(57)【要約】電力変換装置に、装置の体積が増加する原因となるフィルタ回路素子を用いずにノイズ伝搬を抑制する配線構造を備える。外部の電源又は負荷に接続するケーブルと内部の回路とを接続するバスバを備えた電力変換装置において、バスバを電磁バンドギャップ構造とすることにより電力変換装置からケーブルを介して電源又は負荷に伝搬する電磁ノイズを抑制するようにした。
2016208074.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部の電源又は負荷に接続するケーブルと内部の回路とを接続するバスバを備えた電力変換装置であって、前記バスバを電磁バンドギャップ構造とすることにより前記電力変換装置から前記ケーブルを介して前記電源又は負荷に伝搬する電磁ノイズを抑制することを特徴とする電力変換装置。
【請求項２】
請求項１記載の電力変換装置であって、前記バスバは正極板と負極板とが平行に配置された構成を有し、前記電磁バンドギャップ構造を、前記正極板と負極板との間に２枚の導電板を接触せず一部が互いに平行に配置し、前記２枚の導電板の前記互いに平行に配置した部分以外の部分においてそれぞれ前記正極板又は前記負極板の何れか一方と接続して形成したことを特徴とする電力変換装置。
【請求項３】
請求項１記載の電力変換装置であって、前記バスバは正極板と負極板とが平行に配置された構成を有し、前記電磁バンドギャップ構造を、前記正極板と負極板との間に、一端が前記正極板又は前記負極板の何れか一方と接続し他端が櫛歯状に成形された一対の導電板を、前記櫛歯状に成形された部分を互いに対向させて間隔をあけて設置することにより形成したことを特徴とする電力変換装置。
【請求項４】
請求項３記載の電力変換装置であって、前記一対の導電板の前記櫛歯状に成形された部分の先端部分が他方の導電板とコンデンサまたはインダクタを挟んで接続されていることを特徴とする電力変換装置。
【請求項５】
請求項３記載の電力変換装置であって、前記他端が櫛歯状に成形された一対の導電板の前記櫛歯状に形成された櫛歯の長さ又は幅が不均一であることを特徴とする電力変換装置。
【請求項６】
請求項１記載の電力変換装置であって、前記バスバは正極板と負極板とが平行に配置されてその両側を１対のグランド電極板で挟んだ構成を有し、前記電磁バンドギャップ構造を、前記正極板と前記１対のうちの一方のグランド電極板との間に一端が前記正極板と接続し他端が櫛歯状に成形された一対の導電板を前記櫛歯状に成形された部分を互いに対向させて間隔をあけて設置し、前記負極板と前記１対のうちの他方のグランド電極板との間に一端が前記負極板と接続し他端が櫛歯状に成形された一対の導電板を前記櫛歯状に成形された部分を互いに対向させて間隔をあけて設置することにより形成したことを特徴とする電力変換装置。
【請求項７】
請求項１記載の電力変換装置であって、前記電力変換装置がインバータであることを特徴とする電力変換装置。
【請求項８】
請求項７記載の電力変換装置であって、電磁バンドギャップ構造としたバスバを、前記インバータの外部の電源に接続するケーブルと前記インバータの平滑コンデンサとの間に設けたことを特徴とする電力変換装置。
【請求項９】
請求項１記載の電力変換装置であって、前記電力変換装置がコンバータであることを特徴とする電力変換装置。
【請求項１０】
外部の電源又は負荷に接続するケーブルと内部の回路とを正極板と負極板と平行に配置して構成したバスバで接続する電力変換装置であって、前記バスバを構成する前記正極板と前記負極板との間に前記正極板又は前記負極板の何れかに接続された一対の導電板を、前記一対の導電板の一部が互いに平行で接触しないように配置したことを特徴とする電力変換装置。
【請求項１１】
請求項１０記載の電力変換装置であって、前記一対の導電板の前記互いに平行で接触しないように配置した部分は、互いに櫛歯状に成形されており、前記櫛歯状に成形された部分を互いに対向させて間隔をあけて設置されていることを特徴とする電力変換装置。
【請求項１２】
請求項１１記載の電力変換装置であって、前記一対の導電板の前記櫛歯状に成形された部分の先端部分が他方の導電板とコンデンサまたはインダクタを挟んで接続されていることを特徴とする電力変換装置。
【請求項１３】
請求項１１記載の電力変換装置であって、前記一対の導電板の前記櫛歯状の櫛歯の長さ又は幅が不均一であることを特徴とする電力変換装置。
【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】
本技術分野の背景技術として、特願２００９−２８３０９３号公報（特許文献１）がある。この公報には「配線基板の裏面と筐体の内表面の間の空間から高周波数帯の電磁ノイズが放射されることを抑制する」と記載されている。【０００３】
また、特願２０１２−１６７６６２号公報（特許文献２）には、「小型化と、素子の相互干渉やノイズ等による誤動作の抑制を両立する回路基板を提供する」と記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特願２００９−２８３０９３号公報
【特許文献２】特願２０１２−１６７６６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
電力変換装置（インバータ、コンバータ）を市場に出荷するためには、電磁ノイズを低減してＥＭＣ（Electromagnetic Compatibility）規格に適合する必要がある。電磁ノイズの低減には、電源線や出力線にコンデンサなどのフィルタ回路素子を追加する手法が一般的であるが、フィルタ回路素子を追加すると装置体積が増加する問題がある。一方、前記特許文献１および２にはフィルタ回路素子を用いずに導体を周期配置することでノイズの伝播を阻止する技術が記載されている。しかし、これら先行技術はプリント基板において集積回路が発生する電磁ノイズのプリント基板内の伝播を阻止する方法を示しており、電力変換装置のような高電圧・高電流システムにプリント基板を用いない装置に適用できない。【０００６】
そこで本発明は、装置の体積が増加する原因となるフィルタ回路素子を用いずにノイズ伝搬を抑制する配線構造を備えた電力変換装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記した課題を解決するために、本発明では、外部の電源又は負荷に接続するケーブルと内部の回路とを接続するバスバを備えた電力変換装置において、バスバを電磁バンドギャップ構造とすることにより電力変換装置からケーブルを介して電源又は負荷に伝搬る電磁ノイズを抑制するようにした。【０００８】
また、上記した課題を解決するために、本発明では、外部の電源又は負荷に接続するケーブルと内部の回路とを正極板と負極板と平行に配置して構成したバスバで接続する電力変換装置において、バスバを構成する正極板と負極板との間に正極板又は負極板の何れかに接続された一対の導電板を、この一対の導電板の一部が互いに平行で接触しないように配置した。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、フィルタ回路素子を用いずに電磁ノイズ低減効果を備えた電力変換装置を提供することができる。【００１０】
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施例１にかかる電力変換装置の構成を示すブロック図である。
【図２Ａ】本発明の実施例１にかかるＥＢＧ構造バスバの正面図である。
【図２Ｂ】本発明の一実施例にかかるＥＢＧ構造バスバのＡ−Ａ矢視図である。
【図３】本発明の実施例１にかかるＥＢＧ構造バスバのノイズ低減効果を示すグラフである。
【図４】本発明の実施例１の変形例における電力変換装置の構成を示すブロック図である。
【図５Ａ】本発明の実施例２にかかる低インダクタンス化を実現するＥＢＧ構造バスバの正面図である。
【図５Ｂ】本発明の実施例２にかかる低インダクタンス化を実現するＥＢＧ構造バスバのＢ−Ｂ矢視図である。
【図６Ａ】本発明の実施例３にかかるコモンモードノイズを低減するＥＢＧ構造バスバの正面図である。
【図６Ｂ】本発明の実施例３にかかるコモンモードノイズを低減するＥＢＧ構造バスバのＣ−Ｃ矢視図である。
【図７Ａ】本発明の実施例４にかかる回路部品を実装するＥＢＧ構造バスバの正面図である。
【図７Ｂ】本発明の実施例４にかかる回路部品を実装するＥＢＧ構造バスバのＤ−Ｄ矢視図である。
【図８Ａ】本発明の実施例５にかかる広帯域化を実現するＥＢＧ構造バスバの正面図である。
【図８Ｂ】本発明の実施例５にかかる広帯域化を実現するＥＢＧ構造バスバのＥ−Ｅ矢視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明は、高電圧バスバ配線にノイズを低減するための導体周期構造（Electromagnetic Band Gap構造）を設けることで、電磁ノイズの伝搬を抑制した電力変換装置を提供するものである。
【００１３】
即ち、本発明は、インバータやコンバータなどの電力変換装置の回路を接続するバスバにノイズ抑制構造として導体周期構造（Electromagnetic Band Gap構造）を設けることで低ノイズを低減した電力変換装置を提供できるようにしたものである。  
以下に本発明の実施の形態を、図を用いて説明する。
【実施例１】
【００１４】
図１に本発明の第１の実施例に係る電力変換装置１０１の構成を示す。ここでは直流電圧から交流電圧を生成するインバータ（Inverter）を例とする。インバータ１０１はＩＧＢＴやＭＯＳＦＥＴ、ＳｉＣなどの半導体素子１０２をスイッチング（オン−オフの切り替え）することで所望の電圧や電流を生成する。電源１０３はバッテリや交流電源をコンバータにより直流電圧に変換したものを用いる。例えばハイブリッド自動車の駆動用インバータは数百ボルトの高電圧バッテリを電源１０３に用いる。また、例えばＸ線診断装置などの医療装置は商用の交流電源を用いるため、整流回路またはコンバータを用いて直流電源に変換する。次にこれら電源１０３とインバータ１０１はケーブル１０４で接続する。ケーブル１０４にはシールドケーブルを用いることでケーブル１０４からの電磁ノイズ漏れは抑制することができる。半導体素子１０２はスイッチングする際に高周波の切り替え電流および電圧が発生するため、これを供給する平滑化コンデンサ１０５を一般的には用いる。インバータ１０１の出力はケーブル１０８を介して負荷１０６に接続される。例えばハイブリッド車用インバータ１０１の負荷１０６はモータであり、三相電流を生成および印加することでモータを駆動する。【００１５】
次にノイズ発生および伝搬メカニズムについて説明する。上述したように、電磁ノイズは半導体素子１０２のスイッチングによって発生する。発生した電磁ノイズは平滑化コンデンサ１０５で完全には平滑化できず、電源１０３側または負荷１０６側へバスバ(バスバー又はブスバー)配線を伝導して漏洩する。このようにして発生する電磁ノイズは電源配線の正極と負極間に発生するノーマルモードノイズとなる。また、インバータ１０１の筐体などのＧＮＤに対して正極と負極が同相で電位変動するノイズとなる場合もあり、これはコモンモードノイズとして配線とＧＮＤ間を伝搬する。【００１６】
次にEMC規制について説明する。EMC規制は電子機器の安定動作を目的として、機器や装置が発生する電磁ノイズ量に制限を設けるものである。例えば自動車用インバータの場合、ＣＩＳＰＲ２５という国際規格に基づき機器単体で電磁ノイズ量が規定値以下であることを確認する。さらに、自動車に実際に組み込んだ状態でもノイズ量が規定値以下であることを確認する。ノイズ評価方法は大別して放射ノイズと伝導ノイズがある。放射ノイズは装置から空間へ放射されるノイズを試験用アンテナで測定するのに対し、伝導ノイズはＬＩＳＮ（擬似電源回路網）または電流／電圧プローブを用いて装置電源線に発生する電磁ノイズ量を測定する。ここで、乗用車用の車載機器に対して、伝導ノイズは１２Ｖバッテリに接続される電源線のノイズ量のみ規制対象であるが、近い将来にＣＩＳＰＲ規格が改定され車載機器の高電圧配線の伝導ノイズも規制対象となる予定である。すなわち、上述したように半導体素子のスイッチングによって発生する電磁ノイズがインバータ外部へ漏洩する場合、これを規制値以下とする必要がある。【００１７】
以上のように、電力変換装置はスイッチングにより発生する電磁ノイズ量の機器外部への漏洩を規制値以下とする必要がある。【００１８】
本発明の特徴は、電力変換装置であるインバータ１０１の電源入力用の配線として備えるバスバに、ＥＢＧ (Electromagnetic Band Gap：電磁バンドギャップ）という原理に基づいたノイズ抑制素子:ＥＢＧ構造バスバ１０７を設けた構造とする点であり、これにより低ノイズな電力変換装置を提供する。【００１９】
図２Ａ及び図２Ｂに本発明の第１の実施例に係る電力変換装置のＥＢＧ構造バスバ１０７の詳細を示す。ＥＢＧ構造バスバ１０７は板状の金属を整形加工することで作成する。材料は、ＥＢＧ構造バスバ１０７での損失が小さくなるよう導電率の高い銅やアルミなどを用いる。板厚は適用装置が用いる電流量によって決まるが、数ｍｍ程度が一般的である。形状は、半導体素子と平滑化コンデンサの接続に用いる場合、幅を広く取った平板形状とし、正極と負極間の距離は数ｍｍ以下に近づけることで低インダクタンス化を図る。また、平板形状とすることで放熱性も良くなるという長所がある。【００２０】
図２Ａに示すように、本実施例では、従来、２枚の平板を対向させた平行平板で形成していたバスバ配線に、ノイズ伝搬抑制素子Ａ２０１とノイズ伝搬抑制素子Ｂ２０２とを備えて構成したＥＢＧ構造バスバを設けた構造とする。このようにノイズ伝搬抑制素子２０１と２０２はＬ字形状の部分に接合面を加えた形状の部材(以下、Ｌ字形状という)を逆向きに対向させたものを１組とし、一端を負極板２０４に固定し、Ｌ字形状に形成した他端の側は、櫛歯状に成形されており、図２Ｂに示すように、この櫛歯状に成形された部分が上下に重なるように設置されている。ここで、Ｌ字形状の対向させる面である櫛歯状に成形された部分は、間に電気的な絶縁用のラミネートシート(図示せず)を挿入することにより、物理的に接触させないようにした。これにより、ノイズ伝搬抑制素子Ａ２０１とノイズ伝搬抑制素子Ｂ２０２のＬ字形状の対向面によって形成されるキャパシタンスと負極板２０４を介したループ経路によって形成されるインダクタンスが共振する周波数を中心に、電磁ノイズの高周波エネルギーがこれらノイズ伝搬抑制素子２０１と２０２とで低減され、コンデンサや磁性コアなどの高周波ノイズを低減するためのフィルタを用いずにノイズ伝搬抑制効果を実現できる。【００２１】
ここで、ノイズ伝搬抑制素子２０１と２０２とは、金属平板のカットおよび曲げ加工で整形できるようＬ字のくし形形状とした。これによりプリント基板を用いない高電圧／高電流回路にも適用できる。このようなノイズ伝搬抑制原理は、上述したようにＥＢＧ、またはやHigh impedance surfaceなどと呼ばれる。尚、ノイズ伝搬抑制素子と正極板２０３または負極板２０４は溶接などによって接続すればよい。ノイズ伝搬抑制素子Ａ２０１とノイズ伝搬抑制素子Ｂ２０２のＬ字形状の幅や長さは低減したいノイズの周波数により決定する。例えば、ノイズ伝搬抑制素子Ａ２０１とノイズ伝搬抑制素子Ｂ２０２のＬ字形状の幅を１２ｍｍ、長さを１８０ｍｍ、空隙を０．１ｍｍとした場合、寄生容量は５８pF、インダクタンスは３３nHと計算され、共振周波数は約１１０ＭＨｚとなる。【００２２】
また、ノイズ伝搬抑制素子２０１と２０２とは、曲げ加工で整形せずに、金属平板を櫛歯形状に加工した後、上記曲げ加工による折り曲げの高さ相当する厚さの金属ブロックを間に挟んで正極板２０３または負極板２０４は溶接などによって接続する構造にしてもよい。【００２３】
図３に実施例１に係るノイズ低減用のＥＢＧ構造バスバの電磁界解析結果を示す。上記の例に示した寸法のＬ字形状に成形したノイズ伝搬抑制素子Ａ２０１とノイズ伝搬抑制素子Ｂ２０２とで形成されるＥＢＧ構造バスバのノイズ低減効果として高周波減衰量を解析により確認した。尚、ＥＢＧ構造バスバを形成するノイズ伝搬抑制素子Ａ２０１とノイズ伝搬抑制素子Ｂ２０２との外形寸法は、９０ｍｍ幅、１５０ｍｍ長さとし、正極板２０３と負極板２０４の間隙は２ｍｍとした。同図には比較のため、ＥＢＧ構造バスバのようなノイズ抑制素子を設けない場合の結果も示す。解析の結果、本実施例のようなＥＢＧ構造バスバを用いた場合、１１０ＭＨｚ付近に鋭いピークが生じると共に、ＥＢＧ構造バスバを用いない場合と比べて高周波の減衰量が大きくなっていることが判る。【００２４】
図２に示したようなノイズ伝搬抑制素子Ａ２０１とノイズ伝搬抑制素子Ｂ２０２とで形成されるＥＢＧ構造バスバの構成において、ノイズ伝搬抑制素子２０１と２０２の形状寸法を調整することで、共振周波数を所望の周波数に合わせることができる。但し、ＥＢＧ構造バスバの配線形状は電力変換装置(本実施例の場合はインバータ１０１)全体のサイズや重量、コストなどの条件により外形サイズが決まることが一般的であり、その外形に収まるようノイズ伝搬抑制素子２０１と２０２を設計する必要がある。【００２５】
また、電力変換装置にはノイズ低減および安全を目的として対地コンデンサを実装するのが一般的だが、数十MHz以上の高周波は寄生インダクタンスの影響により対地コンデンサによるノイズ低減効果が小さくなる。これに対して、本実施例によるノイズ伝搬抑制素子２０１と２０２を備えたＥＢＧ構造バスバのノイズ伝搬抑制構造は、数十ＭＨｚ以上の高周波帯域で効果を有している。更に、本実施例によるノイズ伝搬抑制素子２０１と２０２を備えたＥＢＧ構造バスバは、限られたサイズの中でも十分に設計可能な構造である。【００２６】
以上のことから、本実施例によるノイズ伝搬抑制素子２０１と２０２を備えたＥＢＧ構造バスバによれば、追加のフィルタ回路素子を用いずに、電源線の伝導ノイズを低減する電力変換装置を提供することができる。【００２７】
電力変換装置であるインバータ１０１を車両に適用する場合は、図１に示した構成においてインバータ１０１全体をモールドで覆い、ケーブル１０４及びケーブル１０８と接続する端子をモールドの外部に延ばし、ケーブル１０４と接続する端子の側でモールドで覆われた内部にＥＢＧ構造バスバ１０７を設置する構成とすることができる。【００２８】
なお、図１に示して構成においては、ＥＢＧ構造バスバ１０７をインバータ１０１の電源１０３の側に１つ備えた構造について説明したが、本発明がこれに限るものではなく、図４に示したＥＢＧ構造バスバ４０７のように、インバータ４０１に複数備える構造としてもよい。図４に示した例では、インバータ４０１の電源４０３の側のケーブル４０４との間の他に、平滑化コンデンサ４０５と半導体素子４０２との間、及び半導体素子４０２と負荷４０６との間にも更に設けてもよい。【００２９】
図４に示すように、平滑化コンデンサ４０５と半導体素子４０２との間にＥＢＧ構造バスバ４０７設けた場合、半導体素子４０２をスイッチングした場合に発生する特定周波数のノイズを除去することができる。【００３０】
また、図４に示すように、半導体素子４０２と負荷４０６との間にＥＢＧ構造バスバ４０７設けた場合、半導体素子４０２をスイッチングした場合に発生する特定周波数のノイズが、負荷４０６との間のケーブル４０８にもれることを防止することができる。
【実施例２】
【００３１】
図５Ａ及び図５Ｂに、本発明の第二の実施例における、低インダクタンス化を実現する機能を有するノイズ伝搬を抑制するためのＥＢＧ構造バスバの例を示す。すなわち、本実施例においては、ノイズ伝搬抑制素子を設けると共に、正極および負極間のインダクタンスを低減する構造を提供する。【００３２】
実施例１で説明したように、図１に示した構成において、スイッチング用の半導体素子１０２と平滑化コンデンサ１０５の間は高周波電流のやり取りが必要であるため、インダクタンスを小さくすることが重要である。このインダクタンスは、図５Ａに示すように、正極板５０３と負極板５０４の間隙を小さくすることで低減できるため、ノイズ伝搬抑制素子のうち一方（ノイズ伝搬抑制素子５０１）を曲げのない直線状の平板とすると共に他方（ノイズ抑制素子５０２）をＬ字形状に成形した素子として、負極板５０４の側に設けた凹部５０４１にＬ字形状に成形した部分を収納することにより、正極板５０３と負極板５０４の間隙距離を変えることなく、正極板５０３と負極板５０４の間にノイズ伝搬抑制素子５０１と５０２とを設けることができる。これにより、本実施例によれば、実施例１で説明した効果に加えて、ノイズ伝搬抑制と低インダクタンス化とを実現した電力変換装置を提供することができる。
【実施例３】
【００３３】
図６Ａ及び図６Ｂに、本発明の第三の実施例における、コモンモードノイズを抑制する機能を有するノイズ伝搬を抑制するためのＥＢＧ構造バスバの例を示す。図２Ａに示したような構成における正極板２０３と負極板２０４の間、又は図５Ａに示したような構成における正極板５０３と負極板５０４の間に発生するノイズはノーマルモードノイズと呼ばれ、グランド（ＧＮＤ）電位を基準とした場合、正極板２０３又は５０３と負極板２０４又は５０４のそれぞれのノイズ電圧は極性が反転している（逆相である）。実施例１や２で示したノイズ伝搬抑制素子２０１、２０２及び５０１、５０２は、このノーマルモードノイズを抑制する構造である。【００３４】
ここで、一般的に電力変換装置のグランド（ＧＮＤ）電極(端子)は編組線などを用いて装置筐体に接続され、装置筐体はＧＮＤ電位とされる。、このような構成において、正極板２０３と負極板２０４はＧＮＤ電位に対して同相で変動する。このように、正極と負極とがＧＮＤ電位に対して同相で変動するノイズは、ノーマルモードノイズに対して、コモンモードノイズと呼ばれ、ノーマルモードノイズと同様に低減が必須である。【００３５】
図６Ａおよび図６Ｂに示したような構成では、正極板６０３と負極板６０４がＧＮＤ電位のＧＮＤ板５０１に対して同相で変動するコモンモードノイズが発生する。ノーマルモードノイズは正極と負極の間をノイズが伝搬するため、実施例１及び実施例２で説明したように正極板２０３と負極板２０４の間又は正極板５０３と負極板５０４の間にノイズ伝搬抑制素子２０１、２０２又は５０１、５０２を設ける、。これに対して、図６Ａおよび図６Ｂに示したような構成におけるコモンモードノイズは、正極板６０３または負極板６０４とＧＮＤ板６０５すなわち装置筐体の間をノイズが伝搬するため、正極板６０３または負極板６０４とＧＮＤ板６０５の間にノイズ抑制素子６０１及び６０２を設ける必要がある。このため、図６Ａに示すように、正極板６０３、負極板６０４と近接するようにＧＮＤ板６０５をそれぞれ備え、正極板６０３とＧＮＤ板６０５および負極板６０４とＧＮＤ板６０５の間に一方またはそれぞれノイズ伝搬抑制素子６０１と６０２とを備える。これにより、本実施例によれば、正極板６０３または負極板６０４とＧＮＤ板６０５の間を伝搬するコモンモードノイズを抑制した電力変換装置を提供することができる。
【実施例４】
【００３６】
図７Ａ及び図７Ｂに、本発明の第四の実施例における、回路部品を用いたノイズ抑制素子の構成を示す。上述したように、ノイズ伝搬抑制素子は個々の対向する導体間の寄生容量とインダクタンスによって共振することで、ノイズの伝搬を抑制するため、低周波になるほど素子のサイズが大きくなる。そこでノイズ伝搬抑制素子のサイズを大きくせずに共振周波数を低周波または所望の周波数に合わせるため、図７Ａに示すように、コンデンサまたはインダクタなどの回路部品７０５をノイズ伝搬抑制素子７０１及び７０２に接続するよう実装する。これにより、ノイズを抑制したい周波数に共振周波数が一致するよう回路部品７０５であるコンデンサまたはインダクタの値を選択することで、ノイズ伝搬抑制素子７０１及び７０２のサイズを変えずに所望の周波数でノイズ伝搬抑制効果を得られる。【００３７】
ここで、[発明が解決しようとする課題]の欄において、ノイズ伝搬抑制用のフィルタ回路素子を用いると装置体積の増加を招くという問題を記載したが、これは従来技術のフィルタ回路素子を正極板と負極板の間、または正極板とＧＮＤの間、または負極板とＧＮＤの間のように数十Ｖから数百Ｖ以上の高電圧がかかる箇所に設けるため、高耐圧化によりサイズが大きくなる点が問題である。しかし本実施例に記載の構造では、共振周波数調整用の回路部品は同電位であるノイズ抑制素子間に実装するため、耐電圧は数Ｖから数十Ｖ以下と小さくともよく、よって部品サイズは大きくならない。【００３８】
以上より、本実施例によれば、装置内の占有体積を増加させることなく、また、ノイズの周波数に制限されることなく、所望の周波数でノイズ伝搬抑制が可能な電力変換装置を提供することができる。
【実施例５】
【００３９】
図８Ａ及び図８Ｂに示すように、ノイズ伝搬抑制素子８０１及び８０２の形状は個々の素子のサイズ(櫛歯の長さ)を変える(不均一にする)ことで、共振周波数を複数点とすることにより、より広帯域でノイズ抑制効果を得ることが可能となる。【００４０】
また、ノイズ伝搬抑制素子８０１及び８０２の形状は全て直線またはL字形状のくし形としたが、高インダクタンス化のため、バスバの一部または全体をメアンダ形状やスパイラル形状などとすることで高インダクタンス化してもよい。【００４１】
また、ノイズ伝搬抑制素子８０１と８０２との対向面積により寄生容量を決定する例を示したが、ノイズ伝搬抑制素子８０１と８０２との間に誘電材料を備えることでより小さい面積で高い寄生容量値を得られる。【００４２】
また、以上の各実施例で説明した構成において、ＥＢＧ構造バスバは金属板の切りおよび曲げ加工で作製する例を示したが、作成方法はプリント基板プロセスを用いても良い。プリント基板プロセスを用いることで、多層構造を容易に作製でき、正極板と負極板間の間隙量の制御も精度よく実現できる。また、実施例４において、正極板７０３と負極板７０４に、回路部品７０５を実装する箇所の上部に相当する位置にビア(穴)を形成することによって、回路部品７０５のノイズ伝搬抑制素子７０１及び７０２への実装が容易となる。【００４３】
また、上述した構成は電力変換装置のうちインバータを例に示したが、コンバータの場合も同様である。コンバータの場合、整流回路および昇圧または降圧用のスイッチング回路を用いるが、これら回路を接続するバスバにノイズ抑制構造を設けることで低ノイズな電力変換装置を提供できる。【００４４】
以上のことから、本実施例に示す構成によれば、電磁ノイズを低減した電力変換装置を提供することができる。【００４５】
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【符号の説明】
【００４６】
１０１・・・電力変換装置    １０２・・・半導体素子    １０３・・・電源    １０４、１０８・・・ケーブル    １０５・・・平滑コンデンサ    １０６・・・負荷    １０７・・・ＥＢＧ構造バスバ    ２０１、２０２、５０１、５０２、６０１、６０２、７０１、７０２、８０１、８０２・・・ノイズ伝搬抑制素子    ２０３、５０３、６０３、７０３、８０３、９０３・・・正極板    ２０４、５０４、６０４、７０４、８０４、９０４・・・負極板    ６０５・・・ＧＮＤ板    ７０５・・・回路部品
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【手続補正書】
【提出日】平成28年11月29日(2016.11.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部の電源又は負荷に接続するケーブルと内部の回路とを接続するバスバを備えた電力変換装置であって、前記バスバを電磁バンドギャップ構造とすることにより前記電力変換装置から前記ケーブルを介して前記電源又は負荷に伝搬する電磁ノイズを抑制し、前記バスバは正極板と負極板とが平行に配置された構成を有し、前記電磁バンドギャップ構造を、前記正極板と負極板との間に、一端が前記正極板又は前記負極板の何れか一方と接続し他端が櫛歯状に成形された一対の導電板を、前記櫛歯状に成形された部分を互いに対向させて間隔をあけて設置することにより形成したことを特徴とする電力変換装置。
【請求項２】
請求項１記載の電力変換装置であって、前記バスバは正極板と負極板とが平行に配置された構成を有し、前記電磁バンドギャップ構造を、前記正極板と負極板との間に２枚の導電板を接触せず一部が互いに平行に配置し、前記２枚の導電板の前記互いに平行に配置した部分以外の部分においてそれぞれ前記正極板又は前記負極板の何れか一方と接続して形成したことを特徴とする電力変換装置。
【請求項３】
請求項１記載の電力変換装置であって、前記一対の導電板の前記櫛歯状に成形された部分の先端部分が他方の導電板とコンデンサまたはインダクタを挟んで接続されていることを特徴とする電力変換装置。
【請求項４】
請求項１記載の電力変換装置であって、前記他端が櫛歯状に成形された一対の導電板の前記櫛歯状に形成された櫛歯の長さ又は幅が不均一であることを特徴とする電力変換装置。
【請求項５】
請求項１記載の電力変換装置であって、前記バスバは正極板と負極板とが平行に配置されてその両側を１対のグランド電極板で挟んだ構成を有し、前記電磁バンドギャップ構造を、前記正極板と前記１対のうちの一方のグランド電極板との間に一端が前記正極板と接続し他端が櫛歯状に成形された一対の導電板を前記櫛歯状に成形された部分を互いに対向させて間隔をあけて設置し、前記負極板と前記１対のうちの他方のグランド電極板との間に一端が前記負極板と接続し他端が櫛歯状に成形された一対の導電板を前記櫛歯状に成形された部分を互いに対向させて間隔をあけて設置することにより形成したことを特徴とする電力変換装置。
【請求項６】
請求項１記載の電力変換装置であって、前記電力変換装置がインバータであることを特徴とする電力変換装置。
【請求項７】
請求項５記載の電力変換装置であって、電磁バンドギャップ構造としたバスバを、前記インバータの外部の電源に接続するケーブルと前記インバータの平滑コンデンサとの間に設けたことを特徴とする電力変換装置。
【請求項８】
請求項１記載の電力変換装置であって、前記電力変換装置がコンバータであることを特徴とする電力変換装置。
【請求項９】
外部の電源又は負荷に接続するケーブルと内部の回路とを正極板と負極板と平行に配置して構成したバスバで接続する電力変換装置であって、前記バスバを構成する前記正極板と前記負極板との間に前記正極板又は前記負極板の何れかに接続された一対の導電板を、前記一対の導電板の一部が互いに平行で接触しないように配置し、前記一対の導電板の前記互いに平行で接触しないように配置した部分は、互いに櫛歯状に成形されており、前記櫛歯状に成形された部分を互いに対向させて間隔をあけて設置されていることを特徴とする電力変換装置。
【請求項１０】
請求項９記載の電力変換装置であって、前記一対の導電板の前記櫛歯状に成形された部分の先端部分が他方の導電板とコンデンサまたはインダクタを挟んで接続されていることを特徴とする電力変換装置。
【請求項１１】
請求項９記載の電力変換装置であって、前記一対の導電板の前記櫛歯状の櫛歯の長さ又は幅が不均一であることを特徴とする電力変換装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００２】
本技術分野の背景技術として、特開２０１１−１２４５０３号公報（特許文献１）がある。この公報には「配線基板の裏面と筐体の内表面の間の空間から高周波数帯の電磁ノイズが放射されることを抑制する」と記載されている。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００３】
また、特開２０１４−２７１８０号公報（特許文献２）には、「小型化と、素子の相互干渉やノイズ等による誤動作の抑制を両立する回路基板を提供する」と記載されている。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−１２４５０３号公報
【特許文献２】特開２０１４−２７１８０号公報
【手続補正５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図５Ａ
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図５Ａ】
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【国際調査報告】
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