电气设备的制作方法
【专利摘要】本实用新型的目的在于提供一种对来自开关元件的噪声的影响进行抑制的电气设备。本实用新型的电气设备在具有导电性的基台（10)部分安装单个或多个通过开关动作而至少进行直流/交流变换、交流/直流变换、直流/直流变换的任一种的开关元件，将安装使开关元件进行开关动作的数字信号等的控制电路的电装基板（70)设置在覆盖开关元件的上方，并且在电装基板(70)，将与基台（10)部分实质上成为同一电位的平面状导电层（70d)层叠于开关元件侧。
【专利说明】电气设备
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及利用开关元件进行直流/交流变换、交流/直流变换、直流/直流变换等电力变换的电气设备。
【背景技术】
[0002]在以往的进行电力变换的电气设备中，为了小型化而在覆盖开关元件的上方配置有处理数字信号的电装基板，若开关元件与电装基板的距离不够，则从开关元件辐射的噪声的影响会出现于电装基板。
[0003]专利文献I中记载了:作为噪声对策而在开关元件与电装基板之间设置降噪用的电磁屏蔽板。
[0004]在先技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献I JP特开2012-210000号公报实用新型内容
[0007]-所要解决的技术课题-
[0008]然而，在专利文献I所述的结构中，需要将用于配置电磁屏蔽板的空间确保在规定距离以上，与设备的小型化、薄型化相违背。
[0009]本实用新型的目的在于提供一种能够抑制电磁噪声的传播而不会妨碍设备的小型化的电气设备。
[0010]-解决问题的手段-
[0011]本实用新型的电气设备，其特征在于，在具有导电性的基台部分安装单个或多个开关元件，该开关元件通过开关动作而至少进行直流/交流变换、交流/直流变换、直流/直流变换的任一种，将安装使开关元件进行开关动作的数字信号等的控制电路的电装基板设置在覆盖开关元件的上方，并且在电装基板，将与基台部分实质上成为同一电位的平面状的导电层层叠于开关元件侧。
[0012]在本实用新型的一方式中，所述电装基板的导电层被具有绝缘性的绝缘层夹持并被层叠。
[0013]在本实用新型的一方式中，所述基台部分是收纳电装零部件的筐体的一部分，并且具有进行所述开关元件的散热的散热片的结构。
[0014]在本实用新型的一方式中，所述导电层是具有网眼的平面状。
[0015]在本实用新型的一方式中，所述基台部分被接地。
[0016]-实用新型效果_
[0017]根据本实用新型，能够抑制来自开关元件的电磁噪声向电装基板传播。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1是用于本实施方式的电气设备的电路图。
[0019]图2是本实施方式的收纳壳体(case)的主视图。
[0020]图3是本实施方式的收纳壳体的后视图。
[0021]图4是图3所示的收纳壳体的A-A剖视图。
[0022]图5是图4所示的电装基板的放大剖视图。
[0023]图6是电装基板的构成的说明图。
【具体实施方式】
[0024]【实施例】
[0025]图1所示的电气设备的电路图由升压电路31 (31a?31e)、逆变器电路32和滤波器电路33构成，升压电路31利用直流电抗器DCL (DCLa?DCLe)、开关元件、二极管、电容器等对直流输出(可以利用基于太阳能电池或风力发电等能再生能量的输出、或燃料电池等)进行升压，逆变器电路32利用开关元件IPM将升压电路31输出的直流电力变换为交流电力后输出，滤波器电路33利用交流电抗器ACL(第I电抗器)与电容器从逆变器电路32输出的交流电力中除去高频分量。S(Sa?Se)是开闭开关，对太阳能电池(直流电源)34的输出进行开闭。
[0026]如图1所示，太阳能电池(串)34a?34e设置多个(在此最大能对应5个串，但所连接的串的个数能变更)，设置对这5个太阳能电池34a?34e的输出各自进行升压的升压电路31a?31e。为此，直流电抗器DCL (或升压电路)也需要与太阳能电池(串)相同的个数(直流电抗器DCLa?DCLe(未图示))。关于升压电路31、逆变器电路32、及滤波器电路33的电路构成，可以利用已有的DC/DC的开关型升压电路(利用基于目标电压与检测电压之差而使开关元件在开关周期内的接通占空比变化的反馈型控制的电路等)、已有的DC/AC的基于PWM的变换电路(主要将4个或6个开关元件连接成桥状，利用使各个开关元件在开关周期内的接通占空比变化来生成疑似正弦波的控制的电路等)、以电网的频率50Hz/60Hz为界限的已有的低通滤波器或带通滤波器的构成，因此省略电路的详细内容。升压电路31b?31e与升压电路31a同等地构成，因此各个构成要素对符号附记b?e而省略记载。
[0027]这些开关元件例如在20KHz?30KHz的开关周期内反复进行接通/断开，因为该开关周期，很容易辐射电磁噪声，虽然可实施衰减对策，但并不能完全地防止泄漏。也存在无电磁噪声衰减对策的开关元件。
[0028]图2是收纳壳体的主视图，10为开口成前面侧被盖71(图4中记载)覆盖且由导电性的铝压铸形成的具有大致长方体形状的筐体，内侧(筐体10的内面)一体成型有各自配置交流电抗器ACL与直流电抗器DCLa?DCLe的第I凹坑11、及第2凹坑12。第I凹坑11与第2凹坑12在配置各个电抗器后流入热传导性高且具有电绝缘性的树脂，这些电抗器被固定在凹坑11、12。凹坑11将直流电抗器DCLa作为前头，从筐体10的下侧朝向上侧以扇子状按顺序配置直流电抗器DCLb、直流电抗器DCLc，然后配置直流电抗器DCLd、直流电抗器DCLe。太阳能电池(串)被连接的个数减少时按相反顺序从直流电抗器DCLe向直流电抗器DCLd侧削减,最后剩下直流电抗器DCLa。
[0029]在筐体10内面的第I凹坑11与第2凹坑12之间的上方构成平坦的部分(相当于基台部分)，在该部分隔着热传导性良好的部件而安装多个开关元件IPM。再有，在多个开关元件IPM、直流电抗器DCLa?DCLe与盖71之间，配置电装基板70 (用虚线来表示外周)，该电装基板70安装了形成升压电路31、逆变器电路32、及滤波器电路33的一部分的电路、输出用于控制这些电路的动作的数字信号的控制零部件等。还有，在直流电抗器DCL(第2凹坑12)的下方设置开闭开关Sa?Se，经由这些开闭开关来供给太阳能电池发电的直流电力。Ta?Tc是收纳有构成升压电路31a?31e的开关兀件的外壳,外壳Ta?Tc各自收纳有多个开关元件，与开关元件IPM同样地，隔着热传导性良好的部件而被安装于筐体10的安装部分(相当于基台部分)。
[0030]图3(图4是图3的A-A附近的剖视图)是收纳壳体的后视图(筐体10的后视图)，在筐体10的上部侧，具有左右跨越空气从下方向上方流动的多个风路而构成的多个散热片F，将这些多个风路至少分为3个风路组41、42、43，将包括正中央附近的风路40在内的第I风路组41的上方侧的开关元件IPM所对应的部分44主要分配给开关元件IPM的散热，将第2风路组42的下方侧且比部分44更靠下方侧的交流电抗器ACL所对应的部分45 (与第I凹坑对应的部分)主要分配给交流电抗器的散热，将第3风路组43的下方侧且比部分45更靠下方侧的直流电抗器DCL所对应的部分46 (与第2凹坑对应的部分)主要分配给直流电抗器DCL的散热。部分47是与外壳Ta?Tc对应的部分，被分配给外壳Ta?Tc的散热。部分44、部分47是与半导体元件的散热对应的部分，部分44及部分47附近在温度上有关联，整体而言有助于散热。还有，箭头48?50表示空气流。
[0031]在第I风路组41的风路，没有从筐体10突出的部分地构成维持了散热片的高度的风路，空气流48沿着风路流动而被向筐体10外排气。在第2风路组42的风路，第I凹坑11 (与凹坑对应的部分45)从筐体10突出，除去一部分风路，实质上的散热片的高度被抑制得较低。空气流50从侧面的空气取入口 51被取入，对第I凹坑11进行冷却后向上方流动。此后，部分44的散热如果扩展到第2风路组，则该散热也在冷却之后被向筐体10外排气。在第3风路组43的风路中，在比剖面A-A更靠下的部分，第2凹坑12自筐体10突出，除去一部分风路，实质上的散热片的高度被抑制得较低。空气流49从下方被取入，对第2凹坑12进行冷却后向上方流动。此后，如果部分44、部分47的散热扩展到第3风路组，则该散热也在冷却之后被向筐体10外排气。
[0032]电装基板70隔着规定的隔离物或安装部件而被安装于开关元件IPM及外壳Ta?Tc与盖71之间。在电装基板70上焊接着使开关元件IPM内的开关元件或外壳Ta?Tc内的开关元件进行开关的数字信号等的控制电路、电子零部件及电气零部件。
[0033]图5是电装基板70的说明图，由具有电气的绝缘性与适度的硬度的基板部分、及具有电气的导电性且形成电路的布线部分构成，按顺序由安装电气零部件及电子零部件的基板部70a、布线部分的布线图案70b、成为基板部分的绝缘层70c、具有与布线部分同样的导电性且被布线连接成具有与筐体10实质上相同的电位的平面状(也可以是网眼等网状、除去零部件的端子孔部分等的平面状等)的导电层70d、绝缘层70e构成，各自一体地被层叠。
[0034]导电层70d与筐体10布线连接，实质上成为同一电位，因此从开关元件IPM或外壳Ta?Tc的开关元件及直流电抗器DCL等被释放的电磁噪声，从设置在开关元件侧的导电层70d被筐体10吸收，可抑制对电气零部件、电子零部件或布线图案70b造成影响。
[0035]图6是电装基板70的更具体的说明图，80a是具有绝缘性的芯材，可以利用酚醛纸、环氧纸、玻璃.合成物、玻璃.环氧等公知的印刷基板的材料。80b、80c是中间材料，例如对使树脂浸入玻璃纤维而得的材料进行加热，按照夹持芯材80a的方式层叠。80d例如是由35 μ m左右厚度的铜形成的布线图案，在芯材80a形成电气零部件、电子零部件82的电路的图案，构成为在中间材料80b的层叠时被该中间材料80b覆盖。80e是相当于导电层的布线图案，具有与布线图案80d同样的构成，同样地中间材料80c被层叠。80f是设置在中间材料80b上的布线图案，具有与布线图案80d同样的构成，形成电路的图案。80g是在布线图案80f上被设置成皮膜状且具有绝缘性的绝缘被覆膜。83、84是用于焊接电气零部件.电子零部件82的端子的通孔，通孔83与布线图案80f相连，通孔84与布线图案80d相连。
[0036]布线图案SOe与图5所记载的导电层70d同样地，与筐体10布线连接，成为同一电位，因此从开关元件IPM或外壳Ta?Tc的开关元件及直流电抗器DCL等释放的电磁噪声被吸收，可抑制对电气零部件、电子零部件或布线图案80d、80f造成影响。
[0037]以上，对本实用新型的一实施方式进行了说明，但以上的说明仅用于使得本实用新型的理解容易，并未限定本实用新型。本实用新型在不脱离主旨的前提下能够进行变更、改良，并且本实用新型中当然包含其等价物。
[0038]-符号说明-
[0039]10 筐体
[0040]31 升压电路
[0041]32 逆变器电路
[0042]33 滤波器电路
[0043]70 电装基板
[0044]70a基板部
[0045]70b布线图案
[0046]70c绝缘层
[0047]70d导电层
[0048]70e绝缘层
[0049]80a 芯材
[0050]80b 中间材料
[0051]80c 中间材料
[0052]80d布线图案
[0053]80e布线图案
[0054]80f布线图案
[0055]80g布线图案
[0056]ACL交流电抗器
[0057]DCL直流电抗器
[0058]IPM开关元件
[0059]F 散热片
【权利要求】
1.一种电气设备,其特征在于， 在具有导电性的基台部分安装单个或多个开关元件，该开关元件通过开关动作而至少进行直流/交流变换、交流/直流变换、直流/直流变换的任一种， 将安装使所述开关元件进行开关动作的数字信号等的控制电路的电装基板设置于覆盖所述开关元件的上方，并且在所述电装基板，将电位实质上与所述基台部分相同的平面状的导电层层叠在所述开关元件侧。
2.根据权利要求1所述的电气设备，其特征在于， 所述电装基板的导电层被具有绝缘性的绝缘层夹持并被层叠。
3.根据权利要求2所述的电气设备，其特征在于， 所述基台部分是收纳电装零部件的筐体的一部分，并且具有进行所述开关元件的散热的散热片的结构。
4.根据权利要求3所述的电气设备，其特征在于， 所述导电层是具有网眼的平面状。
5.根据权利要求4所述的电气设备，其特征在于， 所述基台部分被接地。
【文档编号】H05K9/00GK204031721SQ201420339780
【公开日】2014年12月17日 申请日期:2014年6月24日 优先权日:2013年6月27日
【发明者】新井孝夫, 鬼塚圭, 吾狩野和幸, 山口文典 申请人:三洋电机株式会社