JP6506771B2 - ドライバアセンブリ - Google Patents

Description

本発明は、ドライバアセンブリに関する。特に、本発明は、ドライバアセンブリの構成要素の排熱に関する。

例えば、自動車のボードにおいて、制御機器は、それと繋がった電力消費体を制御するために、電流又は電圧を供給するように装備されている。例えば、それと繋がった電気モータの回転方向及び回転速度を制御するために、三相交流電圧を供給することができる。

ドライバアセンブリは、必要な電流又は必要な電圧を提供するために、複数の半導体スイッチを備えている。それらの半導体スイッチは、通常損失無しでは動作せず、そのため、それらから熱を放出しなければならない。それらの半導体スイッチへの配線を出来る限り短く直接敷設して、共通のヒートシンクを用いて冷却できるようにするために、それらの半導体スイッチは、通常一列又はマトリックス形状に配置されている。その場合、配置構成の外側領域に置かれた半導体スイッチは、それ以外の内側に有る半導体スイッチよりも良好に冷却される。その温度差によって、半導体スイッチは、電気的に異なる負荷を受ける可能性が有り、その結果、ドライバアセンブリの全体的な電気負荷能力が低減される可能性が有る。それらの半導体スイッチが異なる強さ又は速さで劣化する可能性も有り、そのため、それらの故障確率が相違することとなる。それによって、ドライバアセンブリ全体の故障確率を増大させる可能性が有る。更に、それらの半導体スイッチへの配線の長さが異なる可能性が有り、それによって、配線領域における電磁両立性（ＥＭＶ）、インピーダンス又は電圧降下が不利な影響を受ける可能性も有る。

本発明の課題は、改善されたドライバアセンブリを提示することである。

本発明は、独立請求項の特徴を有するドライバアセンブリを用いて、本課題を解決する。従属請求項は、有利な実施構成を表す。

本発明によるドライバアセンブリは、複数の半導体スイッチを備え、これらのスイッチは、一つの面内における隣り合う半導体スイッチの間の間隔がそれぞれ同じ大きさになるとともに、各半導体スイッチが同じ数の隣り合う半導体スイッチを有するように、その一つの面内に配置される。

これらの半導体スイッチは、例えば、バイポーラトランジスタ、電界効果トランジスタ、ＭＯＳＦＥＴ、サイリスタ、スイッチング・ダイオード又はＩＧＢＴから構成することができる。これらの半導体スイッチは、有利には、前記の一つの面内に個々に配置することが可能な個別部品である。各半導体スイッチが同じ熱量を排出する場合、半導体スイッチにおいて同じ温度を設定することができる。一つの半導体スイッチの所への熱エネルギー投入量は、隣り合う半導体スイッチに起因するために、この配置構成によって、全ての半導体スイッチに関して同じ大きさとなる。これらの同じ温度によって、これらの半導体スイッチに関して同じ劣化、同じ負荷能力又は同じ故障確率を適用することができる。それによって、ドライバアセンブリの信頼性又は負荷能力を向上することができる。

有利な実施構成では、半導体スイッチは、一つの円の線上に均等に分散される。言い換えると、前記の面内における半導体スイッチの配置構成は、所定の点の周りに回転対称とすることができる。この場合、ｎが使用する半導体スイッチの数として、ｎ回回転対称であるのが更に有利である。

一つの実施構成では、半導体スイッチの間の間隔は、前記の面内における、それらの輪郭の点の最小間隔として定義される。別の実施構成では、各半導体スイッチに一つの点を付与することができ、二つの半導体スイッチの間の間隔は、それらに対応する点の間の間隔として定義される。これらの付与された点は、例えば、幾何学的な中心点又は半導体スイッチの動作時に最も大きく熱せられる点とすることができる。一つの半導体スイッチの位置は、付与された点の位置によって表すことができる。

一つの実施構成では、これらの付与された点が前述した相対的な間隔を有し、前記の面内における半導体スイッチの回転対称な整列形態を自由に選定できれば、それで十分である。それによって、有利には、短く又は少ない交差で半導体スイッチへの電気配線を敷設することができる。

別の実施構成では、半導体スイッチが互いに、或いは一つの基準点に対して回転対称に整列することが重要である。半導体スイッチは、特に、互いに均等に整列させることができる。そのために、半導体スイッチ毎に、有利には、前記の付与された点を通って延びる一つの方向を規定することができる。例えば、これらの半導体スイッチの方向が互いに平行に延びるか、或いはこれらの方向が一つの共通の点に対して成す角度が全ての半導体スイッチに対して同じにすることができる。そのようにして、特に、半導体スイッチを放射相称の熱源として十分正確にモデル化できない場合に、ドライバアセンブリ内での熱分布を改善して均一にすることができる。

少なくとも６個の半導体スイッチが配備され、ドライバアセンブリが少なくとも多相インバータに含まれることが更に有利である。そのようなインバータは、通常それぞれ二つの半導体スイッチを備えた複数のハーフブリッジを有する。この多相インバータは、特に、多相電気モータを制御するように装備することができる。このインバータは、特に、自動車のボードに、例えば、操舵支援又は制動支援、電気式リアホイールステアリング、電気式車高調整（レベリング・バイ・ワイヤ）及び電気駆動のために配備することができる。更に、このインバータは、通常僅かな構造空間しか使用できない二輪車に配備することができる。

有利には、これらのハーフブリッジの中の少なくとも一つが、フェーズセパレータとして、別の半導体スイッチと電気的に連結され、そのセパレータによって、ハーフブリッジにより構成される、それに対応する相を分離することが可能である。それによって、故障時に、安全な状態を作り出すことができる。更に有利には、ハーフブリッジの各々が、フェーズセパレータとして、別の半導体スイッチと電気的に連結される。更に有利には、このフェーズセパレータは、電気配線経路において、それに対応するハーフブリッジの後に配置される。そのようなフェーズセパレータは、特に、エマージェンシープランのために、例えば、電気式操舵支援又はそれ以外の支援のエマージェンシープランのために配備することができる。

少なくとも一つのフェーズセパレータが半導体スイッチに対して平行な面内に配置されるのが更に有利である。例えば、そのような少なくとも一つのフェーズセパレータは、半導体スイッチ支持部品の半導体スイッチと逆側に配置することができる。この支持部品は、有利には、基板である。複数のフェーズセパレータが配備されている場合、それらのフェーズセパレータが、半導体スイッチに関して前述した手法の通り逆側に配置されるのが更に有利である。それに代わって、フェーズセパレータは、前述した手法により半導体スイッチと共に一つの面内に配置することができる。それにより、それぞれフェーズセパレータに関して前述した利点と同じ利点を得ることができる。

フェーズセパレータと半導体スイッチがそれぞれ異なる面内の円の線上に配置され、フェーズセパレータに対応する円の線が、これらの面を通る平面図において、半導体スイッチに対応する円の線によって包囲されるのが更に有利である。それによって、半導体スイッチとフェーズセパレータを備えた支持部品の支持材料の熱負荷を均等にすることができる。更に、半導体スイッチの起こり得る温度上昇を低減することができる。更に、半導体スイッチとフェーズセパレータのコンパクトな配置構成が可能である。更に有利には、これらの円の線は、これらの面を通る共通の中心軸を有する。それによって、支持材料の均等な熱負荷を実現することができる。

有利には、更に、半導体スイッチと、並びに更に有利には、少なくとも一つのフェーズセパレータと熱的に連結するヒートシンクが配備され、このヒートシンクは、半導体スイッチと、並びに更に有利には、少なくとも一つのフェーズセパレータと当接する、一つの面内に有る複数の接触区画を有する。単一のヒートシンクを使用することによって、半導体スイッチと、更に有利には、少なくとも一つのフェーズセパレータとを均等に冷却することができ、材料及び組立に関するコスト面の利点を得ることができる。

一つの実施構成では、これらの接触区画は、円板の形状を有する一つの接触面から構成される。それによって、半導体スイッチ、並びに更に有利には、少なくとも一つのフェーズセパレータの方を向いたヒートシンクの表面を簡単かつ安価に構成することができる。別の実施構成では、これらの接触区画は、正多角形の形状を有する一つの接触面により構成され、その正多角形の頂点の数は、半導体スイッチと、更に有利には、同じ面内に配置されたフェーズセパレータとがヒートシンクに当接する数に等しい。それによって、ヒートシンクの冷却性能を改善することができる。更に、ヒートシンクの固定は、その多角形の（多数の頂点を持つ）形状によって容易に行なうことができる。更に有利には、ヒートシンクは、同期モータの筐体によって構成するか、それに代わって、その筐体にフランジを介して接続することができる。後者は、高い密閉要件の結果としてのインバータの正面側取り付けに関して特に有利である。

更に、半導体スイッチ又はフェーズセパレータの回転対称な配置構成は、同期モータの正面側又は接触側へのインバータの直接接続に関して特に有利である。それによって、モータ接点を支持部品又は支持部品接点と接続することにより、最短経路での接触を実現することができる。そのために、半導体配置構成の中央の自由空間を有利な手法で利用することができる。更に有利には、例えば、ホールセンサであり、更に有利には、支持部品に対して平行な別の支持部品又は基板上に配置されたロータ用位置センサが回転角を検出できるように、磁石を統合したモータのシャフトエッジも、空洞部分を用いて、その自由空間を貫通させることができる。

一つの実施構成では、半導体スイッチと、更に有利には、少なくとも一つのフェーズセパレータとが、表面実装部品から構成され、半導体スイッチと、更に有利には、少なくとも一つのフェーズセパレータとが、導体配線路を用いて電気的に接続されて、ヒートシンクが、前記の面外に有る、少なくとも一つの導体配線路と熱的に連結する突起部を有する。それによって、これらの導体配線路を一層冷却することができ、その結果、ドライバアセンブリの領域における熱い箇所（ホットスポット）を防止して改善することができる。半導体スイッチと、更に有利には、少なくとも一つのフェーズセパレータとは、任意の表面実装可能な筐体に配置することができ、特に有利な実施構成では、ダイレクトＦＥＴが使用される。

有利な実施構成では、各ハーフブリッジに対して、ハーフブリッジの二つの半導体スイッチを互いに電気的に接続する配線路と電気的に連結された短絡スイッチが配備されて、これらの短絡スイッチが互いに電気的に接続される。これらの短絡スイッチを用いて、例えば、発電機として使用するために、電気モータを減速させることができる。それに代わって、或いはそれに追加して、電気モータの静止状態にまでの減速は、故障時に、有利には、安全な状態に対応するモータ機能の低下又は停止を要求する安全要件の結果として実施することができる。例えば、そのような安全要件又はそのような相の短絡は、積極的なリヤホイールステアリングのために有利な手法で使用することができる。

有利には、この短絡スイッチは、ＭＯＳＦＥＴ又はダイレクトＦＥＴである。更に有利には、この短絡スイッチは、半導体スイッチ又はフェーズセパレータと関連して前述した手法で配置され、更に有利には、ヒートシンクと連結される。この配置構成及び連結形態は、特に、短絡スイッチを冷却する場合に推奨される。それ以外の場合、有利には、半導体スイッチと別の面内に配置される短絡スイッチの前述した通りの配置構成は必ずしも必要ではない。

更に、半導体スイッチの端子と電気的に接続する導体配線路がほぼ同じ大きさの表面を有するのが有利である。前述した通り前記の面内に半導体スイッチを配置することによって、電気接続部を幾何学的に同様に構成することが可能である。特に、異なる半導体スイッチとの導体配線路がほぼ同じ長さ、同じ幅及び同じ厚さであるのが有利である。そのようにして、電気抵抗、インピーダンス又は妨害電磁界の作用などの電気特性を互いに一致させることができる。更に、個々の相の電流を互いに適合させることができる。更に、出来る限り小さいＥＭＶ放射を実現することができる。半導体スイッチが電気的に均等な負荷を受ける場合、導体配線路の領域における熱量も互いに一致させることができる。これらの導体配線路の有利な実施構成は、有利には、一つ以上のフェーズセパレータ及び／又は短絡スイッチの端子を電気的に接続する導体配線路に適用可能である。

一つの変化形態では、ドライバアセンブリは、所定の数の半導体スイッチを有し、各半導体スイッチが、前述した少なくとも二つのドライバアセンブリの中の一つに対して配備される。言い換えると、ドライバアセンブリの半導体スイッチは、二つ以上のグループで配置することもでき、各グループには、前述した配置構成の規定が適用される。これら二つのグループは、一つの面又は異なる面内に配置することができる。一つの実施構成では、これらのグループの面は互いに平行である。

更に有利には、前述した実施構成の中の一つに基づくフェーズセパレータ又は短絡スイッチを備えた冗長的なインバータ回路を規定することができる。

ここで、添付図面と関連して、本発明を詳しく説明する。

ドライバアセンブリの半導体スイッチの配置構成図 図１の半導体スイッチの代替配置構成図 図１の配置構成における三相インバータの接続図 図１の配置構成におけるフェーズセパレータを備えた図１の配置構成に図示された三相インバータの接続図 短絡スイッチを備えた図１の配置構成に図示された三相インバータの接続図 図１のドライバアセンブリの実施構成の側面図 図１の三相インバータにおける温度表示図

図１は、ドライバアセンブリ１００の模式図を図示している。このドライバアセンブリ１００は、一定数の半導体スイッチ１０５を有し、図１では、純粋に例示するために、６個の半導体スイッチ１０５が配備されている。これらの半導体スイッチ１０５は、同じ形式であり、一つの面１１０内に二次元的に配置されている。この場合、各半導体スイッチ１０５が同じ数の隣り合う半導体スイッチ１０５を有し、隣り合う半導体スイッチ１０５の間の間隔がそれぞれ同じである配置構成である。

図示された実施構成では、半導体スイッチ１０５は、一つの中心点１２０の周りの円の線１１５上に均等に分散して置かれている。即ち、これらの半導体スイッチ１０５は、円の線１１５上において、それぞれ互いに６０°ずれている。この配置構成は、中心点１２０に関して６回回転対称形である。

この半導体スイッチ１０５の配置構成は、半導体スイッチ１０５と熱的に連結する共通のヒートシンク１２５が、中心点１２０に対して回転対称であるとともに、面１１０に対して平行である一つの接触面１３０を有することができるように選定されている。図示された実施構成では、このヒートシンク１２５の接触面１３０は、円板の形状を有し、別の実施構成では、この接触面１３０は、正多角形の形状を有することもでき、それらの頂点の数が、接触する半導体スイッチ１０５の数と一致するのが有利である。

この半導体スイッチ１０５の配置構成は、主に熱的な理由から選定されている。従って、この半導体スイッチ１０５の配置構成では、一般的に小さい誤差又は許容差を甘受することができる。この整列形態の精度を向上させる必要が有る場合、半導体スイッチ１０５毎に、一つの箇所１３５を付与することができ、それらの箇所に関して、半導体スイッチ１０５の間の位置又は間隔を計量することができる。図示された実施構成では、これらの付与された箇所は、それぞれ半導体スイッチの表面の幾何学的な中心点と一致し、これらの付与された箇所１３５は、それぞれ円の線１１５上に有り、ここでは、円の線１１５上において隣り合う半導体スイッチ１０５の付与された箇所１３５の間の間隔は、それぞれ同じ大きさである。別の実施構成では、半導体スイッチ１０５の相互間隔は、面内における輪郭の最小間隔に関して定義される。図示された実施構成では、半導体スイッチ１０５の回転整列形態が、面１１０内において互いに異なる形で選定されている。

別の実施構成では、中心点１２０に関する各半導体スイッチ１０５の回転整列形態も考慮される。それは、例えば、面１１０内における半導体スイッチ１０５の輪郭が図１に図示された輪郭と異なり縦長である場合に有効である。この整列形態を決定するために、半導体スイッチ１０５に対して、有利には、付与された箇所１３５から延びる方向１４０を予め規定することができる。中心点１２０に関する半導体スイッチ１０５の整列形態を互いに一致させるためには、これらの方向１４０がそれぞれ中心点１２０を通る半径に関して成す角度を同一に選定するのが有利である。別の実施構成では、これらの方向１４０は、別の手法で、例えば、これらの方向１４０が互いに平行に、或いは対毎に直角に延びることによって、互いに均等にすることもできる。

図１の図面では、各半導体スイッチ１０５は、円の線１１５上において正確に二つの隣り合う半導体スイッチ１０５を有する、即ち、右側に一つと左側に一つ有する。円の線１１５上において別の半導体スイッチ１０５を間に有する別の離れた半導体スイッチ１０５は、隣り合うとは見做されない。

一つの実施構成では、隣り合わない半導体スイッチの間の間隔は、隣り合う半導体スイッチ１０５の間の間隔の少なくとも１．５倍の大きさである。この条件によって、隣り合わない半導体スイッチ１０５への半導体スイッチ１０５の熱の影響が無視できる程小さくなることを保証できる。図示された円の線１１５上における６個の半導体スイッチ１０５の実施構成では、隣り合わない半導体スイッチ１０５の相互間隔は、例えば、隣り合う半導体スイッチ１０５の少なくとも１．７倍である。

図２は、図１のドライバアセンブリ１００の半導体スイッチ１０５の代替配置構成を図示している。ここでは、それぞれドライバアセンブリ１００の複数の半導体スイッチ１０５から構成される第一のグループ２０５と第二のグループ２１０が構成されている。例として、各グループ２０５，２１０には、それぞれ三つの半導体スイッチ１０５が存在する。各グループ２０５，２１０には、図１の配置構成と関連して前に説明した規定に基づき、半導体スイッチ１０５が配置されている。図示された実施構成では、各グループ２０５，２１０に対して、別個のヒートシンク１２５が配備され、それに代わる実施構成では、全ての半導体スイッチ１０５が同じ面１１０内に有る場合に、単一のヒートシンク１２５を使用することもできる。更に別の実施構成でも、半導体スイッチ１０５を平行な面１１０内に置いて、ヒートシンク１２５がそれぞれ別の面１１０から離れた方向に延びることもできる。特に、半導体スイッチ１０５が機械的及び電気的に取り付けられた基板の上側に第一のグループ２０５の半導体スイッチ１０５を配置し、下側に第二のグループ２１０の半導体スイッチ１０５を配置して、ヒートシンク１２５を基板から逆の方向に延ばすことができる。

図３は、三相インバータ３００の接続図を図示している。この図示は、半導体スイッチ１０５とそれらの接続が接続記号として図示される一方、半導体スイッチ１０５の配置構成が幾何学的に解釈される形で混在して行なわれている。この図示された実施構成は、図１の例に合わせたものである。ドライバアセンブリ１００を超えて構成する、三相インバータ３００の部品は図示されていない。

例として、第一の配線３０５が高電位と接続され、第二の配線３１０が低電位と接続される。それぞれ二つの半導体スイッチ１０５が、配線３０５と３１０の間の一つのハーフブリッジを構成する。このハーフブリッジの中央のタッピングが、出力配線３１５〜３２５として引き出されている。例えば、半導体スイッチ１０５の相応の制御により回転トルク、回転数又は回転方向を制御することが可能な三相電気モータをそれらの配線と接続することができる。そのような電気モータは、例えば、自動車のボードにおける制御課題のために、例えば、操舵支援又は制動支援に使用することができる。

半導体スイッチ１０５の間の接続が交差無しに図示されていないにも関わらず、これらの配線３０５，３１０と出力配線３１５〜３２５を幾何学的に同様に実現できることが分かる。特に、対応する配線３０５〜３２５の長さを互いに一致させることができる。この場合、基本的には、図示されていない中心点１２０の周りの外接円に有る、配線３０５〜３２５の中の部分だけが考慮され、この外接円は、半導体スイッチ１０５の半径方向において最も外側の点とそれぞれ接する。

図４及び図５は、それぞれフェーズセパレータ回路又は短絡回路だけ拡張された三相インバータ３００の接続図を図示している。この図示は、図３と同様に行なわれており、そのため、半導体スイッチ１０５の配置構成及び電気接続に関しては、図１の関連する部分を参照されたい。

図４は、特に、フェーズセパレータとして構成された三つの別の半導体スイッチ１０６を備えたフェーズセパレータ回路を有する三相インバータ３００を図示しており、それらの別の半導体スイッチは、それぞれ二つの半導体スイッチ１０５から成るハーフブリッジに対して配備されて、それらと電気的に連結されている。これらのフェーズセパレータ１０６は、半導体スイッチ１０５の配置構成を含む面に対して平行な一つの面内に配置されている。有利には、これらのフェーズセパレータ１０６は、基板の半導体スイッチ１０５と別の側に配置されている。各フェーズセパレータ１０６は、各ハーフブリッジに対して配備された第一の出力配線３１５、第二の出力配線３２０又は第三の出力配線３２５を介して、それに対応するハーフブリッジと電気的に連結されている。そのため、フェーズセパレータ１０６は、各ハーフブリッジの後に配備されている。フェーズセパレータ１０６の配置構成は、半導体スイッチ１０５の配置構成に対して前述した手法で行なわれ、フェーズセパレータ１０６は、これらの面の平面図において、半導体スイッチ１０５と同じ円の線上に配置され、二つの隣り合う半導体スイッチ１０５の間に一つのフェーズセパレータ１０６が配置されている。代替実施例では、フェーズセパレータ１０６は、配置構成面の平面図において半導体スイッチ１０５を含む円の線内に有る一つの円の線上に配置される。それによって、半導体スイッチ１０５とフェーズセパレータ１０６のコンパクトな配置構成を実現することができる。更に、半導体スイッチ１０５とフェーズセパレータ１０６を備えた基板を熱負荷に関して更に均一にすることができる。

図５は、特に、短絡スイッチとして構成された三つの別の半導体スイッチ１０７を備えた短絡回路を有する三相インバータ３００を図示しており、これらの別の半導体スイッチは、それぞれ二つの半導体スイッチ１０５から成るハーフブリッジに対して配備されて、それと互いに電気的に連結されている。これらの短絡スイッチ１０７は、半導体スイッチ１０５の配置構成を含む面に対して平行な一つの面内に配置されている。有利には、フェーズセパレータ１０７が基板の半導体スイッチ１０５と別の側に配置される。各短絡スイッチ１０７は、一つのハーフブリッジを形成する二つの半導体スイッチ１０５を接続する配線と電気的に連結されるとともに、共通の接続配線３３０を介して別の短絡スイッチ１０７と電気的に連結されている。そのため、短絡スイッチ１０７は、ハーフブリッジを形成する半導体スイッチ１０５の後に配備されている。各短絡スイッチ１０７は、接続配線区間を出来る限り短くするために、そのスイッチを各配線に繋げる端子地点の近くに配置されている。図示されていない別の有利な実施例では、短絡スイッチ１０７の配置構成は、例えば、短絡スイッチ１０７の冷却が必要である限り、フェーズセパレータ１０６の配置構成に対して前述した手法により行なうことができる。

図６は、図１のドライバアセンブリ１００の実施構成の側面図を図示している。基板４００は、上側４０５と下側４１０を有する。上側４０５には、半導体スイッチ１０５と電気的に接続された一つ以上の導体配線路４１５が延びている。この場合、半導体スイッチ１０５は、表面実装されて、同じく基板４００の上側４０５に置かれている。

このヒートシンク１２５の接触面１３０の接触区画４２０は、熱的な結合を作り出すために、半導体スイッチ１０５の基板４００と逆側の当接面４２５に接している。熱伝導の改善、電気絶縁又は高さ調整のために、有利には、導電率が出来る限り悪くても、出来る限り良好な熱伝導を有する熱伝導パッド、伝熱ペースト、マイカディスク又はそれ以外の部品を当接面４２５と接触区画４２０の間に配備することができる。

このヒートシンク１２５は、接触区画４２０を含む面の外に有る突起部４３０を有する。この突起部４３０は、基板４００の方向に延びており、導体配線路４１５と熱的に結合している。この場合、有利には、配線又は出力配線３０５〜３２５を含む導体配線路４１５が熱的に結合されるが、制御配線も含むことができる。この場合でも、高さ調整、熱伝導の改善又は電気絶縁用の部品を突起部４３０と導体配線路４１５の間に配備することができる。

図７は、上の領域に、この例では図３の三相インバータ３００用のドライバアセンブリ１００として使用される６個の半導体スイッチ１０５の円形の配置構成における温度表示を図示している。図７の下の領域には、半導体スイッチ１０５の周知の長方形の配置構成が図示されている。

この三相インバータ３００では、半導体スイッチ１０５がほぼ同じ周波数及びデューティサイクルで断続され、その結果、各半導体スイッチ１０５は、実質的に同じ電力を熱出力に変換している。前記の面１１０における平面図が図示されている。これらの半導体スイッチ１０５の上側がヒートシンク１２５と接触している。温度が共通の範囲内に有る幾何学的な領域が関連して図示されており、例えば、温度範囲の中央値が摂氏による数字で記入されている。

上に図示された丸い配置構成では、各半導体スイッチ１０５の表面が僅かな温度範囲しか含まないことと、半導体スイッチ１０５の表面がほぼ同じ温度範囲を有することとが分かる。従って、個々の半導体スイッチ１０５の各々の温度負荷と全ての半導体スイッチ１０５の温度負荷が高い度合いで均等になっている。それによって、ドライバアセンブリ１００の半導体スイッチ１０５の劣化と故障確率をそれらの動作時間に渡ってほぼ同じにすることができる。それによって、半導体スイッチ１０５は、所定の電気負荷の大きさとなるように改善することができる。特に、サーボモータの制御時などの安全に関して重要な用途において、例えば、自動車のボードにおける操舵支援又は制動支援に関して有利なものとすることができる。

隣り合う半導体スイッチの相互間隔が等しくない下に図示された長方形の配置構成では、半導体スイッチ１０５の表面における温度が全体としてより高くなっている。更に、半導体スイッチ１０５の表面は、それぞれ複数の温度範囲を有し、それらの範囲は、更に広範囲に離れている。これらの半導体スイッチ１０５の最高温度と最低温度が互いに大きく異なっている。その結果、最高温度の半導体スイッチ１０５が最も速く劣化して、最も高い故障確率を有することとなる。しかし、半導体スイッチ１０５の表面における大きな温度勾配によって、個々の半導体スイッチ１０５の各々の劣化及び故障確率を決めることが難しくなり、その結果、図示された配置構成の負荷能力又は安定性が大きな不確実性に晒される可能性が有る。更に、個々の半導体スイッチ１０５の限界温度の到達が配置構成全体の停止限界又は性能低下限界を規定するので、このインバータ配置構成によって、より少ない電力しか持続的に切り換えることができない。

１００ ドライバアセンブリ
１０５ 半導体スイッチ
１０６ フェーズセパレータ
１０７ 短絡スイッチ
１１０ 面
１１５ 円の線
１２０ 中心点
１２５ ヒートシンク
１３０ 接触面
１３５ 箇所
１４０ 方向
２０５ 第一のグループ
２１０ 第二のグループ
３００ 三相インバータ
３０５ 第一の配線（高電位）
３１０ 第二の配線（低電位）
３１５ 第一の出力配線
３２０ 第二の出力配線
３２５ 第三の出力配線
３３０ 接続配線
４００ 基板
４０５ 上側
４１０ 下側
４１５ 導体配線路
４２０ 接触区画
４２５ 当接面
４３０ 突起部

Claims (12)

1. 複数の半導体スイッチ（１０５，１０６，１０７）を備えたドライバアセンブリ（１００）において、
   これらの半導体スイッチ（１０５，１０６，１０７）は、一つの面（１１０）内における隣り合う半導体スイッチ（１０５，１０６，１０７）の間隔がそれぞれ同じ大きさになるとともに、各半導体スイッチ（１０５，１０６，１０７）が同じ数の隣り合う半導体スイッチ（１０５，１０６，１０７）を有するように、その一つの面内に配置され、
   ９個の半導体スイッチ（１０５，１０６，１０７）が配備され、
   二つの半導体スイッチ（１０５）がそれぞれ三つの相に対して配備された一つのハーフブリッジを構成し、
   各ハーフブリッジが第三の半導体スイッチ（１０６；１０７）と電気的に連結され、
   この第三の半導体スイッチ（１０７）が、ハーフブリッジを形成する半導体スイッチ（１０５）の面と異なる面内に配置される、
   ことを特徴とするドライバアセンブリ。
2. 請求項１に記載のドライバアセンブリ（１００）において、
   該半導体スイッチ（１０５，１０６，１０７）が一つの円の線（１１５）上に均等に分散されていることを特徴とするドライバアセンブリ。
3. 請求項１又は２に記載のドライバアセンブリ（１００）において、
   隣り合わない半導体スイッチ（１０５，１０６，１０７）の間隔が隣り合う半導体スイッチ（１０５，１０６，１０７）の間の間隔の少なくとも１．５倍の大きさであることを特徴とするドライバアセンブリ。
4. 請求項１又は２に記載のドライバアセンブリ（１００）において、
   該半導体スイッチ（１０５，１０６，１０７）が互いに均等に整列していることを特徴とするドライバアセンブリ。
5. 請求項１から４までのいずれか一つに記載のドライバアセンブリ（１００）において、
   本ドライバアセンブリ（１００）が三相インバータ（３００）に含まれることを特徴とするドライバアセンブリ。
6. 請求項１から５までのいずれか一つに記載のドライバアセンブリ（１００）において、
   該第三の半導体スイッチ（１０７）が共通の接続配線（３３０）を介して互いに電気的に連結されていることを特徴とするドライバアセンブリ。
7. 請求項１から６までのいずれか一つに記載のドライバアセンブリ（１００）において、
   該半導体スイッチ（１０５，１０６，１０７）と熱的に結合するヒートシンク（１２５）が配備され、このヒートシンクが、各面（１１０）内に有る、半導体スイッチ（１０５；１０６；１０７）と当接する複数の接触区画（４２０）を有することを特徴とするドライバアセンブリ。
8. 請求項７に記載のドライバアセンブリ（１００）において、
   該接触区画（４２０）が、円板の形状を有する一つの接触面から構成されることを特徴とするドライバアセンブリ。
9. 請求項７に記載のドライバアセンブリ（１００）において、
   該接触区画（４２０）が、一つの面内に配置された半導体スイッチ（１０５，１０６，１０７）と同じ数の頂点を有する正多角形の形状をヒートシンク（１２５）と当接させる一つの接触面（１３０）内に含まれることを特徴とするドライバアセンブリ。
10. 請求項７から９までのいずれか一つに記載のドライバアセンブリ（１００）において、 該半導体スイッチ（１０５；１０６；１０７）が表面実装部品から構成され、これらの半導体スイッチ（１０５；１０６；１０７）が導体配線路（４１５）を用いて電気的に接触しており、ヒートシンク（１２５）が、該面（１１０）の外に有る、少なくとも一つの導体配線路（４１５）と熱的に結合する突起部（４３０）を有することを特徴とするドライバアセンブリ。
11. 請求項１から１０までのいずれか一つに記載のドライバアセンブリ（１００）において、 該半導体スイッチ（１０５；１０６；１０７）の端子と電気的に接続する導体配線路（４１５）がほぼ同じ大きさの表面を有することを特徴とするドライバアセンブリ。
12. 所定の数の半導体スイッチ（１０５）を備えたドライバアセンブリ（１００）において、 各半導体スイッチ（１０５）が、請求項１から１１までのいずれか一つに記載の少なくとも二つのドライバアセンブリ（１００）の中の一つに対して配備されることを特徴とするドライバアセンブリ。

Images