(57)【要約】【課題】車載補機に接続されるインバータＩＮＶ１，ＩＮＶ２，ＩＮＶ３の入力端子に接続されるコンデンサは、その体格が大きいため、インバータＩＮＶ１，ＩＮＶ２，ＩＮＶ３を搭載するケースも大型化しやすいこと。【解決手段】平滑コンデンサ１８およびノーマルモードチョークコイル１６を備える電源装置ＰＳＣは、インバータＩＮＶ１，ＩＮＶ２，ＩＮＶ３で共有され、それらインバータＩＮＶ１，ＩＮＶ２，ＩＮＶ３のそれぞれが形成される変換用基板４２，４４，４６とは別の電源用基板４０に搭載される。電源用基板４０には、他にも降圧コンバータ３０やフォトカプラ２１等が搭載される。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源の電力を車載補機に供給するための電力変換回路を備える電力変換装置において、
前記車載補機は、複数の車載補機を備え、
前記電力変換回路は、前記複数の車載補機のそれぞれに電力を供給する各別の電力変換回路を備え、
前記各別の電力変換回路のそれぞれの入力端子に接続されるコンデンサを、前記電力変換回路が形成される変換用基板とは別の１つの電源用基板に搭載したことを特徴とする電力変換装置。
【請求項２】
前記コンデンサは、同一種類の複数のコンデンサを備えることを特徴とする請求項１記載の電力変換装置。
【請求項３】
前記電源用基板に搭載されるコンデンサは、前記各別の電力変換回路間で共有化されるものであり、
前記複数の電力変換回路は、互いに相違するスイッチング周波数によってスイッチング操作されるものを含むことを特徴とする請求項１記載の電力変換装置。
【請求項４】
前記電源用基板には、前記電力変換回路の入力端子と前記電源との間に設けられるフィルタ回路のコイルがさらに搭載されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の電力変換装置。
【請求項５】
前記変換用基板と前記電源用基板とは、１つのケース内に収納されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の電力変換装置。
【請求項６】
前記車載補機は、前記ケースの外部に設けられることを特徴とする請求項５記載の電力変換装置。
【請求項７】
前記ケースを冷却する冷却手段をさらに備え、
前記複数の車載補機のそれぞれに対応する電力変換回路は、前記冷却手段による冷却経路の上流側から下流側へと進む方向である上下方向および該方向の直交方向によって定義される座標系において、前記直交方向の座標成分が互いに相違するようにして配置されて且つ、前記直交方向の座標成分が互いに隣接するもの同士で前記上下方向の座標成分が互いに相違するようにして配置されていることを特徴とする請求項５または６記載の電力変換装置。
【請求項８】
前記複数の車載補機のそれぞれに対応する電力変換回路のうち、その発熱量が大きいものが前記冷却手段による冷却経路の上流側に配置されていることを特徴とする請求項７記載の電力変換装置。
【請求項９】
前記複数の車載補機は、３つ以上の車載補機であり、
前記複数の車載補機のそれぞれに対応する電力変換回路のうち前記直交方向において１つの電力変換回路を挟む一対の電力変換回路は、前記上下方向の座標成分に重複する部分を有するようにして配置されていることを特徴とする請求項７または８記載の電力変換装置。
【請求項１０】
前記変換用基板は、前記複数の車載補機のそれぞれに対応する電力変換回路毎に、該回路が搭載される各別の基板とされることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の電力変換装置。
【請求項１１】
前記電源は、車載主機用の電源であることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の電力変換装置。
【請求項１２】
前記電力変換回路を操作する操作手段と、
前記電源の電圧を降圧し、該降圧した電圧を出力する降圧コンバータと、をさらに備え、
前記降圧コンバータの磁気部品は、前記電源用基板に設けられ、
前記操作手段は、前記降圧コンバータの出力を電源とすることを特徴とする請求項１１記載の電力変換装置。
【請求項１３】
前記主機用の電源は、車体を基準電位とする車載低電圧システムから絶縁された車載高電圧システムを構成するものであり、
前記複数の電力変換回路のそれぞれを操作する各別の操作手段をさらに備え、
前記電源用基板には、前記低電圧システムからの指令信号が入力される絶縁手段と、前記絶縁手段を介して出力される指令信号を前記操作手段に割り振る割振り手段と、をさらに備えることを特徴とする請求項１１または１２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、電源の電力を車載補機に供給するための電力変換回路を備える電力変換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
たとえば下記特許文献１には、複数の電力変換回路を搭載する装置が提案されている。また、たとえば下記特許文献２には、車載電力変換回路の入力端子に接続されるコンデンサに加わる振動を抑制するようにしたコンデンサの配置構造が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−３４５２５２号公報
【特許文献２】特開２００９−２６９５８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、車両内おいては、一般に、機器の搭載スペースが制限されている。このため、車両内に複数の電力変換回路を備える電力変換装置を搭載する場合には、その体格を低減することが要求される。しかし、各電力変換回路の入力端子にはコンデンサが接続されることが一般的であるため、これら各コンデンサが振動に耐えることができるように、各コンデンサの防振性能を向上させる対策が望まれ、これにより体格を低減することが困難となるおそれがある。特に、コンデンサは、電力変換回路の入力を平滑化するために設けられるものであるため、比較的大きな容量が要求されることから、体格を低減することが困難になりやすい。
【０００５】
本発明は、上記課題を解決する過程でなされたものであり、その目的は、電源の電力を車載補機に供給するための電力変換回路を備える新たな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】
以下、上記課題を解決するための手段、およびその作用効果について記載する。
【０００７】
請求項１記載の発明は、電源の電力を車載補機に供給するための電力変換回路を備える電力変換装置において、前記車載補機は、複数の車載補機を備え、前記電力変換回路は、前記複数の車載補機のそれぞれに電力を供給する各別の電力変換回路を備え、前記各別の電力変換回路のそれぞれの入力端子に接続されるコンデンサを、前記電力変換回路が形成される変換用基板とは別の１つの電源用基板に搭載したことを特徴とする。
【０００８】
上記発明では、電源用基板に配置されるコンデンサを複数の電力変換回路で共有することで、変換用基板にコンデンサを設ける場合と比較して、体格の大きい部品であるコンデンサの配置箇所を限定することができる。このため、電源用基板に重点的に振動対策を施すことなどが可能となり、ひいてはコンデンサを各電力変換回路に分散させる場合と比較して電力変換装置の小型化が容易となる。
【０００９】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記コンデンサは、同一種類の複数のコンデンサを備えることを特徴とする。
【００１０】
上記発明では、同一種類のコンデンサを分割することで、コンデンサが振動に耐えることのできる限界を拡大することができる。
【００１１】
請求項３記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記電源用基板に搭載されるコンデンサは、前記各別の電力変換回路間で共有化されるものであり、前記複数の電力変換回路は、互いに相違するスイッチング周波数によってスイッチング操作されるものを含むことを特徴とする。
【００１２】
複数の電力変換回路でコンデンサが共有される状況下、これら電力変換回路の操作に関するスイッチング周波数が相違する場合には、各別の電力変換回路のそれぞれのスイッチング操作に起因したリップル電流の和の実効値を、上記リップル電流の実効値の和と比較して小さくすることができることが発明者らによって見出されている。そしてリップル電流の上記実効値が小さい場合には、上記共有化されたコンデンサの小型化や、同一種類のコンデンサを分割する場合における分割数の低減等が可能となる。上記発明では、この点に鑑み、上記設定とした。
【００１３】
請求項４記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の発明において、前記電源用基板には、前記電力変換回路の入力端子と前記電源との間に設けられるフィルタ回路のコイルがさらに搭載されていることを特徴とする。
【００１４】
フィルタ回路のコイルは、電力変換回路を構成する部品と比較して大きくなりやすい。この点、上記発明では、コイルを電源用基板に配置することで、体格の大きい部品を電源用基板に集中的に搭載することができ、ひいては、電力変換装置の小型化が容易となる。
【００１５】
請求項５記載の発明は、請求項１〜４のいずれか１項に記載の発明において、前記変換用基板と前記電源用基板とは、１つのケース内に収納されることを特徴とする。
【００１６】
上記発明では、電源用基板と変換用基板とを１つのケースに収納することで、これらを各別のケースに収納する場合と比較して、総容積を小さくすることができる。
【００１７】
請求項６記載の発明は、請求項５記載の発明において、前記車載補機は、前記ケースの外部に設けられることを特徴とする。
【００１８】
上記発明では、車載補機をケースの外部に設けることで、電力変換装置と車載補機とを離れた場所に配置することが可能となる。このため、電力変換装置を、車両の衝突事故時等においてもその機能を維持することのできる場所に配置することなどが容易となる。
【００１９】
請求項７記載の発明は、請求項５または６記載の発明において、前記ケースを冷却する冷却手段をさらに備え、前記複数の車載補機のそれぞれに対応する電力変換回路は、前記冷却手段による冷却経路の上流側から下流側へと進む方向である上下方向および該方向の直交方向によって定義される座標系において、前記直交方向の座標成分が互いに相違するようにして配置されて且つ、前記直交方向の座標成分が互いに隣接するもの同士で前記上下方向の座標成分が互いに相違するようにして配置されていることを特徴とする。
【００２０】
上記発明では、電力変換回路が直交方向の座標成分が互いに相違するように配置されることで、１つの電力変換回路を冷却した冷却流体によって他の電力変換回路が冷却される事態を回避することができる。ただし、この場合であっても、上下方向の座標成分が同一の場合、直交方向に隣接するもの同士で熱が干渉しあい、冷却効果が低下する懸念がある。上記発明では、この点に鑑み、直交方向の座標成分が互いに隣接するもの同士で上下方向の座標成分を互いに相違させることで、冷却性能を向上させることができる。
【００２１】
請求項８記載の発明は、請求項７記載の発明において、前記複数の車載補機のそれぞれに対応する電力変換回路のうち、その発熱量が大きいものが前記冷却手段による冷却経路の上流側に配置されていることを特徴とする。
【００２２】
上述したように、直交方向の座標成分が互いに相違するように電力変換回路を配置することで、１つの電力変換回路を冷却した冷却流体によって他の電力変換回路が冷却される事態を基本的には回避することができる。ただし、厳密には、冷却経路の上流側にある電力変換回路を冷却した冷却流体の吸収した熱は、下流側にある電力変換回路を冷却する冷却流体の温度を上昇させうる。このため、上流側の電力変換回路の冷却性能が特に高くなる。上記発明では、この点に鑑み、冷却性能の高くなる配置箇所に発熱量の大きい電力変換回路を配置した。
【００２３】
請求項９記載の発明は、請求項７または８記載の発明において、前記複数の車載補機は、３つ以上の車載補機であり、前記複数の車載補機のそれぞれに対応する電力変換回路のうち前記直交方向において１つの電力変換回路を挟む一対の電力変換回路は、前記上下方向の座標成分に重複する部分を有するようにして配置されていることを特徴とする。
【００２４】
上記発明では、一対の電力変換回路とこれらを挟む電力変換回路との上記上下方向の距離を拡げることが容易となる。
【００２５】
請求項１０記載の発明は、請求項１〜９のいずれか１項に記載の発明において、前記変換用基板は、前記複数の車載補機のそれぞれに対応する電力変換回路毎に、該回路が搭載される各別の基板とされることを特徴とする。
【００２６】
上記発明では、配置スペースの制約等から小型化が望まれる上記変換用基板を、敢えて複数の車載補機のそれぞれに対応する電力変換回路毎に各別に形成した。これにより、基板に過度の応力が加わることを抑制することが容易となる。
【００２７】
請求項１１記載の発明は、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の発明において、前記電源は、車載主機用の電源であることを特徴とする。
【００２８】
請求項１２記載の発明は、請求項１１記載の発明において、前記電力変換回路を操作する操作手段と、前記電源の電圧を降圧し、該降圧した電圧を出力する降圧コンバータと、をさらに備え、前記降圧コンバータの磁気部品は、前記電源用基板に設けられ、前記操作手段は、前記降圧コンバータの出力を電源とすることを特徴とする。
【００２９】
操作手段の動作電圧は、一般に主機用電源の端子電圧よりもはるかに小さい。このため、上記発明では、降圧コンバータを搭載する。この降圧コンバータの磁気部品は、電力変換回路を構成する部品と比較して大きい傾向にある。上記発明では、この点に鑑み、磁気部品を電源用基板に搭載することで、電力変換装置を小型化することが容易となる。
【００３０】
請求項１３記載の発明は、請求項１１または１２記載の発明において、前記主機用の電源は、車体を基準電位とする車載低電圧システムから絶縁された車載高電圧システムを構成するものであり、前記複数の電力変換回路のそれぞれを操作する各別の操作手段をさらに備え、前記電源用基板には、前記低電圧システムからの指令信号が入力される絶縁手段と、前記絶縁手段を介して出力される指令信号を前記操作手段に割り振る割振り手段と、をさらに備えることを特徴とする。
【００３１】
上記発明では、割り振り手段を備えることで、指令信号を各別の絶縁手段を介して各別の操作手段に出力する場合と比較して、絶縁手段の数を減らすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】第１の実施形態にかかるシステム構成図。
【図２】同実施形態にかかる電力変換ユニットの構成を示す図。
【図３】第２の実施形態にかかる電力変換ユニットの構成を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
＜第１の実施形態＞
以下、本発明にかかる電力変換装置をハイブリッド車に適用した第１の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００３４】
図１に、本実施形態にかかるシステム構成を示す。
【００３５】
図示される高電圧バッテリ２０は、端子電圧がたとえば百Ｖ以上となるリチウムイオン２次電池やニッケル水素２次電池等の２次電池である。高電圧バッテリ２０は、図示しない車載主機用の電源である。高電圧バッテリ２０は、車体から絶縁されている。詳しくは、たとえば高電圧バッテリ２０の両端に一対のコンデンサを接続し、それらの接続点を車体に接続するなどすることで、高電圧バッテリ２０の正極電位および負極電位間の中央値が車体電位と等しくなるような設定がなされている。
【００３６】
高電圧バッテリ２０は、一対の電源ラインＬｐ，Ｌｎに接続されており、電源ラインＬｐ，Ｌｎは、電源装置ＰＳＣに接続されている。電源装置ＰＳＣは、電源ラインＬｐ，Ｌｎのそれぞれに接続されるノーマルモードチョークコイル１６と平滑コンデンサ１８とを備えて構成されている。上記平滑コンデンサ１８として、本実施形態では、周波数特性の相違する２種類のコンデンサ１８ａ，１８ｂを備えたものを例示している。ここで、コンデンサ１８ａは、アルミ電界コンデンサであり、コンデンサ１８ｂは、セラミックコンデンサである。コンデンサ１８ｂは、コンデンサ１８ａと比較して高周波数帯域におけるインピーダンスが小さいため、高周波数帯域では主としてコンデンサ１８ｂがノイズを吸収し、低周波数帯域では主としてコンデンサ１８ａがノイズを吸収する。
【００３７】
電源装置ＰＳＣには、インバータＩＮＶ１，ＩＮＶ２，ＩＮＶ３が並列接続されている。ここで、インバータＩＮＶ１は、車載空調装置に搭載されるヒータ１０に３相交流を印加するためのものである。また、インバータＩＮＶ２は、車載空調装置に搭載されるブロアファンの電動機１２に、３相交流電圧を印加するためのものである。さらに、インバータＩＮＶ３は、車載内燃機関のシリンダブロック内の冷却水を冷却させるウォータポンプに搭載される電動機１４に、３相交流電圧を印加するためのものである。なお、上記ヒータ１０は、電熱器であるが、本実施形態では、上記インバータＩＮＶ２，ＩＮＶ３と同様の３相インバータによって駆動可能に設計されている。
【００３８】
なお、上記インバータＩＮＶ１，ＩＮＶ２，ＩＮＶ３や電源装置ＰＳＣは、金属製（たとえばアルミ製）の単一のケースＣＡに収納されており、車載負荷（電動機１２，１４やヒータ１０）は、ケースＣＡに対して外付けされている。これは、ケースＣＡを小型化し、車両衝突時等においても損傷を受けにくいところに配置することを１つの目的としてなされた設定である。
【００３９】
上記ケースＣＡ内には、さらに、インバータＩＮＶ１，ＩＮＶ２，ＩＮＶ３のそれぞれの操作信号を生成してインバータＩＮＶ１，ＩＮＶ２，ＩＮＶ３のそれぞれに出力するマイコン２４，２６，２８と、外部からフォトカプラ２１を介して入力される各負荷（補機）の制御量の指令値をマイコン２４，２６，２８に割り振って出力する通信用のマイコン２２とが収納されている。これにより、外部から入力される指令値のうち対応するものがマイコン２４，２６，２８のそれぞれに入力されると、マイコン２４，２６，２８のそれぞれでは、割り振られた指令値とするための操作量としてのインバータＩＮＶ１，ＩＮＶ２，ＩＮＶ３の各相の電圧を操作する。これは、たとえば操作量としての各相の指令電圧と三角波形状のキャリアとの大小比較に応じてインバータＩＮＶ１，ＩＮＶ２，ＩＮＶ３の操作信号を生成することで行うことができる。なお、インバータＩＮＶ１，ＩＮＶ２，ＩＮＶ３の操作に際してのスイッチング周波数ｆｓ１，ｆｓ２，ｆｓ３は、互いに相違する周波数に設定されている。これは、たとえば、上記三角波ＰＷＭ処理を行なって且つキャリア周波数を互いに相違させることで実現することができる。
【００４０】
なお、マイコン２２，２４，２６，２８は、いずれも高電圧バッテリ２０の電圧を降圧する降圧コンバータ３０を電源とし、その出力が電力として供給されるものである。また、上記マイコン２２、フォトカプラ２１、電源装置ＰＳＣ、および降圧コンバータ３０は、電源用基板４０に搭載されており、インバータＩＮＶ１とマイコン２４とは変換用基板４２に搭載されており、インバータＩＮＶ２とマイコン２６とは変換用基板４４に搭載されており、インバータＩＮＶ３とマイコン２８とは変換用基板４６に搭載されている。
【００４１】
図２に、本実施形態にかかるケースＣＡの構造と、ケースＣＡ内への電源用基板４０や変換用基板４２，４４，４６等の収容態様とを示す。
【００４２】
図２（ａ）に示されるように、ケースＣＡには、電源用基板４０と変換用基板４２，４４，４６とが互いに隙間を有するようにして１列に配置されている。ここで、電源用基板４０と変換用基板４２との間や、変換用基板４２と変換用基板４４との間、さらには変換用基板４４と変換用基板４６との間は、接続部材５０を介して電気的に接続されている。ここで、接続部材５０は、隣接する２つの基板の端部のそれぞれにはめ込まれる導電部材である。
【００４３】
詳しくは、電源用基板４０および変換用基板４２間の接続部材５０は、電源装置ＰＳＣの出力端子（平滑コンデンサ１８の正極側および負極側）に接続される一対の電源経路と、インバータＩＮＶ１，ＩＮＶ２，ＩＮＶ３のそれぞれの操作信号を生成するための指令値が送信される信号伝播経路とを備える。また、変換用基板４２および変換用基板４４間の接続部材５０は、電源装置ＰＳＣの出力端子に接続される一対の電源経路と、インバータＩＮＶ２，ＩＮＶ３のそれぞれの操作信号を生成するための指令値が送信される信号伝播経路とを備える。さらに、変換用基板４４および変換用基板４６間の接続部材５０は、電源装置ＰＳＣの出力端子に接続される一対の電源経路と、インバータＩＮＶ３のそれぞれの操作信号を生成するための指令値が送信される信号伝播経路とを備える。
【００４４】
上記ケースＣＡの一側面には、コネクタ６０ａ，６０ｂ，６０ｃ，６０ｄ，６０ｅが一列に形成されている。ここで、コネクタ６０ａは、上記一対の電源ラインＬｐ，Ｌｎと電源用基板４０の電源装置ＰＳＣとを接続するための手段であり、電源用基板４０に対向するように配置されている。また、コネクタ６０ｂは、外部の電子制御装置と電源用基板４０（フォトカプラ２１）とを接続するための手段であり、電源用基板４０に対向するように配置されている。また、コネクタ６０ｃは、ヒータ１０と変換用基板４２（インバータＩＮＶ１）とを接続するための手段であり、変換用基板４２に対向するように配置されている。さらに、コネクタ６０ｄは、ブロアの電動機１２と変換用基板４４（インバータＩＮＶ２）とを接続するための手段であり、変換用基板４４に対向するように配置されている。加えて、コネクタ６０ｅは、ウォータポンプの電動機１４と変換用基板４６（インバータＩＮＶ３）とを接続するための手段であり、変換用基板４６に対向するように配置されている。
【００４５】
図２（ｂ）に、ケースＣＡの表面を示す。図示されるように、ケースＣＡには、コネクタ６０ａ〜６０ｅの配置方向に沿って放熱板（リブ６２ａ，６２ｂ）が形成されている。リブ６２ａ，６２ｂは、周囲の気体との間の熱交換を促進すべく、周囲の気体との接触面積を拡大するための手段である。上記リブ６２ａは、各変換用基板４２，４４，４６の配列方向（基板同士が対向する方向：図中、Ａにて表記）に直交するように形成されている。これにより、気体の流通方向を上記直交方向とすることで、変換用基板４２，４４，４６のうちのいずれかを冷却した気体が、その後、別のものを冷却する事態を回避することができ、ひいては各変換用基板４２，４４，４６の冷却能力を同等とすることができる。
【００４６】
上記のように、本実施形態において、コネクタ６０ａ〜６０ｅをケースＣＡの一側面に配置したのは、ケースＣＡを車載システムに取り付ける際の作業性を向上させるためである。すなわち、ケースＣＡの互いに対向する一対の側面のそれぞれにコネクタが存在する場合には、ケースを車載システムに取り付けるに際し、いずれの側面に形成されるコネクタへの接続作業を行うかに応じてケースＣＡの支持態様を変更するなどの必要が生じやすく、ひいては作業性が低下するおそれがある。
【００４７】
また、本実施形態において、電源用基板４０や変換用基板４２，４４，４６を各別の基板としたのは、以下の理由による。すなわち、基板にはそりが生じる傾向があり、特に、電源用基板４０や変換用基板４２，４４，４６に形成される部材を１つの基板に搭載する場合には、基板の表面積が大きくなるため、そりが顕著に生じやすくなる。基板にそりが生じると、基板内の配線や電子機器間の絶縁破壊の回避を狙って基板表面をモールド材等によって覆ったとしても、これがはがれ、ひいては絶縁破壊の回避機能が低下するおそれがある。
【００４８】
上記そりは、基板に応力が加わることで生じる。ここで、応力の加わり方は、基板の固定手法に応じて変化するものの、一般的には、基板が小さい方が加わる応力を小さくしやすい。
【００４９】
また、上記応力としては、熱応力が支配的である。特に、本実施形態では、コネクタ６０ａ〜６０ｅを、ケースＣＡの一側面に限って形成したために、発熱量が大きくなるパワースイッチング素子（インバータＩＮＶ１〜ＩＮＶ３の構成要素）がケースＣＡの一側面側に偏ることとなり、ひいてはこの部分での発熱量が大きくなる。このため、本実施形態では、基板の特定箇所に応力が加わりやすく、そりを生じさせやすい。これに対し、基板を分割することで、単一基板とする場合と比較して、熱応力に起因してそりが生じることを極力抑制することが容易となる。また、基板同士の間に間隙を設けるなどすることで、単一基板とする場合と比較して放熱面積を広げて放熱性を高めることができ、これによっても熱応力を緩和することができる。
【００５０】
また、本実施形態では、基板の垂直方向に延びる長さが大きくなりやすい部品である平滑コンデンサ１８や磁気部品等を１つの基板（電源用基板４０）に集約した。図２（ｃ）に、電源用基板４０への上記部品の集約態様を示す。図示されるように、コンデンサ１８ａ，１８ｂや、ノーマルモードチョークコイル１６、フォトカプラ２１、降圧コンバータ３０のインダクタ３０ａ等が電源用基板４０に集約されている。このため、図２（ｃ）、図２（ｄ）に、コンデンサ１８ａがゴム７０によって固定されていることを例示するように、これら振動対策が要求される部品について局所的に振動対策を施すことができる。したがって、インバータＩＮＶ１，ＩＮＶ２，ＩＮＶ３のそれぞれにコンデンサを各別に設け、絶縁等をかねてインバータおよびコンデンサの収納されるケース内をゲルで充填する場合と比較して、防振対策に要求される部材の量を低減することができる。
【００５１】
また、各変換用基板４２，４４，４６に搭載されるインバータＩＮＶ１，ＩＮＶ２，ＩＮＶ３の共通の電源装置ＰＳＣを電源用基板４０に搭載することで、変換用基板４２，４４，４６の放熱性をさらに向上させることができる。すなわち、平滑コンデンサ１８の体格等から、電源用基板４０に搭載される部材については、変換用基板４２，４４，４６に搭載される部材よりも高い部材が存在するため、図２（ｂ）に示したように、電源用基板４０部分のリブ６２ｂは、変換用基板４２，４４，４６部分のリブ６２ａと比較してケースＣＡから放射状に延びる長さが短く設定される。このため、電源装置ＰＳＣを各変換用基板４２，４４，４６に各別に搭載する場合、変換用基板４２，４４，４６部分のリブ６２ａの上記長さが短くなり、ひいては変換用基板４２，４４，４６の放熱性の低下を招く。
【００５２】
また、上記のように、インバータＩＮＶ１，ＩＮＶ２，ＩＮＶ３で電源装置ＰＳＣを共有化して且つ、インバータＩＮＶ１，ＩＮＶ２，ＩＮＶ３のそれぞれのスイッチング周波数ｆｓ１，ｆｓ２，ｆｓ３を互いに相違させることで、平滑コンデンサ１８の小型化や、コンデンサ１８ａの分割数の低減等が可能となる。すなわち、スイッチング周波数ｆｓ１，ｆｓ２，ｆｓ３を互いに相違させる場合、インバータＩＮＶ１，ＩＮＶ２，ＩＮＶ３のそれぞれのスイッチング操作に起因したリップル電流の和の実効値が、インバータＩＮＶ１，ＩＮＶ２，ＩＮＶ３のスイッチング操作に伴うリップル電流の実効値の和と比較して小さくなる。このため、リップル電流の実効値から要求されるコンデンサの容量を低減することができる。また、コンデンサの内部抵抗は、容量が大きいほど大きくなる傾向があるため、リップル電流の実効値と内部抵抗値との積に応じて定まる損失を低減する上では、コンデンサを分割することが有利となる反面、コンデンサの分割数が多いと、搭載スペースが拡大する。これに対し、リップル電流の実効値を小さくできる上記設定によれば、スイッチング周波数を同一とする場合と比較して、損失が小さくなるため、コンデンサの分割数を低減することができ、ひいては搭載スペースを縮小することも可能となる。
【００５３】
ちなみに、コンデンサの分割数が多くなるほど、コンデンサが基板から垂直に延びる長さを低減することができ、ひいては振動に対する耐性が向上する。このため、コンデンサの分割数は、振動対策によって要求される数に分割されることが望ましい。ここで、スイッチング周波数ｆｓ１，ｆｓ２，ｆｓ３を互いに相違させることで、損失低減の目的で分割数を大きくする要求を抑制することができるため、分割数は、振動対策と搭載スペースの縮小化との双方の要求の折衷を図るようにして定められることが望ましい。
【００５４】
なお、上記スイッチング周波数ｆｓ１，ｆｓ２，ｆｓ３を互いに相違させることで、インバータＩＮＶ１，ＩＮＶ２，ＩＮＶ３のそれぞれのスイッチング操作に起因したリップル電流の和の実効値が小さくなることの定量的な説明については、本明細書最後部の「備考」欄に与えてある。
【００５５】
さらに、上記電源装置ＰＳＣを搭載する電源用基板４０をケースＣＡの端部とすることで、電源用基板４０を極力小型化することが容易となる。これに対し、電源用基板４０をケースＣＡの中央とする場合、平滑コンデンサ１８の正極および負極のそれぞれに接続される電源ラインを電源用基板４０の一対の端部のそれぞれに設けられる接続部材５０に接続する必要があるため、電源用基板４０が大型化しやすい。
＜第２の実施形態＞
以下、第２の実施形態について、先の第１の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
【００５６】
図３に、本実施形態にかかるケースＣＡ内への変換用基板４２，４４，４６等の収容態様を示す。なお、図３において、先の図２（ａ）に示した部材に対応するものについては、便宜上、同一の符号を付している。
【００５７】
図示されるように、本実施形態では、インバータＩＮＶ１，ＩＮＶ２，ＩＮＶ３の配列方向（図中、Ａ方向）を、冷却流体の流通方向（図中Ｂ方向）に直交させるのみならず、以下の設定を行なう。すなわち、上記配列方向および流通方向によって定まる座標系における流通方向の成分を、インバータＩＮＶ１，ＩＮＶ３とインバータＩＮＶ２とで、相違させる。これにより、インバータＩＮＶ１，ＩＮＶ２，ＩＮＶ３で流通方向成分が同一の場合と比較して冷却効率を向上させることが容易となる。すなわち、インバータＩＮＶ１，ＩＮＶ２，ＩＮＶ３で流通方向成分が同一の場合、冷却流体が流通方向の座標成分が同一の領域で受熱する。このため、隣接するインバータの一方から他方へと熱が流動しやすく、ひいては冷却効率が低下しやすい。これに対し、配列方向の座標成分が隣接するもの同士で流通方向成分を相違させることで、こうした事態を好適に抑制することができる。
【００５８】
特に、本実施形態では、発熱量ｑｉ（ｉ＝１，２，３）が最も大きいインバータＩＮＶ２を冷却流体の上流側に配置した。これにより、冷却効率をいっそう向上させることができる。すなわち、上流側に配置されるインバータを冷却した冷却流体は、周囲の冷却流体の温度を上昇させうるため、下流側よりも上流側の方が冷却能力が高くなる。
【００５９】
ちなみに、インバータＩＮＶ１とインバータＩＮＶ３とは、流通方向成分が略同一となるように配置している。これは、インバータＩＮＶ１，ＩＮＶ３とインバータＩＮＶ２との上記流通方向の距離を極力離間させるための設定である。
＜その他の実施形態＞
なお、上記各実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。
【００６０】
「フィルタ回路のコイルについて」
ノーマルモードチョークコイル１６に限らない。たとえばコモンモードチョークコイルであってもよい。
【００６１】
「スイッチング周波数の設定について」
上記実施形態では、３つのインバータＩＮＶ１，ＩＮＶ２，ＩＮＶ３のそれぞれのスイッチング周波数ｆｓ１，ｆｓ２，ｆｓ３のいずれもが同じとならないように設定したがこれに限らない。たとえばスイッチング周波数ｆｓ１とスイッチング周波数ｆｓ２とが相違して且つ、スイッチング周波数ｆｓ１とスイッチング周波数ｆｓ３とが同一となってもよい。この場合であっても、スイッチング周波数ｆｓ１とスイッチング周波数ｆｓ２とを相違させることで、インバータＩＮＶ１，ＩＮＶ２，ＩＮＶ３のスイッチング操作に伴うリップル電流の和の実効値を低減することはできる。
【００６２】
「コンデンサについて」
コンデンサ１８ａの分割数としては、４つに限らず、２以上の任意の分割数でよい。もっとも、振動に耐えることができたり、損失の上限を下回ることができたりするなら、分割すること自体必須ではない。
【００６３】
互いに相違する種類のコンデンサ１８ａ，１８ｂとしては、アルミ電界コンデンサとセラミックコンデンサとに限らない。たとえば、３種類以上のコンデンサを併用してもよい。またたとえば、１種類のコンデンサのみを用いてもよい。
【００６４】
コンデンサの全てを電源用基板４０に搭載する設定に限らない。たとえば、コンデンサの一部を、変換用基板４２においてインバータＩＮＶ１の入力端子に接続したり、変換用基板４４においてインバータＩＮＶ２の入力端子に接続したり、変換用基板４６においてインバータＩＮＶ３の入力端子に接続するなどしてもよい。これにより、インバータＩＮＶ１，ＩＮＶ２，ＩＮＶ３におけるスイッチング状態の切り替えに際して電流量が変化する寄生インダクタンスを小さくすることができるため、サージを低減することができる。なお、これら変換用基板４２，４４，４６に搭載されるコンデンサ自体、インバータＩＮＶ１，ＩＮＶ２，ＩＮＶ３の入力電圧の変動を抑制する機能を有する。このため、この場合には、実際には、電源用基板４０と変換用基板４２，４４，４６とのそれぞれに搭載されるコンデンサの協働で入力電圧の変動を低減させることとなる。しかしこの場合であっても、インバータＩＮＶ１，ＩＮＶ２，ＩＮＶ３に共通のコンデンサを搭載することで、上記実施形態の効果に準じた効果を奏することができる。
【００６５】
「電源用基板４０の部品の振動対策について」
上記実施形態では、コンデンサ１８ａの周囲をゴム７０を介して固定する等、個別にゴムを用いて固定する手法を例示したがこれに限らない。たとえば、電源用基板４０内の部品を一括してゲルで覆ってもよい。
【００６６】
「ケースについて」
ケースとしては、基板が一列に配置されるものに限らず、たとえば２列に配置されるものであってもよい。この場合、配線の干渉を回避する上では、コネクタを６面体のケースの対向する一対の側面に形成することが望ましい。
【００６７】
ケースとしては、６面体にかぎらず、たとえば楕円形状としてもよい。
【００６８】
ケースとしては、単一のケースからなるものに限らず、たとえば電源用基板４０を収納するケース、変換用基板４２を収納するケース、変換用基板４４を収納するケース、および変換用基板４６を収納するケースのそれぞれを各別のケースとして且つ、これらのケースの側面にこれらケース同士を互いに連結可能とする手段を備えるものであってもよい。この場合、ケースの総容積は増大しやすくなるものの、各基板の放熱性能をさらに高めることができる。
【００６９】
「電源用基板について」
電源用基板の配置は、ケースの端部に限らない。
【００７０】
また、電源用基板としては、マイコン２２のみを備えるものに限らず、マイコン２４，２６，２８についても備えるものであってもよい。
【００７１】
「補機と電力変換回路との配置について」
上記実施形態では、補機をケースの外部に設けたが、これに限らない。たとえば複数の車載補機のいずれか１つと、上記実施形態の電源用基板４０、変換用基板４２，４４，４６とを１つのケースに収納してもよい。
【００７２】
「変換用基板について」
１つのケースに収納される変換用基板の数としては、３つに限らず、２つであってもよく、また４つ以上であってもよい。また、互いに相違する複数の車載補機のそれぞれに対応するインバータを１つの変換用基板に形成してもよい。
【００７３】
「割り振り手段について」
マイコン２４，２６，２８のそれぞれに、指令信号のうち自身に対応するものを識別する機能を搭載するなら、割り振り手段（マイコン２２）を削除してもよい。また、マイコン２４，２６，２８のそれぞれが、各別の絶縁手段を介して指令信号を低電圧システムから受信可能とすることで、割り振り手段を削除してもよい。
【００７４】
「絶縁手段について」
フォトカプラ２１等、光絶縁素子に限らず、たとえば磁気絶縁素子であってもよい。
【００７５】
「コネクタについて」
６面体のケースの１面に全コネクタを配置するものに限らない。たとえば、互いに対向する側面に形成されるものであってもよい。この場合、各インバータと対向する一対の面の一方との距離の平均値と他方との距離の平均値との差を低減することができるため、熱の発生箇所の偏りを緩和することができる。
「冷却手段について」
気体によって冷却する空冷式のものに限らず、たとえば冷却液体を用いて冷却する水冷式のものであってもよい。
【００７６】
「電力変換回路について」
３相インバータに限らない。たとえばヒータ１０については、１相のインバータであってもよい。またたとえば、ブロアファンの電動機１２として５相電動機を用いるなら、インバータとしては５相インバータとなる。
【００７７】
なお、直流電圧源の正極および負極のそれぞれと補機の端子とを選択的に接続するスイッチング素子を備える直流交流変換回路にも限らない。
【００７８】
「そのほか」
ハイブリッド車に限らず、たとえば車載主機に供給されるエネルギの貯蔵手段として、電気エネルギを出力する手段（２次電池、燃料電池）のみを備えるものであってもよい。この場合であっても、ブロアファンやヒータ等の複数の車載補機の電源をこの貯蔵手段とする場合等にあっては、本発明の適用が有効である。
【００７９】
電源としては、車載主機用の電源に限らない。
＜備考＞
以下、複数のインバータのスイッチング周波数を互いに相違させることで、リップル電流の和の実効値を低減できることの定量的な説明を与える。
【００８０】
ここでは、議論の簡素化のため、インバータＩＮＶ１と、インバータＩＮＶ２との２つのインバータがある場合について説明する。インバータＩＮＶ１のリップル電流Ｉ１と、インバータＩＮＶ２のリップル電流Ｉ２とは、スイッチング周波数に応じた角速度ω１，ω２を用いて以下の式にて表現される。
【００８１】
Ｉ１＝Ａ１・ｓｉｎ（ω１・ｔ−θ１）  …（ｃ１）
Ｉ２＝Ａ２・ｓｉｎ（ω２・ｔ−θ２）  …（ｃ２）
上記リップル電流Ｉ１とリップル電流Ｉ２との和の実効値Ｉｒｍｓは、時間Ｔを用いると、以下の式（ｃ３）にて表現される。
【００８２】
【数１】
2013027282.tif 000003
上記の式（ｃ３）の右辺の平方根内の第２項は、「ω１=ω２」である場合には、時間Ｔが長くなるにつれてゼロに収束する。このため、実効値Ｉｒｍｓは、以下の式（ｃ４）にて表現される。
【００８３】
【数２】
2013027282.tif 000004
一方、インバータＩＮＶ１とインバータＩＮＶ２とのそれぞれのリップル電流Ｉ１，Ｉ２の実効値Ｉ１ｒｍｓ，Ｉ２ｒｍｓは、時間Ｔを角速度ω１，ω２のそれぞれに対応する周期の公倍数とすることで、以下の式（ｃ５）、（ｃ６）にて表現される。
【００８４】
【数３】
2013027282.tif 000005
ここで、簡素化のために、リップル電流Ｉ１，Ｉ２の振幅Ａ１，Ａ２が互いに等しいとすると、「Ｉｒｍｓ／（Ｉ１ｒｍｓ＋Ｉ２ｒｍｓ）」は、「１／√２」となる。なお、帰納的な議論によって、インバータがＮ個（＞３）ある場合については、リップル電流の実効値の各別の和に対するリップル電流の和の実効値の比は、「１／√Ｎ」となる。
【符号の説明】
【００８５】
１６…ノーマルモードチョークコイル、１８…平滑コンデンサ、４０…電源用基板、４２，４４，４６…変換用基板、ＰＳＣ…電源装置、ＣＡ…ケース。
【図１】
2013027282.tif 000006
【図２】
2013027282.tif 000007
【図３】
2013027282.tif 000008