[go: up one dir, main page]

JP2025007845A - Shielding systems and electrical equipment - Google Patents

Shielding systems and electrical equipment Download PDF

Info

Publication number
JP2025007845A
JP2025007845A JP2023109505A JP2023109505A JP2025007845A JP 2025007845 A JP2025007845 A JP 2025007845A JP 2023109505 A JP2023109505 A JP 2023109505A JP 2023109505 A JP2023109505 A JP 2023109505A JP 2025007845 A JP2025007845 A JP 2025007845A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
return conductor
return
conductor
battery
line
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2023109505A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
直哉 梶浦
Naoya Kajiura
健司 十河
Kenji Sogo
誠 田中
Makoto Tanaka
崇 山田
Takashi Yamada
信治 大岡
Shinji Ooka
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denso Corp
Soken Inc
Original Assignee
Denso Corp
Soken Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Denso Corp, Soken Inc filed Critical Denso Corp
Priority to JP2023109505A priority Critical patent/JP2025007845A/en
Publication of JP2025007845A publication Critical patent/JP2025007845A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Multi-Conductor Connections (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Abstract

To reduce common mode noise while adopting a resin housing.SOLUTION: A shield system 10 has a battery 20, an MG 30, and an inverter 40. The inverter 40 has a resin housing 41, an electric part 42 accommodated in the housing 41, and a return conductor 43. The battery 20 has a metal housing 21. The MG 30 has a metal housing 31. The battery 20 and the inverter 40 are connected through a P line 51P and an N line 51N. The inverter 40 and the MG 30 are connected through an output line 61. The return conductor 43 is electrically connected to the housings 21 and 31, and provides a return path of common mode current.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

この明細書における開示は、シールドシステム、および電気機器に関する。 The disclosure in this specification relates to a shielding system and electrical equipment.

特許文献1は、電気ユニットを開示している。先行技術文献の記載内容は、この明細書における技術的要素の説明として、参照により援用される。 Patent document 1 discloses an electric unit. The contents of the prior art document are incorporated by reference as explanations of the technical elements in this specification.

特開2017-216845号公報JP 2017-216845 A

特許文献1では、複数の電気機器、複数のバスバー、およびバスバーを保持する保持体が、金属フレームの一面上に配置された状態で金属ケースに収容されている。保持体には、バスバーとともに冷却バーが保持されている。冷却バーは互いに離間した複数箇所で金属フレームに接続されている。冷却バーにコモンモード電流が流れるため、ループ面積を小さくし、コモンモードノイズを低減できる。 In Patent Document 1, multiple electrical devices, multiple bus bars, and a holder that holds the bus bars are housed in a metal case and arranged on one side of a metal frame. The holder holds a cooling bar together with the bus bars. The cooling bar is connected to the metal frame at multiple points that are spaced apart from each other. Because a common mode current flows through the cooling bar, the loop area is reduced, and common mode noise can be reduced.

近年、軽量化、低コスト化、製造時におけるCO2排出量の削減などのために、電気機器が備える筐体の樹脂化が求められている。しかしながら、樹脂筐体を採用すると、コモンモード電流の経路が樹脂筐体によって分断されてしまう。つまり、シールドシステムのシールド構造が樹脂筐体によって分断されてしまう。上述の観点において、または言及されていない他の観点において、シールドシステム、および電気部品にはさらなる改良が求められている。 In recent years, there has been a demand for the housings of electrical equipment to be made of resin in order to reduce weight, costs, and CO2 emissions during manufacturing. However, when a resin housing is used, the path of the common mode current is interrupted by the resin housing. In other words, the shielding structure of the shielding system is interrupted by the resin housing. In terms of the above and other aspects not mentioned, further improvements are required in shielding systems and electrical components.

本開示の目的のひとつは、樹脂筐体を採用しつつコモンモードノイズを低減できるシールドシステム、および電気機器を提供することである。 One of the objectives of this disclosure is to provide a shielding system and electrical equipment that can reduce common mode noise while using a resin housing.

開示のひとつの態様は、シールドシステムであって、
金属部材(21,31)を有する第1機器(20,30)と、
樹脂筐体(41)と、樹脂筐体に収容された電気部品(42)と、を有する第2機器(40)と、
第1機器と第2機器とをつなぐ電力ライン(51,61)と、
を備え、
第2機器は、金属部材に電気的に接続され、コモンモード電流のリターン経路を提供するリターン用導体(43)を有する。
One aspect of the disclosure is a shield system comprising:
A first device (20, 30) having a metal member (21, 31);
A second device (40) having a resin housing (41) and an electric component (42) housed in the resin housing;
A power line (51, 61) connecting the first device and the second device;
Equipped with
The second device has a return conductor (43) electrically connected to the metallic member and providing a return path for the common mode current.

開示のシールドシステムによれば、第2機器が、樹脂筐体と、リターン用導体を有している。リターン用導体は、第1機器の金属部材に電気的に接続されている。第2機器から電力ラインを通じて第1機器へ流れたコモンモード電流は、金属部材およびリターン用導体を通じて第2機器に戻る。このように、リターン用導体は、コモンモード電流のリターン経路を提供する。よって、樹脂筐体を採用しつつ、コモンモードノイズを低減することができる。 According to the disclosed shielding system, the second device has a resin housing and a return conductor. The return conductor is electrically connected to the metal member of the first device. The common mode current that flows from the second device through the power line to the first device returns to the second device through the metal member and the return conductor. In this way, the return conductor provides a return path for the common mode current. Therefore, it is possible to reduce common mode noise while employing a resin housing.

開示の他のひとつの態様は、電気機器であって、
樹脂筐体(41)と、
樹脂筐体に収容され、電力ラインを通じて他の機器と電気的に接続される電気部品(42)と、
他の機器の金属部材に電気的に接続され、コモンモードノイズのリターン経路を提供するリターン用導体(43)と、
を備える。
Another aspect of the disclosure is an electrical device, comprising:
A resin housing (41);
An electrical component (42) housed in a resin housing and electrically connected to other devices through a power line;
A return conductor (43) electrically connected to a metal member of another device to provide a return path for common mode noise;
Equipped with.

開示の電気機器によれば、樹脂筐体と、リターン用導体を備えている。リターン用導体は、他の機器の金属部材に電気的に接続されている。電気機器から電力ラインを通じて他の機器へ流れたコモンモード電流は、金属部材およびリターン用導体を通じて電気機器に戻る。このように、リターン用導体は、コモンモード電流のリターン経路を提供する。よって、樹脂筐体を採用しつつ、コモンモードノイズを低減することができる。 The disclosed electrical device includes a resin housing and a return conductor. The return conductor is electrically connected to a metal member of another device. A common mode current that flows from the electrical device to the other device through a power line returns to the electrical device through the metal member and the return conductor. In this way, the return conductor provides a return path for the common mode current. Therefore, it is possible to reduce common mode noise while still using a resin housing.

この明細書における開示された複数の態様は、それぞれの目的を達成するために、互いに異なる技術的手段を採用する。請求の範囲およびこの項に記載した括弧内の符号は、後述する実施形態の部分との対応関係を例示的に示すものであって、技術的範囲を限定することを意図するものではない。この明細書に開示される目的、特徴、および効果は、後続の詳細な説明、および添付の図面を参照することによってより明確になる。 The various aspects disclosed in this specification employ different technical means to achieve their respective objectives. The claims and the reference characters in parentheses in this section are illustrative of the corresponding relationships with the embodiments described below, and are not intended to limit the technical scope. The objectives, features, and advantages disclosed in this specification will become clearer with reference to the detailed description that follows and the accompanying drawings.

第1実施形態に係る電気機器、およびシールドシステムの一例を示すである。1 illustrates an example of an electrical device and a shield system according to a first embodiment. シールドシステムの参考例を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a reference example of a shield system. シールドシステムの参考例を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a reference example of a shield system. 磁界計測の結果を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing the results of magnetic field measurement. 電界計測の結果を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing the results of electric field measurement. シールドシステムの別例を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing another example of a shield system. シールドシステムの別例を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing another example of a shield system. 電気機器の一例を示す断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of an electrical device. リターン用導体を示す平面図である。FIG. 4 is a plan view showing a return conductor. リターン用導体の別例を示す平面図である。FIG. 11 is a plan view showing another example of a return conductor. リターン用導体の別例を示す平面図である。FIG. 11 is a plan view showing another example of a return conductor. リターン用導体の別例を示す断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view showing another example of a return conductor. リターン用導体の別例を示す断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view showing another example of a return conductor. リターン用導体の別例を示す断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view showing another example of a return conductor. リターン用導体の別例を示す断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view showing another example of a return conductor. リターン用導体の別例を示す断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view showing another example of a return conductor. インターフェースの一例を示す図である。FIG. 2 illustrates an example of an interface. インターフェースの別例を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing another example of an interface. インターフェースの別例を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing another example of an interface. インターフェースの別例を示す図である。FIG. 13 is a diagram illustrating another example of an interface. リターン用導体と電気部品との電気的な接続例を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing an example of electrical connection between a return conductor and an electrical component. Yコンデンサを備えた構成の一例を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing an example of a configuration including a Y capacitor. リターン用導体の電池側の部分のインダクタンスと伝導ノイズとの関係を示す図である。A diagram showing the relationship between the inductance of the battery side portion of the return conductor and conducted noise. Yコンデンサを備えた構成の別例を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing another example of a configuration including a Y capacitor. リターン用導体のMG側の部分のインダクタンスと伝導ノイズとの関係を示す図である。A diagram showing the relationship between the inductance of the MG side portion of the return conductor and conducted noise. 第2実施形態に係るシールドシステムの一例を示す図である。FIG. 13 is a diagram illustrating an example of a shield system according to a second embodiment. 伝導ノイズの測定結果を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing the measurement results of conducted noise. バスバーとリターン用導体との位置関係を示す平面図である。FIG. 4 is a plan view showing the positional relationship between the bus bars and the return conductors. バスバーとリターン用導体との位置関係を示す側面図である。FIG. 4 is a side view showing the positional relationship between the bus bar and the return conductor. リターン用導体の幅、対向距離、およびインダクタンスの関係を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing the relationship between the width of the return conductor, the facing distance, and the inductance. シールドシステムの別例を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing another example of a shield system. 伝導ノイズの測定結果を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing the measurement results of conducted noise.

以下、図面に基づいて複数の実施形態を説明する。なお、各実施形態において対応する構成要素には同一の符号を付すことにより、重複する説明を省略する場合がある。各実施形態において構成の一部分のみを説明している場合、当該構成の他の部分については、先行して説明した他の実施形態の構成を適用することができる。また、各実施形態の説明において明示している構成の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても複数の実施形態の構成同士を部分的に組み合せることができる。 Below, several embodiments will be described with reference to the drawings. Note that in each embodiment, corresponding components are given the same reference numerals, and duplicated descriptions may be omitted. When only a portion of the configuration is described in each embodiment, the configuration of the other embodiment described above can be applied to the other portions of the configuration. In addition to the combinations of configurations explicitly stated in the description of each embodiment, configurations of several embodiments can be partially combined together even if not explicitly stated, as long as there is no particular problem with the combination.

なお、Aおよび/またはBとの記載は、AおよびBの少なくともひとつを意味する。つまり、Aのみ、Bのみ、AとBの両方、を含み得る。 Note that the term "A and/or B" means at least one of A and B. In other words, it may include only A, only B, or both A and B.

(第1実施形態)
本実施形態に係るシールドシステムは、複数の電気機器と、電気機器をつなぐ電力ラインを備え、電気機器として樹脂筐体を有する機器を少なくともひとつ含む構成に適用することができる。シールドシステムは、シールド構造を有する電気ユニットと称されることがある。シールドシステムは、移動体に搭載されてもよい。樹脂筐体の採用により、軽量化、低コスト化、製造時におけるCO2排出量の削減などを図ることができる。
First Embodiment
The shielding system according to the present embodiment is applicable to a configuration including a plurality of electrical devices and power lines connecting the electrical devices, with at least one electrical device having a plastic housing. The shielding system may be referred to as an electrical unit having a shield structure. The shielding system may be mounted on a moving object. The use of a plastic housing allows for weight reduction, cost reduction, and reduction in CO2 emissions during manufacturing.

移動体は、たとえば車両、飛行体、船舶、建設機械、農業機械などである。シールドシステムは、電気機器として、たとえば、インバータやDCDCコンバータなどの電力変換器、MG、電池、ESU、充電器、ヒータ、電動コンプレッサなどを含み得る。MGは、Motor Generatorの略称である。ESUは、Electricity Supply Unitの略称である。ESUは、電流を検知する電流センサー、充電、電力変換、電力分配の各機能を集約した装置である。MGに代えて、電動機および発電機の一方の機能のみを有する回転電機を含んでもよい。 The moving object may be, for example, a vehicle, an aircraft, a ship, construction machinery, or agricultural machinery. The shield system may include, as electrical equipment, a power converter such as an inverter or a DCDC converter, an MG, a battery, an ESU, a charger, a heater, an electric compressor, and the like. MG is an abbreviation for Motor Generator. ESU is an abbreviation for Electricity Supply Unit. The ESU is a device that integrates the functions of a current sensor that detects current, charging, power conversion, and power distribution. Instead of the MG, a rotating electric machine having only one of the functions of an electric motor or a generator may be included.

以下においては、シールドシステムが車両に搭載される例を示す。このようなシールドシステムは、車載システムと称されることがある。また、シールドシステムが、電池、車両の走行駆動源として機能するMG、およびインバータ(電力変換器)を備える例を示す。このようなシールドシステムは、電駆動システムと称されることがある。 Below, an example is shown in which the shielding system is mounted on a vehicle. Such a shielding system is sometimes referred to as an on-board system. Also, an example is shown in which the shielding system includes a battery, an MG that functions as a driving source for the vehicle, and an inverter (power converter). Such a shielding system is sometimes referred to as an electric drive system.

<基本構成>
図1は、本実施形態に係る、樹脂筐体を備えた電気機器、およびシールドシステムの一例を示している。図1では、明確化のために、金属製の筐体を実線で示し、樹脂製の筐体を破線で示している。図1に示すように、シールドシステム10は、電気機器として、電池(BAT)20、MG30、およびインバータ(INV)40を備えている。シールドシステム10は、複数の電気機器に加えて、電力ラインを提供するシールド線50,60を備えている。
<Basic configuration>
Fig. 1 shows an example of an electric device having a resin housing and a shielding system according to the present embodiment. In Fig. 1, for clarity, a metal housing is shown by a solid line and a resin housing is shown by a dashed line. As shown in Fig. 1, the shielding system 10 includes a battery (BAT) 20, an MG 30, and an inverter (INV) 40 as electric devices. In addition to the multiple electric devices, the shielding system 10 includes shielded wires 50 and 60 that provide power lines.

電池20は、リチウムイオン電池やニッケル水素電池などの充放電可能な二次電池で構成された高圧の直流電源である。電池20は、筐体21と、筐体21に収容された図示しない電池セル(電気部品)を備えている。電池20は、複数の電池セルにより構成される組電池を少なくともひとつ備えている。複数の電池セルの個数や配置は特に限定されない。複数の電池セルは、直列接続されてもよいし、並列接続かつ直列接続されてもよい。各電池セルは、発電要素と、発電要素を収容する電池ケースを有している。電池20は、各電池セルが有する電極端子を接続するバスバーを備えている。 Battery 20 is a high-voltage DC power source composed of a rechargeable secondary battery such as a lithium-ion battery or a nickel-metal hydride battery. Battery 20 includes a housing 21 and a battery cell (electrical component) (not shown) housed in housing 21. Battery 20 includes at least one assembled battery composed of a plurality of battery cells. The number and arrangement of the plurality of battery cells are not particularly limited. The plurality of battery cells may be connected in series, or in parallel and in series. Each battery cell has a power generating element and a battery case that houses the power generating element. Battery 20 includes a bus bar that connects the electrode terminals of each battery cell.

電池20は、後述のリターン用導体と電気的に接続されて、コモンモード電流の経路を提供する金属部材を備えている。電池20は、金属部材として金属製の筐体21を備えてもよいし、筐体21に代えて、または付加して他の金属部材、たとえばバスバーや金属製の電池ケースなどを備えてもよい。電池20は、図1に示すようにボディグランドに電気的に接続されてもよいし、ボディグランドに対して未接続でもよい。ボディグランドは、車両における基準電位であり、たとえば車両のフレーム(シャーシ)により提供される。たとえば金属製の筐体21が、フレームに電気的に接続されてもよい。金属製の筐体21は、電池20において基準電位を提供する。電池20における基準電位は、ケースグランド、電源グランドなどと称されることがある。図1では、ボディグランドをボディGNDと示している。 The battery 20 includes a metal member electrically connected to the return conductor described below to provide a path for a common mode current. The battery 20 may include a metal housing 21 as a metal member, or may include other metal members, such as a bus bar or a metal battery case, instead of or in addition to the housing 21. The battery 20 may be electrically connected to the body ground as shown in FIG. 1, or may be unconnected to the body ground. The body ground is a reference potential in the vehicle, and is provided by, for example, the frame (chassis) of the vehicle. For example, the metal housing 21 may be electrically connected to the frame. The metal housing 21 provides a reference potential in the battery 20. The reference potential in the battery 20 may be referred to as a case ground, a power supply ground, or the like. In FIG. 1, the body ground is indicated as body GND.

MG30は、三相交流方式の回転電機である。MG30は、車両の走行駆動源、すなわち電動機として機能する。MG30は、回生時に発電機として機能する。MG30は、筐体31と、筐体31に収容された巻線32などの回転電機要素(電気部品)を備えている。 MG30 is a three-phase AC rotating electric machine. MG30 functions as a driving source for the vehicle, i.e., an electric motor. MG30 functions as a generator during regeneration. MG30 includes a housing 31 and rotating electric machine elements (electrical components) such as a winding 32 housed in the housing 31.

MG30も、電池20同様、リターン用導体と電気的に接続されて、コモンモード電流の経路を提供する金属部材を備えている。MG30は、金属部材として金属製の筐体31を備えてもよいし、筐体31に代えて、または付加して他の金属部材を備えてもよい。MG31は、ボディグランドに電気的に接続されてもよいし、ボディグランドに対して未接続でもよい。たとえば金属製の筐体31が、フレームに電気的に接続されてもよい。金属製の筐体31は、MG30において基準電位を提供する。 Like the battery 20, the MG 30 also has a metal member electrically connected to the return conductor to provide a path for the common mode current. The MG 30 may have a metal housing 31 as the metal member, or may have another metal member instead of or in addition to the housing 31. The MG 31 may be electrically connected to the body ground, or may be unconnected to the body ground. For example, the metal housing 31 may be electrically connected to the frame. The metal housing 31 provides a reference potential for the MG 30.

インバータ40は、直流電源である電池20とMG30との間で電力変換を行う。インバータ40は、DC-AC変換回路である。インバータ40は、図示しない回路によるスイッチング制御にしたがって、直流電圧を三相交流電圧に変換し、MG30へ出力する。これにより、MG30は、所定のトルクを発生するように駆動する。インバータ40は、車両の回生制動時、車輪からの回転力を受けてMG30が発電した三相交流電圧を、上記回路によるスイッチング制御にしたがって直流電圧に変換し、電池20側へ出力する。このように、インバータ40は、電池20とMG30との間で双方向の電力変換を行う。 The inverter 40 performs power conversion between the battery 20, which is a DC power source, and the MG 30. The inverter 40 is a DC-AC conversion circuit. The inverter 40 converts DC voltage into three-phase AC voltage according to switching control by a circuit not shown, and outputs it to the MG 30. This causes the MG 30 to drive so as to generate a predetermined torque. During regenerative braking of the vehicle, the inverter 40 converts the three-phase AC voltage generated by the MG 30 in response to rotational force from the wheels into DC voltage according to switching control by the above circuit, and outputs it to the battery 20. In this way, the inverter 40 performs bidirectional power conversion between the battery 20 and the MG 30.

インバータ40は、三相分の上下アーム回路を備えて構成されている。各アームは、MOSFETやIGBTなどのスイッチング素子を備えて構成されている。MOSFETは、Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistorの略称である。IGBTは、Insulated Gate Bipolar Transistorの略称である。インバータ40は、三相分の上下アーム回路に加えて、平滑用のコンデンサを備えてもよい。 The inverter 40 is configured with upper and lower arm circuits for three phases. Each arm is configured with a switching element such as a MOSFET or an IGBT. MOSFET is an abbreviation for Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor. IGBT is an abbreviation for Insulated Gate Bipolar Transistor. In addition to the upper and lower arm circuits for three phases, the inverter 40 may also be equipped with a smoothing capacitor.

インバータ40は、樹脂製の筐体41と、筐体41に収容された電気部品42を備えている。電気部品42は、たとえば上記したスイッチング素子や、コンデンサ素子である。インバータ40は、さらにリターン用導体43を備えている。リターン用導体43は、他の電気機器の金属部材に電気的に接続され、コモンモード電流の経路、具体的にはリターン経路を提供する。インバータ40は、ボディグランドに電気的に接続されてもよいし、ボディグランドに対して未接続でもよい。 The inverter 40 includes a resin housing 41 and electrical components 42 housed in the housing 41. The electrical components 42 are, for example, the switching elements and capacitor elements described above. The inverter 40 further includes a return conductor 43. The return conductor 43 is electrically connected to a metal component of another electrical device and provides a path for the common mode current, specifically, a return path. The inverter 40 may be electrically connected to the body ground or may be unconnected to the body ground.

シールド線50,60は、周知の構造をなしている。シールド線50,60のそれぞれは、内部導体、内部導体を取り囲む絶縁材、絶縁材を介して内部導体を取り囲むように配置された外部導体、および外部導体を覆う絶縁被覆を備えている。シールド線50は、内部導体51であるP線51PおよびN線51Nと、外部導体52を備えている。P線51Pは、電池20の正極端子とインバータ40の上下アーム回路の高電位側端子とを電気的に接続している。N線51Nは、電池20の負極端子とインバータ40の上下アーム回路の低電位側端子とを電気的に接続している。内部導体51、つまりP線51PおよびN線51Nは、電池20とインバータ40とをつなぐ電力ラインである。P線51PおとN線51Nは、絶縁材を介して対向配置されている。P線51PおよびN線51Nは、並走している。 The shielded wires 50 and 60 have a known structure. Each of the shielded wires 50 and 60 includes an internal conductor, an insulating material surrounding the internal conductor, an external conductor arranged to surround the internal conductor via the insulating material, and an insulating coating covering the external conductor. The shielded wire 50 includes an internal conductor 51, which is a P line 51P and an N line 51N, and an external conductor 52. The P line 51P electrically connects the positive terminal of the battery 20 to the high potential side terminal of the upper and lower arm circuits of the inverter 40. The N line 51N electrically connects the negative terminal of the battery 20 to the low potential side terminal of the upper and lower arm circuits of the inverter 40. The internal conductor 51, that is, the P line 51P and the N line 51N, are power lines connecting the battery 20 and the inverter 40. The P line 51P and the N line 51N are arranged opposite each other with an insulating material interposed therebetween. The P line 51P and the N line 51N run parallel to each other.

外部導体52は、P線51PおよびN線51Nに対する電磁シールドとして機能するため、PNシールド線と称されることがある。上記したように、外部導体52は、内部導体51の近傍に配置されている。外部導体52は、内部導体51に対し、絶縁材を介して対向配置されている。外部導体52は、内部導体51と並走している。外部導体52の端部のひとつは、電池20の金属部材、たとえば金属製の筐体21に電気的に接続されている。外部導体52の端部の他のひとつは、リターン用導体43に電気的に接続されている。 The external conductor 52 functions as an electromagnetic shield for the P line 51P and the N line 51N, and is therefore sometimes referred to as a PN shield wire. As described above, the external conductor 52 is disposed near the internal conductor 51. The external conductor 52 is disposed opposite the internal conductor 51 with an insulating material interposed between them. The external conductor 52 runs parallel to the internal conductor 51. One of the ends of the external conductor 52 is electrically connected to a metal member of the battery 20, for example, the metal housing 21. The other end of the external conductor 52 is electrically connected to the return conductor 43.

シールド線60は、内部導体である出力線61と、外部導体62を備えている。以下では、出力線61を、内部導体61と示すことがある。出力線61は、インバータ40の上下アーム回路の出力端子(中点)とMG30の対応する相の巻線32とを電気的に接続している。出力線61は、U相の出力線、V相の出力線、W相の出力線を含む。出力線61は、インバータ40とMG30とをつなぐ電力ラインである。 The shielded wire 60 has an output line 61, which is an internal conductor, and an external conductor 62. Hereinafter, the output line 61 may be referred to as the internal conductor 61. The output line 61 electrically connects the output terminals (midpoints) of the upper and lower arm circuits of the inverter 40 to the windings 32 of the corresponding phases of the MG 30. The output line 61 includes a U-phase output line, a V-phase output line, and a W-phase output line. The output line 61 is a power line that connects the inverter 40 and the MG 30.

外部導体62は、出力線61に対する電磁シールドとして機能するため、MGシールド線、モータシールド線などと称されることがある。上記したように、外部導体62は、出力線61の近傍に配置されている。外部導体62は、出力線61に対し、絶縁材を介して対向配置されている。外部導体62の端部のひとつは、リターン用導体43に電気的に接続されている。外部導体62の端部の他のひとつは、MG30の金属部材、たとえば金属製の筐体31に電気的に接続されている。 The external conductor 62 functions as an electromagnetic shield for the output line 61, and is therefore sometimes referred to as an MG shield line, a motor shield line, etc. As described above, the external conductor 62 is disposed near the output line 61. The external conductor 62 is disposed opposite the output line 61 with an insulating material interposed between them. One of the ends of the external conductor 62 is electrically connected to the return conductor 43. The other end of the external conductor 62 is electrically connected to a metal member of the MG 30, for example, the metal housing 31.

上記した構成では、電池20およびMG30が第1機器に相当する。インバータ40が第2機器に相当する。インバータ40が、樹脂筐体を備える電気機器に相当する。 In the above configuration, the battery 20 and the MG 30 correspond to the first device. The inverter 40 corresponds to the second device. The inverter 40 corresponds to an electrical device having a plastic housing.

図2および図3は、シールドシステムの参考例を示す図である。図2および図3は、図1に対応している。参考例では、本実施形態の関連する要素の符号末尾にrを付加して示している。 Figures 2 and 3 are diagrams showing a reference example of a shielding system. Figures 2 and 3 correspond to Figure 1. In the reference example, elements related to this embodiment are indicated by adding an r to the end of their reference numerals.

図2に示す参考例では、インバータ40rが金属製の筐体41rを備えている。インバータ40rは、リターン用導体を備えていない。シールド線50rの外部導体52rは、筐体41rに電気的に接続されている。シールド線60rの外部導体62rも、筐体41rに電気的に接続されている。その他の構成は、図1に示す構成と同様である。 In the reference example shown in FIG. 2, the inverter 40r has a metal housing 41r. The inverter 40r does not have a return conductor. The outer conductor 52r of the shielded wire 50r is electrically connected to the housing 41r. The outer conductor 62r of the shielded wire 60r is also electrically connected to the housing 41r. The other configurations are the same as those shown in FIG. 1.

図3に示す参考例では、インバータ40rが樹脂製の筐体41rを備えている。インバータ40rは、リターン用導体を備えていない。このため、シールド線50rの外部導体52rは、インバータ40rの要素に対して電気的に接続されていない。シールド線60rの外部導体62rも、インバータ40rの要素に対して電気的に接続されていない。その他の構成は、図1に示す構成と同様である。 In the reference example shown in FIG. 3, the inverter 40r has a resin housing 41r. The inverter 40r does not have a return conductor. Therefore, the outer conductor 52r of the shielded wire 50r is not electrically connected to the elements of the inverter 40r. The outer conductor 62r of the shielded wire 60r is also not electrically connected to the elements of the inverter 40r. The other configurations are the same as those shown in FIG. 1.

図1、図2、および図3では、コモンモード電流の流れを一点鎖線の矢印で示している。図2に示す参考例では、上記したように金属製の筐体41rを用いている。このため、筐体41rが、コモンモード電流の経路、具体的にはリターン経路を提供する。スイッチング動作に起因して生じるコモンモード電流は、インバータ40rからP線51PrおよびN線51Nrを通じて電池20rに流れ、電池20rの金属部材を通じて外部導体52rに伝わる。さらに、外部導体52rから筐体41rおよび外部導体62rを通じてMG30rに流れ、出力線61rを通じてインバータ40rに戻る。 1, 2, and 3, the flow of the common mode current is indicated by dashed arrows. In the reference example shown in FIG. 2, a metal housing 41r is used as described above. Therefore, the housing 41r provides a path for the common mode current, specifically a return path. The common mode current generated by the switching operation flows from the inverter 40r through the P line 51Pr and the N line 51Nr to the battery 20r, and is transmitted to the external conductor 52r through the metal members of the battery 20r. It then flows from the external conductor 52r through the housing 41r and the external conductor 62r to the MG 30r, and returns to the inverter 40r through the output line 61r.

電磁ノイズの大きさは、流れる電流の大きさとループ面積に比例し、アンテナ距離の3乗に反比例する。図2に示す構成では、金属製の筐体41rを備えることで、リターンラインが電力ラインに近い。これにより、コモンモード電流のループ面積が小さい。よって、放射ノイズ(コモンモードノイズ)を低減することができる。 The magnitude of electromagnetic noise is proportional to the magnitude of the flowing current and the loop area, and inversely proportional to the cube of the antenna distance. In the configuration shown in FIG. 2, the metal housing 41r is provided, so the return line is close to the power line. This makes the loop area of the common mode current small. This makes it possible to reduce radiated noise (common mode noise).

図3に示す参考例では、上記したように樹脂製の筐体41rを用いている。このため、コモンモード電流は、インバータ40rからP線51PrおよびN線51Nrを通じて電池20rに流れ、電池20rからボディグランドを通じてMG30rに伝わる。そして、出力線61rを通じてインバータ40rに戻る。図3に示す構成では、インバータ40rと外部導体52r,62rとの間でシールド構造が分断されているため、リターンラインが電力ラインに対して離れた位置にある。これにより、コモンモード電流のループ面積が大きい。よって、図2に示す構成に較べて放射ノイズ(コモンモードノイズ)が大きくなる。つまり、ノイズが漏洩する虞がある。 In the reference example shown in FIG. 3, a resin housing 41r is used as described above. Therefore, the common mode current flows from the inverter 40r through the P line 51Pr and the N line 51Nr to the battery 20r, and is transmitted from the battery 20r to the MG 30r through the body ground. Then, it returns to the inverter 40r through the output line 61r. In the configuration shown in FIG. 3, the shield structure is divided between the inverter 40r and the external conductors 52r and 62r, so the return line is located away from the power line. This makes the loop area of the common mode current large. Therefore, the radiation noise (common mode noise) is larger than in the configuration shown in FIG. 2. In other words, there is a risk of noise leakage.

図1に示す本実施形態の構成では、樹脂製の筐体41に代えて、リターン用導体43がコモンモード電流の経路、具体的にはリターン経路を提供する。コモンモード電流は、インバータ40からP線51PおよびN線51Nを通じて電池20に流れ、電池20の金属部材を通じて外部導体52に伝わる。さらに、外部導体52からリターン用導体43および外部導体62を通じてMG30に流れ、出力線61を通じてインバータ40に戻る。図1に示す構成は、リターン用導体43を備えることで、リターンラインが電力ラインに近い。これにより、コモンモード電流のループ面積が小さい。ループ面積は、図2に示した参考例と同等以下である。よって、放射ノイズ(コモンモードノイズ)を低減することができる。 In the configuration of this embodiment shown in FIG. 1, the return conductor 43 provides a path for the common mode current, specifically a return path, instead of the resin housing 41. The common mode current flows from the inverter 40 through the P line 51P and the N line 51N to the battery 20, and is transmitted to the external conductor 52 through the metal members of the battery 20. Furthermore, the common mode current flows from the external conductor 52 through the return conductor 43 and the external conductor 62 to the MG 30, and returns to the inverter 40 through the output line 61. In the configuration shown in FIG. 1, the return conductor 43 is provided, so that the return line is close to the power line. This makes the loop area of the common mode current small. The loop area is equal to or less than that of the reference example shown in FIG. 2. Therefore, the radiation noise (common mode noise) can be reduced.

図4は、磁界の測定結果を示している。図中において金属筐体は図2の参考例の構成、樹脂筐体は図3の参考例の構成、リターン用導体は図1の構成に対応している。金属筐体とリターン用導体は、ほぼ同じ結果であった。樹脂筐体にリターン用導体を加えることで、たとえば1MHzにおいて40dBのノイズ低減が確認された。図5は、電界の測定結果を示している。樹脂筐体にリターン用導体を加えることで、たとえば1MHzにおいて38dBの強度低下を確認できた。このように、磁界、電界の測定結果からも、リターン用導体43による効果を確認できた。 Figure 4 shows the results of measuring the magnetic field. In the figure, the metal casing corresponds to the configuration of the reference example in Figure 2, the plastic casing corresponds to the configuration of the reference example in Figure 3, and the return conductor corresponds to the configuration in Figure 1. The metal casing and the return conductor gave almost the same results. By adding a return conductor to the plastic casing, a noise reduction of 40 dB was confirmed at, for example, 1 MHz. Figure 5 shows the results of measuring the electric field. By adding a return conductor to the plastic casing, a reduction in strength of 38 dB was confirmed at, for example, 1 MHz. Thus, the effects of the return conductor 43 could be confirmed from the results of measuring the magnetic field and electric field.

シールドシステム10は、図1に示す構成に限定されない。図1では、シールド線50,60の外部導体52,62を介して、電池20およびMG30それぞれの金属部材とリターン用導体43とを電気的に接続する例を示したが、これに限定されない。つまり、シールド線50,60を用いる例に限定されない。たとえば図6に示すように、P線51PおよびN線51Nとは別に設けられた接続線53を用いて、リターン用導体43を電池20の金属部材に電気的に接続してもよい。出力線61とは別に設けられた接続線63を用いて、リターン用導体43をMG30の金属部材に電気的に接続してもよい。 The shielding system 10 is not limited to the configuration shown in FIG. 1. FIG. 1 shows an example in which the metal members of the battery 20 and the MG 30 are electrically connected to the return conductor 43 via the outer conductors 52, 62 of the shielded wires 50, 60, but is not limited to this. In other words, it is not limited to the example in which the shielded wires 50, 60 are used. For example, as shown in FIG. 6, the return conductor 43 may be electrically connected to the metal member of the battery 20 using a connection wire 53 provided separately from the P wire 51P and the N wire 51N. The return conductor 43 may be electrically connected to the metal member of the MG 30 using a connection wire 63 provided separately from the output wire 61.

図示を省略するが、リターン用導体43を延設し、外部導体52,62や接続線53,63を介さずに、電池20やMG30の金属部材に電気的に接続してもよい。つまり、直接的に接続してもよい。 Although not shown in the figure, the return conductor 43 may be extended and electrically connected to the metal components of the battery 20 and the MG 30 without going through the external conductors 52, 62 or the connecting wires 53, 63. In other words, they may be directly connected.

リターン用導体を備える電気機器は、上記シールドシステム10においてインバータ40に限定されない。インバータ40に代えて、電池20やMG30にリターン用導体を設けてもよい。リターン用導体は、電池20、MG30、およびインバータ40の少なくともひとつに設ければよい。たとえば図7に示すように、電池20が樹脂製の筐体21とリターン用導体23を備えてもよい。図7では、電池20とインバータ40がリターン用導体23,43を備えている。コモンモード電流は、P線51PおよびN線51Nからリターン用導体23を通じて外部導体52に流れる。電池20、MG30、およびインバータ40のすべてにリターン用導体を設けてもよい。電池20、MG30、およびインバータ40の一部が第1機器に相当し、他の一部が第2機器に相当する。第1機器のリターン用導体が金属部材に相当する。 The electric device having a return conductor is not limited to the inverter 40 in the above shielding system 10. Instead of the inverter 40, the return conductor may be provided in the battery 20 or the MG 30. The return conductor may be provided in at least one of the battery 20, the MG 30, and the inverter 40. For example, as shown in FIG. 7, the battery 20 may have a resin case 21 and a return conductor 23. In FIG. 7, the battery 20 and the inverter 40 have return conductors 23 and 43. The common mode current flows from the P line 51P and the N line 51N to the external conductor 52 through the return conductor 23. The battery 20, the MG 30, and the inverter 40 may all have a return conductor. A part of the battery 20, the MG 30, and the inverter 40 corresponds to the first device, and the other part corresponds to the second device. The return conductor of the first device corresponds to the metal member.

<リターン用導体および電気機器>
リターン用導体43の材料、配置、形状などは、特に限定されない。他の電気機器の金属部材に電気的に接続可能でればよい。リターン用導体43は、導電性に優れる材料、たとえば銅、アルミニウム、鉄などの金属材料を用いて形成してもよい。金属以外の導電性に優れる材料を用いてもよい。
<Return conductors and electrical equipment>
The material, arrangement, shape, etc. of the return conductor 43 are not particularly limited as long as it can be electrically connected to a metal member of another electric device. The return conductor 43 may be formed using a material having excellent electrical conductivity, such as a metal material such as copper, aluminum, or iron. A material having excellent electrical conductivity other than metal may also be used.

図8および図9は、リターン用導体43、およびリターン用導体43を備えるインバータ40(電気機器)の一例を示している。図8および図9では、インバータ40の高さ方向をZ方向、Z方向に直交する一方向をX方向、Z方向およびX方向の両方向に直交する方向をY方向としている。図8では、便宜上、電気部品同士を電気的に接続する部材、たとえばバスバーを省略している。 Figures 8 and 9 show an example of a return conductor 43 and an inverter 40 (electrical equipment) equipped with the return conductor 43. In Figures 8 and 9, the height direction of the inverter 40 is the Z direction, one direction perpendicular to the Z direction is the X direction, and the direction perpendicular to both the Z direction and the X direction is the Y direction. For convenience, members that electrically connect electrical components to each other, such as bus bars, are omitted in Figure 8.

図8に示すように、インバータ40は、樹脂製の筐体41に収容された電気部品42として、半導体モジュール421、出力端子台422、平滑コンデンサを提供するコンデンサ素子423、入力端子台424、回路基板425などを有している。半導体モジュール421は、上下アーム回路を提供する。半導体モジュールの出力端子は、出力端子台422を介して、出力バスバー426に電気的に接続されている。インバータ40は、三相分の出力バスバー426を備える。出力バスバー426は、筐体41の外に突出している。出力バスバー426の突出部分に、出力線61が接続される。 As shown in FIG. 8, the inverter 40 has electrical components 42 housed in a resin housing 41, such as a semiconductor module 421, an output terminal block 422, a capacitor element 423 that provides a smoothing capacitor, an input terminal block 424, and a circuit board 425. The semiconductor module 421 provides upper and lower arm circuits. The output terminal of the semiconductor module is electrically connected to an output bus bar 426 via the output terminal block 422. The inverter 40 has output bus bars 426 for three phases. The output bus bars 426 protrude outside the housing 41. An output line 61 is connected to the protruding portion of the output bus bar 426.

半導体モジュール421の高電位側端子、低電位側端子は、バスバーなどの導電部材を介してコンデンサ素子423の対応する端子に接続されている。コンデンサ素子423の端子は、入力端子台424を介して、Pバスバー427や図示しないNバスバーに接続されている。Pバスバー427およびNバスバーは、筐体41の外に突出している。Pバスバー427の突出部分にP線51Pが接続される。同様に、Nバスバーの突出部分にN線51Nが接続される。回路基板425は、半導体モジュール421が備えるスイッチング素子を駆動するための回路などが形成されている。 The high potential side terminal and low potential side terminal of the semiconductor module 421 are connected to the corresponding terminals of the capacitor element 423 via conductive members such as bus bars. The terminals of the capacitor element 423 are connected to a P bus bar 427 and an N bus bar (not shown) via an input terminal block 424. The P bus bar 427 and the N bus bar protrude outside the housing 41. A P line 51P is connected to the protruding portion of the P bus bar 427. Similarly, an N line 51N is connected to the protruding portion of the N bus bar. The circuit board 425 has circuits formed thereon for driving the switching elements provided in the semiconductor module 421.

リターン用導体43は、その少なくとも一部が樹脂製の筐体41に収容されてもよい。図8に示す例では、リターン用導体43の一部が筐体41内の空間に配置され、他の一部が筐体41の外に突出している。図8および図9に示すように、リターン用導体43は、筐体41内に配置される本体部431と、本体部431に連なり、本体部431の端部から延びる端子部432を有している。 At least a portion of the return conductor 43 may be housed in a resin housing 41. In the example shown in FIG. 8, a portion of the return conductor 43 is disposed in the space within the housing 41, and another portion protrudes outside the housing 41. As shown in FIGS. 8 and 9, the return conductor 43 has a main body portion 431 disposed within the housing 41, and a terminal portion 432 connected to the main body portion 431 and extending from an end of the main body portion 431.

リターン用導体43は、たとえばZ方向を板厚方向とする金属板である。リターン用導体43は、ねじ締結などにより、筐体41に固定されている。本体部431は、X方向を長手方向、Y方向を短手方向とする平面略矩形状をなしている。本体部431は、Z方向の平面視において半導体モジュール421やコンデンサ素子423などの電気部品と重なるように配置されている。本体部431は、筐体41内の空間を、半導体モジュール421やコンデンサ素子423などが配置される空間と、回路基板425が配置される空間とに区画している。つまりパワー回路要素とパワー回路を駆動する駆動回路要素とを区画している。本体部431は、パワー回路要素と駆動回路要素との間においてシールド機能を提供する。 The return conductor 43 is, for example, a metal plate whose thickness direction is in the Z direction. The return conductor 43 is fixed to the housing 41 by screw fastening or the like. The main body 431 has a generally rectangular shape in plan with the X direction as the longitudinal direction and the Y direction as the transverse direction. The main body 431 is arranged so as to overlap electrical components such as the semiconductor module 421 and the capacitor element 423 when viewed in plan in the Z direction. The main body 431 divides the space within the housing 41 into a space in which the semiconductor module 421, the capacitor element 423, etc. are arranged, and a space in which the circuit board 425 is arranged. In other words, it divides the space between the power circuit element and the drive circuit element that drives the power circuit. The main body 431 provides a shielding function between the power circuit element and the drive circuit element.

このような本体部431を有するリターン用導体43は、金属ステーなどと称されることがある。本体部431には、図示しない貫通孔が形成されている。貫通孔には、たとえば半導体モジュール421の図示しない信号端子が貫通孔を挿通し、回路基板425に接続されている。本体部431には、電気部品42の少なくともひとつが固定されてもよい。 The return conductor 43 having such a body portion 431 is sometimes referred to as a metal stay or the like. A through hole (not shown) is formed in the body portion 431. For example, a signal terminal (not shown) of the semiconductor module 421 is inserted through the through hole and connected to the circuit board 425. At least one of the electrical components 42 may be fixed to the body portion 431.

端子部432は、本体部431のX方向における端部のそれぞれからX方向に延びている。端子部432の少なくとも一部は、筐体41の外に突出している。そして、端子部432のひとつにシールド線50の外部導体52が接続され、端子部432の他のひとつにシールド線60の外部導体62が接続される。リターン用導体43は、外部導体52,62と面接続される。リターン用導体43と外部導体52,62とは、板面同士が重なるようにして接続される。リターン用導体43の一部は、Z方向において内部導体51、および/または、Pバスバー427、Nバスバーと対向している。リターン用導体43の一部は、Z方向において内部導体61、および/または、出力バスバー426と対向している。 The terminal portions 432 extend in the X direction from the ends of the main body portion 431 in the X direction. At least a portion of the terminal portion 432 protrudes outside the housing 41. The outer conductor 52 of the shielded wire 50 is connected to one of the terminal portions 432, and the outer conductor 62 of the shielded wire 60 is connected to the other terminal portion 432. The return conductor 43 is surface-connected to the outer conductors 52 and 62. The return conductor 43 and the outer conductors 52 and 62 are connected such that their plate surfaces overlap. A portion of the return conductor 43 faces the inner conductor 51 and/or the P bus bar 427 and the N bus bar in the Z direction. A portion of the return conductor 43 faces the inner conductor 61 and/or the output bus bar 426 in the Z direction.

なお、筐体41に収容されるリターン用導体43の形状や配置は、上記した例に限定されない。たとえば図10に示すように、線状のリターン用導体43を用いてもよい。リターン用導体43は、金属細線でもよい。リターン用導体43は、金属細線をひとつのみ含んでもよいし、図10に示すように複数含んでもよい。金属細線それぞれの一端は外部導体52に接続され、他端は外部導体62に接続される。リターン用導体43は、外部導体52,62と線接続される。線接続よりも上記した面接続のほうが、インダクタンスを低減することができる。面接続のほうが、コモンモードノイズを低減する効果が高い。 The shape and arrangement of the return conductor 43 housed in the housing 41 are not limited to the above example. For example, as shown in FIG. 10, a linear return conductor 43 may be used. The return conductor 43 may be a thin metal wire. The return conductor 43 may include only one thin metal wire, or may include multiple thin metal wires as shown in FIG. 10. One end of each thin metal wire is connected to the outer conductor 52, and the other end is connected to the outer conductor 62. The return conductor 43 is wire-connected to the outer conductors 52 and 62. The above-mentioned surface connection can reduce inductance more than a line connection. Surface connection is more effective at reducing common-mode noise.

図11に示すように、本体部431がメッシュ状をなすリターン用導体43を用いてもよい。リターン用導体43は、平板状に限定されない。屈曲部を有していてもよいし、部分的に厚みが異なってもよい。 As shown in FIG. 11, a return conductor 43 may be used in which the main body 431 is in a mesh shape. The return conductor 43 is not limited to being flat. It may have a bent portion, and the thickness may vary in parts.

リターン用導体43として、筐体41内に配置される金属ステーを利用する例を示したが、これに限定されない。筐体41内に配置される別の金属部材を利用してもよい。たとえば冷却器を内蔵する構成において、冷却器を構成する金属ベースを利用してもよい。 Although an example has been shown in which a metal stay placed inside the housing 41 is used as the return conductor 43, this is not limiting. Another metal member placed inside the housing 41 may also be used. For example, in a configuration that incorporates a cooler, the metal base that constitutes the cooler may also be used.

図12に示すように、リターン用導体43は筐体41にインサートされてもよい。つまり、リターン用導体43の一部が樹脂製の筐体41に埋設されていてもよい。リターン用導体43が、筐体41と一体的に成形されていてもよい。図12は、図10に対応している。リターン用導体43は、筐体41に埋まっている埋設部433と、埋設部433に連なり、筐体41に外に突出する端子部434を有している。 As shown in FIG. 12, the return conductor 43 may be inserted into the housing 41. That is, a portion of the return conductor 43 may be embedded in the plastic housing 41. The return conductor 43 may be molded integrally with the housing 41. FIG. 12 corresponds to FIG. 10. The return conductor 43 has an embedded portion 433 embedded in the housing 41, and a terminal portion 434 connected to the embedded portion 433 and protruding outward from the housing 41.

図13に示すように、リターン用導体43は、筐体41の外面41aに配置されてもよい。図13は、図10に対応している。リターン用導体43は、めっき処理などによって、外面41a上に設けられている。リターン用導体43は、筐体41の外部に位置しているため、電力ラインに接続するための端子部を設けなくてもよい。もちろん、端子部を設けてもよい。 As shown in FIG. 13, the return conductor 43 may be disposed on the outer surface 41a of the housing 41. FIG. 13 corresponds to FIG. 10. The return conductor 43 is provided on the outer surface 41a by plating or the like. Since the return conductor 43 is located outside the housing 41, it is not necessary to provide a terminal portion for connection to the power line. Of course, a terminal portion may be provided.

図14に示すように、リターン用導体43は、筐体41の内面41bに配置されてもよい。図14は、図10に対応している。リターン用導体43は、めっき処理などによって、内面41b上に設けられている。リターン用導体43は、内面41bに配置された本体部435と、本体部435に連なり、筐体41に外に突出する端子部436を有している。 As shown in FIG. 14, the return conductor 43 may be disposed on the inner surface 41b of the housing 41. FIG. 14 corresponds to FIG. 10. The return conductor 43 is provided on the inner surface 41b by plating or the like. The return conductor 43 has a main body portion 435 disposed on the inner surface 41b, and a terminal portion 436 connected to the main body portion 435 and protruding outward from the housing 41.

図15に示すように、インバータ40は、複数のリターン用導体43を備えてもよい。複数のリターン用導体43は、互いに異なる種類、たとえば金属ステーと外面配置の組み合わせでもよいし、同じ種類でもよい。図15では、リターン用導体43が、半導体モジュール421やコンデンサ素子423をZ方向における上下から覆っている。図示を省略するが、半導体モジュール421やコンデンサ素子423を囲うようにリターン用導体43を設けてもよい。たとえば、Z方向だけでなく、Y方向においても半導体モジュール421やコンデンサ素子423を覆うように、リターン用導体43を設けてもよい。コモンモード電流が流れる経路のインダクタンスを低減することで、コモンモードノイズの低減効果を高めることができる。 As shown in FIG. 15, the inverter 40 may include multiple return conductors 43. The multiple return conductors 43 may be of different types, for example, a combination of a metal stay and an external arrangement, or may be of the same type. In FIG. 15, the return conductor 43 covers the semiconductor module 421 and the capacitor element 423 from above and below in the Z direction. Although not shown, the return conductor 43 may be provided so as to surround the semiconductor module 421 and the capacitor element 423. For example, the return conductor 43 may be provided so as to cover the semiconductor module 421 and the capacitor element 423 not only in the Z direction but also in the Y direction. By reducing the inductance of the path through which the common mode current flows, the effect of reducing common mode noise can be improved.

図16に示すように、回路基板425のグランド層425Gをリターン用導体43として用いてもよい。グランド層425Gが、リターン用導体43の本体部431を提供する。グランド層425Gに端子部432が接合されている。グランド層425Gは、いわゆるベタグランドである。図16に示すように、グランド層425Gを回路基板425の裏面のほぼ全域に設けてもよい。 As shown in FIG. 16, the ground layer 425G of the circuit board 425 may be used as the return conductor 43. The ground layer 425G provides the main body 431 of the return conductor 43. A terminal portion 432 is joined to the ground layer 425G. The ground layer 425G is a so-called solid ground. As shown in FIG. 16, the ground layer 425G may be provided over almost the entire back surface of the circuit board 425.

<入出力インターフェース>
リターン用導体を備える電気機器において、他の電気機器と電気的に接続するための入出力のインターフェース部の位置は、特に限定されない。リターン用導体43を備えるインバータ40において、電池20とのインターフェース部とMG30とのインターフェース部とを、筐体41の互いに異なる面に設けてもよい。
<Input/output interface>
In an electric device having a return conductor, the position of an input/output interface for electrically connecting to another electric device is not particularly limited. In an inverter 40 having a return conductor 43, an interface with the battery 20 and an interface with the MG 30 may be provided on different sides of the housing 41.

たとえば図17に示すように、筐体41は、第1面41cと第2面41dを有している。第2面41dは、第1面41cとは一方向において反対の面である。リターン用導体43は、一方向、つまり第1面41cと第2面41dとの対向方向に延びている。インバータ40は、第1面41cと第2面41dに、インターフェース部を有してもよい。図1や図8などに示したインバータ40が、図17に示す構成に相当する。 For example, as shown in FIG. 17, the housing 41 has a first surface 41c and a second surface 41d. The second surface 41d is the surface opposite the first surface 41c in one direction. The return conductor 43 extends in one direction, that is, in the opposing direction of the first surface 41c and the second surface 41d. The inverter 40 may have an interface portion on the first surface 41c and the second surface 41d. The inverter 40 shown in FIG. 1, FIG. 8, etc. corresponds to the configuration shown in FIG. 17.

図18に示す例では、第2面41dが、第1面41cの隣に位置している。リターン用導体43は、第1面41cから第2面41dに向けて延びている。リターン用導体43は、たとえば屈曲部を有してもよい。インバータ40は、第1面41cと第2面41dに、インターフェース部を有している。 In the example shown in FIG. 18, the second surface 41d is located next to the first surface 41c. The return conductor 43 extends from the first surface 41c toward the second surface 41d. The return conductor 43 may have, for example, a bent portion. The inverter 40 has interface portions on the first surface 41c and the second surface 41d.

インバータ40において、電池20とのインターフェース部とMG30とのインターフェース部とを、筐体41の共通する面に設けてもよい。図19に示す例では、インバータ40が、第1面41cに、2つのインターフェース部を有している。 In the inverter 40, the interface with the battery 20 and the interface with the MG 30 may be provided on a common surface of the housing 41. In the example shown in FIG. 19, the inverter 40 has two interface parts on the first surface 41c.

図20に示すように、インバータ40が、インターフェース部をひとつのみを備えてもよい。インバータ40は、第1面41cにひとつのインターフェース部を有している。図8に示した電池20が、図20に示す構成に相当する。 As shown in FIG. 20, the inverter 40 may have only one interface unit. The inverter 40 has one interface unit on the first surface 41c. The battery 20 shown in FIG. 8 corresponds to the configuration shown in FIG. 20.

なお、インターフェース部をひとつのみを有する構成では、図21に一点鎖線の矢印で示すように、コモンモード電流が、リターン用導体43から寄生容量70を介して電気部品42に戻る構成でもよい。寄生容量70は、たとえば上下アーム回路の出力端子に接続されたバスバーとリターン用導体43との間に形成されてもよい。寄生容量70に代えて、コンデンサを設けてもよい。 In a configuration having only one interface unit, the common mode current may return to the electrical component 42 from the return conductor 43 via the parasitic capacitance 70, as shown by the dashed arrow in FIG. 21. The parasitic capacitance 70 may be formed, for example, between the bus bar connected to the output terminal of the upper and lower arm circuits and the return conductor 43. A capacitor may be provided instead of the parasitic capacitance 70.

図17~図20では、いずれもインバータ40の例を示したが、これに限定されない。樹脂製の筐体とリターン用導体を備える電気機器であれば適用することができる。 In each of Figures 17 to 20, an example of an inverter 40 is shown, but this is not limited to this. It can be applied to any electrical device that has a plastic housing and a return conductor.

<Yコンデンサ>
シールドシステム10は、Yコンデンサを備えてもよい。Yコンデンサの端子のひとつは電力ラインに接続され、端子の他のひとつはリターン用導体に接続される。たとえば上記したシールドシステム10において、図22に示すように、Yコンデンサ80を設けてもよい。図22は、シールドシステム10のうち、インバータ40の周辺を示している。
<Y capacitor>
The shielding system 10 may include a Y capacitor. One terminal of the Y capacitor is connected to the power line, and the other terminal is connected to the return conductor. For example, in the above-described shielding system 10, a Y capacitor 80 may be provided as shown in Fig. 22. Fig. 22 shows the periphery of the inverter 40 in the shielding system 10.

Yコンデンサ80のひとつは、P線51Pとリターン用導体43との間に設けられている。Yコンデンサ80の他のひとつは、N線51Nとリターン用導体43との間に設けられている。Yコンデンサ80(コンデンサ素子)に対して抵抗などの受動素子を直列に接続してもよいし、並列接続してもよい。電池20の電圧によっては、Yコンデンサ80を、P線51Pとリターン用導体43との間、および、N線51Nとリターン用導体43の一方のみに設けてもよい。Yコンデンサ80を設けることで、一点鎖線の矢印で示すように、Yコンデンサ80を含むコモンモード電流の経路が形成される。この経路のループ面積は、Yコンデンサ80を介さない経路のループ面積よりも小さい。 One of the Y capacitors 80 is provided between the P line 51P and the return conductor 43. The other Y capacitor 80 is provided between the N line 51N and the return conductor 43. A passive element such as a resistor may be connected in series to the Y capacitor 80 (capacitor element) or in parallel. Depending on the voltage of the battery 20, the Y capacitor 80 may be provided only between the P line 51P and the return conductor 43, or only between the N line 51N and the return conductor 43. By providing the Y capacitor 80, a path of common mode current including the Y capacitor 80 is formed, as shown by the dashed arrow. The loop area of this path is smaller than the loop area of a path that does not pass through the Y capacitor 80.

図22に示すように、Yコンデンサ80を、リターン用導体43における電池20側の端部に近い位置で、リターン用導体43に接続してもよい。図22では、リターン用導体43における外部導体52との接続端と外部導体62との接続端のうち、外部導体52との接続端に近い位置で、Yコンデンサ80をリターン用導体43に接続している。これにより、Yコンデンサ80を2つの接続端の中間位置や外部導体62との接続端に対して近い位置に接続する構成に較べて、リターン用導体43におけるYコンデンサ80より電池20側の部分のインダクタンスを小さくすることができる。 As shown in FIG. 22, the Y capacitor 80 may be connected to the return conductor 43 at a position close to the end of the return conductor 43 on the battery 20 side. In FIG. 22, the Y capacitor 80 is connected to the return conductor 43 at a position close to the connection end with the external conductor 52, between the connection end with the external conductor 52 and the connection end with the external conductor 62. This makes it possible to reduce the inductance of the portion of the return conductor 43 closer to the battery 20 than the Y capacitor 80, compared to a configuration in which the Y capacitor 80 is connected to the middle position between the two connection ends or close to the connection end with the external conductor 62.

以下では、リターン用導体43におけるYコンデンサ80との接続部分よりも電池20側の部分を、リターン用導体43の電池20側の部分と示すことがある。リターン用導体43におけるYコンデンサ80との接続部分よりもMG30側の部分を、リターン用導体43のMG30側の部分と示すことがある。 In the following, the portion of the return conductor 43 closer to the battery 20 than the connection with the Y capacitor 80 may be referred to as the portion of the return conductor 43 on the battery 20 side. The portion of the return conductor 43 closer to the MG 30 than the connection with the Y capacitor 80 may be referred to as the portion of the return conductor 43 on the MG 30 side.

図23は、リターン用導体43の電池20側の部分のインダクタンスと伝導ノイズとの関係を示している。縦軸に示す伝導ノイズは、図中において上方ほど強度が高い。インダクタンスは3水準示しており、実線のインダクタンスがもっとも小さく、一点鎖線のインダクタンスがもっとも大きい。破線のインダクタンスは、実線と一点鎖線の間の値である。図23に示すように、リターン用導体43の電池20側の部分のインダクタンスを小さくするほど、1MHz以下においてコモンモードノイズの低減効果が高くなることが確認できた。 Figure 23 shows the relationship between the inductance of the part of the return conductor 43 on the battery 20 side and the conducted noise. The conducted noise, shown on the vertical axis, increases in intensity the further up in the figure. Three levels of inductance are shown, with the solid line showing the smallest inductance and the dashed line showing the largest inductance. The dashed line showing the inductance is a value between the solid line and the dashed line. As shown in Figure 23, it was confirmed that the smaller the inductance of the part of the return conductor 43 on the battery 20 side, the greater the effect of reducing common mode noise at frequencies below 1 MHz.

図24に示すように、Yコンデンサ80を、リターン用導体43におけるMG30側の端部に近い位置で、リターン用導体43に接続してもよい。図24では、リターン用導体43における外部導体52との接続端と外部導体62との接続端のうち、外部導体62との接続端に近い位置で、Yコンデンサ80をリターン用導体43に接続している。これにより、Yコンデンサ80を2つの接続端の中間位置や外部導体52との接続端に対して近い位置に接続する構成に較べて、リターン用導体43のMG30側の部分のインダクタンスを小さくすることができる。 As shown in FIG. 24, the Y capacitor 80 may be connected to the return conductor 43 at a position close to the end of the return conductor 43 on the MG 30 side. In FIG. 24, the Y capacitor 80 is connected to the return conductor 43 at a position close to the connection end with the external conductor 62, between the connection end with the external conductor 52 and the connection end with the external conductor 62. This makes it possible to reduce the inductance of the MG 30 side portion of the return conductor 43 compared to a configuration in which the Y capacitor 80 is connected to the middle position between the two connection ends or close to the connection end with the external conductor 52.

図25は、リターン用導体43のMG30側の部分のインダクタンスと伝導ノイズとの関係を示している。図23同様、縦軸に示す伝導ノイズは、図中において上方ほど強度が高い。インダクタンスは3水準示しており、実線のインダクタンスがもっとも小さく、一点鎖線のインダクタンスがもっとも大きい。破線のインダクタンスは、実線と一点鎖線の間の値である。図25に示す0.1MHz~10MHz超の広い周波数域において、リターン用導体43のMG30側の部分のインダクタンスを小さくするほど、コモンモードノイズの低減効果が高くなることが確認できた。 Figure 25 shows the relationship between the inductance of the MG 30 side of the return conductor 43 and the conducted noise. As in Figure 23, the conducted noise shown on the vertical axis increases in intensity the further up the figure. Three levels of inductance are shown, with the solid line showing the smallest inductance and the dashed line showing the largest inductance. The dashed line showing the inductance is a value between the solid line and the dashed line. It was confirmed that in the wide frequency range of 0.1 MHz to over 10 MHz shown in Figure 25, the smaller the inductance of the MG 30 side of the return conductor 43 is, the greater the effect of reducing common mode noise.

<第1実施形態のまとめ>
本実施形態によれば、インバータ40(第2機器、電気機器)が、樹脂製の筐体41と、リターン用導体43を有している。リターン用導体43は、電池20やMG30(第1機器、他の機器)の金属部材に電気的に接続されている。インバータ40から電力ラインを通じて電池20へ流れたコモンモード電流は、金属部材およびリターン用導体43を通じてインバータ40に戻る。このように、リターン用導体43は、コモンモード電流のリターン経路を提供する。リターン用導体43を経由するコモンモード電流の経路のループ面積は、ボディグランドを経由するコモンモード電流の経路のループ面積よりも小さい。よって、樹脂製の筐体41を採用しつつ、コモンモードノイズを低減することができる。シールドシステム10は、少なくともひとつの第1機器と、少なくともひとつの第2機器を備えればよい。
Summary of the First Embodiment
According to this embodiment, the inverter 40 (second device, electric device) has a resin housing 41 and a return conductor 43. The return conductor 43 is electrically connected to the metal members of the battery 20 and the MG 30 (first device, other device). The common mode current flowing from the inverter 40 to the battery 20 through the power line returns to the inverter 40 through the metal members and the return conductor 43. In this way, the return conductor 43 provides a return path for the common mode current. The loop area of the path of the common mode current passing through the return conductor 43 is smaller than the loop area of the path of the common mode current passing through the body ground. Therefore, it is possible to reduce common mode noise while employing the resin housing 41. The shielding system 10 only needs to include at least one first device and at least one second device.

電力ラインがシールド線50,60の内部導体51,61であり、リターン用導体43が、シールド線50,60の外部導体52,62を介して、金属部材に電気的に接続された構成としてもよい。シールド線50,60の外部導体52,62を利用して、リターン用導体43と金属部材とを接続する。外部導体52,62は、内部導体51,61に対して対向配置されている。つまり外部導体52,62は、内部導体51,61の近傍で並走している。よって、コモンモード電流の経路のループ面積をより小さくすることができる。 The power line may be the internal conductor 51, 61 of the shielded wire 50, 60, and the return conductor 43 may be electrically connected to the metal member via the external conductor 52, 62 of the shielded wire 50, 60. The external conductor 52, 62 of the shielded wire 50, 60 is used to connect the return conductor 43 to the metal member. The external conductor 52, 62 is disposed opposite the internal conductor 51, 61. In other words, the external conductor 52, 62 runs parallel to the internal conductor 51, 61 in the vicinity of the internal conductor 51, 61. This makes it possible to further reduce the loop area of the path of the common mode current.

このように、リターン用導体43と金属部材とを接続する部材を、電力ラインに対して並走、つまり電力ラインに沿って配策すると、相互インダクタンスを利用して、接続部材のインダクタンス(寄生インダクタンス)を小さくすることができる。これにより、リターン用導体43の経路にコモンモード電流が流れやすくなり、コモンモードノイズを低減することができる。 In this way, by running the member connecting the return conductor 43 and the metal member parallel to the power line, that is, along the power line, the inductance (parasitic inductance) of the connecting member can be reduced by utilizing mutual inductance. This makes it easier for common mode current to flow through the path of the return conductor 43, reducing common mode noise.

また、内部導体51がP線51PとN線51Nを含む構成において、P線51PとN線51Nとが対向配置されることで、ノーマルモードノイズについても効果的に低減することができる。 In addition, in a configuration in which the internal conductor 51 includes a P line 51P and an N line 51N, the P line 51P and the N line 51N are arranged opposite each other, which effectively reduces normal mode noise.

リターン用導体43の配置は特に限定されない。リターン用導体43の少なくとも一部が、筐体41に収容されてもよい。リターン用導体43は、筐体41にインサートされていてもよい。リターン用導体43の少なくとも一部が、筐体41の外面に配置されてもよい。筐体41に収容されたリターン用導体43や筐体41にインサートされたリターン用導体43を用いると、ループ面積をより小さくすることができる。特に筐体41に収容されたリターン用導体43を用いると、ループ面積縮小の効果が高い。また、筐体41に収容されている金属部材をリターン用導体43として利用することで、構成を簡素化することができる。 The arrangement of the return conductor 43 is not particularly limited. At least a part of the return conductor 43 may be housed in the housing 41. The return conductor 43 may be inserted into the housing 41. At least a part of the return conductor 43 may be disposed on the outer surface of the housing 41. By using the return conductor 43 housed in the housing 41 or the return conductor 43 inserted into the housing 41, the loop area can be further reduced. In particular, by using the return conductor 43 housed in the housing 41, the effect of reducing the loop area is high. In addition, by using a metal member housed in the housing 41 as the return conductor 43, the configuration can be simplified.

第1機器(他の機器)の金属部材は、特に限定されない。コモンモード電流の経路を提供するものであればよい。金属部材として金属製の筐体21,31を用いてもよい。筐体21,31は、それぞれの機器における基準電位、ケースグランドを提供し、コモンモード電流の経路を提供する。 The metal member of the first device (other device) is not particularly limited. It is sufficient if it provides a path for the common mode current. Metal housings 21 and 31 may be used as the metal member. Housings 21 and 31 provide a reference potential and case ground for each device, and provide a path for the common mode current.

第2機器は、インバータ40(電力変換器)でもよい。スイッチング素子を備えるインバータ40が、樹脂製の筐体41と、リターン用導体43を有する。よって、スイッチングにともなって生じるコモンモード電流を、リターン用導体43を利用した経路に流すことができる。 The second device may be an inverter 40 (power converter). The inverter 40, which is equipped with a switching element, has a resin housing 41 and a return conductor 43. Therefore, the common mode current generated by switching can be passed through a path that utilizes the return conductor 43.

インバータ40において、筐体41に収容されたリターン用導体43が、半導体モジュール421などの電気部品と、電気部品に電気的に接続された回路基板425との間に配置されてもよい。インバータ40において、電気部品と回路基板との間に配置される金属部材(金属ステー)をリターン用導体43として利用することで、構成を簡素化することができる。 In the inverter 40, the return conductor 43 housed in the housing 41 may be disposed between an electrical component such as a semiconductor module 421 and a circuit board 425 electrically connected to the electrical component. In the inverter 40, the configuration can be simplified by using a metal member (metal stay) disposed between the electrical component and the circuit board as the return conductor 43.

シールドシステム10が、Yコンデンサ80を備えてもよい。Yコンデンサ80の端子のひとつは電力ライン(P線51P、N線51N)に接続され、端子の他のひとつはリターン用導体43に接続される。これにより、Yコンデンサ80を経由するコモンモード電流の経路が形成される。Yコンデンサ80を経由する経路のループ面積は小さいため、コモンモードノイズをさらに低減することができる。 The shielding system 10 may include a Y capacitor 80. One of the terminals of the Y capacitor 80 is connected to the power line (P line 51P, N line 51N), and the other terminal is connected to the return conductor 43. This forms a path for a common mode current that passes through the Y capacitor 80. Because the loop area of the path that passes through the Y capacitor 80 is small, common mode noise can be further reduced.

Yコンデンサ80を備える構成において、第1機器として電池20とMG30(回転電機)を備え、第2機器としてインバータ40を備えてもよい。電駆動システムにシールドシステム10を適用することで、電駆動システムにおいて生じるコモンモードノイズを低減することができる。 In a configuration including a Y capacitor 80, the first device may include a battery 20 and an MG 30 (rotating electric machine), and the second device may include an inverter 40. By applying the shielding system 10 to the electric drive system, common mode noise generated in the electric drive system can be reduced.

Yコンデンサ80は、リターン用導体43の電池20側の端部とMG30側の端部とのうち、電池20側の端部に近い位置でリターン用導体43に接続されてもよい。リターン用導体43において、Yコンデンサ80の接続部分より電池20側の部分のインダクタンスを小さくすることができる。これにより、1MHz以下のコモンモードノイズを低減することができる。 The Y capacitor 80 may be connected to the return conductor 43 at a position closer to the end of the return conductor 43 on the battery 20 side than the end of the return conductor 43 on the MG 30 side. The inductance of the part of the return conductor 43 on the battery 20 side can be made smaller than the connection part of the Y capacitor 80. This makes it possible to reduce common mode noise below 1 MHz.

Yコンデンサ80は、リターン用導体43の電池20側の端部とMG30側の端部とのうち、MG30側の端部に近い位置でリターン用導体43に接続されてもよい。リターン用導体43において、Yコンデンサ80の接続部分よりMG30側の部分のインダクタンスを小さくすることができる。これにより、広い周波数域において、コモンモードノイズを低減することができる。 The Y capacitor 80 may be connected to the return conductor 43 at a position closer to the MG 30 end of the return conductor 43, either on the battery 20 side or on the MG 30 side. The inductance of the return conductor 43 on the MG 30 side can be made smaller than the connection part of the Y capacitor 80. This makes it possible to reduce common mode noise over a wide frequency range.

(第2実施形態)
この実施形態は、先行する実施形態を基礎的形態とする変形例であり、先行実施形態の記載を援用できる。先行実施形態では、Yコンデンサの静電容量とリターン経路のインダクタンスとの共振周波数について特に言及しなかった。これに代えて、上記した共振周波数が所定の周波数帯となるようにしてもよい。
Second Embodiment
This embodiment is a modification based on the previous embodiment, and the description of the previous embodiment can be used. In the previous embodiment, the resonance frequency between the capacitance of the Y capacitor and the inductance of the return path is not specifically mentioned. Instead, the above-mentioned resonance frequency may be in a predetermined frequency band.

図26は、本実施形態に係るシールドシステム10の等価回路図である。図26は、図1および図22に示す構成に対応している。図26では、便宜上、インバータ40の筐体41、MG30の巻線32を省略している。図26では、各線の寄生インダクタンスを示している。図26に示す実線矢印、破線矢印、および一点鎖線の矢印は、コモンモード電流の流れ、つまり経路を示している。電池20から半導体素子4211にリターンする経路(第1リターン経路)を破線矢印で示し、電池20からボディグランドを介して半導体素子4211に戻る経路(第2リターン経路)を一点鎖線の矢印で示している。図26では、出力線61として、U相出力線61U、V相出力線61V、W相出力線61Wを明示している。 26 is an equivalent circuit diagram of the shielding system 10 according to the present embodiment. FIG. 26 corresponds to the configuration shown in FIG. 1 and FIG. 22. For convenience, the housing 41 of the inverter 40 and the winding 32 of the MG 30 are omitted in FIG. 26. In FIG. 26, the parasitic inductance of each line is shown. The solid arrow, dashed arrow, and dashed arrow in FIG. 26 indicate the flow of the common mode current, that is, the path. The dashed arrow indicates the path (first return path) returning from the battery 20 to the semiconductor element 4211, and the dashed arrow indicates the path (second return path) returning from the battery 20 to the semiconductor element 4211 via the body ground. In FIG. 26, the U-phase output line 61U, the V-phase output line 61V, and the W-phase output line 61W are clearly shown as the output lines 61.

シールドシステム10は、先行実施形態の同様、電駆動システムである。シールドシステム10は、電池20、MG30、およびインバータ40(電力変換器)を備えている。電池20は、電池20において基準電位を提供する金属部材を備えている。金属部材は、たとえば金属製の筐体21である。金属部材は、ボディグランドに電気的に接続されている。MG30は、MG30において基準電位を提供する金属部材を備えている。金属部材は、たとえば金属製の筐体31である。金属部材は、ボディグランドに電気的に接続されている。 The shielding system 10 is an electric drive system, similar to the previous embodiment. The shielding system 10 includes a battery 20, an MG 30, and an inverter 40 (power converter). The battery 20 includes a metal member that provides a reference potential at the battery 20. The metal member is, for example, a metal housing 21. The metal member is electrically connected to the body ground. The MG 30 includes a metal member that provides a reference potential at the MG 30. The metal member is, for example, a metal housing 31. The metal member is electrically connected to the body ground.

インバータ40は、図示しない樹脂製の筐体41を備えている。インバータ40は、筐体41に収容される電気部品42として、上記した半導体モジュール421を備えている。半導体モジュール421は、半導体基板にスイッチング素子が形成された半導体素子4211を含んでいる。インバータ40は、リターン用導体43を備えている。リターン用導体43は、グランド線45を介してボディグランドに電気的に接続されている。リターン用導体43は、接続線53を介して電池20の金属部材に電気的に接続されている。リターン用導体43は、接続線63を介してMG30の金属部材に電気的に接続されている。なお、接続線53,63に代えて、外部導体52,62を用いてもよい。外部導体52および接続線53が第1接続線に相当し、外部導体62および接続線63第2接続線に相当する。 The inverter 40 includes a resin housing 41 (not shown). The inverter 40 includes the above-mentioned semiconductor module 421 as an electrical component 42 housed in the housing 41. The semiconductor module 421 includes a semiconductor element 4211 in which a switching element is formed on a semiconductor substrate. The inverter 40 includes a return conductor 43. The return conductor 43 is electrically connected to the body ground via a ground line 45. The return conductor 43 is electrically connected to the metal member of the battery 20 via a connection line 53. The return conductor 43 is electrically connected to the metal member of the MG 30 via a connection line 63. Note that, instead of the connection lines 53 and 63, the external conductors 52 and 62 may be used. The external conductor 52 and the connection line 53 correspond to the first connection line, and the external conductor 62 and the connection line 63 correspond to the second connection line.

リターン用導体43は、PNリターン部437、MGリターン部438、および残部439を備えている。PNリターン部437は、リターン用導体43において接続線53との接続部からYコンデンサ80との接続部までの部分である。MGリターン部438は、リターン用導体43において接続線63との接続部からグランド線45との接続部までの部分である。残部439は、リターン用導体43のうち、PNリターン部437およびMGリターン部438を除く部分である。 The return conductor 43 includes a PN return section 437, an MG return section 438, and a remaining section 439. The PN return section 437 is the section of the return conductor 43 from the connection with the connection line 53 to the connection with the Y capacitor 80. The MG return section 438 is the section of the return conductor 43 from the connection with the connection line 63 to the connection with the ground line 45. The remaining section 439 is the portion of the return conductor 43 excluding the PN return section 437 and the MG return section 438.

たとえば金属ステーにおいて、本体部431が残部439の少なくとも一部を提供し、端子部432のひとつがPNリターン部437の少なくとも一部を提供し、端子部432の他のひとつがMGリターン部438の少なくとも一部を提供してもよい。残部439を有さない構成としてもよい。 For example, in a metal stay, the main body 431 may provide at least a portion of the remaining portion 439, one of the terminal portions 432 may provide at least a portion of the PN return portion 437, and another of the terminal portions 432 may provide at least a portion of the MG return portion 438. A configuration without the remaining portion 439 may also be used.

Yコンデンサ80のひとつは、電力ラインであるP線51Pとリターン用導体43との間に配置されている。Yコンデンサ80の他のひとつは、電力ラインであるN線51Nとリターン用導体43との間に配置されている。 One of the Y capacitors 80 is placed between the P line 51P, which is a power line, and the return conductor 43. The other Y capacitor 80 is placed between the N line 51N, which is a power line, and the return conductor 43.

コモンモード電流は、インバータ40(半導体素子4211)から電力ラインであるP線51PおよびN線51Nを通じて電池20に流れる。そして、電池20から半導体素子4211に戻る経路は、第1リターン経路(第1経路)と第2リターン経路(経路)がある。破線矢印で示す第1リターン経路は、リターン用導体43およびYコンデンサ80を介する経路である。第1リターン経路において、コモンモード電流は、電池20の金属部材から、接続線53、PNリターン部437、およびYコンデンサ80を通じて半導体素子4211に流れる。 The common mode current flows from the inverter 40 (semiconductor element 4211) to the battery 20 through the power lines P line 51P and N line 51N. The paths returning from the battery 20 to the semiconductor element 4211 include a first return path (first path) and a second return path (path). The first return path indicated by the dashed arrow is a path via the return conductor 43 and the Y capacitor 80. In the first return path, the common mode current flows from the metal member of the battery 20 to the semiconductor element 4211 through the connection line 53, the PN return section 437, and the Y capacitor 80.

一点鎖線の矢印で示す第2リターン経路は、ボディグランドを介する経路である。第2リターン経路のひとつにおいて、コモンモード電流は、電池20の金属部材から、ボディグランド、およびグランド線45を通じて半導体素子4211に流れる。第2リターン経路の他のひとつにおいて、コモンモード電流は、電池20の金属部材から、ボディグランド、MG30の金属部材、接続線63、およびMGリターン部438を通じて半導体素子4211に流れる。 The second return path indicated by the dashed-dotted arrow is a path via the body ground. In one of the second return paths, the common mode current flows from the metal component of the battery 20 to the semiconductor element 4211 through the body ground and ground line 45. In the other of the second return paths, the common mode current flows from the metal component of the battery 20 to the semiconductor element 4211 through the body ground, the metal component of the MG 30, the connection line 63, and the MG return section 438.

図27は、伝導ノイズの測定結果を示している。図27に示す破線は、参考例の結果を示している。参考例では、インバータが樹脂筐体を備えるものの、リターン用導体を備えない構成としている。この場合、コモンモード電流は、電池20から、ボディグランド、MG30、および出力線61を介して、半導体素子4211に戻る。ループ面積が大きいため、図27に示すように、コモンモードノイズのレベルが高い。 Figure 27 shows the measurement results of the conducted noise. The dashed line in Figure 27 shows the results of a reference example. In the reference example, the inverter has a plastic housing but does not have a return conductor. In this case, the common mode current returns from the battery 20 to the semiconductor element 4211 via the body ground, MG 30, and output line 61. Because the loop area is large, the level of common mode noise is high, as shown in Figure 27.

図27に示す一点鎖線は、上記した第1リターン経路のインダクタンス、グランド線45を経由する第2リターン経路のインダクタンスを、接続線63を経由する第2リターン経路のインダクタンスを、互いに等しい値(10nH)とした場合の結果を示している。破線に示す構成較べてコモンモードノイズを低減することができる。しかしながら、特にAM帯の低周波域(500kHz付近)において、ノイズレベルを二点鎖線で示す所定の閾値Thよりも低くすることが困難である。 The dashed line in FIG. 27 shows the results when the inductance of the first return path, the inductance of the second return path via the ground line 45, and the inductance of the second return path via the connection line 63 are all set to the same value (10 nH). This configuration can reduce common mode noise compared to the configuration shown by the dashed line. However, it is difficult to reduce the noise level below the predetermined threshold value Th shown by the two-dot dashed line, especially in the low frequency range of the AM band (around 500 kHz).

そこで上記した構成において、接続線53およびPNリターン部437のインダクタンスと、Yコンデンサ80の静電容量との共振周波数がAM帯(530kHz~1.8MHz)となるようにLとCを設定するとよい。特に、ノイズ低減が困難な低周波域(500kHz付近)に共振周波数を設定するとよい。第1リターン経路のインピーダンスZpn(f)は、式(1)で示すことができる。
Zpn(f)=ω(Lpns+Lpnr)-1/(ωCy)・・・(1)
Therefore, in the above-mentioned configuration, it is preferable to set L and C so that the resonance frequency of the inductance of the connection line 53 and the PN return section 437 and the capacitance of the Y capacitor 80 is in the AM band (530 kHz to 1.8 MHz). In particular, it is preferable to set the resonance frequency in the low frequency range (around 500 kHz) where noise reduction is difficult. The impedance Zpn(f) of the first return path can be expressed by the formula (1).
Zpn(f)=ω(Lpns+Lpnr)-1/(ωCy)...(1)

式(1)において、ω=2πf、fは周波数、Lpnsは接続線53の寄生インダクタンス、LpnrはPNリターン部437の寄生インダクタンス、CyはYコンデンサ80の静電容量である。インピーダンスZpn(f)は、共振周波数において極小値をとる。これにより、インピーダンスZpn(f)が、第2リターン経路のインピーダンスZmg(f)よりも小さくなり、第1リターン経路を流れるコモンモード電流が増加する。よって、図27に実線で示すように、AM帯の低周波域(500kHz付近)において、ノイズレベルを所定の閾値Thよりも低くすることができる。これにより、AM帯の全域において、ノイズレベルを閾値Thよりも低くすることができる。 In formula (1), ω = 2πf, f is the frequency, Lpns is the parasitic inductance of the connection line 53, Lpnr is the parasitic inductance of the PN return section 437, and Cy is the capacitance of the Y capacitor 80. The impedance Zpn(f) has a minimum value at the resonance frequency. As a result, the impedance Zpn(f) becomes smaller than the impedance Zmg(f) of the second return path, and the common mode current flowing through the first return path increases. Therefore, as shown by the solid line in Figure 27, the noise level can be made lower than a predetermined threshold value Th in the low frequency range of the AM band (around 500 kHz). As a result, the noise level can be made lower than the threshold value Th throughout the entire AM band.

なお、図27に実線で示す例では、第1リターン経路のインダクタンスを10nH、グランド線45を経由する第2リターン経路のインダクタンスを80nH、接続線63を経由する第2リターン経路のインダクタンスを80nHとした。たとえばPNリターン部437に対してグランド線45やMGリターン部438の断面積を小さくしてもよい。PNリターン部437を平板状、グランド線45やMGリターン部438を線状としてもよい。 In the example shown by the solid lines in FIG. 27, the inductance of the first return path is 10 nH, the inductance of the second return path via the ground line 45 is 80 nH, and the inductance of the second return path via the connection line 63 is 80 nH. For example, the cross-sectional area of the ground line 45 and the MG return part 438 may be smaller than that of the PN return part 437. The PN return part 437 may be flat, and the ground line 45 and the MG return part 438 may be linear.

図28および図29に示すように、インバータ40は、Pバスバー427およびNバスバー428を備えている。図28は、インバータ40においてバスバー427周辺を拡大した平面図である。図29は、側面図である。Pバスバー427の端部付近には、P線51Pを接続するための締結孔427aが設けられている。Nバスバー428の端部付近には、N線51Nを接続するための締結孔428aが設けられている。図28および図29に示すように、リターン用導体43のPNリターン部437は、上記した端子部432により提供されてもよい。 28 and 29, the inverter 40 includes a P bus bar 427 and an N bus bar 428. FIG. 28 is an enlarged plan view of the inverter 40 around the bus bar 427. FIG. 29 is a side view. A fastening hole 427a for connecting the P line 51P is provided near the end of the P bus bar 427. A fastening hole 428a for connecting the N line 51N is provided near the end of the N bus bar 428. As shown in FIG. 28 and 29, the PN return portion 437 of the return conductor 43 may be provided by the terminal portion 432 described above.

PNリターン部437は、Z方向の平面視において、Pバスバー427およびNバスバー428それぞれの少なくとも一部と重なるように設けられるとよい。図28に示す例では、Pバスバー427およびNバスバー428を内包するように、PNリターン部437を設けている。PNリターン部437は、幅Wを有している。PNリターン部437と、Pバスバー427およびNバスバー428のそれぞれとを、板面同士が対向するように設けるとよい。このような構成において、PNリターン部437と、Pバスバー427およびNバスバー428のそれぞれとは、所定の距離dを介して対向している。距離dは、対向間隔である。 The PN return portion 437 may be arranged to overlap at least a portion of each of the P bus bar 427 and the N bus bar 428 in a plan view in the Z direction. In the example shown in FIG. 28, the PN return portion 437 is arranged to enclose the P bus bar 427 and the N bus bar 428. The PN return portion 437 has a width W. The PN return portion 437 may be arranged so that the plate surfaces of the P bus bar 427 and the N bus bar 428 face each other. In this configuration, the PN return portion 437 faces each of the P bus bar 427 and the N bus bar 428 at a predetermined distance d. The distance d is the distance between the opposing portions.

図30は、幅W、距離d、およびインダクタンスの関係を示している。図30は、シミュレーション結果を示している。このとき、X方向における長さを70mmとした。距離d=10mmを一点鎖線、距離d=5mmを破線、距離d=1mmを実線で示している。幅Wを長くするほど、インダクタンスを小さくすることができる。しかしながら、幅Wが長くなるほど、インダクタンス低減の効果が小さくなる。距離dを短くするほど、インダクタンスを小さくすることができる。 Figure 30 shows the relationship between width W, distance d, and inductance. Figure 30 shows the results of a simulation. In this case, the length in the X direction was set to 70 mm. Distance d = 10 mm is shown by a dashed line, distance d = 5 mm by a dashed line, and distance d = 1 mm by a solid line. The longer the width W, the smaller the inductance can be. However, the longer the width W, the smaller the effect of reducing inductance. The shorter the distance d, the smaller the inductance can be.

上記したようにLC共振周波数をAM帯で設定し、AM帯においてインピーダンスZpn(f)をインピーダンスZmg(f)よりも小さくすると、図27に示すように、FM帯(76.1MHz~94.9MHz)のノイズが悪化する。そこで図31に示すように、コンデンサ90を、グランド線45に並列接続してもよい。図31は、シールドシステム10(電駆動システム)の別例を示している。図31に示すように、コンデンサ90を、グランド線45に並列接続してもよい。コンデンサ90を、MGリターン部438に並列接続してもよい。コンデンサ90は、グランド線45およびMGリターン部438の少なくとも一方に対して設ければよい。たとえばグランド線45のみに設けてもよいし、MGリターン部438のみに設けてもよい。FM帯などの高周波域において、コンデンサ90が主な電流の経路となる。これにより、インピーダンスが低下する。 As described above, if the LC resonant frequency is set in the AM band and the impedance Zpn(f) in the AM band is made smaller than the impedance Zmg(f), the noise in the FM band (76.1 MHz to 94.9 MHz) will worsen as shown in FIG. 27. Therefore, as shown in FIG. 31, the capacitor 90 may be connected in parallel to the ground line 45. FIG. 31 shows another example of the shield system 10 (electric drive system). As shown in FIG. 31, the capacitor 90 may be connected in parallel to the ground line 45. The capacitor 90 may be connected in parallel to the MG return section 438. The capacitor 90 may be provided for at least one of the ground line 45 and the MG return section 438. For example, the capacitor 90 may be provided only on the ground line 45 or only on the MG return section 438. In high frequency ranges such as the FM band, the capacitor 90 becomes the main current path. This reduces the impedance.

図32は、伝導ノイズの測定結果を示している。図32に示す一点鎖線は、図27に示した一点鎖線と同様の構成の測定結果を示している。実線は、グランド線45およびMGリターン部438のそれぞれにコンデンサ90を並列接続した構成の測定結果を示している。図32に示すように、コンデンサ90を追加することで、FM帯のノイズレベルが低下する。 Figure 32 shows the measurement results of the conducted noise. The dashed line in Figure 32 shows the measurement results of a configuration similar to the dashed line in Figure 27. The solid line shows the measurement results of a configuration in which a capacitor 90 is connected in parallel to each of the ground line 45 and the MG return section 438. As shown in Figure 32, the noise level in the FM band is reduced by adding the capacitor 90.

<第2実施形態のまとめ>
上記したように、接続線53およびPNリターン部437のインダクタンスと、Yコンデンサ80の静電容量との共振周波数をAM帯で設定し、AM帯においてインピーダンスZpn(f)をインピーダンスZmg(f)よりも小さくしてもよい。これにより、ループ面積の小さい第1リターン経路にコモンモード電流が流れやすくなる。よって、AM帯のコモンモードノイズを低減することができる。特に、共振周波数をAM帯の低周波域(500kHz付近)で設定するとよい。これにより、ノイズを低減し難いAM帯の低周波域において、コモンモードノイズを低減することができる。
<Summary of the second embodiment>
As described above, the resonant frequency of the inductance of the connection line 53 and the PN return section 437 and the capacitance of the Y capacitor 80 may be set in the AM band, and the impedance Zpn(f) may be set smaller than the impedance Zmg(f) in the AM band. This allows the common mode current to flow easily through the first return path with a small loop area. This makes it possible to reduce common mode noise in the AM band. In particular, it is preferable to set the resonant frequency in the low frequency range of the AM band (around 500 kHz). This makes it possible to reduce common mode noise in the low frequency range of the AM band where noise is difficult to reduce.

インバータ40のPバスバー427およびNバスバー428と対向するように、リターン用導体43のPNリターン部437を設けるとよい。相互インダクタンスを利用して、PNリターン部437の寄生インダクタンスを下げることができる。これにより、ループ面積の小さい第1リターン経路にコモンモード電流が流れやすくなる。よって、コモンモードノイズをさらに低減することができる。 It is advisable to provide the PN return portion 437 of the return conductor 43 so as to face the P bus bar 427 and the N bus bar 428 of the inverter 40. By utilizing mutual inductance, the parasitic inductance of the PN return portion 437 can be reduced. This makes it easier for the common mode current to flow through the first return path, which has a small loop area. This makes it possible to further reduce common mode noise.

グランド線45およびMGリターン部438の少なくとも一方に対して並列接続されるコンデンサ90を設けてもよい。FM帯などの高周波域において、コンデンサ90が主な電流の経路となり、インピーダンスが低下する。よって、AM帯だけでなく、FM帯においても、コモンモードノイズを低減することができる。 A capacitor 90 may be provided that is connected in parallel to at least one of the ground line 45 and the MG return section 438. In high frequency bands such as the FM band, the capacitor 90 becomes the main current path, lowering the impedance. Therefore, common mode noise can be reduced not only in the AM band but also in the FM band.

(他の実施形態)
この明細書および図面等における開示は、例示された実施形態に制限されない。開示は、例示された実施形態と、それらに基づく当業者による変形態様を包含する。たとえば、開示は、実施形態において示された部品および/または要素の組み合わせに限定されない。開示は、多様な組み合わせによって実施可能である。開示は、実施形態に追加可能な追加的な部分をもつことができる。開示は、実施形態の部品および/または要素が省略されたものを包含する。開示は、ひとつの実施形態と他の実施形態との間における部品および/または要素の置き換え、または組み合わせを包含する。開示される技術的範囲は、実施形態の記載に限定されない。開示されるいくつかの技術的範囲は、請求の範囲の記載によって示され、さらに請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものと解されるべきである。
Other Embodiments
The disclosure in this specification and drawings, etc. is not limited to the exemplified embodiments. The disclosure includes the exemplified embodiments and modifications by those skilled in the art based thereon. For example, the disclosure is not limited to the combination of parts and/or elements shown in the embodiments. The disclosure can be implemented by various combinations. The disclosure can have additional parts that can be added to the embodiments. The disclosure includes the omission of parts and/or elements of the embodiments. The disclosure includes the substitution or combination of parts and/or elements between one embodiment and another embodiment. The disclosed technical scope is not limited to the description of the embodiments. Some disclosed technical scopes are indicated by the description of the claims, and should be interpreted as including all modifications within the meaning and scope equivalent to the description of the claims.

明細書および図面等における開示は、請求の範囲の記載によって限定されない。明細書および図面等における開示は、請求の範囲に記載された技術的思想を包含し、さらに請求の範囲に記載された技術的思想より多様で広範な技術的思想に及んでいる。よって、請求の範囲の記載に拘束されることなく、明細書および図面等の開示から、多様な技術的思想を抽出することができる。 The disclosure in the specification and drawings, etc. is not limited by the claims. The disclosure in the specification and drawings, etc. encompasses the technical ideas described in the claims, and extends to more diverse and extensive technical ideas than the technical ideas described in the claims. Therefore, various technical ideas can be extracted from the disclosure in the specification and drawings, etc., without being bound by the claims.

ある要素または層が「上にある」、「連結されている」、「接続されている」または「結合されている」と言及されている場合、それは、他の要素、または他の層に対して、直接的に上に、連結され、接続され、または結合されていることがあり、さらに、介在要素または介在層が存在していることがある。対照的に、ある要素が別の要素または層に「直接的に上に」、「直接的に連結されている」、「直接的に接続されている」または「直接的に結合されている」と言及されている場合、介在要素または介在層は存在しない。要素間の関係を説明するために使用される他の言葉は、同様のやり方で(例えば、「間に」対「直接的に間に」、「隣接する」対「直接的に隣接する」など)解釈されるべきである。この明細書で使用される場合、用語「および/または」は、関連する列挙されたひとつまたは複数の項目に関する任意の組み合わせ、およびすべての組み合わせを含む。 When an element or layer is referred to as being "on," "coupled," "connected," or "bonded," it may be directly coupled, connected, or bonded to another element or layer, and intervening elements or layers may be present. In contrast, when an element is referred to as being "directly on," "directly coupled," "directly connected," or "directly bonded" to another element or layer, no intervening elements or layers are present. Other words used to describe relationships between elements should be construed in a similar manner (e.g., "between" vs. "directly between," "adjacent" vs. "directly adjacent," etc.). As used in this specification, the term "and/or" includes any and all combinations of one or more of the associated listed items.

空間的に相対的な用語「内」、「外」、「裏」、「下」、「低」、「上」、「高」などは、図示されているような、ひとつの要素または特徴の他の要素または特徴に対する関係を説明する記載を容易にするためにここでは利用されている。空間的に相対的な用語は、図面に描かれている向きに加えて、使用または操作中の装置の異なる向きを包含することを意図することができる。例えば、図中の装置をひっくり返すと、他の要素または特徴の「下」または「真下」として説明されている要素は、他の要素または特徴の「上」に向けられる。したがって、用語「下」は、上と下の両方の向きを包含することができる。この装置は、他の方向に向いていてもよく(90度または他の向きに回転されてもよい)、この明細書で使用される空間的に相対的な記述子はそれに応じて解釈される。 Spatially relative terms such as "inside," "outside," "back," "bottom," "low," "top," "top," and the like are utilized herein for ease of description to describe the relationship of one element or feature to other elements or features as depicted in the figures. Spatially relative terms may be intended to encompass different orientations of the device during use or operation in addition to the orientation depicted in the figures. For example, if the device in the figures is turned over, elements described as "below" or "directly below" other elements or features would be oriented "above" the other elements or features. Thus, the term "bottom" can encompass both an orientation of top and bottom. The device may be otherwise oriented (rotated 90 degrees or at other orientations) and the spatially relative descriptors used in this specification would be interpreted accordingly.

10…シールドシステム、20…電池、21…筐体、23…リターン用導体、30…MG、31…筐体、32…巻線、40…インバータ、41…筐体、41a…外面、41b…内面、41c…第1面、41d…第2面、42…電気部品、421…半導体モジュール、4211…半導体素子、422…出力端子台、423…コンデンサ素子、424…入力端子台、425…回路基板、425G…グランド層、426…出力バスバー、427…Pバスバー、427a…締結孔、428…Nバスバー、428a…締結孔、43…リターン用導体、431,435…本体部、432,434,436…端子部、433…埋設部、437…PNリターン部、438…MGリターン部、439…残部、44…コンデンサ、45…グランド線、50…シールド線、51…内部導体、51P…P線、51N…N線、52…外部導体、53…接続線、60…シールド線、61,61U,61V,61W…出力線、62…外部導体、63…接続線、70…寄生容量、80…Yコンデンサ、90…コンデンサ 10...shielding system, 20...battery, 21...housing, 23...return conductor, 30...MG, 31...housing, 32...winding, 40...inverter, 41...housing, 41a...outer surface, 41b...inner surface, 41c...first surface, 41d...second surface, 42...electrical component, 421...semiconductor module, 4211...semiconductor element, 422...output terminal block, 423...capacitor element, 424...input terminal block, 425...circuit board, 425G...ground layer, 426...output bus bar, 427...P bus bar, 427a...fastening hole, 428...N bus bar , 428a...fastening hole, 43...return conductor, 431, 435...main body, 432, 434, 436...terminal, 433...embedded part, 437...PN return part, 438...MG return part, 439...remaining part, 44...capacitor, 45...ground line, 50...shield line, 51...inner conductor, 51P...P line, 51N...N line, 52...outer conductor, 53...connection line, 60...shield line, 61, 61U, 61V, 61W...output line, 62...outer conductor, 63...connection line, 70...parasitic capacitance, 80...Y capacitor, 90...capacitor

Claims (16)

金属部材(21,31)を有する第1機器(20,30)と、
樹脂筐体(41)と、前記樹脂筐体に収容された電気部品(42)と、を有する第2機器(40)と、
前記第1機器と前記第2機器とをつなぐ電力ライン(51,61)と、
を備え、
前記第2機器は、前記金属部材に電気的に接続され、コモンモード電流のリターン経路を提供するリターン用導体(43)を有する、シールドシステム。
A first device (20, 30) having a metal member (21, 31);
A second device (40) having a resin housing (41) and an electric component (42) housed in the resin housing;
a power line (51, 61) connecting the first device and the second device;
Equipped with
The second device has a return conductor (43) electrically connected to the metallic member and providing a return path for a common mode current.
前記電力ラインは、シールド線(50,60)の内部導体であり、
前記リターン用導体は、前記シールド線の外部導体(52,62)を介して、前記金属部材に電気的に接続されている、請求項1に記載のシールドシステム。
The power line is an inner conductor of a shielded wire (50, 60),
2. The shielding system of claim 1, wherein the return conductor is electrically connected to the metal member via an outer conductor of the shield wire.
前記リターン用導体の少なくとも一部が、前記樹脂筐体に収容されている、請求項1または請求項2に記載のシールドシステム。 The shielding system according to claim 1 or 2, wherein at least a portion of the return conductor is housed in the resin housing. 前記リターン用導体は、前記樹脂筐体にインサートされている、請求項1または請求項2に記載のシールドシステム。 The shielding system according to claim 1 or 2, wherein the return conductor is inserted into the resin housing. 前記リターン用導体の少なくとも一部が、前記樹脂筐体の外面に配置されている、請求項1または請求項2に記載のシールドシステム。 The shielding system according to claim 1 or 2, wherein at least a portion of the return conductor is disposed on the outer surface of the resin housing. 前記金属部材は、金属筐体である、請求項1または請求項2に記載のシールドシステム。 The shielding system according to claim 1 or 2, wherein the metal member is a metal housing. 前記第2機器は、電力変換器である、請求項1または請求項2に記載のシールドシステム。 The shielding system according to claim 1 or 2, wherein the second device is a power converter. 前記電力変換器は、電力変換回路を構成する前記電気部品と、前記電気部品に電気的に接続された回路基板(425)と、を有し、
前記リターン用導体は、前記樹脂筐体に収容され、前記電気部品と前記回路基板との間に配置されている、請求項7に記載のシールドシステム。
The power converter includes the electrical components constituting a power conversion circuit and a circuit board (425) electrically connected to the electrical components;
The shielding system according to claim 7 , wherein the return conductor is housed in the resin housing and disposed between the electrical component and the circuit board.
端子のひとつが前記電力ラインに接続され、前記端子の他のひとつが前記リターン用導体に接続されたYコンデンサ(80)を備える、請求項1または請求項2に記載のシールドシステム。 The shielding system according to claim 1 or 2, comprising a Y capacitor (80) having one terminal connected to the power line and another terminal connected to the return conductor. 前記第1機器として、電池と回転電機を備え、
前記第2機器として、電力変換器を備えており、
前記Yコンデンサは、前記リターン用導体の前記電池側の端部と前記回転電機側の端部とのうち、前記電池側の端部に近い位置で前記リターン用導体に接続されている、請求項9に記載のシールドシステム。
The first device includes a battery and a rotating electric machine,
The second device includes a power converter,
10. The shielding system according to claim 9, wherein the Y capacitor is connected to the return conductor at a position between the end of the return conductor on the battery side and the end of the return conductor on the rotating electric machine side, the position being closer to the end of the return conductor on the battery side.
前記第1機器として、電池と回転電機を備え、
前記第2機器として、電力変換器を備えており、
前記Yコンデンサは、前記リターン用導体の前記電池側の端部と前記回転電機側の端部とのうち、前記電池側の端部に近い位置で前記リターン用導体に接続されている、請求項9に記載のシールドシステム。
The first device includes a battery and a rotating electric machine,
The second device includes a power converter,
10. The shielding system according to claim 9, wherein the Y capacitor is connected to the return conductor at a position between the end of the return conductor on the battery side and the end of the return conductor on the rotating electric machine side, the position being closer to the end of the return conductor on the battery side.
前記第1機器として、電池と回転電機を備え、
前記第2機器として、半導体素子(4211)を含む電力変換器を備えており、
前記電池の金属部材、前記回転電機の金属部材、および前記電力変換器の前記リターン用導体は、ボディグランドに電気的に接続されており、
端子のひとつが前記電力ラインに接続され、前記端子の他のひとつが前記リターン用導体に接続されたYコンデンサ(80)と、
前記電池の金属部材と前記リターン用導体とを電気的に接続する第1接続線(52,53)と、
前記回転電機の金属部材と前記リターン用導体とを電気的に接続する第2接続線(62,63)と、を備え、
前記電池の金属部材と前記Yコンデンサとをつなぐ前記第1接続線および前記リターン用導体のインダクタンスと、前記Yコンデンサの静電容量との共振周波数がAM帯にあり、
前記電池の金属部材から、前記第1接続線、前記リターン用導体、および前記Yコンデンサを介して前記半導体素子までの第1経路の周波数fの関数であるインピーダンスZpn(f)と、前記電池の金属部材から、ボディグランドを介して前記半導体素子までの第2経路の周波数fの関数であるインピーダンスZmg(f)の関係が、AM帯の範囲でZpn(f)<Zmg(f)を満たす、請求項1に記載のシールドシステム。
The first device includes a battery and a rotating electric machine,
The second device is provided with a power converter including a semiconductor element (4211),
a metal member of the battery, a metal member of the rotating electric machine, and the return conductor of the power converter are electrically connected to a body ground;
a Y capacitor (80) having one terminal connected to the power line and another terminal connected to the return conductor;
a first connection line (52, 53) electrically connecting a metal member of the battery and the return conductor;
a second connection line (62, 63) electrically connecting the metal member of the rotating electric machine and the return conductor;
a resonance frequency between an inductance of the first connecting line and the return conductor connecting the metal member of the battery and the Y capacitor, and a capacitance of the Y capacitor is in an AM band;
2. The shielding system according to claim 1, wherein a relationship between an impedance Zpn(f) which is a function of frequency f of a first path from a metal component of the battery via the first connecting line, the return conductor, and the Y capacitor to the semiconductor element, and an impedance Zmg(f) which is a function of frequency f of a second path from the metal component of the battery via a body ground to the semiconductor element satisfies Zpn(f) < Zmg(f) in the AM band range.
前記電力変換器は、前記電池との間の前記電力ラインに電気的に接続されるバスバー(427,428)を有し、
前記リターン用導体において前記第1接続線と前記Yコンデンサとを電気的に接続する部分が、前記バスバーに対向配置されている、請求項12に記載のシールドシステム。
The power converter has bus bars (427, 428) electrically connected to the power lines between the battery,
The shielding system according to claim 12 , wherein a portion of the return conductor that electrically connects the first connection line and the Y capacitor is disposed opposite the bus bar.
前記電力変換器を前記ボディグランドに接続するためのグランド線(45)、および、前記リターン用導体において前記グランド線との接続部分と前記第2接続線とを電気的に接続する部分、の少なくとも一方に対して並列接続されたコンデンサ(90)を備える、請求項12または請求項13に記載のシールドシステム。 The shielding system according to claim 12 or 13, further comprising a ground line (45) for connecting the power converter to the body ground, and a capacitor (90) connected in parallel to at least one of a connection portion of the return conductor that electrically connects the connection portion with the ground line and the second connection line. 樹脂筐体(41)と、
前記樹脂筐体に収容され、電力ラインを通じて他の機器と電気的に接続される電気部品(42)と、
前記他の機器の金属部材に電気的に接続され、コモンモードノイズのリターン経路を提供するリターン用導体(43)と、
を備える、電気機器。
A resin housing (41);
An electrical component (42) that is housed in the resin housing and is electrically connected to other devices through a power line;
A return conductor (43) electrically connected to a metal member of the other device to provide a return path for common mode noise;
An electrical device comprising:
前記電力ラインは、シールド線(50,60)の内部導体であり、
前記リターン用導体は、前記シールド線の外部導体(52,62)を介して、前記金属部材に電気的に接続される、請求項15に記載の電気機器。
The power line is an inner conductor of a shielded wire (50, 60),
16. The electric device according to claim 15, wherein the return conductor is electrically connected to the metal member via an outer conductor (52, 62) of the shield wire.
JP2023109505A 2023-07-03 2023-07-03 Shielding systems and electrical equipment Pending JP2025007845A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2023109505A JP2025007845A (en) 2023-07-03 2023-07-03 Shielding systems and electrical equipment

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2023109505A JP2025007845A (en) 2023-07-03 2023-07-03 Shielding systems and electrical equipment

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2025007845A true JP2025007845A (en) 2025-01-17

Family

ID=94236407

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2023109505A Pending JP2025007845A (en) 2023-07-03 2023-07-03 Shielding systems and electrical equipment

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2025007845A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9425707B2 (en) Inverter device capable of appropriately fixing a power module having a switching element and a smoothing capacitor in a limited region
CN103299532B (en) Power inverter
CN103283137B (en) Power inverter
CN105957859B (en) Semiconductor power module and power conversion device using the same
JP5851372B2 (en) Power converter
JP5455888B2 (en) Power converter for vehicle
US9419535B2 (en) Electric power converter
US9179581B2 (en) Power semiconductor device and power conversion device
CN103283138B (en) Power inverter
JP7152296B2 (en) Power converter and high voltage noise filter
CN103765750B (en) Power conversion device
US10374523B2 (en) Power conversion device
WO2013015106A1 (en) Power conversion device
US11296613B2 (en) Power conversion device
WO2022149366A1 (en) Electric power converting device
JP6581323B1 (en) In-wheel electric system
JP2020150724A (en) Power converter
WO2021199804A1 (en) Power conversion device
JP2012196113A (en) Power-supply device
JP2025036642A (en) Power Conversion Equipment
JP2006196678A (en) Capacitor device
JP2025007845A (en) Shielding systems and electrical equipment
JP2006050685A (en) Inverter device
JP2021034349A (en) Secondary cell and electrically-driven system in wheel
JP2022138225A (en) Capacitor module and power conversion device including the same