JP2001218478A - 電力変換基板装置及びその製造方法 - Google Patents
電力変換基板装置及びその製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 装置の小型化を実現すると共に、製造の能率
を向上させることのできる電力変換基板装置及びその製
造方法を提供する。 【解決手段】 電力変換基板装置は、電力変換装置の構
成要素のうち、少なくとも整流回路（２）、インバータ
回路（７）、ラインフィルタ（３）及び演算処理装置
（１２）を単一の基板（１１）に実装すると共に、この
基板（１１）に外部接続用端子（１４ａ，１４ｂ，１５
ａ〜１５ｄ）を実装したものである。その製造方法は、
インバータ回路（７）の構成素子を一つのブロックとし
て集成する工程と、基板にラインフィルタ（３）、演算
処理装置（１２）及び外部接続端子（１４ａ，１４ｂ，
１５ａ〜１５ｄ）を実装する工程と、ヒートシンク取付
板（２１）にヒートシンク（２２）及びブロック（３
０）を取り付ける工程と、ブロック（３０）から導出さ
せた接続端子を基板（１１）の導通孔を挿通させてヒー
トシンク取付板を基板に結合する工程とを備える。
を向上させることのできる電力変換基板装置及びその製
造方法を提供する。 【解決手段】 電力変換基板装置は、電力変換装置の構
成要素のうち、少なくとも整流回路（２）、インバータ
回路（７）、ラインフィルタ（３）及び演算処理装置
（１２）を単一の基板（１１）に実装すると共に、この
基板（１１）に外部接続用端子（１４ａ，１４ｂ，１５
ａ〜１５ｄ）を実装したものである。その製造方法は、
インバータ回路（７）の構成素子を一つのブロックとし
て集成する工程と、基板にラインフィルタ（３）、演算
処理装置（１２）及び外部接続端子（１４ａ，１４ｂ，
１５ａ〜１５ｄ）を実装する工程と、ヒートシンク取付
板（２１）にヒートシンク（２２）及びブロック（３
０）を取り付ける工程と、ブロック（３０）から導出さ
せた接続端子を基板（１１）の導通孔を挿通させてヒー
トシンク取付板を基板に結合する工程とを備える。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、交流を直流に変換
した後、この直流を可変電圧可変周波数の交流に変換し
て、例えば、空気調和機の圧縮機駆動電動機に供給する
電力変換装置に係り、この電力変換装置の主要部品を単
一の基板に組み付けてなる電力変換基板装置及びその製
造方法に関する。
した後、この直流を可変電圧可変周波数の交流に変換し
て、例えば、空気調和機の圧縮機駆動電動機に供給する
電力変換装置に係り、この電力変換装置の主要部品を単
一の基板に組み付けてなる電力変換基板装置及びその製
造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】電動機
を可変速制御するために、電源の交流を直流に変換した
後、この直流を可変電圧可変周波数の交流に変換する電
力変換装置を使用することが多い。この種の電力変換装
置は小物部品を印刷配線板に実装して、組立、保守点検
の容易化が図られる。この場合、できる限り多くの部品
を単一の基板に実装することを望まれるが、電動機の容
量が、例えば、５馬力（ＰＳ）程度になると、この電動
機を駆動する半導体素子、ノイズが電源系統に漏れるこ
とを防止するラインフィルタ、大型部品を接続するねじ
端子台等を基板とは別体として配置していた。このた
め、電力変換装置の全体形状が大型化するほか、配線数
が増えて製造の能率が低下するというような問題があっ
た。
を可変速制御するために、電源の交流を直流に変換した
後、この直流を可変電圧可変周波数の交流に変換する電
力変換装置を使用することが多い。この種の電力変換装
置は小物部品を印刷配線板に実装して、組立、保守点検
の容易化が図られる。この場合、できる限り多くの部品
を単一の基板に実装することを望まれるが、電動機の容
量が、例えば、５馬力（ＰＳ）程度になると、この電動
機を駆動する半導体素子、ノイズが電源系統に漏れるこ
とを防止するラインフィルタ、大型部品を接続するねじ
端子台等を基板とは別体として配置していた。このた
め、電力変換装置の全体形状が大型化するほか、配線数
が増えて製造の能率が低下するというような問題があっ
た。
【０００３】本発明は上記の問題点を解決するためにな
されたもので、装置の小型化を実現すると共に、製造の
能率を向上させることのできる電力変換基板装置及びそ
の製造方法を提供することを目的とする。
されたもので、装置の小型化を実現すると共に、製造の
能率を向上させることのできる電力変換基板装置及びそ
の製造方法を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
電源の交流を整流する整流回路、整流して得られた脈流
を平滑する平滑コンデンサ、平滑された直流を交流に変
換するインバータ回路、整流回路及び平滑コンデンサ間
に接続されたノイズ除去用のラインフィルタ、インバー
タ回路を制御する少なくとも演算処理装置を含む制御装
置をそれぞれ電力変換装置の構成要素とし、これらの構
成要素のうち、少なくとも整流回路、インバータ回路、
ラインフィルタ及び演算処理装置を単一の基板に実装す
ると共に、この基板に外部接続用端子を実装してなる電
力変換基板装置にある。
電源の交流を整流する整流回路、整流して得られた脈流
を平滑する平滑コンデンサ、平滑された直流を交流に変
換するインバータ回路、整流回路及び平滑コンデンサ間
に接続されたノイズ除去用のラインフィルタ、インバー
タ回路を制御する少なくとも演算処理装置を含む制御装
置をそれぞれ電力変換装置の構成要素とし、これらの構
成要素のうち、少なくとも整流回路、インバータ回路、
ラインフィルタ及び演算処理装置を単一の基板に実装す
ると共に、この基板に外部接続用端子を実装してなる電
力変換基板装置にある。
【０００５】この構成によって、装置の小型化を実現す
ると共に、製造の能率を向上させることができる。
ると共に、製造の能率を向上させることができる。
【０００６】請求項２に係る発明は、請求項１に記載の
電力変換基板装置において、基板は一面を部品装着面、
他面を半田面とし、ラインフィルタ、演算処理装置及び
外部接続端子を部品装着面に実装し、整流回路及びイン
バータ回路のうち、少なくともインバータ回路の構成要
素を一つのブロックに集成して半田面の略中央部に実装
し、その接続端子を部品装着面に突出させたものであ
る。
電力変換基板装置において、基板は一面を部品装着面、
他面を半田面とし、ラインフィルタ、演算処理装置及び
外部接続端子を部品装着面に実装し、整流回路及びイン
バータ回路のうち、少なくともインバータ回路の構成要
素を一つのブロックに集成して半田面の略中央部に実装
し、その接続端子を部品装着面に突出させたものであ
る。
【０００７】この構成により、インバータ回路の構成要
素の発熱による他の構成部品に対する影響を軽減するこ
とができ、また、この種の装置に常用されるヒートシン
クの中央部に取り付けられるため冷却効果も増大する効
果も得られる。
素の発熱による他の構成部品に対する影響を軽減するこ
とができ、また、この種の装置に常用されるヒートシン
クの中央部に取り付けられるため冷却効果も増大する効
果も得られる。
【０００８】請求項３に係る発明は、請求項１又は２に
記載の電力変換基板装置において、基板の部品装着面及
び半田面にそれぞれ導電パターンが施され、確保可能な
パターン幅と比較して電流値の大きい導電区間にジャン
パー線を並列接続したものである。
記載の電力変換基板装置において、基板の部品装着面及
び半田面にそれぞれ導電パターンが施され、確保可能な
パターン幅と比較して電流値の大きい導電区間にジャン
パー線を並列接続したものである。
【０００９】この構成により、配線パターンの線幅の不
足分を確保すると同時に冷却効果を高めることができる
という効果もえられる。
足分を確保すると同時に冷却効果を高めることができる
という効果もえられる。
【００１０】請求項４に係る発明は、請求項１乃至３の
いずれか１項に記載の電力変換基板装置において、フィ
ルタは、定格及び形状が略同一のものを複数個並列接続
したものである。
いずれか１項に記載の電力変換基板装置において、フィ
ルタは、定格及び形状が略同一のものを複数個並列接続
したものである。
【００１１】この構成により、外形形状が小型化され、
基板に対する占有面積が少なくなるという利点も得られ
る。
基板に対する占有面積が少なくなるという利点も得られ
る。
【００１２】請求項５に係る発明は、電源の交流を整流
する整流回路、整流して得られた脈流を平滑する平滑コ
ンデンサ、平滑された直流を交流に変換するインバータ
回路、整流回路及び平滑コンデンサ間に接続されたノイ
ズ除去用のラインフィルタ、インバータ回路を制御する
少なくとも演算処理装置を含む制御装置をそれぞれ電力
変換装置の構成要素とし、これらの構成要素のうち、少
なくとも整流回路、インバータ回路、ラインフィルタ及
び演算処理装置を単一の基板に実装すると共に、この基
板に外部接続用端子を実装し、かつ、インバータ回路の
構成素子にヒートシンクを接合する電力変換基板装置の
製造方法であって、一面を部品装着面、他面を半田面と
する基板の部品装着面にラインフィルタ、演算処理装置
及び外部接続端子を実装する工程と、ヒートシンク取付
板の一面にヒートシンクを取付け、一方の外表面に接続
端子が導出され、他方の外表面をヒートシンクに対する
接触面とするように、インバータ回路の構成素子を一つ
の部品として集成されたブロックを、その接触面がヒー
トシンクに直接又は間接的に接触するようにヒートシン
ク取付板の他面に取り付ける工程と、基板の半田面とヒ
ートシンク取付板の他面とを対向させ、ブロックから導
出させた接続端子が予め形成された基板の導通孔を挿通
して基板の一面に突出させる間隔でヒートシンク取付板
を基板に結合する工程と、を備えた電力変換基板装置の
製造方法である。
する整流回路、整流して得られた脈流を平滑する平滑コ
ンデンサ、平滑された直流を交流に変換するインバータ
回路、整流回路及び平滑コンデンサ間に接続されたノイ
ズ除去用のラインフィルタ、インバータ回路を制御する
少なくとも演算処理装置を含む制御装置をそれぞれ電力
変換装置の構成要素とし、これらの構成要素のうち、少
なくとも整流回路、インバータ回路、ラインフィルタ及
び演算処理装置を単一の基板に実装すると共に、この基
板に外部接続用端子を実装し、かつ、インバータ回路の
構成素子にヒートシンクを接合する電力変換基板装置の
製造方法であって、一面を部品装着面、他面を半田面と
する基板の部品装着面にラインフィルタ、演算処理装置
及び外部接続端子を実装する工程と、ヒートシンク取付
板の一面にヒートシンクを取付け、一方の外表面に接続
端子が導出され、他方の外表面をヒートシンクに対する
接触面とするように、インバータ回路の構成素子を一つ
の部品として集成されたブロックを、その接触面がヒー
トシンクに直接又は間接的に接触するようにヒートシン
ク取付板の他面に取り付ける工程と、基板の半田面とヒ
ートシンク取付板の他面とを対向させ、ブロックから導
出させた接続端子が予め形成された基板の導通孔を挿通
して基板の一面に突出させる間隔でヒートシンク取付板
を基板に結合する工程と、を備えた電力変換基板装置の
製造方法である。
【００１３】この製造方法を採用することにより、装置
の小型化の実現が容易となり、製造の能率を向上させる
ことができる。
の小型化の実現が容易となり、製造の能率を向上させる
ことができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図面に示す好適な
実施形態に基づいて詳細に説明する。
実施形態に基づいて詳細に説明する。
【００１５】図１は本発明を適用する電力変換装置の構
成を示す回路図である。同図において、１は商用電源等
の三相交流電源であり、この三相交流電源１に６個のダ
イオードをブリッジ接続してなる整流回路２の入力端子
が接続されている。この整流回路２の出力経路に、ノイ
ズが電源系統に漏れることを防止するラインフィルタ
３、及び、突入電流を低減するための抵抗４ａ ，４ｂ
を介して平滑コンデンサ６が接続されている。ここで、
ラインフィルタ３は整流回路２の正電圧側電流と負電圧
側電流とでそれぞれノイズ成分を相殺する第１フィルタ
３ａ及び第２フィルタ３ｂが並列接続されている。ま
た、抵抗４ａに接点５ａが、抵抗４ｂに接点５ｂがそれ
ぞれ並列接続され、これらの接点を開閉動作させるリレ
ーコイル５ｃを有するリレー５を備えている。
成を示す回路図である。同図において、１は商用電源等
の三相交流電源であり、この三相交流電源１に６個のダ
イオードをブリッジ接続してなる整流回路２の入力端子
が接続されている。この整流回路２の出力経路に、ノイ
ズが電源系統に漏れることを防止するラインフィルタ
３、及び、突入電流を低減するための抵抗４ａ ，４ｂ
を介して平滑コンデンサ６が接続されている。ここで、
ラインフィルタ３は整流回路２の正電圧側電流と負電圧
側電流とでそれぞれノイズ成分を相殺する第１フィルタ
３ａ及び第２フィルタ３ｂが並列接続されている。ま
た、抵抗４ａに接点５ａが、抵抗４ｂに接点５ｂがそれ
ぞれ並列接続され、これらの接点を開閉動作させるリレ
ーコイル５ｃを有するリレー５を備えている。
【００１６】一方、平滑コンデンサ６には、電動機駆動
素子とも呼ばれる６個のＩＧＢＴが３相ブリッジ接続さ
れ、これらのＩＧＢＴにそれぞれ還流用のダイオードが
逆並列接続されてなるインバータ回路７の直流入力端子
が接続されている。また、インバータ回路７の交流出力
端子に圧縮機駆動用電動機９が接続されている。さら
に、演算処理装置（ＭＰＵ）を内蔵する制御装置８が、
前述したリレーコイル５ｃの励磁、非励磁の制御をし、
かつ、インバータ回路７の各構成素子をオン、オフ制御
する構成になっている。
素子とも呼ばれる６個のＩＧＢＴが３相ブリッジ接続さ
れ、これらのＩＧＢＴにそれぞれ還流用のダイオードが
逆並列接続されてなるインバータ回路７の直流入力端子
が接続されている。また、インバータ回路７の交流出力
端子に圧縮機駆動用電動機９が接続されている。さら
に、演算処理装置（ＭＰＵ）を内蔵する制御装置８が、
前述したリレーコイル５ｃの励磁、非励磁の制御をし、
かつ、インバータ回路７の各構成素子をオン、オフ制御
する構成になっている。
【００１７】図２（ａ），（ｂ）は上述した電力変換装
置を構成する主要部品のうち、少なくとも整流回路２、
ラインフィルタ３、インバータ回路７及び外部接続用端
子を単一の基板に実装してなる電力変換基板装置の一実
施形態の構成を示す平面図及び側面図である。図中、図
１と同一の符号を付したものはそれぞれ同一の要素を示
している。ここで、正方形に近い矩形の平面形状を有す
る基板１１は図示した表面を部品装着面、裏面を半田面
としており、略中央部を半導体スタック２０の取付領域
としている。この半導体スタック２０は、図１に示した
整流回路２を構成するダイオード、インバータ回路７を
構成するＩＧＢＴ及び還流用のダイオードをシリコン等
で一体的にモールドし、一つのブロックに集成したもの
であり、直方体の外形形状を有している。そして、この
半導体スタック２０は、これを他の部品と離して冷却す
るため、特に、基板１１の裏面すなわち半田面に実装さ
れている。
置を構成する主要部品のうち、少なくとも整流回路２、
ラインフィルタ３、インバータ回路７及び外部接続用端
子を単一の基板に実装してなる電力変換基板装置の一実
施形態の構成を示す平面図及び側面図である。図中、図
１と同一の符号を付したものはそれぞれ同一の要素を示
している。ここで、正方形に近い矩形の平面形状を有す
る基板１１は図示した表面を部品装着面、裏面を半田面
としており、略中央部を半導体スタック２０の取付領域
としている。この半導体スタック２０は、図１に示した
整流回路２を構成するダイオード、インバータ回路７を
構成するＩＧＢＴ及び還流用のダイオードをシリコン等
で一体的にモールドし、一つのブロックに集成したもの
であり、直方体の外形形状を有している。そして、この
半導体スタック２０は、これを他の部品と離して冷却す
るため、特に、基板１１の裏面すなわち半田面に実装さ
れている。
【００１８】基板１１の部品装着面には、平面図（ａ）
で示す図面の左側下部にリレー５が、右側中央部に第１
フィルタ３ａ及び第２フィルタ３ｂが、左側上部に演算
処理装置１２及びその制御電圧を出力する電源回路１３
がそれぞれ実装されている。また、破線で示した半導体
スタック２０の右側に外部接続端子としての３連のねじ
端子１４ａ及びねじ端子１４ｂが実装され、さらに、右
側上部に空気調和機の制御に用いたり、接地に用いたり
する外部接続端子としてのねじ端子１５ａ，１５ｂ，１
５ｃ，１５ｄが実装されている。
で示す図面の左側下部にリレー５が、右側中央部に第１
フィルタ３ａ及び第２フィルタ３ｂが、左側上部に演算
処理装置１２及びその制御電圧を出力する電源回路１３
がそれぞれ実装されている。また、破線で示した半導体
スタック２０の右側に外部接続端子としての３連のねじ
端子１４ａ及びねじ端子１４ｂが実装され、さらに、右
側上部に空気調和機の制御に用いたり、接地に用いたり
する外部接続端子としてのねじ端子１５ａ，１５ｂ，１
５ｃ，１５ｄが実装されている。
【００１９】一方、基板１１の半田面と対向するように
ヒートシンク取付板２１が、その４隅に突出形成された
取付間隙調整突起２３を介して基板１１に取り付けられ
ている。このヒートシンク取付板２１の表面、すなわ
ち、基板１１に対向する面に半導体スタック２０がねじ
３２により２箇所でねじ止めされている。この半導体ス
タック２０は基板１１の方向に多数の接続端子が突出し
ており、これらの端子が基板１１に形成された導通孔を
通して基板１１の部品装着面に突出し、その突出端がパ
ターン配線によりねじ端子１４ａ、ねじ端子１４ｂ等に
接続されている。また、ヒートシンク取付板２１の裏
面、すなわち、基板１１とは反対側に多数のフィンを有
するヒートシンク２２が装着されている。
ヒートシンク取付板２１が、その４隅に突出形成された
取付間隙調整突起２３を介して基板１１に取り付けられ
ている。このヒートシンク取付板２１の表面、すなわ
ち、基板１１に対向する面に半導体スタック２０がねじ
３２により２箇所でねじ止めされている。この半導体ス
タック２０は基板１１の方向に多数の接続端子が突出し
ており、これらの端子が基板１１に形成された導通孔を
通して基板１１の部品装着面に突出し、その突出端がパ
ターン配線によりねじ端子１４ａ、ねじ端子１４ｂ等に
接続されている。また、ヒートシンク取付板２１の裏
面、すなわち、基板１１とは反対側に多数のフィンを有
するヒートシンク２２が装着されている。
【００２０】なお、基板１１の部品装着面においては、
裏面に貫通するスルーホールとも呼ばれる多数の内部接
続端子を有し、装着された各部品を、配線３５により内
部接続端子に接続している。また、配線パターンの設計
上、電流値に見合った十分な線幅を確保できずに発熱し
やすい状況に陥る場合があり、その場合には何等かの冷
却対策を必要とする。この実施形態においては、十分な
線幅を確保できないパターンの両端に内部接続端子３６
を設け、これらの端子間に絶縁被覆された電線１７をブ
リッジ状に形成された状態で接続することによって、線
幅の不足分を確保すると同時に冷却効果を高めている。
裏面に貫通するスルーホールとも呼ばれる多数の内部接
続端子を有し、装着された各部品を、配線３５により内
部接続端子に接続している。また、配線パターンの設計
上、電流値に見合った十分な線幅を確保できずに発熱し
やすい状況に陥る場合があり、その場合には何等かの冷
却対策を必要とする。この実施形態においては、十分な
線幅を確保できないパターンの両端に内部接続端子３６
を設け、これらの端子間に絶縁被覆された電線１７をブ
リッジ状に形成された状態で接続することによって、線
幅の不足分を確保すると同時に冷却効果を高めている。
【００２１】ところで、基板１１の裏側に装着された半
導体スタック２０を、場合によって取り外す必要性もあ
ることをも考慮して、半導体スタック２０を固定するね
じ３２に対応する位置の基板１１に、工具を差し込むた
めの工具差し込み孔１６が形成されている。
導体スタック２０を、場合によって取り外す必要性もあ
ることをも考慮して、半導体スタック２０を固定するね
じ３２に対応する位置の基板１１に、工具を差し込むた
めの工具差し込み孔１６が形成されている。
【００２２】以上、本発明に係る電力変換基板装置の実
際の組立後の構成について説明したが、基板１１の半田
面に半導体スタック２０を実装することから、その組立
に工夫を要する。そこでその手順について、図３，図
４，図５をも参照して説明する。図３（ａ）は基板１１
に対する部品の組み付け状態を示す平面図、図３（ｂ）
はその側面図であり、図４（ａ）はヒートシンク取付板
２１に対する半導体スタック２０及びヒートシンク２２
の取付状態を示す平面図、（ｂ）はその側面図であり、
図５は主要部品の取付状態を示す部分拡大断面図であ
る。
際の組立後の構成について説明したが、基板１１の半田
面に半導体スタック２０を実装することから、その組立
に工夫を要する。そこでその手順について、図３，図
４，図５をも参照して説明する。図３（ａ）は基板１１
に対する部品の組み付け状態を示す平面図、図３（ｂ）
はその側面図であり、図４（ａ）はヒートシンク取付板
２１に対する半導体スタック２０及びヒートシンク２２
の取付状態を示す平面図、（ｂ）はその側面図であり、
図５は主要部品の取付状態を示す部分拡大断面図であ
る。
【００２３】これら各図において、基板１１には図１に
示した電力変換装置のうち、平滑コンデンサ６及び外部
スイッチ等を除く殆どの部品、すなわち、従来は基板１
１の外部に装着されたインバータ回路７、ラインフィル
タ３及びねじ端子１４ａ，１４ｂ，１５ａ，１５ｂ，１
５ｃ，１５ｄを含めた部品を図２（ａ），（ｂ）に示す
ように実装する。一方、ヒートシンク取付板２１は基板
１１と対向する表面の四隅に取付間隙調整突起２３が設
けられ、その略中央部に半導体スタック２０が実装さ
れ、基板１１の裏面にヒートシンク２２が装着される。
半導体スタック２０は前述したように、電力変換基板装
置の整流回路２及びインバータ回路７の各構成要素が組
み込まれ、一つのブロックに集成して直方体の外形形状
の上面のみに接続端子２４を突出させ、この半導体スタ
ック２０を一対のねじ３２によってヒートシンク２２に
直接組み付けている。図５はその詳細を示したもので、
ヒートシンク取付板２１に半導体スタック２０の平面形
状よりも大きい開口２５が形成され、この開口２５を通
して半導体スタック２０がねじ３２によってヒートシン
ク２２に直接装着されている。一方、基板１１には接続
端子２４の導出位置に対応させて導通孔１８が形成され
ており、ヒートシンク取付板２１の取付間隙調整突起２
３の上に基板１１を搭載したとき、半導体スタック２０
の接続端子２４が導通孔１８に挿通せられ、かつ、接続
端子２４の先端が基板１１の表面に突出するように取付
間隙調整突起２３の高さが決められている。この状態で
基板１１の表面から四隅に形成された取付孔１９を通し
て、ねじ３１を取付間隙調整突起２３にねじ込むことに
よってヒートシンク取付板２１と基板１１とが一体化さ
れ、これによって、図２に示した構成の電力変換基板装
置が得られる。また、半導体スタック２０を基板１１と
は別個のヒートシンク取付板２１に取り付けることによ
り、基板１１に実装した部品に対する熱の影響を少なく
することができる。
示した電力変換装置のうち、平滑コンデンサ６及び外部
スイッチ等を除く殆どの部品、すなわち、従来は基板１
１の外部に装着されたインバータ回路７、ラインフィル
タ３及びねじ端子１４ａ，１４ｂ，１５ａ，１５ｂ，１
５ｃ，１５ｄを含めた部品を図２（ａ），（ｂ）に示す
ように実装する。一方、ヒートシンク取付板２１は基板
１１と対向する表面の四隅に取付間隙調整突起２３が設
けられ、その略中央部に半導体スタック２０が実装さ
れ、基板１１の裏面にヒートシンク２２が装着される。
半導体スタック２０は前述したように、電力変換基板装
置の整流回路２及びインバータ回路７の各構成要素が組
み込まれ、一つのブロックに集成して直方体の外形形状
の上面のみに接続端子２４を突出させ、この半導体スタ
ック２０を一対のねじ３２によってヒートシンク２２に
直接組み付けている。図５はその詳細を示したもので、
ヒートシンク取付板２１に半導体スタック２０の平面形
状よりも大きい開口２５が形成され、この開口２５を通
して半導体スタック２０がねじ３２によってヒートシン
ク２２に直接装着されている。一方、基板１１には接続
端子２４の導出位置に対応させて導通孔１８が形成され
ており、ヒートシンク取付板２１の取付間隙調整突起２
３の上に基板１１を搭載したとき、半導体スタック２０
の接続端子２４が導通孔１８に挿通せられ、かつ、接続
端子２４の先端が基板１１の表面に突出するように取付
間隙調整突起２３の高さが決められている。この状態で
基板１１の表面から四隅に形成された取付孔１９を通し
て、ねじ３１を取付間隙調整突起２３にねじ込むことに
よってヒートシンク取付板２１と基板１１とが一体化さ
れ、これによって、図２に示した構成の電力変換基板装
置が得られる。また、半導体スタック２０を基板１１と
は別個のヒートシンク取付板２１に取り付けることによ
り、基板１１に実装した部品に対する熱の影響を少なく
することができる。
【００２４】かくして、上記実施形態によれば、従来は
基板１１の外部に配置された整流回路、インバータ回
路、ラインフィルタ及び外部接続用端子等を、基板１１
に実装したので、リード線の配線処理が少なくなって製
造の能率が向上されると共に、装置の小型化が実現され
る。また、基板１１と一体的に組み付けされるヒートシ
ンク取付板２１の略中央部に半導体スタック２０を装着
したので、放熱効率も高められる。
基板１１の外部に配置された整流回路、インバータ回
路、ラインフィルタ及び外部接続用端子等を、基板１１
に実装したので、リード線の配線処理が少なくなって製
造の能率が向上されると共に、装置の小型化が実現され
る。また、基板１１と一体的に組み付けされるヒートシ
ンク取付板２１の略中央部に半導体スタック２０を装着
したので、放熱効率も高められる。
【００２５】また、上記実施形態によれば、十分な配線
幅を確保できないパターンの両端に内部接続端子３６を
設け、これらの端子間に被覆電線１７をブリッジ状に接
続することによって、配線パターンの線幅の不足分を確
保すると同時に冷却効果を高めることができる。さら
に、ラインフィルタ３として互いに並列接続された２個
のフィルタを用いたので外形形状が小型化され、基板１
１の占有面積が少なくなるという利点も得られる。
幅を確保できないパターンの両端に内部接続端子３６を
設け、これらの端子間に被覆電線１７をブリッジ状に接
続することによって、配線パターンの線幅の不足分を確
保すると同時に冷却効果を高めることができる。さら
に、ラインフィルタ３として互いに並列接続された２個
のフィルタを用いたので外形形状が小型化され、基板１
１の占有面積が少なくなるという利点も得られる。
【００２６】さらにまた、基板１１に各種の部品を装着
する一方、ヒートシンク取付板２１にヒートシンク２２
を装着し、その後で基板１１及びヒートシンク取付板２
１を一体的に結合する工程を採用することによって、基
板１１の「そり」や「ストレス」を小さく抑えることが
できる。
する一方、ヒートシンク取付板２１にヒートシンク２２
を装着し、その後で基板１１及びヒートシンク取付板２
１を一体的に結合する工程を採用することによって、基
板１１の「そり」や「ストレス」を小さく抑えることが
できる。
【００２７】なお、上記実施形態では半導体スタック２
０をヒートシンク２２に直接接合したが、ヒートシンク
取付板２１を介在させる状態で間接的に接合する構成と
しても類似の効果が得られる。
０をヒートシンク２２に直接接合したが、ヒートシンク
取付板２１を介在させる状態で間接的に接合する構成と
しても類似の効果が得られる。
【００２８】また、上記実施形態では整流回路２及びイ
ンバータ回路７の両方の構成要素を半導体スタック２０
としたが、発熱量の大きいインバータ回路７の構成要素
のみを半導体スタック２０として実装しても、上記実施
形態に準ずる冷却効果が得られる。
ンバータ回路７の両方の構成要素を半導体スタック２０
としたが、発熱量の大きいインバータ回路７の構成要素
のみを半導体スタック２０として実装しても、上記実施
形態に準ずる冷却効果が得られる。
【００２９】
【発明の効果】以上の説明によって明らかなように、本
発明によれば、装置の小型化を実現すると共に、製造の
能率を向上させることのできる電力変換基板装置及びそ
の製造方法を提供することができる。
発明によれば、装置の小型化を実現すると共に、製造の
能率を向上させることのできる電力変換基板装置及びそ
の製造方法を提供することができる。
【図１】本発明に係る電力変換基板装置を適用する電力
変換装置の構成を示す回路図。
変換装置の構成を示す回路図。
【図２】本発明に係る電力変換基板装置の一実施形態の
構成を示す平面図及び側面図。
構成を示す平面図及び側面図。
【図３】本発明に係る電力変換基板装置の製造方法を説
明するために、基板に対する部品の組み付け状態を示す
平面図及び側面図。
明するために、基板に対する部品の組み付け状態を示す
平面図及び側面図。
【図４】本発明に係る電力変換基板装置の製造方法を説
明するために、ヒートシンク取付板に対する部品の組み
付け状態を示す平面図及び側面図。
明するために、ヒートシンク取付板に対する部品の組み
付け状態を示す平面図及び側面図。
【図５】本発明に係る電力変換基板装置の製造方法を説
明するために、主要部品の取付状態を示した部分拡大断
面図。
明するために、主要部品の取付状態を示した部分拡大断
面図。
２ 整流回路 ３ ラインフィルタ ５ リレー ６ 平滑コンデンサ ７ インバータ回路 ８ 制御装置 １１ 基板 １２ 演算処理装置 １４ａ，１４ｂ，１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄ ね
じ端子 １７ ジャンパー線 １８ 導通孔 ２０ 半導体スタック ２１ ヒートシンク取付板 ２２ ヒートシンク ２３ 取付間隙調整突起 ２４ 接続端子 ２５ 開口 ３５ 配線
じ端子 １７ ジャンパー線 １８ 導通孔 ２０ 半導体スタック ２１ ヒートシンク取付板 ２２ ヒートシンク ２３ 取付間隙調整突起 ２４ 接続端子 ２５ 開口 ３５ 配線
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 金 澤 秀 俊 静岡県富士市蓼原336 東芝キヤリア株式 会社内 Ｆターム(参考） 5H007 AA00 BB06 CA01 CB05 CC23 DA03 DA06 DB07 GA03 HA02 HA03 HA05
Claims (5)
- 【請求項１】電源の交流を整流する整流回路、整流して
得られた脈流を平滑する平滑コンデンサ、平滑された直
流を交流に変換するインバータ回路、前記整流回路及び
平滑コンデンサ間に接続されたノイズ除去用のラインフ
ィルタ、前記インバータ回路を制御する少なくとも演算
処理装置を含む制御装置をそれぞれ電力変換装置の構成
要素とし、これらの構成要素のうち、少なくとも前記整
流回路、インバータ回路、ラインフィルタ及び演算処理
装置を単一の基板に実装すると共に、この基板に外部接
続用端子を実装してなる電力変換基板装置。 - 【請求項２】前記基板は一面を部品装着面、他面を半田
面とし、前記ラインフィルタ、演算処理装置及び外部接
続端子を前記部品装着面に実装し、前記整流回路及びイ
ンバータ回路のうち、少なくとも前記インバータ回路の
構成要素を一つのブロックに集成して前記半田面の略中
央部に実装し、その接続端子を前記部品装着面に突出さ
せた請求項１に記載の電力変換基板装置。 - 【請求項３】前記基板の部品装着面及び半田面にそれぞ
れ導電パターンが施され、確保可能なパターン幅と比較
して電流値の大きい導電区間に電線をブリッジ状に並列
接続した請求項１又は２に記載の電力変換基板装置。 - 【請求項４】前記フィルタは、定格及び形状が略同一の
ものを複数個並列接続したものでなる請求項１乃至３の
いずれか１項に記載の電力変換基板装置。 - 【請求項５】電源の交流を整流する整流回路、整流して
得られた脈流を平滑する平滑コンデンサ、平滑された直
流を交流に変換するインバータ回路、前記整流回路及び
平滑コンデンサ間に接続されたノイズ除去用のラインフ
ィルタ、前記インバータ回路を制御する少なくとも演算
処理装置を含む制御装置をそれぞれ電力変換装置の構成
要素とし、これらの構成要素のうち、少なくとも前記整
流回路、インバータ回路、ラインフィルタ及び演算処理
装置を単一の基板に実装すると共に、この基板に外部接
続用端子を実装し、かつ、前記インバータ回路の構成素
子にヒートシンクを接合する電力変換基板装置の製造方
法であって、一面を部品装着面、他面を半田面とする前
記基板の前記部品装着面に前記ラインフィルタ、演算処
理装置及び外部接続端子を実装する工程と、ヒートシン
ク取付板の一面に前記ヒートシンクを取付け、一方の外
表面に接続端子が導出され、他方の外表面を前記ヒート
シンクに対する接触面とするように、前記インバータ回
路の構成素子を一つの部品として集成されたブロック
を、その接触面が前記ヒートシンクに直接又は間接的に
接触するように前記ヒートシンク取付板の他面に取り付
ける工程と、前記基板の半田面と前記ヒートシンク取付
板の他面とを対向させ、前記ブロックから導出させた接
続端子が予め形成された前記基板の導通孔を挿通して前
記基板の一面に突出させる間隔で前記ヒートシンク取付
板を前記基板に結合する工程と、を備えた電力変換基板
装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000022290A JP2001218478A (ja) | 2000-01-31 | 2000-01-31 | 電力変換基板装置及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000022290A JP2001218478A (ja) | 2000-01-31 | 2000-01-31 | 電力変換基板装置及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001218478A true JP2001218478A (ja) | 2001-08-10 |
Family
ID=18548611
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000022290A Pending JP2001218478A (ja) | 2000-01-31 | 2000-01-31 | 電力変換基板装置及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001218478A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007508492A (ja) * | 2003-10-16 | 2007-04-05 | ソシエテ・ドゥ・メカニーク・マグネティーク | ターボ分子真空ポンプ |
| JP2010154644A (ja) * | 2008-12-25 | 2010-07-08 | Fuji Electric Systems Co Ltd | 半導体電力変換装置 |
| JP2013102697A (ja) * | 2013-03-08 | 2013-05-23 | Fuji Electric Co Ltd | 半導体電力変換装置 |
-
2000
- 2000-01-31 JP JP2000022290A patent/JP2001218478A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007508492A (ja) * | 2003-10-16 | 2007-04-05 | ソシエテ・ドゥ・メカニーク・マグネティーク | ターボ分子真空ポンプ |
| JP2010154644A (ja) * | 2008-12-25 | 2010-07-08 | Fuji Electric Systems Co Ltd | 半導体電力変換装置 |
| JP2013102697A (ja) * | 2013-03-08 | 2013-05-23 | Fuji Electric Co Ltd | 半導体電力変換装置 |
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