JP7162130B2 - インバーターモジュールおよびこれを含む電動圧縮機 - Google Patents

インバーターモジュールおよびこれを含む電動圧縮機 Download PDF

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Description

本発明は、インバーターモジュールおよびこれを含む電動圧縮機に関する。
インバーターは、交流（ＡＣ）常用電源の入力を受けて直流（ＤＣ）に変換後、電動機制御のために再び交流に変換して電動機を制御する電力変換装置である。インバーターは、ファン（Ｆａｎ）、ポンプ、エレベーター、移送装置、生産ラインなど産業全般に様々な形態で使用される。一般的なモーター駆動用汎用インバーターの電力変換の原理は、３相交流常用電源の入力を受けて整流回路を経てＤＣに変換し、ＤＣ－リンクのキャパシタに保存した後、インバーターを介してＡＣに変換する。
このようなインバーターモジュールは、大きく高電圧部と低電圧部とに区分される。高電圧部は、主要ＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）の動作電源とモーター動作電源のための素子からなり、約１２Ｖの電圧によって駆動される低電圧部は、車両とＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）通信をするための通信用素子からなる。高電圧部に主に使用される電力用半導体スイッチ素子としては、ＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｇａｔｅ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）、ＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）などがある。ＩＧＢＴは、３００Ｖ以上の電圧領域で動作可能であり、高効率、高速の電力システムに適している。
図１は、インバーターモジュールの一例を示す図である。
図１に示すインバーターモジュールは、高電圧回路ユニット（１２、１３）を電気的に接続する高電圧回路パターン２０と、低電圧回路ユニット（３１、３２）を電気的に接続する低電圧回路パターン４０とが互いに交差する形態で具現される。これによって、高電圧回路パターン２０と低電圧回路パターン４０との間に伝導性放出（Ｃｏｎｄｕｃｔｅｄ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ、ＣＥ）によるノイズカップリング（Ｎｏｉｓｅ Ｃｏｕｐｌｉｎｇ）が発生して電磁両立性（Ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ Ｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙ、ＥＭＣ）が悪化する問題が発生する。
また、低電圧回路ユニットのうち、低電圧コネクタ３１と低電圧回路部３２の離隔間隔が大きくなることによって、電磁両立性が悪化する問題が発生する。
それだけでなく、高電圧回路ユニットのうち、１５Ｖ電圧を用いる素子（１２）と３．３Ｖ電圧を用いる素子（１３）のうち、電気的に接続されない部分が互いに近接することによって、１５Ｖ電圧を用いる素子（１２）と３．３Ｖ電圧を用いる素子（１３）との間にノイズカップリングが発生し、電磁両立性が悪化する問題が発生する。
本発明の背景技術は、韓国公開特許第１０－２０１５－０１０８１６５号公報に開示されている。
本発明は、インバーターモジュールの高電圧部と低電圧部との間に発生するノイズカップリングを減少させることができるインバーターモジュールを提供することにある。
実施形態において、解決しようとする課題は、これに限定されるものではなく、以下で説明する課題の解決手段や実施形態から把握できる目的や効果も含まれる。
本発明の一実施形態によるインバーターモジュールは、第１直流電圧を用いてインバーター制御電圧およびモーター駆動電圧を生成する高電圧回路ユニットと、前記高電圧回路ユニットを電気的に接続する高電圧回路パターンと、前記第１直流電圧よりも大きさが小さい第２直流電圧を用いて外部デバイスと通信する低電圧回路ユニットと、前記低電圧回路ユニットを電気的に接続する低電圧回路パターンと、を含み、前記高電圧回路パターンと前記低電圧回路とパターンは、離隔して配置されることを特徴とする。
前記高電圧回路パターンおよび前記低電圧回路パターンは、基板に印刷され、前記基板上で前記高電圧回路パターンが印刷された領域と前記低電圧回路パターンが印刷された領域とは、互いに分離し得る。
前記高電圧回路ユニットは、前記第１直流電圧を介して駆動される第１回路部と、前記第１直流電圧よりも大きさが小さい第３直流電圧を介して駆動される第２回路部と、前記第３直流電圧よりも大きさが小さい第４直流電圧を介して駆動される第３回路部と、を含み得る。
前記第１回路部は、前記第１直流電圧を介して前記第３直流電圧を生成する第１ＳＭＰＳと、スイッチング駆動によって前記第１直流電圧を前記モーター駆動電圧に変換する複数のスイッチング素子と、を含み得る。
前記第２回路部は、前記第３直流電圧を介して前記第４直流電圧を生成する第２ＳＭＰＳと、前記第３直流電圧を介して前記複数のスイッチング素子を制御するゲートドライバーと、を含み得る。
前記第３回路部は、前記第４直流電圧を介して前記ゲートドライバーを制御し、前記低電圧回路ユニットと通信するプロセッサを含み得る。
前記第１回路部、前記第２回路部、および前記第３回路部は、前記高電圧回路パターン上に配置され得る。
前記第１回路部、前記第２回路部、および前記第３回路部は、インバーター駆動時に電流方向に沿って順次に配置され得る。
前記第２回路部を構成する複数の素子は、第１方向に沿って順次に配置され、前記第３回路部を構成する複数の素子は、前記第１方向と所定の角度を形成する第２方向に沿って順次に配置され得る。
前記第３回路部を構成する複数の素子は、前記第２方向に沿って前記第２回路部から離れるように順次に配置され得る。
前記低電圧回路ユニットは、前記第２直流電圧の入力を受けるコネクタ部と、前記第２直流電圧を介して前記外部デバイスと通信する第４回路部と、を含み得る。
前記コネクタ部および前記第４回路部は、前記低電圧回路パターン上に配置され得る。
前記コネクタ部および前記第４回路部は、離隔して配置され、前記コネクタ部と前記第４回路部との間に前記高電圧回路パターンが交差しないように配置され得る。
前記高電圧回路ユニットと前記低電圧回路ユニットとの間で信号を伝達するトランシーバをさらに含み得る。
前記トランシーバは、前記高電圧回路ユニットと前記低電圧回路ユニットとの間を絶縁する絶縁素子を含み得る。
本発明の一実施形態による電動圧縮機は、上述したインバーターモジュールを含む。
本発明よれば、インバーターモジュールの電磁両立性（Ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ Ｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙ、ＥＭＣを向上させることができる。
本発明の多様かつ有益な利点と効果は、上述した内容に限定されず、本発明の具体的な実施形態を説明する過程でより容易に理解される。
インバーターモジュールの一例を示す図である。 本発明の一実施形態によるインバーターモジュールの構成図である。 本発明の一実施形態による高電圧回路ユニットの構成図である。 本発明の一実施形態による低電圧回路ユニットの構成図である。 本発明の一実施形態によるインバーターモジュールを示す図である。 本発明の一実施形態によるインバーターモジュールの電圧供給の流れを説明するための図である。
本発明は、様々な変更を加えることができ、様々な実施形態を有し得るが、特定の実施形態を図面に例示して説明しようとする。しかし、これは本発明を特定の実施形態に限定しようとするものではなく、本発明の思想および技術範囲に含まれるすべての変更、均等物ないし代替物を含むものと理解される。
第２、第１のように序数を含む用語は、様々な構成要素を説明するのに使用されるが、前記構成要素は、上記用語によって限定されない。前記用語は、１つの構成要素を他の構成要素から区別する目的のみに使用される。例えば、本発明の技術範囲を逸脱せずに、第２構成要素は第１構成要素と命名され、同様に第１構成要素も第２構成要素と命名され得る。および／またはという用語は、複数の関連する記載項目の組み合わせまたは複数の関連する記載項目のうちの、いずれかの項目を含む。
ある構成要素が他の構成要素に「連結されて」いるとか「接続されて」いると記載したときは、他の構成要素に直接的に連結されているか、または接続されている場合もあるが、中間に他の構成要素が存在する場合もある。一方、ある構成要素が他の構成要素に「直接連結されて」いるとか「直接接続されて」いると記載したときは、中間に他の構成要素が存在しない。
本明細書で使用した用語は、単に特定の実施形態を説明するために使用されたものであって、本発明を限定しようとする意図ではない。単数の表現は、文脈上明らかに別の方法で意味しない限り、複数の表現を含む。本明細書において、「含む」または「有する」などの用語は、明細書上に記載した特徴、数字、ステップ、動作、構成要素、部品、またはこれらを組み合わせたものが存在することを指定しようとするものであって、１つまたはそれ以上の他の特徴や数字、ステップ、動作、構成要素、部品、またはこれらを組み合わせたものなどの存在または付加の可能性をあらかじめ排除しない。
別の方法で定義されない限り、技術的または科学的な用語を含んで本明細書で使用されるすべての用語は、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者によって一般的に理解されるものと同じ意味を持っている。一般的に使用される辞書に定義されているような用語は、関連技術の文脈上で有する意味と一致する意味を有すると解釈され、本明細書で明白に定義しない限り、理想的であるか、または過度に形式的な意味として解釈されない。
以下、図面を参照して実施形態を具体的に説明するが、図面の符号にかかわらず同一または対応する構成要素は、同じ参照番号を付与し、これについての重複する説明は省略する。
図２は、本発明の一実施形態によるインバーターモジュールの構成図である。
本発明の一実施形態によるインバーターモジュールは、車両に配置されて車両空調装置のような様々な部品に電力を供給するための装置であるが、これに限定されない。
図２を参照すると、本発明の一実施形態によるインバーターモジュール１００は、高電圧回路ユニット１１０、高電圧回路パターン１２０、低電圧回路ユニット１３０、および低電圧回路パターン１４０を含み、絶縁素子１５０をさらに含む。
高電圧回路ユニット１１０は、第１直流電圧を用いてインバーター制御電圧およびモーター駆動電圧を生成する。具体的に、高電圧回路ユニット１１０は、外部電源から印加を受けた第１直流電圧を用いて、モーター駆動電圧およびモーター駆動電圧を生成するためのインバーター制御電圧を生成する。ここで、外部電源とは、インバーターモジュールの外部から電力を供給する電源を意味する。例えば、外部電源は、車両に含まれたバッテリーである。高電圧回路ユニット１１０は、第１直流電圧の供給を受けて、モーター駆動電圧およびインバーター制御電圧を生成するための複数の素子を含む。複数の素子は、高電圧回路ユニット１１０の機能別にグルーピングされる。そして、第１直流電圧は、インバーターモジュール１００に印加される高電圧を意味する。第１直流電圧は、１５Ｖよりも大きい電圧である。
高電圧回路パターン１２０は、高電圧回路ユニット１１０を電気的に接続する。具体的に、高電圧回路パターン１２０は、高電圧回路ユニット１１０が機能するように、高電圧回路ユニット１１０に含まれた複数の素子を電気的に接続する。高電圧回路パターン１２０は、基板上に印刷された形態で具現される。
低電圧回路ユニット１３０は、第２直流電圧を用いて外部デバイスと通信する。ここで、外部デバイスは、インバーターモジュールの外部に配置された装置を意味する。例えば、外部デバイスは、車両に搭載されたＯＢＤ（Ｏｎ－Ｂｏａｒｄ Ｄｉａｇｎｏｓｔｉｃｓ）モジュールである。低電圧回路ユニット１３０は、第２直流電圧の供給を受け、外部デバイスと通信を行うための複数の素子を含む。複数の素子は、低電圧回路ユニット１３０の機能別にグルーピングされる。そして、第２直流電圧は、インバーターモジュール１００に印加される低電圧を意味する。第２直流電圧は、第１直流電圧よりも大きさが小さい。第２直流電圧は、１２Ｖの大きさの電圧である。
次に、低電圧回路パターン１４０は、低電圧回路ユニット１３０を電気的に接続する。具体的に、低電圧回路パターン１４０は、低電圧回路ユニット１３０が機能するように、低電圧回路ユニット１３０に含まれた複数の素子を電気的に接続する。低電圧回路パターン１４０は、基板上に印刷された形態で具現される。
次に、トランシーバ１５０は、高電圧回路ユニット１１０と低電圧回路ユニット１３０との間で信号を伝達する。このとき、トランシーバ１５０は、高電圧回路ユニット１１０と低電圧回路ユニット１３０との間に電気が流れないように絶縁素子として具現される。例えば、トランシーバ１５０は、オプトカプラ（Ｏｐｔｏ－Ｃｏｕｐｌｅｒ）やフォトカプラ（Ｐｈｏｔｏ Ｃｏｕｐｌｅｒ）を含む。これにより、本発明の一実施形態によるインバーターモジュールは、高電圧回路ユニット１１０と低電圧回路ユニット１３０との間に発生する結合雑音（Ｃｏｕｐｌｉｎｇ Ｎｏｉｓｅ）を防止する。
図３は、本発明の一実施形態による高電圧回路ユニットの構成図である。
図３に示すように、本発明の一実施形態による高電圧回路ユニット１１０は、第１回路部１１１、第２回路部１１２、および第３回路部１１３を含む。第１回路部１１１、第２回路部１１２、および第３回路部１１３は、印加される電圧の大きさに応じて区分される。
まず、第１回路部１１１は、第１直流電圧を入力電圧にして所定の機能を具現する。第１回路部１１１は、第１直流電圧を介して（即ち、用いて）モーター駆動電圧および第３直流電圧を生成する。このために、第１回路部１１１は、第１ＳＭＰＳ（Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ Ｍｏｄｅ Ｐｏｗｅｒ Ｓｕｐｐｌｙ）および複数のスイッチング素子を含む。
具体的に、第１ＳＭＰＳは、第１直流電圧を介して第１直流電圧よりも大きさが小さい第３直流電圧を生成する。このとき、第１ＳＭＰＳは、スイッチングトランジスタなどを含む回路である。第１ＳＭＰＳは、半導体スイッチングトランジスタのオンオフ（ＯＮ－ＯＦＦ）時間の比率を制御することによって、第１直流電圧を介して第３直流電圧を生成する。ここで、第３直流電圧は、１５Ｖの大きさの電圧である。生成した第３直流電圧は、第２回路部１１２に印加される。
次に、複数のスイッチング素子は、スイッチング駆動によって第１直流電圧をモーター駆動電圧に変換する。このとき、モーター駆動電圧の供給を受けるモーターは、３相モーターである。したがって、モーター駆動電圧は、３相の交流電圧である。複数のスイッチング素子は、絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｇａｔｅ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ、ＩＧＢＴ）または金属酸化物半導体電界効果トランジスタ（Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ、ＭＯＳＦＥＴ）のうちの、少なくとも１つで具現される。例えば、複数のスイッチング素子は、６つのスイッチング素子で具現される。６つのスイッチング素子で具現される場合、ハイ側（Ｈｉｇｈ Ｓｉｄｅ）に接続された３つのスイッチング素子のうちの、１つがターンオンされ、ロー側（Ｌｏｗ Ｓｉｄｅ）に接続された３つのスイッチング素子のうちの、１つがターンオンされることによって、第１直流電圧をモーター駆動電圧に変換する。このとき、同じ相（Ｐｈａｓｅ）のスイッチが同時にターンオンされると、モーターに電圧が印加されないため、互いに異なる相に位置するスイッチがターンオンされる。このように、複数のスイッチング素子は、所定の規則に応じてターンオンおよびターンオフを繰り返してモーター駆動電圧を生成する。
第２回路部１１２は、第３直流電圧を入力電圧にして所定の機能を具現する。第２回路部１１２は、第４直流電圧を生成し、第１回路部１１１のスイッチング素子を制御する。このために、第２回路部１１２は、第２ＳＭＰＳおよびゲートドライバーを含む。
具体的に、第２ＳＭＰＳは、第３直流電圧を介して第３直流電圧よりも大きさが小さい第４直流電圧を生成する。このとき、第２ＳＭＰＳは、スイッチングトランジスタなどを含む回路であり、半導体スイッチングトランジスタのオンオフ（ＯＮ－ＯＦＦ）時間の比率を制御して、第３直流電圧を介して第４直流電圧を生成する。ここで、第４直流電圧は、３．３Ｖの大きさの電圧である。生成した第４直流電圧は、第３回路部１１３に印加される。
次に、ゲートドライバーは、第３直流電圧を介して複数のスイッチング素子を制御する。ゲートドライバーは、ハイ側に接続された複数のスイッチング素子を制御する第１ゲートドライバーと、ロー側に接続された複数のスイッチング素子を制御する第２ゲートドライバーとを含む。第１ゲートドライバーおよび第２ゲートドライバーは、第３直流電圧を介してゲート制御信号を生成し、第１回路部１１１に含まれた複数のスイッチング素子に伝達する。すると、ゲート制御信号に応じて複数のスイッチング素子のオンオフ動作が制御される。
第３回路部１１３は、第４直流電圧を入力電圧にして所定の機能を具現する。第３回路部１１３は、第２回路部１１２に含まれたゲートドライバーを制御し、低電圧回路ユニット１３０と通信する。このために、第３回路部１１３は、プロセッサを含む。
プロセッサは、第４直流電圧を介してゲートドライバーを制御し、低電圧回路ユニット１３０と通信する。プロセッサは、ＩＣチップとして具現されるデジタル信号処理装置（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ、ＤＳＰ）である。
図４は、本発明の一実施形態による低電圧回路ユニットの構成図である。
本発明の一実施形態による低電圧回路ユニット１３０は、コネクタ部１３１および第４回路部１３２を含む。
コネクタ部１３１は、第２直流電圧の入力を受ける。コネクタ部１３１は、第２直流電圧を供給する外部電源にケーブルを介して接続される。
第４回路部１３２は、第２直流電圧を介して外部デバイスと通信する。それだけでなく、第４回路部１３２は、高電圧回路ユニット１１０と通信する。具体的に、第４回路部１３２は、第３回路部１１３に含まれたプロセッサと通信を行う。このために、第４回路部１３２は、通信素子を含む。例えば、第４回路部１３２は、ＣＡＮ通信機や通信用マイコンのような通信素子を含む。
図５は、本発明の一実施形態によるインバーターモジュールを示す図である。
図５を参照すると、高電圧回路パターン１２０と低電圧回路パターン１４０は、基板上に印刷される。基板上に印刷された高電圧回路パターン１２０の領域と低電圧回路パターン１４０の領域とは、互いに離隔して配置され、互いに分離される。すなわち、高電圧回路パターン１２０と低電圧回路パターン１４０とは、互いに電気的に接続されない。
高電圧回路ユニット１１０に含まれた第１回路部１１１、第２回路部１１２、および第３回路部１１３は、高電圧回路パターン１２０上に配置される。これによって、第１回路部１１１、第２回路部１１２、および第３回路部１１３は、高電圧回路パターン１２０によって電気的に接続される。
低電圧回路ユニット１３０に含まれたコネクタ部１３１および第４回路部１３２は、低電圧回路パターン１４０上に配置される。これによって、コネクタ部１３１および第４回路部１３２は、低電圧回路パターン１４０によって電気的に接続される。
高電圧回路ユニット１１０の配置構造について具体的に説明する。
図５に示すように、第１回路部１１１、第２回路部１１２、および第３回路部１１３は、互いに離隔して配置される。このとき、離隔間隔は、基板１０１のサイズなどによって変わる。第１回路部１１１は、第２回路部１１２に隣接して配置され、第２回路部１１２は、第３回路部１１３に隣接して配置される。第１回路部１１１は、第２回路部１１２と電気的に接続され、第２回路部１１２は、第３回路部１１３と電気的に接続され。このような電気的接続は、高電圧回路パターン１２０によって具現される。
第２回路部１１２を構成する複数の素子は、第１方向に沿って順次に配置される。すなわち、第２回路部１１２の第２ＳＭＰＳおよびゲートドライバーは、第１方向に沿って順次に配置される。第２回路部１１２に含まれた素子が第１方向に沿って順次に配置されるため、第２回路部１１２は、第１方向に長くなる形状を有する。したがって、第１方向は、図５に示す第２回路部１１２の長さ方向である。
第３回路部１１３を構成する複数の素子は、第２方向に沿って順次に配置される。すなわち、第３回路部１１３のプロセッサおよびその他の第４直流電圧が供給される素子は、第２方向に沿って順次に配置される。第３回路部１１３に含まれた素子が第２方向に沿って順次に配置されるため、第３回路部１１３は、第２方向に長くなる形状を有する。したがって、第２方向は、図５に示す第３回路部１１３の長さ方向である。
第１方向と第２方向とは、互いに所定の角度を形成する。例えば、図５に示すように、第１方向と第２方向とは、互いに９０度の角度を形成する。しかし、これは一例であって、限定されない。ただし、所定の角度は、インバーターモジュールの構造に基づいて、第２回路部１１２の一端と第３回路部１１３の一端が最大限離れるように設計される。例えば、第２回路部１１２の下部端と第３回路部１１３の左側端は、互いに電気的に接続されて第３直流電圧が伝達される。第３回路部１１３を構成する複数の素子は、左側端から右側端に、すなわち、第２方向に沿って配置されるが、順次に配置された複数の素子は、左側端から右側端に行くほど、第２回路部１１２との距離が離れるように配置される。これによって、第２回路部１１２と第３回路部１１３との間に発生するノイズカップリング（Ｎｏｉｓｅ Ｃｏｕｐｌｉｎｇ）、すなわち、結合雑音を最小化できる。
そして、コネクタ部１３１は、第４回路部１３２の一側に隣接し、離隔して配置される。このとき、離隔間隔は、基板１０１のサイズなどを考慮して設定される。
低電圧回路ユニット１３０の配置構造について具体的に説明する。
図６は、本発明の一実施形態によるインバーターモジュールの電圧供給の流れを説明するための図である。
図６に示す矢印は、電流の流れの方向を示す。
図６を参照すると、まず、高電圧回路ユニット１１０の蓄電素子１１１－１が外部電源から第１直流電圧の印加を受けると、第１直流電圧は、第１ＳＭＰＳ１１１－２およびスイッチング素子１１１－３にそれぞれ印加される。スイッチング素子１１１－３は、スイッチング駆動によってモーター駆動電圧を生成し、生成したモーター駆動電圧をモーターに供給する。したがって、スイッチング素子１１１－３は、モーターに接続される。そして、第１ＳＭＰＳ１１１－２は、第１直流電圧を第３直流電圧に変換して第２回路部１１２に供給する。すると、第２回路部１１２は、第３直流電圧を介して第４直流電圧を生成し、第４直流電圧を第３回路部１１３に供給する。そして、低電圧回路ユニット１３０のコネクタ部１３１は、第２直流電圧の供給を受けた後に、第４回路部１３２に第２直流電圧を供給する。すなわち、第１回路部１１１、第２回路部１１２、および第３回路部１１３は、インバーター駆動時に電流方向に沿って順次に配置される。
図６に示す直流電圧供給による電流方向を見ると、高電圧回路ユニット１１０が配置された高電圧回路パターン１２０と低電圧回路ユニット１３０が配置された低電圧回路パターン１４０とが互いに重ならず、高電圧回路ユニット１１０と低電圧回路ユニット１３０に流れる電流の流れが互いに重ならないことが分かる。したがって、低電圧回路ユニット１３０に流れる電流と高電圧回路ユニット１１０に流れる電流との間に発生するカップリングノイズを大きく低減させることができる。
また、第２回路部１１２と第３回路部１１３との間に電流が流れる一側に対向する他の一側の間の間隔が遠く配置されたことが分かる。したがって、第２回路部１１２と第３回路部１１３との間に発生するカップリングノイズを大きく低減させることができる。
また、コネクタ部１３１と第４回路部１３２を互いに隣接して配置することによって、電流移動によって発生するカップリングノイズを大きく低減させることができる。
一方、本発明の一実施形態によるインバーターモジュールは、電動圧縮機に備えられる。電動圧縮機は、本発明の一実施形態によるインバーターモジュールを含み、ハウジング、駆動モーター、および圧縮部を含む。電動圧縮機は、本発明の一実施形態によるインバーターモジュールを介して駆動モーターに電力を供給し、駆動モーターは、回転駆動力を圧縮部に伝達し、圧縮部は、回転駆動力によって冷媒を圧縮する。
ハウジングは、電動圧縮機の外観を形成する。ハウジングの内部には、部品が実装される空間が形成される。例えば、ハウジングは、中央が貫通した円筒形状に具現されるが、これに限定されない。ハウジングの内部の一側には、駆動モーターが備えられ、ハウジングの内部の他側には、圧縮部が備えられる。
駆動モーターは、回転駆動力を発生させる。駆動モーターは、固定子と回転子を含む。回転子には回転軸が結合される。固定子は、一種の電磁石でハウジングの内部に圧入によって固定設置される。固定子は、固定子コアと固定子コアに巻線されるコイル束で形成されるが、これに限定されない。回転子は、固定子の内側に固定子と同軸に設置される。回転軸が回転子と連動して回転されるように設置される。
圧縮部は、駆動モーターの回転駆動力の伝達を受けて冷媒を圧縮する。圧縮部は、固定スクロールと旋回スクロールを含む。固定スクロールは、圧縮機ハウジングの内部に固定設置される。旋回スクロールは、回転軸の一部に結合された状態で回転子とともに回転しながら、固定スクロールとの間に形成された冷媒圧縮空間を漸進的に圧縮させる。すなわち、固定スクロールと旋回スクロールとの相対回転によって圧縮空間に流入した冷媒が圧縮される。
以上、実施形態を中心に説明したが、これは単に例示であって、本発明を限定するものではなく、本発明が属する分野の通常の知識を有する者であれば、本発明の本質的な特性を逸脱しない範囲内で、以上で例示されていない様々な変形と応用が可能である。例えば、実施形態に具体的に示された各構成要素は、変形して実施できる。そして、このような変形と応用に係る相違点は、本発明の技術範囲に含まれるものと解釈される。
１２ 高電圧回路ユニット（１５Ｖ電圧を用いる素子）
１３ 高電圧回路ユニット（３．３Ｖ電圧を用いる素子）
２０、１２０ 高電圧回路パターン
３１ 低電圧回路ユニット（低電圧コネクタ）
３２ 低電圧回路ユニット（低電圧回路部）
４０、１４０ 低電圧回路パターン
１００ インバーターモジュール
１０１ 基板
１１０ 高電圧回路ユニット
１１１ 第１回路部
１１１－１ 蓄電素子
１１１－２ 第１ＳＭＰＳ
１１１－３ スイッチング素子
１１２ 第２回路部
１１３ 第３回路部
１３０ 低電圧回路ユニット
１３１ コネクタ部
１３２ 第４回路部
１５０ トランシーバ（絶縁素子）

Claims (11)

  1. 第１直流電圧を用いてインバーター制御電圧およびモーター駆動電圧を生成する高電圧回路ユニットと、
    前記高電圧回路ユニットを電気的に接続する高電圧回路パターンと、
    前記第１直流電圧よりも大きさが小さい第２直流電圧を用いて外部デバイスと通信する低電圧回路ユニットと、
    前記低電圧回路ユニットを電気的に接続する低電圧回路パターンと、を含み、
    前記高電圧回路パターンと前記低電圧回路パターンとは、離隔して配置され、
    前記高電圧回路ユニットは、
    前記第１直流電圧を介して駆動される第１回路部と、
    前記第１直流電圧よりも大きさが小さい第３直流電圧を介して駆動される第２回路部と、
    前記第３直流電圧よりも大きさが小さい第４直流電圧を介して駆動される第３回路部と、を含み、
    前記第１回路部、前記第２回路部、および前記第３回路部は、前記高電圧回路パターン上に配置され、
    前記第１回路部、前記第２回路部、および前記第３回路部は、インバーター駆動時に電流方向に沿って順次に配置され、
    前記第２回路部を構成する複数の素子は、第１方向に沿って順次に配置され、
    前記第３回路部を構成する複数の素子は、前記第１方向と所定の角度を形成する第２方向に沿って順次に配置され、
    前記第３回路部を構成する複数の素子は、前記第２方向に沿って前記第２回路部から離れるように順次に配置されていることを特徴とするインバーターモジュール。
  2. 前記高電圧回路パターンおよび前記低電圧回路パターンは、基板に印刷され、
    前記基板上で前記高電圧回路パターンが印刷された領域と前記低電圧回路パターンが印
    刷された領域とは、互いに分離していることを特徴とする請求項１に記載のインバーター
    モジュール。
  3. 前記第１回路部は、
    前記第１直流電圧を介して前記第３直流電圧を生成する第１ＳＭＰＳと、
    スイッチング駆動によって前記第１直流電圧を前記モーター駆動電圧に変換する複数のスイッチング素子と、を含むことを特徴とする請求項１に記載のインバーターモジュール。
  4. 前記第２回路部は、
    前記第３直流電圧を介して前記第４直流電圧を生成する第２ＳＭＰＳと、
    前記第３直流電圧を介して前記複数のスイッチング素子を制御するゲートドライバーと、を含むことを特徴とする請求項３に記載のインバーターモジュール。
  5. 前記第３回路部は、
    前記第４直流電圧を介して前記ゲートドライバーを制御し、前記低電圧回路ユニットと通信するプロセッサを含むことを特徴とする請求項４に記載のインバーターモジュール。
  6. 前記低電圧回路ユニットは、
    前記第２直流電圧の入力を受けるコネクタ部と、
    前記第２直流電圧を介して前記外部デバイスと通信する第４回路部と、を含むことを特徴とする請求項１に記載のインバーターモジュール。
  7. 前記コネクタ部および前記第４回路部は、
    前記低電圧回路パターン上に配置されたことを特徴とする請求項６に記載のインバーターモジュール。
  8. 前記コネクタ部および前記第４回路部は、
    離隔して配置され、前記コネクタ部と前記第４回路部との間に前記高電圧回路パターンが交差しないように配置されたことを特徴とする請求項６に記載のインバーターモジュール。
  9. 前記高電圧回路ユニットと前記低電圧回路ユニットとの間で信号を伝達するトランシーバをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のインバーターモジュール。
  10. 前記トランシーバは、
    前記高電圧回路ユニットと前記低電圧回路ユニットとの間を絶縁する絶縁素子を含むことを特徴とする請求項９に記載のインバーターモジュール。
  11. 請求項１ないし請求項１０に記載のうちのいずれか一項に記載のインバーターモジュールを含むことを特徴とする電動圧縮機。
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