JP2008118785A - 電力変換回路の電気基板 - Google Patents

Abstract

【課題】１台又は複数台のモータを駆動することができ、しかも小型モータ及び大型モータのいずれにも共用して適用することができる電力変換回路の電気基板を提供。
【解決手段】電力変換回路１５０の電気基板２００において、個別の交流負荷を駆動する回路に対応した第１回路２０及び第２回路４０に対応したプリントパターンと、第１回路２０と第２回路４０における直流の同極性及び交流の同相に対応したスイッチング素子の切替信号線同士を接続する信号線ジャンパ１６２ａ〜１６２ｃ及び１６４ａ〜１６４ｃを実装可能な信号線ランド部１３０ａ〜１４０ｂと、第１回路２０と第２回路４０における交流の同相に対応したスイッチング素子の交流負荷に対する出力駆動線同士を接続する駆動線ジャンパ１６０ｕ〜１６０ｗを実装可能な駆動線ランド部１２２ａ〜１２６ｂとを有する。
【選択図】図６

Description

本発明は、交流負荷を駆動するため、各相毎に直流電源に直列接続された２つのスイッチング素子の切り替えを行って直流を交流に変換する電力変換回路の電気基板に関する。

例えば、電動カート、電動自動車又はＦＡ分野のモータ制御等では、直流電源を電力変換回路により三相交流に変換してモータを駆動している。電力変換回路は、半導体からなる複数のスイッチング素子を駆動する三相型ＰＷＭインバータを構成しており、高速でスイッチングを行うことにより三相交流を生成している。

三相の電力変換回路ではブリッジ回路が形成されており、直流電源に対して直列接続された一対のスイッチング素子の組が３組設けられている。

ところで、電動カートや電動自動車又はＦＡ分野のモータ制御等において、制御対象となるモータには種々のものがあるが、多種少量の場合にはモータの種類に応じて個別の回路基板を設けることは不経済である。

そこで、特許文献１においては、１つの回路でブラシ付モータと三相ブラシレスモータの両方のモータに共用することのできるモータ駆動装置が提案されている。この装置では、複数のスイッチング素子の一部をモータ駆動制御に用い、残りの部分を昇圧回路の駆動に用いており、ブラシ付モータの回転性能を向上させることができて好適である。

特開２００４−６４９３４号公報

上記の特許文献１記載の装置では、１つの回路でブラシ付モータと三相ブラシレスモータのいずれのモータも駆動することができるが、具体的な回路基板としてどのような構成にすればよいのか十分な提案はなされていない。

また、該装置では基本的には駆動するモータの台数は１台であり、複数台のモータを同時に駆動することはできない。

さらに、駆動するモータが小型である場合には、スイッチング素子も小量用型で足りるが、前記装置ではモータの大きさに応じた適切なスイッチング素子を設定するための具体的な手段については提案されていない。

本発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、１台又は複数台のモータを駆動することができ、しかも小型モータ及び大型モータのいずれにも共用して適用することができる電力変換回路の電気基板を提供することを目的とする。

本発明に係る電力変換回路の電気基板は、
交流負荷を駆動するため、各相毎に直流電源に直列接続された２つのスイッチング素子の切り替えを行って直流を交流に変換する電力変換回路の電気基板において、
個別の交流負荷を駆動する回路に対応した第１プリントパターン及び第２プリントパターンと、
前記第１プリントパターンと前記第２プリントパターンにおける直流の同極性及び交流の同相に対応したスイッチング素子の切替信号線同士を接続する信号線ジャンパを実装可能な信号線ランド部と、
前記第１プリントパターンと前記第２プリントパターンにおける交流の同相に対応したスイッチング素子の交流負荷に対する出力駆動線同士を接続する駆動線ジャンパを実装可能な駆動線ランド部と、
を有することを特徴とする。

このような回路基板によれば、第１プリントパターン及び第２プリントパターンにそれぞれ部品を実装することにより個別に交流負荷を駆動することができる。また、信号線ランド部に信号線ジャンパを実装し、駆動線ランド部に駆動線ジャンパを実装することにより、第１プリントパターンによる回路と第２プリントパターンによる回路が並列に接続されることになり、より大きな１台の交流負荷を駆動することができる。

この場合、直流電源の一方の極性の電力を供給し、所定の方向に延在する電源パターンと、前記スイッチング素子のうち、前記電源パターンから供給される電力の切替を行う第１のスイッチング素子群と、前記スイッチング素子のうち、直流電源の他方の極性の電力の切替を行い、前記電源パターンを境として一方に設けられた第２のスイッチング素子群と、前記電源パターンを境として他方に設けられ、前記交流負荷に接続する出力端子部と、前記第１のスイッチング素子群と前記第２のスイッチング素子群のうち同相に対応するものを直列接続する直列接続ラインと、前記電源パターンの上方を超えて、前記直列接続ラインと前記出力端子とを接続する中継ジャンパとを有する構成としてもよい。

これにより、第１プリントパターン及び第２プリントパターンを回路基板の片面だけで構成することができる。

前記信号線ジャンパにより接続される切替信号線同士のパターンは、少なくとも前記信号線ランド部が設けられている箇所で並列して設けられ、間に他のパターンが存在しない構成としてもよい。これにより、信号線ジャンパを十分に短くすることができ、抵抗が小さくなる。また、間に他のパターンがないことから、信号線ジャンパを基板表面に接して実装させることも可能である。

前記駆動線ジャンパにより接続される出力駆動線同士のパターンは、少なくとも前記駆動線ランド部が設けられている箇所で並列して設けられ、間に他のパターンが存在しない構成としてもよい。これにより、駆動線ジャンパを十分に短くすることができ、抵抗が小さくなる。また、間に他のパターンがないことから、駆動線ジャンパを基板表面に接して実装させることも可能である。

本発明に係る電力変換回路の電気基板によれば、第１プリントパターン及び第２プリントパターンにそれぞれ部品を実装することにより個別に交流負荷を駆動することができる。また、信号線ランド部に信号線ジャンパを実装し、駆動線ランド部に駆動線ジャンパを実装することにより、第１プリントパターンによる回路と第２プリントパターンによる回路が並列に接続されることになり、より大きな１台の交流負荷を駆動することができる。

以下、本発明に係る電力変換回路の電気基板について第１及び第２の実施の形態を挙げ、添付の図１〜図６を参照しながら説明する。

第１の形態に係る電気基板１００（図２参照）は、例えば、電動カート、電動自動車又はＦＡ分野のモータ制御等に用いられる。まず、電気基板１００の電力変換回路１０について図１を参照しながら説明する。

図１に示すように、電力変換回路１０は、バッテリ１２から得られる直流電源を三相交流に変換して、第１モータ（交流負荷）１４ａ及び第２モータ（交流負荷）１４ｂを駆動するインバータ回路であって、ブリッジ回路１８を有し、図示しないゲートドライバ回路によって駆動される。第１モータ１４ａ及び第２モータ１４ｂは三相交流型である。バッテリ１２の正極（一方の極性の電力）は、正極ライン（電源パターン）１２ｐに接続されており、負極（他方の極性の電力）は負極ライン（電源パターン）１２ｎに接続されている。

ブリッジ回路１８は、第１モータ１４ａ及び第２モータ１４ｂを駆動する回路に対応した第１回路２０及び第２回路４０を有する。

第１回路２０は、３組の直列スイッチング部２２ａ、２２ｂ及び２２ｃを有する。直列スイッチング部２２ａは、正極ライン１２ｐから負極ライン１２ｎに向かって順に直列接続された第１スイッチング素子２４ａ及び第２スイッチング素子２６ａを有する。同様に、直列スイッチング部２２ｂは直列接続された第１スイッチング素子２４ｂ及び第２スイッチング素子２６ｂを有し、直列スイッチング部２２ｃは直列接続された第１スイッチング素子２４ｃ及び第２スイッチング素子２６ｃを有する。各第１スイッチング素子２４ａ〜２４ｃのドレインは正極ライン１２ｐに接続され、ソースは直列接続ライン２７ａ〜２７ｃを介して第２スイッチング素子２６ａ〜２６ｃのドレインに接続されている。第２スイッチング素子２６ａ〜２６ｃのソースは負極ライン１２ｎに接続されている。

各スイッチング素子は半導体素子であり、例えばＭＯＳＦＥＴを用いることができる。各スイッチング素子としては、これ以外にもＩＧＢＴ又はサイリスタ等が挙げられる。

各スイッチング素子のゲートは、それぞれ図示しないゲート回路に接続されており、ＰＷＭ駆動される。直列スイッチング部２２ａでは、基本的には、一方のスイッチング素子がオンであるときには、他方のスイッチング素子はオフとなるように制御される。これにより、第１スイッチング素子２４ａ〜２４ｃは直流電源の正極の電力の切替を行い、第２スイッチング素子２６ａ〜２６ｃは負極の電力の切替を行い、第１モータ１４ａのＵ、Ｖ及びＷ相に対して回転磁界が発生するように正極又は負極の電流を供給し、該第１モータ１４ａを所望の速度で回転させることができる。

また、第１回路２０は、第１スイッチング素子２４ａ〜２４ｃのゲートに接続された信号線（切替信号線）２８ａ〜２８ｃと、第２スイッチング素子のゲートに接続された信号線（切替信号線）３０ａ〜３０ｃと、第１スイッチング素子２４ａと第２スイッチング素子２６ａとの接続点３２ａから第１モータ１４ａのＵ相に接続する出力駆動線３４ａと、第１スイッチング素子２４ｂと第２スイッチング素子２６ｂとの接続点３２ｂから第１モータ１４ａのＶ相に接続する出力駆動線３４ｂと、第１スイッチング素子２４ｃと第２スイッチング素子２６ｃとの接続点３２ｂから第１モータ１４ａのＷ相に接続する出力駆動線３４ｃとを有する。

第２回路４０は、第１回路２０と同構成であるので詳細な説明を省略し、符号については２０番台で表される要素を下桁を共通として４０番台で示す。また３０番台で表される要素を下桁を共通として５０番台で示す。

次に、第１の形態として、電力変換回路１０が実現される電気基板１００について説明する。

図２に示すように、電気基板１００は片面のみにプリントパターンが設けられたプリント基板１０２に素子が実装され、電力変換回路１０が実現されている。電気基板１００上において、第１回路２０（図１参照）に対応するパターンは第１パターンとして規定され、第２回路４０（図１参照）に対応するパターンは第２パターンとして規定される。

図３に示すように、プリント基板１０２は、単体ではベースとなる板の表面にプリントパターンと、該プリントパターンに電気的に接続され、表面実装型の部品を実装可能なランド部とが設けられている。図３においては、理解が容易となるようにプリントパターンをハッチング、ランド部をクロスハッチングで示す。プリント基板１０２としては、例えばガラスエポキシ基板が用いられる。

図２に戻り、電気基板１００は、上辺に電源系の端子部１０１が並んで設けられており、左から順に、グランド端子１０４、電源端子１０６、出力端子１０８ｕ、１１０ｕ、１０８ｖ、１１０ｖ、１０８ｗ、１１０ｗが設けられている。出力端子１０８ｕ、１０８ｖ及び１０８ｗは、第１モータ１４ａに接続される端子であり、出力駆動線３４ａ、３４ｂ及び３４ｃに接続されている。出力端子１１０ｕ、１１０ｖ及び１１０ｗは、第２モータ１４ｂに接続される端子であり、出力駆動線５４ａ、５４ｂ及び５４ｃに接続されている。

グランド端子１０４に接続された負極ライン１２ｎは、電気基板１００の左辺にから下辺に沿って延在している。電源端子１０６に接続された正極ライン１２ｐは、電源系の端子が並んでいる列より下側で、中央よりもやや上側の位置で横方向に延在している。

正極ライン１２ｐ上には、左から順に第１スイッチング素子２４ａ、４４ａ、２４ｂ、４４ｂ、２４ｃ及び４４ｃが設けられ、各裏面部がドレイン端子となって正極ライン１２ｐに接続されている。電気基板１００の略中央部では、左から順に第２スイッチング素子２６ａ、４６ａ、２６ｂ、４６ｂ、２６ｃ及び４６ｃが設けられ、各裏面部がドレイン端子となって直列接続ライン２７ａ〜２７ｃ、４７ａ〜４７ｃに接続されている。つまり、電気基板１００では、左から順に直列スイッチング部２２ａ、４２ａ、２２ｂ、４２ｂ、２２ｃ及び４２ｃが並んで設けられている。

出力端子部は正極ライン１２ｐを境として上方側に設けられ、直列接続ライン２７ａ〜２７ｃ、４７ａ及び４７ｂは正極ライン１２ｐを境として下側に設けられており、これらを接続するために、正極ライン１２ｐの上方を超えて中継接続する中継ジャンパ１１２ａ〜１１２ｅが設けられている。これにより、電気基板１００の裏面を用いることなく正極ライン１２ｐを超えて電力を供給することができ、部品及びプリントパターンを片面のみに集中的に配置することができる。したがって、例えば、裏面には放熱用の金属板等を設け、表面にプリントパターンを形成した金属ベース基板にも適用できる。

また、中継ジャンパ１１２ａ〜１１２ｅを用いることにより、電源系の端子部１０１を電気基板１００の上辺にまとめて配置することが可能になり、第１モータ１４ａ及び第２モータ１４ｂに対する接続線を上辺部にまとめて接続することができる。これにより、接続線の配線作業が容易になるとともに、各接続線は電気基板１００上をほとんど覆うことがなく、素子に接触したり、熱の影響を受けることがない。

なお、出力端子１１０ｗと直列接続ライン４７ｃとの間は、正極ライン１２ｐの右側を迂回して直接に接続することが可能であるから、ジャンパが不要であることは明かであろう。

図４に示すように、中継ジャンパ１１２ａは、導電性のよい金属で構成されており、両端下面が水平に構成されている。一方の下面は出力端子１０８ｕに至るパターンにおけるランド部に半田固定されており、他方の下面は直列接続ライン２７ａにおけるランド部に半田固定されている。中継ジャンパ１１２ａはアーチ状であって、中央部は正極ライン１２ｐの上方を超えるように構成されている。中継ジャンパ１１２ａは、第１モータ１４ａを駆動するのに十分な電流を流すことができるように、長さに応じた所定の断面積が確保されており、抵抗値が低くなるように設定されている。中継ジャンパ１１２ｂ〜１１２ｅについても中継ジャンパ１１２ａと同構造である。

図２に戻り、第１モータ１４ａ及び第２モータ１４ｂのＵ相に係る直列スイッチング部２２ａ及び４２ａは左側にまとめられており、Ｖ相に係る直列スイッチング部２２ｂ及び４２ｂは中央にまとめられており、Ｗ相に係る直列スイッチング部２２ｃ及び４２ｃは右側にまとめられている。

Ｕ相に係る直列スイッチング部２２ａ及び４２ａについては、信号線２８ａ、４８ａ、３０ａ及び５０ａがまとめて配設されている。また、直流の正極に係る第１スイッチング素子２４ａと４４ａに係る信号線２８ａと４８ａ同士は縦方向に並列して設けられ、間に他のパターンが存在しない。直流の負極に係る第２スイッチング素子２６ｂと４６ｂに係る信号線３０ａと５０ａ同士は縦方向に並列して設けられ、間に他のパターンが存在しない。信号線２８ａ、４８ａ、２８ｂ及び４８ｂは左斜め下側の方向に集められ、縦方向に並行し且つ隣接して配設され、負極ライン１２ｎよりもやや上側に設けられた信号端子１１４ａ、１１４ｂ、１１４ｃ、１１４ｄに接続されている。

Ｖ相に係る直列スイッチング部２２ｂ及び４２ｂについても、同様に信号線２８ｂ、４８ｂ、３０ｂ及び５０ｂがまとめて配設され、信号端子１１４ｅ、１１４ｆ、１１４ｇ、１１４ｈに接続されている。さらに、Ｗ相に係る直列スイッチング部２２ｃ及び４２ｃについても、同様に信号線２８ｃ、４８ｃ、３０ｃ及び５０ｃがまとめて配設され、信号端子１１４ｉ、１１４ｊ、１１４ｋ、１１４ｌに接続されている。

このように、各信号端子１１４ａ〜１１４ｌを電気基板１００の下辺にまとめて配置することが可能になり、ゲート回路への接続線を下辺部にまとめて接続することができる。これにより、ゲート回路への接続線の配線作業が容易になるとともに、各接続線は電気基板１００上をほとんど覆うことがなく、素子に接触したり、熱の影響を受けることがない。

また、各信号端子１１４ａ〜１１４ｌが下辺側、電源系の端子部１０１が上辺側と反対側に分けて配設することができるため、電磁的ノイズが相互に影響しあうことを抑制できる。

また、Ｕ相に係る出力駆動線３４ａと５４ａは、正極ライン１２ｐよりも上の箇所で並列して斜め方向に設けられており、間に他のパターンが存在しない。Ｖ相に係る出力駆動線３４ｂと５４ｂは、正極ライン１２ｐよりも上の箇所で並列して斜め方向に設けられており、間に他のパターンが存在しない。Ｗ相に係る出力駆動線３４ｃと５４ｃは、正極ライン１２ｐよりも上の箇所で並列して斜め方向に設けられており、間に他のパターンが存在しない。これらの箇所において、出力駆動線３４ａと５４ａ、出力駆動線３４ｂと５４ｂ、出力駆動線３４ｃと５４ｃには、駆動線ランド部１２２ａ、１２２ｂ、１２４ａ、１２４ｂ、１２６ａ、１２６ｂが設けられている。

出力側がＵ相で電源側で正極に係る信号線２８ａと４８ａには、並列している箇所に、隣接した信号線ランド部１３０ａ及び１３０ｂが設けられ、負極に係る信号線３０ａ及び５０ａには、並列している箇所に、隣接した信号線ランド部１３２ａ及び１３２ｂが設けられている。

出力側がＶ相で電源側で正極に係る信号線２８ｂと４８ｂには、並列している箇所に、隣接した信号線ランド部１３４ａ及び１３４ｂが設けられ、負極に係る信号線３０ｂ及び５０ｂには、並列している箇所に、隣接した信号線ランド部１３６ａ及び１３６ｂが設けられている。

出力側がＷ相で電源側で正極に係る信号線２８ｃと４８ｃには、並列している箇所に、隣接した信号線ランド部１３８ａ及び１３８ｂが設けられ、負極に係る信号線３０ｃ及び５０ｃには、並列している箇所に、隣接した信号線ランド部１４０ａ及び１４０ｂが設けられている。

電気基板１００においては、各駆動線ランド部及び信号線ランド部には部品が実装されていない。

このように構成される電気基板１００では、第１モータ１４ａ及び第２モータ１４ｂを独立的に駆動することが可能である。もちろん、いずれか一方のモータのみを駆動させる場合には、他方のモータを駆動するための第１回路２０又は第２回路４０を構成するスイッチング素子を実装しなくてもよい。この場合、対応する中継ジャンパ１１２ａ〜１１２ｃ又は１１２ｄ〜１１２ｅも不要であり、中継ジャンパの数が少ない第２回路４０を用いるとよい。

次に、第２の実施形態に係る電気基板２００について説明に先だって、該電気基板２００で実現される電力変換回路１５０について説明する。以下、電気基板１００及び電力変換回路１０と同じ箇所については同符号を付して詳細な説明を省略する。

図５に示すように、電力変換回路１５０は、バッテリ１２から得られる直流電源を三相交流に変換して、第３モータ（交流負荷）１４ｃを駆動するインバータ回路であって、ブリッジ回路１８を有し、図示しないゲートドライバ回路によって駆動される。第３モータ１４ｃは三相交流型であり、第１モータ１４ａ及び第２モータ１４ｂよりも大型であり、第１回路２０又は第２回路４０のいずれか一方では駆動することができない。そこで、電力変換回路１５０では、第１回路２０と第２回路４０とを並列的に接続し、協動して第３モータ１４ｃを駆動することができるように構成されている。

つまり出力側については、第１回路２０と第２回路４０における第３モータ１４ｃの同相に対応した出力駆動線同士を接続している。具体的には、Ｕ相を駆動するのに出力駆動線３４ａと出力駆動線５４ａとを駆動線ジャンパ１６０ｕで接続し、Ｖ相を駆動するのに出力駆動線３４ｂと出力駆動線５４ｂとを駆動線ジャンパ１６０ｖで接続し、Ｗ相を駆動するのに出力駆動線３４ｃと出力駆動線５４ｃとを駆動線ジャンパ１６０ｗで接続している。

これにより、例えば第１回路２０の出力端子１０８ｕ、１０８ｖ及び１０８ｗを第３モータ１４ｃのＵ、Ｖ及びＷ端子に接続すればよく、第２回路４０の出力端子１１０ｕ、１１０ｖ、１１０ｗは使用しなくてもよい。

また、入力側については、第１回路２０と第２回路４０における直流の同極性、及び第３モータ１４ｃの同相に対応したスイッチング素子の切替信号線同士を接続している。具体的には、正極側のＵ相については信号線２８ａと信号線４８ａとを信号線ジャンパ１６２ａで接続し、Ｖ相については信号線２８ｂと信号線４８ｂとを信号線ジャンパ１６２ｂで接続し、Ｗ相については信号線２８ｃと信号線４８ｃとを信号線ジャンパ１６２ｃで接続している。負極側のＵ相については信号線３０ａと信号線５０ａとを信号線ジャンパ１６４ａで接続し、Ｖ相については信号線３０ｂと信号線５０ｂとを信号線ジャンパ１６４ｂで接続し、Ｗ相については信号線３０ｃと信号線５０ｃとを信号線ジャンパ１６４ｃで接続している。

ここで、信号線ジャンパ１６２ａは信号線ジャンパ１６４ａよりも上方にずらした位置に設けているが、これは、第１スイッチング素子２４ａ及び４４ａからの信号線ジャンパ１６２ａまでの距離と、第２スイッチング素子２６ａ及び４６ａからの信号線ジャンパ１６４ａまでの距離が略等しくなるようにするためである。Ｖ相及びＷ相に係る箇所についても同様である。

これにより、ゲート回路との接続は、例えば第１回路２０の信号端子１１４ａ、１１４ｃ、１１４ｅ、１１４ｇ、１１４ｉ、１１４ｋを用いればよく、第２回路４０の信号端子１１４ｂ、１１４ｄ、１１４ｆ、１１４ｈ、１１４ｊ、１１４ｌは使用しなくてもよい。

図６に示すように、駆動線ジャンパ１６０ｕは両端が、駆動線ランド部１２２ａ及び駆動線ランド部１２２ｂに接続されており、駆動線ジャンパ１６０ｖは両端が、駆動線ランド部１２４ａ及び駆動線ランド部１２４ｂに接続されており、駆動線ジャンパ１６０ｗは両端が、駆動線ランド部１２６ａ及び駆動線ランド部１２６ｂに接続されている。

これらの駆動線ランド部は、対応する出力駆動線同士が並列している箇所に設けられており、しかも間に他のパターンが存在しない隣接した箇所に設けられていることから、駆動線ジャンパ１６０ｕ〜１６０ｗを十分に短くすることができ、抵抗が小さくなるとともに低コストになる。また、間に他のパターンがないことから、駆動線ジャンパ１６０ｕ〜１６０ｗを基板表面に接して実装させることも可能である。

駆動線ジャンパ１６０ｕ〜１６０ｗは、中継ジャンパ１１２ａ〜１１２eと共通にしてもよい。これにより、部品管理やチップマウント工程が簡便となるとともに、いわゆるスケールメリットが得られる。

また、信号線ジャンパ１６２ａは両端が、信号線ランド部１３０ａ及び信号線ランド部１３０ｂに接続されており、信号線ジャンパ１６２ｂは両端が、信号線ランド部１３４ａ及び信号線ランド部１３４ｂに接続されており、信号線ジャンパ１６２ｃは両端が、信号線ランド部１３８ａ及び信号線ランド部１３８ｂに接続されている。

さらに、信号線ジャンパ１６４ａは両端が、信号線ランド部１３２ａ及び信号線ランド部１３２ｂに接続されており、信号線ジャンパ１６４ｂは両端が、信号線ランド部１３６ａ及び信号線ランド部１３６ｂに接続されており、信号線ジャンパ１６４ｃは両端が、信号線ランド部１４０ａ及び信号線ランド部１４０ｂに接続されている。

これらの信号線ランド部は、対応する切替信号線同士が並列している箇所に設けられており、しかも間に他のパターンが存在しない隣接した箇所に設けられていることから、信号線ジャンパ１６２ａ〜１６２ｃ及び１６４ａ〜１６４ｃを十分に短くすることができ、抵抗が小さくなとともに低コストになる。また、間に他のパターンがないことから、信号線ジャンパ１６２ａ〜１６２ｃ及び１６４ａ〜１６４ｃを基板表面に接して実装させることも可能である。

このような電気基板２００では、第１回路２０と第２回路４０が並列的に接続されて協動させることができる。例えば、Ｕ相からＷ相に電流を流す場合に、信号端子１１４ａ及び１１４ｋをアクティブとすることにより、信号線ジャンパ１６２ａの作用下に第１スイッチング素子２４ａと第１スイッチング素子４４ａが同期してオンとなり、信号線ジャンパ１６４ｃの作用下に第２スイッチング素子２６ｃと第２スイッチング素子４６ｃが同期してオンとなる。

第１スイッチング素子２４ａ及び第１スイッチング素子４４ａを通った電流は、駆動線ジャンパ１６０ｕの作用下に合流し、出力端子１０８ｕから第３モータ１４ｃのＵ相に供給される。

また第３モータ１４ｃのＷ相から出た電流は、出力端子１０８ｗから電気基板２００に入り、駆動線ジャンパ１６０ｗの作用下に分流し、第２スイッチング素子２６ｃ及び第２スイッチング素子４６ｃに流れることになる。

このように、第３モータ１４ｃは大型であって大電流が流れるが、該電流は正極側では第１回路２０と第２回路４０のいずれか１つずつの第１スイッチング素子に分流して流れ、負極側では第１回路２０と第２回路４０のいずれか１つずつの第２スイッチング素子に分流して流れる。したがって、理論的には各スイッチング素子の電流容量は第３モータ１４ｃに要求される電流容量の１／２で足りる。

つまり、電気基板２００で用いられるスイッチング素子と、前記の電気基板１００で用いられるスイッチング素子は、基本的には同じもので足り、部品の共通化が図られる。

上述したように、本実施の形態に係る電気基板１００によれば、第１回路２０に対応した第１プリントパターン及び第２回路４０に対応した第２プリントパターンにそれぞれ部品を実装することにより個別に交流負荷（つまり、第１モータ１４ａ及び１４ｂ）を駆動することができる。また、信号線ランド部に信号線ジャンパを実装し、駆動線ランド部に駆動線ジャンパを実装することにより電気基板２００が得られ、第１回路２０と第２回路４０が並列に接続されることになり、より大きな１台の交流負荷（つまり、第３モータ１４ｃ）を駆動することができる。

なお、上述のプリント基板１０２は、第１回路２０及び第２回路４０に対応した２つのプリントパターンが設けられていると説明したが、対応するプリントパターンの数は３つ以上でもよい。回路が３つ以上の場合、入力側及び出力側をジャンパで接続することにより、さらに大型の交流負荷を駆動することができる。

本発明に係る電力変換回路の電気基板は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。

第１の実施形態に係る電気基板の回路図である。 第１の実施形態に係る電気基板の平面図である。 プリント基板の平面図である。 中継ジャンパの側面図である。 第２の実施形態に係る電気基板の回路図である。 第２の実施形態に係る電気基板の平面図である。

符号の説明

１０、１５０…電力変換回路 １２…バッテリ
１２ｎ…負極ライン １２ｐ…正極ライン
１４ａ〜１４ｃ…モータ １８…ブリッジ回路
２０…第１回路
２２ａ〜２２ｃ、４２ａ〜４２ｃ…直列スイッチング部
２４ａ〜２４ｃ、４４ａ〜４４ｃ…第１スイッチング素子
２６ａ〜２６ｃ、４６ａ〜４６ｃ…第２スイッチング素子
２８ａ〜２８ｃ、３０ａ〜３０ｃ、４８ａ〜４８ｃ、５０ａ〜５０ｃ…信号線
３４ａ〜３４ｃ、５４ａ〜５４ｃ…出力駆動線
４０…第２回路 １０１…端子部
１０２…プリント基板 １１２ａ〜１１２ｅ…中継ジャンパ
１２２ａ、１２２ｂ、１２４ａ、１２４ｂ、１２６ａ、１２６ｂ…駆動線ランド部
１３０ａ、１３０ｂ、１３２ａ、１３２ｂ、１３４ａ、１３４ｂ、１３６ａ、１３６ｂ、１３８ａ、１３８ｂ、１４０ａ、１４０ｂ…信号線ランド部
１６０ｕ〜１６０ｗ…駆動線ジャンパ
１６２ａ〜１６２ｃ、１６４ａ〜１６４ｃ…信号線ジャンパ
２００…電気基板

Claims (4)

1. 交流負荷を駆動するため、各相毎に直流電源に直列接続された２つのスイッチング素子の切り替えを行って直流を交流に変換する電力変換回路の電気基板において、
   個別の交流負荷を駆動する回路に対応した第１プリントパターン及び第２プリントパターンと、
   前記第１プリントパターンと前記第２プリントパターンにおける直流の同極性及び交流の同相に対応したスイッチング素子の切替信号線同士を接続する信号線ジャンパを実装可能な信号線ランド部と、
   前記第１プリントパターンと前記第２プリントパターンにおける交流の同相に対応したスイッチング素子の交流負荷に対する出力駆動線同士を接続する駆動線ジャンパを実装可能な駆動線ランド部と、
   を有することを特徴とする電力変換回路の電気基板。
2. 請求項１記載の電力変換回路の電気基板において、
   直流電源の一方の極性の電力を供給し、所定の方向に延在する電源パターンと、
   前記スイッチング素子のうち、前記電源パターンから供給される電力の切替を行う第１のスイッチング素子群と、
   前記スイッチング素子のうち、直流電源の他方の極性の電力の切替を行い、前記電源パターンを境として一方に設けられた第２のスイッチング素子群と、
   前記電源パターンを境として他方に設けられ、前記交流負荷に接続する出力端子部と、
   前記第１のスイッチング素子群と前記第２のスイッチング素子群のうち同相に対応するものを直列接続する直列接続ラインと、
   前記電源パターンの上方を超えて、前記直列接続ラインと前記出力端子とを接続する中継ジャンパと、
   を有することを特徴とする電力変換回路の電気基板。
3. 請求項１又は２記載の電力変換回路の電気基板において、
   前記信号線ジャンパにより接続される切替信号線同士のパターンは、少なくとも前記信号線ランド部が設けられている箇所で並列して設けられ、間に他のパターンが存在しないことを特徴とする電力変換回路の電気基板。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の電力変換回路の電気基板において、
   前記駆動線ジャンパにより接続される出力駆動線同士のパターンは、少なくとも前記駆動線ランド部が設けられている箇所で並列して設けられ、間に他のパターンが存在しないことを特徴とする電力変換回路の電気基板。

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