JP2021090328A - インバータ制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】スイッチング素子ユニットからの電磁ノイズの影響を受けにくい状態で電流検出用センサが設置されたインバータ制御装置を簡単な構成で実現する。【解決手段】インバータ制御装置２０は、スイッチング素子ユニット５に第１面１ａが対向するように配置された制御基板１と、電流を検出するセンサ素子２と、バスバー５０の周囲を囲うと共にセンサ素子２に対して規定の位置関係となる状態で制御基板１とスイッチング素子ユニット５との間に配置されるセンサコア３と、制御基板１とスイッチング素子ユニット５との間に配置されるシールドプレート４とを備え、センサ素子２は、制御基板１に実装されていると共に制御基板１の第１面１ａから突出するように配置され、センサコア３は、シールドプレート４に固定され、シールドプレート４は、センサコア３に対してスイッチング素子ユニット５の側に配置されている。【選択図】図１

Description

本発明は、直流と交流との間で電力を変換するインバータを制御するインバータ制御装置に関する。

インバータは、例えば交流機器と直流電源との間で電力を変換し、直流電源からの電力に基づいて交流機器を駆動する。インバータを制御するインバータ制御回路は、例えば、交流機器に流れる交流電流を検出して、インバータをフィードバック制御する。この際、交流電流は、電流センサによって検出される。交流センサには、交流電流が流れる導電線に対して直列に設置されてセンサに流れる電流を直接検出する接触型と、導電線の近傍に設置されて導電線を流れる電流によって生じる磁界を検出してこの磁界の大きさに応じて電流を検出する非接触型とがある。非接触型の場合には、磁界を検出するセンサ素子と、磁束の通り道となる磁気コアとを備えて構成されることが多い。

特開２０１８−１２１４１８号公報には、そのようなセンサ素子（ホール素子（４１））と磁気コア（４２）とを備えた電流センサ（４０）を備えた電力変換装置（１０）が開示されている（背景技術において括弧内の符号は参照する文献のもの。）。磁気コア（４２）は、インバータを構成するスイッチング素子が一体化されたスイッチング素子ユニット（パワーモジュール）を収納するパワーモジュールケース（２０）の中に配置されている。ホール素子（４１）はギャップを有したＣ型環状の磁気コア（４２）のギャップに配置されている。パワーモジュールケース（２０）には、冷媒が流れる冷却器（５０）が取り付けられている。冷却器（５０）には磁気コア（４２）に接触するようにパワーモジュールケース（２０）の内部に向けて突出した突出部（５４）が設けられている。

特開２０１８−１２１４１８号公報

上記のように、電流センサ（４０）（磁気コア（４２）及びホール素子（４１））がパワーモジュールケース（２０）に配置されている場合、ホール素子（４１）が高圧のパワーモジュールによる電磁ノイズの影響を受け易く、電流の検出精度が低下する可能性がある。また、パワーモジュールケース（２０）に磁気コア（４２）を収納するスペースを設けたり、冷却器（５０）に突出部（５４）を設けたりするなど、磁気コア（４２）の取り付け構造が複雑となり、コストが上昇し易い。

上記背景に鑑みて、簡単な構成であって、インバータを構成するスイッチング素子ユニットからの電磁ノイズの影響を受けにくい状態で、電流を検出するセンサが設置されたインバータ制御装置を実現することが望まれる。

上記に鑑みた、直流と交流との間で電力を変換するインバータを制御するインバータ制御装置は、前記インバータをスイッチング制御する制御回路を備えて前記インバータを形成するスイッチング素子ユニットに一方の基板面である第１面が対向するように配置された制御基板と、電流を検出するセンサ素子と、前記スイッチング素子ユニットに接続されたバスバーの周囲を囲うと共に、前記センサ素子に対して規定の位置関係となる状態で前記制御基板と前記スイッチング素子ユニットとの間に配置されるセンサコアと、前記制御基板と前記スイッチング素子ユニットとの間に配置されるシールドプレートと、を備え、前記センサ素子は、前記制御基板に実装されていると共に前記制御基板の前記第１面から突出するように配置され、前記センサコアは、前記シールドプレートに固定され、前記シールドプレートは、前記センサコアに対して前記スイッチング素子ユニットの側に配置されている。

この構成によれば、センサコア及びセンサ素子と、スイッチング素子ユニットとの間に、シールドプレートが配置されているので、センサコア及びセンサ素子は、スイッチング素子ユニットからの電磁ノイズの影響を受けにくい。従って、センサ素子による電流検出の精度が電磁ノイズによって低下することを抑制することができる。また、多くの場合、電磁ノイズを遮蔽するシールドプレートは、金属によって構成されているため、比較的高い剛性を備えている。センサコアがシールドプレートに固定されることで、センサコアの耐振性を向上させることができる。また、シールドプレートへセンサコアを固定するので、センサコアをスイッチング素子ユニットやスイッチング素子ユニットを収納するケースに取り付ける場合に比べて、センサコアの取り付け構造を簡素化できる。このように、本構成によれば、簡単な構成であって、インバータを構成するスイッチング素子ユニットからの電磁ノイズの影響を受けにくい状態で、電流を検出するセンサが設置されたインバータ制御装置を実現することができる。

インバータ制御装置のさらなる特徴と利点は、図面を参照して説明する実施形態についての以下の記載から明確となる。

インバータ制御装置の分解斜視図 回転電機駆動装置の模式的なブロック図 制御基板の模式的平面図 インバータ制御装置の模式的側面図 シールドプレートの模式的平面図

以下、例えば電気自動車やハイブリッド車などの車両の駆動力源となる交流の回転電機を駆動制御する回転電機駆動装置に用いられる形態を例として、インバータ制御装置の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、インバータ制御装置２０の分解斜視図であり、図２は、インバータ制御装置２０が用いられる回転電機駆動装置１００の模式的なブロック図である。

図２に示すように、回転電機８０は、複数相（一例として、Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相からなる３相）の交流で駆動される交流回転電機である。インバータ３０は、定格電圧が４８〜４００ボルト程度の直流電源８１及び回転電機８０に接続されて、直流と複数相（ここでは３相）の交流との間で電力を変換する。直流電源８１とインバータ３０との間には、インバータ３０の直流側の電圧（直流リンク電圧）を平滑する直流リンクコンデンサ８２（平滑コンデンサ）が備えられている。

インバータ３０は、複数のスイッチング素子３３を備えて構成されている。スイッチング素子３３は、例えば、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）や、パワーＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）、ＳｉＣ−ＭＯＳＦＥＴ（Silicon Carbide - Metal Oxide Semiconductor FET）、ＳｉＣ−ＳＩＴ（SiC - Static Induction Transistor）、ＧａＮ−ＭＯＳＦＥＴ（Gallium Nitride - MOSFET）等である。図２に示すように、本実施形態では、スイッチング素子３３としてＩＧＢＴを例示している。また、各スイッチング素子３３には、フリーホイールダイオード３５が並列に接続されている。

本実施形態では、スイッチング素子３３及びフリーホイールダイオード３５が１つの半導体チップに集積され、後述する他の回路（センス端子３６、温度検出ダイオード３７）と共に１つの半導体モジュール３９として構成されている。複数の半導体モジュール３９により構成されるインバータ３０は、スイッチング素子ユニット５として構成されている。図２に示すように、本実施形態では、フリーホイールダイオード３５の他、電流検出用のセンス端子３６、温度検出ダイオード３７も一体化されて半導体モジュール３９が形成されている。温度検出ダイオード３７は、スイッチング素子３３の温度を検出する温度検出センサとして機能する。センス端子３６は、入出力端子間（ドレイン−ソース間）を流れる素子電流（ドレイン−ソース間電流）に比例する微小な電流（センス電流）を流して素子電流を検出する。

１つの半導体モジュール３９には、少なくとも４つの端子が備えられている。４つの端子は、スイッチング素子３３のゲート端子（制御端子）に接続される第１端子、エミッタ端子（ソース端子）に接続される第２端子、センス端子に接続される第３端子、温度検出ダイオード３７のアノード端子に接続される第４端子である。半導体モジュール３９の第１端子、第２端子、第３端子、第４端子には、それぞれスイッチング素子ユニット５の第１接続端子、第２接続端子、第３接続端子、第４接続端子が接続されている。これらを総称して接続端子６と称する。図１に示すように、本実施形態では、接続端子６は、スイッチング素子ユニット５において第１水平方向Ｘに沿って直線上に並んで配置されている。

図２に示すように、インバータ３０は、直流の正極Ｐに接続される上段側スイッチング素子３１と直流の負極Ｎに接続される下段側スイッチング素子３２とが直列に接続されたアーム３４を備えている。上述したように、本実施形態ではインバータ３０は、直流と３相の交流との間で電力を変換するので、３相に対応して３本のアーム３４を備えている。本実施形態では、各アーム３４について、上段側スイッチング素子３１の接続端子６である上段側接続端子６１と、下段側スイッチング素子３２の接続端子６である下段側接続端子６２とが、スイッチング素子ユニット５において第１水平方向Ｘに沿って直線上に８本並んで配置されている。

３相の各相（Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相）において、上段側スイッチング素子３１と下段側スイッチング素子３２とが直列に接続されて１つのアーム３４が構成されるとともに、各アームの中間点が、回転電機８０の各相のステータコイルに接続されている。スイッチング素子ユニット５における各アーム３４の中間点には、図１及び図２に示すように、交流電流が流れるバスバー５０（Ｕ相バスバー５１，Ｖ相バスバー５２，Ｗ相バスバー５３）が接続されている。

図２に示すように、インバータ３０は、制御回路１０（CTRL）により制御される。制御回路１０は、より上位の不図示の制御装置（例えば車両制御装置）から提供される回転電機８０の目標トルクに基づいて、ベクトル制御法を用いた電流フィードバック制御を行う。回転電機８０の各相のステータコイルを流れる実電流は、交流の電流センサ８３により検出され、回転電機８０のロータの各時点での磁極位置は、レゾルバなどの回転センサ８４により検出される。制御回路１０は、電流センサ８３及び回転センサ８４の検出結果を用いて電流フィードバック制御を実行し、各スイッチング素子３３を個別にスイッチング制御する制御信号を生成する。制御信号は、定格電圧が３．３〜５ボルト程度のマイクロコンピュータなどのプロセッサを中核とした論理演算回路によって生成される。

一方、定格電圧が４８〜４００ボルトの直流電源８１に接続されるインバータ３０を構成するスイッチング素子３３をスイッチングするためには、波高値が１５〜２０ボルト程度の制御信号を与える必要がある。このため、論理演算回路によって生成された制御信号は、電圧や電流を増幅して駆動能力を高めるドライブ回路（本実施形態では制御回路１０に含む）を経由し、スイッチング制御信号ＳＷとして各スイッチング素子３３に提供される。図２に示すように、スイッチング制御信号ＳＷは、スイッチング素子３３のゲート端子に接続される第１端子と、エミッタ端子に接続される第２端子との間に印可される。このため、本実施形態の制御回路１０は、論理演算回路を含む低電圧回路と、ドライブ回路を含む高電圧回路とを有し、制御基板１は、低電圧回路が形成される低電圧領域と、高電圧回路が形成される高電圧領域とを有する。

図１の分解斜視図に示すように、インバータ制御装置２０は、制御基板１と、センサ素子２と、センサコア３と、シールドプレート４と、スイッチング素子ユニット５とを備えている。制御基板１は、インバータ３０をスイッチング制御する制御回路１０が形成された基板であり、一方の基板面である第１面１ａが、インバータ３０を形成するスイッチング素子ユニット５に対向するように配置されている。本実施形態では、制御基板１が長方形の板状に形成されている。そして、制御基板１の基板面に沿った方向（基板水平方向Ｈ）のうち、基板面の長辺に沿う方向を第１水平方向Ｘとし、当該第１水平方向Ｘに直交する方向を第２水平方向Ｙとしている。センサ素子２は、バスバー５０を流れる交流の電流を検出する素子であり、例えばホール素子である。センサ素子２は、バスバー５０の近傍に設置されてバスバー５０を流れる交流電流によって生じる磁界（磁束）を検出してこの磁界（磁束）の大きさに応じてバスバー５０を流れる電流を検出する。センサコア３は、磁束の通り道となる磁性体コアである。

シールドプレート４は、金属などの導電体により形成されており、例えばアルミニウム又は銅等によって形成されている。シールドプレート４は、制御基板１とスイッチング素子ユニット５との間に配置されて、スイッチング素子ユニット５のスイッチング動作に伴う電磁ノイズが制御基板１に放射されることを抑制する。即ち、制御回路１０がスイッチング素子ユニット５からの電磁ノイズの影響を受けにくくなり、制御回路１０の信頼性やスイッチング制御信号ＳＷ等の信頼性が電磁ノイズによって低下することを抑制することができる。

尚、このような電磁ノイズの遮蔽効果に鑑みれば、シールドプレート４は、制御基板１の基板面に直交する基板直交方向Ｚに見た平面視で、スイッチング素子ユニット５及び制御基板１の何れか小さい方の全体を覆うように形成されていることが好ましい。しかし、コストやインバータ制御装置２０の大きさの制約等により、シールドプレート４が、制御回路１０の一部やセンサ素子２及びセンサコア３を含む電流センサ８３に遮蔽効果が及ぶような大きさに留まることを妨げるものではない。また、シールドプレート４が、スイッチング素子ユニット５及び制御基板１の何れか大きい方の全体を覆うように形成されていても良く、或いは、シールドプレート４が、スイッチング素子ユニット５及び制御基板１の双方よりも大きく形成されていても良い。

以下、さらに、制御基板１の模式的平面図を示す図３、インバータ制御装置２０の模式的側面図を示す図４、シールドプレート４の模式的平面図を示す図５も参照して説明する。図１及び図５に示すように、センサコア３は、スイッチング素子ユニット５に接続されたバスバー５０の周囲を囲うと共に、センサ素子２に対して規定の位置関係となる状態で制御基板１とスイッチング素子ユニット５との間に配置されている。図１及び図５に示すように、センサコア３は、基板直交方向Ｚに見た平面視での形状がＣ字状の環状（筒状）に形成されており、周方向の一部に切り欠き（間隙）が形成されている。バスバー５０が筒状のセンサコア３の内側を通るように、センサコア３はバスバー５０の周囲を囲って配置されている。センサ素子２は、センサコア３の周方向の一部に形成された切り欠き（間隙）に、センサコア３に接触しないように配置されている。この位置関係が規定の位置関係である。尚、図１等には、センサコア３の形状が、周方向の一部に形成された間隙以外の部分の平面視での形状が矩形環状である構成を例示しているが、センサコア３の形状が、周方向の一部に切り欠き（間隙）を有する円筒状であってもよい。

センサ素子２は、図１及び図４に示すように、センサ本体部２Ｂからセンサ端子２Ｐが突出したディスクリート部品である。センサ素子２は、制御基板１に実装されていると共に制御基板１の第１面１ａから突出するように配置されている。本実施形態では、センサ端子２Ｐを９０度折り曲げることによって制御基板１の第１面１ａにおいて半田付けされる形態（表面実装される形態）を例示している。このように、表面実装されることによって、制御基板１の第１面１ａからセンサ本体部２Ｂまでの長さを規定し易い。当然ながら、センサ端子２Ｐを折り曲げることなく、制御基板１に端子挿入孔を設けて、制御基板１の第２面１ｂにおいて半田付けされる形態を妨げるものではない。

センサコア３は、シールドプレート４に固定されている。上述したように、シールドプレート４は、アルミニウムなどの金属によって構成されているため、比較的高い剛性を備えている。センサコア３がシールドプレート４に固定されることで、センサコア３の耐振性を向上させることができる。尚、制御基板１及びシールドプレート４は、例えば、不図示のケースに固定される。

図１及び図４に示すように、シールドプレート４は、センサコア３に対してスイッチング素子ユニット５の側に配置されている。これにより、センサコア３及びセンサ素子２により構成される電流センサの全体が、シールドプレート４を挟んで電磁ノイズの発生源であるスイッチング素子ユニット５とは反対側に配置されることになる。即ち、電流センサがスイッチング素子ユニット５からの電磁ノイズの影響を受けにくくなり、電流検出の精度が電磁ノイズによって低下することを抑制することができる。

図１及び図３に示すように、本実施形態に係る制御基板１には、バスバー５０が貫通するバスバー貫通孔１５と、スイッチング素子３３の接続端子６が貫通して、制御基板１に接続される（半田付けされる）端子接続孔１６とが形成されている。端子接続孔１６は、上段側スイッチング素子３１の接続端子６である上段側接続端子６１が接続される上段側接続部７１と、下段側スイッチング素子３２の接続端子６である下段側接続端子６２が接続される下段側接続部７２とのそれぞれ形成されている。図１及び図３に示すように、本実施形態では、バスバー貫通孔１５は、下段側接続部７２よりも上段側接続部７１に近い位置に配置されている。

上述したように、交流電流が流れるバスバー５０は、アーム３４の中間点、即ちアーム３４において上段側スイッチング素子３１と下段側スイッチング素子３２との接続点に接続されている。図２を参照して上述したように、上段側スイッチング素子３１のスイッチング制御信号ＳＷは、上段側スイッチング素子３１の制御端子（ゲート端子）と負極Ｎの側（下段側スイッチング素子３２の側）の端子（エミッタ端子）との間に印可される。下段側スイッチング素子３２のスイッチング制御信号ＳＷは、下段側スイッチング素子３２の制御端子（ゲート端子）と負極Ｎ（エミッタ端子）との間に印可される。従って、アーム３４の中間点と、制御端子との間の電位差は、下段側スイッチング素子３２に比べて上段側スイッチング素子３１の方が小さくなる。このため、交流電流が流れるバスバー５０と、制御端子との間の制御基板１における絶縁距離は、上段側スイッチング素子３１の方が下段側スイッチング素子３２に比べて短くすることができる。本実施形態のように、バスバー貫通孔１５が、下段側接続部７２よりも上段側接続部７１に近い位置に配置されていると、絶縁距離を考慮しても制御基板１が大きくなることを抑制してインバータ制御装置２０を小型化することができる。

尚、本実施形態では省略しているが、バスバー貫通孔１５の開口の内壁を覆うように、ゴムなどの非導電体により形成された絶縁部材（ブッシュ等）が配置されていてもよい。このようなブッシュによってインバータ制御装置２０に振動や衝撃が加わった場合の絶縁性を確保することができる。後述するように、シールドプレート４に、バスバー５０が貫通するプレート側バスバー貫通孔４５が形成される場合には、プレート側バスバー貫通孔４５にもそのような絶縁部材が配置されていてもよい。

図１及び図４に示すように、シールドプレート４は、制御基板１とスイッチング素子ユニット５との間に配置されている。また、バスバー５０は、スイッチング素子ユニット５からセンサ素子２が実装された制御基板１の方向に延伸するように配置されている。また、接続端子６（上段側接続端子６１及び下段側接続端子６２）は、制御基板１と接続されている。従って、本実施形態では、図１及び図４に示すように、シールドプレート４は、バスバー５０が貫通するプレート側バスバー貫通孔４５と、上段側接続端子６１及び下段側接続端子６２が貫通する接続端子貫通孔４６とを備えている。尚、本実施形態では、接続端子６が貫通する接続端子貫通孔４６が、各アーム３４の全ての接続端子６が貫通可能な長孔として形成されている形態を例示しているが、図３に示した端子接続孔１６と同様に、各接続端子６が１本ずつ貫通する孔であってもよい。

また、図３に示すように、本実施形態では、制御基板１の基板面に沿った方向（基板水平方向Ｈ、ここでは第２水平方向Ｙ）に見て、上段側接続部７１及び下段側接続部７２と、センサ素子２とは、バスバー５０を挟んで互いに反対側に配置されている。上述したように、制御回路１０には、高電圧回路と低電圧回路とがあり、制御基板１には、高電圧回路が形成される高電圧領域と低電圧回路が形成される低電圧領域とがある。上段側接続部７１及び下段側接続部７２において接続される信号は高電圧回路を経た信号であり、センサ素子２による検出結果は低電圧回路においてスイッチング制御信号を生成するためのフィードバック制御に用いられる。本実施形態のように、上段側接続部７１及び下段側接続部７２と、センサ素子２とがバスバー５０を挟んで互いに反対側に配置されていると、センサ素子２が高電圧回路の影響を受けにくくなる。また、制御基板１においては、高電圧回路と低電圧回路がそれぞれ異なる領域に配置されているので、センサ素子２が高電圧回路と離れて配置されることにより、センサ素子２を低電圧回路の領域に配置し易くなる。

尚、当然ながら、制御基板１における実装効率等により、上段側接続部７１及び下段側接続部７２と、センサ素子２とが、バスバー５０に対して同じ側に配置された形態とすることを妨げるものではない。

〔その他の実施形態〕
次に、インバータ制御装置２０のその他の実施形態について説明する。

（１）上記の実施形態では、制御基板１に、バスバー５０が貫通するバスバー貫通孔１５が形成された形態を例として説明した。しかし、そのような構成には限定されない。例えば、制御基板１に、バスバー５０が貫通するバスバー貫通孔１５が設けられていなくても良い。この場合、バスバー５０は、例えば、センサコア３を貫通した後、制御基板１を避けるように屈曲される。また、制御基板１に、バスバー５０が貫通するバスバー貫通孔１５が設けられている場合において、バスバー貫通孔１５が、上段側接続部７１よりも下段側接続部７２に近い位置に配置されていても良い。

（２）上記の実施形態では、シールドプレート４に、プレート側バスバー貫通孔４５及び接続端子貫通孔４６が形成された形態を例として説明した。しかし、そのような構成には限定されない。例えば、シールドプレート４が、プレート側バスバー貫通孔４５及び接続端子貫通孔４６の少なくとも一方を備えない構成であっても良い。或いは、シールドプレート４が、プレート側バスバー貫通孔４５に代えて、シールドプレート４の外縁部分においてバスバー５０が通過するように形成された切り欠き部を備えた構成であっても良い。同様に、シールドプレート４が、接続端子貫通孔４６に代えて、シールドプレート４の外縁部分において、上段側接続端子６１及び下段側接続端子６２が通過するように形成された切り欠き部を備えた構成であっても良い。これらの場合において、バスバー５０や接続端子６が、基板直交方向Ｚに沿って真っ直ぐに延伸せず、基板面に沿った方向（基板水平方向Ｈ）に沿ってシールドプレート４を迂回してから基板直交方向Ｚに沿って制御基板１側へ延伸するように構成されていてもよい。いずれの場合であっても、センサコア３は、バスバー５０が貫通する位置に配置されるように、シールドプレート４に固定される。

〔実施形態の概要〕
以下、上記において説明したインバータ制御装置（２０）の概要について簡単に説明する。

１つの態様として、直流と交流との間で電力を変換するインバータ（３０）を制御するインバータ制御装置（２０）は、前記インバータ（３０）をスイッチング制御する制御回路（１０）を備えて前記インバータ（３０）を形成するスイッチング素子ユニット（５）に一方の基板面である第１面（１ａ）が対向するように配置された制御基板（１）と、電流を検出するセンサ素子（２）と、前記スイッチング素子ユニット（５）に接続されたバスバー（５０）の周囲を囲うと共に、前記センサ素子（２）に対して規定の位置関係となる状態で前記制御基板（１）と前記スイッチング素子ユニット（５）との間に配置されるセンサコア（３）と、前記制御基板（１）と前記スイッチング素子ユニット（５）との間に配置されるシールドプレート（４）と、を備え、前記センサ素子（２）は、前記制御基板（１）に実装されていると共に前記制御基板（１）の前記第１面（１ａ）から突出するように配置され、前記センサコア（３）は、前記シールドプレート（４）に固定され、前記シールドプレート（４）は、前記センサコア（３）に対して前記スイッチング素子ユニット（５）の側に配置されている。

この構成によれば、センサコア（３）及びセンサ素子（２）と、スイッチング素子ユニット（５）との間に、シールドプレート（４）が配置されているので、センサコア（３）及びセンサ素子（２）は、スイッチング素子ユニット（５）からの電磁ノイズの影響を受けにくい。従って、センサ素子（２）による電流検出の精度が電磁ノイズによって低下することを抑制することができる。また、多くの場合、電磁ノイズを遮蔽するシールドプレート（４）は、金属によって構成されているため、比較的高い剛性を備えている。センサコア（３）がシールドプレート（４）に固定されることで、センサコア（３）の耐振性を向上させることができる。また、シールドプレート（４）へセンサコア（３）を固定するので、センサコア（３）をスイッチング素子ユニット（５）やスイッチング素子ユニット（５）を収納するケースに取り付ける場合に比べて、センサコア（３）の取り付け構造を簡素化できる。このように、本構成によれば、簡単な構成であって、インバータを構成するスイッチング素子ユニットからの電磁ノイズの影響を受けにくい状態で、電流を検出するセンサが設置されたインバータ制御装置を実現することができる。

また、前記シールドプレート（４）は、前記制御基板（１）の基板面に直交する方向（Ｚ）に見た平面視で、前記スイッチング素子ユニット（５）及び前記制御基板（１）の何れか小さい方の全体を覆うように形成されていると好適である。

この構成によれば、スイッチング素子ユニッット（５）からの制御基板（１）に到達する電磁ノイズを、シールドプレート（４）によって適切に遮蔽することができる。

また、前記インバータ（３０）は、直流の正極（Ｐ）に接続される上段側スイッチング素子（３１）と直流の負極（Ｎ）に接続される下段側スイッチング素子（３２）とが直列に接続されたアーム（３４）を備え、前記制御基板（１）は、前記バスバー（５０）が貫通するバスバー貫通孔（１５）と、前記上段側スイッチング素子（３１）の接続端子（６）である上段側接続端子（６１）が接続される上段側接続部（７１）と、前記下段側スイッチング素子（３２）の接続端子（６）である下段側接続端子（６２）が接続される下段側接続部（７２）と、を備え、前記バスバー貫通孔（１５）は、前記下段側接続部（７２）よりも前記上段側接続部（７１）に近い位置に配置されていると好適である。

交流電流は、アーム（３４）において上段側スイッチング素子（３１）と下段側スイッング素子（３２）との接続点を流れる。上段側スイッチング素子（３１）の制御信号の電圧は、上段側スイッチング素子（３１）の制御端子（ゲート端子やベース端子）と負極側（下段側スイッチング素子（３２）の側）の端子（エミッタ端子やソース端子）との間に印可される。下段側スイッチング素子（３２）の制御信号の電圧は、下段側スイッチング素子（３２）の制御端子（ゲート端子やベース端子）と負極（エミッタ端子やソース端子）との間に印可される。従って、上段側スイッチング素子（３１）と下段側スイッング素子（３２）との接続点と、制御端子との間の電位差は、下段側スイッチング素子（３２）に比べて上段側スイッチング素子（３１）の方が小さい。このため、交流電流が流れるバスバーと、制御端子との間の制御基板（１）における絶縁距離は、上段側スイッチング素子（３１）の方が下段側スイッチング素子（３２）に比べて短くすることができる。本構成によれば、バスバー貫通孔（１５）が、下段側接続部（７２）よりも上段側接続部（７１）に近い位置に配置されているため、上述したように絶縁距離を考慮した上で制御基板（１）が大きくなることを抑制してインバータ制御装置（２０）を小型化することができる。

また、前記制御基板（１）の基板面に沿った方向（Ｈ（Ｙ））に見て、前記上段側接続部（７１）及び前記下段側接続部（７２）と、前記センサ素子（２）とは、前記バスバー（５０）を挟んで互いに反対側に配置されていると好適である。

制御基板（１）には、インバータ（３０）のスイッチング制御信号を生成するマイクロコンピュータなどを中核とした低電圧回路と、低電圧回路よりも高圧の回路であって、スイッチング制御信号を増幅してインバータ（３０）を構成するスイッチング素子ユニット（５）に中継するドライブ回路などを中核とした高電圧回路とが形成される場合がある。一方、上段側接続部（７１）及び前記下段側接続部（７２）において接続される信号はドライブ回路などの高電圧回路を経た信号であり、センサ素子（２）による検出結果は低電圧回路においてスイッチング制御信号を生成するためのフィードバック制御に用いられる。本構成のように、上段側接続部（７１）及び下段側接続部（７２）と、センサ素子（２）とがバスバー（５０）を挟んで互いに反対側に配置されていると、センサ素子（２）が高電圧回路の影響を受けにくくなる。また、制御基板（１）においては、高電圧回路と低電圧回路がそれぞれ異なる領域に配置されているので、センサ素子（２）が高電圧回路と離れて配置されることにより、センサ素子（２）を低電圧回路の領域に配置し易くなる。

また、前記シールドプレート（４）は、前記バスバー（５０）が貫通するプレート側バスバー貫通孔（４５）と、前記上段側接続端子（６１）及び前記下段側接続端子（６２）が貫通する接続端子貫通孔（４６）と、を備えていると好適である。

シールドプレート（４）は、制御基板（１）とスイッチング素子ユニット（５）との間に配置されている。バスバー（５０）は、スイッチング素子ユニット（５）からセンサ素子（２）が実装された制御基板（１）の側へ延伸するように配置される場合がある。また、上段側接続端子（６１）及び下段側接続端子（６２）は、制御基板（１）と接続される必要がある。従って、本構成のように、シールドプレート（４）にプレート側バスバー貫通孔（４５）と接続端子貫通孔（４６）とが形成されていると、バスバー（５０）を制御基板（１）側へ延伸させることができると共に、上段側接続端子（６１）及び下段側接続端子（６２）を制御基板（１）に接続させることができる。

１ ：制御基板
１ａ ：第１面
２ ：センサ素子
３ ：センサコア
４ ：シールドプレート
５ ：スイッチング素子ユニット
６ ：接続端子
１０ ：制御回路
１５ ：バスバー貫通孔
２０ ：インバータ制御装置
３０ ：インバータ
３１ ：上段側スイッチング素子
３２ ：下段側スイッチング素子
３３ ：スイッチング素子
３４ ：アーム
４５ ：プレート側バスバー貫通孔
４６ ：接続端子貫通孔
５０ ：バスバー
６１ ：上段側接続端子
６２ ：下段側接続端子
７１ ：上段側接続部
７２ ：下段側接続部
Ｈ ：基板水平方向（基板面に沿った方向）
Ｎ ：負極
Ｐ ：正極
Ｚ ：基板直交方向（基板面に直交する方向）

Claims (5)

1. 直流と交流との間で電力を変換するインバータを制御するインバータ制御装置であって、
   前記インバータをスイッチング制御する制御回路を備え、前記インバータを形成するスイッチング素子ユニットに一方の基板面である第１面が対向するように配置された制御基板と、
   電流を検出するセンサ素子と、
   前記スイッチング素子ユニットに接続されたバスバーの周囲を囲うと共に、前記センサ素子に対して規定の位置関係となる状態で前記制御基板と前記スイッチング素子ユニットとの間に配置されるセンサコアと、
   前記制御基板と前記スイッチング素子ユニットとの間に配置されるシールドプレートと、を備え、
   前記センサ素子は、前記制御基板に実装されていると共に前記制御基板の前記第１面から突出するように配置され、
   前記センサコアは、前記シールドプレートに固定され、
   前記シールドプレートは、前記センサコアに対して前記スイッチング素子ユニットの側に配置されている、インバータ制御装置。
2. 前記シールドプレートは、前記制御基板の基板面に直交する方向に見た平面視で、前記スイッチング素子ユニット及び前記制御基板の何れか小さい方の全体を覆うように形成されている、請求項１に記載のインバータ制御装置。
3. 前記インバータは、直流の正極に接続される上段側スイッチング素子と直流の負極に接続される下段側スイッチング素子とが直列に接続されたアームを備え、
   前記制御基板は、前記バスバーが貫通するバスバー貫通孔と、
   前記上段側スイッチング素子の接続端子である上段側接続端子が接続される上段側接続部と、
   前記下段側スイッチング素子の接続端子である下段側接続端子が接続される下段側接続部と、を備え、
   前記バスバー貫通孔は、前記下段側接続部よりも前記上段側接続部に近い位置に配置されている、請求項１又は２に記載のインバータ制御装置。
4. 前記制御基板の基板面に沿った方向に見て、前記上段側接続部及び前記下段側接続部と、前記センサ素子とは、前記バスバーを挟んで互いに反対側に配置されている、請求項３に記載のインバータ制御装置。
5. 前記シールドプレートは、前記バスバーが貫通するプレート側バスバー貫通孔と、前記上段側接続端子及び前記下段側接続端子が貫通する接続端子貫通孔と、を備えている、請求項３又は４の何れか一項に記載のインバータ制御装置。
   

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