(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
スイッチング素子（Ｍ１，Ｍ２，Ｍ１１，Ｍ１２）及び前記スイッチング素子に電気的に接続されたインダクタ（Ｌ１，Ｌ２，Ｌ１１〜１３）を有し、前記スイッチング素子のオンオフ操作により入力電圧を変換して出力する電力変換回路（７１，８１）と、
前記インダクタに浮遊容量を介して接続される第１導体（２０，２０ａ，２７，２８）と、を備え、
前記第１導体は絶縁体（３０，３０ａ）を介してグランド（４０）に接続されていることを特徴とする電力変換装置。
【請求項２】
前記電力変換回路の入力端子間又は出力端子間に直列に接続された複数のコンデンサ（Ｃ１，Ｃ２，Ｃ１１〜１４）と、
前記第１導体と前記コンデンサ同士の接続点とを電気的に接続する第１電気経路（１５，１７，ＳＨ，１５０，１５１）と、を備える請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項３】
前記スイッチング素子に浮遊容量（２２ｐ，２２ｎ）を介して接続される第２導体（２０，２０ｂ，２７，２８）を備え、
前記第２導体は絶縁体（３０）を介して前記グランドに接続されている請求項２に記載の電力変換装置。
【請求項４】
前記電力変換回路の入力端子間又は出力端子間に直列に接続された複数のコンデンサと、
前記第２導体と前記コンデンサ同士の接続点とを電気的に接続する第２電気経路（１５，１６，ＳＨ，１５０，１５１）と、を備える請求項３に記載の電力変換装置。
【請求項５】
前記第１導体と前記第２導体とは電気的に接続される請求項３又は４に記載の電力変換装置。
【請求項６】
前記第１導体及び前記第２導体は、一体の導体（２０，２７，２８）で構成されている請求項５に記載の電力変換装置。
【請求項７】
前記第１導体と前記第２導体とは、導通部材（２５）で接続されている請求項５に記載の電力変換装置。
【請求項８】
前記第１導体と前記第２導体とは、浮遊容量を介して接続されている請求項５に記載の電力変換装置。
【請求項９】
前記スイッチング素子に浮遊容量を介して接続される第２導体と、
前記電力変換回路の入力端子間又は出力端子間に直列に接続された複数のコンデンサと、
前記第２導体と前記コンデンサ同士の接続点とを電気的に接続する第２電気経路と、を備え、
前記第２導体は絶縁体を介して前記グランドに接続されており、
前記インダクタから前記第１導体及び前記第１電気経路を介して前記インダクタに戻る第１ループ経路（ＥＰ１）、及び前記スイッチング素子から前記第２導体及び前記第２電気経路を介して前記スイッチング素子に戻る第２ループ経路（ＥＰ２）のうち、ループ経路に接続される浮遊容量の大きい方が他方よりも経路の表面積が小さく形成されている請求項２〜８のいずれかに記載の電力変換装置。
【請求項１０】
前記スイッチング素子を搭載している基板（２３）は、前記グランドに当接させられている請求項１〜３のいずれか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、スイッチング素子のオンオフ操作により電力変換する電力変換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、スイッチング素子及びインダクタを備えた電力変換装置において、コモンモード電流の低減を図った電力変換装置が提案されている。例えば、特許文献１に記載の昇圧装置では、スイッチング素子が導電性を有するヒートシンクに取り付けられており、このヒートシンクは絶縁体を介してフレームグランドとなる筐体に接続されている。
【０００３】
特許文献１に記載の昇圧装置では、ヒートシンクと筐体との間に高インピーダンスを有する浮遊コンデンサが形成される。そのため、昇圧回路のインダクタのインダクタンスと、昇圧回路とヒートシンクとの間の浮遊容量とが、一定の関係を満たさない場合でも、コモンモード電流が、スイッチング素子とヒートシンクとの間の浮遊容量を介して筐体へと流れることを抑制できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第５５６５４３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一般に、電源の両側に接続するインダクタをそれぞれ第１インダクタ及び第２インダクタとした場合、第１インダクタと筐体との間の浮遊容量と、第２インダクタと筐体との間の浮遊容量とを釣り合わせることは難しい。そして、特許文献１に記載の昇圧装置では、インダクタと筐体との間に形成される浮遊容量が釣り合わないと、インダクタと筐体との間に形成された浮遊容量を介して、コモンモード電流が筐体へ流れるという問題がある。
【０００６】
本発明は、上記実情に鑑み、電力変換装置の外部へ流れるコモンモード電流を適切に低減可能な電力変換装置を提供することを主たる目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記課題を解決するため、電力変換装置であって、スイッチング素子及び前記スイッチング素子に電気的に接続されたインダクタを有し、前記スイッチング素子のオンオフ操作により入力電圧を変換して出力する電力変換回路と、前記インダクタに浮遊容量を介して接続される第１導体と、を備え、前記第１導体は絶縁体を介してグランドに接続されている。
【０００８】
本発明によれば、インダクタに浮遊容量を介して第１導体が接続され、第１導体は絶縁体を介してグランドに接続されている。インダクタと第１導体との間の第１配線側の浮遊容量と、第２配線側の浮遊容量とが釣り合っていない場合、スイッチング素子のオンオフ操作によって、インダクタと第１導体との間の浮遊容量を介して第１導体へコモンモード電流が流れる。ここで、第１導体は絶縁体を介してグランドに接続されているため、第１導体とグランドとの間には、高インピーダンスの浮遊容量が形成される。よって、第１導体からグランドへ流れるコモンモード電流は、高インピーダンスにより低減される。したがって、インダクタと第１導体との間の第１配線側の浮遊容量と、第２配線側の浮遊容量とが釣り合っていない場合でも、電力変換回路からグランドを介して外部へ流れるコモン電流を適切に低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１実施形態に係る電力変換装置の電気的構成を示す回路図。
【図２】第１実施形態に係る電力変換装置の物理的構成を示す模式図。
【図３】電力変換処理の概要を示す図。
【図４】コモンモードノイズの低減効果を示す図。
【図５】第２実施形態に係る電力変換装置の電気的構成を示す回路図。
【図６】第２実施形態に係る電力変換装置の物理的構成を示す模式図。
【図７】第３実施形態に係る電力変換装置の電気的構成を示す回路図。
【図８】第３実施形態に係る電力変換装置の物理的構成を示す模式図。
【図９】第４実施形態に係る電力変換装置の物理的構成を示す模式図。
【図１０】第５実施形態に係る電力変換装置の物理的構成を示す模式図。
【図１１】他の実施形態に係る電力変換装置の電気的構成を示す回路図。
【図１２】従来の電力変換装置の電気的構成を示す回路図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、電力変換装置を具現化した各実施形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付しており、同一符号の部分についてはその説明を援用する。
【００１１】
（第１実施形態）
まず、第１実施形態に係る電力変換装置の構成について、図１及び２を参照して説明する。電力変換装置７０ａは、電力変換回路７１、制御回路５０、ヒートシンク２０、絶縁シート３０、筐体４０及び配線パターン１５を備える。
【００１２】
電力変換回路７１は、ＹコンデンサＣ１，Ｃ２、入力された電圧を昇圧させる昇圧回路、昇圧回路の出力を整流する整流回路、及び平滑コンデンサＣ３を備える。第１〜５実施形態において、電力変換回路７１の構成は同じである。
【００１３】
ＹコンデンサＣ１，Ｃ２は、電力変換回路７１の入力端子Ｔｐｉｎ，Ｔｎｉｎ間に直列に接続された２つのコンデンサである。ＹコンデンサＣ１の第１端と入力端子Ｔｐｉｎが接続されており、ＹコンデンサＣ２の第２端と入力端子Ｔｎｉｎが接続されている。そして、ＹコンデンサＣ１の第２端とＹコンデンサＣ２の第１端とが接続されている。
【００１４】
昇圧回路は、一対のインダクタＬ１，Ｌ２、及び一対のスイッチング素子Ｍ１，Ｍ２を有する。一対のインダクタＬ１，Ｌ２のインダクタンスは同一である。本実施形態において、スイッチング素子Ｍ１，Ｍ２は、ＮチャネルＭＯＳトランジスタを採用している。インダクタＬ１の第１端は、配線パターン１１によりＹコンデンサＣ１の第１端に接続されており、インダクタＬ１の第２端は、配線パターン１２によりスイッチング素子Ｍ１のドレイン端子に接続されている。また、インダクタＬ２の第１端は、配線パターン１３によりＹコンデンサＣ２の第２端に接続されており、インダクタＬ２の第２端は、配線パターン１４によりスイッチング素子Ｍ２のドレイン端子に接続されている。また、スイッチング素子Ｍ１のソース端子とスイッチング素子Ｍ２のソース端子とは接続されている。スイッチング素子Ｍ１，Ｍ２のオンオフは、制御回路５０により制御される。なお、スイッチング素子Ｍ１，Ｍ２には、それぞれボディダイオードが並列に接続されている。
【００１５】
整流回路は、４つのダイオードＤ１〜Ｄ４を備える。ダイオードＤ１のアノードとダイオードＤ３のカソードとは接続されており、その接続点はスイッチング素子Ｍ１のドレイン端子と接続されている。ダイオードＤ２のアノードとダイオードＤ４のカソードとは接続されており、その接続点はスイッチング素子Ｍ２のドレイン端子と接続されている。ダイオードＤ１のカソードとダイオードＤ２のカソードとは接続されており、その接続点は平滑コンデンサＣ３の第１端に接続されている。ダイオードＤ３のアノードとダイオードＤ４のアノードとは接続されており、その接続点は平滑コンデンサＣ３の第２端に接続されている。
【００１６】
平滑コンデンサＣ３の第１端は、電力変換回路７１の出力端子Ｔｐｏｕｔに接続されており、平滑コンデンサＣ３の第２端は、電力変換回路７１の出力端子Ｔｎｏｕｔに接続されている。
【００１７】
インダクタＬ１，Ｌ２は、それぞれ浮遊容量２１ｐ，２１ｎを介して、導電性及び熱伝導性を有するヒートシンク２０に接続されている。また、スイッチング素子Ｍ１，Ｍ２は、基板２３に搭載されており、基板２３はヒートシンク２０に当接されている。スイッチング素子Ｍ１，Ｍ２とヒートシンク２０との間の基板２３には、浮遊容量２２ｐ，２２ｎがそれぞれ形成される。詳しくは、スイッチング素子Ｍ１，Ｍ２の各ドレイン端子は、それぞれ浮遊容量２２ｐ，２２ｎを介して、ヒートシンク２０に接続されている。
【００１８】
なお、図２では省略しているが、基板２３のスイッチング素子Ｍ１側には、ダイオードＤ１，Ｄ３が搭載されており、基板２３のスイッチング素子Ｍ２側には、ダイオードＤ２，Ｄ４が搭載されている。（詳細な構成は、特許第５５６５４３６号公報を参照）。浮遊容量２２ｐは、ダイオードＤ１及びダイオードＤ３の接続点とヒートシンク２０との間に形成される浮遊容量を含む。また、浮遊容量２２ｎは、ダイオードＤ２及びダイオードＤ４の接続点とヒートシンク２０との間に形成される浮遊容量を含む。また、図２では、スイッチング素子Ｍ１，Ｍ２とＹコンデンサＣ１，Ｃ２を別の基板に搭載しているが、同じ基板に搭載してもよい。
【００１９】
ヒートシンク２０は、絶縁シート３０に当接されているとともに、配線パターン１５により、ＹコンデンサＣ１とＹコンデンサＣ２との接続点に接続されている。そして、電力変換回路７１、ヒートシンク２０及び絶縁シート３０は、筐体４０に収容されている。筐体４０は、フレームグランドに接続されているとともに、冷却用のフィンによりスイッチング素子Ｍ１，Ｍ２、ダイオードＤ１〜Ｄ４及びインダクタＬ１，Ｌ２を冷却する機能を有する。ヒートシンク２０と筐体４０との間の絶縁シート３０には、高インピーダンスの浮遊容量３１が形成される。すなわち、ヒートシンク２０は、高インピーダンスの浮遊容量３１を介してフレームグランドに接続されている。
【００２０】
制御回路５０は、マイクロコンピュータを主体として構成されており、スイッチング素子Ｍ１，Ｍ２をオンオフ操作することにより、入力端子Ｔｐｉｎ，Ｔｎｉｎに入力された入力電力を変換して、出力端子Ｔｐｏｕｔ，Ｔｎｏｕｔから出力する。
【００２１】
以下、入力端子Ｔｐｉｎ，Ｔｎｉｎに交流電源１０を接続し、出力端子Ｔｐｏｕｔ，Ｔｎｏｕｔに負荷Ｒ１を接続した場合における電力変換処理について、図３（ａ）〜（ｄ）を参照して説明する。
【００２２】
図３（ａ），（ｂ）は、交流電源１０の出力電圧がその平均電圧より高い期間における電力変換回路７１内の電流の流通経路を示し、図３（ｃ），（ｄ）は、交流電源１０の出力電圧がその平均電圧より低い期間における電力変換回路７１の電流の流通経路を示す。なお、上記平均電圧とは、例えば、交流電源１０の出力電圧の周期の整数倍の期間における上記出力電圧の時間平均値のことである。
【００２３】
図３（ａ）に示すように、交流電源１０の出力電圧がその平均電圧よりも高い期間において、スイッチング素子Ｍ１をオン状態且つスイッチング素子Ｍ２をオフ状態にすると、インダクタＬ１，Ｌ２に電気エネルギが蓄えられる。この期間において、負荷Ｒ１には、平滑コンデンサＣ３から電流が流れる。
【００２４】
図３（ｂ）に示すように、交流電源１０の出力電圧がその平均電圧よりも高い期間において、スイッチング素子Ｍ１をオフ状態且つスイッチング素子Ｍ２をオフ状態にする。これにより、交流電源１０、インダクタＬ１、ダイオードＤ１、負荷Ｒ１、ダイオードＤ４、インダクタＬ２及び交流電源１０により形成される閉回路に電流が流れ、交流電源１０の出力電圧が昇圧されて負荷Ｒ１に印加される。
【００２５】
図３（ｃ）に示すように、交流電源１０の出力電圧がその平均電圧よりも低い期間において、スイッチング素子Ｍ１をオフ状態且つスイッチング素子Ｍ２をオン状態にすると、図３（ａ）と同様に、インダクタＬ１，Ｌ２に電気エネルギが蓄えられる。この期間において、負荷Ｒ１には、平滑コンデンサＣ３から電流が流れる。
【００２６】
図３（ｄ）に示すように、交流電源１０の出力電圧がその平均電圧よりも低い期間において、スイッチング素子Ｍ１をオフ状態且つスイッチング素子Ｍ２をオフ状態にする。これにより、交流電源１０、インダクタＬ２、ダイオードＤ２、負荷Ｒ３、ダイオードＤ３、インダクタＬ１及び交流電源１０により形成される閉回路に電流が流れ、図３（ｂ）と同様に、交流電源１０の出力電圧が昇圧されて負荷Ｒ１に印加される。
【００２７】
インダクタＬ１，Ｌ２のインダクタンスが同一であることから、スイッチング素子Ｍ１のオン操作期間及びオフ操作期間のそれぞれにおいて、インダクタＬ１のインダクタ電圧ＶｌｐとインダクタＬ２のインダクタ電圧Ｖｌｎは同一の値となる。インダクタ電圧Ｖｌｐは、スイッチング素子Ｍ１のドレイン端子に対する入力端子Ｔｐｉｎの電圧であり、インダクタ電圧Ｖｌｎは、入力端子Ｔｎｉｎに対するスイッチング素子Ｍ２のドレイン端子の電圧である。
【００２８】
スイッチング素子Ｍ１，Ｍ２がオンオフ操作されると、インダクタ電圧Ｖｌｐ，Ｖｌｎは同じ値で変動するため、浮遊容量２１ｐ，２１ｎ，２２ｐ，２２ｎに印加される電圧は、コモンモード電圧（０Ｖ）を基準として相補的に変動する。そのため、浮遊容量２１ｐ，２１ｎ，２２ｐ，２２ｎが充放電されて、配線パターン１２側や配線パターン１４側から、浮遊容量２１ｐ，２１ｎ，２２ｐ，２２ｎを介して筐体４０側へコモンモード電流が流れることがある。コモンモード電流が筐体４０を介して外部へ流れると、他の電子機器等に障害を与えるおそれがある。
【００２９】
従来の電力変換装置５００では、図１２に示すように、スイッチング素子Ｍ１０，Ｍ２０を、それぞれ浮遊容量２２０ｐ，２２０ｎを介してヒートシンク２００に接続し、ヒートシンク２００を、絶縁シート３００を介して筐体４００に接続している。また、インダクタＬ１０，Ｌ２０を、それぞれ浮遊容量２１０ｐ，２１０ｎを介して、筐体４００に接続している。そして、電力変換装置５００では、インダクタＬ１０，Ｌ２０のインダクタＬｐ，Ｌｎ、及び浮遊容量２１０ｐ，２１０ｎ，２２０ｐ，２２０ｎの容量ＣｐＳ，ＣｎＳ，ＣｐＰ，ＣｎＰが、Ｌｐ×（ＣｐＳ＋ＣｐＰ）＝Ｌｎ×（ＣｎＳ＋ＣｎＰ）の関係を満たすようにしている。上記関係を満たすことにより、筐体４００から外部へと流れるコモンモード電流を理論上０とすることができる。また、上記関係を満たさない場合でも、絶縁シート３００に高インピーダンスの浮遊容量３１０が形成されるため、浮遊容量２００ｐ，２００ｎを介してヒートシンク２００へ流れたコモンモード電流が、筐体４００へと流れることを抑制できる。
【００３０】
しかしながら、電力変換装置５００では、浮遊容量２１０ｐと２１０ｎとが釣り合わないと、コモンモード電流が、配線パターン１２０側や配線パターン１４０側から浮遊容量２１０ｐ，２１０ｎを介して筐体４００へ流れるおそれがある。そして、一般にインダクタの構成は複雑であるため、配線パターン１２０側のインダクタＬ１０の浮遊容量２１０ｐと、配線パターン１４０側のインダクタＬ２０の浮遊容量２１０ｎとは、容量を釣り合わせることが困難である。
【００３１】
そこで、本実施形態では、配線パターン１２側のインダクタＬ１の浮遊容量２１ｐと、配線パターン１４側のインダクタＬ２の浮遊容量２１ｎとで、容量が釣り合っていない場合でも、筐体４０へ流れるコモンモード電流を低減する対策を行っている。
【００３２】
具体的には、従来の電力変換装置５００では、インダクタＬ１０，Ｌ２０を、ヒートシンク２００に電気的に接続していなかったのに対して、本実施形態に係る電力変換装置７０ａでは、インダクタＬ１，Ｌ２を、浮遊容量２１ｐ，２１ｎを介してヒートシンク２０に接続している。そして、ヒートシンク２０は、絶縁シート３０に当接させている。これにより、コモンモード電流は、配線パターン１２側及び１４側から浮遊容量２１ｐ，２１ｎを介してヒートシンク２０へ流れた後、絶縁シート３０に形成された高インピーダンスの浮遊容量３１により、筐体４０へ流れることが妨げられる。よって、浮遊容量２１ｐ及び浮遊容量２１ｎの容量が釣り合っていない場合でも、電力変換回路７１から筐体４０へ流れるコモンモード電流を低減できる。
【００３３】
なお、浮遊容量３１の容量は、絶縁シート３０を厚くするほど小さくなる。すなわち、絶縁シート３０を厚くするほど、浮遊容量３１のインピーダンスは高くなり、筐体４０へ流れるコモンモード電流の低減効果は高くなる。一方、絶縁シート３０を厚くするほど、ヒートシンク２０から筐体４０への放熱性が低下する。そのため、絶縁シート３０の厚さは、コモンモード電流の低減要求及び放熱性の要求に応じて適宜設定すればよい。
【００３４】
さらに、本実施形態では、ヒートシンク２０と電力変換回路７１の入力側に設置されたＹコンデンサＣ１，Ｃ２の接続点とを、配線パターン１５により電気的に接続している。これにより、配線パターン１２側及び１４側から浮遊容量２１ｐ，２１ｎを介してヒートシンク２０へ流れたコモンモード電流は、配線パターン１５を通って電力変換回路７１の入力側へ戻る。同様に、コモンモード電流が、配線パターン１２側及び１４側から浮遊容量２２ｐ，２２ｎを介してヒートシンク２０へ流れた場合でも、コモンモード電流は、配線パターン１５を通って電力変換回路７１の入力側へ戻る。したがって、電力変換回路７１から筐体４０へ流れるコモンモード電流をさらに低減できる。
【００３５】
なお、本実実施形態では、ヒートシンク２０が第１導体及び第２導体に相当し、絶縁シート３０が絶縁体に相当する。また、筐体４０がグランドに相当し、配線パターン１５が、第１電気経路及び第２電気経路に相当する。本実施形態では、第１導体及び第２導体が一体の導体であるヒートシンク２０で構成されており、第１電気経路及び第２電気経路は、１つの配線パターン１５で構成されている。
【００３６】
本実施形態に係る電力変換装置７０ａ及び従来の電力変換装置５００について、スイッチング周波数に対するコモンモード電流の強度分布のシミュレーション結果を図４に示す。図４に示すように、本実施形態に係る電力変換装置７０ａは、全周波数域に渡って、従来の電力変換装置５００よりもコモンモード電流が低減されている。
【００３７】
以上説明した第１実施形態によれば、以下の（１）〜（５）の効果を奏する。
【００３８】
（１）インダクタＬ１，Ｌ２に浮遊容量２１ｐ，２１ｎを介してヒートシンク２０が接続されている。そして、ヒートシンク２０は絶縁シート３０を介して筐体４０に接続されているため、ヒートシンク２０と筐体４０との間には、高インピーダンスの浮遊容量３１が形成される。よって、ヒートシンク２０から筐体４０へ流れるコモンモード電流は、高インピーダンスの浮遊容量３１により低減される。したがって、浮遊容量２１ｐの容量と浮遊容量２１ｎの容量とが釣り合っていない場合でも、電力変換回路７１から筐体４０を介して外部へ流れるコモンモード電流を、適切に低減することができる。
【００３９】
（２）ヒートシンク２０と電力変換回路７１のＹコンデンサＣ１，Ｃ２とが、配線パターン１５により電気的に接続されているため、浮遊容量２１ｐ，２１ｎを介してヒートシンク２０へ流れたコモンモード電流は、ヒートシンク２０から電力変換回路７１の入力側へ戻される。よって、電力変換回路７１から筐体４０を介して外部へ流れるコモンモード電流を更に低減することができる。
【００４０】
（３）スイッチング素子Ｍ１，Ｍ２に浮遊容量２２ｐ，２２ｎを介してヒートシンク２０が接続されている。よって、浮遊容量２２ｐの容量と浮遊容量２２ｎの容量とが釣り合っていない場合でも、ヒートシンク２０から筐体４０を介して外部へ流れるコモンモード電流を低減することができる。
【００４１】
（４）ヒートシンク２０と電力変換回路７１のＹコンデンサＣ１，Ｃ２とが、配線パターン１５により電気的に接続されているため、浮遊容量２２ｐ，２２ｎを介してヒートシンク２０へ流れたコモンモード電流は、ヒートシンク２０から電力変換回路７１の入力側へ戻される。よって、浮遊容量２２ｐの容量と浮遊容量２２ｎの容量とが釣り合っていない場合でも、電力変換回路７１から筐体４０を介して外部へ流れるコモンモード電流を更に低減することができる。
【００４２】
（５）インダクタＬ１，Ｌ２及びスイッチング素子Ｍ１，Ｍ２が、それぞれ浮遊容量２１ｐ，２２ｎ，２２ｐ，２２ｎを介して、一体のヒートシンク２０に接続されている。これにより、電力変換装置７０ａを容易に製造できる。
【００４３】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態に係る電力変換装置７０ｂについて、第１実施形態に係る電力変換装置７０ａと異なる点について、図５及び６を参照して説明する。以下の各実施形態の構成図では、制御回路５０は省略している。
【００４４】
インダクタＬ１，Ｌ２と筐体４０側との間に形成される浮遊容量２１ｐ，２１ｎと比較して、スイッチング素子Ｍ１，Ｍ２と筐体４０側との間に形成される浮遊容量２２ｐ，２２ｎは、容量を釣り合わせやすい。
【００４５】
そこで、電力変換装置７０ｂでは、スイッチング素子Ｍ１，Ｍ２を搭載している基板２３を、筐体４０に当接させる。すなわち、基板２３と筐体４０との間に、ヒートシンク及び絶縁シートを設置しない。このように、基板２３と筐体４０との間に絶縁シートを設置しないことにより、基板２３と筐体４０との間に絶縁シートを設置する場合よりも、スイッチング素子Ｍ１，Ｍ２の放熱性を向上させることができる。
【００４６】
一方、インダクタＬ１，Ｌ２は、それぞれ浮遊容量２１ｐ，２１ｎを介してヒートシンク２０ａに接続されており、ヒートシンク２０ａは、絶縁シート３０ａを介して筐体４０に接続されているとともに、配線パターン１７によりＹコンデンサＣ１，Ｃ２に接続されている。本実施形態では、ヒートシンク２０ａが第１導体に相当し、絶縁シート３０ａが絶縁体に相当する。また、配線パターン１７が第１電気経路に相当する。
【００４７】
なお、スイッチング素子Ｍ１，Ｍ２の放熱性とコモンモード電流の低減とのどちらを優先するかにより、基板２３と筐体４０との間に、ヒートシンク及び絶縁シートを設置しない構成とするか、ヒートシンク及び絶縁シートを設置する構成とするかを選択するとよい。
【００４８】
以上説明した第２実施形態によれば、第１実施形態の（１）及び（２）と同様の効果を奏するとともに、以下の（６）の効果を奏する。
【００４９】
（６）スイッチング素子Ｍ１，Ｍ２の放熱性を向上させることができる。
【００５０】
（第３実施形態）
次に、第３実施形態に係る電力変換装置７０ｃについて、第１実施形態に係る電力変換装置７０ａと異なる点について、図７及び８を参照して説明する。
【００５１】
電力変換装置７０ｃでは、電力変換装置７０ａのヒートシンク２０を、２つのヒートシンク２０ａ及び２０ｂで構成し、ヒートシンク２０ａとヒートシンク２０ｂとを、導通部材２５により電気的に接続している。導通部材２５は、配線や導体等の通電する部材であればよい。
【００５２】
ヒートシンク２０ａは、インダクタＬ１，Ｌ２と浮遊容量２１ｐ，２１ｎを介して接続されているとともに、絶縁シート３０を介して筐体４０に接続されている。ヒートシンク２０ａと筐体４０との間の絶縁シート３０には、高インピーダンスの浮遊容量３１ａが形成される。
【００５３】
同様に、ヒートシンク２０ｂは、スイッチング素子Ｍ１，Ｍ２が搭載されている基板２３に当接されているとともに、絶縁シート３０を介して筐体４０に接続されている。基板２３には、浮遊容量２２ｐ，２２ｎが形成され、ヒートシンク２０ｂと筐体４０との間の絶縁シート３０には、高インピーダンスの浮遊容量３１ｂが形成される。
【００５４】
また、ヒートシンク２０ｂは、配線パターン１６により、電力変換回路７１のＹコンデンサＣ１，Ｃ２の接続点に電気的に接続されている。これにより、浮遊容量２２ｐ，２２ｎを介してヒートシンク２０ｂへ流れたコモンモード電流は、配線パターン１６を通って電力変換回路７１の入力側に戻される。また、浮遊容量２１ｐ，２２ｎを介してヒートシンク２０ａへ流れたコモンモード電流は、導通部材２５、ヒートシンク２０ｂ及び配線パターン１６を通って、電力変換回路７１の入力側に戻される。
【００５５】
ヒートシンク２０ｂが、配線パターン１６によりＹコンデンサＣ１，Ｃ２に接続されている代わりに、ヒートシンク２０ａが、配線パターン１７によりＹコンデンサＣ１，Ｃ２に接続されていてもよい。この場合、浮遊容量２１ｐ，２１ｎを介してヒートシンク２０ａへ流れたコモンモード電流は、配線パターン１７を通って電力変換回路７１の入力側に戻される。また、浮遊容量２２ｐ，２２ｎを介してヒートシンク２０ｂへ流れたコモンモード電流は、導通部材２５、ヒートシンク２０ａ及び配線パターン１７を通って、電力変換回路７１の入力側に戻される。
【００５６】
なお、本実施形態では、ヒートシンク２０ａが第１導体、ヒートシンク２０ｂが第２導体に相当する。また、配線パターン１６が第２電気経路、配線パターン１７が第１電気経路に相当する。
【００５７】
以上説明した第３実施形態によれば、第１実施形態の（１）〜（４）と同様の効果を奏するとともに、以下の（７）の効果を奏する。
【００５８】
（７）ヒートシンク２０ａとヒートシンク２０ｂとが導通部材２５により接続されていることにより、ヒートシンク２０ａとヒートシンク２０ｂとを電気的に接続できる。これにより、ヒートシンク２０ａからＹコンデンサＣ１，Ｃ２へコモンモード電流を戻す電気経路と、ヒートシンク２０ｂからＹコンデンサＣ１，Ｃ２へコモンモード電流を戻す電気経路とを、共有させることができる。また、ヒートシンク２０ａとヒートシンク２０ｂとを、離れた場所に設置することができる。
【００５９】
（第４実施形態）
次に、第４実施形態に係る電力変換装置７０ｄについて、第３実施形態に係る電力変換装置７０ｃと異なる点について、図９を参照して説明する。
【００６０】
電力変換装置７０ｄでは、ヒートシンク２０ａとヒートシンク２０ｂとを、浮遊容量により電気的に接続している点が、電力変換装置７０ｃと異なる。具体的には、ヒートシンク２０ａとヒートシンク２０ｂとの間に絶縁シート２６を挟み、ヒートシンク２０ａとヒートシンク２０ｂとを絶縁シート２６を介して接続する。絶縁シート２６には浮遊容量が形成されるため、ヒートシンク２０ａとヒートシンク２０ｂとが電気的に接続される。
【００６１】
あるいは、ヒートシンク２０ａとヒートシンク２０ｂとの距離が近い場合は、絶縁シート２６を挟まなくてもよい。この場合、ヒートシンク２０ａとヒートシンク２０ｂとの間の空気に浮遊容量が形成され、ヒートシンク２０ａとヒートシンク２０ｂとが電気的に接続される。
【００６２】
なお、電力変換装置７０ｃと同様に、配線パターン１６の代わりに、配線パターン１７が設けられていてもよい。本実施形態では、ヒートシンク２０ａが第１導体、ヒートシンク２０ｂが第２導体に相当する。また、配線パターン１６が第２電気経路、配線パターン１７が第１電気経路に相当する。
【００６３】
以上説明した第４実施形態によれば、第１実施形態の（１）〜（４）と同様の効果を奏するとともに、以下の（８）の効果を奏する。
【００６４】
（８）ヒートシンク２０ａとヒートシンク２０ｂとを、浮遊容量により電気的に接続できる。これにより、ヒートシンク２０ａからＹコンデンサＣ１，Ｃ２へコモンモード電流を戻す電気経路と、ヒートシンク２０ｂからＹコンデンサＣ１，Ｃ２へコモンモード電流を戻す電気経路とを、共有させることができる。
【００６５】
（第５実施形態）
次に、第５実施形態に係る電力変換装置７０ｅについて、第１実施形態に係る電力変換装置７０ａと異なる点について、図１０を参照して説明する。
【００６６】
電力変換装置７０ｅでは、ループ経路ＥＰ１及びループ経路ＥＰ２のうち、ループ経路に接続される浮遊容量が大きい方の経路の表面積を、小さい方の経路の表面積よりも小さく形成する。ループ経路ＥＰ１は、インダクタＬ１，Ｌ２から浮遊容量２１ｐ，２１ｎ、ヒートシンク２０、スルーホールＳＨ、ＹコンデンサＣ１，Ｃ２、スイッチング素子Ｍ１，Ｍ２、配線パターン１２，１４を通って、インダクタＬ１，Ｌ２へ戻る閉経路である。ループ経路ＥＰ２は、スイッチング素子Ｍ１，Ｍ２から浮遊容量２２ｐ，２２ｎ、ヒートシンク２０、スルーホールＳＨ、ＹコンデンサＣ１，Ｃ２を通って、スイッチング素子Ｍ１，Ｍ２へ戻る閉経路である。
【００６７】
ループ経路ＥＰ１には浮遊容量２１ｐ，２１ｎが接続されており、ループ経路ＥＰ２には浮遊容量２２ｐ，２２ｎが接続されている。浮遊容量２１ｐ，２１ｎと浮遊容量２２ｐ，２２ｎのうち、大きい方の浮遊容量が接続されているループ経路の方が、経路のインピーダンスが小さくなり、経路を流れるコモンモード電流が大きくなる。そして、コモンモード電流が大きくループ経路の表面積が大きいほど、コモンモード電流がループ経路を流れることによる放射ノイズが増加する。そこで、ループ経路ＥＰ１及びループ経路ＥＰ２のうち、ループ経路に接続される浮遊容量が大きい方の経路の表面積を、小さい方の経路の表面積よりも小さく形成することにより、放射ノイズを低減する。
【００６８】
本実施形態では、浮遊容量２２ｐ，２２ｎの容量が、浮遊容量２１ｐ，２１ｎの容量よりも大きい場合の例を示しており、ループ経路ＥＰ２の表面積は、ループ経路ＥＰ１の表面積よりも小さく形成されている。本実施形態では、スイッチング素子Ｍ１，Ｍ２及びＹコンデンサＣ１，Ｃ２を同じ基板２４に搭載しているが、スイッチング素子Ｍ１，Ｍ２とＹコンデンサＣ１，Ｃ２とは、図２のように異なる基板に搭載されていてもよい。浮遊容量２１ｐ，２１ｎの容量が、浮遊容量２２ｐ，２２ｎの容量よりも大きい場合は、ループ経路ＥＰ１の表面積を、ループ経路ＥＰ２の表面積よりも小さく形成する。
【００６９】
なお、本実施形態では、ヒートシンク２０が第１導体及び第２導体に相当し、スルーホールＳＨが第１電気経路及び第２電気経路に相当する。また、ループ経路ＥＰ１が第１ループ経路に相当し、ループ経路ＥＰ２が第２ループ経路に相当する。
【００７０】
以上説明した第５実施形態によれば、第１実施形態の（１）〜（５）と同様の効果を奏するとともに、以下の（９）の効果を奏する。
【００７１】
（９）ループ経路ＥＰ１及びループ経路ＥＰ２のうち、ループ経路に接続される浮遊容量が大きい方を、他方よりも経路の面積を小さく形成することにより、大きいコモンモード電流が流れる方のループ経路の面積を小さくして、放射ノイズを低減することができる。
【００７２】
（他の実施形態）
・第３実施形態及び第４実施形態において、配線パターン１６及び配線パターン１７の両方を備えていてもよい。この場合、ヒートシンク２０ａとヒートシンク２０ｂとを電気的に接続しなくてもよい。
【００７３】
・第３実施形態及び第４実施形態において、ヒートシンク２０ａとヒートシンク２０ｂとが電気的に接続されていなくてもよい。さらに、この場合、２つのヒートシンク２０ａ，２０ｂのうち接続された浮遊容量が大きい方のヒートシンクと、ＹコンデンサＣ１，Ｃ２とを、電気的に接続するだけでもよい。このようにしても、筐体４０から外部へ流れるコモンモード電流を低減できる。
【００７４】
・各実施形態において、ＹコンデンサＣ１，Ｃ２とヒートシンク２０，２０ｂ，２０ａとを電気的に接続する配線パターン１５，１６、１７は備えていなくてもよい。インダクタＬ１，Ｌ２を、浮遊容量２１ｐ，２１ｎを介してヒートシンク２０，２０ａに接続し、絶縁シート３０,３０ａを介してヒートシンク２０，２０ａと筐体４０とを接続しただけでも、筐体４０から外部へ流れるコモンモード電流を低減することができる。
【００７５】
・各実施形態において、ヒートシンク２０，２０ａ，２０ｂは、導電性を有する導体であれば、熱伝導性を備えていなくてもよい。
【００７６】
・各実施形態において、電力変換装置７０ａ〜７０ｅが備える電力変換回路７１は、上記構成に限らず、入力電圧を変換して出力する回路であればよい。例えば、図１１に示すプッシュプル回路８１でもよい。この場合、１次側と２次側で、それぞれ第１〜第５実施形態に係る電力変換装置７０ａ〜ｅの構成を適用すればよい、図１１では、第１実施形態に係る電力変換装置７１ａの構成を適用した例を示している。１次側のインダクタＬ１１は、浮遊容量を介してヒートシンク２７に接続されており、２次側のインダクタＬ１２及びＬ１３は、浮遊容量を介してヒートシンク２８に接続されている。ヒートシンク２７，８はそれぞれ絶縁シートを介して筐体に接続されている。そして、１次側のヒートシンク２７は、配線パターン１５０により１次入力側のＹコンデンサＣ１１，Ｃ１２に電気的に接続され、２次側のヒートシンク２８は、配線パターン１５１により２次出力側のＹコンデンサＣ１３，Ｃ１４に電気的に接続されている。また、電力変換回路７１は、バランスＰＦＣ回路や、フルブリッジ回路等でもよい。
【符号の説明】
【００７７】
２０，２０ａ，２７，２８…ヒートシンク、３０,３０ａ…絶縁シート、４０…筐体、７１，８１…電力変換回路、Ｌ１，Ｌ２，Ｌ１１〜Ｌ１３…インダクタ、Ｍ１，Ｍ２，Ｍ１１，Ｍ１２…スイッチング素子。
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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