JP2007115946A - Power module, power conversion device, and on-vehicle electrical machinery system - Google Patents

Power module, power conversion device, and on-vehicle electrical machinery system Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a power module which is capable of reducing inductance around its output terminal and furthermore reducing a surge voltage, and to provide a power conversion device and an on-vehicle electrical machinery system. <P>SOLUTION: In the power module, an anode-side emitter conductor 3 connected to the emitter electrode of an anode-side power semiconductor device Mpu is electrically connected to an output terminal U with two or more aluminum wires 7, a cathode-side collector conductor 4 connected to the collector electrode of a cathode-side power semiconductor device Mnu is electrically connected to the output terminal U with two or more aluminum wires 9, and the anode-side emitter conductor 3 connected to the emitter electrode of the anode-side power semiconductor device Mpu is electrically connected with two or more aluminum wires 8 to the cathode-side collector conductor 4 connected to the collector electrode of the cathode-side power semiconductor device Mnu. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、パワーモジュール，電力変換装置及び車載用電機システムに係り、特に、パワー半導体素子のスイッチング時のサージ電圧を低減するに好適なパワーモジュール，電力変換装置及び車載用電機システムに関する。   The present invention relates to a power module, a power conversion device, and an in-vehicle electric system, and more particularly, to a power module, a power conversion device, and an in-vehicle electric system suitable for reducing a surge voltage during switching of a power semiconductor element.

従来のパワーモジュールにおいて、低インダクタンス化を図るものとしては、例えば、特開２００１−２７４３２２号公報に記載のように、正極側ＩＧＢＴチップのエミッタ電極と出力端子とをワイヤボンディング及び負極側コレクタパターンによって接続するものが知られている。   In a conventional power module, for example, as described in JP-A-2001-274322, an emitter electrode and an output terminal of a positive-side IGBT chip are connected by wire bonding and a negative-side collector pattern as described in JP-A-2001-274322. What is connected is known.

特開２００１−２７４３２２号公報JP 2001-274322 A

ここで、電力変換装置、例えば車載用インバータ装置では、パワーモジュール内のパワー半導体スイッチをオン・オフしている。その際、数百アンペアの電流をスイッチングするため、主回路の寄生インダクタンスによる誘導起電圧（サージ電圧）が発生する。このため、パワーモジュール内部の寄生インダクタンスを低減し、サージ電圧をパワー半導体素子の耐圧以下にする必要がある。   Here, in a power conversion device, for example, an in-vehicle inverter device, a power semiconductor switch in a power module is turned on / off. At that time, since an electric current of several hundred amperes is switched, an induced electromotive voltage (surge voltage) due to the parasitic inductance of the main circuit is generated. For this reason, it is necessary to reduce the parasitic inductance inside the power module and to make the surge voltage equal to or lower than the withstand voltage of the power semiconductor element.

しかしながら、特開２００１−２７４３２２号公報記載のパワーモジュールは、正極側ＩＧＢＴチップのエミッタ電極から出力端子に至る電流経路の距離が長く、出力端子周辺のインダクタンスが大きく、十分にサージ電圧を低減することができないという問題があった。   However, the power module described in Japanese Patent Laid-Open No. 2001-274322 has a long current path distance from the emitter electrode of the positive-side IGBT chip to the output terminal, a large inductance around the output terminal, and sufficiently reduces the surge voltage. There was a problem that could not.

本発明の目的は、特に、パワーモジュールの出力端子周辺のインダクタンスを低減して、さらに、サージ電圧を低減できるパワーモジュール，電力変換装置及び車載用電機システムを提供することにある。   In particular, an object of the present invention is to provide a power module, a power conversion device, and an in-vehicle electric system capable of reducing inductance around the output terminal of the power module and further reducing surge voltage.

本発明によれば、パワーモジュールの出力端子周辺のインダクタンスを低減でき、さらに、サージ電圧を低減し得るものとなる。   According to the present invention, the inductance around the output terminal of the power module can be reduced, and further the surge voltage can be reduced.

本願の代表的な発明の一つは、出力端子部の寄生インダクタンスを低減したパワーモジュールを提供する。   One of the representative inventions of the present application provides a power module in which the parasitic inductance of the output terminal portion is reduced.

本発明の最も代表的な特徴は、前記正極側パワー半導体素子の電流吐き出し部と出力端子とを電気的に接続し、前記負極側パワー半導体素子の電流吸い込み部と前記出力端子とを電気的に接続するとともに、さらに、正極側パワー半導体素子の電流吐き出し部と負極側パワー半導体素子の電流吸い込み部を電気的に接続したパワーモジュールにある。   The most representative feature of the present invention is that the current discharge portion of the positive power semiconductor element and the output terminal are electrically connected, and the current suction portion of the negative power semiconductor element and the output terminal are electrically connected. In addition to the connection, the power module further includes a current discharging part of the positive power semiconductor element and a current suction part of the negative power semiconductor element.

また、本発明は、パワーモジュールのパワー半導体素子を駆動するための制御信号を出力する制御部と、制御部からの制御信号を受けて、変換部のパワー半導体素子を駆動させるパワーモジュールとして、上記パワーモジュールを用いた電力変換装置を提供する。   Further, the present invention provides a control unit that outputs a control signal for driving the power semiconductor element of the power module, and a power module that receives the control signal from the control unit and drives the power semiconductor element of the conversion unit. A power conversion device using a power module is provided.

さらに、本発明は、車載電源から車載回転電機に供給される電力を所定の電力にして車載回転電機を制御する制御装置として、上記電力変換装置を用いた車載電機システムを提供する。   Furthermore, the present invention provides an in-vehicle electric machine system using the power conversion device as a control device for controlling the in-vehicle rotating electric machine by setting the electric power supplied from the in-vehicle power source to the in-vehicle rotating electric machine to a predetermined electric power.

以下、図１〜図４を用いて、本発明の第１の実施形態によるパワーモジュール，電力変換装置及び車載用電機システムの構成について説明する。
以下に説明する実施形態では、本発明のパワーモジュールが用いられる電力変換装置として、車載用インバータ装置を例に挙げて説明する。車載用インバータ装置は車載電動機の駆動を制御するものであり、車載電源を構成する車載バッテリから供給された直流電力を交流電力に変換し、得られた交流電力を車載電動機に供給するものである。 Hereinafter, the configuration of the power module, the power conversion device, and the in-vehicle electric system according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
In the embodiments described below, a vehicle inverter device will be described as an example of a power conversion device in which the power module of the present invention is used. The in-vehicle inverter device controls the drive of the in-vehicle motor, converts the DC power supplied from the in-vehicle battery constituting the in-vehicle power source into AC power, and supplies the obtained AC power to the in-vehicle motor. .

なお、以下に説明する構成は、ＤＣ／ＤＣコンバータや直流チョッパなどの直流−直流電力変換装置にも適用可能である。また、以下に説明する構成は、産業用や家庭用などの電力変換装置にも適用可能である。   The configuration described below can also be applied to a DC-DC power converter such as a DC / DC converter or a DC chopper. The configuration described below is also applicable to power converters for industrial use and home use.

最初に、図１を用いて、本実施形態による車載用電機システムを搭載した車両の構成について説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態による車載用電機システムを搭載した車両の構成を示すシステム構成図である。 Initially, the structure of the vehicle carrying the vehicle-mounted electrical system by this embodiment is demonstrated using FIG.
FIG. 1 is a system configuration diagram showing the configuration of a vehicle equipped with an in-vehicle electrical system according to the first embodiment of the present invention.

図示の車両は、電動車両の１つであるハイブリッド電気自動車（以下、「ＨＥＶ」と称する）である。ＨＥＶは、２つの動力システムを備えている。第１の動力システムは、内燃機関であるエンジンＥＮＧを動力源としたエンジンシステムである。エンジンシステムは、主としてＨＥＶの駆動源として用いられる。第２の動力システムは、第１のモータジェネレータＭＧ１を動力源とした電機システムである。電機システムは、主としてエンジンＥＮＧのアシスト源並びにＨＥＶの電力発生源として用いられる。   The illustrated vehicle is a hybrid electric vehicle (hereinafter referred to as “HEV”) which is one of electric vehicles. HEV has two power systems. The first power system is an engine system that uses an engine ENG that is an internal combustion engine as a power source. The engine system is mainly used as a drive source for HEV. The second power system is an electrical system that uses the first motor generator MG1 as a power source. The electric system is mainly used as an assist source for the engine ENG and a power generation source for the HEV.

車体のフロント部には、前輪車軸ＦＤＳが回転可能に軸支されている。前輪車軸ＦＤＳの両端には、１対の前輪ＦＬＷ，ＦＲＷが設けられている。また、車体のリア部には、両端に１対の後輪が設けられた後輪車軸ＲＲＷ，ＲＬＷが後輪車軸ＲＤＳによって回転可能に軸支されている。   A front wheel axle FDS is rotatably supported at the front portion of the vehicle body. A pair of front wheels FLW and FRW are provided at both ends of the front wheel axle FDS. In addition, rear wheel axles RRW and RLW having a pair of rear wheels provided at both ends are rotatably supported by the rear wheel axle RDS at the rear portion of the vehicle body.

本実施形態のＨＥＶは、前輪駆動方式を採用している。このため、前輪車軸ＦＤＳの中央部にはデファレンシャルギアＤＥＦが設けられている。前輪車軸ＦＤＳには、デファレンシャルギアＤＥＦの出力側が機械的に接続されている。デファレンシャルギアＤＥＦの入力側には、変速機Ｔ／Ｍの出力側が機械的に接続されている。デファレンシャルギアＤＥＦは動力分配機構であり、変速機Ｔ／Ｍから伝達された回転駆動力を左右の前輪車軸ＦＤＳに分配するものである。変速機Ｔ／Ｍは動力伝達機構であり、変速機Ｔ／Ｍに伝達された回転駆動力を変速してデファレンシャルギアＤＥＦに伝達するものである。変速機Ｔ／Ｍに伝達される回転駆動力は、エンジンＥＮＧ及び第１のモータジェネレータＭＧ１から伝達されるものである。第２のモータジェネレータＭＧ２は、エンジンＥＮＧによって駆動され、主として、発電機として用いられる。   The HEV of this embodiment employs a front wheel drive system. For this reason, a differential gear DEF is provided at the center of the front wheel axle FDS. The output side of the differential gear DEF is mechanically connected to the front wheel axle FDS. The output side of the transmission T / M is mechanically connected to the input side of the differential gear DEF. The differential gear DEF is a power distribution mechanism, and distributes the rotational driving force transmitted from the transmission T / M to the left and right front wheel axles FDS. The transmission T / M is a power transmission mechanism that shifts the rotational driving force transmitted to the transmission T / M and transmits it to the differential gear DEF. The rotational driving force transmitted to the transmission T / M is transmitted from the engine ENG and the first motor generator MG1. Second motor generator MG2 is driven by engine ENG and is mainly used as a generator.

モータジェネレータＭＧ１は、専ら、モータジェネレータＭＧ２の発電電力或いはバッテルリＢＡＴの出力電力をインバータ装置ＩＮＶを介して受けて電動機として動作し、車両を駆動するための回転駆動力を発生すると共に、駆動車軸ＦＤＳからの回転力を受けて発電機として動作し、発電した電力をインバータ装置ＩＮＶを介してバッテリＢＡＴに供給する。モータジェネレータＭＧ２は、専ら、エンジンＥＮＧの回転駆動力を受けて発電機として動作し、発電した電力をインバータ装置ＩＮＶを介してバッテリＢＡＴ或いはモータジェネレータＭＧ１に供給する。本実施形態のモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２は三相交流同期式のもの、すなわち回転子の鉄心の内部に複数の永久磁石を埋め込んだ或いは回転子の鉄心の外周表面に複数の永久磁石を配置した永久磁石回転電機である。尚、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２としては、三相交流誘導式回転電機やリラクタンス式回転電機などのものを用いてもよいものである。   The motor generator MG1 operates exclusively as an electric motor by receiving the generated power of the motor generator MG2 or the output power of the battery BAT via the inverter device INV, generates a rotational driving force for driving the vehicle, and drives the drive axle FDS. In response to the rotational force from the motor, it operates as a generator, and the generated power is supplied to the battery BAT via the inverter device INV. Motor generator MG2 operates exclusively as a generator by receiving the rotational driving force of engine ENG, and supplies the generated power to battery BAT or motor generator MG1 via inverter device INV. The motor generators MG1 and MG2 of this embodiment are of a three-phase AC synchronous type, that is, a permanent in which a plurality of permanent magnets are embedded in the rotor core or a plurality of permanent magnets are arranged on the outer peripheral surface of the rotor core. It is a magnet rotating electrical machine. As motor generators MG1 and MG2, a three-phase AC induction type rotating electric machine or a reluctance type rotating electric machine may be used.

エンジンＥＮＧには、インジェクタ，スロットバルブ，点火装置，吸排気バルブ（いずれも図示省略）などの複数のコンポーネント機器が設けられている。インジェクタは、エンジンＥＮＧの気筒内に噴射される燃料の供給量を制御するための燃料噴射弁である。スロットバルブは、エンジンＥＮＧの気筒内に供給される空気の供給量を制御するための絞り弁である。点火装置は、エンジンＥＮＧの気筒内の混合気を燃焼させる火種を供給するための火源である。吸排気バルブは、エンジンＥＮＧの気筒の吸気側及び排気側に設けられた開閉弁であり、エンジンＥＮＧの作動サイクルに応じて開閉タイミングが制御されるものである。   The engine ENG is provided with a plurality of component devices such as an injector, a slot valve, an ignition device, and an intake / exhaust valve (all not shown). The injector is a fuel injection valve for controlling the supply amount of fuel injected into the cylinder of engine ENG. The slot valve is a throttle valve for controlling the amount of air supplied into the cylinder of the engine ENG. The ignition device is a fire source for supplying a fire type that burns the air-fuel mixture in the cylinder of the engine ENG. The intake / exhaust valves are open / close valves provided on the intake side and exhaust side of the cylinder of the engine ENG, and the open / close timing is controlled according to the operation cycle of the engine ENG.

各コンポーネント機器は、エンジン制御装置ＥＣＵによって制御される。エンジン制御装置ＥＣＵは、各コンポーネント機器を作動させるための制御信号（制御値）を、上位制御装置から出力された指令信号（指令値）、各種センサや他の制御装置などから出力された出力信号（各種パラメータ値）、予め記憶装置に記憶されているデータやマップなどから演算する。演算された制御信号（制御値）は、各コンポーネント機器の駆動装置に出力される。これにより、各コンポーネント機器の作動が制御され、エンジンＥＮＧの作動が制御される。   Each component device is controlled by the engine control unit ECU. The engine control unit ECU uses a control signal (control value) for operating each component device, a command signal (command value) output from the host control unit, and an output signal output from various sensors or other control units. (Various parameter values) are calculated from data or a map stored in the storage device in advance. The calculated control signal (control value) is output to the drive device of each component device. Thereby, the operation of each component device is controlled, and the operation of the engine ENG is controlled.

変速機Ｔ／Ｍには、変速機構が設けられている。変速機構は複数のギアから構成されたものであり、回転駆動力を入力軸から出力軸に伝達するギアの伝達経路を、車両の運転状態に応じて変えることにより、複数のギア比が得られるものである。変速機構は、変速機制御装置ＴＣＵによって制御される。変速機制御装置ＴＣＵは、変速機構を作動させるための制御信号（制御値）を、上位制御装置から出力された指令信号（指令値）、各種センサや他の制御装置などから出力された出力信号（各種パラメータ値）、予め記憶装置に記憶されているデータやマップなどから演算する。演算された制御信号（制御値）は、変速機構の駆動装置に出力される。これにより、変速機構の作動が制御され、変速機Ｔ／Ｍの作動が制御される。   The transmission T / M is provided with a transmission mechanism. The transmission mechanism is composed of a plurality of gears, and a plurality of gear ratios can be obtained by changing the transmission path of the gear for transmitting the rotational driving force from the input shaft to the output shaft according to the driving state of the vehicle. Is. The transmission mechanism is controlled by the transmission control unit TCU. The transmission control unit TCU outputs a control signal (control value) for operating the transmission mechanism, a command signal (command value) output from the host control unit, and an output signal output from various sensors or other control units. (Various parameter values) are calculated from data or a map stored in the storage device in advance. The calculated control signal (control value) is output to the drive mechanism of the transmission mechanism. As a result, the operation of the transmission mechanism is controlled, and the operation of the transmission T / M is controlled.

モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の作動は、インバータ装置ＩＮＶによって制御される。固定子の固定子巻線には、インバータ装置ＩＮＶによって制御された三相交流電力が供給される。これにより、固定子は回転磁界を発生することができる。固定子巻線に供給される三相交流電力は、インバータ装置ＩＮＶによって制御されたものであり、固定子巻線に供給された電流の作る固定子の起磁力の合成ベクトルが回転子の補助磁極の磁極中心位置よりも回転方向に向いたものである。固定子に回転磁界が発生すると、回転子には、永久磁石の磁束によるトルクと、補助磁極を通る磁束によるリラクタンストルクが発生する。これにより、回転子には、三相交流電力に応じた回転駆動力が発生する。すなわちモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２は電動機として動作することができる。   Operation of motor generators MG1 and MG2 is controlled by inverter device INV. Three-phase AC power controlled by the inverter device INV is supplied to the stator winding of the stator. Thereby, the stator can generate a rotating magnetic field. The three-phase AC power supplied to the stator winding is controlled by the inverter device INV, and the resultant vector of the stator magnetomotive force generated by the current supplied to the stator winding is the auxiliary magnetic pole of the rotor. This is more in the direction of rotation than the magnetic pole center position. When a rotating magnetic field is generated in the stator, torque due to the magnetic flux of the permanent magnet and reluctance torque due to the magnetic flux passing through the auxiliary magnetic pole are generated in the rotor. As a result, a rotational driving force corresponding to the three-phase AC power is generated in the rotor. That is, motor generators MG1 and MG2 can operate as electric motors.

インバータ装置ＩＮＶは、高圧バッテリＢＡＴから供給された直流電力を三相交流電力に変換する電力変換装置であり、パワーモジュールＰＭＵ，駆動回路装置ＤＣＵ及び電動機制御装置ＭＣＵを備えている。   The inverter device INV is a power conversion device that converts DC power supplied from the high-voltage battery BAT into three-phase AC power, and includes a power module PMU, a drive circuit device DCU, and an electric motor control unit MCU.

パワーモジュールＰＭＵは、インバータ装置ＩＮＶの変換用主回路を構成しており、複数のパワー半導体素子を備えている。電動機制御装置ＭＣＵは、インバータ装置ＩＮＶの制御部を構成しており、複数のパワー半導体素子をスイッチング動作（オン・オフ）させるための制御信号（制御値）を、上位制御装置から出力された指令信号（指令値）、各種センサや他の制御装置から出力された出力信号（各種パラメータ値）、予め記憶装置に記憶されているデータやマップなどに基づいて演算する。演算された制御信号（制御値）は、駆動回路装置ＤＣＵに出力される。駆動回路装置ＤＣＵはインバータ装置ＩＮＶの駆動部を構成しており、複数のパワー半導体素子をスイッチング動作させるための駆動信号を、電動機制御装置ＭＣＵから出力された制御信号（制御値）に基づいて発生する。発生した駆動信号は、パワーモジュールＰＭＵに出力される。   The power module PMU constitutes a main circuit for conversion of the inverter device INV and includes a plurality of power semiconductor elements. The motor control unit MCU constitutes a control unit of the inverter unit INV, and a control signal (control value) for switching (turning on / off) a plurality of power semiconductor elements is output from the host control unit. Calculation is performed based on signals (command values), output signals (various parameter values) output from various sensors and other control devices, data and maps stored in advance in a storage device, and the like. The calculated control signal (control value) is output to the drive circuit unit DCU. The drive circuit unit DCU constitutes a drive unit of the inverter unit INV, and generates a drive signal for switching the plurality of power semiconductor elements based on a control signal (control value) output from the motor control unit MCU. To do. The generated drive signal is output to the power module PMU.

高圧バッテリＢＡＴ（高電圧系電源）は、インバータ装置ＩＮＶの入力（直流）側に電気的に接続されている。これにより、高圧バッテリＢＡＴ（高電圧系電源）とインバータ装置ＩＮＶは、相互に直流電力の授受を行うことができる。高圧バッテリＢＡＴ（高電圧系電源）に蓄えられた直流電力がインバータ装置ＩＮＶに供給され、三相交流電力に変換される。   The high voltage battery BAT (high voltage system power supply) is electrically connected to the input (DC) side of the inverter device INV. Thereby, the high voltage battery BAT (high voltage system power supply) and the inverter device INV can exchange DC power with each other. The DC power stored in the high voltage battery BAT (high voltage system power supply) is supplied to the inverter device INV and converted into three-phase AC power.

高圧バッテリＢＡＴは、バッテリ制御装置ＢＣＵによって充放電が制御され、また、寿命などが管理される。バッテリ制御装置ＢＣＵには、各バッテリの充放電制御や寿命管理のために、高圧バッテリＢＡＴの電圧値及び電流値などが入力される。   The high-voltage battery BAT is charged / discharged by the battery control unit BCU, and the life of the high-voltage battery BAT is managed. The battery controller BCU receives a voltage value and a current value of the high voltage battery BAT for charge / discharge control and life management of each battery.

エンジン制御装置ＥＣＵ，変速機制御装置ＴＣＵ，電動機制御装置ＭＣＵ及びバッテリ制御装置ＢＣＵは、車載用ローカルエリアネットワークＬＡＮを介して相互に電気的に接続されていると共に、総合制御装置ＧＣＵと電気的に接続されている。これにより、各制御装置間では双方向の信号伝送が可能になり、相互の情報伝達，検出値の共有などが可能になる。総合制御装置ＧＣＵは、車両の運転状態に応じて各制御装置に指令信号を出力するものである。例えば、総合制御装置ＧＣＵは、運転者の加速要求に基づいたアクセルの踏み込み量に応じて車両の必要トルク値を算出し、この必要トルク値を、エンジンＥＮＧの運転効率が良くなるように、エンジンＥＮＧ側の出力トルク値と第１のモータジェネレータＭＧ１側の出力トルク値とに分配する。分配されたエンジンＥＮＧ側の出力トルク値はエンジントルク指令信号としてエンジン制御装置ＥＣＵに、分配された第１のモータジェネレータＭＧ１側の出力トルク値はモータトルク指令信号として電動機制御装置ＭＣＵにそれぞれ出力される。   The engine control unit ECU, the transmission control unit TCU, the motor control unit MCU, and the battery control unit BCU are electrically connected to each other via the in-vehicle local area network LAN, and are electrically connected to the general control unit GCU. It is connected. Thereby, bidirectional signal transmission is possible between the control devices, and mutual information transmission, detection value sharing, and the like are possible. The general control unit GCU outputs a command signal to each control unit according to the driving state of the vehicle. For example, the general control unit GCU calculates the required torque value of the vehicle according to the accelerator depression amount based on the driver's acceleration request, and uses the required torque value to improve the engine ENG driving efficiency. The output torque value on the ENG side and the output torque value on the first motor generator MG1 side are distributed. The distributed output torque value on the engine ENG side is output as an engine torque command signal to the engine control unit ECU, and the distributed output torque value on the first motor generator MG1 side is output as a motor torque command signal to the motor control unit MCU. The

総合制御装置ＧＣＵは、運転者から発進合図の信号（例えばブレーキの踏み込みの解除を示す信号）が入力された場合、電動機制御装置ＭＣＵに回転数指令信号ｎ* （回転数指令値）を出力する。これにより、インバータ装置ＩＮＶは、次に示す直流−交流変換動作を行う。   The general control unit GCU outputs a rotation speed command signal n * (rotation speed command value) to the motor control unit MCU when a start signal (for example, a signal indicating release of the brake depression) is input from the driver. . Thereby, the inverter device INV performs the following DC-AC conversion operation.

電動機制御装置ＭＣＵは、パワーモジュールＰＭＵのパワー半導体素子を動作させるための制御信号（制御値）を、総合制御装置ＧＣＵから出力された回転数指令信号ｎ* （回転数指令値）に基づいて演算する。演算された制御信号（制御値）は、駆動回路装置ＤＣＵに出力される。駆動回路装置ＤＣＵは、パワーモジュールＰＭＵのパワー半導体素子を動作させるための駆動信号を、電動機制御装置ＭＣＵから出力された制御信号（制御値）に基づいて発生する。発生した駆動信号は、パワーモジュールＰＭＵに出力される。パワーモジュールＰＭＵのパワー半導体素子は、駆動回路装置ＤＣＵから出力された駆動信号に基づいてスイッチング動作（オン・オフ）し、高圧バッテリＢＡＴから供給された直流電力を三相交流電力に変換する。   The motor control unit MCU calculates a control signal (control value) for operating the power semiconductor element of the power module PMU based on the rotation speed command signal n * (rotation speed command value) output from the general control unit GCU. To do. The calculated control signal (control value) is output to the drive circuit unit DCU. The drive circuit unit DCU generates a drive signal for operating the power semiconductor element of the power module PMU based on the control signal (control value) output from the motor control unit MCU. The generated drive signal is output to the power module PMU. The power semiconductor element of the power module PMU performs a switching operation (ON / OFF) based on the drive signal output from the drive circuit device DCU, and converts DC power supplied from the high voltage battery BAT into three-phase AC power.

インバータ装置ＩＮＶの変換動作で得られた三相交流電力は、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の固定子に出力される。これにより、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２は電動機として作動し、パワーモジュールＰＭＵから出力された三相交流電力に応じた回転駆動力を発生する。   Three-phase AC power obtained by the conversion operation of inverter device INV is output to the stators of motor generators MG1 and MG2. Thereby, motor generators MG1 and MG2 operate as electric motors, and generate a rotational driving force according to the three-phase AC power output from power module PMU.

総合制御装置ＧＣＵからエンジン制御装置ＥＣＵに出力されるトルク指令信号（トルク指令値）は、要求トルクτd に対応したエンジン回転数に相当する値である。エンジン制御装置ＥＣＵは、エンジンＥＮＧの各コンポーネント機器を制御するための制御信号（制御値）を、総合制御装置ＧＣＵから出力されたトルク指令信号（トルク指令値）に基づいて演算する。演算された制御信号（制御値）は、エンジンＥＮＧの各コンポーネント機器の駆動装置に出力される。これにより、エンジンＥＮＧの各コンポーネント機器の作動が制御され、エンジンＥＮＧの混合気の空燃比などが制御される。この制御により、エンジンＥＮＧは、要求トルクτd に対応する回転駆動力を出力する。   The torque command signal (torque command value) output from the general control unit GCU to the engine control unit ECU is a value corresponding to the engine speed corresponding to the required torque τd. The engine control unit ECU calculates a control signal (control value) for controlling each component device of the engine ENG based on a torque command signal (torque command value) output from the general control unit GCU. The calculated control signal (control value) is output to the drive device of each component device of the engine ENG. Thereby, the operation of each component device of the engine ENG is controlled, and the air-fuel ratio of the mixture of the engine ENG is controlled. By this control, the engine ENG outputs a rotational driving force corresponding to the required torque τd.

図１に示すハイブリッド自動車では複数の運転モードを有し、各運転モードに応じてエレクトリックパワートレインの駆動を制御している。まず、車両の発進時や低速走行時においては、主にモータジェネレータＭＧ１を電動機として動作させ、モータジェネレータＭＧ１で発生した回転駆動力を、デファレンシャルギアＤＥＦを介して駆動車軸ＦＤＳに伝達する。これにより、駆動車軸ＦＤＳがモータジェネレータＭＧ１の回転駆動力によって回転駆動されて前輸ＦＲＷ，ＦＬＷが回転駆動し、車両が走行する、この時、モータジェネレータＭＧ１には、バッテリＢＡＴからの出力電力（直流電力）がインバータ装置ＩＮＶによって三相交流電力に変換されて供給される。   The hybrid vehicle shown in FIG. 1 has a plurality of operation modes, and the drive of the electric power train is controlled according to each operation mode. First, when the vehicle starts or travels at a low speed, the motor generator MG1 is mainly operated as an electric motor, and the rotational driving force generated by the motor generator MG1 is transmitted to the drive axle FDS via the differential gear DEF. As a result, the driving axle FDS is rotationally driven by the rotational driving force of the motor generator MG1, and the forward transport FRW and FLW are rotationally driven to drive the vehicle. At this time, the motor generator MG1 has an output power from the battery BAT ( DC power) is converted into three-phase AC power by the inverter INV and supplied.

次に、車両の通常走行時（中速，高速走行時）においては、エンジンＥＮＧとモータジェネレータＭＧ１を併用し、エンジンＥＮＧで発生した回転駆動力と、モータジェネレータＭＧ１で発生した回転駆動力とを、デファレンシャルギアＤＦＦを介して駆動車軸ＦＤＳに伝達する。これにより、駆動車軸ＦＤＳがエンジンＥＮＧとモータジェネレータＭＧ１の回転駆動力によって回転駆動されて前輪ＦＲＷ，ＦＬＷが回転駆動し、車両が走行する。また、エンジンＥＮＧで発生した回転駆動力の一部はモータジェネレータＭＧ２に供給される。この動力の分配により、モータジェネレータＭＧ２は、エンジンＥＮＧで発生した回転駆動力の一部によって回転駆動され、発電機として動作し、発電する。モータジェネレータＭＧ２によって発電された三相交流電力はインバータ装置ＩＮＶに供給され、一旦直流電力に整流された後、再び三相交流電力に変換し、モータジェネレータＭＧ１に供給する。これにより、モータジェネレータＭＧ１は回転駆動力を発生する、
次に、車両の加速時、特にエンジンＥＮＧに供給される空気量を制御するスロットル弁の開度が全開になる急加速時（例えば急勾配坂の登坂時で、アクセルの踏み込み量が大きい時）においては、前述した通常走行時の動作に加え、バッテリＢＡＴからの出力電力をインバータ装置ＩＮＶによって三相交流電力に変換してモータジェネレータＭＧ１に供給し、モータジェネレータＭＧ１によって発生する回転駆動力を増加させる。 Next, during normal driving of the vehicle (medium speed, high speed driving), the engine ENG and the motor generator MG1 are used together, and the rotational driving force generated by the engine ENG and the rotational driving force generated by the motor generator MG1 are And transmitted to the drive axle FDS via the differential gear DFF. As a result, the driving axle FDS is rotationally driven by the rotational driving force of the engine ENG and the motor generator MG1, and the front wheels FRW and FLW are rotationally driven, so that the vehicle travels. A part of the rotational driving force generated by engine ENG is supplied to motor generator MG2. Due to this power distribution, motor generator MG2 is rotationally driven by a part of the rotational driving force generated by engine ENG, operates as a generator, and generates electric power. The three-phase AC power generated by the motor generator MG2 is supplied to the inverter device INV, once rectified to DC power, then converted again to three-phase AC power and supplied to the motor generator MG1. Thereby, motor generator MG1 generates a rotational driving force.
Next, when the vehicle is accelerated, particularly when the throttle valve that controls the amount of air supplied to the engine ENG is fully opened (for example, when climbing a steep slope and the amount of accelerator depression is large) In addition to the above-described normal running operation, the output power from the battery BAT is converted into three-phase AC power by the inverter device INV and supplied to the motor generator MG1 to increase the rotational driving force generated by the motor generator MG1. Let

次に、車両の減速・制動時においては、前輪ＦＲＷ，ＦＬＷの回動による駆動車軸ＦＤＳの回絵駆動力をデファレンシャルギアＤＦＦ、減速機ＲＧを介してモータジェネレータＭＧ１に供給して、モータジェネレータＭＧ１を発電機として動作させ、発電させる、発電によって得られた三相交流電力（回生エネルギー）は、インバータ装置ＩＮＶによって直流電力に整流され、バッテリＢＡＴに供給される。これにより、バッテリＢＡＴは充電される。車両の停止時は、基本的にはエンジンＥＮＧ及びモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の駆動は停止されるが、バッテリＢＡＴの残量が少ない場合には、エンジンＥＮＧを駆動してモータジェネレータＭＧ２を発電機として動作させ、得られた発電電力をインバータ装置ＩＮＶを介してバッテリＢＡＴに供給する。   Next, at the time of deceleration / braking of the vehicle, the rotation driving force of the drive axle FDS due to the rotation of the front wheels FRW, FLW is supplied to the motor generator MG1 via the differential gear DFF and the reduction gear RG, and the motor generator MG1. The three-phase AC power (regenerative energy) obtained by generating power by operating as a generator is rectified into DC power by the inverter device INV and supplied to the battery BAT. Thereby, the battery BAT is charged. When the vehicle is stopped, the engine ENG and the motor generators MG1 and MG2 are basically stopped. However, when the remaining amount of the battery BAT is low, the engine ENG is driven to use the motor generator MG2 as a generator. The generated generated power is operated and supplied to the battery BAT via the inverter device INV.

次に、図２を用いて、本実施形態による車載用電機システムに用いるインバータ装置ＩＮＶの回路構成について説明する。
図２は、本発明の第１の実施形態による車載用電機システムに用いるインバータ装置ＩＮＶの回路構成を示すブロック図である。なお、図１と同一符号は、同一部分を示している。 Next, the circuit configuration of the inverter device INV used in the in-vehicle electric machine system according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
FIG. 2 is a block diagram showing a circuit configuration of the inverter device INV used in the in-vehicle electric machine system according to the first embodiment of the present invention. The same reference numerals as those in FIG. 1 indicate the same parts.

本実施形態のインバータ装置ＩＮＶは、パワーモジュールＰＭＵ，駆動回路装置ＤＣＵから構成されている。なお、図２では、第１のモータジェネレータＭＧ１に対するインバータ装置ＩＮＶの構成のみを示しているが、インバータ装置ＩＮＶは、第２のモータジェネレータＭＧ２に対するパワーモジュール，駆動回路装置も備えており、それらの構成は、図２に示すものと同様である。   The inverter device INV of the present embodiment includes a power module PMU and a drive circuit device DCU. FIG. 2 shows only the configuration of the inverter device INV for the first motor generator MG1, but the inverter device INV also includes a power module and a drive circuit device for the second motor generator MG2. The configuration is the same as that shown in FIG.

パワーモジュールＰＭＵは、電力変換用の主回路を構成している。パワーモジュールＰＭＵは、駆動回路装置ＤＣＵから出力された駆動信号を受けて動作し、高圧バッテリＢＡＴから供給された直流電力を三相交流電力に変換し、モータジェネレータＭＧ１の固定子巻線に供給する。パワーモジュールＰＭＵの主回路は３相ブリッジ回路であり、３相分のパワー半導体素子の直列回路（U相アームAu，V相アームAv，W相アームAw）が高圧バッテリＢＡＴの正極Ｐと負極Ｎとの間に電気的に並列に接続されて構成されている。直列回路はアームとも呼ばれ、２つのパワー半導体素子によって構成されている。   The power module PMU constitutes a main circuit for power conversion. The power module PMU operates in response to the drive signal output from the drive circuit unit DCU, converts the DC power supplied from the high voltage battery BAT into three-phase AC power, and supplies it to the stator winding of the motor generator MG1. . The main circuit of the power module PMU is a three-phase bridge circuit, and a series circuit (U-phase arm Au, V-phase arm Av, W-phase arm Aw) of power semiconductor elements for three phases is a positive electrode P and a negative electrode N of the high-voltage battery BAT. Are electrically connected in parallel with each other. The series circuit is also called an arm, and is constituted by two power semiconductor elements.

各アームは、上アーム側のパワー半導体素子と下アーム側のパワー半導体素子とが電気的に直列に接続されて構成されている。本実施形態では、パワー半導体素子として、ＩＧＢＴ（絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ）を用いている。ＩＧＢＴは、別途、コレクタ電極とエミッタ電極との間にダイオード素子を電気的に接続する必要がある。ＩＧＢＴは、コレクタ電極とエミッタ電極の他にゲート電極を備えている。   Each arm is configured by electrically connecting an upper arm side power semiconductor element and a lower arm side power semiconductor element in series. In the present embodiment, an IGBT (insulated gate bipolar transistor) is used as the power semiconductor element. In the IGBT, it is necessary to separately connect a diode element between the collector electrode and the emitter electrode. The IGBT includes a gate electrode in addition to the collector electrode and the emitter electrode.

パワー半導体素子としては、スイッチング半導体素子であるｎチャネルのＭＯＳＦＥＴ（金属酸化物半導体型電界効果トランジスタ）を用いてもよいものである。ＭＯＳＦＥＴを構成する半導体チップは、ドレイン電極，ソース電極及びゲート電極の３つの電極を備えている。また、ドレイン電極とソース電極との間には、ソース電極からドレイン電極に向かう方向が順方向である寄生のダイオードが電気的に接続されている。   As the power semiconductor element, an n-channel MOSFET (metal oxide semiconductor field effect transistor) which is a switching semiconductor element may be used. A semiconductor chip constituting the MOSFET includes three electrodes, a drain electrode, a source electrode, and a gate electrode. In addition, a parasitic diode having a forward direction from the source electrode to the drain electrode is electrically connected between the drain electrode and the source electrode.

U相アームAuは、上アーム側のパワー半導体素子のエミッタ電極と下アーム側のパワー半導体素子のコレクタ電極が電気的に直列に接続されて構成されている。なお、V相アームAv及びW相アームAwもU相アームAuと同様であり、上アーム側のパワー半導体素子のエミッタ電極と下アーム側のパワー半導体素子のコレクタ電極が電気的に接続されて構成されている。   The U-phase arm Au is configured such that the emitter electrode of the power semiconductor element on the upper arm side and the collector electrode of the power semiconductor element on the lower arm side are electrically connected in series. The V-phase arm Av and the W-phase arm Aw are the same as the U-phase arm Au, and are configured by electrically connecting the emitter electrode of the power semiconductor element on the upper arm side and the collector electrode of the power semiconductor element on the lower arm side. Has been.

上アーム側のパワー半導体素子のコレクタ電極は、高圧バッテリＢＡTの高電位側（正極側）に電気的に接続されている。下アーム側のパワー半導体素子のエミッタ電極は、高圧バッテリＢＡTの低電位側（負極側）に電気的に接続されている。U相アームAuの中点（上アーム側パワー半導体素子のエミッタ電極と下アーム側パワー半導体素子のコレクタ電極との接続部分）は、モータジェネレータＭＧ１のU相の固定子巻線に電気的に接続されている。V相アームAv，W相アームAwの中点もｕ相アームAuの中点と同様に、モータジェネレータＭＧ１のV相，W相の固定子巻線に電気的に接続されている。   The collector electrode of the power semiconductor element on the upper arm side is electrically connected to the high potential side (positive electrode side) of the high voltage battery BAT. The emitter electrode of the power semiconductor element on the lower arm side is electrically connected to the low potential side (negative electrode side) of the high voltage battery BAT. The midpoint of U-phase arm Au (the connection portion between the emitter electrode of the upper arm side power semiconductor element and the collector electrode of the lower arm side power semiconductor element) is electrically connected to the U phase stator winding of motor generator MG1. Has been. Similarly to the midpoint of the u-phase arm Au, the midpoint of the V-phase arm Av and W-phase arm Aw is electrically connected to the V-phase and W-phase stator windings of the motor generator MG1.

高圧バッテリＢＡＴの正極側と負極側との間には、パワー半導体素子の動作によって生じる直流電圧の変動を抑制するために、平滑用の電解コンデンサＳＥＣが電気的に接続されている。   A smoothing electrolytic capacitor SEC is electrically connected between the positive electrode side and the negative electrode side of the high-voltage battery BAT in order to suppress fluctuations in DC voltage caused by the operation of the power semiconductor element.

パワーモジュールＰＭＵは、ケースによって囲われたベース上に絶縁基板を介して半導体チップが実装され、三相ブリッジ回路が形成されるように、半導体チップ間、半導体チップと入力端子との間、半導体チップと出力端子との間がアルミワイヤや板状導体などの接続導体によって電気的に接続されて構成されている。ベースは、銅やアルミニウムなどの熱伝導性部材によって構成されている。ベースの下面は空気或いは冷却水などの冷却媒体によって冷却されるようになっている。ベースの下面には、冷却媒体による冷却効率を向上させるために、フィンなどが設けられている。絶縁基板は、窒化アルミニウムなどの絶縁部材からなるものである。半導体チップは、前述したＩＧＢＴを構成するものであり、両面に電極を有している。ベースと絶縁基板との間、絶縁基板と半導体チップとの間は、半田などの接合部材によって接合されている。   In the power module PMU, a semiconductor chip is mounted on a base surrounded by a case via an insulating substrate so that a three-phase bridge circuit is formed. Between the semiconductor chips, between the semiconductor chip and the input terminal, the semiconductor chip And the output terminal are electrically connected by a connection conductor such as an aluminum wire or a plate-like conductor. The base is made of a heat conductive member such as copper or aluminum. The lower surface of the base is cooled by a cooling medium such as air or cooling water. Fins and the like are provided on the lower surface of the base in order to improve the cooling efficiency by the cooling medium. The insulating substrate is made of an insulating member such as aluminum nitride. The semiconductor chip constitutes the IGBT described above, and has electrodes on both sides. The base and the insulating substrate, and the insulating substrate and the semiconductor chip are joined by a joining member such as solder.

駆動回路装置ＤＣＵは、Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相の各アームの上アーム側及び下アーム側のパワー半導体素子のゲート電極に電気的に接続されている。電動機制御装置ＭＣＵから出力された上アームパワー半導体素子の制御信号Ｖpu* （Ｖpv*，Ｖpw*）を受けて、受けた制御信号Ｖpu* （Ｖpv*，Ｖpw*）を、上アームパワー半導体素子を駆動するための駆動信号Ｖpu（Ｖpv，Ｖpw）として、上アームパワー半導体素子のゲート電極に出力される。   The drive circuit unit DCU is electrically connected to the gate electrodes of the power semiconductor elements on the upper arm side and the lower arm side of each of the U-phase, V-phase, and W-phase arms. The control signal Vpu * (Vpv *, Vpw *) of the upper arm power semiconductor element output from the motor control unit MCU is received, and the received control signal Vpu * (Vpv *, Vpw *) is sent to the upper arm power semiconductor element. A drive signal Vpu (Vpv, Vpw) for driving is output to the gate electrode of the upper arm power semiconductor element.

電動機制御装置ＭＣＵから出力された下アームパワー半導体素子の制御信号Ｖnu* （Ｖnv*，Ｖnw*）を受けて、受けた制御信号Ｖnu* （Ｖnv*，Ｖnw*）を、下アームパワー半導体素子を駆動するための駆動信号Ｖnu（Ｖnv，Ｖnw）として、下アームパワー半導体素子のゲート電極に出力される。   The control signal Vnu * (Vnv *, Vnw *) of the lower arm power semiconductor element output from the motor control unit MCU is received, and the received control signal Vnu * (Vnv *, Vnw *) is sent to the lower arm power semiconductor element. A drive signal Vnu (Vnv, Vnw) for driving is output to the gate electrode of the lower arm power semiconductor element.

電動機制御装置ＭＣＵは、パワーモジュールＰＭＵのパワー半導体素子を動作させるための制御値を、入力された複数の入力信号に基づいて演算し、演算された制御値を制御信号Ｖpu*〜Ｖnw*として駆動回路装置ＤＣＵに出力するものであり、制御値の演算を行うマイクロコンピュータ（以下、「マイコン」と称する）を備えている。   The motor control unit MCU calculates a control value for operating the power semiconductor element of the power module PMU based on a plurality of input signals that are input, and drives the calculated control value as control signals Vpu * to Vnw *. This is output to the circuit unit DCU, and includes a microcomputer (hereinafter referred to as “microcomputer”) for calculating a control value.

マイコンには、入力信号として、トルク指令信号（トルク指令値）τ* ，回転数指令信号（回転数指令値）ｎ* ，検知信号（ｕ相〜ｗ相の電流値）ｉu〜ｉw及び検知信号（回転子の磁極位置）θが入力される。   In the microcomputer, as input signals, a torque command signal (torque command value) τ *, a rotation speed command signal (rotation speed command value) n *, detection signals (current values of u phase to w phase) iu to iw, and detection signals (Magnetic pole position of rotor) θ is input.

トルク指令信号（トルク指令値）τ* 及び回転数指令信号（回転数指令値）ｎ* は、車両の運転モードに応じて総合制御装置ＧＣＵから出力される。検知信号（ｕ相〜ｗ相の電流値）ｉu〜ｉwは電流センサＣu〜Ｃwから出力される。検知信号（回転子の磁極位置）θは磁極位置センサから出力される。   The torque command signal (torque command value) τ * and the rotation speed command signal (rotation speed command value) n * are output from the general control unit GCU in accordance with the operation mode of the vehicle. Detection signals (u-phase to w-phase current values) iu to iw are output from the current sensors Cu to Cw. The detection signal (rotor magnetic pole position) θ is output from the magnetic pole position sensor.

電流センサＣu〜Ｃwは、インバータ装置ＩＮＶ（パワーモジュールＰＭＵ）からモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の固定子の固定子巻線に供給されるｕ相〜ｗ相電流ｉｕ〜ｉｗを検知するためのものであり、シャント抵抗器，変流器（ＣＴ）などから構成されたものである。   Current sensors Cu to Cw are for detecting u-phase to w-phase currents iu to iw supplied to the stator windings of the stators of motor generators MG1 and MG2 from inverter device INV (power module PMU). , A shunt resistor, a current transformer (CT) and the like.

磁極位置センサは、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の磁極位置θを検出するためのものであり、レゾルバ，エンコーダ，ホール素子，ホールＩＣなどから構成されたものである。   The magnetic pole position sensor is for detecting the magnetic pole position θ of the rotor of the motor generators MG1 and MG2, and includes a resolver, an encoder, a Hall element, a Hall IC, and the like.

マイコンは、ｄ軸，ｑ軸の電流指令値Ｉd*，Ｉq*を入力信号に基づいて演算し、演算された電流指令値Ｉd*，Ｉq*に基づいて電圧制御値Ｖu〜Ｖwを演算し、演算された電圧制御値Ｖu〜Ｖwを、パワーモジュールＰＭＵのパワー半導体素子を動作させるための制御信号（ＰＷＭ信号（パルス幅変調信号））Ｖpu*〜Ｖnw*として駆動回路装置ＤＣＵに出力する。   The microcomputer calculates the d-axis and q-axis current command values Id * and Iq * based on the input signals, calculates the voltage control values Vu to Vw based on the calculated current command values Id * and Iq *, The calculated voltage control values Vu to Vw are output to the drive circuit unit DCU as control signals (PWM signals (pulse width modulation signals)) Vpu * to Vnw * for operating the power semiconductor elements of the power module PMU.

次に、図３及び図４を用いて、本実施形態による車載用電機システムに用いるパワーモジュールＰＭＵの回路構成について説明する。
図３は、本発明の第１の実施形態による車載用電機システムに用いるパワーモジュールＰＭＵの内、U相（V相，W相）アームAu（Av，Aw）の構成を示す平面図である。図４は、図３に示すU相（V相，W相）アームAu（Av，Aw）の等価回路図である。なお、図１，図２と同一符号は、同一部分を示している。 Next, the circuit configuration of the power module PMU used in the in-vehicle electric machine system according to the present embodiment will be described with reference to FIGS.
FIG. 3 is a plan view showing a configuration of a U-phase (V-phase, W-phase) arm Au (Av, Aw) in the power module PMU used in the in-vehicle electrical system according to the first embodiment of the present invention. 4 is an equivalent circuit diagram of the U-phase (V-phase, W-phase) arm Au (Av, Aw) shown in FIG. 1 and 2 indicate the same parts.

絶縁基板１Ａ，１Ｂは、窒化アルミニウムなどの絶縁部材からなるものである。絶縁基板１Ａの上には、正極側コレクタ導体２，正極側エミッタ導体３，正極側制御端子導体Ｖputが半田によって接合されている。絶縁基板１Ｂの上には、負極側コレクタ導体４，負極側エミッタ導体５，負極側制御端子導体Ｖnutが半田によって接合されている。   The insulating substrates 1A and 1B are made of an insulating member such as aluminum nitride. On the insulating substrate 1A, the positive collector conductor 2, the positive emitter conductor 3, and the positive control terminal conductor Vput are joined by solder. On the insulating substrate 1B, a negative collector conductor 4, a negative emitter conductor 5, and a negative control terminal conductor Vnut are joined by solder.

正極側コレクタ導体２の上には、３個の正極側ＩＧＢＴ（Mpu1，Mpu2，Mpu3）が実装され、それぞれのコレクタ電極（電流吸い込み部）が正極側コレクタ導体２と半田によって電気的に接合されている。更に、正極側コレクタ導体２の上には３個の正極側ダイオード（Dpu1，Dpu2，Dpu3）が実装され、それぞれのカソード電極（電流吐き出し部）が正極側コレクタ導体２と半田によって電気的に接合されている。   Three positive-side IGBTs (Mpu1, Mpu2, Mpu3) are mounted on the positive-side collector conductor 2, and each collector electrode (current sink) is electrically joined to the positive-side collector conductor 2 by soldering. ing. Further, three positive side diodes (Dpu1, Dpu2, Dpu3) are mounted on the positive side collector conductor 2, and each cathode electrode (current discharge portion) is electrically joined to the positive side collector conductor 2 by soldering. Has been.

正極側入力端子Ｐは、正極側コレクタ導体２と複数本のアルミニウムワイヤ６によって電気的に接続されている。３個の正極側ＩＧＢＴ（Mpu1，Mpu2，Mpu3）のそれぞれのエミッタ電極及び３個の正極側ダイオード（Dpu1，Dpu2，Dpu3）のそれぞれのアノード電極は、正極側エミッタ導体３と複数本のアルミニウムワイヤ１１ａ，１１ｂ，１１ｃなどによって電気的に接合されている。また、３個の正極側ＩＧＢＴ（Mpu1，Mpu2，Mpu3）のそれぞれのゲート電極（制御電極）は、アルミニウムワイヤによって正極側制御端子導体Vputに電気的に接続されている。   The positive electrode side input terminal P is electrically connected to the positive electrode side collector conductor 2 by a plurality of aluminum wires 6. The emitter electrodes of the three positive-side IGBTs (Mpu1, Mpu2, Mpu3) and the anode electrodes of the three positive-side diodes (Dpu1, Dpu2, Dpu3) are the positive-side emitter conductor 3 and a plurality of aluminum wires. They are electrically joined by 11a, 11b, 11c and the like. Each gate electrode (control electrode) of the three positive side IGBTs (Mpu1, Mpu2, Mpu3) is electrically connected to the positive side control terminal conductor Vput by an aluminum wire.

正極側エミッタ導体３及び負極側コレクタ導体４は、出力端子U（V,W）と複数本のアルミニウムワイヤ７及び９によって電気的に接続されている。更に、本実施形態では、正極側エミッタ導体３は負極側コレクタ導体４と複数本のアルミニウムワイヤ８によって電気的に接続されている。本図では、正極側ＩＧＢＴのエミッタ電極から負極側ＩＧＢＴのコレクタ電極に電流が流れる場合、アルミニウムワイヤ７及びアルミニウムワイヤ９を通る経路とアルミニウムワイヤ８を通る経路の２種類あり、後者の経路であるアルミニウムワイヤ８の距離が短いので、前者の経路に比べてインダクタンスは小さい。   The positive emitter conductor 3 and the negative collector conductor 4 are electrically connected to the output terminal U (V, W) by a plurality of aluminum wires 7 and 9. Further, in the present embodiment, the positive emitter conductor 3 is electrically connected to the negative collector conductor 4 by a plurality of aluminum wires 8. In this figure, when current flows from the emitter electrode of the positive-side IGBT to the collector electrode of the negative-side IGBT, there are two types of routes, the route through the aluminum wire 7 and the aluminum wire 9 and the route through the aluminum wire 8, the latter route. Since the distance of the aluminum wire 8 is short, the inductance is smaller than that of the former path.

負極側コレクタ導体４の上には、３個の負極側ＩＧＢＴ（Mnu1，Mnu2，Mnu3）が実装され、それぞれのコレクタ電極（電流吸い込み部）が負極側コレクタ導体４と半田によって電気的に接合されている。更に、負極側コレクタ導体４の上には、３個の負極側ダイオード（Dnu1，Dnu2，Dnu3）が実装され、それぞれのカソード電極（電流吐き出し部）が負極側コレクタ導体４と半田によって電気的に接合されている。   Three negative-side IGBTs (Mnu1, Mnu2, Mnu3) are mounted on the negative-side collector conductor 4, and each collector electrode (current sink) is electrically joined to the negative-side collector conductor 4 by solder. ing. Further, three negative-side diodes (Dnu1, Dnu2, Dnu3) are mounted on the negative-side collector conductor 4, and each cathode electrode (current discharge portion) is electrically connected to the negative-side collector conductor 4 by solder. It is joined.

負極側入力端子Ｎは、負極側エミッタ導体５と複数本のアルミニウムワイヤ１０によって電気的に接続されている。３個の負極側ＩＧＢＴ（Mnu1，Mnu2，Mnu3）のそれぞれのエミッタ電極及び３個の負極側ダイオード（Dnu1，Dnu2，Dnu3）のそれぞれのアノード電極は、負極側エミッタ導体５と複数本のアルミニウムワイヤ１２ａ，１２ｂ，１２ｃによって電気的に接合されている。また、３個の負極側ＩＧＢＴ（Mnu1，Mnu2，Mnu3）のそれぞれのゲート電極（制御電極）は、アルミニウムワイヤによって負極側制御端子導体Vnutに電気的に接続されている。   The negative input terminal N is electrically connected to the negative emitter conductor 5 by a plurality of aluminum wires 10. The emitter electrodes of the three negative-side IGBTs (Mnu1, Mnu2, Mnu3) and the anode electrodes of the three negative-side diodes (Dnu1, Dnu2, Dnu3) are composed of the negative-side emitter conductor 5 and a plurality of aluminum wires. Electrically joined by 12a, 12b, 12c. The gate electrodes (control electrodes) of the three negative-side IGBTs (Mnu1, Mnu2, Mnu3) are electrically connected to the negative-side control terminal conductor Vnut by an aluminum wire.

なお、図示の例では、パワー半導体素子にＩＧＢＴを用いているが、ＭＯＳＦＥＴを用いてもよく、ＭＯＳＦＥＴの場合、ダイオードは不要である。また、ＩＧＢＴ及びダイオードを３個ずつ並列に接続しているが、それらの個数は電力変換装置の容量に依存し、１個ずつの場合もあり得る。   In the illustrated example, an IGBT is used as the power semiconductor element, but a MOSFET may be used. In the case of a MOSFET, no diode is required. Further, although three IGBTs and three diodes are connected in parallel, the number thereof depends on the capacity of the power conversion device and may be one by one.

また、図３では、Ｕ相アームAuの構成について説明したが、Ｖ相アームAv及びＷ相アームAwも同様の構成である。   In FIG. 3, the configuration of the U-phase arm Au has been described, but the V-phase arm Av and the W-phase arm Aw have the same configuration.

正極側入力端子Ｐには、高圧バッテリＢＡＴの正極端子が導体によって接続され、負極側入力端子Ｎには、高圧バッテリＢＡＴの負極端子が導体によって接続されており、正極側入力端子Ｐと負極側入力端子Ｎの間に直流電圧が印加されている。   A positive electrode terminal of the high voltage battery BAT is connected to the positive electrode side input terminal P by a conductor, and a negative electrode terminal of the high voltage battery BAT is connected to the negative electrode side input terminal N by a conductor. A DC voltage is applied between the input terminals N.

出力端子Ｕには、モータジェネレータＭＧ１のU相の固定子巻線が接続され、正極側IGBT及び負極側IGBTがオン・オフすると固定子巻線に電流が流れる。   A U-phase stator winding of the motor generator MG1 is connected to the output terminal U. When the positive-side IGBT and the negative-side IGBT are turned on / off, a current flows through the stator winding.

ここで、図４を用いて、本実施形態のパワーモジュールのＵ相の電気的動作を詳細に説明する。   Here, the U-phase electrical operation of the power module of the present embodiment will be described in detail with reference to FIG.

正極側入力端子Ｐは、アルミニウムワイヤ６を介して、正極側ＩＧＢＴ(Mpu，Mpv，Mpw)のコレクタ電極に接続されている。正極側ＩＧＢＴ（Mpu，Mpv，Mpw）のエミッタ電極は、アルミニウムワイヤ７を介して、出力端子U（V，W）に接続されている。更に、このエミッタ電極は、アルミニウムワイヤ８を介して、負極側ＩＧＢＴ（Mnu，Mnv，Mnw）のコレクタ電極に接続されている。   The positive electrode side input terminal P is connected to the collector electrode of the positive electrode IGBT (Mpu, Mpv, Mpw) via the aluminum wire 6. The emitter electrode of the positive side IGBT (Mpu, Mpv, Mpw) is connected to the output terminal U (V, W) via the aluminum wire 7. Further, the emitter electrode is connected to the collector electrode of the negative side IGBT (Mnu, Mnv, Mnw) via the aluminum wire 8.

出力端子U(V，W）は、アルミニウムワイヤ９を介して、負極側ＩＧＢＴ(Mnu，Mnv，Mnw)のコレクタ電極に接続されている。負極側ＩＧＢＴ（Mnu，Mnv，Mnw）のエミッタ電極は、アルミニウムワイヤ１０を介して、負極側入力端子Ｎに接続されている。   The output terminal U (V, W) is connected to the collector electrode of the negative side IGBT (Mnu, Mnv, Mnw) via the aluminum wire 9. The emitter electrode of the negative side IGBT (Mnu, Mnv, Mnw) is connected to the negative side input terminal N via the aluminum wire 10.

正極側ダイオード（Dpu，Dpv，Dpw）のカソード電極は、正極側ＩＧＢＴ(Mpu，Mpv，Mpw)のコレクタ電極に接続され、正極側ダイオード（Dpu，Dpv，Dpw）のアノード電極は正極側ＩＧＢＴ（Mpu，Mpv，Mpw）のエミッタ電極に接続されている。負極側ダイオード（Dnu，Dnv，Dnw）のカソード電極は、負極側ＩＧＢＴ(Mnu，Mnv，Mnw)のコレクタ電極に接続され、負極側ダイオード（Dnu，Dnv，Dnw）のアノード電極は負極側ＩＧＢＴ(Mnu，Mnv，Mnw)のエミッタ電極に接続されている。   The cathode electrode of the positive side diode (Dpu, Dpv, Dpw) is connected to the collector electrode of the positive side IGBT (Mpu, Mpv, Mpw), and the anode electrode of the positive side diode (Dpu, Dpv, Dpw) is the positive side IGBT ( (Mpu, Mpv, Mpw) emitter electrodes. The cathode electrode of the negative side diode (Dnu, Dnv, Dnw) is connected to the collector electrode of the negative side IGBT (Mnu, Mnv, Mnw), and the anode electrode of the negative side diode (Dnu, Dnv, Dnw) is the negative side IGBT ( Mnu, Mnv, Mnw) emitter electrodes.

なお、アルミニウムワイヤ６，７，８，９，１０は、電気的にはインダクタンス成分と抵抗成分の直列接続で表現されるが、ここでは、抵抗成分は説明上、不要なので省略し、それぞれのインダクタンスをＬ６，Ｌ７，Ｌ８，Ｌ９，Ｌ１０とする。また、図１ではＩＧＢＴ及びダイオードが３個ずつ並列に接続されているが、図示の例では簡単化のため、１個とした。   The aluminum wires 6, 7, 8, 9, and 10 are electrically expressed as a series connection of an inductance component and a resistance component, but here, the resistance component is unnecessary for explanation and is omitted, and the respective inductances are omitted. Are L6, L7, L8, L9, and L10. In FIG. 1, three IGBTs and three diodes are connected in parallel. However, in the illustrated example, one IGBT and one diode are used for simplification.

最初に、説明の簡単化のため、インダクタンスＬ８が無い場合の動作を説明する。   First, for simplification of description, an operation when there is no inductance L8 will be described.

正極側ＩＧＢＴ(Mpu)のゲート電極Vpu、負極側ＩＧＢＴ(Mnu)のゲート電極Vnuとし、モータジェネレータＭＧ１の固定子巻線として負荷インダクタンスＬが出力端子Ｕと負極側入力端子Ｎとの間に接続された場合を想定する。正極側ＩＧＢＴのゲート電極Vpuとエミッタ電極間にＩＧＢＴの閾値以上の電圧が印加されると、正極側ＩＧＢＴはオンする。このとき、負極側ＩＧＢＴのゲート電極Vnuとエミッタ電極間にはＩＧＢＴの閾値電圧より低い電圧が印加され、ＩＧＢＴはオフしている。よって、電流経路は正極側入力端子Ｐ→Ｌ６→正極側ＩＧＢＴ→Ｌ７→出力端子Ｕ→負荷インダクタンスＬ→負極側入力端子Ｎという第１の経路がある。   The positive side IGBT (Mpu) gate electrode Vpu and the negative side IGBT (Mnu) gate electrode Vnu are connected between the output terminal U and the negative side input terminal N as a stator winding of the motor generator MG1. Assuming that When a voltage equal to or higher than the IGBT threshold is applied between the gate electrode Vpu and the emitter electrode of the positive-side IGBT, the positive-side IGBT is turned on. At this time, a voltage lower than the threshold voltage of the IGBT is applied between the gate electrode Vnu and the emitter electrode of the negative side IGBT, and the IGBT is turned off. Therefore, the current path has a first path of positive side input terminal P → L6 → positive side IGBT → L7 → output terminal U → load inductance L → negative side input terminal N.

次に、正極側ＩＧＢＴがオフ、負極側ＩＧＢＴもオフすると、電流経路は負荷インダクタンスＬ→負極側入力端子Ｎ→Ｌ１０→負極側ダイオード(Dnu)→Ｌ９→出力端子Ｕという第２の経路に変化する。この状態での電流は負荷インダクタンスＬに蓄えられたエネルギーが消滅するまで流れ続ける。   Next, when the positive side IGBT is turned off and the negative side IGBT is also turned off, the current path changes to a second path of load inductance L → negative side input terminal N → L10 → negative side diode (Dnu) → L9 → output terminal U. To do. The current in this state continues to flow until the energy stored in the load inductance L disappears.

第２の経路を電流が流れているときに、再度、正極側ＩＧＢＴがオンする瞬間に、電流経路が正極側入力端子Ｐ→Ｌ６→正極側ＩＧＢＴ→Ｌ７→Ｌ９→負極側ダイオード→Ｌ１０→負極側入力端子Ｎという第３の経路に電流値の時間変化ｄｉ/ｄｔが発生する。第３の経路のインダクタンスの総和Ｌｓ１はＬ６＋Ｌ７＋Ｌ９＋Ｌ１０となる。よって、このとき、負極側ＩＧＢＴのコレクタ・エミッタ間には起電圧（Ｌｓ１・ｄｉ/ｄｔ）が発生し、これをサージ電圧と呼ぶ。サージ電圧がＩＧＢＴの耐圧を超えないようにするため、インダクタンスの総和Ｌｓ１を低減する必要がある。   When the current flows through the second path, the current path is again switched to the positive side input terminal P → L6 → positive side IGBT → L7 → L9 → negative side diode → L10 → negative pole at the moment when the positive side IGBT is turned on. A time change di / dt of the current value occurs in the third path called the side input terminal N. The total inductance Ls1 of the third path is L6 + L7 + L9 + L10. Therefore, at this time, an electromotive voltage (Ls1 · di / dt) is generated between the collector and the emitter of the negative-side IGBT, and this is called a surge voltage. In order to prevent the surge voltage from exceeding the breakdown voltage of the IGBT, it is necessary to reduce the total inductance Ls1.

そこで、本実施形態では、図３にて説明したように、正極側エミッタ導体３と負極側コレクタ導体４とを、複数本のアルミニウムワイヤ８によって電気的に接続するようにしている。すなわち、図４において、インダクタンスＬ７とインダクタンスＬ９の直列回路に対して並列に、インダクタンスＬ８を接続する。このときの動作を以下に説明する。   Therefore, in the present embodiment, as described with reference to FIG. 3, the positive emitter conductor 3 and the negative collector conductor 4 are electrically connected by a plurality of aluminum wires 8. That is, in FIG. 4, the inductance L8 is connected in parallel to the series circuit of the inductance L7 and the inductance L9. The operation at this time will be described below.

正極側ＩＧＢＴのゲート電極Ｖｐｕとエミッタ電極間にＩＧＢＴの閾値以上の電圧が印加されると、正極側ＩＧＢＴはオンする。このとき、負極側ＩＧＢＴのゲート電極Ｖｎｕとエミッタ電極間にはＩＧＢＴの閾値電圧より低い電圧が印加され、ＩＧＢＴはオフしている。よって、電流経路は前記第１の経路に加えて、正極側入力端子Ｐ→Ｌ６→正極側ＩＧＢＴ→Ｌ８→Ｌ９→出力端子Ｕ→負荷インダクタンスＬ→負極側入力端子Ｎという第４の経路がある。   When a voltage equal to or higher than the IGBT threshold is applied between the gate electrode Vpu and the emitter electrode of the positive-side IGBT, the positive-side IGBT is turned on. At this time, a voltage lower than the threshold voltage of the IGBT is applied between the gate electrode Vnu and the emitter electrode of the negative side IGBT, and the IGBT is turned off. Therefore, in addition to the first path, the current path has a fourth path of positive electrode side input terminal P → L6 → positive electrode side IGBT → L8 → L9 → output terminal U → load inductance L → negative electrode side input terminal N. .

次に、正極側ＩＧＢＴがオフ、負極側ＩＧＢＴもオフすると、電流経路は前記第２の経路と負荷インダクタンスＬ→負極側入力端子Ｎ→Ｌ１０→負極側ダイオード(Dnu)→Ｌ８→Ｌ７→出力端子Ｕという第５の経路に変化する。この状態での電流は負荷インダクタンスＬに蓄えられたエネルギーが消滅するまで流れ続ける。   Next, when the positive side IGBT is turned off and the negative side IGBT is also turned off, the current path is the same as the second path and the load inductance L → negative side input terminal N → L10 → negative side diode (Dnu) → L8 → L7 → output terminal. It changes to a fifth route called U. The current in this state continues to flow until the energy stored in the load inductance L disappears.

第２の経路及び第５の経路を電流が流れているときに、再度、正極側ＩＧＢＴがオンする瞬間に、前記第３の経路及び正極側入力端子Ｐ→Ｌ６→正極側ＩＧＢＴ→Ｌ８→負極側ダイオード→Ｌ１０→負極側入力端子Ｎという第６の経路に電流値の時間変化ｄｉ/ｄｔが発生する。第３の経路と第６の経路のインダクタンスの総和Ｌｓ２は、（Ｌ６＋（Ｌ７＋Ｌ９）・Ｌ８/（Ｌ７＋Ｌ９＋Ｌ８）＋Ｌ１０）となる。なお、インダクタンスＬ８とインダクタンスＬ７＋Ｌ９は並列接続のため、合成インダクタンスは、（（Ｌ７＋Ｌ９）・Ｌ８/（Ｌ７＋Ｌ９＋Ｌ８））となる。インダクタンスＬ６，Ｌ７，Ｌ８，Ｌ９，Ｌ１０は正の有限の値であるので、（（Ｌ７＋Ｌ９）・Ｌ８/（Ｌ７＋Ｌ９＋Ｌ８））＜（Ｌ７＋Ｌ９）が成り立つ。よって、Ｌｓ２＜Ｌｓ１が成り立ち、Ｌｓ１・ｄｉ/ｄｔ＜Ｌｓ２・ｄｉ/ｄｔとなる。従って、複数本のアルミニウムワイヤ８によるインダクタンスＬ８を追加することにより、パワーモジュールのＵ相の寄生インダクタンスを低減できる。   When the current flows through the second path and the fifth path, the third path and the positive side input terminal P → L6 → the positive side IGBT → L8 → the negative side at the moment when the positive side IGBT turns on again. A time change di / dt of the current value occurs in the sixth path of the side diode → L10 → the negative side input terminal N. The total inductance Ls2 of the third path and the sixth path is (L6 + (L7 + L9) · L8 / (L7 + L9 + L8) + L10). Since the inductance L8 and the inductance L7 + L9 are connected in parallel, the combined inductance is ((L7 + L9) · L8 / (L7 + L9 + L8)). Since the inductances L6, L7, L8, L9, and L10 are positive finite values, ((L7 + L9) · L8 / (L7 + L9 + L8)) <(L7 + L9) holds. Therefore, Ls2 <Ls1 holds, and Ls1 · di / dt <Ls2 · di / dt. Therefore, the parasitic inductance of the U phase of the power module can be reduced by adding the inductance L8 due to the plurality of aluminum wires 8.

インダクタンスＬ８とインダクタンスＬ７＋Ｌ９が同じ場合、第３の経路と第６の経路のＬｓ２は第３の経路のインダクタンスの総和Ｌｓ１の半分に低減し、Ｌ８＜（Ｌ７＋Ｌ９）の場合、第３の経路と第６の経路のＬｓ２は第３の経路のインダクタンスの総和Ｌｓ１の半分以下になる。例えば、インダクタンスＬ７，Ｌ９が５ｎＨで、インダクタンスＬ８が５ｎＨの場合、第３の経路と第６の経路のＬｓ２は３．３ｎＨとなる。実際には、図１３に示したように、正極側ＩＧＢＴと負極側ＩＧＢＴの電流経路をＵ字型にレイアウトすることにより、インダクタンスＬ７＋Ｌ９の距離に比べてインダクタンスＬ８の距離の方が短くなるので、インダクタンスは半分以下に低減できる。   When the inductance L8 and the inductance L7 + L9 are the same, Ls2 of the third path and the sixth path is reduced to half of the total sum Ls1 of the inductance of the third path, and when L8 <(L7 + L9), the third path and the second path Ls2 of the path 6 is less than half of the total inductance Ls1 of the third path. For example, when the inductances L7 and L9 are 5 nH and the inductance L8 is 5 nH, Ls2 of the third path and the sixth path is 3.3 nH. Actually, as shown in FIG. 13, by arranging the current path of the positive-side IGBT and the negative-side IGBT in a U-shape, the distance of the inductance L8 becomes shorter than the distance of the inductance L7 + L9. Inductance can be reduced to less than half.

なお、上記動作説明は、負荷インダクタンスが出力端子Ｕと負極側入力端子Ｎ間にある場合に関するものだが、負荷インダクタンスが正極側入力端子Ｐと出力端子Ｕ間にある場合でも同様である。また、Ｕ相アームＡｕに関するものだが、Ｖ相アームＡｖ及びＷ相アームＡｗについても同様である。   The above description of the operation relates to the case where the load inductance is between the output terminal U and the negative input terminal N, but the same applies to the case where the load inductance is between the positive input terminal P and the output terminal U. The same applies to the U-phase arm Au, but the same applies to the V-phase arm Av and the W-phase arm Aw.

また、正極側エミッタ導体３と負極側コレクタ導体４とを電気的に接続する方法としては、複数本のアルミニウムワイヤ８に代えて、銅などの良導体の板状導体によって電気的に接続するようにしてもよいものである。   In addition, as a method of electrically connecting the positive emitter conductor 3 and the negative collector conductor 4, instead of the plurality of aluminum wires 8, they are electrically connected by a plate conductor made of a good conductor such as copper. It may be.

以上説明したように、本実施形態によれば、出力端子部の寄生インダクタンスを低減できるので、スイッチング時に発生するサージ電圧を低減でき、低損失、高耐ノイズ、高信頼性のパワーモジュールを提供できる。   As described above, according to the present embodiment, since the parasitic inductance of the output terminal portion can be reduced, the surge voltage generated during switching can be reduced, and a power module with low loss, high noise resistance, and high reliability can be provided. .

また、パワーモジュールの低損失化によってパワーモジュールの発熱が低減できるためインバータ装置ＩＮＶの冷却装置の小型化、低コスト化できる。   Further, since the heat generation of the power module can be reduced by reducing the loss of the power module, the cooling device of the inverter device INV can be reduced in size and cost.

さらに、絶縁基板を、正極側と負極側で２分化して、絶縁基板１Ａ，１Ｂとしているため、両者を一枚基板で形成した場合に比べて一枚当たりの面積を小さくでき、絶縁基板の熱歪みを小さくできるため、長寿命化できるものである。また、正極側と負極側で同一形状の絶縁基板で兼用できるため、低コスト化できる。   Furthermore, since the insulating substrate is divided into two on the positive electrode side and the negative electrode side to form the insulating substrates 1A and 1B, the area per substrate can be reduced as compared with the case where both are formed as a single substrate. Since the thermal strain can be reduced, the life can be extended. Moreover, since the same shape of the insulating substrate can be used on both the positive electrode side and the negative electrode side, the cost can be reduced.

なお、モジュール化にあたっては、各相単位（２ｉｎ１）で行ってもよい。或いは全てまとめた形（６ｉｎ１）で行ってもよいものである。   Note that modularization may be performed in units of each phase (2 in 1). Alternatively, all may be performed in a combined form (6 in 1).

次に、図５を用いて、本発明の第２の実施形態によるパワーモジュールの構成について説明する。なお、本実施形態による車載用電機システムを搭載した車両の構成は、図１に示したものと同様である。また、本実施形態による車載用電機システムに用いるインバータ装置ＩＮＶの回路構成は、図２に示したものと同様である。
図５は、本発明の第２の実施形態による車載用電機システムに用いるパワーモジュールＰＭＵの内、U相（V相，W相）アームAu（Av，Aw）の構成を示す平面図である。なお、図１〜図４と同一符号は、同一部分を示している。 Next, the configuration of the power module according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The configuration of the vehicle equipped with the on-vehicle electrical system according to the present embodiment is the same as that shown in FIG. The circuit configuration of the inverter device INV used in the in-vehicle electric system according to the present embodiment is the same as that shown in FIG.
FIG. 5 is a plan view showing the configuration of the U-phase (V-phase, W-phase) arm Au (Av, Aw) in the power module PMU used in the in-vehicle electrical system according to the second embodiment of the present invention. In addition, the same code | symbol as FIGS. 1-4 shows the same part.

本実施形態では、絶縁基板１の上に、正極側コレクタ導体２，正極側エミッタ導体３，負極側コレクタ導体４，負極側エミッタ導体５が半田によって接合されている。すなわち、図３に示したものでは、正極側と負極側のそれぞれに絶縁基板１Ａ，１Ｂと別基板としていたのに対して、本実施形態では、正極側と負極側の共通の大きな絶縁基板１を用いている。   In the present embodiment, a positive collector conductor 2, a positive emitter conductor 3, a negative collector conductor 4, and a negative emitter conductor 5 are joined to the insulating substrate 1 by solder. That is, in the embodiment shown in FIG. 3, the insulating substrates 1A and 1B are separate substrates on the positive electrode side and the negative electrode side, respectively, but in this embodiment, a large insulating substrate 1 common on the positive electrode side and the negative electrode side is used. Is used.

本実施形態においても、図３と同様に、正極側エミッタ導体３と負極側コレクタ導体４とは、複数本のアルミニウムワイヤ８によって電気的に接続されている。なお、複数本のアルミニウムワイヤ８に代えて、銅などの良導体の板状導体によって電気的に接続するようにしてもよいものである。その他の構成は、図３に示したものと同様である。   Also in this embodiment, as in FIG. 3, the positive emitter conductor 3 and the negative collector conductor 4 are electrically connected by a plurality of aluminum wires 8. Note that, instead of the plurality of aluminum wires 8, they may be electrically connected by a plate conductor of a good conductor such as copper. Other configurations are the same as those shown in FIG.

本実施形態によっても、出力端子部の寄生インダクタンスを低減できるので、スイッチング時に発生するサージ電圧を低減でき、低損失、高耐ノイズ、高信頼性のパワーモジュールを提供できる。   Also according to this embodiment, since the parasitic inductance of the output terminal portion can be reduced, the surge voltage generated during switching can be reduced, and a power module with low loss, high noise resistance, and high reliability can be provided.

また、パワーモジュールの低損失化によってパワーモジュールの発熱が低減できるためインバータ装置ＩＮＶの冷却装置の小型化、低コスト化できる。   Further, since the heat generation of the power module can be reduced by reducing the loss of the power module, the cooling device of the inverter device INV can be reduced in size and cost.

なお、モジュール化にあたっては、各相単位（２ｉｎ１）で行ってもよい。或いは全てまとめた形（６ｉｎ１）で行ってもよいものである。   Note that modularization may be performed in units of each phase (2 in 1). Alternatively, all may be performed in a combined form (6 in 1).

次に、図６を用いて、本発明の第３の実施形態によるパワーモジュールの構成について説明する。なお、本実施形態による車載用電機システムを搭載した車両の構成は、図１に示したものと同様である。また、本実施形態による車載用電機システムに用いるインバータ装置ＩＮＶの回路構成は、図２に示したものと同様である。
図６は、本発明の第３の実施形態による車載用電機システムに用いるパワーモジュールＰＭＵの内、U相（V相，W相）アームAu（Av，Aw）の構成を示す平面図である。なお、図１〜図５と同一符号は、同一部分を示している。 Next, the configuration of the power module according to the third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The configuration of the vehicle equipped with the on-vehicle electrical system according to the present embodiment is the same as that shown in FIG. The circuit configuration of the inverter device INV used in the in-vehicle electric system according to the present embodiment is the same as that shown in FIG.
FIG. 6 is a plan view showing the configuration of the U-phase (V-phase, W-phase) arm Au (Av, Aw) in the power module PMU used in the in-vehicle electrical system according to the third embodiment of the present invention. In addition, the same code | symbol as FIGS. 1-5 has shown the same part.

本実施形態では、図３に示した実施形態とは正極側エミッタ導体と負極側コレクタ導体が一つの導体パターンになっている点が異なり、エミッタ・コレクタ導体１３としている。エミッタ・コレクタ導体１３の内、正極側エミッタ導体と負極側コレクタ導体とを接続する導体部分が、図５の複数本のアルミニウムワイヤ８と同等の機能を有する。その他の構成は、図５に示したものと同様である。   This embodiment is different from the embodiment shown in FIG. 3 in that the positive emitter conductor and the negative collector conductor form one conductor pattern, and the emitter / collector conductor 13 is used. Of the emitter / collector conductor 13, the conductor portion that connects the positive emitter conductor and the negative collector conductor has the same function as the plurality of aluminum wires 8 in FIG. 5. Other configurations are the same as those shown in FIG.

以上のように、正極側エミッタ導体と負極側コレクタ導体が一つの導体パターンであるエミッタ・コレクタ導体１３とすることにより、図５に示したものと比べて、正極側エミッタ導体と負極側コレクタ導体を接続する複数本のアルミニウムワイヤ８のワイヤ配線工程を削除できる。   As described above, by using the emitter-collector conductor 13 in which the positive-side emitter conductor and the negative-side collector conductor form one conductor pattern, the positive-side emitter conductor and the negative-side collector conductor are compared with those shown in FIG. The wire wiring process of the plurality of aluminum wires 8 connecting the two can be eliminated.

以上説明したように、本実施形態によっても、出力端子部の寄生インダクタンスを低減できるので、スイッチング時に発生するサージ電圧を低減でき、低損失、高耐ノイズ、高信頼性のパワーモジュールを提供できる。   As described above, according to this embodiment as well, the parasitic inductance of the output terminal portion can be reduced, so that the surge voltage generated during switching can be reduced, and a power module with low loss, high noise resistance, and high reliability can be provided.

また、パワーモジュールの低損失化によってパワーモジュールの発熱が低減できるためインバータ装置ＩＮＶの冷却装置の小型化、低コスト化できる。   Further, since the heat generation of the power module can be reduced by reducing the loss of the power module, the cooling device of the inverter device INV can be reduced in size and cost.

なお、モジュール化にあたっては、各相単位（２ｉｎ１）で行ってもよい。或いは全てまとめた形（６ｉｎ１）で行ってもよいものである。   Note that modularization may be performed in units of each phase (2 in 1). Alternatively, all may be performed in a combined form (6 in 1).

次に、図７を用いて、本発明の第４の実施形態によるパワーモジュールの構成について説明する。なお、本実施形態による車載用電機システムを搭載した車両の構成は、図１に示したものと同様である。また、本実施形態による車載用電機システムに用いるインバータ装置ＩＮＶの回路構成は、図２に示したものと同様である。
図７は、本発明の第４の実施形態による車載用電機システムに用いるパワーモジュールＰＭＵの内、U相（V相，W相）アームAu（Av，Aw）の構成を示す平面図である。なお、図１〜図５と同一符号は、同一部分を示している。 Next, the configuration of the power module according to the fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The configuration of the vehicle equipped with the on-vehicle electrical system according to the present embodiment is the same as that shown in FIG. The circuit configuration of the inverter device INV used in the in-vehicle electric system according to the present embodiment is the same as that shown in FIG.
FIG. 7 is a plan view showing the configuration of the U-phase (V-phase, W-phase) arm Au (Av, Aw) in the power module PMU used in the in-vehicle electric machine system according to the fourth embodiment of the present invention. In addition, the same code | symbol as FIGS. 1-5 has shown the same part.

本実施形態では、図５に示した実施形態とは、正極側エミッタ導体３と負極側コレクタ導体４とを、板状導体５０によって接続する構成が異なっている。他の構成は、図５に示した実施形態と同様である。   This embodiment is different from the embodiment shown in FIG. 5 in that the positive-side emitter conductor 3 and the negative-side collector conductor 4 are connected by a plate-like conductor 50. Other configurations are the same as those of the embodiment shown in FIG.

本実施形態では、図５に示した実施形態に比べて、板状導体の厚さを厚くし易いので抵抗成分を小さくできる。また、アルミニウムワイヤを複数本接続するものに比べて、接合時間が短くすることができる。   In this embodiment, compared with the embodiment shown in FIG. 5, the thickness of the plate-shaped conductor can be easily increased, so that the resistance component can be reduced. Further, the joining time can be shortened as compared with the case of connecting a plurality of aluminum wires.

以上説明したように、本実施形態によっても、出力端子部の寄生インダクタンスを低減できるので、スイッチング時に発生するサージ電圧を低減でき、低損失、高耐ノイズ、高信頼性のパワーモジュールを提供できる。   As described above, according to this embodiment as well, the parasitic inductance of the output terminal portion can be reduced, so that the surge voltage generated during switching can be reduced, and a power module with low loss, high noise resistance, and high reliability can be provided.

また、パワーモジュールの低損失化によってパワーモジュールの発熱が低減できるためインバータ装置ＩＮＶの冷却装置の小型化、低コスト化できる。   Further, since the heat generation of the power module can be reduced by reducing the loss of the power module, the cooling device of the inverter device INV can be reduced in size and cost.

なお、モジュール化にあたっては、各相単位（２ｉｎ１）で行ってもよい。或いは全てまとめた形（６ｉｎ１）で行ってもよいものである。   Note that modularization may be performed in units of each phase (2 in 1). Alternatively, all may be performed in a combined form (6 in 1).

次に、図８を用いて、本発明の第５の実施形態によるパワーモジュールの構成について説明する。なお、本実施形態による車載用電機システムを搭載した車両の構成は、図１に示したものと同様である。また、本実施形態による車載用電機システムに用いるインバータ装置ＩＮＶの回路構成は、図２に示したものと同様である。
図８は、本発明の第５の実施形態による車載用電機システムに用いるパワーモジュールＰＭＵの内、U相（V相，W相）アームAu（Av，Aw）の構成を示す平面図である。なお、図１〜図５と同一符号は、同一部分を示している。 Next, the configuration of the power module according to the fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The configuration of the vehicle equipped with the on-vehicle electrical system according to the present embodiment is the same as that shown in FIG. The circuit configuration of the inverter device INV used in the in-vehicle electric system according to the present embodiment is the same as that shown in FIG.
FIG. 8 is a plan view showing the configuration of the U-phase (V-phase, W-phase) arm Au (Av, Aw) in the power module PMU used in the in-vehicle electric machine system according to the fifth embodiment of the present invention. In addition, the same code | symbol as FIGS. 1-5 has shown the same part.

本実施形態は、図５に示した実施形態に対して、正極側入力端子Ｐ及び負極側入力端子Ｎの形状が異なっている。正極側入力端子Ｐと負極側入力端子Ｎとは、絶縁材ＩＮＳを介して電気的に絶縁されるとともに、積層された構造となっている。他の構成は、図５に示した実施形態と同様である。   The present embodiment differs from the embodiment shown in FIG. 5 in the shapes of the positive input terminal P and the negative input terminal N. The positive electrode side input terminal P and the negative electrode side input terminal N are electrically insulated via an insulating material INS and have a laminated structure. Other configurations are the same as those of the embodiment shown in FIG.

本実施形態のそれぞれのアームの動作は、図３に示した実施形態とほぼ同じである。しかし、正極側入力端子Ｐと負極側入力端子Ｎとの電流経路が異なっている。すなわち、本実施形態の場合、正極側入力端子Ｐを流れる電流と負極側入力端子Ｎを流れる電流とが絶縁体を介してクロスしているため、それぞれの電流が発生する磁束の電磁干渉によって、正極側入力端子Ｐと負極側入力端子Ｎの部分のインダクタンスを低減できる。   The operation of each arm in this embodiment is almost the same as that in the embodiment shown in FIG. However, the current paths of the positive input terminal P and the negative input terminal N are different. That is, in the case of the present embodiment, the current flowing through the positive input terminal P and the current flowing through the negative input terminal N are crossed through an insulator, and therefore, by electromagnetic interference of magnetic flux generated by each current, The inductance of the positive input terminal P and the negative input terminal N can be reduced.

したがって、図５に示した実施形態に比べて、出力端子部のインダクタンス低減に加えて、入力端子部のインダクタンスも低減できる。   Therefore, compared with the embodiment shown in FIG. 5, in addition to the inductance reduction of the output terminal portion, the inductance of the input terminal portion can also be reduced.

以上説明したように、本実施形態によっても、出力端子部の寄生インダクタンスを低減できるので、スイッチング時に発生するサージ電圧を低減でき、低損失、高耐ノイズ、高信頼性のパワーモジュールを提供できる。   As described above, according to this embodiment as well, the parasitic inductance of the output terminal portion can be reduced, so that the surge voltage generated during switching can be reduced, and a power module with low loss, high noise resistance, and high reliability can be provided.

また、正極側入力端子Ｐと負極側入力端子Ｎの部分のインダクタンスを低減できる。   Moreover, the inductance of the part of the positive electrode side input terminal P and the negative electrode side input terminal N can be reduced.

さらに、パワーモジュールの低損失化によってパワーモジュールの発熱が低減できるためインバータ装置ＩＮＶの冷却装置の小型化、低コスト化できる。   Furthermore, since the heat generation of the power module can be reduced by reducing the loss of the power module, the cooling device of the inverter device INV can be reduced in size and cost.

なお、モジュール化にあたっては、各相単位（２ｉｎ１）で行ってもよい。或いは全てまとめた形（６ｉｎ１）で行ってもよいものである。   Note that modularization may be performed in units of each phase (2 in 1). Alternatively, all may be performed in a combined form (6 in 1).

次に、図９を用いて、本発明の第６の実施形態によるパワーモジュールの構成について説明する。なお、本実施形態による車載用電機システムを搭載した車両の構成は、図１に示したものと同様である。また、本実施形態による車載用電機システムに用いるインバータ装置ＩＮＶの回路構成は、図２に示したものと同様である。
図９は、本発明の第６の実施形態による車載用電機システムに用いるパワーモジュールＰＭＵの構成を示す平面図である。なお、図１〜図５と同一符号は、同一部分を示している。 Next, the configuration of the power module according to the sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The configuration of the vehicle equipped with the on-vehicle electrical system according to the present embodiment is the same as that shown in FIG. The circuit configuration of the inverter device INV used in the in-vehicle electric system according to the present embodiment is the same as that shown in FIG.
FIG. 9 is a plan view showing a configuration of a power module PMU used in the in-vehicle electric machine system according to the sixth embodiment of the present invention. In addition, the same code | symbol as FIGS. 1-5 has shown the same part.

本実施形態では、パワーモジュールＰＭＵの全てのアームAu，Av，Awを１モジュール内に収納した（６ｉｎ１）の構成としている。したがって、図５に示した実施形態を１モジュール化して、U相、V相、W相として３個接続する場合に比べて、小型化できる。   In the present embodiment, all the arms Au, Av, Aw of the power module PMU are stored in one module (6 in 1). Therefore, the embodiment shown in FIG. 5 can be reduced in size as compared with the case where the embodiment shown in FIG.

なお、３相の全てのアームAu，Av，Awを１モジュールにする場合に、図示する例は、図５に示した各相アームを１モジュール化したものであるが、図３，図６，図７，図８に示した各相アームを１モジュール化することもできる。   In the case where all the three-phase arms Au, Av, Aw are made into one module, the example shown in the figure is one in which each phase arm shown in FIG. 5 is made into one module. Each phase arm shown in FIG. 7 and FIG. 8 can be made into one module.

以上説明したように、本実施形態によっても、出力端子部の寄生インダクタンスを低減できるので、スイッチング時に発生するサージ電圧を低減でき、低損失、高耐ノイズ、高信頼性のパワーモジュールを提供できる。   As described above, according to this embodiment as well, the parasitic inductance of the output terminal portion can be reduced, so that the surge voltage generated during switching can be reduced, and a power module with low loss, high noise resistance, and high reliability can be provided.

また、パワーモジュールを小型化することができる。   In addition, the power module can be reduced in size.

さらに、パワーモジュールの低損失化によってパワーモジュールの発熱が低減できるためインバータ装置ＩＮＶの冷却装置の小型化、低コスト化できる。   Furthermore, since the heat generation of the power module can be reduced by reducing the loss of the power module, the cooling device of the inverter device INV can be reduced in size and cost.

次に、図１０を用いて、上述の各実施形態による車載用電機システムを搭載した車両の他の構成について説明する。本例の車両は、２つの異なる動力源を持つハイブリッド電気自動車である。
図１０は、本発明の各実施形態による車載用電機システム搭載した車両の他の構成を示すシステム構成図である。 Next, another configuration of the vehicle equipped with the on-vehicle electrical system according to each of the above-described embodiments will be described with reference to FIG. The vehicle in this example is a hybrid electric vehicle having two different power sources.
FIG. 10 is a system configuration diagram showing another configuration of a vehicle equipped with an in-vehicle electric system according to each embodiment of the present invention.

本例のハイブリッド電気自動車は、内燃機関であるエンジンＥＮＧと、モータジェネレータＭＧ１によって前輪ＦＬＷ，ＦＲＷを、モータジェネレータＭＧ２によって後輪ＲＬＷ，ＲＲＷをそれぞれ駆動するように構成された四輪駆動式のものである。本例では、エンジンＥＮＧとモータジェネレータＭＧ１によって前輪ＦＬＷ，ＦＲＷを、モータジェネレータＭＧ２によって後輪ＲＬＷ，ＲＲＷをそれぞれ駆動する場合について説明するが、モータジェネレータＭＧ１によって前輪ＦＬＷ，ＦＲＷを、エンジンＥＮＧとモータジェネレータＭＧ２によって後輪ＲＬＷ，ＲＲＷをそれぞれ駆動するようにしてもよい。   The hybrid electric vehicle of this example is an engine ENG that is an internal combustion engine, and a four-wheel drive type that is configured to drive the front wheels FLW and FRW by the motor generator MG1 and the rear wheels RLW and RRW by the motor generator MG2. It is. In this example, the case where the engine ENG and the motor generator MG1 drive the front wheels FLW and FRW and the motor generator MG2 drives the rear wheels RLW and RRW, respectively, will be described. The rear wheels RLW and RRW may be driven by the generator MG2.

前輪ＦＬＷ，ＦＲＷの前輪車軸ＦＤＳには、差動装置ＦＤＦを介して変速機Ｔ／Ｍが機械的に接続されている。変速機Ｔ／Ｍには。動力分配機構ＰＳＭを介してモータジェネレータＭＧ１とエンジンＥＮＧが機械的に接続されている。動力分配機構ＰＳＭは、回転駆動力の合成や分配を司る機構である。モータジェネレータＭＧ１の固定子巻線にはインバータ装置ＩＮＶの交流側が電気的に接続されている。インバータ装置ＩＮＶは、直流電力を三相交流電力に変換する電力変換装置であり、モータジェネレータＭＧ１の駆動を制御するものである。インバータ装置ＩＮＶの直流側にはバッテリＢＡＴが電気的に接続されている。   A transmission T / M is mechanically connected to the front wheel axle FDS of the front wheels FLW and FRW via a differential FDF. For transmission T / M. Motor generator MG1 and engine ENG are mechanically connected via power distribution mechanism PSM. The power distribution mechanism PSM is a mechanism that controls composition and distribution of rotational driving force. The AC side of the inverter device INV is electrically connected to the stator winding of the motor generator MG1. Inverter device INV is a power conversion device that converts DC power into three-phase AC power, and controls driving of motor generator MG1. A battery BAT is electrically connected to the DC side of the inverter device INV.

後輪ＲＬＷ，ＲＲＷの後輪車軸ＲＤＳには、差動装置ＲＤＦと減速機ＲＧを介してモータジェネレータＭＧ２が機械的に接続されている。モータジェネレータＭＧ２の固定子巻線には、インバータ装置ＩＮＶの交流側が電気的に接続されている。ここで、インバータ装置ＩＮＶは、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２に対して共用のものであって、モータジェネレータＭＧ１用のパワーモジュールＰＭＵ１及び駆動回路装置ＤＣＵ１と、モータジェネレータＭＧ２用のパワーモジュールＰＭＵ２及び駆動回路装置ＤＣＵ２と、モータ制御装置ＭＣＵとを備えている。   A motor generator MG2 is mechanically connected to the rear wheel axle RDS of the rear wheels RLW and RRW via a differential device RDF and a reduction gear RG. The AC side of the inverter device INV is electrically connected to the stator winding of the motor generator MG2. Here, inverter device INV is shared by motor generators MG1 and MG2, and includes power module PMU1 and drive circuit device DCU1 for motor generator MG1, and power module PMU2 and drive circuit device for motor generator MG2. A DCU2 and a motor control unit MCU are provided.

エンジンＥＮＧにはスタータＳＴＲが取り付けられている。スタータＳＴＲはエンジンＥＮＧを始動させるための始動装置である。   A starter STR is attached to the engine ENG. The starter STR is a starting device for starting the engine ENG.

エンジン制御装置ＥＣＵは、エンジンＥＮＧの各コンポーネント機器（絞り弁，燃料噴射弁など）を動作させるための制御値をセンサや他制御装置などからの入力信号に基づいて演算する。この制御値は制御信号としてエンジンＥＮＧの各コンポーネント機器の駆動装置に出力される。これにより、エンジンＥＮＧの各コンポーネント機器の動作が制御される。   The engine control unit ECU calculates a control value for operating each component device (throttle valve, fuel injection valve, etc.) of the engine ENG based on input signals from sensors, other control units, and the like. This control value is output as a control signal to the drive device of each component device of the engine ENG. Thereby, the operation of each component device of the engine ENG is controlled.

変速機Ｔ／Ｍの動作は、変速機制御装置ＴＣＵによって制御されている。変速機制御装置ＴＣＵは、変速機構を動作させるための制御値をセンサや他制御装置などからの入力信号に基づいて演算する。この制御値は、制御信号として変速機構の駆動装置に出力される。これにより、変速機Ｔ／Ｍの変速機構の動作が制御される。   The operation of the transmission T / M is controlled by the transmission control unit TCU. The transmission control unit TCU calculates a control value for operating the transmission mechanism based on an input signal from a sensor or another control unit. This control value is output as a control signal to the drive mechanism of the transmission mechanism. Thereby, the operation of the transmission mechanism of the transmission T / M is controlled.

バッテリＢＡＴは、バッテリ電圧が２００ｖ以上の高電圧のリチウムイオンバッテリであり、バッテリ制御装置ＢＣＵによって充放電や寿命などが管理されている。バッテリ制御装置ＢＣＵには、バッテリの充放電や寿命などを管理するために、バッテリＢＡＴの電圧値及び電流値などが入力されている。尚、図示省略したが、バッテリとしては、バッテリ電圧１２ｖの低圧バッテリも搭載されており、制御系の電源、ラジオやライトなどの電源として用いられている。   The battery BAT is a high-voltage lithium ion battery having a battery voltage of 200 V or higher, and charging / discharging, lifespan, and the like are managed by the battery control unit BCU. The battery control unit BCU receives a voltage value, a current value, and the like of the battery BAT in order to manage charging / discharging and life of the battery. Although not shown, a low-voltage battery having a battery voltage of 12v is also mounted as a battery, and is used as a power source for a control system, a radio and a light.

エンジン制御装置ＥＣＵ，変速機制御装置ＴＣＵ，モータ制御装置ＭＣＵ及びバッテリ制御装置ＢＣＵは車載用ローカルエリアネットワークＬＡＮを介して相互に電気的に接続されていると共に、総合制御装置ＧＣＵと電気的に接続されている。これにより、各制御装置間では双方向の信号伝送が可能になり、相互の情報伝達，検出値の共有などが可能になる。総合制御装置ＧＣＵは、車両の運転状態に応じて各制御装置に指令信号を出力するものである。例えば総合制御装置ＧＣＵは、運転者の加速要求に基づいたアクセルの踏み込み量に応じて車両の必要トルク値を算出し、この必要トルク値を、エンジンＥＮＧの運転効率が良くなるように、エンジンＥＮＧ側の出力トルク値とモータジェネレータＭＧ１側の出力トルク値とに分配し、分配されたエンジンＥＮＧ側の出力トルク値をエンジントルク指令信号としてエンジン制御装置ＥＣＵに出力し、分配されたモータジェネレータＭＧ１側の出力トルク値をモータトルク指令信号としてモータ制御装置ＭＣＵに出力する。   The engine control unit ECU, the transmission control unit TCU, the motor control unit MCU, and the battery control unit BCU are electrically connected to each other via the in-vehicle local area network LAN, and are also electrically connected to the general control unit GCU. Has been. Thereby, bidirectional signal transmission is possible between the control devices, and mutual information transmission, detection value sharing, and the like are possible. The general control unit GCU outputs a command signal to each control unit according to the driving state of the vehicle. For example, the general control unit GCU calculates the required torque value of the vehicle according to the accelerator depression amount based on the driver's acceleration request, and uses this required torque value to improve the engine ENG driving efficiency. The output torque value on the motor generator MG1 side and the output torque value on the motor generator MG1 side are distributed, and the distributed output torque value on the engine ENG side is output to the engine control unit ECU as an engine torque command signal. Is output to the motor control unit MCU as a motor torque command signal.

次に、本例のハイブリッド自動車の動作について説明する。   Next, the operation of the hybrid vehicle of this example will be described.

ハイブリッド電気自動車の始動時，低速走行時（エンジンＥＮＧの運転効率（燃費）が低下する走行領域）は、モータジェネレータＭＧ１によって前輪ＦＬＷ，ＦＲＷを駆動する。尚、本実施例では、ハイブリッド電気自動車の始動時及び低速走行時、モータジェネレータＭＧ１によって前輪ＦＬＷ，ＦＲＷを駆動する場合について説明するが、モータジェネレータＭＧ１によって前輪ＦＬＷ，ＦＲＷを駆動し、モータジェネレータＭＧ２によって後輪ＲＬＷ，ＲＲＷを駆動するようにしてもよい（四輪駆動走行をしてもよい）。インバータ装置ＩＮＶにはバッテリＢＡＴから直流電力が供給される。供給された直流電力はインバータ装置ＩＮＶによって三相交流電力に変換される。これによって得られた三相交流電力はモータジェネレータＭＧ１の固定子巻線に供給される。これにより、モータジェネレータＭＧ１は駆動され、回転出力を発生する。この回転出力は動力分配機構ＰＳＭを介して変速機Ｔ／Ｍに入力される。入力された回転出力は変速機Ｔ／Ｍによって変速され、差動装置ＦＤＦに入力される。入力された回転出力は差動装置ＦＤＦによって左右に分配され、左右の前輪車軸ＦＤＳにそれぞれ伝達される。これにより、前輪車軸ＦＤＳが回転駆動される。そして、前輪車軸ＦＤＳの回転駆動によって前輪ＦＬＷ，ＦＲＷが回転駆動される。   When the hybrid electric vehicle starts up and travels at a low speed (a travel region in which the driving efficiency (fuel consumption) of the engine ENG decreases), the front wheels FLW and FRW are driven by the motor generator MG1. In the present embodiment, the case where the front wheels FLW and FRW are driven by the motor generator MG1 at the start of the hybrid electric vehicle and at low speed driving will be described. However, the motor generator MG1 drives the front wheels FLW and FRW to drive the motor generator MG2. May drive the rear wheels RLW and RRW (four-wheel drive traveling may be performed). Direct current power is supplied from the battery BAT to the inverter device INV. The supplied DC power is converted into three-phase AC power by the inverter device INV. The three-phase AC power thus obtained is supplied to the stator winding of motor generator MG1. Thereby, motor generator MG1 is driven to generate a rotational output. This rotational output is input to the transmission T / M via the power distribution mechanism PSM. The input rotation output is shifted by the transmission T / M and input to the differential FDF. The input rotational output is distributed to the left and right by the differential FDF and transmitted to the left and right front wheel axles FDS. Thereby, the front wheel axle FDS is rotationally driven. Then, the front wheels FLW and FRW are rotationally driven by the rotational driving of the front wheel axle FDS.

ハイブリッド電気自動車の通常走行時（乾いた路面を走行する場合であって、エンジンＥＮＧの運転効率（燃費）が良い走行領域）は、エンジンＥＮＧによって前輪ＦＬＷ，ＦＲＷを駆動する。このため、エンジンＥＮＧの回転出力は動力分配機構ＰＳＭを介して変速機Ｔ／Ｍに入力される。入力された回転出力は変速機Ｔ／Ｍによって変速される。変速された回転出力は差動装置ＦＤＦを介して前輪車軸ＦＤＳに伝達される。これにより、前輪ＦＬＷ，ＦＲＷが回転駆動される。また、バッテリＢＡＴの充電状態を検出し、バッテリＢＡＴを充電する必要がある場合は、エンジンＥＮＧの回転出力を、動力分配機構ＰＳＭを介してモータジェネレータＭＧ１に分配し、モータジェネレータＭＧ１を回転駆動する。これにより、モータジェネレータＭＧ１は発電機として動作する。この動作により、モータジェネレータＭＧ１の固定子巻線に三相交流電力が発生する。この発生した三相交流電力はインバータ装置ＩＮＶによって所定の直流電力に変換される。この変換によって得られた直流電力はバッテリＢＡＴに供給される。これにより、バッテリＢＡＴは充電される。   During normal driving of the hybrid electric vehicle (when traveling on a dry road surface, where the driving efficiency (fuel efficiency) of the engine ENG is good), the front wheels FLW and FRW are driven by the engine ENG. For this reason, the rotational output of the engine ENG is input to the transmission T / M via the power distribution mechanism PSM. The input rotation output is shifted by the transmission T / M. The changed rotational output is transmitted to the front wheel axle FDS via the differential FDF. As a result, the front wheels FLW and FRW are rotationally driven. Further, when it is necessary to charge the battery BAT by detecting the state of charge of the battery BAT, the rotational output of the engine ENG is distributed to the motor generator MG1 via the power distribution mechanism PSM, and the motor generator MG1 is rotationally driven. . Thereby, motor generator MG1 operates as a generator. By this operation, three-phase AC power is generated in the stator winding of motor generator MG1. The generated three-phase AC power is converted into predetermined DC power by the inverter device INV. The DC power obtained by this conversion is supplied to the battery BAT. Thereby, the battery BAT is charged.

ハイブリッド電気自動車の四輪駆動走行時（雪道などの低μ路を走行する場合であって、エンジンＥＮＧの運転効率（燃費）が良い走行領域）は、モータジェネレータＭＧ２によって後輪ＲＬＷ，ＲＲＷを駆動する。また、上記通常走行と同様に、エンジンＥＮＧによって前輪ＦＬＷ，ＦＲＷを駆動する。さらに、モータジェネレータＭＧ１の駆動によってバッテリＢＡＴの蓄電量が減少するので、上記通常走行と同様に、エンジンＥＮＧの回転出力によってモータジェネレータＭＧ１を回転駆動してバッテリＢＡＴを充電する。モータジェネレータＭＧ２によって後輪ＲＬＷ，ＲＲＷを駆動するめに、インバータ装置ＩＮＶにはバッテリＢＡＴから直流電力が供給される。供給された直流電力はインバータ装置ＩＮＶによって三相交流電力に変換され、この変換によって得られた交流電力がモータジェネレータＭＧ２の固定子巻線に供給される。これにより、モータジェネレータMG2は駆動され、回転出力を発生する。発生した回転出力は、減速機ＲＧによって減速されて差動装置ＲＤＦの入力される。入力された回転出力は差動装置ＲＤＦによって左右に分配され、左右の後輪車軸ＲＤＳにそれぞれ伝達される。これにより、後輪車軸ＲＤＳが回転駆動される。そして、後輪車軸ＲＤＳの回転駆動によって後輪ＲＬＷ，ＲＲＷが回転駆動される。   During four-wheel drive driving of a hybrid electric vehicle (when driving on a low μ road such as a snowy road, where the driving efficiency (fuel efficiency) of the engine ENG is good), the motor generator MG2 controls the rear wheels RLW and RRW. To drive. Further, the front wheels FLW and FRW are driven by the engine ENG as in the normal running. Further, since the amount of power stored in battery BAT is reduced by driving motor generator MG1, similarly to the normal running, motor generator MG1 is driven to rotate by the rotational output of engine ENG to charge battery BAT. In order to drive the rear wheels RLW and RRW by the motor generator MG2, the inverter device INV is supplied with DC power from the battery BAT. The supplied DC power is converted into three-phase AC power by the inverter device INV, and the AC power obtained by this conversion is supplied to the stator winding of the motor generator MG2. Thereby, motor generator MG2 is driven to generate a rotational output. The generated rotation output is decelerated by the reduction gear RG and input to the differential device RDF. The input rotational output is distributed to the left and right by the differential RDF and transmitted to the left and right rear wheel axles RDS. As a result, the rear wheel axle RDS is rotationally driven. Then, the rear wheels RLW and RRW are rotationally driven by the rotational driving of the rear wheel axle RDS.

ハイブリッド電気自動車の加速時は、エンジンＥＮＧとモータジェネレータＭＧ１によって前輪ＦＬＷ，ＦＲＷを駆動する。尚、本実施例では、ハイブリッド電気自動車の加速時、エンジンＥＮＧとモータジェネレータＭＧ１によって前輪ＦＬＷ，ＦＲＷを駆動する場合について説明するが、エンジンＥＮＧとモータジェネレータＭＧ１によって前輪FLW,ＦＲＷを駆動し、モータジェネレータＭＧ２によって後輪ＲＬＷ，ＲＲＷを駆動するようにしてもよい(四輪駆動走行をしてもよい)。エンジンＥＮＧとモータジェネレータＭＧ１の回転出力は動力分配機構ＰＳＭを介して変速機Ｔ／Ｍに入力される。入力された回転出力は変速機Ｔ／Ｍによって変速される。変速された回転出力は差動装置ＦＤＦを介して前輪車軸ＦＤＳに伝達される。これにより、前輪ＦＬＷ，ＦＲＷが回転駆動される。   During acceleration of the hybrid electric vehicle, the front wheels FLW and FRW are driven by the engine ENG and the motor generator MG1. In this embodiment, the case where the front wheels FLW and FRW are driven by the engine ENG and the motor generator MG1 during acceleration of the hybrid electric vehicle will be described. However, the front wheels FLW and FRW are driven by the engine ENG and the motor generator MG1, and the motor is driven. The rear wheels RLW and RRW may be driven by the generator MG2 (four-wheel drive traveling may be performed). The rotational outputs of engine ENG and motor generator MG1 are input to transmission T / M via power distribution mechanism PSM. The input rotation output is shifted by the transmission T / M. The changed rotational output is transmitted to the front wheel axle FDS via the differential FDF. As a result, the front wheels FLW and FRW are rotationally driven.

ハイブリッド電気自動車の回生時（ブレーキを踏み込み時，アクセルの踏み込みを緩めた時或いはアクセルの踏み込みを止めた時などの減速時）は、前輪ＦＬＷ，ＦＲＷの回転力を前輪車軸ＦＤＳ，差動装置ＦＤＦ，変速機Ｔ／Ｍ，動力分配機構ＰＳＭを介してモータジェネレータＭＧ１に伝達し、モータジェネレータＭＧ１を回転駆動する。これにより、モータ・ジェネレータＭＧ１は発電機として動作する。この動作により、モータジェネレータＭＧ１の固定子巻線に三相交流電力が発生する。この発生した三相交流電力はインバータ装置ＩＮＶによって所定の直流電力に変換される。この変換によって得られた直流電力はバッテリＢＡＴに供給される。これにより、バッテリＢＡＴは充電される。一方、後輪ＲＬＷ，ＲＲＷの回転力を後輪車軸ＲＤＳ，差動装置ＲＤＦ，減速機ＲＧを介してモータジェネレータＭＧ２に伝達し、モータジェネレータＭＧ２を回転駆動する。これにより、モータジェネレータＭＧ２は発電機として動作する。この動作により、モータジェネレータＭＧ２の固定子巻線に三相交流電力が発生する。この発生した三相交流電力はインバータ装置ＩＮＶによって所定の直流電力に変換される。この変換によって得られた直流電力はバッテリＢＡＴに供給される。これにより、バッテリＢＡＴは充電される。   During regeneration of a hybrid electric vehicle (when depressing the brake, slowing down the accelerator, or decelerating when the accelerator is stopped), the rotational force of the front wheels FLW, FRW is changed to the front wheel axle FDS, differential FDF. , Transmission to the motor generator MG1 via the transmission T / M and the power distribution mechanism PSM, and the motor generator MG1 is rotationally driven. Thereby, motor generator MG1 operates as a generator. By this operation, three-phase AC power is generated in the stator winding of motor generator MG1. The generated three-phase AC power is converted into predetermined DC power by the inverter device INV. The DC power obtained by this conversion is supplied to the battery BAT. Thereby, the battery BAT is charged. On the other hand, the rotational force of the rear wheels RLW, RRW is transmitted to the motor generator MG2 via the rear wheel axle RDS, the differential device RDF, and the reduction gear RG, and the motor generator MG2 is rotationally driven. Thereby, motor generator MG2 operates as a generator. By this operation, three-phase AC power is generated in the stator winding of motor generator MG2. The generated three-phase AC power is converted into predetermined DC power by the inverter device INV. The DC power obtained by this conversion is supplied to the battery BAT. Thereby, the battery BAT is charged.

以上説明したように、本発明によれば、出力端子部の寄生インダクタンスを低減できるので、スイッチング時に発生するサージ電圧を低減でき、低損失、高耐ノイズ、高信頼性のパワーモジュールを提供できる。   As described above, according to the present invention, since the parasitic inductance of the output terminal portion can be reduced, the surge voltage generated during switching can be reduced, and a power module with low loss, high noise resistance, and high reliability can be provided.

また、本発明によれば、駆動部と車載回転電機との間に上記パワーモジュール回路を備えた電力変換装置を提供できる。   Moreover, according to this invention, the power converter device provided with the said power module circuit between a drive part and a vehicle-mounted rotary electric machine can be provided.

さらに、本発明によれば、上記電力変換装置を備えた車載電機システムを提供できる。
Furthermore, according to this invention, the vehicle-mounted electrical machinery system provided with the said power converter device can be provided.

本発明の第１の実施形態による車載用電機システム搭載した車両の構成を示すシステム構成図である。1 is a system configuration diagram showing the configuration of a vehicle equipped with an in-vehicle electric system according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第１の実施形態による車載用電機システムに用いるインバータ装置ＩＮＶの回路構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the circuit structure of the inverter apparatus INV used for the vehicle-mounted electrical machinery system by the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１の実施形態による車載用電機システムに用いるパワーモジュールＰＭＵの内、U相（V相，W相）アームAu（Av，Aw）の構成を示す平面図である。It is a top view which shows the structure of U phase (V phase, W phase) arm Au (Av, Aw) among the power modules PMU used for the vehicle-mounted electrical machinery system by the 1st Embodiment of this invention. 図３に示すU相（V相，W相）アームAu（Av，Aw）の等価回路図である。FIG. 4 is an equivalent circuit diagram of a U-phase (V-phase, W-phase) arm Au (Av, Aw) shown in FIG. 3. 本発明の第２の実施形態による車載用電機システムに用いるパワーモジュールＰＭＵの内、U相（V相，W相）アームAu（Av，Aw）の構成を示す平面図である。It is a top view which shows the structure of U phase (V phase, W phase) arm Au (Av, Aw) among the power modules PMU used for the vehicle-mounted electrical machinery system by the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第３の実施形態による車載用電機システムに用いるパワーモジュールＰＭＵの内、U相（V相，W相）アームAu（Av，Aw）の構成を示す平面図である。It is a top view which shows the structure of U phase (V phase, W phase) arm Au (Av, Aw) among power modules PMU used for the vehicle-mounted electrical machinery system by the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第４の実施形態による車載用電機システムに用いるパワーモジュールＰＭＵの内、U相（V相，W相）アームAu（Av，Aw）の構成を示す平面図である。It is a top view which shows the structure of U phase (V phase, W phase) arm Au (Av, Aw) among the power modules PMU used for the vehicle-mounted electrical machinery system by the 4th Embodiment of this invention. 本発明の第５の実施形態による車載用電機システムに用いるパワーモジュールＰＭＵの内、U相（V相，W相）アームAu（Av，Aw）の構成を示す平面図である。It is a top view which shows the structure of U phase (V phase, W phase) arm Au (Av, Aw) among the power modules PMU used for the vehicle-mounted electrical machinery system by the 5th Embodiment of this invention. 本発明の第６の実施形態による車載用電機システムに用いるパワーモジュールＰＭＵの構成を示す平面図である。It is a top view which shows the structure of the power module PMU used for the vehicle-mounted electrical machinery system by the 6th Embodiment of this invention. 本発明の各実施形態による車載用電機システム搭載した車両の他の構成を示すシステム構成図である。It is a system block diagram which shows the other structure of the vehicle carrying the vehicle-mounted electrical system by each embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

１，１Ａ，１Ｂ…絶縁基板
２…正極側コレクタ導体
３…正極側エミッタ導体
４…負極側コレクタ導体
５…負極側エミッタ導体
６，７，８，９，１０…アルミニウムワイヤ
１３…エミッタ・コレクタ導体
５０…板状導体
Dpu，Dpv，Dpw…正極側ダイオード
Dnu，Dnv，Dnw…負極側ダイオード
Mpu，Mpv，Mpw…正極側ＩＧＢＴ
Mnu，Mnv，Mnw…負極側ＩＧＢＴ
N…負極側入力端子
P…正極側入力端子
U,V,W…出力端子 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,1A, 1B ... Insulation board | substrate 2 ... Positive electrode side collector conductor 3 ... Positive electrode side emitter conductor 4 ... Negative electrode side collector conductor 5 ... Negative electrode side emitter conductor 6, 7, 8, 9, 10 ... Aluminum wire 13 ... Emitter collector collector conductor 50 ... Plate conductor
Dpu, Dpv, Dpw ... Positive diode
Dnu, Dnv, Dnw ... Negative side diode
Mpu, Mpv, Mpw ... Positive side IGBT
Mnu, Mnv, Mnw ... Negative side IGBT
N: Negative side input terminal
P: Positive side input terminal
U, V, W ... Output terminal

Claims (12)

直流電力を交流電力に変換するものであって、
直流電源の正極側端子に接続された正極側入力端子と、
前記直流電源の負極側端子に接続された負極側入力端子と、
交流電力を出力する出力端子と、
スイッチング用正極側パワー半導体素子と、
前記正極側パワー半導体素子の電流吸い込み電極部に電気的に接続された第１の導体と、
前記負極側パワー半導体素子を制御する制御端子と、
前記負極側パワー半導体素子の電流吸い込み電極部に電気的に接続された第２の導体と、
前記正極側パワー半導体素子の電流吐き出し電極部に電気的に接続された第３の導体と、
前記負極側パワー半導体素子の電流吐き出し電極部に電気的に接続された第４の導体と、
前記正極側入力端子と前記第１の導体が電気的に接続され、
前記負極側入力端子と前記第４の導体が電気的に接続され、
前記第３の導体が出力端子に電気的に接続され、
前記第２の導体が前記出力端子に電気的に接続されるとともに、
さらに、前記第３の導体が前記第２の導体に電気的に接続されることを特徴とするパワーモジュール。 Converting DC power to AC power,
A positive input terminal connected to the positive terminal of the DC power supply;
A negative input terminal connected to the negative terminal of the DC power supply;
An output terminal for outputting AC power;
A positive-side power semiconductor element for switching;
A first conductor electrically connected to a current sink electrode portion of the positive power semiconductor element;
A control terminal for controlling the negative power semiconductor element;
A second conductor electrically connected to the current sink electrode portion of the negative power semiconductor element;
A third conductor electrically connected to the current discharge electrode portion of the positive power semiconductor element;
A fourth conductor electrically connected to the current discharge electrode portion of the negative power semiconductor element;
The positive electrode side input terminal and the first conductor are electrically connected;
The negative input terminal and the fourth conductor are electrically connected,
The third conductor is electrically connected to an output terminal;
The second conductor is electrically connected to the output terminal;
Further, the power module, wherein the third conductor is electrically connected to the second conductor. 請求項１に記載のパワーモジュールにおいて、
前記第３の導体が前記第２の導体にワイヤ状導体によって電気的に接続されることを特徴とするパワーモジュール。 The power module according to claim 1,
The power module, wherein the third conductor is electrically connected to the second conductor by a wire conductor. 請求項１に記載のパワーモジュールにおいて、
前記第３の導体と前記第２の導体とを一体化したことを特徴とするパワーモジュール。 The power module according to claim 1,
A power module, wherein the third conductor and the second conductor are integrated. 請求項１に記載のパワーモジュールにおいて、
前記第３の導体が前記第２の導体に板状導体によって電気的に接続されることを特徴とするパワーモジュール。 The power module according to claim 1,
The power module, wherein the third conductor is electrically connected to the second conductor by a plate-like conductor. 請求項１に記載のパワーモジュールにおいて、
前記第１の導体，前記第２の導体，前記第３の導体及び前記第４の導体を支持する絶縁基板を備えることを特徴とするパワーモジュール。 The power module according to claim 1,
A power module comprising an insulating substrate that supports the first conductor, the second conductor, the third conductor, and the fourth conductor. 請求項１に記載のパワーモジュールにおいて、
前記第１の導体及び前記第３の導体を支持する第１の絶縁基板と、
前記第２の導体及び前記第４の導体を支持する第２の絶縁基板とを備えることを特徴とするパワーモジュール。 The power module according to claim 1,
A first insulating substrate that supports the first conductor and the third conductor;
A power module comprising: a second insulating substrate that supports the second conductor and the fourth conductor. 請求項１に記載のパワーモジュールにおいて、
前記正極側入力端子と前記負極側入力端子とは電気的に絶縁されて積層されることを特徴とするパワーモジュール。 The power module according to claim 1,
The power module, wherein the positive electrode side input terminal and the negative electrode side input terminal are laminated while being electrically insulated. 直流電力を交流電力に変換するものであって、
直流電源の正極側端子に接続された正極側入力端子と、
前記直流電源の負極側端子に接続された負極側入力端子と、
交流電力を出力する出力端子と、
スイッチング用正極側パワー半導体素子と、
スイッチング用負極側パワー半導体素子と、
前記正極側パワー半導体素子の電流吐き出し電極部と、前記負極側パワー半導体素子の電流吸い込み電極部と、前記出力端子との接続部におけるインダクタンスを低減するインダクタンス低減手段を設けたことを特徴とするパワーモジュール。 Converting DC power to AC power,
A positive input terminal connected to the positive terminal of the DC power supply;
A negative input terminal connected to the negative terminal of the DC power supply;
An output terminal for outputting AC power;
A positive-side power semiconductor element for switching;
Negative power semiconductor element for switching,
A power characterized by comprising inductance reduction means for reducing inductance at a connection portion between the current discharge electrode portion of the positive power semiconductor element, the current suction electrode portion of the negative power semiconductor element, and the output terminal. module. 請求項７に記載のパワーモジュールにおいて、
前記インダクタンス低減手段は、
前記正極側パワー半導体素子の電流吐き出し電極部に接続された正極側吐き出し電極部導体と、前記出力端子とを電気的に接続し、
前記負極側パワー半導体素子の電流吸い込み電極部に接続された負極側吸い込み電極部導体と、前記出力端子とを電気的に接続するとともに、
前記正極側パワー半導体素子の電流吐き出し電極部に接続された正極側吐き出し電極部導体と、前記負極側パワー半導体素子の電流吸い込み電極部に接続された負極側吸い込み電極部導体とを電気的に接続したことを特徴とするパワーモジュール。 The power module according to claim 7,
The inductance reducing means includes
Electrically connecting the positive-side discharge electrode part conductor connected to the current-discharge electrode part of the positive-side power semiconductor element and the output terminal;
While electrically connecting the negative electrode side suction electrode part conductor connected to the current suction electrode part of the negative electrode side power semiconductor element and the output terminal,
Electrical connection between the positive-side discharge electrode part conductor connected to the current-discharge electrode part of the positive-side power semiconductor element and the negative-side suction electrode part conductor connected to the current-suction electrode part of the negative-side power semiconductor element A power module characterized by 直流電力を交流電力に変換するものであって、
直流電源の正極側端子に接続された正極側入力端子と、
前記直流電源の負極側端子に接続された負極側入力端子と、
交流電力を出力する出力端子と、
スイッチング用正極側パワー半導体素子と、
スイッチング用負極側パワー半導体素子と、
前記正極側パワー半導体素子の電流吐き出し電極部に接続された正極側吐き出し電極部導体と、前記出力端子とを電気的に接続し、
前記負極側パワー半導体素子の電流吸い込み電極部に接続された負極側吸い込み電極部導体と、前記出力端子とを電気的に接続するとともに、
前記正極側吐き出し電極部導体と前記負極側吸い込み電極部導体とは平行に配置され、
前記出力端子は、前記正極側吐き出し電極部導体と前記負極側吸い込み電極部導体との延在方向に対して垂直方向に延在し、
さらに、前記出力端子の近傍であって、前記出力端子に平行に設けられ、前記正極側パワー半導体素子の電流吐き出し電極部に接続された正極側吐き出し電極部導体と、前記負極側パワー半導体素子の電流吸い込み電極部に接続された負極側吸い込み電極部導体とを電気的に接続した接続導体を備えることを特徴とするパワーモジュール。 Converting DC power to AC power,
A positive input terminal connected to the positive terminal of the DC power supply;
A negative input terminal connected to the negative terminal of the DC power supply;
An output terminal for outputting AC power;
A positive-side power semiconductor element for switching;
Negative power semiconductor element for switching,
Electrically connecting the positive-side discharge electrode part conductor connected to the current-discharge electrode part of the positive-side power semiconductor element and the output terminal;
While electrically connecting the negative electrode side suction electrode part conductor connected to the current suction electrode part of the negative electrode side power semiconductor element and the output terminal,
The positive side discharge electrode part conductor and the negative side suction electrode part conductor are arranged in parallel,
The output terminal extends in a direction perpendicular to the extending direction of the positive-side discharge electrode part conductor and the negative-side suction electrode part conductor,
Further, in the vicinity of the output terminal and in parallel with the output terminal, a positive discharge electrode part conductor connected to the current discharge electrode part of the positive power semiconductor element, and a negative power semiconductor element of the negative power semiconductor element A power module comprising a connection conductor electrically connected to a negative-side suction electrode section conductor connected to a current suction electrode section. 電力供給源から供給された電力を所定の電力に変換して出力するものであって、
スイッチング用パワー半導体素子を有するパワーモジュールと、
前記スイッチング用パワー半導体素子の動作を制御するための制御信号を出力する制御部と、
前記制御信号を受けて、前記スイッチング半導体素子を動作させるための駆動信号を前記変換部に出力する駆動部とを備えており、
前記パワーモジュールは、
直流電源の正極側端子に接続された正極側入力端子と、
前記直流電源の負極側端子に接続された負極側入力端子と、
交流電力を出力する出力端子と、
スイッチング用正極側パワー半導体素子と、
前記正極側パワー半導体素子の電流吸い込み電極部に電気的に接続された第１の導体と、
スイッチング用負極側パワー半導体素子と、
前記負極側パワー半導体素子の電流吸い込み電極部に電気的に接続された第２の導体と、
前記正極側パワー半導体素子の電流吐き出し電極部に電気的に接続された第３の導体と、
前記負極側パワー半導体素子の電流吐き出し電極部に電気的に接続された第４の導体と、
前記正極側入力端子と前記第１の導体が電気的に接続され、
前記負極側入力端子と前記第４の導体が電気的に接続され、
前記第３の導体が出力端子に電気的に接続され、
前記第２の導体が前記出力端子に電気的に接続されるとともに、
さらに、前記第３の導体が前記第２の導体に電気的に接続され、
前記駆動信号によって前記スイッチングパワー半導体素子が動作することにより、電力供給源から供給された電力を所定の電力に変換する
ことを特徴とする電力変換装置。 The power supplied from the power supply source is converted into predetermined power and output,
A power module having a power semiconductor element for switching;
A control unit for outputting a control signal for controlling the operation of the switching power semiconductor element;
A drive unit that receives the control signal and outputs a drive signal for operating the switching semiconductor element to the conversion unit;
The power module is
A positive input terminal connected to the positive terminal of the DC power supply;
A negative input terminal connected to the negative terminal of the DC power supply;
An output terminal for outputting AC power;
A positive-side power semiconductor element for switching;
A first conductor electrically connected to a current sink electrode portion of the positive power semiconductor element;
Negative power semiconductor element for switching,
A second conductor electrically connected to the current sink electrode portion of the negative power semiconductor element;
A third conductor electrically connected to the current discharge electrode portion of the positive power semiconductor element;
A fourth conductor electrically connected to the current discharge electrode portion of the negative power semiconductor element;
The positive electrode side input terminal and the first conductor are electrically connected;
The negative input terminal and the fourth conductor are electrically connected,
The third conductor is electrically connected to an output terminal;
The second conductor is electrically connected to the output terminal;
Furthermore, the third conductor is electrically connected to the second conductor,
A power conversion device that converts power supplied from a power supply source into predetermined power by operating the switching power semiconductor element according to the drive signal. 車載電源から供給された電力を電動力に変換するものであって、
前記電動力を発生する電動機と、
車載電源から供給された電力を制御して前記電動機に供給する電力変換装置とを有し、
前記電力変換装置は、
車載電源から供給された電力を所定の電力に変換して前記電動機に供給するものであって、
スイッチング用パワー半導体素子を有するパワーモジュールと、
前記スイッチング用半導体素子の動作を制御するための制御信号を出力する制御部と、
前記制御信号を受けて、前記スイッチング半導体素子を動作させるための駆動信号を前記変換部に出力する駆動部とを備えており、
前記パワーモジュールは、
直流電源の正極側端子に接続された正極側入力端子と、
前記直流電源の負極側端子に接続された負極側入力端子と、
交流電力を出力する出力端子と、
スイッチング用正極側パワー半導体素子と、
前記正極側パワー半導体素子の電流吸い込み電極部に電気的に接続された第１の導体と、
スイッチング用負極側パワー半導体素子と、
前記負極側パワー半導体素子の電流吸い込み電極部に電気的に接続された第２の導体と、
前記正極側パワー半導体素子の電流吐き出し電極部に電気的に接続された第３の導体と、
前記負極側パワー半導体素子の電流吐き出し電極部に電気的に接続された第４の導体と、
前記正極側入力端子と前記第１の導体が電気的に接続され、
前記負極側入力端子と前記第４の導体が電気的に接続され、
前記第３の導体が出力端子に電気的に接続され、
前記第２の導体が前記出力端子に電気的に接続されるとともに、
さらに、前記第３の導体が前記第２の導体に電気的に接続され、
前記駆動信号によって前記スイッチングパワー半導体素子が動作することにより、電力供給源から供給された電力を所定の電力に変換し、
前記電動機は、前記パワーモジュールから供給された電力によって駆動力を発生する
ことを特徴とする車載用電機システム。 Converts the electric power supplied from the in-vehicle power source into electric power,
An electric motor that generates the electric force;
A power converter for controlling the power supplied from the in-vehicle power source and supplying the electric motor,
The power converter is
The power supplied from the in-vehicle power source is converted into predetermined power and supplied to the electric motor,
A power module having a power semiconductor element for switching;
A control unit that outputs a control signal for controlling the operation of the semiconductor element for switching;
A drive unit that receives the control signal and outputs a drive signal for operating the switching semiconductor element to the conversion unit;
The power module is
A positive input terminal connected to the positive terminal of the DC power supply;
A negative input terminal connected to the negative terminal of the DC power supply;
An output terminal for outputting AC power;
A positive-side power semiconductor element for switching;
A first conductor electrically connected to a current sink electrode portion of the positive power semiconductor element;
Negative power semiconductor element for switching,
A second conductor electrically connected to the current sink electrode portion of the negative power semiconductor element;
A third conductor electrically connected to the current discharge electrode portion of the positive power semiconductor element;
A fourth conductor electrically connected to the current discharge electrode portion of the negative power semiconductor element;
The positive electrode side input terminal and the first conductor are electrically connected;
The negative input terminal and the fourth conductor are electrically connected,
The third conductor is electrically connected to an output terminal;
The second conductor is electrically connected to the output terminal;
Furthermore, the third conductor is electrically connected to the second conductor,
By operating the switching power semiconductor element by the drive signal, the power supplied from the power supply source is converted into a predetermined power,
The in-vehicle electric system according to claim 1, wherein the electric motor generates a driving force by electric power supplied from the power module.
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