JP2001346384A - パワーモジュール - Google Patents

パワーモジュール

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JP2001346384A JP2000161599A JP2000161599A JP2001346384A JP 2001346384 A JP2001346384 A JP 2001346384A JP 2000161599 A JP2000161599 A JP 2000161599A JP 2000161599 A JP2000161599 A JP 2000161599A JP 2001346384 A JP2001346384 A JP 2001346384A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＳＲモータを駆動可能で、小型でかつ汎用性
が高くしかも製造コストを節減できるパワーモジュール
を提供する。 【解決手段】 Ｐ電源配線５に接続されるスイッチング
素子１ａおよびダイオード素子２ｂが、帯状のＰ電源配
線５の上に第１列をなすように配置され、Ｎ電源配線６
に接続されるスイッチング素子１ｂおよびダイオード素
子２ａが第１列に並ぶ第２列をなすように配置され、そ
れらの間に出力端子３，４の第１帯状部４１，４４とＮ
電源配線６の帯状部分６１とが配置されている。第１帯
状部４１，４４と帯状部分６１とは、絶縁層を挟んで互
いに二層構造をなしている。スイッチング素子１ａ，１
ｂとダイオード素子２ａ，２ｂとは、交互に配置されて
いる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、スイッチド・リ
ラクタンス・モータ（以下、ＳＲモータ）の駆動に好適
なパワーモジュールに関する。
【０００２】
【従来の技術】図１０は、誘導電動機あるいは直流電動
機等を駆動するための従来のパワーモジュールの回路構
成を示す回路図である。このパワーモジュールでは、互
いに直列に接続された２個のスイッチング素子８１を各
々が有する３個の直列回路が、高電位側電源電位を伝え
るＰ電源配線８５と低電位側電源電位を伝えるＮ電源配
線８６との間に、互いに並列に接続されている。スイッ
チング素子８１として、例えばIGBTが用いられる。
【０００３】各直列回路には、さらに、各スイッチング
素子８１に逆並列に接続されたダイオード素子８２が備
わっている。ここで、「逆並列接続」とは、スイッチン
グ素子８１を流れる主電流の向きと、ダイオード素子８
２を流れる順電流の向きとが互いに逆となるような向き
での並列接続を意味する。これにより、ダイオード素子
８２は、スイッチング素子８１を逆電流による損傷から
保護するフライホイールダイオードとして機能する。
【０００４】直列回路に属する２個のスイッチング素子
８１の接続部には、出力端子８３，８４または８５が接
続されている。６個のスイッチング素子８１が、異なる
位相で選択的にオン・オフすることにより、三相をなす
Ｕ，Ｖ，Ｗ相の出力が出力端子８３，８４，８５からそ
れぞれ取り出される。したがって、出力端子８３，８
４，８５を誘導電動機等の三相入力にそれぞれ接続する
ことにより、誘導電動機等を駆動することができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】近年に至って、従来の
誘導電動機あるいは直流電動機とは異なる電動機である
ＳＲモータが出現しているが、ＳＲモータの駆動のため
には特殊な結線方式が必要とされ、図１０が示すパワー
モジュールは使用できない。このため、ＳＲモータを駆
動するための駆動装置としては、いずれもディスクリー
ト素子であるスイッチング素子およびダイオード素子を
用いるか、あるいは従来のパワーモジュールを組み合わ
せて用いるか、いずれかの形態が採用されていた。その
結果、駆動装置が大型で、かつ汎用性に欠け、製造コス
トも高くなるという問題点があった。そして、このこと
が、ＳＲモータの普及を妨げる要因ともなっていた。
【０００６】この発明は、従来の技術における上記した
問題点を解消するためになされたもので、ＳＲモータを
駆動でき、小型でかつ汎用性が高くしかも製造コストを
節減できるパワーモジュールを提供することを目的とす
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】第１の発明のパワーモジ
ュールは、基板と、前記基板に配設された第１および第
２電源配線と、前記基板に配設され、各々が第１および
第２出力端子を有する第１ないし第Ｎ（Ｎ≧２）端子対
と、前記基板に配設され、各々が前記第１および第２電
源配線に接続された第１ないし第Ｎ回路と、を備え、す
べてのｎ（ｎ＝１〜Ｎ）に対して、前記第ｎ回路は、前
記第１電源配線に接続された第１スイッチング素子と前
記第２電源配線に接続された第１ダイオード素子とが逆
直列に接続され、その接続部が前記第ｎ端子対の前記第
１出力端子に接続されている第１直列回路と、前記第１
電源配線に接続された第２ダイオード素子と前記第２電
源配線に接続された第２スイッチング素子とが逆直列に
接続され、その接続部が前記第ｎ端子対の前記第２出力
端子に接続されている第２直列回路と、を備え、前記第
１ないし第Ｎ回路が、この順序で配列されており、前記
第１電源配線に接続されたすべてのスイッチング素子お
よびダイオード素子は、第１列をなすように配列し、前
記第２電源配線に接続されたすべてのスイッチング素子
およびダイオード素子は、前記第１列と並ぶ第２列をな
すように配列し、前記第１列に沿った方向、前記第２列
に沿った方向、および、これら第１および第２列が対向
する方向のいずれにおいても、スイッチング素子とダイ
オード素子とが交互に配置されており、前記第１ないし
第Ｎ端子対の各々において、前記第１出力端子の少なく
とも一部分と前記第２出力端子の少なくとも一部分と
は、前記第１列と前記第２列との間に配置されており、
すべてのｎに対して、前記第ｎ回路に属する前記第１ス
イッチング素子と前記第１ダイオード素子とが第１ボン
ディングワイヤで接続され、当該第１ボンディングワイ
ヤの中間部分が前記第ｎ端子対に属する前記第１出力端
子の前記少なくとも一部分に接続されており、前記第ｎ
回路に属する前記第２スイッチング素子と前記第２ダイ
オード素子とが第２ボンディングワイヤで接続され、当
該第２ボンディングワイヤの中間部分が前記第ｎ端子対
に属する前記第２出力端子の前記少なくとも一部分に接
続されている。
【０００８】第２の発明のパワーモジュールは、基板
と、前記基板に配設された第１および第２電源配線と、
前記基板に配設され、各々が第１および第２出力端子を
有する第１ないし第Ｎ（Ｎ≧２）端子対と、前記基板に
配設され、各々が前記第１および第２電源配線に接続さ
れた第１ないし第Ｎ回路と、を備え、すべてのｎ（ｎ＝
１〜Ｎ）に対して、前記第ｎ回路は、前記第１電源配線
に接続された第１スイッチング素子と前記第２電源配線
に接続された第１ダイオード素子とが逆直列に接続さ
れ、その接続部が前記第ｎ端子対の前記第１出力端子に
接続されている第１直列回路と、前記第１電源配線に接
続された第２ダイオード素子と前記第２電源配線に接続
された第２スイッチング素子とが逆直列に接続され、そ
の接続部が前記第ｎ端子対の前記第２出力端子に接続さ
れている第２直列回路と、を備え、前記第１ないし第Ｎ
回路が、この順序で配列されており、前記第１電源配線
に接続されたすべてのスイッチング素子およびダイオー
ド素子は、第１列をなすように配列し、前記第２電源配
線に接続されたすべてのスイッチング素子およびダイオ
ード素子は、前記第１列と並ぶ第２列をなすように配列
し、前記第１列に沿った方向、前記第２列に沿った方
向、および、これら第１および第２列が対向する方向の
いずれにおいても、スイッチング素子とダイオード素子
とが交互に配置されており、前記第１ないし第Ｎ端子対
の各々において、前記第１出力端子の少なくとも一部分
と前記第２出力端子の少なくとも一部分とは、前記第１
列と前記第２列との間に、それらに沿って延在する帯状
に配置されており、前記第２電源配線は、前記第１およ
び第２列の間にそれら沿って延在する帯状部分を有して
おり、当該帯状部分は、すべての前記第１および第２出
力端子の前記少なくとも一部分と、平行に並ぶように配
置されている。
【０００９】第３の発明のパワーモジュールは、基板
と、前記基板に配設された第１および第２電源配線と、
前記基板に配設され、各々が第１および第２出力端子を
有する第１ないし第Ｎ（Ｎ≧２）端子対と、前記基板に
配設され、各々が前記第１および第２電源配線に接続さ
れた第１ないし第Ｎ回路と、を備え、すべてのｎ（ｎ＝
１〜Ｎ）に対して、前記第ｎ回路は、前記第１電源配線
に接続された第１スイッチング素子と前記第２電源配線
に接続された第１ダイオード素子とが逆直列に接続さ
れ、その接続部が前記第ｎ端子対の前記第１出力端子に
接続されている第１直列回路と、前記第１電源配線に接
続された第２ダイオード素子と前記第２電源配線に接続
された第２スイッチング素子とが逆直列に接続され、そ
の接続部が前記第ｎ端子対の前記第２出力端子に接続さ
れている第２直列回路と、を備え、前記第１ないし第Ｎ
回路が、この順序で配列されており、前記第１電源配線
に接続されたすべてのスイッチング素子およびダイオー
ド素子は、第１列をなすように配列し、前記第２電源配
線に接続されたすべてのスイッチング素子およびダイオ
ード素子は、前記第１列と並ぶ第２列をなすように配列
し、前記第１列に沿った方向、前記第２列に沿った方
向、および、これら第１および第２列が対向する方向の
いずれにおいても、スイッチング素子とダイオード素子
とが交互に配置されており、前記第１ないし第Ｎ端子対
の各々において、前記第１出力端子の少なくとも一部分
と前記第２出力端子の少なくとも一部分とは、前記第１
列と前記第２列との間に、それらに沿って延在する帯状
に配置されており、前記第２電源配線は、前記第１およ
び第２列の間にそれら沿って延在する帯状部分を有して
おり、当該帯状部分と、すべての前記第１および第２出
力端子の前記少なくとも一部分とは、帯状の絶縁層の一
方主面と他方主面とに別個に配設されることにより、前
記絶縁層を挟んで互いに平行に対向している。
【００１０】第４の発明のパワーモジュールでは、第２
または第３の発明のパワーモジュールにおいて、前記第
２電源配線は、前記第２列の中に侵入するように前記帯
状部分から突起したＮ個の突起部を有しており、当該Ｎ
個の突起部の各々は、同一回路に属する前記第１ダイオ
ード素子と前記第２スイッチング素子との間に配置さ
れ、これらの第１ダイオード素子と前記第２スイッチン
グ素子とを接続するボンディングワイヤの中間部分に接
続されている。
【００１１】第５の発明のパワーモジュールでは、第１
ないし第４のいずれかの発明のパワーモジュールにおい
て、前記第１電源配線は、前記第１列に沿って帯状に配
設され、前記第１ないし第Ｎ回路の各々に属する前記第
１スイッチング素子および前記第２ダイオード素子は、
前記第１電源配線の上に配置されている。
【００１２】第６の発明のパワーモジュールでは、第１
ないし第５のいずれかの発明のパワーモジュールにおい
て、前記基板に配設された前記第１ないし第Ｎ回路を前
記基板と共同で収納するケースを、さらに備え、前記第
１ないし第Ｎ端子対の各々の前記第１および第２出力端
子の各々は、前記少なくとも一部分とは異なる部分であ
って前記ケースの外部に突出する部分である突出部を有
しており、前記第１ないし第Ｎ端子対に属するすべての
前記突出部は、異なる端子対の間に比べて同一の端子対
の間で、より近くに配置されている。
【００１３】第７の発明のパワーモジュールでは、第６
の発明のパワーモジュールにおいて、前記第１ないし第
Ｎ端子対の各々に属する前記第１および第２出力端子の
各々は、Ｌ字型の平面輪郭をなすように一端が直角に交
わる第１および第２帯状部を有し、前記第１帯状部は、
前記少なくとも一部分に該当して前記第１および第２列
に平行に配設され、前記第２帯状部の端部は前記突出部
に該当し、前記第１ないし第Ｎ端子対の各々に属する前
記第１および第２出力端子が双方で略Ｔ字型の平面輪郭
をなすように、それらの前記第２帯状部どうしが平行に
並んでいる。
【００１４】第８の発明のパワーモジュールでは、第７
の発明のパワーモジュールにおいて、前記第１ないし第
Ｎ端子対の各々に属する前記第１および第２出力端子の
前記第２帯状部どうしが、ボンディングワイヤで電気的
に接続されている。
【００１５】第９の発明のパワーモジュールでは、第７
の発明のパワーモジュールにおいて、前記第１ないし第
Ｎ端子対の各々に属する前記第１および第２出力端子の
前記突出部どうしが、導電性の結合部材で電気的に接続
されている。
【００１６】第１０の発明のパワーモジュールでは、第
７の発明のパワーモジュールにおいて、前記第１ないし
第Ｎ端子対の各々に属する前記第１および第２出力端子
が双方でＴ字型の平面輪郭をなすように、それらの前記
第２帯状部どうしが、互いに一体的に連結されている。
【００１７】
【発明の実施の形態】［1. 実施の形態１］図１は、実
施の形態１によるパワーモジュールの平面図である。ま
た、図２は、図１のＡ−Ａ切断線に沿った断面図であ
る。さらに、図３は図１のパワーモジュールの外観斜視
図である。また、図４は、図１のパワーモジュールの回
路図である。以下、これらの図を参照しつつ、実施の形
態１によるパワーモジュールについて説明する。
【００１８】［1.1. 回路構成］実施の形態１のパワー
モジュール１０１では、３個の回路Ｃ１〜Ｃ３が、高電
位側電源電位を伝えるＰ電源配線５と低電位側電源電位
を伝えるＮ電源配線６とに接続されている。すなわち、
回路Ｃ１〜Ｃ３は、Ｐ電源配線５とＮ電源配線６との間
に、互いに並列に接続されている。回路Ｃ１〜Ｃ３の各
々は、互いに逆直列に接続されたスイッチング素子１ａ
とダイオード素子２ａとを有する直列回路Ｓ１と、互い
に逆直列に接続されたスイッチング素子１ｂとダイオー
ド素子２ｂとを有する直列回路Ｓ２とを、有している。
【００１９】ここで、「逆直列接続」とは、スイッチン
グ素子を流れる主電流の向きと、ダイオード素子を流れ
る順電流の向きとが互いに逆となるような向きでの直列
接続を意味する。これにより、ダイオード素子２ａ，２
ｂは、スイッチング素子１ａ，１ｂを逆電流による損傷
から保護するフライホイールダイオードとして機能す
る。
【００２０】スイッチング素子１ａと１ｂは、構造上互
いに同一の素子であり、ダイオード素子２ａと２ｂは、
構造上互いに同一の素子である。なお、本実施の形態で
は、図４が示すようにスイッチング素子１ａ，１ｂがパ
ワーIGBTである例を挙げるが、本発明はこの例に限定さ
れるものではない。
【００２１】スイッチング素子１ａの第１主電極（IGBT
ではコレクタ）とダイオード素子２ｂのカソード電極
は、Ｐ電源配線５に接続され、スイッチング素子１ｂの
第２主電極（IGBTではエミッタ）とダイオード素子２ａ
のアノード電極は、Ｎ電源配線６に接続されている。ま
た、スイッチング素子１ａの第２主電極は、ダイオード
素子２ａのカソード電極とともに、出力端子３に接続さ
れている。同様に、スイッチング素子１ｂの第１主電極
は、ダイオード素子２ｂのアノード電極とともに、出力
端子４に接続されている。回路Ｃ１〜Ｃ３には、各々が
一組の出力端子３，４を含む端子対Ｔ１〜Ｔ３が、個別
に接続されている。
【００２２】６個のスイッチング素子１ａ，１ｂが、異
なる位相で選択的にオン・オフすることにより、三相を
なすＵ，Ｖ，Ｗ相の出力が端子対Ｔ１〜Ｔ３からそれぞ
れ取り出される。したがって、端子対Ｔ１〜Ｔ３に属す
る一組の出力端子３，４をＳＲモータの三相入力にそれ
ぞれ接続することにより、ＳＲモータを駆動することが
できる。
【００２３】［1.2. 素子、配線、および端子の配置］
パワーモジュール１０１では、基板として機能するベー
ス板２０に、各種の配線、素子、および端子が配置さ
れ、それらはカバー２１とベース板２０とによって収納
されている。ベース板２０には、例えば放熱特性に優れ
た銅板が用いられる。平面輪郭が矩形であるベース板２
０の上には、その一辺に沿うように、回路Ｃ１〜Ｃ３
が、この順序で配列されている。
【００２４】Ｐ電源配線５は、帯状の絶縁層２４の上に
帯状に配設されている。絶縁層２４とＰ電源配線５と
は、例えば主面に沿って金属箔が形成されベース板２０
の上面に接着されたセラミック基板として形成される。
回路Ｃ１〜Ｃ３に属するすべてのスイッチング素子１ａ
とダイオード素子２ｂとは、第１列をなすようにＰ電源
配線５の上に固定され、それによりＰ電源配線５に電気
的に接続されている。このため、Ｐ電源配線５とＰ電源
配線５に接続される素子１ａ，２ｂとの間の電流経路が
最短となるので、電流経路に発生するインダクタンスが
低く抑えられる。このことは、パワーモジュール１０１
の小型化にも同時に寄与する。
【００２５】ベース板２０の上にはさらに、絶縁層２４
とは間隔をもって、かつ絶縁層２４に平行に、６個の絶
縁層２２が並んでおり、これらの絶縁層２２の上には導
体層７が形成されている。絶縁層２２と導体層７とは、
例えば主面に沿って金属箔が形成されベース板２０の上
面に接着されたセラミック基板として形成される。回路
Ｃ１〜Ｃ３に属するすべてのスイッチング素子１ｂとダ
イオード素子２ａは、導体層７の上に固定されるととも
に電気的に接続されている。それにより、すべてのスイ
ッチング素子１ｂとダイオード素子２ａは、第１列と平
行に並ぶ第２列をなすように配列している。なお、すべ
てのスイッチング素子１ａ，１ｂおよびすべてのダイオ
ード素子２ａ，２ｂは、ベアチップの形態で用いられて
いる。
【００２６】第１列に沿った方向、第２列に沿った方
向、および、これら第１および第２列が対向する方向の
いずれにおいても、スイッチング素子１ａ，１ｂとダイ
オード素子２ａ，１ｂとは、交互に配置されている。こ
れにより、発熱の大きい６個のスイッチング素子１ａ，
１ｂが、互いに最も遠く、しかも均等に離れて配置され
る。その結果、すべてのスイッチング素子１ａ，１ｂの
間の熱干渉が低減され、局所的な温度上昇が緩和され
る。このことも、パワーモジュール１０１の小型化に寄
与する。
【００２７】Ｎ電源配線６は、ベース板２０の上に配設
された絶縁層２３の上に形成されている。絶縁層２３と
Ｎ電源配線６とは、例えば主面に沿って金属箔が形成さ
れベース板２０の上面に接着されたセラミック基板とし
て形成される。Ｎ電源配線６は、第１列と第２列との間
にそれら平行に延在する帯状部分６１と、第２列の中に
侵入するように帯状部分６１から突起した３個の突起部
６２とを有している。３個の突起部６２の各々は、同一
回路（回路Ｃ１〜Ｃ３の中の同一の回路。以下同様。）
に属するダイオード素子１ａとスイッチング素子１ｂと
の間に配置されている。そして、同一回路に属するダイ
オード素子１ａとスイッチング素子１ｂとは、それらの
間に介在する突起部６２に中間部分が接続されたボンデ
ィングワイヤＷの一端と他端とにそれぞれ接続されてい
る。このため、製造工程において、これらの間でワイヤ
ボンディングを連続して行うことができるので、製造効
率を高めることができる。
【００２８】出力端子３，４は、いずれもＬ字型の平面
輪郭を有する板状に形成されている。すなわち、出力端
子３は、一端が直角に交わる第１帯状部４１および第２
帯状部４２を有し、同様に出力端子４は、一端が直角に
交わる第１帯状部４４および第２帯状部４５を有する。
そして、同一回路に属する出力端子３，４では、それら
の第２帯状部４２，４５が互いに近接して平行に並んで
おり、それによって同一回路に属する出力端子３，４
は、双方で略Ｔ字型の平面輪郭をなしている。このた
め、出力端子３，４に発生するインダクタンスがさらに
低く抑えられる。また、すべての出力端子３，４の形状
が同一のＬ字型であるので、単一の金型を用いてこれら
を製造することができ、製造コストを節減することがで
きる。
【００２９】第２帯状部４２，４５はケース２１を貫通
しており、それらの端部である突出部４３，４６はケー
ス２１の外部へ突出している。突出部４３，４６は、同
一端子対（端子対Ｔ１〜Ｔ３の中の同一の端子対。以下
同様。）の間では、互いに近接し、異なる端子対の間で
は離れて設置されている。このため、同一端子対に属す
る突出部４３，４６の組を、外部において容易に接続す
ることができ、それにより、パワーモジュール１０１の
回路構成を、図１０に示した回路と同一とすることがで
きる。すなわち、パワーモジュール１０１を誘導電動機
あるいは直流電動機等の駆動用途へと転換することが可
能となる。このように、パワーモジュール１０１は、Ｓ
Ｒモータの駆動のみに用途が限定されない汎用性の高い
パワーモジュールとして構成されている。
【００３０】第１帯状部４１，４４は、第１列と第２列
との間に、かつ、それらに平行に配置されている。この
ことも、パワーモジュール１０１のコンパクト化に寄与
する。さらに、第１帯状部４１，４４は、Ｎ電源配線６
の帯状部分６１の上に帯状に配設された絶縁層８の上
に、帯状部分６１と平行に対向するように配設されてい
る。これらの立体的構造は、図５の部分断面図にも描か
れている。この二層構造によって、電流経路に発生する
インダクタンスが、さらに低く抑えられるとともに、ベ
ース板２０の面積をさらに節減し、パワーモジュール１
０１をさらに小型化することが可能となる。
【００３１】回路Ｃ１〜Ｃ３の各々において、スイッチ
ング素子１ａとダイオード素子２ａとが、ボンディング
ワイヤＷで接続されており、しかも、その中間部分が出
力端子３の第１帯状部４１に接続されている。同様に、
スイッチング素子１ｂとダイオード素子２ｂとが、ボン
ディングワイヤＷで接続されており、しかも、その中間
部分が出力端子４の第１帯状部４４に接続されている。
このため、製造工程において、これらの間でワイヤボン
ディングを連続して行うことができるので、製造効率を
高めることができる。
【００３２】なお、図１の例では、ボンディングワイヤ
Ｗは、ダイオード素子２ａおよびスイッチング素子１ｂ
には、導体層７を通じて間接的に接続されているが、ダ
イオード素子２ａおよびスイッチング素子１ｂへ直接に
接続されても良い。いずれであっても、ボンディングワ
イヤＷが接続されていることに変わりはない。
【００３３】図２が示すように、ケース２１とベース板
２０とで囲まれた内部には、好ましくはゲルなどの絶縁
性封止材３０が充填される。また、Ｐ電源配線５および
Ｎ電源配線６には、それぞれ電源端子３１，３２が接続
され、その端部がケース２１の外部に突出する（図
３）。同様に、６個のスイッチング素子１ａ，１ｂの制
御電極（IGBTではゲート電極）には、６本の制御端子３
２が個別に接続されており、それらの端部がケース２１
の外部に露出し突出している。外部の直流電源を電源端
子３１，３２に接続し、外部の制御回路を制御端子３２
に接続し、さらに３対の出力端子３，４の突出部４３，
４６に負荷を接続することによって、パワーモジュール
１０１が使用に供される。
【００３４】［2. 実施の形態２］出力端子３，４の第
１帯状部４１，４４が、Ｎ電源配線６の帯状部分６１と
二層構造をなすように形成される代わりに、図６が示す
ように、互いに平行に並ぶように配設されてもよい。こ
のときには、第１帯状部４１，４４は、Ｎ電源配線６と
同様に、ベース板２０の上に固定された絶縁層（図示を
略する）の上に形成されると良い。第１帯状部４１，４
４をこのように配設しても、電流経路に発生するインダ
クタンスを低減する効果は、相応に得られる。
【００３５】［3. 実施の形態３］実施の形態３のパワ
ーモジュールでは、実施の形態１のパワーモジュール１
０１において、図７が示すように端子対Ｔ１〜Ｔ３の各
々に属する出力端子３，４の第２帯状部４２，４５どう
しが、ボンディングワイヤ９によって電気的に接続され
ている。これによって、パワーモジュール１０１が図４
から図１０の回路構成へと転換されている。このため、
この実施の形態のパワーモジュールは、誘導電動機ある
いは直流電動機等の駆動に用いることができる。また、
ボンディングワイヤ９を除いて、ＳＲモータの駆動のた
めのパワーモジュール１０１がそのまま用いられるの
で、製造コストが節減される。
【００３６】［4. 実施の形態４］実施の形態４のパワ
ーモジュールでは、実施の形態１のパワーモジュール１
０１において、図８が示すように端子対Ｔ１〜Ｔ３の各
々に属する出力端子３，４の組が、Ｔ字型の平面輪郭を
なす平板状の単一の出力端子１０へ置き換えられてい
る。出力端子１０は、出力端子３，４が双方でＴ字型の
平面輪郭をなすように、それらの第２帯状部４２，４５
（図１）どうしが、互いに一体的に連結されたものと等
価である。
【００３７】出力端子３，４の組が、出力端子１０へ置
き換えられることによって、パワーモジュール１０１が
図４から図１０の回路構成へと転換されている。このた
め、この実施の形態のパワーモジュールは、誘導電動機
あるいは直流電動機等の駆動に用いることができる。ま
た、出力端子１０を除いて、ＳＲモータの駆動のための
パワーモジュール１０１がそのまま用いられるので、製
造コストが節減される。
【００３８】［5. 実施の形態５］実施の形態５のパワ
ーモジュールでは、実施の形態１のパワーモジュール１
０１において、図９が示すように端子対Ｔ１〜Ｔ３の各
々に属する出力端子３，４の突出部４３，４６どうし
が、ケース２１の外部で導電性の結合部材１１によって
電気的に接続されている。例えば、板状の導電性部材の
一端と他端が、それぞれ突出部４３，４６へ、ネジで締
結されている。それにより、パワーモジュール１０１が
図４から図１０の回路構成へと転換されている。
【００３９】このため、この実施の形態のパワーモジュ
ールは、誘導電動機あるいは直流電動機等の駆動に用い
ることができる。また、結合部材１１を除いて、ＳＲモ
ータの駆動用途としてのパワーモジュール１０１がその
まま用いられるので、製造コストが節減される。さら
に、結合部材１１はケースの外部で用いられるので、パ
ワーモジュール１０１を入手したユーザが、自身で容易
に改造を施すことができる。
【００４０】［6. 変形例］以上の実施の形態では、３
個の回路Ｃ１〜Ｃ３が並列に接続された例について説明
したが、例えば単相用として２個の回路Ｃ１，Ｃ２のみ
が並列に接続されたパワーモジュールを構成することも
可能である。一般には、２以上の整数Ｎに対して、Ｎ個
の回路Ｃ１〜ＣＮがＰ電源配線５とＮ電源配線６との間
に並列に接続された形態で、本発明を実施することが可
能である。
【００４１】
【発明の効果】第１の発明のパワーモジュールでは、第
１電源配線に接続される素子が第１列に配置され、第２
電源配線に接続される素子が第１列に並ぶ第２列に配置
され、出力端子の少なくとも一部分がそれらの間に配置
されているので、モジュールをコンパクト化することが
できる。しかも、スイッチング素子とダイオード素子と
が、交互に配置されているので、発熱量の大きいスイッ
チング素子どうしの熱干渉が低減される。さらに、第１
列に配置される素子と第２列に配置される素子とを接続
するボンディングワイヤが、それらの間に位置する出力
端子の少なくとも一部分によって中継されているので、
製造工程においてワイヤボンディングを連続して行うこ
とができ、製造効率を高めることができる。
【００４２】第２の発明のパワーモジュールでは、第１
電源配線に接続される素子が第１列に配置され、第２電
源配線に接続される素子が第１列に並ぶ第２列に配置さ
れ、出力端子の少なくとも一部分がそれらの間に配置さ
れているので、モジュールをコンパクト化することがで
きる。しかも、スイッチング素子とダイオード素子と
が、交互に配置されているので、発熱量の大きいスイッ
チング素子どうしの熱干渉が低減される。さらに、第１
列と第２列との間に第２電源配線の帯状部分と出力端子
の少なくとも一部分とが、平行に並ぶように配置されて
いるので、電流経路に発生するインダクタンスが低く抑
えられる。
【００４３】第３の発明のパワーモジュールは、第１電
源配線に接続される素子が第１列に配置され、第２電源
配線に接続される素子が第１列に並ぶ第２列に配置さ
れ、出力端子の少なくとも一部分がそれらの間に配置さ
れているので、モジュールをコンパクト化することがで
きる。しかも、スイッチング素子とダイオード素子と
が、交互に配置されているので、発熱量の大きいスイッ
チング素子どうしの熱干渉が低減される。さらに、第１
列と第２列との間に第２電源配線の帯状部分と出力端子
の少なくとも一部分とが、絶縁層を挟んで互いに対向す
るように配置されているので、電流経路に発生するイン
ダクタンスが低く抑えられるとともに、基板の面積を節
減し、モジュールをさらに小型化することができる。
【００４４】第４の発明のパワーモジュールでは、第２
電源配線が突起部を有し、同一回路に属する第１ダイオ
ード素子と第２スイッチング素子とを接続するボンディ
ングワイヤが、それらの間に位置する突起部によって中
継されているので、製造工程においてワイヤボンディン
グを連続して行うことができ、製造効率を高めることが
できる。
【００４５】第５の発明のパワーモジュールでは、第１
電源配線が第１列に沿って帯状に配設され、第１列に沿
って配列する素子が第１電源配線の上に配置されている
ので、第１電源線と各素子との間の電流経路が最短であ
り、電流経路に発生するインダクタンスがさらに低く抑
えられる。
【００４６】第６の発明のパワーモジュールでは、出力
端子の一部分がケースの外部に突出しており、この突出
部が、異なる回路の間では離れて配置され、同一回路の
間では近くに配置される。このため、同一回路に属する
出力端子の組を、外部において容易に接続することがで
き、それにより、パワーモジュールを誘導電動機あるい
は直流電動機等の駆動へと転用することができる。すな
わち、ＳＲモータの駆動にのみ用途が限定されない汎用
性の高いパワーモジュールが実現する。
【００４７】第７の発明のパワーモジュールでは、すべ
ての第１および第２出力端子がＬ字型であって、同一回
路に属する第１および第２出力端子が、互いに略Ｔ字型
の平面輪郭をなすように配置されているので、電流経路
に発生するインダクタンスがさらに低く抑えられる。ま
た、すべての出力端子の形状が同一のＬ字型であるの
で、単一の金型を用いてすべての出力端子を製造するこ
とができ、製造コストを節減することができる。
【００４８】第８の発明のパワーモジュールでは、同一
回路に属する第１および第２出力端子の第２帯状部どう
しが、ボンディングワイヤで電気的に接続されているの
で、誘導電動機あるいは直流電動機等の駆動に用いるこ
とができる。また、ボンディングワイヤを除いて、ＳＲ
モータの駆動用途としてのパワーモジュールがそのまま
用いられるので、製造コストが節減される。
【００４９】第９の発明のパワーモジュールでは、同一
回路に属する第１および第２出力端子の突出部どうし
が、導電性の結合部材で電気的に接続されているので、
誘導電動機あるいは直流電動機等の駆動に用いることが
できる。また、結合部材を除いて、ＳＲモータの駆動用
途としてのパワーモジュールがそのまま用いられるの
で、製造コストが節減される。さらに、結合部材はケー
スの外部で適用されるので、ユーザの手で容易に改造す
ることができる。
【００５０】第１０の発明のパワーモジュールでは、同
一回路に属する第１および第２出力端子が双方でＴ字型
の平面輪郭をなすよう一体的に連結されているので、誘
導電動機あるいは直流電動機等の駆動に用いることがで
きる。また、出力端子を除いて、ＳＲモータの駆動用途
としてのパワーモジュールがそのまま用いられるので、
製造コストが節減される。
【図面の簡単な説明】
【図１】 実施の形態１のパワーモジュールの平面図で
ある。
【図２】 図１のＡ−Ａ切断線に沿ったパワーモジュー
ルの断面図である。
【図３】 図１のパワーモジュールの外観斜視図であ
る。
【図４】 図１のパワーモジュールの回路図である。
【図５】 図１のパワーモジュールの部分断面図であ
る。
【図６】 実施の形態２のパワーモジュールの部分平面
図である。
【図７】 実施の形態３のパワーモジュールの部分平面
図である。
【図８】 実施の形態４のパワーモジュールの部分平面
図である。
【図９】 実施の形態５のパワーモジュールの部分平面
図である。
【図１０】 従来のパワーモジュールの回路図である。
【符号の説明】
１ａ 第１スイッチング素子、１ｂ 第２スイッチング
素子、２ａ 第１ダイオード素子、２ｂ 第２ダイオー
ド素子、３ 第１出力端子、４ 第２出力端子、５ Ｐ
電源配線（第１電源配線）、６ Ｎ電源配線（第２電源
配線）、８ 絶縁層、９，Ｗ ボンディングワイヤ、１
１ 締結部材、２０ ベース板（基板）、２１ ケー
ス、４１ 第１帯状部、４２ 第２帯状部、４３，４６
突出部、６１ 帯状部分、６２ 突起部分、Ｓ１ 第
１直列回路、Ｓ２ 第２直列回路、Ｔ１〜Ｔ３ 第１〜
第Ｎ端子対、Ｃ１〜Ｃ４ 第１〜第Ｎ回路。

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 基板と、 前記基板に配設された第１および第２電源配線と、 前記基板に配設され、各々が第１および第２出力端子を
    有する第１ないし第Ｎ（Ｎ≧２）端子対と、 前記基板に配設され、各々が前記第１および第２電源配
    線に接続された第１ないし第Ｎ回路と、を備え、 すべてのｎ（ｎ＝１〜Ｎ）に対して、前記第ｎ回路は、 前記第１電源配線に接続された第１スイッチング素子と
    前記第２電源配線に接続された第１ダイオード素子とが
    逆直列に接続され、その接続部が前記第ｎ端子対の前記
    第１出力端子に接続されている第１直列回路と、 前記第１電源配線に接続された第２ダイオード素子と前
    記第２電源配線に接続された第２スイッチング素子とが
    逆直列に接続され、その接続部が前記第ｎ端子対の前記
    第２出力端子に接続されている第２直列回路と、を備
    え、 前記第１ないし第Ｎ回路が、この順序で配列されてお
    り、 前記第１電源配線に接続されたすべてのスイッチング素
    子およびダイオード素子は、第１列をなすように配列
    し、 前記第２電源配線に接続されたすべてのスイッチング素
    子およびダイオード素子は、前記第１列と並ぶ第２列を
    なすように配列し、 前記第１列に沿った方向、前記第２列に沿った方向、お
    よび、これら第１および第２列が対向する方向のいずれ
    においても、スイッチング素子とダイオード素子とが交
    互に配置されており、 前記第１ないし第Ｎ端子対の各々において、前記第１出
    力端子の少なくとも一部分と前記第２出力端子の少なく
    とも一部分とは、前記第１列と前記第２列との間に配置
    されており、 すべてのｎに対して、前記第ｎ回路に属する前記第１ス
    イッチング素子と前記第１ダイオード素子とが第１ボン
    ディングワイヤで接続され、当該第１ボンディングワイ
    ヤの中間部分が前記第ｎ端子対に属する前記第１出力端
    子の前記少なくとも一部分に接続されており、前記第ｎ
    回路に属する前記第２スイッチング素子と前記第２ダイ
    オード素子とが第２ボンディングワイヤで接続され、当
    該第２ボンディングワイヤの中間部分が前記第ｎ端子対
    に属する前記第２出力端子の前記少なくとも一部分に接
    続されている、パワーモジュール。
  2. 【請求項２】 基板と、 前記基板に配設された第１および第２電源配線と、 前記基板に配設され、各々が第１および第２出力端子を
    有する第１ないし第Ｎ（Ｎ≧２）端子対と、 前記基板に配設され、各々が前記第１および第２電源配
    線に接続された第１ないし第Ｎ回路と、を備え、 すべてのｎ（ｎ＝１〜Ｎ）に対して、前記第ｎ回路は、 前記第１電源配線に接続された第１スイッチング素子と
    前記第２電源配線に接続された第１ダイオード素子とが
    逆直列に接続され、その接続部が前記第ｎ端子対の前記
    第１出力端子に接続されている第１直列回路と、 前記第１電源配線に接続された第２ダイオード素子と前
    記第２電源配線に接続された第２スイッチング素子とが
    逆直列に接続され、その接続部が前記第ｎ端子対の前記
    第２出力端子に接続されている第２直列回路と、を備
    え、 前記第１ないし第Ｎ回路が、この順序で配列されてお
    り、 前記第１電源配線に接続されたすべてのスイッチング素
    子およびダイオード素子は、第１列をなすように配列
    し、 前記第２電源配線に接続されたすべてのスイッチング素
    子およびダイオード素子は、前記第１列と並ぶ第２列を
    なすように配列し、 前記第１列に沿った方向、前記第２列に沿った方向、お
    よび、これら第１および第２列が対向する方向のいずれ
    においても、スイッチング素子とダイオード素子とが交
    互に配置されており、 前記第１ないし第Ｎ端子対の各々において、前記第１出
    力端子の少なくとも一部分と前記第２出力端子の少なく
    とも一部分とは、前記第１列と前記第２列との間に、そ
    れらに沿って延在する帯状に配置されており、 前記第２電源配線は、前記第１および第２列の間にそれ
    ら沿って延在する帯状部分を有しており、 当該帯状部分は、すべての前記第１および第２出力端子
    の前記少なくとも一部分と、平行に並ぶように配置され
    ている、パワーモジュール。
  3. 【請求項３】 基板と、 前記基板に配設された第１および第２電源配線と、 前記基板に配設され、各々が第１および第２出力端子を
    有する第１ないし第Ｎ（Ｎ≧２）端子対と、 前記基板に配設され、各々が前記第１および第２電源配
    線に接続された第１ないし第Ｎ回路と、を備え、 すべてのｎ（ｎ＝１〜Ｎ）に対して、前記第ｎ回路は、 前記第１電源配線に接続された第１スイッチング素子と
    前記第２電源配線に接続された第１ダイオード素子とが
    逆直列に接続され、その接続部が前記第ｎ端子対の前記
    第１出力端子に接続されている第１直列回路と、 前記第１電源配線に接続された第２ダイオード素子と前
    記第２電源配線に接続された第２スイッチング素子とが
    逆直列に接続され、その接続部が前記第ｎ端子対の前記
    第２出力端子に接続されている第２直列回路と、を備
    え、 前記第１ないし第Ｎ回路が、この順序で配列されてお
    り、 前記第１電源配線に接続されたすべてのスイッチング素
    子およびダイオード素子は、第１列をなすように配列
    し、 前記第２電源配線に接続されたすべてのスイッチング素
    子およびダイオード素子は、前記第１列と並ぶ第２列を
    なすように配列し、 前記第１列に沿った方向、前記第２列に沿った方向、お
    よび、これら第１および第２列が対向する方向のいずれ
    においても、スイッチング素子とダイオード素子とが交
    互に配置されており、 前記第１ないし第Ｎ端子対の各々において、前記第１出
    力端子の少なくとも一部分と前記第２出力端子の少なく
    とも一部分とは、前記第１列と前記第２列との間に、そ
    れらに沿って延在する帯状に配置されており、 前記第２電源配線は、前記第１および第２列の間にそれ
    ら沿って延在する帯状部分を有しており、 当該帯状部分と、すべての前記第１および第２出力端子
    の前記少なくとも一部分とは、帯状の絶縁層の一方主面
    と他方主面とに別個に配設されることにより、前記絶縁
    層を挟んで互いに平行に対向している、パワーモジュー
    ル。
  4. 【請求項４】 前記第２電源配線は、前記第２列の中に
    侵入するように前記帯状部分から突起したＮ個の突起部
    を有しており、当該Ｎ個の突起部の各々は、同一回路に
    属する前記第１ダイオード素子と前記第２スイッチング
    素子との間に配置され、これらの第１ダイオード素子と
    前記第２スイッチング素子とを接続するボンディングワ
    イヤの中間部分に接続されている、請求項２または請求
    項３に記載のパワーモジュール。
  5. 【請求項５】 前記第１電源配線は、前記第１列に沿っ
    て帯状に配設され、前記第１ないし第Ｎ回路の各々に属
    する前記第１スイッチング素子および前記第２ダイオー
    ド素子は、前記第１電源配線の上に配置されている、請
    求項１ないし請求項４のいずれかに記載のパワーモジュ
    ール。
  6. 【請求項６】 前記基板に配設された前記第１ないし第
    Ｎ回路を前記基板と共同で収納するケースを、さらに備
    え、 前記第１ないし第Ｎ端子対の各々の前記第１および第２
    出力端子の各々は、前記少なくとも一部分とは異なる部
    分であって前記ケースの外部に突出する部分である突出
    部を有しており、 前記第１ないし第Ｎ端子対に属するすべての前記突出部
    は、異なる端子対の間に比べて同一の端子対の間で、よ
    り近くに配置されている、請求項１ないし請求項５のい
    ずれかに記載のパワーモジュール。
  7. 【請求項７】 前記第１ないし第Ｎ端子対の各々に属す
    る前記第１および第２出力端子の各々は、Ｌ字型の平面
    輪郭をなすように一端が直角に交わる第１および第２帯
    状部を有し、前記第１帯状部は、前記少なくとも一部分
    に該当して前記第１および第２列に平行に配設され、前
    記第２帯状部の端部は前記突出部に該当し、 前記第１ないし第Ｎ端子対の各々に属する前記第１およ
    び第２出力端子が双方で略Ｔ字型の平面輪郭をなすよう
    に、それらの前記第２帯状部どうしが平行に並んでい
    る、請求項６に記載のパワーモジュール。
  8. 【請求項８】 前記第１ないし第Ｎ端子対の各々に属す
    る前記第１および第２出力端子の前記第２帯状部どうし
    が、ボンディングワイヤで電気的に接続されている、請
    求項７に記載のパワーモジュール。
  9. 【請求項９】 前記第１ないし第Ｎ端子対の各々に属す
    る前記第１および第２出力端子の前記突出部どうしが、
    導電性の結合部材で電気的に接続されている、請求項７
    に記載のパワーモジュール。
  10. 【請求項１０】 前記第１ないし第Ｎ端子対の各々に属
    する前記第１および第２出力端子が双方でＴ字型の平面
    輪郭をなすように、それらの前記第２帯状部どうしが、
    互いに一体的に連結されている請求項７に記載のパワー
    モジュール。
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