УСТРОЙСТВО ПРЕОБРАЗОВАНИЯ МОЩНОСТИ Российский патент 2019 года по МПК H02M1/12 H02M3/155 H02M7/155 H02M7/757 H02P27/06 

Область техники, к которой относится изобретение

[0001] Настоящее изобретение относится к устройству преобразования мощности, которое преобразует мощность, выводимую из источника мощности переменного тока или источника мощности постоянного тока, в требуемую мощность постоянного тока.

Уровень техники

[0002] Традиционно, устройство преобразования мощности используется для заряда аккумулятора низкого напряжения от аккумулятора высокого напряжения, в электромобиле, гибридном транспортном средстве и т.п. Переключатель монтируется в устройстве преобразования мощности, которое формируется посредством силового полупроводникового элемента дискретного комплекта или модульного силового полупроводникового элемента (в дальнейшем в этом документе, "силового модуля"). Силовой модуль включает/выключает переключатель посредством сигнала, предоставляемого из схемы управления, чтобы преобразовывать напряжение.

[0003] Когда переключающий элемент включается и выключается, шум при переключении формируется в силовом модуле и распространяется на сторону источника мощности и сторону нагрузки. Следовательно, в случае если мощность подается из источника мощности сети общего пользования, установленного в стандартном доме, в устройство преобразования мощности, смонтированное на транспортном средстве, например, шум может распространяться в электрическую систему на стороне дома.

[0004] Патентный документ 1 раскрывает подавление шума посредством заземления рамы реактора, предоставленного в силовом модуле, через импедансный элемент, чтобы удалять шум.

Список библиографических ссылок

Патентные документы

[0005] Патентный документ 1. Выложенная патентная публикация (Япония) номер 2006-238582

Сущность изобретения

[0006] Тем не менее, традиционный пример, раскрытый в патентном документе 1, не регулирует импеданс между индуктивным элементом и рамой и не уменьшает уровень шума эффективным образом.

[0007] Настоящее изобретение осуществлено с учетом таких традиционных проблем. Задача настоящего изобретения заключается в том, чтобы предоставлять устройство преобразования мощности, которое может уменьшать уровень шума, сформированного, когда переключающий элемент включается и выключается.

[0008] Устройство преобразования мощности согласно аспекту настоящего изобретения включает в себя индуктивный элемент, соединенный с первой шиной подачи мощности, переключающий элемент, который преобразует мощность, подаваемую между первой шиной подачи мощности и второй шиной подачи мощности, посредством переключения, кожух, который размещает индуктивный элемент и переключающий элемент, и первый импедансный элемент, предоставленный между индуктивным элементом и кожухом.

Преимущества изобретения

[0009] Согласно аспекту настоящего изобретения, можно уменьшать шум, сформированный, когда переключающий элемент включается и выключается.

Краткое описание чертежей

[0010] Фиг. 1 является принципиальной схемой, иллюстрирующей конфигурацию устройства преобразования мощности и его периферийных устройств согласно варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 2 является пояснительной схемой, иллюстрирующей поперечное сечение индуктивного элемента и второй шины подачи мощности устройства преобразования мощности согласно первому варианту осуществления.

Фиг. 3 является графиком, представляющим уровень шума, сформированного в устройстве преобразования мощности.

Фиг. 4 является пояснительной схемой, иллюстрирующей поперечное сечение индуктивного элемента и второй шины подачи мощности устройства преобразования мощности согласно модификации первого варианта осуществления.

Фиг. 5 является пояснительной схемой, иллюстрирующей поперечное сечение индуктивного элемента и второй шины подачи мощности устройства преобразования мощности согласно второму варианту осуществления.

Фиг. 6 является пояснительной схемой, иллюстрирующей поперечное сечение индуктивного элемента и второй шины подачи мощности устройства преобразования мощности согласно модификации второго варианта осуществления.

Фиг. 7 является пояснительной схемой, иллюстрирующей поперечное сечение индуктивного элемента и второй шины подачи мощности устройства преобразования мощности согласно третьему варианту осуществления.

Фиг. 8 является пояснительной схемой, иллюстрирующей поперечное сечение индуктивного элемента и второй шины подачи мощности устройства преобразования мощности согласно четвертому варианту осуществления.

Фиг. 9 является пояснительной схемой, иллюстрирующей поперечное сечение индуктивного элемента и второй шины подачи мощности устройства преобразования мощности согласно пятому варианту осуществления.

Фиг. 10 является графиком, представляющим взаимосвязь между частотой и импедансом устройства преобразования мощности согласно пятому варианту осуществления.

Фиг. 11 является пояснительной схемой, иллюстрирующей поперечное сечение индуктивного элемента и второй шины подачи мощности устройства преобразования мощности согласно шестому варианту осуществления.

Фиг. 12 является пояснительной схемой, иллюстрирующей поперечное сечение индуктивного элемента и второй шины подачи мощности устройства преобразования мощности согласно седьмому варианту осуществления.

Фиг. 13 является пояснительной схемой, иллюстрирующей поперечное сечение индуктивного элемента и второй шины подачи мощности устройства преобразования мощности согласно модификации седьмого варианта осуществления.

Фиг. 14 является пояснительной схемой, иллюстрирующей поперечное сечение индуктивного элемента и второй шины подачи мощности устройства преобразования мощности согласно восьмому варианту осуществления.

Фиг. 15 является пояснительной схемой, иллюстрирующей поперечное сечение индуктивного элемента и второй шины подачи мощности устройства преобразования мощности согласно девятому варианту осуществления.

Фиг. 16 является пояснительной схемой, иллюстрирующей поперечное сечение индуктивного элемента и второй шины подачи мощности устройства преобразования мощности согласно десятому варианту осуществления.

Фиг. 17 является графиком, представляющим взаимосвязь между частотой и импедансом устройства преобразования мощности согласно десятому варианту осуществления.

Фиг. 18 является графиком, представляющим взаимосвязь между импедансом и шумом устройства преобразования мощности согласно десятому варианту осуществления.

Фиг. 19 является пояснительной схемой, иллюстрирующей поперечное сечение индуктивного элемента и второй шины подачи мощности устройства преобразования мощности согласно первой модификации десятого варианта осуществления.

Фиг. 20 является пояснительной схемой, иллюстрирующей поперечное сечение индуктивного элемента и второй шины подачи мощности устройства преобразования мощности согласно второй модификации десятого варианта осуществления.

Фиг. 21 является пояснительной схемой, иллюстрирующей поперечное сечение индуктивного элемента и второй шины подачи мощности устройства преобразования мощности согласно одиннадцатому варианту осуществления.

Фиг. 22 является графиком, представляющим взаимосвязь между частотой и импедансом устройства преобразования мощности согласно одиннадцатому варианту осуществления.

Фиг. 23 является графиком, представляющим взаимосвязь между частотой и импедансом устройства преобразования мощности согласно первой модификации одиннадцатого варианта осуществления.

Фиг. 24 является графиком, представляющим взаимосвязь между частотой и импедансом устройства преобразования мощности согласно второй модификации одиннадцатого варианта осуществления.

Фиг. 25 является графиком, представляющим взаимосвязь между частотой и импедансом устройства преобразования мощности согласно третьей модификации одиннадцатого варианта осуществления.

Фиг. 26 является укрупненным видом участка A, проиллюстрированного на фиг. 25.

Фиг. 27 является графиком, представляющим взаимосвязь между значением сопротивления каждого резистивного элемента и уровнем шума в устройстве преобразования мощности согласно одиннадцатому варианту осуществления.

Фиг. 28 является принципиальной схемой, иллюстрирующей другую конфигурацию устройства преобразования мощности.

Фиг. 29 является принципиальной схемой, иллюстрирующей еще одну другую конфигурацию устройства преобразования мощности.

Описание вариантов осуществления

[0011] Ниже описываются варианты осуществления настоящего изобретения со ссылкой на прилагаемые чертежи.

Описание первого варианта осуществления

Фиг. 1 является принципиальной схемой, иллюстрирующей конфигурацию устройства преобразования мощности и его периферийных устройств согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения. Как проиллюстрировано на фиг. 1, устройство 101 преобразования мощности согласно настоящему варианту осуществления полностью покрыто посредством кожуха 1, изготовленного из металла, такого как железо или алюминий. Входная сторона устройства 101 преобразования мощности соединяется с источником 91 мощности, который выводит постоянный ток через первую шину 93 подачи мощности и вторую шину 94 подачи мощности, и его выходная сторона соединяется с нагрузкой 92 через выходные линии 95, 96. Следовательно, можно преобразовывать напряжение, подаваемое из источника 91 мощности, в требуемое напряжение и подавать преобразованное напряжение в нагрузку 92. Источник 91 мощности представляет собой, например, источник мощности сети общего пользования или аккумулятор, установленный в стандартном доме. Нагрузка 92 представляет собой, например, аккумулятор, смонтированный на электромобиле или гибридном транспортном средстве.

[0012] Положительный контактный вывод источника 91 мощности соединяется с первой шиной 93 подачи мощности, а его отрицательный контактный вывод соединяется со второй шиной 94 подачи мощности.

[0013] Индуктивный элемент L1, соединенный с первой шиной 93 подачи мощности, предоставляется в кожухе 1 устройства 101 преобразования мощности. Дополнительно, силовой модуль 3 предоставляется между первой шиной 93 подачи мощности и второй шиной 94 подачи мощности.

[0014] Силовой модуль 3 включает в себя переключающий элемент Q1, такой как IGBT (биполярный транзистор с изолированным затвором) или MOSFET и диод D1. Индуктивный элемент L1, например, представляет собой катушку с тороидальной обмоткой или плоскую катушку.

[0015] Сглаживающие конденсаторы C100 и C200 предоставляются в предыдущем каскаде и последующем каскаде силового модуля 3, соответственно. Ввод управления переключающего элемента Q1 (например, базы IGBT) соединяется со схемой 2 управления, которая управляет включением/выключением переключающего элемента Q1.

[0016] Посредством управления включением/выключением переключающего элемента Q1 под управлением посредством схемы управления 2, напряжение, подаваемое из источника 91 мощности, преобразуется в другое напряжение, которое должно подаваться в нагрузку 92.

[0017] Фиг. 2 иллюстрирует поперечное сечение A-A', проиллюстрированное на фиг. 1. Как проиллюстрировано на фиг. 2, первый импедансный элемент 11 предоставляется между индуктивным элементом L1 и кожухом 1. Например, первый импедансный элемент 11 представляет собой емкостный элемент или последовательно соединенную схему, сформированную посредством емкостного элемента и резистивного элемента.

[0018] В устройстве 101 преобразования мощности согласно первому варианту осуществления, посредством предоставления первого импедансного элемента 11, импеданс между индуктивным элементом L1 и кожухом 1 задается ближе ко второй паразитной емкости, которая существует между второй шиной 94 подачи мощности и кожухом 1. Таким образом, шум, распространяющийся из индуктивного элемента L1 в кожух 1, подавляется, когда мощность подается в нагрузку 92, проиллюстрированную на фиг. 1, чтобы приводить в действие нагрузку 92. "Задание ближе" представляет собой понятие, включающее в себя полное согласование.

[0019] Фиг. 3 является графиком, представляющим шум, который распространяется в кожух 1, когда переключающий элемент Q1 переключается. На фиг. 3, кривая S1, проиллюстрированная с помощью пунктирной линии, представляет изменение шума в случае, если первый импедансный элемент 11 не предоставляется, и кривая S2, проиллюстрированная с помощью сплошной линии, представляет изменение шума в случае, если первый импедансный элемент 11 предоставляется. Как следует понимать из графика по фиг. 3, шум, распространяющийся из индуктивного элемента L1 в кожух 1, уменьшается посредством предоставления первого импедансного элемента 11.

[0020] Таким образом, в устройстве преобразования мощности согласно первому варианту осуществления, импеданс между индуктивным элементом L1 и кожухом 1 может задаваться большим таким образом, что он становится ближе ко второй паразитной емкости, существующей между второй шиной 94 подачи мощности и кожухом 1, посредством предоставления первого импедансного элемента 11. Следовательно, шум, распространяющийся из индуктивного элемента L1 в кожух 1, может уменьшаться.

[0021] Описание модификации первого варианта осуществления

Далее описывается модификация первого варианта осуществления. Устройство преобразования мощности согласно модификации отличается тем, что оно использует плоский индуктивный элемент L1a, и вторая шина 94 подачи мощности формируется в качестве плоского провода или рисунка подложки. Фиг. 4 является видом в поперечном сечении индуктивного элемента L1a и второй шины 94 подачи мощности. Как проиллюстрировано на фиг. 4, индуктивный элемент L1a и вторая шина 94 подачи мощности имеют плоскую форму. Дополнительно, первый импедансный элемент 11 предоставляется между индуктивным элементом L1a и кожухом 1. Плоский индуктивный элемент L1a может формироваться посредством рисунка подложки.

[0022] Также при этой конфигурации, можно уменьшать уровень шума, который распространяется из индуктивного элемента L1a в кожух 1, аналогично первому варианту осуществления, описанному выше. Хотя каждый из нижеприведенных вариантов осуществления описывает пример, в котором тороидальная катушка используется в качестве индуктивного элемента L1, как проиллюстрировано на фиг. 2, может использоваться плоский индуктивный элемент L1a, проиллюстрированный на фиг. 4.

[0023] Описание второго варианта осуществления

Далее описывается второй вариант осуществления настоящего изобретения. Фиг. 5 является пояснительной схемой, иллюстрирующей поперечное сечение индуктивного элемента L1 и второй шины 94 подачи мощности устройства преобразования мощности согласно второму варианту осуществления. Как проиллюстрировано на фиг. 5, индуктивный элемент L1 размещается в раме 4, изготовленной из металла, такого как железо или алюминий. Рама 4 прикрепляется к кожуху 1 и поддерживает электропроводность с кожухом 1. Первый импедансный элемент 11 предоставляется между индуктивным элементом L1 и рамой 4. Таким образом, второй вариант осуществления отличается от первого варианта осуществления, описанного выше, тем, что индуктивный элемент L1 размещается в раме 4. Поскольку рама 4 предоставляется в кожухе 1, и первый импедансный элемент 11 предоставляется между индуктивным элементом L1 и рамой 4, первый импедансный элемент 11 предоставляется между индуктивным элементом L1 и кожухом 1.

[0024] Как описано выше, индуктивный элемент L1 размещается в раме 4 в устройстве преобразования мощности согласно второму варианту осуществления. Следовательно, шум, непосредственно излучаемый из индуктивного элемента L1, может подавляться. Дополнительно, посредством предоставления первого импедансного элемента 11, можно увеличивать импеданс между индуктивным элементом L1 и рамой 4 таким образом, что импеданс между индуктивным элементом L1 и кожухом 1 может задаваться ближе ко второй паразитной емкости между второй шиной 94 подачи мощности и кожухом 1. Как результат, шум, распространяющийся из индуктивного элемента L1 в кожух 1, может уменьшаться.

[0025] Описание модификации второго варианта осуществления

Далее описывается модификация второго варианта осуществления. Фиг. 6 является пояснительной схемой, иллюстрирующей поперечное сечение индуктивного элемента L1 и второй шины 94 подачи мощности устройства преобразования мощности согласно модификации второго варианта осуществления.

[0026] Как проиллюстрировано на фиг. 6, модификация отличается от второго варианта осуществления, описанного выше, тем, что нижняя поверхность рамы 4, которая размещает индуктивный элемент L1, и кожух 1 соединяются между собой посредством провода 5. Таким образом, кожух 1 и рама 4 поддерживают проводимость между собой посредством провода 5. Кожух 1 и рама 4 закрепляются посредством изоляционного тела и т.п. (не проиллюстрировано). Даже при этой конфигурации, могут достигаться преимущества, идентичные преимуществам второго варианта осуществления, описанного выше.

[0027] Описание третьего варианта осуществления

Далее описывается третий вариант осуществления настоящего изобретения. Фиг. 7 является пояснительной схемой, иллюстрирующей поперечное сечение индуктивного элемента L1 и второй шины 94 подачи мощности устройства преобразования мощности согласно третьему варианту осуществления. Как проиллюстрировано на фиг. 7, в устройстве преобразования мощности согласно третьему варианту осуществления, индуктивный элемент L1 размещается в раме 4. Дополнительно, первый импедансный элемент 11 предоставляется, чтобы покрывать индуктивный элемент L1. Первый импедансный элемент 11, например, представляет собой диэлектрическое тело.

[0028] Рама 4 предоставляется в кожухе 1, и первый импедансный элемент 11 предоставляется между индуктивным элементом L1 и рамой 4. Дополнительно, поскольку рама 4 и кожух 1 соединяются между собой посредством паразитной емкости, первый импедансный элемент 11 предоставляется между индуктивным элементом L1 и кожухом 1.

[0029] Дополнительно, кожух 1 и рама 4 закрепляются посредством изоляционного тела и т.п. (не проиллюстрировано). Поскольку паразитная емкость существует между рамой 4 и кожухом 1, предварительно определенная электростатическая емкость существует между индуктивным элементом L1 и кожухом 1.

[0030] Таким образом, в устройстве преобразования мощности согласно третьему варианту осуществления, шум, распространяющийся из индуктивного элемента L1 в кожух 1, может уменьшаться посредством задания предварительно определенной электростатической емкости, описанной выше, ближе ко второй паразитной емкости между второй шиной 94 подачи мощности и кожухом 1.

[0031] Описание четвертого варианта осуществления

Далее описывается четвертый вариант осуществления настоящего изобретения. Фиг. 8 является пояснительной схемой, иллюстрирующей поперечное сечение индуктивного элемента L1 и второй шины 94 подачи мощности устройства преобразования мощности согласно четвертому варианту осуществления. Как проиллюстрировано на фиг. 8, в устройстве преобразования мощности согласно четвертому варианту осуществления, первый импедансный элемент 11 предоставляется между индуктивным элементом L1 и кожухом 1. Дополнительно, второй импедансный элемент 12 предоставляется между второй шиной 94 подачи мощности и кожухом 1.

[0032] Посредством предоставления первого импедансного элемента 11 и второго импедансного элемента 12, можно задавать импеданс между индуктивным элементом L1 и кожухом 1 и импеданс между второй шиной 94 подачи мощности и кожухом 1 ближе друг к другу. Следовательно, можно уменьшать уровень шума, распространяющегося из индуктивного элемента L1 в кожух 1, и шума, распространяющегося из второй шины 94 подачи мощности в кожух 1.

[0033] Дополнительно, поскольку первый импедансный элемент 11 и второй импедансный элемент 12 предоставляются, может выполняться точная регулировка каждого импеданса. Следовательно, можно проще обеспечивать согласование импеданса между индуктивным элементом L1 и кожухом 1 и импеданса между второй шиной 94 подачи мощности и кожухом 1. Следовательно, можно уменьшать уровень шума, распространяющегося из индуктивного элемента L1 в кожух 1, и шума, распространяющегося из второй шины 94 подачи мощности в кожух 1, с помощью простой операции.

[0034] Описание пятого варианта осуществления

Далее описывается пятый вариант осуществления настоящего изобретения. Фиг. 9 является пояснительной схемой, иллюстрирующей поперечное сечение индуктивного элемента L1 и второй шины 94 подачи мощности устройства преобразования мощности согласно пятому варианту осуществления. Как проиллюстрировано на фиг. 9, в пятом варианте осуществления, первый емкостный элемент C11 предоставляется между индуктивным элементом L1 и кожухом 1. Дополнительно, второй емкостный элемент C12 предоставляется между второй шиной 94 подачи мощности и кожухом 1. Таким образом, в пятом варианте осуществления, первый импедансный элемент 11, проиллюстрированный на фиг. 8, заменяется первым емкостным элементом C11, и второй импедансный элемент 12 заменяется вторым емкостным элементом C12. Дополнительно, C01 на фиг. 9 обозначает первую паразитную емкость между индуктивным элементом L1 и кожухом 1, и C02 обозначает вторую паразитную емкость между второй шиной 94 подачи мощности и кожухом 1.

[0035] В пятом варианте осуществления, электростатическая емкость, которая является суммой первой паразитной емкости C01 и электростатической емкости первого емкостного элемента C11, и электростатическая емкость, которая является суммой второй паразитной емкости C02 и электростатической емкости второго емкостного элемента C12, задаются ближе друг к другу посредством соответствующего задания электростатических емкостей первого емкостного элемента C11 и второго емкостного элемента C12. Как результат, можно обеспечивать согласование напряжения, приложенного между индуктивным элементом L1 и кожухом 1, с напряжением, приложенным между второй шиной 94 подачи мощности и кожухом 1, так что шум, распространяющийся из индуктивного элемента L1 и второй шины 94 подачи мощности в кожух 1, может уменьшаться.

[0036] Фиг. 10 является графиком, представляющим взаимосвязь между частотой и импедансом. На фиг. 10, кривая S3, проиллюстрированная с помощью сплошной линии, представляет изменение импеданса между индуктивным элементом L1 и кожухом 1 относительно изменения частоты. Кривая S4, проиллюстрированная с помощью пунктирной линии, представляет изменение импеданса между второй шиной 94 подачи мощности и кожухом 1 относительно изменения частоты. Как следует понимать из кривых S3 и S4, импедансы, соответственно, представленные посредством кривых S3 и S4, практически согласуются друг с другом независимо от частот. Таким образом, в устройстве преобразования мощности согласно пятому варианту осуществления шум, распространяющийся в кожух, может уменьшаться даже в случае, если частота переключающего элемента Q1 изменяется.

[0037] Описание шестого варианта осуществления

Далее описывается шестой вариант осуществления настоящего изобретения. Фиг. 11 является пояснительной схемой, иллюстрирующей поперечное сечение индуктивного элемента L1 и второй шины 94 подачи мощности устройства преобразования мощности согласно шестому варианту осуществления. Как проиллюстрировано на фиг. 11, в шестом варианте осуществления, первый емкостный элемент C11 предоставляется между индуктивным элементом L1 и кожухом 1, аналогично пятому варианту осуществления, проиллюстрированному на фиг. 9. Дополнительно, второй емкостный элемент C12 предоставляется между второй шиной 94 подачи мощности и кожухом 1. Дополнительно, первая паразитная емкость C01 существует между индуктивным элементом L1 и кожухом 1, и вторая паразитная емкость C02 существует между второй шиной 94 подачи мощности и кожухом 1. Шестой вариант осуществления отличается от пятого варианта осуществления тем, что вторая шина 94 подачи мощности формируется посредством плоского провода.

[0038] В устройстве преобразования мощности согласно шестому варианту осуществления, электростатическая емкость, которая является суммой первой паразитной емкости C01 и электростатической емкости первого емкостного элемента C11, и электростатическая емкость, которая является суммой второй паразитной емкости C02 и электростатической емкости второго емкостного элемента C12, могут задаваться ближе друг к другу посредством соответствующего задания электростатических емкостей первого емкостного элемента C11 и второго емкостного элемента C12, аналогично пятому варианту осуществления, описанному выше. Использование плоского провода в качестве второй шины 94 подачи мощности обеспечивает регулирование второй паразитной емкости C02. Далее подробно описывается этот аспект.

[0039] Электростатическая емкость между второй шиной 94 подачи мощности и кожухом 1 (вторая паразитная емкость C02) может выражаться посредством следующего выражения (1).

(Электростатическая емкость)=ε0*εr*(S/d)... (1),

где ε0 является диэлектрической проницаемостью вакуума, εr является относительной диэлектрической проницаемостью, S является противоположной площадью, и d является расстоянием.

[0040] Следовательно, за счет изменения противоположной площади S, можно изменять вторую паразитную емкость C02 между второй шиной 94 подачи мощности и кожухом 1. В шестом варианте осуществления, электростатическая емкость между индуктивным элементом L1 и кожухом 1 и электростатическая емкость между второй шиной 94 подачи мощности и кожухом 1 задаются посредством регулирования противоположной площади S между второй шиной 94 подачи мощности и кожухом 1 в дополнение к первому емкостному элементу C11 и второму емкостному элементу C12. Следовательно, регулирование электростатических емкостей может легко выполняться. Соответственно, можно задавать напряжение, приложенное между индуктивным элементом L1 и кожухом 1, и напряжение, приложенное между второй шиной 94 подачи мощности и кожухом 1, ближе друг к другу, так что шум, распространяющийся в кожух 1, может уменьшаться.

[0041] Описание седьмого варианта осуществления

Далее описывается седьмой вариант осуществления настоящего изобретения. Фиг. 12 является пояснительной схемой, иллюстрирующей поперечное сечение индуктивного элемента L1 и второй шины 94 подачи мощности устройства преобразования мощности согласно седьмому варианту осуществления. Как проиллюстрировано на фиг. 12, в седьмом варианте осуществления, первый емкостный элемент C11 предоставляется между индуктивным элементом L1 и кожухом 1, аналогично пятому варианту осуществления, проиллюстрированному на фиг. 9. Дополнительно, второй емкостный элемент C12 предоставляется между второй шиной 94 подачи мощности и кожухом 1. Дополнительно, первая паразитная емкость C01 существует между индуктивным элементом L1 и кожухом 1, и вторая паразитная емкость C02 существует между второй шиной 94 подачи мощности и кожухом 1. Седьмой вариант осуществления отличается от пятого варианта осуществления тем, что кожух 1 около второй шины 94 подачи мощности формируется посредством толстого участка 7.

[0042] В устройстве преобразования мощности согласно седьмому варианту осуществления, электростатическая емкость, которая является суммой первой паразитной емкости C01 и электростатической емкости первого емкостного элемента C11, может задаваться ближе к электростатической емкости, которая является суммой второй паразитной емкости C02 и электростатической емкости второго емкостного элемента C12, посредством соответствующего задания электростатических емкостей первого емкостного элемента C11 и второго емкостного элемента C12. В этом случае, вторая паразитная емкость C02 может регулироваться за счет изменения толщины толстого участка 7.

[0043] Таким образом, можно изменять вторую паразитную емкость C02 между второй шиной 94 подачи мощности и кожухом 1 за счет изменения расстояния d так, как выражается посредством выражения (1), описанного выше. В седьмом варианте осуществления, электростатическая емкость между индуктивным элементом L1 и кожухом 1 согласуется с электростатической емкостью между второй шиной 94 подачи мощности и кожухом 1 посредством регулирования толщины толстого участка 7 в дополнение к первому емкостному элементу C11 и второму емкостному элементу C12. Следовательно, регулирование электростатических емкостей может легко выполняться. Хотя фиг. 12 иллюстрирует пример, в котором толщина кожуха 1 изменяется, расстояние d может изменяться посредством размещения проводящего пластинчатого элемента на внутренней поверхности кожуха 1.

[0044] Соответственно, можно задавать напряжение, приложенное между индуктивным элементом L1 и кожухом 1, и напряжение, приложенное между второй шиной 94 подачи мощности и кожухом 1, ближе друг к другу, так что шум, распространяющийся в кожух 1, может уменьшаться.

[0045] Описание модификации седьмого варианта осуществления

Далее описывается модификация седьмого варианта осуществления настоящего изобретения. Фиг. 13 является пояснительной схемой, иллюстрирующей поперечное сечение индуктивного элемента L1 и второй шины 94 подачи мощности устройства преобразования мощности согласно модификации седьмого варианта осуществления. Как проиллюстрировано на фиг. 13, пластинчатый элемент 6, изготовленный из металла, предоставляется на участке внутренней поверхности кожуха 1, который находится близко ко второй шине 94 подачи мощности в модификации. Следовательно, вторая паразитная емкость C02 может регулироваться за счет изменения расстояния между второй шиной 94 подачи мощности и пластинчатым элементом 6, аналогично седьмому варианту осуществления, описанному выше, так что можно задавать электростатическую емкость, которая является суммой индуктивного элемента L1 и кожуха 1, и электростатическую емкость, которая является суммой второй шины 94 подачи мощности и кожуха 1, ближе друг к другу с помощью простой операции.

[0046] Описание восьмого варианта осуществления

Далее описывается восьмой вариант осуществления настоящего изобретения. Фиг. 14 является пояснительной схемой, иллюстрирующей поперечное сечение индуктивного элемента L1 и второй шины 94 подачи мощности устройства преобразования мощности согласно восьмому варианту осуществления. Как проиллюстрировано на фиг. 14, в восьмом варианте осуществления, первый емкостный элемент C11 предоставляется между индуктивным элементом L1 и кожухом 1, аналогично пятому варианту осуществления, проиллюстрированному на фиг. 9. Дополнительно, второй емкостный элемент C12 предоставляется между второй шиной 94 подачи мощности и кожухом 1.

[0047] Восьмой вариант осуществления отличается от пятого варианта осуществления тем, что второе диэлектрическое тело 8 предоставляется между второй шиной 94 подачи мощности и кожухом 1. Первая паразитная емкость C01 существует между индуктивным элементом L1 и кожухом 1, и вторая паразитная емкость C02 существует между второй шиной 94 подачи мощности и кожухом 1. Вторая паразитная емкость C02 изменяется посредством диэлектрической проницаемости второго диэлектрического тела 8.

[0048] В устройстве преобразования мощности согласно восьмому варианту осуществления, можно задавать электростатическую емкость, которая является суммой первой паразитной емкости C01 и электростатической емкости первого емкостного элемента C11, и электростатическую емкость, которая является суммой второй паразитной емкости C02 и электростатической емкости второго емкостного элемента C12, ближе друг к другу посредством соответствующего задания электростатических емкостей первого емкостного элемента C11 и второго емкостного элемента C12. Вторая паразитная емкость C02 может регулироваться за счет изменения диэлектрической проницаемости второго диэлектрического тела 8.

[0049] Таким образом, можно изменять вторую паразитную емкость C02 между второй шиной 94 подачи мощности и кожухом 1 за счет изменения относительной диэлектрической проницаемости εr так, как выражается посредством выражения (1), описанного выше. В восьмом варианте осуществления, электростатическая емкость между индуктивным элементом L1 и кожухом 1 согласуется с электростатической емкостью между второй шиной 94 подачи мощности и кожухом 1 посредством регулирования относительной диэлектрической проницаемости εr второго диэлектрического тела 8 в дополнение к первому емкостному элементу C11 и второму емкостному элементу C12. Следовательно, регулирование электростатических емкостей может легко выполняться.

[0050] Описание девятого варианта осуществления

Далее описывается девятый вариант осуществления настоящего изобретения. Фиг. 15 является пояснительной схемой, иллюстрирующей поперечное сечение индуктивного элемента L1 и второй шины 94 подачи мощности устройства преобразования мощности согласно девятому варианту осуществления. Как проиллюстрировано на фиг. 15, в девятом варианте осуществления, первый емкостный элемент C11 предоставляется между индуктивным элементом L1 и кожухом 1, аналогично пятому варианту осуществления, проиллюстрированному на фиг. 9. Дополнительно, второй емкостный элемент C12 предоставляется между второй шиной 94 подачи мощности и кожухом 1.

[0051] Девятый вариант осуществления отличается от пятого варианта осуществления тем, что первое диэлектрическое тело 9 предоставляется между индуктивным элементом L1 и кожухом 1, и второе диэлектрическое тело 8 предоставляется между второй шиной 94 подачи мощности и кожухом 1. Первая паразитная емкость C01 существует между индуктивным элементом L1 и кожухом 1, и вторая паразитная емкость C02 существует между второй шиной 94 подачи мощности и кожухом 1. Первая паразитная емкость C01 изменяется посредством диэлектрической проницаемости первого диэлектрического тела 9, и вторая паразитная емкость C02 изменяется посредством диэлектрической проницаемости второго диэлектрического тела 8.

[0052] В устройстве преобразования мощности согласно девятому варианту осуществления, электростатическая емкость, которая является суммой первой паразитной емкости C01 и электростатической емкости первого емкостного элемента C11, и электростатическая емкость, которая является суммой второй паразитной емкости C02 и электростатической емкости второго емкостного элемента C12, задаются ближе друг к другу посредством соответствующего задания электростатических емкостей первого емкостного элемента C11 и второго емкостного элемента C12. В этом случае, первая паразитная емкость C01 и вторая паразитная емкость C02 могут регулироваться за счет изменения диэлектрических проницаемостей первого диэлектрического тела 9 и второго диэлектрического тела 8.

[0053] Таким образом, можно изменять первую паразитную емкость C01 и вторую паразитную емкость C02 за счет изменения относительной диэлектрической проницаемости εr в выражении (1), описанном выше. В девятом варианте осуществления, электростатическая емкость между индуктивным элементом L1 и кожухом 1 согласуется с электростатической емкостью между второй шиной 94 подачи мощности и кожухом 1 посредством регулирования относительной диэлектрической проницаемости εr первого диэлектрического тела 9 и диэлектрической проницаемости εr второго диэлектрического тела 8 в дополнение к первому емкостному элементу C11 и второму емкостному элементу C12. Следовательно, регулирование электростатических емкостей может легко выполняться.

[0054] Описание десятого варианта осуществления

Далее описывается десятый вариант осуществления настоящего изобретения. Фиг. 16 является пояснительной схемой, иллюстрирующей поперечное сечение индуктивного элемента L1 и второй шины 94 подачи мощности устройства преобразования мощности согласно десятому варианту осуществления. Как проиллюстрировано на фиг. 16, в десятом варианте осуществления, последовательно соединенная схема, сформированная посредством первого емкостного элемента C11 и первого резистивного элемента R11, предоставляется между индуктивным элементом L1 и кожухом 1. Дополнительно, второй емкостный элемент C12 предоставляется между второй шиной 94 подачи мощности и кожухом 1.

[0055] Первая паразитная емкость C01 существует между индуктивным элементом L1 и кожухом 1, и вторая паразитная емкость C02 существует между второй шиной 94 подачи мощности и кожухом 1.

[0056] В устройстве преобразования мощности согласно десятому варианту осуществления, комбинированный импеданс первой паразитной емкости C01 и последовательно соединенной схемы, сформированной посредством первого емкостного элемента C11 и первого резистивного элемента R11 (в дальнейшем в этом документе, этот комбинированный импеданс называется "первым импедансом"), задается ближе к комбинированному импедансу второй паразитной емкости C02 и электростатической емкости второго емкостного элемента C12 (в дальнейшем в этом документе, этот комбинированный импеданс называется "вторым импедансом") посредством соответствующего задания значения сопротивления первого резистивного элемента R11, электростатической емкости первого емкостного элемента C11 и электростатической емкости второго емкостного элемента C12.

[0057] Дополнительно, резонансная частота (называемая "первой резонансной частотой") существует между индуктивным элементом L1 и кожухом 1 вследствие существования первого емкостного элемента C11, первой паразитной емкости C01 и индуктивного элемента L1. Следовательно, в случае если первый резистивный элемент R11 не предоставляется, первый импеданс уменьшается на первой резонансной частоте таким образом, что разность между первым импедансом и вторым импедансом возрастает, вызывая формирования шума. В настоящем варианте осуществления, уменьшение первого импеданса предотвращается посредством предоставления первого резистивного элемента R11. Далее подробно описывается этот аспект.

[0058] Фиг. 17 является графиком, представляющим взаимосвязь между частотой и импедансом. Кривая Z2 (сплошная линия), проиллюстрированная на фиг. 17, представляет изменение второго импеданса Z2 между второй шиной 94 подачи мощности и кожухом 1.

[0059] Кривая Z0 (линия с попеременными длинным и коротким тире) представляет изменение первого импеданса в случае, если первый резистивный элемент R11 не предоставляется на фиг. 16, т.е. индуктивный элемент L1 и кожух 1 соединяются между собой посредством первого емкостного элемента C11. Как представлено посредством кривой Z0, первая резонансная частота f0 существует между индуктивным элементом L1 и кожухом 1, при которой импеданс значительно уменьшается.

[0060] Первая резонансная частота f0, описанная выше, может выражаться посредством следующего выражения (2).

уравнение 1

.

В настоящем варианте осуществления, уменьшение первого импеданса на первой резонансной частоте f0 подавляется посредством предоставления первого резистивного элемента R11.

[0061] В частности, значение сопротивления первого резистивного элемента R11 задается равным значению, которое больше импеданса Z0(f0) на частоте f0 и меньше второго импеданса Z2(f0). Таким образом, значение сопротивления первого резистивного элемента R11 задается в диапазоне, выражаемом посредством следующего выражения (3).

Z0(f0)≤R11≤Z2(f0)... (3),

где Z0 является импедансом посредством индуктивного элемента L1, первого емкостного элемента C11 и первой паразитной емкости C01, и Z2 является импедансом посредством второй шины 94 подачи мощности, второго емкостного элемента C12 и второй паразитной емкости C02. В нижеприведенном описании, элемент и числовое значение этого элемента обозначаются посредством идентичного знака. Например, значение сопротивления резистивного элемента R11 обозначается посредством идентичного знака R11.

[0062] Как результат, первый импеданс на первой резонансной частоте f0 может задаваться выше нижней точки импеданса Z0. Дополнительно, посредством задания значения R11 сопротивления ближе к Z2(f0), изменение первого импеданса относительно частоты становится изменением, как проиллюстрировано посредством кривой Z1 (пунктирной линии) на фиг. 17, так что изменение первого импеданса может задаваться ближе к кривой Z2.

[0063] Таким образом, значение сопротивления первого резистивного элемента R11 задается равным или меньше импеданса между второй шиной 94 подачи мощности и кожухом 1 на первой резонансной частоте f0 и больше импеданса между индуктивным элементом L1 и кожухом 1 в случае, если первый резистивный элемент R11 не включен. Предпочтительно, значение сопротивления первого резистивного элемента R11 задается таким образом, что оно согласуется с импедансом между второй шиной 94 подачи мощности и кожухом 1 на первой резонансной частоте f0.

[0064] Следовательно, на первой резонансной частоте f0, можно предотвращать быстрое уменьшение первого импеданса, так что распространение шума в кожух 1 может уменьшаться без влияния за счет изменения частоты.

[0065] Фиг. 18 является графиком, представляющим эффект подавления шума, который распространяется в кожух 1 на первой резонансной частоте f0. Горизонтальная ось представляет абсолютную величину первого резистивного элемента R11, а вертикальная ось представляет уровень шума. Как следует понимать из фиг. 18, посредством задания значения R11 сопротивления в диапазоне от Z0(f0) до Z2(f0) (т.е. в диапазоне, выражаемом посредством выражения (3), описанного выше), уровень шума может уменьшаться, и эффект подавления шума может увеличиваться по мере того, как R11 становится ближе к Z2(f0).

[0066] Таким образом, в десятом варианте осуществления, последовательно соединенная схема, сформированная посредством первого емкостного элемента C11 и первого резистивного элемента R11, предоставляется между индуктивным элементом L1 и кожухом 1. Следовательно, даже в случае, если первая резонансная частота f0 существует между индуктивным элементом L1 и первым емкостным элементом C11, можно предотвращать уменьшение первого импеданса на первой резонансной частоте посредством задания значения сопротивления первого резистивного элемента R11 в диапазоне выражения (3), описанного выше. Следовательно, можно задавать напряжение, приложенное между индуктивным элементом L1 и кожухом 1, и напряжение, приложенное между второй шиной 94 подачи мощности и кожухом 1, ближе друг к другу, так что шум, распространяющийся в кожух 1, может уменьшаться.

[0067] В частности, шум может уменьшаться эффективнее посредством согласования значения R11 сопротивления с импедансом Z2(f0) между второй шиной 94 подачи мощности и кожухом 1 на первой резонансной частоте f0.

[0068] Описание первой модификации десятого варианта осуществления

Далее описывается первая модификация десятого варианта осуществления. Фиг. 19 является пояснительной схемой, иллюстрирующей поперечное сечение индуктивного элемента L1 и второй шины 94 подачи мощности устройства преобразования мощности согласно первой модификации десятого варианта осуществления.

[0069] Как проиллюстрировано на фиг. 19, индуктивный элемент L1 размещается в раме 4, изготовленной из металла, такого как железо или алюминий. Рама 4 соединяется с кожухом 1 посредством провода 5. Последовательно соединенная схема, сформированная посредством первого резистивного элемента R11 и первого емкостного элемента C11, предоставляется между индуктивным элементом L1 и рамой 4.

[0070] Согласно этой конфигурации, индуктивный элемент L1 размещается в раме 4, за счет этого подавляя шум, непосредственно излучаемый из индуктивного элемента L1. Дополнительно, посредством предоставления первого резистивного элемента R11 и первого емкостного элемента C11 в раме 4, можно задавать импеданс между индуктивным элементом L1 и рамой 4 большим таким образом, что импеданс между индуктивным элементом L1 и кожухом 1 может задаваться ближе к электростатической емкости между второй шиной 94 подачи мощности и кожухом 1 (электростатической емкости, которая является суммой второго емкостного элемента C12 и второй паразитной емкости C02).

[0071] Дополнительно, посредством соответствующего задания значения сопротивления первого резистивного элемента R11, аналогично десятому варианту осуществления, описанному выше, уменьшение первого импеданса на первой резонансной частоте f0 может предотвращаться, и шум, распространяющийся из индуктивного элемента L1 в кожух 1, может подавляться.

[0072] Описание второй модификации десятого варианта осуществления

Далее описывается вторая модификация десятого варианта осуществления. Фиг. 20 является пояснительной схемой, иллюстрирующей поперечное сечение индуктивного элемента L1 и второй шины 94 подачи мощности устройства преобразования мощности согласно второй модификации десятого варианта осуществления.

[0073] Как проиллюстрировано на фиг. 20, индуктивный элемент L1 размещается в раме 4, изготовленной из металла, такого как железо или алюминий. Последовательно соединенная схема, сформированная посредством первого резистивного элемента R11 и первого емкостного элемента C11, предоставляется между индуктивным элементом L1 и рамой 4. Дополнительно, рама 4 и кожух 1 изолируются друг от друга. Первая паразитная емкость C01 существует между рамой 4 и кожухом 1.

[0074] Также во второй модификации, индуктивный элемент L1 размещается в раме 4, аналогично первой модификации, описанной выше. Следовательно, шум, непосредственно излучаемый из индуктивного элемента L1, может подавляться. Дополнительно, посредством предоставления первого резистивного элемента R11 и первого емкостного элемента C11 в раме 4, импеданс между индуктивным элементом L1 и рамой 4 может увеличиваться. Как результат, можно задавать импеданс между индуктивным элементом L1 и кожухом 1 ближе к электростатической емкости между второй шиной 94 подачи мощности и кожухом 1 (электростатической емкости, которая является суммой второго емкостного элемента C12 и второй паразитной емкости C02).

[0075] Дополнительно, посредством соответствующего задания значения сопротивления первого резистивного элемента R11, аналогично десятому варианту осуществления, описанному выше, уменьшение первого импеданса на первой резонансной частоте f0 может предотвращаться, и шум, распространяющийся из индуктивного элемента L1 в кожух 1, может подавляться.

[0076] Описание одиннадцатого варианта осуществления

Далее описывается одиннадцатый вариант осуществления настоящего изобретения. Фиг. 21 является пояснительной схемой, иллюстрирующей поперечное сечение индуктивного элемента L1 и второй шины 94 подачи мощности устройства преобразования мощности согласно одиннадцатому варианту осуществления. Как проиллюстрировано на фиг. 21, в одиннадцатом варианте осуществления, последовательно соединенная схема, сформированная посредством первого емкостного элемента C11 и первого резистивного элемента R11, предоставляется между индуктивным элементом L1 и кожухом 1. Дополнительно, последовательно соединенная схема, сформированная посредством второго резистивного элемента R12 и второго емкостного элемента C12, предоставляется между второй шиной 94 подачи мощности и кожухом 1.

[0077] В устройстве преобразования мощности согласно одиннадцатому варианту осуществления, первый импеданс между индуктивным элементом L1 и кожухом 1 и второй импеданс между второй шиной 94 подачи мощности и кожухом 1 задаются ближе друг к другу посредством соответствующего задания значения сопротивления первого резистивного элемента R11, электростатической емкости первого емкостного элемента C11, значения сопротивления второго резистивного элемента R12 и электростатической емкости второго емкостного элемента C12.

[0078] Ниже описывается способ задания значений сопротивления первого резистивного элемента R11 и второго резистивного элемента R12. Фиг. 22 является графиком, представляющим взаимосвязь между частотой и импедансом. Кривая Z11(f), проиллюстрированная на фиг. 22, представляет импеданс между индуктивным элементом L1 и кожухом 1 в случае, если первый резистивный элемент R11 не предоставляется (первый импеданс), и кривая Z21(f) представляет импеданс между второй шиной 94 подачи мощности и кожухом 1 в случае, если второй резистивный элемент R12 не предоставляется (второй импеданс).

[0079] Дополнительно, кривая Z10(f) представляет импеданс индуктивного элемента L1, и кривая Z20(f) представляет импеданс второй шины 94 подачи мощности. Поскольку кривая Z10(f) представляет только индуктивность, импеданс увеличивается с увеличением частоты. Что касается кривой Z20(f), импеданс уменьшается с увеличением частоты вследствие существования паразитной емкости.

[0080] Между тем, импеданс Z11(f) и импеданс Z21(f) имеют резонансные частоты, соответственно. Хотя желательно, если обе резонансных частоты согласуются друг с другом, резонансные частоты отличаются во многих случаях. Здесь, предполагается, что резонансная частота импеданса Z11(f) представляет собой первую резонансную частоту f1, и резонансная частота импеданса Z21(f) представляет собой вторую резонансную частоту f2.

[0081] Следовательно, как проиллюстрировано на фиг. 22, Z11(f) и Z21(f) имеют характеристики, в которых импеданс быстро уменьшается на первой резонансной частоте f1 или второй резонансной частоте f2. В настоящем варианте осуществления, значения сопротивления первого резистивного элемента R11 и второго резистивного элемента R12 задаются таким образом, что уменьшение первого импеданса и второго импеданса подавляется на соответствующих резонансных частотах f1 и f2.

[0082] Диапазон значения R11 сопротивления и диапазон значения R12 сопротивления задаются так, как выражается посредством следующих выражений (4) и (5).

Z11(f1)≤R11≤Z21(f1)... (4).

Z21(f2)≤R12≤Z11(f2)... (5).

В частности, диапазон значения R11 сопротивления задается как диапазон, обозначаемый посредством знака q1 на фиг. 22, и диапазон значения R12 сопротивления задается как диапазон, обозначаемый посредством знака q2.

[0083] Посредством задания значения сопротивления первого резистивного элемента R11 в диапазоне, выражаемом посредством выражения (4), описанного выше, можно подавлять уменьшение импеданса кривой Z11(f) на фиг. 22 на первой резонансной частоте f1. Аналогично, посредством задания значения сопротивления второго резистивного элемента R12 в диапазоне, выражаемом посредством выражения (5), описанного выше, можно подавлять уменьшение импеданса кривой Z21(f) на второй резонансной частоте f2.

[0084] Таким образом, когда резонансная частота посредством второй шины 94 подачи мощности и электростатической емкости второго емкостного элемента C12 предполагается в качестве второй резонансной частоты f2, значение сопротивления второго резистивного элемента R12 задается выше импеданса Z21(f2) между второй шиной 94 подачи мощности и кожухом 1 и ниже импеданса Z11(f2) между индуктивным элементом L1 и кожухом 1 на второй резонансной частоте f2 в случае, если второй резистивный элемент R12 не включен.

[0085] Следовательно, посредством предоставления резистивных элементов R11 и R12, можно подавлять уменьшение первого импеданса и второго импеданса на первой резонансной частоте f1 и второй резонансной частоте f2 и предотвращать формирование шума.

[0086] Фиг. 27 является характеристической схемой, иллюстрирующей взаимосвязь между значением сопротивления и уровнем шума, на которой горизонтальная ось представляет значение сопротивления, а вертикальная ось представляет уровень шума. Посредством задания значений R11 и R12 сопротивления так, как выражается посредством выражений (4) и (5), описанных выше, значения сопротивления являются значениями в диапазоне, обозначаемом посредством знака X1. Следовательно, уровень шума может уменьшаться.

[0087] Как описано выше, в одиннадцатом варианте осуществления, последовательно соединенная схема, сформированная посредством первого емкостного элемента C11 и первого резистивного элемента R11, предоставляется между индуктивным элементом L1 и кожухом 1, и последовательно соединенная схема, сформированная посредством второго емкостного элемента C12 и второго резистивного элемента R12, предоставляется между второй шиной 94 подачи мощности и кожухом 1. Следовательно, можно подавлять уменьшение первого импеданса и второго импеданса на первой резонансной частоте f1 и второй резонансной частоте f2, так что шум, распространяющийся в кожух 1, может уменьшаться.

[0088] Дополнительно, посредством задания значений R11 и R12 сопротивления так, как выражается посредством выражений (4) и (5), описанных выше, можно подавлять уменьшение импеданса на первой резонансной частоте f1 и второй резонансной частоте f2, так что шум, распространяющийся в кожух 1, может уменьшаться.

[0089] Описание первой модификации одиннадцатого варианта осуществления

Далее описывается первая модификация одиннадцатого варианта осуществления. В первой модификации, каждое из значений сопротивления резистивных элементов R11 и R12, описанных выше, задается равным значению, выражаемому посредством следующего выражения (6).

R11, R12≈{Z21(f1)+Z11(f2)}/2... (6).

[0090] Это задание описывается ниже со ссылкой на график, проиллюстрированный на фиг. 23. Фиг. 23 является графиком, представляющим первый импеданс Z11(f) и второй импеданс Z21(f), на котором выделена разность между первой резонансной частотой f1 и второй резонансной частотой f2, проиллюстрированной на фиг. 22, чтобы упрощать понимание. Каждый из R11 и R12, полученных посредством выражения (6), описанного выше, является значением сопротивления, обозначаемым посредством знака q3. Таким образом, R11 и R12 являются средним значением между Z21(f1) и Z11(f2).

[0091] Таким образом, каждое из значений сопротивления первого резистивного элемента R11 и второго резистивного элемента R12 задается равным среднему значению между импедансом Z21(f1) между второй шиной 94 подачи мощности и кожухом 1 на первой резонансной частоте f1 и импедансом Z11(f2) между индуктивным элементом L1 и кожухом 1 на второй резонансной частоте f2.

[0092] Следовательно, посредством задания значений сопротивления первого резистивного элемента R11 и второго резистивного элемента R12 так, как выражается посредством выражения (6), можно подавлять уменьшение импеданса кривой Z11(f) на первой резонансной частоте f1. Аналогично, можно подавлять уменьшение импеданса кривой Z21(f) на второй резонансной частоте f2.

[0093] Посредством задания значений R11 и R12 сопротивления так, как выражается посредством выражения (6), описанного выше, значения сопротивления могут быть значением сопротивления, обозначаемым посредством знака X2 на фиг. 27, так что эффект уменьшения уровня шума может быть максимизирован. Следовательно, можно подавлять уменьшение первого импеданса и второго импеданса на первой резонансной частоте f1 и второй резонансной частоте f2, так что шум, распространяющийся в кожух 1, может уменьшаться.

[0094] Описание второй модификации одиннадцатого варианта осуществления

Далее описывается вторая модификация одиннадцатого варианта осуществления. Во второй модификации, значения сопротивления первого резистивного элемента R11 и второго резистивного элемента R12 задаются в диапазонах, выражаемых посредством следующих выражений (7a) и (7b), соответственно.

Z21(f1)≤R11≤Z11(f2)... (7a).

Z21(f1)≤R12≤Z11(f2)... (7b).

[0095] Это задание описывается ниже со ссылкой на график, проиллюстрированный на фиг. 24. Фиг. 24 является графиком, представляющим первый импеданс Z11(f) и второй импеданс Z21(f), на котором выделена разность между первой резонансной частотой f1 и второй резонансной частотой f2, проиллюстрированной на фиг. 22. R1 и R2, соответственно, заданные посредством выражений (7a) и (7b), описанных выше, находятся в диапазоне, обозначаемом посредством знака q4 на фиг. 24.

[0096] Таким образом, значения сопротивления первого резистивного элемента R11 и второго резистивного элемента R12 задаются равными значениям сопротивления между импедансом Z11(f2) между индуктивным элементом L1 и кожухом 1 на второй резонансной частоте f2 в случае, если первый резистивный элемент R11 не включен, и импедансом Z21(f1) между второй шиной 94 подачи мощности и кожухом 1 на первой резонансной частоте f1 в случае, если второй резистивный элемент R12 не включен.

[0097] Посредством задания значений R11 и R12 сопротивления так, как выражается посредством выражений (7a) и (7b), описанных выше, соответствующие значения R11 и R12 сопротивления находятся в диапазоне, обозначаемом посредством знака X3 на фиг. 27, и уровень шума может уменьшаться. Как результат, можно задавать напряжение, сформированное между индуктивным элементом L1 и кожухом 1, и напряжение, сформированное между второй шиной 94 подачи мощности и кожухом 1, ближе друг к другу, так что шум, распространяющийся в кожух 1, может уменьшаться.

[0098] Описание третьей модификации одиннадцатого варианта осуществления

Далее описывается третья модификация одиннадцатого варианта осуществления. В третьей модификации, каждое из значений сопротивления первого резистивного элемента R11 и второго резистивного элемента R12 (предполагается как "Rr") задается равным значению, выражаемому посредством следующего выражения (8).

[0099] Rr=R11, R12={Z10(f12)+Z20(f12)}/2... (8),

где f12 является частотой пересечения кривой Z11(f) и кривой Z21(f), как проиллюстрировано на фиг. 25. Таким образом, частота f12 представляет собой промежуточную частоту между первой резонансной частотой f1 и второй резонансной частотой f2.

[0100] Это задание описывается ниже со ссылкой на график, проиллюстрированный на фиг. 25. Фиг. 25 является графиком, представляющим первый импеданс Z11(f) и второй импеданс Z21(f), на котором выделена разность между первой резонансной частотой f1 и второй резонансной частотой f2, проиллюстрированной на фиг. 22. Помимо этого, фиг. 26 является укрупненным видом участка A на фиг. 25. Каждое из значений R11 и R12 сопротивления, заданных посредством выражения (8), описанного выше, является значением, обозначаемым посредством знака q5 на фиг. 26.

[0101] Таким образом, промежуточная частота f12 между первой резонансной частотой f1 и второй резонансной частотой f2 задается, и значения сопротивления первого резистивного элемента R11 и второго резистивного элемента R12 задаются равными значению сопротивления между импедансом Z10(f2) между индуктивным элементом L1 и кожухом 1 в случае, если первый импедансный элемент не предоставляется, и импедансом Z20(f12) между второй шиной 94 подачи мощности и кожухом 1 в случае, если второй импедансный элемент не предоставляется, на промежуточной частоте f12.

[0102] Таким образом, каждое из значений сопротивления первого резистивного элемента R11 и второго резистивного элемента R12 задается равным промежуточному значению между Z10(f12) и Z20(f12) на частоте f12. Следовательно, значения R11 и R12 сопротивления (=Rr) являются значением X4 на фиг. 27, так что эффект уменьшения уровня шума может быть максимизирован.

[0103] Соответственно, можно задавать напряжение, сформированное между индуктивным элементом L1 и кожухом 1, и напряжение, сформированное между второй шиной 94 подачи мощности и кожухом 1, ближе друг к другу, так что шум, распространяющийся в кожух 1, может уменьшаться.

[0104] Другие варианты осуществления

В каждом из вариантов осуществления, описанных выше, описан пример, в котором мощность преобразуется посредством использования силового модуля 3, сформированного посредством переключающего элемента Q1 и диода D1, как проиллюстрировано на фиг. 1. Тем не менее, настоящее изобретение не ограничено вариантами осуществления. Например, выпрямительная схема 31, сформированная посредством диодной мостовой схемы, может предоставляться в предыдущем каскаде сглаживающего конденсатора C100, как проиллюстрировано на фиг. 28. В случае если мощность, подаваемая из источника 91 мощности, представляет собой мощность переменного тока, мощность переменного тока может выпрямляться для подачи в силовой модуль 3.

[0105] Дополнительно, устройство преобразования мощности может быть выполнено с возможностью включать в себя силовой модуль 3a, включающий в себя четыре переключающих элемента, схему 34 управления, которая управляет силовым модулем 3a, преобразователь 35 и выпрямительную схему 33, включающую в себя четыре диода в последующем каскаде индуктивного элемента L1, как проиллюстрировано на фиг. 29. Также при этой конфигурации, шум может уменьшаться посредством предоставления первого импедансного элемента между индуктивным элементом L1 и кожухом 1.

[0106] Хотя устройство преобразования мощности согласно настоящему изобретению описывается выше на основе вариантов осуществления, как проиллюстрировано на чертежах, настоящее изобретение не ограничено ими, и конфигурации соответствующих частей могут заменяться посредством произвольных конфигураций, имеющих функции, идентичные с означенными функциями.

Список позиционных обозначений

[0107] 1 - кожух

2, 34 - схема управления

3, 3a - силовой модуль

4 - рама

5 - провод

6 - пластинчатый элемент

7 - толстый участок

8 - второе диэлектрическое тело

9 - первое диэлектрическое тело

11 - первый импедансный элемент

12 - второй импедансный элемент

31, 33 - выпрямительная схема

35 - преобразователь

91 - источник мощности

92 - нагрузка

93 - первая шина подачи мощности

94 - вторая шина подачи мощности

95, 96 - выходная линия

101 - устройство преобразования мощности

L1 - индуктивный элемент

L1a - плоский индуктивный элемент

C01 - первая паразитная емкость

C02 - вторая паразитная емкость

C11 - первый емкостный элемент

C12 - второй емкостный элемент

C100, C200 - сглаживающий конденсатор

D1 - диод

f0 - первая резонансная частота

f1 - первая резонансная частота

f12 - промежуточная частота

f2 - вторая резонансная частота

L1 - индуктивный элемент

L1a - плоский индуктивный элемент

Q1 - переключающий элемент

R11 - первый резистивный элемент

R12 - второй резистивный элемент

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для зарядки аккумуляторов низкого напряжения от аккумулятора высокого напряжения в электромобиле, гибридном транспортном средстве и т.п. Техническим результатом является уменьшение шума при включении и выключении переключающего элемента. Устройство преобразования мощности, которое преобразует мощность, подаваемую через первую шину (93) подачи мощности и вторую шину (94) подачи мощности, включает в себя: индуктивный элемент (L1), соединенный с первой шиной (93) подачи мощности; силовой модуль (3), который преобразует мощность, подаваемую между первой шиной (93) подачи мощности и второй шиной (94) подачи мощности, посредством переключения. Устройство преобразования мощности дополнительно включает в себя: кожух (1), который вмещает в себя индуктивный элемент (L1) и силовой модуль (3); первый импедансный элемент (11), предоставленный между индуктивным элементом (L1) и кожухом (1). 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 29 ил.

1. Устройство преобразования мощности, которое преобразует мощность, подаваемую из первой шины подачи мощности и второй шины подачи мощности, причем устройство преобразования мощности содержит:

- индуктивный элемент, соединенный с первой шиной подачи мощности;

- переключающий элемент, который преобразует мощность, подаваемую между первой шиной подачи мощности и второй шиной подачи мощности, посредством переключения;

- кожух, который вмещает в себя индуктивный элемент и переключающий элемент;

- первый импедансный элемент, предоставленный между индуктивным элементом и кожухом; и

- второй импедансный элемент, предоставленный между второй шиной подачи мощности и кожухом.

2. Устройство преобразования мощности, которое преобразует мощность, подаваемую из первой шины подачи мощности и второй шины подачи мощности, причем устройство преобразования мощности содержит:

- индуктивный элемент, соединенный с первой шиной подачи мощности;

- переключающий элемент, который преобразует мощность, подаваемую между первой шиной подачи мощности и второй шиной подачи мощности, посредством переключения;

- кожух, который вмещает в себя индуктивный элемент и переключающий элемент; и

- первый импедансный элемент, предоставленный между индуктивным элементом и кожухом, при этом:

- первый импедансный элемент представляет собой первый емкостный элемент, который предоставляется между индуктивным элементом и кожухом таким образом, что электростатическая емкость между индуктивным элементом и кожухом, включающая в себя первую паразитную емкость между индуктивным элементом и кожухом, согласуется со второй паразитной емкостью между второй шиной подачи мощности и кожухом.

3. Устройство преобразования мощности по п. 1, в котором:

- первый импедансный элемент представляет собой первый емкостный элемент и второй импедансный элемент представляет собой второй емкостный элемент, и

- электростатические емкости первого емкостного элемента и второго емкостного элемента задаются таким образом, чтобы согласовывать сумму первой паразитной емкости между индуктивным элементом и кожухом и электростатической емкости первого емкостного элемента с суммой второй паразитной емкости между второй шиной подачи мощности и кожухом и электростатической емкости второго емкостного элемента.

4. Устройство преобразования мощности по п. 2, в котором:

- первый импедансный элемент представляет собой первый емкостный элемент, предоставленный между индуктивным элементом и кожухом, и

- противоположная площадь между второй шиной подачи мощности и кожухом задается таким образом, чтобы согласовывать электростатическую емкость между индуктивным элементом и кожухом со второй паразитной емкостью между второй шиной подачи мощности и кожухом.

5. Устройство преобразования мощности по п. 2, в котором:

- первый импедансный элемент представляет собой первый емкостный элемент, предоставленный между индуктивным элементом и кожухом, и

- расстояние между второй шиной подачи мощности и кожухом задается таким образом, чтобы согласовывать электростатическую емкость между индуктивным элементом и кожухом со второй паразитной емкостью между второй шиной подачи мощности и кожухом.

6. Устройство преобразования мощности по п. 1, в котором:

- второй импедансный элемент представляет собой второе диэлектрическое тело, предоставленное между второй шиной подачи мощности и кожухом, и

- диэлектрическая проницаемость второго диэлектрического тела задается таким образом, чтобы согласовывать электростатическую емкость между индуктивным элементом и кожухом с электростатической емкостью между второй шиной подачи мощности и кожухом.

7. Устройство преобразования мощности по п. 1, в котором:

- первый импедансный элемент представляет собой первое диэлектрическое тело и второй импедансный элемент представляет собой второе диэлектрическое тело, и

- диэлектрическая проницаемость первого диэлектрического тела и диэлектрическая проницаемость второго диэлектрического тела задаются таким образом, чтобы согласовывать электростатическую емкость между индуктивным элементом и кожухом с электростатической емкостью между второй шиной подачи мощности и кожухом.

8. Устройство преобразования мощности, которое преобразует мощность, подаваемую из первой шины подачи мощности и второй шины подачи мощности, причем устройство преобразования мощности содержит:

- индуктивный элемент, соединенный с первой шиной подачи мощности;

- переключающий элемент, который преобразует мощность, подаваемую между первой шиной подачи мощности и второй шиной подачи мощности, посредством переключения;

- кожух, который вмещает в себя индуктивный элемент и переключающий элемент; и

- первый импедансный элемент, предоставленный между индуктивным элементом и кожухом, при этом:

первый импедансный элемент сформирован посредством первого емкостного элемента и первого резистивного элемента.

9. Устройство преобразования мощности по п. 8, в котором:

- резонансная частота посредством индуктивного элемента и первого импедансного элемента представляет собой первую резонансную частоту,

- значение сопротивления первого резистивного элемента равно или меньше импеданса между второй шиной подачи мощности и кожухом на первой резонансной частоте и больше импеданса между индуктивным элементом и кожухом в случае, если первый резистивный элемент не включен.

10. Устройство преобразования мощности по п. 8, в котором:

- резонансная частота посредством индуктивного элемента и первого импедансного элемента представляет собой первую резонансную частоту,

- значение сопротивления первого резистивного элемента согласуется с импедансом между второй шиной подачи мощности и кожухом на первой резонансной частоте.

11. Устройство преобразования мощности по п. 1, в котором второй импедансный элемент сформирован посредством второго емкостного элемента и второго резистивного элемента.

12. Устройство преобразования мощности по п. 11, в котором:

- резонансная частота посредством второй шины подачи мощности и электростатической емкости второго емкостного элемента представляет собой вторую резонансную частоту,

- значение сопротивления второго резистивного элемента больше импеданса между второй шиной подачи мощности и кожухом в случае, если второй резистивный элемент не включен, и меньше импеданса между индуктивным элементом и кожухом, на второй резонансной частоте.

13. Устройство преобразования мощности по п. 1, в котором:

- первый импедансный элемент сформирован посредством первого емкостного элемента и первого резистивного элемента и второй импедансный элемент сформирован посредством второго емкостного элемента и второго резистивного элемента, и

- резонансная частота посредством индуктивного элемента и первого импедансного элемента представляет собой первую резонансную частоту и резонансная частота посредством второй шины подачи мощности и второго импедансного элемента представляет собой вторую резонансную частоту,

- каждое из значений сопротивления первого резистивного элемента и второго резистивного элемента является средним значением между импедансом между второй шиной подачи мощности и кожухом на первой резонансной частоте и импедансом между индуктивным элементом и кожухом на второй резонансной частоте.

14. Устройство преобразования мощности по п. 1, в котором:

- первый импедансный элемент включает в себя первый емкостный элемент и первый резистивный элемент и второй импедансный элемент включает в себя второй емкостный элемент и второй резистивный элемент, и

- резонансная частота посредством индуктивного элемента и первого импедансного элемента представляет собой первую резонансную частоту и резонансная частота посредством второй шины подачи мощности и второго импедансного элемента представляет собой вторую резонансную частоту,

- каждое из значений сопротивления первого резистивного элемента и второго резистивного элемента является значением сопротивления между импедансом между индуктивным элементом и кожухом на второй резонансной частоте в случае, если первый резистивный элемент не включен, и импедансом между второй шиной подачи мощности и кожухом на первой резонансной частоте в случае, если второй резистивный элемент не включен.

15. Устройство преобразования мощности по п. 1, в котором:

- первый импедансный элемент включает в себя первый емкостный элемент и первый резистивный элемент и второй импедансный элемент включает в себя второй емкостный элемент и второй резистивный элемент, и

- резонансная частота посредством индуктивного элемента и первого импедансного элемента представляет собой первую резонансную частоту, и резонансная частота посредством второй шины подачи мощности и второго импедансного элемента представляет собой вторую резонансную частоту, и промежуточная частота между первой резонансной частотой и второй резонансной частотой дополнительно задается,

- каждое из значений сопротивления первого резистивного элемента и второго резистивного элемента является значением сопротивления между импедансом между индуктивным элементом и кожухом в случае, если первый импедансный элемент не предоставляется, и импедансом между второй шиной подачи мощности и кожухом в случае, если второй импедансный элемент не предоставляется, на промежуточной резонансной частоте.