功率转换装置制造方法及图纸

本发明专利技术的功率转换装置包括：具有磁耦合电抗器及连接到磁耦合电抗器的多个半导体开关元件的升压转换器、逆变器、冷却磁耦合电抗器的冷却器、作为导电性的布线构件的汇流条及检测汇流条周围的磁通的电流传感器，磁耦合电抗器具有第1绕组、第2绕组及将第1绕组和第2绕组磁耦合的芯体，芯体具有含有软磁性粉和粘合剂的复合磁性体，第1绕组和第2绕组的至少一部分埋设在复合磁性体中，冷却器与磁耦合电抗器抵接配置，电流传感器夹着冷却器配置在磁耦合电抗器的相反侧。抗器的相反侧。抗器的相反侧。

【技术实现步骤摘要】
功率转换装置


[0001]本申请涉及功率转换装置。

技术介绍

[0002]近年来，作为环保汽车，电动汽车(EV：Electric Vehicle)、HEV(Hybrid Electric Vehicle：混合电动汽车)和PHEV(Plug
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in Hybrid Electric Vehicle：插电式混合电动汽车)等混合动力汽车被开发出来。在如电动汽车或混合动力汽车那样将电动机用作驱动源的车辆上搭载有大功率容量的功率转换装置。功率转换装置是将输入电流从直流变换为交流、从交流变换为直流或将输入电压变换为不同电压的装置。在电动汽车或混合动力汽车中，除了也搭载在以往的汽车上的使控制电路动作的辅助用电池之外，还搭载有利用充电的电力来驱动行驶用的电动机的驱动用电池。
[0003]此外，功率转换装置大多包括汇流条和用于检测流过汇流条的电流量的电流传感器。汇流条是在电流量较多的电流路径中使用的由金属板或金属棒形成的导体构件。电流传感器通过磁检测元件(以下称为电流传感器元件)检测从流过汇流条的电流产生的磁通(以下称为汇流条的磁通)。通过将与从电流传感器元件输出的磁通量相对应的信号值乘以规定系数来获得电流值。电流传感器包括沿周向包围汇流条的集磁芯体，通过电流传感器元件检测集磁后的汇流条的磁通。另一方面，随着电流传感器元件的灵敏度的提高等，还提出了不配置集磁芯体的结构的电流传感器。在无集磁芯体的电流传感器结构中，可以减少部件数量，并且由于不需要由电磁钢等构成的昂贵的集磁芯体，因此可以降低成本。
[0004]在具有功率转换装置的汽车中，在电力电子技术进步的背景下，为了提高燃料消耗效率，期望功率转换装置和电动动力传动系部件的低损耗化及小型化。作为使功率转换装置低损耗化及小型化的技术，公开了使用多相转换器用电抗器的转换器电路(例如参照专利文献1)。多相转换器用电抗器是使两个芯体相互磁耦合、并在一体化的芯体上设置有多相线圈的磁耦合电抗器。现有技术文献专利文献
[0005]专利文献1：国际公开第2017/149776号

技术实现思路

专利技术所要解决的技术问题
[0006]在上述专利文献1中，由于对变换器电路使用了在一体化的芯体上设置多相线圈的磁耦合电抗器，因此能够使包含变换器电路的功率转换装置小型化。然而，由于从多个线圈产生的相互磁通沿碰撞的方向流动，因此，存在磁通从芯体泄漏到外部从而产生漏磁通的问题。作为测量对象的汇流条的磁通以外的漏磁通将影响从电流传感器元件获得的电流的检测值。特别是无集磁芯体的电流传感器容易检测出漏磁通的磁通，因此在容易产生漏磁通的功率转换装置中，无集磁芯体的电流传感器无法准确地检测汇流条的磁通。
[0007]此外，在以往的使用磁耦合电抗器和电流传感器的功率转换装置中，作为由于漏磁通的影响而导致的电流传感器的检测精度劣化的对策，设置磁屏蔽以抑制漏磁通对电流传感器的影响。然而，由于新设置磁屏蔽，因此存在功率转换装置的部件数量增加、功率转换装置变得大型化的问题。
[0008]因此，本申请的目的在于提供一种功率转换装置，该功率转换装置抑制大型化，并抑制由漏磁通导致的电流传感器的精度劣化。解决技术问题的技术方案
[0009]本申请公开的功率转换装置包括：升压转换器，该升压转换器具有磁耦合电抗器及连接到磁耦合电抗器的多个半导体开关元件，对从外部电源提供的直流电压进行升压；逆变器，该逆变器将从升压转换器输出的直流电转换为交流电，并提供给外部的负载；冷却器，该冷却器对磁耦合电抗器进行冷却；汇流条，该汇流条作为导电性的布线构件；以及电流传感器，该电流传感器检测在汇流条周围产生的磁通，多个半导体开关元件具有串联连接在升压转换器的输出端子的正极侧和负极侧之间的第1半导体开关元件和第2半导体开关元件、以及串联连接在输出端子的正极侧和负极侧之间的第3半导体开关元件和第4半导体开关元件，磁耦合电抗器具有：第1绕组，该第1绕组的一端连接到外部电源的正极侧，另一端连接到第1半导体开关元件和第2半导体开关元件之间；第2绕组，该第2绕组的一端连接到外部电源的正极侧，另一端连接到第3半导体开关元件和第4半导体开关元件之间，以与第1绕组相同的匝数卷绕成在与第1绕组相反的方向上进行磁耦合；以及芯体，该芯体将第1绕组和第2绕组磁耦合，芯体具有含有软磁性粉和粘合剂的复合磁性体，并且第1绕组和第2绕组的至少一部分埋设在复合磁性体中，冷却器与磁耦合电抗器抵接配置，电流传感器夹着冷却器配置在磁耦合电抗器的相反侧。专利技术效果
[0010]根据本申请公开的功率转换装置，磁耦合电抗器包括第1绕组、第2绕组、以及将第1绕组和第2绕组磁耦合并且具有含有软磁性粉和粘合剂的复合磁性体的芯体，在复合磁性体中埋设第1绕组和第2绕组的至少一部分，电流传感器夹着与磁耦合电抗器抵接配置的冷却器配置在磁耦合电抗器的相反侧，因此，电流传感器与磁耦合电抗器保持距离地进行配置，因而即使从磁耦合电抗器产生漏磁通，也可以抑制由漏磁通导致的电流传感器的精度劣化。此外，由于在磁耦合电抗器中产生的磁通的大部分通过设置于各绕组的外部的芯体的内部，因此，能抑制从磁耦合电抗器产生的漏磁通侵入各电流传感器，并可以抑制由漏磁通导致的各电流传感器的精度劣化。此外，由于可以抑制因漏磁通导致的各电流传感器的精度劣化，而无需提供磁屏蔽等追加部件，因此可以抑制功率转换装置的大型化。
附图说明
[0011]图1是表示实施方式1所涉及的功率转换装置的概要的结构图。图2是表示实施方式1所涉及的功率转换装置的主要部分的立体图。图3是表示实施方式1所涉及的功率转换装置的磁耦合电抗器的立体图。图4是表示实施方式1所涉及的功率转换装置的主要部分的剖视图。图5是表示实施方式1所涉及的其它功率转换装置的主要部分的剖视图。图6是表示实施方式1所涉及的其它功率转换装置的主要部分的立体图。
图7是表示实施方式2所涉及的功率转换装置的磁耦合电抗器的立体图。图8是表示实施方式2所涉及的功率转换装置的主要部分的剖视图。图9是表示实施方式3所涉及的功率转换装置的磁耦合电抗器的磁路模型的图。图10是表示图9的磁路模型的第1绕组侧的等效电路的图。图11是第1绕组侧的电感值的分析结果。图12是第1绕组侧的电感值的分析结果。图13是表示比较例所涉及的功率转换装置的主要部分的立体图。图14是说明比较例所涉及的功率转换装置的磁耦合电抗器中产生的磁通的图。
具体实施方式
[0012]以下，基于附图对本申请的实施方式所涉及的功率转换装置进行说明。另外，各图中关于相同或相当的构件、部位，标注相同标号来进行说明。
[0013]实施方式1图1是表示实施方式1所涉及的功率转换装置100的概要的结构图，图2是表示功率转换装置100的主要部分的立体图，图3是表示功率转换装置100的磁耦合电抗器12的立体图，图4是表示功率转换装置100的主要部分的剖视图，图5是表示实施方式1所涉及的其它功率转换装置100的主要部分的立体图，图6是表示实施方式1所涉及的其它功率转换装置100的主要部分的立本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种功率转换装置，其特征在于，包括：升压转换器，该升压转换器具有磁耦合电抗器及连接到所述磁耦合电抗器的多个半导体开关元件，对从外部电源提供的直流电压进行升压；逆变器，该逆变器将从所述升压转换器输出的直流电转换为交流电，并提供给外部的负载；冷却器，该冷却器对所述磁耦合电抗器进行冷却；汇流条，该汇流条作为导电性的布线构件；以及电流传感器，该电流传感器检测在所述汇流条周围产生的磁通，多个所述半导体开关元件具有串联连接在所述升压转换器的输出端子的正极侧和负极侧之间的第1半导体开关元件和第2半导体开关元件、以及串联连接在所述输出端子的正极侧和负极侧之间的第3半导体开关元件和第4半导体开关元件，所述磁耦合电抗器具有：第1绕组，该第1绕组的一端连接到外部电源的正极侧，另一端连接到所述第1半导体开关元件和所述第2半导体开关元件之间；第2绕组，该第2绕组的一端连接到外部电源的正极侧，另一端连接到所述第3半导体开关元件和所述第4半导体开关元件之间，以与所述第1绕组相同的匝数卷绕成在与所述第1绕组相反的方向上进行磁耦合；以及芯体，该芯体将所述第1绕组和所述第2绕组磁耦合，所述芯体具有含有软磁性粉和粘合剂的复合磁性体，并且所述第1绕组和所述第2绕组的至少一部分埋设在所述复合磁...

【专利技术属性】
技术研发人员：川村真央，田边隼翔，中村拓哉，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：