JP7180625B2

JP7180625B2 - 電力変換装置

Info

Publication number: JP7180625B2
Application number: JP2020016456A
Authority: JP
Inventors: 和哉竹内; 雄太橋本
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2020-02-03
Filing date: 2020-02-03
Publication date: 2022-11-30
Anticipated expiration: 2040-02-03
Also published as: US20220368241A1; WO2021157206A1; CN115039333A; CN117977914A; JP2021125926A

Description

この明細書における開示は、電力変換装置に関する。

特許文献１には、バッテリの正電位に電気的に接続され、樹脂ケースに内蔵されたバスバを備える電力変換装置が開示されている。

特開２０１６－５９２０２号公報

特許文献１によれば、樹脂ケースに内蔵されたバスバを流れる電流は高電圧である。このため、バスバからの放射ノイズがケース内の回路基板やケース外の周辺機器に不具合を生じさせるという懸念がある。

この明細書における開示の目的は、回路基板等または周辺機器に対するノイズ障害を抑制可能な電力変換装置を提供することである。

この明細書に開示された複数の態様は、それぞれの目的を達成するために、互いに異なる技術的手段を採用する。また、特許請求の範囲およびこの項に記載した括弧内の符号は、一つの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例であって、技術的範囲を限定するものではない。

開示された電力変換装置の一つは、複数の半導体モジュール（２）と、半導体モジュールと通電可能に接続されているコンデンサ（３）と、回路基板（４）と、回路基板、半導体モジュールおよびコンデンサを収容する筐体（５；１０５；２０５）と、入力側の端子部（７１ａ）と出力側の端子部（７２ｃ）とを連絡する電力経路において、半導体モジュールとコンデンサとの少なくとも一つと接続されているバスバであって筐体に内蔵されている被内蔵部（７１ｂ，７２ｂ）を有するバスバ（７）と、導電性を有する層であって被内蔵部に対して内側または外側に覆うように筐体に設けられたシールド層（６１，６２，５２ａ，５２ｂ；１６１，１６２，５２ａ；２６１，２６２，５２ｂ）と、半導体モジュールを冷却可能な冷却部材（１１）と、導電性を有するシール部であって筐体と冷却部材との間に介在してシールする冷却部側シール部（１４）と、を備え、シールド層は、被内蔵部に対して外側を覆うように筐体に設けられている外側シールド層（６１ｂ，６２ｂ）を含み、冷却部側シール部は、被内蔵部に対して外側を覆うように筐体に設けられたシールド層に接触している。
開示された電力変換装置の一つは、複数の半導体モジュール（２）と、半導体モジュールと通電可能に接続されているコンデンサ（３）と、回路基板（４）と、回路基板、半導体モジュールおよびコンデンサを収容する筐体（５；１０５；２０５）と、入力側の端子部（７１ａ）と出力側の端子部（７２ｃ）とを連絡する電力経路において、半導体モジュールとコンデンサとの少なくとも一つと接続されているバスバであって筐体に内蔵されている被内蔵部（７１ｂ，７２ｂ）を有するバスバ（７）と、導電性を有する層であって被内蔵部に対して内側または外側に覆うように筐体に設けられたシールド層（６１，６２，５２ａ，５２ｂ；１６１，１６２，５２ａ；２６１，２６２，５２ｂ）と、半導体モジュールを冷却可能な冷却部材（１１）と、導電性を有するシール部であって筐体と冷却部材との間に介在してシールする冷却部側シール部（１４）と、を備え、シールド層は、被内蔵部に対して内側と外側とを覆うように筐体に設けられており、冷却部側シール部は、被内蔵部に対して外側を覆うように筐体に設けられたシールド層に接触している。
開示された電力変換装置の一つは、複数の半導体モジュール（２）と、半導体モジュールと通電可能に接続されているコンデンサ（３）と、回路基板（４）と、回路基板、半導体モジュールおよびコンデンサを収容する筐体（５；１０５；２０５）と、入力側の端子部（７１ａ）と出力側の端子部（７２ｃ）とを連絡する電力経路において、半導体モジュールとコンデンサとの少なくとも一つと接続されているバスバであって筐体に内蔵されている被内蔵部（７１ｂ，７２ｂ）を有するバスバ（７）と、導電性を有する層であって被内蔵部に対して内側または外側に覆うように筐体に設けられたシールド層（６１，６２，５２ａ，５２ｂ；１６１，１６２，５２ａ；２６１，２６２，５２ｂ）と、筐体に含まれ、被内蔵部を内蔵しシールド層が設けられた第１ケース部材（５１；１５１；２５１）と、筐体に含まれ、第１ケース部材の内部空間を覆うように第１ケース部材に装着されている第２ケース部材（５２；１５２，２５２）と、導電性を有するシール部であって第１ケース部材と第２ケース部材との間に介在してシールするカバー側シール部（１５）と、を備え、第２ケース部材には、導電性を有する層であって第２ケース部材の内側または外側に覆うカバー側シールド層が設けられており、カバー側シールド層は、第２ケース部材の内側を覆うように設けられており、シールド層は、被内蔵部に対して内側を覆うように第１ケース部材に設けられている内側シールド層（６１ａ，６２ａ）を含み、カバー側シール部は、第２ケース部材の内側に設けられたカバー側シールド層と内側シールド層とに接触している。
開示された電力変換装置の一つは、複数の半導体モジュール（２）と、半導体モジュールと通電可能に接続されているコンデンサ（３）と、回路基板（４）と、回路基板、半導体モジュールおよびコンデンサを収容する筐体（５；１０５；２０５）と、入力側の端子部（７１ａ）と出力側の端子部（７２ｃ）とを連絡する電力経路において、半導体モジュールとコンデンサとの少なくとも一つと接続されているバスバであって筐体に内蔵されている被内蔵部（７１ｂ，７２ｂ）を有するバスバ（７）と、導電性を有する層であって被内蔵部に対して内側または外側に覆うように筐体に設けられたシールド層（６１，６２，５２ａ，５２ｂ；１６１，１６２，５２ａ；２６１，２６２，５２ｂ）と、筐体に含まれ、被内蔵部を内蔵しシールド層が設けられた第１ケース部材（５１；１５１；２５１）と、筐体に含まれ、第１ケース部材の内部空間を覆うように第１ケース部材に装着されている第２ケース部材（５２；１５２，２５２）と、導電性を有するシール部であって第１ケース部材と第２ケース部材との間に介在してシールするカバー側シール部（１５）と、を備え、第２ケース部材には、導電性を有する層であって第２ケース部材の内側または外側に覆うカバー側シールド層が設けられており、カバー側シールド層は、第２ケース部材の内側と外側とを覆うように設けられており、シールド層は、被内蔵部に対して内側を覆うように第１ケース部材に設けられている内側シールド層（６１ａ，６２ａ）を含み、カバー側シール部は、第２ケース部材の内側に設けられたカバー側シールド層と内側シールド層とに接触している。

この電力変換装置によれば、バスバは電流経路であるため、筐体に内蔵されたバスバの被内蔵部はノイズを放出し得る。この電力変換装置においては、様々なノイズ源からのノイズがバスバを経由してバスバの外部に放出され得る。シールド層は被内蔵部に対して内側または外側に覆うように筐体に設けられているため、バスバから筐体を介した電磁ノイズ等の放射や拡散を妨げることができる。この電力変換装置は、バスバから放射する電磁ノイズ等が筐体を介して空間伝導することを抑えることができる。したがって、回路基板等または筐体外部の周辺機器に対するノイズ障害を抑制できる電力変換装置を提供できる。

第１実施形態の電力変換装置に係る回路図である。第１実施形態の電力変換装置の構成を示す断面図である。第２実施形態の電力変換装置の構成を示す断面図である。第３実施形態の電力変換装置の構成を示す断面図である。

以下に、図面を参照しながら本開示を実施するための複数の形態を説明する。各形態において先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を適用することができる。各実施形態で具体的に組み合わせが可能であることを明示している部分同士の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても実施形態同士を部分的に組み合せることも可能である。

＜第１実施形態＞
電力変換装置の一例を開示する第１実施形態について図１および図２を参照しながら説明する。電力変換装置は、電気自動車やハイブリッド車等の車両に搭載された車載用電力変換装置に適用することができる。明細書に明示の目的を達成可能な電力変換装置は、例えば、インバータ装置、コンバータ装置等に適用することができる。この実施形態では、インバータ装置に適用した電力変換装置を以下に説明する。

電力変換装置１は、インバータ回路２００を備えている。図１に示すように、インバータ回路２００は、複数の半導体モジュール２を備えている。半導体モジュール２が備える半導体素子２０（ＩＧＢＴ素子）をオンオフさせることにより、直流電源１００から供給される直流電力を交流電力に変換している。車両は、得られた交流電力を用いて三相交流モータ１１０を駆動して走行する。

図２に示すように、電力変換装置１は、複数の半導体モジュール２と、コンデンサ３と、制御回路基板４と、筐体５とを備えている。コンデンサ３は、通電可能に半導体モジュール２に接続されている。電力変換装置１は、半導体モジュール２を冷却する冷却部材１１を備えている。冷却部材１１は、半導体モジュール２と接触し、または熱伝導性部材を介して熱伝達可能に接触している。冷却部材１１は、筐体５と接触し、または熱伝導性部材を介して熱伝達可能に接触している。冷却部材１１は、プレート状であり、内部に冷却用流体が流通する流路１１ａを備えている。冷却部材１１は、ボルト、ねじ等の固定部材１２により設置台１３に一体に固定されている。設置台１３には、例えば車両側部材、モータ装置が含まれる。設置台１３は、筐体５が取り付けられている取付部材に含まれる。設置台１３は、周囲の部材を介して地面と電気的につながっている部分であるため、筐体５は電気的に接地されている。

下部ケース５１と冷却部材１１との間には、導電性の冷却部側シール部１４が介在している。冷却部側シール部１４は、下部ケース５１と冷却部材１１との接合部に設けられている。冷却部側シール部１４は、導電性を有するシールパッキンであり、下部ケース５１と冷却部材１１との間で変形して両者間を封止している。冷却部側シール部１４は、後述する外側シールド層６１ｂ，６２ｂに接触している。冷却部側シール部１４と外側シールド層６１ｂ，６２ｂとは導電性を有するため、両者間は通電する。冷却部側シール部１４は、熱伝導性を有する部材であることが好ましい。冷却部側シール部１４は、導電性を有する、シート状部材、グリス、ジェル状物体でもよい。

筐体５は、制御回路基板４、半導体モジュール２、コンデンサ３等を収容する容器である。筐体５は、複数のケース部材を組み合わせて形成されている。筐体５は、少なくとも第１ケース部材と第２ケース部材とを含んでいる。第１ケース部材、第２ケース部材は、樹脂材料を含んで形成された樹脂成形品である。例えば、第１ケース部材は、制御回路基板４、半導体モジュール２、コンデンサ３等の周囲を取り囲む下部ケース５１である。制御回路基板４、半導体モジュール２、コンデンサ３等は、筐体５の内部空間、例えば下部ケース５１の内部空間に収容されている。例えば、第２ケース部材は、下部ケース５１の内部空間を覆うように下部ケースに装着されているカバー部材５２である。カバー部材５２は下部ケース５１に対して上部から蓋をするように一体に固定されている。カバー部材５２と下部ケース５１との接合部には、カバー側シール部１５が設けられている。カバー側シール部１５は、導電性を有するシールパッキンであり、カバー部材５２と下部ケース５１との間に介在して両者間を封止している。カバー側シール部１５は、導電性を有する、シート状部材、グリス、ジェル状物体でもよい。

筐体５の内部空間は、例えば、隔壁部によって、コンデンサ収容空間と半導体モジュール収容空間とに区画されている。半導体モジュール収容空間には、半導体モジュール２の他に、制御回路基板４等が設置されている。

コンデンサ３は、半導体モジュール２に電気的に接続されている。コンデンサ３は、半導体モジュール２に加わる直流電圧を平滑化する平滑コンデンサとして機能する。コンデンサ３は、コンデンサ素子、封止部材３１、端子３２等を備える。コンデンサ３は、コンデンサ収容部に収容されたコンデンサ素子と、コンデンサ収容空間に充填されてコンデンサ素子を封止する封止部材３１とを備える。封止部材３１は、コンデンサ素子をコンデンサ収容空間において封止している。封止部材３１は、コンデンサ３における外装部に相当する。コンデンサ素子は、電極板等に接続されている。例えば、コンデンサ素子にはフィルムコンデンサを用いることができる。

封止部材３１は、例えばエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂からなる。封止部材は、コンデンサ素子および端子３２と、コンデンサ収容部との間の隙間を充填されている。この構成により、封止部材３１は、コンデンサ素子および端子３２等を封止している。端子３２等の一部は、封止部材３１から突出している。

コンデンサ３を製造する際には、コンデンサ収容空間にコンデンサ素子を収納し、さらに未硬化の封止部材３１を注入する。そして熱を加えて封止部材３１を硬化させて、コンデンサ３を製造する。また、コンデンサ３は、コンデンサ素子を収容する外装ケースを備える構成でもよい。コンデンサ３は、素子を被覆するフィルムを外装部とする構成でもよい。

半導体モジュール２は、半導体素子２０を内蔵した本体部２１と、本体部２１から突出したパワー端子および制御端子２５とを備える。半導体モジュール２は、パワーモジュールとも呼ばれる。パワー端子は、直流電圧が加わる入力端子２３と、三相交流モータ１１０側の出力側バスバ７２に接続されている出力端子２４とを含む。入力端子２３は、コンデンサ３の端子３２に接続され、入力側バスバ７１を介して直流電源１００の出力部に電気的に接続されている。制御端子２５は、制御回路基板４に接続されている。制御回路基板４は、半導体素子２０の動作を制御する演算素子等の電子部品が実装されている回路基板を構成する。半導体素子２０のオンオフ動作は、制御回路基板４によって制御される。この制御により、直流電源１００から供給される直流電力を交流電力に変換している。

制御回路基板４は、下部ケース５１に設けられたボス４１に支持された状態で固定されている。制御回路基板４は、配線を介して、筐体５の外部に突出するコネクタ４２に電気的に接続されている。コネクタ４２は、電力変換装置１の外部に設置された周辺機器に接続可能である。

電力変換装置１は、入力側バスバ７１と出力側バスバ７２を含むバスバ７を備えている。電力変換装置１は、電力入出用のバスバ７を備えている。バスバ７は、電力変換装置１において、入力側の端子部と出力側の端子部とを連絡する電力経路を形成する導電性部材である。バスバ７は、半導体モジュール２とコンデンサ３の少なくとも一つに対して、入力側または出力側に接続されている導電性部材である。

入力側バスバ７１は、直流電源１００からの電力が供給される第１端子部７１ａと、下部ケース５１に内蔵されている被内蔵部７１ｂと、第２端子部７１ｃとを備える。第１端子部７１ａおよび第２端子部７１ｃは、下部ケース５１から外部に露出している部分である。第２端子部７１ｃは、コンデンサ３の端子３２と半導体モジュール２の入力端子２３とに接続されている。

出力側バスバ７２は、出力端子２４に接続されている第１端子部７２ａと、下部ケース５１に内蔵されている被内蔵部７２ｂと、第２端子部７２ｃとを備える。第１端子部７２ａおよび第２端子部７２ｃは、下部ケース５１から外部に露出している部分である。第２端子部７２ｃは、三相交流モータ１１０側に電力を出力する端子である。出力側バスバ７２は、半導体装置等のスイッチ装置によるスイッチング動作により出力制御された電流が流れる電力経路でもある。

電力変換装置１においては、電気部品等に障害を与える電磁ノイズが発生し、伝搬し、放射する構成を有している。以下、電磁ノイズはノイズと称することもある。電力変換装置１では、電力経路に高周波電流などを流れることにより、ノイズが伝搬している。例えば、スイッチング電源がノイズの発生源となる。スイッチング電源には、半導体によって電流を断続することにより電圧や周波数の変換を行う電気回路が含まれる。このように電流を断続する部位では、高周波エネルギが発生するため、このエネルギが伝搬や放射により外部に漏洩するとノイズ障害の原因になる。高周波エネルギは、コンデンサなどで吸収されるが、バスバ７を介して広く伝搬するため、外部に漏洩する場合がある。また、電磁ノイズは、整流子などで電流が断続する開閉サージ現象の一種にも起因して、発生し得る。

このような電磁ノイズは、入力側バスバ７１や出力側バスバ７２を介して電力経路に伝搬する。さらに電磁ノイズは、バスバの被内蔵部７１ｂ、被内蔵部７２ｂから筐体５を伝搬し、筐体５の内外へ放出され得る。

下部ケース５１には、入力側バスバ７１、出力側バスバ７２が一体に設けられている。入力側バスバ７１、出力側バスバ７２は、下部ケース５１を形成する金型内にインサートされ周囲の樹脂部分の固化によって樹脂と一体に成形されることによって設けられる。

入力側バスバ７１の第１端子部７１ａと第２端子部７１ｃは、下部ケース５１の樹脂部から露出する部分である。第１端子部７１ａは、電力入力用の端子台に一体に固定、接続される構成でもよい。被内蔵部７１ｂは、下部ケース５１の樹脂部に被覆されて、外部に露出しない部分である。被内蔵部７１ｂは、下部ケース５１の内側において内側樹脂部５１ａによって被覆され、外側において外側樹脂部５１ｂによって被覆されている。下部ケース５１の内側は下部ケース５１の内部空間側であり、内側樹脂部５１ａはこの内部空間に接している。下部ケース５１の外側は、内部空間に接していない下部ケース５１の外面側であり、外側樹脂部５１ｂは下部ケース５１の外部空間に接している。

出力側バスバ７２の第１端子部７２ａと第２端子部７２ｃは、下部ケース５１の樹脂部から露出する部分である。第１端子部７２ａは、電力出力用の端子台に一体に固定、接続される構成でもよい。被内蔵部７２ｂは、下部ケース５１の樹脂部に被覆されて、外部に露出しない部分である。被内蔵部７２ｂは、下部ケース５１の内側において内側樹脂部５１ａによって被覆され、外側において外側樹脂部５１ｂによって被覆されている。

電力変換装置１は、筐体５に、導電性を有するシールド層６１，６２が設けられている。シールド層６１，６２は、被内蔵部７１ｂ，７２ｂに対して筐体５の内側を覆う位置に設けられている。シールド層６１，６２は、被内蔵部７１ｂ，７２ｂに対して筐体５の外側を覆う位置に設けられている。シールド層６１は、被内蔵部７１ｂから放射される電磁ノイズが筐体５の外部に漏洩することを阻止する機能を有する。

シールド層６１，６２は、例えば筐体５の表面にメッキされた金属層または合金層によって形成できる。シールド層６１，６２は、例えば筐体５の表面にメッキ処理された銅メッキであってもよい。この構成によれば、導電率が高く、シールド層の厚さ寸法を抑えることができ、軽量化、薄形化を図ることができる。シールド層６１，６２は、筐体５の内部に内蔵されている層として形成することもできる。この場合、シールド層６１，６２は、筐体５の型成形時にインサート成形することにより、筐体５の樹脂部分と一体に設置される。

図２に示すように、下部ケース５１には、被内蔵部７１ｂに対して筐体５の内側を覆う内側シールド層６１ａが設けられている。下部ケース５１には、被内蔵部７２ｂに対して筐体５の内側を覆う内側シールド層６２ａが設けられている。下部ケース５１には、被内蔵部７１ｂに対して筐体５の外側を覆う外側シールド層６１ｂが設けられている。下部ケース５１には、被内蔵部７２ｂに対して筐体５の外側を覆う外側シールド層６２ｂが設けられている。

内側シールド層６１ａと内側シールド層６２ａは、下部ケース５１において、内部空間を形成する内側面の全体にオーバーラップするように設けられていることが好ましい。これによれば、下部ケース５１の内側面から内部空間に放射される電磁ノイズを広範囲にわたり高い確度で遮蔽することが可能だからである。外側シールド層６１ｂと外側シールド層６２ｂは、下部ケース５１において、内側面と反対側にある外側面の全体にオーバーラップするように設けられていることが好ましい。これによれば、下部ケース５１の外側面から筐体５の外部に放射される電磁ノイズを広範囲にわたり高い確度で遮蔽することが可能だからである。

第２ケース部材であるカバー部材５２には、導電性を有する層であるカバー側シールド層が設けられている。カバー側シールド層は、カバー部材５２の内側または外側を覆っている。図２に示すように、カバー部材５２には、内側のカバー側シールド層５２ａと外側のカバー側シールド層５２ｂとが設けられていることが好ましい。内側のカバー側シールド層５２ａは、カバー部材５２において内部空間に対向する内側面を覆っている。外側のカバー側シールド層５２ｂは、カバー部材５２において、内側面と反対側にある外側面の全体にオーバーラップするように設けられている。

カバー側シールド層５２ａ，５２ｂは、カバー部材５２の内部に内蔵されている層として形成することもできる。この場合、カバー側シールド層５２ａ，５２ｂは、カバー部材５２の型成形時にインサート成形することにより、カバー部材５２の樹脂部分と一体に設置される。

カバー側シール部１５は、内側のカバー側シールド層５２ａと内側シールド層６１ａ，６２ａとの間に介在している。カバー側シール部１５は、内側のカバー側シールド層５２ａと内側シールド層６１ａ，６２ａとに挟まれて両者に接触している。カバー側シール部１５、内側のカバー側シールド層５２ａ、および内側シールド層６１ａ，６２ａは導電性を有するため、三者間は通電する。この三者は、一つの導電性物体を構成するため、電磁ノイズを分散させることができるため、単位体積あたりのノイズ強度を下げることができる。この作用により、電力変換装置１は、電磁ノイズの外部漏洩を抑制可能な構成を提供する。

第１実施形態の電力変換装置１がもたらす作用効果について説明する。電力変換装置１は、複数の半導体モジュール２と、半導体モジュール２と通電可能に接続されているコンデンサ３と、制御回路基板４、半導体モジュール２およびコンデンサ３を収容する筐体５とを備える。電力変換装置１は、入力側の端子部と出力側の端子部とを連絡する電力経路において半導体モジュール２とコンデンサ３の少なくとも一つと接続されているバスバ７を備える。バスバ７は筐体５に内蔵されている被内蔵部７１ｂ，７２ｂを有する。電力変換装置１は、導電性を有する層であって被内蔵部７１ｂ，７２ｂに対して内側または外側に覆うように筐体５に設けられたシールド層６１，６２を備える。

電力変換装置１では、バスバは電流が流れる経路をなすため、バスバの被内蔵部７１ｂ，７２ｂからノイズが放出され得る。電力変換装置１では、様々なノイズ源から発生したノイズがバスバを経由して筐体５から放出され得る。筐体５に設けられたシールド層６１，６２は、被内蔵部７１ｂ，７２ｂに対して内側または外側に覆っている。この構成によれば、バスバ７から筐体５を介した電磁ノイズ等の放射や拡散を妨げることに寄与する。したがって、電力変換装置１は、バスバ７から放射する電磁ノイズ等が筐体５を介して筐体内や外部に空間伝導することを抑制できる。この電力変換装置１は、制御回路基板等の電気部品、または筐体外部の周辺機器に与えるノイズ障害を抑制できる。

シールド層６１，６２は、筐体５が取り付けられている取付部材に対して電気的に接地されている。この構成によれば、シールド層６１，６２に伝搬した電磁ノイズを取付部材を介して外部に円滑に逃がすことができるため、ノイズ障害の抑制効果を高められる。

電力変換装置１は、シールド層として、被内蔵部７１ｂ，７２ｂに対して内側を覆うように筐体５に設けられている内側シールド層６１ａ，６２ａを含む。この構成によれば、内側シールド層６１ａ，６２ａによって電磁ノイズ等がバスバ７から筐体５の内部空間へ放射されることを抑制できる。電力変換装置１はバスバ７から電磁ノイズ等が筐体５を介して筐体内に空間伝導することを抑え、制御回路基板４やコンデンサ３等の電気部品に対するノイズ障害を抑制できる。

電力変換装置１は、シールド層として、被内蔵部７１ｂ，７２ｂに対して外側を覆うように筐体５に設けられている外側シールド層６１ｂ，６２ｂを含む。この構成によれば、外側シールド層６１ｂ，６２ｂによって電磁ノイズ等がバスバ７から筐体５の周囲へ放射されることを抑制できる。電力変換装置１はバスバ７から電磁ノイズ等が筐体５を介して外部に空間伝導することを抑え、筐体５の周囲に存在する周辺機器に対するノイズ障害を抑制できる。

シールド層は、被内蔵部７１ｂ，７２ｂに対して内側と外側とを覆うように筐体５に設けられている。この構成によれば、内側シールド層６１ａ，６２ａと外側シールド層６１ｂ，６２ｂとによって、電磁ノイズ等がバスバ７から筐体５の内外に放射されることを抑制できる。電力変換装置１は、制御回路基板４やコンデンサ３等の筐体内の電気部品と筐体周囲の周辺機器とに対するノイズ障害を抑制できる。

電力変換装置１は、半導体モジュール２を冷却可能な冷却部材１１と、筐体５と冷却部材１１との間に介在してシールする導電性の冷却部側シール部１４とを備える。冷却部側シール部１４は、被内蔵部７１ｂ，７２ｂに対して外側を覆うように筐体５に設けられた外側シールド層６１ｂ，６２ｂに接触している。この構成によれば、冷却部側シール部１４によって筐体５と冷却部材１１とのシール性を確保できる。さらに外側シールド層６１ｂ，６２ｂと冷却部側シール部１４とが密着する。冷却部側シール部１４は、被内蔵部７１ｂ，７２ｂに対して外側を覆うように筐体５に設けられた外側シールド層６１ｂ，６２ｂに接触している。

この構成によれば、冷却部側シール部１４と外側シールド層６１ｂ，６２ｂとによって、筐体５の設置側におけるシールド可能な部材の厚さ寸法を拡大できる。これにより、筐体５の設置側における電磁ノイズ等のシールド性能を高めることができる電力変換装置１を提供できる。また、外側シールド層６１ｂ，６２ｂに滞留する電磁ノイズ等を導電性の冷却部側シール部１４を通じて冷却部材１１に移動させることができる。冷却部材１１に移動した電磁ノイズ等は、冷却部材１１から外部に放出しやすい。これにより、電磁ノイズ等が筐体周囲の周辺機器へ空間伝導することを抑制できる電力変換装置１を提供できる。

筐体５は、被内蔵部を内蔵しシールド層が設けられた第１ケース部材と、第１ケース部材の内部空間を覆うように第１ケース部材に装着されている第２ケース部材とを含む。第２ケース部材には、導電性を有する層であって第２ケース部材の内側または外側に覆うカバー側シールド層が設けられている。さらに、電力変換装置１によれば、筐体５の内部空間に空間伝導した電磁ノイズ等が第２ケース部材を介して外部に放射されることをカバー側シールド層によって抑制できる。この電力変換装置は、シールド層６１，６２によって阻止できず内部空間へ放射された電磁ノイズ等を、カバー側シールド層によって遮蔽して外部放出を抑制できる。

カバー側シールド層５２ｂは、第２ケース部材の外側を覆うように設けられている。この構成によれば、筐体５の内部空間から第２ケース部材に伝導した電磁ノイズ等を、第２ケース部材の外面側において遮蔽する電力変換装置を提供できる。

カバー側シールド層５２ａは、第２ケース部材の内側を覆うように設けられている。この構成によれば、筐体５の内部空間に空間伝導した電磁ノイズ等を、第２ケース部材の内面側において遮蔽して、第２ケース部材への伝導を抑える電力変換装置を提供できる。

カバー側シールド層は、第２ケース部材の内側と外側とを覆うように設けられている。この電力変換装置は，筐体５の内部空間から第２ケース部材に伝導した電磁ノイズ等を、第２ケース部材の内面側と外面側との２段階において遮蔽することができる。これにより、第２ケース部材を介して筐体の外部へ放射する電磁ノイズ等を抑制する効果が極めて高い電力変換装置を提供できる。

電力変換装置１は、導電性を有するシール部であって第１ケース部材と第２ケース部材との間に介在してシールするカバー側シール部１５を備える。シールド層は、被内蔵部７１ｂ，７２ｂに対して内側を覆うように第１ケース部材に設けられている内側シールド層６１ａ，６２ａを含む。カバー側シール部１５は、第２ケース部材の内側に設けられたカバー側シールド層５２ａと内側シールド層６１ａ，６２ａとに接触している。

この構成によれば、カバー側シール部１５によって第１ケース部材と第２ケース部材とのシール性を確保できる。さらにカバー側シール部１５とカバー側シールド層５２ａと内側シールド層６１ａ，６２ａとが密着する。このため、筐体５に滞留する電磁ノイズ等をカバー側シール部１５とカバー側シールド層５２ａと内側シールド層６１ａ，６２ａとによって遮蔽することができる。これにより、電磁ノイズ等が筐体５の内部空間に空間伝導することを抑制できる電力変換装置１を提供できる。

＜第２実施形態＞
第２実施形態について、図３を参照して説明する。第２実施形態の電力変換装置１０１は、第１実施形態に対して、カバー側シールド層、シールド層１６１およびシールド層１６２が相違する。第２実施形態で特に説明しない構成、作用、効果については第１実施形態と同様であり、以下、第１実施形態と異なる点について説明する。

図３に示すように、筐体１０５は、下部ケース１５１とカバー部材１５２とを含んでいる。カバー側シールド層は、カバー部材１５２の内側を覆うように設けられている内側のカバー側シールド層５２ａを備えている。カバー部材１５２は、外側面側にシールド層が設けられていない構成である。シールド層１６１は、下部ケース１５１の内側を覆うように設けられている内側シールド層６１ａを備えている。下部ケース１５１は、外側面側に外側シールド層が設けられていない構成である。シールド層１６２は、下部ケース１５１の内側を覆うように設けられている内側シールド層６２ａを備えている。冷却部側シール部１４は、下部ケース１５１と冷却部材１１との間に挟まれている。冷却部側シール部１４は、下部ケース１５１と冷却部材１１との間で変形して両者間を封止している。

第２実施形態によれば、電力変換装置１０１は、シールド層として、被内蔵部７１ｂ，７２ｂに対して内側を覆うように下部ケース１５１に設けられている内側シールド層６１ａ，６２ａを含む。この構成によれば、内側シールド層６１ａ，６２ａによって電磁ノイズ等がバスバ７から筐体１０５の内部空間へ放射されることを抑制できる。電力変換装置１０１はバスバ７から電磁ノイズ等が筐体１０５を介して筐体内に空間伝導することを抑え、制御回路基板４等の電気部品に対するノイズ障害を抑制できる。

カバー側シールド層５２ａは、カバー部材１５２の内側を覆うように設けられている。この構成によれば、筐体１０５の内部空間に空間伝導した電磁ノイズ等を、カバー部材１５２の内面側において遮蔽して、カバー部材１５２への伝導を抑える電力変換装置１０１を提供できる。

＜第３実施形態＞
第３実施形態について、図４を参照して説明する。第３実施形態の電力変換装置２０１は、第１実施形態に対して、カバー側シールド層、シールド層２６１およびシールド層２６２が相違する。第３実施形態で特に説明しない構成、作用、効果については第１実施形態と同様であり、以下、第１実施形態と異なる点について説明する。

図４に示すように、筐体２０５は、下部ケース２５１とカバー部材２５２とを含んでいる。カバー側シールド層は、カバー部材２５２の外側を覆うように設けられている外側のカバー側シールド層５２ｂを備えている。カバー部材２５２は、内側面側にシールド層が設けられていない構成である。シールド層２６１は、下部ケース１５１の外側を覆うように設けられている外側シールド層６１ｂを備えている。下部ケース２５１は、内側面側に内側シールド層が設けられていない構成である。シールド層２６２は、下部ケース１５１の内側を覆うように設けられている外側シールド層６２ｂを備えている。

第２実施形態によれば、電力変換装置２０１は、シールド層として、被内蔵部７１ｂ，７２ｂに対して外側を覆うように下部ケース２５１に設けられている外側シールド層６１ｂ，６２ｂを含む。この構成によれば、外側シールド層６１ｂ，６２ｂによって電磁ノイズ等がバスバ７から筐体２０５の周囲へ放射されることを抑制できる。電力変換装置２０１はバスバ７から電磁ノイズ等が筐体２０５を介して外部に空間伝導することを抑え、筐体２０５の周囲の周辺機器に対するノイズ障害を抑制できる。

カバー側シールド層５２ｂは、カバー部材２５２の外側を覆うように設けられている。この構成によれば、筐体２０５の内部空間からカバー部材２５２に伝導した電磁ノイズ等を、カバー部材２５２の外面側において遮蔽する電力変換装置２０１を提供できる。

＜他の実施形態＞
この明細書の開示は、例示された実施形態に制限されない。開示は、例示された実施形態と、それらに基づく当業者による変形態様を包含する。例えば、開示は、実施形態において示された部品、要素の組み合わせに限定されず、種々変形して実施することが可能である。開示は、多様な組み合わせによって実施可能である。開示は、実施形態に追加可能な追加的な部分をもつことができる。開示は、実施形態の部品、要素が省略されたものを包含する。開示は、一つの実施形態と他の実施形態との間における部品、要素の置き換え、または組み合わせを包含する。開示される技術的範囲は、実施形態の記載に限定されない。開示される技術的範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内での全ての変更を含むものと解されるべきである。

明細書に開示の目的を達成可能な電力変換装置は、シールド層に係る構成に関して、図面に示された実施形態に限定されない。例えば、電力変換装置には、以下に示す構成を備える装置が含まれる。第２実施形態のカバー部材は、内側のカバー側シールド層５２ａを備えていない構成でもよい。第３実施形態のカバー部材は、外側のカバー側シールド層５２ｂを備えていない構成でもよい。第１実施形態のカバー部材は、内側のカバー側シールド層５２ａを備えていない構成でもよい。第１実施形態のカバー部材は、外側のカバー側シールド層５２ｂを備えていない構成でもよい。第１実施形態のカバー部材は、シールド層を備えていない構成でもよい。

２…半導体モジュール、３…コンデンサ、４…制御回路基板（回路基板）
５，１０５，２０５…筐体、７…バスバ
６１，６２，５２，１６１，１６２，１５２，２６１，２６２，２５２…シールド層
７１ａ…第１端子部（入力側の端子部）、７１ｃ…第２端子部（出力側の端子部）
７１ｂ，７２ｂ…被内蔵部

Claims

複数の半導体モジュール（２）と、
前記半導体モジュールと通電可能に接続されているコンデンサ（３）と、
回路基板（４）と、
前記回路基板、前記半導体モジュールおよび前記コンデンサを収容する筐体（５；１０５；２０５）と、
入力側の端子部（７１ａ）と出力側の端子部（７２ｃ）とを連絡する電力経路において、前記半導体モジュールと前記コンデンサとの少なくとも一つと接続されているバスバであって前記筐体に内蔵されている被内蔵部（７１ｂ，７２ｂ）を有するバスバ（７）と、
導電性を有する層であって前記被内蔵部に対して内側または外側に覆うように前記筐体に設けられたシールド層（６１，６２，５２ａ，５２ｂ；１６１，１６２，５２ａ；２６１，２６２，５２ｂ）と、
前記半導体モジュールを冷却可能な冷却部材（１１）と、
導電性を有するシール部であって前記筐体と前記冷却部材との間に介在してシールする冷却部側シール部（１４）と、
を備え、
前記シールド層は、前記被内蔵部に対して外側を覆うように前記筐体に設けられている外側シールド層（６１ｂ，６２ｂ）を含み、
前記冷却部側シール部は、前記被内蔵部に対して外側を覆うように前記筐体に設けられた前記シールド層に接触している電力変換装置。
複数の半導体モジュール（２）と、
前記半導体モジュールと通電可能に接続されているコンデンサ（３）と、
回路基板（４）と、
前記回路基板、前記半導体モジュールおよび前記コンデンサを収容する筐体（５；１０５；２０５）と、
入力側の端子部（７１ａ）と出力側の端子部（７２ｃ）とを連絡する電力経路において、前記半導体モジュールと前記コンデンサとの少なくとも一つと接続されているバスバであって前記筐体に内蔵されている被内蔵部（７１ｂ，７２ｂ）を有するバスバ（７）と、
導電性を有する層であって前記被内蔵部に対して内側または外側に覆うように前記筐体に設けられたシールド層（６１，６２，５２ａ，５２ｂ；１６１，１６２，５２ａ；２６１，２６２，５２ｂ）と、
前記半導体モジュールを冷却可能な冷却部材（１１）と、
導電性を有するシール部であって前記筐体と前記冷却部材との間に介在してシールする冷却部側シール部（１４）と、
を備え、
前記シールド層は、前記被内蔵部に対して内側と外側とを覆うように前記筐体に設けられており、
前記冷却部側シール部は、前記被内蔵部に対して外側を覆うように前記筐体に設けられた前記シールド層に接触している電力変換装置。
前記筐体は、前記被内蔵部を内蔵し前記シールド層が設けられた第１ケース部材（５１；１５１；２５１）と、前記第１ケース部材の内部空間を覆うように前記第１ケース部材に装着されている第２ケース部材（５２；１５２，２５２）とを含み、
前記第２ケース部材には、導電性を有する層であって前記第２ケース部材の内側または外側に覆うカバー側シールド層が設けられている請求項１または請求項２に記載の電力変換装置。
前記カバー側シールド層は、前記第２ケース部材の外側を覆うように設けられている請求項３に記載の電力変換装置。
前記カバー側シールド層は、前記第２ケース部材の内側を覆うように設けられている請求項３に記載の電力変換装置。
前記カバー側シールド層は、前記第２ケース部材の内側と外側とを覆うように設けられている請求項３に記載の電力変換装置。
導電性を有するシール部であって前記第１ケース部材と前記第２ケース部材との間に介在してシールするカバー側シール部（１５）を備え、
前記シールド層は、前記被内蔵部に対して内側を覆うように前記第１ケース部材に設けられている内側シールド層（６１ａ，６２ａ）を含み、
前記カバー側シール部は、前記第２ケース部材の内側に設けられた前記カバー側シールド層と前記内側シールド層とに接触している請求項５または請求項６に記載の電力変換装置。
複数の半導体モジュール（２）と、
前記半導体モジュールと通電可能に接続されているコンデンサ（３）と、
回路基板（４）と、
前記回路基板、前記半導体モジュールおよび前記コンデンサを収容する筐体（５；１０５；２０５）と、
入力側の端子部（７１ａ）と出力側の端子部（７２ｃ）とを連絡する電力経路において、前記半導体モジュールと前記コンデンサとの少なくとも一つと接続されているバスバであって前記筐体に内蔵されている被内蔵部（７１ｂ，７２ｂ）を有するバスバ（７）と、
導電性を有する層であって前記被内蔵部に対して内側または外側に覆うように前記筐体に設けられたシールド層（６１，６２，５２ａ，５２ｂ；１６１，１６２，５２ａ；２６１，２６２，５２ｂ）と、
前記筐体に含まれ、前記被内蔵部を内蔵し前記シールド層が設けられた第１ケース部材（５１；１５１；２５１）と、
前記筐体に含まれ、前記第１ケース部材の内部空間を覆うように前記第１ケース部材に装着されている第２ケース部材（５２；１５２，２５２）と、
導電性を有するシール部であって前記第１ケース部材と前記第２ケース部材との間に介在してシールするカバー側シール部（１５）と、
を備え、
前記第２ケース部材には、導電性を有する層であって前記第２ケース部材の内側または外側に覆うカバー側シールド層が設けられており、
前記カバー側シールド層は、前記第２ケース部材の内側を覆うように設けられており、
前記シールド層は、前記被内蔵部に対して内側を覆うように前記第１ケース部材に設けられている内側シールド層（６１ａ，６２ａ）を含み、
前記カバー側シール部は、前記第２ケース部材の内側に設けられた前記カバー側シールド層と前記内側シールド層とに接触している電力変換装置。
複数の半導体モジュール（２）と、
前記半導体モジュールと通電可能に接続されているコンデンサ（３）と、
回路基板（４）と、
前記回路基板、前記半導体モジュールおよび前記コンデンサを収容する筐体（５；１０５；２０５）と、
入力側の端子部（７１ａ）と出力側の端子部（７２ｃ）とを連絡する電力経路において、前記半導体モジュールと前記コンデンサとの少なくとも一つと接続されているバスバであって前記筐体に内蔵されている被内蔵部（７１ｂ，７２ｂ）を有するバスバ（７）と、
導電性を有する層であって前記被内蔵部に対して内側または外側に覆うように前記筐体に設けられたシールド層（６１，６２，５２ａ，５２ｂ；１６１，１６２，５２ａ；２６１，２６２，５２ｂ）と、
前記筐体に含まれ、前記被内蔵部を内蔵し前記シールド層が設けられた第１ケース部材（５１；１５１；２５１）と、
前記筐体に含まれ、前記第１ケース部材の内部空間を覆うように前記第１ケース部材に装着されている第２ケース部材（５２；１５２，２５２）と、
導電性を有するシール部であって前記第１ケース部材と前記第２ケース部材との間に介在してシールするカバー側シール部（１５）と、
を備え、
前記第２ケース部材には、導電性を有する層であって前記第２ケース部材の内側または外側に覆うカバー側シールド層が設けられており、
前記カバー側シールド層は、前記第２ケース部材の内側と外側とを覆うように設けられており、
前記シールド層は、前記被内蔵部に対して内側を覆うように前記第１ケース部材に設けられている内側シールド層（６１ａ，６２ａ）を含み、
前記カバー側シール部は、前記第２ケース部材の内側に設けられた前記カバー側シールド層と前記内側シールド層とに接触している電力変換装置。
前記シールド層は、前記筐体が取り付けられている取付部材（１３）に対して電気的に接地されている請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の電力変換装置。
前記シールド層は、前記被内蔵部に対して内側を覆うように前記筐体に設けられている内側シールド層（６１ａ，６２ａ）を含む請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載の電力変換装置。
前記シールド層は、前記被内蔵部に対して外側を覆うように前記筐体に設けられている外側シールド層（６１ｂ，６２ｂ）を含む請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載の電力変換装置。
前記シールド層は、前記被内蔵部に対して内側と外側とを覆うように前記筐体に設けられている請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載の電力変換装置。