(57)【要約】  電力変換装置１００において、スイッチング素子を含むパワーモジュール１０と複数のケース面で、パワーモジュール１０を収容する金属製のケースとを備え、スイッチング素子の動作により生じるノイズのレベルが所定の周波数帯域で所定値以下となり、かつ、ノイズの共振点が所定の周波数帯域から外れるように、ケース面若しくはパワーモジュール１０を支持する樹脂トレイ５０のいずれか一方の所定範囲に凹部又は凸部を設けて、ケース面と導電部との間の結合容量を設定し、導電部は、ケースに収容される部品又はパワーモジュール１０のうち導電性を有する部分である。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
スイッチング素子を含むパワーモジュールと、
複数のケース面で前記パワーモジュールを収容する金属製のケースとを備え、
前記スイッチング素子の動作により生じるノイズのレベルが所定の周波数帯域で所定値以下となり、かつ、前記ノイズの共振点が前記所定の周波数帯域から外れるように、前記ケース面若しくはパワーモジュールを支持する樹脂トレイのいずれか一方の所定範囲に凹部又は凸部を設けて、前記ケース面と導電部との間の結合容量を設定し、
前記導電部は、前記ケースに収容される部品又は前記パワーモジュールのうち導電性を有する部分である電力変換装置。
【請求項２】
前記ケースは、前記ケース面にシールド板を有し、
前記シールド板は前記凹部又は前記凸部を有する請求項１記載の電力変換装置。
【請求項３】
前記シールド板上に、前記ケースに収容される発熱体を冷却する流路を有する請求項２記載の電力変換装置。
【請求項４】
前記ケース面上の前記凹部に、前記ケースに収容される発熱体を冷却する流路を備える請求項１又は２に記載の電力変換装置。
【請求項５】
前記ケースは、前記ケース面にビード構造を有する請求項１〜４のいずれか一項に記載の電力変換装置。
【請求項６】
前記結合容量は、前記導電部を前記ケース面に投影させた部分と前記導電部との値の結合容量である請求項１〜５のいずれか一項に記載の電力変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力変換装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電動自動車に搭載される電力変換装置において、開口がある導電性筐体と、回路部が実装され、少なくとも１層がＧＮＤプレーンである多層プリント配線板とを備え、導電性筐体の開口の開口面に多層プリント配線板を組み付けて閉空間を形成し、閉空間内に回路部を収容するものが知られている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２０１４／０３３８５２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、閉空間内に収容された電気部品と導電性筐体との間の共振特性により、外部機器に影響を及ばす周波数帯域でノイズが大きくなるという問題がある。【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、所定の周波数帯域におけるノイズを抑制する電力変換装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、パワーモジュールと、複数のケース面でパワーモジュールを収容する金属製のケースとを備え、スイッチング素子の動作により生じるノイズのレベルが所定の周波数帯域で所定値以下となり、かつ、ノイズの共振点が当該所定の周波数帯域から外れるように、ケース面若しくはパワーモジュールを支持する樹脂トレイのいずれか一方の所定範囲に凹部又は凸部を設け、ケース面と導電部との間との結合容量を設定する。当該導電部は、ケースに収容される部品又はパワーモジュールのうち導電性を有する部分である。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、ケース面と導電部との間の結合容量を抑制して、ノイズの共振点を所定の周波数帯域からシフトするため、当該所定の周波数帯域におけるノイズを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、本実施形態に係る電力変換装置の平面図である。
【図２】図２は、図１のII-II線に沿った断面図である。
【図３】図３は、パワーモジュール、平滑コンデンサ、及び外部ケースの底面を示す平面図である。
【図４】図４は、本実施形態に係る電力変換装置の断面図である。
【図５】図５は、比較例に係る電力変換装置の断面図である。
【図６】図６は、本実施形態に係る電力変換装置のノイズ特性を示すグラフである。
【図７】図７は、比較例に係る電力変換装置のノイズ特性を示すグラフである。
【図８】図８は、本発明の他の実施形態に係る電力変換装置の断面図である。
【図９】図９は、本発明の他の実施形態に係る電力変換装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１０】
＜第１実施形態＞
図１は本実施形態に係る電力変換装置１００の平面図を示し、図２は図１のII-II線に沿った断面図である。なお、図１は、ケースの上面を省いた状態での、電力変換装置１００の平面図を表している。電力変換装置１００は、例えば電気自動車又はハイブリッド車両等の車両に搭載され、バッテリとモータとの間に接続され、バッテリとモータとの間で電力を変換する装置である。なお、電力変換装置１００は車両に限らず、他の装置に搭載されてもよい。
【００１１】
電力変換装置１００は、パワーモジュール１０、パワーモジュール用ケース（ＰＭケース）１１、バスバ２０、平滑コンデンサ３０、平滑コンデンサ用ケース（コンデンサケース）３１、冷却器４０、樹脂トレイ５０、流路６０、外部ケース７０を備えている。
【００１２】
外部ケース７０の天面７１から底面７３に向かって電力変換装置１００をみたときに、パワーモジュール１０は、底面７３の左側の領域に配置されており、平滑コンデンサ３０は底面７３の右側の領域に配置されている。底面７３を基準面としたときに、パワーモジュール１０、冷却器４０、樹脂トレイ５０、及び流路６０の各高さは、流路６０、樹脂トレイ５０、冷却器４０、パワーモジュール１０の順に高くなるように、各部品が積まれている。また、平滑コンデンサ３０、樹脂トレイ５０、及び流路６０の各高さは、流路６０、樹脂トレイ５０、及び平滑コンデンサ３０の順に高くなるように、各部品が積まれている。底面７３の上方には、流路６０を介して、樹脂トレイ５０が配置されている。パワーモジュール１０及び平滑コンデンサ３０は、樹脂トレイ５０上に配置されている。
【００１３】
パワーモジュール１０は、インバータ回路及び駆動回路等をモジュール化した部品である。インバータ回路は、複数のスイッチング素子をＵＶＷの各相でそれぞれ直列に接続した回路であり、スイッチング素子のスイッチング動作により入力電力を変換して、変換された電力を出力する。スイッチング素子は、ＩＧＢＴやＭＯＳＦＥＴ等のトランジスタである。パワーモジュール１０は直方体状に形成されており、パワーモジュール１０の底面１０аが冷却器の底面７３と対向するように、パワーモジュール１０は冷却器４０の冷却面上に設置されている。パワーモジュール１０の底面１０аは、スイッチング素子等の回路素子の実装面に相当し、素子に含まれる金属部材や半田等により導電性を有している。底面１０аは、パワーモジュール１０のうち導電性をもった導電部となる。
【００１４】
ＰＭケース１１は、パワーモジュール１０を収容するケースである。ＰＭケース１１は樹脂等により形成されている。
【００１５】
バスバ２０は、電力変換装置１００内の回路素子を電気的に接続する伝送路であり、金属製の板状の部材で構成されている。バスバ２０は、パワーモジュール１０及び平滑コンデンサ３０のレイアウトに合わせて屈曲している。バスバ２０は、出力用端子（図示しない）とパワーモジュール１０との間を接続する金属板２１、パワーモジュール１０と平滑コンデンサ３０との間を接続する金属板２２を有している。金属板２１は、ＵＶＷの各相に対応した３つの金属板で構成されている。金属板２１は、外部ケース７０の底面７３から、電力変換装置１００の内部に入り、外部ケース７０の側面７２と一定の間隔を空けつつ、側面７２に沿って延在する。また金属板２１は、パワーモジュール１０の高さの位置で屈曲し、パワーモジュール１０に向かって延在している。金属板２１の先端部分は、ＰＭケース１１内で、パワーモジュール１０に接続されている。
【００１６】
金属板２２は、ＵＶＷの各相で上アーム回路に相当する複数のスイッチング素子と、ＵＶＷの各相で下アーム回路に相当する複数のスイッチング素子を、平滑コンデンサ３０にそれぞれ接続する伝送路である。金属板２２は、ＵＶＷの各相の上下アームに対応した６つの部材２２а〜２２ｆと、部材２２ｇと、部材２２ｈを有している。部材２２ｇは、６つの部材２２а〜２２ｆの各先端を接続した板状の部材である。部材２２ｇは、部材２２ｇの主面が外部ケース７０の側面７２と平行になるように、コンデンサケース３１内に配置されている。部材２２ｇの先端部分は屈曲しており、部材２２ｈは、部材２２ｇの屈曲点から平滑コンデンサ３０の底面に沿って延在している。部材２２ｈは平滑コンデンサ３０に接続されている。部材２２ｂは、外部ケース７０内に収容される導電部に相当する。
【００１７】
平滑コンデンサ３０は、図示しないバッテリとパワーモジュール１０との間の入出力電圧を平滑する。平滑コンデンサ３０の体積は、パワーモジュール１０の体積より大きく、平滑コンデンサ３０の幅（図２において、ｘ軸方向の長さに相当）は、パワーモジュール１０の幅とほぼ同じ長さである。
【００１８】
コンデンサケース３１は、平滑コンデンサ３０を収容するケースである。コンデンサケース３１は、樹脂等により形成されている。
【００１９】
冷却器４０は、パワーモジュール１０を冷却する。パワーモジュール１０に含まれるスイッチング素子のスイッチング動作により、パワーモジュール１０から熱が発生する。冷却器４０の冷却面がパワーモジュール１０の接続面と重なるように、パワーモジュール１０が冷却器４０上に設置されることで、パワーモジュール１０の温度上昇が抑制される。
【００２０】
樹脂トレイ５０は、パワーモジュール１０、平滑コンデンサ３０、冷却器４０を、外部ケース７０内で支持している。樹脂トレイ５０は、例えばネジ等により底面７３に固定されている。樹脂トレイ５０の上面には、コンデンサケース３１及び冷却器４０が固定されている。
【００２１】
流路６０は、空気を通る通路になっており、樹脂トレイ５０の下面と、外部ケース７０の底面との間に形成されている。流路６０を空気が通ることで、冷却器４０の熱の放出が促進される。また流路６０は外部ケース７０の凹部７３ｂにより形成される空間内に形成されている。なお、流路６０は、空気流路に限らず、水路等でもよい。
【００２２】
外部ケース７０は、アルミなどの金属製の筐体であり、パワーモジュール１０、バスバ２０、平滑コンデンサ３０、冷却器４０、樹脂トレイ５０、及び流路６０を収容する。外部ケース７０は、底面７３となる金属板、側面７２となる複数の金属板、天面７１となる金属板で構成されている。各金属板で、直方体形状の六面体を形成している。また、底面７３及び天面７１の各表面積は、側面７２の各表面積より大きい。また外部ケース７０は、ノイズ漏洩を防ぐためのシールド板としても機能する。これにより、パワーモジュール１０で発生するノイズが装置の外部に漏れることを防ぐ。
【００２３】
底面７３には、凹部７３ａ〜７３ｃ及び凸部７３ｄ、７３ｅが形成されている。電力変換装置１００の断面（側面７２に沿う断面：ｘｚ面）でみた場合に、凹部７３ａと凹部７３ｂは、底面７３の外周部分に配置されており、凹部７３ｃは底面７３の中心部分に配置されている。また、凸部７３ｄは凹部７３ａと凹部７３ｂとの間に配置され、凸部７３ｅは凹部７３ｂと凹部７３ｃとの間に配置されている。凹部７３ａ〜７３ｃは、ケース７０の外部から内部に向けて凹んでいる。凸部７３ｄ、７３ｅはケース７０の内部から外部に向けて突出している。凹部７３ａ〜７３ｃと凸部７３ｄ、７３ｅとの間の境界部分はテーパーになっている。底面７３に凹部７３ａ〜７３ｃ及び凸部７３ｄ、７３ｅを設けることで、外部ケース７０の剛性を高めることができる。
【００２４】
次に、図２及び図３を用いて凸部７３ｄ、７３ｅの位置について説明する。図３は電力変換装置１００の平面図を示す。図３は、電力変換装置１００の各構成のうち、パワーモジュール１０、部材２２ｆ、及び外部ケース７０の底面７３が図示されており、その他の構成の図示は省略している。
【００２５】
領域Ａは、パワーモジュール１０の底面１０аを、外部ケース７０の底面７３に投影させた範囲を表している。すなわち、領域Ａは、外部ケース７０のケース面上の範囲であって、パワーモジュール１０の導電部を外部ケース７０の底面７３に投影させた範囲を表している。言い換えると、パワーモジュール１０及び外部ケース７０の底面７３を、上方からみたときに（ｚ軸の負方向に見たときに）、領域Ａは、パワーモジュール１０の底面１０аと外部ケース７０の底面７３との重なり部分に相当する。ｚ軸の負方向が投影方向となる。
【００２６】
領域Ｂは、バスバ２０に含まれる部材２２ｈを、外部ケース７０の底面７３に投影させた範囲を表している。すなわち、領域Ｂは、外部ケース７０のケース面上の範囲であって、導電部である部材２２ｂを外部ケース７０の底面７３に投影させた範囲を表している。言い換えると、部材２２ｈ及び外部ケース７０の底面７３を、上方からみたときに（ｚ軸の負方向に見たときに）、領域Ｂは、部材２２ｈと外部ケース７０の底面７３との重なり部分に相当する。凸部７３ｄは領域Ａ内に形成されており、凸部７３ｅは領域Ｂ内に形成されている。
【００２７】
次に、電力変換装置１００のノイズ特性について、図４及び図５を用いて説明する。図４は電力変換装置１００の断面図を示す。図５は比較例に係る電力変換装置の断面図を示す。
【００２８】
比較例に係る電力変換装置は、領域Ａ及び領域Ｂに凸部７３ｄ、７３ｅが形成されておらず、外部ケース７０の底面（ケース面）は、凹凸のない一枚の金属板で形成されており、段差のない平面になっている。
【００２９】
パワーモジュール１０の底面１０аは、導電性を有しており、外部ケース７０の底面７３と対向するように配置されている。また部材２２ｈは、導電性を有しており、外部ケース７０の底面７３と対向するように配置されている。外部ケース７０の底面７３は導電性を有している。
【００３０】
パワーモジュール１０に含まれるスイッチング素子のスイッチング動作により、ノイズ（コモンモードノイズ）が発生する。パワーモジュール１０を支持する樹脂トレイ５０は、樹脂製のため、ノイズを遮蔽できない。電力変換装置１００は、ノイズを遮蔽するために、金属製の外部ケース７０を有している。電力変換装置１００内の導電性を有する部品を金属ケースで覆った場合には、部品の導電面と金属製のケース面が対向するため、対向する一対の面の間で容量結合が生じる。
【００３１】
図５に示すように、比較例に係る電力変換装置では、パワーモジュール１０の底面１０а及びバスバ２０の部材２２ｈが外部ケース７０の底面７３と対向している。そのため、底面７３の領域Ａの部分と底面１０аとの間で容量結合が生じ、底面７３の領域Ｂの部分と部材２２ｈとの間で容量結合が生じる。
【００３２】
比較例のように、領域Ａと領域Ｂが凸部７３ｄ、７３ｅになっていない場合には、ＦＭ周波数帯域など、外部機器に影響を及ぼす周波数帯域でノイズのピークが高く場合がある。例えば、電力変換装置１００が車両に搭載された場合には、容量結合により共振するノイズが、カーラジオの動作に影響を及ぼす可能性がある。このようなノイズの伝達特性は、パワーモジュール１０の底面１０аと外部ケース７０の底面７３との間の距離に依存する。すなわち、比較例のように、容量結合を起因としたノイズを考慮せず設計した場合には、パワーモジュール１０の底面１０ａと領域Ａの部分との間の距離、及び、部材２２ｆと領域Ｂの部分との間の距離によって、外部機器に影響を及ぼす周波数帯域内でノイズピークが発生することがある。
【００３３】
本実施形態に係る電力変換装置１００は、図４に示すように、領域Ａの部分（領域Ａのケース面）に凸部７３ｄを形成することで、パワーモジュール１０の底面１０ａと領域Ａの部分との間の距離ｄ１を、底面１０ａから凹部７３ａ〜７３ｃの主面に沿う面までの距離ｄ０よりも長くする。また、領域Ｂの部分（領域Ｂのケース面）に凸部７３ｅを形成することで、パワーモジュール１０の底面１０ａと領域Ｂの部分との間の距離ｄ２を、底面１０ａから凹部７３ａ〜７３ｃの主面に沿う面までの距離ｄ０よりも長くする。これにより、容量結合が生じる部分で電極間の距離が長くなり、結合容量（Ｃ１、Ｃ２）が抑制される。
【００３４】
電力変換装置１００内で発生したノイズの伝達特性は、パワーモジュール１０、平滑コンデンサ３０、バスバ２０等の収容部品の形状や、各部品のレイアウト等によって異なる。本実施形態では、電力変換装置１００内のノイズ伝達特性をシミュレーション等で予め把握する。その上で、ノイズレベルが外部機器に影響を及ぼす所定の周波数帯域内で所定レベル以下になり、かつ、ノイズの共振点が所定の周波数帯域から外れるように、パワーモジュール１０の底面１０аと領域Ａで囲われる面との間の結合容量が設定されている。同様に、ノイズレベルが所定の周波数帯域内で所定レベル以下になり、かつ、ノイズの共振点が所定の周波数帯域から外れるように、部材２２ｈと領域Ｂで囲われる面との間の結合容量が設定されている。なお、所定レベルは、外部機器に影響及ぼすノイズレベルの許容値を表している。
【００３５】
結合容量の設定は、領域Ａに凸部７３ｄを領域Ｂに凸部７３ｅを設け、凸部７３ｄの突出部分の高さの調整及び凸部７３ｅの突出部分の高さの調整により行われる。
【００３６】
ここで、結合容量の設定について式を用いて説明する。パワーモジュール１０の底面１０аとケース７０の底面７３との距離（電極間距離）をｄとし、底面１０аと領域Ａで囲われる面との対向面積（電極面積）をＳとし、パワーモジュール１０の底面１０ａと底面７３との間の誘電率（結合誘電率）をεとし、パワーモジュール１０の底面１０ａと領域Ａで囲われる面との間の結合容量をＣとする。底面１０ａと領域Ａで囲われる面との間の距離ｄは下記式（１）で表される。
【数１】
2019082364.tif 000003
【００３７】
面積Ｓは、パワーモジュール１０の底面１０аと底面７３との間の対向部分の面積により決まる。誘電率は、樹脂トレイ５０の材質や形状等により決まる。結合容量Ｃはノイズの共振点と相関性を有している。そのため、ノイズ共振点が所定の周波数帯域から外れるように、容量値を決めることで距離ｄが決まる。距離ｄは、凸部７３ｄの突出部分の高さで調整できるため、上記（１）を満たすように突出部分の高さを決定することで、凸部７３ｄの形状が設定される。
【００３８】
部材２２ｈと領域Ｂで囲われるケース面との間の結合容量も、上記の式（１）と同様に表すことができる。距離ｄは、凸部７３ｅの突出部分の高さで調整できるため、上記（１）を満たすように突出部分の高さを決定することで、凸部７３ｅの形状が設定される。また本実施形態では、部材２２ｈとケース７０の底面７３との間の対向面積（電極面積）が、パワーモジュール１０の底面１０ａとケース７０の底面７３との間の対向面積（電極面積）よりも大きい。そのため、電極間距離ｄ２は電極間距離ｄ１よりも長い。電極間距離ｄ１は、底面１０ａと領域Ａで囲われる面との間の距離を示し、電極間距離ｄ２は、部材２２ｈと領域Ｂで囲われる面との間の距離を示す。
【００３９】
図７は本実施形態に係る電力変換装置１００のノイズの伝達特性を示す。図８は比較例に係る電力変換装置１００のノイズの伝達特性を示す。図７及び図８において、縦軸はノイズの大きさを示し、横軸は周波数を示す。Ｆは、外部機器に影響を及ぼすノイズの周波数帯域を表しており、ＦＭ周波数帯域である。ｆｔｈは、外部機器に影響及ぼすノイズレベルの許容値（上限値）を表している。
【００４０】
図７に示すように、本実施形態に係る電力変換装置１００では、ノイズ共振点が周波数帯域（Ｆ）内に存在せず、周波数帯域（Ｆ）内のノイズレベルが許容値（ｆｔｈ）以下に抑えられている。一方、図８に示すように、比較例に係る電力変換装置では、ノイズ共振点が周波数帯域（Ｆ）内に存在しており、周波数帯域（Ｆ）内のノイズレベルが許容値（ｆｔｈ）より高くなっている。これにより、本実施形態では、スイッチング素子の動作によりノイズが発生した場合に、当該ノイズが容量結合の部分で共振し難くなっているため、周波数帯域（Ｆ）におけるノイズを抑制することができる。
【００４１】
上記のように、本実施形態に係る電力変換装置１００は、パワーモジュール１０と、パワーモジュール１０を収容する金属製の外部ケース７０とを備える。スイッチング素子の動作により生じるノイズのレベルが所定の周波数帯域で所定値以下となり、かつ、ノイズの共振点が当該所定の周波数帯域から外れるように、外部ケース７０のケース面の所定範囲（領域Ａ、Ｂ）に凸部７３ｄ、７３ｅを設け、ケース面と導電部との間との結合容量を設定する。これにより、ノイズの共振点を、外部機器に影響を及ばす所定の周波数帯域からシフトさせて、所定の周波数帯域におけるノイズを抑制できる。
【００４２】
また本実施形態では、流路６０は、領域Ａで囲われるケース面の上、及び、領域Ｂで囲われるケース面の上に配置されている。これにより冷却性能を高めることができる。
【００４３】
なお、本実施形態において、ケース７０と対向する導電部は、パワーモジュール１０の底面１０ａ及び部材２２ｈに限らず、外部ケース７０内に収容される他の部品でもよい。例えば、導電部は、部材２２ｈ以外のバスバ２０の他の部分でもよく、平滑コンデンサ３０に含まれる端子などでもよい。すなわち、導電部は、ケース７０のケース面と対向することで、ケース面との間で容量結合が発生し、かつ当該容量結合により、外部機器に対して影響の及ぼすようなノイズの共振点になり得るような構成部品であればよい。
【００４４】
なお、本実施形態において、電力変換装置１００は、スイッチング素子の動作により生じるノイズのレベルが所定の周波数帯域で所定値以下となり、かつ、ノイズの共振点が当該所定の周波数帯域から外れるように、領域Ａ、Ｂで囲われるケース面に凹部を設け、領域Ａ、Ｂで囲われる面と導電部との間との結合容量を設定してもよい。このとき、外部ケース７０の底面７３において、領域Ａ、Ｂ以外の範囲のケース面には凸部を設ければよい。
【００４５】
＜第２実施形態＞
本発明の他の実施形態に係る電力変換装置を説明する。本実施形態では、第１実施形態に対して、外部ケース７０の底面７３の形状及び樹脂トレイ５０の形状が異なる。他の構成は、第１実施形態と同様であり、第１実施形態に係る記載を適宜、援用する。
【００４６】
図８は、本実施形態に係る電力変換装置の断面図である。外部ケース７０の底面７３にはビード構造７３ｆが形成されている。ビード構造７３ｆは、凹部と凸部が交互に並ぶことで構成されている。凹部の大きさと凸部の大きさはほぼ同一である。外部ケース７０の内側から外側に向けて突出した部分が凸部に相当する。
【００４７】
底面７３の領域Ａの部分とパワーモジュール１０の底面１０аとの間では容量結合が発生する。本実施形態では、ビード構造７３ｆの表面積は、容量結合を要因としたノイズを抑制するように、調整されていない。そのため、領域Ａの部分のビード構造とパワーモジュール１０の底面１０аが対向する部分の面積によって、外部機器に影響するようなノイズピークが発生する可能性がある。同様に、領域Ｂの部分のビード構造とパワーモジュール１０の底面１０аが対向する部分の面積によって、外部機器に影響するようなノイズピークが発生する可能性がある。
【００４８】
本実施形態では、樹脂トレイ５０は、パワーモジュール１０の底面１０ａと領域Ａで囲われるケース面と間に位置する部分に凸部５０ａを有し、部材２２と領域Ｂで囲われるケース面と間に位置する部分に凸部５０ｂを有する。凸部５０ａ、５０ｂの上面は、樹脂トレイ５０の上面のうち凸部５０ａ、５０ｂが形成されていない部分の面と比較して、高くなっている。凸部５０ａは、底面１０ａと領域Ａで囲われるケース面との間の距離を調整するために、底面１０ａに向かって突出している。凸部５０ｂは、部材２２ｈと領域Ｂで囲われるケース面との間の距離を調整するために、部材２２ｈに向かって突出している。
【００４９】
パワーモジュール１０の底面１０ａと領域Ａで囲われるケース面との間の結合容量をＣ１とする。結合容量をＣ１は、第１実施形態で示した式（１）で表される。結合容量Ｃ１を決める電極面積は、底面１０аと底面７３との間の対向部分の面積で決まる。誘電率は、樹脂トレイ５０の材質や形状等により決まる。ノイズ共振点が外部機器に影響を及ぼす周波数帯域から外れ、ノイズの大きさが当該周波数帯域で許容値以下となるように、結合容量Ｃ１を決める。そして、式（１）に基づき、底面１０ａと領域Ａで囲われるケース面との間の距離ｄ１を決める。距離ｄ１は、凸部５０ａの突出部分の高さで調整できるため、式（１）を満たすように突出部分の高さを決定することで、凸部５０ａの形状が設定される。
【００５０】
バスバ２０の部材２２ｈと領域Ｂで囲われるケース面との間の結合容量をＣ２についても、同様に、第１実施形態で示した式（１）で表される。電極面積は、部材２２ｈと底面７３との間の対向部分の面積で決まる。誘電率は、樹脂トレイ５０の材質や形状等により決まり、誘電率は樹脂トレイ５０の材質や形状等により決まる。そして、ノイズ共振点が外部機器に影響を及ぼす周波数帯域から外れ、ノイズの大きさが当該周波数帯域で許容値以下となるように、結合容量Ｃ２を決める。底面１０ａと領域Ｂで囲われるケース面との間の距離ｄ２が式（１）を満たすように、凸部５０ｂの突出部分の高さが調整される。これにより、凸部５０ｂの形状が設定される。
【００５１】
上記のように本実施形態では、スイッチング素子の動作により生じるノイズのレベルが所定の周波数帯域で所定値以下となり、かつ、ノイズの共振点が当該所定の周波数帯域から外れるように、凸部５０ａ、凸部５０ｂが樹脂トレイ５０に設けられている。これにより、凸部５０ａ、５０ｂの高さの調整により、ノイズ共振点を外部機器に影響を及ぼす所定の周波数帯域からずらすことができ、所定の周波数帯域におけるノイズを抑制できる。
【００５２】
また本実施形態では、外部ケース７０は底面７３にビード構造を有する。これにより、外部ケース７０の剛性を高めることができる。
【００５３】
なお、本実施形態において、樹脂トレイ５０は、パワーモジュール１０の底面１０ａと領域Ａで囲われるケース面と間に位置する部分に凹部を有し、部材２２と領域Ｂで囲われるケース面と間に位置する部分に凹部を有してもよい。ノイズ共振点が外部機器に影響を及ぼす周波数帯域から外れ、ノイズの大きさが当該周波数帯域で許容値以下となるように、凹部の凹み部分の深さを調整し、結合容量を設定すればよい。
【００５４】
なお、本実施形態では、凸部５０ａ、凸部５０ｂに限らず、凹部を樹脂トレイ５０に設け、凹み部分の深さの調整により、底面１０ａとケース面との間の距離が式（１）を満たすように、凹部の形状を決めてもよい。
【００５５】
＜第３実施形態＞
本発明の他の実施形態に係る電力変換装置を説明する。本実施形態では、第１実施形態に対して、外部ケース７０の底面をシールド板７４とする点が異なる。他の構成は、第１実施形態と同様であり、第１実施形態に係る記載又は第２実施形態に係る記載を適宜、援用する。
【００５６】
図９は、本実施形態に係る電力変換装置の断面図である。外部ケース７０の底面にはシールド板７４が設けられている。シールド板７４は、金属で形成されており、ノイズを遮蔽するための、厚みをもった板状の部材である。シールド板の表面が、外部ケース７０のケース面となる。シールド板７４は、凸部７４ａ〜７４ｃと、凹部７４ｄ、７４ｅを有している。電力変換装置１００の断面（側面７２に沿う断面：ｘｚ面）でみた場合に、凸部７４ａと凸部７４ｂは、外部ケース７０の底面の外周部分に配置されており、凸部７４ｃは外部ケース７０の底面の中心部分に配置されている。また、凹部７４ｄは凸部７４ａと凸部７４ｃとの間に配置され、凹部７４ｅは凸部７４ｂと凸部７４ｃとの間に配置されている。凹部７４ｄ、７４ｅは、板部材の内部に向かってくりぬかれている。凸部７４ａ〜７４ｃと凹部７４ｄ、７４ｅとの間の境界部分はテーパーになっている。
【００５７】
本実施形態では、シールド板７４は、領域Ａで囲われるケース面に凹部７４ｄを有し、領域Ｂで囲われるケース面に凹部７４ｅを有する。凹部７４ｄ、７４ｅの上面は、凸部７４ａ〜７４ｃの上面と比較して、低くなっている。凹部７４ｄは、底面１０ａと領域Ａで囲われるケース面との間の距離を調整するために設けられており、凹部７４ｅは、部材２２ｈと領域Ｂで囲われるケース面との間の距離を調整するために設けられている。すなわち、凹部７４ｄは、パワーモジュール１０の底面１０ａとシールド板７４の上面との間で挟まれる空間が広がるように、シールド板７４を凹ませた部分である。凹部７４ｅは、バスバ２０の部材２２とシールド板７４の上面との間で挟まれる空間が広がるように、シールド板７４を凹ませた部分である。
【００５８】
パワーモジュール１０の底面１０ａと領域Ａで囲われるケース面との間の結合容量をＣ１とする。結合容量をＣ１は、第１実施形態で示した式（１）で表される。結合容量Ｃ１を決める電極面積は、底面１０аとシールド板７４の表面との間の対向部分の面積で決まる。誘電率は、樹脂トレイ５０の材質や形状等により決まる。ノイズ共振点が外部機器に影響を及ぼす周波数帯域から外れ、ノイズの大きさが当該周波数帯域で許容値以下となるように、結合容量Ｃ１を決める。そして、式（１）に基づき、底面１０ａと凹部７４ｄの表面との間の距離ｄ１を決める。距離ｄ１は、凹部７４ｄの突出部分の高さで調整できるため、式（１）を満たすように凹部７４ｄの深さを決定することで、凹部７４ｄの形状が設定される。
【００５９】
バスバ２０の部材２２ｈと領域Ｂで囲われるケース面との間の結合容量をＣ２についても、同様に、第１実施形態で示した式（１）で表される。電極面積は、部材２２ｈとシールド板７４の表面との間の対向部分の面積で決まる。誘電率は、樹脂トレイ５０の材質や形状等により決まり、誘電率は樹脂トレイ５０の材質や形状等により決まる。そして、ノイズ共振点が外部機器に影響を及ぼす周波数帯域から外れ、ノイズの大きさが当該周波数帯域で許容値以下となるように、結合容量Ｃ２を決める。底面１０ａと凹部７４ｅの表面との間の距離ｄ２が式（１）を満たすように、凹部７４ｅの深さが調整される。これにより、凹部７４ｅの形状が設定される。
【００６０】
上記のように本実施形態では、シールド板７４は、領域Ａ、Ｂの部分に形成された凹部７４ｄ、７４ｅを有する。これにより、凹部７４ｄ、７４ｅの高さの調整により、ノイズ共振点を外部機器に影響を及ぼす所定の周波数帯域からずらすことができ、所定の周波数帯域におけるノイズを抑制できる。
【００６１】
本実施形態の変形例に係る電力変換装置１００として、凹部７４ｄ、７４ｅに、冷媒を流す流路を設けてもよい。流路は、冷媒を流すことで、外部ケース７０に収容される発熱体を冷却するものである。発熱体は、例えばパワーモジュール１０である。これにより、電力変換装置１００の体積増加を防ぎつつ、冷却性能を高めることができる。
【符号の説明】
【００６２】
１０…パワーモジュール
１０ａ…底面
１１…パワーモジュール用ケース（ＰＭケース）
２０…バスバ
２１、２２…金属板
２２а〜２２ｆ…部材
３０…平滑コンデンサ
３１…平滑コンデンサ用ケース（コンデンサケース）
４０…冷却器
５０…樹脂トレイ
５０ａ、５０ｂ…凸部
６０…流路
７０…外部ケース
７１…天面
７２…側面
７３…底面
７３ａ、７３ｂ、７３ｃ…凹部
７３ｄ、７３ｅ…凸部
７３ｆ…ビード構造
７４…シールド板
７４ａ、７４ｂ、７４ｃ…凸部
７４ｄ、７４ｅ…凹部
１００…電力変換装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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