具有噪声电流减小电容器的电变换器

申请号 CN201410060331.4 申请日 2014-02-21 公开(公告)号 CN104009622B 公开(公告)日 2017-10-13
申请人 株式会社电装; 发明人 后藤真也; 竹本悠城; 见泽胜丰; 山口东吾; 大冈信治;
摘要 本 发明 涉及具有噪声 电流 减小电容器的电 力 变换器。在电力变换器中,壳体接地。电力变换器 电路 安装在壳体中并且被配置成进行输入电力到输出电力的电力转换。外部 端子 电连接到电力变换器电路以将外部设备连接到电力变换器电路。第一电容器具有第一 电极 和第二电极。第一电容器的第一电极连接到外部端子,并且第一电容器的第二电极连接到壳体。第二电容器具有第一电极和第二电极。第二电容器的第一电极连接到外部端子,并且第二电容器的第二电极连接到壳体。第一电容器、外部端子、第二电容器以及壳体被设置成提供导电回路。
权利要求

1.一种电变换器,包括:
壳体,所述壳体接地;
电力变换器电路,所述电力变换器电路具有产生具有磁通的交流磁场的部分,并且被配置成进行输入电力到输出电力的电力转换;
外部端子,所述外部端子电连接到所述电力变换器电路以将外部设备连接到所述电力变换器电路;
第一电容器,所述第一电容器具有第一电极和第二电极,所述第一电极连接到所述外部端子并且所述第二电极连接到所述壳体;以及
第二电容器,所述第二电容器具有第一电极和第二电极,所述第一电极连接到所述外部端子并且所述第二电极连接到所述壳体;
所述第一电容器、所述外部端子、所述第二电容器以及所述壳体被设置成提供导电回路,所述导电回路具有:
第一区域,所述交流磁场的磁通穿过所述第一区域以感生流过所述导电回路的第一噪声电流;以及
第二区域,所述交流磁场的磁通穿过所述第二区域以感生流过所述导电回路的第二噪声电流;
流过所述导电回路的第一噪声电流与流过所述导电回路的第二噪声电流在方向上相反,导致所述第一噪声电流与所述第二噪声电流彼此抵消。
2.根据权利要求1所述的电力变换器,其中,所述外部端子具有第一端和连接到所述电力变换器电路的第二端,外部设备能够连接到所述第一端,并且所述导电回路被定位成更靠近所述第一端而不是所述第二端。
3.根据权利要求1所述的电力变换器,其中,所述外部端子是所述电力变换器电路用于输出所述输出电力的输出端子,并且所述第一电容器和所述第二电容器用作从通过所述输出端子输出的输出电力中去除因所述电力转换而产生的噪声电流的滤波电路。
4.根据权利要求1所述的电力变换器,其中,所述电力变换器电路被安装在所述壳体的底面上以被安装在所述壳体中,所述电力变换器电路的产生所述交流磁场的所述部分具有设置在所述壳体的底面的法线方向上的交变电流路径,使得交变电流流过所述交变电流路径,所述交变电流用作产生所述交流磁场的源,所述电力变换器还包括:
一对第一导电柱和第二导电柱,其从所述壳体的底面在所述法线方向上伸出,并且被配置成支撑连接到所述第一电容器和所述第二电容器的所述外部端子,所述第一导电柱和第二导电柱的对构成所述导电回路的一部分。
5.根据权利要求4所述的电力变换器,还包括:
分别连接在所述第一导电柱和所述第一电容器之间,所述第一电容器和所述外部端子之间,所述外部端子和所述第二电容器之间,以及所述第二电容器和所述第二导电柱之间的电线。
6.根据权利要求1所述的电力变换器,其中,所述电力变换器电路包括扼流线圈,所述扼流线圈包括芯体和缠绕在所述芯体中的绕组,所述绕组的一部分从所述芯体暴露,所述绕组的暴露部分用作所述电力变换器电路的产生所述交流磁场的部分。
7.根据权利要求1所述的电力变换器,其中,所述电力变换器电路包括变压器,所述变压器包括芯体、缠绕在所述芯体中的绕组部分,所述绕组部分的一部分从所述芯体暴露,所述绕组的暴露部分用作所述电力变换器电路的产生所述交流磁场的部分。
8.根据权利要求1所述的电力变换器,其中,所述第一电容器和所述第二电容器中的每个电容器均被设计为一组彼此电连接的多个电容器。
9.根据权利要求1所述的电力变换器,其中,所述电力变换器电路的所述部分产生以下交流磁场:所述交流磁场具有同心模式磁通以作为围绕所述电力变换器电路的所述部分的磁通,
并且所述导电回路的第一区域和第二区域被设置成面向所述电力变换器电路的所述部分,而所述同心模式磁通的第一通量部分穿过所述导电回路的第一区域,并且所述同心模式磁通的第二通量部分穿过所述导电回路的第二区域,以感生以彼此相反方向流过所述导电回路的第一噪声电流和第二噪声电流。
10.一种电力变换器,包括:
壳体,所述壳体接地;
电力变换器电路,所述电力变换器电路被安装在所述壳体中并且被配置成进行输入电力到输出电力的电力转换;
外部端子,所述外部端子电连接到所述电力变换器电路以将外部设备连接到所述电力变换器电路;
第一电容器,所述第一电容器具有第一电极和第二电极,所述第一电极连接到所述外部端子并且所述第二电极连接到所述壳体;以及
第二电容器,所述第二电容器具有第一电极和第二电极,所述第一电极连接到所述外部端子并且所述第二电极连接到所述壳体,所述第一电容器、所述外部端子、所述第二电容器以及所述壳体被设置成提供导电回路;
其中,所述电力变换器电路被安装在所述壳体的底面上以被安装在所述壳体中,所述电力变换器电路具有产生具有磁通的交流磁场的部分,所述电力变换器电路的产生所述交流磁场的部分具有设置在所述壳体的底面的法线方向上的交变电流路径,使得交变电流流过所述交变电流路径,所述交变电流用作产生所述交流磁场的源,所述电力变换器还包括:
一对第一导电柱和第二导电柱,从所述壳体的底面在所述法线方向上伸出,并且被配置成支撑连接到所述第一电容器和所述第二电容器的所述外部端子,所述一对第一导电柱和第二导电柱构成所述导电回路的一部分。
11.根据权利要求10所述的电力变换器,其中,所述外部端子具有第一端和连接到所述电力变换器电路的第二端,外部设备能够连接到所述第一端,并且所述导电回路被定位成更靠近所述第一端而不是所述第二端。
12.根据权利要求10所述的电力变换器,其中,所述外部端子是所述电力变换器电路用于输出所述输出电力的输出端子,并且所述第一电容器和所述第二电容器用作从通过所述输出端子输出的输出电力中去除因所述电力转换而产生的噪声电流的滤波电路。
13.根据权利要求10所述的电力变换器,还包括:
分别连接在所述第一导电柱和所述第一电容器之间,所述第一电容器和所述外部端子之间,所述外部端子和所述第二电容器之间,以及所述第二电容器和所述第二导电柱之间的电线。
14.根据权利要求10所述的电力变换器,所述电力变换器电路包括扼流线圈,所述扼流线圈包括芯体和缠绕在所述芯体中的绕组,所述绕组的一部分从所述芯体暴露,所述绕组的暴露部分产生具有磁通的交流磁场,所述导电回路的内部区域被分成所述磁通的第一通量部分穿过的第一区域和所述磁通的第二通量部分穿过的第二区域。
15.根据权利要求10所述的电力变换器,其中,所述电力变换器包括变压器,所述变压器包括芯体、缠绕在所述芯体中的绕组部分,所述绕组的一部分从所述芯体暴露,所述绕组的暴露部分产生具有磁通的交流磁场,所述导电回路的内部区域被分成所述磁通的第一通量部分穿过的第一区域和所述磁通的第二通量部分穿过的第二区域。
16.根据权利要求10所述的电力变换器,其中,所述第一电容器和所述第二电容器中的每个电容器均被设计为一组彼此电连接的多个电容器。
17.根据权利要求10所述的电力变换器,其中,所述电力变换器电路包括产生以下交流磁场的部分:所述交流磁场具有围绕所述电力变换器的所述部分的同心模式磁通,所述导电回路具有形成在所述导电回路中的第一区域和第二区域,所述导电回路的第一区域和第二区域被设置成使得所述同心模式磁通穿过所述第一区域和所述第二区域。
18.根据权利要求17所述的电力变换器,其中,所述导电回路的第一区域和第二区域被设置成面向所述电力变换器电路的所述部分,使得所述同心模式磁通的第一通量部分:
沿离开所述电力变换器电路的所述部分的第一方向和接近所述电力变换器电路的所述部分的第二方向中的一个方向穿过所述导电回路的第一区域;以及
沿所述第一方向和所述第二方向中的另一方向穿过所述导电回路的第二区域。

说明书全文

具有噪声电流减小电容器的电变换器

技术领域

[0001] 本公开涉及具有电力变换器电路以及电连接到电力器器电路的两个电容器以减小噪声电流的电力变换器。

背景技术

[0002] 存在已知的用于将直流(DC)电压转换为交流(AC)电压、将AC电压的幅度变换为另一幅度以及对经变换的AC电压进行整流以产生DC电压从而使输入DC电压逐步升压或逐步降压的电力变换器。这些电力变换器包括在日本专利申请公布号2012-135175中公开的配备有用于消除噪声的滤波电容器的一种类型的电力变换器。在电力变换器,即,在该专利公布中公开的DC至DC变换器中,其滤波电容器电连接在DC至DC变换器的输入端子和/或输出端子与其地之间。滤波电容器可操作用于:
[0003] 将试图经由输入端子从外部设备进入DC至DC变换器的噪声电流传递到地,或者[0004] 将试图经由输出端子从DC至DC变换器逃离到外部设备的噪声电流传递到地。
[0005] 各种电气部件诸如线圈和电线连接到滤波电容器。发明内容
[0006] 然而,噪声电流可能由滤波电容器自身或者连接到滤波电容器的电线产生。也就是说,如上所述,由于DC至DC变换器将输入DC电压转换为AC电压,所以存在DC至DC变换器中AC电流流入其中的部件,导致围绕AC电流的AC磁场。AC磁场与滤波电容器或电线的互连可以产生噪声电流,并且感应噪声电流可以经由输出端子传送给外部设备,导致对外部设备的不良影响。因此,期望提供即使在电力变换器设备中产生AC磁场情况下也使得基于该AC磁场而感生的大幅度噪声电流难以进入电力变换器的输出端子的电力变换器设备。
[0007] 鉴于上述情形,本公开的一个方面寻求提供能够实现上述期望的电力变换器。
[0008] 具体地,本公开的另一方面致力于提供如下这种电力变换器,该电力变换器中的每个电力变换器即使在电力变换器中产生AC磁场的情况下也能够减小将基于AC磁场的大幅度噪声电流引入电力变换器的输出端子中。
[0009] 根据本公开的第一示例性方面,提供有一种电力变换器。该电力变换器包括:接地的壳体;电力变换器电路,电力变换器电路具有产生具有磁通的AC磁场的部分,并且被配置成进行输入电力到输出电力的电力转换;以及外部端子,外部端子电连接到电力变换器电路以将外部设备连接到电力变换器电路。电力变换器包括具有第一电极和第二电极的第一电容器。第一电容器的第一电极连接到外部端子并且第一电容器的第二电极连接到壳体。电力变换器包括具有第一电极和第二电极的第二电容器。第二电容器的第一电极连接到外部端子并且第二电容器的第二电极连接到壳体。第一电容器、外部端子、第二电容器以及壳体被设置成提供具有第一区域和第二区域的导电回路。AC磁场的磁通穿过第一区域以感生流过导电回路的第一噪声电流。AC磁场的磁通穿过第二区域以感生流过导电回路的第二噪声电流。流过导电回路的第一噪声电流与流过导电回路的第二噪声电流在方向上相反。
[0010] 在本公开的第一示例性方面,由于第一噪声电流与第二噪声电流以彼此相反的方向流过导电回路,所以它们彼此抵消从而被削弱。这防止大幅度噪声电流进入外部端子。
[0011] 根据本公开的第二示例性方面,提供有一种电力变换器。电力变换器包括:接地的壳体;电力变换器电路,安装在壳体中并且被配置成进行输入电力到输出电力的电力转换;以及外部端子,外部端子电连接到电力变换器电路以将外部设备连接到电力变换器电路。
电力变换器包括具有第一电极和第二电极的第一电容器。第一电容器的第一电极连接到外部端子并且第一电容器的第二电极连接到壳体。电力变换器包括具有第一电极和第二电极的第二电容器。第二电容器的第一电极连接到外部端子并且第二电容器的第二电极连接到壳体。第一电容器、外部端子、第二电容器以及壳体被设置成提供导电回路。
[0012] 在本公开的第二示例性方面中,即使在用于产生AC磁场的源被定位成靠近外部端子的情况下,也可以防止因AC磁场而感生的噪声电流进入外部端子。原因描述如下。
[0013] 具体地,由于导电回路包括外部端子,所以AC磁场的同心模式磁通很容易两次穿过形成在导电回路中的区域。具体地,AC磁场的同心模式磁通首先穿过形成在导电回路中的区域的第一部分,并且此后,再穿过形成在导电回路中的区域的第二部分。在此时,同心模式磁通基本上以彼此相反的方向穿过形成在导电回路中的区域的第一部分和形成在导电回路中的区域的第二部分。因此,穿过形成在导电回路中的区域的第一部分和第二部分的同心模式磁通产生以彼此相反的方向流过导电回路的第一噪声电流与第二噪声电流。这导致第一噪声电流与第二噪声电流彼此抵消,从而防止大幅度噪声电流进入外部端子。
[0014] 在可应用的情况下,本公开的各个方面可以包括和/或排除不同特征和/或优点。此外,在可应用的情况下,本公开的各个方面可以结合其他实施方式的一个或更多个的特征。对特定实施方式的特征和/或优点的描述不应当被解释为对其他实施方式或权利要求的限制。
附图说明
[0015] 从如下参考附图对实施方式的描述中本公开的其他方面将变得明显,在附图中:
[0016] 图1是根据本公开的第一实施方式的电力变换器的平面视图;
[0017] 图2是示意性示出图1中示出的电力变换器的重要部分的放大视图;
[0018] 图3是沿图2中的III-III线截取的截面图;
[0019] 图4是示意性示出根据第一实施方式的AC磁场与感应噪声电流之间的相互关系的视图;
[0020] 图5是沿图2中的V-V线截取的截面图;
[0021] 图6是示意性示出图1中示出的壳体和二极管的平面视图;
[0022] 图7是沿图5中的VII-VII线截取的截面图;
[0023] 图8是沿图5中的VIII-VIII线截取的截面图;
[0024] 图9是示意性示出图1中示出的电力变换器电路的结构的示例的电路图;
[0025] 图10是根据本公开的第二实施方式的电力变换器的一部分的放大视图;
[0026] 图11是沿图10中的XI-XI线截取的截面图;
[0027] 图12是根据本公开的第三实施方式的电力变换器的平面视图;
[0028] 图13是包括根据本公开的第四实施方式的电力变换器的信号端子的连接器的示意图;
[0029] 图14是根据本公开的第五实施方式的电力变换器的平面视图;
[0030] 图15A是根据本公开的第六实施方式的电力变换器的平面视图;
[0031] 图15B是第六实施方式的变型例的视图;
[0032] 图16是根据本公开的第七实施方式的电力变换器的平面视图;以及[0033] 图17是根据本公开的第八实施方式的电力变换器的平面视图;
[0034] 实施方式的介绍
[0035] 作为本公开的第一示例性方面的第一优选的实施方式,第一噪声电流幅度(称作I1)与第二噪声电流的幅度(称作I2)的比值(称作I1/I2)被设定在包括端点0.5和1.5在内的从0.5至1.5的范围内。更优选地,该比值被设定在包括端点0.8和1.2在内的从0.8至1.2的范围内,这可靠地将进入外部端子的感应噪声电流减小至实际可接受的平。进一步优选地,该比值被设定在包括端点0.9和1.1在内的从0.9至1.1的范围内,并且更进一步优选地,该比值被设定为1.0或1.0左右。
[0036] 在本公开的第一示例性方面中,作为电力变换器电路的产生具有磁通的AC磁场的部分,例如可以使用电力变换器电路的二极管模块的输出端子、电力变换器电路的扼流圈或者电力变换器电路的变压器
[0037] 在本公开的第一示例性方面和第二示例性方面中的每个示例性方面中,作为电力变换器电路,可以使用用于使高压DC电源的电压逐步降低的步降变换器。经逐步降低的DC电压可以用于对低压DC电源充电。
[0038] 在本公开的第一示例性方面和第二示例性方面中的每个示例性方面中,外部端子优选地用作电力变换器电路的输出端子,并且第一电容器和第二电容器优选地用作以下滤波电路:该滤波电路用于从通过输出端子输出的信号中消除因电力变换器电路的电力转换而产生的噪声电流。
[0039] 就电力变换器电路的输出端子而言,强烈期望减小噪声电流进入。为此,在本公开的第一示例性方面和第二示例性方面中的每个示例性方面中,第一电容器和第二电容器连接到输出端子使得输出端子夹在第一电容器和第二电容器之间以提供导电回路。这种构造使得通过导电回路感生的两个噪声电流能够以彼此相反的方向流动,从而使两个噪声电流彼此抵消。因此,本公开的第一示例性方面和第二示例性方面中的每个示例性方面能够满足强烈期望。

具体实施方式

[0040] 在下文中将参照附图来描述本公开的具体实施方式。
[0041] 第一实施方式
[0042] 参照图1至3,根据本公开的第一实施方式的电力变换器1包括:电力变换器电路10;外部端子2(2a、2b和2c);滤波电路11,滤波器电路11包括两个电容器3,即电连接到外部端子2a的第一电容器3a和第二电容器3b;以及壳体4。外部端子2使得电力变换器10能够电连接到外部设备。壳体外套4具有基本矩形平行六面体,其中安装有电力变换器电路10以及第一电容器3a和第二电容器3b。壳体4例如由金属制成并且接地。壳体4具有底壁40和垂直安装在底壁40上的侧壁组件49。
[0043] 外部端子2a位于壳体4中,使得其第一端22例如垂直穿过侧壁组件49的第一侧壁49a而同时保持密封。
[0044] 在附图中,Y方向被限定为与第一侧壁49a平行并且与外部端子2a的延伸方向正交的方向。X方向被限定为与外部端子2a的延伸方向平行并且与Y方向正交的方向。Z方向被限定为与X方向和Y方向二者正交,(换言之,与底壁49正交)的方向。
[0045] 参照图2和图3,第一电容器3a和第二电容器3b中的每一个电容器具有矩形片状形状并且在其第一副侧(minor side)处具有电连接到外部端子2a的第一电极31。第一电容器3a和第二电容器3b中的每个电容器还在其与第一副侧相反的第二副侧处具有与第一电极
31相对的第二电极32;第二电极32电连接到壳体4。
[0046] 参照图3,第一电容器3a和第二电容器3b、输出端子2a以及壳体4提供电流在其中流动的导电回路L。
[0047] 如图3和图4所示,第一区域S1和第二区域S2被形成在导电回路L中。
[0048] 交变磁场H的磁通φ由电力变换器电路10用作AC磁场产生部分7的部分产生。磁通φ穿过第一区域S1和第二区域S2。
[0049] 如图9所示,电力变换器10用作用于逐步降低高压DC电源8的电压并且用于将经逐步降低的DC电压提供给低压DC电源80从而对低压DC电源80进行充电的步降变换器。
[0050] 如上所述,参照图1,电力变换器1的外部端子2包括被称作输出端子2a的外部端子2a、输入端子2b以及信号端子2c。如上所述,外部端子2中的输出端子2a电连接到第一电容器3a和第二电容器3b以提供导电回路L。
[0051] 如图1和图2所示,输出端子2a具有与第一端22相对的第二端21。输出端子2a的第二端21电连接到扼流线圈12;作为电力变换器电路20的一部分的扼流线圈12这样位于底壁40的内表面48上以面对第一侧壁49a。如上所述,外部连接器89电气上和机械上连接到从壳体4的第一侧壁49a外部伸出的第一端22;任意外部设备都可以电连接到外部连接器89。
[0052] 第一电容器3a和第二电容器3b以将外部端子2夹在其之间的方式位于壳体外套4中。导电回路L被设置在AC磁场产生部分7与第一侧壁49a之间。
[0053] 此外,电力变换器1包括安装在壳体4中的印刷电路板。如图1所示,印刷电路板14具有当从与壳体4的底侧相对的壳体4的顶侧看时基本L形。印刷电路板14在其短边部分处被支撑在两个从壳体(地)4的底壁40的内表面48垂直伸出的金属柱(第一柱和第二柱)41和42上,使得其第一表面面向内表面48(参见图3)。由于第一柱41和第二柱42用作地,所以它们分别被称作第一接地柱41和第二接地柱42。
[0054] 彼此分开的第一接地柱41和第二接地柱42被定位成靠近第一侧壁49a,使得L形状印刷电路板14的短边部分被定位成靠近第一侧壁49a。如图3所示,输出端子2a的一部分被安装在与印刷电路板14的短边部分的第一表面相对的短边部分的第二表面上。
[0055] 具体地,参见图2,各个第一电容器3a和第二电容器3b的第一电极31被安装在印刷电路板14的短边部分的第二表面上,并且还经由被形成为印刷电路板14的第二表面上的图案的电线6电连接到输出端子2a。第一电容器3a和第二电容器3b的第二电极32分别经由电线6和螺栓5(即第一螺栓5a和第二螺栓5b)电连接到第一接地柱41和第二接地柱42。电线6以与Y方向平行的方式线性延伸。具体地,第一电容器3a、输出端子2a以及第二电容器3b经由电线6串联连接在第一接地柱41与第二接地柱42之间以提供电容器串联电路SC。因此,电容器串联电路SC、第一接地柱41和第二接地柱42以及壳体4提供导电回路L。
[0056] 电力变换器1还包括围绕部分输出端子2a的滤波线圈18;该部分输出端子2a位于第二端21与第一侧壁49a之间。例如,滤波线圈18包括由软磁材料制成的滤波芯体180并且定位成围绕该部分输出端子2a。滤波线圈18面向第一电容器3a和第二电容器3b;这些滤波线圈18以及第一电容器3a和第二电容器3b提供滤波电路11。滤波电路11可操作用于消除在电力变换器电路10中产生的传递噪声电流从而防止传递噪声电流进入输出端子2a。
[0057] 产生AC磁场H的磁场产生部分7被定位成靠近滤波电路11。在第一实施方式中,电力变换器电路10包括具有连接到扼流线圈12的输出端子151的二极管模块15,并且二极管模块15的输出端子151用作产生AC磁场H的磁场产生部分7。
[0058] 如图3所示,二极管模块15被安装在壳体4的底壁49的内表面48上。如图6和图7所示,扼流线圈12被安装在二极管模块15上。输出端子151在X方向从二极管模块15面向第一侧壁49a的一端伸出并且在Z方向弯折向上延伸至靠近印刷电路板14的高度(参见图6和图7)。由于输出端子151在底壁49的内表面48的法线方向(即与其正交的Z方向)延伸,所以经由输出端子151从二极管模块15输出的交变电流i在底壁49的内表面的法线方向流动。这导致由交变电流i感生的AC磁场H具有圆柱形的形式的磁通Φ,换言之,围绕作为其中心轴的交变电流i的同心模式(参见图2和图3)。
[0059] AC磁场H的同心模式磁通Φ穿过导电回路L的第一区域S1和第二区域S2(参见图2和图3)。如图3所示,幻象平面(phantom plane)DP被限定为经过连接在第一螺栓5a的头部与第二螺栓5b的头部之间的线的一半并且与该线正交。因此,形成在导电回路L内的区域被平面DP分成第一区域S1和第二区域S2。第一区域S1由平面DP、第一接地柱41、第一螺栓5a、连接平面DP与第一接地柱41的电线6、以及壳体4的连接平面DP与第一接地柱41的一部分形成。第二区域S2由平面DP、第二接地柱42、第二螺栓5b、连接平面DP与第二接地柱42的电线6、以及壳体4的连接平面DP与第二接地柱42的一部分形成。
[0060] 具体地,如图3和图4所示,AC磁场H的同心模式磁通Φ从靠近磁场产生部分7的导电回路L的近侧IN穿过导电回路L的第二区域S2朝向离开磁场产生部分7的导电回路L的远侧OUT(参见图3中画有圆圈的点的参考标记)。
[0061] 此外,如图3和图4所示,AC磁场H的同心模式磁通Φ从导电回路L的远侧OUT穿过导电回路L的第一区域S1朝向导电回路L的近侧IN(参见画有圆圈叉的参考标记,即图3中的)。
[0062] 例如,在图4中示出的时刻,同心模式磁通Φ的作为穿过第一区域S1的第一部分Φ1的X方向分量Φx1从远侧OUT指向近侧IN。这感生从地(壳体4)到第一螺栓5a的头部以Z方向流过第一区域S1的第一接地柱41的第一感应噪声电流I1。第一感应噪声电流I1以从第一接地柱41朝向第二接地柱42(参见图3)的方向流过电容器串联电路SC以防止从远侧OUT到近侧IN的第一部分磁通Φ1的X方向分量Φx1的变化。
[0063] 类似地,在图4中示出的时刻,同心模式磁通Φ的作为穿过第二区域S2的第二部分Φ2的X方向分量Φx2从近侧IN指向远侧OUT。这感生从地(壳体4)到第二螺栓5b的头部以Z方向流过第二柱42的第二感应噪声电流I2。第二感应噪声电流I2从第二接地柱42朝向第一接地柱41流过电容器串联电路SC以防止从近侧IN到远侧OUT的第二部分磁通Φ2的X方向分量Φx2的变化。
[0064] 这导致第一感应噪声电流I1与第二感应噪声电流I2在导电回路L中以彼此相反的方向流动。尽管AC磁场H在方向上交替变化,但是第一部分磁通Φ1的X方向分量Φx1与第二部分磁通Φ2的X方向分量Φx2保持以彼此相反的方向进行定向。这使得第一感应噪声电流I1与第二感应噪声电流I2以彼此相反的方向流过导电回路L,导致第一感应噪声电流I1与第二感应噪声电流I2彼此抵消。
[0065] 在第一实施方式中,电线6在与X方向和Z方向正交的Y方向上线性延伸。此外,在第一实施方式中,磁场产生部分7(即二极管模块15的输出端子151)、第一螺栓5a的头部以及第二螺栓5b的头部被设置使得:
[0066] 磁场产生部分7与第一螺栓5a之间与内表面48平行的最小距离r1同磁场产生部分7与第二螺栓5b之间与内表面48平行的最小距离r2基本相等(参见双点划线的r1和r2)。换言之,当限定在第一螺栓5a的头部与第二螺栓5b的头部之间连接的线与Y方向平行时,磁场产生部分7位于该线的中垂线PB上。也就是说,幻象平面在其中包含中垂线PB。
[0067] 这种设置导致通过第一区域S1的磁通Φ的量(即通过第一区域S1的磁场线的数量)与通过第二区域S2的磁通Φ的量(即通过第二区域S2的磁场线的数量)相等。这导致第一感应噪声电流I1的幅度与第二感应噪声电流I2的幅度基本相等。
[0068] 参照图1至图9,根据第一实施方式的电力变换器电路10包括:MOS模块16、变压器13、二级管模块15、扼流线圈12、平滑电容器17以及印刷电路板14。印刷电路板14用作用于控制MOS模块16的控制电路。MOS模块16经由电容器C连接到输入端子2b,并且输入端子2b连接到高压DC电源8。
[0069] 具体地,如图9所示,MOS模块16包括第一对串联MOSFET160a和160b以及第二对串联MOSFET160c和160d,这些MOSFET被构造为H桥电路。串联MOSFET160a和160b的一端连接到高压DC电源8的正端子,而串联MOSFET160a和160b的另一端连接到高压DC电源8的负端子。类似地,串联MOSFET160c和160d的一端连接到高压DC电源8的正端子,而串联MOSFET160c和
160d的另一端连接到高压DC电源8的负端子。
[0070] MOSFET160a至160d中的每个均具有连接到印刷电路板14的控制端子,即控制电路。
[0071] 在第一实施方式中,控制电路14被设计成以高频率互补地接通高侧MOSFET160a和低侧MOSFET160b。类似地,控制电路14被设计成以高频率互补地接通高侧MOSFET160c和低侧MOSFET160d。此外,控制电路14被设计成交替地接通第一组高侧MOSFET160a和低侧MOSFET160d与第二组高侧MOSFET160c和低侧MOSFET160b。控制电路14的这些操作使得MOS模块16能够用作将从高压DC电源8输入到MOS模块16的DC电压转换为AC电压,并且将AC电压施加到变压器13的逆变器。
[0072] 变压器13包括主绕组130a和次级绕组130b,次级绕组130b具有中心抽头139并且磁耦合到主绕组130a。MOSFET160a与MOSFET160b之间的连接点连接到主绕组130a的一端。MOSFET160c与MOSFET160d之间的连接点连接到主绕组130a的另一端。
[0073] 次级绕组130b具有第一端和与其相对的第二端。次级绕组130b的第一输出端子(即第一端)138和第二输出端子(即第二端)138连接到二极管模块15。次级绕组130b的中心抽头139连接到壳体4以便接地。
[0074] 二极管模块15包括第一二极管150a、第二二极管150b以及电容器C15。次级绕组130b的第一输出端子138连接到第一二极管150a的阳极,并且次级绕组130b的第二输出端子138连接到第二二极管150b的阳极。
[0075] 中心抽头139将次级绕组130b分成第一绕组部分和第二绕组部分。表示次级绕组130b的第一绕组部分和第二绕组部分中的每个绕组部分数与主绕组L1的匝数的匝数比被设定为预定值。
[0076] 变压器13可操作用于在主绕组130a与次级绕组130b电隔离的情况下将施加到主绕组130a(换言之,通过主绕组130a感生的)AC电压转换为在次级绕组130b中感生的不同的AC电压;基于匝数比来确定次级绕组130b两端产生的AC电压的幅度。
[0077] 第一二极管150a的阴极和第二二极管150b的阴极共同连接到扼流线圈12的输入端子125。电容器C15连接在第一二极管150a的阴极与中心抽头139之间。扼流线圈12的输出端子126连接到平滑电容器17的一端和滤波线圈18的一端。平滑电容器17的另一端接地(壳体4)。
[0078] 具体地,第一二极管150a和第二二极管150b构成全波整流器,该全波整流器对次级绕组130b两端产生的AC电压进行全波整流从而产生DC电压。扼流线圈12和平滑电容器170构成LC滤波器,该LC滤波器被配置成对由全波整流器整流的DC电压进行平滑,从而产生待输入到滤波电路11的经平滑的DC电压。注意,电容器C15可操作用于将噪声分流到地(壳体4)。
[0079] 如上所述,根据第一实施方式的滤波电路11包括滤波线圈18以及第一电容器3a和第二电容器3b。具体地,滤波线圈18的另一端连接到第一电容器3a的一端和第二电容器3b的一端,第一电容器3a和第二电容器3b各自的另一端接地(壳体4)。因此,从平滑电容器17输出的经平滑的DC电压通过滤波电路11同时被滤波。如上所述,输出端子2a连接到第一电容器3a和第二电容器3b,使得经滤波的DC电压从输出端子2a被输出以被充电至低压DC电源80。
[0080] 具体地,如上所述,由于控制电路14被设计成以高频相继接通或断开MOSFET160a至160d,所以在电力变换器电路10中产生开关噪声电流。因此,滤波电路11可操作用于从由平滑电容器17输出的经平滑的DC电压中去除开关噪声电流,从而防止开关噪声电流从输出端子2a输出。
[0081] 参照图5和图7,二极管模块15被安装在壳体4的底壁49的内表面48上,并且扼流线圈12被安装在二极管模块15上。如图7所示,被定位成面向二极管模块15的输出端子151的扼流线圈12的输入端子125在X方向伸出至输出端子151并且在Z方向向上弯折延伸至靠近输出端子151的尖端151a的高度。也就是说,输入端子125的尖端125a与输出端子151的尖端151a在X方向上彼此层叠,并且它们例如使用焊接彼此固定地接合。这使得由二极管模块15整流的DC电压能够经由二级管模块15的输出端子151与扼流线圈12的输入端子125的接合部分输入到扼流线圈12。
[0082] 此外,如图5和图8所示,扼流线圈12的输出端子126在X方向上朝向输出端子2a延伸,使得输出端子126的尖端在输出端子2a的第二端21上层叠。扼流线圈12的输出端子126的尖端例如通过焊接固定接合到输出端子2a的第二端21。如图1所示,平滑电容器17的一端连接到在扼流线圈12与滤波线圈18之间的输出端子2a的第二端,并且平滑电容器17的另一端接地(壳体4)。这使得由扼流线圈12和平滑电容器17进行平滑的DC电压能够经由扼流线圈12的输出端子126和输出端子2a的第二端21的接合部分输入到滤波电路11。
[0083] 此外,连接到MOS模块16的输入端子2b位于壳体4内,使得其垂直穿过侧壁组件49的第二侧壁49b;第二侧壁49b与第一侧壁49a相对。类似地,印刷电路板14具有从其面向第二侧壁49b的一个端部伸出的连接器140。包括信号端子2c的连接器140以与输入端子2b平行的方式穿过第二侧壁49b。任意外部设备(诸如主机控制器)可以可通信地连接到连接器140以将各种用于例如控制MOSFET160a至160d的接通与断开的指令输入给印刷电路板14(参见图9)。
[0084] 接着,在下文中将描述根据第一实施方式的电力变换器在对感应噪声电流进行处理的方面如何工作。
[0085] 如图2和图3所示,根据第一实施方式的电力变换器1被配置使得电容器串联电路SC和用于支撑电容器串联电路SC的壳体4提供电流在其中流动的导电回路L。
[0086] 电力变换器1还被配置使得磁场产生部分7被定位成面向导电回路L并且被配置成产生AC磁场H,其同心模式磁通Φ穿过导电回路中的第一区域S1和第二区域S2。导电回路L被通过连接在第一螺栓5a的头部与第二螺栓5b的头部之间的线的一半的平面DP分成第一区域S1和第二区域S2。
[0087] 电力变换器1还被配置使得:
[0088] 同心模式磁通Φ的穿过第一区域S1的第一部分Φ1感生流过电容器串联电路SC的第一感应噪声电流I1;以及
[0089] 同心模式磁通Φ的穿过第二区域S2的第二部分Φ2感生以与第一感应噪声电流11相反的方向流过电容器串联电路SC的第二感应噪声电流I2。
[0090] 电力变换器1的这种配置使得第一感应噪声电流I1与第二感应噪声电流I2彼此抵消,导致第一感应噪声电流I1与第二感应噪声电流I2被削弱。这使得可以防止具有高水平的感应噪声电流进入输出端子2a。
[0091] 在根据第一实施方式的电力变换器1中,导电回路L包括输出端子2a自身。为了描述该配置的技术效果,让我们考虑AC磁场产生部分7被定位成靠近输出端子2a的情况。在该情况下,如图1所示,AC磁场产生部分7被定位成靠近导电回路L。因此,该配置使得由AC磁场产生部分7产生的同心模式磁通Φ很容易两次穿过形成在导电回路L内的整个面积。具体地,该配置使得由AC磁场产生部分7产生的同心模式磁通Φ首先穿过导电回路L中的第一区域S1,并且此后很容易再次穿过导电回路L中的第二区域S2。
[0092] 因此,如上所述,同心模式磁通Φ的第一部分Φ1穿过第一区域S1感生流过电容器串联电路SC的第一感应噪声电流I1,而同心模式磁通Φ的第二部分Φ2穿过第二区域S2感生与第一感应噪声电流11的方向相反的流过电容器串联电路SC的第二感应噪声电流I2。这导致第一感应噪声电流I1与第二感应噪声电流I2被削弱,使得可以防止具有高水平的感应噪声电流进入输出端子2a。
[0093] 输出端子2a用作用于将DC电压输出给外部设备的电力变换器电路10的输出端子。因此,存在防止噪声电流进入外部端子2a的强烈需求。此外,第一电容器3a和第二电容器3b用作用于从作为电力变换器电路10的输出的DC电压中消除在电力变换器电路10中产生的开关噪声电流的滤波电路11。
[0094] 鉴于该情况,根据第一实施方式的电力变换器1被配置使得由第一电容器3a、输出端子2a以及第二电容器3b经由电线6串联组成的电容器串联电路SC和用作用于支撑电容器串联电路SC的地的壳体4提供导电回路L。在该配置下,第一感应噪声电流I1和第二感应噪声电流I2彼此以相反的方向流过导电回路L的输出端子2a,使得第一感应噪声电流I1和第二感应噪声电流I2彼此抵消。因此,电力变换器1的配置实现了这种防止噪声电流进入输出端子2a的强烈需求。
[0095] 参照图3,根据第一实施方式的电力变换器1被配置使得输出端子151在壳体4的底壁40的内表面的法线方向上延伸。电力变换器1还被配置使得从壳体4的底壁40的内表面48垂直伸出的第一接地柱41和第二接地柱42在电容器串联电路SC与底壁40之间具有间隔的情况下支撑电容器串联电路SC,提供导电回路L。
[0096] 该配置使得同心模式磁通Φ能够很容易产生彼此以各自相反的方向流过第一接地柱41的第一噪声电流I1和流过第二节点柱42的第二噪声电流I2。具体地,如图4所示,在该配置下,包括在其中的导电回路L的平面P面向并且平行于磁场产生部分7,即输出端子151。因此,围绕磁场产生部分7的AC磁场H的同心模式磁通φ很容易穿过导电回路L中形成的第一区域S1和第二区域S2。这使得可以很容易产生以相应相反的方向流过导电回路L的第一感应噪声电流I1和第二感应噪声电流I2,因此使第一感应电流I1与第二感应电流I2彼此抵消从而使第一感应噪声电流I1和第二感应噪声电流I2被削弱。
[0097] 此外,垂直安装在壳体4的底壁40的内表面48上的第一接地柱41和第二接地柱42提供部分导电回路L。这减小了在壳体4在Z方向上的顶侧观看时导电回路L的大小(参见图2),从而缩小电力变换器1。
[0098] 参照图2和图3,电容器串联电路SC是由第一电容器3a、输出端子2a以及第二电容器3b经由电线6串联组成。使用电线6增加了导电回路L的内部空间的面积。这使得AC磁场H的同心模式磁通Φ能够很容易通过在导电回路L中形成的第一区域S1和第二区域S2。这使得第一感应电流I1与第二感应电流I2彼此抵消从而使第一感应电流I1和第二感应电流I2被削弱。
[0099] 此外,在根据第一实施方式的电力变换器1中,磁场产生部分7,即二级管模块15的输出端子151、第一螺栓5a的头部以及第二螺栓5b的头部被设置使得磁场产生部分7与第一螺栓5a之间与内表面48平行的最小距离r1同磁场产生部分7与第二螺栓5b之间与内表面48平行的在最小距离r2基本相等(参见双点划线r1和r2)。
[0100] 该设置使得通过第一区域S1的磁通Φ的量(即通过第一区域S1的其磁场线的数量)与通过第二区域S2的磁通Φ的量(即通过第二区域S2的其磁场线的数量)相等。这导致第一感应噪声电流I1的幅度与第二感应噪声电流I2的幅度基本相等。因此进入输出端子2a的感应噪声电流的数量可以基本为零。
[0101] 此外,根据第一实施方式的电力变换器1被配置使得第一电容器3a和第二电容器3b固定到印刷电路板14的第二表面上。该配置导致电容器串联电路SC牢固安装到印刷电路板14上,并且导致第一电容器3a和第二电容器3b很容易电连接到输出端子2a和壳体4。
[0102] 在根据第一实施方式的电力变换器1中,印刷电路板14被支撑在从壳体4的底壁40的内表面48垂直伸出的第一接地柱41和第二接地柱42上,并且第一接地柱41和第二接地柱42用作部分导电回路L。具体地,第一接地柱41和第二接地柱42被共享作为用于支撑印刷电路板14的支撑构件以及作为用于构成导电回路L的接地电极。该配置简化了电力变换器1的结构。使用柱41和第二柱42在距壳体4的底壁40的内表面48的一定距离处固定地支撑印刷电路板14。这增加了导电回路L的内部空间的面积,从而使得AC磁场H的同心模式磁通Φ能够很容易通过形成在导电回路L中第一区域S1和第二区域S2。
[0103] 如上所详述的,本公开提供电力变换器1,电力变换器1中的每一个电力变换器防止大幅度噪声电流进入其外部端子。
[0104] 在第一实施方式中,电容器串联电路SC包括第一电容器3a和第二电容器3b,但是本公开不限于此。具体地,电容器串联电路SC可以被配置使得至少一个电容器、电力变换器10的外部端子以及至少一个电容器彼此串联。因此,一个或更多个电容器可以并联到第一电容器3a和第二电容器3b中的至少一个电容器。第一电容器3a和第二电容器3b中的每个电容器包括串联的一个或更多个电容器单元。壳体4包括底壁40和垂直安装在底壁40上的侧壁组件49,但是壳体4可以包括不具有这种侧壁组件的平面状壳体。
[0105] 第二实施方式
[0106] 在下文中将参照图10和图11描述根据本公开的第二实施方式的电力变换器1A。
[0107] 根据第二实施方式的电力变换器1A的结构和/或功能在以下点处不同于电力变换器1的结构和/或功能。因此,在下文中将主要描述不同点,并且因此,省略或简化对给其分配相同参考标记的实施方式间的相同部件的重复描述。
[0108] 参照图10和图11,在电力变换器1A中,第一电容器3a、输出端子2a以及第二电容器3b在不使用电线的情况下串联连接在第一接地柱41与第二接地柱42之间以提供电容器串联电路SC1。具体地,各第一电容器3a和第二电容器3b的第一电极31安装在印刷电路板14的第二表面上,并且还直接接合到输出端子2a以在其之间建立电连接。第一电容器3a和第二电容器3b安装在印刷电路板14的第二表面上。
[0109] 通过第一电容器3a和第二电容器3b分别安装在其上的印刷电路板14的部分在Z方向形成通孔。在通孔中,安装金属连接器140。在第二实施方式中,第一电容器3a和第二电容器3b中的每个电容器的第二电极32的低端延伸至第一电容器3a和第二电容器3b中的对应一个电容器的底表面的一部分。因此,第一电容器3a和第二电容器3b中的每个电容器的第二电极32的端部(位于电容器3a和电容器3b的底部上)被安装在金属连接器140中的对应一个金属连接器上。金属连接器140被安装在相应的第一接地柱41和第二接地柱42上,使得第一电容器3a、输出端子2a以及第二电容器3b串联连接在第一接地柱41与第二接地柱42之间以提供电容器串联电路SC1。因此,电容器串联电路SC1、第一接地柱41和第二接地柱42以及壳体4提供导电回路L。
[0110] 此外,参照图10,磁场产生部分7(即二极管模块15的输出端子151)、第一电容器3a以及第二电容器3b被设置使得:
[0111] 磁场产生部分7与面向磁场产生部分7的平行于内表面48的第一电容器3a的一个主侧的中心之间最小距离r11同磁场产生部分7与平行于内表面48的第二电容器3b的一个主侧的中心之间的最小距离r12基本相等(参见双点划线r11和r12);第一电容器3a和第二电容器3b中的每个电容器的一个主侧都面向磁场产生部分7。
[0112] 参照图11,第一区域S1a和第二区域S2a被形成在导电回路L中。
[0113] 由AC磁场产生部分7产生的交变磁场H的磁通φ穿入第一区域S1a和第二区域S2a。
[0114] 具体地,当限定在第一电容器3a的第一电极31与第二电容器3b的第一电极31之间连接的线平行于Y方向时,磁场产生部分7位于该线的中垂线PB1上。幻像平面DP1被限定为通过中垂线PB1并且与X方向平行,使得输出端子2a被分成连接到第一电容器3a的第一部分2a1和连接到第二电容器3b的第二部分2a2。
[0115] 第一区域S1a由平面DP1、第一接地柱41、金属连接器140、第一电容器3a以及输出端子2a的第一部分2a1形成。第二区域S2a由平面DP1、第二接地柱42、金属连接器140、第二电容器3b以及输出端子2a的第一部分2a2形成。
[0116] 具体地,如图11所示,AC磁场H的同心模式磁通Φ从导电回路L靠近磁场产生部分7的近侧穿过导电回路L的第二区域S2a朝向导电回路L离开磁场产生部分7的远侧(参见画有圆圈的点的参考标记)。此外,如图11所示,AC磁场H的同心模式磁通Φ从导电回路L的远侧穿过导电回路L的第一区域S1a朝向导电回路L的近侧(参见画有圆圈叉的参考标记,即)。
[0117] 这产生从地(壳体4)到第一电容器3a以Z方向流过第一区域S1a的第一接地柱41的第一感应噪声电流I1a,并且产生从地(壳体4)到第二电容器3b以Z方向流过第二区域S2a的第二接地柱42的第二感应噪声电流I2a。
[0118] 这导致第一感应噪声电流I1a和第二感应噪声电流I2a在导电回路L中以彼此相反的方向流动。
[0119] 电力变换器1A的其他元件及其其他功能基本与电力变换器1的那些元件和功能相同。
[0120] 如上所述,根据第二实施方式的电力变换器1A被配置成感生在导电回路L中以彼此相反的方向流动的第一感应噪声电流I1a和第二感应噪声电流I2a。
[0121] 因此,除了第一电容器3a和第二电容器3b直接接合到输出端子2a以电连接到输出端子2a之外,电力变换器1A在配置上与电力变换器1基本相同。因此,电力变换器1A实现的技术效果与电力变换器1实现的技术效果相同。
[0122] 第三实施方式
[0123] 在下文中将参照图12描述根据本公开的第三实施方式的电力变换器1B。
[0124] 根据第三实施方式的电力变换器1B的结构和/或功能在以下点不同于电力变换器1的结构和/或功能。因此,在下文中将主要描述不同点,并且因此,省略或简化对给其分配相同参考标记的实施方式间的相同部件的重复描述。
[0125] 参照图12,电力变换器1B包括电力变换器电路10、外部端子2(2a、2b和2c)、第一滤波电路11a、第二滤波电路11b以及壳体4。如在第一实施方式中所述,第一滤波电路11a包括电连接到外部端子2a的第一电容器3a和第二电容器3b。与第一实施方式相似,第一电容器3a、输出端子2a以及第二电容器3b经由电线6串联连接在第一接地柱41与第二接地柱42之间以提供电容器串联电路SC。因此,电容器串联电路SC、第一接地柱41和第二接地柱42以及壳体4提供导电回路L;在第三实施方式中导电回路L被称作第一导电回路La。
[0126] 电力变换器1B还包括第三电容器3c和第四电容器3d。在第三实施方式中,在壳体4的顶侧观看时印刷电路板14A具有基本C形状。印刷电路板14A在其第一短边部分处被支撑在从壳体(地)4的底壁40的内表面48垂直伸出的第一接地柱41和第二接地柱42上。印刷电路板14A还在与第一短边部分相对的第二短边部分处被支撑在从壳体(地)4的底壁40的内表面48垂直伸出的第三柱和第四柱上(未示出)。第三接地柱和第四接地柱分别与第一接地柱41和第二接地柱42相似。
[0127] 第一接地柱41和第二接地柱42被定位成靠近第一侧壁49a,使得C形状印刷电路板14A的第一短边部分被定位成靠近第一侧壁49a。类似地,第三接地柱和第四接地柱被定位成靠近第二侧壁49b,使得C形状印刷电路板14A的第二短边部分被定位成靠近第二侧壁
49b。
[0128] 具体地,参照图12,包括输出端子2a的电容器串联电路SC、第一接地柱41和第二接地柱42以及壳体4提供导电回路L。
[0129] 类似地,相应的第三电容器3c和第四电容器3d的第一电极31被安装在印刷电路板14A的第二短边部分的第二表面上,并且还经由形成为印刷电路板14A的第二表面上的图案的电线6电连接到输入端子2b。第三电容器3c和第四电容器3d的第二电极32分别经由电线6以及第三螺栓5c和第四螺栓5d电连接到第三接地柱和第四接地柱。电线6平行于Y方向线性延伸。具体地,第三电容器3c、输入端子2b以及第四电容器3d经由电线6串联连接在第三接地柱与第四接地柱之间以提供电容器串联电路SC2。因此,电容器串联电路SC2、第三接地柱和第四接地柱以及壳体4提供与第一导电回路La相似的第二导电回路Lb。
[0130] 第二滤波电路11b可操作用于消除在电力变换器电路10中产生的传递噪声电流从而防止传递噪声电流进入输入端子2b。
[0131] 在第三实施方式中,例如,MOS模块16感生具有为圆柱形状的(换言之,与第一实施方式的方式相同的同心模式)的磁通Φ的AC磁场H(参见图12)。
[0132] 因此,与第一实施方式相似,AC磁场H的同心模式磁通Φ穿过第二导电回路Lb的第三区域S3和第四区域S4。如何将第二导电回路Lb分成第三区域S3和第四区域S4与根据第一实施方式如何将第一导电回路La分成第一区域S1和第二区域S2基本相同。因此,省略如何将第二导电回路Lb划分成第三区域S3和第四区域S4的描述。
[0133] 同心模式磁通Φ穿过第三区域S3感生流过电容器串联电路SC2的第三感应噪声电流I3,并且同心模式磁通Φ穿过第四区域S4感生以与第三感应噪声电流I3相反的方向流过电容器串联电路SC2的第四感应噪声电流I4。
[0134] 电力变换器1B的这种配置使得第三感应噪声电流I3与第四感应噪声电流I4彼此抵消,导致第三感应噪声电流I3和第四感应噪声电流I4被削弱。这使得可以防止具有高水平的感应噪声电流进入输入端子2b。
[0135] 电力变换器1B的其他元件及其其他功能与电力变换器1的那些元件及其其他功能基本相同。
[0136] 如上所述,根据第三实施方式的电力变换器1B被配置成感生在包括输入端子2b的第二导电回路Lb中以彼此相反的方向流动的第三感应噪声电流I3和第四感应噪声电流I4。
[0137] 因此,根据第三实施方式的电力变换器1B能够防止通过第一导电回路La和第二导电回路Lb中的各回路而感生的噪声电流进入输出端子2a和输入端子2b中的对应一个端子。因此,除了实现与电力变换器1实现的那些技术效果相同的技术效果,电力变换器1B实现防止大幅度噪声电流通过电力变换器电路10的输出端子2a和输入端子2b二者外部输出的技术效果。
[0138] 第四实施方式
[0139] 在下文中将参照图13描述根据本公开的第四实施方式的电力变换器1C。
[0140] 根据第四实施方式的电力变换器1C的结构和/或功能在以下点不同于电力变换器1的结构和/或功能。因此,在下文中将主要描述不同点,并且因此,省略或简化对给其分配相同参考标记的实施方式间的相同部件的重复描述。
[0141] 参照图13,电力变换器1C包括电力变换器电路10、外部端子2(2a、2b和2c)、第一滤波电路11a、第三滤波电路11c以及壳体4。如第一实施方式所述,第一滤波电路11a包括电连接到外部端子2a的第一电容器3a和第二电容器3b。与第一实施方式相似,第一电容器3a、输出端子2a以及第二电容器3b经由电线6串联连接在第一接地柱41与第二接地柱42之间以提供电容器串联电路SC。因此,电容器串联电路SC、第一接地柱41和第二接地柱42以及壳体4提供导电回路L;在第四实施方式中导电回路L被称作第一导电回路La。
[0142] 如上所述,包括信号端子2c的连接器140以平行于输入端子2b的方式穿过第二侧壁49b(参见图1)。诸如主机控制器的任意外部设备可以可通信地连接到连接器140以将各种指令输入给印刷电路板14以用于例如控制MOSFET160a至160d的接通与断开操作(参见图9)。
[0143] 电力变换器1C还包括第五电容器3e和第六电容器3f。在第四实施方式中,各第五电容器3e和第六电容器3f的第一电极31被安装在面向第二侧壁49b的印刷电路板14的端部的第二表面上(参见图1),并且还经由形成为印刷电路板14的第二表面上的图案的电线6电连接到一个信号端子(目标信号端子)2c。第五电容器3e和第六电容器3f的第二电极32分别经由电线6电连接到第五接地柱41a和第六接地柱42a。具体地,第五电容器3e、目标信号端子2c以及第六电容器3f经由电线6串联连接在第五接地柱41a与第六接地柱42a之间以提供电容器串联电路SC3。因此,电容器串联电路SC3、第五接地柱41a和第六接地柱42a以及壳体4提供与第一导电回路La相似的第三导电回路Lc。
[0144] 第三滤波电路11c可操作用于消除在电力变换器电路10中产生的传递噪声电流从而防止传递噪声电流进入目标信号端子2c。
[0145] 在第四实施方式中,例如,MOS模块16感生具有圆柱形状(换言之,与第二实施方式的方式相同的同心模式)的磁通Φ的AC磁场H(参见图12)。
[0146] 因此,与第一实施方式相似,AC磁场H的同心模式磁通Φ穿过第三导电回路Lc的第五区域S5和第六区域S6。如何将第三导电回路Lc分成第五区域S5和第六区域S6与根据第一实施方式如何将第一导电回路La分成第一区域S1和第二区域S2基本相同。因此,省略了对如何将第三导电回路Lc分成第五区域S5和第六区域S6的描述。
[0147] 同心模式磁通Φ穿过第五区域S5感生流过电容器串联电路SC3的第五感应噪声电流I5,并且同心模式磁通Φ穿过第六区域S6感生以与第五感应噪声电流I5相反的方向流过电容器串联电路SC3的第六感应噪声电流I6。
[0148] 电力变换器1C的这种配置使得第五感应噪声电流I5与第六感应噪声电流I6彼此抵消,导致第五感应噪声电流I5和第六感应噪声电流I6被削弱。这使得可以防止具有高水平的感应噪声电流进入目标信号端子2c。
[0149] 电力变换器1C的其他元件及其其他功能与电力变换器1的那些元件和功能基本相同。
[0150] 如上所述,根据第四实施方式的电力变换器1C被配置成感生在包括目标信号端子2c的第三导电回路Lc中以彼此相反的方向流动的第五感应噪声电流I5和第六感应噪声电流I6。
[0151] 因此,根据第四实施方式的电力变换器1C能够防止通过第一导电回路La和第三导电回路Lc中的每个导电回路感生的噪声电流进入输出端子2a和目标信号端子2c中的相应一个端子。因此,除了实现与电力变换器1实现的那些技术效果相同的技术效果,电力变换器1C还实现防止大幅度噪声电流通过电力变换器电路10的输出端子2a和输入目标信号端子2c二者外部输出的技术效果。
[0152] 第五实施方式
[0153] 在下文中将参照图14描述根据本公开的第五实施方式的电力变换器1D。
[0154] 根据第五实施方式的电力变换器1D的结构和/或功能在以下点不同于电力变换器1的结构和/或功能。因此,在下文中将主要描述不同点,并且因此,省略或简化对给其分配相同参考标记的实施方式间的相同部件的重复描述。
[0155] 根据第五实施方式的电力变换器1D的扼流线圈12A被设计成不同于根据第一实施方式的电力变换器1的扼流线圈12。具体地,参照图14,扼流线圈12A包括芯体121和缠绕在芯体121中的绕组120。芯体121由软磁材料制成。根据第五实施方式,绕组120的部分129从芯体121暴露。绕组120的暴露部分129用作磁场产生部分7a。也就是说,暴露部分129产生特别强的AC磁场H,并且特别强的AC磁场H的同心模式磁通Φ以与第一实施方式相同的方式穿过第一区域S1和第二区域S2。
[0156] 也就是说,绕组120从芯体121暴露的部分129产生特别强的AC磁场H。然而,与第一实施方式相似,根据第五实施方式的电力变换器1D被配置使得特别强的AC磁场H的同心模式磁通Φ穿过第一部分S1和第二部分S2。
[0157] 该配置感生在导电回路L中以彼此相反的方向流动的第一感应噪声电流I1和第二感应噪声电流I2a。
[0158] 因此,该配置使第一感应噪声电流I1与第二感应噪声电流I2彼此抵消,导致第一感应噪声电流I1和第二感应噪声电流I2被削弱。这使得可以防止具有高水平的感应噪声电流进入输出端子2a。因此,电力变换器1D实现的技术效果与由电力变换器1实现的那些技术效果相同。
[0159] 在第五实施方式的变型例中,变压器13A取代扼流线圈12可以用作磁场产生部分7b,或者除了扼流线圈12,变压器13A还可以用作磁场产生部分7b。具体地,根据该变型的变压器13A包括芯体131和绕组部分130,绕组部分130包括主绕组130a和次级绕组130b。主绕组130a和次级绕组130b彼此磁耦合地缠绕在芯体131中。绕组部分130(130a、130b)的部分
135从芯体131暴露。根据第五实施方式,绕组部分130的暴露部分135用作磁场产生部分7b。
也就是说,暴露部分135产生特别强的AC磁场H,并且特别强的AC磁场H的同心模式磁通Φ以与第一实施方式相同的方式穿过第一部分S1和第二部分S2。
[0160] 也就是说,绕组部分130从芯体131暴露的部分135产生特别强的AC磁场H。然而,与第一实施方式类似,根据第五实施方式的电力变换器1D被配置使得特别强AC磁场H的同心模式磁通Φ穿过第一部分S1和第二部分S2。
[0161] 该配置感生在导电回路L中以彼此相反的方向流动的第一感应噪声电流I1和第二感应噪声电流I2。
[0162] 因此,该配置使第一感应噪声电流I1与第二感应噪声电流I2彼此抵消,导致第一感应噪声电流I1和第二感应噪声电流I2被削弱。这使得可以防止具有高水平的感应噪声电流进入输出端子2a。因此,电力变换器1D实现了与由电力变换器1实现的那些技术效果相同的技术效果。
[0163] 第六实施方式
[0164] 在下文中将参照图15A描述根据本公开的第六实施方式的电力变换器1E。
[0165] 根据第六实施方式的电力变换器1E的结构和/或功能在以下点不同于电力变换器1的结构和/或功能。因此,在下文中将主要描述不同点,并且因此,省略或简化对给其分配相同参考标记的实施方式间的相同部件的重复描述。
[0166] 在第六实施方式中,第一电容器3a1和第二电容器3b1中的每一个电容器被设计成在结构方面不同于根据第一实施方式的第一电容器3a和第二电容器3b中的对应一个电容器。具体地,根据第六实施方式的第一电容器3a1和第二电容器3b1中的每一个电容器包括两个串联的低电容电容器35。也就是说,作为第一电容器3a1的串联的低电容电容器35、输出端子2a以及作为第二电容器3b1的串联的低电容电容器35经由电线6串联在第一接地柱41和第二接地柱42之间以提供电容器串联电路SC4。因此,电容器串联电路SC4、第一接地柱
41和第二接地柱42以及壳体4提供导电回路L。
[0167] 即使在串联低电容电容器35中的一个低电容电容器存在短路故障的情况下,串联低电容电容器35的另一低电容电容器仍可以正常工作,因此提高了电力变换器1E的故障抵抗力。三个或更多个低电容电容器可以串联连接以构成第一电容器3a和第二电容器3b中的每一个电容器。
[0168] 作为变型例,如图15B所示,第一电容器3a1和第二电容器3b1中的每一个电容器被修改使得第一电容器3a2和第二电容器3b2中的每一个电容器包括两个彼此并联的低电容电容器35。在该变型例中,作为第一电容器3a2的并联低电容电容器35中的一个低电容电容器、输出端子2a以及作为第二电容器3b2的并联低电容电容器的一个低电容电容器经由电线6串联在第一接地柱41与第二接地柱42之间以提供电容器串联电路SC4a。
[0169] 该变型例的配置与第一电容器3a1和第二电容器3b1中的每一个电容器的总电容相比较增加了第一电容器3a2和第二电容器3b2中的每一个电容器的总电容,因此减小了阻抗。这导致噪声电流很容易流到地。
[0170] 第七实施方式
[0171] 在下文中将参照图16描述根据本公开的第七实施方式的电力变换器1F。
[0172] 根据第七实施方式的电力变换器1F的结构和/或功能在以下点不同于电力变换器1的结构和/或功能。因此,在下文中将主要描述不同点,并且因此,省略或简化对给其分配相同参考标记的实施方式间的相同部件的重复描述。
[0173] 在第七实施方式中,电力变换器1F的第一电容器3a3和第二电容器3b3中的每一电容器被设计成在结构方面不同于根据第一实施方式的第一电容器3a和第二电容器3b中的对应一个电容器。具体地,根据第七实施方式的第一电容器3a3和第二电容器3b3中的每一个电容器包括串联低电容电容器35的第一电容器模块300和串联低电容电容器35的第二电容器模块301;第一电容器模块300和第二电容器模块301彼此并联。也就是说,第一电容器3a3和第二电容器3b3中的每一个的电容器的数量为四。
[0174] 也就是说,第一电容器3a3、输出端子2a以及第二电容器3b3经由电线6串联在第一接地柱41与第二接地柱42之间以提供电容器串联电路SC5。因此,电容器串联电路SC5、第一接地柱41和第二接地柱42以及壳体4提供导电回路L。
[0175] 即使在串联低电容电容器35中的一个低电容电容器存在短路故障的情况下,串联低电容电容器35的另一低电容电容器仍可以正常工作,因此提高了电力变换器1F的故障抵抗力。
[0176] 此外,在电力变换器1F中,第一电容器3a3和第二电容器3b3中的每一个电容器的总电容与第一电容器3a和第二电容器3b中的每一个电容器的总电容相比较为增加,因此减小了阻抗。这导致噪声电流很容易流到地。
[0177] 三个或更多个低电容电容器可以串联连接以构成第一电容器模块300和第二电容器模块301中的每一个模块。
[0178] 第八实施方式
[0179] 在下文中将参照图17描述根据本公开的第八实施方式的电力变换器1G。
[0180] 根据第八实施方式的电力变换器1G的结构和/或功能在以下点不同于电力变换器1的结构和/或功能。因此,在下文中将主要描述不同点,并且因此,省略或简化对给其分配相同参考标记的实施方式间的相同部件的重复描述。
[0181] 在第八实施方式中,电力变换器1G的输出端子2a3被设计成在结构上不同于根据第一实施方式的输出端子2a。
[0182] 具体地,如图17所示,输出端子2a3包括第一部分28和第二部分29。第一部分28安装在壳体4中并且串联连接到第一电容器3a和第二电容器3b以提供电容器串联电路SC。通过第一侧壁49a形成通孔450,并且第二部分29在密封通孔450的情况下安装在通孔450中。第一部分28的第一端22用螺栓27接合到第二部分29的第一端29a。第一部分28与第一端22相对的第二端21电连接到扼流线圈12。外部连接器89电气上和机械上连接到第二部分29与第一端29a相对的第二端29b;任意外部设备都可以电连接到外部连接器89。
[0183] 由于输出端子2a3仅在配置上不同于根据第一实施方式的输出端子2a,所以电力变换器1G实现的技术效果与由根据第一实施方式的电力变换器1实现的那些技术效果相同。
[0184] 虽然在本文中描述了本公开的示意性实施方式,但是本公开不限于在本文中描述的实施方式,而是包括在本公开的基础上本领域的技术人员应当理解的具有修改、省略、组合(例如,各实施方式中的多个方面的组合)、适配和/或替代的任意和所有的实施方式。权利要求书中的限制要基于权利要求书中使用的语言广义地解释而不限于本说明书中所述或本申请的实施过程中的示例,这些示例要理解为非排他的。
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