CN115380463A - 电力控制装置及电流检测用基板 - Google Patents

Abstract

电力控制装置包括：开关基板，其具有将电池与三相交流电动机电连接的配线图案、以及与配线图案连接的多个开关元件；控制基板，其具有沿板厚方向贯穿的第一通孔，在第一通孔的周围形成有罗哥夫斯基线圈；以及电源侧端子构件，其将电池与开关基板的配线图案电连接；其中，控制基板相对于开关基板隔开预定的间隔而配置，电源侧端子构件插入并贯穿第一通孔。

Description

电力控制装置及电流检测用基板

技术领域

本公开涉及一种电力控制装置及电流检测用基板。

背景技术

在日本专利特许第570797号公报中公开了一种电力控制装置(旋转机控制装置)，其控制从电源向电力供给对象(电动机)供给的电力。在该电力控制装置中，控制电路基于由分流电阻检测出的输出电流的值来控制开关元件的开关，将电源侧的直流电流变换为交流电流。

发明内容

发明要解决的课题

在日本专利特许第6570797号公报记载的装置中，当大电流流过控制电路时，分流电阻的发热量增加，并且电阻值显著改变，因此存在分流电阻带来的电流检测精度降低的问题。此外，在该装置中，开关元件与其他电子元件相比发热量变大，但由于在安装有该开关元件的基板上还安装有分流电阻，因此分流电阻容易受到开关元件的发热的影响，由此也存在电流的检测精度降低的问题。

本公开是为了解决上述问题而完成的，其目的在于，在具备电流检测单元的电力控制装置以及用于该电力控制装置的电流检测用基板中，提高电流的检测精度。

解决课题的手段

本公开所涉及的电力控制装置包括开关基板、线圈基板以及电源侧端子构件；该开关基板具有将电源与电力供给对象电连接的配线图案、以及与所述配线图案连接的多个开关元件；该线圈基板具有沿板厚方向贯穿的通孔，在所述通孔的周围形成有罗哥夫斯基线圈(Rogowski coil)的图案；该电源侧端子构件将所述电源与所述开关基板的所述配线图案电连接，其中，所述线圈基板相对于所述开关基板隔开预定的间隔而配置，所述电源侧端子构件以插入并贯穿所述线圈基板的所述通孔的状态配置。

本公开所涉及的电流检测用基板用于电力控制装置，所述电力控制装置包括开关基板、线圈基板以及电源侧端子构件；该开关基板具有将电源与电力供给对象电连接的配线图案、及与所述配线图案连接的多个开关元件；该电源侧端子构件将所述电源与所述开关基板的所述配线图案电连接；所述电流检测用基板具有沿板厚方向贯穿的通孔，在所述通孔的周围形成有罗哥夫斯基线圈的图案；所述电流检测用基板以相对于所述开关基板隔开预定的间隔的状态、以及使所述电源侧端子构件插入并贯穿所述通孔的状态而配置。

发明效果

根据本公开所涉及的电流控制装置及电流检测用基板，使用罗哥夫斯基线圈来检测在电源与电力供给对象之间流动的电流，该电流不会流过罗哥夫斯基线圈本身，因此罗哥夫斯基线圈的发热量不会因该电流而变大。因此，例如，即使大电流在电源与电力供给对象之间流过的情况下，也能够使用罗哥夫斯基线圈高精度地检测该大电流。此外，由于形成有罗哥夫斯基线圈的图案的线圈基板相对于具有多个开关元件的开关基板隔开预定的间隔而配置，因此罗哥夫斯基线圈不易受到开关元件发热的影响。如上所述，能够提高电流的检测精度。

附图说明

图1是第一实施方式所涉及的电力控制装置的立体图。

图2是第一实施方式所涉及的电力控制装置的分解立体图。

图3是第一实施方式所涉及的开关基板的平面图。

图4是第一实施方式所涉及的控制基板的平面图。

图5是放大地示出形成于第一实施方式所涉及的控制基板的罗哥夫斯基线圈的图案的放大平面图。

图6是放大地示出沿图5的VI-VI线切开的剖面的放大剖面图。

图7是示出了第一实施方式所涉及的开关基板和控制基板的局部结构的局部立体图。

图8是第一实施方式所涉及的电力控制装置的电路图。

图9是示出了图8所示的检测处理部的结构的框图。

图10是示出了第一实施方式所涉及的电源侧端子构件和第三端子构件的变形例1的平面图。

图11是变形例1所涉及的电源侧端子构件和第三端子构件的侧视图。

图12是示出了第一实施方式所涉及的电源侧端子构件和第三端子构件的变形例2的立体图。

图13是示出了第一实施方式所涉及的电源侧端子构件和第三端子构件的变形例3的立体图。

图14是示出了第二实施方式所涉及的电力控制装置所具备的线圈基板及其周边的结构的立体图。

图15是用于说明第二实施方式所涉及的线圈基板及其周边的结构的变形例的侧视图。

具体实施方式

以下，参照图1～图9对本公开的第一实施方式进行说明。在本实施方式中，为了便于说明，将各图中适当示出的上箭头、左箭头以及前箭头所示的方向分别定义为电力控制装置的上方、左方以及前方来进行说明。

在本实施方式中，作为本公开所涉及的电力控制装置的一个示例，对控制搭载于车辆的电池2(电源)以及三相交流电动机4(电力供给对象)之间的电力供给的电力控制装置1进行说明。如图1所示，电力控制装置1具有形成为矩形箱状的壳体10和控制基板60，容纳在壳体10的内部的开关基板50和电流检测用基板一体地形成于控制基板60。

如图2所示，壳体10包括箱状的壳体主体12和将壳体主体12的开口闭合的盖体14。壳体主体12是具有向上开口的开口部13的由金属制成的矩形箱状构件。壳体主体12包括前壁部12A、后壁部12B、左壁部12C、右壁部12D以及底壁部12E。此外，在底壁部12E的下表面设置有用于将后述的开关基板50的热量向壳体主体12的外部散热的散热器12F。

在壳体主体12的前壁部12A上形成有一个连接器安装部16。连接器安装部16包括从壳体主体12的开口部13侧切成矩形凹状的切口。在该连接器安装部16上安装有电源侧连接器18。电源侧连接器18具有安装在连接器安装部16上的外壳18A和从该外壳18A的后面向后突出的两个端子构件20P、20N。当电源侧连接器18安装在连接器安装部16上时，两个端子构件20P、20N向壳体10的内侧突出。两个端子构件20P、20N构成第一端子构件20，分别与电池2(参见图8)的正极和负极电连接。以下，将正极侧的端子构件20P设为第一端子构件20P，将负极侧的端子构件20N设为第一端子构件20N。这些第一端子构件20P、20N为将左右方向作为板厚方向配置的平板状构件，并沿着前后方向延伸。

在电源侧连接器18的外壳18A的后面(面向壳体内侧的侧面)侧设置有圆柱状的电容器3，以与两个第一端子构件20P、20N连接。电容器3与电池2并联地连接。

在壳体主体12的后壁部12B上，在左右方向上隔开预定的间隔而设置有三个连接器安装部22。与上述连接器安装部16相同，这些连接器安装部22包括从壳体主体12的开口部13侧切成矩形凹状的切口。在这些连接器安装部22上分别安装有电动机侧连接器24。三个电动机侧连接器24分别与三相交流电动机4(参见图8)的各相(U相、V相、W相)对应，每个电动机侧连接器24具有安装于连接器安装部22的外壳和从该外壳的前面向前突出的一个端子构件26。当各电动机侧连接器24安装于连接器安装部22时，端子构件26向壳体10的内侧突出。该端子构件26将三相交流电动机4的定子所具有的各相线圈与后述的开关基板50的配线图案52电连接。以下，将端子构件26称为第二端子构件26。第二端子构件26为将左右方向作为板厚方向配置的平板状构件，并沿着前后方向延伸。

在壳体主体12的左壁部12C上设置有一个连接器安装部28。与上述连接器安装部16相同，连接器安装部28包括从壳体主体12的开口部13侧切成矩形凹状的切口。在该连接器安装部28上安装有传感器侧连接器30。传感器侧连接器30具有安装于连接器安装部28的外壳和设置于该外壳的多个连接端子(未图示)。当传感器侧连接器30安装于连接器安装部28时，多个连接端子的各自一端侧从外壳突出并向壳体10的内侧延伸，与控制基板60连接。与搭载于车辆上的各种传感器等用电设备相连的线束(harness)(电缆)经由未图示的连接器与该传感器侧连接器30连接。

壳体主体12的开口部13被盖体14从上方闭合。该盖体14是由金属制成的矩形板状的构件。盖体14通过涂覆在壳体主体12的前后左右的壁部12A～12D的上端部的粘接剂而固定于壳体主体12。由于盖体14被固定于壳体主体12，在壳体10的内部形成容纳空间。

在壳体10内的容纳空间的前方部分，沿着壳体主体12的前壁部12A配置有三个电容器模块40。各电容器模块40与三相交流电动机4的各相对应，各电容器模块40包括保持两个电容器3的保持构件44、和设置于保持构件44的两个第三端子构件46。保持构件44由块状构件构成，该块状构件由绝缘材料形成。在该保持构件44的下表面侧，以左右排列的状态保持有两个电容器3。两个第三端子构件46是以左右方向为板厚方向且沿前后方向延伸的板状的端子构件。这些第三端子构件46以与两个电容器3连接并平行配置的状态保持于保持构件44。

在安装于壳体主体12的电源侧连接器18与配置于壳体10内的三个电容器模块40之间的容纳空间，配置有向三相交流电动机4的各相分配从电池2供给的电力的汇流条模块(未图示)。在各电容器模块40中，一侧的第三端子构件46的一端经由该汇流条模块与电源侧连接器18的正极侧的第一端子构件20P电连接。另一侧的第三端子构件46的一端经由该汇流条模块与电源侧连接器18的负极侧的第一端子构件20N电连接。两个第三端子构件46的另一端分别与对应于三相交流电动机4的各相的开关基板50的配线图案52电连接。以下，将正极侧的端子构件46设为第三端子构件46P，将负极侧的端子构件46设为第三端子构件46N。

在各电容器模块40中，两个电容器3与正极侧的第三端子构件46P以及负极侧的第三端子构件46N连接，与电池2并联连接。如此，在电力控制装置1中，由上述电源侧连接器18和三个保持构件44保持的多个(七个)电容器3与电池2并联连接。各电容器3是用于缓和在后述的逆变器电路5(参见图8)中产生的噪声的元件。

如图2及图3所示，在壳体10内的容纳空间中，在三个电容器模块40的后方配置有与三相交流电动机4的各相对应的三片开关基板50。各开关基板50以上下方向为板厚方向，形成为俯视呈矩形板状，作为一个示例，各开关基板50由在基板(由陶瓷制成)上接合有电路板(由铜或铝等金属制成)的散热用绝缘基板构成。此外，各开关基板50载置于壳体主体12的底壁部12E，各开关基板50的热量经由底壁部12E传递至散热器12F。

在开关基板50的上表面即安装面50A上，设置有配线图案52(仅图示了一部分)。配线图案52是将电池2与三相交流电动机4电连接的配线图案。配线图案52与多个开关元件54以及多个端子构件56、58连接。这些配线图案52、开关元件54等构成将电池2侧的直流电流转换为交流电流的逆变器电路5(参见图8)的一部分。具体地，在各开关基板50的安装面50A上安装有六个开关元件54。这六个开关元件54作为一个示例由nMOSFET(n型MOS场效应晶体管)构成，对向三相交流电动机4的各相中的一相供给的电力进行切换。在图3中，作为一个示例，以俯视示出了与三相交流电动机4的U相对应的开关基板50U。

在开关基板50U的安装面50A上，安装在右侧部分的三个开关元件54UH1、54UH2、54UH3构成U相的电压电平较高的一侧(与电池2的正极侧电连接)的开关元件54UH。这三个开关元件54UH1、54UH2、54UH3彼此并联连接，各自的漏极与电池2的正极侧电连接。另一方面，在开关基板50U的安装面50A上，安装在左侧部分的三个开关元件54UL1、54UL2和54UL3构成U相的电压电平较低的一侧(与电池2的负极侧电连接)的开关元件54UL。这三个开关元件54UL1、54UL2、54UL3彼此并联连接，各自的源极与电池2的负极侧电连接。此外，在开关基板50U的安装面50A上，在开关元件54的附近安装有热敏电阻55。热敏电阻55是感应与逆变器电路5的发热相关的温度的温度传感器。

在开关基板50U的安装面50A上，在比开关元件54UH、54UL更靠近前端部50B的位置处，在左右两侧设置有两个电源侧端子构件56。各电源侧端子构件56为以大致左右方向为板厚方向的长条的平板状的构件，从安装面50A向上方侧延伸。在各电源侧端子构件56的下部设置有弯曲成U字形状的弯曲部56A(在图2中省略附图标记)。该弯曲部56A的下表面通过载置并焊接于安装面50A来与配线图案52连接。各电源侧端子构件56从弯曲部56A的上端向上方呈直线状延伸。当开关基板50U配置在壳体10内时，配置在壳体10内的电容器模块40的两个第三端子构件46P、46N的后端侧和两个电源侧端子构件56的上端侧分别在左右方向上排列地配置。这些电源侧端子构件56的上端侧与第三端子构件46P、46N的后端侧分别通过电阻焊等接合。由此，电池2与配线图案52经由两个第三端子构件46P、46N以及两个电源侧端子构件56电连接。以下，将正极侧的电源侧端子构件56称为电源侧端子构件56P，将负极侧的电源侧端子构件56称为电源侧端子构件56N。

在开关基板50U的安装面50A上，在比开关元件54UH、54UL更靠近后端部50C的位置处，设置有一个电动机侧端子构件58。电动机侧端子构件58的基本结构与电源侧端子构件56同样地构成。由于电动机侧端子构件58的弯曲部58A的下表面被焊接于安装面50A，电动机侧端子构件58与配线图案52连接。电动机侧端子构件58从弯曲部58A的上端向上方呈直线状延伸。当开关基板50U配置在壳体10内时，安装于壳体10的电动机侧连接器24的第二端子构件26的端部侧和电动机侧端子构件58的上端侧在左右方向上排列地配置。这些电动机侧端子构件58的上端侧与第二端子构件24的端部侧通过电阻焊等接合。由此，三相交流电动机4与配线图案52经由第二端子构件24及电动机侧端子构件58电连接。

至此，对与三相交流电动机4的U相对应的开关基板50U进行了说明，与V相对应的开关基板50V及与W相对应的开关基板50W也基本上同样地构成。安装在与V相对应的开关基板50V上的六个开关元件54，由V相的电压电平较高的一侧(与电池2的正极侧电连接)的三个开关元件54VH、以及V相的电压电平较低的一侧(与电池2的负极侧电连接)的三个开关元件54VL构成。开关基板50V的电源侧端子构件56构成为包括与正极侧的第三端子构件46P接合的电源侧端子构件56P、以及与负极侧的第三端子构件46N接合的电源侧端子构件56N。开关基板50V的电动机侧端子构件58与对应于V相的电动机侧连接器24的第二端子构件26接合。

在与三相交流电动机4的W相对应的开关基板50W中，开关基板50W中的六个开关元件54由W相的电压电平较高的一侧(与电池2的正极侧电连接)的三个开关元件54WH、以及W相的电压电平较低的一侧(与电池2的负极侧电连接)的三个开关元件54WL构成。开关基板50W的电源侧端子构件56构成为包括与正极侧的第三端子构件46P接合的电源侧端子构件56P、以及与负极侧的第三端子构件46N接合的电源侧端子构件56N。开关基板50W的电动机侧端子构件58与对应于W相的电动机侧连接器24的第二端子构件26接合。

如图1和图2所示，控制基板60在壳体10内的容纳空间中，在三片开关基板50的上方侧相对于开关基板50隔开预定的间隔而配置。控制基板60是在前后方向和左右方向上具有预定的宽度、以上下方向为板厚方向的矩形板状的印刷线路板。控制基板60的前后方向的尺寸与开关基板50的前后方向的尺寸大致一致。控制基板60的左右方向的尺寸被设为足以覆盖配置在下方侧的三片开关基板50的大小，在本实施方式中，被设为开关基板50的左右方向的尺寸的三倍左右。

如图4所示，在控制基板60的上表面即安装面60C上，在靠近控制基板60的前端部60A的位置处，沿左右方向排列形成有六个第一通孔62。这些第一通孔62在板厚方向上贯穿控制基板60，在俯视观察时形成为以前后方向为长边方向的椭圆形状。此外，在控制基板60的安装面60C上，在靠近控制基板60的后端部60B的位置处，沿左右方向排列形成有三个第二通孔63。与第一通孔62相同，这些第二通孔63在板厚方向上贯穿控制基板60，在俯视观察时形成为以前后方向为长边方向的椭圆形状。

如图4和图7所示，在控制基板60的六个第一通孔62的周围分别形成有构成电流检测传感器的一部分的罗哥夫斯基线圈的图案70。该罗哥夫斯基线圈的图案70作为配线图案形成在控制基板60上，与控制基板60形成为一体。以下，将这些图案70称为罗哥夫斯基线圈70。当在壳体10内的容纳空间中控制基板60配置在三片开关基板50的上方侧时，开关基板50的电源侧端子构件56以相对于第一通孔62的边缘非接触的状态插入并贯穿各第一通孔62，在各第一通孔62的周围形成有罗哥夫斯基线圈70。在控制基板60的上方侧，通过第一通孔62并延伸到控制基板60的上方侧的电源侧端子构件56的上端侧，与相对于控制基板60平行地延伸的电容器模块40的第三端子构件46接合。由此，使用罗哥夫斯基线圈70来感测流过电源侧端子构件56的电流。另外，插入并贯穿六个第一通孔62的六个电源侧端子构件56相互平行地配置，罗哥夫斯基线圈70相对于各电源侧端子构件56的斜度及距离设定为相同。

当在壳体10内的容纳空间中控制基板60配置在三片开关基板50的上方侧时，开关基板50的电动机侧端子构件58以相对于第二通孔63的边缘非接触的状态插入并贯穿形成在控制基板60的后端部60B侧的第二通孔63中。在控制基板60的上方侧，通过第二通孔63并延伸到控制基板60的上方侧的电动机侧端子构件58的上端侧与相对于控制基板60平行地延伸的电动机侧连接器24的第二端子构件26接合。

接着，用图5和图6对形成在控制基板60上的罗哥夫斯基线圈70进行说明。罗哥夫斯基线圈70形成于控制基板60，与第一通孔62隔开间隔地配置在围绕第一通孔62的环状区域。罗哥夫斯基线圈70的一个端部与电极连接片75连接，从此处沿着第一通孔62的周围，螺旋状(朝向行进方向顺时针旋转的螺旋状)地形成有以控制基板60的板厚为直径的线圈。而且，在沿第一通孔62的周围大致一周的位置处，罗哥夫斯基线圈70的另一端部与返回线71连接。

罗哥夫斯基线圈70是通过将分别形成于控制基板60的两个表面的多个导体膜72、73经由多个过孔74(在板厚方向上贯穿控制基板60而形成)连接而形成的(参见图5的右下图)。如此，罗哥夫斯基线圈70由于是空芯线圈，因此阻抗小，电流测定的电力损失小。此外，罗哥夫斯基线圈70也能够在磁通不饱和的情况下应对大电流的测定。

返回线71的一端部与罗哥夫斯基线圈70连接，从第一通孔62的轴向观察，形成为包围罗哥夫斯基线圈70。返回线71的另一端部连接到与电极连接片75并排配置的电极连接片76。因此，罗哥夫斯基线圈70以包围第一通孔62的方式从电极连接片75大致环绕一周，返回线71以从该处折返的方式在罗哥夫斯基线圈70的外侧位置沿反方向大致环绕一周，在超过电极连接片75的外侧位置的位置处，进入罗哥夫斯基线圈70的内侧位置，与电极连接片76连接。当电流在作为罗哥夫斯基线圈70的计测对象的导体(在本实施方式中为电源侧端子构件56)中流动时，在线圈两端的电极连接片75、76上产生感应电动势。该感应电动势作为从罗哥夫斯基线圈70输出的信号，输出到后述的检测处理部7。在检测处理部7中，基于从罗哥夫斯基线圈70输出的信号，对流过电源侧端子构件56的电流值进行运算。

另外，在罗哥夫斯基线圈70的特性上，会产生与贯穿由罗哥夫斯基线圈70包围的面积的磁通对应的感应电流，但由于反向成分的感应电流由返回线71产生并互相抵消，该反向成分的感应电流与贯穿由返回线71包围的面积的反向磁通对应，因此，能够准确地检测出流过插入并贯穿第一通孔62的电源侧端子构件56的电流。

此外，由于检测对象的电流不流过罗哥夫斯基线圈70本身，因此罗哥夫斯基线圈70的发热量不会因通电而增大。抑制罗哥夫斯基线圈70的发热有助于提高罗哥夫斯基线圈70和后述的检测处理部7(参见图8)的电流检测精度。

此外，由于罗哥夫斯基线圈70的特性，用于对实际上流过导体的电流值与通过运算算出的计算值之间的误差进行校正(校准)的校正值，随着罗哥夫斯基线圈70相对于导体的斜度而不同。因此，在产品组装后的阶段，进行初始值校正，以对安装在各个电力控制装置1上的罗哥夫斯基线圈70的上述斜度所引起的误差进行校正。该初始值校正例如通过以下方式进行：将具有诊断功能的检查用基板连接到控制基板60，对预先存储在安装于控制基板60的存储器中的校正值进行初始化，以重新存储基于检查电流计算出的校正值。因此，在将多个罗哥夫斯基线圈70安装在电力控制装置1上时，若采用各罗哥夫斯基线圈70的斜度产生偏差的结构，则每个单一的罗哥夫斯基线圈70均需要进行上述初始值校正。此外，每个单一的罗哥夫斯基线圈70需要用于连接检查用基板的连接端子和诊断用电路。

但是，根据本实施方式，在一片控制基板60上通过配线图案形成有多个罗哥夫斯基线圈70。因此，由于各罗哥夫斯基线圈70的斜度不会产生偏差，所以初始值校正能够通过将共同的校正值用于多个罗哥夫斯基线圈70来进行。因此，伴随初始值校正的工时减少。

此外，在上述罗哥夫斯基线圈70的特性上，优选设置用于抑制因电力控制装置1组装后的振动等外部环境引起的控制基板60的斜度位移的单元。在本实施方式中，在组装后，向壳体10的内部填充灌封树脂。由此，能够将控制基板60等内部部件保持在组装时的位置，能够抑制由于车辆行驶时等的振动而导致控制基板60不经意地发生移位的情况。

在控制基板60的安装面60C上安装有构成图8所示的控制部6和检测处理部7的电路。控制部6具有中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)64(参见图4)，控制多个开关元件54的接通状态和断开状态。如图7的一部分所示，安装在控制基板60上的各种电子部件和安装在开关基板50上的各种电子部件通过沿上下方向延伸的多个连接销66电连接。此外，控制基板60以相对于三片开关基板50隔开预定的间隔的状态被这些连接销66支承。另外，在图7以外的附图中，省略了连接销66的图示。

如图4所示，在控制基板60的安装面60C上，在靠近控制基板60的左端部的位置处，形成有在板厚方向上贯穿控制基板60的多个第三通孔68。在这些第三通孔68中，传感器侧连接器30的多个连接端子的前端从下方插入并贯穿这些第三通孔68并被焊接。由此，传感器侧连接器30与控制基板60连接。由搭载于车辆的车速传感器等各种传感器检测到的信号经由传感器侧连接器30输出到控制基板60，并经由形成在控制基板60上的配线图案输出到CPU64。

在本实施方式中，由罗哥夫斯基线圈70和检测处理部7(参见图8)构成电流检测传感器。控制部6基于从检测处理部7输入的信号来计算电流值，对多个开关元件54的接通状态和断开状态进行切换来控制向三相交流电动机4的各相供给的电力。以下，基于图8和图9的框图说明这些功能。

如图8所示，电力控制装置1包括安装于三片开关基板50的逆变器电路5。逆变器电路5将电池2侧的直流电流转换为交流电流，并供给到三相交流电动机4的各相。与U相、V相、W相对应的电压电平较高的一侧(高侧(high side))的开关元件54UH、54VH、54WH的漏极连接到电池2的正极侧。此外，与各相对应的电压电平较低的一侧(低侧(low side))的开关元件54UL、54VL、54WL的源极连接到电池2的负极侧。另外，所有开关元件54的栅极分别与从控制部6输出的控制信号的信号线连接。

六个罗哥夫斯基线圈70包括三个罗哥夫斯基线圈70U1、70V1、70W1以及三个罗哥夫斯基线圈70U2、70V2、70W2，这三个罗哥夫斯基线圈70U1、70V1、70W1计量分别在电池2的正极与逆变器电路5的高侧的开关元件54UH、54VH、54WH之间流过的电流，这三个罗哥夫斯基线圈70U2、70V2、70W2计量分别在电池2的负极与逆变器电路5的低侧的开关元件54UL、54VL、54WL之间流过的电流。在这六个罗哥夫斯基线圈70中，计量对与三相交流电动机4的各相对应的开关元件54切换接通状态与断开状态的瞬间的电流值。并且，从各罗哥夫斯基线圈70输出的输出信号(感应电动势)被输入到安装于控制基板60的检测处理部7。

如图9所示，检测处理部7构成为包括与六个罗哥夫斯基线圈70对应的六个积分电路80(A～F)、以及与三相交流电动机4的各相对应的三个加法器82(U～W)。在检测处理部7中，六个罗哥夫斯基线圈70的输出信号分别输入到六个积分电路80(A～F)。各积分电路80例如构成为包括运算放大器、电阻和电容器。该积分电路80对来自罗哥夫斯基线圈70的输出信号进行积分，输出与各地点的计量电流成比例的电压波形对应的信号。

加法器82包括与三相交流电动机4的U相对应的加法器82U、与V相对应的加法器82V、与W相对应的加法器82W。在加法器82U中，将对与U相对应的两个罗哥夫斯基线圈70U1、70U2的输出信号进行积分而得到的电压波形相加。由此，电池2的正极侧的检测值与负极侧的检测值相加，从而能够得到与从电池2输出到U相的直流电流成比例的输出信号UC。同样地，在加法器82V中，能够得到与从电池2输出到V相的直流电流成比例的输出信号UV。此外，在加法器82W中，能够得到与从电池2输出到W相的直流电流成比例的输出信号UW。从加法器82U、82V、82W输出的信号被输入到控制部6，并由控制部6进行运算处理，由此能够得到从电池2输出到三相交流电动机4的各相的输出电流。

(作用以及效果)

接着，将对本实施方式的作用以及效果进行说明。

根据本实施方式所涉及的电力控制装置1，使用罗哥夫斯基线圈70来检测在电池2与三相交流电动机4之间流动的电流，由于该电流不流过罗哥夫斯基线圈70本身，因此罗哥夫斯基线圈70的发热量不会因通电而变大。因此，例如，即使在电池2与三相交流电动机4之间流过大电流的情况下，也能够使用罗哥夫斯基线圈70高精度地检测该大电流。此外，由于形成有罗哥夫斯基线圈70的图案的控制基板60相对于具有多个开关元件54的开关基板50隔开预定的间隔而配置，因此罗哥夫斯基线圈70不易受到开关元件54发热的影响。如上所述，能够提高电流的检测精度。

此外，由于罗哥夫斯基线圈70形成于控制基板60，采用形成有罗哥夫斯基线圈70的线圈基板与控制基板60成为一体的结构，因此与将控制基板60和线圈基板分体构成的情况相比，能减少构成电力控制装置1的部件个数。

此外，根据本实施方式，使用形成于一片控制基板60的六个罗哥夫斯基线圈70来检测在六个电源侧端子构件56中流动的电流，这六个电源侧端子构件56与三片开关基板50U、50V、50W(与三相交流电动机4的各相对应)连接。这样，由于多个罗哥夫斯基线圈70形成于一片控制基板60(线圈基板)，因此，若各电源侧端子构件56相对于开关基板50的角度为相同角度(若各电源侧端子构件56平行)，则各罗哥夫斯基线圈70相对于该各电源侧端子构件56的斜度(距离)一致。因此，不需要对所有罗哥夫斯基线圈70进行电流检测的初始值校正(初始化)，对一个罗哥夫斯基线圈70进行初始值校正，该校正值也可以用于其他罗哥夫斯基线圈70，因此能够减少初始值校正的作业工时。

另外，在上述第一实施方式中，也能够使用图10和图11所示的作为变形例1的电源侧端子构件560和第三端子构件460。另外，对于与上述的第一实施方式相同的结构部分，标注相同的附图标记并省略其说明。

变形例1所涉及的电源侧端子构件560的特征在于，在上端部的侧面设置有俯视观察(上下方向观察)呈梳齿形状的接合部100。电源侧端子构件560从弯曲成U字形状的弯曲部560A的上端向上方直线状地延伸，插入并贯穿控制基板60的第一通孔62。在通过第一通孔62并延伸至控制基板60的上方的上端部的侧面，电源侧端子构件560设置有梳齿形状的接合部100。在该变形例1中，为了使电源侧端子构件560插入并贯穿第一通孔62，形成于控制基板60的第一通孔62呈延伸至控制基板60的前端部60A并在前方也开口的狭缝形状。另外，在将第一通孔62不设为该狭缝形状，而设为如上述第一实施方式所述的椭圆形状的第一通孔62的情况下，接合部100也可以形成为从电源侧端子构件560的上端部向上方延伸，在使该电源侧端子构件560插入并贯穿第一通孔62之后，接合部100还可以形成为相对于电源侧端子构件560折弯。

变形例1所涉及的第三端子构件460的特征在于，在与电源侧端子构件560接合的一端设置有梳齿形状的被接合部110。第三端子构件460以上下方向为板厚方向，沿前后方向延伸。此外，在第三端子构件460的前端部的侧面设置有俯视观察(上下方向观察)呈梳齿形状的被接合部110。电源侧端子构件560的接合部100与第三端子构件460的被接合部110在彼此的梳齿无间隙地啮合的状态下通过焊接等接合。通过该啮合，确保了电源侧端子构件560与第三端子构件460的接触面积。

根据上述变形例1的结构，通过使呈梳齿形状的接合部100与被接合部110啮合，能够使电源侧端子构件560与第三端子构件460的接合部分小型化，同时能够增加接触面积以确保导通率。例如，如图11中双点划线所示，与使电源侧端子构件与第三端子构件的侧面彼此抵接而接合的结构相比，能够缩短电源侧端子构件560的上下方向的尺寸，因此能够使电力控制装置1在上下方向上小型化。

此外，从与变形例1相同的观点出发，在上述第一实施方式中，也可以使用图12所示的作为变形例2的电源侧端子构件562和第三端子构件462。另外，对于与上述变形例1相同的结构部分，标注相同的附图标记并省略其说明。

变形例2所涉及的电源侧端子构件562的特征在于，在上端部形成有正面观察(前后方向观察)呈梳齿形状的接合部100。电源侧端子构件562以前后方向为板厚方向而向上方延伸。变形例2所涉及的第三端子构件462的特征在于，在与电源侧端子构件562接合的一端设置有梳齿形状的被接合部110。第三端子构件462以上下方向为板厚方向，沿前后方向延伸。此外，在第三端子构件462的前端部设置有俯视观察(上下方向观察)呈梳齿形状的被接合部110。电源侧端子构件562的接合部100与第三端子构件462的被接合部110在以相互正交姿势配置的梳齿彼此无间隙地啮合的状态下，通过焊接等接合。在应用了该结构的情况下，也能够使电源侧端子构件562与第三端子构件462的接合部分小型化，同时能够增加接触面积来确保导通率，因此有助于电力控制装置1的小型化。

此外，在上述第一实施方式中，也能够使用图13所示的作为变形例3的电源侧端子构件564和第三端子构件464。另外，对于与上述变形例1相同的结构部分，标注相同的附图标记并省略其说明。

电源侧端子构件564从弯曲成U字形状的弯曲部(未图示)的上端向上方呈直线状延伸。电源侧端子构件564以前后方向为板厚方向而沿上下方向延伸。电源侧端子构件564具有将电源侧端子构件564的上端部侧以大致直角向前方折弯而形成的接合部105。第三端子构件464以上下方向为板厚方向，沿前后方向延伸。此外，第三端子构件464在前端部一体地形成有宽度比电源侧端子构件564窄的接合片120。该接合片120从上方与电源侧端子构件564的接合部105重叠，并以与接合部105的上表面抵接的状态被焊接。在应用该结构的情况下，也能够缩短电源侧端子构件564的上下方向的尺寸，因此能够使电力控制装置1在上下方向上小型化。此外，由于能够将电源侧端子构件564与第三端子构件464的接合部分形成为简单的形状，因此易于生产。

接着，参见图14，对第二实施方式所涉及的电力控制装置200进行说明。另外，对于与上述的第一实施方式相同的结构部分，标注相同的附图标记并省略其说明。在该第二实施方式中，控制基板600与形成有罗哥夫斯基线圈70的线圈基板610分体构成，这一点与第一实施方式的电力控制装置1不同。该线圈基板610相当于本发明的电流检测用基板。其他结构与第一实施方式相同。

在本实施方式中，第一实施方式中说明的控制基板60被分割成控制基板600和线圈基板610，在该控制基板600上安装有构成控制部6和检测处理部7的电路，在线圈基板610上形成有多个罗哥夫斯基线圈70。由于在安装面600C的前端部600A侧没有形成多个罗哥夫斯基线圈70，所以能够直至安装面600C的前端部600A侧可以被设为各种电路的安装区域，控制基板600能够形成为比第一实施方式中说明的控制基板60稍小型。

线圈基板610是沿左右方向延伸的长条的印刷线路板。线圈基板610设置在控制基板600的与安装面600C相反的一侧的表面(面对开关基板50的表面)的前端部600A侧的位置处，并且线圈基板610配置在开关基板50与控制基板600之间。该线圈基板610将前后方向作为板厚方向，并且该线圈基板610以相对于控制基板600直立的姿势配置。六个第一通孔62沿左右方向形成在线圈基板610上。在六个第一通孔62的周围分别形成有罗哥夫斯基线圈70。

在与各罗哥夫斯基线圈70的两端部连接的电极连接片75、76上分别与连接销620连接。这些连接销620从线圈基板610的上端部向控制基板600延伸，并与形成在控制基板600的安装面600C上的配线图案连接。由此，从各罗哥夫斯基线圈70输出的信号(感应电动势)被输出到形成于控制基板600的检测处理部7。此外，线圈基板610通过这些连接销620安装于控制基板600。

从电容器模块40的保持构件44突出的第三端子构件46以相对于第一通孔62的边缘呈非接触的状态插入并贯穿线圈基板610的第一通孔62。如此，在本实施方式中，第三端子构件46构成本发明的“电源侧端子构件”。此外，第三端子构件46的前端侧在开关基板50与控制基板600之间与电源侧端子构件56的前端侧接合。

(作用以及效果)

如上所述，在本实施方式所涉及的电力控制装置200中，设置有与开关基板50和控制基板600分体的线圈基板610，并且线圈基板610被配置在开关基板50与控制基板600之间。因此，与该线圈基板和控制基板形成为一体的结构相比，能够扩大控制基板600的安装区域并且使控制基板600小型化。

[补充说明]

在上述各实施方式以及变形例中，本发明中的电源为电池2，本发明中的电力供给对象为三相交流电动机4，但本发明不限于此。电源和电力供给对象可以适当地设定。例如，电源可以是选自发电机或插座的电源。另外，电力供给对象能够适当地采用单相交流电动机、四相交流、五相交流等三相以上的交流电动机、或各种电气设备等。

在上述各实施方式以及变形例中，记载了从电池2向三相交流电动机4供给电力的情况，但本发明也能够用于如再生电力那样从电动机向电池供给(充电)的电力的控制。

在上述各实施方式及变形例中，与电源侧端子构件56的正极侧端子构件56P和负极侧端子构件56N对应的六个罗哥夫斯基线圈70形成于一片基板，但本发明不限于此。也可将六个罗哥夫斯基线圈70分割地形成于多个基板。例如，也可以采用包括第一线圈基板和第二线圈基板的结构，在该第一线圈基板上形成有与电源侧端子构件56的正极侧端子构件56P对应的三个罗哥夫斯基线圈70，在该第二线圈基板上形成有与电源侧端子构件56的负极侧端子构件56N对应的三个罗哥夫斯基线圈70。

此外，上述各实施方式和变形例构成为，分别检测与三相交流电动机4的各相(U、V、W)对应的开关基板50的正极侧端子构件56P和负极侧端子构件56N的电流，但本发明不限于此。例如，如果能够检测出与三相交流电动机的两相对应的电流，则能够使用该电流的检测值来运算并控制供给到剩下的一相的电力。在这种情况下，只要是检测与三相交流电动机的各相的任意两相对应的开关基板50的正极侧端子构件56P和负极侧端子构件56N的电流的结构即可。在这种情况下，在线圈基板上形成四个罗哥夫斯基线圈70。

在上述各实施方式的电力控制装置1、200中，采用了相对于电池2并联连接七个电容器3的结构，但也可以采用不具备电容器3的结构。在这种情况下，也可以不需要电容器模块40，而构成为电源侧端子构件56的正极侧端子构件56P和负极侧端子构件56N与汇流条的正极和负极连接。

在上述变形例3中，采用了在电源侧端子构件564的接合部105的上表面接合第三端子构件464的接合片120的结构，但本发明不限于此。也可以将第三端子构件462的接合片120接合在接合部105的下表面。此外，也可以构成为在电源侧端子构件564的接合部105的前端形成接合片120，并与第三端子构件464的一端接合的结构。

上述第二实施方式构成为线圈基板610以相对于控制基板600直立的姿势配置，但本发明不限于此。还可以设置成以下结构：以开关基板50的电源侧端子构件56插入并贯穿线圈基板610的第一通孔62的方式，将线圈基板610以与控制基板600平行或大致平行的姿势配置。

上述第二实施方式构成为线圈基板610被配置在开关基板50与控制基板600之间，但本发明不限于此。还可以构成为如图15所示的线圈基板位置A(1～4)所述，线圈基板610配置在控制基板600的前方侧。在图15所示的线圈基板位置A1、A2和A3处，线圈基板610以与开关基板50(和控制基板600)平行或大致平行的姿势配置。并且，线圈基板610配置在控制基板600的下方侧(位置A1)、或与控制基板600位于同一平面(位置A2)、或控制基板600的上方侧(位置A3)，使得开关基板50的电源侧端子构件56插入并贯穿线圈基板610的第一通孔62。在图15所示的线圈基板位置A4处，线圈基板610相对于开关基板50(和控制基板600)呈直立的姿势，并配置成与控制基板600的前方侧间隔开。而且，在线圈基板610的第一通孔62中插入并贯穿有作为电源侧端子构件的电容器模块40的第三端子构件46。

2020年4月14日提交的日本专利申请2020-072590号的公开内容通过引用全部并入本申请。

本申请中记载的所有文献、专利申请和技术标准通过引用而并入本申请，其程度与具体地和单独地描述通过引用而并入的单独的文献、专利申请和技术标准相同。

Claims (6)

1.一种电力控制装置，其包括：

开关基板，所述开关基板具有将电源与电力供给对象电连接的配线图案、以及与所述配线图案连接的多个开关元件；

线圈基板，所述线圈基板具有沿板厚方向贯穿的通孔，在所述通孔的周围形成有罗哥夫斯基线圈的图案；以及

电源侧端子构件，所述电源侧端子构件将所述电源与所述开关基板的所述配线图案电连接，

其中，所述线圈基板相对于所述开关基板隔开预定的间隔而配置，所述电源侧端子构件以插入并贯穿所述线圈基板的所述通孔的状态配置。

2.根据权利要求1所述的电力控制装置，其中，

所述电源侧端子构件具有将所述电源的正极与所述配线图案电连接的正极侧端子构件、以及将所述电源的负极与所述配线图案电连接的负极侧端子构件，

所述线圈基板具有供所述正极侧端子构件及所述负极侧端子构件分别插入并贯穿的两个所述通孔，在该两个所述通孔的周围分别形成有所述罗哥夫斯基线圈的图案。

3.根据权利要求2所述的电力控制装置，其中，

所述电力供给对象是三相交流电动机，

所述电源侧端子构件具有与所述三相交流电动机的各相对应的三个所述正极侧端子构件和三个所述负极侧端子构件，

所述线圈基板具有供三个所述正极侧端子构件及三个所述负极侧端子构件分别插入并贯穿的六个所述通孔，在该六个所述通孔的周围分别形成有所述罗哥夫斯基线圈的图案。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的电力控制装置，其还包括控制基板，

所述控制基板基于使用所述罗哥夫斯基线圈检测出的电流值来控制所述多个开关元件，

所述线圈基板与所述控制基板形成为一体。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的电力控制装置，其还包括控制基板，

所述控制基板基于使用所述罗哥夫斯基线圈检测出的电流值来控制所述多个开关元件，

所述线圈基板配置在所述开关基板与所述控制基板之间。

6.一种电流检测用基板，其用于电力控制装置，所述电力控制装置包括：

开关基板，所述开关基板具有将电源与电力供给对象电连接的配线图案、以及与所述配线图案连接的多个开关元件；以及

电源侧端子构件，所述电源侧端子构件将所述电源与所述开关基板的所述配线图案电连接，

其中，所述电流检测用基板具有沿板厚方向贯穿的通孔，在所述通孔的周围形成有罗哥夫斯基线圈的图案，

所述电流检测用基板以相对于所述开关基板隔开预定的间隔的状态、以及使所述电源侧端子构件插入并贯穿所述通孔的状态而配置。

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