JP7256731B2 - 電力変換装置 - Google Patents

Description

本発明は、複数のポートを有し、いずれかのポートから入力された電力を、変換回路を介して他のポートから出力する電力変換装置に関する。

電力変換装置の中には次のように構成されたものがある。電力変換装置は、筐体に設置されている複数のポートと、それらの各ポートにそれぞれ電気的に接続されている複数の変換回路とを有する。そして、いずれかのポートから入力された電力を、変換回路を介して他のポートから出力する。そして、このような技術を示す文献としては、次の特許文献１がある。

国際公開２０１５／１３３２０１号公報

このような電力変換装置において、筐体にポートを３つ以上設けると共に、変換回路として、次に示す第１仕様の変換回路と第２仕様の変換回路とを設けた場合、次に示す問題が発生し得ることに、本発明者は着目した。

第１仕様は、使用時における負極電位が筐体電位に固定される仕様である。他方、第２仕様は、使用時における負極電位及び正極電位のいずれも筐体電位に固定されない仕様である。

第１仕様の変換回路には、ポートを介して第１仕様の外部回路が接続される。以下では、このように第１仕様の外部回路が第１仕様の変換回路に接続されてなる回路全体を、単に「第１仕様の回路」という。その第１仕様の回路においては、負極電位が筐体電位になるため、負極配線と筐体とが同電位になる。そのため、たとえノイズが発生しても、そのノイズは負極配線と筐体とを含む同電位の領域内で環状に流れるか、当該領域内から正極配線に流れ込み再び当該領域内に流れ込むノーマルモードノイズになる。よって、この第１仕様回路においては、たとえノイズが発生した場合にも、そのノイズは負極配線と正極配線とに分かれて並列に流れることにはなり難い。そのため、この第１仕様の回路には、コモンモードノイズは発生し難く、ノイズとしては主にノーマルモードノイズが発生する。

他方、第２仕様の変換回路には、ポートを介して第２仕様の外部回路が接続される。以下では、このように第２仕様の外部回路が第２仕様の変換回路に接続されてなる回路全体を、単に「第２仕様の回路」という。その第２仕様の回路においては、正極電位及び負極電位のいずれも筐体電位と異なるため、正極配線及び負極配線のいずれも筐体と同電位にはならない。そのため、例えば、第２仕様の回路から浮遊容量等を介して筐体に流れ込み再び筐体からアース配線等を介して第２仕様の回路に流れ込むノイズが発生した場合、そのノイズは筐体から、それとはそれぞれ電位の異なる負極配線と正極配線とに分かれて並列に流れ易い。そのため、第２仕様の回路には、コモンモードノイズが発生し易い。

なお、以上では、第１仕様及び第２仕様の各回路が、負極と正極とを有する直流回路の場合で説明したが、交流回路の場合においても同様である。

そして、筐体にポートを３つ以上設けた場合、スペースが不足するため、それら第１仕様の回路と、第２仕様の回路とが接近し易い。そのため、第１仕様側で発生したノーマルモードノイズが、静電結合や電磁結合等を介して第２仕様側に伝わったり、第２仕様側で発生したコモンモードノイズが、静電結合や電磁結合等を介して第１仕様側に伝わったりするおそれがある。それにより例えば、第１仕様側に対してまで、コモンモードノイズに対する対策が必要になるといった問題等が発生し得る。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、ポートを３つ以上設けつつも、第１仕様側で発生したノーマルモードノイズを第２仕様側に伝わり難くすると共に、第２仕様側で発生したコモンモードノイズを第１仕様側に伝わり難くすることを、主たる目的とする。

本発明の電力変換装置は、筐体と、複数のポートと、複数の変換回路とを有する。複数の前記ポートは、前記筐体に設置されている。複数の前記変換回路は、前記ポート毎に設けられており、自身に対応する前記ポートにそれぞれ電気的に接続されている。そして、前記電力変換装置は、いずれかの前記ポートから入力された電力を、前記変換回路を介して他の前記ポートから出力する。

前記ポート及び前記変換回路は、それぞれ３つ以上ある。３つ以上の前記変換回路のうちの一部は、使用時における一方の電極電位が前記筐体の電位に固定される仕様としての第１仕様の変換回路である。前記第１仕様以外の前記変換回路は、使用時におけるいずれの電極電位も前記筐体の電位に固定されない仕様としての第２仕様の変換回路である。

以下では、前記第１仕様の変換回路に電気的に接続されている前記ポートを第１仕様用のポートとし、前記第２仕様の変換回路に電気的に接続されている前記ポートを第２仕様用のポートとする。

前記筐体の所定方向側の外面である第１外面に、全ての前記第１仕様用のポートが設置されている。そして、前記筐体の前記所定方向とは反対方向側の外面である第２外面に、全ての前記第２仕様用のポートが設置されている。

本発明によれば、筐体の第１外面に、全ての第１仕様用のポートが設置され、その第１外面とは反対側の第２外面に、全ての第２仕様用のポートが設置されているため、第１仕様用のポートと第２仕様用のポートとの間隔を確保し易くなる。

そのため、電力変換装置内においては、第１仕様の変換回路と、第２仕様の変換回路との間隔を確保し易くなる。また、電力変換装置外においては、第１仕様用のポートに接続される第１仕様の外部回路と、第２仕様用のポートに接続される第２仕様の外部回路との間隔を確保し易くなる。そのため、第１仕様側及び第２仕様側の各方で発生したノイズを、他方に伝わり難くすることができる。

以上により、ポートを３つ以上設けつつも、第１仕様側で発生したノーマルモードノイズを第２仕様側に伝わり難くすると共に、第２仕様側で発生したコモンモードノイズを第１仕様側に伝わり難くすることができる。

第１実施形態の電力変換装置を示す平面図 図１に示すII－II線の断面図

次に本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。ただし、本発明は実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更して実施できる。

［第１実施形態］
図１は、本実施形態の電力変換装置１００を示す平面図である。電力変換装置１００は、車両に搭載されている。電力変換装置１００は、筐体６０と、第１～第４の各ポート１０，２０，３０，４０と、第１～第４の各変換回路１３，２３，３３，４３と、第１～第４の各コイル１７，２７，３７，４７と、トランスコア５０とを有する。

図２は、図１に示すII－II線の断面を示す断面図である。筐体６０内には、第１基板８１と第２基板８９とが平行に搭載されている。以下では、図に合わせて、第１基板８１及び第２基板８９の厚さ方向一方を「上方Ｄ５」とし、厚さ方向他方を「下方Ｄ６」とし、それら上下方向に直交する方向を「水平方向」として説明する。ただし、電力変換装置１００は、以下でいう「上方Ｄ５」を「下方」にして設置することも、以下でいう「水平方向」を、上下方向にして設置することもできる。

図２に示すように、筐体６０は、筐体本体６０ａと上蓋（図示略）と下蓋（図示略）とを有する。筐体本体６０ａは、上下中間部に水平方向に延びる中央壁部７４を有する。そして、筐体６０内における中央壁部７４よりも上方Ｄ５には、上方Ｄ５に開口した第１凹部７１が形成され、筐体６０内における中央壁部７４よりも下方Ｄ６には、下方Ｄ６に開口した第２凹部７９が形成されている。トランスコア５０及び第１基板８１は、第１凹部７１内に設置され、第２基板８９は、第２凹部７９内に設置されている。上蓋は、筐体本体６０ａの上端部に取り付けられ、下蓋は、筐体本体６０ａの下端部に取り付けられる。

中央壁部７４には、収納部７５と冷媒流路７６とが形成されている。収納部７５は、中央壁部７４の下面から上方Ｄ５に凹む凹部である。この収納部７５に、電力変換装置１００の構成要素の一部が収納されている。具体的には、第４変換回路４３の一部を構成する平滑コンデンサ４５が、この収納部７５に収納されている。冷媒流路７６は、各変換回路１３，２３，３３，４３を冷却する冷媒を流す流路である。

図１に示すように、以下では、一水平方向（図では左）を「第１方向Ｄ１」とし、第１方向Ｄ１の反対方向（図では右）を「第２方向Ｄ２」とし、第１方向Ｄ１及び第２方向Ｄ２に直交する一水平方向（図では前）を「第３方向Ｄ３」とし、第３方向Ｄ３の反対方向（図では後）を「第４方向Ｄ４」とする。そして、筐体本体６０ａの第１方向Ｄ１側の外面を「第１外面６１」とし、筐体本体６０ａの第２方向Ｄ２側の外面を「第２外面６２」とし、筐体本体６０ａの第３方向Ｄ３側の外面を「第３外面６３」とし、筐体本体６０ａの第４方向Ｄ４側の外面を「第４外面６４」とする。

詳しくは、筐体６０は、筐体本体６０ａに上蓋と下蓋とが取り付けられている状態においては、６つの外面を有する略直方体の形状をしている。それら６つの外面のうちの最も離れ合っている２つの外面が、上記の第１外面６１及び第２外面６２である。そして、第１外面６１の所定の一辺と第２外面６２の所定の一辺とを連結する面が、上記の第３外面６３であり、第１外面６１の他の一辺と第２外面６２の他の一辺とを連結する面が上記の第４外面６４である。

第１外面６１に、第１ポート１０が設置され、第２外面６２に、第２～第４の各ポート２０，３０，４０が設置されている。そして、第３外面６３に、電力変換装置１００に対する指令信号を入力するための信号ポート７０が設置されている。

第１基板８１には、上下方向に貫通した複数の基板孔８１ａが形成されている。各コイル１７，２７，３７，４７は、その基板孔８１ａの１つを周囲から巻回する形で、第１基板８１に搭載されている。それらの基板孔８１ａにトランスコア５０の複数の脚部が挿通することにより、図２に示すように、第１～第４の各コイル１７，２７，３７，４７がそれぞれトランスコア５０を巻回した状態で、第１基板８１及びトランスコア５０が設置されている。

そして、いずれかのコイル１７，２７，３７，４７に電流が流れると、その電流によりトランスコア５０に磁束が発生する。その電流が交流である場合、トランスコア５０に発生する磁束が変化し、その磁束変化により、各コイル１７，２７，３７，４７に誘導起電圧が発生する。このようにして、コイル１７，２７，３７，４７どうしの間で、磁気結合により交流電力を伝達する。その伝達に伴い、交流電力が、コイル１７，２７，３７，４７の巻き数比や磁気結合度等に応じて変圧される。

次に第１ポート１０とそれに電気的に接続される各回路について説明する。図２に示すように、第１ポート１０には、所定の低圧回路１１０が電気的に接続される。低圧回路１１０は、鉛電池等の低圧の電源（図示略）を有すると共に、種々の車載電気機器等の負荷１１３を有する直流回路である。

第１変換回路１３は、第１基板８１に搭載されており、第１ポート１０と第１コイル１７とに電気的に接続されている。そして、低圧回路１１０から第１ポート１０に直流電力が入力される際には、第１変換回路１３は、その直流電力を所定周波数の交流電力に変換して、第１コイル１７に給電する。他方、第１ポート１０から低圧回路１１０に直流電力を出力する際には、第１変換回路１３は、第１コイル１７から給電される所定周波数の交流電力を直流電力に変換して、第１ポート１０に給電する。

具体的には、図１に示すように、この第１変換回路１３は、４つの半導体スイッチ１４を有するインバータ回路であり、それら４つの半導体スイッチ１４を制御することにより、第１ポート１０側で使用される直流と、第１コイル１７側で使用される所定周波数の交流との間で、適宜双方向に変換を行う。

図２に示すように、以下では、車体の電位を「ボディ電位Ｖｇ」とする。筐体６０は、車体に当接することにより、車体と同電位に、すなわちボディ電位Ｖｇになっている。また以下では、低圧回路１１０が第１ポート１０を介して第１変換回路１３に接続されてなる回路全体を、「第１ポート回路Ｃ１」とする。

低圧回路１１０の負極配線１１２は、車体に電気的に接続され、第１変換回路１３の負極配線１２は、筐体６０に電気的に接続されている。よって、これら低圧回路１１０及び第１変換回路１３からなる第１ポート回路Ｃ１の負極電位は、ボディ電位Ｖｇに固定される。以下では、各回路において、このように使用時における一方の電極電位がボディ電位Ｖｇに固定される仕様を「第１仕様」という。よって、第１ポート回路Ｃ１、並びにその構成要素である低圧回路１１０及び第１変換回路１３は、いずれも第１仕様の回路である。低圧回路１１０の正極配線１１１は、第１ポート１０を介して第１変換回路１３の正極配線１１に接続される。

この第１ポート回路Ｃ１は、その負極電位がボディ電位Ｖｇになるため、負極配線１１２，１２と筐体６０と車体が同電位（Ｖｇ）になる。そのため、ノイズＮが発生しても、そのノイズＮは負極配線１１２，１２と筐体６０と車体とからなる同電位の領域内で環状に流れるか、当該領域内から正極配線１１１，１１に流れ込み再び当該領域内に流れ込むノーマルモードノイズＮ１になる。

よって、この第１ポート回路Ｃ１においては、ノイズＮが発生した場合にも、そのノイズＮは負極配線１１２，１２と正極配線１１１，１１とに分かれて並列に流れることにはなり難い。そのため、この第１ポート回路Ｃ１には、コモンモードノイズＮ２は発生し難く、ノイズＮとしては主にノーマルモードノイズＮ１が発生する。そのため、この第１ポート回路Ｃ１については、例えば、低圧回路１１０や第１変換回路１３にノーマルモードノイズフィルタが設置される等の措置がなされている。

次に第２ポート２０とそれに電気的に接続される各回路について説明する。図２に示すように、第２ポート２０には、所定の高圧回路１２０が電気的に接続される。高圧回路１２０は、リチウム電池等の高圧の電源を有すると共に、タイヤを回転させる回転電機を駆動するインバータ等の負荷１２３を有する直流回路である。

第２変換回路２３は、第１基板８１に搭載されており、第２ポート２０と第２コイル２７とに電気的に接続されている。図１に示すように、この第２変換回路２３も、第１変換回路１３と同様に、４つの半導体スイッチ２４を有するインバータ回路であり、それら４つの半導体スイッチ２４を制御することにより、第２ポート２０側で使用される直流と、第２コイル２７側で使用される所定周波数の交流との間で、適宜双方向に変換を行う。

図２に示すように、高圧回路１２０の負極配線１２２は、第２ポート２０を介して第２変換回路２３の負極配線２２に電気的に接続され、高圧回路１２０の正極配線１２１は、第２ポート２０を介して第２変換回路２３の正極配線２１に電気的に接続される。以下では、このように高圧回路１２０が第２ポート２０を介して第２変換回路２３に接続されてなる回路全体を、「第２ポート回路Ｃ２」という。

高圧回路１２０は、使用時における負極と正極との中間電位部分が、アース配線１２６を介して車体に電気的に接続されている。そのため、第２ポート回路Ｃ２は、上記の中間電位がボディ電位Ｖｇに固定され、負極電位及び正極電位のいずれもボディ電位Ｖｇに固定されない。以下では、各回路において、このように使用時におけるいずれの電極電位もボディ電位Ｖｇに固定されない仕様を「第２仕様」という。よって、この第２ポート回路Ｃ２、並びにその構成要素である高圧回路１２０及び第２変換回路２３は、いずれも第２仕様の回路である。

この第２ポート回路Ｃ２は、その正極配線１２１，２１及び負極配線１２２，２２のいずれもボディ電位Ｖｇにはならない。そのため、例えば、第２ポート回路Ｃ２から浮遊容量Ｆｃ等を介して筐体６０に流れ込み再び筐体６０からアース配線１２６を介して第２ポート回路Ｃ２に流れ込むノイズＮが発生した場合、そのノイズＮは筐体６０から、それとはそれぞれ電位が異なる負極配線１２２，２２と正極配線１２１，２１とに分かれて並列に流れ易い。そのため、第２ポート回路Ｃ２には、コモンモードノイズＮ２が発生し易い。そのため、この第２ポート回路Ｃ２については、例えば、高圧回路１２０や第２変換回路２３にコモンモードノイズフィルタが設置される等の措置がなされている。

次に第３ポート３０とそれに電気的に接続される各回路について説明する。図１に示すように、第３ポート３０には、上記の高圧回路１２０とは別の別高圧回路１３０が電気的に接続される。別高圧回路１３０は、例えば、顧客がオプションで車両に追加する回路であり、具体的には、各種触媒やハンドル等を温めるためのヒータ等の負荷や、各種オプションの計器等の負荷や、ソーラパネル等の電源や、ブースタバッテリ等の電源を有する回路である。

第３変換回路３３は、第１基板８１に搭載されており、第３ポート３０と第３コイル３７とに電気的に接続されている。この第３変換回路３３も、第１変換回路１３や第２変換回路２３と同様に、４つの半導体スイッチ３４を有するインバータ回路であり、それら４つの半導体スイッチ３４を制御することにより、第３ポート３０側で使用される直流と、第３コイル３７側で使用される所定周波数の交流との間で、適宜双方向に変換を行う。

別高圧回路１３０の負極配線１３２は、第３ポート３０を介して第３変換回路３３の負極配線３２に電気的に接続され、別高圧回路１３０の正極配線１３１は、第３ポート３０を介して第３変換回路３３の正極配線３１に電気的に接続される。以下では、このように別高圧回路１３０が第３ポート３０を介して第３変換回路３３に接続されてなる回路全体を、「第３ポート回路Ｃ３」という。

この第３ポート回路Ｃ３も、第２ポート回路Ｃ２と同様に、第２仕様の回路である。よって、この第３ポート回路Ｃ３にも、第２ポート回路Ｃ２と同様に、コモンモードノイズＮ２が発生し易い。そのため、この第３ポート回路Ｃ３については、例えば、別高圧回路１３０や第３変換回路３３にコモンモードノイズフィルタが設置される等の措置がなされている。

次に第４ポート４０とそれに電気的に接続される各回路について説明する。図１に示すように、第４ポート４０には、所定の給電回路１４０が電気的に接続される。その給電回路１４０は、低圧回路１１０や高圧回路１２０や別高圧回路１３０等の電源を充電するための交流回路である。

図２に示すように、第４変換回路４３は、第１基板８１及び第２基板８９に跨って搭載されており、第４ポート４０と第４コイル４７とに電気的に接続されている。この第４変換回路４３は、第４ポート４０から給電される交流電力（例えば５０又は６０ヘルツ）を、上記の所定周波数の交流電力（例えば数百キロヘルツ）に一方向的に変換して、第４コイル４７に給電する。具体的には、この第４変換回路４３は、第２基板８９に搭載されているＡＣ－ＤＣ変換回路４３ａと、第１基板８１に搭載されているＤＣ－ＡＣ変換回路４３ｂとを有する。

ＡＣ－ＤＣ変換回路４３ａは、第４ポート４０から給電される交流を直流に一方向的に変換してＤＣ－ＡＣ変換回路４３ｂに給電する回路である。このＡＣ－ＤＣ変換回路４３ａは、例えば、４つの半導体スイッチを備えたインバータであってもよいし、４つのダイオードを備えた整流回路であってもよいし、それらの中間的な構成、すなわち半導体スイッチとダイオードとを２つずつ備えた整流回路であってもよい。このＡＣ－ＤＣ変換回路４３ａは、平滑コンデンサ４５を備える。その平滑コンデンサ４５は、上記のとおり収納部７５に収納されている。そして、このＡＣ－ＤＣ変換回路４３ａの上方Ｄ５には、下面がこのＡＣ－ＤＣ変換回路４３ａに当接すると共に上面が中央壁部７４に当接する放熱部材９４が設置されている。

ＤＣ－ＡＣ変換回路４３ｂは、ＡＣ－ＤＣ変換回路４３ａから給電される直流を所定周波数の交流に一方向的に変換して、第４コイル４７に給電する回路である。このＤＣ－ＡＣ変換回路４３ｂは、図１に示すように、４つの半導体スイッチ４４を備えたインバータである。

図１に示すように、給電回路１４０の一方の電極配線１４２は、第４ポート４０を介して第４変換回路４３の一方の電極配線４２に電気的に接続され、給電回路１４０の他方の電極配線１４１は、第４ポート４０を介して第４変換回路４３の他方の電極配線４１に電気的に接続される。以下では、このように給電回路１４０が第４ポート４０を介して第４変換回路４３に接続されてなる回路全体を、「第４ポート回路Ｃ４」という。

この第４ポート回路Ｃ４も、第２ポート回路Ｃ２や第３ポート回路Ｃ３と同様に、第２仕様の回路である。よって、この第４ポート回路Ｃ４にも、第２ポート回路Ｃ２や第３ポート回路Ｃ３と同様に、コモンモードノイズＮ２が発生し易い。そのため、この第４ポート回路Ｃ４については、例えば、給電回路１４０や第４変換回路４３にコモンモードノイズフィルタが設置される等の措置がなされている。

以下では、第１仕様の変換回路１３に電気的に接続されているポート、すなわち第１ポート１０を「第１仕様用のポート１０」とし、第２仕様の変換回路２３，３３，４３に電気的に接続されているポート、すなわち第２～第４の各ポート２０，３０，４０を「第２仕様用のポート２０，３０，４０」とする。以上の通り、第１外面６１に、全ての第１仕様用のポート１０が設置されており、第２外面６２に、全ての第２仕様用のポート２０，３０，４０が設置されている。

次に、各ポートの電圧について説明する。以下では、低圧回路１１０、高圧回路１２０、別高圧回路１３０及び給電回路１４０を、「外部回路」とする。そして、各ポート１０，２０，３０，４０について、当該ポートに電気的に接続されている外部回路１１０，１２０，１３０，１４０から当該ポートに印加される電圧の最大値、及び当該ポートから当該外部回路に印加する電圧の最大値、のうちの大きい方を「最大電圧」とする。

すなわち、例えば、第１ポート１０についていえば、低圧回路１１０から第１ポート１０に印加される電圧の最大値、及び第１ポート１０から低圧回路１１０に印加する電圧の最大値、のうちの大きい方を、第１ポート１０の最大電圧とする。なお、第４ポート４０についていえば、給電回路１４０から第４ポート４０に印加される電圧の実効値の最大値、及び第４ポート４０から給電回路１４０に印加する電圧の実効値の最大値、のうちの大きい方を、第４ポート４０の最大電圧とする。

第１ポート１０は、上記の最大電圧が６０Ｖ未満である。他方、第２～第４の各ポート２０，３０，４０は、上記の最大電圧が６０Ｖ以上である。よって、第１外面６１には、最大電圧が６０Ｖ未満の全てのポート１０が設置され、第２外面６２には、最大電圧が６０Ｖ以上の全てのポート２０，３０，４０が設置されている。

次に、収納部７５、冷媒流路７６及び各変換回路１３，２３，３３，４３の配置について説明する。図１に示すように、平面視で収納部７５と重ならない位置に、冷媒流路７６が形成されている。平面視で収納部７５と重なる位置には、スペース上、冷媒流路７６を形成することができないからである。

そして、平面視で収納部７５と重なる位置に、第１変換回路１３が設置され、平面視で冷媒流路７６と重なる位置に、第２～第４の各変換回路２３，３３，４３が設置されている。詳しくは、平面視で収納部７５と重なる位置に、第１変換回路１３の半導体スイッチ１４が設置されており、平面視で冷媒流路７６と重なる位置に、第２～第４の各変換回路２３，３３，４３の半導体スイッチ２４，３４，４４が設置されている。

以下では、各ポート１０，２０，３０，４０について、当該ポートに電気的に接続される外部回路１１０，１２０，１３０，１４０から当該ポートに入力される電力の最大値、及び当該ポートから当該外部回路に出力する電力の最大値、のうちの大きい方を「最大電力」とする。すなわち、例えば、第１ポート１０についていえば、低圧回路１１０から第１ポート１０に入力される電力の最大値、及び第１ポート１０から低圧回路１１０に出力する電力の最大値、のうちの大きい方を、第１ポート１０の最大電力とする。

第１ポート１０は、第１～第４のポート２０，３０，４０の中で、上記の最大電力が最も小さい。その第１ポート１０に電気的に接続されている第１変換回路１３が、上記のとおり、平面視で収納部７５と重なる位置に設置されている。

本実施形態によれば、次の効果が得られる。筐体６０の第１外面６１に、全ての第１仕様用のポート１０が設置され、その第１外面６１とは反対側の第２外面６２に、全ての第２仕様用のポート２０，３０，４０が設置される。そのため、第１仕様用のポート１０と第２仕様用のポート２０，３０，４０との間隔を確保し易くなる。

そのため、電力変換装置１００の内部においては、第１仕様の変換回路１３と、第２仕様の変換回路２３，３３，４３との間隔を確保し易くなる。また、電力変換装置１００の外部においては、第１仕様の外部回路１１０と第２仕様の外部回路１２０，１３０，１４０との間隔を確保し易くなる。そのため、第１仕様の回路Ｃ１及び第２仕様の回路Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４の各方で発生したノイズＮ１，Ｎ２を、他方に伝わり難くすることができる。

以上により、ポート１０，２０，３０，４０を４つ以上設けつつも、第１仕様の回路Ｃ１で発生したノーマルモードノイズＮ１を第２仕様の回路Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４に伝わり難くすると共に、第２仕様の回路Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４で発生したコモンモードノイズＮ２を第１仕様の回路Ｃ１に伝わり難くすることができる。そのため、例えば、第１仕様の回路Ｃ１について、ノーマルモードノイズに対する措置のみを行い、コモンモードノイズに対する措置は行わないといったこと等が可能になる。

また、次の効果も得られる。第１仕様の回路Ｃ１では、上記のとおりコモンモードノイズＮ２が発生し難くなる。しかし、一方の電極電位（例えば負極電位）をボディ電位Ｖｇにするため、他方の電極電位（例えば正極電位）とボディ電位Ｖｇとの電位差が大きくなってしまう。

他方、第２仕様用の回路Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４では、上記のとおり、コモンモードノイズＮ２が発生し易くなってしまう。しかし、一方の電極電位ではなく、一方の電極電位と他方の電極電位との間の中間電位をボディ電位Ｖｇにすることができるため、一方の電極電位をボディ電位Ｖｇにする場合に比べて、他方の電極電位とボディ電位Ｖｇとの電位差を小さく抑えることができる。そのため、絶縁性をより確保し易くなる。

その点、本実施形態では、上記の最大電圧が６０Ｖ未満に対応する回路Ｃ１については第１仕様にし、上記の最大電圧が６０Ｖ以上に対応する回路Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４については第２仕様にしている。それにより、電力変換装置１００全体において、コモンモードノイズＮ２の発生を極力抑えると共に、絶縁性を確保することができる。

また、別の視点から見れば、次の効果が得られる。第１外面６１に、上記の最大電圧が６０Ｖ未満の全てのポート１０が設置され、第２外面６２に、上記の最大電圧が６０Ｖ以上の全てのポート２０，３０，４０が設置されている。そのため、第１外面６１側に、ノイズＮとして主にノーマルモードノイズＮ１が発生する回路Ｃ１を集め、第２外面６２側に、ノイズＮとして主にコモンモードノイズＮ２が発生する回路Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４を集めやすくなる。

また、第１仕様のポート１０が設置される第１外面６１と、第２仕様のポート２０，３０，４０が設置される第２外面６２とを、筐体６０が有する６つの外面のうちの最も離れ合っている２つの外面にしているため、第１仕様のポート１０と第２仕様のポート２０，３０，４０との間隔を、効率的に確保することができる。

また、信号ポート７０は、第１外面６１と第２外面６２との間の第３外面６３に設けられているため、指令信号は、第１仕様の回路Ｃ１で発生するノーマルモードノイズＮ１及び第２仕様の回路Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４で発生するコモンモードノイズＮ２のいずれの影響も受け難くなる。

また、次の効果も得られる。本実施形態のように第２仕様用のポート２０，３０，４０が３つもある場合には、それらの設置スペースが不足するので、通常ならそれらを離間させて配置しがちである。それを敢えて、１つの第２外面６２に、それら３つの第２仕様用のポート２０，３０，４０を配置することにより、このようなスペースが不足しがちな構成おいても、ノーマルモードノイズＮ１とコモンモードノイズＮ２とを交わり難くすることができる。

また、次の効果も得られる。平面視で収納部７５と重なる位置には冷媒流路７６が設置されていないため、平面視で収納部７５と重なる位置では、冷却効率が下がってしまう。しかしながら、全ての変換回路１３，２３，３３，４３を、この平面視で収納部７５と重なる位置を避けて設置した場合には、電力変換装置１００の体格が大きくなってしまう。その点、ここでは、発熱量が小さくなりがちな、第１仕様の一の変換回路１３を平面視で収納部７５と重なる位置に設け、それ以外の変換回路２３，３３，４３を平面視で冷媒流路７６と重なる位置に設けている。そのため、電力変換装置１００の体格が大きくなるのを回避しつつも、電力変換装置１００全体を、バランスよく冷却することができる。

また、次の効果も得られる。最大電力が最も小さいポートである第１ポート１０に接続されている第１変換回路１３は、発熱量が小さくなりがちである。その第１変換回路１３を、平面視で収納部７５と重なる位置に配置することにより、効率的に、発熱量が小さくなりがちな変換回路１３を、冷却効率が低い位置に配置することができる。

また、次の効果も得られる。冷媒流路７６と重なる位置に配される変換回路２３，３３，４３の各構成要素の中でも、半導体スイッチ２４，３４，４４がより発熱し易い。その点、それら半導体スイッチ２４，３４，４４を平面視で冷媒流路７６と重なる位置に配置しているため、より効率的にそれらの変換回路２３，３３，４３を冷却することができる。他方、比較的発熱量が小さくなりがちな第１変換回路１３の半導体スイッチ１４については、平面視で収納部７５と重なる位置に配置しているため、スペースを節約することができる。

［他の実施形態］
以上の実施形態は、次のように変更して実施できる。例えば、電力変換装置１００を、車両以外の乗り物や固定物に搭載してもよい。また例えば、第１～第４の各ポート１０，２０，３０，４０に、上記の低圧回路１１０や高圧回路１２０や別高圧回路１３０や給電回路１４０以外の回路を電気的に接続してもよい。また例えば、第１～第３のいずれかのポート１０，２０，３０を出力専用にして、それに対応する変換回路１３，２３，３３を、コイル１７，２７，３７から給電される交流を直流に一方向的に変換する整流回路にしてもよい。

また例えば、電力変換装置１００は、第１仕様用のポート１０を１つのみではなく、２つ以上有していてもよい。また、電力変換装置１００は、第２仕様用のポート２０，３０，４０を３つではなく、１つ又は２つのみ有していてもよいし、４つ以上有していてもよい。ただし、本発明の主たる効果をより顕著に発揮できる点では、ポートを４つ以上有し、第１外面６１及び第２外面６２のうちの少なくともいずれか一方に、３つ以上のポートが設置されていることが好ましい。なお、このようにポート１０，２０，３０，４０の数を変更する場合には、むろん、それに合わせて、変換回路１３，２３，３３，４３の数及びコイル１７，２７，３７，４７の数も変更する。

また例えば、収納部７５に、平滑コンデンサ４５に加えて、又は平滑コンデンサ４５に代えて、インダクタ等を収納してもよい。

１０…第１ポート、１３…第１変換回路、２０…第２ポート、２３…第２変換回路、３０…第３ポート、３３…第３変換回路、４０…第４ポート、４３…第４変換回路、６０…筐体、６１…第１外面、６２…第２外面、１００…電力変換装置、Ｄ１…第１方向、Ｄ２…第２方向。

Claims (9)

1. 筐体（６０）と、前記筐体に設置されている複数のポート（１０，２０，３０，４０）と、前記ポート毎に設けられており、自身に対応する前記ポートにそれぞれ電気的に接続されている複数の変換回路（１３，２３，３３，４３）とを有し、いずれかの前記ポートから入力された電力を、前記変換回路を介して他の前記ポートから出力する電力変換装置（１００）において、
   前記ポート及び前記変換回路は、それぞれ３つ以上あり、
   ３つ以上の前記変換回路のうちの一部は、使用時における一方の電極電位が前記筐体の電位（Ｖｇ）に固定される仕様としての第１仕様の変換回路（１３）であり、前記第１仕様以外の前記変換回路は、使用時におけるいずれの電極電位も前記筐体の電位に固定されない仕様としての第２仕様の変換回路（２３，３３，４３）であり、
   前記第１仕様の変換回路に電気的に接続されている前記ポートを第１仕様用のポート（１０）とし、前記第２仕様の変換回路に電気的に接続されている前記ポートを第２仕様用のポート（２０，３０，４０）として、
   前記筐体の所定方向（Ｄ１）側の外面である第１外面（６１）に、全ての前記第１仕様用のポートが設置されており、前記筐体の前記所定方向とは反対方向（Ｄ２）側の外面である第２外面（６２）に、全ての前記第２仕様用のポートが設置されており、
   前記筐体の外面のうち前記第１外面の一辺と前記第２外面の一辺とを連結する面を第３外面（６３）として、前記第３外面に、前記電力変換装置に対する指令信号を入力するための信号ポート（７０）が設置されている、
   電力変換装置。
2. 前記電力変換装置の外部にある回路を外部回路（１１０，１２０，１３０，１４０）とし、各前記ポートについて、当該ポートに電気的に接続される前記外部回路から当該ポートに印加される電圧の最大値、及び当該ポートから当該外部回路に印加する電圧の最大値、のうちの大きい方を最大電圧として、
   前記第１外面に、全ての前記第１仕様用のポートとして、前記最大電圧が６０Ｖ未満の全ての前記ポートが設置されており、前記第２外面に、全ての前記第２仕様用のポートとして、前記最大電圧が６０Ｖ以上の全ての前記ポートが設置されている、
   請求項１に記載の電力変換装置。
3. 前記筐体は、６つの外面を有する略直方体の形状をしており、前記第１外面と前記第２外面とは、前記６つの外面のうちの最も離れ合っている２つの外面である、請求項１又は２に記載の電力変換装置。
4. 前記ポート及び前記変換回路は、それぞれ４つ以上あり、前記第１外面及び前記第２外面のうちの少なくともいずれか一方に、３つ以上の前記ポートが設置されている、請求項１～３のいずれか１項に記載の電力変換装置。
5. 前記筐体内に、前記電力変換装置の構成要素の一部を収納する収納部（７５）が形成されると共に、所定方向（Ｄ６）に見た平面視で前記収納部と重ならない位置に、前記変換回路を冷却する冷媒を流す冷媒流路（７６）が形成されており、
   前記第１外面に設置されている前記ポートの１つである所定ポート（１０）に電気的に接続されている１つの前記変換回路を、所定変換回路（１３）として、
   前記平面視で前記収納部と重なる位置に、前記所定変換回路が設置されており、前記平面視で前記冷媒流路と重なる位置に、前記所定変換回路以外の各前記変換回路（２３，３３，４３）が設置されている、
   請求項１～４のいずれか１項に記載の電力変換装置。
6. 筐体（６０）と、前記筐体に設置されている複数のポート（１０，２０，３０，４０）と、前記ポート毎に設けられており、自身に対応する前記ポートにそれぞれ電気的に接続されている複数の変換回路（１３，２３，３３，４３）とを有し、いずれかの前記ポートから入力された電力を、前記変換回路を介して他の前記ポートから出力する電力変換装置（１００）において、
   前記ポート及び前記変換回路は、それぞれ３つ以上あり、
   ３つ以上の前記変換回路のうちの一部は、使用時における一方の電極電位が前記筐体の電位（Ｖｇ）に固定される仕様としての第１仕様の変換回路（１３）であり、前記第１仕様以外の前記変換回路は、使用時におけるいずれの電極電位も前記筐体の電位に固定されない仕様としての第２仕様の変換回路（２３，３３，４３）であり、
   前記第１仕様の変換回路に電気的に接続されている前記ポートを第１仕様用のポート（１０）とし、前記第２仕様の変換回路に電気的に接続されている前記ポートを第２仕様用のポート（２０，３０，４０）として、
   前記筐体の所定方向（Ｄ１）側の外面である第１外面（６１）に、全ての前記第１仕様用のポートが設置されており、前記筐体の前記所定方向とは反対方向（Ｄ２）側の外面である第２外面（６２）に、全ての前記第２仕様用のポートが設置されており、
   前記筐体内に、前記電力変換装置の構成要素の一部を収納する収納部（７５）が形成されると共に、所定方向（Ｄ６）に見た平面視で前記収納部と重ならない位置に、前記変換回路を冷却する冷媒を流す冷媒流路（７６）が形成されており、
   前記第１外面に設置されている前記ポートの１つである所定ポート（１０）に電気的に接続されている１つの前記変換回路を、所定変換回路（１３）として、
   前記平面視で前記収納部と重なる位置に、前記所定変換回路が設置されており、前記平面視で前記冷媒流路と重なる位置に、前記所定変換回路以外の各前記変換回路（２３，３３，４３）が設置されている、
   電力変換装置。
7. 前記電力変換装置の外部にある回路を外部回路（１１０，１２０，１３０，１４０）とし、各前記ポートについて、当該ポートに電気的に接続される前記外部回路から当該ポートに入力される電力の最大値、及び当該ポートから当該外部回路に出力する電力の最大値、のうちの大きい方を最大電力として、
   前記最大電力が最も小さい前記ポートが前記所定ポートである、請求項５又は６に記載の電力変換装置。
8. 筐体（６０）と、前記筐体に設置されている複数のポート（１０，２０，３０，４０）と、前記ポート毎に設けられており、自身に対応する前記ポートにそれぞれ電気的に接続されている複数の変換回路（１３，２３，３３，４３）とを有し、いずれかの前記ポートから入力された電力を、前記変換回路を介して他の前記ポートから出力する電力変換装置（１００）において、
   前記ポート及び前記変換回路は、それぞれ３つ以上あり、
   前記筐体内に、前記電力変換装置の構成要素の一部を収納する収納部（７５）が形成されると共に、所定方向（Ｄ６）に見た平面視で前記収納部と重ならない位置に、前記変換回路を冷却する冷媒を流す冷媒流路（７６）が形成されており、
   前記電力変換装置の外部にある回路を外部回路（１１０，１２０，１３０，１４０）とし、各前記ポートについて、当該ポートに電気的に接続される前記外部回路から当該ポートに入力される電力の最大値、及び当該ポートから当該外部回路に出力する電力の最大値、のうちの大きい方を最大電力とし、前記最大電力が最も小さい前記ポート（１０）に電気的に接続されている１つの前記変換回路を所定変換回路（１３）として、
   前記平面視で前記収納部と重なる位置に、前記所定変換回路が設置されており、前記平面視で前記冷媒流路と重なる位置に、前記所定変換回路以外の各前記変換回路（２３，３３，４３）が設置されている、
   電力変換装置。
9. 各前記変換回路は、半導体スイッチ（１４，２４，３４，４４）を有し、
   前記平面視で前記収納部と重なる位置に、前記所定変換回路の半導体スイッチ（１４）が設置されており、前記平面視で前記冷媒流路と重なる位置に、前記所定変換回路以外の各前記変換回路の半導体スイッチ（２４，３４，４４）が設置されている、
   請求項５～８のいずれか１項に記載の電力変換装置。

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