申请/专利权人：日立汽车系统株式会社

申请日：2016-11-08

公开（公告）日：2020-06-23

公开（公告）号：CN108496303B

主分类号：H02M3/00(20060101)

分类号：H02M3/00(20060101)

优先权：["20160223 JP 2016-031838"]

专利状态码：有效-授权

法律状态：2020.06.23#授权;2018.09.28#实质审查的生效;2018.09.04#公开

摘要：一种电路装置，其具备：噪声产生电路部，其产生噪声；框体，其内部收纳有噪声产生电路部，并进行电接地，且具有开口部；控制基板，其设置有用于连接向外部的配线的连接器；底板，其以覆盖框体开口部的方式配置于噪声产生电路部与控制基板之间；以及高阻抗机构，其相对于噪声具有比底板高的阻抗，底板包括支承控制基板的第一底板、以及与第一底板分离的第二底板，第一底板和第二底板被配置成之间夹着高阻抗机构。

主权项：1.一种电路装置，其特征在于，具备：噪声产生电路部，其产生噪声；框体，其内部收纳有上述噪声产生电路部，并进行电接地，且具有开口部；控制基板，其设置有用于连接向外部的配线的连接器；底板，其以覆盖上述框体的上述开口部的方式配置于上述噪声产生电路部与上述控制基板之间；以及高阻抗机构，其相对于上述噪声具有比上述底板高的阻抗，上述底板包括支承上述控制基板的第一底板、以及与上述第一底板分离的第二底板，上述第一底板和上述第二底板被配置成之间夹着上述高阻抗机构。

全文数据：电路装置技术领域[0001]本发明涉及电路装置。背景技术[0002]以往，例如提出了专利文献1所记载的技术，以降低电力转换装置中向外部的传导噪声。在专利文献1中公开了一种车载用电力转换装置，其在由导电性框体和多层印刷电路板分别包围的分开的封闭空间内分别收纳控制电路部和功率类电路部，由此遮断这些电路之间的电磁耦合而降低传导噪声。[0003]在先技术文献[0004]专利文献[0005]专利文献1:国际公开第201433852号发明内容[0006]在专利文献1所记载的技术中，由于控制电路部和功率类电路部被设置于同一多层印刷电路板上，因此无法完全地遮断这些电路之间的电磁耦合，有可能无法充分地降低向外部的传导噪声。[0007]本发明的电路装置具备:噪声产生电路部，其产生噪声;框体，其内部收纳有上述噪声产生电路部，并进行电接地，且具有开口部;控制基板，其设置有用于连接向外部的配线的连接器;底板，其以覆盖上述框体的上述开口部的方式配置于上述噪声产生电路部与上述控制基板之间；以及高阻抗机构，其相对于上述噪声具有比上述底板高的阻抗，上述底板包括支承上述控制基板的第一底板以及与上述第一底板分离的第二底板，上述第一底板和上述第二底板被配置成之间夹着上述高阻抗机构。[0008]根据本发明，能够降低从电路装置向外部的传导噪声。附图说明[0009]图1是本发明的一个实施方式所涉及的电路装置的电路结构图。[0010]图2是示意性地示出本发明的第一实施方式所涉及的电路装置的结构的图。[0011]图3是表示现有的电路装置的结构的一例的图。[0012]图4是示意性地示出本发明的第二实施方式所涉及的电路装置的结构的图。[0013]图5是示意性地示出本发明的第三实施方式所涉及的电路装置的结构的图。[0014]图6是示意性地示出本发明的第四实施方式所涉及的电路装置的结构的图。[0015]图7是示意性地示出本发明的第五实施方式所涉及的电路装置的结构的图。具体实施方式[0016]在混合动力汽车或电动汽车上搭载了逆变器、DCDC转换器等电力转换装置。在这些电力转换装置中，通过对半导体元件进行开关，从而将直流电压转换为交流电压或其它直流电压。例如在DCDC转换器中，将从电池供给的数百伏特的直流高电压变化为供给至车辆配件系统的数十伏特的直流低电压。[0017]上述电力转换装置通常具备强电系统电路和弱电系统电路。例如DCDC转换器的强电系统电路包括将直流电压转换为交流电压或者将交流电压转换为直流电压的开关电路、进行交流电压转换的变压器等。另外，弱电系统电路包括生成用于控制开关电路的动作的控制信号的控制电路、滤波电路等。在搭载于车辆的电力转换装置中，为了小型化和一体化，优选将这些电路收纳于同一金属框体内。但是，在将强电系统电路和弱电系统电路收纳于同一金属框体内时，从强电系统电路产生的电磁噪声与弱电系统电路进行电磁耦合，由此有时产生向外部的传导噪声。在这种情况下，将产生以下问题：由于传导噪声的电平，将不能满足根据标准规定或车辆侧的要求而决定的噪声规定值。[0018]因此，在具备强电系统电路和弱电系统电路的电力转换装置中，为了降低向外部的传导噪声，以往使用金属板来遮蔽从强电系统电路向弱电系统电路的噪声传播。然而，当由于电力转换装置的小型化而使强电系统电路与金属板之间的距离缩小时，与之相伴地，强电系统电路与金属板的电磁耦合增强而噪声电流被引导到金属板。该噪声电流经由弱电系统电路向位于外部的供电源等流出，由此引起产生向外部的传导噪声这种问题。[0019]本发明是为了解决上述课题而完成的。以下，参照附图说明本发明所涉及的电路装置的实施方式。[0020]第一实施方式）[0021]图1是本发明的一个实施方式所涉及的电路装置100的电路结构图。图丨示出的电路装置1〇〇为在闻电压的直流电池与低电压的直流电池之间沿一个方向或者相互进行电力转换的DCDC转换器装置的一例。如图1所示，电路装置1〇〇具备:高电压开关电路部10、低电压开关电路部20、交流转换电路部30、输入侧滤波电路部40、输出侧滤波电路部50以及控制电路60。[0022^高电压开关电路部10将从未图示的高电压电池经由输入侧滤波电路部40输入的直流高电压转换为交流电压，输出到交流转换电路部30。高电压开关电路部10具备作为H桥型开关电路而相互连接的开关元件H1、H2、H3和H4、以及平滑电容器Cin。开关元件H1〜H4由M0SFET构成。^关元件H1〜H4的栅极端子经由未图示的栅极电阻分别与控制电路60连接。此外，虽未图示，但在高电压开关电路部10中还设置有其它电子部件和配线图案等。[0023]交流转换电路部30将从高电压开关电路部10输入的交流高电压转换为交流低电压，输出到低电压开关电路部20。交流转换电路部30具备谐振线圈匕和变压器Tr。[0024]低电压开关电路部2〇进行基于有源钳位型同步整流方式的整流，由此将从交流转换电路部3〇输入的交流低电压转换为直流电压，经由输出侧滤波电路部5〇输出到未图示的低电压电池。低电压开关电路部2〇具备：开关元件31、52、53和54、线圈1〇1^、电容器^和Cmit、以及电阻Rsh。开关元件S1〜S4由M〇SFET构成。开关元件S1〜S4的栅极端子经由未图不的栅极电阻分别与控制电路㈤进行连接。此外，低电压开关电路部2〇也可以使用其它整流方式、例如二极管整流方式等。另外，虽未图示，但在低电压开关电路部2〇中还设置有其它电子部件、配线图案等。[0025]上，说巧的高电压开关电路部10、低电压开关电路部20以及交流转换电路部3〇随着其动作而广生噪声。因此，以下，将这些电路归纳称为噪声产生电路部1〇1。[0026]输入侧滤波电路部40和输出侧滤波电路部50为用于从电路装置100的输入输出电压中去除噪声成分的噪声滤波器。输入侧滤波电路部40具备普通模式滤波器Lcmn和电容器Cy。输出侧滤波电路部50具备电感器Lf和电容器Cf。此外，也可以通过其它电路结构来实现这些滤波电路。另外，也可以使用多个元件来实现各滤波器要素。[0027]控制电路60与高电压开关电路部10的开关元件H1〜H4的各栅极端子以及低电压开关电路部20的开关元件S1〜S4的各栅极端子进行连接。控制电路60通过进行规定的运算处理，分别运算开关元件H1〜H4和开关元件S1〜S4的开关状态，将基于其运算结果的控制信号开关信号输出到各栅极端子。根据从控制电路6〇输出的控制信号开关元件H1〜H4和开关元件S1〜S4分别进行开关动作，由此高电压开关电路部10和低电压开关电路部20分别进行动作，进行上述电力转换。[0028]此外，在图1的电路结构图中，通过电路符号来表示构成电路装置1〇〇的各电路要素，而不是表示元件数。因此，各电路要素既可以用一个元件来实现，也可以用多个元件来实现。另外，不一定需要输入侧滤波电路部40,只要根据电路装置100的规格来决定采用与否即可。[0029]图2是示意性地示出本发明的第一实施方式所涉及的电路装置1〇〇的结构的图。在图2中，下侧示出的图为电路装置100的俯视图，上侧示出的图为电路装置100的截面图。此夕卜，上侧的截面图将在下侧的俯视图中示出的A-A’线作为切断线。[0030]如图2所示，本发明的第一实施方式所涉及的电路装置100具备:噪声产生电路部101、框体102、控制基板103、第一底板104以及第二底板105。[0031]噪声产生电路部101为如上所述产生噪声的电路部分，与图1的高电压开关电路部10、低电压开关电路部20以及交流转换电路部30相对应。在从上方观察电路装置100的情况下，噪声产生电路部101位于控制基板103和第二底板105的下侧而无法看见。因此，在图2的俯视图中，用虚线的矩形来表示噪声产生电路部101。[0032]金属制框体102具有在上侧具有开口部的箱型形状，在内部收纳有噪声产生电路部101。框体102与接地端109连接从而进行电接地。在电路装置100搭载于混合动力汽车、电动汽车等车辆来使用的情况下，接地端109相当于车辆主体。在该情况下，框体102与车辆主体成为同电位。此外，在图2中示出了在框体102内仅收纳了一个噪声产生电路部101的子例，但是，也可以在框体102内收纳多个噪声产生电路部101或其它部件。另外，也可以根据所收纳的部件的数、大小来适当地变更框体102的形状。例如，也可以使框体102向横向方向在图2的俯视图中下侧的方向）延长，在其延长部分收纳其它部件。[0033]控制基板103搭载有图1的控制电路60,并且设置有用于连接至外部的配线108的信号连接器106。配线108与信号连接器106连接，由此控制基板103经由配线108与位于外部的弱电系统的供电源110、未图示的通信装置等进行电连接。由此，能够向控制电路60供电、接受用于使控制电路60进行动作的通信信号等。控制基板103经由设置于第一底板104的多个导电性支柱107,与框体102进行电连接。[0034]金属制第一底板104和第二底板105以覆盖框体102的开口部的方式配置于噪声产生电路部101与控制基板103之间。第一底板104通过多个导电性支柱107支承控制基板103，经由该导电性支柱107与控制基板103进行电连接。第二底板105配置于比第一底板104更下侧的位置、即相对于噪声产生电路部101比第一底板104更近的位置。在第一底板104与第二底板105之间形成了切口201。该切口201相对于由噪声产生电路部101产生的噪声具有比第一底板104和第二底板105更高的阻抗。即，切口2〇1与第一底板104和第二底板1〇5相比，作为对噪声的高阻抗机构而发挥作用。[0035]在此，说明图2示出的电路装置100的结构与现有的电路装置的结构的区别。图3是表示现有的电路装置100A的结构的一例的图。此外，在图3中，在与图2对应的部分标注相同的附图标记。另外，在图3中，为了与图2的上侧的图进行比较，仅示出电路装置100A的截面图，省略了俯视图。[0036]在图3示出的现有的电路装置100A中，为了防止噪声产生电路部101与控制基板1〇3的电磁噪声结合，在它们之间配置有一个金属制的底板104A。底板104A通过多个导电性支柱107支承控制基板103。由该底板104A遮蔽来自噪声产生电路部101的噪声。然而，在这种现有的电路装置100A的结构中，当由小型化导致噪声产生电路部101与底板104A之间的距离缩小时，随之，噪声产生电路部101与底板104A的电磁耦合增强而噪声电流被引导到底板104A。该噪声电流经由控制基板103、信号连接器106以及配线108流出到外部的供电源110,由此有可能产生向外部的传导噪声。[0037]因此，为了解决上述问题，在本发明的第一实施方式所涉及的电路装置100中，如图2所示，构成为将插入于噪声产生电路部101与控制基板103之间的金属制底板分为两片即第一底板104和第二底板105。而且，在这些底板之间设置有如上所述作为高阻抗机构而发挥作用的切口201。通过这种结构，降低向外部的传导噪声。[0038]以下是本发明的第一实施方式所涉及的电路装置100中的各部件的配置关系。在本发明的第一实施方式所涉及的电路装置100中，第一底板104和第二底板105被配置为之间夹着切口201。换言之，在从图2的截面方向（与第一底板104的主面垂直的方向观察时，第一底板104的至少一部分的面以及第二底板105的至少一部分的面被配置成夹着作为高阻抗机构而发挥作用的切口201而彼此相对。此外，切口201的横向宽度与第一底板104和第二底板105的宽度相同。另外，第二底板105配置于相对于噪声产生电路部101比第一底板104更近的位置，控制基板103配置于相对于第一底板104与第二底板105的相反侧。第一底板104和第二底板105均与框体102接触，由此与框体102进行电连接。进而，第一底板104通过与控制基板103进行电连接的导电性支柱107来支承控制基板103。[0039]以下，说明在本发明的第一实施方式所涉及的电路装置100中设为如上所述的部件配置由此能够降低向外部的传导噪声量的理由。在图3示出的现有的电路装置100A的结构中，通过一体的底板104A来遮蔽噪声产生电路部101。因此，由来自噪声产生电路部101的电磁噪声而产生的噪声电流依次经由底板104A、导电性支柱107、控制基板103、信号连接器106、配线108,向外部的供电源110流出。另一方面，在图2示出的本发明的第一实施方式所涉及的电路装置100的结构中，将遮蔽噪声产生电路部101的底板分割为第一底板104和第二底板105,在其之间，设置有作为高阻抗机构的切口201。因此，能够使由来自噪声产生电路部1〇1的电磁噪声而产生的噪声电流从阻抗低的第二底板105经由框体102流向接地端109。因而，与现有的结构相比，能够降低向外部的供电源110流出的噪声电流。[0040]根据上述说明的本发明的第一实施方式，实现以下作用效果。[0041]1电路装置100具备:噪声产生电路部101，其产生噪声;框体102,其内部收纳噪声产生电路部101，并进行电接地，且具有开口部;控制基板103,其设置有用于连接向外部的配线108的信号连接器106;底板第一底板104、第二底板105，其以覆盖框体102的开口部的方式配置于噪声产生电路部1〇1与控制基板103之间；以及切口201，其作为相对于噪声具有比底板高的阻抗的高阻抗机构。底板包括:第一底板104,其支承控制基板103;以及第二底板105,其与第一底板104分离。第一底板104和第二底板105被配置为之间夹着切口201。由于设为这样，因此能够降低从电路装置100向外部的传导噪声。[0042]2第一底板104的至少一部分的面以及第二底板105的至少一部分的面被配置成夹着切口201而彼此相对。由于设为这样，因此能够切实且有效地降低从电路装置100向外部的传导噪声。[0043]3相对于噪声具有比底板高的阻抗的高阻抗机构为设置第一底板在104与第二底板105之间的切口201。因此，能够容易地实现高阻抗机构。[0044]4第二底板105被配置在相对于噪声产生电路部101比第一底板104更近的位置，控制基板103被配置在相对于第一底板104，与第二底板105的相反侧。另外，第一底板104通过与控制基板103进行电连接的导电性支柱107来支承控制基板103。由于设为这样，因此使由来自噪声产生电路部101的电磁噪声产生的噪声电流从第二底板105经由框体102流向接地端109，能够实现降低向外部的传导噪声。[0045]第二实施方式）[0046]以下，说明本发明的第二实施方式。图4是示意性地示出本发明的第二实施方式所涉及的电路装置100的结构的图。在图4中，与图2示出的第一实施方式的不同之处在于，切口201被替换为树脂部202。此外，在图4中仅示出电路装置100的截面图，省略了俯视图。[0047]树脂部202为使用了树脂材料的绝缘部件，与切口2〇1同样地，相对于噪声产生电路部101产生的噪声，具有比第一底板104和第二底板105高的阻抗。即，树脂部202与第一底板104和第二底板105相比，作为针对噪声的高阻抗机构而发挥作用。因而，能够如第一实施方式中说明那样，使由来自噪声产生电路部101的电磁噪声产生的噪声电流从阻抗低的第二底板105经由框体102流向接地端109。因而，与现有的结构相比，能够降低向外部的供电源110流出的噪声电流。[0048]根据上述说明的本发明的第二实施方式，起到与第一实施方式相同的作用效果。此外，代替树脂部202而使用树脂材料以外的绝缘物，也能够起到同样的作用效果。[0049]第三实施方式）[0050]以下，说明本发明的第三实施方式。图5是示意性地示出本发明的第三实施方式所涉及的电路装置100的结构的图。在图5中，与图2示出的第一实施方式的不同之处在于，第一底板104和第二底板105被水平地配置而其间设置有切口201以及还具备以覆盖该切口201的方式配置的导电性部件111。此外，在图5中仅示出电路装置1〇〇的截面图，省略了俯视图。[0051]在本实施方式的电路装置100中，第一底板104的一边与第二底板1〇5的一边被配置成夹着作为高阻抗机构而发挥作用的切口201而彼此相对。而且，为了防止由噪声产生电路部101产生的电磁噪声从切口201向控制基板1〇3漏出，配置有导电性部件111。导电性部件111被配置成与第二底板105进行电连接，从第二底板1〇5朝向噪声产生电路部1〇1突出，从框体102内侧覆盖切口201。通过设为这种结构，在电磁噪声通过切口201向控制基板103漏出之前，通过导电性部件111的表面上的反射以及内部的吸收来使电磁噪声衰减，能够使噪声电流从阻抗低的导电性部件111经由第二底板105和框体102流向接地端109。进而，能够缩小控制基板103与第二底板105的距离，因此能够实现电路装置100的小型化。[0052]根据上述说明的本发明的第三实施方式，除了在第一实施方式中说明的作用效果1以外，还实现以下作用效果5、⑹。[0053]5电路装置100还具备与第二底板1〇5进行电连接的导电性部件1U。另外，第一底板104的一边以及第二底板105的一边被配置成夹着作为高阻抗机构的切口201而彼此相对，导电性部件111被配置成覆盖切口201。由于这样设置，因此能够切实且有效地降低从电路装置100向外部的传导噪声。[0054]6导电性部件111被配置成从第二底板105朝向噪声产生电路部1〇1突出，从框体102内侧覆盖切口201。由于这样设置，因此能够有效地降低从噪声产生电路部101通过切口201向控制基板103漏出的电磁噪声。[0055]第四实施方式）[0056]以下，说明本发明的第四实施方式。图6是示意性地示出本发明的第四实施方式所涉及的电路装置100的结构的图。在图6中，与图5示出的第三实施方式的不同之处在于，切口201被替换为树脂部202。此外，在图6中仅示出电路装置100的截面图，省略了俯视图。[0057]如在第二实施方式中说明的那样，树脂部202为使用了树脂材料的绝缘部件，与切口201同样地，相对于由噪声产生电路部1〇1产生的噪声具有比第一底板104和第二底板105高的阻抗。即，树脂部202与第一底板104和第二底板105相比，作为针对噪声的高阻抗机构而发挥作用。因而，如在第三实施方式中说明的那样，在电磁噪声通过树脂部202向控制基板1〇3漏出之前，通过导电性部件111表面上的反射以及内部的吸收使电磁噪声衰减，能够使噪声电流从阻抗低的导电性部件111经由第二底板105和框体102流向接地端109。因而，与现有的结构相比，能够降低向外部的供电源110流出的噪声电流。[0058]根据上述说明的本发明的第四实施方式，实现与第三实施方式相同的作用效果。此外，即使代替树脂部202而使用树脂材料以外的绝缘物，也能够起到同样的作用效果。[0059]第五实施方式）[0060]以下，说明本发明的第五实施方式。图7是示意性地示出本发明的第五实施方式所涉及的电路装置100的结构的图。在图7中，与图5示出的第三实施方式的不同之处在于，导电性部件111被配置成向上突出。此外，在图7中仅示出电路装置100的截面图，省略了俯视图。[0061]在本实施方式的电路装置100中，导电性部件in被配置成从第二底板105朝向控制基板103突出并从框体102的外侧覆盖切口201。通过设为这种结构，在通过切口201的电磁噪声向控制基板1〇3漏出之前，与第三实施方式同样地，通过导电性部件111的表面上的反射以及内部的吸收使电磁噪声衰减，能够使噪声电流从阻抗低的导电性部件111经由第二底板105和框体102流向接地端109。因而，能够有效地降低从噪声产生电路部1〇1通过切口201向控制基板1〇3漏出的电磁噪声。[0062]此外，上述说明的各实施方式始终是本发明的一例，在解释本发明时并不限定于上述实施方式的记载事项。例如，本发明并不局限于搭载在混合动力汽车、电动汽车等车辆的电力转换装置，还能够应用于使用于建筑机械、铁道车辆的电力转换装置等其它电力转换装置。：*：#日日n各种变化例始终是〜例，只要不影响发明的特征，合并不限定于上述实施方式，在不脱离本发明的主旨的浪围内能够进行各种变更。[0064]以下慨權鹏雜公涵容作为观文件在此引用。[0065]日本专利申请2016年第31S3S号2016年2月23日申请）。[0066]附图标记说明[0067]1〇:高电压开关电路部;20:低电压开关电路部;3〇:交流转换电路部;40:输入侧滤波电路部;50:输出侧滤波电路部;60:控制电路;1〇〇:电路装置;1〇1:噪声产生电路部;1〇2:框体；103:控制基板；1〇4:第一底板；1〇5:第二底板；1〇6:信号连接器；1〇7:导电性支柱；1〇8:配线;1〇9:接地端;110:供电源;111:导电性部件;201:切P;202:树脂部。

权利要求：1.一种电路装置，其特征在于，具备：噪声产生电路部，其产生噪声；框体，其内部收纳有上述噪声产生电路部，并进行电接地，且具有开口部；控制基板，其设置有用于连接向外部的配线的连接器；底板，其以覆盖上述框体的上述开口部的方式配置于上述噪声产生电路部与上述控制基板之间；以及高阻抗机构，其相对于上述噪声具有比上述底板高的阻抗，上述底板包括支承上述控制基板的第一底板、以及与上述第一底板分离的第二底板，上述第一底板和上述第二底板被配置成之间夹着上述高阻抗机构。2.根据权利要求1所述的电路装置，其特征在于，上述第一底板的至少一部分的面与上述第二底板的至少一部分的面被配置成夹着上述高阻抗机构而彼此相对。3.根据权利要求2所述的电路装置，其特征在于，上述高阻抗机构为设置在上述第一底板与上述第二底板之间的切口。4.根据权利要求2所述的电路装置，其特征在于，上述高阻抗机构是由树脂材料构成的树脂部。5.根据权利要求1〜4的任一项所述的电路装置，其特征在于，上述第二底板被配置在相对于上述噪声产生电路部比上述第一底板更近的位置，上述控制基板被配置在相对于上述第一底板，与上述第二底板的相反侧，上述第一底板通过与上述控制基板进行电连接的导电性支柱来支承上述控制基板。6.根据权利要求1所述的电路装置，其特征在于，上述电路装置还具备与上述第二底板进行电连接的导电性部件，上述第一底板的一边与上述第二底板的一边被配置成夹着上述高阻抗机构而彼此相对，上述导电性部件被配置成覆盖上述高阻抗机构。7.根据权利要求6所述的电路装置，其特征在于，上述导电性部件被配置成从上述第二底板向上述噪声产生电路部突出，从上述框体内侧覆盖上述高阻抗机构。8.根据权利要求6所述的电路装置，其特征在于，上述导电性部件被配置成从上述第二底板向上述控制基板突出，从上述框体外侧覆盖上述高阻抗机构。

百度查询： 日立汽车系统株式会社 电路装置

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