JP2009232603A - Power conversion device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a power conversion device consisting of conductor patterns whose substrate can be miniaturized and whose heat dissipation efficiency is good without needing a driving element having high radiation. <P>SOLUTION: The power conversion device 1 includes a substrate 4 having a first surface 41 and a second surface 42; a plurality of switching elements 3 for power conversion each provided with an element body 32 and a terminal 31 arranged passing through the substrate 4; a plurality of driving elements, which drive each of the switching element 3; and a plurality of conductor patterns 5, which are formed on the substrate 4 and electrically connect the respective switching elements 3 to driving elements corresponding to the switching elements 3. In this device, at least one of the conductor patterns 5 is formed on the first surface 41 and not formed on the second surface 42, while the remaining conductor patterns 5 are formed on the second surface 42 and not formed on the first surface 41. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、電力変換装置に関し、特に電力変換装置で用いられる電力変換用スイッチング素子とその素子を駆動する駆動用素子とを電気的に接続する導体パターンの配置に特徴を有する電力変換装置に関する。   The present invention relates to a power converter, and more particularly, to a power converter characterized by the arrangement of a conductor pattern that electrically connects a switching element for power conversion used in the power converter and a driving element for driving the element.

MOSFETやIGBTなどのパワーデバイスを用いた装置、例えば電力変換装置において、パワーデバイス(電力変換用スイッチング素子)が適切に電力を制御するためには、パワーデバイスの駆動を制御する駆動回路の設計が重要となる。駆動回路は、パワーデバイスの用途、設置環境、使用条件などを考慮して設計される。駆動回路は、パワーデバイスの端子に接続される駆動用素子及びその駆動用素子とパワーデバイスの端子とを電気的に接続する導体パターンからなる。そして、パワーデバイスの端子が貫通する基板上の決められた範囲内で基板の両面に配置されるのが一般的である。例えば、特許文献1に示される駆動回路は、1つのパワーデバイスに対する駆動回路を1つの基板の両面に配置し、基板と基板とを所定の間隔離して配置される。現在では、複数のパワーデバイスを1つの基板上に集積し、所定の間隔を確保した上で、駆動回路毎の導体パターンを所定の間隔離して配置するのが主流である。
特開2006−81309号公報
In a device using a power device such as a MOSFET or IGBT, for example, a power converter, in order for the power device (switching element for power conversion) to control the power appropriately, the design of the drive circuit that controls the drive of the power device is required. It becomes important. The drive circuit is designed in consideration of the use of the power device, the installation environment, the use conditions, and the like. The drive circuit includes a drive element connected to a terminal of the power device and a conductor pattern that electrically connects the drive element and the terminal of the power device. And it is common to arrange | position on the both surfaces of a board | substrate within the determined range on the board | substrate which the terminal of a power device penetrates. For example, in the drive circuit disclosed in Patent Document 1, a drive circuit for one power device is arranged on both surfaces of one substrate, and the substrate and the substrate are separated from each other by a predetermined interval. At present, it is a mainstream to integrate a plurality of power devices on a single substrate and secure a predetermined interval, and to dispose conductor patterns for each drive circuit with a predetermined interval.
JP 2006-81309 A

上記に示されるように、各パワーデバイスの導体パターンは、所定の間隔を確保した上で駆動用素子や導体パターンをレイアウトする必要がある。そのため、基板上に導体パターンを形成する面積を狭くできず、基板を小型化する阻害要因となっている。   As described above, the conductor pattern of each power device needs to be laid out with driving elements and conductor patterns after securing a predetermined interval. For this reason, the area for forming the conductor pattern on the substrate cannot be reduced, which is an impediment to downsizing the substrate.

その他、駆動用素子の発熱などによる基板の高温化を防ぐため、放熱性の高い駆動用素子を使用するため、コストアップになっている。   In addition, in order to prevent the temperature of the substrate from being raised due to heat generation of the driving element, a driving element with high heat dissipation is used, which increases the cost.

本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、基板を小型化でき、放熱性の高い駆動用素子などを必要としない放熱効率がよい導体パターンからなる電力変換装置を提供することを解決すべき課題とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and solves the problem of providing a power conversion device including a conductive pattern that can reduce the size of a substrate and does not require a driving element with high heat dissipation, and has high heat dissipation efficiency. It should be a challenge.

上記課題を解決するための請求項1に係る発明の構成上の特徴は、
第1表面及び前記第1表面の反対表面である第2表面を有する基板と、
素子本体及び前記基板を貫通して配置される端子をそれぞれ備える複数の電力変換用スイッチング素子と、
それぞれの前記電力変換用スイッチング素子をそれぞれ駆動する複数の駆動用素子と、
前記基板に形成され、それぞれの前記電力変換用スイッチング素子と前記電力変換用スイッチング素子に対応する前記駆動用素子とを電気的に接続する複数の導体パターンと、
を有する電力変換装置において、
複数の前記導体パターンの少なくとも1つは、前記第1表面に形成され且つ前記第2表面に形成されず、
複数の前記導体パターンの残りは、前記第2表面に形成され且つ前記第1表面に形成されないことである。
The structural features of the invention according to claim 1 for solving the above-described problems are as follows:
A substrate having a first surface and a second surface that is opposite the first surface;
A plurality of power conversion switching elements each including a terminal disposed through the element body and the substrate;
A plurality of driving elements that respectively drive the power conversion switching elements;
A plurality of conductor patterns formed on the substrate and electrically connecting the switching elements for power conversion and the driving elements corresponding to the switching elements for power conversion;
In a power converter having
At least one of the plurality of conductor patterns is formed on the first surface and not formed on the second surface;
The remainder of the plurality of conductor patterns is formed on the second surface and not formed on the first surface.

また請求項2に係る発明の構成上の特徴は、請求項1において、前記第1表面に形成される前記導体パターンの少なくとも一部は、前記第1表面の法線方向において、前記第2表面に形成される他の前記導体パターンと重なるように形成されることである。   According to a second aspect of the present invention, at least a part of the conductor pattern formed on the first surface is the second surface in a normal direction of the first surface. It is formed so that it may overlap with the other conductor pattern formed on the substrate.

また請求項3に係る発明の構成上の特徴は、請求項1又は2において、前記導体パターンは、反対面に配置される前記導体パターンの前記電力変換用スイッチング素子の端子から所定の間隔をあけて基板上に実装されることである。   According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect, the conductor pattern is spaced apart from a terminal of the power conversion switching element of the conductor pattern disposed on the opposite surface. Is mounted on the board.

また請求項4に係る発明の構成上の特徴は、請求項1〜3の何れか1項において、高温になる導体パターンの高温側パターンと、前記高温側導体パターンより低温の低温側パターンと、を有し、前記高温側パターンは前記第1面側又は前記第2面側に配置され、前記低温側パターンは前記高温側パターンが配置された面の反対面側に配置されることである。   In addition, the structural features of the invention according to claim 4 are the high temperature side pattern of the conductor pattern that becomes high temperature, the low temperature side pattern that is lower temperature than the high temperature side conductor pattern, in any one of claims 1 to 3, The high temperature side pattern is disposed on the first surface side or the second surface side, and the low temperature side pattern is disposed on the opposite surface side of the surface on which the high temperature side pattern is disposed.

また請求項5に係る発明の構成上の特徴は、請求項1〜4の何れか1項において、前記基板は、前記第1表面と前記第2表面との間に、前記第1表面に形成される前記導体パターンと前記第2表面に形成される前記導体パターンとが絶縁される所定厚みの絶縁層を有することである。   According to a fifth aspect of the present invention, in any one of the first to fourth aspects, the substrate is formed on the first surface between the first surface and the second surface. And having an insulating layer with a predetermined thickness that insulates the conductive pattern formed on the second surface from the conductive pattern.

また請求項6に係る発明の構成上の特徴は、請求項1〜5の何れか1項において、前記基板は、複数の単層基板を積層した多層基板からなり、前記電力変換装置は、さらに、前記第1表面と前記第2表面との間に形成され、前記第1表面に形成される前記導体パターンに電気的に接続される複数層からなる第1中間パターンと、前記第1中間パターンに形成される第1のテストランドと、を備え、前記基板は、前記第2表面側から前記第1のテストランドまでの間を貫通し、プローブピンを挿入可能な貫通孔を有することである。   According to a sixth aspect of the present invention, in any one of the first to fifth aspects, the substrate includes a multilayer substrate in which a plurality of single-layer substrates are stacked, and the power conversion device further includes: A first intermediate pattern comprising a plurality of layers formed between the first surface and the second surface and electrically connected to the conductor pattern formed on the first surface; and the first intermediate pattern And the substrate has a through hole through which the probe pin can be inserted through the second surface side to the first test land. .

また請求項7に係る発明の構成上の特徴は、請求項6項において、前記第2表面に形成される前記導体パターンに第2のテストランドが形成されることである。   A structural feature of the invention according to claim 7 is that, in claim 6, a second test land is formed on the conductor pattern formed on the second surface.

また請求項8に係る発明の構成上の特徴は、請求項6又は7において、前記電力変換装置は、前記第1中間パターンと前記第2表面との間に形成され、前記第2表面に形成される前記導体パターンに電気的に接続される複数層からなる第2中間パターンを備え、前記第2中間パターンのうち前記第1中間パターンに近い層の導体パターンの境界は、前記第2中間パターンのうち前記第1中間パターンから遠い層の導体パターンの境界よりも、前記貫通孔からの距離が長く設定されていることである。   The structural feature of the invention according to claim 8 is that, in claim 6 or 7, the power converter is formed between the first intermediate pattern and the second surface, and is formed on the second surface. A second intermediate pattern consisting of a plurality of layers electrically connected to the conductor pattern, wherein a boundary of the conductor pattern of a layer close to the first intermediate pattern among the second intermediate patterns is the second intermediate pattern The distance from the through hole is set longer than the boundary of the conductor pattern of the layer far from the first intermediate pattern.

請求項1に係る発明においては、1つの電力変換用スイッチング素子のための導体パターンを第1表面又は第2表面に形成し、導体パターン同士の絶縁に基板を利用する。このようにすることで、絶縁ギャップを減少させることができるため、基板の小型化が可能となる。また、1つの導体パターンの同一表面における実装面積を拡大することができるため、放熱性が向上する。また、導体パターンの一部分が高熱になる場合などでは、第1表面から第2表面へと熱が伝達して放熱されるより、同一表面上に形成される導体パターンの熱伝達率が高いため、放熱性の高い駆動用素子などを必要とせずに効率良く放熱できる。   In the invention which concerns on Claim 1, the conductor pattern for one switching element for power conversion is formed in a 1st surface or a 2nd surface, and a board | substrate is utilized for the insulation of conductor patterns. By doing so, the insulating gap can be reduced, so that the substrate can be miniaturized. Moreover, since the mounting area on the same surface of one conductor pattern can be expanded, heat dissipation is improved. In addition, in a case where a part of the conductor pattern becomes hot, the heat transfer coefficient of the conductor pattern formed on the same surface is higher than the heat transferred from the first surface to the second surface and radiated, Heat can be radiated efficiently without the need for highly heat-dissipating driving elements.

請求項2に係る発明においては、1つの電力変換用スイッチング素子のための導体パターンを第1表面又は第2表面に形成し基板を絶縁に利用する。そのため、第1表面の法線方向で導体パターンの少なくとも一部を重なるように形成させたとしても、第1表面側に配置される導体パターンと第2表面側に配置される導体パターンとは確実に基板で絶縁される。よって、導体パターンが重なり合う分、基板を縮小化できる。   In the invention which concerns on Claim 2, the conductor pattern for one switching element for power conversion is formed in a 1st surface or a 2nd surface, and a board | substrate is utilized for insulation. Therefore, even if the conductor pattern is formed so as to overlap at least part of the normal direction of the first surface, the conductor pattern arranged on the first surface side and the conductor pattern arranged on the second surface side are surely Insulated with a substrate. Therefore, the substrate can be reduced by the amount of overlapping of the conductor patterns.

請求項3に係る発明においては、ある導体パターンにおいて、その導体パターンの反対面に配置される別の導体パターンの電力変換用スイッチング素子の端子から所定の間隔をあけて基板上に導体パターンが形成されるため、絶縁ギャップを確保した上で基板を縮小することができる。   In the invention according to claim 3, in a certain conductor pattern, a conductor pattern is formed on the substrate at a predetermined interval from the terminal of the power conversion switching element of another conductor pattern arranged on the opposite surface of the conductor pattern. Therefore, the substrate can be reduced while securing the insulating gap.

請求項4に係る発明においては、高温側パターンが配置される表面から低温側パターンが配置される表面へと熱伝達を利用して熱を放熱させることができるため、放熱性が向上する。そして、高温側パターンから低温側パターンへの熱の伝達により熱が均一化され、また放熱も均一化されるため、熱による回路特性のバラつきを改善することができる。   In the invention which concerns on Claim 4, since heat can be radiated using heat transfer from the surface where a high temperature side pattern is arrange | positioned to the surface where a low temperature side pattern is arrange | positioned, heat dissipation improves. Since heat is made uniform by heat transfer from the high temperature side pattern to the low temperature side pattern, and heat radiation is also made uniform, variations in circuit characteristics due to heat can be improved.

請求項5に係る発明においては、第1表面と第2表面との間に、所定厚みの絶縁層を有するため、第1表面と第2表面とに形成される導体パターンが確実に絶縁することができる。   In the invention which concerns on Claim 5, since it has the insulating layer of predetermined thickness between the 1st surface and the 2nd surface, the conductor pattern formed in the 1st surface and the 2nd surface ensures insulation. Can do.

請求項6に係る発明においては、基板が多層構造である場合、第1表面に形成される導体パターンに電気的に接続される第1中間パターンに第1のテストランドが形成され、基板にはこのテストランドまでプローブピンを挿入させることができる貫通孔が第2表面側から形成される。このようにすることで、第2表面側に導体パターンが形成されていない導体パターンであっても第2表面側からプローブピンを挿入することができる。   In the invention which concerns on Claim 6, when a board | substrate is a multilayer structure, a 1st test land is formed in the 1st intermediate pattern electrically connected to the conductor pattern formed in the 1st surface, A through hole into which the probe pin can be inserted up to the test land is formed from the second surface side. By doing in this way, even if it is a conductor pattern in which the conductor pattern is not formed in the 2nd surface side, a probe pin can be inserted from the 2nd surface side.

請求項7に係る発明においては、基板は第1表面に形成される導体パターンの第1のテストランドに第2表面側からプローブピンを挿入することができる貫通孔を有しており、第2表面に形成される導体パターンについては第2のテストランドが形成されるため、全てのテストランドを第2表面、つまり同一面側からプローブピンをあてることができる。   In the invention according to claim 7, the substrate has a through hole into which the probe pin can be inserted from the second surface side into the first test land of the conductor pattern formed on the first surface, Since the second test land is formed for the conductor pattern formed on the surface, the probe pins can be applied to all the test lands from the second surface, that is, the same surface side.

請求項8に係る発明のおいては、第1中間パターンと第2表面との間に形成される第2中間パターンのうち第1中間パターンに近い層の導体パターンの境界が、第2中間パターンのうち第1中間パターンに遠い層の導体パターンの境界よりも、貫通孔からの距離が長くなるように設定されることで、第1表面側の導体パターンと第2表面側の導体パターンとの絶縁ギャップを確保しつつ、導体パターンの面積を増加させることができるため、放熱性が向上する。   In the invention which concerns on Claim 8, the boundary of the conductor pattern of the layer close | similar to a 1st intermediate pattern is the 2nd intermediate pattern among the 2nd intermediate patterns formed between a 1st intermediate pattern and a 2nd surface. Is set so that the distance from the through-hole is longer than the boundary of the conductor pattern of the layer far from the first intermediate pattern, the conductor pattern on the first surface side and the conductor pattern on the second surface side Since the area of the conductor pattern can be increased while ensuring the insulation gap, the heat dissipation is improved.

以下、実施形態を用いて本発明を具体的に説明する。   Hereinafter, the present invention will be specifically described using embodiments.

(実施形態1)
本実施形態1の電力変換装置1の回路図を図1に示す。本実施形態1の電力変換装置1は、バッテリー11、昇降圧コンバータ12、モータジェネレータMG1、モータジェネレータMG2、MG1用インバータ13、MG2用インバータ14及びサージ電圧吸収用コンデンサ17を備える。
(Embodiment 1)
FIG. 1 shows a circuit diagram of the power conversion device 1 according to the first embodiment. The power conversion device 1 according to the first embodiment includes a battery 11, a buck-boost converter 12, a motor generator MG1, a motor generator MG2, an MG1 inverter 13, an MG2 inverter 14, and a surge voltage absorbing capacitor 17.

バッテリー11は、昇降圧コンバータ12に接続されており、昇降圧コンバータ12に直流電力を供給し、また昇降圧コンバータ12から回生される直流電力を蓄電する。   The battery 11 is connected to the buck-boost converter 12, supplies DC power to the buck-boost converter 12, and stores DC power regenerated from the buck-boost converter 12.

昇降圧コンバータ12は、バッテリー11から供給された直流電力を昇圧して後述するインバータ13及び14に出力し、またインバータ13及び14から出力された直流電力を降圧してバッテリー11に出力する。昇降圧コンバータ12は、コンデンサ123、リアクトル124、高圧側の半導体素子である上アーム用スイッチング素子(電力変換用スイッチング素子)121及び高圧GND側の半導体素子である下アーム用スイッチング素子(電力変換用スイッチング素子)122、ダイオードD1、D2を含む。バッテリー11の正極側にコンデンサ123及びリアクトル124の一端が接続され、負極側にコンデンサ123の他端と下アーム用スイッチング素子122のエミッタ端子が接続されている。上アーム用スイッチング素子121と下アーム用スイッチング素子122とは直列に接続されており、リアクトル124の他端は、その間、つまり上アーム用スイッチング素子121のエミッタ端子及び下アーム用スイッチング素子122のコレクタ端子に接続されている。上アーム用スイッチング素子のコレクタ端子は、後述するMG1用インバータ13及びMG2用インバータ14の一端側に接続されている。下アーム用スイッチング素子122のエミッタ端子は、MG1用インバータ13及びMG2用インバータ14の他端側に接続されている。スイッチング素子121、122のコレクタ−エミッタ間には、エミッタ側からコレクタ側に電流を流すダイオードD1、D2が配置されている。そして、スイッチング素子121、122のゲート端子には、スイッチング素子の駆動を制御するための駆動回路201、202がそれぞれ接続される。   The step-up / step-down converter 12 boosts the DC power supplied from the battery 11 and outputs the boosted DC power to inverters 13 and 14 described later, and steps down the DC power output from the inverters 13 and 14 and outputs it to the battery 11. The step-up / down converter 12 includes a capacitor 123, a reactor 124, an upper arm switching element (power conversion switching element) 121 which is a high voltage side semiconductor element, and a lower arm switching element (power conversion element) which is a semiconductor element on the high voltage GND side. Switching element) 122 and diodes D1 and D2. One end of the capacitor 123 and the reactor 124 is connected to the positive electrode side of the battery 11, and the other end of the capacitor 123 and the emitter terminal of the lower arm switching element 122 are connected to the negative electrode side. The upper arm switching element 121 and the lower arm switching element 122 are connected in series, and the other end of the reactor 124 is between them, that is, the emitter terminal of the upper arm switching element 121 and the collector of the lower arm switching element 122. Connected to the terminal. The collector terminal of the switching element for the upper arm is connected to one end side of an MG1 inverter 13 and an MG2 inverter 14 which will be described later. The emitter terminal of the lower arm switching element 122 is connected to the other ends of the MG1 inverter 13 and the MG2 inverter 14. Between the collectors and emitters of the switching elements 121 and 122, diodes D1 and D2 that flow current from the emitter side to the collector side are arranged. Then, driving circuits 201 and 202 for controlling the driving of the switching elements are connected to the gate terminals of the switching elements 121 and 122, respectively.

モータジェネレータMG1及びモータジェネレータMG2は、それぞれMG1用インバータ13、MG2用インバータ14に接続されており、バッテリー11から供給される電力により駆動する。そして、発電機として働く場合は、交流電力をそれぞれに接続されるインバータ13及び14に出力する。   Motor generator MG1 and motor generator MG2 are connected to MG1 inverter 13 and MG2 inverter 14, respectively, and are driven by electric power supplied from battery 11. When working as a generator, AC power is output to inverters 13 and 14 connected to each.

MG1用インバータ13及びMG2用インバータ14は、並列に接続されており、昇降圧コンバータ12によって昇圧された直流電力を三相交流に変換して、モータジェネレータMG1及びMG2に出力する。そして、モータジェネレータMG1及びMG2が発電機として働く場合は、モータジェネレータMG1及びMG2から出力される交流電力を直流に変換して昇降圧コンバータ12に出力する。   The MG1 inverter 13 and the MG2 inverter 14 are connected in parallel, convert the DC power boosted by the buck-boost converter 12 into a three-phase AC, and output it to the motor generators MG1 and MG2. When motor generators MG1 and MG2 function as generators, AC power output from motor generators MG1 and MG2 is converted to DC and output to step-up / down converter 12.

MG1用インバータ13は、U相131とV相132とW相133とからなり、U相131、V相132及びW相133は、昇降圧コンバータ12に並列に接続されている。U相131は、高圧側の半導体素子の上アーム用スイッチング素子134と高圧GND側の半導体素子の下アーム用スイッチング素子135とが直列に接続されている。同様に、V相は上アーム用スイッチング素子136と下アーム用スイッチング素子137、W相は上アーム用スイッチング素子138と下アーム用スイッチング素子139が直列に接続されている。そして、各スイッチング素子134〜139のコレクタ−エミッタ間には、エミッタ側からコレクタ側へ電流を流すダイオードD3〜8がそれぞれ接続されている。各スイッチング素子134〜139のゲート端子には、スイッチング素子の駆動を制御するための駆動回路203〜208が接続される。各相の中間点は、モータジェネレータMG1の各相コイル(図示略)の各相端に接続されている。   The MG1 inverter 13 includes a U phase 131, a V phase 132, and a W phase 133, and the U phase 131, the V phase 132, and the W phase 133 are connected to the step-up / down converter 12 in parallel. In the U-phase 131, a switching element 134 for the upper arm of the semiconductor element on the high voltage side and a switching element 135 for the lower arm of the semiconductor element on the high voltage GND side are connected in series. Similarly, an upper arm switching element 136 and a lower arm switching element 137 are connected in series in the V phase, and an upper arm switching element 138 and a lower arm switching element 139 are connected in series in the W phase. And between the collector-emitter of each switching element 134-139, the diodes D3-8 which flow an electric current from the emitter side to the collector side are each connected. Drive circuits 203 to 208 for controlling the driving of the switching elements are connected to gate terminals of the switching elements 134 to 139. An intermediate point of each phase is connected to each phase end of each phase coil (not shown) of motor generator MG1.

MG2用インバータ14は、U相141とV相142とW相143とからなり、U相141、V相142及びW相143は、昇降圧コンバータ12及びMG1用インバータ14に並列に接続されている。U相141は、高圧側の半導体素子の上アーム用スイッチング素子144と高圧GND側の半導体素子の下アーム用スイッチング素子145とが直列に接続されている。同様に、V相は上アーム用スイッチング素子146と下アーム用スイッチング素子147、W相は上アーム用スイッチング素子148と下アーム用スイッチング素子149が直列に接続されている。そして、各スイッチング素子144〜149のコレクタ−エミッタ間には、エミッタ側からコレクタ側へ電流を流すダイオードD9〜14がそれぞれ接続されている。各スイッチング素子144〜149のゲート端子には、スイッチング素子の駆動を制御する駆動回路209〜214が接続されている。各相の中間点は、モータジェネレータMG2の各相コイル(図示略)の各相端に接続されている。ここで、昇降圧コンバータ12及びインバータ13、14にそれぞれ含まれるスイッチング素子は、IGBT、MOSFET等のパワーデバイスを用いる。   The MG2 inverter 14 includes a U phase 141, a V phase 142, and a W phase 143, and the U phase 141, the V phase 142, and the W phase 143 are connected in parallel to the step-up / down converter 12 and the MG1 inverter 14. . In the U-phase 141, a switching element 144 for the upper arm of the semiconductor element on the high voltage side and a switching element 145 for the lower arm of the semiconductor element on the high voltage GND side are connected in series. Similarly, the upper arm switching element 146 and the lower arm switching element 147 are connected in series in the V phase, and the upper arm switching element 148 and the lower arm switching element 149 are connected in series in the W phase. And between the collector-emitter of each switching element 144-149, the diodes D9-14 which flow an electric current from the emitter side to the collector side are each connected. Drive circuits 209 to 214 for controlling the driving of the switching elements are connected to gate terminals of the switching elements 144 to 149. An intermediate point of each phase is connected to each phase end of each phase coil (not shown) of motor generator MG2. Here, the switching elements included in the buck-boost converter 12 and the inverters 13 and 14 use power devices such as IGBTs and MOSFETs.

本発明の電力変換装置1は、バッテリー11の直流電力を昇降圧コンバータ12で昇圧してインバータ13及び14で三相交流に変換し、モータジェネレータMG1及びMG2を駆動する。そして、モータジェネレータMG1及びMG2が発電機として働く場合は、モータジェネレータMG1及びMG2から出力される交流電力がインバータ13及び14で直流電力に変換され、昇降圧コンバータ12で降圧し、バッテリー11に回生される。   The power converter 1 of the present invention boosts DC power of the battery 11 with a step-up / down converter 12 and converts it into three-phase AC with inverters 13 and 14 to drive motor generators MG1 and MG2. When motor generators MG 1 and MG 2 function as generators, AC power output from motor generators MG 1 and MG 2 is converted into DC power by inverters 13 and 14, stepped down by step-up / down converter 12, and regenerated in battery 11. Is done.

各スイッチング素子121、122、134〜139、144〜149(以下、説明のため、1つのスイッチング素子を用いて説明するときは「スイッチング素子3」とする。)は、図2に示されるように、端子31を備えており、その端子31が第1表面41と第2表面42とを有する基板4を貫通し、基板4に保持される。また基板4には、スイッチング素子3をそれぞれ駆動する駆動回路201〜214(以下、1つの駆動回路を用いて説明するときは「駆動回路2」とする。)が配置され、伝導性物質の導体パターン5によってスイッチング素子3の端子31と電気的に接続される。つまり、導体パターン5は、端子31と駆動回路2とを電気的に接続する配線である。基板4には、第2表面42から第1表面41に端子31が貫通するランド43が形成されている。端子31がランド43に貫通し、全てのスイッチング素子3の本体32は基板4の第2表面42側に位置する。なお、スイッチング素子3の本体32には、図3に示されるように、スイッチング素子3以外にスイッチング素子3の温度を検出するためのダイオード6が一体的に含まれていることとし、以後、ダイオード6の端子もスイッチング素子3の端子31として説明する。   As shown in FIG. 2, each switching element 121, 122, 134-139, 144-149 (hereinafter referred to as “switching element 3” when described using one switching element for explanation). The terminal 31 passes through the substrate 4 having the first surface 41 and the second surface 42 and is held by the substrate 4. The substrate 4 is provided with driving circuits 201 to 214 (hereinafter referred to as “driving circuit 2” when described using one driving circuit) for driving the switching elements 3, respectively, and is a conductor of a conductive substance. The pattern 5 is electrically connected to the terminal 31 of the switching element 3. That is, the conductor pattern 5 is a wiring that electrically connects the terminal 31 and the drive circuit 2. A land 43 through which the terminal 31 penetrates from the second surface 42 to the first surface 41 is formed on the substrate 4. The terminal 31 penetrates the land 43, and the main bodies 32 of all the switching elements 3 are located on the second surface 42 side of the substrate 4. The main body 32 of the switching element 3 includes a diode 6 for detecting the temperature of the switching element 3 in addition to the switching element 3 as shown in FIG. The terminal 6 is also described as the terminal 31 of the switching element 3.

スイッチング素子3の端子31と接続される駆動回路2は、様々な駆動用素子を含む。スイッチング素子3の複数の端子31のうちゲート端子はゲート駆動IC21に、センスエミッタ端子は短絡保護及び過電流保護装置22に、エミッタ端子は基準電位、ダイオード6のアノード端子は温度検出装置23に、カソード端子は基準電位に接続される。これらの接続が導体パターン5によってなされる。ゲート駆動IC21はスイッチング素子3の動作を制御するためのゲート電圧を印加する。短絡保護及び過電流保護装置22は、スイッチング素子3の許容量を超える電流が流れたりすることにより、スイッチング素子3が異常動作したり破壊されたりする前に、異常を検出する装置である。そして、温度検出装置23は、ダイオード6の出力値を基に温度を検出する装置である。また、駆動回路2は、MG1及びMG2を制御するための中央制御装置(MGECU)から出力される信号を受け取ったり、信号を出力したりする。   The drive circuit 2 connected to the terminal 31 of the switching element 3 includes various drive elements. Of the plurality of terminals 31 of the switching element 3, the gate terminal is connected to the gate drive IC 21, the sense emitter terminal is connected to the short-circuit protection and overcurrent protection device 22, the emitter terminal is connected to the reference potential, and the anode terminal of the diode 6 is connected to the temperature detection device 23. The cathode terminal is connected to a reference potential. These connections are made by the conductor pattern 5. The gate driving IC 21 applies a gate voltage for controlling the operation of the switching element 3. The short circuit protection and overcurrent protection device 22 is a device that detects an abnormality before the switching element 3 malfunctions or is destroyed due to a current exceeding the allowable amount of the switching element 3 flowing. The temperature detection device 23 is a device that detects the temperature based on the output value of the diode 6. Further, the drive circuit 2 receives a signal output from a central control device (MG ECU) for controlling MG1 and MG2, and outputs a signal.

図2に戻って、例えば、図2中の3つあるスイッチング素子3を左からスイッチング素子134、135、136とする。スイッチング素子134のための駆動回路2及び導体パターン5は第1表面41に、スイッチング素子135のための駆動回路2及び導体パターン5は第2表面42に、スイッチング素子136のための駆動回路2及び導体パターン5は第1表面42に配置される。よって、基板4を第1表面41側からみた場合、スイッチング素子134と136の導体パターン5が見えることになる。   Returning to FIG. 2, for example, the three switching elements 3 in FIG. 2 are referred to as switching elements 134, 135, and 136 from the left. The drive circuit 2 and the conductor pattern 5 for the switching element 134 are on the first surface 41, the drive circuit 2 and the conductor pattern 5 for the switching element 135 are on the second surface 42, and the drive circuit 2 and the conductor pattern 5 for the switching element 136 The conductor pattern 5 is disposed on the first surface 42. Therefore, when the substrate 4 is viewed from the first surface 41 side, the conductor pattern 5 of the switching elements 134 and 136 can be seen.

基板4は第1表面41側の導体パターン5と第2表面側の導体パターン5とが絶縁できるだけの厚みが十分ある。スイッチング素子3及び導体パターン5はスイッチング素子3毎に絶縁ギャップdの所定の間隔をあけて基板4上に配置される。よって、同一表面上に配置されるスイッチング素子134と136の導体パターン5は絶縁ギャップd隔てて配置され、導体パターン5が裏面の第2表面42に配置されるスイッチング素子135の導体パターン5も同一表面に配置される導体パターン5と絶縁ギャップdを隔てて配置される。そして、導体パターン5が第2表面42に配置されるがスイッチング素子135の端子31は第1表面41側に貫通している。そのため、第1表面41に配置され、スイッチング素子135の左右に位置するスイッチング素子134及びスイッチング素子136の導体パターン5は、スイッチング素子135の端子31から絶縁ギャップdを隔てて配置される。そして、第1表面41側に配置される導体パターン5と第2表面42側に配置される導体パターン5とは、第1表面41又は第2表面42の法線方向で導体パターン5の一部が重なる。各スイッチング素子3の導体パターン5は、端子31を中心とした逆T字状で、スイッチング素子135の場合、導体パターン5の両端がスイッチング素子134及び135の導体パターン5と重なっている。駆動回路2は、1つのスイッチング素子3のための導体パターン5上で端子31の直線上に配置されている。この駆動回路2は導体パターン5上のどこに配置されてもよい。   The substrate 4 has a thickness sufficient to insulate the conductive pattern 5 on the first surface 41 side from the conductive pattern 5 on the second surface side. The switching element 3 and the conductor pattern 5 are arranged on the substrate 4 with a predetermined interval of an insulation gap d for each switching element 3. Therefore, the conductor patterns 5 of the switching elements 134 and 136 arranged on the same surface are arranged with an insulation gap d apart, and the conductor pattern 5 of the switching element 135 arranged on the second surface 42 on the back surface is also the same. The conductor pattern 5 arranged on the surface and the insulating gap d are arranged apart from each other. The conductor pattern 5 is disposed on the second surface 42, but the terminal 31 of the switching element 135 penetrates to the first surface 41 side. Therefore, the switching element 134 and the conductor pattern 5 of the switching element 136 that are arranged on the first surface 41 and are located on the left and right of the switching element 135 are arranged with the insulating gap d from the terminal 31 of the switching element 135. The conductor pattern 5 arranged on the first surface 41 side and the conductor pattern 5 arranged on the second surface 42 side are part of the conductor pattern 5 in the normal direction of the first surface 41 or the second surface 42. Overlap. The conductor pattern 5 of each switching element 3 has an inverted T shape centered on the terminal 31. In the case of the switching element 135, both ends of the conductor pattern 5 overlap the conductor patterns 5 of the switching elements 134 and 135. The drive circuit 2 is arranged on a straight line of the terminal 31 on the conductor pattern 5 for one switching element 3. The drive circuit 2 may be disposed anywhere on the conductor pattern 5.

従来の例として、図4の(b)に示されるように、1つのスイッチング素子3について基板4の両面41、42に導体パターン5が形成される場合は、絶縁ギャップdを確保しなければならないため、他のスイッチング素子3の導体パターン5を重ねることはできない。そして、本実施形態1の電力変換装置1では、図4(a)に示されるように、1つのスイッチング素子3について基板4の片面に導体パターン5を形成し、基板4を絶縁に利用するため、導体パターン5を重ねることができる。これにより、導体パターン5の実装面積が拡大する上、基板4が小型化できる。そして、導体パターン5の面積が増加することで、導体パターン5や駆動回路2などが高発熱しても広い面積で熱を放出できるため放熱効率がアップする。また、従来の配置でいくと第1表面41側だけ高熱になった場合、熱は基板4を伝って第2表面42側に伝達する。しかし、本実施形態1のように片面に導体パターン5を形成すると、熱は基板4を伝達するより、導体パターン5の全体に伝達する方が早いため、放熱効率が高い。   As a conventional example, as shown in FIG. 4B, when the conductor pattern 5 is formed on both surfaces 41 and 42 of the substrate 4 for one switching element 3, an insulation gap d must be ensured. Therefore, the conductor patterns 5 of the other switching elements 3 cannot be overlapped. And in the power converter device 1 of this Embodiment 1, as shown to Fig.4 (a), in order to form the conductor pattern 5 in the single side | surface of the board | substrate 4 about one switching element 3, and to utilize the board | substrate 4 for insulation The conductor pattern 5 can be overlapped. Thereby, the mounting area of the conductor pattern 5 is increased and the substrate 4 can be downsized. And since the area of the conductor pattern 5 increases, even if the conductor pattern 5, the drive circuit 2, etc. generate high heat, heat can be released over a wide area, so that the heat dissipation efficiency is improved. Further, in the conventional arrangement, when only the first surface 41 side becomes hot, the heat is transferred to the second surface 42 side through the substrate 4. However, when the conductor pattern 5 is formed on one side as in the first embodiment, heat is transmitted to the entire conductor pattern 5 faster than the substrate 4, so that the heat dissipation efficiency is high.

(実施形態2)
本発明の実施形態2について具体的に説明する。本実施形態2は実施形態1と基本的には同様の構成及び同様の作用効果を有する。以下、異なる部分を中心に説明する。
(Embodiment 2)
Embodiment 2 of the present invention will be specifically described. The second embodiment has basically the same configuration and the same function and effect as the first embodiment. The following description will focus on the different parts.

本実施形態2の電力変換装置1は、図5に示されるように、第1表面41に形成される導体パターン5が高温になる高温側パターン51で、第2表面42に形成される導体パターン5が高温になりにくい低温側パターン52とする。このようにすることで、高熱になる第1表面41側から比較的高温になりにくい第2表面42側へと熱伝達を利用して熱を放熱させることができるため、放熱性が向上する。そして、熱を伝達して放熱を均一化させることで、熱による回路特性のバラつきを改善することができる。   As shown in FIG. 5, the power conversion device 1 according to the second embodiment is a high-temperature side pattern 51 in which the conductor pattern 5 formed on the first surface 41 becomes a high temperature, and the conductor pattern formed on the second surface 42. 5 is a low-temperature side pattern 52 that does not easily reach a high temperature. By doing so, heat can be dissipated using heat transfer from the first surface 41 side, which is hot, to the second surface 42 side, which is relatively difficult to reach high temperature, and thus heat dissipation is improved. And by transferring heat and making heat radiation uniform, variation in circuit characteristics due to heat can be improved.

(実施形態3)
本発明の実施形態3について具体的に説明する。本実施形態3は実施形態1又は実施形態2と基本的には同様の構成及び同様の作用効果を有する。以下、異なる部分を中心に説明する。
(Embodiment 3)
Embodiment 3 of the present invention will be specifically described. The third embodiment basically has the same configuration and the same function and effect as the first or second embodiment. The following description will focus on the different parts.

本実施形態3の電力変換装置1は、図6に示されるように、基板4が複数の単相基板を積層した多層基板からなる。そのため、本実施形態3に係る電力変換装置1は、第1表面41と第2表面42との間に形成され第1表面41の導体パターン5に電気的に接続される第1中間パターン53と、第1中間パターン53と第2表面42との間に形成され第2表面42の導体パターン5に電気的に接続される第2中間パターン54とを有する。そして、電力変換装置1は、さらに、第1中間パターン53に形成される第1のテストランド71と、第2表面42に形成される導体パターン5に第2のテストランド72とを有する。そして、基板4は、第2表面42側から第1のテストランド71までの間を貫通し、プローブピン8を挿入可能な貫通孔44を有する。第1のテストランド71及び貫通孔44は、第1表面41に導体パターン5が形成されているスイッチング素子3の端子31の延長方向で、第2表面42の導体パターン5及び第2中間パターン54同士の間に位置する絶縁ギャップdを設けられている場所に形成されている。この場所は、第2表面42の導体パターン5及び第2中間パターン54に設けることもできるが、その場合、第1のテストランド71が設けられている第1中間パターン53から第2表面42の導体パターン5及び第2中間パターン54の境界が絶縁ギャップd離れることができるだけの間隔をあけることを要する。   As shown in FIG. 6, the power conversion device 1 according to the third embodiment includes a multilayer substrate in which a substrate 4 is formed by stacking a plurality of single-phase substrates. Therefore, the power conversion device 1 according to the third embodiment includes a first intermediate pattern 53 that is formed between the first surface 41 and the second surface 42 and is electrically connected to the conductor pattern 5 on the first surface 41. And a second intermediate pattern 54 formed between the first intermediate pattern 53 and the second surface 42 and electrically connected to the conductor pattern 5 on the second surface 42. The power conversion device 1 further includes a first test land 71 formed on the first intermediate pattern 53 and a second test land 72 on the conductor pattern 5 formed on the second surface 42. The substrate 4 has a through hole 44 that penetrates from the second surface 42 side to the first test land 71 and into which the probe pin 8 can be inserted. The first test land 71 and the through hole 44 extend in the direction of extension of the terminal 31 of the switching element 3 in which the conductor pattern 5 is formed on the first surface 41, and the conductor pattern 5 and the second intermediate pattern 54 on the second surface 42. It is formed in a place where an insulation gap d located between them is provided. This location can also be provided in the conductor pattern 5 and the second intermediate pattern 54 on the second surface 42, but in this case, the first intermediate pattern 53 provided with the first test land 71 to the second surface 42. It is necessary that the conductor pattern 5 and the second intermediate pattern 54 be separated from each other so that the boundary between the conductor pattern 5 and the second intermediate pattern 54 can be separated.

第1表面41側に導体パターン5がある場合に第2表面42側に第1のテストランド71を設け、そこまでの貫通孔44を基板4に設けることで、第1表面41側に導体パターン5が形成されている導体パターン5に対しても第2表面42側からプローブピン8を挿入できる。そして、第2表面42側に導体パターン5が形成される導体パターン5も第2表面42側からプローブピン8を挿入できる。つまり、第2表面42側だけからプローブピン8を挿入して、基板4の検査等を行うことができる。   When the conductor pattern 5 is on the first surface 41 side, the first test land 71 is provided on the second surface 42 side, and through holes 44 up to that are provided in the substrate 4, thereby providing the conductor pattern on the first surface 41 side. The probe pin 8 can also be inserted from the second surface 42 side into the conductor pattern 5 in which 5 is formed. And the probe pin 8 can also be inserted from the 2nd surface 42 side also in the conductor pattern 5 in which the conductor pattern 5 is formed in the 2nd surface 42 side. That is, the probe 4 can be inserted only from the second surface 42 side to inspect the substrate 4 and the like.

(実施形態4)
本発明の実施形態4について具体的に説明する。本実施形態4は実施形態3と基本的には同様の構成及び同様の作用効果を有する。以下、異なる部分を中心に説明する。
(Embodiment 4)
Embodiment 4 of the present invention will be specifically described. The fourth embodiment basically has the same configuration and the same function and effect as the third embodiment. The following description will focus on the different parts.

本実施形態4の電力変換装置1は、図7に示されるように、第2中間パターン54のうち第1中間パターン53に近い層のパターン541の境界が、第2中間パターン54のうち第1中間パターン53から遠い層のパターン542の境界よりも、貫通孔44からの距離が長い。つまり、第2表面41の導体パターン5から第1中間パターン53に向かって導体パターンの境界が階段状に形成されている。   As shown in FIG. 7, in the power conversion device 1 of the fourth embodiment, the boundary of the pattern 541 in the layer close to the first intermediate pattern 53 in the second intermediate pattern 54 is the first in the second intermediate pattern 54. The distance from the through hole 44 is longer than the boundary of the layer pattern 542 far from the intermediate pattern 53. That is, the boundary of the conductor pattern is formed in a staircase pattern from the conductor pattern 5 on the second surface 41 toward the first intermediate pattern 53.

このようにすることで、第1のテストランド71が形成され第2表面42側に開口している第1中間パターン53が、第2表面42側の導体パターン5及び第2中間パターン54との間に絶縁ギャップdを確保しつつ、導体パターンの面積が増加する。   By doing in this way, the 1st intermediate pattern 53 in which the 1st test land 71 was formed and opened to the 2nd surface 42 side is the conductor pattern 5 and the 2nd intermediate pattern 54 by the 2nd surface 42 side. The area of the conductor pattern increases while securing the insulation gap d therebetween.

(変形例)
本発明の変形例について具体的に説明する。本変形例は実施形態1、2、3又は4と基本的には同様の構成及び同様の作用効果を有する。以下、異なる部分を中心に説明する。
(Modification)
The modification of this invention is demonstrated concretely. This modification basically has the same configuration and the same function and effect as the first, second, third, or fourth embodiment. The following description will focus on the different parts.

本変形例の電力変換装置1は、図8に示されるように、基板4に形成される導体パターン5の形状が実施形態1に示した形状と異なる。本変形例に係る導体パターン5は、1つのスイッチング素子3の導体パターン5が逆面に位置するスイッチング素子3の導体パターン5の1つのみ第1表面41又は第2表面42の法線方向で重なり、他のスイッチング素子3の導体パターン5とは重ならない。例えば、スイッチング素子134及びスイング素子135の導体パターン5が、第1表面41又は第2表面42の法線方向で重なり、スイッチング素子136及び137の導体パターン5が重なり、スイッチング素子138及び139の導体パターン5が重なる。つまり、スイッチング素子136の導体パターン5は、スイッチング素子135やスイッチング素子139の導体パターン5と重ならない。スイッチング素子136の導体パターン5はL字状で、スイッチング素子137の導体パターン5は逆L字状で、2つの重なる導体パターン5は片方の面からみた場合、外形が四角形となる。スイッチング素子136の導体パターン5はスイッチング素子137の端子31から絶縁ギャップd離れており、第1表面41方向で左隣のスイッチング素子134の導体パターン5から絶縁ギャップd離れており、右隣のスイッチング素子138の導体パターン5から絶縁ギャップd離れている。スイッチング素子137の導体パターン5は、スイッチング素子136の端子31から絶縁ギャップd離れており、左隣のスイッチング素子135の導体パターン5から絶縁ギャップd離れており、右隣のスイッチング素子139の導体パターン5から絶縁ギャップd離れている。   As shown in FIG. 8, the power conversion device 1 of this modification is different from the shape shown in the first embodiment in the shape of the conductor pattern 5 formed on the substrate 4. In the conductor pattern 5 according to this modification, only one of the conductor patterns 5 of the switching element 3 in which the conductor pattern 5 of one switching element 3 is located on the opposite surface is in the normal direction of the first surface 41 or the second surface 42. It overlaps and does not overlap with the conductor pattern 5 of the other switching element 3. For example, the conductor pattern 5 of the switching element 134 and the swing element 135 overlaps in the normal direction of the first surface 41 or the second surface 42, the conductor pattern 5 of the switching elements 136 and 137 overlaps, and the conductor of the switching elements 138 and 139 Pattern 5 overlaps. That is, the conductor pattern 5 of the switching element 136 does not overlap the conductor pattern 5 of the switching element 135 or the switching element 139. The conductor pattern 5 of the switching element 136 is L-shaped, the conductor pattern 5 of the switching element 137 is inverted L-shaped, and the two overlapping conductor patterns 5 have a quadrilateral shape when viewed from one side. The conductive pattern 5 of the switching element 136 is separated from the terminal 31 of the switching element 137 by the insulation gap d, and is separated from the conductive pattern 5 of the switching element 134 on the left side in the first surface 41 direction, so that the switching on the right side is performed. The insulation gap d is separated from the conductor pattern 5 of the element 138. The conductive pattern 5 of the switching element 137 is separated from the terminal 31 of the switching element 136 by the insulation gap d, is separated from the conductive pattern 5 of the switching element 135 on the left by the insulation pattern d, and is conductive from the switching element 139 on the right. 5 away from the insulation gap d.

このようにすることで、(スイッチング素子3の数−1)だけの絶縁ギャップdが必要な従来に比べて、導体パターン5が重ならない同士の絶縁ギャップdは(スイッチング素子3の数÷2−1)だけ確保すればよいこととなり、基板4を小型化できる。また、絶縁ギャップdが重なる導体パターン5同士も逆面の導体パターン5のスイッチング素子3の端子31から絶縁ギャップdを確保するだけでよいため、絶縁ギャップdを確保しつつ、導体パターン5の面積を拡大することができる。   By doing in this way, compared with the conventional case where the insulation gap d of only (number of switching elements 3 −1) is required, the insulation gap d between the conductor patterns 5 does not overlap (number of switching elements 3 ÷ 2−2). Only 1) needs to be secured, and the substrate 4 can be downsized. In addition, since the conductor patterns 5 with which the insulation gap d overlaps need only secure the insulation gap d from the terminal 31 of the switching element 3 of the conductor pattern 5 on the opposite surface, the area of the conductor pattern 5 while securing the insulation gap d. Can be enlarged.

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、導体パターン5の形状はT字状、L字状に限定されない。   The preferred embodiment of the present invention has been described above, but the present invention is not limited to the above embodiment. For example, the shape of the conductor pattern 5 is not limited to a T shape or an L shape.

本実施形態1の電力変換装置1の回路図である。1 is a circuit diagram of a power conversion device 1 according to a first embodiment. 本実施形態1の電力変換装置1に用いられる基板4の上面図及び側面図である。It is the upper side figure and side view of the board | substrate 4 which are used for the power converter device 1 of this Embodiment 1. 本実施形態1の電力変換装置1に用いられる1つのスイッチング素子3とその駆動回路2の構成図である。FIG. 2 is a configuration diagram of one switching element 3 and its driving circuit 2 used in the power conversion device 1 of Embodiment 1. (a)本実施形態1の電力変換装置1に用いられる基板4の上面図及び側面図、(b)従来の基板4の上面図及び側面図である。(A) The top view and side view of the board | substrate 4 used for the power converter device 1 of this Embodiment 1, (b) The top view and side view of the conventional board | substrate 4. 本実施形態2の電力変換装置1に用いられる基板4の上面図及び側面図である。It is the upper side figure and side view of the board | substrate 4 which are used for the power converter device 1 of this Embodiment 2. 本実施形態3の電力変換装置1に用いられる基板4の上面図及び側面図である。It is the upper side figure and side view of the board | substrate 4 which are used for the power converter device 1 of this Embodiment 3. 本実施形態4の電力変換装置1に用いられる基板4の上面図及び側面図である。It is the upper side figure and side view of the board | substrate 4 which are used for the power converter device 1 of this Embodiment 4. 本変形例の電力変換装置1に用いられる基板4の上面図及び側面図である。It is the upper side figure and side view of the board | substrate 4 which are used for the power converter device 1 of this modification.

符号の説明Explanation of symbols

1:電力変換装置、11:バッテリー、12:昇降圧コンバータ、
13:MG1用インバータ、14:MG2用インバータ、
17:サージ電圧吸収用コンデンサ、
121,122,134〜139,144〜149:スイッチング素子、
123:コンデンサ、124:リアクトル、
2:駆動回路、21:ゲート駆動IC、22:短絡保護及び過電流保護装置、23:温度検出装置、201〜214:駆動回路、
3、121、122、134〜139、144〜149:スイッチング素子、31:端子、32:本体、
4:基板、41:第1表面、42:第2表面、43:ランド、44:貫通孔、
5:導体パターン、51:高温側パターン、52:低温側パターン、53:第1中間パターン、54:第2中間パターン、
6:ダイオード、
71:第1のテストランド、72:第2のテストランド、
8:プローブピン、
D1〜D14:ダイオード、MG1,MG2:モータジェネレータ。
1: power converter, 11: battery, 12: buck-boost converter,
13: MG1 inverter, 14: MG2 inverter,
17: Surge voltage absorbing capacitor,
121, 122, 134 to 139, 144 to 149: switching elements,
123: Capacitor, 124: Reactor,
2: drive circuit, 21: gate drive IC, 22: short circuit protection and overcurrent protection device, 23: temperature detection device, 201-214: drive circuit,
3, 121, 122, 134-139, 144-149: switching element, 31: terminal, 32: main body,
4: substrate, 41: first surface, 42: second surface, 43: land, 44: through hole,
5: Conductor pattern, 51: High temperature side pattern, 52: Low temperature side pattern, 53: First intermediate pattern, 54: Second intermediate pattern,
6: Diode,
71: First test land, 72: Second test land,
8: Probe pin,
D1 to D14: Diode, MG1, MG2: Motor generator.

Claims (8)

第1表面及び前記第1表面の反対表面である第2表面を有する基板と、
素子本体及び前記基板を貫通して配置される端子をそれぞれ備える複数の電力変換用スイッチング素子と、
それぞれの前記電力変換用スイッチング素子をそれぞれ駆動する複数の駆動用素子と、
前記基板に形成され、それぞれの前記電力変換用スイッチング素子と前記電力変換用スイッチング素子に対応する前記駆動用素子とを電気的に接続する複数の導体パターンと、
を有する電力変換装置において、
複数の前記導体パターンの少なくとも1つは、前記第1表面に形成され且つ前記第2表面に形成されず、
複数の前記導体パターンの残りは、前記第2表面に形成され且つ前記第1表面に形成されないことを特徴とする電力変換装置。
A substrate having a first surface and a second surface that is opposite the first surface;
A plurality of power conversion switching elements each including a terminal disposed through the element body and the substrate;
A plurality of driving elements that respectively drive the power conversion switching elements;
A plurality of conductor patterns formed on the substrate and electrically connecting the switching elements for power conversion and the driving elements corresponding to the switching elements for power conversion;
In a power converter having
At least one of the plurality of conductor patterns is formed on the first surface and not formed on the second surface;
The remainder of the plurality of conductor patterns is formed on the second surface and is not formed on the first surface.
前記第1表面に形成される前記導体パターンの少なくとも一部は、前記第1表面の法線方向において、前記第2表面に形成される他の前記導体パターンと重なるように形成される請求項1に記載の電力変換装置。   The at least one part of the said conductor pattern formed in the said 1st surface is formed so that it may overlap with the said other conductor pattern formed in the said 2nd surface in the normal line direction of the said 1st surface. The power converter device described in 1. 前記導体パターンは、反対面に配置される前記導体パターンの前記電力変換用スイッチング素子の端子から所定の間隔をあけて基板上に形成される請求項1又は2に記載の電力変換装置。   3. The power conversion device according to claim 1, wherein the conductor pattern is formed on a substrate at a predetermined interval from a terminal of the power conversion switching element of the conductor pattern disposed on the opposite surface. 高温になる導体パターンの高温側導体パターンと、前記高温側導体パターンより低温の低温側導体パターンと、を有し、
前記高温側導体パターンは前記第1面側又は前記第2面側に配置され、
前記低温側導体パターンは前記高温側導体パターンが配置された面の反対面側に配置される請求項1〜3の何れか1項に記載の電力変換装置。
A high-temperature side conductor pattern of a conductor pattern that becomes high temperature, and a low-temperature side conductor pattern that is lower in temperature than the high-temperature side conductor pattern,
The high temperature side conductor pattern is disposed on the first surface side or the second surface side,
The power converter according to any one of claims 1 to 3, wherein the low-temperature side conductor pattern is disposed on a surface opposite to a surface on which the high-temperature side conductor pattern is disposed.
前記基板は、前記第1表面と前記第2表面との間に、前記第1表面に形成される前記導体パターンと前記第2表面に形成される前記導体パターンとが絶縁される所定厚みの絶縁層を有する請求項1〜4の何れか1項に記載の電力変換装置。   The substrate has an insulation having a predetermined thickness between the first surface and the second surface so that the conductor pattern formed on the first surface is insulated from the conductor pattern formed on the second surface. The power converter device of any one of Claims 1-4 which has a layer. 前記基板は、複数の単層基板を積層した多層基板からなり、
前記電力変換装置は、
さらに、前記第1表面と前記第2表面との間に形成され、前記第1表面に形成される前記導体パターンに電気的に接続される複数層からなる第1中間パターンと、
前記第1中間パターンに形成される第1のテストランドと、
を備え、
前記基板は、前記第2表面側から前記第1のテストランドまでの間を貫通し、プローブピンを挿入可能な貫通孔を有する請求項1〜5の何れか1項に記載の電力変換装置。
The substrate is a multilayer substrate in which a plurality of single-layer substrates are stacked,
The power converter is
Further, a first intermediate pattern formed between the first surface and the second surface and made of a plurality of layers electrically connected to the conductor pattern formed on the first surface;
A first test land formed in the first intermediate pattern;
With
6. The power conversion device according to claim 1, wherein the substrate has a through hole that penetrates from the second surface side to the first test land and into which a probe pin can be inserted.
前記第2表面に形成される前記導体パターンに第2のテストランドが形成される請求項6に記載の電力変換装置。   The power conversion device according to claim 6, wherein a second test land is formed on the conductor pattern formed on the second surface. 前記電力変換装置は、前記第1中間パターンと前記第2表面との間に形成され、前記第2表面に形成される前記導体パターンに電気的に接続される複数層からなる第2中間パターンを備え、
前記第2中間パターンのうち前記第1中間パターンに近い層の導体パターンの境界は、前記第2中間パターンのうち前記第1中間パターンから遠い層の導体パターンの境界よりも、前記貫通孔からの距離が長く設定されている請求項6又は7に記載の電力変換装置。
The power conversion device includes a second intermediate pattern that is formed between the first intermediate pattern and the second surface, and includes a plurality of layers that are electrically connected to the conductor pattern formed on the second surface. Prepared,
Of the second intermediate pattern, the boundary of the conductor pattern of the layer close to the first intermediate pattern is closer to the through hole than the boundary of the conductor pattern of the layer farther from the first intermediate pattern of the second intermediate pattern. The power converter according to claim 6 or 7, wherein the distance is set to be long.
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