具体实施方式

以下，基于附图对本申请的实施方式所涉及的功率转换装置进行说明。另外，各图中关于相同或相当的构件、部位，标注相同标号来进行说明。

实施方式1.

图1是表示实施方式1所涉及的功率转换装置100的概要结构的立体图，图2是表示功率转换装置100的主视图，图3是表示作为功率转换装置100的主要部分的一个电流传感器30a的立体图，图4是表示功率转换装置100的概要结构的示意图。图1和图2是表示去除围绕功率转换装置100的壳体的图，图4是从一个面观察基板50的图。进行功率转换的功率转换装置100搭载在以电动机为驱动源之一的电动车或混合动力汽车等车辆上来使用。功率转换装置100包括3条母线40a、40b、40c，3相电流的各相电流分别流过这3条母线40a、40b、40c。为了测定3相电流的各个电流值，在母线40a上设置电流传感器30a，在母线40b上设置电流传感器30b，在母线40c上设置电流传感器30c。

<功率转换装置100的结构概要>

功率转换装置100包括板状的母线40、由磁性体构成的U字形芯体10、配置有U字形芯体10的基板50、配置在基板50上的磁电转换元件20和磁性体15。电流传感器30由U字形芯体10、磁性体15、磁电转换元件20和母线40构成。

3条母线40a、40b、40c分别是有3相电流的各相流过的导体。母线40例如由铜或铝制作。母线40的材料并不限于这些，只要是有电流流过的材料则也可以是其他材料，只是电阻率低的材料适于母线40。如图4所示，母线40与例如功率转换装置100所具备的功率模块60连接。

如图1所示，基板50分别与3条母线40a、40b、40c相对配置。在基板50上，除了磁电转换元件20之外，还安装有IC(Integrated Circuit：集成电路)、电阻、电容器等无源元器件以及其他所需的电子元器件。基板50具备对流过母线40的电流进行检测的功能。基板50除了检测电流的功能以外，还具有基于电流传感器30测定出的电流值来控制功率模块60的动作的电路等其他功能。由于基板50具备多个功能，因此不需要按每个功能来具备多个基板50，因此能够使功率转换装置100小型化。

基板50具有多个贯通孔50a。磁电转换元件20配置在两个贯通孔50a之间的基板50的部分，将检测到的磁场转换为电信号来输出。磁电转换元件20配置在基板50的与母线40相对的一个面即配置面上。在本实施方式中，使用表面安装型的磁电转换元件20，磁电转换元件20表面安装在基板50上。磁电转换元件20的方式并不限于表面安装型，但是通过使用表面安装型的磁电转换元件20，能够容易地将磁电转换元件20安装在基板50上，能够提高功率转换装置100的生产性。另外，能够使电流传感器30小型化。另外，能够抑制振动对磁电转换元件20的影响，提高功率转换装置100的电流检测的精度。

磁电转换元件20使用有例如霍尔元件或MR(Magneto Resistive：磁阻)元件。MR元件有AMR、GMR、TMR的种类，但也可以是任意的元件。磁电转换元件20并不限于这些元件，只要具备将检测到的磁场转换为电信号并输出的功能，则也可以是其他元件。另外，磁电转换元件20的配置并不限于基板的一个面，也可以将磁电转换元件20安装在另一个面上。由流过母线40的电流引起而在两个磁性体15之间产生的磁场并不是限于在两个磁性体15之间产生，还扩展到两个磁性体15之间的周围产生。因此，即使在基板50的任一面配置磁电转换元件20，磁电转换元件20也能够检测由流过母线40的电流引起的磁场。

U字形芯体10由底部和从底部的两端相对延伸出的脚部构成。在U字形芯体10的内侧配置母线40。U字形芯体10中，U字形芯体10的两个脚部分别插入两个贯通孔50a中并配置在基板50。U字形芯体10例如粘接于基板50而固定。作为电流传感器30的结构元器件的U字形芯体10与基板50一体地设置，并且共享双方的空间，因此能够在与基板50的配置面垂直的方向上使功率转换装置100小型化。另外，由于将U字形芯体10的脚部插入贯通孔50a中，因此与将C字形芯体插入贯通孔来配置的情况相比，能够缩小在基板50上形成的贯通孔50a的大小，并且能够扩大贯通孔50a的间隔。由于能够缩小贯通孔50a，因此能够抑制基板50的强度降低。另外，由于能够扩大两个贯通孔50a的间隔，因此，安装有磁电转换元件20的基板50的部分并不缩小，能够抑制基板50的强度降低。因此，即使向功率转换装置100施加振动等外力，也能够防止基板50的贯通孔50a与贯通孔50a之间的断裂。

两个磁性体15在两个贯通孔50a之间的基板50部分彼此隔着间隔配置在一个贯通孔50a侧和另一个贯通孔50a侧。在本实施方式中，使用块状的磁性体15，块状的两个磁性体15配置在基板50的另一个面。磁性体15的形状并不限于块状，也可以是板状或片状。另外，磁性体15也可以配置在基板50的一个面。磁性体15例如利用粘接剂或焊料安装在基板50上。另外，可以将磁性体15嵌入基板50上形成的锪孔(counter boring)中。另外，也可以将磁性体15螺丝止动在基板50上。此外，磁性体15不一定需要固定在基板50上，也可以固定在U字形芯体10的脚部。通过将磁性体15设为块状，从而能够容易地处理磁性体15，并且能够容易地将磁性体15安装在基板50上。另外，通过将磁性体15设为块状，并设为具有一定程度体积的形态，从而能够提高对磁电转换元件20的聚磁效果。

U字形芯体10和磁性体15的材料例如使用电磁钢板、铁、坡莫合金或铁氧体。这些材料只要是铁、镍、钴等强磁性材料或含有强磁性材料的材料即可，软磁性材料特别适合。U字形芯体10和磁性体15可以分别是不同的材料。U字形芯体10的制作方法可以是卷铁心也可以是层叠的。

在本实施方式中，U字形芯体10和母线40利用树脂70而一体化。如图2所示，由虚线所包围的范围是利用树脂70而一体化的部分。在将多个U字形芯体10和多个母线40一体化的情况下，能够将多个元器件作为一个元器件来处理。由于能够将多个元件器作为一个元器件来处理，因此能够节省组装和检查工序，能够提高功率转换装置100的生产性。另外，U字形芯体10和母线40也可以不利用树脂70一体化。

在本实施方式中，如图1所示，将电流传感器30a、30b、30c并列配置在基板50的端部，但电流传感器30a、30b、30c的配置不限于此。如果在基板50上形成贯通孔50a，则即使在基板50的中央也能够配置U字形芯体10。因此，在功率转换装置100中，搭载在基板50上的电子元器件以及电流传感器30a、30b、30c的配置的自由度得以提高，能够提高功率转换装置100的生产性。

<电流传感器30>

对作为本申请的主要部分的电流传感器30a进行说明。这里将对电流传感器30a进行说明，但是其他电流传感器30b和30c也具备相同的结构。如图3所示，电流传感器30a由U字形芯体10a、两个磁性体15a1、15a2、磁电转换元件20a和母线40a构成，C字形芯体11a由U字形芯体10a和两个磁性体15a1、15a2形成。在两个磁性体15a1、15a2之间形成气隙部12。由流过母线40a的电流引起而在气隙部12的周围产生的磁场被施加到磁电转换元件20a内部的感磁部分。磁电转换元件20a的感磁方向是与配置有磁电转换元件20a的基板50的配置面平行的方向。磁电转换元件20a产生与所施加的磁场的大小相应的电压，将所产生的电压转换为电流值，将相当于所测定的电流值的电信号输出到设置在基板50上的电路。另外，虽然磁电转换元件20a所具有的IC构成为具备将磁场的大小换算为电流值的关系式，但也可以是与磁电转换元件20a不同的独立的IC具备关系式，基板50具有独立的IC。

磁电转换元件20a还检测外部磁场，该外部磁场是由流过测定对象的母线40a的电流引起产生的磁场以外的磁场。磁电转换元件20a检测到的外部磁场成为电流测定的误差。例如，在测定对象的母线40为母线40a的情况下，由流过相邻的母线40b、40c的电流引起的磁场成为外部磁场之一。为了准确地测定电流，抑制外部磁场的影响很重要。为了抑制外部磁场的影响，优选将磁电转换元件20a的感磁部分配置在气隙部12的中心。图3中用箭头表示外部磁场的示例。通过将磁电转换元件20a的感磁部分配置在气隙部12的中心，施加于感磁部分的外部磁场成为与垂直于基板50的配置面的U字形芯体10a的对称轴(图3的单点划线)一致的方向，该磁场的方向由于不是磁电转换元件20a的感磁方向因此未被检测出。外部磁场成为与基板50的配置面垂直的方向，这是由于与U字形芯体10a的对称轴不一致的外部磁场被U字形芯体10a或两个磁性体15a1、15a2吸引。

C字形芯体11a将由流过母线40a的电流引起产生的磁场聚磁的效果与气隙部12的间隔成反比。通过对与构成气隙部12的两个磁性体15a1、15a2的基板50的配置面平行的方向的长度进行变更，从而能够调整气隙部12的间隔。延长两个磁性体15a1、15a2的长度来缩短气隙部12的间隔，从而能够提高磁场的聚磁效果。气隙部12的间隔的调整仅由两个磁性体15a1、15a2进行，因此不需要更换U字形芯体10a就能够容易地进行调整。另外，通过延长两个磁性体15a1、15a2的长度，从而能进一步使外部磁场被磁性体15a1、15a2吸引，因此，磁电转换元件20a不易受到外部磁场的影响。

在本实施方式中，磁电转换元件20a配置在基板50的与母线40a相对的一个面上。在将磁电转换元件20a配置在基板50的一个面上的情况下，磁电转换元件20a配置在C字形芯体11a内部接近U字形芯体10a的底部侧即母线40a的一侧。如图3所示，外部磁场被U字形芯体10a或两个磁性体15a1、15a2吸引，因此，通过将磁电转换元件20a配置在远离外部磁场的基板50的一个面上，从而磁电转换元件20a不易受到外部磁场的影响。作为噪声的外部磁场的影响变小，能够增大SN比(信噪比)，因此能够提高功率转换装置100的电流检测的精度。

如上所述，在实施方式1所涉及的功率转换装置100中，将由磁性体构成的U字形芯体10的两个脚部分别插入设置在基板50上的两个贯通孔50a中，从而将U字形芯体10配置在基板50上，因此，U字形芯体10与基板50一体设置并共享U字形芯体10和基板50双方的空间，能够在与基板50的配置面垂直的方向上使功率转换装置100小型化。另外，U字形芯体10的脚部插入贯通孔50a中，因此能够缩小贯通孔50a的大小，并且能够扩大两个贯通孔50a的间隔。另外，由于能够缩小贯通孔50a，因此能够抑制基板50的强度降低。另外，由于能够扩大两个贯通孔50a的间隔，因此，安装有磁电转换元件20的基板50的部分并不缩小，能够抑制基板50的强度降低。另外，即使向功率转换装置100施加振动等外力，也能够防止基板50的贯通孔50a与贯通孔50a之间的断裂。

另外，两个磁性体15在两个通孔50a之间的基板50部分彼此隔着间隔地分别配置在一个贯通孔50a侧和另一个贯通孔50a侧，C字形芯体11由U字形芯体10和两个磁性体15形成，因此，能够维持C字形芯体11的高聚磁效果和功率转换装置100的小型化，并且抑制配置C字形芯体11的基板50的强度降低。另外，在磁电转换元件20配置在基板50的与母线40相对的一个面即配置面上的情况下，能够抑制施加给磁电转换元件20的外部磁场的影响。另外，在块状的两个磁性体15配置在基板50的另一个面的情况下，能够容易地将磁性体15安装在基板50上，能够提高功率转换装置100的生产性。

另外，在将磁电转换元件20表面安装在基板50上的情况下，能够抑制振动对磁电转换元件20的影响，提高功率转换装置100的电流检测的精度。另外，在U字形芯体10和母线40利用树脂70而一体化的情况下，能够将多个元器件作为一个元器件来处理，因此能够节省组装和检查工序，能够提高功率转换装置100的生产性。在功率转换装置100包括与母线40连接的功率模块60并且基板50具有对功率模块60的动作进行控制的电路的情况下，使基板50具有多个功能，从而不需要针对每个功能具备多个基板50，因此能够使功率转换装置100小型化。

实施方式2.

对实施方式2所涉及的功率转换装置100进行说明。图5是表示作为实施方式2所涉及的功率转换装置100的主要部分的一个电流传感器30a的立体图。实施方式2所涉及的功率转换装置100除了实施方式1所示的结构以外，还构成为在基板50的一个面上具备磁性体16。

块状的两个磁性体15、16配置在基板50的一个面和另一个面这两个面上。两个磁性体15、16可以由相同的材料制作，但也可以由不同的材料制作。还可以是不同的形状。由于两个磁性体15、16安装在基板50的两个面上，因此也可以在磁性体15、16及安装有磁性体15、16的基板50上设置贯通孔，利用贯通孔对磁性体15、16及基板50进行螺钉止动。另外，也可以对配置在任意一个面上的磁性体15、16设置螺钉孔，对磁性体15、16进行螺钉止动从而配置在基板50上。在对磁性体15、16中的任一个设置螺钉孔的情况下，具备螺钉孔的磁性体15或磁性体16起着螺母的作用，能够通过螺钉止动将磁性体15、16牢固地固定在基板50上。

由于在基板50的一个面上设置了磁性体16，因此在靠近磁电转换元件20a两侧的磁电转换元件20a的位置上配置磁性体16。因此，与实施方式1相比，对磁电转换元件20a施加更强的磁场，能够提高对磁电转换元件20a的聚磁效果。另一方面，磁性体15设置在与实施方式1相同的位置，朝向磁电转换元件20a的外部磁场被磁性体15吸引，因此能够抑制外部磁场对磁电转换元件20a的影响。作为提高对磁电变换元件20a的聚磁效果、并且抑制外部磁场对磁电变换元件20a的影响的效果，能够进一步增大S/N比，因此，能够提高功率变换装置100的电流检测的精度。另外，与实施方式1同样地，磁电转换元件20a配置在基板50的与母线40相对的一个面即配置面上，但也可以配置在另一个面上。

如上所述，在实施方式2所涉及的功率转换装置100中，块状的两个磁性体15、16配置在基板50的一个面和另一个面这两个面上，因此能够提高对磁电转换元件20a的聚磁效果。此外，能够抑制外部磁场对磁电转换元件20a的影响。

实施方式3.

对实施方式3所涉及的功率转换装置100进行说明。图6是表示作为实施方式3所涉及的功率转换装置100的主要部分的一个电流传感器30a的立体图。实施方式3所涉及的功率转换装置100构成为在基板50内具备两个磁性体17。

两个磁性体17嵌入基板50内进行配置。两个磁性体17在两个贯通孔50a之间的基板50部分彼此隔着间隔地分别配置在一个贯通孔50a侧和另一个贯通孔50a侧。两个磁性体17是在制作基板50时被制作在基板50内的磁性体。两个磁性体17能够例如利用多层基板的内部或背面的层来制作。所利用的层可以是一层也可以是多层。在设为多层的情况下，由于能够将磁性体17设置得较厚，因此能够提高聚磁在两个磁性体17a1、17a2之间的磁场的均匀性。与磁性体15同样地，磁性体17的材料使用强磁性体或包含强磁性体的强磁性材料。

在设置在基板50内的两个磁性体17中，与通过与U字形芯体10a组合来形成C字形芯体11a，因此能够获得C字形芯体11a的高聚磁效果。另外，由于朝向磁电转换元件20a的外部磁场被磁性体17吸引，因此能够抑制外部磁场对磁电转换元件20a的影响。另外，与实施方式1同样地，磁电转换元件20a配置在基板50的与母线40相对的一个面即配置面上，但也可以配置在另一个面上。

如上所述，在实施方式3所涉及的功率转换装置100中，两个磁性体17配置在基板50内，与基板50一体地设置，因此无需将磁性体17安装在基板50上的工序，能够提高功率转换装置100的生产性。另外，由于两个磁性体17配置在基板50内从而抑制了磁性体17与基板50分离，因此能够继续维持C字形芯体11a的高聚磁效果。另外，在利用多层基板的层配置磁性体17的情况下，能够以高定位精度配置磁性体17。

实施方式4.

对实施方式4所涉及的功率转换装置100进行说明。图7是表示作为实施方式4所涉及的功率转换装置100的主要部分的一个电流传感器30a的立体图，图8是表示功率转换装置100的磁性体18的立体图。实施方式4所涉及的功率转换装置100构成为配置有具备非磁性体的磁性体18。

两个磁性体18在一个面和另一个面中的一个或两个上具备非磁性体18a。在本实施方式中，如图8所示，磁性体18在一个面和另一个面这两个面上具备非磁性体18a，但也可以仅在与基板50相接的面上设置非磁性体18a。与磁性体15同样地，被非磁性体18a夹住的磁性体18b的材料使用强磁性体或包含强磁性体的强磁性材料。非磁性体18a的材料例如是作为基板50的原料的玻璃环氧树脂，但不限于此。磁性体18能够利用多层基板来制作。在多层基板的所有层上设置成为磁性部18b的磁性体来制作多层基板之后，通过切割多层基板以使其成为磁性体18的大小来制作磁性体18。通过设置非磁性体18a，从而能够以与基板50相同的方式处理磁性体18，因此能够容易地处理磁性体18。另外，通过设置非磁性体18a，能够在功率转换装置100的制造工序中保护磁性部18b。

可以在与磁性体18的基板50相接的面上进一步设置作为非磁性体的铜箔18c。通过设置铜箔18c，从而在将磁性体18安装到基板50上时容易进行焊料的焊接。另外，由于能够将磁性体18作为一个电子元器件来处理，因此能够通过贴片机等将磁性体18安装在基板50上，并且能够将磁性体18通过回流工序等焊接在基板50上。通过将磁性体18表面安装在基板50上作为电子元器件，从而将磁性体18安装到基板50上的作业被自动化，因此，能够提高功率转换装置100的生产性。另外，能够提高磁性体18安装在基板50上的精度。

在具备非磁性体18a的两个磁性体18中，通过与U字形芯体10a组合来形成C字形芯体11a，因此能够获得C字形芯体11a的高聚磁效果。另外，由于朝向磁电转换元件20a的外部磁场被磁性体18吸引，因此能够抑制外部磁场对磁电转换元件20a的影响。另外，与实施方式1同样地，磁电转换元件20a配置在基板50的与母线40相对的一个面即配置面上，但也可以配置在另一个面上。

如上所述，在实施方式4所涉及的功率转换装置100中，两个磁性体18在一个面和另一个面中的一个或两个上具备非磁性体18a，能够作为电子元器件来处理，因此能够容易地将磁性体18安装到基板50上。另外，在磁性体18上设置作为非磁性体的铜箔18c的情况下，能够对将磁性体18安装到基板50上的作业进行自动化。另外，在将磁性体18安装到基板50上的作业被自动化的情况下，能够提高功率转换装置100的生产性。

实施方式5.

对实施方式5所涉及的功率转换装置100进行说明。图9是表示作为实施方式5所涉及的功率转换装置100的主要部分的一个电流传感器30a的立体图。实施方式5所涉及的功率转换装置100除了实施方式1所示的结构以外，还构成为包括U字形芯体10的位置调整部80。

功率转换装置100的电流传感器30a包括位置调整部80，该位置调整部80调整U字形芯体10a的与基板50垂直的方向上的位置。位置调整部80例如由在U字形芯体10a的两个脚部的每一个上设置的位置调整用贯通孔80a、和与位置调整用贯通孔80a嵌合的U字形销子80b构成。销子80b由非磁性材料构成，例如用非磁性不锈钢制成。位置调整部80的结构并不限于此，也可以是基板50具备将U字形芯体10a的脚部夹在基板50上并保持的机构的结构。当确定U字形芯体10a的位置时，使销子80b沿图9所示的虚线箭头的方向移动，以与位置调整用贯通孔80a嵌合。然后，销子80b例如通过粘接固定在基板50上。

功率转换装置100的内部规格根据功率转换装置100所要求的功能等而变更。根据规格变更的要求，有时对于功率转换装置100需要不同尺寸的U字形芯体10a。通过具备位置调整部80，从而不需要针对每个规格准备不同尺寸的U字形芯体10a，能够以多种规格使用一个U字形芯体10a。

另外，包括位置调整部80，从而能够改变从基板50突出的U字形芯体10a的脚部的长度。由于外部磁场被从基板50突出的U字形芯体10a的脚部吸引，因此通过改变从基板50突出的脚部的长度，从而能够调整外部磁场对磁电转换元件20a的影响。通过调整外部磁场对磁电转换元件20a的影响，能够调整电流传感器30a的精度。

如上所述，在实施法方式5所涉及的功率转换装置100中，由于电流传感器30包括调整U字形芯体10的与基板50垂直的方向上的位置的位置调整部80，因此不需要针对功率转换装置100的每个规格准备不同尺寸的U字形芯体10，能够将一个U字形芯体10用于多种功率转换器100的规格中。由于能够将一个U字形芯体10用于多种功率转换设备100的规格中，因此能够提高功率转换装置100的生产性。另外，通过具备位置调整部80，从而能够改变从基板50突出的U字形芯体10a的脚部的长度，因此能够调整外部磁场对磁电转换元件20的影响，能够调整电流传感器30a的精度。

另外，本申请虽然记载了各种示例性的实施方式以及实施例，但是1个或多个实施方式所记载的各种特征、方式及功能并不仅限于适用特定的实施方式，也可以单独适用于实施方式，或者进行各种组合来适用于实施方式。

因此，可以认为未例示的无数变形例也包含在本申请说明书所公开的技术范围内。例如，假设包括对至少一个构成要素进行变形、添加或省略的情况，以及提取至少一个构成要素并与其他实施方式的构成要素进行组合的情况。

标号说明

10U字形芯体

11C字形芯体

12气隙部

15磁性体

16磁性体

17磁性体

18磁性体

18a非磁性体

18b磁性部

18c铜箔

20磁电转换元件

30电流传感器

40母线

50基板

50a贯通孔

60功率模块

70树脂

80位置调整部

80a位置调整用贯通孔

80b销子

100功率转换装置。