CN111213312B - 逆变器控制基板 - Google Patents

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Abstract

将检测在直流与交流之间转换电力的逆变器的直流侧的电压的检测电路适当地配置于逆变器控制基板。在逆变器控制基板(9)的基板上，形成有低电压区域(A1)、多个上级侧高电压区域(A31)、多个下级侧高电压区域(A32)、以及绝缘区域(A5)。低电压区域(A1)的电路与各个上级侧高电压区域(A31)的电路通过上级侧连接电路(51)连接，低电压区域(A1)的电路与各个下级侧高电压区域(A32)的电路通过下级侧连接电路(52)连接。检测逆变器(10)的直流侧的电压的电压检测电路(6)配置于相互相邻的上级侧连接电路(51)与下级侧连接电路(52)之间。

Description

逆变器控制基板
技术领域
本发明涉及形成有驱动控制电路的逆变器控制基板，该驱动控制电路与在直流与多相的交流之间转换电力的逆变器连接，并驱动控制逆变器。
背景技术
在日本特开2017－60372号公报中，公开了一种检测直流电压，并基于检测出的电压，在直流电力与交流电力之间转换电力的电力转换装置(11)(参照图1、图8、～、等。)此外，在背景技术的说明中在括弧内所示的附图标记是所参照的文献的附图标记。在这里，从高电压电池(12)供给的直流电压大致为100伏以上，为远高于控制装置(40)的动作电压(一般而言为3.3～5伏左右)的电压。因此，具备用于将检测对象的直流电压转换为控制装置(40)可输入电压的差分放大电路(20、30)。向差分放大电路(20、30)所具备的运算放大器(21、31)经由分压用的多个电阻体输入直流电压。例如，向构成一个差分放大电路(20)的运算放大器(21)的一个端子输入通过多个高电阻体(23)和一个低电阻体(24)对检测对象的直流电压分压而成的电压。
多个高电阻体(23)在电路基板(50c)上配置于形成有驱动电路(Dp1～DP4、Dn1～Dn4)的区域以外的区域，上述驱动电路驱动构成电力转换装置(11)的开关元件(SWp1～SWp4、SWn1～SWn4)。因此，在使电路基板(50c)小型化的方面，有改善的余地。
专利文献1:日本特开2017－60372号公报
发明内容
鉴于上述背景，期望将检测在直流与交流之间转换电力的逆变器的直流侧的电压的检测电路适当地配置于逆变器控制基板。
作为一个方式，鉴于上述的逆变器控制基板形成有驱动控制电路，上述驱动控制电路与在直流和多相交流之间转换电力的逆变器连接，并驱动控制上述逆变器，
上述逆变器的一相交流臂由与直流的正极连接的上级侧开关元件和与直流的负极连接的下级侧开关元件的串联电路构成，
在基板上，作为配置电路的区域，形成低电压区域、是配置动作电压比上述低电压区域高的电路的高电压区域并与各相的上述上级侧开关元件连接的多个上级侧高电压区域、以及是上述高电压区域并与各相的上述下级侧开关元件连接的多个下级侧高电压区域，
进一步，形成使上述低电压区域、各个上述上级侧高电压区域、以及各个上述下级侧高电压区域电绝缘的绝缘区域，
上述低电压区域的电路和各个上述上级侧高电压区域的电路通过在电绝缘的状态下传递信号的上级侧连接电路连接，上述上级侧连接电路是隔着上述绝缘区域配置的连接电路，
上述低电压区域的电路和各个上述下级侧高电压区域的电路通过在电绝缘的状态下传递信号的下级侧连接电路连接，上述下级侧连接电路是上述连接电路，
检测上述逆变器的直流侧的电压的电压检测电路配置于相互相邻的上述上级侧连接电路与上述下级侧连接电路之间。
上级侧连接电路以及下级侧连接电路配置为隔着绝缘区域连接低电压区域的电路和高电压区域的电路。换句话说，上级侧连接电路以及下级侧连接电路的一部分配置于低电压区域，另一部分配置于高电压区域。而且，电压检测电路配置于相互相邻的上级侧连接电路与下级侧连接电路之间。因此，电压检测电路的一部分配置于低电压区域，另一部分配置于高电压区域。在电压检测电路中，也有需要将配置于低电压区域的电路和配置于高电压区域的电路绝缘的情况，但即使不另外设定的绝缘区域，也能够共享电压检测电路的左右相邻的连接电路横跨的绝缘区域。因此，即使将电压检测电路配置于逆变器控制基板，也能够抑制逆变器控制基板大型化。即，根据本结构，能够将检测在直流与交流之间转换电力的逆变器的直流侧的电压的检测电路适当地配置于逆变器控制基板。
附图说明
根据参照附图说明的有关实施方式的以下的记载，逆变器控制基板的进一步的特征和优点变得明确。
图1是旋转电机驱动装置的示意性的电路框图。
图2是电压检测电路的示意性电路框图。
图3是逆变器单元的示意性的分解立体图。
图4是驱动电源电路的示意性电路框图。
图5是表示驱动电路的构成例的示意性框图。
图6是示意性地表示电压检测电路的基板上的配置例的图。
图7是示意性地表示电压检测电路的基板上的配置例的放大图。
图8是示意性地表示电压检测电路的基板上的其它配置例的图。
图9是示意性地表示电压检测电路的基板上的其它配置例的图。
具体实施方式
以下，基于附图，以应用于旋转电机驱动装置的方式为例对逆变器控制基板的实施方式进行说明。图1的电路框图示意性地示出旋转电机驱动装置100的系统结构。旋转电机驱动装置100经由与直流电源11(高压直流电源)连接并在直流电力与多相的交流电力之间转换电力的逆变器10驱动旋转电机80。如图1所示，逆变器10具备多根(在这里为3根)1相的交流臂3A，该1相的交流臂3A由上级侧开关元件31与下级侧开关元件32的串联电路构成。逆变器10将直流电力转换为多相(将n设为自然数，n相在这里为3相)的交流电力并供给至旋转电机80。在本实施方式中，在旋转电机80的与U相、V相、W相对应的定子线圈8的每一个上，作为一组串联电路(臂3A)所对应的桥接电路构成有逆变器10。
此外，旋转电机80也可以作为发电机来发挥作用。在旋转电机80也作为发电机发挥作用的情况下，将旋转电机80发电的交流电力转换为直流电力并供给至直流电源11。直流电源11优选由镍氢电池、锂离子电池等二次电池(蓄电池)、双电层电容器等构成。
旋转电机80例如能够作为混合动力汽车、电动汽车等车辆的驱动力源。在旋转电机80为车辆的驱动力源的情况下，逆变器10的直流侧的电压(直流链路电压Vdc)例如为200～400伏。在逆变器10的直流侧设置有平滑电容器(直流链路电容器4)，该平滑电容器使根据旋转电机80的消耗电力的变动而变动的直流链路电压Vdc平滑化。
如图1所示，逆变器10具有多个开关元件3而构成。开关元件3优选应用IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor：绝缘栅双极晶体管)、功率MOSFET(Metal OxideSemiconductor Field Effect Transistor：金属氧化物半导体场效应晶体管)、SiC－MOSFET(Silicon Carbide-Metal Oxide Semiconductor FET：碳化硅-金属氧化物半导体FET)、SiC－SIT(SiC-Static Induction Transistor：SiC静电感应晶体管)、GaN－MOSFET(Gallium Nitride-MOSFET：氮化镓MOSFET)等功率半导体元件。如图1所示，在本实施方式中，例示出作为开关元件3使用IGBT的方式。此外，在各开关元件3中，以从负极朝向正极的方向(从下级侧朝向上级侧的方向)为正向，未图示的续流二极管相对于开关元件3并联地设置。
此外，开关元件3也可以构成为内置有续流二极管、检测元件温度的温度传感器、检测过电流的过电流传感器等的开关元件模块3M(参照图3)。另外，开关元件模块3M也可以具有多个开关元件3而构成。例如，也可以设置2个开关元件3且一个臂3A构成为开关元件模块3M，也可以如图3所示，设置6个开关元件3且逆变器10的整体构成为开关元件模块(逆变器模块10M)。
逆变器10由逆变器控制装置(CTRL)1来控制。逆变器控制装置1将微型计算机等逻辑处理器作为核心部件来构建，该逆变器控制装置1相当于生成开关控制逆变器10的开关元件3的开关控制信号SW的开关元件生成电路。例如，逆变器控制装置1基于从未图示的车辆控制装置等其它控制装置提供的旋转电机80的目标转矩，进行使用矢量控制法的电流反馈控制，经由逆变器10控制旋转电机80。逆变器10的直流侧的电压(直流链路电压Vdc)由电压检测电路(DC)6来检测，逆变器控制装置1获取其检测结果。在旋转电机80的各相的定子线圈8中流动的实际电流由电流传感器14来检测，逆变器控制装置1获取其检测结果。另外，旋转电机80的转子的各时刻的磁极位置、旋转速度由解析器等旋转传感器15来检测，逆变器控制装置1获取其检测结果。
逆变器控制装置1使用电压检测电路6、电流传感器14、旋转传感器15的检测结果，例如使用矢量控制法来执行电流反馈控制。逆变器控制装置1为了进行马达控制具有各种功能部而构成，各功能部通过微型计算机等硬件与软件(程序)的配合来实现。由于矢量控制以及电流反馈控制是公知的，所以在这里省略详细的说明。
如图2所示，电压检测电路6例如以电压检测IC(DCIC)61等模拟ASSP(ApplicationSpecific Standard Product：专用标准产品)等为核心而构成。这样的元件的动作电压通常为10几伏以下(大体为15伏以下)左右。因此，如图2所示，电压检测电路6具备串联连接在直流的正极P与负极N之间的多个电阻器(分压电阻62)。此外，各分压电阻62的电阻值并不限于相同。电压检测IC61检测对200～400伏的直流链路电压Vdc电阻分压出的电压值(分压到小于电压检测IC61的动作电压的电压值)。由于分压比是已知的，所以获取检测结果的逆变器控制装置1能够基于检测结果和分压比来运算直流链路电压Vdc的值。如参照图7后述的那样，作为一个方式，优选电压检测电路6具备串联连接在直流的正极P与负极N之间的多个分压用的电阻器(分压电阻62)，多个分压电阻62全部配置于下级侧高电压区域A32。
另外，生成开关控制信号SW的逆变器控制装置1是以微型计算机等为核心的电子电路，其动作电压为5伏、3.3伏。在多数情况下，在车辆上，除了直流电源11以外，也安装有比直流电源11低电压(例如12伏～24伏)的电源亦即低压直流电源(不图示)。逆变器控制装置1从基于低压直流电源的电力生成这样的动作电压的未图示的稳压器等电源电路供给电力而动作。将逆变器10等相对地动作电压较高的电路称为高电压电路，将逆变器控制装置1等相对地动作电压低的电路称为低电压电路。
图3的分解立体图示意性地示出了包含逆变器10和逆变器控制基板9的逆变器单元90。在这里，例示出逆变器10构成为一个逆变器模块10M的方式。通过逆变器控制装置1形成在逆变器控制基板9上，逆变器控制基板9与逆变器模块10M电连接，逆变器控制装置1与逆变器10电连接。虽然详细内容后述，但在逆变器控制基板9上，设置有形成作为低电压电路的逆变器控制装置1的低电压区域A1、连接作为高电压电路的逆变器10的开关元件3的高电压区域A3、以及将两者电绝缘并分离的绝缘区域A5。
然而，在动作电压为3.3～5伏左右的低电压电路和动作电压为200～400伏左右的高电压电路中，动作电压较大地不同。因此，在旋转电机驱动装置100中，具备放大针对各开关元件3的开关控制信号SW(在开关元件3为MOSFET、IGBT的情况下，为栅极驱动信号)的电力的驱动电路2(DRV)。换言之，驱动电路2分别提高开关控制信号SW的驱动能力(例如电压振幅、输出电流等使后级的电路动作的能力)，并传递至对应的开关元件3。
驱动电路2与多个开关元件3的每一个对应地具备多个。如图1所示，在本实施方式中，在逆变器10中具备6个成为驱动对象的开关元件3，也具备6个与它们对应的驱动电路2。驱动电路2包含向上级侧开关元件31传递开关控制信号SW的上级侧驱动电路21、以及向下级侧开关元件32传递开关控制信号SW的下级侧驱动电路22，但在无需特别区分的情况下，仅称为驱动电路2。
为了驱动属于高电压电路的开关元件3，在驱动电路2中需要比低电压电路高的动作电压。为了向驱动电路2供给电力，而设置有驱动电源电路(PW)7。图4示出了驱动电源电路7的一个例子。驱动电源电路7与6个开关元件3以及6个驱动电路2对应地具备6个变压器L(驱动电源)。具体而言，驱动电源电路7具有3个上级用变压器71(上级用驱动电源：U相上级用变压器L2、V相上级用变压器L4、W相上级用变压器L6)、以及3个下级用变压器72(下级用驱动电源：U相下级用变压器L1、V相下级用变压器L3、W相下级用变压器L5)。各变压器(L1～L6)为相同的结构，输出几乎相同电压的二次侧电压(输出电压V2)。此外，在各变压器L共用的一次侧电压(输入电压V1)从由稳压器等构成的电源电路供给，并且也具备滤波电容器Cf而稳定。因此，二次侧的输出电压V2不会被反馈至一次侧，且二次侧的输出电压V2根据变压器L的变压比来决定。
在本实施方式中，各变压器L的一次侧线圈Lp属于低电压电路，二次侧线圈Ls属于高电压电路。换句话说，如图5所示，变压器L配置于低电压区域A1与高电压区域A3的边界部分，在绝缘状态下连接低电压电路和高电压电路。此外，如图5所示，驱动电路2也具备通过光传递信号的光耦合器、通过磁传递信号的磁耦合器等在电绝缘的状态下传递信号的绝缘元件20。该绝缘元件20也配置于低电压区域A1与高电压区域A3的边界部分。
如图2所示，在一次侧线圈Lp上，连接有对施加给一次侧线圈Lp的电压进行开关的变压器驱动用开关元件M。在这里，例示有推挽式的开关电源电路，在一次侧线圈Lp上连接有互补地被开关控制的2个变压器驱动用开关元件M(变压器驱动用第一开关元件M1、变压器驱动用第二开关元件M2)。这些变压器驱动用开关元件M通过电源控制电路(PW-CTRL)70被进行开关控制。
此外，驱动电源电路7也可以是半桥方式、全桥方式的开关电源。另外，驱动电源电路7的方式并不限于如推挽方式、半桥方式、全桥方式等那样，具有互补地进行开关控制的多个变压器驱动用开关元件M的方式。驱动电源电路7也可以是通过单一的变压器驱动用开关元件M进行控制的单向方式、反激方式的开关电源。
如上所述，驱动电路2以及驱动电源电路7均隔着绝缘区域A5遍及低电压区域A1和高电压区域A3来配置，能够称为在电绝缘的状态下传递信号的连接电路5。此外，在该情况下的“信号”中，并不限于开关控制信号SW、电压检测电路6的检测结果、温度传感器的检测结果、过电流传感器的检测结果等，也包含传递电力的电力信号。
另外，在属于高电压区域A3的高电压电路中，具有与上级侧开关元件31对应的电路、以及与下级侧开关元件32对应的电路。因此，高电压区域A3包含上级侧高电压区域A31、以及下级侧高电压区域A32(参照图3、图6等)。上级侧高电压区域A31是配置上级侧驱动电路21的一部分、上级用变压器71的一部分等与上级侧开关元件31对应的电路，并连接上级侧开关元件31的区域。另外，下级侧高电压区域A32是配置下级侧驱动电路22的一部分、下级用变压器72的一部分等与下级侧开关元件32对应的电路，并连接下级侧开关元件32的区域。
由于高电压区域A3包含上级侧高电压区域A31和下级侧高电压区域A32，所以在低电压区域A1的电路与高电压区域A3的电路之间，在电绝缘的状态下传递信号的连接电路5也包含上级侧连接电路51和下级侧连接电路52。上级侧连接电路51包含上级侧驱动电路21以及上级用变压器71，下级侧连接电路52包含下级侧驱动电路22以及下级用变压器72。低电压区域A1的电路与各个上级侧高电压区域A31的电路通过上级侧连接电路51连接，低电压区域A1的电路与各个下级侧高电压区域A32的电路通过下级侧连接电路52连接。
图6示出了电压检测电路6、作为驱动电源的变压器L(驱动电源电路7)、驱动电路2等在逆变器控制基板9上的配置例。此外，将逆变器控制装置1(开关控制信号生成电路)、电压检测电路6、驱动电源电路7、驱动电路2等驱动控制逆变器10的电路统称为“驱动控制电路”。换句话说，在逆变器控制基板9上，为了驱动控制逆变器10而形成有驱动控制电路。
在图6中，示出了在如图3所示开关元件3排列成1列的状态下与逆变器控制基板9连接的情况的配置例。因此，在基板上，上级侧高电压区域A31以及下级侧高电压区域A32形成为沿着开关元件3的排列方向交替地排列成一列。另外，全部的上级侧高电压区域A31以及下级侧高电压区域A32在与开关元件3的排列方向(多个高电压区域A3的排列方向)正交的方向上，隔着绝缘区域A5与低电压区域A1邻接。在低电压区域A1与各个上级侧高电压区域A31之间，配置有上级侧连接电路51(上级侧驱动电路21以及上级用变压器71)，在低电压区域A1与各个下级侧高电压区域A32之间，配置有下级侧连接电路52(下级侧驱动电路22以及下级用变压器72)。
电压检测电路6配置于相互相邻的上级侧连接电路51与下级侧连接电路52之间。在图6所示的方式下，例示出在W相上级侧高电压区域W31(上级侧高电压区域A31)与W相下级侧高电压区域W32(下级侧高电压区域A32)之间配置有电压检测电路6的方式。在这里，例示出电压检测电路6配置于W相的方式，但当然电压检测电路6也可以配置于U相、V相。
如图6所示，与各开关元件3对应的连接电路5(多相的上级侧连接电路51和下级侧连接电路52)排列成一列来配置。配置于相邻的上级侧连接电路51与下级侧连接电路52之间的电压检测电路6也沿连接电路5的排列方向排列来配置。像这样，通过将电压检测电路6、驱动电源电路7、驱动电路2排列成一列来配置，能够高效地将这些电路配置于逆变器控制基板9。
如参照图2上述的那样，电压检测电路6具备串联连接在直流的正极P与负极N之间的多个分压电阻62。电压检测IC61检测对直流链路电压Vdc电阻分压出的电压值。图7示意性地示出遍及上级侧高电压区域A31、下级侧高电压区域A32、以及绝缘区域A5来配置的电压检测电路6的电路结构(省略低电压区域A1侧的电路(传输信号布线等))。电压检测电路6在上级侧高电压区域A31与正极P连接，在下级侧高电压区域A32与负极N连接。电压检测电路6的基准电位(接地)为下级侧高电压区域A32的基准电位(负极N)。因此，在图7中，例示出具备绝缘元件63的电压检测IC61遍及下级侧高电压区域A32和低电压区域A1来配置的方式。另外，在这里，例示出多个分压电阻62全部配置于下级侧高电压区域A32的方式，但不会妨碍将分压电阻62的一部分配置于上级侧高电压区域A31。由电压检测IC61检测的检测结果经由内置于电压检测IC61的绝缘元件63传递至低电压区域A1的逆变器控制装置1。
然而，逆变器10的直流侧通常通过汇流条等与直流电源11连接。在开关元件3为IGBT的情况下，上级侧开关元件31的集电极端子与正极P的汇流条连接，下级侧开关元件32的发射极端子与负极N的汇流条连接。
另外，如图1所示，在开关元件3为IGBT的情况下，逆变器10的各开关元件3通过在栅极端子(控制端子)与发射极端子(基准端子)之间施加规定电压而成为接通状态。换句话说，使用IGBT的开关元件3若栅极端子以及发射极端子与逆变器控制基板9连接，则进行开关控制。换句话说，各开关元件3的集电极端子也可以为了进行开关控制，而不与逆变器控制基板9连接。
由于负极N与下级侧开关元件32的发射极端子连接，所以负极N经由下级侧开关元件32的发射极端子与逆变器控制基板9连接。但是，由于正极P与上级侧开关元件31的集电极端子连接，所以未必与逆变器控制基板9连接。因此，在逆变器控制基板9的上级侧高电压区域A31的全部、或者至少配置电压检测电路6的上级侧高电压区域A31，设置有连接上级侧开关元件31的集电极端子的端子(正极侧连接端子T1)。
此外，在上述，对开关元件3为IGBT的情况进行了说明，但在为双极晶体管的情况下，将栅极端子替换为基极端子则相同。另外，在开关元件3为场效应晶体管等的情况下，将发射极端子替换为源极端子、将集电极端子替换为漏极端子则相同。
由于将电压检测电路6配置于逆变器控制基板9，所以如图7所示，在上级侧高电压区域A31，至少配置与上级侧开关元件31的集电极端子或者漏极端子连接的正极侧连接端子T1。另外，在下级侧高电压区域A32，至少配置与下级侧开关元件32的发射极端子或者源极端子连接的负极侧连接端子T2。优选，在各个上级侧高电压区域A31中，正极侧连接端子T1配置于隔着绝缘区域A5邻接的任意一个下级侧高电压区域A32的一侧。另外，在各个下级侧高电压区域A32中，负极侧连接端子T2配置于隔着绝缘区域A5邻接的任意一个上级侧高电压区域A31的一侧。电压检测电路6与隔着绝缘区域A5邻接的正极侧连接端子T1以及负极侧连接端子T2连接。
然而，在图6中，例示出电压检测电路6配置于W相上级侧高电压区域W31(上级侧高电压区域A31)与W相下级侧高电压区域W32(下级侧高电压区域A32)之间的方式。换句话说，在图6中，例示出电压检测电路6配置于多相内同一相的上级侧连接电路51与下级侧连接电路52之间的方式。如图1所示，由于同一相的上级侧开关元件31和下级侧开关元件32在逆变器10中构成一个臂3A，所以通常配置于附近。因此，在连接开关元件3的逆变器控制基板9上，同一相的上级侧开关元件31和下级侧开关元件32也接近地配置。当然，与各个开关元件3对应的上级侧高电压区域A31以及下级侧高电压区域A32也接近地设置。因此，配置于上级侧高电压区域A31与下级侧高电压区域A32之间的电压检测电路6也能够高效地配置于逆变器控制基板9。
其中，如图3所示，在构成逆变器10的所有相的开关元件3几乎等间隔地直线地排列成1列来配置，进一步，沿着其排列方向交替地配置有上级侧开关元件31和下级侧开关元件32的情况下，也可以将电压检测电路6配置于相互不同的相的上级侧连接电路51与下级侧连接电路52之间。如在图6中用虚线表示的那样，也可以将电压检测电路6配置于V相上级侧高电压区域V31(上级侧高电压区域A31)与W相下级侧高电压区域W32(下级侧高电压区域A32)之间。
此外，像这样电压检测电路6能够配置于相互不同的相的上级侧连接电路51与下级侧连接电路52之间并不限定于排列方向为直线的情况。例如，也能够应用于构成逆变器10的所有相的开关元件3几乎等间隔地排列在圆周上来配置的情况。
另外，在图6中，例示出构成连接电路5的驱动电路2和变压器L(驱动电源)沿着排列方向以相同的排列顺序排列来配置的方式。换句话说，在图6所例示出的方式中，沿着排列方向，同一相的下级侧连接电路52和上级侧连接电路51按下级侧驱动电路22、下级用变压器72、上级侧驱动电路21、上级用变压器71的顺序来配置。但是，驱动电路2和变压器L(驱动电源)也可以如图8中例示的那样配置为将同一相的上级侧连接电路51与下级侧连接电路52之间作为对称轴而成为线对称。换句话说，也可以沿着排列方向，同一相的下级侧连接电路52和上级侧连接电路51按照下级侧驱动电路22、下级用变压器72、上级用变压器71、上级侧驱动电路21的顺序来配置。
如参照图4上述那样，上级用变压器71以及下级用变压器72的一次侧的电路共用。因此，通过将上级用变压器71和下级用变压器72配置于附近，具有抑制一次侧的电路的布线变长而提高逆变器控制基板9的安装效率的可能性。
考虑驱动电路2的输出与开关元件3连接、以及如参照图7说明的电压检测电路6的电路结构，在图8中，例示出电压检测电路6配置于V相的上级侧驱动电路21与W相的下级侧驱动电路22之间的方式。换句话说，在图8中，例示出电压检测电路6配置于相互不同的相的上级侧连接电路51与下级侧连接电路52之间的方式。但是，当然如图8中用虚线所示，不妨碍电压检测电路6配置于同一相的上级侧连接电路51与下级侧连接电路52之间的方式。
然而，逆变器控制装置1基于电压检测电路6的检测结果(直流链路电压Vdc)、电流传感器14的检测结果(交流电流值)、旋转传感器15的检测结果(旋转电机80的旋转速度以及磁极位置)，生成开关控制信号SW。若电压检测电路6的检测结果受到噪声等的影响，则开关控制信号SW也会受影响。因此，优选将电压检测电路6的检测结果传递至逆变器控制装置1的基板上的布线等的传输路径较短。若电压检测电路6配置于接近逆变器控制装置1的位置，则能够缩短传输路径。
如图3、图6、图8等所示，在构成逆变器10的所有相的开关元件3几乎以等间隔直线地排列成1列来配置，进一步，沿着其排列方向上级侧开关元件31和下级侧开关元件32交替地配置的情况下，存在多个相当于上级侧连接电路51与下级侧连接电路52之间的位置。如在图6以及图8中例示的那样，优选电压检测电路6配置于位于上级侧连接电路51与下级侧连接电路52之间的多个位置内最接近逆变器控制装置1的位置。但是，不管与逆变器控制装置1的距离如何，都不妨碍配置电压检测电路6。特别是在如上述那样的噪声的影响轻微的情况下，也可以优先其它电路等的配置。
另外，在上述，如图3、图6、图8等所示，例示出构成逆变器10的所有相的开关元件3几乎以等间隔直线地排列成1列来配置的方式进行了说明。但是，例如如图9例示的那样，也可以是构成一个臂3A的仅2个开关元件3相邻来配置的方式。在这样的情况下，也如图9所示，也能够在同一相(在该情况下为U相)的上级侧连接电路51(U相上级侧高电压区域U31)与下级侧连接电路52(U相下级侧高电压区域U32)之间配置电压检测电路6。
〔实施方式的概要〕
以下，对在上述说明的逆变器控制基板(9)的概要进行简单说明。
作为一个优选的方式，逆变器控制基板(9)形成有驱动控制电路，该驱动控制电路与在直流和多相的交流之间转换电力的逆变器(10)连接，并驱动控制上述逆变器(10)，
上述逆变器(10)的1相交流臂(3A)由与直流的正极(P)连接的上级侧开关元件(31)、和与直流的负极(N)连接的下级侧开关元件(32)的串联电路构成，
在基板上，作为配置电路的区域，形成低电压区域(A1)、多个上级侧高电压区域(A31)以及多个下级侧高电压区域(A32)，上述多个上级侧高电压区域(A31)是配置动作电压比上述低电压区域(A1)高的电路的高电压区域(A3)且与各相的上述上级侧开关元件(31)连接，上述多个下级侧高电压区域(A32)是上述高电压区域(A3)且与各相的上述下级侧开关元件(32)连接，
进一步，形成使上述低电压区域(A1)、各个上述上级侧高电压区域(A31)、以及各个上述下级侧高电压区域(A32)电绝缘的绝缘区域(A5)，
上述低电压区域(A1)的电路和各个上述上级侧高电压区域(A31)的电路通过上级侧连接电路(51)连接，该上级侧连接电路(51)为隔着上述绝缘区域(A5)配置的连接电路(5)且在电绝缘的状态下传递信号，
上述低电压区域(A1)的电路和各个上述下级侧高电压区域(A32)的电路通过下级侧连接电路(52)连接，该下级侧连接电路(52)为上述连接电路(5)且在电绝缘的状态下传递信号，
检测上述逆变器(10)的直流侧的电压(Vdc)的电压检测电路(6)配置在相互相邻的上述上级侧连接电路(51)与上述下级侧连接电路(52)之间。
上级侧连接电路(51)以及下级侧连接电路(52)配置为隔着绝缘区域(A5)连接低电压区域(A1)的电路和高电压区域(A3)的电路。换句话说，上级侧连接电路(51)以及下级侧连接电路(52)的一部分配置于低电压区域(A1)，另一部分配置于高电压区域(A3)。而且，电压检测电路(6)配置于相互相邻的上级侧连接电路(51)与下级侧连接电路(52)之间。因此，电压检测电路(6)的一部分配置于低电压区域(A1)，另一部分配置于高电压区域(A3)。在电压检测电路(6)中，也有需要将配置于低电压区域(A1)的电路与配置于高电压区域(A3)的电路绝缘的情况，但即使不另外设定绝缘区域(A5)，也能够共享电压检测电路(6)的左右相邻的连接电路(5)横跨的绝缘区域(A5)。因此，即使将电压检测电路(6)配置于逆变器控制基板(9)，也能够抑制逆变器控制基板(9)大型化。即，根据本结构，能够将检测在直流与交流之间转换电力的逆变器(10)的直流侧的电压(Vdc)的检测电路(6)适当地配置于逆变器控制基板(9)。
在这里，优选上述电压检测电路(6)以上述下级侧高电压区域(A32)中的基准电位为基准，来检测上述逆变器(10)的直流侧的电压(Vdc)。
逆变器(10)的基准电位是连接下级侧开关元件(32)连接的负极(N)，下级侧高电压区域(A32)的电路的基准电位为负极(N)。另外，逆变器(10)的直流侧的电压(Vdc)为正极(P)相对于负极(N)的电位差。因此，通过将下级侧高电压区域(A32)中的基准电位亦即负极(N)的电位作为基准，电压检测电路(6)能够适当地检测逆变器(10)的直流侧的电压(Vdc)。
另外，优选多相的上述上级侧连接电路(51)和上述下级侧连接电路(52)配置为排列成一列。
根据该结构，多相的上级侧连接电路(51)和下级侧连接电路(52)高效地配置于逆变器控制基板(9)。因此，即使在上级侧连接电路(51)与下级侧连接电路(52)之间配置电压检测电路(6)的情况下，也容易确保其场所。
另外，优选在多相的上述上级侧连接电路(51)和上述下级侧连接电路(52)配置为排列成一列的情况下，各个上述上级侧连接电路(51)以及上述下级侧连接电路(52)至少包含从上述低电压区域(A1)向上述高电压区域(A3)传递开关控制信号(SW)的驱动电路(2)、以及向上述驱动电路(2)供给电力的驱动电源(L)，上述驱动电路(2)和上述驱动电源(L)沿着上述上级侧连接电路(51)和上述下级侧连接电路(52)的排列方向排列配置。
在多数情况下，连接电路(5)包含驱动电路(2)和驱动电源(L)。若驱动电路(2)和驱动电源(L)沿着上级侧连接电路(51)和下级侧连接电路(52)的排列方向排列配置，则驱动电路(2)以及驱动电源(L)高效地配置于逆变器控制基板(9)。因此，即使在上级侧连接电路(51)与下级侧连接电路(52)之间配置电压检测电路(6)的情况下，也容易确保其场所。
另外，优选逆变器控制基板(9)在上述上级侧高电压区域(A31)至少配置与上述上级侧开关元件(31)的集电极端子或者漏极端子连接的正极侧连接端子(T1)，在上述下级侧高电压区域(A32)至少配置与上述下级侧开关元件(32)的发射极端子或者源极端子连接的负极侧连接端子(T2)，在各个上述上级侧高电压区域(A31)中，上述正极侧连接端子(T1)配置于隔着上述绝缘区域(A5)邻接的任意一个上述下级侧高电压区域(A32)的一侧，在各个上述下级侧高电压区域(A32)中，上述负极侧连接端子(T2)配置于隔着上述绝缘区域(A5)邻接的任意一个上述上级侧高电压区域(A31)的一侧，上述电压检测电路(6)与隔着上述绝缘区域(A5)邻接的上述正极侧连接端子(T1)以及上述负极侧连接端子(T2)连接。
上级侧开关元件(31)的集电极端子或者漏极端子在逆变器(10)的直流侧与直流的正极(P)连接。另外，下级侧开关元件(32)的发射极端子或者源极端子在逆变器(10)的直流侧与直流的负极(N)连接。通过将与集电极端子或者漏极端子连接的正极侧连接端子(T1)设置于连接上级侧开关元件(31)的上级侧高电压区域(A31)，能够将直流的正极(P)连接于逆变器控制基板(9)。同样地，通过将与发射极端子或者源极端子连接的负极侧连接端子(T2)设置于连接下级侧开关元件(32)的下级侧高电压区域(A32)，能够将直流的负极(N)连接于逆变器控制基板(9)。配置于相互邻接的上级侧连接电路(51)和下级侧连接电路(52)之间的电压检测电路(6)配置于相互邻接的上级侧高电压区域(A31)与下级侧高电压区域(A32)之间。即，根据本结构，由于电压检测电路(6)与相互接近地配置的正极侧连接端子(T1)和负极侧连接端子(T2)连接，所以能够以相对较短的连接路径将电压检测电路(6)连接于正极(P)以及负极(N)。
另外，优选生成开关控制上述逆变器(10)的开关控制信号(SW)的开关控制信号生成电路(1)配置于上述低电压区域(A1)，上述电压检测电路(6)配置于位于上述上级侧连接电路(51)和上述下级侧连接电路(52)之间的多个位置内的最接近上述开关控制信号生成电路(1)的位置。
开关控制信号生成电路(1)使用电压检测电路(6)的检测结果生成适当的开关控制信号(SW)。若电压检测电路(6)的检测结果受到噪声等的影响，则开关控制信号(SW)也会受影响。因此，优选将电压检测电路(6)的检测结果传递至开关控制信号生成电路(1)的传输路径较短。若在接近开关控制信号生成电路(1)的位置配置有电压检测电路(6)，则能够缩短传输路径。
另外，优选上述电压检测电路(6)配置于同一相的上述上级侧连接电路(51)与上述下级侧连接电路(52)之间。
由于同一相的上级侧开关元件(31)和下级侧开关元件(32)在逆变器(10)中构成一个臂(3A)，所以通常配置于附近。因此，与同一相的上级侧开关元件(31)以及下级侧开关元件(32)对应的上级侧高电压区域(A31)以及下级侧高电压区域(A32)在多数情况下也相邻设置。因此，配置于上级侧高电压区域(A31)和下级侧高电压区域(A32)之间的电压检测电路(6)也能够高效地配置于逆变器控制基板(9)。
另外，优选上述电压检测电路(6)具备串联连接在直流的正极(P)与负极(N)之间的多个分压用的电阻器，多个上述电阻器全部配置于上述下级侧高电压区域(A32)。
逆变器(10)的基准电位为连接下级侧开关元件(32)的负极(N)，下级侧高电压区域(A32)的电路的基准电位为负极(N)。另外，逆变器(10)的直流侧的电压(Vdc)是正极(P)相对于负极(N)的电位差。因此，通过将下级侧高电压区域(A32)中的基准电位亦即负极(N)的电位设为基准，电压检测电路(6)能够适当地检测逆变器(10)的直流侧的电压(Vdc)。另外，由于下级侧高电压区域(A32)的电压比上级侧高电压区域(A31)低，所以具有与上级侧高电压区域(A31)相比，下级侧高电压区域(A32)能够缩短与其它电路的绝缘距离的趋势。因此，与上级侧高电压区域(A31)相比，下级侧高电压区域(A32)容易具有安装部件的空间。因此，若将多个电阻器全部配置于下级侧高电压区域(A32)，则能够将电压检测电路(6)适当地配置于逆变器控制基板(9)。
附图标记说明
1…逆变器控制装置(开关控制信号生成电路)；2…驱动电路；21…上级侧驱动电路；22…下级侧驱动电路；3…开关元件；3A…臂；31…上级侧开关元件；32…下级侧开关元件；5…连接电路；51…上级侧连接电路；52…下级侧连接电路；6…电压检测电路；62…分压电阻(分压用的电阻器)；7…驱动电源电路；9…逆变器控制基板；10…逆变器；A1…低电压区域；A3…高电压区域；A31…上级侧高电压区域；A32…下级侧高电压区域；A5…绝缘区域；L…变压器(驱动电源)；N…负极；P…正极；SW…开关控制信号；T1…正极侧连接端子；T2…负极侧连接端子；Vdc…直流链路电压(逆变器的直流侧的电压)。

Claims (8)

1.一种逆变器控制基板，在上述逆变器控制基板形成有驱动控制电路，上述驱动控制电路与在直流和多相交流之间转换电力的逆变器连接，并驱动控制上述逆变器，
上述逆变器的一相交流臂由与直流的正极连接的上级侧开关元件和与直流的负极连接的下级侧开关元件的串联电路构成，
在基板上，作为配置电路的区域，形成低电压区域、多个上级侧高电压区域以及多个下级侧高电压区域，上述多个上级侧高电压区域为配置动作电压比上述低电压区域高的电路的高电压区域并且上述多个上级侧高电压区域与各相的上述上级侧开关元件连接，上述多个下级侧高电压区域为上述高电压区域并且上述多个下级侧高电压区域与各相的上述下级侧开关元件连接，
进一步，形成使上述低电压区域、各个上述上级侧高电压区域、以及各个上述下级侧高电压区域电绝缘的绝缘区域，
上述低电压区域的电路和各个上述上级侧高电压区域的电路通过上级侧连接电路连接，上述上级侧连接电路是隔着上述绝缘区域配置的连接电路且在电绝缘的状态下传递信号，
上述低电压区域的电路和各个上述下级侧高电压区域的电路通过下级侧连接电路连接，上述下级侧连接电路是上述连接电路且在电绝缘的状态下传递信号，
检测上述逆变器的直流侧的电压的电压检测电路配置于相互相邻的上述上级侧连接电路与上述下级侧连接电路之间。
2.根据权利要求1所述的逆变器控制基板，其中，
上述电压检测电路以上述下级侧高电压区域中的基准电位为基准，来检测上述逆变器的直流侧的电压。
3.根据权利要求1或2所述的逆变器控制基板，其中，
多相的上述上级侧连接电路和上述下级侧连接电路配置为排列成一列。
4.根据权利要求3所述的逆变器控制基板，其中，
各个上述上级侧连接电路以及上述下级侧连接电路至少包含从上述低电压区域向上述高电压区域传递开关控制信号的驱动电路、以及向上述驱动电路供给电力的驱动电源，上述驱动电路和上述驱动电源沿着上述上级侧连接电路和上述下级侧连接电路的排列方向排列配置。
5.根据权利要求1或2所述的逆变器控制基板，其中，
在上述上级侧高电压区域，至少配置与上述上级侧开关元件的集电极端子或者漏极端子连接的正极侧连接端子，
在上述下级侧高电压区域，至少配置与上述下级侧开关元件的发射极端子或者源极端子连接的负极侧连接端子，
在各个上述上级侧高电压区域中，上述正极侧连接端子配置于隔着上述绝缘区域邻接的任意一个上述下级侧高电压区域的一侧，
在各个上述下级侧高电压区域中，上述负极侧连接端子配置于隔着上述绝缘区域邻接的任意一个上述上级侧高电压区域的一侧，
上述电压检测电路与隔着上述绝缘区域邻接的上述正极侧连接端子以及上述负极侧连接端子连接。
6.根据权利要求1或2所述的逆变器控制基板，其中，
生成对上述逆变器进行开关控制的开关控制信号的开关控制信号生成电路配置于上述低电压区域，
上述电压检测电路配置于位于上述上级侧连接电路与上述下级侧连接电路之间的多个位置中最接近上述开关控制信号生成电路的位置。
7.根据权利要求1或2所述的逆变器控制基板，其中，
上述电压检测电路配置于同一相的上述上级侧连接电路与上述下级侧连接电路之间。
8.根据权利要求1或2所述的逆变器控制基板，其中，
上述电压检测电路具备串联连接在直流的正极与负极之间的多个分压用的电阻器，多个上述电阻器全部配置于上述下级侧高电压区域。
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