JPH1093220A - パワートレイン組立物 - Google Patents
パワートレイン組立物Info
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- JPH1093220A JPH1093220A JP9100100A JP10010097A JPH1093220A JP H1093220 A JPH1093220 A JP H1093220A JP 9100100 A JP9100100 A JP 9100100A JP 10010097 A JP10010097 A JP 10010097A JP H1093220 A JPH1093220 A JP H1093220A
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- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
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- H05K1/05—Insulated conductive substrates, e.g. insulated metal substrate
Abstract
に、異なる要求により容易に適応し得る、モータドライ
バ等の用途のためのモジュール構成のパワートレイン組
立物を提供する。 【解決手段】 電力を被駆動装置に配送するパワートレ
イン組立物は、電力部品を支承及び電気的に相互に連結
する絶縁金属基板(IMS)ボードと、制御部品及び駆
動部品を保持する印刷回路板(PCB)とを備え、又、
電力用インバータ回路、入力整流器ダイオード、サーミ
スタと印刷回路板への接続を付与するコネクタを形成す
る電力用トランジスタを専用に絶縁金属基板ボードに装
着することにより、比較的に小型の基板面積の標準化絶
縁金属基板ボードを実現し、更に、印刷回路板は絶縁金
属基板ボードの真上に装着自在である一方、絶縁金属基
板ボードと印刷回路板の夫々のコネクタは互いに垂直に
係合する。
Description
し、より詳しくは、改良されたパワートレイン分割レイ
アウトを有するモータコントローラに関する。特に容積
の大きい製品では、必要とする回路板スペースがより少
ないと共に、各種の範囲の要求に適応し得る小型で好ま
しくはモジュールパッケージに詰込むことのできる回路
を設けるのが望ましいことが自明である。
り効率的で、且つ、重要なことに、部品点数の減少した
表面装着電力用装置(SMD)と絶縁金属基板(IM
S)ボードを組込んだモータコントローラ等のパワート
レイン回路に直接関する。
は、必要とする電気部品の個数がより少ないと共に、モ
ジュール構成されて異なる要求により容易に適応し得
る、モータドライバ等の用途のためのパワーモジュール
を提供することである。
縁金属基板(IMS)ボードと印刷回路板(PCB)の
間に各種の部品を注意深く配置及び割当てたパワーモジ
ュールによって達成される。絶縁金属基板と印刷回路板
の間の部品の分割は電気的接続を最適化するので、接続
ができるだけ多く印刷回路板を介して設けられる。回路
部品の分割は、絶縁金属基板の寸法、従ってそのコスト
を減少する結果、カスタマアプリケーションスペシフィ
ックな差異が印刷回路板に存在するより標準化されたパ
ワーモジュールとなる。
ールは、絶縁金属基板上の(6個のSMD10コパック
(Copak)を備える)インバータ、(TO220ス
タイルパッケージの6個のSMDダイオードを備える)
入力整流器とサーミスタだけを含む。オーバヘッドに位
置する、ドライバ印刷回路板に対する複数個の垂直コネ
クタも含まれる。
ケージに装着されたIGBTダイと高速回復ダイオード
から成る。全体の絶縁金属基板と印刷回路板の組合せ
は、10個の大きなM5端子と4個の変流器を絶縁金属
基板ボードから消去する。
インチから、1)シングルゲージパッケージを有するI
MSに対する18.9平方インチ(52%の節約)又は
2)デュアルゲージパッケージを有するIMSに対する
14.7平方インチ(40%の回路板節約)に減少する
シングルゲージパッケージ又はデュアルゲージパッケー
ジを含む追加の回路最適化と組合せられる。それは、
又、IMSモジュール高さを1.000インチから0.
320インチに減少する。最後に、寸法を減少すること
により、本発明は、このような組立物に通常必要だった
従来の注封材料の必要性を無くして、薄い表面塗に代り
に依存する。
ブロックとコントローラコネクタを収納するパワーボー
ドより成る別のボードにカスタムドライバ、電流検知回
路と接続部を提供する印刷回路板を開示する。図1乃至
図3は、合わせて、絶縁金属基板(IMS)ボード又は
組立物12と印刷回路板(PCB)14を備える、10
馬力モータコントローラ用のSMD/IMS/PCB電
力伝達組立物10を示す。図2に示すように、絶縁金属
基板組立物12は、放熱器17、SMD/IMS基板1
8、ドライバ・分割回路20、2個の直列コンデンサと
オプションとしてのスナバコンデンサを備える。
板組立物12は、トランジスタQ1−Q6とダイオード
D1−D6で実現される、電力用インバータ、整流器と
サーミスタを提供する10馬力SMD/IMSモジュー
ルである。トランジスタQ1−Q6は、新しいシングル
ゲージ又はデュアルゲージのダウンリード部品でよい。
ダイオードD1−D6はSMD22部品でよい。5.1
×3.7インチの絶縁金属基板の面積は18.9平方イ
ンチである。図2に示すように、ドライバ・分割回路2
0を含む絶縁金属基板組立物12の高さは約0.320
インチである。
酸化物バリスタ(MOV)、ソフトスタート抵抗器とソ
フトスタートリレーに接続して設けられている。コント
ローラに対するコネクタは、交流線13とモータ線15
用のコネクタストリップと共に図示されている。部品1
7は放熱器である。又、ブレーキモジュール30、IG
BT、高速回復ダイオード(FRED)と抵抗器(オプ
ション)が含まれる。
でより安価のIMS基板、(2)注封材料の消去、
(3)より低いインダクタンス、(4)標準10馬力I
MS基板と(5)(ドライバ、保護、MOV、ソフトス
タート、スナバ、ブレーキ、コンデンサと外部のコネク
タ及びブレーキを含む)印刷回路板レベルにおいて顧客
の要求に合わせて容易に受注生産される回路から発生す
る。
御回路の新規な分割と上記回路の絶縁金属基板組立物1
2と印刷回路板14への割当てに基づく。本発明は、
又、信号だけに使用される頂部PCB(制御)レベルと
電力用コネクタに底部IMSレベルから電力と信号を運
ぶように、垂直100ミルセンターコネクタの使用を新
規に提供する。全てのコネクタは同一であることに注目
すべきである。
ルゲージ又はデュアルゲージのダウンリードトランジス
タを表す。D1−D6はSMD220を備える。再び、
絶縁金属基板の寸法は5.1×3.7インチであるか
ら、絶縁金属基板の全面積は18.9平方インチであ
る。基板の高さは部品を除いて0.120インチであ
る。印刷回路板14の対応する寸法は7.3×5.9イ
ンチである。モジュールの寸法が4.9×3.0×0.
3インチであることに注目すべきである。
て、Q1−Q6は、アップリード(エミッタダウン)付
きのデュアルゲージ部品を備える。印刷回路板の寸法が
4.9×3.000インチであるので、絶縁金属基板の
面積は僅か約14.7平方インチに減少する。部品を含
む絶縁金属基板ボードの高さが図5に示されている。
形態の組立図である。更に詳しくは、図6は、本発明の
第3実施形態にかかる、寸法が2.750×4.100
インチの1馬力SMD用IMS基板組立物を示す。別の
寸法は図7に表されている。図6の実施形態で使用し得
る電気部品が以下に列挙される。
れば、これらの部品は取り替えできる。 **不要なピンは組立前に除去しなければならない。図
6の絶縁金属基板ボードの面積は11.275平方イン
チである。
板ボードの組立図である。図8の装置のベースプレート
の寸法の詳細が図9及び図10に示されている。図11
は図8の装置の導体パターンを示し、図12はそのはん
だレジスト配置を示す。図8の絶縁金属基板ボードの別
の特質が以下に列記される。
(ミリメートル)で表されている。 2.特に指定が無い限り、制御寸法はインチである。 3.ベースプレート 3.1)材質はアルミニウムA5052H34である。 3.2)厚さ:0.118±0.004(3.00±
0.11mm) 3.3)穴回りのかえり:最大0.006(0.15m
m)
±25μM) 4.3)熱伝導率:最小8.4×10-3CAL/℃×C
M−SEC. 4.4)剥離強さ:260℃で60分間暴露した後25
℃において最小1.3KG/CM 4.5)誘電率:7.7(100KHZ、23℃) 4.6)抵抗率:1×1016オームーCM(23℃)
10μM) 5.3)ライン鮮明度:±0.012インチ(±300
μM) 5.4)はんだ可能パッドの平坦度:0.006(0.
04mm) 5.5)表面は、200℃においてRMAフラックス付
きの62Sn/36Pb/2Agではんだ可能でなけれ
ばならない。
て10馬力で使用するように構成された本発明の第5実
施形態の絶縁金属基板ボードの組立図である。それは、
全面積が19.61平方インチとなるように5.3×
3.7インチの寸法を有する。そのベースプレート、導
体、はんだレジスト(600ボルト)とはんだレジスト
(1200ボルト)が、夫々、図14及び図15、図1
6、図17と図18に示されている。本実施形態の他の
パラメータが以下に列記される。
(ミリメートル)で表されている。 2.特に指定が無い限り、制御寸法はインチである。 3.ベースプレート 3.1)材質はアルミニウムA5052H34である。 3.2)厚さ:0.118±0.004(3.00±
0.11mm) 3.3)穴回りのかえり:最大0.006(0.15m
m)
±25μM) 4.3)熱伝導率:最小8.4×10-3CAL/℃×C
M−SEC. 4.4)剥離強さ:260℃で60分間暴露した後25
℃において最小1.3KG/CM 4.5)誘電率:7.7(100KHZ、23℃) 4.6)抵抗率:1×1016オームーCM(23℃)
±30μM) 5.3)熱伝導率:最小8.4×10-3CAL/℃×C
M−SEC. 5.4)剥離強さ:260℃で60分間暴露した後25
℃において最小1.3KG/CM 5.5)誘電率:7.7(100KHZ、23℃) 5.6)抵抗率:1×1016オームーCM(23℃)
10μM) 6.3)ライン鮮明度:±0.012インチ(±300
μM) 6.4)はんだ可能パッドの平坦度:0.006(0.
04mm) 6.5)表面は、200℃においてRMAフラックス付
きの62Sn/36Pb/2Agではんだ可能でなけれ
ばならない。
ルトを印加した10馬力用のパワートレイン組立物が図
19に示されている。この組立物の製造基準と特徴基準
が図20に示されている。本実施形態の他の仕様が以下
に列記される。
タ(6個のSMD10コパック)、入力整流器(6個の
SMD220ダイオード)とサーミスタだけを設けたI
MSボードの実現を可能にする。中心垂直コネクタは、
オーバヘッドに位置する印刷回路板への接続をもたら
す。本発明は10個の大きなM5端子と4個の変流器を
IMS基板から消去する。新しいシングルゲージパッケ
ージ又はデュアルゲージパッケージをこれと組合せるこ
とにより、IMS基板寸法が従来の36.5平方インチ
から(1)シングルゲージ付きIMSにおいて、18.
9平方インチ(50%)、又は(2)デュアルゲージ付
きIMSにおいて、14.7平方インチ(40%)に低
減される。
ジ表面装着装置用の絶縁金属基板ボードの組立図であ
る。
板ボードの矢視図である。
ードの組立図である。
ボードの組立図である。
板ボードの矢視図である。
ボードの組立図である。
す図である。
ボードの組立図である。
の正面図である。
を示す図である。
トの配置を示す図である。
板ボードの組立図である。
ートの正面図である。
ンを示す図である。
ストの600Vにおける配置を示す図である。
ストの1200Vにおける配置を示す図である。
板ボードの組立図である。
を示す図である。
Claims (16)
- 【請求項1】 電力部品を支承及び電気的に相互に連結
する絶縁金属基板(IMS)ボードと、制御部品及び駆
動部品を保持する印刷回路板(PCB)とを備え、又、
電力用インバータ回路、入力整流器ダイオード、サーミ
スタと印刷回路板への接続を付与するコネクタを形成す
る電力用トランジスタを専用に絶縁金属基板ボードに装
着することにより、比較的に小型の基板面積の標準化絶
縁金属基板ボードを実現し、更に、印刷回路板は、駆動
要素、電流センサー、絶縁金属基板ボードへのコネクタ
と被駆動装置への電気的接続を行う端子を含む前記の制
御部品及び駆動部品を備え、且つ、印刷回路板は絶縁金
属基板ボードの真上に装着自在である一方、絶縁金属基
板ボードと印刷回路板の夫々のコネクタは互いに垂直に
係合するように構成した電力を被駆動装置に配送するパ
ワートレイン組立物。 - 【請求項2】 絶縁金属基板ボード上の部品は表面装着
部品のみである請求項1に記載のパワートレイン組立
物。 - 【請求項3】 熱をパワートレイン組立物から引離すと
共にその熱を環境内に放散する放熱器を更に設けた請求
項2に記載のパワートレイン組立物。 - 【請求項4】 印刷回路板の部品が2個の直列コンデン
サを含む請求項3に記載のパワートレイン組立物。 - 【請求項5】 印刷回路板の部品がスナバコンデンサを
含む請求項3に記載のパワートレイン組立物。 - 【請求項6】 印刷回路板が複数個の変流器を含む請求
項3に記載のパワートレイン組立物。 - 【請求項7】 印刷回路板が複数個の金属酸化物バリス
タ(MOV)を含む請求項3に記載のパワートレイン組
立物。 - 【請求項8】 印刷回路板がソフトスタート抵抗器を含
む請求項3に記載のパワートレイン組立物。 - 【請求項9】 印刷回路板がソフトスタートリレーを含
む請求項3に記載のパワートレイン組立物。 - 【請求項10】 被駆動装置への電気的接続を行う端子
が交流線とモータ線用のコネクタストリップを備える請
求項3に記載のパワートレイン組立物。 - 【請求項11】 印刷回路板がブレーキモジュールを含
む請求項3に記載のパワートレイン組立物。 - 【請求項12】 絶縁金属基板ボードが10馬力運転用
に標準化されている請求項3に記載のパワートレイン組
立物。 - 【請求項13】 絶縁金属基板ボードが、注封材料を含
まず、代りに、その上の部品に薄い表面塗を備える請求
項3に記載のパワートレイン組立物。 - 【請求項14】 絶縁金属基板ボードが約19平方イン
チの表面積を有することにより、基板表面寸法が50%
より大きく減少する請求項3に記載のパワートレイン組
立物。 - 【請求項15】 絶縁金属基板ボードが約15平方イン
チの表面積を有することにより、基板表面寸法が40%
より大きく減少する請求項3に記載のパワートレイン組
立物。 - 【請求項16】 絶縁金属基板ボードが約0.50イン
チの程度の高さ寸法を有する請求項3に記載のパワート
レイン組立物。
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