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JP2809095B2 - インバータ装置 - Google Patents

インバータ装置

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Publication number
JP2809095B2
JP2809095B2 JP6070756A JP7075694A JP2809095B2 JP 2809095 B2 JP2809095 B2 JP 2809095B2 JP 6070756 A JP6070756 A JP 6070756A JP 7075694 A JP7075694 A JP 7075694A JP 2809095 B2 JP2809095 B2 JP 2809095B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
switching unit
charge
mounting surface
cooling block
inverter device
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
JP6070756A
Other languages
English (en)
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JPH07298641A (ja
Inventor
淳 石井
孝史 鳥井
達哉 町
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.)
Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Denso Corp filed Critical Denso Corp
Priority to JP6070756A priority Critical patent/JP2809095B2/ja
Priority to US08/400,110 priority patent/US5623399A/en
Publication of JPH07298641A publication Critical patent/JPH07298641A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2809095B2 publication Critical patent/JP2809095B2/ja
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/003—Constructional details, e.g. physical layout, assembly, wiring or busbar connections
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/14—Mounting supporting structure in casing or on frame or rack
    • H05K7/1422—Printed circuit boards receptacles, e.g. stacked structures, electronic circuit modules or box like frames
    • H05K7/1427—Housings
    • H05K7/1432—Housings specially adapted for power drive units or power converters
    • H05K7/14329—Housings specially adapted for power drive units or power converters specially adapted for the configuration of power bus bars

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、直流電力を交流電力に
変換するインバータ装置に関する。本発明は例えば電気
自動車用のインバータ装置に適用される。
【０００２】
【従来の技術】実開昭５８−１５３５９２号公報は、ハ
イサイドスイッチ及びローサイドスイッチが直列接続さ
れる単相のインバータ回路から構成され、一対の電源端
子が＋ブスライン及び−ブスラインを通じて直流電源に
接続される所定相数分のスイッチングユニットからなる
インバータ装置において、各スイッチングユニットの両
電源端子にコンデンサの両充放電端子を個別接続して、
配線インダクタンスによる電圧誘起を抑制することを開
示している。
【０００３】実開昭５９−１３５０９５号公報は、上記
公報の構成において、スイッチングユニットとコンデン
サとを近接、一体化させること、特に、冷却ブロックに
隣接してコンデンサを上向き姿勢で配設することを図示
している。特開平２−２９４２７８号公報は、整流器と
平滑コンデンサとからなる直流電源からスイッチング用
のインバータに給電するに際し、複数の平滑コンデンサ
を並列接続して用いる場合に、各平滑コンデンサからみ
て配線インダクタンスがそれぞれ等しくなるようにする
ことを提案している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記した従来技術を適
用したインバータ装置の一例を図１９及び図２０に示
す。図１９は、冷却ブロックに隣接してコンデンサを上
向き姿勢に配設した状態を示す正面図であり、図２０は
その平面図である。１ａは冷却ブロック、３は３個並ん
だスイッチングユニット、４はコンデンサ、５は＋ブス
ライン、６は−ブスライン、５０は＋ブスライン５から
伸びる接続導体、６０は−ブスライン６から伸びる接続
導体である。
【０００５】しかしながら例えば図１９、図２０に示す
ように、従来のインバータ装置では、高速スイッチング
を行う場合、接続導体のインダクタンスに起因する誘導
電圧（サージ電圧）の低減が充分でなく、素子保護の点
からその一層の低減が必要であった。もちろん、スナバ
回路（サージ低減回路）の付加により上記誘導電圧の低
減は可能であるが、回路構成が複雑となってしまう。
【０００６】これは、図１９からわかるように、コンデ
ンサとスイッチングユニットとの高さ方向における端子
位置が異なるために、接続導体５０、６０をＬ字状立ち
上がらずを得ず、接続導体５０、６０が長くならざるを
得ないためである。ここで、たとえコンデンサとスイッ
チユニットとの高さをそろえたとしてもその接続導体の
長さを短く方法については何ら記載されていない。
【０００７】本発明は、これらの問題に鑑みなされたも
のであり、優れた誘導電圧の低減効果を有するインバー
タ装置を提供することを、その目的としている。また、
コンデンサとスイッチングユニットとを接続する接続導
体の長さを従来より格段に短縮可能なインバータ装置を
提供することを他の目的としている。更に、上記誘導電
圧に対するスイッチングユニットの破壊抑止効果に優れ
たインバータ装置を提供することを更なる他の目的とし
ている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の第１構成
のインバータ装置は、ハイサイドスイッチ及びローサイ
ドスイッチが直列接続される単相のインバータ回路から
構成され、一対の電源端子が＋ブスライン及び−ブスラ
インを通じて直流電源に接続される複数のスイッチング
ユニットと、前記電源端子が載置面から遠ざかる姿勢で
前記載置面上に前記スイッチングユニットが固定される
冷却ブロックと、＋充放電端子及び−充放電端子を有し
て前記スイッチングユニットに近接配置される複数のコ
ンデンサと、前記スイッチングユニットの前記両電源端
子と前記各コンデンサの前記両充放電端子とを個別に接
続する複数の接続導体とを備え、前記各コンデンサは、
前記充放電端子が前記冷却ブロックの前記載置面と略平
行な方向又は前記載置面に向かう方向に突出する姿勢に
て、前記スイッチングユニットを挟んで前記冷却ブロッ
クの上方に配設され、前記接続導体は、Ｌ字形状の導体
板から形成されることを特徴としている。請求項２記載
の第２構成のインバータ装置は上記第１構成において更
に、前記コンデンサの底部が、前記冷却ブロックから立
設されるホルダにより支持されることを特徴としてい
る。請求項３記載の第３構成のインバータ装置は、ハイ
サイドスイッチ及びローサイドスイッチが直列接続され
る単相のインバータ回路から構成され、一対の電源端子
が＋ブスライン及び−ブスラインを通じて直流電源に接
続される複数のスイッチングユニットと、前記電源端子
が載置面から遠ざかる姿勢で前記載置面上に前記スイッ
チングユニットが固定される冷却ブロックと、＋充放電
端子及び−充放電端子を有して前記スイッチングユニッ
トに近接配置される複数のコンデンサと、前記スイッチ
ングユニットの前記両電源端子と前記各コンデンサの前
記両充放電端子とを個別に接続する複数の接続導体とを
備え、前記各コンデンサは、前記充放電端子が前記冷却
ブロックの前記載置面と略平行な方向又は前記載置面に
向かう方向に突出する姿勢にて、前記スイッチングユニ
ットを挟んで前記冷却ブロックの上方に配設され、前記
コンデンサは、前記冷却ブロックから立設されるホルダ
により支持される ことを特徴としている。請求項４記載
の第４構成のインバータ装置は上記第３構成において更
に、前記ホルダが、前記冷却ブロックと一体に形成され
ることを特徴としている。請求項５記載の第５構成のイ
ンバータ装置は、請求項３記載の構成において更に、前
記ホルダが電流センサを内蔵し、前記電流センサは、前
記ホルダを貫通する前記スイッチングユニットの出力電
流導出用のブスバーに近接して配設されることを特徴と
している。請求項６記載の第６構成のインバータ装置
は、ハイサイドスイッチ及びローサイドスイッチが直列
接続される単相のインバータ回路から構成され、一対の
電源端子が＋ブスライン及び−ブスラインを通じて直流
電源に接続される複数のスイッチングユニットと、前記
電源端子が載置面から遠ざかる姿勢で前記載置面上に前
記スイッチングユニットが固定される冷却ブロックと、
＋充放電端子及び−充放電端子を有して前記スイッチン
グユニットに近接配置される複数のコンデンサと、前記
スイッチングユニットの前記両電源端子と前記各コンデ
ンサの前記両充放電端子とを個別に接続する複数の接続
導体とを備え、前記各コンデンサは、前記充放電端子が
前記冷却ブロックの前記載置面と略平行な方向又は前記
載置面に向かう方向に突出する姿勢にて、前記スイッチ
ングユニットを挟んで前記冷却ブロックの上方に配設さ
れ、前記接続導体は、前記ブスラインと一体に形成され
ることを特徴としている。請求項７記載の第７構成のイ
ンバータ装置は上記第１、３、６構成のいずれかにおい
て更に、前記コンデンサの充放電端子が、前記冷却ブロ
ックの前記載置面と平行な方向に突出することを特徴と
している。請求項８記載の第８構成のインバータ装置は
上記第７構成において更に、前記コンデンサの充放電端
子が、前記スイッチングユニットの電源端子対の少なく
ともの電源端子の略上方に位置して配置されることを特
徴としている。
【０００９】
【００１０】
【００１１】
【００１２】
【作用及び発明の効果】本発明の第１〜第８構成のイン
バータ装置では、コンデンサがスイッチングユニットを
挟んで冷却ブロックの上方に配設され、コンデンサの充
放電端子は冷却ブロックの載置面と略平行な方向又は載
置面に向かう方向に突出する姿勢とするので、スイッチ
ングユニットの電源端子とコンデンサの充放電端子とを
接続する接続導体の長さを従来より短縮することがで
き、その分、この接続導体のインダクタンスを削減する
ことができ、スイッチングに伴う誘導電圧を縮小するこ
とができる。また、接続導体の長さの短縮により電気抵
抗も低減し、電力ロスも減る。更に、接続導体の長さの
短縮により使用導体量も減る。
【００１３】
【００１４】第１構成のインバータ装置によれば更に、
接続導体はＬ字形状の導体板から形成される。このよう
にすれば、接続導体の形状及び形成工程を簡単化するこ
とができ、しかもコンデンサの充放電端子側をこの接続
導体で一端支持することができるので、コンデンサの支
持構造の簡単化が実現できるという優れた効果を奏す
る。
【００１５】第２構成のインバータ装置によれば更に、
コンデンサの底部（充放電端子と反対側）は、冷却ブロ
ックから立設されるホルダにより支持される。このよう
にすれば、コンデンサを簡単に両端支持することができ
る。第３構成のインバータ装置によれば更に、コンデン
サは、金属ホルダにより支持される。このようにすれ
ば、ホルダ及びコンデンサの外筒も放熱機能及び熱容量
機能を奏することができる。
【００１６】第４構成のインバータ装置によれば更に、
ホルダは冷却ブロックと一体に形成される。このように
すれば、冷却ブロックからホルダへの伝熱が良好とな
り、強度も向上する。第５構成のインバータ装置によれ
ば更に、ホルダは、電流センサを収容し、固定し、保護
するための電流センサ用ケースとしての機能と、コンデ
ンサを保持するホルダとしての機能とを兼ねるので、全
体構成、全体構造が簡単、小型となる。 第６構成のイ
ンバータ装置によれば更に、接続導体はブスラインと一
体に形成される。このようにすれば、構造及び製造工程
が簡単となり、電気抵抗も低減できる。第７構成のイン
バータ装置によれば更に、コンデンサの充放電端子が、
冷却ブロックの載置面と平行な方向に突出する。このよ
うにすれば、装置全体の高さ及び水平投影面積を押さえ
ることができ、かつ、コンデンサの充放電端子とスイッ
チングユニットの電源端子との距離を短縮することがで
きる。また、接続導体と充放電端子との締結も容易であ
る。第８構成のインバータ装置によれば更に、コンデン
サの充放電端子は、スイッチングユニットの電源端子対
の内、外側の電源端子の略上方に位置して配置される。
このようにすれば、これらの端子を接続する接続導体は
ほとんど垂直板部だけで構成でき、載置面に平行な水平
板部を最小化することができる。
【００１７】
【実施例】
（実施例１）以下、本発明のインバータ装置の好適な一
実施例を図１〜図５を参照して説明する。図１は、電気
自動車のモータ駆動システムのブロック図を示す。
【００１８】１００は直流電源（例えばバッテリー）、
１０１はインバータ装置、１０２は３相誘導モータ、１
０３はコントローラである。インバータ装置１０１はコ
ントローラ１０３からのスイッチング信号より直流電源
の電圧を３相交流電流に変換し、誘導モータ１０２を駆
動する。インバータ装置１０１の回路例を図２に示す。
【００１９】＋ブスライン１と−ブスライン２との間
に、Ｕ相のスイッチングユニット３ｕ、Ｖ相のスイッチ
ングユニット３ｖ、Ｗ相のスイッチングユニット３ｗの
両電源端子３１、３２が個別に接続されている。また、
各スイッチングユニット３ｕ，３ｖ，３ｗの両電源端子
３１、３２にはそれぞれ異なるコンデンサ４の充放電端
子４１、４２が接続されている。
【００２０】各スイッチングユニット３ｕ，３ｖ，３ｗ
は、それぞれバイポーラトランジスタ（もちろん、ＦＥ
ＴやＩＧＢＴでもよい）からなるハイサイドスイッチ及
び及びローサイドスイッチが直列接続される単相のイン
バータ回路から構成されており、各バイポーラトランジ
スタのエミッタ、コレクタ間に保護ダイオードＤが接続
されている。
【００２１】各バイポーラトランジスタのベース及びエ
ミッタはスイッチングユニット３ｕ，３ｖ，３ｗの各制
御端子３３〜３６を通じて制御回路部５に接続される。
制御回路部５はオンすべきトランジスタのベースにベー
ス電流を流し、オフすべきトランジスタのベース電流を
遮断する。これにより、各スイッチングユニット３ｕ，
３ｖ，３ｗのハイサイドスイッチ及びローサイドスイッ
チが断続制御され、その結果、ハイサイドスイッチ及び
ローサイドスイッチの接続点が接続される各スイッチン
グユニットの出力端子３７から出力ブスライン６ｕ、６
ｖ，６ｗを通じてそれぞれモータ１０２へ三相交流電圧
が出力される。
【００２２】このインバータ装置１０１の正面図を図３
に示し、その側面図を図４に示す。アルミからなる冷却
ブロック７の載置面７０上に熱伝導性グリスを介して各
スイッチングユニット３ｕ，３ｖ，３ｗ（図３、図４で
は３ｕのみ図示）が一列に配列されている。スイッチン
グユニット３ｕ，３ｖ，３ｗの上面には、＋側電源端子
３１、−側電源端子３２、制御端子３３〜３６（３３の
み図示）及び出力端子３７が突設されている。＋側電源
端子３１上に＋ブスライン１が重ねられ、−側電源端子
３２上に−ブスライン２が重ねられ、３本の出力端子３
７（一本のみ図示）上に出力ブスライン６ｕ、６ｖ，６
ｗが個別に重ねられている。
【００２３】冷却ブロック７の載置面７０上にはアルミ
ブロックからなるホルダ９が立設されており、ホルダ９
はスイッチングユニット３ｕ，３ｖ，３ｗの上方にてそ
れぞれコンデンサ４の底部を支持している。更に詳しく
説明すると、ホルダ９の上部には水平方向にコンデンサ
収容孔９３が貫孔されており、このコンデンサ収容孔９
３にコンデンサ４の底部が挿通され、押さえ金具９４及
びねじ９５により固定されている。なお、ここでいう底
部とは、コンデンサ４の底面側の側面のことを言い、コ
ンデンサの底面がホルダ９より突出して設けられていて
も良い。
【００２４】一方、＋ブスライン１及び−ブスライン２
から図３中、左方へ接続導体１０及び接続導体２０の水
平部１０ａ、２０ａが延伸され、水平部１０ａ、２０ａ
の先端から接続導体１０、２０の垂直部１０ｂ、２０ｂ
が立設されている。すなわち、接続導体１０、２０はＬ
字形状をもつが、ただ、接続導体１０の水平部１０ａは
接続導体２０の水平部２０ａより短く形成されている。
【００２５】また、接続導体１０の上端部はねじ９６に
よりコンデンサ４の＋充放電端子４１に締結され、接続
導体２０の上端部はねじ９７によりコンデンサ４の−充
放電端子４２に締結されている。これにより、コンデン
サ４はその両端を支持されることになる。図３からコン
デンサ４及びホルダ９を省略した場合の平面図を図５に
示す。
【００２６】接続導体２０の水平部２０ａは、＋ブスラ
イン１の上を跨部分のみ上へ持ち上がって、＋ブスライ
ン１に重なっている。なお、＋ブスライン１と接続導体
２０の水平部２０ａとの間に電気絶縁用に絶縁樹脂フィ
ルム（図示せず）が介装されている。同様に、出力ブス
ライン６ｕ、６ｖ，６ｗ間にも絶縁樹脂フィルムが介装
されている。
【００２７】この実施例のインバータ装置１０１によれ
ば、接続導体１０、２０の延長距離が短いのでそのイン
ダクタンスが小さく、スイッチング時の誘導電圧が低減
できる。なお、各スイッチングユニット３ｕ，３ｖ，３
ｗの各バイポーラトランジスタのエミッタ／コレクタ間
にスナバ回路を設けることもできるが、上記誘導電圧の
低減によりスナバ回路を小型化することができる。
【００２８】（変形態様）上記実施例では、コンデンサ
４とスイッチングユニット３ｕ，３ｖ，３ｗとの間に配
設される制御回路部５により、各スイッチングユニット
３ｕ，３ｖ，３ｗをスイッチングしたが、制御回路部５
にスナバ回路を追加してもよく、又は、制御回路部５を
スナバ回路専用としてもよい。なお、これらスナバ回路
は上記各バイポーラトランジスタのコレクタ／エミッタ
間に接続されるサージ電圧抑制回路である。
【００２９】（実施例２）図６は、図２の回路構成にお
いて、各スイッチングユニット３ｕ，３ｖ，３ｗをそれ
ぞれ２個並列に接続するとともに、各スイッチングユニ
ット３ｕ，３ｖ，３ｗにそれぞれコンデンサ４を並列接
続したものである。図７にそれぞれ一対のスイッチング
ユニット３ｕ，３ｖ，３ｗの配置状態を示し、図８にこ
のインバータ装置の正面図を示し、図９に図８のＡ−Ａ
線矢視図を示す。ただし、実施例１の各構成要素と基本
的に共通の構成要素には同一符号を付す。
【００３０】図８からわかるように、各一対のスイッチ
ングユニット３ｕ，３ｖ，３ｗは鏡像関係の位置に配置
され、両ホルダ９によりコンデンサ４の上方にスイッチ
ング制御用の制御回路部５が支持され、ねじ９９により
制御回路部５の基板がホルダ９に固定される。そして、
コンデンサ４とスイッチングユニット３ｕ，３ｖ，３ｗ
の間にはスナバ回路５０がそれぞれ配設される。３９は
制御回路部５の制御出力端と各制御端子３３〜３６とを
接続する信号線である。
【００３１】それぞれ銅帯板からなる各ブスライン１、
２、６ｕ、６ｖ，６ｗ上には導電性のスタッド９１を介
してスナバ回路５０が載置されており、スタッド９１、
上記各ブスライン１、２、６ｕ、６ｖ，６ｗをそれぞれ
挿通して長ねじ９２をスイッチングユニット３ｕ，３
ｖ，３ｗのねじ穴に螺入することにより、各ブスライン
１、２、６ｕ、６ｖ，６ｗ及び制御回路部５が固定され
る。
【００３２】図８からコンデンサ４及びホルダ９、制御
回路部５、スナバ回路５０及び導電性のスタッド９１を
省略した場合の平面図を図１０に示す。ただし、＋ブス
ライン１と−ブスライン２とは重なる部位にて−ブスラ
イン２が上となっており、そして重なる部位にて−ブス
ライン２が上に屈折している。ただ、図１０において、
−ブスライン２の表面に現れる段差線は図示簡単のため
に省略している。
【００３３】以上説明したように、この実施例のインバ
ータ装置では、各一対のスイッチングユニット３ｕ，３
ｖ，３ｗをそれぞれ鏡像関係に配置しているので、ブス
ライン１、２の引き回しが簡単となっている。更に、制
御回路部５とスナバ回路５０と、コンデンサ４と、スイ
ッチングユニット３ｕ，３ｖ，３ｗと、冷却ブロック７
とをコンパクトに一体化することができ、ホルダ９及び
コンデンサ４を用いて放熱効果を向上することもでき
る。
【００３４】（その他の態様）上記実施例では、コンデ
ンサ４を横置きした例を示したが、コンデンサ４の充放
電端子４１、４２をスイッチングユニット４に向けて配
置することもでき、この場合には＋ブスライン１の上面
に予めコンデンサ４の充放電端子４１を締結し、−ブス
ライン２の上面に予めコンデンサ４の充放電端子４２を
締結した後で、各ブスライン１、２をスイッチングユニ
ット３ｕ，３ｖ，３ｗの＋側電源端子３１及び−側電源
端子３２の上に載せ、＋ブスライン１と＋側電源端子３
１とを締結し、−ブスライン２と−側電源端子３２とを
締結すればよい。なお、この場合には制御回路部５又は
５０はコンデンサ４とスイッチングユニット３ｕ，３
ｖ，３ｗの間に配設できないので、他の場所に配置す
る。
【００３５】この実施例によれば、充放電端子４１、４
２接続部位とスイッチングユニット３ｕ，３ｖ，３ｗの
＋側電源端子３１、−側電源端子３２接続部位との間の
ブスライン１、２の長さが接続導体１０、２０の長さと
なるので、更に一層、接続導体１０、２０のインダクタ
ンスを低減することができる。なお、上記実施例ではホ
ルダ９をアルミブロックにて形成する例について説明し
たが、樹脂にて形成しても良い。樹脂にて形成すること
でインバータ装置全体を低重量化することができる。 （実施例３）他の実施例を図１１〜図１８を参照して説
明する。ただし、図１１〜図１８の符号は、他の図の符
号とは無関係に付されている。
【００３６】図１１はこの実施例のインバータ装置を示
す回路図であり、基本的な構成は実施例１の回路図（図
２参照）と同じである。すなわち、１は直流電源、２は
負荷としての交流電動機（以下モ−タと言う）、３はイ
ンバータ装置、４はコントロ−ラ、５は図示していない
アクセルペダルに連動するアクセルセンサ、６及び７は
モータに供給する電流を検出する電流センサ、１０ａ、
１０ｂ、２０ａ、２０ｂ、３０ａ及び３０ｂはそれぞれ
スイッチング素子としてのＩＧＢＴ、１３、１４、２
３、２４、３３及び３４はＩＧＢＴ１０ａ、１０ｂ、２
０ａ、２０ｂ、３０ａ及び３０ｂに個別に逆並列接続さ
れたダイオ−ド、１５、２５、３５はそれぞれ平滑コン
デンサ、１１、１２、２１、２２、３１及び３２はそれ
ぞれのＩＧＢＴを駆動する公知のゲ−ト駆動回路であ
る。
【００３７】上記インバータ装置の動作を説明する。運
転者のアクセルペダル操作に応動したアクセルセンサ５
から指令値がコントロ−ラ４に送られる。コントロ−ラ
４からは各ゲ−ト駆動回路にＰＷＭ信号が送られ、ＩＧ
ＢＴ１０ａ、１０ｂ、２０ａ、２０ｂ、３０ａ及び３０
ｂはオン、オフを繰返してモ−タ２を駆動する。
【００３８】ここで、ＩＧＢＴ１０ａ、１０ｂ、２０
ａ、２０ｂ、３０ａ及び３０ｂがオン、オフする際の急
激な電流変化に対して直流電源１とインバータ装置３と
の間を接続する配線はインダクタンス成分をもつので、
直流電源１から上記急激な電流変化成分を供給できな
い。そこで、本実施例では、この平滑コンデンサ１５、
２５及び３５がそれを供給する。この為、平滑コンデン
サ１５、２５及び３５はスイッチング素子としてのＩＧ
ＢＴ１０ａ、１０ｂ、２０ａ、２０ｂ、３０ａ及び３０
ｂに近接配置することが極めて好ましい。
【００３９】図１２はこの実施例のインバータ装置３の
正面図である。１６は立体的に屈曲された板状の積層ブ
スバーである。この積層ブスバー１６は、それぞれ予め
成形された＋ブスバー１６ａと−ブスバー１６ｂとを絶
縁シート１６ｃを挟んで密着（たとえば接着してもよ
い）させた構造を有する。１０は、直流電源１に対して
直列接続された一対の（すなわち、１相分の）ＩＧＢＴ
（ここでは１０ａ及び１０ｂが図示されている）が収容
されたスイッチングユニットであって、下端面に冷却用
の金属板１０ｆを備え、上端面に外部接続用の端子１０
ｃ，１０ｄ及び１０ｅを有している。ここで、１０ｃ
は、直流電源１の正極側に電気的に接続され、１０ｄは
直流電源１の負極側に電気的に接続されている。１０ｅ
は、互いに直列接続されたＩＧＢＴ１０ａと１０ｂとの
接続点であって、負荷としてのモ−タ２へ給電するため
の出力端子であり、出力電流導出用のブスバー４０を通
じてモータ２に給電している。
【００４０】なお、図１２では図１１に示すＩＧＢＴ１
０ａ、１０ｂ及び平滑コンデンサ１５とから成る一相回
路分についてのみ説明してあるが、他のＩＧＢＴと平滑
コンデンサとで構成される残りの相回路も図１４、図１
５に示すように同様に構成されている。積層ブスバー１
６は、＋側ブスバー１６ａと−側ブスバー１６ｂとを絶
縁シート１６ｃを挟んで密着（たとえば接着してもよ
い）させた構造を有する。
【００４１】積層ブスバー１６を構成する＋側ブスバー
１６ａ及び−側ブスバー１６ｂはそれぞれ、図１２、図
１４、図１６に示すように、垂直に立設された平板状の
主板部を有している。また、図１６に示すように、＋側
ブスバー１６ａの下端から＋端子板部１６ｄ，１６ｅ，
１６ｆが屈曲されて形成されている。更に、図１６に示
すように、−側ブスバー１６ｂの下端から−端子板部１
６ｇ，１６ｈ，１６ｉが屈曲されて形成されている。
【００４２】＋端子板部１６ｄ，１６ｅ，１６ｆには、
遊孔１６ｊ，１６ｋ，１６ｍが設けられ、これら遊孔１
６ｊ，１６ｋ，１６ｍに挿入された螺子により、＋端子
板部１６ｄ，１６ｅ，１６ｆは各相のスイッチングユニ
ット１０、２０、３０の各＋極側の端子１０ｃ、２０
ｃ、３０ｃに個別に接続されている。同様に、−端子板
部１６ｇ，１６ｈ，１６ｉには、遊孔１６ｎ，１６ｐ，
１６ｑが設けられ、これら遊孔１６ｎ，１６ｐ，１６ｑ
に挿入された螺子により、−端子板部１６ｇ，１６ｈ，
１６ｉは各相のスイッチングユニット１０、２０、３０
の各−極側の端子１０ｄ、２０ｄ、３０ｄに個別に接続
されている。
【００４３】ただし、スイッチングユニット１０はＩＧ
ＢＴ１０ａ，１０ｂを直列接続して構成され、スイッチ
ングユニット２０はＩＧＢＴ２０ａ，２０ｂを直列接続
して構成され、スイッチングユニット３０はＩＧＢＴ３
０ａ，３０ｂを直列接続して構成されている。また、＋
側ブスバー１６ａの一端から端子板部１６ｒが屈曲して
形成され、端子板部１６ｒに設けられた孔１６ｒに挿入
された螺子により端子板部１６ｒは直流電源１の高位端
１ａから延設されるブスバーに接続されている。更に、
−側ブスバー１６ｂの一端から端子板部１６ｓが屈曲し
て形成され、端子板部１６ｓに設けられた孔１６ｕに挿
入された螺子により端子板部１６ｓは直流電源１の低位
端１ｂから延設されるブスバーに接続されている。
【００４４】また、図１４に示すように、コンデンサ１
５、２５、３５の−極側の端子１５ｂ，２５ｂ，３５ｂ
に位置する部位にて、＋側ブスバー１６ａは大きく切り
欠かれており、−側ブスバー１６ｂは小さく切り欠かれ
ており、螺子により、−側ブスバー１６ｂはコンデンサ
１５、２５、３５の−極側の端子１５ｂ，２５ｂ，３５
ｂに締結されている。
【００４５】同様に、図１４に示すように、コンデンサ
１５、２５、３５の＋極側の端子１５ａ，２５ａ，３５
ａに位置する部位にて、＋側ブスバー１６ａは小さく切
り欠かれており、−側ブスバー１６ｂは大きく切り欠か
れており、螺子により、＋側ブスバー１６ａはコンデン
サ１５、２５、３５の＋極側の端子１５ａ，２５ａ，３
５ａに締結されている。
【００４６】このような積層ブスバー１６を用いること
により、スイッチングユニット１０、２０、３０とコン
デンサ１５、２５、３５とを短い距離で接続することが
できる。図１３に冷却ブロック５０の断面及びスイッチ
ングユニット１０の断面を示すす。ＩＧＢＴ１０ａ、１
０ｂは金属板１０ｆ上に固定され、金属板１０ｆが冷却
ブロック５０にねじ締め又は接着剤で固定される。冷却
ブロック５０には冷却液の通路５０ａ、５０ｂが設けら
れている。
【００４７】次に、ホルダ８０によるコンデンサ１５、
２５、３５の底部の固定について説明する。この固定方
式自体は実施例１の場合と同じである。すなわち、樹脂
成形体からなるホルダ８０の上面に凹設された３つの溝
部にコンデンサ１５、２５、３５の底部が押し込まれ、
バンド６ｂをねじでホルダ８０の上面に固定して、コン
デンサ１５、２５、３５の底部がホルダ８０に固定され
る。
【００４８】更に、本実施例では、ホルダ８０内に非接
触式電流センサ６、７が収容されている。詳しく説明す
ると、ホルダ８０には、３個の開口８１、８２、８３が
軸方向に貫設されており、開口８１、８２、８３は出力
電流導出用のブスバー４０、６０、７０により個別に挿
通されている。ブスバー４０はスイッチングユニット１
０の出力端１０ｅからモータ２に給電しており、ブスバ
ー６０はスイッチングユニット２０の出力端２０ｅから
モータ２に給電しており、ブスバー７０はスイッチング
ユニット３０の出力端３０ｅからモータ２に給電してい
る。
【００４９】電流センサ６は、図１７に示すように、ホ
ール素子を利用した公知の非接触電流センサで、ホール
素子６ａと、開口８１を囲んで配設されてブスバー４０
に流れた電流で生じる磁束をホール素子６ａに集めるコ
ア６ｂと、ホール素子の出力を増幅する増幅器６ｃ（図
１８参照）とからなり、ホルダ８内に収容されている。
なお、図１８は、図１７のホール素子６ａ近傍の拡大縦
断面図である。
【００５０】電流センサ７も、ホール素子を利用した公
知の非接触電流センサで電流センサと同じ構造を有
し、、ホール素子と、開口８３を囲んで配設されてブス
バー７０に流れた電流で生じる磁束をホール素子に集め
るコアと、ホール素子の出力を増幅する増幅器とからな
り、ホルダ８内に収容されている。もちろん、電流セン
サとして、ＣＴ方式のものでもよい。
【００５１】ホルダ８０は、図１８に示されるように、
電流センサ６、７を収容する内部空間Ｓを有しており、
この内部空間Ｓは電流センサ６、７を収容した後、樹脂
蓋８５にて密閉される。なお、この内部空間Ｓに樹脂を
ポッティング注入することにより電流センサ６、７を封
止することもでき、この場合には樹脂蓋８５は省略する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】電気自動車のモータ駆動システムのブロック図
である。
【図２】実施例１のインバータ装置の回路図である。
【図３】実施例１のインバータ装置の正面図である。
【図４】実施例１のインバータ装置の側面図である。
【図５】実施例１のスイッチングユニットの配置を示す
平面図である。
【図６】実施例２のインバータ装置の回路図である。
【図７】実施例２のスイッチングユニットの配置を示す
模式平面図である。
【図８】実施例２のインバータ装置の正面図である。
【図９】実施例２のインバータ装置の側面図である。
【図１０】実施例２のスイッチングユニットの配置を示
す平面図である。
【図１１】実施例３のインバータ装置の回路図である。
【図１２】実施例３のインバータ装置の正面図である。
【図１３】実施例３のインバータ装置のスイッチングユ
ニット１０及び冷却ブロック５０の断面側面図である。
【図１４】実施例３のスイッチングユニットの正面図で
ある。
【図１５】実施例３のスイッチングユニットの裏面図で
ある。
【図１６】実施例３のインバータ装置のブスバー１６
ａ，１６ｂの平面図である。
【図１７】実施例３のインバータ装置のホルダ５ａの部
分拡大図である。
【図１８】実施例３のインバータ装置のホルダ５ａの断
面図である。
【図１９】従来のインバータ装置の配置を示す平面図で
ある。
【図２０】図１８のインバータ装置の正面図である。
【符号の説明】
１は＋ブスライン、２は−ブスライン、３ｕ，３ｖ，３
ｗはスイッチングユニット、４はコンデンサ、７は冷却
ブロック、９はホルダ、１０、２０は接続導体、３１は
＋側電源端子、３２は−側電源端子、、３３〜３６はス
イッチングユニットの制御端子、４１は＋充放電端子、
４２は−充放電端子、７０は載置面。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−277182（ＪＰ，Ａ) 実願 昭63−126814号（実開 平２− 47836号）の願書に添付した明細書及び 図面の内容を撮影したマイクロフィルム （ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H02M 7/42 - 7/98

Claims (8)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】ハイサイドスイッチ及びローサイドスイッ
    チが直列接続される単相のインバータ回路から構成さ
    れ、一対の電源端子が＋ブスライン及び−ブスラインを
    通じて直流電源に接続される複数のスイッチングユニッ
    トと、前記電源端子が載置面から遠ざかる姿勢で前記載
    置面上に前記スイッチングユニットが固定される冷却ブ
    ロックと、＋充放電端子及び−充放電端子を有して前記
    スイッチングユニットに近接配置される複数のコンデン
    サと、前記スイッチングユニットの前記両電源端子と前
    記各コンデンサの前記両充放電端子とを個別に接続する
    複数の接続導体とを備え、 前記各コンデンサは、前記充放電端子が前記冷却ブロッ
    クの前記載置面と略平行な方向又は前記載置面に向かう
    方向に突出する姿勢にて、前記スイッチングユニットを
    挟んで前記冷却ブロックの上方に配設され、 前記接続導体は、Ｌ字形状の導体板から形成されること
    を特徴とするインバータ装置。
  2. 【請求項２】前記コンデンサの底部は、前記冷却ブロッ
    クから立設されるホルダにより支持される請求項１記載
    のインバータ装置。
  3. 【請求項３】ハイサイドスイッチ及びローサイドスイッ
    チが直列接続される単相のインバータ回路から構成さ
    れ、一対の電源端子が＋ブスライン及び−ブスラインを
    通じて直流電源に接続される複数のスイッチングユニッ
    トと、前記電源端子が載置面から遠ざかる姿勢で前記載
    置面上に前記スイッチングユニットが固定される冷却ブ
    ロックと、＋充放電端子及び−充放電端子を有して前記
    スイッチングユニットに近接配置される複数のコンデン
    サと、前記スイッチングユニットの前記両電源端子と前
    記各コンデンサの前記両充放電端子とを個別に接続する
    複数の接続導体とを備え、 前記各コンデンサは、前記充放電端子が前記冷却ブロッ
    クの前記載置面と略平行な方向又は前記載置面に向かう
    方向に突出する姿勢にて、前記スイッチングユ ニットを
    挟んで前記冷却ブロックの上方に配設され、 前記コンデンサは、前記冷却ブロックから立設されるホ
    ルダにより支持されることを特徴とするインバータ装
    置。
  4. 【請求項４】前記ホルダは、前記冷却ブロックと一体に
    形成される請求項３記載のインバータ装置。
  5. 【請求項５】前記ホルダは電流センサを内蔵し、前記電
    流センサは、前記ホルダを貫通する前記スイッチングユ
    ニットの出力電流導出用のブスバーに近接して配設され
    る請求項３記載のインバータ装置。
  6. 【請求項６】ハイサイドスイッチ及びローサイドスイッ
    チが直列接続される単相のインバータ回路から構成さ
    れ、一対の電源端子が＋ブスライン及び−ブスラインを
    通じて直流電源に接続される複数のスイッチングユニッ
    トと、前記電源端子が載置面から遠ざかる姿勢で前記載
    置面上に前記スイッチングユニットが固定される冷却ブ
    ロックと、＋充放電端子及び−充放電端子を有して前記
    スイッチングユニットに近接配置される複数のコンデン
    サと、前記スイッチングユニットの前記両電源端子と前
    記各コンデンサの前記両充放電端子とを個別に接続する
    複数の接続導体とを備え、 前記各コンデンサは、前記充放電端子が前記冷却ブロッ
    クの前記載置面と略平行な方向又は前記載置面に向かう
    方向に突出する姿勢にて、前記スイッチングユニットを
    挟んで前記冷却ブロックの上方に配設され、 前記接続導体は、前記ブスラインと一体に形成されるこ
    とを特徴とするインバータ装置。
  7. 【請求項７】前記コンデンサの充放電端子は、前記冷却
    ブロックの前記載置面と平行な方向に突出することを特
    徴とする請求項１、３、６のいずれか記載のインバータ
    装置。
  8. 【請求項８】 前記コンデンサの充放電端子は、前記スイ
    ッチングユニットの電源端子対の少なくとも一方の略上
    方に位置して配置される請求項７記載のインバータ装
    置。
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