WO2023238171A1 - Power wiring structure - Google Patents
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Abstract
The present invention provides a power wiring structure including a conductive line (4) through which a current is passed, an insulator (11) covering the conductive line (4), a conductor (5) covering the insulator (11), and a magnetic substance (12) disposed on a surface of the conductor (5).
Description
本願は、電力配線構造に関する。
This application relates to power wiring structures.
複数のスイッチング素子を高速動作させるインバータを有する電力変換器では、スイッチング素子の動作によって電力変換器近傍に磁束が放射され、周辺の他の機器に対して誤動作の原因となる。
この電力変換器近傍に放射される磁束を低減するために、特許文献１では平板状の導電材を備える配線構造を開示している。 In a power converter that includes an inverter that operates a plurality of switching elements at high speed, magnetic flux is radiated near the power converter due to the operation of the switching elements, causing malfunctions in other devices in the vicinity.
In order to reduce the magnetic flux radiated near the power converter,Patent Document 1 discloses a wiring structure including a flat conductive material.
この電力変換器近傍に放射される磁束を低減するために、特許文献１では平板状の導電材を備える配線構造を開示している。 In a power converter that includes an inverter that operates a plurality of switching elements at high speed, magnetic flux is radiated near the power converter due to the operation of the switching elements, causing malfunctions in other devices in the vicinity.
In order to reduce the magnetic flux radiated near the power converter,
しかしながら、このような配線構造では、導電材による磁束の遮蔽において、比較的低周波の磁束が発生した場合、十分減衰されず、他の機器に磁気干渉してしまうといった課題がある。
However, in such a wiring structure, when magnetic flux is shielded by a conductive material, when relatively low-frequency magnetic flux is generated, it is not sufficiently attenuated, causing magnetic interference with other devices.
本願は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、より広い周波数範囲で磁気干渉の原因となる磁束の流出を抑制することができる電力配線構造を得ることを目的とする。
This application was made in order to solve the above-mentioned problems, and aims to obtain a power wiring structure that can suppress the outflow of magnetic flux that causes magnetic interference over a wider frequency range. .
本願に開示される電力配線構造は、電流を流すための導電線と、導電線を覆う絶縁体と、絶縁体を覆う導電体と、導電体の表面上に配置された磁性体とを有している。
The power wiring structure disclosed in the present application includes a conductive wire for flowing current, an insulator covering the conductive wire, a conductor covering the insulator, and a magnetic material disposed on the surface of the conductor. ing.
本願の電力配線構造によれば、広い周波数範囲で磁気干渉の原因となる磁束の流出を抑制することができる電力配線構造を得ることができる。
According to the power wiring structure of the present application, it is possible to obtain a power wiring structure that can suppress outflow of magnetic flux that causes magnetic interference in a wide frequency range.
以下、電力配線構造の実施の形態について、図面を用いて説明するが、各図において同一もしくは相当する部分は、同一符号で示し、重複する説明は省略する。
Hereinafter, embodiments of the power wiring structure will be described using drawings. In each drawing, the same or corresponding parts are indicated by the same reference numerals, and redundant explanation will be omitted.
実施の形態１．
実施の形態１に係る電力配線構造について説明する。図１は，実施の形態１に係る電力配線構造を適用した電力変換システム１００における電力配線１０の接続関係を示しており、図２は，電力配線１０の詳細な構造を示している。Embodiment 1.
A power wiring structure according to the first embodiment will be described. FIG. 1 shows the connection relationship of thepower wiring 10 in a power conversion system 100 to which the power wiring structure according to the first embodiment is applied, and FIG. 2 shows the detailed structure of the power wiring 10.
実施の形態１に係る電力配線構造について説明する。図１は，実施の形態１に係る電力配線構造を適用した電力変換システム１００における電力配線１０の接続関係を示しており、図２は，電力配線１０の詳細な構造を示している。
A power wiring structure according to the first embodiment will be described. FIG. 1 shows the connection relationship of the
まず、図１を用いて電力配線の接続関係を説明する。図１は、実施の形態１に係る電力配線構造を電力変換システム１００に適用した構成を示している。
実施の形態１に係る電力配線１０は、電源１と電力変換器２との間に配置される導電線４と導電体５を含んで構成される。
同様に、電力配線１０は電力変換器２と負荷３との間に配置される導電線４と導電体５を含み構成される。 First, the connection relationship of power wiring will be explained using FIG. FIG. 1 shows a configuration in which the power wiring structure according to the first embodiment is applied to apower conversion system 100.
Power wiring 10 according to the first embodiment is configured to include a conductive wire 4 and a conductor 5 arranged between a power source 1 and a power converter 2.
Similarly, thepower wiring 10 includes a conductive wire 4 and a conductor 5 arranged between the power converter 2 and the load 3.
実施の形態１に係る電力配線１０は、電源１と電力変換器２との間に配置される導電線４と導電体５を含んで構成される。
同様に、電力配線１０は電力変換器２と負荷３との間に配置される導電線４と導電体５を含み構成される。 First, the connection relationship of power wiring will be explained using FIG. FIG. 1 shows a configuration in which the power wiring structure according to the first embodiment is applied to a
Similarly, the
電源１は、例えば交流であれば商用電源、直流であれば蓄電池等が該当し、基準となる電位（例えば導電体５）が導電線４に対し、接地線６を介して接続される構成とそうでない構成が存在する。
The power source 1 is, for example, a commercial power source for AC, a storage battery, etc. for DC, and has a configuration in which a reference potential (for example, a conductor 5) is connected to a conductive wire 4 via a ground wire 6. There are configurations where this is not the case.
電力変換器２は、スイッチング素子(IGBTあるいはMOSFET)、リアクトル、電解コンデンサ及びダイオード等からなり、電源１から供給される電力に対し、交流出力を得る場合と、直流出力を得る場合で、選択される素子あるいは回路構造が大きく異なる。
The power converter 2 consists of a switching element (IGBT or MOSFET), a reactor, an electrolytic capacitor, a diode, etc., and can be selected to obtain AC output or DC output for the power supplied from the power supply 1. The elements or circuit structures involved are significantly different.
例えば、電力変換器２で交流出力を得る場合、インバータ回路が構成される。
インバータ回路のスイッチング素子は主に６個用いられ、主に２直列３並列で回路的に接続される。
直列部分のうち、入力の直流電圧の正側に接続されるスイッチング素子を上アーム、負側に接続されるスイッチング素子を下アームと呼ぶ。
上アームと下アームの接続点に導電線４が接続され、合計３つ(３つの上下アーム)の導電線４で出力部が構成される。 For example, when obtaining AC output from thepower converter 2, an inverter circuit is configured.
Six switching elements are mainly used in an inverter circuit, and they are mainly connected in a circuit of two in series and three in parallel.
Among the series parts, the switching element connected to the positive side of the input DC voltage is called the upper arm, and the switching element connected to the negative side is called the lower arm.
Aconductive wire 4 is connected to the connection point between the upper arm and the lower arm, and the output section is constituted by a total of three conductive wires 4 (three upper and lower arms).
インバータ回路のスイッチング素子は主に６個用いられ、主に２直列３並列で回路的に接続される。
直列部分のうち、入力の直流電圧の正側に接続されるスイッチング素子を上アーム、負側に接続されるスイッチング素子を下アームと呼ぶ。
上アームと下アームの接続点に導電線４が接続され、合計３つ(３つの上下アーム)の導電線４で出力部が構成される。 For example, when obtaining AC output from the
Six switching elements are mainly used in an inverter circuit, and they are mainly connected in a circuit of two in series and three in parallel.
Among the series parts, the switching element connected to the positive side of the input DC voltage is called the upper arm, and the switching element connected to the negative side is called the lower arm.
A
電力変換器２は負荷３である例えば電動機に導電線４を介して接続される。電動機は、スイッチング素子のオン、オフ動作により生成された疑似正弦波電流が導電線４を介して入力されることで回転する。
電力変換器２は、接地線６を介し導電体５に接地される場合が多い。 Thepower converter 2 is connected to a load 3, such as a motor, via a conductive wire 4. The electric motor rotates when a pseudo sine wave current generated by the on/off operation of the switching element is inputted via the conductive wire 4 .
Power converter 2 is often grounded to conductor 5 via grounding wire 6 .
電力変換器２は、接地線６を介し導電体５に接地される場合が多い。 The
導電体５は、使用箇所において基準電位となる金属である。例として、空調機であれば金属筐体が基準電位となる。
The conductor 5 is a metal that has a reference potential at the point where it is used. For example, in the case of an air conditioner, the metal casing serves as the reference potential.
電源１から供給される電力は、電力配線１０を介して電力変換器２に入力され、電力を任意の形態(電圧値、電流値、直流、交流(周波数))に変化させたのち、電力配線１０を介し負荷３に対し出力される。
The power supplied from the power supply 1 is input to the power converter 2 via the power wiring 10, and after changing the power into an arbitrary form (voltage value, current value, direct current, alternating current (frequency)), the power is connected to the power wiring. It is outputted to the load 3 via 10.
次に、電力配線１０の構造について、電力配線１０の断面図である図２を用いて具体的に説明する。
Next, the structure of the power wiring 10 will be specifically described using FIG. 2, which is a cross-sectional view of the power wiring 10.
電力配線１０は、電流を流すための導電線４と、導電線４を覆う絶縁体１１と、絶縁体１１を覆う金属製の導電体５と、導電体５の表面上に配置された磁性体１２とを有している。
The power wiring 10 includes a conductive wire 4 for flowing current, an insulator 11 covering the conductive wire 4, a metal conductor 5 covering the insulator 11, and a magnetic material disposed on the surface of the conductor 5. 12.
導電線４は通常銅あるいはアルミなど、導電性の高い材料が用いられる。絶縁体１１は、導電線４の周囲を囲うように配置され、例としてワニスによる含侵などで構成される。絶縁体１１の絶縁材料は放熱性が高いものが好ましい。
導電体５は、絶縁体１１の周囲を囲うように構成される。この導電体５も導電線4と同様に銅あるいはアルミなどの導電性の高い金属が好ましい。
磁性体１２は、任意の形状をしており、導電体５の外側に位置する。例えば、磁性体シートを張り付けることで効果が得られる。ただし、導電体５と磁性体１２は接触している必要はなく、間に固定具を設置する、もしくは、別途構造部分に固定する、また、導電体５と磁性体１２が一体の場合(導電体５の比透磁率が1でない)についても効果がある。 Theconductive wire 4 is usually made of a highly conductive material such as copper or aluminum. The insulator 11 is arranged so as to surround the conductive wire 4, and is formed by impregnation with varnish, for example. It is preferable that the insulating material of the insulator 11 has high heat dissipation properties.
Theconductor 5 is configured to surround the insulator 11 . Like the conductive wire 4, this conductor 5 is also preferably made of a highly conductive metal such as copper or aluminum.
Themagnetic body 12 has an arbitrary shape and is located outside the conductor 5. For example, an effect can be obtained by attaching a magnetic sheet. However, the conductor 5 and the magnetic body 12 do not need to be in contact with each other; a fixture may be installed between them, or they may be separately fixed to a structural part, or if the conductor 5 and the magnetic body 12 are integrated (conductor It is also effective when the relative magnetic permeability of the body 5 is not 1).
導電体５は、絶縁体１１の周囲を囲うように構成される。この導電体５も導電線4と同様に銅あるいはアルミなどの導電性の高い金属が好ましい。
磁性体１２は、任意の形状をしており、導電体５の外側に位置する。例えば、磁性体シートを張り付けることで効果が得られる。ただし、導電体５と磁性体１２は接触している必要はなく、間に固定具を設置する、もしくは、別途構造部分に固定する、また、導電体５と磁性体１２が一体の場合(導電体５の比透磁率が1でない)についても効果がある。 The
The
The
次に、本実施の形態に係る電力配線構造における作用について説明する。
まず言葉の定義として、後述する反射とは磁束が物質内を通過する際に渦電流を発生させ、その渦電流自身が発生する磁束により磁束同士が打ち消す作用のことを定義する。 Next, the effect of the power wiring structure according to this embodiment will be explained.
First, as a definition of the term, reflection, which will be described later, is defined as an effect in which eddy currents are generated when magnetic flux passes through a substance, and the magnetic fluxes cancel each other out due to the magnetic flux generated by the eddy current itself.
まず言葉の定義として、後述する反射とは磁束が物質内を通過する際に渦電流を発生させ、その渦電流自身が発生する磁束により磁束同士が打ち消す作用のことを定義する。 Next, the effect of the power wiring structure according to this embodiment will be explained.
First, as a definition of the term, reflection, which will be described later, is defined as an effect in which eddy currents are generated when magnetic flux passes through a substance, and the magnetic fluxes cancel each other out due to the magnetic flux generated by the eddy current itself.
また、反射損失とは、物質に入射する磁束が反射の影響で、損失する量と定義する。さらに、吸収とは、磁束が物質内を通過する際に、ジュール熱に変換される作用と定義する。加えて、吸収損失とは、物質に入射する磁束が吸収の影響で、損失する量と定義する。
In addition, reflection loss is defined as the amount of magnetic flux incident on a substance lost due to reflection. Furthermore, absorption is defined as the effect of converting magnetic flux into Joule heat when it passes through a substance. In addition, absorption loss is defined as the amount of magnetic flux incident on a substance lost due to absorption.
導電線４には前述の通り電流の経路となるため、磁束が発生する。その磁束は近傍にある他機器に干渉し、機器の誤作動につながる。
Since the conductive wire 4 serves as a current path as described above, magnetic flux is generated. The magnetic flux interferes with other nearby equipment, leading to equipment malfunction.
一般に、反射損失が大きくなる周波数は物質の材料あるいは厚みによるが、例として、厚み２０ｍｍのアルミニウムに、１ｋＨｚの周波数を持つ磁束が入射した際は、減衰量は３ｄＢであるのに対し、１００ｋＨｚの周波数を持つ磁束が入射した際は、減衰量は３０ｄＢとなり、磁束の周波数が変化することで磁束の遮蔽効果が２７ｄＢも変化することがわかる。
Generally, the frequency at which reflection loss becomes large depends on the material or thickness of the material, but for example, when a magnetic flux with a frequency of 1 kHz is incident on aluminum with a thickness of 20 mm, the attenuation amount is 3 dB, but attenuation at 100 kHz is It can be seen that when a magnetic flux with a frequency is incident, the attenuation amount is 30 dB, and as the frequency of the magnetic flux changes, the magnetic flux shielding effect changes by 27 dB.
実施の形態１における電力配線１０の構造によると、電流から生じる磁束のうち、周波数が高いものは導電体5を通過する際に渦電流を発生させ、反射を発生させるため、反射損失が大きくなり、磁界が低減される。
According to the structure of the power wiring 10 in Embodiment 1, among the magnetic flux generated from the current, high-frequency magnetic flux generates eddy currents and reflections when passing through the conductor 5, resulting in a large reflection loss. , the magnetic field is reduced.
一方で、磁束の周波数が低い場合は、シールドの反射損失が小さくなるため、磁束が導電体5によるシールドを透過する。
導電体５によって減衰できずに通過した磁束は、周囲の空気等に比べ磁気抵抗の低い磁性体１２に入射する。
磁性体１２に入射した際、低周波の場合前述した吸収作用が発生し、入射した磁束はジュール熱に変換され、損失となる。例として、厚み２０ｍｍの鋼鉄に１ｋＨｚの磁束を入射した場合、１０ｄＢ減衰するため、同条件でのアルミの減衰量と比較して７ｄＢ程度減衰効果が増加する。 On the other hand, when the frequency of the magnetic flux is low, the reflection loss of the shield becomes small, so that the magnetic flux passes through the shield formed by theconductor 5.
The magnetic flux that has passed through without being attenuated by theconductor 5 is incident on the magnetic body 12, which has a lower magnetic resistance than the surrounding air or the like.
When the magnetic flux is incident on themagnetic body 12, the above-described absorption effect occurs in the case of a low frequency, and the incident magnetic flux is converted into Joule heat, resulting in a loss. For example, when a magnetic flux of 1 kHz is applied to steel with a thickness of 20 mm, it is attenuated by 10 dB, so the attenuation effect increases by about 7 dB compared to the amount of attenuation for aluminum under the same conditions.
導電体５によって減衰できずに通過した磁束は、周囲の空気等に比べ磁気抵抗の低い磁性体１２に入射する。
磁性体１２に入射した際、低周波の場合前述した吸収作用が発生し、入射した磁束はジュール熱に変換され、損失となる。例として、厚み２０ｍｍの鋼鉄に１ｋＨｚの磁束を入射した場合、１０ｄＢ減衰するため、同条件でのアルミの減衰量と比較して７ｄＢ程度減衰効果が増加する。 On the other hand, when the frequency of the magnetic flux is low, the reflection loss of the shield becomes small, so that the magnetic flux passes through the shield formed by the
The magnetic flux that has passed through without being attenuated by the
When the magnetic flux is incident on the
以上のような実施の形態１に係る電力配線１０の構造によれば、導電体５の外側に、磁性体１２を設置することで、従来技術の導電体５のみでは遮蔽できない比較的低周波の磁束を、磁性体の吸収作用により熱に変換することで、入射磁束を減衰させ、遮蔽できる。
なお、上記に示した効果は、選定する導電体５及び磁性体１２の材料特性に大きく依存するため、例として示したアルミあるいは鋼鉄等の材料に限定しない。 According to the structure of thepower wiring 10 according to the first embodiment as described above, by installing the magnetic material 12 on the outside of the electrical conductor 5, relatively low frequency waves that cannot be shielded by the electrical conductor 5 alone of the conventional technology can be shielded. By converting the magnetic flux into heat through the absorption action of the magnetic material, the incident magnetic flux can be attenuated and shielded.
Note that the effects shown above largely depend on the material characteristics of theconductor 5 and magnetic material 12 selected, so they are not limited to materials such as aluminum or steel shown as examples.
なお、上記に示した効果は、選定する導電体５及び磁性体１２の材料特性に大きく依存するため、例として示したアルミあるいは鋼鉄等の材料に限定しない。 According to the structure of the
Note that the effects shown above largely depend on the material characteristics of the
実施の形態２．
実施の形態２に係る電力配線１０の構造について説明する。
図３は、実施の形態２に係る電力配線１０の構造を示しており、実施の形態１の磁性体１２に相当する磁性体１２が導電体５の表面を覆うように設けられていることを特徴とする。
基本的な磁束の遮蔽作用及び効果については、実施の形態１と同様である。Embodiment 2.
The structure of thepower wiring 10 according to the second embodiment will be explained.
FIG. 3 shows the structure of thepower wiring 10 according to the second embodiment, and shows that a magnetic body 12 corresponding to the magnetic body 12 of the first embodiment is provided so as to cover the surface of the conductor 5. Features.
The basic magnetic flux shielding action and effect are the same as in the first embodiment.
実施の形態２に係る電力配線１０の構造について説明する。
図３は、実施の形態２に係る電力配線１０の構造を示しており、実施の形態１の磁性体１２に相当する磁性体１２が導電体５の表面を覆うように設けられていることを特徴とする。
基本的な磁束の遮蔽作用及び効果については、実施の形態１と同様である。
The structure of the
FIG. 3 shows the structure of the
The basic magnetic flux shielding action and effect are the same as in the first embodiment.
本実施の形態により、追加で得られる効果は、磁性体１２が導電体５を覆う形状にすることにより、磁性体１２の磁気回路が閉じ、閉ループが形成されることで、インダクタンスが高くなる効果である。
インダクタンスの上昇により、高い周波数の電流に対し、インピーダンスが高く見え、高周波の伝導ノイズを減衰させる効果も持つ。 An additional effect obtained by this embodiment is that by forming themagnetic body 12 in a shape that covers the conductor 5, the magnetic circuit of the magnetic body 12 is closed and a closed loop is formed, thereby increasing the inductance. It is.
Due to the increase in inductance, the impedance appears high for high-frequency currents, and it also has the effect of attenuating high-frequency conduction noise.
インダクタンスの上昇により、高い周波数の電流に対し、インピーダンスが高く見え、高周波の伝導ノイズを減衰させる効果も持つ。 An additional effect obtained by this embodiment is that by forming the
Due to the increase in inductance, the impedance appears high for high-frequency currents, and it also has the effect of attenuating high-frequency conduction noise.
材料は、Ｍｎ－Ｚｎなど高い比透磁率持つ磁性材料を選定することがノイズ抑制効果を有効であるが、発熱により磁気飽和が発生してしまうと、磁性体としての効果が失われてしまう。そのため、磁気飽和が発生しないよう、流れる電流量に応じて、磁性体の形状を最適に設計する必要がある。
Selecting a magnetic material with high relative magnetic permeability, such as Mn-Zn, is effective in suppressing noise, but if magnetic saturation occurs due to heat generation, the effect as a magnetic material is lost. Therefore, it is necessary to optimally design the shape of the magnetic body according to the amount of current flowing so that magnetic saturation does not occur.
実施の形態３．
実施の形態３に係る電力配線１０の構造について説明する。
図４は、実施の形態３に係る電力配線１０の構造を示しており、実施の形態１の磁性体１２に相当する磁性体１２が板状であり、その一端が導電体５の表面に接するようフィン状に複数並べて設けられている。導電体５と磁性体１２は接着剤等を介して接続される。Embodiment 3.
The structure ofpower wiring 10 according to Embodiment 3 will be explained.
FIG. 4 shows the structure ofpower wiring 10 according to Embodiment 3, in which a magnetic body 12 corresponding to the magnetic body 12 of Embodiment 1 is plate-shaped, and one end thereof is in contact with the surface of conductor 5. A plurality of them are arranged in a fin shape. The conductor 5 and the magnetic body 12 are connected via adhesive or the like.
実施の形態３に係る電力配線１０の構造について説明する。
図４は、実施の形態３に係る電力配線１０の構造を示しており、実施の形態１の磁性体１２に相当する磁性体１２が板状であり、その一端が導電体５の表面に接するようフィン状に複数並べて設けられている。導電体５と磁性体１２は接着剤等を介して接続される。
The structure of
FIG. 4 shows the structure of
導電線４に流れる電流から発する磁束は、磁性体１２に吸収され、発熱することで磁束を抑制する。
発熱は磁性体１２の磁気飽和の原因となるため、表面積を増大した構造にすることで、磁性体１２から発する熱が周囲気体に逃げる量(冷却性能)を向上させることが可能となり、発熱の耐性が向上する。
また、複数の磁性体１２が並べられることにより、磁束の低減性能が枚数の数だけ増加。厚みあるいは材質等、目的に合わせて調整することで、効果のある周波数帯域を任意に設定可能となる。 The magnetic flux generated from the current flowing through theconductive wire 4 is absorbed by the magnetic body 12 and generates heat, thereby suppressing the magnetic flux.
Heat generation causes magnetic saturation of themagnetic body 12, so by creating a structure with an increased surface area, it is possible to improve the amount of heat generated from the magnetic body 12 escaping to the surrounding gas (cooling performance), which reduces heat generation. Improves resistance.
Furthermore, by arranging a plurality ofmagnetic bodies 12, the magnetic flux reduction performance increases by the number of magnetic bodies 12. By adjusting the thickness, material, etc. according to the purpose, it is possible to arbitrarily set an effective frequency band.
発熱は磁性体１２の磁気飽和の原因となるため、表面積を増大した構造にすることで、磁性体１２から発する熱が周囲気体に逃げる量(冷却性能)を向上させることが可能となり、発熱の耐性が向上する。
また、複数の磁性体１２が並べられることにより、磁束の低減性能が枚数の数だけ増加。厚みあるいは材質等、目的に合わせて調整することで、効果のある周波数帯域を任意に設定可能となる。 The magnetic flux generated from the current flowing through the
Heat generation causes magnetic saturation of the
Furthermore, by arranging a plurality of
次に、実施の形態３の変形例について説明する。
図５は、実施の形態３の変形例である電力配線１０の構造を示しており、導電体５の表面上に金属板１３を設け、金属板１３の表面に磁性体１２を固定する構成にしている。即ち、板状の金属板１３が導電体５にフィン状に複数設けられており、金属板１３の表面に磁性体１２が配置されている。 Next, a modification of the third embodiment will be described.
FIG. 5 shows the structure of apower wiring 10 that is a modification of the third embodiment, in which a metal plate 13 is provided on the surface of the conductor 5, and a magnetic material 12 is fixed to the surface of the metal plate 13. ing. That is, a plurality of plate-shaped metal plates 13 are provided on the conductor 5 in the form of fins, and the magnetic body 12 is arranged on the surface of the metal plate 13.
図５は、実施の形態３の変形例である電力配線１０の構造を示しており、導電体５の表面上に金属板１３を設け、金属板１３の表面に磁性体１２を固定する構成にしている。即ち、板状の金属板１３が導電体５にフィン状に複数設けられており、金属板１３の表面に磁性体１２が配置されている。 Next, a modification of the third embodiment will be described.
FIG. 5 shows the structure of a
具体例として、金属板１３は銅あるいはアルミ製の冷却フィンを用いる。また、磁性体１２は板状若しくはシート状のもの等で構成され、金属板１３と放熱性に優れた接着剤により接続される。
As a specific example, the metal plate 13 uses cooling fins made of copper or aluminum. Further, the magnetic body 12 is formed of a plate or sheet, and is connected to the metal plate 13 with an adhesive having excellent heat dissipation properties.
これにより、磁性体により生じた発熱が、より冷却効果の高い金属板１３に伝導し、フィン間を流れる冷媒(気体あるいは流体)により冷却され、発熱耐性が向上する。加えて、導電線４により生ずる発熱も金属板１３により、同時に冷却可能なため、導電線４の断面積を小さくでき、電力配線１０全体の小型化が可能となる。
さらに、金属板自体も、反射作用による遮蔽効果を持つので、比較的高周波帯の磁束の遮蔽効果向上が可能となる。 As a result, the heat generated by the magnetic material is conducted to themetal plate 13, which has a higher cooling effect, and is cooled by the refrigerant (gas or fluid) flowing between the fins, improving resistance to heat generation. In addition, since the heat generated by the conductive wire 4 can be simultaneously cooled by the metal plate 13, the cross-sectional area of the conductive wire 4 can be reduced, and the entire power wiring 10 can be downsized.
Furthermore, since the metal plate itself has a shielding effect due to reflection, it is possible to improve the shielding effect of magnetic flux in a relatively high frequency band.
さらに、金属板自体も、反射作用による遮蔽効果を持つので、比較的高周波帯の磁束の遮蔽効果向上が可能となる。 As a result, the heat generated by the magnetic material is conducted to the
Furthermore, since the metal plate itself has a shielding effect due to reflection, it is possible to improve the shielding effect of magnetic flux in a relatively high frequency band.
次に、実施の形態３の別の変形例について説明する。
図６は、実施の形態３の別の変形例である電力配線１０の構造を示しており、磁性体１２の表面、裏面の両面に金属板１３を接触して配置した構成にしている。
これにより、さらに放熱効果、さらに遮蔽効果が向上する。 Next, another modification of the third embodiment will be described.
FIG. 6 shows the structure of apower wiring 10 that is another modification of the third embodiment, in which a metal plate 13 is placed in contact with both the front and back surfaces of the magnetic body 12.
This further improves the heat dissipation effect and the shielding effect.
図６は、実施の形態３の別の変形例である電力配線１０の構造を示しており、磁性体１２の表面、裏面の両面に金属板１３を接触して配置した構成にしている。
これにより、さらに放熱効果、さらに遮蔽効果が向上する。 Next, another modification of the third embodiment will be described.
FIG. 6 shows the structure of a
This further improves the heat dissipation effect and the shielding effect.
実施の形態４．
実施の形態４に係る電力配線１０の構造について説明する。
図７は、実施の形態４に係る電力配線１０の構造を示しており、実施の形態３における金属板１３及び磁性体１２に相当するものとして、磁性体を含有、混合した磁性導電体１４を設けた構成になっている。Embodiment 4.
The structure ofpower wiring 10 according to Embodiment 4 will be explained.
FIG. 7 shows the structure of apower wiring 10 according to a fourth embodiment, in which a magnetic conductor 14 containing or mixed with a magnetic material is used as a material corresponding to the metal plate 13 and the magnetic material 12 in the third embodiment. It has a set configuration.
実施の形態４に係る電力配線１０の構造について説明する。
図７は、実施の形態４に係る電力配線１０の構造を示しており、実施の形態３における金属板１３及び磁性体１２に相当するものとして、磁性体を含有、混合した磁性導電体１４を設けた構成になっている。
The structure of
FIG. 7 shows the structure of a
この構造により、放熱効果、及び遮蔽効果を１つの部品、部材で両立することが可能となるため、製造工程の簡易化が可能となる。磁性体を含有した磁性導電体１４としては、例えば、鉄あるいはニッケル等を含有する合金等が考えられる。
With this structure, it is possible to achieve both the heat dissipation effect and the shielding effect with one component or member, so the manufacturing process can be simplified. As the magnetic conductor 14 containing a magnetic substance, for example, an alloy containing iron or nickel can be considered.
実施の形態５．
実施の形態５に係る電力配線１０の構造について説明する。
図８は、実施の形態５に係る電力配線１０の構造を示しており、電流を流すための導電線４と、導電線４を覆う絶縁体１１と、絶縁体１１を覆う、磁性体を含有した磁性導電体１４を有している。Embodiment 5.
The structure ofpower wiring 10 according to Embodiment 5 will be described.
FIG. 8 shows the structure of apower wiring 10 according to the fifth embodiment, which includes a conductive wire 4 for passing current, an insulator 11 covering the conductive wire 4, and a magnetic material that covers the insulator 11. The magnetic conductor 14 has a magnetic conductor 14.
実施の形態５に係る電力配線１０の構造について説明する。
図８は、実施の形態５に係る電力配線１０の構造を示しており、電流を流すための導電線４と、導電線４を覆う絶縁体１１と、絶縁体１１を覆う、磁性体を含有した磁性導電体１４を有している。
The structure of
FIG. 8 shows the structure of a
磁性体を含有した磁性導電体１４を配置することにより、導電体５のみのシールドの場合と比較して、磁束の遮蔽可能な周波数範囲が広がるほか、製造工程の簡易化も可能となる。
By arranging the magnetic conductor 14 containing a magnetic substance, the frequency range in which the magnetic flux can be shielded is widened, and the manufacturing process can be simplified, compared to the case of shielding only with the conductor 5.
実施の形態６．
上述した実施の形態に限定されるものではなく、例えば、次のような実施の形態であってもよい。
（１）上述の実施の形態に係る電力配線１０においては、１つの導電線４を含む構成としたが、２つ以上の導電線を含む構成でもよい。その場合、導電線４のような、断面が長方形である導電線４の長辺、即ち幅広面を対向させ、その間に絶縁体１１を挟むような構成により、伝導ノイズに対して効果が生じる。
（２）導電体５の表面上に一端が接続される、磁性体１２、金属板１３、磁性体を含有した磁性導電体１４は、板状の構成としたが、他の表面積が広くなる構成でもよい。また、その配置方法あるいは枚数、物性等も周囲環境を鑑み、適宜変更して構わない。例えば、磁束を干渉させたくない方向に対して、密に配置する、放熱を考慮して疎に配置するなどが考えられる。Embodiment 6.
The present invention is not limited to the embodiments described above, and, for example, the following embodiments may be used.
(1) Although thepower wiring 10 according to the embodiment described above includes one conductive wire 4, it may have a configuration including two or more conductive wires. In that case, a configuration in which the long sides, ie, wide sides, of the conductive wire 4 having a rectangular cross section, such as the conductive wire 4, are opposed to each other and the insulator 11 is sandwiched therebetween is effective against conduction noise.
(2) Themagnetic body 12, the metal plate 13, and the magnetic conductor 14 containing the magnetic body, which have one end connected to the surface of the conductor 5, have a plate-like configuration, but other configurations have a large surface area. But that's fine. Further, the arrangement method, number of sheets, physical properties, etc. may be changed as appropriate in consideration of the surrounding environment. For example, it is possible to arrange them densely in a direction in which magnetic flux does not want to interfere, or to arrange them sparsely in consideration of heat radiation.
上述した実施の形態に限定されるものではなく、例えば、次のような実施の形態であってもよい。
（１）上述の実施の形態に係る電力配線１０においては、１つの導電線４を含む構成としたが、２つ以上の導電線を含む構成でもよい。その場合、導電線４のような、断面が長方形である導電線４の長辺、即ち幅広面を対向させ、その間に絶縁体１１を挟むような構成により、伝導ノイズに対して効果が生じる。
（２）導電体５の表面上に一端が接続される、磁性体１２、金属板１３、磁性体を含有した磁性導電体１４は、板状の構成としたが、他の表面積が広くなる構成でもよい。また、その配置方法あるいは枚数、物性等も周囲環境を鑑み、適宜変更して構わない。例えば、磁束を干渉させたくない方向に対して、密に配置する、放熱を考慮して疎に配置するなどが考えられる。
The present invention is not limited to the embodiments described above, and, for example, the following embodiments may be used.
(1) Although the
(2) The
本願は、様々な例示的な実施の形態及び実施例が記載されているが、１つ、または複数の実施の形態に記載された様々な特徴、態様、及び機能は特定の実施の形態の適用に限られるのではなく、単独で、または様々な組み合わせで実施の形態に適用可能である。
したがって、例示されていない無数の変形例が、本願に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも１つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合、さらには、少なくとも１つの構成要素を抽出し、他の実施の形態の構成要素と組み合わせる場合が含まれるものとする。 Although this application describes various exemplary embodiments and examples, various features, aspects, and functions described in one or more embodiments may be applicable to a particular embodiment. The present invention is not limited to, and can be applied to the embodiments alone or in various combinations.
Therefore, countless variations not illustrated are envisioned within the scope of the technology disclosed herein. For example, this includes cases where at least one component is modified, added, or omitted, and cases where at least one component is extracted and combined with components of other embodiments.
したがって、例示されていない無数の変形例が、本願に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも１つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合、さらには、少なくとも１つの構成要素を抽出し、他の実施の形態の構成要素と組み合わせる場合が含まれるものとする。 Although this application describes various exemplary embodiments and examples, various features, aspects, and functions described in one or more embodiments may be applicable to a particular embodiment. The present invention is not limited to, and can be applied to the embodiments alone or in various combinations.
Therefore, countless variations not illustrated are envisioned within the scope of the technology disclosed herein. For example, this includes cases where at least one component is modified, added, or omitted, and cases where at least one component is extracted and combined with components of other embodiments.
１ 電源、２ 電力変換器、３ 負荷、４ 導電線、５ 導電体、１０ 電力配線、１１ 絶縁体、１２ 磁性体、１３ 金属板、１４ 磁性導電体
1 power source, 2 power converter, 3 load, 4 conductive wire, 5 conductor, 10 power wiring, 11 insulator, 12 magnetic material, 13 metal plate, 14 magnetic conductor
Claims (9)
- 電流を流すための導電線と、前記導電線を覆う絶縁体と、前記絶縁体を覆う導電体と、前記導電体の表面上に配置された磁性体と、を有することを特徴とする電力配線構造。 Power wiring characterized by having a conductive wire for flowing current, an insulator covering the conductive wire, a conductor covering the insulator, and a magnetic body disposed on the surface of the conductor. structure.
- 前記磁性体は、前記導電体を覆っていることを特徴とする請求項１に記載の電力配線構造。 The power wiring structure according to claim 1, wherein the magnetic material covers the electrical conductor.
- 前記磁性体は、板状であり、前記導電体にフィン状に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の電力配線構造。 The power wiring structure according to claim 1, wherein the magnetic body is plate-shaped and provided in the shape of a fin on the conductor.
- 板状の金属板が前記導電体にフィン状に設けられており、前記金属板の表面に前記磁性体が配置されていることを特徴とする請求項３に記載の電力配線構造。 4. The power wiring structure according to claim 3, wherein a plate-shaped metal plate is provided in the shape of a fin on the conductor, and the magnetic body is arranged on the surface of the metal plate.
- 前記金属板が前記磁性体の両面に配置されていることを特徴とする請求項４に記載の電力配線構造。 The power wiring structure according to claim 4, wherein the metal plate is arranged on both sides of the magnetic body.
- 前記磁性体は、導電性を有していることを特徴とする請求項３に記載の電力配線構造。 4. The power wiring structure according to claim 3, wherein the magnetic material has electrical conductivity.
- 電流を流すための導電線と、前記導電線を覆う絶縁体と、前記絶縁体を覆う、磁性体が含有された磁性導電体と、を有することを特徴とする電力配線構造。 A power wiring structure characterized by having a conductive wire for flowing current, an insulator covering the conductive wire, and a magnetic conductor containing a magnetic material covering the insulator.
- 断面が長方形である複数の導電線を、長方形の幅広面が絶縁体を介して対向するよう配置されていることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載された電力配線構造。 The power source according to any one of claims 1 to 7, characterized in that a plurality of conductive wires each having a rectangular cross section are arranged such that their rectangular wide sides face each other with an insulator in between. Wiring structure.
- 電源と電力変換器の間、及び前記電力変換器と負荷の間に設けられた請求項１から請求項８のいずれか１項に記載された電力配線構造。 The power wiring structure according to any one of claims 1 to 8, provided between a power source and a power converter and between the power converter and a load.
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Citations (4)
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- 2022-06-06 JP JP2022566387A patent/JP7199624B1/en active Active
- 2022-06-06 WO PCT/JP2022/022711 patent/WO2023238171A1/en unknown
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