JP5024188B2

JP5024188B2 - Load driving device and cooling system for load driving device

Info

Publication number: JP5024188B2
Application number: JP2008145772A
Authority: JP
Inventors: 英男渡辺
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2008-06-03
Filing date: 2008-06-03
Publication date: 2012-09-12
Anticipated expiration: 2028-06-03
Also published as: JP2009295674A

Description

本発明は、電源とグランドとの間に負荷と共に直列に接続される駆動用トランジスタの導通状態を制御して、負荷を駆動制御する負荷駆動装置，及び負荷駆動装置の冷却システムに関する。 The present invention relates to a load driving device that controls driving of a load by controlling a conduction state of a driving transistor connected in series with a load between a power source and a ground, and a cooling system for the load driving device.

例えば電源とグランドとの間に、ＤＣモータ等の負荷と共にパワーＭＯＳＦＥＴを直列に接続し、ＦＥＴの導通状態を制御してモータを駆動する場合には、ＦＥＴに通電された電流は殆どが熱エネルギーとして消費されている。そして、ＦＥＴの発熱を抑制するため送風により強制冷却を行う場合もあるが、それでも冷却が不十分であれば、負荷の制御自体に制限をかける必要も生じる。 For example, when a power MOSFET is connected in series with a load such as a DC motor between the power source and the ground, and the motor is driven by controlling the conduction state of the FET, most of the current supplied to the FET is thermal energy. Is consumed as. In some cases, forced cooling is performed by blowing air to suppress the heat generation of the FET. However, if the cooling is still insufficient, it is necessary to limit the load control itself.

このように、駆動用トランジスタの冷却を行う技術として、特許文献１に開示されているものがある。特許文献１では、ペルチェ効果により冷却を行う冷却素子を用いており、制御装置が温度検出装置からの電圧信号に基づきパワートランジスタの温度を算出し、その温度に応じてバスバーに取り付けられた冷却素子に流す電流を制御することで、バスバーに接続されているパワートランジスタを冷却するようになっている。
特開２００６−２８７１１２号公報 As described above, there is a technique disclosed in Patent Document 1 as a technique for cooling the driving transistor. In patent document 1, the cooling element which cools by the Peltier effect is used, the control apparatus calculates the temperature of a power transistor based on the voltage signal from a temperature detection apparatus, and the cooling element attached to the bus bar according to the temperature The power transistor connected to the bus bar is cooled by controlling the current flowing through the capacitor.
JP 2006-287112 A

しかしながら、特許文献１の技術では、パワートランジスタを冷却するため制御装置が冷却素子に通電する電流を制御しており、冷却を行うために付加する構成が複雑になってしまうという問題がある。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、複雑な制御を行わずとも、駆動用トランジスタを冷却できる負荷駆動装置，及び負荷駆動装置の冷却システムを提供することにある。 However, the technique disclosed in Patent Document 1 has a problem that the control device controls the current supplied to the cooling element in order to cool the power transistor, and the configuration added for cooling becomes complicated.
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a load driving device capable of cooling a driving transistor and a cooling system for the load driving device without performing complicated control.

請求項１記載の負荷駆動装置によれば、駆動用トランジスタに並列接続され、且つ、吸熱面が駆動用トランジスタ側となるように配置されるサーモ・モジュールを備えるので、負荷に対して通電を行う場合はサーモ・モジュールにも電流が流れて駆動用トランジスタが冷却される。したがって、駆動用トランジスタを冷却するための制御が全く不要となり、冷却を行うために付加する構成を最小限にできる。 According to the load driving device according to claim 1, connected in parallel to the driving transistor, and, since comprise a thermo-module absorbing surface is Ru are arranged such that the driving transistor side, to energize the load In this case, a current also flows through the thermo module to cool the driving transistor. Therefore, the control for cooling the driving transistor is completely unnecessary, and the configuration added for cooling can be minimized.

請求項２記載の負荷駆動装置によれば、サーモ・モジュールを、駆動用トランジスタと放熱フィンと共に一体化して駆動素子ユニットを構成するので、駆動用トランジスタが発した熱を放熱フィンに伝達して冷却を効率的に行うことができる。 According to the load driving device of the second aspect, since the thermo module is integrated with the driving transistor and the radiating fin to constitute the driving element unit, the heat generated by the driving transistor is transmitted to the radiating fin and cooled. Can be performed efficiently.

請求項３記載の負荷駆動装置によれば、サーモ・モジュールの吸熱面が駆動用トランジスタに直接的又は間接的に接触するように、且つ放熱面が放熱フィン側となるように配置するので、駆動用トランジスタが発した熱をサーモ・モジュールが吸熱し、放出した熱を放熱フィンに伝達することで行う冷却を一層効率的に行うことができる。 According to the load driving device of claim 3, since the heat absorption surface of the thermo module is arranged so that it directly or indirectly contacts the driving transistor and the heat radiation surface is on the heat radiation fin side, The thermo module absorbs the heat generated by the transistor for use, and the released heat is transmitted to the heat radiating fins, so that the cooling can be performed more efficiently.

請求項４記載の負荷駆動装置によれば、サーモ・モジュールの放熱面を放熱フィンに直接的又は間接的に接触するように配置するので、サーモ・モジュールが放出した熱を、より確実に放熱フィンに伝えることができる。 According to the load driving device of the fourth aspect, since the heat radiating surface of the thermo module is arranged so as to be in direct or indirect contact with the heat radiating fin, the heat released from the thermo module can be more reliably radiated. Can tell.

請求項５記載の負荷駆動装置の冷却システムによれば、サーモ・モジュール及び駆動用トランジスタを、筒状をなす放熱フィンの内部に配置するので、駆動用トランジスタの冷却を一層効率的に行うことができる。 According to the cooling system for a load driving device according to claim 5, since the thermo module and the driving transistor are disposed inside the cylindrical radiating fin, the driving transistor can be cooled more efficiently. it can.

請求項６記載の負荷駆動装置の冷却システムによれば、請求項２乃至５の何れかに記載の負荷駆動装置を備えて、ファンを回転させるモータを負荷として、そのファンにより送風される経路中に駆動素子ユニットを配置する。したがって、負荷駆動装置がモータを駆動すれば、ファンの送風によって駆動素子ユニットを冷却できるので、駆動素子ユニットを冷却するための構成を別途設ける必要がなく、負荷駆動装置と冷却システムとを含む全体を小型に構成できる。 According to a cooling system for a load driving device according to a sixth aspect, the load driving device according to any one of the second to fifth aspects is provided, and a motor that rotates the fan is used as a load, and the air is blown by the fan. The drive element unit is disposed in Therefore, if the load driving device drives the motor, the drive element unit can be cooled by blowing air from the fan. Therefore, there is no need to separately provide a configuration for cooling the drive element unit, and the entire structure including the load driving device and the cooling system is provided. Can be made compact.

（第１実施例）
以下、本発明を車両（例えば自動車）に搭載されるエアコンディショナー（以下、エアコンと称す）に用いられる送風用のブロワモータやクーリングファンモータを負荷として駆動する装置に適用した場合の第１実施例について図１乃至図３を参照して説明する。図１において、バッテリ（電源）１の正側端子とグランドとの間には、ヒューズ２，リレースイッチ３（スイッチ回路），ＤＣモータ（送風ファンモータ，負荷）４，ＮチャネルパワーＭＯＳＦＥＴ（スイッチング素子，駆動用トランジスタ）５の直列回路が接続されている。モータ４は、図示しない送風ファンを回転させてエアコンの送風を行なう。 (First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment in a case where the present invention is applied to a blower motor for cooling or a cooling fan motor used as a load for an air conditioner (hereinafter referred to as an air conditioner) mounted on a vehicle (for example, an automobile) will be described. This will be described with reference to FIGS. In FIG. 1, a fuse 2, a relay switch 3 (switch circuit), a DC motor (fan fan motor, load) 4, an N-channel power MOSFET (switching element) are connected between the positive terminal of a battery (power source) 1 and the ground. , Driving transistor) 5 is connected. The motor 4 blows the air conditioner by rotating a blower fan (not shown).

そして、ＦＥＴ５には、サーモ・モジュール６が並列に接続されている。サーモ・モジュール６は、Ｐ型，Ｎ型半導体素子の組合せによって構成され、直流電流が通電されると、一方の面から吸収した熱を他方の面から放熱するように作用する（尚、通電方向が逆転すると、吸熱，放熱の方向も逆になる）。 A thermo module 6 is connected to the FET 5 in parallel. The thermo module 6 is constituted by a combination of P-type and N-type semiconductor elements, and acts to radiate heat absorbed from one surface from the other surface when a direct current is applied (note that the direction of energization) If the rotation is reversed, the direction of heat absorption and heat dissipation will also be reversed).

入力信号処理部７は、空調制御を行う図示しないエアコンＥＣＵ(Electronic Control Unit)によって出力される駆動制御信号ＳＩを処理する。エアコンＥＣＵは、駆動制御信号（モータ４に対する印加電圧指令）を例えば搬送波周波数が５ｋＨｚ程度であるＰＷＭ信号として出力する。そして、入力信号処理部７は、そのＰＷＭ（パルス幅変調）信号をフィルタなどによりＤ／Ｖ変換し、変換した電圧信号に基づき駆動指令信号を生成して駆動回路８に出力する。 The input signal processing unit 7 processes a drive control signal SI output by an air conditioner ECU (Electronic Control Unit) (not shown) that performs air conditioning control. The air conditioner ECU outputs a drive control signal (applied voltage command to the motor 4) as a PWM signal having a carrier frequency of about 5 kHz, for example. The input signal processing unit 7 performs D / V conversion on the PWM (pulse width modulation) signal using a filter or the like, generates a drive command signal based on the converted voltage signal, and outputs the drive command signal to the drive circuit 8.

駆動回路８は、与えられた駆動指令信号に応じてリレースイッチ３の開閉を制御し、モータ４を駆動する場合はリレースイッチ３を閉じてＦＥＴ５のゲートに駆動信号を出力する。すると、ＦＥＴ５は、そのゲート駆動信号のレベルに応じてモータ４に対する印加電圧を制御する（リニア駆動）。電圧モニタ９は、ＦＥＴ５のドレイン電圧ＶＭ（−）をモニタして駆動回路８にモニタ信号を出力している。そして、駆動回路８は、ドレイン電圧ＶＭ（−）を参照しながらモータ４に対する印加電圧が狙い値になるようにフィードバック制御する。以上が負荷駆動装置１０を構成している。 The drive circuit 8 controls the opening and closing of the relay switch 3 according to the given drive command signal. When the motor 4 is driven, the drive circuit 8 closes the relay switch 3 and outputs a drive signal to the gate of the FET 5. Then, the FET 5 controls the voltage applied to the motor 4 according to the level of the gate drive signal (linear drive). The voltage monitor 9 monitors the drain voltage VM (−) of the FET 5 and outputs a monitor signal to the drive circuit 8. Then, the drive circuit 8 performs feedback control so that the voltage applied to the motor 4 becomes a target value while referring to the drain voltage VM (−). The above constitutes the load driving device 10.

図２は駆動素子ユニットの構成を、一部を破断して示す側面図である。駆動素子ユニット１１は、ＦＥＴ５とサーモ・モジュール６とを放熱フィン１２に内蔵して一体化することで構成されている。ＦＥＴ５は、樹脂によりハーフモールドパッケージされており、サーモ・モジュール６は、吸熱面がＦＥＴ５のパッケージに対向するようにして、そのパッケージに高熱伝導接着剤（例えばシリコン系）１３により接着されている。そして、両者が一体化されたものが放熱フィン１２の内部に挿入され、ＦＥＴ５の非モールド部分と、サーモ・モジュール６の放熱面とが放熱フィン１２の内面に接するようにして、やはり高熱伝導接着剤１３により接着固定されている。 FIG. 2 is a side view showing the configuration of the drive element unit with a part thereof broken. The drive element unit 11 is configured by integrating the FET 5 and the thermo module 6 in a heat radiating fin 12 and integrating them. The FET 5 is half-molded with a resin, and the thermo module 6 is bonded to the package with a high thermal conductive adhesive (for example, silicon-based) 13 so that the endothermic surface faces the package of the FET 5. Then, the integrated body is inserted into the heat radiating fin 12, and the non-molded portion of the FET 5 and the heat radiating surface of the thermo module 6 are in contact with the inner surface of the heat radiating fin 12. The adhesive 13 is bonded and fixed.

更に、放熱フィン１２内部の隙間部分にも、高熱伝導接着剤１３が充填されている。図２中下方に対して、ＦＥＴ５のリード５Ｌが放熱フィン１２の外部に導出されており、モータ４やグランドとの電気的接続をとるためのコネクタ１４が基部となっている。結果的に、ＦＥＴ５及びサーモ・モジュール６は、放熱フィン１２の内部に密閉された状態となっている。 Further, the high heat conductive adhesive 13 is also filled in the gaps inside the heat radiating fins 12. 2, the lead 5L of the FET 5 is led out of the heat radiating fin 12, and a connector 14 for making an electrical connection with the motor 4 and the ground is a base. As a result, the FET 5 and the thermo module 6 are sealed inside the heat radiating fins 12.

次に、本実施例の作用について図３も参照して説明する。駆動回路８は、ＥＣＵより駆動指令信号が与えられていない場合はリレースイッチ３をオフにしており、駆動指令信号が与えられるとリレースイッチ３をオンしてＦＥＴ５のゲートに駆動信号を出力し、モータ４に対する印加電圧を制御する（ロウサイド駆動方式）。
この時、サーモ・モジュール６に対しても電流が流れて、サーモ・モジュール６はＦＥＴ５が発した熱を吸熱面より吸熱し、放熱面より放熱フィン１２を介して放熱させることでＦＥＴ５を冷却する。すなわち、モータ４の通電電流をＩＭ，ＦＥＴ５を介して流れる電流をＩ１，サーモ・モジュール６に流れる電流をＩ２とすると、（ＩＭ＝Ｉ１＋Ｉ２）の関係にある。 Next, the operation of the present embodiment will be described with reference to FIG. The drive circuit 8 turns off the relay switch 3 when no drive command signal is given from the ECU. When the drive command signal is given, the drive circuit 8 turns on the relay switch 3 and outputs a drive signal to the gate of the FET 5. The voltage applied to the motor 4 is controlled (low-side drive method).
At this time, a current also flows to the thermo module 6, and the thermo module 6 absorbs the heat generated by the FET 5 from the heat absorption surface and dissipates the heat from the heat dissipation surface via the heat radiation fins 12 to cool the FET 5. . That is, when the current flowing through the motor 4 is IM, the current flowing through the FET 5 is I1, and the current flowing through the thermo module 6 is I2, (IM = I1 + I2).

図３は、ＦＥＴ５に、サーモ・モジュール６を並列に接続した場合と接続しない場合とについて、負荷：モータ４への印加電圧の変化に対する消費電力の変化をシミュレーションした結果の一例を示す。但し、サーモ・モジュール６については、抵抗値２Ωの抵抗素子とみなしており、図３の結果は、上記抵抗素子に電流が分流することによる消費電力の変化である。また、電源電圧は１３．５Ｖ，負荷は１２Ｖにおいて２６０Ｗである。この図３から明らかなように、サーモ・モジュール６を接続した場合は、印加電圧が低くなるほど消費電力が低下している。 FIG. 3 shows an example of a result of simulating a change in power consumption with respect to a change in load: applied voltage to the motor 4 when the thermo module 6 is connected to the FET 5 in parallel and when it is not connected. However, the thermo-module 6 is regarded as a resistance element having a resistance value of 2Ω, and the result of FIG. 3 is a change in power consumption due to a current flowing through the resistance element. The power supply voltage is 13.5V and the load is 260W at 12V. As is apparent from FIG. 3, when the thermo module 6 is connected, the power consumption decreases as the applied voltage decreases.

以上のように本実施例によれば、ＦＥＴ５に並列接続されるサーモ・モジュール６を備えるので、モータ４に対して通電を行う場合はサーモ・モジュール６にも電流が流れてＦＥＴ５が冷却される。したがって、ＦＥＴ５を冷却するための制御が全く不要となり、冷却を行うために付加する構成を最小限にできる。
そして、サーモ・モジュール６を、ＦＥＴ５と共に筒状をなす放熱フィン１２の内部に配置して駆動素子ユニット１１を構成し、サーモ・モジュール６の吸熱面がＦＥＴ５に高熱伝導接着剤１３を介して間接的に接触するように、且つ放熱面が放熱フィン１２側となるように配置するので、ＦＥＴ５が発した熱をサーモ・モジュール６が一旦吸熱し、放出した熱を放熱フィン１２に伝達して冷却を一層効率的に行うことができる。また、ＦＥＴ５の防水性も確保できる。更に、サーモ・モジュール６の放熱面を、放熱フィン１２の内面に高熱伝導接着剤１３を介して間接的に接触するように配置するので、サーモ・モジュール６が放出した熱をより確実に放熱フィン１２に伝えることができる。 As described above, according to the present embodiment, since the thermo module 6 connected in parallel to the FET 5 is provided, when the motor 4 is energized, a current also flows through the thermo module 6 to cool the FET 5. . Therefore, the control for cooling the FET 5 is completely unnecessary, and the configuration added to perform the cooling can be minimized.
Then, the thermo module 6 is arranged inside the heat dissipating fin 12 that forms a tube shape with the FET 5 to constitute the drive element unit 11, and the heat absorption surface of the thermo module 6 is indirectly connected to the FET 5 through the high heat conductive adhesive 13. The heat radiation surface is on the side of the radiation fin 12, so that the heat generated by the FET 5 is once absorbed by the thermo module 6, and the released heat is transmitted to the radiation fin 12 for cooling. Can be performed more efficiently. Further, the waterproofness of the FET 5 can be secured. Further, since the heat radiation surface of the thermo module 6 is disposed so as to indirectly contact the inner surface of the heat radiation fin 12 via the high thermal conductive adhesive 13, the heat released by the thermo module 6 can be more reliably radiated. 12 can tell.

（第２実施例）
図４は本発明の第２実施例を示すものであり、第１実施例と同一部分には同一符号を付して説明を省略し、以下異なる部分について説明する。第２実施例の負荷駆動装置２１は、第１実施例の構成をハイサイド駆動方式に変更したものであり、リレースイッチ３とグランドとの間には、ＦＥＴ５とサーモ・モジュール６との並列回路，モータ４が順次接続されている。また、電圧モニタ９は、ＦＥＴ５のソース電位を検出するようになっている。以上のように構成される第２実施例による場合も第１実施例と同様の効果が得られる。 (Second embodiment)
FIG. 4 shows a second embodiment of the present invention. The same parts as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals and the description thereof is omitted. Hereinafter, different parts will be described. The load driving device 21 of the second embodiment is obtained by changing the configuration of the first embodiment to a high-side driving system, and a parallel circuit of an FET 5 and a thermo module 6 between the relay switch 3 and the ground. , Motors 4 are sequentially connected. The voltage monitor 9 detects the source potential of the FET 5. In the case of the second embodiment configured as described above, the same effect as that of the first embodiment can be obtained.

（第３実施例）
図５は本発明の第３実施例を示すものであり、第１実施例と異なる部分について説明する。第３実施例の負荷駆動装置２２は、第１実施例の構成に、電流検出抵抗２３，電流モニタ２４及び保護機能部２５を追加したものである。電流検出抵抗２３は、ＦＥＴ５とサーモ・モジュール６との並列回路グランドとの間に接続されており、その電流検出抵抗２３の両端には、電流モニタ２４の入力端子が接続されている。 (Third embodiment)
FIG. 5 shows a third embodiment of the present invention, and different parts from the first embodiment will be described. The load driving device 22 of the third embodiment is obtained by adding a current detection resistor 23, a current monitor 24, and a protection function unit 25 to the configuration of the first embodiment. The current detection resistor 23 is connected between the FET 5 and the parallel circuit ground of the thermo module 6, and the input terminals of the current monitor 24 are connected to both ends of the current detection resistor 23.

電流モニタ２４は、電流検出抵抗２３の端子電圧に基づいて当該抵抗２３に流れる電流を検出するものであり、その検出信号は保護機能部２５に出力されている。保護機能部２５は、与えられた検出信号に基づいてＦＥＴ５の保護動作を行なう。例えば、モータ４がロック状態になった場合に、検出される電流値がしきい値を超える過電流が流れると、保護機能部２５は、ＦＥＴ５による印加電圧を低下させるように駆動回路８Ａに指令を与えて通電電流量を制限する。
以上のように構成される第３実施例による場合も、第１実施例と同様の効果が得られる。 The current monitor 24 detects the current flowing through the resistor 23 based on the terminal voltage of the current detection resistor 23, and the detection signal is output to the protection function unit 25. The protection function unit 25 performs the protection operation of the FET 5 based on the given detection signal. For example, when the motor 4 is in a locked state, if an overcurrent whose detected current value exceeds a threshold value flows, the protection function unit 25 instructs the drive circuit 8A to reduce the voltage applied by the FET 5. To limit the amount of energization current.
In the case of the third embodiment configured as described above, the same effect as that of the first embodiment can be obtained.

（第４実施例）
図６は本発明の第４実施例を示すものである。第４実施例の負荷駆動装置３１は、モータ４をＨブリッジ回路３２により駆動する構成であり、図６は、Ｈブリッジ回路３２部分のみ示している。Ｈブリッジ回路３２は、４つのＦＥＴ５ａ〜５ｄで構成されており、モータ４は、ＦＥＴ５ａ，５ｂの共通接続点（ソース，ドレイン）と、ＦＥＴ５ｃ，５ｄの共通接続点との間に接続されている。そして、各ＦＥＴ５ａ〜５ｄに対して、４つのサーモ・モジュール６ａ〜６ｄがそれぞれ並列に接続されている。また、電源＋ＢとＦＥＴ５ａ，５ｃのドレインとの間には、リレースイッチ３ａ，３ｂがそれぞれ挿入されている。 (Fourth embodiment)
FIG. 6 shows a fourth embodiment of the present invention. The load driving device 31 of the fourth embodiment is configured to drive the motor 4 by the H bridge circuit 32, and FIG. 6 shows only the H bridge circuit 32 portion. The H bridge circuit 32 includes four FETs 5a to 5d, and the motor 4 is connected between a common connection point (source and drain) of the FETs 5a and 5b and a common connection point of the FETs 5c and 5d. . Then, four thermo modules 6a to 6d are connected in parallel to the respective FETs 5a to 5d. Relay switches 3a and 3b are inserted between the power source + B and the drains of the FETs 5a and 5c, respectively.

次に、第４実施例の作用について説明する。モータ４を駆動しない場合、リレースイッチ３ａ，３ｂは何れもオフされている。そして、モータ４を正転させる場合には、リレースイッチ３ａをオンすると共にＦＥＴ５ａ，５ｄをオンさせる。すると、サーモ・モジュール６ａ，６ｄにも同時に通電が行われて、ＦＥＴ５ａ，５ｄを冷却する。一方、モータ４を逆転させる場合には、リレースイッチ３ｂをオンすると共にＦＥＴ５ｃ，５ｂをオンさせる。すると、サーモ・モジュール６ｃ，６ｂにも同時に通電が行われて、ＦＥＴ５ｃ，５ｂを冷却する。
以上のように第４実施例によれば、本発明を、Ｈブリッジ回路３２を備える負荷駆動装置３１に適用した場合に、Ｈブリッジ回路３２を構成する各ＦＥＴ５ａ〜５ｄを、サーモ・モジュール６ａ〜６ｄにより冷却することができる。 Next, the operation of the fourth embodiment will be described. When the motor 4 is not driven, both the relay switches 3a and 3b are turned off. When the motor 4 is rotated forward, the relay switch 3a is turned on and the FETs 5a and 5d are turned on. Then, the thermo modules 6a and 6d are simultaneously energized to cool the FETs 5a and 5d. On the other hand, to reverse the motor 4, the relay switch 3b is turned on and the FETs 5c and 5b are turned on. Then, the thermo modules 6c and 6b are energized simultaneously to cool the FETs 5c and 5b.
As described above, according to the fourth embodiment, when the present invention is applied to the load driving device 31 including the H bridge circuit 32, the FETs 5a to 5d constituting the H bridge circuit 32 are connected to the thermo modules 6a to 6b. It can be cooled by 6d.

（第５実施例）
図７は本発明の第５実施例を示すものである。図７は図６と同様に負荷駆動装置３３の一部を示すもので、負荷を、モータ４に替えて抵抗体からなるヒータ３４としたものである。斯様に構成される第５実施例による場合も、第１実施例と同様の効果が得られる。 (5th Example)
FIG. 7 shows a fifth embodiment of the present invention. FIG. 7 shows a part of the load driving device 33 as in FIG. 6, and the load is replaced by the motor 4 and a heater 34 made of a resistor. In the case of the fifth embodiment configured as described above, the same effect as that of the first embodiment can be obtained.

（第６実施例）
図８は本発明の第６実施例を示すものである。第６実施例は、例えば第１実施例の負荷駆動装置１０における駆動素子ユニット１１を送風冷却するシステムの具体例を示すものである。図７に示すファン４１はモータ４により回転されるものであり、送風用のダクト４２（送風経路）の内部に駆動素子ユニット１１の放熱フィン１２部分が位置するように配置されている。以上が、冷却システム４３を構成している。 (Sixth embodiment)
FIG. 8 shows a sixth embodiment of the present invention. 6th Example shows the specific example of the system which blows and cools the drive element unit 11 in the load drive device 10 of 1st Example, for example. The fan 41 shown in FIG. 7 is rotated by the motor 4 and is disposed so that the heat dissipating fin 12 portion of the drive element unit 11 is located inside the air duct 42 (air blowing path). The above constitutes the cooling system 43.

すなわち、駆動回路８がモータ４を制御してファン４１を回転させて送風を行うと、その送風により駆動素子ユニット１１を強制冷却するようになっている。したがって、サーモ・モジュール６が吸収したＦＥＴ５の発熱を放熱フィン１２に伝えて放熱すると、放熱フィン１２がファン４１の送風により冷却されて熱が放散されるので、ＦＥＴ５をより効率的に冷却することができる。 That is, when the drive circuit 8 controls the motor 4 to rotate the fan 41 to blow air, the drive element unit 11 is forcibly cooled by the air blow. Therefore, if the heat generated by the FET 5 absorbed by the thermo module 6 is transmitted to the heat dissipating fins 12 to dissipate heat, the heat dissipating fins 12 are cooled by the air blown by the fan 41 and the heat is dissipated, so that the FET 5 is cooled more efficiently. Can do.

以上のように第６実施例によれば、ファン４１を回転させるモータ４を負荷として、そのファン４１により送風される経路中に駆動素子ユニット１１を配置するので、負荷駆動装置１０がモータ４を駆動すれば、ファン４１の送風によって駆動素子ユニットを冷却でき、駆動素子ユニット１１を冷却するための構成を別途設ける必要がなく、負荷駆動装置１０と冷却システム４３とを含む全体を小型に構成できる。 As described above, according to the sixth embodiment, the motor 4 that rotates the fan 41 is used as a load, and the drive element unit 11 is disposed in the path that is blown by the fan 41. If driven, the drive element unit can be cooled by blowing air from the fan 41, and it is not necessary to separately provide a configuration for cooling the drive element unit 11, and the entire configuration including the load driving device 10 and the cooling system 43 can be made compact. .

（第７実施例）
図９は、本発明の第７実施例を示す図２相当図である。第７実施例の駆動素子ユニット５１は、筒状をなす放熱フィン１２に替えて、２つの板状の放熱フィン５２，５３を用いて構成されている。すなわち、放熱フィン５２は、ＦＥＴ５の非モールド側に配置・固定されており、放熱フィン５３は、サーモ・モジュール６の放熱面側に配置・固定されている。そして、放熱フィン５２，５３の図中上端側には、例えば樹脂で構成されるケース５４が配置されている。尚、このケース５４は、ＦＥＴ５及びサーモ・モジュール６の側面部（図中の手前側，奥行側）を覆うように形成されていても良い。
以上のように構成される第７実施例による場合も、ＦＥＴ５が発した熱を直接放熱フィン５２に伝達すると共に、サーモ・モジュール６を介して放熱フィン５３にも伝達して放熱冷却を良好に行うことができる。 (Seventh embodiment)
FIG. 9 is a view corresponding to FIG. 2 showing a seventh embodiment of the present invention. The drive element unit 51 of the seventh embodiment is configured by using two plate-shaped heat radiation fins 52 and 53 instead of the tubular heat radiation fin 12. That is, the radiating fins 52 are arranged and fixed on the non-mold side of the FET 5, and the radiating fins 53 are arranged and fixed on the radiating surface side of the thermo module 6. A case 54 made of, for example, resin is disposed on the upper end side of the radiating fins 52 and 53 in the drawing. The case 54 may be formed so as to cover the side surfaces (the front side and the depth side in the figure) of the FET 5 and the thermo module 6.
Also in the case of the seventh embodiment configured as described above, the heat generated by the FET 5 is directly transmitted to the radiation fins 52 and also to the radiation fins 53 through the thermo module 6 to improve the radiation cooling. It can be carried out.

本発明は上記し且つ図面に記載した実施例にのみ限定されるものではなく、以下のような変形または拡張が可能である。
高熱伝導接着剤１３を使用せずとも、グリス等を使用してＦＥＴ５とサーモ・モジュール６とをねじ止めやばね止めで固定しても良い。また、サーモ・モジュール６の吸熱面とＦＥＴ５，放熱面と放熱フィン１２の内面とが直接的に接するように配置しても良い。第７実施例の駆動素子ユニット５１についても同様である。
必ずしも駆動素子ユニット１１，５１を構成して冷却を行う必要はない。
第７実施例の駆動素子ユニット５１を用いて、第６実施例のような冷却システムを構成しても良い。 The present invention is not limited to the embodiments described above and shown in the drawings, and the following modifications or expansions are possible.
Even if the high heat conductive adhesive 13 is not used, the FET 5 and the thermo module 6 may be fixed with screws or springs using grease or the like. Further, the heat absorption surface of the thermo module 6, the FET 5, the heat radiation surface, and the inner surface of the heat radiation fin 12 may be arranged in direct contact with each other. The same applies to the drive element unit 51 of the seventh embodiment.
The drive element units 11 and 51 are not necessarily configured to be cooled.
A cooling system as in the sixth embodiment may be configured by using the drive element unit 51 of the seventh embodiment.

駆動用トランジスタは、ハーフモールドパッケージされているものに限らず、フルモールドパッケージされているものでも良い。
ハイサイドの駆動用トランジスタは、ＰチャネルＭＯＳＦＥＴを用いても良い。また、駆動用トランジスタは、バイポーラトランジスタやＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）でも良い。
負荷は、車両に搭載されるモータ等に限ることはない。 The driving transistor is not limited to a half mold package, and may be a full mold package.
The high-side driving transistor may be a P-channel MOSFET. The driving transistor may be a bipolar transistor or IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor).
The load is not limited to a motor or the like mounted on the vehicle.

本発明の第１実施例であり、モータ駆動装置の構成を示す機能ブロック図1 is a functional block diagram showing a configuration of a motor drive device according to a first embodiment of the present invention. 駆動素子ユニットの構成を、一部を破断して示す側面図Side view showing the configuration of the drive element unit with a part broken away サーモ・モジュールの有無に応じた、モータへの印加電圧変化に対する消費電力変化をシミュレーションした結果の一例を示す図The figure which shows an example of the result of having simulated the power consumption change with respect to the applied voltage change to a motor according to the presence or absence of a thermo module 本発明の第２実施例を示す図１相当図FIG. 1 equivalent view showing a second embodiment of the present invention. 本発明の第３実施例を示す図１相当図FIG. 1 equivalent view showing a third embodiment of the present invention. 本発明の第４実施例を示す図１の一部相当図FIG. 1 is a partial equivalent diagram of FIG. 1 showing a fourth embodiment of the present invention. 本発明の第５実施例を示す図１の一部相当図FIG. 1 is a partial equivalent diagram of FIG. 1 showing a fifth embodiment of the present invention. 本発明の第６実施例であり、冷却システムの構成を示す図The figure which is a 6th Example of this invention and shows the structure of a cooling system. 本発明の第７実施例を示す図２相当図FIG. 2 equivalent view showing a seventh embodiment of the present invention

Explanation of symbols

図面中、１はバッテリ（電源）、４はＤＣモータ（負荷）、５はＮチャネルパワーＭＯＳＦＥＴ（駆動用トランジスタ）、６はサーモ・モジュール、１０は負荷駆動装置、１１は駆動素子ユニット、１２は放熱フィン、２１，２２，３１，３３は負荷駆動装置、３４はヒータ（負荷）、４１はファン、４２はダクト（送風経路）、４３は冷却システム、５１は駆動素子ユニット、５２，５３は放熱フィンを示す。 In the drawings, 1 is a battery (power source), 4 is a DC motor (load), 5 is an N-channel power MOSFET (driving transistor), 6 is a thermo module, 10 is a load driving device, 11 is a driving element unit, and 12 is Radiation fins 21, 22, 31, and 33 are load driving devices, 34 is a heater (load), 41 is a fan, 42 is a duct (air flow path), 43 is a cooling system, 51 is a drive element unit, and 52 and 53 are heat dissipation. Showing fins.

Claims

In a load driving device that includes a driving transistor connected in series with a load between a power source and a ground, and controls the conduction state of the driving transistor, thereby driving and controlling the load.
Wherein connected in parallel to the driving transistor, and a load driving apparatus characterized by having a thermo-module absorbing surface is Ru are arranged so that the driving transistor side.

2. The load driving device according to claim 1, wherein the thermo module is integrated with the driving transistor and a heat radiation fin to constitute a driving element unit.

3. The thermo module is arranged such that a heat absorption surface is in direct or indirect contact with the driving transistor and a heat radiation surface is on the heat radiation fin side. Load drive device.

The load driving device according to claim 3, wherein the thermo module is disposed such that a heat radiation surface directly or indirectly contacts the heat radiation fin.

The radiating fin has a cylindrical shape in which a portion other than the wiring is led is closed,
5. The load driving device according to claim 2, wherein the thermo module and the driving transistor are arranged inside the heat radiation fin. 6.

A load driving device according to any one of claims 2 to 5,
The load is a motor that rotates a fan.
A cooling system for a load driving device, wherein the driving element unit is arranged in a path blown by the fan.