JP2009219273A - パワーモジュール - Google Patents

Abstract

【課題】電力変換基板、駆動基板及び制御基板の３つの基板その他を、効率良くコンパクトに一体に備え、信頼性の高いパワーモジュールを提供する。
【解決手段】３相ブリッジ型の電力変換回路が絶縁材を介して搭載された放熱板ａと、その上方に配置される駆動基板ｇと、遮蔽板ｋと、制御基板ｈとを配し、その周囲を囲み、放熱板に固定された樹脂製の外囲ケースと、外囲ケースの第１辺部１に埋没保持された陽極端子Ｐ及び陰極端子Ｎと、第１辺部に相対する第２辺部２に埋没保持されたＵ相，Ｖ相，Ｗ相の各端子Ｕ，Ｖ，Ｗと、Ｕ相電流を検出するＵ相カレント・トランス基板ｅｕと、Ｗ相電流を検出するＷ相カレント・トランス基板ｅｗと、蓋ｍとを備え図示のごとく各部が配置される。特に、内側角部にＵ相出力導出導体Ｕ３及びＵ相カレント・トランス基板ｅｕが配置され、他の内側角部に、Ｕ相出力導出導体Ｗ３及びカレント・トランス基板ｅｗが配置される。
【選択図】図６

Description

本発明は、電力変換に用いられるパワーモジュールに関する。

近年、電気自動車の開発等を背景に、パワーモジュールはますます高度化、大電力化、高信頼性を要求されるようになってきている。パワーモジュールには、パワーデバイスチップとその制御部を一体化したものがある（例えば特許文献１〜４）。

半導体スイッチング素子等で構成されたインバーター回路等の電力変換回路を搭載した電力変換基板はその放熱のために、放熱板を備えることが通例である。近年、特許文献５に記載されるようなアルミ板にセラミック層を接合した基板が、放熱性が優れる等のため、電力変換基板のベースとして好んで利用されている。

また、特許文献６に記載されるように、電力変換基板と、電力変換回路を駆動する駆動回路を搭載した駆動基板との間に、電磁ノイズを遮蔽する等ための遮蔽板が配置されることが行われる。

一方、特許文献７には、３相の電流を検出するためのカレント・トランス（ＣＴ）を３相のそれぞれに１つずつ設け、これを内部に設けて小型化したパワーモジュールが記載されている。カレント・トランスは電流が流れる導線を囲むリング構造を有するのでスペースをとる。そのため、３つのカレント・トランスを効率よく内部に配置することは困難と推測される。
しかし、特許文献８には、３相のうち２相にカレント・トランスを設けることが記載されている。
特開平９−２３３８５３号公報 特開２００２−０２７６６５号公報 特開２００３−１２５５８８号公報 特開２００４−３０４９２６号公報 特開２００４−１１５３３７号公報 特開平２−２９００９９号公報 特開平９−６５６６２号公報 特開２００６−１８４２４１号公報

上述した要素のほか、より高度にパワーモジュールを構成するためには、電力変換回路上の温度検出用ＩＣ、前記駆動回路を制御する制御回路を搭載した制御基板、カレント・トランスの検出値を前記制御回路にフィードバックする経路等を構成することが要請される。
また、電力変換回路の入出力端子や、各基板間の配線材、半導体スイッチング素子間の配線材などを効率よく配置し、コンパクトかつ信頼性の高いパワーモジュールを構成することが望まれる。

本発明は以上の従来技術に鑑みてなされたものであって、電力変換基板、駆動基板及び制御基板の３つの基板その他を、効率良くコンパクトに一体に備え、信頼性の高いパワーモジュールを提供することを課題とする。

以上の課題を解決するための請求項１記載の発明は、Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相の３相ブリッジ型の電力変換回路が絶縁材を介して搭載された放熱板と、
前記電力変換回路の上方に配置され、前記電力変換回路を駆動する駆動回路と駆動回路電源部とが搭載された駆動基板と、
前記電力変換回路と前記駆動基板との間を仕切る遮蔽板と、
前記駆動基板の上方に配置され、前記駆動基板を制御する制御基板と、
前記電力変換回路、前記駆動基板及び前記制御基板を囲む四辺形の枠状で一端が前記放熱板に固定された外囲ケースと、
前記外囲ケースの第１辺部に埋没保持された前記電力変換回路の陽極端子及び陰極端子と、
前記外囲ケースの第１辺部に相対する第２辺部に保持されたＵ相，Ｖ相，Ｗ相の各端子と、
３相のうちいずれか１相の電流を検出する第１カレント・トランス基板と、
他の１相の電流を検出する第２カレント・トランス基板と、
前記外囲ケースの他端の開口を覆う蓋とを備え、
前記電力変換回路のＵ相ブリッジ部、Ｖ相ブリッジ部及びＷ相ブリッジ部は、前記第１辺部に沿った一方向に所定の順で並んで配置され、
Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相の各端子は、前記一方向に前記所定の順で並んで配置され、
前記外囲ケースの前記放熱板に合わされる一端側には、各一のブリッジ部を囲む第１開口、第２開口及び第３開口が、前記第１辺部側に偏在し、前記一方向に第１開口、第２開口、第３開口の順で並んで形成され、
前記第１開口と前記第２辺部との間の前記外囲ケースの内側角部に、３相のうちいずれか１相のブリッジ部と同相の前記端子との間を接続する導体及びこれを囲むリング部を有した前記第１カレント・トランス基板が配置され、
前記第３開口と前記第２辺部との間の前記外囲ケースの内側角部に、他の１相のブリッジ部と同相の前記端子との間を接続する導体及びこれを囲むリング部を有した前記第２カレント・トランス基板が配置され、
前記駆動基板の前記第２辺部側の端部には、前記第１カレント・トランス基板と前記第２カレント・トランス基板との間に配置される凸状部が形成され、
各相のブリッジ部を駆動する駆動回路は、駆動するブリッジ部の上部に配置されるとともに、前記駆動回路電源部の少なくとも一部は前記凸状部に配置されてなるパワーモジュールである。

請求項２記載の発明は、前記外囲ケースの前記第１開口と前記第２開口との間の部分、前記第２開口と前記第３開口との間の部分にそれぞれ電気接続ピンが立設固定され、これらの電気接続ピンによって、前記電力変換回路と前記駆動回路との全部又は一部の電気接続がなされている請求項１に記載のパワーモジュールである。

請求項３記載の発明は、前記外囲ケースに立設固定された電気接続ピンによって、前記駆動回路と前記制御基板とが電気接続してなる請求項２に記載のパワーモジュールである。

請求項４記載の発明は、Ｖ相ブリッジ部の陽極側に接続される半導体スイッチング素子の温度を検出する温度検出用ＩＣを当該半導体スイッチング素子と同じ絶縁材上であって、前記第２開口に収まる範囲に有する請求項１に記載のパワーモジュールである。

請求項５記載の発明は、前記陽極端子及び陰極端子が、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相毎に独立して設けられ、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相のそれぞれにおいて、陽極端子と陰極端子とが、互いに一定の間隔を保持して配置される並行部を有した平板状に構成され、互いに外部端子部と内部端子部とが前記第１辺部に沿って逆位置に入れ替わって配置されている請求項１に記載のパワーモジュールである。

請求項６記載の発明は、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の各相においてブリッジ部の陽極側に接続される半導体スイッチング素子を設置する絶縁材と、陰極側に接続される半導体スイッチング素子を設置する絶縁材とが異なる領域に分離して配置され、両領域間の電気的往復を接続する２つの導体を備え、この２つの導体が互いに一定の間隔を保持して配置される並行部を有した平板状の二重橋構造を構成してなる請求項１に記載のパワーモジュールである。

請求項７記載の発明は、前記所定の順がＵ相、Ｖ相、Ｗ相の順であることを特徴とする請求項１に記載のパワーモジュールである。

本発明によれば、放熱板上に搭載された電力変換回路と、遮蔽板と、駆動回路及び駆動回路電源部を有する駆動基板と、制御基板と、カレント・トランスとを効率良くコンパクトに一体に備え、信頼性の高いパワーモジュールを構成できる。

請求項２記載の発明によれば、電力変換回路と駆動回路との電気接続には外囲ケースの第１開口と第２開口との間の部分、第２開口と第３開口との間の部分に立設固定された電気接続ピンが利用され、各相毎に近接した位置で効率よく配線することができる。

請求項３記載の発明のよれば、駆動回路と制御基板との電気接続に、電力変換回路と駆動回路との電気接続と同じく、外囲ケースに立設固定された電気接続ピンが利用される。

請求項４記載の発明のよれば、温度検出用ＩＣの温度測定対象を、真ん中で高電位のため最も高温化しやすいＶ相ブリッジ部の陽極側に接続される半導体スイッチング素子に絞ることで、簡素な構成で高温限界を検出する温度検出機能を装備することができる。

請求項５記載の発明のよれば、陽極端子及び陰極端子をＵ相、Ｖ相、Ｗ相毎に独立して設けることにより、外囲ケースの第１辺部をコンパクトにまとめることができるとともに、陽極端子と陰極端子とが、互いに外部端子部と内部端子部とが第１辺部に沿って逆位置に入れ替わって配置されることにより、並行部を形成することができ、この並行部で逆方向平行電流による配線インダクタンスの低減化が図れる。

請求項６記載の発明のよれば、二重橋構造による並行部を形成することができ、この並行部で逆方向平行電流による配線インダクタンスの低減化が図れる。

以下に本発明の一実施の形態につき図面を参照して説明する。以下は本発明の一実施形態であって本発明を限定するものではない。

図１は、電極パターンが形成された放熱板の上面図である。本実施形態に係るパワーモジュールに用いられる放熱板ａはアルミ等の金属製の板である。放熱板ａは放熱フィンを有さない。放熱フィンは必要により別体で後付される。もちろん、放熱フィンを有した放熱板を用いてもよい。
図１に示すように、放熱板ａの周縁部に固定用の孔部ａ１が複数形成されている。
放熱板ａの片面には、６つのセラミック層ｂｕＨ，ｂｕＬ，ｂｖＨ，ｂｖＬ，ｂｗＨ，ｂｗＬが結合している。２つのセラミック層ｂｕＨ，ｂｕＬは、Ｕ相ブリッジ部を構成する回路が搭載される領域の絶縁ベースとなる。そのうちセラミック層ｂｕＨは、Ｕ相出力電極に対して陽極側に接続される半導体スイッチング素子が実装される領域の絶縁ベースであり、他のセラミック層ｂｕＬは、Ｕ相出力電極に対して陰極側に接続される半導体スイッチング素子が実装される領域の絶縁ベースである。
Ｖ相、Ｗ相のそれぞれについての２つずつのセラミック層ｂｖＨ，ｂｖＬ及びセラミック層ｂｗＨ，ｂｗＬについても同様である。

各相の電極パターンは、ほぼ共通しており、代表してＵ相に電極パターンの符号ｃ１〜ｃ５を示す。陽極からｃ１→ｃ２→ｃ３→ｃ４→ｃ５の順で接続される。Ｖ層陽極側のセラミック層ｂｖＨ上にあっては、電極パターンｃ３はセラミック層ｂｖＨの角部においてえぐられた形状をしており、これにより形成された領域に３端子の電極パターンｃ６が形成されている。この電極パターンｃ６に３端子型の温度検出用ＩＣが実装される。また、Ｖ層陰極側のセラミック層ｂｖＬ上には、電極パターンｃ７が形成されている。温度検出のための抵抗素子の一端が電極パターンｃ７に接続され、他端が対向する電極パターンｃ５の端部に接続される。

電極パターンｃ２、ｃ４上に半導体スイッチング素子としてのＩＧＢＴと、これに並列接続するＦＷＤ（フリーホィールダイオード）が実装される。

図２は、外囲ケースの上面図である。図３は、図２に示すＥ−Ｅ１線についての断面図(a)、同じくＥ２−Ｅ３線についての断面図(b)及びＨ−Ｈ線についての断面図である。図４は、外囲ケースの正面内視図(a)及び図２に示すＦ−Ｆ線についての断面図である。

図２〜図４に示すように本実施形態のパワーモジュールに用いられる外囲ケースｄは、四辺形の枠状である。図２に示すように、第１辺部１を図中上部、第２辺部２を図中下部、第３辺部３を図中左部、第４辺部４を図中右部とする。第１辺部１、第２辺部２、第３辺部３及び第４辺部４からなる四辺形の枠状の周壁の内側底部には、第１開口ｄ１、第２開口ｄ２及び第３開口ｄ３を有した樹脂部が周壁に連続して形成されている。第１開口ｄ１、第２開口ｄ２及び第３開口ｄ３は第１辺部１側に偏在している。

外囲ケースｄは、端子を定位置に配置した成形型内に樹脂を充填硬化させて製作され、それらの端子を埋没させて保持する樹脂成型物である。
外囲ケースｄの第１辺部１に、Ｕ相用に設けられた一対の陽極端子Ｐｕ、陰極端子Ｎｕが保持されている。同様に、Ｖ相用に設けられた一対の陽極端子Ｐｖ、陰極端子Ｎｖ、Ｗ相用に設けられた一対の陽極端子Ｐｗ、陰極端子Ｎｗが外囲ケースｄの第１辺部１に保持されている。

陽極又は陰極端子Ｐｕ（Ｐｖ，Ｐｗ，Ｎｕ，Ｎｖ，Ｎｗ）の外囲ケースｄの外側に露出する端部は、外部端子部Ｐｕ１（Ｐｖ１，Ｐｗ１，Ｎｕ１，Ｎｖ１，Ｎｗ１）であり、外囲ケースｄの内側に露出する端部は、内部端子部Ｐｕ２（Ｐｖ２，Ｐｗ２，Ｎｕ２，Ｎｖ２，Ｎｗ２）である。
外部端子部Ｐｕ１（Ｐｖ１，Ｐｗ１，Ｎｕ１，Ｎｖ１，Ｎｗ１）と内部端子部Ｐｕ２（Ｐｖ２，Ｐｗ２，Ｎｕ２，Ｎｖ２，Ｎｗ２）とが第１辺部１に沿って逆位置に入れ替わって配置されている。

これらの陽極又は陰極端子Ｐｕ（Ｐｖ，Ｐｗ，Ｎｕ，Ｎｖ，Ｎｗ）は同一形状である。図５に代表図を示す。図５は、陰極端子の単独上面図(a)及び単独正面図(b)、陽極端子の単独上面図(c)及び単独正面図(d)、並びに外囲ケースに保持された状態の陽極端子及び陰極端子の配置図（上面図(e)、正面図(f)）である。

図５において、Ｐは陽極端子、Ｎは陰極端子、Ｐ１は陽極端子Ｐの外部端子部、斜線部Ｐ２は陽極端子Ｐの内部端子部、Ｎ１は陰極端子Ｎの外部端子部、斜線部Ｎ２は陰極端子Ｎの内部端子部である。
図５(e)(f)に示すように、陽極端子Ｐの外部端子部Ｐ１と内部端子部Ｐ２とを繋ぐ部分と、陰極端子Ｎの外部端子部Ｎ１と内部端子部Ｎ２とを繋ぐ部分とが、水平面及び垂直面において、互いに一定の間隔を保持して配置される並行部を形成する。これにより、逆方向平行電流による配線インダクタンスの低減化が図れる。
陽極の外部端子部Ｐ１と陰極の外部端子部Ｎ１は、段違いに保持される。また、陽極の外部端子部Ｐ１と陰極の外部端子部Ｎ１は、第１辺部１の外側の出っ張り部分に保持されている。

さて、外囲ケースｄの第１開口ｄ１と第２開口ｄ２との間の部分には、計６本の電気接続ピンＩｕＬ，ＩｕＨが立設され下端が外囲ケースに埋没して固定されている。
また、外囲ケースｄの第２開口ｄ２と第３開口ｄ３との間の部分には、計１０本の電気接続ピンＩｖＬ，Ｉ１，ＩｖＨ，Ｉ２が立設され下端が外囲ケースに埋没して固定されている。
外囲ケースｄの第４辺部４の第３開口ｄ３に隣接する部分には、計６本の電気接続ピンＩｗＬ，ＩｗＨが立設され下端が外囲ケースに埋没して固定されている。

外囲ケースｄの第２辺部２には、Ｕ相出力端子Ｕ１、Ｖ相出力端子Ｖ、Ｗ相出力端子Ｗ１が保持されている。
図３、図４(a)に示すように、各端子Ｐ，Ｎ，Ｕ，Ｖ，Ｗは、外部端子部と内部端子部とが異なる高さになるように、両端が逆方向に曲成されたクランク状に形成されている。
真ん中のＶ相出力端子Ｖは、内端の内部端子部Ｖ１を第２開口ｄ２の縁部まで延ばしている。Ｕ相及びＷ相の内部から外部までの導出導体は、第２辺部２に保持される外部端子Ｕ１，Ｗ１のほか、第１開口ｄ１、第３開口ｄ３の縁部に保持される内部端子Ｕ２，Ｗ２と、さらに外部端子Ｕ１，Ｗ１と内部端子Ｕ２，Ｗ２との間の接続バーＵ３，Ｗ３（図６、図７参照）とによって構成される。

図６、図７に示すように、放熱板ａにＩＧＢＴ５、ＦＷＤ６、温度検出用ＩＣ７及び温度検出用抵抗素子８がボンディングされ、さらにＩＧＢＴ５、ＦＷＤ６の表面電極がワイヤボンディングされる。また、放熱板ａに外囲ケースｄの下端が固定され、放熱板ａ上の電極パターンと内部端子（部）とが図示のごとくワイヤボンディングされる。温度検出用ＩＣ７は、Ｖ相ブリッジ部の陽極側に接続されるＩＧＢＴの温度を検出するものである。
図６は背面内視図(a)及び上面図(b)である。図７は左側面内視図(a)、右側面内視図(b)及び正面内視図(c)である。
第１開口ｄ１に囲まれる領域に、陽極―陰極間に架けられるＵ相ブリッジ部が構成される。同様に第２開口ｄ２に囲まれる領域に、陽極―陰極間に架けられるＶ相ブリッジ部が構成され、第３開口ｄ３に囲まれる領域に、陽極―陰極間に架けられるＷ相ブリッジ部が構成される。

陽極側のセラミック層ｂｕＨ上の電極と陰極側のセラミック層ｂｕＬ上の電極との接続は、導体板ｆ１，ｆ２で行われる。すなわち、電極パターンｃ１と電極パターンｃ２との間が導体板ｆ１によって接続され、電極パターンｃ３と電極パターンｃ４との間が導体板ｆ２によって接続される。導体板ｆ１，ｆ２は、その両足を電極パターンに接続したブリッジ状で、導体板ｆ１の上方に導体板ｆ２が重なる二重橋構造を構成している。このまさに二重になる部分に、互いに一定の間隔を保持して配置される並行部が構成される。これにより、逆方向平行電流による配線インダクタンスの低減化が図れる。

上層コネクタＩ３，Ｉ４，Ｉ５は、以上のようにして放熱板ａ上に構成された３相ブリッジ型の電力変換回路の上方に配置される駆動基板ｇ（図８参照）と、駆動基板ｇの上方に配置される制御基板ｈ（図９参照）とを電気接続するコネクタである。上層コネクタＩ３は、２×５本の電気接続ピンを有する。上層コネクタＩ４は、２×６本の電気接続ピンを有し、上層コネクタＩ５は、２×２本の電気接続ピンを有する。各上層コネクタＩ３，Ｉ４，Ｉ５の下端は樹脂ブロックで構成され、保有する電気接続ピンが埋没固定されている。
各上層コネクタＩ３，Ｉ４，Ｉ５の樹脂ブロックは、外囲ケースｄに形成された窪みに挿入され接着剤により固定される。

Ｕ相カレント・トランス基板ｅｕ及び接続バーＵ３は、第１開口ｄ１と第２辺部２との間の外囲ケースｄの内側角部に配置される。Ｕ相カレント・トランス基板ｅｕのリング部ｅｕ１には接続バーＵ３が挿入され、Ｕ相カレント・トランス基板ｅｕは、接続バーＵ３に流れるＵ相電流を検出する。

Ｗ相カレント・トランス基板ｅｗ及び接続バーＷ３は、第３開口ｄ３と第２辺部２との間の外囲ケースｄの内側角部に配置される。Ｗ相カレント・トランス基板ｅｗのリング部ｅｗ１には接続バーＷ３が挿入され、Ｗ相カレント・トランス基板ｅｗは、接続バーＷ３に流れるＷ相電流を検出する。

図８は、駆動基板の平面図で、搭載される構成のブロック図が示される。図９は、制御基板の平面図で、搭載される構成のブロック図が示される。
図８に示されるように、駆動基板ｇの第２辺部２側に配置される端部は、凸状部ｇ１を形成している。凸状部ｇ１は、Ｕ相カレント・トランス基板ｅｕとＷ相カレント・トランス基板ｅｗとの間に配置される。凸状部ｇ１を除く主体部ｇ２に、各相のブリッジ部を駆動する駆動回路（ＩＧＢＴゲートドライバー等）が配置され、各相のブリッジ部を駆動する駆動回路は、駆動するブリッジ部の上部に配置される。駆動回路電源部、すなわち、パルストランス及び電源制御回路の一部は凸状部ｇ１に配置されている。
制御基板ｈの端部には外部接続コネクタｈ１が固定されている。

図１０に示すように、外囲ケースｄの内側に遮蔽板ｋが配置され、その上方に駆動基板ｇさらにその上方に制御基板ｈが配置され、これら３枚ｋ，ｇ，ｈは絶縁連結ボルトｎによって外囲ケースｄに固定され、外囲ケースｄの上端開口は蓋ｍにより覆われる。

絶縁連結ボルトｎは、上端及び下端に金属ボルトｎ１，ｎ２を有し、金属ボルトｎ１，ｎ２間が絶縁樹脂柱ｎ３で連結されており、３枚ｋ，ｇ，ｈの間のギャップを保持するとともに、駆動基板ｇと制御基板ｈとの間を絶縁樹脂柱ｎ３で絶縁保持する。

遮蔽板ｋは、アルミ製で電力変換回路と駆動基板ｇとの間を仕切り、電磁ノイズ等を遮断する。制御基板ｈ上のＣＰＵｈ２は、駆動基板ｇ上の駆動回路を制御する。駆動基板ｇ上の駆動回路は放熱板ａ上の電力変換回路を駆動する。

図１１に、全体の回路ブロック図を示す。図１１中に、図２に示した電気接続ピンＩｕＬ，ＩｕＨ，ＩｖＬ，Ｉ１，ＩｖＨ，Ｉ２，ＩｗＬ，ＩｗＨに対応する部分に同符号を示した。その他共通の部分を同一符号で示す。
カレント・トランス基板ｅの出力端はそれぞれケーブルｒを介して制御基板ｈに接続される（図１０参照）。

なお、図９に示した外部接続コネクタｈ１の挿し込み面は、図４(b)に示す第４辺部４の上端切欠部ｔ２に配置される。上端切欠部ｔ２の上方は開放され、下方はテーパ壁ｔ１によって外側が開放される。これによって、外部接続コネクタｈ１に挿し込まれたコネクタを把持しやすく、その取り外しが容易である。

以上のように本実施形態のパワーモジュールは構成され、これにより、電力変換基板、駆動基板及び制御基板の３つの基板その他を、効率良くコンパクトに一体に備え、信頼性の高いパワーモジュールが実現される。

本発明一実施形態に係る放熱板の上面図である。 本発明一実施形態に係る外囲ケースの上面図である。 図２に示すＥ−Ｅ１線についての断面図(a)、同じくＥ２−Ｅ３線についての断面図(b)及びＨ−Ｈ線についての断面図である。 外囲ケースの正面内視図(a)及び図２に示すＦ−Ｆ線についての断面図である。 本発明一実施形態に係る陰極端子の単独上面図(a)及び単独正面図(b)、陽極端子の単独上面図(c)及び単独正面図(d)、並びに外囲ケースに保持された状態の陽極端子及び陰極端子の配置図（正面図(e)、上面図(f)）である。 本発明一実施形態に係る半組立て状態のパワーモジュールの背面内視図(a)及び上面図(b)である。 本発明一実施形態に係る半組立て状態のパワーモジュールの左側面内視図(a)、右側面内視図(b)及び正面内視図(c)である。 本発明一実施形態に係る駆動基板の平面図で、搭載される構成のブロック図が示される。 本発明一実施形態に係る制御基板の平面図で、搭載される構成のブロック図が示される。 本発明一実施形態に係るパワーモジュールの縦断面図である。 本発明一実施形態に係るパワーモジュールの回路ブロック図である。

符号の説明

ａ 放熱板
ｄ 外囲ケース
ｅｕ Ｕ相カレント・トランス基板
ｅｗ Ｗ相カレント・トランス基板
ｇ 駆動基板
ｇ１ 凸状部
ｈ 制御基板
ｈ１ 外部接続コネクタ
７ 温度検出用ＩＣ
ｋ 遮蔽板
ｍ 蓋

Claims (7)

1. Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相の３相ブリッジ型の電力変換回路が絶縁材を介して搭載された放熱板と、
   前記電力変換回路の上方に配置され、前記電力変換回路を駆動する駆動回路と駆動回路電源部とが搭載された駆動基板と、
   前記電力変換回路と前記駆動基板との間を仕切る遮蔽板と、
   前記駆動基板の上方に配置され、前記駆動基板を制御する制御基板と、
   前記電力変換回路、前記駆動基板及び前記制御基板を囲む四辺形の枠状で一端が前記放熱板に固定された外囲ケースと、
   前記外囲ケースの第１辺部に埋没保持された前記電力変換回路の陽極端子及び陰極端子と、
   前記外囲ケースの第１辺部に相対する第２辺部に保持されたＵ相，Ｖ相，Ｗ相の各端子と、
   ３相のうちいずれか１相の電流を検出する第１カレント・トランス基板と、
   他の１相の電流を検出する第２カレント・トランス基板と、
   前記外囲ケースの他端の開口を覆う蓋とを備え、
   前記電力変換回路のＵ相ブリッジ部、Ｖ相ブリッジ部及びＷ相ブリッジ部は、前記第１辺部に沿った一方向に所定の順で並んで配置され、
   Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相の各端子は、前記一方向に前記所定の順で並んで配置され、
   前記外囲ケースの前記放熱板に合わされる一端側には、各一のブリッジ部を囲む第１開口、第２開口及び第３開口が、前記第１辺部側に偏在し、前記一方向に第１開口、第２開口、第３開口の順で並んで形成され、
   前記第１開口と前記第２辺部との間の前記外囲ケースの内側角部に、３相のうちいずれか１相のブリッジ部と同相の前記端子との間を接続する導体及びこれを囲むリング部を有した前記第１カレント・トランス基板が配置され、
   前記第３開口と前記第２辺部との間の前記外囲ケースの内側角部に、他の１相のブリッジ部と同相の前記端子との間を接続する導体及びこれを囲むリング部を有した前記第２カレント・トランス基板が配置され、
   前記駆動基板の前記第２辺部側の端部には、前記第１カレント・トランス基板と前記第２カレント・トランス基板との間に配置される凸状部が形成され、
   各相のブリッジ部を駆動する駆動回路は、駆動するブリッジ部の上部に配置されるとともに、前記駆動回路電源部の少なくとも一部は前記凸状部に配置されてなるパワーモジュール。
2. 前記外囲ケースの前記第１開口と前記第２開口との間の部分、前記第２開口と前記第３開口との間の部分にそれぞれ電気接続ピンが立設固定され、これらの電気接続ピンによって、前記電力変換回路と前記駆動回路との全部又は一部の電気接続がなされている請求項１に記載のパワーモジュール。
3. 前記外囲ケースに立設固定された電気接続ピンによって、前記駆動回路と前記制御基板とが電気接続してなる請求項２に記載のパワーモジュール。
4. Ｖ相ブリッジ部の陽極側に接続される半導体スイッチング素子の温度を検出する温度検出用ＩＣを当該半導体スイッチング素子と同じ絶縁材上であって、前記第２開口に収まる範囲に有する請求項１に記載のパワーモジュール。
5. 前記陽極端子及び陰極端子が、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相毎に独立して設けられ、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相のそれぞれにおいて、陽極端子と陰極端子とが、互いに一定の間隔を保持して配置される並行部を有した平板状に構成され、互いに外部端子部と内部端子部とが前記第１辺部に沿って逆位置に入れ替わって配置されている請求項１に記載のパワーモジュール。
6. Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の各相においてブリッジ部の陽極側に接続される半導体スイッチング素子を設置する絶縁材と、陰極側に接続される半導体スイッチング素子を設置する絶縁材とが異なる領域に分離して配置され、両領域間の電気的往復を接続する２つの導体を備え、この２つの導体が互いに一定の間隔を保持して配置される並行部を有した平板状の二重橋構造を構成してなる請求項１に記載のパワーモジュール。
7. 前記所定の順がＵ相、Ｖ相、Ｗ相の順であることを特徴とする請求項１に記載のパワーモジュール。

Images