JPH09215344A - 電力制御装置 - Google Patents
電力制御装置Info
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- JPH09215344A JPH09215344A JP8024137A JP2413796A JPH09215344A JP H09215344 A JPH09215344 A JP H09215344A JP 8024137 A JP8024137 A JP 8024137A JP 2413796 A JP2413796 A JP 2413796A JP H09215344 A JPH09215344 A JP H09215344A
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- power control
- semiconductor element
- control device
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 装置の機械的強度を確保しつつ小型化を図る
こと。 【解決手段】 ベース材１１は金属からなり、ベース材
１１には、絶縁基板１２ａ〜１２ｃが接合されている。
絶縁基板１２ａ〜１２ｃ上には、導体１４ａ〜１４ｆを
介して半導体素子群２ａ〜２ｆが搭載されている。ベー
ス材１１には、絶縁ケース１５が半導体素子群２ａ〜２
ｆを覆うように固定されている。絶縁ケース１５は、半
導体素子群２ａ〜２ｆと外部とを電気的に接続する入力
端子１８ａ、１８ｂ及び出力端子１９ａ〜１９ｃを保持
している。絶縁ケース１５は、電源平滑用コンデンサ１
の取付台を兼ねている。ベース材１１には、絶縁部材を
介して電流センサ３及び制御回路４が搭載されている。
こと。 【解決手段】 ベース材１１は金属からなり、ベース材
１１には、絶縁基板１２ａ〜１２ｃが接合されている。
絶縁基板１２ａ〜１２ｃ上には、導体１４ａ〜１４ｆを
介して半導体素子群２ａ〜２ｆが搭載されている。ベー
ス材１１には、絶縁ケース１５が半導体素子群２ａ〜２
ｆを覆うように固定されている。絶縁ケース１５は、半
導体素子群２ａ〜２ｆと外部とを電気的に接続する入力
端子１８ａ、１８ｂ及び出力端子１９ａ〜１９ｃを保持
している。絶縁ケース１５は、電源平滑用コンデンサ１
の取付台を兼ねている。ベース材１１には、絶縁部材を
介して電流センサ３及び制御回路４が搭載されている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電力制御装置の構
造に関するものである。
造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】特開平５−８３９５７号公報に、従来の
電力制御装置（電力変換装置）の構造が開示されてい
る。この従来の電力制御装置は、半導体素子群とスナバ
回路とフィルタコンデンサの一相分を同一箱内に収納
し、各端子を箱外に引き出して実装し、箱内外の配線作
業を容易にしている。
電力制御装置（電力変換装置）の構造が開示されてい
る。この従来の電力制御装置は、半導体素子群とスナバ
回路とフィルタコンデンサの一相分を同一箱内に収納
し、各端子を箱外に引き出して実装し、箱内外の配線作
業を容易にしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の電力制御装置によると、上記のように各種の回路部
品を同一箱内に収納する構造であるため装置が大型化
し、また、箱には通常冷却器が組み付けられるため、箱
の機械的強度を高める必要がある。
来の電力制御装置によると、上記のように各種の回路部
品を同一箱内に収納する構造であるため装置が大型化
し、また、箱には通常冷却器が組み付けられるため、箱
の機械的強度を高める必要がある。
【０００４】本発明は、上記問題点にかんがみなされた
ものであり、機械的強度を確保しつつ小型化を図ること
ができる電力制御装置を提供することを目的とする。
ものであり、機械的強度を確保しつつ小型化を図ること
ができる電力制御装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明によ
ると、機械的強度に優れた金属のベース材の上に電力制
御装置を構成する回路部品を搭載するようにしたもので
あるため、比較的小型でしかも機械的強度に優れた電力
制御装置を提供することが可能になる。
ると、機械的強度に優れた金属のベース材の上に電力制
御装置を構成する回路部品を搭載するようにしたもので
あるため、比較的小型でしかも機械的強度に優れた電力
制御装置を提供することが可能になる。
【０００６】請求項２に係る発明によると、電流センサ
に電源平滑用コンデンサの取付台としても機能させたも
のであるため、電源平滑用コンデンサ専用の取付台を特
別に設ける必要がなくなり、装置の小型化を図ることが
可能である。
に電源平滑用コンデンサの取付台としても機能させたも
のであるため、電源平滑用コンデンサ専用の取付台を特
別に設ける必要がなくなり、装置の小型化を図ることが
可能である。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例を図面に
基づいて説明する。
基づいて説明する。
【０００８】図１は、一実施例に係る電気自動車用の電
力制御装置の縦断面図、図２は、図１図示II−II線によ
る断面図、図３は、図２図示III −III 線による断面
図、図４は、上記電力制御装置の電気回路図、図５は、
上記電力制御装置を冷却器に組み付けた状態を表す縦断
面図をそれぞれ示している。
力制御装置の縦断面図、図２は、図１図示II−II線によ
る断面図、図３は、図２図示III −III 線による断面
図、図４は、上記電力制御装置の電気回路図、図５は、
上記電力制御装置を冷却器に組み付けた状態を表す縦断
面図をそれぞれ示している。
【０００９】図４に示すように、電力制御装置１００
は、電源平滑用コンデンサ１と三相インバータ回路２と
電流センサ３と制御回路４とからなる。
は、電源平滑用コンデンサ１と三相インバータ回路２と
電流センサ３と制御回路４とからなる。
【００１０】電源平滑用コンデンサ１は、インバータ回
路２の作動時に生じる電圧変動を平滑化するものであ
る。
路２の作動時に生じる電圧変動を平滑化するものであ
る。
【００１１】三相インバータ回路２は、主バッテリ２０
０間に直列接続された一対の半導体素子を１組として３
組の半導体素子対（２ａ，２ｂ）、（２ｃ，２ｄ）、
（２ｅ，２ｆ）からなる半導体素子群からなり、他のリ
レー５００を介して主バッテリ２００から直流電源の供
給を受け、走行モータとしての三相電動機６００に三相
交流電力を供給するものである。ここで、半導体素子２
ａは、ＩＧＢＴ２８ａと該ＩＧＢＴ２８ａに逆並列接続
されたダイオード２９ａとからなり、同様に、半導体素
子２ｂはＩＧＢＴ２８ｂとダイオード２９ｂ、半導体素
子２ｃはＩＧＢＴ２８ｃとダイオード２９ｃ、半導体素
子２ｄはＩＧＢＴ２８ｄとダイオード２９ｄ、半導体素
子２ｅはＩＧＢＴ２８ｅとダイオード２９ｅ、半導体素
子２ｆはＩＧＢＴ２８ｆとダイオード２９ｆとからな
る。なお、半導体素子２ａ〜２ｆは、トランジスタ又は
ＭＯＳＦＥＴなどであってもよい。
０間に直列接続された一対の半導体素子を１組として３
組の半導体素子対（２ａ，２ｂ）、（２ｃ，２ｄ）、
（２ｅ，２ｆ）からなる半導体素子群からなり、他のリ
レー５００を介して主バッテリ２００から直流電源の供
給を受け、走行モータとしての三相電動機６００に三相
交流電力を供給するものである。ここで、半導体素子２
ａは、ＩＧＢＴ２８ａと該ＩＧＢＴ２８ａに逆並列接続
されたダイオード２９ａとからなり、同様に、半導体素
子２ｂはＩＧＢＴ２８ｂとダイオード２９ｂ、半導体素
子２ｃはＩＧＢＴ２８ｃとダイオード２９ｃ、半導体素
子２ｄはＩＧＢＴ２８ｄとダイオード２９ｄ、半導体素
子２ｅはＩＧＢＴ２８ｅとダイオード２９ｅ、半導体素
子２ｆはＩＧＢＴ２８ｆとダイオード２９ｆとからな
る。なお、半導体素子２ａ〜２ｆは、トランジスタ又は
ＭＯＳＦＥＴなどであってもよい。
【００１２】電流センサ３は、三相電動機６００に流れ
る出力電流を検出するものである。
る出力電流を検出するものである。
【００１３】制御回路４は、起動スイッチ７００がオン
されると補機バッテリ８００から電力の供給を受けると
ともに、車両用電子制御回路９００からのアクセル指令
信号と電流センサ３からの検出信号とを入力し、三相イ
ンバータ回路２の各半導体素子２ａ〜２ｆのゲート電圧
を制御するものである。ここで、制御回路４は、補機バ
ッテリ８００を電源として各半導体素子２ａ〜２ｆのゲ
ートに電圧を印加及び解除する駆動回路４１を内蔵して
いる。
されると補機バッテリ８００から電力の供給を受けると
ともに、車両用電子制御回路９００からのアクセル指令
信号と電流センサ３からの検出信号とを入力し、三相イ
ンバータ回路２の各半導体素子２ａ〜２ｆのゲート電圧
を制御するものである。ここで、制御回路４は、補機バ
ッテリ８００を電源として各半導体素子２ａ〜２ｆのゲ
ートに電圧を印加及び解除する駆動回路４１を内蔵して
いる。
【００１４】次に、電力制御装置１００の構造を図１〜
図３および図５に基づいて説明する。
図３および図５に基づいて説明する。
【００１５】電力制御装置１００は、金属（例えばＣ
ｕ）からなる熱伝導性に優れた平板状のベース材１１を
備える。
ｕ）からなる熱伝導性に優れた平板状のベース材１１を
備える。
【００１６】ベース材１１の上面には、公知のはんだ付
け又はアルミろう付けにより絶縁基板（例えば、熱伝導
性の良いＡｌＮからなるセラミック基板）１２ａ、１２
ｂ、１２ｃが接合されている。
け又はアルミろう付けにより絶縁基板（例えば、熱伝導
性の良いＡｌＮからなるセラミック基板）１２ａ、１２
ｂ、１２ｃが接合されている。
【００１７】絶縁基板１２ａ〜１２ｃの上面には、６つ
の導体（例えばＣｕ又はＡｌ）１４ａ、１４ｂ、１４
ｃ、１４ｄ、１４ｅ、１４ｆがハンダ付けにより接合さ
れている。各導体１４ａ〜１４ｆの上面には、それぞれ
半導体素子２ａ〜２ｆがハンダ付けにより接合されてい
る。
の導体（例えばＣｕ又はＡｌ）１４ａ、１４ｂ、１４
ｃ、１４ｄ、１４ｅ、１４ｆがハンダ付けにより接合さ
れている。各導体１４ａ〜１４ｆの上面には、それぞれ
半導体素子２ａ〜２ｆがハンダ付けにより接合されてい
る。
【００１８】また、ベース材１１には、絶縁ケース１５
及び電流センサ３が固定されている。絶縁ケース１５
は、絶縁ケース１５に形成された取付孔１５ａ、１５
ｂ、１５ｃ、１５ｄにネジ１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１
６ｄを通し、ベース材１１に形成されたネジ孔（図示を
省略してある。）にネジ１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６
ｄをねじ込むことによってベース材１１に固定されてい
る。また、電流センサ３は、電流センサ３に形成された
２つの取付孔３ａにそれぞれネジ１７ａを通し、ベース
材１１に形成された２つのネジ孔１１ｂ、１１ｃにそれ
ぞれネジ１７ａをねじ込むことによってベース材１１に
絶縁部材を介して固定されている。なお、絶縁ケース１
５は、接着剤でベース材１１に固定するようにしてもよ
い。
及び電流センサ３が固定されている。絶縁ケース１５
は、絶縁ケース１５に形成された取付孔１５ａ、１５
ｂ、１５ｃ、１５ｄにネジ１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１
６ｄを通し、ベース材１１に形成されたネジ孔（図示を
省略してある。）にネジ１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６
ｄをねじ込むことによってベース材１１に固定されてい
る。また、電流センサ３は、電流センサ３に形成された
２つの取付孔３ａにそれぞれネジ１７ａを通し、ベース
材１１に形成された２つのネジ孔１１ｂ、１１ｃにそれ
ぞれネジ１７ａをねじ込むことによってベース材１１に
絶縁部材を介して固定されている。なお、絶縁ケース１
５は、接着剤でベース材１１に固定するようにしてもよ
い。
【００１９】絶縁ケース１５は、半導体素子２ａ〜２ｆ
と電源平滑用コンデンサ１とを電気的に接続するための
入力端子１８ａ、１８ｂ、及び、半導体素子２ａ〜２ｆ
と電流センサ３とを電気的に接続するための出力端子１
９ａ、１９ｂ、１９ｃをそれぞれインサート体としてイ
ンサート成形されてなり、半導体素子２ａ〜２ｆを機械
的に保護するものである。一方の入力端子１８ａは、半
導体素子２ａ、２ｃ、２ｅと導通する導体１４ａ、１４
ｃ、１４ｅにボンディングワイヤ２０ａ、２０ｂ、２０
ｃで接続され、他方の入力端子１８ｂは、半導体素子２
ｂ、２ｄ、２ｆにボンディングワイヤ２０ｄ、２０ｅ、
２０ｆで接続されている。また、半導体素子２ａ、２
ｃ、２ｅと、半導体素子２ｂ、２ｄ、２ｆと導通する導
体１４ｂ、１４ｄ、１４ｆとの間は、ボンディングワイ
ヤ２０ｇ、２０ｈ、２０ｉで接続されている。
と電源平滑用コンデンサ１とを電気的に接続するための
入力端子１８ａ、１８ｂ、及び、半導体素子２ａ〜２ｆ
と電流センサ３とを電気的に接続するための出力端子１
９ａ、１９ｂ、１９ｃをそれぞれインサート体としてイ
ンサート成形されてなり、半導体素子２ａ〜２ｆを機械
的に保護するものである。一方の入力端子１８ａは、半
導体素子２ａ、２ｃ、２ｅと導通する導体１４ａ、１４
ｃ、１４ｅにボンディングワイヤ２０ａ、２０ｂ、２０
ｃで接続され、他方の入力端子１８ｂは、半導体素子２
ｂ、２ｄ、２ｆにボンディングワイヤ２０ｄ、２０ｅ、
２０ｆで接続されている。また、半導体素子２ａ、２
ｃ、２ｅと、半導体素子２ｂ、２ｄ、２ｆと導通する導
体１４ｂ、１４ｄ、１４ｆとの間は、ボンディングワイ
ヤ２０ｇ、２０ｈ、２０ｉで接続されている。
【００２０】絶縁ケース１５には、電源平滑用コンデン
サ１を収容する凹部１５ｅが形成されている。この凹部
１５ｅは、絶縁ケース１５の上面１５ｆと１つの突出部
１５ｇの側面１５ｈなどで形成され、電源平滑用コンデ
ンサ１は、この凹部１５ｅに、上記突出部１５ｇの上端
部に形成されたネジ孔１５ｉにネジ２３をねじ込んで固
定されたコンデンサバンド２１と、電源平滑用コンデン
サ１の端子１ａ（他の端子については図示を省略してあ
る。）にネジ２６（他のネジについては図示を省略して
ある。）で結合された入力端子１８ａ、１８ｂとで挟ま
れて固定されている。
サ１を収容する凹部１５ｅが形成されている。この凹部
１５ｅは、絶縁ケース１５の上面１５ｆと１つの突出部
１５ｇの側面１５ｈなどで形成され、電源平滑用コンデ
ンサ１は、この凹部１５ｅに、上記突出部１５ｇの上端
部に形成されたネジ孔１５ｉにネジ２３をねじ込んで固
定されたコンデンサバンド２１と、電源平滑用コンデン
サ１の端子１ａ（他の端子については図示を省略してあ
る。）にネジ２６（他のネジについては図示を省略して
ある。）で結合された入力端子１８ａ、１８ｂとで挟ま
れて固定されている。
【００２１】絶縁ケース１５には、さらに別の突出部１
５ｊが形成されており、この突出部１５ｊの上端部には
制御回路４の取付用のネジ孔１５ｋが形成されている。
また、電流センサ３の上端部には、制御回路４の取付用
のネジ孔１５ｌが形成されている。制御回路４は、これ
らのネジ孔１５ｋ、１５ｌにネジ２２ａ、２２ｂをねじ
込むことによって絶縁ケース１５及び電流センサ３に固
定されている。なお、電流センサ３は、ホール素子を利
用した公知の非接触型センサである。
５ｊが形成されており、この突出部１５ｊの上端部には
制御回路４の取付用のネジ孔１５ｋが形成されている。
また、電流センサ３の上端部には、制御回路４の取付用
のネジ孔１５ｌが形成されている。制御回路４は、これ
らのネジ孔１５ｋ、１５ｌにネジ２２ａ、２２ｂをねじ
込むことによって絶縁ケース１５及び電流センサ３に固
定されている。なお、電流センサ３は、ホール素子を利
用した公知の非接触型センサである。
【００２２】上記のように構成された電力制御装置１０
０には、図５に示すように、冷媒が流れる冷却流路２４
ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄ、２４ｅ、２４ｆ、２４
ｇ、２４ｈ、２４ｉを有する冷却器２４が組み付けられ
る。冷却器２４は、ベース材１１に形成された取付孔１
１ｄ、１１ｅ、１１ｆ、１１ｇにネジ２５ａ、２５ｂ、
２５ｃ、２５ｄを通し、冷却器２４に形成されたネジ孔
（図示せず。）にネジ２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄ
をねじ込むことによりベース材１１の下面に固定され
る。ベース材１１の下面と冷却器２４の上面との間に
は、熱伝導性に優れた公知のサーマルコンパウンドが介
在されている。
０には、図５に示すように、冷媒が流れる冷却流路２４
ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄ、２４ｅ、２４ｆ、２４
ｇ、２４ｈ、２４ｉを有する冷却器２４が組み付けられ
る。冷却器２４は、ベース材１１に形成された取付孔１
１ｄ、１１ｅ、１１ｆ、１１ｇにネジ２５ａ、２５ｂ、
２５ｃ、２５ｄを通し、冷却器２４に形成されたネジ孔
（図示せず。）にネジ２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄ
をねじ込むことによりベース材１１の下面に固定され
る。ベース材１１の下面と冷却器２４の上面との間に
は、熱伝導性に優れた公知のサーマルコンパウンドが介
在されている。
【００２３】以上説明したように、ベース材１１上に、
電力制御装置１００を構成する部品をすべて搭載したた
め、冷却器２４がすでに準備されている場所へ電力制御
装置１００を取り付ける場合の作業性を著しく改善させ
ることができる。
電力制御装置１００を構成する部品をすべて搭載したた
め、冷却器２４がすでに準備されている場所へ電力制御
装置１００を取り付ける場合の作業性を著しく改善させ
ることができる。
【００２４】なお、上記実施例では、ベース材１１とし
て、熱伝導性の優れたＣｕを用いたが、ベース材１１に
搭載する絶縁基板１２ａ〜１２ｃの熱膨張係数とベース
部材１１の熱膨張係数を近づけるために、ＣｕとＭｏの
合金を使用することは自由である。
て、熱伝導性の優れたＣｕを用いたが、ベース材１１に
搭載する絶縁基板１２ａ〜１２ｃの熱膨張係数とベース
部材１１の熱膨張係数を近づけるために、ＣｕとＭｏの
合金を使用することは自由である。
【図１】一実施例に係る電気自動車用の電力制御装置の
縦断面図
縦断面図
【図２】図１図示II−II線による断面図
【図３】図２図示III −III 線による断面図
【図４】電力制御装置の電気回路図
【図５】電力制御装置を冷却器に組み付けた状態を表す
縦断面図
縦断面図
１００ 電力制御装置 １ 電源平滑用コンデンサ ２ａ〜２ｆ 半導体素子 ３ 電流センサ １１ ベース材 １２ａ〜１２ｃ 絶縁基板 １４ａ〜１４ｆ 導体 １５ 絶縁ケース １８ａ、１８ｂ 入力端子 １９ａ〜１９ｃ 出力端子
Claims (2)
- 【請求項１】 金属のベース材と、 前記ベース材に熱的に良好に結合された絶縁基板と、 前記絶縁基板上の電気導体上に搭載される半導体素子群
と、 出力電流を検出する電流センサと、 前記半導体素子群と外部とを電気的に接続する入出力端
子と、 前記入出力端子を支持する絶縁ケースとを備え、 前記ベース材に、前記電流センサと前記絶縁ケースとを
搭載することを特徴とする電力制御装置。 - 【請求項２】 前記電流センサは、入力端子間に接続さ
れる電源平滑用コンデンサの取付台を兼ねていることを
特徴とする請求項１に記載の電力制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8024137A JPH09215344A (ja) | 1996-02-09 | 1996-02-09 | 電力制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8024137A JPH09215344A (ja) | 1996-02-09 | 1996-02-09 | 電力制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09215344A true JPH09215344A (ja) | 1997-08-15 |
Family
ID=12129940
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8024137A Pending JPH09215344A (ja) | 1996-02-09 | 1996-02-09 | 電力制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09215344A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000195598A (ja) * | 1998-12-25 | 2000-07-14 | Fujitsu Ten Ltd | コネクタと基板の接続構造 |
| JP2001286156A (ja) * | 2000-03-31 | 2001-10-12 | Toshiba Corp | 基板実装インバータ装置 |
| JP2004040877A (ja) * | 2002-07-01 | 2004-02-05 | Denso Corp | 多相インバータモジュール |
| JP2007236198A (ja) * | 2007-06-11 | 2007-09-13 | Hitachi Ltd | 電力変換装置及びそれを備えた移動体 |
| JP2008099553A (ja) * | 2007-12-27 | 2008-04-24 | Hitachi Ltd | 電力変換装置及びそれを備えた移動体 |
| JP2013074669A (ja) * | 2011-09-27 | 2013-04-22 | Keihin Corp | 半導体装置 |
| WO2019082373A1 (ja) * | 2017-10-27 | 2019-05-02 | 日産自動車株式会社 | 半導体装置 |
| WO2019189475A1 (ja) * | 2018-03-30 | 2019-10-03 | 日本電産株式会社 | 電力変換装置 |
-
1996
- 1996-02-09 JP JP8024137A patent/JPH09215344A/ja active Pending
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| JP4565001B2 (ja) * | 2007-12-27 | 2010-10-20 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 電力変換装置及びそれを備えた移動体 |
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| WO2019082373A1 (ja) * | 2017-10-27 | 2019-05-02 | 日産自動車株式会社 | 半導体装置 |
| JPWO2019082373A1 (ja) * | 2017-10-27 | 2020-12-17 | 日産自動車株式会社 | 半導体装置 |
| US11251162B2 (en) | 2017-10-27 | 2022-02-15 | Nissan Motor Co., Ltd. | Semiconductor device with reduced thermal resistance |
| WO2019189475A1 (ja) * | 2018-03-30 | 2019-10-03 | 日本電産株式会社 | 電力変換装置 |
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