JP2856962B2 - パワー配線基板 - Google Patents
パワー配線基板Info
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- JP2856962B2 JP2856962B2 JP3293654A JP29365491A JP2856962B2 JP 2856962 B2 JP2856962 B2 JP 2856962B2 JP 3293654 A JP3293654 A JP 3293654A JP 29365491 A JP29365491 A JP 29365491A JP 2856962 B2 JP2856962 B2 JP 2856962B2
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- copper
- foil pattern
- copper foil
- wiring board
- wiring
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- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K1/00—Printed circuits
- H05K1/02—Details
- H05K1/0213—Electrical arrangements not otherwise provided for
- H05K1/0263—High current adaptations, e.g. printed high current conductors or using auxiliary non-printed means; Fine and coarse circuit patterns on one circuit board
-
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- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K1/00—Printed circuits
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-
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- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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- H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
- H05K3/10—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern
- H05K3/20—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern by affixing prefabricated conductor pattern
- H05K3/202—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern by affixing prefabricated conductor pattern using self-supporting metal foil pattern
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- Structure Of Printed Boards (AREA)
- Direct Current Feeding And Distribution (AREA)
- Rectifiers (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ＡＣモータを可変速駆
動するインバータ装置等に使用されるパワー配線基板に
関する。
動するインバータ装置等に使用されるパワー配線基板に
関する。
【０００２】
【従来の技術】近年インバータ装置等の電力変換器に
は、印刷された銅箔パターンにより構成された通常電流
回路の配線と、貼着された銅バーにより構成された大電
流回路の配線とを有するパワー配線基板が一般的に用い
られている。図４はパワー配線基板を用いたインバータ
装置の一例を示す回路図である。ダイオードによって構
成されたコンバータ部９が交流電源を整流し、電解コン
デンサ３によって平滑する事によって一旦、直流電源を
作っている。この直流電源をＩＧＢＴやパワートランジ
スタ等によって構成されたインバータ部１０において交
流に変換してモータ１１を駆動制御している。この回路
から明らかなようにモータ１１に流れる電流は、インバ
ータ部１０を介して電解コンデンサ３とインバータ部１
０の間の直流電圧部を流れており、この直流電圧部では
インバータ素子（ＩＧＢＴ、パワートランジスタ）のス
イッチングによって不連続な電流となっている。またこ
の直流電圧部は電解コンデンサ３とインバータ素子の物
理的な大きさのために比較的大きな配線インダクタンス
１２を持っている。
は、印刷された銅箔パターンにより構成された通常電流
回路の配線と、貼着された銅バーにより構成された大電
流回路の配線とを有するパワー配線基板が一般的に用い
られている。図４はパワー配線基板を用いたインバータ
装置の一例を示す回路図である。ダイオードによって構
成されたコンバータ部９が交流電源を整流し、電解コン
デンサ３によって平滑する事によって一旦、直流電源を
作っている。この直流電源をＩＧＢＴやパワートランジ
スタ等によって構成されたインバータ部１０において交
流に変換してモータ１１を駆動制御している。この回路
から明らかなようにモータ１１に流れる電流は、インバ
ータ部１０を介して電解コンデンサ３とインバータ部１
０の間の直流電圧部を流れており、この直流電圧部では
インバータ素子（ＩＧＢＴ、パワートランジスタ）のス
イッチングによって不連続な電流となっている。またこ
の直流電圧部は電解コンデンサ３とインバータ素子の物
理的な大きさのために比較的大きな配線インダクタンス
１２を持っている。
【０００３】この様に不連続な電流が流れる経路に配線
インダクタンス１２が含まれる場合、その配線インダク
タンス１２両端には大きなサージ電圧が発生する。そし
て、このサージ電圧はインバータ素子に印加されるた
め、一般的にインバータ素子の近傍にスナバ回路である
スナバコンデンサ５を設け、サージ電圧がインバータ素
子を破壊することの無い様にしている。図２は従来のパ
ワー配線基板の一例を示す斜視図である。パワー配線基
板１の表面には銅箔パターン６が印刷されており、銅箔
パターン６に例えばスナバコンデンサ５の端子が接続さ
れる。パワー配線基板１の裏面には直流電圧部の正電圧
部及び負電圧部を成す銅バー２Ａ，２Ｂが貼着されてお
り、銅バー２Ａ，２Ｂに例えば電解コンデンサ３やＩＧ
ＢＴモジュール４Ａ，４Ｂ，４Ｃの各端子が接続され
る。この接続は図３に示すように各端子に埋込まれた埋
込ナット１４に、銅バー２Ａを貫装しているネジ１５を
螺合することにより成される。
インダクタンス１２が含まれる場合、その配線インダク
タンス１２両端には大きなサージ電圧が発生する。そし
て、このサージ電圧はインバータ素子に印加されるた
め、一般的にインバータ素子の近傍にスナバ回路である
スナバコンデンサ５を設け、サージ電圧がインバータ素
子を破壊することの無い様にしている。図２は従来のパ
ワー配線基板の一例を示す斜視図である。パワー配線基
板１の表面には銅箔パターン６が印刷されており、銅箔
パターン６に例えばスナバコンデンサ５の端子が接続さ
れる。パワー配線基板１の裏面には直流電圧部の正電圧
部及び負電圧部を成す銅バー２Ａ，２Ｂが貼着されてお
り、銅バー２Ａ，２Ｂに例えば電解コンデンサ３やＩＧ
ＢＴモジュール４Ａ，４Ｂ，４Ｃの各端子が接続され
る。この接続は図３に示すように各端子に埋込まれた埋
込ナット１４に、銅バー２Ａを貫装しているネジ１５を
螺合することにより成される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来のパワー
配線基板を用いたインバータ装置等では、配線インダク
タンスが大きいため、発生するサージ電圧も大きくな
る。従って、このサージ電圧を吸収するために設けたス
ナバ回路の発熱が著しくなるという欠点があった。本発
明は上述した事情から成されたものであり、本発明の目
的は、インバータ装置等における配線インダクタンスを
小さくしてスナバ回路の発熱を抑制することができるパ
ワー配線基板を提供することにある。
配線基板を用いたインバータ装置等では、配線インダク
タンスが大きいため、発生するサージ電圧も大きくな
る。従って、このサージ電圧を吸収するために設けたス
ナバ回路の発熱が著しくなるという欠点があった。本発
明は上述した事情から成されたものであり、本発明の目
的は、インバータ装置等における配線インダクタンスを
小さくしてスナバ回路の発熱を抑制することができるパ
ワー配線基板を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、印刷された銅
箔パターンにより構成された通常電流回路の配線と、直
流電圧部の正電圧部若しくは負電圧部の一方を成す貼着
された第１の銅バー及び前記正電圧部若しくは負電圧部
の他方を成す貼着された第２の銅バーにより構成された
大電流回路の配線とを有するパワー配線基板に関するも
のであり、本発明の上記目的は、前記銅箔パターンと前
記第１及び第２の銅バーとを近接させかつ平行となるよ
うに配設し、前記銅箔パターンと前記第１の銅バーとを
接続することによって達成される。
箔パターンにより構成された通常電流回路の配線と、直
流電圧部の正電圧部若しくは負電圧部の一方を成す貼着
された第１の銅バー及び前記正電圧部若しくは負電圧部
の他方を成す貼着された第２の銅バーにより構成された
大電流回路の配線とを有するパワー配線基板に関するも
のであり、本発明の上記目的は、前記銅箔パターンと前
記第１及び第２の銅バーとを近接させかつ平行となるよ
うに配設し、前記銅箔パターンと前記第１の銅バーとを
接続することによって達成される。
【０００６】
【作用】本発明にあっては、銅箔パターンに接続された
銅バーの配線を配線インダクタンスの小さな別の経路で
補助的に接続することができるので、直流電圧部に流れ
る不連続な電流の高周波成分は速やかに銅箔パターンを
流れる。この結果、スナバ回路に流れる電流の大部分が
銅箔パターンを通って電解コンデンサに流れるようにな
り、スナバ回路の発熱を大幅に低減することができる。
銅バーの配線を配線インダクタンスの小さな別の経路で
補助的に接続することができるので、直流電圧部に流れ
る不連続な電流の高周波成分は速やかに銅箔パターンを
流れる。この結果、スナバ回路に流れる電流の大部分が
銅箔パターンを通って電解コンデンサに流れるようにな
り、スナバ回路の発熱を大幅に低減することができる。
【０００７】
【実施例】図１は本発明のパワー配線基板の一例を図２
に対応させて示す斜視図であり、同一構成箇所は同符号
を付して説明を省略する。パワー配線基板１の表面には
第１、第２の各銅バー２Ａ、２Ｂに重なり合うように銅
箔パターン７が印刷されている。そして、銅箔パターン
７部分に穿設されたスルーホール１３Ａ、１３Ｂ、１３
Ｃ、１３Ｄによって、銅箔パターン７と第１の銅バー２
Ａとが接続されている。また、パワー配線基板１の裏面
にはスナバコンデンサ５の一端子が接続される裏面銅箔
パターン８が印刷されている。このように、銅箔パター
ン７と第１、第２の各銅バー２Ａ、２Ｂとは近接しかつ
平行となっており、銅箔パターン７と第１、第２の各銅
バー２Ａ、２Ｂによって直流電圧部の配線回路を構成し
ているので、配線インダクタンスを非常に小さくするこ
とができる。すなわち、図１において、電解コンデンサ
３とＩＧＢＴモジュール４Ａ、４Ｂ、４Ｃとの間の２本
の配線は、一方については第２の銅バー２Ｂによっての
み配線されているが、他方については第１の銅バー２Ａ
と銅箔パターン７との２つの回路が並列接続された形と
なっている。ここで、第１、第２の各銅バー２Ａ、２Ｂ
による配線回路のインダクタンスＬ１は、数１のように
一般的な平行２導体のインダクタンス計算方法によって
示される。ただし、Ｋは比例定数、λは配線長、ｐは２
つの導体の導体間距離である。
に対応させて示す斜視図であり、同一構成箇所は同符号
を付して説明を省略する。パワー配線基板１の表面には
第１、第２の各銅バー２Ａ、２Ｂに重なり合うように銅
箔パターン７が印刷されている。そして、銅箔パターン
７部分に穿設されたスルーホール１３Ａ、１３Ｂ、１３
Ｃ、１３Ｄによって、銅箔パターン７と第１の銅バー２
Ａとが接続されている。また、パワー配線基板１の裏面
にはスナバコンデンサ５の一端子が接続される裏面銅箔
パターン８が印刷されている。このように、銅箔パター
ン７と第１、第２の各銅バー２Ａ、２Ｂとは近接しかつ
平行となっており、銅箔パターン７と第１、第２の各銅
バー２Ａ、２Ｂによって直流電圧部の配線回路を構成し
ているので、配線インダクタンスを非常に小さくするこ
とができる。すなわち、図１において、電解コンデンサ
３とＩＧＢＴモジュール４Ａ、４Ｂ、４Ｃとの間の２本
の配線は、一方については第２の銅バー２Ｂによっての
み配線されているが、他方については第１の銅バー２Ａ
と銅箔パターン７との２つの回路が並列接続された形と
なっている。ここで、第１、第２の各銅バー２Ａ、２Ｂ
による配線回路のインダクタンスＬ１は、数１のように
一般的な平行２導体のインダクタンス計算方法によって
示される。ただし、Ｋは比例定数、λは配線長、ｐは２
つの導体の導体間距離である。
【数１】Ｌ１＝Ｋ・λ・ｐ 一方、第２の銅バー２Ｂと銅箔パターン７による配線回
路のインダクタンスＬ２は同様に数２によって示され
る。ただし、ｄはパワー配線基板１の厚さである。
路のインダクタンスＬ２は同様に数２によって示され
る。ただし、ｄはパワー配線基板１の厚さである。
【数２】Ｌ２＝Ｋ・λ・ｄ ここで、具体的なインバータ装置についてみると、λは
１００〜３００ｍｍ程度、ｐは２０〜３０ｍｍ程度、ｄ
は１〜２ｍｍ程度であるので、Ｌ２はＬ１に比 して非常
に小さな値となる。また、第２の銅バー２Ｂによる配線
の抵抗Ｒ１は数３のように示される。ただし、ρは銅の
抵抗率、Ｓ１は銅バーの断面積、λは配線長である。
１００〜３００ｍｍ程度、ｐは２０〜３０ｍｍ程度、ｄ
は１〜２ｍｍ程度であるので、Ｌ２はＬ１に比 して非常
に小さな値となる。また、第２の銅バー２Ｂによる配線
の抵抗Ｒ１は数３のように示される。ただし、ρは銅の
抵抗率、Ｓ１は銅バーの断面積、λは配線長である。
【数３】Ｒ１＝ρ・λ／Ｓ１ また、銅箔パターン７の抵抗Ｒ２は同様に銅箔の断面積
をＳ２として数４のように示される。
をＳ２として数４のように示される。
【数４】Ｒ２＝ρ・λ／Ｓ２ ここで、具体的には、Ｓ１は１０〜６０ｍｍ 2 程度、Ｓ
２は１〜３ｍｍ 2 程度であるので、Ｒ２はＲ１に比して
大きな値となる。次に、第１の銅バー２Ａによる配線と
銅箔パターン７による配線について、前記のＬ１、Ｌ
２、Ｒ１、Ｒ２に基づきインピーダンスの周波数特性に
ついてみるに、第１の銅バー２Ａによる配線のインピー
ダンス絶対値│Ｚ１│は周波数をｆとして数５のように
表わされる。
２は１〜３ｍｍ 2 程度であるので、Ｒ２はＲ１に比して
大きな値となる。次に、第１の銅バー２Ａによる配線と
銅箔パターン７による配線について、前記のＬ１、Ｌ
２、Ｒ１、Ｒ２に基づきインピーダンスの周波数特性に
ついてみるに、第１の銅バー２Ａによる配線のインピー
ダンス絶対値│Ｚ１│は周波数をｆとして数５のように
表わされる。
【数５】│Ｚ１│＝√（Ｒ１ 2 ＋（２・π・ｆ・Ｌ１） 2 ） 同様に銅箔パターン７による配線のインピーダンス絶対
値│Ｚ２│は周波数をｆとして数６のように表わされ
る。
値│Ｚ２│は周波数をｆとして数６のように表わされ
る。
【数６】│Ｚ２│＝√（Ｒ２ 2 ＋（２・π・ｆ・Ｌ２） 2 ） よって、周波数ｆが小さい場合には、Ｒ１に比してＲ２
が大きいためＺ２が大きくなり、また周波数ｆが大きい
場合には、Ｌ１に比してＬ２が非常に小さいためＺ２が
小さくなることが分る。つまり、ＩＧＢＴモジュール４
Ａ、４Ｂ、４Ｃのスイッチングによって発生した不連続
な電流の内、低い周波数成分は第１の銅バー２Ａによる
配線に流れ易く、高い周波数成分は銅箔パターン７を流
れ易くなり、その結果、第１の銅バー２Ａによる配線に
は低い周波数成分のみをもった滑らかな電流が流れるよ
うになり、発生するサージ電圧が小さくなる。 なお、本
実施例ではスナバ回路としてコンデンサを使用したが、
例えばコンデンサとダイオードや抵抗器とを組合わせた
スナバ回路であっても同様の効果を奏する。
が大きいためＺ２が大きくなり、また周波数ｆが大きい
場合には、Ｌ１に比してＬ２が非常に小さいためＺ２が
小さくなることが分る。つまり、ＩＧＢＴモジュール４
Ａ、４Ｂ、４Ｃのスイッチングによって発生した不連続
な電流の内、低い周波数成分は第１の銅バー２Ａによる
配線に流れ易く、高い周波数成分は銅箔パターン７を流
れ易くなり、その結果、第１の銅バー２Ａによる配線に
は低い周波数成分のみをもった滑らかな電流が流れるよ
うになり、発生するサージ電圧が小さくなる。 なお、本
実施例ではスナバ回路としてコンデンサを使用したが、
例えばコンデンサとダイオードや抵抗器とを組合わせた
スナバ回路であっても同様の効果を奏する。
【０００８】
【発明の効果】以上のように本発明のパワー配線基板に
よれば、インバータ装置等においてスナバ回路の発熱を
大幅に軽減することができるため、従来に比べて簡単で
安価なスナバ回路によってスイッチング周波数の高周波
化を実現することができる。
よれば、インバータ装置等においてスナバ回路の発熱を
大幅に軽減することができるため、従来に比べて簡単で
安価なスナバ回路によってスイッチング周波数の高周波
化を実現することができる。
【図１】本発明のパワー配線基板の一例を示す斜視図で
ある。
ある。
【図２】従来のパワー配線基板の一例を示す斜視図であ
る。
る。
【図３】パワー配線基板における配線接続部の一例を示
す断面図である。
す断面図である。
【図４】パワー配線基板を用いたインバータ装置の一例
を示す回路図である。
を示す回路図である。
１ パワー配線基板 ２Ａ，２Ｂ 銅バー ６，７，８ 銅箔パターン
Claims (2)
- 【請求項１】 印刷された銅箔パターンにより構成され
た通常電流回路の配線と、直流電圧部の正電圧部若しく
は負電圧部の一方を成す貼着された第１の銅バー及び前
記正電圧部若しくは負電圧部の他方を成す貼着された第
２の銅バーにより構成された大電流回路の配線とを有す
るパワー配線基板において、前記銅箔パターンと前記第
１及び第２の銅バーとを近接させかつ平行となるように
配設し、前記銅箔パターンと前記第１の銅バーとを接続
するようにしたことを特徴とするパワー配線基板。 - 【請求項２】 前記銅箔パターンと前記第１及び第２の
銅バーとを基板の表裏に重なり合うように配設した請求
項１に記載のパワー配線基板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3293654A JP2856962B2 (ja) | 1991-10-14 | 1991-10-14 | パワー配線基板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3293654A JP2856962B2 (ja) | 1991-10-14 | 1991-10-14 | パワー配線基板 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05110215A JPH05110215A (ja) | 1993-04-30 |
| JP2856962B2 true JP2856962B2 (ja) | 1999-02-10 |
Family
ID=17797518
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3293654A Expired - Fee Related JP2856962B2 (ja) | 1991-10-14 | 1991-10-14 | パワー配線基板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2856962B2 (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10285950A (ja) * | 1997-04-03 | 1998-10-23 | Fuji Electric Co Ltd | ３レベル電力変換装置の主回路 |
| JP2005094887A (ja) * | 2003-09-16 | 2005-04-07 | Toyota Motor Corp | 電力変換器 |
| JP2006190972A (ja) * | 2004-12-08 | 2006-07-20 | Mitsubishi Electric Corp | 電力用半導体装置 |
| JP4981483B2 (ja) | 2007-03-01 | 2012-07-18 | 三菱重工業株式会社 | 一体型電動圧縮機 |
| WO2011016360A1 (ja) * | 2009-08-03 | 2011-02-10 | 株式会社安川電機 | 電力変換装置 |
| JP6029288B2 (ja) * | 2012-02-22 | 2016-11-24 | 三菱電機株式会社 | パワーモジュール |
| JP6227480B2 (ja) * | 2014-05-23 | 2017-11-08 | 三菱電機株式会社 | 半導体装置 |
| JP6999777B1 (ja) * | 2020-11-05 | 2022-01-19 | 三菱電機株式会社 | 電力変換装置 |
-
1991
- 1991-10-14 JP JP3293654A patent/JP2856962B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05110215A (ja) | 1993-04-30 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081127 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091127 Year of fee payment: 11 |
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