特許 7405056 電力変換装置

(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】2023-12-18

(45)【発行日】2023-12-26

(54)【発明の名称】電力変換装置

(51)【国際特許分類】

   H02M 1/08 20060101AFI20231219BHJP

   H02M 1/00 20070101ALI20231219BHJP

【ＦＩ】

H02M1/08 A

H02M1/00 H

H02M1/00 E

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2020169955

(22)【出願日】2020-10-07

(65)【公開番号】P2022061798

(43)【公開日】2022-04-19

【審査請求日】2023-01-19

(73)【特許権者】

【識別番号】000003218

【氏名又は名称】株式会社豊田自動織機

(74)【代理人】

【識別番号】100105957

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100068755

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 博宣

(72)【発明者】

【氏名】モイセエフ セルゲイ

(72)【発明者】

【氏名】神谷 和伸

【審査官】栗栖 正和

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１２－０３９４５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－０９１２０８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｍ １／０８

Ｈ０２Ｍ １／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

制御端子及び印加電流が流れる印加端子を有するスイッチング素子と、
前記印加電流が流れる第１インダクタンス成分と、
前記第１インダクタンス成分から発生する磁束が貫く位置に設けられ、前記印加電流の変化に伴う前記磁束の変化によってフィードバック電圧を誘起する第２インダクタンス成分と、
前記スイッチング素子を駆動させるドライバ回路と、
前記スイッチング素子が実装される駆動基板と、
を備え、
前記ドライバ回路は、
前記フィードバック電圧が入力されるフィードバック入力端子と、
外部指令電圧が入力される外部入力端子と、
前記外部指令電圧又は当該外部指令電圧を変換することによって得られる変換指令電圧と、前記フィードバック電圧又は当該フィードバック電圧を変換することによって得られる変換フィードバック電圧とを加算し、その加算された加算電圧を前記制御端子に向けて出力する加算回路と、
を備え、
前記第１インダクタンス成分は、前記スイッチング素子内にある寄生インダクタンスを含み、
前記第２インダクタンス成分は、前記駆動基板に形成され且つ少なくとも一部が前記スイッチング素子の隣に配置されているフィードバックパターンによって構成されており、
前記スイッチング素子内における前記印加電流が流れる方向を第１方向とし、前記第１方向及び前記駆動基板の厚さ方向の双方に直交する方向を第２方向とすると、
前記フィードバックパターンと前記スイッチング素子とは前記第２方向に並んで配置されており、
前記フィードバックパターンは、前記第１方向に延びた部分を有していることを特徴とする電力変換装置。

【請求項2】

前記スイッチング素子として、前記第１方向に離間して配列された第１スイッチング素子及び第２スイッチング素子と、
前記フィードバックパターンとして、前記第１スイッチング素子に対する前記第２方向の隣に配置された第１フィードバックパターン、及び、前記第２スイッチング素子に対する前記第２方向の隣に配置された第２フィードバックパターンと、
を備え、
前記第１フィードバックパターンは、前記第１スイッチング素子の前記第１方向の範囲内に配置され、前記第２フィードバックパターンは、前記第２スイッチング素子の前記第１方向の範囲内に配置され、
前記両フィードバックパターンの離間距離は、前記両スイッチング素子の離間距離よりも大きい請求項１に記載の電力変換装置。

【請求項3】

制御端子及び印加電流が流れる印加端子を有するスイッチング素子と、
前記印加電流が流れる第１インダクタンス成分と、
前記第１インダクタンス成分から発生する磁束が貫く位置に設けられ、前記印加電流の変化に伴う前記磁束の変化によってフィードバック電圧を誘起する第２インダクタンス成分と、
前記スイッチング素子を駆動させるドライバ回路と、
互いに対向するように積層された駆動基板及び制御基板と、
を備え、
前記ドライバ回路は、
前記フィードバック電圧が入力されるフィードバック入力端子と、
外部指令電圧が入力される外部入力端子と、
前記外部指令電圧又は当該外部指令電圧を変換することによって得られる変換指令電圧と、前記フィードバック電圧又は当該フィードバック電圧を変換することによって得られる変換フィードバック電圧とを加算し、その加算された加算電圧を前記制御端子に向けて出力する加算回路と、
を備え、
前記スイッチング素子は、前記駆動基板に実装され、
前記ドライバ回路は、前記制御基板に実装され、
前記第１インダクタンス成分は、前記スイッチング素子内にある寄生インダクタンスを含み、
前記第２インダクタンス成分は、前記制御基板に形成され且つ前記ドライバ回路と電気的に接続されたフィードバックパターンによって構成されており、
前記フィードバックパターンの少なくとも一部は、前記駆動基板と前記制御基板との積層方向から見て前記スイッチング素子と重なる位置に配置されていることを特徴とする電力変換装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電力変換装置に関する。

【背景技術】

【0002】

例えば特許文献１には、スイッチング素子としてのＩＧＢＴを駆動させるドライバ回路が記載されている。特許文献１に記載のドライバ回路は、スイッチング損失の低減とサージ電圧又はサージ電流の低減との両立を図るために、印加電流としてのコレクタ電流が流れるエミッタ配線のインダクタンス分から誘起される誘起電圧をフィードバックさせるアクティブゲート制御を行っている。当該誘起電圧は、コレクタ電流が変化することによって誘起されるものである。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００４－４８８４３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ここで、例えば上記誘起電圧を発生させるインダクタンスが小さい場合、所望の誘起電圧が得られず、所望のフィードバック効果が得られない場合があり得る。かといって、印加電流が流れる関係上、例えばインダクタンスを大きくすると損失やサージが大きくなり易い。以上のことから、所望のフィードバック効果を得るためには未だ改善の余地がある。

【課題を解決するための手段】

【0005】

上記目的を達成する電力変換装置は、制御端子及び印加電流が流れる印加端子を有するスイッチング素子と、前記印加電流が流れる第１インダクタンス成分と、前記第１インダクタンス成分から発生する磁束が貫く位置に設けられ、前記印加電流の変化に伴う前記磁束の変化によってフィードバック電圧を誘起する第２インダクタンス成分と、前記スイッチング素子を駆動させるドライバ回路と、を備え、前記ドライバ回路は、前記フィードバック電圧が入力されるフィードバック入力端子と、外部指令電圧が入力される外部入力端子と、前記外部指令電圧又は当該外部指令電圧を変換することによって得られる変換指令電圧と、前記フィードバック電圧又は当該フィードバック電圧を変換することによって得られる変換フィードバック電圧とを加算し、その加算された加算電圧を前記制御端子に向けて出力する加算回路と、を備えていることを特徴とする。

【0006】

かかる構成によれば、第１インダクタンス成分に流れる印加電流の変化に伴って磁束が変化することにより、第２インダクタンス成分によってフィードバック電圧が誘起される。そして、フィードバック電圧又はフィードバック電圧を変換することによって得られる変換フィードバック電圧が加算回路にフィードバックされ、加算電圧が制御端子に入力される。これにより、スイッチング素子のターンオン時又はターンオフ時におけるサージを抑制できる。

【0007】

特に、本構成によれば、ドライバ回路にフィードバックさせる電圧として、第１インダクタンス成分にて生じる逆起電力ではなく、第２インダクタンス成分によって誘起されるフィードバック電圧を用いることにより、所望のフィードバック効果を得ることができる。

【0008】

上記電力変換装置について、前記スイッチング素子が実装される駆動基板を備え、前記第１インダクタンス成分は、前記スイッチング素子内にある寄生インダクタンスを含み、前記第２インダクタンス成分は、前記駆動基板に形成され且つ少なくとも一部が前記スイッチング素子の隣に配置されているフィードバックパターンによって構成されているとよい。

【0009】

かかる構成によれば、第２インダクタンス成分を構成するフィードバックパターンの少なくとも一部がスイッチング素子の隣に配置されているため、両者の離間距離が短くなり易い。これにより、フィードバックパターンとスイッチング素子内の寄生インダクタンスとの間で相互作用が生じ易い。したがって、フィードバック電圧を大きくすることができる。

【0010】

上記電力変換装置について、前記スイッチング素子内における前記印加電流が流れる方向を第１方向とし、前記第１方向及び前記駆動基板の厚さ方向の双方に直交する方向を第２方向とすると、前記フィードバックパターンと前記スイッチング素子とは前記第２方向に並んで配置されており、前記フィードバックパターンは、前記第１方向に延びた部分を有しているとよい。

【0011】

かかる構成によれば、スイッチング素子内の寄生インダクタンスによって生じる磁束がフィードバックパターンにおける第１方向に延びた部分を貫くことにより、フィードバックパターンにおいて磁束が貫く面積を向上させることができる。したがって、フィードバック電圧を大きくすることができる。

【0012】

上記電力変換装置について、前記スイッチング素子として、前記第１方向に離間して配列された第１スイッチング素子及び第２スイッチング素子と、前記フィードバックパターンとして、前記第１スイッチング素子に対する前記第２方向の隣に配置された第１フィードバックパターン、及び、前記第２スイッチング素子に対する前記第２方向の隣に配置された第２フィードバックパターンと、を備え、前記第１フィードバックパターンは、前記第１スイッチング素子の前記第１方向の範囲内に配置され、前記第２フィードバックパターンは、前記第２スイッチング素子の前記第１方向の範囲内に配置され、前記両フィードバックパターンの離間距離は、前記両スイッチング素子の離間距離よりも大きいとよい。

【0013】

かかる構成によれば、両フィードバックパターンのうち一方の磁束の変化に起因して他方にてフィードバック電圧が発生することを抑制でき、当該他方のフィードバックパターンに対応するスイッチング素子が誤動作することを抑制できる。

【0014】

上記電力変換装置について、互いに対向するように積層された駆動基板及び制御基板を備え、前記スイッチング素子は、前記駆動基板に実装され、前記ドライバ回路は、前記制御基板に実装され、前記第１インダクタンス成分は、前記スイッチング素子内にある寄生インダクタンスを含み、前記第２インダクタンス成分は、前記制御基板に形成され且つ前記ドライバ回路と電気的に接続されたフィードバックパターンによって構成されており、前記フィードバックパターンの少なくとも一部は、前記駆動基板と前記制御基板との積層方向から見て前記スイッチング素子と重なる位置に配置されているとよい。

【0015】

かかる構成によれば、フィードバックパターンの少なくとも一部が両基板の積層方向から見てスイッチング素子と重なる位置に配置されているため、スイッチング素子内の寄生インダクタンスから発生する磁束はフィードバックパターンを貫く。これにより、第２インダクタンス成分からフィードバック電圧が誘起される。したがって、上述した効果を得ることができる。また、本構成によれば、異なる基板間でフィードバック電圧を伝送する必要がないため、構成の簡素化を図ることができる。

【発明の効果】

【0016】

この発明によれば、所望のフィードバック効果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】電力変換装置の電気的構成の概要を示す回路図。

【図2】第１実施形態おける駆動基板上に実装されたスイッチング素子、ドライバ回路及びフィードバックパターンを模式的に示す正面図。

【図3】スイッチング素子及びドライバ回路を模式的に示す回路図。

【図4】第２実施形態におけるドライバ回路及びフィードバックパターンを模式的に示す正面図。

【図5】図４の５－５線断面図。

【図6】別例のスイッチング素子及びドライバ回路を模式的に示す回路図。

【発明を実施するための形態】

【0018】

（第１実施形態）
以下、電力変換装置の第１実施形態について説明する。
本実施形態の電力変換装置１０は、例えば車両２００に搭載されており、車両２００に設けられている電動モータ２０１を駆動するのに用いられる。

【0019】

本実施形態の電動モータ２０１は、車両２００の車輪を回転させるための走行用モータである。本実施形態の電動モータ２０１は、３相コイル２０２ｕ，２０２ｖ，２０２ｗを有している。３相コイル２０２ｕ，２０２ｖ，２０２ｗは例えばＹ結線されている。３相コイル２０２ｕ，２０２ｖ，２０２ｗが所定のパターンで通電されることにより、電動モータ２０１が回転する。なお、３相コイル２０２ｕ，２０２ｖ，２０２ｗの結線態様は、Ｙ結線に限られず任意であり、例えばデルタ結線でもよい。

【0020】

図１に示すように、車両２００は蓄電装置２０３を有している。本実施形態の電力変換装置１０は、蓄電装置２０３の直流電力を電動モータ２０１が駆動可能な交流電力に変換するインバータ装置である。換言すれば、電力変換装置１０は、蓄電装置２０３を用いて電動モータ２０１を駆動させる駆動装置とも言える。なお、蓄電装置２０３の電圧を電源電圧Ｖｄｃとする。

【0021】

電力変換装置１０は、スイッチング素子１１を有している。本実施形態の電力変換装置１０は、スイッチング素子１１を複数有しており、詳細には、ｕ相コイル２０２ｕに対応するｕ相スイッチング素子１１ｕ１，１１ｕ２と、ｖ相コイル２０２ｖに対応するｖ相スイッチング素子１１ｖ１，１１ｖ２と、ｗ相コイル２０２ｗに対応するｗ相スイッチング素子１１ｗ１，１１ｗ２と、を備えている。

【0022】

各スイッチング素子１１ｕ１，１１ｕ２，１１ｖ１，１１ｖ２，１１ｗ１，１１ｗ２（以下、「各スイッチング素子１１ｕ１～１１ｗ２」という。）は、例えばパワースイッチング素子であり、一例としてはＭＯＳＦＥＴである。各スイッチング素子１１ｕ１～１１ｗ２が「スイッチング素子」に対応する。スイッチング素子１１ｕ１～１１ｗ２は、還流ダイオード（ボディダイオード）Ｄｕ１～Ｄｗ２を有している。

【0023】

各ｕ相スイッチング素子１１ｕ１，１１ｕ２は接続線を介して互いに直列に接続されている。詳細には、ｕ相上アームスイッチング素子１１ｕ１とｕ相下アームスイッチング素子１１ｕ２とが接続線を介して接続されており、その接続線はｕ相コイル２０２ｕに接続されている。ｕ相上アームスイッチング素子１１ｕ１は、蓄電装置２０３の高圧側である正極端子（＋端子）に接続されている。ｕ相下アームスイッチング素子１１ｕ２は、蓄電装置２０３の低圧側である負極端子（－端子）に接続されている。

【0024】

なお、他のスイッチング素子１１ｖ１，１１ｖ２，１１ｗ１，１１ｗ２の接続態様は、対応するコイルが異なる点を除いて、ｕ相スイッチング素子１１ｕ１，１１ｕ２と同様である。

【0025】

図１及び図２に示すように、電力変換装置１０は、スイッチング素子１１を駆動させるドライバ回路１２と、スイッチング素子１１が実装される駆動基板１３と、を備えている。本実施形態では、ドライバ回路１２は駆動基板１３に実装されている。

【0026】

本実施形態のドライバ回路１２は所謂ゲートドライバ回路である。本実施形態の電力変換装置１０は、複数のスイッチング素子１１に対応させてドライバ回路１２を複数有している。詳細には、電力変換装置１０は、複数のスイッチング素子１１ｕ１～１１ｗ２に対応させて複数のドライバ回路１２ｕ１～１２ｗ２を有している。ドライバ回路１２ｕ１～１２ｗ２は、スイッチング素子１１ｕ１～１１ｗ２のゲートに接続されており、ゲート電圧を制御することによりスイッチング素子１１ｕ１～１１ｗ２をＯＮ／ＯＦＦさせる。

【0027】

図１に示すように、車両２００は、電力変換装置１０を制御する変換制御装置１４を備えている。本実施形態の変換制御装置１４はインバータ制御装置である。変換制御装置１４は、外部からの指令（例えば要求回転速度）に基づいて、電動モータ２０１に流れる目標電流を決定し、その目標電流が流れるための外部指令電圧Ｖｐを導出する。そして、変換制御装置１４は、外部指令電圧Ｖｐをドライバ回路１２に向けて出力する。

【0028】

本実施形態では、変換制御装置１４は、スイッチング素子１１ｕ１～１１ｗ２ごとに外部指令電圧Ｖｐを導出し、各ドライバ回路１２ｕ１～１２ｗ２に外部指令電圧Ｖｐを出力する。これにより、各スイッチング素子１１ｕ１～１１ｗ２が個別に制御される。

【0029】

外部指令電圧Ｖｐは所定のパルス幅を有するパルス電圧である。例えば、外部指令電圧Ｖｐは、ＬＯＷからＨＩに切り替わり、一定期間ＨＩ状態を維持した後に、ＨＩからＬＯＷに切り替わる。以降の説明において、ＬＯＷからＨＩの切り替わりを「立ち上がり」といい、ＨＩからＬＯＷの切り替わりを「立ち下がり」という。

【0030】

なお、本実施形態の変換制御装置１４は、駆動基板１３に実装されている。ただし、これに限られず、変換制御装置１４は、駆動基板１３とは別の基板に実装されていてもよい。

【0031】

ドライバ回路１２ｕ１～１２ｗ２は、それぞれ個別に入力される外部指令電圧Ｖｐに基づいて、スイッチング素子１１ｕ１～１１ｗ２に対してゲート電圧を印加する。これにより、各スイッチング素子１１ｕ１～１１ｗ２が周期的にＯＮ／ＯＦＦし、蓄電装置２０３の直流電力が３相の交流電力に変換されて電動モータ２０１に供給される。すなわち、変換制御装置１４は、電力変換装置１０をＰＷＭ制御するものである。

【0032】

次にスイッチング素子１１ｕ１～１１ｗ２及びドライバ回路１２ｕ１～１２ｗ２について詳細に説明する。
ここで、各スイッチング素子１１ｕ１～１１ｗ２は基本的に同一構成であり、各ドライバ回路１２ｕ１～１２ｗ２は基本的に同一の構成である。このため、以下では、各スイッチング素子１１ｕ１～１１ｗ２のうち１つのスイッチング素子１１（ｕ相上アームスイッチング素子１１ｕ１）と、それに対応するドライバ回路１２（上アームｕ相ドライバ回路１２ｕ１）とについて詳細に説明する。

【0033】

図２に示すように、スイッチング素子１１は、素子本体２０と、素子本体２０に取り付けられたゲート端子２１、ドレイン端子２２及びソース端子２３と、を備えている。
素子本体２０は例えば直方体形状である。素子本体２０は、駆動基板１３の厚さ方向と直交するＸ方向の両端面である第１側面２０ａ及び第２側面２０ｂを有している。第２側面２０ｂは、第１側面２０ａとは反対側の側面である。Ｘ方向は、両側面２０ａ，２０ｂと交差（本実施形態では直交）する方向ともいえる。

【0034】

ドレイン端子２２は、第１側面２０ａに設けられている。本実施形態では、ドレイン端子２２は１つであり、第１側面２０ａの一方向、詳細にはＹ方向に亘ってタブ状に形成されている。Ｙ方向は、駆動基板１３の厚さ方向及びＸ方向の双方に直交する方向である。

【0035】

本実施形態では、ソース端子２３は複数設けられている。ゲート端子２１及び複数のソース端子２３は、スイッチング素子１１におけるドレイン端子２２とは反対側の部分に設けられている。詳細には、ゲート端子２１及び複数のソース端子２３は、第２側面２０ｂに設けられている。この場合、ゲート端子２１及び複数のソース端子２３は、素子本体２０を介してドレイン端子２２とＸ方向に対向しているともいえる。すなわち、Ｘ方向は、ドレイン端子２２とソース端子２３との対向方向ともいえる。

【0036】

ゲート端子２１及び複数のソース端子２３は、第２側面２０ｂにおいて所定のピッチでＹ方向に配列されている。換言すれば、Ｙ方向は、複数のソース端子２３の配列方向ともいえる。

【0037】

ゲート端子２１に所定の閾値以上のゲート電圧が印加されると、ドレイン端子２２及び複数のソース端子２３に印加電流としてのドレイン電流Ｉｄが流れる。ドレイン電流Ｉｄは、スイッチング素子１１のソース－ドレイン間に流れる電流である。

【0038】

本実施形態では、ドレイン電流Ｉｄは、ドレイン端子２２から素子本体２０内を通って複数のソース端子２３に向けて流れる。このため、ドレイン電流Ｉｄは、スイッチング素子１１内をＸ方向に流れることとなる。すなわち、Ｘ方向は、スイッチング素子１１内を流れる電流の方向ともいえる。なお、ソース端子２３の数は任意である。本実施形態では、ゲート端子２１が「制御端子」に対応し、ソース端子２３及びドレイン端子２２が「印加端子」に対応する。特に、ドレイン端子２２が「第１印加端子」に対応し、ソース端子２３が「第２印加端子」に対応する。

【0039】

ここで、スイッチング素子１１のソース－ドレイン間には、スイッチング素子１１にドレイン電流Ｉｄを流すための電圧であるソース－ドレイン間電圧Ｖｄｓが印加される。本実施形態のソース－ドレイン間電圧Ｖｄｓは、スイッチング素子１１がＯＦＦ状態である場合には電源電圧Ｖｄｃとなり、スイッチング素子１１がＯＮ状態である場合には０Ｖとなる。

【0040】

電力変換装置１０は、ドレイン電流Ｉｄが流れる第１インダクタンス成分Ｌ１を有している。第１インダクタンス成分Ｌ１は、ドレイン電流Ｉｄが流れる電流経路上に設けられている。

【0041】

本実施形態では、図３に示すように、第１インダクタンス成分Ｌ１は、スイッチング素子１１の素子本体２０内の寄生インダクタンスＬｓを含む。寄生インダクタンスＬｓは、例えば素子本体２０内の配線パターン、ワイヤー及びソース端子２３などによって構成されている。

【0042】

かかる構成によれば、スイッチング素子１１がＯＮ状態となり、ドレイン電流Ｉｄが流れると、第１インダクタンス成分Ｌ１から磁束が発生する。本実施形態では、第１インダクタンス成分Ｌ１には寄生インダクタンスＬｓが含まれているため、当該磁束はスイッチング素子１１の周囲に発生している。上記磁束は、ドレイン電流Ｉｄが変化することによって変化する。

【0043】

本実施形態における電力変換装置１０は、第１インダクタンス成分Ｌ１から発生する磁束が貫く位置に設けられた第２インダクタンス成分Ｌ２を有している。第２インダクタンス成分Ｌ２は、ドレイン電流Ｉｄの変化に伴う磁束の変化によってフィードバック電圧Ｖｆを誘起する。この場合、第２インダクタンス成分Ｌ２は、第１インダクタンス成分Ｌ１と磁気結合しているとも言えるし、第１インダクタンス成分Ｌ１と協働してトランスを構成するものとも言える。

【0044】

本実施形態の第２インダクタンス成分Ｌ２は、駆動基板１３に実装された配線パターンによって構成されている。詳細には、図２に示すように、電力変換装置１０は、駆動基板１３に形成され、第２インダクタンス成分Ｌ２を構成するフィードバックパターン３１を含む。フィードバックパターン３１は、駆動基板１３に形成される配線パターンの１つである。

【0045】

フィードバックパターン３１は、駆動基板１３における磁束が貫く位置に設けられており、本実施形態ではスイッチング素子１１の隣に配置されている。詳細には、フィードバックパターン３１は、スイッチング素子１１に対してＹ方向の隣に配置されている。このため、フィードバックパターン３１とスイッチング素子１１とはＹ方向に並んで配置されている。

【0046】

ここで、既に説明した通り、ドレイン電流Ｉｄは、スイッチング素子１１（詳細には素子本体２０）内をＸ方向に流れるものであり、Ｙ方向は、Ｘ方向に対して直交する方向である。このため、フィードバックパターン３１とスイッチング素子１１とは、ドレイン電流Ｉｄが流れる方向とは直交する方向に並んで配置されているといえる。本実施形態では、Ｘ方向が「第１方向」に対応し、Ｙ方向が「第２方向」に対応する。

【0047】

本実施形態のフィードバックパターン３１は、１本のラインを引き回したものであり、第１端部３１ａと第２端部３１ｂとを有している。フィードバックパターン３１は、例えば渦巻状に形成されている。詳細には、フィードバックパターン３１は、第１端部３１ａから第２端部３１ｂに向けて渦巻状に延びている。この場合、第１端部３１ａは外周端部ともいえるし、第２端部３１ｂは内周端部ともいえる。

【0048】

フィードバックパターン３１は、Ｘ方向に延びた第１パーツ部３１ｃ及び第２パーツ部３１ｄを有している。ここで、フィードバックパターン３１において第１端部３１ａから第２端部３１ｂに向かう方向をフィードバックパターン３１の延設方向とすると、第１パーツ部３１ｃは、フィードバックパターン３１の延設方向とドレイン電流Ｉｄが流れる方向とが一致している。一方、第２パーツ部３１ｄは、フィードバックパターン３１の延設方向とドレイン電流Ｉｄが流れる方向とが反対となっている。本実施形態では、第２パーツ部３１ｄは、第１パーツ部３１ｃよりもスイッチング素子１１の近くに配置されている。第２パーツ部３１ｄは、Ｙ方向に複数並んで配置されている。第１パーツ部３１ｃは、第２パーツ部３１ｄよりもスイッチング素子１１から離れた位置においてＹ方向に並んで配置されている。

【0049】

ちなみに、本実施形態では、フィードバックパターン３１は、素子本体２０からＸ方向に一部はみ出している。ただし、ドレイン端子２２及びソース端子２３などを含めたスイッチング素子１１の全体との関係で見た場合、フィードバックパターン３１は、スイッチング素子１１のＸ方向の範囲内に収まっており、スイッチング素子１１よりもＸ方向にはみ出していない。すなわち、本実施形態のフィードバックパターン３１は、その全体がスイッチング素子１１の隣に配置されているといえる。

【0050】

図２に示すように、電力変換装置１０は、フィードバックパターン３１とドライバ回路１２とを接続する接続部３２を備えている。接続部３２は、第１端部３１ａとドライバ回路１２とを接続する第１接続部３３と、第２端部３１ｂとドライバ回路１２とを接続する第２接続部３４と、を有している。

【0051】

第１接続部３３は、駆動基板１３に形成された配線パターンによって構成されている。本実施形態では、第１接続部３３と第１端部３１ａとは連続して繋がっており、両者の間に境界は存在しない。第１接続部３３は、ドライバ回路１２の１端子（本実施形態では第１フィードバック入力端子５３）に接続されている。

【0052】

第２接続部３４は、フィードバックパターン３１と干渉しないように第２端部３１ｂとドライバ回路１２とを接続している。詳細には、第２接続部３４は、フィードバックパターン３１（詳細には第１パーツ部３１ｃ）を跨ぐようにアーチ状に形成されたアーチ部３４ａと、アーチ部３４ａとドライバ回路１２とを接続する接続パターン３４ｂと、を有している。

【0053】

アーチ部３４ａは、例えばワイヤー等によって構成されている。アーチ部３４ａは、Ｘ方向から見て逆Ｕ字状に形成されており、第１パーツ部３１ｃを跨いでいる。アーチ部３４ａは、第２端部３１ｂに接合された第１アーチ端部３４ａａと、フィードバックパターン３１の外側に配置された第２アーチ端部３４ａｂとを有している。

【0054】

接続パターン３４ｂは、例えば駆動基板１３に形成された配線パターンによって構成されている。接続パターン３４ｂは、第２アーチ端部３４ａｂに接続されているとともに、ドライバ回路１２の１端子（詳細には第２フィードバック入力端子５４）に接続されている。

【0055】

かかる構成によれば、スイッチング素子１１に流れるドレイン電流Ｉｄが変化した場合に、第１インダクタンス成分Ｌ１から発生する磁束が変化する。すると、磁束が貫く位置に設けられた第２インダクタンス成分Ｌ２にてフィードバック電圧Ｖｆが誘起される。フィードバック電圧Ｖｆは、接続部３２を介してドライバ回路１２に印加される。なお、ドレイン電流Ｉｄの変化とは、ドレイン電流Ｉｄが流れ始める場合と、ドレイン電流Ｉｄが停止する場合とを含む。

【0056】

本実施形態では、フィードバック電圧Ｖｆは、第１インダクタンス成分Ｌ１にて発生する逆起電力よりも大きい。詳細には、第２インダクタンス成分Ｌ２は、フィードバック電圧Ｖｆが逆起電力よりも大きくなるように構成されている。すなわち、本実施形態の第２インダクタンス成分Ｌ２は、第１インダクタンス成分Ｌ１にて発生する逆起電力よりも大きなフィードバック電圧Ｖｆを発生させるものである。

【0057】

換言すれば、本実施形態の第２インダクタンス成分Ｌ２は、第１インダクタンス成分Ｌ１と磁気結合しており、第１インダクタンス成分Ｌ１にて発生する逆起電力を増幅してフィードバック電圧Ｖｆを生成するものであるともいえる。

【0058】

図２に示すように、本実施形態では、ｕ相上アームスイッチング素子１１ｕ１とｕ相下アームスイッチング素子１１ｕ２とはＸ方向に離間して配列されている。Ｘ方向は、ｕ相上アームスイッチング素子１１ｕ１とｕ相下アームスイッチング素子１１ｕ２との配列方向ともいえ、Ｙ方向は、両ｕ相スイッチング素子１１ｕ１，１１ｕ２の配列方向及び駆動基板１３の厚さ方向の双方に対して直交する方向ともいえる。

【0059】

第２インダクタンス成分Ｌ２（本実施形態ではフィードバックパターン３１）は、ｕ相上アームスイッチング素子１１ｕ１とｕ相下アームスイッチング素子１１ｕ２とのそれぞれに対応させて設けられている。詳細には、電力変換装置１０は、フィードバックパターン３１として、ｕ相上アームスイッチング素子１１ｕ１のＹ方向の隣に配置されたｕ相上アームフィードバックパターン３１ｕ１と、ｕ相下アームスイッチング素子１１ｕ２のＹ方向の隣に配置されたｕ相下アームフィードバックパターン３１ｕ２と、を備えている。両フィードバックパターン３１ｕ１，３１ｕ２は、Ｘ方向に離間して配置されており、本実施形態では、両フィードバックパターン３１ｕ１，３１ｕ２の離間距離は、両ｕ相スイッチング素子１１ｕ１，１１ｕ２の離間距離よりも大きい。

【0060】

本実施形態では、ｕ相上アームスイッチング素子１１ｕ１及びｕ相上アームフィードバックパターン３１ｕ１が「第１スイッチング素子」及び「第１フィードバックパターン」に対応する。そして、ｕ相下アームスイッチング素子１１ｕ２及びｕ相下アームフィードバックパターン３１ｕ２が「第２スイッチング素子」及び「第２フィードバックパターン」に対応する。

【0061】

ｖ相上アームスイッチング素子１１ｖ１及びｖ相下アームスイッチング素子１１ｖ２と、ｗ相上アームスイッチング素子１１ｗ１及びｗ相下アームスイッチング素子１１ｗ２とについても同様である。

【0062】

電力変換装置１０は、駆動基板１３に形成された複数の駆動パターン４１～４３を備えている。各駆動パターン４１～４３は、スイッチング素子１１と蓄電装置２０３とを電気的に接続するのに用いられているとともに、スイッチング素子１１と負荷としての電動モータ２０１とを電気的に接続するのに用いられている。駆動パターン４１～４３は、寄生インダクタンスを含む。

【0063】

第１駆動パターン４１は、ｕ相上アームスイッチング素子１１ｕ１と蓄電装置２０３の高圧側である正極端子（＋端子）とを接続するのに用いられる。第１駆動パターン４１は、ｕ相上アームスイッチング素子１１ｕ１のＸ方向の両側のうちドレイン端子２２がある方に配置されており、詳細には駆動基板１３における第１側面２０ａの側方に形成されている。ｕ相上アームスイッチング素子１１ｕ１のドレイン端子２２は、第１駆動パターン４１に接続されている。

【0064】

第２駆動パターン４２は、ｕ相上アームスイッチング素子１１ｕ１とｕ相下アームスイッチング素子１１ｕ２とを接続している。第２駆動パターン４２は、ｕ相上アームスイッチング素子１１ｕ１のＸ方向の両側のうち複数のソース端子２３がある方に配置されており、詳細には駆動基板１３における第２側面２０ｂの側方に形成されている。第２駆動パターン４２は、ｕ相上アームスイッチング素子１１ｕ１とｕ相下アームスイッチング素子１１ｕ２との間に配置されている。ｕ相上アームスイッチング素子１１ｕ１の複数のソース端子２３が第２駆動パターン４２に接続されているとともに、ｕ相下アームスイッチング素子１１ｕ２のドレイン端子２２が第２駆動パターン４２に接続されている。また、第２駆動パターン４２は、電動モータ２０１（詳細にはｕ相コイル２０２ｕ）に接続される。

【0065】

第３駆動パターン４３は、ｕ相下アームスイッチング素子１１ｕ２と蓄電装置２０３の低圧側である負極端子（－端子）とを接続するのに用いられる。第３駆動パターン４３は、ｕ相下アームスイッチング素子１１ｕ２のＸ方向の両側のうち複数のソース端子２３がある方に配置されており、詳細には駆動基板１３における第２側面２０ｂの側方に形成されている。ｕ相下アームスイッチング素子１１ｕ２の複数のソース端子２３は第３駆動パターン４３に接続されている。

【0066】

かかる構成によれば、ｕ相上アームスイッチング素子１１ｕ１がＯＮ状態である場合、ｕ相上アームスイッチング素子１１ｕ１を介して第１駆動パターン４１から第２駆動パターン４２に向けてドレイン電流Ｉｄが流れる。また、ｕ相下アームスイッチング素子１１ｕ２がＯＮ状態である場合、ｕ相下アームスイッチング素子１１ｕ２を介して第２駆動パターン４２から第３駆動パターン４３に向けてドレイン電流Ｉｄが流れる。

【0067】

本実施形態では、ｕ相上アームスイッチング素子１１ｕ１のＸ方向の両側に第１駆動パターン４１及び第２駆動パターン４２が配置されており、ｕ相下アームスイッチング素子１１ｕ２のＸ方向の両側に第２駆動パターン４２及び第３駆動パターン４３が配置されているともいえる。つまり、本実施形態の電力変換装置１０は、スイッチング素子１１のＸ方向の両側に駆動パターンを有している。

【0068】

次にドライバ回路１２について説明する。
図３に示すように、ドライバ回路１２は、外部入力端子５１と、出力端子５２と、フィードバック入力端子５３，５４と、を備えている。

【0069】

外部入力端子５１は、変換制御装置１４と電気的に接続されている。外部入力端子５１には、変換制御装置１４からの外部指令電圧Ｖｐが入力される。
出力端子５２は、ドライバ回路１２からゲート電圧（換言すればゲート電流）を出力するための端子である。図２に示すように、駆動基板１３には、出力端子５２とゲート端子２１とを電気的に接続するゲートパターンが形成されており、出力端子５２から出力されるゲート電圧は、ゲートパターンを介してゲート端子２１に入力される。

【0070】

フィードバック入力端子５３，５４は、フィードバック電圧Ｖｆが入力される端子である。本実施形態では、フィードバック入力端子５３，５４は２つ設けられており、両フィードバック入力端子５３，５４は第２インダクタンス成分Ｌ２に接続されている。詳細には、図２に示すように、両フィードバック入力端子５３，５４は、接続部３２を介してフィードバックパターン３１に接続されている。これにより、両フィードバック入力端子５３，５４間に、第２インダクタンス成分Ｌ２にて発生したフィードバック電圧Ｖｆが印加される。

【0071】

ドライバ回路１２は、外部入力端子５１から入力される外部指令電圧Ｖｐと、フィードバック入力端子５３，５４に入力されるフィードバック電圧Ｖｆとに基づいて、加算電圧Ｖａｄを生成し、その加算電圧Ｖａｄをゲート電圧として出力端子５２から出力するように構成されている。

【0072】

加算電圧Ｖａｄを出力するドライバ回路１２の一例について以下に説明する。
本実施形態のドライバ回路１２は、外部指令電圧Ｖｐを変換指令電圧Ｖｐｔに変換する指令変換回路５５と、フィードバック電圧Ｖｆを変換フィードバック電圧Ｖｆｔに変換するフィードバック変換回路５６と、変換指令電圧Ｖｐｔ及び変換フィードバック電圧Ｖｆｔを加算する加算回路５７と、を備えている。

【0073】

指令変換回路５５は、外部入力端子５１から入力された外部指令電圧Ｖｐに含まれるノイズを低減させつつ、所定の増幅率で外部指令電圧Ｖｐを増幅させることにより外部指令電圧Ｖｐを変換指令電圧Ｖｐｔに変換する。そして、指令変換回路５５は、変換指令電圧Ｖｐｔを加算回路５７に向けて出力する。なお、増幅率は「１」を含む。指令変換回路５５の具体的な構成は任意であり、例えばオペアンプを有する非反転増幅回路でもよい。

【0074】

フィードバック変換回路５６は、例えばフィードバック電圧Ｖｆを所定の増幅率で増幅させることによりフィードバック電圧Ｖｆを変換フィードバック電圧Ｖｆｔに変換し、その変換フィードバック電圧Ｖｆｔを加算回路５７に向けて出力する。

【0075】

本実施形態では、変換フィードバック電圧Ｖｆｔは、フィードバック電圧Ｖｆよりも高い。すなわち、本実施形態におけるフィードバック変換回路５６の増幅率は「１」よりも大きい。ただし、これに限られず、フィードバック変換回路５６の増幅率は「１」でもよいし、「１」よりも小さくてもよい。

【0076】

ここで、変換フィードバック電圧Ｖｆｔの極性は、ドレイン電流Ｉｄの変化態様に応じて異なる。詳細には、ドレイン電流Ｉｄが増加する場合には変換フィードバック電圧Ｖｆｔは負電圧となる一方、ドレイン電流Ｉｄが減少する場合には変換フィードバック電圧Ｖｆｔは正電圧となる。

【0077】

仮にドレイン電流Ｉｄが増加する場合にフィードバック電圧Ｖｆが負電圧としてドライバ回路１２に入力される場合には、フィードバック変換回路５６は、フィードバック電圧Ｖｆを反転させることなく変換フィードバック電圧Ｖｆｔに変換する。一方、仮にドレイン電流Ｉｄが増加する場合にフィードバック電圧Ｖｆが正電圧としてドライバ回路１２に入力される場合には、フィードバック変換回路５６は、フィードバック電圧Ｖｆを反転させて変換フィードバック電圧Ｖｆｔに変換する。なお、ドライバ回路１２に入力されるフィードバック電圧Ｖｆの極性は、例えばフィードバックパターン３１とフィードバック入力端子５３，５４との接続態様に応じて変えることができる。

【0078】

フィードバック変換回路５６の具体的な構成は任意である。例えば、フィードバック変換回路５６は、フィードバック電圧Ｖｆを分圧する分圧回路と、分圧された電圧を増幅する電圧増幅回路と、を備えている構成でもよい。

【0079】

加算回路５７は、指令変換回路５５とフィードバック変換回路５６とに接続されているとともに出力端子５２に接続されている。加算回路５７には、変換指令電圧Ｖｐｔと変換フィードバック電圧Ｖｆｔとが入力される。加算回路５７は、変換指令電圧Ｖｐｔと変換フィードバック電圧Ｖｆｔとを加算し、その加算された加算電圧Ｖａｄを出力端子５２に向けて出力する。これにより、ゲート端子２１にゲート電圧としての加算電圧Ｖａｄが入力される。

【0080】

加算回路５７の具体的な構成は任意である。例えば、加算回路５７は、変換指令電圧Ｖｐｔが伝送されるラインと、変換フィードバック電圧Ｖｆｔが伝送されるラインとが接続されるように構成されているとよい。また、加算回路５７は、変換指令電圧Ｖｐｔと変換フィードバック電圧Ｖｆｔとが合わさった電圧を増幅することにより加算電圧Ｖａｄを生成する電圧増幅回路を有しているとよい。

【0081】

なお、加算回路５７は、加算電圧Ｖａｄを維持しつつ、ゲート端子２１に必要な電流を供給するために電流増幅回路を有していてもよい。また、加算回路５７は、ゲート抵抗を有していてもよい。

【0082】

次に本実施形態の作用について説明する。
まず、スイッチング素子１１のターンオン時について説明する。
外部指令電圧Ｖｐが立ち上がることに伴って、ソース－ドレイン間電圧Ｖｄｓが立ち下がり始める一方、ドレイン電流Ｉｄが流れ始める。これにより、第１インダクタンス成分Ｌ１にて磁束が発生する。そして、ドレイン電流Ｉｄが変化（詳細には増加）することに起因して磁束が変化することにより、第２インダクタンス成分Ｌ２からフィードバック電圧Ｖｆが発生する。本実施形態では、フィードバック電圧Ｖｆは、ドライバ回路１２に入力され、変換フィードバック電圧Ｖｆｔに変換される。

【0083】

そして、変換指令電圧Ｖｐｔと変換フィードバック電圧Ｖｆｔとが加算され、その加算電圧Ｖａｄがスイッチング素子１１のゲート端子２１に入力される。この場合、変換フィードバック電圧Ｖｆｔが加算されているため、加算電圧ＶａｄにおけるＬＯＷからＨＩへの立ち上がり角度（換言すれば加算電圧Ｖａｄの傾き）は、変換指令電圧Ｖｐｔと比較して、緩やかになる。これにより、ドレイン電流Ｉｄが立ち上がる際のサージが抑制される。

【0084】

次に、スイッチング素子１１のターンオフ時について説明する。
外部指令電圧Ｖｐが立ち下がることに伴って、ソース－ドレイン間電圧Ｖｄｓが立ち上がり始める一方、ドレイン電流Ｉｄが小さくなり始める。これにより、第１インダクタンス成分Ｌ１にて発生している磁束が変化する。これにより、第２インダクタンス成分Ｌ２からフィードバック電圧Ｖｆが発生する。本実施形態では、フィードバック電圧Ｖｆは、ドライバ回路１２に入力され、変換フィードバック電圧Ｖｆｔに変換される。そして、変換指令電圧Ｖｐｔと変換フィードバック電圧Ｖｆｔとが加算された加算電圧Ｖａｄがスイッチング素子１１のゲート端子２１に入力される。

【0085】

この場合、変換フィードバック電圧Ｖｆｔが加算されているため、加算電圧ＶａｄにおけるＨＩからＬＯＷへの立ち下がり角度（換言すれば加算電圧Ｖａｄの傾き）は、変換指令電圧Ｖｐｔと比較して、緩やかになる。これにより、ソース－ドレイン間電圧Ｖｄｓが立ち上がる際のサージが抑制される。

【0086】

以上詳述した本実施形態によれば以下の効果を奏する。
（１－１）電力変換装置１０は、スイッチング素子１１と、第１インダクタンス成分Ｌ１と、第２インダクタンス成分Ｌ２と、スイッチング素子１１を駆動させるドライバ回路１２と、を備えている。

【0087】

スイッチング素子１１は、制御端子としてのゲート端子２１と、印加電流としてのドレイン電流Ｉｄが流れるドレイン端子２２及びソース端子２３を有する。第１インダクタンス成分Ｌ１には、ドレイン電流Ｉｄが流れるため、第１インダクタンス成分Ｌ１から磁束が発生する。第２インダクタンス成分Ｌ２は、第１インダクタンス成分Ｌ１から発生する磁束が貫く位置に設けられており、ドレイン電流Ｉｄの変化に伴う磁束の変化によってフィードバック電圧Ｖｆを誘起するものである。

【0088】

ドライバ回路１２は、外部指令電圧Ｖｐが入力される外部入力端子５１と、フィードバック電圧Ｖｆが入力されるフィードバック入力端子５３，５４と、を備えている。ドライバ回路１２は、外部指令電圧Ｖｐを変換することによって得られる変換指令電圧Ｖｐｔと、フィードバック電圧Ｖｆを変換することによって得られる変換フィードバック電圧Ｖｆｔとを加算し、その加算された加算電圧Ｖａｄをゲート端子２１に向けて出力する加算回路５７を備えている。

【0089】

かかる構成によれば、第１インダクタンス成分Ｌ１に流れるドレイン電流Ｉｄの変化に伴って磁束が変化することにより第２インダクタンス成分Ｌ２からフィードバック電圧Ｖｆが誘起される。そして、フィードバック電圧Ｖｆに対応する変換フィードバック電圧Ｖｆｔが変換指令電圧Ｖｐｔに加算され、その加算された加算電圧Ｖａｄがゲート端子２１に入力される。これにより、スイッチング素子１１のターンオン時又はターンオフ時におけるサージを抑制できる。

【0090】

特に、本構成によれば、ドライバ回路１２にフィードバックさせる電圧として、第１インダクタンス成分Ｌ１にて生じる逆起電力ではなく、第２インダクタンス成分Ｌ２によって誘起されるフィードバック電圧Ｖｆを用いている。これにより、ドレイン電流Ｉｄの変化によって生じる電圧を好適にフィードバックさせることができ、所望のフィードバック効果を得ることができる。

【0091】

上記効果について、第１インダクタンス成分Ｌ１にて生じる逆起電力をフィードバックさせる構成を比較例として詳述すると、比較例では、例えば第１インダクタンス成分Ｌ１が小さい場合、逆起電力も小さくなるため、フィードバック効果（詳細にはサージ抑制効果）が小さくなり、所望のフィードバック効果が得られない場合があり得る。かといって、第１インダクタンス成分Ｌ１にはドレイン電流Ｉｄが流れる関係上、逆起電力を大きくしようとして第１インダクタンス成分Ｌ１を大きくすると、損失やサージが大きくなる。

【0092】

この点、本構成によれば、フィードバック電圧Ｖｆは第２インダクタンス成分Ｌ２に依存するため、第２インダクタンス成分Ｌ２を調整することにより、所望のフィードバック電圧Ｖｆを得ることができる。また、第２インダクタンス成分Ｌ２にはドレイン電流Ｉｄが流れないため、第２インダクタンス成分Ｌ２にて生じる損失は小さくて済む。これにより、損失を抑制しつつ所望のフィードバック効果を得ることができる。

【0093】

（１－２）ここで、比較例において所望のフィードバック効果を得るために、例えばドライバ回路１２が逆起電力を増幅させる増幅回路を有する構成も考えられる。しかしながら、増幅回路による増幅では、逆起電力に含まれるノイズも増幅される。このため、増幅回路による過度な増幅は誤動作の要因になり得る。

【0094】

この点、本構成によれば、第２インダクタンス成分Ｌ２を設けることによって、所望の大きさのフィードバック電圧Ｖｆを得ることができるため、過度な増幅を行う必要がない。したがって、ノイズに起因する誤動作を抑制できる。

【0095】

（１－３）電力変換装置１０は、スイッチング素子１１が実装される駆動基板１３を備えている。第１インダクタンス成分Ｌ１は、スイッチング素子１１内にある寄生インダクタンスＬｓを含む。第２インダクタンス成分Ｌ２は、駆動基板１３に実装されたフィードバックパターン３１によって構成されている。フィードバックパターン３１の少なくとも一部（本実施形態では全部）は、スイッチング素子１１の隣に配置されている。

【0096】

かかる構成によれば、第２インダクタンス成分Ｌ２を構成するフィードバックパターン３１がスイッチング素子１１の隣に配置されているため、両者の離間距離が短くなり易い。これにより、フィードバックパターン３１とスイッチング素子１１内の寄生インダクタンスＬｓとの間で相互作用が生じ易い。したがって、フィードバック電圧Ｖｆを大きくすることができる。

【0097】

（１－４）フィードバックパターン３１とスイッチング素子１１とは、スイッチング素子１１内におけるドレイン電流Ｉｄが流れる方向（詳細にはＸ方向）と駆動基板１３の厚さ方向との双方に直交する方向（詳細にはＹ方向）に並んで配置されている。そして、フィードバックパターン３１は、Ｘ方向に延びた両パーツ部３１ｃ，３１ｄを有している。

【0098】

かかる構成によれば、スイッチング素子１１内の寄生インダクタンスＬｓによって生じる磁束が両パーツ部３１ｃ，３１ｄを貫くことにより、フィードバックパターン３１における磁束が貫く面積を向上させることができる。したがって、フィードバック電圧Ｖｆを大きくすることができる。

【0099】

（１－５）フィードバックパターン３１は、渦巻状に形成されている。これにより、フィードバックパターン３１の長さを長くすることができ、第２インダクタンス成分Ｌ２を大きくすることができる。したがって、フィードバック電圧Ｖｆを大きくすることができる。

【0100】

（１－６）ドライバ回路１２は、外部指令電圧Ｖｐを変換指令電圧Ｖｐｔに変換する指令変換回路５５と、フィードバック電圧Ｖｆを変換フィードバック電圧Ｖｆｔに変換するフィードバック変換回路５６と、を備えている。加算回路５７は、変換指令電圧Ｖｐｔと変換フィードバック電圧Ｖｆｔとを加算するものである。フィードバック電圧Ｖｆは、第１インダクタンス成分Ｌ１にて発生する逆起電力よりも大きく、変換フィードバック電圧Ｖｆｔは、フィードバック電圧Ｖｆよりも大きい。

【0101】

かかる構成によれば、外部指令電圧Ｖｐとフィードバック電圧Ｖｆとで電圧が大きく異なる場合であっても、適切な加算電圧Ｖａｄを生成することができる。これにより、適切なフィードバック効果を得ることができる。

【0102】

特に、本構成によれば、第２インダクタンス成分Ｌ２によって誘起されたフィードバック電圧Ｖｆを変換する構成であり、当該フィードバック電圧Ｖｆは、第１インダクタンス成分Ｌ１にて発生する逆起電力よりも大きい。これにより、フィードバック変換回路５６による変換比を小さくすることができるため、ノイズの影響を低減できる。

【0103】

（１－７）電力変換装置１０は、スイッチング素子１１として、Ｘ方向に離間して配列されたｕ相上アームスイッチング素子１１ｕ１及びｕ相下アームスイッチング素子１１ｕ２を備えている。電力変換装置１０は、フィードバックパターン３１として、ｕ相上アームスイッチング素子１１ｕ１のＹ方向の隣に配置されたｕ相上アームフィードバックパターン３１ｕ１と、ｕ相下アームスイッチング素子１１ｕ２のＹ方向の隣に配置されたｕ相下アームフィードバックパターン３１ｕ２と、を備えている。

【0104】

かかる構成において、フィードバックパターン３１ｕ１，３１ｕ２は、ｕ相スイッチング素子１１ｕ１，１１ｕ２のＸ方向の範囲内に収まっており、両フィードバックパターン３１ｕ１，３１ｕ２の離間距離は、両ｕ相スイッチング素子１１ｕ１，１１ｕ２の離間距離よりも大きい。かかる構成によれば、フィードバックパターン３１ｕ１，３１ｕ２に起因する誤動作を抑制できる。

【0105】

詳述すると、両ｕ相スイッチング素子１１ｕ１，１１ｕ２がＸ方向に並んで配置されている場合、ｕ相上アームスイッチング素子１１ｕ１に対応するｕ相上アームフィードバックパターン３１ｕ１と、ｕ相下アームスイッチング素子１１ｕ２に対応するｕ相下アームフィードバックパターン３１ｕ２とがＸ方向に並んで配置される。この場合、ｕ相上アームフィードバックパターン３１ｕ１から発生する磁束によって、ｕ相下アームフィードバックパターン３１ｕ２にて意図しない電圧が発生し、当該電圧によってｕ相下アームスイッチング素子１１ｕ２が誤動作する場合があり得る。特に、磁束は、フィードバックパターン３１に近い位置ほど大きくなり易いため、両フィードバックパターン３１ｕ１，３１ｕ２が近づくほど、誤動作が生じやすい。

【0106】

この点、本構成によれば、フィードバックパターン３１ｕ１，３１ｕ２は、ｕ相スイッチング素子１１ｕ１，１１ｕ２のＸ方向の範囲内に収まっており、ｕ相スイッチング素子１１ｕ１，１１ｕ２からＸ方向にはみ出していない。これにより、両フィードバックパターン３１ｕ１，３１ｕ２の離間距離を、両ｕ相スイッチング素子１１ｕ１，１１ｕ２の離間距離よりも大きく確保できる。したがって、両フィードバックパターン３１ｕ１，３１ｕ２のうち一方の磁束の変化に起因して他方において電圧が発生することを抑制でき、当該他方のフィードバックパターンに対応するスイッチング素子が誤動作することを抑制できる。

【0107】

（第２実施形態）
本実施形態では、ドライバ回路１２及びフィードバックパターン３１の配置態様が第１実施形態と異なっている。その異なる点について図４及び図５を用いて説明する。なお、図４及び図５についてはスイッチング素子１１、ドライバ回路１２及びコネクタ１０１を模式的に示す。

【0108】

図４及び図５に示すように、本実施形態の電力変換装置１０は、スイッチング素子１１が実装される駆動基板１３とは別に、ドライバ回路１２が実装される制御基板１００を備えている。駆動基板１３と制御基板１００とは、互いに対向するように両基板１３，１００の厚さ方向に積層されている。両基板１３，１００の積層方向は、駆動基板１３又は制御基板１００の厚さ方向ともいえる。変換制御装置１４は、制御基板１００に実装されている。

【0109】

本実施形態のフィードバックパターン３１は、制御基板１００に形成されている。詳細には、フィードバックパターン３１は、両基板１３，１００の積層方向から見て、その少なくとも一部がスイッチング素子１１と重なるように配置されている。

【0110】

例えば、図４に示すように、フィードバックパターン３１の一部が素子本体２０と重なるように配置されている。詳細には、フィードバックパターン３１のうち第２パーツ部３１ｄが素子本体２０と重なる位置に配置される一方、第１パーツ部３１ｃが素子本体２０に対してずれた位置に配置されている。

【0111】

ただし、これに限られず、第１パーツ部３１ｃが素子本体２０と重なる位置に配置される一方、第２パーツ部３１ｄが素子本体２０に対してずれた位置に配置されてもよい。すなわち、第１パーツ部３１ｃ又は第２パーツ部３１ｄのいずれか一方が素子本体２０と重なる位置に配置される一方、他方が素子本体２０に対してずれた位置に配置されてもよい。また、フィードバックパターン３１の全体が素子本体２０と重なる位置に配置されていてもよい。

【0112】

第１実施形態と同様に、フィードバックパターン３１とドライバ回路１２とは、接続部３２によって接続されている。これにより、フィードバックパターン３１によって誘起されたフィードバック電圧Ｖｆは、ドライバ回路１２に入力される。

【0113】

電力変換装置１０は、駆動基板１３と制御基板１００とを電気的に接続するコネクタ１０１を備えている。本実施形態では、スイッチング素子１１及びドライバ回路１２、詳細にはゲート端子２１と出力端子５２とは、コネクタ１０１及び基板１３，１００に形成されたゲートパターン１０２ａ，１０２ｂを介して電気的に接続されている。

【0114】

一方、本実施形態では、フィードバックパターン３１は、ドライバ回路１２と同じ制御基板１００に形成されているため、フィードバック電圧Ｖｆの伝送に係る構成が簡素になっている。具体的には、コネクタ１０１及び駆動基板１３において、フィードバック電圧Ｖｆを伝送するための構成（詳細にはピンや配線パターン）が省略されている。

【0115】

以上詳述した本実施形態によれば以下の作用効果を奏する。
（２－１）電力変換装置１０は、互いに対向するように積層された駆動基板１３及び制御基板１００を備えている。スイッチング素子１１は駆動基板１３に実装され、ドライバ回路１２は制御基板１００に実装される。第２インダクタンス成分Ｌ２は、制御基板１００に形成されたフィードバックパターン３１によって構成されており、フィードバックパターン３１の少なくとも一部は、両基板１３，１００の積層方向から見てスイッチング素子１１と重なる位置に配置されている。

【0116】

かかる構成によれば、フィードバックパターン３１の少なくとも一部が両基板１３，１００の積層方向から見てスイッチング素子１１と重なる位置に配置されているため、スイッチング素子１１内の寄生インダクタンスＬｓから発生する磁束はフィードバックパターン３１を貫く。これにより、第２インダクタンス成分Ｌ２からフィードバック電圧Ｖｆが誘起される。したがって、（１－１）の効果を奏する。

【0117】

また、本構成によれば、フィードバックパターン３１が、ドライバ回路１２が実装されている制御基板１００に形成されているため、異なる基板１３，１００間でフィードバック電圧Ｖｆを伝送する必要がない。これにより、フィードバックパターン３１とドライバ回路１２とを電気的に接続するための構成を簡素にすることができる。

【0118】

なお、上記各実施形態は以下のように変更してもよい。また、技術的に矛盾が生じない範囲内で、上記各実施形態と下記別例とを適宜組み合わせてもよい。
○ 第１インダクタンス成分Ｌ１は、各駆動パターン４１～４３の少なくとも１つに含まれる寄生インダクタンスを含んでいてもよい。この場合、フィードバックパターン３１は、スイッチング素子１１よりもＸ方向に延びていてもよい。例えば、フィードバックパターン３１は、スイッチング素子１１と、スイッチング素子１１のＸ方向の両側にある駆動パターンの少なくとも一方とに跨るように延びていてもよい。この場合、フィードバックパターン３１の一部がスイッチング素子１１の隣に配置され、別の一部が駆動パターンの隣に配置されることとなる。要は、フィードバックパターン３１の少なくとも一部がスイッチング素子１１の隣に配置されていればよい。なお、本別例においては、両フィードバックパターン３１ｕ１，３１ｕ２の離間距離は、両ｕ相スイッチング素子１１ｕ１，１１ｕ２の離間距離よりも小さくなる。

【0119】

○ インダクタンス成分Ｌ１は寄生インダクタンスＬｓを含んでいなくてもよい。この場合、フィードバックパターン３１は、駆動パターン４１～４３の１つの隣に選択的に配置されている一方、スイッチング素子１１の隣には配置されていなくてもよい。

【0120】

○ 第１インダクタンス成分Ｌ１は、スイッチング素子１１又は各駆動パターン４１～４３のインダクタンス以外の他のインダクタンスを含んでいてもよいし、含まなくてもよい。

【0121】

○ 第１インダクタンス成分Ｌ１は、専用のコイルによって構成されてもよい。
○ フィードバック電圧Ｖｆは、第１インダクタンス成分Ｌ１にて発生する逆起電力よりも小さくてもよい。つまり、第２インダクタンス成分Ｌ２は、第１インダクタンス成分Ｌ１にて発生する逆起電力よりも小さいフィードバック電圧Ｖｆを発生させるものであってもよい。これにより、第１インダクタンス成分Ｌ１にて発生する逆起電力が所望の値よりも大きい場合に対応できる。

【0122】

○ 第２インダクタンス成分Ｌ２は、第１インダクタンス成分Ｌ１から発生する磁束が貫く位置に設けられていれば、その具体的な位置は任意である。例えば、第１実施形態において、第２インダクタンス成分Ｌ２を構成するフィードバックパターン３１は、第１駆動パターン４１のＸ方向の隣に配置されていてもよい。また、第２実施形態において、制御基板１００が駆動基板１３の下方に配置され、フィードバックパターン３１がスイッチング素子１１の下方に配置されてもよい。

【0123】

○ フィードバックパターン３１の具体的な形状は、渦巻状に限られず任意であり、例えばジグザグ状でもよい。また、フィードバックパターン３１は、Ｘ方向に延びた１本のライン状でもよい。

【0124】

○ 第２インダクタンス成分Ｌ２を構成するものは、駆動基板１３に形成される配線パターンに限られず、インダクタンスを有するものであれば任意である。例えば、第２インダクタンス成分Ｌ２は、駆動基板１３又は制御基板１００に実装される専用のコイルによって構成されていてもよい。

【0125】

○ 指令変換回路５５及びフィードバック変換回路５６の少なくとも一方を省略してもよい。
例えば、指令変換回路５５を省略してもよい。この場合、加算回路５７には、外部指令電圧Ｖｐが入力される。加算回路５７は、外部指令電圧Ｖｐと、フィードバック電圧Ｖｆ又はフィードバック電圧Ｖｆを変換することによって得られる変換フィードバック電圧Ｖｆｔとを加算する。

【0126】

例えば、フィードバック変換回路５６を省略してもよい。この場合、加算回路５７には、フィードバック電圧Ｖｆが入力される。加算回路５７は、外部指令電圧Ｖｐ又は外部指令電圧Ｖｐを変換することによって得られる変換指令電圧Ｖｐｔと、フィードバック電圧Ｖｆとを加算する。

【0127】

すなわち、加算回路５７は、外部指令電圧Ｖｐ又は変換指令電圧Ｖｐｔのいずれか一方と、フィードバック電圧Ｖｆ又は変換フィードバック電圧Ｖｆｔのいずれか一方とが入力されればよい。つまり、加算回路５７は、外部指令電圧Ｖｐ又は変換指令電圧Ｖｐｔと、フィードバック電圧Ｖｆ又は変換フィードバック電圧Ｖｆｔとを加算するものであればよい。

【0128】

○ 図６に示すように、ドライバ回路１２は、基準電位端子１１１を有していてもよい。基準電位端子１１１は、当該ドライバ回路１２内において基準電位Ｖ０に接続されている。

【0129】

これに対応させて、電力変換装置１０は、複数のソース端子２３のうちの１つと基準電位端子１１１とを接続する信号配線１１２を有していてもよい。信号配線１１２は、例えば駆動基板１３に形成された配線パターンによって構成されているとよい。説明の便宜上、複数のソース端子２３のうち第２駆動パターン４２に接続されるものをメインソース端子２３ａとし、信号配線１１２に接続されるものを信号ソース端子２３ｂとする。

【0130】

かかる構成によれば、信号配線１１２及び信号配線１１２に接続された信号ソース端子２３ｂには、ドレイン電流Ｉｄが流れにくい。このため、信号配線１１２及び信号ソース端子２３ｂは、寄生インダクタンスＬｓの影響を受けにくい。したがって、信号ソース端子２３ｂは、等価的に、スイッチング素子１１における寄生インダクタンスＬｓよりも上流側の部分に接続されているとみなすことができる。

【0131】

○ スイッチング素子１１は、ＭＯＳＦＥＴに限られず任意であり、例えばＩＧＢＴでもよい。この場合、スイッチング素子１１のゲート端子が「制御端子」に対応し、スイッチング素子１１のコレクタ－エミッタ間を流れるコレクタ電流が「印加電流」に対応し、コレクタ端子及びエミッタ端子が「印加端子」に対応する。

【0132】

○ 各スイッチング素子１１ｕ１～１１ｗ２はインバータを構成していたが、これに限られず、任意であり、例えば蓄電装置２０３の直流電力を異なる電圧の直流電力に変換するＤＣ／ＤＣコンバータを構成してもよい。すなわち、電力変換装置１０は、インバータに限られず、ＤＣ／ＤＣコンバータ、ＡＣ／ＡＣコンバータ、ＡＣ／ＤＣインバータ等任意である。換言すれば、電力変換装置１０は、直流電力又は交流電力を直流電力又は交流電力に変換するものでもよい。

【0133】

○ 負荷は電動モータ２０１に限られず任意である。
○ 電力変換装置１０は、車両２００以外に搭載されてもよい。すなわち、電力変換装置１０は、車両２００に設けられた負荷以外の負荷を駆動させるものでもよい。

【0134】

次に、上記実施形態及び別例から把握できる好適な一例について以下に記載する。
（イ）前記スイッチング素子は、素子本体を備え、前記素子本体は、前記第１方向の両端面である第１側面及び第２側面を有し、前記印加端子は、前記第１側面に設けられた第１印加端子と、前記第１側面に設けられた第２印加端子と、を含み、前記印加電流は、前記第１印加端子から前記第２印加端子に向けて前記スイッチング素子内を流れるものであるとよい。

【符号の説明】

【0135】

１０…電力変換装置、１１（１１ｕ１～１１ｗ２）…スイッチング素子、１２（１２ｕ１～１２ｗ２）…ドライバ回路、１３…駆動基板、２１…ゲート端子（制御端子）、２２…ドレイン端子（印加端子）、２３…ソース端子（印加端子）、３１…フィードバックパターン、３１ｕ１…ｕ相上アームフィードバックパターン（第１フィードバックパターン）、３１ｕ２…ｕ相下アームフィードバックパターン（第２フィードバックパターン）、４１～４３…駆動パターン、５１…外部入力端子、５２…出力端子、５３，５４…フィードバック入力端子、５５…指令変換回路、５６…フィードバック変換回路、５７…加算回路、１００…制御基板、２００…車両、２０１…電動モータ（負荷）、２０３…蓄電装置、Ｖｐ…外部指令電圧、Ｖｐｔ…変換指令電圧、Ｖｆ…フィードバック電圧、Ｖｆｔ…変換フィードバック電圧、Ｖａｄ…加算電圧、Ｌ１…第１インダクタンス成分、Ｌｓ…寄生インダクタンス、Ｌ２…第２インダクタンス成分、Ｉｄ…ドレイン電流（印加電流）。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】