CN107482927A - 功率模块 - Google Patents

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Abstract

功率模块(3)包含多层电路基板(30)、以相互层叠配置的方式安装于多层电路基板(30)的第一三相逆变器(6)以及第二三相逆变器(7)。第一三相逆变器(6)的正极侧电源布线(71)与第二三相逆变器(7)的负极侧电源布线(102)以至少一部分在多层电路基板(30)的层叠方向上对置并且在其对置区间在这两个布线上电流向相互相反方向流动的方式配置。第一三相逆变器(6)的负极侧电源布线(72)与第二三相逆变器(7)的正极侧电源布线(101)以至少一部分在多层电路基板(30)的层叠方向上对置并且在其对置区间在这两个布线上电流向相互相反方向流动的方式配置。

Description

功率模块
技术领域
本发明涉及具有两个系统的三相逆变器的功率模块。
背景技术
作为电动助力转向装置,提出了具备具有两个系统的马达线圈的电动马达、与两个系统的马达线圈对应的两个系统的三相逆变器(驱动电路)、以及用于控制两个三相逆变器的控制装置的电动助力转向装置。参照国际公开第2013/105225号公报。以下,将两个系统的马达线圈中的一方称为第一马达线圈,将另一方称为第二马达线圈。另外,以下,将两个系统的三相逆变器中的一方称为第一三相逆变器,将另一方称为第二三相逆变器。
在这样的电动助力转向装置中,控制装置例如包含电流指令值设定部、指令值分配部、用于驱动控制第一三相逆变器的第一控制部、以及用于控制第二三相逆变器的第二控制部。电流指令值设定部设定针对电动马达的电流指令值。指令值分配部将由电流指令值设定部设定的电流指令值分配给第一控制部以及第二控制部。指令值分配部例如将电流指令值各分配二分之一给第一控制部以及第二控制部。
第一控制部以在第一马达线圈流动的电流与由指令值分配部分配给第一控制部的电流指令值相等的方式,驱动控制第一三相逆变器。第二控制部以在第二马达线圈流动的电流与由指令值分配部分配给第二控制部的电流指令值相等的方式,驱动控制第二三相逆变器。
另外,提出了包含作为车辆用转向操纵装置用于独立地使左右的转向轮转向的左右的转向机构,并通过左右的转向马达独立地驱动左右的转向机构的电动助力转向装置。参照日本特开2008-174160号公报、日本特开2015-20586号公报。这样的车辆用转向操纵装置具备用于驱动左侧转向马达的第一三相逆变器(驱动电路)、用于驱动右侧转向马达的第二三相逆变器(驱动电路)、以及用于控制这些三相逆变器的控制装置。换句话说,该车辆用转向操纵装置也与上述的电动助力转向装置相同,具备两个系统的三相逆变器。
在上述的电动助力转向装置、上述的车辆用转向操纵装置中,在三相逆变器(驱动电路)流动大电流,所以在三相逆变器内的开关元件的开关时产生较大的浪涌电压。
发明内容
该发明的目的之一在于提供包含两个系统的三相逆变器且能够降低内部布线的电感的功率模块。
作为本发明的一方式的功率模块包含:
具有第一主面和与上述第一主面相反侧的第二主面的多层电路基板;以及
相互以层叠配置的方式安装于上述多层电路基板,且具有第一U相上下臂、第一V相上下臂以及第一W相上下臂的第一三相逆变器及具有第二U相上下臂、第二V相上下臂以及第二W相上下臂的第二三相逆变器。
若分别将上述第一三相逆变器的正极侧电源布线以及负极侧电源布线作为第一正极侧电源布线以及第一负极侧电源布线,并分别将上述第二三相逆变器的正极侧电源布线以及负极侧电源布线作为第二正极侧电源布线以及第二负极侧电源布线,则上述第一正极侧电源布线与上述第二负极侧电源布线以至少一部分在上述多层电路基板的层叠方向上对置并且在其对置区间在这两个布线上电流向相互相反方向流动的方式配置,上述第一负极侧电源布线与上述第二正极侧电源布线以至少一部分在上述多层电路基板的层叠方向上对置并且在其对置区间在这两个布线上电流向相互相反方向流动的方式配置。
在该构成中,在第一正极侧电源布线以及第二负极侧电源布线的对置区间流动相反方向的电流。另外,在第一负极侧电源布线以及第二正极侧电源布线的对置区间流动相反方向的电流。由此,这些布线的电感至少部分抵消,所以能够降低内部布线的电感。由此,能够抑制浪涌电压。
在上述方式的功率模块中,
也可以是若分别将相互连接上述第一U相上下臂的U相布线、相互连接上述第一V相上下臂的V相布线以及相互连接上述第一W相上下臂的W相布线作为第一U相布线、第一V相布线以及第一W相布线,并分别将相互连接上述第二U相上下臂的U相布线、相互连接上述第二V相上下臂的V相布线以及相互连接上述第二W相上下臂的W相布线作为第二U相布线、第二V相布线以及第二W相布线,则上述第一U相布线与上述第二U相布线在上述多层电路基板的层叠方向上对置配置,上述第一V相布线与上述第二V相布线在上述多层电路基板的层叠方向上对置配置,上述第一W相布线与上述第二W相布线在上述多层电路基板的层叠方向上对置配置。
在该构成中,通过以特定的控制方法控制第一三相逆变器以及第二三相逆变器,能够分别在第一U相布线以及第二U相布线的至少一部分的对置区间、第一V相布线以及第二V相布线的至少一部分的对置区间及第一W相布线以及第二W相布线的至少一部分的对置区间流动相互相反方向的电流。由此,这些布线的电感至少部分抵消,所以能够进一步降低内部布线的电感。由此,能够进一步抑制浪涌电压。上述特定的控制方法例如是以在第一三相逆变器与第二三相逆变器间,在U相上下臂、V相上下臂以及W相上下臂中,上臂以及下臂中成为接通(ON)的臂相互相反的方式,控制两三相逆变器的方法。
在上述方式的功率模块中,也可以是上述第一U相上下臂、上述第一V相上下臂以及上述第一W相上下臂安装在上述多层电路基板的上述第一主面,上述第二U相上下臂、上述第二V相上下臂以及上述第二W相上下臂安装在上述多层电路基板的上述第二主面,上述第一正极侧电源布线、上述第一负极侧电源布线、上述第一U相布线、上述第一V相布线以及上述第一W相布线中,至少上述第一正极侧电源布线以及上述第一负极侧电源布线形成在上述多层电路基板的上述第一主面与上述第二主面之间的第一内层,上述第二正极侧电源布线、上述第二负极侧电源布线、上述第二U相布线、上述第二V相布线以及上述第二W相布线中,至少上述第二正极侧电源布线以及上述第二负极侧电源布线形成在上述多层电路基板的上述第二主面与上述第一内层之间的第二内层。
在该构成中,能够分别使第一正极侧电源布线以及第一负极侧电源布线与第二负极侧电源布线以及第二正极侧电源布线接近地对置配置,所以能够进一步降低这些布线的电感。
在上述方式的功率模块中,
也可以是上述第一正极侧电源布线、上述第一负极侧电源布线、上述第一U相布线、上述第一V相布线以及上述第一W相布线形成在上述第一内层,上述第二正极侧电源布线、上述第二负极侧电源布线、上述第二U相布线、上述第二V相布线以及上述第二W相布线形成在上述第二内层。
在该构成中,能够分别使第一正极侧电源布线、第一负极侧电源布线、第一U相布线、第一V相布线以及第一W相布线与第二负极侧电源布线、第二正极侧电源布线、第二U相布线、第二V相布线以及第二W相布线接近地对置配置,所以能够进一步降低这些布线的电感。
作为本发明的其它方式的功率模块包含:
具有第一主面和与上述第一主面相反侧的第二主面的多层电路基板;以及
以相互层叠配置的方式安装于上述多层电路基板,且具有第一U相上下臂、第一V相上下臂以及第一W相上下臂的第一三相逆变器及具有第二U相上下臂、第二V相上下臂以及第二W相上下臂的第二三相逆变器。
若分别将上述第一三相逆变器的正极侧电源布线以及负极侧电源布线作为第一正极侧电源布线以及第一负极侧电源布线,并分别将上述第二三相逆变器的正极侧电源布线以及负极侧电源布线作为第二正极侧电源布线以及第二负极侧电源布线,则上述第一正极侧电源布线与上述第二正极侧电源布线以至少一部分在上述多层电路基板的层叠方向上对置并且在其对置区间在这两个布线上电流向相互相反方向流动的方式配置,上述第一负极侧电源布线与上述第二负极侧电源布线以至少一部分在上述多层电路基板的层叠方向上对置并且在其对置区间在这两个布线上电流向相互相反方向流动的方式配置。
在该构成中,在第一正极侧电源布线以及第二正极侧电源布线的对置区间流动相反方向的电流。另外,在第一负极侧电源布线以及第二负极侧电源布线的对置区间流动相反方向的电流。由此,这些布线的电感至少部分抵消,所以能够降低内部布线的电感。由此,能够抑制浪涌电压。
在上述方式的功率模块中,
也可以是上述第一U相上下臂、上述第一V相上下臂以及上述第一W相上下臂安装在上述多层电路基板的上述第一主面,上述第二U相上下臂、上述第二V相上下臂以及上述第二W相上下臂安装在上述多层电路基板的上述第二主面,上述第一正极侧电源布线、上述第一负极侧电源布线、上述第一U相布线、上述第一V相布线以及上述第一W相布线中,至少上述第一正极侧电源布线以及上述第一负极侧电源布线形成在上述多层电路基板的上述第一主面与上述第二主面之间的第一内层,上述第二正极侧电源布线、上述第二负极侧电源布线、上述第二U相布线、上述第二V相布线以及上述第二W相布线中,至少上述第二正极侧电源布线以及上述第二负极侧电源布线形成在上述多层电路基板的上述第二主面与上述第一内层之间的第二内层。
在该构成中,能够分别使第一正极侧电源布线以及第一负极侧电源布线与第二正极侧电源布线以及第二负极侧电源布线接近地对置配置,所以能够进一步降低这些布线的电感。
附图说明
通过以下参照附图对本发明的优选实施方式进行的详细描述,本发明的其它特征、构件、过程、步骤、特性及优点会变得更加清楚,其中,符号表示本发明的要素,其中,
图1是表示应用了本发明的第一实施方式所涉及的功率模块的三相逆变器电路的电路图。
图2是表示功率模块的电构成的电路图。
图3A是表示在第一马达线圈流动的第一相电流iu1、iv1、iw1的变化的一个例子的时序图。
图3B是表示在第二马达线圈流动的第二相电流iu2、iv2、iw2的变化的一个例子的时序图。
图4A是表示在图3的期间A的针对第一驱动电路的栅极信号的时序图。
图4B是表示在图3的期间A的针对第二驱动电路的栅极信号的时序图。
图5是表示在图4A以及图4B的期间A1中,在第一以及第二驱动电路6、7流动的电流的方向的电路图。
图6是表示功率模块的结构的图解的分解立体图。
图7是沿图6的VII-VII线的剖视图。
图8是表示该发明的第二实施方式所涉及的功率模块的构成的图解的分解立体图。
图9是沿图8的IX-IX线的剖视图。
图10是表示图9的第一U相电路的部分放大俯视图。
图11是表示图9的第二U相电路的部分放大俯视图。
图12表示卧式开关元件的俯视图。
图13是表示该发明的第三实施方式所涉及的功率模块的构成的图解的分解立体图。
图14是沿图13的XIV-XIV线的剖视图。
具体实施方式
以下,参照附图对该发明的实施方式进行详细说明。
图1示出电动助力转向装置所使用的马达控制电路,即具备本发明的第一实施方式所涉及的功率模块的马达控制电路的构成。
马达控制电路1包含微型计算机2、和被微型计算机2驱动控制,并向电动马达4供给电力的功率模块3。
电动马达4是具有两组三相马达线圈(三相定子线圈)4A、4B的三相无刷马达。将设于电动马达4的两组三相马达线圈4A、4B中的一方称为第一马达线圈4A,将另一方称为第二马达线圈4B。第一马达线圈4A具有U相、V相以及W相的定子线圈4AU、4AV、4AW(参照图2)。第二马达线圈4B具有U相、V相以及W相的定子线圈4BU、4BV、4BW(参照图2)。在该实施方式中,第二马达线圈4B的U相、V相以及W相的定子线圈4BU、4BV、4BW分别配置在相位相对于第一马达线圈4A的U相、V相以及W相的定子线圈4AU、4AV、4AW偏移180°的位置。
在电动马达4配置有用于检测电动马达4的转子的旋转角的、例如由解析器构成的旋转角传感器5。
功率模块3包含由向电动马达4的第一马达线圈4A供给电力的三相逆变器构成的第一驱动电路6、和由向电动马达4的第二马达线圈4B供给电力的三相逆变器构成的第二驱动电路7。后述功率模块3的详细内容。
在连接第一驱动电路6与第一三相马达线圈4A的电力供给线上设有用于检测在第一马达线圈4A的U相、V相以及W相的定子线圈4AU、4AV以及4AW流动的第一U相电流iu1、V相电流iv1以及W相电流iw1的第一电流传感器8u、8v、8w。另外,在连接第二驱动电路7与第二马达线圈4B的电力供给线上设有用于检测在第二马达线圈4B的U相、V相以及W相的定子线圈4BU、4BV以及4BW流动的第二U相电流iu2、V相电流iv2以及W相电流iw2的第二电流传感器9u、9v、9w。
微型计算机2具备CPU以及存储器(ROM、RAM、非易失性存储器等存储器),并通过执行规定的程序,作为多个功能处理部发挥作用。这些多个功能处理部包含电流指令值设定部11、指令值分配部12、用于驱动控制第一驱动电路6的第一控制部10A、用于驱动控制第二驱动电路7的第二控制部10B、以及旋转角运算部19。
第一控制部10A包含第一电流偏差运算部13A、第一PI控制部14A、第一二相/三相转换部15A、第一PWM控制部16A、第一电流检测部17A、以及第一三相/二相转换部18A。第二控制部10B包含第二电流偏差运算部13B、第二PI控制部14B、第二二相/三相转换部15B、第二PWM控制部16B、第二电流检测部17B、以及第二三相/二相转换部18B。
旋转角运算部19基于旋转角传感器5的输出信号,对电动马达4的转子的旋转角θ(电角度)进行运算。通过旋转角运算部19运算出的转子旋转角θ给予第一以及第二二相/三相转换部15A、15B及第一以及第二三相/二相转换部18A、18B。
电流指令值设定部11基于通过未图示的转矩传感器检测出的转向操纵转矩Th、和通过未图示的车速传感器检测出的车速V,设定在dq坐标系的坐标轴应该流动的电流值作为电流指令值(基本电流指令值)。具体而言,电流指令值设定部11对d轴电流指令值Id以及q轴电流指令值Iq(以下,在对它们进行总称时称为二相电流指令值Idq。)进行运算。更具体而言,电流指令值设定部11通过对转向操纵转矩Th乘以车速V越大取越小的值的车速增益Gv(Gv>0),来对目标转矩Tm进行运算。然后,电流指令值设定部11通过将目标转矩Tm除以电动马达18的转矩常数Kt,来对q轴电流指令值Iq进行运算。另外,电流指令值设定部11将d轴电流指令值Id例如设定为零。
指令值分配部12将二相电流指令值Idq分配给第一控制部10A以及第二控制部10B。在该实施方式中,指令值分配部12将二相电流指令值Idq各分配二分之一给第一控制部10A以及第二控制部10B。换句话说,二相电流指令值Idq的向第一控制部10A的分配率以及二相电流指令值Idq的向第二控制部10B的分配率均为50%。但是,第二马达线圈4B相对于第一马达线圈4A,相位偏移180°,所以分配给第二控制部10B的电流指令值的符号反转。由此,分配给第二控制部10B的电流指令值的符号成为正负与分配给第一控制部10A的电流指令值的符号相反的符号。
将分配给第一控制部10A的二相电流指令值称为第一二相电流指令值Idq_1。第一二相电流指令值Idq_1由第一d轴电流指令值Id_1以及第一q轴电流指令值Iq_1构成。将分配给第二控制部10B的二相电流指令值称为第二二相电流指令值Idq_2。第二二相电流指令值Idq_2由第二d轴电流指令值Id_2以及第二q轴电流指令值Iq_2构成。
首先,对第一控制部10A进行说明。第一电流检测部17A基于第一电流传感器8u、8v、8w的输出,检测第一U相电流iu1、V相电流iv1以及W相电流iw1。第一三相/二相转换部18A将由第一电流检测部17A检测出的第一U相电流iu1、V相电流iv1以及W相电流iw1坐标转换为dq坐标系的二相检测电流亦即第一d轴检测电流Id_1’以及第一q轴检测电流Iq_1’。该坐标转换使用通过旋转角运算部19运算出的转子旋转角θ。
第一电流偏差运算部13A对由指令值分配部12分配给第一控制部10A的二相电流指令值Id_1、iq_1与从第一三相/二相转换部18A给予的二相检测电流Id_1’、iq_1’的偏差进行运算。具体而言,第一电流偏差运算部13A对第一d轴检测电流Id_1’相对于第一d轴电流指令值Id_1的偏差以及第一q轴检测电流Iq_1’相对于第一q轴电流指令值Iq_1的偏差进行运算。
第一PI控制部14A通过进行针对由第一电流偏差运算部13A运算出的电流偏差的PI运算,生成应该施加给第一马达线圈4A的第一二相电压指令值(第一d轴电压指令值Vd_1以及第一q轴电压指令值Vq_1)。
第一二相/三相转换部15A将从第一PI控制部14A给予的第一d轴电压指令值Vd_1以及第一q轴电压指令值Vq_1坐标转换为第一三相电压指令值Vuvw_1。该坐标转换使用由旋转角运算部19运算出的转子旋转角θ。第一三相电压指令值Vuvw_1由第一U相电压指令值Vu_1、第一V相电压指令值Vv_1以及第一W相电压指令值Vw_1构成。
第一PWM控制部16A生成分别与第一U相电压指令值Vu_1、第一V相电压指令值Vv_1以及第一W相电压指令值Vw_1对应的占空比的U相PWM信号、V相PWM信号以及W相PWM信号,并供给至第一驱动电路6。
第一驱动电路6由与U相、V相以及W相对应的三相逆变器构成。构成该逆变器的功率元件(开关元件)被从第一PWM控制部16A给予的PWM信号控制,从而施加给电动马达4的第一马达线圈4A的各相的定子线圈4AU、4AV、4AW与第一三相电压指令值Vuvw_1相当的电压。由此,以在第一马达线圈4A流动的马达电流接近由指令值分配部12分配给第一控制部10A的第一电流指令值Idq_1的方式进行控制。
接下来,对第二控制部10B进行说明。第二电流检测部17B基于第二电流传感器9u、9v、9w的输出,检测第二U相电流iu2、V相电流iv2以及W相电流iw2。第二三相/二相转换部18B将由第二电流检测部17B检测到的第二U相电流iu2、V相电流iv2以及W相电流iw2坐标转换为dq坐标系的二相检测电流亦即第二d轴检测电流Id_2’以及第二q轴检测电流Iq_2’。该坐标转换使用由旋转角运算部19运算出的转子旋转角θ。
第二电流偏差运算部13B对由指令值分配部12分配给第二控制部10B的二相电流指令值Id_2、Iq_2与从第二三相二相转换部18B给予的二相检测电流Id_2’、Iq_2’的偏差进行运算。具体而言,第二电流偏差运算部13B对第二d轴检测电流Id_2’相对于第二d轴电流指令值Id_2的偏差以及第二q轴检测电流Iq_2’相对于第二q轴电流指令值Iq_2的偏差进行运算。
第二PI控制部14B通过进行针对由第二电流偏差运算部13B运算出的电流偏差的PI运算,生成应该施加给第二马达线圈4B的第二二相电压指令值(第二d轴电压指令值Vd_2以及第二q轴电压指令值Vq_2)。
第二二相/三相转换部15B将从第二PI控制部14B给予的第二d轴电压指令值Vd_2以及第二q轴电压指令值Vq_2坐标转换为第二三相电压指令值Vuvw。该坐标转换使用由旋转角运算部19运算出的转子旋转角θ。第二三相电压指令值Vuvw_2由第二U相电压指令值Vu_2、第二V相电压指令值Vv_2以及第二W相电压指令值Vw_2构成。
第二PWM控制部16B生成分别与第二U相电压指令值Vu_2、第二V相电压指令值Vv_2以及第二W相电压指令值Vw_2对应的占空比的U相PWM信号、V相PWM信号以及W相PWM信号,并供给至第二驱动电路7。
第二驱动电路7由与U相、V相以及W相对应的三相逆变器构成。构成该逆变器的功率元件(开关元件)被从第二PWM控制部16B给予的PWM信号控制,从而施加给电动马达4的第二马达线圈4B的各相的定子线圈4BU、4BV、4BW与第二三相电压指令值Vuvw_2相当的电压。由此,以在第二马达线圈4B流动的马达电流接近由指令值分配部12分配给第二控制部10B的第二电流指令值Idq_2的方式进行控制。
图2是表示功率模块的电构成的电路图。
功率模块3具备第一驱动电路6、和第二驱动电路7。第一驱动电路6包含与未图示的直流电源的正极端子连接的第一正极侧电源线21A、与直流电源的负极端子连接的第一负极侧电源线(GND线)22A、以相互并联的方式连接在第一正极侧电源线21A与第一负极侧电源线22A之间的第一平滑用电容器C1、第一U相电路、第一V相电路以及第一W相电路。
第一U相电路由U相高端侧的第一开关元件(第一U相上臂)UU1、和与其串联连接的U相低端侧的第一开关元件(第一U相下臂)UL1的串联电路构成。第一V相电路由V相高端侧的第一开关元件(第一V相上臂)VU1、和与其串联连接的V相低端侧的第一开关元件(第一V相下臂)VL1的串联电路构成。第一W相电路由W相高端侧的第一开关元件(第一W相上臂)WU1、和与其串联连接的W相低端侧的第一开关元件(第一W相下臂)WL1的串联电路构成。在该实施方式中,各第一开关元件UU1~WL1由n沟道型的MOSFET构成。
各第一开关元件UU1~WL1分别内置PN结二极管(体二极管(BodyDiode))。各PN结二极管的阳极与对应的第一开关元件UU1~WL1的源极电连接,其阴极与对应的第一开关元件UU1~WL1的漏极电连接。
在第一U相电路、V相电路以及W相电路中,高端侧的第一开关元件(第一上臂)UU1、VU1、WU1的漏极电极与第一正极侧电源线21A连接。在第一U相电路、V相电路以及W相电路中,高端侧的第一开关元件UU1、VU1、WU1的源极电极与低端侧的第一开关元件(第一下臂)UL1、VL1、WL1的漏极电极连接。在第一U相电路、V相电路以及W相电路中,低端侧的第一开关元件UL1、VL1、WL1的源极电极与第一负极侧电源线22A连接。
U相高端侧的第一开关元件UU1与低端侧的第一开关元件UL1的连接点经由功率模块3的内部布线以及外部布线,与第一马达线圈4A的U相的定子线圈4AU连接。V相高端侧的第一开关元件VU1与低端侧的第一开关元件VL1的连接点经由功率模块3的内部布线以及外部布线,与第一马达线圈4A的V相的定子线圈4AV连接。W相高端侧的第一开关元件WU1与低端侧的第一开关元件WL1的连接点经由功率模块3的内部布线以及外部布线,与第一马达线圈4A的W相的定子线圈4AW连接。
第二驱动电路7包含与第一正极侧电源线21A连接的第二正极侧电源线21B、与第一负极侧电源线22A连接的第二负极侧电源线(GND线)22B、以相互并联的方式连接在第二正极侧电源线21B与第二负极侧电源线22B之间的第二平滑用电容器C2、第二U相电路、第二V相电路以及第二W相电路。
第二U相电路由U相高端侧的第二开关元件(第二U相上臂)UU2、和与其串联连接的U相低端侧的第二开关元件(第二U相下臂)UL2的串联电路构成。第二V相电路由V相高端侧的第二开关元件(第二V相上臂)VU2、和与其串联连接的V相低端侧的第二开关元件(第二V相下臂)VL2的串联电路构成。第二W相电路由W相高端侧的第二开关元件(第二W相上臂)WU2、和与其串联连接的W相低端侧的第二开关元件(第二W相下臂)WL2的串联电路构成。在该实施方式中,各第二开关元件UU2~WL2由n沟道型的MOSFET构成。
各第二开关元件UU2~WL2分别内置PN结二极管(体二极管)。各PN结二极管的阳极与对应的第二开关元件UU2~WL2的源极电连接,其阴极与对应的第二开关元件UU2~WL2的漏极电连接。
在第二U相电路、V相电路以及W相电路中,高端侧的第二开关元件UU2、VU2、WU2的漏极电极与第二正极侧电源线21B连接。在第二U相电路、V相电路以及W相电路中,高端侧的第二开关元件UU2、VU2、WU2的源极电极与低端侧的第二开关元件UL2、VL2、WL2的漏极电极连接。在第二U相电路、V相电路以及W相电路中,低端侧的第二开关元件UL2、VL2、WL2的源极电极与第二负极侧电源线22B连接。
U相高端侧的第二开关元件UU2与低端侧的第二开关元件UL2的连接点经由功率模块3的内部布线以及外部布线,与第二马达线圈4B的U相的定子线圈4BU连接。V相高端侧的第二开关元件VU2与低端侧的第二开关元件VL2的连接点经由功率模块3的内部布线以及外部布线,与第二马达线圈4B的V相的定子线圈4BV连接。W相高端侧的第二开关元件WU2与低端侧的第二开关元件WL2的连接点经由功率模块3的内部布线以及外部布线,与第二马达线圈4B的W相的定子线圈4BW连接。
图3A以及图3B是表示在第一马达线圈4A流动的第一相电流iu1、iv1、iw1以及在第二马达线圈4B流动的第二相电流iu2、iv2、iw2的变化的一个例子的时序图。
根据图3A以及图3B可知,在第二马达线圈4B流动的第二相电流iu2、iv2、iw2相对于在第一马达线圈4A流动的第一相电流iu1、iv1、iw1,相位偏移180°。这是因为如上述那样针对第二控制部10B的电流指令值的符号与针对第一控制部10A的电流指令值的符号相反地设定,并且如后述那样使第一控制部10A以及第二控制部10B所使用的PWM载波信号的波形不同。
图4A是表示在图3的期间A的针对第一驱动电路6的栅极信号的时序图。在图4A中,Vu_1、Vv_1以及Vw_1表示从图1的第一二相/三相转换部15A输出的第一U相电压指令值Vu_1、第一V相电压指令值Vv_1以及第一W相电压指令值Vw_1。在图4A中,UU1栅极信号、VU1栅极信号以及WU1栅极信号表示针对第一驱动电路6内的高端侧的第一开关元件UU1、VU1以及WU1的栅极信号。UU1栅极信号、VU1栅极信号以及WU1栅极信号基于由值逐渐增加,且值在中途急剧下降的锯齿波构成的第一载波信号S1、第一U相电压指令值Vu_1、第一V相电压指令值Vv_1以及第一W相电压指令值Vw_1生成。
图4B是表示在图3的期间A的针对第二驱动电路7的栅极信号的时序图。在图4B中,Vu_2、Vv_2以及Vw_2表示从图1的第二二相/三相转换部15B输出的第二U相电压指令值Vu_2、第二V相电压指令值Vv_2以及第二W相电压指令值Vw_2。在图4B中,UU2栅极信号、VU2栅极信号以及WU2栅极信号表示针对第二驱动电路7内的高端侧的第二开关元件UU2、VU2以及WU2的栅极信号。UU2栅极信号、VU2栅极信号以及WU2栅极信号基于由值逐渐减少,且值在中途急剧增加的锯齿波构成的第二载波信号S2、第二U相电压指令值Vu_2、第二V相电压指令值Vv_2以及第二W相电压指令值Vw_2生成。作为第二载波信号S2的锯齿波是相对于作为第一载波信号S1的锯齿波,时间方向上朝向相反的锯齿波。
图5是表示在图4A以及图4B的期间A1,在第一以及第二驱动电路6、7流动的电流的方向的电路图。
如上述那样针对第二控制部10B的电流指令值的符号与针对第一控制部10A的电流指令值的符号相反地设定,并且作为第二载波信号S2的锯齿波是相对于作为第一载波信号S1的锯齿波,时间方向上朝向相反的锯齿波。因此,在U相电路、V相电路以及W相电路中,高端侧开关元件(上臂)以及低端侧开关元件(下臂)中成为接通状态的开关元件在第一驱动电路6与第二驱动电路7之间相互相反。
在图5的例子中,关于U相电路,在第一驱动电路6中低端侧开关元件UL1接通,在第二驱动电路7中高端侧开关元件UU2接通。关于V相电路,在第一驱动电路6中高端侧开关元件VU1接通,在第二驱动电路7中低端侧开关元件VL2接通。关于W相电路,在第一驱动电路6中低端侧开关元件WL1接通,在第二驱动电路7中高端侧开关元件WU2接通。
图6是表示功率模块的结构的图解的分解立体图。图7是沿图6的VII-VII线的剖视图。
在以下的说明中,左指图6的左侧,右指图6的右侧,前指图6的近前侧,后指图6的里侧。另外,上指图7的上侧,并且下指图7的下侧。
功率模块3具有俯视时为矩形的多层电路基板30。多层电路基板30具有热压接合了第一导电层(表层布线)31、第二导电层(内层布线)32、第三导电层(内层布线)33、第四导电层(内层布线)34、第五导电层(内层布线)35以及第六导电层(里层布线)36、及设在它们之间的绝缘层41、42、43、44、45的多层结构。在图6中,为了方便说明,省略第三导电层33、第四导电层34、绝缘层43以及绝缘层44。
在多层电路基板30的第一导电层31侧的表面(第一主面;图6中上表面)30a安装有构成第一驱动电路6的第一平滑用电容器C1以及第一开关元件UU1~WL1。第一平滑用电容器C1俯视时配置在多层电路基板30的表面30a的左侧部的前后中央部。U相、V相以及W相的高端侧的第一开关元件UU1、VU1、WU1俯视时在多层电路基板30的表面30a的靠后边,以在左右方向隔开间隔,并且从左向右依次排列的方式配置。U相、V相以及W相的低端侧的第一开关元件UL1、VL1、WL1在俯视时在多层电路基板30的表面30a的靠前边,以在左右方向隔开间隔,并且从左向右依次排列的方式配置。
在多层电路基板30的第六导电层36侧的表面(背面;第二主面;图6中下表面)30b安装有构成第二驱动电路7的第二平滑用电容器C2以及第二开关元件UU2~WL2。第二平滑用电容器C2俯视时配置在多层电路基板30的背面30b的左侧部的前后中央部。U相、V相以及W相的高端侧的第二开关元件UU2、VU2、WU2在俯视时在多层电路基板30的背面30b的靠前边,以在左右方向隔开间隔,并且从左向右依次排列的方式配置。U相、V相以及W相的低端侧的第二开关元件UL2、VL2、WL2在俯视时在多层电路基板30的背面30b的靠后边,以在左右方向隔开间隔,并且从左向右依次排列的方式配置。
各开关元件UU1~WL1、UU2~WL2是在一个表面形成漏极电极,在其相反侧的表面形成源极电极以及栅极电极的立式开关元件。
第一导电层31、第二导电层32以及第三导电层33形成用于第一驱动电路6的焊盘、布线等。第四导电层34、第五导电层35以及第六导电层36形成用于第二驱动电路7的焊盘、布线等。
第一导电层31包含形成在绝缘层41的上表面的多个焊盘以及多个布线。多个焊盘包含一对电容器焊盘51、52、U相高端侧用漏极焊盘53、V相高端侧用漏极焊盘54、W相高端侧用漏极焊盘55、U相高端侧用源极焊盘56、V相高端侧用源极焊盘57以及W相高端侧用源极焊盘58。另外,多个焊盘包含U相低端侧用漏极焊盘59、V相低端侧用漏极焊盘60、W相低端侧用漏极焊盘61、U相低端侧用源极焊盘62、V相低端侧用源极焊盘63以及W相低端侧用源极焊盘64。另外,多个布线包含U相输出布线65、V相输出布线66以及W相输出布线67。此外,第一导电层31包含通过金属线连接各第一开关元件UU1~WL1的栅极电极的六个栅极焊盘,但为了方便说明,而省略图示。
一对电容器焊盘51、52在绝缘层41上表面的左侧部的中央部,在前后方向隔开间隔配置。在一对电容器焊盘51、52接合第一平滑用电容器C1的一对电极。
U相高端侧用漏极焊盘53、V相高端侧用漏极焊盘54以及W相高端侧用漏极焊盘55在绝缘层41上表面的靠近后缘的区域,以在左右方向隔开间隔,并且从左侧向右侧依次排列的方式配置。在U相高端侧用漏极焊盘53、V相高端侧用漏极焊盘54以及W相高端侧用漏极焊盘55分别接合U相高端侧的开关元件UU1、V相高端侧的开关元件VU1以及W相高端侧的开关元件WU1的漏极电极。
U相高端侧用源极焊盘56、V相高端侧用源极焊盘57以及W相高端侧用源极焊盘58分别配置在U相高端侧用漏极焊盘53、V相高端侧用漏极焊盘54以及W相高端侧用漏极焊盘55的前侧。在U相高端侧用源极焊盘56、V相高端侧用源极焊盘57以及W相高端侧用源极焊盘58分别经由金属线68连接U相高端侧的开关元件UU1、V相高端侧的开关元件VU1以及W相高端侧的开关元件WU1的源极电极。
U相低端侧用漏极焊盘59、V相低端侧用漏极焊盘60以及W相低端侧用漏极焊盘61在绝缘层41上表面的靠近前缘的区域,以在左右方向隔开间隔,并且从左侧向右侧依次排列的方式配置。U相低端侧用漏极焊盘59、V相低端侧用漏极焊盘60以及W相低端侧用漏极焊盘61相对于U相高端侧用漏极焊盘53、V相高端侧用漏极焊盘54以及W相高端侧用漏极焊盘55,在前后方向上对齐。在U相低端侧用漏极焊盘59、V相低端侧用漏极焊盘60以及W相低端侧用漏极焊盘61分别接合U相低端侧的开关元件UL1、V相低端侧的开关元件VL1以及W相低端侧的开关元件WL1的漏极电极。
U相低端侧用源极焊盘62、V相低端侧用源极焊盘63以及W相低端侧用源极焊盘64分别配置在U相低端侧用漏极焊盘59、V相低端侧用漏极焊盘60以及W相低端侧用漏极焊盘61的前侧。在U相低端侧用源极焊盘62、V相低端侧用源极焊盘63以及W相低端侧用源极焊盘64经由金属线69连接U相低端侧的开关元件UL1、V相低端侧的开关元件VL1以及W相低端侧的开关元件WL1的源极电极。
U相输出布线65的左端部与U相高端侧用源极焊盘56的前端部一体地连接,并从该左端部向右方向直线状地延伸。U相输出布线65的右端部成为第一U相输出端子。W相输出布线67的左端部与W相低端侧用漏极焊盘61的后端部一体地连接,并从该左端部向右方向直线状地延伸。W相输出布线67的右端部成为第一W相输出端子。V相输出布线66以从V相高端侧用源极焊盘57与V相低端侧用漏极焊盘60的中间位置,通过U相输出布线65与W相输出布线67之间的方式,向右方向直线状地延伸。V相输出布线66的右端部成为第一V相输出端子。
第二导电层32包含形成在绝缘层42的上表面的多个布线。多个布线包含构成第一正极侧电源线21A的第一正极侧电源布线71、构成第一负极侧电源线22A的第一负极侧电源布线72、第一U相布线73、第一V相布线74、以及第一W相布线75。
第一正极侧电源布线71由配置在绝缘层42上表面的左侧部的后半部的纵长部71a、和从纵长部71a的后端部向右方向延伸的横长部71b构成。纵长部71a的前端部配置在后侧的电容器焊盘52的正下方,并通过贯通绝缘层41的未图示的通孔与电容器焊盘52连接。横长部71b通过各高端侧用漏极焊盘53、54、55的正下方,并通过贯通绝缘层41的通孔76(参照图7)与各高端侧用漏极焊盘53、54、55连接。
第一负极侧电源布线72由配置在绝缘层42上表面的左侧部的前半部的纵长部72a、和从纵长部72a的前端部向右方向延伸的横长部72b构成。纵长部72a的后端部配置在前侧的电容器焊盘51的正下方,并通过贯通绝缘层41的未图示的通孔与电容器焊盘51连接。横长部72b通过各低端侧用源极焊盘62、63、64的正下方,并通过贯通绝缘层41的未图示的通孔与各低端侧用源极焊盘62、63、64连接。
第一U相布线73、第一V相布线74以及第一W相布线75在俯视时,是前后方向较长的矩形。第一U相布线73、第一V相布线74以及第一W相布线75在被绝缘层42上表面的第一正极侧电源布线71和第一负极侧电源布线72夹着的区域,以在左右方向隔开间隔,并且从左侧朝向右侧依次排列的方式配置。第一U相布线73的后端部配置在U相高端侧用源极焊盘56的正下方,并通过贯通绝缘层41的未图示的通孔,与U相高端侧用源极焊盘56连接。第一U相布线73的前端部配置在U相低端侧用漏极焊盘59的正下方,并通过贯通绝缘层41的未图示的通孔,与U相低端侧用漏极焊盘59连接。
第一V相布线74的后端部配置在V相高端侧用源极焊盘57的正下方,并通过贯通绝缘层41的未图示的通孔,与V相高端侧用源极焊盘57连接。第一V相布线74的前端部配置在V相低端侧用漏极焊盘60的正下方,并通过贯通绝缘层41的未图示的通孔,与V相低端侧用漏极焊盘60连接。第一V相布线74的长度中央部配置在V相输出布线66的左端部的正下方,并通过贯通绝缘层41的未图示的通孔,与V相输出布线66的左端部连接。
第一W相布线75的后端部配置在W相高端侧用源极焊盘58的正下方,并通过贯通绝缘层41的未图示的通孔,与W相高端侧用源极焊盘58连接。第一W相布线75的前端部配置在W相低端侧用漏极焊盘61的正下方,并通过贯通绝缘层41的未图示的通孔,与W相低端侧用漏极焊盘61连接。
虽然未图示,但第三导电层33包含形成在绝缘层43的上表面的各第一开关元件UU1~WL1的栅极信号线。各第一开关元件UU1~WL1的栅极信号线经由贯通绝缘层42、41的未图示的通孔,与对应的栅极焊盘(包含于第一导电层31)连接。
第六导电层36包含形成在绝缘层45的下表面的多个焊盘以及多个布线。多个焊盘包含一对电容器焊盘81、82、U相高端侧用漏极焊盘83、V相高端侧用漏极焊盘84、W相高端侧用漏极焊盘85、U相高端侧用源极焊盘86、V相高端侧用源极焊盘87以及W相高端侧用源极焊盘88。另外,多个焊盘包含U相低端侧用漏极焊盘89、V相低端侧用漏极焊盘90、W相低端侧用漏极焊盘91、U相低端侧用源极焊盘92、V相低端侧用源极焊盘93以及W相低端侧用源极焊盘94。另外,多个布线包含U相输出布线95、V相输出布线96以及W相输出布线97。此外,第六导电层36包含通过金属线连接各第二开关元件UU2~WL2的栅极电极的六个栅极焊盘,但为了方便说明,而省略图示。
一对电容器焊盘81、82在绝缘层45上表面的左侧部的中央部,在前后方向隔开间隔配置。在一对电容器焊盘81、82接合第二平滑用电容器C2的一对电极。
U相高端侧用漏极焊盘83、V相高端侧用漏极焊盘84以及W相高端侧用漏极焊盘85在绝缘层45下表面的靠近前缘的区域,以在左右方向隔开间隔,并且从左侧朝向右侧依次排列的方式配置。在U相高端侧用漏极焊盘83、V相高端侧用漏极焊盘84以及W相高端侧用漏极焊盘85分别接合U相高端侧的开关元件UU2,V相高端侧的开关元件VU2以及W相高端侧的开关元件WU2的漏极电极。
U相高端侧用源极焊盘86、V相高端侧用源极焊盘87以及W相高端侧用源极焊盘88分别配置在U相高端侧用漏极焊盘83、V相高端侧用漏极焊盘84以及W相高端侧用漏极焊盘85的后侧。在U相高端侧用源极焊盘86、V相高端侧用源极焊盘87以及W相高端侧用源极焊盘88分别经由未图示的金属线连接U相高端侧的开关元件UU2、V相高端侧的开关元件VU2以及W相高端侧的开关元件WU2的源极电极。
U相低端侧用漏极焊盘89、V相低端侧用漏极焊盘90以及W相低端侧用漏极焊盘91在绝缘层45下表面的靠近后缘的区域,以在左右方向隔开间隔,并且从左侧朝向右侧依次排列的方式配置。U相低端侧用漏极焊盘89、V相低端侧用漏极焊盘90以及W相低端侧用漏极焊盘91相对于U相高端侧用漏极焊盘83、V相高端侧用漏极焊盘84以及W相高端侧用漏极焊盘85,在前后方向对齐。在U相低端侧用漏极焊盘89、V相低端侧用漏极焊盘90以及W相低端侧用漏极焊盘91分别接合U相低端侧的开关元件UL2、V相低端侧的开关元件VL2以及W相低端侧的开关元件WL2的漏极电极。
U相低端侧用源极焊盘92、V相低端侧用源极焊盘93以及W相低端侧用源极焊盘94分别配置在U相低端侧用漏极焊盘89、V相低端侧用漏极焊盘90以及W相低端侧用漏极焊盘91的后侧。在U相低端侧用源极焊盘92、V相低端侧用源极焊盘93以及W相低端侧用源极焊盘94经由未图示的金属线连接U相低端侧的开关元件UL2、V相低端侧的开关元件VL2以及W相低端侧的开关元件WL2的源极电极。
U相输出布线95的左端部与U相高端侧用源极焊盘86的后端部一体地连接,并从该左端部向右方向直线状地延伸。U相输出布线95的右端部成为第二U相输出端子。W相输出布线97的左端部与W相低端侧用漏极焊盘91的前端部一体地连接,并从该左端部向右方向直线状地延伸。W相输出布线97的右端部成为第二W相输出端子。V相输出布线96以从V相高端侧用源极焊盘87与V相低端侧用漏极焊盘90的中间位置通过U相输出布线95与W相输出布线97之间的方式,向右方向直线状地延伸。V相输出布线96的右端部成为第二V相输出端子。
第五导电层35包含形成在绝缘层45的上表面的多个布线。多个布线包含构成第二正极侧电源线21B的第二正极侧电源布线101、构成第二负极侧电源线22B的第二负极侧电源布线102、第二U相布线103、第二V相布线104、以及第二W相布线105。
第二正极侧电源布线101由配置在绝缘层45上表面的左侧部的前半部的纵长部101a、和从纵长部101a的前端部向右方向延伸的横长部101b构成。第二正极侧电源布线101的上表面在上下方向与第二导电层32的第一负极侧电源布线72的下表面对置。换句话说,第二正极侧电源布线101具有与第一负极侧电源布线72几乎相同的平面形状,且配置在第一负极侧电源布线72的正下方。
纵长部101a的后端部配置在前侧的电容器焊盘81的正上方,并通过贯通绝缘层45的未图示的通孔与电容器焊盘81连接。横长部71b通过各高端侧用漏极焊盘83、84、85的正上方,并通过贯通绝缘层45的未图示的通孔与各高端侧用漏极焊盘83、84、85连接。
第二负极侧电源布线102由配置在绝缘层45下表面的左侧部的后半部的纵长部102a、和从纵长部102a的后端部向右方向延伸的横长部102b构成。第二负极侧电源布线102的上表面在上下方向与第二导电层32的第一正极侧电源布线71的下表面对置。换句话说,第二负极侧电源布线102具有与第一正极侧电源布线71几乎相同的平面形状,且配置在第一正极侧电源布线71的正下方。
纵长部102a的前端部配置在后侧的电容器焊盘82的正上方,并通过贯通绝缘层45的未图示的通孔与电容器焊盘82连接。横长部102b通过各低端侧用源极焊盘92、93、94的正上方,并通过贯通绝缘层45的通孔106(参照图7)与低端侧用源极焊盘92、93、94连接。
第二U相布线103、第二V相布线104以及第二W相布线105在俯视时,是前后方向较长的矩形。第二U相布线103、第二V相布线104以及第二W相布线105在被绝缘层45上表面的第二正极侧电源布线101与第二负极侧电源布线102夹着的区域,以在左右方向隔开间隔,并且从左侧朝向右侧依次排列的方式配置。
第二U相布线103、第二V相布线104以及第二W相布线105的上表面分别在上下方向与第二导电层32的第一U相布线73、第一V相布线74以及第一W相布线75的下表面对置。换句话说,第二U相布线103、第二V相布线104以及第二W相布线105分别具有与第一U相布线73、第一V相布线74以及第一W相布线75几乎相同的平面形状,且配置在第一U相布线73、第一V相布线74以及第一W相布线75的正下方。
第二U相布线103的前端部配置在U相高端侧用源极焊盘86的正上方,并通过贯通绝缘层45的未图示的通孔,与U相高端侧用源极焊盘86连接。第二U相布线103的后端部配置在U相低端侧用漏极焊盘89的正上方,并通过贯通绝缘层45的未图示的通孔,与U相低端侧用漏极焊盘89连接。
第二V相布线104的前端部配置在V相高端侧用源极焊盘87的正上方,并通过贯通绝缘层45的未图示的通孔,与V相高端侧用源极焊盘87连接。第二V相布线104的后端部配置在V相低端侧用漏极焊盘90的正上方,并通过贯通绝缘层45的未图示的通孔,与V相低端侧用漏极焊盘90连接。第二V相布线104的长度中央部配置在V相输出布线96的左端部的正上方,并通过贯通绝缘层45的未图示的通孔,与V相输出布线96的左端部连接。
第二W相布线105的前端部配置在W相高端侧用源极焊盘88的正上方,并通过贯通绝缘层45的未图示的通孔,与W相高端侧用源极焊盘88连接。第二W相布线105的后端部配置在W相低端侧用漏极焊盘91的正上方,并通过贯通绝缘层45的未图示的通孔,与W相低端侧用漏极焊盘91连接。
虽然未图示,但第四导电层34包含形成在绝缘层44上的各第二开关元件UU2~WL2的栅极信号线。各第二开关元件UU2~WL2的栅极信号线经由贯通绝缘层44、45的未图示的通孔,与对应的栅极焊盘(包含于第六导电层36)连接。
在图6中,第二导电层32所包含的各布线71~75上以及第五导电层35所包含的各布线101~105上的箭头表示在第一以及第二驱动电路6、7的各部流动图5的箭头所示那样的方向的电流的情况下,在这些布线71~75、101~105流动的电流的方向。
在第一以及第二驱动电路6、7的各部流动如图5的箭头所示那样的方向的电流的情况下,在第一正极侧电源布线71以及与其对置配置的第二负极侧电源布线102流动相互相反方向的电流。另外,在第一负极侧电源布线72以及与其对置配置的第二正极侧电源布线101流动相互相反方向的电流。另外,在第一U相布线73以及与其对置配置的第二U相布线103的前部的对置区间流动相互相反方向的电流。另外,在第一V相布线74以及与其对置配置的第二V相布线104的后部的对置区间流动相互相反方向的电流。另外,在第一W相布线75以及与其对置配置的第二W相布线105的前部的对置区间流动相互相反方向的电流。这样在相互对置配置的各组的两个布线(71、102)、(72、101)、(73、103)、(74、104)、(75、105)的至少一部分的对置区间流动相互相反方向的电流。由此,这些布线71~75、101~105的电感至少部分抵消,所以这些布线71~75、101~105的电感降低。
在上述的功率模块3中,第一正极侧电源布线71在上下方向与第二负极侧电源布线102对置。另外,第一负极侧电源布线72在上下方向与第二正极侧电源布线101对置。另外,第一U相布线73、V相布线74以及W相布线75分别在上下方向与第二U相布线103、V相布线104以及W相布线105对置。而且,在这些对置的各组的两个布线的至少一部分的对置区间流动相互相反方向的电流。由此,这些布线的电感至少部分抵消,所以能够降低功率模块3的内部布线的电感。由此,能够抑制浪涌电压。
图8是表示该发明的第二实施方式所涉及的功率模块的构成的图解的分解立体图。图9是沿图8的IX-IX线的剖视图。图10是表示图9的第一U相电路的部分放大俯视图。图11是表示图9的第二U相电路的部分放大俯视图。在图8以及图9中,对与上述的图6以及图7的各部对应的部分附加与图6以及图7相同的符号进行示出。
在以下的说明中,左指图8的左侧,右指图8的右侧,前指图6的近前侧,后指图8的里侧。另外,上指图9的上侧,并且下指图9的下侧。
功率模块3A具有在俯视时为矩形的多层电路基板30。多层电路基板30具有热压接合了第一导电层(表层布线)31、第二导电层(内层布线)32、第三导电层(内层布线)33、第四导电层(内层布线)34、第五导电层(内层布线)35以及第六导电层(里层布线)36、及设在它们之间的绝缘层41、42、43、44、45的多层结构。在图8中,为了方便说明,省略第三导电层33、第四导电层34、绝缘层43以及绝缘层44。
在多层电路基板30的第一导电层31侧的表面(第一主面;图8中上表面)30a安装有构成第一驱动电路6的第一平滑用电容器C1以及第一开关元件UU1~WL1。第一平滑用电容器C1在俯视时配置在多层电路基板30的表面30a的左侧部的前后中央部。以下,将通过多层电路基板30的表面30a的前后中央附近,并向左右方向延伸的直线称为多层电路基板30的表面30a的前后中央线。U相、V相以及W相的高端侧的第一开关元件UU1、VU1、WU1在俯视时,在多层电路基板30的表面30a的相对于前后中央线靠近后侧的区域,以在左右方向隔开间隔,并且从左向右依次排列的方式配置。U相、V相以及W相的低端侧的第一开关元件UL1、VL1、WL1在俯视时,在多层电路基板30的表面30a的相对于前后中央线靠近前侧的区域,以在左右方向隔开间隔,并且从左向右依次排列的方式配置。
在多层电路基板30的第六导电层36侧的表面(背面;第二主面;图8中下表面)30b安装有构成第二驱动电路7的第二平滑用电容器C2以及第二开关元件UU2~WL2。第二平滑用电容器C2在俯视时,配置在多层电路基板30的背面30b的左侧部的前后中央部。以下,将通过多层电路基板30的背面30b的前后中央附近,并向左右方向延伸的直线称为多层电路基板30的背面30b的前后中央线。U相、V相以及W相的高端侧的第二开关元件UU2、VU2、WU2在俯视时,在多层电路基板30的背面30b的相对于前后中央线靠近前侧的区域,以在左右方向隔开间隔,并且从左向右依次排列的方式配置。U相、V相以及W相的低端侧的第二开关元件UL2、VL2、WL2在俯视时,在多层电路基板30的背面30b的相对于前后中央线靠近后侧的区域,以在左右方向隔开间隔,并且从左向右依次排列的方式配置。
各开关元件UU1~WL1、UU2~WL2是在一个表面形成漏极电极、源极电极以及栅极电极,在其相反侧的表面未形成电极的卧式开关元件。以下,有时将形成了各开关元件UU1~WL1、UU2~WL2的电极的面称为电极面,将与电极面相反侧的未形成电极的面称为非电极面。
图12示出卧式开关元件的俯视图。
卧式开关元件UU1是俯视时横向上较长的矩形的长方体形状。在图12的例子中,开关元件UU1的上表面为非电极面,下表面为电极面。在开关元件UU1的电极面(下表面)的一个长边侧在沿该一边的方向(横向)隔开间隔配置有多个电极。设于电极面的一个长边侧的多个电极包含最左侧的一个栅极电极G、两个漏极电极D、以及两个源极电极S。漏极电极D与源极电极S交替地配置。在该例子中,在栅极电极G旁边配置一个漏极电极D。
在电极面的另一个长边侧在与设在电极面的一个长边侧的两个漏极电极D对置的位置设有两个漏极电极D,并且在与设在电极面的一个长边侧的两个源极电极S对置的位置设有两个源极电极S。开关元件UU1以外的其它的开关元件UV1~WL1、UU2~WL2的构成也与开关元件UU1的构成相同。
第一导电层31、第二导电层32以及第三导电层33形成用于第一驱动电路6的焊盘、布线等。第四导电层34、第五导电层35以及第六导电层36形成用于第二驱动电路7的焊盘、布线等。
第一导电层31包含形成在绝缘层41的上表面的多个焊盘以及多个布线。多个焊盘包含前后一对电容器焊盘111、112。多个布线包含左右一对U相高端侧用漏极布线113、左右一对V相高端侧用漏极布线114、左右一对W相高端侧用漏极布线115、左右一对U相低端侧用源极布线116、左右一对V相低端侧用源极布线117、左右一对W相低端侧用源极布线118、第一U相布线119、第一V相布线120以及第一W相布线121。此外,第一导电层31包含接合各第一开关元件UU1~WL1的栅极电极的六个栅极焊盘,但为了方便说明,省略图示。
一对电容器焊盘111、112在绝缘层41上表面的左侧部的中央部,在前后方向隔开间隔配置。在一对电容器焊盘111、112接合第一平滑用电容器C1的一对电极。
左右一对U相高端侧用漏极布线113、左右一对V相高端侧用漏极布线114以及左右一对W相高端侧用漏极布线115在绝缘层41上表面的相对于前后中央线靠近后侧的区域,以在左右方向隔开间隔,并且从左向右依次排列的方式配置。各漏极布线113、114、115在俯视时是前后方向上较长的矩形。
在左侧的U相高端侧用漏极布线113接合有U相高端侧开关元件UU1的左侧的前后一对漏极电极D,在右侧的U相高端侧用漏极布线113接合有该开关元件UU1的右侧的前后一对漏极电极D(参照图8、图10)。在左侧的V相高端侧用漏极布线114接合有V相高端侧开关元件VU1的左侧的前后一对漏极电极D,在右侧的V相高端侧用漏极布线114接合有该开关元件VU1的右侧的前后一对漏极电极D。在左侧的W相高端侧用漏极布线115接合有W相高端侧开关元件WU1的左侧的前后一对漏极电极D,在右侧的V相高端侧用漏极布线115接合有该开关元件WU1的右侧的前后一对漏极电极D。
各漏极布线113、114、115的前端在俯视时,位于对应的高端侧开关元件UU1、VU1、WU1的前边附近,各漏极布线113、114、115的后端部与对应的高端侧开关元件UU1、VU1、WU1的后边相比向后方突出。
左右一对U相低端侧用源极布线116、左右一对V相低端侧用源极布线117以及左右一对W相低端侧用源极布线118在绝缘层41上表面的相对于前后中央线靠近前侧的区域,以在左右方向隔开间隔,并且从左向右依次排列的方式配置。各源极布线116、117、118在俯视时是前后方向上较长的矩形。
在左侧的U相低端侧用源极布线116接合有U相低端侧开关元件UL1的左侧的前后一对源极电极S,在右侧的U相低端侧用源极布线116接合有该开关元件UL1的右侧的前后一对源极电极S(参照图8、图10)。在左侧的V相低端侧用源极布线117接合有V相低端侧开关元件VL1的左侧的前后一对源极电极S,在右侧的V相低端侧用源极布线117接合有该开关元件VL1的右侧的前后一对源极电极S。在左侧的W相低端侧用源极布线118接合有W相低端侧开关元件WL1的左侧的前后一对源极电极S,在右侧的W相低端侧用源极布线118接合有该开关元件WL1的右侧的前后一对源极电极S。
各源极布线116、117、118的前端在俯视时位于对应的低端侧开关元件UL1、VL1、WL1的前边附近,各源极布线116、117、118的后端部位于对应的低端侧开关元件UL1、VL1、WL1的后边附近。
第一U相布线119包含向前后方向延伸的左右一对纵长部119a、和连结两纵长部的前端彼此的连结部119b(参照图10)。在左侧的纵长部119a接合有U相高端侧开关元件UU1的左侧的一对源极电极S、和U相低端侧开关元件UL1的左侧的一对漏极电极D。在右侧的纵长部119a接合有U相高端侧开关元件UU1的右侧的一对源极电极S、和U相低端侧开关元件UL1的右侧的一对漏极电极D。左侧的纵长部119a以及右侧的纵长部119a的前端部与U相低端侧开关元件UL1的前边相比向前方突出,并通过连结部119b连结这些前端彼此。连结部119b构成第一U相输出端子。
第一V相布线120包含向前后方向延伸的左右一对纵长部、和连结两纵长部的前端彼此的连结部。在第一V相布线120的左侧的纵长部接合有V相高端侧开关元件VU1的左侧的一对源极电极S、和V相低端侧开关元件VL1的左侧的一对漏极电极D。在第一V相布线120的右侧的纵长部接合有V相高端侧开关元件VU1的右侧的一对源极电极S、和V相低端侧开关元件VL1的右侧的一对漏极电极D。第一V相布线120的左侧的纵长部以及右侧的纵长部的前端部与V相低端侧开关元件VL1的前边相比向前方突出,并通过连结部连结这些前端彼此。该连结部构成第一V相输出端子。
第一W相布线121包含向前后方向延伸的左右一对纵长部、和连结两纵长部的前端彼此的连结部。在第一W相布线121的左侧的纵长部接合有W相高端侧开关元件WU1的左侧的一对源极电极S、和W相低端侧开关元件WL1的左侧的一对漏极电极D。在第一W相布线121的右侧的纵长部接合有W相高端侧开关元件WU1的右侧的一对源极电极S、和W相低端侧开关元件WL1的右侧的一对漏极电极D。第一W相布线121的左侧的纵长部以及右侧的纵长部的前端部与W相低端侧开关元件WL1的前边相比向前方突出,并通过连结部连结这些前端彼此。该连结部构成第一W相输出端子。
第二导电层32包含形成在绝缘层42的上表面的、构成第一正极侧电源线21A的第一正极侧电源布线71、和构成第一负极侧电源线22A的第一负极侧电源布线72。
第一正极侧电源布线71由配置在绝缘层42上表面的左侧部的相对于前后中央靠近后侧的区域的纵长部71a、和从纵长部71a的后端部向右方向延伸的横长部71b构成。纵长部71a的前端部配置在后侧的电容器焊盘112的正下方,并通过贯通绝缘层41的未图示的通孔与电容器焊盘112连接。横长部71b通过各高端侧用漏极布线113、114、115的后端部的正下方,并通过贯通绝缘层41的通孔122(参照图9、图10)与各高端侧用漏极布线113、114、115的后端部连接。
第一负极侧电源布线72由配置在绝缘层42上表面的左侧部的相对于前后中央靠近前侧的区域的纵长部72a、和从纵长部72a的前端部向右方向延伸的横长部72b构成。纵长部72a的后端部配置在前侧的电容器焊盘111的正下方,并通过贯通绝缘层41的未图示的通孔与电容器焊盘111连接。横长部72b通过各低端侧用源极布线116、117、118的前后中央部的正下方,并通过贯通绝缘层41的通孔123(参照图10)与各低端侧用源极布线116、117、118的前后中央部连接。
虽然未图示,但第三导电层33包含形成在绝缘层43的上表面的各第一开关元件UU1~WL1的栅极信号线。各第一开关元件UU1~WL1的栅极信号线经由贯通绝缘层42、41的未图示的通孔,与对应的栅极焊盘(包含于第一导电层31)连接。
第六导电层36包含形成在绝缘层45的下表面的多个焊盘以及多个布线。多个焊盘包含前后一对电容器焊盘141、142。多个布线包含左右一对U相高端侧用漏极布线143、左右一对V相高端侧用漏极布线144、左右一对W相高端侧用漏极布线145、左右一对U相低端侧用源极布线146、左右一对V相低端侧用源极布线147、左右一对W相低端侧用源极布线148、第一U相布线149、第一V相布线150以及第一W相布线151。此外,第六导电层36包含接合各第二开关元件UU2~WL2的栅极电极的六个栅极焊盘,但为了方便说明,省略图示。
一对电容器焊盘141、142在绝缘层45下表面的左侧部的中央部,在前后方向隔开间隔配置。在一对电容器焊盘141、142接合第二平滑用电容器C2的一对电极。
左右一对U相高端侧用漏极布线143、左右一对V相高端侧用漏极布线144以及左右一对W相高端侧用漏极布线145在绝缘层45下表面的相对于前后中央线靠近前侧的区域,以在左右方向隔开间隔,并且从左向右依次排列的方式配置。各漏极布线143、144、145在俯视时是前后方向上较长的矩形。
在左侧的U相高端侧用漏极布线143接合有U相高端侧开关元件UU2的左侧的前后一对漏极电极D,在右侧的U相高端侧用漏极布线143接合有该开关元件UU2的右侧的前后一对漏极电极D(参照图8、图11)。在左侧的V相高端侧用漏极布线144接合有V相高端侧开关元件VU2的左侧的前后一对漏极电极D,在右侧的V相高端侧用漏极布线144接合有该开关元件VU2的右侧的前后一对漏极电极D。在左侧的W相高端侧用漏极布线145接合有W相高端侧开关元件WU2的左侧的前后一对漏极电极D,在右侧的V相高端侧用漏极布线145接合有该开关元件WU2的右侧的前后一对漏极电极D。
各漏极布线143、144、145的后端在俯视时位于对应的高端侧开关元件UU2、VU2、WU2的后边附近,各漏极布线143、144、145的前端部与对应的高端侧开关元件UU2、VU2、WU2的前边相比向前方突出。
左右一对U相低端侧用源极布线146、左右一对V相低端侧用源极布线147以及左右一对W相低端侧用源极布线148在绝缘层45下表面的相对于前后中央线靠近后侧的区域,以在左右方向隔开间隔,并且从左向右依次排列的方式配置。各源极布线146、147、148在俯视时是前后方向上较长的矩形。
在左侧的U相低端侧用源极布线146接合有U相低端侧开关元件UL2的左侧的前后一对源极电极S,在右侧的U相低端侧用源极布线146接合有该开关元件UL2的右侧的前后一对源极电极S(参照图8、图11)。在左侧的V相低端侧用源极布线147接合有V相低端侧开关元件VL2的左侧的前后一对源极电极S,在右侧的V相低端侧用源极布线147接合有该开关元件VL2的右侧的前后一对源极电极S。在左侧的W相低端侧用源极布线148接合有W相低端侧开关元件WL2的左侧的前后一对源极电极S,在右侧的W相低端侧用源极布线148接合有该开关元件WL1的右侧的前后一对源极电极S。
各源极布线146、147、148的前端在俯视时位于对应的低端侧开关元件UL2、VL2、WL2的前边附近,各源极布线146、147、148的后端部位于对应的低端侧开关元件UL2、VL2、WL2的后边附近。
第二U相布线149包含向前后方向延伸的左右一对纵长部149a、和连结两纵长部的前端彼此的连结部149b(参照图11)。第二U相布线149的上表面在上下方向与第一U相布线119的下表面对置。在左侧的纵长部149a接合有U相高端侧开关元件UU2的左侧的一对源极电极S、和U相低端侧开关元件UL2的左侧的一对漏极电极D。在右侧的纵长部149a接合有U相高端侧开关元件UU2的右侧的一对源极电极S、和U相低端侧开关元件UL2的右侧的一对漏极电极D。左侧的纵长部149a以及右侧的纵长部149a的前端部与U相高端侧开关元件UU2的前边相比向前方突出,并通过连结部149b连结这些前端彼此。连结部149b构成第二U相输出端子。
第二V相布线150包含向前后方向延伸的左右一对纵长部、和连结两纵长部的前端彼此的连结部。第二V相布线150的上表面在上下方向与第一V相布线120的下表面对置。在第二V相布线150的左侧的纵长部接合有V相高端侧开关元件VU2的左侧的一对源极电极S、和V相低端侧开关元件VL2的左侧的一对漏极电极D。在第二V相布线150的右侧的纵长部接合有V相高端侧开关元件VU2的右侧的一对源极电极S、和V相低端侧开关元件VL2的右侧的一对漏极电极D。第二V相布线150的左侧的纵长部以及右侧的纵长部的前端部与V相高端侧开关元件VU2的前边相比向前方突出,并通过连结部连结这些前端彼此。该连结部构成第二V相输出端子。
第二W相布线151包含向前后方向延伸的左右一对纵长部、和连结两纵长部的后端彼此的连结部。第二W相布线151的上表面在上下方向与第一W相布线121的下表面对置。在第二W相布线151的左侧的纵长部接合有W相高端侧开关元件WU2的左侧的一对源极电极S、和W相低端侧开关元件WL2的左侧的一对漏极电极D。在第二W相布线151的右侧的纵长部接合有W相高端侧开关元件WU2的右侧的一对源极电极S、和W相低端侧开关元件WL2的右侧的一对漏极电极D。第二W相布线151的左侧的纵长部以及右侧的纵长部的前端部与W相高端侧开关元件WU2的前边相比向前方突出,并通过连结部连结这些前端彼此。该连结部构成第二W相输出端子。
第五导电层35包含形成在绝缘层45的上表面的、构成第二正极侧电源线21B的第二正极侧电源布线101、和构成第二负极侧电源线22B的第二负极侧电源布线102。
第二正极侧电源布线101由配置在绝缘层45上表面的左侧部的相对于前后中央靠近前侧的区域的纵长部101a、和从纵长部101a的前端部向右方向延伸的横长部101b构成。第二正极侧电源布线101的上表面在上下方向与第二导电层32的第一负极侧电源布线72的下表面对置。换句话说,第二正极侧电源布线101具有与第一负极侧电源布线72几乎相同的平面形状,且配置在第一负极侧电源布线72的正下方。
纵长部101a的后端部配置在前侧的电容器焊盘141的正上方,并通过贯通绝缘层45的未图示的通孔与电容器焊盘141连接。横长部101b通过各高端侧用漏极布线143、144、145的前端部的正上方,并通过贯通绝缘层45的通孔152(参照图11)与各高端侧用漏极布线143、144、145的前端部连接。
第二负极侧电源布线102由配置在绝缘层45上表面的左侧部的相对于前后中央靠近后侧的区域的纵长部102a、和从纵长部102a的后端部向右方向延伸的横长部102b构成。第二负极侧电源布线102的上表面在上下方向与第二导电层32的第一正极侧电源布线71的下表面对置。换句话说,第二负极侧电源布线102具有与第一正极侧电源布线71几乎相同的平面形状,且配置在第一正极侧电源布线71的正下方。
纵长部102a的前端部配置在后侧的电容器焊盘142的正上方,并通过贯通绝缘层45的未图示的通孔与电容器焊盘142连接。横长部102b通过各低端侧用源极布线146、147、148的前后中央部的正上方,并通过贯通绝缘层45的通孔153(参照图9、图11)与各低端侧用源极布线146、147、148的前后中央部连接。
虽然未图示,但第四导电层34包含形成在绝缘层44的上表面的各第二开关元件UU2~WL2的栅极信号线。各第二开关元件UU2~WL2的栅极信号线经由贯通绝缘层44、45的未图示的通孔与对应的栅极焊盘(包含于第六导电层36)连接。
在图8、图10以及图11中,给予U相布线119、149、正极侧电源布线71、101以及负极侧电源布线72、102的箭头表示在第一以及第二驱动电路6、7的各部流动图5的箭头所示那样的方向的电流的情况下,在这些布线流动的电流的方向。
在第一以及第二驱动电路6、7的各部流动图5的箭头所示那样的方向的电流的情况下,在第一正极侧电源布线71以及与其对置配置的第二负极侧电源布线102流动相互相反方向的电流。另外,在第一负极侧电源布线72以及与其对置配置的第一正极侧电源布线101流动相互相反方向的电流。
另外,如图10以及图11所示,第一U相布线119以及与其对置配置的第二U相布线149的一部分的对置区间流动相互相反方向的电流。另外,在第一V相布线120以及与其对置配置的第二V相布线150的一部分的对置区间也流动相互相反方向的电流。另外,在第一W相布线121以及与其对置配置的第二W相布线151的一部分的对置区间也流动相互相反方向的电流。在这样相互对置配置的各组的两个布线(71、102)、(72、101)、(119、149)、(120、150)、(121、151)的至少一部分的对置区间流动相互相反方向的电流。由此,这些布线71、72、101、102、119~121、149~151的电感至少部分抵消,所以这些布线71、72、101、102、119~121、149~151的电感降低。
在上述的第二实施方式所涉及的功率模块3A中,第一正极侧电源布线71在上下方向与第二负极侧电源布线102对置。另外,第一负极侧电源布线72在上下方向与第二正极侧电源布线101对置。另外,第一U相布线119、V相布线120以及W相布线121分别在上下方向与第二U相布线149、V相布线150以及W相布线151对置。而且,在这些对置的各组的两个布线的至少一部分的对置区间流动相互相反方向的电流。由此,这些布线的电感至少部分抵消,所以能够降低功率模块3的内部布线的电感。由此,能够抑制浪涌电压。
在上述的第一以及第二实施方式中,第二马达线圈4B相对于第一马达线圈4A配置在相位偏移180°的位置,针对第二控制部10B的电流指令值Id_2、Iq_2的符号与针对第一控制部10A的电流指令值Id_1、Iq_1的符号相反地设定。但是,也可以与第一马达线圈4A同相地配置第二马达线圈4B,并且将针对第二控制部10B的电流指令值Id_2、Iq_2的符号设定为与针对第一控制部10A的电流指令值Id_1、Iq_1相同的符号。
在该情况下,至少在对置配置的第一正极侧电源布线71以及第二负极侧电源布线102流动相互相反方向的电流,并且在对置配置的第一负极侧电源布线72以及第二正极侧电源布线101流动相互相反方向的电流,所以能够降低这些布线间的电感。
图13是表示该发明的第三实施方式所涉及的功率模块的构成的图解的分解立体图。图14是沿图13的XIV-XIV线的剖视图。在图13以及图14中,对与上述的图6以及图7的各部对应的部分附加与图6以及图7相同的符号进行示出。第三实施方式所涉及的功率模块3B所包含的开关元件UU1~WL1、UU2~WL2是立式开关元件。第三实施方式所涉及的功率模块3B与图6以及图7所示的第一实施方式所涉及的功率模块3类似。
与第一驱动电路6有关的各电子部件、焊盘以及布线的构成与图6以及图7所示的构成相同。换句话说,对该功率模块3B中的多层电路基板30的表面30a的第一平滑用电容器C1以及第一开关元件UU1~WL1的安装方式及第一导电层31、第二导电层32以及第三导电层33的构成与图6以及图7的功率模块3相同。
在该功率模块3B中,与第二驱动电路7有关的各电子部件、焊盘以及布线的构成与图6以及图7所示的构成不同。具体而言,安装在该功率模块3B中的多层电路基板30的背面30b的第二平滑用电容器C2以及第二开关元件UU2~WL2的配置是使图6中安装于多层电路基板30的背面30b的第二平滑用电容器C2以及第二开关元件UU2~WL2以通过多层电路基板30的背面的中心的垂直轴为中心旋转180°后的配置。
另外,该功率模块3B的第六导电层36所包含的焊盘81~94以及布线95~97的配置是使图6的第六导电层36所包含的焊盘81~94以及布线95~97以通过多层电路基板30的背面的中心的垂直轴为中心旋转180°后的配置。
另外,该功率模块3B的第五导电层35所包含的布线101~105的配置是使图6的第五导电层35所包含的布线101~105以通过多层电路基板30的背面的中心的垂直轴为中心旋转180°后的配置。
第二正极侧电源布线101的横长部101b的上表面在上下方向与第二导电层32的第一正极侧电源布线71的横长部71b的下表面对置。第二正极侧电源布线101的纵长部101a的前端部配置在后侧的电容器焊盘81的正上方,并通过贯通绝缘层45的未图示的通孔与电容器焊盘81连接。第二正极侧电源布线101的横长部101b通过各高端侧用漏极焊盘83、84、85的正上方,并通过贯通绝缘层45的通孔106与各高端侧用漏极焊盘83、84、85连接。
第二负极侧电源布线102的横长部102b的上表面在上下方向与第二导电层32的第一负极侧电源布线72的横长部72b的下表面对置。第二正极侧电源布线102的纵长部102a的后端部配置在前侧的电容器焊盘82的正上方,并通过贯通绝缘层45的未图示的通孔与电容器焊盘82连接。第二负极侧电源布线102的横长部102b通过各低端侧用源极焊盘92、93、94的正上方,并通过贯通绝缘层45的未图示的通孔与低端侧用源极焊盘92、93、94连接。
第二U相布线103、第二V相布线104以及第二W相布线105的上表面分别在上下方向与第二导电层32的第一W相布线75、第一V相布线74以及第一U相布线73的下表面对置。
第二U相布线103的后端部配置在U相高端侧用源极焊盘86的正上方,并通过贯通绝缘层45的未图示的通孔,与U相高端侧用源极焊盘86连接。第二U相布线103的前端部配置在U相低端侧用漏极焊盘89的正上方,并通过贯通绝缘层45的未图示的通孔,与U相低端侧用漏极焊盘89连接。
第二V相布线104的后端部配置在V相高端侧用源极焊盘87的正上方,并通过贯通绝缘层45的未图示的通孔,与V相高端侧用源极焊盘87连接。第二V相布线104的前端部配置在V相低端侧用漏极焊盘90的正上方,并通过贯通绝缘层45的未图示的通孔,与V相低端侧用漏极焊盘90连接。第二V相布线104的长度中央部配置在V相输出布线96的右端部的正上方,并通过贯通绝缘层45的未图示的通孔,与第二V相输出布线96的右端部连接。
第二W相布线105的后端部配置在W相高端侧用源极焊盘88的正上方,并通过贯通绝缘层45的未图示的通孔,与W相高端侧用源极焊盘88连接。第二W相布线75的前端部配置在W相低端侧用漏极焊盘91的正上方,并通过贯通绝缘层45的未图示的通孔,与W相低端侧用漏极焊盘91连接。
虽然未图示,但第四导电层34包含形成在绝缘层44上的各第二开关元件UU2~WL2的栅极信号线。各第二开关元件UU2~WL2的栅极信号线经由贯通绝缘层44、45的未图示的通孔,与对应的栅极焊盘(包含于第六导电层36)连接。
在应用该第三实施方式所涉及的功率模块3B的助力转向装置中,与第一马达线圈4A同相地配置第二马达线圈4B,并且针对第二控制部10B的电流指令值Id_2、Iq_2的符号设定为与针对第一控制部10A的电流指令值Id_1、Iq_1的符号相同。
在图13中,第二导电层32所包含的各布线71~75上以及第五导电层35所包含的各布线101~105上的箭头表示在第一驱动电路6的各部流动图5的箭头所示那样的方向的电流,且在第二驱动电路7的各部也流动与第一驱动电路6的各部同方向的电流的情况下,在这些布线71~75、101~105流动的电流的方向。
该情况下,至少在对置配置的第一正极侧电源布线71的横长部71b以及第二正极侧电源布线101的横长部101b流动相互相反方向的电流,并且在对置配置的第一负极侧电源布线72的横长部72b以及第二负极侧电源布线102的横长部102b流动相互相反方向的电流。由此,这些的布线71、72、101、102的电感至少部分抵消,所以这些布线71、72、101、102的电感降低。
在上述的实施方式中,对将该发明应用于具备用于驱动设置有两个系统的三相马达线圈的电动马达的两个驱动电路(三相逆变器)的功率模块的情况进行了说明。但是,该发明也能够应用于具备用于驱动两个电动马达的两个驱动电路(三相逆变器)的功率模块。例如,如专利文献2、3所记载的那样,也能够应用于包含用于独立地使左右的转向轮进行转向的左右的转向机构,并通过左右的转向马达独立地驱动左右的转向机构的车辆用转向操纵装置所使用的功率模块。
另外,在上述实施方式中,作为开关元件,使用了MOSFET,但也可以使用IGBT,也可以使用利用了GaN(氮化镓,gallium nitride)、SiC(碳化硅,silicon carbide)的半导体开关元件。

Claims (6)

1.一种功率模块,包含:
具有第一主面和与上述第一主面相反侧的第二主面的多层电路基板;以及
以相互层叠配置的方式安装于上述多层电路基板,且具有第一U相上下臂、第一V相上下臂以及第一W相上下臂的第一三相逆变器及具有第二U相上下臂、第二V相上下臂以及第二W相上下臂的第二三相逆变器,其中,
若分别将上述第一三相逆变器的正极侧电源布线以及负极侧电源布线作为第一正极侧电源布线以及第一负极侧电源布线,并分别将上述第二三相逆变器的正极侧电源布线以及负极侧电源布线作为第二正极侧电源布线以及第二负极侧电源布线,则
上述第一正极侧电源布线与上述第二负极侧电源布线以至少一部分在上述多层电路基板的层叠方向上对置并且在其对置区间在这两个布线上电流向相互相反方向流动的方式配置,
上述第一负极侧电源布线与上述第二正极侧电源布线以至少一部分在上述多层电路基板的层叠方向上对置并且在其对置区间在这两个布线上电流向相互相反方向流动的方式配置。
2.根据权利要求1所述的功率模块,其中,
若分别将相互连接上述第一U相上下臂的U相布线、相互连接上述第一V相上下臂的V相布线以及相互连接上述第一W相上下臂的W相布线作为第一U相布线、第一V相布线以及第一W相布线,
并分别将相互连接上述第二U相上下臂的U相布线、相互连接上述第二V相上下臂的V相布线以及相互连接上述第二W相上下臂的W相布线作为第二U相布线、第二V相布线以及第二W相布线,则
上述第一U相布线与上述第二U相布线在上述多层电路基板的层叠方向上对置配置,上述第一V相布线与上述第二V相布线在上述多层电路基板的层叠方向上对置配置,且上述第一W相布线与上述第二W相布线在上述多层电路基板的层叠方向上对置配置。
3.根据权利要求2所述的功率模块,其中,
上述第一U相上下臂、上述第一V相上下臂以及上述第一W相上下臂安装于上述多层电路基板的上述第一主面,
上述第二U相上下臂、上述第二V相上下臂以及上述第二W相上下臂安装于上述多层电路基板的上述第二主面,
上述第一正极侧电源布线、上述第一负极侧电源布线、上述第一U相布线、上述第一V相布线以及上述第一W相布线中,至少上述第一正极侧电源布线以及上述第一负极侧电源布线形成在上述多层电路基板的上述第一主面与上述第二主面之间的第一内层,
上述第二正极侧电源布线、上述第二负极侧电源布线、上述第二U相布线、上述第二V相布线以及上述第二W相布线中,至少上述第二正极侧电源布线以及上述第二负极侧电源布线形成在上述多层电路基板的上述第二主面与上述第一内层之间的第二内层。
4.根据权利要求3所述的功率模块,其中,
上述第一正极侧电源布线、上述第一负极侧电源布线、上述第一U相布线、上述第一V相布线以及上述第一W相布线形成在上述第一内层,
上述第二正极侧电源布线、上述第二负极侧电源布线、上述第二U相布线、上述第二V相布线以及上述第二W相布线形成在上述第二内层。
5.一种功率模块,包含:
具有第一主面和与上述第一主面相反侧的第二主面的多层电路基板;以及
以相互层叠配置的方式安装于上述多层电路基板,且具有第一U相上下臂、第一V相上下臂以及第一W相上下臂的第一三相逆变器及具有第二U相上下臂、第二V相上下臂以及第二W相上下臂的第二三相逆变器,其中,
若分别将上述第一三相逆变器的正极侧电源布线以及负极侧电源布线作为第一正极侧电源布线以及第一负极侧电源布线,并分别将上述第二三相逆变器的正极侧电源布线以及负极侧电源布线作为第二正极侧电源布线以及第二负极侧电源布线,则
上述第一正极侧电源布线与上述第二正极侧电源布线以至少一部分在上述多层电路基板的层叠方向上对置并且在其对置区间在这两个布线上电流向相互相反方向流动的方式配置,
上述第一负极侧电源布线与上述第二负极侧电源布线以至少一部分在上述多层电路基板的层叠方向上对置并且在其对置区间在这两个布线上电流向相互相反方向流动的方式配置。
6.根据权利要求5所述的功率模块,其中,
上述第一U相上下臂、上述第一V相上下臂以及上述第一W相上下臂安装于上述多层电路基板的上述第一主面,
上述第二U相上下臂、上述第二V相上下臂以及上述第二W相上下臂安装于上述多层电路基板的上述第二主面,
上述第一正极侧电源布线、上述第一负极侧电源布线、上述第一U相布线、上述第一V相布线以及上述第一W相布线中,至少上述第一正极侧电源布线以及上述第一负极侧电源布线形成在上述多层电路基板的上述第一主面与上述第二主面之间的第一内层,
上述第二正极侧电源布线、上述第二负极侧电源布线、上述第二U相布线、上述第二V相布线以及上述第二W相布线中,至少上述第二正极侧电源布线以及上述第二负极侧电源布线形成在上述多层电路基板的上述第二主面与上述第一内层之间的第二内层。
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GR01 Patent grant
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