特開 2024-34959 電力変換装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024034959

(43)【公開日】2024-03-13

(54)【発明の名称】電力変換装置

(51)【国際特許分類】

   H02M 7/48 20070101AFI20240306BHJP

【ＦＩ】

H02M7/48 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022139560

(22)【出願日】2022-09-01

(71)【出願人】

【識別番号】509186579

【氏名又は名称】日立Ａｓｔｅｍｏ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002365

【氏名又は名称】弁理士法人サンネクスト国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】李 ジャア

【テーマコード（参考）】

5H770

【Ｆターム（参考）】

5H770AA05

5H770AA21

5H770BA02

5H770CA06

5H770DA03

5H770DA22

5H770DA41

5H770JA11W

5H770JA13W

5H770KA01W

5H770QA12

5H770QA16

5H770QA28

(57)【要約】      （修正有）

【課題】ノイズを低減できる電力変換装置を提供する。
【解決手段】電力変換装置１は、第１、第２パワーモジュール１４１、１４２と、バスバ１１、１２と、金属性の筐体９と、を備える。両パワーモジュールは、バスバと接続される各々の直流側端子が他方のパワーモジュール側に向かうように並列配置される。バスバは、両パワーモジュールの直流側端子とそれぞれ接続される第１、第２導体部１００、１０１を含む。両パワーモジュールの間には、筐体と電気的に接続されるとともに、第１、第２導体部と対向する導電性の壁部１０２が設けられる。第１、第２導体部はそれぞれ、バスバを構成する正極バスバ１１および負極バスバ１２を積層させた領域を含む。第１導体部は、正極バスバおよび負極バスバのいずれか一方が壁部と対向し、第２導体部は、第１導体とは極性が異なる正極バスバおよび負極バスバのいずれか一方が壁部と対向する。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１インバータ回路を構成する第１パワーモジュールと、
前記第１インバータ回路と並列に接続された第２インバータ回路を構成する第２パワーモジュールと、
前記第１パワーモジュールおよび前記第２パワーモジュールへ直流電力を伝達する直流バスバと、
前記第１パワーモジュールおよび前記第２パワーモジュールを収容する金属筐体とを備え、
前記第１パワーモジュールおよび前記第２パワーモジュールは、前記直流バスバと接続される各々の直流側端子が他方のパワーモジュール側に向かうように並列配置され、
前記直流バスバは、前記第１パワーモジュールの直流側端子と接続される第１導体部と、前記第２パワーモジュールの直流側端子と接続される第２導体部と、を含み、
前記第１パワーモジュールおよび前記第２パワーモジュールの間には、前記金属筐体と電気的に接続されるとともに、前記第１導体部および前記第２導体部と対向する導電性の壁部が設けられ、
前記第１導体部は、前記直流バスバを構成する正極バスバおよび負極バスバを積層させた領域を含み、
前記第２導体部は、前記正極バスバおよび前記負極バスバを積層させた領域を含み、
前記第１導体部は、前記正極バスバおよび前記負極バスバのいずれか一方が前記壁部と対向し、
前記第２導体部は、前記第１導体とは極性が異なる、前記正極バスバおよび前記負極バスバのいずれか一方が前記壁部と対向する、電力変換装置。

【請求項2】

請求項１に記載された電力変換装置であって、
前記壁部は、前記第１導体部と対向する第１壁と、前記第２導体部と対向する第２壁と、を有し、前記第１壁と前記第２壁とが空間を隔てて設けられている電力変換装置。

【請求項3】

請求項１に記載された電力変換装置であって、
前記壁部は、前記第１導体部と対向し、かつ前記第２導体部と対向するU字状の形状を有する電力変換装置。

【請求項4】

請求項１に記載された電力変換装置であって、
前記第１導体部と前記壁部の間、および前記第２導体部と前記壁部との間には、絶縁体が配置される電力変換装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電力変換装置に関する。

【背景技術】

【0002】

ハイブリッド自動車や電気自動車に搭載されている電力変換装置は、ノイズ電流により発生する伝導性ノイズの対応について、国際規格に追加された高電圧伝導ノイズ規格に基づき各カーメーカーが制定した独自規格を満たす必要がある。それと同時に、電力変換装置は搭載される電気自動車の発展に合わせて、近年、小型化や低背化と低コスト化の要求が高まっている。そのため、電力変換装置に備わるフィルタ装置は、低コスト化及び小型化を維持させつつ高周波ノイズ減衰性能を向上させることが強く求められている。特許文献１には、電力用半導体素子と、該半導体素子の一面及び他面にそれぞれ接合された第１の電極板及び第２の電極板と、該半導体素子を制御する制御回路との接続端子と、該半導体素子並びに該第１電極板及び第２電極板を封止する絶縁性の樹脂モールドと、を含む半導体モジュールと、誘導体となる第１絶縁部材及び第２絶縁部材を介して前記半導体モジュールを両側から保持する導電性の第１保持部材及び第２保持部材と、から成り、前記第１電極板及び／又は第２の電極板と、前記第１保持部材及び／又は第２保持部材と、前記第１絶縁部材及び／又は第２絶縁部材とによりノイズ抑制用バイパスコンデンサが形成されていることを特徴とするパワーモジュールの実装構造が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００５－０７３３４２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に記載されている発明では、ノイズ抑制に改善の余地がある。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明の第１の態様による電力変換装置は、第１インバータ回路を構成する第１パワーモジュールと、前記第１インバータ回路と並列に接続された第２インバータ回路を構成する第２パワーモジュールと、前記第１パワーモジュールおよび前記第２パワーモジュールへ直流電力を伝達する直流バスバと、前記第１パワーモジュールおよび前記第２パワーモジュールを収容する金属筐体とを備え、前記第１パワーモジュールおよび前記第２パワーモジュールは、前記直流バスバと接続される各々の直流側端子が他方のパワーモジュール側に向かうように並列配置され、前記直流バスバは、前記第１パワーモジュールの直流側端子と接続される第１導体部と、前記第２パワーモジュールの直流側端子と接続される第２導体部と、を含み、前記第１パワーモジュールおよび前記第２パワーモジュールの間には、前記金属筐体と電気的に接続されるとともに、前記第１導体部および前記第２導体部と対向する導電性の壁部が設けられ、前記第１導体部は、前記直流バスバを構成する正極バスバおよび負極バスバを積層させた領域を含み、前記第２導体部は、前記正極バスバおよび前記負極バスバを積層させた領域を含み、前記第１導体部は、前記正極バスバおよび前記負極バスバのいずれか一方が前記壁部と対向し、前記第２導体部は、前記第１導体とは極性が異なる、前記正極バスバおよび前記負極バスバのいずれか一方が前記壁部と対向する。

【発明の効果】

【0006】

本発明によれば、ノイズを低減できる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】電力変換装置の全体構成図

【図2】電力変換装置におけるコモンモード高電圧伝導ノイズの等価回路図

【図3】電力変換装置の斜視図

【図4】上部正極バスバおよび上部負極バスバの斜視図

【図5】下部正極バスバおよび下部負極バスバの斜視図

【図6】下部正極バスバおよび下部負極バスバを壁部と組み合わせた状態を示す図

【図7】第１導体部および第２導体部を示す模式図

【図8】比較例である比較例電力変換装置の斜視図

【図9】比較例電力変換装置におけるコモンモード高電圧伝導ノイズの等価回路図

【図10】電力変換装置および比較例電力変換装置におけるコモンモード高電圧伝導ノイズの周波数特性を示す図

【図11】変形例１における電力変換装置の斜視図

【図12】変形例２における電力変換装置の斜視図

【図13】変形例３における電力変換装置の斜視図

【図14】図１３の壁部の付近を拡大した拡大図

【発明を実施するための形態】

【0008】

―第１の実施の形態―
以下、図１～図１０を参照して、電力変換装置の第１の実施の形態を説明する。

【0009】

図１は、電力変換装置１の全体構成図である。電力変換装置１は、高電圧バッテリ２と第１モータ６および第２モータ８との間で電力を変換する。たとえば電力変換装置１は、高電圧バッテリ２から得る直流電力を交流電力に変換して第１モータ６および第２モータ８に供給できる。たとえば電力変換装置１は、第１モータ６および第２モータ８から得る交流電力を直流電力に変換して高電圧バッテリ２に供給できる。電力変換装置１は、直流から交流への変換、および交流から直流への変換の少なくとも一方が実現できればよい。筐体９は金属製であり、電力変換装置１の基準電位となる。

【0010】

電力変換装置１は、高電圧直流ケーブル４および高電圧電源インピーダンス安定回路網（Line Impedance Stabilization Network：ＬＩＳＮ）３を介して高電圧バッテリ２と接続される。高電圧電源インピーダンス安定回路網３は、正極ＬＩＳＮ回路部３１と、負極ＬＩＳＮ回路部３２とを備える。電力変換装置１は、第１高電圧交流ケーブル５を介して第１モータ６と接続される。第１モータ６は、符号６Ｍで示すＵＶＷの各相に対応するコイルを備え、コイルと筐体９間の浮遊容量６－Ｃｓを有する。電力変換装置１は、第２高電圧交流ケーブル７を介して第２モータ８と接続される。第２モータ８は、符号８Ｍで示すＵＶＷの各相に対応するコイルを備え、コイルと筐体９間の浮遊容量８－Ｃｓを有する。

【0011】

電力変換装置１は、正極バスバ１１と、負極バスバ１２と、ノイズフィルタ装置１３と、第１インバータ回路を構成する第１パワーモジュール１４１と、第２インバータ回路を構成する第２パワーモジュール１４２と、第１平滑コンデンサＣｘ１と、第２平滑コンデンサＣｘ２と、筐体９とを備える。筐体９は導電性を有する。筐体９は導電性材料により形成されてもよいし、導電性を有する材料を用いたコーティングがされてもよい。

【0012】

第１パワーモジュール１４１は、Ｕ、Ｖ、Ｗの各相に対応するスイッチング回路である第１スイッチング回路ＳＷ１～第３スイッチング回路ＳＷ３を備える。第２パワーモジュール１４２は、Ｕ、Ｖ、Ｗの各相に対応するスイッチング回路である第４スイッチング回路ＳＷ４～第６スイッチング回路ＳＷ６を備える。第１スイッチング回路ＳＷ１は、１対の絶縁ゲート型バイポーラトランジスタおよび１対のダイオードを備え、これらが上アームおよび下アームを構成する。符号１－Ｃｓ１は、第１パワーモジュール１４１の正極部～筐体間浮遊容量である。符号１－Ｃｓ２は、第１パワーモジュール１４１の交流出力部～筐体間浮遊容量である。符号１－Ｃｓ３は、第１パワーモジュール１４１の負極部～筐体間浮遊容量である。第２スイッチング回路ＳＷ２～第６スイッチング回路ＳＷ６の構成は第１スイッチング回路ＳＷ１と同様なので説明を省略する。なお、第２スイッチング回路ＳＷ２～第６スイッチング回路ＳＷ６も、第１スイッチング回路ＳＷ１と同様に浮遊容量を有する。

【0013】

ノイズフィルタ装置１３は、第１接地コンデンサＣｙ１と、第２接地コンデンサＣｙ２と、磁性体コアＬｃとを備える。以下では、第１接地コンデンサＣｙ１と、磁性体コアＬｃとをあわせて第２ノイズフィルタ部１３１とも呼ぶ。第１接地コンデンサＣｙ１は、正極バスバ１１と筐体９とを接続する第１１接地コンデンサＣｙ１１と、負極バスバ１２と筐体９とを接続する第１２接地コンデンサＣｙ１２とを備える。第２接地コンデンサＣｙ２は、正極バスバ１１と筐体９とを接続する第２１接地コンデンサＣｙ２１と、負極バスバ１２と筐体９とを接続する第２２接地コンデンサＣｙ２２とを備える。なお、接地コンデンサＣｙ１とＣｙ２および磁性体コアＬｃは、コモンモードノイズ低減用である。

【0014】

コモンモード電流は、スイッチング回路ＳＷ１～ＳＷ６が、周期的にオン状態／オフ状態となるスイッチング動作時に発生する、対地電圧変動によるものである。この電圧変動により、それぞれの浮遊容量を通して、電力変換装置１および第１モータ６と第２モータ８の筐体間にコモンモード電流が流れ、その電流により高電圧伝導ノイズが発生する。それぞれの浮遊容量とは、第１パワーモジュール１４１と筐体９との間に寄生する浮遊容量１－Ｃｓ１～１－Ｃｓ３、第２パワーモジュール１４２と筐体９との間に寄生する浮遊容量１－Ｃｓ４～１－Ｃｓ６、第１モータ６のコイル６Ｍと筐体９との間に存在する浮遊容量６－Ｃｓ、および第２モータ８のコイル８Ｍと筐体９との間に存在する浮遊容量８－Ｃｓである。そのため、高電圧伝導ノイズを低減するためには、コモンモード電流を低減する必要がある。電力変換装置１では、ノイズフィルタ装置１３の構成を用いることにより、高電圧伝導ノイズの主な発生要因であるノイズ電流に対応させ、高電圧伝導ノイズ規格にも対応しながらノイズを減衰させている。

【0015】

（ノイズ規格について）
高電圧伝導ノイズ規格を説明する。ノイズ規格は、一般的に０．１５ＭＨｚから１０８ＭＨｚまでの周波数帯での規制値を規定するものである。高電圧伝導ノイズ規格は、２０１６年１０月に国際無線障害特別委員会（ＣＩＳＰＲ）が作成した国際規格であるＣＩＳＰＲ２５Ｅｄ４において追加された規格である。これは、特に種々の用途で用いられているＦＭ放送周波数帯域（７６ＭＨｚ～１０８ＭＨｚ）のノイズを、他の周波数帯域に比べて低くするように規制する内容である。高電圧伝導ノイズは、たとえば、車載電気電子機器の誤動作を引き起こす恐れがある。そのため、出荷前の段階において電力変換装置１で発生する高電圧伝導ノイズ量を実測し、そのノイズ発生量が、各国法規制及び顧客要求仕様で規定される規制値以下にならなければならない。

【0016】

（従来の技術とその課題）
一般に、電力変換装置を高電圧伝導ノイズ規格に適合させるために、ノイズフィルタ装置が採用されている。車載用の電力変換装置など高電圧や大電流が必要とされる場合には、複数のモータの駆動や電力増加のため、２つ以上のパワーモジュールを使用することがある。たとえば２つのパワーモジュールを備える場合には、低背化を目的として２つのパワーモジュールを直列に接続し、さらにノイズフィルタ装置を直列に配置されることが多い。

【0017】

このような構成では、それぞれのパワーモジュールからノイズフィルタ装置に含まれる設置コンデンサまでの電流経路が長く、かつ２つの電流経路の長さが異なる問題が生じる。具体的には、電流経路が長いことが原因で、電流経路の寄生インダクタンスによるインピーダンスが増加する。また、２つの電流経路の長さが異なることが原因で、経路に存在する寄生成分により発生する共振点が増加する。この２つの問題により、ＦＭラジオ帯など高周波帯でノイズ減衰性能が悪化する課題がある。

【0018】

本実施の形態では、図１に示したように、第１パワーモジュール１４１直近の正極バスバ１１と筐体９との間、および第２パワーモジュール１４２直近の負極バスバ１２と筐体９間に、それぞれ第１近接接地コンデンサＣｗ２１と第２近接接地コンデンサＣｗ２２を設ける。これにより、パワーモジュールの近くに接地Ｙコンデンサが設けられ、電流経路の長さを短縮し経路のインピーダンスを低減できる。更に、電流経路の長さも同じくなるため、共振点の増加も抑制できる。

【0019】

図２は、電力変換装置１におけるコモンモード高電圧伝導ノイズの等価回路図である。図２において、破線よりも左側は電力変換装置１の内部を示している。符号Ｖｓ１は、第１パワーモジュール１４１に発生するコモンモードノイズを模擬するノイズ源である。符号Ｃｐｍ１は、第１パワーモジュール１４１と筐体９との間に存在するトータル寄生容量である。符号Ｖｓ２は、第２パワーモジュール１４２に発生するコモンモードノイズを模擬するノイズ源である。符号Ｃｐｍ２は、第２パワーモジュール１４２と筐体９との間に存在するトータル寄生容量である。

【0020】

符号Ｌｇ１は、第１パワーモジュール１４１の筐体９との接地点であるＰ０２と、第１接地コンデンサＣｙ１の筐体９との接地点であるＰ０１と、の間に存在する寄生インダクタンスである。符号Ｌｇ２は、第２パワーモジュール１４２の筐体９との接地点であるＰ０３と、第１接地コンデンサＣｙ１の筐体９との接地点であるＰ０１と、の間に存在する寄生インダクタンスである。符号Ｌ＿ｂｐは、第１パワーモジュール１４１および第２パワーモジュール１４２へ直流電力を伝達する第１接地コンデンサＣｙ１までの正極バスバ１１のインダクタンスである。符号Ｌ＿ｂｎは、第１パワーモジュール１４１および第２パワーモジュール１４２へ直流電力を伝達する第１接地コンデンサＣｙ１までの負極バスバ１２のインダクタンスである。

【0021】

符号Ｉｃ１は、第１パワーモジュールから発生するコモンモード電流である。符号Ｉｃ２は、第２パワーモジュールから発生するコモンモード電流である。符号Ｉｃ３は、Ｉｃ１のうち、第１接地コンデンサＣｙ１によりバイパスするコモンモード電流である。符号Ｉｃ４は、Ｉｃ２のうち、第１接地コンデンサＣｙ１によりバイパスするコモンモード電流である。符号Ｉｃ５は、電力変換装置外部へ流出するコモンモード電流である。

【0022】

符号Ｉｃ６は、Ｉｃ１のうち、第１接地コンデンサＣｙ１によりバイパスするコモンモード電流と、Ｉｃ１とＩｃ２のうち、第１近接接地コンデンサＣｗ２１によりバイパスするコモンモード電流を合計したコモンモード電流である。符号Ｉｃ７は、Ｉｃ２のうち、第１接地コンデンサＣｙ１によりバイパスするコモンモード電流と、Ｉｃ１とＩｃ２のうち、第２近接接地コンデンサＣｗ２２によりバイパスするコモンモード電流を合計したコモンモード電流である。符号３－１は、高電圧電源インピーダンス安定回路網３のコモンモード等価回路である。符号４－１は、高電圧直流ケーブル４のコモンモード等価回路である。

【0023】

図３は、電力変換装置１の斜視図である。図３に示す構成は、後述する壁部１０２を除いて図１または図２に示したものである。図３以下のいくつかの図面では、相関関係を明示するために相互に直交するＸＹＺ軸を記載している。図示左右方向がＸ軸であり、Ｘ軸マイナス側からプラス側にかけて第１パワーモジュール１４１、壁部１０２、および第２パワーモジュール１４２が並んでいる。第１パワーモジュール１４１および第２パワーモジュール１４２が有する正極バスバ１１および負極バスバ１２に接続される端子は、壁部１０２側に向かうように配置されている。

【0024】

正極バスバ１１は、上部正極バスバ１１Ｕおよび下部正極バスバ１１Ｄから構成される。負極バスバ１２は、上部負極バスバ１２Ｕおよび下部負極バスバ１２Ｄから構成される。上部正極バスバ１１Ｕおよび上部負極バスバ１２Ｕは、ＸＹ平面に広がる平板の中央部をＺ軸マイナス側に凹ませた形状を有する。上部正極バスバ１１Ｕおよび上部負極バスバ１２Ｕは、この凹ませた部位において下部正極バスバ１１Ｄおよび下部負極バスバ１２Ｄと接続される。図３では、上部正極バスバ１１Ｕおよび上部負極バスバ１２ＵはＺ方向に隙間を空けて重なっている。正極バスバ１１および負極バスバ１２の形状は次の図４および図５で詳しく説明する。

【0025】

図３の下部中央に示す壁部１０２は、筐体９と同一の電位を有する導電体である。壁部１０２は、中空または中実の直方体の形状を有し、周囲を下部正極バスバ１１Ｄおよび下部負極バスバ１２Ｄが囲んでいる。ただし壁部１０２は、下部正極バスバ１１Ｄおよび下部負極バスバ１２Ｄとは接触しておらず、後述するように静電容量を生じさせるごくわずかな隙間を隔てて下部正極バスバ１１Ｄおよび下部負極バスバ１２Ｄと近接する。

【0026】

図４は、上部正極バスバ１１Ｕおよび上部負極バスバ１２Ｕの斜視図である。図４の視点は、図３と同一である。上部正極バスバ１１Ｕおよび上部負極バスバ１２ＵはＹ軸方向の寸法は略同一である。上部正極バスバ１１ＵのＸ方向における略中央はＺ軸マイナス側に凹んでおり、かつ２か所が切り欠かれている。この凹み箇所のそれぞれを、上部正極第１接続部１１Ｕ１および上部正極第２接続部１１Ｕ２と呼ぶ。上部負極バスバ１２ＵのＸ方向における略中央はＺ軸マイナス側に凹んでおり、かつ２か所が切り欠かれている。この凹み箇所のそれぞれを、上部負極第１接続部１２Ｕ１および上部負極第２接続部１２Ｕ２と呼ぶ。

【0027】

上部正極第１接続部１１Ｕ１、上部正極第２接続部１１Ｕ２、上部負極第１接続部１２Ｕ１、および上部負極第２接続部１２Ｕ２は、Ｘ軸方向の幅が略同一であり、図３に示した組み立てられた状態でも相互に接触しない。上部正極第１接続部１１Ｕ１、上部正極第２接続部１１Ｕ２、上部負極第１接続部１２Ｕ１、および上部負極第２接続部１２Ｕ２は、壁部１０２との固定に用いる貫通穴を有する。貫通穴については後述する。

【0028】

図５は、下部正極バスバ１１Ｄおよび下部負極バスバ１２Ｄの斜視図である。図５の視点は、図３と同一である。下部正極バスバ１１Ｄおよび下部負極バスバ１２ＤはＹ軸方向の寸法は略同一である。下部正極バスバ１１ＤのＸ方向における略中央はＺ軸プラス側に飛び出しており、かつ２か所が切り欠かれている。この飛び出し箇所のそれぞれを、下部正極第１接続部１１Ｄ１および下部正極第２接続部１１Ｄ２と呼ぶ。下部負極バスバ１２ＤのＸ方向における略中央はＺ軸プラス側に突き出しており、かつ２か所が切り欠かれている。この飛び出し箇所のそれぞれを、下部負極第１接続部１２Ｄ１および下部負極第２接続部１２Ｄ２と呼ぶ。下部正極第１接続部１１Ｄ１、下部正極第２接続部１１Ｄ２、下部負極第１接続部１２Ｄ１、および下部負極第２接続部１２Ｄ２は、Ｘ軸方向の幅が略同一であり、図３に示した組み立てられた状態でも相互に接触しない。下部正極第１接続部１１Ｄ１、下部正極第２接続部１１Ｄ２、下部負極第１接続部１２Ｄ１、および下部負極第２接続部１２Ｄ２は、壁部１０２との固定に用いる貫通穴を有する。

【0029】

図６は、下部正極バスバ１１Ｄおよび下部負極バスバ１２Ｄを壁部１０２と組み合わせた状態を示す図である。ただし図６では、壁部１０２の右側面が見える視点と、壁部１０２の左側面が見える視点の２種類の視点を示している。下部正極バスバ１１Ｄおよび下部負極バスバ１２Ｄが組み合わされると、図６に示すようにＹ軸のマイナス側からプラス側にかけて、下部正極第１接続部１１Ｄ１、下部負極第１接続部１２Ｄ１、下部正極第２接続部１１Ｄ２、下部負極第２接続部１２Ｄ２の順で並ぶ。

【0030】

図６の左に示す視点は壁部１０２の左側面、すなわちＸ軸マイナス側の側面を示す。壁部１０２の左側面では、下部負極バスバ１２Ｄが外側にあり、下部正極バスバ１１Ｄが内側にある。図６の右に示す視点は壁部１０２の右側面、すなわちＸ軸プラス側の側面を示す。壁部１０２の右側面では、下部負極バスバ１２Ｄが内側にあり、下部正極バスバ１１Ｄが外側にある。換言すると、壁部１０２の左右の壁面では対向するバスバの極性が異なる。

【0031】

図３に示したように、壁部１０２のＸ軸マイナス側には第１パワーモジュール１４１が配され、壁部１０２のＸ軸プラス側には第２パワーモジュール１４２が配される。下部正極バスバ１１Ｄおよび下部負極バスバ１２Ｄの一部であり、第１パワーモジュール１４１の直流側端子と接続される個所を第１導体部１００と呼ぶ。下部正極バスバ１１Ｄおよび下部負極バスバ１２Ｄの一部であり、第２パワーモジュール１４２の直流側端子と接続される個所を第２導体部１０１と呼ぶ。

【0032】

なお図６では、作図の都合により下部正極第１接続部１１Ｄ１、下部正極第２接続部１１Ｄ２、下部負極第１接続部１２Ｄ１、および下部負極第２接続部１２Ｄ２のそれぞれと壁部１０２のＺ軸プラス側の端部との距離が短く表示されている。しかし実際には、壁部１０２のＺ軸プラス側において壁部１０２と下部正極バスバ１１Ｄおよび下部負極バスバ１２Ｄとの間で放電が生じないように対処されている。たとえば、壁部１０２のＺ軸プラス側の面に絶縁層が設けられてもよいし、壁部１０２のＺ軸プラス側において壁部１０２と下部正極バスバ１１Ｄおよび下部負極バスバ１２Ｄとの間に十分な絶縁距離が設けられてもよい。

【0033】

図７は、第１導体部１００および第２導体部１０１を示す模式図である。ただし図７では、下部正極バスバ１１Ｄおよび下部負極バスバ１２Ｄの上部は記載を省略している。また図７では、下部正極バスバ１１Ｄ、下部負極バスバ１２Ｄおよび壁部１０２のそれぞれを容易に識別可能なようにハッチングを施している。

【0034】

第１導体部１００において、下部正極バスバ１１Ｄと壁部１０２の対向する面積は広く、且つ、両者の隙間は絶縁距離を考慮してもごくわずかである。そのため、下部正極バスバ１１Ｄと壁部１０２の対向部分により、数百pF程度の静電容量を形成できる。また、誘電率が高いモールドなど絶縁物を挿入することにより、更にnF程度の静電容量を形成することが可能となる。下部正極バスバ１１Ｄと壁部１０２の対向部分により形成される静電容量が、図１に示した第１近接接地コンデンサＣｗ２１に相当する。なお第１導体部１００における下部負極バスバ１２Ｄと壁部１０２の間の距離は比較的長く、発生する静電容量は無視できる。

【0035】

第２導体部１０１において、下部負極バスバ１２Ｄと壁部１０２の隙間はごくわずかであり、先ほどの説明と同様に静電容量が発生する。この静電容量が図１に示した第２近接接地コンデンサＣｗ２２に相当する。なお第１導体部１００における下部正極バスバ１１Ｄと壁部１０２の間の距離は比較的長く、発生する静電容量は無視できる。

【0036】

（比較例）
図８は、比較例である比較例電力変換装置１Ｚの斜視図である。比較例電力変換装置１Ｚは、電力変換装置１と比較すると壁部１０２を備えない点が異なる。比較例である比較例電力変換装置１Ｚは壁部１０２を備えないので、電力変換装置１では壁部１０２と下部正極バスバ１１Ｄや下部負極バスバ１２Ｄとの間に生じた静電容量が存在しない。また比較例電力変換装置１Ｚは、第１導体部１００と第２導体部１０１の対向する導体板の極性が同一である点も電力変換装置１と異なる。

【0037】

図９は、比較例電力変換装置１Ｚにおけるコモンモード高電圧伝導ノイズの等価回路図である。図２に示した電力変換装置１におけるコモンモード高電圧伝導ノイズの等価回路図と図９とを比較すると、図２には存在していた第１近接接地コンデンサＣｗ２１および第２近接接地コンデンサＣｗ２２が存在しない。そのため、第１パワーモジュールのノイズ源Ｖｓ１および第２パワーモジュールのノイズ源Ｖｓ２からＹコンデンサである第１接地コンデンサＣｙ１までの電流経路が長いので、インピーダンスが大きい。さらに、ノイズ源Ｖｓ１から第１接地コンデンサＣｙ１までの経路長と、ノイズ源Ｖｓ２から第１接地コンデンサＣｙ１までの経路長とが異なるので共振点が増加する。

【0038】

図１０は、電力変換装置１および比較例電力変換装置１Ｚにおけるコモンモード高電圧伝導ノイズの周波数特性を示す図である。たとえば７０ＭＨｚ～１１０ＭＨｚを対象周波数帯域に設定すると、この対象周波数領域の全域において電力変換装置１は比較例電力変換装置１Ｚよりもノイズレベルが低い。特に、ピークを持つ９０ＭＨｚ付近では電力変換装置１は比較例電力変換装置１Ｚよりもノイズレベルが１０ｄｂ低減する効果があった。

【0039】

上述した第１の実施の形態によれば、次の作用効果が得られる。
（１）電力変換装置１は、第１インバータ回路を構成する第１パワーモジュール１４１と、第１インバータ回路と並列に接続された第２インバータ回路を構成する第２パワーモジュール１４２と、第１パワーモジュールおよび第２パワーモジュールへ直流電力を伝達する直流バスバすなわち正極バスバ１１および負極バスバ１２と、第１パワーモジュール１４１および第２パワーモジュール１４２を収容する金属性の筐体９とを備える。第１パワーモジュール１４１および第２パワーモジュール１４２は、直流バスバと接続される各々の直流側端子が他方のパワーモジュール側に向かうように並列配置される。直流バスバである正極バスバ１１および負極バスバ１２は、第１パワーモジュール１４１の直流側端子と接続される第１導体部１００と、第２パワーモジュール１４２の直流側端子と接続される第２導体部１０１と、を含む。第１パワーモジュール１４１および第２パワーモジュール１４２の間には、金属性の筐体９と電気的に接続されるとともに、第１導体部１００および第２導体部１０１と対向する導電性の壁部１０２が設けられる。第１導体部１００は、直流バスバを構成する正極バスバ１１および負極バスバ１２を積層させた領域を含む。第２導体部１０１は、正極バスバ１１および負極バスバ１２を積層させた領域を含む。第１導体部１００は、正極バスバ１１および負極バスバ１２のいずれか一方が壁部１０２と対向する。第２導体部１０１は、第１導体部１００とは極性が異なる、正極バスバ１１および負極バスバ１２のいずれか一方が壁部と対向する。

【0040】

そのため、第１導体部１００と壁部１０２により第２１接地コンデンサＣｙ２１を形成し、第２導体部１０１と壁部１０２により第２２接地コンデンサＣｙ２２を形成するので、図２に示したように伝導ノイズの経路を形成できる。これにより、ノイズの経路を短くしてインピーダンスを小さくする効果と、２つの経路の経路長を等しくして共振点を減らす効果がある。また、下部正極バスバ１１Ｄおよび下部負極バスバ１２Ｄのそれぞれの位置を調整することで、第２１接地コンデンサＣｙ２１および第２２接地コンデンサＣｙ２２の静電容量を簡便に変更できる。

【0041】

（変形例１）
図１１は、変形例１における電力変換装置１Ａの斜視図である。電力変換装置１Ａは、壁部１０２の代わりに２つの壁、すなわち第１導体部１００と対向する第１壁１０３および第２導体部１０１と対向する第２壁１０４を備える点が第１の実施の形態と異なる。第１壁１０３と第２壁１０４は、筐体９を介してのみ電気的に接続される。

【0042】

この変形例１によれば、次の作用効果が得られる。
（２）壁部１０２は、第１導体部１００と対向する第１壁１０３と、第２導体部１０１と対向する第２壁１０４と、を有し、第１壁１０３と第２壁１０４とが空間を隔てて設けられている。この場合は、第１壁１０３と第２壁１０４との間の空間を他の用途に利用できる。

【0043】

（変形例２）
図１２は、変形例２における電力変換装置１Ｂの斜視図である。電力変換装置１Ｂは、壁部１０２の代わりにＵ字形状壁１０５を備える点が第１の実施の形態と異なる。

【0044】

この変形例２によれば、次の作用効果が得られる。
（３）壁部は、第１導体部１００と対向し、かつ第２導体部１０１と対向するＵ字状の形状を有する。そのため、変形例１に比べて部品点数を削減しつつ、Ｕ字形状の上部は開放されているので、その空間を他の用途に利用できる。

【0045】

（変形例３）
図１３は、変形例３における電力変換装置１Ｃの斜視図である。電力変換装置１Ｃは、壁部１０２と第１導体部１００および第２導体部１０１との間に絶縁体１０６が配されている点が第１の実施の形態と異なる。

【0046】

図１４は、図１３の壁部１０２の付近を拡大した拡大図である。本図は第１の実施の形態における図７と対応する。図１４に示すように、壁部１０２はその周囲に絶縁体１０６が配されている。そのため、第１導体部１００において下部正極バスバ１１Ｄと壁部１０２とにより形成される第１近接接地コンデンサＣｗ２１、および第２導体部１０１において下部負極バスバ１２Ｄと壁部１０２とにより形成される第２近接接地コンデンサＣｗ２２の静電容量は、絶縁体１０６の誘電率の影響も受ける。

【0047】

なお図１４では、下部正極バスバ１１Ｄと絶縁体１０６との間に隙間があり、下部負極バスバ１２Ｄと絶縁体１０６との間にも隙間があるが、この隙間は存在しなくてもよい。また、壁部１０２のＺ軸プラス側の端部には絶縁体１０６が配されなくてもよい。さらに、絶縁体１０６は片側の側面にのみ配されてもよく、第１導体部１００および第２導体部１０１の少なくとも一方と壁部１０２の間に配されてもよい。

【0048】

この変形例３によれば、次の作用効果が得られる。
（４）第１導体部１００と壁部１０２の間、および第２導体部１０１と壁部１０２との間には、絶縁体１０６が配置される。そのため、物理的な距離に加えて絶縁体１０６の材料を変更することで誘電率も併用して、第１近接接地コンデンサＣｗ２１および第２近接接地コンデンサＣｗ２２の静電容量を調整できる。

【0049】

上述した各実施の形態および変形例は、それぞれ組み合わせてもよい。上記では、種々の実施の形態および変形例を説明したが、本発明はこれらの内容に限定されるものではない。本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の態様も本発明の範囲内に含まれる。

【符号の説明】

【0050】

１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ：電力変換装置
９ ：筐体
１１ ：正極バスバ
１１Ｄ ：下部正極バスバ
１１Ｕ ：上部正極バスバ
１２ ：負極バスバ
１２Ｄ ：下部負極バスバ
１２Ｕ ：上部負極バスバ
１００ ：第１導体部
１０１ ：第２導体部
１０２ ：壁部
１０３ ：第１壁
１０４ ：第２壁
１０５ ：Ｕ字形状壁
１０６ ：絶縁体
１４１ ：第１パワーモジュール
１４２ ：第２パワーモジュール
Ｃｙ１ ：第１接地コンデンサ
Ｃｗ２１ ：第１近接接地コンデンサ
Ｃｗ２２ ：第２近接接地コンデンサ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】