JP2001086768A - Mobile power module - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、車両に搭載され
た電動機に所定の電力を供給すると共に、電動機に対す
る出力電流を検出する電流センサを内蔵した例えばイン
バータなど、電力形態を変換する車載用パワーモジュー
ルに関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an in-vehicle power supply for supplying electric power to a motor mounted on a vehicle and converting a power form, such as an inverter having a built-in current sensor for detecting an output current to the motor. It is about modules.
【０００２】[0002]
【従来の技術】図１５は、従来の車載用パワーモジュー
ルを使用した電動機駆動回路の構成を示すブロック図で
ある。図において、１は車両を駆動する電動機、２は電
動機１に所定の電力を供給するパワーモジュールであ
り、パワーモジュール２は図示しない電源からの電力を
電力形態の変換を行って電動機１に供給するためのスイ
ッチング素子群よりなる電力素子３と、この電力素子３
のスイッチング素子を駆動するためのスイッチング信号
を発生する駆動回路４とから構成されている。５は車両
の運転者の操作信号や電動機１の駆動電流のフィードバ
ックなどにより制御信号を発生し、駆動回路４を制御す
る制御回路、６はパワーモジュール２などを収納する外
部ケース、７は電力素子３を構成する各スイッチング素
子の出力を外部ケース６に設けられた図示しない出力端
子まで導くバスバー、８はホールセンサ９と鉄心１０と
増幅回路１１とからなる電流センサであり、電流センサ
８は外部ケース６内のバスバー７にネジなどの固定部材
により固定されている。また、１２は電流センサ８用の
電源回路で、制御回路５の回路基板に組み込まれ、電流
センサ８とは外部リードにより接続されている。2. Description of the Related Art FIG. 15 is a block diagram showing a configuration of a motor drive circuit using a conventional vehicle-mounted power module. In the drawing, reference numeral 1 denotes an electric motor for driving a vehicle, and 2 denotes a power module for supplying a predetermined electric power to the electric motor 1. The power module 2 converts electric power from a power supply (not shown) into electric power and supplies the electric power to the electric motor 1. Element 3 composed of a group of switching elements for
And a drive circuit 4 for generating a switching signal for driving the switching element. Reference numeral 5 denotes a control circuit that generates a control signal based on an operation signal of a driver of the vehicle or feedback of a drive current of the electric motor 1 and controls the drive circuit 4, 6 denotes an external case housing the power module 2 and the like, and 7 denotes a power element. 3 is a bus bar that guides the output of each switching element that constitutes 3 to an output terminal (not shown) provided on the outer case 6; 8 is a current sensor including a Hall sensor 9, a core 10, and an amplifier circuit 11; It is fixed to the bus bar 7 in the case 6 by a fixing member such as a screw. Reference numeral 12 denotes a power supply circuit for the current sensor 8, which is incorporated in a circuit board of the control circuit 5, and is connected to the current sensor 8 by external leads.
【０００３】このように構成された従来の車載用パワー
モジュールを使用した電動機駆動回路において、制御回
路５に車両の運転者による操作信号などが入力されると
制御回路５は操作信号に応じた制御信号を駆動回路４に
出力し、駆動回路４は制御信号に応じたスイッチング信
号を電力素子３のスイッチング素子に与え、電力素子３
は図示しない電源からの電力を例えば直流から三相交流
に変換を行って電動機１に供給し車両を駆動する。ま
た、電力素子３の出力電流はバスバー７を介して電動機
１に供給されるが、バスバー７の電流は電磁誘導により
周囲に磁場を形成し、この磁場の磁束が鉄心１０に集束
されてホールセンサ９に与えられ、電流値が磁場の強さ
として検出されて制御回路５にフィードバックされ、操
作信号による設定値と比較されて出力電流が修正され電
動機１の出力が制御される。In an electric motor drive circuit using a conventional on-vehicle power module configured as described above, when an operation signal or the like by a driver of a vehicle is input to the control circuit 5, the control circuit 5 performs control according to the operation signal. A signal is output to the drive circuit 4, and the drive circuit 4 supplies a switching signal according to the control signal to the switching element of the power element 3,
Converts electric power from a power supply (not shown) from, for example, DC to three-phase AC and supplies it to the electric motor 1 to drive the vehicle. The output current of the power element 3 is supplied to the electric motor 1 via the bus bar 7, and the current of the bus bar 7 forms a magnetic field around it by electromagnetic induction. 9, the current value is detected as the strength of the magnetic field, fed back to the control circuit 5, and compared with the set value by the operation signal to correct the output current and control the output of the electric motor 1.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】近年、二酸化炭素など
の排出量を低減し、環境問題に適合した車両を得るため
に、ハイブリッドカーなど、電動機により車輪を駆動す
る形式の車両が増加しているが、従来のこのような車両
には電動機の駆動回路には上記のような車載用パワーモ
ジュールが使用されていた。図１５に示すような従来の
車載用パワーモジュールにはホールセンサ９と鉄心１０
と増幅回路１１とが一体にセンサケースに収納された汎
用の電流センサ８が使用されるのが一般的であり、電流
センサ８はバスバー７にネジなどにより固定され、電源
の入力と電流検出値の出力とは電流センサ８の外部リー
ドにより入出力されるのが通常であった。In recent years, in order to reduce the emission of carbon dioxide and the like and obtain a vehicle that is suitable for environmental issues, vehicles such as hybrid cars whose wheels are driven by an electric motor are increasing. However, in such a conventional vehicle, the above-described in-vehicle power module is used for a drive circuit of an electric motor. A conventional onboard power module as shown in FIG.
In general, a general-purpose current sensor 8 is used in which the sensor and the amplifier circuit 11 are integrally housed in a sensor case. The current sensor 8 is fixed to the bus bar 7 with screws or the like. Is normally input / output by an external lead of the current sensor 8.
【０００５】従って、外部ケース６はパワーモジュール
２を収納する容積以外にバスバー７に固定される電流セ
ンサ８を収納するための大きなスペースを必要とし、ま
た、電流センサ８をバスバー７に固定するための固定部
材と、入出力用の外部リードの取り回しなど、余分な部
品と煩雑な組立作業とを必要とするものであった。さら
に車両の運転中、バスバー７に取り付けられた電流セン
サ８には自己の重量による大きな振動が加わることにな
り、バスバー７の切損や電流センサ８の脱落などが発生
しやすく、信頼性にも問題を有するものであった。Therefore, the outer case 6 requires a large space for accommodating the current sensor 8 fixed to the bus bar 7 in addition to the volume for accommodating the power module 2, and also for fixing the current sensor 8 to the bus bar 7. This requires extra parts and complicated assembling work, such as routing of the fixing member and external leads for input and output. Further, during the operation of the vehicle, the current sensor 8 attached to the bus bar 7 is subjected to a large vibration due to its own weight, so that the bus bar 7 is likely to be cut or the current sensor 8 is dropped, and the reliability is also increased. Had a problem.
【０００６】この発明は、このような課題を解決するた
めになされたもので、電流センサの各構成要素をパワー
モジュールに内蔵させることにより、小型に構成でき、
配線などの煩雑な組立作業を必要とせず、また、信頼性
の高い車載用パワーモジュールを得ることを目的とする
ものである。The present invention has been made to solve such a problem, and can be made compact by incorporating each component of a current sensor into a power module.
It is an object of the present invention to obtain a highly reliable on-board power module that does not require complicated assembly work such as wiring.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】この発明に係わる車載用
パワーモジュールは、電力形態の変換を行う電力素子、
この電力素子にスイッチング信号を与える駆動回路、こ
の駆動回路と前記電力素子とを搭載する回路基板、この
回路基板を収納する合成樹脂製の外装成形体、この外装
成形体に一体に成形され、電力素子の出力電路を形成す
る主電極、この主電極の通電による誘導磁束を集束する
と共に外装成形体に少なくとも一部が一体に成形され、
外装成形体の内面側に空隙部を有する鉄心、この鉄心の
空隙部に設けられ鉄心と共働して電流センサを形成する
と共に回路基板に搭載されたホールセンサを備え、電流
センサの電源回路と出力増幅回路とを回路基板に搭載し
たものである。A vehicle-mounted power module according to the present invention comprises a power element for converting a power mode,
A drive circuit for providing a switching signal to the power element, a circuit board on which the drive circuit and the power element are mounted, an exterior molded body made of a synthetic resin accommodating the circuit board, and a power formed integrally with the exterior molded body; A main electrode forming an output electric path of the element, at least a part of the outer molded body is integrally formed while converging an induced magnetic flux by energizing the main electrode,
An iron core having a void on the inner surface side of the exterior molded body, including a hall sensor mounted on the circuit board while forming a current sensor in cooperation with the iron core provided in the void of the iron core, and a power supply circuit of the current sensor. An output amplification circuit is mounted on a circuit board.
【０００８】また、電力形態の変換を行う電力素子と、
この電力素子にスイッチング信号を与える駆動回路と、
これらの駆動回路と電力素子とを搭載する回路基板と、
電力素子の出力電路を形成する主電極と、この主電極の
通電方向に所定の距離を隔てて二つの点に設けられた電
位検出端子と、この二つの電位検出端子間の電位差を増
幅すると共に回路基板に搭載された増幅回路とを備え、
二つの電位検出端子間の電位差を検出することにより電
力素子の出力電流を計測するように構成したものであ
る。A power element for converting the power form;
A drive circuit for providing a switching signal to the power element;
A circuit board on which these drive circuits and power elements are mounted,
A main electrode forming an output electric path of the power element, a potential detection terminal provided at two points at a predetermined distance in a direction of conduction of the main electrode, and amplifying a potential difference between the two potential detection terminals; And an amplification circuit mounted on a circuit board,
The output current of the power element is measured by detecting a potential difference between two potential detection terminals.
【０００９】[0009]
【発明の実施の形態】実施の形態１．図１は、この発明
の実施の形態１の車載用パワーモジュールを使用した電
動機駆動回路の構成を示すブロック図、図２ないし図４
は、この発明の実施の形態１の車載用パワーモジュール
に内蔵された電流センサの構成を示すもので、図２は上
面から見た部分断面図、図３は図２のＡーＡ断面図、図
４は図２のＢーＢ断面図である。また、図において、上
記の従来例と同一部分または相当部分には同一符号が付
与されている。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiment 1 FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a motor drive circuit using a vehicle-mounted power module according to Embodiment 1 of the present invention, and FIGS.
FIG. 2 shows a configuration of a current sensor built in the vehicle-mounted power module according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 2 is a partial cross-sectional view as viewed from above, FIG. FIG. 4 is a sectional view taken along line BB of FIG. In the drawings, the same or corresponding parts as those of the above-described conventional example are denoted by the same reference numerals.
【００１０】図１において、１は車両を駆動する電動
機、２は電動機１に電力を供給するパワーモジュールで
あり、パワーモジュール２は図示しない電源から電力を
供給され、電力形態の変換を行って電動機１に電力を供
給するスイッチング素子群よりなる電力素子３と、電力
素子３にスイッチング信号を与える駆動回路４とから構
成されている。５は車両の運転者の操作信号や電動機１
の駆動電流のフィードバック信号などにより駆動回路４
に制御信号を与える制御回路、６はパワーモジュール２
を収納する外部ケース、７は電力素子３を構成する各ス
イッチング素子の出力電路を構成する主電極１３から外
部ケース６の図示しない出力端子までの間の電路をなす
バスバーで、主電極１３の近辺には後述するようにホー
ルセンサ９と鉄心１０とからなる電流センサが設けら
れ、この電流センサの増幅回路１１と電源回路１２とは
電流センサ駆動回路１９としてパワーモジュール２の回
路基板上に一体に構成されている。In FIG. 1, reference numeral 1 denotes an electric motor for driving a vehicle, and 2 denotes a power module for supplying electric power to the electric motor 1. 1 comprises a power element 3 composed of a group of switching elements for supplying power to the power element 1 and a drive circuit 4 for supplying a switching signal to the power element 3. 5 is an operation signal of the driver of the vehicle and the electric motor 1
The drive circuit 4 is driven by a feedback signal of the drive current
A control circuit for providing a control signal to the power module 2
, A bus bar forming an electric path from a main electrode 13 forming an output electric path of each switching element forming the power element 3 to an output terminal (not shown) of the external case 6, in the vicinity of the main electrode 13. Is provided with a current sensor comprising a Hall sensor 9 and an iron core 10 as will be described later. The amplifier circuit 11 and the power supply circuit 12 of this current sensor are integrated as a current sensor drive circuit 19 on the circuit board of the power module 2. It is configured.
【００１１】図２ないし図４において、１４はパワーモ
ジュール２の電力素子３と駆動回路４、および、電流セ
ンサの増幅回路１１と電源回路１２を搭載する回路基
板、１５はパワーモジュール２の回路基板１４とその搭
載部品とを収納する合成樹脂製の外装成形体であり、電
力素子３を構成するスイッチング素子からの出力電路で
ある主電極１３は外装成形体１５にインサート成形され
固定されている。また、電流センサの鉄心１０は主電極
１３を囲むように外装成形体１５にインサート成形され
ており、外装成形体１５の内部において鉄心１０は両側
に磁極をなす空隙部１０ａが設けられ、空隙部１０ａの
部分では外装成形体１５に凹部１５ａが切り欠かれ、こ
の凹部１５ａには回路基板１４の凸部１４ａが挿入さ
れ、回路基板１４の凸部１４ａにはホールセンサ９が取
り付けられてホールセンサ９が鉄心１０の空隙部１０ａ
のほぼ中央に位置するように構成されている。2 to 4, reference numeral 14 denotes a circuit board on which the power element 3 and the drive circuit 4 of the power module 2 and the amplifier circuit 11 and the power supply circuit 12 of the current sensor are mounted. Reference numeral 15 denotes a circuit board of the power module 2. The main electrode 13, which is an external molded body made of a synthetic resin and accommodates the components 14 and its mounted components, and is an output electric path from the switching element constituting the power element 3, is insert-molded and fixed to the external molded body 15. Further, the core 10 of the current sensor is insert-molded in the exterior molded body 15 so as to surround the main electrode 13, and inside the exterior molded body 15, the core 10 is provided with gaps 10 a forming magnetic poles on both sides thereof. In a portion 10a, a concave portion 15a is cut out in the exterior molded body 15, a convex portion 14a of a circuit board 14 is inserted into the concave portion 15a, and a Hall sensor 9 is attached to the convex portion 14a of the circuit board 14. 9 is a gap 10a of the iron core 10
Is configured to be located substantially at the center.
【００１２】このように構成されたこの発明の実施の形
態１の車載用パワーモジュールにおいて、電力素子３の
各スイッチング素子の出力電流が主電極１３を経由して
電動機１に供給されるとき、主電極１３の周囲には電磁
誘導による磁場が形成され、この磁場の磁束は鉄心１０
に集束されてホールセンサ９に与えられ、ホールセンサ
９は磁場の強さ、すなわち、主電極１３を流れる電流値
に応じた電圧を出力して電流値を検出する。ホールセン
サ９の出力は同一回路基板１４上に設けられた増幅回路
１１に基板上のパターンを通して供給され、所定値に増
幅された上、制御回路５にフィードバックされる。ま
た、ホールセンサ９の電源も同一回路基板１４上に設け
られており、基板上のパターンを通してホールセンサ９
に電力が供給される。In the thus configured power module for vehicle according to the first embodiment of the present invention, when the output current of each switching element of power element 3 is supplied to motor 1 through main electrode 13, A magnetic field is generated around the electrode 13 by electromagnetic induction.
The Hall sensor 9 outputs a voltage corresponding to the strength of the magnetic field, that is, the current value flowing through the main electrode 13, and detects the current value. The output of the Hall sensor 9 is supplied to the amplifier circuit 11 provided on the same circuit board 14 through a pattern on the board, amplified to a predetermined value, and fed back to the control circuit 5. The power supply of the Hall sensor 9 is also provided on the same circuit board 14, and the Hall sensor 9 is provided through a pattern on the board.
Is supplied with power.
【００１３】この発明の実施の形態１の車載用パワーモ
ジュールは、以上のように電流センサの鉄心１０が外装
成形体１５にインサート成形され、ホールセンサ９がパ
ワーモジュール２の回路基板１４に搭載されるように構
成したので、外装成形体１５の外部に設けられるバスバ
ー７にセンサケースに収納された電流センサを取り付け
ていた従来構成に対して小型化することができ、電流セ
ンサに対する入出力の配線は回路基板１４上のパターン
により行われるので外部リードの取り回しの必要がな
く、耐振性についても重量の大きい鉄心１０が外装成形
体１５に強固に固定され、ホールセンサ９は回路基板１
４に搭載されているので他の構成部品と同等の信頼性が
得られ、小型軽量で、生産性と信頼性に優れた車載用パ
ワーモジュールを得ることができることになる。さら
に、必要に応じてパワーモジュール２と制御回路５とを
同一回路基板上に搭載することにより、各要素間の配線
に要するワイヤーハーネスを全廃することも可能となる
ものである。In the vehicle-mounted power module according to the first embodiment of the present invention, as described above, the iron core 10 of the current sensor is insert-molded in the exterior molded body 15, and the Hall sensor 9 is mounted on the circuit board 14 of the power module 2. With this configuration, the size can be reduced compared to the conventional configuration in which the current sensor housed in the sensor case is attached to the bus bar 7 provided outside the exterior molded body 15, and input / output wiring for the current sensor is provided. Is performed by the pattern on the circuit board 14, so that the external leads do not need to be routed, the iron core 10 having a large vibration resistance is firmly fixed to the exterior molded body 15, and the Hall sensor 9 is mounted on the circuit board 1
4, the same reliability as the other components can be obtained, and a compact and lightweight power module for a vehicle with excellent productivity and reliability can be obtained. Further, by mounting the power module 2 and the control circuit 5 on the same circuit board as required, it is possible to completely eliminate the wire harness required for wiring between the components.
【００１４】実施の形態２．図５ないし図７は、この発
明の実施の形態２の車載用パワーモジュールに内蔵され
た電流センサの構成を示すもので、図５は上面から見た
部分断面図、図６は図５のＡーＡ断面図、図７は図５の
ＢーＢ断面図であり、この実施の形態は実施の形態１と
は主電極１３の配設方向が異なる場合の構成を示すもの
である。図において、１３は主電極、１４はパワーモジ
ュール２の回路基板、１５は回路基板１４を収納する合
成樹脂製の外装成形体で、主電極１３は外装成形体１５
にインサート成形され、回路基板１４とは平行に配置さ
れている。このために主電極１３を囲むように外装成形
体１５にインサート成形された鉄心１０は回路基板１４
に対して垂直方向に配置され、両側に磁極をなす空隙部
１０ａは回路基板１４の表裏両面からホールセンサ９に
対向している。このように構成することにより、主電極
１３の配設方向が変わっても鉄心１０は外装ケース１５
に強固に固定され、ホールセンサ９は他の構成部品と同
等の信頼性が得られ、実施の形態１の場合と同様の効果
を得ることができるものである。Embodiment 2 FIG. 5 to 7 show a configuration of a current sensor built in a vehicle-mounted power module according to Embodiment 2 of the present invention. FIG. 5 is a partial cross-sectional view as viewed from above, and FIG. FIG. 7 is a sectional view taken along the line BB of FIG. 5, and FIG. 7 is a sectional view showing a configuration in which the arrangement direction of the main electrode 13 is different from that of the first embodiment. In the figure, 13 is a main electrode, 14 is a circuit board of the power module 2, 15 is an exterior molded body made of synthetic resin for housing the circuit board 14, and the main electrode 13 is an exterior molded body 15.
And is arranged in parallel with the circuit board 14. For this purpose, the core 10 insert-molded in the exterior molded body 15 so as to surround the main electrode 13 is provided on the circuit board 14.
The air gap 10 a, which is arranged perpendicularly to the front side and forms magnetic poles on both sides, faces the Hall sensor 9 from both the front and back surfaces of the circuit board 14. With this configuration, the iron core 10 is kept in the outer case 15 even when the disposition direction of the main electrode 13 is changed.
The Hall sensor 9 has the same reliability as the other components and can obtain the same effect as that of the first embodiment.
【００１５】実施の形態３．図８ないし図１０は、この
発明の実施の形態３の車載用パワーモジュールに内蔵さ
れた電流センサの構成を示すもので、図８は上面から見
た部分断面図、図９は図８のＡーＡ断面図、図１０は図
８のＢーＢ断面図である。この実施の形態は実施の形態
１の電流センサの構成に対し、主電極１３を囲む方形の
鉄心１０の空隙部１０ａを有する一つの辺を除く他の部
分が外装成形体１５にインサート成形され、空隙部１０
ａを有する辺が外装成形体１５の内面に露出するように
構成されると共に、鉄心１０の空隙部１０ａのほぼ中央
部にホールセンサ９が位置するように構成したものであ
る。このように鉄心１０の少なくとも一部を外装成形体
１５にインサート成形することにより、鉄心１０を強固
に固定しながら外装成形体１５の肉厚を薄く形成するこ
とができ、実施の形態１の効果に加えて更なる小型化が
可能になるものである。Embodiment 3 8 to 10 show a configuration of a current sensor built in a vehicle-mounted power module according to Embodiment 3 of the present invention. FIG. 8 is a partial cross-sectional view as viewed from above, and FIG. FIG. 10 is a sectional view taken along line BB of FIG. 8. This embodiment is different from the configuration of the current sensor of the first embodiment in that the other part except one side having the gap 10a of the rectangular iron core 10 surrounding the main electrode 13 is insert-molded in the exterior molded body 15, Void 10
The configuration is such that the side having “a” is exposed on the inner surface of the exterior molded body 15, and the Hall sensor 9 is located substantially at the center of the gap 10 a of the iron core 10. As described above, at least a part of the iron core 10 is insert-molded into the exterior molded body 15, whereby the thickness of the exterior molded body 15 can be reduced while the iron core 10 is firmly fixed. In addition to this, further miniaturization becomes possible.
【００１６】実施の形態４．図１１ないし図１３は、こ
の発明の実施の形態４の車載用パワーモジュールに内蔵
された電流センサの構成を示すもので、図１１は上面か
ら見た部分断面図、図１２は図１１のＡーＡ断面図、図
１３は図１１のＢーＢ断面図であり、この実施の形態
は、実施の形態２の電流センサの構成に対し、実施の形
態３の場合と同様に、主電極１３を囲む方形の鉄心１０
の空隙部１０ａを有する一つの辺を除く他の部分を外装
成形体１５にインサート成形し、空隙部１０ａを有する
辺を外装成形体１５の内面に露出するように構成したも
のである。このように構成することにより、実施の形態
３と同様に小型化が可能になると共に、鉄心１０の空隙
部１０ａが回路基板１４の表裏両面からホールセンサ９
に対向するので、回路基板１４に余分な凹凸を設ける必
要がなくなり、搭載部品の配列が容易であり、回路基板
１４の材料歩留まりの良好な車載用パワーモジュールを
得ることができる。Embodiment 4 11 to 13 show a configuration of a current sensor incorporated in a vehicle-mounted power module according to Embodiment 4 of the present invention. FIG. 11 is a partial cross-sectional view as viewed from above, and FIG. FIG. 13 is a sectional view taken along the line BB of FIG. 11, and FIG. 13 is a sectional view of the current sensor of the second embodiment, similar to the case of the third embodiment. Rectangular iron core 10
The other part except one side having the void 10a is insert-molded into the exterior molded body 15, and the side having the void 10a is exposed on the inner surface of the exterior molded body 15. With this configuration, the size can be reduced as in the third embodiment, and the gap 10 a of the iron core 10 can be
Therefore, it is not necessary to provide extra unevenness on the circuit board 14, the arrangement of the mounted components is easy, and an in-vehicle power module with a good material yield of the circuit board 14 can be obtained.
【００１７】実施の形態５．図１４は、この発明の実施
の形態５の車載用パワーモジュールに内蔵された電流セ
ンサの構成を示す説明図である。図において、１３は例
えば実施の形態１の図１ないし図４にて説明した電力素
子３のスイッチング素子からの出力電路を構成する主電
極を示すものであり、１６ａおよび１６ｂは主電極１３
の通電方向の任意の二点に設けられた電位検出端子であ
る。１７は電位検出端子１６ａと１６ｂとの間に存在す
る主電極１３の二点間の電気抵抗を示すものであり、電
気抵抗１７は主電極１３自体の材質や形状により得られ
るものである。また、１８は電位検出端子１６ａと１６
ｂとの間の電位差を入力して増幅する増幅器であり、増
幅器１８の出力は図示しない演算器に入力されて電気抵
抗１７に流れる電流値に比例した電圧信号を得るように
構成される。Embodiment 5 FIG. 14 is an explanatory diagram illustrating a configuration of a current sensor built in a vehicle-mounted power module according to Embodiment 5 of the present invention. In the figure, reference numeral 13 denotes a main electrode constituting an output electric path from the switching element of the power element 3 described in FIG. 1 to FIG. 4 of the first embodiment, for example.
Are potential detection terminals provided at arbitrary two points in the direction of conduction. Reference numeral 17 denotes an electric resistance between two points of the main electrode 13 existing between the potential detection terminals 16a and 16b. The electric resistance 17 is obtained by the material and shape of the main electrode 13 itself. Reference numeral 18 denotes the potential detection terminals 16a and 16
The amplifier 18 is configured to receive and amplify the potential difference between the output signal b and the output of the amplifier 18 so as to obtain a voltage signal proportional to the value of the current flowing through the electric resistor 17 by being input to an arithmetic unit (not shown).
【００１８】このように構成されたこの発明の実施の形
態５の車載用パワーモジュールによれば、例えば図１に
示した電動機駆動回路の電動機１の相電流はパワーモジ
ュールの主電極１３を経由して入力されるので、主電極
１３の二点間の電位差を検出することにより電流値を検
出することが可能になる。従来、このような電位差検出
型の電流センサでは電路にシャント抵抗を設置するのが
通常であったが、この発明の実施の形態５の車載用パワ
ーモジュールによれば、電位差検出用のシャント抵抗を
別途設ける必要がなく、また、主電極１３の電気抵抗は
極めて低い値に設定できるのでシャント抵抗による電力
損失を少なくすることができ、効率の良い電流検出がで
きるものである。According to the on-vehicle power module according to the fifth embodiment of the present invention, the phase current of the motor 1 of the motor drive circuit shown in FIG. 1 passes through the main electrode 13 of the power module. Therefore, the current value can be detected by detecting the potential difference between two points of the main electrode 13. Conventionally, in such a potential difference detection type current sensor, a shunt resistor is usually provided in an electric circuit. However, according to the vehicle-mounted power module according to the fifth embodiment of the present invention, a shunt resistor for potential difference detection is provided. There is no need to provide a separate electrode, and the electric resistance of the main electrode 13 can be set to an extremely low value. Therefore, power loss due to the shunt resistance can be reduced, and efficient current detection can be performed.
【００１９】[0019]
【発明の効果】以上に説明したようにこの発明の車載用
パワーモジュールによれば、パワーモジュールの外装成
形体に一体成形された主電極を囲むように電流センサの
磁束集束用の鉄心を設けてこの鉄心を外装成形体に一体
成形し、鉄心の空隙部を外装成形体の内面側に配設して
この間に回路基板に搭載されたホールセンサを配置し、
ホールセンサに対する配線を回路基板上のパターンによ
り行うようにしたので、電流センサを含めたパワーモジ
ュールを小型化することができ、外部リードの取り回し
の必要がなく、小型軽量で、組立性と耐振性に優れた電
流センサ内蔵型の車載用パワーモジュールを得ることが
できるものである。また、スイッチング素子からの出力
電路を構成する主電極の二点間に電位検出端子を設け、
この二点間の電位差を検出して電流値を検出するように
構成したので、余分なシャント抵抗を用いることなく電
流値の検出ができ、小型軽量で低電力損失の電流センサ
内蔵型車載用パワーモジュールを得ることができるもの
である。As described above, according to the vehicle-mounted power module of the present invention, the magnetic flux concentrating iron core of the current sensor is provided so as to surround the main electrode integrally formed on the exterior molded body of the power module. This iron core is integrally molded with the exterior molded body, a void portion of the iron core is arranged on the inner surface side of the exterior molded body, and a Hall sensor mounted on the circuit board is arranged therebetween,
The wiring to the Hall sensor is performed by the pattern on the circuit board, so the power module including the current sensor can be miniaturized, there is no need for external leads, and it is small and light, and the assembly and vibration resistance This makes it possible to obtain a vehicle-mounted power module with a built-in current sensor that is excellent in performance. In addition, a potential detection terminal is provided between two points of a main electrode constituting an output electric path from the switching element,
Since the current value is detected by detecting the potential difference between these two points, the current value can be detected without using an extra shunt resistor. A module can be obtained.
【図１】 この発明の実施の形態１の車載用パワーモジ
ュールを使用した電動機駆動回路の構成を示すブロック
図である。FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a motor drive circuit using a vehicle-mounted power module according to Embodiment 1 of the present invention.
【図２】 この発明の実施の形態１の車載用パワーモジ
ュールに内蔵する電流センサの構成を示す断面図であ
る。FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a current sensor incorporated in the vehicle-mounted power module according to the first embodiment of the present invention.
【図３】 図２のＡーＡ線上の断面図である。FIG. 3 is a sectional view taken on line AA of FIG. 2;
【図４】 図２のＢーＢ線上の断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line BB of FIG. 2;
【図５】 この発明の実施の形態２の車載用パワーモジ
ュールに内蔵する電流センサの構成を示す断面図であ
る。FIG. 5 is a cross-sectional view showing a configuration of a current sensor incorporated in a vehicle-mounted power module according to Embodiment 2 of the present invention.
【図６】 図５のＡーＡ線上の断面図である。6 is a cross-sectional view taken along line AA of FIG.
【図７】 図５のＢーＢ線上の断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view taken along line BB of FIG.
【図８】 この発明の実施の形態３の車載用パワーモジ
ュールに内蔵する電流センサの構成を示す断面図であ
る。FIG. 8 is a cross-sectional view showing a configuration of a current sensor built in a vehicle-mounted power module according to Embodiment 3 of the present invention.
【図９】 図８のＡーＡ線上の断面図である。9 is a cross-sectional view taken along line AA of FIG.
【図１０】図８のＢーＢ線上の断面図である。FIG. 10 is a sectional view taken on line BB of FIG. 8;
【図１１】この発明の実施の形態４の車載用パワーモジ
ュールに内蔵する電流センサの構成を示す断面図であ
る。FIG. 11 is a cross-sectional view showing a configuration of a current sensor incorporated in a vehicle-mounted power module according to Embodiment 4 of the present invention.
【図１２】図１１のＡーＡ線上の断面図である。FIG. 12 is a sectional view taken on line AA of FIG. 11;
【図１３】図１１のＢーＢ線上の断面図である。FIG. 13 is a sectional view taken on line BB of FIG. 11;
【図１４】この発明の実施の形態５の車載用パワーモジ
ュールに内蔵する電流センサの構成を示す説明図であ
る。FIG. 14 is an explanatory diagram showing a configuration of a current sensor built in a vehicle-mounted power module according to Embodiment 5 of the present invention.
【図１５】従来の車載用パワーモジュールを使用した電
動機駆動回路の構成を示すブロック図である。FIG. 15 is a block diagram showing a configuration of a motor drive circuit using a conventional onboard power module.
１ 電動機、２ パワーモジュール、３ 電力素子、４
駆動回路、５ 制御回路、６ 外部ケース、７ バス
バー、９ ホールセンサ、１０ 鉄心、１１ 増幅回
路、１２ 電源回路、１３ 主電極、１４ 回路基板、
１４ａ 回路基板の凸部、１５ 外装成形体、１５ａ
外装成形体の凹部、１６ａ，１６ｂ 電位検出端子、１
７ 電気抵抗、１８ 増幅器、１９ 電流センサ駆動回
路。1 motor, 2 power module, 3 power element, 4
Drive circuit, 5 control circuit, 6 outer case, 7 bus bar, 9 hall sensor, 10 iron core, 11 amplifier circuit, 12 power supply circuit, 13 main electrode, 14 circuit board,
14a Protrusion of circuit board, 15 exterior molded body, 15a
Concave part of exterior molding, 16a, 16b Potential detection terminal, 1
7 electric resistance, 18 amplifier, 19 current sensor drive circuit.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 前川 博敏 東京都千代田区大手町二丁目６番２号 三 菱電機エンジニアリング株式会社内 Ｆターム(参考） 5H007 AA06 BB06 CA03 CC03 CC09 DB01 DC02 HA03 HA04 5H115 PG04 PU08 PV09 PV22 QN09 TO12 TO21 5H740 BA01 BA11 BB08 MM11 PP01 PP02 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Hirotoshi Maekawa 2-6-1, Otemachi, Chiyoda-ku, Tokyo Mitsubishi Electric Engineering Co., Ltd. F-term (reference) 5H007 AA06 BB06 CA03 CC03 CC09 DB01 DC02 HA03 HA04 5H115 PG04 PU08 PV09 PV22 QN09 TO12 TO21 5H740 BA01 BA11 BB08 MM11 PP01 PP02
Claims (2)
力素子にスイッチング信号を与える駆動回路、この駆動
回路と前記電力素子とを搭載する回路基板、この回路基
板を収納する合成樹脂製の外装成形体、この外装成形体
に一体に成形され、前記電力素子の出力電路を形成する
主電極、この主電極の通電による誘導磁束を集束すると
共に前記外装成形体に少なくとも一部が一体に成形さ
れ、前記外装成形体の内面側に空隙部を有する鉄心、こ
の鉄心の前記空隙部に設けられ前記鉄心と共働して電流
センサを形成すると共に前記回路基板に搭載されたホー
ルセンサを備え、前記電流センサの電源回路と出力増幅
回路とを前記回路基板に搭載したことを特徴とする車載
用パワーモジュール。1. A power element for converting a power form, a drive circuit for supplying a switching signal to the power element, a circuit board on which the drive circuit and the power element are mounted, and a synthetic resin housing for housing the circuit board A molded body, a main electrode integrally formed with the exterior molded body, forming a main electrode forming an output electric path of the power element, at least a part of the main body is formed integrally with the exterior molded body while converging an induced magnetic flux by energizing the main electrode. An iron core having a void on the inner surface side of the exterior molded body, comprising a Hall sensor mounted on the circuit board while forming a current sensor in cooperation with the iron core provided in the void of the iron core; A vehicle-mounted power module, wherein a power supply circuit and an output amplifier circuit of a current sensor are mounted on the circuit board.
力素子にスイッチング信号を与える駆動回路、この駆動
回路と前記電力素子とを搭載する回路基板、前記電力素
子の出力電路を形成する主電極、この主電極の通電方向
に所定の距離を隔てて二つの点に設けられた電位検出端
子、この二つの電位検出端子間の電位差を増幅すると共
に前記回路基板に搭載された増幅回路を備え、前記二つ
の電位検出端子間の電位差を検出することにより前記電
力素子の出力電流を計測するようにしたことを特徴とす
る車載用パワーモジュール。2. A power element for converting a power form, a driving circuit for supplying a switching signal to the power element, a circuit board on which the driving circuit and the power element are mounted, and a main electrode forming an output electric path of the power element. A potential detection terminal provided at two points at a predetermined distance in the direction of current flow of the main electrode, and an amplifier circuit mounted on the circuit board while amplifying a potential difference between the two potential detection terminals, A vehicle-mounted power module, wherein an output current of the power element is measured by detecting a potential difference between the two potential detection terminals.
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| JP (1) | JP2001086768A (en) |
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