JP2004357414A - パワーモジュール及びインバータ装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】インバータ回路における電流に急激な変動が生じても、スイッチング制御回路端子の誤動作を生じにくくする。
【解決手段】スイッチング制御回路１８，１９，２０のＶｃｃ端はそれぞれ端子２４，２８，３２に接続される。またスイッチング制御回路１８，１９，２０のＣＯＭ端は共通して端子７２に接続される。パッド８３Ａにおいて端子を設けてこれに外部から電位を印加する場合と比較すると、スイッチング制御回路１８のＣＯＭ端における電位は、ワイヤ６３に発生するサージ電圧の分だけスイッチングの影響が低減される。同様に、パッド８１Ａにおいて端子を設けてこれに外部から電位を印加する場合と比較すると、スイッチング制御回路２０のＣＯＭ端における電位は、ワイヤ６２に発生するサージ電圧の分だけスイッチングの影響が低減される。
【選択図】 図２
【解決手段】スイッチング制御回路１８，１９，２０のＶｃｃ端はそれぞれ端子２４，２８，３２に接続される。またスイッチング制御回路１８，１９，２０のＣＯＭ端は共通して端子７２に接続される。パッド８３Ａにおいて端子を設けてこれに外部から電位を印加する場合と比較すると、スイッチング制御回路１８のＣＯＭ端における電位は、ワイヤ６３に発生するサージ電圧の分だけスイッチングの影響が低減される。同様に、パッド８１Ａにおいて端子を設けてこれに外部から電位を印加する場合と比較すると、スイッチング制御回路２０のＣＯＭ端における電位は、ワイヤ６２に発生するサージ電圧の分だけスイッチングの影響が低減される。
【選択図】 図２
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は複数のスイッチング素子を有するインバータ回路と、当該スイッチング素子を駆動する複数の駆動回路と備えたパワーモジュールに関する。
【０００２】
【従来の技術】
後掲する特許文献１には、三相インバータを構成する６個のトランジスタと、これらのトランジスタのスイッチングを制御するスイッチング制御回路とを備えたインバータモジュールが紹介されている。その一つの種類として、ハイアーム側の３個のトランジスタのスイッチングをそれぞれ制御する３個のスイッチング制御回路と、ローアーム側の３個のトランジスタのいずれのスイッチングをも制御するスイッチング制御回路とが示されている。そして他の一つの種類では、相毎に、高電位側のトランジスタと低電位側のトランジスタの両方のスイッチングを制御するスイッチング制御回路が設けられている。
【０００３】
また後掲する非特許文献１には、相毎に、高電位側のトランジスタと低電位側のトランジスタの両方のスイッチングを制御するスイッチング制御において、負荷に接続された端子の、基準電位から見た電位が負となることに起因するラッチアップを回避する技術が開示されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００３−０１８８６２号公報
【非特許文献１】
Ｃｈｒｉｓ Ｃｈｅｙ ａｎｄ Ｊｏｈｎ Ｐａｒｒｙ、“Ｍａｎａｇｉｎｇ Ｔｒａｎｓｉｅｎｔｓ ｉｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ ＩＣ Ｄｒｉｖｅｎ Ｐｏｗｅｒ Ｓｔａｇｅｓ”（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｒｅｃｔｉｆｉｅｒ ＤＥＳＩＧＮ ＴＩＰ ＤＴ９７−３， ｐｐ１−８）、 ［ｏｎｌｉｎｅ］、［平成１５年４月３日検索］、インターネット＜ＵＲＬ：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｉｒｆ．ｃｏｍ／ｔｅｃｈｎｉｃａｌ−ｉｎｆｏ／ｄｅｓｉｇｎｔｐ／ｄｔ９７−３．ｐｄｆ＞
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述のようにスイッチング素子を有するインバータ回路と、スイッチング素子を制御するスイッチング制御回路とがモジュール化されている場合、インバータ回路における電流の急激な変動は、空間的に磁束で結合しているスイッチング制御回路の入力側の配線に電圧を発生させ易い。かかる電圧はスイッチング制御回路端子の誤動作を招来する可能性があるという問題があった。そしてこの問題はモジュールを小型化するために、インバータ回路とスイッチング制御回路とを近接配置する程に顕著となる。
【０００６】
本発明は上記の問題点を解決することを目的としており、即ち、インバータ回路における電流に急激な変動が生じても、スイッチング制御回路端子の誤動作を生じにくくする技術を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明の第１のパワーモジュールは、第１乃至第３のスイッチング素子を有するインバータ回路と、前記第１乃至第３のスイッチング素子のスイッチングをそれぞれ制御し、各々は動作電圧としての電位差が与えられる第１端及び第２端を有する第１乃至第３のスイッチング制御回路と、前記第２の制御回路の前記第１端の近傍でこれに接続され、外部と接続可能な端子と、前記第１のスイッチング制御回路の前記第１端と前記第２のスイッチング制御回路の前記第１端との間で結線されて両者を接続する第１の配線と、前記第３のスイッチング制御回路の前記第１端と前記第２のスイッチング制御回路の前記第１端との間で結線されて両者を接続する第２の配線とを備える。
【０００８】
この発明の第２のパワーモジュールは、第１乃至第３のスイッチング素子を有するインバータ回路と、前記第１乃至第３のスイッチング素子のスイッチングをそれぞれ制御し、各々は動作電圧としての電位差が与えられる第１端及び第２端を有する第１乃至第３のスイッチング制御回路と、前記第１のスイッチング制御回路の前記第１端の近傍でこれに接続され、外部と接続可能な第１の端子と、前記第１のスイッチング制御回路の前記第２端の近傍でこれに接続され、外部と接続可能な第２の端子と、前記第１のスイッチング制御回路の前記第１端と前記第２のスイッチング制御回路の前記第１端との間で結線されて両者を接続する第１の配線と、前記第３のスイッチング制御回路の前記第１端と前記第２のスイッチング制御回路の前記第１端との間で結線されて両者を接続する第２の配線と、前記第１のスイッチング制御回路の前記第２端と前記第２のスイッチング制御回路の前記第２端との間で結線されて両者を接続する第３の配線と、前記第３のスイッチング制御回路の前記第２端と前記第２のスイッチング制御回路の前記第２端との間で結線されて両者を接続する第４の配線とを備える。
【０００９】
この発明の第３のパワーモジュールは、第１乃至第３のスイッチング素子を有するインバータ回路と、前記第１乃至第３のスイッチング素子のスイッチングをそれぞれ制御し、各々は動作電圧としての電位差が与えられる第１端及び第２端を有する第１乃至第３のスイッチング制御回路と、前記第２のスイッチング制御回路の前記第１端の近傍でこれに接続され、外部と接続可能な第１の端子と、前記第２のスイッチング制御回路の前記第２端の近傍でこれに接続され、外部と接続可能な第２の端子と、前記第１のスイッチング制御回路の前記第１端と前記第２のスイッチング制御回路の前記第１端との間で結線されて両者を接続する第１の配線と、前記第３のスイッチング制御回路の前記第１端と前記第２のスイッチング制御回路の前記第１端との間で結線されて両者を接続する第２の配線と、前記第１のスイッチング制御回路の前記第２端と前記第２のスイッチング制御回路の前記第２端との間で結線されて両者を接続する第３の配線と、前記第３のスイッチング制御回路の前記第２端と前記第２のスイッチング制御回路の前記第２端との間で結線されて両者を接続する第４の配線とを備える。
【００１０】
この発明の第１のインバータ装置は、第１乃至第３のスイッチング素子を有するインバータ回路と、前記第１乃至第３のスイッチング素子のスイッチングをそれぞれ制御し、各々は動作電圧としての電位差が与えられる第１端及び第２端を有する第１乃至第３のスイッチング制御回路と、前記第１の制御回路の前記第１端の近傍でこれに接続され、外部と接続可能な第１の端子と、前記第１乃至第３の制御回路の前記第２端が各々接続され、外部と接続可能な第２乃至第４の端子と、前記第１のスイッチング制御回路の前記第１端と前記第２のスイッチング制御回路の前記第１端との間で結線されて両者を接続する第１の配線と、前記第３のスイッチング制御回路の前記第１端と前記第２のスイッチング制御回路の前記第１端との間で結線されて両者を接続する第２の配線とを備え、前記第２乃至第４の端子がこの順に配置されるパワーモジュールと、前記第２及び第３の端子を相互に接続する第１部と、前記第３及び第４の端子を相互に接続する第２部と、前記第２部の反対側で前記第１部と接続される第３部とを有する配線を備える基板とを含む。
【００１１】
この発明の第２のインバータ装置は、第１乃至第３のスイッチング素子を有するインバータ回路と、前記第１乃至第３のスイッチング素子のスイッチングをそれぞれ制御し、各々は動作電圧としての電位差が与えられる第１端及び第２端を有する第１乃至第３のスイッチング制御回路と、前記第２の制御回路の前記第１端の近傍でこれに接続され、外部と接続可能な第１の端子と、前記第１乃至第３の制御回路の前記第２端が各々接続され、外部と接続可能な第２乃至第４の端子と、前記第１のスイッチング制御回路の前記第１端と前記第２のスイッチング制御回路の前記第１端との間で結線されて両者を接続する第１の配線と、前記第３のスイッチング制御回路の前記第１端と前記第２のスイッチング制御回路の前記第１端との間で結線されて両者を接続する第２の配線とを備え、前記第２乃至第４の端子がこの順に配置されるパワーモジュールと、前記第２及び第３の端子を相互に接続する第１部と、前記第３及び第４の端子を相互に接続する第２部と、前記第１部と前記第２部との接続点近傍に接続される第３部とを有する配線を備える基板とを含む。
【００１２】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１にかかるパワーモジュール１０１の構成を示す回路図である。
【００１３】
パワーモジュール１０１は、いずれもインバータ回路を構成するダイオード６〜１１及びトランジスタ１２〜１７と、トランジスタ１２、１３、１４のスイッチングをそれぞれ制御するスイッチング制御回路１８，１９，２０、及びトランジスタ１５，１６，１７のいずれのスイッチングをも制御するスイッチング制御回路２１とを備えている。更に端子１〜５，２２〜３３，３５〜４２，７２を備えている。
【００１４】
ダイオード６〜１１のアノード及びカソードは、それぞれトランジスタ１２〜１７のエミッタ及びコレクタに接続されている。トランジスタ１２〜１４のコレクタは共通して端子１に接続されている。トランジスタ１５〜１７のエミッタは端子５に共通して接続されている。トランジスタ１２のエミッタとトランジスタ１５のコレクタとが端子２に接続されており、ここからＵ相の電流が供給される。トランジスタ１３のエミッタとトランジスタ１６のコレクタとが端子３に接続されており、ここからＶ相の電流が供給される。トランジスタ１４のエミッタとトランジスタ１７のコレクタとが端子４に接続されており、ここからＷ相の電流が供給される。
【００１５】
スイッチング制御回路１８，１９，２０にはいずれも同じ構成を採用することができる。これらはいずれもＶＢ端、ＶＳ端、Ｖｃｃ端、ＩＮ端、ＣＯＭ端、ＨＯ端を有している。
【００１６】
スイッチング制御回路１８を例に採って説明すると、ＶＢ端、ＶＳ端はそれぞれ端子２２，２３から所定の電位を受ける。両者の電位差に基づいた電位差が、ＨＯ端とＶＳ端との間から出力されたりされなかったりする。ＶＳ端はトランジスタ１２のエミッタにも接続されているので、ＨＯ端から出力される電位によってトランジスタ１２のスイッチングが制御される。
【００１７】
Ｖｃｃ端、ＣＯＭ端の間には外部から所定の電位が与えられ、両者の電位差がスイッチング制御回路１８の動作電圧となる。ＩＮ端は端子２５に接続されて外部から電位が与えられ、ＣＯＭ端の電位を基準としたＩＮ端の電位に基づいてＨＯ端の出力を制御する。
【００１８】
スイッチング制御回路１９，２０も同様にして、それぞれのＨＯ端からの出力がトランジスタ１３，１４のゲートに与えられ、スイッチングが制御される。スイッチング制御回路１９のＶＢ端、ＶＳ端、ＩＮ端はそれぞれ端子２６，２７，２９に接続される。またスイッチング制御回路２０のＶＢ端、ＶＳ端、ＩＮ端はそれぞれ端子３０，３１，３３に接続される。
【００１９】
スイッチング制御回路２１のＶＮＯ端はトランジスタ１５〜１７のエミッタと共通に接続され、ＵＯＵＴ端、ＶＯＵＴ端、ＷＯＵＴ端はそれぞれトランジスタ１５，１６，１７のゲートに接続される。スイッチング制御回路２１のＵＯＵＴ端とＶＮＯ端との電位差を制御することによりトランジスタ１５のスイッチングを、ＶＯＵＴ端とＶＮＯ端との電位差を制御することによりトランジスタ１６のスイッチングを、ＷＯＵＴ端とＶＮＯ端との電位差を制御することによりトランジスタ１７のスイッチングを、それぞれ制御することができる。
【００２０】
スイッチング制御回路２１のＶｃｃ端、ＧＮＤ端はそれぞれ端子３５，４０に接続され、外部から両者の間へ所定の電位差が印加される。この電位差がスイッチング制御回路２１の動作電圧となる。
【００２１】
ＵＮ端、ＶＮ端、ＷＮ端、ＧＮＤ端はそれぞれ端子３６，３７，３８，４０に接続され、それぞれ外部から電位が与えられる。ＧＮＤ端の電位を基準としたＵＮ端の電位に基づいてＵＯＵＴ端の電位が、ＧＮＤ端の電位を基準としたＶＮ端の電位に基づいてＶＯＵＴ端の電位が、ＧＮＤ端の電位を基準としたＷＮ端の電位に基づいてＷＯＵＴ端の電位が、それぞれ制御される。
【００２２】
ＦＯ端、ＣＦＯ端、ＣＩＮ端は、それぞれ端子３９，４１，４２に接続される。端子４１，４２を介して外部から、トランジスタ１２〜１７に過電流が流れたか否かを検出することができる。また過電流が発生した場合には端子３９にフォルト信号が出力される。
【００２３】
本実施の形態においては、スイッチング制御回路１８，１９，２０のＶｃｃ端はそれぞれ端子２４，２８，３２に接続される。またスイッチング制御回路１８，１９，２０のＣＯＭ端は共通して端子７２に接続される。
【００２４】
図２はパワーモジュール１０１のうち、端子２４，２８，３２，７２近傍の構成を示す平面図である。煩雑を避けるため、これらの端子とスイッチング制御回路１８，１９，２０との間の接続関係のみを示しており、その他の構成要素、例えばＩＮ端、ＶＢ端、ＶＳ端、ＨＯ端やこれらと接続されるワイヤは省略している。
【００２５】
スイッチング制御回路１８，１９，２０のそれぞれにおいて、Ｖｃｃ端は図面手前側に、ＣＯＭ端は図面奥側にそれぞれ配置されている。パッド８１Ａ，８２Ａ，８３Ａはそれぞれスイッチング制御回路１８，１９，２０の図示されないＣＯＭ端に接続されている。また端子２４，２８，３２はそれぞれワイヤによってスイッチング制御回路１８，１９，２０のＶｃｃ端に接続されている。スイッチング制御回路１８，１９，２０はこの順に並んで配置されている。
【００２６】
端子７２はパッド８２Ａの一部として形成されており、従って端子７２はスイッチング制御回路１９のＣＯＭ端の近傍でこれと接続されている。一方、パッド８１Ａ，８２Ａはワイヤ６２で接続され、パッド８２Ａ，８３Ａはワイヤ６３で接続される。つまりワイヤ６２はスイッチング制御回路１８のＣＯＭ端とスイッチング制御回路１９のＣＯＭ端との間で結線されて両者を接続し、ワイヤ６３はスイッチング制御回路２０のＣＯＭ端とスイッチング制御回路１９のＣＯＭ端との間で結線されて両者を接続する。よってスイッチング制御回路１８のＣＯＭ端はパッド８１Ａ、ワイヤ６２、パッド８２Ａをこの順に介して端子７２に接続され、スイッチング制御回路２０のＣＯＭ端はパッド８３Ａ、ワイヤ６３、パッド８２Ａをこの順に介して端子７２に接続される。端子７２は外部と接続可能である。
【００２７】
トランジスタ１２〜１７のスイッチングによってインバータ回路において生じる急激な電流の変動、例えばダイオード６〜１１の逆回復動作による急激な電流の変動は、ワイヤ６２，６３にサージ電圧を発生させる。そのため、スイッチング制御回路１８，２０のＣＯＭ端には、外部から端子７２に対して与えられる電位にサージ電圧、すなわち制御回路１８，２０それぞれに対して、ワイヤ６２に発生するサージ電圧とワイヤ６３に発生するサージ電圧が重畳した電位が供給されることになる。しかし、パッド８３Ａにおいて端子を設けてこれに外部から電位を印加する場合と比較すると、スイッチング制御回路１８のＣＯＭ端における電位は、ワイヤ６３に発生するサージ電圧の分だけスイッチングの影響が低減される。同様に、パッド８１Ａにおいて端子を設けてこれに外部から電位を印加する場合と比較すると、スイッチング制御回路２０のＣＯＭ端における電位は、ワイヤ６２に発生するサージ電圧の分だけスイッチングの影響が低減される。よってインバータ回路とスイッチング制御回路とをモジュール化する場合、両者を近接して配置しても、スイッチング制御回路の誤動作を生じにくくすることができる。これによりインバータ回路とスイッチング制御回路とのモジュール化において、より小型化、軽量化、低コスト化を図ることができる。
【００２８】
実施の形態２．
図３は本発明の実施の形態２の第１の例であるパワーモジュール１０２の構成を示す回路図である。
【００２９】
パワーモジュール１０２はパワーモジュール１０１に対して、スイッチング制御回路１８，１９，２０のＣＯＭ端及びＶｃｃ端の接続関係において特徴的に異なっている。
【００３０】
スイッチング制御回路１８，１９，２０のＣＯＭ端が共通に接続されている点でパワーモジュール１０１と共通しているが、これらを外部に接続する端子が端子７２ではなく、端子７１である点で相違している。よってパワーモジュール１０２では端子７２の代わりに端子７１が設けられている。
【００３１】
またスイッチング制御回路１８，１９，２０のＶｃｃ端が共通に接続されている点でパワーモジュール１０１と相違している。即ち、パワーモジュール１０１が備えていた端子２８，３２はパワーモジュール１０２では設けられず、端子２４にスイッチング制御回路１８，１９，２０のＶｃｃ端が共通に接続されている。
【００３２】
図４はパワーモジュール１０２のうち、端子２４，７１近傍の構成を示す平面図である。煩雑を避けるため、これらの端子とスイッチング制御回路１８，１９，２０との間の接続関係のみを示している。
【００３３】
スイッチング制御回路１８，１９，２０のそれぞれにおいて、Ｖｃｃ端は図面手前側に、ＣＯＭ端は図面奥側にそれぞれ配置されている。パッド８１Ｂ，８２Ｂ，８３Ｂはそれぞれスイッチング制御回路１８，１９，２０の図示されないＣＯＭ端に接続されている。また端子２４はワイヤによってスイッチング制御回路１８のＶｃｃ端の近傍でこれに接続されている。端子２４は外部と接続可能である。
【００３４】
端子７１はパッド８１Ｂの一部として形成されており、従って端子７１はスイッチング制御回路１８のＣＯＭ端の近傍でこれと接続されている。端子７１は外部と接続可能である。
【００３５】
一方、パッド８１Ｂ，８２Ｂはワイヤ６２で接続され、パッド８２Ｂ，８３Ｂはワイヤ６３で接続される。つまりワイヤ６２はスイッチング制御回路１８のＣＯＭ端とスイッチング制御回路１９のＣＯＭ端との間で結線されて両者を接続し、ワイヤ６３はスイッチング制御回路２０のＣＯＭ端とスイッチング制御回路１９のＣＯＭ端との間で結線されて両者を接続する。
【００３６】
スイッチング制御回路１９のＶｃｃ端はワイヤ６４によってスイッチング制御回路１８のＶｃｃ端に接続され、スイッチング制御回路２０のＶｃｃ端はワイヤ６５によってスイッチング制御回路１９のＶｃｃ端に接続される。つまりワイヤ６４はスイッチング制御回路１８のＶｃｃ端とスイッチング制御回路１９のＶｃｃ端との間で結線されて両者を接続し、ワイヤ６５はスイッチング制御回路２０のＶｃｃ端とスイッチング制御回路１９のＶｃｃ端との間で結線されて両者を接続する。
【００３７】
インバータ回路において生じる急激な電流の変動は、ワイヤ６２，６３にサージ電圧を発生させるのみならず、ワイヤ６４，６５にもサージ電圧を発生させる。よって端子２４，７１の間に外部から動作電圧を与えても、スイッチング制御回路１８のＶｃｃ端とＣＯＭ端との間の電位差はもちろん、スイッチング制御回路１９のＶｃｃ端とＣＯＭ端との間の電位差についても、スイッチングの影響が低減される。ワイヤ６２に発生するサージ電圧とワイヤ６４に発生するサージ電圧とが少なくとも部分的には、あるいは完全に相殺するからである。同様に、ワイヤ６３に発生するサージ電圧とワイヤ６５に発生するサージ電圧とが少なくとも部分的には、あるいは完全に相殺するため、スイッチング制御回路２０のＶｃｃ端とＣＯＭ端との間の電位差についても、スイッチングの影響が低減される。よってパワーモジュール１０１と同様に、小型化、軽量化、低コスト化を図ることができる。
【００３８】
更に、端子数を少なくできるので、更に小型化することができる。また更に、スイッチング制御回路１８，１９，２０のそれぞれのＶｃｃ端とＣＯＭ端との間の電位差に対して、インバータ回路の電流の急激な変化が与える影響が小さいので、この変化を大きくすること、すなわちインバータのスイッチング速度を上げることができ、インバータのスイッチング損失を小さく設計することができる。
【００３９】
図５は本発明の実施の形態２の第２の例であるパワーモジュール１０３の構成を示す回路図である。
【００４０】
パワーモジュール１０３はパワーモジュール１０２に対して、スイッチング制御回路１８，１９，２０のＣＯＭ端及びＶｃｃ端の接続関係において特徴的に異なっている。
【００４１】
スイッチング制御回路１８，１９，２０のＣＯＭ端が共通に接続されている点でパワーモジュール１０２と共通しているが、これらを外部に接続する端子が端子７１ではなく、端子７２である点で相違している。よってパワーモジュール１０３では端子７１の代わりに端子７２が設けられている。
【００４２】
またスイッチング制御回路１８，１９，２０のＶｃｃ端は端子２８に共通に接続されている点でパワーモジュール１０２と相違している。よってパワーモジュール１０３では端子２４の代わりに端子２８が設けられている。
【００４３】
図６はパワーモジュール１０３のうち、端子２８，７２近傍の構成を示す平面図である。煩雑を避けるため、これらの端子とスイッチング制御回路１８，１９，２０との間の接続関係のみを示している。
【００４４】
スイッチング制御回路１８，１９，２０のそれぞれにおいて、Ｖｃｃ端は図面手前側に、ＣＯＭ端は図面奥側にそれぞれ配置されている。パッド８１Ｃ，８２Ｃ，８３Ｃはそれぞれスイッチング制御回路１８，１９，２０の図示されないＣＯＭ端に接続されている。また端子２８はワイヤによってスイッチング制御回路１９のＶｃｃ端の近傍でこれに接続されている。端子２８は外部と接続可能である。
【００４５】
端子７２はパッド８２Ｃの一部として形成されており、従って端子７２はスイッチング制御回路１９のＣＯＭ端と接続されている。端子７２は外部と接続可能である。
【００４６】
パッド８１Ｃ，８２Ｃはワイヤ６２で接続され、パッド８２Ｃ，８３Ｃはワイヤ６３で接続される。またスイッチング制御回路１８のＶｃｃ端はワイヤ６４によってスイッチング制御回路１９のＶｃｃ端に接続され、スイッチング制御回路２０のＶｃｃ端はワイヤ６５によってスイッチング制御回路１９のＶｃｃ端に接続される。
【００４７】
パワーモジュール１０３においても、パワーモジュール１０２と同様に、インバータ回路において電流の急激な変動が生じた場合、ワイヤ６２，６４の間、ワイヤ６３，６５の間でそれぞれ少なくとも部分的には、あるいは完全に相殺する。よって端子２８，７２の間に外部から動作電圧を与えても、スイッチング制御回路１９のＶｃｃ端とＣＯＭ端との間の電位差はもちろん、スイッチング制御回路１８，２０のＶｃｃ端とＣＯＭ端との間の電位差についても、スイッチングの影響が低減される。
【００４８】
以上のようにして、パワーモジュール１０３においてもパワーモジュール１０２と同様の効果を得ることができる。
【００４９】
図７は本発明の実施の形態２の第３の例であるパワーモジュール１０４の構成を示す回路図である。
【００５０】
パワーモジュール１０４はパワーモジュール１０２に対して、スイッチング制御回路１８，１９，２０のＣＯＭ端及びＶｃｃ端の接続関係において特徴的に異なっている。
【００５１】
スイッチング制御回路１８，１９，２０のＣＯＭ端が共通に接続されている点でパワーモジュール１０２と共通しているが、これらを外部に接続する端子が端子７１ではなく、端子７３である点で相違している。よってパワーモジュール１０３では端子７１の代わりに端子７３が設けられている。
【００５２】
またスイッチング制御回路１８，１９，２０のＶｃｃ端は端子３２に共通に接続されている点でパワーモジュール１０２と相違している。よってパワーモジュール１０４では端子２４の代わりに端子３２が設けられている。
【００５３】
図８はパワーモジュール１０４のうち、端子３２，７３近傍の構成を示す平面図である。煩雑を避けるため、これらの端子とスイッチング制御回路１８，１９，２０との間の接続関係のみを示している。
【００５４】
スイッチング制御回路１８，１９，２０のそれぞれにおいて、Ｖｃｃ端は図面手前側に、ＣＯＭ端は図面奥側にそれぞれ配置されている。パッド８１Ｄ，８２Ｄ，８３Ｄはそれぞれスイッチング制御回路１８，１９，２０の図示されないＣＯＭ端に接続されている。また端子３２はワイヤによってスイッチング制御回路２０のＶｃｃ端の近傍でこれに接続されている。端子３２は外部と接続可能である。
【００５５】
端子７３はパッド８３Ｄの一部として形成されており、従って端子７３はスイッチング制御回路２０のＣＯＭ端と接続されている。端子７３は外部と接続可能である。
【００５６】
一方、パッド８１Ｄ，８２Ｄはワイヤ６２で接続され、パッド８２Ｄ，８３Ｄはワイヤ６３で接続される。ワイヤ６４はスイッチング制御回路１８のＶｃｃ端とスイッチング制御回路１９のＶｃｃ端との間で結線されて両者を接続し、ワイヤ６５はスイッチング制御回路２０のＶｃｃ端とスイッチング制御回路１９のＶｃｃ端との間で結線されて両者を接続する。
【００５７】
パワーモジュール１０４においても、パワーモジュール１０２と同様に、インバータ回路において電流の急激な変動が生じた場合、ワイヤ６２，６４の間、ワイヤ６３，６５の間でそれぞれ少なくとも部分的には、あるいは完全に相殺する。よって端子３２，７３の間に外部から動作電圧を与えても、スイッチング制御回路２０のＶｃｃ端とＣＯＭ端との間の電位差はもちろん、スイッチング制御回路１８，１９のＶｃｃ端とＣＯＭ端との間の電位差についても、スイッチングの影響が低減される。
【００５８】
以上のようにして、パワーモジュール１０４においてもパワーモジュール１０２と同様の効果を得ることができる。
【００５９】
実施の形態３．
図９は本発明の実施の形態３の第１の例であるインバータ装置２０５の構成を示す回路図である。インバータ装置２０５はパワーモジュール１０５と配線９１，９２，９３を備えている。
【００６０】
パワーモジュール１０５はパワーモジュール１０１に対して、スイッチング制御回路１８，１９，２０のＣＯＭ端の接続関係において特徴的に異なっている。
【００６１】
スイッチング制御回路１８，１９，２０のＣＯＭ端が共通に接続されている点でパワーモジュール１０１と共通しているが、これらを外部に接続する端子が端子７２ではなく、端子７１である点で相違している。よってパワーモジュール１０５では端子７２の代わりに端子７１が設けられている。
【００６２】
スイッチング制御回路１８，１９，２０のＶｃｃ端はそれぞれ端子２４，２８，３２に接続されており、端子２４，２８，３２は外部と接続可能である。
【００６３】
配線９１は端子２４，２８を相互に接続し、配線９２は端子２８，３２を相互に接続し、配線９３は配線９２の反対側で配線９１と接続されている。
【００６４】
図１０はインバータ装置２０５のうち、端子２４，２８，３２，７１及び配線９１，９２，９３の近傍の構成を示す平面図である。煩雑を避けるため、これらの端子、配線、スイッチング制御回路１８，１９，２０との間の接続関係のみを示している。
【００６５】
パワーモジュール１０２と同様に、パッド８１Ｂ，８２Ｂ，８３Ｂはそれぞれスイッチング制御回路１８，１９，２０の図示されないＣＯＭ端に接続される。端子７１はパッド８１Ｂの一部として形成されており、スイッチング制御回路１８のＣＯＭ端の近傍でこれと接続されている。ワイヤ６２はスイッチング制御回路１８のＣＯＭ端とスイッチング制御回路１９のＣＯＭ端との間で結線されて両者を接続し、ワイヤ６３はスイッチング制御回路２０のＣＯＭ端とスイッチング制御回路１９のＣＯＭ端との間で結線されて両者を接続する。端子２４，２８，３２はそれぞれスイッチング制御回路１８，１９，２０のＶｃｃ端とワイヤで接続されている。
【００６６】
配線９１，９２，９３は連続した配線の部分として形成されており、例えばプリント基板上での金属箔として実現できる。配線９１と配線９３との接続点近傍で端子２４が、配線９１と配線９２との接続点近傍で端子２８が、配線９２の配線９１とは反対側の端で端子３２が、それぞれ接続されている。
【００６７】
端子７１には配線９３と同じ方向に敷設された配線９７が接続されており、配線９７も例えばプリント基板上での金属箔として実現できる。
【００６８】
インバータ回路において生じる急激な電流の変動は、ワイヤ６２，６３にサージ電圧を発生させるのみならず、配線９１，９２にもサージ電圧を発生させる。ワイヤ６２に発生するサージ電圧と配線９１に発生するサージ電圧とが少なくとも部分的には、あるいは完全に相殺し、ワイヤ６３に発生するサージ電圧と配線９２に発生するサージ電圧とが少なくとも部分的には、あるいは完全に相殺する。よって配線９３，９７を介して所定の電位差を与えた場合、スイッチング制御回路１８のＶｃｃ端とＣＯＭ端との間の電位差についてはもちろん、スイッチング制御回路１９，２０のＶｃｃ端とＣＯＭ端との間の電位差についても、スイッチングの影響が低減される。
【００６９】
以上のようにして、インバータ装置２０５において配線９１，９２，９３をパワーモジュール１０５に近接して配置することができ、小型化、軽量化、低コスト化を図ることができる。
【００７０】
図１１は本発明の実施の形態３の第２の例であるインバータ装置２０６の構成を示す回路図である。インバータ装置２０６はパワーモジュール１０６と配線９１，９２，９３を備えている。
【００７１】
パワーモジュール１０６はパワーモジュール１０５に対して、スイッチング制御回路１８，１９，２０のＣＯＭ端の接続関係において特徴的に異なっている。
【００７２】
スイッチング制御回路１８，１９，２０のＣＯＭ端が共通に接続されている点でパワーモジュール１０５と共通しているが、これらを外部に接続する端子が端子７１ではなく、端子７２である点で相違している。よってパワーモジュール１０６では端子７１の代わりに端子７２が設けられている。
【００７３】
配線９１，９２はインバータ装置２０５と同様に端子２４，２８、３２に接続されているが、配線９３は配線９１，９２の接続点近傍に接続されている。
【００７４】
図１２はインバータ装置２０６のうち、端子２４，２８，３２，７２及び配線９１，９２，９３の近傍の構成を示す平面図である。煩雑を避けるため、これらの端子、配線、スイッチング制御回路１８，１９，２０との間の接続関係のみを示している。
【００７５】
パワーモジュール１０３と同様に、パッド８１Ｃ，８２Ｃ，８３Ｃはそれぞれスイッチング制御回路１８，１９，２０の図示されないＣＯＭ端に接続される。端子７２はパッド８２Ｃの一部として形成されており、スイッチング制御回路１９のＣＯＭ端の近傍でこれと接続されている。ワイヤ６２、６３の接続関係及び端子２４，２８，３２とスイッチング制御回路１８，１９，２０のＶｃｃ端との接続関係は、インバータ装置２０５と同様である。
【００７６】
配線９１，９２，９３は連続した配線の部分として形成されており、例えばプリント基板上での金属箔として実現できる。配線９１と配線９２との接続点近傍で端子２８が、上記接続点近傍とは反対側で配線９１には端子２４が、上記接続点近傍とは反対側で配線９２には端子３２が、それぞれ接続されている。また配線９１と配線９２との接続点近傍には配線９３も接続されている。
【００７７】
端子７２には上記接続点近傍に設けられた配線９７が接続されており、配線９７も例えばプリント基板上での金属箔として実現できる。
【００７８】
インバータ装置２０６においてもインバータ装置２０５と同様に、インバータ回路において急激な電流の変動が生じても、ワイヤ６２と配線９１の間で、ワイヤ６３と配線９２との間で、それぞれサージ電圧が少なくとも部分的には、あるいは完全に相殺する。よって配線９３，９７を介して所定の電位差を与えた場合、スイッチング制御回路１９のＶｃｃ端とＣＯＭ端との間の電位差についてはもちろん、スイッチング制御回路１８，２０のＶｃｃ端とＣＯＭ端との間の電位差についても、スイッチングの影響が低減される。
【００７９】
以上のようにして、インバータ装置２０６においてもインバータ装置２０５と同様の効果を得ることができる。
【００８０】
図１３は本発明の実施の形態３の第３の例であるインバータ装置２０７の構成を示す回路図である。インバータ装置２０７はパワーモジュール１０７と配線９１，９２，９３を備えている。
【００８１】
パワーモジュール１０７はパワーモジュール１０５に対して、スイッチング制御回路１８，１９，２０のＣＯＭ端の接続関係において特徴的に異なっている。
【００８２】
スイッチング制御回路１８，１９，２０のＣＯＭ端が共通に接続されている点でパワーモジュール１０５と共通しているが、これらを外部に接続する端子が端子７１ではなく、端子７３である点で相違している。よってパワーモジュール１０７では端子７１の代わりに端子７３が設けられている。
【００８３】
配線９１，９２はインバータ装置２０５と同様に端子２４，２８，３２に接続されているが、配線９３は配線９１の反対側で配線９２と接続されている。
【００８４】
図１４はインバータ装置２０７のうち、端子２４，２８，３２，７３及び配線９１，９２，９３の近傍の構成を示す平面図である。煩雑を避けるため、これらの端子、配線、スイッチング制御回路１８，１９，２０との間の接続関係のみを示している。
【００８５】
パワーモジュール１０４と同様に、パッド８１Ｄ，８２Ｄ，８３Ｄはそれぞれスイッチング制御回路１８，１９，２０の図示されないＣＯＭ端に接続される。端子７３はパッド８３Ｄの一部として形成されており、スイッチング制御回路１９のＣＯＭ端の近傍でこれと接続されている。ワイヤ６２、６３の接続関係及び端子２４，２８，３２とスイッチング制御回路１８，１９，２０のＶｃｃ端との接続関係は、インバータ装置２０５と同様である。
【００８６】
配線９１，９２，９３は連続した配線の部分として形成されており、例えばプリント基板上での金属箔として実現できる。配線９２と配線９３との接続点近傍で端子３２が、配線９１と配線９２との接続点近傍で端子２８が、配線９１の配線９２とは反対側の端で端子２４が、それぞれ接続されている。
【００８７】
端子７３には配線９３と同じ方向に敷設された配線９７が接続されており、配線９７も例えばプリント基板上での金属箔として実現できる。
【００８８】
インバータ装置２０７においてもインバータ装置２０５と同様に、インバータ回路において急激な電流の変動が生じても、ワイヤ６２と配線９１の間で、ワイヤ６３と配線９２との間で、それぞれサージ電圧が少なくとも部分的には、あるいは完全に相殺する。よって配線９３，９７を介して所定の電位差を与えた場合、スイッチング制御回路２０のＶｃｃ端とＣＯＭ端との間の電位差についてはもちろん、スイッチング制御回路１８，１９のＶｃｃ端とＣＯＭ端との間の電位差についても、スイッチングの影響が低減される。
【００８９】
以上のようにして、インバータ装置２０７においても、インバータ装置２０５と同様の効果を得ることができる。
【００９０】
実施の形態４．
実施の形態２及び実施の形態３で示された構成において、スイッチング制御回路１８，１９，２０のＶｃｃ端とＣＯＭ端との間にコンデンサを設けることができる。コンデンサは高周波インピーダンスを低減する効果があるので、サージ電圧の発生をより一層抑制することができる。よってスイッチング制御回路１８，１９，２０とインバータ回路とを近接して配置し易く、モジュールの小型化、軽量化、低価格化を図ることができる。またインバータ回路の電流の急激な変化を大きくすることが許容され、インバータのスイッチング損失を小さく設計することができる。
【００９１】
図１５、図１６、図１７はいずれも本実施の形態にかかるインバータ装置の構成を示す回路図であり、それぞれ実施の形態２のパワーモジュール１０２，１０３，１０４にコンデンサ１６０を追加した構成を呈している。図１５に示された構成ではコンデンサ１６０は配線１６１，１６２を介してそれぞれ端子２４，７１に接続され、図１６に示された構成ではコンデンサ１６０は配線１６１，１６２を介してそれぞれ端子２８，７２に接続され、図１７に示された構成ではコンデンサ１６０は配線１６１，１６２を介してそれぞれ端子３２，７３に接続される。
【００９２】
配線１６１，１６２を近接して配置することができるので、配線１６１，１６２において発生しうるサージ電圧を同程度にすることができる。よってコンデンサ１６０をパワーモジュール１０２，１０３，１０４の外部から接続しても、制御回路１８〜２０のそれぞれのＶｃｃ端とＣＯＭ端との間に印加される動作電圧に対するサージ電圧の影響を助長しにくい。
【００９３】
図１８、図１９、図２０はいずれも本実施の形態にかかるインバータ装置の構成を示す回路図であり、それぞれ実施の形態３のインバータ装置２０５，２０６，２０７にコンデンサ１６０を追加した構成を呈している。図１８に示された構成ではコンデンサ１６０は端子２４の近傍での配線９１と、端子７１との間に接続され、図１９に示された構成ではコンデンサ１６０は端子２８の近傍での配線９１，９２と端子７２との間に接続され、図２０に示された構成ではコンデンサ１６０は端子３２の近傍での配線９２と、端子７３との間に接続される。
【００９４】
例えば図１０，１２，１４に示されるように、配線９３、９７にはそれぞれランド９８，９９が設けられ、これらにコンデンサ１６０の端がそれぞれ接続される。
【００９５】
コンデンサは、サージ電圧の影響を受けにくい位置でパワーモジュール１０５，１０６，１０７の外部から接続されるので、制御回路１８〜２０のそれぞれのＶｃｃ端とＣＯＭ端との間に印加される動作電圧に対するサージ電圧の影響を助長しにくい。
【００９６】
【発明の効果】
この発明の第１のパワーモジュールによれば、インバータ回路における電流に急激な変動が生じても、スイッチング制御回路の誤動作を生じにくくする。
【００９７】
この発明の第２、第３のパワーモジュールによれば、インバータ回路における電流に急激な変動が生じても、スイッチング制御回路端子の誤動作を生じにくくする。端子数を少なくできるので、更に小型化することができる。また更に、スイッチング制御回路のそれぞれの第１端と第２端との間の電位差に対して、インバータ回路の電流の急激な変化が与える影響が小さいので、この変化を大きくすることが許容され、インバータのスイッチング損失を小さく設計することができる。
【００９８】
この発明の第１、第２のインバータ装置によれば、インバータ回路における電流に急激な変動が生じても、スイッチング制御回路の誤動作を生じにくくする。また配線をパワーモジュールに近接して配置することができ、インバータ装置の小型化、軽量化、低コスト化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１にかかるパワーモジュールの構成を示す回路図である。
【図２】本発明の実施の形態１にかかるパワーモジュールの部分的な構成を示す平面図である。
【図３】本発明の実施の形態２の第１の例であるパワーモジュールの構成を示す回路図である。
【図４】本発明の実施の形態２の第１の例であるパワーモジュールの部分的な構成を示す平面図である。
【図５】本発明の実施の形態２の第２の例であるパワーモジュールの構成を示す回路図である。
【図６】本発明の実施の形態２の第２の例であるパワーモジュールの部分的な構成を示す平面図である。
【図７】本発明の実施の形態２の第３の例であるパワーモジュールの構成を示す回路図である。
【図８】本発明の実施の形態２の第３の例であるパワーモジュールの部分的な構成を示す平面図である。
【図９】本発明の実施の形態３の第１の例であるインバータ装置の構成を示す回路図である。
【図１０】本発明の実施の形態３の第１の例であるインバータ装置の部分的な構成を示す平面図である。
【図１１】本発明の実施の形態３の第２の例であるインバータ装置の構成を示す回路図である。
【図１２】本発明の実施の形態３の第２の例であるインバータ装置の部分的な構成を示す平面図である。
【図１３】本発明の実施の形態３の第３の例であるインバータ装置の構成を示す回路図である。
【図１４】本発明の実施の形態３の第３の例であるインバータ装置の部分的な構成を示す平面図である。
【図１５】本発明の実施の形態４にかかるインバータ装置の構成を示す回路図である。
【図１６】本発明の実施の形態４にかかるインバータ装置の構成を示す回路図である。
【図１７】本発明の実施の形態４にかかるインバータ装置の構成を示す回路図である。
【図１８】本発明の実施の形態４にかかるインバータ装置の構成を示す回路図である。
【図１９】本発明の実施の形態４にかかるインバータ装置の構成を示す回路図である。
【図２０】本発明の実施の形態４にかかるインバータ装置の構成を示す回路図である。
【符号の説明】
１２〜１４ トランジスタ、１８〜２０ スイッチング制御回路、２４，２８，３２，７１〜７３ 端子、８１Ａ〜８１Ｄ，８２Ａ〜８２Ｄ，８３Ａ〜８３Ｄパッド、９１〜９３ 配線、１０１〜１０７ パワーモジュール、１６０ コンデンサ、２０５〜２０７ インバータ装置。
【発明の属する技術分野】
本発明は複数のスイッチング素子を有するインバータ回路と、当該スイッチング素子を駆動する複数の駆動回路と備えたパワーモジュールに関する。
【０００２】
【従来の技術】
後掲する特許文献１には、三相インバータを構成する６個のトランジスタと、これらのトランジスタのスイッチングを制御するスイッチング制御回路とを備えたインバータモジュールが紹介されている。その一つの種類として、ハイアーム側の３個のトランジスタのスイッチングをそれぞれ制御する３個のスイッチング制御回路と、ローアーム側の３個のトランジスタのいずれのスイッチングをも制御するスイッチング制御回路とが示されている。そして他の一つの種類では、相毎に、高電位側のトランジスタと低電位側のトランジスタの両方のスイッチングを制御するスイッチング制御回路が設けられている。
【０００３】
また後掲する非特許文献１には、相毎に、高電位側のトランジスタと低電位側のトランジスタの両方のスイッチングを制御するスイッチング制御において、負荷に接続された端子の、基準電位から見た電位が負となることに起因するラッチアップを回避する技術が開示されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００３−０１８８６２号公報
【非特許文献１】
Ｃｈｒｉｓ Ｃｈｅｙ ａｎｄ Ｊｏｈｎ Ｐａｒｒｙ、“Ｍａｎａｇｉｎｇ Ｔｒａｎｓｉｅｎｔｓ ｉｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ ＩＣ Ｄｒｉｖｅｎ Ｐｏｗｅｒ Ｓｔａｇｅｓ”（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｒｅｃｔｉｆｉｅｒ ＤＥＳＩＧＮ ＴＩＰ ＤＴ９７−３， ｐｐ１−８）、 ［ｏｎｌｉｎｅ］、［平成１５年４月３日検索］、インターネット＜ＵＲＬ：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｉｒｆ．ｃｏｍ／ｔｅｃｈｎｉｃａｌ−ｉｎｆｏ／ｄｅｓｉｇｎｔｐ／ｄｔ９７−３．ｐｄｆ＞
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述のようにスイッチング素子を有するインバータ回路と、スイッチング素子を制御するスイッチング制御回路とがモジュール化されている場合、インバータ回路における電流の急激な変動は、空間的に磁束で結合しているスイッチング制御回路の入力側の配線に電圧を発生させ易い。かかる電圧はスイッチング制御回路端子の誤動作を招来する可能性があるという問題があった。そしてこの問題はモジュールを小型化するために、インバータ回路とスイッチング制御回路とを近接配置する程に顕著となる。
【０００６】
本発明は上記の問題点を解決することを目的としており、即ち、インバータ回路における電流に急激な変動が生じても、スイッチング制御回路端子の誤動作を生じにくくする技術を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明の第１のパワーモジュールは、第１乃至第３のスイッチング素子を有するインバータ回路と、前記第１乃至第３のスイッチング素子のスイッチングをそれぞれ制御し、各々は動作電圧としての電位差が与えられる第１端及び第２端を有する第１乃至第３のスイッチング制御回路と、前記第２の制御回路の前記第１端の近傍でこれに接続され、外部と接続可能な端子と、前記第１のスイッチング制御回路の前記第１端と前記第２のスイッチング制御回路の前記第１端との間で結線されて両者を接続する第１の配線と、前記第３のスイッチング制御回路の前記第１端と前記第２のスイッチング制御回路の前記第１端との間で結線されて両者を接続する第２の配線とを備える。
【０００８】
この発明の第２のパワーモジュールは、第１乃至第３のスイッチング素子を有するインバータ回路と、前記第１乃至第３のスイッチング素子のスイッチングをそれぞれ制御し、各々は動作電圧としての電位差が与えられる第１端及び第２端を有する第１乃至第３のスイッチング制御回路と、前記第１のスイッチング制御回路の前記第１端の近傍でこれに接続され、外部と接続可能な第１の端子と、前記第１のスイッチング制御回路の前記第２端の近傍でこれに接続され、外部と接続可能な第２の端子と、前記第１のスイッチング制御回路の前記第１端と前記第２のスイッチング制御回路の前記第１端との間で結線されて両者を接続する第１の配線と、前記第３のスイッチング制御回路の前記第１端と前記第２のスイッチング制御回路の前記第１端との間で結線されて両者を接続する第２の配線と、前記第１のスイッチング制御回路の前記第２端と前記第２のスイッチング制御回路の前記第２端との間で結線されて両者を接続する第３の配線と、前記第３のスイッチング制御回路の前記第２端と前記第２のスイッチング制御回路の前記第２端との間で結線されて両者を接続する第４の配線とを備える。
【０００９】
この発明の第３のパワーモジュールは、第１乃至第３のスイッチング素子を有するインバータ回路と、前記第１乃至第３のスイッチング素子のスイッチングをそれぞれ制御し、各々は動作電圧としての電位差が与えられる第１端及び第２端を有する第１乃至第３のスイッチング制御回路と、前記第２のスイッチング制御回路の前記第１端の近傍でこれに接続され、外部と接続可能な第１の端子と、前記第２のスイッチング制御回路の前記第２端の近傍でこれに接続され、外部と接続可能な第２の端子と、前記第１のスイッチング制御回路の前記第１端と前記第２のスイッチング制御回路の前記第１端との間で結線されて両者を接続する第１の配線と、前記第３のスイッチング制御回路の前記第１端と前記第２のスイッチング制御回路の前記第１端との間で結線されて両者を接続する第２の配線と、前記第１のスイッチング制御回路の前記第２端と前記第２のスイッチング制御回路の前記第２端との間で結線されて両者を接続する第３の配線と、前記第３のスイッチング制御回路の前記第２端と前記第２のスイッチング制御回路の前記第２端との間で結線されて両者を接続する第４の配線とを備える。
【００１０】
この発明の第１のインバータ装置は、第１乃至第３のスイッチング素子を有するインバータ回路と、前記第１乃至第３のスイッチング素子のスイッチングをそれぞれ制御し、各々は動作電圧としての電位差が与えられる第１端及び第２端を有する第１乃至第３のスイッチング制御回路と、前記第１の制御回路の前記第１端の近傍でこれに接続され、外部と接続可能な第１の端子と、前記第１乃至第３の制御回路の前記第２端が各々接続され、外部と接続可能な第２乃至第４の端子と、前記第１のスイッチング制御回路の前記第１端と前記第２のスイッチング制御回路の前記第１端との間で結線されて両者を接続する第１の配線と、前記第３のスイッチング制御回路の前記第１端と前記第２のスイッチング制御回路の前記第１端との間で結線されて両者を接続する第２の配線とを備え、前記第２乃至第４の端子がこの順に配置されるパワーモジュールと、前記第２及び第３の端子を相互に接続する第１部と、前記第３及び第４の端子を相互に接続する第２部と、前記第２部の反対側で前記第１部と接続される第３部とを有する配線を備える基板とを含む。
【００１１】
この発明の第２のインバータ装置は、第１乃至第３のスイッチング素子を有するインバータ回路と、前記第１乃至第３のスイッチング素子のスイッチングをそれぞれ制御し、各々は動作電圧としての電位差が与えられる第１端及び第２端を有する第１乃至第３のスイッチング制御回路と、前記第２の制御回路の前記第１端の近傍でこれに接続され、外部と接続可能な第１の端子と、前記第１乃至第３の制御回路の前記第２端が各々接続され、外部と接続可能な第２乃至第４の端子と、前記第１のスイッチング制御回路の前記第１端と前記第２のスイッチング制御回路の前記第１端との間で結線されて両者を接続する第１の配線と、前記第３のスイッチング制御回路の前記第１端と前記第２のスイッチング制御回路の前記第１端との間で結線されて両者を接続する第２の配線とを備え、前記第２乃至第４の端子がこの順に配置されるパワーモジュールと、前記第２及び第３の端子を相互に接続する第１部と、前記第３及び第４の端子を相互に接続する第２部と、前記第１部と前記第２部との接続点近傍に接続される第３部とを有する配線を備える基板とを含む。
【００１２】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１にかかるパワーモジュール１０１の構成を示す回路図である。
【００１３】
パワーモジュール１０１は、いずれもインバータ回路を構成するダイオード６〜１１及びトランジスタ１２〜１７と、トランジスタ１２、１３、１４のスイッチングをそれぞれ制御するスイッチング制御回路１８，１９，２０、及びトランジスタ１５，１６，１７のいずれのスイッチングをも制御するスイッチング制御回路２１とを備えている。更に端子１〜５，２２〜３３，３５〜４２，７２を備えている。
【００１４】
ダイオード６〜１１のアノード及びカソードは、それぞれトランジスタ１２〜１７のエミッタ及びコレクタに接続されている。トランジスタ１２〜１４のコレクタは共通して端子１に接続されている。トランジスタ１５〜１７のエミッタは端子５に共通して接続されている。トランジスタ１２のエミッタとトランジスタ１５のコレクタとが端子２に接続されており、ここからＵ相の電流が供給される。トランジスタ１３のエミッタとトランジスタ１６のコレクタとが端子３に接続されており、ここからＶ相の電流が供給される。トランジスタ１４のエミッタとトランジスタ１７のコレクタとが端子４に接続されており、ここからＷ相の電流が供給される。
【００１５】
スイッチング制御回路１８，１９，２０にはいずれも同じ構成を採用することができる。これらはいずれもＶＢ端、ＶＳ端、Ｖｃｃ端、ＩＮ端、ＣＯＭ端、ＨＯ端を有している。
【００１６】
スイッチング制御回路１８を例に採って説明すると、ＶＢ端、ＶＳ端はそれぞれ端子２２，２３から所定の電位を受ける。両者の電位差に基づいた電位差が、ＨＯ端とＶＳ端との間から出力されたりされなかったりする。ＶＳ端はトランジスタ１２のエミッタにも接続されているので、ＨＯ端から出力される電位によってトランジスタ１２のスイッチングが制御される。
【００１７】
Ｖｃｃ端、ＣＯＭ端の間には外部から所定の電位が与えられ、両者の電位差がスイッチング制御回路１８の動作電圧となる。ＩＮ端は端子２５に接続されて外部から電位が与えられ、ＣＯＭ端の電位を基準としたＩＮ端の電位に基づいてＨＯ端の出力を制御する。
【００１８】
スイッチング制御回路１９，２０も同様にして、それぞれのＨＯ端からの出力がトランジスタ１３，１４のゲートに与えられ、スイッチングが制御される。スイッチング制御回路１９のＶＢ端、ＶＳ端、ＩＮ端はそれぞれ端子２６，２７，２９に接続される。またスイッチング制御回路２０のＶＢ端、ＶＳ端、ＩＮ端はそれぞれ端子３０，３１，３３に接続される。
【００１９】
スイッチング制御回路２１のＶＮＯ端はトランジスタ１５〜１７のエミッタと共通に接続され、ＵＯＵＴ端、ＶＯＵＴ端、ＷＯＵＴ端はそれぞれトランジスタ１５，１６，１７のゲートに接続される。スイッチング制御回路２１のＵＯＵＴ端とＶＮＯ端との電位差を制御することによりトランジスタ１５のスイッチングを、ＶＯＵＴ端とＶＮＯ端との電位差を制御することによりトランジスタ１６のスイッチングを、ＷＯＵＴ端とＶＮＯ端との電位差を制御することによりトランジスタ１７のスイッチングを、それぞれ制御することができる。
【００２０】
スイッチング制御回路２１のＶｃｃ端、ＧＮＤ端はそれぞれ端子３５，４０に接続され、外部から両者の間へ所定の電位差が印加される。この電位差がスイッチング制御回路２１の動作電圧となる。
【００２１】
ＵＮ端、ＶＮ端、ＷＮ端、ＧＮＤ端はそれぞれ端子３６，３７，３８，４０に接続され、それぞれ外部から電位が与えられる。ＧＮＤ端の電位を基準としたＵＮ端の電位に基づいてＵＯＵＴ端の電位が、ＧＮＤ端の電位を基準としたＶＮ端の電位に基づいてＶＯＵＴ端の電位が、ＧＮＤ端の電位を基準としたＷＮ端の電位に基づいてＷＯＵＴ端の電位が、それぞれ制御される。
【００２２】
ＦＯ端、ＣＦＯ端、ＣＩＮ端は、それぞれ端子３９，４１，４２に接続される。端子４１，４２を介して外部から、トランジスタ１２〜１７に過電流が流れたか否かを検出することができる。また過電流が発生した場合には端子３９にフォルト信号が出力される。
【００２３】
本実施の形態においては、スイッチング制御回路１８，１９，２０のＶｃｃ端はそれぞれ端子２４，２８，３２に接続される。またスイッチング制御回路１８，１９，２０のＣＯＭ端は共通して端子７２に接続される。
【００２４】
図２はパワーモジュール１０１のうち、端子２４，２８，３２，７２近傍の構成を示す平面図である。煩雑を避けるため、これらの端子とスイッチング制御回路１８，１９，２０との間の接続関係のみを示しており、その他の構成要素、例えばＩＮ端、ＶＢ端、ＶＳ端、ＨＯ端やこれらと接続されるワイヤは省略している。
【００２５】
スイッチング制御回路１８，１９，２０のそれぞれにおいて、Ｖｃｃ端は図面手前側に、ＣＯＭ端は図面奥側にそれぞれ配置されている。パッド８１Ａ，８２Ａ，８３Ａはそれぞれスイッチング制御回路１８，１９，２０の図示されないＣＯＭ端に接続されている。また端子２４，２８，３２はそれぞれワイヤによってスイッチング制御回路１８，１９，２０のＶｃｃ端に接続されている。スイッチング制御回路１８，１９，２０はこの順に並んで配置されている。
【００２６】
端子７２はパッド８２Ａの一部として形成されており、従って端子７２はスイッチング制御回路１９のＣＯＭ端の近傍でこれと接続されている。一方、パッド８１Ａ，８２Ａはワイヤ６２で接続され、パッド８２Ａ，８３Ａはワイヤ６３で接続される。つまりワイヤ６２はスイッチング制御回路１８のＣＯＭ端とスイッチング制御回路１９のＣＯＭ端との間で結線されて両者を接続し、ワイヤ６３はスイッチング制御回路２０のＣＯＭ端とスイッチング制御回路１９のＣＯＭ端との間で結線されて両者を接続する。よってスイッチング制御回路１８のＣＯＭ端はパッド８１Ａ、ワイヤ６２、パッド８２Ａをこの順に介して端子７２に接続され、スイッチング制御回路２０のＣＯＭ端はパッド８３Ａ、ワイヤ６３、パッド８２Ａをこの順に介して端子７２に接続される。端子７２は外部と接続可能である。
【００２７】
トランジスタ１２〜１７のスイッチングによってインバータ回路において生じる急激な電流の変動、例えばダイオード６〜１１の逆回復動作による急激な電流の変動は、ワイヤ６２，６３にサージ電圧を発生させる。そのため、スイッチング制御回路１８，２０のＣＯＭ端には、外部から端子７２に対して与えられる電位にサージ電圧、すなわち制御回路１８，２０それぞれに対して、ワイヤ６２に発生するサージ電圧とワイヤ６３に発生するサージ電圧が重畳した電位が供給されることになる。しかし、パッド８３Ａにおいて端子を設けてこれに外部から電位を印加する場合と比較すると、スイッチング制御回路１８のＣＯＭ端における電位は、ワイヤ６３に発生するサージ電圧の分だけスイッチングの影響が低減される。同様に、パッド８１Ａにおいて端子を設けてこれに外部から電位を印加する場合と比較すると、スイッチング制御回路２０のＣＯＭ端における電位は、ワイヤ６２に発生するサージ電圧の分だけスイッチングの影響が低減される。よってインバータ回路とスイッチング制御回路とをモジュール化する場合、両者を近接して配置しても、スイッチング制御回路の誤動作を生じにくくすることができる。これによりインバータ回路とスイッチング制御回路とのモジュール化において、より小型化、軽量化、低コスト化を図ることができる。
【００２８】
実施の形態２．
図３は本発明の実施の形態２の第１の例であるパワーモジュール１０２の構成を示す回路図である。
【００２９】
パワーモジュール１０２はパワーモジュール１０１に対して、スイッチング制御回路１８，１９，２０のＣＯＭ端及びＶｃｃ端の接続関係において特徴的に異なっている。
【００３０】
スイッチング制御回路１８，１９，２０のＣＯＭ端が共通に接続されている点でパワーモジュール１０１と共通しているが、これらを外部に接続する端子が端子７２ではなく、端子７１である点で相違している。よってパワーモジュール１０２では端子７２の代わりに端子７１が設けられている。
【００３１】
またスイッチング制御回路１８，１９，２０のＶｃｃ端が共通に接続されている点でパワーモジュール１０１と相違している。即ち、パワーモジュール１０１が備えていた端子２８，３２はパワーモジュール１０２では設けられず、端子２４にスイッチング制御回路１８，１９，２０のＶｃｃ端が共通に接続されている。
【００３２】
図４はパワーモジュール１０２のうち、端子２４，７１近傍の構成を示す平面図である。煩雑を避けるため、これらの端子とスイッチング制御回路１８，１９，２０との間の接続関係のみを示している。
【００３３】
スイッチング制御回路１８，１９，２０のそれぞれにおいて、Ｖｃｃ端は図面手前側に、ＣＯＭ端は図面奥側にそれぞれ配置されている。パッド８１Ｂ，８２Ｂ，８３Ｂはそれぞれスイッチング制御回路１８，１９，２０の図示されないＣＯＭ端に接続されている。また端子２４はワイヤによってスイッチング制御回路１８のＶｃｃ端の近傍でこれに接続されている。端子２４は外部と接続可能である。
【００３４】
端子７１はパッド８１Ｂの一部として形成されており、従って端子７１はスイッチング制御回路１８のＣＯＭ端の近傍でこれと接続されている。端子７１は外部と接続可能である。
【００３５】
一方、パッド８１Ｂ，８２Ｂはワイヤ６２で接続され、パッド８２Ｂ，８３Ｂはワイヤ６３で接続される。つまりワイヤ６２はスイッチング制御回路１８のＣＯＭ端とスイッチング制御回路１９のＣＯＭ端との間で結線されて両者を接続し、ワイヤ６３はスイッチング制御回路２０のＣＯＭ端とスイッチング制御回路１９のＣＯＭ端との間で結線されて両者を接続する。
【００３６】
スイッチング制御回路１９のＶｃｃ端はワイヤ６４によってスイッチング制御回路１８のＶｃｃ端に接続され、スイッチング制御回路２０のＶｃｃ端はワイヤ６５によってスイッチング制御回路１９のＶｃｃ端に接続される。つまりワイヤ６４はスイッチング制御回路１８のＶｃｃ端とスイッチング制御回路１９のＶｃｃ端との間で結線されて両者を接続し、ワイヤ６５はスイッチング制御回路２０のＶｃｃ端とスイッチング制御回路１９のＶｃｃ端との間で結線されて両者を接続する。
【００３７】
インバータ回路において生じる急激な電流の変動は、ワイヤ６２，６３にサージ電圧を発生させるのみならず、ワイヤ６４，６５にもサージ電圧を発生させる。よって端子２４，７１の間に外部から動作電圧を与えても、スイッチング制御回路１８のＶｃｃ端とＣＯＭ端との間の電位差はもちろん、スイッチング制御回路１９のＶｃｃ端とＣＯＭ端との間の電位差についても、スイッチングの影響が低減される。ワイヤ６２に発生するサージ電圧とワイヤ６４に発生するサージ電圧とが少なくとも部分的には、あるいは完全に相殺するからである。同様に、ワイヤ６３に発生するサージ電圧とワイヤ６５に発生するサージ電圧とが少なくとも部分的には、あるいは完全に相殺するため、スイッチング制御回路２０のＶｃｃ端とＣＯＭ端との間の電位差についても、スイッチングの影響が低減される。よってパワーモジュール１０１と同様に、小型化、軽量化、低コスト化を図ることができる。
【００３８】
更に、端子数を少なくできるので、更に小型化することができる。また更に、スイッチング制御回路１８，１９，２０のそれぞれのＶｃｃ端とＣＯＭ端との間の電位差に対して、インバータ回路の電流の急激な変化が与える影響が小さいので、この変化を大きくすること、すなわちインバータのスイッチング速度を上げることができ、インバータのスイッチング損失を小さく設計することができる。
【００３９】
図５は本発明の実施の形態２の第２の例であるパワーモジュール１０３の構成を示す回路図である。
【００４０】
パワーモジュール１０３はパワーモジュール１０２に対して、スイッチング制御回路１８，１９，２０のＣＯＭ端及びＶｃｃ端の接続関係において特徴的に異なっている。
【００４１】
スイッチング制御回路１８，１９，２０のＣＯＭ端が共通に接続されている点でパワーモジュール１０２と共通しているが、これらを外部に接続する端子が端子７１ではなく、端子７２である点で相違している。よってパワーモジュール１０３では端子７１の代わりに端子７２が設けられている。
【００４２】
またスイッチング制御回路１８，１９，２０のＶｃｃ端は端子２８に共通に接続されている点でパワーモジュール１０２と相違している。よってパワーモジュール１０３では端子２４の代わりに端子２８が設けられている。
【００４３】
図６はパワーモジュール１０３のうち、端子２８，７２近傍の構成を示す平面図である。煩雑を避けるため、これらの端子とスイッチング制御回路１８，１９，２０との間の接続関係のみを示している。
【００４４】
スイッチング制御回路１８，１９，２０のそれぞれにおいて、Ｖｃｃ端は図面手前側に、ＣＯＭ端は図面奥側にそれぞれ配置されている。パッド８１Ｃ，８２Ｃ，８３Ｃはそれぞれスイッチング制御回路１８，１９，２０の図示されないＣＯＭ端に接続されている。また端子２８はワイヤによってスイッチング制御回路１９のＶｃｃ端の近傍でこれに接続されている。端子２８は外部と接続可能である。
【００４５】
端子７２はパッド８２Ｃの一部として形成されており、従って端子７２はスイッチング制御回路１９のＣＯＭ端と接続されている。端子７２は外部と接続可能である。
【００４６】
パッド８１Ｃ，８２Ｃはワイヤ６２で接続され、パッド８２Ｃ，８３Ｃはワイヤ６３で接続される。またスイッチング制御回路１８のＶｃｃ端はワイヤ６４によってスイッチング制御回路１９のＶｃｃ端に接続され、スイッチング制御回路２０のＶｃｃ端はワイヤ６５によってスイッチング制御回路１９のＶｃｃ端に接続される。
【００４７】
パワーモジュール１０３においても、パワーモジュール１０２と同様に、インバータ回路において電流の急激な変動が生じた場合、ワイヤ６２，６４の間、ワイヤ６３，６５の間でそれぞれ少なくとも部分的には、あるいは完全に相殺する。よって端子２８，７２の間に外部から動作電圧を与えても、スイッチング制御回路１９のＶｃｃ端とＣＯＭ端との間の電位差はもちろん、スイッチング制御回路１８，２０のＶｃｃ端とＣＯＭ端との間の電位差についても、スイッチングの影響が低減される。
【００４８】
以上のようにして、パワーモジュール１０３においてもパワーモジュール１０２と同様の効果を得ることができる。
【００４９】
図７は本発明の実施の形態２の第３の例であるパワーモジュール１０４の構成を示す回路図である。
【００５０】
パワーモジュール１０４はパワーモジュール１０２に対して、スイッチング制御回路１８，１９，２０のＣＯＭ端及びＶｃｃ端の接続関係において特徴的に異なっている。
【００５１】
スイッチング制御回路１８，１９，２０のＣＯＭ端が共通に接続されている点でパワーモジュール１０２と共通しているが、これらを外部に接続する端子が端子７１ではなく、端子７３である点で相違している。よってパワーモジュール１０３では端子７１の代わりに端子７３が設けられている。
【００５２】
またスイッチング制御回路１８，１９，２０のＶｃｃ端は端子３２に共通に接続されている点でパワーモジュール１０２と相違している。よってパワーモジュール１０４では端子２４の代わりに端子３２が設けられている。
【００５３】
図８はパワーモジュール１０４のうち、端子３２，７３近傍の構成を示す平面図である。煩雑を避けるため、これらの端子とスイッチング制御回路１８，１９，２０との間の接続関係のみを示している。
【００５４】
スイッチング制御回路１８，１９，２０のそれぞれにおいて、Ｖｃｃ端は図面手前側に、ＣＯＭ端は図面奥側にそれぞれ配置されている。パッド８１Ｄ，８２Ｄ，８３Ｄはそれぞれスイッチング制御回路１８，１９，２０の図示されないＣＯＭ端に接続されている。また端子３２はワイヤによってスイッチング制御回路２０のＶｃｃ端の近傍でこれに接続されている。端子３２は外部と接続可能である。
【００５５】
端子７３はパッド８３Ｄの一部として形成されており、従って端子７３はスイッチング制御回路２０のＣＯＭ端と接続されている。端子７３は外部と接続可能である。
【００５６】
一方、パッド８１Ｄ，８２Ｄはワイヤ６２で接続され、パッド８２Ｄ，８３Ｄはワイヤ６３で接続される。ワイヤ６４はスイッチング制御回路１８のＶｃｃ端とスイッチング制御回路１９のＶｃｃ端との間で結線されて両者を接続し、ワイヤ６５はスイッチング制御回路２０のＶｃｃ端とスイッチング制御回路１９のＶｃｃ端との間で結線されて両者を接続する。
【００５７】
パワーモジュール１０４においても、パワーモジュール１０２と同様に、インバータ回路において電流の急激な変動が生じた場合、ワイヤ６２，６４の間、ワイヤ６３，６５の間でそれぞれ少なくとも部分的には、あるいは完全に相殺する。よって端子３２，７３の間に外部から動作電圧を与えても、スイッチング制御回路２０のＶｃｃ端とＣＯＭ端との間の電位差はもちろん、スイッチング制御回路１８，１９のＶｃｃ端とＣＯＭ端との間の電位差についても、スイッチングの影響が低減される。
【００５８】
以上のようにして、パワーモジュール１０４においてもパワーモジュール１０２と同様の効果を得ることができる。
【００５９】
実施の形態３．
図９は本発明の実施の形態３の第１の例であるインバータ装置２０５の構成を示す回路図である。インバータ装置２０５はパワーモジュール１０５と配線９１，９２，９３を備えている。
【００６０】
パワーモジュール１０５はパワーモジュール１０１に対して、スイッチング制御回路１８，１９，２０のＣＯＭ端の接続関係において特徴的に異なっている。
【００６１】
スイッチング制御回路１８，１９，２０のＣＯＭ端が共通に接続されている点でパワーモジュール１０１と共通しているが、これらを外部に接続する端子が端子７２ではなく、端子７１である点で相違している。よってパワーモジュール１０５では端子７２の代わりに端子７１が設けられている。
【００６２】
スイッチング制御回路１８，１９，２０のＶｃｃ端はそれぞれ端子２４，２８，３２に接続されており、端子２４，２８，３２は外部と接続可能である。
【００６３】
配線９１は端子２４，２８を相互に接続し、配線９２は端子２８，３２を相互に接続し、配線９３は配線９２の反対側で配線９１と接続されている。
【００６４】
図１０はインバータ装置２０５のうち、端子２４，２８，３２，７１及び配線９１，９２，９３の近傍の構成を示す平面図である。煩雑を避けるため、これらの端子、配線、スイッチング制御回路１８，１９，２０との間の接続関係のみを示している。
【００６５】
パワーモジュール１０２と同様に、パッド８１Ｂ，８２Ｂ，８３Ｂはそれぞれスイッチング制御回路１８，１９，２０の図示されないＣＯＭ端に接続される。端子７１はパッド８１Ｂの一部として形成されており、スイッチング制御回路１８のＣＯＭ端の近傍でこれと接続されている。ワイヤ６２はスイッチング制御回路１８のＣＯＭ端とスイッチング制御回路１９のＣＯＭ端との間で結線されて両者を接続し、ワイヤ６３はスイッチング制御回路２０のＣＯＭ端とスイッチング制御回路１９のＣＯＭ端との間で結線されて両者を接続する。端子２４，２８，３２はそれぞれスイッチング制御回路１８，１９，２０のＶｃｃ端とワイヤで接続されている。
【００６６】
配線９１，９２，９３は連続した配線の部分として形成されており、例えばプリント基板上での金属箔として実現できる。配線９１と配線９３との接続点近傍で端子２４が、配線９１と配線９２との接続点近傍で端子２８が、配線９２の配線９１とは反対側の端で端子３２が、それぞれ接続されている。
【００６７】
端子７１には配線９３と同じ方向に敷設された配線９７が接続されており、配線９７も例えばプリント基板上での金属箔として実現できる。
【００６８】
インバータ回路において生じる急激な電流の変動は、ワイヤ６２，６３にサージ電圧を発生させるのみならず、配線９１，９２にもサージ電圧を発生させる。ワイヤ６２に発生するサージ電圧と配線９１に発生するサージ電圧とが少なくとも部分的には、あるいは完全に相殺し、ワイヤ６３に発生するサージ電圧と配線９２に発生するサージ電圧とが少なくとも部分的には、あるいは完全に相殺する。よって配線９３，９７を介して所定の電位差を与えた場合、スイッチング制御回路１８のＶｃｃ端とＣＯＭ端との間の電位差についてはもちろん、スイッチング制御回路１９，２０のＶｃｃ端とＣＯＭ端との間の電位差についても、スイッチングの影響が低減される。
【００６９】
以上のようにして、インバータ装置２０５において配線９１，９２，９３をパワーモジュール１０５に近接して配置することができ、小型化、軽量化、低コスト化を図ることができる。
【００７０】
図１１は本発明の実施の形態３の第２の例であるインバータ装置２０６の構成を示す回路図である。インバータ装置２０６はパワーモジュール１０６と配線９１，９２，９３を備えている。
【００７１】
パワーモジュール１０６はパワーモジュール１０５に対して、スイッチング制御回路１８，１９，２０のＣＯＭ端の接続関係において特徴的に異なっている。
【００７２】
スイッチング制御回路１８，１９，２０のＣＯＭ端が共通に接続されている点でパワーモジュール１０５と共通しているが、これらを外部に接続する端子が端子７１ではなく、端子７２である点で相違している。よってパワーモジュール１０６では端子７１の代わりに端子７２が設けられている。
【００７３】
配線９１，９２はインバータ装置２０５と同様に端子２４，２８、３２に接続されているが、配線９３は配線９１，９２の接続点近傍に接続されている。
【００７４】
図１２はインバータ装置２０６のうち、端子２４，２８，３２，７２及び配線９１，９２，９３の近傍の構成を示す平面図である。煩雑を避けるため、これらの端子、配線、スイッチング制御回路１８，１９，２０との間の接続関係のみを示している。
【００７５】
パワーモジュール１０３と同様に、パッド８１Ｃ，８２Ｃ，８３Ｃはそれぞれスイッチング制御回路１８，１９，２０の図示されないＣＯＭ端に接続される。端子７２はパッド８２Ｃの一部として形成されており、スイッチング制御回路１９のＣＯＭ端の近傍でこれと接続されている。ワイヤ６２、６３の接続関係及び端子２４，２８，３２とスイッチング制御回路１８，１９，２０のＶｃｃ端との接続関係は、インバータ装置２０５と同様である。
【００７６】
配線９１，９２，９３は連続した配線の部分として形成されており、例えばプリント基板上での金属箔として実現できる。配線９１と配線９２との接続点近傍で端子２８が、上記接続点近傍とは反対側で配線９１には端子２４が、上記接続点近傍とは反対側で配線９２には端子３２が、それぞれ接続されている。また配線９１と配線９２との接続点近傍には配線９３も接続されている。
【００７７】
端子７２には上記接続点近傍に設けられた配線９７が接続されており、配線９７も例えばプリント基板上での金属箔として実現できる。
【００７８】
インバータ装置２０６においてもインバータ装置２０５と同様に、インバータ回路において急激な電流の変動が生じても、ワイヤ６２と配線９１の間で、ワイヤ６３と配線９２との間で、それぞれサージ電圧が少なくとも部分的には、あるいは完全に相殺する。よって配線９３，９７を介して所定の電位差を与えた場合、スイッチング制御回路１９のＶｃｃ端とＣＯＭ端との間の電位差についてはもちろん、スイッチング制御回路１８，２０のＶｃｃ端とＣＯＭ端との間の電位差についても、スイッチングの影響が低減される。
【００７９】
以上のようにして、インバータ装置２０６においてもインバータ装置２０５と同様の効果を得ることができる。
【００８０】
図１３は本発明の実施の形態３の第３の例であるインバータ装置２０７の構成を示す回路図である。インバータ装置２０７はパワーモジュール１０７と配線９１，９２，９３を備えている。
【００８１】
パワーモジュール１０７はパワーモジュール１０５に対して、スイッチング制御回路１８，１９，２０のＣＯＭ端の接続関係において特徴的に異なっている。
【００８２】
スイッチング制御回路１８，１９，２０のＣＯＭ端が共通に接続されている点でパワーモジュール１０５と共通しているが、これらを外部に接続する端子が端子７１ではなく、端子７３である点で相違している。よってパワーモジュール１０７では端子７１の代わりに端子７３が設けられている。
【００８３】
配線９１，９２はインバータ装置２０５と同様に端子２４，２８，３２に接続されているが、配線９３は配線９１の反対側で配線９２と接続されている。
【００８４】
図１４はインバータ装置２０７のうち、端子２４，２８，３２，７３及び配線９１，９２，９３の近傍の構成を示す平面図である。煩雑を避けるため、これらの端子、配線、スイッチング制御回路１８，１９，２０との間の接続関係のみを示している。
【００８５】
パワーモジュール１０４と同様に、パッド８１Ｄ，８２Ｄ，８３Ｄはそれぞれスイッチング制御回路１８，１９，２０の図示されないＣＯＭ端に接続される。端子７３はパッド８３Ｄの一部として形成されており、スイッチング制御回路１９のＣＯＭ端の近傍でこれと接続されている。ワイヤ６２、６３の接続関係及び端子２４，２８，３２とスイッチング制御回路１８，１９，２０のＶｃｃ端との接続関係は、インバータ装置２０５と同様である。
【００８６】
配線９１，９２，９３は連続した配線の部分として形成されており、例えばプリント基板上での金属箔として実現できる。配線９２と配線９３との接続点近傍で端子３２が、配線９１と配線９２との接続点近傍で端子２８が、配線９１の配線９２とは反対側の端で端子２４が、それぞれ接続されている。
【００８７】
端子７３には配線９３と同じ方向に敷設された配線９７が接続されており、配線９７も例えばプリント基板上での金属箔として実現できる。
【００８８】
インバータ装置２０７においてもインバータ装置２０５と同様に、インバータ回路において急激な電流の変動が生じても、ワイヤ６２と配線９１の間で、ワイヤ６３と配線９２との間で、それぞれサージ電圧が少なくとも部分的には、あるいは完全に相殺する。よって配線９３，９７を介して所定の電位差を与えた場合、スイッチング制御回路２０のＶｃｃ端とＣＯＭ端との間の電位差についてはもちろん、スイッチング制御回路１８，１９のＶｃｃ端とＣＯＭ端との間の電位差についても、スイッチングの影響が低減される。
【００８９】
以上のようにして、インバータ装置２０７においても、インバータ装置２０５と同様の効果を得ることができる。
【００９０】
実施の形態４．
実施の形態２及び実施の形態３で示された構成において、スイッチング制御回路１８，１９，２０のＶｃｃ端とＣＯＭ端との間にコンデンサを設けることができる。コンデンサは高周波インピーダンスを低減する効果があるので、サージ電圧の発生をより一層抑制することができる。よってスイッチング制御回路１８，１９，２０とインバータ回路とを近接して配置し易く、モジュールの小型化、軽量化、低価格化を図ることができる。またインバータ回路の電流の急激な変化を大きくすることが許容され、インバータのスイッチング損失を小さく設計することができる。
【００９１】
図１５、図１６、図１７はいずれも本実施の形態にかかるインバータ装置の構成を示す回路図であり、それぞれ実施の形態２のパワーモジュール１０２，１０３，１０４にコンデンサ１６０を追加した構成を呈している。図１５に示された構成ではコンデンサ１６０は配線１６１，１６２を介してそれぞれ端子２４，７１に接続され、図１６に示された構成ではコンデンサ１６０は配線１６１，１６２を介してそれぞれ端子２８，７２に接続され、図１７に示された構成ではコンデンサ１６０は配線１６１，１６２を介してそれぞれ端子３２，７３に接続される。
【００９２】
配線１６１，１６２を近接して配置することができるので、配線１６１，１６２において発生しうるサージ電圧を同程度にすることができる。よってコンデンサ１６０をパワーモジュール１０２，１０３，１０４の外部から接続しても、制御回路１８〜２０のそれぞれのＶｃｃ端とＣＯＭ端との間に印加される動作電圧に対するサージ電圧の影響を助長しにくい。
【００９３】
図１８、図１９、図２０はいずれも本実施の形態にかかるインバータ装置の構成を示す回路図であり、それぞれ実施の形態３のインバータ装置２０５，２０６，２０７にコンデンサ１６０を追加した構成を呈している。図１８に示された構成ではコンデンサ１６０は端子２４の近傍での配線９１と、端子７１との間に接続され、図１９に示された構成ではコンデンサ１６０は端子２８の近傍での配線９１，９２と端子７２との間に接続され、図２０に示された構成ではコンデンサ１６０は端子３２の近傍での配線９２と、端子７３との間に接続される。
【００９４】
例えば図１０，１２，１４に示されるように、配線９３、９７にはそれぞれランド９８，９９が設けられ、これらにコンデンサ１６０の端がそれぞれ接続される。
【００９５】
コンデンサは、サージ電圧の影響を受けにくい位置でパワーモジュール１０５，１０６，１０７の外部から接続されるので、制御回路１８〜２０のそれぞれのＶｃｃ端とＣＯＭ端との間に印加される動作電圧に対するサージ電圧の影響を助長しにくい。
【００９６】
【発明の効果】
この発明の第１のパワーモジュールによれば、インバータ回路における電流に急激な変動が生じても、スイッチング制御回路の誤動作を生じにくくする。
【００９７】
この発明の第２、第３のパワーモジュールによれば、インバータ回路における電流に急激な変動が生じても、スイッチング制御回路端子の誤動作を生じにくくする。端子数を少なくできるので、更に小型化することができる。また更に、スイッチング制御回路のそれぞれの第１端と第２端との間の電位差に対して、インバータ回路の電流の急激な変化が与える影響が小さいので、この変化を大きくすることが許容され、インバータのスイッチング損失を小さく設計することができる。
【００９８】
この発明の第１、第２のインバータ装置によれば、インバータ回路における電流に急激な変動が生じても、スイッチング制御回路の誤動作を生じにくくする。また配線をパワーモジュールに近接して配置することができ、インバータ装置の小型化、軽量化、低コスト化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１にかかるパワーモジュールの構成を示す回路図である。
【図２】本発明の実施の形態１にかかるパワーモジュールの部分的な構成を示す平面図である。
【図３】本発明の実施の形態２の第１の例であるパワーモジュールの構成を示す回路図である。
【図４】本発明の実施の形態２の第１の例であるパワーモジュールの部分的な構成を示す平面図である。
【図５】本発明の実施の形態２の第２の例であるパワーモジュールの構成を示す回路図である。
【図６】本発明の実施の形態２の第２の例であるパワーモジュールの部分的な構成を示す平面図である。
【図７】本発明の実施の形態２の第３の例であるパワーモジュールの構成を示す回路図である。
【図８】本発明の実施の形態２の第３の例であるパワーモジュールの部分的な構成を示す平面図である。
【図９】本発明の実施の形態３の第１の例であるインバータ装置の構成を示す回路図である。
【図１０】本発明の実施の形態３の第１の例であるインバータ装置の部分的な構成を示す平面図である。
【図１１】本発明の実施の形態３の第２の例であるインバータ装置の構成を示す回路図である。
【図１２】本発明の実施の形態３の第２の例であるインバータ装置の部分的な構成を示す平面図である。
【図１３】本発明の実施の形態３の第３の例であるインバータ装置の構成を示す回路図である。
【図１４】本発明の実施の形態３の第３の例であるインバータ装置の部分的な構成を示す平面図である。
【図１５】本発明の実施の形態４にかかるインバータ装置の構成を示す回路図である。
【図１６】本発明の実施の形態４にかかるインバータ装置の構成を示す回路図である。
【図１７】本発明の実施の形態４にかかるインバータ装置の構成を示す回路図である。
【図１８】本発明の実施の形態４にかかるインバータ装置の構成を示す回路図である。
【図１９】本発明の実施の形態４にかかるインバータ装置の構成を示す回路図である。
【図２０】本発明の実施の形態４にかかるインバータ装置の構成を示す回路図である。
【符号の説明】
１２〜１４ トランジスタ、１８〜２０ スイッチング制御回路、２４，２８，３２，７１〜７３ 端子、８１Ａ〜８１Ｄ，８２Ａ〜８２Ｄ，８３Ａ〜８３Ｄパッド、９１〜９３ 配線、１０１〜１０７ パワーモジュール、１６０ コンデンサ、２０５〜２０７ インバータ装置。
Claims (7)
- 第１乃至第３のスイッチング素子を有するインバータ回路と、
前記第１乃至第３のスイッチング素子のスイッチングをそれぞれ制御し、各々は動作電圧としての電位差が与えられる第１端及び第２端を有する第１乃至第３のスイッチング制御回路と、
前記第２のスイッチング制御回路の前記第１端の近傍でこれに接続され、外部と接続可能な端子と、
前記第１のスイッチング制御回路の前記第１端と前記第２のスイッチング制御回路の前記第１端との間で結線されて両者を接続する第１の配線と、
前記第３のスイッチング制御回路の前記第１端と前記第２のスイッチング制御回路の前記第１端との間で結線されて両者を接続する第２の配線と
を備えるパワーモジュール。 - 第１乃至第３のスイッチング素子を有するインバータ回路と、
前記第１乃至第３のスイッチング素子のスイッチングをそれぞれ制御し、各々は動作電圧としての電位差が与えられる第１端及び第２端を有する第１乃至第３のスイッチング制御回路と、
前記第１のスイッチング制御回路の前記第１端の近傍でこれに接続され、外部と接続可能な第１の端子と、
前記第１のスイッチング制御回路の前記第２端の近傍でこれに接続され、外部と接続可能な第２の端子と、
前記第１のスイッチング制御回路の前記第１端と前記第２のスイッチング制御回路の前記第１端との間で結線されて両者を接続する第１の配線と、
前記第３のスイッチング制御回路の前記第１端と前記第２のスイッチング制御回路の前記第１端との間で結線されて両者を接続する第２の配線と、
前記第１のスイッチング制御回路の前記第２端と前記第２のスイッチング制御回路の前記第２端との間で結線されて両者を接続する第３の配線と、
前記第３のスイッチング制御回路の前記第２端と前記第２のスイッチング制御回路の前記第２端との間で結線されて両者を接続する第４の配線と
を備えるパワーモジュール。 - 第１乃至第３のスイッチング素子を有するインバータ回路と、
前記第１乃至第３のスイッチング素子のスイッチングをそれぞれ制御し、各々は動作電圧としての電位差が与えられる第１端及び第２端を有する第１乃至第３のスイッチング制御回路と、
前記第２のスイッチング制御回路の前記第１端の近傍でこれに接続され、外部と接続可能な第１の端子と、
前記第２のスイッチング制御回路の前記第２端の近傍でこれに接続され、外部と接続可能な第２の端子と、
前記第１のスイッチング制御回路の前記第１端と前記第２のスイッチング制御回路の前記第１端との間で結線されて両者を接続する第１の配線と、
前記第３のスイッチング制御回路の前記第１端と前記第２のスイッチング制御回路の前記第１端との間で結線されて両者を接続する第２の配線と、
前記第１のスイッチング制御回路の前記第２端と前記第２のスイッチング制御回路の前記第２端との間で結線されて両者を接続する第３の配線と、
前記第３のスイッチング制御回路の前記第２端と前記第２のスイッチング制御回路の前記第２端との間で結線されて両者を接続する第４の配線と
を備えるパワーモジュール。 - 第１乃至第３のスイッチング素子を有するインバータ回路と、
前記第１乃至第３のスイッチング素子のスイッチングをそれぞれ制御し、各々は動作電圧としての電位差が与えられる第１端及び第２端を有する第１乃至第３のスイッチング制御回路と、
前記第１のスイッチング制御回路の前記第１端の近傍でこれに接続され、外部と接続可能な第１の端子と、
前記第１乃至第３の制御回路の前記第２端が各々接続され、外部と接続可能な第２乃至第４の端子と、
前記第１のスイッチング制御回路の前記第１端と前記第２のスイッチング制御回路の前記第１端との間で結線されて両者を接続する第１の配線と、
前記第３のスイッチング制御回路の前記第１端と前記第２のスイッチング制御回路の前記第１端との間で結線されて両者を接続する第２の配線と
を備え、前記第２乃至第４の端子がこの順に配置されるパワーモジュールと、
前記第２及び第３の端子を相互に接続する第１部と、前記第３及び第４の端子を相互に接続する第２部と、前記第２部の反対側で前記第１部と接続される第３部とを有する配線を備える基板と
を含むインバータ装置。 - 第１乃至第３のスイッチング素子を有するインバータ回路と、
前記第１乃至第３のスイッチング素子のスイッチングをそれぞれ制御し、各々は動作電圧としての電位差が与えられる第１端及び第２端を有する第１乃至第３のスイッチング制御回路と、
前記第２のスイッチング制御回路の前記第１端の近傍でこれに接続され、外部と接続可能な第１の端子と、
前記第１乃至第３の制御回路の前記第２端が各々接続され、外部と接続可能な第２乃至第４の端子と、
前記第１のスイッチング制御回路の前記第１端と前記第２のスイッチング制御回路の前記第１端との間で結線されて両者を接続する第１の配線と、
前記第３のスイッチング制御回路の前記第１端と前記第２のスイッチング制御回路の前記第１端との間で結線されて両者を接続する第２の配線と
を備え、前記第２乃至第４の端子がこの順に配置されるパワーモジュールと、
前記第２及び第３の端子を相互に接続する第１部と、前記第３及び第４の端子を相互に接続する第２部と、前記第１部と前記第２部との接続点近傍に接続される第３部とを有する配線を備える基板と
を含むインバータ装置。 - 請求項２又は請求項３のいずれかに記載のパワーモジュールと、
前記第１の端子と前記第２の端子の間に接続されるコンデンサと
を備える、インバータ装置。 - 前記配線の第３部と前記第１の端子の間に接続されるコンデンサを更に備える、請求項４又は請求項５記載のインバータ装置。
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