JP5188653B2 - インバータ - Google Patents
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Description
図1(a)は、本発明に係るインバータの実施の形態1の実装状態を示す模式図、図1(b)は、図1(a)のインバータの概略構成を示す回路図である。図1(a)において、モータ3には、ステータ巻線Eおよびモータ筐体9が設けられ、ステータ巻線Eはモータ筐体9に収容されている。そして、モータ筐体9の表面には、モータ3を駆動するインバータ2およびノイズフィルタ8が配置され、インバータ2およびノイズフィルタ8がモータ筐体9と一体化されている。なお、ノイズフィルタ8は、インバータ2のスイッチング動作によって発生したコモンモード電流がモータ筐体9を介して三相電源1側に流出するのを低減することができる。
図2は、本発明に係るインバータの実施の形態2の1相分の概略構成を模式的に示す断面図である。図2において、ベース基板17上には絶縁層16が形成され、絶縁層16上には導体パターン14、15が形成されている。そして、ダイオードチップ12が導体パターン14を介して絶縁層16上に実装され、半導体チップ13が導体パターン15を介して絶縁層16上に実装されている。そして、ベース基板17は、接着層18を介してモータ筐体9に固定されることで、モータ筐体9と一体化されている。
図3は、本発明に係るインバータの実施の形態3の1相分の概略構成を模式的に示す断面図である。図3において、ベース基板17上には絶縁層16が形成され、絶縁層16上には導体パターン14、15が形成されている。そして、絶縁層16上には、整流部6、平滑部7およびインバータ部5が配置されている。ここで、整流部6にはダイオードチップ12が設けられ、インバータ部5には半導体チップ13が設けられている。そして、ダイオードチップ12が導体パターン14を介して絶縁層16上に実装され、半導体チップ13が導体パターン15を介して絶縁層16上に実装されている。そして、ベース基板17は、接着層18を介してモータ筐体9に固定されることで、モータ筐体9と一体化されている。
図4は、本発明に係るインバータの実施の形態4の1相分の概略構成を模式的に示す断面図である。図4において、このインバータには、図2のACフィルタ19の代わりにACフィルタ21が設けられている。ここで、ACフィルタ21にはコンデンサC8およびリアクトルL1が設けられている。そして、コンデンサC8の一方の端子はモータ筐体9に直接接続され、コンデンサC8の他方の端子は導体パターン14に接続されている。また、リアクトルL1の一方の端子は交流電源11に接続され、リアクトルL1の他方の端子はコンデンサC8の他方の端子に接続されている。
図5は、本発明に係るインバータの実施の形態5の1相分の概略構成を模式的に示す断面図である。図5において、このインバータには、図3のDCフィルタ20の代わりにDCフィルタ22が設けられている。ここで、DCフィルタ22にはコンデンサC9、C10およびリアクトルL2、L3が設けられている。そして、コンデンサC9の一方の端子はモータ筐体9に直接接続され、コンデンサC9の他方の端子は平滑コンデンサC1の一端に接続されている。コンデンサC10の一方の端子はモータ筐体9に直接接続され、コンデンサC10の他方の端子は平滑コンデンサC1の他端に接続されている。リアクトルL2の一方の端子は整流ダイオードD5のアノードに接続され、リアクトルL2の他方の端子はコンデンサC9の他方の端子に接続されている。リアクトルL3の一方の端子は整流ダイオードD6のカソードに接続され、リアクトルL3の他方の端子はコンデンサC10の他方の端子に接続されている。
図6は、本発明に係るインバータの実施の形態6の1相分の概略構成を模式的に示す断面図である。図6(a)において、モータ筐体9の表面には絶縁層16が形成され、絶縁層16上には導体パターン14、15が形成されている。そして、ダイオードチップ12が導体パターン14を介して絶縁層16上に実装され、半導体チップ13が導体パターン15を介して絶縁層16上に実装されることで、ベアチップの状態でモータ筐体9と一体化されている。また、導体パターン15とモータ筐体9ととの間には浮遊容量C10が形成されている。
図7は、本発明に係るインバータの実施の形態7の1相分の概略構成を模式的に示す断面図である。図7において、このインバータには、図6の構成に加え、ACフィルタ23が設けられている。ここで、ACフィルタ23にはコンデンサC11およびリアクトルL4が設けられている。そして、コンデンサC11の一方の端子はモータ筐体9に接続され、コンデンサC11の他方の端子は導体パターン14に接続されている。また、リアクトルL4の一方の端子は交流電源11に接続され、リアクトルL4の他方の端子はコンデンサC11の他方の端子に接続されている。なお、ACフィルタ23とモータ筐体9との接続にはケーブルを用いることができる。
図8は、本発明に係るインバータの実施の形態8の1相分の概略構成を模式的に示す断面図である。図8において、このインバータには、図6の構成に加え、DCフィルタ24が設けられている。ここで、DCフィルタ24にはコンデンサC12、C13およびリアクトルL5、L6が設けられている。そして、コンデンサC12の一方の端子はモータ筐体9に接続され、コンデンサC12の他方の端子は平滑コンデンサC1の一端に接続されている。コンデンサC13の一方の端子はモータ筐体9に接続され、コンデンサC13の他方の端子は平滑コンデンサC1の他端に接続されている。リアクトルL5の一方の端子は整流ダイオードD5のアノードに接続され、リアクトルL5の他方の端子はコンデンサC12の他方の端子に接続されている。リアクトルL6の一方の端子は整流ダイオードD6のカソードに接続され、リアクトルL6の他方の端子はコンデンサC13の他方の端子に接続されている。なお、DCフィルタ24とモータ筐体9との接続にはケーブルを用いることができる。
図9は、本発明に係るインバータの実施の形態9の1相分の概略構成を模式的に示す断面図である。図9において、このインバータには、図6の構成に加え、ACフィルタ21が設けられている。なお、ACフィルタ21をモータ筐体9の表面に配置し、モータ筐体9と一体化することができる。
2 インバータ
3 モータ
4 コンバータ部
5 インバータ部
6 整流部
7 平滑部
8 ノイズフィルタ
9 モータ筐体
D1〜D6 整流ダイオード
C1 平滑コンデンサ
M1〜M6 スイッチング素子
N1〜N6 還流ダイオード
E ステータ巻線
10 アース端子
11 交流電源
12 ダイオードチップ
13 半導体チップ
14、15、31、32、41、42 導体パターン
16 絶縁層
17 ベース基板
18 接着層
19、21、23 ACフィルタ
20、24 DCフィルタ
C2、C6〜C13 コンデンサ
C3〜C5、C10 浮遊容量
L1〜L6 リアクトル
33、34 突出電極
43、44 ボンディングワイヤ
35、45 封止樹脂
Claims (16)
- モータ筐体と一体化されたインバータであって、
前記モータ筐体と一体化され、前記インバータのスイッチング動作によって発生したコモンモード電流が前記モータ筐体を介して外部に流出するのを低減するノイズフィルタを備え、
前記モータ筐体は、接地電位に接続されており、
前記ノイズフィルタは、前記モータ筐体と前記インバータとの間の電流パスを形成するコンデンサを含み、
前記コンデンサの一端は、前記モータ筐体に電気的に接続されており、
前記コンデンサの他端は、前記ノイズフィルタにおける交流電源側入力端からインバータ部側出力端に至る経路上に電気的に接続されている
ことを特徴とするインバータ。 - 前記ノイズフィルタは、前記モータ筐体に伝わったコモンモード電流をインバータ側に戻すショートカット経路を形成する
ことを特徴とする請求項1に記載のインバータ。 - 前記ノイズフィルタは、前記インバータの交流電位側に接続されたACフィルタである
ことを特徴とする請求項1に記載のインバータ。 - 前記ノイズフィルタは、前記インバータの直流電位側に接続されたDCフィルタである
ことを特徴とする請求項1に記載のインバータ。 - 前記ノイズフィルタは、前記モータ筐体と一体化され、前記モータ筐体と前記インバータとの間の電流パスを形成するコンデンサを含む
ことを特徴とする請求項1に記載のインバータ。 - 前記ノイズフィルタは、前記モータ筐体と一体化され、前記コンデンサを介して前記インバータ側に戻されたコモンモード電流が電源側に流出するのを抑制するリアクトルを含む
ことを特徴とする請求項5に記載のインバータ。 - 前記インバータのスイッチング素子は、ワイドバンドギャップ半導体にて構成されている
ことを特徴とする請求項1に記載のインバータ。 - モータ筐体と一体化されたインバータであって、
前記モータ筐体の平坦な表面に形成された絶縁層と、
前記絶縁層上に形成された導体パターンと、
少なくともスイッチング素子が形成され、ベース基板を用いずに前記導体パターンを介してベアチップの状態で前記モータ筐体と一体化された半導体チップと、
前記スイッチング素子のスイッチング動作によって発生したコモンモード電流が前記モータ筐体を介して外部に流出するのを低減するノイズフィルタと、
を備え、
前記モータ筐体は、接地電位に接続されており、
前記ノイズフィルタは、前記モータ筐体と前記インバータとの間の電流パスを形成するコンデンサを含み、
前記コンデンサの一端は、前記モータ筐体に電気的に接続されており、
前記コンデンサの他端は、前記ノイズフィルタにおける交流電源側入力端からインバータ部側出力端に至る経路上に電気的に接続されている
ことを特徴とするインバータ。 - 前記ノイズフィルタは、一端が前記モータ筐体に電気的に接続されるように前記モータ筐体と一体化されている
ことを特徴とする請求項8に記載のインバータ。 - 前記ノイズフィルタは、前記モータ筐体に伝わったコモンモード電流をインバータ側に戻すショートカット経路を形成する
ことを特徴とする請求項8に記載のインバータ。 - 前記ノイズフィルタは、前記インバータの交流電位側に接続されたACフィルタである
ことを特徴とする請求項8に記載のインバータ。 - 前記ノイズフィルタは、前記インバータの直流電位側に接続されたDCフィルタである
ことを特徴とする請求項8に記載のインバータ。 - 前記ノイズフィルタは、前記モータ筐体と一体化され、前記モータ筐体と前記インバータとの間の電流パスを形成するコンデンサを含む
ことを特徴とする請求項8に記載のインバータ。 - 前記ノイズフィルタは、前記モータ筐体と一体化され、前記コンデンサを介して前記インバータ側に戻されたコモンモード電流が電源側に流出するのを抑制するリアクトルを含む
ことを特徴とする請求項13に記載のインバータ。 - 前記スイッチング素子は、ワイドバンドギャップ半導体にて構成されている
ことを特徴とする請求項8から14のいずれか1項に記載のインバータ。 - ノーマルモード電流の流出を阻止するノーマルモードノイズフィルタが搭載されている
ことを特徴とする請求項1から15のいずれか1項に記載のインバータ。
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