特許 7367227 モータ駆動装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-10-13

(45)【発行日】2023-10-23

(54)【発明の名称】モータ駆動装置

(51)【国際特許分類】

   H02P 27/06 20060101AFI20231016BHJP

   H02M 7/48 20070101ALI20231016BHJP

【ＦＩ】

H02P27/06

H02M7/48 Z

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2022543836

(86)(22)【出願日】2020-08-18

(86)【国際出願番号】 JP2020031095

(87)【国際公開番号】W WO2022038669

(87)【国際公開日】2022-02-24

【審査請求日】2022-10-12

(73)【特許権者】

【識別番号】505461072

【氏名又は名称】東芝キヤリア株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001737

【氏名又は名称】弁理士法人スズエ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】山本 健太

(72)【発明者】

【氏名】金森 正樹

(72)【発明者】

【氏名】久保田 洋平

(72)【発明者】

【氏名】加藤 慶一

【審査官】柏崎 翔

(56)【参考文献】

【文献】特開２００３－１８８６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－１７６５５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－７２６２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－６２０５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－３５０４７４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｐ ２７／０６

Ｈ０２Ｍ ７／４８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

互いに非接続状態の複数の相巻線を有するモータのモータ駆動装置であって、
交流電圧を直流電圧に変換するコンバータと、
前記コンバータに接続されたキャパシタと、
正側端子および負側端子を有するスイッチング回路を１つのパッケージに収納し、そのスイッチング回路の正側端子および負側端子を、前記各相巻線に接続される複数の出力端子と共に、正側端子、各出力端子、負側端子の順に当該パッケージの一側面に沿って配列してなる第１モジュールであって、前記キャパシタと前記各相巻線の一端との間の通電を制御する第１インバータと、
正側端子および負側端子を有するスイッチング回路を前記第１モジュールのパッケージと同じ形状の１つのパッケージに収納し、そのスイッチング回路の正側端子および負側端子を、前記各相巻線に接続される複数の出力端子と共に、正側端子、各出力端子、負側端子の順に当該パッケージの一側面に沿って配列してなる第２モジュールであって、前記キャパシタと前記各相巻線の他端との間の通電を制御する第２インバータと、
前記第１および第２モジュールが取付けられる回路基板と、
前記回路基板に設けられ、前記第１および第２モジュールの各々の前記負側端子と前記キャパシタの負側端子とを接続する第１導電部材と、
を備え、
前記第１および第２モジュールは、各々の前記正側端子、前記各出力端子、前記負側端子の配列順の方向が互いに逆向きとなって各々の前記負側端子が互いに接近するように、互いに１８０度回転した状態で前記回路基板に配置され、
前記第１導電部材は、前記回路基板上の前記第１および第２モジュールの相互間に配置され前記第１および第２モジュールの各々の前記負側端子が接続される導電パターンを含むとともに、その導電パターンにおける前記各々の負側端子の接続位置の間と前記キャパシタの負側端子とを導通させる導電部材を含む、
ことを特徴とするモータ駆動装置。

【請求項2】

前記第１モジュールの前記正側端子と前記キャパシタの正側端子とを接続する第２導電部材と、
前記第１および第２モジュールの各々の前記正側端子を互いに接続する第３導電部材と、
をさらに備える、
ことを特徴とする請求項１に記載のモータ駆動装置。

【請求項3】

前記回路基板に配置され前記第１および第２インバータを制御する制御部、
をさらに備える、
ことを特徴とする請求項１に記載のモータ駆動装置。

【請求項4】

前記制御部の動作用電圧のグランド電位が、前記第１および第２モジュールの各々の前記負側端子の電位と共通である、
ことを特徴とする請求項３に記載のモータ駆動装置。

【請求項5】

前記第１導電部材の前記導電部材は、バスバーであり、
前記第２導電部材は、バスバーまたはリード線であり、
前記第３導電部材は、バスバーまたはリード線である、
ことを特徴とする請求項２に記載のモータ駆動装置。

【請求項6】

前記キャパシタが配置されるキャパシタ基板、
をさらに備える、
ことを特徴とする請求項１に記載のモータ駆動装置。

【請求項7】

前記第１モジュールと前記第２モジュールのそれぞれは、各々の前記スイッチング回路を駆動する駆動回路を含む、
ことを特徴とする請求項１に記載のモータ駆動装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、互いに非接続状態の複数の相巻線を有するモータのモータ駆動装置に関する。

【背景技術】

【0002】

圧縮機等を駆動するモータとして、複数の相巻線を有する永久磁石同期モータ（ＤＣブラシレスモータともいう）が使用される。この永久磁石同期モータの一例として、互いに非接続状態の複数の相巻線を有するオープン巻線モータ（Open-Winding Motor）が知られている。

【0003】

このオープン巻線モータ（モータと略称する）を駆動するモータ駆動装置は、交流電源電圧を直流電圧に変換するコンバータ、このコンバータの出力電圧を平滑するキャパシタ、このキャパシタとモータの各相巻線の一端との間の通電を制御する第１インバータ、上記キャパシタとモータの各相巻線の他端との間の通電を制御する第２インバータを備え、これら第１および第２インバータを適宜にスイッチングすることでモータを駆動する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開2016-48997号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

このようなモータ駆動装置を小型化するために第１および第２インバータを１枚の基板上に搭載することが考えられる。このような基板上で、かつ同じ直流部のキャパシタに共通に接続されている各インバータの相互間の通電路には極めて小さい寄生インダクタンスが発生する。この寄生インダクタンスの影響で一方のインバータのスイッチング動作が、他方のインバータのスイッチング用の駆動信号にノイズとなって重畳し、その重畳に伴いインバータが誤動作することがある。

【0006】

本発明の実施形態の目的は、各インバータを基板上に適切に配置することで通電路の寄生インダクタンスを低減して各インバータの誤動作を防止できるモータ駆動装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

請求項１のモータ駆動装置は、互いに非接続状態の複数の相巻線を有するモータのモータ駆動装置であって、交流電圧を直流電圧に変換するコンバータと；このコンバータに接続されたキャパシタと；正側端子および負側端子を有するスイッチング回路を１つのパッケージに収納し、そのスイッチング回路の正側端子および負側端子を、前記各相巻線に接続される複数の出力端子と共に、正側端子、各出力端子、負側端子の順に当該パッケージの一側面に沿って配列してなる第１モジュールであって、前記キャパシタと前記各相巻線の一端との間の通電を制御する第１インバータと；正側端子および負側端子を有するスイッチング回路を前記第１モジュールのパッケージと同じ形状の１つのパッケージに収納し、そのスイッチング回路の正側端子および負側端子を、前記各相巻線に接続される複数の出力端子と共に、正側端子、各出力端子、負側端子の順に当該パッケージの一側面に沿って配列してなる第２モジュールであって、前記キャパシタと前記各相巻線の他端との間の通電を制御する第２インバータと；前記第１および第２モジュールが取付けられる回路基板と、前記回路基板に設けられ、前記第１および第２モジュールの各々の前記負側端子と前記キャパシタの負側端子とを接続する第１導電部材と；を備える。前記第１および第２モジュールは、各々の前記正側端子、前記各出力端子、前記負側端子の配列順の方向が互いに逆向きとなって各々の前記負側端子が互いに接近するように、互いに１８０度回転した状態で前記回路基板に配置される。前記第１導電部材は、前記回路基板上の前記第１および第２モジュールの相互間に配置され前記第１および第２モジュールの各々の前記負側端子が接続される導電パターンを含むとともに、その導電パターンにおける前記各々の負側端子の接続位置の間と前記キャパシタの負側端子とを導通させる導電部材を含む。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】一実施形態の構成を示すブロック図。

【図2】同実施形態における回路基板を表面側から視た図。

【図3】同実施形態における回路基板を裏面側から視た図。

【図4】各ＩＰＭの配置が同実施形態と異なる場合に駆動信号に重畳するノイズの波形を参考として示す図。

【図5】同実施形態におけるノイズが低減された駆動信号の波形を示す図。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、一実施形態のモータ駆動装置について図面を参照しながら説明する。
図１に示すように、３相交流電源１に例えば全波整流回路等のコンバータ２が接続され、そのコンバータ２の正側出力端（＋）および負側出力端（－）にキャパシタ基板１０のキャパシタ（電解キャパシタ）１１が接続されている。コンバータ２は、３相交流電源１の３相交流電圧を直流電圧に変換し出力する。キャパシタ１１は、コンバータ２の出力電圧を平滑する。図１中にはキャパシタ１１は１個で示しているが、モータ駆動装置の容量に合わせて、複数のキャパシタを並列接続したり、直列接続したり、さらにはその組み合わせで構成してもよい。

【0010】

キャパシタ１１の正側端子と負側端子に、互いに同一の回路基板２０上に搭載された第１インバータ２１および第２インバータ２２が接続され、その第１インバータ２１の出力端と第２インバータ２２の出力端との間にモータ３が接続されている。モータ３は、互いに非接続状態の複数の相巻線Ｌｕ，Ｌｖ，Ｌｗを有する例えば圧縮機駆動用の三相永久磁石同期モータいわゆるオープン巻線モータ（Open-Winding Motor）である。

【0011】

第１インバータ２１は、スイッチ素子Ｔｕ+，Ｔｕ-のＵ相直列回路、スイッチ素子Ｔｖ+，Ｔｖ-のＶ相直列回路、スイッチ素子Ｔｗ+，Ｔｗ-のＷ相直列回路をブリッジ接続してなるスイッチング回路２１ａ、およびそのスイッチング回路２１ａを駆動する駆動回路２１ｂを矩形状のパッケージに収納してなるモジュールいわゆるＩＰＭ（Intelligent Power Module）であり、キャパシタ１１とモータ３の相巻線Ｌｕ，Ｌｖ，Ｌｗの一端との間の通電を制御する。スイッチング回路２１ａは、Ｕ相直列回路・Ｖ相直列回路・Ｗ相直列回路のそれぞれ正側端子に導通する正側端子Ｐ、Ｕ相直列回路の負側端子Ｎｕ、Ｖ相直列回路のＮｖ、Ｗ相直列回路の負側端子Ｎｗを有し、正側端子Ｐと負側端子Ｎｕ，Ｎｖ，Ｎｗとの間に印加されるキャパシタ１１の電圧を所定周波数の交流電圧に変換し、それをスイッチ素子Ｔｕ+，Ｔｕ-の相互接続点である出力端子Ｏｕ、スイッチ素子Ｔｖ+，Ｔｖ-の相互接続点である出力端子Ｏｖ、スイッチ素子Ｔｗ+，Ｔｗ-の相互接続点である出力端子Ｏｗから出力する。これら出力端子Ｏｕ，Ｏｖ，Ｏｗにモータ３の相巻線Ｌｕ，Ｌｖ，Ｌｗのそれぞれ一端が接続される。

【0012】

第２インバータ２２は、スイッチ素子Ｔｕ+，Ｔｕ-のＵ相直列回路、スイッチ素子Ｔｖ+，Ｔｖ-のＶ相直列回路、スイッチ素子Ｔｗ+，Ｔｗ-のＷ相直列回路をブリッジ接続してなるスイッチング回路２２ａ、およびそのスイッチング回路２２ａを駆動する駆動回路２２ｂを矩形状のパッケージに収納してなり、第１インバータ２１と同じ構成のＩＰＭであり、キャパシタ１１とモータ３の相巻線Ｌｕ，Ｌｖ，Ｌｗの他端との間の通電を制御する。スイッチング回路２２ａは、Ｕ相直列回路・Ｖ相直列回路・Ｗ相直列回路のそれぞれ正側端子に導通する正側端子Ｐ、Ｕ相直列回路の負側端子Ｎｕ、Ｖ相直列回路のＮｖ、Ｗ相直列回路の負側端子Ｎｗを有し、正側端子Ｐと負側端子Ｎｕ，Ｎｖ，Ｎｗとの間に印加されるキャパシタ１１の電圧を所定周波数の交流電圧に変換し、それをスイッチ素子Ｔｕ+，Ｔｕ-の相互接続点である出力端子Ｏｕ、スイッチ素子Ｔｖ+，Ｔｖ-の相互接続点である出力端子Ｏｖ、スイッチ素子Ｔｗ+，Ｔｗ-の相互接続点である出力端子Ｏｗから出力する。これら出力端子Ｏｕ，Ｏｖ，Ｏｗにモータ３の相巻線Ｌｕ，Ｌｖ，Ｌｗのそれぞれ他端が接続される。なお、必要に応じて第１および第２インバータ２１，２２に異なる定格の素子を備えたものでもよい。

【0013】

第１および第２インバータ２１，２２のことを、以下、ＩＰＭ２１，２２という。
このＩＰＭ２１，２２を制御するＭＣＵ（Micro Computer Unit）２３が回路基板２０に搭載されている。ＭＣＵ２３は、正側電源端子２３ａと負側電源端子２３ｂに印加される直流の動作用電圧Ｅにより動作し、回路基板２０外の例えば空気調和機のコントローラから指令される目標温度を満足するようなモータ３の回転速度を目標回転速度として演算し、モータ３の回転速度がその目標回転速度となるよう、ＩＰＭ２１，２２のスイッチング回路２１ａ，２２ａに対するスイッチング用の駆動信号２５，２６のオン，オフデューティを制御する。ＭＣＵ２３の動作用電圧Ｅのグランド電位Ｇは、ＩＰＭ２１，２２に対するスイッチング用の駆動信号を生成する際の基準電位として、ＩＰＭ２１，２２のスイッチング回路２１ａ，２２ａの負側端子Ｎｕ，Ｎｖ，Ｎｗの電位と共通である。ＭＣＵ２３の動作用電圧Ｅは、コンバータ２の出力を降圧して生成してもよいし、交流電源１から直接生成してもよい。

【0014】

ＩＰＭ２１，２２が取付けられる回路基板２０の表面側（上面側）およびキャパシタ１１が取付けられるキャパシタ基板１０の表面側の外観を図２に示し、回路基板２０の裏面側（下面側）およびキャパシタ基板１０の裏面側の外観を図３に示す。

【0015】

［回路基板２０の表面側の構成］
図２に示すように、ＩＰＭ２１は、パッケージの一側面から突出して同パッケージの下面側に屈曲する形状の正側端子Ｐ・出力端子Ｏｕ，Ｏｖ，Ｏｗ・負側端子Ｎｕ，Ｎｖ，Ｎｗを順次に配列してなり、これら端子の先端が回路基板２０に並ぶ複数の挿通孔（スルーホールともいう）３１～３７に挿入されることにより、パッケージの下面が回路基板２０と若干の隙間を存した状態で回路基板２０に取付けられる。

【0016】

回路基板２０の表面において、正側端子Ｐ・出力端子Ｏｕ，Ｏｖ，Ｏｗが挿入される挿通孔３１～３４の近傍に、後述する接続用端子１１１～１１４を挿入接続するための挿通孔４１～４４が形成され、その挿通孔４１～４４の位置から挿通孔３１～３４の位置にかけてそれぞれ帯状の導電パターン５１～５４が形成されている。これら導電パターン５１～５４に、挿通孔３１～３４内の正側端子Ｐ・出力端子Ｏｕ，Ｏｖ，Ｏｗがそれぞれハンダ付け接続される。

【0017】

回路基板２０の表面において、負側端子Ｎｕ，Ｎｖ，Ｎｗが挿入される挿通孔３５～３７の隣り位置に、後述する接続用端子９３を挿入接続するための挿通孔９１が形成され、その挿通孔３５～３７の位置から挿通孔９１の位置にかけて後述のバスバー２０３と共に第１導電部材をなす例えば帯状の導電パターン９２が形成されている。この導電パターン９２に、挿通孔３５～３７内の負側端子Ｎｕ，Ｎｖ，Ｎｗがそれぞれハンダ付け接続される。

【0018】

一方、ＩＰＭ２２は、上記ＩＰＭ２１と同じく、パッケージの一側面から突出して同パッケージの下面側に屈曲する正側端子Ｐ・出力端子Ｏｕ，Ｏｖ，Ｏｗ・負側端子Ｎｕ，Ｎｖ，Ｎｗを順位配列してなり、これら端子の先端が回路基板２０に並ぶ複数の挿通孔６１～６７に挿入されることにより、パッケージが回路基板２０に取付けられる。

【0019】

挿通孔６１～６７は、上記挿通孔９１を中心にして上記ＩＰＭ２１用の挿通孔３１～３７とは反対側の位置に、かつ挿通孔３１～３７の配列方向と同じ方向に、形成されている。そして、ＩＰＭ２２の負側端子Ｎｕ，Ｎｖ，Ｎｗが挿入される挿通孔６５～６７の位置から挿通孔９１の位置にかけて上記導電パターン９２が延長され、その導電パターン９２に挿通孔６５～６７内の負側端子Ｎｕ，Ｎｖ，Ｎｗがそれぞれハンダ付け接続される。なお、以上の説明においてＩＰＭ２１，２２の各端子Ｎｕ～Ｐは一定間隔で直線状に設けられたパッケージを例として示したが、これらの端子は千鳥状に配置されたものや、各端子間の間隔が一定でない場合もある。

【0020】

回路基板２０の表面において、ＩＰＭ２２の正側端子Ｐ・出力端子Ｏｕ，Ｏｖ，Ｏｗが挿入される挿通孔６１～６４の近傍に、裏面側の後述する接続用端子１２１～１２４を挿入接続するための挿通孔７１～７４が形成され、その挿通孔７１～７４の位置から挿通孔６１～６４の位置にかけてそれぞれ帯状の導電パターン８１～８４が形成されている。これら導電パターン８１～８４に、挿通孔６１～６４内の正側端子Ｐ・出力端子Ｏｕ，Ｏｖ，Ｏｗがそれぞれハンダ付け接続される。

【0021】

このＩＰＭ２１とＩＰＭ２２の配置に関し、ＩＰＭ２１，２２が挿通孔９１および導電パターン９２を間に挟んで互いに180度回転して左右にずれた状態、つまりＩＰＭ２１，２２の各々の負側端子Ｎｕ，Ｎｖ，Ｎｗが互いに接近する状態が保持される。このＩＰＭ２１，２２の配置により、ＩＰＭ２１，２２の各々の負側端子Ｎｕ，Ｎｖ，Ｎｗが互いに接近させることができる。逆にＩＰＭ２１，２２の各々の正側端子Ｐは、最も離れたところ、すなわち、回路基板２０上の左側端と右側端に位置する。ここでは、ＩＰＭ２１，２２の各々の負側端子Ｎｕ，Ｎｖ，Ｎｗが、ほぼ横１列に横並びとなる様に回路基板２０に取り付けたが、ＩＰＭ２１，２２の各々の負側端子Ｎｕ，Ｎｖ，Ｎｗが、上下に並ぶように取り付けてもよい。この場合は、ＩＰＭ２１の負側端子Ｎｕ，Ｎｖ，Ｎｗの各々がＩＰＭ２２の負側端子Ｎｗ，Ｎｕ，Ｎｖに対向する位置となる。この配置では、図２のように回路基板２０の表面から見るとＩＰＭ２１の負側端子とＩＰＭ２２の負側端子が上下方向に重なり、ＩＰＭ２２がＩＰＭ２１の右上側にずれた位置関係となる。

【0022】

なお、これらのＩＰＭ２１，２２は、運転中の発熱量が大きいため、実際には各々のパッケージの上面にアルミニウム製等の熱伝導率の高いヒートシンクが固着される。ヒートシンクは、ＩＰＭ２１，２２に対してそれぞれ別体でもよいし、両方を共通に冷却する一体型でもよい。

【0023】

［キャパシタ基板１０の表面側の構成］
図２に示すように、キャパシタ１１は、正側端子１１ａおよび負側端子１１ｂを有し、これら端子の先端がキャパシタ基板１０の挿通孔１２ａ，１２ｂに挿入されることにより、キャパシタ基板１０に取付けられる。

【0024】

キャパシタ基板１０の表面において、挿通孔１２ａの近傍に、裏面側の後述する接続用端子１６ａ，１７ａを挿入接続するための挿通孔１３ａ，１４ａが形成され、その挿通孔１３ａ，１４ａの位置から挿通孔１２ａの位置にかけて導電パターン１５ａが形成されている。

【0025】

キャパシタ基板１０の表面において、挿通孔１２ｂの近傍に、裏面側の後述する接続用端子１６ｂ，１７ｂを挿入接続するための挿通孔１３ｂ，１４ｂが形成され、その挿通孔１３ｂ，１４ｂの位置から挿通孔１２ｂの位置にかけて導電パターン１５ｂが形成されている。

【0026】

［回路基板２０の裏面側の構成］
図３に示すように、回路基板２０は、両面回路基板となっており、裏面にＭＣＵ２３が半田付け接続されている。なお、ＭＣＵ２３は多数の端子を備え、これら端子のそれぞれが基板上の導電パターンに接続されている。これら端子および導電パターンの存在については図面上では省略している。回路基板２０の裏面において、ＩＰＭ２１の正側端子Ｐが挿入される挿通孔３１の近傍に接続用端子１１１が配置されている。この接続用端子１１１は、挿通孔３１の近傍に存する挿通孔４１に挿入され、その挿入先端が表面側の導電パターン５１にハンダ付け接続されることにより、ＩＰＭ２１の正側端子Ｐと導通する。

【0027】

回路基板２０の裏面において、ＩＰＭ２１の出力端子Ｏｕ，Ｏｖ，Ｏｗが挿入される挿通孔３２～３４の近傍に接続用端子１１２～１１４が配置されている。これら接続用端子１１２～１１４は、挿通孔３２～３４にそれぞれ挿入され、その挿入先端が表面側の導電パターン５２～５４にそれぞれハンダ付け接続されることにより、ＩＰＭ２１の出力端子Ｏｕ，Ｏｖ，Ｏｗとそれぞれ導通する。

【0028】

また、回路基板２０の裏面において、ＩＰＭ２１の正側端子Ｐが挿入される挿通孔６１の近傍に接続用端子１２１が配置されている。この接続用端子１２１は、挿通孔６１の近傍に存する挿通孔７１に挿入され、その挿入先端が表面側の導電パターン８１にハンダ付け接続されることにより、ＩＰＭ２２の正側端子Ｐと導通する。

【0029】

回路基板２０の裏面において、ＩＰＭ２２の出力端子Ｏｕ，Ｏｖ，Ｏｗが挿入される挿通孔６２～６４の近傍に接続用端子１２２～１２４が配置されている。これら接続用端子１２２～１２４は、挿通孔６２～６４にそれぞれ挿入され、その挿入先端が表面側の導電パターン８２～８４にそれぞれハンダ付け接続されることにより、ＩＰＭ２２の出力端子Ｏｕ，Ｏｖ，Ｏｗとそれぞれ導通する。

【0030】

回路基板２０の裏面において、ＩＰＭ２１，２２の相互間に存する挿通孔９１に接続用端子９３が挿入されている。この接続用端子９３は、挿通孔９１への挿入先端が表面側の導電パターン９２にハンダ付け接続されることにより、ＩＰＭ２１の負側端子Ｎｕ，Ｎｖ，Ｎｗと導通するとともにＩＰＭ２２の負側端子Ｎｕ，Ｎｖ，Ｎｗとも導通する。

【0031】

前述の接続用端子９３，１１１，１１２～１１４、１２１，１２２～１２４は、螺子端子台が望ましいが、端子に流れる電流が小さければ圧着端子でもよい。

【0032】

［キャパシタ基板１０の裏面側の構成］
図３に示すように、キャパシタ基板１０の裏面において、キャパシタ１１の正側端子１１ａが挿入される挿通孔１２ａの近傍に接続用端子１６ａ，１７ａが配置されている。この接続用端子１６ａ，１７ａは、挿通孔１２ａの近傍に存する挿通孔１３ａ，１４ａにそれぞれ挿入され、その挿入先端が表面側の導電パターン１５ａにハンダ付け接続されることにより、キャパシタ１１の正側端子１１ａと導通する。

【0033】

キャパシタ基板１０の裏面において、キャパシタ１１の負側端子１１ｂが挿入される挿通孔１２ｂの近傍に接続用端子１６ｂ，１７ｂが配置されている。この接続用端子１６ｂ，１７ｂは、挿通孔１２ｂの近傍に存する挿通孔１３ｂ，１４ｂにそれぞれ挿入され、その挿入先端が表面側の導電パターン１５ｂにハンダ付け接続されることにより、キャパシタ１１の負側端子１１ｂと導通する。

【0034】

［回路基板２０の裏面側およびキャパシタ基板１０の裏面側の配線］
図３に示すように、キャパシタ基板１０の接続用端子１６ａに第２導電部材たとえばバスバー（a bus-ber）２０１の一端が螺子１００の螺合により固定され、そのバスバー２０１の他端が回路基板２０の接続用端子１１１に螺子１００の螺合により固定される。バスバー２０１は、導電性の金属を板状に形成したもので、板厚が大きくて剛性が高い。このバスバー２０１を通してキャパシタ１１の正側端子とＩＰＭ２１の正側端子Ｐとが導通する。

【0035】

回路基板２０における接続用端子１１１に第３導電部材たとえばリード線２０２の一端がバスバー２０１の一端と共に上記螺子１００の螺合により固定され、そのリード線２０２の他端が回路基板２０における接続用端子１２１に螺子１００の螺合により固定される。このリード線２０３を通してＩＰＭ２１の正側端子ＰとＩＰＭ２１の正側端子Ｐとが導通する。

【0036】

キャパシタ基板１０の接続用端子１６ｂに第１導電部材たとえばバスバー２０３の一端が螺子１００の螺合により固定され、そのバスバー２０３の他端が回路基板２０の接続用端子９３に螺子１００の螺合により固定される。バスバー２０３は、導電性の金属を板状かつＬ字形に形成したもので、板厚が大きくて剛性が高い。このバスバー２０３を通してキャパシタ１１の負側端子とＩＰＭ２１の負側端子負側端子Ｎｕ，Ｎｖ，ＮｗおよびＩＰＭ２２の負側端子負側端子Ｎｕ，Ｎｖ，Ｎｗとが導通する。このため、バスバー２０１，２０３で回路基板２０を支持させてもよい。

【0037】

［まとめ］
以上のように、１枚の回路基板２０において、ＩＰＭ２１，２２を挿通孔９１および導電パターン９２を間に挟んで互いに180度回転した状態で配置することにより、ＩＰＭ２１，２２の各々の負側端子Ｎｕ，Ｎｖ，Ｎｗを互いに接近させることができる。この接近により、ＩＰＭ２１，２２の各々の負側端子Ｎｕ，Ｎｖ，Ｎｗを挿通孔９１および導電パターン９２を介した回路基板２０上の一箇所に集約させることができる。この集約により、ＩＰＭ２１，２２の相互間の負側通電路に存する寄生インダクタンスを低減することができる。そして、このように配置することで、ＩＰＭ２１，２２において互いに離れている各負側端子Ｎｕの相互間距離も、ＩＰＭ２１の正側端子ＰとＩＰＭ２１の正側端子Ｐの相互間距離よりも短くすることができる。なお、ＩＰＭ２１の正側端子ＰとＩＰＭ２２の正側端子Ｐの相互間の配線や導通路における寄生インピーダンスは、ノイズの発生を生じさせることがないため、その距離が長くとも問題は生じない。

【0038】

ＭＣＵ２３の動作用電圧Ｅのグランド電位Ｇは、ＩＰＭ２１，２２に対するスイッチング用の駆動信号を生成する際の基準電位として、ＩＰＭ２１，２２のスイッチング回路２１ａ，２２ａの負側端子Ｎｕ，Ｎｖ，Ｎｗの電位Ｇと共通である。このとき、ＩＰＭ２１，２２の相互間の負側通電路に存する寄生インダクタンスが大きいと、通流電流と寄生インダクタンスによって、寄生インダクタンス両端に電位差が発生する。この電位差がＩＰＭ２１，２２の駆動回路２１ｂ，２２ｂのグランド電位を変動させる。その結果、ＭＣＵ２３からＩＰＭ２１，２２に供給されるスイッチング用の駆動信号２５，２６に大きなノイズが重畳するという不具合を生じる。例として図４に示すように、ＩＰＭ２１，２２のいずれかのスイッチ素子Ｔｕ＋に供給されるスイッチング用の駆動信号Ｄｕがオフで、そのまま変化がない状態において、他方のＩＰＭ２２，２１のいずれかのスイッチ素子がスイッチング動作すると、そのタイミングでＩＰＭ２１，２２のいずれかのスイッチ素子Ｔｕ＋に供給されるスイッチング用の駆動信号Ｄｕに大きなノイズが重畳する。このノイズが大きくなり、駆動信号がオンのレベルにまで電圧が上がってしまうと、本来オフであるべきタイミングでスイッチ素子Ｔｕ＋がオンしてしまう誤動作が発生する。このような誤動作の結果、最悪の場合、上下のスイッチング素子が短絡してしまい、大電流が流れてＩＰＭを破壊してしまう可能性がある。

【0039】

本実施形態では、ＩＰＭ２１，２２の各々の負側端子Ｎｕ，Ｎｖ，Ｎｗを挿通孔９１および導電パターン９２を介した回路基板２０上の一箇所に集約させ、これによりＩＰＭ２１，２２の相互間の負側通電路に存する寄生インダクタンスを低減させたので、ＭＣＵ２３からＩＰＭ２１，２２に供給されるスイッチング用の駆動信号に重畳するノイズを低減することができる。これにより図５に示すように、ＩＰＭ２１，２２のいずれかのスイッチ素子Ｔｕ＋に供給されるスイッチング用の駆動信号Ｄｕは、他方のＩＰＭ２２，２１のスイッチング素子が動作しても大きなノイズは重畳しない。これにより、ノイズによるＩＰＭ２１，２２の誤動作を防ぐことができる。

【0040】

また、キャパシタ基板１０と回路基板２０とを剛性の高いバスバー２０１，２０３で接続する構成なので、キャパシタ基板１０および回路基板２０を強固に一体化させることができる。

【0041】

［変形例］
上記実施形態では、第２導電部材としてバスバー２０１を用い、第３導電部材としてリード線２０２を用い、第１導電部材として導電パターン９２およびバスバー２０３を用いる構成としたが、必ずしもそうする必要はなく、バスバーに代えてリード線を用いる構成およびリード線に代えてバスバーを用いる構成を採用してもよい。

【0042】

その他、上記実施形態および変形例は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施形態および変形例は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、書き換え、変更を行うことができる。これら実施形態や変形例は、発明の範囲は要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

【符号の説明】

【0043】

１…３相交流電源、２…コンバータ、３…オープン巻線モータ、Ｌｕ，Ｌｖ，Ｌｗ…相巻線、１０…キャパシタ基板、１１…キャパシタ、２０…回路基板、２１…ＩＰＭ（第１インバータ）、２２…ＩＰＭ（第２インバータ）、２３…ＭＣＵ，９２…導電パターン（第１導電部材）、２０１…バスバー（第２導電部材）、２０２…リード線（第３導電部材）、２０３…バスバー（第１導電部材）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】