JP5594242B2 - Switching element drive circuit - Google Patents

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本発明は、複数のスイッチング素子と、回路基板に設けられて且つ自身の入力側端子及び出力側端子の間を絶縁しつつ該入力側端子への入力信号を該出力側端子に伝達する対となる磁気絶縁素子と、前記回路基板に設けられて且つ前記磁気絶縁素子を介して前記複数のスイッチング素子を開閉操作する駆動回路とを備える電子装置に適用されるスイッチング素子の駆動回路に関する。   The present invention includes a plurality of switching elements and a pair provided on a circuit board and transmitting an input signal to the input side terminal to the output side terminal while insulating between the input side terminal and the output side terminal. The present invention relates to a drive circuit for a switching element applied to an electronic device including a magnetic insulating element and a drive circuit that is provided on the circuit board and that opens and closes the plurality of switching elements via the magnetic insulating element.

この種の回路としては、例えば下記特許文献1に見られるように、対となるスイッチング素子の直列接続体と、これらスイッチング素子を開閉操作するための駆動回路等が実装された回路基板とを備えて構成される電力変換装置に適用されるものが知られている。この装置によれば、数百Vの端子電圧を有する高圧直流電源の電圧を降圧して出力することが可能となる。   As this type of circuit, for example, as seen in the following Patent Document 1, a series connection body of a pair of switching elements and a circuit board on which a driving circuit for opening and closing these switching elements is mounted are provided. What is applied to a power converter configured as described above is known. According to this apparatus, it is possible to step down and output the voltage of a high-voltage DC power supply having a terminal voltage of several hundred volts.

特開2005―286270号公報JP 2005-286270 A

ところで、上記回路基板には、電力を伝達すること等を目的とする高圧配線パターンと、スイッチング素子を開閉操作すべく駆動回路から出力される制御信号を伝達することを目的とする低圧配線パターンとが形成されている。ここで、回路基板と平行な仮想面に対して高圧配線パターン及び低圧配線パターンを投影する場合に、この仮想面において高圧配線パターンと低圧配線パターンとが交差するようにこれら配線パターンが形成されることがある。この場合、スイッチング状態の切替に伴うサージ(スイッチングサージ)の発生に起因して、低圧配線パターンを伝達される信号に高周波ノイズ(例えばコモンモードノイズ)が重畳し、スイッチング素子が誤動作するおそれがある。   By the way, the circuit board has a high-voltage wiring pattern for the purpose of transmitting power and the like, and a low-voltage wiring pattern for the purpose of transmitting a control signal output from the drive circuit to open and close the switching element. Is formed. Here, when a high-voltage wiring pattern and a low-voltage wiring pattern are projected on a virtual plane parallel to the circuit board, these wiring patterns are formed so that the high-voltage wiring pattern and the low-voltage wiring pattern intersect on this virtual plane. Sometimes. In this case, due to the occurrence of a surge (switching surge) due to switching of the switching state, high-frequency noise (for example, common mode noise) is superimposed on the signal transmitted through the low-voltage wiring pattern, and the switching element may malfunction. .

こうした問題を解消すべく、高圧配線パターンと低圧配線パターンとの交差を回避して回路基板に配線パターンを形成させる場合には、配線パターンが長くなることが懸念される。   In order to solve such a problem, when the wiring pattern is formed on the circuit board while avoiding the intersection of the high voltage wiring pattern and the low voltage wiring pattern, there is a concern that the wiring pattern becomes long.

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、配線パターンが長くなることを極力回避しつつ、高圧配線パターンと低圧配線パターンとの交差を回避することのできるスイッチング素子の駆動回路を提供することにある。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to perform switching capable of avoiding the intersection of the high-voltage wiring pattern and the low-voltage wiring pattern while avoiding the wiring pattern from becoming long as much as possible. The object is to provide a drive circuit for the element.

以下、上記課題を解決するための手段、及びその作用効果について記載する。   Hereinafter, means for solving the above-described problems and the operation and effects thereof will be described.

請求項1記載の発明は、複数のスイッチング素子と、回路基板に設けられて且つ自身の入力側端子及び出力側端子の間を絶縁しつつ該入力側端子への入力信号を該出力側端子に伝達する対となる磁気絶縁素子と、前記回路基板に設けられて且つ前記磁気絶縁素子を介して前記複数のスイッチング素子を開閉操作する駆動回路とを備える電子装置に適用され、前記磁気絶縁素子は、前記回路基板の板面の正面視において、略矩形状をなしており、前記入力側端子及び出力側端子のそれぞれは、前記回路基板の板面の正面視において、前記磁気絶縁素子の互いに異なる辺のそれぞれに設けられ、前記回路基板の板面の正面視において、該回路基板の一部の略矩形状の領域を規定領域と定義し、前記規定領域を形成する境界線のうち対向する一対の境界線と平行な方向に延びる領域であって且つ該規定領域を2分する領域を中央領域と定義し、前記規定領域のうち前記中央領域を挟むように設けられる一対の領域のそれぞれを第1の領域及び第2の領域と定義し、前記対となる磁気絶縁素子のうち一方を第1の磁気絶縁素子とし、他方を第2の磁気絶縁素子とし、前記中央領域には、前記第1の磁気絶縁素子及び前記第2の磁気絶縁素子が設けられ、前記第1の領域には、前記第1の磁気絶縁素子の出力側端子に対応する前記スイッチング素子の開閉制御端子の接続部が設けられ、前記第2の領域には、前記第2の磁気絶縁素子の出力側端子に対応する前記スイッチング素子の開閉制御端子の接続部が設けられ、前記第1の磁気絶縁素子は、自身の有する出力側端子を前記第1の領域の方向に向けるように設けられて且つ、前記第2の磁気絶縁素子は、自身の有する出力側端子を前記第2の領域の方向に向けるように設けられ、前記磁気絶縁素子の出力側端子と前記接続部とは高圧配線パターンによって接続されて且つ、前記磁気絶縁素子の入力側端子と前記駆動回路とは低圧配線パターンによって接続され、前記高圧配線パターン及び前記低圧配線パターンは、前記回路基板と平行な仮想面に対して該高圧配線パターン及び該低圧配線パターンを投影した場合、前記仮想面において該高圧配線パターンと該低圧配線パターンとが交差しないように設けられていることを特徴とする。   According to the first aspect of the present invention, an input signal to the input side terminal is provided to the output side terminal while being insulated between the plurality of switching elements and the input side terminal and the output side terminal provided on the circuit board. The magnetic insulating element is applied to an electronic device including a pair of magnetic insulating elements that transmit and a drive circuit that is provided on the circuit board and that opens and closes the plurality of switching elements via the magnetic insulating elements. In the front view of the plate surface of the circuit board, the input side terminal and the output side terminal are different from each other of the magnetic insulation elements in the front view of the plate surface of the circuit board. A pair of opposing sides of a boundary line that is provided on each of the sides and defines a substantially rectangular region of a part of the circuit board as a prescribed region in a front view of the plate surface of the circuit board. of A region that extends in a direction parallel to the boundary line and that bisects the defined region is defined as a central region, and each of a pair of regions that are provided so as to sandwich the central region among the defined regions is a first region. The region is defined as a region and a second region, and one of the pair of magnetic insulating elements is a first magnetic insulating element, the other is a second magnetic insulating element, and the central region includes the first magnetic insulating element. An insulating element and the second magnetic insulating element are provided, and a connection portion of the switching control terminal of the switching element corresponding to the output side terminal of the first magnetic insulating element is provided in the first region, In the second region, a connection part of the switching control terminal of the switching element corresponding to the output side terminal of the second magnetic insulation element is provided, and the first magnetic insulation element has its own output side Connect the terminal to the first area And the second magnetic insulation element is provided so that its output side terminal faces in the direction of the second region, and is connected to the output side terminal of the magnetic insulation element and the connection. Are connected by a high voltage wiring pattern, and the input side terminal of the magnetic insulation element and the drive circuit are connected by a low voltage wiring pattern, and the high voltage wiring pattern and the low voltage wiring pattern are parallel to the circuit board. When the high-voltage wiring pattern and the low-voltage wiring pattern are projected on a virtual plane, the high-voltage wiring pattern and the low-voltage wiring pattern are provided so as not to intersect each other on the virtual plane.

上記発明では、中央領域に対となる第1,第2の磁気絶縁素子を設けている。詳しくは、第1の磁気絶縁素子の有する出力側端子を第1の領域の方向に向けるように第1の磁気絶縁素子を設けて且つ、第2の磁気絶縁素子の有する出力側端子を第2の領域の方向に向けるように第2の磁気絶縁素子を設けている。そして、第1の領域に、第1の磁気絶縁素子の出力側端子に対応するスイッチング素子の開閉制御端子の接続部を設けて且つ、第2の領域に、第2の磁気絶縁素子の出力側端子に対応するスイッチング素子の開閉制御端子の接続部を設けている。そして、上記投影面において高圧配線パターンと低圧配線パターンとが交差しないようにこれら配線パターンを回路基板に設けている。   In the said invention, the 1st, 2nd magnetic insulation element used as a pair is provided in the center area | region. Specifically, the first magnetic insulation element is provided so that the output-side terminal of the first magnetic insulation element faces the first region, and the output-side terminal of the second magnetic insulation element is the second. A second magnetic insulation element is provided so as to face in the direction of the region. In the first region, a connection portion of the switching control terminal of the switching element corresponding to the output side terminal of the first magnetic insulation element is provided, and in the second region, the output side of the second magnetic insulation element A connection portion of the switching control terminal of the switching element corresponding to the terminal is provided. Then, these wiring patterns are provided on the circuit board so that the high-voltage wiring pattern and the low-voltage wiring pattern do not intersect on the projection plane.

こうした上記発明によれば、高圧配線パターンが長くなることを極力抑制することができ、中央領域において上記境界線と平行な方向(基準方向)に直交する方向に高圧配線パターンが設けられる等、中央領域において高圧配線パターンによって低圧配線パターンの配置が制限されることを極力抑制することができる。このため、例えば、回路基板において第1の磁気絶縁素子の出力側端子に対応する上記接続部と第2の磁気絶縁素子の出力側端子に対応する上記接続部との間の領域を低圧配線パターンの配置領域として用いることができ、高圧配線パターンと低圧配線パターンとの交差を回避することができる。   According to such an invention, the high-voltage wiring pattern can be prevented from becoming long as much as possible, and in the central region, the high-voltage wiring pattern is provided in a direction orthogonal to the direction parallel to the boundary line (reference direction). It is possible to suppress the arrangement of the low-voltage wiring pattern by the high-voltage wiring pattern as much as possible in the region. Therefore, for example, in the circuit board, a region between the connection portion corresponding to the output side terminal of the first magnetic insulation element and the connection portion corresponding to the output side terminal of the second magnetic insulation element is defined as a low-voltage wiring pattern. Can be used as an arrangement region of the high-voltage wiring pattern, and the intersection of the high-voltage wiring pattern and the low-voltage wiring pattern can be avoided.

なお、上記高圧配線パターンは、上記仮想面に対して高圧配線パターンを投影した場合、仮想面において高圧配線パターン同士が交差しないように設けられることが望ましい。   The high-voltage wiring pattern is desirably provided so that the high-voltage wiring patterns do not intersect with each other on the virtual plane when the high-voltage wiring pattern is projected onto the virtual plane.

請求項2記載の発明は、請求項1記載の発明において、前記第1の磁気絶縁素子及び前記第2の磁気絶縁素子のそれぞれは、前記回路基板の板面の正面視において、前記中央領域に前記一対の境界線と平行な方向に描かれて且つ前記中央領域の中央を通る軸線と交差するように設けられていることを特徴とする。 According to a second aspect of the invention, in the invention according to the first aspect, each of the previous SL first magnetic insulation element and the second magnetic insulating element, in a front view of the plate surface of the circuit board, the central region it is characterized in that said are provided to the axis intersection difference through the middle of the pair of borders and drawn in a direction parallel and the central region.

上記発明では、回路基板の実装領域の有効利用等を目的として、中央領域に上記態様にて対となる磁気絶縁素子を設けている。磁気絶縁素子がこのように配置されると通常、回路基板の板面の正面視において上記基準方向に直交する方向について、第1の領域に設けられる開閉制御端子の接続部と第2の領域に設けられる開閉制御端子の接続部との距離が短くなる傾向にある。この場合、中央領域において高圧配線パターンによって低圧配線パターンの配置が制限されやすい。このため、上記発明では、請求項1に係る発明の発明特定事項を備えるメリットが大きい。   In the above invention, for the purpose of effectively using the mounting area of the circuit board, the magnetic insulating elements that are paired in the above manner are provided in the central area. When the magnetic insulation elements are arranged in this way, the switching control terminal provided in the first region and the second region are usually provided in the first region in a direction orthogonal to the reference direction in front view of the plate surface of the circuit board. There is a tendency that the distance from the connection portion of the provided opening / closing control terminal is shortened. In this case, the arrangement of the low-voltage wiring pattern is likely to be limited by the high-voltage wiring pattern in the central region. For this reason, in the said invention, the merit provided with the invention specific matter of the invention which concerns on Claim 1 is large.

請求項3記載の発明は、請求項1又は2記載の発明において、前記回路基板の板面の正面視において、前記第1の磁気絶縁素子と交差して且つ該第1の磁気絶縁素子の出力側端子が設けられる辺と直交する軸線を第1の基準軸線と定義し、前記回路基板の板面の正面視において、前記第2の磁気絶縁素子と交差して且つ該第2の磁気絶縁素子の出力側端子が設けられる辺と直交する軸線を第2の基準軸線と定義し、前記第1の磁気絶縁素子及び前記第2の磁気絶縁素子のそれぞれは、前記第1の基準軸線及び第2の基準軸線同士が平行となるように設けられていることを特徴とする。   According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect of the present invention, when viewed from the front of the plate surface of the circuit board, it intersects with the first magnetic insulation element and the output of the first magnetic insulation element. An axis perpendicular to the side on which the side terminal is provided is defined as a first reference axis, and intersects with the second magnetic insulation element in the front view of the plate surface of the circuit board and the second magnetic insulation element An axis perpendicular to the side on which the output side terminal is provided is defined as a second reference axis, and each of the first magnetic insulation element and the second magnetic insulation element includes the first reference axis and the second reference axis. The reference axes are provided so as to be parallel to each other.

上記発明では、第1の磁気絶縁素子及び第2の磁気絶縁素子を上記態様にて設けている。すなわち、回路基板の板面の正面視において、第1の磁気絶縁素子の中心から同磁気絶縁素子の出力側端子が設けられる辺に向かってこの辺と直交する方向と、第2の磁気絶縁素子の中心から同磁気絶縁素子の出力側端子が設けられる辺に向かってこの辺と直交する方向とのなす角度が180度となるように、これら第1,第2の磁気絶縁素子を設ける。こうした上記発明によれば、高圧配線パターンが長くなることを好適に抑制することができる。   In the said invention, the 1st magnetic insulation element and the 2nd magnetic insulation element are provided in the said aspect. That is, in a front view of the plate surface of the circuit board, the direction perpendicular to this side from the center of the first magnetic insulation element toward the side where the output side terminal of the magnetic insulation element is provided, and the second magnetic insulation element These first and second magnetic insulation elements are provided so that an angle formed by a direction perpendicular to the side from the center toward the side where the output terminal of the magnetic insulation element is provided is 180 degrees. According to such an invention described above, it is possible to suitably suppress an increase in the length of the high-voltage wiring pattern.

請求項4記載の発明は、請求項1〜3にいずれか1項に記載の発明において、前記スイッチング素子は、電圧制御形のものであり、前記磁気絶縁素子には、前記スイッチング素子の開閉制御端子及び出力端子に対応する前記出力側端子が設けられ、前記第1の領域には、前記第1の磁気絶縁素子の出力側端子に対応する前記スイッチング素子の前記開閉制御端子の接続部に加えて、該スイッチング素子の前記出力端子の接続部が更に設けられ、前記第1の磁気絶縁素子には、前記第1の領域において前記一対の境界線と平行な方向に前記接続部が並ぶ順に、該接続部に対応する前記出力側端子が設けられ、前記第2の領域には、前記第2の磁気絶縁素子の出力側端子に対応する前記スイッチング素子の前記開閉制御端子の接続部に加えて、該スイッチング素子の前記出力端子の接続部が更に設けられ、前記第2の磁気絶縁素子には、前記第2の領域において前記一対の境界線と平行な方向に前記接続部が並ぶ順に、該接続部に対応する前記出力側端子が設けられていることを特徴とする。   According to a fourth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the first to third aspects, the switching element is of a voltage control type, and the magnetic insulating element includes an opening / closing control of the switching element. The output side terminal corresponding to the terminal and the output terminal is provided, and in the first region, in addition to the connection portion of the switching control terminal of the switching element corresponding to the output side terminal of the first magnetic insulation element In addition, a connection portion of the output terminal of the switching element is further provided, and the connection portion is arranged in the first magnetic insulating element in the order in which the connection portions are arranged in a direction parallel to the pair of boundary lines in the first region. The output side terminal corresponding to the connection portion is provided, and the second region includes, in addition to the connection portion of the switching control terminal of the switching element corresponding to the output side terminal of the second magnetic insulation element. The A connection portion for the output terminal of the switching element is further provided, and the connection portion is arranged in the second magnetic insulating element in the order in which the connection portions are arranged in a direction parallel to the pair of boundary lines in the second region. The output side terminal corresponding to is provided.

電圧制御形のスイッチング素子は、開閉制御端子及び出力端子の間の電圧を調節することでスイッチング素子の開閉操作がなされる。このため、上記発明では、第1の領域及び第2の領域のそれぞれに、開閉制御端子の接続部に加えて、出力端子の接続部が設けられている。そして、上記発明では、第1の磁気絶縁素子に、第1の領域において一対の境界線と平行な方向に上記接続部が並ぶ順に、これら接続部に対応する出力側端子が設けられている。また、第2の磁気絶縁素子に、第2の領域において一対の境界線と平行な方向に上記接続部が並ぶ順に、これら接続部に対応する出力側端子が設けられている。こうした上記発明によれば、各スイッチング素子の端子の数が多くなる場合であっても、高圧配線パターンが長くなることを極力抑制しつつ、高圧配線パターンと低圧配線パターンとの交差を回避することができる。   In the voltage control type switching element, the switching operation of the switching element is performed by adjusting the voltage between the switching control terminal and the output terminal. For this reason, in the said invention, in addition to the connection part of the switching control terminal, the connection part of the output terminal is provided in each of the 1st area | region and the 2nd area | region. In the above invention, the first magnetic insulating element is provided with output-side terminals corresponding to the connection portions in the order in which the connection portions are arranged in a direction parallel to the pair of boundary lines in the first region. The second magnetic insulating element is provided with output-side terminals corresponding to the connection portions in the order in which the connection portions are arranged in a direction parallel to the pair of boundary lines in the second region. According to the above invention, even when the number of terminals of each switching element is increased, it is possible to avoid the intersection of the high-voltage wiring pattern and the low-voltage wiring pattern while suppressing the increase in the length of the high-voltage wiring pattern as much as possible. Can do.

請求項5記載の発明は、請求項1〜4のいずれか1項に記載の発明において、前記電子装置は、対となる前記スイッチング素子の直列接続体を有するスイッチングモジュールを備える電力変換装置であり、前記回路基板は、前記スイッチングモジュールの上方に該モジュールの配置面と略平行となるように設けられており、前記規定領域は、前記回路基板の板面の正面視において、該回路基板に対する前記スイッチングモジュールの投影領域と略同一の領域であることを特徴とする。   Invention of Claim 5 is an electric power converter provided with the switching module which has the serial connection body of the said switching element used as the pair in the invention of any one of Claims 1-4. The circuit board is provided above the switching module so as to be substantially parallel to a placement surface of the module, and the defined area is the front side of the plate surface of the circuit board in the front view with respect to the circuit board. The region is substantially the same as the projection region of the switching module.

第1の実施形態にかかるシステム構成図。1 is a system configuration diagram according to a first embodiment. FIG. 同実施形態にかかるDCDCコンバータの一部を示す斜視図。The perspective view which shows a part of DCDC converter concerning the embodiment. 同実施形態にかかる回路基板の一部等を示す拡大図。The enlarged view which shows a part of circuit board etc. concerning the embodiment. 同実施形態にかかる配線パターン及びパルストランスの配置態様を示す正面図。The front view which shows the arrangement | positioning aspect of the wiring pattern and pulse transformer concerning the embodiment. 高圧配線パターンと低圧配線パターンとが交差する場合のパルストランス等の配置態様を示す正面図。The front view which shows the arrangement | positioning aspects, such as a pulse transformer, when a high voltage wiring pattern and a low voltage wiring pattern cross | intersect. 第2の実施形態にかかる配線パターン及びパルストランスの配置態様を示す正面図。The front view which shows the wiring pattern concerning 2nd Embodiment, and the arrangement | positioning aspect of a pulse transformer. その他の実施形態にかかる回路基板の接続端子等の配置態様を示す図。The figure which shows the arrangement | positioning aspects, such as a connection terminal of the circuit board concerning other embodiment.

(第1の実施形態)
以下、本発明にかかる駆動回路をハイブリッド車両に搭載されるDCDCコンバータに適用した第1の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment in which a drive circuit according to the present invention is applied to a DCDC converter mounted on a hybrid vehicle will be described with reference to the drawings.

図1に、本実施形態にかかるシステムの全体構成を示す。   FIG. 1 shows an overall configuration of a system according to the present embodiment.

図示される高圧バッテリ10は、車載動力発生装置としての図示しない回転機(モータジェネレータ)の電力供給源であり、所定の高電圧(数百V)の電圧を出力する蓄電池である。高圧バッテリ10は、DCDCコンバータCVに接続可能とされている。ちなみに、高圧バッテリ10としては、例えば、リチウムイオン蓄電池や、ニッケル水素蓄電池を採用することができる。   The illustrated high voltage battery 10 is a power supply source of a rotating machine (motor generator) (not shown) as an in-vehicle power generation device, and is a storage battery that outputs a predetermined high voltage (several hundreds of volts). The high voltage battery 10 can be connected to a DCDC converter CV. Incidentally, as the high voltage battery 10, for example, a lithium ion storage battery or a nickel metal hydride storage battery can be employed.

DCDCコンバータCVは、一対のスイッチング素子Q1,Q3の直列接続体及び一対のスイッチング素子の直列接続体Q2,Q4の並列接続体(フルブリッジ回路)を有するスイッチングモジュール(以下、モジュール12)と、トランス14とを備えて構成され、高圧バッテリ10の電圧を降圧して出力する絶縁型コンバータである。ここで、本実施形態では、上記スイッチング素子Q1〜Q4として、NチャネルMOSトランジスタを想定している。   The DCDC converter CV includes a switching module (hereinafter referred to as a module 12) having a series connection body of a pair of switching elements Q1 and Q3 and a parallel connection body (full bridge circuit) of a series connection body Q2 and Q4 of a pair of switching elements. 14 is an isolated converter that steps down the voltage of the high-voltage battery 10 and outputs it. In this embodiment, N-channel MOS transistors are assumed as the switching elements Q1 to Q4.

高電位側のスイッチング素子Q1,Q2の入力端子(ドレイン)は、正極端子Pを介して高圧バッテリ10の正極側に接続され、低電位側のスイッチング素子Q3,Q4の出力端子(ソース)は、負極端子Nを介して高圧バッテリ10の負極側に接続されている。なお、スイッチング素子Q1〜Q4の入出力端子間のそれぞれには、図示しないフリーホイールダイオードが接続されている。   The input terminals (drains) of the switching elements Q1 and Q2 on the high potential side are connected to the positive electrode side of the high voltage battery 10 via the positive terminal P, and the output terminals (sources) of the switching elements Q3 and Q4 on the low potential side are It is connected to the negative electrode side of the high voltage battery 10 via the negative electrode terminal N. A free wheel diode (not shown) is connected between the input / output terminals of the switching elements Q1 to Q4.

一対のスイッチング素子Q1,Q3の接続点、及び一対のスイッチング素子Q2,Q4の接続点のそれぞれには、端子OUT1,OUT2を介して、トランス14の1次側コイル14aの両端のそれぞれが接続されている。   Both ends of the primary side coil 14a of the transformer 14 are connected to the connection points of the pair of switching elements Q1 and Q3 and the connection points of the pair of switching elements Q2 and Q4 via the terminals OUT1 and OUT2, respectively. ing.

トランス14の2次側コイル14bの両端のそれぞれは、ダイオードRD1,RD2のアノード側に接続され、これらダイオードRD1,RD2のカソード側は短絡されている。そして、ダイオードRD1,RD2は、リアクトル16a及びコンデンサ16bからなる平滑回路16(LCフィルタ)に接続されている。   Both ends of the secondary coil 14b of the transformer 14 are connected to the anode sides of the diodes RD1 and RD2, and the cathode sides of the diodes RD1 and RD2 are short-circuited. The diodes RD1 and RD2 are connected to a smoothing circuit 16 (LC filter) including a reactor 16a and a capacitor 16b.

上記高圧バッテリ10やDCDCコンバータCVの1次側は、車載高圧システムを構成し、DCDCコンバータCVの図示しないケースに接続されたグランドラインGLから絶縁されている。これに対し、DCDCコンバータCVの2次側は、グランドラインGLを基準として動作する車載低圧システムを構成する。   The primary side of the high-voltage battery 10 and the DCDC converter CV constitutes an in-vehicle high-voltage system and is insulated from a ground line GL connected to a case (not shown) of the DCDC converter CV. On the other hand, the secondary side of the DCDC converter CV constitutes an in-vehicle low-voltage system that operates with the ground line GL as a reference.

このため、本実施形態では、トランス14の2次側コイル14bの中点タップmtがグランドラインGLに接続されている。こうした構成によれば、ダイオードRD1,RD2は、高電位側のスイッチング素子Q1及び低電位側のスイッチング素子Q4がオン状態とされるか、高電位側のスイッチング素子Q2及び低電位側のスイッチング素子Q3がオン状態とされるかに応じて、2次側コイル14bの両端の電圧の「1/2」の電圧を交互に出力することとなる。なお、中点タップmtとは、トランス14の2次側コイル14bの中央(両端子から等距離にある点である中点)に接続された端子のことである。   For this reason, in this embodiment, the midpoint tap mt of the secondary side coil 14b of the transformer 14 is connected to the ground line GL. According to such a configuration, the diodes RD1 and RD2 are configured such that the high potential side switching element Q1 and the low potential side switching element Q4 are turned on, or the high potential side switching element Q2 and the low potential side switching element Q3. Depending on whether is turned on, the voltage of “½” of the voltage across the secondary coil 14b is alternately output. The midpoint tap mt is a terminal connected to the center of the secondary side coil 14b of the transformer 14 (a midpoint that is a point equidistant from both terminals).

DCDCコンバータCVの出力電圧は、低圧バッテリ18に印加される。低圧バッテリ18は、車載低圧システムの一部を構成し、所定の低電圧(例えば12V)を出力する蓄電池(例えば、鉛蓄電池)である。   The output voltage of the DCDC converter CV is applied to the low voltage battery 18. The low-voltage battery 18 is a storage battery (for example, a lead storage battery) that constitutes a part of the in-vehicle low-voltage system and outputs a predetermined low voltage (for example, 12 V).

制御回路20は、低圧バッテリ18を電力供給源としつつ、同バッテリを制御対象とする制御手段である。制御回路20は、低圧バッテリ18の充電状態(SOC)を所望に制御すべく、第1,第2のドライブ回路DC1,DC2を介してDCDCコンバータCVのスイッチング素子Q1〜Q4を操作する。具体的には、制御回路20は、第1のドライブ回路DC1を介してスイッチング素子Q1,Q3をオンオフ操作し、第2のドライブ回路DC2を介してスイッチング素子Q2,Q4をオンオフ操作する。以下、上記ドライブ回路を介してスイッチング素子を操作するための回路構成について説明する。ちなみに、第1のドライブ回路DC1を介してスイッチング素子Q1,Q3を操作する回路構成と、第2のドライブ回路DC2を介してスイッチング素子Q2,Q4を操作する回路構成とが同様であるため、主に第1のドライブ回路DC1を介した回路構成について説明する。   The control circuit 20 is a control unit that uses the low voltage battery 18 as a power supply source and controls the battery. The control circuit 20 operates the switching elements Q1 to Q4 of the DCDC converter CV via the first and second drive circuits DC1 and DC2 in order to control the state of charge (SOC) of the low-voltage battery 18 as desired. Specifically, the control circuit 20 turns on / off the switching elements Q1, Q3 via the first drive circuit DC1, and turns on / off the switching elements Q2, Q4 via the second drive circuit DC2. Hereinafter, a circuit configuration for operating the switching element via the drive circuit will be described. Incidentally, the circuit configuration for operating the switching elements Q1 and Q3 via the first drive circuit DC1 and the circuit configuration for operating the switching elements Q2 and Q4 via the second drive circuit DC2 are the same. Next, a circuit configuration via the first drive circuit DC1 will be described.

第1,第2のドライブ回路DC1,DC2のそれぞれは、第1,第2パルストランスPT1,PT2のそれぞれに接続されている。第1,第2のパルストランスPT1,PT2は、1つの1次側コイル22aと、2つの2次側コイル22b,22cとを備え、ドライブ回路から1次側コイル22aに入力されるパルスを変圧して2次側コイル22b,22cに出力する磁気絶縁素子である。ちなみに、第1のパルストランスPT1と第2のパルストランスPT2とは同一の構成である。   The first and second drive circuits DC1 and DC2 are connected to the first and second pulse transformers PT1 and PT2, respectively. The first and second pulse transformers PT1 and PT2 include one primary coil 22a and two secondary coils 22b and 22c, and transform pulses input from the drive circuit to the primary coil 22a. Thus, the magnetic insulation element is output to the secondary coils 22b and 22c. Incidentally, the first pulse transformer PT1 and the second pulse transformer PT2 have the same configuration.

第1のパルストランスPT1の2次側コイル22bの一端は、出力側端子St1と、出力側接続端子(ソース接続端子S1)とを介してスイッチング素子Q1のソースに接続され、2次側コイル22bの他端は、出力側端子Gt1、開閉側接続端子(ゲート接続端子G1)、及び抵抗体24,26の直列接続体を介してスイッチング素子Q1の開閉制御端子(ゲート)に接続されている。また、スイッチング素子Q1のゲート及びソース間は、抵抗体28によって接続されている。さらに、抵抗体24には、ゲートから2次側コイル22bへの電流の流通を許容するようにダイオード30が並列接続されている。   One end of the secondary side coil 22b of the first pulse transformer PT1 is connected to the source of the switching element Q1 via the output side terminal St1 and the output side connection terminal (source connection terminal S1), and the secondary side coil 22b. The other end of the switching element Q1 is connected to the switching control terminal (gate) of the switching element Q1 through the output terminal Gt1, the switching connection terminal (gate connection terminal G1), and the series connection body of the resistors 24 and 26. The gate and the source of the switching element Q1 are connected by a resistor 28. Furthermore, a diode 30 is connected in parallel to the resistor 24 so as to allow current to flow from the gate to the secondary coil 22b.

ちなみに、上記ソース接続端子及びゲート接続端子とは、具体的には例えば、回路基板に形成された取付部(スルーホール)及びスルーホールの外縁とつながる配線パターン等からなるものである。また、抵抗体24,26及びダイオード30を備える構成は、スイッチング素子Q1のゲートの充電時においてゲートへの電荷の供給速度が過度に増大することを抑制して且つ、ゲートの放電時においてゲートに蓄積された電荷を速やかに放出させるためのものである。   Incidentally, the source connection terminal and the gate connection terminal specifically include, for example, an attachment portion (through hole) formed on the circuit board and a wiring pattern connected to the outer edge of the through hole. In addition, the configuration including the resistors 24 and 26 and the diode 30 suppresses an excessive increase in the charge supply rate to the gate when the gate of the switching element Q1 is charged, and is applied to the gate when the gate is discharged. This is to quickly release the accumulated electric charge.

一方、第1のパルストランスPT1の2次側コイル22cの一端は、出力側端子St3と、ソース接続端子S3とを介してスイッチング素子Q3のソースに接続され、2次側コイル22cの他端は、出力側端子Gt3、ゲート接続端子G3、及び抵抗体32,34の直列接続体を介してスイッチング素子Q3のゲートに接続されている。なお、上記スイッチング素子Q1と同様に、スイッチング素子Q3のゲート及びソース間は抵抗体36によって接続されており、上記抵抗体32には、ゲートから2次側コイル22cへの電流の流通を許容する機能とを有するダイオード38が並列接続されている。   On the other hand, one end of the secondary side coil 22c of the first pulse transformer PT1 is connected to the source of the switching element Q3 via the output side terminal St3 and the source connection terminal S3, and the other end of the secondary side coil 22c is The output side terminal Gt3, the gate connection terminal G3, and the series connection body of the resistors 32 and 34 are connected to the gate of the switching element Q3. As with the switching element Q1, the gate and source of the switching element Q3 are connected by a resistor 36, and the resistor 32 allows current to flow from the gate to the secondary coil 22c. A diode 38 having a function is connected in parallel.

第1のパルストランスPT1の有する2次側コイル22b,22cは、これら2次側コイルのそれぞれに生じる電圧の極性が互いに逆になるように接続されている。   The secondary coils 22b and 22c of the first pulse transformer PT1 are connected so that the polarities of the voltages generated in the secondary coils are opposite to each other.

こうした構成において、第1のドライブ回路DC1から第1のパルストランスPT1(の1次側コイル22a)に所定のデューティ比(例えば50%)を有するパルス信号が入力されると、2次側コイル22b及び2次側コイル22cのそれぞれにおいて互いに論理反転した電圧が印加され、これにより、スイッチング素子Q1,Q3のそれぞれのゲートへの印加電圧が相補的に変化することとなる。   In such a configuration, when a pulse signal having a predetermined duty ratio (for example, 50%) is input from the first drive circuit DC1 to the first pulse transformer PT1 (the primary coil 22a), the secondary coil 22b. In addition, voltages that are logically inverted from each other are applied to each of the secondary coils 22c, whereby the applied voltages to the respective gates of the switching elements Q1 and Q3 change in a complementary manner.

ここで、本実施形態では、第2のドライブ回路DC2から第2のパルストランスPT2に対しても、第1のドライブ回路DC1から第1のパルストランスPT1と同様なパルス信号を入力しつつ、第1のドライブ回路からの出力パルスと、第2のドライブ回路からの出力パルスとの位相の調節によってDCDCコンバータCVの出力電圧を調節する処理がなされる。この処理は、2対のスイッチング素子の直列接続体のうち、一方の直列接続体の高電位側のスイッチチング素子と、他方の直列接続体の低電位側のスイッチング素子とが同時にオン状態とされる期間によってDCDCコンバータCVの出力電圧が定まることに基づくものである。   Here, in the present embodiment, the same pulse signal as that of the first pulse transformer PT1 is input from the first drive circuit DC1 to the second pulse transformer PT2 from the second drive circuit DC2. Processing for adjusting the output voltage of the DCDC converter CV is performed by adjusting the phase of the output pulse from the first drive circuit and the output pulse from the second drive circuit. In this process, the switching element on the high potential side of one series connection body and the switching element on the low potential side of the other series connection body are simultaneously turned on in the series connection body of the two pairs of switching elements. This is based on the fact that the output voltage of the DCDC converter CV is determined by the period of time.

次に、図2〜図4を用いて、本実施形態にかかる電力変換装置の内部構成について説明する。   Next, the internal configuration of the power conversion device according to the present embodiment will be described with reference to FIGS.

まず、図2に、本実施形態にかかるDCDCコンバータCVの一部の拡大斜視図を示す。   First, FIG. 2 shows an enlarged perspective view of a part of the DCDC converter CV according to the present embodiment.

図示されるように、DCDCコンバータCVの有するモジュール12は、実際には、DCDCコンバータCVのケース40上に配置され、略直方体形状をなしている。そして、モジュール12の上方には、この配置面(ケース40内部の上面)と略平行となるように、回路基板42(プリント基板)が設けられている。   As illustrated, the module 12 included in the DCDC converter CV is actually disposed on the case 40 of the DCDC converter CV and has a substantially rectangular parallelepiped shape. A circuit board 42 (printed board) is provided above the module 12 so as to be substantially parallel to the arrangement surface (the upper surface inside the case 40).

回路基板42は、樹脂等からなる絶縁基材に、銅などの導電材料からなる配線パターンを配置してなる平面矩形状(長方形状)の部材である。回路基板42上には、図示は省略するが、第1,第2のドライブ回路DC1,DC2、第1,第2のパルストランスPT1,PT2、及び制御回路20等が実装されている。なお、本実施形態では、回路基板42として複数の層(例えば3つの層)を有する多層基板を想定している。また、上記ケース40は、実際には箱形状をなしているが、図2では、その一部の底面部のみ示している。   The circuit board 42 is a planar rectangular (rectangular) member formed by arranging a wiring pattern made of a conductive material such as copper on an insulating base made of resin or the like. On the circuit board 42, although not shown, first and second drive circuits DC1 and DC2, first and second pulse transformers PT1 and PT2, a control circuit 20 and the like are mounted. In the present embodiment, a multilayer substrate having a plurality of layers (for example, three layers) is assumed as the circuit substrate 42. Moreover, although the said case 40 has comprised the box shape actually, only the one part bottom face part is shown in FIG.

ここで、上記回路基板42には、モジュール12内のスイッチング素子Q1〜Q4と、第1,第2のドライブ回路DC1,DC2及び第1,第2のパルストランスPT1,PT2とを接続するための各種接続端子が設けられている。以下、図3を用いて、これについて説明する。   Here, the circuit board 42 is connected to the switching elements Q1 to Q4 in the module 12, and the first and second drive circuits DC1 and DC2 and the first and second pulse transformers PT1 and PT2. Various connection terminals are provided. Hereinafter, this will be described with reference to FIG.

図3(a)は、回路基板42の板面(表面)の正面視において、回路基板42の一部の略長方形状の領域である規定領域(図中、一点鎖線で囲まれる領域)近傍を示す図であり、図3(b)は、モジュール12の側面図である。   FIG. 3A shows the vicinity of a specified region (a region surrounded by an alternate long and short dash line in the drawing) that is a part of a substantially rectangular region of the circuit board 42 in a front view of the plate surface (front surface) of the circuit board 42. FIG. 3B is a side view of the module 12.

本実施形態では、規定領域を、回路基板42の板面の正面視において、回路基板42に対するモジュール12の投影領域と略同一の領域として定義する。本実施形態では、上述したようにモジュール12が略直方体形状であることから、回路基板42の板面の正面視において、規定領域が平面矩形状(長方形状)をなすこととなる。   In the present embodiment, the defined area is defined as an area that is substantially the same as the projection area of the module 12 on the circuit board 42 in a front view of the plate surface of the circuit board 42. In the present embodiment, since the module 12 has a substantially rectangular parallelepiped shape as described above, the defined area has a planar rectangular shape (rectangular shape) when the plate surface of the circuit board 42 is viewed from the front.

こうして定められる規定領域には、スイッチング素子Qn(n=1〜4)のゲートにつながるゲート接続端子Gnと、ソースにつながるソース接続端子Snとが設けられている。ちなみに、回路基板42のゲート接続端子Gn及びソース接続端子Snには、同図(b)に示すように、モジュール12側から回路基板42側に向かう方向であって且つモジュール12と平行な平面と直交する方向に延びるモジュール端子のそれぞれが接続される。これらモジュール端子は、各スイッチング素子Qnのゲート及びソースにつながる端子である。   In the defined region thus determined, a gate connection terminal Gn connected to the gate of the switching element Qn (n = 1 to 4) and a source connection terminal Sn connected to the source are provided. Incidentally, the gate connection terminal Gn and the source connection terminal Sn of the circuit board 42 have a plane parallel to the module 12 in the direction from the module 12 side to the circuit board 42 side, as shown in FIG. Each of the module terminals extending in the orthogonal direction is connected. These module terminals are terminals connected to the gate and source of each switching element Qn.

なお、図中、正極端子P及び負極端子Nにつながる端子と、モジュール12及びトランス14をつなげるための端子OUT1,OUT2とを併せて示している。また、ケース40と回路基板42とを固定するための螺子を取り付ける貫通穴44も示している。   In the drawing, terminals connected to the positive terminal P and the negative terminal N and terminals OUT1 and OUT2 for connecting the module 12 and the transformer 14 are shown together. Further, a through hole 44 for attaching a screw for fixing the case 40 and the circuit board 42 is also shown.

続いて、図4を用いて、回路基板42における素子及び配線パターンの配置態様について説明する。なお、図4は、先の図3(a)と同様に、回路基板42の板面の正面視における上記規定領域近傍を示す図である。   Then, the arrangement | positioning aspect of the element in the circuit board 42 and a wiring pattern is demonstrated using FIG. FIG. 4 is a view showing the vicinity of the prescribed region in a front view of the plate surface of the circuit board 42, as in FIG. 3A.

まず、素子等の配置態様について説明する。なお、本実施形態では、規定領域を形成する境界線(図中一点鎖線)のうち対向する一対の境界線L1,L2と平行な方向(以下、基準方向)に延びる長方形状の領域であって且つ規定領域を2分する領域を中央領域Acと定義する。そして、規定領域のうち、中央領域Acに隣接する一対の長方形状の領域のそれぞれを、第1の領域A1及び第2の領域A2と定義する。   First, the arrangement | positioning aspect of an element etc. is demonstrated. In addition, in this embodiment, it is a rectangular area | region extended in the direction (henceforth a reference direction) parallel to a pair of boundary lines L1 and L2 which oppose among a boundary line (a dashed-dotted line in a figure) which forms a prescription | regulation area | region. An area that bisects the defined area is defined as a central area Ac. Then, each of the pair of rectangular areas adjacent to the central area Ac among the defined areas is defined as a first area A1 and a second area A2.

第1のパルストランスPT1(第2のパルストランスPT2)は、略直方体形状をなしており、中央領域Acに実装されている。詳しくは、第1のパルストランスPT1(第2のパルストランスPT2)は、回路基板42の板面の正面視において、略矩形状をなしており、同パルストランスの一辺には、同トランス内の1次側コイルの両端のそれぞれにつながる一対の入力側端子It1(It2)が設けられている。また、第1のパルストランスPT1(第2のパルストランスPT2)のうち、入力側端子It1(It2)が設けられる辺と対向する辺には、4つの出力側端子St1,Gt1,St3,Gt3(St4,Gt4,St2,Gt2)が設けられている。そして、これら入力側端子及び出力側端子が回路基板42にはんだ付けされることで、パルストランスが実装される。   The first pulse transformer PT1 (second pulse transformer PT2) has a substantially rectangular parallelepiped shape and is mounted in the central region Ac. Specifically, the first pulse transformer PT1 (second pulse transformer PT2) has a substantially rectangular shape in a front view of the plate surface of the circuit board 42, and one side of the pulse transformer has a side in the transformer. A pair of input side terminals It1 (It2) connected to both ends of the primary side coil are provided. Of the first pulse transformer PT1 (second pulse transformer PT2), four output-side terminals St1, Gt1, St3, Gt3 (on the side facing the side where the input-side terminal It1 (It2) is provided) St4, Gt4, St2, Gt2) are provided. Then, the input side terminal and the output side terminal are soldered to the circuit board 42, whereby the pulse transformer is mounted.

第1のパルストランスPT1及び第2のパルストランスPT2のそれぞれは、中央領域Acの中央を通って且つ上記基準方向に延びる軸線(中心軸線Lc:図中一点鎖線にて表記)を描く場合、回路基板42の板面の正面視においてこれらパルストランスPT1,PT2と中心軸線Lcとが交差するように実装されている。   When each of the first pulse transformer PT1 and the second pulse transformer PT2 draws an axis (center axis Lc: indicated by a one-dot chain line in the drawing) extending through the center of the central region Ac and in the reference direction, The pulse transformers PT1 and PT2 and the central axis Lc are mounted so as to intersect each other when the plate surface of the substrate 42 is viewed from the front.

ここで、回路基板42の板面の正面視において、第1のパルストランスPT1と交差して且つこのトランスPT1の出力側端子が設けられる辺と直交する方向(上記基準方向に直交する方向)に延びる軸線を第1の基準軸線Lα1と定義し、第2のパルストランスPT2と交差して且つこのトランスPT2の出力側端子が設けられる辺と直交する軸線を第2の基準軸線Lα2と定義する。   Here, in a front view of the plate surface of the circuit board 42, in a direction intersecting the first pulse transformer PT1 and orthogonal to the side where the output side terminal of the transformer PT1 is provided (a direction orthogonal to the reference direction). The extending axis is defined as the first reference axis Lα1, and the axis that intersects with the second pulse transformer PT2 and is orthogonal to the side on which the output side terminal of the transformer PT2 is provided is defined as the second reference axis Lα2.

第1のパルストランスPT1は、自身の有する出力側端子St1,Gt1,St3,Gt3を第1の領域A1の方向に向けるように設けられている。そして、第1の領域A1には、上記基準方向に沿って図中上側から順に、ソース接続端子S1、ゲート接続端子G1、ソース接続端子S3及びゲート接続端子G3が設けられている。そして、第1のパルストランスPT1において、上記基準方向に沿って図中上側から順に、ソース接続端子S1に対応する出力側端子St1、ゲート接続端子G1に対応する出力側端子Gt1、ソース接続端子S3に対応する出力側端子St3及びゲート接続端子G3に対応する出力側端子Gt3が設けられている。   The first pulse transformer PT1 is provided so that its output-side terminals St1, Gt1, St3, and Gt3 are directed toward the first region A1. In the first region A1, a source connection terminal S1, a gate connection terminal G1, a source connection terminal S3, and a gate connection terminal G3 are provided in order from the upper side in the drawing along the reference direction. Then, in the first pulse transformer PT1, the output side terminal St1 corresponding to the source connection terminal S1, the output side terminal Gt1 corresponding to the gate connection terminal G1, and the source connection terminal S3 in order from the upper side in the drawing along the reference direction. And an output side terminal Gt3 corresponding to the gate connection terminal G3.

一方、第2のパルストランスPT2は、自身の有する出力側端子St4,Gt4,St2,Gt2を第2の領域A2の方向に向けるように設けられている。そして、第2の領域A2には、上記基準方向に沿って図中上側から順に、ゲート接続端子G2、ソース接続端子S2、ゲート接続端子G4及びソース接続端子S4が設けられている。そして、第2のパルストランスPT2において、上記基準方向に沿って図中上側から順に、ゲート接続端子G2に対応する出力側端子Gt2、ソース接続端子S2に対応する出力側端子St2、ゲート接続端子G4に対応する出力側端子Gt4及びソース接続端子S4に対応する出力側端子St4が設けられている。   On the other hand, the second pulse transformer PT2 is provided so that its output side terminals St4, Gt4, St2, and Gt2 are directed in the direction of the second region A2. In the second region A2, a gate connection terminal G2, a source connection terminal S2, a gate connection terminal G4, and a source connection terminal S4 are provided in order from the upper side in the drawing along the reference direction. In the second pulse transformer PT2, the output side terminal Gt2 corresponding to the gate connection terminal G2, the output side terminal St2 corresponding to the source connection terminal S2, and the gate connection terminal G4 in order from the upper side in the drawing along the reference direction. Are provided on the output side terminal Gt4 corresponding to, and the output side terminal St4 corresponding to the source connection terminal S4.

第1,第2のパルストランスPT1,PT2は、第1の基準軸線Lα1及び第2の基準軸線Lα2同士が平行となるように設けられている。換言すれば、回路基板42の板面の正面視において、第1のパルストランスPT1の中心(図中、●にて表記)からこのトランスの出力側端子が設けられる辺に向かってこの辺と直交する方向と、第2のパルストランスPT2の中心からこのトランスの出力側端子が設けられる辺に向かってこの辺と直交する方向とのなす角度が180度となるように、これらパルストランスPT1,PT2が設けられている。   The first and second pulse transformers PT1 and PT2 are provided so that the first reference axis Lα1 and the second reference axis Lα2 are parallel to each other. In other words, when viewed from the front of the plate surface of the circuit board 42, it is orthogonal to this side from the center of the first pulse transformer PT1 (indicated by ● in the figure) toward the side where the output terminal of the transformer is provided. These pulse transformers PT1, PT2 are provided so that the angle between the direction and the direction perpendicular to this side from the center of the second pulse transformer PT2 toward the side where the output side terminal of this transformer is provided is 180 degrees. It has been.

第1のドライブ回路DC1及び第2のドライブ回路DC2のそれぞれは、回路基板42の板面の正面視において、中心軸線Lcの両側であって且つ基準方向と直交する方向に並ぶように実装されている。具体的には、これらドライブ回路DC1,DC2は、第2のパルストランスPT2よりも図中上側に設けられている。   Each of the first drive circuit DC1 and the second drive circuit DC2 is mounted so as to be arranged on both sides of the central axis Lc and in a direction orthogonal to the reference direction in a front view of the plate surface of the circuit board 42. Yes. Specifically, the drive circuits DC1 and DC2 are provided above the second pulse transformer PT2 in the drawing.

次に、回路基板42上における配線パターンの配置態様について説明する。   Next, the arrangement pattern of the wiring pattern on the circuit board 42 will be described.

図示されるように、第1のパルストランスPT1の各出力側端子St1,Gt1,St3,Gt3のそれぞれと、第1の領域A1における各接続端子S1,G1,S3,G3のそれぞれとが各別の高圧配線パターンによって接続されている。詳しくは、これら高圧配線パターンは、回路基板42に平行な仮想面に対してこれら高圧配線パターンを回路基板42に垂直な方向に投影(以下、垂直投影)した場合、上記仮想面においてこれら高圧配線パターン同士が交差しないように回路基板42に形成されている。   As shown in the figure, each of the output terminals St1, Gt1, St3, Gt3 of the first pulse transformer PT1 and each of the connection terminals S1, G1, S3, G3 in the first region A1 are separated from each other. Are connected by a high-voltage wiring pattern. Specifically, when these high-voltage wiring patterns are projected on a virtual plane parallel to the circuit board 42 in a direction perpendicular to the circuit board 42 (hereinafter referred to as vertical projection), the high-voltage wiring patterns are formed on the virtual plane. It is formed on the circuit board 42 so that the patterns do not cross each other.

一方、第2のパルストランスPT2の各出力側端子Gt2,St2,Gt4,St4のそれぞれと、第2の領域A2における各接続端子G2,S2,G4,S4のそれぞれとが各別の高圧配線パターンによって接続されている。詳しくは、これら高圧配線パターンは、上記仮想面に対してこれら高圧配線パターンを垂直投影した場合、上記仮想面においてこれら高圧配線パターン同士が交差しないように回路基板42に形成されている。   On the other hand, each of the output terminals Gt2, St2, Gt4, St4 of the second pulse transformer PT2 and each of the connection terminals G2, S2, G4, S4 in the second region A2 are different from each other. Connected by. Specifically, the high-voltage wiring patterns are formed on the circuit board 42 so that the high-voltage wiring patterns do not intersect each other on the virtual plane when the high-voltage wiring patterns are vertically projected on the virtual plane.

上記第2のドライブ回路DC2と第2のパルストランスPT2の入力側端子It2とを接続する低圧配線パターンは、上記仮想面に対して低圧配線パターン及び高圧配線パターンを垂直投影した場合、上記仮想面において低圧配線パターン及び高圧配線パターンが交差しないように回路基板42の表面に形成されている。   The low-voltage wiring pattern that connects the second drive circuit DC2 and the input-side terminal It2 of the second pulse transformer PT2 is the virtual plane when the low-voltage wiring pattern and the high-voltage wiring pattern are vertically projected on the virtual plane. Are formed on the surface of the circuit board 42 so that the low-voltage wiring pattern and the high-voltage wiring pattern do not cross each other.

一方、上記第1のドライブ回路DC1と第1のパルストランスPT1の入力側端子It1とを接続する低圧配線パターンは、上記仮想面に対して低圧配線パターン及び高圧配線パターンを垂直投影した場合、上記仮想面において低圧配線パターン及び高圧配線パターンが交差しないように回路基板42の裏面であって且つ、第2のパルストランスPT2の1次側コイルの実装位置に対応する位置に形成されている。   On the other hand, when the low voltage wiring pattern connecting the first drive circuit DC1 and the input side terminal It1 of the first pulse transformer PT1 is vertically projected with respect to the virtual plane, It is formed on the back surface of the circuit board 42 at a position corresponding to the mounting position of the primary side coil of the second pulse transformer PT2 so that the low-voltage wiring pattern and the high-voltage wiring pattern do not intersect on the virtual plane.

なお、本実施形態において、低圧配線パターンを回路基板42の裏面であって且つ上記1次側コイルの実装位置に対応する位置に形成するのは、スイッチングサージに起因する高周波ノイズが低圧配線パターンを伝達される信号に重畳することを回避するためである。ここで、高圧配線パターンは、この配線パターンの取りうる電位の変動量が低圧配線パターンの取りうる電位の変動量よりも非常に大きい配線パターンのことをいう。   In the present embodiment, the low-voltage wiring pattern is formed on the back surface of the circuit board 42 and at a position corresponding to the mounting position of the primary coil because the high-frequency noise caused by the switching surge causes the low-voltage wiring pattern to be formed. This is for avoiding superimposition on the transmitted signal. Here, the high-voltage wiring pattern refers to a wiring pattern in which the amount of potential fluctuation that the wiring pattern can take is much larger than the amount of potential fluctuation that the low-voltage wiring pattern can take.

こうした回路構成によれば、中央領域Acにおいて上記基準方向とは直交する方向に高圧配線パターンが形成されることを極力回避できる。このため、回路基板42の板面の正面視において、第1のパルストランスPT1及び第1の領域A1の接続端子を接続する高圧配線パターンが設けられる領域と、第2のパルストランスPT2及び第2の領域A2の接続端子を接続する高圧配線パターンが設けられる領域との間を利用して、低圧配線パターンを適切に形成させることができる。これにより、高圧配線パターンと低圧配線パターンとの交差を回避することができる。   According to such a circuit configuration, it is possible to avoid as much as possible the formation of the high-voltage wiring pattern in the direction orthogonal to the reference direction in the central region Ac. For this reason, in a front view of the plate surface of the circuit board 42, the region where the high voltage wiring pattern for connecting the connection terminals of the first pulse transformer PT1 and the first region A1 is provided, and the second pulse transformer PT2 and the second pulse transformer PT2. The low-voltage wiring pattern can be appropriately formed by utilizing the space between the region A2 and the region where the high-voltage wiring pattern for connecting the connection terminals is provided. Thereby, the crossing of a high voltage wiring pattern and a low voltage wiring pattern can be avoided.

ちなみに、図5を用いて、上述した回路構成を採用しない場合の不都合について説明する。   Incidentally, inconvenience when the above-described circuit configuration is not adopted will be described with reference to FIG.

図5(a)は、先の図4において、第1のパルストランスPT1及び第2のパルストランスPT2の双方の出力側端子の向きを第2の領域A2側とした場合を示す。   FIG. 5A shows a case where the orientation of the output side terminals of both the first pulse transformer PT1 and the second pulse transformer PT2 is the second region A2 side in FIG.

図示される第1のパルストランスPT1及び第1の領域A1における接続端子の配置では、第1のパルストランスPT1の出力側端子St1,Gt1と、接続端子S1,G1とを接続する高圧配線パターンの長さを極力短くしようとすると、中央領域Acにおいて基準方向と直交する方向(図中、左右方向)に高圧配線パターンが横切るように高圧配線パターンが形成されることとなる。   In the arrangement of the connection terminals in the first pulse transformer PT1 and the first region A1 shown in the figure, the high-voltage wiring pattern that connects the output-side terminals St1, Gt1 of the first pulse transformer PT1 and the connection terminals S1, G1. If the length is to be shortened as much as possible, the high voltage wiring pattern is formed so that the high voltage wiring pattern crosses in the direction perpendicular to the reference direction (left and right direction in the figure) in the central region Ac.

このため、第1のパルストランスPT1の入力側端子It1及び第1のドライブ回路DC1を接続する低圧配線パターンと上記高圧配線パターンとが上記仮想面において交差することとなる。   For this reason, the low-voltage wiring pattern connecting the input-side terminal It1 of the first pulse transformer PT1 and the first drive circuit DC1 and the high-voltage wiring pattern intersect in the virtual plane.

一方、図5(b)は、各パルストランスに対応する接続端子を、第1の領域A1及び第2の領域A2に分割して配置し、この配置に対応した出力側端子を有するパルストランスを採用した場合を示す。   On the other hand, in FIG. 5B, the connection terminal corresponding to each pulse transformer is divided into the first area A1 and the second area A2, and a pulse transformer having an output side terminal corresponding to this arrangement is provided. The case where it is adopted is shown.

図示されるパルストランス及び接続端子の配置では、第2のパルストランスPT2の出力側端子St1,Gt1及びSt3,Gt3と、第1の領域A1及び第2の領域A2のそれぞれに設けられる接続端子S1,G1及びS3,G3とを接続する高圧配線パターンが、中央領域Acにおいて上記基準方向と直交する方向に横切るように形成されることとなる。このため、第1のパルストランスPT1の入力側端子It1及び第1のドライブ回路DC1を接続する低圧配線パターン、並びに第2のパルストランスPT2の入力側端子It2及び第2のドライブ回路DC2を接続する低圧配線パターンと、高圧配線パターンとが上記仮想面において交差することとなる。   In the arrangement of the pulse transformer and connection terminals shown in the figure, the output terminals St1, Gt1 and St3, Gt3 of the second pulse transformer PT2, and the connection terminals S1 provided in the first region A1 and the second region A2, respectively. , G1 and S3, G3 are formed so as to cross in the direction perpendicular to the reference direction in the central region Ac. Therefore, the low voltage wiring pattern that connects the input side terminal It1 of the first pulse transformer PT1 and the first drive circuit DC1, and the input side terminal It2 of the second pulse transformer PT2 and the second drive circuit DC2 are connected. The low-voltage wiring pattern and the high-voltage wiring pattern intersect at the virtual plane.

こうした配置では、例えば、スイッチング素子のゲートにつながる高圧配線パターンを伝達される信号にノイズが混入し、スイッチング素子の誤動作が生じるおそれがある。この場合、高電圧側及び低電圧側のスイッチング素子の双方が同時にオン状態とされ、高圧バッテリの正極及び負極が短絡されるおそれがある。   In such an arrangement, for example, noise is mixed in a signal transmitted through a high-voltage wiring pattern connected to the gate of the switching element, and the switching element may malfunction. In this case, both the high-voltage side and low-voltage side switching elements are simultaneously turned on, and the positive electrode and the negative electrode of the high-voltage battery may be short-circuited.

こうした問題を解決するには、例えば、高電圧側及び低電圧側のスイッチング素子が同時にオン状態とされることを回避するためのデッドタイムを伸長させたり、高圧配線パターンから低圧配線パターンへと漏洩する高周波ノイズ(コモンモードノイズ)を低減するための部品を追加したりすることが考えられる。しかしながら、これら対策では、スイッチング損失が増大したり、スイッチング周波数を高くすることが困難となったり、更にはコストが増大したりする懸念がある。   In order to solve such a problem, for example, the dead time for avoiding the switching elements on the high voltage side and the low voltage side from being turned on at the same time is extended, or leakage from the high voltage wiring pattern to the low voltage wiring pattern is performed. It may be possible to add parts for reducing high-frequency noise (common mode noise). However, these countermeasures may increase switching loss, make it difficult to increase the switching frequency, and increase the cost.

以上詳述した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。   According to the embodiment described in detail above, the following effects can be obtained.

(1)回路基板42の板面の正面視において、第1のパルストランスPT1を、自身の有する出力側端子を第1の領域A1の方向に向けるように設けて且つ、第2のパルストランスPT2を、自身の有する出力側端子を第2の領域A2の方向に向けるように設けた。また、第1の領域A1に第1のパルストランスPT1に対応する接続端子を設けて且つ、第2の領域A2に第2のパルストランスPT2に対応する接続端子を設けた。そして、第1,第2のパルストランスPT1,PT2の出力側端子と、これらに対応する接続端子とを接続する高圧配線パターンと、第1,第2のパルストランスPT1,PT2の入力側端子と第1,第2のドライブ回路DC1,DC2とを接続する低圧配線パターンとが上記仮想面において交差しないように、これら配線パターンを回路基板42に形成した。   (1) In a front view of the plate surface of the circuit board 42, the first pulse transformer PT1 is provided so that its output terminal is directed toward the first region A1, and the second pulse transformer PT2 is provided. Is provided so that the output-side terminal of itself is directed in the direction of the second region A2. In addition, a connection terminal corresponding to the first pulse transformer PT1 is provided in the first region A1, and a connection terminal corresponding to the second pulse transformer PT2 is provided in the second region A2. The output side terminals of the first and second pulse transformers PT1 and PT2 and the high-voltage wiring pattern connecting the corresponding connection terminals, and the input side terminals of the first and second pulse transformers PT1 and PT2 These wiring patterns are formed on the circuit board 42 so that the low-voltage wiring patterns connecting the first and second drive circuits DC1 and DC2 do not intersect at the virtual plane.

こうした接続端子及びパルストランスの配置によれば、配線パターンが長くなることを極力抑制しつつ、高圧配線パターンと低圧配線パターンとの間の誘導結合度合いを小さくすることができ、スイッチングサージに起因するスイッチング素子の誤動作の発生を回避できる等、DCDCコンバータCVの信頼性を向上させることができる。   According to such an arrangement of the connection terminal and the pulse transformer, it is possible to reduce the degree of inductive coupling between the high-voltage wiring pattern and the low-voltage wiring pattern while suppressing an increase in the wiring pattern as much as possible, resulting from a switching surge. The reliability of the DCDC converter CV can be improved, for example, the occurrence of malfunction of the switching element can be avoided.

また、スイッチング素子の誤動作を回避するためのデッドタイムの伸長を回避することができ、スイッチング損失の増大を回避したり、スイッチング周波数を向上させたりすることなどもできる。   Further, it is possible to avoid an increase in dead time for avoiding a malfunction of the switching element, and it is possible to avoid an increase in switching loss and improve a switching frequency.

(2)第1のパルストランスPT1及び第2のパルストランスPT2のそれぞれを、上記第1の基準軸線Lα1及び第2の基準軸線Lα2同士が平行となるように設けた。これにより、パルストランスの2次側コイルを介したスイッチング素子のゲート及びソース間を接続する高圧配線パターンの伸長を好適に抑制することができる。   (2) Each of the first pulse transformer PT1 and the second pulse transformer PT2 is provided such that the first reference axis Lα1 and the second reference axis Lα2 are parallel to each other. Thereby, the expansion | extension of the high voltage | pressure wiring pattern which connects between the gate and source | sauce of a switching element via the secondary side coil of a pulse transformer can be suppressed suitably.

(第2の実施形態)
以下、第2の実施形態について、先の第1の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
(Second Embodiment)
Hereinafter, the second embodiment will be described with reference to the drawings with a focus on differences from the first embodiment.

本実施形態では、DCDCコンバータCVに適用されるスイッチング素子Q1〜Q4として、モジュール化されたものではなく、ディスクリート部品としてのスイッチング素子を用いる。   In the present embodiment, switching elements Q1 to Q4 applied to the DCDC converter CV are not modularized but switching elements as discrete components are used.

図6に、本実施形態にかかる回路基板42の正面図を示す。なお、図6において、先の図4に示した部材と同一の部材については、便宜上同一の符号を示している。   FIG. 6 shows a front view of the circuit board 42 according to the present embodiment. In FIG. 6, the same members as those shown in FIG. 4 are denoted by the same reference numerals for the sake of convenience.

図示される回路基板42には、その裏面にスイッチング素子Q1〜Q4が実装されている。ここで、各スイッチング素子Q1〜Q4のゲート及びソースは、回路基板42に設けられたゲート接続端子Gn及びソース接続端子Snにはんだ付けにて接続されている。   On the back surface of the circuit board 42 shown in the figure, switching elements Q1 to Q4 are mounted. Here, the gate and source of each of the switching elements Q1 to Q4 are connected to the gate connection terminal Gn and the source connection terminal Sn provided on the circuit board 42 by soldering.

スイッチング素子Q1,Q2のドレイン及び正極端子Pと、スイッチング素子Q1のソース、スイッチング素子Q3のドレイン及び端子OUT1と、スイッチング素子Q2のソース、スイッチング素子Q4のドレイン及び端子OUT2と、スイッチング素子Q3,Q4のソース同士及び負極端子Nとの間は、バスバー50(インサートバスバー)によって接続されている。バスバー50は、導電性材料(長尺状の金属板)を非導電性材料にて被覆した部材である。バスバー50は、回路基板42の裏面側に設けられており、より具体的には、回路基板42の裏面から所定距離離間されて設けられている。   The drains and positive terminals P of the switching elements Q1 and Q2, the source of the switching element Q1, the drain and terminal OUT1 of the switching element Q3, the source of the switching element Q2, the drain and terminal OUT2 of the switching element Q4, and the switching elements Q3 and Q4 The sources and the negative terminal N are connected by a bus bar 50 (insert bus bar). The bus bar 50 is a member obtained by coating a conductive material (a long metal plate) with a non-conductive material. The bus bar 50 is provided on the back surface side of the circuit board 42, and more specifically, is provided at a predetermined distance from the back surface of the circuit board 42.

ちなみに、本実施形態において、上記仮想面にバスバー50及び低圧配線パターンを垂直投影した場合に、仮想面においてバスバー50と低圧配線パターンとの交差を許容している。これは、回路基板42の板面とバスバーとの距離が十分に長いため、ノイズの影響が非常に小さいことに基づくものである。   Incidentally, in the present embodiment, when the bus bar 50 and the low-voltage wiring pattern are vertically projected on the virtual plane, the intersection of the bus bar 50 and the low-voltage wiring pattern is allowed on the virtual plane. This is based on the fact that the influence of noise is very small because the distance between the board surface of the circuit board 42 and the bus bar is sufficiently long.

このように、本実施形態では、バスバー50を用いた上記回路構成において、低圧配線パターンと、高圧配線パターン及びバスバー50との交差を回避する手法を採用することで、スイッチングサージに起因する不都合を好適に回避することができる。   As described above, in the present embodiment, in the above circuit configuration using the bus bar 50, by adopting a technique for avoiding the intersection of the low voltage wiring pattern and the high voltage wiring pattern and the bus bar 50, inconvenience due to the switching surge is avoided. It can be suitably avoided.

(その他の実施形態)
なお、上記各実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。
(Other embodiments)
Each of the above embodiments may be modified as follows.

・上記第1の実施形態では、スイッチング素子Q1,Q3及びスイッチング素子Q2,Q4のそれぞれを開閉操作するための2つのパルストランスPT1,PT2を備える回路構成としたがこれに限らない。例えば、スイッチング素子Q1〜Q4のそれぞれを各別で開閉操作するための4つのパルストランスを備える回路構成としてもよい。この場合、各パルストランスは、このトランスに対応する1つのスイッチング素子のゲート及びソースに信号を出力するための一対(2つ)の出力側端子を有することとなる。また、この場合、スイッチング素子Q1,Q3を操作する一対(2つ)のパルストランスが第1の磁気絶縁素子に相当し、スイッチング素子Q2,Q4を操作する2つのパルストランスが第2の磁気絶縁素子に相当することとなる。   In the first embodiment, the circuit configuration includes the two pulse transformers PT1 and PT2 for opening and closing each of the switching elements Q1 and Q3 and the switching elements Q2 and Q4. However, the present invention is not limited to this. For example, it is good also as a circuit structure provided with four pulse transformers for opening / closing each of switching element Q1-Q4 separately. In this case, each pulse transformer has a pair (two) of output side terminals for outputting signals to the gate and source of one switching element corresponding to the transformer. In this case, the pair of (two) pulse transformers that operate the switching elements Q1 and Q3 correspond to the first magnetic insulation element, and the two pulse transformers that operate the switching elements Q2 and Q4 correspond to the second magnetic insulation. It corresponds to an element.

・第1の実施形態において、規定領域を挟んで且つ、第2のドライブ回路DC2が設けられる位置とは反対側(規定領域の下側)に第1のドライブ回路DC1を実装する回路構成を採用してもよい。この場合であっても、高圧配線パターンと交差することなく、中央領域Acを利用して第1のドライブ回路DC1及び第1のパルストランスPT1の入力側端子It1を低圧配線パターンによって接続することができる。   In the first embodiment, a circuit configuration is employed in which the first drive circuit DC1 is mounted on the opposite side of the position where the second drive circuit DC2 is provided (below the specified area) across the specified area. May be. Even in this case, the first drive circuit DC1 and the input-side terminal It1 of the first pulse transformer PT1 can be connected by the low-voltage wiring pattern using the central region Ac without crossing the high-voltage wiring pattern. it can.

・スイッチング素子としては、NチャネルMOSトランジスタに限らず、例えば絶縁ゲートバイポーラトランジスタ(IGBT)であってもよい。また、スイッチング素子としては、電圧制御形のものに限らず、例えば電流制御形のもの(バイポーラパワートランジスタ)であってもよい。この場合、各スイッチング素子の開閉制御端子(ベース)に対応する接続端子が回路基板42に設けられることとなる。   The switching element is not limited to an N-channel MOS transistor, and may be an insulated gate bipolar transistor (IGBT), for example. The switching element is not limited to the voltage control type, and may be a current control type (bipolar power transistor), for example. In this case, a connection terminal corresponding to the switching control terminal (base) of each switching element is provided on the circuit board 42.

・磁気絶縁素子としては、パルストランスに限らず、例えば、一方の電気回路系からの信号線を流れる電流の変化を磁気抵抗効果素子によって非接触で検出し、他方の電気回路系へ電気信号を伝達する磁気カプラであってもよい。   The magnetic insulation element is not limited to a pulse transformer, for example, a change in current flowing through a signal line from one electric circuit system is detected by a magnetoresistive element in a non-contact manner, and an electric signal is sent to the other electric circuit system. It may be a magnetic coupler that transmits.

・中央領域Acにおける一対のパルストランスPT1,PT2の配置態様としては、上記第1の実施形態に例示したものに限らない。例えば、中央領域Acに上記基準方向と直交する方向に軸線を描く場合、第1のパルストランスPT1及び第2のパルストランスPT2のそれぞれを、回路基板42の板面の正面視においてこれらパルストランスPT1,PT2と上記軸線とが交差するように設けてもよい。   The arrangement mode of the pair of pulse transformers PT1 and PT2 in the central region Ac is not limited to that exemplified in the first embodiment. For example, when an axis line is drawn in the center region Ac in a direction perpendicular to the reference direction, each of the first pulse transformer PT1 and the second pulse transformer PT2 is connected to the pulse transformer PT1 in a front view of the plate surface of the circuit board 42. , PT2 and the axis may be provided so as to intersect.

また、例えば、第1のパルストランスPT1の出力側端子を第1の領域A1に向けて且つ、第2のパルストランスPT2の出力側端子を第2の領域A2に向けることを条件として、回路基板42の板面の正面視において、第1のパルストランスPT1の中心からこのトランスの出力側端子が設けられる辺に向かってこの辺と直交する方向と、第2のパルストランスPT2の中心からこのトランスの出力側端子が設けられる辺に向かってこの辺と直交する方向とのなす角度が90度よりも大きくて且つ180度未満となるように、これら第1,第2のパルストランスPT1,PT2を設けてもよい。   Further, for example, on the condition that the output side terminal of the first pulse transformer PT1 is directed to the first area A1 and the output side terminal of the second pulse transformer PT2 is directed to the second area A2, the circuit board is used. 42, when viewed from the front of the plate surface, the direction perpendicular to the side from the center of the first pulse transformer PT1 toward the side where the output terminal of the transformer is provided, and the center of the second pulse transformer PT2 The first and second pulse transformers PT1 and PT2 are provided so that an angle formed with a direction orthogonal to the side toward the side where the output terminal is provided is greater than 90 degrees and less than 180 degrees. Also good.

・上記各実施形態において、配線パターンを回路基板の中間層(多層基板の複数の層のうち、表面及び裏面以外の層)に形成する構成を採用してもよい。   In each of the above embodiments, a configuration in which the wiring pattern is formed in an intermediate layer of the circuit board (a layer other than the front surface and the back surface among a plurality of layers of the multilayer substrate) may be employed.

・本願発明が適用される電力変換装置としては、フルブリッジ回路を備えるものに限らず、例えば、一対(2つ)のスイッチング素子の直列接続体のみを備えるハーフブリッジ回路を備える電力変換装置であってもよい。   -The power converter to which the present invention is applied is not limited to a power converter provided with a full bridge circuit, for example, a power converter provided with a half bridge circuit including only a series connection body of a pair of (two) switching elements. May be.

・第1の領域A1及び第2の領域A2における接続端子Gn,Snの配置態様としては、上記第1の実施形態に例示したものに限らない。例えば、図7(a)に示すように、第1の領域A1の接続端子の配置位置a1〜a4及び第2の領域A2の接続端子の配置位置b1〜b4を定義すると、同図(b)に示す各配置パターンB〜Hのように接続端子を配置してもよい。この場合、各配置パターンに対応するパルストランスの出力側端子の配置パターンは同図(b)に示すものとなる。   The arrangement mode of the connection terminals Gn and Sn in the first area A1 and the second area A2 is not limited to that exemplified in the first embodiment. For example, as shown in FIG. 7A, when the arrangement positions a1 to a4 of the connection terminals in the first area A1 and the arrangement positions b1 to b4 of the connection terminals in the second area A2 are defined, FIG. Connection terminals may be arranged as in the arrangement patterns B to H shown in FIG. In this case, the arrangement pattern of the output side terminals of the pulse transformer corresponding to each arrangement pattern is as shown in FIG.

12…スイッチングモジュール、42…回路基板、Qn…スイッチング素子、CV…DCDCコンバータ、PT1,PT2…パルストランス。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 12 ... Switching module, 42 ... Circuit board, Qn ... Switching element, CV ... DCDC converter, PT1, PT2 ... Pulse transformer.

Claims (5)

複数のスイッチング素子と、回路基板に設けられて且つ自身の入力側端子及び出力側端子の間を絶縁しつつ該入力側端子への入力信号を該出力側端子に伝達する対となる磁気絶縁素子と、前記回路基板に設けられて且つ前記磁気絶縁素子を介して前記複数のスイッチング素子を開閉操作する駆動回路とを備える電子装置に適用され、
前記磁気絶縁素子は、前記回路基板の板面の正面視において、略矩形状をなしており、
前記入力側端子及び出力側端子のそれぞれは、前記回路基板の板面の正面視において、前記磁気絶縁素子の互いに異なる辺のそれぞれに設けられ、
前記回路基板の板面の正面視において、該回路基板の一部の略矩形状の領域を規定領域と定義し、
前記規定領域を形成する境界線のうち対向する一対の境界線と平行な方向に延びる領域であって且つ該規定領域を2分する領域を中央領域と定義し、
前記規定領域のうち前記中央領域を挟むように設けられる一対の領域のそれぞれを第1の領域及び第2の領域と定義し、
前記対となる磁気絶縁素子のうち一方を第1の磁気絶縁素子とし、他方を第2の磁気絶縁素子とし、
前記中央領域には、前記第1の磁気絶縁素子及び前記第2の磁気絶縁素子が設けられ、
前記第1の領域には、前記第1の磁気絶縁素子の出力側端子に対応する前記スイッチング素子の開閉制御端子の接続部が設けられ、
前記第2の領域には、前記第2の磁気絶縁素子の出力側端子に対応する前記スイッチング素子の開閉制御端子の接続部が設けられ、
前記第1の磁気絶縁素子は、自身の有する出力側端子を前記第1の領域の方向に向けるように設けられて且つ、前記第2の磁気絶縁素子は、自身の有する出力側端子を前記第2の領域の方向に向けるように設けられ、
前記磁気絶縁素子の出力側端子と前記接続部とは高圧配線パターンによって接続されて且つ、前記磁気絶縁素子の入力側端子と前記駆動回路とは低圧配線パターンによって接続され、
前記高圧配線パターン及び前記低圧配線パターンは、前記回路基板と平行な仮想面に対して該高圧配線パターン及び該低圧配線パターンを投影した場合、前記仮想面において該高圧配線パターンと該低圧配線パターンとが交差しないように設けられていることを特徴とするスイッチング素子の駆動回路。
A plurality of switching elements and a magnetic insulating element which is provided on a circuit board and forms a pair for transmitting an input signal to the input side terminal to the output side terminal while insulating between the input side terminal and the output side terminal And a drive circuit that is provided on the circuit board and that opens and closes the plurality of switching elements via the magnetic insulating element,
The magnetic insulating element has a substantially rectangular shape in front view of the plate surface of the circuit board,
Each of the input side terminal and the output side terminal is provided on each of different sides of the magnetic insulating element in a front view of the plate surface of the circuit board,
In a front view of the board surface of the circuit board, a substantially rectangular area of a part of the circuit board is defined as a prescribed area,
A region extending in a direction parallel to a pair of opposing boundary lines among the boundary lines forming the defined region, and defining a region that bisects the defined region as a central region,
Each of the pair of regions provided so as to sandwich the central region among the defined regions is defined as a first region and a second region,
One of the paired magnetic insulation elements is a first magnetic insulation element, the other is a second magnetic insulation element,
The central region is provided with the first magnetic insulation element and the second magnetic insulation element,
In the first region, a connection portion of the switching control terminal of the switching element corresponding to the output side terminal of the first magnetic insulation element is provided,
In the second region, a connection portion of the switching control terminal of the switching element corresponding to the output side terminal of the second magnetic insulation element is provided,
The first magnetic insulation element is provided so that its output side terminal faces in the direction of the first region, and the second magnetic insulation element has its output side terminal in the first area. Provided to face in the direction of the area of 2,
The output side terminal of the magnetic insulation element and the connection portion are connected by a high voltage wiring pattern, and the input side terminal of the magnetic insulation element and the drive circuit are connected by a low voltage wiring pattern,
When the high-voltage wiring pattern and the low-voltage wiring pattern project the high-voltage wiring pattern and the low-voltage wiring pattern on a virtual plane parallel to the circuit board, the high-voltage wiring pattern and the low-voltage wiring pattern on the virtual plane The switching element drive circuit is provided so as not to cross each other.
記第1の磁気絶縁素子及び前記第2の磁気絶縁素子のそれぞれは、前記回路基板の板面の正面視において、前記中央領域に前記一対の境界線と平行な方向に描かれて且つ前記中央領域の中央を通る軸線と交差するように設けられていることを特徴とする請求項1記載のスイッチング素子の駆動回路。 Before SL Each of the first magnetic insulation element and the second magnetic insulating element, wherein in a front view of the plate surface of the circuit board, the pair of and the drawn the boundary in a direction parallel to the central region driving circuit of a switching element according to claim 1, wherein a is provided so as to axis line exchange difference through the middle of the central region. 前記回路基板の板面の正面視において、前記第1の磁気絶縁素子と交差して且つ該第1の磁気絶縁素子の出力側端子が設けられる辺と直交する軸線を第1の基準軸線と定義し、
前記回路基板の板面の正面視において、前記第2の磁気絶縁素子と交差して且つ該第2の磁気絶縁素子の出力側端子が設けられる辺と直交する軸線を第2の基準軸線と定義し、
前記第1の磁気絶縁素子及び前記第2の磁気絶縁素子のそれぞれは、前記第1の基準軸線及び第2の基準軸線同士が平行となるように設けられていることを特徴とする請求項1又は2記載のスイッチング素子の駆動回路。
In a front view of the plate surface of the circuit board, an axis that intersects the first magnetic insulation element and is orthogonal to a side on which the output side terminal of the first magnetic insulation element is provided is defined as a first reference axis. And
In a front view of the plate surface of the circuit board, an axis that intersects with the second magnetic insulation element and is orthogonal to a side on which the output side terminal of the second magnetic insulation element is provided is defined as a second reference axis. And
2. The first magnetic insulation element and the second magnetic insulation element are provided so that the first reference axis and the second reference axis are parallel to each other. Or the drive circuit of the switching element of 2.
前記スイッチング素子は、電圧制御形のものであり、
前記磁気絶縁素子には、前記スイッチング素子の開閉制御端子及び出力端子に対応する前記出力側端子が設けられ、
前記第1の領域には、前記第1の磁気絶縁素子の出力側端子に対応する前記スイッチング素子の前記開閉制御端子の接続部に加えて、該スイッチング素子の前記出力端子の接続部が更に設けられ、
前記第1の磁気絶縁素子には、前記第1の領域において前記一対の境界線と平行な方向に前記接続部が並ぶ順に、該接続部に対応する前記出力側端子が設けられ、
前記第2の領域には、前記第2の磁気絶縁素子の出力側端子に対応する前記スイッチング素子の前記開閉制御端子の接続部に加えて、該スイッチング素子の前記出力端子の接続部が更に設けられ、
前記第2の磁気絶縁素子には、前記第2の領域において前記一対の境界線と平行な方向に前記接続部が並ぶ順に、該接続部に対応する前記出力側端子が設けられていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のスイッチング素子の駆動回路。
The switching element is of a voltage control type,
The magnetic insulating element is provided with the output side terminal corresponding to the switching control terminal and the output terminal of the switching element,
In the first region, in addition to the connection portion of the switching control terminal of the switching element corresponding to the output side terminal of the first magnetic insulation element, a connection portion of the output terminal of the switching element is further provided. And
In the first magnetic insulating element, the output side terminals corresponding to the connection portions are provided in the order in which the connection portions are arranged in a direction parallel to the pair of boundary lines in the first region,
In the second region, in addition to the connection part of the switching control terminal of the switching element corresponding to the output side terminal of the second magnetic insulation element, a connection part of the output terminal of the switching element is further provided. And
The second magnetic insulating element is provided with the output-side terminals corresponding to the connection portions in the order in which the connection portions are arranged in a direction parallel to the pair of boundary lines in the second region. 4. The switching element drive circuit according to claim 1, wherein
前記電子装置は、対となる前記スイッチング素子の直列接続体を有するスイッチングモジュールを備える電力変換装置であり、
前記回路基板は、前記スイッチングモジュールの上方に該モジュールの配置面と略平行となるように設けられており、
前記規定領域は、前記回路基板の板面の正面視において、該回路基板に対する前記スイッチングモジュールの投影領域と略同一の領域であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載のスイッチング素子の駆動回路。
The electronic device is a power conversion device including a switching module having a series connection body of the switching elements to be paired,
The circuit board is provided above the switching module so as to be substantially parallel to the arrangement surface of the module,
The said prescription | regulation area | region is an area | region substantially the same as the projection area | region of the said switching module with respect to this circuit board in the front view of the board surface of the said circuit board. The switching element drive circuit.
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