電力變換裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明的電力變換裝置(1)具備將直流電力變換為交流電力的功率模塊(4)、將輸入端子(12、13)與功率模塊(4)連接的第一和第二供電母線(5、6)以及收納第一和第二供電母線(5、6)和功率模塊(4)的金屬框體(7)，使第一供電母線(5)與金屬框體(7)之間的電容耦合和第二供電母線(6)與金屬框體(7)之間的電容耦合大致一致。由此，減少開關(guān)噪聲向金屬框體傳播來降低輻射噪聲。
【專利說明】電力變換裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于驅(qū)動車輛用的電動機(jī)等的電力變換裝置，特別是涉及一種用于降低開關(guān)噪聲的電力變換裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在電動汽車中，用于從電能獲得機(jī)械能的所謂的汽車用功率電子系統(tǒng)(powerelectronics system)主要由用于供給直流電源的電池組、將直流變換為交流的逆變器等電力變換裝置以及從電力變換裝置的電輸出獲得旋轉(zhuǎn)力的馬達(dá)構(gòu)成。
[0003]馬達(dá)利用從電力變換裝置輸出的交流電力，通過電磁作用來獲得旋轉(zhuǎn)力。
[0004]電力變換裝置利用屏蔽線與電池組相連接，在其框體內(nèi)容納有被模塊化的由功率半導(dǎo)體元件構(gòu)成的開關(guān)組(功率模塊)和電容器。在此，在電力變換裝置中，為了將功率模塊與從電池組弓I出的屏蔽線連接而連接有板狀的導(dǎo)體(母排)，作為電容器，連接有吸收電力變換裝置的輸入電壓的變動的平滑電容器。該平滑電容器與將電池組和電力變換裝置連接的供電母線相連接，抑制了由于切換引起的電壓的變動的一部分。另外，在電力變換裝置的框體內(nèi)部存在對由功率半導(dǎo)體元件構(gòu)成的開關(guān)組進(jìn)行打開、閉合來控制馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)的控制電路。
[0005]這種結(jié)構(gòu)的電力變換裝置根據(jù)來自控制電路的信號對開關(guān)組進(jìn)行打開、閉合，由此對電池組的直流電力進(jìn)行變換來生成用于獲得馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)力的交流電力。
[0006]另外，在如上述那樣的電力變換裝置中，在對存在于內(nèi)部的開關(guān)進(jìn)行打開、閉合時(shí)產(chǎn)生開關(guān)噪聲。關(guān)于該開關(guān)噪聲，例如當(dāng)考慮在車輛上載置電力變換裝置的情況時(shí)，還擔(dān)心針對被搭載于車輛的車載收音機(jī)的收聽產(chǎn)生影響而難以收聽收音機(jī)、產(chǎn)生刺耳的噪音等有時(shí)對車載的其它數(shù)字設(shè)備的動作帶來不良影響。
[0007]因此，在以往，作為用于降低由于切換引起的浪涌電壓的技術(shù)，公開有專利文獻(xiàn)I。在該專利文獻(xiàn)I中，構(gòu)成為在電力變換裝置所利用的半導(dǎo)體裝置中，將與電源的正極側(cè)連接的電極和與電源的負(fù)極側(cè)連接的電極平行配置，流過各電極的電流的方向相反。由此，由電流產(chǎn)生的磁通量相抵而降低電感，因此降低了由于切換引起的浪涌電壓。
[0008]專利文獻(xiàn)1:日本特開2005-236108號公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]然而，在上述以往的半導(dǎo)體裝置中，存在如下問題點(diǎn):在將半導(dǎo)體裝置收納在金屬框體中的情況下，正極側(cè)的電極與金屬框體之間的電容耦合不同于負(fù)極側(cè)的電極與金屬框體之間的電容耦合，因此在正極側(cè)的電極和負(fù)極側(cè)的電極中產(chǎn)生的開關(guān)噪聲傳播至金屬框體，例如成為收音機(jī)噪聲等的產(chǎn)生原因。
[0010]這種從電極向金屬框體傳播的噪聲的頻率由包含電極尺寸的電氣特性決定。例如，當(dāng)將電極為板狀時(shí)的各邊的尺寸設(shè)為a、b、將板之間的介電常數(shù)設(shè)為ε r時(shí)，噪聲的頻率能夠表示為下面所示的式(I)那樣。[0011][數(shù) I]
【權(quán)利要求】
1.一種電力變換裝置，將從直流電源供給的直流電力變換為交流電力，該電力變換裝置的特征在于，具備: 第一輸入端子，其與上述直流電源的正極連接； 第二輸入端子，其與上述直流電源的負(fù)極連接； 功率模塊，其將從上述直流電源供給的直流電力變換為交流電力； 第一供電母線，其將上述第一輸入端子與上述功率模塊連接； 第二供電母線，其將上述第二輸入端子與上述功率模塊連接； 金屬框體，其收納上述第一供電母線和上述第二供電母線以及上述功率模塊， 其中，使上述第一供電母線與上述金屬框體之間的電容耦合和上述第二供電母線與上述金屬框體之間的電容耦合大致一致。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力變換裝置，其特征在于， 通過調(diào)整上述第一供電母線與上述金屬框體之間的距離和上述第二供電母線與上述金屬框體之間的距離的關(guān)系，來使上述第一供電母線與上述金屬框體之間的電容耦合和上述第二供電母線與上述金屬框體之間的電容耦合大致一致。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力變換裝置，其特征在于， 通過調(diào)整上述第一供電母線與上述金屬框體之間的介電常數(shù)和上述第二供電母線與上述金屬框體之間的介電常數(shù)的關(guān)系，來使上述第一供電母線與上述金屬框體之間的電容耦合和上述第二供電母線與上述金屬框體之間的電容耦合大致一致。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電力變換裝置，其特征在于， 通過在上述第一供電母線與上述金屬框體之間和/或在上述第二供電母線與上述金屬框體之間配置電介質(zhì)或磁性體，來調(diào)整上述第一供電母線與上述金屬框體之間的介電常數(shù)和上述第二供電母線與上述金屬框體之間的介電常數(shù)的關(guān)系。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力變換裝置，其特征在于， 通過調(diào)整上述第一供電母線的與上述金屬框體相向的面積和上述第二供電母線的與上述金屬框體相向的面積的關(guān)系，來使上述第一供電母線與上述金屬框體之間的電容耦合和上述第二供電母線與上述金屬框體之間的電容耦合大致一致。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力變換裝置，其特征在于， 通過調(diào)整上述第一供電母線與上述金屬框體之間的距離和上述第二供電母線與上述金屬框體之間的距離的關(guān)系、上述第一供電母線與上述金屬框體之間的介電常數(shù)和上述第二供電母線與上述金屬框體之間的介電常數(shù)的關(guān)系、以及上述第一供電母線的與上述金屬框體相向的面積和上述第二供電母線的與上述金屬框體相向的面積的關(guān)系，來使上述第一供電母線與上述金屬框體之間的電容耦合和上述第二供電母線與上述金屬框體之間的電容耦合大致一致。
7.根據(jù)權(quán)利要求1~6中的任一項(xiàng)所述的電力變換裝置，其特征在于， 上述第一供電母線和上述第二供電母線分別由板狀導(dǎo)電部件形成，上述第一供電母線和上述第二供電母線彼此以面積大的平面相向地配置。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電力變換裝置，其特征在于， 上述第一供電母線和上述第二供電母線使面積小的平面與上述金屬框體相向地配置。
9.根據(jù)權(quán)利要求1~8中的任一項(xiàng)所述的電力變換裝置，其特征在于，上述第一供電母線和上述第二供電母線由樹脂模制而成。
10.根據(jù)權(quán)利要求1~9中的任一項(xiàng)所述的電力變換裝置，其特征在于， 還設(shè)置與上述金屬框體導(dǎo)通的框體導(dǎo)電部件，在上述框體導(dǎo)電部件與上述金屬框體之間配置上述第一供電母線以及上述第二供電母線。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的電力變換裝置，其特征在于， 在控制上述功率模塊的控制裝置與上述第一供電母線和上述第二供電母線之間配置上述框體導(dǎo)電部件。
12.根據(jù)權(quán)利要求1~11中的任一項(xiàng)所述的電力變換裝置，其特征在于， 上述第一供電母線和上述第二供電母線在中途交叉，配置在相對于上述金屬框體對稱的位置上。
13.根據(jù)權(quán)利要求1~11中的任一項(xiàng)所述的電力變換裝置，其特征在于， 上述第一供電母線和上述第二供電母線分別由多個(gè)板狀導(dǎo)電部件構(gòu)成，上述板狀導(dǎo)電部件配置在相對于上述金 屬框體對稱的位置上。
14.根據(jù)權(quán)利要求1~13中的任一項(xiàng)所述的電力變換裝置，其特征在于， 將上述第一供電母線與上述金屬框體之間的電容耦合和上述第二供電母線與上述金屬框體之間的電容耦合之差除以上述第一供電母線與上述金屬框體之間的電容耦合和上述第二供電母線與上述金屬框體之間的電容耦合之和得到的電容耦合的商為2以下。
15.根據(jù)權(quán)利要求1~14中的任一項(xiàng)所述的電力變換裝置，其特征在于， 將上述第一供電母線與上述金屬框體之間的感應(yīng)耦合和上述第二供電母線與上述金屬框體之間的感應(yīng)耦合之差除以上述第一供電母線與上述金屬框體之間的感應(yīng)耦合和上述第二供電母線與上述金屬框體之間的感應(yīng)耦合之和得到的感應(yīng)耦合的商為2以下。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的電力變換裝置，其特征在于， 上述電容耦合的商與上述感應(yīng)耦合的商之積為2以下。
17.一種電力變換裝置，將從直流電源供給的直流電力變換為交流電力，該電力變換裝置的特征在于，具備: 第一輸入端子，其與上述直流電源的正極連接； 第二輸入端子，其與上述直流電源的負(fù)極連接； 電力變換單元，其將從上述直流電源供給的直流電力變換為交流電力； 第一供電單元，其將上述第一輸入端子與上述電力變換單元連接； 第二供電單元，其將上述第二輸入端子與上述電力變換單元連接；以及 金屬制的收納單元，其收納上述第一供電單元和上述第二供電單元以及上述電力變換單元， 其中，使上述第一供電單元與上述收納單元之間的電容耦合和上述第二供電單元與上述收納單元之間的電容耦合大致一致。
【文檔編號】H02M7/00GK103975517SQ201280058532
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2012年10月19日 優(yōu)先權(quán)日:2011年11月28日
【發(fā)明者】秦賢太郎, 蓋頌·特龍農(nóng)齋 申請人:日產(chǎn)自動車株式會社