71が実装される。連結部506の裏面にはセンサ72が実装される。連結枠部504の裏面には、センサ73が実装される。
取付部403は、Z方向に貫通する孔403aを有する。取付部404は、−Z方向に延在する雌ネジ部404aを有する。取付部405は、−Z方向に延在する雌ネジ部405aを有する。
(固定部Aおよび固定部Cの構成)
図7を参照して、固定部Aおよび固定部Cの構成について説明する。図7は、固定部Aおよび固定部Cの断面図である。ここでは、ネジ11を用いた固定についてのみ述べ、ネジ12またはネジ13を用いた固定については、同様の構成であるため説明を省略する。図7には、YZ平面に平行な切断面が示されている。
図7を参照して、固定部Aおよび固定部Cの構成について説明する。図7は、固定部Aおよび固定部Cの断面図である。ここでは、ネジ11を用いた固定についてのみ述べ、ネジ12またはネジ13を用いた固定については、同様の構成であるため説明を省略する。図7には、YZ平面に平行な切断面が示されている。
シールド板300の壁部305の+Z端から+Y方向に延出する固定部306に、第二基板200が載置され、ネジ11が孔203を通ってネジ孔307に螺入されることで、第二基板200がシールド板300に対して固定される。このとき、第二基板200とシールド板300とは、機械的に接続されるとともに電気的にも接続される。
(固定部Bの構成)
図8を参照して、固定部Bの構成について説明する。図8は、固定部Bの断面図である。ここでは、ネジ13を用いた固定についてのみ述べ、ネジ14を用いた固定については、同様の構成であるため説明を省略する。図8には、ZX平面に平行な切断面が示されている。
図8を参照して、固定部Bの構成について説明する。図8は、固定部Bの断面図である。ここでは、ネジ13を用いた固定についてのみ述べ、ネジ14を用いた固定については、同様の構成であるため説明を省略する。図8には、ZX平面に平行な切断面が示されている。
センサホルダ401の取付部404に、シールド板300の平面部318および第二基板200が載置される。そして、ネジ13が孔205および孔319を通って雌ネジ部404aに螺入されることで、第二基板200がシールド板300およびセンサモジュール400に対して固定される。このとき、第二基板200とシールド板300とは、機械的に接続されるとともに電気的にも接続される。
(固定部Dの構成)
図9を参照して、固定部Dの構成について説明する。図9は、固定部Dの断面図である。ここでは、ネジ16を用いた固定についてのみ述べ、ネジ17を用いた固定については、同様の構成であるため説明を省略する。図9には、YZ平面に平行な切断面が示されている。
図9を参照して、固定部Dの構成について説明する。図9は、固定部Dの断面図である。ここでは、ネジ16を用いた固定についてのみ述べ、ネジ17を用いた固定については、同様の構成であるため説明を省略する。図9には、YZ平面に平行な切断面が示されている。
筐体5に載置された第一基板100の上に、シールド板300の壁部305の−Z端から+Y方向に延出する固定部308が載置される。そして、ネジ16が孔309および孔103を通って筐体5に形成された雌ネジ部に螺入されることで、シールド板300が第一基板100および筐体5に対して固定される。
このとき、シールド板300は、筐体5と電気的に接続される。シールド板300は、第一基板100とは電気的に接続されない。すなわち、第二基板200は、シールド板300を介して筐体5と電気的に接続される。これにより、第二基板200がグランド接続される。
本実施形態では、上述のとおり、第一基板100は不図示のコネクタ等を用いてグランド接続されており、第二基板200はシールド板300を介して筐体5にグランド接続されている。これは以下の理由による。
第二基板200に搭載された駆動回路3および電源回路4を流れる電流は、比較的小さい。そのため、第二基板200をシールド板300を介して筐体5にグランド接続することで、グランド接続用の配線等を省略している。
一方、第一基板100に搭載された電力変換回路2を流れる電流は、比較的大きい。そのため、第一基板100を筐体5にグランド接続することを避けることで、駆動回路3、電源回路4等へ電磁ノイズ等の影響が及ぶのを防止している。
(固定部Eの構成)
図10を参照して、固定部Eの構成について説明する。図10は、固定部Eの断面図である。ここでは、ネジ18を用いた固定についてのみ述べ、ネジ19を用いた固定については、同様の構成であるため説明を省略する。図10には、ZX平面に平行な切断面が示されている。
図10を参照して、固定部Eの構成について説明する。図10は、固定部Eの断面図である。ここでは、ネジ18を用いた固定についてのみ述べ、ネジ19を用いた固定については、同様の構成であるため説明を省略する。図10には、ZX平面に平行な切断面が示されている。
センサホルダ401の取付部405に、シールド板300の平面部330が載置され、ネジ18が孔332を通って雌ネジ部405aに螺入されることで、シールド板300がセンサモジュール400に対して固定される。
(固定部Fの構成)
図11を参照して、固定部Fの構成について説明する。図11は、固定部Fの断面図である。ここでは、ネジ20を用いた固定についてのみ述べ、ネジ21を用いた固定については、同様の構成であるため説明を省略する、図11には、ZX平面に平行な切断面が示されている。
図11を参照して、固定部Fの構成について説明する。図11は、固定部Fの断面図である。ここでは、ネジ20を用いた固定についてのみ述べ、ネジ21を用いた固定については、同様の構成であるため説明を省略する、図11には、ZX平面に平行な切断面が示されている。
筐体5に載置された第一基板100の上に、センサホルダ401の取付部403が載置される。そして、ネジ21が孔403aおよび孔106を通って筐体5に形成された雌ネジ部に螺入されることで、センサホルダ401が第一基板100および筐体5に対して固定される。
(第一基板100と電流センサ71、72および73との位置関係)
図12Aおよび図12Bを参照して、第一基板100と、電流センサ71、72および73との位置関係について説明する。図12Aおよび図12Bは、第一基板100と、電流センサ71、72および73との位置関係を示す断面図である。図12Aには、YZ平面に平行な切断面が示されている。図12Bには、ZX平面に平行な切断面が示されている。
図12Aおよび図12Bを参照して、第一基板100と、電流センサ71、72および73との位置関係について説明する。図12Aおよび図12Bは、第一基板100と、電流センサ71、72および73との位置関係を示す断面図である。図12Aには、YZ平面に平行な切断面が示されている。図12Bには、ZX平面に平行な切断面が示されている。
図12Aに示すように、筐体5に、磁気素子51、52および53が固定されている。磁気素子51は、筐体5に対して固定される底部51aと、底部51aの両端から+Z方向(上方向)に延出する壁部51bおよび51cを有する。磁気素子52および53についても同様である。
磁気素子51、52および53は、電流板61、62および63を流れる電流により磁界を発生させる。電流センサ71、72および73は、磁気素子51、52および53がそれぞれ発生した磁界の大きさに応じた電流信号をそれぞれ出力する。
電流センサ71、72および73からの電流信号は、FFCコネクタを介して第二基板200の駆動回路3に入力される。駆動回路3は、入力された電流値に基づいて各種制御を行う。
磁気素子51の底部51aは、第一基板100の孔107を貫通し、センサ基板500の連結枠部503よりも+Y側を通って、センサホルダ401の孔406に至る。磁気素子51の壁部51bは、第一基板100の孔107およびセンサ基板500の孔508を貫通して孔406に至る。
磁気素子52の底部52aは、第一基板100の孔108およびセンサ基板500の孔509を貫通して孔406に至る。磁気素子52の壁部52bは、第一基板100の孔108およびセンサ基板500の孔510を貫通して孔407に至る。
磁気素子53の底部53aは、第一基板100の孔109およびセンサ基板500の孔511を貫通して孔407に至る。磁気素子53の壁部53bは、第一基板100の孔109を貫通し、センサ基板500の連結枠部504よりも−Y側を通って孔407に至る。
上述のとおり、電流センサ71は、センサ基板500の連結枠部503の下面に実装される。すなわち、電流センサ71は、磁気素子51の壁部51bおよび51cの間に配置される。換言すると、電流センサ71は、磁気素子51の真上に配置される。さらに換言すると、電流センサ71は、磁気素子51に対して第一基板100の厚さ方向に重なるように配置される。電流センサ71は、磁気素子51が発生する磁界に基づいて電流板61を流れる電流を計測する。
電流センサ72は、センサ基板500の連結部506の下面に実装されている。すなわち、電流センサ72は、磁気素子52の壁部52bおよび52cの間に配置されている。換言すると、電流センサ72は、磁気素子52の真上に配置されている。さらに換言すると、電流センサ72は、磁気素子52に対して第一基板100の厚さ方向に重なるように配置される。電流センサ72は、磁気素子52が発生する磁界に基づいて電流板62を流れる電流を計測する。
電流センサ73は、センサ基板500の連結枠部504の下面に実装されている。すなわち、電流センサ73は、磁気素子53の壁部53bおよび53cの間に配置されている。換言すると、電流センサ73は、磁気素子53の真上に配置されている。さらに換言すると、電流センサ73は、磁気素子53に対して第一基板100の厚さ方向に重なるように配置される。電流センサ73は、磁気素子53が発生する磁界に基づいて電流板63を流れる電流を計測する。
なお、上述のとおり、センサホルダ401は、樹脂製の部品である。そのため、センサホルダ401は、磁気素子51、52および53が発生する磁界にほとんど影響を及ぼさない。そのため、電流センサ71、72および73での計測精度を向上させることができる。
上述の熱容量の観点からは、シールド板300の面積を広くすることが好ましい。しかしながら、シールド板300に直接電流センサ71、72および73を配置すると、磁気素子51、52および53が発生する磁界が乱れ、電流センサ71、72および73での計測精度が低くなる。
これに対して、本実施形態では、センサホルダ401をシールド板300に隣接して設けることで、シールド板300の面積を広くするとともに、電流センサ71、72および73での計測精度を向上させることを可能にしている。
以上説明したように、本実施形態に係る電力変換装置は、電力変換回路が搭載された第一基板と、前記電力変換回路を駆動する駆動回路が搭載された第二基板と、前記第一基板と前記第二基板との間に配設されたシールド板と、を備え、前記第一基板は金属基板である。
そのため、冷却性能を向上させることができる。
本開示に係る電力変換装置によれば、冷却性能を向上させることができ、車載用途に好適である。
1 電力変換装置
2 電力変換回路
3 駆動回路
4 電源回路
5 筐体
6 接着剤
11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21 ネジ
51、52、53 磁気素子
51a、52a、53a 底部
51b、51c、52b、52c、53b、53c 壁部
61、62、63 電流板
71、72、73 電流センサ
100 第一基板
101 上面
102 下面
103、104、105、106、107、108、109 孔
200 第二基板
201 上面
202 下面
203、204、205、206、207 孔
300 シールド板
301、304、316、318、321、323、330 平面部
303、305、310、315、317、320、322、325、329 壁部
301a、301b、301c、306、308、311、313、326 固定部
307、312、327 ネジ孔
309、314、319、324、331、332 孔
333、334 リブ
400 センサモジュール
401 センサホルダ
402 センサ取付部
402a、402b 枠部
402c、402d 連結枠部
402e 連結部
403、404、405 取付部
403a 孔
404a、405a 雌ネジ部
406、407 孔
500 センサ基板
501、502 枠部
503、504 連結枠部
505、506、507 連結部
508、509、510、511 孔
2 電力変換回路
3 駆動回路
4 電源回路
5 筐体
6 接着剤
11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21 ネジ
51、52、53 磁気素子
51a、52a、53a 底部
51b、51c、52b、52c、53b、53c 壁部
61、62、63 電流板
71、72、73 電流センサ
100 第一基板
101 上面
102 下面
103、104、105、106、107、108、109 孔
200 第二基板
201 上面
202 下面
203、204、205、206、207 孔
300 シールド板
301、304、316、318、321、323、330 平面部
303、305、310、315、317、320、322、325、329 壁部
301a、301b、301c、306、308、311、313、326 固定部
307、312、327 ネジ孔
309、314、319、324、331、332 孔
333、334 リブ
400 センサモジュール
401 センサホルダ
402 センサ取付部
402a、402b 枠部
402c、402d 連結枠部
402e 連結部
403、404、405 取付部
403a 孔
404a、405a 雌ネジ部
406、407 孔
500 センサ基板
501、502 枠部
503、504 連結枠部
505、506、507 連結部
508、509、510、511 孔
Claims (10)
- 直流電圧を交流電圧に変換する電力変換装置であって、
電力変換回路が搭載された第一基板と、
前記電力変換回路を駆動する駆動回路が搭載された第二基板と、
前記第一基板と前記第二基板との間に配設されたシールド板と、を備え、
前記第一基板は金属基板である、
電力変換装置。 - 前記第二基板は、前記シールド板を介して前記第一基板が載置される筐体と電気的に接続されている、
請求項1に記載の電力変換装置。 - 前記シールド板は、鉄系材料からなる、
請求項1または2に記載の電力変換装置。 - 前記シールド板の延在方向に隣接してセンサホルダが配置されている、
請求項1ないし3のいずれか一項に記載の電力変換装置。 - 前記センサホルダに、前記電力変換回路に流れる電流を計測する磁界式の電流センサが設けられている、
請求項4に記載の電力変換装置。 - 前記電流センサは、筐体に搭載される磁気素子に対して前記第一基板の厚さ方向に重なるように配置されている、
請求項5に記載の電力変換装置。 - 前記シールド板は、前記第二基板と固定される複数の第一の固定部と、前記複数の第一の固定部に囲まれた領域に設けられ、前記第二基板と固定される第二の固定部とを備える、
請求項1ないし6のいずれか一項に記載の電力変換装置。 - 前記シールド板は、第一方向に延在し、前記第二基板と固定される第二基板側固定部と、前記第一方向とは異なる方向に延在し、前記第一基板と固定される第一基板側固定部とを備える、
請求項1ないし7のいずれか一項に記載の電力変換装置。 - 前記シールド板の縁部には、リブが設けられている、
請求項1ないし8のいずれか一項に記載の電力変換装置。 - 前記第一基板と前記シールド板との間に、放熱性を有する接着剤が設けられている、
請求項1ないし9のいずれか一項に記載の電力変換装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2021002277U JP3233640U (ja) | 2021-06-11 | 2021-06-11 | 電力変換装置 |
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JP2021002277U JP3233640U (ja) | 2021-06-11 | 2021-06-11 | 電力変換装置 |
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JP2018060312A Continuation JP2019176571A (ja) | 2018-03-27 | 2018-03-27 | 電力変換装置 |
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Family Applications (1)
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JP (1) | JP3233640U (ja) |
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- 2021-06-11 JP JP2021002277U patent/JP3233640U/ja active Active
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