JP7680685B2 - Electrical equipment, air conditioners - Google Patents
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Description
本開示は、電気装置等に関する。 This disclosure relates to electrical devices, etc.
スイッチングデバイスのスイッチング動作に起因するコモンモード電圧によって、コモンモードのノイズ電流(以下、「コモンモード電流」)が筐体等のグランドを通じて電源側に流出し、その結果、放射ノイズが増大する可能性がある。 Common-mode voltages resulting from the switching operation of switching devices can cause common-mode noise currents (hereinafter referred to as "common-mode currents") to flow through the ground of the housing or other components to the power supply, potentially resulting in increased radiated noise.
これに対して、例えば、グランド側と電源線や信号線との間を接続するバイパス経路にコンデンサ(対地コンデンサやバイパスコンデンサ)を配置し、グランド側に流出したコモンモード電流をノイズ源に還流させる技術が知られている(特許文献1参照)。 In response to this, for example, a technique is known in which a capacitor (ground capacitor or bypass capacitor) is placed in a bypass path connecting the ground side with the power line or signal line, and the common mode current that has flowed to the ground side is returned to the noise source (see Patent Document 1).
しかしながら、例えば、スイッチングデバイスのスイッチング周波数が高周波の場合、放射ノイズが問題となる高周波帯においてコンデンサのリード線の寄生インダクタンス成分の影響が大きくなり、バイパス経路のインピーダンスが高くなる。そのため、高周波のコモンモード電流がバイパス経路に還流しにくくなり、電源側へのコモンモード電流の流出を十分に抑制できずに放射ノイズが増大する可能性がある。 However, for example, when the switching frequency of a switching device is high, the parasitic inductance component of the capacitor's lead wires has a large effect in the high frequency band where radiated noise is a problem, and the impedance of the bypass path increases. This makes it difficult for high-frequency common mode current to return to the bypass path, and the outflow of common mode current to the power supply cannot be sufficiently suppressed, which may increase radiated noise.
本開示は、コモンモード電流の電源側への流出をより適切に抑制することが可能な技術を提供することを目的とする。 The present disclosure aims to provide a technology that can more appropriately suppress the outflow of common mode current to the power supply side.
本開示の第1の態様では、
コモンモードチョークコイルを含み、一端側及び他端側のうちの他端側がスイッチングデバイスと電気的に接続されるノイズフィルタと、
前記コモンモードチョークコイルの一端側に接続される第1の配線部と、
前記コモンモードチョークコイルの他端側に接続される第2の配線部と、
前記第1の配線部又は第2の配線部に対向する面を有する導体部材と、
前記導体部材と、前記第1の配線部及び前記第2の配線部の何れか一方の配線部との間に配置される誘電体と、を備え、
前記誘電体は、第1の面が前記導体部材の面と対向し、前記第1の面の反対側の第2の面が前記何れか一方の配線部の面と対向するように配置される、
電気装置が提供される。
In a first aspect of the present disclosure,
a noise filter including a common mode choke coil, the other end of which is electrically connected to the switching device;
a first wiring portion connected to one end side of the common mode choke coil;
a second wiring portion connected to the other end side of the common mode choke coil;
a conductor member having a surface facing the first wiring portion or the second wiring portion;
a dielectric disposed between the conductor member and one of the first wiring portion and the second wiring portion,
the dielectric body is disposed such that a first surface faces a surface of the conductor member and a second surface opposite to the first surface faces a surface of one of the wiring portions;
An electrical device is provided.
本態様によれば、第1の配線部及び第2の配線部の何れか一方の配線部と導体部材との間の浮遊容量を増加させることができる。そのため、電気装置は、スイッチングデバイスのスイッチング動作に起因するコモンモード電圧によって導体部材に流出したコモンモード電流を、浮遊容量を介してノイズ源であるスイッチングデバイスに還流させることができる。また、浮遊容量には、リード線等のインダクタンス成分が含まれないことから、高周波の場合であってもインピーダンスの増加がなく、電気装置は、浮遊容量を介して高周波のコモンモード電流をスイッチングデバイスに十分に還流させることができる。そのため、電気装置は、コモンモード電流の電源側への流出をより適切に抑制することができる。 According to this aspect, it is possible to increase the stray capacitance between either the first wiring section or the second wiring section and the conductor member. Therefore, the electric device can return the common mode current that flows into the conductor member due to the common mode voltage caused by the switching operation of the switching device to the switching device, which is a noise source, via the stray capacitance. In addition, since the stray capacitance does not include inductance components such as lead wires, there is no increase in impedance even in the case of high frequencies, and the electric device can sufficiently return the high-frequency common mode current to the switching device via the stray capacitance. Therefore, the electric device can more appropriately suppress the outflow of the common mode current to the power supply side.
また、本開示の第2の態様では、上述の第1の態様を前提として、
前記誘電体は、前記第1の面及び前記導体部材の面、並びに、前記第2の面及び前記何れか一方の配線部の面の双方が接触するように配置されてもよい。
In addition, in a second aspect of the present disclosure, based on the first aspect described above,
The dielectric may be arranged so that the first surface and a surface of the conductor member, and the second surface and a surface of either one of the wiring portions are in contact with each other.
また、本開示の第3の態様では、上述の第1の態様を前提として、
前記誘電体は、前記第1の面及び前記導体部材の面、並びに、前記第2の面及び前記何れか一方の配線部の面の何れか一方が接触し他方が近接にあるように配置されてもよい。
In addition, in a third aspect of the present disclosure, based on the first aspect described above,
The dielectric may be arranged such that one of the first surface and a surface of the conductor member, and the second surface and a surface of one of the wiring portions are in contact with each other and adjacent to each other.
また、本開示の第4の態様では、上述の第1の態様を前提として、
前記誘電体は、前記第1の面及び前記導体部材の面、並びに、前記第2の面及び前記何れか一方の配線部の面の双方が近接にあるように配置されてもよい。
In addition, in a fourth aspect of the present disclosure, based on the first aspect described above,
The dielectric may be disposed so that both the first surface and a surface of the conductor member, and the second surface and a surface of either one of the wiring portions are in close proximity to each other.
また、本開示の第5の態様では、上述の第1乃至第4の態様の何れか1つの態様を前提として、
前記誘電体は、前記導体部材と前記第2の配線部との間に配置されてもよい。
In addition, in a fifth aspect of the present disclosure, on the premise of any one of the first to fourth aspects described above,
The dielectric may be disposed between the conductive member and the second wiring portion.
また、本開示の第6の態様では、上述の第1乃至第5の態様の何れか1つの態様を前提として、
前記誘電体は、300MHz以下の周波数帯域での比誘電率が5以上であってもよい。
In addition, in a sixth aspect of the present disclosure, on the premise of any one of the first to fifth aspects described above,
The dielectric may have a relative dielectric constant of 5 or more in a frequency band of 300 MHz or less.
また、本開示の第7の態様では、上述の第1乃至第6の態様の何れか1つの態様を前提として、
前記誘電体の材質は、シリコン樹脂又はウレタンを含んでもよい。
In addition, in a seventh aspect of the present disclosure, on the premise of any one of the first to sixth aspects described above,
The dielectric material may include silicone resin or urethane.
また、本開示の第8の態様では、上述の第1乃至第7の態様の何れか1つの態様を前提として、
前記誘電体は、衝撃吸収性を有していてもよい。
In addition, in an eighth aspect of the present disclosure, on the premise of any one of the first to seventh aspects described above,
The dielectric material may have shock absorbing properties.
また、本開示の第9の態様では、上述の第1乃至第8の態様の何れか1つの態様を前提として、
前記スイッチングデバイスを備え、
前記第2の配線部は、前記コモンモードチョークコイルの他端側と前記スイッチングデバイスとの間に接続され、
前記導体部材は、前記スイッチングデバイスの近傍に存在すると共に、前記何れか一方の配線部に対向する面を有していてもよい。
In addition, in a ninth aspect of the present disclosure, on the premise of any one of the first to eighth aspects described above,
The switching device is provided.
the second wiring portion is connected between the other end of the common mode choke coil and the switching device,
The conductor member may be located near the switching device and may have a surface facing either one of the wiring portions.
また、本開示の第10の態様では、上述の第9の態様を前提として、
前記導体部材は、前記スイッチングデバイスと熱結合された放熱部材を含んでもよい。
In addition, in a tenth aspect of the present disclosure, based on the above-mentioned ninth aspect,
The conductive member may include a heat dissipation member thermally coupled to the switching device.
また、本開示の第11の態様では、上述の第9又は第10の態様を前提として、
前記スイッチングデバイスを含むインバータ又はコンバータを備えてもよい。
In addition, in an eleventh aspect of the present disclosure, based on the above-mentioned ninth or tenth aspect,
The power supply may include an inverter or converter including the switching device.
また、本開示の第12の態様では、上述の第9乃至第11の態様の何れか1つの態様を前提として、
前記ノイズフィルタが実装される第1の基板と、
前記第1の基板と異なる第2の基板であって、前記スイッチングデバイスが実装される第2の基板と、を備えてもよい。
In addition, in a twelfth aspect of the present disclosure, on the premise of any one of the ninth to eleventh aspects described above,
a first substrate on which the noise filter is mounted;
The semiconductor device may further comprise a second substrate different from the first substrate, the second substrate having the switching device mounted thereon.
また、本開示の第13の態様では、上述の第9乃至第12の態様の何れか1つの態様を前提として、
前記スイッチングデバイスは、ワイドバンドギャップ半導体により形成されるスイッチング素子を含んでもよい。
In addition, in a thirteenth aspect of the present disclosure, on the premise of any one of the ninth to twelfth aspects described above,
The switching device may include a switching element formed of a wide bandgap semiconductor.
また、本開示の第14の態様では、上述の第9乃至第13の態様の何れか1つの態様を前提として、
前記スイッチングデバイスのスイッチング周波数は20kHz以上であってもよい。
In addition, in a fourteenth aspect of the present disclosure, on the premise of any one of the ninth to thirteenth aspects described above,
The switching frequency of the switching device may be 20 kHz or greater.
また、本開示の第15の態様では、上述の第9乃至第14の態様の何れか1つの態様を前提として、
前記スイッチングデバイスのスイッチング速度は、10ナノ秒以下であってもよい。
In addition, in a fifteenth aspect of the present disclosure, on the premise of any one of the ninth to fourteenth aspects described above,
The switching speed of the switching device may be 10 nanoseconds or less.
また、本開示の第16の態様では、
上述の第1乃至第15の態様の何れか1つの態様の電気装置を備える、
空気調和機が提供される。
In addition, in a sixteenth aspect of the present disclosure,
The present invention includes an electric device according to any one of the first to fifteenth aspects.
An air conditioner is provided.
上述の実施形態によれば、コモンモード電流の電源側への流出をより適切に抑制することができる。 According to the above-described embodiment, it is possible to more appropriately suppress the outflow of common mode current to the power supply side.
以下、図面を参照して実施形態について説明する。 The following describes the embodiment with reference to the drawings.
[空気調和機の概要]
図1を参照して、本実施形態に係る空気調和機100の概要について説明する。
[Overview of Air Conditioner]
An overview of an
図1は、空気調和機100の冷媒回路の一例を示す図である。
Figure 1 shows an example of a refrigerant circuit for an
図1に示すように、空気調和機100は、室外機110と、室内機120と、冷媒経路130,140とを含む。空気調和機100は、室外機110、室内機120、冷媒経路130,140等で構成される冷凍サイクルを動作させ、室内機120が設置される室内の温度や湿度等を調整する。
As shown in FIG. 1, the
室外機110は、温度等の調整対象の建物の室外に配置される。室外機110は、冷媒経路130,140のそれぞれの一端に接続され、冷媒経路130,140の何れか一方から冷媒を吸入し、何れか他方に冷媒を排出する。
The
室内機120は、温度等の調整対象の建物の室内に配置される。室内機120は、冷媒経路130,140のそれぞれの他端に接続され、冷媒経路130,140の何れか一方から冷媒を吸入し、何れか他方に冷媒を排出する。
The
冷媒経路130,140は、例えば、管路により構成され、冷媒が室外機110及び室内機120の間で循環可能なように、室外機110及び室内機120との間を接続する。
The
室外機110は、冷媒経路L1~L6と、油経路L7,L8と、四方切換弁111と、アキュムレータ112と、圧縮機113と、油分離器114と、室外熱交換器115と、室外膨張弁116と、ファン117とを含む。
The
冷媒経路L1~L6は、例えば、管路として構成される。 The refrigerant paths L1 to L6 are configured, for example, as pipes.
冷媒経路L1は、室外機110の外部の冷媒経路130の一端と四方切換弁111との間を接続する。
The refrigerant path L1 connects one end of the refrigerant path 130 outside the
冷媒経路L2は、四方切換弁111と圧縮機113の入口との間を接続する。冷媒経路L2は、冷媒経路L21,L22を含む。
Refrigerant path L2 connects between the four-
冷媒経路L21は、四方切換弁111とアキュムレータ112との間を接続する。冷媒経路L22は、アキュムレータ112と圧縮機113の入口との間を接続する。
Refrigerant path L21 connects between the four-
冷媒経路L3は、四方切換弁111と圧縮機113の出口との間を接続する。冷媒経路L3は、冷媒経路L31,L32を含む。
Refrigerant path L3 connects between the four-
冷媒経路L31は、圧縮機113の出口と油分離器114との間を接続する。冷媒経路L32は、四方切換弁111と油分離器114との間を接続する。
Refrigerant path L31 connects the outlet of
冷媒経路L4は、四方切換弁111と室外熱交換器115との間を接続する。
Refrigerant path L4 connects the four-
冷媒経路L5は、室外熱交換器115と室外膨張弁116との間を接続する。
Refrigerant path L5 connects the
冷媒経路L6は、室外機110の外部の冷媒経路140の一端と室外膨張弁116との間を接続する。
Refrigerant path L6 connects one end of the
油経路L7は、例えば、管路として構成され、油分離器114により分離された油を冷媒経路L22に流入させ、冷媒経路L22を通じて圧縮機113に戻すために用いられる。
The oil path L7 is configured, for example, as a pipe line, and is used to allow the oil separated by the
尚、油経路L7を通過する油には、例えば、液相の冷媒(以下、「液冷媒」)が溶け込んでいる場合がある。つまり、油経路L7には、油だけでなく、液冷媒も通流する。 The oil passing through the oil path L7 may contain, for example, liquid-phase refrigerant (hereinafter, "liquid refrigerant"). In other words, not only oil but also liquid refrigerant flows through the oil path L7.
油経路L8は、例えば、管路として構成され、アキュムレータ112により分離された液冷媒を含む油を冷媒経路L22に流入させ、冷媒経路L22を通じて圧縮機113に戻すために用いられる。
The oil path L8 is configured, for example, as a pipe line, and is used to allow the oil containing the liquid refrigerant separated by the
四方切換弁111は、空気調和機100の冷房運転の場合と暖房運転の場合とで冷媒が循環する流れを逆転させる。
The four-
空気調和機100の冷房運転時に、四方切換弁111は、図1中の実線の経路を接続する。具体的には、空気調和機100の冷房運転時に、四方切換弁111は、冷媒経路L1と冷媒経路L2との間、及び冷媒経路L3と冷媒経路L4との間を接続させる。
When the
一方、空気調和機100の暖房運転の場合、四方切換弁111は、図1中の点線の経路を接続する。具体的には、空気調和機100の暖房運転時に、四方切換弁111は、冷媒経路L4と冷媒経路L2との間、及び冷媒経路L1と冷媒経路L3との間を接続させる。
On the other hand, when the
アキュムレータ112は、冷媒経路L21から吸入される冷媒に含まれる液冷媒を分離し、冷媒経路L22に液冷媒の一部又は全部が除去された冷媒を吐出する。アキュムレータ112で分離される液冷媒には油が含まれる。アキュムレータ112には、油経路L8と接続される油排出口が設けられ、分離された冷媒を含む油は、油排出口を通じて油経路L8に流出し、油経路L8及び冷媒経路L22を通じて圧縮機113に戻される。
The
圧縮機113は、冷媒経路L22から冷媒を吸入し、高圧に圧縮して冷媒経路L31に吐出する。
The
空気調和機100の冷房運転時において、圧縮機113により圧縮された高温高圧の冷媒は、冷媒経路L3及び冷媒経路L4を通じて、室外熱交換器115に流入する。
During cooling operation of the
一方、空気調和機100の暖房運転時において、圧縮機113により圧縮された高温高圧の冷媒は、冷媒経路L3及び冷媒経路L1を通じて、室外機110の外部の冷媒経路130に流出する。そして、高温高圧の冷媒は、冷媒経路130を通じて、室内機120に流入する。
On the other hand, when the
油分離器114は、冷媒経路L31から流入する冷媒から油を分離し、油の一部又は全部が分離され除去された後の冷媒を冷媒経路L32に流出させる。また、油分離器114には、油経路L7と接続される油排出口が設けられ、冷媒から分離された油は、油排出口を通じて油経路L7に流出し、油経路L7及び冷媒経路L22を通じて圧縮機113に戻される。
The
室外熱交換器115は、外気と内部を通過する冷媒との間で熱交換を行う。具体的には、室外熱交換器115には、ファン117が併設され、室外熱交換器115は、ファン117により送風される外気と内部を通流する冷媒との間で熱交換を行う。
The
空気調和機100の冷房運転時において、室外熱交換器115は、冷媒経路L4から流入する、圧縮機113で圧縮された高温高圧の冷媒に外気への放熱を行わせ、凝縮・液化した冷媒(液冷媒)を冷媒経路L5に流出させる。
During cooling operation of the
また、空気調和機100の暖房運転時において、室外熱交換器115は、冷媒経路L5から流入する低温低圧の液冷媒に外気から吸熱を行わせ、蒸発した冷媒を冷媒経路L4に流出させる。
In addition, when the
室外膨張弁116は、空気調和機100の暖房運転時において、所定の開度に閉じられ、冷媒経路L6から流入する冷媒(液冷媒)を所定の圧力に減圧させる。一方、室外膨張弁116は、空気調和機100の冷房運転時において、全開状態にされ、冷媒経路L5から冷媒経路L6に冷媒(液冷媒)を通過させる。室外膨張弁116は、例えば、電磁弁である。
When the
室内機120は、室内膨張弁121と、室内熱交換器122と、ファン123とを含む。
The
室内膨張弁121は、空気調和機100の冷房運転時において、所定の開度に閉じられ、冷媒経路140から流入する、過冷却状態の液冷媒を所定の圧力に減圧させる。一方、室内膨張弁121は、空気調和機100の暖房運転時において、全開状態にされ、室内熱交換器122から流出する冷媒(液冷媒)を冷媒経路140に向かって通過させる。室内膨張弁121は、例えば、電磁弁である。
When the
室内熱交換器122は、室内空気と内部を通過する冷媒との間で熱交換を行う。具体的には、室内機120に搭載されるファン123の作用で、室内熱交換器122の周囲に室内空気が通過し、室内熱交換器122の内部の冷媒との間で熱交換が促進される。そして、ファン123の作用で、室内熱交換器122の内部との冷媒との間の熱交換が行われた室内空気が室内機120の外部に送り出されることにより、室内の冷房或いは暖房が実現される。
The
空気調和機100の冷房運転時において、室内熱交換器122は、室内膨張弁121により減圧された低温低圧の液冷媒に室内空気から吸熱させ、室内空気の温度を下げる。
When the
一方、空気調和機100の暖房運転時において、室内熱交換器122は、冷媒経路130を通じて室外機110から流入する高温高圧の冷媒に室内空気への放熱を行わせ、室内空気の温度を上げる。
On the other hand, when the
[電力変換装置の構成]
次に、図2、図3を参照して、本実施形態に係る空気調和機100に搭載される電力変換装置200の構成について説明する。
[Configuration of power conversion device]
Next, the configuration of the
図2は、電力変換装置200の一例の構成を示す図である。図3は、電力変換装置200の構造の一例を示す図である。
Figure 2 is a diagram showing an example of the configuration of a
尚、図3では、筐体110Hのみが便宜的に断面図として描画されている。
In addition, in Figure 3, only the
図2に示すように、室外機110は、自身の構成要素を収容する筐体110Hを有し、筐体110Hに収容される電力変換装置200を含む。
As shown in FIG. 2, the
電力変換装置200は、室外機110の外部から供給される、商用電源PSの3相交流の電力を用いて、圧縮機113の電動機113Mを駆動する。
The
電力変換装置200は、端子T_FGと、電源線L_Rと、電源線L_Sと、電源線L_Tと、電源端子台210と、ノイズフィルタ220と、インバータ230と、放熱部240と、誘電体250とを含む。
The
端子T_FGは、筐体110Hに設けられ、筐体110Hの外部において、接地される。これにより、筐体110Hは、グランドに相当する基準電位部とみなされる。
Terminal T_FG is provided on
電源線L_R,L_S,L_Tは、商用電源PSの3相交流をインバータ230に供給する。
The power supply lines L_R, L_S, and L_T supply three-phase AC from the commercial power supply PS to the
電源線L_Rは、商用電源PSのR相の交流をインバータ230に供給する。電源線L_Rは、電源線L_R1~L_R5を含む。
The power supply line L_R supplies R-phase AC from the commercial power supply PS to the
電源線L_Sは、商用電源PSのS相の交流をインバータ230に供給する。電源線L_Sは、電源線L_S1~L_S5を含む。
The power supply line L_S supplies S-phase AC from the commercial power supply PS to the
電源線L_Tは、商用電源PSのT相の交流をインバータ230に供給する。電源線L_Tは、電源線L_T1~L_T5を含む。
The power supply line L_T supplies T-phase AC from the commercial power supply PS to the
電源線L_R1,L_S1,L_T1は、それぞれ、商用電源PSと電源端子台210との間を接続する。電源線L_R2,L_S2,L_T2は、それぞれ、電源端子台210とノイズフィルタ220の電源線L_R3,L_S3,L_T3の一端との間を接続する。電源線L_R3,L_S3,L_T3、及び電源線L_R4,L_S4,L_T4は、ノイズフィルタ220の内部の電源線に相当する。例えば、図3に示すように、電源線L_R3,L_S3,L_T3、及び電源線L_R4,L_S4,L_T4は、基板220PBの配線パターンとして実装される。電源線L_R5,L_S5,L_T5は、それぞれ、ノイズフィルタ220の電源線L_R4,L_S4,L_T4の他端とインバータ230との間を接続する。
The power lines L_R1, L_S1, and L_T1 each connect between the commercial power supply PS and the
電源端子台210は、電源線L_R1,L_S1,L_T1により供給される3相交流を各種機器に中継したり分岐させたりする。
The power
電源端子台210には、電源線L_R1の一端が接続されると共に、電源線L_R2の一端が接続され、電源線L_R1と電源線L_R2との間を電気的に接続する。同様に、電源端子台210には、電源線L_S1の一端が接続されると共に、電源線L_S2の一端が接続され、電源線L_S1と電源線L_S2との間を電気的に接続する。同様に、電源端子台210には、電源線L_T1の一端が接続されると共に、電源線L_T2の一端が接続され、電源線L_T1と電源線L_T2との間を電気的に接続する。
One end of the power line L_R1 and one end of the power line L_R2 are connected to the
ノイズフィルタ220は、電力変換装置200の電流のノイズを抑制する。例えば、図2、図3に示すように、ノイズフィルタ220は、コモンモードチョークコイル221と、Yコンデンサ222とを含み、基板220PBに実装される。
The
コモンモードチョークコイル221は、電源線L_R3,L_S3,L_T3、及び電源線L_R4,L_S4,L_T4に流れるコモンモードのノイズ電流に対してインダクタとして作用しノイズ電流を抑制する。
The common
Yコンデンサ222は、グランドに流出したコモンモード電流をノイズ源(インバータ230)に戻す働きを有する。Yコンデンサ222は、Yコンデンサ222R,222S,222Tを含む。
The
Yコンデンサ222Rは、電源線L_R4とグランドに相当する筐体110Hとの間を接続するバイパス経路に設けられる。Yコンデンサ222Sは、電源線L_S4とグランドに相当する筐体110Hとの間を接続するバイパス経路に設けられる。Yコンデンサ222Tは、電源線L_T4とグランドに相当する筐体110Hとの間を接続するバイパス経路に設けられる。例えば、図3に示すように、Yコンデンサ222と筐体110Hとの間は、リード線225によって接続される。
The
インバータ230は、電源線L_R,L_S,L_Tを通じて供給される3相交流を用いて、所定の電圧及び周波数の3相交流を生成し電動機113Mに出力する。これにより、電力変換装置200は、圧縮機113を駆動することができる。例えば、図3に示すように、インバータ230は、ノイズフィルタ220が実装される基板220PBとは別の基板230PBに実装される。インバータ230は、整流回路231と、平滑回路232と、インバータ回路233とを含む。
The
整流回路231は、電源線L_R5,L_S5,L_T5の3相交流を直流に変換し、電源線L_P1,L_N1に出力する。例えば、図2に示すように、整流回路231は、パワーデバイス231PDを含む。パワーデバイス231PDは、半導体による整流ダイオードである。
The
平滑回路232は、電源線L_P1,L_N1の直流を平滑化する。例えば、平滑回路232は、平滑コンデンサ232Cと、リアクトル232Lとを含む。
The smoothing
平滑コンデンサ232Cは、電源線L_P1,L_N1の間を接続する経路に設けられる。平滑コンデンサ232Cは、適宜、充放電を繰り返しながら、整流回路231から出力される直流やインバータ回路233から出力(回生)される直流を平滑化する。
The smoothing
リアクトル232Lは、電源線L_P1に設けられる。例えば、リアクトル232Lは、整流回路231と平滑コンデンサ232Cとの間の電源線L_P1に設けられる。リアクトル232Lは、適宜、電流の変化を妨げるように電圧を発生させながら、整流回路231から出力される直流やインバータ回路233から出力(回生)される直流を平滑化する。
The
インバータ回路233は、電源線L_P1,L_N1の他端に接続される。インバータ回路233は、パワーデバイス233PDを含む。パワーデバイス233PDは、例えば、半導体スイッチである。半導体スイッチは、例えば、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)やMOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor)やHEMT(High Electron Mobility Transistor)等である。半導体スイッチは、例えば、ケイ素(シリコン:Si)を主材料として構成される。また、半導体スイッチは、ワイドバンドギャップ半導体材料を主材料として構成されてもよい。また、パワーデバイス233PDは、半導体スイッチに加えて、半導体スイッチと並列に接続される半導体によるフリーホイルダイオードを含んでもよい。
The
インバータ回路233は、パワーデバイス233PDのスイッチ動作により、平滑回路232から出力される直流を所定の周波数や所定の電圧を有する3相交流(即ち、U相、V相、及びW相の交流)に変換し電動機113Mに出力する。パワーデバイス233PDは、比較的高いスイッチング速度を有してよい。例えば、パワーデバイス233PDのスイッチング速度(即ち、スイッチングに要する時間)は、10ナノ秒以下である。パワーデバイス233PDのスイッチング周波数は、例えば、20kHz(キロヘルツ)以上に設定される。これにより、パワーデバイス233PDのスイッチング動作に起因するノイズ音の周波数を人間の可聴域から外すことができる。
The
放熱部240は、パワーデバイス233PDの熱をパワーデバイス233PDの外部に放熱させる。
The
例えば、図3に示すように、放熱部240は、ヒートシンクであり、筐体110Hの外面に連結される。筐体110Hのパワーデバイス233PDと対向する箇所には、貫通孔110Haが設けられ、パワーデバイス233PDと放熱部240(ヒートシンク)とは、貫通孔110Haを通じて熱伝導が可能なように熱結合される。
For example, as shown in FIG. 3, the
パワーデバイス233PDと放熱部240(ヒートシンク)とは、例えば、絶縁体である放熱促進部材を介して熱伝導が可能なように間接的に接触する。放熱促進部材は、例えば、熱伝導フィラを含む熱伝導シートや熱伝導グリス等である。また、パワーデバイス233PDと放熱部240(ヒートシンク)とは、熱伝導が可能なように、直接接触していてもよい。 The power device 233PD and the heat dissipation section 240 (heat sink) are in indirect contact with each other, for example, via a heat dissipation promotion member that is an insulator, so that heat conduction is possible. The heat dissipation promotion member is, for example, a heat conductive sheet containing a heat conductive filler, heat conductive grease, etc. Also, the power device 233PD and the heat dissipation section 240 (heat sink) may be in direct contact with each other, so that heat conduction is possible.
また、放熱部240は、内部に冷媒が通流するウォータジャケット等であってもよい。
The
以下、筐体110H及び放熱部240を一体的に「導体部260」と称する場合がある。
Hereinafter, the
誘電体250は、筐体110Hと電源線L_R4,L_S4,L_T4のそれぞれとが対向する箇所において、筐体110Hと電源線L_R4,L_S4,L_T4のそれぞれとの間に配置される。例えば、誘電体250は、1つ設けられ、筐体110Hと電源線L_R4,L_S4,L_T4のそれぞれとが対向している範囲に跨るように配置される。また、誘電体250は、3つ設けられ、筐体110Hと、電源線L_R4,L_S4,L_T4とが対向している箇所ごとに配置されてもよい。
The dielectric 250 is disposed between the
具体的には、図3に示すように、誘電体250は、面250s1が筐体110Hの内面110Hsと対向し、面250s2が電源線L_R4,L_S4,L_T4に相当する配線パターンの面WPs1,WPs2,WPs3と対向するように配置される。これにより、図2に示すように、誘電体250は、対向するように配置される、筐体110Hと電源線L_R4,L_S4,L_T4のそれぞれとの間の浮遊容量Cs_R,Cs_S,Cs_Tを増加させることができる。以下、浮遊容量Cs_R,Cs_S,Cs_Tの合成容量を「浮遊容量Cs0」と称する。
Specifically, as shown in FIG. 3,
誘電体250と筐体110Hとの間の対向する方向での位置関係は、浮遊容量Cs0を適切なレベルまで増加させることが可能である限り任意であってよい。例えば、図3に示すように、誘電体250は、面250s1が筐体110Hの内面110Hsに直接接触し、面250s1側の一端が筐体110Hに支持される。また、誘電体250は、面250s1と筐体110Hの内面110Hsとの間に微小な隙間が存在する形で、面250s1と筐体110Hの内面110Hsとが近接にあるように配置されてもよい。微小な隙間とは、例えば、1mm以下の隙間である。
The positional relationship between the dielectric 250 and the
同様に、誘電体250と電源線L_R4,L_S4,L_T4との間の対向する方向での位置関係は、浮遊容量Cs0を適切なレベルまで増加させることが可能である限り任意であってよい。例えば、図3に示すように、筐体110Hの内面110Hsから見て、基板220PBの裏面に電源線L_R4,L_S4,L_T4に相当する配線パターンが実装される場合、誘電体250は、面250s2が基板220PBの表面に当接する。これにより、誘電体250は、面250s2側の他端が基板220PBに支持され、面250s2が基板220PBを介して電源線L_R4,L_S4,L_T4に相当する配線パターンの面WPs1,WPs2,WPs3と対向することができる。また、この場合、誘電体250の面250s2と基板220PBとの間に微小な隙間が存在する形で、面250s2と基板220PBとが近接にあるように配置されてもよい。また、筐体110Hの内面110Hsから見て、基板220PBの表面に電源線L_R4,L_S4,L_T4に相当する配線パターンが実装される場合、誘電体250の面250s2は、配線パターンの面WPs1,WPs2,WPs3に直接接触してもよい。また、この場合、誘電体250は、面250s2と配線パターンの面WPs1,WPs2,WPs3のそれぞれとの間に微小な隙間が存在する形で、面250s2と配線パターンの面WPs1,WPs2,WPs3のそれぞれとが近接にあるように配置されてもよい。
Similarly, the positional relationship between the dielectric 250 and the power lines L_R4, L_S4, and L_T4 in the opposing direction may be any as long as it is possible to increase the stray capacitance Cs0 to an appropriate level. For example, as shown in FIG. 3, when viewed from the inner surface 110Hs of the
尚、誘電体250と、筐体110H及び電源線L_R4,L_S4,L_T4を含む基板220PBの何れか一方との間に微小な隙間が存在する場合、誘電体250は、他の支持部材により支持されてよい。例えば、基板220PBと筐体110Hの内面110Hsとが対向する方向と直交する方向から誘電体250を支持する支持部材が設けられる。
If there is a small gap between the dielectric 250 and either the
誘電体250は、例えば、300MHz(メガヘルツ)以下の周波数帯域での比誘電率が5以上である。これにより、例えば、EMI(Electromagnetic Interference)に関する各種の規格で放射ノイズが問題となる周波数帯域(30MHz~300MHz)において、浮遊容量Cs0を十分に増加させることができる。具体的には、誘電体250は、例えば、シリコン樹脂やウレタンを含む。これにより、誘電体250は、所望の周波数帯域で比較的高い浮遊容量Cs0を実現することができるのに加えて、比較的高い衝撃吸収性を実現することができる。そのため、例えば、製造工程での誘電体250の取付作業性を向上させることができる。また、基板220PBや筐体110Hに比較的高い衝撃が加わった場合であっても、誘電体250や誘電体250を支持する他の部品等に問題が生じるような事態を抑制することができる。
The dielectric 250 has a relative dielectric constant of 5 or more in a frequency band of 300 MHz (megahertz) or less. This allows the floating capacitance Cs0 to be sufficiently increased in a frequency band (30 MHz to 300 MHz) where radiation noise is a problem in various standards related to EMI (Electromagnetic Interference). Specifically, the dielectric 250 includes, for example, silicone resin or urethane. This allows the dielectric 250 to achieve a relatively high floating capacitance Cs0 in a desired frequency band, as well as a relatively high shock absorption. Therefore, for example, the installation workability of the dielectric 250 in the manufacturing process can be improved. In addition, even if a relatively high impact is applied to the board 220PB or the
[電力変換装置に生じるコモンモード電流]
次に、図4~図6を参照して、本実施形態に係る電力変換装置200に生じるコモンモード電流について説明する。
[Common mode current generated in power conversion equipment]
Next, the common mode current generated in the
図4は、比較例に係る電力変換装置200comをコモンモードで表現した等価回路を示す図である。図5は、浮遊容量及び寄生インダクタンスのそれぞれの周波数とインピーダンスとの関係の一例を示す図である。図6は、電力変換装置200の一例をコモンモードで表現した等価回路を示す図である。
Figure 4 is a diagram showing an equivalent circuit of a power conversion device 200com according to a comparative example expressed in common mode. Figure 5 is a diagram showing an example of the relationship between the frequency and the impedance of each of the stray capacitance and the parasitic inductance. Figure 6 is a diagram showing an equivalent circuit of an example of a
図5では、周波数を表す横軸として対数軸が採用されている。 In Figure 5, a logarithmic axis is used to represent frequency.
<比較例に係る電力変換装置のコモンモード電流>
図4に示すように、比較例に係る電力変換装置200comは、誘電体250が設けられない点で、上述の一例(図2)の電力変換装置200と異なり、他の点で上述の一例の電力変換装置200と同じである。
<Common mode current of power conversion device according to comparative example>
As shown in Figure 4, the power conversion device 200com of the comparative example differs from the
インバータ230のパワーデバイス233PDと放熱部240との間には、浮遊容量Cs1が存在する。そのため、パワーデバイス233PDのスイッチング動作に起因してパワーデバイス233PDと放熱部240との間にコモンモード電圧が発生し、浮遊容量Cs1を通じてコモンモード電流Icが導体部260に流出する場合がある。
A stray capacitance Cs1 exists between the power device 233PD of the
電力変換装置200comは、導体部260に流出したコモンモード電流Icの少なくとも一部に相当するコモンモード電流Ic_ref1を、Yコンデンサ222が設けられるバイパス経路を通じて、インバータ230に還流させることができる。
The power conversion device 200com can return the common mode current Ic_ref1, which corresponds to at least a portion of the common mode current Ic that flows into the
Yコンデンサ222を含むバイパス経路には、リード線225の寄生インダクタンス成分と、基板220PB上の配線パターン222WPの寄生インダクタンス成分とが存在する。
The bypass path including the
ここで、図5に示すように、寄生インダクタンス成分は、電流の周波数が高くなるにつれてインピーダンスが増加する。そのため、例えば、パワーデバイス233PDが20kHz以上の比較的高い周波数で駆動される場合、高周波のコモンモード電流Icが流出し、インピーダンスが高いバイパス経路にコモンモード電流Ic_ref1を十分に引き込めない可能性がある。 As shown in FIG. 5, the impedance of the parasitic inductance component increases as the current frequency increases. Therefore, for example, when the power device 233PD is driven at a relatively high frequency of 20 kHz or more, the high-frequency common mode current Ic flows out, and it is possible that the common mode current Ic_ref1 cannot be sufficiently drawn into the bypass path with high impedance.
また、上述の如く、筐体110Hと電源線L_R4,L_S4,L_T4との間には、浮遊容量Cs0が存在し、浮遊容量Cs0を通じてインバータ230にコモンモード電流Icを還流させる経路が存在する。しかし、図5に示すように、誘電体250が存在しない場合、浮遊容量Cs0のインピーダンスは、比較的高い。そのため、浮遊容量Cs0のインピーダンスが周波数の上昇に応じて低下するとは言え、電力変換装置200comは、浮遊容量Cs0を通じてインバータ230にコモンモード電流Icを還流させることができない可能性が高い。
As described above, stray capacitance Cs0 exists between the
よって、図4に示すように、比較例に係る電力変換装置200comは、コモンモード電流Ic_outの商用電源PS側への流出を適切に抑制することができない可能性がある。 Therefore, as shown in FIG. 4, the power conversion device 200com according to the comparative example may not be able to adequately suppress the outflow of the common mode current Ic_out to the commercial power supply PS.
<実施形態に係る電力変換装置のコモンモード電流>
本実施形態に係る電力変換装置200では、上述の如く、筐体110Hと、電源線L_R4,L_S4,L_T4のそれぞれとの間に誘電体250が配置される。
<Common mode current of power conversion device according to embodiment>
In the
これにより、浮遊容量Cs0を増加させることができる。そのため、図5に示すように、浮遊容量Cs0のインピーダンスを低下させることができる。また、浮遊容量Cs0を通じたバイパス経路には、配線パターンやリード線等が存在しないことから、寄生インダクタンスによるインピーダンスの増加分もない。その結果、電力変換装置200は、Yコンデンサ222を含むバイパス経路に加えて、浮遊容量Cs0を通じてインバータ230にコモンモード電流Ic_ref2を還流させることができる。特に、浮遊容量Cs0を通じたバイパス経路では、浮遊容量Cs0のインピーダンスが周波数の上昇に応じて低下し、且つ、寄生インダンクタンス成分による周波数の上昇に応じたインピーダンスの増加がない。そのため、電力変換装置200は、高周波のコモンモード電流Icが導体部260に流出する場合でも、浮遊容量Cs0を通じて高周波のコモンモード電流Ic_ref2をインバータ230に十分に還流させることができる。
This allows the floating capacitance Cs0 to be increased. Therefore, as shown in FIG. 5, the impedance of the floating capacitance Cs0 can be reduced. In addition, since there is no wiring pattern or lead wire in the bypass path through the floating capacitance Cs0, there is no increase in impedance due to parasitic inductance. As a result, the
よって、図6に示すように、電力変換装置200は、コモンモード電流Ic_outの商用電源PS側への流出をより適切に抑制することができる。
Therefore, as shown in FIG. 6, the
[他の実施形態]
次に、他の実施形態について説明する。
[Other embodiments]
Next, another embodiment will be described.
上述の実施形態は、適宜、変形や変更が加えられてもよい。 The above-described embodiments may be modified or altered as appropriate.
例えば、上述の実施形態では、誘電体250は、筐体110Hの内面110Hsと電源線L_R4,L_S4,L_T4との間に代えて、筐体110Hの内面110Hsと電源線L_R3,L_S3,L_T3との間に設けられてもよい。
For example, in the above embodiment, the dielectric 250 may be provided between the inner surface 110Hs of the
また、上述の実施形態では、誘電体250は、面250s2が配線パターンの面WPs1,WPs2,WPs3に代えて、基板230PBに実装される電源線L_P1,L_N1の配線パターンの面と対向するように配置されてもよい。この場合、誘電体250の面250s2は、電源線L_P1,L_N1の対向する面と直接接触していてもよいし、電源線L_P1,L_N1の対向する面と微小な隙間を有する態様で近接に配置されてもよい。これにより、電力変換装置200は、ノイズ源であるパワーデバイス233PDにより近い箇所でコモンモード電流をバイパスさせることができる。そのため、電力変換装置200は、コモンモード電流に起因する放射ノイズをより適切に抑制することができる。
In the above embodiment, the dielectric 250 may be arranged so that the surface 250s2 faces the surface of the wiring pattern of the power lines L_P1 and L_N1 mounted on the substrate 230PB, instead of the surfaces WPs1, WPs2, and WPs3 of the wiring pattern. In this case, the surface 250s2 of the dielectric 250 may be in direct contact with the opposing surfaces of the power lines L_P1 and L_N1, or may be arranged in close proximity to the opposing surfaces of the power lines L_P1 and L_N1 with a small gap. This allows the
また、上述の実施形態やその変形・変更の例では、誘電体250は、面250s1が筐体110Hの内面110Hsに代えて、放熱部240の面と対向するように配置されてもよい。この場合、誘電体250の面250s1は、放熱部240の対向する面と直接接触していてもよいし、放熱部240の対向する面と微小な隙間を有する態様で近接に配置されてもよい。これにより、電力変換装置200は、ノイズ源であるパワーデバイス233PDにより近い箇所でコモンモード電流をバイパスさせることができる。そのため、コモンモード電流に起因する放射ノイズをより適切に抑制することができる。
In addition, in the above-mentioned embodiment and its modified and altered examples, the dielectric 250 may be arranged so that the surface 250s1 faces the surface of the
また、上述の実施形態やその変形・変更の例では、筐体110Hとパワーデバイス233PDとは、放熱部240を介さずにコモンモード電流が流出しうる配置構造になっていてもよい。具体的には、筐体110Hは、パワーデバイス233PDに対して、浮遊容量を通じてコモンモード電流が流出可能な程度の近傍に存在していればよい。パワーデバイス233PDの近傍とは、例えば、パワーデバイス233PDと放熱部240とが放熱促進部材(例えば、放熱シート)を介して間接的に接触する際の放熱促進部材の厚みに相当する程度の距離である。
In addition, in the above-described embodiment and its modified and altered examples, the
また、上述の実施形態やその変形・変更の例では、電力変換装置200は、圧縮機113の電動機113Mに代えて、或いは、加えて、ファン117の電動機に電力を供給し駆動してもよい。
In addition, in the above-described embodiment and its modified and altered examples, the
また、上述の実施形態やその変形・変更の例では、ノイズフィルタ220とインバータ230とは同じ基板に実装されてもよい。
In addition, in the above-described embodiment and its variations and modifications, the
また、上述の実施形態やその変形・変更の例では、平滑コンデンサ232C及びリアクトル232Lの少なくとも一方が省略されてもよいし、平滑回路232自体が省略されてもよい。
In addition, in the above-described embodiment and its modified and altered examples, at least one of the smoothing
また、上述の実施形態やその変形・変更の例では、商用電源PSは三相交流ではなく、単相交流を電力変換装置200に供給してもよい。この場合、電源線L_R,L_S,L_Tは、2本の電源線に置換される。また、この場合、コモンモードチョークコイル221は、単相のコモンモードチョークコイルに置換され、Yコンデンサ222は、2本の電源線のそれぞれと筐体110Hをバイパスする2個のYコンデンサに置換される。また、この場合、誘電体250は、筐体110Hの内面110Hsと、単相のコモンモードチョークコイルの前段側の2本の電源線或いは後段側の2本の電源線との間に設置される。
In the above-described embodiment and its modified and altered examples, the commercial power source PS may supply single-phase AC to the
また、上述の実施形態やその変形・変更の例では、整流回路231のパワーデバイス231PDは、半導体スイッチであってもよい。この場合、パワーデバイス231PDのスイッチング動作により、パワーデバイス231PDと筐体110Hとの間の浮遊容量を通じて筐体110Hにコモンモード電流が流出する。例えば、パワーデバイス233PDに対する放熱部240と同様に、パワーデバイス231PDと熱結合される放熱部が設けられ、その放熱部は、筐体110Hに直接接触する態様で連結される。これにより、パワーデバイス231PDと放熱部との間の浮遊容量にコモンモード電圧が印加され、放熱部を通じて筐体110Hにコモンモード電流が流出する。そのため、電力変換装置200は、誘電体250の作用によって、整流回路231のパワーデバイス231PDをノイズ源とするコモンモード電流をより適切に抑制することができる。
In the above-described embodiment and its modified and altered examples, the power device 231PD of the
また、上述の実施形態の電力変換装置200は、空気調和機100とは異なる冷凍機に搭載されてもよい。つまり、上述の実施形態の電力変換装置200は、冷凍サイクルを有する任意の機器に搭載されてよい。
The
また、上述の実施形態の電力変換装置200は、冷凍機とは異なる機器に搭載され、その機器に搭載される電動機等を駆動してもよい。例えば、上述の実施形態の電力変換装置200は、車両に搭載され、車両の電動機等を駆動してもよい。
The
[作用]
次に、本実施形態に係る電気装置及び空気調和機の作用について説明する。
[Effect]
Next, the operation of the electrical device and the air conditioner according to this embodiment will be described.
本実施形態では、電気装置は、ノイズフィルタと、第1の配線部と、第2の配線部と、導体部材と、誘電体と、を備える。電気装置は、例えば、上述の電力変換装置200である。ノイズフィルタは、例えば、上述のノイズフィルタ220である。第1の配線部は、例えば、上述の電源線L_R3,L_S3,L_T3である。第2の配線部は、例えば、上述の電源線L_R4,L_S4,L_T4である。導体部材は、例えば、上述の導体部260である。誘電体は、例えば、上述の誘電体250である。具体的には、ノイズフィルタは、コモンモードチョークコイルを含み、一端側及び他端側のうちの他端側がスイッチングデバイスと電気的に接続される。コモンモードチョークコイルは、例えば、上述のコモンモードチョークコイル221である。スイッチングデバイスは、例えば、上述のパワーデバイス233PDである。また、第1の配線部は、コモンモードチョークコイルの一端側に接続される。また、第2の配線部は、コモンモードチョークコイルの他端側に接続される。また、導体部材は、第1の配線部又は第2の配線部に対向する面を有する。また、誘電体は、導体部材と、第1の配線部及び第2の配線部の何れか一方の配線部との間に配置される。そして、誘電体は、第1の面が導体部材の面と対向し、第1の面の反対側の第2の面が第1の配線部及び第2の配線部の何れか一方の配線部の面と対向するように配置される。誘電体の第1の面及び第2の面は、例えば、上述の面250s1及び面250s2である。導体部材の面は、例えば、上述の内面110Hsである。第1の配線部及び第2の配線部の何れか一方の配線部の面は、例えば、上述の面WPs1,WPs2,WPs3である。
In this embodiment, the electric device includes a noise filter, a first wiring section, a second wiring section, a conductor member, and a dielectric. The electric device is, for example, the
これにより、第1の配線部及び第2の配線部の何れか一方の配線部と導体部材との間の浮遊容量を増加させることができる。そのため、電気装置は、スイッチングデバイスのスイッチング動作に起因するコモンモード電圧によって導体部材に流出したコモンモード電流を、浮遊容量を介してノイズ源であるスイッチングデバイスに還流させることができる。また、浮遊容量には、リード線等のインダクタンス成分が含まれないことから、高周波の場合であってもインピーダンスが増加することがなく、電気装置は、浮遊容量を介して高周波のコモンモード電流をスイッチングデバイスに十分に還流させることができる。そのため、電気装置は、コモンモード電流の電源側への流出をより適切に抑制することができる。 This makes it possible to increase the stray capacitance between either the first wiring section or the second wiring section and the conductor member. Therefore, the electric device can return the common mode current that flows into the conductor member due to the common mode voltage caused by the switching operation of the switching device to the switching device, which is a noise source, via the stray capacitance. Furthermore, since the stray capacitance does not include inductance components such as lead wires, impedance does not increase even in the case of high frequencies, and the electric device can sufficiently return the high-frequency common mode current to the switching device via the stray capacitance. Therefore, the electric device can more appropriately suppress the outflow of the common mode current to the power supply side.
また、本実施形態では、誘電体は、第1の面及び導体部材の面、並びに、第2の面及び何れか一方の配線部の面の双方が接触するように配置されてもよい。 In addition, in this embodiment, the dielectric may be arranged so that both the first surface and the surface of the conductor member, and the second surface and the surface of either one of the wiring portions are in contact.
これにより、誘電体によって、第1の配線部及び第2の配線部の何れか一方の配線部と導体部材との間の浮遊容量を増加させることができる。 This allows the dielectric to increase the stray capacitance between either the first wiring section or the second wiring section and the conductor member.
また、本実施形態では、誘電体は、第1の面及び導体部材の面、並びに、第2の面及び何れか一方の配線部の面の何れか一方が接触し他方が近接にあるように配置されてもよい。 In addition, in this embodiment, the dielectric may be arranged so that either the first surface and the surface of the conductor member, or the second surface and the surface of one of the wiring parts are in contact with each other and are adjacent to each other.
これにより、第1の配線部及び第2の配線部の何れか一方の配線部と導体部材との間の浮遊容量を増加させることができる。 This makes it possible to increase the stray capacitance between either the first wiring section or the second wiring section and the conductor member.
また、本実施形態では、誘電体は、第1の面及び導体部材の面、並びに、第2の面及び何れか一方の配線部の面の双方が近接にあるように配置されてもよい。 In addition, in this embodiment, the dielectric may be arranged so that both the first surface and the surface of the conductor member, and the second surface and the surface of either one of the wiring portions are in close proximity.
これにより、第1の配線部及び第2の配線部の何れか一方の配線部と導体部材との間の浮遊容量を増加させることができる。 This makes it possible to increase the stray capacitance between either the first wiring section or the second wiring section and the conductor member.
また、本実施形態では、誘電体は、導体部材と第2の配線部との間に配置されてもよい。 In addition, in this embodiment, the dielectric may be disposed between the conductor member and the second wiring portion.
これにより、第1の配線部及び第2の配線部のうち、ノイズ源であるスイッチングデバイスに近い第2の配線部にコモンモード電流をバイパスさせることができる。そのため、コモンモード電流に起因する放射ノイズをより適切に抑制することができる。 This allows the common mode current to be bypassed to the second wiring section, which is closer to the switching device, which is the noise source, out of the first wiring section and the second wiring section. This makes it possible to more appropriately suppress the radiation noise caused by the common mode current.
また、本実施形態では、誘電体は、300MHz以下の周波数帯域での比誘電率が5以上であってもよい。 In addition, in this embodiment, the dielectric may have a relative dielectric constant of 5 or more in a frequency band of 300 MHz or less.
これにより、例えば、EMIに関する各種の規格で放射ノイズが問題となる周波数帯域(30MHz~300MHz)において、第1の配線部及び第2の配線部の何れか一方の配線部と導体部材との間の浮遊容量を十分に増加させることができる。そのため、電気装置は、導体部材に流出したコモンモード電流を、浮遊容量を介してノイズ源であるスイッチングデバイスより適切に還流させることができる。 This makes it possible to sufficiently increase the stray capacitance between either the first wiring section or the second wiring section and the conductor member in the frequency band (30 MHz to 300 MHz) where radiation noise is a problem in various EMI standards. As a result, the electrical device can properly return the common mode current that has flowed into the conductor member through the stray capacitance from the switching device, which is the noise source.
また、本実施形態では、誘電体の材質は、シリコン樹脂又はウレタンを含んでもよい。 In addition, in this embodiment, the dielectric material may include silicone resin or urethane.
これにより、誘電体の誘電率を比較的大きく設定し、第1の配線部及び第2の配線部の何れか一方の配線部と導体部材との間の浮遊容量を十分に増加させることができる。 This allows the dielectric constant of the dielectric to be set relatively large, and the stray capacitance between either the first wiring section or the second wiring section and the conductor member to be sufficiently increased.
また、本実施形態では、誘電体は、衝撃吸収性を有していてもよい。 In this embodiment, the dielectric may also have shock absorbing properties.
これにより、例えば、製造工程での誘電体の取付作業性を向上させることができる。また、電気装置は、例えば、第1の配線部及び第2の配線部が実装される基板や導体部材に衝撃が加わった場合であっても、誘電体や誘電体と連結される他の部品に問題が生じるような事態を抑制することができる。 This can improve the workability of installing the dielectric during the manufacturing process, for example. In addition, the electrical device can prevent problems from occurring in the dielectric or other components connected to the dielectric, even if an impact is applied to the board or conductor member on which the first wiring section and the second wiring section are mounted.
また、本実施形態では、電気装置は、上述のスイッチングデバイスを備えてもよい。また、第2の配線部は、コモンモードチョークコイルの他端側とスイッチングデバイスとの間に接続されてもよい。そして、導体部材は、スイッチングデバイスの近傍に存在すると共に、第1の配線部及び第2の配線部の何れか一方の配線部に対向する面を有していてもよい。 In this embodiment, the electric device may include the above-mentioned switching device. The second wiring portion may be connected between the other end of the common mode choke coil and the switching device. The conductor member may be located near the switching device and have a surface facing either the first wiring portion or the second wiring portion.
これにより、電気装置は、スイッチングデバイスのスイッチング動作に起因するコモンモード電圧によって導体部材に流出したコモンモード電流の電源側への流出をより適切に抑制することができる。 This allows the electrical device to more appropriately suppress the outflow of common-mode current flowing into the conductor member due to the common-mode voltage caused by the switching operation of the switching device to the power supply side.
また、本実施形態では、導体部材は、スイッチングデバイスと熱結合された放熱部材を含んでもよい。放熱部材は、例えば、上述の放熱部240である。
In addition, in this embodiment, the conductor member may include a heat dissipation member thermally coupled to the switching device. The heat dissipation member is, for example, the
これにより、電気装置は、放熱部材を介して導体部材に流出したコモンモード電流の電源側への流出をより適切に抑制することができる。 This allows the electrical device to more appropriately prevent the common mode current that flows into the conductor member via the heat dissipation member from flowing out to the power supply side.
また、本実施形態では、スイッチングデバイスを含むインバータ又はコンバータを備えてもよい。インバータは、例えば、上述のインバータ回路233である。コンバータは、例えば、上述の整流回路231である。
In addition, this embodiment may include an inverter or converter including a switching device. The inverter is, for example, the
これにより、電気装置は、インバータ或いはコンバータのスイッチングデバイスのスイッチング動作に起因するコモンモード電圧によって導体部材に流出したコモンモード電流の電源側への流出をより適切に抑制することができる。 This allows the electrical device to more appropriately suppress the outflow of common-mode current flowing into the conductor member due to the common-mode voltage caused by the switching operation of the inverter or converter switching device to the power supply side.
また、本実施形態では、電気装置は、ノイズフィルタが実装される第1の基板と、第1の基板と異なる第2の基板であって、スイッチングデバイスが実装される第2の基板と、を備えてもよい。 In this embodiment, the electrical device may also include a first substrate on which a noise filter is mounted, and a second substrate different from the first substrate on which a switching device is mounted.
これにより、電気装置は、第2の基板のスイッチングデバイスから導体部材に流出したコモンモード電流を、浮遊容量によって第1の基板の第1の配線部或いは第2の配線部にバイパスさせることができる。 This allows the electrical device to bypass the common mode current flowing from the switching device of the second substrate to the conductor member to the first wiring section or the second wiring section of the first substrate by means of stray capacitance.
また、本実施形態では、スイッチングデバイスは、ワイドバンドギャップ半導体により形成されるスイッチング素子を含んでもよい。 In addition, in this embodiment, the switching device may include a switching element formed of a wide bandgap semiconductor.
これにより、電気装置は、ワイドバンドギャップ半導体により形成されるスイッチング素子を含むスイッチングデバイスから導体部材に流出したコモンモード電流の電源側への流出をより適切に抑制することができる。 This allows the electrical device to more appropriately suppress the common mode current that flows from a switching device, including a switching element formed from a wide bandgap semiconductor, to a conductor member from flowing out to the power supply side.
また、本実施形態では、スイッチングデバイスのスイッチング周波数は20kHz以上であってもよい。 In addition, in this embodiment, the switching frequency of the switching device may be 20 kHz or more.
これにより、電気装置は、スイッチングデバイスのスイッチング周波数が20kHzと比較的高く、高周波のコモンモード電流が導体部材に流出する場合でも、コモンモード電流の電源側への流出をより適切に抑制することができる。 As a result, the electrical device can more appropriately suppress the outflow of common mode current to the power supply side, even when the switching frequency of the switching device is relatively high at 20 kHz and high-frequency common mode current flows into the conductor member.
また、本実施形態では、スイッチングデバイスのスイッチング速度は、10ナノ秒以下であってもよい。 In addition, in this embodiment, the switching speed of the switching device may be 10 nanoseconds or less.
これにより、電気装置は、スイッチングデバイスのスイッチング速度が10ナノ秒以下と比較的高く、高周波のコモンモード電流が導体部材に流出する場合でも、コモンモード電流の電源側への流出をより適切に抑制することができる。 As a result, the electrical device can more appropriately suppress the common mode current from flowing to the power supply side, even when the switching speed of the switching device is relatively high at 10 nanoseconds or less and high-frequency common mode current flows into the conductor member.
また、本実施形態では、空気調和機は、上記の電気装置を備えてもよい。空気調和機は、例えば、上述の空気調和機100である。
In addition, in this embodiment, the air conditioner may be equipped with the above-mentioned electrical device. The air conditioner is, for example, the
これにより、電気装置は、空気調和機の外部への放射ノイズを抑制することができる。 This allows the electrical device to suppress noise radiation outside the air conditioner.
以上、実施形態を説明したが、特許請求の範囲の趣旨及び範囲から逸脱することなく、形態や詳細の多様な変更が可能なことが理解されるであろう。 Although the embodiments have been described above, it will be understood that various changes in form and details are possible without departing from the spirit and scope of the claims.
100 空気調和機
110 室外機
110H 筐体
110Hs 内面
113 圧縮機
113M 電動機
120 室内機
130 冷媒経路
140 冷媒経路
200 電力変換装置
210 電源端子台
220 ノイズフィルタ
220PB 基板
221 コモンモードチョークコイル
222 Yコンデンサ
222R,222S,222T Yコンデンサ
222WP 配線パターン
225 リード線
230 インバータ
230PB 基板
231 整流回路
232 平滑回路
233 インバータ回路
233PD パワーデバイス
240 放熱部
250 誘電体
250s1,250s2 面
260 導体部
Cs_R,Cs_S,Cs_T 浮遊容量
Cs0,Cs1 浮遊容量
L_N1 電源線
L_P1 電源線
L_R 電源線
L_R1~L_R5 電源線
L_S 電源線
L_S1~L_S5 電源線
L_T 電源線
L_T1~L_T5 電源線
PS 商用電源
WPs1,WPs2,WPs3 面
100
Claims (16)
前記コモンモードチョークコイルの一端側に接続される第1の配線部と、
前記コモンモードチョークコイルの他端側に接続される第2の配線部と、
前記第1の配線部又は第2の配線部に対向する面を有する導体部材と、
前記第2の配線部と前記導体部材との間を電気的に接続する経路に設けられるYコンデンサと、
前記Yコンデンサとは別に設けられ、前記導体部材と、前記第1の配線部及び前記第2の配線部の何れか一方の配線部との間に配置される誘電体と、を備え、
前記誘電体は、第1の面が、前記導体部材の面と対向し、前記第1の面の反対側の第2の面が前記何れか一方の配線部の面と対向するように配置される、
電気装置。 a noise filter including a common mode choke coil, the other end of which is electrically connected to the switching device;
a first wiring portion connected to one end side of the common mode choke coil;
a second wiring portion connected to the other end side of the common mode choke coil;
a conductor member having a surface facing the first wiring portion or the second wiring portion;
a Y capacitor provided in a path electrically connecting the second wiring portion and the conductor member;
a dielectric provided separately from the Y capacitor and disposed between the conductor member and one of the first wiring portion and the second wiring portion,
the dielectric body is disposed such that a first surface faces a surface of the conductor member and a second surface opposite to the first surface faces a surface of one of the wiring portions;
Electrical equipment.
請求項1に記載の電気装置。 the dielectric body is disposed so that the first surface and a surface of the conductor member, and the second surface and a surface of either one of the wiring portions are in contact with each other;
10. The electrical device of claim 1.
請求項1に記載の電気装置。 the dielectric is arranged such that one of the first surface and a surface of the conductor member, and the second surface and a surface of either one of the wiring portions are in contact with each other and are adjacent to each other;
10. The electrical device of claim 1.
請求項1に記載の電気装置。 the dielectric body is disposed so that the first surface and a surface of the conductor member, and the second surface and a surface of either one of the wiring portions are in close proximity to each other;
10. The electrical device of claim 1.
請求項1乃至4の何れか一項に記載の電気装置。 The dielectric is disposed between the conductor member and the second wiring portion.
5. An electrical device according to any one of the preceding claims.
請求項1乃至4の何れか一項に記載の電気装置。 The dielectric has a relative dielectric constant of 5 or more in a frequency band of 300 MHz or less.
5. An electrical device according to any one of the preceding claims.
請求項1乃至4の何れか一項に記載の電気装置。 The material of the dielectric material includes silicone resin or urethane.
5. An electrical device according to any one of the preceding claims.
請求項1乃至4の何れか一項に記載の電気装置。 The dielectric has shock absorbing properties.
5. An electrical device according to any one of the preceding claims.
前記第2の配線部は、前記コモンモードチョークコイルの他端側と前記スイッチングデバイスとの間に接続され、
前記導体部材は、前記スイッチングデバイスの近傍に存在すると共に、前記何れか一方の配線部に対向する面を有する、
請求項1乃至4の何れか一項に記載の電気装置。 A switching device is provided.
the second wiring portion is connected between the other end of the common mode choke coil and the switching device,
the conductor member is located near the switching device and has a surface facing one of the wiring portions;
5. An electrical device according to any one of the preceding claims.
請求項9に記載の電気装置。 the conductive member includes a heat dissipation member thermally coupled to the switching device;
10. An electrical device according to claim 9.
請求項9に記載の電気装置。 an inverter or converter including the switching device;
10. An electrical device according to claim 9.
前記第1の基板と異なる第2の基板であって、前記スイッチングデバイスが実装される第2の基板と、を備える、
請求項9に記載の電気装置。 a first substrate on which the noise filter is mounted;
a second substrate different from the first substrate, the second substrate having the switching device mounted thereon;
10. An electrical device according to claim 9.
請求項9に記載の電気装置。 The switching device includes a switching element formed of a wide band gap semiconductor.
10. An electrical device according to claim 9.
請求項9に記載の電気装置。 The switching frequency of the switching device is 20 kHz or more.
10. An electrical device according to claim 9.
請求項9に記載の電気装置。 The switching speed of the switching device is 10 nanoseconds or less.
10. An electrical device according to claim 9.
空気調和機。 Equipped with an electrical device according to any one of claims 1 to 4,
Air conditioner.
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