JP2012100461A - 電力変換回路の駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】フェール信号を出力するフェール用フォトカプラＰＣｆの２次側を直列接続する場合、その配線長が長くなることから、フェール信号のノイズに対する耐性が低下するおそれがあること。
【解決手段】インバータＩＶ１、コンバータＣＶおよびインバータＩＶ２を構成する上側アームのスイッチング素子と下側アームのスイッチング素子とは、基板３０に対して２列に配置され、その制御端子（ケルビンエミッタ電極ＫＥ、センス端子ＳＴ、ゲートＧ）が基板３０に差し込まれている。これら２列の間には、フェール用フォトカプラＰＣｆが配置されている。インバータＩＶ１に対応するフェール用フォトカプラＰＣｆは、隣接するもの同士で直列接続され、各列の端部が接続されることでＵ字型の配線構造を有し、その端部がマイコン２０に接続されている。
【選択図】 図３

Description

本発明は、高電位側のスイッチング素子および低電位側のスイッチング素子の直列接続体を複数備える電力変換回路を駆動対象とし、前記スイッチング素子のうちの少なくとも互いに相違するタイミングでオン操作されうるもののそれぞれ毎に設けられる駆動回路を備える電力変換回路の駆動装置に関する。

車載主機として電動機を用いる場合、この電動機やこれに接続される電力変換回路（インバータ）は、通常、制御装置が搭載される車載低電圧システムから絶縁された高電圧システムを構成する。このため、インバータを構成するスイッチング素子を操作すべく、制御装置から駆動回路に操作信号を出力するに際しては、フォトカプラ等の絶縁手段が用いられる。これらフォトカプラや駆動回路を基板上に配置する手法としては、例えば下記特許文献１に見られるように、上側アーム用の駆動回路と下側アーム用の駆動回路とを２列に配置し、その両側にフォトカプラを配置するものも提案されている。

一方、駆動回路としては、スイッチング素子等に異常が生じた場合にフォトカプラを介して低電圧システムにフェール信号を出力するようにしたものが周知である。ただし、このフェール信号を駆動回路毎に低電圧システム内の制御装置に出力する場合には、制御装置の入力端子数が多くなる。そこで従来は、下記特許文献２に見られるように、各駆動回路からフェール信号が出力されるフォトカプラの２次側同士を直列接続することで、制御装置へのフェール信号の入力をシリアルラインを介して行うことも提案されている。

特開２００７−３３６７９３号公報 特開２００９−６０３５８号公報

ただし、上記のようにフェール信号をシリアルラインを介して出力する場合、フェール信号が出力されるフォトカプラを駆動回路の両側に配置したのでは、シリアルラインの配線長が長くなることから、フェール信号のノイズに対する耐性が低下するおそれがある。

本発明は、上記課題を解決する過程でなされたものであり、その目的は、高電位側のスイッチング素子および低電位側のスイッチング素子の直列接続体を複数備える電力変換回路を駆動対象とし、フェール信号が出力される絶縁手段を適切に配置することのできる新たな電力変換回路の駆動装置を提供することにある。

以下、上記課題を解決するための手段、およびその作用効果について記載する。

請求項１記載の発明は、高電位側のスイッチング素子および低電位側のスイッチング素子の直列接続体を複数備える電力変換回路を駆動対象とし、前記スイッチング素子のうちの少なくとも互いに相違するタイミングでオン操作されうるもののそれぞれ毎に設けられる駆動回路を備える電力変換回路の駆動装置において、前記電力変換回路は、車載低電圧システムから絶縁された車載高電圧システムを構成するものであり、前記駆動回路は、該駆動回路が駆動対象とするスイッチング素子および該駆動回路自体の少なくとも一方の異常を示すフェール信号をフェール用絶縁手段の１次側に出力するものであり、前記フェール用絶縁手段の２次側は、前記駆動回路の複数のそれぞれによってフェール信号が出力されるフェール用絶縁手段同士で互いに直列接続されており、前記スイッチング素子は、基板上に２列に配置されており、前記互いに直列接続されたフェール用絶縁手段は、前記基板上において、前記２列に配置されたスイッチング素子の間に配置されていることを特徴とする。

上記発明では、２列に配置されたスイッチング素子の間にフェール用絶縁手段を配置することで、フェール信号の耐ノイズ性を向上させたり、駆動装置を小型化したりすることができる。すなわち、フェール用絶縁手段を２列に配置されたスイッチング素子の両側に配置する場合には、フェール用絶縁手段の２次側同士を接続する配線が長くなり、耐ノイズ性が低下しやすい。また、スイッチング素子の小型化の要求等から２列に配置されたスイッチング素子間のスペースは限られ部品の配置には制約が伴う傾向があるため、比較的小さい部品として構成可能なフェール用絶縁手段を配置してフェール信号の伝達経路とすることで、狭いスペースを有効利用することもできる。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記基板上に２列に配置されたスイッチング素子は、３行以上となり、前記フェール用絶縁手段のそれぞれは、該フェール用絶縁手段に前記フェール信号を出力する駆動回路によって駆動対象とされるスイッチング素子のそれぞれに対応して配置されており、前記互いに直列接続されたフェール用絶縁手段は、前記２列に配置された各列毎に隣接するもの同士が接続されていることを特徴とする。

上記発明では、２列に配置された各列毎に隣接するもの同士を接続することで、直列接続されるフェール用絶縁手段について、これらを接続する配線同士がクロスすることを回避することが容易となり、ひいては、耐ノイズ性を向上させることができる。また、配線層の多層化を抑制することにも寄与しうる。

請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の発明において、前記車載低電圧システムには、前記駆動回路に前記スイッチング素子の操作信号を出力する制御装置が備えられており、前記直列接続されたフェール用絶縁手段は、前記２列のうちの一方の端部に対応するものと他方の端部に対応するものとが接続されることで前記２列の双方に渡って設けられており、前記直列接続されたフェール用絶縁手段のうちの一対の端部の一方に位置するものは、前記制御装置に最近接していることを特徴とする。

上記発明では、制御装置とフェール用絶縁手段との配線を極力短くすることができるため、フェール用絶縁手段の直列接続体の配線の長さを極力短くすることができ、ひいてはフェール信号の耐ノイズ性を向上させることができる。

請求項４記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の発明において、前記スイッチング素子は、前記基板の互いに対向する面のうちの一方の面側に形成されて且つ、該スイッチング素子は、冷却水によって冷却されており、前記フェール用絶縁手段は、前記基板のうちの前記一方の面側に形成されていることを特徴とする。

上記一方の面側には、冷却装置が配置されるために、温度の上昇が抑制される。上記発明では、この点に鑑み、一方の面側にフェール用絶縁手段を配置することで、フェール用絶縁手段の温度が過度に高くなる事態を好適に抑制することができる。

請求項５記載の発明は、請求項１〜４のいずれか１項に記載の発明において、前記車載低電圧システムには、前記駆動回路に操作用絶縁手段を介して前記スイッチング素子の操作信号を出力する制御装置が備えられており、前記操作用絶縁手段は、前記基板のうちの前記２列に配置されたスイッチング素子の両側に配置されていることを特徴とする。

上記発明では、操作用絶縁手段を基板のうちの２列に配置されたスイッチング素子の両側に配置することで、フェール用絶縁手段の配線と操作用絶縁手段の配線との干渉を好適に抑制することができる。

一実施形態にかかる電力変換回路を示す回路図。 同実施形態にかかる駆動装置を示す図。 同実施形態にかかる駆動装置のレイアウトを示す平面図。 同実施形態にかかるスイッチング素子およびフォトカプラの配置を示す断面図。

以下、本発明にかかる電力変換回路の駆動装置をパラレルシリーズハイブリッド車に適用した一実施形態について、図面を参照しつつ説明する。

図１に、本実施形態にかかる電力変換回路の構成を示す。

図示される第１モータジェネレータ１０ａおよび第２モータジェネレータ１０ｂは、動力分割装置を介して駆動輪や内燃機関に機械的に連結されている。第１モータジェネレータ１０ａは、インバータＩＶ１およびコンバータＣＶを介して高電圧バッテリ１２およびコンデンサＣ１に接続されている。また、第２モータジェネレータ１０ｂは、インバータＩＶ２およびコンバータＣＶを介して高電圧バッテリ１２およびコンデンサＣ１に接続されている。ここで、高電圧バッテリ１２は、端子電圧がたとえば１００Ｖ以上の高電圧となるものである。

上記インバータＩＶ１，ＩＶ２はそれぞれ、高電位側のスイッチング素子Ｓｗｐおよび低電位側のスイッチング素子Ｓｗｎの直列接続体が３つ並列接続されて構成されている。そして、これら各スイッチング素子Ｓｗｐおよびスイッチング素子Ｓｗｎの接続点が、モータジェネレータ１０の各相にそれぞれ接続されている。また、上記高電位側のスイッチング素子Ｓｗｐおよび低電位側のスイッチング素子Ｓｗｎのそれぞれの入出力端子間（コレクタおよびエミッタ間）には、高電位側のフリーホイールダイオードＦＤｐおよび低電位側のフリーホイールダイオードＦＤｎのカソードおよびアノードが接続されている。一方、コンバータＣＶは、高電位側のスイッチング素子Ｓｗｐおよび低電位側のスイッチング素子Ｓｗｎの直列接続体と、これに並列接続されるコンデンサＣ２と、高電位側のスイッチング素子Ｓｗｐおよび低電位側のスイッチング素子Ｓｗｎの接続点と高電圧バッテリ１２とを接続するインダクタＬとを備えている。

なお、上記インバータＩＶ１，ＩＶ２やコンバータＣＶを構成するスイッチング素子Ｓｗ＃（＃＝ｐ，ｎ）は、いずれもパワー半導体であり、詳しくは、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）である。

図２に、インバータＩＶ１を構成するスイッチング素子Ｓｗ＃の駆動装置の構成を示す。図示されるように、各スイッチング素子Ｓｗ＃は、制御端子として、導通制御端子（ゲート）に加えて、入出力端子間を流れる電流と相関を有する微小電流を出力するセンス端子ＳＴ、出力端子と同電位のケルビンエミッタ電極ＫＥを備えている。また、各スイッチング素子Ｓｗ＃の近傍には、その温度を感知する感温ダイオードＳＤが配置されている。

一方、ドライブユニットＤＵは、スイッチング素子Ｓｗ＃を駆動する機能およびスイッチング素子Ｓｗ＃の異常の有無を監視する機能を有する専用のハードウェア手段である。ドライブユニットＤＵは、ゲート、センス端子ＳＴ、ケルビンエミッタ電極ＫＥ、感温ダイオードＳＤのアノードＡおよびカソードＫが接続されている。

これらスイッチング素子Ｓｗ＃やドライブユニットＤＵは、車載低電圧システムから絶縁された車載高電圧システムを構成する。一方、車載低電圧システムは、スイッチング素子Ｓｗ＃の操作信号ｇを生成するマイコン２０を備える。マイコン２０は、高電圧バッテリ１２よりも端子電圧が低い（たとえば十数Ｖ）低電圧バッテリ２２を電源とするものである。

上記マイコン２０から出力される操作信号ｇは、駆動用フォトカプラＰＣｇを介してドライブユニットＤＵに入力され、ドライブユニットＤＵでは、入力された操作信号ｇに基づきスイッチング素子Ｓｗ＃を駆動する。

ドライブユニットＤＵでは、さらに、センス端子ＳＴに流れる電流に基づき、スイッチング素子Ｓｗ＃に流れる電流が閾値以上となることで過電流異常が生じた旨判断する。また、感温ダイオードＳＤの感知する温度が閾値以上となることで過度の高温状態となる異常が生じた旨判断する。そして、これらの異常が生じたと判断される場合や、自己診断機能によってドライブユニットＤＵ自体の異常が生じたと判断される場合に、フェール信号ＦＬをフェール用フォトカプラＰＣｆの１次側に出力する。ここで、フェール用フォトカプラＰＣｆは、その２次側が、インバータＩＶ１を構成するスイッチング素子Ｓｗ＃のそれぞれに対応するもの同士で直列接続されている。そして、上記フェール信号ＦＬをフェール用フォトカプラＰＣｆのオフ指令信号とすることで、少なくとも１つのドライブユニットＤＵからフェール信号ＦＬが出力される場合に、マイコン２０にその旨がシリアルラインを介して入力される。

具体的には、フェール用フォトカプラＰＣｆの１次側のフォトダイオードには、抵抗体２４が並列接続されており、抵抗体２４の一方の端子は電源に接続されている。また、抵抗体２４の他方の端子は、抵抗体２６およびＮチャネルＭＯＳトランジスタ（スイッチング素子２８）を介して、対応するスイッチング素子Ｓｗ＃のエミッタと同電位とされている。一方、直列接続されたフェール用フォトカプラＰＣｆの２次側の一方の端部は、接地されており、他方の端部は、プルアップされるとともに、マイコン２０の入力端子に接続されている。これにより、ドライブユニットＤＵからフェール信号ＦＬが出力されない場合には、スイッチング素子２８がオン状態となることで、フェール用フォトカプラＰＣｆがオン状態となる。これに対し、少なくとも１つのドライブユニットＤＵからフェール信号ＦＬが出力される場合には、スイッチング素子２８がオフ状態となることで、フェール用フォトカプラＰＣｆがオフ状態となる。このため、いずれのドライブユニットＤＵからもフェール信号ＦＬが出力されない場合にはマイコン２０に論理「Ｌ」の信号が入力される一方、少なくとも１つのドライブユニットＤＵからフェール信号ＦＬが出力されることでマイコン２０に論理「Ｈ」の信号が入力される。

なお、インバータＩＶ２やコンバータＣＶのドライブユニットＤＵやフェール用フォトカプラＰＣｆについても、図２に示したものと同様であるため、その記載および説明を省略する。

図３に、本実施形態にかかる駆動装置のレイアウトを示す。

図示されるように、本実施形態では、基板３０のうちの図中下側の面側から上側の面側に向かって、スイッチング素子Ｓｗ＃の制御端子や感温ダイオードＳＤの端子が差し込まれている。そして、これらは、上側アームのスイッチング素子Ｓｗｐに対応するものと、下側アームのスイッチング素子Ｓｗｎに対応するものとで各別の列をなしている。ここで、これら２列は、各１２行からなる。これは、インバータＩＶ１，ＩＶ２およびコンバータＣＶを構成する上側アームのスイッチング素子Ｓｗｐと下側アームのスイッチング素子Ｓｗｎとが１２個ずつであることによる。すなわち、第２モータジェネレータ１０ｂ用のインバータＩＶ２については、各相について高電位側のスイッチング素子Ｓｗｐおよび低電位側のスイッチング素子Ｓｗｎの直列接続体が２つ並列に接続されて構成されている。また、コンバータＣＶについては、高電位側のスイッチング素子Ｓｗｐおよび低電位側のスイッチング素子Ｓｗｎの直列接続体が３つ並列に接続されて構成されている。

詳しくは、各行は、互いに直列接続される高電位側のスイッチング素子Ｓｗｐおよび低電位側のスイッチング素子Ｓｗｎが対応している。そして、上記各列の外側には、対応するドライブユニットＤＵと、駆動用フォトカプラＰＣｇとが配置されている。すなわち、インバータＩＶ１を構成する高電位側のスイッチング素子Ｓｗｐおよび低電位側のスイッチング素子Ｓｗｎのそれぞれには、各相毎にドライブユニットＤＵおよび駆動用フォトカプラＰＣｇが対向配置されている。また、コンバータＣＶを構成する３つの高電位側のスイッチング素子と３つの低電位側のスイッチング素子Ｓｗｎとには、それぞれ単一のドライブユニットＤＵと駆動用フォトカプラＰＣｇとが対応付けられて配置されている。また、インバータＩＶ２の各相を構成する一対の高電位側のスイッチング素子Ｓｗｐおよび低電位側のスイッチング素子Ｓｗｎのそれぞれには、ドライブユニットＤＵおよび駆動用フォトカプラＰＣｇが対応付けられて配置されている。なお、駆動用フォトカプラＰＣｇについては、基板３０の裏面側に配置されているため、これを破線にて表記している。

一方、高電位側のスイッチング素子Ｓｗｐの列と低電位側のスイッチング素子Ｓｗｎの列との間には、フェール用フォトカプラＰＣｆが配置されている。すなわち、インバータＩＶ１を構成する高電位側のスイッチング素子Ｓｗｐおよび低電位側のスイッチング素子Ｓｗｎのそれぞれには、各相毎にフェール用フォトカプラＰＣｆが対向配置されている。また、コンバータＣＶを構成する３つの高電位側のスイッチング素子と３つの低電位側のスイッチング素子Ｓｗｎとには、それぞれ単一のフェール用フォトカプラＰＣｆが対応付けられて配置されている。また、インバータＩＶ２を構成する高電位側のスイッチング素子Ｓｗｐおよび低電位側のスイッチング素子Ｓｗｎのそれぞれには、各相を構成する一対のスイッチング素子Ｓｗ＃毎にフェール用フォトカプラＰＣｆが対応付けられて配置されている（各相を構成する一対のスイッチング素子Ｓｗ＃に対向配置されている）。なお、フェール用フォトカプラＰＣｆについては、基板３０の裏面側に配置されているため、これを破線にて表記している。

上記インバータＩＶ１に対応するフェール用フォトカプラＰＣｆは、各列の隣接するもの同士で２次側が直列接続されており、各列の端部において列同士が直列に接続されることで、Ｕ字型の配線を形成している。そして、Ｕ字型に接続された配線の一方の端部は接地され、他方の端部は、マイコン２０に接続されている。ここで、他方の端部に対応するフェール用フォトカプラＰＣｆは、マイコン２０との距離が最も近いものとされる。同様に、上記インバータＩＶ２に対応するフェール用フォトカプラＰＣｆは、各列を構成するもののうち隣接するもの同士で２次側が直列接続されており、各列の端部において列同士が直列に接続されることで、Ｕ字型の配線を形成している。そして、Ｕ字型に接続された配線の一方の端部は接地され、他方の端部は、マイコン２０に接続されている。ここでも、他方の端部に対応するフェール用フォトカプラＰＣｆは、マイコン２０との距離が最も近いものとされる。

ここで、隣接するもの同士を接続するのは、２次側同士を直列接続する配線がクロスすることを回避するためである。一方、マイコン２０との距離が最も近いものをマイコン２０と接続するのは、配線長を短くするためである。なお、本実施形態では、インバータＩＶ１、コンバータＣＶおよびインバータＩＶ２のそれぞれに対応するフェール用フォトカプラＰＣｆの２次側の配線同士がクロスすることをも回避するような設定ともなっている。すなわち、コンバータＣＶに対応するフェール用フォトカプラＰＣｆをインバータＩＶ１に対応するフェール用フォトカプラＰＣｆの配線よりも内側に配置して且つ、インバータＩＶ２に対応するフェール用フォトカプラＰＣｆをコンバータＣＶに対応するフェール用フォトカプラＰＣｆの配線よりも内側に配置している。ちなみに、図３では、フェール用フォトカプラＰＣｆの２次側同士を接続する配線のみを明記しているが、これは説明の便宜のために過ぎず、実際には、フェール用フォトカプラＰＣｆとドライブユニットＤＵとを接続する配線等も存在する。

上記フェール用フォトカプラＰＣｆも、基板３０の裏面側に配置されており、図ではこれを破線にて表現している。図４（ａ）に、図３のＡ−Ａ断面を示す。

図示されるように、スイッチング素子Ｓｗ＃のそれぞれは、パワーカードＰＷＣに収納されることでパッケージ化されている。パワーカードＰＷＣには、フリーホイールダイオードＦＤ＃や感温ダイオードＳＤも収納されているが、図４（ａ）ではその記載を省略している。パワーカードＰＷＣは、高電位側のスイッチング素子Ｓｗｐが収納されたものと、低電位側のスイッチング素子Ｓｗｎが収納されたものとで互いに同一構造である。具体的には、いずれもゲート、ケルビンエミッタ電極、センス端子、感温ダイオードＳＤのアノードおよびカソードの各端子が、パワーカードＰＷＣの主面の中央に対して一方の側（この例では、コレクタ端子側）に偏って配置されている。そして、高電位側のパワーカードＰＷＣと低電位側のパワーカードＰＷＣとのそれぞれの上記各端子間のスペースに、フェール用フォトカプラＰＣｆが配置されている。

上記パワーカードＰＷＣは、図４（ｂ）に示すように、冷却装置４０内に配置されている。ここで、冷却装置４０は、流入口４２から流入した冷却水が冷却通路４４を介して流出口４６から流出する構造を有しており、各一対の冷却通路４４にはさまれるようにしてパワーカードＰＷＣが配置されている。

こうした構成によれば、フェール用フォトカプラＰＣｆを、基板３０のうち温度が低くなる側に配置することができるため、その劣化を好適に抑制することができる。

さらに、先の図３に示したフェール用フォトカプラＰＣｆの配置によれば、これを駆動用フォトカプラＰＣｇと同様に各列の外側に配置した場合と比較して、２次側同士を接続する配線の長さを短くすることができ、ノイズに対する耐性を向上させることができる。さらに、近年のパワーカードＰＷＣの小型化の傾向によって上記２列に配置されたスイッチング素子Ｓｗｐ，Ｓｗｎ間のスペースが低減した場合であっても、このスペースを有効利用することができる。ちなみに、上記小型化の傾向が進むと、このスペースに、ドライブユニットＤＵの電源等を配置することは困難となる。

以上詳述した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。

（１）基板３０上に２列に配置されたスイッチング素子Ｓｗｐ，Ｓｗｎ間に、フェール用フォトカプラＰＣｆを配置した。これにより、２次側同士を直列接続する配線の長さを短くすることができ、ひいては、耐ノイズ性を向上させることができる。

（２）互いに直列接続されたフェール用フォトカプラＰＣｆについて、各列毎に隣接するもの同士を接続した。これにより、フェール用フォトカプラＰＣｆの２次側を直列接続する配線同士がクロスすることを回避することが容易となり、ひいては、耐ノイズ性を向上させたり、配線層の多層化を抑制することに寄与したりすることができる。

（３）２次側同士が接続されることでＵ字型を構成するフェール用フォトカプラＰＣｆのうち端部に位置するものを、マイコン２０に最近接するものとした。これにより、フェール用フォトカプラＰＣｆの２次側の配線長を極力短くすることができ、ひいてはフェール信号ＦＬの耐ノイズ性を向上させることができる。

（４）フェール用フォトカプラＰＣｆを、基板３０の一対の面のうち冷却装置４０に対向する面側に設けた。これにより、フェール用フォトカプラＰＣｆの温度が過度に高くなる事態を好適に抑制することができる。

（５）駆動用フォトカプラＰＣｇを、基板３０上に２列に配置されたスイッチング素子Ｓｗｐ，Ｓｗｎの外側に設けた。これにより、駆動用フォトカプラＰＣｇとフェール用フォトカプラＰＣｆとのそれぞれに接続される配線の干渉を好適に抑制することができる。

（６）駆動用フォトカプラＰＣｇを、基板３０の一対の面のうち冷却装置４０に対向する面側に設けた。これにより、駆動用フォトカプラＰＣｇの温度が過度に高くなる事態を好適に抑制することができる。
＜その他の実施形態＞
なお、上記実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。

「フェール用絶縁手段について」
フェール用絶縁手段としては、フェール用フォトカプラＰＣｆに限らず、たとえばフォトＭＯＳリレーであってもよい。また、光絶縁素子に限らず、たとえばトランス等の磁気絶縁素子であってもよい。

なお、フェール用絶縁手段を、冷却装置４０が配置されていない側に配置しても上記実施形態の上記（１）等の効果を得ることはできる。

「操作用絶縁手段について」
操作用絶縁手段としては、駆動用フォトカプラＰＣｇに限らず、たとえばフォトＭＯＳリレーであってもよい。また、光絶縁素子に限らず、たとえばトランス等の磁気絶縁素子であってもよい。

なお、操作用絶縁手段を、冷却装置４０が配置されていない側に配置しても上記実施形態の上記（１）等の効果を得ることはできる。

「フェール用絶縁手段の２次側の直列接続について」
先の図３において、フェール用フォトカプラＰＣｆの２次側の全てを直列接続することで、全フェール信号ＦＬをシリアルラインを介してマイコン２０に出力してもよい。

先の図３において、インバータＩＶ１に対応するフォトカプラＰＣｆの２次側同士を直列接続する配線が、コンバータＣＶに対応するフォトカプラＰＣｆの２次側同士やインバータＩＶ２に対応するフォトカプラＰＣｆの２次側同士を直列接続する配線を横切る配置であってもよい。

「２列配置について」
高電位側のスイッチング素子Ｓｗｐと低電位側のスイッチング素子Ｓｗｎとを２列に配置する手法としては、高電位側のスイッチング素子Ｓｗｐからなる列と低電位側のスイッチング素子Ｓｗｎからなる列との２列とするものに限らない。たとえば、高電位側のスイッチング素子Ｓｗｐと低電位側のスイッチング素子Ｓｗｎとからなる各直列接続体毎に、これらを構成する高電位側のスイッチング素子Ｓｗｐと低電位側のスイッチング素子Ｓｗｎとを、２つの列の同一行に割り振るものであってもよい。もっとも同一行に割り振るものに限らない。さらに、１の直列接続体を構成する高電位側のスイッチング素子Ｓｗｐと低電位側のスイッチング素子Ｓｗｎとを、同一列に配置するものであってもよい。

こうした配置変更であっても、一方の列のスイッチング素子Ｓｗ＃（＃＝ｐ，ｎ）にのみ接続されるドライブユニットＤＵが２列のそれぞれについて存在して且つこれらに対応するフェール用絶縁手段同士を直列接続する場合、これらを２列の両側に配置するなら、これらの配線が図３の縦方向にも伸びることとなり、ノイズに対する耐性が低下する。このため、２列の間に配置することが特に有効である。

「パワーカードＰＷＣについて」
パワーカードＰＷＣの配置としては、先の図４に例示したものに限らない。たとえば、双方のパワーカードＰＷＣについて、制御端子が配置されている側を内側としたり、外側としたりしてもよい。これらの場合、高電位側のパワーカードＰＷＣと低電位側のパワーカードＰＷＣとで、制御端子が偏って配置されている側が相違するようにするなら、基板３０の両側に高電位側の配線および低電位側の配線を配置した場合の接続が容易となる。

パワーカードＰＷＣとしては、制御端子が中央に対して特定の側にずれて配置されているものにも限らない。

「スイッチング素子について」
スイッチング素子Ｓｗ＃（＃＝ｐ，ｎ）としては、１のスイッチング素子毎にパッケージ化されているものに限らない。たとえば高電位側のスイッチング素子Ｓｗｐおよび低電位側のスイッチング素子Ｓｗｎの直列接続体で１パッケージとされているものであってもよい。

また、スイッチング素子Ｓｗ＃としては、ＩＧＢＴにも限らず、たとえばパワーＭＯＳ型電界効果トランジスタ等であってもよい。

「電力変換回路について」
直流交流変換回路としては、駆動輪に機械的に連結される回転機に接続されるものに限らない。たとえば、高電圧バッテリ１２を直接の電源とする空調装置のコンプレッサに内蔵される回転機等であってもよい。

電力変換回路としては、先の図１に示したものに限らない。たとえば高電圧バッテリ１２の電圧を降圧して低電圧バッテリ２２に印加するＤＣＤＣコンバータであってもよい。

「そのほか」
・スイッチング素子Ｓｗ＃の冷却手法としては、水冷に限らず、空冷であってもよい。

１０ａ…第１モータジェネレータ、１０ｂ…第２モータジェネレータ、２０…マイコン（制御装置の一実施形態）、Ｓｗｐ，Ｓｗｎ…スイッチング素子、ＰＣｇ…駆動用フォトカプラ（操作用絶縁手段の一実施形態）、ＰＣｆ…フェール用フォトカプラ（フェール用絶縁手段の一実施形態）。

Claims (5)

1. 高電位側のスイッチング素子および低電位側のスイッチング素子の直列接続体を複数備える電力変換回路を駆動対象とし、前記スイッチング素子のうちの少なくとも互いに相違するタイミングでオン操作されうるもののそれぞれ毎に設けられる駆動回路を備える電力変換回路の駆動装置において、
   前記電力変換回路は、車載低電圧システムから絶縁された車載高電圧システムを構成するものであり、
   前記駆動回路は、該駆動回路が駆動対象とするスイッチング素子および該駆動回路自体の少なくとも一方の異常を示すフェール信号をフェール用絶縁手段の１次側に出力するものであり、
   前記フェール用絶縁手段の２次側は、前記駆動回路の複数のそれぞれによってフェール信号が出力されるフェール用絶縁手段同士で互いに直列接続されており、
   前記スイッチング素子は、基板上に２列に配置されており、
   前記互いに直列接続されたフェール用絶縁手段は、前記基板上において、前記２列に配置されたスイッチング素子の間に配置されていることを特徴とする電力変換回路の駆動装置。
2. 前記基板上に２列に配置されたスイッチング素子は、３行以上となり、
   前記フェール用絶縁手段のそれぞれは、該フェール用絶縁手段に前記フェール信号を出力する駆動回路によって駆動対象とされるスイッチング素子のそれぞれに対応して配置されており、
   前記互いに直列接続されたフェール用絶縁手段は、前記２列に配置された各列毎に隣接するもの同士が接続されていることを特徴とする請求項１記載の電力変換回路の駆動装置。
3. 前記車載低電圧システムには、前記駆動回路に前記スイッチング素子の操作信号を出力する制御装置が備えられており、
   前記直列接続されたフェール用絶縁手段は、前記２列のうちの一方の端部に対応するものと他方の端部に対応するものとが接続されることで前記２列の双方に渡って設けられており、
   前記直列接続されたフェール用絶縁手段のうちの一対の端部の一方に位置するものは、前記制御装置に最近接していることを特徴とする請求項１または２記載の電力変換回路の駆動装置。
4. 前記スイッチング素子は、前記基板の互いに対向する面のうちの一方の面側に形成されて且つ、該スイッチング素子は、冷却水によって冷却されており、
   前記フェール用絶縁手段は、前記基板のうちの前記一方の面側に形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の電力変換回路の駆動装置。
5. 前記車載低電圧システムには、前記駆動回路に操作用絶縁手段を介して前記スイッチング素子の操作信号を出力する制御装置が備えられており、
   前記操作用絶縁手段は、前記基板のうちの前記２列に配置されたスイッチング素子の両側に配置されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の電力変換回路の駆動装置。

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