JP2009081233A - Electronic circuit device, and hermetic electric compressor - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electronic circuit device having reliability against electrification while improving heat radiation capability even when housed in a housing box, in an electronic circuit device having a structure where semiconductor elements such as an IPM (intelligent power module) used for an inverter control apparatus or the like, and a control element such as a microcomputer are mounted on a sub-board and surrounded by a heat radiation plate. <P>SOLUTION: By grounding the heat radiation plate and grounding a cover 185 of the housing box 181 as well, safety against electrification in the cover 185 is secured. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明はインバーター制御機器等に用いられるIPM(インテリジェントパワーモジュール)等の半導体素子を回路基板上に実装した電子回路装置に関するもので、特に冷蔵庫用密閉型電動圧縮機の駆動に好適なものである。   The present invention relates to an electronic circuit device in which a semiconductor element such as an IPM (intelligent power module) used for an inverter control device or the like is mounted on a circuit board, and is particularly suitable for driving a hermetic electric compressor for a refrigerator. .

近年、冷蔵庫等インバーター制御を使った機器が多く出ているが、これらのインバーター機器の電子回路装置においては、モータ等のインバーター駆動回路や、駆動回路の過電流に対する保護回路を1個のモジュールとして組み込んだIPM半導体素子が用いられるのが一般的である。   In recent years, there are many devices using inverter control such as refrigerators, but in the electronic circuit devices of these inverter devices, the inverter drive circuit such as a motor and the protection circuit against overcurrent of the drive circuit as one module In general, an embedded IPM semiconductor element is used.

これらIPM半導体素子には、本体の両側に端子をだすDIP(デュアル・インライン・パッケージ)型の形状をしたものと、本体の片側に端子をだすSIP(シングル・インライン・パッケージ)型の形状をしたものがある。   These IPM semiconductor elements have a DIP (dual inline package) type shape with terminals on both sides of the main body, and a SIP (single inline package) type shape with terminals on one side of the main body. There is something.

また、これらのIPM半導体素子を制御駆動するための制御半導体素子にはマイコン等が用いられるのが一般的である。   A microcomputer or the like is generally used as a control semiconductor element for controlling and driving these IPM semiconductor elements.

これらのIPM半導体素子は発熱をするため、放熱板を取り付けなければならないが、SIP型IPM半導体素子とマイコン等の制御半導体素子を1つの縦型サブ基板上に実装し、放熱板が縦型サブ基板を囲うように構成するとともに、縦型サブ基板および放熱板をメイン基板に実装するようにして小型化する電子回路装置が提案されている(たとえば特許文献1参照)。   Since these IPM semiconductor elements generate heat, a heat sink must be attached. However, a SIP type IPM semiconductor element and a control semiconductor element such as a microcomputer are mounted on one vertical sub board, and the heat sink is a vertical sub board. There has been proposed an electronic circuit device that is configured so as to surround a substrate and that is downsized by mounting a vertical sub-substrate and a heat sink on a main substrate (see, for example, Patent Document 1).

以下、図面を参照しながら上記従来の電子回路装置を説明する。   The conventional electronic circuit device will be described below with reference to the drawings.

図8は特許文献1に記載された従来の電子回路装置の斜視図、図9は従来の電子回路装置の側面図、図10従来の電子回路装置の電気回路ブロック図である。   8 is a perspective view of a conventional electronic circuit device described in Patent Document 1, FIG. 9 is a side view of the conventional electronic circuit device, and FIG. 10 is an electric circuit block diagram of the conventional electronic circuit device.

また、図11は同従来の電子回路装置における放熱板の折り曲げ加工前の斜視図、図12は従来の電子回路装置を専用の収納ボックスに収めた斜視図、図13は図12におけるC−C線の側断面図である。   11 is a perspective view of the conventional electronic circuit device before bending of the heat sink, FIG. 12 is a perspective view of the conventional electronic circuit device housed in a dedicated storage box, and FIG. 13 is a CC view of FIG. FIG.

図10において、電子回路装置71は電気回路として、駆動回路51aおよび過電流保護回路51bを内部に形成したSIP型半導体素子であるIPM51を備えている。   In FIG. 10, an electronic circuit device 71 includes an IPM 51, which is a SIP semiconductor element in which a drive circuit 51a and an overcurrent protection circuit 51b are formed as an electric circuit.

また、電子回路装置71は、制御半導体素子であるマイコン61aと、マイコン61aと接続される発振子61cおよび三相のモータ8のロータ位置を検出する位置検知回路61bから構成されている回転数制御回路61とを備え、回転数制御回路61はIPM51へ指令を出す。   The electronic circuit device 71 includes a microcomputer 61a which is a control semiconductor element, an oscillator 61c connected to the microcomputer 61a, and a position detection circuit 61b which detects the rotor position of the three-phase motor 8. The rotation speed control circuit 61 issues a command to the IPM 51.

さらに、電子回路装置71は、IPM51用のモータ駆動用電源回路69aと回転数制御回路61用の制御用電源回路69bとを備えた電源回路69、電源およびアースと電気接続する電源コネクタ5、電子回路装置71とモータ8を電気接続する出力コネクタ7を備えている。   Further, the electronic circuit device 71 includes a power supply circuit 69 including a motor drive power supply circuit 69a for the IPM 51 and a control power supply circuit 69b for the rotation speed control circuit 61, the power supply connector 5 electrically connected to the power supply and the ground, An output connector 7 for electrically connecting the circuit device 71 and the motor 8 is provided.

また、図8ないし図13に示すように、電子回路装置71は上記電気回路を構成するためにその他の部品として、メイン基板67、縦型サブ基板53、放熱板59、IPM取付けネジ55、ナット57、基板端子65などを備えている。   Further, as shown in FIGS. 8 to 13, the electronic circuit device 71 includes, as other components, a main board 67, a vertical sub board 53, a heat sink 59, an IPM mounting screw 55, a nut in order to constitute the electric circuit. 57, a substrate terminal 65, and the like.

以下、電子回路装置の詳細な構成について説明する。   Hereinafter, a detailed configuration of the electronic circuit device will be described.

SIP型半導体素子であるIPM51は、複数の素子端子51cを備え、縦型サブ基板53とIPM51とが平行対面するように、素子端子51cを縦型サブ基板53にはんだ付けされることにより実装されている。   The IPM 51, which is a SIP type semiconductor element, includes a plurality of element terminals 51c, and is mounted by soldering the element terminals 51c to the vertical sub board 53 so that the vertical sub board 53 and the IPM 51 face each other in parallel. ing.

また、IPM51を制御する回転数制御回路61のマイコン61aおよび発振子61cは、縦型サブ基板53に面実装されている。   The microcomputer 61 a and the oscillator 61 c of the rotation speed control circuit 61 that controls the IPM 51 are surface-mounted on the vertical sub-board 53.

また、IPM51は、IPM取付けネジ55およびナット57により、図11に示す金属平板をU字型に折り曲げ成形された放熱板59に密着するように取付けられているとともに、放熱板59は縦型サブ基板53およびIPM51を囲うように配置されている。   Further, the IPM 51 is mounted by an IPM mounting screw 55 and a nut 57 so as to be in close contact with a heat radiating plate 59 formed by bending a metal flat plate shown in FIG. 11 into a U shape. It arrange | positions so that the board | substrate 53 and IPM51 may be enclosed.

尚、IPM51と放熱板59の間には絶縁シート99が配置されており、素子端子51cと放熱板59の間の絶縁距離を確保している。   An insulating sheet 99 is disposed between the IPM 51 and the heat radiating plate 59 to ensure an insulating distance between the element terminal 51 c and the heat radiating plate 59.

縦型サブ基板53および放熱板59はメイン基板67上に実装されているが、縦型サブ基板53のメイン基板67側の端面には複数の基板端子65が取付けられており、この基板端子65により縦型サブ基板53とメイン基板67が電気接続されている。   The vertical sub board 53 and the heat sink 59 are mounted on the main board 67, but a plurality of board terminals 65 are attached to the end face of the vertical sub board 53 on the main board 67 side. Thus, the vertical sub board 53 and the main board 67 are electrically connected.

メイン基板67には電源コネクタ5が取付けられており、電子回路装置71に入力電源(たとえばAC100V)を供給するとともに、アース(図示せず)に接続されるようになっている。   The power supply connector 5 is attached to the main board 67, and an input power supply (for example, AC100V) is supplied to the electronic circuit device 71 and is connected to the ground (not shown).

また、モータ駆動用電源回路69aおよび制御用電源回路69bからなる電源回路69は、メイン基板67に実装されており、電源コネクタ5からの電源入力を入力としてIPM51に駆動系電圧(たとえばDC280V)と回転数制御回路に制御系電圧(たとえばDC5V)を供給している。   A power supply circuit 69 composed of a motor drive power supply circuit 69a and a control power supply circuit 69b is mounted on the main board 67. The power supply input from the power supply connector 5 is input to the IPM 51 as a drive system voltage (for example, DC280V). A control system voltage (for example, DC 5 V) is supplied to the rotation speed control circuit.

また、メイン基板67には出力コネクタ7が取付けられており、IPM51の出力は縦型サブ基板53、メイン基板67、そして出力コネクタ7を経由してモータ8に出力される。   The output connector 7 is attached to the main board 67, and the output of the IPM 51 is output to the motor 8 via the vertical sub board 53, the main board 67, and the output connector 7.

次に、収納ボックスに収める仕様とした場合の電子回路装置について説明する。   Next, an electronic circuit device in the case of a specification for storage in a storage box will be described.

図12は、電子回路装置71を密閉型電動圧縮機等の駆動に用いた場合において、電子回路装置71を密閉型電動圧縮機の近傍等に設置できるように収納ボックス81に収める仕様とした時の斜視図であるが、収納ボックス81の内部に電子回路装置71を収納し、金属性のカバー85で蓋をし、カバー取付けネジ87で固定する構造となっている。   FIG. 12 shows a case where the electronic circuit device 71 is used for driving a hermetic electric compressor or the like and the electronic circuit device 71 is stored in the storage box 81 so that it can be installed in the vicinity of the hermetic electric compressor or the like. The electronic circuit device 71 is housed in the housing box 81, covered with a metallic cover 85, and fixed with a cover mounting screw 87.

カバー85は放熱板59と接触するようになっており、放熱板59とカバー85が熱伝導するようになっている。   The cover 85 is in contact with the heat radiating plate 59 so that the heat radiating plate 59 and the cover 85 conduct heat.

収納ボックス81の側面には電源コネクタ5および出力コネクタ7に接続された電気配線95を収納ボックス81の外部に取り出す窓部81aが設けられているが、配線カバー89を配線カバー取付けネジ91で収納ボックス81に固定して蓋をすることにより、収納ボックス81が密閉され、外部から水や埃等が収納ボックス81の内部に浸入することを防ぐ構造となっている。   A window 81 a is provided on the side of the storage box 81 to take out the electrical wiring 95 connected to the power supply connector 5 and the output connector 7 to the outside of the storage box 81. The wiring cover 89 is stored with the wiring cover mounting screw 91. The storage box 81 is hermetically sealed by being fixed to the box 81, and water or dust is prevented from entering the storage box 81 from the outside.

以上のように構成された電子回路装置について、以下その動作を説明する。   The operation of the electronic circuit device configured as described above will be described below.

回転数制御回路61は、モータ8からフィードバックされた三相の位置検知信号を入力とし、位置検知回路61bにてモータ8の回転状況を検知するとともにマイコン61aで演算処理を行い、モータ8が所定の回転数で回転するようにIPM51へ駆動信号を出力するが、マイコン61aは発振子61cによって動作のためのクロックを発生させており、それにより内部に格納されたプログラムを実行し、IPM51を制御する。   The rotation speed control circuit 61 receives the three-phase position detection signal fed back from the motor 8 as input, detects the rotation state of the motor 8 with the position detection circuit 61b and performs arithmetic processing with the microcomputer 61a. The microcomputer 61a generates a clock for operation by the oscillator 61c, thereby executing the program stored therein to control the IPM 51. To do.

IPM51内部の駆動回路51aは回転数制御回路61のマイコン61aからの駆動信号を基に、モータ8が所定の回転数で動作するよう三相の駆動電圧波形をモータ8へ出力することにより、モータ8が所定の回転数で運転される。   The drive circuit 51a inside the IPM 51 outputs a three-phase drive voltage waveform to the motor 8 based on the drive signal from the microcomputer 61a of the rotation speed control circuit 61 so that the motor 8 operates at a predetermined rotation speed. 8 is operated at a predetermined rotational speed.

また、IPM51の過電流保護回路51bは、駆動回路51aからモータ8へ出力される出力電流値を監視し、規定の電流値以上になるとモータ8への駆動出力を停止し、IPM51およびモータ8を保護している。   The overcurrent protection circuit 51b of the IPM 51 monitors the output current value output from the drive circuit 51a to the motor 8, and stops the drive output to the motor 8 when the current value exceeds a specified current value. Protect.

次に、電子回路装置71の放熱動作について述べると、電子回路装置71においては、モータ8を駆動することにより駆動素子であるIPM51が発熱する。   Next, the heat dissipation operation of the electronic circuit device 71 will be described. In the electronic circuit device 71, when the motor 8 is driven, the IPM 51 that is a drive element generates heat.

IPM51の発熱は絶縁シート99を介して放熱板59に熱伝導し、さらにカバー85に熱伝導することによって収納ボックス81の外部に放熱されるしくみになっている。
特開2006−24746号公報
The heat generated by the IPM 51 is thermally conducted to the heat radiating plate 59 through the insulating sheet 99 and further radiated to the outside of the storage box 81 by conducting heat to the cover 85.
JP 2006-24746 A

しかしながら、上記従来の構成では、収納ボックス81の金属性カバー85に使用者の手が触れるような構成である場合、感電に対する安全性の面から、放熱板59と駆動系電圧が供給されている充電部などの絶縁距離(たとえば放熱板59とIPM51の素子端子の絶縁距離)は安全規格で一定以上の距離を確保するように定められているため、IPM51と放熱板59の間に絶縁シートを入れなければならない他、IPM51のボディに金属板が使用された放熱性の良い種類のIPM51については、IPM51を放熱板59にネジ留めすることによって絶縁距離が確保できなくなってしまうため使用できないという課題を有していた。   However, in the above-described conventional configuration, when the user's hand touches the metallic cover 85 of the storage box 81, the heat radiating plate 59 and the drive system voltage are supplied from the viewpoint of safety against electric shock. Since the insulation distance of the charging part or the like (for example, the insulation distance between the heat sink 59 and the element terminal of the IPM 51) is determined by safety standards to ensure a certain distance or more, an insulating sheet is provided between the IPM 51 and the heat sink 59. In addition, the IPM 51 having a good heat dissipation property in which a metal plate is used for the body of the IPM 51 cannot be used because the insulation distance cannot be secured by screwing the IPM 51 to the heat dissipation plate 59. Had.

本発明は上記従来の課題を解決するもので、放熱性が良く、絶縁シートを使用せずに安全規格の絶縁要求も満足する電子回路装置を提供するものである。   The present invention solves the above-described conventional problems, and provides an electronic circuit device that has good heat dissipation and satisfies the insulation requirements of safety standards without using an insulating sheet.

上記従来の課題を解決するために、本発明の電子回路装置は、収納ボックスのカバーと放熱板を電気的および熱的に接続するとともに放熱板をアースするようにしたもので、放熱板の熱を収納ボックスのカバーを介して外へ放熱するとともに、収納ボックスのカバーもアースされるという作用を有する。   In order to solve the above conventional problems, the electronic circuit device of the present invention is configured such that the cover of the storage box and the heat sink are electrically and thermally connected and the heat sink is grounded. Is radiated to the outside through the cover of the storage box, and the cover of the storage box is also grounded.

本発明の電子回路装置は、放熱板の熱を収納ボックスのカバーを介して外へ放熱できるとともに、手が触れる可能性のある収納ボックスのカバーもアースされるため、信頼性が向上するとともに、感電に対する安全性も確保することができる。   The electronic circuit device of the present invention can dissipate the heat of the heat dissipation plate to the outside through the cover of the storage box, and the cover of the storage box that may be touched by the hand is also grounded. Safety against electric shock can also be ensured.

請求項1に記載の発明は、縦型サブ基板と前記縦型サブ基板上に前記縦型サブ基板と平行に対面するように実装されたSIP型半導体素子と前記縦型サブ基板上に実装され、前記SIP型半導体素子の駆動を制御する制御半導体素子と、前記縦型サブ基板および前記SIP型半導体素子を囲うように成形された放熱板と、前記縦型サブ基板の端部に配置された基板端子によって電気的に接続されることで前記縦型サブ基板を実装したメイン基板と、前記メイン基板を密閉収納する収納ボックスと、前記放熱板と熱的および電気的に接続されるとともに前記収納ボックスを密閉するカバーとを備え、前記放熱板はアースされたもので、収納ボックスの放熱性が良く、収納ボックス内に熱が籠もることを防止でき、さらに安全規格の絶縁要求も満足して感電に対して安全な電子回路装置とすることができる。   The invention according to claim 1 is mounted on the vertical sub-substrate and the vertical sub-substrate, the SIP-type semiconductor element mounted on the vertical sub-substrate so as to face the vertical sub-substrate, and the vertical sub-substrate. A control semiconductor element for controlling the driving of the SIP type semiconductor element, a heat sink formed so as to surround the vertical type sub board and the SIP type semiconductor element, and an end part of the vertical type sub board. A main board on which the vertical sub-board is mounted by being electrically connected by a board terminal, a storage box for hermetically storing the main board, a heat sink and a thermal box that are thermally and electrically connected to the storage. The heat sink is grounded, the heat dissipation of the storage box is good, heat can be prevented from being stored in the storage box, and the insulation requirements of safety standards are also met. It can be a secure electronic circuit device against shock and.

請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、放熱板とメイン基板のアースパターンとを電気的に接続することによって前記放熱板およびカバーをアースしたもので、放熱板のアース接続構成を簡素化し、アース接続の作業性を向上させることができる。   According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the heat sink and the cover are grounded by electrically connecting the heat sink and the ground pattern of the main board. The connection configuration can be simplified and the workability of ground connection can be improved.

請求項3に記載の発明は、請求項1または2に記載の発明において、放熱板の制御半導体素子と近接対面する側面に切り欠き開口部を設けたもので、アースを介した外来のサージやノイズに対して誤動作し難い密閉型電動圧縮機とすることができる。   The invention according to claim 3 is the invention according to claim 1 or 2, wherein a notch opening is provided on a side surface of the heat sink that faces the control semiconductor element in close proximity, and external surge or It is possible to provide a hermetic electric compressor that does not easily malfunction due to noise.

請求項4に記載の発明は、請求項1から3のいずれか一項に記載の電子回路装置を密閉型電動圧縮機に用いたもので、放熱性が良く、安全規格の絶縁要求も満足する密閉型電動圧縮機とすることができる。   The invention according to claim 4 uses the electronic circuit device according to any one of claims 1 to 3 for a hermetic electric compressor, has good heat dissipation, and satisfies the insulation requirements of safety standards. It can be set as a hermetic electric compressor.

請求項5に記載の発明は、請求項4に記載の発明において、メイン基板の密閉型電動圧縮機への出力コネクタに、メイン基板のアースパターンと接続されたアース端子を設け、この端子に接続されたアース用電線と密閉容器とを電気的に接続することによってアースされるもので、密閉型電動圧縮機のアース接続構成を簡素化し、密閉型電動圧縮機を搭載する機器の生産工程を簡素化し、作業効率が向上し安価に製造することができる。   According to a fifth aspect of the invention, in the invention of the fourth aspect, an output connector to the sealed electric compressor of the main board is provided with a ground terminal connected to the ground pattern of the main board, and connected to this terminal. It is grounded by electrically connecting the grounded electric wire and the sealed container, simplifying the ground connection configuration of the hermetic electric compressor and simplifying the production process of equipment equipped with the hermetic electric compressor Therefore, the working efficiency is improved and it can be manufactured at a low cost.

(実施の形態1)
図1は本発明の実施の形態1における電子回路装置の斜視図、図2は図1におけるA−A線の断面図、図3は同実施の形態における電子回路装置の基板構成部の斜視図、図4は図3におけるB−B線の断面図である。
(Embodiment 1)
1 is a perspective view of an electronic circuit device according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 1, and FIG. 3 is a perspective view of a substrate component of the electronic circuit device according to the first embodiment. 4 is a cross-sectional view taken along line BB in FIG.

また、図5は同実施の形態における電子回路装置の電気回路ブロック図、図6は同実施の形態における放熱板の折り曲げ加工前の斜視図、図7は同実施の形態における密閉型電動圧縮機の電気回路ブロック図である。   FIG. 5 is an electric circuit block diagram of the electronic circuit device according to the embodiment, FIG. 6 is a perspective view before the heat sink is bent, and FIG. 7 is a hermetic electric compressor according to the embodiment. It is an electric circuit block diagram of.

電子回路装置171は、大まかには基板構成部171aと収納ボックス181から構成され、収納ボックス181の内部に基板構成部171aを収納し、カバー185で蓋をし、カバー取付けネジ187にて固定する構造になっている。   The electronic circuit device 171 is roughly composed of a board component 171a and a storage box 181. The board component 171a is stored inside the storage box 181 and covered with a cover 185 and fixed with a cover mounting screw 187. It has a structure.

また、電子回路装置171は電気回路として、SIP型半導体素子であるIPM151と、回転数制御回路161と、電源回路169と、電源およびアースと電気接続する電源コネクタ105、電子回路装置171とモータ108を電気接続する出力コネクタ107を備えている。   The electronic circuit device 171 includes an IPM 151 that is a SIP type semiconductor element, a rotation speed control circuit 161, a power circuit 169, a power connector 105 that is electrically connected to a power source and a ground, an electronic circuit device 171 and a motor 108. The output connector 107 is electrically connected.

そして、IPM151は駆動回路151aおよび過電流保護回路151bを内部に形成している。回転数制御回路161は、IPM151へ指令をだす制御半導体素子であるマイコン161aと、マイコン161aと接続される発振子161cと、三相のモータ108のロータ位置を検出する位置検知回路161bとから構成されている。   The IPM 151 includes a drive circuit 151a and an overcurrent protection circuit 151b inside. The rotation speed control circuit 161 includes a microcomputer 161a that is a control semiconductor element that gives a command to the IPM 151, an oscillator 161c that is connected to the microcomputer 161a, and a position detection circuit 161b that detects the rotor position of the three-phase motor 108. Has been.

また、電源回路169は、IPM151用のモータ駆動用電源回路169aと、回転数制御回路161用の制御用電源回路169bとから構成されている。   The power supply circuit 169 includes a motor drive power supply circuit 169a for the IPM 151 and a control power supply circuit 169b for the rotation speed control circuit 161.

また、電子回路装置171は上記電気回路を構成するために、その他の部品として、メイン基板167、縦型サブ基板153、放熱板159、IPM取付けネジ155、ナット157、基板端子165、放熱板取付けネジ163などを備えている。   The electronic circuit device 171 includes, as other components, a main board 167, a vertical sub-board 153, a heat sink 159, an IPM mounting screw 155, a nut 157, a board terminal 165, and a heat sink mounted in order to configure the above electric circuit. A screw 163 and the like are provided.

以下、電子回路装置171の詳細な構成について説明する。   Hereinafter, a detailed configuration of the electronic circuit device 171 will be described.

SIP型半導体素子であるIPM151は複数の素子端子151cを備え、縦型サブ基板153とIPM151とが平行対面するように、素子端子151cを縦型サブ基板153にはんだ付けされることにより実装されている。   The IPM 151, which is a SIP type semiconductor element, includes a plurality of element terminals 151c, and is mounted by soldering the element terminals 151c to the vertical sub-board 153 so that the vertical sub-board 153 and the IPM 151 face each other in parallel. Yes.

また、IPM151を制御する回転数制御回路161のマイコン161aおよび発振子161cは、縦型サブ基板153に面実装されている。   The microcomputer 161 a and the oscillator 161 c of the rotation speed control circuit 161 that controls the IPM 151 are surface-mounted on the vertical sub-board 153.

また、IPM151は、IPM取付けネジ155およびナット157により、金属板をU字型に折り曲げ成形された放熱板159に密着するように取付けられているとともに、放熱板159は縦型サブ基板153およびIPM151を囲うようになっている。   The IPM 151 is attached by an IPM mounting screw 155 and a nut 157 so as to be in close contact with a heat sink 159 formed by bending a metal plate into a U-shape, and the heat sink 159 includes the vertical sub-board 153 and the IPM 151. Has come to enclose.

また、放熱板159には切り欠き開口部159cおよび切り欠き開口部159dが形成されており、マイコン161aおよび発振子161cは放熱板159と対面近接しない構造となっている。   Further, the heat sink 159 is provided with a notch opening 159c and a notch opening 159d, and the microcomputer 161a and the oscillator 161c are not in close proximity to the heat sink 159.

縦型サブ基板153および放熱板159は、メイン基板167上に実装されているが、縦型サブ基板153のメイン基板167側の端面には複数の基板端子165が取付けられており、この基板端子165により縦型サブ基板153とメイン基板167が電気接続されている。   The vertical sub board 153 and the heat dissipation plate 159 are mounted on the main board 167, and a plurality of board terminals 165 are attached to the end face of the vertical sub board 153 on the main board 167 side. By 165, the vertical sub-board 153 and the main board 167 are electrically connected.

メイン基板167には電源コネクタ105が取付けられており、電子回路装置171に入力電源(たとえばAC100V)を供給するとともに、アースに接続されるようになっている。   A power connector 105 is attached to the main board 167, and an input power (for example, AC 100V) is supplied to the electronic circuit device 171 and is connected to the ground.

また、モータ駆動用電源回路169aおよび制御用電源回路169bからなる電源回路169はメイン基板167に実装されており、電源コネクタ105からの電源入力を入力としてIPM151に駆動系電圧(たとえばDC280V)と回転数制御回路に制御系電圧(たとえばDC5V)を供給している。   A power supply circuit 169 composed of a motor drive power supply circuit 169a and a control power supply circuit 169b is mounted on the main board 167, and receives a power supply input from the power supply connector 105 as an input to the IPM 151 and a drive system voltage (for example, DC280V) and rotation A control system voltage (for example, DC 5 V) is supplied to the number control circuit.

また、メイン基板167には出力コネクタ107が取付けられており、IPM151の出力は縦型サブ基板153、メイン基板167、そして出力コネクタ107を経由してモータ108に出力される。   The output connector 107 is attached to the main board 167, and the output of the IPM 151 is output to the motor 108 via the vertical sub board 153, the main board 167, and the output connector 107.

また、収納ボックス181の側面には電源コネクタ105および出力コネクタ107に接続された電気配線を外に取り出す窓部181aが設けられているが、配線カバー189を配線カバー取付けネジ191で収納ボックス181に固定して蓋をすることにより、収納ボックス181が密閉され、外部から水や埃等が浸入するのを防ぐ構造になっている。   In addition, a window portion 181a for taking out the electrical wiring connected to the power connector 105 and the output connector 107 is provided on the side surface of the storage box 181. The wiring cover 189 is attached to the storage box 181 with a wiring cover mounting screw 191. By fixing and covering, the storage box 181 is hermetically sealed to prevent water, dust, and the like from entering from the outside.

電子回路装置171を収納ボックス181に入れた仕様とする場合、IPM151等で発生する熱が収納ボックス181の内部に籠もって温度が上昇してしまうため、カバー185はアルミ等の熱伝導の良い金属性の材料で構成するとともに、カバー185と放熱板159を熱接触させ、IPM151の発熱を収納ボックス181の外へ逃がす構造としている。   When the electronic circuit device 171 is placed in the storage box 181, the heat generated in the IPM 151 or the like is trapped inside the storage box 181 and the temperature rises. Therefore, the cover 185 is made of a metal having good heat conductivity such as aluminum. The cover 185 and the heat sink 159 are brought into thermal contact with each other, and the heat generated by the IPM 151 is released to the outside of the storage box 181.

そのために、放熱板159にはタッブ加工された固定用穴159eが設けられており、固定ネジ193によりカバー185と放熱板159を固定しており、それにより電気的にも放熱板159とカバー185が導通されている。   For this purpose, the heat sink 159 is provided with a fixing hole 159e that is tabbed, and the cover 185 and the heat sink 159 are fixed by a fixing screw 193, so that the heat sink 159 and the cover 185 are electrically connected. Is conducting.

メイン基板167には、電源コネクタ105のアース端子107bと電気的に接続されたアースパターン167aが銅箔にて形成されており、放熱板159は直角に折り曲げられた固定部159aを有しているとともにタッブ加工された取付け穴159bが設けられており、放熱板取付けネジ163によって放熱板159とアースパターン167aが電気的に接続されることにより放熱板159がアースされ、同時にカバー185もアースされるようになっている。   On the main board 167, an earth pattern 167a electrically connected to the earth terminal 107b of the power connector 105 is formed of copper foil, and the heat radiating plate 159 has a fixing portion 159a bent at a right angle. In addition, a mounting hole 159b that is tabbed is provided, and the heat radiating plate 159 is grounded by electrically connecting the heat radiating plate 159 and the ground pattern 167a by the heat radiating plate mounting screw 163, and at the same time, the cover 185 is also grounded. It is like that.

また、出力コネクタ107は、端子としてモータ108への駆動端子107aの他に、アース端子107bを有しており、このアース端子107bはアースパターン167aとはんだ付けによって電気接続されている。   The output connector 107 has a ground terminal 107b as a terminal in addition to the drive terminal 107a to the motor 108. The ground terminal 107b is electrically connected to the ground pattern 167a by soldering.

図7は電子回路装置171を用いた密閉型電動圧縮機194を示すものであるが、図7において密閉型電動圧縮機194は、密閉容器195内に、モータ108と圧縮要素192とを収納している。   FIG. 7 shows a hermetic electric compressor 194 using an electronic circuit device 171. In FIG. 7, the hermetic electric compressor 194 houses a motor 108 and a compression element 192 in a hermetic container 195. ing.

密閉型電動圧縮機194の密閉容器195は、アース用電線197によって出力コネクタ107の端子であるアース端子107bを介して電気的に電子回路装置171のアースパターン167aに接続されているとともに、出力コネクタ107の駆動端子107aに接続されている駆動用の電気配線とともに一纏めにされている。   The hermetic container 195 of the hermetic electric compressor 194 is electrically connected to the earth pattern 167a of the electronic circuit device 171 through the earth terminal 107b, which is the terminal of the output connector 107, by the grounding electric wire 197, and the output connector. The electric wiring for driving connected to the driving terminal 107a of 107 is put together.

以上のように構成された電子回路装置について、以下その動作を説明する。   The operation of the electronic circuit device configured as described above will be described below.

回転数制御回路161は、モータ108からフィードバックされた三相の位置検知信号を入力とし、位置検知回路161bにてモータ108の回転状況を検知するとともにマイコン161aで演算処理を行い、モータ108が所定の回転数で回転するようにIPM151へ駆動信号を出力するが、マイコン161aは発振子161cによって動作のためのクロックを発生させており、それにより内部に格納されたプログラムを実行し、IPM151を制御する。   The rotation speed control circuit 161 receives the three-phase position detection signal fed back from the motor 108, detects the rotation state of the motor 108 with the position detection circuit 161b, and performs arithmetic processing with the microcomputer 161a. The drive signal is output to the IPM 151 so as to rotate at the rotation speed of the microcomputer 161a. The microcomputer 161a generates a clock for operation by the oscillator 161c, thereby executing the program stored therein and controlling the IPM 151. To do.

IPM151内部の駆動回路151aは回転数制御回路161のマイコン161aからの駆動信号を基に、モータ108が所定の回転数で動作するよう三相の駆動電圧波形をモータ108へ出力することにより、モータ108が所定の回転数で運転される。   Based on the drive signal from the microcomputer 161a of the rotation speed control circuit 161, the drive circuit 151a inside the IPM 151 outputs a three-phase drive voltage waveform to the motor 108 so that the motor 108 operates at a predetermined rotation speed. 108 is operated at a predetermined rotational speed.

また、IPM151の過電流保護回路151bは、駆動回路151aからモータ108へ出力される出力電流値を監視し、規定の電流値以上になるとモータ108への駆動出力を停止し、IPM151およびモータ108を保護している。   The overcurrent protection circuit 151b of the IPM 151 monitors the output current value output from the drive circuit 151a to the motor 108. When the current value exceeds a specified current value, the drive output to the motor 108 is stopped, and the IPM 151 and the motor 108 are turned off. Protect.

さらに、モータ108が運転されるとIPM151が発熱するが、放熱板159およびカバー185によりIPM151の発熱を放熱することで、IPM151の温度が極端に上昇することを防止し、IPM151が過度の温度上昇により故障することを防止している。   Further, when the motor 108 is operated, the IPM 151 generates heat. However, by radiating the heat generated by the IPM 151 by the heat radiating plate 159 and the cover 185, the temperature of the IPM 151 is prevented from excessively rising, and the IPM 151 increases excessively. To prevent failure.

さらに、カバー185は放熱板159およびアースパターン167aを介して電源コネクタ105のアースに接続されており、アースされることにより、カバー185での感電に対する安全性を確保して密閉型電動圧縮機194を運転される。   Further, the cover 185 is connected to the ground of the power connector 105 through the heat sink 159 and the ground pattern 167a. By being grounded, the cover 185 secures safety against electric shock and the hermetic electric compressor 194. Be driven.

ところで、放熱板159をアースに接続すると、縦型サブ基板153と放熱板159が近接しているため、縦型サブ基板153の電子回路がアースを介した外来のサージやノイズにより、放熱板159から輻射ノイズを受け、誤動作し易くなってしまう欠点があった。   By the way, when the heat sink 159 is connected to the ground, the vertical sub board 153 and the heat sink 159 are close to each other, so that the electronic circuit of the vertical sub board 153 is caused by an external surge or noise through the ground. There is a drawback that it is easy to malfunction due to radiation noise from the.

特にマイコン161aおよび発振子161cから成るクロックの発振回路は、一般的に外来のノイズにより誤動作し易い電子回路であるが、放熱板159が切り欠き開口部159cを有することにより、マイコン161aおよび発振子161cは放熱板159と対面近接しない構造となっているので、放熱板159からの輻射ノイズを受けることなく電子回路装置171はモータ108および密閉型電動圧縮機194を運転することができる。   In particular, the clock oscillation circuit composed of the microcomputer 161a and the oscillator 161c is an electronic circuit that is likely to malfunction due to external noise, but the heat sink 159 has a notch opening 159c, so that the microcomputer 161a and the oscillator 161 Since 161 c has a structure that does not face the heat sink 159, the electronic circuit device 171 can operate the motor 108 and the hermetic electric compressor 194 without receiving radiation noise from the heat sink 159.

また、密閉型電動圧縮機194の密閉容器195はアース用電線197によって電子回路装置171のアースパターン167aと接続されるため、確実にアースされ、密閉型電動圧縮機194における感電に対する安全性を確保して運転される。   Further, since the hermetic container 195 of the hermetic electric compressor 194 is connected to the earth pattern 167a of the electronic circuit device 171 by the grounding electric wire 197, it is securely grounded and the safety against electric shock in the hermetic electric compressor 194 is ensured. Then drive.

以上の説明のように、放熱板159をアースするとともに、放熱板159と収納ボックス181のカバー185を電気的および熱的に接続することにより、カバー185もアースされるようになり、絶縁シートを必要とせず、絶縁シートによる熱伝達のロスを減らすことができ、放熱性を向上させながら感電に対する信頼性も向上させることができるという効果を得ることができる。   As described above, the heat sink 159 is grounded, and the cover 185 is also grounded by electrically and thermally connecting the heat sink 159 and the cover 185 of the storage box 181. It is not necessary, and the loss of heat transfer by the insulating sheet can be reduced, and the effect of improving the reliability against electric shock while improving the heat dissipation can be obtained.

また、放熱板159とメイン基板167のアースパターン167aとを電気的に接続することにより、放熱板159のアース接続構成を簡素化し、アース接続作業を簡単にすることができるという効果を得ることができる。   In addition, by electrically connecting the heat sink 159 and the ground pattern 167a of the main board 167, it is possible to simplify the ground connection configuration of the heat sink 159 and simplify the ground connection work. it can.

また、放熱板159が切り欠き開口部159cおよび切り欠き開口部159dを有することにより、マイコン161aおよび発振子161cは放熱板159と対面近接しない構造となり、それにより電子回路装置171にアースを介した外来サージやノイズが印加された場合に、マイコン161aが放熱板159からの輻射ノイズを受けなくなり、誤動作しなくなるという効果を得ることができる。   In addition, since the heat sink 159 has the notch opening 159c and the notch opening 159d, the microcomputer 161a and the oscillator 161c are not in close proximity to the heat sink 159, so that the electronic circuit device 171 is grounded. When an external surge or noise is applied, it is possible to obtain an effect that the microcomputer 161a does not receive radiation noise from the heat sink 159 and does not malfunction.

また、上記電子回路装置171を用いた密閉型電動圧縮機194においても、放熱性を向上させ、感電に対する信頼性も向上させることがで、接続構成を簡素化してアース接続作業を簡単にすることができるとともに、アースを介した外来サージやノイズに対して誤動作しなくなるという効果を得ることができる。   Moreover, also in the hermetic electric compressor 194 using the electronic circuit device 171, the heat dissipation can be improved and the reliability against electric shock can be improved, thereby simplifying the connection configuration and simplifying the ground connection work. In addition, it is possible to obtain an effect that no malfunction occurs due to an external surge or noise via the ground.

また、出力コネクタ107にアース端子107bを設け、このアース端子107bに接続されたアース用電線197と密閉型電動圧縮機194の密閉容器195を接続することにより、密閉型電動圧縮機194をアースするため、密閉型電動圧縮機194のアース接続構成を簡素化し、密閉型電動圧縮機194を搭載する機器の生産工程を簡素化し、コストダウンすることもできるという効果を得ることができる。   Further, a ground terminal 107 b is provided on the output connector 107, and the grounded electric compressor 194 is grounded by connecting the grounding electric wire 197 connected to the ground terminal 107 b and the sealed container 195 of the sealed electric compressor 194. Therefore, the ground connection configuration of the hermetic electric compressor 194 can be simplified, the production process of the device on which the hermetic electric compressor 194 is mounted can be simplified, and the cost can be reduced.

以上のように、本発明にかかる電子回路装置は、放熱性を向上させて、感電に対する安全性を向上するとともに、外来のノイズに対する信頼性を向上することが可能となるので、インバーター制御機器だけではなく、半導体素子を用いた他の電子回路装置にも適用することができる。   As described above, the electronic circuit device according to the present invention can improve heat dissipation, improve safety against electric shock, and improve reliability against external noise. Instead, the present invention can also be applied to other electronic circuit devices using semiconductor elements.

本発明の実施の形態1における電子回路装置の斜視図The perspective view of the electronic circuit device in Embodiment 1 of this invention 図1におけるA−A線の断面図Sectional view of the AA line in FIG. 同実施の形態における電子回路装置の基板構成部の斜視図The perspective view of the board | substrate structure part of the electronic circuit device in the embodiment 図3におけるB−B線の断面図Sectional view of the BB line in FIG. 同実施の形態における電子回路装置の電気回路ブロック図Electric circuit block diagram of electronic circuit device in the embodiment 同実施の形態における放熱板の折り曲げ加工前の斜視図The perspective view before the bending process of the heat sink in the same embodiment 同実施の形態における密閉型電動圧縮機の電気回路ブロック図Electrical circuit block diagram of hermetic electric compressor in the same embodiment 従来の電子回路装置の斜視図A perspective view of a conventional electronic circuit device 従来の電子回路装置の側面図Side view of a conventional electronic circuit device 従来の電子回路装置の電気回路ブロック図Electric circuit block diagram of a conventional electronic circuit device 従来の電子回路装置における放熱板の折り曲げ加工前の斜視図The perspective view before the bending process of the heat sink in the conventional electronic circuit device 従来の電子回路装置を専用の収納ボックスに収めた斜視図A perspective view of a conventional electronic circuit device housed in a dedicated storage box 図12におけるC−C線の側断面図12 is a side sectional view taken along line CC in FIG.

符号の説明Explanation of symbols

107 出力コネクタ
107b アース端子
151 IPM
153 縦型サブ基板
159 放熱板
159c,159d 切り欠き開口部
161a マイコン
167 メイン基板
167a アースパターン
171 電子回路装置
181 収納ボックス
185 カバー
194 密閉型電動圧縮機
195 密閉容器
197 アース用電線
107 Output connector 107b Ground terminal 151 IPM
153 Vertical sub-board 159 Heat sink 159c, 159d Notch opening 161a Microcomputer 167 Main board 167a Earth pattern 171 Electronic circuit device 181 Storage box 185 Cover 194 Sealed electric compressor 195 Sealed container 197 Ground wire

Claims (5)

縦型サブ基板と、前記縦型サブ基板上に前記縦型サブ基板と平行に対面するように実装されたSIP(シングル・インライン・パッケージ)型半導体素子と、前記縦型サブ基板上に実装され、前記SIP型半導体素子の駆動を制御する制御半導体素子と、前記縦型サブ基板および前記SIP型半導体素子を囲うように成形された放熱板と、前記縦型サブ基板の端部に配置された基板端子によって電気的に接続されることで前記縦型サブ基板を実装したメイン基板と、前記メイン基板を密閉収納する収納ボックスと、前記放熱板と熱的および電気的に接続されるとともに前記収納ボックスを密閉するカバーとを備え、前記放熱板はアースされたことを特徴とする電子回路装置。   A vertical sub-substrate, a SIP (single in-line package) type semiconductor device mounted on the vertical sub-substrate so as to face the vertical sub-substrate in parallel, and mounted on the vertical sub-substrate A control semiconductor element for controlling the driving of the SIP type semiconductor element, a heat sink formed so as to surround the vertical type sub board and the SIP type semiconductor element, and an end part of the vertical type sub board. A main board on which the vertical sub-board is mounted by being electrically connected by a board terminal, a storage box for hermetically storing the main board, a heat sink and a thermal box that are thermally and electrically connected to the storage. An electronic circuit device comprising: a cover for sealing the box, wherein the heat sink is grounded. 放熱板とメイン基板のアースパターンとを電気的に接続することによって前記放熱板およびカバーをアースした請求項1に記載の電子回路装置。   The electronic circuit device according to claim 1, wherein the heat radiating plate and the cover are grounded by electrically connecting the heat radiating plate and a ground pattern of the main board. 放熱板の制御半導体素子と近接対面する側面に切り欠き開口部を設けた請求項1または2に記載の電子回路装置。   The electronic circuit device according to claim 1, wherein a notch opening is provided in a side surface facing the control semiconductor element of the heat sink. 請求項1から3のいずれか一項に記載の電子回路装置を用いた密閉型電動圧縮機。   A hermetic electric compressor using the electronic circuit device according to any one of claims 1 to 3. メイン基板の密閉型電動圧縮機への出力コネクタに、メイン基板のアースパターンと接続されたアース端子を設け、この端子に接続されたアース用電線と密閉容器とを電気的に接続することによってアースされる請求項4に記載の密閉型電動圧縮機。   An output terminal for the main board sealed electric compressor is provided with a ground terminal connected to the ground pattern of the main board, and the ground wire connected to this terminal is electrically connected to the sealed container for grounding. The hermetic electric compressor according to claim 4.
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