電動機驅動電路模塊的製作方法
2023-10-25 00:43:57 2
專利名稱：電動機驅動電路模塊的製作方法
技術領域：
本發明涉及電動機驅動電路模塊。本申請基於2010年3月29日在日本提出的特願2010-075743號主張優先權，並將其內容援引於此。
背景技術：
在為了驅動電動機而使用的電動機驅動電路模塊中，在對開關器件進行切換而使電動機驅動電流從電源向電動機供給的情況下，驅動電路的布線的電感成為浪湧電壓上升的原因。若浪湧電壓高則會產生電カ損耗，若施加了超過開關器件的耐壓的浪湧電壓則成 為開關器件劣化的原因。為了抑制該現象，通過在同一時間內流動彼此相反方向的電流，從而通過互感效應來降低電感。現有技術文獻專利文獻專利文獻I :日本特開2005-261035號公報
發明內容
(發明所要解決的課題)然而，在上述以往的電動機驅動電路模塊中，由於使開關器件水平放置，所以存在無法充分地降低電感的問題。因此，本發明的目的在幹，提供一種能夠利用互感效應有效地降低電感的電動機驅動用電路模塊。(用於解決課題的方案)為達成上述目的，本發明採用以下構成。(I)本發明的ー個方式為ー種電動機驅動電路模塊,其設置於具備與電源的ー極連接的第I電極線和與所述電源的另ー極連接的第2電極線、且通過來自所述電源的電カ對電動機進行驅動的功率控制單元，並且配置在所述電動機與所述第I電極線及所述第2電極線之間，所述電動機驅動電路模塊的特徵在於，在將開關器件模製而成的樹脂模製部的內部具備第I電極，其與所述第I電極線連接;第2電極，其與所述第2電極線連接；和第3電極，其與所述電動機連接，所述電動機驅動電路模塊被配置成所述第I電極的第I電極面和所述第3電極的第3電極面相互對置，並且，在所述第I電極中流動電流時的電流的流向在所述第I電極和所述第3電極中為相反方向，所述第2電極的第2電極面和所述第3電極的第3電極面相互對置，並且，在所述第2電極中流動電流時的電流的流向在所述第2電極和所述第3電極中為相反方向。(2)在上述(I)記載的電動機驅動電路模塊中也可採用下述構成在所述第I電極的第I電極面與所述第3電極的第3電極面相對置的部分、以及所述第2電極的第2電極面與所述第3電極的第3電極面相對置的部分，分別設置了使所述第I電極面與所述第3電極面之間的距離以及所述第2輸出電極面與所述第3電極面之間的距離在局部上比其他部分窄的電感抵消部。(3)在上述⑵記載的電動機驅動電路模塊的情況下，所述電動機驅動電路模塊還可具備與各所述電感抵消部對應的絕緣件，該絕緣件夾設於所述第I電極的第I電極面與所述第3電極的第3電極面之間以及所述第2電極的第2電極面與所述第3電極的第3電極面之間。(發明效果)根據上述⑴記載的方式，由於第I電極的第I電極面與第3電極的第3電極面、以及第2電極的第2電極面與第3電極的第3電極面相對置、且電流彼此以相反方向流動，因而能夠通過互感有效地實現電感的降低。在上述(2)記載的情況下，通過具備使第I電極的第I電極面與第3電極的第3 電極面之間的距離、以及第2電極的第2電極面與第3電極的第3電極面之間的距離變得更小的電感抵消部，從而能夠進ー步降低電感。在上述(3)記載的情況下，通過設置絕緣件，從而能夠使第I電極的第I電極面與第3電極的第3電極面之間的距離、以及第2電極的第2電極面與第3電極的第3電極面之間的距離為最小限度，因而能夠將電感降低為最低。
圖I是本發明的ー實施方式中的電動機驅動電路裝置的電路圖。圖2是該實施方式中的電動機驅動電路模塊的立體圖。 圖3是該電動機驅動電路模塊的分解立體圖。圖4是該電動機驅動電路模塊的電路圖。圖5是該電動機驅動電路模塊的剖視圖。圖6是表示該實施方式中的開關動作時的浪湧電壓的變化的曲線圖，表示了浪湧電壓被抑制的狀況。圖7是表示本發明的其他實施方式中的電動機驅動電路模塊的圖，是相當於圖5的剖視圖。圖8是表示該實施方式中的電極間距離與互感效應之間關係的曲線圖。
具體實施例方式以下，基於附圖來說明本發明的各實施方式。圖I表示包括本發明的ー實施方式涉及的混合動カ車輛的功率控制單元(P⑶)在內的電路I的構成。該電路I構成為具備高壓系統的電池2、功率控制單元3和電動機4。在混合動カ車輛中，例如在發動機室內配置有發動機和與該發動機直接連接的電動機4。在混合動カ車輛的車廂後部配置有功率控制單元3及電池2。電動機4與功率控制單元3之間通過三相電纜5進行連接。功率控制單元3的正極電極線P與電池2的正極連接，功率控制單元3的負極電極線N與電池2的負極連接。由此，從電池2向功率控制單元3供電，在使功率控制單元3的電カ電壓升壓了的狀態下驅動電動機4。在電動機4進行再生動作的情況下，功率控制單元3的電カ電壓降壓，由正極電極線P和負極電極線N對電池2進行充電。功率控制單元3由功率驅動器単元(PDU)9構成。功率驅動器単元(PDU)9具備平滑電容器6、門電路驅動器基板7和橋接電路8。功率驅動器単元9的橋接電路8通過將高側(高電位側)U相開關器件(UH)Il和低側(低電位側)U相開關器件(UL) 12、高側V相開關器件(VH) 21和低側V相開關器件(VL) 22、以及高側W相開關器件(WH) 31和低側W相開關器件(WL) 32進行橋接而構成。在這裡，高側U相開關器件(UH) 11和低側U相開關器件(UL) 12經由布線進行連接，該布線與三相電纜5的U相連接。高側V相開關器件(VH) 21和低側V相開關器件(VL) 22經由布線進行連接，該布線與三相電纜5的V相連接。高側W相開關器件(WH) 31和低側W相開關器件(WL) 32經由布線進行連接，該布線與三相電纜5的W相連接。在這裡，作為開關器件採用電晶體、FET (場效應型電晶體)、IGBT (絕緣柵型雙極性電晶體)等。
作為高側開關器件的高側U相開關器件11、高側V相開關器件21以及高側W相開關器件31與正極電極線P連接，它們構成了高側臂。作為低側開關器件的低側U相開關器件12、低側V相開關器件22以及低側W相開關器件32與負極電極線N連接，它們構成了低側臂。示出將雙極性電晶體用作開關器件的例子。在各開關器件11、12、21、22、31、32的集電極與發射極之間，按照從發射極向集電極為順方向的方式，分別連接ニ極管(DUH) 13、ニ極管(DUL) 14、ニ極管(DVH) 23、ニ極管(DVL) 24、ニ極管(DWH) 33、ニ極管(DWL) 34。橋接電路8與電動機4的U相、V相、W相的各線圈通過三相電纜5進行連接。三相電纜5由第3U電極線U0UT、第3V電極線V0UT、第3W電極線WOUT這3根電極線構成。在這裡，第3U電極線UOUT、第3V電極線VOUT、第3W電極線WOUT在使電動機4進行再生動作的情況下，由於流入電流，所以不僅附帯符號「0UT」，還應該附帯符號「 IN」這樣的記載，但因為會變得比較複雜，所以僅將「OUT」這ー記載用於各部的名稱中。在這裡，高側U相開關器件11、低側U相開關器件12、ニ極管13和ニ極管14通過樹脂以一體的方式模製成形為U相電動機驅動電路模塊15。高側V相開關器件21、低側V相開關器件22、ニ極管23和ニ極管24通過樹脂以一體的方式模製成形為V相電動機驅動電路模塊25。高側W相開關器件31、低側W相開關器件32、ニ極管33和ニ極管34通過樹脂以一體的方式模製成形為W相電動機驅動電路模塊35。因此，這些U相電動機驅動電路模塊15、V相電動機驅動電路模塊25和W相電動機驅動電路模塊35被配置在正極電極線P、負極電極線N與電動機4之間。圖2是本發明的實施方式中的電動機驅動電路模塊的立體圖。圖3表示U相電動機驅動電路模塊15的分解立體圖。此外，V相電動機驅動電路模塊25和W相電動機驅動電路模塊35也是與U相電動機驅動電路模塊15相同的構成，所以省略其說明。圖4是電動機驅動電路模塊的電路圖。圖5是電動機驅動電路模塊的剖視圖。如圖2 圖5所示，U相電動機驅動電路模塊15按下述方式進行層疊在上側與正極電極線P連接的正極電極38、在下側與負極電極線N連接的負極電極39、以及配置於這些正極電極38與負極電極39之間且與第3U電極線UOUT連接的OUT電極40，在俯視情況下重疊。這些部件被樹脂模製部41模製。此外，符號38T、39T以及40Τ分別表示正極電極38、負極電極39以及OUT電極40的端子部，突出到樹脂模製部41的外側。
如圖3所示，在樹脂模製部41的內部，高側U相開關器件11、ニ極管13以及信號端子43都隔著焊料層42而被安裝於正極電極38與OUT電極40之間。信號端子43的信號線44突出到樹脂模製部的外側。在樹脂模製部41的內部，低側U相開關器件12、ニ極管14以及信號端子45隔著焊料層42而被安裝於OUT電極40與負極電極39之間。信號端子45的信號線46也突出到樹脂模製部41的外側。在樹脂模製部41的內部、且未配置高側U相開關器件11和ニ極管13以及低側U相開關器件12和ニ極管14的部分，正極電極38與OUT電極40之間、以及OUT電極40與負極電極39之間僅夾有樹脂模製部41。在該部分，正極電極38的正極電極面38D與OUT電極40的OUT電極面40D、以及OUT電極40的OUT電極面40D與負極電極39的負極電極面39D相互對置。 另外，如圖4所示，正極電極38、0UT電極40以及負極電極39配置成在正極電極38中流動電流之際，流經正極電極38的電流的流向和流經OUT電極40的電流的流向為相反方向(實線箭頭)。而且，配置成在負極電極39中流動電流之際，流經負極電極39的電流的流向和流經OUT電極40的電流的流向為相反方向(虛線箭頭)。根據上述實施方式，如圖5所示，由於配置成正極電極38的正極電極面38D與OUT電極40的OUT電極面40D、以及OUT電極40的OUT電極面40D與負極電極39的負極電極面39D在樹脂模製部41內相互對置，並且，在正極電極38中流動電流時的電流的流向在正極電極38和OUT電極40中為相反方向(圖4的實線)，配置成在負極電極39中流動電流時的電流的流向在負極電極39和OUT電極40中為相反方向(圖4的虛線)，因而能夠通過互感效應有效地實現電感的降低。圖6表示以往的驅動模塊中的開關波形的例子和本發明的實施方式中的驅動模塊的開關波形。縱軸表示相對電壓值及相對電流值。橫軸表示時間。在如以往那樣採用了未使正極電極38和OUT電極40對置而沿著不同方向延伸的配置的情況下(若用圖5進行說明則為OUT電極40向右側延伸的情況)，布線的電感會和正極端子38T與OUT電極端子40T之間的距離成比例地產生，若在進行開關動作之際電流
I(實線)急劇減少則會產生電壓急劇提升的浪湧電壓的上升(圖6中的劃線)。相對於此，根據本發明的實施方式，能夠將該浪湧電壓的上升抑制為實線的電壓V，所以能夠防止損耗和開關器件的過電壓(施加了超過開關器件的耐壓的電壓)等。也就是說，若以圖5中的正極電極38的正極電極面38D和OUT電極40的OUT電極面40D為例，則通過使正極電極面38D和OUT電極面40D對置配置，從而能夠產生相互感應。由此，若在正極電極38的正極電極面38D中流動電流則產生由互感決定的感應電動勢，並通過OUT電極40的OUT電極面40D中與正極電極面38D的電流反向流動的電流而產生的互感所決定的感應電動勢來相互抵消(互感效應)，所以結果能夠降低整體的電感。接著，基於圖7和圖8對本發明的其他實施方式進行說明。如圖7所示，該實施方式中，在第I實施方式中相對置的正極電極38的正極電極面38D與OUT電極40的OUT電極面40D、以及OUT電極40的OUT電極面40D與負極電極39的負極電極面39D間，分別設置了 使正極電極38的正極電極面38D與OUT電極40的OUT電極面40D之間的距離在局部上比其他部分窄的電感抵消部47、以及使OUT電極40的OUT電極面40D與負極電極39的負極電極面39D之間的距離在局部上比其他部分窄的電感抵消部47。具體而言，正極電極面38D與OUT電極面40D在圖7的左右方向中央部分逐漸接近OUT電極面40D，形成了與OUT電極面40D靠近的電感抵消部47。並且，與該電感抵消部47對應，在正極電極38的正極電極面38D與OUT電極40的OUT電極面40D之間、以及OUT電極40的OUT電極面40D與負極電極39的負極電極面39D之間夾設有絕緣件48。具體而言，以覆蓋OUT電極40的OUT電極面40D的上下表面的方式設置有絕緣件48。 因此，在本實施方式中，通過設置絕緣件48，能夠使正極電極38的正極電極面38D與OUT電極40的OUT電極面40D之間的距離、以及OUT電極40的OUT電極面40D與負極電極39的負極電極面39D之間的距離為最小限度，因此互感增加，能夠降低整體的電感。S卩，如圖8所示，電極間距離與互感效應成反比例關係，但在不設置絕緣件48的情況下(僅樹脂模製部)為了防止短路而限度例如為3_左右的電極間距離，通過追加絕緣件48,能夠將電極間距離減小至Imm以下。由此,能夠使用互感效應大的範圍。 此外，本發明並不僅限於上述實施方式，例如，除了混合動カ車輛以外，還能夠應用於電動車、燃料電池汽車等將電動機用於行駛驅動カ的車輛中。(產業上的可利用性)能夠提供ー種可利用互感而有效地降低電感的電動機驅動用電路模塊。符號說明2 電池(電源)P 正極電極線(第I電極線)N 負極電極線(第2電極線)4 電動機3 功率控制單元15 U相電動機驅動電路模塊25 V相電動機驅動電路模塊35 W相電動機驅動電路模塊11 高側U相開關器件12 低側U相開關器件21 高側V相開關器件22 低側V相開關器件31 高側W相開關器件32 低側W相開關器件41 樹脂模製部38 正極電極(第I電極)39 負極電極(第2電極)40 OUT電極(第3電極)38D 正極電極面(第I電極面)39D 負極電極面(第2電極面)40 DOUT電極面(第3電極面)
47 電感抵消部 48 絕緣件
權利要求
1.一種電動機驅動電路模塊，其設置於具備與電源的一極連接的第I電極線和與所述電源的另一極連接的第2電極線、且通過來自所述電源的電力對電動機進行驅動的功率控制單元，並且配置在所述電動機與所述第I電極線及所述第2電極線之間，所述電動機驅動電路模塊的特徵在於， 在將開關器件模製而成的樹脂模製部的內部具備 第I電極，其與所述第I電極線連接； 第2電極，其與所述第2電極線連接；和 第3電極，其與所述電動機連接， 所述電動機驅動電路模塊被配置成 所述第I電極的第I電極面和所述第3電極的第3電極面相互對置，並且，在所述第I電極中流動電流時的電流的流向在所述第I電極和所述第3電極中為相反方向， 所述第2電極的第2電極面和所述第3電極的第3電極面相互對置，並且，在所述第2電極中流動電流時的電流的流向在所述第2電極和所述第3電極中為相反方向。
2.根據權利要求I所述的電動機驅動電路模塊，其特徵在於， 在所述第I電極的第I電極面與所述第3電極的第3電極面相對置的部分、以及所述第2電極的第2電極面與所述第3電極的第3電極面相對置的部分，分別設置了使所述第I電極面與所述第3電極面之間的距離以及所述第2輸出電極面與所述第3電極面之間的距離在局部上比其他部分窄的電感抵消部。
3.根據權利要求2所述的電動機驅動電路模塊，其特徵在於， 所述電動機驅動電路模塊還具備與各所述電感抵消部對應的絕緣件，該絕緣件夾設於所述第I電極的第I電極面與所述第3電極的第3電極面之間以及所述第2電極的第2電極面與所述第3電極的第3電極面之間。
全文摘要
本發明提供一種電動機驅動電路模塊。該電動機驅動用電路模塊被配置成第1電極的第1電極面和第3電極的第3電極面相互對置，並且，在所述第1電極中流動電流時的電流的流向在所述第1電極和所述第3電極中為相反方向。另外，該電動機驅動用電路模塊被配置成第2電極的第2電極面和所述第3電極的第3電極面相互對置，並且，在所述第2電極中流動電流時的電流的流向在所述第2電極和所述第3電極中為相反方向。
文檔編號H02M7/48GK102812629SQ20118001523
公開日2012年12月5日 申請日期2011年3月9日 優先權日2010年3月29日
發明者關真生 申請人:本田技研工業株式會社