JP4831246B2 - 電力変換装置 - Google Patents

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Description

本発明は、スイッチング素子と、スイッチング素子を駆動するための電圧を供給するトランスとを備えた電力変換装置に関する。
従来、スイッチング素子と、スイッチング素子を駆動するための電圧を供給するトランスとを備えた電力変換装置として、特許文献１に開示されているインバータ装置がある。このインバータ装置は、上アーム側半導体モジュールと、下アーム側半導体モジュールと、上アーム駆動用ドライバと、下アーム駆動用ドライバと、トランスとを備えている。半導体モジュールは、ＩＧＢＴと、ダイオードとからなるスイッチング素子である。上アーム側半導体モジュールは、プリント基板の下面に列状に実装されている。下アーム側半導体モジュールは、列状に実装された上アーム側半導体モジュールに並列して、プリント基板の下面に列状に実装されている。上アーム側半導体モジュールと下アーム側半導体モジュールは、直列接続されている。直列接続された３組の上アーム側半導体モジュールと下アーム側半導体モジュールは、並列接続されている。
上アーム駆動用ドライバは、上アーム側半導体モジュールを駆動するための回路である。下アーム駆動用ドライバは、下アーム側半導体モジュールを駆動するための回路である。上アーム駆動用ドライバは、プリント基板の上面であって、上アーム側半導体モジュールの上方に実装されている。下アーム駆動ドライバは、プリント基板の上面であって、下アーム側半導体モジュールの上方に実装されている。上アーム駆動用ドライバは、上アーム側半導体モジュールに接続されている。下アーム駆動用ドライバは、下アーム側半導体モジュールに接続されている。
トランスは、上アーム側半導体モジュールを駆動するための電圧を上アーム駆動用ドライバに対して個別に供給するともに、下アーム側半導体モジュールを駆動するための電圧を下アーム駆動用ドライバに対して共通に供給する素子である。トランスは、プリント基板の上面であって、列状に実装された上アーム側半導体モジュールと下アーム側半導体モジュールの間に実装されている。トランスは、上アーム駆動用ドライバにそれぞれ接続されている。また、下アーム駆動用ドライバに共通接続されている。
特開２００８−１１８８１５号公報
インバータ装置は、半導体モジュールをスイッチングさせることで、直流電力を交流電力に変換する。半導体モジュールがスイッチングし、電流が流れると、それに伴ってスイッチングノイズが発生する。また、半導体モジュールが発熱する。
前述したように、トランスは、列状に実装された上アーム側半導体モジュールと下アーム側半導体モジュールの間に実装されている。そのため、トランスが、スイッチングノイズや半導体モジュールの発生した熱の影響を受けやすいという問題があった。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、トランスに対するスイッチングノイズやスイッチング素子の発生した熱の影響を抑えることができる電力変換装置を提供することを目的とする。
そこで、本発明者は、この課題を解決すべく鋭意研究し試行錯誤を重ねた結果、列状に実装された高電位側スイッチング素子の反低電位側スイッチング素子側にトランスを実装することで、トランスに対するスイッチングノイズやスイッチング素子の発生した熱の影響を抑えられることを思いつき、本発明を完成するに至った。
すなわち、請求項１に記載の電力変換装置は、直列接続された高電位側スイッチング素子と低電位側スイッチング素子とを複数組並列接続して構成される電力変換回路と、高電位側スイッチング素子を駆動する高電位側駆動回路と、低電位側スイッチング素子を駆動する低電位側駆動回路と、高電位側スイッチング素子を駆動するための電圧を高電位側駆動回路に対して個別に供給するとともに、低電位側スイッチング素子を駆動するための電圧を低電位側駆動回路に対して共通に供給するトランスと、を備えた電力変換装置において、高電位側スイッチング素子は、配線基板に列状に実装され、低電位側スイッチング素子は、列状に実装された高電位側スイッチング素子に並列して、配線基板に列状に実装され、トランスは、配線基板であって、列状に実装された高電位側スイッチング素子の反低電位側スイッチング素子側に実装されていることを特徴とする。この構成によれば、従来のように、列状に実装された高電位側スイッチング素子と低電位側スイッチング素子の間にトランスが実装される場合に比べ、トランスに対するスイッチングノイズやスイッチング素子の発生した熱の影響を抑えることができる。
請求項２に記載の電力変換装置は、高電位側駆動回路は、配線基板であって、列状に実装された高電位側スイッチング素子とトランスとの間に実装されていることを特徴とする。この構成によれば、トランスから高電位側駆動回路、高電位側駆動回路から高電位側スイッチング素子への配線パターンの長さを短くすることができる。そのため、配線パターンのインピーダンスを抑えることができる。従って、電圧を安定化させるためのコンデンサを用いることなく、電圧の変動を抑えることができる。また、列状に実装された高電位側スイッチング素子と低電位側スイッチング素子の間に高電位側駆動回路が実装される場合に比べ、高電位側駆動回路に対するスイッチングノイズやスイッチング素子の発生した熱の影響を抑えることができる。
請求項３に記載の電力変換装置は、高電位側駆動回路は、配線基板であって、列状に実装された高電位側スイッチング素子と低電位側スイッチング素子との間に実装されていることを特徴とする。この構成によれば、前述した、高電位側駆動回路が高電位側スイッチング素子とトランスの間に実装される場合ほどではないが、トランスから高電位側駆動回路、高電位側駆動回路から高電位側スイッチング素子への配線パターンの長さを短くすることができる。そのため、配線パターンのインピーダンスを抑えることができる。従って、電圧を安定化させるためのコンデンサを用いることなく、電圧の変動を抑えることができる。また、列状に実装された高電位側スイッチング素子と低電位側スイッチング素子の間に高電位側駆動回路が実装される場合に比べ、高電位側駆動回路に対するスイッチングノイズやスイッチング素子の発生した熱の影響を抑えることができる。
請求項４に記載の電力変換装置は、高電位側スイッチング素子駆動用の電圧出力端子は、トランスの高電位側スイッチング素子側に形成されていることを特徴とする。この構成によれば、トランスから高電位側駆動回路への配線パターンの長さをより短くすることができる。
請求項５に記載の電力変換装置は、低電位側駆動回路は、配線基板であって、列状に実装された低電位側スイッチング素子の反高電位側スイッチング素子側に実装されていることを特徴とする。この構成によれば、列状に実装された高電位側スイッチング素子と低電位側スイッチング素子の間に低電位側駆動回路が実装される場合に比べ、低電位側駆動回路に対するスイッチングノイズやスイッチング素子の発生した熱の影響を抑えることができる。
請求項６に記載の電力変換装置は、低電位側駆動回路は、配線基板であって、列状に実装された高電位側スイッチング素子と低電位側スイッチング素子の間に実装されていることを特徴とする。この構成によれば、列状に実装された高電位側スイッチング素子と低電位側スイッチング素子の間のスペースを利用することで、低電位側駆動回路を効率的に実装することができる。そのため、配線基板を小型化することができる。
請求項７に記載の電力変換装置は、トランスから低電位側駆動回路へ電圧を供給するための配線パターンは、列状に実装された高電位側スイッチング素子及び低電位側スイッチング素子の列方向に隣接し、列方向と交差する方向に延在するとともに、列状に実装された低電位側スイッチング素子の反高電位側スイッチング素子側を列方向に延在していることを特徴とする。この構成によれば、トランスから低電位側駆動回路への配線パターンに対するスイッチングノイズやスイッチング素子の発生した熱の影響を抑えるとともに、効率的に配線することができる。
請求項８に記載の電力変換装置は、トランスから低電位側駆動回路へ電圧を供給するための配線パターンは、列状に実装された高電位側スイッチング素子及び低電位側スイッチング素子の列方向に隣接し、列方向と交差する方向に延在するとともに、列状に実装された高電位側スイッチング素子と低電位側スイッチング素子の間を列方向に延在していることを特徴とする。この構成によれば、トランスから低電位側駆動回路への配線パターンに対するスイッチングノイズやスイッチング素子の発生した熱の影響を極力抑え、効率的に配線することができる。
請求項９に記載の電力変換装置は、配線基板であって、列状に実装された高電位側スイッチング素子及び低電位側スイッチング素子の列方向に隣接して実装され、高電位側駆動回路及び低電位側駆動回路に駆動信号を出力する制御回路を有し、トランスから低電位側駆動回路へ電圧を供給する配線パターンは、列状に実装された高電位側スイッチング素子及び低電位側スイッチング素子の反制御回路側を列方向と交差する方向に延在していることを特徴とする。低電位側スイッチング素子を駆動するための電圧が、制御回路を駆動するための電圧より高い場合、トランスから低電位側駆動回路への配線パターンと制御回路との間に充分な絶縁距離を確保しなければならない。しかし、この構成によれば、トランスから低電位側駆動回路への配線パターンは、列状に実装された高電位側スイッチング素子及び低電位側スイッチング素子の反制御回路側を列方向と交差する方向に延在しており、制御回路に隣接して配線されることはない。そのため、わざわざ絶縁距離を確保する必要がない。従って、トランスから低電位側駆動回路への配線パターンが、制御回路に隣接して配線される場合に比べ、配線基板を小型化することができる。
請求項１０に記載の電力変換装置は、低電位側スイッチング素子駆動用の電圧出力端子は、トランスの列方向の端部に形成されていることを特徴とする。この構成によれば、トランスから低電位側駆動回路への配線パターンを効率的に配線することができる。
請求項１１に記載の電力変換装置は、制御回路から高電位側駆動回路へ駆動信号を電気的に絶縁して伝達する高電位側信号伝達素子を有し、高電位側信号伝達素子は、トランスが実装される配線基板の一面と背向する他面であって、トランスと背向する部分に実装されていることを特徴とする。この構成によれば、配線基板のトランスと背向するスペースを利用することで、高電位側信号伝達素子を効率的に実装することができる。そのため、配線基板を小型化することができる。
請求項１２に記載の電力変換装置は、制御回路から低電位側駆動回路へ駆動信号を電気的に絶縁して伝達する低電位側信号伝達素子を有し、低電位側信号伝達素子は、配線基板であって、列状に実装された低電位側スイッチング素子の反高電位側スイッチング素子側に実装されていることを特徴とする。この構成によれば、低電位側信号伝達素子が、列状に実装された高電位側スイッチング素子と低電位側スイッチング素子の間に実装される場合に比べ、低電位側信号伝達素子に対するスイッチングノイズやスイッチング素子の発生した熱の影響を抑えることができる。
請求項１３に記載の電力変換装置は、高電位側スイッチング素子を駆動するための電圧を平滑するコンデンサが、配線基板であって、高電位側駆動回路とトランスとの間に実装されていることを特徴とする。この構成によれば、高電位側スイッチング素子を駆動するための電圧を平滑するコンデンサを高電位側駆動回路の近くに実装することができる。そのため、このコンデンサを高電位側駆動回路の電源安定用として用いることができる。
請求項１４に記載の電力変換装置は、トランスは、表面実装タイプであることを特徴とする。この構成によれば、トランスを容易に実装することができる。
請求項１５に記載の電力変換装置は、車両に搭載されることを特徴とする。この構成によれば、車両に搭載される電力変換装置において、従来のように、列状に実装された高電位側スイッチング素子と低電位側スイッチング素子の間にトランスが実装される場合に比べ、トランスに対するスイッチングノイズやスイッチング素子の発生した熱の影響を抑えることができる。
第１実施形態におけるモータジェネレータ制御装置の回路図である。 一方の電力変換回路を駆動するための電圧を供給する電源回路の回路図である。 他方の電力変換回路を駆動するための電圧を供給する電源回路の回路図である。 配線基板の上面図である。 一方のトランスの上面図である。 他方のトランスの上面図である。 第２実施形態におけるモータジェネレータ制御装置の配線基板の上面図である。 第３実施形態におけるモータジェネレータ制御装置の配線基板の上面図である。 一方のトランスの上面図である。 第４実施形態におけるモータジェネレータ制御装置の配線基板の上面図である。 第１実施形態の変形形態におけるモータジェネレータ制御装置の配線基板の上面図である。 第２実施形態の変形形態におけるモータジェネレータ制御装置の配線基板の上面図である。 第３実施形態の変形形態におけるモータジェネレータ制御装置の配線基板の上面図である。 第４実施形態の変形形態におけるモータジェネレータ制御装置の配線基板の上面図である。 第５実施形態におけるモータジェネレータ制御装置の配線基板の上面図である。 第５実施形態の変形形態におけるモータジェネレータ制御装置の配線基板の上面図である。 第５実施形態の別の変形形態におけるモータジェネレータ制御装置の配線基板の上面図である。 第６実施形態におけるモータジェネレータ制御装置の配線基板の上面図である。 第１〜第６実施形態の変形形態における配線基板の上面図である。 第１〜第６実施形態の別の変形形態における配線基板の上面図である。
次に、実施形態を挙げ、本発明をより詳しく説明する。本実施形態では、本発明に係る電力変換装置を、車両に搭載され、モータジェネレータを制御するモータジェネレータ制御装置に適用した例を示す。
（第１実施形態）
まず、図１〜図３を参照してモータジェネレータ制御装置の構成について説明する。ここで、図１は、第１実施形態におけるモータジェネレータ制御装置の回路図である。図２は、一方の電力変換回路を駆動するための電圧を供給する電源回路の回路図である。図３は、他方の電力変換回路を駆動するための電圧を供給する電源回路の回路図である。
図１に示すモータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２は、３相交流電圧が供給されることでモータとして動作し、外部から駆動力が供給され回転することで３相交流電圧を発生するジェネレータとして動作する機器である。モータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２は、回転角を検出するための回転角センサＳ１、Ｓ２をそれぞれ備えている。また、モータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２に流れる相電流を検出する電流センサＳ３、Ｓ４がそれぞれ設けられている。
モータジェネレータ制御装置１（電力変換装置）は、モータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２がモータとして動作するとき、高電圧バッテリＢ１の出力する直流電圧を昇圧するとともに３相交流電圧に変換して、モータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２に供給する装置である。また、モータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２がジェネレータとして動作するとき、モータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２の発生する３相交流電圧を直流電圧に変換するとともに降圧して、高電圧バッテリＢ１を充電する装置でもある。つまり、モータジェネレータ制御装置１は、直流電力と交流電力を相互に変換する装置である。モータジェネレータ制御装置１は、電力変換回路１０、１１と、駆動回路１２、１３と、電源回路１４、１５と、信号伝達回路１６、１７と、制御回路１８、１９とを備えている。
電力変換回路１０は、モータジェネレータＭＧ１がモータとして動作するとき、高電圧バッテリＢ１の出力する直流電圧を昇圧するとともに３相交流電圧に変換して、モータジェネレータＭＧ１に供給する回路である。また、モータジェネレータＭＧ１がジェネレータとして動作するとき、モータジェネレータＭＧ１の発生する３相交流電圧を直流電圧に変換するとともに降圧して、高電圧バッテリＢ１を充電する回路でもある。電力変換回路１０は、コンバータ回路１００と、インバータ回路１０１とを備えている。
コンバータ回路１００は、高電圧バッテリＢ１の出力する直流電圧を昇圧して、インバータ回路１０１及び後述するインバータ回路１１０に供給する回路である。また、インバータ回路１０１、１１０の出力する直流電圧を降圧して高電圧バッテリＢ１を充電する回路でもある。コンバータ回路１０１は、コンデンサ１００ａと、コイル１００ｂと、ＩＧＢＴ１００ｃ（高電位側スイッチング素子）と、ＩＧＢＴ１００ｄ（低電位側スイッチング素子）と、ダイオード１００ｅ、１００ｆと、コンデンサ１００ｇとを備えている。
コンデンサ１００ａは、直流電圧を平滑するための素子である。コンデンサ１００ａは、昇圧動作のときには、高電圧バッテリＢ１の出力する直流電圧を平滑し、降圧動作のときには、高電圧バッテリＢ１を充電する降圧された直流電圧を平滑する。コンデンサ１００ａの正極端子及び負極端子は、高電圧バッテリＢ１の正極端子及び負極端子にそれぞれ接続されている。
コイル１００ｂは、電流が流れることでエネルギーを蓄積、放出するとともに電圧を誘起する素子である。コイル１００ｂの一端はコンデンサ１００ａの正極端子に、他端はＩＧＢＴ１００ｃ、１００ｄにそれぞれ接続されている。
ＩＧＢＴ１００ｃ、１００ｄは、オン、オフすることでコイル１００ｂにエネルギーを蓄積、放出させるためのスイッチング素子である。ＩＧＢＴ１００ｃ、１００ｄは直列接続されている。具体的には、ＩＧＢＴ１００ｃのエミッタが、ＩＧＢＴ１００ｄのコレクタに接続されている。直列接続されたＩＧＢＴ１００ｃ、１００ｄの直列接続点は、コイル１００ｂの他端に接続されている。ＩＧＢＴ１００ｃのコレクタはコンデンサ１００ｇの正極端子に、ＩＧＢＴ１００ｄのエミッタはコンデンサ１００ａ、１００ｇの負極端子にそれぞれ接続されている。ＩＧＢＴ１００ｃのゲートは後述する高電位側駆動回路１２０ａに、ＩＧＢＴ１００ｄのゲートは後述する低電位側駆動回路１２０ｅにそれぞれ接続されている。
ダイオード１００ｅ、１００ｆは、ＩＧＢＴ１００ｃ又はＩＧＢＴ１００ｄがオフし、コイル１００ｂに蓄積されたエネルギーが放出されるときに発生するフライホイール電流を流すための素子である。ダイオード１００ｅ、１００ｆのアノードはＩＧＢＴ１００ｃ、１００ｄのエミッタに、カソードはＩＧＢＴ１００ｃ、１００ｄのコレクタにそれぞれ接続されている。
コンデンサ１００ｇは、直流電圧を平滑するための素子である。コンデンサ１００ｇは、昇圧動作のときには、インバータ回路１０１、１１０に供給する昇圧された直流電圧を平滑し、降圧動作のときには、インバータ回路１０１、１１０の出力する直流電圧を平滑する。コンデンサ１００ｇの正極端子はＩＧＢＴ１００ｃのコレクタに、負極端子はＩＧＢＴ１００ｄのエミッタにそれぞれ接続されている。また、コンデンサ１００ｇの正極端子及び負極端子は、インバータ回路１０１、１１０にそれぞれ接続されている。
インバータ回路１０１は、モータジェネレータＭＧ１がモータとして動作するとき、コンバータ回路１００の出力する直流電圧を３相交流電圧に変換して、モータジェネレータＭＧ１に供給する回路である。また、モータジェネレータＭＧ１がジェネレータとして動作するとき、モータジェネレータＭＧ１の発生する３相交流電圧を直流電圧に変換して、コンバータ回路１００に供給する回路でもある。インバータ回路１０１は、ＩＧＢＴ１０１ａ〜１０１ｃ（高電位側スイッチング素子）と、ＩＧＢＴ１０１ｄ〜１０１ｆ（低電位側スイッチング素子）と、ダイオード１０１ｇ〜１０１ｌとを備えている。
ＩＧＢＴ１０１ａ〜１０１ｆは、オン、オフすることで直流電圧を３相交流電圧に変換するためのスイッチング素子である。ＩＧＢＴ１０１ａ、１０１ｄ、ＩＧＢＴ１０１ｂ、１０１ｅ及びＩＧＢＴ１０１ｃ、１０１ｆはそれぞれ直列接続されている。具体的には、ＩＧＢＴ１０１ａ〜１０１ｃのエミッタが、ＩＧＢＴ１０１ｄ〜１０１ｆのコレクタにそれぞれ接続されている。直列接続された３組のＩＧＢＴ１０１ａ、１０１ｄ、ＩＧＢＴ１０１ｂ、１０１ｅ及びＩＧＢＴ１０１ｃ、１０１ｆは並列接続されている。ＩＧＢＴ１０１ａ〜１０１ｃのコレクタはコンデンサ１００ｇの正極端子に、ＩＧＢＴ１０１ｄ〜１０１ｆのエミッタはコンデンサ１００ｇの負極端子にそれぞれ接続されている。これにより、直流接続された４組のＩＧＢＴ１００ｃ、１００ｄ、ＩＧＢＴ１０１ａ、１０１ｄ、ＩＧＢＴ１０１ｂ、１０１ｅ及びＩＧＢＴ１０１ｃ、１０１ｆが並列接続されることとなる。また、ＩＧＢＴ１０１ａ〜１０１ｃのゲートは後述する高電位側駆動回路１２０ｂ〜１２０ｄに、ＩＧＢＴ１０１ｄ〜１０１ｆのゲートは後述する低電位側駆動回路１２０ｆ〜１２０ｈにそれぞれ接続されている。直列接続されたＩＧＢＴ１０１ａ、１０１ｄ、ＩＧＢＴ１０１ｂ、１０１ｅ及びＩＧＢＴ１０１ｃ、１０１ｆの直列接続点は、モータジェネレータＭＧ１にそれぞれ接続されている。
ダイオード１０１ｇ〜１０１ｌは、ＩＧＢＴがオフし、モータジェネレータＭＧ１のコイルに蓄積されたエネルギーが放出されるときに発生するフライホイール電流を流すための素子である。また、モータジェネレータＭＧ１の発生する３相交流電圧を直流電圧に変換するための素子でもある。ダイオード１０１ｇ〜１０１ｌのアノードはＩＧＢＴ１０１ａ〜１０１ｆのエミッタに、カソードはＩＧＢＴ１０１ａ〜１０１ｆのコレクタにそれぞれ接続されている。
電力変換回路１１は、モータジェネレータＭＧ２がモータとして動作するとき、コンバータ回路１００の出力する直流電圧を３相交流電圧に変換して、モータジェネレータＭＧ２に供給する回路である。また、モータジェネレータＭＧ２がジェネレータとして動作するとき、モータジェネレータＭＧ２の発生する３相交流電圧を直流電圧に変換して、コンバータ回路１００に供給する回路でもある。電力変換回路１１は、インバータ回路１１０を備えている。インバータ回路１１０は、ＩＧＢＴ１１０ａ〜１１０ｃ（高電位側スイッチング素子）と、ＩＧＢＴ１１０ｄ〜１１０ｆ（低電位側スイッチング素子）と、ダイオード１１０ｇ〜１１０ｌとを備えている。インバータ回路１１０は、インバータ回路１０１と同一構成である。ＩＧＢＴ１１０ａ〜１１０ｃのコレクタはコンデンサ１００ｇの正極端子に、ＩＧＢＴ１１０ｄ〜１１０ｆのエミッタはコンデンサ１００ｇの負極端子にそれぞれ接続されている。ＩＧＢＴ１１０ａ〜１１０ｃのゲートは後述する高電位側駆動回路１３０ａ〜１３０ｃに、ＩＧＢＴ１１０ｄ〜１１０ｆのゲートは後述する低電位側駆動回路１３０ｄ〜１３０ｆにそれぞれ接続されている。直列接続されたＩＧＢＴ１１０ａ、１１０ｄ、ＩＧＢＴ１１０ｂ、１１０ｅ及びＩＧＢＴ１１０ｃ、１１０ｆの直列接続点は、モータジェネレータＭＧ２にそれぞれ接続されている。
駆動回路１２は、電源回路１４からＩＧＢＴを駆動するための電圧を供給され、信号伝達回路１６を介して制御回路１８から入力される駆動信号に基づいて、ＩＧＢＴ１００ｃ、１００ｄ、１０１ａ〜１０１ｆをオン、オフする回路である。駆動回路１２は、高電位側駆動回路１２０ａ〜１２０ｄと、低電位側駆動回路１２０ｅ〜１２０ｈとを備えている。
高電位側駆動回路１２０ａ〜１２０ｄは、高電位側のＩＧＢＴ１００ｃ、１０１ａ〜１０１ｃ毎に設けられ、ＩＧＢＴ１００ｃ、１０１ａ〜１０１ｃをオン、オフする回路である。高電位側駆動回路１２０ａ〜１２０ｄの電圧入力端は電源回路１４に、駆動信号入力端は信号伝達回路１６に、出力端はＩＧＢＴ１００ｃ、１０１ａ〜１０１ｃのエミッタとゲートにそれぞれ接続されている。低電位側駆動回路１２０ｅ〜１２０ｈは、低電位側のＩＧＢＴ１００ｄ、１０１ｄ〜１０１ｆ毎に設けられ、ＩＧＢＴ１００ｄ、１０１ｄ〜１０１ｆをオン、オフする回路である。低電位側駆動回路１２０ｅ〜１２０ｈの電圧入力端は電源回路１４に、駆動信号入力端は信号伝達回路１６に、出力端はＩＧＢＴ１００ｄ、１０１ｄ〜１０１ｆのエミッタとゲートにそれぞれ接続されている。
駆動回路１３は、電源回路１５からＩＧＢＴを駆動するための電圧を供給され、信号伝達回路１７を介して制御回路１９から入力される駆動信号に基づいて、ＩＧＢＴ１１０ａ〜１１０ｆをオン、オフする回路である。駆動回路１３は、高電位側駆動回路１３０ａ〜１３０ｃと、低電位側駆動回路１３０ｄ〜１３０ｆとを備えている。
高電位側駆動回路１３０ａ〜１３０ｃは、高電位側のＩＧＢＴ１１０ａ〜１１０ｃをオン、オフする回路である。高電位側駆動回路１３０ａ〜１３０ｃの電圧入力端は電源回路１５に、駆動信号入力端は信号伝達回路１７に、出力端はＩＧＢＴ１１０ａ〜１１０ｃのエミッタとゲートにそれぞれ接続されている。低電位側駆動回路１３０ｄ〜１３０ｆは、低電位側のＩＧＢＴ１１０ｄ〜１１０ｆをオン、オフする回路である。低電位側駆動回路１３０ｄ〜１３０ｆの電圧入力端は電源回路１５に、駆動信号入力端は信号伝達回路１７に、出力端はＩＧＢＴ１１０ｄ〜１１０ｆのエミッタとゲートにそれぞれ接続されている。
電源回路１４は、ＩＧＢＴ１００ｃ、１００ｄ、１０１ａ〜１０１ｆを駆動するための電圧を駆動回路１２に供給する回路である。図２に示すように、電源回路１４は、トランス１４０と、ダイオード１４１ｂ〜１４１ｇと、コンデンサ１４２ａ〜１４２ｇと、ＭＯＳＦＥＴ１４３と、出力電圧安定化回路１４４とを備えている。
トランス１４０は、１次コイル１４０ａと、２次コイル１４０ｂ〜１４０ｇとを備えている。２次コイル１４０ｂ〜１４０ｅは、高電位側のＩＧＢＴ１００ｃ、１０１ａ〜１０１ｃを駆動するための電圧を出力するコイルである。２次コイル１４０ｆは、低電位側のＩＧＢＴ１００ｄ、１０１ｄ〜１０１ｆを駆動するための電圧を出力するコイルである。２次コイル１４０ｇは、トランス１４０の出力電圧を検出するコイルである。
コンデンサ１４２ａの一端は１次コイル１４０ａの一端に接続されている。ＭＯＳＦＥＴ１４３のドレインは１次コイル１４０ａの他端に接続されている。コンデンサ１４２ａの他端は接地されるとともにＭＯＳＦＥＴ１４３のソースに接続されている。ダイオード１４１ｂ〜１４１ｆのアノードは２次コイル１４０ｂ〜１４０ｆの一端に接続されている。コンデンサ１４２ｂ〜１４２ｆの一端はダイオード１４１ｂ〜１４１ｆのカソードに接続され、他端は２次コイル１４０ｂ〜１４０ｆの他端にそれぞれ接続されている。ダイオード１４１ｇのアノードは２次コイル１４０ｇの一端に接続されている。コンデンサ１４２ｇの一端はダイオード１４１ｇのカソードに接続され、他端は接地されるとともに２次コイル１４０ｇの他端に接続されている。出力電圧安定化回路１４４の入力端は、コンデンサ１４２ｇの両端に、出力端はＭＯＳＦＥＴ１４３のゲートにそれぞれ接続されている。
電源回路１４の入力端であるコンデンサ１４２ａの両端は、低電圧バッテリＢ２にそれぞれ接続されている。電源回路１４の出力端であるコンデンサ１４２ｂ〜１４２ｅの両端は、高電位側駆動回路１２０ａ〜１２０ｄにそれぞれ接続されている。電源回路１４の出力端であるコンデンサ１４２ｆの両端は、低電位側駆動回路１２０ｅ〜１２０ｈに共通接続されている。
電源回路１５は、ＩＧＢＴ１１０ａ〜１１０ｆを駆動するための電圧を駆動回路１３に供給する回路である。図３に示すように、電源回路１５は、トランス１５０と、ダイオード１５１ｂ〜１５１ｆと、コンデンサ１５２ａ〜１５２ｆと、ＭＯＳＦＥＴ１５３と、出力電圧安定化回路１５４とを備えている。
トランス１５０は、１次コイル１５０ａと、２次コイル１５０ｂ〜１５０ｆとを備えている。２次コイル１５０ｂ〜１５０ｄは、高電位側のＩＧＢＴ１１０ａ〜１１０ｃを駆動するための電圧を出力するコイルである。２次コイル１５０ｅは、低電位側のＩＧＢＴ１１０ｄ〜１１０ｆを駆動するための電圧を出力するコイルである。２次コイル１５０ｆは、トランス１５０の出力電圧を検出するコイルである。
コンデンサ１５２ａの一端は１次コイル１５０ａの一端に接続されている。ＭＯＳＦＥＴ１５３のドレインは１次コイル１５０ａの他端に接続されている。コンデンサ１５２ａの他端は接地されるとともにＭＯＳＦＥＴ１５３のソースに接続されている。ダイオード１５１ｂ〜１５１ｅのアノードは２次コイル１５０ｂ〜１５０ｅの一端に接続されている。コンデンサ１５２ｂ〜１５２ｅの一端はダイオード１５１ｂ〜１５１ｅのカソードに接続され、他端は２次コイル１５０ｂ〜１５０ｅの他端にそれぞれ接続されている。ダイオード１５１ｆのアノードは２次コイル１５０ｆの一端に接続されている。コンデンサ１５２ｆの一端はダイオード１５１ｆのカソードに接続され、他端は接地されるとともに２次コイル１５０ｆの他端に接続されている。出力電圧安定化回路１５４の入力端はコンデンサ１５２ｆの両端に、出力端はＭＯＳＦＥＴ１５３のゲートにそれぞれ接続されている。
電源回路１５の入力端であるコンデンサ１５２ａの両端は、低電圧バッテリＢ２にそれぞれ接続されている。電源回路１５の出力端であるコンデンサ１５２ｂ〜１５２ｄの両端は、高電位側駆動回路１３０ａ〜１３０ｃにそれぞれ接続されている。電源回路１５の出力端であるコンデンサ１５２ｅの両端は、低電位側駆動回路１３０ｄ〜１３０ｆに共通接続されている。
信号伝達回路１６は、ＩＧＢＴ１００ｃ、１００ｄ、１０１ａ〜１０１ｆに、制御回路１８の出力する駆動信号を電気的に絶縁して伝達する回路である。信号伝達回路１６は、高電位側フォトカプラ１６０ａ〜１６０ｄ（高電位側信号伝達素子）と、低電位側フォトカプラ１６０ｅ〜１６０ｈ（低電位側信号伝達素子）を備えている。
高電位側フォトカプラ１６０ａ〜１６０ｄは、高電位側駆動回路１２０ａ〜１２０ｄに駆動信号を伝達する素子である。高電位側フォトカプラ１６０ａ〜１６０ｄの駆動信号入力端は制御回路１８に、駆動信号出力端は高電位側駆動回路１２０ａ〜１２０ｄの駆動信号入力端にそれぞれ接続されている。低電位側フォトカプラ１６０ｅ〜１６０ｈは、低電位側駆動回路１２０ｅ〜１２０ｈに駆動信号を伝達する素子である。低電位側フォトカプラ１６０ｅ〜１６０ｈの駆動信号入力端は制御回路１８に、駆動信号出力端は低電位側駆動回路１２０ｅ〜１２０ｈの駆動信号入力端にそれぞれ接続されている。
信号伝達回路１７は、ＩＧＢＴ１１０ａ〜１１０ｆに、制御回路１９の出力する駆動信号を電気的に絶縁して伝達する回路である。信号伝達回路１７は、高電位側フォトカプラ１７０ａ〜１７０ｃと、低電位側フォトカプラ１７０ｄ〜１７０ｆを備えている。
高電位側フォトカプラ１７０ａ〜１７０ｃは、高電位側駆動回路１３０ａ〜１３０ｃに駆動信号を伝達する素子である。高電位側フォトカプラ１７０ａ〜１７０ｃの駆動信号入力端は制御回路１９に、駆動信号出力端は高電位側駆動回路１３０ａ〜１３０ｃの駆動信号入力端にそれぞれ接続されている。低電位側フォトカプラ１７０ｄ〜１７０ｆは、低電位側駆動回路１３０ｄ〜１３０ｆに駆動信号を伝達する素子である。低電位側フォトカプラ１７０ｄ〜１７０ｆの駆動信号入力端は制御回路１９に、駆動信号出力端は低電位側駆動回路１３０ｄ〜１３０ｆの駆動信号入力端にそれぞれ接続されている。
制御回路１８は、モータジェネレータＭＧ１がモータとして動作するとき、コンバータ回路１００が昇圧動作をするようにＩＧＢＴ１００ｄをオン、オフするとともに、インバータ回路１０１が直流電圧を３相交流電圧に変換するようにＩＧＢＴ１０１ａ〜１０１ｆをオン、オフする回路である。また、モータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２がジェネレータとして動作するとき、コンバータ回路１００が降圧動作をするようにＩＧＢＴ１００ｃをオン、オフする回路でもある。制御回路１８は、マイクロコンピュータを備え、回転角センサＳ１及び電流センサＳ３の検出結果に基づいて、ＩＧＢＴ１００ｃ、１００ｄ、１０１ａ〜１０１ｆをオン、オフするための駆動信号を出力する。制御回路１８の入力端は、回転角センサＳ１及び電流センサＳ３の出力端に接続されている。また、駆動信号出力端は、高電位側フォトカプラ１６０ａ〜１６０ｄ及び低電位側フォトカプラ１６０ｅ〜１６０ｈの駆動信号入力端にそれぞれ接続されている。
制御回路１９は、モータジェネレータＭＧ２がモータとして動作するとき、インバータ回路１１０がコンバータ回路１００の出力する直流電圧を３相交流電圧に変換するようにＩＧＢＴ１１０ａ〜１１０ｆをオン、オフする回路である。制御回路１９は、マイクロコンピュータを備え、回転角センサＳ２及び電流センサＳ４の検出結果に基づいて、ＩＧＢＴ１１０ａ〜１１０ｆをオン、オフするための駆動信号を出力する。制御回路１９の入力端は、回転角センサＳ２及び電流センサＳ４の出力端に接続されている。また、駆動信号出力端は、高電位側フォトカプラ１７０ａ〜１７０ｃ及び低電位側フォトカプラ１７０ｄ〜１７０ｆの駆動信号入力端にそれぞれ接続されている。
次に、図１〜図６を参照してモータジェネレータ制御装置を構成する主要構成要素の配置について説明する。ここで、図４は、配線基板の上面図である。図４では、トランスから駆動回路への配線パターンは、＋側と−側を一対とし、１つの太線で示している。図５は、一方のトランスの上面図である。図６は、他方のトランスの上面図である。図５及び図６では、１次コイル及び２次コイルを細線で示している。なお、図中における前後方向及び左右方向は、方向を区別するために便宜的に導入したものである。
図４に示すように、高電位側のＩＧＢＴ１００ｃ、１０１ａ〜１０１ｃ、１１０ａ〜１１０ｃは、矩形状の配線基板１０００の下面に、左右方向に列状に実装されている。低電位側のＩＧＢＴ１００ｄ、１０１ｄ〜１０１ｆ、１１０ｄ〜１１０ｆは、列状に実装された高電位側のＩＧＢＴ１００ｃ、１０１ａ〜１０１ｃ、１１０ａ〜１１０ｃの前側に並列して、配線基板１０００の下面に、左右方向に列状に実装されている。ここでは、左右方向が列方向に、前後方向が列方向と交差する方向に相当する。
トランス１４０は、配線基板１０００の上面（一面）であって、列状に実装された高電位側のＩＧＢＴ１００ｃ、１０１ａ〜１０１ｃの後側、つまり反低電位側ＩＧＢＴ側（反低電位側スイッチング素子側）に実装されている。トランス１５０は、配線基板１０００の上面であって、列状に実装された高電位側のＩＧＢＴ１１０ａ〜１１０ｃの後側、つまり反低電位側ＩＧＢＴ側に実装されている。
図５に示すように、トランス１４０は、前側の端部に、高電位側のＩＧＢＴ１００ｃ、１０１ａ〜１０１ｃを駆動するため電圧を出力する２次コイル１４０ｂ〜１４０ｅの出力端子Ｏ１１〜Ｏ１４が、左側からこの順番でそれぞれ形成されている。また、後側の端部に、１次コイル１４０ａの入力端子Ｉ１１、トランス１４０の出力電圧を検出する２次コイル１４０ｇの出力端子Ｏ１６、低電位側のＩＧＢＴ１００ｄ、１０１ｄ〜１０１ｆを駆動するための電圧を出力する２次コイル１４０ｆの出力端子Ｏ１５がそれぞれ形成されている。１次コイル１４０ａの入力端子Ｉ１１は左側の端部に、２次コイル１４０ｆの出力端子Ｏ１５は右側の端部にそれぞれ形成されている。
図６に示すように、トランス１５０は、前側の端部に、高電位側のＩＧＢＴ１１０ａ〜１１０ｃを駆動するため電圧を出力する２次コイル１５０ｂ〜１５０ｄの出力端子Ｏ２１〜Ｏ２３が、左側からこの順番でそれぞれ形成されている。また、後側の端部に、低電位側のＩＧＢＴ１１０ｄ〜１１０ｆを駆動するための電圧を出力する２次コイル１５０ｅの出力端子Ｏ２４、トランス１５０の出力電圧を検出する２次コイル１５０ｆの出力端子Ｏ２５、１次コイル１５０ａの入力端子Ｉ２１がそれぞれ形成されている。１次コイル１５０ａの入力端子Ｉ２１は右側の端部に、２次コイル１５０ｅの出力端子Ｏ２４は左側の端部にそれぞれ形成されている。
図４に示すように、トランス１４０、１５０を除く電源回路１４、１５は、トランス１４０の右側に、左右方向に並列して実装されている。
高電位側駆動回路１２０ａ〜１２０ｄは、配線基板１０００の上面であって、列状に実装された高電位側のＩＧＢＴ１００ｃ、１０１ａ〜１０１ｃとトランス１４０との間に、ＩＧＢＴ１００ｃ、１０１ａ〜１０１ｃに並列して実装されている。トランス１４０の出力端子Ｏ１１〜Ｏ１４から高電位側駆動回路１２０ａ〜１２０ｄへ電圧を個別に供給する配線パターンは、トランス１４０から高電位側駆動回路１２０ａ〜１２０ｄに向かって前後方向に延在している。
低電位側駆動回路１２０ｅ〜１２０ｈは、配線基板１０００の上面であって、列状に実装された低電位側のＩＧＢＴ１００ｄ、１０１ｄ〜１０１ｆの前側、つまり反高電位側ＩＧＢＴ側（反高電位側スイッチング素子側）に、ＩＧＢＴ１００ｄ、１０１ｄ〜１０１ｆに並列して実装されている。トランス１４０の出力端子Ｏ１５から低電位側駆動回路１２０ｅ〜１２０ｈへ電圧を共通に供給するための配線パターン１０００ａは、配線基板１００の上面であって、列状に実装された高電位側のＩＧＢＴ１００ｃ、１０１ａ〜１０１ｃ及び低電位側のＩＧＢＴ１００ｄ、１０１ｄ〜１０１ｆの右側に隣接し、前後方向に延在するとともに、列状に実装された低電位側駆動回路１２０ｅ〜１２０ｈの前側、つまり反高電位側ＩＧＢＴ側を左右方向に延在している。
高電位側駆動回路１３０ａ〜１３０ｃは、配線基板１０００の上面であって、列状に実装された高電位側のＩＧＢＴ１１０ａ〜１１０ｃとトランス１５０との間に、ＩＧＢＴ１１０ａ〜１１０ｃに並列して実装されている。トランス１５０の出力端子Ｏ２１〜Ｏ２３から高電位側駆動回路１２０ａ〜１２０ｄへ電圧を個別に供給する配線パターンは、トランス１５０から高電位側駆動回路１３０ａ〜１３０ｃに向かって前後方向に延在している。
低電位側駆動回路１３０ｄ〜１３０ｆは、配線基板１０００の上面であって、列状に実装された低電位側のＩＧＢＴ１１０ｄ〜１１０ｆの前側、つまり反高電位側ＩＧＢＴ側に、ＩＧＢＴ１１０ｄ〜１１０ｆに並列して実装されている。トランス１５０の出力端子Ｏ２４から低電位側駆動回路１３０ｄ〜１３０ｆへ電圧を供給するための配線パターン１０００ｂは、配線基板１０００の上面であって、列状に実装された高電位側のＩＧＢＴ１１０ａ〜１１０ｃ及び低電位側のＩＧＢＴ１１０ｄ〜１１０ｆの左側に隣接し、前後方向に延在するとともに、列状に実装された低電位側駆動回路１３０ｄ〜１３０ｆの前側、つまり反高電位側ＩＧＢＴ側を左右方向に延在している。
高電位側フォトカプラ１６０ａ〜１６０ｄは、配線基板１０００の下面（他面）であって、トランス１４０と背向する部分に実装されている。低電位側フォトカプラ１６０ｅ〜１６０ｈは、配線基板１０００の下面であって、列状に実装された低電位側駆動回路１２０ｅ〜１２０ｈの前側、つまり反高電位側ＩＧＢＴ側に低電位側駆動回路１２０ｅ〜１２０ｈに並列して列状に実装されている。
高電位側フォトカプラ１７０ａ〜１７０ｃは、配線基板１０００の下面であって、トランス１５０と背向する部分に実装されている。低電位側フォトカプラ１７０ｄ〜１７０ｆは、配線基板１０００の下面であって、列状に実装された低電位側駆動回路１３０ｄ〜１３０ｆの前側、つまり反高電位側ＩＧＢＴ側に低電位側駆動回路１３０ｄ〜１３０ｆに並列して列状に実装されている。
制御回路１８、１９は、配線基板１０００の上面であって、列状に実装された高電位側のＩＧＢＴ１００ｃ、１０１ａ〜１０１ｃ、１１０ａ〜１１０ｃ及び低電位側のＩＧＢＴ１００ｄ、１０１ｄ〜１０１ｆ、１１０ｄ〜１１０ｆの右側に隣接し、前後方向に並列して実装されている。
次に、図１〜図３を参照してモータジェネレータ制御装置の動作について説明する。図１において、電源回路１４、１５は、ＩＧＢＴ１００ｃ、１００ｄ、１０１ａ〜１０１ｆ、１１０ａ〜１１０ｆを駆動するための電圧を供給する。図２において、出力電圧安定化回路１４４は、ＭＯＳＦＥＴ１４３をオン、オフして、低電圧バッテリＢ２の直流電圧を交流電圧に変換し、トランス１４０の１次コイル１４０ａに供給する。１次コイル１４０ａに交流電圧が供給されると、２次コイル１４０ｂ〜１４０ｇからターン数に応じた交流電圧が出力される。２次コイル１４０ｂ〜１４０ｇから出力された交流電圧は、ダイオード１４１ｂ〜１４１ｇとコンデンサ１４２ｂ〜１４２ｇによって整流され直流電圧に変換される。出力電圧安定化回路１４４は、ダイオード１４１ｇとコンデンサ１４２ｇによって整流された直流電圧が所定電圧になるようにＭＯＳＦＥＴ１４３をオン、オフするタイミングを調整する。以降、同様の動作が繰り返され、安定化された電圧が供給される。図３においても同様の動作が繰り返され、安定化された電圧が供給される。
図１において、モータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２がモータとして動作するとき、制御回路１８は、ＩＧＢＴ１００ｄをオンして高電圧バッテリＢ１からコイル１００ｂにエネルギーを蓄積させる。その後、ＩＧＢＴ１００ｄをオフし、コイル１００ｂに蓄積されたエネルギーを放出させる。このとき、コイル１００ｂは、コンデンサ１００ａに接続される一端に対して、ＩＧＢＴ１００ｃ、１００ｄに接続される他端が高電位となる。つまり、コイル１００ｂの他端が高電圧バッテリＢ１の電圧より高くなる。ＩＧＢＴ１００ｃ、１００ｄがともにオフ状態であるため、コイル１００ｂのエネルギーの放出に伴う電流は、ダイオード１００ｅを介してコンデンサ１００ｇに流れ、コンデンサ１００ｇが充電される。以降、同様の動作が繰り返され、コンデンサ１００ｇの電圧が所定電圧に保持される。
さらに、制御回路１８、１９は、外部から入力される指令、回転角センサＳ１、Ｓ２及び電流センサＳ３、Ｓ４の検出結果に基づいて、ＩＧＢＴ１０１ａ〜１０１ｆ、１１０ａ〜１１０ｆを所定のタイミングでオン、オフして、コンデンサ１００ｇに充電された直流電圧を３相交流電圧に変換し、モータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２に供給する。インバータ回路１０１、１１０から３相交流電圧が供給されると、モータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２は、モータとして動作しトルクを発生する。
一方、モータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２がジェネレータとして動作するとき、インバータ回路１０１、１１０は、ダイオード１０１ｇ〜１０１ｌ、１１０ｇ〜１１０ｌによって構成される整流回路で、モータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２の発生する３相交流電圧を直流電圧に変換する。そして、変換された直流電圧によってコンデンサ１００ｇが充電される。
制御回路１８は、ＩＧＢＴ１００ｃをオンし、コンデンサ１００ｇからコイル１００ｂにエネルギーを蓄積させる。その後、ＩＧＢＴ１００ｃをオフし、コイル１００ｂに蓄積されたエネルギーを放出させる。このとき、コイル１００ｂは、ＩＧＢＴ１００ｃ、１００ｄに接続される他端に対して、コンデンサ１００ａに接続される一端が高電位となる。つまり、コイル１００ｂの一端が、コンデンサ１００ｇの電圧より低くなる。ＩＧＢＴ１００ｃ、１００ｄがともにオフ状態であるため、コイル１００ｂのエネルギーの放出に伴う電流は、ダイオード１００ｆを介して高電圧バッテリＢ１に流れ、高電圧バッテリＢ１が充電される。以降、同様の動作が繰り返され、高電圧バッテリＢ１の電圧が所定電圧に保持される。
最後に、効果について説明する。第１実施形態によれば、トランス１４０、１５０は、列状に実装された高電位側のＩＧＢＴ１００ｃ、１０１ａ〜１０１ｃ、１１０ａ〜１１０ｃの後側、つまり反低電位側ＩＧＢＴ側に実装されている。そのため、車両に搭載されるモータジェネレータ制御装置１において、従来のように、列状に実装された高電位側のＩＧＢＴと低電位側のＩＧＢＴの間にトランスが実装される場合に比べ、トランス１４０、１５０に対するスイッチングノイズやＩＧＢＴの発生した熱の影響を抑えることができる。
第１実施形態によれば、高電位側駆動回路１２０ａ〜１２０ｄ、１３０ａ〜１３０ｃは、列状に実装された高電位側のＩＧＢＴ１００ｃ、１０１ａ〜１０１ｃ、１１０ａ〜１１０ｃとトランス１４０、１５０との間に、ＩＧＢＴ１００ｃ、１０１ａ〜１０１ｃ、１１０ａ〜１１０ｃに並列して実装されている。そのため、トランス１４０、１５０から高電位側駆動回路１２０ａ〜１２０ｄ、１３０ａ〜１３０ｃ、高電位側駆動回路１２０ａ〜１２０ｄ、１３０ａ〜１３０ｃから高電位側のＩＧＢＴ１００ｃ、１０１ａ〜１０１ｃ、１１０ａ〜１１０ｃへの配線パターンの長さを短くすることができる。従って、配線パターンのインピーダンスを抑えることができる。これにより、電圧を安定化させるためのコンデンサを用いることなく、電圧の変動を抑えることができる。また、列状に実装された高電位側のＩＧＢＴと低電位側のＩＧＢＴの間に高電位側駆動回路が実装される場合に比べ、高電位側駆動回路１２０ａ〜１２０ｄ、１３０ａ〜１３０ｃに対するスイッチングノイズやＩＧＢＴの発生した熱の影響を抑えることができる。
第１実施形態によれば、高電位側のＩＧＢＴ駆動用の電圧出力端子Ｏ１１〜Ｏ１４、Ｏ２１〜Ｏ２３は、トランス１４０、１５０の前側の端部、つまり高電位側駆動回路側の端部に形成されている。そのため、トランス１４０、１５０から高電位側駆動回路１２０ａ〜１２０ｄ、１３０ａ〜１３０ｃへの配線パターンの長さをより短くすることができる。
第１実施形態によれば、低電位側駆動回路１２０ｅ〜１２０ｈ、１３０ｄ〜１３０ｆは、列状に実装された低電位側のＩＧＢＴ１００ｄ、１０１ｄ〜１０１ｆ、１１０ｄ〜１１０ｆの前側、つまり反高電位側ＩＧＢＴ側に、ＩＧＢＴ１００ｄ、１０１ｄ〜１０１ｆ、１１０ｄ〜１１０ｆに並列して実装されている。そのため、列状に実装された高電位側のＩＧＢＴと低電位側のＩＧＢＴの間に低電位側駆動回路が実装される場合に比べ、低電位側駆動回路１２０ｅ〜１２０ｈ、１３０ｄ〜１３０ｆに対するスイッチングノイズやＩＧＢＴの発生した熱の影響を抑えることができる。
第１実施形態によれば、トランス１４０から低電位側駆動回路１２０ｅ〜１２０ｈへ電圧を供給するための配線パターン１０００ａは、列状に実装された高電位側のＩＧＢＴ１００ｃ、１０１ａ〜１０１ｃ及び低電位側のＩＧＢＴ１００ｄ、１０１ｄ〜１０１ｆの右側に隣接し、前後方向に延在するとともに、列状に実装された低電位側のＩＧＢＴ１２０ｅ〜１２０ｈの前側、つまり反高電位側ＩＧＢＴ側を左右方向に延在している。また、トランス１５０から低電位側駆動回路１３０ｄ〜１３０ｆへ電圧を供給するための配線パターン１０００ｂは、列状に実装された高電位側のＩＧＢＴ１１０ａ〜１１０ｃ及び低電位側のＩＧＢＴ１１０ｄ〜１１０ｆの左側に隣接し、前後方向に延在するとともに、列状に実装された低電位側のＩＧＢＴ１３０ｄ〜１３０ｆの前側、つまり反高電位側ＩＧＢＴ側を左右方向に延在している。そのため、トランス１４０、１５０から低電位側駆動回路１２０ｅ〜１２０ｈ、１３０ｄ〜１３０ｆへの配線パターン１０００ａ、１０００ｂに対するスイッチングノイズやＩＧＢＴの発生した熱の影響を抑えるとともに、効率的に配線することができる。
第１実施形態によれば、低電位側のＩＧＢＴ駆動用の電圧出力端子Ｏ１５は、トランス１４０の右側の端部に、低電位側のＩＧＢＴ駆動用の電圧出力端子Ｏ２４は、トランス１５０の左側の端部にそれぞれ形成されている。そのため、トランス１４０、１５０から低電位側駆動回路１２０ｅ〜１２０ｈ、１３０ｄ〜１３０ｆへの配線パターン１０００ａ、１０００ｂを効率的に配線することができる。
第１実施形態によれば、高電位側フォトカプラ１６０ａ〜１６０ｄ、１７０ａ〜１７０ｃは、配線基板１０００の下面であって、トランス１４０、１５０と背向する部分に実装されている。そのため、配線基板１０００のトランス１４０、１５０と背向するスペースを利用することで、高電位側フォトカプラ１６０ａ〜１６０ｄ、１７０ａ〜１７０ｃを効率的に実装することができる。そのため、配線基板１０００を小型化することができる。
第１実施形態によれば、低電位側フォトカプラ１６０ｅ〜１６０ｈ、１７０ｄ〜１７０ｆは、配線基板１０００の下面であって、列状に実装された低電位側駆動回路１２０ｅ〜１２０ｈ、１３０ｄ〜１３０ｆの前側、つまり反高電位側ＩＧＢＴ側に低電位側駆動回路１２０ｅ〜１２０ｈ、１３０ｄ〜１３０ｆに並列して列状に実装されている。そのため、低電位側フォトカプラが、列状に実装された高電位側のＩＧＢＴと低電位側のＩＧＢＴの間に実装される場合に比べ、低電位側フォトカプラ１６０ｅ〜１６０ｈ、１７０ｄ〜１７０ｆに対するスイッチングノイズやＩＧＢＴの発生した熱の影響を抑えることができる。
なお、第１実施形態では、トランス１４０、１５０から低電位側駆動回路１２０ｅ〜１２０ｈ、１３０ｄ〜１３０ｆへ電圧を供給するための配線パターン１０００ａ、１０００ｂが、列状に実装された高電位側のＩＧＢＴ１００ｃ、１０１ａ〜１０１ｃ、１１０ａ〜１１０ｃ及び低電位側のＩＧＢＴ１００ｄ、１０１ｄ〜１０１ｆ、１１０ｄ〜１１０ｆの列方向に隣接し、列方向と交差する方向に延在するとともに、列状に実装された低電位側スイッチング素子１００ｄ、１０１ｄ〜１０１ｆ、１１０ｄ〜１１０ｆの反高電位側ＩＧＢＴ側を列方向に延在している例を挙げているが、これに限られるものではない。
図１１に示すように、トランス１４０、１５０から低電位側駆動回路１２０ｅ〜１２０ｈ、１３０ｄ〜１３０ｆへ電圧を供給するための配線パターン１０００ａ、１０００ｂは、列状に実装された高電位側のＩＧＢＴ１００ｃ、１０１ａ〜１０１ｃ、１１０ａ〜１１０ｃ及び低電位側のＩＧＢＴ１００ｄ、１０１ｄ〜１０１ｆ、１１０ｄ〜１１０ｆの列方向に隣接し、列方向と交差する方向に延在するとともに、列状に実装された高電位側のＩＧＢＴ１００ｃ、１０１ａ〜１０１ｃ、１１０ａ〜１１０ｃと低電位側のＩＧＢＴ１００ｄ、１０１ｄ〜１０１ｆ、１１０ｄ〜１１０ｆの間を列方向に延在していてもよい。
（第２実施形態）
次に、第２実施形態のモータジェネレータ制御装置について説明する。第２実施形態のモータジェネレータ制御装置は、第１実施形態のモータジェネレータ制御装置に対して、低電位側駆動回路の配置を変更するとともに、それに伴って配線パターンの配置を変更したものである。
まず、図７を参照してモータジェネレータ制御装置を構成する主要構成要素及び配線パターンの配置について説明する。ここで、図７は、第２実施形態におけるモータジェネレータ制御装置の配線基板の上面図である。図７では、トランスから駆動回路への配線パターンは、＋側と−側を一対とし、１つの太線で示している。なお、図中における前後方向及び左右方向は、方向を区別するために便宜的に導入したものである。ここでは、第１実施形態のモータジェネレータ制御装置との相違部分である主要構成要素及び配線パターンの配置についてのみ説明し、共通する部分については必要とされる箇所以外説明を省略する。
図７に示すモータジェネレータ制御装置２の回路構成は、第１実施形態のモータジェネレータ制御装置１と同一である。 図７に示すように、高電位側のＩＧＢＴ１００ｃ、１０１ａ〜１０１ｃ、１１０ａ〜１１０ｃ、低電位側のＩＧＢＴ１００ｄ、１０１ｄ〜１０１ｆ、１１０ｄ〜１１０ｆ、トランス１４０、１５０、電源回路１４、１５、高電位側駆動回路１２０ａ〜１２０ｄ、１３０ａ〜１３０ｃ、高電位側フォトカプラ１６０ａ〜１６０ｄ、１７０ａ〜１７０ｃ、制御回路１８、１９の配置は、第１実施形態のモータジェネレータ制御装置１と同一である。
低電位側駆動回路１２０ｅ〜１２０ｈは、配線基板１０００の上面であって、列状に実装された高電位側のＩＧＢＴ１００ｃ、１０１ａ〜１０１ｃと低電位側のＩＧＢＴ１００ｄ、１０１ｄ〜１０１ｆの間に、ＩＧＢＴ１００ｄ、１０１ｄ〜１０１ｆに並列して実装されている。トランス１４０の出力端子Ｏ１５から低電位側駆動回路１２０ｅ〜１２０ｈへ電圧を共通に供給するための配線パターン１０００ａは、配線基板１０００の上面であって、列状に実装された高電位側のＩＧＢＴ１００ｃ、１０１ａ〜１０１ｃ及び低電位側のＩＧＢＴ１００ｄ、１０１ｄ〜１０１ｆの右側に隣接し、前後方向に延在するとともに、列状に実装された高電位側のＩＧＢＴ１００ｃ、１０１ａ〜１０１ｃと低電位側駆動回路１２０ｅ〜１２０ｈの間を左右方向に延在している。
低電位側駆動回路１３０ｄ〜１３０ｆは、配線基板１０００の上面であって、列状に実装された高電位側のＩＧＢＴ１１０ａ〜１１０ｃと低電位側のＩＧＢＴ１１０ｄ〜１１０ｆの間に、ＩＧＢＴ１１０ｄ〜１１０ｆに並列して実装されている。トランス１５０の出力端子Ｏ２４から低電位側駆動回路１３０ｄ〜１３０ｆへ電圧を供給するための配線パターン１０００ｂは、配線基板１０００の上面であって、列状に実装された高電位側のＩＧＢＴ１１０ａ〜１１０ｃ及び低電位側のＩＧＢＴ１１０ｄ〜１１０ｆの左側に隣接し、前後方向に延在するとともに、列状に実装された高電位側のＩＧＢＴ１１０ａ〜１１０ｃと低電位側駆動回路１３０ｄ〜１３０ｆの間を左右方向に延在している。
次に、効果について説明する。第２実施形態によれば、低電位側駆動回路１２０ｅ〜１２０ｈ、１３０ｄ〜１３０ｆは、列状に実装された高電位側のＩＧＢＴ１００ｃ、１０１ａ〜１０１ｄ、１１０ａ〜１１０ｃと低電位側のＩＧＢＴ１００ｄ、１０１ｄ〜１０１ｆ、１１０ｄ〜１１０ｆの間に実装されている。そのため、列状に実装された高電位側のＩＧＢＴと低電位側のＩＧＢＴの間のスペースを利用することで、低電位側駆動回路１２０ｅ〜１２０ｈ、１３０ｄ〜１３０ｆを効率的に実装することができる。そのため、配線基板１０００を小型化することができる。
第２実施形態によれば、トランス１４０から低電位側駆動回路１２０ｅ〜１２０ｈへ電圧を供給するための配線パターン１０００ａは、列状に実装された高電位側のＩＧＢＴ１００ｃ、１０１ａ〜１０１ｃ及び低電位側のＩＧＢＴ１００ｄ、１０１ｄ〜１０１ｆの右側に隣接し、前後方向に延在するとともに、列状に実装された高電位側のＩＧＢＴ１００ｃ、１０１ａ〜１０１ｃと低電位側駆動回路１２０ｅ〜１２０ｈの間を左右方向に延在している。また、トランス１５０から低電位側駆動回路１３０ｄ〜１３０ｆへ電圧を供給するための配線パターン１０００ｂは、列状に実装された高電位側のＩＧＢＴ１１０ａ〜１１０ｃ及び低電位側のＩＧＢＴ１１０ｄ〜１１０ｆの左側に隣接し、前後方向に延在するとともに、列状に実装された高電位側のＩＧＢＴ１１０ａ〜１１０ｃと低電位側駆動回路１３０ｄ〜１３０ｆの間を左右方向に延在している。そのため、トランス１４０、１５０から低電位側駆動回路１２０ｄ〜１２０ｈ、１３０ｄ〜１３０ｆへの配線パターン１０００ａ、１０００ｂに対するスイッチングノイズやＩＧＢＴの発生した熱の影響を極力抑え、効率的に配線することができる。
なお、第２実施形態では、トランス１４０、１５０から低電位側駆動回路１２０ｅ〜１２０ｈ、１３０ｄ〜１３０ｆへ電圧を供給するための配線パターン１０００ａ、１０００ｂが、列状に実装された高電位側のＩＧＢＴ１００ｃ、１０１ａ〜１０１ｃ、１１０ａ〜１１０ｃ及び低電位側のＩＧＢＴ１００ｄ、１０１ｄ〜１０１ｆ、１１０ｄ〜１１０ｆの列方向に隣接し、列方向と交差する方向に延在するとともに、列状に実装された高電位側のＩＧＢＴ１００ｃ、１０１ａ〜１０１ｃ、１１０ａ〜１１０ｃと低電位側のＩＧＢＴ１００ｄ、１０１ｄ〜１０１ｆ、１１０ｄ〜１１０ｆの間を列方向に延在している例を挙げているが、これに限られるものではない。
図１２に示すように、トランス１４０、１５０から低電位側駆動回路１２０ｅ〜１２０ｈ、１３０ｄ〜１３０ｆへ電圧を供給するための配線パターン１０００ａ、１０００ｂは、列状に実装された高電位側のＩＧＢＴ１００ｃ、１０１ａ〜１０１ｃ、１１０ａ〜１１０ｃ及び低電位側のＩＧＢＴ１００ｄ、１０１ｄ〜１０１ｆ、１１０ｄ〜１１０ｆの列方向に隣接し、列方向と交差する方向に延在するとともに、列状に実装された低電位側スイッチング素子１００ｄ、１０１ｄ〜１０１ｆ、１１０ｄ〜１１０ｆの反高電位側ＩＧＢＴ側を列方向に延在していてもよい。
（第３実施形態）
次に、第３実施形態のモータジェネレータ制御装置について説明する。第３実施形態のモータジェネレータ制御装置は、第１実施形態のモータジェネレータ制御装置に対して、一方のトランスの端子配置を変更するとともに、このトランスから低電位側駆動回路への配線パターンの配置を変更したものである。
まず、図８及び図９を参照してモータジェネレータ制御装置を構成する配線パターンの配置について説明する。ここで、図８は、第３実施形態におけるモータジェネレータ制御装置の配線基板の上面図である。図８では、トランスから駆動回路への配線パターンは、＋側と−側を一対とし、１つの太線で示している。図９は、一方のトランスの上面図である。図９では、１次コイル及び２次コイルを細線で示している。なお、図中における前後方向及び左右方向は、方向を区別するために便宜的に導入したものである。ここでは、第１実施形態のモータジェネレータ制御装置との相違部分である一方のトランスの端子配置と、このトランスから低電位側駆動回路への配線パターンの配置についてのみ説明し、共通する部分については必要とされる箇所以外説明を省略する。
図８に示すモータジェネレータ制御装置３の回路構成は、第１実施形態のモータジェネレータ制御装置１と同一である。
トランス１４０は、配線基板１０００の上面であって、列状に実装された高電位側の
ＩＧＢＴ１００ｃ、１０１ａ〜１０１ｃの後側に実装されている。図９に示すように、トランス１４０は、後側の端部に、１次コイル１４０ａの入力端子Ｉ１１、トランス１４０の出力電圧を検出する２次コイル１４０ｇの出力端子Ｏ１６、低電位側のＩＧＢＴ１００ｄ、１０１ｄ〜１０１ｆを駆動するための電圧を出力する２次コイル１４０ｆの出力端子Ｏ１５がそれぞれ形成されている。１次コイル１４０ａの入力端子Ｉ１１は右側の端部に、２次コイル１４０ｆの出力端子Ｏ１５は左側の端部にそれぞれ形成されている。
図８に示すように、トランス１４０の出力端子Ｏ１５から低電位側駆動回路１２０ｅ〜１２０ｈへ電圧を共通に供給するための配線パターン１０００ａは、配線基板１０００の上面であって、列状に実装された高電位側のＩＧＢＴ１００ｃ、１０１ａ〜１０１ｃ、１１０ａ〜１１０ｃ及び低電位側のＩＧＢＴ１００ｄ、１０１ｄ〜１０１ｆ、１１０ｄ〜１１０ｆの左側、つまり反制御回路側に隣接し、配線パターン１０００ｂと平行して前後方向に延在するとともに、列状に実装された低電位側駆動回路１２０ｅ〜１２０ｈ、１３０ｄ〜１３０ｆの前側を配線パターン１０００ｂと平行して左右方向に延在している。
次に、効果について説明する。第３実施形態によれば、制御回路１８、１９は、列状に実装された高電位側のＩＧＢＴ１００ｃ、１０１ａ〜１０１ｃ、１１０ａ〜１１０ｃ及び低電位側のＩＧＢＴ１００ｄ、１０１ｄ〜１０１ｆ、１１０ｄ〜１１０ｆの右側に隣接して実装されている。また、トランス１４０、１５０から低電位側駆動回路１２０ｅ〜１２０ｈ、１３０ｄ〜１３０ｆへ電圧を供給する配線パターン１０００ａ、１０００ｂは、ともに、列状に実装された高電位側のＩＧＢＴ１００ｃ、１０１ａ〜１０１ｃ、１１０ａ〜１１０ｃ及び低電位側のＩＧＢＴ１００ｄ、１０１ｄ〜１０１ｆ、１１０ｄ〜１１０ｆの左側、つまり反制御回路側を前後方向に延在している。
ところで、低電位側のＩＧＢＴ１００ｄ、１０１ｄ〜１０１ｆ、１１０ｄ〜１１０ｆを駆動するための電圧が、制御回路１８、１９を駆動するための電圧より高い場合、トランス１４０、１５０から低電位側駆動回路１２０ｅ〜１２０ｈ、１３０ｄ〜１３０ｆへの配線パターン１０００ａ、１０００ｂと制御回路１８、１９との間に充分な絶縁距離を確保しなければならない。しかし、トランス１４０、１５０から低電位側駆動回路１２０ｅ〜１２０ｈ、１３０ｄ〜１３０ｆへの配線パターン１０００ａ、１０００ｂは、列状に実装された高電位側のＩＧＢＴ１００ｄ、１０１ａ〜１０１ｃ、１１０ａ〜１１０ｃ及び低電位側のＩＧＢＴ１００ｄ、１０１ｄ〜１０１ｆ、１１０ｄ〜１１０ｆの左側、つまり反制御回路側を前後方向に延在しており、制御回路１８、１９に隣接して配線されることはない。そのため、わざわざ絶縁距離を確保する必要がない。従って、トランス１４０、１５０から低電位側駆動回路１２０ｅ〜１２０ｈ、１３０ｄ〜１３０ｆへの配線パターン１０００ａ、１０００ｂが、制御回路１８、１９に隣接して配線される場合に比べ、配線基板１０００を小型化することができる。
なお、第３実施形態では、トランス１４０、１５０から低電位側駆動回路１２０ｅ〜１２０ｈ、１３０ｄ〜１３０ｆへ電圧を供給するための配線パターン１０００ａ、１０００ｂが、列状に実装された高電位側のＩＧＢＴ１００ｃ、１０１ａ〜１０１ｃ、１１０ａ〜１１０ｃ及び低電位側のＩＧＢＴ１００ｄ、１０１ｄ〜１０１ｆ、１１０ｄ〜１１０ｆの列方向に隣接し、列方向と交差する方向に延在するとともに、列状に実装された低電位側スイッチング素子１００ｄ、１０１ｄ〜１０１ｆ、１１０ｄ〜１１０ｆの反高電位側ＩＧＢＴ側を列方向に延在している例を挙げているが、これに限られるものではない。
図１３に示すように、トランス１４０から低電位側駆動回路１２０ｅ〜１２０ｈへ電圧を供給するための配線パターン１０００ａは、配線基板１０００の上面であって、列状に実装された高電位側のＩＧＢＴ１００ｃ、１０１ａ〜１０１ｃ、１１０ａ〜１１０ｃ及び低電位側のＩＧＢＴ１００ｄ、１０１ｄ〜１０１ｆ、１１０ｄ〜１１０ｆの列方向に隣接し、列方向と交差する方向に延在するとともに、配線基板１０００の下面であって、列状に実装された高電位側のＩＧＢＴ１００ｃ、１０１ａ〜１０１ｃ、１１０ａ〜１１０ｃと低電位側のＩＧＢＴ１００ｄ、１０１ｄ〜１０１ｆ、１１０ｄ〜１１０ｆの間を列方向に延在していてもよい。
また、トランス１５０から低電位側駆動回路１３０ｄ〜１３０ｆへ電圧を供給するための配線パターン１０００ｂは、配線基板１０００の上面であって、列状に実装された高電位側のＩＧＢＴ１００ｃ、１０１ａ〜１０１ｃ、１１０ａ〜１１０ｃ及び低電位側のＩＧＢＴ１００ｄ、１０１ｄ〜１０１ｆ、１１０ｄ〜１１０ｆの列方向に隣接し、列方向と交差する方向に延在するとともに、列状に実装された高電位側のＩＧＢＴ１１０ａ〜１１０ｃと低電位側のＩＧＢＴ１１０ｄ〜１１０ｆの間を列方向に延在していてもよい。
（第４実施形態）
次に、第４実施形態のモータジェネレータ制御装置について説明する。第４実施形態のモータジェネレータ制御装置は、第３実施形態のモータジェネレータ制御装置に対して、低電位側駆動回路の配置を変更するとともに、それに伴って配線パターンの配置を変更したものである。
まず、図１０を参照してモータジェネレータ制御装置を構成する主要構成要素及び配線パターンの配置について説明する。ここで、図１０は、第４実施形態におけるモータジェネレータ制御装置の配線基板の上面図である。図１０では、トランスから駆動回路への配線パターンは、＋側と−側を一対とし、１つの太線で示している。なお、図中における前後方向及び左右方向は、方向を区別するために便宜的に導入したものである。ここでは、第３実施形態のモータジェネレータ制御装置との相違部分である主要構成要素及び配線パターンの配置についてのみ説明し、共通する部分については必要とされる箇所以外説明を省略する。
図１０に示すモータジェネレータ制御装置４は、第１実施形態のモータジェネレータ制御装置１と同一である。つまり、第３実施形態のモータジェネレータ制御装置３とも同一である。
低電位側駆動回路１２０ｅ〜１２０ｈは、配線基板１０００の上面であって、列状に実装された高電位側のＩＧＢＴ１００ｃ、１０１ａ〜１０１ｃと低電位側のＩＧＢＴ１００ｄ、１０１ｄ〜１０１ｆの間に、ＩＧＢＴ１００ｄ、１０１ｄ〜１０１ｆに並列して
実装されている。トランス１４０の出力端子Ｏ１５から低電位側駆動回路１２０ｅ〜１２０ｈへ電圧を共通に供給するための配線パターン１０００ａは、配線基板１０００の上面であって、列状に実装された高電位側のＩＧＢＴ１００ｃ、１０１ａ〜１０１ｃ、１１０ａ〜１１０ｃ及び低電位側のＩＧＢＴ１００ｄ、１０１ｄ〜１０１ｆ、１１０ｄ〜１１０ｆの左側、つまり反制御回路側に隣接し、配線パターン１０００ｂと平行して前後方向に延在するとともに、配線基板１０００の下面であって、列状に実装された高電位側のＩＧＢＴ１００ｃ、１０１ａ〜１０１ｃ、１１０ａ〜１１０ｃと低電位側駆動回路１２０ｅ〜１２０ｈ、１３０ｄ〜１３０ｆの間を配線パターン１０００ｂと平行して左右方向に延在している。
次に、効果について説明する。第４実施形態によれば、第３実施形態と同様の効果を得ることができる。
なお、第４実施形態では、トランス１４０、１５０から低電位側駆動回路１２０ｅ〜１２０ｈ、１３０ｄ〜１３０ｆへ電圧を供給するための配線パターン１０００ａ、１０００ｂが、列状に実装された高電位側のＩＧＢＴ１００ｃ、１０１ａ〜１０１ｃ、１１０ａ〜１１０ｃ及び低電位側のＩＧＢＴ１００ｄ、１０１ｄ〜１０１ｆ、１１０ｄ〜１１０ｆの
列方向に隣接し、列方向と交差する方向に延在するとともに、列状に実装された高電位側のＩＧＢＴ１００ｃ、１０１ａ〜１０１ｃ、１１０ａ〜１１０ｃと低電位側のＩＧＢＴ１００ｄ、１０１ｄ〜１０１ｆ、１１０ｄ〜１１０ｆの間を列方向に延在している例を挙げているが、これに限られるものではない。
図１４に示すように、トランス１４０、１５０から低電位側駆動回路１２０ｅ〜１２０ｈ、１３０ｄ〜１３０ｆへ電圧を供給するための配線パターン１０００ａ、１０００ｂは、配線基板１０００の上面であって、列状に実装された高電位側のＩＧＢＴ１００ｃ、１０１ａ〜１０１ｃ、１１０ａ〜１１０ｃ及び低電位側のＩＧＢＴ１００ｄ、１０１ｄ〜１０１ｆ、１１０ｄ〜１１０ｆの列方向に隣接し、列方向と交差する方向に延在するとともに、列状に実装された低電位側スイッチング素子１００ｄ、１０１ｄ〜１０１ｆ、１１０ｄ〜１１０ｆの反高電位側ＩＧＢＴ側を列方向に延在していてもよい。
（第５実施形態）
次に、第５実施形態のモータジェネレータ制御装置について説明する。第５実施形態のモータジェネレータ制御装置は、第３実施形態のモータジェネレータ制御装置に対して、トランスから低電位側駆動回路への配線パターンの配置を一部変更したものである。
まず、図１５を参照してモータジェネレータ制御装置の配線パターンの配置について説明する。ここで、図１５は、第５実施形態におけるモータジェネレータ制御装置の配線基板の上面図である。図１５では、トランスから駆動回路への配線パターンは、＋側と−側を一対とし、１つの太線で示している。なお、図中における前後方向及び左右方向は、方向を区別するために便宜的に導入したものである。ここでは、第３実施形態のモータジェネレータ制御装置との相違部分である配線パターンの配置についてのみ説明し、共通する部分については必要とされる箇所以外説明を省略する。
図１５に示すモータジェネレータ制御装置５は、第１実施形態のモータジェネレータ制御装置１と同一である。つまり、第３実施形態のモータジェネレータ制御装置３とも同一である。
トランス１４０の出力端子Ｏ１５から低電位側駆動回路１２０ｅ〜１２０ｈへ電圧を共通に供給するための配線パターン１０００ａは、配線基板１０００の上面であって、列状に実装された高電位側のＩＧＢＴ１００ｃ、１０１ａ〜１０１ｃ及び低電位側のＩＧＢＴ１００ｄ、１０１ｄ〜１０１ｆの左側、つまり反制御回路側に隣接し、前後方向に延在するとともに、列状に実装された低電位側駆動回路１２０ｅ〜１２０ｈの前側を左右方向に延在している。
次に、効果について説明する。第５実施形態によれば、第３実施形態と同様の効果を得ることができる。
なお、第５実施形態では、トランス１４０から低電位側駆動回路１２０ｅ〜１２０ｈへ電圧を共通に供給するための配線パターン１０００ａが、列状に実装された高電位側のＩＧＢＴ１００ｃ、１０１ａ〜１０１ｃ及び低電位側のＩＧＢＴ１００ｄ、１０１ｄ〜１０１ｆの反制御回路側に隣接し、列方向と交差する方向に延在する例を挙げているが、これに限られるものではない。
図１６に示すように、トランス１４０から低電位側駆動回路１２０ｅ〜１２０ｈへ電圧を共通に供給するための配線パターン１０００ａは、配線基板１０００の下面であって、列状に実装された高電位側のＩＧＢＴ１００ｃ、１０１ａ〜１０１ｃ、１１０ａ〜１１０ｃ及び低電位側のＩＧＢＴ１００ｄ、１０１ｄ〜１０１ｆ、１１０ｄ〜１１０ｆの反制御回路側に隣接し、列方向と交差する方向に延在していてもよい。
また、図１７に示すように、トランス１４０から低電位側駆動回路１２０ｅ〜１２０ｈへ電圧を共通に供給するための配線パターン１０００ａは、列状に実装された高電位側のＩＧＢＴ１００ｃ、１０１ａ〜１０１ｃ及び低電位側のＩＧＢＴ１００ｄ、１０１ｄ〜１０１ｆの制御回路側に隣接し、列方向と交差する方向に延在していてもよい。
図１５〜図１７において、配線パターン１００ａは、列状に実装された低電位側スイッチング素子１００ｄ、１０１ｄ〜１０１ｆ、１１０ｄ〜１１０ｆの反高電位側ＩＧＢＴ側を列方向に延在しているが、第３実施形態の変形形態のように、高電位側のＩＧＢＴ１００ｃ、１０１ａ〜１０１ｃ、１１０ａ〜１１０ｃと低電位側のＩＧＢＴ１００ｄ、１０１ｄ〜１０１ｆ、１１０ｄ〜１１０ｆの間を列方向に延在していてもよい。
（第６実施形態）
次に、第６実施形態のモータジェネレータ制御装置について説明する。第６実施形態のモータジェネレータ制御装置は、第１〜第５実施形態のモータジェネレータ制御装置に対して、電源回路を構成するコンデンサの一部についてその配置を規定したものである。
まず、図１８を参照してモータジェネレータ制御装置の配線パターンの配置について説明する。ここで、図１８は、第５実施形態におけるモータジェネレータ制御装置の配線基板の上面図である。なお、図中における前後方向及び左右方向は、方向を区別するために便宜的に導入したものである。ここでは、第１〜第５実施形態のモータジェネレータ制御装置との相違部分である電源回路を構成するコンデンサの配置についてのみ説明し、共通する部分については必要とされる箇所以外説明を省略する。
図１８に示すモータジェネレータ制御装置５は、第１実施形態のモータジェネレータ制御装置１と同一である。
つまり、第２〜第５実施形態のモータジェネレータ制御装置２〜５とも同一である。
図２及び図３に示す、電源回路１４、１５を構成するコンデンサ１４２ｂ〜１４２ｅ、１５２ｂ〜１５２ｄは、図１８に示すように、配線基板１０００の上面であって、高電位側駆動回路１２０ａ〜１２０ｄ、１３０ａ〜１３０ｃとトランス１４０、１５０の間に実装されている。
次に、効果について説明する。高電位側のＩＧＢＴ１００ｃ、１０１ａ〜１０１ｃ、１１０ａ〜１１０ｃを駆動するための電圧を平滑するコンデンサ１４２ｂ〜１４２ｅ、１５２ｂ〜１５２ｄを高電位側駆動回路１２０ａ〜１２０ｄ、１３０ａ〜１３０ｃの近くに実装することができる。そのため、このコンデンサ１４２ｂ〜１４２ｅ、１５２ｂ〜１５２ｄを高電位側駆動回路１２０ａ〜１２０ｄ、１３０ａ〜１３０ｃの電源安定用として用いることができる。
なお、第１〜第６実施形態では、高電位側駆動回路１２０ａ〜１２０ｄ、１３０ａ〜１３０ｃが、列状に実装された高電位側のＩＧＢＴ１００ｃ、１０１ａ〜１０１ｃ、１１０ａ〜１１０ｃとトランス１４０、１５０の間に実装される例を挙げているが、これに限られるものではない。図１９に示すように、高電位側駆動回路１２０ａ〜１２０ｄ、１３０ａ〜１３０ｃは、列状に実装された高電位側のＩＧＢＴ１００ｃ、１０１ａ〜１０１ｃ、１１０ａ〜１１０ｃと低電位側のＩＧＢＴ１００ｄ、１０１ｄ〜１０１ｆ、１１０ｄ〜１１０ｆの間に実装されていてもよい。図２０に示すように、高電位側駆動回路１２０ａ〜１２０ｄ、１３０ａ〜１３０ｃと、低電位側駆動回路１２０ｅ〜１２０ｈ、１３０ｄ〜１３０ｆが、列状に実装された高電位側のＩＧＢＴ１００ｃ、１０１ａ〜１０１ｃ、１１０ａ〜１１０ｃと低電位側のＩＧＢＴ１００ｄ、１０１ｄ〜１０１ｆ、１１０ｄ〜１１０ｆの間に実装されるようにしてもよい。この場合、前後方向に隣接する高電位側駆動回路と低電位側駆動回路を、一体化して構成してもよい。
また、第１〜第６実施形態では、トランス１４０、１５０が、配線基板１０００の上面に実装されている例を挙げているが、トランス１４０、１５０は、挿入実装タイプでも表面実装タイプでもよい。表面実装タイプであれば、挿入実装タイプに比べ、トランスを容易に実装することができる。
さらに、第１〜第６実施形態では、電力変換回路が、直列接続された高電位側のＩＧＢＴと低電位側のＩＧＢＴとを３組及び４組並列接続して構成される例を挙げているが、これに限られるものではない。電力変換回路は、直列接続された高電位側のＩＧＢＴと低電位側のＩＧＢＴとを２組並列接続して構成されるものであってもよいし、５組以上並列接続して構成されるものであってもよい。直列接続してされた高電位側のＩＧＢＴと低電位側のＩＧＢＴとを複数組並列接続して構成されるものであればよい。
１〜６・・・モータジェネレータ制御装置（電力変換装置）、１０、１１・・・電力変換回路、１００・・・コンバータ回路、１００ａ・・・コンデンサ、１００ｂ・・・コイル、１００ｃ・・・ＩＧＢＴ（高電位側スイッチング素子）、１００ｄ・・・ＩＧＢＴ（低電位側スイッチング素子）、１００ｅ、１００ｆ・・・ダイオード、１００ｇ・・・コンデンサ、１０１、１１０・・・インバータ回路、１０１ａ〜１０１ｃ、１１０ａ〜１１０ｃ・・・ＩＧＢＴ（高電位側スイッチング素子）、１０１ｄ〜１０１ｆ、１１０ｄ〜１１０ｆ・・・ＩＧＢＴ（低電位側スイッチング素子）、１０１ｇ〜１０１ｌ、１１０ｇ〜１１０ｌ・・・ダイオード、１２、１３・・・駆動回路、１２０ａ〜１２０ｄ、１３０ａ〜１３０ｃ・・・高電位側駆動回路、１２０ｅ〜１２０ｈ、１３０ｄ〜１３０ｆ・・・低電位側駆動回路、１４、１５・・・電源回路、１４０、１５０・・・トランス、１４０ａ、１５０ａ・・・１次コイル、１４０ｂ〜１４０ｇ、１５０ｂ〜１５０ｆ・・・２次コイル、１４１ｂ〜１４１ｇ、１５１ｂ〜１５１ｇ・・・ダイオード、１４２ａ〜１４２ｇ、１５２ａ〜１５２ｇ・・・コンデンサ、１４３、１５３・・・出力安定化回路、１４４、１５４・・・ＭＯＳＦＥＴ、１６、１７・・・信号伝達回路、１６０ａ〜１６０ｄ、１７０ａ〜１７０ｃ・・・高電位側フォトカプラ（高電位側信号伝達素子）、１６０ｅ〜１６０ｈ、１７０ｄ〜１７０ｆ・・・低電位側フォトカプラ（低電位側信号伝達素子）、１８、１９・・・制御回路、１０００・・・配線基板、１０００ａ、１０００ｂ・・・配線パターン、ＭＧ１、ＭＧ２・・・モータジェネレータ、Ｓ１、Ｓ２・・・回転角センサ、Ｓ３、Ｓ４・・・電流センサ、Ｂ１・・・高電圧バッテリ、Ｂ２・・・低電圧バッテリ

Claims (15)

  1. 直列接続された高電位側スイッチング素子と低電位側スイッチング素子とを複数組並列接続して構成される電力変換回路と、
    前記高電位側スイッチング素子を駆動する高電位側駆動回路と、
    前記低電位側スイッチング素子を駆動する低電位側駆動回路と、
    前記高電位側スイッチング素子を駆動するための電圧を前記高電位側駆動回路に対して個別に供給するとともに、前記低電位側スイッチング素子を駆動するための電圧を前記低電位側駆動回路に対して共通に供給するトランスと、
    を備えた電力変換装置において、
    前記高電位側スイッチング素子は、配線基板に列状に実装され、
    前記低電位側スイッチング素子は、列状に実装された前記高電位側スイッチング素子に並列して、前記配線基板に列状に実装され、
    前記トランスは、前記配線基板であって、列状に実装された前記高電位側スイッチング素子の反低電位側スイッチング素子側に実装されていることを特徴とする電力変換装置。
  2. 前記高電位側駆動回路は、前記配線基板であって、列状に実装された前記高電位側スイッチング素子と前記トランスとの間に実装されていることを特徴とする請求項１に記載の電力変換装置。
  3. 前記高電位側駆動回路は、前記配線基板であって、列状に実装された前記高電位側スイッチング素子と前記低電位側スイッチング素子との間に実装されていることを特徴とする請求項１に記載の電力変換装置。
  4. 高電位側スイッチング素子を駆動するための電圧出力端子は、前記トランスの高電位側スイッチング素子側に形成されていることを特徴とする請求項２又は３に記載の電力変換装置。
  5. 前記低電位側駆動回路は、前記配線基板であって、列状に実装された前記低電位側スイッチング素子の反高電位側スイッチング素子側に実装されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の電力変換装置。
  6. 前記低電位側駆動回路は、前記配線基板であって、列状に実装された前記高電位側スイッチング素子と前記低電位側スイッチング素子の間に実装されていることを特徴とする
    請求項１〜４のいずれか１項に記載の電力変換装置。
  7. 前記トランスから前記低電位側駆動回路へ電圧を供給するための配線パターンは、列状に実装された前記高電位側スイッチング素子及び前記低電位側スイッチング素子の列方向に隣接し、列方向と交差する方向に延在するとともに、列状に実装された前記低電位側スイッチング素子の反高電位側スイッチング素子側を列方向に延在していることを特徴とする請求項５又は６に記載の電力変換装置。
  8. 前記トランスから前記低電位側駆動回路へ電圧を供給するための配線パターンは、列状に実装された前記高電位側スイッチング素子及び前記低電位側スイッチング素子の列方向に隣接し、列方向と交差する方向に延在するとともに、列状に実装された前記高電位側スイッチング素子と前記低電位側スイッチング素子の間を列方向に延在していることを特徴とする請求項５又は６に記載の電力変換装置。
  9. 前記配線基板であって、列状に実装された前記高電位側スイッチング素子及び前記低電位側スイッチング素子の列方向に隣接して実装され、前記高電位側駆動回路及び前記低電位側駆動回路に駆動信号を出力する制御回路を有し、
    前記トランスから前記低電位側駆動回路へ電圧を供給する配線パターンは、列状に実装された前記高電位側スイッチング素子及び前記低電位側スイッチング素子の反制御回路側を列方向と交差する方向に延在していることを特徴とする請求項７又は８のいずれか１項に記載の電力変換装置。
  10. 低電位側スイッチング素子を駆動するための電圧出力端子は、前記トランスの列方向の端部に形成されていることを特徴とする請求項７〜９のいずれか１項に記載の電力変換装置。
  11. 前記制御回路から前記高電位側駆動回路へ駆動信号を電気的に絶縁して伝達する高電位側信号伝達素子を有し、
    前記高電位側信号伝達素子は、前記トランスが実装される前記配線基板の一面と背向する他面であって、前記トランスと背向する部分に実装されていることを特徴とする請求項９に記載の電力変換装置。
  12. 前記制御回路から前記低電位側駆動回路へ駆動信号を電気的に絶縁して伝達する低電位側信号伝達素子を有し、
    前記低電位側信号伝達素子は、前記配線基板であって、列状に実装された前記低電位側スイッチング素子の反高電位側スイッチング素子側に実装されていることを特徴とする請求項９又は１１のいずれか１項に記載の電力変換装置。
  13. 前記高電位側スイッチング素子を駆動するための電圧を平滑するコンデンサが、前記配線基板であって、前記高電位側駆動回路と前記トランスとの間に実装されていることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１項に記載の電力変換装置。
  14. 前記トランスは、表面実装タイプであることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１項に記載の電力変換装置。
  15. 車両に搭載されることを特徴とする請求項１〜１４のいずれか１項に記載の電力変換装置。
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