JP7031501B2

JP7031501B2 - ブラシレスモータ制御装置

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Publication number: JP7031501B2
Application number: JP2018109451A
Authority: JP
Inventors: 正和志賀; 哲也本多; 吉志木村
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2018-06-07
Filing date: 2018-06-07
Publication date: 2022-03-08
Anticipated expiration: 2038-06-07
Also published as: JP2019213403A

Description

本発明は、ブラシレスモータ制御装置に関する。

ブラシレスモータを制御対象とするブラシレスモータ制御装置としては、例えば特許文献１に開示の構成のものが知られている。ブラシレスモータ制御装置は、複数個のスイッチング素子を用いるインバータ回路（ブリッジ回路）を備え、各スイッチング素子のオンオフ動作の組み合わせにて互いに１２０°の位相差を有する三相駆動電力を生成する。ブラシレスモータ制御装置は、生成した三相駆動電力をブラシレスモータの三相コイルにそれぞれ供給する。

特開２０１６－２２６２８５号公報

ところが、近年、インバータ回路を構成するスイッチング素子のスイッチング周波数の高周波化に伴って、高周波数（例えば、数百ＭＨｚ程度）のノイズが発生している。このため、ブラシレスモータ制御装置では、高周波数のノイズの低減が望まれている。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、高周波数のノイズを低減できるブラシレスモータ制御装置を提供することにある。

上記課題を解決するブラシレスモータ制御装置は、回路基板を有するブラシレスモータ制御装置であって、前記回路基板は、回路グランドと、前記回路基板が搭載される金属ケースと電気的に接続される接続パターンと、前記接続パターンと電気的に接続されたコンデンサと、前記回路グランドと前記コンデンサとの間に介在し、上下に対向する導体パターンからなり、互いに磁気結合される一対のコイルと、を有し、前記一対のコイルの一方を第１コイルとし他方を第２コイルとしたとき、前記第１コイルの始端部と前記第２コイルの始端部とは個別に共通の前記回路グランドと接続され、前記第１コイルの終端部と前記第２コイルの終端部同士が接続された接続点に前記コンデンサが接続されており、前記第１コイルの前記始端部から前記終端部に向かう巻き方向と、前記第２コイルの前記始端部から前記終端部に向かう巻き方向とは、互いに同じ方向になるように形成されている。

上記態様によれば、回路グランドと接続パターン（金属ケース）との間に、上下に対向する導体パターンからなる一対のコイルとコンデンサとが介在される。このとき、両コイルの始端部は個別に回路グランドと接続され、両コイルの終端部同士が接続された接続点にコンデンサが接続されている。また、一対のコイルは、始端部から終端部に向かう巻き方向が互いに同じ方向になるように形成されている。これにより、回路グランドから両コイルに同相の電流が流れ込み、一対のコイルに流れる電流の方向が同じ方向になる。このため、一対のコイルの間の磁気結合により、一対のコイルの間に負の相互インダクタンスが発生する。この負の相互インダクタンスによって、コンデンサ及び接続パターンの寄生インダクタンスを打ち消すことができる。この結果、回路グランドと接続パターン（金属ケース）との間にコンデンサのみを介在させる場合に比べて、コンデンサと一対のコイルとを含むノイズフィルタ回路における高周波帯のノイズ低減効果を向上させることができるため、高周波数のノイズを好適に低減することができる。

上記ブラシレスモータ制御装置において、前記第１コイルと前記第２コイルとの間の磁気結合による相互インダクタンスの絶対値が、前記コンデンサの寄生インダクタンスと前記接続パターンの寄生インダクタンスとを合わせた合計値の絶対値と等しくなるように設定されていることが好ましい。

上記態様によれば、一対のコイルの間の磁気結合による相互インダクタンスによって、コンデンサ及び接続パターンの寄生インダクタンスをゼロに近づけることができる。この結果、高周波帯のノイズ低減効果をより向上させることができるため、高周波数のノイズをより低減することができる。

本発明のブラシレスモータ制御装置によれば、高周波数のノイズを低減することができる。

一実施形態におけるブラシレスモータ制御装置を示す回路図。一実施形態におけるブラシレスモータ制御装置を示す概略斜視図。一実施形態における回路基板を示す概略斜視図。一実施形態におけるノイズフィルタ回路を示す等価回路図。一実施形態におけるノイズフィルタ回路を示す等価回路図。一実施形態におけるノイズフィルタ回路のインピーダンスの周波数特性を示すグラフ。比較例におけるコイルを示す概略斜視図。

以下、ブラシレスモータ制御装置の一実施形態について説明する。
図１に示すブラシレスモータ１０は、車両用空調装置の送風用モータとして用いられる。ブラシレスモータ１０は、例えば、三相ブラシレスモータである。このブラシレスモータ１０は、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の三相の駆動電力の供給に基づいて回転駆動されるものである。ブラシレスモータ制御装置２０は、ブラシレスモータ１０の三相への通電タイミングを設定して各相の駆動電力を生成することでブラシレスモータ１０の回転を制御している。ブラシレスモータ制御装置２０には、直流電源Ｅ１が接続されている。なお、ブラシレスモータ１０としては、単相や二相のブラシレスモータを用いることもできる。

ブラシレスモータ制御装置２０は、インバータ回路２１と、制御回路２２と、電源安定化回路２３と、ノイズフィルタ回路２４とを有している。
インバータ回路２１は、例えば、直流電源Ｅ１からの直流電力から１２０°位相の異なる三相の駆動電力を生成するための三相インバータ回路である。インバータ回路２１は、ブリッジ接続された６個のスイッチング素子３１～３６を有している。スイッチング素子３１～３６は、例えば、Ｎチャネル型ＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide Semiconductor Field-Effect Transistor）である。スイッチング素子３１～３６には、還流電流を流すためのダイオードＤ１～Ｄ６がそれぞれ逆接続されている。インバータ回路２１では、高電位側電源線ＶＢとグランド線ＧＮＤ１との間に、Ｕ相用のスイッチング素子３１とスイッチング素子３２とが直列に、Ｖ相用のスイッチング素子３３とスイッチング素子３４とが直列に、Ｗ相用のスイッチング素子３５とスイッチング素子３６とが直列に接続されている。高電位側のスイッチング素子３１，３３，３５と低電位側のスイッチング素子３２，３４，３６との接続点は、それぞれブラシレスモータ１０を構成する巻線の一端に接続されている。スイッチング素子３１～３６が制御回路２２からの制御信号に基づいて所定のタイミングでスイッチング制御されることで、直流電源Ｅ１からの直流電力が各相の駆動電力に変換されてブラシレスモータ１０に供給される。なお、スイッチング素子３１～３６のスイッチング動作に伴って生じる高周波スイッチングノイズ（つまり、高周波数のノイズ）がグランド線ＧＮＤ１に乗る場合がある。

電源安定化回路２３は、直流電源Ｅ１からの直流電力を安定化させてインバータ回路２１に供給する。電源安定化回路２３は、例えば、コイル４１とコンデンサ４２，４３とを有するフィルタ回路である。コイル４１は、例えば、チョークコイルである。コイル４１の第１端子は直流電源Ｅ１の正極に接続され、コイル４１の第２端子はインバータ回路２１に接続されている。コンデンサ４２，４３は、例えば、電解コンデンサである。コンデンサ４２の第１端子は直流電源Ｅ１の正極及びコイル４１の第１端子に接続され、コンデンサ４２の第２端子はグランド線ＧＮＤ１に接続されている。コンデンサ４３の第１端子はコイル４１の第２端子に接続され、コンデンサ４３の第２端子はグランド線ＧＮＤ１に接続されている。

ノイズフィルタ回路２４は、グランド線ＧＮＤ１に接続されている。また、ノイズフィルタ回路２４は、グランド線ＧＮＤ１とは別のグランド線ＧＮＤ２に接続されている。グランド線ＧＮＤ２は、例えば、グランド線ＧＮＤ１よりも電位が低くなっている。ノイズフィルタ回路２４は、グランド線ＧＮＤ１に発生する高周波数のノイズ（例えば、高周波スイッチングノイズ）を低減する。

図２に示すように、ブラシレスモータ制御装置２０は、回路基板５０と、その回路基板５０が搭載された金属ケース５１とを有している。回路基板５０には、例えば、図１に示したインバータ回路２１、制御回路２２、電源安定化回路２３及びノイズフィルタ回路２４が形成されている。但し、図２及び図３では、ノイズフィルタ回路２４及びそのノイズフィルタ回路２４に関連する構造のみを図示している。

図３に示すように、回路基板５０は、例えば、多層配線構造を有している。本例の回路基板５０は、１層目（ここでは、最上層）の絶縁層５２と、その絶縁層５２の上面に形成された配線層５３と、２層目の絶縁層５４と、その絶縁層５４の上面に形成された配線層５５とを有している。なお、絶縁層５２，５４の材料としては、例えば、エポキシ樹脂などの絶縁性樹脂を用いることができる。配線層５３，５５の材料としては、例えば、銅（Ｃｕ）や銅合金を用いることができる。

図２に示すように、回路基板５０には、図１に示したグランド線ＧＮＤ１を構成する回路グランド５６が形成されている。回路グランド５６は、例えば、図３に示した１層目の絶縁層５２の上面にべた状に形成されている。回路グランド５６は、ノイズフィルタ回路２４を介して金属ケース５１に電気的に接続されている。この金属ケース５１は、グランド線ＧＮＤ２に接地される。このため、回路グランド５６は、ノイズフィルタ回路２４を介してグランド線ＧＮＤ２に電気的に接続されている。換言すると、ノイズフィルタ回路２４は、回路グランド５６と、その回路グランド５６とは異なるグランド線ＧＮＤ２との間に介在するように、それら回路グランド５６とグランド線ＧＮＤ２とを電気的に接続するように設けられている。

図３に示すように、ノイズフィルタ回路２４は、回路グランド５６に接続され、上下に対向して互いに磁気結合される一対のコイル６０，７０と、両コイル６０，７０と接続されたコンデンサ８０と、コンデンサ８０と接続された接続パターン８１とを有している。接続パターン８１は、固定部材８５を介して、図２に示した金属ケース５１と電気的に接続されている。

一対のコイル６０，７０は、回路基板５０上に形成された導体パターン６１，７１によって構成されている。コイル６０は、例えば、１層目の絶縁層５２の上面に形成された導体パターン６１によって構成されている。コイル７０は、例えば、その大部分が２層目の絶縁層５４の上面に形成された導体パターン７１によって構成されている。

両コイル６０，７０は、回路グランド５６とコンデンサ８０との間に介在して形成されている。具体的には、両コイル６０，７０の始端部は個別に共通の回路グランド５６に接続されており、両コイル６０，７０の終端部同士が接続された接続点Ｎ１にコンデンサ８０が接続されている。また、コイル６０とコイル７０とは、始端部から終端部に向かう巻き方向が互いに同じになるように形成されている。これにより、回路グランド５６から両コイル６０，７０に同相の電流が流れ込み、コイル６０，７０とに流れる電流の方向が同じ方向になる。このため、コイル６０とコイル７０との間の磁気結合により、コイル６０とコイル７０との間に負の相互インダクタンスが発生する。

次に、導体パターン６１，７１の構造について詳述する。
導体パターン６１は、回路グランド５６に接続された始端部を有する引き出しパターン６２と、引き出しパターン６２に接続された環状パターン６３と、環状パターン６３の終端部から延出された延出パターン６４とを有している。導体パターン６１は、延出パターン６４及び導体パターン７１と接続される接続部６５と、コンデンサ８０に接続された引き出しパターン６６とを有している。これら引き出しパターン６２と環状パターン６３と延出パターン６４と接続部６５と引き出しパターン６６とは、連続するように一体に形成されており、互いに電気的に接続されている。引き出しパターン６２と環状パターン６３と延出パターン６４と引き出しパターン６６とは、例えば、帯状に形成されている。

引き出しパターン６２は、回路グランド５６から所定方向に引き出されるように形成されている。引き出しパターン６２は、例えば、環状パターン６３の始端部から環状パターン６３の巻き方向と交差する方向に延出され、回路グランド５６に接続されている。

環状パターン６３は、例えば、略矩形状に形成されている。環状パターン６３は、例えば、不連続の環状構造に形成されており、始端部と終端部とが互いに離間するように形成されている。本例の環状パターン６３は、回路グランド５６側の始端部から反時計回り（つまり、左回り）に巻かれている。

延出パターン６４は、環状パターン６３の終端部から環状パターン６３の巻き方向と交差する方向に延出されている。延出パターン６４は、例えば、Ｌ字状に形成されている。延出パターン６４の終端部には接続部６５が接続されている。接続部６５は、ビア７６を介して２層目の絶縁層５４上に形成された導体パターン７１と接続されている。引き出しパターン６６は、接続部６５からコンデンサ８０に向かって引き出されるように形成されている。

導体パターン７１は、回路グランド５６に接続された始端部を有する引き出しパターン７２と、ビア７３と、ビア７３と接続された環状パターン７４と、環状パターン７４の終端部から延出された延出パターン７５と、延出パターン７５の終端部と接続されたビア７６とを有している。これら引き出しパターン７２とビア７３と環状パターン７４と延出パターン７５とビア７６とは、連続するように形成されており、互いに電気的に接続されている。引き出しパターン７２と環状パターン７４と延出パターン７５とは、例えば、帯状に形成されている。なお、図３では、図面の簡略化のために、ビア７３，７６を直線で表わしているが、実際には、ビア７３，７６は例えば円柱状や角柱状に形成されている。

引き出しパターン７２は、１層目の絶縁層５２の上面に、回路グランド５６から所定方向に引き出されるように形成されている。引き出しパターン７２は、例えば、環状パターン７４の巻き方向と交差する方向に沿って延出されており、ビア７３と接続されている。

ビア７３は、１層目の絶縁層５２を厚み方向に貫通するように形成されている。ビア７３は、環状パターン７４の始端部に接続されている。ビア７３は、引き出しパターン７２と環状パターン７４とを電気的に接続している。

環状パターン７４は、２層目の絶縁層５４の上面に形成されている。環状パターン７４は、例えば、環状パターン６３と同様の形状（ここでは、略矩形状）に形成されている。環状パターン７４は、例えば、不連続の環状構造に形成されており、始端部と終端部とが互いに離間するように形成されている。本例の環状パターン７４は、回路グランド５６側の始端部から反時計回り（つまり、左回り）に巻かれている。すなわち、環状パターン７４は、回路グランド５６側の始端部から終端部に向かう巻き方向が環状パターン６３と同じ方向になるように形成されている。また、環状パターン７４は、その巻き方向の略全長に亘って環状パターン６３と上下に対向するように形成されている。環状パターン７４は、環状パターン６３と上下に近接して設けられている。環状パターン７４と環状パターン６３との離間距離は、例えば、５０～２００μｍ程度とすることができる。環状パターン７４の平面形状は、例えば、環状パターン６３の平面形状と略同じ大きさに形成されている。

延出パターン７５は、２層目の絶縁層５４の上面に形成されている。延出パターン７５は、環状パターン７４の終端部から環状パターン７４の巻き方向と交差する方向に延出されている。延出パターン７５は、例えば、Ｌ字状に形成されている。延出パターン７５は、例えば、その略全長に亘って延出パターン６４と上下に対向するように形成されている。延出パターン７５は、延出パターン６４と上下に近接して設けられている。延出パターン７５の平面形状は、例えば、延出パターン６４の平面形状と略同じ大きさに形成されている。

延出パターン７５の終端部には、ビア７６が接続されている。ビア７６は、１層目の絶縁層５２を厚み方向に貫通するように形成されている。延出パターン７５は、ビア７６を介して、導体パターン６１の接続部６５と電気的に接続されている。これにより、導体パターン６１と導体パターン７１とが接続部６５において電気的に接続（結合）されている。そして、導体パターン６１，７１が結合された接続部６５から引き出された引き出しパターン６６は、コンデンサ８０に接続されている。すなわち、引き出しパターン６６は、導体パターン６１，７１の終端部になるとともに、導体パターン６１の終端部と導体パターン７１の終端部との接続点Ｎ１となる。

以上説明した導体パターン６１，７１、具体的には導体パターン６１，７１のうち上下に対向する環状パターン６３及び延出パターン６４と環状パターン７４及び延出パターン７５とによって、磁気結合された一対のコイル６０，７０がそれぞれ形成されている。導体パターン６１，７１には、図３に矢印で示したように、回路グランド５６から同相の電流が流れ込み、環状パターン６３及び延出パターン６４と環状パターン７４及び延出パターン７５とに同相の電流が同じ方向に流れる。

コンデンサ８０は、例えば、チップコンデンサである。コンデンサ８０は、例えば、２つの電極を有している。コンデンサ８０の一方の電極は導体パターン６１，７１の終端部同士の接続点Ｎ１（つまり、引き出しパターン６６）と接続され、コンデンサ８０の他方の電極は接続パターン８１と接続されている。

接続パターン８１は、コンデンサ８０の電極と接続される引き出しパターン８２と、引き出しパターン８２よりも平面形状が平面方向に広がるように形成された固定部８３とを有している。引き出しパターン８２は、例えば、帯状に形成されている。引き出しパターン８２は、寄生インダクタンスが小さくなるように、極力短くなるように設定されている。固定部８３の平面形状は、例えば、円形状や多角形状に形成されている。

固定部８３の中央部には、貫通孔８４が形成されている。貫通孔８４は、回路基板５０全体（つまり、絶縁層５２及び絶縁層５４）を厚み方向に貫通するように形成されている。この貫通孔８４には、固定部材８５が挿通される。固定部材８５は、回路基板５０を図２に示した金属ケース５１に固定するとともに、接続パターン８１と金属ケース５１とを電気的に接続する。すなわち、回路グランド５６は、一対のコイル６０，７０とコンデンサ８０と接続パターン８１と固定部材８５とを介して、金属ケース５１と電気的に接続されている。固定部材８５は、例えば、ねじである。

なお、配線層５３は、回路グランド５６と、導体パターン６１と、導体パターン７１の引き出しパターン７２と、接続パターン８１とを含む。また、配線層５５は、導体パターン７１の環状パターン７４と延出パターン７５とを含む。

図４は、以上説明したノイズフィルタ回路２４を表わす等価回路である。図４に示す等価回路では、インダクタンスＬ１を有するコイル６０の第１端子が回路グランド５６によって構成されるグランド線ＧＮＤ１に接続され、インダクタンスＬ２を有するコイル７０の第１端子がグランド線ＧＮＤ１に接続されている。コイル６０の第２端子とコイル７０の第２端子とは接続点Ｎ１に接続されている。接続点Ｎ１には、コンデンサ８０が接続されている。ここで、コンデンサ８０は、寄生抵抗である等価直列抵抗（ESR:Equivalent Series Resistance）としての抵抗８０Ｒと、寄生インダクタンスである等価直列インダクタンス（ESL:Equivalent Series Inductance）としてのインダクタ８０Ｌとを有している。このため、コンデンサ８０は、抵抗８０Ｒ及びインダクタ８０Ｌがキャパシタ８０Ｃに直列に接続された回路構成と等価である。そして、コンデンサ８０は、図３に示した接続パターン８１及び固定部材８５の寄生インダクタンスを有するインダクタ８１Ｌを介してグランド線ＧＮＤ２に接続されている。

図４に示す等価回路において、グランド線ＧＮＤ１からコイル６０に電流ｉ１が流れ込み、グランド線ＧＮＤ１からコイル７０に電流ｉ１と同相の電流ｉ２が流れ込む。すると、コイル６０，７０間に負の相互インダクタンス－Ｍが形成される。このとき、コイル６０の第２端子とコイル７０の第２端子とが接続点Ｎ１に接続されており同電位であるため、インダクタンスＬ１を有するコイル６０と、インダクタンスＬ２を有するコイル７０とを、図５に示すＴ型等価回路に置き換えることができる。

図５に示す等価回路では、インダクタンスＬ１＋Ｍを有するコイル９０の第１端子がグランド線ＧＮＤ１に接続され、インダクタンスＬ２＋Ｍを有するコイル９１の第１端子がグランド線ＧＮＤ１に接続されている。コイル９０の第２端子とコイル９１の第２端子とが接続点Ｎ２に接続されており、この接続点Ｎ２にインダクタンス－Ｍを有するコイル９２が接続されている。そして、このインダクタンス－Ｍを有するコイル９２にコンデンサ８０を構成するキャパシタ８０Ｃ、抵抗８０Ｒ及びインダクタ８０Ｌと、インダクタ８１Ｌとが直列に接続されることになる。

したがって、コイル９２が有する負のインダクタンス－Ｍによって、インダクタ８０Ｌ，８１Ｌが有するインダクタンス成分を打ち消すことができる。これにより、コンデンサ８０、接続パターン８１及び固定部材８５の寄生インダクタンス成分を見かけ上小さくすることができる。この結果、ノイズフィルタ回路２４は、高周波帯のノイズ低減効果を向上させることができ、高周波数のノイズを好適に低減することができる。

ノイズフィルタ回路２４では、負の相互インダクタンス－Ｍの絶対値が、インダクタ８０Ｌのインダクタンスとインダクタ８１Ｌのインダクタンスとを合わせた合計値の絶対値と等しくなるように、負の相互インダクタンス－Ｍの大きさが設定されている。すなわち、相互インダクタンス－Ｍの絶対値は、コンデンサ８０の寄生インダクタンスと接続パターン８１の寄生インダクタンスとを合わせた合計値の絶対値と等しくなるように設定されている。ここで、負の相互インダクタンス－Ｍの絶対値は、コイル６０，７０が有するインダクタンスＬ１，Ｌ２が大きいほど、結合係数が大きいほど大きくなる。このため、負の相互インダクタンス－Ｍの絶対値は、例えば、磁気結合するコイル６０，７０（導体パターン６１，７１）の面積が大きいほど大きくなる。また、回路グランド５６の寄生インダクタンスの大きさも考慮して負の相互インダクタンス－Ｍの大きさを設定するようにしてもよい。

図６は、ノイズフィルタ回路２４のインピーダンスの周波数特性を示している。図６では、ノイズフィルタ回路２４のインピーダンスの周波数特性を実線で示し、従来のノイズフィルタ回路のインピーダンスの周波数特性を破線で示している。

まず、従来のノイズフィルタ回路について説明する。従来のノイズフィルタ回路は、図３に示したノイズフィルタ回路２４から一対のコイル６０，７０を省略し、回路グランド５６と接続パターン８１との間にコンデンサ８０のみを介在させるようにした回路である。このような従来のノイズフィルタ回路では、コンデンサ８０の等価直列インダクタンスに起因して、自己共振周波数が下がり高周波帯のノイズ低減効果が低下する（破線波形参照）。これに対し、本実施形態のノイズフィルタ回路２４では、コイル６０，７０の間の磁気結合による負の相互インダクタンス－Ｍによって、コンデンサ８０及び接続パターン８１等の寄生インダクタンスを打ち消すことができる。これにより、ノイズフィルタ回路２４では、従来のノイズフィルタ回路に比べて、自己共振周波数が上がり高周波帯のノイズ低減効果を向上させることができる（実線波形参照）。すなわち、ノイズフィルタ回路２４は、回路グランド５６とコンデンサ８０との間に導体パターン６１，７１からなる一対のコイル６０，７０を設けることで、高周波帯のノイズ低減効果を向上させることができる。

次に、本実施形態の作用効果を記載する。
（１）回路グランド５６と接続パターン８１との間に、上下に対向する導体パターン６１，７１からなる一対のコイル６０，７０とコンデンサ８０とが介在される。このとき、両コイル６０，７０の始端部が個別に回路グランド５６に接続され、両コイル６０，７０の終端部同士が接続された接続点Ｎ１にコンデンサ８０が接続される。また、コイル６０とコイル７０とは、始端部から終端部に向かう巻き方向が互いに同じ方向になるように形成されている。これにより、回路グランド５６から両コイル６０，７０に同相の電流が流れ込み、一対のコイル６０，７０に流れる電流の方向が同じ方向になる。このため、一対のコイル６０，７０の間の磁気結合により、一対のコイル６０，７０の間に負の相互インダクタンスが発生する。この負の相互インダクタンスによって、コンデンサ８０及び接続パターン８１の寄生インダクタンスを打ち消すことができる。この結果、回路グランド５６と接続パターン８１との間にコンデンサのみを介在させる場合に比べて、コンデンサ８０と一対のコイル６０，７０とを含むノイズフィルタ回路２４における高周波帯のノイズ低減効果を向上させることができるため、高周波数のノイズを好適に低減することができる。具体的には、ノイズフィルタ回路２４は、スイッチング素子３１～３６のスイッチング動作に伴って発生する高周波スイッチングノイズを低減することができる。

（２）コイル６０の始端部とコイル７０の始端部とを個別に共通の回路グランド５６に接続し、コイル６０の終端部とコイル７０の終端部とを共にコンデンサ８０を介して接続パターン８１に接続するようにした。これにより、コイル６０，７０（ノイズフィルタ回路２４）に、回路グランド５６に流れる電流の交流成分のみを流すことができる。この結果、ノイズフィルタ回路２４には、回路グランド５６に流れる直流電流（つまり、ブラシレスモータ制御装置２０の主電流）が流れないため、その主電流の大きさに影響されずにノイズフィルタ回路２４を設けることができる。

（３）ところで、図７に示すような螺旋状に形成された導体パターン１００をコイル６０，７０の代わりに、回路グランド５６とコンデンサ８０との間に設けることが考えられる。この場合には、導体パターン１００が螺旋状に形成されているため、上下に対向するコイル１０１，１０２の巻き方向が同じ方向になる。但し、この場合には、コイル１０１の端部１０１Ａが回路グランドに接続され、コイル１０２の端部１０２Ａが回路グランドに接続されることになる。このため、コイル１０１の端部１０１Ａが始端部となり、コイル１０１の端部１０１Ｂが終端部となる。また、コイル１０２の端部１０２Ａが始端部となり、コイル１０２の端部１０２Ｂが終端部となる。すると、コイル１０１の始端部（端部１０１Ａ）から終端部（端部１０１Ｂ）に向かう巻き方向と、コイル１０２の始端部（端部１０２Ａ）から終端部（端部１０２Ｂ）に向かう巻き方向とが逆向きになる。このため、図７に矢印で示したように、回路グランドから流れ込んでコイル１０１，１０２に流れる同相の電流の向きが互いに逆向きとなる。この結果、一対のコイル１０１，１０２の間に正の相互インダクタンスが発生することになるため、導体パターン１００を設けたことによってノイズ低減効果が低下するという問題が生じる。

これに対し、本実施形態のコイル６０，７０では、回路グランド５６と接続される始端部から終端部に向かう巻き方向が同じになるようにした。これにより、回路グランド５６から流れ込んでコイル６０，７０に流れる電流の方向が同じ方向になるため、一対のコイル６０，７０の間に負の相互インダクタンスを発生させることができる。この結果、ノイズフィルタ回路２４における高周波帯のノイズ低減効果を向上させることができる。

（４）一対のコイル６０，７０の間の磁気結合による負の相互インダクタンス－Ｍの絶対値が、コンデンサ８０の寄生インダクタンスと接続パターン８１の寄生インダクタンスとを合わせた合計値の絶対値と等しくなるように設定されている。この構成によれば、負の相互インダクタンス－Ｍによって、コンデンサ８０及び接続パターン８１の寄生インダクタンスを打ち消してゼロに近づけることができる。この結果、ノイズフィルタ回路２４における高周波帯のノイズ低減効果をより向上させることができるため、高周波数のノイズをより低減することができる。

なお、上記実施形態は、以下のように変更して実施することができる。上記実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。

・上記実施形態では、回路基板５０として複数の絶縁層５２，５４と複数の配線層５３，５５とが交互に積層されてなる多層配線構造を採用し、コイル６０，７０を互いに異なる絶縁層５２，５４上に形成するようにしたが、これに限定されない。例えば、１層の絶縁層の上下両面にコイル６０，７０を形成するようにしてもよい。

・上記実施形態では、固定部材８５を介して接続パターン８１を金属ケース５１と電気的に接続するようにしたが、これに限定されない。例えば、接続パターン８１を金属ケース５１に直接接触することにより、接続パターン８１と金属ケース５１とを電気的に接続するようにしてもよい。

・上記実施形態では、導体パターン７１の一部（つまり、引き出しパターン７２）を１層目の絶縁層５２の上面に形成するようにしたが、これに限定されない。例えば、１層目の絶縁層５２の上面に形成された回路グランド５６と導体パターン７１とをビアを介して電気的に接続するようにしてもよい。

・上記実施形態における導体パターン６１，７１の形状は特に限定されない。例えば、導体パターン６１，７１の環状パターン６３，７４の平面形状をＣ字状に形成してもよい。また、延出パターン６４，７５を省略してもよい。この場合には、例えば、環状パターン６３，７４の終端部同士を接続し、その接続点にコンデンサ８０を接続するようにしてもよい。

・上記実施形態では、車両用空調装置の送風用モータとして用いられるブラシレスモータ１０に適用したが、この用途以外のブラシレスモータに適用してもよい。

１０…ブラシレスモータ、２０…ブラシレスモータ制御装置、５０…回路基板、５１…金属ケース、５６…回路グランド、６０，７０…コイル、６１，７１…導体パターン、８０…コンデンサ、８１…接続パターン。

Claims

回路基板を有するブラシレスモータ制御装置であって、
前記回路基板は、
回路グランドと、
前記回路基板が搭載される金属ケースと電気的に接続される接続パターンと、
前記接続パターンと電気的に接続されたコンデンサと、
前記回路グランドと前記コンデンサとの間に介在し、上下に対向する導体パターンからなり、互いに磁気結合される一対のコイルと、を有し、
前記一対のコイルの一方を第１コイルとし他方を第２コイルとしたとき、
前記第１コイルの始端部と前記第２コイルの始端部とは個別に共通の前記回路グランドと接続され、前記第１コイルの終端部と前記第２コイルの終端部同士が接続された接続点に前記コンデンサが接続されており、
前記第１コイルの前記始端部から前記終端部に向かう巻き方向と、前記第２コイルの前記始端部から前記終端部に向かう巻き方向とは、互いに同じ方向になるように形成されているブラシレスモータ制御装置。
前記第１コイルと前記第２コイルとの間の磁気結合による相互インダクタンスの絶対値が、前記コンデンサの寄生インダクタンスと前記接続パターンの寄生インダクタンスとを合わせた合計値の絶対値と等しくなるように設定されている請求項１に記載のブラシレスモータ制御装置。