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(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】P2024078119
(43)【公開日】2024-06-10
(54)【発明の名称】電力変換装置
(51)【国際特許分類】
H02M 7/48 20070101AFI20240603BHJP
【ＦＩ】
H02M7/48 Z
【審査請求】未請求
【請求項の数】7
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022190495
(22)【出願日】2022-11-29
(71)【出願人】
【識別番号】000006231
【氏名又は名称】株式会社村田製作所
(74)【代理人】
【識別番号】100087985
【弁理士】
【氏名又は名称】福井 宏司
(72)【発明者】
【氏名】石倉 祐樹
【テーマコード（参考）】
5H770
【Ｆターム（参考）】
5H770AA05
5H770DA41
5H770EA01
5H770JA11Y
5H770JA13Y
5H770KA01Y
5H770QA01
5H770QA25
5H770QA27
5H770QA35
(57)【要約】
【課題】電力変換回路及び金属筐体の間に生じる寄生容量に起因してノイズが発生する。
【解決手段】電力変換装置１０は、グランドに接続される金属筐体２０と、金属筐体２０の内部に位置し、電圧を変換する電力変換回路３０と、電力変換回路３０及び金属筐体２０の間に位置するフィルタ回路４０と、を備える。電力変換回路３０は、複数の出力端子と、スイッチング素子と、を有している。フィルタ回路４０は、複数の出力端子と金属筐体２０との間に直列接続される第１コモンモードチョークコイル４１及び第２コモンモードチョークコイル４６を備える。第１コモンモードチョークコイル４１は、金属筐体２０を通してグランドに接続する第１コイル４２と、グランドに接続されない第２コイル４３及び第３コイル４４と、を含んでいる。第２コモンモードチョークコイル４６は、グランドに接続されない第４コイル４７及び第５コイル４８と、を含んでいる。
【選択図】図１
【解決手段】電力変換装置１０は、グランドに接続される金属筐体２０と、金属筐体２０の内部に位置し、電圧を変換する電力変換回路３０と、電力変換回路３０及び金属筐体２０の間に位置するフィルタ回路４０と、を備える。電力変換回路３０は、複数の出力端子と、スイッチング素子と、を有している。フィルタ回路４０は、複数の出力端子と金属筐体２０との間に直列接続される第１コモンモードチョークコイル４１及び第２コモンモードチョークコイル４６を備える。第１コモンモードチョークコイル４１は、金属筐体２０を通してグランドに接続する第１コイル４２と、グランドに接続されない第２コイル４３及び第３コイル４４と、を含んでいる。第２コモンモードチョークコイル４６は、グランドに接続されない第４コイル４７及び第５コイル４８と、を含んでいる。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
グランドに接続される金属筐体と、
前記金属筐体の内部に位置し、電圧を変換する電力変換回路と、
前記金属筐体の内部に位置し、前記電力変換回路及び前記金属筐体の間に位置するフィルタ回路と、
を備え、
前記電力変換回路は、複数の出力端子と、スイッチング素子と、を有し、
前記フィルタ回路は、
複数の前記出力端子と前記金属筐体との間に直列接続される第１コモンモードチョークコイルと、
前記第１コモンモードチョークコイルに直列接続され、且つ前記グランドに接続されない第２コモンモードチョークコイルと、
を備え、
前記第１コモンモードチョークコイルは、前記金属筐体を通して前記グランドに接続する第１コイルと、前記グランドに接続されない第２コイル及び第３コイルと、を含む
電力変換装置。
前記金属筐体の内部に位置し、電圧を変換する電力変換回路と、
前記金属筐体の内部に位置し、前記電力変換回路及び前記金属筐体の間に位置するフィルタ回路と、
を備え、
前記電力変換回路は、複数の出力端子と、スイッチング素子と、を有し、
前記フィルタ回路は、
複数の前記出力端子と前記金属筐体との間に直列接続される第１コモンモードチョークコイルと、
前記第１コモンモードチョークコイルに直列接続され、且つ前記グランドに接続されない第２コモンモードチョークコイルと、
を備え、
前記第１コモンモードチョークコイルは、前記金属筐体を通して前記グランドに接続する第１コイルと、前記グランドに接続されない第２コイル及び第３コイルと、を含む
電力変換装置。
【請求項2】
前記電力変換回路は、ハーフブリッジ回路又はフルブリッジ回路を含む
請求項１に記載の電力変換装置。
請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項3】
前記第２コモンモードチョークコイルは前記出力端子に接続され、
前記第１コモンモードチョークコイルは、前記第２コモンモードチョークコイルと前記金属筐体との間に配置される
請求項１に記載の電力変換装置。
前記第１コモンモードチョークコイルは、前記第２コモンモードチョークコイルと前記金属筐体との間に配置される
請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項4】
前記第１コイル、前記第２コイル、及び前記第３コイルは、前記出力端子に接続する配線と、筒状の磁性コアからなり、
前記磁性コアは、前記第１コイル、前記第２コイル、及び前記第３コイルを構成する前記配線を取り囲むように配置される
請求項１～請求項３のいずれか一項に記載の電力変換装置。
前記磁性コアは、前記第１コイル、前記第２コイル、及び前記第３コイルを構成する前記配線を取り囲むように配置される
請求項１～請求項３のいずれか一項に記載の電力変換装置。
【請求項5】
基板をさらに備え、
前記第２コモンモードチョークコイルは前記基板に実装され、
前記磁性コアの中心軸に沿う寸法は、前記配線の前記金属筐体から前記基板までの配線長の１／１０以上である
請求項４に記載の電力変換装置。
前記第２コモンモードチョークコイルは前記基板に実装され、
前記磁性コアの中心軸に沿う寸法は、前記配線の前記金属筐体から前記基板までの配線長の１／１０以上である
請求項４に記載の電力変換装置。
【請求項6】
前記第２コモンモードチョークコイルは、第４コイルを含み、
前記第２コイルのインダクタンスは、前記第４コイルのインダクタンスよりも小さい
請求項１に記載の電力変換装置。
前記第２コイルのインダクタンスは、前記第４コイルのインダクタンスよりも小さい
請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項7】
前記電力変換回路の前記出力端子と、前記グランドとの間に接続するコンデンサを備える
請求項１に記載の電力変換装置。
請求項１に記載の電力変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、電力変換装置に関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献１は、電力変換装置を開示している。この電力変換装置は、直流電源と、電力変換回路と、コモンモードチョークコイルと、２つの外部端子と、アース端子と、を備えている。電力変換回路は、昇圧コンバータと、インバータと、を備えている。直流電源から供給された電力は、昇圧コンバータを介してインバータに入力される。インバータは、入力された直流電力を単相交流の電力に変換して、外部端子から出力する。アース端子は、電力変換回路に接続している。コモンモードチョークコイルは、電力変換回路及び外部端子の間に挿入される２つのインダクタと、電力変換回路及びアース端子の間に挿入されるインダクタで構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０１７－１８８９７６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に記載されているような電力変換装置の電力変換回路は、多くの場合、金属筐体の内部に搭載される。この場合、電力変換回路を構成する各素子及び金属筐体の間に寄生容量が発生し得る。そして、この寄生容量に伴い電流が流れると、ノイズが発生する。
【課題を解決するための手段】
【0005】
上記課題を解決するため、本発明は、グランドに接続される金属筐体と、前記金属筐体の内部に位置し、電圧を変換する電力変換回路と、前記金属筐体の内部に位置し、前記電力変換回路及び前記金属筐体の間に位置するフィルタ回路と、を備え、前記電力変換回路は、複数の出力端子と、スイッチング素子と、を有し、前記フィルタ回路は、複数の前記出力端子と前記金属筐体との間に直列接続される第１コモンモードチョークコイルと、前記第１コモンモードチョークコイルに直列接続され、且つ前記グランドに接続されない第２コモンモードチョークコイルと、を備え、前記第１コモンモードチョークコイルは、前記金属筐体を通して前記グランドに接続する第１コイルと、前記グランドに接続されない第２コイル及び第３コイルと、を含む電力変換装置である。
【0006】
上記構成によれば、電力変換回路は、グランド端子に接続するコイルを含む第１コモンモードチョークコイルに加えて、当該コイルを含まない第２コモンモードチョークコイルを備えている。それにより、電力変換回路を構成する各素子及び金属筐体の間で発生する寄生容量に起因するノイズを小さくできる。
【発明の効果】
【0007】
電力変換回路及び金属筐体の間に生じる寄生容量に起因するノイズを小さくできる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【発明を実施するための形態】
【0009】
＜電力変換装置の一実施形態＞
以下、電力変換装置の一実施形態を、図面を参照して説明する。なお、図面は、理解を容易にするために構成要素を拡大して示している場合がある。構成要素の寸法比率は実際のものと、又は別の図面中のものと異なる場合がある。
以下、電力変換装置の一実施形態を、図面を参照して説明する。なお、図面は、理解を容易にするために構成要素を拡大して示している場合がある。構成要素の寸法比率は実際のものと、又は別の図面中のものと異なる場合がある。
【0010】
（電力変換装置の構成）
先ず、電力変換装置１０の回路構成について説明する。
図１に示すように、電力変換装置１０は、金属筐体２０を備えている。そして、電力変換装置１０は、金属筐体２０の内部に、電力変換回路３０と、フィルタ回路４０と、制御・駆動回路５０と、を備えている。
先ず、電力変換装置１０の回路構成について説明する。
図１に示すように、電力変換装置１０は、金属筐体２０を備えている。そして、電力変換装置１０は、金属筐体２０の内部に、電力変換回路３０と、フィルタ回路４０と、制御・駆動回路５０と、を備えている。
【0011】
金属筐体２０は、内部に空間を有する箱形状である。金属筐体２０の材質は、導電性の金属である。金属筐体２０は、複数の外部接続端子を備えている。複数の外部接続端子は、第１高電位外部入力端子２１Ａと、第２高電位外部入力端子２１Ｂと、第１外部出力端子２３Ａと、第２外部出力端子２３Ｂと、グランド端子２４と、を含む。
【0012】
第１高電位外部入力端子２１Ａは、第１直流電源８０Ａの高電位端子に接続している。第１低電位外部入力端子２２Ａは、第１直流電源８０Ａの低電位端子に接続している。なお、第１直流電源８０Ａは、金属筐体２０の外部に設置されている。また、第１直流電源８０Ａは、例えば、太陽光発電パネルである。
【0013】
第２高電位外部入力端子２１Ｂは、第２直流電源８０Ｂの高電位端子に接続している。第２低電位外部入力端子２２Ｂは、第２直流電源８０Ｂの低電位端子に接続している。なお、第２直流電源８０Ｂは、金属筐体２０の外部に設置されている。また、第２直流電源８０Ｂは、第１直流電源８０Ａとは別の太陽光発電パネルである。
【0014】
第１外部出力端子２３Ａ及び第２外部出力端子２３Ｂは、各外部出力端子から金属筐体２０の外部に延びる電力線９０を介して、電力系統９１に接続している。電力線９０は、分電盤、電力量計、コンセント（アウトレット）などの図示しない電気設備を含む。また、電力線９０は、負荷回路９２に接続している。負荷回路９２は、電力線９０からの交流電力により動作する電気機器である。負荷回路９２は、例えば、照明器具、テレビ、冷蔵庫、洗濯機、空気調和機、電子レンジ、空気清浄機、等である。
【0015】
グランド端子２４は、金属筐体２０の内部において、当該金属筐体２０に接続している。また、グランド端子２４は、金属筐体２０の外部において、接地している。
電力変換回路３０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ６０を備えている。ＤＣ／ＤＣコンバータ６０の入力側の各端子は、第１高電位外部入力端子２１Ａ、第１低電位外部入力端子２２Ａ、第２高電位外部入力端子２１Ｂ、及び第２低電位外部入力端子２２Ｂに接続している。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ６０の出力側の各端子は、第１外部出力端子２３Ａ及び第２外部出力端子２３Ｂに接続している。ＤＣ／ＤＣコンバータ６０は、金属筐体２０の各入力端子を介して入力された直流電圧を変圧して出力する。
電力変換回路３０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ６０を備えている。ＤＣ／ＤＣコンバータ６０の入力側の各端子は、第１高電位外部入力端子２１Ａ、第１低電位外部入力端子２２Ａ、第２高電位外部入力端子２１Ｂ、及び第２低電位外部入力端子２２Ｂに接続している。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ６０の出力側の各端子は、第１外部出力端子２３Ａ及び第２外部出力端子２３Ｂに接続している。ＤＣ／ＤＣコンバータ６０は、金属筐体２０の各入力端子を介して入力された直流電圧を変圧して出力する。
【0016】
電力変換回路３０は、第１上段スイッチング素子３１Ａ、第１下段スイッチング素子３２Ａ、第２上段スイッチング素子３１Ｂ、第２下段スイッチング素子３２Ｂを備えている。なお、各スイッチング素子はｎチャネル型のＭＯＳＦＥＴ（金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ）である。したがって、各スイッチング素子の第１端子はドレイン端子である。各スイッチング素子の第２端子はソース端子である。各スイッチング素子の第３端子はゲート端子である。
【0017】
第１上段スイッチング素子３１Ａの第１端子は、ＤＣ／ＤＣコンバータ６０の高電位側端子に接続している。第１上段スイッチング素子３１Ａの第２端子は、第１外部出力端子２３Ａに接続している。
【0018】
第１下段スイッチング素子３２Ａの第１端子は、第１上段スイッチング素子３１Ａの第２端子及び第１外部出力端子２３Ａに接続している。第１下段スイッチング素子３２Ａの第２端子は、ＤＣ／ＤＣコンバータ６０の低電位側端子に接続している。
【0019】
第２上段スイッチング素子３１Ｂの第１端子は、ＤＣ／ＤＣコンバータ６０の高電位側端子に接続している。第２上段スイッチング素子３１Ｂの第２端子は、第２外部出力端子２３Ｂに接続している。
【0020】
第２下段スイッチング素子３２Ｂの第１端子は、第２上段スイッチング素子３１Ｂの第２端子及び第２外部出力端子２３Ｂに接続している。第２下段スイッチング素子３２Ｂの第２端子は、ＤＣ／ＤＣコンバータ６０の低電位側端子に接続している。すなわち、電力変換回路３０は、フルブリッジ回路を含んでいる。
【0021】
制御・駆動回路５０は、各スイッチング素子の第３端子に接続している。制御・駆動回路５０は、第１上段スイッチング素子３１Ａの第３端子に、第１スイッチング信号Ｓ１を出力する。第１スイッチング信号Ｓ１はＰＷＭ信号であり、周期的に高電位及び低電位が切り替わる信号である。これにより、第１上段スイッチング素子３１Ａは、オンオフが切り替わる。同様に、制御・駆動回路５０は、第１下段スイッチング素子３２Ａの第３端子に、第２スイッチング信号Ｓ２を出力する。制御・駆動回路５０は、第２上段スイッチング素子３１Ｂの第３端子に、第３スイッチング信号Ｓ３を出力する。制御・駆動回路５０は、第２下段スイッチング素子３２Ｂの第３端子に、第４スイッチング信号Ｓ４を出力する。制御・駆動回路５０は、電力線９０に出力する交流電圧を正弦波に近づけるように、各スイッチング信号のパルス幅を、例えばＰＷＭ（パルス幅変調）方式により調整する。したがって、電力変換回路３０は、各スイッチング素子のオンオフ動作によって、ＤＣ／ＤＣコンバータ６０からの直流電圧を、交流電圧に変換する。つまり、電力変換回路３０は、インバータとして機能する。
【0022】
電力変換回路３０は、第１インダクタ３３Ａと、第２インダクタ３３Ｂと、を備えている。
第１インダクタ３３Ａの第１端は、第１上段スイッチング素子３１Ａの第２端子及び第１下段スイッチング素子３２Ａの第１端子に接続している。第１インダクタ３３Ａの第２端は、第１外部出力端子２３Ａに接続している。すなわち、第１インダクタ３３Ａは、第１上段スイッチング素子３１Ａ及び第１外部出力端子２３Ａの間、且つ、第１下段スイッチング素子３２Ａ及び第１外部出力端子２３Ａの間に位置する。
第１インダクタ３３Ａの第１端は、第１上段スイッチング素子３１Ａの第２端子及び第１下段スイッチング素子３２Ａの第１端子に接続している。第１インダクタ３３Ａの第２端は、第１外部出力端子２３Ａに接続している。すなわち、第１インダクタ３３Ａは、第１上段スイッチング素子３１Ａ及び第１外部出力端子２３Ａの間、且つ、第１下段スイッチング素子３２Ａ及び第１外部出力端子２３Ａの間に位置する。
【0023】
第２インダクタ３３Ｂの第１端は、第２上段スイッチング素子３１Ｂの第２端子及び第２下段スイッチング素子３２Ｂの第１端子に接続している。第２インダクタ３３Ｂの第２端は、第２外部出力端子２３Ｂに接続している。すなわち、第２インダクタ３３Ｂは、第２上段スイッチング素子３１Ｂ及び第２外部出力端子２３Ｂの間、且つ、第２下段スイッチング素子３２Ｂ及び第２外部出力端子２３Ｂの間に位置する。
【0024】
電力変換回路３０は、出力コンデンサ３５を備えている。出力コンデンサ３５の第１端は、第１インダクタ３３Ａの第２端に接続している。また、出力コンデンサ３５の第１端は、第１外部出力端子２３Ａに接続している。一方、出力コンデンサ３５の第２端は、第２インダクタ３３Ｂの第２端に接続している。また、出力コンデンサ３５の第２端は、第２外部出力端子２３Ｂに接続している。
【0025】
電力変換回路３０は、複数の出力端子を備えている。具体的には、電力変換回路３０は、第１出力端子３６Ａと、第２出力端子３６Ｂと、を備えている。電力変換回路３０の第１出力端子３６Ａは、出力コンデンサ３５の第１端である。電力変換回路３０の第２出力端子３６Ｂは、出力コンデンサ３５の第２端である。
【0026】
フィルタ回路４０は、第１コモンモードチョークコイル４１と、第２コモンモードチョークコイル４６と、を備えている。
第１コモンモードチョークコイル４１は、第１コイル４２と、第２コイル４３と、第３コイル４４と、後述する磁性コア４５と、を有している。そして、当該３つのコイルは、１つの磁性コア４５を共有している。すなわち、第１コモンモードチョークコイル４１の３つのコイルは、磁気結合している。
第１コモンモードチョークコイル４１は、第１コイル４２と、第２コイル４３と、第３コイル４４と、後述する磁性コア４５と、を有している。そして、当該３つのコイルは、１つの磁性コア４５を共有している。すなわち、第１コモンモードチョークコイル４１の３つのコイルは、磁気結合している。
【0027】
第１コモンモードチョークコイル４１を構成する第１コイル４２の第１端は、金属筐体２０に接続している。また、第１コイル４２の第２端は、グランド端子２４に接続している。すなわち、第１コモンモードチョークコイル４１は、金属筐体２０を通してグランドに接続している。
【0028】
第１コモンモードチョークコイル４１を構成する第２コイル４３の第１端は、第２コモンモードチョークコイル４６を介して、電力変換回路３０の第２出力端子３６Ｂに接続している。また、第２コイル４３の第２端は、第２外部出力端子２３Ｂに接続している。すなわち、第２コイル４３は、グランドに接続されない。
【0029】
第１コモンモードチョークコイル４１を構成する第３コイル４４の第１端は、第２コモンモードチョークコイル４６を介して、電力変換回路３０の第１出力端子３６Ａに接続している。また、第３コイル４４の第２端は、第１外部出力端子２３Ａに接続している。すなわち、第３コイル４４は、グランドに接続されない。
【0030】
このように、第１コモンモードチョークコイル４１は、各上段スイッチング素子の第２端子及び各外部出力端子の間、且つ各下段スイッチング素子の第１端子及び各外部出力端子の間に位置している。すなわち、第１コモンモードチョークコイル４１は、複数の出力端子と金属筐体２０との間に直列接続している。
【0031】
第２コモンモードチョークコイル４６は、第４コイル４７と、第５コイル４８と、１つのコアと、を有している。当該２つのコイルは、１つのコアを共有している。すなわち、第２コモンモードチョークコイル４６の２つのコイルは、磁気結合している。
【0032】
第２コモンモードチョークコイル４６を構成する第４コイル４７の第１端は、電力変換回路３０の第２出力端子３６Ｂに接続している。また、第４コイル４７の第２端は、第１コモンモードチョークコイル４１を介して、第１外部出力端子２３Ａに接続している。すなわち、第４コイル４７は、グランドに接続されない。
【0033】
第２コモンモードチョークコイル４６を構成する第５コイル４８の第１端は、電力変換回路３０の第１出力端子３６Ａに接続している。また、第５コイル４８の第２端は、第１コモンモードチョークコイル４１を介して、第２外部出力端子２３Ｂに接続している。すなわち、第５コイル４８は、グランドに接続されない。したがって、第２コモンモードチョークコイル４６は、第１コモンモードチョークコイル４１と直列接続している。そして、第２コモンモードチョークコイル４６は、グランドに接続されない。
【0034】
以上のとおり、フィルタ回路４０は、電力変換回路３０及び金属筐体２０の間に位置している。また、第１コモンモードチョークコイル４１は、第２コモンモードチョークコイル４６及び金属筐体２０の間に位置している。そして、第２コモンモードチョークコイル４６は、電力変換回路３０の各出力端子及び第１コモンモードチョークコイル４１の間に位置している。
【0035】
なお、第２コイル４３のインダクタンスは、第４コイル４７のインダクタンスよりも小さい。また、第３コイル４４のインダクタンスは、第５コイル４８のインダクタンスよりも小さい。
【0036】
電力変換装置１０は、第１コンデンサ３４Ａと、第２コンデンサ３４Ｂと、を備えている。
第１コンデンサ３４Ａの第１端は、第１出力端子３６Ａに接続している。一方、第１コンデンサ３４Ａの第２端は、第１コモンモードチョークコイル４１の第１コイル４２を介して、グランド端子２４に接続している。すなわち、第１コンデンサ３４Ａは、Ｙコンデンサとして機能する。
第１コンデンサ３４Ａの第１端は、第１出力端子３６Ａに接続している。一方、第１コンデンサ３４Ａの第２端は、第１コモンモードチョークコイル４１の第１コイル４２を介して、グランド端子２４に接続している。すなわち、第１コンデンサ３４Ａは、Ｙコンデンサとして機能する。
【0037】
第２コンデンサ３４Ｂの第１端は、第２出力端子３６Ｂに接続している。一方、第２コンデンサ３４Ｂの第２端は、第１コモンモードチョークコイル４１の第１コイル４２を介して、グランド端子２４に接続している。すなわち、第２コンデンサ３４Ｂは、Ｙコンデンサとして機能する。
【0038】
（第１コモンモードチョークコイルについて）
上記のように構成された電力変換回路３０のうち、第１コモンモードチョークコイル４１を除く部分は、基板７０上に実装されている。なお、図２では、基板７０に実装された各素子の図示を省略している。
上記のように構成された電力変換回路３０のうち、第１コモンモードチョークコイル４１を除く部分は、基板７０上に実装されている。なお、図２では、基板７０に実装された各素子の図示を省略している。
【0039】
図２に示すように、第１コモンモードチョークコイル４１は、第１配線４２Ｗと、第２配線４３Ｗと、第３配線４４Ｗと、磁性コア４５と、を備えている。
第１配線４２Ｗの第１端は、接続端子７１を介して、金属筐体２０に接続している。第１配線４２Ｗの第２端は、グランド端子２４に接続している。この第１配線４２Ｗは、第１コモンモードチョークコイル４１の第１コイル４２を構成している。
第１配線４２Ｗの第１端は、接続端子７１を介して、金属筐体２０に接続している。第１配線４２Ｗの第２端は、グランド端子２４に接続している。この第１配線４２Ｗは、第１コモンモードチョークコイル４１の第１コイル４２を構成している。
【0040】
第２配線４３Ｗの第１端は、接続端子７１を介して、第２コモンモードチョークコイル４６の第４コイル４７の第２端に接続している。第２配線４３Ｗの第２端は、第２外部出力端子２３Ｂに接続している。この第２配線４３Ｗは、第１コモンモードチョークコイル４１の第２コイル４３を構成している。
【0041】
第３配線４４Ｗの第１端は、接続端子７１を介して、第２コモンモードチョークコイル４６の第５コイル４８の第２端に接続している。第３配線４４Ｗの第２端は、第１外部出力端子２３Ａに接続している。この第３配線４４Ｗは、第１コモンモードチョークコイル４１の第３コイル４４を構成している。
【0042】
また、図示は省略するが、第１配線４２Ｗ、第２配線４３Ｗ及び第３配線４４Ｗは、導体配線と、当該導体配線を被覆する絶縁膜と、を有している。
磁性コア４５は、略円筒状である。磁性コア４５の材質は、フェライト等の磁性材を含んでいる。磁性コア４５は、第１配線４２Ｗ、第２配線４３Ｗ及び第３配線４４Ｗを取り囲んでいる。換言すると、第１配線４２Ｗ、第２配線４３Ｗ及び第３配線４４Ｗは、磁性コア４５の中央の孔を挿し通っている。
磁性コア４５は、略円筒状である。磁性コア４５の材質は、フェライト等の磁性材を含んでいる。磁性コア４５は、第１配線４２Ｗ、第２配線４３Ｗ及び第３配線４４Ｗを取り囲んでいる。換言すると、第１配線４２Ｗ、第２配線４３Ｗ及び第３配線４４Ｗは、磁性コア４５の中央の孔を挿し通っている。
【0043】
ここで、第１コモンモードチョークコイル４１が有する磁性コア４５の、当該磁性コア４５の中心軸に沿う方向の長さを、磁性コア４５の長さ寸法Ｌ１とする。このとき、磁性コア４５の長さ寸法Ｌ１は、第１配線４２Ｗ、第２配線４３Ｗ、または、第３配線４４Ｗから選ばれる１つの配線の配線長Ｌ２の、１／１０以上である。なお、磁性コア４５の中心軸は、次のように定義する。すなわち、中心軸は、筒状の磁性コア４５が有する貫通穴において、金属筐体２０の各外部出力端子側の開口縁で形成される平面図形の幾何中心と、電力変換回路３０の各出力端子側の開口縁で形成される平面図形の幾何中心と、を結ぶ直線である。また、第１配線４２Ｗの配線長Ｌ２は、グランド端子２４から接続端子７１までの配線の長さである。第２配線４３Ｗの配線長Ｌ２は、第２外部出力端子２３Ｂから接続端子７１までの配線の長さである。第３配線４４Ｗの配線長Ｌ２は、第１外部出力端子２３Ａから接続端子７１までの配線の長さである。なお、図２においては、第１配線４２Ｗの配線長Ｌ２を示している。
【0044】
（本実施形態の効果について）
（１）上記実施形態において、電力変換回路３０は、グランド端子２４に接続する第１コイル４２を含む第１コモンモードチョークコイル４１に加えて、グランドに接続されない第２コモンモードチョークコイル４６を備えている。それにより、電力変換回路３０を構成する各素子及び金属筐体２０の間で形成される寄生容量に起因するノイズを小さくできる。
（１）上記実施形態において、電力変換回路３０は、グランド端子２４に接続する第１コイル４２を含む第１コモンモードチョークコイル４１に加えて、グランドに接続されない第２コモンモードチョークコイル４６を備えている。それにより、電力変換回路３０を構成する各素子及び金属筐体２０の間で形成される寄生容量に起因するノイズを小さくできる。
【0045】
（２）上記実施形態によれば、電力変換回路３０は、ハーフブリッジ回路又はフルブリッジ回路を含んでいる。これにより、電力変換回路３０による電力の変換効率を向上できる。
【0046】
（３）上記実施形態によれば、第１コモンモードチョークコイル４１は、第２コモンモードチョークコイル４６と金属筐体２０との間に配置されている。グランド端子２４に接続する第１コイル４２を含む第１コモンモードチョークコイル４１が金属筐体２０側に配置されていることにより、金属筐体２０と各配線との接触箇所近傍で発生するノイズを小さくしやすい。
【0047】
（４）上記実施形態によれば、電力変換回路３０の第１コモンモードチョークコイル４１は、略円筒状の磁性コア４５を有している。そして、この磁性コア４５により第１コモンモードチョークコイル４１の第１配線４２Ｗ、第２配線４３Ｗ、第３配線４４Ｗが束ねられた状態になっている。これにより、基板７０に対して、第１コモンモードチョークコイル４１を直接実装する場合に比べて、金属筐体２０と上記各配線との距離が物理的に離れる。これに伴い、第１コモンモードチョークコイル４１の各配線と金属筐体２０との間に形成される寄生容量を小さくできる。したがって、当該寄生容量に起因して発生するノイズを小さくできる。
【0048】
（５）上記実施形態によれば、磁性コア４５の長さ寸法Ｌ１は、金属筐体２０から基板７０までの配線長Ｌ２の１／１０以上である。これにより、金属筐体２０と、基板７０との間に物理的な距離をとることができる。金属筐体２０との接触箇所近傍の配線では寄生容量が発生しやすいため、これらの寄生容量に起因するノイズを効率的に小さくできる。
【0049】
（６）上記実施形態によれば、第１コモンモードチョークコイル４１のインダクタンスは、第２コモンモードチョークコイル４６のインダクタンスよりも小さい。これらの構成により、例えば第１コモンモードチョークコイル４１及び第２コモンモードチョークコイル４６のいずれかのみでは小さくすることが難しい広い周波数帯のノイズを小さくできる。
【0050】
（７）上記実施形態によれば、電力変換回路３０は、Ｙコンデンサとして機能する第１コンデンサ３４Ａ及び第２コンデンサ３４Ｂを備える。これにより、コモンモードノイズなどのノイズをさらに小さくできる。
【0051】
（８）上記実施形態によれば、第１配線４２Ｗ、第２配線４３Ｗ及び第３配線４４Ｗは、導体配線の外面を絶縁体で被覆したケーブルである。これにより、第１コモンモードチョークコイル４１の各配線の間で形成される寄生容量、及び各配線と金属筐体２０との間に形成される寄生容量の大きさを小さくできる。したがって、コモンモードノイズなどのノイズを小さくできる。
【0052】
＜変更例＞
上記実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
上記実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
【0053】
・金属筐体２０が有する高電位外部入力端子及び低電位外部入力端子は、２組に限らない。１組でもよいし、３組以上有していてもよい。
・金属筐体２０は、外部接続端子の一部または全部を備えていなくてもよい。例えば、金属筐体２０は、第１外部出力端子２３Ａ、第２外部出力端子２３Ｂ及びグランド端子２４の代わりに、金属筐体２０の内部と外部を連通する穴を有していてもよい。その場合、第１配線４２Ｗ、第２配線４３Ｗ、及び第３配線４４Ｗは、当該穴を通って、金属筐体２０の外部に延びていてもよい。ただし、このような場合、当該穴における金属筐体２０の内部と外部の境界近傍において、各配線と金属筐体２０との間に寄生容量が発生しうる。そのため、例えば配線長Ｌ２を求める際に、当該境界を外部接続端子とみなして、配線長Ｌ２を求める。
・金属筐体２０は、外部接続端子の一部または全部を備えていなくてもよい。例えば、金属筐体２０は、第１外部出力端子２３Ａ、第２外部出力端子２３Ｂ及びグランド端子２４の代わりに、金属筐体２０の内部と外部を連通する穴を有していてもよい。その場合、第１配線４２Ｗ、第２配線４３Ｗ、及び第３配線４４Ｗは、当該穴を通って、金属筐体２０の外部に延びていてもよい。ただし、このような場合、当該穴における金属筐体２０の内部と外部の境界近傍において、各配線と金属筐体２０との間に寄生容量が発生しうる。そのため、例えば配線長Ｌ２を求める際に、当該境界を外部接続端子とみなして、配線長Ｌ２を求める。
【0054】
・電力変換回路３０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ６０を備えていなくてもよいし、電力変換回路３０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ６０のみを備えていてもよい。
・電力変換回路３０は、ハーフブリッジ回路又はフルブリッジ回路を含まなくてもよい。その場合でも、（１）に記載の効果は得られる。
・電力変換回路３０は、ハーフブリッジ回路又はフルブリッジ回路を含まなくてもよい。その場合でも、（１）に記載の効果は得られる。
【0055】
・電力変換回路３０は、本実施形態のような、いわゆる単相２線に限られない。例えば、単相３線としてもよい。この例の場合、金属筐体２０は、第３外部出力端子を有していればよい。そして、電力変換回路３０は、第３上段スイッチング素子、第３下段スイッチング素子及び第３インダクタを備えていればよい。なお、この例の場合、各素子の接続関係は、第１上段スイッチング素子３１Ａ、第１下段スイッチング素子３２Ａ及び第１インダクタ３３Ａ等と同様である。また、この場合、第１コモンモードチョークコイル４１は、第３出力端子に接続する４つ目のコイルを有し、第２コモンモードチョークコイル４６は、第３出力端子に接続する３つ目のコイルを有していることが好ましい。また、この例以外にも、電力変換装置１０は、三相４線等でもよい。
【0056】
・各スイッチング素子は、本実施形態の例に限られない。制御・駆動回路５０によりスイッチングを操作できれば、ＭＯＳＦＥＴ以外の素子でもよい。
・電力変換回路３０は、第１インダクタ３３Ａ、第２インダクタ３３Ｂ及び出力コンデンサ３５を備えていなくてもよい。
・電力変換回路３０は、第１インダクタ３３Ａ、第２インダクタ３３Ｂ及び出力コンデンサ３５を備えていなくてもよい。
【0057】
・電力変換回路３０は、第１コンデンサ３４Ａ及び第２コンデンサ３４Ｂを備えていなくてもよい。これらを備えていなくても、（１）に記載の効果は得られる。
・第１コモンモードチョークコイル４１の第２コイル４３のインダクタンスは、第２コモンモードチョークコイル４６の第４コイル４７のインダクタンス以上であってもよい。同様に、第１コモンモードチョークコイル４１の第３コイル４４のインダクタンスは、第２コモンモードチョークコイル４６の第５コイル４８のインダクタンス以上であってもよい。第１コモンモードチョークコイル４１に加えて第２コモンモードチョークコイル４６を有してさえいれば、有していない場合に比べてコモンモードノイズを小さくできる。
・第１コモンモードチョークコイル４１の第２コイル４３のインダクタンスは、第２コモンモードチョークコイル４６の第４コイル４７のインダクタンス以上であってもよい。同様に、第１コモンモードチョークコイル４１の第３コイル４４のインダクタンスは、第２コモンモードチョークコイル４６の第５コイル４８のインダクタンス以上であってもよい。第１コモンモードチョークコイル４１に加えて第２コモンモードチョークコイル４６を有してさえいれば、有していない場合に比べてコモンモードノイズを小さくできる。
【0058】
・第１コモンモードチョークコイル４１は、第２コモンモードチョークコイル４６及び金属筐体２０の間に位置していなくてもよい。例えば、第１コモンモードチョークコイル４１は、出力コンデンサ３５と、第２コモンモードチョークコイル４６の間に位置していてもよい。第１コモンモードチョークコイル４１と第２コモンモードチョークコイル４６の位置関係が異なっていても、電力変換回路３０及び金属筐体２０の間で生じる寄生容量に起因するノイズと、電力変換回路３０及び大地の間で生じる寄生容量に起因するノイズと、を両方小さくできる。
【0059】
・電力変換回路３０の構成要素のうち、どの素子及び配線が基板７０に実装されているかは任意である。例えば、第１コモンモードチョークコイル４１が、基板７０上に実装可能な素子として構成されているのであれば、第１コモンモードチョークコイル４１が基板７０上に実装されていてもよい。第１コモンモードチョークコイル４１が基板７０上に実装されていても、ノイズを小さくする効果は得られる。また、第２コモンモードチョークコイル４６が基板７０上に実装されていなくてもよく、その場合、第２コモンモードチョークコイル４６は第１コモンモードチョークコイル４１と同様に、複数の配線を取り囲む筒状のコアを有していてもよい。
【0060】
・第３配線４４Ｗ、第２配線４３Ｗ及び第１配線４２Ｗは、導体配線を被覆する絶縁膜を有していなくてもよい。その場合、各導体配線が被覆以外の方法で絶縁していることが好ましい。
【0061】
・電力変換回路３０が有する磁性コア４５は、１つに限られない。例えば、第３配線４４Ｗ、第２配線４３Ｗ及び第１配線４２Ｗを、２つの磁性コア４５が取り囲んでいてもよい。
【0062】
・磁性コア４５の形状は、本実施形態の例に限られない。例えば、柱状の磁性コア４５に第３配線４４Ｗ、第２配線４３Ｗ、第１配線４２Ｗが巻回されて構成されていてもよい。また、例えば、複数の環状の磁性コア４５で第３配線４４Ｗ、第２配線４３Ｗ及び第１配線４２Ｗを取り囲んでもよい。
【0063】
・磁性コア４５の中心軸に沿う方向において、磁性コア４５の長さ寸法Ｌ１は、各外部出力端子から、基板７０までの配線長Ｌ２の１／１０未満でもよい。第１コモンモードチョークコイル４１が磁性コア４５を共有してさえいれば、コモンモードノイズを抑制することができる。
【0064】
・磁性コア４５は、第１配線４２Ｗに加えて、各外部出力端子に接続している複数の配線のうち、少なくとも１つの配線を取り囲んでいればよい。例えば、磁性コア４５は、第３配線４４Ｗ及び第１配線４２Ｗのみ取り囲んでいてもよい。グランド端子２４に接続するコイルを含む第１コモンモードチョークコイル４１と、当該コイルを含まない第２コモンモードチョークコイル４６を有していれば、第２コモンモードチョークコイル４６を有していない場合に比べてコモンモードノイズを小さくできる。
【0065】
・磁性コア４５の材質は、フェライトに限られない。例えば、パーマロイ等でもよい。
＜付記＞
上記実施形態及び変更例から導き出せる技術思想を以下に記載する。
＜付記＞
上記実施形態及び変更例から導き出せる技術思想を以下に記載する。
【0066】
［１］
グランドに接続される金属筐体と、
前記金属筐体の内部に位置し、電圧を変換する電力変換回路と、
前記金属筐体の内部に位置し、前記電力変換回路及び前記金属筐体の間に位置するフィルタ回路と、
を備え、
前記電力変換回路は、複数の出力端子と、スイッチング素子と、を有し、
前記フィルタ回路は、
複数の前記出力端子と前記金属筐体との間に直列接続される第１コモンモードチョークコイルと、
前記第１コモンモードチョークコイルに直列接続され、且つ前記グランドに接続されない第２コモンモードチョークコイルと、
を備え、
前記第１コモンモードチョークコイルは、前記金属筐体を通して前記グランドに接続する第１コイルと、前記グランドに接続されない第２コイル及び第３コイルと、を含む電力変換装置。
グランドに接続される金属筐体と、
前記金属筐体の内部に位置し、電圧を変換する電力変換回路と、
前記金属筐体の内部に位置し、前記電力変換回路及び前記金属筐体の間に位置するフィルタ回路と、
を備え、
前記電力変換回路は、複数の出力端子と、スイッチング素子と、を有し、
前記フィルタ回路は、
複数の前記出力端子と前記金属筐体との間に直列接続される第１コモンモードチョークコイルと、
前記第１コモンモードチョークコイルに直列接続され、且つ前記グランドに接続されない第２コモンモードチョークコイルと、
を備え、
前記第１コモンモードチョークコイルは、前記金属筐体を通して前記グランドに接続する第１コイルと、前記グランドに接続されない第２コイル及び第３コイルと、を含む電力変換装置。
【0067】
［２］
前記電力変換回路は、ハーフブリッジ回路又はフルブリッジ回路を含む［１］に記載の電力変換装置。
前記電力変換回路は、ハーフブリッジ回路又はフルブリッジ回路を含む［１］に記載の電力変換装置。
【0068】
［３］
前記第２コモンモードチョークコイルは前記出力端子に接続され、
前記第１コモンモードチョークコイルは、前記第２コモンモードチョークコイルと前記金属筐体との間に配置される［１］又は［２］に記載の電力変換装置。
前記第２コモンモードチョークコイルは前記出力端子に接続され、
前記第１コモンモードチョークコイルは、前記第２コモンモードチョークコイルと前記金属筐体との間に配置される［１］又は［２］に記載の電力変換装置。
【0069】
［４］
前記第１コイル、前記第２コイル、及び前記第３コイルは、前記出力端子に接続する配線と、筒状の磁性コアからなり、
前記磁性コアは、前記第１コイル、前記第２コイル、及び前記第３コイルを構成する前記配線を取り囲むように配置される［１］～［３］のいずれか１つに記載の電力変換装置。
前記第１コイル、前記第２コイル、及び前記第３コイルは、前記出力端子に接続する配線と、筒状の磁性コアからなり、
前記磁性コアは、前記第１コイル、前記第２コイル、及び前記第３コイルを構成する前記配線を取り囲むように配置される［１］～［３］のいずれか１つに記載の電力変換装置。
【0070】
［５］
基板をさらに備え、
前記第２コモンモードチョークコイルは前記基板に実装され、
前記磁性コアの中心軸に沿う寸法は、前記配線の前記金属筐体から前記基板までの配線長の１／１０以上である［４］に記載の電力変換装置。
基板をさらに備え、
前記第２コモンモードチョークコイルは前記基板に実装され、
前記磁性コアの中心軸に沿う寸法は、前記配線の前記金属筐体から前記基板までの配線長の１／１０以上である［４］に記載の電力変換装置。
【0071】
［６］
前記第２コモンモードチョークコイルは、第４コイルを含み、
前記第２コイルのインダクタンスは、前記第４コイルのインダクタンスよりも小さい［１］～［５］のいずれか１つに記載の電力変換装置。
前記第２コモンモードチョークコイルは、第４コイルを含み、
前記第２コイルのインダクタンスは、前記第４コイルのインダクタンスよりも小さい［１］～［５］のいずれか１つに記載の電力変換装置。
【0072】
［７］
前記電力変換回路の前記出力端子と、前記グランドとの間に接続するコンデンサを備える［１］～［６］のいずれか１つに記載の電力変換装置。
前記電力変換回路の前記出力端子と、前記グランドとの間に接続するコンデンサを備える［１］～［６］のいずれか１つに記載の電力変換装置。
【符号の説明】
【0073】
１０…電力変換装置
２０…金属筐体
２１…外部接続端子
３０…電力変換回路
４０…フィルタ回路
４１…第１コモンモードチョークコイル
４６…第２コモンモードチョークコイル
２０…金属筐体
２１…外部接続端子
３０…電力変換回路
４０…フィルタ回路
４１…第１コモンモードチョークコイル
４６…第２コモンモードチョークコイル
【図1】
【図2】