电源基板、电源单元以及制冷装置的制作方法

文档序号:18745469发布日期:2019-09-21 02:17阅读:222来源:国知局
电源基板、电源单元以及制冷装置的制作方法

本发明涉及一种电源基板、包括电源基板的电源单元以及包括电源基板的制冷装置。



背景技术:

制冷装置等各种电气设备通过从商用电源被供给电力而工作。就各种电气设备而言,在印刷基板上安装有用于将来自商用电源的电力转换成所希望的电力的电源电路以及对各种电气设备所包含的构成设备的驱动源(马达)进行控制的控制电路等。印刷基板配置在各种电气设备内。

作为与上述印刷基板关联的技术,已知有专利文献1。在专利文献1中,两张印刷基板收纳于空调装置内。在一印刷基板上安装有对来自商用电源的交流电源进行转换的电源电路、以及压缩机马达及风扇马达的各控制电路。在另一印刷基板上安装有对压缩机马达及风扇马达以外的部分进行控制(阀控制、室外机及室内机之间的通信控制等)的电路。

专利文献1:日本公开专利公报特开平11-118229号公报



技术实现要素:

-发明所要解决的技术问题-

如上所述,在印刷基板与商用电源连接的情况下,需要采取共模噪声对策。共模噪声是因同相的电流流向电源布线和GND布线而基于电源布线及GND布线之间的电位差产生的。

图1是实施了共模噪声对策的电源单元110的现有例。如图1所示,电源单元110包括作为印刷基板的电源基板120及噪声去除用基板140。电源基板120通过三相的线束Lr、Ls、Lt及中性点的线束Ln,经由噪声去除用基板140而与三相四线式的商用电源91连接。在电源基板120上安装有生成向压缩机马达92供给的电力的AC400V系的电路124、以及生成向风扇马达93供给的电力的AC200V系的电路125。在噪声去除用基板140上安装有两个四线式的共模扼流圈(Common mode choke coil)143、144、以及进行空调装置的制冷剂控制等的控制电路145。

如图1所示,由于商用电源91是三相四线式的,因此,各共模扼流圈143、144采用了除了R相、S相及T相之外还与中性点对应的四线式的结构,共模扼流圈143、144是以两个并排的方式安装的。四线式的共模扼流圈143、144的尺寸大于三线式及两线式的共模扼流圈的尺寸,因此,在噪声去除用基板140中共模扼流圈143、144所占据的安装面积也相应地变大。

另外,即便将四线式的共模扼流圈设为一个,为了确保与使用两个四线式的共模扼流圈时相同程度的共模噪声降低能力,也需要使卷绕于一个共模扼流圈的导线的长度成为使用两个共模扼流圈时的卷绕于每一个共模扼流圈的导线的约两倍的长度,或者将芯材改为噪声去除能力高的材质。在该方法中,在噪声去除用基板140中一个共模扼流圈所占据的安装面积也增大,噪声去除用基板140的高度也增加。因此,电源单元110的成本也会增加。

本发明是鉴于上述技术问题而完成的,其目的在于,在不怎么降低共模噪声的降低效果的情况下尽可能使印刷基板小型化。

-用以解决技术问题的技术方案-

本公开的第一方面发明是一种电源基板20,向多个负荷92、93分别供给互不相同的电力,其特征在于,该电源基板20包括:输入端子21,其与三相四线式的交流电源91连接;三相布线31r、31s、31t及中性点布线31n,上述三相布线31r、31s、31t及上述中性点布线31n与上述输入端子21导通;第一电力生成电路24,其基于来自上述交流电源91的输入交流电力而生成三相的第一输出电力;第二电力生成电路25,其基于上述输入交流电力而生成单相的第二输出电力;三线式的第一共模扼流圈27,其在上述输入端子21与上述第一电力生成电路24之间与上述三相布线31r、31s、31t连接,使经由上述三相布线31r、31s、31t向上述第一电力生成电路24供给的上述输入交流电力的共模噪声成分降低;以及两线式的第二共模扼流圈28,其在上述输入端子21与上述第二电力生成电路25之间与上述三相布线31r、31s、31t中的任一相即规定布线31s及上述中性点布线31n连接,使经由该规定布线31s及该中性点布线31n向上述第二电力生成电路25供给的上述输入交流电力的共模噪声成分降低。

在该电源基板20上没有设置有四线式的共模扼流圈,而是设置有与第一电力生成电路24对应的三线式的第一共模扼流圈27以及与第二电力生成电路25对应的单相即两线式的第二共模扼流圈28。第一共模扼流圈27及第二共模扼流圈28的合计尺寸小于一个四线式的共模扼流圈的尺寸。而且,这些共模扼流圈27、28具有上述的布线构造,从而起到与四线式的共模扼流圈相同的程度的共模噪声的降低效果。另外,共模扼流圈27、28是三线式及两线式的共模扼流圈,因此,上述的各线圈27、28的尺寸比较小。因此,容易将各线圈27、28配置于电源基板20上的空置空间,三相布线31r、31s、31t及中性点布线31n的布局的自由度提高。因此,能够在不怎么降低共模噪声的降低效果的情况下尽可能使作为印刷基板的电源基板20小型化。因而,能够削减电源基板20的制造成本。

本公开的第二方面发明在第一方面发明的基础上,其特征在于,上述电源基板还包括印刷布线板P1,在该印刷布线板P1上安装上述第一电力生成电路24、上述第二电力生成电路25、上述第一共模扼流圈27及上述第二共模扼流圈28,上述印刷布线板P1在俯视观察时呈四边形状,在俯视观察时,上述印刷布线板P1在上述印刷布线板P1的第一边P1a与和该第一边P1a对置的第二边P1b之间具有强电区域a1和弱电区域a2,在上述强电区域a1,上述第一电力生成电路24与生成比上述第一输出电力小的上述第二输出电力的上述第二电力生成电路25被安装为,上述第一电力生成电路24位于比上述第二电力生成电路25靠近上述第一边P1a侧的位置,上述弱电区域a2位于比上述强电区域a1靠近上述第二边P1b侧的位置,在上述强电区域a1,以上述第二共模扼流圈28位于比上述第一共模扼流圈27靠上述弱电区域a2的位置的方式,还安装有上述第一共模扼流圈27和上述第二共模扼流圈28。

在该印刷布线板P1上,依次排列有生成比第二电力生成电路25高的电力的第一电力生成电路24、第二电力生成电路25以及弱电区域a2。即,第一电力生成电路24离弱电区域a2较远,因此,安装于弱电区域a2的弱电部件难以受到来自构成第一电力生成电路24的强电部件的噪声的影响。此外,第二共模扼流圈28位于比第一共模扼流圈27更靠近弱电区域a2的位置。即,第二共模扼流圈28配置在与对应的第二电力生成电路25比较近的位置,第一共模扼流圈27配置在与对应的第一电力生成电路24比较近的位置。因此,能够尽可能简化各共模扼流圈27、28与对应的电力生成电路24、25之间的三相布线31r、31s、31t及中性点布线31n各自的布线图案。

本公开的第三方面发明在第一方面发明或第二方面发明的基础上,其特征在于,多个上述负荷92、93是制冷装置60所包含的压缩机马达92及风扇马达93,上述第一电力生成电路24将上述第一输出电力向上述压缩机马达92输出,上述第二电力生成电路25将上述第二输出电力向上述风扇马达93输出。

本公开的第四方面发明是一种制冷装置60,具有制冷剂回路,其特征在于,该制冷装置60包括:第一方面发明到第三方面发明中任一方面发明所述的电源基板20;以及冷却部75,其使用在上述制冷剂回路中使用的制冷剂,对上述电源基板20的上述第一电力生成电路24及上述第二电力生成电路25分别包含的直交流转换器24d、25d进行冷却。

由此,无需另外设置空冷风扇等例如利用其他动力来进行工作的冷却部,能够将制冷剂有效地利用于对发热的直交流转换器24d、25d的冷却中。

本公开的第五方面发明在第四方面发明的基础上,上述制冷装置还包括收纳多个上述负荷92、93及上述电源基板20的壳体61,上述壳体61具有能够使该壳体61内部敞开的开闭板63a,上述电源基板20配置在上述壳体61内部的与上述开闭板63a对应的位置。

由此,维护作业人员能够从开闭板63a自由地对壳体61内部的电源基板20进行操作,因此,维护的作业性提高。尤其是,使用制冷剂对各电力生成电路24、25的直交流转换器24d、25d进行冷却,因此,维护作业人员能够通过开闭板63a使壳体61内部敞开,进行直交流转换器24d、25d是否被正常地冷却的确认等。

本公开的第六方面发明是一种电源单元,其特征在于,上述电源单元包括:第一方面发明到第三方面发明中的任一方面发明所记载的电源基板20;以及噪声去除用基板40,其连接在上述交流电源91与上述电源基板20之间,上述噪声去除用基板40具有使上述输入交流电力的共模噪声成分降低的四线式的第三共模扼流圈43,经由上述噪声去除用基板40的上述第三共模扼流圈43向上述电源基板20的上述第一共模扼流圈27及上述第二共模扼流圈28供给上述输入交流电力。

该电源单元10包括噪声去除用基板40,噪声去除用基板40是设置有三线式的第一共模扼流圈27及两线式的第二共模扼流圈28的电源基板20以外的基板且具有四线式的第三共模扼流圈43。若在电源基板20连接噪声去除用基板40,则与仅具有电源基板20的情况相比,共模噪声的去除效果提高。由此,在例如EMI对策的限制比较严苛的环境下,能够在电源基板20连接噪声去除用基板40来进行使用。这样,根据设置电源单元10的环境,能够改变共模噪声的降低效果。

此外,噪声去除用基板40是电源基板20以外另外设置的,因此,能够例如以将电源基板20设为四层构造且将噪声去除用基板40设为两层构造的方式使噪声去除用基板40的层数与电源基板20的层数不同。因此,与将噪声去除用基板40设为与电源基板20相同的四层构造的情况相比,能够实现低廉化。另外,安装于噪声去除用基板40的四线式的第三共模扼流圈43为一个,因此,安装于噪声去除用基板40的电路结构变得比较简单。

本公开的第七方面发明一种制冷装置60,具有制冷剂回路,其特征在于,该制冷装置60包括:第六方面发明所记载的电源单元10;以及冷却部75,其使用在上述制冷剂回路中使用的制冷剂,对上述电源单元10中的上述电源基板20的上述第一电力生成电路24及上述第二电力生成电路25分别包含的直交流转换器24d、25d进行冷却。

由此,无需另外设置空冷风扇等例如利用其他动力来进行工作的冷却部,能够将制冷剂有效地利用于对发热的直交流转换器24d、25d的冷却中。

本公开的第八方面发明在第七方面发明的基础上,其特征在于,该制冷装置还包括收纳多个上述负荷92、93及上述电源单元10的壳体61,上述壳体61具有能够使该壳体61内部敞开的开闭板63a,上述电源单元10中的上述电源基板20配置在上述壳体61内部的与上述开闭板63a对应的位置。

由此,维护作业人员能够从开闭板63a自由地对壳体61内部的电源基板20进行操作,因此,维护的作业性提高。尤其是,使用制冷剂对各电力生成电路24、25的直交流转换器24d、25d进行冷却,因此,维护作业人员能够通过开闭板63a使壳体61内部敞开,进行直交流转换器24d、25d是否被正常地冷却的确认等。

-发明的效果-

根据本公开的方面发明,能够在不怎么降低共模噪声的降低效果的情况下尽可能使作为印刷基板的电源基板20小型化。

附图说明

图1是现有的电源基板及电源单元的概要结构图。

图2是本实施方式的电源基板及电源单元的概要结构图。

图3是连接器以外的电源基板中的布局图。

图4是表示本实施方式的电源单元在室外机中的配置位置的图。

图5是安装于制冷剂管道的电源单元的纵向剖视图。

具体实施方式

以下,基于附图对本发明的实施方式详细进行说明。需要说明的是,以下的实施方式是本质上优选的示例,并没有对本发明、其应用对象或其用途的范围加以限制的意图。

《实施方式》

<概要>

图2中概要地示出本实施方式的电源单元10的结构。本实施方式的电源单元10搭载在制冷装置的一例即空调装置60的室外机中。电源单元10接受来自三相四线式的交流电源即商用电源91的输入交流电力,并供给用于驱动空调装置60所包含的构成部件即负荷的电力。

在本实施方式中,从电源单元10被供给电力的空调装置60的构成部件(即负荷)是指,压缩机71(参照图3)的驱动源即压缩机马达92、室外风扇(未图示)的驱动源即风扇马达93。

因此,电源单元10不仅与商用电源91电连接,还与压缩机马达92及风扇马达93电连接。电源单元10若将来自商用电源91的输入交流电力转换成能够使压缩机马达92及风扇马达93分别工作的电力,则将该电力向各马达92、93输出。由此,各马达92、93能够进行工作。

<电源单元的结构>

如图2所示,这样的电源单元10具有两张印刷基板,具体而言具有电源基板20及噪声去除用基板40。电源基板20与压缩机马达92及风扇马达93连接。在电源基板20与商用电源91之间连接有噪声去除用基板40。

<电源基板的结构>

电源基板20具有连接器21、22、23、四根布线31r、31s、31t、31n、第一电力生成电路24、第二电力生成电路25、控制电路26、第一共模扼流圈27以及第二共模扼流圈28。如图3所示,它们安装于在俯视观察时呈大致矩形状的印刷布线板P1。

需要说明的是,安装于电源基板20的电路的数量如上述那样比较多,因此,作为电源基板20的印刷布线板P1,采用了四层构造的印刷布线板。由此,能够尽可能使电源基板20小型化。

-连接器-

连接器21、22、23用于通过线束将电源基板20与其他设备及其他基板电连接。如图2所示,连接器21是与噪声去除用基板40连接的输入端子,其经由噪声去除用基板40而与商用电源91连接。连接器22是与压缩机马达92连接的输出端子。连接器23是与风扇马达93连接的输出端子。

各连接器21、22、23的框体由树脂等构成,并且,各连接器21、22、23构成为在该框体的内部与商用电源91的R相、S相、T相及中性点对应地排列有四个例如铜等金属箔。各连接器21、22、23位于电源基板20的端部附近,以使得容易与线束连接。另外,各连接器21、22、23具有供上述线束以能够装卸的方式连接的构造。

-布线-

在作为输入端子的连接器21上导通有四根布线31r、31s、31t、31n。布线31r、31s、31t是与三相四线的商用电源91的R相、S相、T相分别对应的三相布线。布线31n是与三相四线的商用电源91的中性点对应的中性点布线。虽然在图3中未图示这些布线31r、31s、31t、31n,但它们是例如由铜等金属箔形成在印刷布线板P1上的。

具体而言,如图2所示,R相及T相的三相布线31r、31t分别包括布线32r、32t和布线33r、33t。各布线32r、32t的一端与连接器21连接,各布线32r、32t的另一端与第一共模扼流圈27连接。各布线33r、33t的一端经由第一共模扼流圈27而与布线32r、32t的另一端连接,各布线33r、33t的另一端与第一电力生成电路24的输入连接。

S相的三相布线31s包括四个布线32s、33s、34s、37s。布线32s的一端与连接器21连接,布线32s的另一端与第一共模扼流圈27连接。布线33s的一端经由第一共模扼流圈27而与布线32s的另一端连接,布线33s的另一端与第一电力生成电路24的输入连接。布线34s是布线32s的分支布线,布线34s的一端与布线32s连接,布线34s的另一端与第二共模扼流圈28连接。布线37s的一端与第二共模扼流圈28连接,布线37s的另一端与第二电力生成电路25的输入连接。

中性点布线31n的一端与连接器21连接,中性点布线31n的另一端经由第二共模扼流圈28而与布线37n的一端连接。布线37n的另一端与第二电力生成电路25的输入连接。

-第一电力生成电路-

第一电力生成电路24基于来自商用电源91的输入交流电力而生成三相的第一输出电力。

如图3所示,第一电力生成电路24是包括由二极管桥构成的交直流转换器24a、电抗器24b、电容器24c、直交流转换器24d的电力转换电路。来自商用电源91的输入交流电力由交直流转换器24a整流之后,通过电容器24c而变得平滑,之后由直交流转换器24d转换成具有所希望的频率及振幅的交流电力。转换后的交流电力在图2中经由输出布线35u、35v、35w及连接器22作为第一输出电力向压缩机马达92输出。

在本实施方式中,作为例子所采用的是,上述第一输出电力为约400V系的交流电源的情况。

-第二电力生成电路-

第二电力生成电路25基于来自商用电源91的输入交流电力而生成单相的第二输出电力。

如图3所示,与上述第一电力生成电路24同样,第二电力生成电路25是包括由二极管桥构成的交直流转换器25a、电抗器25b、电容器25c、直交流转换器25d的电力转换电路。第二电力生成电路25生成第二输出电力的过程也与上述第一电力生成电路24相同。由第二电力生成电路25转换后的交流电力即第二输出电力经由输出布线36u、36v、36w及连接器23向风扇马达93输出。

在本实施方式中,作为例子所采用的是,上述第二输出电力是与上述第一输出电力不同的为约200V系的交流电源的情况。即,在本实施方式中,第二输出电力小于第一输出电力。

-控制电路-

控制电路26由存储器及CPU等弱电部件构成。通过由CPU读出并执行存储器所存储的程序,从而控制电路26进行搭载有电源单元10的空调装置60的制冷剂控制。在制冷剂控制中包括图4的四通换向阀72的切换控制等。

需要说明的是,控制电路26也可以进行各电力生成电路24、25的电力生成动作的控制及作为负荷的各马达92、93的转速控制等。例如,各电力生成电路24、25内的直交流转换器24d、25d包括多个开关元件,通过在适当的定时反复进行这些开关元件的接通(ON)及断开(OFF)而生成各输出电力。控制电路26也可以进行上述的各开关元件的接通及断开的控制。

这样,在图2的本实施方式中,与图1不同,控制电路26不是配置于噪声去除用基板40而是配置于电源基板20。

-第一共模扼流圈-

第一共模扼流圈27是具有在一个芯材(例如铁氧体磁芯)上卷绕了三根导线的构造的三线式的共模扼流圈。因此,第一共模扼流圈27具有六个端子。

如图2所示,第一共模扼流圈27在连接器21与第一电力生成电路24之间连接在三相布线31r、31s、31t上。即,第一共模扼流圈27的三根导线各自的一端与对应的三相布线31r、31s、31t的布线32r、32s、32t的另一端连接,三根导线各自的另一端与对应的三相布线31r、31s、31t的布线33r、33s、33t的一端连接。

这样的第一共模扼流圈27使经由三相布线31r、31s、31t向第一电力生成电路24供给的输入交流电力的共模噪声降低。

-第二共模扼流圈-

第二共模扼流圈28是具有在一个芯材(例如铁氧体磁芯)上卷绕了两根导线的构造的单相即两线式的共模扼流圈。因此,第二共模扼流圈28具有四个端子。

在连接器21与第二电力生成电路25之间,第二共模扼流圈28连接在三相布线31r、31s、31t中的一相即规定布线(这里为S相布线31s)上及中性点布线31n上。即,第二共模扼流圈28的两根导线各自的一端与S相布线31s的布线34s的另一端及中性点布线31n的另一端分别连接,两根导线各自的另一端经由布线37s、37n而与第二电力生成电路25连接。

这样的第二共模扼流圈28使经由S相布线31s及中性点布线31n向第二电力生成电路25供给的输入交流电力的共模噪声降低。

这样,在电源基板20中,并用三线式的第一共模扼流圈27和两线式的第二共模扼流圈28。第一输出电力是比第二输出电力高的电力,因此,第一电力生成电路24可以说是比第二电力生成电路25强电的电路。因此,相比与第二电力生成电路25对应的第二共模扼流圈28,与第一电力生成电路24对应的第一共模扼流圈27的噪声去除能力更高或者线圈尺寸更大。即,各共模扼流圈27、28的噪声去除能力根据对应的电力生成电路24、25的输出电力的大小而不同,对应的电力生成电路24、25的输出电力越大,则上述噪声去除能力越高,各共模扼流圈27、28的线圈尺寸根据对应的电力生成电路24、25的输出电力的大小而不同,对应的电力生成电路24、25的输出电力越大,则上述线圈尺寸越大。

由此,在本实施方式中,在印刷布线板P1上,即便不采用为了三相布线31r、31s、31t及中性点布线31n全部不并行而多余地引绕布线这样的布线图案,也自然地决定为三相布线31r、31s、31t及中性点布线31n全部的布线图案不怎么并行这样的图案。因此,不仅能够在各共模扼流圈27、28中降低共模噪声,还能够减少因三相布线31r、31s、31t与中性点布线31n并行而引起的共模噪声的产生。

<电源基板中的布局>

这里,使用图3,对安装于电源基板20的各种电路24、25、26及部件27、28的布局进行说明。需要说明的是,在图3中,关于安装于印刷布线板P1的连接器21~23及各布线图案,省略了图示。

如上所述,印刷布线板P1具有在俯视观察时呈矩形的形状。即,印刷布线板P1是由第一短边P1a(相当于第一边)、与第一短边P1a对置的第二短边P1b(相当于第二边)、从第一短边P1a朝向第二短边P1b延伸的第一长边P1c、与第一长边P1c对置的第二长边P1d构成的长方形的平板。

在俯视观察时,印刷布线板P1在第一短边P1a与第二短边P1b之间具有强电区域a1和弱电区域a2。强电区域a1占据了印刷布线板P1的表面面积中的从第一短边P1a起算的印刷布线板P1的一半以上(图3中为约3分之2)的区域,比较强电的部件配置在强电区域a1。弱电区域a2位于比强电区域a1靠第二短边P1b侧的位置,其与强电区域a1并排。弱电区域a2占据了印刷布线板P1的表面面积中的从第二短边P1b起算的印刷布线板P1的剩余面积(图3中为约3分之1),比较弱电的部件配置在弱电区域a2。

在本实施方式中,在强电区域a1安装有上述的AC400V系的第一电力生成电路24和AC200V系的第二电力生成电路25。尤其是,AC400V系的第一电力生成电路24位于比AC200V系的第二电力生成电路25靠第一短边P1a侧的位置。在弱电区域a2安装有上述的控制电路26。

即,在印刷布线板P1上,从第一短边P1a朝向第二短边P1b沿着长边P1c、P1d依次排列配置有AC400V系的第一电力生成电路24、AC200V系的第二电力生成电路25、控制电路26。最为强电的电路即第一电力生成电路24与最为弱电的电路即控制电路26并未直接排列,通过成为中间电位的第二电力生成电路25位于它们之间而将它们分开。因此,安装于弱电区域a2的弱电部件难以受到来自构成第一电力生成电路24的强电部件的噪声的影响。

而且,在强电区域a1安装有第一共模扼流圈27及第二共模扼流圈28。尤其是,第二共模扼流圈28位于比第一共模扼流圈27靠弱电区域a2的位置。即,第二共模扼流圈28配置在与对应的第二电力生成电路25比较近的位置,第一共模扼流圈27配置在与对应的第一电力生成电路24比较近的位置。因此,各共模扼流圈27、28与对应的电力生成电路24、25之间的三相布线31r、31s、31t及中性点布线31n各自的布线图案不会多余地引绕,从而能够尽可能地简化上述的布线图案。

<噪声去除用基板>

如图2所示,噪声去除用基板40具有两个连接器41、42、四根布线51r、51s、51t、51n以及一个第三共模扼流圈43。它们安装在与上述电源基板20不同的大致矩形平板状的印刷布线板上。

需要说明的是,安装于噪声去除用基板40的电路(部件)的数量比电源基板20少,因此,噪声去除用基板40采用层数比电源基板20少的两层构造的印刷基板。由此,实现了噪声去除用基板40的低廉化。

-连接器-

连接器41、42用于通过线束将噪声去除用基板40与商用电源91及电源基板20电连接。连接器41是与商用电源91连接的输入端子,连接器42是与电源基板20连接的输出端子。

与电源基板20的连接器21、22、23同样,各连接器41、42的框体由树脂等构成,并且形成为在该框体的内部,与商用电源91的R相、S相、T相及中性点对应地以排列有四根例如铜等金属箔。各连接器41、42位于噪声去除用基板40的端部附近,以便容易与来自噪声去除用基板40外部的线束连接。

另外,各连接器41、42具有供上述线束以能够装卸的方式连接的构造。由此,在设置电源单元10时,能够进行如下选择:在EMI对策的基准严苛的环境下设置噪声去除用基板40,在EMI对策的基准不怎么严苛的环境下不设置噪声去除用基板40。在不设置噪声去除用基板40的情况下,从商用电源91延伸的线束Lr、Ls、Lt、Ln与电源基板20的连接器21直接连接。

-布线-

在上述连接器41上导通有四根布线51r、51s、51t、51n。布线51r、51s、51t是与三相四线的商用电源91的R相、S相、T相分别对应的布线,布线51n是与三相四线的商用电源91的中性点对应的布线。这些布线51r、51s、51t、51n是例如由铜等金属箔形成在印刷布线板上的。

具体而言,各布线51r、51s、51t、51n分别包括布线52r、52s、52t、52n和布线53r、53s、53t、53n。各布线52r、52s、52t、52n的一端与连接器21连接,各布线52r、52s、52t、52n的另一端与第三共模扼流圈43连接。各布线53r、53s、53t、53n的一端与第三共模扼流圈43连接,各布线53r、53s、53t、53n的另一端与连接器42连接。

-第三共模扼流圈-

第三共模扼流圈43是具有在一个芯材(例如铁氧体磁芯)上卷绕了四根导线的构造的四线式的共模扼流圈。因此,第三共模扼流圈43具有八个端子。

第三共模扼流圈43连接在两个连接器41、42之间,即,连接在商用电源91与电源基板20之间。这样的第三共模扼流圈43使来自商用电源91的输入交流电力的共模噪声降低。因此,输入交流电力是在经由噪声去除用基板40的第三共模扼流圈43而共模噪声得到了某种程度的降低的状态下,分别被供给至电源基板20的第一共模扼流圈27及第二共模扼流圈28的。

需要说明的是,第三共模扼流圈43的四根导线不是特别长,例如与第一共模扼流圈27及第二共模扼流圈28为相同程度。

<空调装置中的电源单元的配置位置>

上述电源单元10包含在空调装置60的室外机内部。这里,使用图4及图5对空调装置60的室外机中的电源单元10的配置位置进行说明。

只要没有特别限制,以下的说明中使用的“前”、“后”、“左”、“右”指图4中所示的方向。

如上所述,电源单元10包括电源基板20和噪声去除用基板40,但例如在电源基板20的各电力生成电路24、25的直交流转换器24d、25d中包括多个作为功率元件的开关元件。在各电力生成电路24、25进行工作时,比较大的电流在开关元件中流动,因此,直交流转换器24d、25d发热。为了防止直交流转换器24d、25d的构成部件及其周边部件的伴随着发热的破损,需要将直交流转换器24d、25d冷却。

需要说明的是,包括多个二极管的交直流转换器24a、25a也因有大电流流动而发热。因此,优选将交直流转换器24a、25a也冷却。

相对于此,在本申请中,如图4所示,电源基板20安装在空调装置60的室外机所包含的制冷剂管道75(相当于冷却部)中。

具体而言,空调装置60的室外机包括上述电源单元10、室外机壳体61(相当于壳体)、以及相当于冷却部的制冷剂管道75。

室外机壳体61是形成为大致长方体状的钢板制的箱体,用于收纳上述电源单元10及该电源单元10的负荷即各种马达92、93等。室外机壳体61具有底板62和竖立设置在该底板62上的侧板63。需要说明的是,室外机壳体61还具有安装于侧板63的上端的顶板,对此在图3中未图示。

在室外机壳体61的内部,在底板62上竖立设置有从前侧的侧板63朝向后方延伸的隔板64。隔板64形成为在俯视观察时呈大致V字形状,其将室外机壳体61的内部空间分隔成左侧的送风机室S1及右侧的机械室S2。在送风机室S1中配置有以从侧板63的左面沿着后面延伸且在俯视观察时呈大致L字形状的室外热交换器65、风扇马达93以及以该马达93为驱动源的室外风扇(未图示)。在机械室S2中,除了收纳有载置于底板62的压缩机71、位于压缩机71的上方的四通换向阀72、位于压缩机71附近的膨胀阀73及储液器74之外,还收纳有本实施方式的电源单元10。需要说明的是,压缩机71中包括压缩机马达92。

如图3所示,室外机壳体61中构成上述机械室S2的侧板63的右侧部分63a能够从剩余的室外机壳体61的部分卸载下来。在对空调装置60的室外机进行维护时,维护作业人员能够卸载上述右侧部分63a来对机械室S2内的配置设备进行操作。这样,在卸载了上述右侧部分63a时,与该部分63a对应的室外外壳体61的内部(即机械室S2)露出。因此,侧板63的右侧部分63a相当于能够使室外机壳体61内部敞开的开闭板。

需要说明的是,压缩机71、四通换向阀72、室外热交换器65、膨胀阀73、储液器74均是制冷剂回路的构成设备,它们通过制冷剂管道75相连接,由此,构成制冷剂在内部循环的制冷剂回路。

在右侧部分63a装配于剩余的室外机壳体61的部分的状态下,包括电源基板20的电源单元10在室外机壳体61内部的与上述右侧部分63a对应的位置处,在安装于制冷剂管道75的状态下位于压缩机71的上方。

图5是简单地表示出安装于制冷剂管道75的电源单元10的纵向剖面的图。如图5所示,在电源基板20的表面上的与包含交直流转换器24a、25a及直交流转换器24d、25d的发热对象功能部对应的位置处,在形成为俯视观察时呈长方形状的例如铜制的散热器81通过螺钉等固定于电源基板20上。更具体而言,如图3所示,作为发热对象功能部的交直流转换器24a、25a及直交流转换器24d、25d沿着电源基板20的长边P1c、P1d配置为一条直线状,因此,散热器81配置为从发热对象功能部的前面侧覆盖发热对象功能部。电源基板20的背面通过螺钉等固定在平板状的金属板82的一面上。在金属板82的另一面上,通过螺钉等固定有噪声去除用基板40。作为一例,这种结构的电源单元10通过使制冷剂管道75穿过在散热器81内部沿着该散热器81的长边方向形成的管道插入用的槽81a而安装于制冷剂管道75。

由此,直交流转换器24d、25d的热经由散热器81及金属板82向机械室S2、尤其是在制冷剂管道75中流动的制冷剂散热,将直交流转换器24d、25d冷却。因此,在本实施方式中,作为用于冷却直交流转换器24d、25d的单元,无需另外设置空冷式风扇等单元,能够有效利用制冷剂。

另外,如上所述,电源单元10设置在与可卸载的侧板63的右侧部分63a对应的位置上。由此,维护作业人员只要卸载右侧部分63a,就能够简单地进行将电源单元10安装于制冷剂管道75的安装作业及从制冷剂管道75将电源单元10卸载的卸载作业、确认电源单元10是否安装在制冷剂管道75上的确认作业。

<效果>

在本实施方式的电源基板20不是设置四线式的共模扼流圈,而是设置与第一电力生成电路24对应的三线式的第一共模扼流圈27、以及与第二电力生成电路25对应的单相即两线式的第二共模扼流圈28。第一共模扼流圈27在连接器21与第一电力生成电路24之间与三相布线31r、31s、31t连接,第二共模扼流圈28在连接器21与第二电力生成电路25之间与三相布线31r、31s、31t中的一相即S相布线31s及中性点布线31n连接。

第一共模扼流圈27及第二共模扼流圈28的合计尺寸小于一个四线式的共模扼流圈的尺寸。而且,这些共模扼流圈27、28具有上述的布线构造,从而起到与四线式的共模扼流圈相同的程度的共模噪声的降低效果。另外,共模扼流圈27、28是三线式及两线式,因此,各线圈的尺寸比较小。因此,容易将各线圈27、28配置于电源基板20上的空置空间,三相布线31r、31s、31t及中性点布线31n的布局的自由度提高。因此,能够在不怎么降低共模噪声的降低效果的情况下尽可能使作为印刷基板的电源基板20小型化。因而,能够削减电源基板20的制造成本。

另外,在电源基板20的印刷布线板P1上依次排列有生成比第二电力生成电路25所生成的电力高的电力的第一电力生成电路24、第二电力生成电路25、弱电区域a2中的控制电路26。即,第一电力生成电路24离弱电区域a2较远,因此,弱电区域a2的弱电部件难以受到来自构成第一电力生成电路24的强电部件的噪声的影响。此外,第二共模扼流圈28位于比第一共模扼流圈27更靠近弱电区域a2的位置。即,第二共模扼流圈28配置在与对应的第二电力生成电路25比较近的位置,第一共模扼流圈27配置在与对应的第一电力生成电路24比较近的位置。因此,能够尽可能简化各共模扼流圈27、28与对应的各电力生成电路24、25之间的三相布线31r、31s、31t及中性点布线31n各自的布线图案。

另外,在本实施方式中,第一电力生成电路24向包含于空调装置60的压缩机马达92输出第一输出电力。第二电力生成电路25向同样包含于空调装置60的风扇马达93输出第二输出电力。

另外,本实施方式的电源单元10包括:与设置有三线式的第一共模扼流圈27及两线式的第二共模扼流圈28的电源基板20分开的、具有四线式的第三共模扼流圈43的噪声去除用基板40。若在电源基板20上连接噪声去除用基板40,则与仅具有电源基板20的情况相比,共模噪声的去除效果提高。由此,在例如EMI对策的限制比较严苛的环境下,能够在电源基板20上连接噪声去除用基板40来使用等,根据设置电源单元10的环境来改变共模噪声的降低效果。

此外,噪声去除用基板40是电源基板20以外另外设置的,因此,能够例如以将电源基板20设为四层构造且将噪声去除用基板40设为两层构造的方式使噪声去除用基板40的层数与电源基板20的层数不同。因此,与将噪声去除用基板40设为与电源基板20相同的四层构造的情况相比,能够实现低廉化。另外,安装于噪声去除用基板40的四线式的第三共模扼流圈43为一个,因此,噪声去除用基板40的电路结构变得比较简单。

另外,在本实施方式中,使用空调装置60中的制冷剂对第一电力生成电路24及第二电力生成电路25各自的直交流转换器24d、25d进行冷却。由此,无需另外设置空冷风扇等例如利用其他动力来进行工作的冷却部,能够将制冷剂有效地利用于对发热的直交流转换器24d、25d的冷却中。

另外,本实施方式的电源基板20配置在室外机壳体61的内部的、与可卸载的侧板63的右侧部分63a对应的位置。由此,维护作业人员能够从右侧部分63a对室外机壳体61内部的电源基板20自由地进行操作,因此,维护的作业性提高。尤其是,使用制冷剂对各电力生成电路24、25的直交流转换器24d、25d进行冷却,因此,维护作业人员能够通过右侧部分63a使壳体61内部敞开,进行直交流转换器24d、25d是否被正常地冷却的确认等。

《其他实施方式》

电源单元10能够搭载于包括空调装置的制冷装置以外的装置。另外,在电源单元10搭载于制冷装置的情况下,也可以不是搭载于室外机而是搭载于室内机。

电源单元10的负荷,只要是接受从电源单元10输送过来的电力的设备即可,不限定于压缩机马达92及风扇马达93的组合。电源单元10的负荷的数量也不限定于两个。

在电源单元10搭载于制冷装置的情况下,冷却单元不限定于制冷剂管道75,只要能够将直交流转换器24d、25d等发热对象功能部冷却,就可以是任意的部分。例如,冷却单元也可以是空冷式风扇等,还可以是不是使用制冷剂而是使用水的冷却单元。

另外,根据发热对象功能部的发热的程度,也可以不设置冷却部。

电源单元10的配置位置不限定于图4。

在上述实施方式中,说明了在商用电源91与电源基板20之间设置噪声去除用基板40的情况,但噪声去除用基板40不是必须的。如已述那样,在不需要EMI对策的环境下,也可以不设置噪声去除用基板40。在该情况下,也可以与上述说明同样地,使用制冷剂管道75或其他单元来冷却直交流转换器24d、25d等发热对象功能部。在不设置噪声去除用基板40的情况下,电源基板20的配置位置也不限定于图4。

第一电力生成电路24不限定于AC400V系。同样,第二电力生成电路25不限定于AC200V系。

直交流转换器24d、25d也可以内置于作为负荷的马达92、93侧,以此代替安装于电源基板20。

在噪声去除用基板40上,也可以为,代替安装一个四线式的第三共模扼流圈43而安装一个三线式的共模扼流圈和一个两线式(单相用)的共模扼流圈。

-产业实用性-

综上所述,本发明起到能够在不怎么降低共模噪声的降低效果的情况下尽可能使电源基板20小型化的效果,因此,例如在使制冷装置的框体小型化时是有用的。

-符号说明-

10 电源单元

20 电源基板

21 连接器(输入端子)

24 第一电力生成电路

25 第二电力生成电路

27 第一共模扼流圈

28 第二共模扼流圈

31r、31s、31t 三相布线

31n 中性点布线

40 噪声去除用基板

43 第三共模扼流圈

60 空调装置(制冷装置)

61 室外机壳体(壳体)

63a 侧板的右侧部分(开闭部)

75 制冷剂管道(冷却部)

91 商用电源(交流电源)

92 压缩机马达

93 风扇马达

P1 印刷布线板

a1 强电区域

a2 弱电区域

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