JP6326618B2 - Power converter - Google Patents
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Description
本発明は複数のスイッチング素子をON/OFFさせて直流電力を交流電力に変換する電
力変換装置のノイズ対策に関するものである。
The present invention relates to noise countermeasures for a power conversion device that converts DC power into AC power by turning on / off a plurality of switching elements.
従来、スイッチング素子をON/OFFした際に放射される電磁ノイズを単に遮蔽板で減
衰させるものが一般的であったが、出力の大きい電力変換装置では電磁ノイズの放射量が
多く充分なものではなかった。特許文献1にはインバータのコイルなどの発熱部品をダイ
キャスト製の筐体に成形した窪みに配置した後に蓋をするものが記載されていた。
Conventionally, the electromagnetic noise radiated when the switching element is turned ON / OFF is generally simply attenuated by a shielding plate. However, in a power converter having a large output, the amount of electromagnetic noise radiated is not sufficient. There wasn't. Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-228561 describes a device in which a heat generating component such as an inverter coil is placed in a recess formed in a die-cast housing and then covered.
特許文献1に記載のものでは、コイルを、昇圧回路のリアクタと成した場合、又はスイ
ッチング素子のON/OFFによる高周波成分を吸収するフィルタ回路のリアクタと成し
た場合に、このコイルから電磁ノイズが放射される。この電磁ノイズは窪みの内壁にあた
り減衰させるが、スイッチング素子から放射される電磁ノイズを減衰させるものではなか
った。
In the device described in
本発明は、コイル(リアクタ)やこのコイルの近傍に配置されるスイッチング素子等か
ら放射される電磁ノイズを減衰させる電力変換装置を提供するものである。
The present invention provides a power conversion device that attenuates electromagnetic noise radiated from a coil (reactor), a switching element disposed in the vicinity of the coil, and the like.
本発明の電力変換装置は、直流電力を複数のスイッチング素子を用いて疑似正弦波に変
換した後ローパスフィルタ及びノイズフィルタを介して交流電力に変換する電力変換装置
において、これらローパスフィルタ及びノイズフィルタを成す電装基板をダイキャスト製
の筐体の底面に設けた第1の窪みに少なくとも電装基板の半田付けされた配線パターンの
側が当該第1の窪みの中に入るように配置すると共に、電装部品を実装した反配線パター
ンの側の上方に当該筐体と同電位の第1の板金を配置し、第1の窪みの近傍の第2の窪み
に前記ローパスフィルタを成すリアクタを配置し当該リアクタの上方を第1の板金と同電
位の第2の板金で覆うことを特徴とするものである。
The power converter of the present invention is a power converter that converts DC power into a pseudo sine wave using a plurality of switching elements, and then converts the DC power into AC power through a low-pass filter and a noise filter. The electric circuit board is arranged in a first recess provided on the bottom surface of the die-cast housing so that at least the soldered wiring pattern side of the electric circuit board enters the first recess, and the electrical component is A first sheet metal having the same potential as that of the housing is arranged above the mounted anti-wiring pattern side, and a reactor that forms the low-pass filter is arranged in a second depression in the vicinity of the first depression. Is covered with a second sheet metal having the same potential as that of the first sheet metal.
本発明の電力変換装置では、ダイキャスト成形の筐体と板金とを同電位にして電装基板
の上下から放射される電磁ノイズを吸収することができるものである。
In the power conversion device of the present invention, electromagnetic noise radiated from above and below the electrical board can be absorbed by making the die-cast casing and the sheet metal have the same potential.
本発明は、ダイカスト成型された筐体の窪みにリアクタを収納すると共に電装基板を近傍
の窪みに収納し、上方を同電位の板金で覆いノイズを抑制するものである。
According to the present invention, a reactor is housed in a hollow of a die-cast casing, and an electrical board is housed in a nearby recess, and the upper part is covered with a sheet metal of the same potential to suppress noise.
図1は本発明の実施例を示す電力変換装置に用いる電気回路の説明図であり、この電気回
路において、1は太陽電池などの直流電源、2は複数のコンデンサ(符号省略)とリアク
タ3とから構成されたノイズフィルタである。
FIG. 1 is an explanatory diagram of an electric circuit used in a power conversion apparatus according to an embodiment of the present invention. In this electric circuit, 1 is a DC power source such as a solar cell, 2 is a plurality of capacitors (not shown), a
4はダイオード、5はリアクタ、6は平滑コンデン、7はスイッチング素子でありチョッ
パ型の昇圧回路を構成し、ノイズフィルタ2を介して入力した直流電力を昇圧する。この
昇圧はスイッチング素子7を所定の周期でON/OFFする際のONデューティを変えて
行われその出力は中間電圧点8、9に出力される。
ノイズフィルタ及び昇圧回路で直流電源(太陽電池ストリング)に対応する一連の入力回
路10を構成し、この入力回路を本実施例では4回路(図示を省略)搭載している、夫々
の入力回路の出力は中間電圧点8、9で統合され単相ブリッジ回路11へ供給される。尚
、昇圧回路のコンデンサ6は中間電圧位置で共通して用いることができる。
A series of
単相ブリッジ回路11はスイッチング素子12〜15を単相ブリッジ状に結線し夫々が周
期的にON/OFFして直流電力を単相の疑似正弦波による交流電力に変換する。尚、こ
の直流電力−交流電力の変換の方法は本実施例に限定されるものではなく、例えば中間電
圧クランプ方式、階調方式など種々の方式を用いることができるものである。
The single-
17、18はリアクタであり、コンデンサ19と共にローパスフィルタを構成している。
20はノイズフィルタであり、コンデンサ(符号省略)及びリアクタ(符号省略)から構
成されている。ノイズフィルタ2、20は図1に示した回路に限定されるものではなく、
単にコンデンのみでも効果を奏するものであり、対応する周波数や出力に応じて適に設計
することができる。
The effect can be achieved with just the condenser, and it can be designed appropriately according to the corresponding frequency and output.
21は電力系統であり、系統連系用継電器の接片22、23を介してノイズフィルタ20
から出力される交流電力が供給される。
AC power output from is supplied.
このような電気回路では昇圧回路のスイッチング素子7、単相ブリッジ回路11のスイ
ッチング素子12〜15が高速でON/OFFすることによってこれらスイッチング素子
から電磁ノイズが放射されると共に、これら電磁ノイズ(高周波成分)はローパスフィル
タのリアクタ17、18や昇圧用のリアクタ5などのコイル部分からも周囲へ放射される
。
In such an electric circuit, the switching
図2は本発明の実施例を示す電力変換装置の筐体31の正面図であり、図3はこの筐体3
1の背面図である。この筐体31はアルミニュームまたはアルミ合金をダイカスト成型し
て一体構成したものであるが、複数の部品を組み付けて一体構成することも可能である。
FIG. 2 is a front view of the
1 is a rear view of FIG. The
筐体31の内面にはローパスフィルタのコンデンサ19及びノイズフィルタ20を成す
電装部品を半田付けした電装基板を収納する窪み32(第1の窪みに相当)及びこのロー
パスフィルタを成すリアクタ17、18を収納する窪み33(第2の窪みに相当)が構成
されている。また、電装基板の半田付けされた配線パターンの側が窪み32の中に入るよ
うに配置されている。
A recess 32 (corresponding to a first recess) for housing an electrical component board to which electrical components constituting a low-
さらに、筐体31の内側の底面には入力回路10の昇圧回路を構成するリアクタ5を収
納する窪み34(この窪みには4つの入力回路のリアクタが収納される)、及びスイッチ
ング素子12〜15を収納したモジュールを取り付ける基部35が構成されている。
Further, a
また、36は配線口であり、直流電源1からの直流配線の引き込みや電力系統21へ繋
がる交流配線の取り出しを行えるように構成されている。37はノイズフィルタ2や入力
回路10などを構成する電装基板の取り付け部である。この電装基板と窪み32に収納さ
れる電装基板との間に立ち上がり部38が筐体31と一体にダイキャスト成形されている
。
筐体31の背面には放熱用のフィン39が上下方向に複数一体成形されている。これら
フィン39は主に窪み33、34、基部25に対応して成形され、リアクタ5、17、1
8、スイッチング素子12〜15の放熱に寄与している。また、スイッチング素子7の放
熱にも対応して構成されている。
A plurality of
8. Contributes to heat dissipation of the switching elements 12-15. Further, the heat dissipation of the
図4において、40は少なくとも入力回路10及び他の入力回路を合わせて4回路を構
成する電装基板であり、ノイズフィルタ2のリアクタ3及び他の入力回路のリアクタ3b
〜3d及びコンデンサなどの電気部品が実装されている。この電装基板40はスペーサを
介して筐体31の底面に螺子止めされている。
In FIG. 4,
~ 3d and electrical components such as capacitors are mounted. The
昇圧回路を構成するリアクタ5は窪み34に他の入力回路の昇圧用リアクタ5b〜5dと
共に収納されている。また、この窪み34は熱伝導性の良い合成樹脂が充填され背面のフ
ィン39への放熱性を向上させる共に、スイッチング素子7などのON/OFF時の高周
波周期と共振または同期する振動を抑制している。
The
インバータ回路11を成すスイッチング素子12〜15を収納したモジュール41は筐
体31の基部35に熱伝導性を良く熱伝導性グリスなどを用いて取り付けられている。
The
ローパスフィルタを成すリアクタ17、18はコアを共有して構成され窪み33に収納
されている。この窪み33は窪み34と同様な合成樹脂が充填され同様の作用効果を奏し
ている。
42は少なくともノイズフィルタ20を構成する電装基板であり、ローパスフィルタを
構成するコンデンサ及びその電子部品の一部を実装することも可能である。この電装基板
42は少なくとも半田付けされた配線パターンの側が窪み32の中に入るように配置され
、電装基板40と同様に螺子止めされている。窪み33は窪み32の近傍に構成されリア
クタ17、18と電装基板42とは配線で接続されている。また、電装基板42にはノイ
ズフィルタ20のリアクタ43、44が実装されている。
図5、図6において、45は窪み34の上方を覆う板金であり筐体31に螺子止めされ
ている。螺子止めすることによって板金45と筐体31は同電位となりリアクタ5、5b
、5c、5dから放射される電磁ノイズは板金45を介して筐体の31の接地電位へ吸収
され減衰する。
5 and 6,
The electromagnetic noise radiated from 5c and 5d is absorbed and attenuated to the ground potential of the
46は窪み33の上方を覆う板金であり筐体31に螺子止めされている。この板金46は
板金45と同様に筐体31と同電位になり同様にリアクタ17、18から放射される電磁
ノイズが減衰される。
A
47は電装基板40の上方を覆うように配置された板金であり、筐体31に螺子止めさ
れ、板金47と筐体31とは同電位になっている。従って、電装基板40は同電位である
筐体31と板金47とに挟まれ、電磁ノイズの放射や周囲部品からのノイズの伝播が抑制
されている。
A
また、この板金47の上方にはスペーサを介してスイッチング素子等の制御回路を成す電
装基板48が取り付けられ、この電装基板48は板金47と筐体31の開放前面を覆う蓋
(図示省略)との間に位置し、この蓋が筐体31と同電位に構成されているので、電装基
板48は同電位である板金47と蓋とに挟まれ、電磁ノイズの放射や周囲部品からのノイ
ズの伝播が抑制されている。
An
49は電装基板42の電装部品を実装した反配線パターンの側の上方を覆うように配置
された板金であり、筐体31に螺子止めされ、板金49と筐体31とは同電位になってい
る。従って、電装基板42は同電位である筐体31と板金49とに挟まれ、電磁ノイズの
放射や周囲部品からのノイズの伝播が抑制されている。
A
また、この板金49の上方にはスペーサを介してスイッチング素子等の制御回路を成す電
装基板50が取り付けられ、この電装基板50は板金49と筐体31の開放前面を覆う蓋
との間に位置し、電装基板50は同電位である板金49と蓋とに挟まれ、電磁ノイズの放
射や周囲部品からのノイズの伝播が抑制されている。
An
また、立ち上がり部38が電装基板40と電装基板42との間にありこれら電装基板間
のノイズの放射及び伝播を抑制している。
Further, the rising
また、電装基板42は窪み32、筐体31、立ち上がり部38、板金49で実質的に周
囲を囲まれており特に電磁ノイズの放射を抑制する効果がある。更にリアクタ17、18
の周囲とも筐体31を介して同電位に構成されているので相互に電磁ノイズの吸収効果が
得られるものである。また、電装基板42の配線パターンから出る電磁ノイズは窪み32
で吸収されるものである。
Further, the
Since both are surrounded by the same potential via the
Is absorbed.
本発明はアルミニューム等の導電性を有する部材でダイキャスト成形された筐体を用い内
部に電磁ノイズ等を放射しやすい部品を収納した電力変換装置等の放射ノイズ低減に適し
ているものである。
INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is suitable for reducing radiated noise of a power conversion device or the like in which a casing die-cast with an electrically conductive member such as aluminum is used to house components that easily radiate electromagnetic noise or the like. .
以上、本発明の一実施形態について説明したが、以上の説明は本発明の理解を容易にす
るためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明はその趣旨を逸脱すること
なく、変更、改良され得ると共に本発明にはその等価物が含まれることは勿論である。
As mentioned above, although one Embodiment of this invention was described, the above description is for making an understanding of this invention easy, and does not limit this invention. It goes without saying that the present invention can be changed and improved without departing from the gist thereof, and that the present invention includes equivalents thereof.
1 直流電源
17、18 リアクタ
20 ノイズフィルタ
31 筐体
32 窪み
33 窪み
42 電装基板
46 板金
49 板金
50 電装基板
DESCRIPTION OF
Claims (3)
及びノイズフィルタを介して交流電力に変換する電力変換装置において、前記スイッチン
グ素子をダイキャスト製の筐体の底面に取り付け、前記ローパスフィルタ及び前記ノイズ
フィルタを成す電装基板を前記底面の前記スイッチング素子が取り付けられた箇所と異な
る箇所に設けた第1の窪みに少なくとも前記電装基板の半田付けされた配線パターンの側
が当該第1の窪みの中に入るように配置すると共に、電装部品を実装した反配線パターン
の側の上方に当該筐体と同電位の第1の板金を配置し、第1の窪みの近傍の第2の窪みに
前記ローパスフィルタを成すリアクタを配置し当該リアクタの上方を第1の板金と同電位
の第2の板金で覆うことを特徴とする電力変換装置。 In the power converter for converting DC power to pseudo sine wave using a plurality of switching elements and then converting the DC power to AC power through a low-pass filter and a noise filter ,
Attach the grayed element on the bottom surface of the die-cast housing, the electrical component mounted circuit board which forms the low-pass filter and said noise filter different from the location where the switching element is attached to the bottom surface
The wiring pattern soldered to the electrical circuit board is disposed so that at least the soldered wiring pattern side of the electrical circuit board enters the first cavity, and above the wiring pattern side on which the electrical component is mounted. A first sheet metal having the same potential as that of the casing is disposed, and a reactor that forms the low-pass filter is disposed in a second recess in the vicinity of the first recess, and the upper portion of the reactor has the same potential as that of the first sheet metal. A power converter characterized by covering with a second sheet metal.
に記載の電力変換装置。 2. A rising portion formed by die casting is formed around the first depression.
The power converter device described in 1.
当該電装基板の上方に設ける前記筐体の上面を覆う蓋を当該筐体と同電位に成すことを特
徴とする請求項1に記載の電力変換装置。 An electrical board that forms a control circuit such as a switching element is disposed above the first sheet metal,
The power conversion device according to claim 1, wherein a lid that covers an upper surface of the casing provided above the electrical board is formed at the same potential as the casing.
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