JPH09285007A

JPH09285007A - 回路装置

Info

Publication number: JPH09285007A
Application number: JP8091134A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Ishiyama; 弘石山
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1996-04-12
Filing date: 1996-04-12
Publication date: 1997-10-31

Abstract

(57)【要約】【課題】簡単な構成で小型化および低コスト化可能な
回路装置を提供する。【解決手段】直流入力端子板２１、２２は半導体素子
１２ａ、１２ｂ（図示しない）、１２ｃ、１３、１４に
直流電力を供給するものであり、半導体素子１２ａ、１
２ｂ、１２ｃと半導体装置３、４との間に形成される対
向空間近傍の半導体素子１２ａ、１２ｂ、１２ｃの上部
に配設されている。回路遮断器３６、３７の固定台は直
流入力端子板２１、２２に取付けられている。共通の直
流入力端子版２１、２２から半導体素子１２ａ、１２
ｂ、１２ｃ、１３、１４に直流電力を供給することによ
り、各素子毎に配線する場合に比べ、配線が簡単化され
るとともに総通電断面積が減少するので装置の小型化お
よび低コスト化を図ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、回路装置に関する
ものであり、特にこの回路装置を電気自動車用制御装置
に用いたものに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、複数の半導体装置を必要とす
る回路装置は、例えば共通の冷却器に搭載する場合、半
導体装置搭載面上の直流電力入力部近傍に端子台および
回路遮断器の固定台等を設け、そこから各半導体装置に
配線を分岐させて各半導体装置に電力を供給している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前述したような従来の
回路装置の各半導体装置にはそれぞれ個別のプラスとマ
イナスの電力配線が必要である。各電力配線は、それぞ
れ各半導体装置に供給する電力に応じて通電容量のマー
ジンを見る必要があるので、各配線の総通電断面積が大
きくなり小型化および低コスト化が困難であった。ま
た、回路遮断器は冷却器の搭載面上に固定台を介して直
接取付けることが一般的であり、回路遮断器に溶断性を
有するヒューズ等を用いる場合、保守性を容易にするた
めには回路遮断器上方に他の構成部品を搭載できない。
したがって、冷却器の半導体装置搭載面積の減少が困難
であり、回路装置の小型化を困難にしていたという問題
がある。

【０００４】本発明はこのような問題を解決するために
なされたものであり、簡単な構成で小型化および低コス
ト化可能な回路装置を提供することを目的とする。本発
明の他の目的は、簡単な構成で小型化および低コスト化
可能な電気自動車用制御装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１記載の
回路装置によると、第１半導体装置と第２半導体装置と
の対向空間とその近傍に配設される共通の直流入力端子
部材から第１半導体装置および第２半導体装置に電力を
供給することにより各半導体装置を構成するさらに細分
化された装置要素への配線箇所を減少させることができ
る。さらに、各装置要素毎に通電容量のマージンを考慮
して個別に配線した総通電断面積よりも直流入力端子部
材の通電断面積が小さくなるので、配線に要するスペー
スが小さくなる。したがって、配線が簡単化されるとと
もに回路装置全体としての小型化および軽量化が可能と
なるとともに低コスト化を図れるという効果がある。

【０００６】本発明の請求項２記載の回路装置による
と、直流入力端子部材の上方に回路遮断器を搭載するこ
とができるので、半導体装置搭載面に回路遮断器の搭載
スペースが不要となる。したがって、回路装置の小型化
をさらに図ることができる。本発明の請求項３記載の回
路装置によると、第１半導体装置への供給電力のマージ
ンを考慮した通電断面積よりも僅かに通電断面積を増加
するだけで第１半導体装置および第２半導体装置に電力
を供給できる。

【０００７】本発明の請求項４記載の構成によると、電
気自動車用制御装置を簡単な構成で小型化および低コス
ト化できる。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を示す
実施例を図面に基づいて説明する。本発明の回路装置を
電気自動車用制御装置に適用した一実施例を図１、図２
および図３に示す。図１に示す回路装置１の冷却板５内
には図示しない冷媒通路が設けられており、冷却板５に
導入および排出される冷媒により冷却板５に搭載される
電気部品が冷却される。冷却板５の第１搭載面５ａ上に
は電気自動車の駆動用モータ１１（図３参照）を制御す
る第１半導体装置としての半導体装置２を構成する半導
体素子１２ａ、１２ｂ、１２ｃが取り付けられている。
第１搭載面５ａと隣接する第２搭載面５ｂ上には第２半
導体装置を構成する半導体素子１３、１４が取付けられ
ている。半導体素子１３は半導体装置３を構成し、半導
体素子１４は半導体装置４を構成している。冷却板５は
半導体素子１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１３、１４の駆動
に際し発生する熱を放熱するためのものである。半導体
素子１２ａ、１２ｂ、１２ｃと半導体素子１３、１４と
の間に形成される対向空間近傍には、図１に示すように
直流入力端子部材としての直流入力端子板２１、２２が
配設されている。

【０００９】図３に示すように、半導体素子１２ａ、１
２ｂ、１２ｃは車載バッテリ１５からの直流電力を３相
の交流電力に変換して電気自動車の駆動用モータ１１を
制御する公知のインバータ回路を構成する半導体スイッ
チング素子である。半導体素子１３、１４はその他の負
荷１６、１７に電力を供給する半導体装置３、４を構成
するスイッチング素子である。半導体素子１３、１４は
半導体素子１２ａ、１２ｂ、１２ｃよりも駆動電力が小
さい。本実施例では各半導体素子としてＩＧＢＴモジュ
ールを想定している。

【００１０】直流入力端子板２１、２２は半導体素子１
２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１３、１４に直流電力を供給す
るものであり、前述した対向空間部近傍の半導体素子１
２ａ、１２ｂ、１２ｃの上部に配設されている。これ
は、半導体装置３、４よりも供給電力量の大きな第１半
導体装置としての半導体素子１２ａ、１２ｂ、１２ｃに
近づけて直流入力端子板２１、２２を配設することによ
り、配線長を短くして電力損失を低下させるためであ
る。直流入力端子板２１、２２には車載バッテリ１５か
ら直流電力が供給されている。図１に示すように、負極
側である直流入力端子板２１には負極側の分岐端子２
３、２５、２７がそれぞれ接続されており、正極側の直
流入力端子板２２には正極側の分岐端子２４、２６ａ、
２８ａが電気的に接続されている。分岐端子２３、２
４、２５、２６ａ、２７、２８ａは直流入力端子板２
１、２２と一体構造で形成することも可能であるし、直
流入力端子板２１、２２と別体に形成しねじで接続する
構造にすることも可能である。回路遮断器３６、３７は
固定部材としての絶縁性の固定台３８に固定されてお
り、固定台３８は図示しないねじで直流入力端子板２１
に固定されている。

【００１１】負極側の分岐端子２３および正極側の分岐
端子２４はそれぞれ半導体素子１２ａ、１２ｂ、１２ｃ
と直接電気的に接続されている。負極側の分岐端子２
５、２７は半導体素子１３、１４と直接電気的に接続し
ているが、正極側の分岐端子２６ａ、２８ａは回路遮断
器３６、３７を介して正極側の分岐端子２６ｂ、２８ｂ
と電気的に接続しており半導体素子１３、１４へ直流電
力を供給している。

【００１２】なお、図１および図２では半導体素子１２
ａ、１２ｂ、１２ｃ、１３、１４の出力端子から駆動用
モータ１１、負荷１６、１７に電力を供給するための交
流配線および半導体素子１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１
３、１４の駆動を制御するための制御回路基板は図示し
ていない。また第２搭載面５ｂに搭載されるその他の半
導体装置としてさらに複数の半導体装置を追加搭載する
ことも可能である。本実施例では回路遮断器３６、３７
としてヒューズを想定している。

【００１３】次に回路装置１の作動について説明する。
車載バッテリ１５の直流電力は半導体素子１２ａ、１２
ｂ、１２ｃで高周波スイッチングにより交流電力に変換
され駆動用モータ１１に供給される。半導体素子１３、
１４も車載バッテリ１５の直流電力を高周波スイッチン
グして交流電力に変換し負荷１６、１７に供給してい
る。半導体素子１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１３、１４が
直流電力を高周波スイッチングする際に発生する電流お
よび電圧の変動は電源平滑コンデンサ３１、３２、３
３、３４により平滑化され安定化される。また、半導体
素子１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１３、１４が短絡した場
合直流入力端子板２１、２２および各分岐端子を保護す
るために、回路遮断器３６、３７と車載バッテリ１５近
傍に配設された回路遮断器３９とが回路を遮断し各半導
体素子への直流電力の供給を停止する。

【００１４】以上説明した本発明の上記実施例では、共
通の直流入力端子板２１、２２から各半導体素子に電力
を供給しているので、各半導体素子毎に通電容量のマー
ジンを考慮して個別に配線した総通電断面積よりもマー
ジンも考慮した直流入力端子部材の通電断面積が小さく
なる。これは、各半導体素子の消費電力は全て同時にピ
ークを迎えることはなく、個別配線の通電断面積の総和
よりも共通配線の直流入力端子板２１、２２の通電断面
積を小さくできるからである。これにより、配線が簡単
化されるとともに回路装置全体としての小型化および軽
量化が可能となるとともに低コスト化を図れるという効
果がある。

【００１５】さらに、半導体素子１２ａ、１２ｂ、１２
ｃの駆動電力が半導体素子１３、１４の駆動電力よりも
比較的大きいので、半導体素子１２ａ、１２ｂ、１２ｃ
への通電容量のマージンを考慮した通電断面積よりも直
流入力端子板２１、２２の通電断面積を僅かに増加する
だけで、各半導体素子に電力を供給できる。したがっ
て、さらに回路装置全体としての小型化および軽量化が
可能となるとともに低コスト化を図れるという効果があ
る。

【００１６】さらにまた、直流入力端子板２１、２２か
ら半導体装置２、３、４へ直流電力を分岐させているの
で、半導体素子搭載面上に分岐のための端子台を必要と
しない。したがって回路装置の小型化および低コスト化
が可能となる。また、直流入力端子板２１、２２は駆動
用モータ１１の駆動電力を供給するため断面積も大きく
堅牢であり、加えて直流入力端子板２１、２２と接続す
る半導体素子１２ａ、１２ｂ、１２ｃの接続部も堅牢で
ある。したがって、直流入力端子板２１、２２に回路遮
断器３６、３７の固定台３８を取付けることにより、振
動に対しても確実に回路遮断器３６、３７を取付けるこ
とができる。

【００１７】さらにまた、直流入力端子板２１、２２に
回路遮断器３６、３７の固定台３８を固定したため半導
体素子搭載面上に直接回路遮断器の固定台を配設する必
要はなく、回路装置の小型化が可能である。また、回路
遮断器が電気自動車の制御装置構成部品の上層部に設置
できるため、回路遮断器としてヒューズのような溶断性
を有し保守性を要求されるものを用いた場合保守性に優
れた電気自動車の回路装置を提供することができる。

【００１８】本実施例では直流入力端子部材を板状に形
成したが、各半導体装置に共通で電力を供給できるので
あれば直流入力端子部材の形状は板状に限るものではな
い。また本実施例では、交流１相分を１個のケースに収
めた公知のＩＧＢＴモジュールとして半導体素子１２
ａ、１２ｂ、１２ｃを説明したが、交流３相分を１個の
ケースに収めたＩＧＢＴモジュールでもよい。また、交
流３相分を１個のケースに収めた公知のＩＧＢＴモジュ
ールとして半導体素子１３、１４を説明したが、交流１
相分を１個のケースに収めたモジュールとしてもよい。
また各半導体素子はＭＯＳ−ＦＥＴ、パワートランジス
タでもよい。

【００１９】また本実施例では、半導体素子上に配設し
た電源平滑コンデンサは４個として説明したが、各半導
体素子の要求される容量により個数を減らすことも可能
である。また電源平滑コンデンサの容量を減らし個数を
増やす構成にすることも可能である。また本実施例で
は、直流電力供給源として車載バッテリのみを取り扱っ
たが、交流を整流して得た直流を供給することも可能で
ある。

【００２０】また、冷却方式は冷却板内に冷却液を流す
液冷方式でもよいし冷却板にフィン加工を施すかまたは
別体の空冷用フィンに取り付ける空冷方式としてもよ
い。また冷却板内にヒートパイプを設けたヒートパイプ
方式としてもよい。また本実施例では、回路遮断器とし
てヒューズを用いた例について言及したが、リレー等の
開閉型遮断器を採用してもよいしヒューズとリレーとを
併用することも可能である。また図１および図２では回
路遮断器を同一形状で記載しているが同一のもので限定
するものではない。

【００２１】また本実施例では、回路装置１の回路遮断
器３９を回路装置１の外部に配置している例を示したが
回路装置１上に配設することも可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の回路装置を電気自動車用制御装置に適
用した一実施例を示す平面図である。

【図２】図１のII方向矢視図である。

【図３】本実施例の回路構成図である。

【符号の説明】

１回路装置２半導体装置（第１半導体
装置）３、４半導体装置（第２半導体
装置）５冷却板１１車載モータ（駆動用モー
タ）１２ａ、１２ｂ、１２ｃ半導体素子（第１半導体
装置）１３、１４半導体素子（第２半導体
装置）２１、２２直流入力端子板（直流入
力端子部材）３６、３７、３９回路遮断器３８固定台（固定部材）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも第１半導体装置および第２半
導体装置を有し、前記第１半導体装置と前記第２半導体装置との間に形成
される対向空間とその近傍に配設され前記第１半導体装
置と直接接続される直流入力端子部材と、前記第２半導体装置と前記直流入力端子部材とを電気的
に接続するとともに、前記直流入力端子部材から前記第
２半導体装置への供給電力を遮断可能な回路遮断器と、を備えることを特徴とする回路装置。
【請求項２】前記回路遮断器の固定部材は前記直流入
力端子部材に固定されることを特徴とする請求項１記載
の回路装置。
【請求項３】前記第１半導体装置への供給電力は前記
第２半導体装置への供給電力よりも大きいことを特徴と
する請求項１または２記載の回路装置。
【請求項４】請求項１、２または３記載の回路装置を
電気自動車用制御装置に用い、前記第１半導体装置で電
気自動車の駆動用モータを制御することを特徴とする電
気自動車用制御装置。