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JP5545334B2 - 電子回路装置 - Google Patents

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JP5545334B2
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Description

本発明は、シャント抵抗を基板に面実装して電流値を検出する電子回路装置に関し、特に、その面実装されたシャント抵抗の放熱能力の向上対策に関する。
従来、電流値を検出するシャント抵抗は、図１１に示すように、シャント抵抗(12)の両端に電極(12a)、(12b)を有する抵抗体を備えている。このようなシャント抵抗(12)を基板上に面実装して電流値を検出する場合、図１２に示すように、シャント抵抗(12)を面実装するパターン(50)、(51)は、シャント抵抗の両端の電極の幅に合わせたパターンが推奨される。このような推奨パターンでは、電流発生箇所(50a)から発生した電流はシャント抵抗(12)の電極(12a)、(12b)に対し垂直に流入し、シャント抵抗(12)を真横方向に通過して、電流流入箇所(51a)に流れ込む。シャント抵抗(12)には、このシャント抵抗(12)の両端に接続された検出パターン(12c)を介して電流検出回路(40)が接続されており、上記検出パターン(12c)を通じて検出したシャント抵抗(12)の両端の電圧値と抵抗体の抵抗値とに基づいて上記通過する電流の値を検出する。
しかし、例えばモータからコンデンサに流れる電流値をシャント抵抗(12)で検出する場合などでは、モータ駆動用パワーモジュールやコンデンサのような部品のレイアウトなどの制約から、図１３に示すように、例えばモータ駆動用パワーモジュールに接続されるパターン(52)内の電流発生箇所(52a)と例えばコンデンサに接続されるパターン(53)内の電流流入箇所(53a)とがシャント抵抗(12)を挟んで斜め方向に配置されるなど、シャント抵抗(12)を真横に横切るラインから外れる配置では、図１２のような推奨パターンとならない場合が多い。このような場合には、図１３及び図１４に示したように、発生した電流はパターン上を広がり、シャント抵抗(12)の真横方向だけでなく、縦方向、斜め方向など、様々な方向からシャント抵抗(12)を通過する。その結果、シャント抵抗(12)の電極(12a)、(12b)の延びる方向（長さ方向）に電位差が発生し、このため、シャント抵抗(12)の電流検出値に誤差が生じる。更に、図１５に示したように、三相モータの出力端子が三相Ｕ、Ｖ、Ｗの各相で独立していて各相毎に電流発生箇所(52u)、(52v)、(52w)があるような場合には、シャント抵抗(12)への電流流通経路が各相で異なるため、相毎の電流検出値にバラツキが生じるという課題がある。
このような課題に対し、従来では、図１６に示すように、電流発生箇所及び電流流入箇所の各パターン(52)、(53)において、各々、シャント抵抗(12)の両電極周辺にスリット(60)を設けて、シャント抵抗(12)直近での電流経路の拡がりを抑えたり、図１７に示すように、電流発生箇所及び電流流入箇所の各パターン(54)、(55)においてシャント抵抗(12)に近づくほど幅を狭くして行き、シャント抵抗(12)直近でシャント抵抗(12)の幅に揃えることにより、全体的に電流経路の拡がりを抑え、電流経路が所望の経路となるように調整して、電流検出値のバラツキを抑えることが行われる。
しかし、図１６及び図１７に示した従来の対策では、何れも、パターンのシャント抵抗(12)近傍で電流経路が狭くなっているため、シャント抵抗(12)で発生した熱がこれらのパターンに伝わり難くて放熱性が良くなく、シャント抵抗(12)の発熱が課題となる。
シャント抵抗の発熱を抑制するために、例えばパターンの厚みを厚くしてパターンでの放熱を良くすることが考えられるが、シャント抵抗に流れる電流値が大きくなるほどシャント抵抗の発熱量は増大するため、パターンの厚みで対策するにも限界がある。
従来、シャント抵抗の放熱性の向上については、例えば特許文献１には、電極を基板上に配置した抵抗体（シャント抵抗）の上に抵抗基材を介して断面コの字状の放熱器を積層し、上記抵抗基材と放熱器とを熱伝導性を有する接着剤で固定すると共に、上記放熱器を基板にネジ止めして、その放熱器の放熱作用によってシャント抵抗の放熱性の向上を図る構成が記載されている。
特開２００９−１００８２号公報
しかしながら、上記従来の技術では、接着剤の塗布作業やその塗布した接着剤の硬化を待つ時間が必要となり、また、放熱器の重量でシャント抵抗の電極と基板との接続が剥がれる場合があったり、放熱器を基板に止めるネジ止め部品やそのネジ止めの工数を要し、更にはそのネジ止め時にシャント抵抗の破損を招く可能性があるなど、種々の欠点がある。
本発明は、これに鑑み、その目的は、放熱器を用いることなく、シャント抵抗の温度上昇を有効に抑えることが可能な電子回路装置を提供することにある。
本出願の第１の発明の電子回路装置は、両電極(12a）、(12b）間に抵抗体を有するシャント抵抗(12)が基板(14)に面実装され、電流発生側パターン（16）から電流流入側パターン（17）に流れる電流を、その電流経路に配置した上記シャント抵抗(12)で検出するようにした電子回路装置であって、上記シャント抵抗（12）の少なくとも一方の電極（12a,12b）には、上記シャント抵抗(12)を面実装する面実装パターン（13L,13R）が接続され、上記面実装パターン（13L,13R）と、上記電流発生側パターン（16）及び上記電流流入側パターン（17）の何れか一方とは、基板(14)との間に空間(23)を有する接続部材(20,21)により接続されることを特徴とする。
この第１の発明では、シャント抵抗で発生した熱は面実装パターンから接続部材に伝達されて、この接続部材の基板との間の空間からも放熱されるので、従来のようにシャント抵抗を基板上に形成したパターンのみで接続する構成に比べて、シャント抵抗の放熱性が向上する。
しかも、シャント抵抗の面実装パターンと電流発生側又は電流流入側のパターンとの間に接続部材を配置して放熱性を高める構成であるので、従来のようにシャント抵抗に放熱器を接着する構成の場合と比較して、接着剤の塗布作業やその塗布した接着剤の硬化を待つ時間が不要となり、また、放熱器の重量でシャント抵抗の電極と基板との接続が剥がれたり、放熱器を基板に止めるネジ止め部品やそのネジ止めの工数を不要にでき、更にはそのネジ止め時でのシャント抵抗の破損を招くなどの欠点がない。
また、第２の発明は、上記請求項１記載の電子回路装置において、上記接続部材(20,21)は、熱伝導率の高い導体で構成されたバスバーであることを特徴とする。
この第２の発明では、バスバーの表面積が広く、またバスバーが熱導電率の高い例えば銅、アルミニウムなどの導体で形成されているので、シャント抵抗の放熱性をより一層高めることが可能である。
更に、第３の発明は、上記請求項１又は２記載の電子回路装置において、上記シャント抵抗(12)の電極(12a,12b）と上記面実装パターン（13L,13R）との接続箇所において上記面実装パターン（13L,13R）の幅は、上記シャント抵抗(12)の電極(12a,12b）の長さ(l)と同一長さに設定されていることを特徴とする。
この第３の発明では、シャント抵抗の電極と面実装パターンとの接続箇所において面実装パターンの幅は、シャント抵抗の電極の長さと同一長さに設定されているので、シャント抵抗に流入する電流の流入方向はシャント抵抗の電極長さ方向とは垂直方向になり易い。従って、電流発生側や電流流入側のパターンの配置位置や大きさに拘わらず、シャント抵抗ではその電極の長さ方向に電位差が発生し難くなって、シャント抵抗による電流検出値の精度が高くなる。
加えて、第４の発明は、上記請求項１〜３の何れか１項に記載の電子回路装置において、上記接続部材(20,21)は、上記面実装パターン（13L,13R）の上面に配置され、所定高さ(h)を有する脚部(20a,21a)と、上記電流発生側パターン（16）と上記電流流入側パターン（17）との何れか一方の上面に配置され、所定高さ(h)を有する脚部(20b,21b)と、上記１対の脚部(20a,21a)、(20b,21b)を接続する繋ぎ部(20c,21c)とを有することを特徴とする。
この第４の発明では、接続部材が脚部を有して、繋ぎ部の下方に脚部の高さを持った広い空間が形成されているので、シャント抵抗で発生した熱がその広い空間を経て放熱されて、より一層シャント抵抗の放熱性を高めることができる。
また、第５の発明は、上記請求項１〜４の何れか１項に記載の電子回路装置において、上記電流発生側パターン（16）は、複数の部分パターン(16U)、(16V)、(16W)に分割され、その複数の部分パターン(16U)、(16V)、(16W)が各々１つの電流発生箇所を有し、上記複数の部分パターン(16U)、(16V)、(16W)は、各々、個別の接続部材(20a)、(20b)、(20c)により上記シャント抵抗(12)の面実装パターン(13R)と接続されることを特徴とする。
この第５の発明では、シャント抵抗の面実装パターンと各電流流入側の部分パターンとが、各々、個別の接続部材で接続されるので、接続部材の数が増える分、シャント抵抗で発生した熱の放熱表面積が拡大して、シャント抵抗の放熱性能が格段に向上する。
以上説明したように、本願の第１の発明によれば、シャント抵抗の面実装パターンと電流発生側又は電流流入側のパターンとを分離し、その両者を、基板との間に空間を有する接続部材で接続する構成としたので、従来のようにシャント抵抗に放熱器を接着する構成を採用せずに、シャント抵抗の放熱性の向上を図ることができる。
また、第２の発明によれば、上記接続部材を、熱導電率が高い例えば銅、アルミニウムなどの導体からなるバスバーで構成したので、接続部材の熱導電性を高めかつ放熱表面積を広く確保できて、シャント抵抗の放熱性をより一層高めることが可能である。
更に、第３の発明によれば、電流発生側又は電流流入側のパターンと分離したシャント抵抗の面実装パターンの幅を、シャント抵抗の電極の長さと同一長さに設定して、シャント抵抗を電流がその真横方向から流れるようにしたので、電流発生側や電流流入側のパターンの配置位置や大きさに拘わらず、シャント抵抗による電流検出精度の向上を図ることが可能である。
加えて、第４の発明によれば、接続部材の下方に広い空間を形成し、この空間を利用して、シャント抵抗での発生熱を放散させるので、より一層シャント抵抗の放熱性を高めることができる。
また、第５の発明によれば、接続部材の設置数を増やして、シャント抵抗での発生熱の放熱表面積を拡大したので、シャント抵抗の放熱性能を格段に向上させることができる。
図１は本発明の第１の実施形態を示す電子回路装置を備えた電力変換回路を示す回路図である 図２は同電子回路装置のパワーモジュールの接地側と電解コンデンサとの間を示す斜視図である。 図３は同電子回路装置を示す上面図である。 図４は同電子回路装置に流れる電流の経路及びシャント抵抗で発生する熱の放散経路を示す図である。 図５は同実施形態の変形例を示す電子回路装置のパワーモジュールの接地側と電解コンデンサとの間を示す斜視図である。 図６は同電子回路装置を示す上面図である。 図７は本発明の第２の実施形態を示す電子回路装置の上面図である。 図８は本発明の第３の実施形態を示す電子回路装置の斜視図である 図９は同電子回路装置を示す上面図である。 図１０は本発明の第４の実施形態を示す電子回路装置の斜視図である。 図１１は一般的なシャント抵抗の構成を示す上面図である。 図１２はシャント抵抗を用いて電流値を検出する推奨パターンを持つ従来の構成を示す図である。 図１３は電流発生箇所と電流流入箇所とがシャント抵抗を介して斜め方向となる場合に流れる電流の経路の一例を示す図である。 図１４は同電流経路をシミュレーションした図である。 図１５は電流発生側パターンに３つの電流発生箇所がある場合の電流経路を示す図である。 図１６は電流発生側及び電流流入側の両パターンにスリットを設けた従来の構成を示す図である。 図１７は電流発生側及び電流流入側の両パターンにおいてシャント抵抗近傍の幅をシャント抵抗の幅に揃えた従来の構成を示す図である。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、又はその用途の範囲を制限することを意図するものではない。
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る電子回路装置を備えた電力変換装置(1)の回路の一例を示す。
この電力変換装置(1)は、図示しない交流電源からの交流電圧を直流電圧に変換するコンバータ部(2)と、上記コンバータ部(2)で変換された直流電圧を三相交流電圧に変換するインバータ部(3)と、該インバータ部(3)とコンバータ部(2)との間に配置された電解コンデンサ(C)とを備える。上記インバータ部(3)は、ダイオード(D)が逆並列接続されたＩＧＢＴやＭＯＳＦＥＴなどのスイッチング素子(5)が６個、三相ブリッジ結線されてなる。また、上記インバータ部(3)は、例えば空気調和機の圧縮機を駆動する三相モータ(4)に接続されており、電力変換装置(1)から電力を空気調和機に供給する。上記三相モータ(4)は、例えばＩＰＭ（埋込磁石型同期モータ）である。
そして、上記電力変換装置(1)には、三相モータ(4)の電流を検出するために、電解コンデンサ(C)との接続部分に、シャント抵抗(12)を含む電子回路装置(10)が配置されていて、三相モータ(4)からの電流がシャント抵抗(12)を介して電解コンデンサ(C)に流れ込む際に、シャント抵抗(12)に流れる電流を電流検出回路(7)により検出する。上記電流検出回路(7)により検出された電流はコントローラ(8)に送られ、コントローラ(8)は上記電流検出回路(7)により検出されたモータ電流に基づいて、上記インバータ部(3)の６個のスイッチング素子(5)に対して各々出力するＰＷＭ制御信号を調整して、三相モータ(4)に供給する電圧を三相交流電圧に制御する。
次に、上記シャント抵抗(12)を含む電子回路装置(10)について図２及び図３に基づいて説明する。図２は全体の斜視図を示し、図３は上面図である。これらの図の電子回路装置(10)において、シャント抵抗(12)は、２つの面実装パターン(13L)、(13R)により基板(14)に面実装される。シャント抵抗(12)の図中左端部の下面に形成された電極(12a)は図中左側に配置した面実装パターン(13L)の右端部の上面に接続され、一方、シャント抵抗(12)の図中右端部の下面に形成された電極(12b)は図中右側に配置した面実装パターン(13R)の左端部の上面に接続されている。
また、電子回路装置(10)において、基板(14)の図中右端部及び左端部には、各々、上記三相モータ(4)に接続される主回路パターン(16)と、上記電解コンデンサ(C)に接続される主回路パターン(17)とが配置される。基板(14)の右端部側の主回路パターン(16)は、シャント抵抗(12)よりも広い面積に形成されると共に、三相モータ(4)のＵ相、Ｖ相、Ｗ相に接続されて三相モータ(4)のＵ相電流(iu)、Ｖ相電流(iv)、Ｗ相電流(iw)が流れ込む箇所、換言すれば主回路パターン(16)上のＵ相電流発生箇所(16u)、Ｖ相電流発生箇所(16v)、Ｗ相電流発生箇所(16w)が形成され、これらの電流発生箇所は主回路パターン(16)の図中右端部上側に偏った配置となっている。一方、基板(14)の左端部側の主回路パターン(17)も、シャント抵抗(12)よりも広い面積に形成されると共に、電解コンデンサ(C)に電流が流入する電流流入箇所(Cdcn)が形成され、この電流発生箇所(16u)は主回路パターン(17)の図中左端部下側に偏った配置となっている。この電流発生側の主回路パターン(16)及び電流流入側の主回路パターン(17)において、そのシャント抵抗(12)に対する位置関係や電流発生箇所(16u)〜(16w)、電流流入箇所(Cdcn)の位置関係は、何れも三相モータ(4)駆動用のパワーモジュールや電解コンデンサ(C)のレイアウトなどの制約から制限されるものである。
そして、上記のようにシャント抵抗(12)の面実装パターン(13L)、(13R)と主回路パターン(16)、(17)とが互いに分離されて各々独立して形成された構成においては、シャント抵抗(12)の図中右側の面実装パターン(13R)と電流発生側の主回路パターン(16)とがバスバー(20)で接続されると共に、シャント抵抗(12)の図中左側の面実装パターン(13L)と電流流入側の主回路パターン(17)とがバスバー(21)で接続される。
図中右側のバスバー(20)は、図１の斜視図から判るように、電流発生側の主回路パターン(16)の左端部上に配置された所定高さ(h)の脚部(20a)と、シャント抵抗(12)の面実装パターン(13R)の右端部上に配置された所定高さ(h)の脚部(20b)と、この両脚部(20a)、(20b)を繋ぐ繋ぎ部(20c)とからなる。また、図中左側のバスバー(21)も、同様に、電流流入側の主回路パターン(17)の右端部上に配置された所定高さ(h)の脚部(21a)と、シャント抵抗(12)の面実装パターン(13L)の左端部上に配置された所定高さ(h)の脚部(21b)と、この両脚部(21a)、(21b)を繋ぐ繋ぎ部(21c)とからなる。この２つのバスバー(20)、(21)は、何れも、熱伝導率が高い例えば、銅、アルミニウムなどの導体で形成される。これらのバスバー(20)、(21)の構成により、一対の脚部(20a)、(20b)間、及び一対の脚部(21a)、(21b)間には、主回路パターン(16)、(17)の厚みと脚部の高さ(h)との合計高さの放熱空間(23)が形成される。尚、上記２つのバスバー(20)、(21)は、各々、２つの脚部と１つの繋ぎ部とを繋いだ構成としたが、１枚の板を同様の形状に折り曲げて一体構成した物であっても良いのは勿論である。
更に、シャント抵抗(12)では、その両端部の電極(12a)、(12b)の長さは所定長さ(l)に設定されると共に、２つの面実装パターン(13L)、(13R)の上記電極の延びる方向の長さ、並びに２つのバスバー(20)、(21)の脚部(20a)、(20b)、(21a)、(21b)及び繋ぎ部(21c)、(21c)の上記電極の延びる方向の長さは、何れもシャント抵抗(12)の電極(12a)、(12b)の長さ（所定長さ(l)）に設定される。一方、２つの主回路パターン(16)、(17)の上記シャント抵抗(12)の電極の延びる方向の長さは、上記所定長さ(l)よりも長く設定される。
従って、本実施形態では、電流発生側の主回路パターン(16)の各電流発生箇所(16u)〜(16w)から発生した各相の電流(iu)〜(iw)がシャント抵抗(12)を経て電流流入側の主回路パターン(17)の電流流入箇所(Cdcn)に流れ込む際、その電流経路にはシャント抵抗(12)の右側方及び左側方に各々導体からなるバスバー(20)、(21)が位置しているので、シャント抵抗(12)で発生した熱は、図４に太実線で示したように、２つのバスバー(20)、(21)に伝達して伝熱が促進されると共に、同図に太破線で示したように各バスバー(20)、(21)から四方に放散し、更に、各バスバー(20)、(21)下面と基板(14)との間の放熱空間(23)から下方に放散するので、シャント抵抗(12)の温度上昇が有効に抑制される。
特に、本実施形態では、シャント抵抗(12)の面実装パターン(13L)、(13R)と主回路パターン(16)、(17)とが分離されて、この面実装パターン(13L)、(13R)と主回路パターン(16)、(17)とをバスバー(20)、(21)で接続しているので、従来のように面実装パターンと主回路パターンとを一体形成した構成と比較して、放熱部分（バスバー(20)、(21)）の表面積が広く、シャント抵抗(12)の放熱性が高くなる。
しかも、シャント抵抗(12)で発生した熱の放散部材が、熱導電率が高い銅、アルミニウムなどの導体で形成されたバスバー(20)、(21)であるので、より一層に伝熱性が優れ、シャント抵抗(12)の放熱性を一層高めることが可能である。
更に、各バスバー(20)、(21)は、脚部(20a)、(20b)、(21a)、(21b)を有して、繋ぎ部(21c)、(21c)の下方には、脚部の高さ(h)を持った広い放熱空間(23)が形成されているので、シャント抵抗(12)で発生した熱はその広い放熱空間(23)を経ても放熱されて、より一層にシャント抵抗(12)の放熱性を高めることができる。
加えて、本実施形態では、シャント抵抗(12)、その２つの面実装パターン(13L)、(13R)、及び２つのバスバー(20)、(21)が、何れも、シャント抵抗(12)の電極長さ(l)と同一の長さ(l)を有しているので、電流発生側の主回路パターン(16)の各電流発生箇所(16u)〜(16w)から発生した各相の電流(iu)〜(iw)は、図４に細破線で示したように、シャント抵抗(12)の右方のバスバー(21)に向かって斜めに流れるものの、このバスバー(21)からは流れが整流されて、シャント抵抗(12)ではその電極(12a)、(12b)とは垂直方向に一様に通過する。従って、三相モータ(4)駆動用パワーモジュールや電解コンデンサ(C)のレイアウト制約に伴う主回路パターン(16)、(17)の位置やその内部での電流発生箇所(16u)〜(16w)、電流流入箇所(Cdcn)の位置に拘わらず、シャント抵抗(12)ではその電極(12a)、(12b)の長さ方向に電位差が発生し難く、シャント抵抗(12)による電流検出値の精度を高く維持することができる。
また、シャント抵抗(12)の面実装パターン(13L)、(13R)と電流発生側及び電流流入側の主回路パターン(16)、(17)との間にバスバー(20)、(21)を配置する構成であるので、従来のようにシャント抵抗(12)の抵抗体に放熱器を接着する構成の場合と比較して、本実施形態の電子回路装置(10)は、接着剤の塗布作業やその塗布した接着剤の硬化を待つ時間が不要となり、また、放熱器の重量でシャント抵抗の電極と基板との接続が剥がれたり、放熱器を基板に止めるネジ止め部品やそのネジ止めの工数を不要にでき、更にはそのネジ止め時でのシャント抵抗の破損を招くなどの欠点がない。
（変形例）
図５及び図６は上記第１の実施形態の変形例を示す。
本変形例において、図５は全体の斜視図を示し、図６は上面図を示す。本変形例では、電流発生側の主回路パターン(16')の配置位置が三相モータ(4)駆動用パワーモジュールのレイアウト制約に伴って基板(14)の図中下方に変更になり、図中上端部のみが基板(14)に配置され、その他の部分は基板(14)の下方に突出している例を示している。
また、本変形例の電流発生側の主回路パターン(16')では、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の各電流発生箇所(16u)、(16v)、(16w)が下端部側に偏って位置している。
このような構成では、図中右側のバスバー(20')は、繋ぎ部(20c')が面実装パターン(13R)から電流発生側の主回路パターン(16')に向かって長く延び、この形状の繋ぎ部(20c')の上端部が、面実装パターン(13R)上に形成した所定長さ(l)の脚部(20b')に接続されると共に、その繋ぎ部(20c')の下端部が、電流発生側の主回路パターン(16')の上端部に配置した所定長さ(l)の脚部(20a')と接続される。その他の構成は第１の実施形態と同様であるので、同一の符号を付してその説明を省略する。
従って、本変形例でも、面実装パターン(13R)と電流発生側の主回路パターン(16')とが分離され、その両者を熱導電性の高い導体で構成されるバスバー(20')で接続されているので、第１の実施形態と同様に、シャント抵抗(12)で発生した熱はこの表面積の多いバスバー(20')で放熱されて、シャント抵抗(12)の放熱性が向上する。
しかも、本変形例では、電流発生側の主回路パターン(16')の各電流発生箇所(16u)、(16v)、(16w)からのＵ相、Ｖ相、Ｗ相の電流(iu)、(iv)、(iw)は、図６に細破線で示したように主回路パターン(16')上を左斜め上方向に流れるが、バスバー(20')の脚部(20a')から繋ぎ部(20c')を一直線状に流れ、その後、脚部(20b')で方向を変えて、長さが所定長さ(l)で統一された面実装パターン(13R)及びシャント抵抗(12)、並びにその左方の面実装パターン(13L)に対して、シャント抵抗(12)の両電極(12a)、(12b)の長さ方向に直行する方向に流れる。従って、電流発生側の主回路パターン(16')の配置位置やその各電流発生箇所(16u)、(16v)、(16w)の配置位置がシャント抵抗(12)の横方向でない場合であっても、シャント抵抗(12)で電流検出精度を高くすることができる。
尚、本変形例では、電流発生側の主回路パターン(16')がシャント抵抗(12)の横方向に位置しない場合を例示して説明したが、その他、電流流入側の主回路パターン(17)がシャント抵抗(12)の横方向に位置しない場合や、電流発生側及び電流流入側の両主回路パターン(16)、(17)がシャント抵抗(12)の横方向に位置しない場合であっても、同様に変形できるのは、勿論である。
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態を説明する。
図7は本発明の第２の実施形態の電子回路装置の上面図を示す。本実施形態では、シャント抵抗(12)の図中左方には面実装パターンとバスバーを配置しない構成としたものである。
具体的には、シャント抵抗(12)の図中右方の面実装パターン(13R)と電流発生側の主回路パターン(16)とを、図２に示したバスバー(20)と同様に脚部を持ち且つ熱伝導率が高い導体で構成されたバスバー(20)で接続し、シャント抵抗(12)の図中左側の電極(12a)は電流流入側の両主回路パターン(17)上に形成される。
本実施形態では、バスバー(20)がシャント抵抗(12)の図中右方にしか位置しないが、従来のようにシャント抵抗の左側及び右側の双方をパターンのみで接続する構成に比べて、バスバー(20)によるシャント抵抗(12)の放熱性の向上が図れる。
尚、本実施形態では、電流発生側の主回路パターン(16)側にのみバスバー(20)を配置した構成を例示したが、逆に、電流流入側の主回路パターン(17)側にのみバスバーを配置しても良いのは勿論である。
（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態を説明する。
図８及び図９は本実施形態の電子回路装置の一例を示し、図８は全体の斜視図、図９はその上面図を示す。本実施形態では、電流発生側の主回路パターン(16”)が３つに分割されて、Ｕ相の電流発生箇所(16u)を有する部分パターン(16a)と、Ｖ相の電流発生箇所(16v)を有する部分パターン(16b)と、Ｗ相の電流発生箇所(16v)を有する部分パターン(16c)とを有する構成である。
この構成では、シャント抵抗(12)の右側の面実装パターン(13R)と３つの電流発生側の部分パターン(16a)〜(16c)とが、各々、熱伝導率が高い導体で構成された直方体状のバスバー(20a)、(20b)、(20c)により個別に接続されている。
従って、本実施形態では、シャント抵抗(12)の右側の面実装パターン(13R)には、３つの直方体状のバスバー(20a)〜(20c)が接続されているので、シャント抵抗(12)で発生した熱の放熱表面積が更に拡大して、シャント抵抗(12)の放熱性能が格段に向上する。
（第４の実施形態）
続いて、本発明の第４の実施形態を説明する。
図１０は本実施形態の電子回路装置の一例を示す斜視図である。本実施形態では、バスバーの形状を変更し、シャント抵抗(12)の右側の面実装パターン(13R)の上面と電流発生側の主回路パターン(16)の上面とを接続するバスバー(20')と、シャント抵抗(12)の左側の面実装パターン(13L)の上面と電流流入側の主回路パターン(17)の上面とを接続するバスバー(21')とを、各々、シャント抵抗(12)の電極長さ方向に長さ(l)を有する四角形状の平板とし、上記第１〜第３実施形態のバスバー(20)、(21)のように所定高さ(h)の脚部(20a)、(20b)、(21a)、(21b)を有しない構成としたものである。
このバスバー(20')、(21')の構成では、上記第１〜第３の実施形態のように所定高さ(h)の脚部(20a)、(20b)、(21a)、(21b)がない分、形成される放熱空間(23')は狭くなるが、この放熱空間(23')は、主回路パターン(16)の厚さ分の高さを有するので、このバスバー(20')、(21')下方の放熱空間(23')を介してシャント抵抗(12)での発生熱を有効に放散することが可能である。
（その他の実施形態）
本発明は、上記各実施形態について、以下のような構成としてもよい。
上記各実施形態では、シャント抵抗(12)の面実装パターン(13L)、(13R)と主回路パターン(16)、(17)とを接続する部材は、熱伝導率が高い導体で構成されたバスバー(20)、(21)としたが、本発明はこれに限定されず、要は、基板(14)に形成されたパターンとの区別として、下方に放熱空間を有する接続部材であれば良い。
更に、上記各実施形態では、シャント抵抗(12)の面実装パターン(13L)、(13R)及びバスバー(20)、(21)の幅は、各々、シャント抵抗(12)の電極(12a)、(12b)の長さ(l)に統一して設定する構成を採用したが、本発明でのシャント抵抗(12)の放熱性を高める効果を得るためには、この構成は不要である。この構成を採用すれば、特に、シャント抵抗(12)を流れる電流の経路を一様にできて、シャント抵抗(12)の電流検出精度を高めることが可能である。また、シャント抵抗(12)を流れる電流の経路を一様にするためには、面実装パターン(13L)、(13R)において少なくともシャント抵抗(12)の電極(12a)、(12b)が形成される箇所で幅を電極長さ(l)に設定すればよく、面実装パターン(13L)、(13R)の全ての箇所で幅を電極長さ(l)に設定する必要はない。
加えて、シャント抵抗(12)は、電力変換装置(1)において三相モータ(4)から流れる各相電流が電解コンデンサ(C)に流れ込む場合に、その電流値を検出する場合を例示したが、その他、三相モータ(4)からのＵ、Ｖ、Ｗ相の各相電流を３つのシャント抵抗で個別に検出する場合に適用しても良い。更に、電流を流し出す部品はモータでなくてもよいし、電流が流れ込む部品はコンデンサでなくても良い。
以上説明したように、本発明は、シャント抵抗の面実装パターンと電流発生側又は電流流入側のパターンとを分離し、その両者を、基板との間に空間を有する接続部材で接続する構成としたので、シャント抵抗に放熱器を接着する構成を採用することなく、シャント抵抗の放熱性の向上を図ることができ、シャント抵抗を用いて電流値を検出する電子回路装置として有用である。
１ 電力変換装置
２ コンバータ部
３ インバータ部
４ 三相モータ
Ｃ 電解コンデンサ
７ 電流検出回路
８ コントローラ
１０ 電子回路装置
１２ シャント抵抗
１２ａ、１２ｂ 電極
１３Ｌ、１３Ｒ 面実装パターン
１４ 基板
１６ 電流発生側の主回路パターン
１６ｕ、１６ｖ、１６ｗ 電流発生箇所
１６ａ、１６ｂ、１６ｃ 部分パターン
１７ 電流流入側の主回路パターン
Ｃｄｅｎ 電流流入箇所
２０、２１、２０’、２１’ バスバー（接続部材）
２０ｕ、２０ｖ、２１ｗ バスバー（接続部材）
２０ａ、２０ｂ、２１ａ、２１ｂ 脚部
２０ｃ、２１ｃ 繋ぎ部
２３ 空間

Claims (5)

  1. 両電極(12a）、(12b）間に抵抗体を有するシャント抵抗(12)が基板(14)に面実装され、電流発生側パターン（16）から電流流入側パターン（17）に流れる電流を、その電流経路に配置した上記シャント抵抗(12)で検出するようにした電子回路装置であって、
    上記シャント抵抗（12）の少なくとも一方の電極（12a,12b）には、上記シャント抵抗(12)を面実装する面実装パターン（13L,13R）が接続され、
    上記面実装パターン（13L,13R）と、上記電流発生側パターン（16）及び上記電流流入側パターン（17）の何れか一方とは、基板(14)との間に空間(23)を有する接続部材(20,21)により接続される
    ことを特徴とする電子回路装置。
  2. 上記請求項１記載の電子回路装置において、
    上記接続部材(20,21)は、
    熱伝導率の高い導体で構成されたバスバーである
    ことを特徴とする電子回路装置。
  3. 上記請求項１又は２記載の電子回路装置において、
    上記シャント抵抗(12)の電極(12a,12b）と上記面実装パターン（13L,13R）との接続箇所において上記面実装パターン（13L,13R）の幅は、
    上記シャント抵抗(12)の電極(12a,12b）の長さ(l)と同一長さに設定されている
    ことを特徴とする電子回路装置。
  4. 上記請求項１〜３の何れか１項に記載の電子回路装置において、
    上記接続部材(20,21)は、
    上記面実装パターン（13L,13R）の上面に配置され、所定高さ(h)を有する脚部(20a,21a)と、
    上記電流発生側パターン（16）と上記電流流入側パターン（17）との何れか一方の上面に配置され、所定高さ(h)を有する脚部(20b,21b)と、
    上記１対の脚部(20a,21a)、(20b,21b)を接続する繋ぎ部(20c,21c)とを有する
    ことを特徴とする電子回路装置。
  5. 上記請求項１〜４の何れか１項に記載の電子回路装置において、
    上記電流発生側パターン（16）は、複数の部分パターン(16U)、(16V)、(16W)に分割され、その複数の部分パターン(16U)、(16V)、(16W)が各々１つの電流発生箇所を有し、
    上記複数の部分パターン(16U)、(16V)、(16W)は、各々、個別の接続部材(20a)、(20b)、(20c)により上記シャント抵抗(12)の面実装パターン(13R)と接続される
    ことを特徴とする電子回路装置。
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