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JP2014049475A - Inverter device - Google Patents

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JP2014049475A
JP2014049475A JP2012188797A JP2012188797A JP2014049475A JP 2014049475 A JP2014049475 A JP 2014049475A JP 2012188797 A JP2012188797 A JP 2012188797A JP 2012188797 A JP2012188797 A JP 2012188797A JP 2014049475 A JP2014049475 A JP 2014049475A
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JP
Japan
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power
electrode
output electrode
arm switching
element group
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Application number
JP2012188797A
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Japanese (ja)
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Nobuyuki Inayoshi
信行 稲吉
Toshiaki Nagase
俊昭 長瀬
Naoto Kanie
直人 蟹江
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Industries Corp
Original Assignee
Toyota Industries Corp
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Publication date
Application filed by Toyota Industries Corp filed Critical Toyota Industries Corp
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001Technical content checked by a classifier
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an inverter device capable of reducing a wiring inductance between an output electrode and an element group that are mounted on a substrate.SOLUTION: Input electrodes 30 and 40 and output electrodes 50, 60 and 70 respectively have terminal parts 31, 41, 51, 61 and 71 and bus bars 32, 42, 52, 62 and 72. The bus bars 32, 42, 52, 62 and 72 are arranged on a main circuit board 21 so that those longitudinal directions are parallel to a direction in which power elements of element groups G1-G6 are arranged. In the element groups G1, G4 and G5 configuring an upper arm switching element and element groups G2, G3 and G6 configuring a lower arm switching element, power elements 20 arranged at a position distant from the terminal parts 51, 61 and 71 of the output electrodes 50, 60 and 70 are arranged so as to approach each other, compared with power elements 20 close to the terminal parts 51, 61 and 71 of the output electrodes 50, 60 and 70.

Description

本発明は、上下のアーム用スイッチング素子が、それぞれ、並列接続された複数のパワー素子により構成され、この複数のパワー素子および入出力電極が基板に搭載されたインバータ装置に関するものである。   The present invention relates to an inverter device in which upper and lower arm switching elements are each composed of a plurality of power elements connected in parallel, and the plurality of power elements and input / output electrodes are mounted on a substrate.

特許文献1に開示の半導体装置(インバータ)においては、図8に示すように、上下のアーム用スイッチング素子が、それぞれ、並列接続された複数のパワー素子(素子群)により構成され、この素子群が主回路基板上に配列されているとともに、主回路基板上に正極側および負極側入力電極、U,V,Wの各相出力電極が配置されている。   In the semiconductor device (inverter) disclosed in Patent Document 1, as shown in FIG. 8, the upper and lower arm switching elements are each composed of a plurality of power elements (element groups) connected in parallel. Are arranged on the main circuit board, and positive and negative side input electrodes and U, V, and W phase output electrodes are arranged on the main circuit board.

実用新案登録第3173511号公報Utility Model Registration No. 3173511

特許文献1に記載の半導体装置は、図8に示すように、主回路基板200上において正極側入力電極のバスバー201aと負極側入力電極のバスバー202aとの間に各相の上下のアーム用スイッチング素子を構成する素子群G1〜G6が配列されるとともに素子群G1〜G6の上アームと下アームに挟まれるように各相の出力電極のバスバー203,204,205、正極側中継電極201b、負極側中継電極202bが配置され、出力電極のバスバー203,204,205は、素子群G1〜G6を構成する複数のパワー素子のそれぞれと対向するような長さに構成されている。このようなインバータ装置において、素子群を構成する各パワー素子から出力電極の端子部へと流れる電流は、導体パターン及び出力電極のバスバーを介して最短経路で流れようとするため、各素子群(G1〜G6)における出力電極の端子部206,207,208から遠い位置に配置されるパワー素子については、その電流(経路)i40が斜めになり、スイッチング時の相互インダクタンスによる磁束相殺効果が小さい。   As shown in FIG. 8, the semiconductor device described in Patent Document 1 is configured to switch the upper and lower arms of each phase between the bus bar 201a of the positive input electrode and the bus bar 202a of the negative input electrode on the main circuit board 200. The element groups G1 to G6 constituting the elements are arranged, and the bus bars 203, 204, and 205 of the output electrodes of each phase, the positive relay electrode 201b, and the negative electrode so as to be sandwiched between the upper arm and the lower arm of the element groups G1 to G6 The side relay electrode 202b is disposed, and the output electrode bus bars 203, 204, and 205 are configured to have a length facing each of the plurality of power elements constituting the element groups G1 to G6. In such an inverter device, the current flowing from each power element constituting the element group to the terminal portion of the output electrode tends to flow in the shortest path via the conductor pattern and the bus bar of the output electrode. In the power elements arranged at positions far from the output electrode terminal portions 206, 207, and 208 in G1 to G6), the current (path) i40 is slanted, and the magnetic flux canceling effect due to the mutual inductance at the time of switching is small.

この発明の目的は、基板上に搭載された出力電極と素子群との間の配線インダクタンスを低減することができるインバータ装置を提供することにある。   An object of the present invention is to provide an inverter device that can reduce wiring inductance between an output electrode mounted on a substrate and an element group.

請求項1に記載の発明では、電力を変換するインバータ装置であって、上アーム用スイッチング素子および下アーム用スイッチング素子は、それぞれ、並列接続された複数のパワー素子が基板上の一方向に一列に並ぶ素子群として構成され、前記基板上に、正負の入力電極を挟んで前記各素子群が搭載されるとともに前記素子群に挟まれるように出力電極が搭載され、前記入力電極および前記出力電極は、それぞれ、端子部とバスバーとを備え、前記バスバーは、その長手方向が前記素子群の前記パワー素子が並ぶ方向と平行となるように前記基板上に配置され、前記上アーム用スイッチング素子を構成する前記素子群、および、前記下アーム用スイッチング素子を構成する前記素子群における、前記出力電極の端子部から遠い位置に配置されるパワー素子が、前記出力電極の端子部に近いパワー素子に比べて、互いに接近するように配置されることを要旨とする。   The invention according to claim 1 is an inverter device for converting electric power, wherein each of the upper arm switching element and the lower arm switching element has a plurality of power elements connected in parallel arranged in one direction on the substrate. Each element group is mounted on the substrate with a positive / negative input electrode interposed therebetween, and an output electrode is mounted so as to be sandwiched between the element groups. The input electrode and the output electrode Each includes a terminal portion and a bus bar, and the bus bar is disposed on the substrate such that a longitudinal direction thereof is parallel to a direction in which the power elements of the element group are arranged, and the switching element for the upper arm is provided. In the element group constituting and the element group constituting the lower arm switching element, disposed at a position far from the terminal portion of the output electrode. That power element, than the power element near the terminal portions of the output electrodes, and subject matter to be arranged so as to approach each other.

請求項1に記載の発明によれば、入力電極および出力電極は、それぞれ、端子部とバスバーとを備え、バスバーは、その長手方向が素子群のパワー素子が並ぶ方向と平行となるように基板上に配置され、上アーム用スイッチング素子を構成する素子群、および、下アーム用スイッチング素子を構成する素子群における、出力電極の端子部から遠い位置に配置されるパワー素子が、出力電極の端子部に近いパワー素子に比べて、互いに接近するように配置されているので、出力電極の端子部から遠い位置に配置されるパワー素子と、出力電極の端子部に近いパワー素子とを等距離に配置した場合に比べ、基板上に搭載された出力電極と素子群との間の配線インダクタンスを低減することができる。   According to the first aspect of the present invention, each of the input electrode and the output electrode includes a terminal portion and a bus bar, and the bus bar is a substrate whose longitudinal direction is parallel to the direction in which the power elements of the element group are arranged. The power element disposed at a position far from the terminal portion of the output electrode in the element group that is disposed above and constitutes the upper arm switching element and the element group that constitutes the lower arm switching element is the terminal of the output electrode. Compared with power elements close to each other, the power elements are arranged closer to each other, so that the power elements disposed far from the terminal portion of the output electrode and the power elements close to the terminal portion of the output electrode are equidistant. Compared to the arrangement, the wiring inductance between the output electrode mounted on the substrate and the element group can be reduced.

請求項2に記載のように、請求項1に記載のインバータ装置において、前記出力電極のバスバーは、その長手方向が、前記互いに接近するように配置されるパワー素子の間には延設されない長さであるとよい。   According to a second aspect of the present invention, in the inverter device according to the first aspect of the present invention, the bus bar of the output electrode has a length that does not extend between the power elements that are arranged so that the longitudinal direction thereof is close to each other. It is good to be.

請求項3に記載のように、請求項1または2に記載のインバータ装置において、前記入力電極のバスバーには、前記互いに接近するように配置されるパワー素子と対向する部分に、当該パワー素子に接近する突設部が設けられているとよい。   According to a third aspect of the present invention, in the inverter device according to the first or second aspect, the bus bar of the input electrode has a portion facing the power element disposed so as to be close to each other, and the power element is connected to the power element. It is preferable that an approaching projecting portion is provided.

本発明によれば、基板上に搭載された出力電極と素子群との間の配線インダクタンスを低減することができる。   According to the present invention, the wiring inductance between the output electrode mounted on the substrate and the element group can be reduced.

実施形態のインバータ装置を示す分解斜視図。The disassembled perspective view which shows the inverter apparatus of embodiment. インバータ装置の正面図。The front view of an inverter apparatus. インバータ装置の回路構成図。The circuit block diagram of an inverter apparatus. 主回路基板を示す平面図。The top view which shows a main circuit board. 主回路基板の一部拡大平面図。The partial enlarged plan view of the main circuit board. 出力電極に流れる電流を示す波形図。The wave form diagram which shows the electric current which flows into an output electrode. インバータ装置における主回路基板の一部概略平面図。The partial schematic top view of the main circuit board in an inverter apparatus. 課題を説明するための平面図。The top view for demonstrating a subject.

以下、本発明を車両に搭載されるインバータ装置に具体化した一実施形態を図1〜図7に従って説明する。
なお、図面において、水平面を、直交するX,Y方向で規定するとともに、上下方向をZ方向で規定している。
Hereinafter, an embodiment in which the present invention is embodied in an inverter device mounted on a vehicle will be described with reference to FIGS.
In the drawings, the horizontal plane is defined by the orthogonal X and Y directions, and the vertical direction is defined by the Z direction.

図1,2に示すように、全体構成として、薄い扁平形状をなすヒートシンクHSの上面に主回路基板21が配置されている。主回路基板21の上方においてコンデンサ基板100が主回路基板21と対向するように配置されている。さらに、コンデンサ基板100の上方において制御回路基板110が補助ブラケット本体121を介して配置されている。   As shown in FIGS. 1 and 2, the main circuit board 21 is disposed on the upper surface of a heat sink HS having a thin flat shape as an overall configuration. The capacitor substrate 100 is disposed above the main circuit board 21 so as to face the main circuit board 21. Further, the control circuit board 110 is disposed above the capacitor board 100 via the auxiliary bracket body 121.

主回路基板21には、複数のパワー素子20、正極側入力電極30、負極側入力電極40、U相出力電極50、V相出力電極60、W相出力電極70等が搭載されている。コンデンサ基板100には、複数のコンデンサ101が搭載されている。制御回路基板110には、各種の電子部品111が搭載されている。   A plurality of power elements 20, a positive side input electrode 30, a negative side input electrode 40, a U phase output electrode 50, a V phase output electrode 60, a W phase output electrode 70 and the like are mounted on the main circuit board 21. A plurality of capacitors 101 are mounted on the capacitor substrate 100. Various electronic components 111 are mounted on the control circuit board 110.

図3に示すように、本実施形態のインバータ装置10は、モータへ3相交流電力を供給する3相インバータであり、バッテリから供給される直流電力を交流電力に変換する。図3において、U相について上アーム用スイッチング素子Q1と下アーム用スイッチング素子Q2を備え、両スイッチング素子Q1,Q2は直列に接続されている。また、V相について上アーム用スイッチング素子Q4と下アーム用スイッチング素子Q3を備え、両スイッチング素子Q3,Q4は直列に接続されている。さらに、W相について上アーム用スイッチング素子Q5と下アーム用スイッチング素子Q6を備え、両スイッチング素子Q5,Q6は直列に接続されている。各スイッチング素子Q1〜Q6には、それぞれ、ダイオードD1,D2,D3,D4,D5,D6が並列に接続されている。各スイッチング素子にはMOSFETが使用されている。これら各スイッチング素子Q1〜Q6および各ダイオードD1〜D6は主回路基板21に搭載される。   As shown in FIG. 3, the inverter device 10 of the present embodiment is a three-phase inverter that supplies three-phase AC power to a motor, and converts DC power supplied from a battery into AC power. In FIG. 3, the U-phase includes an upper arm switching element Q1 and a lower arm switching element Q2, and both switching elements Q1 and Q2 are connected in series. Further, for the V phase, an upper arm switching element Q4 and a lower arm switching element Q3 are provided, and both the switching elements Q3 and Q4 are connected in series. Further, for the W phase, an upper arm switching element Q5 and a lower arm switching element Q6 are provided, and both the switching elements Q5 and Q6 are connected in series. Diodes D1, D2, D3, D4, D5, and D6 are connected in parallel to the switching elements Q1 to Q6, respectively. A MOSFET is used for each switching element. The switching elements Q1 to Q6 and the diodes D1 to D6 are mounted on the main circuit board 21.

図1,4に示すように、上アーム用スイッチング素子Q1は、並列接続された複数個(本実施形態では12個)のパワー素子20が、主回路基板21上の一方向(Y方向)に一列に並ぶ第1の素子群G1として構成されている。詳しくは、パワー素子20は、ダイオードが並列接続されたスイッチング素子をチップ化したものであり、このパワー素子20が主回路基板21に実装されている。以下、同様に、下アーム用スイッチング素子Q2は、並列接続された複数個(本実施形態では12個)のパワー素子20が、主回路基板21上の一方向(Y方向)に一列に並ぶ第2の素子群G2として構成されている。下アーム用スイッチング素子Q3は、並列接続された複数個(本実施形態では12個)のパワー素子20が、主回路基板21上の一方向(Y方向)に一列に並ぶ第3の素子群G3として構成されている。上アーム用スイッチング素子Q4は、並列接続された複数個(本実施形態では12個)のパワー素子20が、主回路基板21上の一方向(Y方向)に一列に並ぶ第4の素子群G4として構成されている。上アーム用スイッチング素子Q5は、並列接続された複数個(本実施形態では12個)のパワー素子20が、主回路基板21上の一方向(Y方向)に一列に並ぶ第5の素子群G5として構成されている。下アーム用スイッチング素子Q6は、並列接続された複数個(本実施形態では12個)のパワー素子20が、主回路基板21上の一方向(Y方向)に一列に並ぶ第6の素子群G6として構成されている。   As shown in FIGS. 1 and 4, the upper arm switching element Q <b> 1 includes a plurality (12 in this embodiment) of power elements 20 connected in parallel in one direction (Y direction) on the main circuit board 21. The first element group G1 is arranged in a line. Specifically, the power element 20 is a switching element in which diodes are connected in parallel, and the power element 20 is mounted on the main circuit board 21. Similarly, the lower arm switching element Q2 includes a plurality of (in the present embodiment, 12) power elements 20 connected in parallel arranged in a line on the main circuit board 21 in one direction (Y direction). It is configured as two element groups G2. The lower arm switching element Q3 includes a third element group G3 in which a plurality of (in this embodiment, 12) power elements 20 connected in parallel are arranged in a line on the main circuit board 21 in one direction (Y direction). It is configured as. The upper arm switching element Q4 includes a fourth element group G4 in which a plurality of (in this embodiment, 12) power elements 20 connected in parallel are arranged in a line on the main circuit board 21 in one direction (Y direction). It is configured as. The upper arm switching element Q5 includes a fifth element group G5 in which a plurality of (in this embodiment, 12) power elements 20 connected in parallel are arranged in a line on the main circuit board 21 in one direction (Y direction). It is configured as. The lower arm switching element Q6 includes a sixth element group G6 in which a plurality of (in this embodiment, 12) power elements 20 connected in parallel are arranged in a line on the main circuit board 21 in one direction (Y direction). It is configured as.

このようにして、上アーム用スイッチング素子Q1,Q4,Q5および下アーム用スイッチング素子Q2,Q3,Q6は、それぞれ、並列接続された複数のパワー素子20が、主回路基板21上の一方向(Y方向)に一列に並ぶ素子群G1〜G6として構成されている。なお、図1,4に示すように、主回路基板21には複数のパワー素子20が実装されているが、図3では説明を簡単にするため等価的に示している。   In this way, the upper arm switching elements Q1, Q4, and Q5 and the lower arm switching elements Q2, Q3, and Q6 are configured so that the plurality of power elements 20 connected in parallel are arranged in one direction on the main circuit board 21 ( The element groups G1 to G6 are arranged in a line in the Y direction. As shown in FIGS. 1 and 4, a plurality of power elements 20 are mounted on the main circuit board 21, but are shown equivalently in FIG. 3 for the sake of simplicity.

図3において、U相の上アーム用スイッチング素子Q1と下アーム用スイッチング素子Q2との間の接続点がU相出力電極50と接続されている。V相の上アーム用スイッチング素子Q4と下アーム用スイッチング素子Q3との間の接続点がV相出力電極60と接続されている。W相の上アーム用スイッチング素子Q5と下アーム用スイッチング素子Q6との間の接続点がW相出力電極70と接続されている。そして、U相出力電極50、V相出力電極60およびW相出力電極70は、出力機器としての車載走行モータ(図示せず)に接続されている。   In FIG. 3, the connection point between the U-phase upper arm switching element Q <b> 1 and the lower arm switching element Q <b> 2 is connected to the U-phase output electrode 50. A connection point between the V-phase upper arm switching element Q 4 and the lower arm switching element Q 3 is connected to the V-phase output electrode 60. A connection point between W-phase upper arm switching element Q5 and lower arm switching element Q6 is connected to W-phase output electrode. The U-phase output electrode 50, the V-phase output electrode 60, and the W-phase output electrode 70 are connected to an in-vehicle travel motor (not shown) as an output device.

図4の主回路基板21において、スイッチング素子Q1(第1の素子群G1)のドレインが導体パターンP10(図5参照)を通して正極側入力電極30と電気的に接続されている。また、スイッチング素子Q4,Q5(第4の素子群G4、第5の素子群G5)のドレインが導体パターンを通して正極側中継電極24と電気的に接続されているとともに正極側中継電極24が導体パターンP1(図4参照)を通して正極側入力電極30と電気的に接続されている。スイッチング素子Q2,Q3(第2の素子群G2、第3の素子群G3)のソースが導体パターンを通して負極側中継電極23と電気的に接続されているとともに負極側中継電極23が導体パターンP2(図4参照)を通して負極側入力電極40と電気的に接続されている。スイッチング素子Q6(第6の素子群G6)のソースが導体パターンを通して負極側入力電極40と電気的に接続されている。   In the main circuit board 21 of FIG. 4, the drain of the switching element Q1 (first element group G1) is electrically connected to the positive input electrode 30 through the conductor pattern P10 (see FIG. 5). The drains of the switching elements Q4 and Q5 (fourth element group G4, fifth element group G5) are electrically connected to the positive relay electrode 24 through the conductor pattern, and the positive relay electrode 24 is connected to the conductor pattern. It is electrically connected to the positive input electrode 30 through P1 (see FIG. 4). The sources of the switching elements Q2 and Q3 (second element group G2, third element group G3) are electrically connected to the negative side relay electrode 23 through the conductor pattern, and the negative side relay electrode 23 is electrically connected to the conductor pattern P2 ( 4) and is electrically connected to the negative input electrode 40. The source of the switching element Q6 (sixth element group G6) is electrically connected to the negative input electrode 40 through the conductor pattern.

図3において、正極側入力電極30と負極側入力電極40の間には複数のコンデンサ101が並列に接続されている。これらコンデンサ101は、コンデンサ基板100に複数実装されている。   In FIG. 3, a plurality of capacitors 101 are connected in parallel between the positive electrode side input electrode 30 and the negative electrode side input electrode 40. A plurality of these capacitors 101 are mounted on the capacitor substrate 100.

図1,4において、主回路基板21上に、正負の入力電極30,40を挟んで各素子群G1〜G6が搭載されているとともに素子群G1〜G6に挟まれるように出力電極50,60,70が搭載されている。   1 and 4, the element groups G1 to G6 are mounted on the main circuit board 21 with the positive and negative input electrodes 30 and 40 interposed therebetween, and the output electrodes 50 and 60 are sandwiched between the element groups G1 to G6. , 70 are installed.

詳しくは、X方向において左から右に、順に、第1の素子群G1、第2の素子群G2、第3の素子群G3、第4の素子群G4、第5の素子群G5、第6の素子群G6が配置されている。また、X方向において最も左側には正極側入力電極30が配置されているとともに、X方向において最も右側には負極側入力電極40が配置されている。X方向において第1の素子群G1と第2の素子群G2との間にはU相出力電極50が配置されている。X方向において第3の素子群G3と第4の素子群G4との間にはV相出力電極60が配置されている。X方向において第5の素子群G5と第6の素子群G6との間にはW相出力電極70が配置されている。   Specifically, the first element group G1, the second element group G2, the third element group G3, the fourth element group G4, the fifth element group G5, the sixth element in order from left to right in the X direction. Element group G6 is arranged. Further, the positive electrode side input electrode 30 is disposed on the leftmost side in the X direction, and the negative electrode side input electrode 40 is disposed on the rightmost side in the X direction. A U-phase output electrode 50 is disposed between the first element group G1 and the second element group G2 in the X direction. A V-phase output electrode 60 is disposed between the third element group G3 and the fourth element group G4 in the X direction. A W-phase output electrode 70 is disposed between the fifth element group G5 and the sixth element group G6 in the X direction.

また、主回路基板21に中継電極23,24が素子群G2,G3、G4,G5に挟まれるように搭載されている。詳しくは、X方向において第2の素子群G2と第3の素子群G3との間には負極側中継電極23が配置されており、上述したように負極側中継電極23は導体パターンP2により負極側入力電極40と電気的に接続されている。また、X方向において第4の素子群G4と第5の素子群G5との間には正極側中継電極24が配置されており、上述したように正極側中継電極24は導体パターンP1により正極側入力電極30と電気的に接続されている。   Further, the relay electrodes 23 and 24 are mounted on the main circuit board 21 so as to be sandwiched between the element groups G2, G3, G4, and G5. Specifically, the negative electrode side relay electrode 23 is disposed between the second element group G2 and the third element group G3 in the X direction, and as described above, the negative electrode side relay electrode 23 is negatively connected by the conductor pattern P2. The side input electrode 40 is electrically connected. Further, the positive relay electrode 24 is arranged between the fourth element group G4 and the fifth element group G5 in the X direction. As described above, the positive relay electrode 24 is connected to the positive electrode side by the conductor pattern P1. The input electrode 30 is electrically connected.

図3において、インバータ装置10の正極側入力電極30および負極側入力電極40にはコンデンサ101を介して車載バッテリBcの正極端子および負極端子が接続される。また、各スイッチング素子Q1〜Q6のゲートはフラットケーブルCFを介して制御回路を構成する電子部品111と接続されている。制御回路を構成する電子部品111は制御回路基板110(図1,2参照)に搭載されている。そして、制御回路基板110の制御回路によりスイッチング素子Q1〜Q6がスイッチング制御されて車載走行モータに電力を供給するようになっている。   In FIG. 3, the positive electrode terminal and the negative electrode terminal of the in-vehicle battery Bc are connected to the positive electrode side input electrode 30 and the negative electrode side input electrode 40 of the inverter device 10 via a capacitor 101. The gates of the switching elements Q1 to Q6 are connected to an electronic component 111 that constitutes a control circuit via a flat cable CF. The electronic component 111 constituting the control circuit is mounted on the control circuit board 110 (see FIGS. 1 and 2). Then, the switching elements Q1 to Q6 are subjected to switching control by the control circuit of the control circuit board 110 so as to supply electric power to the vehicle-mounted traveling motor.

図1,4に示すように、アルミよりなる正負の入力電極30,40および各相の出力電極50,60,70は、それぞれ、端子部31,41,51,61,71とバスバー(帯板部)32,42,52,62,72とを備えている。端子部31,41,51,61,71は、略棒状に形成されている。バスバー32,42,52,62,72は、主回路基板21の導体パターン上に配置される。図5においては、導体パターンP10上に正極側入力電極30のバスバー32が実装されると共に導体パターンP10上に第1の素子群G1を構成する各パワー素子20が実装されている様子を示す。負極側入力電極40についても同様である。また、図5においては、導体パターンP11上にU相出力電極50のバスバー52が実装されると共に導体パターンP11上に第2の素子群G2を構成する各パワー素子20が実装されている様子を示す。他の相の出力電極60,70についても同様である。   As shown in FIGS. 1 and 4, positive and negative input electrodes 30 and 40 made of aluminum and output electrodes 50, 60 and 70 of each phase are respectively connected to terminal portions 31, 41, 51, 61 and 71 and bus bars (band plates). Part) 32, 42, 52, 62, 72. The terminal portions 31, 41, 51, 61, 71 are formed in a substantially rod shape. Bus bars 32, 42, 52, 62, 72 are arranged on the conductor pattern of main circuit board 21. FIG. 5 shows a state in which the bus bar 32 of the positive input electrode 30 is mounted on the conductor pattern P10 and each power element 20 constituting the first element group G1 is mounted on the conductor pattern P10. The same applies to the negative side input electrode 40. In FIG. 5, the bus bar 52 of the U-phase output electrode 50 is mounted on the conductor pattern P11, and the power elements 20 constituting the second element group G2 are mounted on the conductor pattern P11. Show. The same applies to the output electrodes 60 and 70 of the other phases.

バスバー32,42,52,62,72は、細長に延びる矩形板状(帯状)に形成され、導体パターンに対し面接触して電気的に接続される。入力電極30,40および出力電極50,60,70において、バスバー32,42,52,62,72の長さ方向の中央には丸棒状をなす端子部31,41,51,61,71が立設されている。   The bus bars 32, 42, 52, 62, 72 are formed in an elongated rectangular plate shape (band shape), and are electrically connected in surface contact with the conductor pattern. In the input electrodes 30, 40 and the output electrodes 50, 60, 70, round bar-shaped terminal portions 31, 41, 51, 61, 71 stand at the center in the length direction of the bus bars 32, 42, 52, 62, 72. It is installed.

バスバー32,42,52,62,72は、その長手方向が、素子群G1〜G6のパワー素子20が並ぶ方向(Y方向)と平行となるように主回路基板21上に配置されている。   The bus bars 32, 42, 52, 62, 72 are arranged on the main circuit board 21 so that the longitudinal direction thereof is parallel to the direction (Y direction) in which the power elements 20 of the element groups G1 to G6 are arranged.

図4に示すように、上アーム用スイッチング素子を構成する素子群G1および下アーム用スイッチング素子を構成する素子群G2について、出力電極50の端子部51から遠い位置に配置されるパワー素子20(各3個のパワー素子)が、出力電極50の端子部51に近いパワー素子20(6個のパワー素子)に比べて、互いに接近するように配置されている。同様に、上アーム用スイッチング素子を構成する素子群G4および下アーム用スイッチング素子を構成する素子群G3について、出力電極60の端子部61から遠い位置に配置されるパワー素子20(各3個のパワー素子)が、出力電極60の端子部61に近いパワー素子20(6個のパワー素子)に比べて、互いに接近するように配置されている。さらに、上アーム用スイッチング素子を構成する素子群G5および下アーム用スイッチング素子を構成する素子群G6について、出力電極70の端子部71から遠い位置に配置されるパワー素子20(各3個のパワー素子)が、出力電極70の端子部71に近いパワー素子20(6個のパワー素子)に比べて、互いに接近するように配置されている。   As shown in FIG. 4, with respect to the element group G1 constituting the upper arm switching element and the element group G2 constituting the lower arm switching element, the power element 20 ( The three power elements are disposed closer to each other than the power elements 20 (six power elements) close to the terminal portion 51 of the output electrode 50. Similarly, for the element group G4 that constitutes the upper arm switching element and the element group G3 that constitutes the lower arm switching element, the power elements 20 (three each of which are arranged at positions far from the terminal portion 61 of the output electrode 60). Are arranged closer to each other than the power elements 20 (six power elements) close to the terminal portion 61 of the output electrode 60. Further, for the element group G5 constituting the upper arm switching element and the element group G6 constituting the lower arm switching element, the power element 20 (three power elements each) arranged at a position far from the terminal portion 71 of the output electrode 70. Are arranged closer to each other than the power elements 20 (six power elements) close to the terminal portion 71 of the output electrode 70.

また、出力電極50のバスバー52は、その長手方向が、互いに接近するように配置されるパワー素子20の間には延設されない長さである。具体的には、出力電極50のバスバー52は、その長手方向の長さL1が、互いに接近するように配置されるパワー素子20の配置箇所には延設されないように短くなっている。つまり、素子群のパワー素子のうちの出力電極50の端子部51に近い部位にのみバスバー52を配置している。   The bus bar 52 of the output electrode 50 has a length that does not extend between the power elements 20 that are arranged so that their longitudinal directions are close to each other. Specifically, the bus bar 52 of the output electrode 50 is shortened so that the length L1 in the longitudinal direction does not extend to the location where the power elements 20 are arranged so as to approach each other. That is, the bus bar 52 is disposed only in a portion close to the terminal portion 51 of the output electrode 50 in the power elements of the element group.

同様に、出力電極60のバスバー62は、その長手方向が、互いに接近するように配置されるパワー素子20の間には延設されない長さである。具体的には、出力電極60のバスバー62は、その長手方向の長さL2が、互いに接近するように配置されるパワー素子20の配置箇所には延設されないように短くなっている(素子群のパワー素子のうちの出力電極60の端子部61に近い部位にのみバスバー62を配置している)。さらに、出力電極70のバスバー72は、その長手方向が、互いに接近するように配置されるパワー素子20の間には延設されない長さである。具体的には、出力電極70のバスバー72は、その長手方向の長さL3が、互いに接近するように配置されるパワー素子20の配置箇所には延設されないように短くなっている(素子群のパワー素子のうちの出力電極70の端子部71に近い部位にのみバスバー72を配置している)。   Similarly, the bus bar 62 of the output electrode 60 has a length that does not extend between the power elements 20 that are arranged so that their longitudinal directions are close to each other. Specifically, the bus bar 62 of the output electrode 60 is shortened so that the length L2 in the longitudinal direction does not extend to the place where the power elements 20 arranged so as to approach each other (element group). The bus bar 62 is disposed only in a portion close to the terminal portion 61 of the output electrode 60 among the power elements. Further, the bus bar 72 of the output electrode 70 has a length that does not extend between the power elements 20 arranged so that the longitudinal direction thereof is close to each other. Specifically, the bus bar 72 of the output electrode 70 is shortened so that the length L3 in the longitudinal direction does not extend to the location where the power elements 20 are arranged so as to approach each other (element group). The bus bar 72 is disposed only in a portion close to the terminal portion 71 of the output electrode 70 of the power elements.

入力電極30のバスバー32には、互いに接近するように配置されるパワー素子20と対向する部分に、パワー素子20に接近する突設部32bが設けられている。つまり、入力電極30のバスバー32について、互いに接近するように配置されるパワー素子20の配置箇所については本体部32aから突設部32bがパワー素子20に接近するように距離d11だけ突設されている。   The bus bar 32 of the input electrode 30 is provided with a protruding portion 32b that approaches the power element 20 at a portion that faces the power element 20 that is arranged so as to approach each other. That is, with respect to the bus bar 32 of the input electrode 30, the place where the power element 20 is placed so as to be close to each other is protruded from the main body part 32 a by the distance d 11 so that the protruding part 32 b is close to the power element 20. Yes.

同様に、入力電極40のバスバー42には、互いに接近するように配置されるパワー素子20と対向する部分に、パワー素子20に接近する突設部42bが設けられている。つまり、入力電極40のバスバー42について、互いに接近するように配置されるパワー素子20の配置箇所については本体部42aから突設部42bがパワー素子20に接近するように距離d12だけ突設されている。   Similarly, the bus bar 42 of the input electrode 40 is provided with a protruding portion 42b that approaches the power element 20 at a portion facing the power element 20 that is arranged so as to approach each other. In other words, with respect to the bus bar 42 of the input electrode 40, the power element 20 disposed so as to be close to each other is protruded from the main body 42 a by the distance d 12 so that the protruding part 42 b approaches the power element 20. Yes.

また、負極側中継電極23は、その長手方向が、素子群G1〜G6のパワー素子20が並ぶ方向(Y方向)と平行となるように主回路基板21上に配置されている。また、正極側中継電極24は、その長手方向が、素子群G1〜G6のパワー素子20が並ぶ方向(Y方向)と平行となるように主回路基板21上に配置されている。   Moreover, the negative electrode side relay electrode 23 is arrange | positioned on the main circuit board 21 so that the longitudinal direction may become parallel to the direction (Y direction) in which the power elements 20 of the element groups G1-G6 are arranged. The positive relay electrode 24 is arranged on the main circuit board 21 so that the longitudinal direction thereof is parallel to the direction in which the power elements 20 of the element groups G1 to G6 are arranged (Y direction).

負極側中継電極23について、互いに接近するように配置されるパワー素子20の配置箇所については本体部23aの一側面から突設部23bが第2の素子群G2(パワー素子20)に向かって距離d13だけパワー素子20に接近するように突設されている。また、本体部23aの他側面から突設部23cが第3の素子群G3(パワー素子20)に向かって距離d14だけパワー素子20に接近するように突設されている。同様、正極側中継電極24について、互いに接近するように配置されるパワー素子20の配置箇所については本体部24aの一側面から突設部24bが第4の素子群G4(パワー素子20)に向かって距離d15だけパワー素子20に接近するように突設されている。また、本体部24aの他側面から突設部24cが第5の素子群G5(パワー素子20)に向かって距離d16だけパワー素子20に接近するように突設されている。   As for the location where the power elements 20 are arranged so as to be close to each other with respect to the negative electrode side relay electrode 23, the projecting portion 23b is a distance from one side surface of the main body portion 23a toward the second element group G2 (power element 20). Projection is provided so as to approach the power element 20 by d13. Further, the projecting portion 23c is projected from the other side surface of the main body portion 23a toward the third element group G3 (power element 20) so as to approach the power element 20 by a distance d14. Similarly, with respect to the positive relay electrode 24, the protruding portion 24b is directed from the one side surface of the main body 24a toward the fourth element group G4 (power element 20) with respect to the arrangement location of the power elements 20 arranged so as to approach each other. And projecting so as to approach the power element 20 by a distance d15. Further, the projecting portion 24c is projected from the other side surface of the main body portion 24a toward the fifth element group G5 (power element 20) so as to approach the power element 20 by a distance d16.

図1および図2に示すように、正負の入力電極30,40におけるバスバー32,42の上面にコンデンサ基板100が載置されている。正極側入力電極30および負極側入力電極40は、バスバー32,42を介してコンデンサ基板100と電気的に接続されている。また、正負の入力電極30,40の棒状の端子部31,41において上側の周面には制御回路基板用支持部33,43が突設されている。   As shown in FIGS. 1 and 2, the capacitor substrate 100 is mounted on the upper surfaces of the bus bars 32 and 42 in the positive and negative input electrodes 30 and 40. The positive electrode side input electrode 30 and the negative electrode side input electrode 40 are electrically connected to the capacitor substrate 100 via bus bars 32 and 42. Further, in the rod-like terminal portions 31 and 41 of the positive and negative input electrodes 30 and 40, control circuit board support portions 33 and 43 project from the upper peripheral surface.

コンデンサ基板100にはU相出力電極50、V相出力電極60、およびW相出力電極70の棒状の端子部51,61,71が貫通している。主回路基板21上には、補助ブラケット本体121が一対の脚部122により主回路基板21に固定されるとともに、補助ブラケット本体121が正負の入力電極30,40の制御回路基板用支持部33,43に支持されている。また、補助ブラケット本体121にはU相出力電極50、V相出力電極60、およびW相出力電極70の端子部51,61,71が貫通している。補助ブラケット本体121上には制御回路基板110が支持されるとともに、制御回路基板110にはU相出力電極50、V相出力電極60、およびW相出力電極70の端子部51,61,71が貫通している。制御回路基板用支持部33,43は導電カラー123を介して制御回路基板110と電気的に接続されている。制御回路基板110には制御回路側コネクタ部112が設けられ、接続部材としてのフラットケーブルCFによって主回路基板21と制御回路基板110とが電気的に接続されている。   The capacitor substrate 100 is penetrated by rod-shaped terminal portions 51, 61, 71 of the U-phase output electrode 50, the V-phase output electrode 60, and the W-phase output electrode 70. On the main circuit board 21, the auxiliary bracket body 121 is fixed to the main circuit board 21 by a pair of legs 122, and the auxiliary bracket body 121 has the control circuit board support 33 for the positive and negative input electrodes 30, 40, 43 is supported. Further, the terminal portions 51, 61, 71 of the U-phase output electrode 50, the V-phase output electrode 60, and the W-phase output electrode 70 pass through the auxiliary bracket main body 121. A control circuit board 110 is supported on the auxiliary bracket body 121, and terminal portions 51, 61, 71 of the U-phase output electrode 50, the V-phase output electrode 60, and the W-phase output electrode 70 are provided on the control circuit board 110. It penetrates. The control circuit board support portions 33 and 43 are electrically connected to the control circuit board 110 through the conductive collar 123. The control circuit board 110 is provided with a control circuit side connector portion 112, and the main circuit board 21 and the control circuit board 110 are electrically connected by a flat cable CF as a connecting member.

次に、このように構成したインバータ装置10の作用を説明する。
車載バッテリBcからの直流電流は、コンデンサ基板100を介して主回路基板21に供給される。そして、上アームのスイッチング素子Q1,Q4,Q5(第1、第4および第5の素子群G1,G4,G5のパワー素子20)、および下アームのスイッチング素子Q2,Q3,Q6(第2、第3および第6の素子群G2,G3,G6のパワー素子20)がそれぞれ所定のタイミングでオン・オフ制御されることで、U相出力電極50、V相出力電極60、およびW相出力電極70より交流電流が車載走行モータに供給される。
Next, the operation of the inverter device 10 configured as described above will be described.
The direct current from the in-vehicle battery Bc is supplied to the main circuit board 21 via the capacitor board 100. The upper arm switching elements Q1, Q4, and Q5 (power elements 20 of the first, fourth, and fifth element groups G1, G4, and G5) and the lower arm switching elements Q2, Q3, and Q6 (second, The U-phase output electrode 50, the V-phase output electrode 60, and the W-phase output electrode are respectively controlled by turning on / off the power elements 20) of the third and sixth element groups G2, G3, and G6 at predetermined timings. From 70, an alternating current is supplied to the vehicle-mounted traveling motor.

また、正極側入力電極30および負極側入力電極40が発熱すると、この熱はバスバー32,42から主回路基板21を介してヒートシンクHSに伝わり放熱される。また、スイッチング素子Q1〜Q6(素子群G1〜G6)におけるスイッチング動作に伴う熱は主回路基板21を介してヒートシンクHSに伝わり放熱される。   When the positive input electrode 30 and the negative input electrode 40 generate heat, the heat is transmitted from the bus bars 32 and 42 to the heat sink HS through the main circuit board 21 and is radiated. Further, the heat accompanying the switching operation in the switching elements Q1 to Q6 (element groups G1 to G6) is transmitted to the heat sink HS through the main circuit board 21 and radiated.

ここで、上述したスイッチング素子Q1〜Q6(素子群G1〜G6)のオン・オフ制御に伴う主回路基板21における電流の流れについて言及する。
車載バッテリBcから供給される直流電力は、インバータ装置10により交流電力に変換されて、出力電極50,60,70より外部の負荷へ出力される。
Here, reference will be made to the current flow in the main circuit board 21 accompanying the on / off control of the switching elements Q1 to Q6 (element groups G1 to G6).
The DC power supplied from the in-vehicle battery Bc is converted into AC power by the inverter device 10 and output to the external load from the output electrodes 50, 60 and 70.

例えば、上アーム用スイッチング素子がオンからオフに切り換えられると、図3に示すように、上アーム用スイッチング素子に流れていた電流i10は徐々に減少し、下アーム用スイッチング素子に流れる電流i20が徐々に増加する。これらの電流i10,i20を図6の波形で示す。V相およびW相についても同様にして電流が流れる。   For example, when the upper arm switching element is switched from on to off, as shown in FIG. 3, the current i10 flowing through the upper arm switching element gradually decreases, and the current i20 flowing through the lower arm switching element is reduced. Increase gradually. These currents i10 and i20 are shown by the waveforms in FIG. A current flows similarly in the V phase and the W phase.

このとき、図4に示すように、上アーム用スイッチング素子を構成する素子群G1,G4,G5、および、下アーム用スイッチング素子を構成する素子群G2,G3,G6における、出力電極50,60,70の端子部51,61,71から遠い位置に配置されるパワー素子20を出力電極50,60,70の端子部51,61,71に近いパワー素子20に比べて、互いに接近するように配置した。よって、素子群より出力電極へは主回路基板21に形成した導体パターンを介して電流が流れるが、その際の主回路基板21上に搭載された出力電極50,60,70と素子群G1〜G6との間の配線インダクタンスを低減することができる。   At this time, as shown in FIG. 4, the output electrodes 50, 60 in the element groups G1, G4, G5 constituting the upper arm switching element and the element groups G2, G3, G6 constituting the lower arm switching element. , 70 so that the power elements 20 arranged at positions far from the terminal portions 51, 61, 71 are closer to each other than the power elements 20 close to the terminal portions 51, 61, 71 of the output electrodes 50, 60, 70. Arranged. Therefore, a current flows from the element group to the output electrode through a conductor pattern formed on the main circuit board 21, and the output electrodes 50, 60, 70 mounted on the main circuit board 21 at that time and the element groups G1 to G1. Wiring inductance with G6 can be reduced.

図7を用いてより詳しく説明する。
図7の実線が本実施形態であり、図4に対応する図である。図7の二点鎖線が比較例であり、図8に対応する図である。
This will be described in more detail with reference to FIG.
The solid line in FIG. 7 is the present embodiment, and corresponds to FIG. The two-dot chain line in FIG. 7 is a comparative example and corresponds to FIG.

図4に示すように、素子群G1〜G6における端のパワー素子(MOSトランジスタ)20を中央に寄せるとともに、寄せたパワー素子20の配置箇所での出力電極50,60,70のバスバー52,62,72の長さL1,L2,L3を短くした。また、バスバー32,42および中継電極23,24の本体部32a,42a,23a,24aに突設部32b,42b,23b,23c,24b,24cを設けて素子群にバスバーおよび中継電極の本体部を近づけた。このような構成とすることにより、相互インダクタンスによる磁束相殺効果を大きくできる。そのため、インダクタンスを低減することができる。   As shown in FIG. 4, the power elements (MOS transistors) 20 at the ends of the element groups G1 to G6 are moved toward the center, and the bus bars 52, 62 of the output electrodes 50, 60, 70 at the positions where the shifted power elements 20 are arranged. 72, lengths L1, L2, and L3 are shortened. The bus bars 32 and 42 and the main body portions 32a, 42a, 23a, and 24a of the relay electrodes 23 and 24 are provided with projecting portions 32b, 42b, 23b, 23c, 24b, and 24c, and the bus bar and the main body portions of the relay electrodes are provided in the element group. Moved closer. With such a configuration, it is possible to increase the magnetic flux canceling effect due to the mutual inductance. Therefore, inductance can be reduced.

詳しくは、図8に示す比較例においては、電流は最短距離で流れようとする。そのため、上アーム用スイッチング素子を構成する素子群の端側に設けられるパワー素子(MOSトランジスタ)20から出力電極の端子部に流れる電流i40(図7参照)の電流経路と、下アーム用スイッチング素子を構成する素子群の端側に設けられるパワー素子から出力電極の端子部に流れる電流i40(図7参照)の電流経路とは、平行にならない部分が比較的多く含まれる。その結果、相互インダクタンスによる磁束相殺効果は小さくなっている。   Specifically, in the comparative example shown in FIG. 8, the current tends to flow at the shortest distance. Therefore, the current path of the current i40 (see FIG. 7) flowing from the power element (MOS transistor) 20 provided on the end side of the element group constituting the upper arm switching element to the terminal portion of the output electrode, and the lower arm switching element The current path of the current i40 (see FIG. 7) flowing from the power element provided on the end side of the element group constituting the output electrode to the terminal portion of the output electrode includes a relatively large portion that is not parallel. As a result, the magnetic flux canceling effect due to the mutual inductance is reduced.

これに対し本実施形態では、出力電極の端子部から遠くなる上アーム用スイッチング素子の素子群の端側に配置されるパワー素子(MOSトランジスタ)20と下アーム用スイッチング素子の素子群の端側に配置されるパワー素子を互いに接近させたことで、上アーム用スイッチング素子の端側のパワー素子(MOSトランジスタ)20から出力電極の端子部へと流れる電流i30(図7参照)の電流経路と、下アーム用スイッチング素子の端側のパワー素子(MOSトランジスタ)20から出力電極の端子部へと流れる電流i30(図7参照)の電流経路とは、多くの部分で平行になる。その結果、相互インダクタンスによる磁束相殺効果が大きくなる。   On the other hand, in the present embodiment, the power element (MOS transistor) 20 disposed on the end side of the element group of the upper arm switching element far from the terminal portion of the output electrode and the end side of the element group of the lower arm switching element. The power elements arranged on the upper arm switching element are brought close to each other, whereby the current path of the current i30 (see FIG. 7) flowing from the power element (MOS transistor) 20 on the end side of the upper arm switching element to the terminal portion of the output electrode The current path of the current i30 (see FIG. 7) flowing from the power element (MOS transistor) 20 on the end side of the lower arm switching element to the terminal portion of the output electrode is parallel in many parts. As a result, the magnetic flux canceling effect due to the mutual inductance is increased.

このようにして、配線インダクタンスを小さくすることで、従来と同じスイッチング速度でパワー素子をスイッチングさせても、スイッチングサージ電圧を小さくできるため、より低耐圧で安価な素子を採用することができる。または、よりスイッチング速度を大きくしてもスイッチングサージ電圧は従来同等となるので、スイッチング損失を小さくすることができ、冷却系を小型・安価とすることができる。   In this way, by reducing the wiring inductance, the switching surge voltage can be reduced even when the power element is switched at the same switching speed as in the prior art. Therefore, an element with a lower withstand voltage and a lower price can be employed. Alternatively, even if the switching speed is further increased, the switching surge voltage is equivalent to that of the conventional one, so that the switching loss can be reduced, and the cooling system can be made small and inexpensive.

上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
(1)上アーム用スイッチング素子を構成する素子群G1,G4,G5、および、下アーム用スイッチング素子を構成する素子群G2,G3,G6における、出力電極50,60,70の端子部51,61,71から遠い位置に配置されるパワー素子20が、出力電極50,60,70の端子部51,61,71に近いパワー素子20に比べて、互いに接近するように配置した。これにより、出力電極50,60,70の端子部51,61,71から遠い位置に配置されるパワー素子20と、出力電極50,60,70の端子部51,61,71に近いパワー素子20とを等距離に配置した場合に比べ、主回路基板21上に搭載された出力電極50,60,70と素子群G1〜G6との間の配線インダクタンスを低減することができる。
According to the above embodiment, the following effects can be obtained.
(1) Terminal portions 51 of the output electrodes 50, 60, 70 in the element groups G1, G4, G5 constituting the upper arm switching element and the element groups G2, G3, G6 constituting the lower arm switching element, The power elements 20 arranged at positions far from 61 and 71 are arranged closer to each other than the power elements 20 close to the terminal portions 51, 61 and 71 of the output electrodes 50, 60 and 70. Thereby, the power element 20 disposed at a position far from the terminal portions 51, 61, 71 of the output electrodes 50, 60, 70 and the power element 20 close to the terminal portions 51, 61, 71 of the output electrodes 50, 60, 70. Can be reduced compared to the case where they are arranged at equal distances, the wiring inductance between the output electrodes 50, 60, 70 mounted on the main circuit board 21 and the element groups G1 to G6 can be reduced.

(2)出力電極50,60,70のバスバー52,62,72は、その長手方向が、互いに接近するように配置されるパワー素子20の間には延設されない長さである。これにより、容易に、出力電極50,60,70の端子部51,61,71から遠い位置に配置されるパワー素子20を互いに接近するように配置することができる。   (2) The bus bars 52, 62, 72 of the output electrodes 50, 60, 70 have a length that does not extend between the power elements 20 arranged so that their longitudinal directions are close to each other. Thereby, the power elements 20 arranged at positions far from the terminal portions 51, 61, 71 of the output electrodes 50, 60, 70 can be easily arranged so as to approach each other.

(3)入力電極30,40のバスバー32,42には、互いに接近するように配置されるパワー素子20と対向する部分に、当該パワー素子20に接近する突設部32b,42bが設けられている。これにより、入力電極30,40と素子群G1,G6との関係について、出力電極50,60,70の端子部51,61,71から遠い位置に配置されるパワー素子20との配線距離(電流経路)と、出力電極50,60,70の端子部51,61,71に近いパワー素子20の配線距離(電流経路)との均等化を図ることが可能となる。   (3) The bus bars 32 and 42 of the input electrodes 30 and 40 are provided with projecting portions 32b and 42b approaching the power element 20 at portions facing the power element 20 disposed so as to approach each other. Yes. Thereby, regarding the relationship between the input electrodes 30 and 40 and the element groups G1 and G6, the wiring distance (current) between the power elements 20 arranged at positions far from the terminal portions 51, 61, and 71 of the output electrodes 50, 60, and 70. Path) and the wiring distance (current path) of the power element 20 close to the terminal portions 51, 61, 71 of the output electrodes 50, 60, 70 can be equalized.

実施形態は前記に限定されるものではなく、例えば、次のように具体化してもよい。
・スイッチング素子としてMOSFETを用いたが、IGBTを用いてもよい。
・出力電極のバスバー52,62,72は、互いに接近するように配置されるパワー素子20の配置箇所には延設されないように短くしたが、これに代わり、互いに接近するように配置されるパワー素子20の配置箇所には細くして延設してもよい。
The embodiment is not limited to the above, and may be embodied as follows, for example.
-Although MOSFET was used as a switching element, you may use IGBT.
The output electrode bus bars 52, 62, 72 are shortened so as not to extend to the locations where the power elements 20 are arranged so as to be close to each other, but instead, the power bars are arranged so as to be close to each other. The element 20 may be thinned and extended at an arrangement place.

・出力電極50,60,70は、端子部51,61,71をバスバー52,62,72の長手方向の中央部に配置したが、これに限るものでなく、端子部51,61,71をバスバー52,62,72の長手方向の中央部以外の部位に配置してもよい。要は、上アーム用スイッチング素子を構成する素子群、および、下アーム用スイッチング素子を構成する素子群における、出力電極の端子部から遠い位置に配置されるパワー素子を、出力電極の端子部に近いパワー素子に比べて、互いに接近するように配置すればよい。   The output electrodes 50, 60, 70 have the terminal portions 51, 61, 71 arranged at the center in the longitudinal direction of the bus bars 52, 62, 72. However, the present invention is not limited to this, and the terminal portions 51, 61, 71 are You may arrange | position in parts other than the center part of the longitudinal direction of bus-bar 52,62,72. In short, in the element group constituting the upper arm switching element and the element group constituting the lower arm switching element, the power element disposed at a position far from the terminal part of the output electrode is used as the terminal part of the output electrode. What is necessary is just to arrange | position so that it may mutually approach compared with a near power element.

10…インバータ装置、20…パワー素子、21…主回路基板、30…正極側入力電極、31…端子部、32…バスバー、32b…突設部、40…負極側入力電極、41…端子部、42…バスバー、42b…突設部、50…U相出力電極、51…端子部、52…バスバー、60…V相出力電極、61…端子部、62…バスバー、70…W相出力電極、71…端子部、72…バスバー、Q1,Q4,Q5…上アーム用スイッチング素子、Q2,Q3,Q6…下アーム用スイッチング素子、G1…第1の素子群、G2…第2の素子群、G3…第3の素子群、G4…第4の素子群、G5…第5の素子群、G6…第6の素子群。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Inverter apparatus, 20 ... Power element, 21 ... Main circuit board, 30 ... Positive electrode side input electrode, 31 ... Terminal part, 32 ... Bus bar, 32b ... Projection part, 40 ... Negative electrode side input electrode, 41 ... Terminal part, 42 ... Bus bar, 42b ... Projecting portion, 50 ... U-phase output electrode, 51 ... Terminal portion, 52 ... Bus bar, 60 ... V-phase output electrode, 61 ... Terminal portion, 62 ... Bus bar, 70 ... W-phase output electrode, 71 ... Terminal part, 72 ... Bus bar, Q1, Q4, Q5 ... Upper arm switching element, Q2, Q3, Q6 ... Lower arm switching element, G1 ... First element group, G2 ... Second element group, G3 ... 3rd element group, G4 ... 4th element group, G5 ... 5th element group, G6 ... 6th element group.

Claims (3)

電力を変換するインバータ装置であって、
上アーム用スイッチング素子および下アーム用スイッチング素子は、それぞれ、並列接続された複数のパワー素子が基板上の一方向に一列に並ぶ素子群として構成され、前記基板上に、正負の入力電極を挟んで前記各素子群が搭載されるとともに前記素子群に挟まれるように出力電極が搭載され、
前記入力電極および前記出力電極は、それぞれ、端子部とバスバーとを備え、
前記バスバーは、その長手方向が前記素子群の前記パワー素子が並ぶ方向と平行となるように前記基板上に配置され、
前記上アーム用スイッチング素子を構成する前記素子群、および、前記下アーム用スイッチング素子を構成する前記素子群における、前記出力電極の端子部から遠い位置に配置されるパワー素子が、前記出力電極の端子部に近いパワー素子に比べて、互いに接近するように配置されることを特徴とするインバータ装置。
An inverter device for converting electric power,
Each of the upper arm switching element and the lower arm switching element is configured as an element group in which a plurality of power elements connected in parallel are arranged in a line on one direction on the substrate, and the positive and negative input electrodes are sandwiched on the substrate. And each element group is mounted and an output electrode is mounted so as to be sandwiched between the element groups,
The input electrode and the output electrode each include a terminal portion and a bus bar,
The bus bar is disposed on the substrate such that a longitudinal direction thereof is parallel to a direction in which the power elements of the element group are arranged,
In the element group constituting the upper arm switching element, and in the element group constituting the lower arm switching element, a power element disposed at a position far from the terminal portion of the output electrode is the output electrode. An inverter device, which is arranged so as to be closer to each other than a power element close to a terminal portion.
前記出力電極のバスバーは、その長手方向が、前記互いに接近するように配置されるパワー素子の間には延設されない長さであることを特徴とする請求項1に記載のインバータ装置。   2. The inverter device according to claim 1, wherein the bus bar of the output electrode has a length that does not extend between the power elements arranged so as to approach each other. 前記入力電極のバスバーには、前記互いに接近するように配置されるパワー素子と対向する部分に、当該パワー素子に接近する突設部が設けられていることを特徴とする請求項1または2に記載のインバータ装置。   3. A protruding portion that approaches the power element is provided on a portion of the bus bar of the input electrode that faces the power element that is disposed so as to be close to each other. The described inverter device.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2020181912A (en) * 2019-04-25 2020-11-05 株式会社豊田自動織機 Semiconductor device

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