WO2020012898A1 - スイッチング電源装置及びそれを備えた車載用電動コンプレッサ - Google Patents

スイッチング電源装置及びそれを備えた車載用電動コンプレッサ Download PDF

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吉田　浩
金井　隆
康平 高田
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Definitions

  • the present invention relates to a switching power supply device in which a high-voltage power supply side and a low-voltage power supply side are insulated by a switching transformer, and a vehicle-mounted electric compressor including the switching power supply device.
  • this switching power supply device is provided with a switching transformer composed of an insulating transformer, and insulates the primary side of the switching transformer, that is, the low-voltage power supply side, from the secondary side, that is, the high-voltage power supply side.
  • the primary side (low voltage side) and the secondary side (high voltage side) of the switching transformer are grounded to the electric compressor chassis (GND) via Y capacitors (line bypass capacitors), respectively. Further, an EMI filter circuit is provided between the low-voltage power supply and the switching power supply.
  • a countermeasure against EMI noise caused by the switching power supply device there is a configuration in which a primary ground and a secondary ground which are insulated by a switching transformer are connected by a coupling capacitor. According to this configuration, the noise that is transmitted between the primary winding and the secondary winding via the stray capacitance between the windings of the switching transformer is returned, and the common mode noise that flows to the ground (the chassis of the electric compressor) is returned. It can be expected that the noise is reduced by suppressing the current (for example, see Patent Document 1).
  • the present invention has been made to solve the conventional technical problem, and provides a switching power supply device capable of effectively reducing EMI noise, and a vehicle-mounted electric compressor including the switching power supply device.
  • the purpose is to:
  • the switching power supply device of the present invention switches a low-voltage power supply to a control circuit that controls an on-vehicle electric compressor driven by a high-voltage power supply, and supplies power to the control circuit. It has a secondary winding on the high-voltage power supply side, and has a switching transformer that insulates the low-voltage power supply side from the high-voltage power supply side. The power supply plus side of the primary winding of the switching transformer and the ground of the secondary winding The side is coupled via a coupling capacitor.
  • the switching power supply of claim 2 is characterized in that, in the above invention, the primary winding of the switching transformer is not connected to the primary side ground.
  • a switching power supply device comprising the switching element connected between the primary winding of the switching transformer and the primary side ground in each of the above inventions, and a controller for controlling the switching element. I do.
  • a switching power supply unit wherein the control circuit drives the motor of the vehicle-mounted electric compressor by controlling an inverter circuit supplied with power from a high-voltage power supply.
  • the switching power supply according to claim 5 is characterized in that, in the above invention, an EMI filter circuit is provided between the high-voltage power supply and the inverter circuit and between the low-voltage power supply and the switching transformer.
  • a switching power supply unit wherein the primary side ground and the secondary side ground, which are insulated by the switching transformer, are connected to the chassis of the vehicle-mounted electric compressor via Y capacitors. I do.
  • an on-vehicle electric compressor wherein the switching power supply device according to the above inventions, a control circuit, a power supply from a high voltage power supply, an inverter circuit controlled by the control circuit, and the inverter circuit driven by the inverter circuit Motor.
  • a switching power supply device for switching and supplying power to a low-voltage power supply to a control circuit for controlling an on-vehicle electric compressor driven by a high-voltage power supply
  • It has a secondary winding on the power supply side, and has a switching transformer that insulates the low-voltage power supply side from the high-voltage power supply side.
  • the power supply plus side of the primary winding of the switching transformer and the ground side of the secondary winding are provided.
  • Coupled through a coupling capacitor returns the noise transmitted between the primary and secondary windings via the stray capacitance between the windings of the switching transformer, and returns the common mode noise current flowing to the ground side. And the noise voltage can be reduced.
  • the power supply plus side of the primary winding of the switching transformer and the ground side of the secondary winding are coupled via a coupling capacitor, so that the inside of the switching transformer or in the vicinity of the switching transformer is connected.
  • the noise can be circulated over a very short distance, the wiring pattern is not routed as in the related art, and the impedance does not increase. Thus, an extremely high EMI noise reduction effect can be realized.
  • the above is particularly effective when the primary winding of the switching transformer is not connected to the primary side ground, as in the second aspect of the present invention.
  • the switching power supply device of the present invention comprises a switching element connected between the primary winding of the switching transformer and the primary side ground, and a controller for controlling the switching element.
  • the control circuit drives the motor of the vehicle-mounted electric compressor by controlling an inverter circuit supplied with power from a high-voltage power supply.
  • EMI filter circuits are provided between the high-voltage power supply and the inverter circuit and between the low-voltage power supply and the switching transformer as in the fifth aspect of the invention, thereby further reducing EMI noise.
  • the primary side ground and the secondary side ground which are insulated by the switching transformer, are connected to the chassis of the vehicle-mounted electric compressor via the Y capacitors, respectively, by suppressing the common mode noise current, It is possible to realize a further noise reduction effect.
  • the switching power supply according to the present invention includes a control circuit, an inverter circuit supplied with power from a high-voltage power supply and controlled by the control circuit, and a motor driven by the inverter circuit. This is extremely suitable when provided in a vehicle-mounted electric compressor provided.
  • FIG. 1 is a block diagram of an electric circuit of a vehicle-mounted electric compressor according to an embodiment to which the switching power supply device of the present invention is applied.
  • reference numeral 1 denotes a vehicle-mounted electric compressor which is mounted on a vehicle such as an electric vehicle or a hybrid vehicle and forms a refrigerant circuit of a vehicle air conditioner for air-conditioning a vehicle interior
  • 2 denotes a chassis thereof.
  • a compression mechanism (not shown) in the chassis 2 a motor 3 for driving the compression mechanism, an inverter circuit 4 for operating the motor 3, a control circuit 6 for controlling the inverter circuit 4, an EMI filter circuit 7, 8 and the switching power supply device 9 of the present invention are housed.
  • the vehicle has a high-voltage power supply (HV power supply) 11 composed of a high-voltage battery of, for example, about 300 V DC for supplying power to and driving the motor 8 of the on-vehicle electric compressor 1 and a traveling motor (not shown), and about 12 V DC.
  • a low-voltage power supply (LV power supply) 12 composed of a battery is mounted.
  • the chassis 2 of the vehicle-mounted electric compressor 1 is electrically connected to a vehicle body (ground).
  • the inverter circuit 4 is composed of six switching elements (not shown) composed of an IGBT or the like connected in a three-phase bridge, and each switching element is controlled by a gate drive signal generated by a gate driver included in the control circuit 6.
  • the control circuit 6 is composed of a microprocessor, and switches each switching element of the inverter circuit 4 by a gate driver to perform PWM modulation, thereby converting the DC voltage of the high-voltage power supply 11 to a predetermined AC voltage, Supply.
  • the EMI filter circuit 7 is connected between the high-voltage power supply 11 and the inverter circuit 4, and has an effect of reducing EMI noise generated by switching of the inverter circuit 4.
  • the EMI filter circuit 8 is connected between the low-voltage power supply 12 and the switching power supply 9, and has an effect of reducing EMI noise generated by switching in the switching power supply 9 as described later.
  • the switching power supply device 9 is a DC-DC converter for switching the low-voltage power supply 12 (DC12V) to generate predetermined DC voltages (HV15V, HV5V) and supplying power to the control circuit 6.
  • HV15V is a voltage supplied to a gate driver (provided by the control circuit 6) that generates a gate drive signal of the inverter circuit 4
  • HV5V is a voltage serving as a power supply of the control circuit 6.
  • the switching power supply 9 of the embodiment has the switching transformer 15 composed of the primary winding 13 and an insulating transformer composed of the secondary winding 14 insulated from the primary winding 13.
  • the positive power supply 13B which is the winding end of the primary winding 13 of the switching transformer 15, is connected to the EMI filter circuit 8 by a primary power supply line (LV +) 16, and further connected to the low voltage power supply 12.
  • This power supply plus side 13B is the cold end side of the primary winding 13.
  • a drain terminal of a switching element 17 composed of a MOSFET is connected to a ground side 13A which is a winding start end of the primary winding 13, and a source terminal of the switching element 17 is connected to a primary side ground (LVGND) 18. ing. That is, the ground side of the primary winding 13 of the switching transformer 15 is not directly connected to the primary side ground 18.
  • Reference numeral 19 in the figure denotes a switching power supply controller (controller) composed of a microprocessor.
  • the switching power supply controller 19 is supplied with power from the low-voltage power supply 12 via the primary power supply line 16.
  • the output of the switching power supply controller 19 is connected to the gate of the switching element 17, and the switching of the switching element 17 is controlled by the switching power supply controller 19.
  • the primary winding 13 of the switching transformer 15 is located on the low voltage power supply 12 side.
  • Reference numeral 21 denotes a smoothing capacitor connected between the primary power supply line 16 and the primary ground 18.
  • the primary ground 18 insulated from the secondary side (secondary ground 26 described later) by the switching transformer 15 is connected to the chassis 2 via a Y capacitor (line bypass capacitor) 22 for attenuating common mode noise. It is connected to the.
  • the secondary winding 14 of the switching transformer 15 has a first secondary winding portion 23 having a winding start end 23A and a winding end end 23B, and a second secondary winding portion 23 also having a winding start end 24A and a winding end end 24B. It has a secondary winding section 24. Since the winding end 24B of the second secondary winding section 24 is connected to the secondary side ground (HVGND) 26, the winding end 24B of the second secondary winding section 24 is hereinafter referred to as the secondary winding end 24B. It is referred to as the ground side 24B of the next winding 14. This ground side 24B is the cold end side of the secondary winding 14.
  • the winding start end 23A of the first secondary winding portion 23 is connected to an HV15V line (first high-voltage side power supply line) 32 via a diode 31, and the HV15V line 32 is connected to the control circuit 6 described above. Are connected.
  • the winding end 23B of the first secondary winding part 23 is connected to an HV5V line (second high-voltage side power supply line) 36 via a diode 33 and a regulator (LDO: low dropout regulator) 34, and this HV5V The line 36 serves as a power supply for the control circuit 6.
  • the winding start end 24A of the second secondary winding part 24 is connected to the winding end end 23B of the first secondary winding part 23, and the winding end end 24B of the second secondary winding part 24 is As described above, it is connected to the secondary side ground 26 and becomes the ground side 24B of the secondary winding 14.
  • Reference numerals 37 to 39 denote smoothing capacitors connected between the HV 15V line 32 and the secondary ground 26 and between the HV 5V line 36 before and after the regulator 34 and the secondary ground 26, respectively.
  • a secondary side ground insulated from the primary side (primary side ground 18) by the switching transformer 15 is connected to the chassis 2 via a Y capacitor (line bypass capacitor) 41 for attenuating common mode noise. I have.
  • the switching power supply controller 19 controls the switching of the switching element 17 so that DC15V (HV15V) is output to the HV15V line 32 according to the turns ratio of the switching transformer 15.
  • DC15V (HV15V) is supplied to the gate driver of the control circuit 6, and DC5V (HV5V) is supplied to the control circuit 6 from the intermediate output corresponding to the turns ratio of the secondary winding units 23 and 24 via the regulator 34. ) Will be supplied.
  • the switching power supply 9 switches the low-voltage power supply 12 to supply power to the control circuit 6, and the switching transformer 15 controls the low-voltage power supply 12 where the primary winding 13 is located and the secondary winding 14 Is insulated from the high voltage power supply 11 side (indicated by a broken line “insulation” in the figure).
  • the present invention The power supply plus side 13B of the primary winding 13 of the transformer 15 and the ground side 24B of the secondary winding 14 are coupled via a coupling capacitor 42.
  • the switching of the switching element 17 causes The noise that is transmitted between the primary winding 13 and the secondary winding 14 via the stray capacitance between the lines (between the primary winding 13 and the secondary winding 14) is recirculated to return the noise to the chassis 2 of the electric compressor 1 ( Grounding: The common mode noise current finally flowing to the vehicle body side) is suppressed. As a result, the noise voltage is reduced.
  • the coupling capacitor 42 when the coupling capacitor 42 is connected between the primary side ground 18 and the secondary side ground 26 in the drawing as in the related art, the wiring pattern is changed from the primary side ground 18 to the secondary side ground 26.
  • the EMI noise must be routed, the impedance increases, and the effect of reducing EMI noise decreases.
  • the primary winding 13 of the switching transformer 15 when the primary winding 13 of the switching transformer 15 is not connected to the primary side ground 18 as in the embodiment, the returning noise returns to the primary side of the switching transformer 15 via the primary side circuit pattern. Such problems are even more pronounced.
  • EMI filter circuits 7 and 8 are provided between the high-voltage power supply 11 and the inverter circuit 4 and between the low-voltage power supply 12 and the switching transformer 15 as in the embodiment, EMI noise can be further reduced. become able to.
  • the common mode noise current can be suppressed to further improve the performance. It is possible to achieve a high noise reduction effect.
  • an EMI noise reduction effect of 10 dB to 15 dB was obtained in a frequency band of 20 MHz to 70 MHz.
  • the switching power supply device 9 of the present invention is supplied with power from the high-voltage power supply 11 and controlled by the control circuit 6 and the inverter circuit 4 controlled by the control circuit 6 as in the embodiment, and is driven by the inverter circuit 4. This is extremely suitable when provided in the vehicle-mounted electric compressor 1 having the motor 3.
  • the primary side ground 18 is connected to the chassis 2 via the Y capacitor 22, and the secondary side ground 26 is also connected to the chassis 2 via the Y capacitor 41.
  • the invention other than claim 6 is not limited thereto. If the influence of common mode noise is allowed, a configuration without such a Y capacitor may be used.

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Abstract

【課題】ＥＭＩノイズを効果的に低減することができるスイッチング電源装置を提供する。 【解決手段】スイッチング電源装置９は、高電圧電源１１で駆動される車載用電動コンプレッサ１を制御する制御回路６に、低電圧電源１２をスイッチングして給電する。低電圧電源側の一次巻線１３と、高電圧電源側の二次巻線１４を有し、低電圧電源側と高電圧電源側とを絶縁するスイッチングトランス１５を備え、このスイッチングトランスの一次巻線の電源プラス側１３Ｂと、二次巻線のグランド側２４Ｂとを、カップリングコンデンサ４２を介して結合した。

Description

スイッチング電源装置及びそれを備えた車載用電動コンプレッサ
　本発明は、スイッチングトランスにより高電圧電源側と低電圧電源側とを絶縁して成るスイッチング電源装置、及び、それを備えた車載用電動コンプレッサに関するものである。
　近年の地球環境問題の顕在化から、ハイブリッド自動車や電気自動車が開発されて来ているが、これら自動車の車室内を空調するための空気調和装置では、エンジン駆動のコンプレッサに代わってモータを備えた電動コンプレッサが使用される。その場合、車両には例えばＤＣ３００Ｖ程の高電圧バッテリから成る高電圧電源と、ＤＣ１２Ｖ程の通常のバッテリから成る低電圧電源が搭載され、電動コンプレッサのモータには高電圧電源の直流電圧をインバータ回路で交流とした電圧が供給される。
　一方、インバータ回路を制御する制御回路には、低電圧電源の直流電圧をスイッチング電源装置により所定の電圧（例えばＤＣ１５Ｖ等）に変換して給電する。そのため、このスイッチング電源装置には絶縁トランスから成るスイッチングトランスが設けられ、このスイッチングトランスの一次側、即ち低電圧電源側と、二次側、即ち高電圧電源側とを絶縁している。
　また、ノイズ低減対策に関しては、スイッチングトランスの一次側（低電圧側）と二次側（高電圧側）を、それぞれＹコンデンサ（ラインバイパスコンデンサ）を介して電動コンプレッサのシャーシ（ＧＮＤ）に接地し、更に低電圧電源とスイッチング電源装置間にＥＭＩフィルタ回路を設けていた。
　ここで、スイッチング電源装置に起因するＥＭＩノイズ対策については、スイッチングトランスで絶縁される一次側グランドと二次側グランドとをカップリングコンデンサで接続する構成が採られたものもあった。係る構成によれば、スイッチングトランスの巻線間の浮遊容量を介して一次巻線と二次巻線間を相互に伝達するノイズを還流させ、接地（電動コンプレッサのシャーシ）側に流れるコモンモードノイズ電流を抑制して、雑音電圧を低減することが期待できる（例えば、特許文献１参照）。
特許第３４７３８５３号公報
　しかしながら、従来の如く一次側グランドと二次側グランドの間にカップリングコンデンサを配置した場合、配線パターンが引き回されることによるインピーダンスの増大の影響により、ＥＭＩノイズの低減効果が低下する問題があった。特に、スイッチングトランスの一次巻線が一次側グランドに接続されていない場合、係る問題は顕著なものとなる。
　本発明は、係る従来の技術的課題を解決するために成されたものであり、ＥＭＩノイズを効果的に低減することができるスイッチング電源装置、及び、それを備えた車載用電動コンプレッサを提供することを目的とする。
　本発明のスイッチング電源装置は、高電圧電源で駆動される車載用電動コンプレッサを制御する制御回路に、低電圧電源をスイッチングして給電するものであって、低電圧電源側の一次巻線と、高電圧電源側の二次巻線を有し、低電圧電源側と高電圧電源側とを絶縁するスイッチングトランスを備え、このスイッチングトランスの一次巻線の電源プラス側と、二次巻線のグランド側とを、カップリングコンデンサを介して結合したことを特徴とする。
　請求項２の発明のスイッチング電源装置は、上記発明においてスイッチングトランスの一次巻線は、一次側グランドに接続されていないことを特徴とする。
　請求項３の発明のスイッチング電源装置は、上記各発明においてスイッチングトランスの一次巻線と一次側グランドとの間に接続されたスイッチング素子と、このスイッチング素子を制御するコントローラを備えたことを特徴とする。
　請求項４の発明のスイッチング電源装置は、上記各発明において制御回路は、高電圧電源から電源が供給されるインバータ回路を制御することにより、車載用電動コンプレッサのモータを駆動することを特徴とする。
　請求項５の発明のスイッチング電源装置は、上記発明において高電圧電源とインバータ回路間、及び、低電圧電源とスイッチングトランス間には、ＥＭＩフィルタ回路がそれぞれ設けられることを特徴とする。
　請求項６の発明のスイッチング電源装置は、上記各発明においてスイッチングトランスで絶縁される一次側グランドと二次側グランドを、それぞれＹコンデンサを介して車載用電動コンプレッサのシャーシに接続したことを特徴とする。
　請求項７の発明の車載用電動コンプレッサは、上記各発明のスイッチング電源装置と、制御回路と、高電圧電源から電源が供給され、制御回路により制御されるインバータ回路と、このインバータ回路により駆動されるモータを備えたことを特徴とする。
　本発明によれば、高電圧電源で駆動される車載用電動コンプレッサを制御する制御回路に、低電圧電源をスイッチングして給電するスイッチング電源装置において、低電圧電源側の一次巻線と、高電圧電源側の二次巻線を有し、低電圧電源側と高電圧電源側とを絶縁するスイッチングトランスを備え、このスイッチングトランスの一次巻線の電源プラス側と二次巻線のグランド側とを、カップリングコンデンサを介して結合したので、スイッチングトランスの巻線間の浮遊容量を介して一次巻線と二次巻線間を相互に伝達するノイズを還流させ、接地側に流れるコモンモードノイズ電流を抑制して、雑音電圧を低減することができるようになる。
　この場合、本発明ではスイッチングトランスの一次巻線の電源プラス側と、二次巻線のグランド側とを、カップリングコンデンサを介して結合しているため、スイッチングトランス内、或いは、スイッチングトランス近傍における極めて短い距離でノイズを還流させることができるようになり、従来の如く配線パターンが引き回されてインピーダンスが増大することが無くなり、極めて高いＥＭＩノイズ低減効果を実現することができるようになる。
　上記のことは特に請求項２の発明の如く、スイッチングトランスの一次巻線が一次側グランドに接続されていない場合に極めて有効なものとなる。
　尚、具体的には上記発明のスイッチング電源装置は、請求項３の発明の如くスイッチングトランスの一次巻線と一次側グランドとの間に接続されたスイッチング素子と、このスイッチング素子を制御するコントローラを備える。また、請求項４の発明の如く制御回路は、高電圧電源から電源が供給されるインバータ回路を制御することにより、車載用電動コンプレッサのモータを駆動する。更に、請求項５の発明の如く高電圧電源とインバータ回路間、及び、低電圧電源とスイッチングトランス間には、ＥＭＩフィルタ回路をそれぞれ設けることで、ＥＭＩノイズの更なる低減を図るものである。
　尚、請求項６の発明の如くスイッチングトランスで絶縁される一次側グランドと二次側グランドを、それぞれＹコンデンサを介して車載用電動コンプレッサのシャーシに接続すれば、コモンモードノイズ電流の抑制により、更なるノイズ低減効果を実現することが可能となる。
　そして、上記各発明のスイッチング電源装置は、請求項７の発明の如く制御回路と、高電圧電源から電源が供給され、制御回路により制御されるインバータ回路と、このインバータ回路により駆動されるモータを備えた車載用電動コンプレッサに設けられる場合に、極めて好適なものとなる。
本発明のスイッチング電源装置を適用した一実施例の車載用電動コンプレッサの電気回路のブロック図である。
　以下、本発明の実施の形態について、図面に基づいて詳細に説明する。図面において、１は電気自動車やハイブリッド自動車等の車両に搭載されて車室内を空調する車両用空気調和装置の冷媒回路を構成する車載用電動コンプレッサであり、２はそのシャーシを示している。そして、このシャーシ２内に図示しない圧縮機構と、この圧縮機構を駆動するモータ３、このモータ３を運転するためのインバータ回路４、このインバータ回路４を制御する制御回路６、ＥＭＩフィルタ回路７、８、及び、本発明のスイッチング電源装置９等が収納されている。
　尚、車両には車載用電動コンプレッサ１のモータ８や、図示しない走行用のモータに給電して駆動するための例えばＤＣ３００Ｖ程の高電圧バッテリから成る高電圧電源（ＨＶ電源）１１と、ＤＣ１２Ｖ程のバッテリから成る低電圧電源（ＬＶ電源）１２が搭載されている。また、車載用電動コンプレッサ１のシャーシ２は車体（グランド）に導通されている。
　インバータ回路４は、三相ブリッジ接続されたＩＧＢＴ等から成る図示しない６個のスイッチング素子から構成されており、各スイッチング素子は制御回路６が有するゲートドライバが生成するゲート駆動信号により制御される。制御回路６はマイクロプロセッサから構成されており、インバータ回路４の各スイッチング素子をゲートドライバによりスイッチングしてＰＷＭ変調を行うことで、高電圧電源１１の直流電圧を所定の交流電圧とし、モータ３に供給する。
　ＥＭＩフィルタ回路７は高電圧電源１１とインバータ回路４の間に接続されており、インバータ回路４のスイッチングにより発生するＥＭＩノイズを低減させる作用を奏する。また、ＥＭＩフィルタ回路８は低電圧電源１２とスイッチング電源装置９の間に接続され、スイッチング電源装置９での後述する如きスイッチングにより発生するＥＭＩノイズを低減させる作用を奏する。
　このスイッチング電源装置９は、低電圧電源１２（ＤＣ１２Ｖ）をスイッチングして所定の直流電圧（ＨＶ１５Ｖ、ＨＶ５Ｖ）を生成し、制御回路６に給電するためのＤＣ－ＤＣコンバータである。尚、ＨＶ１５Ｖはインバータ回路４のゲート駆動信号を生成するゲートドライバ（制御回路６が有する）に供給される電圧であり、ＨＶ５Ｖは制御回路６の電源となる電圧である。
　実施例のスイッチング電源装置９は、一次巻線１３と、この一次巻線１３とは絶縁された二次巻線１４から成る絶縁トランスにて構成されたスイッチングトランス１５を有している。このスイッチングトランス１５の一次巻線１３の巻き終わり端である電源プラス側１３Ｂは、一次側電源ライン（ＬＶ＋）１６によりＥＭＩフィルタ回路８に繋がり、更には低電圧電源１２に接続される。この電源プラス側１３Ｂが一次巻線１３のコールドエンド側となる。
　一次巻線１３の巻き始め端であるグランド側１３Ａには、実施例ではＭＯＳＦＥＴから成るスイッチング素子１７のドレイン端子が接続され、このスイッチング素子１７のソース端子は一次側グランド（ＬＶＧＮＤ）１８に接続されている。即ち、スイッチングトランス１５の一次巻線１３のグランド側は、直接一次側グランド１８には接続されていない。
　図中１９は、マイクロプロセッサから成るスイッチング電源コントローラ（コントローラ）であり、このスイッチング電源コントローラ１９には一次側電源ライン１６を介して低電圧電源１２から給電される。スイッチング電源コントローラ１９の出力はスイッチング素子１７のゲートに接続され、スイッチング素子１７はこのスイッチング電源コントローラ１９によりスイッチングが制御される。
　これらにより、スイッチングトランス１５の一次巻線１３は低電圧電源１２側に位置することになる。尚、２１は一次側電源ライン１６と一次側グランド１８間に接続された平滑コンデンサである。また、実施例ではスイッチングトランス１５で二次側（後述する二次側グランド２６）と絶縁された一次側グランド１８が、コモンモードノイズを減衰させるＹコンデンサ（ラインバイパスコンデンサ）２２を介してシャーシ２に接続されている。
　一方、スイッチングトランス１５の二次巻線１４は、巻き始め端２３Ａと巻き終わり端２３Ｂを有する第一の二次巻線部２３と、同じく巻き始め端２４Ａと巻き終わり端２４Ｂを有する第二の二次巻線部２４を有する。この第二の二次巻線部２４の巻き終わり端２４Ｂは二次側グランド（ＨＶＧＮＤ）２６に接続されているので、以後はこの第二の二次巻線部２４の巻き終わり端２４Ｂを二次巻線１４のグランド側２４Ｂと称する。このグランド側２４Ｂが二次巻線１４のコールドエンド側となる。
　そして、第一の二次巻線部２３の巻き始め端２３Ａはダイオード３１を介してＨＶ１５Ｖライン（第一の高電圧側電源ライン）３２に接続され、このＨＶ１５Ｖライン３２には前述した制御回路６のゲートドライバが接続される。第一の二次巻線部２３の巻き終わり端２３Ｂはダイオード３３とレギュレータ（ＬＤＯ：ロードロップアウトレギュレータ）３４を介してＨＶ５Ｖライン（第二の高電圧側電源ライン）３６に接続され、このＨＶ５Ｖライン３６は制御回路６の電源となる。
　また、第二の二次巻線部２４の巻き始め端２４Ａは第一の二次巻線部２３の巻き終わり端２３Ｂに接続され、第二の二次巻線部２４の巻き終わり端２４Ｂは前述した如く二次側グランド２６に接続されて二次巻線１４のグランド側２４Ｂとなる。
　尚、３７～３９はＨＶ１５Ｖライン３２と二次側グランド２６間、レギュレータ３４の前後のＨＶ５Ｖライン３６と二次側グランド２６間にそれぞれ接続された平滑コンデンサである。また、実施例ではスイッチングトランス１５で一次側（一次側グランド１８）と絶縁される二次側グランドが、コモンモードノイズを減衰させるＹコンデンサ（ラインバイパスコンデンサ）４１を介してシャーシ２に接続されている。
　そして、スイッチング電源コントローラ１９は、スイッチングトランス１５の巻数比に応じて、ＨＶ１５Ｖライン３２にＤＣ１５Ｖ（ＨＶ１５Ｖ）が出力されるようにスイッチング素子１７をスイッチング制御する。これにより、制御回路６のゲートドライバにはＤＣ１５Ｖ（ＨＶ１５Ｖ）が供給され、制御回路６自体には二次巻線部２３と２４の巻数比に応じた中間出力からレギュレータ３４を介してＤＣ５Ｖ（ＨＶ５Ｖ）が供給されることになる。
　以上の如くスイッチング電源装置９は低電圧電源１２をスイッチングして制御回路６に電源を供給すると共に、スイッチングトランス１５により、一次巻線１３が位置する低電圧電源１２側と、二次巻線１４が位置する高電圧電源１１側とを絶縁するものであるが（図中に破線「絶縁」で示す）、スイッチング電源装置９のスイッチング素子１７のスイッチングに起因するＥＭＩノイズ対策として、本発明ではスイッチングトランス１５の一次巻線１３の電源プラス側１３Ｂと二次巻線１４のグランド側２４Ｂとを、カップリングコンデンサ４２を介して結合している。
　このようにカップリングコンデンサ４２でスイッチングトランス１５の一次巻線１３の電源プラス側１３Ｂと二次巻線１４のグランド側２４Ｂを結合することにより、スイッチング素子１７のスイッチングに伴い、スイッチングトランス１５の巻線間（一次巻線１３と二次巻線１４間）の浮遊容量を介して一次巻線１３と二次巻線１４間を相互に伝達するノイズを還流させ、電動コンプレッサ１のシャーシ２側（接地：最終的に車体側）に流れるコモンモードノイズ電流が抑制される。これにより、雑音電圧が低減されることになる。
　ここで、例えば従来の如くカップリングコンデンサ４２を、図中の一次側グランド１８と二次側グランド２６との間に接続した場合、一次側グランド１８から二次側グランド２６に渡って配線パターンを引き回さなければならなくなり、インピーダンスが増大してＥＭＩノイズの低減効果が低下してしまう。特に、実施例の如くスイッチングトランス１５の一次巻線１３が一次側グランド１８に接続されていない場合、還流するノイズは一次側の回路パターンを経てスイッチングトランス１５の一次側に戻ることになるため、係る問題は一層顕著なものとなる。
　一方、本発明の如くスイッチングトランス１５の一次巻線１３の電源プラス側１３Ｂと、二次巻線１４のグランド側２４Ｂとを、カップリングコンデンサ４２を介して結合すれば、スイッチングトランス１５内、或いは、スイッチングトランス１５の近傍における極めて短い距離でノイズを還流させることができるようになり、従来の如き問題は解消若しくは抑制され、極めて高いＥＭＩノイズ低減効果を実現することができるようになる。
　これは実施例の如くスイッチングトランス１５の一次巻線１３が一次側グランド１８に接続されていない場合に極めて有効なものとなる。更に、実施例の如く高電圧電源１１とインバータ回路４間、及び、低電圧電源１２とスイッチングトランス１５間にＥＭＩフィルタ回路７、８をそれぞれ設ければ、ＥＭＩノイズの更なる低減を図ることができるようになる。
　更にまた、実施例の如く一次側グランド１８と二次側グランド２６を、それぞれＹコンデンサ２２、４１を介して車載用電動コンプレッサ１のシャーシ２に接続すれば、コモンモードノイズ電流の抑制により、更なるノイズ低減効果を実現することが可能となる。
　図１の実施例によれば、２０ＭＨｚ～７０ＭＨｚの周波数帯域において、１０ｄＢ～１５ｄＢのＥＭＩノイズ低減効果が得られた。
　そして、本発明のスイッチング電源装置９は、実施例の如く制御回路６と、高電圧電源１１から電源が供給され、制御回路６により制御されるインバータ回路４と、このインバータ回路４により駆動されるモータ３を備えた車載用電動コンプレッサ１に設けられる場合に、極めて好適なものとなる。
　尚、実施例では一次側グランド１８をＹコンデンサ２２を介してシャーシ２に接続し、二次側グランド２６もＹコンデンサ４１を介してシャーシ２に接続したが、請求項６以外の発明ではそれに限らず、コモンモードノイズの影響が許容される場合には、係るＹコンデンサを設けない構成としても差し支えない。
　１　車載用電動コンプレッサ
　２　シャーシ
　３　モータ
　４　インバータ回路
　６　制御回路
　７、８　ＥＭＩフィルタ回路
　９　スイッチング電源装置
　１１　高電圧電源
　１２　低電圧電源
　１３　一次巻線
　１３Ｂ　一次巻線１３の電源プラス側
　１４　二次巻線
　１５　スイッチングトランス
　１７　スイッチング素子
　１８　一次側グランド
　１９　スイッチング電源コントローラ（コントローラ）
　２２、４１　Ｙコンデンサ
　２４Ｂ　二次巻線１４のグランド側
　２６　二次側グランド
　４２　カップリングコンデンサ

Claims (7)

  1. 　高電圧電源で駆動される車載用電動コンプレッサを制御する制御回路に、低電圧電源をスイッチングして給電するスイッチング電源装置において、
    　前記低電圧電源側の一次巻線と、前記高電圧電源側の二次巻線を有し、前記低電圧電源側と高電圧電源側とを絶縁するスイッチングトランスを備え、
    　該スイッチングトランスの一次巻線の電源プラス側と、前記二次巻線のグランド側とを、カップリングコンデンサを介して結合したことを特徴とするスイッチング電源装置。
  2. 　前記スイッチングトランスの一次巻線は、一次側グランドに接続されていないことを特徴とする請求項１に記載のスイッチング電源装置。
  3. 　前記スイッチングトランスの一次巻線と前記一次側グランドとの間に接続されたスイッチング素子と、
    　該スイッチング素子を制御するコントローラを備えたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のスイッチング電源装置。
  4. 　前記制御回路は、前記高電圧電源から電源が供給されるインバータ回路を制御することにより、前記車載用電動コンプレッサのモータを駆動することを特徴とする請求項１乃至請求項３のうちの何れかに記載のスイッチング電源装置。
  5. 　前記高電圧電源と前記インバータ回路間、及び、前記低電圧電源と前記スイッチングトランス間には、ＥＭＩフィルタ回路がそれぞれ設けられることを特徴とする請求項４に記載のスイッチング電源装置。
  6. 　前記スイッチングトランスで絶縁される前記一次側グランドと二次側グランドを、それぞれＹコンデンサを介して前記車載用電動コンプレッサのシャーシに接続したことを特徴とする請求項１乃至請求項５のうちの何れかに記載のスイッチング電源装置。
  7. 　請求項１乃至請求項６のうちの何れかに記載のスイッチング電源装置と、前記制御回路と、前記高電圧電源から電源が供給され、前記制御回路により制御されるインバータ回路と、該インバータ回路により駆動されるモータを備えたことを特徴とする車載用電動コンプレッサ。
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