WO2022003945A1

WO2022003945A1 - 電力変換装置

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Publication number: WO2022003945A1
Application number: PCT/JP2020/026166
Authority: WO
Inventors: 慶多 ▲高▼橋; 友介椿
Original assignee: 三菱電機株式会社
Priority date: 2020-07-03
Filing date: 2020-07-03
Publication date: 2022-01-06
Also published as: CN115720697A; JP7515588B2; JPWO2022003945A1; US20230145046A1; DE112020007383T5

Abstract

電力変換装置（１００）のプリント基板（３）の基準電位パターン（２０）は筐体（５）に接続され、筐体（５）のシールド壁（５Ｂ、５Ｃ）と基準電位パターン（２０）とにより包囲される電磁シールド域（６Ａ）が形成され、電磁シールド域（６Ａ）の外部において制御回路（２）および電力変換回路（１）が配設され、制御回路２、電力変換回路（１）に接続される制御導電路（３６）は、プリント基板（３）の第１接続穴（３６Ｈ１、Ｈ２）を介して、電磁シールド域（６Ａ）内に配線され、フィルタ回路（３０）は、電磁シールド域内に設けられて第１端が電磁シールド域（６Ａ）内の制御導電路（３６）に接続され、第２端が基準電位パターン（２０）に接続される第１コンデンサ（３１）と、電磁シールド域（６Ａ）外に設けられて第１端が制御導電路（３６）に接続され、第２端が基準電位パターン（２０）に接続される第２コンデンサ（３２）とを有する。

Description

電力変換装置

　本願は、電力変換装置に関するものである。

　近年、電力変換装置は、スイッチング高周波化による部品小型化と、部品の高密度実装により高電力高密度化を実現している。電力変換装置のノイズ源は半導体素子のスイッチングノイズであり、通常フィルタ回路を用いてノイズが装置外部に伝搬しないように対策がなされるが、スイッチングの高周波化によりノイズ量が増加しており、更に高密度実装により部品間の電磁結合が増加している。そのため、電気配線で繋がっていない部品の間の空間を伝搬するノイズが無視できないほどの大きさになっている。したがって、単にフィルタ回路を設けるだけでなく、電力変換回路とフィルタ回路間の電磁結合を低減し、空間を伝搬するノイズを抑制する設計が必要である。

　そこで、従来より、金属筐体内において、電力変換回路とフィルタ回路を収容する領域を区分し、それぞれの領域間の電磁結合を低減するようにシールド壁を設ける構成が提案されている。電力変換回路とフィルタ回路の間をシールドする際、周囲を金属で覆われたシールド空間にフィルタ回路を収容する必要がある。シールド空間の底面と側面は、電力変換装置の金属筐体の底面、外壁、内壁を用いることで容易にシールド可能である。シールド空間の上面は、金属板を用いてシールドすることが可能であるが、金属板の追加により装置が大型化、重量化してしまう問題がある。このような問題を解決するために、例えば、以下のような構成の電力変換装置としての電源装置が開示されている。

　即ち、従来の電源装置は、ケース、第１基板、整流部、トランス、フィルタ部、出力安定部を有する。ケース本体は、複数の遮断部を有し、複数の収容部が形成される。これらの遮断部によって収容部が区画される。第１遮蔽部は整流部とフィルタ機構との間に介在して配置される。第２遮蔽部はフィルタ部と出力安定部との間に介在して配置される。第１遮蔽、第２遮蔽部は、ノイズを遮蔽する機能を担う。第１遮蔽部、第２者弊部には接続線を通すためのスリットが形成される。これらスリットは、バスバーの配置に応じてスリット幅、深さが異なる。第２基板、第３基板は、複数層のプリント基板であり、いずれもケース蓋に近い位置に配置される。第２、第３基板は、回路素子、部品等を配置する配置層のほかに、当該配置層以外の少なくとも一層であって基板のほぼ全面でノイズを遮蔽するグラウンド層を有する（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１３－９０５３３号公報（段落［００１８］～［００４０］、図１～図５）

　このような構成の電源装置では、プリント基板の金属パターンによりグランド層を構成して、シールド空間の上面をシールドすることが提案されている。しかしながら、シールド空間外部からシールド空間内部へ接続する配線がシールド空間外部からの電磁結合を受けることでシールド空間内部へ伝搬するノイズを防ぐことができない。更に、シールド空間外部からシールド空間内部への配線を通すための筐体壁のスリット等の隙間からノイズが漏洩してシールド空間内部へ伝搬するノイズを防ぐことができないという課題がある。

　本願は、上記のような課題を解決するための技術を開示するものであり、ノイズが抑制され、小型の電力変換装置を提供することを目的とする。

　本願に開示される電力変換装置は、
電力の変換を行う電力変換回路と、該電力変換回路を制御する制御回路とを備えた電力変換装置において、
前記制御回路、前記電力変換回路の少なくとも一方を制御する制御導電路に接続されて、該制御導電路の電磁ノイズを抑制するフィルタ回路と、
前記フィルタ回路が設けられると共に、基準電位パターンが内層に形成されるプリント基板である回路配線板と、
前記回路配線板を保持する筐体と、を備え、
前記基準電位パターンは、前記筐体に接続され、
前記筐体は、前記回路配線板の厚み方向の一方側の表層である第１主面側に設けられるシールド壁を有し、該シールド壁と前記基準電位パターンとにより包囲される電磁シールド域が形成され、該電磁シールド域の外部において前記制御回路および前記電力変換回路が配設され、
前記制御導電路は、前記回路配線板の少なくとも２層の配線導体間を接続する第１接続穴を介して、前記制御回路から前記電磁シールド域内に導かれて該電磁シールド域内に配線され、
前記フィルタ回路は、
前記回路配線板の前記電磁シールド域内に設けられ、第１端が前記電磁シールド域内の前記制御導電路に接続され、第２端が前記基準電位パターンに接続される第１コンデンサと、
前記回路配線板の前記電磁シールド域外に設けられ、第１端が前記制御導電路に接続され、第２端が前記基準電位パターンに接続される第２コンデンサと、を有する、
ようにしたものである。

　本願に開示される電力変換装置によれば、ノイズが抑制され、小型の電力変換装置が得られる。

実施の形態１による電力変換装置の概略構成を示す断面図である。実施の形態１による電力変換装置の概略構成を示す断面図である。実施の形態１による電力変換装置の概略構成を示す断面図である。実施の形態１による電力変換装置の概略構成を示す断面図である。実施の形態１による電力変換装置の概略構成を示す断面図である。実施の形態１による電力変換装置の概略構成を示す上面図である。実施の形態１による電力変換装置の概略構成を示す上面図である。実施の形態１による電力変換装置の概略構成を示す上面図である。実施の形態２による電力変換装置の概略構成を示す断面図である。実施の形態３による電力変換装置の概略構成を示す断面図である。実施の形態４による電力変換装置の概略構成を示す上面図である。実施の形態４による電力変換装置の概略構成を示す上面図である。実施の形態５による電力変換装置の概略構成を示す上面図である。実施の形態６による電力変換装置の概略構成を示す上面図である。実施の形態７による電力変換装置の概略構成を示す上面図である。実施の形態８による電力変換装置の概略構成を示す上面図である。実施の形態９による電力変換装置の概略構成を示す上面図である。実施の形態１０による電力変換装置の概略構成を示す断面図である。実施の形態１１による電力変換装置の概略構成を示す上面図である。

実施の形態１．
　まず、本願の実施の形態１に係る電力変換装置について説明する。
　図１は実施の形態１による電力変換装置１００の概略構成を示す断面図である。
　電力変換装置１００は、図示しない半導体スイッチング素子を有して、電力の変換を行う電力変換回路１と、この電力変換回路１を制御する制御回路２とを備える。
　更に電力変換装置１００は、制御回路２を制御するための制御導電路における電磁ノイズを抑制する第１フィルタ回路３０と、この第１フィルタ回路３０が設けられるプリント基板３と、このプリント基板３を保持し、内蔵する導電性の筐体５とを備える。

　プリント基板３の厚み方向Ｙの一方側の表層である幅広面を第１主面３Ａ、この第１主面３Ａと相反する側のプリント基板３の表層である幅広面を第２主面３Ｂとする。
　プリント基板３は、これら第１主面３Ａ、第２主面３Ｂ、及び１層以上の内層を有する多層基板であり、その内層において、筐体５に接続される基準電位パターンとしての接地パターン２０が形成される。

　プリント基板３の第１主面３Ａには、接続パッドとしての第１接地パッド３４Ｐ１、３５Ｐ１が形成され、第２主面３Ｂには、接続パッドとしての第２接地パッド３５Ｐ２が形成される。これらプリント基板３の表層の第１接地パッド３４Ｐ１、３５Ｐ１および第２接地パッド３５Ｐ２は、プリント基板３の各層の配線導体を互いに電気的に接続する第２接続穴としてのスルーホール３４Ｈ、３５Ｈを介して、内層の接地パターン２０に接続される。

　次に、筐体５の構成について説明する。
　図２は、図１に示した電力変換装置１００において、筐体５によりプリント基板３を固定した状態を示す断面図である。
　筐体５は、プリント基板３を囲う導電性の外壁５Ａと、プリント基板３の第１主面３Ａ側の下方向側Ｙ１に設けられるシールド壁としての導電性の筐体壁５Ｂおよび底面５Ｃと、蓋５Ｄと、を有する。底面５Ｃはプリント基板３の第１主面３Ａとほぼ並行になるように形成される。外壁５Ａは底面５Ｃの端部から上方向Ｙ２側に延出してプリント基板３を側方から包囲する。筐体壁５Ｂは、外壁５Ａの内方向側に配設され、底面５Ｃからプリント基板３の第１主面３Ａ側に延出し、その上方向Ｙ２側の端部が第１主面３Ａに当接する。外壁５Ａと筐体壁５Ｂは、それぞれ底面５Ｃに電気的に接続される。

　プリント基板３の下方向Ｙ１側における筐体５内の空間は、筐体壁５Ｂにより、電磁シールド域としてのシールド領域６Ａと、このシールド領域６Ａの外部の他の領域６Ｂとに分離される。プリント基板３の第１主面３Ａは、シールド領域６Ａの方向を向くように配設されるため、このシールド領域６Ａの上方向Ｙ２側がプリント基板３で覆われる構成となる。

　また、筐体壁５Ｂの上方向Ｙ２側の端面は、第１接地パッド３４Ｐ１、３１Ｂと接続される。そして、プリント基板３は、少なくとも１箇所以上において、筐体壁５Ｂとネジ８で締結固定される。このとき、ネジ８は、接地パターン２０と第１接地パッド３４Ｐ１、３５Ｐ１とを接続するスルーホール３４Ｈ、３５Ｈの中空部分を貫通する。こうしてプリント基板３は筐体５に固定される。そして、プリント基板３の内層に形成された接地パターン２０は、第１接地パッド３４Ｐ１、３５Ｐ１を介して筐体５に電気的に接続されて接地される。

　これにより、筐体５の底面５Ｃと、外壁５Ａと、筐体壁５Ｂと、接地パターン２０と、第１接地パッド３４Ｐ１、３５Ｐ１と、第１接地パッド３４Ｐ１と接地パターン２０とを接続するスルーホール３４Ｈと、第１接地パッド３５Ｐ１と接地パターン２０とを接続するスルーホール３５Ｈと、により包囲され、外部からの電磁波を遮蔽するシールド領域６Ａが形成される。
　ここで、シールド領域６Ａは、プリント基板３の第１主面３Ａの下方向Ｙ１側の空間領域だけでなく、プリント基板３における第１主面３Ａから接地パターン２０までの領域を含む。
　なお、筐体５の材料は例えばアルミ、鉄、炭素繊維であるが、導電性の塗料を表面に塗布した絶縁体であってもよい。

　このシールド領域６Ａの外部において、プリント基板３の第１主面３Ａまたは第２主面３Ｂ、あるいは両面に、電力変換回路１を制御する制御回路２が実装される。本実施の形態では、制御回路２は、プリント基板３の第２主面３Ｂ側に実装される。
　さらに、シールド領域６Ａの外部の領域６Ｂ内において、電力変換回路１が配置される。こうして、電力変換回路１を構成する図示しないコンデンサ、コイル、パワー半導体スイッチング素子などの部品は、筐体壁５Ｂを介してシールド領域６Ａと区分された領域６Ｂに収容される。電力変換回路１用のこれらの部品は、シールド領域６Ａ外の領域であれば、プリント基板３に直接実装されていてもよく、あるいは、配線を介してプリント基板３に接続されていてもよい。

　制御回路２は、電力変換装置１００の外部からシールド領域６Ａ内に挿通される制御導電路としての外部接続配線４と、プリント基板３に形成されてこの外部接続配線４に接続される制御導電路としての非接地パターン３６とを介して、電力変換装置１００の外部から供給される制御信号または電源電圧により動作する。
　シールド領域６Ａの内部の非接地パターン３６と、シールド領域６Ａの外部の非接地パターン３６とは、プリント基板３の少なくとも２層間の配線導体を接続可能な第１接続穴としてのスルーホール３６Ｈ１、３６Ｈ２を介して接続される。

　非接地パターン３６と接地パターン２０とは導通しないように絶縁される必要がある。そのため、外部接続配線４が貫通するスルーホール３６Ｈ１、シールド領域６Ａの内部の非接地パターン３６とシールド領域６Ａの外部の非接地パターン３６とを接続するスルーホール３６Ｈ２は、接地パターン２０内に設けられた穴を通る必要がある。接地パターン２０は、外部接続配線４が貫通するスルーホール３６Ｈ１、３６Ｈ２が通る穴（スリット部）以外の領域では、シールド領域６Ａを隙間無く覆うことで、シールド領域６Ａ内における電磁シールド効果を高めることができる。

　なお、本実施の形態では、外部接続配線４がスルーホール３１Ｈ１により接地パターン２０を貫通した構成を示したが、これは、外部接続配線４としてプリント基板３を貫通するコネクタ部品の端子等を想定している。例えば、プリント基板３に面実装可能なコネクタ等を用いて外部接続配線４を配線する場合では、接地パターン２０を貫通するスルーホールＨ１を設けない構成とできる。

　第１フィルタ回路３０は、前述のように、制御回路２から伝搬する制御導電路における電磁ノイズを抑制するものであり、第１コンデンサ３１と、第２コンデンサ３２を有する。
　第１コンデンサ３１は、シールド領域６Ａ内のプリント基板３の第１主面３Ａに設けられる。そして第１コンデンサ３１は、その第１端がシールド領域６Ａ内の非接地パターン３６に接続され、その第２端が第１接地パッド３４Ｐ１に接続されて接地される。
　第２コンデンサ３２は、シールド領域６Ａ外のプリント基板３の第２主面３Ｂに設けられる。そして第２コンデンサ３２は、その第１端がシールド領域６Ａ外の非接地パターン３６に接続され、その第２端が第２接地パッド３５Ｐ２に接続されて接地される。
　なお、外部接続配線４が貫通するスルーホール３６Ｈ１は、シールド領域６Ａの内部の非接地パターン３６とシールド領域６Ａの外部の非接地パターン３６とを接続するビアホールの機能を兼ねていてもよい。

　本実施の形態の電力変換装置１００では、制御回路２および電力変換回路１から非接地パターン３６に伝搬するノイズを、シールド領域６Ａの外部に配置された第２コンデンサ３２により筐体５にバイパスしてノイズを低減させる。
　また、この第２コンデンサ３２にノイズ電流が流れる際、第２コンデンサ３２がノイズ電流に比例する量の磁束を発生するが、シールド領域６Ａはこの第２コンデンサ３２による磁束も遮蔽するように機能する。

　更に、シールド領域６Ａの外部の非接地パターン３６は、ケーブル、バスバーなどの配線を用いずに、プリント基板３に形成されるスルーホール３６Ｈを介してシールド領域６Ａの内部に導かれる。このように、シールド領域６Ａの外部の非接地パターン３６と、シールド領域６Ａの内部の非接地パターン３６とを、プリント基板３を介して最短接続する。これにより、シールド領域６Ａ外部からシールド領域６Ａ内部へ接続する配線が、シールド空間外部からの電磁結合を受けることでシールド空間内部へ伝搬するノイズを低減できる。

　更に、シールド領域６Ａの外部の非接地パターン３６と、シールド領域６Ａの内部の非接地パターン３６とを接続するための径の大きい穴、スリット等を筐体壁に設ける必要がないため、筐体壁の隙間から漏洩してシールド空間内部へ伝搬するノイズを防ぐことができる。
　更に、シールド空間内部へノイズが伝搬された場合でも、シールド領域６Ａの内部に配置された第１コンデンサ３１により筐体５にバイパスしてノイズを低減させる。
　こうして、伝導ノイズおよび放射ノイズを低減することで信頼性の高い電力変換装置を実現できる。

　なお、外壁５Ａの上面を導電性の蓋等に電気的に接続することで、外部接続配線４を介して伝搬するノイズ以外に、電力変換回路１、制御回路２から直接電波として筐体５の外に漏洩するノイズを低減できる。このとき、プリント基板３と接する筐体壁５Ｂ以外に、プリント基板３と接しない筐体壁があってもよく。プリント基板３と接しない筐体壁の上面を蓋に接続してもよい。

　また、第１接地パッド３４Ｐ１と接地パターン２０を接続するスルーホール３４Ｈと、第１接地パッド３５Ｐ１と接地パターン２０とを接続するスルーホール３５Ｈは、同一の軸のスルーホールで構成されていてもよく、別々に構成されていてもよい。
　また、第１接地パッド３４Ｐ１と１接地パッド３５Ｐ１とは、プリント基板３の同じ層内において接続される構成でもよく、第１接地パッド３４Ｐ１と１接地パッド３５Ｐ１がプリント基板３の同じ層内で分離された構成であってもよい。第１接地パッド３４Ｐ１と１接地パッド３５Ｐ１とがそれぞれが筐体５に接続され、接地される構成であればよい。

　また、スルーホール３４Ｈ、３５Ｈ、３６Ｈ１、３６Ｈ２は、第１主面の配線導体と第２主面の配線導体間とを接続するスルーホールに限定するものではなく、プリント基板３の少なくとも２層の配線導体間を接続可能なビアホールでもよい。
　また、プリント基板３は、筐体壁５Ｂにのみネジ固定する例を示したが、筐体の外壁５Ａのみにネジ固定してもよく、あるいは、外壁５Ａと筐体壁５Ｂの両方にネジ固定してもよい。

　以下、本実施の形態の電力変換装置１００の変形例である電力変換装置１００ａ、１００ｂ、１００ｃ、１００ｄ、１００ｅ、１００ｆについて、図３～８を用いて説明する。

　図３は実施の形態１による電力変換装置１００の変形例である電力変換装置１００ａの概略構成を示す断面図である。
　図３に示すように、第１コンデンサ３１の第２端は、筐体壁５Ｂに直接接地されるスルーホール３４Ｈの第１接地パッド３４Ｐ１に直接接続されず、ビアホール２０Ｈ１を介して接地パターン２０に接続され、接地される構成でもよい。同様に、第２コンデンサ３２の第２端は、筐体壁５Ｂに直接接地されるスルーホール３５Ｈの第１接地パッド３５Ｐ１に直接接続されず、ビアホール２０Ｈ１を介して接地パターン２０に接続され、接地される構成でもよい。
　また、図３に示すように、第２接地パッド２０Ｐ２と接地パターン２０とを接続するビアホール２０Ｈ２と、第１接地パッド２０Ｐ１と接地パターン２０を接続するビアホール２０Ｈ２とは、接地パターン２０を介して接続されていれば、分かれて構成されていてもよい。

　図４は、実施の形態１による電力変換装置１００の変形例である電力変換装置１００ｂの概略構成を示す断面図である。
　本電力変換装置１００ｂでは、電力変換回路１を、プリント基板３の第１主面３Ａと向かい合うように配置してもよい。このとき筐体壁５Ｂは、電力変換回路１を収容する実施の形態１に示した領域６Ｂを区画する必要は無く、筐体壁５Ｂの一部またはすべてが外壁５Ａを兼ねていてもよい。

　図５は、実施の形態１による電力変換装置１００の変形例である電力変換装置１００ｃの概略構成を示す断面図である。
　図５に示すように、制御回路２が実装されるプリント基板３Ｘと、第１フィルタ回路３０が実装されるプリント基板３とを別々に構成してもよい。このとき、プリント基板３、３Ｘ同士は、ケーブル、コネクタ等で接続される。

　図６は、実施の形態１による電力変換装置１００の変形例である電力変換装置１００ｄの概略構成を示す上面図である。
　本図は、プリント基板３の第２主面３Ｂ側から見た図であり、プリント基板３の輪郭を省略して表示している。破線で示すパターン、コンデンサは接地パターン２０よりも下方向Ｙ１側に位置する。接地パターン２０と筐体壁５Ｂが重なる箇所の一部または全面に第１接地パッド３４Ｐ１が形成される。電力変換回路１がフィルタ回路と同一基板に実装されて、電力変換回路１に起因するノイズが大きい場合でも、接地パターン２０と筐体壁５Ｂとの重なる箇所（領域）を確実に確保することにより、電磁結合によるノイズを低減することができる。

　図７は、実施の形態１による電力変換装置１００の変形例である電力変換装置１００ｅの概略構成を示す上面図である。
　図７に示すように、制御回路２は接地パターン２０の電位を基準に動作し、接地パターン２０は制御回路２が実装される位置まで広がっていてもよい。第２コンデンサ３２は筐体壁５Ｂの直上に位置するように構成することで、ノイズ電流をスムーズに筐体へ流すことができる。

　図８は、実施の形態１による電力変換装置１００の変形例である電力変換装置１００ｆの概略構成を示す上面図である。
　図８は、実施の形態１の変形例に係る電力変換装置の上面図を示す。このように、第２コンデンサ３２は必ずしも筐体壁５Ｂの直上に位置していなくてもよい。

　上記のように構成された本実施の形態の電力変換装置は、
電力の変換を行う電力変換回路と、該電力変換回路を制御する制御回路とを備えた電力変換装置において、
前記制御回路、前記電力変換回路の少なくとも一方を制御する制御導電路に接続されて、該制御導電路の電磁ノイズを抑制するフィルタ回路と、
前記フィルタ回路が設けられると共に、基準電位パターンが内層に形成されるプリント基板である回路配線板と、
前記回路配線板を保持する筐体と、を備え、
前記基準電位パターンは、前記筐体に接続され、
前記筐体は、前記回路配線板の厚み方向の一方側の表層である第１主面側に設けられるシールド壁を有し、該シールド壁と前記基準電位パターンとにより包囲される電磁シールド域が形成され、該電磁シールド域の外部において前記制御回路および前記電力変換回路が配設され、
前記制御導電路は、前記回路配線板の少なくとも２層の配線導体間を接続する第１接続穴を介して、前記制御回路から前記電磁シールド域内に導かれて該電磁シールド域内に配線され、
前記フィルタ回路は、
前記回路配線板の前記電磁シールド域内に設けられ、第１端が前記電磁シールド域内の前記制御導電路に接続され、第２端が前記基準電位パターンに接続される第１コンデンサと、
前記回路配線板の前記電磁シールド域外に設けられ、第１端が前記制御導電路に接続され、第２端が前記基準電位パターンに接続される第２コンデンサと、を有する、
ものである。

　このように、制御回路および電力変換回路から制御導電路に伝搬するノイズを、シールド空間の外部に配置された第２コンデンサにより低減させる。こうして、ノイズ発生源となる制御回路および電力変換回路の近傍にてノイズを低減することにより、効果的にケーブルを介して伝搬するノイズを低減できる。
　更に、電磁シールド域内において筐体にバイパスされる第１コンデンサを設けることにより、シールド空間内部へノイズが伝搬された場合でも、第１コンデンサ周辺の磁束を遮蔽した状態で、ケーブルを介して伝搬するノイズを抑制できる。これにより、更なるノイズ低減効果を得られる。

　また、制御導電路は、ケーブル、バスバーなどの配線を用いずに、プリント基板に形成される第１接続穴を介して電磁シールド域内に導かれる。
　このように、プリント基板に形成される第１接続穴は、その第１接続穴の内壁に薄厚の銅メッキ等が施されて、ケーブル、バスバー等の導電線の挿通を不要として、その径を小さく確保しつつ電気的にプリント基板の層間を確実に接続可能である。このように、金属板などの筐体に設けられる穴に比較して、径を小さく構成されるプリント基板の第１接続穴を用いた構成とすることで、電磁シールド域外部から電磁シールド域内部へのノイズ伝搬を効果的に抑制できる。
　更に、制御導電路となる回路配線板に形成される第１接続穴と、この第１接続穴を取り囲むように第１接続穴から設定された距離を隔てて形成され、シールドとして機能する接地パターンとの間のクリアランスは、一般的な筐体において形成される穴の内壁と、この穴に挿通される導電線との間の隙間であるクリアランスよりも、小さく構成できる。
　このように、制御導電路となる第１接続穴と、シールドとして機能する接地パターンとのクリアランスを小さく構成できるため、電磁シールド効果を更に向上できる。

　また、電磁シールド域外部の制御導電路は、回路配線板に形成される第１接続穴によりプリント基板の厚み分だけの最短接続で電磁シールド域内部に導かれる。更にプリント基板の第１接続穴を介した接続とすることで、電磁シールド域外部から内部へ至る制御導電路の、配線長、経路、等を一定とできる。

　こうして、シールド領域外部からシールド領域内部へ接続する配線が、シールド空間外部からの電磁結合を受けることでシールド空間内部へ伝搬するノイズを更に低減できると共に、制御導電路の配線長、経路などの変化に依存するノイズ変化を抑制することで、信頼性を更に向上できる。こうして、伝導ノイズおよび放射ノイズが低減された信頼性の高い電力変換装置を実現できる。

　また、回路配線板の内層において形成された基準電位パターンを用いて電磁シールド域を形成するため、小型で軽量の電力変換装置が実現できる。

　また、上記のように構成された本実施の形態の電力変換装置は、
前記基準電位パターンは、該基準電位パターンと前記回路配線板の前記第１主面の配線導体とを接続する第２接続穴を介して、前記筐体に接続され、
前記電磁シールド域は、前記シールド壁と前記基準電位パターンとに加えて、更に前記第２接続穴とにより包囲される、
ものである。

　このように、基準電位パターンと第１主面の配線導体とを接続する第２接続穴を用いて電磁シールド域を形成することで、隙間無い電磁シールド域を形成できる。これによりノイズ漏洩を防止して電磁シールド域内における電磁シールド効果を向上できる。

　また、上記のように構成された本実施の形態の電力変換装置は、
前記第１接続穴は、前記第１主面の配線導体と該第１主面に相反する側の表層である第２主面の配線導体間とを接続するスルーホール、あるいは、前記回路配線板の少なくとも２層の配線導体間を接続するビアホールである、
ものである。

　このように、制御導電路は、ケーブル、バスバーなどの配線を用いずに、プリント基板に形成されるビアホールあるいはスルーホールを介して電磁シールド域内に導かれる。このように、金属板などの筐体に設けられる穴に比較して、径の小さいビアホールあるいはスルーホールを用いることで、シールド域内部へのノイズ伝搬を効果的に抑制できる。
　更に、制御導電路となるビアホールあるいはスルーホールと、これらビアホールあるいはスルーホールの周りに形成される、シールドとして機能する接地パターンとのクリアランスを小さく構成できるため、電磁シールド効果を更に向上できる。
　また、電磁シールド域外部の制御導電路と電磁シールド域内部の制御導電路とを、プリント基板の厚み分だけの最短接続とでき、プリント基板のビアホールあるいはスルーホールを用いることで、電磁シールド域外部から内部へ至る制御導電路の、配線長、経路、等を一定とできる。こうして、配線長、経路などの変化に依存するノイズ変化を抑制して、信頼性の高い電力変換装置を提供できる。

　また、上記のように構成された本実施の形態の電力変換装置は、
前記基準電位パターンは、前記第２接続穴と、前記第１主面における前記第２接続穴と前記筐体の前記シールド壁との当接部において形成される接続パッドと、を介して前記筐体に接続される、
ものである。
　また、上記のように構成された本実施の形態の電力変換装置は、
前記筐体の前記シールド壁は、
前記回路配線板の前記第１主面と平行になるように形成された筐体底部と、該筐体底部から前記回路配線板の前記第１主面側に延出して前記第１主面に当接する筐体壁部と、を有して構成され、
前記接続パッドは、前記第１主面において、前記筐体壁部と前記第１主面との当接部において形成される、
ものである。

　このように、基準電位パターンにつながる第２接続穴を筐体に当接させる構成としているため、基準電位パターンのインピーダンスを下げることができ、電磁シールド域におけるシールド効果を向上できる。また、筐体と第２接続穴との電気的接続を接続パッドにより強化することで、電磁シールド域におけるシールド効果を更に向上できる。

　こうして、プリント基板を用いて小型軽量でシールド空間を設けるとともに、シールド空間内部へのノイズ伝搬抑制により、従来よりもノイズの小さい電力変換装置を提供できる。

実施の形態２．
　以下、本願の実施の形態２を、上記実施の形態１と異なる箇所を中心に図を用いて説明する。上記実施の形態１と同様の部分は同一符号を付して説明を省略する。
　図９は実施の形態２による電力変換装置２００の概略構成を示す断面図である。
　実施の形態２に係る電力変換装置２００は、基本的には実施の形態１に係る電力変換装置１００と同様の構成を備えるが、第１コンデンサ３１と第２コンデンサ３２との間を接続する非接地パターン３６に対して直列にインダクタ３８を設けた点が異なる。

　インダクタ３８は、シールド領域６Ａの内部において、プリント基板３の第１主面３Ａに実装される。インダクタ３８と第１コンデンサ３１の組み合わせによりＬＣフィルタを構成し、外部接続配線４を介して電力変換装置１００の外部に伝搬するノイズを低減する効果を向上できる。インダクタ３８は中空の磁性体に導体を貫通させたものでもよく、磁性体に巻線を施したコイルでもよい。インダクタ３８をシールド領域６Ａの外部に実装する場合、インダクタ３８が電力変換回路からの電磁結合を受けてしまいかえってノイズが増えてしまう場合があるが、インダクタ３８をシールド領域６Ａの内部に実装することで、ノイズの増加を防ぐことができる。

　上記のように構成された本実施の形態の電力変換装置は、
前記第１コンデンサの第２端と前記第２コンデンサの第２端との間の前記制御導電路に直列接続され、前記回路配線板の前記第１主面上における前記電磁シールド域内に配置されるインダクタを備える、
ものである。
　このように、シールド領域内においてインダクタを設けることにより、更にノイズを低減して信頼性高い電力変換装置を提供できる。

実施の形態３．
　以下、本願の実施の形態３を、上記実施の形態１、２と異なる箇所を中心に図を用いて説明する。上記実施の形態１と同様の部分は同一符号を付して説明を省略する。
　図１０は実施の形態３による電力変換装置３００の概略構成を示す断面図である。
　実施の形態３に係る電力変換装置３００は基本的には実施の形態２に係る電力変換装置２００と同様の構成を備えるが、シールド領域６Ａの外部において、電力変換回路１が収容される領域６Ｂを向くプリント基板３の第１主面３Ａにおいて、第２コンデンサ３３が更に実装される点で異なる。これにより、電力変換回路１から結合したノイズを第２コンデンサ３３により、電力変換回路１の近傍で筐体５にバイパスすることで、非接地パターン３６に流れるノイズ電流を低減し、ノイズ低減効果が向上する。

　上記のように構成された本実施の形態の電力変換装置は、
前記電力変換回路は、前記電磁シールド域外の前記回路配線板の前記第１主面あるいは該第１主面に相反する側の表層である第２主面の一方に設けられ、
複数の前記第２コンデンサを備え、
少なくとも一つの前記第２コンデンサは、前記電力変換回路が設けられた側の前記第１主面あるいは前記第２主面に配置され、第１端が前記電力変換回路を制御する前記制御導電路に接続され、第２端が前記基準電位パターンに接続される、
ものである。

　このように、ノイズ発生源となる電力変換回路１の近傍で筐体に第２コンデンサを設けることで、更にノイズを低減して信頼性高い電力変換装置を提供できる。

実施の形態４．
　以下、本願の実施の形態４を、上記実施の形態１と異なる箇所を中心に図を用いて説明する。上記実施の形態１と同様の部分は同一符号を付して説明を省略する。
　図１１は、実施の形態４による電力変換装置４００の概略構成を示す上面図である。
　図において、プリント基板３の内層あるいは第１主面３Ａ側に実装、配線される部品、パターンは点線で示す。
　本実施の形態４に係る電力変換装置４００は、基本的には実施の形態１に係る電力変換装置１００と同様の構成を備えるが、第１コンデンサ３１の第１端から第２端へ向かう向きＤ１が、第２コンデンサ３２の第１端から第２端へ向かう向きＤ２に対して、４５度異なる方向を向いて実装される点で異なる。

　第２コンデンサ３２にノイズ電流が流れる際、第２コンデンサ３２がノイズ電流に比例する量の磁束を発生する。シールド領域６Ａはこの磁束も遮蔽するように機能するが、接地パターン２０の厚さがパターンの導電材料の表皮深さと同等以下となる周波数ではシールド領域６Ａの内部に磁束が一部侵入してしまい、侵入した磁束が第１コンデンサ３１に鎖交することで外部接続配線４から装置外部に伝搬するノイズが増加してしまう問題がある。

　例えば銅の表皮深さは１００ｋＨｚで２０９μｍ、１ＭＨｚで６６μｍ、１０ＭＨｚで２１μｍであるが、パターンの厚さは通常１８μｍ程度であり、厚いものでも１００μｍ程度である。したがって、１００ｋＨｚ～１０ＭＨｚのノイズがシールド領域６Ａの内部に侵入してしまう。このように、ただ単に接地パターン２０を用いてシールド領域６Ａの一部を構成するのみでは不十分な場合があり、本実施の形態のように第１コンデンサ３１と第２コンデンサ３２の向きを４５度変えて実装することで、シールド領域６Ａ内部に侵入する磁束のうち、第１コンデンサ３１に鎖交する磁束を１／√２に低減できる。第１コンデンサ３１と第２コンデンサ３２の成す角度が１３５度異なる場合でも同様の効果が得られるため、この角度を４５度以上１３５度以下の範囲の角度となるように配置すればよい。

　図１２に実施の形態４の変形例に係る電力変換装置４００ａの上面図を示す。このように、第１コンデンサ３１の第１端から第２端へ向かう向きと、第２コンデンサ３２の第１端から第２端へ向かう向きとが直交することが望ましく、このとき第１コンデンサ３１に鎖交する磁束を最も低減することができる。本実施の形態に示す電力変換装置４００では、磁束がシールド領域６Ａの内部に侵入したとしても、ノイズの増加を防ぐことができる。

　なお、プリント基板３の厚み方向に対する接地パターン２０の導体厚みと、この接地パターン２０に流れるノイズ信号の周波数の表皮深さと、に基づいて、シールド領域６Ａの内部に侵入するノイズ周波数を想定し、この侵入するノイズに応じて、第１コンデンサ３１の第１端から第２端へ向かう向きと、第２コンデンサ３２の第１端から第２端へ向かう向きとが成す角度を調整して、第１コンデンサ３１に鎖交する磁束を調整してもよい。

　上記のように構成された本実施の形態の電力変換装置は、
前記第１コンデンサおよび前記第２コンデンサは、該第１コンデンサの第１端から第２端へ向かう向きが、前記第２コンデンサの第１端から第２端へ向かう向きに対して、前記第１主面と直交する方向から見て、４５度以上１３５度以下の角度をなすように配置される、
ものである。

　このように、第１コンデンサと第２コンデンサとが成す角度を調整することで、シールド空間内部に侵入する磁束のうち、第１コンデンサ３１に鎖交する磁束を低減できるため、ノイズ低減効果を更に向上させ、信頼性の高い電力変換装置を提供できる。

　また、上記のように構成された本実施の形態の電力変換装置は、
前記回路配線板の厚み方向に対する前記基準電位パターンの導体厚みと、前記基準電位パターンに流れる信号の周波数の表皮深さと、に基づいて前記角度が調整される、
ものである。
　このように、プリント基板３の厚み方向に対する接地パターン２０の導体厚みと、この接地パターン２０に流れるノイズ信号の周波数の表皮深さと、に基づいて、第１コンデンサ３１に鎖交する磁束を調整することで、ノイズ低減効果を更に向上できる。

実施の形態５．
　以下、本願の実施の形態５を、上記実施の形態１と異なる箇所を中心に図を用いて説明する。上記実施の形態１と同様の部分は同一符号を付して説明を省略する。
　図１３は、実施の形態５による電力変換装置５００の概略構成を示す上面図である。
　本実施の形態の基準電位パターンは、実施の形態１と同様の基準電位パターンである第１基準電位パターンとしての接地パターン２０と、この接地パターン２０から独立して形成される第２基準電位パターンとしての接地パターン５２０と、を有して構成される。

　接地パターン２０は、実施の形態１と同様に筐体壁５Ｂに接続され、接地パターン５２０も筐体壁５Ｂに接続される。接地パターン２０と筐体壁５Ｂとの接続点と、接地パターン５２０と筐体壁５Ｂとの接続点との間には、図１３において点線丸で囲い示すように、スリットとして機能する筐体壁５Ｂが介在する。このように接地パターン２０と接地パターン５２０との間には筐体５が介在し、接地パターン２０と接地パターン５２０とは直接接続されない構成とする。

　更に、本実施の形態では、実施の形態１と同様の第１フィルタ回路３０に加えて、接地パターン５２０に隣接する位置に、第２コンデンサ５３２を有する電力変換回路１用の第２フィルタ回路５３０を備える。この第２フィルタ回路５３０の第２コンデンサ５３２は、その第１端が電力変換回路１を駆動する制御導電路としての非接地パターン５３６に接続され、第２端が接地パターン５２０に接続される。
　このように本実施の形態では、第２コンデンサは、第２Ａコンデンサとしての実施の形態１と同様の第２コンデンサ３２と、第２Ｂコンデンサとしての第２コンデンサ５３２と、を有して構成される。

　電力変換回路１の近傍に配設される第２フィルタ回路５３０の第２コンデンサ５３２には、第２コンデンサ３２よりも大きなノイズ電流が流れるが、これが接地パターン２０に流れてしまうとシールド領域６Ａの内部にノイズが侵入してしまう場合がある。そこで、本実施の形態のように接地パターン２０と第２接地パターン５２０の間に筐体壁５Ｂを介在させてスリットを設けることで、第２フィルタ回路５３０の第２コンデンサ５３２に流れるノイズ電流が接地パターン２０に流れることを防ぐことができる。こうして、シールド領域６Ａの内部へのノイズ侵入を防ぎ、ノイズの増加を防ぐことができる。

　上記のように構成された本実施の形態の電力変換装置は、
前記基準電位パターンは、それぞれ独立して形成されて前記筐体に接続される第１基準電位パターンと、第２基準電位パターンと、を有して構成され、
前記第１基準電位パターンと前記筐体との接続点と、前記第２基準電位パターンと前記筐体との接続点との間に前記筐体が介在して構成され、
前記第２コンデンサは、
第１端が前記制御回路を駆動する前記制御導電路に接続され、第２端が前記第１基準電位パターンに接続される第２Ａコンデンサと、
第１端が前記電力変換回路を駆動する前記制御導電路に接続され、第２端が前記第２基準電位パターンに接続される第２Ｂコンデンサと、を有する、
ものである。

　このように、電力変換回路用の第２コンデンサと、制御回路用の第２コンデンサの接地パターンを分けて構成することで、シールド空間の内部へのノイズ侵入を防いで、信頼性の高い電力変換装置を提供できる。

実施の形態６．
　以下、本願の実施の形態６を、上記実施の形態１と異なる箇所を中心に図を用いて説明する。上記実施の形態１と同様の部分は同一符号を付して説明を省略する。
　図１４は、実施の形態６による電力変換装置６００の概略構成を示す上面図である。

　本実施の形態６に係る電力変換装置６００では、制御回路２を制御する制御導電路は、正極の第１信号を伝送する第１導電路としての差動通信信号パターン６３６ａと、この第１信号と対を成した差動信号を構成する負極の第２信号を伝送する第２導電路としての差動通信信号パターン６３６ｂとを備える。そして、これら差動通信信号パターン６３６ａ、６３６ｂの信号を中継する差動通信ＩＣ６３７が第２主面３Ｂに設けられ、この差動通信ＩＣ６３７に電源を供給する制御導電路である第３導電路６３６ｃが配線される。

　このように差動通信信号は正極と負極があるため、シールド領域６Ａ内に配設される第１コンデンサとして、正極側の第１Ａコンデンサ６３１ａと、負極側の第１Ｂコンデンサ６３１ｂの２種類を備える。第１Ａコンデンサ６３１ａは、その第１端が差動通信信号パターン６３６ａに接続され、その第２端が接地パターン２０に接続される。また、第１Ｂコンデンサ６３１ｂは、その第１端が差動通信信号パターン６３６ｂに接続され、その第２端が接地パターン２０に接続される。

　シールド領域６Ａ外に配設される第２コンデンサ３２は、その第１端が第３導電路６３６ｃに接続され、その第２端が接地パターン２０に接続される。このように第２コンデンサ３２の第１端は、差動通信ＩＣ６３７に電源を供給する第３導電路６３６ｃに接続され、差動通信信号パターン６３６ａ、６３６ｂには直接接続されない構成となっている。

　インダクタ３８は、差動通信ＩＣ６３７と、第１Ａコンデンサ６３１ａ、６３１ｂとの間のシールド領域６Ａ内の差動通信信号パターン６３６ａ、６３６ｂに接続される。
　このインダクタ３８を設けない構成としてもよいが、差動通信ＩＣ６３７と第１Ａコンデンサ６３１ａ、６３１ｂとの間にインダクタ３８を挿入することで、ノイズ低減効果を高めることができる。
　なお、インダクタ３８は正極側、負極側で別々に設けてもよく、コモンモードインダクタなど正極側と負極側で一体化したものを設けてもよい。

　第２主面３Ｂ側において、第２コンデンサ３２を差動通信信号パターン６３６ａ、６３６ｂに直接接続してもノイズ低減効果が得られるが、差動通信信号パターン６３６ａ、６３６ｂに接続されるコンデンサの容量が増えすぎると、信号波形が劣化してしまい誤動作する場合がある。本実施の形態のように第２コンデンサ３２を差動通信ＩＣ６３７の電源パターンである第３導電路６３６ｃに接続することで、ノイズ低減効果を悪化させることなく、差動通信信号パターン６３６ａ、６３６ｂに接続されるコンデンサ数を削減し、信号波形の劣化を防ぐことができる。
　なお、上記第２コンデンサ３２よりも静電容量が小さく構成されて、差動通信信号パターン６３６ａ、６３６ｂにおける信号波形に影響のない程度の静電容量を有する第２コンデンサを備える場合は、この第２コンデンサを差動通信信号パターン６３６ａ、６３６ｂに直接接続する構成としてもよい。この場合においても、ノイズ低減効果を悪化させることなく、信号波形の劣化を防ぐことができる。

　上記のように構成された本実施の形態の電力変換装置は、
前記制御導電路は、第１信号を伝送する第１導電路と、前記第１信号と対を成して差動信号を構成する第２信号を伝送する第２導電路と、前記第１信号および前記第２信号を前記制御回路との間で中継する差動通信回路部に対して電源を供給する第３導電路と、を有して構成され、
前記第１コンデンサは、第１端が前記第１導電路に接続される第１Ａコンデンサと、第１端が前記第２導電路に接続される第１Ｂコンデンサとを備え、
前記第２コンデンサは、第１端が前記第３導電路に接続される、
ものである。

　これにより、ノイズ低減効果を悪化させることなく、制御回路を制御する信号波形の劣化を防いで信頼性良く動作する電力変換装置を提供できる。

実施の形態７．
　以下、本願の実施の形態７を、上記実施の形態６と異なる箇所を中心に図を用いて説明する。上記実施の形態１と同様の部分は同一符号を付して説明を省略する。
　図１５は、実施の形態７による電力変換装置７００の概略構成を示す上面図である。
　本実施の形態の基準電位パターンは、実施の形態１と同様の基準電位パターンである第１基準電位パターンとしての接地パターン２０と、この接地パターン２０から独立して形成される第３基準電位パターンとしての接地パターン７２０と、を有して構成される。
　接地パターン７２０は、制御回路２を駆動する駆動信号における基準電位が付与され、接地パターン２０とは異なる電位となる。

　本実施の形態の電力変換装置７００では、第２コンデンサ３２の第２端は接地パターン２０に接続されず、接地パターン７２０に接続される。
　更に、本実施の形態では、この第２コンデンサ３２とは別に、接地パターン７２０の電位揺動を抑制するための安定化コンデンサ７３９を設ける。この安定化コンデンサ７３９は、その第１端が接地パターン７２０に接続され、その第２端が接地パターン２０に接続される。

　制御回路２は基準電位パターン７２０の電位を基準に動作するが、基準電位パターン７２０は接地パターン２０と別電位であるため、電力変換回路１から基準電位パターン７２０にノイズが伝搬すると、基準電位が揺動することで差動通信ＩＣ６３７にノイズが重畳し、差動通信信号パターン６３６ａ、６３６ｂのノイズが増加してしまう。
　本実施の形態では基準電位パターン７２０に対して専用の安定化コンデンサ７３９を設けることで、基準電位パターン７２０に伝搬するノイズを筐体５にバイパスして、基準電位パターン７２０の揺動を防ぐとともに差動通信信号パターン６３６ａ、６３６ｂのノイズ増加を防ぐことができる。

　上記のように構成された本実施の形態の電力変換装置は、
前記基準電位パターンは、前記制御回路を駆動する駆動信号における基準電位が付与される第３基準電位パターンと、該第３基準電位パターンから独立して形成される第１基準電位パターンとを有して構成され、
前記フィルタ回路は、
第１端が前記第３基準電位パターンに接続され、第２端が前記第１基準電位パターンに接続される安定化コンデンサを備える、
ものである。

　これにより、基準電位パターンの揺動を防いで、制御回路を制御する制御導電路におけるノイズを低減して、信頼性良く動作する電力変換装置を提供できる。

　また、上記のように構成された本実施の形態の電力変換装置は、
前記基準電位パターンは、前記制御回路を駆動する駆動信号における基準電位が付与される第３基準電位パターンと、該第３基準電位パターンから独立して形成される第１基準電位パターンとを有して構成され、
前記第２コンデンサは、第１端が前記第３導電路に接続され、第２端が前記第３基準電位パターンに接続される、
ものである。

　これにより、ノイズ低減効果を悪化させることなく、制御回路を制御する信号波形の劣化を防いで信頼性良く動作する電力変換装置を提供できる。
　なお、上記実施の形態６と同様に、第２コンデンサ３２よりも静電容量が小さく構成されて、差動通信信号パターン６３６ａ、６３６ｂにおける信号波形に影響のない程度の静電容量を有する第２コンデンサを備え、差動通信信号パターン６３６ａ、６３６ｂに直接接続する構成としてもよい。この場合においても、ノイズ低減効果を悪化させることなく、信号波形の劣化を防ぐことができる。

実施の形態８．
　以下、本願の実施の形態８を、上記実施の形態７と異なる箇所を中心に図を用いて説明する。上記実施の形態７と同様の部分は同一符号を付して説明を省略する。
　図１６は、実施の形態８による電力変換装置８００の概略構成を示す上面図である。
　本実施の形態では、実施の形態７と同様に、接地パターン２０から独立して形成される接地パターン７２０が形成される。また、本実施の形態では、制御回路２を制御するための制御導電路として、制御回路２に電源を供給する電源パターン８３６を備える。

　プリント基板３の第１主面３Ａ側に設けられる第１コンデンサ３１は、その第１端が制御導電路としての電源パターン８３６に接続され、その第２端が基準電位パターンとしての接地パターン２０に接続される。
　また、プリント基板３の第２主面３Ｂ側に設けられる第２コンデンサ３２は、その第１端が制御導電路としての電源パターン８３６に接続され、その第２端が基準電位パターンとしての接地パターン２０に接続される。

　接地パターン７２０の電位揺動を抑制するための安定化コンデンサ７３９は、実施の形態７と同様に、その第１端が接地パターン７２０に接続され、その第２端が接地パターン２０に接続される。
　また、本実施の形態では、接地パターン７２０の電位揺動を抑制するための安定化コンデンサ８３９を、プリント基板３のシールド領域３Ａ内の第１主面３Ａに備える。この安定化コンデンサ８３９の第１端は接地パターン７２０に接続され、その第２端は接地パターン２０に接続される。

　インダクタ３８ａ、３８ｂは無くてもよいが、第１コンデンサ３１と第２コンデンサ３２と、安定化コンデンサ８３９と安定化コンデンサ７３９との間にそれぞれ挿入することでノイズ低減効果を高めることができる。インダクタ３８ａ、３８ｂをコモンモードインダクタにすることで２つのインダクタを一体化してもよい。

　制御回路２は基準電位パターン７２０の電位を基準に動作するが、基準電位パターン７２０は接地パターン２０と別電位であるため、電力変換回路１から基準電位パターン７２０にノイズが伝搬すると、外部接続配線４を介して装置の外部に伝搬するノイズが増加してしまう。本実施の形態では電源パターン８３６だけにコンデンサを設けるのではなく、基準電位パターン７２０にも安定化コンデンサ７３９、８３９を設けることで、基準電位パターン７２０に伝搬するノイズを筐体５にバイパスする。これにより、電源ラインのノイズを低減するとともに、基準電位パターン７２０のノイズを低減し、装置の外部に伝搬するノイズを低減できる。

　上記のように構成された本実施の形態の電力変換装置は、
前記基準電位パターンは、前記制御回路を駆動する駆動信号における基準電位が付与される第３基準電位パターンと、該第３基準電位パターンから独立して形成される第１基準電位パターンとを有して構成され、
前記第２コンデンサは、第１端が、前記制御回路に電源を供給する前記制御導電路としての電源ラインに接続され、第２端が前記第１基準電位パターンに接続される、
ものである。

　これにより、電源ラインのノイズを低減するとともに、装置の外部に伝搬するノイズを低減できる。

実施の形態９．
　以下、本願の実施の形態９を、上記実施の形態８と異なる箇所を中心に図を用いて説明する。上記実施の形態８と同様の部分は同一符号を付して説明を省略する。
　図１７は、実施の形態９による電力変換装置９００の概略構成を示す上面図である。
　実施の形態９に係る電力変換装置は基本的には実施の形態８に係る電力変換装置と同様の構成を備えるが、制御導電路としての電源パターン８３６に第１端が接続される第２コンデンサ３２は、その第２端が接地パターン２０に接続されず、基準電位パターン７２０に接続される点で異なる。

　上記のように構成された本実施の形態の電力変換装置は、
前記基準電位パターンは、前記制御回路を駆動する駆動信号における基準電位が付与される第３基準電位パターンと、該第３基準電位パターンから独立して形成される第１基準電位パターンとを有して構成され、
前記第２コンデンサは、第１端が、前記制御回路に電源を供給する前記制御導電路としての電源ラインに接続され、第２端が前記第３基準電位パターンに接続される、
ものである。

　これにより、実施の形態８で得られる効果を維持したまま、電源パターン８３６と基準電位パターン７２０の間に電力変換回路１が発生する磁束が鎖交することで発生するノイズを低減することができる。

実施の形態１０．
　以下、本願の実施の形態１０を、上記実施の形態１と異なる箇所を中心に図を用いて説明する。上記実施の形態１と同様の部分は同一符号を付して説明を省略する。
　図１８は、実施の形態１０による電力変換装置１０００の概略構成を示す上面図である。
　実施の形態１０に係る電力変換装置は基本的には実施の形態１に係る電力変換装置と同様の構成を備えるが、制御回路２を制御するための制御導電路として複数の非接地パターンを備える。本実施の形態では、２本の非接地パターン１０３６ａ、１０３６ｂを示す。そして、これら複数の非接地パターン１０３６ａ、１０３６ｂに対してそれぞれ設けられる一対の第１コンデンサ３１ａおよび第２コンデンサ３２ａと、一対の第１コンデンサ３１ｂおよび第２コンデンサ３２ｂを備える点で、実施の形態１と異なる。

　本実施の形態では、非接地パターン１０３６ａ、１０３６ｂの２種類の場合を示したが、３種類以上あってもよい。非接地パターン１０３６ａ、１０３６ｂは制御回路に電源を供給する電源パターンでもよく、制御回路に信号を伝送する信号パターンでもよく、制御回路の基準電位となる基準電位パターンでもよい。

　ここで、非接地パターン１０３６ｂ用の第１コンデンサ３１ｂと非接地パターン１０３６ｂ用の第２コンデンサ３２ｂとは、それぞれの第１端から第２端に向かう向きＤ１、Ｄ２が互いに直交するように実装される。しかし、非接地パターン１０３６ａ用の第１コンデンサ３１ａと非接地パターン１０３６ａ用の第２コンデンサ３２ａは、それぞれの第１端から第２端に向かう向きＤ３、Ｄ４が互いに直交するように実装されていない。

　非接地パターン１０３６ｂに比べて、非接地パターン１０３６ａに重畳するノイズが小さい場合は、シールド領域６Ａの内部に侵入する磁束は非接地パターン１０３６ｂ用の第２コンデンサ３２ｂにおいて主に生じる。そのため、非接地パターン１０３６ａ用の第２コンデンサ３２ａと非接地パターン１０３６ａ用の第１コンデンサ３１ａを直交に配置せずとも、非接地パターン１０３６ｂ用の第２コンデンサ３２ｂと非接地パターン１０３６ｂ用第１コンデンサ３１ｂを直交に配置することでノイズを低減する効果が得られる。

　このように、複数の非接地パターンがあり、各非接地パターンに対して一対の第１コンデンサと第２コンデンサがそれぞれ設けられる場合、必ずしも全ての一対の第１コンデンサと第２コンデンサ３２とが互いに直交になっていなくてもよい。なお、第１コンデンサと第２コンデンサの向きを変える際、角度は必ずしも９０度である必要は無く、向きが４５度～１３５度異なっていればノイズ低減効果を得ることができる。

　上記のように構成された本実施の形態の電力変換装置は、
複数の前記制御導電路を備え、各前記制御導電路に対して一対の前記第１コンデンサおよび前記第２コンデンサが設けられ、
複数の一対の前記第１コンデンサおよび前記第２コンデンサの内、少なくとも一つの一対の前記第１コンデンサおよび前記第２コンデンサは、該第１コンデンサの第１端から第２端へ向かう向きが、前記第２コンデンサの第１端から第２端へ向かう向きに対して、前記第１主面と直交する方向から見て、４５度以上１３５度以下の角度をなすように配置される、
ものである。

　これにより、非接地パターンに伝搬されるノイズに応じて、４５度以上１３５度以下の角度をなす第１コンデンサおよび第２コンデンサを決定できる。このように、全ての一対の第１コンデンサと第２コンデンサ３２とが設定される上記角度を成す構成になっていなくてもよいため、プリント基板における配線領域を小さくして、電力変換装置の小型化が可能となる。

実施の形態１１．
　以下、本願の実施の形態１１を、上記実施の形態１と異なる箇所を中心に図を用いて説明する。上記実施の形態１と同様の部分は同一符号を付して説明を省略する。
　図１９は、実施の形態１１による電力変換装置１１００の概略構成を示す断面図である。

　実施の形態１１に係る電力変換装置１００は、基本的には実施の形態１に係る電力変換装置１０００と同様の構成を備えるが、第１接地パッド３４Ｐ１、３５Ｐ１と、筐体壁５Ｂとの接触面において、導電性のガスケット１０４０を有する点で異なる。

　これにより、第１接地パッド３４Ｐ１、３１Ｂと、筐体壁５Ｂとが隙間なく接続されることでシールド効果が向上し、ノイズ低減効果が向上する。ガスケットは例えば、金属メッシュ、金属製のシールドフィンガー、炭素繊維を含有するゴム、スポンジ、金属粒子を含有する導電性のゴム、スポンジ、スポンジを導電性の布で巻いたものなどがある。

　本願は、様々な例示的な実施の形態及び実施例が記載されているが、１つ、または複数の実施の形態に記載された様々な特徴、態様、及び機能は特定の実施の形態の適用に限られるのではなく、単独で、または様々な組み合わせで実施の形態に適用可能である。
従って、例示されていない無数の変形例が、本願に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも１つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合、さらには、少なくとも１つの構成要素を抽出し、他の実施の形態の構成要素と組み合わせる場合が含まれるものとする。

１　電力変換回路、２　制御回路、３　プリント基板（回路配線板）、５　筐体、３０，５３０　第１フィルタ回路、３８　インダクタ、５Ｂ　筐体壁（シールド壁）、５Ｃ　底面（シールド壁）、３６Ｈ１，３６Ｈ２　スルーホール（第１接続穴）、３１，６３１ａ，６３１ｂ　第１コンデンサ、３２，３３　第２コンデンサ、７３９，８３９　安定化コンデンサ、１００，１００ａ，１００ｂ，１００ｃ，１００ｄ，１００ｆ，２００，３００，４００，５００，６００，７００，８００，９００，１０００，１１００　電力変換装置。

Claims

電力の変換を行う電力変換回路と、該電力変換回路を制御する制御回路とを備えた電力変換装置において、
前記制御回路、前記電力変換回路の少なくとも一方を制御する制御導電路に接続されて、該制御導電路の電磁ノイズを抑制するフィルタ回路と、
前記フィルタ回路が設けられると共に、基準電位パターンが内層に形成されるプリント基板である回路配線板と、
前記回路配線板を保持する筐体と、を備え、
前記基準電位パターンは、前記筐体に接続され、
前記筐体は、前記回路配線板の厚み方向の一方側の表層である第１主面側に設けられるシールド壁を有し、該シールド壁と前記基準電位パターンとにより包囲される電磁シールド域が形成され、該電磁シールド域の外部において前記制御回路および前記電力変換回路が配設され、
前記制御導電路は、前記回路配線板の少なくとも２層の配線導体間を接続する第１接続穴を介して、前記制御回路から前記電磁シールド域内に導かれて該電磁シールド域内に配線され、
前記フィルタ回路は、
前記回路配線板の前記電磁シールド域内に設けられ、第１端が前記電磁シールド域内の前記制御導電路に接続され、第２端が前記基準電位パターンに接続される第１コンデンサと、
前記回路配線板の前記電磁シールド域外に設けられ、第１端が前記制御導電路に接続され、第２端が前記基準電位パターンに接続される第２コンデンサと、を有する、
電力変換装置。
前記基準電位パターンは、該基準電位パターンと前記回路配線板の前記第１主面の配線導体とを接続する第２接続穴を介して、前記筐体に接続され、
前記電磁シールド域は、前記シールド壁と前記基準電位パターンとに加えて、更に前記第２接続穴とにより包囲される、
請求項１に記載の電力変換装置。
前記第１接続穴は、前記第１主面の配線導体と該第１主面に相反する側の表層である第２主面の配線導体間とを接続するスルーホール、あるいは、前記回路配線板の少なくとも２層の配線導体間を接続するビアホールである、
請求項２に記載の電力変換装置。
前記基準電位パターンは、前記第２接続穴と、前記第１主面における前記第２接続穴と前記筐体の前記シールド壁との当接部において形成される接続パッドと、を介して前記筐体に接続される、
請求項２または請求項３に記載の電力変換装置。
前記第１コンデンサおよび前記第２コンデンサは、該第１コンデンサの第１端から第２端へ向かう向きが、前記第２コンデンサの第１端から第２端へ向かう向きに対して、前記第１主面と直交する方向から見て、４５度以上１３５度以下の角度をなすように配置される、
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の電力変換装置。
前記第１コンデンサの第２端と前記第２コンデンサの第２端との間の前記制御導電路に直列接続され、前記回路配線板の前記第１主面上における前記電磁シールド域内に配置されるインダクタンスを備える、
請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の電力変換装置。
前記電力変換回路は、前記電磁シールド域外の前記回路配線板の前記第１主面あるいは該第１主面に相反する側の表層である第２主面の一方に設けられ、
複数の前記第２コンデンサを備え、
少なくとも一つの前記第２コンデンサは、前記電力変換回路が設けられた側の前記第１主面あるいは前記第２主面に配置され、第１端が前記電力変換回路を制御する前記制御導電路に接続され、第２端が前記基準電位パターンに接続される、
請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の電力変換装置。
前記基準電位パターンは、それぞれ独立して形成されて前記筐体に接続される第１基準電位パターンと、第２基準電位パターンと、を有して構成され、
前記第１基準電位パターンと前記筐体との接続点と、前記第２基準電位パターンと前記筐体との接続点との間に前記筐体が介在して構成され、
前記第２コンデンサは、
第１端が前記制御回路を駆動する前記制御導電路に接続され、第２端が前記第１基準電位パターンに接続される第２Ａコンデンサと、
第１端が前記電力変換回路を駆動する前記制御導電路に接続され、第２端が前記第２基準電位パターンに接続される第２Ｂコンデンサと、を有する、
請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の電力変換装置。
前記基準電位パターンは、前記制御回路を駆動する駆動信号における基準電位が付与される第３基準電位パターンと、該第３基準電位パターンから独立して形成される第１基準電位パターンとを有して構成され、
前記フィルタ回路は、
第１端が前記第３基準電位パターンに接続され、第２端が前記第１基準電位パターンに接続される安定化コンデンサを備える、
請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の電力変換装置。
前記制御導電路は、第１信号を伝送する第１導電路と、前記第１信号と対を成して差動信号を構成する第２信号を伝送する第２導電路と、前記第１信号および前記第２信号を前記制御回路との間で中継する差動通信回路部に対して電源を供給する第３導電路と、を有して構成され、
前記第１コンデンサは、第１端が前記第１導電路に接続される第１Ａコンデンサと、第１端が前記第２導電路に接続される第１Ｂコンデンサとを備え、
前記第２コンデンサは、第１端が前記第３導電路に接続される、
請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の電力変換装置。
前記基準電位パターンは、前記制御回路を駆動する駆動信号における基準電位が付与される第３基準電位パターンと、該第３基準電位パターンから独立して形成される第１基準電位パターンとを有して構成され、
前記第２コンデンサは、第１端が前記第３導電路に接続され、第２端が前記第３基準電位パターンに接続される、
請求項１０に記載の電力変換装置。
前記基準電位パターンは、前記制御回路を駆動する駆動信号における基準電位が付与される第３基準電位パターンと、該第３基準電位パターンから独立して形成される第１基準電位パターンとを有して構成され、
前記第２コンデンサは、第１端が、前記制御回路に電源を供給する前記制御導電路としての電源ラインに接続され、第２端が前記第１基準電位パターンあるいは前記第３基準電位パターンに接続される、
請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の電力変換装置。
複数の前記制御導電路を備え、各前記制御導電路に対して一対の前記第１コンデンサおよび前記第２コンデンサが設けられ、
複数の一対の前記第１コンデンサおよび前記第２コンデンサの内、少なくとも一つの一対の前記第１コンデンサおよび前記第２コンデンサは、該第１コンデンサの第１端から第２端へ向かう向きが、前記第２コンデンサの第１端から第２端へ向かう向きに対して、前記第１主面と直交する方向から見て、４５度以上１３５度以下の角度をなすように配置される、
請求項１から請求項１２のいずれか１項に記載の電力変換装置。
前記回路配線板の厚み方向に対する前記基準電位パターンの導体厚みと、前記基準電位パターンに流れる信号の周波数の表皮深さと、に基づいて前記角度が調整される、
請求項５または請求項１３に記載の電力変換装置。
前記筐体の前記シールド壁は、
前記回路配線板の前記第１主面と平行になるように形成された筐体底部と、該筐体底部から前記回路配線板の前記第１主面側に延出して前記第１主面に当接する筐体壁部と、を有して構成され、
前記接続パッドは、前記第１主面において、前記筐体壁部と前記第１主面との当接部において形成される、
請求項４に記載の電力変換装置。
前記接続パッドと前記筐体壁部との接触面に、導電性のガスケットを備える、
請求項１５に記載の電力変換装置。