JP5408115B2 - 電力変換装置 - Google Patents

Description

本発明は、スイッチング素子と、スイッチング素子と交互にスイッチング素子を挟持するように配設される冷却器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、スイッチング素子と交互に、スイッチング素子を挟持するように配設される冷却器とを備えた電力変換装置として、例えば特許文献１に開示されている電力変換装置がある。

この電力変換装置は、電力用半導体モジュールと、冷却チューブと、制御基板とを備えている。電力用半導体モジュールは、制御基板に列状に配置されている。また、列状に配置された電力用半導体モジュールと列方向と直交する方向に並んで制御基板に配置されている。冷却チューブは、電力用半導体モジュールと列方向に交互に、電力用半導体モジュールを挟持するように配設され、ヘッダ管で連結されている。

特許第３９０３９９４号公報

大きな電流容量を確保するため、電力用半導体モジュールを並列接続して用いる電力変換装置がある。

図１１に示すように、この電力変換装置は、Ｕ相回路１０、Ｖ相回路１１及びＷ相回路１２を並列接続して構成される電力変換回路を備えている。Ｕ相回路１０は、並列接続された２つの高電位側電力用半導体モジュール１００、１０１と、並列接続された２つの低電位側電力用半導体モジュール１０２、１０３とを直列接続して構成されている。Ｖ相回路１１は、並列接続された２つの高電位側電力用半導体モジュール１１０、１１１と、並列接続された２つの低電位側電力用半導体モジュール１１２、１１３とを直列接続して構成されている。Ｗ相回路１２は、並列接続された２つの高電位側電力用半導体モジュール１２０、１２１と、並列接続された２つの低電位側電力用半導体モジュール１２２、１２３とを直列接続して構成されている。

図１２に示すように、高電位側電力用半導体モジュール１００、１０１、１１０、１１１、１２０、１２１は、Ｕ相回路１０、Ｖ相回路１１、Ｗ相回路１２の順に制御基板に左右方向に列状に配置されている。低電位側電力用半導体モジュール１０２、１０３、１１２、１１３、１２２、１２３は、高電位側電力用半導体モジュール１００、１０１、１１０、１１１、１２０、１２１に並行して、Ｕ相回路１０、Ｖ相回路１１、Ｗ相回路１２の順に制御基板に左右方向に列状に配置されている。また、高電位側電力用半導体モジュール１００、１０１、１１０、１１１、１２０、１２１と前後方向に並んで配置されている。冷却チューブ１３０は、前後方向に並ぶ高電位側電力用半導体モジュール及び低電位側電力用半導体モジュールと左右方向に交互に、前後方向に並ぶ高電位側電力用半導体モジュール及び低電位側電力用半導体モジュールを挟持するように配設され、ヘッダ管１３１で連結されている。

ところで、大きな電流容量を必要としない場合、電力用半導体モジュールを並列接続する必要はない。この場合、前述した電力変換装置において並列接続した電力用半導体モジュールの一方を取り除くことによって構成することができる。これにより、制御基板等を共用でき、コストを抑えることができる。

しかし、図１３及び図１４に示すように、高電位側電力用半導体モジュール及び低電位側電力用半導体モジュールは、Ｕ相回路１０’、Ｖ相回路１１’、Ｗ相回路１２’が隣合って配置されない。そのため、Ｖ相回路１１’とＷ相回路１２’の間に、ダミーの電力用半導体モジュール１４０や、冷却チューブ１３０を余分に配置しなければならない。従って、電力変換装置が大型化してしまうとともに、コストアップしてしまう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、並列接続されたｎ個のスイッチング素子からなるスイッチング回路と、スイッチング素子と交互にスイッチング素子を挟持するように配設される冷却器とを備えた電力変換装置において、スイッチング素子を（ｎ−１）個にした場合にも、従来のようにダミーのスイッチング素子や冷却器を余分に配置することなく、構成す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、本発明者らは、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、スイッチング回路を構成するスイッチング素子の配置を工夫することで、並列接続されたｎ個のスイッチング素子からなるスイッチング回路と、スイッチング素子と交互にスイッチング素子を挟持するように配設される冷却器とを備えた電力変換装置において、スイッチング素子を（ｎ−１）個にした場合にも、従来のようにダミーのスイッチング素子や冷却器を余分に配置することなく、電力変換装置を構成できることを見出し、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、並列接続されたｎ（≧２）個の高電位側スイッチング素子と、並列接続されたｎ個の低電位側スイッチング素子とを直列接続して構成されるスイッチング回路を、少なくとも３つ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が列状に配置されるとともに、高電位側スイッチング素子に並行して低電位側スイッチング素子が列状に配置されるように構成された配線基板と、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と列方向に交互に、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を挟持するように配設される冷却器と、を備えた電力変換装置において、配線基板は、少なくとも３つのスイッチング回路のうち、第１スイッチング回路の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が、それぞれｎ個並んで配置され、第２スイッチング回路の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が、それぞれｎ個並んで配置され、第１スイッチング回路及び第２スイッチング回路以外のスイッチング回路の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が、第１スイッチング回路と第２スイッチング回路の間にそれぞれ（ｎ−１）個並んで配置されるとともに、残り１個が第１スイッチング回路又は第２スイッチング回路を挟んで反対側にそれぞれ配置されるように構成されていることを特徴とする。

この構成によれば、それぞれのスイッチング回路を構成する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が、（ｎ−１）個ずつ列方向に隣合って配置されることになる。そのため、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を（ｎ−１）個にした場合にも、従来のようにダミーのスイッチング素子や冷却器を余分に配置することなく電力変換装置を構成することができる。従って、電力変換装置を小型化するとともに、コストダウンすることができる。

請求項２に記載の電力変換装置は、高電位側スイッチング素子及び低電位側スイッチング素子は、列方向と直交する方向に並んで配置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と低電位側スイッチング素子を効率よく配線することができる。また、冷却器を効率よく配設することができる。

請求項３に記載の電力変換装置は、配線基板の配線パターンを介して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にそれぞれ接続され、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を制御する制御回路を有し、第１スイッチング回路及び第２スイッチング回路以外のスイッチング回路をなす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と制御回路とを接続する配線基板の配線パターンは、第１スイッチング回路及び第２スイッチング回路をなす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と制御回路とを接続する配線基板の配線パターンとは異なる面又は内層に形成されていることを特徴とする。

この構成によれば、第１スイッチング回路及び第２スイッチング回路の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は、それぞれｎ個が並んで配置される。一方、第１スイッチング回路及び第２スイッチング回路以外のスイッチング回路の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は、それぞれ（ｎ−１）個が第１スイッチング回路と第２スイッチング回路の間に並んで配置されるとともに、残り１個が第１スイッチング回路又は第２スイッチング回路を挟んで反対側に離れて配置される。そのため、スイッチング素子と制御回路を接続する配線パターンを同一の面又は内層に形成しようとすると、第１スイッチング回路及び第２スイッチング回路以外のスイッチング回路のスイッチング素子と制御回路を接続する配線パターンを、第１スイッチング回路及び第２スイッチング回路のスイッチング素子と制御回路を接続する配線パターンと、絶縁距離を確保しつつ、干渉しないように設定しなければならない。しかし、第１スイッチング回路及び第２スイッチング回路以外のスイッチング回路のスイッチング素子と制御回路を接続する配線パターンは、第１スイッチング回路及び第２スイッチング回路のスイッチング素子と制御回路を接続する配線パターンとは異なる面又は内層に形成されている。そのため、絶縁距離を確保しつつ、スイッチング回路のスイッチング素子と制御回路を効率よく配線することができる。従って、配線基板の小型化することができる。

請求項４に記載の電力変換装置は、制御回路は、抵抗を介して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にそれぞれ接続され、抵抗は、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から制御回路までの配線抵抗が等しくなるように抵抗値が設定されていることを特徴とする。

この構成によれば、第１スイッチング回路及び第２スイッチング回路の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は、ｎ個が並んで配置される。一方、第１スイッチング回路及び第２スイッチング回路以外のスイッチング回路の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は、（ｎ−１）個が第１スイッチング回路と第２スイッチング回路の間に並んで、残り１個が第１スイッチング回路又は第２スイッチング回路を挟んで反対側に離れて配置される。そのため、スイッチング素子から制御回路までの配線抵抗がスイッチング回路によって異なる。しかし、制御回路は、抵抗を介して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に接続されている。しかも、抵抗は、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から制御回路までの配線抵抗が等しくなるように抵抗値が設定されている。そのため、スイッチング素子の動作に対する配線抵抗の違いによる影響を抑えることができる。

請求項５に記載の電力変換装置は、制御回路は、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に隣接して配置され、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誤動作を防止する誤動作防止回路を有す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及び低電位側スイッチング素子の誤動作を確実に防止することができる。

請求項６に記載の電力変換装置は、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は、バスバーを介してそれぞれ並列接続され、バスバーは、配線抵抗が等しくなるように形状が設定されていることを特徴とする。この構成によれば、第１スイッチング回路及び第２スイッチング回路の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は、ｎ個が並んで配置される。一方、第１スイッチング回路及び第２スイッチング回路以外のスイッチング回路の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は、（ｎ−１）個が第１スイッチング回路と第２スイッチング回路の間に並んで、残り１個が第１スイッチング回路又は第２スイッチング回路を挟んで反対側に離れて配置される。そのため、スイッチング素子を並列接続するバスバーの配線抵抗がスイッチング回路によって異なる。しかし、バスバーは、配線抵抗が等しくなるように形状が設定されている。そのため、スイッチング素子の動作に対する配線抵抗の違いによる影響を抑えることができる。

請求項７に記載の電力変換装置は、制御回路は、列状に配置された高電位側スイッチング素子のうち、列方向の中央部に配置された高電位側スイッチング素子、及び、列状に配置された低電位側スイッチング素子のうち、列方向の中央部に配置された低電位側スイッチング素子の少なくともいずれかの温度に基づいて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を制御することを特徴とする。この構成によれば、列方向の中央部に配置されたスイッチング素子は、最も放熱性が悪い。そのため、動作時において、最も温度が高くなる。従って、列方向の中央部に配置されたスイッチング素子の温度に基づいて制御することで、スイッチング素子を過熱から保護することができる。

なお、第１及び第２スイッチング回路は、スイッチング回路を区別するために便宜的に導入したものである。

本実施形態におけるモータ制御装置の回路図である。 図１における制御回路の回路図である。 高電位側ＩＧＢＴの正面図である。 配線基板に実装され、冷却装置が取付けられた状態の図１におけるインバータ回路の上面図である。 図４におけるＡ−Ａ矢視図である。 配線基板に実装され、冷却装置が取付けられた状態の図１におけるインバータ回路の前面図である。 配線基板に実装され、冷却装置が取付けられた状態の図１におけるインバータ回路の下面図である。 配線基板に実装され、冷却装置が取付けられた状態の図１におけるインバータ回路及び配線基板に実装された状態の制御回路の上面図である。 並列接続されるＩＧＢＴの数を１つ減らしたモータ制御回路の回路図である。 配線基板に実装され、冷却装置が取付けられた状態の図９におけるインバータ回路の上面図である。 従来の電力変換装置の回路図である。 制御基板に実装され、冷却チューブ及びヘッダ管が取付けられた状態の図１１における電力変換回路の上面図である。 並列接続された電力用半導体モジュールの数を１つ減らした電力変換装置の回路図である。 制御基板に実装され、冷却チューブ及びヘッダ管が取付けられた状態の図１３における電力変換回路の上面図である。

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、車両駆動用モータを制御するモータ制御装置に適用した例を示す。

まず、図１を参照して本実施形態のモータ制御装置の構成について説明する。ここで、図１は、本実施形態におけるモータ制御装置の回路図である。

図１に示すモータ制御装置１（電力変換装置）は、車体から絶縁された高電圧バッテリＢ１の出力する直流高電圧（例えば２８８Ｖ）を３相交流電圧に変換して車両駆動用モータＭ１に供給し、車両駆動用モータＭ１を制御する装置である。モータ制御装置１は、平滑コンデンサ２と、インバータ回路３（電力変換回路）と、制御回路４とを備えている。

平滑コンデンサ２は、高電圧バッテリＢ１の直流高電圧を平滑化するための素子である。平滑コンデンサ２の一端は、高電圧バッテリＢ１の正極端子に接続されている。また、他端は、高電圧バッテリＢ１の負極端子に接続されている。さらに、高電圧バッテリＢ１の負極端子は、車体から絶縁された高電圧バッテリ用のグランドに接続されている。

インバータ回路３は、平滑コンデンサ２によって平滑化された直流電圧を３相交流電圧に変換して車両駆動用モータＭ１に供給する装置である。インバータ回路３は、並列接続された３つのスイッチング回路３０〜３２を並列接続して構成されている。具体的には、Ｕ相スイッチング回路３０（第１スイッチング回路）、Ｖ相スイッチング回路３１（第２スイッチング回路）及びＷ相スイッチング回路３２（第１スイッチング回路と第２スイッチング回路以外のスイッチング回路）を並列接続して構成されている。

Ｕ相スイッチング回路３０は、並列接続された２つの高電位側ＩＧＢＴ３００、３０１（高電位側スイッチング素子）と、並列接続された２つの低電位側ＩＧＢＴ３０２、３０３（低電位側スイッチング素子）とを直列接続して構成されている。

Ｖ相スイッチング回路３１は、並列接続された２つの高電位側ＩＧＢＴ３１０、３１１（高電位側スイッチング素子）と、並列接続された２つの低電位側ＩＧＢＴ３１２、３１３（低電位側スイッチング素子）とを直列接続して構成されている。

Ｗ相スイッチング回路３２は、並列接続された２つの高電位側ＩＧＢＴ３２０、３２１（高電位側スイッチング素子）と、並列接続された２つの低電位側ＩＧＢＴ３２２、３２３（低電位側スイッチング素子）とを直列接続して構成されている。

高電位側ＩＧＢＴ３００、３０１、３１０、３１１、３２０、３２１のコレクタは平滑コンデンサ２の一端に、低電位側ＩＧＢＴ３０２、３０３、３１２、３１３、３２２、３２３のエミッタは平滑コンデンサ２の他端にそれぞれ接続されている。高電位側ＩＧＢＴ３００、３０１、３１０、３１１、３２０、３２１及び低電位側ＩＧＢＴ３０２、３０３、３１２、３１３、３２２、３２３のゲートとエミッタは、制御回路４にそれぞれ接続されている。高電位側ＩＧＢＴ３００、３０１と低電位側ＩＧＢＴ３０２、３０３の直列接続点、高電位側ＩＧＢＴ３１０、３１１と低電位側ＩＧＢＴ３１２、３１３の直列接続点、並びに、高電位側ＩＧＢＴ３２０、３２１と低電位側ＩＧＢＴ３２２、３２３の直列接続点は、車両駆動用モータＭ１に接続されている。

制御回路４は、インバータ回路３を制御する回路である。具体的には、インバータ回路３を構成する高電位側ＩＧＢＴ３００、３０１、３１０、３１１、３２０、３２１及び低電位側ＩＧＢＴ３０２、３０３、３１２、３１３、３２２、３２３を制御する回路である。制御回路４は、高電位側ＩＧＢＴ３００、３０１、３１０、３１１、３２０、３２１及び低電位側ＩＧＢＴ３０２、３０３、３１２、３１３、３２２、３２３のゲートとエミッタにそれぞれ接続されている。

次に、図２を参照して制御回路について詳細に説明する。ここで、図２は、図１における制御回路の回路図である。具体的には、１つのＩＧＢＴに対する回路部分を示す回路図である。

図２に示すように、制御回路４は、低電位側ＩＧＢＴ３０２、３０３に対して、駆動用電源部４０と、オン駆動用回路４１と、オフ駆動用回路４２と、誤動作防止回路４３、４４と、配線抵抗調整用抵抗４５、４６（抵抗）と、制御部４７とを備えている。制御回路４は、高電位側ＩＧＢＴ３００、３０１、３１０、３１１、３２０、３２１及び低電位側ＩＧＢＴ３１２、３１３、３２２、３２３に対しても、それぞれ同様に、駆動用電源部と、オン駆動用回路と、オフ駆動用回路と、誤動作防止回路と、配線抵抗調整用抵抗と、制御部とを備えている。

駆動用電源部４０は、低電位側ＩＧＢＴ３０２、３０３を駆動するための電圧を供給する回路である。駆動用電源部４０は、電源回路（図略）から供給される電圧を安定化して出力する。駆動用電源部４０の入力端子は、電源回路に接続されている。また、正極端子はオン駆動用回路４１に接続されている。さらに、負極端子は車体から絶縁された高電圧バッテリ用のグランドに接続され、高電圧バッテリ用のグランドを介して低電位側ＩＧＢＴ３０２、３０３のエミッタに接続されている。

オン駆動用回路４１は、低電位側ＩＧＢＴ３０２、３０３をオンするための回路である。具体的には、低電位側ＩＧＢＴ３０２、３０３のゲートに電荷を充電して、ゲート電圧をオン、オフする閾値電圧より高くし、低電位側ＩＧＢＴ３０２、３０３をオンする回路である。オン駆動用回路４１は、オン駆動用ＦＥＴ４１０と、オン駆動用抵抗４１１とを備えている。

オン駆動用ＦＥＴ４１０は、ゲートの電圧を制御することで駆動され、オンすることで低電位側ＩＧＢＴ３０２、３０３のゲートに電荷を充電するスイッチング素子である。具体的には、ＰチャネルＭＯＳＦＥＴである。オン駆動用ＦＥＴ４１０のソースは、駆動用電源部４０の正極端子に接続されている。また、ドレインは、オン駆動用抵抗４１１と配線抵抗調整抵抗４５、４６を介して低電位側ＩＧＢＴ３０２、３０３のゲートにそれぞれ接続されている。さらに、ゲートは、制御部４７に接続されている。

オフ駆動用回路４２は、低電位側ＩＧＢＴ３０２、３０３をオフするための回路である。具体的には、低電位側ＩＧＢＴ３０２、３０３のゲートから電荷を放電して、ゲート電圧をオン、オフする閾値電圧より低くし、低電位側ＩＧＢＴ３０２、３０３をオフする回路である。オフ駆動用回路４２は、オフ駆動用ＦＥＴ４２０と、オフ駆動用抵抗４２１とを備えている。

オフ駆動用ＦＥＴ４２０は、ゲートの電圧を制御することで駆動され、オンすることで低電位側ＩＧＢＴ３０２、３０３のゲートから電荷を放電するスイッチング素子である。具体的には、ＮチャネルＭＯＳＦＥＴである。オフ駆動用ＦＥＴ４２０のソースは、車体から絶縁された高電圧バッテリ用のグランドに接続され、高電圧バッテリ用のグランドを介して駆動用電源部４０の負極端子と低電位側ＩＧＢＴ３０２、３０３のエミッタに接続されている。また、ドレインは、オフ駆動用抵抗４２１と配線抵抗調整用抵抗４５、４６を介して低電位側ＩＧＢＴ３０２、３０３のゲートにそれぞれ接続されている。さらに、ゲートは、制御部４７に接続されている。

誤動作防止回路４３は、低電位側ＩＧＢＴ３０２の誤動作を防止するための回路である。誤動作防止回路４３は、オフ保持用回路４３０と、誤動作防止用抵抗４３１と、誤動作防止用コンデンサ４３２とを備えている。

オフ保持用回路４３０は、低電位側ＩＧＢＴ３０２のオフ状態を保持して誤動作を防止する回路である。具体的には、低電位側ＩＧＢＴ３０２のゲート電圧がオン、オフの閾値電圧より低いオフ保持閾値以下になると、オフ駆動用回路４２に比べ速やかに低電位側ＩＧＢＴ３０２のゲートから電荷を放電して、ゲート電圧をオン、オフする閾値電圧より低くし、低電位側ＩＧＢＴ３０２のオフ状態を保持して誤動作を防止する回路である。オフ保持用回路４３０は、オフ保持用ＦＥＴ４３０ａと、ゲート抵抗４３０ｂとを備えている。

オフ保持用ＦＥＴ４３０ａは、ゲートの電圧を制御することで駆動され、オンすることで低電位側ＩＧＢＴ３０２のゲートから電荷を放電するスイッチング素子である。具体的には、ＮチャネルＭＯＳＦＥＴである。オフ保持用ＦＥＴ４３０ａのソースは、車体から絶縁された高電圧バッテリ用のグランドに接続され、高電圧バッテリ用のグランドを介して駆動用電源部４０の負極端子と低電位側ＩＧＢＴ３０２のエミッタに接続されている。また、ドレインは、低電位側ＩＧＢＴ３０２のゲートに接続されている。さらに、ゲートは、ゲート抵抗４３０ｂを介して制御部４７に接続されている。

誤動作防止用抵抗４３１と誤動作防止用コンデンサ４３２は、サージ電圧に伴う低電位側ＩＧＢＴ３０２の誤動作を防止するための素子である。誤動作防止用抵抗４３１と誤動作防止用コンデンサ４３２の一端は、低電位側ＩＧＢＴ３０２のゲートに接続されている。また、他端は、車体から絶縁された高電圧バッテリ用のグランドに接続され、高電圧バッテリ用のグランドを介して低電位側ＩＧＢＴ３０２のエミッタに接続されている。

誤動作防止回路４４は、低電位側ＩＧＢＴ３０３の誤動作を防止するための回路である。誤動作防止回路４４は、オフ保持用回路４４０と、誤動作防止用抵抗４４１と、誤動作防止用コンデンサ４４２とを備えている。

オフ保持用回路４４０は、低電位側ＩＧＢＴ３０３のオフ状態を保持して誤動作を防止する回路である。具体的には、低電位側ＩＧＢＴ３０３のゲート電圧がオン、オフの閾値電圧より低いオフ保持閾値以下になると、オフ駆動用回路４２に比べ速やかに低電位側ＩＧＢＴ３０３のゲートから電荷を放電して、ゲート電圧をオン、オフする閾値電圧より低くし、低電位側ＩＧＢＴ３０３のオフ状態を保持して誤動作を防止する回路である。オフ保持用回路４４０は、オフ保持用ＦＥＴ４４０ａと、ゲート抵抗４４０ｂとを備えている。

オフ保持用ＦＥＴ４４０ａは、ゲートの電圧を制御することで駆動され、オンすることで低電位側ＩＧＢＴ３０３のゲートから電荷を放電するスイッチング素子である。具体的には、ＮチャネルＭＯＳＦＥＴである。オフ保持用ＦＥＴ４４０ａのソースは、車体から絶縁された高電圧バッテリ用のグランドに接続され、高電圧バッテリ用のグランドを介して駆動用電源部４０の負極端子と低電位側ＩＧＢＴ３０３のエミッタに接続されている。また、ドレインは、低電位側ＩＧＢＴ３０３のゲートに接続されている。さらに、ゲートは、ゲート抵抗４４０ｂを介して制御部４７に接続されている。

誤動作防止用抵抗４４１と誤動作防止用コンデンサ４４２は、サージ電圧に伴う低電位側ＩＧＢＴ３０３の誤動作を防止するための素子である。誤動作防止用抵抗４４１と誤動作防止用コンデンサ４４２の一端は、低電位側ＩＧＢＴ３０３のゲートに接続されている。また、他端は、車体から絶縁された高電圧バッテリ用のグランドに接続され、高電圧バッテリ用のグランドを介して低電位側ＩＧＢＴ３０３のエミッタに接続されている。

配線抵抗調整用抵抗４５、４６は、低電位側ＩＧＢＴ３０２、３０３から制御回路４までの配線抵抗を調整するための素子である。具体的には、高電位側ＩＧＢＴ３００、３０１、３１０、３１１、３２０、３２１及び低電位側ＩＧＢＴ３０２、３０３、３１２、３１３、３２２、３２３のゲートから制御回路４までの配線抵抗が等しくなるように調整するための素子である。配線抵抗調整用抵抗４５、４６の一端は、低電位側ＩＧＢＴ３０２、３０３のゲートに接続されている。また、他端はオン駆動用抵抗４１１を介してオン駆動用ＦＥＴ４１０のドレイン、オフ駆動用抵抗４２１を介してオフ駆動用ＦＥＴ４２０のドレイン及び制御部４７にそれぞれ接続されている。配線抵抗調整用抵抗４５、４６は、それぞれの配線長等を考慮し、高電位側ＩＧＢＴ３００、３０１、３１０、３１１、３２０、３２１及び低電位側ＩＧＢＴ３０２、３０３、３１２、３１３、３２２、３２３のゲートから制御回路４までの配線抵抗が等しくなるように抵抗値が設定されている。

制御部４７は、外部から入力される駆動信号に基づいてオン駆動用回路４１とオフ駆動用回路４２を制御して、低電位側ＩＧＢＴ３０２、３０３を駆動するとともに、低電位側ＩＧＢＴ３０２、３０３のゲート電圧に基づいてオフ保持用回路４３０、４４０を制御して、低電位側ＩＧＢＴ３０２、３０３のオフ状態を保持する回路である。また、特定の低電位側ＩＧＢＴの温度に基づいて高電位側ＩＧＢＴ及び低電位側ＩＧＢＴを制御することで、ＩＧＢＴを過熱から保護する回路でもある。制御部４７は、オン駆動用ＦＥＴ４１０及びオフ駆動用ＦＥＴ４２０のゲートにそれぞれ接続されている。また、配線抵抗調整用抵抗４５、４６を介して低電位側ＩＧＢＴ３０２、３０３のゲートにそれぞれ接続されるとともに、ゲート抵抗４３０ｂ、４４０ｂを介してオフ保持用ＦＥＴ４３０ａ、４４０ａのゲートに接続されている。さらに、後述する特定の低電位側ＩＧＢＴに設けられた、温度を検出するための感温ダイオードに接続されている。

ここで、駆動用電源部４０、オン駆動用ＦＥＴ４１０、オフ駆動用ＦＥＴ４２０、制御部４７は、駆動用ＩＣ４８として一体的に構成されている。

次に、図３〜図７を参照してインバータ回路及び制御回路を実装する配線基板と、インバータ回路を冷却する冷却装置について説明する。ここで、図３は、高電位側ＩＧＢＴの正面図である。図４は、配線基板に実装され、冷却装置が取付けられた状態の図１におけるインバータ回路の上面図である。図５は、図４におけるＡ−Ａ矢視図である。図６は、配線基板に実装され、冷却装置が取付けられた状態の図１におけるインバータ回路の前面図である。図７は、配線基板に実装され、冷却装置が取付けられた状態の図１におけるインバータ回路の下面図である。図８は、配線基板に実装され、冷却装置が取付けられた状態の図１におけるインバータ回路及び配線基板に実装された状態の制御回路の上面図である。なお、図中における前後方向、左右方向及び上下方向は、方向を区別するために便宜的に導入したものである。

図１に示すインバータ回路３及び制御回路４は、配線基板５に実装されている。インバータ回路３には、冷却装置が取付けられている。

図３に示すように、低電位側ＩＧＢＴ３０２は、矩形板状の本体部３０２ａと、本体部の上面から突出する制御端子３０２ｂと、本体部の下面から突出する電力端子３０２ｃ、３０２ｄとを備えている。制御端子３０２ｂは、ゲートとエミッタに接続されている。また、内部に設けられた、ＩＧＢＴの温度を検出するための感温ダイオードに接続されている。電力端子３０２ｃ、３０２ｄは、コレクタとエミッタに接続されている。高電位側ＩＧＢＴ３００、３０１、３１０、３１１、３２０、３２１及び低電位側ＩＧＢＴ３０３、３１２、３１３、３２２、３２３も同一構成である。

図４〜図６に示すように、インバータ回路３は、配線基板５に実装されている。高電位側ＩＧＢＴ３００、３０１、３１０、３１１、３２０、３２１及び低電位側ＩＧＢＴ３１２、３１３、３２２、３２３の制御端子が配線基板５に接続されている。高電位側ＩＧＢＴ３００、３０１、３１０、３１１、３２０、３２１は、配線基板５の下側に左右方向列状に配置されている。低電位側ＩＧＢＴ３０２、３０３、３１２、３１３、３２２、３２３は、高電位側ＩＧＢＴ３００、３０１、３１０、３１１、３２０、３２１の後側に並行して、配線基板５の下側に左右方向に列状に配置されている。また、高電位側ＩＧＢＴ３００、３０１、３１０、３１１、３２０、３２１と左右方向（列方向）と直交する前後方向（列方向と直行する方向）に並んで配置されている。

Ｕ相スイッチング回路３０の高電位側ＩＧＢＴ３００、３０１は、左右方向に２つ並んで配置されている。Ｖ相スイッチング回路３１の高電位側ＩＧＢＴ３１０、３１１は、Ｕ相スイッチング回路３０の高電位側ＩＧＢＴ３００、３０１の右側に左右方向に２つ並んで配置されている。Ｗ相スイッチング回路３２の高電位側ＩＧＢＴ３２０、３２１のうち、高電位側ＩＧＢＴ３２０は、Ｕ相スイッチング回路３０の高電位側ＩＧＢＴ３００、３０１とＶ相スイッチング回路３１の高電位側ＩＧＢＴ３１０、３１１の間に配置され、高電位側ＩＧＢＴ３２１は、Ｖ相スイッチング回路３１を挟んでＶ相スイッチング回路３１の高電位側ＩＧＢＴ３１０、３１１の右側に配置されている。

一方、Ｕ相スイッチング回路３０の低電位側ＩＧＢＴ３０２、３０３は、高電位側ＩＧＢＴ３００、３０１とそれぞれ前後方向に並んだ状態で、左右方向に２つ並んで配置されている。Ｖ相スイッチング回路３１の低電位側ＩＧＢＴ３１２、３１３は、Ｕ相スイッチング回路３０の低電位側ＩＧＢＴ３０２、３０３の右側に、高電位側ＩＧＢＴ３１０、３１１とそれぞれ前後方向に並んだ状態で、左右方向に２つ並んで配置されている。Ｗ相スイッチング回路３２の低電位側ＩＧＢＴ３２２、３２３のうち、低電位側ＩＧＢＴ３２２は、Ｕ相スイッチング回路３０の低電位側ＩＧＢＴ３０２、３０３とＶ相スイッチング回路３１の低電位側ＩＧＢＴ３１２、３１３の間に、高電位側ＩＧＢＴ３２０と前後方向に並んだ状態で配置され、低電位側ＩＧＢＴ３２３は、Ｖ相スイッチング回路３１を挟んでＶ相スイッチング回路３１の低電位側ＩＧＢＴ３１２、３１３の右側に、高電位側ＩＧＢＴ３２１と前後方向に並んだ状態で配置されている。

配線基板５は、高電位側ＩＧＢＴ３００、３０１、３１０、３１１、３２０、３２１及び低電位側ＩＧＢＴ３０２、３０３、３１２、３１３、３２２、３２３が前述したような配置となるように構成されている。

図５〜図７に示すように、高電位側ＩＧＢＴ３００、３０１、３１０、３１１、３２０、３２１及び低電位側ＩＧＢＴ３０２、３０３、３１２、３１３、３２２、３２３の電力端子は、バスバー６を介してそれぞれ並列接続されている。バスバー６は、それぞれの配線抵抗が等しくなるように形状が設定されている。具体的には、配線長が等しくなるように形状が設定されている。

図４〜図６に示すように、モータ制御装置１は、冷却装置７を備えている。冷却装置７は、内部を冷媒が流れ、インバータ回路３を冷却するための装置である。具体的には、高電位側ＩＧＢＴ３００、３０１、３１０、３１１、３２０、３２１及び低電位側ＩＧＢＴ３０２、３０３、３１２、３１３、３２２、３２３を冷却する装置である。冷却装置７は、冷媒が流れる冷却チューブ７０（冷却器）と、ヘッダ管７１とを備えている。冷却チューブ７０は、扁平管状の部材である。ヘッダ管７１は、円筒管状の部材である。

冷媒チューブ７０は、前後方向に並ぶ高電位側ＩＧＢＴ及び低電位側ＩＧＢＴと左右方向に交互に、前後方向に並ぶ高電位側ＩＧＢＴ及び低電位側ＩＧＢＴを挟持するように配設され、ヘッダ管７１で連結されている。

図８に示すように、制御回路４は、配線基板５の上面に実装されている。Ｕ相スイッチング回路３０の高電位側ＩＧＢＴ３００、３０１及び低電位側ＩＧＢＴ３０２，３０３を駆動する駆動用ＩＣ、オン駆動用抵抗及びオフ駆動用抵抗からなる回路部４９０ａ、４９０ｂは、Ｕ相スイッチング回路３０の高電位側ＩＧＢＴ３００、３０１及び低電位側ＩＧＢＴ３０２，３０３の前側に隣接して配置されている。Ｖ相スイッチング回路３１の高電位側ＩＧＢＴ３１０、３１１及び低電位側ＩＧＢＴ３１２、３１３を駆動する。駆動用ＩＣ、オン駆動用抵抗及びオフ駆動用抵抗からなる回路部４９０ｃ、４９０ｄは、Ｖ相スイッチング回路３１及びＷ相スイッチング回路３２の高電位側ＩＧＢＴ３１１、３２１及び低電位側ＩＧＢＴ３１３、３２３の前側に隣接して配置されている。Ｗ相スイッチング回路３２の高電位側ＩＧＢＴ３２０、３２１及び低電位側ＩＧＢＴ３２２、３２３を駆動する駆動用ＩＣ、オン駆動用抵抗及びオフ駆動用抵抗からなる回路部４９０ｅ、４９０ｆは、Ｗ相スイッチング回路３２及びＶ相スイッチング回路３１の高電位側ＩＧＢＴ３２０、３１０及び低電位側ＩＧＢＴ３２２、３１２の前側に隣接して配置されている。

一方、Ｕ相スイッチング回路３０、Ｖ相スイッチング回路３１及びＷ相スイッチング回路の誤動作防止回路の回路部４９０ｇ〜４９０ｒは、Ｕ相スイッチング回路３０、Ｖ相スイッチング回路３１及びＷ相スイッチング回路３２の高電位側ＩＧＢＴ及び低電位側ＩＧＢＴにそれぞれ隣接して配置されている。

制御回路４は、配線基板５の配線パターンを介して高電位側ＩＧＢＴ３００、３０１、３１０、３１１、３２０、３２１及び低電位側ＩＧＢＴ３０２、３０３、３１２、３１３、３２２、３２３にそれぞれ接続されている。Ｕ相スイッチング回路３０及びＶ相スイッチング回路３１と制御回路４とを接続する配線パターン５０〜５３は、配線基板５の上面に形成されている。一方、Ｗ相スイッチング回路３２と制御回路４とを接続する配線パターン５４、５５は、配線基板５の下面に形成されている。つまり、Ｕ相スイッチング回路３０及びＶ相スイッチング回路３１と制御回路４とを接続する配線パターン５０〜５３は、Ｗ相スイッチング回路３２と制御回路４とを接続する配線パターン５４、５５とは異なる面に形成されている。

次に、図１を参照してモータ制御装置の動作について説明する。車両のイグニッションスイッチ（図略）がオンすると、図１に示すモータ制御装置１が動作を開始する。高電圧バッテリＢ１の直流高電圧は、平滑コンデンサ２によって平滑化される。制御回路４は、外部から入力される駆動信号に基づいて、インバータ回路３を構成する高電位側ＩＧＢＴ３００、３０１、３１０、３１１、３２０、３２１及び低電位側ＩＧＢＴ３０２、３０３、３１２、３１３、３２２、３２３を制御する。具体的には、高電位側ＩＧＢＴ３００、３０１、３１０、３１１、３２０、３２１及び低電位側ＩＧＢＴ３０２、３０３、３１２、３１３、３２２、３２３を所定周期でオン、オフする。インバータ回路３は、平滑コンデンサ２によって平滑化された直流高電圧を３相交流電圧に変換して車両駆動用モータＭ１に供給する。このようにして、モータ制御装置１が車両駆動用モータＭ１を制御する。

次に、図２を参照してＩＧＢＴの駆動動作について説明する。図２に示す制御部４７は、外部から入力される駆動信号に基づいてオン駆動用ＦＥＴ４１０とオフ駆動用ＦＥＴ４２０を制御して低電位側ＩＧＢＴ３０２、３０３を駆動する。

駆動信号が低電位側ＩＧＢＴ３０２、３０３のオンを指示すると、制御部４７は、オン駆動用ＦＥＴ４１０をオンするとともに、オフ駆動用ＦＥＴ４２０をオフする。これにより、駆動用電源部４０からオン駆動用抵抗４１１及び配線抵抗調整用抵抗４５を介して低電位側ＩＧＢＴ３０２のゲートに電荷が充電される。また、オン駆動用抵抗４１１及び配線抵抗調整用抵抗４６を介して低電位側ＩＧＢＴ３０３のゲートに電荷が充電される。その結果、ゲート電圧がオン、オフする閾値電圧より高くなり、低電位側ＩＧＢＴ３０２、３０３がオンする。

一方、駆動信号が低電位側ＩＧＢＴ、３０２、３０３のオフを指示すると、制御部４７は、オン駆動用ＦＥＴ４１０をオフするとともに、オフ駆動用ＦＥＴ４２０をオンする。これにより、低電位側ＩＧＢＴ３０２のゲートから配線調整用抵抗４５及びオフ駆動用抵抗４２１を介して電荷が放電される。また、低電位側ＩＧＢＴ３０３のゲートから配線調整用抵抗４６及びオフ駆動用抵抗４２１を介して電荷が放電される。その結果、ゲート電圧がオン、オフする閾値電圧より低くなり、低電位側ＩＧＢＴ３０２、３０３がオフする。そして、ゲート電圧がオン、オフする閾値電圧より低いオフ保持閾値以下になると、制御部４７は、オフ保持用ＦＥＴ４３０ａ、４４０ａをオンする。これにより、低電位側ＩＧＢＴ３０２のゲートから配線抵抗調整用抵抗４５及びオフ保持用ＦＥＴ４３０ａを介して電荷がさらに放電され、低電位側ＩＧＢＴ３０２のオフ状態が保持され、誤動作が防止される。また、低電位側ＩＧＢＴ３０３のゲートから配線抵抗調整用抵抗４６及びオフ保持用ＦＥＴ４４０ａを介して電荷がさらに放電され、低電位側ＩＧＢＴ３０３のオフ状態が保持され、誤動作が防止される。さらに、誤動作防止用抵抗４３１、４４１と誤動作防止用コンデンサ４３２、４４２によって、サージ電圧に伴う低電位側ＩＧＢＴ３０２、３０３の誤動作が防止される。

制御部４７は、左右方向の中央部に配置された低電位側ＩＧＢＴ３１２の温度を検出する。そして、検出した低電位側ＩＧＢＴの温度が過熱閾値以上であるとき、高電位側ＩＧＢＴ３００、３０１、３１０、３１１、３２０、３２１及び低電位側ＩＧＢＴ３０２、３０３、３１２、３１３、３２２、３２３を全てオフする。

次に、効果について説明する。本実施形態によれば、図４に示すように、左右方向の中央部において、Ｕ相スイッチング回路３０、Ｖ相スイッチング回路３１及びＷ相スイッチング回路３２の高電位側ＩＧＢＴ及び低電位側ＩＧＢＴが、１つずつ左右方向に隣合って配置されることになる。そのため、高電位側ＩＧＢＴ及び低電位側ＩＧＢＴを１つにした場合にも、図９及び図１０に示すように、従来のようにダミーのＩＧＢＴや冷却チューブを余分に配置することなくモータ制御装置を構成することができる。従って、モータ制御装置を小型化するとともに、コストダウンすることができる。

また、本実施形態によれば、高電位側ＩＧＢＴ及び低電位側ＩＧＢＴは、前後方向に並んで配置される。そのため、高電位側ＩＧＢＴと低電位側ＩＧＢＴを効率よく配線することができる。また、冷却チューブ７０を効率よく配設することができる。

また、本実施形態によれば、Ｕ相スイッチング回路３０及びＶ相スイッチング回路３１の高電位側ＩＧＢＴ及び低電位側ＩＧＢＴは、それぞれ左右方向に２つ並んで配置される。一方、Ｗ相スイッチング回路３２の高電位側ＩＧＢＴ及び低電位側ＩＧＢＴは、１つがＵ相スイッチング回路３０とＶ相スイッチング回路３１の間に並んで、残り１つがＶ相スイッチング回路３１を挟んで反対側に離れて配置される。そのため、高電位側ＩＧＢＴ及び低電位側ＩＧＢＴと制御回路４とを接続する配線パターンを配線基板５の同一の面又は同一内層に形成しようとすると、Ｗ相スイッチング回路３２のＩＧＢＴと制御回路４とを接続する配線パターンを、Ｕ相スイッチング回路３０及びＶ相スイッチング回路３１のＩＧＢＴと制御回路４を接続する配線パターンと、絶縁距離を確保しつつ、干渉しないように設定しなければならない。しかし、Ｗ層スイッチング回路３２の高電位側ＩＧＢＴ及び低電位側ＩＧＢＴと制御回路４とを接続する配線パターン５４、５５は、Ｕ相スイッチング回路３０及びＶ相スイッチング回路３１の高電位側ＩＧＢＴ及び低電位側ＩＧＢＴと制御回路４を接続する配線パターン５０〜５３とは異なる面に形成されている。そのため、絶縁距離を確保しつつ、Ｕ相スイッチング回路３０、Ｖ相スイッチング回路３１及びＷ相スイッチング回路３２の高電位側ＩＧＢＴ及び低電位側ＩＧＢＴと制御回路４を効率よく配線することができる。従って、配線基板５の小型化することができる。

また、本実施形態によれば、Ｕ相スイッチング回路３０及びＶ相スイッチング回路３１の高電位側ＩＧＢＴ及び低電位側ＩＧＢＴは、それぞれ左右方向に２つ並んで配置される。一方、Ｗ相スイッチング回路３２の高電位側ＩＧＢＴ及び低電位側ＩＧＢＴは、１つがＵ相スイッチング回路３０とＶ相スイッチング回路３１の間に並んで、残り１個がＶ相スイッチング回路３１を挟んで反対側に離れて配置される。そのため、高電位側ＩＧＢＴ及び低電位側ＩＧＢＴから制御回路４までの配線抵抗がスイッチング回路によって異なる。しかし、制御回路４は、配線抵抗調整用抵抗を介して高電位側ＩＧＢＴ及び低電位側ＩＧＢＴに接続されている。しかも、配線抵抗調整用抵抗は、高電位側ＩＧＢＴ及び低電位側ＩＧＢＴから制御回路４までの配線抵抗が等しくなるように抵抗値が設定されている。そのため、高電位側ＩＧＢＴ及び低電位側ＩＧＢＴの動作に対する配線抵抗の違いによる影響を抑えることができる。

また、本実施形態によれば、誤動作防止回路は、それぞれ高電位側ＩＧＢＴ及び低電位側ＩＧＢＴに隣接して配置される。そのため、高電位側ＩＧＢＴ及び低電位側ＩＧＢＴの誤動作を確実に防止することができる。

さらに、本実施形態によれば、Ｕ相スイッチング回路３０及びＶ相スイッチング回路３１の高電位側ＩＧＢＴ及び低電位側ＩＧＢＴは、それぞれ左右方向に２つ並んで配置される。一方、Ｗ相スイッチング回路３２の高電位側ＩＧＢＴ及び低電位側ＩＧＢＴは、１つがＵ相スイッチング回路３０とＶ相スイッチング回路３１の間に、残り１つがＶ相スイッチング回路３１を挟んで反対側に離れて配置される。そのため、高電位側ＩＧＢＴ及び低電位側ＩＧＢＴをそれぞれ並列接続するバスバーの配線抵抗がスイッチング回路によって異なる。しかし、バスバーは、配線抵抗が等しくなるように形状が設定されている。そのため、高電位側ＩＧＢＴ及び低電位側ＩＧＢＴの動作に対する配線抵抗の違いによる影響を抑えることができる。

加えて、本実施形態によれば、制御回路４は、左右方向の中央部に配置された低電位側ＩＧＢＴの温度に基づいて高電位側ＩＧＢＴ及び低電位側ＩＧＢＴを制御する。左右方向の中央部に配置された低電位側ＩＧＢＴは、最も放熱性が悪い。そのため、動作時において、最も温度が高くなる。従って、左右方向の中央部に配置された低電位側ＩＧＢＴの温度に基づいて高電位側ＩＧＢＴ及び低電位側ＩＧＢＴを制御することで、ＩＧＢＴを過熱から保護することができる。

なお、本実施形態では、Ｕ相スイッチング回路３０、Ｖ相スイッチング回路３１及びＷ相スイッチング回路３２が、それぞれ、並列接続された２つの高電位側ＩＧＢＴと、並列接続された２つの低電位側ＩＧＢＴとを直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。並列接続された３つ以上の高電位側ＩＧＢＴと、並列接続された３つ以上の低電位側ＩＧＢＴを直列接続して構成されていてもよい。並列接続されたｎ個（≧２）の高電位側ＩＧＢＴと、ｎ個の低電位側ＩＧＢＴとを直列接続して構成されていればよい。この場合、Ｕ相スイッチング回路３０の高電位側ＩＧＢＴ及び低電位側ＩＧＢＴが、それぞれｎ個並んで配置され、Ｖ相スイッチング回路３１の高電位側ＩＧＢＴ及び低電位側ＩＧＢＴが、それぞれｎ個並んで配置され、Ｗ相スイッチング回路３２の高電位側ＩＧＢＴ及び低電位側ＩＧＢＴが、Ｕ相スイッチング回路３０とＶ相スイッチング回路３１の間にそれぞれ（ｎ−１）個並んで配置されるとともに、残り１個がＶ相スイッチング回路３１を挟んで反対側にそれぞれ配置されるように構成されていれば、同様の効果を得ることができる。

また、本実施形態では、インバータ回路３が、スイッチング回路を３つ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。スイッチング回路を４つ以上並列接続して構成してもよい。この場合、第１スイッチング回路の高電位側ＩＧＢＴ及び低電位側ＩＧＢＴが、それぞれ２つ並んで配置され、第２スイッチング回路の高電位側ＩＧＢＴ及び低電位側ＩＧＢＴが、それぞれ２つ並んで配置され、第１スイッチング回路及び第２スイッチング回路以外のスイッチング回路の高電位側ＩＧＢＴ及び低電位側ＩＧＢＴが、第１スイッチング回路と第２スイッチング回路の間にそれぞれ１つ配置されるとともに、残り１つが第１スイッチング回路又は第２スイッチング回路を挟んで反対側にそれぞれ配置されるように構成されていれば、同様の効果を得ることができる。

また、本実施形態では、Ｗ相スイッチング回路３２の高電位側ＩＧＢＴ及び低電位側ＩＧＢＴが、Ｕ相スイッチング回路３０とＶ相スイッチング回路３１の間に１つ配置されるとともに、残り１つが、Ｖ相スイッチング回路３１を挟んで反対側に配置される例を挙げているが、これに限られるものではない、Ｗ相スイッチング回路の高電位側ＩＧＢＴ及び低電位側ＩＧＢＴの残り１つは、Ｕ相スイッチング回路３０を挟んで反対側に配置されていてもよい。

さらに、本実施形態では、Ｕ相スイッチング回路３０及びＶ相スイッチング回の高電位側ＩＧＢＴ及び低電位側ＩＧＢＴと制御回路４とを接続する配線パターン５０〜５３が配線基板５の上面に、Ｗ相スイッチング回路３２の高電位側ＩＧＢＴ及び低電位側ＩＧＢＴと制御回路４とを接続する配線パターン５４、５５が配線基板５の下面にそれぞれ形成されている例を挙げているが、これに限られるものではない。Ｗ相スイッチング回路３２の高電位側ＩＧＢＴ及び低電位側ＩＧＢＴと制御回路４とを接続する配線パターンは、Ｕ相スイッチング回路３０及びＶ相スイッチング回路３１の高電位側ＩＧＢＴ及び低電位側ＩＧＢＴと制御回路４とを接続する配線パターンとは異なる内層に形成されていてもよい。

加えて、本実施形態では、制御回路４が、左右方向の中央部に配置された低電位側ＩＧＢＴの温度に基づいて高電位側ＩＧＢＴ及び低電位側ＩＧＢＴを制御する例を挙げているが、これに限られるものではない。左右方向の中央部に配置された高電位側ＩＧＢＴの温度に基づいて制御するようにしてもよい。左右方向の中央部に配置された高電位側ＩＧＢＴ及び低電位側ＩＧＢＴの少なくともいずれかの温度に基づいて制御するようにすればよい。

１・・・モータ制御装置（電力変換装置）、２・・・平滑コンデンサ、３・・・インバータ回路（電力変換回路）、３０、３０’・・・Ｕ相スイッチング回路（第１スイッチング回路）、３００、３０１・・・高電位側ＩＧＢＴ（高電位側スイッチング素子）、３０２、３０３・・・低電位側ＩＧＢＴ（低電位側スイッチング素子）、３０２ａ・・・本体部、３０２ｂ・・・制御端子、３０２３ｃ、３０２ｄ・・・電力端子、３１、３１’・・・Ｖ相スイッチング回路（第２スイッチング回路）、３１０、３１１・・・高電位側ＩＧＢＴ（高電位側スイッチング素子）、３１２、３１３・・・低電位側ＩＧＢＴ（低電位側スイッチング素子）、３２、３２’・・・Ｗ相スイッチング回路（第１スイッチング回路と第２スイッチング回路以外のスイッチング回路）、３２０、３２１・・・高電位側ＩＧＢＴ（高電位側スイッチング素子）、３２２、３２３・・・低電位側ＩＧＢＴ（低電位側スイッチング素子）、４・・・制御回路、４０・・・駆動用電源部、４１・・・オン駆動用回路、４１０・・・オン駆動用ＦＥＴ、４１１・・・オン駆動用抵抗、４２・・・オフ駆動用回路、４２０・・・オフ駆動用ＦＥＴ、４２１・・・オフ駆動用抵抗、４３、４４・・・誤動作防止回路、４３０、４４０・・・オフ保持用回路、４３０ａ、４４０ａ・・・オフ保持用ＦＥＴ、４３０ｂ、４４０ｂ・・・ゲート抵抗、４３１、４４１・・・誤動作防止用抵抗、４３２、４４２・・・誤動作防止用コンデンサ、４５，４６・・・配線抵抗調整用抵抗（抵抗）、４７・・・制御部、４８・・・駆動用ＩＣ、４９０ａ〜４９０ｒ・・・回路部、５・・・配線基板、５０〜５５・・・配線パターン、６・・・バスバー、７・・・冷却装置、７０・・・冷却チューブ（冷却器）、７１・・・ヘッダ管、Ｂ１・・・高電圧バッテリ、Ｍ１・・・車両駆動用モータ

Claims (7)

1. 並列接続されたｎ（≧２）個の高電位側スイッチング素子と、並列接続されたｎ個の低電位側スイッチング素子とを直列接続して構成されるスイッチング回路を、少なくとも３つ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が列状に配置されるとともに、前記高電位側スイッチング素子に並行して前記低電位側スイッチング素子が列状に配置されるように構成された配線基板と、
   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と列方向に交互に、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を挟持するように配設される冷却器と、
   を備えた電力変換装置において、
   前記配線基板は、少なくとも３つの前記スイッチング回路のうち、第１スイッチング回路の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が、それぞれｎ個並んで配置され、第２スイッチング回路の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が、それぞれｎ個並んで配置され、前記第１スイッチング回路及び前記第２スイッチング回路以外のスイッチング回路の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が、前記第１スイッチング回路と前記第２スイッチング回路の間にそれぞれ（ｎ−１）個並んで配置されるとともに、残り１個が前記第１スイッチング回路又は前記第２スイッチング回路を挟んで反対側にそれぞれ配置されるように構成されていることを特徴とする電力変換装置。
2. 前記高電位側スイッチング素子及び前記低電位側スイッチング素子は、列方向と直交する方向に並んで配置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. 前記配線基板の配線パターンを介して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にそれぞれ接続され、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を制御する制御回路を有し、
   前記第１スイッチング回路及び前記第２スイッチング回路以外の前記スイッチング回路をなす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と前記制御回路とを接続する前記配線基板の前記配線パターンは、前記第１スイッチング回路及び前記第２スイッチング回路をなす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と前記制御回路とを接続する前記配線基板の前記配線パターンとは異なる面又は内層に形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の電力変換装置。
4. 前記制御回路は、抵抗を介して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にそれぞれ接続され、
   前記抵抗は、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から前記制御回路までの配線抵抗が等しくなるように抵抗値が設定されていることを特徴とする請求項３に記載の電力変換装置。
5. 前記制御回路は、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に隣接して配置され、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誤動作を防止する誤動作防止回路を有することを特徴とする請求項３又は４に記載の電力変換装置。
6. 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は、バスバーを介してそれぞれ並列接続され、
   前記バスバーは、配線抵抗が等しくなるように形状が設定されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の電力変換装置。
7. 前記制御回路は、列状に配置された前記高電位側スイッチング素子のうち、列方向の中央部に配置された前記高電位側スイッチング素子、及び、列状に配置された前記低電位側スイッチング素子のうち、列方向の中央部に配置された前記低電位側スイッチング素子の少なくともいずれかの温度に基づいて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を制御することを特徴とする請求項３〜５のいずれか１項に記載の電力変換装置。

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