JP4708951B2 - Inverter module and inverter-integrated AC motor using the same - Google Patents
Inverter module and inverter-integrated AC motor using the same Download PDFInfo
- Publication number
- JP4708951B2 JP4708951B2 JP2005306484A JP2005306484A JP4708951B2 JP 4708951 B2 JP4708951 B2 JP 4708951B2 JP 2005306484 A JP2005306484 A JP 2005306484A JP 2005306484 A JP2005306484 A JP 2005306484A JP 4708951 B2 JP4708951 B2 JP 4708951B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- switching element
- conductor
- inverter
- inverter module
- motor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/4805—Shape
- H01L2224/4809—Loop shape
- H01L2224/48091—Arched
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/481—Disposition
- H01L2224/48135—Connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip
- H01L2224/48137—Connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip the bodies being arranged next to each other, e.g. on a common substrate
- H01L2224/48139—Connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip the bodies being arranged next to each other, e.g. on a common substrate with an intermediate bond, e.g. continuous wire daisy chain
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/484—Connecting portions
- H01L2224/4847—Connecting portions the connecting portion on the bonding area of the semiconductor or solid-state body being a wedge bond
- H01L2224/48472—Connecting portions the connecting portion on the bonding area of the semiconductor or solid-state body being a wedge bond the other connecting portion not on the bonding area also being a wedge bond, i.e. wedge-to-wedge
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/49—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of a plurality of wire connectors
- H01L2224/491—Disposition
- H01L2224/4911—Disposition the connectors being bonded to at least one common bonding area, e.g. daisy chain
- H01L2224/49111—Disposition the connectors being bonded to at least one common bonding area, e.g. daisy chain the connectors connecting two common bonding areas, e.g. Litz or braid wires
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/11—Device type
- H01L2924/13—Discrete devices, e.g. 3 terminal devices
- H01L2924/1304—Transistor
- H01L2924/1305—Bipolar Junction Transistor [BJT]
- H01L2924/13055—Insulated gate bipolar transistor [IGBT]
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/11—Device type
- H01L2924/13—Discrete devices, e.g. 3 terminal devices
- H01L2924/1304—Transistor
- H01L2924/1306—Field-effect transistor [FET]
- H01L2924/13091—Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor [MOSFET]
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/64—Electric machine technologies in electromobility
Description
本発明は、特に交流モータと一体化されたインバータモジュールに関する。 The present invention particularly relates to an inverter module integrated with an AC motor.
従来、直流電源と交流モータの電機子巻線との間に介設されて、この電機子巻線に交流電力を給電するインバータモジュールを交流モータと一体化することにより、小形軽量化と配線損失の低減を図ったインバータ一体型交流モータが提案されている。 Conventionally, an inverter module that is interposed between a DC power source and an armature winding of an AC motor and supplies AC power to the armature winding is integrated with the AC motor, thereby reducing the size and weight and wiring loss. Inverter-integrated AC motors have been proposed that reduce this.
上記インバータモジュールは、制動時の回生動作により負荷の運動エネルギを直流電源側に回収することができるので、ハイブリッド電気自動車の走行モータ駆動制御に広く利用されている。このような従来のインバータモジュールについて図1を参照して説明する。 Since the inverter module can recover the kinetic energy of the load to the DC power source side by regenerative operation during braking, it is widely used for driving motor drive control of hybrid electric vehicles. Such a conventional inverter module will be described with reference to FIG.
主バッテリ1は二次電池を複数直列接続した直流電源であり、絶縁被覆ケーブル11、12および(+)ブスライン13、(−)ブスライン14を通じて、インバータモジュール2に接続される。インバータモジュール2の入力端子間には平滑コンデンサ4が接続されて、リプル電流を吸収して入力電圧を安定化させる。
The
インバータモジュール2において、5a、5b、6a、6b、7a、7bはIGBT(Insulated GateBipolar Transistor)であって、互いに直列に接続された上アームスイッチング素子5aおよび下アームスイッチング素子5bはU相インバータ回路5を構成し、互いに直列に接続された上アームスイッチング素子6aおよび下アームスイッチング素子6bはV相インバータ回路6を構成し、互いに直列に接続された上アームスイッチング素子7aおよび下アームスイッチング素子7bはW相インバータ回路7を構成する。
また、各相の接続点であるU相出力端子5e、V相出力端子6e、およびW相出力端子7eは、各相ブスライン15〜17および絶縁被覆ケーブル18〜20を通じて走行モータの各相端子に個別に接続され、制御回路8を用いて各相インバータ回路を交互にオン/オフさせて主バッテリ1の直流電力を交流電力に変換して走行モータ3に給電する。
また、フライホイールダイオード5c、5d、6c、6d、7c、7dは、スイッチング素子5a、5b、6a、6b、7a、7bと個別に並列接続されて、誘導性負荷である走行モータ3に還流電流を供給する。
In the
Further, the
Further, the
従来のインバータモジュールは、各相インバータ回路を構成する半導体モジュールを冷却ブロック、平滑コンデンサとともにインバータケースに格納して、交流モータと別の位置に配置されていた。 In the conventional inverter module, a semiconductor module constituting each phase inverter circuit is stored in an inverter case together with a cooling block and a smoothing capacitor, and is arranged at a position different from the AC motor.
このような従来構造のインバータモジュールについて、入力端子側から見た斜視図を図2、出力端子側から見た斜視図を図3に示す。図2、3において、半導体モジュール21は冷却ブロック22の載置面23上に熱伝導性グリスを介してネジ止めされる。冷却ブロック22は、冷却液を冷液管24a、24bを介して循環させて、半導体モジュール21を冷却する。
半導体モジュール21の内部には、U、V、Wの各相インバータ回路および配線基板が内蔵され、外部コントローラおよび電流センサ9a、9b、9cに対して接続端子を介して接続される。
FIG. 2 is a perspective view seen from the input terminal side and FIG. 3 is a perspective view seen from the output terminal side of the inverter module having such a conventional structure. 2 and 3, the
Inside the
図2において、半導体モジュール21の正極導体25、負極導体26は、(+)ブスライン13、(−)ブスライン14を介して、平滑コンデンサ4、および直流電源(図示せず)に接続される。
In FIG. 2, the
図3において、半導体モジュール21のU相出力導体5e、V相出力導体6e、W相出力導体7eは、電流センサ9a、9b、9cの中空穴を通して、U相ブスライン15、V相ブスライン16、W相ブスライン17を介して交流モータのステータコイル(図示せず)に接続される。
In FIG. 3, the
図4は、図2のインバータモジュールのX−X断面図を示したものであり、半導体モジュール21の内部構造をより明確にするため、平滑コンデンサ、電流センサ、ブスラインの記載を省略している。半導体モジュール21はスイッチング素子5a、5bを搭載した絶縁基板27を素子冷却用金属部材28にはんだ付けし、さらにハウジング29を取り付けて構成される。絶縁基板27は、例えば窒化アルミニウム等のセラミック基材の両面に、銅やアルミニウムなどの電極板を固着して構成されており、電極板上面は回路パターン30a、30bを形成して、スイッチング素子5a、5bをはんだ付け接合し、電極板下面は素子冷却用金属部材28にはんだ付け接合される。
FIG. 4 shows an XX cross-sectional view of the inverter module of FIG. 2, and a smoothing capacitor, a current sensor, and a bus line are not shown in order to clarify the internal structure of the
ワイヤ31aは、ハウジング29に一体成形された正極導体25を回路パターン30aと接続する。ワイヤ31cは、ハウジング29に一体成形されたU相出力端子5eを回路パターン30bと接続する。絶縁基板27の上部には、シールド板32、配線基板33が所定間隔を隔てて配置されている。インバータ回路には数十〜数百アンペアの大電流が流れ、電磁波ノイズを放出して制御回路に誤動作を生じるおそれがあるため、シールド板32で配線基板33を完全に遮蔽している。
The
図5は、図4に示す半導体モジュール21について、シールド板32、配線基板33を取り除いた状態でU相インバータ回路をY方向から見た図である。
図5においては、絶縁基板27の回路パターン30a、30b上にスイッチング素子5a、5bおよびフライホイールダイオード5c、5dが実装されている。
正極導体25および負極導体26は、積層配置されて絶縁基板27の左側に配置されている。出力導体5eは、絶縁基板27の右側に配置されている。ワイヤ31aは、正極導体25と回路パターン30aとを接続する。
ワイヤ31bは、スイッチング素子5aおよびフライホイールダイオード5cと回路パターン30bとを接続する。ワイヤ31cは、回路パターン30bと出力端子5eとを接続する。ワイヤ31dはスイッチング素子5bおよびフライホイールダイオード5dと負極導体26とを接続する。
FIG. 5 is a view of the U-phase inverter circuit as viewed from the Y direction in the
In FIG. 5,
The
The
これにより、スイッチング素子5aおよびフライホイールダイオード5cは、正極導体25と出力導体5eとの間に接続され、スイッチング素子5bおよびフライホイールダイオード5dは、出力導体5eと負極導体26との間に接続されて、U相インバータ回路を構成している。V相、W相インバータ回路も同様の構成を取るため、ここでは説明を省略する。
Thereby, the
ワイヤ34aは、スイッチング素子5aの複数の信号端子35aとハウジング29に一体成形された配線導体36aとを接続する。ワイヤ34bは、スイッチング素子5bの複数の信号端子35bとハウジング29に一体成形された配線導体36bとを接続する。配線導体36a、36bは、配線基板33にはんだ付けされ制御回路と接続される。
The
正極導体25および負極導体26は、例えば厚さ1〜2mm、幅10mm程度の配線であり、各々を近接して積層配置するために配線インダクタンスを非常に小さく設定している。それに対し、回路パターン30aは厚さ400μm、ワイヤ31a、31dは直径350μmであり、回路パターンは個別に配置されることから、正極導体25および負極導体26と比較して配線インダクタンスが大きくなる。
従って、スイッチング素子をオフする際に、配線インダクタンスによるサージ電圧が発生して、スイッチング素子を破壊するおそれがあるため、回路パターン30aおよびワイヤ31a、31dの配線長を極力短くし、配線インダクタンスを小さく設定する必要がある。
The
Therefore, when the switching element is turned off, a surge voltage due to the wiring inductance may be generated and the switching element may be destroyed. Therefore, the wiring length of the
図6は、図5に示すスイッチング素子5aの内部回路構成と各信号端子を示した図である。図6においては、スイッチング素子5aはIGBTであり、内部に温度検知用ダイオード37を内蔵している。各信号端子は、IGBTを駆動するゲート端子、エミッタ端子、IGBTのコレクタ電流を分流して過電流検知するセンスエミッタ端子、および温度検知用ダイオード37のアノード端子、カソード端子である。センスエミッタ端子、アノード端子およびカソード端子は大電流用途のスイッチング素子に内蔵される例が多いが、小〜中電流用途では省略される場合もある。
FIG. 6 is a diagram showing an internal circuit configuration and each signal terminal of the
図7は、図5に示すU相インバータ回路について、スイッチング素子を各々2並列にした図を示している。図7においては、絶縁基板27の回路パターン30a上にスイッチング素子5a、5a’およびフライホイールダイオード5c、5c’が実装されている。回路パターン30b上にスイッチング素子5b、5b’およびフライホイールダイオード5d、5d’が実装されている。
ワイヤ31eは、スイッチング素子5a’およびフライホイールダイオード5c’と回路パターン30bとを接続する。ワイヤ31fはスイッチング素子5b’およびフライホイールダイオード5d’と負極導体26とを接続する。
ワイヤ34a’は、スイッチング素子5a’の信号端子35a’とハウジング29に一体成形された配線端子36a’とを接続する。ワイヤ34b’は、スイッチング素子5b’の信号端子35b’とハウジング29に一体成形された配線端子36b’とを接続する。配線端子36a、36a’、36b、36b’は、配線基板33にはんだ付けされ制御回路と接続されている。その他のワイヤによる接続は、図5と同様の構成を取るため、ここでは説明を省略する。
FIG. 7 shows a diagram in which two switching elements are arranged in parallel in the U-phase inverter circuit shown in FIG. In FIG. 7, switching
The
The
図7において、正極導体25からスイッチング素子5a、5a’までの配線長を比較すると、スイッチング素子5a’の方が回路パターン30aの配線長が長いため配線抵抗が僅かに大きくなる。従って、電流量が数百アンペアと大きい場合、配線抵抗による電圧降下に差が生じてしまい、配線抵抗の小さいスイッチング素子5aのほうに電流が流れやすくなり(偏流現象)、スイッチング素子5aと5a’の温度上昇に差が生じてしまう。
偏流現象はインバータ回路が短絡した際に顕著にあらわれ、配線抵抗の小さいスイッチング素子側が破壊しやすい状況になる。スイッチング素子を並列接続した際の偏流を防止するためには、スイッチング素子から正極導体あるいは負極導体までの配線長を均一とし、配線抵抗を極力合わせる必要がある。
In FIG. 7, when the wiring length from the
The drift phenomenon is prominent when the inverter circuit is short-circuited, and the switching element side having a low wiring resistance is likely to be destroyed. In order to prevent drift when the switching elements are connected in parallel, it is necessary to make the wiring length from the switching element to the positive conductor or the negative conductor uniform and match the wiring resistance as much as possible.
これらのインバータモジュールを、直方体形状の金属または樹脂製のケースに封入してモータハウジング周壁または端壁に固定したインバータ一体型交流モータが多数報告されている。以下、インバータモジュールを周壁に固定する方法を周壁固定式、インバータモジュールを端壁に固定する方法を端壁固定式と呼ぶものとする。 A number of inverter-integrated AC motors in which these inverter modules are enclosed in a rectangular parallelepiped metal or resin case and fixed to the peripheral wall or end wall of the motor housing have been reported. Hereinafter, a method of fixing the inverter module to the peripheral wall is referred to as a peripheral wall fixing type, and a method of fixing the inverter module to the end wall is referred to as an end wall fixing type.
インバータ一体型交流モータの周壁固定式の例として、インバータモジュールを構成するスイッチング素子および平滑コンデンサを交流モータの周壁に配置してバスバー内蔵プレート兼外枠部により配線、接続した構造をとるインバータ一体型交流モータが提案されている。(例えば、特許文献1参照。)
Inverter-integrated AC motor as an example of fixed peripheral wall type Inverter-integrated type in which switching elements and smoothing capacitors that constitute the inverter module are arranged on the peripheral wall of the AC motor and wired and connected by the bus bar built-in plate and outer frame part AC motors have been proposed. (For example, refer to
さらに、周壁固定式の他の例として、インバータモジュールを構成するスイッチング素子を、交流モータの周壁に沿って当接する形で配置することにより、スイッチング素子の冷却能力を高めたインバータ一体型交流モータが提案されている。(例えば、特許文献2参照。)
Furthermore, as another example of the fixed peripheral wall type, there is an inverter integrated AC motor that increases the cooling capacity of the switching element by arranging the switching elements constituting the inverter module in contact with the peripheral wall of the AC motor. Proposed. (For example, see
インバータ一体型交流モータの端壁固定式の例として、交流モータ回転軸に略U字形状に形成したインバータモジュールを嵌合して、モータ端壁に一体化した構造が提案されている。このU字形状インバータモジュールは、モータ径の小形化により体積縮小の実現に有利であることのほか、交流モータの回転軸が突出する側の端壁に搭載することができ、交流モータに負荷を接続したままの状態でも脱着することが可能であるために取り扱いが好適である。(例えば、特許文献3参照。)
As an example of an end wall fixed type of an inverter-integrated AC motor, a structure in which an inverter module formed in a substantially U shape is fitted to an AC motor rotating shaft and integrated with the motor end wall has been proposed. This U-shaped inverter module can be mounted on the end wall on the side where the rotating shaft of the AC motor protrudes, in addition to being advantageous in realizing volume reduction by reducing the motor diameter. Since it can be detached even in a connected state, handling is suitable. (For example, refer to
また、端壁固定式の他の例として、交流モータ回転軸のエンドフレームにインバータ冷却手段の冷媒を循環させるためのインバータ冷却室を設けて、モータ回転と同時にモータ端壁に配置されたインバータモジュールを冷却する構造のインバータ一体型交流モータが提案されている。(例えば、特許文献4参照。) As another example of the end wall fixed type, an inverter cooling chamber for circulating the refrigerant of the inverter cooling means is provided in the end frame of the AC motor rotating shaft, and the inverter module is arranged on the motor end wall simultaneously with the motor rotation. An inverter-integrated AC motor having a structure for cooling the air has been proposed. (For example, see Patent Document 4)
また、端壁固定式の他の例として、交流モータの回転軸に対して各相インバータ回路を周方向に配置するとともに、前記各相インバータ回路を構成する上アームスイッチング素子および下アームスイッチング素子は径方向に延伸して配置され、各相インバータ回路の間に制御回路を配置する構成をとり、配線の簡素化を図ったインバータモジュールが開示されている。(例えば、特許文献5参照。)
しかし、直方体形状を有する従来のインバータモジュールを、円筒形状を有する交流モータの端壁あるいは周壁に配置する場合、インバータ周囲に余分なスペースが発生し効率よく配置することが困難であった。
特に、各相インバータ回路の出力端子から交流モータ入力端子間に配置する電流センサは、半導体モジュールの側面に突出する形で配置される例が多く、その周囲スペースが有効に活用しにくいという実状がある。
これは、従来の交流モータ引き出し線が、モータ周壁に配置される事が常であったために、電流センサをインバータモジュール側面部に配置して、インバータモジュール出力端子と交流モータ引き出し線を最短接続する手法が取られてきたことに起因している。しかし、モータ側の制約(例えば汎用モータを使用する等)でモータ周壁に交流モータ引き出し線が必然的に配置される場合を除いて、交流モータ引き出し線を自由に配置できる場合には、配置位置を最適化して小形化を図っていかなければいけないという課題があった。
また、半導体モジュールの入力端子間に接続される平滑コンデンサは、大形部品であり配置スペースを工夫しないとインバータモジュールが大形化してしまうという問題があった。
However, when the conventional inverter module having a rectangular parallelepiped shape is arranged on the end wall or the peripheral wall of the AC motor having a cylindrical shape, an extra space is generated around the inverter and it is difficult to efficiently arrange the inverter module.
In particular, the current sensor arranged between the output terminal of each phase inverter circuit and the AC motor input terminal is often arranged in a shape protruding from the side surface of the semiconductor module, and the actual situation is that the surrounding space is difficult to use effectively. is there.
This is because the conventional AC motor lead wire is usually placed on the motor peripheral wall, so the current sensor is placed on the side surface of the inverter module, and the inverter module output terminal and the AC motor lead wire are connected as short as possible. This is due to the fact that the approach has been taken. However, when the AC motor lead wire can be freely arranged except for the case where the AC motor lead wire is necessarily arranged on the motor peripheral wall due to restrictions on the motor side (for example, using a general-purpose motor, etc.) There was a problem that it was necessary to optimize the size and to reduce the size.
Further, the smoothing capacitor connected between the input terminals of the semiconductor module is a large component, and there is a problem that the inverter module becomes large if the arrangement space is not devised.
また、各相インバータ回路から正極導体および負極導体までの配線長が長い場合には、配線インダクタンスによるサージ電圧が発生して、スイッチング素子を破壊するという問題があった。
さらに、各相インバータ回路を構成する上アーム側および下アーム側スイッチング素子を複数並列接続して使用する場合には、正極導体また負極導体からスイッチング素子までの配線長が均一でない場合に配線抵抗が異なり、片側のスイッチング素子に電流が流れやすくなる偏流現象を発生し、スイッチング素子に温度上昇差が生じるといった問題があった。
In addition, when the wiring length from each phase inverter circuit to the positive electrode conductor and the negative electrode conductor is long, there is a problem that a surge voltage is generated due to wiring inductance and the switching element is destroyed.
Further, when a plurality of upper arm side and lower arm side switching elements constituting each phase inverter circuit are connected in parallel, the wiring resistance is reduced when the wiring length from the positive conductor or the negative conductor to the switching element is not uniform. In contrast, there is a problem that a drift phenomenon in which a current easily flows in the switching element on one side occurs, and a temperature rise difference occurs in the switching element.
本発明は上記問題を解決するものであって、交流モータの回転軸に対して各相インバータ回路を周方向に配置して、素子冷却用金属部材の略中央部に中空穴を有して電流センサあるいは平滑コンデンサを配置してさらなる小形化を実現したインバータモジュールを提供することをその目的としている。
また、各相インバータ回路のスイッチング素子と正極端子あるいは負極端子を最短配線可能なインバータ構造にして低インダクタンス化を図るとともに、複数のスイッチング素子を並列接続した際においても均等な配線長が保てる構造を有するインバータモジュールを提供することをその目的としている。
The present invention solves the above-mentioned problem, and each phase inverter circuit is arranged in the circumferential direction with respect to the rotating shaft of the AC motor, and has a hollow hole at a substantially central portion of the element cooling metal member. An object of the present invention is to provide an inverter module in which a sensor or a smoothing capacitor is arranged to realize further miniaturization.
In addition, an inverter structure that can connect the switching element of each phase inverter circuit and the positive electrode terminal or the negative electrode terminal as short as possible is intended to reduce inductance, and even when a plurality of switching elements are connected in parallel, a structure that can maintain a uniform wiring length is provided. An object of the present invention is to provide an inverter module having the same.
第1発明のインバータモジュールは、上アーム側スイッチング素子と下アーム側スイッチング素子とを直接接続してなる単相インバータ回路が、互いに複数個並列接続されて、多相インバータ回路を構成し、交流モータの端面に配置されるインバータモジュールであって、
入力直流電力を交流電力に変換して、前記交流モータのステータコイルに給電する多相インバータ回路を構成する複数のスイッチング素子と、該スイッチング素子を実装して放熱するための素子冷却用金属部材と、前記多相インバータ回路を制御する制御回路と、該制御回路に接続するために、前記スイッチング素子に設けられる複数の信号端子と、前記多相インバータ回路の上アーム側スイッチング素子の正極側を(+)電源端子に接続するための正極導体と、前記多相インバータ回路の下アーム側スイッチング素子の負極側を(−)電源端子に接続するための負極導体と、前記上アーム側スイッチング素子と下アーム側スイッチング素子との接続点に接続した各相毎の出力導体とを備え、
前記スイッチング素子は、交流モータの回転軸に対して所定間隔を隔てて周方向に配置され、前記正極導体と前記負極導体は、リング状または円弧形状を有して互いに近接して、周方向に配置された前記スイッチング素子の内周部側に配置され、前記出力導体は、周方向に配置された前記スイッチング素子の内周部側に配置され、前記スイッチング素子の信号端子は、前記スイッチング素子を挟んで前記出力導体と相対する外周部側に配置して前記制御回路に接続されることを特徴としている。
An inverter module according to a first aspect of the present invention is a multiphase inverter circuit in which a plurality of single-phase inverter circuits formed by directly connecting an upper arm side switching element and a lower arm side switching element are connected in parallel to each other. An inverter module arranged on the end face of
A plurality of switching elements constituting a multi-phase inverter circuit that converts input DC power into AC power and supplies power to the stator coil of the AC motor, and a metal member for element cooling for dissipating heat by mounting the switching elements A control circuit for controlling the multiphase inverter circuit, a plurality of signal terminals provided in the switching element for connection to the control circuit, and a positive side of the upper arm side switching element of the multiphase inverter circuit ( +) A positive electrode conductor for connecting to the power supply terminal; a negative electrode conductor for connecting the negative electrode side of the lower arm side switching element of the multiphase inverter circuit to the (−) power supply terminal; and the upper arm side switching element and the lower side. An output conductor for each phase connected to the connection point with the arm side switching element,
The switching element is disposed in a circumferential direction at a predetermined interval with respect to a rotating shaft of the AC motor, and the positive electrode conductor and the negative electrode conductor have a ring shape or an arc shape and are adjacent to each other in the circumferential direction. Arranged on the inner peripheral side of the switching element, the output conductor is arranged on the inner peripheral side of the switching element arranged in the circumferential direction, and the signal terminal of the switching element is connected to the switching element. It is characterized in that it is arranged on the outer peripheral side facing the output conductor with being sandwiched and connected to the control circuit.
スイッチング素子を交流モータの回転軸に対して周方向に配置するとともに、正極導体および負極導体をリング状または円弧形状を有して近接してスイッチング素子の内周部側に配置し、出力導体をスイッチング素子の内周部側に配置することにより、正極導体および負極導体とスイッチング素子間、あるいは出力導体とスイッチング素子間を最短かつ均一な配線長で接続することができる。
このようにすれば、配線インダクタンスを低減してスイッチングサージを抑制する効果が得られると共に、スイッチング素子を複数並列接続する場合に、各々スイッチング素子間の配線抵抗にアンバランスが生じなくなり、片側のスイッチング素子に偏流するといった現象が生じなくなる。
さらに、正極導体、負極導体、および出力導体には数十〜数百アンペアの大電流が流れ、外部に電磁波ノイズを放出して制御回路を誤動作させるおそれがあるが、複数の信号端子をスイッチング素子の外周部に配置して制御回路と接続していることから、ノイズ発生源と制御回路との距離を確保することが可能となり、電磁波ノイズの影響を低減することができる。
The switching element is arranged in the circumferential direction with respect to the rotating shaft of the AC motor, the positive electrode conductor and the negative electrode conductor are arranged close to each other in a ring shape or arc shape, and the output conductor is arranged on the inner peripheral side of the switching element. By disposing the switching element on the inner peripheral side, the positive and negative conductors and the switching element, or the output conductor and the switching element can be connected with the shortest and uniform wiring length.
In this way, the effect of suppressing the wiring surge can be obtained by reducing the wiring inductance, and when a plurality of switching elements are connected in parallel, the wiring resistance between the switching elements is not unbalanced, and one side switching is performed. The phenomenon of drifting to the element does not occur.
Furthermore, a large current of several tens to several hundreds of amperes flows through the positive electrode conductor, the negative electrode conductor, and the output conductor, and electromagnetic wave noise may be emitted to the outside, which may cause the control circuit to malfunction. Therefore, the distance between the noise generation source and the control circuit can be ensured, and the influence of electromagnetic noise can be reduced.
好適な様態において、素子冷却用金属部材が輪板形状を有するとともに、前記素子冷却用金属部材を載置して強制冷却する中空円筒形状を有する冷却ブロックと、該冷却ブロックの中空部に配置される電流センサとを備え、前記出力導体から延設される出力ブスラインを前記電流センサを介して前記交流モータに接続することを特徴としている。
これにより、冷却ブロックの中空部に電流センサを配置しスペースを有効活用して小形化できるとともに、インバータモジュールと交流モータを接続する出力ブスラインの配線長を短縮することができる。
In a preferred embodiment, the element cooling metal member has a ring plate shape, and has a hollow cylindrical shape on which the element cooling metal member is placed and forcibly cooled, and is disposed in a hollow portion of the cooling block. And an output bus line extending from the output conductor is connected to the AC motor via the current sensor.
As a result, the current sensor can be arranged in the hollow portion of the cooling block and the space can be effectively utilized to reduce the size, and the wiring length of the output bus line connecting the inverter module and the AC motor can be shortened.
第2発明のインバータモジュールは、上アーム側スイッチング素子と下アーム側スイッチング素子とを直接接続してなる単相インバータ回路が、互いに複数個並列接続されて、多相インバータ回路を構成し、交流モータの端面に配置されるインバータモジュールであって、
入力直流電力を交流電力に変換して、前記交流モータのステータコイルに給電する多相インバータ回路を構成する複数のスイッチング素子と、該スイッチング素子を実装して放熱するための素子冷却用金属部材と、前記多相インバータ回路を制御する制御回路と、該制御回路に接続するために、前記スイッチング素子に設けられる複数の信号端子と、前記多相インバータ回路の上アーム側スイッチング素子の正極側を(+)電源端子に接続するための正極導体と、前記多相インバータ回路の下アーム側スイッチング素子の負極側を(−)電源端子に接続するための負極導体と、前記上アーム側スイッチング素子と下アーム側スイッチング素子との接続点に接続した各相毎の出力導体とを備え、
前記スイッチング素子は、交流モータの回転軸に対して所定間隔を隔てて周方向に配置され、前記正極導体と前記負極導体は、リング状または円弧形状を有して互いに近接して、周方向に配置された前記スイッチング素子の外周部側に配置され、前記出力導体は、周方向に配置された前記スイッチング素子の外周部側に配置され、前記スイッチング素子の信号端子は、前記スイッチング素子を挟んで前記出力導体と相対する内周部側に配置して前記制御回路に接続されることを特徴としている。
この発明によれば、第1発明と同じ効果を奏する上、スイッチング素子の内周側に正極導体、負極導体、および出力導体を配置した場合と同様に、配線インダクタンスを低減してスイッチングサージを抑制する効果が得られると共に、スイッチング素子を複数並列接続した場合に、片側のスイッチング素子に偏流するといった現象が生じなくなる。さらに、ノイズ発生源となる正極導体、負極導体、および出力導体と制御回路が接続されるスイッチング素子上の複数の信号端子とを可能な限り離すことが可能となり、電磁波ノイズの影響を低減することができる。
An inverter module according to a second aspect of the present invention is a multi-phase inverter circuit in which a plurality of single-phase inverter circuits formed by directly connecting an upper arm side switching element and a lower arm side switching element are connected in parallel to each other. An inverter module arranged on the end face of
A plurality of switching elements constituting a multi-phase inverter circuit that converts input DC power into AC power and supplies power to the stator coil of the AC motor, and a metal member for element cooling for dissipating heat by mounting the switching elements A control circuit for controlling the multiphase inverter circuit, a plurality of signal terminals provided in the switching element for connection to the control circuit, and a positive side of the upper arm side switching element of the multiphase inverter circuit ( +) A positive electrode conductor for connecting to the power supply terminal; a negative electrode conductor for connecting the negative electrode side of the lower arm side switching element of the multiphase inverter circuit to the (−) power supply terminal; and the upper arm side switching element and the lower side. An output conductor for each phase connected to the connection point with the arm side switching element,
The switching element is disposed in a circumferential direction at a predetermined interval with respect to a rotating shaft of the AC motor, and the positive electrode conductor and the negative electrode conductor have a ring shape or an arc shape and are adjacent to each other in the circumferential direction. Arranged on the outer peripheral side of the switching element, the output conductor is arranged on the outer peripheral side of the switching element arranged in the circumferential direction, and the signal terminal of the switching element sandwiches the switching element It is arranged on the inner peripheral side facing the output conductor and is connected to the control circuit.
According to the present invention, the same effect as that of the first invention can be obtained, and similarly to the case where the positive conductor, the negative conductor, and the output conductor are arranged on the inner peripheral side of the switching element, the wiring inductance is reduced and the switching surge is suppressed. In addition, when a plurality of switching elements are connected in parallel, the phenomenon of drifting to the switching element on one side does not occur. Furthermore, it is possible to separate the positive conductor, negative conductor, and output conductor, which are noise generation sources, from the plurality of signal terminals on the switching element to which the control circuit is connected as much as possible, thereby reducing the influence of electromagnetic noise. Can do.
好適な様態において、周方向に配置される前記スイッチング素子と、前記出力導体との間に、前記正極導体と前記負極導体を配置している。これにより、正極導体および負極導体とスイッチング素子との配線長を短縮する効果が顕著に現れる。 In a preferred aspect, the positive electrode conductor and the negative electrode conductor are arranged between the switching element arranged in the circumferential direction and the output conductor. Thereby, the effect which shortens the wiring length of a positive electrode conductor and a negative electrode conductor, and a switching element appears notably.
好適な様態において、前記正極導体と前記負極導体は、ともに断面L字形状を有して、互いを近接した積層配置構造をとる。これにより、正極導体と負極導体の小形化および配線インダクタンスの低減が可能となる。 In a preferred aspect, the positive electrode conductor and the negative electrode conductor both have an L-shaped cross section, and have a stacked arrangement structure in which they are close to each other. As a result, the positive electrode conductor and the negative electrode conductor can be reduced in size and the wiring inductance can be reduced.
第3発明のインバータモジュールは、上アーム側スイッチング素子と下アーム側スイッチング素子とを直列接続してなる単相インバータ回路が、互いに複数個並列接続されて、多相インバータ回路を構成して、交流モータの端面に配置されるインバータモジュールであって、
入力直流電力を交流電力に変換して、前記交流モータのステータコイルに給電する多相インバータ回路を構成する複数のスイッチング素子と、該スイッチング素子を実装して放熱するための素子冷却用金属部材と、前記多相インバータ回路を制御する制御回路と、該制御回路に接続するために、前記スイッチング素子に設けられる複数の信号端子と、前記多相インバータ回路の上アーム側スイッチング素子の正極側を(+)電源端子に接続するための正極導体と、前記多相インバータ回路の下アーム側スイッチング素子の負極側を(−)電源端子に接続するための負極導体と、前記上アーム側スイッチング素子と下アーム側スイッチング素子との接続点に接続した各相毎の出力導体とを備え、
前記スイッチング素子は、交流モータの回転軸に対して、所定間隔を隔てて周方向に配置されるとともに、前記正極導体と前記負極導体は、リング状または円弧形状を有して互いに近接して、周方向に配置された前記スイッチング素子の内周部側に配置され、前記出力導体は、周方向に配置された前記スイッチング素子の外周部側に配置され、前記上アーム側スイッチング素子の信号端子は、前記スイッチング素子を挟んで前記出力導体と相対する内周部側に配置して前記制御回路に接続され、前記下アーム側スイッチング素子の信号端子は、前記スイッチング素子を挟んで前記負極導体と相対する外周部側に配置して前記制御回路に接続されることを特徴としている。
An inverter module according to a third aspect of the present invention is a multiphase inverter circuit in which a plurality of single-phase inverter circuits formed by connecting an upper arm side switching element and a lower arm side switching element in series are connected in parallel to form an AC An inverter module disposed on the end face of the motor,
A plurality of switching elements constituting a multi-phase inverter circuit that converts input DC power into AC power and supplies power to the stator coil of the AC motor, and a metal member for element cooling for dissipating heat by mounting the switching elements A control circuit for controlling the multiphase inverter circuit, a plurality of signal terminals provided in the switching element for connection to the control circuit, and a positive side of the upper arm side switching element of the multiphase inverter circuit ( +) A positive electrode conductor for connecting to the power supply terminal; a negative electrode conductor for connecting the negative electrode side of the lower arm side switching element of the multiphase inverter circuit to the (−) power supply terminal; and the upper arm side switching element and the lower side. An output conductor for each phase connected to the connection point with the arm side switching element,
The switching element is arranged in a circumferential direction with a predetermined interval with respect to the rotating shaft of the AC motor, and the positive electrode conductor and the negative electrode conductor have a ring shape or an arc shape and are close to each other, Arranged on the inner peripheral side of the switching element arranged in the circumferential direction, the output conductor is arranged on the outer peripheral side of the switching element arranged in the circumferential direction, and the signal terminal of the upper arm side switching element is Arranged on the inner peripheral side opposite to the output conductor across the switching element and connected to the control circuit, the signal terminal of the lower arm side switching element relative to the negative conductor across the switching element It arrange | positions to the outer peripheral part side to perform, and is connected to the said control circuit, It is characterized by the above-mentioned.
この発明によれば、第1発明と同じ効果を奏する上、正極導体と負極導体をスイッチング素子の内周側に配置し、出力導体をスイッチング素子の外周側に配置することが可能となり、内周側に平滑コンデンサ、外周側に電流センサを配置した場合に小形化が図れる。 According to this invention, in addition to the same effects as the first invention, it is possible to arrange the positive electrode conductor and the negative electrode conductor on the inner peripheral side of the switching element, and to arrange the output conductor on the outer peripheral side of the switching element. When a smoothing capacitor is arranged on the side and a current sensor is arranged on the outer peripheral side, the size can be reduced.
好適な様態において、前記素子冷却用金属部材が輪板形状を有するとともに、前記素子冷却用金属部材を載置して強制冷却する中空円筒形状を有する冷却ブロックと、前記冷却ブロックの中空部に配置される平滑コンデンサとを備え、前記正極導体と前記負極導体を前記平滑コンデンサに接続している。これにより、平滑コンデンサを各相インバータ回路に近接配置して直流電圧の安定化が図れるとともに、スペースを有効活用してインバータモジュールの小形化が図れる。 In a preferred embodiment, the element cooling metal member has a ring plate shape, and a cooling block having a hollow cylindrical shape on which the element cooling metal member is mounted and forcibly cooled, and disposed in a hollow portion of the cooling block And the positive electrode conductor and the negative electrode conductor are connected to the smoothing capacitor. Thereby, the smoothing capacitor can be arranged close to each phase inverter circuit to stabilize the DC voltage, and the inverter module can be miniaturized by making effective use of space.
好適な様態において、前記インバータモジュールの外周部に電流センサを配置するとともに、前記出力導体から延設される出力ブスラインを前記電流センサを介して、前記交流モータに接続している。これにより、インバータモジュールと交流モータを接続する出力ブスラインの配線長を短縮することができる。 In a preferred embodiment, a current sensor is disposed on the outer periphery of the inverter module, and an output bus line extending from the output conductor is connected to the AC motor via the current sensor. Thereby, the wiring length of the output bus line which connects an inverter module and an AC motor can be shortened.
第4発明のインバータモジュールは、上アーム側スイッチング素子と下アーム側スイッチング素子とを直接接続してなる単相インバータ回路が、互いに複数個並列接続されて、多相インバータ回路を構成し、交流モータの端面に配置されるインバータモジュールであって、
入力直流電力を交流電力に変換して、前記交流モータのステータコイルに給電する多相インバータ回路を構成する複数のスイッチング素子と、該スイッチング素子を実装して放熱するための素子冷却用金属部材と、前記多相インバータ回路を制御する制御回路と、該制御回路に接合するために、前記スイッチング素子に設けられる複数の信号端子と、前記多相インバータ回路の上アーム側スイッチング素子の正極側を(+)電源端子に接続するための正極導体と、前記多相インバータ回路の下アーム側スイッチング素子の負極側を(−)電源端子に接続するための負極導体と、前記上アーム側スイッチング素子と下アーム側スイッチング素子との接続点に接続した各相毎の出力導体とを備え、
前記スイッチング素子は、交流モータの回転軸に対して、所定間隔を隔てて周方向に配置され、前記正極導体と前記負極導体は、リング状または円弧形状を有して互いに近接して、周方向に配置された前記スイッチング素子の外周部側に配置され、前記出力導体は、周方向に配置された前記スイッチング素子の内周部側に配置され、前記上アーム側スイッチング素子の信号端子は、前記スイッチング素子を挟んで前記出力導体と相対する外周部側に配置して前記制御回路に接続され、前記下アーム側スイッチング素子の信号端子は、前記スイッチング素子を挟んで前記負極導体と相対する内周部側に配置して前記制御回路に接続している。
この発明によれば、第1発明と同じ効果を奏する上、出力導体をスイッチング素子の内周側に配置し、正極導体と負極導体をスイッチング素子の外周側に配置することが可能となり、内周側に電流センサを配置して小形化が図れる。
In an inverter module according to a fourth aspect of the invention, a single-phase inverter circuit formed by directly connecting an upper arm side switching element and a lower arm side switching element is connected in parallel to each other to form a multiphase inverter circuit, and an AC motor An inverter module arranged on the end face of
A plurality of switching elements constituting a multi-phase inverter circuit that converts input DC power into AC power and supplies power to the stator coil of the AC motor, and a metal member for element cooling for dissipating heat by mounting the switching elements A control circuit for controlling the multi-phase inverter circuit, a plurality of signal terminals provided in the switching element to be joined to the control circuit, and a positive side of the upper arm side switching element of the multi-phase inverter circuit ( +) A positive electrode conductor for connecting to the power supply terminal; a negative electrode conductor for connecting the negative electrode side of the lower arm side switching element of the multiphase inverter circuit to the (−) power supply terminal; and the upper arm side switching element and the lower side. An output conductor for each phase connected to the connection point with the arm side switching element,
The switching element is disposed in a circumferential direction at a predetermined interval with respect to the rotating shaft of the AC motor, and the positive electrode conductor and the negative electrode conductor have a ring shape or an arc shape and are adjacent to each other in the circumferential direction. Arranged on the outer peripheral side of the switching element arranged on the side, the output conductor is arranged on the inner peripheral side of the switching element arranged in the circumferential direction, and the signal terminal of the upper arm side switching element is the The switching element is disposed on the outer peripheral side facing the output conductor and is connected to the control circuit, and the signal terminal of the lower arm side switching element is the inner circumference facing the negative conductor across the switching element. It is arranged on the part side and connected to the control circuit.
According to this invention, in addition to the same effects as the first invention, the output conductor can be disposed on the inner peripheral side of the switching element, and the positive conductor and the negative conductor can be disposed on the outer peripheral side of the switching element. The size can be reduced by arranging a current sensor on the side.
好適な様態において、前記素子冷却用金属部材が輪板形状を有するとともに、前記素子冷却用金属部材を載置して強制冷却する中空円筒形状を有する冷却ブロックと、該冷却ブロックの中空部に配置される電流センサとを備えて、前記出力導体から延設される出力ブスラインを前記電流センサを介して、前記交流モータに接続している。
これにより内部スペースを有効活用して小形化が図れるとともに、インバータモジュールと交流モータを接続する出力ブスラインの配線長を短縮することができる。
In a preferred embodiment, the element cooling metal member has a circular plate shape, and has a hollow cylindrical shape on which the element cooling metal member is placed and forcibly cooled, and is disposed in a hollow portion of the cooling block. And an output bus line extending from the output conductor is connected to the AC motor via the current sensor.
Thus, the internal space can be effectively utilized to reduce the size, and the wiring length of the output bus line connecting the inverter module and the AC motor can be shortened.
好適な様態において、前記正極導体と前記負極導体は、ともに断面L字形状を有して、互いを近接した積層配置構造をとる。これにより、正極導体と負極導体の小形化および配線インダクタンスの低減が可能となる。 In a preferred aspect, the positive electrode conductor and the negative electrode conductor both have an L-shaped cross section, and have a stacked arrangement structure in which they are close to each other. As a result, the positive electrode conductor and the negative electrode conductor can be reduced in size and the wiring inductance can be reduced.
第5発明のインバータモジュールは、上アーム側スイッチング素子と下アーム側スイッチング素子とを直列接続してなる単相インバータ回路が、互いに複数個並列接続されて、多相インバータ回路を構成して、交流モータの端面に配置されるインバータモジュールであって、
入力直流電力を交流電力に変換して、前記交流モータのステータコイルに給電する多相インバータ回路を構成する複数のスイッチング素子と、該スイッチング素子を実装して放熱するための素子冷却用金属部材と、前記多相インバータ回路を制御する制御回路と、該制御回路に接続するために、前記スイッチング素子に設けられる複数の信号端子と、前記多相インバータ回路の上アーム側スイッチング素子の正極側を(+)電源端子に接続するための正極導体と、前記多相インバータ回路の下アーム側スイッチング素子の負極側を(−)電源端子に接続するための負極導体と、前記上アーム側スイッチング素子と下アーム側スイッチング素子との接続点に接続した各相毎の出力導体とを備え、
前記スイッチング素子は、交流モータの回転軸に対して、所定間隔を隔てて周方向に配置されるとともに、前記正極導体と前記負極導体は互いを近接した配置構造をとり、リング状または円弧形状の導体部から、略径方向に延設される複数の枝状導体部を有して、同相インバータ回路を構成する前記上アーム側スイッチング素子と前記下アーム側スイッチング素子を枝状導体部で周方向に挟んで配置され、前記出力導体は、同相インバータ回路を構成する前記上アーム側スイッチング素子と前記下アーム側スイッチング素子に挟まれる形で前記略径方向に延設されて前記中位点に接続されるとともに、前記上アーム側スイッチング素子の信号端子は、前記スイッチング素子を挟んで前記出力導体と相対する前記正極導体の枝状導体部側に配置して前記制御回路に接続され、前記下アーム側スイッチング素子の信号端子は、前記スイッチング素子を挟んで前記負極導体の枝状導体部側と相対する前記出力導体側に配置して前記制御回路に接続されることを特徴とする。
An inverter module according to a fifth aspect of the present invention is a multiphase inverter circuit in which a plurality of single-phase inverter circuits formed by serially connecting an upper arm side switching element and a lower arm side switching element are connected in parallel to form an AC An inverter module disposed on the end face of the motor,
A plurality of switching elements constituting a multi-phase inverter circuit that converts input DC power into AC power and supplies power to the stator coil of the AC motor, and a metal member for element cooling for dissipating heat by mounting the switching elements A control circuit for controlling the multiphase inverter circuit, a plurality of signal terminals provided in the switching element for connection to the control circuit, and a positive side of the upper arm side switching element of the multiphase inverter circuit ( +) A positive electrode conductor for connecting to the power supply terminal; a negative electrode conductor for connecting the negative electrode side of the lower arm side switching element of the multiphase inverter circuit to the (−) power supply terminal; and the upper arm side switching element and the lower side. An output conductor for each phase connected to the connection point with the arm side switching element,
The switching element is arranged in a circumferential direction with a predetermined interval with respect to the rotating shaft of the AC motor, and the positive electrode conductor and the negative electrode conductor have an arrangement structure in which they are close to each other. The upper arm side switching element and the lower arm side switching element constituting the in-phase inverter circuit having a plurality of branch conductor parts extending in a substantially radial direction from the conductor part are circumferentially arranged by the branch conductor parts. The output conductor extends between the upper arm side switching element and the lower arm side switching element constituting the in-phase inverter circuit and extends in the substantially radial direction and is connected to the middle point. In addition, the signal terminal of the upper arm side switching element is disposed on the branch conductor portion side of the positive conductor facing the output conductor with the switching element interposed therebetween. Connected to the control circuit, and the signal terminal of the lower arm side switching element is arranged on the output conductor side facing the branch conductor portion side of the negative conductor across the switching element and connected to the control circuit It is characterized by being.
この発明によれば、第1発明と同じ効果を奏する上、正極導体と負極導体をスイッチング素子の内周側に配置し、出力導体をスイッチング素子の外周側に配置することが可能となり、内周側に平滑コンデンサ、外周側に電流センサを配置した場合に小形化が図れる。 According to this invention, in addition to the same effects as the first invention, it is possible to arrange the positive electrode conductor and the negative electrode conductor on the inner peripheral side of the switching element, and to arrange the output conductor on the outer peripheral side of the switching element. When a smoothing capacitor is arranged on the side and a current sensor is arranged on the outer peripheral side, the size can be reduced.
好適な様態において、前記正極導体と前記負極導体のリング状または円弧形状の導体部位が、周方向に配置された前記スイッチング素子の外周部側または内周部側に配置されている。これにより、平滑コンデンサとの接続が容易となり、直流電圧の安定化が図れる。 In a preferred aspect, a ring-shaped or arc-shaped conductor portion of the positive electrode conductor and the negative electrode conductor is disposed on the outer peripheral side or the inner peripheral side of the switching element disposed in the circumferential direction. Thereby, the connection with the smoothing capacitor becomes easy, and the DC voltage can be stabilized.
好適な様態において、前記素子冷却用金属部材が輪板形状を有するとともに、前記素子冷却用金属部材を載置して強制冷却する中空円筒形状を有する冷却ブロックと、該冷却ブロックの中空部に配置される平滑コンデンサとを備え、前記正極導体と前記負極導体を前記平滑コンデンサに接続する。
これにより、平滑コンデンサを各相インバータ回路に近接配置して直流電圧の安定化が図れるとともに、スペースを有効活用してインバータモジュールの小形化が図れる。
In a preferred embodiment, the element cooling metal member has a circular plate shape, and has a hollow cylindrical shape on which the element cooling metal member is placed and forcibly cooled, and is disposed in a hollow portion of the cooling block. A smoothing capacitor to be connected, and the positive electrode conductor and the negative electrode conductor are connected to the smoothing capacitor.
Thereby, the smoothing capacitor can be arranged close to each phase inverter circuit to stabilize the DC voltage, and the inverter module can be miniaturized by making effective use of space.
好適な様態において、前記インバータモジュールの外周部に電流センサを配置するとともに、前記出力導体から延設される出力ブスラインを前記電流センサを介して、前記交流モータに接続している。
これにより、インバータモジュールと交流モータを接続する出力ブスラインの配線長を短縮することができる。
In a preferred embodiment, a current sensor is disposed on the outer periphery of the inverter module, and an output bus line extending from the output conductor is connected to the AC motor via the current sensor.
Thereby, the wiring length of the output bus line which connects an inverter module and an AC motor can be shortened.
好適な様態において、前記素子冷却用金属部材が輪板形状を有するとともに、前記素子冷却用金属部材を載置して強制冷却する中空円筒形状を有する冷却ブロックと、該冷却ブロックの中空部に配置される電流センサとを備え、前記出力導体から延設される出力ブスラインを前記電流センサを介して前記交流モータに接続することを特徴としている。
これにより、冷却ブロックの中空部に電流センサを配置しスペースを有効活用して小形化できるとともに、インバータモジュールと交流モータを接続する出力ブスラインの配線長を短縮することができる。
In a preferred embodiment, the element cooling metal member has a circular plate shape, and has a hollow cylindrical shape on which the element cooling metal member is placed and forcibly cooled, and is disposed in a hollow portion of the cooling block. And an output bus line extending from the output conductor is connected to the AC motor via the current sensor.
As a result, the current sensor can be arranged in the hollow portion of the cooling block and the space can be effectively utilized to reduce the size, and the wiring length of the output bus line connecting the inverter module and the AC motor can be shortened.
第1発明から第5発明に共通する好適な様態について、以下に説明する。
好適な様態において、前記スイッチング素子と、前記素子冷却用金属部材が、絶縁性セラミックスを介して接続されている。絶縁性セラミックスは例えば窒化アルミニウムなどの熱抵抗の低い材料を使用できる。
これにより、高い放熱性能が要求される用途に使用できる。
A preferred aspect common to the first to fifth inventions will be described below.
In a preferred aspect, the switching element and the element cooling metal member are connected via insulating ceramics. As the insulating ceramic, for example, a material having low thermal resistance such as aluminum nitride can be used.
As a result, it can be used for applications that require high heat dissipation performance.
好適な様態において、前記素子冷却用金属部材の載置面上に配置される絶縁シートと、該絶縁シートにパターンニングして配置される導体板と、該導体板に配置される熱拡散板とを備えて、前記スイッチング素子を前記熱拡散板の一主面に実装している。
これにより、スイッチング素子の発熱を熱拡散板で面方向に拡散したのち、熱伝導性のよい絶縁シートを介して素子冷却用金属部材に熱伝達して放熱している。絶縁シートは、先に記載した絶縁性セラミックスと比較して熱抵抗が大きいが、低コストで使用できる。
従って、熱拡散板をスイッチング素子と絶縁シートとの間に挿入し、熱抵抗を低下させて性能保証可能な用途に対して、安価でモジュールを提供できる。
In a preferred aspect, an insulating sheet disposed on the mounting surface of the element cooling metal member, a conductor plate disposed by patterning the insulating sheet, and a heat diffusion plate disposed on the conductor plate, The switching element is mounted on one main surface of the thermal diffusion plate.
As a result, the heat generated by the switching element is diffused in the plane direction by the heat diffusing plate, and then the heat is transferred to the element cooling metal member through the insulating sheet having good thermal conductivity to radiate heat. The insulating sheet has a larger thermal resistance than the insulating ceramic described above, but can be used at low cost.
Therefore, a module can be provided at low cost for an application in which a thermal diffusion plate is inserted between the switching element and the insulating sheet to reduce the thermal resistance and guarantee performance.
好適な様態において、前記素子冷却用金属部材が、略U字形状の載置面を有している。これにより、素子冷却用金属部材の放熱面積を最小限に抑えて、空いたスペースに平滑コンデンサを配置することが可能となり、インバータモジュールの小形化に寄与できる。 In a preferred embodiment, the element cooling metal member has a substantially U-shaped mounting surface. As a result, the heat radiation area of the element cooling metal member can be minimized, and the smoothing capacitor can be disposed in the vacant space, which contributes to the downsizing of the inverter module.
好適な様態において、前記素子冷却用金属部材が、前記スイッチング素子の載置面と相対する一主面にフィンを有する。
これにより素子冷却用金属部材の直接冷却が可能となり、熱抵抗を大きく低減できる。
In a preferred aspect, the element cooling metal member has a fin on one main surface facing the mounting surface of the switching element.
As a result, the element cooling metal member can be directly cooled, and the thermal resistance can be greatly reduced.
好適な様態において、前記フィンが前記交流モータに含まれる回転軸に対して、所定間隔を有して周方向に配置されている。
これにより、圧力低減を抑えつつ最短距離で冷却管路が構成可能となる。
In a preferred aspect, the fins are arranged in a circumferential direction with a predetermined interval with respect to a rotation shaft included in the AC motor.
As a result, the cooling pipe can be configured with the shortest distance while suppressing pressure reduction.
好適な様態において、前記冷却ブロックが冷却媒体の流路を備え、前記スイッチング素子が実装された素子冷却用金属部材の一主面と相対向する裏面に接合する開口部を有し、該開口部に前記素子冷却用金属部材を嵌合させて一体化し、前記素子冷却用金属部材の面の一部を上記流路内に露出させて、冷却媒体で直接冷却する。
これにより、冷却媒体の流路液密性を確保できる。
In a preferred embodiment, the cooling block includes a cooling medium flow path, and has an opening joined to a back surface opposite to one main surface of the element cooling metal member on which the switching element is mounted. The element cooling metal member is fitted and integrated with each other, a part of the surface of the element cooling metal member is exposed in the flow path, and directly cooled with a cooling medium.
Thereby, the fluid tightness of the flow path of the cooling medium can be secured.
好適な様態において、前記各相インバータ回路の各アームを構成する単数また複数並列接続されたスイッチング素子が、上アーム、下アームと交互にして、周方向に配置している。
これにより、各相インバータ回路の上アーム側スイッチング素子および下アーム側スイッチング素子を各相出力端子と近接配置することが可能となり、インバータモジュールの小形化に寄与できる。
In a preferred embodiment, a single or a plurality of parallel-connected switching elements constituting each arm of each phase inverter circuit are arranged in the circumferential direction alternately with the upper arm and the lower arm.
As a result, the upper arm side switching element and the lower arm side switching element of each phase inverter circuit can be disposed close to each phase output terminal, which contributes to the miniaturization of the inverter module.
好適な様態において、前記各相インバータ回路の各アームを構成する単数あるいは複数並列接続されたスイッチング素子が、上アームのグループと下アームのグループに分けて、周方向に配置している。
これにより、制御基板のU相、V相、W相の下アーム制御回路の相互の絶縁距離を考慮しなくても配置可能となり、制御基板の省スペース化が可能となる。
In a preferred embodiment, a single or a plurality of switching elements connected in parallel constituting each arm of each phase inverter circuit are divided into an upper arm group and a lower arm group and arranged in the circumferential direction.
As a result, it is possible to arrange the control boards without considering the mutual insulation distances of the U-phase, V-phase, and W-phase lower arm control circuits of the control board, and the control board can be saved in space.
好適な様態において、配線基板中央部に電源回路を配置し、前記電源回路を中心として略同心円状に前記スイッチング素子の駆動または保護する制御回路群を配置して電源を供給する。
これにより、電源回路から各相インバータ回路の制御回路群へ、最短、かつ均等配線長で電源供給が可能となり、電源電圧を安定化できる。
In a preferred embodiment, a power supply circuit is arranged at the center of the wiring board, and a control circuit group for driving or protecting the switching elements is arranged in a substantially concentric manner around the power supply circuit to supply power.
As a result, power can be supplied from the power supply circuit to the control circuit group of each phase inverter circuit with the shortest and uniform wiring length, and the power supply voltage can be stabilized.
好適な様態において、前記素子冷却用金属部材の載置面に、電圧変換を行うコンバータをあわせて配置している。
これにより、直流電源から入力される直流電圧を所望の電圧値に変換した後、インバータで交流電力に変換してモータに給電できる。とくに高出力のモータを駆動する際に、バッテリ直流電圧を昇圧することで、インバータ出力電流を低減することができ、配線の小形化が可能となる。
In a preferred aspect, a converter for performing voltage conversion is also arranged on the mounting surface of the element cooling metal member.
Thereby, after converting the direct-current voltage input from direct-current power supply into a desired voltage value, it can be converted into alternating current power with an inverter, and can be supplied to a motor. In particular, when driving a high-output motor, the inverter DC output voltage can be reduced by boosting the battery DC voltage, and the wiring can be miniaturized.
好適な様態において、前記電流センサのハウジングに一体成形された前記電流センサの配線導体を前記配線基板に直接挿入してはんだ付け接合している。
これにより、電流センサと配線基板を接続するハーネスが不要になるとともに、組立が簡素化される。
In a preferred mode, the wiring conductor of the current sensor formed integrally with the housing of the current sensor is directly inserted into the wiring board and soldered.
This eliminates the need for a harness for connecting the current sensor and the wiring board, and simplifies assembly.
好適な様態において、前記半導体モジュールが前記冷却ブロック上に載置されるとともに、前記半導体モジュールの上部に平滑コンデンサを配置して一体化する。これにより、半導体モジュール部と平滑コンデンサの近接配置が可能になるとともに、インバータモジュールを小形化できる。 In a preferred embodiment, the semiconductor module is mounted on the cooling block, and a smoothing capacitor is disposed on the semiconductor module to be integrated. Thereby, the semiconductor module portion and the smoothing capacitor can be arranged close to each other, and the inverter module can be miniaturized.
好適な様態において、前記インバータモジュールの直径をモータ直径と略同一にして交流モータに一体化する。これにより小形化されたインバータ一体型交流モータを提供できる。 In a preferred embodiment, the inverter module is integrated with the AC motor so that the diameter of the inverter module is substantially the same as the motor diameter. Thus, a miniaturized inverter-integrated AC motor can be provided.
好適な様態において、前記半導体モジュール、平滑コンデンサおよび冷却ブロックを複数、積層してインバータモジュールとし、そのインバータモジュールを交流モータと一体化する。
これにより、交流モータの定格出力に応じたインバータモジュール、またはインバータ一体型モータを提供することができる。
例えば、冷却ブロックの両面に半導体モジュールを搭載してインバータモジュール、またインバータ一体型モータを作製することにより、2倍の出力能力を持たせることができる。
このように、既存の構成ユニットを利用して、複数のバリエーションを持った、インバータモジュール、あるいはインバータ一体型モータを提供することで、各ユニットの利用効率が非常に高くなる。
In a preferred embodiment, a plurality of the semiconductor modules, smoothing capacitors, and cooling blocks are stacked to form an inverter module, and the inverter module is integrated with an AC motor.
Thereby, the inverter module according to the rated output of an AC motor, or an inverter integrated motor can be provided.
For example, a semiconductor module is mounted on both sides of the cooling block to produce an inverter module or an inverter-integrated motor, so that the output capability can be doubled.
Thus, by using an existing component unit and providing an inverter module or an inverter-integrated motor having a plurality of variations, the utilization efficiency of each unit becomes very high.
好適な様態において、前記モータを囲覆するモータハウジングにその一端面から突出する大径筒状の外周壁と小径筒状の内周壁を有して形成した冷却媒体の流路を備える冷却ブロックを一体成形する。そして、前記スイッチング素子が実装された素子冷却用金属部材の一主面と相対する裏面に前記冷却ブロックを嵌合して一体化し、前記素子冷却用金属部材の面の一部を上記流路内に露出させて、冷却媒体で直接冷却している。
これにより、部品点数の削減と小形化が可能になるとともに、モータとインバータ冷却経路を統合することが可能になり、より冷却効率の高いインバータ一体型モータを提供することが可能となる。
In a preferred embodiment, there is provided a cooling block comprising a cooling medium flow path formed on a motor housing surrounding the motor and having a large-diameter cylindrical outer peripheral wall and a small-diameter cylindrical inner peripheral wall projecting from one end surface thereof. One-piece molding. Then, the cooling block is fitted and integrated with the back surface opposite to one main surface of the element cooling metal member on which the switching element is mounted, and a part of the surface of the element cooling metal member is placed in the flow path. And is directly cooled by a cooling medium.
As a result, the number of parts can be reduced and the size can be reduced, the motor and the inverter cooling path can be integrated, and an inverter-integrated motor with higher cooling efficiency can be provided.
本発明により、交流モータの回転軸に対して各相インバータ回路を周方向に配置し、また、素子冷却用金属部材の略中央部の中空穴に電流センサまたは平滑コンデンサを配置してさらなる小形化を実現した。
また、各相インバータ回路のスイッチング素子と正極端子または負極端子を、最短配線可能なインバータ構造にして低インダクタンス化を図り、サージ電圧による素子の破壊を防止するとともに、複数のスイッチング素子を並列接続した際においても均等な配線長が保てる構造を有するインバータモジュールとし、配線抵抗が異なるための偏流現象の発生を防止することができた。
According to the present invention, each phase inverter circuit is arranged in the circumferential direction with respect to the rotating shaft of the AC motor, and a current sensor or a smoothing capacitor is arranged in a hollow hole at a substantially central portion of the element cooling metal member to further reduce the size. Realized.
In addition, the switching element of each phase inverter circuit and the positive or negative terminal are connected to the shortest wiring to reduce the inductance, prevent destruction of the element due to surge voltage, and connect multiple switching elements in parallel. In this case, an inverter module having a structure capable of maintaining a uniform wiring length can be prevented, and the occurrence of a drift phenomenon due to different wiring resistance can be prevented.
さらに、平滑コンデンサを各相インバータ回路に近接配置することにより、直流電圧の安定化が図れるとともに、電源回路から各相インバータ回路の制御回路群へ、最短、かつ均等配線長での電源供給が可能となり、電源電圧の安定化に寄与できた。
コンバータを配置してバッテリ直流電圧を昇圧することで、インバータ出力電流を低減することができ、配線の小形化が可能となり、電流センサも配線基板と一体成形することにより接続するハーネスが不要となり、組立の簡素化も実現できた。
また、素子冷却用金属部材のフィン配置により、素子冷却用金属部材の直接冷却が可能となり、熱抵抗を大きく低減でき、冷却ブロックに冷却媒体の流路を備えることにより冷却効率の高いインバータ一体型モータを提供することが可能となった。
In addition, by placing a smoothing capacitor close to each phase inverter circuit, it is possible to stabilize the DC voltage and to supply power from the power supply circuit to the control circuit group of each phase inverter circuit with the shortest and even wiring length. And contributed to the stabilization of the power supply voltage.
By arranging the converter and boosting the battery DC voltage, the inverter output current can be reduced, the wiring can be downsized, and the current sensor is also integrated with the wiring board, eliminating the need for a harness to be connected. Simplification of assembly was also realized.
In addition, the fin arrangement of the element cooling metal member enables direct cooling of the element cooling metal member, greatly reducing the thermal resistance, and providing a cooling medium flow path in the cooling block makes it possible to integrate an inverter with high cooling efficiency. It became possible to provide a motor.
以下、本発明による実施例について、図面を参照して説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図8は、この発明の一実施例によるインバータモジュールを備えるインバータ一体型モータ38の概念図を示す。図8において、インバータモジュール2はモータ3の端壁に配置され、モータ3とインバータモジュール2の直径を略同一とすることで、非常に良いスペース効率でインバータモジュールを一体化できる。
FIG. 8 shows a conceptual diagram of an inverter-integrated
図9は、図8に示すインバータ一体型モータ38の断面図を示す。インバータモジュール2は、直流電圧を交流電圧に変換してモータに給電する半導体モジュール21と、半導体モジュールの入力電圧側に配置されて、直流電圧を安定化する平滑コンデンサ4と、半導体モジュールを冷却する冷却ブロック22と、インバータモジュールを囲覆するインバータケース39とから構成される。インバータモジュール2に一体化されるモータ3は、シャフト40と、ロータ41と、ステータ42と、コイル43と、ベアリング44a、44bと、モータハウジング45と、モータ引き出し線46とを含む。
FIG. 9 is a sectional view of the inverter-integrated
シャフト40、ロータ41、ステータ42、およびベアリング44a、44bは、モータハウジング45によって囲まれる領域に配置される。ベアリング44a、44bは、モータハウジング45に取り付けられる。シャフト40はベアリング44a、44bによって受けられる。ステータ42は、コイル43が巻回されてロータ41の外側に配置され、モータハウジング45に取り付けられる。ロータ41は、シャフト40に固定されて、シャフト40が回転することにより、ステータ42の内側で回転する。
The
インバータモジュール2は、モータ3の端面に配置される。中空円筒形状を有する冷却ブロック22は、モータ回転軸に対し周方向に循環する冷却液路を構成し、冷却ブロック22に載置された半導体モジュール21を冷却する。平滑コンデンサ4は、例えば複数個のフィルムコンデンサエレメントをケースに格納し、モジュール化して略円筒形状としている。また、平滑コンデンサ4と半導体モジュール21は、インバータケース39の側面に沿って延伸して配置される(+)ブスライン13および、(−)ブスライン14(図示せず)によって正極導体25、負極導体26(ともに図示せず)に接続している。
The
インバータモジュール2からモータ3への給電は、半導体モジュール21の中央部に配置された出力導体を、冷却ブロック中空部に配置された電流センサ9a、9bを介してモータ引き出し線46にて引き出し、ステータ42に巻回されたコイル43に接続してモータを駆動する構造を取る。図9に示すように、インバータモジュールの直径をモータの直径と略同一にして一体化させることで、給電用の高圧ケーブルをインバータモジュールあるいはモータ外部に引き出す必要が無く、さらに高圧ケーブル接続用コネクタを不要とすることができるため、コストが削減できるとともに小形化が図れる。
To supply power from the
図9において冷却ブロック22はモータハウジング45と別体で形成されているが、図10に示すように冷却ブロックをモータハウジング45に一体成形して構成してもよい。図10の例では、モータハウジング45の一端面に、端面から突出する大径筒状の外周壁47と小径筒状の内周壁48を一体成形しており、素子冷却用金属部材28のフィン形成面側を、外周壁47と内周壁48が形成されたモータハウジング45の一端面に嵌合して、液密性を有した冷却液路を形成している。このように、冷却液路を形成する冷却ブロックをモータハウジングに一体成形することで、コストを低減するとともに、モータハウジングをインバータモジュールと併せて冷却することが可能となり、冷却能力の高いインバータ一体型交流モータを提供できる。
Although the
図11は、図9に示すインバータモジュール2のうち、平滑コンデンサ4、インバータケース39を省略したものであり、略円形の載置面を有する冷却ブロック22上に略円筒形状の半導体モジュール21を実装した斜視図である。冷却ブロック22の内部には、アルミニウムを一体成形した放熱フィンが配置されており、冷却液循環用の冷液管24a、24bとともに密封して液密性を確保している。
半導体モジュール21は、冷却ブロック22の載置面上に熱伝導性グリスを塗布して実装され、両者の密着性を高め、熱抵抗を低減させている。半導体モジュール21の上面側には、スイッチング素子の制御回路を実装する配線基板33が配置され、半導体モジュール21の外周部に配置された配線導体36a、36a’、36b、36b’、36c、36c’、36d、36d’、36e、36e’、36f、36f’(36f、36f’は図示せず)に接続して一体化されている。配線基板33の略中央部には、電源回路を構成するトランス49、コンデンサ50が配置されるとともに、その周囲部にスイッチング素子の制御回路51a、51b、51c、51d、51e、51fが実装されている。
FIG. 11 omits the smoothing
The
図12は、図11に示す半導体モジュール21の上面模式図である。図12に示すように、配線基板33の中央部にトランス49、コンデンサ50等で構成される電源回路を配置し、前記電源回路を中心として略同心円状に前記スイッチング素子の制御回路51a、51b、51c、51d、51e、51f(図示せず)を配置して電源供給することにより、電源回路から各相インバータ回路の制御回路群へ、最短、かつ均等配線長で電源供給が可能となり、電源電圧を安定して供給することが可能となる。
FIG. 12 is a schematic top view of the
配線導体36a、36a’、36b、36b’、36c、36c’、36d、36d’、36e、36e’、36f、36f’は、制御回路51a、51b、51c、51d、51e、51f(図示せず)の外周部側に配置して各制御回路と接続し、各相インバータ回路の各アームを構成するIGBTに制御信号を入力する、あるいはIGBTの電流量、温度信号を各配線導体から制御回路に伝達して、各相インバータ回路を駆動または保護する構成をとっている。
The
図13は、図11に示す半導体モジュール21から配線基板33を取り除いた構造を示す斜視図である。低背円筒形を有する半導体モジュールの中心軸は、交流モータに含まれる回転軸と略一致している。半導体モジュール21において、スイッチング素子を搭載した絶縁基板27は、半導体モジュール中心軸に対して所定間隔を隔てて周方向に配置され、素子冷却用金属部材28にはんだ付けしたのち、スイッチング素子および配線基板を取り囲むハウジング29を取り付けて構成される。
FIG. 13 is a perspective view showing a structure in which the
正極導体25、負極導体26、および各相インバータ回路の出力導体5e、6e、7eは、スイッチング素子を実装して周方向に配置された絶縁基板27の内周部側に配置され、制御信号端子36a、36a’、36b、36b’、36c、36c’、36d、36d’、36e、36e’、36f、36f’(36e’、36f、36f’は図示せず)は、絶縁基板27を挟んで出力導体5e、6e、7eと相対する外周部側に配置している。さらに、各相インバータ回路の出力導体5e、6e、7eはL字形状に折り曲げて、電流センサ9a、9b、9cの中空穴を通してインバータモジュールの下方に取り出し、モータ引き出し線(図示せず)に接続している。電流センサの配線端子はコネクタ接続してハーネス(図示せず)により配線基板に接続するか、配線端子を直接配線基板に差し込んで接続している。
The
図14は、図11に示す配線基板33を取り除いた半導体モジュール21の平面図である。各相インバータ回路の各アームは、スイッチング素子であるIGBTにフライホイールダイオードを逆並列接続したものを2並列接続している。IGBTやフライホイールダイオードなどのスイッチング素子は、面積サイズが大きいほど指数的にコストが増大するため、300A以上の大電流素子を構成する場合は、スイッチング素子を複数並列して構成するケースが多い。
図15は、図14のZ−Z断面から見た部分斜視図である。例えば、U相インバータ回路上アームは、スイッチング素子5aにフライホイールダイオード5cを逆並列接続して実装した絶縁基板27aと、スイッチング素子5a’にフライホイールダイオード5c’を逆並列接続して実装した絶縁基板27a’とを周方向に並列実装している。
FIG. 14 is a plan view of the
FIG. 15 is a partial perspective view seen from the ZZ cross section of FIG. For example, the upper arm of the U-phase inverter circuit includes an insulating
ワイヤ31aは、正極導体25と絶縁基板27aの回路パターンとを接続する。ワイヤ31a’は、正極導体25と絶縁基板27a’の回路パターンとを接続する。ワイヤ31bは、スイッチング素子5aのエミッタ端子とフライホイールダイオード5cのアノード端子とを出力導体5eに接続する。ワイヤ31b’は、スイッチング素子5a’のエミッタ端子とフライホイールダイオード5c’のアノード端子とを出力導体5eに接続する。ワイヤ34aは、配線導体36aとスイッチング素子5aの信号端子35aとを接続する。ワイヤ34a’は、配線導体36a’とスイッチング素子5a’の信号端子35a’とを接続する。
The
U相インバータ回路下アームは、スイッチング素子5bにフライホイールダイオード5dを逆並列接続して実装した絶縁基板27bと、上アームと同様に2並列接続とした絶縁基板とを周方向に並列実装している。図15では下アームの2並列素子の1素子分を示す。
ワイヤ31cは、出力端子5eと絶縁基板27bの回路パターンとを接続する。ワイヤ31dは、スイッチング素子5bのエミッタ端子とフライホイールダイオード5dのアノード端子とを負極導体26に接続する。ワイヤ34bは、配線導体36bとスイッチング素子5bの信号端子35bとを接続する。V相、W相の各インバータ回路についても同様の構成をとるため、ここでは説明を省略する。
The U-phase inverter circuit lower arm has an insulating
The
図14に示すとおり、スイッチング素子を搭載した絶縁基板27が、半導体モジュール中心軸に対して所定間隔を隔てて周方向に配置することで、素子冷却用金属部材28の円形載置面を有効活用でき、モジュールの小形化に寄与できる。
また、正極導体および負極導体をリング状または円弧形状を有して近接してスイッチング素子の内周部側に配置し、併せて出力導体をスイッチング素子の内周部側に配置することにより、正極導体および負極導体とスイッチング素子間、あるいは出力導体とスイッチング素子間を最短かつ均一な配線長で接続可能となり、配線インダクタンスを低減してスイッチングサージを抑制できる。
さらに、スイッチング素子と各相インバータ回路の出力導体との間に正極導体および負極導体を配置することにより、スイッチング素子と正極導体および負極導体の配線長を短縮する効果が顕著に現れる。
As shown in FIG. 14, the insulating
Further, the positive electrode conductor and the negative electrode conductor have a ring shape or an arc shape and are arranged close to each other on the inner peripheral side of the switching element, and the output conductor is also arranged on the inner peripheral side of the switching element, thereby It is possible to connect the conductor and the negative electrode conductor and the switching element or between the output conductor and the switching element with the shortest and uniform wiring length, thereby reducing the wiring inductance and suppressing the switching surge.
Furthermore, by arranging the positive electrode conductor and the negative electrode conductor between the switching element and the output conductor of each phase inverter circuit, the effect of shortening the wiring length of the switching element, the positive electrode conductor, and the negative electrode conductor is remarkably exhibited.
また、スイッチング素子を複数並列接続して各アームを構成する場合には、半導体モジュール中心軸に対して周方向にスイッチング素子と正極導体、負極導体および出力導体が対称配置されていることから、同アーム内でのスイッチング素子間の配線抵抗を均一に設定することができ、片側のスイッチング素子に電流がかたよる偏流現象を生じにくい。 In addition, when each arm is configured by connecting a plurality of switching elements in parallel, the switching element, the positive electrode conductor, the negative electrode conductor, and the output conductor are symmetrically arranged in the circumferential direction with respect to the semiconductor module central axis. The wiring resistance between the switching elements in the arm can be set uniformly, and the drift phenomenon due to the current applied to the switching element on one side hardly occurs.
さらに、スイッチング素子の信号端子を外周部側に配置して配線導体36a、36a’、36b、36b’、36c、36c’、36d、36d’、36e、36e’、36f、36f’と接続することから、ノイズ発生源となる正極導体、負極導体、および出力導体と制御信号ラインとの距離を離すことが可能となり、制御回路への電磁波ノイズの影響を低減することができる。
Further, the signal terminals of the switching elements are arranged on the outer peripheral side and connected to the
図16は、図14に示す半導体モジュール21のワイヤを取り除いた平面図である。図16に見られるように、左下から時計回りに、U相上アーム52a、U相下アーム52b、V相上アーム52c、V相下アーム52d、W相上アーム52e、W相下アーム52fと各相の上下アームを交互にして、周方向に配置することで、各相インバータ回路の上アーム側スイッチング素子および下アーム側スイッチング素子を各相出力端子と近接配置することが可能となり、インバータモジュールの小形化に寄与できる。一部の上下アームを入れ替えて、例えば、U相上アーム、U相下アーム、V相下アーム、V相上アーム、W相上アーム、W相下アームといった配置でも差支えない。
FIG. 16 is a plan view of the
また、図17のように、左下から時計回りで、U相上アーム52a、V相上アーム52c、W相上アーム52e、U相下アーム52b、V相下アーム52d、W相下アーム52fといったように、上アームのグループ、下アームのグループに分けて周方向に配置した場合、配線基板33のU相、V相、W相の下アーム制御回路の相互の絶縁距離を考慮しなくても配置可能となり、配線基板の省スペース化が可能となる。インバータ出力端子5e、6e、7eは、図18に示すように、各々断面L字形状をとり、各端子間に絶縁層(図示せず)を有して積層配置し、素子冷却用金属部材28および冷却ブロック22中空部の内周部に密着配置している。
Further, as shown in FIG. 17, clockwise from the lower left, the U-phase
図19は、図14のZ−Z断面から見た部分斜視図である。スイッチング素子が搭載された絶縁基板27は、素子冷却用金属部材28にはんだ付け実装されており、絶縁基板27を構成する絶縁性セラミックスにより、素子冷却用金属部材28とスイッチング素子間の絶縁性が確保されている。
FIG. 19 is a partial perspective view seen from the ZZ cross section of FIG. The insulating
図20に示すように、正極導体25、負極導体26はともに断面L字形状をとり、両端子間に絶縁層を有して積層配置し、素子冷却用金属部材28および冷却ブロック22中空部の内周部に密着配置している。
これにより、正極導体と負極導体を小形化して配線インダクタンスを低減している。なお、絶縁層として、樹脂等の絶縁物を用いてもよい。
また、正極導体25と負極導体26は、スイッチング素子および絶縁基板27との接続に必要な面積部分のみ上面に露出し、残りの導体部を折り曲げてL字形状にすることで、半導体モジュール上面から見た際の正極導体25および負極導体26の占有スペースを極小にすることができる。
As shown in FIG. 20, both the
Thereby, the positive electrode conductor and the negative electrode conductor are miniaturized to reduce the wiring inductance. Note that an insulating material such as a resin may be used as the insulating layer.
Further, the
また、図19に示す例では、インバータ回路の出力導体5eを、電流センサ9aの中空穴を通してインバータモジュールの下方に取り出し、モータ引き出し線と結線する構造を取っている。このような出力導体5eのモータへの接続構造としては、図21に示すように電流センサ中空穴を通して、ボルト53でインバータ出力端子5eと接続端子54をネジ締め固定することも可能であるし、また、図22に示すように、モータ引き出し線46を電流センサ中空穴を通してインバータ出力端子5eにネジ締め固定する構造も可能である。
出力導体とモータ引き出し線との結線は、モータ端壁の中央部を通して最短配線で結線してもよいし、モータ周壁側に配線を取り出してそこで結線してもよい。
In the example shown in FIG. 19, the
The connection between the output conductor and the motor lead wire may be made with the shortest wiring through the central portion of the motor end wall, or the wiring may be taken out to the motor peripheral wall side and connected there.
また、図23に示す例では、半導体モジュール21の側面部付近に電流センサ9aを配置し、中央部に配置されたインバータ出力端子5eと接続ケーブル55をボルト53でネジ締め固定し、接続ケーブル55を側面部まで延伸して、電流センサ中空穴を通して側面に取り出している。
図22と比較して、インバータモジュール直下で出力端子をモータ引き出し線と結線する最短配線は取れないが、モータ周壁側にモータ引き出し線が配置されている場合に、インバータモジュールとモータの接続が容易な構造となる。
In the example shown in FIG. 23, the
Compared to FIG. 22, the shortest wiring for connecting the output terminal to the motor lead wire directly under the inverter module is not possible. However, when the motor lead wire is arranged on the motor peripheral wall side, the connection between the inverter module and the motor is easy. Structure.
図24は、本発明によるインバータのうち冷却ブロック22の載置面23上に熱伝導性グリスを介して素子冷却用金属部材28が配置される構造図を示している。(半導体モジュールを構成するハウジング、スイッチング素子等の部材は省略している。)
図24の破線で示されるように、冷却ブロック22に内蔵される放熱フィン56は同心円状に配置し、冷却液を循環させてスイッチング素子が実装された絶縁基板の直下を冷却している。
図24の例では、放熱フィン56にストレートフィンを用いているが、オフセットフィン、あるいはピンフィン、波状フィンなども用いることができる。
FIG. 24 shows a structural diagram in which the element cooling
As shown by the broken lines in FIG. 24, the
In the example of FIG. 24, straight fins are used as the
図25の放熱構造例では、素子冷却用金属部材28と放熱フィン56とを一体化したものを使用し、冷却媒体の流路を備えて開口部を有する冷却ブロック22に嵌合し、液密性を確保した冷却構造体を使用している。素子冷却用金属部材28と冷却ブロック22の液密性確保のために、Oリング57を間に嵌合して密閉性を保っている。
Oリングによる液密性の確保は、図25に示す様に2本のOリング57を冷却媒体の流路の内周側と外周側にそれぞれ一本ずつ配置してもよいし、図26に示すように1本のOリング57を凹状に配置して冷却媒体の流路の内周側と外周側の液密性を同時に確保することも可能である。
In the heat radiating structure example of FIG. 25, an element cooling
As shown in FIG. 25, two O-
図27、図28、図30は、冷却ブロック22と半導体モジュール21、および平滑コンデンサ4を組み合わせて構成したインバータモジュールの概念図を示している。
図27は、平滑コンデンサ4、半導体モジュール21、冷却ブロック22の順に組み合わせて一体化した例であり、半導体モジュール21の外周部に正極導体と負極導体を配置して平滑コンデンサ4と接続してもよいし、平滑コンデンサ4の略中央部直下に接続用のブスラインを引き出し、半導体モジュール21に接続してもよい。
図28は、冷却ブロック22の上部に半導体モジュール21、下部に平滑コンデンサ4を配置して一体化した例であり、半導体モジュール21から正極導体、負極導体を下方向に引き出し、冷却ブロック22の中空口を介して平滑コンデンサ4に最短配線で接続することが可能となる。
図29は、図28で記載したインバータモジュール2をモータ3と一体化したものの断面図を示す。冷却ブロック22の上面側には半導体モジュール21が配置され、冷却ブロック22の下面側には平滑コンデンサ4が配置されて一体化している。インバータモジュール2からモータ3への給電は、半導体モジュール21の中央部に配置された出力導体を、冷却ブロック中空部に配置された電流センサ9a、9cを介してモータ引き出し線46にて引き出し、ステータ42に巻回されたコイル43に接続してモータを駆動する構造を取る。
平滑コンデンサ4は、例えば複数個のフィルムコンデンサエレメントをケースに格納し、モジュール化して略リング形状としている。また、平滑コンデンサ4と半導体モジュール21は、冷却ブロック中空口の内壁に沿って延伸して配置される(+)ブスライン13および、(−)ブスライン14(図示せず)によって正極導体25、負極導体26(ともに図示せず)に接続している。
図30は、平滑コンデンサ4を半導体モジュール21の外周部に配置し、素子冷却用金属部材22に載置して一体化した例である。図27、図28の例では、平滑コンデンサを低背円筒形状としたが、直方体形状等でも構わない。
27, 28, and 30 show conceptual diagrams of an inverter module configured by combining the
FIG. 27 is an example in which the smoothing
FIG. 28 shows an example in which the
FIG. 29 is a sectional view of the
The smoothing
FIG. 30 shows an example in which the smoothing
図31は、図13、14に示す半導体モジュール21について、各相インバータ回路の各アームを、IGBTとフライホイールダイオードを1並列して構成した例である。IGBTやフライホイールダイオードなどのスイッチング素子は、面積サイズが大きいほど指数的にコストが増大する。従って、300A以上の電流素子を構成する場合は、スイッチング素子を複数並列して構成するケースが多いが、300A未満で電流素子を構成する場合には、素子を1並列して使用することが通例である。
例えば、U相インバータ回路上アームは、スイッチング素子5aにフライホイールダイオード5cを逆並列接続して実装した絶縁基板27aであり、U相インバータ回路下アームは、スイッチング素子5bにフライホイールダイオード5dを逆並列接続して実装した絶縁基板27bであり、これら上アーム、下アームを周方向に交互に実装している。
FIG. 31 is an example in which the
For example, the upper arm of the U-phase inverter circuit is an insulating
ワイヤ31aは、正極導体25と絶縁基板27a上の回路パターン(図示せず)とを接続する。ワイヤ31bは、スイッチング素子5aのエミッタ端子とフライホイールダイオード5cのアノード端子とを出力導体5eに接続する。ワイヤ34aは、配線導体36aとスイッチング素子5aの信号端子35aとを接続する。ワイヤ31cは、出力端子5eと絶縁基板27bの回路パターンとを接続する。ワイヤ31dは、スイッチング素子5bのエミッタ端子とフライホイールダイオード5dのアノード端子とを負極導体26に接続する。ワイヤ34bは、配線導体36bとスイッチング素子5bの信号端子35bとを接続する。V相、W相各インバータ回路についても同様の構成を取るため、ここでは説明を省略する。
The
また、素子冷却用金属部材28および冷却ブロック22の略中央部に中空穴を有して電流センサ9a、9b、9cを配置し、インバータ回路の出力導体5e、6e、7eから電流センサを通してインバータモジュールの下方に取り出し、モータ引き出し線に接続している。
図31の例は、図13、14と比較して、三相インバータ回路を構成するスイッチング素子を一並列で構成しており、使用するスイッチング素子数が半分で済むため、半導体モジュール21を約半分の面積で構成することが可能である。
Further, the
In the example of FIG. 31, compared with FIGS. 13 and 14, the switching elements constituting the three-phase inverter circuit are configured in parallel, and the number of switching elements to be used can be halved. It is possible to comprise with the area of.
図32は、図31に示す冷却ブロック22と扇形形状の半導体モジュール21に配線基板33および平滑コンデンサ4を実装した斜視図である。配線基板33の中央部には、トランス49およびコンデンサ50等で構成される電源回路が配置され、図11と同様、前記スイッチング素子の駆動または保護する制御回路を同心円状に配置して電源を供給している。
平滑コンデンサ4は、冷却ブロック22上に載置され、半導体モジュール21と組み合わせることで、略円形になるように扇形形状を有している。平滑コンデンサ4は、例えば複数個のフィルムコンデンサエレメントをケースに格納し、モジュール化して略半円形状としている。
このように、平滑コンデンサ4と半導体モジュール21を組み合わせた形状を、冷却ブロック22の載置面と略同一形状とし、かつ高さ寸法を合わせることで、デッドスペースを発生することなく小形のインバータモジュールを製作することができる。また、図27、図28、図30と同様に、半導体モジュール21の上側、もしくは下側あるいは周囲部に、平滑コンデンサ4を配置することも可能である。
32 is a perspective view in which the
The smoothing
In this way, the combination of the smoothing
図33は、略U字形状の載置面を有する冷却ブロック22と扇形形状を有する半導体モジュール21、および平滑コンデンサ4を組み合わせて構成したインバータモジュールの概念図を示している。半導体モジュール21は、図31と同様のものを使用している。冷却ブロック22の載置面は、半導体モジュール21の底面と略同一形状とすることで、スペースを有効に活用している。冷却ブロック22は、図14と同様に、中央部に空きスペースを有して電流センサを配置している。(図33の例では、電流センサを図示していない。)
そして、冷却ブロック22と半導体モジュール21を組み合わせた扇形ユニットに嵌合する形で、扇形形状の平滑コンデンサ4を組み合わせて、略円筒形のインバータモジュールを構成することで、略円形を有するモータ端壁にインバータモジュールを配置して、スペース効率良くインバータモジュールをモータに一体化できる。
FIG. 33 shows a conceptual diagram of an inverter module configured by combining the
Then, a motor-shaped end wall having a substantially circular shape is formed by combining a fan-shaped
図34は実施例4による半導体モジュールの斜視図である。電流センサ9は、9a、9b、9cを一体化したものであり、インバータモジュールへの電流センサの組み込みを容易にするとともに、電流センサの配線導体を集約して、配線基板への接続を容易化している。そして、電流センサ9のハウジングは外部接続用の配線導体36gが一体成形されており、スイッチング素子の信号端子と接続する配線導体36a、36a’、36b、36b’、36c、36c’、36d、36d’、36e、36e’、36f、36f’(36e’、36f、36f’は図示せず)とともに配線基板33(図示せず)に挿入され、はんだ付け接合される。よって、電流センサと配線基板を接続するハーネスが不要になり組立が簡素化できる。
FIG. 34 is a perspective view of a semiconductor module according to the fourth embodiment. The
また、例えば三相インバータの場合は、各相出力電流が120°の位相を有して流れることから、三相のうち二相分の出力電流を検出して、残り一相分を演算して求めることが可能となり、電流センサ9a、9b、9cのうち、一相分の電流センサを削減可能となる。従って、図13、14に記載の電流センサは、U、V、W全相の出力電流をモニタしているが、電流センサを1個減らして二相分を一体化した形にしても良い。
For example, in the case of a three-phase inverter, each phase output current flows with a phase of 120 °. Therefore, the output current for two phases of the three phases is detected and the remaining one phase is calculated. It becomes possible to obtain the current sensor for one phase among the
図35は昇圧コンバータを一体化した半導体モジュールの斜視図である。半導体モジュール21は絶縁基板58a、58b、スイッチング素子59a、59b、フライホイールダイオード59c、59d、リアクトル60およびワイヤ61a、61b、61c、61d、61e、61fから構成される昇圧コンバータ回路を追加したものであり、その他は、実施例4の半導体モジュールと同じである。
FIG. 35 is a perspective view of a semiconductor module integrated with a boost converter. The
スイッチング素子59aにフライホイールダイオード59cを逆並列接続して実装した絶縁基板58aと、スイッチング素子59bにフライホイールダイオード59dを逆並列接続して実装した絶縁基板58bとを素子冷却用金属部材の載置面にて周方向に実装している。
An insulating
ワイヤ61aは、直流電源の(+)電源端子25’とリアクトル60とを接続する。ワイヤ61bは、リアクトル60とリアクトル接続導体62とを接続する。ワイヤ61cは、正極導体25と絶縁基板58aの回路パターンとを接続する。ワイヤ61dは、スイッチング素子59aのエミッタ端子とフライホイールダイオード59cのアノード端子とをリアクトル接続導体62に接続する。ワイヤ61eは、リアクトル接続導体62と絶縁基板58bの回路パターンとを接続する。ワイヤ61fは、スイッチング素子59bのエミッタ端子とフライホイールダイオード59dのアノード端子とを負極導体26に接続する。ワイヤ63aは、配線導体36hとスイッチング素子59aの信号端子とを接続する。ワイヤ63bは、配線導体36iとスイッチング素子59bの信号端子とを接続する。
The
図36は、図35に示すコンバータを一体化したインバータモジュール2が構成する電気回路図を示す。図36は、図1にスイッチング素子59a、59b、フライホイールダイオード59c、59d、リアクトル60を追加したものであり、その他は図1と同じである。スイッチング素子59a、59b、フライホイールダイオード59c、59d、リアクトル60はコンバータを構成し、その他のスイッチング素子はインバータを構成する。
スイッチング素子59a、59bは、フライホイールダイオード59c、59dを各々逆並列接続されて、電源ラインとGNDライン間にブリッジ接続される。リアクトル60の一方の端子は、スイッチング素子59aとスイッチング素子59bとの中間点に接続される。なおリアクトル60の他方の端子は、直流電源1の(+)電源端子に接続される。
FIG. 36 shows an electric circuit diagram of the
In the
コンバータは、直流電源からの直流電圧をスイッチング素子59a、59bがオンされた期間に応じて昇圧し、その昇圧された直流電圧をインバータに供給する。また、コンバータは、インバータから供給された電圧をスイッチング素子がオンされた期間に応じて降圧して直流電源へ供給する。
このようにコンバータは直流電源とインバータとの間で直流電圧を任意のレベルに変換する。
したがって、半導体モジュールは、直流電源とインバータとの間で直流電圧を変換するコンバータとコンバータによって昇圧された直流電圧を交流電圧に変換してモータを駆動するインバータとを含む。
The converter boosts the DC voltage from the DC power source according to the period during which the
Thus, the converter converts the DC voltage to an arbitrary level between the DC power supply and the inverter.
Therefore, the semiconductor module includes a converter that converts a DC voltage between the DC power supply and the inverter, and an inverter that drives the motor by converting the DC voltage boosted by the converter into an AC voltage.
図37は実施例6による半導体モジュールの斜視図であり、図14のZ―Z断面に相当する部分を示している。半導体モジュールは、絶縁セラミックス基板を絶縁シートに置き換えて構成したものであり、素子冷却用金属部材28の載置面上に絶縁シート64を配置し、さらに絶縁シート64上に導体板65a、65bを配置している。導体板65a、65bは、絶縁シート64に銅板を接合したのち、エッチング処理して必要な導体パターン部以外を除去することで形成している。また、導体板65a、65bと素子冷却用金属部材は、その間に配置される絶縁シートとパターンニングされた沿面距離により絶縁性能を確保している。
FIG. 37 is a perspective view of the semiconductor module according to the sixth embodiment, and shows a portion corresponding to the ZZ cross section of FIG. The semiconductor module is configured by replacing an insulating ceramic substrate with an insulating sheet. An insulating
各アームは、スイッチング素子であるIGBTにフライホイールダイオードを逆並列したものを二並列接続している。例えば、U相インバータ回路上アームは、スイッチング素子5aにフライホイールダイオード5cとを逆並列接続して実装した熱拡散板66aと、スイッチング素子5a’にフライホイールダイオード5c’を逆並列接続して実装した熱拡散板66a’とを導体板65aにはんだ付け接続している。
Each arm is connected in parallel with two IGBTs that are switching elements and flywheel diodes in antiparallel. For example, the upper arm of the U-phase inverter circuit is mounted by connecting the
ワイヤ31aは、正極導体25と熱拡散板66aとを接続する。ワイヤ31a’は、正極導体25と熱拡散板66a’とを接続する。ワイヤ31bは、スイッチング素子5aのエミッタ端子とフライホイールダイオード5cのアノード端子とを出力導体5eに接続する。ワイヤ31b’は、スイッチング素子5a’のエミッタ端子とフライホイールダイオード5c’のアノード端子とを出力導体5eに接続する。ワイヤ34aは、配線導体36aとスイッチング素子5aの信号端子35aとを接続する。ワイヤ34a’は、配線導体36a’とスイッチング素子5a’の信号端子35a’とを接続する。
U相インバータ回路下アーム、V相、W相インバータ回路についても同様の構成を取るため、ここでは説明を省略する。
The
Since the U-phase inverter circuit lower arm, V-phase, and W-phase inverter circuits have the same configuration, the description thereof is omitted here.
熱拡散板66a、66a’は、熱伝導率と熱容量がともに大きい銅板を使用する例が多く、スイッチング素子の発熱を面方向に急速に拡散して、下面方向に放熱することが可能となり、スイッチング素子の温度上昇を低減するとともに、スイッチング素子の急激な発熱に対する過渡温度上昇を抑制することが可能となる。また、ヒートサイクル性能などの耐環境性を向上したい場合は、熱膨張係数の小さい銅−モリブデン複合材料などを使用すればよい。また、熱拡散板の実装面積は、スイッチング素子面積<熱拡散板面積<導体板面積の範囲で設定すればよい。スイッチング素子の発熱量が大きくない場合は、熱拡散板を使用せずスイッチング素子を直接、導体板に接合してもよい。
In many cases, the
図38は実施例7による半導体モジュールの斜視図であり、図14のZ−Z断面に相当する部分を示している。インバータモジュール中空口に配置される電流センサに変えてシャント抵抗により出力電流を検出したものであり、その他は実施例6と同じである。
図38において、素子冷却用金属部材28の載置面上に絶縁シート64と導体板65a、65bを配置し、スイッチング素子が実装された熱拡散板66a、66a’をはんだ付け接続している。
出力導体は、スイッチング素子とワイヤで接合される導体部67aと半導体モジュール中空部に取り出してL字形状に折り曲げ、モータ引き出し線に接続される導体部67bに分割されており、導体67aと67bをシャント抵抗68aで接続している。
シャント抵抗68aの接続方法は、はんだ付け、溶接、あるいはシャント抵抗両端に丸端子をあらかじめ構成しておき、ネジ止め接続することもできる。また、シャント抵抗68aで検出された信号は、導体67aと67bに接続されたハーネス(図示せず)によって配線基板33に接続され、配線基板上の信号処理回路に入力される。
FIG. 38 is a perspective view of the semiconductor module according to the seventh embodiment, and shows a portion corresponding to the ZZ cross section of FIG. The output current is detected by a shunt resistor in place of the current sensor disposed in the inverter module hollow port, and the others are the same as in the sixth embodiment.
In FIG. 38, an insulating
The output conductor is divided into a
The
シャント抵抗68aは、U相インバータ回路の出力電流を検出して電圧信号に変換し、その情報をコントローラ側に伝達してモータ制御に使用している。V相、W相インバータ回路の各相出力についても同様に、シャント抵抗68b、68c(いずれも図示せず)を配置して電流検出している。シャント抵抗は、低い抵抗値を有してその両端における電圧降下を検出するため、電流値が大きい用途では極端に発熱して使用できないが、電流値の小さい用途では低コストで電流検出できるという効果がある。
また、図示していないが、シャント抵抗を配線導体に置き換え、配線導体の直上にホール素子を配置して電流検出する方法も適用できる。
The
Although not shown, a method of detecting the current by replacing the shunt resistor with a wiring conductor and arranging a Hall element immediately above the wiring conductor is also applicable.
図39は実施例8による半導体モジュールの斜視図であり、図14のZ−Z断面に相当する部分を示している。図39は、スイッチング素子と正極導体、負極導体、出力導体の接続をワイヤに変えて、接続導体板としたものであり、その他は実施例6と同じである。接続導体板は、銅あるいは銅−モリブデン複合材料等、熱伝導率の高い金属平板を凸形状に加工し、応力吸収が容易な構造で使用している。 FIG. 39 is a perspective view of the semiconductor module according to the eighth embodiment and shows a portion corresponding to the ZZ cross section of FIG. In FIG. 39, the connection of the switching element, the positive electrode conductor, the negative electrode conductor, and the output conductor is changed to a wire to form a connection conductor plate, and the others are the same as in the sixth embodiment. The connecting conductor plate is made of a metal plate having a high thermal conductivity, such as copper or a copper-molybdenum composite material, processed into a convex shape and used in a structure that can easily absorb stress.
接続導体板69aは、凸形状を有して正極導体25と導体板65aとを接続する。接続導体板69bは、スイッチング素子5aのエミッタ端子とフライホイールダイオード5cのアノード端子とを出力導体5eに接続する。接続導体板69b’は、スイッチング素子5a’のエミッタ端子とフライホイールダイオード5c’のアノード端子とを出力導体5eに接続する。
配線導体とスイッチング素子であるIGBTの信号端子は、実施例6と同様にワイヤで接続する。ワイヤ34aは、配線導体36aとスイッチング素子5aの信号端子35aとを接続する。ワイヤ34a’は、配線導体36a’とスイッチング素子5a’の信号端子35a’とを接続する。U相インバータ回路下アーム、V相およびW相インバータ回路についても同様の構成を取るため、ここでは説明を省略する。
スイッチング素子と正極導体、負極導体、出力導体との接続をワイヤに変えて接続導体板とした場合、スイッチング素子上面から接続導体を通じての放熱効果が期待できるため、スイッチング素子下面からの放熱との相乗効果で温度上昇の低減が期待できる。併せて、接続導体板とスイッチング素子との接合面積はワイヤを用いた場合と比較して大きくなるため、接合部の温度上昇を低減でき、信頼性を向上できる。
The
The wiring conductor and the signal terminal of the IGBT which is the switching element are connected by a wire as in the sixth embodiment. The
If the connection between the switching element and the positive conductor, negative conductor, and output conductor is changed to a wire to form a connection conductor plate, a heat dissipation effect can be expected from the upper surface of the switching element through the connection conductor. The effect can be expected to reduce temperature rise. In addition, since the bonding area between the connection conductor plate and the switching element is larger than that in the case of using a wire, the temperature rise of the bonding portion can be reduced and the reliability can be improved.
図40は実施例9による半導体モジュールの斜視図である。インバータモジュールの中空口に平滑コンデンサを配置して小形化を図ったものであり、その他は実施例1と同じである。 FIG. 40 is a perspective view of a semiconductor module according to the ninth embodiment. A smoothing capacitor is arranged in the hollow port of the inverter module to reduce the size, and the rest is the same as in the first embodiment.
インバータモジュール中空部には、低背円筒形の平滑コンデンサ4が配置されており、内周部側に配置された正極導体25、負極導体26に接続して、インバータモジュール入力電圧を平滑している。正極導体25、負極導体26を内周部に引き出し、平滑コンデンサ4の接続端子4a、4bと最短配線することで、配線インダクタンスを低減しスイッチングサージを大きく低減できる。
さらに、インバータモジュール中空部に平滑コンデンサを配置することで、インバータモジュール上部もしくは下部のスペースに実装する必要がなくなり、インバータモジュールの小形化が可能となる。
平滑コンデンサの役割には、バスライン電圧の安定化とリプル電流吸収の二つがある。バスライン電圧の安定化は静電容量、リプル電流吸収はリプル電流容量のパラメータで各々表される。電気自動車用途のモータ制御にはベクトル制御方式が用いられるため、バスライン電圧の変動が多少大きくともモータ制御に破綻を及ぼすことはない。従って、平滑コンデンサの静電容量は小さくとも問題はない。
一方、交流モータにはその極対数に応じた周波数の脈流成分が発生するため、これを平滑コンデンサで吸収する必要があり、比較的大きなリプル電流容量が求められる。平滑コンデンサとして利用されるものの代表例としてアルミニウム電解コンデンサとフィルムコンデンサの2種類があり、アルミニウム電解コンデンサは静電容量が大きくとれるが、内部損失(tanδ)が大きいことからリプル電流容量は小さくなる。
フィルムコンデンサは静電容量こそ小さいが内部損失(tanδ)が小さいことからリプル電流容量は大きくなる。またコストはアルミニウム電解コンデンサのほうが若干安く設定できる。
図40の実施例では直径約25cmの小径モータ(約40kW出力未満)を記載したためインバータモジュール中空部のスペースはわずかしか確保できていない(実施例では直径約7cm)。このような場合には、コストが若干高くとも小形で大きなリプル電流容量を確保できるフィルムコンデンサユニットを使用した方が小形化のメリットがでてくる。
一方、直径30cm以上の大径モータ(約50kW出力以上)を使用した場合、半導体スイッチング素子の配置スペースは、直径が大きくなるほど略周方向に充分なスペース確保できるためインバータモジュール中空部のスペースが確保しやすい(図示しないが直径10cm以上確保可能となる)。
従って、小径モータで図40のインバータモジュールを実現する場合には、平滑コンデンサにフィルムコンデンサユニットを使用し、大径モータを使用する場合には、フィルムコンデンサユニットあるいはアルミニウム電解コンデンサを使用してこれを実現する。
The low-profile
Further, by arranging the smoothing capacitor in the inverter module hollow portion, it is not necessary to mount the inverter module in the space above or below the inverter module, and the inverter module can be miniaturized.
There are two roles of the smoothing capacitor: bus line voltage stabilization and ripple current absorption. The stabilization of the bus line voltage is represented by a parameter of electrostatic capacity, and the ripple current absorption is represented by a parameter of ripple current capacity. Since the vector control method is used for motor control for electric vehicles, even if the bus line voltage fluctuates somewhat, the motor control is not broken. Therefore, there is no problem even if the capacitance of the smoothing capacitor is small.
On the other hand, since a pulsating flow component having a frequency corresponding to the number of pole pairs is generated in an AC motor, it is necessary to absorb this with a smoothing capacitor, and a relatively large ripple current capacity is required. There are two types of aluminum electrolytic capacitors and film capacitors as typical examples of those used as smoothing capacitors. Aluminum electrolytic capacitors have a large capacitance, but have a large internal loss (tan δ), so that the ripple current capacity is small.
Although the film capacitor has a small capacitance, the ripple current capacity is large because the internal loss (tan δ) is small. Also, the cost can be set slightly lower for aluminum electrolytic capacitors.
In the embodiment of FIG. 40, since a small-diameter motor having a diameter of about 25 cm (less than about 40 kW output) is described, only a small space can be secured in the hollow portion of the inverter module (in the embodiment, the diameter is about 7 cm). In such a case, the use of a film capacitor unit that is small in size and can secure a large ripple current capacity even if the cost is slightly higher is more advantageous for downsizing.
On the other hand, when a large-diameter motor with a diameter of 30 cm or more (approx. 50 kW or more) is used, the space for arranging the semiconductor switching elements can be secured in a substantially circumferential direction as the diameter increases. (It is possible to secure a diameter of 10 cm or more although not shown).
Therefore, when the inverter module of FIG. 40 is realized with a small-diameter motor, a film capacitor unit is used as a smoothing capacitor. When a large-diameter motor is used, a film capacitor unit or an aluminum electrolytic capacitor is used. Realize.
図41は、実施例10におけるインバータ一体型モータ38の断面図を示す。モータ3の構造は実施例1と同様であり、ここでは説明を省略する。インバータモジュール2は、モータ3の端面に配置される。中空円筒形状を有する冷却ブロック22は、モータ回転軸に対し周方向に循環する冷却液路を構成し、冷却ブロック22に載置された半導体モジュール21を冷却する。平滑コンデンサ4は、例えば複数個のフィルムコンデンサエレメントをケースに格納し、モジュール化して略円筒形状としている。また、平滑コンデンサ4と半導体モジュール21は、インバータケース39の側面に沿って延伸して配置される(+)ブスライン13および、(−)ブスライン14(図示せず)によって正極導体25、負極導体26(ともに図示せず)に接続している。
FIG. 41 is a sectional view of the inverter-integrated
インバータモジュール2からモータ3への給電は、半導体モジュール21の外周部に配置された出力導体から、電流センサ9a、9cを介して外部に取り出し、モータ引き出し線46を通じて、ステータ42に巻回されたコイル43に接続してモータを駆動する構造を取る。
The power supply from the
図42は実施例10における半導体モジュールの上面模式図である。正極導体と負極導体を近接配置して周方向に配置されたスイッチング素子の外周部側に配置し、出力導体をスイッチング素子の外周部側に配置して各相インバータ回路の中位点に接続するとともに、スイッチング素子の複数の信号端子をスイッチング素子の内周部側に配置して、配線基板の制御回路に結合したものであり、その他は実施例1と同様である。 FIG. 42 is a schematic top view of the semiconductor module according to the tenth embodiment. The positive and negative conductors are arranged close to each other and arranged on the outer peripheral side of the switching element arranged in the circumferential direction, and the output conductor is arranged on the outer peripheral side of the switching element and connected to the middle point of each phase inverter circuit In addition, a plurality of signal terminals of the switching element are arranged on the inner peripheral side of the switching element and coupled to the control circuit of the wiring board, and the others are the same as in the first embodiment.
図42に示すように、配線基板33の中央部にトランス49、コンデンサ50等で構成される電源回路を配置し、電源回路の外周部側にスイッチング素子を駆動または保護する制御回路を配置して電源を供給することにより、電源回路から各相インバータ回路の制御回路へ、均等配線長で安定した電源供給が可能となる。
As shown in FIG. 42, a power supply circuit composed of a
配線導体36a、36a’、36b、36b’、36c、36c’、36d、36d’、36e、36e’、36f、36f’は、制御回路51a、51b、51c、51d、51e、51f(図示せず)の内周部側に配置して各制御回路と接続し、各相インバータ回路の各アームを構成するスイッチング素子であるIGBTに制御信号を入力する、あるいはIGBTの電流量、温度信号を各配線導体から制御回路に伝達して、各相インバータ回路を駆動または保護する構成をとっている。
The
図43は、図42に示す半導体モジュール21から配線基板33を取り除いた構造を示す斜視図である。低背円筒形を有する半導体モジュールの中心軸は、交流モータに含まれる回転軸と略一致している。半導体モジュール21において、スイッチング素子を搭載した絶縁基板27a、27bは、半導体モジュール中心軸に対して所定間隔を隔てて周方向に配置され、素子冷却用金属部材28にはんだ付けしたのち、スイッチング素子および配線基板を取り囲むハウジング29を取り付けて構成される。
43 is a perspective view showing a structure in which the
正極導体25、負極導体26、および各相インバータ回路の出力導体5e、6e、7eは、スイッチング素子を実装して周方向に配置された絶縁基板27a、27bの外周部側に配置され、配線導体36a、36a’、36b、36b’、36c、36c’、36d、36d’、36e、36e’、36f、36f’は、スイッチング素子を挟んで出力導体と相対する内周部側に配置している。
半導体スイッチング素子の信号端子(例えばU相スイッチング素子でいえば35a、35a’、35b、35b’)は、出力導体と相対する内周部側に配置されて、配線導体36a、36a’、36b、36b’、36c、36c’、36d、36d’、36e、36e’、36f、36f’と接続される。各相インバータ回路の出力導体5e、6e、7eは、インバータモジュール外周部に配置された電流センサ9a、9b、9cの中空穴を通して、モータ引き出し線(図示せず)に接続している。
The
The signal terminals of the semiconductor switching elements (for example, 35a, 35a ′, 35b, 35b ′ in the case of U-phase switching elements) are arranged on the inner peripheral side facing the output conductor, and the
図43に示すとおり、周方向に配置されたスイッチング素子の内周部側に配線導体36a、36a’、36b、36b’、36c、36c’、36d、36d’、36e、36e’、36f、36f’を配置することで、配線基板の中央部に位置する電源回路の略外周部付近で制御信号端子との接続が可能となる。
また、スイッチング素子の外周部側に出力導体を配置することで、インバータモジュール外周部に配置した電流センサ中空穴を通してモータと接続することが可能となる。従って、モータ周壁側にモータ引き出し線が必然的に配置されるモータを使用しなければならない場合図43の配置例は好適となる。
図43の実施例には記載していないが、図40の実施例と同様、インバータモジュール中空部に、低背円筒形の平滑コンデンサ4を配置し、正極導体25、負極導体26に接続して、インバータモジュール入力電圧を平滑している。
また、実施例1〜9で記載した内容のうち、図20記載の正極端子25、負極端子26の積層配置構造、図24〜26記載の冷却ブロック構造、図27、図28、図30記載のインバータ構造、図31に記載のスイッチング素子1並列仕様、図35、図36記載の昇圧コンバータ一体化構造、図37記載の絶縁シート構造、図38記載のシャント抵抗による電流検出構造、および図39記載の接続導体板によるダイレクト接合方法などの各構造を取ることができるが、同様の構造となるため、ここでは説明を省略する。
As shown in FIG. 43, the
Further, by arranging the output conductor on the outer peripheral side of the switching element, it is possible to connect to the motor through the current sensor hollow hole arranged on the outer peripheral part of the inverter module. Therefore, when it is necessary to use a motor in which motor lead wires are necessarily arranged on the motor peripheral wall side, the arrangement example of FIG. 43 is suitable.
Although not described in the embodiment of FIG. 43, as in the embodiment of FIG. 40, the low-profile
Moreover, among the contents described in Examples 1 to 9, the stacked arrangement structure of the
図44は実施例11における半導体モジュールの上面模式図である。図44において、正極導体と負極導体を近接配置して周方向に配置されたスイッチング素子の内周部側に配置し、出力導体をスイッチング素子の外周部側に配置して各相インバータ回路の中位点に接続するとともに、上アーム側スイッチング素子の複数の信号端子は、スイッチング素子を挟んで出力導体と相対する内周部側に配置し、下アーム側スイッチング素子の複数の信号端子は、スイッチング素子を挟んで負極導体と相対する外周部側に配置したものであり、その他は実施例1と同様である。 FIG. 44 is a schematic top view of a semiconductor module in Example 11. In FIG. 44, the positive electrode conductor and the negative electrode conductor are arranged close to each other and arranged on the inner peripheral side of the switching element arranged in the circumferential direction, and the output conductor is arranged on the outer peripheral side of the switching element. The signal terminals of the upper arm side switching element are arranged on the inner peripheral side facing the output conductor across the switching element, and the signal terminals of the lower arm side switching element are switched. The device is disposed on the outer peripheral side facing the negative electrode conductor with the element interposed therebetween, and the other components are the same as those in the first embodiment.
図44に示すように、配線基板33の中央部に電源回路を配置し、電源回路の外周側にスイッチング素子を駆動または保護する制御回路を配置して電源を供給している。上アームスイッチング素子の配線導体36a、36a’、36c、36c ’、36e、36e’は、制御回路の内周側、下アームスイッチング素子の配線導体36b、36b’、36d、36d’、36f、36f’は、制御回路の外周側に配置して、各相インバータ回路の各アームを構成するスイッチング素子であるIGBTに制御信号を入力する、あるいはIGBTの電流量、温度信号を各配線導体から制御回路に伝達して、各相インバータ回路を駆動または保護する構成をとっている。
As shown in FIG. 44, a power supply circuit is arranged at the center of the
図45は、図44で記載したインバータモジュール2をモータ3と一体化したものの断面図を示す。冷却ブロック22の上面側には半導体モジュール21が配置され、冷却ブロック22の中空部には平滑コンデンサ4が配置されて一体化している。モータ3の構造は実施例1と同様でありここでは説明を省略する。
インバータモジュール2は、モータ3の端面に配置される。中空円筒形状を有する冷却ブロック22は、モータ回転軸に対し周方向に循環する冷却液路を構成し、冷却ブロック22に載置された半導体モジュール21を冷却する。
平滑コンデンサ4は、例えば複数個のフィルムコンデンサエレメントをケースに格納し、モジュール化して略円筒形状としている。また、平滑コンデンサ4と半導体モジュール21は、冷却ブロック22の内周壁に沿って延伸して配置される(+)ブスライン13および、(−)ブスライン14(図示せず)によって正極導体25、負極導体26(ともに図示せず)に接続している。
FIG. 45 shows a sectional view of the
The
The smoothing
インバータモジュール2からモータ3への給電は、半導体モジュール21の外周部に配置された出力導体から、電流センサ9a、9b、9cを介して外部に取り出し、モータ引き出し線46を通じて、ステータ42に巻回されたコイル43に接続してモータを駆動する構造をとる。
Power supply from the
図46は、図44に示す半導体モジュール21から配線基板33を取り除いた構造を示す斜視図である。半導体モジュール21において、スイッチング素子を搭載した絶縁基板27は、半導体モジュール中心軸に対して所定間隔を隔てて周方向に配置され、素子冷却用金属部材28にはんだ付けしたのち、スイッチング素子および配線基板を取り囲むハウジング29を取り付けて構成される。
46 is a perspective view showing a structure in which the
正極導体25と負極導体26は近接した状態で、周方向に配置された絶縁基板27の内周部側に配置され、出力導体5e、6e、7eは、絶縁基板27の外周部側に配置される。
上アームスイッチング素子の配線導体36a、36a’、36c、36c ’、36e、36e’は、絶縁基板を挟んで出力導体と相対する内周部側に配置している。上アーム側スイッチング素子の信号端子(例えばU相スイッチング素子でいえば35a、35a’)は、スイッチング素子を挟んで出力導体と相対する内周部側に配置されて、配線導体36a、36a’、36c、36c’、36e、36e’と接続される。
下アームスイッチング素子の配線導体36b、36b’、36d、36d’、36f、36f’は、絶縁基板を挟んで負極導体26と相対する外周部側に配置している。
下アーム側スイッチング素子の信号端子(例えばU相スイッチング素子でいえば35b、35b’)は、スイッチング素子を挟んで負極導体と相対する外周部側に配置されて、配線導体36b、36b’、36d、36d’、36f、36f’と接続される。
The
The
The wiring
Signal terminals (for example, 35b and 35b ′ in the case of U-phase switching elements) of the lower arm side switching element are arranged on the outer peripheral side facing the negative electrode conductor with the switching element interposed therebetween, and
図46において、インバータモジュールの中空部には、低背円筒形の平滑コンデンサ4が配置されており、内周部側に配置された正極導体25、負極導体26に接続して、インバータモジュール入力電圧を平滑している。インバータモジュール外周部には電流センサ9a、9b、9cが配置され、出力導体5e、6e、7eから電流センサ中空穴を通して接続導体が引き出され、モータ引き出し線(図示せず)に接続している。
このように、正極導体と負極導体をスイッチング素子の内周部側に配置し、出力導体をスイッチング素子の外周部側に配置することが可能となり、中空部に平滑コンデンサ、外周部に電流センサを配置した場合に、さらなる小形化が図れる。
In FIG. 46, the low-profile
In this way, the positive electrode conductor and the negative electrode conductor can be arranged on the inner peripheral side of the switching element, and the output conductor can be arranged on the outer peripheral side of the switching element. A smoothing capacitor is provided in the hollow part and a current sensor is provided in the outer peripheral part. When arranged, further miniaturization can be achieved.
図47は実施例12における半導体モジュールの斜視図である。図47において、正極導体と負極導体を近接配置して周方向に配置されたスイッチング素子の外周部側に配置し、出力導体をスイッチング素子の内周部側に配置して各相インバータ回路の中位点に接続するとともに、上アーム側スイッチング素子の複数の信号端子は、スイッチング素子を挟んで出力導体と相対する外周部側に配置し、下アーム側スイッチング素子の複数の信号端子は、スイッチング素子を挟んで負極導体と相対する内周部側に配置したものであり、その他は実施例1と同様である。 FIG. 47 is a perspective view of the semiconductor module according to the twelfth embodiment. In FIG. 47, the positive electrode conductor and the negative electrode conductor are arranged close to each other and arranged on the outer peripheral side of the switching element arranged in the circumferential direction, and the output conductor is arranged on the inner peripheral part side of the switching element. The plurality of signal terminals of the upper arm side switching element are arranged on the outer peripheral side facing the output conductor with the switching element interposed therebetween, and the plurality of signal terminals of the lower arm side switching element are connected to the switching point. Is disposed on the inner peripheral side opposite to the negative electrode conductor, and the others are the same as in the first embodiment.
図47に示すように、正極導体25と負極導体26は近接した状態で、周方向に配置された絶縁基板27の外周部側に配置され、出力導体5e、6e、7eは、絶縁基板27の内周部側に配置される。
上アームスイッチング素子の配線導体36a、36a’、36c、36c’、36e、36e’は、絶縁基板を挟んで出力導体と相対する外周部側に配置している。上アーム側スイッチング素子の信号端子(例えばU相スイッチング素子でいえば35a、35a’)は、スイッチング素子を挟んで出力導体と相対する外周部側に配置されて、配線導体36a、36a’、36c、36c’、36e、36e’と接続される。
下アームスイッチング素子の配線導体36b、36b’、36d、36d’、36f、36f’は、絶縁基板を挟んで負極導体26と相対する内周部側に配置している。
下アーム側スイッチング素子の信号端子(例えばU相スイッチング素子でいえば35b、35b’)は、スイッチング素子を挟んで負極導体と相対する内周部側に配置されて、配線導体36b、36b’、36d、36d’、36f、36f’と接続される。
その他、各スイッチング素子と各導体、および各スイッチング素子の信号端子と各配線導体は、先の実施例と同様のため、その説明を省略する。
As shown in FIG. 47, the
The
The wiring
The signal terminals (for example, 35b and 35b ′ in the case of the U-phase switching element) of the lower arm side switching element are arranged on the inner peripheral side facing the negative electrode conductor with the switching element interposed therebetween, and the
In addition, since each switching element and each conductor, and the signal terminal and each wiring conductor of each switching element are the same as those of the previous embodiment, the description thereof is omitted.
図47において、インバータモジュールの中空部には、電流センサ9a、9b、9cが配置されており、出力導体5e、6e、7eから各電流センサ中空穴を通して接続導体が引き出され、モータ引き出し線(図示せず)に接続している。このように、出力導体をスイッチング素子の内周部側に配置して、インバータモジュールの中空部に配置した電流センサを介してモータに接続することで小形化が図れる。
また、実施例1〜9で記載した内容のうち、図20記載の正極端子25、負極端子26の積層配置構造、図24〜25記載の冷却ブロック構造、図27、図28、図30記載のインバータ構造、図31に記載のスイッチング素子1並列仕様、図35、図36記載の昇圧コンバータ一体化構造、図37記載の絶縁シート構造、図38記載のシャント抵抗による電流検出構造、および図39記載の接続導体板によるダイレクト接合方法などの各構造を取ることができるが、同様の構造となるため、ここでは説明を省略する。
In FIG. 47,
Moreover, among the contents described in Examples 1 to 9, the stacked arrangement structure of the
図48は実施例13における半導体モジュールの平面図である。図48において、正極導体と負極導体はリング状または円弧形状の導体部と、略径方向に延設される複数の枝状導体部とを有して、同相インバータ回路を構成する上アーム側スイッチング素子と下アーム側スイッチング素子を枝状導体部で周方向に挟んで配置し、出力導体は同相インバータ回路を構成する上アーム側スイッチング素子と下アーム側スイッチング素子に挟まれる形で略径方向に延設して中位点に接続されるとともに、上アーム側スイッチング素子の複数の信号端子は、スイッチング素子を挟んで出力導体と相対する正極導体の枝状導体部側に配置し、下アーム側スイッチング素子の複数の信号端子は、スイッチング素子を挟んで負極導体の枝状導体部側と相対する出力導体側に配置したものであり、その他は実施例1と同じである。 FIG. 48 is a plan view of the semiconductor module according to the thirteenth embodiment. In FIG. 48, the positive conductor and the negative conductor have a ring-shaped or arc-shaped conductor portion and a plurality of branch-like conductor portions extending substantially in the radial direction, and constitute an in-phase inverter circuit. An element and a lower arm side switching element are arranged between the branch conductors in the circumferential direction, and the output conductor is arranged in a substantially radial direction by being sandwiched between the upper arm side switching element and the lower arm side switching element constituting the in-phase inverter circuit. A plurality of signal terminals of the upper arm side switching element are disposed on the branch conductor portion side of the positive conductor facing the output conductor across the switching element, and are connected to the middle point. The plurality of signal terminals of the switching element are arranged on the output conductor side opposite to the branch conductor portion side of the negative electrode conductor with the switching element interposed therebetween, and the others are the same as in the first embodiment. That.
図48に示すように配線基板33の中央部に電源回路を配置し、電源回路の外周側にスイッチング素子を駆動または保護する制御回路を配置して電源を供給している。配線導体36a、36b、36c、36d、36e、36fは、各アームの制御回路を挟む形で径方向に延伸して配置し、配線基板33に接続されている。
As shown in FIG. 48, a power supply circuit is arranged at the center of the
図49は、図48の半導体モジュール21から配線基板33を取り除いた構造を示す斜視図である。スイッチング素子を搭載した絶縁基板27は、スイッチング素子の信号端子が半導体モジュール21の中心軸に対して周方向に向く形で配置され、素子冷却用金属部材28にはんだ付けしたのち、スイッチング素子および配線基板を取り囲むハウジング29を取り付けて構成される。
FIG. 49 is a perspective view showing a structure in which the
正極導体25と負極導体26は円弧状導体部と、径方向に延設される複数の枝状導体部とを有し、近接して配置されている。正極導体25と負極導体26の円弧状導体部は、スイッチング素子の内周部側に配置され、枝状導体部は、各相インバータ回路を構成する上アーム側スイッチング素子と下アーム側スイッチング素子のグループを枝状導体部で周方向に挟んで配置している。出力導体5e、6e、7eは各相インバータ回路を構成する上アーム側スイッチング素子と下アーム側スイッチング素子に挟まれる形で略径方向に延設して配置されている。
The
配線導体36aは、正極導体25と負極導体26の枝状導体部上に樹脂層を介して並行配置されている。上アーム側スイッチング素子の信号端子35a、35c、35eは、スイッチング素子を挟んで出力導体と相対する正極導体側に配置されて、配線導体36a、36c、36eに接続している。配線導体36bは、出力導体5e上に樹脂層を介して並行配置されている。下アーム側スイッチング素子の信号端子35b、35d、35fは、スイッチング素子を挟んで負極導体と相対する出力導体側に配置されて、配線導体36b、36d、36fに接続している。
The
図49において、インバータモジュールの中空部には、低背円筒形の平滑コンデンサ4が配置されており、内周部側に配置された正極導体25、負極導体26に接続して、インバータモジュール入力電圧を平滑している。インバータモジュール外周部には電流センサ9a、9b、9cが配置され、出力導体5e、6e、7eから各電流センサ中空穴を通して接続導体が引き出され、モータ引き出し線(図示せず)に接続している。このように、中空部に平滑コンデンサ、外周側に電流センサを配置して小形化を図っている。
In FIG. 49, a low-profile
図50は実施例14における半導体モジュールの斜視図である。図49を参照して、正極導体25と負極導体26は円弧状導体部と、径方向に延設される複数の枝状導体部とを有して近接して配置されている。正極導体25と負極導体26の円弧状導体部は、スイッチング素子の外周部側に配置され、枝状導体部は、各相インバータ回路を構成する上アーム側スイッチング素子と下アーム側スイッチング素子のグループを枝状導体部で周方向に挟んで配置している。出力導体5e、6e、7eは各相インバータ回路を構成する上アーム側スイッチング素子と下アーム側スイッチング素子に挟まれる形で略径方向に延設して配置されている。その他は実施例13と同じである。
FIG. 50 is a perspective view of the semiconductor module according to the fourteenth embodiment. 49,
配線導体36aは、正極導体25と負極導体26の枝状導体部上に樹脂層を介して並行配置されている。上アーム側スイッチング素子の信号端子35a、35c、35eは、スイッチング素子を挟んで出力導体と相対する正極導体側に配置されて、配線導体36a、36c、36eに接続している。配線導体36bは、出力導体5e上に樹脂層を介して並行配置されている。下アーム側スイッチング素子の信号端子35b、35d、35fは、スイッチング素子を挟んで負極導体と相対する出力導体側に配置されて、配線導体36b、36d、36fに接続している。
The
図50において、インバータモジュールの中空部には、電流センサ9が配置されており、出力導体5e、6e、7eから各電流センサ中空穴を通して接続導体が引き出され、モータ引き出し線(図示せず)に接続している。また、実施例1〜9で記載した内容のうち、図24〜26記載の冷却ブロック構造、図27、図28、図30記載のインバータ構造、図35、図36記載の昇圧コンバータ一体化構造、図37記載の絶縁シート構造、図38記載のシャント抵抗による電流検出構造、および図39記載の接続導体板によるダイレクト接合方法などの各構造を取ることができるが、同様の構造となるため、ここでは説明を省略する。
In FIG. 50, the
図51は、この発明によるインバータモジュールを備えるインバータ一体型モータの概念図を示す。
インバータモジュール2は、直流電圧を交流電圧に変換してモータに給電する半導体モジュール21と、半導体モジュール21の入力電圧側に配置されて、直流電圧を平滑する平滑コンデンサユニット4と、半導体モジュールを冷却する冷却ブロック22を単数、あるいは複数、積層配置してモータ3と一体化されている。
半導体モジュール単体からの供給可能な交流電力が制約されていても、複数配置することで、モータ出力容量に応じた交流電力をインバータモジュールから供給することが可能となる。
さらに、高出力容量のインバータモジュールを新規設計する必要がなく、出力容量のバリエーションを持たせて、小形のインバータ一体型モータを製作することができる。冷却ブロックは、単一の半導体モジュールを冷却するのに使用されても良いし、図51の冷却ブロック22に示される様に、複数の半導体モジュールを冷却ブロック両面に載置して両面から冷却する能力を持たせても良い。
FIG. 51 shows a conceptual diagram of an inverter-integrated motor including the inverter module according to the present invention.
The
Even if the AC power that can be supplied from a single semiconductor module is restricted, by arranging a plurality of AC power, AC power corresponding to the motor output capacity can be supplied from the inverter module.
Furthermore, it is not necessary to newly design an inverter module with a high output capacity, and a small inverter-integrated motor can be manufactured with variations in output capacity. The cooling block may be used to cool a single semiconductor module, or, as shown in the
実施例1〜15においては、例えば冷却媒体にエチレングリコール50%水溶液を用いて液冷方式としたが、吸気口から取り込んだ空気を冷却管路に循環させて空冷方式を採用してもよい。 In the first to fifteenth embodiments, for example, a 50% aqueous solution of ethylene glycol is used as a cooling medium, and a liquid cooling method is used. However, an air cooling method may be adopted by circulating air taken from an intake port through a cooling pipe.
実施例1〜15において、上アーム側スイッチング素子および下アーム側スイッチング素子は、Si(シリコン)あるいはSiC(シリコンカーバイド)を構成要素とするIGBT、MOSFETなどである。通常、IGBTはフライホイールダイオードを逆並列接続して使用されるが、MOSFETは逆並列接続ダイオードを内蔵するため、フライホイールダイオードを逆並列接続せず単独で使用してもよい。 In the first to fifteenth embodiments, the upper arm side switching element and the lower arm side switching element are IGBTs, MOSFETs, or the like having Si (silicon) or SiC (silicon carbide) as constituent elements. Normally, IGBTs are used with flywheel diodes connected in antiparallel, but MOSFETs incorporate antiparallel connected diodes, so flywheel diodes may be used alone without antiparallel connection.
実施例1〜15において、制御回路が実装された配線基板をスイッチング素子が配置された素子冷却用金属部材の上部側に配置していたが、素子冷却用金属部材の同一面内に制御回路を配置して構成し、制御回路からスイッチング素子の信号端子に接合してもよい。素子冷却用金属部材上にスイッチング素子と制御回路を併せて実装することができ、より実装密度の高いモジュールを提供することができる。 In Examples 1 to 15, the wiring board on which the control circuit is mounted is arranged on the upper side of the element cooling metal member on which the switching element is arranged, but the control circuit is arranged on the same surface of the element cooling metal member. It may be arranged and joined from the control circuit to the signal terminal of the switching element. The switching element and the control circuit can be mounted together on the element cooling metal member, and a module with higher mounting density can be provided.
実施例1〜15において、平滑コンデンサはシート状の素材を巻回して作成するフィルムコンデンサやアルミニウム電解コンデンサが使用できる。フィルムコンデンサやアルミニウム電解コンデンサは円筒形状のものでも良いし、圧縮した扁平形状としてもよい。また、インバータモジュールの中空部に配置された平滑コンデンサは円筒の一体形状としているが、分割されたコンデンサを複数個、中空部に配置して使用してもよい。 In Examples 1 to 15, as the smoothing capacitor, a film capacitor or an aluminum electrolytic capacitor formed by winding a sheet-like material can be used. The film capacitor and the aluminum electrolytic capacitor may have a cylindrical shape or a compressed flat shape. Further, the smoothing capacitor disposed in the hollow portion of the inverter module has a cylindrical integrated shape, but a plurality of divided capacitors may be disposed in the hollow portion and used.
実施例1〜15において、電流センサあるいはシャント抵抗を使って各相出力電流を検出しているが、センサレス制御方式を使ってモータ駆動する場合には、電流センサあるいはシャント抵抗による各相出力電流の検出を省略して制御してもよい。 In the first to fifteenth embodiments, each phase output current is detected using a current sensor or a shunt resistor. However, when a motor is driven using a sensorless control method, the output current of each phase using a current sensor or a shunt resistor is detected. Control may be performed by omitting detection.
1 直流電源(主バッテリ)
2 インバータモジュール
3 走行モータ
4 平滑コンデンサ
5 U相インバータ回路
5a、5b U相スイッチング素子
5e、6e、7e 出力端子
6 V相インバータ回路
6a、6b V相スイッチング素子
7 W相インバータ回路
7a、7b W相スイッチング素子
8 制御ユニット回路
9、9a、9b、9c 電流センサ
10a、10b 外部コントローラ信号
11 絶縁被覆ケーブル
12 絶縁被覆ケーブル
13 (+)ブスライン(接続導体)
14 (−)ブスライン(接続導体)
15 U相ブスライン
16 V相ブスライン
17 W相ブスライン
18 絶縁被覆ケーブル
19 絶縁被覆ケーブル
20 絶縁被覆ケーブル
21 半導体モジュール
22 冷却ブロック
23 冷却ブロック載置面
24a、24b 冷液管
25 正極導体
26 負極導体
27 絶縁基板
27a、27b U相絶縁基板
28 素子冷却用金属部材
29 ハウジング
30a、30b 回路パターン
31a〜31f ワイヤ(太線)
32 シールド板
33 配線基板
34a〜34d ワイヤ(細線)
35a〜35d 信号端子
36a〜36f 配線導体
37 温度検知ダイオード
38 インバータ一体型モータ
39 インバータケース
40 シャフト
41 ロータ
42 ステータ
43 ステータコイル
44a、44b ベアリング
45 モータハウジング
46 モータ引き出し線
47 外周壁
48 内周壁
49 トランス
50 コンデンサ
51a〜51f 制御回路
52a〜52f 各相アーム
53 ボルト
54 接続端子
55 接続ケーブル
56 放熱フィン
57 Oリング
58 絶縁基板
59 昇圧コンバータ回路
60 リアクトル
61a〜61f ワイヤ(太線)
62 リアクトル接続導体
63a〜63d ワイヤ(細線)
64 絶縁シート
65 導体板
66 熱拡散板
67a、67b 出力導体
68a〜68c シャント抵抗
69 接続導体
1 DC power supply (main battery)
2
14 (-) Bus line (connection conductor)
15 U-phase bus line 16 V-phase bus line 17 W-
32
35a to
62
64 Insulating sheet 65 Conductor plate 66
Claims (32)
入力直流電力を交流電力に変換して、前記交流モータのステータコイルに給電する多相インバータ回路を構成する複数のスイッチング素子と、該スイッチング素子を実装して放熱するための素子冷却用金属部材と、前記多相インバータ回路を制御する制御回路と、該制御回路に接続するために、前記スイッチング素子に設けられる複数の信号端子と、前記多相インバータ回路の上アーム側スイッチング素子の正極側を(+)電源端子に接続するための正極導体と、前記多相インバータ回路の下アーム側スイッチング素子の負極側を(−)電源端子に接続するための負極導体と、前記上アーム側スイッチング素子と下アーム側スイッチング素子との接続点に接続した各相毎の出力導体とを備え、
前記スイッチング素子は、交流モータの回転軸に対して所定間隔を隔てて周方向に配置され、前記正極導体と前記負極導体は、リング状または円弧形状を有して互いに近接して、周方向に配置された前記スイッチング素子の内周部側に配置され、前記出力導体は、周方向に配置された前記スイッチング素子の内周部側に配置され、前記スイッチング素子の信号端子は、前記スイッチング素子を挟んで前記出力導体と相対する外周部側に配置して前記制御回路に接続されることを特徴とするインバータモジュール。 Inverter module in which a single-phase inverter circuit formed by connecting an upper arm side switching element and a lower arm side switching element in series is connected in parallel to each other to form a multiphase inverter circuit and is arranged on the end face of the AC motor Because
A plurality of switching elements constituting a multi-phase inverter circuit that converts input DC power into AC power and supplies power to the stator coil of the AC motor, and a metal member for element cooling for dissipating heat by mounting the switching elements A control circuit for controlling the multiphase inverter circuit, a plurality of signal terminals provided in the switching element for connection to the control circuit, and a positive side of the upper arm side switching element of the multiphase inverter circuit ( +) A positive electrode conductor for connecting to the power supply terminal; a negative electrode conductor for connecting the negative electrode side of the lower arm side switching element of the multiphase inverter circuit to the (−) power supply terminal; and the upper arm side switching element and the lower side. An output conductor for each phase connected to the connection point with the arm side switching element,
The switching element is disposed in a circumferential direction at a predetermined interval with respect to a rotating shaft of the AC motor, and the positive electrode conductor and the negative electrode conductor have a ring shape or an arc shape and are adjacent to each other in the circumferential direction. Arranged on the inner peripheral side of the switching element, the output conductor is arranged on the inner peripheral side of the switching element arranged in the circumferential direction, and the signal terminal of the switching element is connected to the switching element. An inverter module, wherein the inverter module is disposed on an outer peripheral side opposite to the output conductor and is connected to the control circuit.
前記素子冷却用金属部材が輪板形状を有するとともに、前記素子冷却用金属部材を載置して強制冷却する中空円筒形状を有する冷却ブロックと、該冷却ブロックの中空部に配置される電流センサとを備え、前記出力導体から延設される出力ブスラインが前記電流センサを介して、前記交流モータに接続されることを特徴とするインバータモジュール。 The inverter module according to claim 1,
The element cooling metal member has a ring plate shape, a cooling block having a hollow cylindrical shape on which the element cooling metal member is mounted and forcibly cooled, and a current sensor disposed in a hollow portion of the cooling block; And an output bus line extending from the output conductor is connected to the AC motor via the current sensor.
入力直流電力を交流電力に変換して、前記交流モータのステータコイルに給電する多相インバータ回路を構成する複数のスイッチング素子と、該スイッチング素子を実装して放熱するための素子冷却用金属部材と、前記多相インバータ回路を制御する制御回路と、該制御回路に接続するために、前記スイッチング素子に設けられる複数の信号端子と、前記多相インバータ回路の上アーム側スイッチング素子の正極側を(+)電源端子に接続するための正極導体と、前記多相インバータ回路の下アーム側スイッチング素子の負極側を(−)電源端子に接続するための負極導体と、前記上アーム側スイッチング素子と下アーム側スイッチング素子との接続点に接続した各相毎の出力導体とを備え、
前記スイッチング素子は、交流モータの回転軸に対して所定間隔を隔てて周方向に配置され、前記正極導体と前記負極導体は、リング状または円弧形状を有して互いに近接して、周方向に配置された前記スイッチング素子の外周部側に配置され、前記出力導体は、周方向に配置された前記スイッチング素子の外周部側に配置され、前記スイッチング素子の信号端子は、前記スイッチング素子を挟んで前記出力導体と相対する内周部側に配置して前記制御回路に接続されることを特徴とするインバータモジュール。 Inverter module in which a single-phase inverter circuit formed by connecting an upper arm side switching element and a lower arm side switching element in series is connected in parallel to each other to form a multiphase inverter circuit and is arranged on the end face of the AC motor Because
A plurality of switching elements constituting a multi-phase inverter circuit that converts input DC power into AC power and supplies power to the stator coil of the AC motor, and a metal member for element cooling for dissipating heat by mounting the switching elements A control circuit for controlling the multiphase inverter circuit, a plurality of signal terminals provided in the switching element for connection to the control circuit, and a positive side of the upper arm side switching element of the multiphase inverter circuit ( +) A positive electrode conductor for connecting to the power supply terminal; a negative electrode conductor for connecting the negative electrode side of the lower arm side switching element of the multiphase inverter circuit to the (−) power supply terminal; and the upper arm side switching element and the lower side. An output conductor for each phase connected to the connection point with the arm side switching element,
The switching element is disposed in a circumferential direction at a predetermined interval with respect to a rotating shaft of the AC motor, and the positive electrode conductor and the negative electrode conductor have a ring shape or an arc shape and are adjacent to each other in the circumferential direction. Arranged on the outer peripheral side of the switching element, the output conductor is arranged on the outer peripheral side of the switching element arranged in the circumferential direction, and the signal terminal of the switching element sandwiches the switching element An inverter module, wherein the inverter module is disposed on an inner peripheral side opposite to the output conductor and connected to the control circuit.
周方向に配置される前記スイッチング素子と、前記出力導体との間に、前記正極導体と前記負極導体を配置したことを特徴とするインバータモジュール。 The inverter module according to any one of claims 1 and 3,
An inverter module, wherein the positive electrode conductor and the negative electrode conductor are arranged between the switching element arranged in the circumferential direction and the output conductor.
前記正極導体と前記負極導体は、ともに断面L字形状を有して、互いを近接した積層配置構造をとることを特徴とするインバータモジュール。 The inverter module according to any one of claims 1 and 3,
The inverter module characterized in that both the positive electrode conductor and the negative electrode conductor have an L-shaped cross section and have a stacked arrangement structure in which they are close to each other.
入力直流電力を交流電力に変換して、前記交流モータのステータコイルに給電する多相インバータ回路を構成する複数のスイッチング素子と、該スイッチング素子を実装して放熱するための素子冷却用金属部材と、前記多相インバータ回路を制御する制御回路と、該制御回路に接合するために、前記スイッチング素子に設けられる複数の信号端子と、前記多相インバータ回路の上アーム側スイッチング素子の正極側を(+)電源端子に接続するための正極導体と、前記多相インバータ回路の下アーム側スイッチング素子の負極側を(−)電源端子に接続するための負極導体と、前記上アーム側スイッチング素子と下アーム側スイッチング素子との接続点に接続した各相毎の出力導体とを備え、
前記スイッチング素子は、交流モータの回転軸に対して、所定間隔を隔てて周方向に配置され、前記正極導体と前記負極導体は、リング状または円弧形状を有して互いに近接して、周方向に配置された前記スイッチング素子の内周部側に配置され、前記出力導体は、周方向に配置された前記スイッチング素子の外周部側に配置され、前記上アーム側スイッチング素子の信号端子は、前記スイッチング素子を挟んで前記出力導体と相対する内周部側に配置して前記制御回路に接続され、前記下アーム側スイッチング素子の信号端子は、前記スイッチング素子を挟んで前記負極導体と相対する外周部側に配置して前記制御回路に接続されることを特徴とするインバータモジュール。 Inverter module in which a single-phase inverter circuit formed by directly connecting an upper arm side switching element and a lower arm side switching element is connected in parallel to each other to form a multiphase inverter circuit and is arranged on the end face of the AC motor Because
A plurality of switching elements constituting a multi-phase inverter circuit that converts input DC power into AC power and supplies power to the stator coil of the AC motor, and a metal member for element cooling for dissipating heat by mounting the switching elements A control circuit for controlling the multi-phase inverter circuit, a plurality of signal terminals provided in the switching element to be joined to the control circuit, and a positive side of the upper arm side switching element of the multi-phase inverter circuit ( +) A positive electrode conductor for connecting to the power supply terminal; a negative electrode conductor for connecting the negative electrode side of the lower arm side switching element of the multiphase inverter circuit to the (−) power supply terminal; and the upper arm side switching element and the lower side. An output conductor for each phase connected to the connection point with the arm side switching element,
The switching element is disposed in a circumferential direction at a predetermined interval with respect to the rotating shaft of the AC motor, and the positive electrode conductor and the negative electrode conductor have a ring shape or an arc shape and are adjacent to each other in the circumferential direction. The output conductor is disposed on the outer peripheral side of the switching element disposed in the circumferential direction, and the signal terminal of the upper arm side switching element is The switching element is disposed on the inner peripheral side facing the output conductor across the switching element and connected to the control circuit, and the signal terminal of the lower arm side switching element is the outer circumference facing the negative conductor across the switching element An inverter module arranged on the side of the unit and connected to the control circuit.
前記素子冷却用金属部材が輪板形状を有するとともに、前記素子冷却用金属部材を載置して強制冷却する中空円筒形状を有する冷却ブロックと、前記冷却ブロックの中空部に配置される平滑コンデンサとを備え、前記正極導体と前記負極導体を前記平滑コンデンサに接続することを特徴とするインバータモジュール。 In the inverter module according to any one of claims 1, 3, and 6,
A cooling block having a hollow cylindrical shape in which the element cooling metal member has a ring plate shape and forcibly cooled by placing the element cooling metal member; and a smoothing capacitor disposed in a hollow portion of the cooling block; An inverter module comprising: the positive conductor and the negative conductor connected to the smoothing capacitor.
前記インバータモジュールの外周部に電流センサを配置するとともに、前記出力導体から延設される出力ブスラインが前記電流センサを介して、前記交流モータに接続されることを特徴とするインバータモジュール。 In the inverter module according to any one of claims 3 and 6,
An inverter module, wherein a current sensor is disposed on an outer periphery of the inverter module, and an output bus line extending from the output conductor is connected to the AC motor via the current sensor.
入力直流電力を交流電力に変換して、前記交流モータのステータコイルに給電する多相インバータ回路を構成する複数のスイッチング素子と、該スイッチング素子を実装して放熱するための素子冷却用金属部材と、前記多相インバータ回路を制御する制御回路と、該制御回路に接続するために、前記スイッチング素子に設けられる複数の信号端子と、前記多相インバータ回路の上アーム側スイッチング素子の正極側を(+)電源端子に接続するための正極導体と、前記多相インバータ回路の下アーム側スイッチング素子の負極側を(−)電源端子に接続するための負極導体と、前記上アーム側スイッチング素子と下アーム側スイッチング素子との接続点に接続した各相毎の出力導体とを備え、
前記スイッチング素子は、交流モータの回転軸に対して、所定間隔を隔てて周方向に配置され、前記正極導体と前記負極導体は、リング状または円弧形状を有して互いに近接して、周方向に配置された前記スイッチング素子の外周部側に配置され、前記出力導体は、周方向に配置された前記スイッチング素子の内周部側に配置され、前記上アーム側スイッチング素子の信号端子は、前記スイッチング素子を挟んで前記出力導体と相対する外周部側に配置して前記制御回路に接続され、前記下アーム側スイッチング素子の信号端子は、前記スイッチング素子を挟んで前記負極導体と相対する内周部側に配置して前記制御回路に接続されることを特徴とするインバータモジュール。 Inverter module in which a single-phase inverter circuit formed by directly connecting an upper arm side switching element and a lower arm side switching element is connected in parallel to each other to form a multiphase inverter circuit and is arranged on the end face of the AC motor Because
A plurality of switching elements constituting a multi-phase inverter circuit that converts input DC power into AC power and supplies power to the stator coil of the AC motor, and a metal member for element cooling for dissipating heat by mounting the switching elements A control circuit for controlling the multiphase inverter circuit, a plurality of signal terminals provided in the switching element for connection to the control circuit, and a positive side of the upper arm side switching element of the multiphase inverter circuit ( +) A positive electrode conductor for connecting to the power supply terminal; a negative electrode conductor for connecting the negative electrode side of the lower arm side switching element of the multiphase inverter circuit to the (−) power supply terminal; and the upper arm side switching element and the lower side. An output conductor for each phase connected to the connection point with the arm side switching element,
The switching element is disposed in a circumferential direction at a predetermined interval with respect to the rotating shaft of the AC motor, and the positive electrode conductor and the negative electrode conductor have a ring shape or an arc shape and are adjacent to each other in the circumferential direction. Arranged on the outer peripheral side of the switching element arranged on the side, the output conductor is arranged on the inner peripheral side of the switching element arranged in the circumferential direction, and the signal terminal of the upper arm side switching element is the The switching element is disposed on the outer peripheral side facing the output conductor and is connected to the control circuit, and the signal terminal of the lower arm side switching element is the inner circumference facing the negative conductor across the switching element. An inverter module arranged on the side of the unit and connected to the control circuit.
前記素子冷却用金属部材が輪板形状を有するとともに、前記素子冷却用金属部材を載置して強制冷却する中空円筒形状を有する冷却ブロックと、該冷却ブロックの中空部に配置される電流センサとを備え、前記出力導体から延設される出力ブスラインを前記電流センサを介して、前記交流モータに接続されることを特徴とするインバータモジュール。 The inverter module according to claim 9,
The element cooling metal member has a ring plate shape, a cooling block having a hollow cylindrical shape on which the element cooling metal member is mounted and forcibly cooled, and a current sensor disposed in a hollow portion of the cooling block; And an output bus line extending from the output conductor is connected to the AC motor via the current sensor.
前記正極導体と前記負極導体は、ともに断面L字形状を有して、互いを近接した積層配置構造をとることを特徴とするインバータモジュール。 The inverter module according to any one of claims 6 and 9,
The inverter module characterized in that both the positive electrode conductor and the negative electrode conductor have an L-shaped cross section and have a stacked arrangement structure in which they are close to each other.
入力直流電力を交流電力に変換して、前記交流モータのステータコイルに給電する多相インバータ回路を構成する複数のスイッチング素子と、該スイッチング素子を実装して放熱するための素子冷却用金属部材と、前記多相インバータ回路を制御する制御回路と、該制御回路に接続するために、前記スイッチング素子に設けられる複数の信号端子と、前記多相インバータ回路の上アーム側スイッチング素子の正極側を(+)電源端子に接続するための正極導体と、前記多相インバータ回路の下アーム側スイッチング素子の負極側を(−)電源端子に接続するための負極導体と、前記上アーム側スイッチング素子と下アーム側スイッチング素子との接続点に接続した各相毎の出力導体とを備え、
前記スイッチング素子は、交流モータの回転軸に対して、所定間隔を隔てて周方向に配置され、前記正極導体と前記負極導体は互いを近接して、リング状または円弧形状の導体部から、略径方向に延設される複数の枝状導体部を有して、同相インバータ回路を構成する前記上アーム側スイッチング素子と前記下アーム側スイッチング素子を枝状導体部で周方向に挟んで配置され、前記出力導体は、同相インバータ回路を構成する前記上アーム側スイッチング素子と前記下アーム側スイッチング素子に挟まれる形で前記略径方向に延設され、前記上アーム側スイッチング素子の信号端子は、前記スイッチング素子を挟んで前記出力導体と相対する前記正極導体の枝状導体部側に配置して前記制御回路に接続され、前記下アーム側スイッチング素子の信号端子は、前記スイッチング素子を挟んで前記負極導体の枝状導体部側と相対する前記出力導体側に配置して前記制御回路に接続されることを特徴とするインバータモジュール。 An inverter arranged on the end face of an AC motor by connecting a plurality of single-phase inverter circuits formed by directly connecting the upper arm side switching element and the lower arm side switching element to each other in parallel to form a multiphase inverter circuit A module,
A plurality of switching elements constituting a multi-phase inverter circuit that converts input DC power into AC power and supplies power to the stator coil of the AC motor, and a metal member for element cooling for dissipating heat by mounting the switching elements A control circuit for controlling the multiphase inverter circuit, a plurality of signal terminals provided in the switching element for connection to the control circuit, and a positive side of the upper arm side switching element of the multiphase inverter circuit ( +) A positive electrode conductor for connecting to the power supply terminal; a negative electrode conductor for connecting the negative electrode side of the lower arm side switching element of the multiphase inverter circuit to the (−) power supply terminal; and the upper arm side switching element and the lower side. An output conductor for each phase connected to the connection point with the arm side switching element,
The switching element is arranged in a circumferential direction at a predetermined interval with respect to the rotating shaft of the AC motor, and the positive electrode conductor and the negative electrode conductor are close to each other, from a ring-shaped or arc-shaped conductor part, It has a plurality of branch conductors extending in the radial direction, and is arranged such that the upper arm side switching element and the lower arm side switching element constituting the in-phase inverter circuit are sandwiched between the branch conductor parts in the circumferential direction. The output conductor extends in the substantially radial direction so as to be sandwiched between the upper arm side switching element and the lower arm side switching element constituting the in-phase inverter circuit, and the signal terminal of the upper arm side switching element is: The lower arm side switching element is disposed on the branch conductor portion side of the positive conductor facing the output conductor across the switching element, and is connected to the control circuit. The signal terminal, an inverter module, characterized in that connected to the control circuit and arranged with branch conductor portion of the negative electrode conductor across the switching element on opposite said output conductor side.
前記正極導体と前記負極導体のリング状または円弧形状の導体部位が、周方向に配置された前記スイッチング素子の外周部側または内周部側に配置されたことを特徴とするインバータモジュール。 The inverter module according to claim 12,
An inverter module, wherein the ring-shaped or arc-shaped conductor portions of the positive electrode conductor and the negative electrode conductor are arranged on the outer peripheral side or the inner peripheral side of the switching element arranged in the circumferential direction.
前記素子冷却用金属部材が輪板形状を有するとともに、前記素子冷却用金属部材を載置して強制冷却する中空円筒形状を有する冷却ブロックと、前記冷却ブロックの中空部に配置される平滑コンデンサとを備え、前記正極導体と前記負極導体を前記平滑コンデンサに接続することを特徴とするインバータモジュール。 The inverter module according to claim 12,
A cooling block having a hollow cylindrical shape in which the element cooling metal member has a ring plate shape and forcibly cooled by placing the element cooling metal member; and a smoothing capacitor disposed in a hollow portion of the cooling block; An inverter module comprising: the positive conductor and the negative conductor connected to the smoothing capacitor.
前記インバータモジュールの外周部に電流センサを配置するとともに、前記出力導体から延設される出力ブスラインが前記電流センサを介して、前記交流モータに接続されることを特徴とするインバータモジュール。 The inverter module according to claim 12,
An inverter module, wherein a current sensor is disposed on an outer periphery of the inverter module, and an output bus line extending from the output conductor is connected to the AC motor via the current sensor.
前記素子冷却用金属部材が輪板形状を有するとともに、前記素子冷却用金属部材を載置して強制冷却する中空円筒形状を有する冷却ブロックと、該冷却ブロックの中空部に配置される電流センサとを備えて、前記出力導体から延設される出力ブスラインが前記電流センサを介して、前記交流モータに接続されることを特徴とするインバータモジュール。 The inverter module according to claim 12,
The element cooling metal member has a ring plate shape, a cooling block having a hollow cylindrical shape on which the element cooling metal member is mounted and forcibly cooled, and a current sensor disposed in a hollow portion of the cooling block; And an output bus line extending from the output conductor is connected to the AC motor via the current sensor.
前記スイッチング素子と前記素子冷却用金属部材が、絶縁性セラミックスを介して接続されたことを特徴とするインバータモジュール。 The inverter module according to any one of claims 1, 3, 6, 9, and 12,
The inverter module, wherein the switching element and the element cooling metal member are connected via an insulating ceramic.
前記素子冷却用金属部材の載置面上に配置される絶縁シートと、該絶縁シートにパターンニングして配置される導体板と、該導体板に配置される熱拡散板とを備えて、前記スイッチング素子が前記熱拡散板の一主面上に配置されたことを特徴するインバータモジュール。 The inverter module according to any one of claims 1, 3, 6, 9, and 12,
An insulating sheet disposed on the mounting surface of the element cooling metal member, a conductor plate disposed by patterning the insulating sheet, and a heat diffusion plate disposed on the conductor plate, An inverter module, wherein a switching element is disposed on one main surface of the heat diffusion plate.
前記冷却ブロックが、略U字形状の載置面を有したことを特徴とするインバータモジュール。 The inverter module according to any one of claims 1, 3, 6, 9, and 12,
An inverter module, wherein the cooling block has a substantially U-shaped mounting surface.
前記素子冷却用金属部材が、前記スイッチング素子の実装面と相対する一主面にフィンを有することを特徴とするインバータモジュール。 The inverter module according to any one of claims 1, 3, 6, 9, and 12,
The inverter module, wherein the element cooling metal member has fins on one main surface facing a mounting surface of the switching element.
前記フィンが、前記交流モータに含まれる回転軸に対して、略同心円状に配置されたことを特徴とするインバータモジュール。 The inverter module according to claim 20,
An inverter module, wherein the fins are arranged substantially concentrically with respect to a rotating shaft included in the AC motor.
前記冷却ブロックが冷却媒体の流路を備え、前記スイッチング素子が実装された素子冷却用金属部材の一主面と相対向する裏面に接合する開口部を有し、該開口部に前記素子冷却用金属部材を嵌合させて一体化し、前記素子冷却用金属部材の面の一部を上記流路内に露出させて、冷却媒体で直接冷却することを特徴とするインバータモジュール。 The inverter module according to any one of claims 1, 3, 6, 9, and 12,
The cooling block includes a cooling medium flow path, and has an opening joined to a back surface opposite to one main surface of the element cooling metal member on which the switching element is mounted. An inverter module, wherein a metal member is fitted and integrated, a part of the surface of the element cooling metal member is exposed in the flow path, and directly cooled by a cooling medium.
前記各相インバータ回路の各アームを構成する単数あるいは複数並列接続されたスイッチング素子が、上アーム、下アームと交互にし、周方向に配置されたことを特徴とするインバータモジュール。 The inverter module according to any one of claims 1, 3, 6, 9, and 12,
An inverter module comprising a single or a plurality of parallel-connected switching elements constituting each arm of each phase inverter circuit arranged alternately in an upper arm and a lower arm in a circumferential direction.
前記単相インバータ回路の各アームを構成する単数あるいは複数並列接続されたスイッチング素子が、上アームのグループと下アームのグループに分けて、周方向に配置されたことを特徴とするインバータモジュール。 The inverter module according to any one of claims 1, 3, 6, 9, and 12,
An inverter module comprising a single or a plurality of parallel-connected switching elements constituting each arm of the single-phase inverter circuit divided into an upper arm group and a lower arm group and arranged in the circumferential direction.
前記素子冷却用金属部材の載置面と略平行に配置して前記制御回路を実装する配線基板を備え、前記配線基板の中央部に前記制御回路を駆動するための電源回路を配置し、前記制御回路が前記電源回路を中心軸として所定間隔を隔てて周方向に配置されたことを特徴とするインバータモジュール。 The inverter module according to any one of claims 1, 3, 6, 9, and 12,
A wiring board that is arranged substantially parallel to the mounting surface of the element cooling metal member and mounts the control circuit; and a power supply circuit for driving the control circuit is arranged at a central portion of the wiring board, An inverter module, characterized in that a control circuit is arranged in the circumferential direction at a predetermined interval with the power supply circuit as a central axis.
前記素子冷却用金属部材の前記スイッチング素子配置面に、電圧変換を行うコンバータをあわせて実装したことを特徴とするインバータモジュール。 The inverter module according to any one of claims 1, 3, 6, 9, and 12,
An inverter module comprising a converter for performing voltage conversion mounted on the switching element arrangement surface of the element cooling metal member.
前記電流センサのハウジングに一体成形された前記電流センサの配線導体を前記配線基板に直接挿入してはんだ付け接合したことを特徴とするインバータモジュール。 The inverter module according to any one of claims 2, 10, and 16,
An inverter module, wherein a wiring conductor of the current sensor formed integrally with the housing of the current sensor is directly inserted into the wiring board and soldered.
前記素子冷却用金属部材に実装された前記スイッチング素子と、前記制御回路と、前記スイッチング素子および制御回路を囲覆して収容するハウジングとを備えて半導体モジュールとし、該半導体モジュールが前記冷却ブロック上に載置されるとともに、前記半導体モジュールの上部に平滑コンデンサを配置して一体化されたことを特徴とするインバータモジュール。 The inverter module according to any one of claims 1, 3, 6, 9, and 12,
A semiconductor module comprising the switching element mounted on the element cooling metal member, the control circuit, and a housing that encloses and accommodates the switching element and the control circuit, and the semiconductor module is disposed on the cooling block. An inverter module, wherein the inverter module is mounted and integrated with a smoothing capacitor disposed above the semiconductor module.
前記インバータモジュールの直径をモータ直径と略同一にして一体化したことを特徴とするインバータ一体型モータ。 The inverter module according to any one of claims 1, 3, 6, 9, and 12,
An inverter-integrated motor, wherein the inverter module is integrated with a diameter substantially the same as a motor diameter.
前記半導体モジュール、平滑コンデンサおよび冷却ブロックを複数、積層して一体化したことを特徴とするインバータモジュール。 The inverter module according to any one of claims 1, 3, 6, 9, and 12,
An inverter module, wherein a plurality of the semiconductor modules, smoothing capacitors, and cooling blocks are stacked and integrated.
前記モータを囲覆するモータハウジングに、その一端面から突出する大径筒状の外周壁と小径筒状の内周壁を有して形成した冷却媒体の流路を備え、前記スイッチング素子が実装された素子冷却用金属部材の一主面と相対向する裏面に接合する開口部を有し、該開口部に前記素子冷却用金属部材を嵌合させて一体化し、前記素子冷却用金属部材の面の一部を上記流路内に露出させて、冷却媒体で直接冷却することを特徴とするインバータ一体型交流モータ。 The inverter-integrated AC motor according to claim 29,
A motor housing that surrounds the motor is provided with a cooling medium passage formed by having a large-diameter cylindrical outer peripheral wall and a small-diameter cylindrical inner peripheral wall projecting from one end surface thereof, and the switching element is mounted on the motor housing. The element cooling metal member has an opening joined to the back surface opposite to the main surface of the element cooling metal member, and the element cooling metal member is fitted into the opening to be integrated. An inverter-integrated AC motor, wherein a part of the inverter is exposed in the flow path and directly cooled by a cooling medium.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005306484A JP4708951B2 (en) | 2005-10-21 | 2005-10-21 | Inverter module and inverter-integrated AC motor using the same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005306484A JP4708951B2 (en) | 2005-10-21 | 2005-10-21 | Inverter module and inverter-integrated AC motor using the same |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2007116840A JP2007116840A (en) | 2007-05-10 |
JP4708951B2 true JP4708951B2 (en) | 2011-06-22 |
Family
ID=38098506
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005306484A Expired - Fee Related JP4708951B2 (en) | 2005-10-21 | 2005-10-21 | Inverter module and inverter-integrated AC motor using the same |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4708951B2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107004649A (en) * | 2014-11-20 | 2017-08-01 | 日本精工株式会社 | Electro part carrying heat-radiating substrate |
DE112020007264T5 (en) | 2020-05-29 | 2023-03-16 | Mitsubishi Electric Corporation | cooler and semiconductor device |
Families Citing this family (48)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4600428B2 (en) * | 2007-05-22 | 2010-12-15 | 株式会社デンソー | Drive unit integrated power converter |
DE102007034327A1 (en) | 2007-07-24 | 2009-01-29 | Robert Bosch Gmbh | Electric motor, in particular actuating or drive motor in motor vehicles |
KR20150014950A (en) * | 2007-10-31 | 2015-02-09 | 존슨 컨트롤스 테크놀러지 컴퍼니 | Plastic cooler for cooling electronic components |
JP4661966B2 (en) | 2009-03-06 | 2011-03-30 | 株式会社デンソー | Power converter |
JP5353522B2 (en) * | 2009-07-23 | 2013-11-27 | 日産自動車株式会社 | Power converter |
JP5531611B2 (en) * | 2009-12-25 | 2014-06-25 | 株式会社デンソー | Power converter |
JP5532955B2 (en) * | 2010-01-22 | 2014-06-25 | 株式会社デンソー | Rotating electric machine for vehicles |
DE112011100372T5 (en) | 2010-01-29 | 2012-12-27 | Mitsubishi Electric Corporation | Inverter-integrated work module |
DE112011100373B4 (en) * | 2010-01-29 | 2022-03-31 | Mitsubishi Electric Corporation | Inverter-integrated drive module and manufacturing method therefor |
JP5532984B2 (en) * | 2010-02-04 | 2014-06-25 | 株式会社デンソー | Rotating electric machine for vehicles |
JP5447191B2 (en) * | 2010-06-04 | 2014-03-19 | 株式会社デンソー | Power converter |
WO2012029706A1 (en) * | 2010-08-30 | 2012-03-08 | 三菱電機株式会社 | Inverter integration type drive module |
US20120126728A1 (en) * | 2010-11-19 | 2012-05-24 | El-Refaie Ayman Mohamed Fawzi | Integrated electric machine and silicon carbide power converter assembly and method of making same |
US9685900B2 (en) | 2010-11-19 | 2017-06-20 | General Electric Company | Low-inductance, high-efficiency induction machine and method of making same |
US9780716B2 (en) | 2010-11-19 | 2017-10-03 | General Electric Company | High power-density, high back emf permanent magnet machine and method of making same |
WO2012077246A1 (en) * | 2010-12-07 | 2012-06-14 | 三菱電機株式会社 | Motor with embedded power conversion circuit, liquid pump in which this motor with embedded power conversion circuit is installed, air conditioner in which this liquid pump is installed, water heater in which this liquid pump is installed, and equipment in which motor with embedded power conversion cicuit is installed |
JP2012239256A (en) * | 2011-05-10 | 2012-12-06 | Denso Corp | Electric power conversion apparatus |
JP5881315B2 (en) * | 2011-06-08 | 2016-03-09 | 三菱電機株式会社 | Rotating electromechanical device |
JP5888010B2 (en) | 2012-03-08 | 2016-03-16 | 日産自動車株式会社 | Inverter module |
JP5870797B2 (en) * | 2012-03-22 | 2016-03-01 | アイシン精機株式会社 | Capacitor and inverter integrated three-phase synchronous motor device |
JP5949254B2 (en) * | 2012-07-18 | 2016-07-06 | 株式会社デンソー | Power converter |
JP5373949B1 (en) * | 2012-08-24 | 2013-12-18 | 三菱電機株式会社 | Electric power steering device |
WO2014045499A1 (en) | 2012-09-19 | 2014-03-27 | 日産自動車株式会社 | Power conversion device |
JP5536172B2 (en) * | 2012-10-18 | 2014-07-02 | 三菱重工業株式会社 | Inverter-integrated electric compressor |
JP5726215B2 (en) | 2013-01-11 | 2015-05-27 | 株式会社豊田中央研究所 | Cooling type switching element module |
JP5725055B2 (en) * | 2013-02-12 | 2015-05-27 | 株式会社デンソー | Electronic control unit |
JP5930115B2 (en) | 2013-02-20 | 2016-06-08 | 日産自動車株式会社 | Motor with inverter |
JP2016011952A (en) * | 2014-06-04 | 2016-01-21 | 株式会社Top | Power semiconductor test apparatus |
JP6376917B2 (en) * | 2014-09-18 | 2018-08-22 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | Electronic control device and electric power steering device |
US10388596B2 (en) * | 2014-11-20 | 2019-08-20 | Nsk Ltd. | Electronic part mounting heat-dissipating substrate |
JP6394459B2 (en) * | 2015-03-26 | 2018-09-26 | 住友電気工業株式会社 | Semiconductor device |
JP6770452B2 (en) | 2017-01-27 | 2020-10-14 | ルネサスエレクトロニクス株式会社 | Semiconductor device |
JP6729474B2 (en) * | 2017-04-24 | 2020-07-22 | 三菱電機株式会社 | Semiconductor device |
JP7159618B2 (en) | 2018-05-25 | 2022-10-25 | 富士電機株式会社 | Semiconductor modules and power converters |
CN109367376B (en) * | 2018-11-26 | 2024-03-19 | 中国科学院电工研究所 | Integrated system of motor and controller |
CN109510407B (en) * | 2018-11-26 | 2024-01-26 | 中国科学院电工研究所 | Integrated system of motor and controller |
KR102598320B1 (en) * | 2019-02-18 | 2023-11-06 | 현대자동차주식회사 | Power converting apparatus |
EP3719975A1 (en) * | 2019-04-04 | 2020-10-07 | Siemens Aktiengesellschaft | Electric machine |
JP7202979B2 (en) * | 2019-06-13 | 2023-01-12 | 株式会社Soken | power converter |
JP7380062B2 (en) | 2019-10-18 | 2023-11-15 | 富士電機株式会社 | semiconductor module |
JP7443522B2 (en) | 2019-12-06 | 2024-03-05 | 珠海英搏爾電気股▲フン▼有限公司 | Drive assembly and transportation |
JPWO2022085466A1 (en) * | 2020-10-21 | 2022-04-28 | ||
CN116529993A (en) * | 2020-11-25 | 2023-08-01 | 日产自动车株式会社 | Inverter-integrated motor |
US20230412052A1 (en) | 2021-02-12 | 2023-12-21 | Aisin Corporation | Switching element module, inverter device, and vehicle drive device |
FR3125656A1 (en) * | 2021-07-26 | 2023-01-27 | Safran Electrical & Power | Aircraft electric propulsion system |
JP2023067172A (en) * | 2021-10-29 | 2023-05-16 | マツダ株式会社 | Drive unit for vehicles |
JP2023164176A (en) * | 2022-04-29 | 2023-11-10 | 株式会社デンソー | Electric power conversion equipment |
WO2023234044A1 (en) * | 2022-06-02 | 2023-12-07 | 三菱電機株式会社 | Rotary electric machine unit |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4007212B2 (en) * | 2003-03-07 | 2007-11-14 | トヨタ自動車株式会社 | Generator motor |
JP3975162B2 (en) * | 2002-12-20 | 2007-09-12 | トヨタ自動車株式会社 | Inverter device and motor-integrated inverter device using the same |
-
2005
- 2005-10-21 JP JP2005306484A patent/JP4708951B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107004649A (en) * | 2014-11-20 | 2017-08-01 | 日本精工株式会社 | Electro part carrying heat-radiating substrate |
DE112020007264T5 (en) | 2020-05-29 | 2023-03-16 | Mitsubishi Electric Corporation | cooler and semiconductor device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2007116840A (en) | 2007-05-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4708951B2 (en) | Inverter module and inverter-integrated AC motor using the same | |
JP5244876B2 (en) | Power converter and electric vehicle | |
JP3271416B2 (en) | POWER CONVERTER AND ELECTRIC VEHICLE DRIVE USING THE SAME | |
JP5501257B2 (en) | Rotating electrical machine unit | |
JP5212088B2 (en) | Semiconductor module cooling device | |
WO2013015105A1 (en) | Power conversion device | |
JP5488540B2 (en) | Semiconductor module | |
JP2006304522A (en) | Power unit device and power converter | |
JP6371001B2 (en) | Power converter | |
JP2017017975A (en) | Electric compressor | |
JP6117361B2 (en) | Power converter | |
JP6758264B2 (en) | Reactor cooling structure | |
JP2017229174A (en) | Rotary electric machine | |
JP2010011671A (en) | Power convertor | |
US11476737B2 (en) | Integrated power control assemblies with built-in cooling systems | |
CN113329587A (en) | Power conversion device | |
JP6515836B2 (en) | Inverter device | |
WO2019244502A1 (en) | Electric power converter | |
JP7139603B2 (en) | power converter | |
WO2017002693A1 (en) | Electric compressor | |
JP2020092518A (en) | Electric power conversion system | |
CN114696546A (en) | Electric motor and inverter assembly | |
JP3972855B2 (en) | Inverter module | |
KR20130131354A (en) | Cooling system for an electric machine system including an alternating current (ac) electric machine having an integrated switch assembly | |
JP7134305B1 (en) | power converter |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20080423 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20110308 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20110317 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4708951 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |