WO2013133014A1 - インバータモジュール - Google Patents

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signal input
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佐々木　健介
裕介 中山
幸雄 水越
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日産自動車株式会社
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    • H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode

Definitions

  • the present invention relates to an inverter module integrated with a motor.
  • JP 2007-116840A discloses an inverter-integrated motor in which a multi-phase inverter module that converts the power of a DC power source into AC and supplies the AC motor to the AC motor is mounted on the AC motor case.
  • the device composed of a motor and an inverter is reduced in size and weight and wiring loss is reduced.
  • JP2007-116840A the electrical connection between the motor and the inverter module is performed in the vicinity of the motor shaft, so that the lead wire from the stator on the outer periphery side of the motor is routed to the vicinity of the motor shaft. Therefore, a space for wiring is required. Further, since the electrical connection between the power source and the inverter module is also performed in the vicinity of the motor shaft center, the connection places are concentrated in the vicinity of the motor shaft center, and a space for the connection work is also required. Thus, since it is necessary to provide a space for wiring and connection work, it is impossible to avoid an increase in size of the inverter module portion.
  • an object of the present invention is to provide an inverter module for an inverter-integrated motor that requires less space for wiring and connection work as described above.
  • the inverter module of the present invention is an inverter module for an inverter-integrated motor, and is composed of a plurality of power modules mounted with a single-phase inverter circuit.
  • the power module has a trapezoidal shape, and an electrical connection terminal to the power source is arranged on the short side, and an electrical connection terminal to the motor is arranged on the long side.
  • a plurality of power modules are arranged in an annular shape so that the long side faces the outer periphery, thereby forming a multiphase inverter circuit. That is, it is configured such that the electrical connection terminals with the motor are arranged on the outer peripheral side of the polyphase module.
  • FIG. 1A is a cross-sectional view of an inverter-integrated motor according to an embodiment of the present invention.
  • 1B is a cross-sectional view taken along line 1B-1B in FIG. 1A.
  • FIG. 2A is a cross-sectional view of an inverter-integrated motor according to another example of the present embodiment.
  • FIG. 2B is a cross-sectional view taken along line 2B-2B of FIG. 2A.
  • FIG. 3 is a diagram showing an arrangement example of switching elements and current return elements of the power module.
  • FIG. 4 is a diagram showing an arrangement example of control signal input / output terminals and control signal input pads.
  • FIG. 5 is a diagram showing an example of an array of control signal input / output terminals.
  • FIG. 1A is a schematic configuration diagram of an inverter-integrated motor according to the present embodiment, and is a cross-sectional view taken along the rotation axis of the electric motor 1.
  • 1B is a cross-sectional view taken along line 1B-1B in FIG. 1A.
  • the inverter-integrated motor 10 is configured by mounting an inverter module 2 constituting a multiphase inverter circuit on a motor wall 1A at the end of the motor rotating shaft direction that is a part of a motor case 10A.
  • the inverter-integrated motor 10 is an AC motor used as a drive motor for an electric vehicle, for example, and is driven by electric power supplied from a DC power source such as an in-vehicle battery via the inverter module 2.
  • the motor 1 includes a rotor 4 that rotates around a rotation axis (not shown) and a stator 3 that is disposed so as to surround the outer periphery of the rotor 4.
  • the inverter module 2 is formed by arranging a plurality of power modules 103 for mounting a single-phase inverter circuit in an annular shape as will be described later.
  • the power module 103 has a trapezoidal cross section as shown in FIG. 1B, and has a power supply connection terminal 101 that is an electrical connection terminal with a power supply (not shown) as a short side, and a motor that is an electrical connection terminal with the motor 1. Connecting terminal 102 is provided on the long side.
  • the power module 103 is arranged in an annular shape on the inverter side of the motor wall 1A so that the short side faces the axis. Accordingly, the motor connection terminal 102 is arranged in an annular shape on the outer peripheral portion of the inverter module 2.
  • Wiring 104 for electrically connecting the motor 1 and the inverter module 2 is taken out from the stator 3 and is linearly drawn to the motor connection terminal 102 through the motor wall 1A. 1A and 1B, the length of the wiring 104 is minimized by aligning the position of the motor connection terminal 102 with the position of the through hole of the motor wall 1 ⁇ / b> A for taking out the wiring 104.
  • the motor connection terminals 102 are annularly arranged on the outer periphery of the inverter module 2, so that the motor 1 and the inverter module 2 can be electrically connected with a shorter length without unnecessarily bending the wiring 104. Can be connected.
  • the electrical connection with the motor 1 is on the outer peripheral side and the electrical connection with the power source is on the inner peripheral side, each wiring work is performed at a different location, and both wiring work is performed at one place. Compared to the case, the work space can be reduced. That is, it is possible to reduce the space for the wiring 104 and the wiring work. In addition, the shortening of the wiring 104 enables cost reduction and radiation noise reduction.
  • FIGS. 1A and 1B show an example in which the inverter module 2 is formed on the motor wall 1A.
  • the inverter module 2 may be formed on the inverter wall 2A facing the motor wall 1A.
  • 2A and 2B correspond to FIGS. 1A and 1B, respectively.
  • the wiring 104 is longer than in the case of FIGS. 1A and 1B, but the effects of reducing the space for handling and connecting the wiring 104, reducing costs, and reducing radiation noise can be obtained in the same manner.
  • the inverter module 2 can be downsized while suppressing the deterioration of the electrical characteristics of the inverter module 2.
  • IGBT Insulated Gate Bipolar Transistor
  • FIG. 3 is a diagram showing an arrangement example of the IGBT 301 and the diode 302.
  • Two IGBTs 301 are arranged on the long side of the power module 103, and two diodes 302 are arranged on the short side of the power module 103.
  • the IGBT 301 tends to have a larger area when mounted than the diode 302 and a greater amount of heat generation. Therefore, in order to increase the heat dissipation area of the IGBT 301 that generates a large amount of heat, the IGBT 301 is arranged on the long side. Thereby, the average temperature of IGBT301 at the time of inverter drive can be reduced, As a result, the long-term reliability of the inverter module 2 can be improved.
  • the power module 103 can be prevented from increasing in size.
  • FIG. 4 is a diagram showing an arrangement example of the control signal input / output terminal 401 and the gate pad 402. In the IGBT 301 here, it is assumed that the gate pad 402 is arranged close to any of the four sides.
  • Inverters that perform switching operations generate noise due to sudden changes in voltage and current in principle.
  • reducing the parasitic inductance in the gate drive circuit wiring is a major design factor for reducing the impedance.
  • control signal input / output terminal 401 is arranged on the long side of the power module 103, and the IGBT 301 is mounted so that the gate pad 402 is located on the long side.
  • the gate pad 402 of the IGBT 301 and the control signal input / output terminal 401 are mounted in proximity to each other, the inductance parasitic to the gate drive circuit wiring is reduced, and wiring between the gate pad 402 and the control signal input / output terminal 401 is reduced.
  • the impedance generated in the circuit can be reduced.
  • an increase in size of the power module 103 can be suppressed.
  • FIG. 5 is a diagram showing an example of the arrangement of the control signal input / output terminals 401.
  • the control signal input / output terminal 401 is composed of six terminals as shown in FIG. From the side closer to the motor connection terminal 102, the control signal input terminal 501 of the lower arm side switching element, the high potential side potential sense terminal 502 of the lower arm side switching element, the control signal input terminal 503 of the upper arm side switching element, the upper arm The high potential side potential sense terminals 504 of the side switching elements are arranged in this order.
  • the control signal input terminals 501 and 503 of the switching element are gate and emitter sense terminals when the IGBT 301 is taken as an example.
  • the high potential side potential sense terminals 502 and 504 of the switching element are emitter sense terminals when the IGBT 301 is taken as an example.
  • each of the terminals 501 to 504 has a different potential when the inverter is operated, it is necessary to ensure an insulation distance according to the potential difference between the terminals.
  • the sum of the insulation distances between the terminals can be further reduced, and as a result, the length required for the terminal arrangement can be further shortened. For this reason, the power module 103 can be miniaturized and the inverter module 2 can be miniaturized.
  • the motor connection terminal 102 is near the left end of the power module 103, and the terminals 501 to 504 are arranged in the order described above from the power module 103 toward the right end. You may arrange
  • a plurality of trapezoidal power modules 103 each mounted with a single-phase inverter circuit and arranged with the power connection terminal 101 on the short side and the motor connection terminal 102 on the long side are arranged in an annular shape so that the long side faces the outer periphery.
  • a multi-phase inverter circuit is configured by arranging them individually.
  • the motor connection terminal 102 is annularly arranged on the outer periphery of the inverter module 2, and the space for the wiring 104 and the wiring work for electrically connecting the motor 1 and the inverter module 2 can be reduced. .
  • the power module 103 Since the power module 103 has the IGBT 301 mounted on the long side and the diode 302 mounted on the short side, respectively, the heat radiation area of the IGBT 301 that generates particularly large heat can be increased without increasing the surface area of the power module 103. As a result, the average temperature of the IGBT 301 at the time of driving the inverter can be lowered, and the long-term reliability of the inverter module 2 can be improved.
  • control signal input / output terminal 401 is arranged on the long side and the IGBT 301 is mounted so that the gate pad 402 is close to the long side, it is parasitic on the IGBT gate drive circuit wiring while suppressing the enlargement of the power module 103. Inductance can be reduced. As a result, the impedance of the IGBT gate drive circuit can be reduced, the possibility of inverter malfunction due to noise can be reduced, and the operation reliability of the inverter module 2 can be improved.
  • the motor connection terminal 102 and the control signal input / output terminal 401 are the motor connection terminal 102, the control signal input terminal 501 of the lower arm side switching element, the high potential side potential sense terminal 502 of the lower arm side switching element, and the upper arm side switching.
  • the control signal input terminal 503 of the element and the high potential side potential sense terminal 504 of the upper arm side switching element are arranged in this order.

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Abstract

　モータの軸方向端部に配置されるインバータ一体型モータ用のインバータモジュールにおいて、単相インバータ回路を実装し、電源との電気的接続端子を短辺に、モータとの電気的接続端子を長辺にそれぞれ配置した台形形状のパワーモジュールを備え、パワーモジュールを長辺が外周を向くように円環状に複数個配置して多相インバータ回路を構成する。

Description

インバータモジュール
　本発明は、モータに一体化されたインバータモジュールに関する。
　ＪＰ２００７－１１６８４０Ａには、直流電源の電力を交流に変換して交流モータに供給する多相インバータモジュールを交流モータのケースに装着したインバータ一体型モータが開示されている。これにより、モータ及びインバータからなる装置の小形軽量化や配線損失の低減を図っている。
　しかしながら、ＪＰ２００７－１１６８４０Ａでは、モータとインバータモジュールとの電気的結線を、モータ軸心近傍で行う構成になっているので、モータ外周側にあるステータからの引き出し線をモータ軸心近傍まで取り回すことになり、配線の取り回しのためのスペースが必要となる。また、電源とインバータモジュールとの電気的接続もモータ軸心近傍で行っているので、モータ軸心近傍に結線箇所が集中することになり、結線作業のためのスペースも必要となる。このように配線の取り回しや結線作業のためにスペースを設ける必要があるため、インバータモジュール部分の大型化を回避できない。
　そこで、本発明では、上述したような配線の取り回しや結線作業のために必要なスペースが少ない、インバータ一体型モータ用のインバータモジュールを提供することを目的とする。
　本発明のインバータモジュールは、インバータ一体型モータ用のインバータモジュールであり、単相インバータ回路を実装した複数のパワーモジュールで構成したものである。パワーモジュールは台形形状であって、電源との電気的接続端子を短辺に、モータとの電気的接続端子を長辺にそれぞれ配置している。このパワーモジュールを、長辺が外周を向くように円環状に複数個配置して多相インバータ回路を構成する。つまり、モータとの電気的接続端子が多相モジュールの外周側に並ぶよう構成する。
図１Ａは本発明の実施形態によるインバータ一体型モータの横断面図である。 図１Ｂは図１Ａの１Ｂ－１Ｂ線に沿った断面図である。 図２Ａは本実施形態の他の例によるインバータ一体型モータの横断面図である。 図２Ｂは図２Ａの２Ｂ－２Ｂ線に沿った断面図である。 図３はパワーモジュールのスイッチング素子と電流還流用素子の配置例を示す図である。 図４は制御信号入出力端子と制御信号入力パッドの配置例を示す図である。 図５は制御信号入出力端子の配列の一例を示す図である。
　以下本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
　図１Ａは、本実施形態によるインバータ一体型モータの概略構成図であって、電動モータ１の回転軸に沿った断面図である。図１Ｂは図１Ａの１Ｂ－１Ｂ線に沿った断面図である。
　インバータ一体型モータ１０は、モータケース１０Ａの一部であるモータ回転軸方向端部のモータ壁１Ａに、多相インバータ回路を構成するインバータモジュール２が実装されて構成されている。なお、インバータ一体型モータ１０は、例えば、電動車両の駆動用モータとして用いられる交流モータであり、車載バッテリ等の直流電源からインバータモジュール２を介して供給された電力により駆動する。
　モータ１は、図示しない回転軸回りに回転するロータ４と、ロータ４の外周を囲むように配置したステータ３を含んで構成される。
　インバータモジュール２は、単相分のインバータ回路を実装する複数のパワーモジュール１０３を後述するように円環状に配置して形成したものである。
　パワーモジュール１０３は、図１Ｂに示すように台形の断面を有し、図示しない電源との電気的接続端子である電源用接続端子１０１を短辺に、モータ１との電気的接続端子であるモータ用接続端子１０２を長辺に備える。そして、パワーモジュール１０３は、モータ壁１Ａのインバータ側に、短辺が軸心を向くように円環状に配置されている。これにより、モータ用接続端子１０２は、インバータモジュール２の外周部に円環状に配置される。
　モータ１とインバータモジュール２とを電気的に接続するための配線１０４は、ステータ３から取り出され、モータ壁１Ａを貫通してモータ用接続端子１０２まで直線的に引かれている。図１Ａ、図１Ｂでは、モータ用接続端子１０２の位置と、配線１０４を取り出すためのモータ壁１Ａの貫通穴の位置とを揃えることによって、配線１０４の長さの最短化を図っている。
　上記のように、モータ用接続端子１０２がインバータモジュール２の外周に円環状に配置されることで、配線１０４を不要に屈曲させることなく、より短い長さで、モータ１とインバータモジュール２を電気的に接続することができる。また、モータ１との電気的接続は外周側、電源との電気的接続は内周側になるので、それぞれの結線作業は別の場所で行うことになり、一箇所で両方の結線作業を行なう場合に比べて、作業スペースを縮小することができる。つまり、配線１０４の取り回し及び結線作業のためのスペースを小さくすることができる。また、配線１０４の短縮化により、コスト低減や放射ノイズの低減が可能になる。
　なお、図１Ａ、図１Ｂではインバータモジュール２をモータ壁１Ａに形成する例を示しているが、図２Ａ、図２Ｂに示すように、モータ壁１Ａと対向するインバータ壁２Ａに形成してもよい。図２Ａ、図２Ｂはそれぞれ図１Ａ、図１Ｂに対応する図である。
　この場合、配線１０４は図１Ａ、図１Ｂの場合に比べれば長くなるが、配線１０４の取り回しや結線作業のためのスペース低減、コスト低減、放射ノイズの低減といった効果は同様に得られる。
　上述したように、図１Ａ、図１Ｂまたは図２Ａ、図２Ｂの構成によれば、モータ１とインバータモジュール２を電気的に接続する配線１０４の取り回しや結線作業のためのスペースを小さくすることができ、その結果、インバータモジュール２の電気的特性の悪化を抑制しつつ、インバータモジュール２の小型化を図ることができる。
　次に、パワーモジュール１０３に実装されるスイッチング素子と電流還流用素子について説明する。ここでは、スイッチング素子の例としてＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ　Ｇａｔｅ　Ｂｉｐｏｌａｒ　Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）３０１を、電流還流用素子の例としてダイオード３０２を用いて説明する。
　図３はＩＧＢＴ３０１とダイオード３０２の配置例を示す図である。ＩＧＢＴ３０１はパワーモジュール１０３の長辺側に２つ配置され、また、ダイオード３０２はパワーモジュール１０３の短辺側に２つ配置されている。
　一般に、ＩＧＢＴ３０１はダイオード３０２に比べて実装した際の専有面積が大きくなるとともに、発熱量が多くなる傾向がある。そこで、発熱量が多いＩＧＢＴ３０１の放熱面積を稼ぐために、ＩＧＢＴ３０１を長辺側に配置する。これによりインバータ駆動時のＩＧＢＴ３０１の平均温度を低下させることができ、その結果、インバータモジュール２の長期信頼性を向上させることができる。
　また、実装専有面積が大きいＩＧＢＴ３０１を長辺側に配置し、実装専有面積が小さいダイオード３０２を短辺側に配置することにより、各素子を実装するためだけに短辺及び長辺を長くする必要がなく、パワーモジュール１０３が大型化することを回避できる。
　次に、パワーモジュール１０３の制御信号入出力端子４０１と、ＩＧＢＴ３０１の制御信号入力パッドであるゲートパッド４０２の配置について説明する。
　図４は制御信号入出力端子４０１とゲートパッド４０２の配置例を示す図である。ここでのＩＧＢＴ３０１は、ゲートパッド４０２が４辺のいずれかに近接して配置されているものとする。
　スイッチング動作を行なうインバータでは、原理的にその電圧・電流の急峻な変化に起因するノイズが発生する。このノイズによるインバータ自身の誤作動抑止のためには、ＩＧＢＴゲートドライブ回路が低インピーダンスとなるよう設計する必要がある。特に、ゲートドライブ回路配線に寄生するインダクタンスを低減することが、低インピーダンス化のための主要設計因子である。
　そこで、図４に示すように制御信号入出力端子４０１をパワーモジュール１０３の長辺側に配置し、かつ、ゲートパッド４０２が長辺側に位置するようにＩＧＢＴ３０１を実装する。
　これにより、ＩＧＢＴ３０１のゲートパッド４０２と制御信号入出力端子４０１が近接した状態で実装され、ゲートドライブ回路配線に寄生するインダクタンスが低減し、ゲートパッド４０２と制御信号入出力端子４０１との間の配線に生じるインピーダンスを低下させることができる。また、制御信号入出力端子４０１を配置するためのスペースを新たに設ける必要がないので、パワーモジュール１０３の大型化を抑制することができる。
　次に、制御信号入出力端子４０１の配列について説明する。
　図５は、制御信号入出力端子４０１の配列の一例を示す図である。制御信号入出力端子４０１は、図５に示すように６本の端子からなる。モータ用接続端子１０２に近い方から、下アーム側スイッチング素子の制御信号入力端子５０１、下アーム側スイッチング素子の高電位側電位センス端子５０２、上アーム側スイッチング素子の制御信号入力端子５０３、上アーム側スイッチング素子の高電位側電位センス端子５０４の順に並ぶ。
　スイッチング素子の制御信号入力端子５０１、５０３とは、ＩＧＢＴ３０１を例にとると、ゲート、エミッタセンス端子のことである。スイッチング素子の高電位側電位センス端子５０２、５０４とは、同様にＩＧＢＴ３０１を例にとるとエミッタセンス端子のことである。
　上記各端子５０１－５０４は、インバータ作動時には各々別電位を有しているため、端子間にはその電位差に応じた絶縁距離を確保する必要がある。図５に示すように各端子５０１－５０４を配列することによって、各端子間の絶縁距離の総和をより小さくすることができ、結果として端子配列に要する長さをより短くすることができる。このため、パワーモジュール１０３を小型化して、インバータモジュール２の小型化を図ることができる。
　なお、図５ではモータ用接続端子１０２がパワーモジュール１０３の左端寄りにあり、そこから右端に向けて上述した順で各端子５０１－５０４が並んでいるが、モータ用接続端子１０２を図中右端寄りに配置し、そこから左端に向けて上述した順に配置してもよい。また、下アーム側スイッチング素子の制御信号入力端子５０１のゲート、エミッタ端子は、どちらをモータ用接続端子１０２側に配置してもよい。上アーム側スイッチング素子の制御信号入力端子５０３についても同様である。
　以上説明した本実施形態の作用、効果についてまとめると以下のようになる。
　単相インバータ回路を実装し、電源用接続端子１０１を短辺に、モータ用接続端子１０２を長辺にそれぞれ配置した台形形状のパワーモジュール１０３を、長辺が外周を向くように円環状に複数個配置して多相インバータ回路を構成する。これにより、モータ用接続端子１０２がインバータモジュール２の外周に円環状に配置され、モータ１とインバータモジュール２を電気的に接続する配線１０４の取り回しや結線作業のためのスペースを小さくすることができる。その結果、インバータモジュール２の電気的特性の悪化を抑制しつつ、インバータモジュール２の小型化を図ることができる。
　パワーモジュール１０３は、ＩＧＢＴ３０１を長辺側に、ダイオード３０２を短辺側にそれぞれ実装するので、パワーモジュール１０３の表面積を増大させることなく、特に発熱の大きいＩＧＢＴ３０１の放熱面積を大きく取ることができる。その結果、インバータ駆動時のＩＧＢＴ３０１の平均温度を低下させることができ、インバータモジュール２の長期にわたる信頼性を向上させることができる。
　制御信号入出力端子４０１を長辺側に配置し、ＩＧＢＴ３０１をゲートパッド４０２が長辺側に近接するように実装するので、パワーモジュール１０３の大型化を抑制しつつ、ＩＧＢＴゲートドライブ回路配線に寄生するインダクタンスを低減することができる。その結果、ＩＧＢＴゲートドライブ回路を低インピーダンス化することができ、ノイズによるインバータ誤作動の可能性を低減してインバータモジュール２の動作信頼性を向上させることができる。
　モータ用接続端子１０２及び制御信号入出力端子４０１は、モータ用接続端子１０２、下アーム側スイッチング素子の制御信号入力端子５０１、下アーム側スイッチング素子の高電位側電位センス端子５０２、上アーム側スイッチング素子の制御信号入力端子５０３、上アーム側スイッチング素子の高電位側電位センス端子５０４の順に並ぶ。これにより、各端子間に要する絶縁距離を短縮化できるので、パワーモジュール３０１を小型化することができ、インバータモジュール２をより小型化することができる。
　以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。
　本願は２０１２年３月８日に日本国特許庁に出願された特願２０１２－５１９２８に基づく優先権を主張し、この出願の全ての内容は参照により本明細書に組み込まれる。

Claims (2)

  1. 　モータの軸方向端部に配置されるインバータ一体型モータ用のインバータモジュールであって、
    　単相インバータ回路を実装し、電源との電気的接続端子を短辺に、モータとの電気的接続端子を長辺にそれぞれ配置した台形形状のパワーモジュールを備え、
    　前記パワーモジュールを前記長辺が外周を向くように円環状に複数個配置して多相インバータ回路を構成するインバータモジュール。
  2. 　請求項１に記載のインバータモジュールであって、
    　前記パワーモジュールは、
    　前記長辺に制御信号入出力端子を配置し、
    　スイッチング素子を制御信号入力パッドが前記長辺に近接する向きで前記長辺側に実装し、前記スイッチング素子と電気的に並列接続される電流還流素子を前記短辺側に実装し、
    　前記モータとの電気的接続端子及び前記制御信号入出力端子は、
    　前記モータとの電気的接続端子、下アーム側スイッチング素子の制御信号入力端子、下アーム側スイッチング素子の高電位側電位センス端子、上アーム側スイッチング素子の制御信号入力端子、上アーム側スイッチング素子の高電位側電位センス端子の順に並ぶインバータモジュール。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10629521B2 (en) 2014-04-08 2020-04-21 Mitsubishi Electric Corporation Molded module

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6149663B2 (ja) * 2013-10-03 2017-06-21 日産自動車株式会社 機電一体型モータ
EP3306656B1 (en) * 2015-05-29 2020-04-01 Shindengen Electric Manufacturing Co., Ltd. Semiconductor device and method for mounting semiconductor device
EP3321117B1 (en) * 2015-07-07 2020-05-13 Nissan Motor Co., Ltd. Arrangement structure for wheel drive device
DE102015014509A1 (de) * 2015-11-11 2017-05-11 Bergische Universität Wuppertal Elektro-Antriebssystem
JP2017199827A (ja) * 2016-04-28 2017-11-02 三菱電機株式会社 パワー半導体装置
DE102016220617A1 (de) * 2016-10-20 2018-04-26 Mahle International Gmbh Elektromotor für ein Kraftfahrzeug
JP6576502B1 (ja) * 2018-04-11 2019-09-18 三菱電機株式会社 電力用半導体装置
JP7159618B2 (ja) 2018-05-25 2022-10-25 富士電機株式会社 半導体モジュールおよび電力変換装置
JP7202979B2 (ja) 2019-06-13 2023-01-12 株式会社Soken 電力変換装置

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001332679A (ja) * 2000-05-25 2001-11-30 Mitsubishi Electric Corp パワーモジュール
JP2006060889A (ja) * 2004-08-18 2006-03-02 Toshiba Tec Corp 回路基板及び電動送風機
JP2007116840A (ja) 2005-10-21 2007-05-10 Nichicon Corp インバータモジュールおよびそれを用いたインバータ一体型交流モータ
JP2008099460A (ja) * 2006-10-13 2008-04-24 Nissan Motor Co Ltd 電力変換装置
JP2008278718A (ja) * 2007-05-07 2008-11-13 Nissan Motor Co Ltd 半導体装置
JP2011010409A (ja) * 2009-06-24 2011-01-13 Denso Corp 駆動装置
JP2011030348A (ja) * 2009-07-24 2011-02-10 Nissan Motor Co Ltd インバータ装置

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5512790A (en) * 1994-07-21 1996-04-30 Delco Electronics Corporation Triaxial double switch module
US6377478B1 (en) * 1999-05-28 2002-04-23 Toshiba International Corporation Inverter device
JP4054137B2 (ja) * 1999-06-03 2008-02-27 株式会社東京アールアンドデー パワー半導体素子の給電及び放熱装置
JP3743433B2 (ja) * 2003-03-25 2006-02-08 日産自動車株式会社 電力変換装置
US7210304B2 (en) * 2005-02-09 2007-05-01 General Motors Corporation Cooling arrangements for integrated electric motor-inverters
JP4478049B2 (ja) * 2005-03-15 2010-06-09 三菱電機株式会社 半導体装置
JP4899819B2 (ja) * 2006-11-22 2012-03-21 日産自動車株式会社 機電一体型モータ用電力変換装置
JP5205595B2 (ja) * 2006-12-07 2013-06-05 日産自動車株式会社 電力変換装置およびモータ駆動システム
FR2911444B1 (fr) * 2006-12-22 2016-02-12 Valeo Equip Electr Moteur Dispositif de redressement de courant pour machine electrique tournante et machine electrique tournante comportant un tel dispositif
JP5333814B2 (ja) * 2007-09-12 2013-11-06 アイシン精機株式会社 パワー半導体モジュール、インバータ装置、及びインバータ一体型モータ
JP5327646B2 (ja) * 2009-06-24 2013-10-30 株式会社デンソー 電子回路内蔵型モータ
US8749192B2 (en) * 2009-09-03 2014-06-10 Protean Electric Limited Electric motor and electric generator
CN102142756B (zh) * 2010-01-28 2013-11-06 株式会社电装 电动机
JP5126277B2 (ja) * 2010-04-16 2013-01-23 株式会社デンソー 電動装置
JP5719524B2 (ja) * 2010-04-16 2015-05-20 株式会社デンソー 電動装置
JP5516187B2 (ja) 2010-07-27 2014-06-11 日産自動車株式会社 電力変換機
CN103402853B (zh) * 2011-04-07 2016-01-13 三菱电机株式会社 作为电动助力转向装置的功率部使用的模塑模块以及电动助力转向装置
JP5805513B2 (ja) * 2011-12-14 2015-11-04 三菱電機株式会社 電力用半導体装置
JP2013187998A (ja) * 2012-03-07 2013-09-19 Nissan Motor Co Ltd 電力変換装置

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001332679A (ja) * 2000-05-25 2001-11-30 Mitsubishi Electric Corp パワーモジュール
JP2006060889A (ja) * 2004-08-18 2006-03-02 Toshiba Tec Corp 回路基板及び電動送風機
JP2007116840A (ja) 2005-10-21 2007-05-10 Nichicon Corp インバータモジュールおよびそれを用いたインバータ一体型交流モータ
JP2008099460A (ja) * 2006-10-13 2008-04-24 Nissan Motor Co Ltd 電力変換装置
JP2008278718A (ja) * 2007-05-07 2008-11-13 Nissan Motor Co Ltd 半導体装置
JP2011010409A (ja) * 2009-06-24 2011-01-13 Denso Corp 駆動装置
JP2011030348A (ja) * 2009-07-24 2011-02-10 Nissan Motor Co Ltd インバータ装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10629521B2 (en) 2014-04-08 2020-04-21 Mitsubishi Electric Corporation Molded module

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Publication number Publication date
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