EMC滤波器及电力转换装置的制作方法

emc滤波器及电力转换装置
技术领域
1.本发明涉及一种emc滤波器和功率转换器。


背景技术：

2.emc滤波器以使用电容器来吸收噪声为目的。另一方面，如果在逆变器电路内追加电容器，则由于电路谐振而产生噪声的峰值，所以需要降低该峰值。对于该降低技术，每天都在进行改良。
3.作为本技术发明的背景技术，已知有下述的专利文献1。在专利文献1中公开了如下构成：在将成对地平行延伸的母线分别经由成对的电容器而接地的逆变器噪声除去装置中，电容器在相对于成对的母线对称的位置分别与母线和接地端子连接，并且使它们的长度方向沿着母线的延伸方向地配置在母线的附近。现有技术文献专利文献
4.专利文献1:日本专利特开2005-12908号公报。


技术实现要素：

发明要解决的问题
5.在专利文献1的构成中，例如，为了降低电路谐振引起的峰值，在电容器以外另外设置阻尼电阻。于是，为了连接这些部件，增加了电容器和电阻以外的基板等部件数量，从而存在成本上升的问题，要求去除吸收噪声的电容器以外的部件。
6.鉴于此，本发明的目的在于提供一种不使用追加部件而在电路上产生阻尼电阻的效果的emc滤波器以及电力转换装置。解决问题的技术手段
7.本发明的emc滤波器及具备该滤波器的电力转换装置具备电容器元件和供给所述电容器元件的直流电力的母线，所述电容器元件具有用于与所述母线连接的引线导体，所述引线导体与所述母线的连接部的面积比所述引线导体的截面积小。发明的效果
8.根据本发明，能够提供一种不使用追加部件而在电路上产生阻尼电阻的效果的emc滤波器以及电力转换装置。
附图说明
9.图1为电力转换装置的电路图。图2为本发明的一个实施方式的电力转换装置的展开图。图3为emc滤波器的放大图。图4为图3的展开图。图5为本发明的一个实施方式的电容器端子和母线的焊接前后的焊接部的图。
图6为图5的变形例。图7为图4的变形例。图8为emc过滤器的收纳部的图。图9为从另一角度观察图8的图。
具体实施方式
10.(一实施例以及emc滤波器和功率转换器的构成)以下参照附图对用于实施本发明的方式进行说明。图1为电力转换装置的电路图。
11.在电力转换装置100的电路图101中，电力转换装置100将来自电池102的直流电力转换为交流电力。在本实施方式中，电力转换装置100是向车辆驱动用电动机103供给交流电力的、大功率用的电力转换装置。
12.电力转换装置100由功率半导体电路部202、平滑用电容器203、emc滤波器204等构成，与电池102和车辆驱动用电动机103连接。功率半导体电路部202具备上臂或下臂的一对开关元件。emc滤波器204包括电容器107和阻尼电阻器108。电容器107吸收由功率半导体电路部202的开关而产生的噪声。
13.平滑用电容器203吸收由功率半导体电路部202的开关引起的电流变化，使输出稳定。
14.对于电容器107,将连接在正极(p)侧109和负极(n)侧110之间的电容器作为x电容器,将连接在正极(p)侧109或负极(n)侧110和接地之间的电容器作为y电容器。
15.需要阻尼电阻器108来抑制由于引入电容器107而产生的电路谐振。阻尼电阻器108与电容器107串联连接。与x电容器串联连接的阻尼电阻108使用例如0.11ω程度以上的电阻。与y电容器串联连接的阻尼电阻使用例如1.5ω程度以上的电阻。
16.图2为在本发明的一个实施方式中使用的电力转换装置的展开图。
17.电力转换装置100的由铝合金等构成的金属制的部件即壳体201构成外框，是分别具有一对短边壁部和长边壁部的箱状的长方体。壳体201收纳功率半导体电路部202、平滑用电容器203、emc滤波器204、交流侧母线205、直流侧母线206等。
18.如上所述，emc滤波器204由吸收噪声的电容器107和电阻器108的模块构成，并且连接到emc滤波器母线。该emc滤波器204用的电容器107吸收因功率半导体电路部202的开关而产生的emc噪声。
19.交流侧母线205是输出侧端子，与图1所示的电动机103连接。直流侧母线206连接emc滤波器204和交流侧母线205，并从输入连接输出。另外，直流侧母线206也与平滑用电容器203电连接。
20.图3为emc滤波器的放大图。
21.emc滤波器204由供给电容器107的直流电力的正极(p)侧母线211、负极(n)侧母线212构成。
22.在现有技术中，为了实现阻尼电阻的效果，在需要电容器和电阻作为电路元件的情况下，一般是将各个元件、固定电阻器或薄膜电容器等各个单体部件组合而配置在基板上并予以连接而构成的方式。但是，如果像这样为了进行其他部件的组合或分别配置而使用基板，则存在占用部分变大且部件成本变高的问题。
23.图4为展开了图3的emc滤波器的图。
24.从电容器107引出用于与母线211(212)连接的引线导体214。引线导体214通过正极(p)侧母线211和负极(n)侧母线212的突起部216焊接连接。焊接使用例如凸焊或超声波焊等。电容器107在引线端子214和母线突起部216焊接连接后通过正极(p)侧母线211和负极(n)侧母线212所具有的支承部215支承。
25.图5为表示电容器端子和母线的焊接前后的焊接部的图。
26.突起部216以与引线导体214连接的一侧为锐角而成为三角形状。突起部216与引线导体214形成焊接部219而连接(焊接)。如果使用该连接方法,则突起部216和引线导体214的连接部(焊接部)219能够形成得比引线导体214的截面积小。由此,在该连接部(焊接部)219产生接触电阻。对于该接触电阻，得到以下的实验结果。
27.在母线211(212)和引线导体214的固有电阻一定的情况下，假设半径0.4mm的粗细的引线导体214在半径0.4mm的圆形接触点11点与母线211(212)接触，该接触电阻为50mω的情况。在此,通过将该圆状接触点设为1点,将该圆状接触点的半径减小为0.15mm,电阻值成为约1.5ω,接触电阻变大。因此，越增加接触点或增大接触面直径，阻尼的电阻值越下降。即，接触电阻与固有电阻成比例，与接触面的半径和接触点的数量成反比。
28.根据另一实验结果,连接部219的面积优选为在引线导体214的直径为0.8mm的情况下要求从直径0.1mm到直径0.8mm的、实现阻尼电阻的面积。
29.另外，本发明的阻尼电阻，根据母线和电容器端子的连接状况，也有可能出现电阻值多少有些偏差的问题。根据对其进行试验的其他实验结果，例如对emc滤波器结构的阻尼电阻进行了如下的影响评价。
30.阻尼电阻为0.33ω，存在焊接引起的偏差，电阻值的变化发生
±
10％左右。但是，在0.33ω的阻尼电阻的效果范围0.1～10mhz中，几乎不会因电阻值的变化而产生噪声电平的偏差。即，即使焊接点的接触电阻存在偏差，也能够再现能够适用于emc噪声的阻尼电阻。
31.进而，在验证了实施本发明时的噪声滤波器的效果的其他实验结果中，在以往的噪声滤波器中，由于涉及到1mhz附近的emc规格，所以还兼具电容器，需要另外追加阻尼电阻。但是，如果是本发明的结构，则在不需要具备追加电阻的部件的状态下，还具有不与1mhz附近的emc标准相抵触的效果。
32.另外,在10mhz的高频区域附近,如果是本发明的结构,则存在噪声电平比以往稍高的倾向,但满足所要求的规定基准内的噪声区域,能够作为滤波电容器发挥功能。
33.根据以上的实验结果，通过使引线导体214和母线211(212)的连接部面积比引线导体214的截面积小，连接部电阻与连接面的半径成反比，连接部的电阻值上升。该连接部(焊接部)219的接触电阻比引线导体214的寄生电阻大,能够具有作为阻尼电阻的功能。
34.因此，通过在作为电容器端子的引线导体214上设置与连接的母线211(212)的焊接点219，具有阻尼电阻的效果。连接部219的电阻值比端子自身的esr(electron spin resonance)大，能够模拟安装了电阻部件的情况。由此,由于具有阻尼电阻的作用而能够不再追加的电阻部件,所以与以往相比,不需要作为追加部件的电阻,进而也不需要连接用的基板,从而能够削减成本、减少部件数量、简化工序。
35.另外，具有简单地构成电阻分量、提高电阻值的精度的效果，能够通过形成在母线211(212)上的突起部216缩小连接部面积，因此能够由此使电阻值上升。由于突起部216是
线状的突起，所以在与引线导体214连接时，通过与引线导体214的延伸方向大致正交地连接，能够抑制连接部面积的偏差。
36.在本实施例中，对于与x电容器串联连接的阻尼电阻，说明了适用发明的情况，但在y电容器中也可以同样地构成。
37.图6为图5的焊接后的连接部(焊接部)的另一实施例。
38.母线的突起部217为长方形的形状。连接部(焊接部)219a的形状不限于上述例子,只要能够得到所要求的阻尼电阻的效果,可以是任意的形状。
39.图7为图4的突起部的另一实施例。
40.与引线导体214连接的母线侧突起部218也可以为了调整阻尼电阻值而形成在两点上,进而为了调整,也可以形成多于两点的突起部218。
41.图8为emc过滤器收纳部301的图。
42.emc滤波器204的电容器107由正极(p)侧母线211和负极(n)侧母线212的支承部215支承。电容器107在引线导体214与正极(p)侧母线211和负极(n)侧母线212的突起部216的接触部焊接连接。正极(p)侧母线211和负极(n)侧母线212沿着收容部301的底面部配线延长,与图2所示的直流侧母线206连接。
43.图9为表示滤波器用电容器被密封的状态的图。
44.在部件的组装过程中，作为具有电绝缘性的固定部件的树脂302流入收纳部301，由此，母线211(212)和引线导体214的连接部219被覆盖而被密封。
45.由于电容器107被树脂302密封，所以产生了提高emc滤波器204的抗振性的效果。由于面积小的连接部被作为密封材料的树脂302覆盖，所以被覆盖的连接部被固定，不易受到振动的影响。
46.这样，通过使用树脂302密封电容器107，能够与形成emc滤波器204的外框的壳体一体地支承并固定电容器107。另外,由于引线导体214与正极(p)侧母线211和负极(n)侧母线212的突起部216的焊接点的接触面积变小,因此通过使用树脂302进行密封,能够进行焊接点的连接加强。
47.根据以上说明的本发明的一个实施方式，实现以下的作用效果。
48.(1)emc滤波器204具备电容器元件107和供给电容器元件107的直流电力的母线211(212)，电容器元件107具有用于与母线211(212)连接的引线导体214，引线导体214和母线211(212)的连接部219的面积比引线导体214的截面积小。这样，能够提供不使用追加部件而在电路性上产生阻尼电阻的效果的emc滤波器以及电力转换装置。
49.(2)emc滤波器204的母线211(212)具有突起部216，引线导体214与突起部216连接。这样，能够实现阻尼电阻。
50.(3)emc滤波器204的突起部216是与引线导体214的延伸方向大致正交的线状的突起。这样，对于多个电容器元件107，能够使焊接部219的面积小于引线导体214的截面积。
51.(4)还具有覆盖emc滤波器204的母线211(212)和引线导体214的连接部219的固定部件302。这样，能够保持实施本发明的emc滤波器204的稳定性。
52.(5)emc滤波器204的固定部件302是具有电绝缘性的树脂密封材料。这样，能够确保实施了本发明的emc过滤器204的安全性。
53.(6)还具备填充有emc过滤器204的树脂密封材料302的壳体，壳体具有支承电容器
元件107主体的支承部215。这样，与树脂302一起提高了emc过滤器204在壳体上的固定性。
54.(7)提供具有(1)～(6)中所述的emc滤波器204的电力转换装置100。由此，能够提供实施了本发明的电力转换装置100。
55.以上，在不脱离发明的技术思想的范围内，可以进行删除、对其他结构进行置换、进行其他结构的追加，其方式也包含在本发明的范围内。符号说明
56.100电力转换装置101电路图102电池103车辆驱动用电动机107电容器108阻尼电阻109电容器正极(p)侧110电容器负极(p)侧201壳体202功率半导体电路部203平滑用电容器204emc滤波器205交流侧母线206直流侧母线211emc滤波器的正极(p)侧母线212emc滤波器的负极(n)侧母线214引线导体215支承部216母线突起部217母线突起部(变形例)218母线突起部(变形例2)219连接部(焊接部)301收纳部302树脂。