(57)【要約】【課題】伝導ノイズを低減すること。【解決手段】電力変換装置１０は、金属製のケース５０と、フィルタ基板６０と、パワー基板７０と、を備える。フィルタ基板６０は、ＡＣフィルタ及びＤＣフィルタを構成している。パワー基板７０は、ＤＣ／ＤＣコンバータを構成している。フィルタ基板６０は、フィルタ基板６０に最も近いケース５０の内面に対して平行に配置されている。パワー基板７０は、パワー基板７０に最も近いケース５０の内面、及び、フィルタ基板６０の双方に対して垂直に配置されている。【選択図】図２
2019004634.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電源から供給される交流電力に含まれるノイズを低減するＡＣフィルタと、
電圧変換を行うＤＣ／ＤＣコンバータと、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータによって電圧変換された直流電圧に含まれるノイズを低減するＤＣフィルタと、
前記ＡＣフィルタ、前記ＤＣ／ＤＣコンバータ、及び、前記ＤＣフィルタが収容され、接地されたケースと、を備えた電力変換装置であって、
前記ＡＣフィルタ、及び、前記ＤＣフィルタを構成するフィルタ基板と、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータを構成するパワー基板と、
前記フィルタ基板と、前記パワー基板とを電気的に接続するコネクタと、を備え、
前記フィルタ基板は、前記フィルタ基板に最も近い前記ケースの内面に対して平行に配置され、
前記パワー基板は、前記パワー基板に最も近い前記ケースの内面、及び、前記フィルタ基板の双方に対して垂直に配置されている電力変換装置。
【請求項２】
前記ＤＣ／ＤＣコンバータは、
トランスと、
前記トランスの１次側回路と、
前記トランスの２次側回路と、を備え、
前記パワー基板は、
前記１次側回路の負極配線を構成する１次側負極パターンと、
前記２次側回路の負極配線を構成する２次側負極パターンと、を備え、
前記１次側負極パターンと、前記２次側負極パターンとは対向して配置されている請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項３】
前記１次側負極パターン、及び、前記２次側負極パターンは前記パワー基板の厚み方向の面内において、前記パワー基板に最も近い前記ケースの内面から最も離間して配置されている請求項２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。
【背景技術】
【０００２】
スイッチング素子のスイッチング動作によって電力変換を行う電力変換装置は、接地されているケースと、スイッチング素子が設けられた基板と、を備える。スイッチング素子のスイッチング動作により、電力変換装置には伝導ノイズが生じる。伝導ノイズは、スイッチング時の電圧変動と、基板とケースとの間に生じる浮遊容量の大きさによって変化する。伝導ノイズを低減するため、特許文献１に開示された電力変換装置では、容量形成部材によって、伝導ノイズを低減できる位置に意図的に浮遊容量を生じさせることで、伝導ノイズを低減している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−１０６６０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、電力変換装置を小型化すると、基板とケースとの間の距離が短くなり、基板とケースとの間に生じる浮遊容量が大きくなる。この浮遊容量が大きくなると、伝導ノイズが大きくなる。
【０００５】
本発明の目的は、伝導ノイズを低減することができる電力変換装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決する電力変換装置は、交流電源から供給される交流電力に含まれるノイズを低減するＡＣフィルタと、電圧変換を行うＤＣ／ＤＣコンバータと、前記ＤＣ／ＤＣコンバータによって電圧変換された直流電圧に含まれるノイズを低減するＤＣフィルタと、前記ＡＣフィルタ、前記ＤＣ／ＤＣコンバータ、及び、前記ＤＣフィルタが収容され、接地されたケースと、を備えた電力変換装置であって、前記ＡＣフィルタ、及び、前記ＤＣフィルタを構成するフィルタ基板と、前記ＤＣ／ＤＣコンバータを構成するパワー基板と、前記フィルタ基板と、前記パワー基板とを電気的に接続するコネクタと、を備え、前記フィルタ基板は、前記フィルタ基板に最も近い前記ケースの内面に対して平行に配置され、前記パワー基板は、前記パワー基板に最も近い前記ケースの内面、及び、前記フィルタ基板の双方に対して垂直に配置されている。
【０００７】
ＤＣ／ＤＣコンバータを構成するパワー基板と、ケースの内面との間の浮遊容量が大きい場合には、伝導ノイズが大きくなる。浮遊容量は、パワー基板と、ケースの内面との対向面積に応じて大きくなるため、パワー基板をパワー基板に最も近いケースの内面に対して垂直に配置することで、パワー基板とケースの内面との間に生じる浮遊容量を低減して、伝導ノイズを低減することができる。
【０００８】
上記電力変換装置について、前記ＤＣ／ＤＣコンバータは、トランスと、前記トランスの１次側回路と、前記トランスの２次側回路と、を備え、前記パワー基板は、前記１次側回路の負極配線を構成する１次側負極パターンと、前記２次側回路の負極配線を構成する２次側負極パターンと、を備え、前記１次側負極パターンと、前記２次側負極パターンとは対向して配置されていてもよい。
【０００９】
これによれば、１次側負極パターンと、２次側負極パターンとが対向して配置されることで、両者の間には静電容量が生じることになる。これにより、２つの負極パターンを極板とするバイパスコンデンサにより、トランスの１次側回路と２次側回路とが接続されているとみなすことができる。アースに流れる電流（伝導ノイズ）をバイパスコンデンサに分流させることで、伝導ノイズを低減することができる。
【００１０】
上記電力変換装置について、前記１次側負極パターン、及び、前記２次側負極パターンは前記パワー基板の厚み方向の面内において、前記パワー基板に最も近い前記ケースの内面から最も離間して配置されていてもよい。
【００１１】
これによれば、各負極パターンと、ケースの内面との間に生じる浮遊容量を小さくすることができ、伝導ノイズを更に低減させることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、伝導ノイズを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施形態における電力変換装置の回路図。
【図２】実施形態における電力変換装置を概略的に示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、電力変換装置の一実施形態について説明する。本実施形態の電力変換装置は車両に搭載される。
図１に示すように、車両は、電力変換装置１０と、バッテリＢと、を備える。車両は、電動機を駆動源とする電気自動車や、ハイブリッド自動車である。バッテリＢは、充放電可能な蓄電装置であり、車両に搭載される電動機の電力源として用いられる。
【００１５】
電力変換装置１０は、交流電源１１が接続される入力端１２を備える。交流電源１１は、一般的な家庭で使用される系統電源である。図示は省略するが、交流電源１１は、家庭に設置される家庭用充電設備を用いて入力端１２に接続される。電力変換装置１０は、交流電源１１から入力された交流電力を直流電力に変換して出力することで、バッテリＢを充電する車載充電器として用いられる。
【００１６】
図１に示すように、電力変換装置１０は、ＡＣフィルタ（交流フィルタ）２０と、ＰＦＣ（力率改善回路）２５と、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０と、ＤＣフィルタ（直流フィルタ）４０と、を備える。
【００１７】
ＡＣフィルタ２０は、入力端１２に接続される交流電源１１と、ＰＦＣ２５との間に設けられ、交流電源１１から入力される交流電力に含まれるノイズを低減する。また、ＡＣフィルタ２０は、電力変換装置１０で生じた伝導ノイズを低減することで、交流電源１１に伝導ノイズが流入することを抑制する。
【００１８】
ＡＣフィルタ２０は、３つのＸコンデンサ（アクロスザラインコンデンサ）ＣＸと、２つのコモンチョークコイル２１，２２と、４つのＹコンデンサ（ラインバイパスコンデンサ）ＣＹ１と、を備える。ＡＣフィルタ２０は、コモンチョークコイル２１，２２を２つ備える二段構成のフィルタである。
【００１９】
両コモンチョークコイル２１，２２は、それぞれ、単一のコアに巻き付けられた２つの巻線Ｌ１，Ｌ２を備える。両巻線Ｌ１，Ｌ２の巻き方向は、互いに反対方向となっている。２つのコモンチョークコイル２１，２２の巻線Ｌ１同士は直列接続されており、巻線Ｌ２同士は直列接続されている。
【００２０】
ＸコンデンサＣＸは、入力端１２とコモンチョークコイル２１との間、コモンチョークコイル２１，２２同士の間、及び、コモンチョークコイル２２とＰＦＣ２５との間にそれぞれ設けられている。
【００２１】
２つのＹコンデンサＣＹ１は、互いに直列接続されることでＹコンデンサＣＹ１の直列回路を構成している。ＹコンデンサＣＹ１の直列回路が２組設けられることで、ＡＣフィルタ２０は計４つのＹコンデンサＣＹ１を備える。ＹコンデンサＣＹ１の直列回路は、コモンチョークコイル２１，２２同士の間、及び、コモンチョークコイル２１，２２とＰＦＣ２５との間にそれぞれ設けられている。ＸコンデンサＣＸと、ＹコンデンサＣＹ１の直列回路とは、並列接続されている。直列接続されたＹコンデンサＣＹ１同士の中点は、車体に接地（アース接続）されている。
【００２２】
上記したＡＣフィルタ２０では、巻線Ｌ１，Ｌ２と、ＹコンデンサＣＹ１によりコモンモードノイズが低減され、コモンチョークコイル２１，２２の漏れインダクタンスとＸコンデンサＣＸによりノーマルモードのノイズが低減される。
【００２３】
ＰＦＣ２５は、ＡＣフィルタ２０とＤＣ／ＤＣコンバータ３０との間に設けられ、力率を改善させながら交流電圧を直流電圧に変換してＤＣ／ＤＣコンバータ３０に出力する。
ＰＦＣ２５は、コイルＬ３と、変換部２６と、制御機構２７と、を備える。変換部２６は、２つのダイオードＤ１，Ｄ２と、２つのスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２と、１つの平滑コンデンサＣ１と、を備える。
【００２４】
各スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２としてはＭＯＳＦＥＴが使用されている。各スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２は、互いに直列接続されることでスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の直列回路を構成している。具体的にいえば、スイッチング素子Ｑ１のソースに、スイッチング素子Ｑ２のドレインが接続されている。
【００２５】
各ダイオードＤ１，Ｄ２は、互いに直列接続されることでダイオードＤ１，Ｄ２の直列回路を構成している。具体的にいえば、ダイオードＤ１のアノードにダイオードＤ２のカソードが接続されている。
【００２６】
スイッチング素子Ｑ１のドレイン、及び、ダイオードＤ１のカソードは、第１正極配線Ｌ１１に接続されている。スイッチング素子Ｑ２のソース、及び、ダイオードＤ２のアノードは第１負極配線Ｌ１２に接続されている。これにより、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の直列回路と、ダイオードＤ１，Ｄ２の直列回路とは並列接続されている。
【００２７】
スイッチング素子Ｑ１とスイッチング素子Ｑ２との中点（各スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２同士を接続する接続部）には、コイルＬ３を介してＡＣフィルタ２０の出力端が接続されている。ダイオードＤ１とダイオードＤ２との中点（各ダイオードＤ１，Ｄ２同士を接続する接続部）には、ＡＣフィルタ２０の出力端が接続されている。
【００２８】
また、平滑コンデンサＣ１の一端は第１正極配線Ｌ１１に接続され、平滑コンデンサＣ１の他端は第１負極配線Ｌ１２に接続されている。
制御機構２７は、ドライバ部２８と、制御部２９と、を備える。ドライバ部２８は、各スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のゲートに接続されている。ドライバ部２８は、制御部２９からの信号に基づいて、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のオン／オフを制御する。そして、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２がスイッチング動作（オン・オフ動作）されることで、第１正極配線Ｌ１１、及び、第１負極配線Ｌ１２を介してＤＣ／ＤＣコンバータ３０に直流電圧が供給される。
【００２９】
ＤＣ／ＤＣコンバータ３０は、ＰＦＣ２５とＤＣフィルタ４０との間に設けられた絶縁型のＤＣ／ＤＣコンバータである。
ＤＣ／ＤＣコンバータ３０は、１つのブリッジ回路３１と、２つのダイオードＤ３，Ｄ４と、２つのコイルＬ４，Ｌ５と、１つのトランス３２と、１つの整流回路３５と、１つの平滑コンデンサＣ２と、制御機構３６と、を備える。
【００３０】
トランス３２の１次側に設けられたブリッジ回路３１は、４つのスイッチング素子Ｑ３，Ｑ４，Ｑ５，Ｑ６を備える。各スイッチング素子Ｑ３，Ｑ４，Ｑ５，Ｑ６としてはＭＯＳＦＥＴが使用されている。スイッチング素子Ｑ３とスイッチング素子Ｑ４とは、互いに直列接続されることでスイッチング素子Ｑ３，Ｑ４の直列回路を構成している。具体的にいえば、スイッチング素子Ｑ３のソースに、スイッチング素子Ｑ４のドレインが接続されている。同様に、スイッチング素子Ｑ５とスイッチング素子Ｑ６とは直列接続されている。
【００３１】
トランス３２の１次側に設けられた各ダイオードＤ３，Ｄ４は、互いに直列接続されることでダイオードＤ３，Ｄ４の直列回路を構成している。具体的にいえば、ダイオードＤ３のアノードにダイオードＤ４のカソードが接続されている。
【００３２】
スイッチング素子Ｑ３，Ｑ５のドレインは第１正極配線Ｌ１１に接続されている。スイッチング素子Ｑ４，Ｑ６のソースは第１負極配線Ｌ１２に接続されている。ダイオードＤ３のカソードは、第１正極配線Ｌ１１に接続されている。ダイオードＤ４のアノードは、第１負極配線Ｌ１２に接続されている。これにより、スイッチング素子Ｑ３及びスイッチング素子Ｑ４の直列回路と、スイッチング素子Ｑ５及びスイッチング素子Ｑ６の直列回路と、ダイオードＤ３，Ｄ４の直列回路とは並列接続されている。
【００３３】
ブリッジ回路３１、各ダイオードＤ３，Ｄ４、第１正極配線Ｌ１１、及び、第１負極配線Ｌ１２は、トランス３２の１次側に設けられた１次側回路Ｅ１となる。本実施形態では、第１正極配線Ｌ１１、及び、第１負極配線Ｌ１２は、ＰＦＣ２５の一部でもある。したがって、ＰＦＣ２５、及び、１次側回路Ｅ１は共通の第１正極配線Ｌ１１、及び、第１負極配線Ｌ１２を備えているともいえる。第１正極配線Ｌ１１、及び、第１負極配線Ｌ１２は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０（１次側回路Ｅ１）に直流電圧を入力する配線となる。第１正極配線Ｌ１１、及び、第１負極配線Ｌ１２には、１次側電圧、即ち、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０によって電圧変換される前の直流電圧が印加される。
【００３４】
トランス３２は１次側巻線３３と、２次側巻線３４と、を備える。１次側巻線３３の一端はスイッチング素子Ｑ３とスイッチング素子Ｑ４との中点にコイルＬ４を介して接続され、１次側巻線３３の他端はスイッチング素子Ｑ５とスイッチング素子Ｑ６との中点に接続されている。
【００３５】
トランス３２の２次側に設けられた整流回路３５は、４つのダイオードＤ５，Ｄ６，Ｄ７，Ｄ８を備える。ダイオードＤ５とダイオードＤ６とは、互いに直列接続されることでダイオードＤ５，Ｄ６の直列回路を構成している。具体的にいえば、ダイオードＤ５のアノードにダイオードＤ６のカソードが接続されている。同様に、ダイオードＤ７とダイオードＤ８とは互いに直列接続されている。ダイオードＤ５，Ｄ７のカソードは、第２正極配線Ｌ２１に接続されている。ダイオードＤ６，Ｄ８のアノードは第２負極配線Ｌ２２に接続されている。これにより、ダイオードＤ５，Ｄ６の直列回路と、ダイオードＤ７，Ｄ８の直列回路とは並列接続されている。
【００３６】
ダイオードＤ５とダイオードＤ６の中点には２次側巻線３４の一端が接続され、ダイオードＤ７とダイオードＤ８の中点には２次側巻線３４の他端が接続されている。
コイルＬ５は、第２正極配線Ｌ２１の一部として設けられている。平滑コンデンサＣ２の一端は第２正極配線Ｌ２１に接続されており、平滑コンデンサＣ２の他端は第２負極配線Ｌ２２に接続されている。整流回路３５、平滑コンデンサＣ２、第２正極配線Ｌ２１、及び、第２負極配線Ｌ２２はトランス３２の２次側に設けられた２次側回路Ｅ２となる。
【００３７】
制御機構３６は、ドライバ部３７と、制御部３８と、を備える。ドライバ部３７は、各スイッチング素子Ｑ３，Ｑ４，Ｑ５，Ｑ６のゲートに接続されている。ドライバ部３７は、制御部３８からの信号に基づいて、スイッチング素子Ｑ３，Ｑ４，Ｑ５，Ｑ６のオン／オフを制御する。そして、スイッチング素子Ｑ３，Ｑ４，Ｑ５，Ｑ６のスイッチング動作により、第１正極配線Ｌ１１、及び、第１負極配線Ｌ１２から入力された直流電圧が、バッテリＢの充電状態などに応じて、異なる電圧の直流電圧に変換される（電圧変換が行われる）。そして、電圧変換が行われた後の直流電圧が第２正極配線Ｌ２１、及び、第２負極配線Ｌ２２から出力される。第２正極配線Ｌ２１、及び、第２負極配線Ｌ２２は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０（２次側回路Ｅ２）から直流電圧を出力する配線となる。第２正極配線Ｌ２１、及び、第２負極配線Ｌ２２には、２次側電圧、即ち、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０によって電圧変換された後の直流電圧が印加される。
【００３８】
本実施形態では、第２正極配線Ｌ２１、及び、第２負極配線Ｌ２２は、ＤＣフィルタ４０の一部でもある。したがって、ＤＣフィルタ４０、及び、２次側回路Ｅ２は共通の第２正極配線Ｌ２１、及び、第２負極配線Ｌ２２を備えているともいえる。
【００３９】
ＤＣフィルタ４０は、１つのコモンチョークコイル４１と、４つのＹコンデンサＣＹ２と、を備える。コモンチョークコイル４１は、前述したコモンチョークコイル２１，２２と同様の構成であり、２つの巻線Ｌ６，Ｌ７を備える。２つのＹコンデンサＣＹ２は、互いに直列接続されることでＹコンデンサＣＹ２の直列回路を構成している。ＹコンデンサＣＹ２の直列回路が２組設けられることで、ＤＣフィルタ４０は計４つのＹコンデンサＣＹ２を備える。直列接続されたＹコンデンサＣＹ２同士の中点は、車体に接地（アース接続）されている。ＤＣフィルタ４０は、直流電圧に含まれるノイズを低減する。
【００４０】
図２に示すように、電力変換装置１０は、金属製のケース５０と、フィルタ基板６０と、パワー基板７０と、フィルタ基板６０とパワー基板７０とを電気的に接続するコネクタ６１と、を備える。なお、図２では、各部材の配置位置を模式的に示している。
【００４１】
ケース５０は、車体に接地（アース接続）されている。ケース５０は、有底筒状の本体５１と、本体５１を閉塞する蓋５２と、を備える。本実施形態の本体５１は、有底四角筒状であり、四角状の底部５３と、四角状の４つの側壁５４とを備える。
【００４２】
フィルタ基板６０は、ＡＣフィルタ２０の一部、及び、ＤＣフィルタ４０の一部を構成している。フィルタ基板６０は、絶縁層６２と、絶縁層６２に設けられた図示しない導体パターンと、を備える。そして、ＡＣフィルタ２０、及び、ＤＣフィルタ４０を構成する各受動素子（各巻線Ｌ１，Ｌ２，Ｌ６，Ｌ７、各ＸコンデンサＣＸ、及び、各ＹコンデンサＣＹ１，ＣＹ２）が導体パターンによって接続されることで、ＡＣフィルタ２０、及び、ＤＣフィルタ４０は構成されている。
【００４３】
フィルタ基板６０は、例えば、図示しないスペーサなどを介して、ケース５０の底部５３に固定されている。フィルタ基板６０は、厚み方向の面と底部５３の内面とが向かい合うように、言い換えれば、底部５３の内面に対して平行となるように配置されている。即ち、フィルタ基板６０の厚み方向が底部５３の内面に対して直交するようにフィルタ基板６０は配置されている。なお、ここでいう「平行」とは、フィルタ基板６０の若干の傾きを許容するものである。
【００４４】
本実施形態において、フィルタ基板６０から最も近いケース５０の内面とは、底部５３の内面となる。詳細にいえば、フィルタ基板６０の厚み方向の面、及び、フィルタ基板６０の側面（厚み方向に直交する方向の面）のそれぞれから、各面に対向するケース５０の内面までの距離を比較すると、フィルタ基板６０の厚み方向の面から底部５３の内面までの距離ｄ１が最も短い。
【００４５】
コネクタ６１は、フィルタ基板６０において、底部５３と向かい合う面とは反対の面に設けられている。フィルタ基板６０に設けられた導体パターンと、パワー基板７０に設けられた導体パターンとは、コネクタ６１（詳細にはコネクタの導体）を介して接続される。
【００４６】
パワー基板７０は、ＰＦＣ２５、及び、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０の一部を構成している。パワー基板７０は、絶縁層７３と、絶縁層７３に設けられた導体パターンとを備える。なお、図２では、導体パターンのうち１次側回路Ｅ１の負極配線である第１負極配線Ｌ１２を構成する１次側負極パターン７１、及び、２次側回路Ｅ２の負極配線である第２負極配線Ｌ２２を構成する２次側負極パターン７２のみを図示している。導体パターンによって、ＰＦＣ２５、及び、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０を構成する部材が接続されることで、ＰＦＣ２５、及び、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０は構成されている。
【００４７】
パワー基板７０は、フィルタ基板６０に対して垂直となるように配置されている。パワー基板７０の側面（パワー基板７０の厚み方向に直交する方向の面）Ａは、フィルタ基板６０に対向している。なお、ここでいう「垂直」とは、パワー基板７０の僅かな傾きを許容するものである。フィルタ基板６０と、底部５３の内面とは平行となっているため、フィルタ基板６０に対して垂直にパワー基板７０を設けることで、パワー基板７０は底部５３の内面に対しても垂直に配置される。即ち、パワー基板７０は、フィルタ基板６０、及び、底部５３の内面の双方に対して垂直に配置される。
【００４８】
ケース５０の内面のうちパワー基板７０から最も近い面は、底部５３の内面である。詳細にいえば、パワー基板７０の厚み方向の面、及び、パワー基板７０の側面（厚み方向に直交する方向の面）のそれぞれから、各面に対向するケース５０の内面までの距離を比較すると、パワー基板７０の側面Ａから、底部５３の内面までの距離ｄ２が最も短い。したがって、フィルタ基板６０、及び、パワー基板７０から最も近いケース５０の内面は、ともに底部５３の内面となる。フィルタ基板６０、及び、パワー基板７０は、側壁５４の内面、及び、蓋５２の内面に対して、十分に離間して配置されているといえる。
【００４９】
ＰＦＣ２５の制御機構２７、及び、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０の制御機構３６は、パワー基板７０のうちフィルタ基板６０寄りに設けられている。２つの制御機構２７，３６は、パワー基板７０の厚み方向に向かい合っている。また、ＰＦＣ２５の制御機構２７と同様な位置に、コイルＬ３は設けられており、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０の制御機構３６と同様な位置にコイルＬ５、及び、平滑コンデンサＣ２は設けられている。
【００５０】
ＰＦＣ２５の変換部２６、及び、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０の１次側回路Ｅ１は、フィルタ基板６０の厚み方向において、制御機構２７よりもフィルタ基板６０から離間してパワー基板７０に設けられている。なお、以下の説明において、ＰＦＣ２５の変換部２６、及び、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０の１次側回路Ｅ１を１次側ユニットＵと称する。
【００５１】
ＤＣ／ＤＣコンバータ３０の２次側回路Ｅ２は、フィルタ基板６０の厚み方向において、制御機構３６よりもフィルタ基板６０から離間してパワー基板７０に設けられている。１次側ユニットＵと、２次側回路Ｅ２とは、パワー基板７０の厚み方向に対向して配置されている。
【００５２】
トランス３２は、パワー基板７０の側面に対向して配置されている。即ち、トランス３２は、パワー基板７０の厚み方向の面外に配置されている。
１次側負極パターン７１と、２次側負極パターン７２とは、絶縁層７３を介してパワー基板７０の厚み方向に対向配置されている。詳細にいえば、パワー基板７０が両面基板の場合、１次側負極パターン７１と、２次側負極パターン７２は絶縁層７３の両面に設けられる。パワー基板７０が多層基板の場合、１次側負極パターン７１と、２次側負極パターン７２は異なる層に設けられる。
【００５３】
両負極パターン７１，７２は、パワー基板７０の厚み方向の面内において、フィルタ基板６０から最も離間した位置に配置されている。また、両負極パターン７１，７２は、パワー基板７０の厚み方向の面内において、底部５３の内面からも最も離間している。
【００５４】
両負極パターン７１，７２は、所謂、ベタパターンであり、小信号系の装置である制御機構２７，３６に用いられるパターンに比べて面積が広い。制御機構２７，３６をフィルタ基板６０寄りに集約して配置することで、両負極パターン７１，７２をフィルタ基板６０から離間して配置することができる。
【００５５】
次に、本実施形態の電力変換装置１０の作用について説明する。
バッテリＢを充電する際には、各スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４，Ｑ５，Ｑ６がスイッチング動作されることで、バッテリＢが充電される。この際、スイッチング動作によって伝導ノイズが生じる。
【００５６】
伝導ノイズの大きさは、Ｃ・ｄｖ／ｄｔで表わすことができる。Ｃは、パワー基板７０の負極パターン７１，７２と、底部５３の内面との間に生じる浮遊容量であり、ｖは電圧であり、ｔは時間である。浮遊容量Ｃが大きくなると、スイッチング動作に伴う電圧変動ｄｖ／ｄｔによって生じる伝導ノイズは大きくなる。
【００５７】
浮遊容量は、パワー基板７０の負極パターン７１，７２と、底部５３の内面との対向面積が大きいほど大きくなる。パワー基板７０を底部５３の内面に対して垂直に配置することで、パワー基板７０を底部５３の内面に対して平行に配置する場合に比べて、パワー基板７０と底部５３の内面との対向面積は小さくなる。これにより、負極パターン７１，７２と、底部５３の内面との間に生じる浮遊容量を低減している。
【００５８】
更に、１次側負極パターン７１と、２次側負極パターン７２とが対向して配置されることで、２つの負極パターン７１，７２がコンデンサを形成する極板として機能し、負極パターン７１，７２同士の間には静電容量が生じる。すると、図１に示すように、トランス３２の１次側回路Ｅ１と、トランス３２の２次側回路Ｅ２とは、バイパスコンデンサＣＢを介して接続されているとみなすことができる。結果として、アースに流れる電流（ノイズ）をバイパスコンデンサＣＢに分流させることができ、アースにノイズが流れ込むことを抑制することができる。これにより、伝導ノイズを低減させることができる。
【００５９】
したがって、上記実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）パワー基板７０を底部５３の内面に対して垂直に配置することで、パワー基板７０と底部５３の内面との間に生じる浮遊容量を小さくしている。これにより、浮遊容量に起因して生じる伝導ノイズを低減している。伝導ノイズが交流電源１１に入り込むと、交流電源１１に接続される他の機器（例えば、家電など）に対しても影響を及ぼす場合がある。伝導ノイズを低減することで、交流電源１１に伝導ノイズが入り込むことを抑制することができ、交流電源１１に接続される他の機器に対する影響を抑制することができる。
【００６０】
（２）負極パターン７１，７２を対向配置することで、バイパスコンデンサＣＢを形成する極板として負極パターン７１，７２を用いている。即ち、各負極パターン７１，７２をバイパスコンデンサＣＢの極板として兼用することができる。これにより、トランス３２の１次側回路Ｅ１とトランス３２の２次側回路Ｅ２とを接続するための専用のバイパスコンデンサを追加することなく伝導ノイズを低減させることができる。
【００６１】
（３）各負極パターン７１，７２は、パワー基板７０の厚み方向の面内において、フィルタ基板６０から最も離間して配置されている。これにより、各負極パターン７１，７２をフィルタ基板６０に近接して配置した場合に比べて、各負極パターン７１，７２と、底部５３の内面とは離間して配置されることになる。パワー基板７０と、底部５３の内面との間に生じる浮遊容量は、各負極パターン７１，７２と底部５３の内面との距離が短いほど大きくなる。したがって、各負極パターン７１，７２をフィルタ基板６０に近接して配置した場合に比べて、パワー基板７０と底部５３の内面との間に生じる浮遊容量を小さくすることができ、伝導ノイズを低減することができる。
【００６２】
（４）直列接続されたＹコンデンサＣＹ１，ＣＹ２の中点と、アース間に生じる寄生インダクタンスは、フィルタ減衰特性を悪化させる原因となる。寄生インダクタンスは、ＡＣフィルタ２０、及び、ＤＣフィルタ４０をケース５０の内面に近付けることで小さくすることができる。パワー基板７０に比べて、フィルタ基板６０をケース５０の底部５３に近接して配置することで、寄生インダクタンスを低減して、フィルタ特性を向上させることができる。
【００６３】
なお、実施形態は以下のように変更してもよい。
○各負極パターン７１，７２は、フィルタ基板６０から最も離間した位置とは異なる位置に設けられていてもよい。例えば、各負極パターン７１，７２をフィルタ基板６０に近接して配置してもよい。
【００６４】
○各負極パターン７１，７２は、互いに対向しない位置に配置されていてもよい。
○図２に示したＤＣ／ＤＣコンバータ３０を構成する各部材の配置位置は、適宜変更してもよい。
【００６５】
○ＡＣフィルタ２０、ＰＦＣ２５、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０、及び、ＤＣフィルタ４０の構成は、適宜変更してもよい。
○スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４，Ｑ５，Ｑ６として、ＩＧＢＴ（絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）など、ＭＯＳＦＥＴ以外のスイッチング素子が用いられてもよい。
【００６６】
○フィルタ基板６０と、パワー基板７０とで、各基板から最も近いケース５０の内面が異なっていてもよい。
【符号の説明】
【００６７】
Ｅ１…１次側回路、Ｅ２…２次側回路、Ｌ１２…第１負極配線、Ｌ２２…第２負極配線、１０…電力変換装置、１１…交流電源、２０…ＡＣフィルタ、３０…ＤＣ／ＤＣコンバータ、５０…ケース、６０…フィルタ基板、６１…コネクタ、７０…パワー基板、７１…１次側負極パターン、７２…２次側負極パターン。
【図１】
2019004634.tif 000003
【図２】
2019004634.tif 000004