JP2002233165A - パワーモジュール及びこれを用いたルームエアコン - Google Patents

パワーモジュール及びこれを用いたルームエアコン

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Abstract

(57)【要約】 【課題】ノイズレス、小形、低価格化した直流ブラシレ
スモータのＰＷＭ／ＰＡＭ制御が可能なパワーモジュー
ルの構造。 【解決手段】三相インバータモジュールの上に平滑コン
デンサを搭載した成形基板を電気的に接続した一体化構
造のパワーモジュールによって配線レスと三次元化によ
りノイズの小さい廉価構造のパワーモジュールを得る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、たとえば空気調和
機等の直流ブラシレスモータを駆動するためのインバー
タブリッジ回路で構成したパワーモジュールに係り、特
にパワーモジュール上部に回路成形基板を搭載した構成
のパワーモジュールに係わる。
【０００２】
【従来の技術】ＰＷＭ(Pulse Width Modulation)制御と
ＰＡＭ(pulse Amplitude Modulation)制御を併用したイ
ンバータエアコンの一実施例が、例えば、特開平６−１
０５５６３号に記載されている。ＰＡＭ制御は、昇圧回
路又はこれに相当する回路を用いてコンプレッサーへの
印加電圧を昇圧させ、昇圧幅によりコンプレッサーの回
転数を制御するものである。一方、インバータエアコン
の心臓部であるインバ−タには、従来から６ケのスイッ
チング素子とこのスイッチング素子に並列に接続された
６ケのダイオ−ドから三相ブリッジ回路を構成して、こ
れらを１つのパッケ−ジに収納した構成のパワ−モジュ
−ルが広く使用されている。
【０００３】前記パワーモジュ−ルは６ケのスイッチン
グ素子を順次スイッチングすることによって、回転位相
の電圧を三相電動機に印可し、回転磁界を与える物であ
る。この転流パタ−ンとは別に一定乃至ある範囲内の周
波数でスイッチングを行い、スイッチングの通流率を変
化させることで電動機の回転数を制御する方式をＰＷＭ
方式という。
【０００４】インバータエアコンは、圧縮機モータの制
御を比較的負荷の小さい低速回転領域をＰＷＭ制御で行
い、負荷の大きい高速回転領域は直流電圧を昇圧させて
ＰＡＭ制御で行う。
【０００５】ＰＡＭ制御の場合、圧縮機を高速で回転で
きるため特に低温時における暖房能力を大幅に向上する
ことができる。さらに、昇圧回路の入力電流が正弦波に
近似するように昇圧回路のスイッチング素子を制御する
ことで電源力率が向上し、入力電力が最大限利用可能に
なった為エアコンの最大能力が向上する。また、正弦波
近似により高調波電流が抑制されクリーンな電源を供給
することことができる等の利点がある。ＰＡＭ制御を用
いたインバータエアコンの従来例を図４および図５で説
明する。
【０００６】図４は従来のＰＡＭ制御の回路構成であ
る。
【０００７】図４において１は電源でブリッジダイオー
ド２で整流されチョークコイル３を介して昇圧用スイッ
チング素子４に接続されている。ドライブ回路５、力率
改善回路６、電流検出抵抗７は昇圧用スイッチング素子
を制御するための回路素子である。該スイッチング素子
の動作によりチョークコイルに蓄積された電力は逆流防
止用のリカバリーダイオード８を介してコンデンサ９に
電力変換される。１０はインバータスイッチング素子で
並列に接続した還流ダイオード１１と一対で三相ブリッ
ジ回路を構成している。該スイッチング素子１０はドラ
イブ回路１３で動作される。１４は圧縮機用モータでＵ
ＶＷ相の電圧を参照して磁極位置と回転数を得る位置検
出回路１５でエアコンの室内機から送られる速度指令値
との偏差をマイコン１６で演算して直流電圧指令を力率
改善回路６に、ＰＷＭ信号をドライブ回路１３にそれぞ
れ転送する。
【０００８】図５（a）、図５（b)は図４の一点鎖線内
のパワー部をモジュール化した斜視図と断面図である。
図中金属基板１７に絶縁層１８を介して導体パターン１
９が形成され、その上部に昇圧素子２０、インバータ素
子２１を搭載してはんだ２２で該導体パターン１９と接
合する。力率改善回路６およびドライブ回路５．１３は
ハイブリットIc２３で高集積化したあとリード端子２４
で金属基板１７の導体パターン１９と接合する。２５は
ケースでモジュールの外郭を形成してパワー端子２６を
インサート成形で固定する。２７は周辺回路と電気的に
接合する信号端子である。かかる構成のパワーモジュー
ルをエアコンの室外機に組み込んでインバータエアコン
を動作させるた場合、回路が集積化されるため配線等の
電力搬送ラインおよび信号転送ラインが短縮されるため
高周波ノイズの低減および小形実装に有利になる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら図４の平
滑コンデンサ９は大形部品であるためモジュールの外部
に実装している。そのためコンデンサとモジュールは配
線２８で接続する方式で行っていた。コンデンサ９のイ
ンプット電流には昇圧スイッチング素子４の周波数成分
（２５ｋHz）とインバータスイッチング素子１１の周波
数成分（３ｋHz）が重畳されるため配線１１にはノイズ
が多量に発生する。従って、ノイズ対策部品は多くなり
実装上およびコスト的にも問題があった。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、かかる問題を
解消するため手段を提供するものである。
【００１１】すなわち ６個の制御電極付半導体スイッチング素子を３相ブリッ
ジ接続して構成したインバータ回路と、前記半導体スイ
ッチング素子に並列接続した還流ダイオードと、前記イ
ンバ−タ回路のドライブ回路を備えたパワーモジュール
において、導電性回路パターンを内在した成形樹脂で構
成された回路成形基板を前記パワーモジュールに直接続
した構成を特徴とするパワーモジュール。
【００１２】６個の制御電極付半導体スイッチング素子
を３相ブリッジ接続して構成したインバータ回路と、前
記半導体スイッチング素子に並列接続した還流ダイオー
ドと、前記インバ−タ回路のドライブ回路と電源力率改
善スイッチング素子及びその制御手段を備えたパワーモ
ジュールにおいて、導電性回路パターンを内在した成形
樹脂で構成された回路成形基板を前記パワーモジュール
に直接続した構成を特徴とするパワーモジュール。
【００１３】該パワーモジュールにおいて、前記パワー
モジュールのケ−ス上面部にタップ部を設け、ネジで成
形基板を固定し、かつ電気的に接続した構成を特徴とす
るパワーモジュール。
【００１４】該パワーモジュールにおいて、前記、導電
性回路パターンを内在した成形樹脂で構成された回路成
形基板の上に、平滑コンデンサ等の周辺回路を構成する
回路素子を備え、前記パワーモジュールに直接続した構
成を特徴とするパワーモジュール。
【００１５】該パワーモジュールにおいて、前記、導電
性回路パターンを内在した成形樹脂で構成された回路成
形基板の上に、平滑コンデンサ等の周辺回路を構成する
回路素子を備え、前記パワーモジュールに直接続した構
成を特徴とするパワーモジュールを制御信号に応じて、
直流ブラシレスモータをＰＷＭ（Pulse Width Modula
tion）制御またはＰＡＭ（Pulse Amplitude Modulati
on）制御により回転数制御することを特徴としたインバ
−タシステムと該インバ−タシステムを備え、室内温度
と設定温度の偏差に応じて直流ブラシレスモ−タの運転
を行うことを特徴とした空気調和機。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
図面を用いて説明する。
【００１７】図中、従来例で示した同一符号は同一物を
示す。
【００１８】図１において、１は商用電源でブリッジダ
イオード２で整流されチョークコイル３を介して昇圧用
スイッチング素子４に接続されている。ドライブ回路
５、力率改善回路６、電流検出抵抗７は昇圧用スイッチ
ング素子を制御するための回路素子である。該スイッチ
ング素子の動作によりチョークコイルに蓄積された電力
は逆流防止用のリカバリーダイオード８を介して平滑コ
ンデンサ９に電力変換される。１０はインバータスイッ
チング素子で並列に接続した還流ダイオード１１と一対
で三相ブリッジ回路を構成している。該スイッチング素
子１０はドライブ回路１３で動作される。１４は圧縮機
用モータでＵＶＷ相の電圧を参照して磁極位置と回転数
を得る位置検出回路１５でエアコンの室内機から送られ
る速度指令値との偏差をマイコン１６で演算して直流電
圧指令を力率改善回路６に、ＰＷＭ信号をドライブ回路
１３にそれぞれ転送する。
【００１９】図２は図１の一点鎖線内のパワー部をモジ
ュール化した斜視図である。図中、金属基板１７に絶縁
層を介して導体パターンが形成され、その上部に昇圧素
子２０、インバータ素子２１を搭載してはんだで該導体
パターンと接合する。力率改善回路６およびドライブ回
路５,１３はハイブリットIc２３で高集積化したあとリ
ード端子２４で金属基板１７の導体パターンと接合す
る。２５はケースでモジュールの外郭を形成してパワー
端子２６をインサート成形で固定する。２７は周辺回路
と電気的に接合する信号端子である。２８は成形基板用
パワー端子で成形基板２９とネジ３０で固定できるよう
に中央孔にタップを形成している。
【００２０】該成形基板２９の構成を図３a、図３ｂで
説明する。導電製金属からなる配線パターンを成形樹脂
３２でインサート成形して平滑コンデンサ９および周辺
回路３３等の大形部品を搭載してリード端子３４をはん
だ３５で接合する。
【００２１】３６は接合ランドで、パワーモジュールと
電気的に接合させると同時にパワーモジュールのケース
２５と安定に結合させるものである。
【００２２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によるパワ
ーモジュールによれば、平滑コンデンサ９をパワーモジ
ュールと密着した状態で実装でき、実装回路が集積化さ
れるためコンデンサとモジュールの配線等２８の電力搬
送ラインが短縮されるため高周波ノイズの低減および小
形実装に有利になる。特にノイズを多量に発生する平滑
コンデンサの配線部材を使用することなく実装できるた
めノイズの発生量が非常に小さく抑制することが可能と
なる他、ノイズ対策部品が大幅に削減できるのでコスト
低減等も可能となる。
【００２３】以上の実施例では、モジュールの構成は昇
圧回路とインバータ回路を同居させたパワーモジュール
で説明したがモジュールの構成がインバータのみの場
合、昇圧回路のみの場合、インバータとドライブ回路が
同居した場合、それぞれ成形基板と組み合わせた構成で
同様の効果を得るのはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるインバータの回路構成を示す回路
図である。
【図２】本発明によるパワーモジュールの一実施形態を
示す斜視図である。
【図３】（ａ）は本発明による成形基板の一実施形態を
示す平面図、（ｂ）は断面図である。
【図４】従来の実施例によるインバータの回路構成を示
す回路図である。
【図５】（ａ）は本発明によるパワーモジュールの一実
施形態を示す斜視図、（ｂ）は断面図である。
【符号の説明】
１… 商用電源、２…整流回路、３…チョークコイル、
４…昇圧回路の半導体スイッチング素子、５…ドライブ
回路、６…力率改善回路、７…電源電流検出抵抗、８…
リカバリーダイオード、９平滑コンデンサ、１０…イン
バータモジュール、１１…インバータスイッチング素
子、１２…還流ダイオード、１３…インバータドライブ
回路、１４…圧縮機モータ、１５…磁極位置検出回路、
１６…マイクロコンピュータ、１７…パワー基板、１８
…絶縁層、１９…導体パターン、２０…昇圧用スイッチ
ング素子、２１…インバータ用スイッチング素子、２２
…はんだ、２３…ハイブリッドIc、２４…リード端子、
２５…ケース、２６…パワー端子、２７…信号端子、２
８…パワーコネクター、２９…成形基板、３０…ネジ、
３１…パターン、３２…成形樹脂、３３…周辺部品、３
４…リード端子、３５…はんだ。
フロントページの続き (72)発明者 矢島 幸一 栃木県下都賀郡大平町大字富田800番地 株式会社日立製作所冷熱事業部内 Ｆターム(参考） 3L060 AA08 CC02 DD02 EE04 3L061 BA07 5H007 BB06 CA01 CB05 CC03 EA01 EA02 HA04

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ６個の制御電極付半導体スイッチング素
    子を３相ブリッジ接続して構成したインバータ回路と、
    前記半導体スイッチング素子に並列接続した還流ダイオ
    ードと、前記インバ−タ回路のドライブ回路を備えたパ
    ワーモジュールにおいて、 導電性回路パターンを内在した成形樹脂で構成された回
    路成形基板を前記パワーモジュールに直接続した構成を
    特徴とするパワーモジュール。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載のパワーモジュールにお
    いて、 前記パワーモジュールのケ−ス上面部にタップ部を設
    け、ネジで成形基板を固定し、かつ電気的に接続した構
    成を特徴とするパワーモジュール。
  3. 【請求項３】 請求項１に記載のパワーモジュールにお
    いて、 前記、導電性回路パターンを内在した成形樹脂で構成さ
    れた回路成形基板の上に、平滑コンデンサ等の周辺回路
    を構成する回路素子を備え、前記パワーモジュールに直
    接続した構成を特徴とするパワーモジュール。
  4. 【請求項４】 請求項１に記載のパワーモジュールにお
    いて、 前記、導電性回路パターンを内在した成形樹脂で構成さ
    れた回路成形基板の上に、平滑コンデンサ等の周辺回路
    を構成する回路素子を備え、前記パワーモジュールに直
    接続した構成を特徴とするパワーモジュールを制御信号
    に応じて、直流ブラシレスモータをＰＷＭ（Pulse Wid
    th Modulation）制御またはＰＡＭ（Pulse Amplitude
    Modulation）制御により回転数制御することを特徴と
    したインバ−タシステム。
  5. 【請求項５】 請求項4に記載のインバ−タシステムを
    備え、室内温度と設定温度の偏差に応じて直流ブラシレ
    スモ−タの運転を行うことを特徴とした空気調和機。
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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1601093A1 (en) * 2004-05-17 2005-11-30 Sanyo Electric Co., Ltd. Inverter with detection of welding of relay contacts
JP2006280059A (ja) * 2005-03-28 2006-10-12 Matsushita Electric Works Ltd 電力変換装置
US7643296B2 (en) 2006-01-16 2010-01-05 Mitsubishi Electric Corporation Motor drive circuit and outdoor unit for air conditioner
KR20100131937A (ko) * 2009-06-08 2010-12-16 가부시키가이샤 히타치세이사쿠쇼 철도 차량용 전력 변환 장치
JP2011239547A (ja) * 2010-05-10 2011-11-24 Mitsubishi Electric Corp 基準回路モジュール、三相インバータ回路、整流回路、ｐａｍ回路、一石型ｐａｍ回路、ハーフブリッジ／インターリーブ回路、および空気調和装置
JP2012528565A (ja) * 2009-05-28 2012-11-12 グラコ ミネソタ インコーポレーテッド モータ制御モジュール
CN109612052A (zh) * 2018-12-13 2019-04-12 深圳创维空调科技有限公司 一种电器盒、安装方法及空调
WO2020008620A1 (ja) * 2018-07-06 2020-01-09 三菱電機株式会社 冷凍サイクル装置および空気調和装置

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1601093A1 (en) * 2004-05-17 2005-11-30 Sanyo Electric Co., Ltd. Inverter with detection of welding of relay contacts
US7439704B2 (en) 2004-05-17 2008-10-21 Sanyo Electric Co., Ltd. Inverter device and inverter module
JP2006280059A (ja) * 2005-03-28 2006-10-12 Matsushita Electric Works Ltd 電力変換装置
JP4674482B2 (ja) * 2005-03-28 2011-04-20 パナソニック電工株式会社 電力変換装置
US7643296B2 (en) 2006-01-16 2010-01-05 Mitsubishi Electric Corporation Motor drive circuit and outdoor unit for air conditioner
JP2012528565A (ja) * 2009-05-28 2012-11-12 グラコ ミネソタ インコーポレーテッド モータ制御モジュール
KR20100131937A (ko) * 2009-06-08 2010-12-16 가부시키가이샤 히타치세이사쿠쇼 철도 차량용 전력 변환 장치
JP2011239547A (ja) * 2010-05-10 2011-11-24 Mitsubishi Electric Corp 基準回路モジュール、三相インバータ回路、整流回路、ｐａｍ回路、一石型ｐａｍ回路、ハーフブリッジ／インターリーブ回路、および空気調和装置
WO2020008620A1 (ja) * 2018-07-06 2020-01-09 三菱電機株式会社 冷凍サイクル装置および空気調和装置
CN109612052A (zh) * 2018-12-13 2019-04-12 深圳创维空调科技有限公司 一种电器盒、安装方法及空调

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