JP6455381B2

JP6455381B2 - Power converter

Info

Publication number: JP6455381B2
Application number: JP2015185881A
Authority: JP
Inventors: 純一福田
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2015-09-18
Filing date: 2015-09-18
Publication date: 2019-01-23
Anticipated expiration: 2035-09-18
Also published as: JP2017060372A

Description

本発明は、直流を交流に変換する電力変換装置に関する。特に、電力変換装置への入力電圧を平滑化する平滑コンデンサから放電を実施する構成に関する。 The present invention relates to a power converter that converts direct current into alternating current. In particular, the present invention relates to a configuration in which discharge is performed from a smoothing capacitor that smoothes an input voltage to a power converter.

電気自動車やハイブリッド自動車において、直流電源に蓄えられた電力を用いてモータを駆動するために、直流を交流に変換する電力変換装置が用いられている。このような電力変換装置には、直流電源から電力変換装置に入力される電圧を平滑化するために平滑コンデンサが設けられている。平滑コンデンサには多量の電荷が充電されるため、車両の非走行時や異常発生時において、安全性を考慮して、平滑コンデンサから放電抵抗に対して電荷を放電する構成が知られている（例えば、特許文献１） In an electric vehicle or a hybrid vehicle, a power converter that converts direct current into alternating current is used to drive a motor using electric power stored in a direct current power source. Such a power converter is provided with a smoothing capacitor to smooth the voltage input from the DC power supply to the power converter. Since a large amount of charge is charged in the smoothing capacitor, a configuration is known in which the charge is discharged from the smoothing capacitor to the discharge resistor in consideration of safety when the vehicle is not running or when an abnormality occurs ( For example, Patent Document 1)

特開２０１５−２３７２０号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2015-23720

ここで、電力変換装置に放電抵抗を設ける場合に、電力変換装置を構成する半導体スイッチング素子を駆動する駆動回路が実装されている回路基板上に、放電抵抗を実装する構成が考えられる。ここで、回路基板上に放電抵抗を実装すると、回路基板の面積が増加し、結果として装置全体の体格が増加することが懸念される。 Here, when a discharge resistor is provided in the power conversion device, a configuration in which the discharge resistor is mounted on a circuit board on which a drive circuit that drives a semiconductor switching element configuring the power conversion device is mounted is conceivable. Here, when the discharge resistor is mounted on the circuit board, there is a concern that the area of the circuit board increases, and as a result, the physique of the entire apparatus increases.

本発明は、上記課題に鑑みて為されたものであり、電力変換装置を構成する半導体スイッチング素子を駆動する駆動回路が実装されている回路基板上に、放電抵抗を実装する構成において、回路基板の面積の増加を抑制する。 The present invention has been made in view of the above problems, and in a configuration in which a discharge resistor is mounted on a circuit substrate on which a driving circuit that drives a semiconductor switching element that constitutes a power conversion device is mounted, Suppresses the increase in area.

本構成は、高電圧側端子（Ｃ）が互いに接続された半導体スイッチング素子である複数の上アームスイッチ（ＳＷｐ１〜ＳＷｐ４）と、低電圧側端子（Ｅ）が互いに接続された半導体スイッチング素子である複数の下アームスイッチ（ＳＷｎ１〜ＳＷｎ４）と、を備え、前記上アームスイッチと前記下アームスイッチとの直列接続体がそれぞれ構成され、前記上アームスイッチの前記高電圧側端子と、前記下アームスイッチの前記低電圧側端子との間の電圧を平滑化する平滑コンデンサ（Ｃ２）と、前記上アームスイッチ及び前記下アームスイッチの制御端子（Ｇ）を駆動する駆動回路（Ｄｐ１〜Ｄｐ４，Ｄｎ１〜Ｄｎ４）と、を備え、直流電源から入力される直流電力を交流電力に変換する電力変換装置（１１）であって、前記上アームスイッチ及び前記下アームスイッチの前記制御端子が接続され、前記駆動回路が実装されている回路基板（５０）を備え、前記回路基板には、前記制御端子が接続されている箇所の周囲に絶縁領域（ＩＡ）が設けられており、前記平滑コンデンサの両端子に接続され、前記平滑コンデンサから電荷を放電する放電抵抗（６０）が、前記回路基板上において絶縁領域に沿って配置されていることを特徴とする。 This configuration is a semiconductor switching element in which a plurality of upper arm switches (SWp1 to SWp4), which are semiconductor switching elements whose high voltage side terminals (C) are connected to each other, and a low voltage side terminal (E) are connected to each other. A plurality of lower arm switches (SWn1 to SWn4), each including a series connection body of the upper arm switch and the lower arm switch, the high voltage side terminal of the upper arm switch, and the lower arm switch And a drive circuit (Dp1 to Dp4, Dn1 to Dn4) for driving a smoothing capacitor (C2) for smoothing a voltage between the low voltage side terminal and a control terminal (G) of the upper arm switch and the lower arm switch. And a power converter (11) for converting DC power input from a DC power source into AC power, wherein the upper arms And a circuit board (50) on which the control circuit of the lower arm switch is connected and the drive circuit is mounted, and the circuit board is insulated around a place where the control terminal is connected. A region (IA) is provided, and a discharge resistor (60) connected to both terminals of the smoothing capacitor and discharging electric charge from the smoothing capacitor is disposed along the insulating region on the circuit board. It is characterized by.

回路基板に放電抵抗を実装する場合、放電抵抗に高電圧が印加されるため、放電抵抗と他の素子とを絶縁する絶縁領域を設ける必要が生じる。ここで、半導体スイッチング素子は、高電圧システムを構成するものであるため、これら各半導体スイッチング素子を他の回路と絶縁すべく、回路基板には絶縁領域が設けられている。そこで、半導体スイッチング素子の制御端子の周囲に設けられた絶縁領域に沿って、放電抵抗を配置する。この構成により、放電抵抗用の絶縁領域と半導体スイッチング素子用の絶縁領域とを兼用することができ、回路基板の面積の増加を抑制することが可能となる。 When a discharge resistor is mounted on a circuit board, since a high voltage is applied to the discharge resistor, it is necessary to provide an insulating region that insulates the discharge resistor from other elements. Here, since the semiconductor switching elements constitute a high-voltage system, an insulating region is provided on the circuit board in order to insulate these semiconductor switching elements from other circuits. Therefore, a discharge resistor is arranged along the insulating region provided around the control terminal of the semiconductor switching element. With this configuration, the insulating region for the discharge resistor can be used as the insulating region for the semiconductor switching element, and an increase in the area of the circuit board can be suppressed.

電力変換装置の電気的構成を示す回路図。The circuit diagram which shows the electric constitution of a power converter device. 第１実施形態における回路基板における素子の配置を表す概略図。Schematic showing the arrangement of elements on the circuit board in the first embodiment. パワーカードの構造を表す概略図。Schematic showing the structure of a power card. コンデンサとスイッチング素子との接続を表す図。The figure showing the connection of a capacitor | condenser and a switching element. 第１実施形態における冷却システムを表す概略図。Schematic showing the cooling system in 1st Embodiment. 第２実施形態における回路基板における素子の配置を表す概略図。Schematic showing arrangement | positioning of the element in the circuit board in 2nd Embodiment. 第３実施形態における車両に対して取り付けられている電力変換装置を表す概略図。Schematic showing the power converter device attached with respect to the vehicle in 3rd Embodiment. 第４実施形態における回路基板における素子の配置を表す概略図。Schematic showing arrangement | positioning of the element in the circuit board in 4th Embodiment.

（第１の実施形態）
以下、本発明にかかる電力変換回路の駆動装置をハイブリッド車に適用した実施形態について、図面を参照しつつ説明する。 (First embodiment)
Hereinafter, an embodiment in which a drive device for a power conversion circuit according to the present invention is applied to a hybrid vehicle will be described with reference to the drawings.

図１に、本実施形態にかかる電力変換装置の電気的構成を示す。モータジェネレータ１０は、駆動輪や内燃機関に機械的に連結されている。モータジェネレータ１０は、インバータ回路ＩＮＶに接続されている。インバータ回路ＩＮＶ（電力変換回路）は、高電圧バッテリ１２の電圧を昇圧するＤＣＤＣコンバータＣＶ（昇降圧回路）の出力電圧を入力電圧とし、直流電力を交流電力に変換するものである。ここで、高電圧バッテリ１２（直流電源）は、端子電圧がたとえば１００Ｖ以上の高電圧となるものである。なお、ＤＣＤＣコンバータＣＶの入力端子には、ＤＣＤＣコンバータＣＶに対して入力される入力電圧を平滑化するコンデンサＣ１が接続されている。 FIG. 1 shows an electrical configuration of the power converter according to the present embodiment. The motor generator 10 is mechanically coupled to drive wheels and an internal combustion engine. The motor generator 10 is connected to the inverter circuit INV. The inverter circuit INV (power conversion circuit) converts the DC power into AC power using the output voltage of the DCDC converter CV (buck-boost circuit) that boosts the voltage of the high-voltage battery 12 as an input voltage. Here, the high voltage battery 12 (DC power supply) has a terminal voltage of, for example, a high voltage of 100 V or higher. A capacitor C1 that smoothes the input voltage input to the DCDC converter CV is connected to the input terminal of the DCDC converter CV.

インバータ回路ＩＮＶは、高電圧側のスイッチング素子ＳＷｐ２〜ＳＷｐ４（上アームスイッチ）及び低電圧側のスイッチング素子ＳＷｎ２〜ＳＷｎ４（下アームスイッチ）の直列接続体が３つ並列接続されて構成されている。そして、これら各スイッチング素子ＳＷｐ２〜ＳＷｐ４、及び、スイッチング素子ＳＷｎ２〜ＳＷｎ４の接続点が、モータジェネレータ１０の各相にそれぞれ接続されている。 The inverter circuit INV is configured by connecting three series connection bodies of switching elements SWp2 to SWp4 (upper arm switches) on the high voltage side and switching elements SWn2 to SWn4 (lower arm switches) on the low voltage side in parallel. Connection points of these switching elements SWp 2 to SWp 4 and switching elements SWn 2 to SWn 4 are connected to respective phases of the motor generator 10.

また、上記高電圧側のスイッチング素子ＳＷｐ２〜ＳＷｐ４及び低電圧側のスイッチング素子ＳＷｎ２〜ＳＷｎ４のそれぞれの入出力端子間（コレクタ及びエミッタ間）には、高電圧側のフリーホイールダイオードＦＤｐ２〜４及び低電圧側のフリーホイールダイオードＦＤｎ２〜４のカソードおよびアノードが接続されている。 In addition, between the input / output terminals (between the collector and the emitter) of the switching elements SWp2 to SWp4 on the high voltage side and the switching elements SWn2 to SWn4 on the low voltage side, the freewheel diodes FDp2 to 4 on the high voltage side and low The cathodes and anodes of the voltage-side freewheel diodes FDn2 to FDn are connected.

一方、ＤＣＤＣコンバータＣＶは、高電圧側のスイッチング素子ＳＷｐ１（上アームスイッチ）および低電圧側のスイッチング素子ＳＷｎ１（下アームスイッチ）の直列接続体と、これに並列接続されるコンデンサＣ２（平滑コンデンサ）と、高電圧側のスイッチング素子ＳＷｐ１及び低電圧側のスイッチング素子ＳＷｎ１の接続点と高電圧バッテリ１２とを接続するインダクタＬとを備えている。スイッチング素子ＳＷｎ１，ＳＷｎ２が「昇降圧スイッチング素子」に相当する。コンデンサＣ２は、上アームスイッチＳＷｐ１〜ＳＷｐ４のコレクタ（高電圧側端子）と、下アームスイッチＳＷｎ１〜ＳＷｎ４のエミッタ（低電圧側端子）とに接続され、その両端子間の電圧を平滑化する。 On the other hand, the DCDC converter CV includes a series connection body of a switching element SWp1 (upper arm switch) on the high voltage side and a switching element SWn1 (lower arm switch) on the low voltage side, and a capacitor C2 (smoothing capacitor) connected in parallel thereto. And an inductor L that connects the connection point of the high voltage side switching element SWp1 and the low voltage side switching element SWn1 to the high voltage battery 12. The switching elements SWn1 and SWn2 correspond to “step-up / step-down switching elements”. The capacitor C2 is connected to the collectors (high voltage side terminals) of the upper arm switches SWp1 to SWp4 and the emitters (low voltage side terminals) of the lower arm switches SWn1 to SWn4, and smoothes the voltage between both terminals.

なお、上記インバータ回路ＩＮＶ、及び、ＤＣＤＣコンバータＣＶを構成する半導体スイッチング素子ＳＷ（ＳＷｐ１〜ＳＷｐ４，ＳＷｎ１〜ＳＷｎ４）は、いずれもパワー半導体であり、より具体的には、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）である。 The semiconductor switching elements SW (SWp1 to SWp4, SWn1 to SWn4) constituting the inverter circuit INV and the DCDC converter CV are all power semiconductors, and more specifically, insulated gate bipolar transistors (IGBTs). It is.

制御装置４０は、マイクロコンピュータであって、インバータ回路ＩＮＶを操作することでモータジェネレータ１０の制御量を制御するためのデジタル処理手段である。また、制御装置４０は、ＤＣＤＣコンバータＣＶのスイッチング素子ＳＷを操作することで、ＤＣＤＣコンバータＣＶの出力電圧を制御する。詳しくは、制御装置４０は、フォトカプラ等の絶縁手段を備えるインターフェース４２を介してインバータ回路ＩＮＶやＤＣＤＣコンバータＣＶの各スイッチング素子ＳＷに操作信号を出力することで、インバータ回路ＩＮＶやＤＣＤＣコンバータＣＶを操作する。より具体的には、制御装置４０はインターフェース４２を介して各スイッチング素子ＳＷの制御端子（ゲート）に対して駆動信号を入力する駆動回路に操作信号を出力する。ここで、インターフェース４２に絶縁手段を備えるのは、インバータ回路ＩＮＶや高電圧バッテリ１２を備える高電圧システムと、制御装置４０を備える低電圧システムとを絶縁するためである。 The control device 40 is a microcomputer and is a digital processing means for controlling the control amount of the motor generator 10 by operating the inverter circuit INV. Moreover, the control apparatus 40 controls the output voltage of the DCDC converter CV by operating the switching element SW of the DCDC converter CV. Specifically, the control device 40 outputs an operation signal to each switching element SW of the inverter circuit INV and the DCDC converter CV via the interface 42 having an insulating means such as a photocoupler, thereby causing the inverter circuit INV and the DCDC converter CV to be output. Manipulate. More specifically, the control device 40 outputs an operation signal to a drive circuit that inputs a drive signal to the control terminal (gate) of each switching element SW via the interface 42. Here, the reason why the interface 42 is provided with the insulating means is to insulate the high voltage system including the inverter circuit INV and the high voltage battery 12 from the low voltage system including the control device 40.

また、制御装置４０は、ＤＣＤＣコンバータＣＶやインバータ回路ＩＮＶの入力電圧の検出値を取得し、その取得した値に基づいて、上記操作信号を生成する。本実施形態の構成は、ＤＣＤＣコンバータＣＶやインバータ回路ＩＮＶの入力電圧の検出値の取得をするために、インバータ回路ＩＮＶ、及び、ＤＣＤＣコンバータＣＶの入力電圧を、制御装置４０が有するアナログデジタル変換器の入力可能電圧に変換する差動増幅回路２０，３０を備えている。 Moreover, the control apparatus 40 acquires the detected value of the input voltage of the DCDC converter CV and the inverter circuit INV, and produces | generates the said operation signal based on the acquired value. The configuration of this embodiment is an analog-to-digital converter in which the control device 40 has the input voltages of the inverter circuit INV and the DCDC converter CV in order to acquire the detected value of the input voltage of the DCDC converter CV and the inverter circuit INV. Are provided with differential amplifier circuits 20 and 30 for converting the input voltage into a voltage that can be input.

差動増幅回路２０，３０はいずれも、一対の入力端子の電圧を低電圧システムの接地基準での電圧に変換する電圧変換回路である。差動増幅回路２０，３０によって変換された電圧は、電圧検出手段である制御装置４０に入力される。これは、本実施形態では、高電圧システムの基準電圧と低電圧システムの基準電圧とが相違するためである。具体的には、基準電圧となるＤＣＤＣコンバータＣＶやインバータ回路ＩＮＶの負極側の入力端子の電圧ＶＮは、低電圧システムにおける基準電圧よりも低くなっている。これは、本実施形態では、コンデンサＣ１の正極電圧と負極電圧との中央値を低電圧システムの基準電圧としているためである。基準電圧のこのような設定は、コンデンサＣ１の両端の電圧を抵抗によって分圧したものを低電圧システムの基準電圧とすることで実現することができる。なお、低電圧システムの基準電圧は、接地電圧（車体電圧）である。 Each of the differential amplifier circuits 20 and 30 is a voltage conversion circuit that converts a voltage at a pair of input terminals into a voltage based on a ground reference of the low voltage system. The voltages converted by the differential amplifier circuits 20 and 30 are input to the control device 40 which is a voltage detection means. This is because in the present embodiment, the reference voltage of the high voltage system is different from the reference voltage of the low voltage system. Specifically, the voltage VN at the input terminal on the negative side of the DCDC converter CV and the inverter circuit INV serving as the reference voltage is lower than the reference voltage in the low voltage system. This is because in this embodiment, the median value of the positive voltage and the negative voltage of the capacitor C1 is used as the reference voltage of the low voltage system. Such setting of the reference voltage can be realized by using a voltage obtained by dividing the voltage across the capacitor C1 with a resistor as the reference voltage of the low voltage system. Note that the reference voltage of the low voltage system is the ground voltage (body voltage).

差動増幅回路２０は、インバータ回路ＩＮＶの正極側の入力端子の電圧（コンデンサＣ２の正極側と接続される端子ＴＨの電圧ＶＨ）と、負極側の入力端子の電圧（コンデンサＣ１の負極側と接続される端子ＴＮの電圧ＶＮ）との電圧差、即ち、コンデンサＣ２の端子間電圧を変換する手段であり、オペアンプ２１を備えて構成される。ここで、端子ＴＨの電圧ＶＨと接地電圧との電圧差は、分圧用の抵抗体である複数の高抵抗体２３と、低抵抗体２４によって分圧された後、オペアンプ２１の反転入力端子に印加される。また、端子ＴＮの電圧ＶＮと接地電圧との電圧差は、複数の高抵抗体２５と、低抵抗体２６とによって分圧され、オペアンプ２１の非反転入力端子に印加される。オペアンプ２１の反転入力端子と出力端子とは抵抗体２２によって接続されている。 The differential amplifier circuit 20 includes a voltage at the input terminal on the positive side of the inverter circuit INV (voltage VH of the terminal TH connected to the positive side of the capacitor C2) and a voltage at the input terminal on the negative side (with the negative side of the capacitor C1). This is a means for converting the voltage difference with the voltage VN) of the terminal TN to be connected, that is, the voltage across the capacitor C2, and comprises an operational amplifier 21. Here, the voltage difference between the voltage VH at the terminal TH and the ground voltage is divided by a plurality of high resistors 23 and low resistors 24 as voltage dividing resistors, and then applied to the inverting input terminal of the operational amplifier 21. Applied. Further, the voltage difference between the voltage VN of the terminal TN and the ground voltage is divided by the plurality of high resistors 25 and the low resistors 26 and applied to the non-inverting input terminal of the operational amplifier 21. The inverting input terminal and output terminal of the operational amplifier 21 are connected by a resistor 22.

差動増幅回路３０は、ＤＣＤＣコンバータＣＶの正極側の入力端子の電圧（コンデンサＣ１の正極側の端子と接続される端子ＴＬの電圧ＶＬ）と、端子ＴＮの電圧ＶＮとの電圧差、即ち、コンデンサＣ１の端子間電圧を変換する手段であり、オペアンプ３１を備えて構成される。ここで、端子ＴＬの電圧ＶＬと接地電圧との電圧差は、複数の高抵抗体３３と、低抵抗体３４によって分圧された後、オペアンプ３１の反転入力端子に印加される。また、端子ＴＮの電圧ＶＮと接地電圧との電圧差は、分圧用の抵抗体である複数の高抵抗体３５と、低抵抗体３６とによって分圧され、オペアンプ３１の非反転入力端子に印加される。オペアンプ３１の反転入力端子と出力端子とは抵抗体３２によって接続されている。 The differential amplifier circuit 30 has a voltage difference between the voltage at the positive input terminal of the DCDC converter CV (the voltage VL at the terminal TL connected to the positive terminal at the capacitor C1) and the voltage VN at the terminal TN, that is, It is means for converting the voltage across the terminals of the capacitor C1, and comprises an operational amplifier 31. Here, the voltage difference between the voltage VL of the terminal TL and the ground voltage is divided by the plurality of high resistors 33 and the low resistor 34 and then applied to the inverting input terminal of the operational amplifier 31. Further, the voltage difference between the voltage VN of the terminal TN and the ground voltage is divided by the plurality of high resistors 35 and the low resistors 36 that are voltage dividing resistors, and is applied to the non-inverting input terminal of the operational amplifier 31. Is done. The inverting input terminal and output terminal of the operational amplifier 31 are connected by a resistor 32.

さらに、本実施形態の電力変換装置１１では、コンデンサＣ２に対して、放電抵抗６０が並列接続されている。より具体的には、コンデンサＣ２の高電圧側端子ＰＰと、放電抵抗６０の端子ＴＡとが接続され、コンデンサＣ２の低電圧側端子ＰＮと、放電抵抗６０の端子ＴＢとが接続されている。放電抵抗６０は、電力変換装置１１を含む車両の電源システムを停止する場合に、コンデンサＣ２に残留している電荷を放電することで、車両の安全性を確保するために設けられている。放電抵抗６０は、複数の抵抗体６１が直列接続されて構成されている。 Furthermore, in the power converter 11 of this embodiment, the discharge resistor 60 is connected in parallel to the capacitor C2. More specifically, the high voltage side terminal PP of the capacitor C2 and the terminal TA of the discharge resistor 60 are connected, and the low voltage side terminal PN of the capacitor C2 and the terminal TB of the discharge resistor 60 are connected. The discharge resistor 60 is provided to ensure the safety of the vehicle by discharging the electric charge remaining in the capacitor C2 when the power supply system of the vehicle including the power conversion device 11 is stopped. The discharge resistor 60 is configured by connecting a plurality of resistors 61 in series.

図２に、本実施形態にかかるインバータ回路ＩＮＶやＤＣＤＣコンバータＣＶ、放電抵抗６０等が実装される回路基板５０を示す。図示される回路基板５０は、インバータ回路ＩＮＶやＤＣＤＣコンバータＣＶに接続される高電圧回路領域ＨＶと、低電圧回路領域ＬＶとの双方を有する。ここで、基本的には、図中、右側（上アームスイッチＳＷｐ４に対し、上アームスイッチＳＷｐ３が設けられている方向と逆の方向）の領域が低電圧回路領域ＬＶであり、中央及び左側（上アームスイッチＳＷｐ４に対し、上アームスイッチＳＷｐ３が設けられている方向）の領域が高電圧回路領域ＨＶである。ただし、高電圧回路領域ＨＶ内には、フォトカプラＰｐ１〜Ｐｐ４，Ｐｎ１〜Ｐｎ４のように、低電圧システムと高電圧システムとの双方を構成する部品も混在している。 FIG. 2 shows a circuit board 50 on which the inverter circuit INV, the DCDC converter CV, the discharge resistor 60 and the like according to this embodiment are mounted. The illustrated circuit board 50 has both a high voltage circuit region HV connected to the inverter circuit INV and the DCDC converter CV and a low voltage circuit region LV. Here, basically, in the drawing, the region on the right side (the direction opposite to the direction in which the upper arm switch SWp3 is provided with respect to the upper arm switch SWp4) is the low voltage circuit region LV, and the center and left side ( The region in the direction in which the upper arm switch SWp3 is provided with respect to the upper arm switch SWp4 is the high voltage circuit region HV. However, in the high voltage circuit area HV, components constituting both the low voltage system and the high voltage system are mixed, such as photocouplers Pp1 to Pp4 and Pn1 to Pn4.

また、インバータ回路ＩＮＶやＤＣＤＣコンバータＣＶの各スイッチング素子ＳＷの駆動回路Ｄｐ１〜Ｄｐ４，Ｄｎ１〜Ｄｎ４の電源回路を構成するフライバックコンバータ用の電解コンデンサＣＰは、低電圧システムを構成するものとして、図中右側の低電圧回路領域ＬＶに配置されている。また、駆動回路Ｄｐ１〜Ｄｐ４，Ｄｎ１〜Ｄｎ４の電源回路を構成するフライバックコンバータ用のトランスＴＲの１次巻線側は低電圧システムを構成するものとして低電圧回路領域ＬＶに配置され、２次巻線側は高電圧システムを構成するものとして高電圧回路領域ＨＶに配置されている。 Further, the electrolytic capacitor CP for the flyback converter that constitutes the power supply circuit of the drive circuits Dp1 to Dp4 and Dn1 to Dn4 of the switching elements SW of the inverter circuit INV and the DCDC converter CV is assumed to constitute a low voltage system. It is arranged in the low voltage circuit region LV on the middle right side. Further, the primary winding side of the flyback converter transformer TR constituting the power supply circuit of the drive circuits Dp1 to Dp4, Dn1 to Dn4 is arranged in the low voltage circuit region LV as constituting the low voltage system, and is secondary The winding side is arranged in the high voltage circuit area HV as a component of the high voltage system.

図中、コネクタ６６は、制御装置４０による指令信号や、低電圧システムの接地（車体のボディ）や、端子電圧が十数Ｖの低電圧バッテリの電源線や、ＣＡＮ通信線等を回路基板５０上の低電圧回路に接続するためのものである。 In the figure, a connector 66 is a circuit board 50 for command signals from the control device 40, grounding of a low voltage system (body of the vehicle body), a power line of a low voltage battery having a terminal voltage of several tens of volts, a CAN communication line, and the like. For connection to the above low voltage circuit.

図３に示すように、上記インバータ回路ＩＮＶやＤＣＤＣコンバータＣＶの各スイッチング素子ＳＷは、回路基板５０の裏面（図２に示された面の裏面）側から回路基板５０に差し込まれて接続されている。ここで、各スイッチング素子ＳＷは、他の素子とともに絶縁材料で被覆されてパワーカードＰＷＣ（モジュール）を構成している。パワーカードＰＷＣには、フリーホイールダイオードＦＤや感温ダイオードＳＤも収納されているが、図３では、フリーホイールダイオードＦＤの記載を省略している。 As shown in FIG. 3, the switching elements SW of the inverter circuit INV and the DCDC converter CV are inserted and connected to the circuit board 50 from the back side (the back side of the surface shown in FIG. 2) of the circuit board 50. Yes. Here, each switching element SW is covered with an insulating material together with other elements to constitute a power card PWC (module). The power card PWC also stores a freewheel diode FD and a temperature sensitive diode SD, but the description of the freewheel diode FD is omitted in FIG.

パワーカードＰＷＣは、高電圧側のスイッチング素子ＳＷが収納されたものと、低電圧側のスイッチング素子ＳＷが収納されたものとで互いに同一構造である。パワーカードＰＷＣは、絶縁材料から外部へ露出した複数の信号端子を有する。具体的には、スイッチング素子ＳＷのゲート端子Ｇ、エミッタ検出端子ＫＥ、コレクタ検出端子ＫＣ、センス端子ＳＥ、感温ダイオードＳＤのアノードＡおよびカソードＫの各端子が、回路基板５０に挿入され接続されている。ここで、エミッタ検出端子ＫＥ（第１検出用端子）は、スイッチング素子ＳＷのエミッタＥ（低電圧側端子）に接続され、エミッタＥと同電圧の電極である。コレクタ検出端子ＫＣ（第２検出用端子）は、スイッチング素子ＳＷのコレクタ（高電圧側端子）に接続され、コレクタと同電圧の電極である。センス端子ＳＥは、スイッチング素子ＳＷを流れる電流と相関を有する微小電流を出力するための端子である。 The power card PWC has the same structure in which the switching element SW on the high voltage side is housed and in which the switching element SW on the low voltage side is housed. The power card PWC has a plurality of signal terminals exposed to the outside from the insulating material. Specifically, the gate terminal G, the emitter detection terminal KE, the collector detection terminal KC, the sense terminal SE, the anode A and the cathode K of the temperature sensitive diode SD of the switching element SW are inserted and connected to the circuit board 50. ing. Here, the emitter detection terminal KE (first detection terminal) is connected to the emitter E (low voltage side terminal) of the switching element SW and is an electrode having the same voltage as the emitter E. The collector detection terminal KC (second detection terminal) is connected to the collector (high voltage side terminal) of the switching element SW and is an electrode having the same voltage as the collector. The sense terminal SE is a terminal for outputting a minute current having a correlation with the current flowing through the switching element SW.

図２に示すように、スイッチング素子ＳＷは、高電圧システムを構成するものであるため、これら各スイッチング素子ＳＷを他の回路と絶縁すべく、回路基板５０には、絶縁領域ＩＡが設けられている。絶縁領域ＩＡは、回路（素子や配線や電源パターン）が配置されない領域である。 As shown in FIG. 2, since the switching elements SW constitute a high voltage system, an insulating region IA is provided on the circuit board 50 in order to insulate each of the switching elements SW from other circuits. Yes. The insulating region IA is a region where a circuit (element, wiring, power supply pattern) is not arranged.

ここで、図中下の列には、下アームスイッチ素子ＳＷｎ１〜ＳＷｎ４を備えるパワーカードＰＷＣの端子が示されている。これら下アームスイッチ素子ＳＷｎ１〜ＳＷｎ４に対応するエミッタ検出端子ＫＥが、いずれも同一の基準電圧（端子ＴＮの電圧ＶＮ）であるため、これらの間に絶縁領域ＩＡが設けられていない。このため、これら下アームスイッチＳＷｎ１〜ＳＷｎ４を駆動する駆動回路Ｄｎ１〜Ｄｎ４は、この基準電圧を基準にして所定の電圧幅で動作することとなる。ここで、これら駆動回路Ｄｎ１〜Ｄｎ４の構成部品の動作電圧自体は、必ずしも低電圧回路領域ＬＶ内の部品と比較して大きいわけではない。このため、これら互いに相違する下アームスイッチ素子ＳＷｎ１〜ＳＷｎ４の駆動回路Ｄｎ１〜Ｄｎ４同士は、回路基板５０上において必ずしも絶縁領域ＩＡを設ける必要がない。 Here, in the lower row in the figure, terminals of the power card PWC including the lower arm switch elements SWn1 to SWn4 are shown. Since the emitter detection terminals KE corresponding to these lower arm switch elements SWn1 to SWn4 are all the same reference voltage (the voltage VN of the terminal TN), the insulating region IA is not provided between them. Therefore, the drive circuits Dn1 to Dn4 that drive the lower arm switches SWn1 to SWn4 operate with a predetermined voltage width with reference to the reference voltage. Here, the operating voltages of the components of the drive circuits Dn1 to Dn4 are not necessarily higher than those of the components in the low voltage circuit region LV. For this reason, the drive circuits Dn1 to Dn4 of the different lower arm switch elements SWn1 to SWn4 do not necessarily need to be provided with the insulating region IA on the circuit board 50.

これに対し、図中上の列には、上アームスイッチＳＷｐ１〜ＳＷｐ４を備えるパワーカードＰＷＣの端子が示されており、これらは互いに絶縁領域ＩＡによって隔離されている。そして、絶縁領域ＩＡによって囲まれた領域に上アームスイッチＳＷｐ１〜ＳＷｐ４を駆動する駆動回路Ｄｐ１〜Ｄｐ４が実装されている。これは、各上アームスイッチＳＷｐ１〜ＳＷｐ４同士のエミッタ検出端子ＫＥの電圧が、対応する低電圧側のスイッチング素子ＳＷｎ１〜ＳＷｎ４がオン状態であるかオフ状態であるかに応じて、大きく変動するからである。このため、これらの駆動回路Ｄｐ１〜Ｄｐ４の動作電圧自体は小さいとはいえ、駆動回路Ｄｐ１〜Ｄｐ４同士を絶縁する必要が生じる。上記絶縁領域ＩＡの幅は、法規による要請や、絶縁破壊等を回避する観点から定められる。 On the other hand, the upper row in the figure shows the terminals of the power card PWC including the upper arm switches SWp1 to SWp4, which are isolated from each other by the insulating region IA. Then, drive circuits Dp1 to Dp4 for driving the upper arm switches SWp1 to SWp4 are mounted in a region surrounded by the insulating region IA. This is because the voltage of the emitter detection terminal KE between the upper arm switches SWp1 to SWp4 varies greatly depending on whether the corresponding low-voltage side switching elements SWn1 to SWn4 are in the on state or the off state. It is. For this reason, it is necessary to insulate the drive circuits Dp1 to Dp4 from each other even though the operation voltages of these drive circuits Dp1 to Dp4 are small. The width of the insulating region IA is determined from the viewpoint of avoiding legal requirements, dielectric breakdown, and the like.

ここで、放電抵抗６０にも高電圧が印加されるため、放電抵抗６０の周囲にも絶縁領域を設ける必要がある。本実施形態では、図２に示すように放電抵抗６０を構成する抵抗体６１を上アームスイッチＳＷｐ１及び下アームスイッチＳＷｎ１のゲート端子Ｇの周囲にそれぞれ設けられた絶縁領域ＩＡに沿って配置した。これにより、放電抵抗６０用の絶縁領域と、パワーカードＰＷＣの配置によって必要となった絶縁領域ＩＡとを兼用することができ、回路基板５０の集積度を向上させることができる。なお、差動増幅回路２０，３０を構成する高抵抗体２３，２５，３３，３５は、放電抵抗６０が配置されている面の裏側の面に実装されている。 Here, since a high voltage is also applied to the discharge resistor 60, it is necessary to provide an insulating region around the discharge resistor 60. In the present embodiment, as shown in FIG. 2, the resistors 61 constituting the discharge resistor 60 are arranged along the insulating regions IA provided around the gate terminals G of the upper arm switch SWp1 and the lower arm switch SWn1, respectively. As a result, the insulating region for the discharge resistor 60 can also be used as the insulating region IA required by the arrangement of the power card PWC, and the degree of integration of the circuit board 50 can be improved. The high resistors 23, 25, 33, and 35 constituting the differential amplifier circuits 20 and 30 are mounted on the back surface of the surface on which the discharge resistor 60 is disposed.

図４として、スイッチング素子ＳＷｐ１〜ＳＷｐ４，ＳＷｎ１〜ＳＷｎ４とコンデンサＣ２との接続を表す概略図を示す。上アームスイッチＳＷｐ１〜ＳＷｐ４のコレクタＣは互いに、金属製の棒状（又は板状）の部材であるバスバーＢ１によって接続されている。さらに、上アームスイッチＳＷｐ１〜ＳＷｐ４のコレクタＣは、バスバーＢ１によって、コンデンサＣ２の高電圧側の端子ＰＰに接続されている。 FIG. 4 is a schematic diagram showing the connection between the switching elements SWp1 to SWp4, SWn1 to SWn4 and the capacitor C2. The collectors C of the upper arm switches SWp1 to SWp4 are connected to each other by a bus bar B1 that is a metal bar (or plate) member. Further, the collectors C of the upper arm switches SWp1 to SWp4 are connected to the high-voltage side terminal PP of the capacitor C2 by the bus bar B1.

同様に、下アームスイッチＳＷｎ１〜ＳＷｎ４のエミッタＥは互いに、金属製の棒状の部材であるバスバーＢ２によって接続されている。さらに、下アームスイッチＳＷｎ１〜ＳＷｎ４のエミッタＥは、バスバーＢ２によって、コンデンサＣ２の低電圧側の端子ＰＮに接続されている。 Similarly, the emitters E of the lower arm switches SWn1 to SWn4 are connected to each other by a bus bar B2 which is a metal bar-like member. Further, the emitters E of the lower arm switches SWn1 to SWn4 are connected to the low voltage side terminal PN of the capacitor C2 by the bus bar B2.

このため、放電抵抗６０の端子ＴＡ，ＴＢを、ＤＣＤＣコンバータＣＶの上アームスイッチＳＷｐ１のコレクタＣ、及び、下アームスイッチＳＷｎ１のエミッタＥに接続することで、放電抵抗６０をコンデンサＣ２に接続することが可能になる。 For this reason, by connecting the terminals TA and TB of the discharge resistor 60 to the collector C of the upper arm switch SWp1 of the DCDC converter CV and the emitter E of the lower arm switch SWn1, the discharge resistor 60 is connected to the capacitor C2. Is possible.

そこで、本実施形態では、図２に示すように、放電抵抗６０の端子ＴＡを、ＤＣＤＣコンバータＣＶの上アームスイッチＳＷｐ１のコレクタ検出端子ＫＣに接続する。また、放電抵抗６０の端子ＴＢを、ＤＣＤＣコンバータＣＶの下アームスイッチＳＷｎ１のエミッタ検出端子ＫＥに接続する。コレクタ検出端子ＫＣ及びエミッタ検出端子ＫＥは、回路基板５０に接続されているため、回路基板５０上の配線（プリント配線）を用いて、端子ＴＡ，ＴＢと接続することができる。これにより、ワイヤーハーネスなどを用いた接続と比較して、簡易な構造で接続をすることが可能になる。 Therefore, in the present embodiment, as shown in FIG. 2, the terminal TA of the discharge resistor 60 is connected to the collector detection terminal KC of the upper arm switch SWp1 of the DCDC converter CV. Further, the terminal TB of the discharge resistor 60 is connected to the emitter detection terminal KE of the lower arm switch SWn1 of the DCDC converter CV. Since the collector detection terminal KC and the emitter detection terminal KE are connected to the circuit board 50, they can be connected to the terminals TA and TB using wiring (printed wiring) on the circuit board 50. Thereby, compared with the connection using a wire harness etc., it becomes possible to connect with a simple structure.

さらに、回路基板５０の所定の端部（放電抵抗６０が配置されている端部）に沿って配置された上アームスイッチＳＷｐ１のコレクタ検出端子ＫＣ、及び、回路基板５０の所定の端部に沿って配置された下アームスイッチＳＷｎ１のエミッタ検出端子ＫＥに接続されている。これにより、回路基板５０におけるプリント配線の経路を短くし、プリント配線を簡略化することができる。 Further, the collector detection terminal KC of the upper arm switch SWp1 disposed along a predetermined end of the circuit board 50 (the end where the discharge resistor 60 is disposed), and the predetermined end of the circuit board 50. Are connected to the emitter detection terminal KE of the lower arm switch SWn1. Thereby, the route of the printed wiring in the circuit board 50 can be shortened, and the printed wiring can be simplified.

ここで、本実施形態の放電抵抗６０は、電源システムや車両に異常が発生した場合に、平滑コンデンサと導通状態とされ、急速放電を実施するものではなく、コンデンサＣ２と常に導通状態とされ、通常動作時において緩放電を実施するものである。このため、放電抵抗６０は常時発熱することとなり、周囲の回路素子に与える影響が問題となる。 Here, when an abnormality occurs in the power supply system or the vehicle, the discharge resistor 60 of the present embodiment is in a conductive state with the smoothing capacitor, and does not perform rapid discharge, but is always in a conductive state with the capacitor C2. A slow discharge is performed during normal operation. For this reason, the discharge resistor 60 always generates heat, and the influence on the surrounding circuit elements becomes a problem.

図２に示すように、本実施形態では、図面右側の低電圧回路領域ＬＶに駆動回路Ｄｐ１〜Ｄｐ４，Ｄｎ１〜Ｄｎ４の電源回路を構成するトランスＴＲの一次巻線側と、電解コンデンサＣＰとが配置されている。また、図面左側の高電圧回路領域ＨＶに放電抵抗６０が配置されている。つまり、スイッチング素子ＳＷのゲート端子Ｇの周囲に設けられる絶縁領域ＩＡが回路基板５０の中央部分に設けられ、それら絶縁領域ＩＡを挟むように、電源回路（トランスＴＲ及び電解コンデンサＣＰ）と、放電抵抗６０とが配置されている。言い換えると、電源回路は、回路基板５０の所定の端部に配置されており、放電抵抗６０は、電源回路が配置された端部とは異なる端部（対向する端部）に配置されている。 As shown in FIG. 2, in this embodiment, the primary winding side of the transformer TR constituting the power supply circuit of the drive circuits Dp1 to Dp4 and Dn1 to Dn4 and the electrolytic capacitor CP are arranged in the low voltage circuit region LV on the right side of the drawing. Has been placed. Further, a discharge resistor 60 is arranged in the high voltage circuit region HV on the left side of the drawing. That is, the insulating region IA provided around the gate terminal G of the switching element SW is provided in the central portion of the circuit board 50, and the power supply circuit (transformer TR and electrolytic capacitor CP) and the discharge so as to sandwich the insulating region IA. A resistor 60 is disposed. In other words, the power supply circuit is disposed at a predetermined end of the circuit board 50, and the discharge resistor 60 is disposed at an end (opposite end) different from the end where the power supply circuit is disposed. .

図２に示すように回路基板５０に駆動回路Ｄｐ１〜Ｄｐ４，Ｄｎ１〜Ｄｎ４の電源回路を配置することで、簡易な構成で駆動回路Ｄｐ１〜Ｄｐ４，Ｄｎ１〜Ｄｎ４に対して電力を供給することが可能になる。ここで、コンデンサＣ２の放電に伴い、放電抵抗６０は発熱する。また、電源回路には、電解コンデンサＣＰのように耐熱性の低い素子が含まれることが多い。そこで、放電抵抗６０と電源回路とを回路基板上の異なる端部にそれぞれ配置することで、電源回路を構成する素子の劣化を抑制することができる。 As shown in FIG. 2, by arranging the power circuits of the drive circuits Dp1 to Dp4 and Dn1 to Dn4 on the circuit board 50, power can be supplied to the drive circuits Dp1 to Dp4 and Dn1 to Dn4 with a simple configuration. It becomes possible. Here, the discharge resistor 60 generates heat as the capacitor C2 is discharged. Further, the power supply circuit often includes an element having low heat resistance such as the electrolytic capacitor CP. Therefore, by disposing the discharge resistor 60 and the power supply circuit at different ends on the circuit board, it is possible to suppress deterioration of the elements constituting the power supply circuit.

また、図２に示すように、図の上方及び下方にフォトカプラＰｐ１〜Ｐｐ４，Ｐｎ１〜Ｐｎ４が設けられている。フォトカプラＰｐ１〜Ｐｐ４，Ｐｎ１〜Ｐｎ４は、高電圧回路領域ＨＶと低電圧回路領域ＬＶとを絶縁しつつ、制御装置４０から出力される操作信号を、駆動回路Ｄｐ１〜Ｄｐ４，Ｄｎ１〜Ｄｎ４に対して送信する。 As shown in FIG. 2, photocouplers Pp1 to Pp4 and Pn1 to Pn4 are provided above and below the figure. The photocouplers Pp1 to Pp4 and Pn1 to Pn4 insulate the high voltage circuit region HV from the low voltage circuit region LV and send the operation signal output from the control device 40 to the drive circuits Dp1 to Dp4 and Dn1 to Dn4. To send.

フォトカプラＰｐ１〜Ｐｐ４は、上アームスイッチＳＷｐ１〜ＳＷｐ４の信号端子の接続箇所の周囲に設けられた絶縁領域ＩＡにまたがるように設けられている。さらに、フォトカプラＰｐ１〜Ｐｐ４は、回路基板５０の上端部に配置されている。また、フォトカプラＰｎ１〜Ｐｎ４は、下アームスイッチＳＷｎ１〜ＳＷｎ４の信号端子の接続箇所の周囲に設けられた絶縁領域ＩＡにまたがるように設けられている。さらに、フォトカプラＰｎ１〜Ｐｎ４は、回路基板５０の下端部に配置されている。 The photocouplers Pp1 to Pp4 are provided so as to straddle the insulating region IA provided around the connection portions of the signal terminals of the upper arm switches SWp1 to SWp4. Further, the photocouplers Pp 1 to Pp 4 are disposed on the upper end portion of the circuit board 50. Further, the photocouplers Pn1 to Pn4 are provided so as to straddle the insulating region IA provided around the connection portions of the signal terminals of the lower arm switches SWn1 to SWn4. Further, the photocouplers Pn1 to Pn4 are arranged at the lower end of the circuit board 50.

フォトカプラＰｐ１〜Ｐｐ４，Ｐｎ１〜Ｐｎ４は、耐熱性が低い。そこで、発熱する放電抵抗６０とフォトカプラＰｐ１〜Ｐｐ４，Ｐｎ１〜Ｐｎ４とを回路基板上の異なる端部にそれぞれ配置することで、フォトカプラＰｐ１〜Ｐｐ４，Ｐｎ１〜Ｐｎ４の劣化を抑制することができる。 Photocouplers Pp1 to Pp4 and Pn1 to Pn4 have low heat resistance. Therefore, the deterioration of the photocouplers Pp1 to Pp4 and Pn1 to Pn4 can be suppressed by disposing the heat generating discharge resistor 60 and the photocouplers Pp1 to Pp4 and Pn1 to Pn4 at different ends on the circuit board. .

また、図５に示すように、パワーカードＰＷＣの所定面を冷却システム７０によって冷却する。本実施形態における冷却システム７０は、パワーカードＰＷＣに対して固着される金属板７１と、その金属板７１と一体化された金属製の中空パイプ７２と、その中空パイプ７２に流れる冷媒とから構成されている。冷却システム７０は、パワーカードＰＷＣ（スイッチング素子ＳＷ）において生じた熱を、金属板７１に伝達し、さらに、金属板７１から中空パイプ７２を介して冷媒に対して伝達する。 Further, as shown in FIG. 5, a predetermined surface of the power card PWC is cooled by a cooling system 70. The cooling system 70 in the present embodiment includes a metal plate 71 fixed to the power card PWC, a metal hollow pipe 72 integrated with the metal plate 71, and a refrigerant flowing through the hollow pipe 72. Has been. The cooling system 70 transmits heat generated in the power card PWC (switching element SW) to the metal plate 71 and further transmits the heat from the metal plate 71 to the refrigerant through the hollow pipe 72.

本実施形態では、図５に示すように放電抵抗６０を構成する抵抗体６１を、回路基板５０の両面のうちパワーカードＰＷＣが実装されている面に実装する構成とした。冷却システム７０によって、パワーカードＰＷＣが実装されている面は、その反対側の面に比べて温度が低くなる。このため、パワーカードＰＷＣが実装されている面と同じ面に放電抵抗６０を実装することで、部材の追加を抑えながら放電抵抗６０を効率的に冷却することが可能になる。さらに、放電抵抗６０と冷却システム７０とを、絶縁した上で、接触させることで効率的に放電抵抗６０を冷却することができる。 In the present embodiment, as shown in FIG. 5, the resistor 61 constituting the discharge resistor 60 is mounted on the surface of the circuit board 50 on which the power card PWC is mounted. Due to the cooling system 70, the surface on which the power card PWC is mounted has a lower temperature than the surface on the opposite side. For this reason, by mounting the discharge resistor 60 on the same surface as the surface on which the power card PWC is mounted, the discharge resistor 60 can be efficiently cooled while suppressing the addition of members. Furthermore, the discharge resistor 60 and the cooling system 70 can be efficiently cooled by insulating and contacting the discharge resistor 60 and the cooling system 70.

（第２実施形態）
本実施形態では、コンデンサＣ２と放電抵抗６０との接続に係る構成を、第１実施形態の図２に示す構成から変更する。本実施形態の構成を図６に示す。第１実施形態と同様の構成については、適宜説明を省略する。 (Second Embodiment)
In the present embodiment, the configuration related to the connection between the capacitor C2 and the discharge resistor 60 is changed from the configuration shown in FIG. 2 of the first embodiment. The configuration of the present embodiment is shown in FIG. The description of the same configuration as in the first embodiment will be omitted as appropriate.

本実施形態の構成では回路基板５０ａに対し、コンデンサＣ２の両端子ＰＮ，ＰＰを接続する。本実施形態におけるコンデンサＣ２は、高電圧側端子ＰＰと等電圧となる高電圧検出端子ＰＰａと、低電圧側端子ＰＮと等電圧となる低電圧検出端子ＰＮａとを備えている。そして、図６に示すように、高電圧検出端子ＰＰａと低電圧検出端子ＰＮａとが回路基板５０にそれぞれ接続されている。高電圧検出端子ＰＰａと低電圧検出端子ＰＮａとは、ともに回路基板５０ａの端部に接続されているとともに、絶縁領域ＩＡの近傍に接続されている。 In the configuration of the present embodiment, both terminals PN and PP of the capacitor C2 are connected to the circuit board 50a. The capacitor C2 in this embodiment includes a high voltage detection terminal PPa that has the same voltage as the high voltage side terminal PP, and a low voltage detection terminal PNa that has the same voltage as the low voltage side terminal PN. As shown in FIG. 6, the high voltage detection terminal PPa and the low voltage detection terminal PNa are connected to the circuit board 50, respectively. The high voltage detection terminal PPa and the low voltage detection terminal PNa are both connected to the end of the circuit board 50a and are connected to the vicinity of the insulating region IA.

回路基板５０ａ上において、高電圧検出端子ＰＰａと低電圧検出端子ＰＮａとの間に放電抵抗６０を配置する。放電抵抗６０を構成する抵抗体６１は、回路基板５０ａの端部に配置されているとともに、絶縁領域ＩＡに沿って配置されている。第２実施形態の構成により、第１実施形態と同様に、放電抵抗６０用の絶縁領域と、パワーカードＰＷＣ等の配置によって必要となった絶縁領域ＩＡとを兼用することができ、回路基板５０ａの集積度を向上させることができる。 On the circuit board 50a, the discharge resistor 60 is disposed between the high voltage detection terminal PPa and the low voltage detection terminal PNa. The resistor 61 constituting the discharge resistor 60 is disposed at the end of the circuit board 50a and is disposed along the insulating region IA. With the configuration of the second embodiment, as in the first embodiment, the insulating region for the discharge resistor 60 and the insulating region IA required by the arrangement of the power card PWC and the like can be used together, and the circuit board 50a. The degree of integration can be improved.

（第３実施形態）
第３実施形態における電力変換装置１１ｂは、図７に示すように、回路基板５０の両面が上下に向くように車両１００に搭載されている。そして、放電抵抗６０は、電力変換装置１１ｂが車両１００に搭載される際に、回路基板５０の上面となる面に実装されている。大気中において熱は空気を介して上方向に伝搬するため、放電抵抗６０を回路基板５０の上方向に実装することで、放電抵抗６０に生じる熱を効率的に拡散させることができる。 (Third embodiment)
As shown in FIG. 7, the power conversion device 11 b in the third embodiment is mounted on the vehicle 100 such that both surfaces of the circuit board 50 face up and down. The discharge resistor 60 is mounted on a surface that becomes the upper surface of the circuit board 50 when the power conversion device 11 b is mounted on the vehicle 100. Since heat propagates upward through the air in the atmosphere, the heat generated in the discharge resistor 60 can be efficiently diffused by mounting the discharge resistor 60 upward.

（第４実施形態）
図８として、第４実施形態における放電抵抗６０を構成する抵抗体６１と、差動増幅回路２０を構成する高抵抗体２３，２５との配置を示す。本実施形態では、抵抗体６１と、高抵抗体２３，２５とを回路基板５０の同一面に配置する。さらに、抵抗体６１と高抵抗体２３，２５とを絶縁距離を保ちつつ、互いに沿って配置することで、抵抗体６１に要する絶縁領域と、高抵抗体２３，２５に要する絶縁領域とを共用することができる。これにより、回路基板５０の面積の増加を抑制できる。 (Fourth embodiment)
FIG. 8 shows an arrangement of the resistor 61 constituting the discharge resistor 60 and the high resistors 23 and 25 constituting the differential amplifier circuit 20 in the fourth embodiment. In the present embodiment, the resistor 61 and the high resistors 23 and 25 are arranged on the same surface of the circuit board 50. Furthermore, by arranging the resistor 61 and the high resistors 23 and 25 along with each other while maintaining an insulating distance, the insulating region required for the resistor 61 and the insulating region required for the high resistors 23 and 25 are shared. can do. Thereby, the increase in the area of the circuit board 50 can be suppressed.

また、上アームスイッチＳＷｐ１のコレクタ検出端子ＫＣから端子ＴＰ，ＴＨに引き出す経路を共用化するとともに、下アームスイッチＳＷｎ１のエミッタ検出端子ＫＥから端子ＴＢ，ＴＮに引き出す経路を共用化する。これにより、回路基板５０におけるプリント配線を簡略化できる。 Further, the path leading from the collector detection terminal KC of the upper arm switch SWp1 to the terminals TP and TH is shared, and the path leading from the emitter detection terminal KE of the lower arm switch SWn1 to the terminals TB and TN is shared. Thereby, the printed wiring in the circuit board 50 can be simplified.

（他の実施形態）
・上記実施形態では、スイッチング素子ＳＷとしてＩＧＢＴを用いたが、これを変更し、ＭＯＳ−ＦＥＴを用いてもよい。 (Other embodiments)
In the above embodiment, the IGBT is used as the switching element SW. However, this may be changed and a MOS-FET may be used.

・上記実施形態では、制御装置４０を回路基板５０の外部に設け、コネクタ６６を介して制御装置４０と回路基板５０上の素子とを接続する構成とした。これを変更し、制御装置４０を回路基板５０に実装する構成としてもよい。 In the above embodiment, the control device 40 is provided outside the circuit board 50, and the control device 40 and elements on the circuit board 50 are connected via the connector 66. It is good also as a structure which changes this and mounts the control apparatus 40 in the circuit board 50. FIG.

・第１実施形態では、上アームスイッチＳＷｐ１のコレクタＣと、下アームスイッチＳＷｎ１のエミッタＥとの間に放電抵抗６０を接続する構成としたが、これを変更してもよい。例えば、ＤＣＤＣコンバータＣＶを有しない電力変換装置においては、インバータ回路ＩＮＶを構成する上アームスイッチＳＷｐ２のコレクタＣ（コレクタ検出端子ＫＣ）と、下アームスイッチＳＷｎ２のエミッタＥ（エミッタ検出端子ＫＥ）との間に放電抵抗６０を接続する構成とするとよい。 In the first embodiment, the discharge resistor 60 is connected between the collector C of the upper arm switch SWp1 and the emitter E of the lower arm switch SWn1, but this may be changed. For example, in a power conversion device that does not include the DCDC converter CV, the collector C (collector detection terminal KC) of the upper arm switch SWp2 and the emitter E (emitter detection terminal KE) of the lower arm switch SWn2 that constitute the inverter circuit INV. It is preferable that the discharge resistor 60 be connected between them.

・第１実施形態における冷却システムを水冷式から空冷式に変更してもよい。 -You may change the cooling system in 1st Embodiment from a water cooling type to an air cooling type.

・放電抵抗６０と電力変換装置１１の金属製の筐体とを、絶縁状態を保ちつつ接触させ、放電抵抗６０を冷却する構成としてもよい。放電抵抗６０は回路基板５０の端部に配置されているため、容易に筐体と接触させることが可能である。 -It is good also as a structure which makes the discharge resistance 60 and the metal housing | casings of the power converter device 11 contact, maintaining an insulation state, and cools the discharge resistance 60. FIG. Since the discharge resistor 60 is disposed at the end of the circuit board 50, it can be easily brought into contact with the housing.

・上アームスイッチＳＷｐ１〜ＳＷｐ４が、他の素子とともに絶縁材料で被覆されて構成されるパワーカードＰＷＣについて、全てのパワーカードＰＷＣがコレクタ検出端子ＫＣを備えていなくてもよい。具体的には、第１実施形態を変更し、上アームスイッチＳＷｐ１を有するパワーカードＰＷＣのみがコレクタ検出端子ＫＣを備え、他の上アームスイッチＳＷｐ２〜ＳＷｐ４を有するパワーカードＰＷＣがコレクタ検出端子ＫＣを備えていない構成としてもよい。 -For the power card PWC configured by covering the upper arm switches SWp1 to SWp4 with an insulating material together with other elements, all the power cards PWC do not have to include the collector detection terminal KC. Specifically, in the first embodiment, only the power card PWC having the upper arm switch SWp1 has the collector detection terminal KC, and the power card PWC having the other upper arm switches SWp2 to SWp4 has the collector detection terminal KC. It is good also as a structure which is not provided.

同様に、下アームスイッチＳＷｎ１〜ＳＷｎ４を有する全てのパワーカードＰＷＣがエミッタ検出端子ＫＥを備えていなくてもよい。具体的には、第１実施形態を変更し、下アームスイッチＳＷｎ１を有するパワーカードＰＷＣのみがエミッタ検出端子ＫＥを備え、他の上アームスイッチＳＷｎ２〜ＳＷｎ４を有するパワーカードＰＷＣがエミッタ検出端子ＫＥを備えていない構成としてもよい。 Similarly, all the power cards PWC having the lower arm switches SWn1 to SWn4 may not include the emitter detection terminal KE. Specifically, in the first embodiment, only the power card PWC having the lower arm switch SWn1 has the emitter detection terminal KE, and the power card PWC having the other upper arm switches SWn2 to SWn4 has the emitter detection terminal KE. It is good also as a structure which is not provided.

１１…電力変換装置、ＳＷｎ１〜ＳＷｎ４…下アームスイッチ、ＳＷｐ１〜ＳＷｐ４…上アームスイッチ、Ｃ２…コンデンサ（平滑コンデンサ）、５０…回路基板、６０…放電抵抗、Ｄｐ１〜Ｄｐ４，Ｄｎ１〜Ｄｎ４…駆動回路、Ｇ…ゲート端子（制御端子）、Ｅ…エミッタ（低電圧側端子）、Ｃ…コレクタ（高電圧側端子）、ＩＡ…絶縁領域。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Power converter, SWn1-SWn4 ... Lower arm switch, SWp1-SWp4 ... Upper arm switch, C2 ... Capacitor (smoothing capacitor), 50 ... Circuit board, 60 ... Discharge resistor, Dp1-Dp4, Dn1-Dn4 ... Drive circuit , G ... gate terminal (control terminal), E ... emitter (low voltage side terminal), C ... collector (high voltage side terminal), IA ... insulating region.

Claims

A plurality of upper arm switches (SWp1 to SWp4) which are semiconductor switching elements in which the high voltage side terminals (C) are connected to each other;
A plurality of lower arm switches (SWn1 to SWn4), which are semiconductor switching elements whose low voltage side terminals (E) are connected to each other,
A series connection body of the upper arm switch and the lower arm switch is configured, respectively.
A smoothing capacitor (C2) for smoothing a voltage between the high voltage side terminal of the upper arm switch and the low voltage side terminal of the lower arm switch;
Drive circuits (Dp1 to Dp4, Dn1 to Dn4) for driving the control terminals (G) of the upper arm switch and the lower arm switch;
A power converter (11) for converting DC power input from a DC power source into AC power,
A circuit board (50) on which the control terminals of the upper arm switch and the lower arm switch are connected and the drive circuit is mounted;
The circuit board is provided with an insulating region (IA) around a place where the control terminal is connected,
The semiconductor switching element is covered with an insulating material together with other elements to form a module (PWC), and a plurality of signal terminals (KC, K, A, G, SE, and KE) exposed to the outside from the insulating material. The signal terminal includes a first detection terminal (KE) connected to a low voltage side terminal of the semiconductor switching element, and a second detection terminal (KE) connected to the high voltage side terminal of the semiconductor switching element. KC) and the control terminal,
The circuit board is connected to the plurality of signal terminals,
By being connected to the first detection terminal of the lower arm switch and the second detection terminal of the upper arm switch, it is connected to both terminals of the smoothing capacitor and discharges electric charges from the smoothing capacitor. discharging resistor (60), wherein while being arranged along a predetermined end portion of the circuit board are arranged along the insulation region in said circuit board,
The discharge resistor includes the first detection terminal of the lower arm switch (SWn1) disposed along the predetermined end and the upper arm switch (SWp1) disposed along the predetermined end. The power converter is connected to both terminals of the smoothing capacitor by being connected across the insulating region to the second detection terminal .

Photocouplers (Pp1 to Pp4, Pn1 to Pn4) that transmit command signals to the drive circuit are arranged at predetermined ends of the circuit board,
2. The power conversion device according to claim 1, wherein the discharge resistor is disposed on an end portion of the circuit board different from an end portion on which the photocoupler is disposed.

A plurality of upper arm switches (SWp1 to SWp4) which are semiconductor switching elements in which the high voltage side terminals (C) are connected to each other;
A plurality of lower arm switches (SWn1 to SWn4), which are semiconductor switching elements whose low voltage side terminals (E) are connected to each other,
A series connection body of the upper arm switch and the lower arm switch is configured, respectively.
A smoothing capacitor (C2) for smoothing a voltage between the high voltage side terminal of the upper arm switch and the low voltage side terminal of the lower arm switch;
Drive circuits (Dp1 to Dp4, Dn1 to Dn4) for driving the control terminals (G) of the upper arm switch and the lower arm switch;
A power converter (11) for converting DC power input from a DC power source into AC power,
A circuit board (50) on which the control terminals of the upper arm switch and the lower arm switch are connected and the drive circuit is mounted;
The circuit board is provided with an insulating region (IA) around a place where the control terminal is connected,
A discharge resistor (60) connected to both terminals of the smoothing capacitor and discharging electric charge from the smoothing capacitor is disposed along the insulating region on the circuit board ,
Photocouplers (Pp1 to Pp4, Pn1 to Pn4) that transmit command signals to the drive circuit are arranged at predetermined ends of the circuit board,
The power converter according to claim 1, wherein the discharge resistor is disposed on an end portion of the circuit board different from an end portion on which the photocoupler is disposed .

A power supply circuit (TR, CP) for supplying power to the drive circuit is disposed at a predetermined end of the circuit board,
4. The power conversion device according to claim 1, wherein the discharge resistor is disposed on an end portion of the circuit board different from an end portion on which the power supply circuit is disposed. 5. .

The power converter according to claim 4, wherein the power supply circuit includes an electrolytic capacitor (CP).

The semiconductor switching element is mounted on a predetermined surface of the circuit board,
A cooling system (70) for cooling the semiconductor switching element is provided on a predetermined surface of the circuit board,
The discharge resistor, the power conversion device according to any one of claims 1 to 5, characterized in that it is mounted on the predetermined surface of the circuit board.

The power conversion device is an in-vehicle power conversion device (11b) mounted on a vehicle (100) so that both surfaces of the circuit board face up and down,
The said discharge resistance is mounted in the surface used as the upper surface of the said circuit board when the said power converter device is mounted in the said vehicle, The any one of Claim 1 thru | or 6 characterized by the above-mentioned. Power conversion device.

The power converter according to any one of claims 1 to 7 , wherein the discharge resistor and the smoothing capacitor are always in a conductive state.